(57)【要約】  【課題】  吹き出した雰囲気ガスが基板の位置で十分な吹付速度を有しつつ、反対側の吹出ノズル位置までは達することなく、基板の搬送に伴う炉圧の変動を減少させ、更に、回路基板の上下の加熱の温度差を十分取れる加熱装置と加熱方法、及び、この装置を用いたリフロー炉を提供する。【解決手段】  搬送される回路基板２を加熱する加熱装置であって、雰囲気ガスを循環させる循環ファン８と、雰囲気ガスを加熱するヒータ１０と、加熱された雰囲気ガスを吹き出して回路基板２に吹き付ける吹出ノズル６と、雰囲気ガスを吸引するための吸込口７とを備え、吹出ノズル６と吸込口７を近接した位置に配置して、吸込口７の吸引力によって、吹出ノズル６から吹き出された雰囲気ガスの流れを所定の減衰特性で減衰させる回路基板の加熱装置とその加熱方法、及び、この装置を用いたリフロー炉を提供する。【選択図】  図２
2005175286.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
雰囲気ガスが充填されたシェル内で、搬送装置によって搬送される回路基板を加熱する加熱装置であって、
前記シェル内の雰囲気ガスを循環させる循環ファンと、
前記循環ファンによって循環する雰囲気ガスを加熱するヒータと、
前記ヒータによって加熱された雰囲気ガスを吹き出して、前記回路基板に吹き付ける吹出ノズルと、
前記シェル内の雰囲気ガスを前記循環ファンへ吸引するための吸込口と、
を備え、
前記吹出ノズルと前記吸込口を近接した位置に配置して、
前記吸込口からの吸引力によって、前記吹出ノズルから吹き出された雰囲気ガスの流れを所定の減衰特性で減衰させることを特徴とする回路基板の加熱装置。
【請求項２】
前記吹出ノズルから吹き出された雰囲気ガスが前記回路基板に達するときの流速が、前記吹出ノズルから吹き出される初速の１／２以下となるような減衰特性を有することを特徴とする請求項１に記載の回路基板の加熱装置。
【請求項３】
前記回路基板の両面側に前記加熱装置を設置して、前記回路基板の両面を加熱する場合において、
一方の吹出ノズルから吹き出された雰囲気ガスが、反対側の吹出ノズルに達する前に、流れの向きを変えて、該一方の吹出ノズル側の吸込口へ吸引されることを特徴とする請求項１又は２に記載の回路基板の加熱装置。
【請求項４】
前記吹出ノズルと前記吸込口が交互に並ぶように配置されたことを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の回路基板の加熱装置。
【請求項５】
前記吹出ノズルのノズル口と前記吸込口が同一平面状に並ぶように配置されたことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の回路基板の加熱装置。
【請求項６】
前記吸込口からの吸込圧が１５０Ｐａ以下の吸込圧であることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の回路基板の加熱装置。
【請求項７】
雰囲気ガスを吹き出す流路が、雰囲気ガスを吸引する流路よりも外側に配置されたことを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の回路基板の加熱装置。
【請求項８】
前記吸込口の他に、前記シェル内の雰囲気ガスを前記循環ファンへ吸引するための新たな吸込口が、前記吹出ノズルと近接しない位置に設置されたことを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載の回路基板の加熱装置。
【請求項９】
前記吸込口からの吸引力を調整するダンパが更に備えられたことを特徴とする請求項９に記載の回路基板の加熱装置。
【請求項１０】
前記吹出ノズルから吹き出された雰囲気ガスを、主に前記回路基板を通過した後に吸引して流れを減衰させることを特徴とする請求項１から９の何れか１項に記載の回路基板の加熱装置。
【請求項１１】
請求項１から１０の何れか１項に記載の回路基板の加熱装置を用いて、回路基板の半田付けを行うリフロー炉。
【請求項１２】
シェル内に雰囲気ガスを充填して、搬送装置によって回路基板を搬送しながら加熱をする方法であって、
前記シェル内の雰囲気ガスを循環ファンで循環させる工程と、
前記循環ファンによって循環する雰囲気ガスをヒータで加熱する工程と、
前記ヒータによって加熱された雰囲気ガスを吹出ノズルを用いて吹き出して、前記回路基板に吹き付ける工程と、
前記シェル内の雰囲気ガスを、吸込口を用いて前記循環ファンへ吸引する工程と、
を備え、
前記吹出ノズルと前記吸込口を近接した位置に配置して、
前記吸込口からの吸引力によって、前記吹出ノズルから吹き出された雰囲気ガスの流れを所定の減衰特性で減衰させることを特徴とする回路基板の加熱方法。
【請求項１３】
前記吹出ノズルから吹き出された雰囲気ガスが前記回路基板に達するときの流速を、前記吹出ノズルから吹き出される初速の１／２以下となるように流れを減衰させることを特徴とする請求項１２に記載の回路基板の加熱方法。
【請求項１４】
前記回路基板の両面を加熱する場合において、
一方の吹出ノズルから吹き出された雰囲気ガスが、反対側の吹出ノズルに達する前に、流れの向きを変えて、該一方の吹出ノズル側の吸込口へ吸引されるように流れを減衰させることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の回路基板の加熱方法。
【請求項１５】
前記吸込口から、１５０Ｐａ以下の吸込圧で雰囲気ガスを吸引することを特徴とする請求項１２から１４の何れか１項に記載の回路基板の加熱方法。
【請求項１６】
前記吹出ノズルから吹き出された雰囲気ガスを、主に前記回路基板を通過した後に吸引して流れを減衰させることを特徴とする請求項１２から１５の何れか１項に記載の回路基板の加熱方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、雰囲気ガスの中で、電子部品を登載した回路基板に熱風を吹き付けて加熱を行う加熱装置と加熱方法、及び、その加熱装置を用いて回路基板の半田付けを行うリフロー炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、様々な電子部品が回路基板の表面に登載されて半田付けされたＳＭＤ（Surface Mounted Device）が、電子機器に広く用いられている。このＳＭＤを製作するには、多くの場合、クリーム半田が印刷された回路基板に電子部品を登載して、リフロー炉で加熱することによって半田付けを行っている。このリフロー炉は、炉内を、電子部品が搭載された回路基板を搬送装置で水平に搬送する間に、回路基板を加熱することによって、半田を溶融させて、回路基板と電子部品の半田付けを行う加熱炉である。このリフロー炉は、通常、雰囲気炉になっており、窒素等の雰囲気ガスの中で回路基板の加熱を行って、半田付けの間に生じる酸化等を防いでいる。
【０００３】
この回路基板の加熱装置としては、熱風を回路基板に吹き付けて半田を溶融する加熱装置が広く用いられている。この加熱装置は、リフロー炉内の雰囲気ガスを循環させる循環ファンと、循環する雰囲気ガスを加熱するヒータと、加熱された雰囲気ガスを回路基板に吹き付けるための吹付ノズルを備えている。この加熱装置が、回路基板の上方と下方に設置されており、回路基板の上面と下面を加熱する。
【０００４】
この加熱装置を用いた加熱方法は下記のようになる。
雰囲気ガスが循環ファンによって、炉内を循環するようになっている。そして、循環する雰囲気ガスがヒータで加熱された後に、吹出ノズルから吹き出され、回路基板に吹き付けられて回路基板を加熱する。その後、循環ファンに吸引されて炉内を循環する間に、再びヒータで加熱されて同様のサイクルを繰り返す。以上によって、次々と搬送されてくる回路基板を加熱することができる。
【０００５】
この加熱装置において、回路基板を有効に加熱するためには、回路基板への熱風の吹き付け方法が重要である。そのため、熱風を吹き出すための吹出ノズルについて、様々な提案がなされている。その一例として、図９（ａ）に示されるような、複数のパイプ状の吹出ノズル１０６を用いて熱風を吹き付ける加熱装置が提案されている。（引用文献１参照。）
この場合、所定の間隔で配置された複数のパイプ状の吹出ノズル１０６から、熱風を回路基板に吹き付けて、主に強制対流伝熱によって加熱を行う。そして、回路基板１０２に当たってはね返った雰囲気ガスが循環ファンによって循環して、再び加熱されて熱風となり、再び回路基板１０２を加熱する。以上のサイクルを繰り返して加熱を続ける。
ここで、回路基板１０２に達するときに所定の吹付速度が得られるように、循環ファンの設定を行うことによって、所望の加熱を行うことができる。
【特許文献１】特開２００１−３２６４５５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のように、パイプ状の吹出ノズル１０６を用いた加熱装置においては、十分な加熱を行うためには、回路基板１０２の位置である値以上の吹付速度が得られるように循環ファンを設定する必要があるが、その場合には、図９（ｂ）に示されるような回路基板１０２が存在しない状態では、上側の吹出ノズル１０６から吹き出された雰囲気ガスは下側の吹出ノズル１０６の位置まで達し、また、下側の吹出ノズル１０６から吹き出された雰囲気ガスは上側の吹出ノズル１０６の位置まで達することになる。
【０００７】
実際のリフロー炉の操業においては、回路基板１０２は搬送装置によって水平に搬送されていくので、図８（ａ）に示されるような回路基板１０２が存在する状態と、図８（ｂ）に示されるような回路基板１０２が存在しない状態が交互におとずれることになる。また、実際には、回路基板１０２が存在しない時間帯の方が長いのが一般的である。
よって、リフロー炉内を循環する雰囲気ガスは、回路基板が存在する場合には、回路基板にはね返され、一方、回路基板が存在しない場合には、吹き出し位置と反対側の吹出ノズルの方まで流れることになる。
【０００８】
従って、回路基板の搬送に伴う回路基板の有無によって、リフロー炉内を循環する雰囲気ガスの流れが大きく変わり、これに従ってリフロー炉内の炉圧も大きく変動する。
リフロー炉では、窒素ガス等の雰囲気ガスを炉内に充填し、炉圧を外気よりも若干高めに設定することによって、外気が炉内に流入することを防いでいる。もし、炉圧が変動する場合には、炉圧が低下した状態でも外気が流入するのを防ぐために、更に多量の雰囲気ガスを炉内に供給する必要がある。またこの場合、平均炉圧が上昇するので、炉外へ流出する不雰囲気ガスの流量も増え、雰囲気ガスの消費量はますます増加する。
これら窒素等の雰囲気ガスは高価なものであり、リフロー炉を操業するランニングコストが上昇する問題が発生する。
【０００９】
一方、炉圧の変動を抑えるために、吹出ノズルから吹き出された雰囲気ガスが、反対側の吹出ノズル位置まで達しないように、雰囲気ガスの吹き出し速度を調整した場合には、回路基板位置で十分な吹付速度が得られないので、十分な加熱ができないという問題が生じる。
【００１０】
更に、現在主流となりつつある鉛フリー半田を用いた半田付けにおいては、その融点が高いため、従来よりも高温の雰囲気ガスを吹き付けて加熱する必要がある。しかし、この高温の熱風を電子機器に吹き付けた場合には、電子機器が熱で損傷する恐れがある。従って、この損傷を防ぐために、電子機器の載る回路基板の上側へ吹き付けるガス温度を、下側から吹き付けるガス温度よりも低くして、回路基板の上下で温度差を付けた加熱方法を採用する必要が出てきた。
【００１１】
この場合においても、上述の吹出ノズル１０２を用いた加熱装置では、長い時間帯を占める回路基板１０２の存在しない状態では、上側の吹出ノズル１０６から吹き出された比較的低温の雰囲気ガスが、下側の吹出ノズル１０６の位置に達し、下側の吹出ノズル１０６から吹き出された比較的高温の雰囲気ガスが、上側の吹出ノズル１０６の位置に達するので、高温のガスと低温のガスが混合状態となり、所望の上下の温度差を付けることが困難になる問題が生じる。
【００１２】
従って、本発明の目的は上述の問題を解決して、吹き出した雰囲気ガスが回路基板の位置では十分な吹付速度を有しながらも、反対側の吹出ノズル位置までは達することないようにすることにより、回路基板の搬送に伴う炉圧の変動を減少させ、更に、回路基板の上下の加熱の温度差を十分取ることのできる加熱装置と加熱方法、及び、この加熱装置を備えたリフロー炉を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的を達成知るため、本発明の回路基板の加熱装置の第１の実施態様は、雰囲気ガスが充填されたシェル内で、搬送装置によって搬送される回路基板を加熱する加熱装置であって、シェル内の雰囲気ガスを循環させる循環ファンと、循環ファンによって循環する雰囲気ガスを加熱するヒータと、ヒータによって加熱された雰囲気ガスを吹き出して、回路基板に吹き付ける吹出ノズルと、シェル内の雰囲気ガスを前記循環ファンへ吸引するための吸込口とを備え、吹出ノズルと吸込口を近接した位置に配置して、吸込口からの吸引力によって、吹出ノズルから吹き出された雰囲気ガスの流れを所定の減衰特性で減衰させることを特徴とする。
【００１４】
本発明の回路基板の加熱装置のその他の実施態様は、吹出ノズルから吹き出された雰囲気ガスが回路基板に達するときの流速が、吹出ノズルから吹き出される初速の１／２以下となるような減衰特性を有することを特徴とする。
【００１５】
本発明の回路基板の加熱装置のその他の実施態様は、回路基板の両面側に加熱装置を設置して、回路基板の両面を加熱する場合において、一方の吹出ノズルから吹き出された雰囲気ガスが、反対側の吹出ノズルに達する前に、流れの向きを変えて、この一方の吹出ノズル側の吸込口へ吸引されることを特徴とする。
【００１６】
本発明の回路基板の加熱装置のその他の実施態様は、吹出ノズルと吸込口が交互に並ぶように配置されたことを特徴とする。
【００１７】
本発明の回路基板の加熱装置のその他の実施態様は、吹出ノズルのノズル口と吸込口が同一平面状に並ぶように配置されたことを特徴とする。
【００１８】
本発明の回路基板の加熱装置のその他の実施態様は、吸込口からの吸込圧が１５０Ｐａ以下の吸込圧であることを特徴とする。
【００１９】
本発明の回路基板の加熱装置のその他の実施態様は、雰囲気ガスを吹き出す流路が、雰囲気ガスを吸引する流路よりも外側に配置されたことを特徴とする。
【００２０】
本発明の回路基板の加熱装置のその他の実施態様は、吸込口の他に、シェル内の雰囲気ガスを循環ファンへ吸引するための新たな吸込口が、吹出ノズルと近接しない位置に設置されたことを特徴とする。
【００２１】
本発明の回路基板の加熱装置のその他の実施態様は、吸込口からの吸引力を調整するダンパが更に備えられたことを特徴とする。
【００２２】
本発明の回路基板の加熱装置のその他の実施態様は、吹出ノズルから吹き出された雰囲気ガスを、主に、回路基板を通過した後に吸引して流れを減衰させることを特徴とする。
【００２３】
本発明のリフロー炉の第１の実施態様は、上記の実施態様に示される回路基板の加熱装置を用いて、回路基板の半田付けを行うリフロー炉である。
【００２４】
本発明の回路基板の加熱方法の第１の実施態様は、シェル内に雰囲気ガスを充填して、搬送装置によって回路基板を搬送しながら加熱をする方法であって、
シェル内の雰囲気ガスを循環ファンで循環させる工程と、循環ファンによって循環する雰囲気ガスをヒータで加熱する工程と、ヒータによって加熱された雰囲気ガスを吹出ノズルを用いて吹き出して、回路基板に吹き付ける工程と、シェル内の雰囲気ガスを、吸込口を用いて循環ファンへ吸引する工程とを備え、吹出ノズルと吸込口を近接した位置に配置して、吸込口からの吸引力によって、吹出ノズルから吹き出された雰囲気ガスの流れを所定の減衰特性で減衰させることを特徴とする。
【００２５】
本発明の回路基板の加熱方法の他の実施態様は、吹出ノズルから吹き出された雰囲気ガスが回路基板に達するときの流速を、吹出ノズルから吹き出される初速の１／２以下となるように流れを減衰させることを特徴とする。
【００２６】
本発明の回路基板の加熱方法の他の実施態様は、回路基板の両面を加熱する場合において、一方の吹出ノズルから吹き出された雰囲気ガスが、反対側の吹出ノズルに達する前に、流れの向きを変えて、この一方の吹出ノズル側の吸込口へ吸引されるように流れを減衰させることを特徴とする。
【００２７】
本発明の回路基板の加熱方法の他の実施態様は、吸込口から、１５０Ｐａ以下の吸込圧で雰囲気ガスを吸引することを特徴とする。
【００２８】
本発明の回路基板の加熱方法の他の実施態様は、吹出ノズルから吹き出された雰囲気ガスを、主に前記回路基板を通過した後に吸引して流れを減衰させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の回路基板の加熱装置と加熱方法、及び、この加熱装置を備えたリフロー炉においては、吹出ノズルから吹き出された雰囲気ガスは、回路基板の位置では十分な吹付速度を有しつつも、反対側の吹出ノズルの位置までは達することがないので、回路基板の搬送に伴う炉圧の変動が減少するため、高い加熱効率を得ることができ、かつ、窒素等の雰囲気ガスの消費量の削減が可能であり、操業コストの低減を図れる。
更に、回路基板の上下面で吹き付ける雰囲気ガスの温度差を付ける事が容易となるので、鉛フリー半田等の半田付けに優れた性能を発揮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
（リフロー炉全体の説明）
図１に、本発明の加熱装置を備えたリフロー炉の１つの実施形態を示す。電子部品を登載した回路基板は、図示されていない搬送装置によって、リフロー炉の内部を矢印Ａの方向へ水平に搬送される。リフロー炉は、９ゾーンの加熱帯と、２ゾーンの冷却帯から構成される。また、この炉体はシール構造になっており、内部に窒素等の雰囲気ガスが充填されている。シール性を保つため、リフロー炉の入側（図１の左側）と出側（図１の右側）はラビリンス構造となっている。
【００３１】
回路基板は、上面に通常の半田又は鉛フリー半田が印刷されており、その上に電子部品が登載され、本実施形態では、チェーンコンベア方式の搬送装置よって搬送される。電子部品を載せた回路基板は、リフロー炉の入側から炉内に入り、加熱帯の１〜６ゾーン中を搬送される間に予熱され、加熱帯の７〜９ゾーン中を搬送される間に、半田が溶融されて半田付けが行われる。更に、冷却帯の１〜２ゾーン中を搬送される間に冷却されて、その後、リフロー炉出側から搬出される。
【００３２】
リフロー炉の加熱帯の１〜９ゾーンには、搬送される回路基板の上面側と下面側に、熱風を吹き付けて加熱する加熱装置が備えられている。また、予熱を行う１〜６ゾーンにおいては、１ゾーンから徐々に吹き付ける雰囲気ガスの温度が高くなるように、温度制御が行われる。１〜６ゾーンで徐々に加熱された回路基板は、７〜９ゾーンで最高温度となり、半田が溶融されて半田付けが行われる。また、各ゾーンの加熱装置の構造は、ほぼ同様である。
【００３３】
加熱帯の７〜９ゾーンで半田付けが行われた後、回路基板は冷却帯の1〜2ゾーンで徐々に温度が下げられ、リフロー炉の出側から搬出される。冷却帯の１ゾーンには、搬送される回路基板の上面と下面を加熱する加熱装置が備えられ、その構造は、ほぼ加熱帯の１〜９ゾーンの加熱装置と同様である。また冷却帯２ゾーンのリフロー装置には、上側にだけ加熱装置が設置されている。
【００３４】
（加熱装置の説明）
次に、図２を用いて、本発明の加熱装置の実施形態の説明を行う。図２は、図１の矢印Ｂで示す加熱帯７ゾーンの断面を示した図である。ただし、その他の加熱帯各ゾーンも同様の構造を有している。
【００３５】
初めに、本実施形態の加熱装置の構造を説明する。
リフロー炉は、シール構造のシェル１で覆われ、窒素等の雰囲気ガスが充填されている。ほぼシェル１の中央に設置された搬送装置３によって、電子部品を載せた回路基板２は紙面手前側へ搬送される。この回路基板２の上面側と下面側に、同じ構造の加熱装置がそれぞれ取り付けられており、搬送される回路基板２の上面と下面を加熱する。ここでは、上側の加熱装置を例に取って説明する。
【００３６】
回路基板２の上側には、熱風の吹出ノズル６と、筒状の吸込口７を有する吹出パネル１１が備えられ、この吹出パネル１１とシェル１によって、箱状の加熱装置チャンバ４が形成されている。
吹出パネル１１の上方には、筒状の吸込口７を介して吹出パネル１１と接続された吸込チャンバ５が設置されている。更に、その上方には、ファンモータ９によって駆動されてシェル１内の雰囲気ガスを循環させる循環ファン８と、循環する雰囲気ガスを加熱する電熱ヒータ１０が設置されている。ファンモータ９は、シェル１の外側に取り付けられているが、シール装置１２によって外気が流入しない構造になっている。以上の部材によって、加熱装置が構成されている。
【００３７】
次に、この加熱装置を用いて回路基板の上面を加熱する方法を説明する、
シェル１内であって吹出パネル１１の下方にある雰囲気ガスが、循環ファン８の吸引力によって、矢印Ｃに示されるように、吸込口７から吸込チャンバ５内に吸い込まれる。そして、吸い込まれた雰囲気ガスは、循環ファン８によって、矢印Ｄに示されるように、シェル１の上側の内面に沿って左右に流れ、吸込チャンバ５の両脇に吹き出される。このとき、雰囲気ガスは、電熱ヒータ１０によって所定のガス温度まで加熱される。
【００３８】
そして、加熱された雰囲気ガスは、矢印Ｅに示されるように、吹出ノズル６から吹き出されて回路基板２の上面へ吹き付けられる。加熱装置チャンバ４は、吹出ノズル６と吸込口７以外は密封状態となっているので、循環ファン８によって左右へ吹き出された雰囲気ガスは、吹出ノズル６以外には流路はなく、吹出ノズル６から回路基板２の上面へ強く吹き付けることができる。その後、雰囲気ガスは、再び吸込口７から吸込チャンバ５に吸い込まれ、同じ循環サイクルを繰り返す。
【００３９】
図２からも明らかなとおり、本実施形態では吹出側の流路（正圧側）が、吸込側の流路（負圧側）の外側に配置されており、効率のよい雰囲気ガスの流れを実現している。
循環ファン８の吸込圧力を調整して、回路基板２の位置における雰囲気ガスの吹付速度を所定値にコントロールすることができる。通常、この吸込圧を１５０Ｐａ又はそれよりも低い吸込圧に設定することによって、所望の吹付速度を得ることができる。
また、回路基板２の下面側の加熱装置についても、上述の上面側の加熱装置と同様の構造を有し、加熱の方法も同様である。
【００４０】
（吹出パネルの説明）
次に、吹出ノズルと吸込口を有する本発明に係る吹出パネル１１の実施形態について説明する。図３（ａ）は、本発明の吹出パネルの実施形態を模式的に示す図であり、図３（ｂ）は、従来型の吹出パネルを模式的に示す図である。図３では、上側の吹出パネルから吹き出された雰囲気ガスの流れを矢印で表しているが、図示されていない下側の吹出パネルから吹き出された雰囲気ガスの流れも同様である。
【００４１】
上述したように、図３（ｂ）に示されるような従来型の吹出パネル１１１では、上側の吹出ノズル１０６から吹き出された雰囲気ガスの流速をコントロールする手段は設けられていないので、回路基板１０２の位置で所定の吹付速度を確保しようとすると、吹き出された雰囲気ガスは、反対側の下側の吹出ノズル１０６の位置まで達してしまう。
【００４２】
一方、本発明の吹出パネル１１においては、図３（ａ）に模式的に表されるように、吹出ノズル６の隣に吸込口７が設けられており、吹出ノズル６から吹き出された雰囲気ガスの流れを、吸込口７の吸引力によって減衰させて、流速をコントロールすることができる。
吹出ノズル６から吹き出された雰囲気ガスが進むベクトルに対して、吸込口７から雰囲気ガスを吸い込む概略反対向きのベクトルを加えることによって、流速を急激に減速させることができる。また、吹出ノズル６と吸込口７の大きさや位置関係を適切に設定することによって、所望の減衰特性を得ることができる。
【００４３】
以上によって、吹出ノズル６から吹き出された雰囲気ガスの流速を、吸込口７からの吸引力によって急激に減速させて、回路基板２の位置を過ぎた後、下側の吹出ノズル６の位置に達する前に流れの向きを変えて、上側の吸込口７から上方へ流出させることができる。詳細は後述するが、吹出ノズル６から吹き出された雰囲気ガスの流速が、回路基板２に達する位置において、吹出ノズル６から吹き出された初速の１／２以下となるような減衰特性を有するようにすれば、回路基板２の位置で加熱に十分な流速を取っても、反対側の吹出ノズル６の位置まで到達しない状態が作り出せると考えられる。
【００４４】
次に、図４に本実施形態の吹出パネルを用いた場合の雰囲気ガスの流れを模式的に示す。図４（ａ）回路基板２が存在する場合の流れを示し、図４（ｂ）は、回路基板２が存在しない場合の流れを示す。
【００４５】
回路基板２がない場合には、回路基板２がある場合よりも、吹出ノズル６から吹き出された雰囲気ガスが、より長い距離を進んでから吹出側の吸込口７へ吸引されているが、基本的な流れの形状は同一である。一方、図８（ａ）と（ｂ）に示されるような従来の吹出ノズル１０６では、雰囲気ガスの流れの形状は、回路基板１０２の有無によって、大きな変動することは明白である。
従って、図４と図９の比較から、本実施形態においては、回路基板の有無による炉圧の変動が、従来例に比べて大幅に減少することが証明される。
【００４６】
以上のように、本発明の吹出パネル１１を用いれば、回路基板２に十分な加熱を行うだけの吹付速度を得ながら、回路基板２が存在する場合と存在しない場合における炉圧の変動を抑えることができる。また、回路基板の上下で温度差を付ける場合においても、温度差のある上下の雰囲気ガスの混合が抑えられるので、上下の加熱の温度差を容易に付けることができる。
【００４７】
（実施例）
次に、本発明の吹出パネルの具体的な実施例と、この吹出パネルを用いて雰囲気ガスを吹き出した場合の流速の測定結果を示す。図５（ａ）は、図２の矢印Ｆから見た図であり、加熱帯７ゾーンの上側の吹出パネルを下側から見た平面図である。回路基板２は、図４（ａ）において、矢印Ａの方向へ搬送される。
また、図４（ｂ）は、図４（ａ）の矢印Ｇから見た側面図であり、リフロー炉の幅方向における、回路基板２、搬送装置のレール３ａと、吹出パネル１１、吹出ノズル６、吸込口７の位置関係を示す。
【００４８】
この実施例では、図５（ａ）に示されるように、吹出パネル１１の周囲には、吸込口７ｂが並べられた吸込専用ラインが設けられ、その内側に、縦横に吹出ノズル６と吸込口７ａが交互に配置された混在領域が設置されている。この混在領域における具体的なノズル等の配置としては、例えば、吹出ノズル６又は吸込口７ａを千鳥に配置することや、格子状に配置することが考えられる。
この吸込専用ラインは、混在領域にある吹出ノズル６から吹き出された雰囲気ガスの流れを、極力乱さないようにしながら、十分なガス吸引量を確保するために、吹出パネル１１の周囲にだけ配置されている。ただし、混在領域の吸込口７ａの吸引量だけで、十分に雰囲気ガスを循環させることができる場合には、設ける必要はない。
【００４９】
この実施例の吹出パネル１１の具体的な寸法は下記のようになる。  
混在領域
吹出ノズル６の口径：４ｍｍ
吸込口７ａの口径  ：９ｍｍ
隣接する吹出ノズル６と吸込口７ａの間隔（ピッチ）：１０ｍｍ
吸込専用ライン
吸込口７ｂの口径  ：１２ｍｍ
隣接する吸込口７ｂの間隔（ピッチ）：１６ｍｍ
以上の寸法の配置によって、回路基板２を均一に加熱することができる。
【００５０】
この吹出パネル１１を用いて雰囲気ガスを吹き出した場合の、雰囲気ガスの流速の測定結果を図６のグラフに示す。縦軸は、雰囲気ガスの流速（ｍ／ｓ）を示し、横軸は吹出ノズルからの距離（ｍｍ）を示す。実線のグラフが、この実施例の吹出パネルにおける実測データを示し、点線のグラフは、回路基板の位置での流速を同一にした場合の、従来型の吹出パネルの場合の推定値を示す。
【００５１】
この実施例では、吹出ノズルからの距離が約３０ｍｍの地点が回路基板の位置となる。従って、吹出初速が約２５ｍ／ｓであったものが、回路基板の位置でおおむね１／２の１２〜１３ｍ／ｓとなっている。そして、その後も流速が減衰し続けて、反対側の吹出パネルに達する手前の距離４０数ｍｍの地点で流速がゼロとなっている。
種々の条件を変えて計測した結果から、吹出ノズル６から吹き出された雰囲気ガスの流速が、回路基板２に達する位置で、吹出初速の１／２以下となるように減衰させれば、回路基板２の位置で加熱に十分な流速を取っても、反対側の吹出ノズル６の位置へ達する恐れのない状態が作り出せることが判明した。
【００５２】
一方、従来型の吹出パネルにおいては本発明のような減衰機構は有していないので、回路基板の位置の距離３０ｍｍでの流速は、吹出初速の約８０％となる。その後も流速は大きく減速しないので、反対側の吹出ノズル位置である距離６０ｍｍに達しても、流速はゼロにはならない。
【００５３】
（その他の実施形態）
次に、その他の実施形態を説明する。
図７に示された本発明の加熱装置のその他の実施形態は、混在領域の吸込口７ａから吸い込む雰囲気ガスを囲う内側チャンバ５ａと、この雰囲気ガスの流量を制御するためのダンパ１５を備えた加熱装置である。
このダンパ１５の開度調整して吸込口７ａの吸引力を調整することによって、吹出ノズル６から吹き出された雰囲気ガスの流速を、所望の特性で減速させることができる。仮にダンパ１５を絞っても、吸込専用ラインの吸込口７ｂから十分なガスを吸引できるので、吹出ノズル６から吹き出される雰囲気ガスの流量が制約されることはない。このダンパ１５の調整は、手動でも可能であるし、アクチュエータを備えて自動制御することも可能である。
【００５４】
本発明の吹出パネルのその他の実施形態は、吹出ノズルから吹き出された雰囲気ガスの流れを、回路基板に到達する前ではあまり減衰させず、回路基板を通過した後に大きく減衰させるものである。
図８にその一例を示す。上述の実施形態では、吹出パネルは平面状の形状を有しており、吹出ノズルと吸込口が同じ高さにあるが、図８に示された吹出パネル１１では、吸込口７が、吹出ノズル６の設置よりも回路基板２に近い位置に設置されている。この配置によって、吹出ノズル６から吹き出された雰囲気ガスの流れを、回路基板２の位置に達するまではあまり吸引せず、回路基板２通過後に、吸込口７によって吸引して、流れを大きく減衰させるものである。
この実施例によって、大きな吹付速度で回路基板を吹き付けること可能であり、かつ、吹付位置を通過した後に、急速に流れを減衰させて、反対側の吹出ノズル位置に達する前に流速をゼロにすることが可能である。
【００５５】
また、吹出ノズルと吸込口の位置関係については、あらゆる配置、位置関係が考えられ、吹出ノズルを吸込口よりも回路基板に近い位置に設置する形態も本発明に含まれる。
【００５６】
また、上述の実施形態では、回路基板の両面に本発明の加熱装置を設置しているが、この加熱装置と、電熱ヒータ等のその他の加熱機器と組み合わせることも可能である。更に、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その他の様々な実施形態が考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の加熱装置を備えたリフロー炉の全体を示す概要図である。
【図２】本発明の加熱装置の構造を示す断面図である。
【図３】（ａ）は、本発明の吹出パネルの概要と吹き出された雰囲気ガスの流れを模式的に示した図であり、（ｂ）は、従来型の吹出パネルの概要と吹き出された雰囲気ガスの流れを模式的に示した図である。
【図４】本発明の吹出パネルから吹き出された雰囲気ガスの流れを示した図であり、（ａ）は回路基板が存在する場合を示し、（ｂ）は回路基板が存在しない場合を示す。
【図５】本発明の吹出パネルの実施例を示す（ａ）平面図と（ｂ）側面図である。
【図６】本発明の吹出パネルと従来型の吹出パネルから吹き出された雰囲気ガスの流速減衰特性を示すグラフである。
【図７】本発明の加熱装置のその他の実施形態を示す断面図である。
【図８】本発明の吹出パネルのその他の実施形態を示す模式図である。
【図９】従来型の吹出ノズルから吹き出された雰囲気ガスの流れを示した図であり、（ａ）は回路基板が存在する場合を示し、（ｂ）は回路基板が存在しない場合を示す。
【符号の説明】
【００５８】
１      シェル
２      回路基板
３      搬送装置
３ａ    搬送レール
４      加熱装置チャンバ
５      チャンバ
５ａ    内側チャンバ
６      吹出ノズル
７      吸込口
７ａ    吸込口
７ｂ    吸込口
８      循環ファン
９      ファンモータ
１０    電熱ヒータ
１１    吹出パネル
１２    シール装置
１５    ダンパ
１０２  回路基板
１０６  吹出ノズル
１０７  吸込口
１１１  吹出パネル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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