JP2000294918A - ブローノズル、リフローソルダリング装置、リフローソルダリング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】廉価に小型化することが可能なリフローソルダ
リング装置を提供すること。 【解決手段】電子部品５０を搭載したプリント基板６０
を搬送する搬送部１０と、プリント基板６０等を予め所
定温度まで上昇させるための予熱部２０と、熱風を噴出
して半田ペーストを溶解するための熱風ブローノズル３
０と、冷風を噴出して半田を固化させるための冷風ブロ
ーノズル４０とを配設する。熱風ブローノズル３０は、
外部から導入される熱風を導入路３３の周囲に配設され
たヒータ３４で所定温度まで上昇させながら、内筒部３
１の下端３６から搬送部１０に載置されたプリント基板
６０に噴出するとともに、噴出された熱風を外筒部３２
の下端３６から外部に排出する。冷風ブローノズル４０
は、外部から導入される冷風を内筒部３１の下端３６か
ら搬送部１０に載置されたプリント基板６０に噴出する
とともに、噴出された冷風を外筒部３２の下端３６から
外部に排出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、外部から導入され
る熱風または冷風を噴出するとともに、噴出された熱風
または冷風を外部に排出するブローノズル、そのブロー
ノズルを備えたリフローソルダリング装置、及びリフロ
ーソルダリング方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、電気製品の小型化に伴って、表面
実装デバイス（ＳＭＤ：Surface Mount Device）の電子
部品が多用されつつある。このＳＭＤ等の電子部品をプ
リント基板に実装する場合には、電子部品とプリント基
板とを電気的に接続するとともに、機械的に固定する必
要がある。その技術の１つとして、リフローソルダリン
グが知られている。このリフローソルダリングでは、予
め半田ペースト（ソルダペースト）が印刷されたプリン
ト基板に各種電子部品を搭載した状態で、リフローソル
ダリング装置内を通過させると、プリント基板上の半田
ペーストが溶融されて、電子部品とプリント基板とが電
気的に接続されるとともに、機械的に固定される。

【０００３】図６に示すように、リフローソルダリング
装置１００は、電子部品１１０が搭載されたプリント基
板１２０を搬送するための搬送部１３０と、リフロー炉
１４０とから構成されている。このリフロー炉１４０
は、プリント基板１２０の搬送方向において前段に設け
られる予熱部１５０と、それに続く本加熱部１６０から
構成されている。このリフロー炉１４０では、電子部品
１１０に加わる熱衝撃を緩和するために予熱部において
約１３０〜１７０〔℃〕の温度で予熱し、それに続く本
加熱部１６０において半田ペーストの溶融温度（約１８
０〔℃〕）より３０〜５０〔℃〕高い約２１０〜２３０
〔℃〕の温度で加熱される。その後、半田が冷却される
と、半田が固化して、プリント基板１２０に電子部品１
１０が確実に実装される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、リフロー炉
１４０内の予熱部１５０では、外部から導入される熱風
や予熱部１５０内に配設されたヒータ１７０で、熱対流
させることにより、電子部品１１０とプリント基板１２
０とに予熱を加えている。また、リフロー炉１４０内の
本加熱部１６０では、外部から導入される熱風や本加熱
部１６０内に配設されたヒータ１７０で、熱対流させる
ことにより、半田ペーストを溶解している。このため、
プリント基板１２０に電子部品１１０を確実に実装する
ためには、リフロー炉１４０内の予熱部１５０、本加熱
部１６０を前記所定温度に維持することが必要である。
従って、リフロー炉１４０内の予熱部１５０、本加熱部
１６０を前記所定温度に維持するためにかかるコストが
高くなる傾向にある。加えて、熱対流で半田ペーストを
溶融するためには、リフロー炉１４０を大きくして、熱
対流し易くする必要がある。従って、リフローソルダリ
ング装置１００も大型化する傾向にあった。

【０００５】本発明は、このような問題点に着目してな
されたものであって、下記［１］〜［３］の目的を有す
るものである。 ［１］リフローソルダリング装置に寄与することが可能
なブローノズルを提供することにある。

【０００６】［２］廉価に小型化することが可能なリフ
ローソルダリング装置を提供することにある。 ［３］簡便にリフローソルダリングを行うことが可能な
リフローソルダリング方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に記載の発明においては、リフローソル
ダリング装置に配設され、熱風または冷風を内筒部の下
端から噴出するとともに、噴出された熱風または冷風を
外筒部の下端から外部に排出する。

【０００８】従って、請求項１に記載の発明によれば、
内筒部の下端から熱風または冷風が噴出される。そし
て、噴出された熱風または冷風は、外筒部の下端から外
部に排出される。

【０００９】請求項２に記載の発明においては、内筒部
の内部には、熱風または冷風を整流する整流手段を配設
した。従って、請求項２に記載の発明によれば、整流手
段によって、整流された熱風または冷風が内筒部の下端
から噴出される。

【００１０】請求項３に記載の発明においては、半田ペ
ーストが印刷され、電子部品が搭載されたプリント基板
を搬送する搬送手段と、プリント基板と電子部品とを所
定温度まで上昇させる予熱手段と、半田ペーストを溶融
する加熱手段とを備えたリフローソルダリング装置にお
いて、前記加熱手段は、熱風を噴出する請求項１または
請求項２に記載のブローノズルである。

【００１１】従って、請求項３に記載の発明によれば、
搬送手段によって搬送されてくるプリント基板と電子部
品とは、予熱手段によって所定温度まで上昇された後、
請求項１または請求項２に記載のブローノズルの加熱手
段によって半田ペーストが溶融される。

【００１２】請求項４に記載の発明においては、半田ペ
ーストが印刷され、電子部品が搭載されたプリント基板
を搬送する搬送手段と、プリント基板と電子部品とを所
定温度まで上昇させる予熱手段と、半田ペーストを溶融
する加熱手段とを備えたリフローソルダリング装置にお
いて、溶融された半田を固化する冷却手段を備えた。

【００１３】従って、請求項４に記載の発明によれば、
加熱手段で溶融された半田が、冷却手段によって固化さ
れる。請求項５に記載の発明においては、プリント基板
と電子部品とを所定温度まで上昇させる予熱工程と、半
田ペーストを溶融する加熱工程とからなるリフローソル
ダリング方法において、前記加熱工程は、熱風を噴出さ
せて半田ペーストを溶融する。

【００１４】従って、請求項５に記載の発明によれば、
加熱工程の熱風によって、半田ペーストが溶融される。
請求項６に記載の発明においては、プリント基板と電子
部品とを所定温度まで上昇させる予熱工程と、半田ペー
ストを溶融する加熱工程とからなるリフローソルダリン
グ方法において、前記加熱工程において溶融された半田
を固化する冷却工程をも有する。

【００１５】従って、請求項６に記載の発明によれば、
加熱工程で溶融された半田が、冷却工程において固化さ
れる。なお、以下に述べる発明の実施の形態において、
特許請求の範囲または課題を解決するための手段に記載
の「整流手段」は整流板３７に相当し、同じく「搬送手
段」は搬送部１０に相当し、同じく「予熱手段」は予熱
部２０に相当し、同じく「加熱手段」は熱風ブローノズ
ル３０に相当し、同じく「冷却手段」は冷風ブローノズ
ル４０に相当する。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に、本発明を具体化した一実
施形態について図面を用いて説明する。図１に示すよう
に、リフローソルダリング装置１は、搬送部１０、予熱
部２０、熱風ブローノズル３０、及び冷風ブローノズル
４０とから構成されている。

【００１７】搬送部１０は、一対のローラ１１と、その
一対のローラ１１間に掛装された一対の無限軌道ベルト
１２と、一方のローラ１１に接続されたモータ１３とか
ら構成されている。なお、他方のローラ１１は、回転自
在に軸支されている。その一対のベルト１２間には、電
子部品５０が搭載されたプリント基板６０が載置され
る。そして、モータ１３の回転に伴って、一対のベルト
１２が矢印方向に回転されると、電子部品５０を搭載し
たプリント基板６０は、その一対のベルト１２間に載置
された状態で移動される。

【００１８】予熱部２０は、一対のベルト１２間に載置
されたプリント基板６０に対向する位置に配設された一
対のヒータ２１と、その一対のヒータ２１を覆う予熱炉
２２とから構成されている。予熱炉２２の上部には、予
熱炉２２内の熱を排出するための排出路２３が配設され
ている。

【００１９】熱風ブローノズル３０は、外部から導入さ
れる熱風を一対のベルト１２間に載置されたプリント基
板６０に噴出するとともに、噴出された熱風を外部に排
出する。

【００２０】冷風ブローノズル４０は、外部から導入さ
れる冷風を一対のベルト１２間に載置されたプリント基
板６０に噴出するとともに、噴出された冷風を外部に排
出する。

【００２１】次に、熱風ブローノズル３０と冷風ブロー
ノズル４０との構成について、図面を用いて説明する。
図２及び図３に示すように、熱風ブローノズル３０は、
熱風を噴出する略直方形状の内筒部３１と、その噴出さ
れた熱風を排出する略直方形状の外筒部３２とから構成
されている。内筒部３１の上部には、熱風を導入するた
めの導入路３３が形成されている。その導入路３３の周
囲には、導入される熱風の温度を所定温度にまで上昇さ
せるためのヒータ３４が配設されている。外筒部３２の
上部には、噴出された熱風を外部に排出するための排出
路３５が形成されている。内筒部３１と外筒部３２との
下端３６は、開口されている。内筒部３１の内部には、
外部から導入された熱風を整流させるための複数の整流
板３７が配設されている。なお、冷風ブローノズル４０
の構成は、ヒータ３４が配設されていない点で異なるの
みである。

【００２２】以上のように構成された熱風ブローノズル
３０、冷風ブローノズル４０、及びリフローソルダリン
グ装置１の作用について説明する。図１に示すように、
半田ペーストが印刷されたプリント基板６０に電子部品
５０が搭載された状態で、一対のベルト１２間にプリン
ト基板６０が載置されると、プリント基板６０は、予熱
部２０に向かって移動する。

【００２３】予熱部２０では、一対のヒータ２１によ
り、プリント基板６０と電子部品５０とが所定温度まで
上昇されながら、熱風ブローノズル３０に向かって移動
する。熱風ブローノズル３０では、まず外部から導入さ
れる熱風が、導入路３３の周囲に配設されたヒータ３４
によって所定温度にまで上昇される。その上昇された熱
風が熱風ブローノズルの内筒部３１の下端３６から噴出
されると、プリント基板６０に印刷された半田ペースト
が溶融されながら、冷風ブローノズル４０に向かって移
動する。そして、噴出された熱風は、外筒部３２の下端
３６から吸引されて外部に排出される。

【００２４】続いて、冷風ブローノズル４０の内筒部３
１の下端３６から噴出される冷風によって、溶融された
半田ペーストが固化されながら移動する。このとき、噴
出された冷風は、外筒部３２の下端３６から吸引されて
外部に排出される。そして、半田ペーストが固化される
と、プリント基板６０に電子部品５０が確実に実装され
る。

【００２５】以上、詳述したように本実施形態によれ
ば、次のような作用、効果を得ることができる。 （１）熱風及び冷風は、熱風及び冷風ブローノズル３
０，４０の上部から導入されて内筒部３１の下端３６か
ら噴出される。そして、噴出された熱風及び冷風は、外
筒部３２の下端３６から吸引されて外部に排出される。
このとき、プリント基板６０と電子部品５０とが、熱風
ブローノズル３０の下を通過した後、冷風ブローノズル
４０の下を通過する。このとき、半田ペーストが溶融さ
れた後、半田が固化される。従って、プリント基板６０
と電子部品５０とが、熱風及び冷風ブローノズル３０，
４０の下を通過するのみで、プリント基板６０に電子部
品５０を確実に実装することができる。よって、熱風及
び冷風ブローノズル３０，４０は、リフローソルダリン
グ装置１に寄与することができる。

【００２６】（２）内筒部３１の内部には、熱風または
冷風を整流するための複数の整流板３７が配設されてい
る。このため、外部から導入される熱風または冷風が整
流されて、プリント基板６０と電子部品５０とに噴出さ
れる。その結果、半田ペーストが均一に溶融されて固化
される。従って、プリント基板６０に電子部品５０をよ
り確実に実装することができる。よって、熱風及び冷風
ブローノズル３０，４０は、リフローソルダリング装置
１に寄与することができる。

【００２７】（３）加えて、冷風ブローノズル４０から
の冷風によって、溶融された半田が素早く固化される。
換言すれば、強制的な冷風によって、溶融された半田を
固化させている。このため、電子部品５０がプリント基
板６０に素早く確実に実装される。従って、後工程であ
る洗浄工程に素早く移行することができる。また、無洗
浄の場合であっても、次工程へ素早く移行することがで
きる。

【００２８】（４）プリント基板６０と電子部品５０と
は、予熱部２０を通過した後、まず噴出された熱風を外
部に排出する熱風ブローノズル３０の外筒部３２の下を
通過し、その後熱風を噴出する熱風ブローノズル３０の
内筒部３１の下を通過する。このため、プリント基板６
０と電子部品５０とは、予熱部２０で所定温度まで上昇
された後に、急激に温度が上昇することはない。従っ
て、温度変化に伴って、電子部品５０が故障するおそれ
をも防止することができる。

【００２９】（５）熱風及び冷風は、熱風及び冷風ブロ
ーノズル３０，４０の内筒部３１からプリント基板６０
と電子部品５０とに噴出している。このため、熱風及び
冷風ブローノズル３０，４０廻りの外気温によって、熱
風及び冷風の温度が変化されるのが抑制される。従っ
て、導入される熱風及び冷風が、熱風及び冷風ブローノ
ズル３０，４０廻りの外気温に影響されることを防止す
ることができる。

【００３０】（６）外部から熱風及び冷風を導入する熱
風及び冷風ブローノズル３０，４０を配設し、半田ペー
ストの溶融及び固化を実現している。このため、従来の
ように熱対流型のリフロー炉を設ける必要がない。従っ
て、リフローソルダリング装置１を廉価に小型化するこ
とができる。

【００３１】（７）熱風ブローノズル３０から熱風が噴
出された後、冷風ブローノズル４０から冷風が噴出され
ている。このため、熱風によって半田ペーストが溶融さ
れた後、冷風によって半田が固化される。従って、簡便
にリフローソルダリングを行うことが可能なリフローソ
ルダリング方法となる。

【００３２】（８）熱風ブローノズル３０における導入
路３３の周囲には、熱風を所定温度まで上昇させるため
のヒータ３４が配設されている。このため、外部から導
入される熱風を確実に所定温度まで上昇させることがで
きる。従って、確実に半田ペーストを溶融することがで
きる。よって、プリント基板６０に電子部品５０を確実
に実装することができる。

【００３３】なお、本実施形態は、次のように変更して
具体化することも可能である。 ・外部から導入する熱風及び冷風は、窒素ガスであって
も良い。また、不活性ガスであっても良い。このように
構成すれば、半田ペーストが溶融して固化するとき、酸
化されるのを防止することができる。

【００３４】・さらに、熱風のみ窒素ガスや不活性ガス
であっても良い。このように構成すれば、半田ペースト
が溶融するとき、酸化されるのを防止することができ
る。 ・外部から常温風を導入して、導入路３３の周囲に配設
したヒータ３４で熱風にする構成にしても良い。

【００３５】・熱風及び冷風ブローノズル３０，４０
は、プリント基板６０のサイズに応じて、変更できるよ
うに構成しても良い。 ・熱風及び冷風ブローノズル３０，４０における下端３
６の開口サイズを変更可能な構成にしても良い。

【００３６】・熱風及び冷風ブローノズル３０，４０
は、円筒形状、多角体形状等であっても良い。 ・図４（ａ）に示すように、整流板３７は、外筒部３２
まで延長された整流板であっても良い。

【００３７】・図４（ｂ）に示すように、整流板３７
は、プリント基板６０の搬送方向に対して平行な整流板
３７であっても良い。 ・図４（ｃ）に示すように、搬送方向に直交する平行な
整流板３７と、搬送方向に平行な整流板３７とを備えた
もの（格子状の整流板３７）であっても良い。

【００３８】・図５に示すように、整流板３７の上端を
先細に形成しても良い。このように構成すれば、熱風及
び冷風ブローノズル３０，４０の下端３６から熱風及び
冷風を均一に噴出させることができる。

【００３９】・冷風ブローノズル４０を配設しないで、
自然冷却によって半田を固化する構成にしても良い。こ
のように構成すれば、リフローソルダリング装置１をよ
り一層小型化することができる。

【００４０】・半田ペーストをプリント基板６０に印刷
する印刷装置と、半田ペーストが印刷されたプリント基
板６０に電子部品５０を搭載する搭載装置と、リフロー
ソルダリング装置１とを備えた実装装置におけるリフロ
ーソルダリング装置１に適用しても良い。

【００４１】さらに、上記実施形態より把握される請求
項以外の技術的思想について、以下にそれらの効果と共
に記載する。 〔１〕請求項１または請求項２に記載のブローノズルに
おいて、外部から熱風を導入する内筒部における導入路
の周囲には、熱風を所定温度まで上昇させるための温度
上昇手段を配設したブローノズル。

【００４２】このように構成すれば、外部から導入され
る熱風を確実に所定温度まで上昇させることができ、プ
リント基板に電子部品を確実に実装することができる。 〔２〕請求項２または〔１〕に記載のブローノズルにお
いて、整流手段は、複数の整流板で構成されているブロ
ーノズル。

【００４３】このように構成すれば、外部から導入され
る熱風及び冷風をより一層整流することができる。 〔３〕半田ペーストをプリント基板に印刷する印刷装置
と、半田ペーストが印刷されたプリント基板に電子部品
を搭載する搭載装置とを備えた実装装置において、請求
項３または請求項４に記載のリフローソルダリング装置
を備えた実装装置。

【００４４】このように構成すれば、実装装置を廉価で
小型化することができる。

【００４５】

【発明の効果】本発明は、以上のように構成されている
ため、次のような効果を奏する。請求項１に記載の発明
によれば、リフローソルダリング装置に寄与することが
できる。

【００４６】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
に記載の効果に加えて、熱風または冷風が整流されるた
め、プリント基板に電子部品を確実に実装することがで
きる。

【００４７】請求項３に記載の発明によれば、リフロー
ソルダリング装置を廉価に小型化することができる。請
求項４または請求項６に記載の発明によれば、次工程に
素早く移行することができる。

【００４８】請求項５に記載の発明によれば、簡便にリ
フローソルダリングを行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施形態におけるリフローソルダリング装置
を示す正面図。

【図２】熱風及び冷風ブローノズルを示す斜視図。

【図３】（ａ）熱風及び冷風ブローノズルを示す断面
図。 （ｂ）熱風及び冷風ブローノズルを示す底面図。

【図４】（ａ）〜（ｃ）別の実施形態における熱風及び
冷風ブローノズルを示す底面図。

【図５】別の実施形態における整流板を示す断面図。

【図６】従来のリフローソルダリング装置を示す正面
図。

【符号の説明】

１…リフローソルダリング装置、１０…搬送手段として
の搬送部、２０…予熱手段としての予熱部、３０…加熱
手段としての熱風ブローノズル、３７…整流手段として
の整流板、４０…冷却手段としての冷風ブローノズル、
５０…電子部品、６０…プリント基板。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 リフローソルダリング装置に配設され、
   熱風または冷風を内筒部の下端から噴出するとともに、
   噴出された熱風または冷風を外筒部の下端から外部に排
   出するブローノズル。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のブローノズルにおい
   て、 内筒部の内部には、熱風または冷風を整流する整流手段
   を配設したブローノズル。
3. 【請求項３】 半田ペーストが印刷され、電子部品が搭
   載されたプリント基板を搬送する搬送手段と、プリント
   基板と電子部品とを所定温度まで上昇させる予熱手段
   と、半田ペーストを溶融する加熱手段とを備えたリフロ
   ーソルダリング装置において、 前記加熱手段は、熱風を噴出する請求項１または請求項
   ２に記載のブローノズルであるリフローソルダリング装
   置。
4. 【請求項４】 半田ペーストが印刷され、電子部品が搭
   載されたプリント基板を搬送する搬送手段と、プリント
   基板と電子部品とを所定温度まで上昇させる予熱手段
   と、半田ペーストを溶融する加熱手段とを備えたリフロ
   ーソルダリング装置において、 溶融された半田を固化する冷却手段を備えたリフローソ
   ルダリング装置。
5. 【請求項５】 プリント基板と電子部品とを所定温度ま
   で上昇させる予熱工程と、半田ペーストを溶融する加熱
   工程とからなるリフローソルダリング方法において、 前記加熱工程は、熱風を噴出させて半田ペーストを溶融
   するリフローソルダリング方法。
6. 【請求項６】 プリント基板と電子部品とを所定温度ま
   で上昇させる予熱工程と、半田ペーストを溶融する加熱
   工程とからなるリフローソルダリング方法において、 前記加熱工程において溶融された半田を固化する冷却工
   程をも有するリフローソルダリング方法。