(57)【要約】【課題】本発明の目的は、加熱対象の部品のみを加熱するために好適な加熱用ノズル、プリント基板組立体の製造方法及びプリント基板上の部品の加熱方法を提供することである。【解決手段】加熱用ノズルは、プリント基板６上の部品７に被せられる部品加熱部２１と、部品加熱部２１に温風を供給する供給流路２２と、部品加熱部２１から温風を回収する回収流路２３とを具備する。回収流路２３における流量が供給流路２２における流量より多い。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント基板上の部品に被せられる部品加熱部と、
前記部品加熱部に温風を供給する供給流路と、
前記部品加熱部から温風を回収する回収流路と
を具備し、
前記回収流路における流量が前記供給流路における流量より多い
加熱用ノズル。
【請求項２】
前記供給流路に第１ポンプが設けられ、
前記回収流路に第２ポンプが設けられ、
前記第１ポンプの第１羽根車は、前記第２ポンプの第２羽根車に同期するように回転する
請求項１の加熱用ノズル。
【請求項３】
前記部品加熱部は、
第１筒と、
前記第１筒の外側に設けられた第２筒と、
前記第２筒の外側に設けられた遮熱板と
を備え、
前記供給流路又は前記回収流路の一方は、前記第１筒の内側の第１空間に接続され、
前記供給流路又は前記回収流路の他方は、前記第１筒及び前記第２筒に挟まれた第２空間に接続される
請求項１又は２の加熱用ノズル。
【請求項４】
部品加熱部は、
第１筒と、
前記第１筒の外側に設けられた第２筒と、
前記第１筒の内側の第１空間に設けられた導風板と
を備え、
前記供給流路は、前記第１空間に接続され、
前記回収流路は、前記第１筒及び前記第２筒に挟まれた第２空間に接続され、
前記導風板は、前記第１筒の軸に平行な直線に斜めに交差する面を備える
請求項１又は２の加熱用ノズル。
【請求項５】
前記部品加熱部は、
第１筒と、
前記第１筒の外側に設けられた第２筒と、
前記第２筒の外側に設けられた第３筒と
を備え
前記供給流路又は前記回収流路の一方は、前記第１筒の内側の第１空間と、前記第２筒及び前記第３筒に挟まれた第３空間とに接続され、
前記供給流路又は前記回収流路の他方は、前記第１筒及び前記第２筒に挟まれた第２空間に接続される
請求項１又は２の加熱用ノズル。
【請求項６】
プリント基板上の部品に部品加熱部を被せるステップと、
前記部品を加熱するステップと
を具備し、
前記加熱するステップにおいて、回収流路における流量が供給流路における流量より多くなるように、前記供給流路を介して前記部品加熱部に温風を供給し、前記回収流路を介して前記部品加熱部から温風を回収する
プリント基板組立体の製造方法。
【請求項７】
前記供給流路に第１ポンプが設けられ、
前記回収流路に第２ポンプが設けられ、
前記加熱するステップにおいて、前記第１ポンプの第１羽根車を、前記第２ポンプの第２羽根車に同期するように回転させる
請求項６のプリント基板組立体の製造方法。
【請求項８】
プリント基板上の部品に部品加熱部を被せるステップと、
前記部品を加熱するステップと
を具備し、
前記加熱するステップにおいて、回収流路における流量が供給流路における流量より多くなるように、前記供給流路を介して前記部品加熱部に温風を供給し、前記回収流路を介して前記部品加熱部から温風を回収する
プリント基板上の部品の加熱方法。
【請求項９】
前記供給流路に第１ポンプが設けられ、
前記回収流路に第２ポンプが設けられ、
前記加熱するステップにおいて、前記第１ポンプの第１羽根車を、前記第２ポンプの第２羽根車に同期するように回転させる
請求項８のプリント基板上の部品の加熱方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱用ノズルに関し、特に、プリント基板上の部品の加熱に好適な加熱用ノズルに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、特許文献１に開示されたリフローノズルを示す。リフローノズルは、ノズル１０１と、ノズル１０１を覆うカバー１０２及び１０３とを備える。カバー１０３の先端縁には、シール部材１０４が全周にわたって設けられている。カバー１０３は、基板１０５に密着される。ノズル１０１は、半田１０７を溶融し得る温度及びワーク１０６を基板１０５から浮上させ得る圧力の不活性ガスＧを基板１０５とワーク１０６の間に供給する。リフローノズルは、ワーク１０６を基板１０５に半田付けするため、又は、ワーク１０６を基板１０５から取り外すために使用される。
【０００３】
特許文献２は、半導体チップ部品を基板に半田付けするための半田付け装置を開示している。半田付け装置は、先端が開口端をなす筒状の内側ケースと、内側ケースの外側に設けられた筒状の外側ケースと、内側ケース内に非酸化性ガスを供給する供給管と、内側ケースと外側ケースの間から非酸化性ガスを回収する回収管とを備えている。内側ケースには、ヒータが取り付けられている。内側ケースの先端は、半田ごてのように半導体チップ部品のリード線及び半田を加熱する。非酸化性ガスにより、半田の周囲に非参加性雰囲気が形成される。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１９６７３５号公報
【特許文献２】実開平６−６０１７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、加熱対象の部品のみを加熱するために好適な加熱用ノズル、プリント基板組立体の製造方法及びプリント基板上の部品の加熱方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の加熱用ノズルは、プリント基板上の部品に被せられる部品加熱部と、部品加熱部に温風を供給する供給流路と、部品加熱部から温風を回収する回収流路とを具備する。回収流路における流量が供給流路における流量より多い。
【０００７】
本発明のプリント基板組立体の製造方法は、プリント基板上の部品に部品加熱部を被せるステップと、部品を加熱するステップとを具備する。加熱するステップにおいて、回収流路における流量が供給流路における流量より多くなるように、供給流路を介して部品加熱部に温風を供給し、回収流路を介して前記部品加熱部から温風を回収する。
【０００８】
本発明のプリント基板上の部品の加熱方法は、プリント基板上の部品に部品加熱部を被せるステップと、部品を加熱するステップとを具備する。加熱するステップにおいて、回収流路における流量が供給流路における流量より多くなるように、供給流路を介して部品加熱部に温風を供給し、回収流路を介して部品加熱部から温風を回収する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、加熱対象の部品のみを加熱するために好適な加熱用ノズル、プリント基板組立体の製造方法及びプリント基板上の部品の加熱方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
添付図面を参照して、本発明の実施例に係る加熱用ノズル、加熱用ノズルを備えた加熱装置、プリント基板組立体の製造方法及びプリント基板上の部品の加熱方法を以下に説明する。
【００１１】
（実施例１）
図２は、本発明の実施例１に係る加熱装置１を示す。加熱装置１は、例えば、温風式スポットリフロー装置である。加熱装置１は、リフローノズルのような加熱用ノズル２と、ポンプ３と、ポンプ４を備える。加熱用ノズル２は、部品加熱部２１と、部品加熱部２１に接続された供給流路２２と、部品加熱部２１に接続された回収流路２３とを備える。ポンプ３は、供給流路２２に設けられ、供給流路２２を介して部品加熱部２１に温風を供給する。ポンプ４は、回収流路２３に設けられ、回収流路２３を介して部品加熱部２１から温風を回収する。
【００１２】
ポンプ３の羽根車とポンプ４の羽根車とは、回転軸５に回転動力が供給されることにより、互いに同期して回転する。例えば、ポンプ３及びポンプ４の羽根車の両方が回転軸５に固定され、又は、ポンプ３及びポンプ４の羽根車が変速装置を介して回転軸５に接続されている。いずれの場合も、ポンプ３の羽根車の回転数とポンプ４の羽根車の回転数との比が一定に保持される。したがって、ポンプ３及びポンプ４の容量を適切に選ぶことで、回収流路２３における流量が供給流路２２における流量より多くなるように、ポンプ３が部品加熱部２１に温風を供給し、ポンプ４が部品加熱部２１から温風を回収することが可能である。
【００１３】
図３は、部品加熱部２１の断面図である。部品加熱部２１は、筒２４と、筒２４の外側に設けられた筒２５を備える。筒２４及び筒２５は、二重筒を形成している。筒２４の内側の空間１１は、供給流路２２に接続されている。筒２４と筒２５に挟まれた空間１２は、回収流路２３に接続されている。
【００１４】
図４は、実施例１に係るプリント基板組立体の製造方法及びプリント基板上の部品の加熱方法のフローチャートである。プリント基板組立体の製造方法及びプリント基板上の部品の加熱方法は、部品加熱部を加熱対象部品に被せるステップＳ１と、加熱対象部品を加熱するステップＳ２とを備える。以下、図３を参照しながら、実施例１に係る方法を説明する。
【００１５】
ステップＳ１において、筒２４がプリント基板６上の加熱対象部品７を取り囲むように、部品加熱部２１を加熱対象部品７に被せる。筒２４が加熱対象部品７を取り囲むとき、加熱対象部品７が空間１１に配置され、又は、加熱対象部品７が空間１１とプリント基板６の間に配置される。
【００１６】
ステップＳ２において、回収流路２３における流量が供給流路２２における流量より多くなるように（空間１２が負圧になるように）、ポンプ３が部品加熱部２１に温風を供給し、ポンプ４が部品加熱部２１から温風を回収する。ポンプ３からの温風は、供給流路２２を通って空間１１に流入し、加熱対象部品７に到達する。加熱対象部品７を加熱した後の温風及び雰囲気が、ポンプ４によって空間１２に吸い込まれる。空間１２に吸い込まれた温風及び雰囲気は、回収流路２３をポンプ４に向かって流れる。
【００１７】
したがって、加熱対象部品７を加熱する際に、加熱対象部品７の近隣に実装された近隣部品８が温風により加熱されることが防がれる。このような意図されない加熱によって近隣部品８をプリント基板６に接続する半田接続部における接続信頼性が低下することや近隣部品８に不具合が生じることが防がれる。
【００１８】
プリント基板組立体の製造方法においては、加熱対象部品７が加熱されることでクリーム半田が溶融し、溶融した半田が凝固することで加熱対象部品７がプリント基板６に実装される。あるいは、加熱対象部品７が加熱されることで熱硬化性接着剤が熱硬化して加熱対象部品７がプリント基板６に固定され、又は、加熱対象部品７のプリント基板６への固定を補強する樹脂（アンダーフィル）が熱硬化する。このようなステップを経て、プリント基板６とプリント基板６に実装された加熱対象部品７とを備えるプリント基板組立体が製造される。
【００１９】
プリント基板上の部品の加熱方法においては、加熱対象部品７が加熱されることで加熱対象部品７をプリント基板６に固定している半田が溶融し、加熱対象部品７がプリント基板６から取り外される。
【００２０】
実施例１においては、回転軸５を用いてポンプ３及びポンプ４の羽根車の回転を同期させる代わりに、供給流路２２及び回収流路２３の各々に流量計と流量調節弁とを設けて回収流路２３における流量を供給流路２２における流量より多くしてもよい。
【００２１】
（実施例２）
本発明の実施例２に係る加熱装置１は、部品加熱部２１のみが実施例１に係る加熱装置１と異なる。図５は、実施例２に係る部品加熱部２１の断面図を示す。実施例２に係る部品加熱部２１においては、実施例１に係る部品加熱部２１の外周に遮熱板２７が追加されている。遮熱板２７は、遮熱板２７と筒２５の間に隙間が形成されるように、筒２５の外側に設けられている。例えば、遮熱板２７は筒状である。この場合、筒２４、筒２５及び遮熱板２７は、三重筒を形成する。
【００２２】
実施例２に係るプリント基板組立体の製造方法及びプリント基板上の部品の加熱方法は、実施例１に係るプリント基板組立体の製造方法及びプリント基板上の部品の加熱方法と同様である。
【００２３】
遮熱板２７は、温風が近隣部品８に到達することを防止する。更に、遮熱板２７は、温風により加熱される筒２５からの輻射熱が近隣部品８に到達することを防止する。
【００２４】
（実施例３）
本発明の実施例３に係る加熱装置１は、部品加熱部２１のみが実施例１に係る加熱装置１と異なる。図６は、実施例３に係る部品加熱部２１の断面図を示す。実施例３に係る部品加熱部２１においては、実施例１に係る部品加熱部２１に導風板２８が追加されている。導風板２８は、空間１１に設けられ、面２８ａを備える。面２８ａは、筒２４及び筒２５の共通な軸Ｓに平行な直線と斜めに交差する。面２８ａは、軸Ｓに対して平行でも垂直でもない。供給流路２２の空間１１に接続される部分は、軸Ｓに沿って延びている。
【００２５】
実施例３に係るプリント基板組立体の製造方法及びプリント基板上の部品の加熱方法は、実施例１に係るプリント基板組立体の製造方法及びプリント基板上の部品の加熱方法と同様である。
【００２６】
供給流路２２を通って空間１１に流入した温風の一部は、そのまま直進して加熱対象部品７に到達する。温風の他の一部は、面２８ａに当たって進行方向を変えて加熱対象部品７に到達する。したがって、加熱対象部品７の温度が均一になるように加熱対象部品７が加熱される。
【００２７】
なお、実施例３に係る部品加熱部２１に実施例２に係る遮熱板２７を追加しても良い。
【００２８】
（実施例４）
本発明の実施例４に係る加熱装置１は、部品加熱部２１のみが実施例１に係る加熱装置１と異なる。図７は、実施例４に係る部品加熱部２１の断面図を示す。実施例４に係る部品加熱部２１においては、実施例１に係る部品加熱部２１に筒２６が追加されている。筒２６は、筒２５の外側に設けられている。筒２４、筒２５及び筒２６は、三重筒を形成する。筒２５と筒２６に挟まれた空間１３は、供給流路２２に接続されている。
【００２９】
実施例４に係るプリント基板組立体の製造方法及びプリント基板上の部品の加熱方法は、図４に示すように、部品加熱部を加熱対象部品に被せるステップＳ１と、加熱対象部品を加熱するステップＳ２とを備える。以下、図７を参照しながら、実施例４に係る方法を説明する。
【００３０】
ステップＳ１において、プリント基板６上の加熱対象部品７が空間１１とプリント基板６の間に配置されるように部品加熱部２１を加熱対象部品７に被せる。このとき、空間１２とプリント基板６の間に加熱対象部品７が配置される。
【００３１】
ステップＳ２において、回収流路２３における流量が供給流路２２における流量より多くなるように（空間１２が負圧になるように）、ポンプ３が部品加熱部２１に温風を供給し、ポンプ４が部品加熱部２１から温風を回収する。ポンプ３からの温風は、供給流路２２を通って空間１１及び空間１３に流入し、加熱対象部品７に到達する。加熱対象部品７を加熱した後の温風及び雰囲気が、ポンプ４によって空間１２に吸い込まれる。空間１２に吸い込まれた温風及び雰囲気は、回収流路２３をポンプ４に向かって流れる。
【００３２】
したがって、加熱対象部品７を加熱する際に、加熱対象部品７の近隣に実装された近隣部品８が温風により加熱されることが防がれる。さらに、温風が空間１１及び空間１３の両方から加熱対象部品７に吹き付けられるため、加熱対象部品７の温度が均一になるように加熱対象部品７が加熱される。
【００３３】
なお、実施例４に係る部品加熱部２１に実施例２に係る遮熱板２７を追加しても良い。遮熱板２７は、遮熱板２７と筒２６の間に隙間が形成されるように、筒２６の外側に設けられる。遮熱板２７が筒状である場合、筒２４、筒２５、筒２６及び遮熱板２７は、四重筒を形成する。遮熱板２７は、温風が近隣部品８に到達することを防止する。更に、遮熱板２７は、温風により加熱される筒２６からの輻射熱が近隣部品８に到達することを防止する。
【００３４】
また、実施例４に係る部品加熱部２１に実施例３に係る導風板２８を追加しても良く、実施例４に係る部品加熱部２１に、実施例２に係る遮熱板２７及び実施例３に係る導風板２８の両方を追加しても良い。
【００３５】
（実施例５）
実施例５に係る加熱装置１は、実施例１乃至４のいずれかに係る加熱装置１において供給流路２２及び回収流路２３の接続先を入れ替えたものに相当する。実施例５に係る加熱装置１においては、部品加熱部２１における温風の流れが逆になる。
【００３６】
図８は、実施例１に係る加熱装置１において供給流路２２及び回収流路２３の接続先を入れ替えた場合における部品加熱部２１の断面図である。回収流路２２が空間１２に接続され、回収流路２３が空間１１に接続されている。ポンプ３からの温風は、供給流路２２を通って空間１２に流入し、加熱対象部品７に到達する。加熱対象部品７を加熱した後の温風及び雰囲気が、ポンプ４によって空間１１に吸い込まれる。空間１１に吸い込まれた温風及び雰囲気は、回収流路２３をポンプ４に向かって流れる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】図１は、本発明に関連するリフローノズルを示す。
【図２】図２は、実施例１に係る加熱装置を示すブロック図である。
【図３】図３は、実施例１に係る部品加熱部の断面図である。
【図４】図４は、実施例１に係るプリント基板組立体の製造方法及びプリント基板上の部品の加熱方法のフローチャートである。
【図５】図５は、実施例２に係る部品加熱部の断面図である。
【図６】図６は、実施例３に係る部品加熱部の断面図である。
【図７】図７は、実施例４に係る部品加熱部の断面図である。
【図８】図８は、実施例５に係る部品加熱部の断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１…加熱装置
１１、１２、１３…空間
２…加熱用ノズル
２１…部品加熱部
２２…供給流路
２３…回収流路
２４、２５、２６…筒
２７…遮熱板
２８…導風板
２８ａ…面
３、４…ポンプ
５…回転軸
６…プリント基板
７…加熱対象部品
８…近隣部品
１０１…ノズル
１０２、１０３…カバー
１０４…シール部材
１０５…基板
１０６…ワーク
１０７…半田
【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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