JP4262804B2 - 熱風加熱装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント基板に電子部品をリフロー半田付けするために使用したり、フロー半田付けに際して熱硬化性接着剤を硬化させるために使用する熱風加熱装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、面実装部品をプリント基板に半田付けする方法として、リフロー法とフロー法が用いられている。
【０００３】
リフロー法は、プリント基板にソルダーペーストを印刷等で塗布してその上に電子部品を装着し、その状態のプリント基板を加熱することで、ソルダーペーストを溶かし、半田付けするものである。
【０００４】
また、面実装部品のフロー法は、プリント基板に接着剤を塗布してその上に電子部品を装着し、接着剤を硬化させた後、プリント基板を反転し、噴流式半田槽にプリント基板を浸けることで、半田付けをする方法である。この場合、プリント基板にはリード付き部品も実装してあることが多いので、接着剤硬化時の加熱には、リード付き部品のある側の温度はできるだけ低くする必要がある。そのため、プリント基板の熱風加熱装置では、プリント基板の接着剤塗布面の温度は接着剤の硬化温度、例えば１３０℃以上の温度に加熱でき、プリント基板のリード付き部品の実装面は、リード付き部品の耐熱温度以下、例えば１００℃以下の温度にすることが要求される。
【０００５】
従って、リフロー加熱（リフロー法）と、接着剤硬化加熱（フロー法）とはそれぞれ違う設備を使用していたが、同じ設備でリフロー加熱（リフロー法）と接着剤加熱（フロー法）が可能な装置の要求が出ており、その結果種々の加熱装置が開発された。
【０００６】
その一例を図８に示す。プリント基板１は搬送装置２によって搬送経路を矢印Ａの方向へ搬送されて炉３の３組の加熱ユニット３ａ、３ｂ、３ｃの内部を通過する。炉３の内部では、矢印ａに示すように炉３の内部へ送り込まれた空気が、噴き出しノズル４から矢印ｂのように噴き出され、その空気の一部は矢印ｃを経て排気口５から矢印ｄのように排気され、残りの空気は炉３の内部で循環している。
【０００７】
リフロー半田付け時には、パネルヒータ６ａ、６ｂ、６ｃおよび、７ａ、７ｂ、７ｃで炉３の内部を赤外線で加熱し、噴き出しノズル４からの空気で攪拌されてプリント基板１の均一加熱が実現されている。
【０００８】
また、フロー半田付けの接着剤硬化時には下側のパネルヒータ７ａ、７ｂ、７ｃと噴き出しノズル４からの空気流をＯＦＦ状態にし、排気口５から矢印ｄのように排気しながら、上側のパネルヒータ６ａ、６ｂ、６ｃだけで加熱する。このようにして、炉３内の雰囲気温度をさげ、プリント基板１の下面温度を低く保つ方法などが開発されてきた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、最近、リフロー加熱時においても、プリント基板の半田付け面と反対側の面とで、温度差を付ける要望が出てきているが、プリント基板の半田付け面と前記半田付け面とは反対側の面とで温度差を付けるために、熱風加熱装置として赤外線加熱を採用すると、プリント基板と電子部品の赤外線吸収率の差や、熱容量の差により、同一基板内の温度差や、部品間の温度差が大きくなるという問題があった。
【００１０】
また、上記従来の加熱装置においては、熱風の一部を排気口５から排気するようにしていたので、熱効率が悪く、又炉３内の温度を精度良くコントロールすることができずに、温度のばらつきが生じるという問題があった。
【００１１】
さらに図８に示すものは３組の加熱ユニット３ａ、３ｂ、３ｃを備えているが、各加熱ユニット３ａ、３ｂ、３ｃの相互の熱影響があって、それぞれの加熱ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ内の温度コントロールが困難であるという問題があった。
【００１２】
本発明は、上記従来の問題を解消し、搬送装置の搬送面に配設され、電子部品を実装したプリント基板の上下両面から効率良く熱風を供給でき、しかも、熱風をケーシング内で良好に循環できて熱効率が良く、プリント基板に吹き付けられる熱風の温度のばらつきを最小限に抑え、この温度を効率良くコントロールできる熱風加熱装置を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願の第 1発明の熱風加熱装置は、基板を搬送する搬送面を中央にして、その上下に複数組の熱風加熱ユニットがそれぞれ配置され、前記上下の熱風加熱ユニットのそれぞれのケーシング内には、空気を循環送風するためのファンと、送風される空気を加熱するためのヒータと、ヒータで加熱された熱風を前記基板に吹き付けるために前記ケーシングの基板側位置に基板搬送方向に対し直角方向に掛け渡されると共に基板搬送方向に複数本配置されたパイプ状のノズルと、ヒータで加熱された熱風をノズルの両側の取入口に導く送風路と、前記ノズルから基板に吹き付けられた熱風を前記ノズルの間から前記ファンの吸込口に案内するために複数枚配設された熱風案内プレートとを備え、前記ファンからヒータを経由して加熱された熱風を、前記送風路を経て各ノズルの両側の取入口に導いた後、各ノズルから基板に吹き付け、更にこの熱風を前記ノズルの間から熱風案内プレートで案内してファンの吸込口へ吸い込む熱風循環経路が形成され、前記上下の熱風加熱ユニットのケーシングのそれぞれにおける基板搬送方向の前後端部には、前記ケーシング内の熱風を外部へ漏らさずに前記ファンの吸込口に導くための熱風吸引部を設けた熱風加熱装置であって、パイプ状のノズルは、その長さ方向に、前記基板に向けて熱風を吹き付けるためのスリットが形成され、パイプ状のノズルの内部には、ノズルの両側より中央部に向けて次第に高くなる複数の整流プレートを、熱風の流れる方向に対して略直角向きにほぼ等間隔に配設し、ノズル内を通過する熱風の一部を前記各整流プレートによってせき止めて、スリットから熱風を基板に向けて均等に噴き出す構成としたことを特徴としている。
【００１４】
上記目的を達成するために、本願の第２発明の熱風加熱装置は、 基板を搬送する搬送面を中央にして、その上下に複数組の熱風加熱ユニットがそれぞれ配置され、前記上下の熱風加熱ユニットのそれぞれのケーシング内には、空気を循環送風するためのファンと、送風される空気を加熱するためのヒータと、ヒータで加熱された熱風を前記基板に吹き付けるために前記ケーシングの基板側位置に基板搬送方向に対し直角方向に掛け渡されると共に基板搬送方向に複数本配置されたパイプ状のノズルと、ヒータで加熱された熱風をノズルの両側の取入口に導く送風路と、前記ノズルから基板に吹き付けられた熱風を前記ノズルの間から前記ファンの吸込口に案内するために複数枚配設された熱風案内プレートとを備え、前記ファンからヒータを経由して加熱された熱風を、前記送風路を経て各ノズルの両側の取入口に導いた後、各ノズルから基板に吹き付け、更にこの熱風を前記ノズルの間から熱風案内プレートで案内してファンの吸込口へ吸い込む熱風循環経路が形成され、前記上下の熱風加熱ユニットのケーシングのそれぞれにおける基板搬送方向の前後端部に は、前記ケーシング内の熱風を外部へ漏らさずに前記ファンの吸込口に導くための熱風吸引部を設けた熱風加熱装置であって、基板搬送面より下側の熱風加熱ユニットにおいて、その内部のノズルの下側には、下側の熱風加熱ユニットのファン及びヒータを停止させたときに、上側の熱風加熱ユニットのノズルから噴き出されて基板搬送面より下方に流れた熱風が反転して上昇するのを阻止するための平板形状の上昇阻止プレートが配設されていることを特徴としている。
【００１５】
上記目的を達成するために、本願の第３発明の熱風加熱装置は、基板を搬送する搬送面を中央にして、その上下に複数組の熱風加熱ユニットがそれぞれ配置され、前記上下の熱風加熱ユニットのそれぞれのケーシング内には、空気を循環送風するためのファンと、送風される空気を加熱するためのヒータと、ヒータで加熱された熱風を前記基板に吹き付けるために前記ケーシングの基板側位置に基板搬送方向に対し直角方向に掛け渡されると共に基板搬送方向に複数本配置されたパイプ状のノズルと、ヒータで加熱された熱風をノズルの両側の取入口に導く送風路と、前記ノズルから基板に吹き付けられた熱風を前記ノズルの間から前記ファンの吸込口に案内するために複数枚配設された熱風案内プレートとを備え、前記ファンからヒータを経由して加熱された熱風を、前記送風路を経て各ノズルの両側の取入口に導いた後、各ノズルから基板に吹き付け、更にこの熱風を前記ノズルの間から熱風案内プレートで案内してファンの吸込口へ吸い込む熱風循環経路が形成され、前記上下の熱風加熱ユニットのケーシングのそれぞれにおける基板搬送方向の前後端部には、前記ケーシング内の熱風を外部へ漏らさずに前記ファンの吸込口に導くための熱風吸引部を設けた熱風加熱装置であって、基板搬送面より下側の熱風加熱ユニットにおいて、その内部のノズルの下面は、下側の熱風加熱ユニットのファン及びヒータを停止させたときに、上側の熱風加熱ユニットのノズルから噴き出されて基板搬送面より下方に流れた熱風が反転して上昇するのを阻止するために平坦面に形成されていることを特徴としている。
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【００１９】
本願の第 1 〜第 3発明の熱風加熱装置によると、熱風加熱ユニットのケーシング内からケーシング外へ流出しようとする熱風をケーシングの基板搬送方向の前後端部に設けた熱風吸引部で吸引して回収することによって、上下左右の熱風加熱ユニット間の熱風の干渉を最小限に抑え、各熱風加熱ユニット内の温度を設定温度に安定させることができる。又上下左右の熱風加熱ユニットのケーシング内の熱風循環経路を循環する熱風が接触し混合することがないので、各熱風加熱ユニットの温度をそれぞれの設定温度に保つことができる。
【００２０】
また熱風案内プレートによって、ノズルから吹き出した熱風を効率良く再度ファンの吸込口に回収して循環使用することができるので、ケーシング内に熱風の淀みや渦が発生する部分がなくなるので、温度のばらつきの少ない均一な温度の雰囲気をつくりだすことができると共に、熱効率を向上させることができる。
【００２１】
更に、熱風加熱ユニットのケーシングの基板搬送方向の前後端部から外部へ流出しようとする熱風は熱風吸引部でケーシング内へ引き戻され、更に、ケーシングの前面板及び後面板の先端が基板搬送面に近接している結果、ケーシングの外側の空気をこの熱風吸引部で吸引することが少なくなるので、ケーシング内の熱風循環経路内の循環風量の均衡を保つことができる。
【００２２】
また、本願の第 1 発明によると、パイプ状のノズルの左右両側から中央部分に向かって流れる熱風は、ノズルの中央部に向けてほぼ等間隔に配設され、ノズルの両側より中央部に向けて次第に高くなる複数の整流プレートに当たってその一部がせき止められ、スリットから基板に向けて均等に吹き付けられることになる。このように複数の整流プレートをノズル内に配設したことによって、ノズルから基板に向けてばらつきが少ないほぼ均等な風量で熱風を吹き付けることができる。
【００２３】
本願の第２、第３発明によると、フロー法における基板上面に熱硬化性樹脂を硬化させて電子部品を固定する際に、下側熱風加熱ユニットのファン及びヒータを停止させて使用するとき、上側の熱風加熱ユニットのノズルから噴き出されて基板搬送面より下方に流れた熱風が反転して上昇しようとすると、この熱風が平板状の上昇阻止プレートや平坦面に形成されたノズル下面によってその上昇が阻止されることによって、基板の下面に対して熱風が当たるのを阻止できて、熱風による基板の下面への加熱を極力小さくできる。
【００２４】
従って、熱硬化性接着剤を硬化させる基板の上面は熱風によって強制的に加熱され、一方基板の下面は、自然対流による加熱のみとなるために、基板の上下両面に温度差を付けることができ、これによって基板の下面に装着されたリード付き部品の温度上昇を抑えることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る熱風加熱装置の実施の形態について、図を参照しつつ説明する。
【００２６】
図１〜図３は本発明の第１の実施形態の熱風加熱装置を示す。
【００２７】
本実施形態の熱風加熱装置では、図１に示すように、プリント基板（基板）１は搬送装置２によって矢印Ａの方向へ搬送される。この搬送装置２の基板搬送面１３を中央にして、その上下に熱風加熱ユニット８ａ〜８ｃ、９ａ〜９ｃが配置され、さらにその下流側には、プリント基板搬送面１３を中央にしてその上下に冷却ユニット１０、１１が配置されており、それぞれの運転を制御することによって、リフロー半田付けやフロー半田の場合の接着剤の硬化のいずれでも行なうことができるようになっている。
【００２８】
プリント基板搬送面１３の上下の熱風加熱ユニット８ａ〜８ｃ、９ａ〜９ｃはいずれも構成が同じであるので、ここでは図２〜図５に基づいて最上流側の熱風加熱ユニット８ａ、９ａの構成を例に挙げて説明する。
【００２９】
上側の熱風加熱ユニット８ａは、図２、図３、図５に示すように構成されている。熱風加熱ユニット８ａのケーシング１２は、頂板７２ａ、前面板７２ｂ、後面板７２ｃ、左側面板７２ｄ、右側面板７２ｅからなる底面開放の直方体形状の外装ケース７２を有すると共に、その内方側に位置する天井板７０ａ、左内側板７０ｂ、右内側板７０ｃ、左底面板７０ｄ、右底面板７０ｅからなる横断面ハット形状の内装ケース７０を有している。前記外装ケース７２と内装ケース７０とが組み合わされて、図５に示すように、横断面（基板搬送方向に対し垂直な断面）が門型となる送風路空間１５が形成されている。この送風路空間１５は上部空間１５ａ、左下側空間１５ｂ、右下側空間１５ｃからなる。又前記内装ケース７０に囲まれるようにして、底面が開放された凹空間１４がケーシング１２内方に形成されている。なお、前記送風路空間１５および凹空間１４は、共に基板搬送方向の前後端が前記前面板７２ｂ、後面板７２ｃによって閉塞されている。
【００３０】
前記送風路空間１５の上部空間１５ａの中央には、空気を循環送風するためのファン２０が、前記頂板７２ａに支持されて配置されている。このファン２０は前記頂板７２ａ上に配置したモータ３０によって回転駆動される。又前記上部空間１５ａには、左右１対のヒータ２２、２２が配置され、ファン２０から遠心方向（横方向）に突き出された空気を加熱するように構成されている。加熱された空気（熱風）は送風路空間１５の左右下方の空間、すなわち左下側空間１５ｂ及び右下側空間１５ｃに送られる。
【００３１】
ケーシング１２の凹空間１４内の下端近傍には、左右方向（基板搬送方向に対し直角方向）に掛け渡された複数本の断面円形パイプからなるノズル１７、１７…が前後方向（基板搬送方向）に等間隔で配置されている。ノズル１７の両側の取入口１７ａ、１７ｂは前記左内側板７０ｂ及び右内側板７０ｃに接続され、前記左下側空間１５ｂ及び右下側空間１５ｃにそれぞれ連通している。又ノズル１７の下面にはその長さ方向に、基板１に向けて熱風を吹き付けるためのスリット１８が形成されている。更に、図５に示すように、ノズル１７の内部には、その両側取入口１７ａ、１７ｂより中央部に向けて次第に高くなる複数の整流プレート２９、２９、…を、熱風の流れる方向に対して略直角向きにほぼ等間隔に配設し、ノズル１７内を通過する熱風の一部を前記各整流プレート２９によってせき止めて、スリット１８から熱風を基板１に向けて均等に噴き出しうるように構成している。
【００３２】
前記ヒータ２２を介してファン２０から送られてきた熱風は、前記送風路空間１５によって構成される送風路を経て各ノズル１７の両側の取入口１７ａ、１７ｂに達してノズル１７内に導入され、次いで上述のように各ノズル１７のスリット１８を通過して、基板１に吹き付けられ、基板１を加熱する。
【００３３】
前記凹空間１４内には、図３に示すように、基板１に吹き付けられた熱風を前記ノズル１７、１７…の間から受け入れ、前記ファン２０の吸込口６０に導くための複数枚の熱風案内プレート２５、２５、…が設けられている。前記吸込口６０は前記天井板７０ａの中央に開設されている。又前記熱風案内プレート２５、２５、…は、図３に示すような断面形状をしており、プレート間間隔が上方に向け漸次縮小するようになっている。
【００３４】
前記熱風案内プレート２５、２５、…の内、最も前側に位置するものは前側の熱風吸引部２７ａの内板２５ａを兼ねており、その断面形状は、前記前面板７２ｂ及び天井板７０ａに沿うように屈曲した形状となっている。前記内板２５ａと前記前面板７２ｂとの間に形成される前側の熱風吸引部２７ａは、ケーシング１２内の熱風を外部に漏らさず、前記ファン吸込口６０に導くために設けられたものである。そして熱風の外部への漏出を防ぐため、前面板７２ｂの下端は基板搬送面１３に近接し、内板２５ａの下端は前記前面板７２ｂの下端に対して段差ｈをもって基板搬送面１３から若干離れた位置にあるように構成している。前記熱風案内プレート２５、２５、…の内、最も後側に位置するものは後側の熱風吸引部２７ｂの内板２５ｂを兼ねており、前記内板２５ａと同様にその断面形状は、前記後面板７２ｃ及び天井板７０ａに沿うように屈曲した形状となっている。前記内板２５ｂと前記後面板７２ｃとの間に形成される後側の熱風吸引部２７ｂは、前側の熱風吸引部２７ａと同様に、ケーシング１２内の熱風を外部に漏らさず、前記ファン吸込口６０に導くために設けられたものであり、又そのために後面板７２ｃの下端は基板搬送面１３に近接し、内板２５ｂの下端は前記後面板７２ｃの下端に対して段差ｈをもって基板搬送面１３から若干離れた位置にあるように構成されたものである。
【００３５】
下側の熱風加熱ユニット９ａは、図３に示すように基本的には上側の熱風加熱ユニット８ａと同様に構成され、両者は上下対称構造となるように構成されている。しかし次の２点において下側の熱風加熱ユニット９ａは、上側のそれ８ａと異なる構成を有している。
【００３６】
第１点は、下側の熱風加熱ユニット９ａ内のノズル１７の下側に、図３に示すように、下側の熱風加熱ユニット９ａのファン２０及びヒータ２２を停止させたときに、上側の熱風加熱ユニット８ａのノズル１７から噴き出されて基板搬送面１３より下方に流れた熱風が反転して上昇するのを阻止するための平板形状の上昇阻止プレート２８が配設されている点である。
【００３７】
この上昇阻止プレート２８を設ける代わりに、図４に示すように、前記ノズル１７の下面を、平坦面１７ｃに形成して、同様の作用を営ませるようにしてもよい。
【００３８】
第２点は、下側の熱風加熱ユニット９ａの頂板７２ａに冷却ファン２６を設け、ケーシング１２内を循環する熱風を間接的に冷却するようにしている点である。
【００３９】
以下、上記構成の熱風加熱装置における上下すべての熱風加熱ユニット８ａ〜８ｃ、９ａ〜９ｃを作動させたときの作用について説明する。
【００４０】
熱風加熱ユニット８ａ〜８ｃ、９ａ〜９ｃの駆動モータ３０を駆動してファン２０を回転駆動すると、ケーシング１２のファン吸込口６０の付近が負圧になり、搬送装置２の搬送面１３の付近の空気が、ノズル１７の間に形成される空間を介して熱風案内プレート２５、２５、…に沿って前記吸込口６０からファン２０に吸い込まれる。
【００４１】
ファン２０に吸い込まれた空気は、ファン２０によって送風路空間１５の上部空間１５ａに吐き出され、ヒータ２２、２２で加熱されて送風路空間１５の左右の下側空間１５ｂ、１５ｃに送風され、更に各ノズル１７に送風される。ここで、ノズル１７を形成するパイプの両取入口１７ａ、１７ｂから中央部分に向かって流れる熱風は、ノズル１７の中央部に向けてほぼ等間隔に配設され、高さが次第に高くなる複数の整流プレート２９、２９、…に当たってその一部がせき止められ、スリット１８から搬送装置２の搬送面１３や、この部分を通過するプリント基板１の上面又は下面に熱風がほぼ均等に吹き付けられる。
【００４２】
更に、熱風加熱ユニット８ａ〜８ｃ、９ａ〜９ｃのケーシング１２内からケーシング１２外へ流出しようとする熱風をケーシング１２のプリント基板搬送面側前後端部に設けた熱風吸引部２７ａ、２７ｂで吸引して回収することによって、各熱風加熱ユニット８ａ〜８ｃ、９ａ〜９ｃ間の熱風の干渉を最小限に抑えることができ、且つ熱効率が良くてそれぞれの熱風加熱ユニット８ａ〜８ｃ、９ａ〜９ｃ内を設定温度に安定させることができて、各ケーシング１２内の温度を所定温度にコントロールできる。
【００４３】
次に、フロー半田付けの接着剤硬化のために熱風加熱装置を用いる場合についての作用につき説明する。このとき、上側の熱風加熱ユニット８ａ〜８ｃのみを作動させ、下側の熱風加熱ユニット９ａ〜９ｃは停止させる。上側の熱風加熱ユニット８ａ〜８ｃの熱風の循環はすでに説明したものと同様である。この際、プリント基板１の搬送面１３の下側に配設された熱風加熱ユニット９ａ〜９ｃのノズル１７の下面に設けられた上昇阻止プレート２８によって、プリント基板１の下面に向けて上昇する熱風が阻止されて、この熱風は下側の熱風加熱ユニット９ａ〜９ｃのケーシング１２内の熱風案内プレート２５に沿ってファン吸込口６０に流れ込む。
【００４４】
これにより、上側の熱風加熱ユニット８ａ〜８ｃのノズル１７から吹き出されて下側の熱風加熱ユニット９ａ〜９ｃ内に入り込んだ熱風のはね返りがプリント基板１の下面を加熱する強制対流として働かない。従ってプリント基板１の下面の熱風加熱ユニット９ａ〜９ｃはファン２０及びヒータ２２、２２を停止させることで、熱硬化性接着剤の硬化時にプリント基板１の上下両面に温度差をつけることができる。
【００４５】
また、下側の加熱ユニット９ａ〜９ｃには、ケーシング１２の内部を循環する熱風を間接的に冷却するためにファン２６を設けているために、ケーシング１２が冷却され内部の熱が放出される。このようなファン２６を設けていない場合には、下側のヒータ２２、２２及びファン２０を停止させたのみでは温度コントロールできなくなり、時間経過と共に、下側のケーシング１２内の温度が上昇してしまう。ここで、ファン２６を設けることで、下側のケーシング１２内の温度を所定の低い温度にコントロールできる。
【００４６】
次に、上記接着剤硬化のために熱風加熱装置を用いる場合の具体例を説明する。
【００４７】
プリント基板１としては、図６に示すようにプリント基板１の上面に耐熱温度の比較的高いフラットパッケージＩＣ３０ａ〜３０ｃを接着剤で仮接着し、下面に耐熱温度の低いリード付き部品である電解コンデンサ３１を搭載したものを使用した。
【００４８】
上側の熱風加熱ユニット８ａは、熱風循環で加熱して熱硬化性接着剤を硬化させ、下側の熱風加熱ユニット９ａは、熱風循環を行わずに停止させている状態にした。
【００４９】
フラットパッケージＩＣ３０ａ〜３０ｃを接着剤で仮接着した側のプリント基板１の表面温度と、フラットパッケージＩＣの温度３３と、電解コンデンサ３１の温度３４のそれぞれの温度プロファイルを図７に示す。
【００５０】
図７から分かるように、接着剤塗布面のプリント基板１の表面温度３２は約１５０℃に、またフラットパッケージＩＣ３０ａ〜３０ｃの温度３３は約１３５℃と、接着剤塗布面のプリント基板１等は接着剤の硬化温度である１３０℃以上の温度に加熱できた。他方、プリント基板１の電解コンデンサ３１の温度３４は、電解コンデンサ３１の耐熱温度より低い１００℃以下の温度にすることができた。
【００５１】
【発明の効果】
以上のように本発明の熱風加熱装置によると、搬送装置の搬送面に配設され、電子部品を実装したプリント基板の上下両面から効率良く熱風を供給でき、しかも、熱風をケーシング内で良好に循環できて熱効率が良く、プリント基板に吹き付けられる熱風の温度のばらつきを最小限に抑え、この温度を効率良くコントロールできる。
【００５２】
更に、熱風発生装置のケーシングの基板搬送方向の前後端部に熱風吸引部を設けることで、ケーシング外に流出する熱風の量及びケーシング外から流入する空気の量を最小にすることができ、各ケーシング内の熱風の温度を、それぞれの設定温度に効率良くコントロールでき、しかもヒータの消費電力を少なくできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態の熱風加熱装置の外観を示す斜視図である。
【図２】 実施形態の熱風加熱装置の上側の熱風加熱ユニットの一部切り欠き斜視図である。
【図３】 実施形態の熱風加熱装置の上下一対の熱風加熱ユニットの部分断面図である。
【図４】 下側の熱風加熱ユニットにおけるノズルの変形例を示す断面図である。
【図５】 ノズル内の整流プレートの構造を示す説明図である。
【図６】 実施形態で使用する基板の一例を示す斜視図である。
【図７】 実施形態における温度プロファイルの説明図である。
【図８】 従来のリフロー装置の一例を示す概略縦断面図である。
【符号の説明】
１ 基板
２ 搬送装置
８ａ〜８ｃ 熱風加熱ユニット
９ａ〜９ｃ 熱風加熱ユニット
１３ 基板搬送面
１５ 送風路空間
１７ ノズル
１７ａ、１７ｂ 取入口
１７ｃ 平坦面
１８ スリット
２０ ファン
２２ ヒータ
２５ 熱風案内プレート
２５ａ、２５ｂ 内板
２６ ファン
２７ａ、２７ｂ 熱風吸引部
２８ 上昇阻止プレート
６０ ファン吸込口
７２ｂ 前面板
７２ｃ 後面板
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント基板に電子部品をリフロー半田付けするために使用したり、フロー半田付けに際して熱硬化性接着剤を硬化させるために使用する熱風加熱装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、面実装部品をプリント基板に半田付けする方法として、リフロー法とフロー法が用いられている。
【０００３】
リフロー法は、プリント基板にソルダーペーストを印刷等で塗布してその上に電子部品を装着し、その状態のプリント基板を加熱することで、ソルダーペーストを溶かし、半田付けするものである。
【０００４】
また、面実装部品のフロー法は、プリント基板に接着剤を塗布してその上に電子部品を装着し、接着剤を硬化させた後、プリント基板を反転し、噴流式半田槽にプリント基板を浸けることで、半田付けをする方法である。この場合、プリント基板にはリード付き部品も実装してあることが多いので、接着剤硬化時の加熱には、リード付き部品のある側の温度はできるだけ低くする必要がある。そのため、プリント基板の熱風加熱装置では、プリント基板の接着剤塗布面の温度は接着剤の硬化温度、例えば１３０℃以上の温度に加熱でき、プリント基板のリード付き部品の実装面は、リード付き部品の耐熱温度以下、例えば１００℃以下の温度にすることが要求される。
【０００５】
従って、リフロー加熱（リフロー法）と、接着剤硬化加熱（フロー法）とはそれぞれ違う設備を使用していたが、同じ設備でリフロー加熱（リフロー法）と接着剤加熱（フロー法）が可能な装置の要求が出ており、その結果種々の加熱装置が開発された。
【０００６】
その一例を図８に示す。プリント基板１は搬送装置２によって搬送経路を矢印Ａの方向へ搬送されて炉３の３組の加熱ユニット３ａ、３ｂ、３ｃの内部を通過する。炉３の内部では、矢印ａに示すように炉３の内部へ送り込まれた空気が、噴き出しノズル４から矢印ｂのように噴き出され、その空気の一部は矢印ｃを経て排気口５から矢印ｄのように排気され、残りの空気は炉３の内部で循環している。
【０００７】
リフロー半田付け時には、パネルヒータ６ａ、６ｂ、６ｃおよび、７ａ、７ｂ、７ｃで炉３の内部を赤外線で加熱し、噴き出しノズル４からの空気で攪拌されてプリント基板１の均一加熱が実現されている。
【０００８】
また、フロー半田付けの接着剤硬化時には下側のパネルヒータ７ａ、７ｂ、７ｃと噴き出しノズル４からの空気流をＯＦＦ状態にし、排気口５から矢印ｄのように排気しながら、上側のパネルヒータ６ａ、６ｂ、６ｃだけで加熱する。このようにして、炉３内の雰囲気温度をさげ、プリント基板１の下面温度を低く保つ方法などが開発されてきた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、最近、リフロー加熱時においても、プリント基板の半田付け面と反対側の面とで、温度差を付ける要望が出てきているが、プリント基板の半田付け面と前記半田付け面とは反対側の面とで温度差を付けるために、熱風加熱装置として赤外線加熱を採用すると、プリント基板と電子部品の赤外線吸収率の差や、熱容量の差により、同一基板内の温度差や、部品間の温度差が大きくなるという問題があった。
【００１０】
また、上記従来の加熱装置においては、熱風の一部を排気口５から排気するようにしていたので、熱効率が悪く、又炉３内の温度を精度良くコントロールすることができずに、温度のばらつきが生じるという問題があった。
【００１１】
さらに図８に示すものは３組の加熱ユニット３ａ、３ｂ、３ｃを備えているが、各加熱ユニット３ａ、３ｂ、３ｃの相互の熱影響があって、それぞれの加熱ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ内の温度コントロールが困難であるという問題があった。
【００１２】
本発明は、上記従来の問題を解消し、搬送装置の搬送面に配設され、電子部品を実装したプリント基板の上下両面から効率良く熱風を供給でき、しかも、熱風をケーシング内で良好に循環できて熱効率が良く、プリント基板に吹き付けられる熱風の温度のばらつきを最小限に抑え、この温度を効率良くコントロールできる熱風加熱装置を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願の第 1発明の熱風加熱装置は、基板を搬送する搬送面を中央にして、その上下に複数組の熱風加熱ユニットがそれぞれ配置され、前記上下の熱風加熱ユニットのそれぞれのケーシング内には、空気を循環送風するためのファンと、送風される空気を加熱するためのヒータと、ヒータで加熱された熱風を前記基板に吹き付けるために前記ケーシングの基板側位置に基板搬送方向に対し直角方向に掛け渡されると共に基板搬送方向に複数本配置されたパイプ状のノズルと、ヒータで加熱された熱風をノズルの両側の取入口に導く送風路と、前記ノズルから基板に吹き付けられた熱風を前記ノズルの間から前記ファンの吸込口に案内するために複数枚配設された熱風案内プレートとを備え、前記ファンからヒータを経由して加熱された熱風を、前記送風路を経て各ノズルの両側の取入口に導いた後、各ノズルから基板に吹き付け、更にこの熱風を前記ノズルの間から熱風案内プレートで案内してファンの吸込口へ吸い込む熱風循環経路が形成され、前記上下の熱風加熱ユニットのケーシングのそれぞれにおける基板搬送方向の前後端部には、前記ケーシング内の熱風を外部へ漏らさずに前記ファンの吸込口に導くための熱風吸引部を設けた熱風加熱装置であって、パイプ状のノズルは、その長さ方向に、前記基板に向けて熱風を吹き付けるためのスリットが形成され、パイプ状のノズルの内部には、ノズルの両側より中央部に向けて次第に高くなる複数の整流プレートを、熱風の流れる方向に対して略直角向きにほぼ等間隔に配設し、ノズル内を通過する熱風の一部を前記各整流プレートによってせき止めて、スリットから熱風を基板に向けて均等に噴き出す構成としたことを特徴としている。
【００１４】
上記目的を達成するために、本願の第２発明の熱風加熱装置は、 基板を搬送する搬送面を中央にして、その上下に複数組の熱風加熱ユニットがそれぞれ配置され、前記上下の熱風加熱ユニットのそれぞれのケーシング内には、空気を循環送風するためのファンと、送風される空気を加熱するためのヒータと、ヒータで加熱された熱風を前記基板に吹き付けるために前記ケーシングの基板側位置に基板搬送方向に対し直角方向に掛け渡されると共に基板搬送方向に複数本配置されたパイプ状のノズルと、ヒータで加熱された熱風をノズルの両側の取入口に導く送風路と、前記ノズルから基板に吹き付けられた熱風を前記ノズルの間から前記ファンの吸込口に案内するために複数枚配設された熱風案内プレートとを備え、前記ファンからヒータを経由して加熱された熱風を、前記送風路を経て各ノズルの両側の取入口に導いた後、各ノズルから基板に吹き付け、更にこの熱風を前記ノズルの間から熱風案内プレートで案内してファンの吸込口へ吸い込む熱風循環経路が形成され、前記上下の熱風加熱ユニットのケーシングのそれぞれにおける基板搬送方向の前後端部に は、前記ケーシング内の熱風を外部へ漏らさずに前記ファンの吸込口に導くための熱風吸引部を設けた熱風加熱装置であって、基板搬送面より下側の熱風加熱ユニットにおいて、その内部のノズルの下側には、下側の熱風加熱ユニットのファン及びヒータを停止させたときに、上側の熱風加熱ユニットのノズルから噴き出されて基板搬送面より下方に流れた熱風が反転して上昇するのを阻止するための平板形状の上昇阻止プレートが配設されていることを特徴としている。
【００１５】
上記目的を達成するために、本願の第３発明の熱風加熱装置は、基板を搬送する搬送面を中央にして、その上下に複数組の熱風加熱ユニットがそれぞれ配置され、前記上下の熱風加熱ユニットのそれぞれのケーシング内には、空気を循環送風するためのファンと、送風される空気を加熱するためのヒータと、ヒータで加熱された熱風を前記基板に吹き付けるために前記ケーシングの基板側位置に基板搬送方向に対し直角方向に掛け渡されると共に基板搬送方向に複数本配置されたパイプ状のノズルと、ヒータで加熱された熱風をノズルの両側の取入口に導く送風路と、前記ノズルから基板に吹き付けられた熱風を前記ノズルの間から前記ファンの吸込口に案内するために複数枚配設された熱風案内プレートとを備え、前記ファンからヒータを経由して加熱された熱風を、前記送風路を経て各ノズルの両側の取入口に導いた後、各ノズルから基板に吹き付け、更にこの熱風を前記ノズルの間から熱風案内プレートで案内してファンの吸込口へ吸い込む熱風循環経路が形成され、前記上下の熱風加熱ユニットのケーシングのそれぞれにおける基板搬送方向の前後端部には、前記ケーシング内の熱風を外部へ漏らさずに前記ファンの吸込口に導くための熱風吸引部を設けた熱風加熱装置であって、基板搬送面より下側の熱風加熱ユニットにおいて、その内部のノズルの下面は、下側の熱風加熱ユニットのファン及びヒータを停止させたときに、上側の熱風加熱ユニットのノズルから噴き出されて基板搬送面より下方に流れた熱風が反転して上昇するのを阻止するために平坦面に形成されていることを特徴としている。
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【００１９】
本願の第 1 〜第 3発明の熱風加熱装置によると、熱風加熱ユニットのケーシング内からケーシング外へ流出しようとする熱風をケーシングの基板搬送方向の前後端部に設けた熱風吸引部で吸引して回収することによって、上下左右の熱風加熱ユニット間の熱風の干渉を最小限に抑え、各熱風加熱ユニット内の温度を設定温度に安定させることができる。又上下左右の熱風加熱ユニットのケーシング内の熱風循環経路を循環する熱風が接触し混合することがないので、各熱風加熱ユニットの温度をそれぞれの設定温度に保つことができる。
【００２０】
また熱風案内プレートによって、ノズルから吹き出した熱風を効率良く再度ファンの吸込口に回収して循環使用することができるので、ケーシング内に熱風の淀みや渦が発生する部分がなくなるので、温度のばらつきの少ない均一な温度の雰囲気をつくりだすことができると共に、熱効率を向上させることができる。
【００２１】
更に、熱風加熱ユニットのケーシングの基板搬送方向の前後端部から外部へ流出しようとする熱風は熱風吸引部でケーシング内へ引き戻され、更に、ケーシングの前面板及び後面板の先端が基板搬送面に近接している結果、ケーシングの外側の空気をこの熱風吸引部で吸引することが少なくなるので、ケーシング内の熱風循環経路内の循環風量の均衡を保つことができる。
【００２２】
また、本願の第 1 発明によると、パイプ状のノズルの左右両側から中央部分に向かって流れる熱風は、ノズルの中央部に向けてほぼ等間隔に配設され、ノズルの両側より中央部に向けて次第に高くなる複数の整流プレートに当たってその一部がせき止められ、スリットから基板に向けて均等に吹き付けられることになる。このように複数の整流プレートをノズル内に配設したことによって、ノズルから基板に向けてばらつきが少ないほぼ均等な風量で熱風を吹き付けることができる。
【００２３】
本願の第２、第３発明によると、フロー法における基板上面に熱硬化性樹脂を硬化させて電子部品を固定する際に、下側熱風加熱ユニットのファン及びヒータを停止させて使用するとき、上側の熱風加熱ユニットのノズルから噴き出されて基板搬送面より下方に流れた熱風が反転して上昇しようとすると、この熱風が平板状の上昇阻止プレートや平坦面に形成されたノズル下面によってその上昇が阻止されることによって、基板の下面に対して熱風が当たるのを阻止できて、熱風による基板の下面への加熱を極力小さくできる。
【００２４】
従って、熱硬化性接着剤を硬化させる基板の上面は熱風によって強制的に加熱され、一方基板の下面は、自然対流による加熱のみとなるために、基板の上下両面に温度差を付けることができ、これによって基板の下面に装着されたリード付き部品の温度上昇を抑えることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る熱風加熱装置の実施の形態について、図を参照しつつ説明する。
【００２６】
図１〜図３は本発明の第１の実施形態の熱風加熱装置を示す。
【００２７】
本実施形態の熱風加熱装置では、図１に示すように、プリント基板（基板）１は搬送装置２によって矢印Ａの方向へ搬送される。この搬送装置２の基板搬送面１３を中央にして、その上下に熱風加熱ユニット８ａ〜８ｃ、９ａ〜９ｃが配置され、さらにその下流側には、プリント基板搬送面１３を中央にしてその上下に冷却ユニット１０、１１が配置されており、それぞれの運転を制御することによって、リフロー半田付けやフロー半田の場合の接着剤の硬化のいずれでも行なうことができるようになっている。
【００２８】
プリント基板搬送面１３の上下の熱風加熱ユニット８ａ〜８ｃ、９ａ〜９ｃはいずれも構成が同じであるので、ここでは図２〜図５に基づいて最上流側の熱風加熱ユニット８ａ、９ａの構成を例に挙げて説明する。
【００２９】
上側の熱風加熱ユニット８ａは、図２、図３、図５に示すように構成されている。熱風加熱ユニット８ａのケーシング１２は、頂板７２ａ、前面板７２ｂ、後面板７２ｃ、左側面板７２ｄ、右側面板７２ｅからなる底面開放の直方体形状の外装ケース７２を有すると共に、その内方側に位置する天井板７０ａ、左内側板７０ｂ、右内側板７０ｃ、左底面板７０ｄ、右底面板７０ｅからなる横断面ハット形状の内装ケース７０を有している。前記外装ケース７２と内装ケース７０とが組み合わされて、図５に示すように、横断面（基板搬送方向に対し垂直な断面）が門型となる送風路空間１５が形成されている。この送風路空間１５は上部空間１５ａ、左下側空間１５ｂ、右下側空間１５ｃからなる。又前記内装ケース７０に囲まれるようにして、底面が開放された凹空間１４がケーシング１２内方に形成されている。なお、前記送風路空間１５および凹空間１４は、共に基板搬送方向の前後端が前記前面板７２ｂ、後面板７２ｃによって閉塞されている。
【００３０】
前記送風路空間１５の上部空間１５ａの中央には、空気を循環送風するためのファン２０が、前記頂板７２ａに支持されて配置されている。このファン２０は前記頂板７２ａ上に配置したモータ３０によって回転駆動される。又前記上部空間１５ａには、左右１対のヒータ２２、２２が配置され、ファン２０から遠心方向（横方向）に突き出された空気を加熱するように構成されている。加熱された空気（熱風）は送風路空間１５の左右下方の空間、すなわち左下側空間１５ｂ及び右下側空間１５ｃに送られる。
【００３１】
ケーシング１２の凹空間１４内の下端近傍には、左右方向（基板搬送方向に対し直角方向）に掛け渡された複数本の断面円形パイプからなるノズル１７、１７…が前後方向（基板搬送方向）に等間隔で配置されている。ノズル１７の両側の取入口１７ａ、１７ｂは前記左内側板７０ｂ及び右内側板７０ｃに接続され、前記左下側空間１５ｂ及び右下側空間１５ｃにそれぞれ連通している。又ノズル１７の下面にはその長さ方向に、基板１に向けて熱風を吹き付けるためのスリット１８が形成されている。更に、図５に示すように、ノズル１７の内部には、その両側取入口１７ａ、１７ｂより中央部に向けて次第に高くなる複数の整流プレート２９、２９、…を、熱風の流れる方向に対して略直角向きにほぼ等間隔に配設し、ノズル１７内を通過する熱風の一部を前記各整流プレート２９によってせき止めて、スリット１８から熱風を基板１に向けて均等に噴き出しうるように構成している。
【００３２】
前記ヒータ２２を介してファン２０から送られてきた熱風は、前記送風路空間１５によって構成される送風路を経て各ノズル１７の両側の取入口１７ａ、１７ｂに達してノズル１７内に導入され、次いで上述のように各ノズル１７のスリット１８を通過して、基板１に吹き付けられ、基板１を加熱する。
【００３３】
前記凹空間１４内には、図３に示すように、基板１に吹き付けられた熱風を前記ノズル１７、１７…の間から受け入れ、前記ファン２０の吸込口６０に導くための複数枚の熱風案内プレート２５、２５、…が設けられている。前記吸込口６０は前記天井板７０ａの中央に開設されている。又前記熱風案内プレート２５、２５、…は、図３に示すような断面形状をしており、プレート間間隔が上方に向け漸次縮小するようになっている。
【００３４】
前記熱風案内プレート２５、２５、…の内、最も前側に位置するものは前側の熱風吸引部２７ａの内板２５ａを兼ねており、その断面形状は、前記前面板７２ｂ及び天井板７０ａに沿うように屈曲した形状となっている。前記内板２５ａと前記前面板７２ｂとの間に形成される前側の熱風吸引部２７ａは、ケーシング１２内の熱風を外部に漏らさず、前記ファン吸込口６０に導くために設けられたものである。そして熱風の外部への漏出を防ぐため、前面板７２ｂの下端は基板搬送面１３に近接し、内板２５ａの下端は前記前面板７２ｂの下端に対して段差ｈをもって基板搬送面１３から若干離れた位置にあるように構成している。前記熱風案内プレート２５、２５、…の内、最も後側に位置するものは後側の熱風吸引部２７ｂの内板２５ｂを兼ねており、前記内板２５ａと同様にその断面形状は、前記後面板７２ｃ及び天井板７０ａに沿うように屈曲した形状となっている。前記内板２５ｂと前記後面板７２ｃとの間に形成される後側の熱風吸引部２７ｂは、前側の熱風吸引部２７ａと同様に、ケーシング１２内の熱風を外部に漏らさず、前記ファン吸込口６０に導くために設けられたものであり、又そのために後面板７２ｃの下端は基板搬送面１３に近接し、内板２５ｂの下端は前記後面板７２ｃの下端に対して段差ｈをもって基板搬送面１３から若干離れた位置にあるように構成されたものである。
【００３５】
下側の熱風加熱ユニット９ａは、図３に示すように基本的には上側の熱風加熱ユニット８ａと同様に構成され、両者は上下対称構造となるように構成されている。しかし次の２点において下側の熱風加熱ユニット９ａは、上側のそれ８ａと異なる構成を有している。
【００３６】
第１点は、下側の熱風加熱ユニット９ａ内のノズル１７の下側に、図３に示すように、下側の熱風加熱ユニット９ａのファン２０及びヒータ２２を停止させたときに、上側の熱風加熱ユニット８ａのノズル１７から噴き出されて基板搬送面１３より下方に流れた熱風が反転して上昇するのを阻止するための平板形状の上昇阻止プレート２８が配設されている点である。
【００３７】
この上昇阻止プレート２８を設ける代わりに、図４に示すように、前記ノズル１７の下面を、平坦面１７ｃに形成して、同様の作用を営ませるようにしてもよい。
【００３８】
第２点は、下側の熱風加熱ユニット９ａの頂板７２ａに冷却ファン２６を設け、ケーシング１２内を循環する熱風を間接的に冷却するようにしている点である。
【００３９】
以下、上記構成の熱風加熱装置における上下すべての熱風加熱ユニット８ａ〜８ｃ、９ａ〜９ｃを作動させたときの作用について説明する。
【００４０】
熱風加熱ユニット８ａ〜８ｃ、９ａ〜９ｃの駆動モータ３０を駆動してファン２０を回転駆動すると、ケーシング１２のファン吸込口６０の付近が負圧になり、搬送装置２の搬送面１３の付近の空気が、ノズル１７の間に形成される空間を介して熱風案内プレート２５、２５、…に沿って前記吸込口６０からファン２０に吸い込まれる。
【００４１】
ファン２０に吸い込まれた空気は、ファン２０によって送風路空間１５の上部空間１５ａに吐き出され、ヒータ２２、２２で加熱されて送風路空間１５の左右の下側空間１５ｂ、１５ｃに送風され、更に各ノズル１７に送風される。ここで、ノズル１７を形成するパイプの両取入口１７ａ、１７ｂから中央部分に向かって流れる熱風は、ノズル１７の中央部に向けてほぼ等間隔に配設され、高さが次第に高くなる複数の整流プレート２９、２９、…に当たってその一部がせき止められ、スリット１８から搬送装置２の搬送面１３や、この部分を通過するプリント基板１の上面又は下面に熱風がほぼ均等に吹き付けられる。
【００４２】
更に、熱風加熱ユニット８ａ〜８ｃ、９ａ〜９ｃのケーシング１２内からケーシング１２外へ流出しようとする熱風をケーシング１２のプリント基板搬送面側前後端部に設けた熱風吸引部２７ａ、２７ｂで吸引して回収することによって、各熱風加熱ユニット８ａ〜８ｃ、９ａ〜９ｃ間の熱風の干渉を最小限に抑えることができ、且つ熱効率が良くてそれぞれの熱風加熱ユニット８ａ〜８ｃ、９ａ〜９ｃ内を設定温度に安定させることができて、各ケーシング１２内の温度を所定温度にコントロールできる。
【００４３】
次に、フロー半田付けの接着剤硬化のために熱風加熱装置を用いる場合についての作用につき説明する。このとき、上側の熱風加熱ユニット８ａ〜８ｃのみを作動させ、下側の熱風加熱ユニット９ａ〜９ｃは停止させる。上側の熱風加熱ユニット８ａ〜８ｃの熱風の循環はすでに説明したものと同様である。この際、プリント基板１の搬送面１３の下側に配設された熱風加熱ユニット９ａ〜９ｃのノズル１７の下面に設けられた上昇阻止プレート２８によって、プリント基板１の下面に向けて上昇する熱風が阻止されて、この熱風は下側の熱風加熱ユニット９ａ〜９ｃのケーシング１２内の熱風案内プレート２５に沿ってファン吸込口６０に流れ込む。
【００４４】
これにより、上側の熱風加熱ユニット８ａ〜８ｃのノズル１７から吹き出されて下側の熱風加熱ユニット９ａ〜９ｃ内に入り込んだ熱風のはね返りがプリント基板１の下面を加熱する強制対流として働かない。従ってプリント基板１の下面の熱風加熱ユニット９ａ〜９ｃはファン２０及びヒータ２２、２２を停止させることで、熱硬化性接着剤の硬化時にプリント基板１の上下両面に温度差をつけることができる。
【００４５】
また、下側の加熱ユニット９ａ〜９ｃには、ケーシング１２の内部を循環する熱風を間接的に冷却するためにファン２６を設けているために、ケーシング１２が冷却され内部の熱が放出される。このようなファン２６を設けていない場合には、下側のヒータ２２、２２及びファン２０を停止させたのみでは温度コントロールできなくなり、時間経過と共に、下側のケーシング１２内の温度が上昇してしまう。ここで、ファン２６を設けることで、下側のケーシング１２内の温度を所定の低い温度にコントロールできる。
【００４６】
次に、上記接着剤硬化のために熱風加熱装置を用いる場合の具体例を説明する。
【００４７】
プリント基板１としては、図６に示すようにプリント基板１の上面に耐熱温度の比較的高いフラットパッケージＩＣ３０ａ〜３０ｃを接着剤で仮接着し、下面に耐熱温度の低いリード付き部品である電解コンデンサ３１を搭載したものを使用した。
【００４８】
上側の熱風加熱ユニット８ａは、熱風循環で加熱して熱硬化性接着剤を硬化させ、下側の熱風加熱ユニット９ａは、熱風循環を行わずに停止させている状態にした。
【００４９】
フラットパッケージＩＣ３０ａ〜３０ｃを接着剤で仮接着した側のプリント基板１の表面温度と、フラットパッケージＩＣの温度３３と、電解コンデンサ３１の温度３４のそれぞれの温度プロファイルを図７に示す。
【００５０】
図７から分かるように、接着剤塗布面のプリント基板１の表面温度３２は約１５０℃に、またフラットパッケージＩＣ３０ａ〜３０ｃの温度３３は約１３５℃と、接着剤塗布面のプリント基板１等は接着剤の硬化温度である１３０℃以上の温度に加熱できた。他方、プリント基板１の電解コンデンサ３１の温度３４は、電解コンデンサ３１の耐熱温度より低い１００℃以下の温度にすることができた。
【００５１】
【発明の効果】
以上のように本発明の熱風加熱装置によると、搬送装置の搬送面に配設され、電子部品を実装したプリント基板の上下両面から効率良く熱風を供給でき、しかも、熱風をケーシング内で良好に循環できて熱効率が良く、プリント基板に吹き付けられる熱風の温度のばらつきを最小限に抑え、この温度を効率良くコントロールできる。
【００５２】
更に、熱風発生装置のケーシングの基板搬送方向の前後端部に熱風吸引部を設けることで、ケーシング外に流出する熱風の量及びケーシング外から流入する空気の量を最小にすることができ、各ケーシング内の熱風の温度を、それぞれの設定温度に効率良くコントロールでき、しかもヒータの消費電力を少なくできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態の熱風加熱装置の外観を示す斜視図である。
【図２】 実施形態の熱風加熱装置の上側の熱風加熱ユニットの一部切り欠き斜視図である。
【図３】 実施形態の熱風加熱装置の上下一対の熱風加熱ユニットの部分断面図である。
【図４】 下側の熱風加熱ユニットにおけるノズルの変形例を示す断面図である。
【図５】 ノズル内の整流プレートの構造を示す説明図である。
【図６】 実施形態で使用する基板の一例を示す斜視図である。
【図７】 実施形態における温度プロファイルの説明図である。
【図８】 従来のリフロー装置の一例を示す概略縦断面図である。
【符号の説明】
１ 基板
２ 搬送装置
８ａ〜８ｃ 熱風加熱ユニット
９ａ〜９ｃ 熱風加熱ユニット
１３ 基板搬送面
１５ 送風路空間
１７ ノズル
１７ａ、１７ｂ 取入口
１７ｃ 平坦面
１８ スリット
２０ ファン
２２ ヒータ
２５ 熱風案内プレート
２５ａ、２５ｂ 内板
２６ ファン
２７ａ、２７ｂ 熱風吸引部
２８ 上昇阻止プレート
６０ ファン吸込口
７２ｂ 前面板
７２ｃ 後面板
Claims (6)
- 基板を搬送する搬送面を中央にして、その上下に複数組の熱風加熱ユニットがそれぞれ配置され、前記上下の熱風加熱ユニットのそれぞれのケーシング内には、空気を循環送風するためのファンと、送風される空気を加熱するためのヒータと、ヒータで加熱された熱風を前記基板に吹き付けるために前記ケーシングの基板側位置に基板搬送方向に対し直角方向に掛け渡されると共に基板搬送方向に複数本配置されたパイプ状のノズルと、ヒータで加熱された熱風をノズルの両側の取入口に導く送風路と、前記ノズルから基板に吹き付けられた熱風を前記ノズルの間から前記ファンの吸込口に案内するために複数枚配設された熱風案内プレートとを備え、前記ファンからヒータを経由して加熱された熱風を、前記送風路を経て各ノズルの両側の取入口に導いた後、各ノズルから基板に吹き付け、更にこの熱風を前記ノズルの間から熱風案内プレートで案内してファンの吸込口へ吸い込む熱風循環経路が形成され、前記上下の熱風加熱ユニットのケーシングのそれぞれにおける基板搬送方向の前後端部には、前記ケーシング内の熱風を外部へ漏らさずに前記ファンの吸込口に導くための熱風吸引部を設けた熱風加熱装置であって、
パイプ状のノズルは、その長さ方向に、前記基板に向けて熱風を吹き付けるためのスリットが形成され、
パイプ状のノズルの内部には、ノズルの両側より中央部に向けて次第に高くなる複数の整流プレートを、熱風の流れる方向に対して略直角向きにほぼ等間隔に配設し、ノズル内を通過する熱風の一部を前記各整流プレートによってせき止めて、スリットから熱風を基板に向けて均等に噴き出す構成としたことを特徴とする熱風加熱装置。 - 基板を搬送する搬送面を中央にして、その上下に複数組の熱風加熱ユニットがそれぞれ配置され、前記上下の熱風加熱ユニットのそれぞれのケーシング内には、空気を循環送風するためのファンと、送風される空気を加熱するためのヒータと、ヒータで加熱された熱風を前記基板に吹き付けるために前記ケーシングの基板側位置に基板搬送方向に対し直角方向に掛け渡されると共に基板搬送方向に複数本配置されたパイプ状のノズルと、ヒータで加熱された熱風をノズルの両側の取入口に導く送風路と、前記ノズルから基板に吹き付けられた熱風を前記ノズルの間から前記ファンの吸込口に案内するために複数枚配設された熱風案内プレートとを備え、前記ファンからヒータを経由して加熱された熱風を、前記送風路を経て各ノズルの両側の取入口に導いた後、各ノズルから基板に
吹き付け、更にこの熱風を前記ノズルの間から熱風案内プレートで案内してファンの吸込口へ吸い込む熱風循環経路が形成され、前記上下の熱風加熱ユニットのケーシングのそれぞれにおける基板搬送方向の前後端部には、前記ケーシング内の熱風を外部へ漏らさずに前記ファンの吸込口に導くための熱風吸引部を設けた熱風加熱装置であって、
基板搬送面より下側の熱風加熱ユニットにおいて、その内部のノズルの下側には、下側の熱風加熱ユニットのファン及びヒータを停止させたときに、上側の熱風加熱ユニットのノズルから噴き出されて基板搬送面より下方に流れた熱風が反転して上昇するのを阻止するための平板形状の上昇阻止プレートが配設されていることを特徴とする熱風加熱装置。 - 基板を搬送する搬送面を中央にして、その上下に複数組の熱風加熱ユニットがそれぞれ配置され、前記上下の熱風加熱ユニットのそれぞれのケーシング内には、空気を循環送風するためのファンと、送風される空気を加熱するためのヒータと、ヒータで加熱された熱風を前記基板に吹き付けるために前記ケーシングの基板側位置に基板搬送方向に対し直角方向に掛け渡されると共に基板搬送方向に複数本配置されたパイプ状のノズルと、ヒータで加熱された熱風をノズルの両側の取入口に導く送風路と、前記ノズルから基板に吹き付けられた熱風を前記ノズルの間から前記ファンの吸込口に案内するために複数枚配設された熱風案内プレートとを備え、前記ファンからヒータを経由して加熱された熱風を、前記送風路を経て各ノズルの両側の取入口に導いた後、各ノズルから基板に吹き付け、更にこの熱風を前記ノズルの間から熱風案内プレートで案内してファンの吸込口へ吸い込む熱風循環経路が形成され、前記上下の熱風加熱ユニットのケーシングのそれ ぞれにおける基板搬送方向の前後端部には、前記ケーシング内の熱風を外部へ漏らさずに前記ファンの吸込口に導くための熱風吸引部を設けた熱風加熱装置であって、
基板搬送面より下側の熱風加熱ユニットにおいて、その内部のノズルの下面は、下側の熱風加熱ユニットのファン及びヒータを停止させたときに、上側の熱風加熱ユニットのノズルから噴き出されて基板搬送面より下方に流れた熱風が反転して上昇するのを阻止するために平坦面に形成されていることを特徴とする熱風加熱装置。 - 基板を搬送する搬送面を中央にして、その上下に複数組の熱風加熱ユニットがそれぞれ配置され、前記上下の熱風加熱ユニットのそれぞれのケーシング内には、空気を循環送風するためのファンと、送風される空気を加熱するためのヒータと、ヒータで加熱された熱風を前記基板に吹き付けるために前記ケーシングの基板側位置に基板搬送方向に対し直角方向に掛け渡されると共に基板搬送方向に複数本配置されたパイプ状のノズルと、ヒータで加熱された熱風をノズルの両側の取入口に導く送風路とを備え、前記ファンからヒータを経由して加熱された熱風を、前記送風路を経て各ノズルの両側の取入口に導いた後、各ノズルから基板に吹き付け、更にこの熱風を前記ノズルの間からファンの吸込口へ吸い込む熱風循環経路が形成され、前記上下の熱風加熱ユニットのケーシングのそれぞれにおける基板搬送方向の前後端部には、前記ケーシング内の熱風を外部へ漏らさずに前記ファンの吸込口に導くための熱風吸引部を設けた熱風加熱装置であって、
パイプ状のノズルは、その長さ方向に、前記基板に向けて熱風を吹き付けるためのスリットが形成され、
パイプ状のノズルの内部には、ノズルの両側より中央部に向けて次第に高くなる複数の整流プレートを、熱風の流れる方向に対して略直角向きにほぼ等間隔に配設し、ノズル内を通過する熱風の一部を前記各整流プレートによってせき止めて、スリットから熱風を基板に向けて均等に噴き出す構成としたことを特徴とする熱風加熱装置。 - 基板を搬送する搬送面を中央にして、その上下に複数組の熱風加熱ユニットがそれぞれ配置され、前記上下の熱風加熱ユニットのそれぞれのケーシング内には、空気を循環送風するためのファンと、送風される空気を加熱するためのヒータと、ヒータで加熱された熱風を前記基板に吹き付けるために前記ケーシングの基板側位置に基板搬送方向に対し直角方向に掛け渡されると共に基板搬送方向に複数本配置されたパイプ状のノズルと、ヒータで加熱された熱風をノズルの両側の取入口に導く送風路とを備え、前記ファンからヒータを経由して加熱された熱風を、前記送風路を経て各ノズルの両側の取入口に導いた後、各ノズルから基板に吹き付け、更にこの熱風を前記ノズルの間からファ
ンの吸込口へ吸い込む熱風循環経路が形成され、前記上下の熱風加熱ユニットのケーシングのそれぞれにおける基板搬送方向の前後端部には、前記ケーシング内の熱風を外部へ漏らさずに前記ファンの吸込口に導くための熱風吸引部を設けた熱風加熱装置であって、
基板搬送面より下側の熱風加熱ユニットにおいて、その内部のノズルの下側には、下側の熱風加熱ユニットのファン及びヒータを停止させたときに、上側の熱風加熱ユニットのノズルから噴き出されて基板搬送面より下方に流れた熱風が反転して上昇するのを阻止するための平板形状の上昇阻止プレートが配設されていることを特徴とする熱風加熱装置。 - 基板を搬送する搬送面を中央にして、その上下に複数組の熱風加熱ユニットがそれぞれ配置され、前記上下の熱風加熱ユニットのそれぞれのケーシング内には、空気を循環送風するためのファンと、送風される空気を加熱するためのヒータと、ヒータで加熱された熱風を前記基板に吹き付けるために前記ケーシングの基板側位置に基板搬送方向に対し直角方向に掛け渡されると共に基板搬送方向に複数本配置されたパイプ状のノズルと、ヒータで加熱された熱風をノズルの両側の取入口に導く送風路とを備え、前記ファンからヒータを経由して加熱された熱風を、前記送風路を経て各ノズルの両側の取入口に導いた後、各ノズルから基板に吹き付け、更にこの熱風を前記ノズルの間からファンの吸込口へ吸い込む熱風循環経路が形成され、前記上下の熱風加熱ユニットのケーシングのそれぞれにおける基板搬送方向の前後端部には、前記ケーシング内の熱風を外部へ漏らさずに前記ファンの吸込口に導くための熱風吸引部を設けた熱風加熱装置であって、
基板搬送面より下側の熱風加熱ユニットにおいて、その内部のノズルの下面は、下側の熱風加熱ユニットのファン及びヒータを停止させたときに、上側の熱風加熱ユニットのノズルから噴き出されて基板搬送面より下方に流れた熱風が反転して上昇するのを阻止するために平坦面に形成されていることを特徴とする熱風加熱装置。
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