(57)【要約】      （修正有）【課題】反り防止を必要としない巾狭のプリント基板をはんだ付けする際に、反り防止チェーンを下部ヒーターからの加熱の邪魔とならないように完全に固定レールの下方に退避させることができるようなリフロー炉を提供する。【解決手段】反り防止チェーンが走行するガイドレールを固定レール側に傾斜が付されたスライドレール上で移動させるようにし、巾狭プリント基板をはんだ付けする際には、反り防止チェーンを固定レールの下方に退避させる。【選択図】図２
2004188496.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒーターを取り付けたトンネル内に固定レールと移動レールがトンネルの長手方向に沿って平行に設置されており、上方突出部を有する反り防止チェーンが該固定レールと移動レール間に設置され、しかも反り防止チェーンがガイドレール上を走行するリフロー炉において、スライドレールが固定レールと移動レールの下方でこれらのレールに直交して配設されているとともに、スライドレールは固定レール近傍で下方に傾斜しており、スライドレール上に摺動可能に載置されたガイドレールがスライドレールに沿って固定レールの下方に退避できる構造となっていることを特徴とするリフロー炉。
【請求項２】
ヒーターを取り付けたトンネル内に固定レールと移動レールがトンネルの長手方向に沿って平行に設置されており、上方突出部を有する反り防止チェーンが該固定レールと移動レール間に設置され、しかも反り防止チェーンがガイドレール上を走行するリフロー炉において、ガイドレールには多数の穴が穿設されていることを特徴とするリフロー炉。
【請求項３】
前記上方突出部は、固定レールに対してチェーンの外側に取り付けられていることを特徴とする請求項１、２記載のリフロー炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント基板と電子部品をリフロー法ではんだ付けするリフロー炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント基板のはんだ付け方法としては、鏝付け法、フロー法、リフロー法等がある。
【０００３】
鏝付け法は、作業者がはんだ鏝を持って、はんだ付け箇所毎にはんだ付けを行うため、作業性に問題がある。一般に鏝付け法は、他のはんだ付け方法で発生したはんだ付け不良の修正や熱に弱い電子部品を後ではんだ付けするのに適している。
【０００４】
フロー法は、プリント基板を溶融しているはんだに接触させてはんだ付けを行うため、多数のはんだ付け個所を一度の作業で行えるという生産性に優れたはんだ付け方法である。しかるにフロー法は、高温となった溶融はんだを直接プリント基板に接触させるため、プリント基板の裏面に搭載された表面実装部品（Surface  Mounted  Device：SMD）に溶融はんだが接触してSMDを熱損傷させたり機能劣化させたりすることがある。
【０００５】
リフロー法は、粉末はんだとフラックスからなるソルダペーストをプリント基板のはんだ付け部に塗布し、その上にSMDを搭載してからリフロー炉で加熱するはんだ付け方法である。このリフロー法は、大量生産が可能であるばかりでなく、SMDに対する熱影響が少ないため信頼性のあるはんだ付け部が得られるという他のはんだ付け方法にない優れた特長を有している。
【０００６】
一般にリフロー法に用いられるリフロー炉とは、トンネルの上下部にヒーターが設置されており、該トンネル内を搬送チェーンが走行している。該搬送チェーンはトンネルの長手方向に設置された固定レールと移動レールに沿って走行するようになっている。プリント基板は搬送チェーンに形成された多数のピン上に載置されてトンネル内を走行し、トンネルの上下部に設置されたヒーターで加熱されることによりソルダペーストが溶融してプリント基板とSMDをはんだ付けする。
【０００７】
リフロー法のはんだ付けで用いられるプリント基板は、ガラス・エポキシ樹脂やフェノール樹脂であるが、これらの樹脂はリフロー炉で加熱されると軟化して搬送チェーンのピンで支えた部分に対して中央となるところが下方に反ってしまうことがある。プリント基板が反ると、はんだ付け後、プリント基板を電子機器に組み込むときに所定の位置に収まらなくなってしまったり、はんだ付け中に搬送チェーンのピンから外れて落下し、リフロー炉内で焼け焦げてプリント基板と高価な電子部品が使い物にならなくなったり、さらにはこの焼け焦げで発生した異臭が工場内に立ち込めたりすることがある。
【０００８】
そこで従来より、はんだ付け中にプリント基板が反るのを防止する反り防止装置を設置したリフロー炉が提案されていた。（特許文献１〜３）反り防止装置とは、固定レールと移動レール間に設置された反り防止チェーンであり、該チェーンには上方突出部が取り付けられている。反り防止チェーンは上方突出部がプリント基板の下面に接しており、搬送チェーンと同一方向・同一速度で走行するものである。従って、プリント基板の中央部が反る状態になっても、上方突出部がプリント基板を反らさないように支持する。
【特許文献１】特開平２−３０７６９７号公報
【特許文献２】特開２０００−１６５０３３号公報
【特許文献３】特開２００１−３４５５５１号公報
【０００９】
ところでプリント基板の反りが問題になるのは比較的大きなプリント基板であり、大きなプリント基板に対しては、はんだ付け時に反り防止装置を使用しなければならない。しかしながら小さなプリント基板、例えば巾が６０ｍｍ以下のような小さなプリント基板であると、反りが発生しても反りの具合が小さいため電子機器への組み込みに影響がなく、また搬送チェーンからの脱落もおこらないため反り防止装置を使用する必要がない。
【００１０】
本来、プリント基板をリフロー炉で加熱するときには反り防止装置がない方がよいとされている。なぜならば反り防止装置は、反り防止チェーンがガイドレール上を摺動走行するものであるが、該ガイドレールがプリント基板とトンネル下部に設置されたヒーター間に存在すると、下部のヒーターからの熱がガイドレールに邪魔されてプリント基板が均一加熱されなくなってしまうからである。大きなプリント基板では反り防止装置がプリント基板の中央に存在するため、ヒーターからの熱がプリント基板の中央部に充分に当たらず、また小さなプリント基板では反り防止装置を固定レール側に移動させても、やはり反り防止装置が下方からのヒーターの熱の邪魔をしてプリント基板の端部に充分に熱が当たらず不均一加熱となってしまう。
【００１１】
そこで小さなプリント基板のはんだ付けを行う場合、反り防止装置を固定レール側になるべく近づけるようにしてプリント基板への影響を少なくしたリフロー炉も提案されている（特開２００２−１００８６４号：以下’８６４発明という）。この’８６４発明は、反り防止装置を固定レールに近づけたときに、搬送チェーンのピンと反り防止装置の上方突出部が当たらないように上方突出部を搬送チェーンの隣接したピン間に位置させるようにしたものである。
【特許文献４】特開２００２−１００８６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで’８６４発明は、反り防止装置を固定レールに最接近させても、ガイドレールを固定レールの下部に退避させることができないため、ガイドレールがプリント基板の端部に存在していてプリント基板の加熱に邪魔となっていた。この原因は、反り防止チェーンの上方突出部が内側、つまり固定レールに対して内側に取り付けてあるため、上方突出部が固定レールに最接近してもガイドレールがプリント基板の下方に残ってしまうことにある。
【００１３】
この’８６４発明でも、上方突出部を固定レールに対して外側となるように反り防止チェーンの外側に取り付ければガイドレールや反り防止チェーンを固定レールの下方に退避させることができる。つまり’８６４発明は固定レールの厚さが薄いため、ガイドレールや反り防止チェーンを固定レールの下方に退避させることができるわけである。しかしながら、リフロー炉では搬送チェーンを走行させるレールは高熱で変形したり、搬送チェーンが強い張力を受けたりすることから、固定レールの厚さを厚くして機械的強度を強くする場合がある。このように搬送レールの厚さを厚くすると反り防止装置のガイドレールや反り防止チェーンが固定レールの下部に当たって、反り防止チェーンを固定レールの下方に退避させることができなくなる。本発明は、搬送レールの厚さを厚くして、機械的強度を持たせるにもかかわらず、小さなプリント基板のはんだ付け時、反り防止装置のガイドレールや反り防止チェーンを完全に固定レールの下方に退避させて、プリント基板を均一に加熱できるようにしたリフロー炉である。また別の発明は、大きなプリント基板に対しては下方からのヒーターの熱がプリント基板の中央部を充分に加熱でき、しかも小さなプリント基板に対してもガイドレールを固定レールの下方に退避させたときに、プリント基板の端部への熱の影響を少なくできるリフロー炉である。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者らは、大きなプリント基板をはんだ付けするときは反り防止装置の上方突出部の先端がプリント基板の下面に接しなければならないが、小さなプリント基板をはんだ付けするときは上方突出部はプリント基板に接する必要がないことから、反り防止装置を固定レールに近づけたときに反り防止装置全体を下げるようにすれば反り防止装置を固定レールの下方に退避できること、そしてヒーター近傍の板に穴を開けるとヒーターからの熱は穴を容易に通過すること、等に着目して本発明を完成させた。
【００１５】
本発明は、ヒーターを取り付けたトンネル内に固定レールと移動レールがトンネルの長手方向に沿って平行に設置されており、上方突出部を有する反り防止チェーンが該固定レールと移動レール間に設置され、しかも反り防止チェーンがガイドレール上を走行するリフロー炉において、スライドレールが固定レールと移動レールの下方でこれらのレールに直交して配設されているとともに、スライドレールは固定レール近傍で下方に傾斜しており、スライドレール上に摺動可能に載置されたガイドレールがスライドレールに沿って固定レールの下方に退避できる構造となっていることを特徴とするリフロー炉である。
【００１６】
そしてまた別の発明は、ヒーターを取り付けたトンネル内に固定レールと移動レールがトンネルの長手方向に沿って平行に設置されており、上方突出部を有する反り防止チェーンが該固定レールと移動レール間に設置され、しかも反り防止チェーンがガイドレール上を走行するリフロー炉において、ガイドレールには多数の穴が穿設されていることを特徴とするリフロー炉である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のリフロー炉は、上方突出部が固定レールに対して外側となるように反り防止チェーンに取り付けられている。上方突出部を反り防止チェーンの内側に取り付けると、反り防止チェーンを固定レールの搬送チェーンに最接近させたときに、上方突出部が該搬送チェーンに当たって固定レールの下方に退避できない。その結果、下方からのヒーターの熱がガイドレールや反り防止チェーンに邪魔されてプリント基板の端部が加熱されず、不均一加熱となってしまう。そこで上方突出部を反り防止チェーンの外側に取り付けると、上方突出部を固定レールの搬送チェーンに最接近させたときに、反り防止チェーンは固定レールの下方に退避して下方からのヒーター熱の妨げとならなくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明のリフロー炉は、巾の広いプリント基板をはんだ付けする際、プリント基板の裏面に接したまま搬送チェーンに追従走行してプリント基板が反るのを完全に防止する。そしてはんだ付け時に反りの起こらない巾狭のプリント基板をはんだ付けする際には、なるべく加熱の邪魔とならないように不必要な反り防止チェーンを固定レールの下方に退避させることができるため、巾狭のプリント基板を均一加熱ができるものである。またもう一つの発明は、反り防止チェーンを走行させるガイドレールに多数の長穴が穿設されているため、巾広のプリント基板の中央部に反り防止装置があっても、ガイドレールの長孔を熱が通過してプリント基板の中央部を加熱し、巾狭のプリント基板を加熱するときに反り防止装置を固定レールに最接近させても、該長穴からヒーターの熱がプリント基板に当たるため、端部まで均一加熱が可能となるという従来にない優れた効果を奏するものである。
【実施例】
【００１９】
以下図面に基づいて本発明のリフロー炉について説明する。図１は本発明リフロー炉の正面断面図、図２は本発明のリフロー炉で巾広のプリント基板を走行させている状態の部分拡大断面図、図３は本発明のリフロー炉で巾狭のプリント基板を走行させている状態の部分拡大断面図、図４は図３のA-A線断面図、図５は図２のB-B線断面図、図６はガイドレールの拡大斜視図である。
【００２０】
リフロー炉１には、トンネル２の上下部に多数のヒーター３・・・と冷却機４、４が設置されている。またトンネル２内には固定レール５と移動レール６が平行してトンネルの長手方向に設置されており、これらのレールには搬送チェーン７、８が走行している。一対の搬送チェーン７、８には相対向するようにして多数のピン９・・・が突設されている。固定レール５は全く移動することなく設置されており、移動レール６は図示しない移動手段により矢印X方向に平行移動するようになっている。移動レール６を平行移動させるのは、リフロー炉ではんだ付けするプリント基板の巾が各種各様であり、プリント基板の巾に合わせるためである。移動レールで巾を調整してから相対向する搬送チェーン７、８のピン９・・・上にプリント基板Pを載置して矢印Z方向に走行させる。
【００２１】
固定レール５と移動レール６の間の下方には反り防止チェーン１０が搬送チェーン７、８の走行方向と同一で、しかも同一速度で走行できるように設置してある。固定レールに対して外側、即ち図２、３中の反り防止チェーン１０の右側には多数の上方突出部１１・・・が取り付けられている。反り防止チェーン１０の両側のリンクの下部は外方に屈曲した摺動面１２となっている。反り防止チェーン１０は摺動面１２がガイドレール１３の上を円滑に摺動走行するものである。ガイドレール１３は断面が山字状となっており、両側の底面上を反り防止チェーン１０の摺動面１２が走行する。ガイドレール１３には図６に示すように底面に多数の長穴１４・・・が穿設されている。該長穴は下方からのヒーターの熱を通過させてプリント基板へ熱が当たるのを多くするようにしたものである。
【００２２】
ガイドレール１３には、基台１５が固定されている。基台１５の下部は馬蹄形の切り欠き１６となっており、該切り欠き内には一端にフランジ１７を有するネジ筒１８が取り付けられている。フランジ１７には、縦方向に伸びた長孔１９、１９が穿設されている。ネジ筒１８を基台５に取り付けた状態は、フランジ１７の長孔１９、１９にボルト２０、２０を挿入し、該ボルトを基台１５に螺入することにより行う。このときボルト２０、２０は長孔１９、１９と遊嵌状態となっており、基台１５はネジ筒１８に対して上下動できるようになっている。ネジ筒１８にはボールネジ２１が螺入されている。ボールネジ２１は図２、３に示すように一端が固定レール５の下方でフリーな状態となっており、他端が移動レールの下方で炉壁２２にピボット状態で取り付けられている。ボールネジをこのように取り付けるのは、ガイドレールが熱で膨張・収縮したときに、容易にそれに追従できるようにするためである。ボールネジ２１には、図示しないハンドルが取り付けられており、該ハンドルでボールネジ２１を回動させると基台１５は矢印Yのように移動する。
【００２３】
固定レール５と移動レール６の下方には、スライドレール２３がこれらのレールに直交して炉壁２２、２２に固定されている。該スライドレールは図２、３に示すように固定レール５の近傍で下方に傾斜が付されており、固定レールの下方では移動レールの下方のスライドレールの高さよりも低くなっている。
【００２４】
次に上記構成からなる本発明のリフロー炉における搬送チェーンの移動状態について説明する。
【００２５】
図２は巾広のプリント基板を搬送する状態である。このとき移動レール６はプリント基板Pの巾に合わせて図中右方にあり、プリント基板Pは搬送チェーン７、８の多数のピン９・・・上に載置されている。このとき反り防止チェーン１０はプリント基板Pの略中央位置にあり、上方突出部１１の先端がプリント基板Pの裏面に接している。
【００２６】
この状態でプリント基板Pを搬送チェーン７、８でトンネル２内を走行させると、プリント基板Pはトンネル内に設置されたヒーター３・・・で加熱されてはんだ付けがなされる。プリント基板Pはヒーター３・・・で加熱されたときに軟化してピン９・・・で保持された部分間の中央が下方に反るようになるが、反り防止チェーン１０の上方突出部１１・・・がプリント基板の裏面を支持しているため反ることがない。そしてプリント基板は反り防止チェーンで裏面を受けた状態で冷却機４で冷却され、全く反ることなくはんだ付けが終了する。このときガイドレールには多数の長孔が穿設されているため、下方からのヒーターの熱は、該長孔を通してプリント基板に当たり、プリント基板を均一加熱する。
【００２７】
図３は巾狭のプリント基板を搬送する状態である。巾の狭いプリント基板をはんだ付けする場合は、該プリント基板は反りが起こらないため、反り防止チェーンは不要となる。そこで反り防止チェーンを固定レール５の下方に退避させる。反り防止チェーンの退避は、図示しないハンドルでボールネジ２１を回動させて行う。ボールネジ２１を回動させると、ボールネジがネジ筒１８に螺入されており、さらにネジ筒が基台１５に取り付けられているため、ガイドレール１３は図中左方に移動するようになる。基台１５を固定レール５方向（図中左方）に移動させると、スライドレール２３上に載置されたガイドレール１３はスライドレール２３に沿って移動する。ガイドレール１３はスライドレール２３の傾斜に沿って位置を下げ、図３のように固定レール５の下方に達する。このとき反り防止チェーン１０の位置が下がるため、反り防止チェーン１０は固定レール５に当たることなく固定レール５の下方まで移動する。
【００２８】
このようにして反り防止チェーン１０が固定レール５の下方に移動した状態でプリント基板Pをトンネル２内のヒーター３・・・で加熱すると、トンネルの下部に設置したヒーター３からの熱は反り防止チェーン１０に邪魔されることなくプリント基板Pに当たって均一加熱を行うようになる。
【００２９】
また反り防止チェーン１０を走行させるガイドレール１３には多数の長穴１４・・・が穿設されているため、巾広のプリント基板を加熱するときには、ガイドレールの長孔を通して下方のヒーターの熱がプリント基板に当たり、プリント基板を均一に加熱する。そして巾狭のプリント基板を加熱するときには、反り防止チェーン１０を固定レール５に最接近させてガイドレール１３が少しプリント基板の下方にあっても、長穴１４からヒーターの熱が通過してプリント基板の端部を加熱するようになる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、反り防止チェーンを設置したリフロー炉において、少なくとも下部のヒーターからの熱でプリント基板を加熱するときに、反り防止チェーンが固定レールの下に退避したり、ガイドレールに穴を穿設したりして、プリント基板の加熱に極力影響しないようにしたものである。従って、本発明の技術思想を逸脱しない限り、如何なる形状・構造のリフロー炉にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明リフロー炉の正面断面図
【図２】本発明のリフロー炉で巾広のプリント基板を走行させている状態の部分拡大断面図
【図３】本発明のリフロー炉で巾狭のプリント基板を走行させている状態の部分拡大断面図
【図４】図３のA-A線断面図
【図５】図２のB-B線断面図
【図６】ガイドレールの拡大斜視図
【符号の説明】
【００３２】
１  リフロー炉
２  トンネル
５  固定レール
６  移動レール
７、８  搬送チェーン
１０  反り防止チェーン
１１  上方突出部
１３  ガイドレール
１５  基台
２３  スライドレール
【図１】
2004188496.tif 000003
【図２】
2004188496.tif 000004
【図３】
2004188496.tif 000005
【図４】
2004188496.tif 000006
【図５】
2004188496.tif 000007
【図６】
2004188496.tif 000008