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JP3855115B2 - Solder reflow equipment - Google Patents
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JP3855115B2 JP34161898A JP34161898A JP3855115B2 JP 3855115 B2 JP3855115 B2 JP 3855115B2 JP 34161898 A JP34161898 A JP 34161898A JP 34161898 A JP34161898 A JP 34161898A JP 3855115 B2 JP3855115 B2 JP 3855115B2
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heat insulating
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巌穂 森本
秀樹 中村
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Senju Metal Industry Co Ltd
JTEKT Thermo Systems Corp
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Koyo Thermo Systems Co Ltd
Senju Metal Industry Co Ltd
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばプリント基板に電子部品などをはんだ付けするためのはんだリフロー装置に関する。
【0002】
なお、本明細書において前後左右は図3を基準とするものとし、図3の右を前、左を後、上を右、下を左というものとする。
【0003】
【従来の技術】
従来のはんだリフロー装置として、外装パネル内に設けられた炉と、外装パネル内において左右に間隔をおいて設けられたチェーンコンベヤとを備え、その上側搬送経路部が炉を貫通したものがある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記はんだリフロー装置の場合、基板搬送時に、チェーンコンベヤのチェーンローラおよびチェーンプレートとチェーンレールとが接触して金属粉などが発生する。一方、今日、基板における回路の微細化が進み、将来的には、基板搬送時に発生した金属粉が、基板に電子部品をはんだ付けするさいに、基板に付着して回路の短絡や、はんだ不良を引き起こすことが予想される。このため、基板搬送時に金属粉の発生することのない、高いクリーン度を保ちうるリフロー装置が要求される。
【0005】
本発明の目的は、上記課題を解決した、基板搬送時に金属粉などの発生することがなく、炉内の雰囲気をクリーンに保つことができ、クリーンルーム内においても用いることのできるはんだリフロー装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記課題を解決するために本発明のはんだリフロー装置は、左右に間隔をおいて設けられかつ前後方向に伸び、炉内を非接触状に貫通する一対のビームが、相対的に前後方向および上下方向に移動することにより、基板を左右のビームに載せ代えつつ炉内において炉内面と非接触無摺動で基板を搬送することを特徴とするものである。
【0007】
このはんだリフロー装置においては、ビームが炉を非接触状に貫通し、無摺動で基板を搬送するので、炉内において金属粉などが発生することがなく、炉内の雰囲気をクリーンに保つことができる。
【0008】
上記のリフロー装置において、それぞれのビームから左右方向内側にのびかつ前後方向に間隔をおいて設けられた複数の基板支持部材を備え、基板支持部材に基板が載置されるようになされていることがある。
【0009】
このリフロー装置においては、長さが例えば、左のビームにおける隣り合う支持部材の間隔より長い基板であれば支持することができる。また、基板の幅が、支持部材の長さより長くても支持することができ、搬送できる基板の大きさの自由度が高くなる。
【0010】
また、それぞれのビームが前後方向に移動するようするとよい。
【0011】
このはんだリフロー装置においては各ビームの前後移動距離を小さくすることができ、はんだリフロー装置の前後長を小さくすることができる
上記リフロー装置において、前後両端が開口して一端が基板入口、他端が基板出口となされている筒状炉体と、炉内を加熱する加熱装置とを備え、筒状炉体が、複数の構成体を組み合わせて構成され、構成体が、炉体壁を構成する断熱部分と、少なくとも断熱部分の炉内側面を覆う耐熱カバー部分とを備え、加熱装置が、少なくとも一つの構成体の炉体壁を構成する断熱部分における炉内寄り部分に埋設された電熱ヒータを備え、基板を輻射加熱する炉を用いるとよい。
【0012】
このリフロー装置における炉においては構成体を組み合わせることにより炉体を容易に構成することができるとともに断熱部分の炉内側面が耐熱カバー部により覆われているので、炉内の気密を保つことができかつ断熱部分などから発生する微細な粉体が炉内に入り込むことがなく、炉内の雰囲気をクリーンに保つことができる。
【0013】
さらに、電熱ヒータが炉壁の一部を構成する断熱部分中に埋設されており、電熱ヒータが炉内に位置しないので加熱装置のリード線が炉体内面を貫通して炉内に取り付けられることがなく、炉体内面とリード線とのシール部分が生じることがない。
【0014】
上記のリフロー装置における炉において、構成体の断熱部分が、複数の断熱材を炉体の長さ方向に並べることにより構成されていることがある。
【0015】
この場合、断熱材を並べるだけで炉壁の一部を構成することができ、炉の構成が簡単になる。
【0016】
上記のリフロー装置における炉において、少なくとも炉内面における電熱ヒータに対応する部分に黒体処理コーティングを施こすとよい。
【0017】
そうすれば、炉体の内面に施された黒体処理コーティングにより基板に効率よく熱輻射され、すなわち炉体内面が良好な熱輻射面となるので、各部間における温度干渉が小さくなる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、図1〜図6を参照して本発明の1実施形態のはんだリフロー装置について説明する。
【0019】
はんだリフロー装置は、図示は省略した、例えば、鉄板製の外装パネルと、パネル内に配された炉(2) と、外装パネル内に配されかつ炉(2) を非接触状に貫通した、いわゆるウォーキングビーム形基板搬送装置(1) とを備えている。なお、外装パネル等の構成は、通常はんだリフロー装置に用いられる公知のものと変わりなく詳細な説明は省略する。
【0020】
基板搬送装置(1) は、前記外装パネル内に配された基台(6) 上に設けられているものであり、左右に間隔をおいて設けられて前後方向に伸びるとともに炉(2) を非接触状に貫通する左右一対のビーム(3A)(3B)と、それぞれのビーム(3A)(3B)から左右方向内側にのびかつ前後方向に等間隔をおいて設けられた複数の基板支持部材(4A)(4B)と、炉(2) の外側かつそれぞれのビーム(3A)(3B)の左右方向外側に設けられてビーム(3A)(3B)を前後方向および上下方向に移動させる左右一対の駆動装置(駆動手段)(5) と、ビーム(3A)(3B)の前部および後部において駆動装置(5) とビーム(3A)(3B)とを連結した伝動部材(7) とを備えている。
【0021】
なお、ビーム(3A)(3B)は横断面中空方形状をなしているとともに、全長は、炉(2) の長さより長い。支持部材(4A)(4B)は左右に長くかつ断面方形状の棒状をなし、左右方向外側端部がビーム(3A)(3B)の上面に固定されている。また、例えば、左のビーム(3A)の隣り合う支持部材(4A)の間に右のビーム(3B)の支持部材(4B)が位置しうるように、支持部材(4A)(4B)の間隔が定められている。
【0022】
伝動部材(7) は上垂直板状部と、これの下端部から左右方向外方に伸びた水平板状部と、これの先端から下方に伸びた下垂直板状部とを有し、上垂直板状部の上端がビーム(3A)(3B)の外側面に固定され、後に詳しく述べるように、下垂直板状部において駆動装置(5) と連結されている。
【0023】
左右の駆動装置(5) は、左右の向きは異なるが同一の構成を有するものであり、以下左の駆動装置(5) について説明し、右の駆動装置(5) における左の駆動装置(5) と対応する部分には同一の符号を付して説明は省略する。
【0024】
駆動装置(5) は、前側の駆動部(5a)と、駆動部(5a)に連結棒(8) を介して連結された後側の従動部(5b)とよりなる。駆動部(5a)は基台(6) 上に固定された左右の駆動装置(5) に共通な水平板状ベース(10)と水平板状ベース(10)における左右方向中央やや外側から上方に突出しかつ前後方向に平行な垂直板状支持部材(11)とを備えている。垂直板状支持部材(11)の左面前後端部に、案内部材(16)がそれぞれ上下に間隔をおいて2個ずつ固定されている。垂直板状支持部材(11)の左方には、前後方向に平行な垂直板状上下動部材(18)が配され、案内部材(16)は上下動部材(18)の右面の前後部に固定された上下に伸びるレール部材(17)を案内するようになっている。このようにして上下動部材(18)が、レール部材(17)と案内部材(16)とにより案内された状態で上下に摺動するようになっている。
【0025】
上下動部材(18)の左方にクランク部材(25)が配されている。クランク部材(25)は、互いに90度の角度をなしている短長2本のアーム部(25b)(25c)を備えている。さらに、上下動部材(18)の中央に形成された上下に長い長孔(18a) を貫通し、右端が垂直板状支持部材(11)に固定された左右方向に伸びている軸部材(24)の左端に、クランク部材(25)が回転支持されており、垂直板状支持部材(11)に対して回転するようになされている。
【0026】
短アーム部(25b) および長アーム部(25c) の先端右面には水平軸回りに回転するローラ(31)が、それぞれ取り付けられている。短アーム部(25b) のローラ(31)は、上下動部材(18)の左面に上下に間隔をおいて固定された水平部材(26)間に転動自在に嵌め入れられている。一方、垂直板状支持部材(11)の左方かつ上下動部材(18)の下側に、前後方向に平行な垂直板状基部(27a) と、これの前端から左方に突出した垂直板状ブラケット(27b) とを有する前後動部材(27)が配されている。ブラケット(27b) にはナット(27c) が固定されている。そして、前後動部材(27)の基部(27a) に前後に間隔をおいて固定された垂直部材(23)間に、長アーム部(25c) の先端のローラ(31)が、転動自在に嵌め入れられている。
【0027】
前後動部材(27)の板状基部(27a) の右面には前後に間隔をおいて2個の案内部材(28)が固定されている。案内部材(28)は垂直板状支持部材(11)の下端部に固定された前後方向に伸びるレール部材(29)により案内されるようになっている。このようにして前後動部材(27)が、レール部材(29)と案内部材(28)とにより案内された状態で前後に摺動するようになっている。
【0028】
水平ベース(10)の左後部にはモータ軸が前後方向を向くように上下駆動モータ(12)が固定されている。そして、モータ(12)のモータ軸には前後方向に伸びるねじ軸(13)が連結されている。ねじ軸(13)は、ナット(27c) に複数のボールを介してねじ合わされており、その前端は水平ベース(10)の左前部に上方突出状に固定された板状突部(33)に回転支持されている。そして、モータ(12)によりねじ軸(13)が回転させられることによってナット(27c) が前後に移動し、その結果、前後動部材(27)を介して長アーム部(25c) が前後に揺動させられてクランク部材(25)が軸部材(24)を中心として回転する。クランク部材(25)が回転すると、短アーム部(25b) が上下に揺動し、水平部材(26)を介して上下動部材(18)が上下に移動させられる。
【0029】
上下動部材(18)の左面上端部には前後方向に伸びるレール部材(14)が固定されている。レール部材(14)は、伝動部材(7) の下垂直板状部に固定された案内部材(30)により案内されるようになっている。このようにして伝動部材(7) が、レール部材(14)と案内部材(30)とにより案内された状態で前後に摺動するようになっている。
【0030】
伝動部材(7) に左右方向に平行な垂直板状ブラケット(19)が下方突出状に固定されている。ブラケット(19)の下端部にはボールナット(19a) が固定されている。一方、上下動部材(18)の左側面の後上部にはモータ軸が前後方向を向くように前後駆動モータ(21)が固定されている。そして、モータ(21)のモータ軸には前後方向に伸びるねじ軸(22)が連結されている。ねじ軸(22)は、ナット(19a) に複数のボールを介してねじ合わされており、その前端は上下動部材(18)の前部に左方突出状に固定された板状突部(32)に回転支持されている。そして、モータ(21)によりねじ軸(22)が回転させられることによってナット(19a) が前後に移動する。この結果、伝動部材(7) がレール部材(14)に沿って前後に移動してビーム(3A)(3B)が前後に動くようになっている。また、先に述べたように上下動部材(18)が上下に動くと伝動部材(7) も一体に上下に動き、ビーム(3A)(3B)が上下に動くようになっている。
【0031】
なお、従動部(5b)は、駆動部(5a)からモータ(21)(12)、ねじ軸(22)(13)を除いた構成をなしている。
【0032】
次に、炉(2) について図5および図6を参照して説明する。炉(2) は、前後両端が開口して一端が基板入口、他端が基板出口となされている筒状炉体(9) と、炉体(9) 内すなわち炉(2) 内を加熱するための加熱装置とを備えている。筒状炉体(9) は、下方に開口した断面略凹形状上構成体(39)と、上方に開口した断面略凹形状下構成体(40)とにより構成されている。加熱装置は、前後に並べられて上構成体(39)の一部、すなわち炉体(9) の上壁の一部を構成する複数の厚板状上ヒータユニット(34)と、前後に並べられて下構成体(40)の一部、すなわち炉体(9) の下壁の一部を構成する複数の厚板状下ヒータユニット(35)とを備えている。
【0033】
図5に示したように、上構成体(39)および下構成体(40)の左右側面には断面L字状部材(45)の垂直部分が、上構成体(39)においては水平部分が下に位置するように、下構成体(40)においては水平部分が上に位置するようにそれぞれ固定されている。そして、上下構成体(39)(40)の開口を他方の構成体(39)(40)が塞ぐようになされた状態において、上下の断面L字状部材(45)の水平部分が互いに着脱自在に固着され、上下構成体(39)(40)により囲まれた空間が基板(W) の加熱空間となされている。なお、上下L字状部材(45)の接触面はガスケットなどの適当なシール手段(50)によりシールされている。また、シール部分における上下構成体(39)(40)間の間隙は、ガスケットのつぶし代であり、図5においては、誇張して示されているが、実際の上下構成体(39)(40)間の間隙はわずかである。
【0034】
上構成体(39)は、上述したように、前後方向に並べられた複数の厚板状上ユニット(34)を備えている。そして、上ユニット(34)の左右両端に、上構成体(39)の全長にわたって下方に向かって伸びる断面略円弧状断熱材(43)がそれぞれ固定されている。そして、前のユニット(34)の前端および後のユニット(34)の後端に、ユニット(34)と同断面形状をなす断熱材(42)が固定されている。このように、断熱材(43)(42)および上ユニット(34)により形成された凹形状体の外面全てが金属板(カバー)(41)により覆われ、上構成体(39)が形成されている。
【0035】
下構成体(40)は、上述したように、前後方向に並べられた厚板状下ユニット(35)を備えている。そして、下ユニット(35)の左右両端に、縦長の方形状部とこれの下方の円弧状部とからなる断熱材(49)が下構成体(40)の全長にわたってそれぞれ上方突出状に固定され、前のユニット(35)の前端および後のユニット(35)の後端に、ユニット(35)と同断面形状をなす断熱材(44)が固定されている。このように、断熱材(49)(44)および下ユニット(35)により形成された断面凹形状体の外面全てが金属板(カバー)(53)により覆われ、下構成体(40)が形成されている。このように炉内面が金属板(41)(53)によりカバーされかつシール手段(50)により両構成体(10)(11)の接合部分が完全にシールされているので良好な雰囲気制御ができる。
【0036】
次に、上下のユニット(34)(35)の詳細について説明する。なお、上下のユニット(34)(35)は上下の向きは異なるが同様の形状および構成を有するものであり、以下、図6に詳細が示された下のユニット(35)について説明し、上ユニット(34)における下ユニット(35)に相当する部材および部分については同一の符号を付し、説明は省略する。
【0037】
下ユニット(35)は、例えばセラミック・ファイバを主成分とする直方体状断熱材(46)を備えている。そして断熱材(46)に波形の電熱ヒータ(47)が、断熱材(46)の上寄り部分、すなわち炉内寄り部分に埋設されている。そして、断熱材(46)の上面全てが絶縁体としてのマイカプレート(51)により覆われている。なお、このユニット(35)においては、電熱ヒータ(47)の全部が断熱材(46)に埋設されているが、電熱ヒータ(47)の一部が断熱材(46)から露呈するように断熱材(46)に電熱ヒータ(47)が埋設されていてもよい。すなわち、電熱ヒータ (47)が断熱材(46)と一体に設けられていればよく、ユニット(35)における電熱ヒータ(47)と断熱材(41)との構成は上記のものに限られない。例えば、特開平10−12361号公報に記載されているように断熱材の炉内側面に設けられた溝に、溝の幅より大きい振幅の波形に加工された電熱ヒータが設けられ、電熱ヒータの幅方向両側の彎曲部が溝の両側壁より断熱材内に入ることによって断熱材に一体的に支持されていてもよい。
【0038】
そして、上構成体(39)の金属板(41)のマイカプレート(51)に接触している部分における下面に、下構成体(40)の金属板(53)のマイカプレート(51)に当接する部分における上面に、すなわち炉内面に、黒体処理コーティング(48)(52)がそれぞれ施されている。
【0039】
なお、図示は省略したが各ユニット(34)(35)の電熱ヒータ(47)の接続端子は炉体(9) の外面を覆う金属板(41)(53)を貫通して炉体(9) 外部に突出しかつ適当な電源に接続されている。
【0040】
上記のように構成されたはんだリフロー装置においてはビーム(3A)(3B)が図中細い矢印で示されたように動くことにより、基板(W) は、図中太い矢印で示されたように前方向へと搬送され、搬送中に基板(W) に電子部品などがはんだ付けされる。
【0041】
例えば、左右のビーム(3A)(3B)の各支持部材(4A)(4B)は前後にずれた位置にある。(図3参照)この状態において、処理される基板(W) が、右のビーム(3B)の複数の支持部材(4B)にまたがって載せられる。また、左右のビーム(3A)(3B)は同量ずつ前後方向に移動する。
【0042】
つぎに、右のビーム(3B)は所定のピッチだけ前進する。一方左のビーム(3A)は、右のビーム(3B)の移動量と等しい量だけ後進する。そして右のビーム(3B)が下降し、左のビーム(3A)が上昇することにより、基板(W) が、右のビーム(3B)から、左のビーム(3A)に載せ代えられる。
【0043】
そして、今度は左のビーム(3A)が前進し、右のビーム(3B)が等しい量だけ後進する。つぎに、右のビーム(3B)が上昇し、左のビーム(3A)が下降することにより、基板(W) が、左のビーム(3A)から右のビーム(3B)に載せ代えられる。
【0044】
上記の手順が順次繰り返されて搬送装置(1) 上に載置された基板(W) が前進しする。そして、電熱ヒータ(47)によりマイカプレート(51)および金属板(41)(53)を介して黒体処理コーティング(48)(52)が加熱され、黒体処理コーティング(48)(52)から発せられる赤外線により、炉体(9) 内の基板(W) が加熱される。処理が終了した基板(W) は、図示を省略した搬出装置により基板搬送装置(1) から取り出される。このように、基板(W) は、支持部材(4A)(4B)にのみ接触した状態で、搬送され、炉体(9) に、特に電熱ヒータ(22)に直接接触することがなく、急激に加熱されないので、基板(W) の温度上昇が連続的になる。
【0045】
また、基板(W) の搬送時において左右のビーム(3A)(3B)および左右の支持部材(4A)(4B)同士が接触することがなく、粉塵などが生じない。さらに、上記搬送装置(1) においては、基板(W) の長さにより搬送ピッチを変化させることにより、基板(W) の長さに対する最適な搬送速度および最適な昇温カーブを得ることができる。
【0046】
なお、前後および上下駆動モータ(12)(21)としてはサーボモータを用いるとよい。
【0047】
上記実施形態の炉(2) においては、炉体(9) の上下壁が、ヒータユニット(34)(35)により形成されるので、ヒータユニット(34)(35)を並べるだけで炉壁の一部を構成することができ、構成が簡単になる。
【0048】
また、炉体(9) の上下壁が断熱材により構成され、これを覆うカバーの伝熱断面積は例えばマッフルに比べて極めて小さいので、炉体(9) 内に余熱部および本加熱部を設けても、隣り合う部間における熱伝達が小さく、炉体(9) 内においてリフロー装置に用いられる炉特有の急峻な温度勾配を得ることができる。
【0049】
この炉(2) においては炉体を上下に分割可能な構造としているので組立およびメンテナンスを容易に行うことができる。
【0050】
なお、炉(2) の各部構成は適宜変更可能であり、例えば、炉体(9) 内面全てに黒体処理コーティングが施されていてもよい。また、上下いずれか一方にのみヒータユニットが設けられていることもある。さらに、少なくとも炉内面のみをカバーにより覆う必要がある。
【0051】
上記実施形態の炉(2) においては、カバーとして金属板が用いられているが、例えば、耐熱ガラスをカバーとして用いてもよい。この場合は、カバーに黒体処理コーティングを施さなくとも良好な熱輻射特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施形態のはんだリフロー装置における基板搬送装置の前部の概略斜視図である。
【図2】同搬送装置の垂直断面図である。
【図3】同搬送装置の平面図である。
【図4】同搬送装置の側面図である。
【図5】同搬送装置における炉の横断面図である。
【図6】炉を構成するヒータユニットの概略斜視図である。
【符号の説明】
(1) 搬送装置
(2) 炉
(3A)(3B) ビーム
(4A)(4B) 基板支持部材
(W) 基板
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a solder reflow apparatus for soldering electronic components or the like to a printed circuit board, for example.
[0002]
In this specification, front, rear, left, and right are based on FIG. 3, and the right in FIG. 3 is the front, the left is the rear, the upper is the right, and the lower is the left.
[0003]
[Prior art]
A conventional solder reflow apparatus includes a furnace provided in an exterior panel and a chain conveyor provided in the exterior panel with a space left and right, and an upper conveyance path portion thereof penetrating the furnace.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the case of the above-described solder reflow device, metal powder or the like is generated when the chain roller and the chain plate of the chain conveyor and the chain rail come into contact with each other when the board is conveyed. On the other hand, miniaturization of the circuit on the board has progressed today, and in the future, the metal powder generated when the board is transported will adhere to the board when soldering the electronic parts to the board, and the circuit may be short-circuited or defective. Is expected to cause For this reason, the reflow apparatus which can maintain the high cleanliness which does not generate | occur | produce metal powder at the time of board | substrate conveyance is requested | required.
[0005]
The object of the present invention is to provide a solder reflow apparatus that solves the above-mentioned problems, can maintain a clean atmosphere in the furnace without generating metal powder during substrate transportation, and can be used in a clean room. There is to do.
[0006]
[Means for Solving the Problems and Effects of the Invention]
In order to solve the above-mentioned problems, the solder reflow apparatus of the present invention has a pair of beams that are provided in the left-right direction and extend in the front-rear direction and pass through the furnace in a non-contact manner. By moving in the direction, the substrate is transported in a non-contact and non-sliding manner in the furnace while replacing the substrate with left and right beams.
[0007]
In this solder reflow device, the beam penetrates the furnace in a non-contact manner and conveys the substrate without sliding, so metal powder is not generated in the furnace and the atmosphere in the furnace is kept clean. Can do.
[0008]
The reflow apparatus includes a plurality of substrate support members extending inward in the left-right direction and spaced apart in the front-rear direction from each beam, and the substrate is placed on the substrate support member. There is.
[0009]
In this reflow apparatus, a substrate having a length longer than the interval between adjacent support members in the left beam can be supported. Further, even if the width of the substrate is longer than the length of the support member, the substrate can be supported, and the degree of freedom of the size of the substrate that can be transported is increased.
[0010]
Further, it is preferable that each beam moves in the front-rear direction.
[0011]
In this solder reflow device, the distance of movement of each beam can be reduced, and the length of the solder reflow device can be reduced. In this reflow device, both front and rear ends are open, one end is at the substrate entrance, and the other end is at the other end. A cylindrical furnace body serving as a substrate outlet, and a heating device that heats the inside of the furnace, the cylindrical furnace body is configured by combining a plurality of constituent bodies, and the constituent body constitutes a heat insulation that constitutes the furnace body wall And a heat-resistant cover portion that covers at least the heat-insulating side surface of the heat-insulating portion, and the heating device includes an electric heater embedded in a portion closer to the inside of the furnace in the heat-insulating portion constituting the furnace wall of at least one component. A furnace that radiates and heats the substrate may be used.
[0012]
In the furnace in this reflow apparatus, the furnace body can be easily configured by combining the structural bodies, and the furnace inner side surface of the heat insulating part is covered with the heat resistant cover part, so that the airtightness in the furnace can be maintained. In addition, the fine powder generated from the heat insulating portion does not enter the furnace, and the atmosphere in the furnace can be kept clean.
[0013]
Furthermore, the electric heater is embedded in a heat insulating part that constitutes a part of the furnace wall, and since the electric heater is not located in the furnace, the lead wire of the heating device must be installed in the furnace through the inner surface of the furnace body. There is no occurrence of a seal portion between the inner surface of the furnace body and the lead wire.
[0014]
In the furnace in the above reflow apparatus, the heat insulating portion of the structural body may be configured by arranging a plurality of heat insulating materials in the length direction of the furnace body.
[0015]
In this case, a part of the furnace wall can be formed only by arranging the heat insulating materials, and the structure of the furnace becomes simple.
[0016]
In the furnace in the reflow apparatus described above, a black body treatment coating may be applied to at least a portion corresponding to the electric heater on the inner surface of the furnace.
[0017]
Then, the black body treatment coating applied to the inner surface of the furnace body efficiently radiates heat to the substrate, that is, the inner surface of the furnace body becomes a good heat radiating surface, so that temperature interference between the respective parts is reduced.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a solder reflow apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0019]
The solder reflow apparatus is not shown, for example, an iron plate exterior panel, a furnace (2) disposed in the panel, and disposed in the exterior panel and penetrates the furnace (2) in a non-contact manner. And a so-called walking beam type substrate transfer device (1). Note that the configuration of the exterior panel and the like is the same as a known one that is normally used in a solder reflow apparatus, and detailed description thereof is omitted.
[0020]
The substrate transfer device (1) is provided on a base (6) disposed in the exterior panel, and is provided at a distance from side to side and extends in the front-rear direction, and also has a furnace (2). A pair of left and right beams (3A) (3B) that penetrates in a non-contact manner, and a plurality of substrate support members that extend from the respective beams (3A) (3B) inward in the left-right direction and at equal intervals in the front-rear direction (4A) (4B) and a pair of left and right provided outside the furnace (2) and outside the respective beams (3A) (3B) to move the beams (3A) (3B) in the front-rear direction and the up-down direction Drive device (drive means) (5) and a transmission member (7) connecting the drive device (5) and the beams (3A) (3B) at the front and rear of the beams (3A) (3B) ing.
[0021]
The beams (3A) and (3B) have a hollow cross-sectional shape, and the total length is longer than the length of the furnace (2). The support members (4A) and (4B) are formed in a bar shape that is long in the left and right direction and has a rectangular cross section, and the outer ends in the left and right direction are fixed to the upper surfaces of the beams (3A) and (3B). Further, for example, the spacing between the support members (4A) and (4B) so that the support member (4B) of the right beam (3B) can be positioned between the support members (4A) adjacent to the left beam (3A). Is stipulated.
[0022]
The transmission member (7) has an upper vertical plate-shaped portion, a horizontal plate-shaped portion extending outward in the left-right direction from the lower end portion thereof, and a lower vertical plate-shaped portion extending downward from the tip thereof. The upper end of the plate-like portion is fixed to the outer surface of the beam (3A) (3B), and is connected to the driving device (5) at the lower vertical plate-like portion as will be described in detail later.
[0023]
The left and right drive devices (5) have the same configuration although the left and right directions are different.Hereinafter, the left drive device (5) will be described, and the left drive device (5) in the right drive device (5) will be described. The portions corresponding to) are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
[0024]
The drive device (5) includes a front drive unit (5a) and a rear driven unit (5b) connected to the drive unit (5a) via a connecting rod (8). The drive unit (5a) is a horizontal plate base (10) common to the left and right drive devices (5) fixed on the base (6) and the horizontal plate base (10) from the center in the left-right direction slightly upward from the outside. And a vertical plate-like support member (11) that protrudes and is parallel to the front-rear direction. Two guide members (16) are fixed to the left and right ends of the vertical plate-like support member (11) at intervals in the vertical direction. A vertical plate-like vertical movement member (18) parallel to the front-rear direction is arranged on the left side of the vertical plate-like support member (11), and the guide member (16) is disposed on the front and rear portions of the right surface of the vertical movement member (18). The fixed rail member (17) extending vertically is guided. Thus, the vertically moving member (18) slides up and down while being guided by the rail member (17) and the guide member (16).
[0025]
A crank member (25) is arranged on the left side of the vertical movement member (18). The crank member (25) includes two short and long arms (25b) and (25c) that form an angle of 90 degrees with each other. Further, a shaft member (24 that extends in the left-right direction passes through a vertically long elongated hole (18a) formed in the center of the vertically moving member (18) and the right end is fixed to the vertical plate-like support member (11). The crank member (25) is rotatably supported at the left end of the vertical plate-like support member (11).
[0026]
Rollers (31) that rotate about the horizontal axis are attached to the right end surfaces of the short arm portion (25b) and the long arm portion (25c), respectively. The roller (31) of the short arm portion (25b) is rotatably fitted between horizontal members (26) fixed on the left surface of the vertically moving member (18) with a space in the vertical direction. On the other hand, on the left side of the vertical plate-like support member (11) and below the vertical movement member (18), a vertical plate-like base portion (27a) parallel to the front-rear direction and a vertical plate protruding leftward from the front end thereof A longitudinally-moving member (27) having a cylindrical bracket (27b) is disposed. A nut (27c) is fixed to the bracket (27b). Then, the roller (31) at the tip of the long arm portion (25c) can roll freely between the vertical members (23) fixed to the base portion (27a) of the longitudinal movement member (27) at a distance in the front-rear direction. It is inserted.
[0027]
Two guide members (28) are fixed to the right surface of the plate-like base (27a) of the longitudinally moving member (27) with a space in the front-rear direction. The guide member (28) is guided by a rail member (29) extending in the front-rear direction and fixed to the lower end portion of the vertical plate-like support member (11). Thus, the longitudinally moving member (27) slides back and forth while being guided by the rail member (29) and the guide member (28).
[0028]
A vertical drive motor (12) is fixed to the left rear portion of the horizontal base (10) so that the motor shaft faces the front-rear direction. A screw shaft (13) extending in the front-rear direction is connected to the motor shaft of the motor (12). The screw shaft (13) is screwed onto the nut (27c) via a plurality of balls, and the front end of the screw shaft (13) is a plate-like protrusion (33) fixed to the left front portion of the horizontal base (10) so as to protrude upward. Rotation is supported. Then, when the screw shaft (13) is rotated by the motor (12), the nut (27c) moves back and forth, and as a result, the long arm portion (25c) swings back and forth via the longitudinal movement member (27). The crank member (25) is rotated about the shaft member (24) by being moved. When the crank member (25) rotates, the short arm portion (25b) swings up and down, and the vertical movement member (18) is moved up and down via the horizontal member (26).
[0029]
A rail member (14) extending in the front-rear direction is fixed to the upper left end portion of the vertical movement member (18). The rail member (14) is guided by a guide member (30) fixed to the lower vertical plate-like portion of the transmission member (7). In this way, the transmission member (7) slides back and forth while being guided by the rail member (14) and the guide member (30).
[0030]
A vertical plate-like bracket (19) parallel to the left-right direction is fixed to the transmission member (7) so as to protrude downward. A ball nut (19a) is fixed to the lower end of the bracket (19). On the other hand, a front / rear drive motor (21) is fixed to the rear upper part of the left side surface of the vertical movement member (18) so that the motor shaft faces the front / rear direction. A screw shaft (22) extending in the front-rear direction is connected to the motor shaft of the motor (21). The screw shaft (22) is screwed to the nut (19a) via a plurality of balls, and the front end of the screw shaft (22) is a plate-like protrusion (32) fixed to the front of the vertical movement member (18) so as to protrude leftward. ) Is supported by rotation. Then, when the screw shaft (22) is rotated by the motor (21), the nut (19a) moves back and forth. As a result, the transmission member (7) moves back and forth along the rail member (14) so that the beams (3A) and (3B) move back and forth. As described above, when the vertical movement member (18) moves up and down, the transmission member (7) also moves up and down integrally, and the beams (3A) and (3B) move up and down.
[0031]
The driven portion (5b) is configured by removing the motors (21), (12) and the screw shafts (22), (13) from the drive portion (5a).
[0032]
Next, the furnace (2) will be described with reference to FIGS. The furnace (2) heats the inside of the furnace body (9), that is, the inside of the furnace (2), in which both front and rear ends are open and one end is a substrate inlet and the other end is a substrate outlet. For heating. The cylindrical furnace body (9) is composed of an upper structure body (39) having a substantially concave cross section opened downward and a lower structure body (40) having a substantially concave cross section opened upward. The heating device is arranged in the front-rear direction with a plurality of thick plate upper heater units (34) that are arranged in the front-rear direction and constitute a part of the upper structure body (39), that is, a part of the upper wall of the furnace body (9). And a plurality of thick plate-like lower heater units (35) constituting a part of the lower structure (40), that is, a part of the lower wall of the furnace body (9).
[0033]
As shown in FIG. 5, the left and right side surfaces of the upper structure (39) and the lower structure (40) have vertical parts of the L-shaped member (45) in the cross section, and the upper structure (39) has horizontal parts. In the lower structure (40), the horizontal portions are fixed so as to be positioned on the upper side so as to be positioned on the lower side. The horizontal portions of the upper and lower L-shaped members (45) can be attached to and detached from each other in a state where the upper and lower constituent bodies (39) and (40) are closed by the other constituent bodies (39) and (40). The space surrounded by the upper and lower structures (39) and (40) is a heating space for the substrate (W). The contact surfaces of the upper and lower L-shaped members (45) are sealed by appropriate sealing means (50) such as a gasket. Further, the gap between the upper and lower structures (39) and (40) in the seal portion is a crushing margin of the gasket, and is exaggerated in FIG. 5, but the actual upper and lower structures (39) and (40) are shown. ) Is a slight gap.
[0034]
The upper structure (39) includes a plurality of thick plate-like upper units (34) arranged in the front-rear direction as described above. Then, a substantially arc-shaped heat insulating material (43) having a cross-section extending downward over the entire length of the upper component (39) is fixed to the left and right ends of the upper unit (34). A heat insulating material (42) having the same cross-sectional shape as the unit (34) is fixed to the front end of the front unit (34) and the rear end of the rear unit (34). Thus, all the outer surfaces of the concave body formed by the heat insulating materials (43) and (42) and the upper unit (34) are covered with the metal plate (cover) (41), and the upper structure (39) is formed. ing.
[0035]
As described above, the lower structure (40) includes the thick plate-like lower units (35) arranged in the front-rear direction. A heat insulating material (49) composed of a vertically long rectangular portion and an arc-shaped portion below the lower unit (35) is fixed to the left and right ends of the lower unit (35) so as to protrude upward over the entire length of the lower structure (40). A heat insulating material (44) having the same cross-sectional shape as the unit (35) is fixed to the front end of the front unit (35) and the rear end of the rear unit (35). In this way, the entire outer surface of the concave section formed by the heat insulating materials (49), (44) and the lower unit (35) is covered with the metal plate (cover) (53) to form the lower structure (40). Has been. As described above, the furnace inner surface is covered by the metal plates (41) (53), and the joining portion of the two structural bodies (10) (11) is completely sealed by the sealing means (50), so that a good atmosphere control can be performed. .
[0036]
Next, details of the upper and lower units (34) and (35) will be described. The upper and lower units (34) and (35) have the same shape and configuration although the vertical directions are different. Hereinafter, the lower unit (35) shown in detail in FIG. Members and portions corresponding to the lower unit (35) in the unit (34) are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
[0037]
The lower unit (35) includes, for example, a rectangular parallelepiped heat insulating material (46) mainly composed of ceramic fiber. A corrugated electric heater (47) is embedded in the heat insulating material (46) in the upper portion of the heat insulating material (46), that is, in the furnace inner portion. And all the upper surfaces of the heat insulating material (46) are covered with the mica plate (51) as an insulator. In this unit (35), the electric heater (47) is entirely embedded in the heat insulating material (46), but the electric heater (47) is insulated so that a part of the electric heater (47) is exposed from the heat insulating material (46). An electric heater (47) may be embedded in the material (46). That is, the electric heater (47) only needs to be provided integrally with the heat insulating material (46) , and the configuration of the electric heater (47) and the heat insulating material (41) in the unit (35) is not limited to the above. . For example, as described in Japanese Patent Laid-Open No. 10-12361, an electric heater processed into a waveform having an amplitude larger than the width of the groove is provided in a groove provided on the furnace inner surface of the heat insulating material. The bent portions on both sides in the width direction may be integrally supported by the heat insulating material by entering the heat insulating material from both side walls of the groove.
[0038]
Then, the lower surface of the upper structure (39) in contact with the mica plate (51) of the metal plate (41) is contacted with the mica plate (51) of the metal plate (53) of the lower structure (40). Black body treatment coatings (48) and (52) are respectively applied to the upper surface of the contact portion, that is, the furnace inner surface.
[0039]
Although not shown, the connection terminals of the electric heaters (47) of the units (34) and (35) pass through the metal plates (41) and (53) covering the outer surface of the furnace body (9), and the furnace bodies (9 ) Projects outside and is connected to an appropriate power source.
[0040]
In the solder reflow apparatus configured as described above, the beam (3A) (3B) moves as indicated by the thin arrows in the figure, so that the substrate (W) becomes as indicated by the thick arrows in the figure. It is transported forward, and electronic components are soldered to the board (W) during transport.
[0041]
For example, the support members (4A) and (4B) of the left and right beams (3A) and (3B) are in positions shifted forward and backward. (See FIG. 3) In this state, the substrate (W) to be processed is placed across the plurality of support members (4B) of the right beam (3B). The left and right beams (3A) and (3B) move in the front-rear direction by the same amount.
[0042]
Next, the right beam (3B) advances by a predetermined pitch. On the other hand, the left beam (3A) moves backward by an amount equal to the moving amount of the right beam (3B). Then, the right beam (3B) is lowered and the left beam (3A) is raised, so that the substrate (W) is replaced with the left beam (3A) from the right beam (3B).
[0043]
This time, the left beam (3A) moves forward, and the right beam (3B) moves backward by an equal amount. Next, when the right beam (3B) is raised and the left beam (3A) is lowered, the substrate (W) is replaced from the left beam (3A) to the right beam (3B).
[0044]
The above procedure is sequentially repeated, and the substrate (W) placed on the transfer device (1) advances. Then, the black body treatment coating (48) (52) is heated by the electric heater (47) through the mica plate (51) and the metal plate (41) (53) , and the black body treatment coating (48) (52) The substrate (W) in the furnace body (9) is heated by the emitted infrared rays. The substrate (W) that has been processed is taken out from the substrate transfer device (1) by a carry-out device (not shown). As described above, the substrate (W) is transported in a state of being in contact with only the support members (4A) and (4B), and does not directly contact the furnace body (9), particularly the electric heater (22). Therefore, the temperature of the substrate (W) rises continuously.
[0045]
Further, the left and right beams (3A) and (3B) and the left and right support members (4A) and (4B) do not come into contact with each other during transport of the substrate (W), and dust or the like does not occur. Furthermore, in the transfer device (1), by changing the transfer pitch depending on the length of the substrate (W), it is possible to obtain an optimal transfer speed and an optimal temperature rise curve with respect to the length of the substrate (W). .
[0046]
Note that servo motors may be used as the front and rear and vertical drive motors (12) and (21).
[0047]
In the furnace (2) of the above embodiment, the upper and lower walls of the furnace body (9) are formed by the heater units (34) and (35). A part can be configured, and the configuration becomes simple.
[0048]
In addition, the upper and lower walls of the furnace body (9) are made of a heat insulating material, and the heat transfer cross-sectional area of the cover covering this is extremely small compared to, for example, a muffle, so the remaining heat part and the main heating part are placed in the furnace body (9). Even if it is provided, heat transfer between adjacent portions is small, and a steep temperature gradient peculiar to the furnace used in the reflow apparatus can be obtained in the furnace body (9).
[0049]
In this furnace (2), the furnace body can be divided into upper and lower parts, so that assembly and maintenance can be easily performed.
[0050]
The configuration of each part of the furnace (2) can be changed as appropriate. For example, the entire inner surface of the furnace body (9) may be coated with a black body treatment. Moreover, the heater unit may be provided only in any one of upper and lower sides. Furthermore, it is necessary to cover at least the furnace inner surface with a cover.
[0051]
In the furnace (2) of the above embodiment, a metal plate is used as the cover, but, for example, heat resistant glass may be used as the cover. In this case, good heat radiation characteristics can be obtained without applying a black body treatment coating to the cover.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view of a front portion of a board transfer device in a solder reflow apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a vertical sectional view of the transfer device.
FIG. 3 is a plan view of the transfer device.
FIG. 4 is a side view of the transfer device.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a furnace in the transfer device.
FIG. 6 is a schematic perspective view of a heater unit constituting the furnace.
[Explanation of symbols]
(1) Transfer device
(2) Furnace
(3A) (3B) Beam
(4A) (4B) Substrate support member
(W) Board

Claims (2)

左右に間隔をおいて設けられかつ前後方向に伸び、炉内を非接触状に貫通する一対のビームが、相対的に前後方向および上下方向に移動することにより、基板を左右のビームに載せ代えつつ炉内において炉内面と非接触かつ無摺動で基板を搬送することを特徴とするはんだリフロー装置において
それぞれのビームから左右方向内側にのびかつ前後方向に間隔をおいて設けられた複数の基板支持部材を備え、基板支持部材に基板が載置されるようになされていることを特徴とするはんだリフロー装置。
A pair of beams that are provided at intervals on the left and right, extend in the front-rear direction, and pass through the furnace in a non-contact manner move relatively in the front-rear direction and the up-down direction, so that the substrate is placed on the left and right beams. In the solder reflow apparatus, wherein the substrate is conveyed in the furnace without contact with the furnace inner surface and without sliding,
Solder reflow characterized by comprising a plurality of substrate support members extending inward in the left-right direction from each beam and spaced in the front-rear direction so that the substrate is placed on the substrate support member apparatus.
それぞれのビームが前後方向に移動するようになされていることを特徴とする請求項1に記載のはんだリフロー装置。2. The solder reflow apparatus according to claim 1 , wherein each beam is moved in the front-rear direction.
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