JPH07108454B2 - リフロー用加熱装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、リフローはんだ付けに
使用されるリフロー用加熱装置に関するものである。

【０００２】

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

【０００３】前記熱風のみによる単独式加熱装置は、温
度分布の均一性に優れ、基板各部の温度差が少ない、低
温ではんだ付けできる等の長所を有するが、一方、温度
が上昇しにくい、加熱に時間を要するので基板に搭載し
た部品本体の温度が基板の温度と同様に高くなってしま
う等の欠点がある。

【０００４】前記輻射熱および強制対流熱の併用式加熱
装置は、赤外線輻射熱により急速加熱が可能であるとと
もに、前記部品本体の温度が基板の温度より上りにくい
長所を有するが、一方、部品本体等の色によって赤外線
吸収量が異なるので、温度差が生じやすい、リフロー温
度が高くなる等の欠点がある。

【０００５】ユーザーは、自社の部品搭載基板のリフロ
ーはんだ付けにとって理想的な温度プロファイルを確保
できるものを、前記熱風のみの加熱装置または前記併用
式加熱装置から選定して購入し、使用している。

【０００６】

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

【０００７】本発明は、このような点に鑑みなされたも
のであり、熱風による強制対流熱を主とする加熱方式
と、それに赤外線照射による輻射熱を併用した加熱方式
とを、必要に応じて簡単に切換できるようにして、リフ
ローはんだ付けワークの変更に適切に対応できるリフロ
ー用加熱装置を提供することを目的とするものである。

【０００８】

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

【０００９】請求項２に記載の発明は、所定間隔毎に配
置された複数本のヒータ22から照射された赤外線による
輻射熱伝達と、前記各ヒータ22を経た熱風による強制対
流熱伝達とによって、各ヒータ22に沿って搬送されるワ
ークＷをリフローはんだ付けする加熱装置において、前
記各ヒータ22とワークＷとの間であって一つのヒータに
つき赤外線透過部42を介し配置された一対の回転軸43に
相互に対向して取付けられ、前記赤外線透過部42を介し
配置された回転軸43の相互に逆方向の回動により開閉し
て赤外線照射量を制御する複数の赤外線制御体23と、こ
の各赤外線制御体23と共通の各回転軸43に相互に対向し
て取付けられ、各赤外線制御体23が相互に開く方向に回
動した分、相互に閉じる方向に回動して熱風通過量を制
御する複数の熱風制御体48とを具備したリフロー用加熱
装置である。

【００１０】

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

【００１１】請求項２に記載の発明は、赤外線制御体23
を閉じて主に熱風により加熱したときも、前記赤外線制
御体23を開いて赤外線輻射熱および強制対流熱を併用し
たときも、赤外線制御体23と共通の回転軸43に相互に対
向して取付けられた熱風制御体48が、赤外線制御体23の
相互に開く方向に回動した分、相互に閉じる方向に回動
し、また、各赤外線制御体23の相互に閉じる方向に回動
した分、相互に開く方向に回動して、熱風通過量があま
り変化しないように制御する。

【００１２】

【実施例】以下、本発明を図１乃至図３に示される実施
例を参照して詳細に説明する。

【００１３】図２は、リフロー式はんだ付け装置の全体
構造を示し、装置本体11の内部に外側炉体12が設けら
れ、この外側炉体12の内部に内側炉体13が設けられ、こ
の内側炉体13の上部に加熱ユニット14が配置されてい
る。装置本体11の上部にヒンジ15により蓋体16が開閉自
在に取付けられ、この蓋体16に前記外側炉体12の分離可
能の上部12a が図示しない連結部材により一体的に取付
けられ、この外側炉体上部12a に前記加熱ユニット14が
図示しない連結部材により一体的に取付けられている。
したがって、装置本体11の蓋部16が開かれると、加熱ユ
ニット14も内側炉体13上に開放されるから、この加熱ユ
ニット14のメンテナンスや、後述する赤外線照射量の調
整を手動で行う場合などに便利である。

【００１４】前記加熱ユニット14は、フレーム21の左右
部間に複数本のシーズヒータ22が取付けられ、この各ヒ
ータ22から照射された赤外線による輻射熱と、各ヒータ
22を経た熱風による強制対流熱とによって、ワークをリ
フローはんだ付けする加熱装置であるが、この各ヒータ
22の下側に後述する赤外線制御体23が設けられている。
さらに、フレーム21の上部にヒータ22に送り込まれる風
量を均一にする目的でパンチング板（多孔板）24が取付
けられている。

【００１５】この加熱ユニット14の下側には基板搬送コ
ンベヤ31が配置されている。このコンベヤ31は、基板搬
入または搬出用の開口32を経て炉内を貫通する左右一対
のコンベヤフレームが平行に配置され、この左右のコン
ベヤフレームに沿ってそれぞれエンドレスチェンが細長
く設けられ、この左右のチェン間に被はんだ付けワーク
としての部品搭載基板Ｗを架け渡した状態で水平に搬送
するものである。

【００１６】この基板搬送コンベヤ31の下側には、前記
ヒータ22への通電を制御して炉内温度を制御する熱電対
等の温度センサ33が挿入されている。

【００１７】前記内側炉体13の左右部には共通の回転軸
34に設けられた一対のシロッコファン35が設けられてい
る。前記回転軸34は、ベルト伝動機構36を介しモータ37
により駆動される。このモータ37の回転速度を制御する
ことにより、シロッコファン35により循環される炉内風
量を制御する。

【００１８】そうして、このシロッコファン35により炉
内中央部から吸込まれた空気は、外側炉体12と内側炉体
13との間に吐出されて上昇し、加熱ユニット14の上部か
らパンチング板24を経てヒータ22により加熱昇温され、
後述する赤外線制御体23を経て基板Ｗに吹付けられ、基
板Ｗのソルダペーストを強制対流熱によりリフローす
る。

【００１９】前記外側炉体12の底部には、基板Ｗに冷風
を吹付けるための多孔ノズル38が設けられている。この
多孔ノズル38からの冷風の吹付けは、基板Ｗに低融点は
んだを使用した場合、基板下面の部品を高熱から保護す
る場合、炉内温度を強制的に下げる場合等において必要
である。

【００２０】次に、図１に示されるように、前記加熱ユ
ニット14は、前記フレーム21内に所定間隔毎に前記複数
本のシーズヒータ22が配列され、この各ヒータ22の両側
に空気整流板41が設けられている。

【００２１】さらに、各ヒータ22より下側であって一つ
のヒータにつき赤外線透過部42を介し一対の回転軸43が
配置され、この各赤外線透過部42を介する回転軸43に、
相互に対向する前記赤外線制御体23が取付けられてい
る。前記各回転軸43は、赤外線制御体23の取付部分では
正６角形断面であるが、フレーム21とは円形断面部分で
回転自在に嵌合している。

【００２２】各ヒータ22の右下に位置する回転軸43には
実線で示されるアーム44が一体に取付けられ、この各ア
ーム44は共通の連動リンク45に回動自在に軸着されてい
る。また、各ヒータ22の左下に位置する回転軸43には２
点鎖線で示されるアーム46が一体に取付けられ、この各
アーム46も共通の連動リンク47に回動自在に軸着されて
いる。

【００２３】そして、一方の連動リンク45および他方の
連動リンク47を、手動または図示しないソレノイド、エ
アシリンダ等のアクチュエータにより、相互に相反する
方向に移動すると、対向する赤外線制御体23は、相互に
逆方向に回動されて開閉動作し、閉じ状態でヒータ22か
ら照射された赤外線を遮蔽する。

【００２４】さらに、各赤外線制御体23が設けられた共
通の各回転軸43に、赤外線制御体23とは反対側で相互に
対向する熱風制御体48が取付けられている。この熱風制
御体48は、各赤外線制御体23が相互に開く方向に回動し
た分、相互に閉じる方向に回動して熱風通過量を制御す
る。

【００２５】そうして、図３Ａに示されるように、前記
赤外線制御体23を開くことにより、ヒータ22から発生し
た赤外線IRを赤外線透過部42を経て基板に照射するとと
もに、ヒータ22で加熱された熱風を赤外線透過部42を経
て基板に吹付け、赤外線IRによる輻射熱および熱風によ
る強制対流熱を併用して部品搭載基板をリフロー加熱す
る。このとき、相互に対向する熱風制御体48は、風量を
制限する方向に回動している。

【００２６】また、図３Ｂに示されるように、前記ヒー
タ22の下側で相互に対向する赤外線制御体23を閉じるこ
とにより、ヒータ22から下側に照射された赤外線を遮蔽
する。このとき、相互に対向する熱風制御体48は全開状
態となっているので、この対向する熱風制御体48の間を
通過した熱風の強制対流熱により部品搭載基板をリフロ
ー加熱する。

【００２７】このように、赤外線制御体23を閉じて熱風
のみにより加熱したときも、前記赤外線制御体23を開い
て赤外線輻射熱および強制対流熱を併用したときも、赤
外線制御体23と共通の回転軸43に相互に対向して取付け
られた熱風制御体48は、赤外線制御体23の相互に開く方
向に回動した分、相互に閉じる方向に回動し、また、赤
外線制御体23の相互に閉じる方向に回動した分、相互に
開く方向に回動して、熱風通過量があまり変化しないよ
うに制御する。

【００２８】

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

【００２９】請求項２に記載の発明によれば、回転軸に
赤外線制御体と熱風制御体とをその開閉が逆になるよう
に取付けたから、赤外線照射量を可変制御しても熱風通
過量は変動しないように維持することが可能であり、請
求項１の発明の効果を確実なものにできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のリフロー用加熱装置の一実施例を示す
断面図である。

【図２】同上加熱装置を備えたリフロー式はんだ付け装
置の断面図である。

【図３】同上加熱装置の作用を示す断面図である。

【図４】従来のリフロー式はんだ付け装置の断面図であ
る。

【符号の説明】

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

フロントページの続き (72)発明者 増田 二紀 埼玉県狭山市上広瀬東久保591番地の11 株式会社タムラ製作所 機工工場内 (72)発明者 阿部 宣英 埼玉県狭山市上広瀬東久保591番地の11 株式会社タムラ製作所 機工工場内 (56)参考文献 特開 平２−30372（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−289697（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−278668（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ヒータから照射された赤外線による輻射
   熱伝達と、ヒータを経た熱風による強制対流熱伝達とに
   よって、ヒータに沿って搬送されるワークをリフローは
   んだ付けする加熱装置において、 前記ヒータとワークとの間に、赤外線照射量を制御する
   赤外線制御体が開閉自在に設けられたことを特徴とする
   リフロー用加熱装置。
2. 【請求項２】 所定間隔毎に配置された複数本のヒータ
   から照射された赤外線による輻射熱伝達と、前記各ヒー
   タを経た熱風による強制対流熱伝達とによって、各ヒー
   タに沿って搬送されるワークをリフローはんだ付けする
   加熱装置において、 前記各ヒータとワークとの間であって一つのヒータにつ
   き赤外線透過部を介し配置された一対の回転軸に相互に
   対向して取付けられ、前記赤外線透過部を介し配置され
   た回転軸の相互に逆方向の回動により開閉して赤外線照
   射量を制御する複数の赤外線制御体と、 この各赤外線制御体と共通の各回転軸に相互に対向して
   取付けられ、各赤外線制御体が相互に開く方向に回動し
   た分、相互に閉じる方向に回動して熱風通過量を制御す
   る複数の熱風制御体とを具備したことを特徴とするリフ
   ロー用加熱装置。