(57)【要約】【課題】はんだ槽の前段で予めワークを加熱するプリヒータユニットおよびこのプリヒータユニットを用いた噴流式はんだ付け装置において、鉛フリーはんだに対応できるようにする。【解決手段】ヒータケース１２の下部にファンユニット１３を設置し、ヒータケース１２内の加熱室１４に、ファンユニット１３から供給した風を加熱するフィン付ヒータ１５を設置する。ヒータケース１２の上部に輻射板１７を設置する。この輻射板１７は、フィン付ヒータ１５により加熱した熱風をワークＷに供給する多数の孔１６を有するとともに、フィン付ヒータ１５の加熱により発生する遠赤外線をワークＷに輻射する。輻射板１７からワークＷに供給した熱風を回収してファンユニット１３に循環させる回収手段４１を設ける。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送手段により搬送されるワークにはんだ付けをするはんだ槽の前段で予めワークを加熱するプリヒータユニットにおいて、
風を送る送風手段と、
前記送風手段から供給された風を加熱するヒータと、
前記ヒータにより加熱された熱風をワークに供給する孔を有するとともに前記ヒータの加熱により発生する遠赤外線を前記ワークに輻射する輻射板と
を具備したことを特徴とするプリヒータユニット。
【請求項２】
前記輻射板から前記ワークに供給された熱風を回収して前記送風手段に循環させる回収手段
を具備したことを特徴とする請求項１記載のプリヒータユニット。
【請求項３】
ワークを搬送する搬送手段と、
前記搬送手段により搬送された前記ワークにはんだ付けをする噴流式はんだ槽と、
前記ワークが前記噴流式はんだ槽に搬送される前段で前記ワークを予め加熱するプリヒータユニットとを備えた噴流式はんだ付け装置において、
前記プリヒータユニットは、
風を送る送風手段と、
前記送風手段から供給された風を加熱するヒータと、
前記ヒータにより加熱された熱風を前記ワークに供給する孔を有するとともに前記ヒータの加熱により発生する遠赤外線を前記ワークに輻射する輻射板と
を具備したことを特徴とする噴流式はんだ付け装置。
【請求項４】
前記プリヒータユニットが、前記搬送手段を介して下側および上側にそれぞれ配設された
ことを特徴とする請求項３記載の噴流式はんだ付け装置。
【請求項５】
前記搬送手段の下側に前記プリヒータユニットが配設され、前記プリヒータユニットの上側に前記搬送手段を介して下面開口状の反射カバーが配設された
ことを特徴とする請求項３または４記載の噴流式はんだ付け装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、はんだ付けされるワークを予加熱するプリヒータユニットおよびこのプリヒータユニットを用いた噴流式はんだ付け装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の噴流式はんだ付け装置は、はんだ付けされるワークを搬送する搬送コンベヤに沿って、複数のプリヒータユニットと噴流式はんだ槽とが配設されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
従来の噴流式はんだ付け装置で用いられているプリヒータユニットは、シーズヒータから輻射される輻射熱によりワークを加熱している。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−１９２７６６号公報（第３頁、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような輻射熱のみを用いたプリヒータユニットでは、プリヒート温度条件の厳しい鉛フリーはんだに対応することが困難である。
【０００６】
すなわち、最近は、環境上の問題から鉛を用いない鉛フリーはんだを使用するはんだ付けがなされるようになったが、鉛フリーはんだは、鉛含有はんだより融点が高く、ワークとしてのプリント配線基板に搭載された実装部品の耐熱温度に近付いているので、溶融はんだで使用可能の温度範囲が狭くなっている。
【０００７】
これに対応して、鉛フリーはんだではんだ付けする前にワークをプリヒートする際の許容温度範囲も狭くなっており、その範囲内に入るようにプリヒート温度を高精度に制御する必要があるが、従来のシーズヒータから輻射される輻射熱のみによりワークを加熱するプリヒータユニットでは、高精度のプリヒート温度制御は困難である。
【０００８】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、はんだ槽の前段で予めワークを加熱するプリヒータユニットおよびこのプリヒータユニットを用いた噴流式はんだ付け装置において、鉛フリーはんだに対応できるようにすることを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載された発明は、搬送手段により搬送されるワークにはんだ付けをするはんだ槽の前段で予めワークを加熱するプリヒータユニットにおいて、風を送る送風手段と、前記送風手段から供給された風を加熱するヒータと、前記ヒータにより加熱された熱風をワークに供給する孔を有するとともに前記ヒータの加熱により発生する遠赤外線を前記ワークに輻射する輻射板とを具備したプリヒータユニットであり、そして、前記送風手段および前記ヒータにより発生して前記輻射板の前記孔から前記ワークに供給される熱風による対流加熱と、前記ヒータの加熱により前記輻射板から発生した遠赤外線による輻射加熱とを併用することにより、前記ワークに応じてワーク全面のプリヒート温度を高精度に制御でき、従来のシーズヒータから輻射される輻射熱のみによりワークをプリヒート加熱するプリヒータユニットよりも高精度のプリヒート加熱が可能となり、温度条件の厳しい鉛フリーはんだに対応できるプリヒータユニットを提供できる。
【００１０】
請求項２に記載された発明は、請求項１記載のプリヒータユニットにおいて、前記輻射板から前記ワークに供給された熱風を回収して前記送風手段に循環させる回収手段を具備したプリヒータユニットであり、そして、前記ワークに供給されて反射された熱風を前記回収手段により回収して前記送風手段に循環させることで、熱効率を向上できるとともに、熱風が循環する自己完結型のユニット化されたプリヒータユニットを構成でき、設置個数および設置形態などを自由に選択できる。
【００１１】
請求項３に記載された発明は、ワークを搬送する搬送手段と、前記搬送手段により搬送された前記ワークにはんだ付けをする噴流式はんだ槽と、前記ワークが前記噴流式はんだ槽に搬送される前段で前記ワークを予め加熱するプリヒータユニットとを備えた噴流式はんだ付け装置において、前記プリヒータユニットは、風を送る送風手段と、前記送風手段から供給された風を加熱するヒータと、前記ヒータにより加熱された熱風を前記ワークに供給する孔を有するとともに前記ヒータの加熱により発生する遠赤外線を前記ワークに輻射する輻射板とを具備した噴流式はんだ付け装置であり、そして、熱風による対流加熱と遠赤外線による輻射加熱との併用により、ワークに応じてワーク全面のプリヒート温度を高精度に制御できることから、はんだ付け時のワーク温度プロファイルを高精度に制御することも容易になり、鉛フリーはんだに対応できる噴流式はんだ付け装置を提供できる。
【００１２】
請求項４に記載された発明は、請求項３記載のプリヒータユニットが、前記搬送手段を介して下側および上側にそれぞれ配設された噴流式はんだ付け装置であり、そして、前記搬送手段を介して下側および上側にそれぞれ配設された前記プリヒータユニットにより、前記ワークの下面および上面の状態に応じて上下プリヒート温度のバランスを制御でき、例えば、プリント配線基板の上側にディスクリート部品の部品本体が搭載されプリント配線基板の下側にディスクリート部品のリードが挿入されたワークの場合は、前記ワークの下側を高温に上側を低温にプリヒートして、十分なプリヒート温度と部品本体の耐熱温度とを両立させることができる。
【００１３】
請求項５に記載された発明は、請求項３または４記載の噴流式はんだ付け装置において、前記搬送手段の下側に前記プリヒータユニットが配設され、前記プリヒータユニットの上側に前記搬送手段を介して下面開口状の反射カバーが配設された噴流式はんだ付け装置であり、そして、前記搬送手段の下側に配設された前記プリヒータユニットから発生して前記搬送手段の上方へ移動しようとする熱風や遠赤外線を、上側に配設された前記反射カバーが遮り、下方へ強制的に戻すので、熱効率を向上できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るプリヒータユニットを、図１乃至図３に示された一実施の形態を参照しながら説明するとともに、本発明に係る噴流式はんだ付け装置を、図４に示された一実施の形態、および図５に示された他の実施の形態を参照しながら説明する。
【００１５】
図１に示されたプリヒータユニット１１は、ヒータケース１２の下部に、風を送る送風手段としてのファンユニット１３が設置され、ヒータケース１２内の加熱室１４に、ファンユニット１３から供給された風を加熱するヒータとしてのフィン付ヒータ１５が設置され、ヒータケース１２の上部に、フィン付ヒータ１５により加熱された熱風をワークＷに噴出供給する多数の小さな孔１６を有するとともにフィン付ヒータ１５の加熱により発生する遠赤外線をワークＷに輻射する輻射板１７が設置されている。
【００１６】
ファンユニット１３は、図１（ｂ）に示されるようにヒータケース１２の下面にファンケーシング２１が固定され、このファンケーシング２１の下部に取付部材２２を介してモータ２３が固定され、また、ファンケーシング２１の内部に、モータ２３により回転駆動される円板２４ａに径方向の羽根２４ｂが放射状に取付けられた回転翼２４が配置された遠心式送風機である。
【００１７】
図１（ａ）、（ｂ）に示されるように、ファンケーシング２１の中央部にファン吸込口２５が開口され、ファンケーシング２１の左右部から加熱室１４内に１対の送風吐出口２６が長円形に開口されている。
【００１８】
前記フィン付ヒータ１５は、図１（ａ）に示されるようにＭ形に配設されたシーズヒータなどの電熱線体であり、その全長にわたって放熱用のフィンが設けられ、また、ヒータケース１２の右側板には、ヒータ端子２７が取付けられ、このヒータ端子２７の周囲は、下面を除いてヒータ端子カバー２８により覆われている。
【００１９】
前記輻射板１７は、図１（ｂ）に示されるようにヒータケース１２の左右上部から中央部に向かって突設された輻射板支持部３１，３１間に架け渡すようにして、これらの輻射板支持部３１，３１間に形成された上部開口３２上にねじなどで設置されている。
【００２０】
この輻射板１７は、フィン付ヒータ１５により加熱されると、その表面から加熱温度に応じた量の遠赤外線を放射する。この輻射板１７は、小さな孔１６の空気抵抗により、ヒータケース１２内の加熱室１４の熱風圧力を全体的に均一化する働きもある。
【００２１】
この輻射板１７の上面には、フィン付ヒータ１５への通電量を制御するための温度調節用の熱電対３３が固定金具３４により固定設置されている。さらに、フィン付ヒータ１５には、過熱検出用の熱電対３５が設置されている。
【００２２】
図１（ａ）、（ｂ）に示されるように、ヒータケース１２の左右部には、それぞれ取付板３６を介して取手３７が設けられている。
【００２３】
また、このプリヒータユニット１１は、輻射板１７からワークＷに噴射された熱風を回収してファンユニット１３に循環させる回収手段４１を具備している。
【００２４】
この回収手段４１は、図１（ａ）に示されるように、ヒータケース１２のワーク進行方向に位置する前側板に沿って吸込ダクト４２が設けられ、反対側に位置する後側板に沿って吸込ダクト４３が設けられ、図示左側に位置する側板に沿って前後の吸込ダクト４２，４３と連通する補助的な吸込ダクト４４が設けられ、これらの吸込ダクト４２，４３，４４の上端の内角部には、図１（ａ）（ｂ）および図２に示されるような回収吸込口４５，４６，４７が設けられている。
【００２５】
前側のダクト４２と後側のダクト４３との間は、図２および図３に示されるようにヒータケース１２の底部に設けられた中央吸込ダクト４８により連通され、この中央吸込ダクト４８の中央部に対して前記ファンユニット１３のファン吸込口２５が開口されている。前記１対の送風吐出口２６は、中央吸込ダクト４８の外側で中央吸込ダクト４８に沿って開口されている。
【００２６】
次に、この図示されたプリヒータユニット１１の作用効果を説明する。
【００２７】
ファンユニット１３の送風吐出口２６から加熱室１４内に吐出された風は、輻射板１７の孔１６の空気抵抗により加熱室１４内に短時間留まる間に、フィン付ヒータ１５により加熱されて所定温度まで温度上昇するとともに、加熱室１４の全体に均一に行き渡り、輻射板１７の各々の孔１６より外部へ噴出するので、図示しない搬送手段としての搬送コンベヤにより輻射板１７に沿って平行に搬送されるワークＷを、孔１６より噴出する熱風の対流加熱作用で予加熱する。
【００２８】
このとき、同時に、フィン付ヒータ１５により加熱された輻射板１７の表面からは、その表面温度に応じた遠赤外線が輻射されているので、この遠赤外線による輻射加熱も併用して、はんだ付け直前のワークＷを所定のプリヒート温度まで予加熱する。
【００２９】
ワークＷに衝突して温度低下した風は、主としてワーク進行側および反対側の回収吸込口４５，４６より吸込ダクト４２，４３を経て中央吸込ダクト４８内に吸込まれ、さらに、ファン吸込口２５よりファンケーシング２１の中央部に吸込まれ、回転翼２４の羽根により回転されながら遠心力により径方向外側に加圧され、ファンケーシング２１内から送風吐出口２６を経て加熱室１４内に吐出される。
【００３０】
ワークＷに衝突した熱風の一部は、補助的に一側部に位置する回収吸込口４７より吸込ダクト４４およびこの吸込ダクト４４に連通された吸込ダクト４２，４３を経て中央吸込ダクト４８内に吸込まれ、同様に、ファン吸込口２５よりファンケーシング２１の中央部に吸込まれる。
【００３１】
このように、ファンユニット１３およびフィン付ヒータ１５により発生して輻射板１７の孔１６からワークＷに噴射される熱風による対流加熱と、フィン付ヒータ１５の加熱により輻射板１７から発生した遠赤外線による輻射加熱とを併用することにより、ワークＷに応じてワークＷ全面のプリヒート温度を高精度に制御でき、例えば、ワークＷのプリント配線基板に搭載された実装部品の実装状態によっては、遠赤外線が到達しにくい部分が発生することもあるので、熱風によりプリヒートに必要な熱量を供給して、全体的に所望のプリヒート温度を得るようにする。
【００３２】
これにより、従来のシーズヒータから輻射される輻射熱のみによりワークＷをプリヒート加熱するプリヒータユニットよりも高精度のプリヒート加熱が可能となり、温度条件の厳しい鉛フリーはんだによるはんだ付けに対応できる。
【００３３】
さらに、ワークＷに噴射された熱風を回収手段４１により回収してファンユニット１３に循環させることで、熱効率を向上できるとともに、熱風が循環する自己完結型のユニット化されたプリヒータユニット１１を構成でき、このプリヒータユニット１１の設置個数および設置形態などを、以下に説明するように、自由に選択できる。
【００３４】
次に、本発明に係る噴流式はんだ付け装置を、図４に示された一実施の形態、および図５に示された他の実施の形態を参照しながら説明する。
【００３５】
図４および図５に示された噴流式はんだ付け装置は、図示されない換気ダクトが接続された装置カバー５１の内部に、はんだ付けされるワークＷを１対のエンドレスチェン間に載せて搬送する搬送手段としての搬送コンベヤ５２が、ワーク進行方向に向って上昇するように傾斜状に配設され、この搬送コンベヤ５２に沿って少なくとも搬送コンベヤ５２より下側に複数の前記プリヒータユニット１１が配設され、さらに、この搬送コンベヤ５２に沿ってプリヒータユニット１１の下流側に１次噴流ノズル５３および２次噴流ノズル５４を備えたはんだ槽としての噴流式はんだ槽５５が配設され、さらに、この搬送コンベヤ５２に沿って噴流式はんだ槽５５の下流側にワークＷの下面を冷却ファンなどにより強制冷却するための下部冷却部５６が配設され、搬送コンベヤ５２を挟んでこの下部冷却部５６の上側にワークＷの上面を冷却ファンなどにより強制冷却するための上部冷却部５７が配設された点で共通している。
【００３６】
一方、図４に示された噴流式はんだ付け装置は、搬送コンベヤ５２を介して下側および上側の両方に、複数のプリヒータユニット１１がそれぞれ対向して配設されている。
【００３７】
そして、搬送コンベヤ５２により搬送されるワークＷにはんだ付けをする噴流式はんだ槽５５の前段で、複数のプリヒータユニット１１によって予めワークＷを加熱する。その際、搬送コンベヤ５２を介して下側および上側にそれぞれ配設されたプリヒータユニット１１により、ワークＷの下面および上面の状態に応じて上下プリヒート温度のバランスを制御でき、例えば、ワークＷとして、プリント配線基板の上側にディスクリート部品の部品本体が搭載され、プリント配線基板の下側にディスクリート部品のリードが挿入されたものでは、そのワークＷの下側を高温にプリヒートするとともにワークＷの上側を低温にプリヒートすることで、ワークＷの上側では、相対的にワークＷの下側からの加熱を抑えることができ、十分なプリヒート温度と部品本体の耐熱温度とを両立させることができる。
【００３８】
また、図５に示された噴流式はんだ付け装置は、搬送コンベヤ５２の下側に複数の前記プリヒータユニット１１が配設され、プリヒータユニット１１の上側に搬送コンベヤ５２を介して複数の下面開口状の反射カバー５８が配設されている。
【００３９】
そして、プリヒータユニット１１上にワークＷが存在しないときなどに、下側のプリヒータユニット１１から発生して搬送コンベヤ５２の上方へ移動しようとする熱風や遠赤外線を、上側の反射カバー５８が遮り、下方へ強制的に戻すので、この反射カバー５８がない場合より、プリヒータユニット１１のフィン付ヒータ１５を省電力運転でき、熱効率を向上できる。
【００４０】
このような図４および図５に示された噴流式はんだ付け装置は、図１乃至図３に示されたプリヒータユニット１１を用いているので、熱風による対流加熱と、遠赤外線による輻射加熱との併用により、ワークＷに応じてワーク全面のプリヒート温度を高精度に制御できることから、引続いて、噴流式はんだ槽５５の１次噴流ノズル５３から噴流する１次噴流波（乱流波）および２次噴流ノズル５４から噴流する２次噴流波（整形波）によるはんだ付け時のワーク温度プロファイルを高精度に制御することも容易になり、鉛フリーはんだに対応できる噴流式はんだ付け装置を提供できる。
【００４１】
最後に、この噴流式はんだ槽５５からの噴流はんだが作用したワークＷの下面と、直接作用しなかったワークＷの上面は、はんだ付け後の温度が異なるので、下部冷却部５６および上部冷却部５７によって、ワークＷの下面および上面をそれぞれの温度プロファイルで冷却する。
【００４２】
なお、プリヒータユニット１１の設置個数および設置形態は、図４および図５に示されたものに限定されず、例えば、搬送コンベヤ５２の上側にプリヒータユニット１１と反射カバー５８とを併設しても良い。
【００４３】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、送風手段およびヒータにより発生して輻射板の孔からワークに供給される熱風による対流加熱と、ヒータの加熱により輻射板から発生した遠赤外線による輻射加熱とを併用することにより、ワークに応じてワーク全面のプリヒート温度を高精度に制御でき、従来のシーズヒータから輻射される輻射熱のみによりワークをプリヒート加熱するプリヒータユニットよりも高精度のプリヒート加熱が可能となり、鉛フリーはんだに対応できるプリヒータユニットを提供できる。
【００４４】
請求項２記載の発明によれば、ワークに供給されて反射された熱風を回収手段により回収して送風手段に循環させることで、熱効率を向上できるとともに、熱風が循環する自己完結型のユニット化されたプリヒータユニットを構成でき、設置個数および設置形態を自由に選択できる。
【００４５】
請求項３記載の発明によれば、熱風による対流加熱と遠赤外線による輻射加熱との併用により、ワークに応じてワーク全面のプリヒート温度を高精度に制御できることから、はんだ付け時のワーク温度プロファイルを高精度に制御することも容易になり、鉛フリーはんだに対応できる噴流式はんだ付け装置を提供できる。
【００４６】
請求項４記載の発明によれば、搬送手段を介して下側および上側にそれぞれ配設されたプリヒータユニットにより、ワークの下面および上面の状態に応じて上下プリヒート温度のバランスを制御でき、例えば、プリント配線基板の上側にディスクリート部品の部品本体が搭載されプリント配線基板の下側にディスクリート部品のリードが挿入されたワークの場合は、ワークの下側を高温に上側を低温にプリヒートして、十分なプリヒート温度と部品本体の耐熱温度とを両立させることができる。
【００４７】
請求項５記載の発明によれば、下側のプリヒータユニットから発生して搬送手段の上方へ移動しようとする熱風や遠赤外線を、上側の反射カバーが遮り、下方へ強制的に戻すので、熱効率を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明に係るプリヒータユニットの一実施の形態を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線断面図である。
【図２】図１（ａ）のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】同上プリヒータユニットの回収手段の一部を切欠いて示した斜視図である。
【図４】本発明に係る噴流式はんだ付け装置の一実施の形態を示す正面図である。
【図５】本発明に係る噴流式はんだ付け装置の他の実施の形態を示す正面図である。
【符号の説明】
Ｗ    ワーク
１１    プリヒータユニット
１３    送風手段としてのファンユニット
１５    ヒータとしてのフィン付ヒータ
１６    孔
１７    輻射板
４１    回収手段
５２    搬送手段としての搬送コンベヤ
５５    はんだ槽としての噴流式はんだ槽
５８    反射カバー
【図１】
2004223545.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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