(57)【要約】【課題】小型化することができるリフロー半田付け装置を提供する。【解決手段】リフロー半田付け装置３０は、（ａ）その内部においてワーク１０が搬送される筺体と、（ｂ）筺体の内部において、ワーク１０が搬送されるワーク搬送経路よりも下側に配置され、ワーク搬送経路に向けて熱線を照射するヒータ３６と、（ｂ）筺体の内部において、ワーク搬送経路よりも上側を遮蔽して、ワーク搬送経路よりも上側に、ワーク搬送経路に連通する閉空間５８を形成する遮蔽部材４０，５０，５２とを備える。【選択図】図１
2013086133.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
その内部においてワークが搬送される筺体と、
前記筺体の内部において、ワークが搬送されるワーク搬送経路よりも下側に配置され、前記ワーク搬送経路に向けて熱線を照射するヒータと、
前記筺体の内部において、前記ワーク搬送経路よりも上側を遮蔽して、前記ワーク搬送経路よりも上側に、前記ワーク搬送経路に連通する閉空間を形成する遮蔽部材と、
を備えたことを特徴とする、リフロー半田付け装置。
【請求項２】
前記遮蔽部材は、前記ワーク搬送経路の上方に延在する部分がガラス板により形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のリフロー半田付け装置。
【請求項３】
前記ワーク搬送経路と前記ヒータとの間に配置され、前記ヒータが前記ワーク搬送経路に向けて照射する熱線を透過する開口が形成され、前記ヒータが前記ワーク搬送経路以外に向けて照射する熱線を遮蔽するヒータ用遮蔽部材をさらに備えたことを特徴とする、請求項１又は２に記載のリフロー半田付け装置。
【請求項４】
前記筺体の内部においてワークが搬送される方向から見たとき、
前記ヒータは、前記ワーク搬送経路の右斜め下方に配置された右側ヒータと、前記ワーク搬送経路の左斜め下方に配置された左側ヒータとを含み、
前記右側ヒータからの熱線が照射される前記ワーク搬送経路上の領域の中心位置と、前記左側ヒータからの熱線が照射される前記ワーク搬送経路上の領域の中心位置とが離れていることを特徴とする、請求項１又は２に記載のリフロー半田付け装置。
【請求項５】
前記ワークは、
帯状の金属部材からなり、上方に折り曲げられて互いに対向する折曲片が形成された外装部材と、
前記外装部材の互いに対向する前記折曲片の間に挟まれた基板と、
前記外装部材の互いに対向する前記折曲片と前記基板との接点及びその近傍に配置された半田ペーストと、
を備え、
前記ヒータは、前記筺体の内部において搬送されるワークに対して、前記外装部材の互いに対向する前記折曲片の基端に熱線を照射することを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一つに記載のリフロー半田付け装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リフロー半田付け装置に関し、例えば電子部品に金属キャップをリフロー半田付けするために用いるリフロー半田付け装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板に電子部品を実装したり、基板に金属キャップを接合したりするため、ワークが筺体の内部を搬送されるときに加熱されるリフロー半田付け装置が用いられている。
【０００３】
例えば図６（ａ）の断面図に示すように、コンベア１０２によって、半田付けを行う基板１０６が搬送され、コンベア１０２の上下に配置された上側ヒータ１３２と下側ヒータ１３１によって、加熱される。上側ヒータ１３２の上部には、装置内の温度を均一にするためのファン１３３が配置されている。そして、それらを覆うように、筺体１０１が配置されている。基板１０６と電子部品、あるいは基板１０６と基板１０６を覆う金属キャップなどは、上側ヒータ１３２と下側ヒータ１３１の間を移動する際に加熱されて半田が溶融し、半田付けされる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３１８５３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように、コンベアの上下両側にヒータを配置する構成では、リフロー半田付け装置が大きくなるという問題がある。また、基板や電子部品を半田付けに必要な温度にしたり、温度バラツキを小さくしたりするために装置内にファンを配置すると、装置がさらに大きくなるという問題があった。
【０００６】
本発明は、かかる実情に鑑み、小型化することができるリフロー半田付け装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するために、以下のように構成したリフロー半田付け装置を提供する。
【０００８】
リフロー半田付け装置は、（ａ）その内部においてワークが搬送される筺体と、（ｂ）前記筺体の内部において、ワークが搬送されるワーク搬送経路よりも下側に配置され、前記ワーク搬送経路に向けて熱線を照射するヒータと、（ｃ）前記筺体の内部において、前記ワーク搬送経路よりも上側を遮蔽して、前記ワーク搬送経路よりも上側に、前記ワーク搬送経路に連通する閉空間を形成する遮蔽部材とを備える。
【０００９】
上記構成において、ヒータは、遮蔽部材により形成される閉空間内においてワークの半田付けに必要な所定温度に加熱できればよい。ヒータは、筺体の内部のうち限られた部分、すなわち閉空間と、ワーク自体とを加熱すればよいため、効率よくワークを加熱することができ、小型化することができる。ヒータは、ワーク搬送経路よりも下側に配置されるため、筺体は、遮蔽部材よりも上の部分を小さくすることができる。したがって、リフロー半田付け装置を小型化することができる。
【００１０】
好ましくは、前記遮蔽部材は、前記ワーク搬送経路の上方に延在する部分がガラス板により形成されている。
【００１１】
ヒータから照射された熱線が遮蔽板に吸収されると輻射熱によって閉空間の温度が上昇するが、ガラス板はヒータから照射される熱線を透過しやすいため、輻射熱による閉空間の過度の温度上昇を抑制し、半田付けが必要な部分以外の部分での温度上昇によるワークの変形や特性変化を抑えることができる。
【００１２】
好ましくは、前記ワーク搬送経路と前記ヒータとの間に配置され、前記ヒータが前記ワーク搬送経路に向けて照射する熱線を透過する開口が形成され、前記ヒータが前記ワーク搬送経路以外に向けて照射する熱線を遮蔽するヒータ用遮蔽部材をさらに備える。
【００１３】
この場合、ヒータからの熱線を、ワークの所定箇所に照射して、半田付けする必要がある箇所を効率よく加熱できるとともに、加熱の不要な箇所の温度上昇による変形や特性変化を防ぐことができる。
【００１４】
好ましくは、前記筺体の内部においてワークが搬送される方向から見たとき、（ｉ）前記ヒータは、前記ワーク搬送経路の右斜め下方に配置された右側ヒータと、前記ワーク搬送経路の左斜め下方に配置された左側ヒータとを含み、（ii）前記右側ヒータからの熱線が照射される前記ワーク搬送経路上の領域の中心位置と、前記左側ヒータからの熱線が照射される前記ワーク搬送経路上の領域の中心位置とが離れている。
【００１５】
この場合、ワーク搬送経路に沿って搬送されるワークの複数個所を別々のヒータから加熱することができ、加熱時間を短縮することができる。
【００１６】
好ましくは、前記ワークは、（ａ）帯状の金属部材からなり、上方に折り曲げられて互いに対向する折曲片が形成された外装部材と、（ｂ）前記外装部材の互いに対向する前記折曲片の間に挟まれた基板と、（ｃ）前記外装部材の互いに対向する前記折曲片と前記基板との接点及びその近傍に配置された半田ペーストとを備える。前記ヒータは、前記筺体の内部において搬送されるワークに対して、前記外装部材の互いに対向する前記折曲片の基端に熱線を照射する。
【００１７】
この場合、ヒータからの熱線によって外装部材の折曲片を直接加熱して半田ペーストを溶融し、基板に外装部材を接合することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、リフロー半田付け装置を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】リフロー半田付け装置の要部断面図である。（実施例１）
【図２】ワークの断面図である。（実施例１）
【図３】リフロー半田付け装置の要部平面図である。（実施例１）
【図４】リフロー半田付け装置の要部断面図である。（実施例２）
【図５】リフロー半田付け装置の要部断面図である。（比較例）
【図６】（ａ）リフロー半田付け装置の構成を示す断面図、（ｂ）その温度プロフィールを示す線図である。（従来例）
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図５を参照しながら説明する。
【００２１】
＜実施例１＞  実施例１のリフロー半田付け装置３０について、図１〜図３を参照しながら説明する。
【００２２】
図１は、リフロー半田付け装置３０の要部断面図である。図２は、ワーク１０の断面図である。図３は、図１の線Ａ−Ａに沿って見たリフロー半田付け装置３０の要部平面図である。
【００２３】
リフロー半田付け装置３０は、筺体の内部において、図１に示すように、ワーク１０を搬送するワーク搬送部４０よりも下側に、熱線（赤外線）を照射するヒータ３６が配置されている。リフロー半田付け装置３０は、基板２０に金属キャップを半田付けするために用いられる。
【００２４】
ワーク１０は、図２に示すように、金属キャップを形成するための外装部材１２と、基板２０と、半田ペースト２８とを備える。
【００２５】
外装部材１２は、図２及び図３に示すように、帯状の金属材料（フープ材）を打ち抜き加工したものである。外装部材１２の両側部には、スプロケットで搬送するための等ピッチの貫通孔１３が形成され、両側部の間には、上方に折り曲げられて互いに対向する折曲片１４，１６が一定間隔で形成されている。
【００２６】
基板２０は、例えば多層セラミック基板であり、図２に示すように、一方主面２０ａに電子部品２２，２４が実装されている。基板２０は、他方主面２０ｂを上にした状態で、外装部材１２の互いに対向する折曲片１４の間にかしめられ、挟まれている。
【００２７】
半田ペースト２８は、ディスペンサーを用いて塗布するなどの方法によって、図２に示すように、外装部材１２の互いに対向する折曲片１４と基板２０との接点及びその近傍部分に配置されている。
【００２８】
外装部材１２の折曲片１４が基板２０に半田付けされた後、外装部材１２は互いに対向する折曲片１４の両側部分が切断され、外装部材１２の中央部分１８と折曲片１４，１６とによって金属キャップが形成される。
【００２９】
図１に示すように、ワーク搬送部４０は、その上面４０ａに、ワーク１０を収納する溝４２が形成されている。溝４２の底面４４の中央には、貫通穴４６が形成されている。ワーク１０は、両側部が溝４２の底面４４に摺接し、支持された状態で搬送される。このとき、ワーク１０は、中央部分１８とその近傍部分が、ワーク搬送部４０の貫通穴４６に対向し、空間に浮いた状態となる。ワーク搬送部４０は金属で形成され、内部を循環する冷媒によって冷却される。
【００３０】
ワーク搬送部４０の上面４０ａにはスペーサ部材５０が配置され、スペーサ部材５０の上に、ワーク搬送部４０の溝４２の上方を覆う遮蔽板５２が配置されている。ワーク搬送部４０と、スペーサ部材５０と、遮蔽板５２とは遮蔽部材であり、ワーク搬送経路よりも上側を遮蔽し、ワーク搬送経路に連通する閉空間５８を形成する。遮蔽板５２は、金属板で形成されている。
【００３１】
図１に示すように、ヒータ３６は、ワーク搬送経路の斜め下方の左右両側にそれぞれ配置される。ヒータ３６は、開口３４が形成されたヒータブロック３２の内部に配置される。ヒータブロック３２は、ヒータ３６がワーク搬送経路以外に照射する熱線を遮蔽するヒータ用遮蔽部材である。
【００３２】
左右のヒータ３６からの熱線は、図１及び図２において鎖線３７で示すように、開口３４を通り、それぞれ、外装部材１２の左右の折曲片１４の基端１５付近に集中するように照射される。左右のヒータ３６がそれぞれワーク搬送経路上に熱線を照射する領域の中心位置は、互いに離れている。ワーク１０の複数個所を別々のヒータ３６から加熱することにより、加熱時間を短縮することができる。
【００３３】
左右のヒータブロック３２の上には、ヒータ３６からの熱線を透過するガラス板３８が配置されている。ガラス板３８は、ワーク１０の下側において空気が対流する空間を狭くして、効率を高めている。
【００３４】
リフロー半田付け装置３０は、ワーク１０がワーク搬送部４０の溝４２の底面４４に沿って搬送されるときに、ワーク搬送経路の斜め下方に配置されたヒータ３６でワーク１０を加熱し、ワーク１０の半田ペースト２８を溶融させ、基板２０に外装部材１２の折曲片１４を半田付けする。
【００３５】
このとき、ワーク１０は、ヒータ３６からの熱線の集中によって、外装部材１２の折曲片１４の基端１５が直接加熱され、その熱が折曲片１４を介して半田ペースト２８に効率よく伝達される。
【００３６】
また、ワーク搬送部４０の溝４２を覆うように設置された遮蔽板５２は、ヒータ３６から照射された熱線を吸収し、閉空間５８に輻射する。これによって、半田ペースト２８が塗布されているワーク１０の上面を加熱することができ、半田ペースト２８の溶融が容易となる。遮蔽板５２からの輻射によってワーク１０の上面が加熱されることにより、ワーク１０の上面と下面との温度差が小さくなり、比較的小さな出力のヒータ３６を用いて、半田ペースト２８の溶融が可能になる。
【００３７】
リフロー半田付け装置３０は、炉のカバー（筺体）で囲まれた空間とは別に、ワーク搬送経路に沿って比較的狭い閉空間５８を形成することにより、炉内の空気の対流によるワーク１０への冷却作用が抑えられる。閉空間５８を形成することにより、半田付け対象であるワーク１０の周囲を取り囲む空間を狭くできるため、半田付け時の温度のバラツキを低減できる。
【００３８】
リフロー半田付け装置３０は、加熱装置として、ワーク搬送経路の下側に配置されたヒータ３６を備えている。ヒータ３６とワーク搬送経路との間には、開口３４が形成されたヒータブロック３２が設けられており、ヒータ３６から照射される熱線は、ワーク１０の所定箇所のみに照射される。このような構成により、ワーク１０を加熱するための熱線を所定箇所に集中して照射することができる。
【００３９】
したがって、加熱装置（ヒータ）を小型化でき、ひいては、リフロー半田付け装置を小型化することができる。
【００４０】
＜実施例２＞  実施例２のリフロー半田付け装置３０ａについて、図４を参照しながら説明する。
【００４１】
実施例２のリフロー半田付け装置３０ａは、実施例１のリフロー半田付け装置３０と略同様に構成されている。以下では、実施例１と同じ構成部分には同じ符号を用い、実施例１との相違点を中心に説明する。
【００４２】
実施例２のリフロー半田付け装置３０ａは、ワーク搬送部４０の溝４２の上方を覆う遮蔽板５４が、熱線を透過するガラス板である点のみ、実施例１と異なる。これにより、電子部品２２，２４が実装された基板２０の一方主面２０ａの温度上昇を抑えることができ、閉空間５８内の過度の温度上昇を抑制し、半田付けが必要な部分以外の部分での温度上昇によるワーク１０の変形や特性変化を抑えることができる。
【００４３】
すなわち、ガラス板の遮蔽板５４は、矢印３９で示すように、ヒータ３６から照射された熱線が透過するため、閉空間５８内への輻射熱が発生せず、遮蔽板５４からの輻射熱によるワーク１０の上面の加熱がない。そのため、ワーク１０全体の温度上昇を抑えることができる。半田ペースト２８は、ヒータ３６からの熱線で外装部材１２の折曲片１４の基端１５を直接加熱することにより、その熱が折曲片１４を介して半田ペースト２８に伝達されるので、溶融することができる。
【００４４】
なお、ガラス板の遮蔽板５４であっても、炉のカバー（筺体）で囲まれた空間とは別に、ワーク搬送経路に沿って比較的狭い閉空間５８を形成することできるので、炉内の空気の対流によるワーク１０への冷却作用が抑えられる。
【００４５】
＜比較例＞  図５は、比較例のリフロー半田付け装置３０ｘの要部断面図である。
【００４６】
図５に示すように、比較例のリフロー半田付け装置３０ｘは、ワーク搬送部４０の溝４２の上方が開放されており、ワーク搬送経路の上側に閉空間が形成されていない。
【００４７】
ヒータ３６によりワーク１０の下面側が加熱されたとき、ワーク搬送経路の上側では空気が対流するため、ワーク１０は冷却される。ワーク１０の周囲の温度を所定温度まで上昇させるには、ヒータ３６の出力を大きくしたり、ワーク搬送経路より上側に別にヒータを設けたりする必要がある。
【００４８】
これに対し、実施例１及び実施例２では、そのような必要がないため、比較例１よりもリフロー半田付け装置を小型化することができる。
【００４９】
＜まとめ＞  以上に説明したように、ワーク搬送経路より上側を遮蔽板５２，５４で遮蔽して、ワーク搬送経路に連通する閉空間５８を形成することにより、リフロー半田付け装置３０，３０ａを小型化することができる。
【００５０】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変更を加えて実施することが可能である。
【００５１】
例えば、本発明のリフロー半田付け装置は、基板に金属キャップをリフロー半田付けする場合に限らず、基板上に電子部品を半田付けする場合などにも用いることができる。
【符号の説明】
【００５２】
１０  ワーク
１２  外装部材
１３  貫通孔
１４  折曲片
１５  基端
１６  折曲片
１８  中央部分
２０  基板
２０ａ  一方主面
２０ｂ  他方主面
２２，２４  電子部品
２８  半田ペースト
３０，３０ａ，３０ｘ  リフロー半田付け装置
３２  ヒータブロック
３４  開口
３６  ヒータ
３８  ガラス板
４０  ワーク搬送部（遮蔽部材）
４０ａ  上面
４２  溝
４４  底面
４６  貫通穴
５０  スペーサ部材（遮蔽部材）
５２，５４  遮蔽板（遮蔽部材）
５８  閉空間
【図１】
2013086133.tif 000003
【図２】
2013086133.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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