JP2767293B2 - heating furnace - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、特に、表面実装プリント基板のリフローは
んだ付けに用いる加熱炉に関するもので、多用な実装内
容のプリント基板の適正な加熱条件を得るに好適な装置
の開発に関する。Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a heating furnace used for reflow soldering of a surface mount printed circuit board, in particular, to obtain an appropriate heating condition for a printed circuit board having various mounting contents. Development of a device suitable for
[従来技術とその課題] 従来、プリント基板に部品とはんだを載せて加熱炉内
を搬送し、一括加熱してはんだ付けするリフロー炉にお
いては、搬送によって生じるプリント基板面内のはんだ
付けパッドの温度プロフィールの設計とその安定化が重
要である。例えば、エレクトリ・オニックス第31巻(19
86年)第26頁から第30頁(Electri Onics,31(9),pp.
26−30,1986)において詳しく論じられている如くであ
る。各種の加熱原理(熱源)のリフロー炉が考案され、
市販されているが、温度プロフィールの設計とその安定
性に着目するとき、主な項目は次のとおりである。[Prior art and its problems] Conventionally, in a reflow furnace in which components and solder are placed on a printed circuit board and conveyed in a heating furnace, and then heated and soldered together, the temperature of the soldering pad in the printed circuit board surface caused by the conveyance is increased. The design of the profile and its stabilization are important. For example, Electric Onyx Volume 31 (19
1986) pages 26 to 30 (Electri Onics, 31 (9), pp.
26-30, 1986). Reflow furnaces with various heating principles (heat sources) were devised,
Although commercially available, when focusing on the design of the temperature profile and its stability, the main items are as follows.
(a)リフロー炉は一般に予熱部、および、はんだ溶融
部,冷却部などに分割しており、それらの各ゾーンの長
さ。(A) A reflow furnace is generally divided into a preheating section, a solder melting section, a cooling section, and the like, and the length of each of those zones.
(b)各ゾーンの熱伝達,熱輻射,熱凝縮による発熱な
どの、いわば加熱パワーで、以下は熱伝達・熱伝導によ
る加熱炉のみを代表的にとりあげて熱伝達係数で代表す
る。(B) Heating power, such as heat generated by heat transfer, heat radiation, and heat condensation in each zone, and the following is representative of only a heating furnace based on heat transfer and heat conduction, which is represented by a heat transfer coefficient.
(c)プリント基板や部品などの被加熱体の熱光学的特
性値(比熱,比重)と各寸法。(C) Thermo-optical characteristic values (specific heat, specific gravity) of the object to be heated such as a printed circuit board or a component and each dimension.
(d)コンベヤ搬送が一般的であるから、その速度。(D) The speed of the conveyor because it is common.
(e)炉内を移動することによる位置関係。(E) The positional relationship by moving in the furnace.
などである。And so on.
したがって、種々の実装内容のプリント基板につい
て、温度プロフィールを設計するためには、実際にプリ
ント基板の各位置に熱電対をとりつけ、炉の運転条件毎
に温度プロフィールを採取すること,これとははんだ付
け品質や部品やプリント基板の熱損傷有無とを照合し
て、適正条件と温度プロフィールの形とを決定するとい
う方法によらざるを得なかった。このため多くの労力を
要し、また、それにもかかわらず、炉の運転条件は、例
えばヒータ表面や反射体の汚染による輻射率の低下や電
圧変動のみならず、室内の空気を吸引するために生じる
雰囲気変動などなど、絶えず変動が生じている。このた
め、多種類の多用な実装内容のプリント基板について、
温度プロフィールを安定化することは容易でない欠点が
あった。Therefore, in order to design the temperature profile for printed circuit boards with various mounting contents, thermocouples are actually installed at each position on the printed circuit board, and the temperature profile is sampled for each furnace operating condition. There is no other way but to determine the appropriate conditions and the shape of the temperature profile by comparing the mounting quality and the presence or absence of thermal damage to the components and the printed circuit board. This requires a lot of effort, and nevertheless, the operating conditions of the furnace are not only to reduce emissivity and voltage fluctuation due to contamination of the heater surface and reflectors, but also to suck indoor air. There are constant fluctuations, such as the resulting atmospheric fluctuations. For this reason, for printed circuit boards with various types of mounting contents,
Stabilizing the temperature profile has the disadvantage that it is not easy.
このように従来技術は、実際に炉内で生じている被加
熱体の温度を、リアルタイムで掌握することについて配
慮がなされておらず、このために各種原因による温度プ
ロフィールの変化を見過ごし、はんだ付け品質の低下を
もたらす問題があった。As described above, the prior art does not consider real-time control of the temperature of the object to be heated actually occurring in the furnace. There was a problem that resulted in quality deterioration.
本発明の目的は、少なくとも、はんだの溶融ゾーンの
直前における予熱最終ゾーンにおいて、それ以前の予熱
ゾーンで到達したリアルタイムの温度分布を測定し、そ
の分布に判断を下すことにより、仮に分布が不十分であ
れば一定の停止加熱を行うための手段を設けるもので、
かつ、これを自動的に行う手段を設けることにある。The object of the present invention is to measure the real-time temperature distribution reached in the preheating zone at least in the preheating final zone immediately before the melting zone of the solder at least, and make a judgment on the distribution, so that the distribution is temporarily insufficient. If so, a means for performing a fixed stop heating is provided,
Another object is to provide means for automatically performing this.
[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発明の構成は、搬送体に
よりプリント基板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,溶融ゾーン,冷却
ゾーンの順でこれらを直列に配設した加熱炉において、
上記搬送体の一側に、これの略全長にわたってキャリア
レールを配設せしめ、該キャリアレールに、上記搬送体
のプリント基板搬送速度と同調して走行し、かつ、搬送
終端から搬送始端に帰戻するキャリアを搭載するととも
に、該キャリアに、上記プリント基板の上面に接触して
プリント基板の温度を測温し、少なくとも、上記予熱ゾ
ーンの終端部(予熱最終ゾーン)におけるプリント基板
温度を実測温度データと比較し、予熱最終ゾーンにおけ
るプリント基板温度が設定温度に達するまで上記搬送
体、および、キャリアの搬送駆動を一時停止する温度セ
ンサーを設けたことと、上記搬送体を、プリント基板の
搬送始端部から予熱ゾーンの終端に至る搬送体と、溶融
ゾーンの始端部から冷却ゾーンの終端部に至る搬送体と
に分割構成せしめ、温度センサーの信号により上記予熱
ゾーンに対応する搬送体のみを一時停止するようにした
ことを特徴とするものである。[Means for Solving the Problems] According to the configuration of the present invention for solving the problems of the prior art, at least a preheating zone, a melting zone, and a cooling zone are used in order to continuously heat a printed circuit board to a desired temperature profile by a carrier. In a heating furnace in which these are arranged in series,
On one side of the carrier, a carrier rail is provided over substantially the entire length of the carrier, the carrier rail runs on the carrier rail in synchronization with the printed board transport speed of the carrier, and returns from the transport end to the transport start end. A carrier is mounted on the carrier, and the carrier is brought into contact with the upper surface of the printed circuit board to measure the temperature of the printed circuit board. At least the printed circuit board temperature at the end of the preheating zone (final preheating zone) is measured. Compared with the above, the transfer body, until the printed circuit board temperature in the preheating final zone reaches the set temperature, and provided with a temperature sensor for temporarily stopping the transfer drive of the carrier, the transfer body, the transfer start end of the printed circuit board From the starting point of the melting zone to the end of the cooling zone. The signal in degrees sensor is characterized in that so as to suspend only the carrier corresponding to the preheating zone.
上述のように、部品を実装したプリント基板をコンベ
ヤで炉内を搬送することによって生じる温度プロフィー
ルは、加熱炉の構成,熱源の性質、および、被加熱材の
熱光学的特性値に影響を受けるのみならず、搬送により
少なくともその先頭部と後尾部とに温度差が生じる。し
たがって、予熱最終ゾーンで温度差があると次の溶融ゾ
ーンの温度差は拡大する。As described above, the temperature profile generated by transporting the printed circuit board on which components are mounted in the furnace by the conveyor is affected by the configuration of the heating furnace, the properties of the heat source, and the thermo-optical characteristic values of the material to be heated. In addition, a difference in temperature occurs at least between the leading portion and the trailing portion due to the transport. Therefore, if there is a temperature difference in the preheating final zone, the temperature difference in the next melting zone increases.
第9図には、部品を実装しないプリント基板単体につ
いて、プリント基板内位置イとロについてその温度プロ
フィールを比較しているが、最終予熱ゾーンの最終位置
においてプリント基板内各部の温度の差は約5℃であ
り、これを均一にするための条件は、 (a)少なくとも、一定条件にある熱源下において一定
時間の停止加熱が必要なこと。FIG. 9 compares the temperature profiles of the printed circuit boards 1 and 2 in which the components are not mounted with respect to the positions 1 and 2 in the printed circuit board. 5 ° C., and the conditions for making this uniform are: (a) At least stop heating for a certain time under a heat source under certain conditions is required.
(b)該熱源が有する被加熱体の加熱パワーが、被加熱
材の熱光学的特性値に著しく影響を受けないこと。(B) The heating power of the object to be heated, which the heat source has, is not significantly affected by the thermo-optical characteristic value of the material to be heated.
である。It is.
後者は被加熱材の光学的吸収率や表面性状が影響しや
すい輻射線加熱を回避すべきことを示唆し、遠赤外線領
域の熱源下で加熱パワーとなる熱伝達、および、熱伝導
のみを利用することが有利なことを意味しており、問題
解決の手段のひとつである。The latter suggests that radiation heating, which is susceptible to the optical absorptance and surface properties of the material to be heated, should be avoided, and uses only heat transfer and heat conduction, which provides heating power under a heat source in the far-infrared region. This is an advantage and is one of the solutions to the problem.
[作 用] 以下に遠赤外線炉の典型例として、アルミナなど近赤
外線波長成分を減衰させる材料で被覆されたヒータに風
を送り、これによって生じる熱流をプリント基板に還流
せしめる形式の熱風式加熱炉について説明する。[Operation] A typical example of a far-infrared furnace is a hot-air heating furnace in which air is sent to a heater coated with a material that attenuates near-infrared wavelength components such as alumina, and the resulting heat flow is returned to a printed circuit board. Will be described.
第1,2図において、炉は4分割されている。第1〜3
ゾーンは順次所定の予熱温度にプリント基板を加熱する
ための予熱ゾーンである。In FIGS. 1 and 2, the furnace is divided into four parts. First to third
The zone is a preheating zone for sequentially heating the printed circuit board to a predetermined preheating temperature.
第4のゾーンは予熱終了後に、はんだ溶融温度より凡
そ30〜50℃高い温度に急速加熱するための溶融ゾーンで
ある。本発明の主たる目的は、予熱ゾーン最終位置にお
いて、プリント基板内のはんだ付けパッドの温度をプリ
ント基板内で均一にすることにあり、第1の手段は、予
熱ゾーンにおいてコンベヤを停止すること、第2の手段
は、停止状態においてプリント基板内の温度分布を高温
環境下で繰り返し測定し、その温度値と分布とを分析す
る手段を確認した後に、コンベヤを自動的に移動させる
システムであること、第3の手段は、前記温度分布をプ
リント基板の上面に接触させた温度センサーにより測定
することである。The fourth zone is a melting zone for rapidly heating to a temperature approximately 30 to 50 ° C. higher than the solder melting temperature after the end of preheating. The main object of the present invention is to make the temperature of the soldering pad in the printed circuit board uniform in the printed circuit board at the final position of the preheating zone, and the first means is to stop the conveyor in the preheating zone, The second means is a system for automatically measuring the temperature distribution in the printed circuit board in a stopped state in a high temperature environment, and confirming a means for analyzing the temperature value and the distribution, and then automatically moving the conveyor. A third means is to measure the temperature distribution with a temperature sensor in contact with the upper surface of the printed circuit board.
上記第1の手段は、予熱最終ゾーンの後部においてプ
リント基板の有無を検出し、その信号を用いてコンベヤ
を停止すると同時に、その前方においてコンベヤ上に搭
載されている他のプリント基板を予熱ゾーンに搬送させ
ないようにストップさせることが要請される。また、分
割され、かつ、溶融ゾーン上を通る他の一方のコンベヤ
は、常時運転条件に保つべきことは当然である。The first means detects the presence or absence of a printed circuit board at the rear of the preheating final zone, stops the conveyor using the signal, and simultaneously sets another printed circuit board mounted on the conveyor in front of the preheated zone to the preheating zone. It is required to stop it so that it is not transported. Also, it should be understood that the other conveyor, which is split and passes over the melting zone, should always be kept at operating conditions.
次に上記第2の手段は、温度測定装置とその熱像を分
析するコンンビュータシステム、並びに、被加熱物との
間に設けた耐熱性フィルターとで構成される。Next, the second means comprises a temperature measuring device, a computer system for analyzing a thermal image thereof, and a heat-resistant filter provided between the temperature measuring device and the object to be heated.
上記第3の手段は、一般的に加熱炉が耐熱金属製であ
り、その熱流がコンベヤの方向に向かい、かつ、還流す
べき必要があり、本質的に送風用ファン、および、ヒー
タとは、予熱ゾーン上部とコンベヤ上に搭載されている
プリント基板とをさえぎらない構造でなければならな
い。The third means is that the heating furnace is generally made of a refractory metal, the heat flow of which is directed to the conveyor, and needs to be recirculated. In essence, the blowing fan and the heater are: The structure must not block the upper part of the preheating zone and the printed circuit board mounted on the conveyor.
[実施例] 次に、図面以ついて本発明実施例の詳細を説明する。Example Next, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第1図、および、第2図は本発明加熱炉の概略説明
図,第3図はキャリア構造の斜視図,第4図は同上縦断
正面図,第5図はキャリア部の正面斜視図,第6図は同
上背面斜視図,第7図は同上分解斜視図,第8図a〜f
は温度センサーの動きを示す流れ図,第9図は部品を実
装しないプリント基板単体における2部位の温度プロフ
ィール図,第10図は部品を実装したプリント基板におけ
る2部位の温度プロフィールである。1 and 2 are schematic explanatory views of the heating furnace of the present invention, FIG. 3 is a perspective view of a carrier structure, FIG. 4 is a vertical sectional front view of the same, FIG. FIG. 6 is a rear perspective view of the same, FIG. 7 is an exploded perspective view of the same, and FIGS.
FIG. 9 is a flow chart showing the operation of the temperature sensor, FIG. 9 is a temperature profile diagram of two portions on a printed circuit board without components mounted thereon, and FIG. 10 is a temperature profile of two portions on a printed circuit board with components mounted thereon.
第1図はプリント基板を搬送始端部から搬送終了部ま
で1個の搬送体、即ち、コンベアで搬送する実施例を示
しており、1は加熱炉を構成する加熱炉本体、該本体1
は4分割してあり、Aは第1予熱ゾーンBは第2予熱ゾ
ーン,Cは第3の予熱最終ゾーンで、予熱ゾーンは上記A,
B,Cのゾーンで構成されている。また、Dは溶融ゾーン,
Eは冷却ゾーンである。上記加熱炉本体1には、上記第
1予熱ゾーンAから冷却ゾーンEに至るプリント基板搬
送用のコンベア2が設けられている。上記第1,第2予熱
ゾーンA,Bは、送風ファン3とヒータ4とによって構成
され、また、第3の予熱最終ゾーンCと溶融ゾーンDに
は送風ファンヒータ5,6が設けられている。FIG. 1 shows an embodiment in which a printed circuit board is conveyed from a conveyance start end to a conveyance end by one conveyance body, that is, a conveyor. Reference numeral 1 denotes a heating furnace main body constituting a heating furnace;
Is divided into four, A is the first preheating zone B is the second preheating zone, C is the third preheating final zone, and the preheating zones are A,
It consists of zones B and C. D is the melting zone,
E is a cooling zone. The heating furnace main body 1 is provided with a printed circuit board conveyor 2 from the first preheating zone A to the cooling zone E. The first and second preheating zones A and B are constituted by a blowing fan 3 and a heater 4, and the third preheating final zone C and the melting zone D are provided with blowing fan heaters 5 and 6, respectively. .
第2図は上記コンベア2を2分割し、上記第1,第2予
熱ゾーンA,Bと第3の予熱最終ゾーンCに対応するコン
ベア2aと、溶融ゾーンDと冷却ゾーンEに対応するコン
ベア2bとによって構成した実施例で、コンベア2aと2bと
は第3の予熱最終ゾーンCと溶融ゾーンDとの境目部位
で分割されており、搬送されてきたプリント基板7は、
後述するように、予熱最終ゾーンCの直下で停止するよ
うにしてある。FIG. 2 shows the conveyor 2 divided into two parts, a conveyor 2a corresponding to the first and second preheating zones A and B and a third preheating final zone C, and a conveyor 2b corresponding to the melting zone D and the cooling zone E. In this embodiment, the conveyors 2a and 2b are divided at the boundary between the third preheating final zone C and the melting zone D.
As described later, the operation is stopped immediately below the preheating final zone C.
上記コンベア2、または、コンベア2a,2bとからなる
搬送体の一側に、これの略全長にわたってキャリアレー
ル8を配設せしめ、このキャリアレール8に、上記コン
ベア2,2a,2bのプリント基板搬送速度と同調して走行
し、かつ、搬送終端から搬送始端に帰戻するキャリア9
を搭載する。上記キャリアレール8は第3,4図から明ら
かなように、断面形状が上向きコ字形のチャンネル構造
に形成されており、このキャリアレール8の溝内に上記
キャリア9は移動可能に装入されるとともに、キャリア
9の上部前後左右に夫々転輪10を軸支し、この各転輪10
を上記キャリアレール8の上端縁上に夫々転動可能に乗
載せしめる。上記キャリア9の下面は、上記キャリアレ
ール8内に挿通したキャリア搬送ベルト11の中央部に固
定せしめられ、また、該キャリア搬送ベルト11の一端
は、キャリアレール8の搬送始端側に設けられ、かつ、
モータ12によって駆動される巻取り,巻戻し用のリール
13に捲回され、また、キャリア搬送ベルト11の他端は、
キャリアレール8の搬送終端側に設けられ、かつ、モー
タ14によって駆動される巻取り,巻戻し用のクラッチ付
きリール15に捲回されている。A carrier rail 8 is disposed on one side of the conveyor composed of the conveyor 2 or the conveyors 2a and 2b over substantially the entire length thereof, and the printed circuit board transport of the conveyors 2, 2a and 2b is carried on the carrier rail 8. Carrier 9 traveling in synchronization with the speed and returning from the transport end to the transport start
With. As is clear from FIGS. 3 and 4, the carrier rail 8 is formed in a channel structure having an upward U-shaped cross section, and the carrier 9 is movably inserted into the groove of the carrier rail 8. At the same time, the rolling wheels 10 are pivotally supported at the front, rear, left and right of the upper portion of the carrier 9, and the respective rolling wheels 10 are supported.
Are rollably mounted on the upper edge of the carrier rail 8 respectively. The lower surface of the carrier 9 is fixed to a central portion of a carrier transport belt 11 inserted into the carrier rail 8, and one end of the carrier transport belt 11 is provided on a transport start end side of the carrier rail 8, and ,
Winding and rewinding reel driven by motor 12
13, the other end of the carrier transport belt 11,
The carrier rail 8 is provided on the transport end side and wound around a reel 15 with a clutch for winding and rewinding driven by a motor 14.
上記キャリア9の上部中央には、キャリア9の搬送方
向と直交する軸16が回動可能に貫通軸支されており、こ
の軸16の内側端、即ち、プリント基板7に対応する側の
端部には、先端に屈曲部18aを形成した温度センサーを
構成する熱伝導度の高い金属材料よりなるパイプ18の基
部をとりつけ、このパイプ18の内部には、例えば、熱電
対などの温度センサー17を封入させる。また、上記軸16
の外側端には、一側端部にカム面19aをもつカム杆19の
中央部を固定し、該カム杆19の回動作用により、上記パ
イプ18が同時に回動し、温度センサー17がプリント基板
7の上面に押し付けられたり、離反されたりするように
したものである。上記軸16には、第7図から明らかなよ
うに、上記キャリア9に形成された空洞9a内に収容さ
れ、一端が上記軸16に、他端が空洞9a内に設けられたピ
ン20に掛け止めされたゼンマイばね21により一方向回動
作用を付与する。図中22はストッパーピンで、このスト
ッパーピン22に上記カム杆19が度当たりし、カム杆19が
略1回転以上回動するのを規制している。また、上記キ
ャリアレール8の搬送始端部と搬送終端部の外側には、
上記カム杆19に形成したカム面19aに当接してカム杆19
を介し軸16を回転させる上向きカム面23aをもつ水平姿
勢のカム杆23と、下向きカム面24aをもつ水平姿勢のカ
ム杆24が配設されている。In the upper center of the carrier 9, a shaft 16 orthogonal to the conveying direction of the carrier 9 is rotatably supported through a shaft 16. An inner end of the shaft 16, that is, an end on a side corresponding to the printed circuit board 7. At the end, a base of a pipe 18 made of a metal material having high thermal conductivity constituting a temperature sensor having a bent portion 18a at the tip is attached, and inside the pipe 18, for example, a temperature sensor 17 such as a thermocouple is mounted. Enclose. Also, the shaft 16
At the outer end of the cam rod 19, a central portion of a cam rod 19 having a cam surface 19a at one side end is fixed, and the pipe 18 simultaneously rotates by the rotating action of the cam rod 19, and the temperature sensor 17 is printed. It is configured to be pressed against or separated from the upper surface of the substrate 7. As is apparent from FIG. 7, the shaft 16 is housed in a cavity 9a formed in the carrier 9 and has one end hung on the shaft 16 and the other end hung on a pin 20 provided in the cavity 9a. The one-way turning action is applied by the stopped mainspring 21. In the figure, reference numeral 22 denotes a stopper pin, which restricts the cam rod 19 from hitting the stopper pin 22 and rotating the cam rod 19 approximately one rotation or more. In addition, on the outer side of the transport start end and the transport end of the carrier rail 8,
The cam rod 19 contacts the cam surface 19a formed on the cam rod 19 and
A cam rod 23 in a horizontal position having an upward cam surface 23a for rotating the shaft 16 via the shaft and a cam rod 24 in a horizontal position having a downward cam surface 24a are provided.
図中17aは上記温度センサー17に接続されたケーブル
で、このケーブル17aは、プリント基板7の上面の温度
検知信号をマイクロコンピュータ(図示略)に接続され
る。そして、温度検知信号をマイクロコンピュータで処
理し、予熱最終ゾーンCにおけるプリント基板7の温度
が所定の温度差以内に入るまで上記コンヘア2、また
は、2a、および、キャリア9の搬送用モータ14の駆動を
停止し、温度差が所定値以内に達した信号によりコンベ
ア2,2a,2b,キャリア9の搬送を行う。このとき、第2図
の実施例ではコンベア2bは常時駆動しているので、この
コンベア2bにプリント基板7を移送し、はんだを溶融す
る。In the figure, reference numeral 17a denotes a cable connected to the temperature sensor 17, and the cable 17a connects a temperature detection signal on the upper surface of the printed circuit board 7 to a microcomputer (not shown). Then, the temperature detection signal is processed by a microcomputer, and the drive of the conveyer 2 or 2a and the transport motor 14 of the carrier 9 is performed until the temperature of the printed circuit board 7 in the preheating final zone C falls within a predetermined temperature difference. Is stopped, and the conveyors 2, 2a, 2b and the carrier 9 are transported by a signal indicating that the temperature difference has reached a predetermined value or less. At this time, in the embodiment shown in FIG. 2, since the conveyor 2b is constantly driven, the printed circuit board 7 is transferred to the conveyor 2b and the solder is melted.
また、予熱最終ゾーンCの温度を、はんだ溶融温度以
上に設定することが可能であり、はんだ溶融時の温度分
布とその変化の測定が可能である。In addition, the temperature of the preheating final zone C can be set to be equal to or higher than the solder melting temperature, and the temperature distribution and the change during the solder melting can be measured.
本実施例において、予熱最終ゾーンCにおけるコンベ
ア停止時間が決定されたならば、この時間値を記憶し、
同一ロットのプリント基板について停止時間を自動的に
設定する。In this embodiment, if the conveyor stop time in the preheating final zone C is determined, this time value is stored,
The stop time is automatically set for printed circuit boards of the same lot.
また、本実施例は、遠赤外線加熱炉について説明した
が、これは単にヒータの性質に係わるもので、仮に近赤
外線ヒータ、あるいは、ベーパーを用いた場合でも同様
に実施しうることはいうまでもない。Further, although the present embodiment has been described with respect to the far-infrared heating furnace, this is merely related to the properties of the heater, and it is needless to say that the present invention can be similarly performed even if a near-infrared heater or a vapor is used. Absent.
また、本実施例の温度プロフィールの例を第10図に示
すが、ハはプリント基板の先頭部,ニは後部である。ハ
とニの予熱最終ゾーンCの終端における温度差はなく、
また、その後の溶融温度差は約2℃である。FIG. 10 shows an example of the temperature profile of the present embodiment. There is no temperature difference at the end of the preheating final zone C of C and D,
Further, the subsequent melting temperature difference is about 2 ° C.
次に、第8図a〜fについて温度センサー17とプリン
ト基板7の関係、および、キャリア9の帰戻時における
カム杆19と温度センサー17の姿勢の変化について説明す
る。Next, the relationship between the temperature sensor 17 and the printed circuit board 7 and the change in the attitude of the cam rod 19 and the temperature sensor 17 when the carrier 9 returns will be described with reference to FIGS.
第8図aは、キャリア9か搬送始端部に停止されてい
る状態を示しており、このとき、キャリア9に設けたキ
ャリア杆19はカム杆23の下面に平行に当接していて、温
度センサー17は搬送されるプリンシ基板7の上面から離
反している。この状態でキャリア9のキャリア搬送ベル
ト11、および、コンベア2,2a,2bが同調駆動すると、第
8図bに示すように、ゼンマイばね21の一方向回動付勢
作用によって軸16が回動し、温度センサー17はプリント
基板7の上面に圧接されたまま搬送終端に至る。搬送終
端にキャリア9が到達すると、第8図bのような姿勢に
あるカム杆19のカム面19aが搬送終端部に配設されたカ
ム杆24の下向きカム面24aに当接誘導され、カム杆19は
カム杆24の下面に平行になるように回動しカム杆24の下
面に当接せしめられ、この作用で軸16が回動して、第8
図cで示すように、温度センサー17はプリント基板7の
上面から離反するとともに、はんだ付けが完了し冷却さ
れたプリント基板7はそのまま搬送終端から加熱炉本体
1外に搬出せしめられる。FIG. 8a shows a state in which the carrier 9 is stopped at the transport start end. At this time, the carrier rod 19 provided on the carrier 9 is in parallel contact with the lower surface of the cam rod 23, and the temperature sensor Reference numeral 17 is separated from the upper surface of the principal board 7 to be conveyed. In this state, when the carrier transport belt 11 of the carrier 9 and the conveyors 2, 2a, 2b are driven synchronously, the shaft 16 is rotated by the one-way rotation urging action of the mainspring 21 as shown in FIG. Then, the temperature sensor 17 reaches the transport end while being pressed against the upper surface of the printed circuit board 7. When the carrier 9 arrives at the transport end, the cam surface 19a of the cam rod 19 in the posture as shown in FIG. 8b is guided to abut against the downward cam surface 24a of the cam rod 24 disposed at the transport end. The rod 19 rotates so as to be parallel to the lower surface of the cam rod 24, and is brought into contact with the lower surface of the cam rod 24. With this operation, the shaft 16 rotates,
As shown in FIG. 3C, the temperature sensor 17 is separated from the upper surface of the printed circuit board 7, and the printed circuit board 7 that has been cooled after the completion of the soldering is carried out of the heating furnace body 1 from the transfer end as it is.
次に、キャリア9を搬送始端部に帰戻する場合は、キ
ャリア搬送ベルト11を巻取ったクラッチ付きリール15の
クラッチが外れ、モータ12によってキャリア搬送ベルト
11がリール13に巻取られると、第8図dのように、カム
杆19がカム杆24から外れる。このとき、温度センサー17
が当接するプリント基板7が存在しないために、ゼンマ
イばね21の作用で軸16は略1回転、まつり、カム杆19の
端部がストッパーピン22に度当たりするまで回動する。
このとき第8図eのように、温度センサー17は略水平姿
勢となる。この状態でキャリア9が帰戻し、カム杆19の
カム面19aがカム杆23の上向きカム面23aに当接すると、
第8図fで示すように、カム杆19は矢印方向に回動し、
カム杆23の下面に収められ。第8図aと同じ状態とな
る。Next, when returning the carrier 9 to the transport start end, the clutch of the clutch-equipped reel 15 around which the carrier transport belt 11 has been wound is disengaged, and the motor 12 drives the carrier transport belt.
When the reel 11 is wound on the reel 13, the cam rod 19 comes off the cam rod 24 as shown in FIG. 8d. At this time, the temperature sensor 17
Since there is no printed circuit board 7 with which the shaft 16 contacts, the shaft 16 rotates approximately one rotation by the action of the mainspring 21 until the end of the cam rod 19 hits the stopper pin 22.
At this time, as shown in FIG. 8e, the temperature sensor 17 is in a substantially horizontal posture. In this state, when the carrier 9 returns and the cam surface 19a of the cam rod 19 comes into contact with the upward cam surface 23a of the cam rod 23,
As shown in FIG. 8f, the cam rod 19 rotates in the direction of the arrow,
It is housed under the cam rod 23. This is the same state as FIG. 8a.
[発明の効果] 上述のように本発明の構成によれば、次のような効果
が得られる。[Effects of the Invention] According to the configuration of the present invention as described above, the following effects can be obtained.
多種類の実装プリント基板のリフローはんだ付けに必
要なプリント基板内温度プロフィール、特に、予熱最終
ゾーンにおける温度を検出し、かつ、確実に一定温度に
到達させることができる。このため、その後のはんだ溶
融ゾーンにおける温度差を最小に抑制できるため、予熱
最終温度の補正により溶融ゾーンの温度差を約2℃以内
にでき、はんだ溶融過不足やリードへのはんだ揚がりに
よる未接合などの欠陥を皆無にできるなど優れた効果が
ある。It is possible to detect the temperature profile in the printed circuit board necessary for reflow soldering of various types of mounted printed circuit boards, in particular, the temperature in the preheating final zone, and to reliably reach a constant temperature. For this reason, since the temperature difference in the subsequent solder melting zone can be suppressed to the minimum, the temperature difference in the melting zone can be kept within about 2 ° C by correcting the preheating final temperature, and unjoined due to excessive or insufficient solder melting and solder lift to the lead There is an excellent effect that defects such as defects can be completely eliminated.
第1図、および、第2図は本発明加熱炉の概略説明図,
第3図はキャリア構造の斜視図,第4図は同上縦断正面
図,第5図はキャリア部の正面斜視図,第6図は同上背
面図,第7図は同上分解斜視図,第8図a〜fは温度セ
ンサーの動きを示す流れ図,第9図は部品を実装しない
プリント基板単体における2部位の温度プロフィール
図,第10図は部品を実装したプリント基板における2部
位の温度プロフィールである。 A……第1予熱ゾーン,B……第2予熱ゾーン,C……予熱
最終ゾーン,D……溶融ゾーン,E……冷却ゾーン,1……過
熱炉本体,2,2a,2b……コンベア,3……送風ファン,4……
ヒータ,5,6……送風ファンヒータ,7……プリント基板,8
……キャリアレール,9……キャリア,10……転輪,11……
キャリア搬送ベルト,12……モータ,13……リール,14…
…モータ,15……クラッチ付きリール,16……軸,17……
温度センサー,17a……ケーブル,18……パイプ,19……カ
ム杆,19a……カム面,20……ピン,21……ゼンマイばね,2
2……ストッパーピン,23……カム杆,23a……上向きカム
面,24……カム杆,24a……下向きカム面。1 and 2 are schematic explanatory views of the heating furnace of the present invention,
3 is a perspective view of the carrier structure, FIG. 4 is a vertical sectional front view of the same, FIG. 5 is a front perspective view of the carrier part, FIG. 6 is a rear view of the same, FIG. 7 is an exploded perspective view of the same, FIG. a to f are flow charts showing the operation of the temperature sensor, FIG. 9 is a temperature profile diagram of two portions on a printed circuit board alone on which components are not mounted, and FIG. 10 is a temperature profile of two portions on a printed circuit board on which components are mounted. A: First preheating zone, B: Second preheating zone, C: Last preheating zone, D: Melting zone, E: Cooling zone, 1, Superheating furnace body, 2, 2a, 2b ... Conveyor , 3 …… Blower fan, 4 ……
Heater, 5,6 …… Blower fan heater, 7 …… Printed circuit board, 8
…… Carrier rail, 9 …… Carrier, 10 …… Roller wheel, 11 ……
Carrier transport belt, 12 …… Motor, 13 …… Reel, 14…
… Motor, 15 …… Reel with clutch, 16 …… Shaft, 17 ……
Temperature sensor, 17a …… Cable, 18 …… Pipe, 19 …… Cam rod, 19a …… Cam surface, 20 …… Pin, 21 …… Spring spring, 2
2 ... Stopper pin, 23 ... Cam rod, 23a ... Upward cam surface, 24 ... Cam rod, 24a ... Downward cam surface.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 薫 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 今井 恭二 東京都中央区銀座7丁目13番8号 株式 会社弘輝内 (56)参考文献 特開 平2−263569(JP,A) 特開 平2−151366(JP,A) 特開 昭62−144876(JP,A) 特開 平1−124727(JP,A) 特開 平1−159586(JP,A) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Kaoru Sato 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Inside Hitachi, Ltd. Production Engineering Research Laboratory (72) Inventor Kyoji Imai 7-13-8 Ginza, Chuo-ku, Tokyo Koukinai Co., Ltd. (56) References JP-A-2-263569 (JP, A) JP-A-2-151366 (JP, A) JP-A-62-144876 (JP, A) JP-A-1-124727 (JP) , A) JP-A-1-159586 (JP, A)
Claims (2)
ロフィールに連続加熱するため、少なくとも、予熱ゾー
ン,溶融ゾーン,冷却ゾーンの順でこれらを直列に配設
した加熱炉において、 上記搬送体の一側に、これの略全長にわたってキャリア
レールを配設せしめ、該キャリアレールに、上記搬送体
のプリント基板搬送速度と同調して走行し、かつ、搬送
終端から搬送始端に帰戻するキャリアを搭載するととも
に、該キャリアに、上記プリント基板の上面に接触して
プリント基板の温度を測温し、少なくとも、上記予熱ゾ
ーンの終端部(予熱最終ゾーン)におけるプリント基板
温度を実測温度データと比較し、予熱最終ゾーンにおけ
るプリント基板温度が設定温度に達するまで上記搬送
体、および、キャリアの搬送駆動を一時停止する温度セ
ンサーを設けたことを特徴とする加熱炉。In order to continuously heat a printed circuit board to a desired temperature profile by a carrier, at least a heating furnace in which a preheating zone, a melting zone, and a cooling zone are arranged in series in this order. Side, a carrier rail is disposed over substantially the entire length of the carrier rail, and the carrier rail is mounted with a carrier that travels in synchronization with the printed circuit board transfer speed of the transfer body and returns from the transfer end to the transfer start end. At the same time, the carrier is brought into contact with the upper surface of the printed circuit board to measure the temperature of the printed circuit board, and at least the printed circuit board temperature at the end of the preheating zone (final preheating zone) is compared with the actually measured temperature data. The temperature at which the conveyance body and the carrier conveyance drive are temporarily stopped until the printed circuit board temperature in the final zone reaches the set temperature. A heating furnace provided with a sensor.
から予熱ゾーンの終端に至る搬送体と、溶融ゾーンの始
端部から冷却ゾーンの終端部に至る搬送体とに分割構成
せしめ、温度センサーの信号により上記予熱ゾーンに対
応する搬送体のみを一時停止するようにしたことを特徴
とする請求項1記載の加熱炉。2. The temperature sensor according to claim 1, wherein said carrier is divided into a carrier extending from a start point of the printed circuit board to an end of a preheating zone and a carrier extending from a start end of a melting zone to an end of a cooling zone. 2. The heating furnace according to claim 1, wherein only the carrier corresponding to the preheating zone is temporarily stopped by the signal of (1).
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Applications Claiming Priority (1)
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| JP20081389A JP2767293B2 (en) | 1989-08-01 | 1989-08-01 | heating furnace |
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