JPH05261U - リフロー用加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 部品搭載基板のリフロー式はんだ付けにて、
熱風による強制対流熱を主とする加熱方式と、それに赤
外線照射による輻射熱を併用した加熱方式とを、必要に
応じて簡単に切換できるようにして、基板の変更に適切
に対応する。 【構成】 赤外線制御体23を開くことにより、ヒータ22
から発生した赤外線を赤外線透過部42を経て基板Ｗに照
射する。同時にヒータ22を経て加熱された熱風を赤外線
透過部42を経て基板に吹付け、赤外線による輻射熱およ
び熱風による対流熱を併用して基板のソルダペーストを
リフローする。このとき相互に対向する熱風制御体48
は、風量を制限する方向に回動している。一方、ヒータ
22の下側で相互に対向する赤外線制御体23を閉じると、
この赤外線制御体23が基板Ｗに照射される赤外線を遮蔽
する。このとき相互に対向する熱風制御体48は全開状態
となるので、この熱風制御体48の間を通過した熱風の強
制対流熱のみによりリフローする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】 〔考案の目的〕

【０００２】

【産業上の利用分野】

本考案は、リフローはんだ付けに使用されるリフロー用加熱装置に関するもの である。

【０００３】

【従来の技術】

従来のリフロー用加熱装置としては、図４に示されるように、リフロー炉１の 内部にて、送風機２によって発生した気流を案内板３に沿って循環しながら、ヒ ータ４から出る赤外線を遮断するとともに、ヒータ４により熱せられた空気（熱 風）のみを部品搭載基板Ｗに当て、その強制対流熱を基板Ｗに伝達してソルダペ ーストをリフローする単独式加熱装置と、特開昭６１−２８９６９７号公報に示 されるように、ヒータから照射された赤外線による輻射熱伝達と、ヒータを経た 熱風による強制対流熱伝達とを併用して、部品搭載基板をリフローはんだ付けす る併用式加熱装置とが一般的に知られている。

【０００４】 前記熱風のみによる単独式加熱装置は、温度分布の均一性に優れ、基板各部の 温度差が少ない、低温ではんだ付けできる等の長所を有するが、一方、温度が上 昇しにくい、加熱に時間を要するので基板に搭載した部品本体の温度が基板の温 度と同様に高くなってしまう等の欠点がある。

【０００５】 前記輻射熱および強制対流熱の併用式加熱装置は、赤外線輻射熱により急速加 熱が可能であるとともに、前記部品本体の温度が基板の温度より上りにくい長所 を有するが、一方、部品本体等の色によって赤外線吸収量が異なるので、温度差 が生じやすい、リフロー温度が高くなる等の欠点がある。

【０００６】 ユーザーは、自社の部品搭載基板のリフローはんだ付けにとって理想的な温度 プロファイルを確保できるものを、前記熱風のみの加熱装置または前記併用式加 熱装置から選定して購入し、使用している。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

このようにして、最初は基板に応じたタイプの加熱装置により理想的な温度プ ロファイルを確保できるが、リフローはんだ付けの対象が新製品の全く異なった 種類の部品搭載基板に変更されたときは、高価な加熱装置を簡単に取替えること はできないので、変更された基板に合致しない不満足な温度プロファイルで生産 を続けるケースが多い。

【０００８】 本考案は、このような点に鑑みなされたものであり、熱風による強制対流熱を 主とする加熱方式と、それに赤外線照射による輻射熱を併用した加熱方式とを、 必要に応じて簡単に切換できるようにして、リフローはんだ付けワークの変更に 適切に対応できるリフロー用加熱装置を提供することを目的とするものである。

【０００９】 〔考案の構成〕

【００１０】

【課題を解決するための手段】

請求項１に記載の考案は、ヒータ22から照射された赤外線による輻射熱伝達と 、ヒータ22を経た熱風による強制対流熱伝達とによって、ヒータ22に沿って搬送 されるワークＷをリフローはんだ付けする加熱装置において、前記ヒータ22とワ ークＷとの間に、赤外線照射量を制御する赤外線制御体23が開閉自在に設けられ たリフロー用加熱装置である。

【００１１】 請求項２に記載の考案は、所定間隔毎に配置された複数本のヒータ22から照射 された赤外線による輻射熱伝達と、前記各ヒータ22を経た熱風による強制対流熱 伝達とによって、各ヒータ22に沿って搬送されるワークＷをリフローはんだ付け する加熱装置において、前記各ヒータ22とワークＷとの間であって一つのヒータ につき赤外線透過部42を介し配置された一対の回転軸43に相互に対向して取付け られ、前記赤外線透過部42を介し配置された回転軸43の相互に逆方向の回動によ り開閉して赤外線照射量を制御する複数の赤外線制御体23と、この各赤外線制御 体23と共通の各回転軸43に相互に対向して取付けられ、各赤外線制御体23が相互 に開く方向に回動した分、相互に閉じる方向に回動して熱風通過量を制御する複 数の熱風制御体48とを具備したリフロー用加熱装置である。

【００１２】

【作用】

請求項１に記載の考案は、前記ヒータ22とワークＷとの間にある赤外線制御体 23を閉じることにより、ワークＷに照射される赤外線を制限し、主として熱風の 強制対流熱によりワークＷをリフロー加熱する。また、前記赤外線制御体23を開 くことにより、赤外線輻射熱および強制対流熱を併用してワークＷをリフロー加 熱する。

【００１３】 請求項２に記載の考案は、赤外線制御体23を閉じて主に熱風により加熱したと きも、前記赤外線制御体23を開いて赤外線輻射熱および強制対流熱を併用したと きも、赤外線制御体23と共通の回転軸43に相互に対向して取付けられた熱風制御 体48が、赤外線制御体23の相互に開く方向に回動した分、相互に閉じる方向に回 動し、また、各赤外線制御体23の相互に閉じる方向に回動した分、相互に開く方 向に回動して、熱風通過量があまり変化しないように制御する。

【００１４】

【実施例】

以下、本考案を図１乃至図３に示される実施例を参照して詳細に説明する。

【００１５】 図２は、リフロー式はんだ付け装置の全体構造を示し、装置本体11の内部に外 側炉体12が設けられ、この外側炉体12の内部に内側炉体13が設けられ、この内側 炉体13の上部に加熱ユニット14が配置されている。装置本体11の上部にヒンジ15 により蓋体16が開閉自在に取付けられ、この蓋体16に前記外側炉体12の分離可能 の上部12a が図示しない連結部材により一体的に取付けられ、この外側炉体上部 12a に前記加熱ユニット14が図示しない連結部材により一体的に取付けられてい る。したがって、装置本体11の蓋部16が開かれると、加熱ユニット14も内側炉体 13上に開放されるから、この加熱ユニット14のメンテナンスや、後述する赤外線 照射量の調整を手動で行う場合などに便利である。

【００１６】 前記加熱ユニット14は、フレーム21の左右部間に複数本のシーズヒータ22が取 付けられ、この各ヒータ22から照射された赤外線による輻射熱と、各ヒータ22を 経た熱風による強制対流熱とによって、ワークをリフローはんだ付けする加熱装 置であるが、この各ヒータ22の下側に後述する赤外線制御体23が設けられている 。さらに、フレーム21の上部にヒータ22に送り込まれる風量を均一にする目的で パンチング板（多孔板）24が取付けられている。

【００１７】 この加熱ユニット14の下側には基板搬送コンベヤ31が配置されている。このコ ンベヤ31は、基板搬入または搬出用の開口32を経て炉内を貫通する左右一対のコ ンベヤフレームが平行に配置され、この左右のコンベヤフレームに沿ってそれぞ れエンドレスチェンが細長く設けられ、この左右のチェン間に被はんだ付けワー クとしての部品搭載基板Ｗを架け渡した状態で水平に搬送するものである。

【００１８】 この基板搬送コンベヤ31の下側には、前記ヒータ22への通電を制御して炉内温 度を制御する熱電対等の温度センサ33が挿入されている。

【００１９】 前記内側炉体13の左右部には共通の回転軸34に設けられた一対のシロッコファ ン35が設けられている。前記回転軸34は、ベルト伝動機構36を介しモータ37によ り駆動される。このモータ37の回転速度を制御することにより、シロッコファン 35により循環される炉内風量を制御する。

【００２０】 そうして、このシロッコファン35により炉内中央部から吸込まれた空気は、外 側炉体12と内側炉体13との間に吐出されて上昇し、加熱ユニット14の上部からパ ンチング板24を経てヒータ22により加熱昇温され、後述する赤外線制御体23を経 て基板Ｗに吹付けられ、基板Ｗのソルダペーストを強制対流熱によりリフローす る。

【００２１】 前記外側炉体12の底部には、基板Ｗに冷風を吹付けるための多孔ノズル38が設 けられている。この多孔ノズル38からの冷風の吹付けは、基板Ｗに低融点はんだ を使用した場合、基板下面の部品を高熱から保護する場合、炉内温度を強制的に 下げる場合等において必要である。

【００２２】 次に、図１に示されるように、前記加熱ユニット14は、前記フレーム21内に所 定間隔毎に前記複数本のシーズヒータ22が配列され、この各ヒータ22の両側に空 気整流板41が設けられている。

【００２３】 さらに、各ヒータ22より下側であって一つのヒータにつき赤外線透過部42を介 し一対の回転軸43が配置され、この各赤外線透過部42を介する回転軸43に、相互 に対向する前記赤外線制御体23が取付けられている。前記各回転軸43は、赤外線 制御体23の取付部分では正６角形断面であるが、フレーム21とは円形断面部分で 回転自在に嵌合している。

【００２４】 各ヒータ22の右下に位置する回転軸43には実線で示されるアーム44が一体に取 付けられ、この各アーム44は共通の連動リンク45に回動自在に軸着されている。 また、各ヒータ22の左下に位置する回転軸43には２点鎖線で示されるアーム46が 一体に取付けられ、この各アーム46も共通の連動リンク47に回動自在に軸着され ている。

【００２５】 そして、一方の連動リンク45および他方の連動リンク47を、手動または図示し ないソレノイド、エアシリンダ等のアクチュエータにより、相互に相反する方向 に移動すると、対向する赤外線制御体23は、相互に逆方向に回動されて開閉動作 し、閉じ状態でヒータ22から照射された赤外線を遮蔽する。

【００２６】 さらに、各赤外線制御体23が設けられた共通の各回転軸43に、赤外線制御体23 とは反対側で相互に対向する熱風制御体48が取付けられている。この熱風制御体 48は、各赤外線制御体23が相互に開く方向に回動した分、相互に閉じる方向に回 動して熱風通過量を制御する。

【００２７】 そうして、図３Ａに示されるように、前記赤外線制御体23を開くことにより、 ヒータ22から発生した赤外線IRを赤外線透過部42を経て基板に照射するとともに 、ヒータ22で加熱された熱風を赤外線透過部42を経て基板に吹付け、赤外線IRに よる輻射熱および熱風による強制対流熱を併用して部品搭載基板をリフロー加熱 する。このとき、相互に対向する熱風制御体48は、風量を制限する方向に回動し ている。

【００２８】 また、図３Ｂに示されるように、前記ヒータ22の下側で相互に対向する赤外線 制御体23を閉じることにより、ヒータ22から下側に照射された赤外線を遮蔽する 。このとき、相互に対向する熱風制御体48は全開状態となっているので、この対 向する熱風制御体48の間を通過した熱風の強制対流熱により部品搭載基板をリフ ロー加熱する。

【００２９】 このように、赤外線制御体23を閉じて熱風のみにより加熱したときも、前記赤 外線制御体23を開いて赤外線輻射熱および強制対流熱を併用したときも、赤外線 制御体23と共通の回転軸43に相互に対向して取付けられた熱風制御体48は、赤外 線制御体23の相互に開く方向に回動した分、相互に閉じる方向に回動し、また、 赤外線制御体23の相互に閉じる方向に回動した分、相互に開く方向に回動して、 熱風通過量があまり変化しないように制御する。

【００３０】

【考案の効果】

請求項１に記載の考案によれば、赤外線照射による輻射熱と、熱風による強制 対流熱とを併用する加熱装置において、ヒータとワークとの間に、赤外線照射量 を制御する赤外線制御体を開閉自在に設けたから、熱風による強制対流熱を主と する加熱方式と、それに赤外線照射による輻射熱を併用した加熱方式とを、必要 に応じて簡単に切換えることができ、ワークの変更に適切に対応でき、１台の加 熱装置で複数種のワークに対し最適な温度プロファイルを提供できる。

【００３１】 請求項２に記載の考案によれば、回転軸に赤外線制御体と熱風制御体とをその 開閉が逆になるように取付けたから、赤外線照射量を可変制御しても熱風通過量 は変動しないように維持することが可能であり、請求項１の考案の効果を確実な ものにできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のリフロー用加熱装置の一実施例を示す
断面図である。

【図２】同上加熱装置を備えたリフロー式はんだ付け装
置の断面図である。

【図３】同上加熱装置の作用を示す断面図である。

【図４】従来のリフロー式はんだ付け装置の断面図であ
る。

【符号の説明】

Ｗ ワーク 22 ヒータ 23 赤外線制御体 42 赤外線透過部 43 回転軸 48 熱風制御体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 増田 二紀 埼玉県狭山市上広瀬東久保591番地の11 株式会社タムラ製作所機工工場内 (72)考案者 阿部 宣英 埼玉県狭山市上広瀬東久保591番地の11 株式会社タムラ製作所機工工場内

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ヒータから照射された赤外線による輻射
   熱伝達と、ヒータを経た熱風による強制対流熱伝達とに
   よって、ヒータに沿って搬送されるワークをリフローは
   んだ付けする加熱装置において、前記ヒータとワークと
   の間に、赤外線照射量を制御する赤外線制御体が開閉自
   在に設けられたことを特徴とするリフロー用加熱装置。
2. 【請求項２】 所定間隔毎に配置された複数本のヒータ
   から照射された赤外線による輻射熱伝達と、前記各ヒー
   タを経た熱風による強制対流熱伝達とによって、各ヒー
   タに沿って搬送されるワークをリフローはんだ付けする
   加熱装置において、前記各ヒータとワークとの間であっ
   て一つのヒータにつき赤外線透過部を介し配置された一
   対の回転軸に相互に対向して取付けられ、前記赤外線透
   過部を介し配置された回転軸の相互に逆方向の回動によ
   り開閉して赤外線照射量を制御する複数の赤外線制御体
   と、この各赤外線制御体と共通の各回転軸に相互に対向
   して取付けられ、各赤外線制御体が相互に開く方向に回
   動した分、相互に閉じる方向に回動して熱風通過量を制
   御する複数の熱風制御体とを具備したことを特徴とする
   リフロー用加熱装置。