(57)【要約】【課題】炉体のリフロー加熱部内の温度を短時間で下げることができ、リフロー加熱部内でのフラックスガスの付着を防止できるリフロー装置を提供する。【解決手段】ワークＷをリフロー加熱部１３でリフロー加熱する炉体１１の外部に、リフロー加熱部１３から高温雰囲気を外部へ取出した後炉体１１に戻す循環系２６を設ける。この循環系２６に、高温雰囲気を冷却する冷却手段２８を介在させる。冷却手段２８は、冷却水の供給を受けて気化状態のフラックスを液化する冷却コンデンサ３１を有する。冷却コンデンサ３１に供給する冷却水の流量は、電気信号に応じて作動する電動弁３６により調整する。冷却コンデンサ３１を通過した後の循環風の温度は、温度センサ４１により検出する。温度センサ４１から循環風の検出温度を受けた温度指示調節計４２は、その検出温度をこの温度指示調節計４２で設定した温度に制御するように、電動弁３６の冷却水の流量を調節する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークをリフロー加熱するリフロー加熱部を有する炉体と、
この炉体の外部に設けられ上記リフロー加熱部から高温雰囲気を外部へ取出した後炉体に戻す循環系と、
この循環系に介在され高温雰囲気を冷却する冷却手段と
を具備したことを特徴とするリフロー装置。
【請求項２】
雰囲気温度の下げ幅が任意に設定可能の所望温度以上のときに、上記冷却手段の冷却能力を通常より大きくする制御手段
を具備したことを特徴とする請求項１記載のリフロー装置。
【請求項３】
上記冷却手段により冷却された循環風から凝縮されたフラックスを回収するフラックス回収手段
を具備したことを特徴とする請求項１または２記載のリフロー装置。
【請求項４】
冷却手段は、
冷却水の供給を受けて気化状態のフラックスを液化する冷却コンデンサと、
この冷却コンデンサに供給される冷却水の流量を調整する流量調整弁と、
上記冷却コンデンサを通過した後の循環風の温度を検出する温度センサと、
この温度センサにより検出される循環風の温度を設定された温度に制御するように上記流量調整弁の冷却水の流量を調節する温度調節手段と
を具備したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載のリフロー装置。
【請求項５】
循環系は、
循環風中のフラックスを除去するフィルタと、
このフィルタの下流側に設けられた送風手段と
を具備したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載のリフロー装置。
【請求項６】
循環系は、冷却手段より下流側に配設された加熱ユニットを具備した
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか記載のリフロー装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高温雰囲気を冷却するリフロー装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ワークをリフロー加熱する炉体のリフロー加熱部内に、高温雰囲気を冷却する冷却手段を設け、リフロー加熱時のワーク温度プロファイルを、より細かく制御できるようにしたリフロー装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１８８４６６号公報（第１頁、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような炉体のリフロー加熱部内に冷却手段を設けたものは、炉体内でフラックスが凝縮して固化し、炉体内などに付着するおそれがある。
【０００５】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、炉体のリフロー加熱部内の温度を短時間で下げることができるとともに、リフロー加熱部内でのフラックスガスの付着を防止できるリフロー装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【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、ワークをリフロー加熱するリフロー加熱部を有する炉体と、この炉体の外部に設けられ上記リフロー加熱部から高温雰囲気を外部へ取出した後炉体に戻す循環系と、この循環系に介在され高温雰囲気を冷却する冷却手段とを具備したリフロー装置であり、上記炉体の外部に設けられた上記循環系に上記リフロー加熱部内の高温雰囲気を冷却する上記冷却手段を介在させたので、ワークに応じて、上記リフロー加熱部内の雰囲気温度を短時間で下げることができるとともに、このときに、上記炉体の外部に設けられた上記循環系で高温雰囲気を冷却するので、この冷却時に雰囲気中のフラックスが液化して炉体内に付着するおそれを防止できる。
【０００７】
請求項２に記載された発明は、請求項１記載のリフロー装置において、雰囲気温度の下げ幅が任意に設定可能の所望温度以上のときに、上記冷却手段の冷却能力を通常より大きくする制御手段を具備したものであり、雰囲気温度の下げ幅が大きいときに、上記制御手段が上記冷却手段の冷却能力を通常より大きくするので、リフロー加熱部内の高温雰囲気温度を短時間で自動的に下げることができる。
【０００８】
請求項３に記載された発明は、請求項１または２記載のリフロー装置において、上記冷却手段により冷却された循環風から凝縮されたフラックスを回収するフラックス回収手段を具備したものであり、上記フラックス回収手段により、炉体内の高温雰囲気中に含まれるフラックスを回収でき、その際、上記炉体の外部の循環系で高温雰囲気を冷却するので、液化したフラックスが炉体内に付着することを防止できる。
【０００９】
請求項４に記載された発明は、請求項１乃至３のいずれか記載のリフロー装置における冷却手段が、冷却水の供給を受けて気化状態のフラックスを液化する冷却コンデンサと、この冷却コンデンサに供給される冷却水の流量を調整する流量調整弁と、上記冷却コンデンサを通過した後の循環風の温度を検出する温度センサと、この温度センサにより検出される循環風の温度を設定された温度に制御するように上記流量調整弁の冷却水の流量を調節する温度調節手段とを具備したものであり、上記炉体内の雰囲気温度下げ制御およびフラックス回収制御において、上記冷却コンデンサを通過した後の循環風の温度を上記温度センサで検出し、上記温度調節手段に設定された温度を目標値として、この温度調節手段は、温度センサの検出温度が設定温度に一致するように流量調整弁を調整して冷却水の循環量を制御することで、循環風の温度を高精度にフィードバック制御でき、使用するはんだ付け材料によるフラックスガス液化温度の相違に対応できる。
【００１０】
請求項５に記載された発明は、請求項１乃至４のいずれか記載のリフロー装置における循環系が、循環風中のフラックスを除去するフィルタと、このフィルタの下流側に設けられた送風手段とを具備したものであり、上記フィルタによりフラックスミストなどを除去した循環風が上記送風手段に吸込まれるので、この送風手段にフラックスが付着するおそれを防止できる。
【００１１】
請求項６に記載された発明は、請求項１乃至５記載のリフロー装置における循環系が、冷却手段より下流側に配設された加熱ユニットを具備したものであり、加熱ユニットにより、炉体のリフロー加熱部に戻される循環風を加熱してリフロー加熱部の雰囲気温度まで昇温させることで、リフロー加熱部内の温度変化を軽減できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、図１および図２に示された第１の実施の形態、図３に示された第２の実施の形態を参照しながら詳細に説明する。
【００１３】
先ず、図１および図２に示された第１の実施の形態を説明すると、図２に示されるように、リフロー装置は、炉体１１の内部に、ワークＷを予加熱するためのプリヒート加熱部１２と、ワークＷをリフロー加熱するためのリフロー加熱部１３と、ワークＷを冷却するためのワーク冷却部１４とが設けられている。これらのプリヒート加熱部１２、リフロー加熱部１３およびワーク冷却部１４を貫通するように、ワークＷを両側の無端チェンに係合して搬送するコンベヤ１５が配設されている。
【００１４】
プリヒート加熱部１２は、コンベヤ１５の上側および下側にヒータ１６、ファン１７および温度センサ１８を有し、ヒータ１６からの輻射熱およびファン１７で比較的低温の熱風となった雰囲気によりワークＷが予加熱され、また、リフロー加熱部１３は、コンベヤ１５の上側および下側にプリヒート加熱部１２より高温に加熱されるヒータ２１、ファン２２および温度センサ２３を有し、ヒータ２１からの輻射熱およびファン２２で比較的高温の熱風となった高温雰囲気によりワークＷが本加熱され、さらに、ワーク冷却部１４は、コンベヤ１５の上側および下側にファン２４を有し、このファン２４からの冷風によりリフロー加熱後のワークＷが冷却される。
【００１５】
そして、プリヒート加熱部１２およびリフロー加熱部１３の雰囲気温度は、各温度センサ１８，２３によりそれぞれ検出され、これらの検出温度が、設定された目標温度となるように各ヒータ１６，２１への通電量がそれぞれ制御される。
【００１６】
例えば、図１に示されるように、リフロー加熱部１３の雰囲気温度制御系は、雰囲気温度を検出する各温度センサ２３が制御手段としてのコントローラ２５に接続され、このコントローラ２５は、各温度センサ２３による検出温度が、目標となる設定温度と一致するように各ヒータ２１への通電量をそれぞれ制御する。
【００１７】
この図１に示されるように、リフロー加熱部１３を有する炉体１１の外部に、リフロー加熱部１３から高温雰囲気を外部へ取出した後、炉体１１に戻す循環系２６が設けられている。
【００１８】
この循環系２６は、炉体１１の上部から引出された複数の管路２７中にリフロー高温雰囲気を冷却する冷却手段２８が介在されている。
【００１９】
この冷却手段２８は、上記管路２７に冷却コンデンサ３１のコンデンサ本体３２に開口された複数の循環風入口３３がそれぞれ接続され、この冷却コンデンサ３１のコンデンサ本体３２内に、冷却水の供給を受けて気化状態のフラックスを液化する冷却コイル３４が配設され、この冷却コンデンサ３１の冷却コイル３４に冷却水を供給する管路３５中に、冷却水の流量を電気信号に応じて調整する流量調整弁としての電動弁３６が設けられている。
【００２０】
さらに、冷却コンデンサ３１のコンデンサ本体３２に開口された複数の循環風出口３７に、管路３８がそれぞれ接続され、これらの管路３８を接続するТ形管継手部３９に、冷却コンデンサ３１を通過した後の循環風の温度を検出する温度センサ４１が接続され、この温度センサ４１は温度調節手段としての温度指示調節計４２に接続されている。
【００２１】
この温度指示調節計４２から引出され制御ライン４３は、電動弁３６の作動部３６ａに接続され、温度センサ４１より検出される循環風の温度を、この温度指示調節計４２で指示設定された温度に制御するように、電動弁３６で絞られた冷却水の流量を調節する機能を備えている。
【００２２】
前記コントローラ２５は、リフロー加熱部１３の雰囲気温度の下げ幅が任意に設定可能の所望温度（例えば１０℃）以上のときに、冷却手段２８の電動弁３６を最大限（１００％）開弁させて、冷却コンデンサ３１の冷却能力を通常運転時より大きくする運転すなわち冷却運転を開始する制御手段であり、このコントローラ２５の制御ライン４４が、温度指示調節計４２に接続されている。
【００２３】
すなわち、コントローラ２５は、リフロー加熱部１３の設定温度の設定値を任意に定可能の所望温度（例えば１０℃）以上下げる設定変更時に、自動的に冷却運転を開始し、一方、リフロー加熱部１３の検出温度と設定温度との誤差が、任意に設定可能な所定温度（例えば５℃）以内になった時点で、自動的に冷却運転を停止させる機能を備えている。
【００２４】
冷却コンデンサ３１のコンデンサ本体３２の底部には液化フラックス回収口４５が設けられ、この液化フラックス回収口４５に管路４６を介して、冷却コンデンサ３１により冷却された循環風から凝縮された液化フラックスを回収するフラックス回収手段としてのフラックス回収用タンク４７が接続されている。
【００２５】
さらに、この循環系２６は、循環用の専用ブロワユニット５１を有しており、前記Т形管継手部３９は、このブロワユニット５１に接続されている。このブロワユニット５１は、循環風中の液化されなかったフラックスミストや塵埃を除去するフィルタ５２と、このフィルタ５２の下流側に設けられた送風手段としてのブロワ５３とが、一体化されたものである。
【００２６】
このブロワ５３の吹出口部５４は、管路５５を経て炉体１１の下部に接続されている。
【００２７】
次に、図１に示された実施の形態の作用を説明する。
【００２８】
基本動作は、ブロワ５３の吸引力により、炉体１１のリフロー加熱部１３より高温雰囲気を抜き出し、冷却コンデンサ３１を通過させることで気化しているフラックス成分を凝縮させ、液化したフラックスはフラックス回収用タンク４７に溜め、フラックス除去された循環風は、フィルタ５２およびブロワ５３を経て、リフロー加熱部１３に戻す。
【００２９】
（冷却運転）
ワークＷの変更などにともなって、コントローラ２５への入力操作で、リフロー加熱部１３の設定温度を１０℃（任意設定可能）以上下げる設定変更がなされた場合は、コントローラ２５からの信号を受けた温度指示調節計４２が、自動的に冷却運転を開始する。
【００３０】
この冷却運転では、冷却時間を短縮するために、冷却水量制御用の電動弁３６を出力１００％すなわち全開状態とし、冷却効率を高める。
【００３１】
そして、リフロー加熱部１３の検出温度と、コントローラ２５での設定温度との誤差が、５℃（任意設定可能）以内になった時点で、冷却運転を自動的に停止させる。
【００３２】
このようにして、冷却運転では、リフロー加熱部１３内の温度を短時間で自動的に下げる。
【００３３】
この冷却運転時に、冷却手段２８のフラックス回収能力は最大になる。
【００３４】
（通常運転時）
冷却運転時以外の通常運転時には、冷却コンデンサ３１を通過した循環風の温度を温度センサ４１で検出し、この検出温度が温度指示調節計４２にて設定された温度と等しくなるように、温度指示調節計４２は電動弁３６により冷却水の循環量を絞り制御する。
【００３５】
これにより、冷却コンデンサ３１の冷却能力が冷却運転時ほど高くなることはないが、フラックスを凝縮させて回収するには十分な温度まで循環風の温度を下げることができる。
【００３６】
このような制御系により、循環風内のフラックスガスの凝縮温度すなわち液化温度が、使用するはんだ付け材料（ソルダペースト）により相違することに対応する。
【００３７】
次に、図１に示された実施の形態の効果を説明する。
【００３８】
炉体１１の外部に設けられた循環系２６にリフロー加熱部１３内の高温雰囲気を冷却する冷却手段２８を介在させたので、ワークＷに応じて設定されるリフロー加熱部１３内の雰囲気温度を短時間で大幅に下げることができる。
【００３９】
このとき、炉体１１の外部に設けられた循環系２６の冷却手段２８で高温雰囲気を冷却するので、この冷却時に雰囲気中のフラックスが液化して炉体１１内に付着するおそれを防止できる。
【００４０】
雰囲気温度の下げ幅が大きい場合に、コントローラ２５が冷却手段２８の冷却作用を最大限に機能させるので、リフロー加熱部１３内の高温雰囲気温度を短時間で自動的に下げることができる。
【００４１】
フラックス回収用タンク４７により、炉体１１内の高温雰囲気中に含まれるフラックスを回収でき、液化したフラックスが炉体１１の内壁に付着することを防止できる。
【００４２】
炉体１１内の雰囲気温度下げ制御およびフラックス回収制御において、冷却コンデンサ３１を通過した後の循環風の温度を温度センサ４１で検出し、温度指示調節計４２に設定された温度を目標値として、この温度指示調節計４２は、温度センサ４１の検出温度が設定温度に一致するように電動弁３６を調整して冷却水の循環量を制御することで、循環風の温度を高精度にフィードバック制御でき、使用するはんだ付け材料によるフラックスガス液化温度の相違に対応できる。
【００４３】
フィルタ５２によりフラックスミストなどを除去した循環風がブロワ５３に吸込まれるので、このブロワ５３にフラックスが付着するおそれを防止できる。
【００４４】
次に、図３に示された第２の実施の形態を説明する。なお、図１に示された第１の実施の形態と同様の部分には、同一符号を付して、その説明を省略する。
【００４５】
循環系２６の冷却手段２８より下流側には、加熱ユニット６１が配設されている。
【００４６】
すなわち、この加熱ユニット６１は、ブロワ５３の各吹出口部５４に各管路５５を介して加熱タンク６２の入口部６３がそれぞれ接続され、この加熱タンク６２の内部には循環風を加熱するためのヒータ６４が設けられ、さらに、加熱タンク６２に接続されたТ形管継手部６５に温度センサ６６が設けられ、この温度センサ６６は、ヒータ６４を制御するための温度指示調節計６７に接続されている。
【００４７】
この温度指示調節計６７は、温度センサ６６により検出された循環風の温度が、この温度指示調節計６７にて指示設定された温度と等しくなるようにヒータ６４の通電量を制御する。また、Т形管継手部６５は、管路５５により炉体１１の下部に接続されている。
【００４８】
そして、ブロワ５３の吸込力によりリフロー加熱部１３より高温雰囲気を抜き出し、冷却コンデンサ３１を通過させるときに、循環風中のフラックス成分を凝縮させて回収し、さらにフィルタ５２およびブロワ５３を経た循環風を、加熱ユニット６１の加熱タンク６２内で温度上昇させてから、リフロー加熱部１３に戻す。
【００４９】
その際、コントローラ２５への入力操作で、リフロー加熱部１３の設定温度を１０℃（任意設定可能）以上下げる設定変更がなされたときは、コントローラ２５から出力された信号により、温度指示調節計４２が、自動的に冷却手段２８の冷却運転を開始し、冷却水量制御用の電動弁３６を全開状態に制御する。
【００５０】
この冷却運転時、加熱ユニット６１は機能させず、フィルタ５２およびブロワ５３を経た循環風は、加熱タンク６２内で加熱することなく、リフロー加熱部１３に戻される。
【００５１】
一方、リフロー加熱部１３の検出温度と設定温度との誤差が、任意に設定可能な所定温度（例えば５℃）以内になった時点で、コントローラ２５は、自動的に冷却運転を停止させ、温度指示調節計４２を通じて冷却水量制御用の電動弁３６を絞り制御する。
【００５２】
そして、通常運転時は、コントローラ２５から冷却手段２８の温度指示調節計４２を通じて冷却水量制御用の電動弁３６を絞り制御するとともに、加熱ユニット６１の温度指示調節計６７に制御信号を送信して、フラックス回収のために低下させた循環風の温度を、リフロー加熱部１３の設定温度に上昇復帰させてから、リフロー加熱部１３に戻すようにする。
【００５３】
このように、フラックス回収処理後、温度低下した循環風を炉体１１のリフロー加熱部１３（高温部）に戻すに当って、加熱ユニット６１により循環風を加熱して、リフロー加熱部１３内の雰囲気温度まで昇温させることで、リフロー加熱部１３内の温度変化を軽減させることができる。
【００５４】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、炉体の外部に設けられた循環系にリフロー加熱部内の高温雰囲気を冷却する冷却手段を介在させたので、ワークに応じて、リフロー加熱部内の雰囲気温度を短時間で下げることができるとともに、このときに、炉体の外部に設けられた循環系で高温雰囲気を冷却するので、この冷却時に雰囲気中のフラックスが液化して炉体内に付着するおそれを防止できる。
【００５５】
請求項２記載の発明によれば、雰囲気温度の下げ幅が大きいときに、制御手段が冷却手段の冷却能力を通常より大きくするので、リフロー加熱部内の高温雰囲気温度を短時間で自動的に下げることができる。
【００５６】
請求項３記載の発明によれば、フラックス回収手段により、炉体内の高温雰囲気中に含まれるフラックスを回収でき、その際、炉体の外部の循環系で高温雰囲気を冷却するので、液化したフラックスが炉体内に付着することを防止できる。
【００５７】
請求項４記載の発明によれば、炉体内の雰囲気温度下げ制御およびフラックス回収制御において、冷却コンデンサを通過した後の循環風の温度を温度センサで検出し、温度調節手段に設定された温度を目標値として、この温度調節手段は、温度センサの検出温度が設定温度に一致するように流量調整弁を調整して冷却水の循環量を制御することで、循環風の温度を高精度にフィードバック制御でき、使用するはんだ付け材料によるフラックスガス液化温度の相違に対応できる。
【００５８】
請求項５記載の発明によれば、フィルタによりフラックスミストなどを除去した循環風が送風手段に吸込まれるので、この送風手段にフラックスが付着するおそれを防止できる。
【００５９】
請求項６記載の発明によれば、加熱ユニットにより、炉体のリフロー加熱部に戻される循環風を加熱してリフロー加熱部の雰囲気温度まで昇温させることで、リフロー加熱部内の温度変化を軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るリフロー装置の第１の実施の形態を示す回路図である。
【図２】同上リフロー装置の概要を示す断面図である。
【図３】本発明に係るリフロー装置の第２の実施の形態を示す回路図である。
【符号の説明】
Ｗ    ワーク
１１    炉体
１３    リフロー加熱部
２５    制御手段としてのコントローラ
２６    循環系
２８    冷却手段
３１    冷却コンデンサ
３６    流量調整弁としての電動弁
４１    温度センサ
４２    温度調節手段としての温度指示調節計
４７    フラックス回収手段としてのフラックス回収用タンク
５２    フィルタ
５３    送風手段としてのブロワ
６１    加熱ユニット
【図１】
2005014074.tif 000003
【図２】
2005014074.tif 000004
【図３】
2005014074.tif 000005