(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リフロー炉内に複数の搬送レーンを並列に設け、各搬送レーンで実装基板を同時に搬送してリフロー加熱する方法において、
前記複数の搬送レーンのうち、一部の搬送レーンのみに実装基板を載せて搬送してリフロー加熱する際に、実装基板を載せない搬送レーンに、前記一部の搬送レーンに載せた実装基板と熱吸収特性が類似するダミー被加熱体を載せて搬送することを特徴とするリフロー加熱方法。
【請求項２】
リフロー炉内に複数の搬送レーンを並列に設け、各搬送レーンで実装基板を同時に搬送してリフロー加熱する方法において、
前記各搬送レーンにそれぞれ吸熱量を制御可能な吸熱手段を設置し、
前記複数の搬送レーンのうち、一部の搬送レーンのみに実装基板を載せて搬送してリフロー加熱する際に、実装基板を載せていない搬送レーンの吸熱手段を吸熱動作させると共に、その吸熱量を前記一部の搬送レーンに載せた実装基板の熱吸収特性に応じて制御することを特徴とするリフロー加熱方法。
【請求項３】
リフロー炉内に複数の搬送レーンを並列に設け、各搬送レーンで実装基板を同時に搬送してリフロー加熱するリフロー加熱装置において、
前記各搬送レーンにそれぞれ設置され、吸熱量を制御可能な吸熱手段と、
前記各搬送レーンの吸熱手段の吸熱量を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記複数の搬送レーンのうち、一部の搬送レーンのみに実装基板を載せて搬送してリフロー加熱する際に、実装基板を載せていない搬送レーンの吸熱手段を吸熱動作させると共に、その吸熱量を前記一部の搬送レーンに載せた実装基板の熱吸収特性に応じて制御することを特徴とするリフロー加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リフロー炉内に複数の搬送レーンを並列に設け、各搬送レーンで実装基板を同時に搬送してリフロー加熱するリフロー加熱方法及びリフロー加熱装置に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
近年、リフローはんだ付け工程の生産能率を向上させるために、特許文献１（特開平１０−１６３６２３号公報）に記載されているように、リフロー炉内に複数の搬送レーンを並列に設け、各搬送レーンで実装基板を同時に搬送してリフロー加熱するようにしたものがある。
【特許文献１】特開平１０−１６３６２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
複数の搬送レーンを並列に設けたリフロー炉は、全ての搬送レーンに実装基板を載せてリフロー加熱したときに、リフロー炉内の温度プロファイルが最適となるように設計されている。しかし、常に、全ての搬送レーンに実装基板を載せてリフロー加熱するとは限らず、多品種少量生産等では、複数の搬送レーンのうち、一部の搬送レーンのみに実装基板を載せてリフロー加熱する場合があるが、このような場合に、次のような問題が生じる。      
【０００４】
リフロー炉内では、搬送レーンに載せた実装基板が熱を吸収する吸熱源となるため、一部の搬送レーンのみに実装基板を載せた場合は、全ての搬送レーンに実装基板を載せた場合と比較して、リフロー炉内の各実装基板による合計吸熱量が少なくなるだけでなく、リフロー炉内での吸熱源の分布がアンバランスにもなる。このため、図２に示すように、リフロー炉内の温度プロファイルが最適な温度プロファイルからずれてしまい、この温度プロファイルのずれがリフローはんだ付けの品質を低下させる要因となる。
【０００５】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、リフロー炉内に並列に設けた複数の搬送レーンのうち、一部の搬送レーンのみに実装基板を載せて搬送してリフロー加熱する場合でも、リフロー炉内の温度プロファイルのずれを少なくすることができて、リフローはんだ付けの品質低下を防止できるリフロー加熱方法及びリフロー加熱装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、リフロー炉内に複数の搬送レーンを並列に設け、各搬送レーンで実装基板を同時に搬送してリフロー加熱する方法において、前記複数の搬送レーンのうち、一部の搬送レーンのみに実装基板を載せて搬送してリフロー加熱する際に、実装基板を載せない搬送レーンに、前記一部の搬送レーンに載せた実装基板と熱吸収特性（熱容量、熱伝導率等）が類似するダミー被加熱体を載せて搬送するようにしたものである。
【０００７】
この方法では、実装基板を載せない搬送レーンに、実装基板と熱吸収特性（熱容量、熱伝導率等）が類似するダミー被加熱体を載せることで、全ての搬送レーン上に熱吸収特性が類似する吸熱源（実装基板又はダミー被加熱体）を載せることができる。これにより、一部の搬送レーンのみに実装基板を載せてリフロー加熱する場合でも、リフロー炉内の温度プロファイルを全ての搬送レーンに実装基板を載せた場合とほほ同様の温度プロファイルとすることができて、リフロー炉内の温度プロファイルのずれを少なくすることができ、リフローはんだ付けの品質低下を防止することができる。
【０００８】
また、本発明は、請求項２，３のように、リフロー炉内に複数の搬送レーンを並列に設け、各搬送レーンで実装基板を同時に搬送してリフロー加熱するものにおいて、前記各搬送レーンにそれぞれ吸熱量を制御可能な吸熱手段を設置し、前記複数の搬送レーンのうち、一部の搬送レーンのみに実装基板を載せて搬送してリフロー加熱する際に、実装基板を載せていない搬送レーンの吸熱手段を吸熱動作させると共に、その吸熱量を前記一部の搬送レーンに載せた実装基板の熱吸収特性（熱容量、熱伝導率等）に応じて制御するようにしても良い。
【０００９】
このように、実装基板を載せていない搬送レーンの吸熱手段を吸熱動作させると共に、その吸熱量を実装基板の熱吸収特性（熱容量、熱伝導率等）に応じて制御するようにすれば、実装基板を載せていない搬送レーンでも、実装基板を載せた搬送レーンと同様の吸熱量を吸熱手段によって確保することができる。これにより、一部の搬送レーンのみに実装基板を載せてリフロー加熱する場合でも、吸熱手段によってリフロー炉内の温度プロファイルを全ての搬送レーンに実装基板を載せた場合とほほ同様の温度プロファイルとすることができて、リフロー炉内の温度プロファイルのずれを少なくすることができ、リフローはんだ付けの品質低下を防止することができる。しかも、ダミー被加熱体を準備したり、ダミー被加熱体を搬送レーンに載せる作業を行う必要がないため、生産性を低下させずに済む利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための最良の形態を具体化した２つの実施例１，２を説明する。
【実施例１】
【００１１】
本発明の実施例１を図１及び図２に基づいて説明する。
まず、図１に基づいてリフロー加熱装置の構成を説明する。
リフロー炉１１内には、実装基板１２を搬送する２台の搬送レーン１３が並列に設けらている（３台以上の搬送レーン１３を並列に設けても良い）。リフロー炉１１内には、各搬送レーン１３の上方部等に、実装基板１２を加熱する遠赤外線ヒータ等の加熱手段１６が設けられている。
【００１２】
リフロー炉１１内の２台の搬送レーン１３のうち、片方の搬送レーン１３（Ｌ）のみに実装基板１２を載せて搬送してリフロー加熱する場合は、実装基板１２を載せない搬送レーン１３（Ｒ）に、上記片方の搬送レーン１３（Ｌ）に載せた実装基板１２と熱吸収特性（熱容量、熱伝導率等）が類似するダミー被加熱体１４を載せて搬送する。このダミー被加熱体１４は、実装基板１２と同等の材料で形成されたものを用いても良いし、実装基板１２とは異なる材料で形成されたものを用いても良く、また、ダミー被加熱体１４の形状も、実装基板１２とほぼ同じ形状であっても良いし、異なる形状であっても良い。要は、リフロー炉１１内でダミー被加熱体１４が吸収する熱量が実装基板１２が吸収する熱量とほぼ同じになるように形成すれば良い。
【００１３】
また、一方の搬送レーン１３（Ｌ）のみに実装基板１２を載せ、他方の搬送レーン１３（Ｒ）にダミー被加熱体１４を載せる場合は、実装基板１２の数と同じ数のダミー被加熱体１４を他方の搬送レーン１３（Ｒ）に載せても良いし、実装基板１２の数とダミー被加熱体１４の数が異なっても良い。
【００１４】
実装基板１２の数と同じ数のダミー被加熱体１４を他方の搬送レーン１３（Ｒ）に載せる場合は、リフロー炉１１内での各ダミー被加熱体１４の吸熱量が各実装基板１２の吸熱量とほぼ同一となるように形成すると共に、各ダミー被加熱体１４の搬送間隔を各実装基板１２の搬送間隔と同じにすれば良い。
【００１５】
実装基板１２の数とダミー被加熱体１４の数が異なっている場合は、リフロー炉１１内での全ダミー被加熱体１４の合計吸熱量がリフロー炉１１内での全実装基板１２の合計吸熱量とほぼ同一となるように（又は両者の合計吸熱量の差が小さくなるように）、ダミー被加熱体１４の数を設定すると共に、リフロー炉１１内でのダミー被加熱体１４の数が少ないほどダミー被加熱体１４の搬送間隔を長くするように設定すれば良い。
【００１６】
リフロー炉１１を設置する基台１７内には、各搬送レーン１３で搬送したダミー被加熱体１４をリフロー炉１１の出口側から入口側に返送するための返送コンベア１５が設けられている。この基台１７内の返送コンベア１５がリフロー炉１１内の加熱手段１６で加熱されないように基台１７とリフロー炉１１との間が断熱壁で仕切られ、返送コンベア１５でダミー被加熱体１４を返送する際に該ダミー被加熱体１４を放熱させて温度低下させるようになっている。尚、基台１７内にダミー被加熱体１４を強制冷却するための冷却ファン等の強制冷却手段を設けても良い。
【００１７】
このリフロー炉１１は、全ての搬送レーン１３に実装基板１２を載せてリフロー加熱したときに、リフロー炉１１内の温度プロファイル（図２参照）が最適となるように加熱手段１６の発熱量や配置場所が設定されている。従って、全ての搬送レーン１３に実装基板１２を載せてリフロー加熱する場合は、ダミー被加熱体１４を使用せずに、実装基板１２をリフロー加熱すれば良い。
【００１８】
リフロー炉１１内では、搬送レーン１３に載せた実装基板１２が熱を吸収する吸熱源となるため、片方の搬送レーン１３（Ｌ）のみに実装基板１２を載せた場合は、両方の搬送レーン１３（Ｌ，Ｒ）に実装基板１２を載せた場合と比較して、リフロー炉１１内の各実装基板１２による合計吸熱量が少なくなるだけでなく、リフロー炉１１内での吸熱源の分布がアンバランスにもなる。このため、ダミー被加熱体１４を使用しない場合は、図２に示すように、リフロー炉１１内の温度プロファイルが最適な温度プロファイルからずれてしまい、この温度プロファイルのずれがリフローはんだ付けの品質を低下させる要因となる。
【００１９】
そこで、本実施例１では、片方の搬送レーン１３（Ｌ）のみに実装基板１２を載せてリフロー加熱する場合は、実装基板１２を載せない搬送レーン１３（Ｒ）にダミー被加熱体１４を載せて搬送する。この際、リフロー炉１１内での全ダミー被加熱体１４の合計吸熱量がリフロー炉１１内での全実装基板１２の合計吸熱量とほぼ同一となるように（又は両者の合計吸熱量の差が小さくなるように）、ダミー被加熱体１４の使用数を算出して、その使用数に応じた搬送間隔でダミー被加熱体１４を搬送する。
【００２０】
このようにすれば、片方の搬送レーン１３（Ｌ）のみに実装基板１２を載せてリフロー加熱する場合でも、リフロー炉１１内の温度プロファイルを両方の搬送レーン１３（Ｌ，Ｒ）に実装基板１２を載せた場合とほほ同様の温度プロファイルとすることができて、リフロー炉１１内の温度プロファイルのずれを少なくすることができ、リフローはんだ付けの品質低下を防止することができる。
【実施例２】
【００２１】
次に、図３を用いて本発明の実施例２を説明する。但し、上記実施例１と実質的に同じ部分は同じ符号を付して説明を簡略化し、主として異なる部分を説明する。
本実施例２においても、リフロー炉１１内には、２台（又は３台以上）の搬送レーン１３が並列に設けらている。本実施例２では、ダミー被加熱体１４を使用しないため、基台１７内には、返送コンベア１５が設けられていない。
【００２２】
本実施例２では、各搬送レーン１３に、それぞれ吸熱量を電気的に制御可能な吸熱手段１８が設置されている。この吸熱手段１８は、例えばペルチェ素子を用い、その吸熱面側を上向きとして加熱手段１６側に露出させ、発熱面側を下向きにした状態で設置されている。各搬送レーン１３の吸熱手段１８は、実装基板１２の搬送・加熱を妨げない位置に各搬送レーン１３の入口側から出口側までの搬送区間をほぼ均等に吸熱できるように配置されている。各吸熱手段１８の発熱面側（下面側）にヒートパイプ等の熱輸送手段（図示せず）を設けて、各吸熱手段１８からの放熱をリフロー炉１１内の上部に輸送してリフロー加熱の熱源の一部として再利用するようにしても良い。或は、各吸熱手段１８の発熱面側（下面側）にヒートシンク等の放熱手段（図示せず）を設けて、当該放熱手段からリフロー炉１１の外部に放熱させるようにしても良い。
【００２３】
各搬送レーン１３毎に吸熱手段１８の印加電圧又は電流をコントローラ（制御手段）で制御することで、各搬送レーン１３毎に吸熱手段１８の吸熱量を独立して制御できるようになっている。
【００２４】
全ての搬送レーン１３に実装基板１２を載せてリフロー加熱する場合は、全ての搬送レーン１３の吸熱手段１８への通電を全て停止（ＯＦＦ）して、全ての搬送レーン１３の吸熱手段１８が吸熱動作しないようにする。
【００２５】
これに対して、一部の搬送レーン１３（Ｌ）のみに実装基板１２を載せてリフロー加熱する場合は、実装基板１２を載せない搬送レーン１３（Ｒ）のみ、吸熱手段１８に通電して吸熱動作させると共に、該吸熱手段１８の吸熱量（印加電圧又は電流）をコントローラ（制御手段）で実装基板１２の熱吸収特性に応じて制御する。具体的には、実装基板１２を載せない搬送レーン１３（Ｒ）の吸熱手段１８の合計吸熱量がリフロー炉１１内での全実装基板１２の合計吸熱量とほぼ同一となるように（又は両者の合計吸熱量の差が小さくなるように）、該吸熱手段１８の吸熱量（印加電圧又は電流）を制御する。
【００２６】
このようにすれば、一方の搬送レーン１３（Ｌ）のみに実装基板１２を載せてリフロー加熱する場合でも、他方の搬送レーン１３（Ｒ）の吸熱手段１８の吸熱動作によってリフロー炉１１内の温度プロファイルを両方の搬送レーン１３（Ｌ，Ｒ）に実装基板１２を載せた場合とほほ同様の温度プロファイルとすることができて、リフロー炉１１内の温度プロファイルのずれを少なくすることができ、リフローはんだ付けの品質低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施例１のリフロー炉の構成を概略的に示す縦断面図である。
【図２】リフロー炉内の温度プロファイルの一例を説明する図である。
【図３】本発明の実施例２のリフロー炉の構成を概略的に示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１１…リフロー炉、１２…実装基板、１３…搬送レーン、１４…ダミー被加熱体、１５…返送コンベア、１６…加熱手段、１７…基台、１８…吸熱手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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