JP4127482B2

JP4127482B2 - Reflow heating device

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Publication number: JP4127482B2
Application number: JP2002138256A
Authority: JP
Inventors: 昌弘谷口; 勝野々村; 俊宏阿部; 宏司三浦
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-05-14
Filing date: 2002-05-14
Publication date: 2008-07-30
Anticipated expiration: 2022-05-14
Also published as: JP2003332725A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント回路基板に電子部品を半田付けする用途に用いられるリフロー加熱方法およびリフロー加熱装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、斯かるプリント回路基板に電子部品を半田付けするためのリフロー加熱装置としては、図１１に示すように、熱風を加熱源として、この熱風を炉内で循環させながら、炉内の温度をコントロールする熱風循環型のものが知られている。
【０００３】
すなわち、このリフロー加熱装置は、プリント回路基板３が基板搬送部２によって搬送されるリフロー炉１の内部に、熱風を矢印で示す経路で循環される熱風循環路４が、プリント回路基板２の搬送路（図の手前側から奥側）を上下方向に横切る配置で設けられている。熱風循環路４には加熱源のヒータ７が配置されており、循環フアン９が駆動モータ８により回転されてヒータ７に向け送風し、そのヒータ７で熱せられた熱風が熱風ノズル１０から搬送中のプリント回路基板３に向けて上方から吹き付けられる。プリント回路基板３のランド部に予め印刷されているクリーム半田は、熱風により加熱されて溶融したのちに、冷却されて固化する。これにより、クリーム半田に付着して仮実装されていた電子部品はプリント回路基板３に半田付けされる。循環される熱風の温度は熱電対１１で検出され、その検出温度に基づきヒータ７がフィードバック制御されることにより、熱風が一定温度にコントロールされる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のリフロー加熱装置では、プリント回路基板３を加熱することによって温度低下した熱風が、プリント回路基板３が通過し終えるまで熱風ノズル１０とプリント回路基板３との間に滞留するため、その滞留している比較的低温となった熱風に、一定温度にコントロールされて熱風ノズル１０から吹き出される熱風が混ざり合ってしまう。その結果、プリント回路基板３を加熱するための熱風は、コントロールされた所定の温度よりも低下してしまうので、プリント回路基板３に対する加熱能力が低下するとともに、プンリト回路基板３全体の加熱温度に部分的なばらつきが生じ、高品質の半田付けを行えない問題がある。
【０００５】
また、上記リフロー加熱装置では、プリント回路基板３を加熱することによって温度低下した熱風が、プリント回路基板３の表層に沿いながら流動して澱んでしまうために、一定温度に制御された熱風が熱風ノズル１０からプリント回路基板３に吹き付けられるのを妨害し、これによっても、プリント加熱基板３に対する加熱能力が低下するとともに、プンリト回路基板３全体の加熱温度に部分的なばらつきが生じ、高品質の半田付けを行えない問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたもので、搬送中のプリント回路基板に対して、所定温度にコントロールされた熱風を確実に吹き付けて、プリント回路基板の全体に対し均等、且つ高効率に加熱することができるリフロー加熱方法およびリフロー加熱装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
本発明に係るリフロー加熱装置は、電子部品がクリーム半田によって仮実装状態に搭載されたプリント回路基板をリフロー炉の内部の基板搬送路に沿って搬送する基板搬送部と、前記基板搬送路に沿って複数個が一列配置に配列されて、所定温度に制御された熱風を搬送中の前記プリント回路基板に対し直交方向から吹き付けて加熱する熱風吹き出しノズル部と、隣接する各２個の前記熱風吹き出しノズル部の各間に設けられて、前記プリント回路基板に熱を付与して温度低下した熱風を前記熱風吹き出しノズル部からの熱風の吹き付け方向と平行で、且つ逆方向に回収する熱風回収部と、熱風循環路に配設されて、前記熱風吹き出しノズル部から熱風を吹き出させる正圧と温度低下した熱風を前記熱風回収部を通じて回収できる負圧とを発生させる循環ファンと、前記熱風循環路における前記熱風回収部と前記循環ファンとの間に配置されて、温度低下した熱風を所定温度まで加熱制御するヒータ部と、搬送中のプリント回路基板に対し下方から熱風を吹き付ける熱風吹き出しノズル部とを備え、熱風の流通が可能な形状となった部品回収底面とケーシングに掛け止め状態に取り付けられる掛止片とを有する部品回収容器が、前記部品回収底面が熱風循環路における部品回収部の上流側に位置する配置で取り付けられていることを特徴としている。
【０００９】
このリフロー加熱装置では、まず、熱風吹き出しノズル部からの熱風の吹き出し方向と熱風回収部による熱風の回収方向とが、互いに逆方向で、且つ隣接しているので、プリント回路基板に熱を与えることによって温度低下した熱風を熱風回収部に効率的、且つ迅速に回収することができ、温度低下した熱風が熱風吹き出しノズル部とプリント回路基板との間に滞留して澱むといったことが生じないから、プリント回路基板には、所定温度にコントロールされた熱風を常に確実に吹き付けて、プリント回路基板の全体に対し均等、且つ高効率に加熱することができる。また、ヒータ部が熱風回収部と循環ファンとの間に配置されているので、ヒータ部で加熱された熱風が循環ファンで攪拌されて、加熱後の熱風に雰囲気温度のばらつきが生じるのが可及的に抑制され、加熱後の熱風をほぼ均一な温度に制御することができる。
【００２１】
特に、プリント回路基板が加熱されながら搬送中にプリント回路基板の下面に仮実装されていた電子部品が外れて落下した場合、この落下した電子部品が部品回収容器の部品回収底面上に集められる。そのため、落下した電子部品は、ヒータ部で焼損したり、循環ファン内に巻き込まれたりするのが未然に防止されるとともに、部品回収容器を引き上げることによって落下した電子部品を容易に回収することができる。また、部品回収容器は、熱風の流通が可能な形状となった部品回収底面を有しているので、温度低下した熱風の回収効率の低下を招くことがない。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１（ａ）は本発明に係るリフロー加熱方法を具現化した第１の実施の形態に係るリフロー加熱装置の全体構成を示す概略構成図、（ｂ）はその右側面図である。このリフロー加熱装置は、リフロー炉１２の内部の上方中央部に、ランド部（図示せず）に印刷されたクリーム半田（図示せず）に電子部品１３が付着されて仮実装されたプリント回路基板３が基板搬送部２０によって搬送される基板搬送路１４が設けられている。
【００２８】
上記基板搬送路１４の上下両側には、それぞれ複数個（この実施の形態では５個の場合を例示）の熱風吹き出しノズル部１７が一列配列に設けられてなる加熱ユニット１７が７つずつ配設されている。この実施の形態では、前段側の上下５個ずつの加熱ユニット１７が、プリント回路基板３を約１６０℃に予備加熱するもので、後段側の上下２個ずつの加熱ユニット１７が、プリント回路基板３を約２３０℃に本加熱するものである。これにより、プリント回路基板３は、リフロー炉１２内の基板搬送路１４を通過する間に、所定の温度プロファイルを形成しながら加熱されて、基板搬送路１４の出口付近に配置されている冷却部１９で冷却される。
【００２９】
すなわち、上記リフロー加熱装置では、電子部品１３を仮実装したプリント回路基板３が、基板搬送部２０によって上下に各７つずつ配置された加熱ユニット１７の間の基板搬送路１４に沿って搬送されることにより、各加熱ユニット１７の熱風吹き出しノズル部１８から吹き付けられる熱風によってクリーム半田が加熱されて溶融したのち、その溶融したクリーム半田が冷却部１９で冷却されて固化することにより、電子部品１３がプリント回路基板３に半田付けされる。
【００３０】
図２は、上記リフロー加熱装置における加熱ユニット１７の一部を示す断面図である。上記各熱風吹き出しノズル部１８は、それぞれ支持枠部２１に下方から嵌入された配置でねじ（図示せず）止めされて、プリント回路基板３に対し直交方向から熱風Ｈを吹き付ける配置で着脱自在に固定されている。隣接する各２つの支持枠部２１の間は上方に凹んだ凹溝状の熱風回収用溝部２２になっている。各熱風吹き出しノズル部１８は、上述のように支持枠部２１に着脱自在に取り付けられているので、プリント回路基板３に電子部品１３を半田付けする際に発生するフラックスが熱風吹き出しノズル部１８の何れかの箇所に付着して汚損されたような場合、または熱風吹き出しノズル部１８が劣化して交換が必要な場合、さらには異なる種類の熱風吹き出しノズル部１８に交換したい場合などには、その熱風吹き出しノズル部１８を簡単に取り外して清掃または交換することができ、非常に便利である。
【００３１】
電子部品１３が仮実装状態に搭載されたプリント回路基板３は、基板搬送部２０によって搬送される過程において、後述する機構によって所定温度にコントロールされた熱風Ｈを、熱風吹き出しノズル部１８より直交方向から吹き付けられて加熱される。ここで、熱風の吹き出し方向と熱風の回収方向とは、共にプリント回路基板３の搬送方向Ｄに対し直交方向であって、互いに逆方向で、且つ隣接しているので、プリント回路基板３に熱を与えることによって温度低下した熱風Ｃは、熱風吹き出しノズル部１８に隣接する熱風回収用溝部２２に速やかに回収される。
【００３２】
そのため、温度低下した熱風Ｃが熱風吹き出しノズル部１８とプリント回路基板３との間に滞留して澱むといったことが生じないので、プリント回路基板３には、所定温度に制御された熱風Ｈを常に確実に吹き付けることができる。したがって、プリント回路基板３は、上下に各７つの加熱ユニット１７の間を通過するときに、例えば、搬送方向Ｄの上段側の上下５つの加熱ユニット１７によって予熱されたのち、後段側の上下２つの加熱ユニット１７によって所定温度に上昇するよう加熱されて、所定の温度プロファイルを形成したのちに、図１の冷却部１９で冷却されるので、高品質な半田付けを行うことが可能となる。
【００３３】
図３は図２のＡ−Ａ線断面図、図４は図２のＢ−Ｂ線断面図である。図３に示すように、各熱風吹き出しノズル部１８は、プリント回路基板３の搬送方向Ｄに対し直交方向に複数個（この実施の形態において１０個の場合を例示）のノズル孔２３が設けられている。すなわち、ノズル孔２３は、プリント回路基板３の幅よりも長い範囲にわたり等間隔で一列配置に設けられている。これにより、プリント回路基板３には、その幅方向の全体にわたり所定温度にコントロールされた熱風Ｈが均等に吹き付けられることになる。
【００３４】
図４に示すように、熱風回収用溝部２２は、プリント回路基板３の搬送方向Ｄに対し直交方向、つまりプリント回路基板３の幅方向に貫通して設けられており、熱風回収用溝部２２の両側の開放口に連通して環状の熱風回収路２４が形成されている。したがって、各熱風吹き出しノズル部１８の各々の複数個のノズル孔２３からプリント回路基板３に吹き付けられた熱風Ｈは、プリント回路基板３に熱を付与して温度低下した熱風Ｃとなったのち、各熱風吹き出しノズル部１８に対し両側の隣接位置で平行に配設された熱風回収用溝部２２に吸い込まれたのち、熱風回収用溝部２２の中央部を境界として左右両側に分かれて熱風回収用溝部２２内を流動するよう案内されて、左右の熱風回収路２４に導出される。熱風回収用溝部２２は、各熱風吹き出しノズル部１８の各々の複数個のノズル孔２３の全てをカバーできる長さを有しているので、各ノズル孔２３からプリント回路基板３に吹き付けられて温度低下した熱風Ｃは、熱風回収用溝部２２の近接箇所に即座に回収される。
【００３５】
上記熱風回収路２４内に導かれた熱風Ｃは、平面視リング形状となった熱風回収案内路２７を通過するときに、この熱風回収案内路２７内に配設されたヒータ部２８により加熱されて再び所定温度の熱風Ｈとされる。この熱風Ｈは、駆動モータ２９により回転駆動される循環ファン３０によって熱風循環案内路３１内に引き込まれたのちに、リング状の熱風回収案内路２７の中央部を貫通して設けられた熱風導出路３２を通って熱風吹き出しノズル部１８に向け送風される。上記熱風Ｈは、熱風回収路２４内に設けられた熱電対３３の検出温度に基づきヒータ部２８がフィードバック制御されることにより、所定温度になるように温度コントロールされる。
【００３６】
上記加熱ユニット１７では、循環ファン３０の駆動によって熱風Ｈを熱風循環路に沿って強制的に循環させるようになっている。すなわち、循環ファン３０は、各熱風吹き出しノズル部１８から熱風Ｈを吹き出させることのできる正圧と、プリント回路基板３に熱を付与して温度低下した熱風Ｃを熱風回収用溝部２２、熱風回収路２４および熱風回収案内路２７を通じて回収することのできる負圧とを発生させる。
【００３７】
また、この加熱ユニット１７では、上記循環ファン３０が熱風循環路におけるヒータ部２８に対し下流側に配置されていることにより、ヒータ部２８で加熱された熱風Ｈが循環ファン３０で攪拌されて、加熱後の熱風Ｈに雰囲気温度のばらつきが生じるのが可及的に抑制されている。これにより、加熱後の熱風Ｈはほぼ均一な温度に制御されて熱風吹き出しノズル部１８に向け循環される。
【００３８】
また、循環ファン３０は、熱風回収路２４に連通した熱風回収案内路２７に対し熱風循環路の下流側近接箇所に配置されて、熱風回収案内路２７および熱風回収路２４を通じて熱風回収用溝部２２に効果的に負圧を発生させることができるように図られている。これにより、プリント回路基板３に熱を付与して温度低下した熱風Ｃは、熱風回収用溝部２２内に効率的、且つ迅速に回収されるから、熱風吹き出しノズル部１８とプリント回路基板３との間で澱むことがない。そのため、プリント回路基板３には、所定温度に制御された熱風Ｈを熱風吹き出しノズル部１８から常に確実に吹き付けることができる。なお、熱風吹き出しノズル部１８のノズル孔２３の入口側には、各ノズル孔２３に個々に対向する熱風ガイド孔３７を有する流量調節板３４が配設されており、この流量調節板３４によって各ノズル孔２３への熱風Ｈの流入量が調整されているが、この流量調節板３４の機能についての詳細は後述する。
【００３９】
つぎに、上記熱風吹き出しノズル部１８のノズル孔２３について、図５を参照しながら説明する。同図（ａ）に示すように、ノズル孔２３は、入口側（図の上方側）のテーパーを有するガイド孔部３８と、このガイド孔部３８に連通して噴出口まで貫通するストレート孔部３９とを有している。ストレート孔部３９は、自体の孔径ｄよりも大きな長さＬを有する形状に形成されている。
【００４０】
上述のような形状としたノズル孔２３は、ガイド孔部３８によって熱風Ｈをノズル孔２３内に導き入れるときの圧力抵抗が低減して、熱風Ｈをノズル孔２３内にスムーズに導き入れることができる。これにより、この加熱ユニット１７では、熱風Ｈを所望の風速で循環させるのに必要な循環ファン３０への負荷を軽減することができる。すなわち、所望の風速を得るのに必要な循環ファン３０の回転数を小さくすることができ、これにより、構造の信頼性が向上して、長寿命化を図ることができる。
【００４１】
また、上記形状としたストレート孔部３９は、孔径ｄよりも大きな長さＬを有する形状を備えていることから、熱風Ｈを吹き出す前の恰も助走経路として機能するので、ノズル孔２３から吹き出す熱風Ｈに直進性を得ることができる。そのため、プリント回路基板３には、これに対し正確に直交方向から熱風Ｈを吹き付けることができるから、プリント回路基板３に対する単位体積当たりの熱風Ｈによる加熱効率が格段に向上する。
【００４２】
また、ノズル孔２３のストレート孔部３９は、状況に応じて、同図（ｂ）〜（ｄ）に示すような種々の横断面形状に形成することができる。（ｂ）のストレート孔部３９Ａは、円形の横断面形状を有しており、単位体積当たりの熱風Ｈの流量の調整および設定が容易であることから、プリント回路基板３の加熱温度の設定を容易、且つ正確に行える利点があり、リフロー加熱装置におけるプリント回路基板３の搬送方向Ｄに対し最終段の本加熱用の加熱ユニット１７を構成する場合に適している。
【００４３】
図５（ｃ）のストレート孔部３９Ｂは、長円形の横断面形状を有しており、プリント回路基板３に熱風Ｈが十分に吹き付けられない空白部分を少なくできることから、プリント回路基板２の全体を加熱むら無く略均一に加熱したい場合、例えば、リフロー加熱装置におけるプリント回路基板３の搬送方向Ｄに対し前段の予備加熱用の加熱ユニット１７を構成する場合に適している。（ｄ）のストレート孔部３９Ｃは、長方形の横断面形状を有しており、プリント回路基板３に熱風Ｈが十分に吹き付けられない空白部分を一層少なくすることができる。但し、（ｂ）〜（ｄ）の何れのストレート孔部３９Ａ，３９Ｂ，３９Ｃにおいても、各々の孔径ｄ１、孔幅ｄ２および短径ｄ３よりもそれぞれ大きな長さＬに設定されている。
【００４４】
図６は本発明の第２の実施の形態に係るリフロー加熱装置における図２のＢ−Ｂ線相当部分で切断した断面図であり、同図において、図４と同一若しくは同等のものには同一の符号を付して、重複する説明を省略する。この実施の形態では、熱風回収用溝部４０が、溝中央部４０ａにおける加熱ユニット１７の下端面からの溝深さＬ１が最も浅く、且つ左右の溝端部４０ｂ，４０ｃにおける加熱ユニット１７の下端面からの溝深さＬ２が最も深く、溝中央部４０ａから左右両側の溝端部４０ｂ，４０ｃに向けて溝深さが直線的に浅くなる形状に形成されている。
【００４５】
つぎに、上記熱風回収用溝部４０を備えた加熱ユニット１７の作用について、図示していない構成要素は図２および図３の符号を参照しながら説明する。熱風吹き出しノズル部１８のノズル孔２３からプリント回路基板３に熱風Ｈが吹き付けられ、その熱風Ｈがプリント回路基板３に熱を与えて温度低下した熱風Ｃは、溝中央部４０ａを境界として、左右両側に分かれて熱風回収路２４に向かって流動していく。この温度低下した熱風Ｃを熱風回収路２４まで導くための熱風回収用溝部４０は、溝中央部４０ａから左右の溝端部４０ｂ，４０ｃに向かって溝深さが徐々に大きくなる形状を有しているので、温度低下した熱風Ｃが両側の熱風回収路２４に向かって流動し易い。
【００４６】
熱風回収用溝部４０の溝中央部４０ａは、循環ファン３０の駆動によって発生する負圧が最も低いことから、温度低下した熱風Ｃを回収する能力が最も低いが、熱風回収用溝部４０は、上述のように温度低下した熱風Ｃが両側の熱風回収路２４に向かって流動し易い形状になっているため、溝中央部４０ａ付近に熱風Ｃが澱む現象が発生するのを極力防止することができ、温度低下した熱風Ｃを、熱風回収用溝部４０を通じて熱風回収路２４に効率的に導き出して回収することができる。
【００４７】
従来のリフロー加熱装置では、プリント回路基板３の幅方向の中央部で熱風Ｃが澱んでしまう現象が顕著に発生していたが、上記加熱ユニット１７では、熱風回収用溝部４０が上述した形状を有していることにより、上述の熱風Ｃが澱んでしまう現象が効果的に防止されて、温度低下した熱風Ｃはスムーズ、且つ迅速に熱風回収路２４に流動していく。これにより、この加熱ユニット１７では、プリント回路基板３に対する加熱効率が相当に向上する。
【００４８】
図７は本発明の第３の実施の形態に係るリフロー加熱装置における図２のＢ−Ｂ線相当部分で切断した断面図であり、同図において、図４と同一若しくは実質的に同等のものには同一の符号を付して、重複する説明を省略する。図１に明示するように、リフロー炉１２の内部には、基板搬送路１４の上下両側にそれぞれ加熱ユニット１７が配設されており、この実施の形態では、基板搬送路１４の下方側に配置されてプリント回路基板３の下面側を加熱するための加熱ユニット１７に関するものである。
【００４９】
プリント回路基板３の下面側のランド部に印刷されたクリーム半田に付着されて仮実装された電子部品１３は、同図に２点鎖線で示すように、熱風Ｈが吹き付けられてクリーム半田が溶融したときに、ランド部から外れて落下することがある。そこで、この実施の形態では、落下した電子部品１３を回収するための部品回収容器４１が、加熱ユニット１７のケーシング４２の上端部に引っ掛けた状態に取り付けられて、熱風回収路２４に配置されている。
【００５０】
図８（ａ），（ｂ）は、それぞれ異なる部品回収容器４１Ａ，４１Ｂを示す斜視図である。これらの部品回収容器４１Ａ，４１Ｂは、それぞれ一側面（図の手前側面）が開放した容器状であって、ケーシング４２に取り付けるための掛止片４３が外方に突出して屈曲形成されている。（ａ）の部品回収容器４１Ａは、金網メッシュ形態の部品回収底面４４を有しており、（ｂ）の部品回収容器４１Ｂは、小径孔開きプレート形態の部品回収底面４７を有している。
【００５１】
したがって、上記加熱ユニット１７では、プリント回路基板３が加熱されながら搬送中にプリント回路基板３の下面に仮実装されていた電子部品１３が外れて落下した場合、この落下した電子部品１３が、２点鎖線で図示するように、熱風吹き出しノズル部１８の熱風吹き出し部に当接したのち、部品回収容器４１，４１Ａ，４１Ｂの部品回収底面４４，４７上に集められる。
【００５２】
これにより、落下した電子部品１３は、熱風回収路２４から熱風回収案内路２７内に入り込んでヒータ部２８で焼損したり、循環ファン３０内に巻き込まれたりするのを未然に防止されるとともに、部品回収容器４１，４１Ａ，４１Ｂを引き上げることによって落下した電子部品１３を容易に回収することができる。すなわち、従来のリフロー加熱装置では、部品回収路や循環ファンに対し熱風の循環方向の上段側に金網メッシュを配設することも行われていたが、このような構造に比較して、落下した電子部品１３の回収が格段に容易となる。また、部品回収容器４１Ａ，４１Ｂは、金網メッシュ形態の部品回収底面４４または小径孔開きプレート形態の部品回収底面４７を有しているので、温度低下した熱風Ｃの回収効率の低下を招くことがない。
【００５３】
本発明のリフロー加熱装置は、図１に示すように、基板搬送路１４に対し上下両側に加熱ユニット１７を配設する構造、図２ないし図６に示すように基板搬送路１４に対し上方側にのみ加熱ユニット１７を配設する構造、図７に示すように基板搬送路１４に対し下方側にのみ加熱ユニット１７を配設する構造の何れをも容易に採用することができる。これにより、上記リフロー加熱装置は、加熱対象のプリント回路基板３の種類の相違に対応して、可及的に無駄を省きながらも効果的に加熱することができる構成とすることができる。そのため、上記リフロー加熱装置は、加熱対象のプリント回路基板３に応じて可及的に安価なリフロー設備を提供することが可能なものである。
【００５４】
図９は本発明の第４の実施の形態に係るリフロー加熱装置における上下の加熱ユニット１７の一部を示す断面図であり、同図において、図２と同一若しくは実質的に同等のものには同一の符号を付して、重複する説明を省略する。この実施の形態では、上下の加熱ユニット１７の各熱風吹き出しノズル部１８における基板搬送路１４を搬送されるプリント回路基板３に対面する面に、高効率輻射材４８が塗着されている。したがって、この加熱ユニット１７では、熱風吹き出しノズル部１８のノズル孔２３からプリント回路基板３に吹き付ける熱風Ｈによる熱伝達加熱に加えて、熱風吹き出しノズル部１８に塗着した高効率輻射材４８からの輻射加熱エネルギをプリント回路基板３に付与することができる。
【００５５】
そのため、この加熱ユニット１７では、プリント回路基板３に付与する熱エネルギの増大に伴いプリント回路基板３の加熱効率が向上し、プリント回路基板３をさらに効率良く加熱して迅速に昇温させることができる。換言すれば、プリント回路基板３を所定温度まで加熱するのに必要な熱風Ｈの温度を下げることができ、プリント回路基板３における温度ばらつきを極力抑制することができる。
【００５６】
ところで、加熱対象のプリント回路基板３は、これの上面と下面とで異なる加熱温度に設定して加熱されることがある。例えば、耐熱性の比較的低い電子部品１３を上面に仮実装し、且つ耐熱性の比較的高い電子部品１３を下面に仮実装したプリント回路基板３では、上面に２５０℃に温度コントロールした熱風Ｈを吹き付け、且つ下面に２７０℃に温度コントロールした熱風Ｈを吹き付けるといったことが要求される場合がある。このような要求に対して、この実施の形態のリフロー加熱装置は支障無く対応することができる。
【００５７】
すなわち、基板搬送路１４に対し上下に配置される両加熱ユニット１７は、各々の熱風吹き出しノズル部１８が、搬送中のプリント回路基板３に対し直交方向に熱風Ｈを吹き出し、且つ上下で対向するもの同士が互いに一直線上で相対向する配置で設けられている。したがって、上下で相対向する各２つの熱風吹き出しノズル部１８からそれぞれ吹き出される熱風Ｈは、プリント回路基板３が搬送されていない状態時に、基板搬送路１４付近で衝突することによって互いに混合することがない。つまり、互いに異なる所定の温度にそれぞれ制御されて上下から吹き付けられる２種類の熱風Ｈは、相互に混合されることがないから、予め設定された温度を保持し続けて、搬送されてくるプリント回路基板３に対し吹き付けられる。このことは、プリント回路基板３の上面と下面とで加熱条件に温度差を設けて加熱する必要がある場合に、温度プロファイルを形成する上での条件出しにフレキシブル性と余裕が増大することになる。
【００５８】
図１０（ａ）は本発明の第５の実施の形態に係るリフロー加熱装置における加熱ユニット１７の流量調整板３７を示す平面図、（ｂ）は加熱ユニット１７の断面図であり、同図において図２と同一若しくは同等のものには同一の符号を付して、重複する説明を省略する。この実施の形態では、各熱風吹き出しノズル部１８に対向する箇所に各熱風吹き出しノズル部１８に応じて設定した孔径の熱風ガイド孔３７Ａ，３７Ｂを配設したパッチングプレートである流量調整板３４を設けることにより、各熱風吹き出しノズル部１８のノズル孔２３からの熱風Ｈの吹き出し量が均一になるように図ったものである。
【００５９】
詳述すると、図３に明示するように、加熱ユニット１７は、環状の熱風回収案内路２７の中央部に熱風導出路３２を配設して、ヒータ部２８で加熱された熱風Ｈを、熱風循環案内路３１から熱風導出路３２を通って、複数の熱風吹き出しノズル部１８の配列の中央部に向けて循環させる構造になっている。そのため、そのままでは、中央部に位置する熱風吹き出しノズル部１８への熱風Ｈの流入量が多くなり、両側の熱風吹き出しノズル部１８への熱風Ｈの流入量が少なくなる。そこで、この熱風Ｈの流入量のばらつきを無くすために設けている流量調節板３４は、両側部の熱風吹き出しノズル部１８に対向する熱風ガイド孔３７Ａの孔径を大きく、且つ中央部の熱風吹き出しノズル部１８に対向する熱風ガイド孔３７Ｂの孔径を小さく設定して、各熱風吹き出しノズル部１８のノズル孔２３への熱風Ｈの流入量を調整している。
【００６０】
各熱風ガイド孔３７Ａ，３７Ｂの孔径は、各々が対応する熱風吹き出しノズル部１８のノズル孔２３からの熱風Ｈの噴射圧と大気圧との出口差圧が何れも所定値になる値に設定されている。この出口差圧が全て同じ所定値になれば、各熱風吹き出しノズル部１８のノズル孔２３から吹き出す熱風の流量は同一となり、プリント回路基板３の全体を均一に加熱することができる。
【００６１】
上記構造では、各熱風吹き出しノズル部１８のノズル孔２３を全て同一とでき、つまり熱風吹き出しノズル部１８として全て同一のものを用いることができるから、製作費おれび部品管理費を共に低減することができる。しかも、このような安価で簡単な構成としながらも、これらの熱風吹き出しノズル部１８の各々の出口差圧にそれぞれ応じて設定した孔径の熱風ガイド孔３７Ａ，３７Ｂを有する流量調節板３４を予め設けるだけで、各熱風吹き出しノズル部１８のノズル孔２３への熱風Ｈの流入量を個々に調整して、各熱風吹き出しノズル部１８からの熱風Ｈの吹き出し量を全て同じにすることができる。そのため、プリント回路基板３は、全体にわたり均一に加熱されることになる。
【００６２】
【発明の効果】
以上のように本発明のリフロー加熱方法によれば、プリント回路基板に熱を付与して温度低下した熱風を、熱風吹き出しノズル部の近接位置において、熱風吹き付け方向と平行で、且つ逆方向に回収するので、温度低下した熱風を効率的、且つ迅速に回収することができ、温度低下した熱風が熱風吹き出しノズル部とプリント回路基板との間に滞留して澱むといったことが生じない。そのため、プリント回路基板には、所定温度にコントロールされた熱風を常に確実に吹き付けて、プリント回路基板の全体に対し均等、且つ高効率に加熱することができる。
また、本発明のリフロー加熱装置によれば、熱風吹き出しノズル部からの熱風の吹き出し方向と熱風回収部による熱風の回収方向とが、互いに逆方向で、且つ隣接しているので、プリント回路基板に熱を与えることによって温度低下した熱風を熱風回収部に効率的、且つ迅速に回収することができ、温度低下した熱風が熱風吹き出しノズル部とプリント回路基板との間に滞留して澱むといったことが生じないから、プリント回路基板には、所定温度にコントロールされた熱風を常に確実に吹き付けて、プリント回路基板の全体に対し均等、且つ高効率に加熱することができる。また、ヒータ部が熱風回収部と循環ファンとの間に配置されているので、ヒータ部で加熱された熱風が循環ファンで攪拌されて、加熱後の熱風に雰囲気温度のばらつきが生じるのが可及的に抑制され、加熱後の熱風をほぼ均一な温度に制御することができる。特に、プリント回路基板が加熱されながら搬送中にプリント回路基板の下面に仮実装されていた電子部品が外れて落下した場合、この落下した電子部品が部品回収容器の部品回収底面上に集められる。そのため、落下した電子部品は、ヒータ部で焼損したり、循環ファン内に巻き込まれたりするのが未然に防止されるとともに、部品回収容器を引き上げることによって落下した電子部品を容易に回収することができる。また、部品回収容器は、熱風の流通が可能な形状となった部品回収底面を有しているので、温度低下した熱風の回収効率の低下を招くことがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明に係るリフロー加熱方法を具現化した第１の実施の形態に係るリフロー加熱装置の全体構成を示す概略構成図、（ｂ）はその右側面図。
【図２】同上のリフロー加熱装置における加熱ユニットを示す断面図。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図。
【図４】図２のＢ−Ｂ線断面図。
【図５】（ａ）は同上のリフロー加熱装置における加熱ユニットの熱風吹き出しノズル部の断面図、（ｂ）〜（ｄ）はそれぞれ異なる形状のストレート孔部を有する熱風吹き出しノズル部を示す横断面図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係るリフロー加熱装置における図２のＢ−Ｂ線相当部分で切断した断面図。
【図７】本発明の第３の実施の形態に係るリフロー加熱装置における図２のＢ−Ｂ線相当部分で切断した断面図。
【図８】（ａ），（ｂ）は、それぞれ同上のリフロー加熱装置に用いられる異なる部品回収容器を示す斜視図。
【図９】本発明の第４の実施の形態に係るリフロー加熱装置における加熱ユニットを示す断面図。
【図１０】（ａ）は本発明の第５の実施の形態に係るリフロー加熱装置における加熱ユニットの流量調整板を示す平面図、（ｂ）は加熱ユニットの断面図。
【図１１】従来の熱風循環型リフロー加熱構造を示す概略構成図。
【符号の説明】
３プリント回路基板
１２リフロー炉
１３電子部品
１４基板搬送路
１７加熱ユニット
１８熱風吹き出しノズル部
２０基板搬送部
２１支持枠部
２２，４０熱風回収用溝部（熱風回収部）
２３ノズル孔
２４熱風回収路
２８ヒータ部
３０循環ファン
３４流量調節板（流量調節部材）
３７，３７Ａ，３７Ｂ熱風ガイド孔
３８ガイド孔部
３９，３９Ａ，３９Ｂスレート孔部
４０ａ溝中央部
４０ｂ，４０ｃ溝端部
４１，４１Ａ，４１Ｂ部品回収容器
４２ケーシング
４３掛止片
４４，４７部品回収底面
４８高効率輻射材
Ｈ熱風
Ｃ温度低下した熱風
Ｄ搬送方向
Ｌストレート孔部の長さ
ｄ孔径
ｄ１孔径
ｄ２孔幅
ｄ３短径[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a reflow heating method and a reflow heating apparatus used for soldering an electronic component to a printed circuit board.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a reflow heating apparatus for soldering an electronic component to such a printed circuit board, as shown in FIG. 11, the temperature inside the furnace is controlled while circulating the hot air using a hot air as a heating source. A controlled hot air circulation type is known.
[0003]
That is, in this reflow heating apparatus, a hot air circulation path 4 through which hot air is circulated along a path indicated by an arrow is transported in the reflow furnace 1 in which the printed circuit board 3 is transported by the board transport section 2. It is provided so as to cross the road (front side to back side in the figure) in the vertical direction. A heater 7 serving as a heating source is disposed in the hot air circulation path 4, and a circulation fan 9 is rotated by a drive motor 8 to blow air toward the heater 7, and hot air heated by the heater 7 is being conveyed from the hot air nozzle 10. Is sprayed toward the printed circuit board 3 from above. The cream solder pre-printed on the land portion of the printed circuit board 3 is heated and melted by hot air and then cooled and solidified. As a result, the electronic component that has been temporarily mounted by adhering to the cream solder is soldered to the printed circuit board 3. The temperature of the circulating hot air is detected by the thermocouple 11, and the heater 7 is feedback-controlled based on the detected temperature, whereby the hot air is controlled to a constant temperature.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional reflow heating device, the hot air whose temperature has been lowered by heating the printed circuit board 3 stays between the hot air nozzle 10 and the printed circuit board 3 until the printed circuit board 3 has passed. The hot air that has been staying at a relatively low temperature is mixed with hot air blown out from the hot air nozzle 10 while being controlled at a constant temperature. As a result, the hot air for heating the printed circuit board 3 is lower than the controlled predetermined temperature, so that the heating capability for the printed circuit board 3 is reduced and the heating temperature of the entire PUNRITO circuit board 3 is reduced. There is a problem that high quality soldering cannot be performed due to partial variations.
[0005]
In the above reflow heating apparatus, the hot air whose temperature has been lowered by heating the printed circuit board 3 flows and stagnates along the surface layer of the printed circuit board 3, so that the hot air controlled at a constant temperature is heated. This prevents the nozzle 10 from being sprayed onto the printed circuit board 3, which also reduces the heating capability of the printed heating board 3 and causes partial variations in the heating temperature of the entire Punrit circuit board 3, resulting in high quality. There is a problem that soldering cannot be performed.
[0006]
Therefore, the present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and reliably blows hot air controlled to a predetermined temperature to the printed circuit board being conveyed, and is equivalent to the entire printed circuit board. And it aims at providing the reflow heating method and reflow heating apparatus which can be heated with high efficiency.
[0008]
  Main departureThe reflow heating apparatus according to the invention includes a substrate transport unit that transports a printed circuit board on which electronic components are temporarily mounted with cream solder along a substrate transport path inside the reflow furnace, and the substrate transport path. A plurality of the hot air blowing nozzles arranged in a line and heated by blowing the hot air controlled to a predetermined temperature from the orthogonal direction to the printed circuit board being conveyed, and two adjacent hot air blowing nozzles A hot air recovery unit that is provided between each of the units and recovers the hot air that has been reduced in temperature by applying heat to the printed circuit board in a direction parallel to the hot air blowing direction from the hot air blowing nozzle unit and in the opposite direction; The hot air circulation path is arranged to generate a positive pressure for blowing hot air from the hot air blowing nozzle part and a negative pressure for recovering the hot air whose temperature has been lowered through the hot air collecting part. A circulation fan that, the disposed between the circulation fan and the hot air recovery unit in the hot air circulation passage, and a heater unit for heating control hot air whose temperature has been lowered to a predetermined temperatureAnd a hot air blowing nozzle portion for blowing hot air from below to the printed circuit board being transported, and has a component recovery bottom surface in a shape capable of circulating hot air and a latch piece attached to the casing in a latched state. The component recovery container is attached in such an arrangement that the component recovery bottom surface is located upstream of the component recovery portion in the hot air circulation path.It is characterized by that.
[0009]
  In this reflow heating device,First,Since the hot air blowing direction from the hot air blowing nozzle part and the hot air collecting direction by the hot air collecting part are opposite to each other and adjacent to each other, the hot air whose temperature is lowered by applying heat to the printed circuit board is collected. Since the hot air whose temperature has been reduced does not stay and stagnate between the hot air blowing nozzle part and the printed circuit board, the printed circuit board has a predetermined temperature. Therefore, it is possible to constantly and reliably blow hot air controlled to heat the entire printed circuit board uniformly and with high efficiency. In addition, since the heater unit is disposed between the hot air recovery unit and the circulation fan, it is possible that the hot air heated by the heater unit is agitated by the circulation fan, resulting in variations in ambient temperature in the heated hot air. The hot air after heating can be controlled to a substantially uniform temperature.
[0021]
  In particular,When the electronic components temporarily mounted on the lower surface of the printed circuit board are removed while being transported while being heated, the dropped electronic components are collected on the component recovery bottom surface of the component recovery container. Therefore, it is possible to prevent the dropped electronic component from being burned out by the heater or being caught in the circulation fan, and to easily collect the dropped electronic component by pulling up the component collection container. it can. In addition, since the component collection container has a component collection bottom surface that has a shape capable of circulating hot air, the efficiency of collecting hot air that has fallen in temperature is not reduced.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Fig.1 (a) is a schematic block diagram which shows the whole structure of the reflow heating apparatus based on 1st Embodiment which actualized the reflow heating method based on this invention, (b) is the right view. This reflow heating device is a printed circuit board that is temporarily mounted with an electronic component 13 attached to cream solder (not shown) printed on a land portion (not shown) in the upper central portion inside the reflow furnace 12. A substrate transport path 14 is provided for transporting 3 by the substrate transport unit 20.
[0028]
Seven heating units 17 each having a plurality of hot air blowing nozzle portions 17 (in the case of five in this embodiment) are arranged in a row are arranged on both the upper and lower sides of the substrate transport path 14. Has been. In this embodiment, the upper and lower heating units 17 on the front side each preheat the printed circuit board 3 to about 160 ° C., and the upper and lower heating units 17 on the rear stage side each include the printed circuit board 3. 3 is heated to about 230 ° C. As a result, the printed circuit board 3 is heated while forming a predetermined temperature profile while passing through the substrate transport path 14 in the reflow furnace 12, and is disposed near the exit of the substrate transport path 14. 19 is cooled.
[0029]
That is, in the above reflow heating apparatus, the printed circuit board 3 on which the electronic component 13 is temporarily mounted is transported along the substrate transport path 14 between the heating units 17 arranged seven by one above and below by the substrate transport unit 20. As a result, the cream solder is heated and melted by the hot air blown from the hot air blowing nozzle portion 18 of each heating unit 17, and the melted cream solder is cooled and solidified by the cooling portion 19. Is soldered to the printed circuit board 3.
[0030]
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a part of the heating unit 17 in the reflow heating apparatus. Each said hot air blowing nozzle part 18 is detachably attached by the arrangement | positioning which is inserted in the support frame part 21 from the downward direction by the screw | thread (not shown), and sprays the hot air H from the orthogonal direction with respect to the printed circuit board 3, respectively. It is fixed. Between each two adjacent support frame portions 21, there is a groove portion 22 for collecting hot air that is recessed upward. Since each hot air blowing nozzle portion 18 is detachably attached to the support frame portion 21 as described above, the flux generated when the electronic component 13 is soldered to the printed circuit board 3 is generated by the hot air blowing nozzle portion 18. When it adheres to any part and is fouled, or when the hot air blowing nozzle unit 18 is deteriorated and needs to be replaced, or when it is desired to replace it with a different type of hot air blowing nozzle unit 18, The hot air blowing nozzle portion 18 can be easily removed and cleaned or replaced, which is very convenient.
[0031]
The printed circuit board 3 on which the electronic component 13 is mounted in a temporarily mounted state is configured so that, in the process of being transported by the board transporting unit 20, the hot air H controlled to a predetermined temperature by a mechanism described later from the hot air blowing nozzle unit 18 in the orthogonal direction. It is sprayed from and heated. Here, since the hot air blowing direction and the hot air collecting direction are both orthogonal to the conveyance direction D of the printed circuit board 3 and opposite to each other and adjacent to each other, the printed circuit board 3 is heated. The hot air C whose temperature has been lowered by applying the air is quickly collected in the hot air collecting groove 22 adjacent to the hot air blowing nozzle portion 18.
[0032]
Therefore, the hot air C whose temperature has decreased does not stay between the hot air blowing nozzle portion 18 and the printed circuit board 3 and stagnate. Therefore, the hot air H controlled to a predetermined temperature is always applied to the printed circuit board 3. Can spray reliably. Therefore, the printed circuit board 3 is preheated by the upper and lower five heating units 17 on the upper side in the transport direction D when passing between the seven heating units 17 in the upper and lower directions, and then the upper and lower 2 on the rear side. After being heated to a predetermined temperature by one heating unit 17 and forming a predetermined temperature profile, it is cooled by the cooling unit 19 in FIG. 1, so that high-quality soldering can be performed.
[0033]
3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 2, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. As shown in FIG. 3, each hot air blowing nozzle portion 18 is provided with a plurality of nozzle holes 23 (in the case of 10 in this embodiment, for example) in a direction orthogonal to the conveyance direction D of the printed circuit board 3. ing. That is, the nozzle holes 23 are provided in a line at regular intervals over a range longer than the width of the printed circuit board 3. As a result, the hot air H controlled at a predetermined temperature over the entire width direction of the printed circuit board 3 is evenly blown.
[0034]
As shown in FIG. 4, the hot air collecting groove portion 22 is provided so as to penetrate in a direction orthogonal to the conveyance direction D of the printed circuit board 3, that is, in the width direction of the printed circuit board 3. An annular hot air collecting passage 24 is formed in communication with the opening on both sides. Accordingly, the hot air H blown to the printed circuit board 3 from each of the plurality of nozzle holes 23 of each hot air blowing nozzle portion 18 becomes hot air C having a temperature lowered by applying heat to the printed circuit board 3. After being sucked into the hot air collecting groove portion 22 arranged in parallel at the adjacent positions on both sides with respect to each hot air blowing nozzle portion 18, the hot air collecting groove portion is divided into left and right sides with the central portion of the hot air collecting groove portion 22 as a boundary. The air is guided to flow in the air 22 and led out to the left and right hot air collecting passages 24. The hot air collecting groove portion 22 has a length that can cover all of the plurality of nozzle holes 23 of each hot air blowing nozzle portion 18, so that the hot air collecting groove portion 22 is sprayed from each nozzle hole 23 onto the printed circuit board 3 and the temperature The lowered hot air C is immediately collected at a location near the hot air collecting groove 22.
[0035]
When the hot air C guided into the hot air recovery passage 24 passes through the hot air recovery guide passage 27 having a ring shape in plan view, the hot air C is heated by the heater portion 28 provided in the hot air recovery guide passage 27. Then, the hot air H is set to a predetermined temperature again. The hot air H is drawn into the hot air circulation guide path 31 by the circulation fan 30 that is rotationally driven by the drive motor 29, and then the hot air is guided through the center of the ring-shaped hot air collection guide path 27. The air is blown toward the hot air blowing nozzle portion 18 through the path 32. The temperature of the hot air H is controlled to be a predetermined temperature by feedback control of the heater unit 28 based on the temperature detected by the thermocouple 33 provided in the hot air recovery path 24.
[0036]
In the heating unit 17, the hot air H is forcibly circulated along the hot air circulation path by driving the circulation fan 30. That is, the circulation fan 30 generates hot air C from the hot air blowing nozzles 18 and the hot air C that has been heated to the printed circuit board 3 to reduce the temperature. A negative pressure that can be recovered through the path 24 and the hot air recovery guide path 27 is generated.
[0037]
In the heating unit 17, the circulation fan 30 is disposed downstream of the heater portion 28 in the hot air circulation path, so that the hot air H heated by the heater portion 28 is stirred by the circulation fan 30. Variations in the ambient temperature in the heated hot air H are suppressed as much as possible. Thereby, the heated hot air H is controlled to a substantially uniform temperature and is circulated toward the hot air blowing nozzle portion 18.
[0038]
In addition, the circulation fan 30 is disposed at a location adjacent to the downstream side of the hot air circulation path with respect to the hot air collection guide path 27 that communicates with the hot air collection path 24, and the hot air collection groove 22 through the hot air collection guide path 27 and the hot air collection path 24. The negative pressure can be effectively generated. As a result, the hot air C, which has been heated and applied to the printed circuit board 3 and has fallen in temperature, is efficiently and quickly collected in the hot air collecting groove 22, so that the hot air blowing nozzle section 18 and the printed circuit board 3 There is no stagnation between. Therefore, the hot air H controlled to a predetermined temperature can always be reliably blown onto the printed circuit board 3 from the hot air blowing nozzle portion 18. A flow rate adjusting plate 34 having hot air guide holes 37 individually facing each nozzle hole 23 is disposed on the inlet side of the nozzle hole 23 of the hot air blowing nozzle portion 18. The amount of hot air H flowing into the nozzle hole 23 is adjusted, and details of the function of the flow rate adjusting plate 34 will be described later.
[0039]
Next, the nozzle hole 23 of the hot air blowing nozzle portion 18 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 5A, the nozzle hole 23 includes a guide hole portion 38 having a taper on the inlet side (upper side in the drawing), and a straight hole portion communicating with the guide hole portion 38 and penetrating to the ejection port. 39. The straight hole 39 is formed in a shape having a length L larger than its own hole diameter d.
[0040]
The nozzle hole 23 having the shape as described above can reduce the pressure resistance when the hot air H is introduced into the nozzle hole 23 by the guide hole 38 and can smoothly introduce the hot air H into the nozzle hole 23. it can. Thereby, in this heating unit 17, the load to the circulation fan 30 required to circulate the hot air H at a desired wind speed can be reduced. In other words, the number of rotations of the circulation fan 30 necessary for obtaining a desired wind speed can be reduced, thereby improving the reliability of the structure and extending the life.
[0041]
Further, since the straight hole portion 39 having the above shape has a shape having a length L larger than the hole diameter d, the soot before blowing the hot air H also functions as a running path, so the hot air blown from the nozzle hole 23 Straightness can be obtained in H. Therefore, since the hot air H can be blown onto the printed circuit board 3 from the direction orthogonal to the printed circuit board 3, the heating efficiency by the hot air H per unit volume with respect to the printed circuit board 3 is remarkably improved.
[0042]
Further, the straight hole 39 of the nozzle hole 23 can be formed in various cross-sectional shapes as shown in FIGS. The straight hole 39A in (b) has a circular cross-sectional shape, and the adjustment and setting of the flow rate of the hot air H per unit volume is easy, so the setting of the heating temperature of the printed circuit board 3 can be performed. There is an advantage that it can be easily and accurately performed, and it is suitable when the final heating unit 17 for main heating is configured in the transport direction D of the printed circuit board 3 in the reflow heating apparatus.
[0043]
The straight hole 39B in FIG. 5 (c) has an oval cross-sectional shape, and can reduce the blank portion where the hot air H is not sufficiently blown onto the printed circuit board 3, so that the entire printed circuit board 2 can be reduced. For example, it is suitable for the case where the preliminary heating unit 17 for preliminary heating is configured in the reflow heating apparatus with respect to the conveyance direction D of the printed circuit board 3. The straight hole 39 </ b> C in (d) has a rectangular cross-sectional shape, and can further reduce a blank portion where the hot air H is not sufficiently blown onto the printed circuit board 3. However, in any of the straight hole portions 39A, 39B, and 39C of (b) to (d), the length L is set to be larger than each of the hole diameter d1, the hole width d2, and the short diameter d3.
[0044]
FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 2 in the reflow heating apparatus according to the second embodiment of the present invention. In FIG. The duplicated explanation is omitted. In this embodiment, the hot air collecting groove 40 has the shallowest groove depth L1 from the lower end surface of the heating unit 17 at the groove central portion 40a, and from the lower end surface of the heating unit 17 at the left and right groove end portions 40b and 40c. The groove depth L2 is the deepest, and the groove depth linearly decreases from the groove center portion 40a toward the left and right groove end portions 40b, 40c.
[0045]
Next, the operation of the heating unit 17 having the hot air collecting groove 40 will be described with reference to the reference numerals in FIGS. 2 and 3 for components not shown. Hot air H is blown from the nozzle hole 23 of the hot air blowing nozzle portion 18 to the printed circuit board 3 and the temperature of the hot air H is reduced by the heat supplied to the printed circuit board 3. It is divided into both sides and flows toward the hot air collection path 24. The hot air collecting groove 40 for guiding the hot air C having lowered temperature to the hot air collecting passage 24 has a shape in which the groove depth gradually increases from the groove central portion 40a toward the left and right groove end portions 40b, 40c. Therefore, the hot air C whose temperature has decreased tends to flow toward the hot air recovery passages 24 on both sides.
[0046]
The groove central portion 40a of the hot air collecting groove portion 40 has the lowest negative pressure generated by driving the circulation fan 30, and therefore has the lowest ability to collect the hot air C having a lowered temperature. Since the hot air C having a lowered temperature tends to flow toward the hot air recovery passages 24 on both sides as described above, the phenomenon that the hot air C is stagnated in the vicinity of the groove central portion 40a can be prevented as much as possible. The hot air C having a lowered temperature can be efficiently led to the hot air collecting path 24 through the hot air collecting groove 40 and recovered.
[0047]
In the conventional reflow heating apparatus, the phenomenon that the hot air C stagnates in the central portion in the width direction of the printed circuit board 3 has occurred remarkably, but in the heating unit 17, the hot air collecting groove 40 has the shape described above. By having it, the phenomenon that the above-mentioned hot air C stagnates is effectively prevented, and the hot air C whose temperature has decreased flows smoothly and quickly into the hot air recovery path 24. Thereby, in this heating unit 17, the heating efficiency with respect to the printed circuit board 3 improves considerably.
[0048]
FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 2 in the reflow heating apparatus according to the third embodiment of the present invention, in which the same or substantially the same as FIG. Are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. As clearly shown in FIG. 1, heating units 17 are disposed inside the reflow furnace 12 on both upper and lower sides of the substrate transport path 14. In this embodiment, the heating units 17 are disposed below the substrate transport path 14. Thus, the heating unit 17 for heating the lower surface side of the printed circuit board 3 is provided.
[0049]
The electronic component 13 that is temporarily mounted by being attached to the cream solder printed on the land portion on the lower surface side of the printed circuit board 3 is blown with hot air H to melt the cream solder as shown by a two-dot chain line in FIG. May fall off the land. Therefore, in this embodiment, the component collection container 41 for collecting the dropped electronic component 13 is attached to the upper end portion of the casing 42 of the heating unit 17 and disposed in the hot air collection path 24. Yes.
[0050]
FIGS. 8A and 8B are perspective views showing different parts collection containers 41A and 41B, respectively. Each of these component recovery containers 41A and 41B has a container shape in which one side surface (the front side surface in the figure) is open, and a latching piece 43 for attaching to the casing 42 projects outward and is bent. The component recovery container 41A in (a) has a component recovery bottom surface 44 in the form of a wire mesh, and the component recovery container 41B in (b) has a component recovery bottom surface 47 in the form of a small-diameter perforated plate.
[0051]
Therefore, in the heating unit 17, when the electronic component 13 temporarily mounted on the lower surface of the printed circuit board 3 is removed while being transported while the printed circuit board 3 is heated, the dropped electronic component 13 becomes 2 As shown by the dotted line, after contacting the hot air blowing portion of the hot air blowing nozzle portion 18, they are collected on the component collecting bottom surfaces 44, 47 of the component collecting containers 41, 41 A, 41 B.
[0052]
This prevents the dropped electronic component 13 from entering the hot air collection guide path 27 from the hot air collection path 24 and being burned out by the heater unit 28 or being caught in the circulation fan 30. The dropped electronic component 13 can be easily recovered by pulling up the component recovery containers 41, 41A, 41B. In other words, in the conventional reflow heating device, a wire mesh is disposed on the upper side of the hot air circulation direction with respect to the component recovery path and the circulation fan, but it falls compared to such a structure. The collection of the electronic component 13 becomes much easier. Moreover, since the component collection containers 41A and 41B have the component collection bottom surface 44 in the form of a wire mesh or the component collection bottom surface 47 in the form of a small-diameter perforated plate, the recovery efficiency of the hot air C having a lowered temperature may be reduced. Absent.
[0053]
As shown in FIG. 1, the reflow heating apparatus of the present invention has a structure in which heating units 17 are arranged on both upper and lower sides with respect to the substrate transfer path 14, and on the upper side with respect to the substrate transfer path 14 as shown in FIGS. Either the structure in which the heating unit 17 is disposed only on the substrate, or the structure in which the heating unit 17 is disposed only on the lower side with respect to the substrate transport path 14 as shown in FIG. 7 can be easily employed. Thereby, the said reflow heating apparatus can be set as the structure which can be heated effectively, eliminating waste as much as possible corresponding to the difference in the kind of the printed circuit board 3 of heating object. Therefore, the reflow heating apparatus can provide a reflow facility that is as inexpensive as possible according to the printed circuit board 3 to be heated.
[0054]
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a part of the upper and lower heating units 17 in the reflow heating apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. In FIG. 9, the same or substantially the same as FIG. The same reference numerals are given, and duplicate descriptions are omitted. In this embodiment, a high-efficiency radiation material 48 is applied to the surface of the hot air blowing nozzle portion 18 of each of the upper and lower heating units 17 that faces the printed circuit board 3 that is transported through the substrate transport path 14. Therefore, in this heating unit 17, in addition to the heat transfer heating by the hot air H blown from the nozzle hole 23 of the hot air blowing nozzle portion 18 to the printed circuit board 3, the high efficiency radiation material 48 applied to the hot air blowing nozzle portion 18 is used. Radiant heating energy can be applied to the printed circuit board 3.
[0055]
Therefore, in this heating unit 17, the heating efficiency of the printed circuit board 3 is improved as the thermal energy applied to the printed circuit board 3 is increased, and the printed circuit board 3 can be heated more efficiently and rapidly heated. it can. In other words, the temperature of the hot air H necessary for heating the printed circuit board 3 to a predetermined temperature can be lowered, and temperature variations in the printed circuit board 3 can be suppressed as much as possible.
[0056]
By the way, the printed circuit board 3 to be heated may be heated by setting different heating temperatures on the upper surface and the lower surface thereof. For example, in the printed circuit board 3 in which the electronic component 13 having relatively low heat resistance is temporarily mounted on the upper surface and the electronic component 13 having relatively high heat resistance is temporarily mounted on the lower surface, the hot air H whose temperature is controlled to 250 ° C. on the upper surface. And hot air H whose temperature is controlled to 270 ° C. may be sprayed on the lower surface. The reflow heating apparatus of this embodiment can respond to such a request without any trouble.
[0057]
That is, in both heating units 17 arranged above and below the substrate transport path 14, each hot air blowing nozzle portion 18 blows hot air H in a direction orthogonal to the printed circuit board 3 being transported and is opposed vertically. The objects are provided so as to face each other on a straight line. Therefore, the hot air H blown out from each of the two hot air blowing nozzle portions 18 facing each other in the upper and lower sides is mixed with each other by colliding in the vicinity of the board conveyance path 14 when the printed circuit board 3 is not being conveyed. There is no. That is, the two types of hot air H that are controlled to different predetermined temperatures and blown from above and below are not mixed with each other, so that the printed circuit that is conveyed while continuing to maintain a preset temperature is maintained. Sprayed onto the substrate 3. This means that when it is necessary to heat the upper and lower surfaces of the printed circuit board 3 with a temperature difference in heating conditions, flexibility and margin are increased in determining the conditions for forming the temperature profile. Become.
[0058]
FIG. 10A is a plan view showing a flow rate adjusting plate 37 of the heating unit 17 in the reflow heating apparatus according to the fifth embodiment of the present invention, and FIG. 10B is a sectional view of the heating unit 17. Components that are the same as or equivalent to those in FIG. In this embodiment, a flow rate adjusting plate 34 which is a patching plate provided with hot air guide holes 37A and 37B having a hole diameter set in accordance with each hot air blowing nozzle portion 18 is provided at a location facing each hot air blowing nozzle portion 18. Thus, the amount of hot air H blown out from the nozzle holes 23 of each hot air blowing nozzle portion 18 is made uniform.
[0059]
More specifically, as clearly shown in FIG. 3, the heating unit 17 is provided with a hot air derivation path 32 at the center of the annular hot air collection guide path 27 to convert the hot air H heated by the heater section 28 into hot air. The circulation guide path 31 passes through the hot air derivation path 32 and circulates toward the center of the array of the plurality of hot air blowing nozzle portions 18. Therefore, as it is, the amount of hot air H flowing into the hot air blowing nozzle portion 18 located at the center increases, and the amount of hot air H flowing into the hot air blowing nozzle portions 18 on both sides decreases. Therefore, the flow rate adjusting plate 34 provided to eliminate the variation in the inflow amount of the hot air H has a large diameter of the hot air guide hole 37A facing the hot air blowing nozzle portion 18 on both sides and a hot air blowing nozzle in the center portion. The diameter of the hot air guide hole 37B facing the portion 18 is set to be small, and the amount of hot air H flowing into the nozzle hole 23 of each hot air blowing nozzle portion 18 is adjusted.
[0060]
The diameters of the hot air guide holes 37A and 37B are set to values at which the outlet pressure difference between the injection pressure of the hot air H from the nozzle hole 23 of the hot air blowing nozzle portion 18 and the atmospheric pressure corresponding to each of the hot air guide holes 37A and 37B becomes a predetermined value. ing. If all the outlet differential pressures have the same predetermined value, the flow rate of hot air blown from the nozzle holes 23 of the hot air blowing nozzle portions 18 becomes the same, and the entire printed circuit board 3 can be heated uniformly.
[0061]
In the above structure, all the hot air blowing nozzle portions 18 can have the same nozzle hole 23, that is, the same hot air blowing nozzle portion 18 can be used, so that both the manufacturing cost and the part management cost can be reduced. Can do. In addition, a flow rate adjusting plate 34 having hot air guide holes 37A and 37B each having a hole diameter set in accordance with the outlet differential pressure of each of the hot air blowing nozzle portions 18 is provided in advance while having such an inexpensive and simple configuration. The amount of hot air H flowing into the nozzle hole 23 of each hot air blowing nozzle portion 18 can be individually adjusted to make the amount of hot air H blown from each hot air blowing nozzle portion 18 the same. Therefore, the printed circuit board 3 is uniformly heated throughout.
[0062]
【The invention's effect】
  As described above, according to the reflow heating method of the present invention, the hot air, which has been subjected to temperature reduction by applying heat to the printed circuit board, is collected in the vicinity of the hot air blowing nozzle portion in parallel to the hot air blowing direction and in the opposite direction. Therefore, the hot air whose temperature has decreased can be collected efficiently and quickly, and the hot air whose temperature has decreased does not stay and stagnate between the hot air blowing nozzle part and the printed circuit board. For this reason, hot air controlled to a predetermined temperature is always reliably blown onto the printed circuit board, and the entire printed circuit board can be heated uniformly and with high efficiency.
  Further, according to the reflow heating device of the present invention, the hot air blowing direction from the hot air blowing nozzle portion and the hot air collecting direction by the hot air collecting portion are opposite to each other and adjacent to each other. The hot air whose temperature has been lowered by applying heat can be efficiently and quickly collected in the hot air collecting part, and the hot air whose temperature has been lowered stays between the hot air blowing nozzle part and the printed circuit board and stagnates. Therefore, hot air controlled at a predetermined temperature is always reliably blown onto the printed circuit board, and the entire printed circuit board can be heated uniformly and with high efficiency. In addition, since the heater unit is disposed between the hot air recovery unit and the circulation fan, it is possible that the hot air heated by the heater unit is agitated by the circulation fan, resulting in variations in ambient temperature in the heated hot air. The hot air after heating can be controlled to a substantially uniform temperature.In particular, when an electronic component temporarily mounted on the lower surface of the printed circuit board is removed while being transported while being heated, the dropped electronic component is collected on the component recovery bottom surface of the component recovery container. Therefore, it is possible to prevent the dropped electronic component from being burned out by the heater or being caught in the circulation fan, and to easily collect the dropped electronic component by pulling up the component collection container. it can. In addition, since the component collection container has a component collection bottom surface that has a shape capable of circulating hot air, the efficiency of collecting hot air that has fallen in temperature is not reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a schematic configuration diagram showing an overall configuration of a reflow heating apparatus according to a first embodiment that embodies a reflow heating method according to the present invention, and FIG. 1B is a right side view thereof.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a heating unit in the above reflow heating apparatus.
3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
4 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
5A is a cross-sectional view of a hot air blowing nozzle portion of a heating unit in the above reflow heating apparatus, and FIGS. 5B to 5D are cross-sectional views showing hot air blowing nozzle portions each having a straight hole portion having a different shape. FIG.
6 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 2 in the reflow heating apparatus according to the second embodiment of the present invention.
7 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 2 in the reflow heating apparatus according to the third embodiment of the present invention.
FIGS. 8A and 8B are perspective views showing different component collection containers used in the reflow heating apparatus same as above. FIGS.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a heating unit in a reflow heating apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
10A is a plan view showing a flow rate adjusting plate of a heating unit in a reflow heating apparatus according to a fifth embodiment of the present invention, and FIG. 10B is a sectional view of the heating unit.
FIG. 11 is a schematic configuration diagram showing a conventional hot air circulation type reflow heating structure.
[Explanation of symbols]
3 Printed circuit board
12 Reflow furnace
13 Electronic components
14 Substrate transport path
17 Heating unit
18 Hot air blowing nozzle
20 Board transfer section
21 Support frame
22, 40 Hot air recovery groove (hot air recovery part)
23 Nozzle hole
24 Hot air recovery path
28 Heater
30 Circulation fan
34 Flow control plate (flow control member)
37, 37A, 37B Hot air guide hole
38 Guide hole
39, 39A, 39B Slate hole
40a groove center
40b, 40c groove end
41, 41A, 41B Parts collection container
42 Casing
43 Hanging piece
44, 47 Parts recovery bottom
48 High efficiency radiation material
H Hot air
C Hot air with reduced temperature
D Transport direction
L Straight hole length
d Hole diameter
d1 hole diameter
d2 Hole width
d3 minor axis

Claims

A board transfer section for transferring a printed circuit board on which electronic components are temporarily mounted by cream solder along a board transfer path inside the reflow furnace;
A plurality of hot air blowing nozzles that are arranged in a line along the board conveyance path, and that blows and heats hot air controlled to a predetermined temperature from the orthogonal direction to the printed circuit board being conveyed, and
It is provided between each of the two adjacent hot air blowing nozzle portions, and the hot air, which has been heated to apply heat to the printed circuit board and has a temperature drop, is parallel to the blowing direction of the hot air from the hot air blowing nozzle portion, and A hot air collecting section for collecting in the reverse direction;
A circulation fan that is arranged in a hot air circulation path and generates a positive pressure for blowing hot air from the hot air blowing nozzle part and a negative pressure capable of recovering the hot air having a lowered temperature through the hot air collecting part;
A heater unit that is disposed between the hot air recovery unit and the circulation fan in the hot air circulation path and controls the hot air whose temperature has been lowered to the predetermined temperature ;
A hot air blowing nozzle portion for blowing hot air from below to the printed circuit board being conveyed;
A parts collection container having a parts collection bottom surface in a shape capable of circulating hot air and a latch piece attached to the casing in a latched state is located on the upstream side of the parts collection unit in the hot air circulation path. The reflow heating apparatus is attached in an arrangement to perform .