(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被はんだ付け部に予めはんだが供給された板状の被はんだ付けワークを加熱手段で加熱して前記板状の被はんだ付けワークのはんだ付けを行うリフローはんだ付け装置であって、
前記板状の被はんだ付けワークを搬送する搬送手段と、
前記搬送手段を挟んで前記板状の被はんだ付けワークの一方の面を加熱する第１の加熱手段と、
前記板状の被はんだ付けワークの他方の面を加熱する第２の加熱手段と、
前記第１の加熱手段と第２の加熱手段のうちの少なくとも一方の加熱手段を前記板状の被はんだ付けワークの面に対して進退移動させる進退手段と、
前記搬送手段の搬送方向の側部側に設けられかつ前記進退移動する加熱手段に面する前記板状の被はんだ付けワークの面に沿って冷風を通風させる送風口および排風口を備えた通風手段と、
前記進退移動する加熱手段に連動し当該加熱手段が前記板状の被はんだ付けワークの面から退出した際に前記送風口および排風口を開き進出した際に閉じる連動開閉手段とを備えて成ることを特徴とするリフローはんだ付け装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被はんだ付け部に予めはんだを供給した板状の被はんだ付けワーク、例えば多数の電子部品を搭載したプリント配線板をリフローはんだ付けするリフローはんだ付け装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリント配線板に電子部品を搭載してはんだ付けする際に、リフローはんだ付け装置が使用されている。リフローはんだ付け装置は、プリント配線板等の被はんだ付けワークの被はんだ付け部に予め供給しておいたはんだを加熱溶融させてはんだ付けを行う装置である。
【０００３】
この加熱手段としては、赤外線等の熱線加熱手段や熱雰囲気を吹きつける熱風加熱手段、さらにはそれらを併用した加熱手段がよく使用されている。
【０００４】
他方で、プリント配線板の実装状態としては、その一方の面のみに被はんだ付け部があるプリント配線板と両方の面に被はんだ付け部があるプリント配線板とがある。また、両方の面に被はんだ付け部があるプリント配線板には、その両方の面をリフローはんだ付けするように実装設計されたプリント配線板と、一方の面はリフローはんだ付けを行うが他方の面はフローはんだ付けを行うように実装設計されたプリント配線板とがある。
【０００５】
ところで、プリント配線板の一方の面のリフローはんだ付けを行っている際に、他方の面を冷却したいプリント配線板がある。すなわち、リフローはんだ付けを行う側は加熱してもよいが他方の面には耐熱温度の低い電子部品が搭載されているような場合や、他方の面のはんだ付けが既に完了していてこの面が加熱されると、既にはんだ付けが完了している被はんだ付け部のはんだが溶融し、そのはんだ付けに障害を発生するような場合である。
【０００６】
このように、プリント配線板の一方の面側を加熱して他方の面側を冷却しながらリフローはんだ付けを行う技術としては、実公平３−４７３４０号公報の技術や特許第２６２５９３１号公報、特許第２５０２８２６号公報、特許第２５０２８２７号公報の技術、さらには特開平１０−２０９６２７号公報の技術、等々がある。そして、これら何れの技術も、プリント配線板の冷却を必要とする面側に冷風を供給するように構成している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
リフローはんだ付けの対象であるプリント配線板には多種多様なものがあり、両方の面を併せて加熱してリフローはんだ付けを行う必要があるプリント配線板や、一方の面側のリフローはんだ付けを行いながら他方の面側を冷却する必要があるプリント配線板もある。
【０００８】
しかし、従来のリフローはんだ付け装置では、両面加熱を効率良く行いリフローはんだ付けする加熱モードと、一方の面側を効率良く加熱してリフローはんだ付けを行いながら他方の面側を効率良く冷却する冷却モードとを切り換えることができなかった。
【０００９】
すなわち、プリント配線板の加熱を効率良く行うためには、加熱手段とプリント配線板との距離を接近させると良い。特に、熱風加熱を行う場合には、プリント配線板ひいてはその被はんだ付け部への入熱量が熱風の風速に比例するため、熱風の吹き口をできるだけプリント配線板に接近させ、熱風の拡散が生じないようにしてプリント配線板に吹きつけるように構成する必要があるからである。
【００１０】
また、プリント配線板の冷却を効率良く行うためには、プリント配線板の冷却面側に大流量の冷風を供給し通風させる必要がある。
【００１１】
例えば、実公平３−４７３４０号公報の技術では、冷風の通路は確保されているが、その分だけ加熱手段がプリント配線板から遠ざかった位置に配設されている。したがって、加熱効率を高めることが難しい。特に実公平３−４７３４０号公報では、加熱手段として赤外線ヒータが例示されているが、仮にこの赤外線ヒータの位置に熱風の吹き口を設けると、熱風が拡散してからプリント配線板に吹きつけられるようになり、極めて加熱効率の悪いリフローはんだ付け装置となってしまう。
【００１２】
本発明の目的は、両面加熱を効率良く行いリフローはんだ付けする加熱モードと一方の面側を効率良く加熱してリフローはんだ付けを行いながら他方の面側を効率良く冷却する冷却モードとを切り換えることができるリフローはんだ付け装置を実現することによって、あらゆる種類のプリント配線板のリフローはんだ付けを行うことができるようにすることにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明のリフローはんだ付け装置は、リフローはんだ付けを行う場合には加熱手段を板状の被はんだ付けワークであるプリント配線板に接近させ、冷却を行う場合には加熱手段をプリント配線板から遠ざけて冷却用の冷風通路を十分に確保するとともに、冷風の通風手段が連動して開口するように構成したところに特徴がある。
【００１４】
すなわち、被はんだ付け部に予めはんだが供給された板状の被はんだ付けワークを加熱手段で加熱して前記板状の被はんだ付けワークのはんだ付けを行うリフローはんだ付け装置であって、次のように構成する。
【００１５】
前記板状の被はんだ付けワークを搬送する搬送手段と、前記搬送手段を挟んで前記板状の被はんだ付けワークの一方の面を加熱する第１の加熱手段と、前記枝状の被はんだ付けワークの他方の面を加熱する第２の加熱手段とを設ける。
【００１６】
そして、前記第１の加熱手段と第２の加熱手段のうちの少なくとも一方の加熱手段を前記板状の被はんだ付けワークの面に対して進退移動させる進退手段と、前記搬送手段の搬送方向の側部側に設けられかつ前記進退移動する加熱手段に面する前記板状の被はんだ付けワークの面に沿って冷風を通風させる送風口および排風口を備えた通風手段とを設ける。
【００１７】
しかも、前記進退移動する加熱手段に連動し当該加熱手段が前記板状の被はんだ付けワークの面から退出した際に前記送風口および排風口を開き進出した際に閉じる連動開閉手段を備えるように構成する。
【００１８】
これにより、プリント配線板のリフローはんだ付けを行う場合には加熱手段をプリント配線板の加熱するべき面に進出させて接近させることができるので効率の良い加熱を行うことができるようになる。
【００１９】
また、プリント配線板の一方の面（被加熱面）のリフローはんだ付けを行う際に他方の面（被冷却面）を冷却する必要がある場合には、被冷却面から加熱手段を退出させて遠ざけ、この被冷却面に沿って大量の冷風を通風させることができる十分な冷風通路を確保することができるようになり、効率の良い冷却を行うことができるようになる。
【００２０】
しかも、この加熱手段の進出により冷風の送風口と排風口とが連動して閉じ、加熱手段の退出により冷風の送風口と排風口とが連動して開口するので、プリント配線板の加熱の際に送風口や排風口に加熱雰囲気が漏出することもなく、封止された状態で効率の良い加熱を行うことができる。
【００２１】
特に、リフローはんだ付け装置内に窒素ガス等の不活性ガスを供給して低酸素濃度の不活性ガス雰囲気中でリフローはんだ付けを行う装置の場合には、雰囲気の漏出は酸素濃度の上昇を招き、窒素ガスを浪費する原因となる。したがって、本発明の連動開閉手段は必須である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明にかかるリフローはんだ付け装置は、次のような実施形態例において実施することができる。尚、板状の被はんだ付けワークは、多数の電子部品を搭載したプリント配線板である。
（１）構成
図１および図２を参照して、本発明にかかるリフローはんだ付け装置の一実施形態例を説明する。
【００２３】
図１は、本発明のリフローはんだ付け装置の一実施形態例の加熱モードの状態を示す図、図２は、冷却モードの状態を示す図である。また、図１および図２はともに、（ａ）は、リフローはんだ付け装置の縦断面を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）の横断面（図１においてはＩ−Ｉ断面、図２においてはＩＩ−ＩＩ断面）を示している。
【００２４】
すなわち、プリント配線板１を矢印Ａ方向に搬送する搬送コンベア２に沿って、その下方側と上方側つまりプリント配線板１の一方の面側と他方の面側に加熱手段（加熱室）３を設けてある。この加熱手段３は熱風加熱手段であり、ヒータ４により加熱した雰囲気をモータ５に回転駆動されたファン６によりプリント配線板１に吹きつけて加熱する構成である。
【００２５】
熱風は循環して流れるように構成されていて、ファン６によりプリント配線板１に吹きつけられた熱風は、流路形成板７によって仕切られて形成された還流路８を通って再びファン６に還流する。なお、この還流路８はプリント配線板１の搬送方向Ａから見て両側端部側に形成してある。
【００２６】
また、雰囲気を加熱するヒータ４はこの還流路８に設けてあり、熱風の吹き口９に設けられた図示しない温度センサによりプリント配線板１に吹きつける熱風の温度を検出し、この温度が予め決めた所定の温度（目標温度）となるように図示しない温度制御装置がヒータ４に供給する電力を制御する構成である。
【００２７】
そして、ファン６から送風される熱風は、整流手段例えば多数の透孔１１ａを設けた整流板１１によりその風速の大きさと方向が揃えられ、プリント配線板１の搬送方向Ａに対して交差する向きに設けられた多数の条列状の吹き口９から吹き出してプリント配線板１に均一に吹きつけられる。
【００２８】
本実施形態例のリフローはんだ付け装置においては、この加熱室３の内部構成は搬送コンベア２の上方側でも下方側でも同じ構成となっている。しかし、一方の加熱手段３を赤外線加熱手段等の他の加熱手段にしたりすることもできる。
【００２９】
また、本実施形態例のリフローはんだ付け装置は、３つの加熱ゾーン（予備加熱部１２として昇温部１３と均温部１４の２ゾーン、そしてリフロー部１５の１ゾーン）から構成してある。尚、各加熱室３を細分化する程、プリント配線板１の加熱プロファイルを細かく制御することができるようになる。
【００３０】
そして、搬送コンベア２の下方側であってその側部側、すなわちプリント配線板１の下方側の面に臨むように送風ダクト１６と冷風送風ファン１８およびこれに対向した排風ダクト１７と排風ファン１９からなる通風手段２０を設けてある。本実施形態例では、プリント配線板１の下方側の面に臨むように通風手段２０を設けたが、同様の通風手段２０をプリント配線板１の上方側の面に臨むように設けても良く、また上下の両方側に設けてもよい。
【００３１】
この通風手段２０の送風口２１と排風口２２は、下方側の加熱室３の下側加熱炉体２４が上下方向に、すなわちプリント配線板１の板面に対して進出して接近したり、退出して遠ざかったりした際に、その炉壁２６により連動して開閉される仕組みである。
【００３２】
下方側の加熱室３すなわち下側加熱炉体２４はアクチュエータ２７により上下方向に移動、すなわちプリント配線板１の板面に対して進退することができるように構成されている。アクチュエータ２７としては、空気圧アクチュエータや油圧アクチュエータ、電動アクチュエータ、等々を使用することができる。なお、上方側の加熱室３すなわち上側加熱炉体２３および搬送コンベア２と通風手段２０は、図示しないフレームにより別途に固定されている。
【００３３】
すなわち、図１は、下側加熱炉体２４が上昇していて加熱手段３の吹き口９がプリント配線板１の板面に接近している場合すなわち加熱モードを示し、その炉壁２６が通風手段２０の送風口２１と排風口２２を閉じ、効率の良い加熱を行うことができる。
【００３４】
また、図２は、下側加熱炉体２４が下降していて加熱手段３の吹き口９がプリント配線板１の板面から遠ざかっている場合すなわち冷却モードを示し、プリント配線板１の下方側に冷風の通路を大きく開くとともにその炉壁２６が通風手段２０の送風口２１と排風口２２とを開き、冷風をプリント配線板１の下方側の面に沿って通風させ、プリント配線板１の下方側の面を効率よく冷却することができるようになる。
【００３５】
なお、送風口２１および排風口２２に設けられた摺動部材２８は下側加熱炉体２４の炉壁２６に摺動して加熱室３の封止を保つ部材であり、耐熱性ゴム部材等を使用することができる。また、下側加熱炉体２４の炉壁２６の上端に設けた当接部材２９も耐熱性ゴム部材等から成るものであり、下側加熱炉体２４を図１のように上方に進出させた場合に遮蔽板３０に当接して加熱室３の封止を保つ部材である。
【００３６】
前記遮蔽板３０は、図１（ｂ）および図２（ｂ）にも示すように、プリント配線板１の両側端部側に設けた板状の部材であり、搬送コンベア２およびプリント配線板１を境界として上側の加熱室３の雰囲気と下側の加熱室３の雰囲気とが混ざり合わないように設けてある部材である。
【００３７】
なお、さらに同様の通風手段２０をプリント配線板１の上方側の面に臨むように設ける場合には、図示はしないが、上側加熱炉体２３もアクチュエータにより上下方向に移動できるように構成する。すなわち、図１および図２に示すリフローはんだ付け装置の下側加熱炉体２４の構成を上側加熱炉体２３の構成にも適用すればよい。そして、そのように構成すれば、プリント配線板１の上方側の面および下方側の面の何れの面に対しても加熱と冷却を切り換えて行うことができるようになる。
【００３８】
また、本実施形態例では、送風ダクト１６および排風ダクト１７内に冷風を通風させるためのファン１８，１９を設けたが、それらダクト１６，１７に配管により連繋してブロワを設けるように構成してもよい。すなわち、ブロワから供給された冷風を送風ダクト１６からプリント配線板１の板面に沿って送風し、送風されプリント配線板１の下方側の面に接触して温度上昇した雰囲気を排風ダクト１７からブロワに吸い込んで排風し、プリント配線板１の下方側の面に沿って冷風を通風させるように構成してもよい。
（２）作動
図１に示すように、下側加熱炉体２４を上昇させて加熱手段である加熱室３ひいては熱風の吹き口９をプリント配線板１の下方側の面に進出させれば、通風手段２０の送風口２１および排風口２２が閉じる。そして、この通風手段２０の冷風送風ファン１８や排風ファン１９の回転も停止させる。
【００３９】
したがって、プリント配線板１の上方側および下方側の面を熱風により加熱することができるようになる。この場合、熱風の吹き口９をプリント配線板１の板面すなわち被はんだ付け面に近接して位置させることができるので、効率良く加熱することができる。
【００４０】
もちろん、リフローはんだ付けするプリント配線板１が、その一方の面にのみ被はんだ付け部を有する場合において、例えば、その被はんだ付け面を上方側に向けてリフローはんだ付け装置に搬入し、プリント配線板１の上方側の面のみのリフローはんだ付けを行い、下方側の面を補助的に加熱することもできる。また、この逆も行うことができる。すなわち、図１の状態では、通常のリフローはんだ付け装置として作動する。
【００４１】
すなわち、リフローはんだ付け装置の搬入口３１から搬入されたプリント配線板１は、搬送コンベア２に支持されて矢印Ａ方向に搬送され、昇温部１３の加熱室３および均温部１４の加熱室３で予備加熱されリフロー部１５の加熱室３で被はんだ付け部のはんだを溶融させてリフローはんだ付けが行われる。そしてその後、搬出口３２から搬出される。
【００４２】
これに対し、図２に示すように、下側加熱炉体２４を下降させて加熱手段である加熱室３ひいては熱風の吹き口９をプリント配線板１の下方側の面から退出させれば、通風手段２０の送風口２１および排風口２２が開き、プリント配線板１の下方側の面と吹き口９との間に冷風を通風させる広い通路を形成することができる。そして、この通風手段２０の冷風送風ファン１８や排風ファン１９も回転させる。
【００４３】
したがって、プリント配線板１の上方側の面を熱風により加熱しながら、下方側の面に沿って大流量の冷風を通風させることができるようになり、この下方側の面を効率良く冷却することができるようになる。
【００４４】
すなわち、リフローはんだ付け装置の搬入口３１から搬入されたプリント配線板１は、搬送コンベア２に支持されて矢印Ａ方向に搬送され、その上方側の面を昇温部１３の加熱室３および均温部１４の加熱室３で予備加熱しリフロー部１５の加熱室３でリフローはんだ付けすることができる。しかも、下方側の面は冷風により効率良く冷却することができる。
【００４５】
なお、プリント配線板１を冷却する通風手段２０をプリント配線板１の上方側の面にも臨むように設けた場合には、この上方側の面に対しても以上のような効率の良い加熱と効率の良い冷却を選択して行うことができるようになる。
（３）その他の実施形態例
次に本発明にかかるリフローはんだ付け装置のそのほかの実施形態例を説明する。
【００４６】
図１および図２に示す実施形態例では、昇温部１３および均温部１４からなる予備加熱部１２そしてリフロー部１５の３つの加熱手段すなわち加熱室３を下側加熱炉体２４と一体にして上下方向に移動させるように構成したが、例えば、最も加熱温度の高いリフロー部１５の加熱室３のみを上下方向に移動できるように構成してもよい。この場合は、リフロー部１５においてのみプリント配線板１の下方側の面の加熱や冷却を切り換えて行えるようになる。
【００４７】
さらに、このような加熱と冷却の切り換え手段を、各加熱室３ごとに設定するように構成することもできる。
【００４８】
なお、図２に点線で示すように、下側加熱炉体２４の各加熱室３において、図１に示す方向とは逆方向にファン６を回転させ、その雰囲気の循環方向を逆転させている。これは、リフローはんだ付けするプリント配線板１の種類が変わり、加熱モードから冷却モードに切り換えた直後に、加熱モードの際に高温になっていた下方側の加熱室３の冷却を速めるためである。すなわち、プリント配線板１の下方側の面に沿って通風している冷風を吹き口９から吸い込んで、この加熱室３を急速に冷却することができるように構成したものである。これにより、生産切り換え時間のリードタイムを短縮することが可能となり、その生産性を高めることができるようになる。
【００４９】
【発明の効果】
以上のように本発明にかかるリフローはんだ付け装置によれば、プリント配線板の両面の加熱を効率良く行いリフローはんだ付けする加熱モードと、一方の面側を効率良く加熱してリフローはんだ付けを行いながら他方の面側を効率良く冷却する冷却モードとを切り換えることができるようになり、１台のリフローはんだ付け装置であらゆるプリント配線板のリフローはんだ付けを行うことができるようになる。しかも、高効率加熱と高効率冷却とを両立させることができる。
【００５０】
また、冷却モードに切り換えた直後に、冷風が通風する加熱室のファンを逆回転させることにより急速に加熱室を冷却することが可能となる。すなわち、異なる種類のプリント配線板への生産切り換えに伴うリードタイムを短縮することができるようにもなり、多品種生産におけるリフローはんだ付けの生産性も高めることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のリフローはんだ付け装置の一実施形態例の加熱モードの状態を示す図である。
【図２】冷却モードの状態を示す図である。
【符号の説明】
１  プリント配線板
２  搬送コンベア
３  加熱室（加熱手段）
４  ヒータ
５  モータ
６  ファン
７  流路形成板
８  還流路
９  吹き口
１１  整流板
１１ａ  透孔
１２  予備加熱部
１３  昇温部
１４  均温部
１５  リフロー部
１６  送風ダクト
１７  排風ダクト
１８  冷風送風ファン
１９  排風ファン
２０  通風手段
２１  送風口
２２  排風口
２３  上側加熱炉体
２４  下側加熱炉体
２６  炉壁
２７  アクチュエータ
２８  摺動部材
２９  当接部材
３０  遮蔽板
３１  搬入口
３２  搬出口
【図１】
0003818834.tif 000002
【図２】
0003818834.tif 000003