(57)【要約】  【課題】リフローハンダ付けを高品質で品質のばらつきがない状態で実施可能なハンダ付け装置用冷却装置、並びに、ハンダ付け装置の提供を目的とする。  【解決手段】ハンダ付け装置１は、加熱炉２において加熱された基板Ｗを冷却装置１０において冷却し、ハンダを固化させる構成とされている。冷却装置１０は、気体を基板Ｗに対して吹き付け可能なノズル１６を複数有する。また、ハンダ付け装置１は、温度分布検知手段１３を有し、基板Ｗにおける温度分布を検知することができる。各ノズル１６から吹き出す気体の量は、温度分布検知手段１３の検知結果に基づいて調整される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板及び／又は当該基板に対して加熱され溶融した状態で付着しているハンダを冷却するためのハンダ付け装置用冷却装置であって、
冷却手段と、基板における温度分布を検知可能な温度分布検知手段とを有し、
前記冷却手段が、基板側に向けて気体を吹き付けることによって基板及び／又は当該基板に付着しているハンダを冷却するものであり、基板側に向けて供給される気体の供給状態を、温度分布検知手段によって検知された温度分布に応じて調整可能であることを特徴とするハンダ付け装置用冷却装置。
【請求項２】
基板及び／又は当該基板に対して加熱され溶融した状態で付着しているハンダを冷却可能な予冷手段を有し、
当該予冷手段によって冷却されたハンダ及び／又は基板を冷却手段によってさらに冷却可能であることを特徴とする請求項１に記載のハンダ付け装置用冷却装置。
【請求項３】
温度分布検知手段が、予冷手段によって冷却された基板における温度分布を検知可能なものであり、
冷却手段が、当該温度分布検知手段によって検知された予冷手段によって冷却された基板における温度分布に基づいて気体の供給状態を調整可能であることを特徴とする請求項２に記載のハンダ付け装置用冷却装置。
【請求項４】
冷却手段が、圧縮状態とされた気体を基板側に噴出可能なものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のハンダ付け装置用冷却装置。
【請求項５】
冷却手段が、基板に向けて供給される気体の供給量を調整することにより気体の供給状態を調整可能であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のハンダ付け装置用冷却装置。
【請求項６】
冷却手段および温度分布検知手段に対して相対移動する基板及び／又は当該基板に対して加熱され溶融した状態で付着しているハンダを冷却するものであり、
冷却手段が、所定の平面上を通過する基板に向けて気体を供給可能な気体供給口を複数有し、当該複数の気体供給口から選ばれる一又は一群の気体供給口における気体の供給状態を、前記複数の気体供給口から選ばれる他の一又は一群の気体供給口における気体の供給状態と異なるように調整可能なものであり、
気体供給口が、冷却手段に対する基板の相対移動方向及び／又は当該相対移動方向に対して交差する方向に複数設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のハンダ付け装置用冷却装置。
【請求項７】
冷却手段に対して相対移動する基板及び／又は当該基板に対して加熱され溶融した状態で付着しているハンダを冷却するものであり、
温度分布検知手段が、冷却手段に対する基板の相対移動方向に並ぶ複数の気体供給口から選ばれる一又は複数の気体供給口よりも基板の通過方向上流側において基板における温度分布を検知可能であり、
前記温度分布検知手段によって検知される温度分布に基づいて、前記一又は複数の気体供給口及び／又は当該一又は複数の気体供給口よりも基板の相対移動方向下流側に存在する気体供給口における気体の供給状態が調整されることを特徴とする請求項６に記載のハンダ付け装置用冷却装置。
【請求項８】
冷却手段が、温度分布検知手段によって高温であると検知された部位に、低温であると検知された部位よりも多くの気体を供給することにより気体の供給状態を調整可能であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のハンダ付け装置用冷却装置。
【請求項９】
基板に付着しているハンダを加熱して溶融した状態とする加熱手段と、請求項１〜８のいずれかに記載のハンダ付け装置用冷却装置とを備えていることを特徴とするハンダ付け装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハンダ付けに好適に使用可能なハンダ付け装置用冷却装置、並びに、ハンダ付け装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、下記特許文献１，２に開示されているようなハンダ付け装置用冷却装置や、ハンダ付け装置がハンダ付けに使用されている。
【特許文献１】特開２００３−１７９３４１号公報
【特許文献２】特開２００４−２３５３８１号公報
【０００３】
上記特許文献１に開示されている従来技術では、ハンダ付け装置の加熱炉から取り出され、コンベア装置上を流れる基板側に冷却器で冷やした気体を緩やかに吹き付け、基板を冷却する構成が採用されている。
【０００４】
また、上記特許文献２に開示されている従来技術では、まずファンを作動させて発生する緩やかな気流の下にハンダ付け装置の加熱炉から取り出された基板をさらし、その後エアノズルから勢いよく出る冷気によって基板を冷却する構成が採用されている。
【０００５】
上記特許文献１，２に開示されているような従来技術のハンダ付け装置用冷却装置やハンダ付け装置では、ハンダ付け装置の加熱炉で加熱された基板やハンダを冷却することにより、ハンダの固化を促進して定着させ、電気部品や電子部品等の部品を基板に取り付けることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、基板に部品を取り付ける際は、基板に対する部品の配置や密度が均一でなかったり、各部品の熱容量が異なるなどしていることが多い。そのため、従来技術の構成では、仮に加熱炉から取り出した基板に対して略均一に気体を吹き付けることができたとしても、部位によって冷却の具合が異なり、ハンダ付けの品質がばらついたり、ハンダ付け不良が起こる可能性があった。
【０００７】
そこで、かかる課題を解決すべく、本発明は、加熱状態にある基板やハンダを部位によらず略均一に冷却し、高品質なハンダ付けを実施可能なハンダ付け装置用冷却装置、並びに、ハンダ付け装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、かかる知見に基づいて提供される請求項１に記載の発明は、基板及び／又は当該基板に対して加熱され溶融した状態で付着しているハンダを冷却するためのハンダ付け装置用冷却装置であって、冷却手段と、基板における温度分布を検知可能な温度分布検知手段とを有し、前記冷却手段が、基板側に向けて気体を吹き付けることによって基板及び／又は当該基板に付着しているハンダを冷却するものであり、基板側に向けて供給される気体の供給状態を、温度分布検知手段によって検知された温度分布に応じて調整可能であることを特徴とするハンダ付け装置用冷却装置である。
【０００９】
かかる構成によれば、基板に対する部品の配置や密度、各部品の熱容量が異なるなどしていても、基板やハンダを部位によらず略均一に冷却することができる。従って、本発明のハンダ付け装置用冷却装置によれば、ハンダ付けを高品質で、品質のばらつきのない状態で実施することができる。
【００１０】
ここで、一般的にハンダ付けの品質を向上させるためには、加熱溶融状態にあるハンダをできるだけ早く冷却することが望ましい。一方、ハンダの固化を早めるべく、加熱溶融状態にあるハンダに一度に大量の気体を吹き付けると、ハンダが変形したり飛び散ってしまい、ハンダ付けの品質が却って低下してしまうおそれがある。
【００１１】
そこで、かかる知見に基づいて提供される請求項２に記載の発明は、基板及び／又は当該基板に対して加熱され溶融した状態で付着しているハンダを冷却可能な予冷手段を有し、当該予冷手段によって冷却されたハンダ及び／又は基板を冷却手段によってさらに冷却可能であることを特徴とする請求項１に記載のハンダ付け装置用冷却装置である。
【００１２】
本発明のハンダ付け装置用冷却装置では、冷却手段によって加熱溶融状態のハンダ及び／又は当該ハンダが付着した基板を予冷し、ハンダがある程度固化して安定した状態になった後、冷却手段によってハンダや基板をさらに冷却し、ハンダをさらに固化させることができる。すなわち、本発明のハンダ付け装置用冷却装置では、予冷手段および冷却手段によって基板やこれに付着しているハンダを段階的に冷却することができる。そのため、本発明のハンダ付け装置用冷却装置によれば、上記したようなハンダの変形等に伴うハンダ付けの品質低下を抑制し、ハンダ付けの品質をより一層向上させることができる。
【００１３】
ここで、上記したように、ハンダ付けをする際は、一般的に基板全体が加熱炉などの加熱手段内に収容され加熱される。そのため、基板が前記した加熱手段から取り出された直後は、基板の略全体において温度分布が比較的小さいものと想定される。しかし、基板を加熱手段から取り出してしばらく除熱すると、基板に取り付けられている部品の数や密度、熱容量等の影響により、基板の各部における温度分布が顕著になる傾向にある。本発明者らは、かかる現象に着目し、基板を加熱手段から取り出してある程度冷却された後もそのまま基板全体を略均一に冷却すると、基板上の各部における冷却具合の差異が顕著となり、ハンダ付けの品質にばらつきが生じたり、ハンダ付けの品質を維持できなくなる可能性があることを見いだした。
【００１４】
そこで、かかる知見に基づいて提供される請求項３に記載の発明は、温度分布検知手段が、予冷手段によって冷却された基板における温度分布を検知可能なものであり、冷却手段が、当該温度分布検知手段によって検知された予冷手段によって冷却された基板における温度分布に基づいて気体の供給状態を調整可能であることを特徴とする請求項２に記載のハンダ付け装置用冷却装置である。
【００１５】
本発明のハンダ付け装置用冷却装置では、予冷手段である程度冷却された後における基板の温度分布を検知し、これに基づいて冷却手段の冷却能力が調整される。そのため、本発明によれば、基板に取り付けられている部品の数や密度、熱容量等によらず、ハンダ付けの状態を高品質なものとすることが可能なハンダ付け装置用冷却装置を提供できる。
【００１６】
ここで、一般的にハンダは、冷却速度が速いほど結晶粒が細かくなり、強度や硬度が高くなり、粒界における割れ等が発生しにくくなる傾向にある。そのため、ハンダ付けの品質を向上するためには、溶融状態にあるハンダをなるべく早く冷却することが望ましい。
【００１７】
そこで、かかる知見に基づいて提供される請求項４に記載の発明は、冷却手段が、圧縮状態とされた気体を基板側に噴出可能なものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のハンダ付け装置用冷却装置である。
【００１８】
かかる構成によれば、基板やこれにハンダ付けされた部品等が熱容量のばらつきを有していてもハンダの冷却速度を向上させ、ハンダ付けの品質をより一層向上させることができる。
【００１９】
ここで、上記請求項１〜４のいずれかに記載のハンダ付け装置用冷却装置は、冷却手段が、基板に向けて供給される気体の供給量を調整することにより気体の供給状態を調整可能なものであってもよい。（請求項５）
【００２０】
かかる構成とすることによっても、基板やこれに付着しているハンダをムラ無く冷却し、ハンダ付けの品質を向上させることができる。
【００２１】
請求項６に記載の発明は、冷却手段および温度分布検知手段に対して相対移動する基板及び／又は当該基板に対して加熱され溶融した状態で付着しているハンダを冷却するものであり、冷却手段が、所定の平面上を通過する基板に向けて気体を供給可能な気体供給口を複数有し、当該複数の気体供給口から選ばれる一又は一群の気体供給口における気体の供給状態を、当該複数の気体供給口から選ばれる他の一又は一群の気体供給口における気体の供給状態と異なるように調整可能なものであり、気体供給口が、冷却手段に対する基板の相対移動方向及び／又は当該相対移動方向に対して交差する方向に複数設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のハンダ付け装置用冷却装置である。
【００２２】
本発明のハンダ付け装置用冷却装置では、冷却手段が複数の気体供給口を持ち、各気体供給口における気体の供給状態を一又は一群毎に調整可能な構成とされている。そのため、本発明のハンダ付け装置用冷却装置によれば、基板の温度分布に応じてハンダの凝固に適した状態で基板側に気体を供給することができる。従って、本発明のハンダ付け装置用冷却装置によれば、高品質なハンダ付けを実施できる。
【００２３】
なお、本発明において、気体供給口は、２つ以上の複数、あるいは、２群以上の複数設けられていればよく、気体供給口の数量は２つや２群に限定されるものではない。また、本発明において「他の一又は一群の気体供給口」は、「一又は一群の気体供給口」を除く全てであっても、「一又は一群の気体供給口」を除く複数あるいは複数群の気体供給口から選ばれる一又は一群の気体供給口であってもよい。
【００２４】
請求項７に記載の発明は、冷却手段に対して相対移動する基板及び／又は当該基板に対して加熱され溶融した状態で付着しているハンダを冷却するものであり、温度分布検知手段が、冷却手段に対する基板の相対移動方向に並ぶ複数の気体供給口から選ばれる一又は複数の気体供給口よりも基板の通過方向上流側において基板における温度分布を検知可能であり、前記温度分布検知手段によって検知される温度分布に基づいて、前記一又は複数の気体供給口及び／又は当該一又は複数の気体供給口よりも基板の相対移動方向下流側に存在する気体供給口における気体の供給状態が調整されることを特徴とする請求項６に記載のハンダ付け装置用冷却装置である。
【００２５】
かかる構成によれば、基板の温度分布に基づいて冷却手段の冷却能力をハンダの凝固に適切な状態に調整できる。
【００２６】
請求項８に記載の発明は、冷却手段が、温度分布検知手段によって高温であると検知された部位に、低温であると検知された部位よりも多くの気体を供給することにより気体の供給状態を調整可能であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のハンダ付け装置用冷却装置である。
【００２７】
かかる構成によれば、基板における温度分布にあわせて冷却手段の冷却能力を適切に調整し、基板やこれに付着しているハンダを全域において略均一に冷却することができる。そのため、本発明のハンダ付け装置用冷却装置によれば、ハンダ付けの品質を向上させることができる。
【００２８】
請求項９に記載の発明は、基板に付着しているハンダを加熱して溶融した状態とする加熱手段と、請求項１〜８のいずれかに記載のハンダ付け装置用冷却装置とを備えていることを特徴とするハンダ付け装置である。
【００２９】
本発明のハンダ付け装置は、上記請求項１〜８のいずれかに記載のハンダ付け装置用冷却装置を備えたものであるため、ハンダ付けの品質のばらつきや品質の低下を抑制することができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、ハンダ付けを高品質で品質のばらつきがない状態で実施可能なハンダ付け装置用冷却装置、並びに、ハンダ付け装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
続いて、本発明の一実施形態にかかるハンダ付け装置、並びに、ハンダ付け装置用冷却装置の一例として、リフローハンダ付けを実施するためのハンダ付け装置と、これに用いる冷却装置について図面を参照しながら詳細に説明する。図１において、１は本実施形態のハンダ付け装置であり、１０はハンダ付け装置用冷却装置（以下、単に冷却装置と称する）である。ハンダ付け装置１は、一般的にクリームハンダと称されるようなハンダを用い、基板Ｗに搭載された電機部品や電子部品等の部品を基板Ｗに対してリフローハンダ付けを行うための装置である。
【００３２】
ハンダ付け装置１は、基板Ｗを加熱してハンダを溶融状態にするための加熱炉２（加熱手段）に加えて、基板Ｗの搬送用のコンベア３や制御手段５、冷却装置１０を備えた構成とされている。加熱炉２は、ハンダが溶融する温度よりも高温の温度まで昇温可能なものである。さらに具体的には、加熱炉２は、内部の雰囲気温度を２００℃〜２５０℃程度の高温に維持することができる。コンベア３は、基板Ｗを加熱炉２側から冷却装置１０側に向けて所定の速度で搬送可能なものである。また、冷却装置１０は、加熱炉２において加熱された基板Ｗやこれに付着しているハンダを冷却するためのものである。
【００３３】
さらに詳細に説明すると、ハンダ付け装置１において、コンベア３は、例えばローラコンベアやチェーンコンベア、ベルトコンベア等、従来公知のコンベアによって構成されており、搬送面３ａに基板Ｗを搭載することにより、これを加熱炉２内に通過させて加熱し、冷却装置１０に到達するように搬送することができる構成とされている。すなわち、ハンダ付け装置１は、コンベア３に搭載されたものを冷却装置１０に対して相対移動させることが可能な構成とされている。
【００３４】
図１に示すように、冷却装置１０は、大別して予冷手段１１と冷却手段１２と温度分布検知手段１３とを備えた構成とされている。予冷手段１１は、従来公知のファン等によって構成されており、加熱炉２に対してコンベア３によって搬送される基板Ｗの搬送方向下流側に隣接した位置に設けられている。冷却装置１０は、予冷手段１１を作動させることにより、コンベア３の搬送面３ａ上に搭載された基板Ｗ側に向かう気流を発生させ、この気流に基板Ｗをさらして冷却することができる。予冷手段１１は、作動に伴い発生する気流が、コンベア３の搬送面３ａ上に搭載された基板Ｗに対して、部位によらず略均一に当たる構成とされている。
【００３５】
図１に示すように、冷却手段１２は、本体部１５を有し、これにノズル１６と気体圧縮手段１７とを接続した構成とされている。冷却手段１２の本体部１５は、コンベア３の搬送面３ａよりも上方に設置されている。図１に示すように、本体部１５には、気体圧縮手段１７が接続管１８を介して接続されている。そのため、冷却手段１２は、気体圧縮手段１７において圧縮された気体（本実施形態では空気）を、接続管１８を通じて本体部１５に供給することができる。本実施形態では、常温下において、０．３ＭＰａ〜０．６ＭＰａ程度に圧縮された気体を本体部１５側に供給可能な構成とされている。
【００３６】
また、図３に示すように、本体部１５には、ノズル１６が９つ接続されている。ノズル１６は、それぞれ流量調整弁２０を有し、これを制御手段５から発信される制御信号に基づいて開閉したり、開度を調整することができる。ノズル１６は、流量調整弁２０を開閉することにより、本体部１５に圧縮状態で供給された気体（空気）を先端に設けられた噴出口２１（気体供給口）から、本体部１５の下方、すなわちコンベア３の搬送面３ａ側に向けて噴出可能な構成とされている。そのため、ノズル１６から噴出する気流は、予冷手段１１を作動させることにより発生する気流よりも強い。
【００３７】
また、各ノズル１６に設けられた流量調整弁２０は、それぞれ独立的に開度調整可能な構成とされている。そのため、冷却手段１２は、制御手段５から発信される制御信号に基づいて各ノズル１６の流量調整弁２０の開度を独立的に調整することにより、コンベア３側に吹き付けられる空気の流量分布を任意に調整することができる。
【００３８】
図２や図３に示すように、ノズル１６は、３行３列にわたって略等間隔に配置されている。すなわち、各ノズル１６は、コンベア３の搬送面３ａの進行方向（搬送面３ａに搭載された基板Ｗの搬送方向）に３行にわたって並べて配置されており、基板Ｗの搬送方向に対して略直交する方向にも３列にわたって並べて配置されている。さらに詳細には、ノズル１６は、図２や図３に示すようにマトリックス状（行列状）に並べて配置されている。
【００３９】
ここで、図４（ａ）に示すように、搬送面３ａの進行方向に対して交差する方向（搬送面３ａの幅方向）に並ぶ３つのノズル１６を１つのグループとして分類し、これらのグループを搬送面３ａの進行方向上流側から順にＸ，Ｙ，Ｚ列目のノズル群とすると、Ｘ，Ｙ，Ｚ列目のノズル群は、それぞれ搬送面３ａの進行方向に等間隔に配置されている。また、各Ｘ，Ｙ列目のノズル群の間およびＹ，Ｚ列目のノズル群の間には、温度分布検知手段１３がＸ，Ｙ，Ｚ列目のノズル群を構成するノズル１６が並ぶ方向に沿って配置されている。
【００４０】
また、図４（ｂ）に示すように、搬送面３ａの進行方向に並ぶ３つのノズル１６を１つのグループとして分類し、これらのグループを搬送面３ａの幅方向一端側にあるものから順にｘ，ｙ，ｚ行目のノズル群と定義すると、ｘ，ｙ，ｚ行目のノズル群は、それぞれ搬送面３ａの幅方向に等間隔に配置されている。また、図２に示すように、ｘ，ｙ，ｚ行目のノズル群を構成する各ノズル１６（以下、必要に応じてそれぞれをノズル１６ａ，１６ｂ，１６ｃと称す）は、それぞれ搬送面３ａの進行方向に沿って延びる仮想線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３上に並ぶように配置されている。
【００４１】
図１に示すように、温度分布検知手段１３は、コンベア３の進行方向、すなわちコンベア３を作動させた際に搬送面３ａに搭載されている基板Ｗが移動する方向に４つ設けられている。温度分布検知手段１３は、図２や図３に示すように前記進行方向に対して交差する方向（略直交する方向）に３つの温度センサ２５（２５ａ〜２５ｃ）を有している。温度センサ２５は、いわゆる非接触式温度計や赤外線温度計によって構成されており、温度センサ２５の略垂直下方の温度を検知し、この検知データを制御手段５に送信することができる構成とされている。そのため、制御手段５は、所定の時点において温度分布検知手段１３を構成する各温度センサ２５ａ〜２５ｃによって検知された温度を確認することにより、コンベア３に搭載され、温度分布検知手段１３の直下を通過している基板Ｗにおいて、コンベア３の幅方向、すなわちコンベア３やこれに搭載された基板Ｗの進行方向に対して略直交する方向にどのような温度分布が形成されているかを検知することができる。
【００４２】
ここで、図２に示すように、各温度分布検知手段１３は、温度センサ２５ａ〜２５ｃのそれぞれが、上記したｘ，ｙ，ｚ行目のノズル群を構成する各ノズル１６が並ぶ仮想線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３上に並ぶように配置されている。そのため、搬送面３ａ上に搭載され、搬送される基板Ｗにおいてｘ行目のノズル群を構成する各ノズル１６の下方を通過する部位の温度は、温度センサ２５ａによって検知することができる。また同様に、搬送面３ａ上に搭載され、搬送される基板Ｗにおいてｙ，ｚ行目のノズル群を構成する各ノズル１６の下方を通過する部位の温度は、温度センサ２５ｂ，２５ｃによって検知することができる。
【００４３】
図１や図２に示すように、温度分布検知手段１３は、コンベア３の搬送面３ａの進行方向（基板Ｗの進行方向）に複数設けられている。温度分布検知手段１３は、いずれも各温度センサ２５ａ〜２５ｃがコンベア３の搬送面３ａの進行方向に対して交差（本実施形態では略直交）する方向に並ぶように設定されている。
【００４４】
温度分布検知手段１３のうち、最もコンベア３の搬送面３ａの進行方向上流側にあるものは、加熱炉２の出口２ｂに隣接し、予冷手段１１よりもコンベア３の搬送面３ａの進行方向（基板Ｗの進行方向）上流側の位置に設けられている。また、温度分布検知手段１３は、予冷手段１１に対して下流側の位置にも設けられている。すなわち、温度分布検知手段１３は、予冷手段１１と冷却手段１２に搬送面３ａの進行方向に対して交差する方向に設けられたＸ列目のノズル群との間の位置、Ｘ列目のノズル群とＹ列目のノズル群との間の位置、並びに、Ｙ列目のノズル群とＺ列目のノズル群との間の位置に設けられている。換言すれば、本実施形態では、予冷手段１１およびＸ，Ｙ，Ｚ列目のノズル群に対して搬送面３ａの進行方向上流側に隣接する位置に温度分布検知手段１３（以下、それぞれを必要に応じて搬送面３ａの進行方向上流側から順に温度分布検知手段１３ａ〜１３ｄと称する）が設けられた構成とされている。
【００４５】
本実施形態では、予冷手段１１を構成するファンの回転数や、Ｘ，Ｙ，Ｚ列目のノズル群を構成する各ノズル１６の流量調整弁２０の開度が、予冷手段１１やＸ，Ｙ，Ｚ列目のノズル群に対して上流側に隣接する位置に設けられた温度分布検知手段１３ａ〜１３ｄによって検知された情報に基づいて調整される。すなわち、予冷手段１１や各ノズル１６に設けられた流量調整弁２０の開度は、温度分布検知手段１３ａ〜１３ｄの検知情報に基づいてフィードバック制御される。
【００４６】
続いて、本実施形態のハンダ付け装置１および冷却装置１０の動作について詳細に説明する。ハンダ付け装置１は、加熱炉２の上流側（図１及び図２において右端側）においてコンベア３の搬送面３ａに基板Ｗを搭載すると、これを加熱炉２内に導入することができる。また、加熱炉２は、内部の雰囲気温度をハンダの融解温度よりも高温とすることができる。そのため、基板Ｗを電機部品や電子部品等の部品を実装すると共に未融解状態のハンダを付着させた状態（実装状態）として準備すると共に、加熱炉２の内部雰囲気温度をハンダの融解温度よりも高温にした状態とし、作動状態にあるコンベア３の搬送面３ａ上に実装状態とされた基板Ｗを搭載すると、この基板Ｗが入口２ａから加熱炉２内に導入される。これにより、基板Ｗに付着されたハンダが融解した状態になる。
【００４７】
コンベア３がさらに作動すると、加熱炉２内において加熱された基板Ｗが加熱炉２の出口２ｂから出てくる。加熱炉２から基板Ｗが出てくると、この基板Ｗの温度が出口２ｂに隣接する位置に設けられた温度分布検知手段１３ａの各温度センサ２５ａ〜２５ｃによって検知され、この検知信号が制御手段５に向けて発信される。制御手段５は、温度分布検知手段１３ａによって検知された基板Ｗの温度に基づき、予冷手段１１を構成するファンの回転数を調整する。すなわち、温度分布検知手段１３ａの検知温度が高温であれば予冷手段１１を構成するファンの回転数が高くなるように制御され、温度分布検知手段１３ａの検知温度が低温であれば予冷手段１１を構成するファンの回転数が低くなるように制御される。これにより、基板Ｗやこの上で溶融状態になっているハンダが冷却され、ハンダがある程度凝固した状態になる。
【００４８】
コンベア３がさらに作動し、基板Ｗが予冷手段１１よりも下流側に移動すると、温度分布検知手段１３（１３ｂ〜１３ｄ）を構成する各温度センサ２５ａ〜２５ｃにより、基板Ｗのうち温度分布検知手段１３（１３ｂ〜１３ｄ）の下方に位置する部分の温度が検知され、この検知結果が制御手段５に送信される。これにより、制御手段５によって、基板Ｗのうち、温度分布検知手段１３（１３ｂ〜１３ｄ）の直下に位置する部分が、搬送面３ａの幅方向（進行方向に対して略直交する方向）にどのような温度分布を形成しているかが把握される。
【００４９】
制御手段５は、温度分布検知手段１３（１３ｂ〜１３ｄ）によって検知された検知温度に基づき、この温度分布検知手段１３（１３ｂ〜１３ｄ）に対して搬送面３ａの進行方向下流側に隣接した位置にあるＸ，Ｙ，Ｚ列目のノズル群のうち、いずれかを構成する各ノズル１６の流量調整弁２０の開度を制御する。また、流量調整弁２０の開度調整のタイミングは、温度分布検知手段１３（１３ｂ〜１３ｄ）と、これに隣接した位置に設けられたＸ，Ｙ，Ｚ列目のノズル群のいずれかを構成する各ノズル１６の設置位置との間隔（搬送面３ａの進行方向の間隔）、並びに、コンベア３による基板Ｗの搬送速度に基づき、温度分布検知手段１３（１３ｂ〜１３ｄ）によって検知された温度分布となっている基板Ｗの部位が搬送方向下流側に隣接するＸ，Ｙ，Ｚ列目のノズル群の下方に到達すると想定されるタイミングに基づいて調整される。
【００５０】
さらに詳細には、例えば図５（ａ）に示すように温度分布検知手段１３（１３ｂ〜１３ｄ）の下方に基板Ｗが到来すると、各温度センサ２５ａ〜２５ｃによって基板Ｗの温度が検知される。この結果、仮に温度分布検知手段１３の下方を通過する基板Ｗが、搬送面３の幅方向に、図５（ｂ）に示すような温度分布を有していた場合は、この温度分布検知手段１３に対して基板Ｗの搬送方向下流側（図５（ａ）の矢印方向）に隣接する位置にあるＸ，Ｙ，Ｚ列目のノズル群を構成するノズル１６ａ，１６ｂ，１６ｃ用の流量調整弁２０，２０，２０の開度が図５（ｃ）のように調整される。すなわち、図５（ｂ）のように、搬送面３ａの幅方向略中央部に設置された温度センサ２５ｂの検知温度が最も高く、温度センサ２５ｃの検知温度が最も低く、温度センサ２５ａの検知温度がこれらの中間程度であった場合は、ノズル１６ｂ用の流量調整弁２０が最も大きな開度に調整され、ノズル１６ｃ用の流量調整弁２０が最も小さな開度に調整される。また、ノズル１６ａ用の流量調整弁２０の開度は、ノズル１６ｂ，１６ｃ用の流量調整弁２０，２０の開度の中間となるように調整される。
【００５１】
上記したように、本実施形態のハンダ付け装置１において採用されている冷却装置１０では、冷却手段１２を構成する各ノズル１６から基板Ｗに対して吹き付けられる気体（空気）の量が、各ノズル１６に対して基板Ｗの搬送方向上流側にある温度分布検知手段１３によって検知された基板Ｗにおける温度分布に基づいて調整される。すなわち、基板Ｗが高温である部分には、低温である部分よりも多くの気体が吹き付けられる。そのため、本実施形態のハンダ付け装置１では、冷却装置１０において基板Ｗやこれに付着しているハンダの冷却が略均一に進行する。よって、本実施形態のハンダ付け装置１によれば、基板Ｗに装着される部品の配置密度（分布）や、部品を取り付けた状態（実装状態）での基板Ｗにおける熱容量の分布等によらず、加熱炉２において熱処理された基板Ｗやこれに付着しているハンダを略均一に冷却し、凝固を促進することができる。従って、ハンダ付け装置１によれば、品質のばらつきが少なく高品質なリフローハンダ付けを実施することができる。
【００５２】
上記実施形態のハンダ付け装置１は、基板Ｗの移動方向に並んだＸ，Ｙ，Ｚ列目のノズル群に対して上流側に隣接する位置に設けられた温度分布検知手段１３ｂ，１３ｃ，１３ｄによって逐一これらの下方を通過する基板Ｗの温度分布を部分的に検知し、この結果に応じて、各ノズル１６の流量調整弁２０の開度を調整するものである。そのため、基板Ｗが下流側に移動するにつれて温度分布が変わったとしても、その変化を逐一反映して各ノズル１６において吹き出す気体の量を調整し、基板Ｗを略均一に冷却することができる。
【００５３】
上記実施形態では、温度分布検知手段１３ｂ，１３ｃ，１３ｄの検知結果に基づいてこれらに対して下流側に隣接するＸ，Ｙ，Ｚ列目のノズル群を構成する各ノズル１６の流量調整弁２０の開度をフィードバック制御する構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。さらに具体的には、上記実施形態のハンダ付け装置１および冷却装置１０は、加熱炉２から基板Ｗが出てから各ノズル１６が設けられた位置に到達するまでの間に予め基板Ｗ全体の温度分布を検知しておき、この結果に応じてＸ，Ｙ，Ｚ列目のノズル群を構成する各ノズル１６の流量調整弁２０の開度を調整する構成としてもよい。かかる構成とした場合は、上記実施形態のように基板Ｗの温度変化を逐一把握することはできないが、基板Ｗの略全体を基板Ｗやハンダをハンダの固化に最適な状態で冷却させることができる。
【００５４】
上記実施形態では、各ノズル１６をＸ，Ｙ，Ｚからなる３列のノズル群に分類し、これに基づいて各ノズル１６から噴出する気体の量を調整する構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、各ノズル１６を上記した行あるいは列による分類以外の方法で分類し、これに基づいて各ノズル１６から噴出する気体の量を調整する構成としてもよい。
【００５５】
上記実施形態のハンダ付け装置１では、冷却装置１０に予冷手段１１が設けられており、加熱炉２において熱処理された直後の基板Ｗをある程度冷却（予冷）してから冷却手段１２で冷却する構成とされている。そのため、ハンダ付け装置１によってリフローハンダ付けを実施すれば、溶融状態にあるハンダの冷却時にこれが変形したり、飛び散るといったような不具合が起こらない。
【００５６】
また、上記実施形態では、予冷手段１１である程度冷却された後に温度分布検知手段１３によって基板Ｗにおける温度分布を検知し、この検知結果に基づいて下流側に配置された各ノズル１６から噴出する気体の量を調整する構成とされている。そのため、ハンダ付け装置１では、ある程度冷却された状態の基板Ｗにおける温度分布を的確に把握し、温度分布によらず基板Ｗ全体の温度が略均一となるように冷却することができる。よって、ハンダ付け装置１によれば、基板Ｗに装着された部品の密度や熱容量等のばらつき等があっても、基板Ｗ全体を略均一に冷却できる。従って、ハンダ付け装置１によれば、高品質でばらつきの少ないリフローハンダ付けを実施することができる。
【００５７】
なお、上記実施形態では、予冷手段１１を設け、これによって加熱炉２において加熱された直後の基板Ｗを冷却可能な構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、予冷手段１１を持たない構成としてもよい。かかる構成とした場合は、上記したハンダの変形や飛散の抑制効果等が薄れるおそれがあるが、上記実施形態のハンダ付け装置１と同様に品質のばらつきが少なく高品質なリフローハンダ付けを実施することができる。
【００５８】
上記したように、本実施形態では、冷却手段１２において各ノズル１６から高圧の空気を基板Ｗ側に向けて吹き付けることが可能な構成とされている。そのため、本実施形態のハンダ付け装置１では、冷却手段１２における基板Ｗの冷却効果が高く、基板Ｗやハンダを素早く冷却することができる。そのため、本実施形態のハンダ付け装置１によれば、リフローハンダ付けの品質をより一層向上させることができる。
【００５９】
上記実施形態では、全てのノズル１６に圧縮状態とされた気体を供給し、これを基板Ｗ側に吹き付けることが可能な構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば冷却手段１２を構成するノズル１６のうち、一部のものだけが圧縮状態とされた気体を吹き付け可能な構成としたり、基板Ｗに向けて吹き付けられる気体の圧力が各ノズル１６毎に異なるものであってもよい。
【００６０】
また、上記実施形態では、ノズル１６から吹き出す気体の量を流量調整弁２０で調整可能な構成を例示したが、これは本発明の一実施形態に過ぎず、ハンダ付け装置１は別の構成を採用したものであってもよい。さらに具体的には、上記実施形態では、各ノズル１６が本体部１５に対して固定されたものであったが、ノズル１６を自由に移動可能な構成とし、基板Ｗにおける温度分布に応じてノズル１６の配置が変更される構成としてもよい。すなわち、基板Ｗにおいて高温である部分の上方に低温である部分よりも多くのノズル１６を集め、気体を基板Ｗに向けて吹き付ける構成としてもよい。かかる構成とする場合は、ノズル１６の動作機構等が必要となるが、上記実施形態の場合と同様に基板Ｗの温度分布に応じて基板Ｗ側に吹き付けられる気体の量の分布を調整し、基板Ｗ全体を略均一に冷却できる。
【００６１】
上記実施形態では、コンベア３の搬送面３ａが冷却装置１０に対して移動する構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。さらに具体的には、ハンダ付け装置１や冷却装置１０は、例えば予冷手段１１や冷却手段１２が基板Ｗに対して移動する構成、すなわち予冷手段１１や冷却手段１２が基板Ｗに対して相対移動する構成であればいかなる構成であってもよい。
【００６２】
上記実施形態のハンダ付け装置１は、外部から供給された空気等の気体を気体圧縮手段１７において圧縮して供給し、ノズル１６から基板Ｗに向けて吹き出す構成であったが、本発明はこれに限定されるものではなく気体を冷却可能な冷却手段を別途設け、この冷却手段で冷却された気体をノズル１６から吹き出す構成としてもよい。かかる構成によれば、基板Ｗやハンダの冷却効果がさらに向上し、リフローハンダ付けの品質をさらに向上させることができる。
【００６３】
上記実施形態では、ノズル１６を複数設けた構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば冷却用の気体を供給するための冷却気体供給手段を設けると共に、この冷却気体供給手段に気体噴出用の開口を複数設け、この開口の開口面積を適宜変更可能な構成としてもよい。かかる構成とすれば、上記実施形態において各ノズル１６に対応して設けられた流量調整弁を調整する代わりに気体噴出用の開口の開口面積を調整することにより、基板Ｗ側に向けて噴出される気体の量を調整することができ、上記実施形態に示したものと同様の作用効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の一実施形態にかかるハンダ付け装置およびハンダ付け装置用冷却装置の構成を模式的に示す正面図である。
【図２】図１のＡ方向矢視図である。
【図３】図１に示すハンダ付け装置用冷却装置を下方側から観察した状態を示す斜視図である。
【図４】（ａ），（ｂ）は、図１に示すハンダ付け装置用冷却装置におけるノズルと温度分布検知手段の位置関係を模式的に示す概念図である。
【図５】（ａ）は、図１に示すハンダ付け装置用冷却装置におけるノズルと温度分布検知手段の位置関係を示す概念図であり、（ｂ）は温度分布手段によって検知される温度分布の様子の一例を示すグラフ、（ｃ）は流量調整弁の開度の一例を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６５】
１  ハンダ付け装置
２  加熱炉（加熱手段）
３  コンベア
３ａ  搬送面
１０  ハンダ付け装置用冷却装置（冷却装置）
１１  予冷手段
１２  冷却手段
１３  温度分布検知手段
１６  ノズル
１７  気体圧縮手段
２０  流量調整弁
【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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