JPH0723104Y2 - リフロー炉 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、基板の反りを防止、および／または、補正し
半田付け性に信頼性の高いリフロー炉に関する。

［考案の技術的背景］ 電子商品の薄型化に伴って、表面実装のプリント基板も
近年0.5mm程度の厚みとなっている。このようにプリン
ト基板が薄型化されると、この種プリント基板は、リフ
ロー炉の内部で高温にさらされることから軟化して下向
きな反りと、前後端部の上反りが発生する。このように
反ったままのプリント基板を冷却ゾーンにて急冷する
と、半田がパッドと部品電極部で固化収縮するため、部
品本体に歪を与えることになり、破損や素子の信頼性を
損なうことになる。従って、冷却ゾーンでのプリント基
板の反り防止、または、補正に対応した搬送機構が要求
されているが、いまだ充分満足しうるものはないのが実
情である。

本考案の目的は、冷却ゾーンに介入するプリント基板に
対して反りを防止、および／または、強制的に補正し、
この姿勢を保持した状態で冷却ゾーンで急速冷却するこ
とにより反りがなく、而も、半田付け性に信頼性の高い
実装部品を装着したプリント基板が連続的に得られるリ
フロー炉を提供せんとするものである。

［課題を解決するための手段］ 従来技術の課題を解決する本考案の構成は、２本の平行
した無端条体にて構成した搬送体により搬送されるプリ
ント基板の経路に、該プリント基板を所望の温度プロフ
ィールに連続的に熱処理するため、少なくとも、予熱ゾ
ーン（昇降ゾーン），クリーム半田の溶融ゾーン（リフ
ローゾーン），冷却ゾーンの順でこれらを直列に配設
し、冷却ゾーンにプリント基板の反り防止手段を設けた
リフロー炉において、上記搬送体を構成する２本の無端
条体1a,1b間の中央部に、該搬送体の搬送速度と略同一
速度で移行するとともに、少なくとも、上記溶融ゾーン
（リフローゾーン）の上手側から、上記冷却ゾーンの終
端部に至る間にプリント基板の下反り防止手段、および
／または、補正手段をもつ無端条体38を配設せしめ、こ
の無端条体38を昇降調整可能及び左右水平調整可能に構
成せしめ、一方、上記冷却ゾーンの始端部近傍から終端
部に至る上記無端条体1a,1bの直上部に、該無端条体1a,
1bと略同一速度で同一方向に移行し、かつ、プリント基
板の上反り補正手段をもつ無端条体9a,9bを配設したも
のである。

［作用］ リフロー炉内に供給されたプリント基板は、予熱ゾーン
において昇温予熱され、溶融ゾーンにおいてクリーム半
田が溶融して半田付けが行われ、冷却ゾーンにて急冷し
回収せしめられる。プリント基板の少くとも溶融ゾーン
以降の加熱による下反り、プリント基板の前後部の上反
りは無端条体38により防止、または、補正された状態で
急冷回収できるし、また、冷却ゾーンにおいて上反りの
有無にかかわらず最終的補正が行われ、反りが全くな
く、かつ、半田付け性に信頼性の高い製品が得られる。
また、下反りの生じないプリント基板のリフロー作業時
には無端条体38を下降退避させることができ、一方、プ
リント基板の大小に応じて無端条体38を左右に水平移動
させ、適確な下反り防止がなしうる。

［実施例］ 次に、図面について本考案実施例の詳細を説明する。

第１図は本考案装置を装備したリフロー炉の一部を省略
した要部の一部切欠側面図，第２図は同上要部の平面
図，第３図は同上要部の拡大正面図，第４図は下反り防
止、および／または、補正用のチエン昇降機構の正面
図，第５図は下反り防止、および／または、補正用のチ
エンの一部拡大正面図である。

Ａは、２本の平行した無端チエン1a,1bにて構成せる搬
送体によりプリント基板２の両端部を支持した状態で、
上記プリント基板２を所望の温度プロフィールに連続加
熱するため、少なくとも、予熱ゾーン（昇温ゾーン）3
a,溶融ゾーン（リフローゾーン）3b,冷却ゾーン４の順
でこれらを直列に配設したリフロー炉で、このようなリ
フロー炉Ａは一般に知られている。

上記搬送体を構成している無端チエン1a,1bは第３図に
示すように、一方の無端チェン1bは固定レール５に、ま
た、他方の無端チェン1aは水平移動レール６に夫々囲撓
懸架されており、プリント基板２の巾の大小変化によっ
て水平移動レール６が矢印方向に移動しうるように構成
されている。また、上記固定レール５、および、水平移
動レール６は搬送体の往路全長にわたる長尺な保持片7
a,7bに夫々とりつけられている。

上記両保持杆7a,7bの上面で、上記冷却ゾーン４の始端
部近傍から終端部に至る間には、上記各無端チェン1a,1
bの直上に対応する別のレール8a,8bが夫々付設してあっ
て、この各レール8a,8bに、上記冷却ゾーン４の始端部
近傍から、プリント基板２の搬送終端に至る範囲に設け
た上反り補正用の無端チェン9a,9bが囲撓懸架されてお
り、この無端チェン9a,9bには、上記無端チェン1a,1bに
設けたプリント基板２を乗載支持する内向きに対向せる
水平ピン10a,10bの直上に対応し、かつ、プリント基板
２の両側縁を上方から下方に向け押圧し、プリント基板
２の前後部の上反りを補正するアタッチメント11a,11b
が連続的に設けてある。尚、図中12は、上記アタッチメ
ント11a,11bが内側方に向け屈折するのを防止し、確実
にプリント基板２の上反りを補正させるための抑え金具
である。また。第１図における13,14は、アイドルスプ
ロケット,15は、テンション用のスプロケット,16は、駆
動スプロケットであり、これらは全て上記保持片7a,7b
にとりつけられており、更に、17,18は、上記冷却ゾー
ン４を構成する冷風ユニットである。

次に、第2,3,4図についてプリント基板２の下反り防
止、および／または、補正機構の詳細を説明すると、1
9,20は、上記無端チェン1a,1bの搬送方向と平行にリフ
ロー炉Ａ内に設けたプレートで、この相対向的に設けた
両プレート19,20の相対する内面の前後，上下に夫々取
付片21,22を水平に設けるとともに、上記両プレート19,
20間に平面形状がコ字形の昇降枠23を介設し、この昇降
枠23の両側板23a,23bを上記プレート19,20の内側面側に
沿わせる。そして、上記プレート19,20に設けた上下の
取付片21,22にロッド24を夫々挿通させ、該ロッド24の
上端を上方の取付片21,22より上方に突出させ、ロッド2
4の上端には抜け止め頭部24aを設けるとともに、この各
ロッド24に、上記昇降枠23の両側板23a,23bの上部に設
けた水平取付片25を貫通固定させ、更に、両側板23a,23
bの取付片25の下面と、上記プレート19,20の下方の取付
片21,22の上面との間にスパイラル発条26を弾設したも
のである。また、上記昇降枠23の一方の側板23aの上端
中央部に半円形の係合凹部27を形成する。

一方、上記プレート19の中央上部に、このプレート19を
貫通する水平の軸28を軸支させ、該軸28の外側端には操
作ハンドル29の下端を固定するとともに、上記軸28の内
側端には、下端に上記昇降枠23の一方の側板23a上端面
に接し、かつ、上記操作ハンドル29の回動操作により、
上記各スパイラル発条26の弾力に抗して昇降枠23を下降
させ、操作ハンドル29の垂直姿勢時に上記係合凹部27に
係合する転輪30をもつ連杆31の上端を固定させる。尚、
上記連杆31は、上記操作ハンドル29と一直線上になるよ
うに配設するとともに、軸28の中心と上記転輪30の外周
面とを結ぶ距離は、第４図の状態において、軸28の中心
と上記係合凹部27の最深部とを結ぶ距離よりも大きく形
成しなければならない。その理由は上記昇降枠23を下降
させるためである。図中32,33は昇降枠23の両側板23の
両側板23a,23b間隔を保持する水平姿勢のロッドであ
る。

上記昇降枠23の両側板23a,23bの中央部間には、水平姿
勢の螺杆34が橋架的に設けられており、この螺杆34に
は、上記ロッド32,33を貫通し、かつ、無端チェン1a,1b
の搬送方向と平行な長尺の移動保持杆35の中途部が貫通
螺合されている。上記移動保持杆35は、上記予熱ゾーン
3aの始端部近傍からプリント基板２の搬送終端に至る間
に対応する長さをもつもので、上記移動保持杆35上に
は、これの全長にわたってレール36が形成されている。
そして、このレール36上には、上記両無端チェン1a,1b
間の中央部に位置するプリント基板２の下反り防止、お
よび／または、補正用のアタッチメント37を連設し、か
つ、無端チェン1a,1bと略同速で同一方向に移行する無
端チェン38の往路を乗載せしめる。上記無端チェン38の
往路にあるアタッチメント37の上端は、上記無端チェン
1a,1bに設けた水平ピン10a,10bの上面を結ぶ水平線と一
致させるか、あるいは、この水平線より若干上位に位置
させ、この両者の位置関係により、第３図の仮想線で示
すように、加熱により下反りしようとする、または、下
反りしたプリント基板２が実線のように下反り防止、ま
たは、補正されるようにしたものである。

第２図に示す39は、一般のリフロー炉Ａに使用されてい
る上記無端チェン1aを水平移動させ、プリント基板２の
巾の大小に適合させるために、上記水平移動する保持杆
7aに螺合され、かつ、リフロー炉本体に水平に軸架され
た螺杆で、該螺杆39の一端にはこれを正，逆回動する操
作ハンドル（図示略）が設けてある。また、第２図から
明らかなように、上記螺杆39の一側にはスプロケット40
が設けてあり、このスプロケット40はチェン41を介して
上記螺杆34の一側に設けたスプロケット42に連結されて
いる。そして、上記スプロケット40と42との噛車比は1:
2に形成されており、螺杆39の１回転に対して螺杆34が1
/2回転するように、詳しくは、螺杆39による保持杆7aに
支持せる無端チェン1aの移動量に対して、螺杆34による
移動保持杆35にとりつけた上記無端チェン38の移動量が
1/2となるようにし、無端チェン38が常に上記無端チェ
ン1a,1b間の中央部に位置するようにし、プリント基板
２の巾の大小にかかわらず、プリント基板２の下反り補
正が適確になしうるようにしたものである。

第１図における43は、上記無端チェン9a,9b、および、
無端チェン38を駆動するモータ,44は駆動スプロケット,
45は上記モータ43と駆動スプロケット44を連結するチェ
ン,46,47,48,49は上記無端チェン38を囲撓させたスプロ
ケット,50はテンション用のスプロケットであり、これ
らのスプロケット、即ち、44,46,47,48,49,50は、特に
図示してないが、ステーを介して上記移動保持片35にと
りつけられている。第３図の51は、アタッチメント37の
屈折防止用の抑え金具である。

上記実施例では、加熱されるプリント基板２の下反り防
止、および／または、補正用のアタッチメント37をもつ
無端チェン38を、予熱ゾーン3aの始端部近傍から冷却ゾ
ーン４の終端部に至る間に設けることを示したが、少な
くとも、溶融ゾーン3bの上手側から冷却ゾーン４の終端
部に至る間に設けても有効に作用することから、図示の
ものに特定されるものではない。この場合、上記アタッ
チメント37は予熱ゾーン3aで生ずると予測されるプリン
ト基板２の下反りの補正用として働く。

また、上記実施例では、アタッチメント37をもつ無端チ
ェン38がプリント基板２の巾に合わせて常に中央部に位
置するように構成してあるが、この無端チェン38を単独
で左右側方向に水平移動可能となし、プリント基板２の
任意部位にタッチさせ、実装部品搭載の偏りによって生
ずる偏った下反り現象に対応させることができるように
することも可能であることから、図示実施例のものに限
定されることはない。

［考案の効果］ 上述のように本考案の構成によれば、次のような効果が
得られる。

（ａ）リフロー炉内に供給された実装部品を仮着したプ
リント基板は、予熱ゾーンにおいて昇降予熱されながら
溶融ゾーンにおいて半田が溶融せしめられ、次いで、冷
却ゾーンにて急冷されて回収されることは勿論のこと、
プリント基板の少くとも溶融ゾーン以降における加熱に
よる下反り現象は、下反り防止、および／または、下反
り補正手段をもつ無端条体によって防止、および／また
は、補正され、半田付け性に信頼性の高い製品が得られ
る。

（ｂ）プリント基板に上反りがある無しにかかわらず、
プリント基板の最終的補正が行われるばかりでなく、冷
風ユニットによるプリント基板のバタツキを阻止し、半
田付け仕上げ工程における半田付け性を更に一層確かな
ものとし、信頼性を向上させることができる。

（ｃ）無端チェン1a,1bと対応する上反り補正用の無端
チェン9a,9b、および／または、プリント基板の中央部
に対応する下反り防止、および／または、補正用の無端
チェン38は、上記無端チェン1a,1bと略同一速度で回動
するようにしてあるので、プリント基板の反りに対応し
て補正圧力をかけることはあっても、アタッチメントが
プリント基板に摺動接触しないので、プリント基板や実
装部品を損傷することがなく、また、下反りの生じない
プリント基板のリフロー作業時には、無端条体38を下降
回避させプリント基板に接触しないようにすることがで
きるとともに、プリント基板の大小に応じて無端条体38
を左右に水平移動調整させ、適確な下反り防止がなしう
る。

（ｄ）無端チェン9a,9b、および、38に対してアタッチ
メントが連設されているため、プリント基板に対するタ
ッチが無理なく行われ、プリント基板を点状態で押圧的
に接触しないので、プリント基板や実装部品を損傷する
ことがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案装置を装備したリフロー炉の一部を省略
した要部の一部切欠側面図，第２図は同上要部の平面
図，第３図は同上要部の拡大正面図，第４図は下反り防
止、および／または、補正用のチェン昇降機構の正面
図，第５図は下反り防止、および／または、補正用のチ
ェンの一部拡大正面図である。 Ａ……リフロー炉,1a,1b……無端チェン,2……プリント
基板,3a……予熱ゾーン（昇温ゾーン）,3b……溶融ゾー
ン（リフローゾーン）,4……冷却ゾーン,5……固定レー
ル,6……水平移動レール,7a,7b……保持杆,8a,8b……レ
ール,9a,9b……上反り補正用の無端チェン,10a,10b……
水平ピン,11a,11b……アタッチメント,35……移動保持
杆,36……レール,37……アタッチメント,38……下反り
防止、および／または、補正用の無端チェン,39……螺
杆,40……スプロケット,41……チェン,42……スプロケ
ット。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】２本の平行した無端条体にて構成した搬送
   体により搬送されるプリント基板の経路に、該プリント
   基板を所望の温度プロフィールに連続的に熱処理するた
   め、少なくとも、予熱ゾーン（昇降ゾーン），クリーム
   半田の溶融ゾーン（リフローゾーン），冷却ゾーンの順
   でこれらを直列に配設し、冷却ゾーンにプリント基板の
   反り防止手段を設けたリフロー炉において、 上記搬送体を構成する２本の無端条体（1a），（1b）間
   の中央部に、該搬送体の搬送速度と略同一速度で移行す
   るとともに、少なくとも、上記溶融ゾーン（リフローゾ
   ーン）の上手側から、上記冷却ゾーンの終端部に至る間
   にプリント基板の下反り防止手段、および／または、補
   正手段をもつ無端条体（38）を配設せしめ、この無端条
   体（38）を昇降調整可能及び左右水平調整可能に構成せ
   しめ、一方、上記冷却ゾーンの始端部近傍から終端部に
   至る上記無端条体（1a），（1b）の直上部に、該無端条
   体（1a），（1b）と略同一速度で同一方向に移行し、か
   つ、プリント基板の上反り補正手段をもつ無端条体（9
   a），（9b）を配設したことを特徴とするリフロー炉。