(57)【要約】【課題】搬送手段による熱損失を低減できるリフロー半田付け装置を提供する。【解決手段】電子部品を搭載した基板６を搬送手段で炉１内を搬送しながら半田付けを行うリフロー半田付け装置において、搬送手段がベルト１４とプーリ１３，１５を備えたベルトコンベヤ５からなる。ベルトコンベヤ５は左右に間隔を置いて並列配置され、基板６の左右端部を支持しながら基板を搬送する。ベルトコンベヤ５が基板ガイド手段（基板ガイドピン１７）を有するのが好ましい。また、ベルト１４の上下方向位置をガイドするための上下方向ベルトガイド手段（下ガイドレール２１と上ガイドレール２４）を有するのが好ましい。また、ベルト１４の幅方向位置をガイドするための幅方向ベルトガイド手段（下ガイドレール２１や上ガイドレール２４に設けられているガイド溝２２，２３，２６とそれに挿入される噛合ピン１８，２０やベルトガイドピン１９）を有するのが好ましい。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品を搭載した基板を搬送手段で炉内を搬送しながら半田付けを行うリフロー半田付け装置において、前記搬送手段がベルトとプーリを備えたベルトコンベヤからなることを特徴とするリフロー半田付け装置。
【請求項２】
前記ベルトコンベヤが左右に間隔を置いて並列配置され、前記基板の左右端部を支持しながら基板を搬送することを特徴とする請求項１記載のリフロー半田付け装置。
【請求項３】
前記プーリは歯付きプーリであり、前記ベルトは歯付きプーリに噛合う凸部を裏面に有していることを特徴とする請求項１又は２記載のリフロー半田付け装置。
【請求項４】
前記ベルトコンベヤは基板をガイドするための基板ガイド手段を有していることを特徴とする請求項１，２又は３記載のリフロー半田付け装置。
【請求項５】
前記基板ガイド手段がベルトに設けられていることを特徴とする請求項４記載のリフロー半田付け装置。
【請求項６】
前記基板ガイド手段が、ベルト上面に搬送方向に沿って延びる凸条、あるいは搬送方向に間隔を置いて設けられた複数の凸部からなることを特徴とする請求項４記載のリフロー半田付け装置。
【請求項７】
前記ベルトコンベヤはベルトの上下方向位置をガイドするための上下方向ベルトガイド手段を有していることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のリフロー半田付け装置。
【請求項８】
前記上下方向ベルトガイド手段が、ベルト下面のガイドを行うための下ガイドレールと、ベルト上面のガイドを行うための上ガイドレールとを有していることを特徴とする請求項７記載のリフロー半田付け装置。
【請求項９】
前記ベルトコンベヤはベルトの幅方向位置をガイドするための幅方向ベルトガイド手段を有していることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のリフロー半田付け装置。
【請求項１０】
前記上ガイドレールは搬送方向に沿って設けられたガイド溝を有し、ベルト上面に設けられたガイド部が前記ガイド溝に挿入されることを特徴とする請求項８記載のリフロー半田付け装置。
【請求項１１】
前記ベルトコンベヤがベルト下面のガイドを行うための下ガイドレールを備え、前記下ガイドレールは搬送方向に沿って設けられた溝を有し、ベルト裏面の凸部が前記溝に挿入されることを特徴とする請求項３記載のリフロー半田付け装置。
【請求項１２】
前記ベルトコンベヤがベルト上面のガイドを行うための上ガイドレールを備え、前記基板ガイド手段が上ガイドレールに形成されていることを特徴とする請求項４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、電子部品を搭載した基板を搬送手段で炉内を搬送しながら半田付けを行うリフロー半田付け装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
リフロー半田付け装置は、一般に、炉内に予熱室、リフロー室、及び冷却室をコンベヤの搬送ラインに沿って順に有しており、各室内には半田付け部の酸化を防ぐために窒素ガス等の不活性ガスが充満されている。電子部品を搭載した基板は、半田付け箇所にペースト状のクリーム半田が塗られており、コンベヤで炉内を搬送されながら、予熱室で所定の高温度に加熱され、リフロー室で高温の半田付け温度まで加熱されて、基板上のクリーム半田が溶融される。そして、リフロー室に続く冷却室を通る間に溶融半田が冷却固化され、半田付けが完了する。
【０００３】
上記基板を搬送するコンベヤは、一般にチェーンコンベヤが使用されている。チェーンコンベヤは左右に間隔を置いて並列配置され、リンクプレートから内側に突出している連結ピンで、電子部品を搭載した基板の下面の左右端部を支持しながら基板を搬送する。このチェーンコンベヤは、往路は、炉の入口側から炉内の上下方向の略中央部を通り、炉の出口を貫通して水平に配置されており、復路は炉の下方位置の炉外に配置され、一連続をなして循環している（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−５５７４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、往路で、基板を支持したチェーンコンベヤが炉内を通過すると、チェーンコンベヤに炉内の熱が伝熱され、復路でチェーンコンベヤは炉外を通るため、チェーンコンベヤに伝熱された熱が復路で炉外に放出される。このように、チェーンコンベヤは炉内の熱を炉外に運び、熱損失を形成している。
【０００５】
本発明は上記点に鑑みてなされたもので、コンベヤの熱容量をチェーンコンベヤよりも小さいものとすることにより、コンベヤによる熱損失を低減するものである。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、搬送手段による熱損失を低減できるリフロー半田付け装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明は次の解決手段を採る。すなわち、
本発明は、電子部品を搭載した基板を搬送手段で炉内を搬送しながら半田付けを行うリフロー半田付け装置において、前記搬送手段がベルトとプーリを備えたベルトコンベヤからなることを特徴とする。
【０００８】
ベルトコンベヤは左右に間隔を置いて並列配置され、基板の左右端部を支持しながら基板を搬送することが好ましい。
【０００９】
プーリは歯付きプーリであり、ベルトは歯付きプーリに噛合う凸部を裏面に有していることが好ましい。
【００１０】
ベルトコンベヤは、基板をガイドするための基板ガイド手段を有していることが好ましい。
【００１１】
上記基板ガイド手段がベルトに設けられていることが好ましい。例えば、基板ガイド手段が、ベルト上面に搬送方向に沿って延びる凸条、あるいは搬送方向に間隔を置いて設けられた複数の凸部からなることが好ましい。
【００１２】
ベルトコンベヤはベルトの上下方向位置をガイドするための上下方向ベルトガイド手段を有していることが好ましい。
【００１３】
上記上下方向ベルトガイド手段が、ベルト下面のガイドを行うための下ガイドレールと、ベルト上面のガイドを行うための上ガイドレールとを有していることが好ましい。
【００１４】
ベルトコンベヤはベルトの幅方向位置をガイドするための幅方向ベルトガイド手段を有していることが好ましい。
【００１５】
前記上ガイドレールは搬送方向に沿って設けられたガイド溝を有し、ベルト上面に設けられたガイド部が前記ガイド溝に挿入されることが好ましい。
【００１６】
ベルトコンベヤがベルト下面のガイドを行うための下ガイドレールを備え、前記下ガイドレールは搬送方向に沿って設けられた溝を有し、ベルト裏面の凸部が前記溝に挿入されることが好ましい。
【００１７】
ベルトコンベヤがベルト上面のガイドを行うための上ガイドレールを備え、前記基板ガイド手段が上ガイドレールに形成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、搬送手段がベルトとプーリを備えたベルトコンベヤからなるので、熱容量を小さくでき、熱損失を低減できる。また、ベルトコンベヤが基板ガイド手段を有していれば、基板がガイドされ、基板の半田付けが安定して行われる。また、ベルトの上下方向位置をガイドするための上下方向ベルトガイド手段や、ベルトの幅方向位置をガイドするための幅方向ベルトガイド手段を有していれば、ベルトコンベヤは安定的に走行できるのでコンベヤ上の基板の半田付けが安定して行われる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００２０】
リフロー半田付け装置は、図１に示されているように、炉１内に、３個の予熱室２と、１個のリフロー室３と、１個の冷却室４とをベルトコンベヤ５の搬送ラインに沿って順に有している。各室２，３，４内には、半田の酸化を防止するために不活性ガス、本実施形態では窒素ガスが供給されており、電子部品を搭載したプリント基板６がベルトコンベヤ５によって炉１内を搬送される。電子部品を搭載したプリント基板６は、半田付け箇所にペースト状のクリーム半田が塗られている。
【００２１】
７は送風機、８は送風機７を駆動するモータ、９はヒータ、１０は導風装置である。これらで熱風循環装置１１が構成され、予熱室２とリフロー室３には熱風循環装置１１がベルトコンベヤ５を挟んで上下に設けられている。冷却室４には、ベルトコンベヤ５を挟んで上下に冷却風循環装置１２が設けられている。冷却風循環装置１２は、上記熱風循環装置１１とはヒータを備えていない点でのみ相違し、他の構成は同じである。
【００２２】
したがって、予熱室２とリフロー室３では、ヒータ９によって加熱された炉１内の雰囲気ガスは、送風機７の回転軸方向に臨む吸入口から送風機７内に吸入され、送風機７の半径方向に設けられている吐出口から導風装置１０に吐出され、導風装置１０に案内されて複数のガス噴出口からベルトコンベヤ５上のプリント基板６に吹き付けられる。その後、上記のように、雰囲気ガスは送風機７の吸入口から吸入されて、吐出口から吐出される。このようにして、雰囲気ガスが熱風循環装置１１によって各室２，３内を循環し、プリント基板６が加熱される。また、冷却室４では、冷却風としての雰囲気ガスが冷却室４内を循環し、ベルトコンベヤ５上のプリント基板６を冷却する。
【００２３】
したがって、電子部品を搭載したプリント基板６はベルトコンベヤ５で搬送されながら、予熱室２で所定の高温度に加熱された後、リフロー室３で高温の半田付け温度まで加熱されてクリーム半田が加熱溶融され、冷却室４で溶融半田が冷却固化されて、電子部品が基板上に半田付けされる。
【００２４】
以下、ベルトコンベヤ５について説明する。
【００２５】
ベルトコンベヤ５は左右に間隔を置いて並列配置され、左右のベルトコンベヤ５が電子部品を搭載したプリント基板６の下面の左右端部を支持しながら基板を搬送する。ベルトコンベヤ５は、往路は、炉１の入口側から炉１内の上下方向の略中央部を通り、炉１の出口を貫通して水平に配置されており、復路は炉１の下方位置の炉１外に配置され、一連続をなして循環している。
【００２６】
１３は、ベルトコンベヤ５のベルト１４が掛けられている駆動プーリで、炉１の出口側に配置されている。１５は、ベルトコンベヤ５のベルト１４が掛けられている従動プーリで、炉１の入口側に配置されている。駆動プーリ１３と従動プーリ１５の間にはテンションプーリ１６が適宜配置されている。プーリ１３，１５，１６はいずれも歯付きプーリである。ベルト１４は例えば金属製のベルトで、スチール等から形成されており、後述するようにプーリ１３，１５，１６に噛合う凸部をベルト１４の裏面に有している。
【００２７】
ベルトコンベヤ５におけるベルト１４の上面の幅方向内側寄り位置には、基板ガイドピン１７が上方に突出して設けられている。基板ガイドピン１７はベルト１４の長手方向に等間隔を置いてベルト１４全長にわたって多数設けられている。また、ベルト１４の下面には、プーリ１３，１５，１６に噛合う噛合ピン１８が基板ガイドピン１７の真下位置に下方に突出して設けられている。
【００２８】
ベルトコンベヤ５におけるベルト１４の上面の幅方向外側寄り位置には、ベルトガイドピン１９が上方に突出して設けられている。ベルトガイドピン１９はベルト１４の長手方向に等間隔を置いてベルト１４全長にわたって多数設けられている。前記基板ガイドピン１７とベルトガイドピン１９はベルト１４の長手方向に千鳥状に配列されている。また、ベルト１４の下面に、プーリ１３，１５，１６に噛合う噛合ピン２０が上側のベルトガイドピン１９の真下位置に下方に突出して設けられている。
【００２９】
２１は、ベルトコンベヤ５のベルト１４下面のガイドを行うための下ガイドレールで、ベルト１４の下面を案内支持する水平な上面を有している。下ガイドレール２１は炉１の入口側から炉１内を通って炉１の出口を貫通して水平に配置されており、ベルト１４を炉１内で上下方向の略中央部を水平に移動するように案内する。
【００３０】
下ガイドレール２１の上面には、ベルト１４の下面に設けられている噛合ピン１８，２０がそれぞれ挿入されるガイド溝２２，２３が長手方向に下ガイドレール２１の全長にわたって設けられている。
【００３１】
２４は、ベルトコンベヤ５のベルト１４上面のガイドを行うための上ガイドレールで、ベルト１４の上面を案内する水平な下面を有している。上ガイドレール２４は炉１の入口側から炉１内を通って炉１の出口を貫通して水平に配置されている。上ガイドレール２４は、下ガイドレール２１上に配置されるベルト１４に設けられている基板ガイドピン１７よりも外側に配置されて、下ガイドレール２１に対向配置しており、両ガイドレール２１，２４の幅方向外側端部がボルト手段２５で互いに固定されている。上ガイドレール２４の水平な下面は、下ガイドレール２１上に配置されているベルト１４の上面との間に僅かな隙間を形成するように構成されている。
【００３２】
上ガイドレール２４の下面には、ベルト１４の上面に設けられているベルトガイドピン１９が挿入されるガイド溝２６が長手方向に上ガイドレール２４の全長にわたって設けられている。
【００３３】
以下、上記リフロー半田付け装置の動作を説明する。
【００３４】
電子部品を搭載したプリント基板６は、下面の左右端部を左右のベルトコンベヤ５のベルト１４上に支持されて炉１内を搬送されながら、プリント基板６上のクリーム半田が、予熱室２内を循環する加熱された雰囲気ガス（熱風）によって所定の高温度に加熱され、更に、リフロー室３内を循環する加熱された雰囲気ガス（熱風）によって加熱溶融され、冷却室４で冷却室４内を循環する雰囲気ガス（冷却風）によって溶融半田が冷却固化され、電子部品が基板上に半田付けされる。
【００３５】
上記において、予熱室２やリフロー室３で高温の雰囲気ガスの熱がベルトコンベヤ５に伝熱され、ベルトコンベヤ５のベルト１４が炉１外を通るときベルト１４の熱が炉１外へ放出される。しかしながら、本発明においてはコンベヤがベルトコンベヤ５であり、チェーンコンベヤに比べて熱容量が小さいため、ベルトコンベヤ５から炉１外へ放出される熱量を少なくでき、コンベヤによる熱損失を低減することができる。
【００３６】
上記において、ベルトコンベヤ５のベルト１４は、走行中、下ガイドレール２１の水平な上面に支持されて水平に移動し、また、上ガイドレール２４の水平な下面によっても案内されるので、炉１内で上下方向の略中央部を水平に安定走行し、プリント基板６を水平に安定して支持して走行することができる。また、ベルトコンベヤ５のベルト１４は、下ガイドレール２１に形成されているガイド溝２２，２３に挿入される噛合ピン１８，２０や、上ガイドレール２４に形成されているガイド溝２６に挿入されるベルトガイドピン１９によって、ベルト幅方向においてもガイドされて安定的に走行できる。
【００３７】
また、ベルトコンベヤ５の走行中、プリント基板６は、その左右端部を左右のベルトコンベヤ５のベルト１４上面に設けられている基板ガイドピン１７によってガイドされるため、ベルト１４上に安定的に支持される。
【００３８】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
【００３９】
例えば、基板ガイド手段をベルト１４の上面に設けた基板ガイドピン１７で構成したが、ベルトの上面に搬送方向に沿って延びる凸条で構成することもできる。更には、基板ガイド手段はベルト１４に設けず、例えば上ガイドレール２４の側面で構成することも可能である。
【００４０】
また、ベルト１４の幅方向位置をガイドするための幅方向ベルトガイド手段は、下ガイドレール２１や上ガイドレール２４に設けられているガイド溝２２，２３，２６と、それに挿入される噛合ピン１８，２０やベルトガイドピン１９で構成したが、これに限定されるものではない。例えば、搬送方向に多数設けたベルトガイドピン１９ではなく、ベルトの上面に搬送方向に沿って延びる凸条で構成することもできる。
【００４１】
また、ベルトコンベヤ５は歯付きプーリ１３，１５とそれに噛合うベルト１４の組合せを使用したが、通常の平ベルトとプーリの組合せを用いることもできる。また、歯付きプーリ１３，１５に噛合うベルト１４裏面の凸部は噛合ピン１８，２０で構成したが、これに限定されるものではなく、例えばベルト裏面を通常の凹凸面として構成することもできる。
【００４２】
また、炉１内の雰囲気ガスとして窒素ガスを使用したものを示したが、雰囲気ガスは窒素ガスに限らない。例えば、空気を使用する場合もある。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】リフロー半田付け装置の炉を示す正面図である。
【図２】炉の一部分を示す側面断面図である。
【図３】左右一対のベルトコンベヤを示す平面図である。
【図４】ベルトコンベヤを示す正面図である。
【図５】ベルトコンベヤの側面断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１・・炉、２・・予熱室、３・・リフロー室、４・・冷却室、５・・ベルトコンベヤ、６・・電子部品を搭載したプリント基板、７・・送風機、８・・モータ、９・・ヒータ、１０・・導風装置、１１・・熱風循環装置、１２・・冷却風循環装置、１３・・駆動プーリ、１４・・ベルト、１５・・従動プーリ、１６・・テンションプーリ、１７・・基板ガイドピン、１８，２０・・噛合ピン、１９・・ベルトガイドピン、２１・・下ガイドレール、２２，２３・・ガイド溝、２４・・上ガイドレール、２５・・ボルト手段、２６・・ガイド溝。
【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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