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JP2025153204A - Transport heating device - Google Patents

Transport heating device

Info

Publication number
JP2025153204A
JP2025153204A JP2024055549A JP2024055549A JP2025153204A JP 2025153204 A JP2025153204 A JP 2025153204A JP 2024055549 A JP2024055549 A JP 2024055549A JP 2024055549 A JP2024055549 A JP 2024055549A JP 2025153204 A JP2025153204 A JP 2025153204A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
section
heating
conveying
conveyor
cooling section
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2024055549A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
彰一 齋藤
伸夫 内田
淳 志田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tamura Corp
Original Assignee
Tamura Corp
Filing date
Publication date
Application filed by Tamura Corp filed Critical Tamura Corp
Publication of JP2025153204A publication Critical patent/JP2025153204A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

【課題】加熱区間の後段の冷却区間に設けられる搬送コンベアレールのクリープ現象による歪みを減少させる。
【解決手段】被加熱物の搬送方向に順次配列された1以上の加熱炉を含む加熱区間及び冷却区間と、被加熱物を搬送する搬送チェーンと、搬送チェーンを案内する搬送コンベアレールと、冷却区間の前記搬送コンベアレールの少なくとも一部に設けられた熱変形吸収手段を備えた搬送加熱装置である。
【選択図】図6

The present invention aims to reduce distortion due to creep of a transport conveyor rail provided in a cooling section subsequent to a heating section.
[Solution] A conveying and heating device comprising a heating section and a cooling section including one or more heating furnaces arranged sequentially in the conveying direction of the heated object, a conveying chain for conveying the heated object, a conveying conveyor rail for guiding the conveying chain, and a thermal deformation absorbing means provided on at least a part of the conveying conveyor rail in the cooling section.
[Selection diagram] Figure 6

Description

本発明は、搬送チェーンによって被加熱物を搬送する装置例えばリフロー装置に対して適用される搬送加熱装置に関する。 The present invention relates to a conveying and heating device that is applied to devices that convey objects to be heated using a conveying chain, such as reflow machines.

搬送チェーンは、レールによって走行状態が規制される。例えば、搬送チェーンは、リフロー装置において、電子部品またはプリント回路基板を搬送するために使用されている。リフロー装置は、搬送チェーンによって被加熱物例えばプリント回路基板が供給されるリフロー炉を備えている。リフロー炉は、例えば、搬入口から搬出口に至る搬送経路に沿って、複数のゾーンに対応する複数の加熱炉(炉体)が順に配置された構成とされている。複数のゾーンは、その機能によって、加熱ゾーン、冷却ゾーンなどの役割を有する。 The running state of the conveyor chain is regulated by rails. For example, conveyor chains are used in reflow machines to convey electronic components or printed circuit boards. The reflow machine is equipped with a reflow furnace to which heated objects, such as printed circuit boards, are supplied by the conveyor chain. The reflow furnace is configured, for example, with multiple heating furnaces (furnace bodies) corresponding to multiple zones arranged in sequence along the conveyance path from the inlet to the outlet. Depending on their function, the multiple zones serve as heating zones, cooling zones, etc.

加熱ゾーンでは、基板に対して熱風が吹きつけられることによって、はんだを溶融させてプリント回路基板の電気配線回路と電子部品の電極がはんだ付けされる。リフロー装置では、加熱時の温度を所望の温度プロファイルにしたがって制御することによって、所望のはんだ付けがなされる。搬送チェーンは、例えばアルミ合金といった金属製のレール(以下、搬送コンベアレールと適宜称する)によって案内される。 In the heating zone, hot air is blown onto the board, melting the solder and soldering the electrical wiring circuit of the printed circuit board to the electrodes of the electronic components. In the reflow device, the heating temperature is controlled according to the desired temperature profile to achieve the desired soldering. The transport chain is guided by rails made of metal, such as aluminum alloy (hereinafter referred to as transport conveyor rails).

搬送コンベアレールの熱膨張により生じる問題の対策について例えば特許文献1に記載のものが知られている。この文献に記載の技術は、搬送コンベアの上側と下側の温度が著しく相違するために搬送コンベアレールに反りが生じる問題を解決するために、搬送コンベアレールの上側に溝を形成するものである。 One known solution to the problem caused by thermal expansion of conveyor rails is described in Patent Document 1. The technology described in this document involves forming a groove on the upper side of the conveyor rail to solve the problem of warping of the conveyor rail due to the significant temperature difference between the upper and lower sides of the conveyor.

特許第3442597号公報Patent No. 3442597

特許文献1に記載の技術は、搬送コンベアレールの熱膨張の問題を解決するものである。しかしながら、搬送コンベアレールには熱膨張とは別にクリープ現象の問題がある。金属は、常温下では一定の荷重をかけた場合、歪みは一定のところでとまるが、高温下においては、一定の荷重をかけた場合、歪みが時間経過と共に大きくなり、時には破壊に至る。この現象がクリープ現象と呼ばれる。 The technology described in Patent Document 1 solves the problem of thermal expansion of conveyor rails. However, conveyor rails also suffer from the problem of creep, which is separate from thermal expansion. When a certain load is applied to metal at room temperature, distortion stops at a certain point. However, when a certain load is applied at high temperatures, distortion increases over time, sometimes leading to fracture. This phenomenon is known as creep.

リフロー装置は、高温下で搬送コンベアレールが使用される。搬送コンベアレールの材質は一般的にはアルミ合金を採用しているため、クリープ現象に対する考慮が必要である。アルミニウムは、鉄などの他の金属と比較してより低い温度例えば100℃程度からクリープ現象が発生する。クリープ現象によって搬送コンベアレールに撓みが生じると、搬送チェーンにより搬送されるプリント回路基板の落下が発生する恐れがある。このクリープ現象を起因とする搬送コンベアレールの経時的な歪みに対し、使用頻度の高いリフロー装置においては、大きな歪みが発生する前に搬送コンベアレールの調整を行ったり、交換を行っていた。さらに、リフロー装置の搬送コンベアレールは、加熱の高温区間、冷却の低温区間のように、異なる温度環境下で使用されることに対して考慮を払う必要がある。 Reflow soldering equipment uses conveyor rails that are exposed to high temperatures. Because conveyor rails are typically made of aluminum alloy, consideration must be given to creep. Compared to other metals such as iron, aluminum creeps at lower temperatures, such as around 100°C. If creep causes the conveyor rail to bend, there is a risk that printed circuit boards being transported by the conveyor chain may fall. In frequently used reflow soldering equipment, conveyor rails are adjusted or replaced before significant distortion occurs, due to distortion over time caused by creep. Furthermore, consideration must be given to the fact that conveyor rails in reflow soldering equipment are used in different temperature environments, such as high-temperature heating sections and low-temperature cooling sections.

したがって、本発明の目的は、搬送コンベアレールのクリープ現象による歪み、変形に対処してその使用年数を向上させることができる搬送加熱装置を提供することにある。 Therefore, the object of the present invention is to provide a conveyor heating device that can address distortion and deformation caused by creep in conveyor rails, thereby extending their service life.

本発明は、被加熱物の搬送方向に順次配列された1以上の加熱炉を含む加熱区間及び冷却区間と、被加熱物を搬送する搬送チェーンと、搬送チェーンを案内する搬送コンベアレールと、冷却区間の前記搬送コンベアレールの少なくとも一部に設けられた熱変形吸収手段を備えた搬送加熱装置である。 The present invention is a conveying and heating device equipped with a heating section and a cooling section, each including one or more heating furnaces arranged sequentially in the conveying direction of the heated object, a conveyor chain for conveying the heated object, a conveyor rail for guiding the conveyor chain, and a thermal deformation absorbing means provided on at least a portion of the conveyor rail in the cooling section.

少なくとも一つの実施形態によれば、クリープ現象による搬送コンベアレールの歪み、変形を減少させることができ、搬送コンベアレールの耐用年数を向上できる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれの効果であってもよい。また、以下の説明における例示された効果により本発明の内容が限定して解釈されるものではない。 According to at least one embodiment, it is possible to reduce distortion and deformation of the conveyor rail due to creep, thereby improving the service life of the conveyor rail. Note that the effects described here are not necessarily limited to those described herein, and any of the effects described in this disclosure may be applicable. Furthermore, the content of the present invention should not be interpreted as being limited to the effects exemplified in the following description.

図1は、本発明を適用できるリフロー装置の一例の概略を示す略線図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a reflow apparatus to which the present invention can be applied. 図2は、リフロー炉の部分の構成を示す略線図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the reflow furnace. 図3は、リフロー時の温度プロファイルの例を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing an example of a temperature profile during reflow. 図4A及び図4Bは、加熱区間のゾーンの構成の一例を示す断面図である。4A and 4B are cross-sectional views showing an example of the configuration of the zones in the heating section. 図5A及び図5Bは、冷却区間のゾーンの構成の一例を示す断面図である。5A and 5B are cross-sectional views showing an example of the configuration of zones in the cooling section. 図6A、図6B、図6C及び図6Dは、搬送コンベアレールの説明に使用する断面図である。6A, 6B, 6C and 6D are cross-sectional views used to explain the transport conveyor rails. 図7A、図7B及び図7Cは、本発明の一実施形態の説明に使用する搬送コンベアレールの配置例を示す略線図である。7A, 7B, and 7C are schematic diagrams showing examples of arrangement of transport conveyor rails used to explain one embodiment of the present invention. 図8は、本発明の一実施形態の説明に使用するグラフである。FIG. 8 is a graph used to explain one embodiment of the present invention.

以下、本発明の実施形態について説明する。なお、以下に説明する一実施形態は、本発明の好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において、特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施形態に限定されないものとする。 Embodiments of the present invention are described below. Note that the embodiment described below is a preferred specific example of the present invention and is subject to various technically desirable limitations. However, the scope of the present invention is not limited to these embodiments unless otherwise specified in the following description to the effect that the present invention is limited.

図1は、本発明を適用できる従来のリフロー装置101の概略的構成を示す。リフロー装置101は、リフロー炉102と、被加熱物例えば両面に表面実装用電子部品が搭載されたプリント回路基板(以下、単に基板と称する)Wをリフロー炉102内で通過させる搬送チェーン103と、搬送チェーン103の移動経路を規定する回転体(アイドラー、スプロケットなど)105a、105b、105c、105dと、外板106とを備える。なお、図1では、平行する2本の搬送チェーンの一方の搬送チェーン103のみが示されている。例えば搬送チェーン103として、ローラチェーンが使用されている。外板106は、全体を覆うためのケースである。 Figure 1 shows the schematic configuration of a conventional reflow apparatus 101 to which the present invention can be applied. The reflow apparatus 101 includes a reflow furnace 102, a conveyor chain 103 that passes an object to be heated, such as a printed circuit board (hereinafter simply referred to as the board) W with surface-mount electronic components mounted on both sides, through the reflow furnace 102, rotating bodies (idlers, sprockets, etc.) 105a, 105b, 105c, and 105d that define the movement path of the conveyor chain 103, and an outer plate 106. Note that Figure 1 shows only one of two parallel conveyor chains, conveyor chain 103. For example, a roller chain is used as conveyor chain 103. The outer plate 106 is a case that covers the entire structure.

基板Wは、搬入口107からリフロー炉102内に搬入された後、搬送チェーン103によって所定速度で矢印方向(図1に向かって左から右方向)へ搬送され、最終的に搬出口108から取り出される。図示しないが、搬入口107の前段には、基板Wを搬入するための基板搬入装置が設けられ、搬出口108の後段には、基板Wを外部へ送り出すための基板搬出装置が配置されている。 After being carried into the reflow furnace 102 through the carry-in entrance 107, the substrate W is transported by the transport chain 103 in the direction of the arrow (from left to right in Figure 1) at a predetermined speed, and is finally removed from the unloading exit 108. Although not shown, a substrate carry-in device for carrying the substrate W is provided before the carry-in entrance 107, and a substrate unloading device for sending the substrate W to the outside is located after the unloading exit 108.

図2は、図1に示すリフロー装置101のリフロー炉102の概略的構成を示す図である。搬入口107から搬出口108に至る搬送経路109に沿って、リフロー炉102が例えば9個のゾーンZ1からZ9に順次分割され、これらのゾーンZ1~Z9がインライン状に配列されている。搬入口107側から7個のゾーンZ1~Z7が加熱ゾーンであり、搬出口108側の2個のゾーンZ8およびZ9が冷却ゾーンである。冷却ゾーンZ8およびZ9に関連して強制冷却ユニット112が設けられている。なお、ゾーン数は、一例であって、他の個数のゾーンを備えても良い。複数のゾーンZ1~Z9がリフロー時の温度プロファイルにしたがって基板Wの温度を制御する。加熱ゾーンZ1~Z7のそれぞれは、それぞれ送風機を含む上部加熱ユニットおよび下部加熱ユニットを有する。 Figure 2 is a diagram showing the schematic configuration of the reflow furnace 102 of the reflow apparatus 101 shown in Figure 1. The reflow furnace 102 is divided into, for example, nine zones Z1 to Z9 along the transport path 109 from the inlet 107 to the outlet 108, and these zones Z1 to Z9 are arranged in-line. Seven zones Z1 to Z7, counting from the inlet 107 side, are heating zones, and two zones Z8 and Z9, counting from the outlet 108 side, are cooling zones. Forced cooling units 112 are provided in association with cooling zones Z8 and Z9. Note that the number of zones shown is merely an example, and other numbers of zones may be provided. The multiple zones Z1 to Z9 control the temperature of the substrate W according to the temperature profile during reflow. Each of the heating zones Z1 to Z7 has an upper heating unit and a lower heating unit, each including a blower.

リフロー炉102と搬入口107の間にスロート部110が設けられ、リフロー炉102と搬出口108の間にスロート部111が設けられている。スロート部110及び111は、リフロー炉102の内部を外部に対して遮断し、炉内の酸素濃度の上昇を防止するシール部として機能する。スロート部110及び111は、例えばラビリンスシールの構成とされている。 A throat section 110 is provided between the reflow furnace 102 and the inlet 107, and a throat section 111 is provided between the reflow furnace 102 and the outlet 108. The throat sections 110 and 111 function as seals that isolate the interior of the reflow furnace 102 from the outside and prevent an increase in the oxygen concentration inside the furnace. The throat sections 110 and 111 are configured, for example, as labyrinth seals.

上述した複数のゾーンZ1~Z9がリフロー時の温度プロファイルにしたがって被加熱物の温度を制御する。図3に温度プロファイルの一例の概略を示す。横軸が時間であり、縦軸が被加熱物例えば電子部品が実装されたプリント配線板の表面温度である。最初の区間が加熱によって温度が上昇する昇温部R1であり、次の区間がほぼ一定温度のプリヒート(予熱)部R2であり、次の区間がリフロー(本加熱)部R3であり、最後の区間が冷却部R4である。 The multiple zones Z1 to Z9 described above control the temperature of the heated object according to a temperature profile during reflow. Figure 3 shows an example of a temperature profile. The horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the surface temperature of the heated object, such as a printed wiring board with electronic components mounted on it. The first section is the temperature rise section R1, where the temperature rises due to heating, the next section is the preheat section R2, where the temperature is almost constant, the next section is the reflow section R3, and the final section is the cooling section R4.

昇温部R1は、常温からプリヒート部R2(例えば150℃~170℃)まで基板を加熱する期間である。プリヒート部R2は、例えば等温加熱を行い、フラックスを活性化し、電極、はんだ粉の表面の酸化膜を除去し、また、プリント配線板の加熱ムラをなくすための期間である。リフロー部R3(例えばピーク温度で220℃~240℃)は、はんだが溶融し、接合が完成する期間である。リフロー部R3では、はんだの溶融温度を超える温度まで昇温が必要とされる。リフロー部R3は、プリヒート部R2を経過していても、温度上昇のムラが存在するので、はんだの溶融温度を超える温度までの加熱が必要とされる。最後の冷却部R4は、急速にプリント配線板を冷却し、はんだ組成を形成する期間である。なお、鉛フリーはんだの場合では、リフロー部における温度は、より高温(例えば240℃~260℃)となる。 The temperature rise section R1 is the period during which the board is heated from room temperature to the preheat section R2 (e.g., 150°C to 170°C). The preheat section R2 is a period during which isothermal heating is performed, for example, to activate the flux, remove oxide films from the electrodes and solder powder surfaces, and eliminate uneven heating of the printed wiring board. The reflow section R3 (e.g., peak temperature of 220°C to 240°C) is the period during which the solder melts and the bond is completed. In the reflow section R3, the temperature must be raised to a temperature above the solder's melting temperature. Even after the preheat section R2, uneven temperature rise still exists, so the reflow section R3 requires heating to a temperature above the solder's melting temperature. The final cooling section R4 is the period during which the printed wiring board is rapidly cooled to form the solder composition. Note that in the case of lead-free solder, the temperature in the reflow section is even higher (e.g., 240°C to 260°C).

図3において、曲線P1は、鉛フリーはんだの温度プロファイルの一例を示す。Sn-Pb共晶はんだの場合の温度プロファイルの一例は、曲線P2で示すものとなる。鉛フリーはんだの融点は、共晶はんだの融点より高いので、プリヒート部R2及びリフロー部R3における設定温度が共晶はんだに比して高いものとされている。 In Figure 3, curve P1 shows an example of a temperature profile for lead-free solder. An example of a temperature profile for Sn-Pb eutectic solder is shown by curve P2. Because the melting point of lead-free solder is higher than that of eutectic solder, the set temperatures in preheat section R2 and reflow section R3 are higher than those for eutectic solder.

図1及び図2に示すリフロー装置では、図3における昇温部R1の温度制御を、主としてゾーンZ1及びZ2が受け持つ。プリヒート部R2の温度制御は、主としてゾーンZ3、Z4及びZ5が受け持つ。リフロー部R3の温度制御は、ゾーンZ6及びZ7が受け持つ。冷却部R4の温度制御は、ゾーンZ8及びゾーンZ9が受け持つ。なお、冷却部R4のゾーンZ8及びゾーンZ9における温度は、100℃以上の温度となる。 In the reflow soldering equipment shown in Figures 1 and 2, temperature control of the heating section R1 in Figure 3 is primarily handled by zones Z1 and Z2. Temperature control of the preheating section R2 is primarily handled by zones Z3, Z4, and Z5. Temperature control of the reflow section R3 is handled by zones Z6 and Z7. Temperature control of the cooling section R4 is handled by zones Z8 and Z9. Note that the temperatures in zones Z8 and Z9 of the cooling section R4 are above 100°C.

図4A及び図4Bを参照して、例えばゾーンZ5の炉体の構成の一例を説明する。図4A及び図4Bは、リフロー装置の搬送方向と直交する断面の模式図である。炉体内は、雰囲気ガスである例えば窒素(N2)ガスが充満している。炉体は、基板Wに対して熱風(熱せられた雰囲気ガス)を噴出して基板Wを加熱する。なお、熱風と共に赤外線を照射しても良い。 An example of the configuration of the furnace body in zone Z5 will be described with reference to Figures 4A and 4B. Figures 4A and 4B are schematic cross-sectional views perpendicular to the transport direction of the reflow apparatus. The furnace body is filled with atmospheric gas, such as nitrogen (N2) gas. The furnace body heats the substrate W by blowing hot air (heated atmospheric gas) onto the substrate W. Infrared rays may also be irradiated along with the hot air.

上部炉体と下部炉体との対向間隙内で、基板Wが搬送チェーン103及び203によって搬送される。図4Bの拡大断面図に示すように、搬送コンベアレール41及び141に形成された溝に搬送チェーン103及び203がそれぞれ配される。搬送チェーン103及び203は、ローラー同士を連結するリンクプレートを有し、リンクプレートから搬送面側に突出されたピンに基板Wが載置されて搬送される。なお、図示しないが、搬送チェーン103及び203のローラーを支持するガイドが搬送コンベアレール41及び141の溝の中に配されている。 Walls W are transported by transport chains 103 and 203 within the gap between the opposing upper and lower furnace bodies. As shown in the enlarged cross-sectional view of Figure 4B, the transport chains 103 and 203 are respectively arranged in grooves formed in the transport conveyor rails 41 and 141. The transport chains 103 and 203 have link plates that connect the rollers, and the boards W are placed on pins that protrude from the link plates toward the transport surface and are transported. Although not shown, guides that support the rollers of the transport chains 103 and 203 are arranged in the grooves of the transport conveyor rails 41 and 141.

図4Aに示すように、上部炉体は、主加熱源12、副加熱源13、送風機14、加熱パネル15、熱風循環ダクト16、開口部17等からなる。開口部17は、加熱パネルに形成された多数の孔により形成される。なお、下部炉体は、例えば、上部炉体とほぼ同様に、主加熱源22、副加熱源23、送風機24、加熱パネル25、熱風循環ダクト26、開口部27等を備えている。 As shown in Figure 4A, the upper furnace body is composed of a main heating source 12, a sub-heating source 13, a blower 14, a heating panel 15, a hot air circulation duct 16, an opening 17, etc. The opening 17 is formed by a number of holes formed in the heating panel. The lower furnace body, for example, is similar to the upper furnace body and is equipped with a main heating source 22, a sub-heating source 23, a blower 24, a heating panel 25, a hot air circulation duct 26, an opening 27, etc.

送風機14は、モータM5と、回転羽根18を有する。同様に、送風機24は、モータM15と、回転羽根28を有する。送風機としては、ターボファン、シロッコファンなどの遠心ファン、軸流ブロワなどを使用してもよい。他の加熱部の炉体も図4A及び図4Bに示す構成と同様の構成を有する。なお、上述した炉体の構成は、一例であり、他の構成をとりうる。 Blower 14 has motor M5 and rotary blades 18. Similarly, blower 24 has motor M15 and rotary blades 28. The blower may be a centrifugal fan such as a turbo fan or a sirocco fan, or an axial blower. The furnace bodies of the other heating sections also have a configuration similar to that shown in Figures 4A and 4B. Note that the furnace body configuration described above is an example, and other configurations are possible.

開口部17及び27を通じて熱風が基板Wに対して吹きつけられる。主加熱源12、主加熱源22、副加熱源13及び副加熱源23は、例えば電熱ヒーターで構成される。加熱パネル15及び加熱パネル25は、例えばアルミニウム合金からなり、多数の孔が形成され、その孔(開口部17及び27)を熱風が通過して基板Wに対して吹きつけられる。 Hot air is blown onto the substrate W through openings 17 and 27. Main heating source 12, main heating source 22, sub-heating source 13, and sub-heating source 23 are composed of, for example, electric heaters. Heating panel 15 and heating panel 25 are made of, for example, an aluminum alloy and have many holes formed through which hot air passes (openings 17 and 27) and is blown onto the substrate W.

例えば上部炉体において、熱風は、送風機14によって循環される。すなわち、(主加熱源12→加熱パネル15→開口部17→基板W→熱風循環ダクト16→副加熱源13→熱風循環ダクト16→送風機14→主加熱源12)の経路を介して熱風が循環する。下部炉体においても同様に、(主加熱源22→加熱パネル25→開口部27→基板W→熱風循環ダクト26→副加熱源23→熱風循環ダクト26→送風機24→主加熱源22)の経路を介して熱風が循環する。 For example, in the upper furnace body, hot air is circulated by the blower 14. That is, the hot air circulates via the following route: (main heating source 12 → heating panel 15 → opening 17 → substrate W → hot air circulation duct 16 → sub-heating source 13 → hot air circulation duct 16 → blower 14 → main heating source 12). Similarly, in the lower furnace body, hot air circulates via the following route: (main heating source 22 → heating panel 25 → opening 27 → substrate W → hot air circulation duct 26 → sub-heating source 23 → hot air circulation duct 26 → blower 24 → main heating source 22).

図5A及び図5Bを参照して、冷却部のゾーン例えばゾーンZ8の構成の一例について説明する。図5A及び図5Bは、リフロー装置の搬送方向と直交する断面の模式図である。なお、ゾーンZ9の構成もゾーンZ8と同様である。ゾーンZ8は、加熱ユニットを持たず、上部に送風のために、モータM8及び回転羽根38を有する送風機34及び整流板35が設けられている。整流板35は、多数の孔が形成された金属板である。(送風機34→整流板35→開口部37→基板W→ダクト36→送風機34)の経路を介して冷風が循環する。 With reference to Figures 5A and 5B, an example of the configuration of a zone in the cooling section, such as zone Z8, will be described. Figures 5A and 5B are schematic diagrams of a cross section perpendicular to the transport direction of the reflow device. Note that zone Z9 has the same configuration as zone Z8. Zone Z8 does not have a heating unit, and is provided with a motor M8, a blower 34 with rotating blades 38, and a rectifying plate 35 at the top for blowing air. The rectifying plate 35 is a metal plate with many holes formed in it. Cool air circulates via the following path: (blower 34 → rectifying plate 35 → opening 37 → substrate W → duct 36 → blower 34).

基板Wの下側に強制冷却ユニット112、例えば熱交換器39が設けられている。ゾーンZ8において、図5Bの拡大断面図に示すように、搬送コンベアレール41及び141に形成された溝に搬送チェーン103及び203がそれぞれ配される。ゾーンZ8の搬送コンベアレール41及び14は、底面に熱変形吸収手段としてのプレート43及び143を有する。後述するように、冷却区間の他のゾーンZ9、並びに加熱区間と冷却区間の間のバッファ室に位置する搬送コンベアレール41及び141も、プレート43及び143を有する。 A forced cooling unit 112, such as a heat exchanger 39, is provided below the substrate W. In zone Z8, as shown in the enlarged cross-sectional view of Figure 5B, transport chains 103 and 203 are placed in grooves formed in transport conveyor rails 41 and 141, respectively. The transport conveyor rails 41 and 14 in zone Z8 have plates 43 and 143 on their bottom surfaces as thermal deformation absorbing means. As will be described later, the transport conveyor rails 41 and 141 located in another zone Z9 in the cooling section, as well as in the buffer chamber between the heating section and the cooling section, also have plates 43 and 143.

一実施形態においては、上述したリフロー装置において、搬入口107から搬出口108までの全区間を通じて1本の搬送コンベアレール41及び141が設けられている。搬送コンベアレールを分割して設けた場合、連結部分が発生し、連結部分に搬送コンベアレールの支持、取り付け部を設ける必要が生じ、部品点数及び作業工程の増加が生じる問題がある。 In one embodiment, the reflow soldering device described above has a single conveyor rail 41, 141 running the entire length from the inlet 107 to the outlet 108. If the conveyor rail were divided into sections, connecting sections would be created, which would require support and attachment parts for the conveyor rail at the connecting sections, resulting in an increase in the number of parts and work processes.

連続した搬送コンベアレールは、かかる問題を避けることができる。しかしながら、かかる構成のリフロー装置において、搬送コンベアレールに対するクリープ現象の影響が大きいことが認められた。この問題を解決するために,本発明の一実施形態では、冷却区間の搬送コンベアレールに対してプレート43及び143を設けている。 Continuous conveyor rails can avoid this problem. However, it has been found that in reflow soldering equipment with this configuration, creep can have a significant effect on the conveyor rails. To solve this problem, one embodiment of the present invention provides plates 43 and 143 on the conveyor rails in the cooling section.

搬送コンベアレール41、141の材質は、アルミ合金である。純アルミニウムは軟らかい金属であるため、銅、マンガン、ケイ素、マグネシウム、亜鉛、ニッケルなどと合金にすることで強度などの向上が図られる。一例として、マグネシウムとシリコンが一定の含有比で添加されたアルミ合金、例えばA6063が搬送コンベアレール41、141として使用される。他の種類のアルミ合金も使用できる。 The material of the transport conveyor rails 41, 141 is an aluminum alloy. Because pure aluminum is a soft metal, its strength can be improved by alloying it with copper, manganese, silicon, magnesium, zinc, nickel, etc. As an example, an aluminum alloy containing a certain ratio of magnesium and silicon, such as A6063, is used for the transport conveyor rails 41, 141. Other types of aluminum alloys can also be used.

図6A乃至図6Dの断面図を参照して搬送コンベアレールについて説明する。図6Aは、搬送コンベアレール41の一例の断面を示す。例えばアルミ押し出し加工品の搬送コンベアレール41は、上面部51a、底面部51b及び側面部51cが連続して形成されたコ字状断面を有する。上面部51a及び底面部51bの間の溝51dに搬送チェーン103が配置される。なお、搬送コンベアレール41について説明するが、搬送コンベアレール141も同様の構成とされている。 The transport conveyor rail will be described with reference to the cross-sectional views of Figures 6A to 6D. Figure 6A shows a cross-section of an example of a transport conveyor rail 41. The transport conveyor rail 41, which is made of extruded aluminum, for example, has a U-shaped cross-section with a top surface 51a, a bottom surface 51b, and a side surface 51c formed continuously. The transport chain 103 is placed in a groove 51d between the top surface 51a and the bottom surface 51b. Note that while the transport conveyor rail 41 will be described, the transport conveyor rail 141 also has a similar configuration.

図6Bは、熱変形吸収手段としてのプレート43が底面部51bに対して取り付けられた搬送コンベアレール41を示す。取り付け方法としては、ねじ止め、はんだ付け、溶接のいずれか1つ又は、組み合わせ使用できる。さらに、底面部51bに長手方向に延びる溝を形成し、プレート43を溝に嵌合させてもよい。 Figure 6B shows a conveyor rail 41 in which a plate 43 serving as a thermal deformation absorbing means is attached to the bottom surface 51b. The attachment method can be any one of screwing, soldering, or welding, or a combination thereof. Furthermore, a groove extending longitudinally can be formed in the bottom surface 51b, and the plate 43 can be fitted into the groove.

よりさらに、図6Cに示すように、下側に向かって側面部51cを突起させ、突起部43aをプレートの代わりとした搬送コンベアレール41aを使用してもよい。さらに、熱変形吸収手段としては、幅方向が下側に突出するプレートに限らず、図6Dに示すように、厚み方向が下側に突出するプレート43bを設けた搬送コンベアレール41bを使用してもよい。 Furthermore, as shown in Figure 6C, a conveyor rail 41a may be used in which the side surface 51c protrudes downward, and the protrusion 43a serves as a plate. Furthermore, the thermal deformation absorbing means is not limited to a plate that protrudes downward in the width direction, but as shown in Figure 6D, a conveyor rail 41b may be used that has a plate 43b that protrudes downward in the thickness direction.

上述のプレート43、突起部43a、プレート43bは、搬送コンベアレールと同じ材質のアルミ合金である。プレート43、突起部43a、プレート43bの厚みは、例えば側面部51cの厚みと等しいか、又はやや大とされている。また、プレート43、突起部43a、プレート43bの長さは、例えばバッファ室及びゾーンZ8の搬送コンベアレール41の長さとほぼ等しいものとされている。 The above-mentioned plate 43, protrusion 43a, and plate 43b are made of the same aluminum alloy as the conveyor rail. The thickness of plate 43, protrusion 43a, and plate 43b is, for example, equal to or slightly greater than the thickness of side portion 51c. Furthermore, the length of plate 43, protrusion 43a, and plate 43b is, for example, approximately equal to the length of the conveyor rail 41 in the buffer chamber and zone Z8.

なお、プレート43、突起部43a、プレート43bの寸法としては、上述したもの以外としてもよい。例えばゾーンZ8のみにプレート43を設けてもよいし、ゾーンZ8の区間の長さよりも短いプレート43を設けてもよい。さらに、バッファ室、ゾーンZ8及びゾーンZ9の区間の搬送コンベアレール41の長さとほぼ等しいプレート43を設けてもよい。 The dimensions of the plate 43, protrusion 43a, and plate 43b may be other than those described above. For example, the plate 43 may be provided only in zone Z8, or a plate 43 shorter than the length of the zone Z8 section may be provided. Furthermore, a plate 43 approximately equal in length to the conveyor rail 41 in the buffer chamber, zone Z8, and zone Z9 sections may be provided.

図7A、図7B、図7Cは、リフロー装置全体における搬送コンベアレールの配置を模式的に示す。全ゾーンに対して1本の搬送コンベアレール41が設けられている。なお、加熱区間と冷却区間の間にバッファ室BFが設けられたリフロー装置の例を示す。 Figures 7A, 7B, and 7C show a schematic diagram of the arrangement of conveyor rails in the entire reflow soldering device. One conveyor rail 41 is provided for all zones. This figure shows an example of a reflow soldering device in which a buffer chamber BF is provided between the heating section and the cooling section.

図7Aに示す例は、特にクリープ現象の対策がされていない場合の配置例を示す。搬入口107から搬出口108までの全区間を通じて1本の搬送コンベアレール41が設置されている。搬送コンベアレール41に対しては、図6Aに示すように、プレート43が設けられていない。 The example shown in Figure 7A shows an arrangement where no special measures have been taken to prevent creep. A single conveyor rail 41 is installed throughout the entire section from the entrance 107 to the exit 108. As shown in Figure 6A, no plate 43 is provided for the conveyor rail 41.

図7Bは、参考例を示す。バッファ室BFの前の加熱区間(例えばゾーンZ7の区間)の搬送コンベアレール41に対して図6Bに示すように、プレート43が取り付けられている。プレート43の長さは、より短くてもよい。なお、この部分の搬送コンベアレールとして、図6C又は図6Dに示す構成を使用してもよい。 Figure 7B shows a reference example. As shown in Figure 6B, a plate 43 is attached to the conveyor rail 41 in the heating section before the buffer chamber BF (for example, the section of zone Z7). The length of the plate 43 may be shorter. Note that the configuration shown in Figure 6C or Figure 6D may also be used for the conveyor rail in this section.

図7Cは、本発明の一実施形態における配置を示す。バッファ室BF及びゾーンZ8の区間の搬送コンベアレール41に対して図6Bに示すように、プレート43が取り付けられている。なお、この部分の搬送コンベアレールとして、図6C又は図6Dに示す構成を使用してもよい。 Figure 7C shows the arrangement in one embodiment of the present invention. As shown in Figure 6B, a plate 43 is attached to the transport conveyor rail 41 in the section between buffer chamber BF and zone Z8. Note that the configuration shown in Figure 6C or 6D may also be used for the transport conveyor rail in this section.

図8は、搬送コンベアレール41のクリープ現象を調べるために行った試験結果のグラフである。搬送コンベアレール41のアルミ合金としてA6063を使用した。リフロー装置を制御することによって、高温として300℃まで2時間程度加熱、その後1時間程度の冷却の冷熱サイクル処理を50回繰り返す。図8の横軸は、回数を示す。 Figure 8 is a graph showing the results of a test conducted to investigate the creep phenomenon of the transport conveyor rail 41. A6063 aluminum alloy was used for the transport conveyor rail 41. By controlling the reflow equipment, a thermal cycle process was performed 50 times, in which the temperature was heated to a high temperature of 300°C for approximately two hours, followed by cooling for approximately one hour. The horizontal axis of Figure 8 shows the number of times.

図8の縦軸は、搬送コンベアレールの変位(mm)例えば最も変位が大きいゾーンZ7の変位の推移を示す。下部炉体の加熱パネル25の開口部27が形成された面と同じ高さ位置を基準面とし、基準面と基板Wの下面間の距離を変位として示す。第1回目の試験を行う前の距離を変位0としている。したがって、変位の値が小さいほど、搬送コンベアレールの変形(下方向への垂れ)が大きいことを意味する。 The vertical axis in Figure 8 shows the displacement (mm) of the transport conveyor rail, for example, the progression of displacement in zone Z7, where the displacement is greatest. The reference plane is set to the same height as the surface where the opening 27 of the heating panel 25 of the lower furnace body is formed, and the displacement is shown as the distance between the reference plane and the underside of the substrate W. The distance before the first test is set to zero. Therefore, the smaller the displacement value, the greater the deformation (downward sagging) of the transport conveyor rail.

グラフ71は、図7Aに示す配置例のように、熱変形吸収手段を持たない搬送コンベアレール41の測定結果である。変位が急速に大きくなり、クリープ現象が大きく、搬送コンベアレールの寿命が短くなる恐れがある。 Graph 71 shows the measurement results for a conveyor rail 41 that does not have a thermal deformation absorption means, as in the example arrangement shown in Figure 7A. Displacement increases rapidly, leading to significant creep and the risk of shortening the lifespan of the conveyor rail.

グラフ72は、図7Bに示す配置例のように、バッファ室BFの前段のゾーンZ7の区間の搬送コンベアレールとしてプレート43を持つ搬送コンベアレール41を使用した場合の試験結果である。対策をしてない場合に比して変位が小さくなっている。 Graph 72 shows the test results when a conveyor rail 41 with a plate 43 is used as the conveyor rail in zone Z7, the section preceding the buffer chamber BF, as in the example arrangement shown in Figure 7B. The displacement is smaller than when no countermeasures are taken.

グラフ73は、図7Cに示す一実施形態の配置のように、バッファ室BF及び冷却区間のゾーンZ8の搬送コンベアレールとしてプレート43を持つ搬送コンベアレール41を使用した場合の試験結果である。参考例に比して変位がより小さくなり、最良の結果が得られた。 Graph 73 shows the test results when conveyor rails 41 with plates 43 were used as conveyor rails for buffer chamber BF and zone Z8 of the cooling section, as in the arrangement of one embodiment shown in Figure 7C. The best results were obtained, with smaller displacement compared to the reference example.

上述したように、本発明の一実施形態によれば、搬送コンベアレールのクリープ現象による歪み,変形を抑制することができ、搬送コンベアレールから基板が落下することを防止することができ、また、搬送コンベアレールの寿命を延ばすことができる。 As described above, one embodiment of the present invention can suppress distortion and deformation of the conveyor rail due to creep, prevent boards from falling off the conveyor rail, and extend the life of the conveyor rail.

以上、本発明の実施形態について具体的に説明したが、上述の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば本発明においては、加熱区間と冷却区間(バッファ室含む)をまたぐ一続きの搬送コンベア上の冷却区間に熱変形吸収手段を設けることが望ましいので、これ以外の区間に配置される搬送コンベアレールが分割されていてもよい。 The above describes specific embodiments of the present invention, but the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and various modifications based on the technical concept of the present invention are possible. For example, in the present invention, it is desirable to provide a thermal deformation absorbing means in the cooling section of a continuous conveyor spanning the heating section and the cooling section (including the buffer chamber), so the conveyor rails located in other sections may be divided.

また、本発明は、プリント回路基板に限らず、フレキシブル基板、リジッド基板とフレキシブル基板とを貼り合わせた基板、これらを組み合わせたリジッドフレキ基板のリフローに対しても適用できる。また、加熱炉が1段(1ゾーン)のリフロー装置に対して本発明を適用できる。さらに、リフロー装置に限らず、樹脂の硬化のための加熱装置等に対しても適用できる。また、上述の実施形態において挙げた構成、方法、工程、形状、材料および数値などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、工程、形状、材料および数値などを用いてもよい。また、上述の実施形態の構成、方法、工程、形状、材料および数値などは、本発明の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。 The present invention is not limited to printed circuit boards, but can also be applied to the reflow of flexible boards, boards made by bonding rigid and flexible boards, and rigid-flex boards that combine these. The present invention can also be applied to reflow equipment with a single heating furnace (one zone). Furthermore, the present invention is not limited to reflow equipment, but can also be applied to heating equipment for curing resins, etc. The configurations, methods, processes, shapes, materials, and values described in the above-described embodiments are merely examples, and different configurations, methods, processes, shapes, materials, and values may be used as needed. The configurations, methods, processes, shapes, materials, and values described in the above-described embodiments can be combined with each other as long as they do not deviate from the spirit of the present invention.

101・・・リフロー装置、102・・・リフロー炉、103,203・・・搬送チェーン、W・・・基板、41,141,41a,41b・・・搬送コンベアレール、43,43a,43b,・・・・プレート

101... reflow device, 102... reflow furnace, 103, 203... conveyor chain, W... substrate, 41, 141, 41a, 41b... conveyor rail, 43, 43a, 43b... plates

Claims (9)

被加熱物の搬送方向に順次配列された1以上の加熱炉を含む加熱区間及び冷却区間と、前記被加熱物を搬送する搬送チェーンと、
前記搬送チェーンを案内する搬送コンベアレールと、
前記冷却区間の前記搬送コンベアレールの少なくとも一部に設けられた熱変形吸収手段を備えた
搬送加熱装置。
A heating section and a cooling section including one or more heating furnaces sequentially arranged in a conveying direction of the object to be heated, and a conveying chain for conveying the object to be heated;
a conveyor rail that guides the conveyor chain;
A conveying and heating device comprising a thermal deformation absorbing means provided on at least a part of the conveyor rail in the cooling section.
前記搬送コンベアレールが前記加熱区間及び前記冷却区間に連続して設けられた請求項1に記載の搬送加熱装置。 The conveying and heating device according to claim 1, wherein the conveyor rail is provided continuously between the heating section and the cooling section. 前記加熱区間において、上側及び下側にそれぞれ送風機及びヒーターが設けられ、
前記冷却区間において、上側に送風機が設けられた請求項1又は2に記載の搬送加熱装置。
In the heating section, a fan and a heater are provided on the upper and lower sides, respectively;
3. The conveying and heating device according to claim 1, wherein a blower is provided above the cooling section.
前記熱変形吸収手段は、前記搬送コンベアレールの底面側に設けられた請求項1又は2に記載の搬送加熱装置。 The conveying and heating device according to claim 1 or 2, wherein the thermal deformation absorbing means is provided on the bottom side of the conveyor rail. 前記熱変形吸収手段は、前記搬送コンベアレールの底面側に設けられた請求項3に記載の搬送加熱装置。 The conveying and heating device described in claim 3, wherein the thermal deformation absorbing means is provided on the bottom side of the conveyor rail. 前記加熱区間及び前記冷却区間の間にバッファ室が設けられ、前記熱変形吸収手段が前記バッファ室及び前記冷却区間に配置された搬送コンベアレールの少なくとも一部に設けられた請求項1又は2に記載の搬送加熱装置。 The conveying and heating device according to claim 1 or 2, wherein a buffer chamber is provided between the heating section and the cooling section, and the thermal deformation absorbing means is provided on at least a portion of the conveyor rails arranged in the buffer chamber and the cooling section. 前記加熱区間及び前記冷却区間の間にバッファ室が設けられ、前記熱変形吸収手段が前記バッファ室及び前記冷却区間に配置された搬送コンベアレールの少なくとも一部に設けられた請求項3に記載の搬送加熱装置。 The conveying and heating device according to claim 3, wherein a buffer chamber is provided between the heating section and the cooling section, and the thermal deformation absorbing means is provided on at least a portion of the conveyor rails arranged in the buffer chamber and the cooling section. 前記加熱区間及び前記冷却区間の間にバッファ室が設けられ、前記熱変形吸収手段が前記バッファ室及び前記冷却区間に配置された搬送コンベアレールの少なくとも一部に設けられた請求項4に記載の搬送加熱装置。 The conveying and heating device according to claim 4, wherein a buffer chamber is provided between the heating section and the cooling section, and the thermal deformation absorbing means is provided on at least a portion of the conveyor rails arranged in the buffer chamber and the cooling section. 前記加熱区間及び前記冷却区間の間にバッファ室が設けられ、前記熱変形吸収手段が前記バッファ室及び前記冷却区間に配置された搬送コンベアレールの少なくとも一部に設けられた請求項5に記載の搬送加熱装置。


6. The conveying and heating device according to claim 5, wherein a buffer chamber is provided between the heating section and the cooling section, and the thermal deformation absorbing means is provided on at least a part of the conveyor rails arranged in the buffer chamber and the cooling section.


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