半田加熱装置及び方法
【課題】装置の小型化及び省エネルギー化を実現する半田加熱装置及び方法を提供する。
【解決手段】基板搬入口と基板搬出口とを有して半田予熱工程とリフロー工程とを選択的に実施可能な１つの半田加熱室より構成される半田加熱部と、基板搬入口から半田加熱室内に基板を搬入するとともに、半田予熱工程とリフロー工程では基板を基板搬入口と基板搬出口との間で移動させる一方、半田加熱後の基板を基板搬出口から半田加熱室外に搬出する基板搬送装置と、半田加熱室内に搬入された基板の上面側に半田融点以上の熱風をリフロー工程で供給する上側熱風供給装置と、半田加熱室内に搬入された基板の下面側に熱風を半田予熱工程及びリフロー工程で供給する下側熱風供給装置と、半田加熱室内に搬入された基板の下面側に対して、半田予熱工程での熱風の熱量がリフロー工程での熱風の熱量より多くなるように下側熱風供給装置を制御可能な制御装置とを備える。
【解決手段】基板搬入口と基板搬出口とを有して半田予熱工程とリフロー工程とを選択的に実施可能な１つの半田加熱室より構成される半田加熱部と、基板搬入口から半田加熱室内に基板を搬入するとともに、半田予熱工程とリフロー工程では基板を基板搬入口と基板搬出口との間で移動させる一方、半田加熱後の基板を基板搬出口から半田加熱室外に搬出する基板搬送装置と、半田加熱室内に搬入された基板の上面側に半田融点以上の熱風をリフロー工程で供給する上側熱風供給装置と、半田加熱室内に搬入された基板の下面側に熱風を半田予熱工程及びリフロー工程で供給する下側熱風供給装置と、半田加熱室内に搬入された基板の下面側に対して、半田予熱工程での熱風の熱量がリフロー工程での熱風の熱量より多くなるように下側熱風供給装置を制御可能な制御装置とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品が半田を介して装着された基板に、熱風を供給することによって上記半田を溶融させ、上記電子部品を上記基板に半田付けする半田加熱装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の半田加熱装置においては、図１２及び図１３（図１２のＡ１−Ａ１方向から見た図）に示すような装置が一般的に知られている。すなわち、従来例の半田加熱装置は、内部に半田加熱室１０３を形成する筐体１０２と、電子部品（図示していない）が半田を介して装着された基板１０１を、一定速度で半田加熱室１０３内を通過させる基板搬送装置１０５とを備えている。半田加熱室１０３は、基板１０１を予め設定された温度まで昇温させる半田予熱工程を行う予熱ゾーン１０３ａと、半田を溶融させるリフロー工程を行うリフローゾーン１０３ｂとに、仕切板１０４によって物理的に区画されている。
【０００３】
従来例の半田加熱装置は、基板搬送装置１０５によって基板１０１を、予熱ゾーン１０３ａ、リフローゾーン１０３ｂの順に通過するように搬送することにより、半田の温度を徐々に上昇させて、半田融点（例えば２１０℃）以上に加熱し、半田を溶融させて半田付けを行う（特許文献１及び２参照）。
【０００４】
しかしながら、従来例の半田加熱装置においては、半田予熱工程とリフロー工程を行うために、それぞれ専用のゾーン１０３ａ，１０３ｂを設けているので、必然的に基板搬送方向１０６の長さを長くする必要がある。つまり、装置が大型化する。
【０００５】
また、従来例の半田加熱装置においては、予熱ゾーン１０３ａとリフローゾーン１０３ｂとが仕切板１０４によって物理的に区画されているので、予熱ゾーン１０３ａ、リフローゾーン１０３ｂの温度雰囲気を形成する夫々の熱源は、通常常温から夫々に対応した温度雰囲気まで加熱しなければならず、装置全体としてのエネルギーの消費量が多くかかる。
【０００６】
【特許文献１】特開平５−２０８２６０号公報
【特許文献２】特開平６−４５７４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、本発明の目的は、上記問題を解決することにあって、装置の小型化及び省エネルギー化を実現する半田加熱装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１態様によれば、基板が搬入される基板搬入口と、半田が加熱された基板が搬出される基板搬出口とを有して半田予熱工程とリフロー工程とを選択的に実施可能な１つの半田加熱室より構成される半田加熱部と、
上記基板搬入口から上記半田加熱室内に上記基板を搬入し、上記半田予熱工程と上記リフロー工程とを行ったのち、半田加熱後の上記基板を上記基板搬出口から上記半田加熱室外に搬出する基板搬送装置と、
上記半田加熱室内に搬入された上記基板の上面側に、半田融点以上の温度の半田溶融用の熱風を上記リフロー工程で供給して上記半田を溶融する上側熱風供給装置と、
上記半田加熱室内に搬入された上記基板の下面側に、基板加熱用の熱風を上記半田予熱工程及び上記リフロー工程で供給する下側熱風供給装置と、
上記半田加熱室内に搬入された上記基板の下面側に対して、上記半田予熱工程での熱風の熱量が、上記リフロー工程での熱風の熱量より多くなるように、上記下側熱風供給装置から供給される熱風の熱量を制御可能な制御装置と、
を備える、半田加熱装置を提供する。
【０００９】
なお、熱風の熱量は、熱風の風量及び熱風の温度と相関関係のあるものである。また、熱風の風量は、熱風の風速と相関関係にあるものである。したがって、熱風の風速、熱風の風量、及び熱風の温度のうちいずれか１つを変化させることで、熱風の熱量を変化させることができる。
【００１０】
本発明の第２態様によれば、上記制御装置は、上記半田予熱工程での熱風の風量が、上記リフロー工程での熱風の風量より多くなるように、上記下側熱風供給装置から供給される熱風の風量を制御することで上記半田予熱工程での熱風の熱量が、上記リフロー工程での熱風の熱量より多くなるように制御し、
上記上側熱風供給装置の上記熱風の温度は、半田融点よりも５℃以上高く設定され、
上記下側熱風供給装置の上記熱風の温度は、半田融点よりも２５℃以上高く設定されていることを特徴とする第１態様に記載の半田加熱装置を提供する。
【００１１】
本発明の第３態様によれば、上記基板は、パレットに載置され、
上記基板搬送装置は、上記パレットを介して上記基板を搬送し、
上記制御装置は、上記半田予熱工程での熱風の風量が、上記リフロー工程での熱風の風量より多くなるように、上記下側熱風供給装置から供給される熱風の風量を制御することで上記半田予熱工程での熱風の熱量が、上記リフロー工程での熱風の熱量より多くなるように制御し、
上記上側熱風供給装置の上記熱風の温度は、半田融点よりも５℃以上高く設定され、
上記下側熱風供給装置の上記熱風の温度は、半田融点よりも６０℃以上高く設定されていることを特徴とする第１態様に記載の半田加熱装置を提供する。
【００１２】
本発明の第４態様によれば、上記制御装置は、上記半田予熱工程での熱風の風量が、上記リフロー工程での熱風の風量より多くなるように、上記下側熱風供給装置から供給される熱風の風量を制御することで上記半田予熱工程での熱風の熱量が、上記リフロー工程での熱風の熱量より多くなるように制御し、
上記上側熱風供給装置の上記熱風の温度は、半田融点よりも５℃以上高く設定され、
上記下側熱風供給装置の上記熱風の温度は、半田融点よりも低く設定されることを特徴とする第１態様に記載の半田加熱装置を提供する。
【００１３】
本発明の第５態様によれば、上記制御装置は、上記リフロー工程での熱風の風量が、上記半田予熱工程での熱風の風量より、３０％〜５０％少なくなるように、上記下側熱風供給装置から供給される熱風の風量を制御することを特徴とする第２態様〜第４態様のいずれか１つに記載の半田加熱装置を提供する。
【００１４】
本発明の第６態様によれば、上記制御装置は、上記半田予熱工程での熱風の温度が、上記リフロー工程での熱風の温度より高くなるように、上記下側熱風供給装置から供給される熱風の温度を制御することで、上記半田予熱工程での熱風の熱量が、上記リフロー工程での熱風の熱量より多くなるように制御することを特徴とする第１態様に記載の半田加熱装置を提供する。
【００１５】
本発明の第７態様によれば、上記半田加熱室内の上記基板の処理基準位置よりも上側には、上記上側熱風供給装置から供給される熱風と上記下側熱風供給装置から供給される熱風とが互いに干渉しないように、熱風遮蔽部材が設けられていることを特徴とする第１態様〜第６態様のいずれか１つに記載の半田加熱装置を提供する。
【００１６】
本発明の第８態様によれば、上記基板搬送装置は、上記半田予熱工程と上記リフロー工程では上記基板を、上記基板搬入口から上記基板搬出口に、定速で移動させることを特徴とする第１態様〜第７態様のいずれか１つに記載の半田加熱装置を提供する。
【００１７】
本発明の第９態様によれば、半田予熱工程とリフロー工程とを選択的に実施可能な１つの半田加熱室に形成された基板搬入口から、上記半田加熱室内に基板を搬入し、
上記半田加熱室内に搬入された上記基板の下面側に、基板加熱用の熱風を供給して上記半田予熱工程を行い、
上記半田加熱室内に搬入された上記基板の上面側に、半田融点以上の温度の熱風を供給して、上記基板の半田を溶融するとともに、上記半田加熱室内に搬入された上記基板の下面側に、上記半田予熱工程での上記熱風よりも熱量の多い熱風を供給して上記リフロー工程を行い、
上記リフロー工程により半田が加熱された上記基板を上記基板搬出口から上記半田加熱室外に搬出することを特徴とする半田加熱方法を提供する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、半田予熱工程とリフロー工程とを選択的に実施可能な１つの半田加熱室より構成される半田加熱部を備えて、半田予熱工程では、下側熱風供給装置より半田加熱室内に搬入された基板の下面側にリフロー工程で供給する基板加熱用の熱風よりも熱量の多い熱風を供給し、リフロー工程では、上側熱風供給装置より半田加熱室内に搬入された基板の上面側に半田融点以上の温度の半田溶融用の熱風を供給するとともに、下側熱風供給装置より半田加熱室内に搬入された基板の下面側に基板加熱用の熱風を供給するように構成されているので、半田加熱室を半田予熱ゾーンとリフローゾーンとに区画することなく、制御装置によって半田加熱室内の温度雰囲気を切り替えることができ、半田予熱工程とリフロー工程とを１つの半田加熱室で選択的に実施することができる。すなわち、半田予熱ゾーン及びリフローゾーンの両方の機能を１つの半田加熱室で果たすことが可能となる。したがって、半田加熱室の基板搬送方向の長さを従来例の半田加熱装置よりも短くすることができ、装置の小型化を実現することができる。また、リフロー工程では、予熱工程での温度雰囲気を引き継ぐことができるので、従来例の半田加熱装置のように常温からリフロー工程に対応する温度雰囲気まで温度を上昇させる必要がなく、省エネルギー化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の記述を続ける前に、添付図面において同じ部品については同じ参照符号を付している。
以下、本発明の最良の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２０】
《第１実施形態》
本発明の第１実施形態にかかる半田加熱装置の構成を、図１〜図３を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１実施形態にかかる半田加熱装置を上面側から見た模式説明図である。図２は、本発明の第１実施形態にかかる半田加熱装置を、基板搬送方向Ｘと直交する方向から見た模式説明図である。図３は、本発明の第１実施形態にかかる半田加熱装置を、基板搬送方向Ｘの上流側から下流側を見た模式説明図である。
【００２１】
本発明の第１実施形態にかかる半田加熱装置は、上面１ａに電子部品１ｃが半田（図示していない）を介して装着されている基板１が搬入される基板搬入口２ａと、半田が加熱された基板１が搬出される基板搬出口２ｂとを有して、基板１を予熱する半田予熱工程と、基板１の半田を溶融させるリフロー工程とを選択的に実施可能な１つの半田加熱室２Ａより構成されている半田加熱部２と、基板搬入口２ａから半田加熱室２Ａ内の基板処理基準位置２Ｂに基板１を搬入するとともに、半田予熱工程とリフロー工程では基板処理基準位置２Ｂに位置する基板１を基板搬入口２ａと基板搬出口２ｂとの間で進退させる一方、半田加熱後の基板１を基板搬出口２ａから半田加熱室２Ａ外に搬出する基板搬送装置３を備えている。また、本発明の第１実施形態にかかる半田加熱装置は、半田加熱室２Ａ内に搬入された基板１の上面１ａ側に半田融点（例えば２１０℃〜２２０℃）以上の温度の半田溶融用の熱風４Ａをリフロー工程で供給して半田を溶融する上側熱風供給装置４と、半田加熱室２Ａ内に搬入された基板１の下面１ｂ側に基板加熱用の熱風５Ａを半田予熱工程及びリフロー工程で供給する下側熱風供給装置５と、上側熱風供給装置４及び下側熱風供給装置５の熱風供給動作を制御可能な制御装置６とを備えている。
【００２２】
半田加熱部２は、直方体形状の箱体で形成され、その内部に半田加熱室２Ａが形成されている。半田加熱部２の対向する一対の面には、基板搬入口２ａ又は基板搬出口２ｂが夫々設けられており、基板搬入口２ａ及び基板搬出口２ｂと、半田加熱室２Ａの中央部とを通るように基板搬送装置３が設けられている。半田加熱部２内の基板搬送装置３より上側には、上側熱風供給装置４が設けられており、半田加熱部２内の基板搬送装置３より下側には、下側熱風供給装置５が設けられている。
【００２３】
基板搬送装置３は、一例としてチェーンコンベア方式の搬送装置である。基板搬送装置３は、図２に示すように、４つのガイドローラ３ａと、駆動用モータ３ｂの回転軸に設けられたスプロケット３ｃとに一対のエンドレスチェーン３ｄ，３ｄが架け渡されて、駆動用モータ３ｂが正方向に駆動することにより、一対のエンドレスチェーン３ｄ，３ｄをスプロケット３ｃと４つのガイドローラ３ａとに案内させて同期回転させ、基板１を基板搬送方向Ｘに搬送できるように構成されている。また、基板搬送装置３は、駆動用モータ３ｂが逆方向に駆動することにより、一対のエンドレスチェーン３ｄ，３ｄをスプロケット３ｃと４つのガイドローラ３ａとに案内させて同期回転させ、基板１を基板搬送方向Ｘと逆方向に搬送できるように構成されている。なお、駆動用モータ３ｂの駆動動作は制御装置６により制御される。基板搬送装置３が基板１を基板搬入口２ａから半田加熱室２Ａ内に搬入させる速度、及び基板搬送装置３が半田加熱後の基板１を半田加熱室２Ａ内から基板搬出口２ｂを通過させて半田加熱室２Ａ外に搬出させる速度は、例えば１００ｍｍ／ｓ程度に設定されている。
【００２４】
また、基板搬送装置３は、基板処理基準位置２Ｂに搬送した基板１を、半田予熱工程とリフロー工程とを行う間、基板搬入口２ａと基板搬出口２ｂとの間で進退（往復）させる。すなわち、基板搬送装置３は、基板処理基準位置２Ｂに搬送した基板１を基板搬送方向Ｘに揺動させる。この基板１の揺動速度は、例えば３０ｍｍ／ｓ程度に設定されている。また、基板１の揺動範囲は、基板処理基準位置２Ｂから基板搬送方向Ｘに±２０ｍｍ程度の範囲に設定されている。基板搬送装置３は、このようにして、基板処理基準位置２Ｂに搬送した基板１を基板搬送方向Ｘに揺動させることによって上側熱風供給装置４の熱風４Ａ及び下側熱風供給装置５の熱風５Ａにより、基板１の全体を均一に加熱するように作用する。
【００２５】
なお、基板１は、例えば炭素鋼等の金属で形成されたパレットに載置され、このパレットを介して基板搬送装置３により搬送されてもよい。この場合には、例えばパレットの大きさは基板１と同じ大きさで構成し、図１の点線で示す大きさの基板１Ａを載置すればよい。
【００２６】
上側熱風供給装置４は、上側ヒータ４ａと上側ブロア４ｂとで構成されている。上側熱風供給装置４は、リフロー工程において、上側ヒータ４ａの周囲の気体を、半田融点（例えば２１０℃〜２２０℃）以上の温度に上側ヒータ４ａで加熱し、上側ブロア４ｂで半田加熱室２Ａ内に搬入された基板１の上面１ａ側に供給することで、半田融点以上の温度の半田溶融用の熱風４Ａを形成する。上側ヒータ４ａの設定温度は、低すぎると長い加熱時間が必要になるため、半田融点よりも５℃以上高く設定することが好ましく、半田融点よりも１０℃以上高く設定するとさらに好ましい。なお、上側熱風供給装置４は、半田予熱工程においても、半田融点以上の温度の半田溶融用の熱風４Ａを形成するよう構成されてもよい。上側熱風供給装置４は、上側ブロア４ｂの周波数の設定を切り変えることにより、熱風４Ａを任意の風速で供給することができる。
【００２７】
なお、図２及び図３においては、上側ヒータ４ａを上側ブロア４ｂよりも基板１に近い側に配置し、上側ブロア４ｂが上側ヒータ４ａに向けて風を吹き付けて、半田加熱室２Ａ内に搬入された基板１の上面１ａ側に熱風４Ａを供給するように構成したが、上側ヒータ４ａと上側ブロア４ｂとの配置が入れ替わってもよい。すなわち、上側ブロア４ｂは、上側ヒータ４ａが加熱した上側ヒータ４ａの周囲の気体を、吸引し攪拌して均一化したのち、半田加熱室２Ａ内に搬入された基板１の上面１ａ側に供給することで、熱風４Ａを形成するように構成されてもよい。
【００２８】
下側熱風供給装置５は、下側ヒータ５ａと下側ブロア５ｂとで構成されている。下側熱風供給装置５は、リフロー工程において、下側ヒータ５ａの周囲の気体を、半田融点以上の温度に下側ヒータ５ａで加熱し、下側ブロア５ｂで半田加熱室２Ａ内に搬入された基板１の下面１ｂ側に供給することで、半田融点以上の温度の基板加熱用の熱風５Ａを形成する。下側ヒータ５ａの設定温度は、基板１がパレットに載置されず、下側熱風供給装置５の熱風５Ａが直接、基板１の下面１ｂに供給される場合には、上側熱風供給装置４の熱風４Ａの温度、つまり上側ヒータ４ａの設定温度よりも高く設定することが好ましく、半田融点よりも２５℃以上高く設定すると加熱時間を短くできるためさらに好ましい。また、下側ヒータ５ａの設定温度は、基板１がパレットに載置され、下側熱風供給装置５の熱風５Ａがパレットを介して基板１の下面１ｂに供給される場合には、パレットの厚みや材質にもよるが、少なくとも上側ヒータ４ａの設定温度よりも高く設定することが好ましく、半田融点よりも６０℃以上高く設定すると加熱時間を短くできるためさらに好ましい。また、下側ヒータ５ａの設定温度は、基板１が下面１ｂに電子部品１ｃを実装状態で半田付け接合し、上面１ａに電子部品を装着した両面基板である場合には、下面１ｂの電子部品１ｃを接合している半田が溶融しないように、半田融点よりも低く設定することが好ましい。なお、下側熱風供給装置５は、半田予熱工程においても、基板加熱用の熱風５Ａを形成するよう構成されてもよい。下側熱風供給装置５は、下側ブロア５ｂの周波数の設定を切り変えることにより、熱風５Ａを任意の風速で供給することができる。
【００２９】
なお、図２及び図３においては、下側ヒータ５ａを下側ブロア５ｂよりも基板１に近い側に配置し、下側ブロア５ｂが下側ヒータ５ａに向けて風を吹き付けることで、半田加熱室２Ａ内に搬入された基板１の上面１ａ側に熱風５Ａを供給するように構成したが、下側ヒータ５ａと下側ブロア５ｂとの配置が入れ替わってもよい。すなわち、下側ブロア５ｂは、下側ヒータ５ａが加熱した下側ヒータ５ａの周囲の気体を、吸引し攪拌して均一化したのち、半田加熱室２Ａ内に搬入された基板１の上面１ａ側に供給することで、熱風５Ａを形成するように構成されてもよい。
【００３０】
制御装置６は、加熱処理する対象となる基板１や半田の材料等に応じた温度プロファイルが記憶された記憶テーブルを有する記憶部（図示していない）を備えている。制御装置６は、その記憶部の記憶テーブルに基づいて、上側熱風供給装置４の上側ブロア４ｂ及び下側熱風供給装置５の下側ブロア５ｂを制御して、半田予熱工程及びリフロー工程の切り替えを行う。より具体的には、制御装置６は、上側熱風供給装置４の上側ブロア４ｂを制御して、半田加熱室２Ａ内に搬入された基板１の上面１ａ側に対して、リフロー工程で熱風４Ａを供給するよう制御するとともに、下側熱風供給装置５の下側ブロア５ｂを制御して、半田加熱室２Ａ内に搬入された基板１の下面１ｂ側に対して、半田予熱工程で供給する熱風５Ａの風量が、リフロー工程での熱風５Ａの風量より多くなるように制御する。なお、半田予熱工程で供給する熱風５Ａの風量は、リフロー工程での熱風５Ａの風量より３０％〜５０％程度多くなるように制御されるのが好ましい。このように設定されることで、基板１の半田の加熱処理時間を効果的に短縮することができる。
【００３１】
また、制御装置６には、各装置の動作状況や半田加熱室２Ａ内の温度などを表示する表示部６ａと、上側熱風供給装置４の熱風４Ａの温度や風速などの設定条件を外部から入力指示可能な入力部６ｂと、半田加熱工程やリフロー工程等の時間を管理するための計時部（図示していない）とが設けられている。また、制御装置６には、点灯や点滅可能な警告灯１５が接続されている。制御装置６は、各装置の動作状況等にエラーが生じた場合に、警告灯１５を点灯や点滅させたりして周囲に、そのエラーを知らせることができるように構成されている。
【００３２】
半田加熱室２Ａ内には、基板搬送装置３より基板処理基準位置２Ｂに搬入された基板１よりも上側に、板状の熱風遮蔽部材７が設けられている。熱風遮蔽部材７には、基板処理基準位置２Ｂに位置する基板１と対向する位置に、基板１と大略同じ大きさの開口が設けられている。つまり、熱風遮蔽部材７はロの字形状を有している。熱風遮蔽部材７は、このように構成されることにより、基板１が基板処理基準位置２Ｂに位置するときに、上側熱風供給装置４の熱風４Ａに下側熱風供給装置５の熱風５Ａが干渉するのを妨げることができる。これにより、基板１上の電子部品１ｃが急激に加熱されることを防ぐことができる。なお、熱風遮蔽部材７は、基板１が基板処理基準位置２Ｂに位置するときにできる限り、基板１の近傍に位置するように設けられるのが好ましい。また、熱風遮蔽部材７は、半田加熱室２Ａに一体的に形成されてもよい。
【００３３】
なお、熱風遮蔽部材７は、上記構成に限定されるものではなく、基板１が基板処理基準位置２Ｂに位置するときに、上側熱風供給装置４の熱風４Ａに下側熱風供給装置５の熱風５Ａが干渉するのを妨げることができればよい。例えば、熱風遮蔽部材７は、複数の部材で構成されてもよい。
【００３４】
半田加熱室２Ａの外側で且つ基板搬送方向Ｘの上流側には、図１に示すように、基板１の先端部のエッジ１ｄを検出する第１のエッジ検出器１０ａが設けられている。基板処理基準位置２Ｂ近傍で且つ基板搬送方向Ｘの下流側には、基板１の先端部のエッジ１ｄを検出する第２のエッジ検出器１０ｂが設けられている。半田加熱室２Ａの外側で且つ基板搬送方向Ｘの下流側には、基板１の後端部のエッジ１ｅを検出する第３のエッジ検出器１０ｃが設けられている。なお、第１のエッジ検出器１０ａ、第２のエッジ検出器１０ｂ及び第３のエッジ検出器１０ｃは、基板１のエッジ１ｄ又はエッジ１ｅを検出するように構成したが、基板１がパレットに載置されて搬送される場合には、パレットのエッジを検出するように構成されてもよい。
【００３５】
半田加熱室２Ａの外側で且つ基板搬入口２ａ近傍には、基板搬入口２ａを開閉可能な搬入口シャッター８が設けられている。搬入口シャッター８は、第１のエッジ検出器１０ａが先端部のエッジ１ｄを検出したとき、基板搬入口２ａを開け、第２の検出器１０ｂが先端部のエッジ１ｄを検出したとき、基板搬入口２ａを閉じるように構成されている。
【００３６】
半田加熱室２Ａの外側で且つ基板搬出口２ｂ近傍には、基板搬出口２ｂを開閉可能な搬出口シャッター９が設けられている。搬出口シャッター９は、第２の検出器１０ｂが先端部のエッジ１０ｂを検出してから一定時間経過したとき、基板搬出口２ｂを開け、第３の検出器１０ｃが後端部のエッジ１ｅを検出したとき、基板搬出口２ｅを閉じるように構成されている。搬入口シャッター８及び搬出口シャッター９の開閉動作は、制御装置６により制御される。
【００３７】
半田加熱部２の上部側には、半田加熱部２の上部の周りに所定の空間１２が形成されるように外側カバー１１が設けられている。外側カバー１１と基板搬入口２ａ側の半田加熱部２の上部との間、及び外側カバー１１と基板搬出口２ｂ側の半田加熱部２の上部との間には夫々、図２に示すように、フィルタ１３が設けられている。また、半田加熱部２の上面中央部２ｃには、外側カバー１１を貫通して、基板１の搬送経路から離れた装置上方の空間と連通するようにフラックス吸引部１４が取り付けられている。基板１の半田に含まれるフラックスは、加熱されることにより気化して、基板搬入口２ａ又は基板搬出口２ｂが開けられたときに、基板搬入口２ａ又は基板搬出口２ｂから半田加熱室２Ａ外に排出される。半田加熱室２Ａ外に排出されたフラックスは、半田加熱室２Ａ内の温度より半田加熱室２Ａ外の温度が低い（通常、常温）ために、急速に自然冷却されて他の基板に付着するなどの不具合を起こす原因となる。このため、フラックス吸引部１４は、半田加熱室２Ａ外に排出されたフラックスを吸引するための吸引力を発生させ、フィルタ１３を介して所定の空間１２にフラックスを吸引したのち、基板１の搬送経路から離れた装置上方の空間にフラックスを排出するように構成されている。
【００３８】
本発明の第１実施形態の半田加熱装置は以上のように構成されている。
次に、本発明の第１実施形態の半田加熱装置の動作を、図１〜図５を参照しながら説明する。図４は、本発明の第１実施形態の半田加熱装置のタイミング動作の説明図である。図４のグラフは、基板１の温度変化を示している。図５は、上側及び下側熱風供給装置４，５のそれぞれのブロア４ｂ，５ｂのインバータの周波数と熱風４Ａ，５Ａの風速との関係を示すグラフである。ここでは、二枚の基板の半田を加熱するときの各装置のタイミング動作について説明する。
【００３９】
なお、本発明の第１実施形態においては、一例として、上側ブロア４ａを、インバータ（周波数可変電源装置）で周波数５Ｈｚに設定したときの風速を「弱１」とし、周波数１２Ｈｚに設定したときの風速を「弱２」としている。また、一例として、下側ブロア５ａを、インバータで周波数３２Ｈｚに設定したときの風速を「弱」とし、周波数５３Ｈｚに設定したときの風速を「強」としている。つまり、図５より、風速「弱１」は風速約１ｍ／ｓを示し、風速「弱２」は風速約２ｍ／ｓを示し、風速「弱」は風速約５．５ｍ／ｓを示し、風速「強」は風速約９ｍ／ｓを示している。
また、本発明の第１実施形態において加熱処理される基板１は、デジタルカメラやＤＶＤレコーダ等に用いられる小型のフレキシブル基板である。
【００４０】
初期状態において、上側熱風供給装置４の上側ヒータ４ａは、一例として、２３５℃の温度に設定され、上側ブロア４ｂは基板１の上面１ａ側に風速「弱１」の熱風４Ａを供給している。また、下側熱風供給装置５の下側ヒータ５ａは、一例として、２８０℃の温度に設定され、下側ブロア５ｂは基板１の下面１ｂ側に風速「弱」の熱風５Ａを供給している。また、基板１を搬送する基板搬送装置３の駆動用モータ３ｂは駆動しており、搬入口シャッター８、搬出口シャッター９は夫々、基板搬入口２ａ、基板搬出口２ｂを閉じている。
【００４１】
この初期状態より、まず、基板搬送装置３に載置された１枚目の基板１が、基板搬送装置３により基板搬入口２ａに向けて基板搬送方向Ｘに搬送される。
１枚目の基板１が基板搬送方向Ｘに搬送され、第１のエッジ検出部１０ａが１枚目の基板１の先端部のエッジ１ｄを検出すると、制御装置６は搬入口シャッター８を駆動して基板搬入口２ａを開けるとともに、下側熱風供給装置５の下側ブロア５ａを制御して、計時部（図示していない）の計時時間をリセットする。このとき同時に、１枚目の基板１の加熱処理の準備のために、熱風５Ａの風速を「弱」から「強」に切り替え、半田加熱室２Ａの温度を上昇させる。
【００４２】
この状態で１枚目の基板１がさらに基板搬送方向Ｘに搬送されると、１枚目の基板１は基板搬入口２ａを通過して半田加熱室２Ａ内に搬送される。そして、１枚目の基板１が基板処理基準位置２Ｂまで搬送され、第２のエッジ検出部１０ｂが１枚目の基板１の先端部のエッジ１ｄを検出すると、制御装置６は、搬入口シャッター８を駆動して基板搬入口２ａを閉じる。
【００４３】
次いで、制御装置６は、基板搬送装置３の駆動用モータ３ｂを正方向又は逆方向に交互に駆動させて、１枚目の基板１を基板搬入口２ａと基板搬出口２ｂとの間の揺動範囲内で往復（進退）させる。
次いで、制御装置６は、計時部の計時時間が、第１のエッジ検出部１０ａが１枚目の基板１の先端部のエッジ１ｄを検出してリセットされてから予め設定された予熱時間（例えば１５秒〜３０秒）の間、上側熱風供給装置４の上側ブロア４ａを制御して、風速「弱１」の熱風４Ａを基板１の上面１ａに供給するとともに、下側熱風供給装置５の下側ブロア５ａを制御して、風速「強」の熱風５Ａを基板１の下面１ｂに供給して、電子部品１ｃ及び半田を含めた基板１全体を予熱する。このとき、基板１の温度は、図４に示すように、なだらかなカーブで上昇する。上記予熱時間が終了すると、制御装置６は、上側熱風供給装置４の上側ブロア４ａを制御して、熱風４Ａの風速を「弱１」から「弱２」に切り替えるとともに、下側熱風供給装置５の下側ブロア５ａを制御して、熱風５Ａの風速を「強」から「弱」に切り替える。このとき同時に、制御装置６は計時部（図示していない）の計時時間をリセットする。
【００４４】
次いで、制御装置６は、上記予熱時間が終了して計時部の計時時間をリセットしてから予め設定されたリフロー時間（例えば１５〜３０秒）の間、上側熱風供給装置４の上側ブロア４ａを制御して、風速「弱２」の熱風４Ａを基板１の上面１ａに供給するとともに、下側熱風供給装置５の下側ブロア５ａを制御して、風速「弱」の熱風５Ａを基板１の下面１ｂに供給して、基板１の半田を溶融させる。このとき、基板１の温度は、上記予熱時よりもなだらかなカーブで上昇し、約２４０℃の温度でキープされる。上記リフロー時間が終了すると、制御装置６は、基板搬送装置３の駆動用モータ３ｂを制御して、１枚目の基板１の上記往復動作を停止し、再び１枚目の基板１を搬送方向Ｘに搬送する。このとき同時に、制御装置６は、上側熱風供給装置４の上側ブロア４ａを制御して、熱風４Ａの風速を「弱２」から「弱１」に切り替えるとともに、搬出口シャッター９を駆動して基板搬出口２ｂを開ける。
【００４５】
この状態で１枚目の基板１がさらに基板搬送方向Ｘに搬送されると、１枚目の基板１は基板搬出口２ｂを通過して半田加熱室２Ａ外に搬送される。そして、第３のエッジ検出部１０ｃが１枚目の基板１の後端部のエッジ１ｅを検出すると、制御装置６は、搬出口シャッター９を駆動して基板搬入口２ｂを閉じる。なおこのとき、加熱され溶融した一枚目の基板１の半田は、半田加熱室２Ａ内から半田加熱室２Ａ外に搬送されることにより、自然冷却されて固まって、基板１と電子部品１ｃとを接合する。
【００４６】
この状態で基板搬送装置３の駆動用モータ３ｂがさらに駆動され続けると、基板搬送方向Ｘの上流側で基板搬送装置３に載置された２枚目の基板１が基板搬送方向Ｘに搬送される。そして、第１のエッジ検出部１０ａが２枚目の基板１の先端部のエッジ１ｄを検出すると、制御装置６は、搬入口シャッター８を駆動して基板搬入口２ａを開けるとともに、計時部の計時時間をリセットする。このとき同時に、制御装置６は、下側熱風供給装置５の下側ブロア５ａを制御して、２枚目の基板１の加熱処理の準備のために、熱風５Ａの風速を「弱」から「強」に切り替え、半田加熱室２Ａの温度を上昇させる。
【００４７】
この状態で２枚目の基板１がさらに基板搬送方向Ｘに搬送されると、２枚目の基板１は基板搬入口２ａを通過して半田加熱室２Ａ内に搬送される。
以下、本発明の第１実施形態の半田加熱装置は、上述した１枚目の基板１の加熱処理動作と同様に動作して、２枚目の基板１を加熱処理する。
以上のように本発明の第１実施形態の半田加熱装置は動作して、基板１の半田を加熱して溶融する。
【００４８】
本発明の第１実施形態の半田加熱装置によれば、半田予熱工程では、下側熱風供給装置５より半田加熱室２Ａ内に搬入された基板１の下面１ｂ側にリフロー工程で供給する基板加熱用の熱風５Ａよりも風速の速い熱風５Ａを供給し、リフロー工程では、上側熱風供給装置４より半田加熱室２Ａ内に搬入された基板１の上面１ａ側に半田融点以上の温度の半田溶融用の熱風４Ａを供給するとともに、下側熱風供給装置５より半田加熱室２Ａ内に搬入された基板１の下面１ｂ側に基板加熱用の熱風５Ａを供給するように構成され、半田予熱工程及びリフロー工程での、熱風４Ａ及び熱風５Ａの温度が一定に構成されている（すなわち、半田予熱工程で基板１の下面１ｂ側に供給される熱量が、リフロー工程で基板１の下面１ｂ側に供給される熱量よりも多くなるように構成されている）ので、半田加熱室２Ａを半田予熱ゾーンとリフローゾーンとに区画することなく、制御装置６によって半田加熱室２Ａ内の温度雰囲気を切り替えることができ、半田予熱工程とリフロー工程とを１つの半田加熱室２Ａで選択的に実施することができる。すなわち、半田予熱ゾーン及びリフローゾーンの両方の機能を１つの半田加熱室２Ａで果たすことが可能となる。したがって、半田加熱室２Ａの基板搬送方向Ｘの長さ（幅）を従来例の半田加熱装置よりも短くすることができ、装置の小型化を実現することができる。
【００４９】
また、本発明の第１実施形態の半田加熱装置によれば、半田予熱工程とリフロー工程では基板１を基板搬入口２ａと基板搬出口２ｂとの間で進退させるように基板搬送装置３が構成されているので、上側熱風供給装置４より基板１の上面１ａ側に供給される熱風４Ａ及び下側熱風供給装置５より基板１の下面１ｂ側に供給される熱風５Ａにムラが有っても上記進退動作によって、基板１の位置を変えることができるので、基板１全体を均一に加熱することができる。したがって、半田加熱室２Ａの基板搬送方向Ｘの長さ（幅）を従来例の半田加熱装置よりも短くすることができ、装置を小型化することができる。より具体的には、例えば、従来例の半田加熱装置が、幅３００ｃｍ（〜７００ｃｍ）×奥行き１００ｃｍ×高さ１６０ｃｍ程度のサイズであるのに対して、本発明の第１実施形態の半田加熱装置は、幅７５ｃｍ×奥行き１００ｃｍ×高さ１６０ｃｍ程度のサイズまで小型化することができる。つまり、従来例の半田加熱装置の１／４以下のサイズにすることができる。
【００５０】
また、本発明の第１実施形態の半田加熱装置によれば、リフロー工程では、予熱工程での温度雰囲気を引き継ぐことができるので、従来例の半田加熱装置のように常温からリフロー工程に対応する温度雰囲気まで温度を上昇させる必要がなく、省エネルギー化を実現することができる。また、１枚の基板を加熱処理しようとすれば、従来例の半田加熱装置であれば予熱ゾーンとリフローゾーンの少なくとも２つのゾーンを同時に加熱しなければならないのに対して、上記第１実施形態の半田加熱装置によれば、１つの半田加熱室２Ａを加熱すればよいので、省エネルギー化を実現することができる。
【００５１】
また、本発明の第１実施形態の半田加熱装置によれば、半田加熱室２Ａ内の、基板搬送装置３より基板処理基準位置２Ｂに搬入された基板１の周囲よりも上側に、熱風遮蔽部材７を設けているので、基板１が基板処理基準位置２Ｂに位置するときに、上側熱風供給装置４の熱風４Ａに下側熱風供給装置５の熱風５Ａが干渉するのを妨げることができる。つまり、基板１の上面１ｂには、下側熱風供給装置５の熱風５Ａが当たり難くなっている。したがって、下側熱風供給装置５の熱風５Ａを上側熱風供給装置４の熱風４Ａよりも温度を高くしたり風速を速くすることなどによって生じる、基板１上の電子部品１ｃの急激な温度変化を防ぐことができる。
【００５２】
また、本発明の第１実施形態の半田加熱装置によれば、下側熱風供給装置５の熱風５Ａの設定温度を適宜変更することで、基板１がパレットに載置されて搬送される場合、基板１が直接搬送される場合、基板１が両面基板である場合等、様々な条件下においても１つの半田加熱室２Ａで半田予熱工程及びリフロー工程を行うことができる。
【００５３】
また、従来例の半田加熱装置においては、一枚の基板を加熱処理するのに、例えば上記サイズの装置では３分３０秒程度の処理時間を要する。これに対して、本発明の第１実施形態の半田加熱装置によれば、１つの半田加熱室２Ａ内で半田予熱工程及びリフロー工程を行うことができるので、半田加熱室２Ａ内には１枚の基板だけ位置すればよく、つまり１個流し生産が可能であり、工程在庫を削減することができるとともに一枚の基板を加熱処理するまでに要する時間を大幅に短縮できる。例えば上記サイズの装置では一枚当たりの加熱処理時間を１分程度にすることができる。
【００５４】
また、従来例の半田加熱装置においては、一枚当たりの処理時間を短縮させるために、複数の基板を連続的に半田加熱室内に搬送して、複数の基板を同時並行して加熱する方法が一般的に採られている。例えば、７枚の基板を連続的に半田加熱室内に搬送した場合には、一枚当たりの処理時間は３０秒程度に短縮される。しかしながら、この方法においては、半田加熱室内に位置する基板が多いため、工程在庫が多く、エラー等が発生した場合に無駄になる基板が多く発生するという課題がある。これに対して、本発明の第１実施形態の半田加熱装置においては、一例として上述したように従来例の半田加熱装置の１／４以下のサイズとすることが可能であるので、従来例の半田加熱装置１台のスペースで本装置が４台以上設置可能となり、一枚当たりの加熱処理時間を１５秒以下に短縮することが可能となる。
【００５５】
なお、本発明の第１実施形態においては、搬入口シャッター８及び搬出口シャッター９を設けて、熱風４Ａ及び熱風５Ａが半田加熱室２Ａ外に漏れるのを防ぐことが好ましいが、無くても構わない。また、図６に示すように、基板搬入口２ａ（及び基板搬出口２ｂ）の近傍に、複数の板体を所定の間隔を持って立設させたラビリンス部２ｂを設けても同様の効果を得ることができる。
また、本発明の第１実施形態においては、半田加熱室２Ａ内に第２のエッジ検出部１０ｂを設けて、第２のエッジ検出部１０ｂが基板１の先端部のエッジ１ｄを検出することで、制御装置６が、搬入口シャッター１０ｂを駆動して基板搬入口２ａを閉じ、基板搬送装置３の駆動用モータ３ｂを正方向又は逆方向に交互に駆動させて、１枚目の基板１を基板搬入口２ａと基板搬出口２ｂとの間の揺動範囲内で往復させるように構成したが、本発明はこれに限定されない。例えば、基板１を一定速度で基板搬送方向Ｘに搬送し、第１のエッジ検出部１０ａが基板１の先端部のエッジ１ｄを検出してから、基板１が基板処理基準位置２Ｂに到着するまでの時間の経過後、制御装置６が、搬入口シャッター１０ｂを駆動して基板搬入口２ａを閉じ、基板搬送装置３の駆動用モータ３ｂを正方向又は逆方向に交互に駆動させて、１枚目の基板１を基板搬入口２ａと基板搬出口２ｂとの間の揺動範囲内で往復させるように構成してもよい。
【００５６】
また、本発明の第１実施形態においては、熱風４Ａ及び熱風５Ａの、風速及び温度を、具体的に数値を挙げて説明したが、本発明はこれには限定されない。風速と温度とは相関関係にあり、例えば、上記の条件において、風速を上げて温度を下げたい場合や、風速を下げて温度を上げたい場合には、下記の式により導くことができる。
【００５７】
Ｒｅ＝ｕＬ／ｖ ・・・・・・（１）
Ｎｕｍ＝０．６６４Ｐｒ１／３×Ｒｅ１／２・・・・・・（２）
αｍ＝Ｎｕｍ×ｋ／ｌ ・・・・・・（３）
Ｑ＝α×Ｓ（Ｔａ−Ｔｐｃｂ） ・・・・・・（４）
【００５８】
ここで、αｍは平均強制対流熱伝達率（Ｗ／（ｍ２Ｋ））を示し、Ｎuｍは平均ヌッセルト数を示し、ｋは流体の熱伝導率（Ｗ／（ｍ２Ｋ））を示し、ｌは基板長さ（ｍ）を示し、Ｐｒは流体のプラントル数（２５０℃の空気は０．７１）を示し、ｕは流体の風速（ｍ／s）を示し、ｖは動粘性係数（ｍ２／s）を示し、Ｒｅはレイノルズ数を示し、Ｌは流路の代表長さ（ｍ）を示し、Ｑは基板が受け取る熱量（ｋｇ／ｍ３）を示し、αは熱伝達率を示し、Ｓは基板表面積（ｍ２）を示し、Ｔａは、雰囲気温度、つまり熱風の温度（℃）を示し、Ｔｐｃｂは基板の温度（℃）を示す。
【００５９】
例えば、熱風５Ａを風速２ｍ／ｓに設定した場合、基板１の半田に十分な熱量Ｑが供給するためには、温度を３４５℃以上に設定しなければならない。しかしながら、このように高い設定温度ではウィッキングなどの不具合を起こす可能性がある。このような不具合を防ぐためには、風速を上げて、温度を下げることが有効である。
【００６０】
そこで、例えば、熱風５Ａの風速を１．５倍にした場合、（１）式より、レイノルズ数Ｒｅが１．５倍になり、（２）式より、レイノルズ数Ｒｅの２乗根に比例する平均ヌッセルト数Ｎｕｍが約１．２倍になる。平均ヌッセルト数Ｎｕｍが約１．２倍になると、（３）式より、平均ヌッセルト数Ｎｕｍに比例する熱伝達率αも約１．２倍になる。基板１が受け取る熱量Ｑが上記条件と同じである場合、（４）式より、熱風５Ａの温度Ｔａは熱伝達率αに反比例するので約０．８３倍となる。すなわち、熱風５Ａの風速を１．５倍にすると、温度を約８３％に下げることができ、上記の条件下では、風速３ｍ／ｓにすることにより、温度を２８６℃に下げることが可能となる。
【００６１】
《第２実施形態》
本発明の第２実施形態にかかる半田加熱装置を、図１〜図３及び図７を参照しながら説明する。図７は、本発明の第２実施形態にかかる半田加熱装置のタイミング動作の説明図である。図７のグラフは基板１の温度変化を示している。本発明の第２実施形態にかかる半田加熱装置は、半田予熱工程及びリフロー工程における制御装置６の上側熱風供給装置４及び下側熱風供給装置５の制御動作が異なる点（基板に応じて供給する熱量を異ならせる点）で、本発明の第１実施形態にかかる半田加熱装置と異なる。その他の点においては、本発明の第１実施形態と同様であるので重複する説明は省略する。
【００６２】
本発明の第２実施形態において加熱処理される基板１は、パーソナルコンピュータ等に用いられているＦＲ４（Flame Retardant Type ４）プリント基板等の中型基板である。ここで、ＦＲ４とは、ガラス繊維とエポキシ樹脂の複合材料からなる難燃性のプリント基板材料をいう。ＦＲ４プリント基板等の中型の基板は、大きさや耐熱温度の異なった電子部品が多数搭載されるため、半田予熱工程において、第１実施形態で示した小型基板のように一様に温度を上げると、基板１面内に温度のバラツキが生じる。
【００６３】
このため、本発明の第２実施形態においては、基板１の温度が、図７に示すように変化するように、制御装置６が上側熱風供給装置４及び下側熱風供給装置５を制御している。以下、本発明の第２実施形態にかかる半田加熱装置の動作を説明する。
なお、本発明の第２実施形態において、上側熱風供給装置４の熱風４Ａの風速「弱１」，「弱２」、及び温度の設定、下側熱風供給装置５の熱風５Ａの風速「弱」，「強」、及び温度の設定は、本発明の第１実施形態と同様である。また、搬入口シャッター８及び搬出口シャッター９の動作については説明を省略する。また、第１のエッジ検出部１０ａが基板１の先端部のエッジ１ｄを検出し、計時部の計時時間をリセットした時点を初期状態として説明する。
【００６４】
初期状態において、上側ブロア４ｂは基板１の上面１ａ側に風速「弱１」の熱風４Ａを供給しており、下側ブロア５ｂは基板１の下面１ｂ側に風速「強」の熱風５Ａを供給している。また、基板１を搬送する基板搬送装置３の駆動用モータ３ｂは駆動している。
【００６５】
この初期状態より、まず、基板搬送装置３により、基板１が基板搬送方向Ｘに搬送されると、基板１は基板搬入口２ａを通過して半田加熱室２Ａ内に搬送される。そして、基板１が基板処理基準位置２Ｂまで搬送され、第２のエッジ検出部１０ｂが基板１の先端部のエッジ１ｄを検出すると、制御装置６は、基板搬送装置３の駆動用モータ３ｂを正方向又は逆方向に交互に駆動させて、基板１を基板搬入口２ａと基板搬出口２ｂとの間の揺動範囲内で往復（進退）させる。
【００６６】
次いで、制御装置６は、計時部の計時時間が、第１のエッジ検出部１０ａが基板１の先端部のエッジ１ｄを検出してリセットされてから予め設定された第１予熱時間（例えば１０〜１５秒）の間、上側熱風供給装置４の上側ブロア４ａを制御して、風速「弱１」の熱風４Ａを基板１の上面１ａに供給するとともに、下側熱風供給装置５の下側ブロア５ａを制御して、風速「強」の熱風５Ａを基板１の下面１ｂに供給して、電子部品１ａ及び半田を含めた基板１全体を予熱する。このとき、基板１の温度は、比較的急な勾配で上昇する。上記第１予熱時間が終了すると、制御装置６は、上側熱風供給装置４の上側ブロア４ａを制御して、熱風４Ａの風速を「弱１」から「弱２」に切り替えるとともに、下側熱風供給装置５の下側ブロア５ａを制御して、熱風５Ａの風速を「強」から「弱」に切り替える。このとき同時に、制御装置６は計時部の計時時間をリセットする。
【００６７】
次いで、制御装置６は、計時部の計時時間が、第１予熱時間が終了してリセットされてから予め設定された第２予熱時間（例えば１０〜３０秒）の間に達すると、上側熱風供給装置４の上側ブロア４ａを制御して、風速「弱２」の熱風４Ａを基板１の上面１ａに供給するとともに、下側熱風供給装置５の下側ブロア５ａを制御して、風速「弱」の熱風５Ａを基板１の下面１ｂに供給して、電子部品１ａ及び半田を含めた基板１全体を予熱する。このとき、基板１の温度は、なだらか勾配で上昇する。上記第２予熱時間が終了すると、制御装置６は、上側熱風供給装置４の上側ブロア４ａを制御して、熱風４Ａの風速を「弱２」から「弱１」に切り替えるとともに、下側熱風供給装置５の下側ブロア５ａを制御して、熱風５Ａの風速を「弱」から「強」に切り替える。このとき同時に、制御装置６は計時部の計時時間をリセットする。
【００６８】
次いで、制御装置６は、計時部の計時時間が、第２予熱時間が終了してリセットされてから予め設定された第３予熱時間（例えば５〜１０秒）の間、上側熱風供給装置４の上側ブロア４ａを制御して、風速「弱１」の熱風４Ａを基板１の上面１ａに供給するとともに、下側熱風供給装置５の下側ブロア５ａを制御して、風速「強」の熱風５Ａを基板１の下面１ｂに供給して、電子部品１ａ及び半田を含めた基板１全体を予熱する。このとき、基板１の温度は、比較的急な勾配で上昇する。上記第３予熱時間が終了すると、上側熱風供給装置４の上側ブロア４ａを制御して、熱風４Ａの風速を「弱１」から「弱２」に切り替えるとともに、下側熱風供給装置５の下側ブロア５ａを制御して、熱風５Ａの風速を「強」から「弱」に切り替える。このとき同時に、制御装置６は計時部の計時時間をリセットする。
【００６９】
次いで、制御装置６は、計時部の計時時間が、第３予熱時間が終了してリセットされてから予め設定されたリフロー時間（例えば５〜１０秒）の間、上側熱風供給装置４の上側ブロア４ａを制御して、風速「弱２」の熱風４Ａを基板１の上面１ａに供給するとともに、下側熱風供給装置５の下側ブロア５ａを制御して、風速「弱」の熱風５Ａを基板１の下面１ｂに供給して、基板１の半田を溶融する。このとき、基板１の温度は、なだらか勾配で上昇し、約２４０℃の温度でキープされる。上記リフロー時間が終了すると、制御装置６は、上側熱風供給装置４の上側ブロア４ａを制御して、熱風４Ａの風速を「弱２」から「弱１」に切り替えるとともに、基板搬送装置３の駆動用モータ３ｂを制御して、基板１の上記往復動作を停止し、再び基板１を搬送方向Ｘに搬送して、基板搬出口２ｂを通過させて半田加熱室２Ａ外に搬出する。このとき、加熱され溶融した基板１の半田は、半田加熱室２Ａ内から半田加熱室２Ａ外に搬送されることにより、自然冷却されて固まって、基板１と電子部品１ｃとを接合する。
【００７０】
以上のように本発明の第２実施形態にかかる半田加熱装置は動作する。
なお、上記第２実施形態では、上側熱風供給装置４の熱風４Ａの風速を「弱１」→「弱２」→「弱１」→「弱２」と切り替えるとともに、下側熱風供給装置５の熱風５Ａの風速を「強」→「弱」→「強」→「弱」と切り替えることにより、半田加熱室２Ａ内で基板１の温度を、２段階で上昇させる例を説明したがこれには限定されない。例えば、図８に示すように基板１の温度が徐々に上昇するように、制御装置６が上側熱風供給装置４及び下側熱風供給装置５を制御してもよい。このときの本発明の第２実施形態にかかる半田加熱装置の動作について以下に説明する。
【００７１】
なお、図８において、「弱３」は、一例として、「弱」より約２０％ダウンさせた周波数に設定され、「弱４」は、一例として、「弱３」より約２０％ダウンさせた周波数に設定されている。つまり、「弱３」は、周波数２６Ｈｚ、風速約４．５ｍ／ｓの熱風５Ａを示し、「弱４」は、周波数２１Ｈｚ、風速約３．５ｍ／ｓの熱風５Ａを示している。
【００７２】
初期状態において、上側ブロア４ｂは基板１の上面１ａ側に風速「弱１」の熱風４Ａを供給しており、下側ブロア５ｂは基板１の下面１ｂ側に風速「強」の熱風５Ａを供給している。また、基板１を搬送する基板搬送装置３の駆動用モータ３ｂは駆動している。
【００７３】
この初期状態より、まず、基板搬送装置３により、基板１が基板搬送方向Ｘに搬送されると、基板１は基板搬入口２ａを通過して半田加熱室２Ａ内に搬送される。そして、基板１が基板処理基準位置２Ｂまで搬送され、第２のエッジ検出部１０ｂが基板１の先端部のエッジ１ｄを検出すると、制御装置６は、基板搬送装置３の駆動用モータ３ｂを正方向又は逆方向に交互に駆動させて、基板１を基板搬入口２ａと基板搬出口２ｂとの間で往復（進退）させる。
【００７４】
次いで、制御装置６は、計時部の計時時間が、第１のエッジ検出部１０ａが基板１の先端部のエッジ１ｄを検出してリセットされてから予め設定された第１予熱時間（例えば１０〜１５秒）間、上側熱風供給装置４の上側ブロア４ａを制御して、風速「弱１」の熱風４Ａを基板１の上面１ａに供給するとともに、下側熱風供給装置５の下側ブロア５ａを制御して、風速「強」の熱風５Ａを基板１の下面１ｂに供給して、電子部品１ａ及び半田を含めた基板１全体を予熱する。このとき、基板１の温度は、比較的急な勾配で上昇する。上記第１予熱時間が終了すると、制御装置６は、下側熱風供給装置５の下側ブロア５ａを制御して、熱風５Ａの風速を「強」から「弱３」に切り替える。このとき同時に、制御装置６は計時部の計時時間をリセットする。
【００７５】
次いで、制御装置６は、計時部の計時時間が、第１予熱時間が終了してリセットされてから予め設定された第２予熱時間（例えば１０〜２０秒）の間、上側熱風供給装置４の上側ブロア４ａを制御して、風速「弱１」の熱風４Ａを基板１の上面１ａに供給するとともに、下側熱風供給装置５の下側ブロア５ａを制御して、風速「弱３」の熱風５Ａを基板１の下面１ｂに供給して、電子部品１ａ及び半田を含めた基板１全体を予熱する。このとき、基板１の温度は、上記第１予熱時間での基板１の温度の勾配よりもなだらかな勾配で上昇する。上記第２予熱時間が終了すると、制御装置６は、下側熱風供給装置５の下側ブロア５ａを制御して、熱風５Ａの風速を「弱３」から「弱４」に切り替える。このとき同時に、制御装置６は計時部の計時時間をリセットする。
【００７６】
次いで、制御装置６は、計時部の計時時間が予め設定された第３予熱時間（例えば１０〜２０秒）の間、上側熱風供給装置４の上側ブロア４ａを制御して、風速「弱１」の熱風４Ａを基板１の上面１ａに供給するとともに、下側熱風供給装置５の下側ブロア５ａを制御して、風速「弱４」の熱風５Ａを基板１の下面１ｂに供給して、電子部品１ａ及び半田を含めた基板１全体を予熱する。このとき、基板１の温度は、上記第２予熱時間での基板１の温度の勾配よりもなだらかな勾配で上昇する。上記第３予熱時間が終了すると、制御装置６は、上側熱風供給装置４の上側ブロア４ａを制御して、熱風４Ａの風速を「弱１」から「弱２」に切り替えるとともに、下側熱風供給装置５の下側ブロア５ａを制御して、熱風５Ａの風速を「弱４」から「弱」に切り替える。このとき同時に、制御装置６は計時部の計時時間をリセットする。
【００７７】
次いで、制御装置６は、計時部の計時時間が予め設定されたリフロー時間（例えば５〜１０秒）の間、上側熱風供給装置４の上側ブロア４ａを制御して、風速「弱１」の熱風４Ａを基板１の上面１ａに供給するとともに、下側熱風供給装置５の下側ブロア５ａを制御して、風速「弱」の熱風５Ａを基板１の下面１ｂに供給して、電子部品１ａ及び半田を含めた基板１全体を予熱する。このとき、基板１の温度は、上記第３予熱時間での基板１の温度の勾配よりもなだらかな勾配で上昇する。上記第リフロー時間が終了すると、制御装置６は、上側熱風供給装置４の上側ブロア４ａを制御して、熱風４Ａの風速を「弱２」から「弱１」に切り替えるとともに、基板搬送装置３の駆動用モータ３ｂを制御して、基板１の上記往復動作を停止し、再び基板１を搬送方向Ｘに搬送して、基板搬出口２ｂを通過させて半田加熱室２Ａ外に搬出する。このとき、加熱され溶融した基板１の半田は、半田加熱室２Ａ内から半田加熱室２Ａ外に搬送されることにより、自然冷却されて固まって、基板１と電子部品１ｃとを接合する。
【００７８】
以上のように本発明の第２実施形態にかかる半田加熱装置は動作する。
このように動作することにより、本発明の第２実施形態にかかる半田加熱装置は、ＦＲ４プリント基板等の中型基板を、基板１面内に温度のバラツキを生じさせることなく、加熱処理することができる。
【００７９】
なお、上記第２実施形態では計時部の計時時間により熱風の切り替えを制御するように構成したが、基板１の温度を検知する温度センサを設けて、この温度センサの検知温度に基づいて熱風の切り替えを制御するように構成してもよい。
【００８０】
《第３実施形態》
本発明の第３実施形態にかかる半田加熱装置の構成を、図９を参照しながら説明する。図９は、本発明の第３実施形態にかかる半田加熱装置を上面側より見た模式説明図である。本発明の第３実施形態にかかる半田加熱装置は、半田加熱部２の基板搬送方向２Ａの長さと、基板搬送装置３の半田加熱室２Ａ内における搬送方法及び搬送速度とが異なるで、本発明の第１実施形態にかかる半田加熱装置と異なる。その他の点においては、本発明の第１実施形態と同様であるので重複する説明は省略する。
【００８１】
制御装置６は、基板１を、基板搬入口２ａを通過させて基板処理基準位置２Ｂに搬送して第２のエッジ検出器１０ｂが基板１の先端部のエッジ１ｄを検出すると、速度を落として、低速で且つ一定速度で基板搬出口２ｂまで搬送し、第２のエッジ検出器１０ｂが基板１の先端部のエッジ１ｄを検出してから所定の時間経過すると、速度を速めて基板搬出口２ｂから半田加熱室２外に排出するように基板搬送装置３を制御する。第２のエッジ検出器１０ｂが基板１の先端部のエッジ１ｄを検出してから第４のエッジ検出器１０ｄが基板１の先端部のエッジ１ｄを検出するまでの、基板搬送装置３が基板１を搬送する速度は、遅すぎると基板１全体に均一に熱風４Ａ及び熱風５Ａを供給できず、速すぎると半田予熱工程及びリフロー工程を行えないので、例えば、３．５ｍｍ／ｓ〜１０．０ｍｍ／ｓの範囲内の定速に設定されることが好ましい。また、上記速度が速いと、半田予熱工程及びリフロー工程を行う時間を確保するために、半田加熱室２の基板搬送方向２Ａの長さを長くしなければならず、装置が大型化してしまうので、７．０ｍｍ／ｓ以下に設定されることがさらに好ましい。なお、上記速度は、半田予熱工程とリフロー工程とで低速の速度を異ならせてもよい。
【００８２】
また、半田加熱部２の半田加熱室２Ａは、第２のエッジ検出器１０ｂから基板搬出口２ｄまでの距離が、本発明の第１実施形態よりも長く構成されている。つまり、半田加熱部２の半田加熱室２Ａの基板搬送方向Ｘの長さが、本発明の第１実施形態よりも長く構成されている。例えば上記速度が３．５ｍｍ／ｓであり、リフロー工程におけるリフロー時間が６０秒である場合には、約２１０ｍｍ程度長くなるように構成されている。
【００８３】
本発明の第３実施形態の半田加熱装置は以上のように構成されている。
次に、本発明の第３実施形態の半田加熱装置の動作を、図１０を参照しながら説明する。図１０は、本発明の第３実施形態にかかる半田加熱装置のタイミング動作の説明図である。図１０のグラフは、基板１の温度変化を示している。ここでは、二枚の基板の半田を加熱するときの各装置のタイミング動作について説明する。なお、搬入口シャッター８及び搬出口シャッター９の動作は省略する。
【００８４】
初期状態において、上側熱風供給装置４の上側ヒータ４ａは、一例として、２３５℃に温度設定され、上側ブロア４ｂは基板１の上面１ａ側に風速「弱１」の熱風４Ａを供給している。また、下側熱風供給装置５の下側ヒータ５ａは、一例として、２８０℃に温度設定され、下側ブロア５ｂは基板１の下面１ｂ側に風速「弱」の熱風５Ａを供給している。また、基板搬送装置３の駆動用モータ３ｂは、一例として、基板１を１００ｍｍ／ｓの速度で移動させるように駆動している。
【００８５】
この初期状態より、まず、基板搬送装置３に載置された１枚目の基板１が基板搬送装置３により基板搬入口２ａに向けて基板搬送方向Ｘに搬送される。
１枚目の基板１が基板搬送方向Ｘに搬送され、第１のエッジ検出部１０ａが１枚目の基板１の先端部のエッジ１ｄを検出すると、制御装置６は計時部（図示していない）の計時時間をリセットするとともに、下側熱風供給装置５の下側ブロア５ａを制御して、１枚目の基板１の加熱処理の準備のために、熱風５Ａの風速を「弱」から「強」に切り替え、半田加熱室２Ａの温度を上昇させる。
【００８６】
この状態で１枚目の基板１がさらに基板搬送方向Ｘに搬送されると、１枚目の基板１は基板搬入口２ａを通過して半田加熱室２Ａ内に搬送される。そして、１枚目の基板１が基板処理基準位置２Ｂまで搬送され、第２のエッジ検出部１０ｂが１枚目の基板１の先端部のエッジ１ｄを検出すると、制御装置６は、基板搬送装置３の駆動用モータ３ｂの駆動を遅くして、１枚目の基板１を基板搬入口２ａと基板搬出口２ｂとの間で、例えば３．５ｍｍ／ｓの低速で且つ一定速度で移動させる。
【００８７】
次いで、制御装置６は、計時部の計時時間が、第１のエッジ検出部１０ａが１枚目の基板１の先端部のエッジ１ｄを検出してから予め設定された予熱時間（例えば１５〜３０秒）の間、上側熱風供給装置４の上側ブロア４ａを制御して、風速「弱１」の熱風４Ａを基板１の上面１ａに供給するとともに、下側熱風供給装置５の下側ブロア５ａを制御して、風速「強」の熱風５Ａを基板１の下面１ｂに供給して、電子部品１ａ及び半田を含めた基板１全体を予熱する。このとき、基板１の温度は、図１０に示すように、なだらかなカーブで上昇する。上記予熱時間が終了すると、制御装置６は、上側熱風供給装置４の上側ブロア４ａを制御して、熱風４Ａの風速を「弱１」から「弱２」に切り替えるとともに、下側熱風供給装置５の下側ブロア５ａを制御して、熱風５Ａの風速を「強」から「弱」に切り替える。このとき同時に、制御装置６は計時部（図示していない）の計時時間をリセットする。
【００８８】
次いで、制御装置６は、計時部の計時時間が、上記予熱時間が終了してリセットされてから予め設定されたリフロー時間（例えば１５〜３０秒）の間、上側熱風供給装置４の上側ブロア４ａを制御して、風速「弱２」の熱風４Ａを基板１の上面１ａに供給するとともに、下側熱風供給装置５の下側ブロア５ａを制御して、風速「弱」の熱風５Ａを基板１の下面１ｂに供給して、基板１の半田を溶融させる。このとき、基板１の温度は、上記予熱時よりもなだらかなカーブで上昇し、約２４０℃の温度でキープされる。上記リフロー時間が終了すると、制御装置６は、上側熱風供給装置４の上側ブロア４ａを制御して、熱風４Ａの風速を「弱２」から「弱１」に切り替えるとともに、基板搬送装置３の駆動用モータ３ｂを制御して、再び搬送速度を１００ｍｍ／ｓの速度に速めて、１枚目の基板１を搬送方向Ｘに搬送し、基板搬出口２ｂを通過させて半田加熱室２Ａ外に搬送する。
【００８９】
なおこのとき、加熱され溶融した１枚目の基板１の半田は、半田加熱室２Ａ内から半田加熱室２Ａ外に搬送されることにより、自然冷却されて固まって、基板１と電子部品１ｃとを接合する。
【００９０】
この状態で基板搬送装置３の駆動用モータ３ｂがさらに駆動され続けると、基板搬送方向Ｘの上流側で基板搬送装置３に載置された２枚目の基板１が基板搬送方向Ｘに搬送される。そして、第１のエッジ検出部１０ａが２枚目の基板１の先端部のエッジ１ｄを検出すると、制御装置６は計時部の計時時間をリセットする。このとき同時に、制御装置６は、下側熱風供給装置５の下側ブロア５ａを制御して、２枚目の基板１の加熱処理の準備のために、熱風５Ａの風速を「弱」から「強」に切り替え、半田加熱室２Ａの温度を上昇させる。
【００９１】
この状態で２枚目の基板１がさらに基板搬送方向Ｘに搬送されると、２枚目の基板１は基板搬入口２ａを通過して半田加熱室２Ａ内に搬送される。
以下、本発明の第３実施形態の半田加熱装置は、上述した１枚目の基板１の加熱処理動作と同様に動作して、２枚目の基板１を加熱処理する。
以上のように本発明の第３実施形態の半田加熱装置は動作して、基板１の半田を加熱する。
【００９２】
本発明の第３実施形態にかかる半田加熱装置によれば、半田予熱工程では、下側熱風供給装置５より半田加熱室２Ａ内に搬入された基板１の下面１ｂ側にリフロー工程で供給する基板加熱用の熱風５Ａよりも風速の速い熱風５Ａを供給し、リフロー工程では、上側熱風供給装置４より半田加熱室２Ａ内に搬入された基板１の上面１ａ側に半田融点以上の温度の半田溶融用の熱風４Ａを供給するとともに、下側熱風供給装置５より半田加熱室２Ａ内に搬入された基板１の下面１ｂ側に基板加熱用の熱風５Ａを供給するように構成され、半田予熱工程及びリフロー工程での、熱風４Ａ及び熱風５Ａの温度が一定に構成されている（すなわち、半田予熱工程で基板１の下面１ｂ側に供給される熱量が、リフロー工程で基板１の下面１ｂ側に供給される熱量よりも多くなるように構成されている）ので、半田加熱室２Ａを半田予熱ゾーンとリフローゾーンとに区画することなく、制御装置６によって半田加熱室２Ａ内の温度雰囲気を切り替えることができ、半田予熱工程とリフロー工程とを１つの半田加熱室２Ａで選択的に実施することができる。すなわち、半田予熱ゾーン及びリフローゾーンの両方の機能を１つの半田加熱室２Ａで果たすことが可能となる。したがって、半田加熱室２Ａの基板搬送方向Ｘの長さ（幅）を従来例の半田加熱装置よりも短くすることができ、装置の小型化を実現することができる。より具体的には、例えば、従来例の半田加熱装置が、幅３００ｃｍ（〜７００ｃｍ）×奥行き１００ｃｍ×高さ１６０ｃｍ程度のサイズであるのに対して、本発明の第３実施形態の半田加熱装置は、一例として、幅９０（〜１００ｃｍ）×奥行き１００ｃｍ×高さ１６０ｃｍ程度のサイズまで小型化することができる。つまり、従来例の半田加熱装置の１／３以下のサイズにすることができる。
【００９３】
また、本発明の第３実施形態の半田加熱装置によれば、リフロー工程では、予熱工程での温度雰囲気を引き継ぐことができるので、従来例の半田加熱装置のように常温からリフロー工程に対応する温度雰囲気まで温度を上昇させる必要がなく、省エネルギー化を実現することができる。また、１枚の基板を加熱処理しようとすれば、従来例の半田加熱装置であれば予熱ゾーンとリフローゾーンの少なくとも２つのゾーンを同時に加熱しなければならないのに対して、上記第１実施形態の半田加熱装置によれば、１つの半田加熱室２Ａを加熱すればよいので、省エネルギー化を実現することができる。
【００９４】
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。
例えば、上記各実施形態では、制御装置６は計時部（図示していない）の計時時間に基づいて半田予熱工程及びリフロー工程を行うようにしていたが、半田加熱室２Ａ内に別途、温度センサを設けて、この温度センサの検知温度に基づいて半田予熱工程及びリフロー工程を行うようにしてもよい。
【００９５】
また、上記各実施形態では、制御装置６は下側熱風供給装置５の下側ブロア５ｂを制御して、半田予熱工程での熱風５Ａの風量がリフロー工程での熱風５Ａの風量よりも多くなるようにしているが、本発明はこれに限定されず、少なくとも、制御装置６は半田予熱工程での熱風５Ａの熱量がリフロー工程での熱風５Ａの熱量よりも多くなるように制御すればよい。つまり、熱量は、風速だけでなく風量や温度とも相関関係にあるので、例えば、半田予熱工程とリフロー工程で風量を同一にした場合、半田予熱工程での熱風５Ａの温度がリフロー工程での熱風５Ａの温度より高くなるように構成されてもよい。そのような構成を有する半田加熱装置としては、例えば、図１１に示すような装置が挙げられる。
【００９６】
すなわち、下側ヒータ５ａは、下側予熱用ヒータ５１ａと下側リフロー用ヒータ５１ｂとで構成され、下側ブロア５ｂは、下側予熱用ヒータ５１ａ又は下側リフロー用ヒータ５１ｂが加熱した下側予熱用ヒータ５１ａ又は下側リフロー用ヒータ５１ｂの気体を半田加熱室２Ａ内に搬入された基板１の下面１ｂ側に一定の風速で供給することで、熱風４Ａを形成するように構成されている。この場合、制御装置６は、半田予熱工程においては、下側予熱用ヒータ５１ａをＯＮにするとともに下側リフロー用ヒータ５１ｂをＯＦＦにして、下側予熱用ヒータ５１ａが加熱した下側予熱用ヒータ５１ａの周囲の気体を、半田加熱室２Ａ内に搬入された基板１の下面１ｂ側に一定の風速で供給するように下側ブロア５ｂを制御し、リフロー工程においては、下側予熱用ヒータ５１ａをＯＦＦにするとともに下側リフロー用ヒータ５１ｂをＯＮにして、下側リフロー用ヒータ５１ｂが加熱した下側リフロー用ヒータ５１ｂの周囲の気体を、半田加熱室２Ａ内に搬入された基板１の下面１ｂ側に一定の風速で供給するように下側ブロア５ｂを制御するように構成されている。なお、半田予熱工程とリフロー工程で風量を同一にしている。
このように構成されても、上記装置と同様の効果を得ることができる。
【００９７】
また、上記各実施形態では、制御装置６は、基板搬送装置３の駆動を制御して、基板１を基板搬入口２ａと基板搬出口２ｂとの間で、進退又は定速で移動させながら、半田予熱工程及びリフロー工程を行うように構成したが、本発明はこれに限定されない。例えば、制御装置６は、基板搬送装置３の駆動を制御して、基板１を基板搬入口２ａと基板搬出口２ｂとの間で一旦停止させ、その停止状態で半田予熱工程及びリフロー工程を行うように構成してもよい。このように構成することで、半田加熱室２Ａ内に、基板１を進退させるスペースを必要とせず、又、定速で移動させるスペースも必要としないので、半田加熱室２Ａの基板搬送方向Ｘの長さ（幅）を上記各実施形態の半田加熱装置よりも短くすることができ、装置の小型化を実現することができる。
また、上記各実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。
なお、上記各実施形態では具体的な数値を挙げて、熱風４Ａ及び熱風５Ａの温度や風速等を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、装置のサイズ、基板の大きさ等により適宜設定すればよいものである。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明の半田加熱装置及び方法は、更なる装置の小型化及び省エネルギー化が実現できるので、電子部品が半田を介して装着された基板に、熱風を供給することによって上記半田を溶融させ、上記電子部品を上記基板に半田付けする半田加熱装置及び方法に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる半田加熱装置を上面側より見た模式説明図
【図２】本発明の第１実施形態にかかる半田加熱装置を基板搬送方向と交差する方向から見た模式説明図
【図３】本発明の第１実施形態にかかる半田加熱装置を基板搬送方向の上流側から下流側を見た模式説明図
【図４】本発明の第１実施形態にかかる半田加熱装置のタイミング動作の説明図
【図５】本発明の第１実施形態にかかる半田加熱装置の上側及び下側熱風供給装置のそれぞれのブロアのインバータの周波数と風速との関係を示すグラフ
【図６】本発明の第１実施形態にかかる半田加熱装置の変形例を示す一部断面図
【図７】本発明の第２実施形態にかかる半田加熱装置のタイミング動作の説明図
【図８】本発明の第３実施形態にかかる半田加熱装置のタイミング動作の説明図
【図９】本発明の第３実施形態にかかる半田加熱装置を上面側より見た模式説明図
【図１０】本発明の第４実施形態にかかる半田加熱装置のタイミング動作の説明図
【図１１】本発明の下側熱風供給装置の変形例を示す図
【図１２】従来例の半田加熱装置の、搬送方向と直交する方向から見た模式説明図
【図１３】図１１のＡ１−Ａ１方向から見た図
【符号の説明】
【０１００】
１ 基板
２ 半田加熱部
２Ａ 半田加熱室
２ａ 基板搬入口
２ｂ 基板搬出口
２ｃ 上面中央部
２ｄ ラビリンス部
３ 基板搬送装置
３ａ ガイドローラ
３ｂ 駆動用モータ
３ｃ エンドレスチェーン
３ｄ スプロケット
４ 上側熱風供給装置
４ａ 上側ヒータ
４ｂ 上側ブロア
５ 下側熱風供給装置
５ａ 下側ヒータ
５ｂ 下側ブロア
６ 制御装置
７ 熱風遮蔽部材
８ 搬入口シャッター
９ 搬出口シャッター
１０ａ 第１のエッジ検出器
１０ｂ 第２のエッジ検出器
１０ｃ 第３のエッジ検出器
１１ 外側カバー
１２ 空間
１３ フィルタ
１４ フラックス吸引部
１５ 警告灯
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品が半田を介して装着された基板に、熱風を供給することによって上記半田を溶融させ、上記電子部品を上記基板に半田付けする半田加熱装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の半田加熱装置においては、図１２及び図１３（図１２のＡ１−Ａ１方向から見た図）に示すような装置が一般的に知られている。すなわち、従来例の半田加熱装置は、内部に半田加熱室１０３を形成する筐体１０２と、電子部品（図示していない）が半田を介して装着された基板１０１を、一定速度で半田加熱室１０３内を通過させる基板搬送装置１０５とを備えている。半田加熱室１０３は、基板１０１を予め設定された温度まで昇温させる半田予熱工程を行う予熱ゾーン１０３ａと、半田を溶融させるリフロー工程を行うリフローゾーン１０３ｂとに、仕切板１０４によって物理的に区画されている。
【０００３】
従来例の半田加熱装置は、基板搬送装置１０５によって基板１０１を、予熱ゾーン１０３ａ、リフローゾーン１０３ｂの順に通過するように搬送することにより、半田の温度を徐々に上昇させて、半田融点（例えば２１０℃）以上に加熱し、半田を溶融させて半田付けを行う（特許文献１及び２参照）。
【０００４】
しかしながら、従来例の半田加熱装置においては、半田予熱工程とリフロー工程を行うために、それぞれ専用のゾーン１０３ａ，１０３ｂを設けているので、必然的に基板搬送方向１０６の長さを長くする必要がある。つまり、装置が大型化する。
【０００５】
また、従来例の半田加熱装置においては、予熱ゾーン１０３ａとリフローゾーン１０３ｂとが仕切板１０４によって物理的に区画されているので、予熱ゾーン１０３ａ、リフローゾーン１０３ｂの温度雰囲気を形成する夫々の熱源は、通常常温から夫々に対応した温度雰囲気まで加熱しなければならず、装置全体としてのエネルギーの消費量が多くかかる。
【０００６】
【特許文献１】特開平５−２０８２６０号公報
【特許文献２】特開平６−４５７４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、本発明の目的は、上記問題を解決することにあって、装置の小型化及び省エネルギー化を実現する半田加熱装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１態様によれば、基板が搬入される基板搬入口と、半田が加熱された基板が搬出される基板搬出口とを有して半田予熱工程とリフロー工程とを選択的に実施可能な１つの半田加熱室より構成される半田加熱部と、
上記基板搬入口から上記半田加熱室内に上記基板を搬入し、上記半田予熱工程と上記リフロー工程とを行ったのち、半田加熱後の上記基板を上記基板搬出口から上記半田加熱室外に搬出する基板搬送装置と、
上記半田加熱室内に搬入された上記基板の上面側に、半田融点以上の温度の半田溶融用の熱風を上記リフロー工程で供給して上記半田を溶融する上側熱風供給装置と、
上記半田加熱室内に搬入された上記基板の下面側に、基板加熱用の熱風を上記半田予熱工程及び上記リフロー工程で供給する下側熱風供給装置と、
上記半田加熱室内に搬入された上記基板の下面側に対して、上記半田予熱工程での熱風の熱量が、上記リフロー工程での熱風の熱量より多くなるように、上記下側熱風供給装置から供給される熱風の熱量を制御可能な制御装置と、
を備える、半田加熱装置を提供する。
【０００９】
なお、熱風の熱量は、熱風の風量及び熱風の温度と相関関係のあるものである。また、熱風の風量は、熱風の風速と相関関係にあるものである。したがって、熱風の風速、熱風の風量、及び熱風の温度のうちいずれか１つを変化させることで、熱風の熱量を変化させることができる。
【００１０】
本発明の第２態様によれば、上記制御装置は、上記半田予熱工程での熱風の風量が、上記リフロー工程での熱風の風量より多くなるように、上記下側熱風供給装置から供給される熱風の風量を制御することで上記半田予熱工程での熱風の熱量が、上記リフロー工程での熱風の熱量より多くなるように制御し、
上記上側熱風供給装置の上記熱風の温度は、半田融点よりも５℃以上高く設定され、
上記下側熱風供給装置の上記熱風の温度は、半田融点よりも２５℃以上高く設定されていることを特徴とする第１態様に記載の半田加熱装置を提供する。
【００１１】
本発明の第３態様によれば、上記基板は、パレットに載置され、
上記基板搬送装置は、上記パレットを介して上記基板を搬送し、
上記制御装置は、上記半田予熱工程での熱風の風量が、上記リフロー工程での熱風の風量より多くなるように、上記下側熱風供給装置から供給される熱風の風量を制御することで上記半田予熱工程での熱風の熱量が、上記リフロー工程での熱風の熱量より多くなるように制御し、
上記上側熱風供給装置の上記熱風の温度は、半田融点よりも５℃以上高く設定され、
上記下側熱風供給装置の上記熱風の温度は、半田融点よりも６０℃以上高く設定されていることを特徴とする第１態様に記載の半田加熱装置を提供する。
【００１２】
本発明の第４態様によれば、上記制御装置は、上記半田予熱工程での熱風の風量が、上記リフロー工程での熱風の風量より多くなるように、上記下側熱風供給装置から供給される熱風の風量を制御することで上記半田予熱工程での熱風の熱量が、上記リフロー工程での熱風の熱量より多くなるように制御し、
上記上側熱風供給装置の上記熱風の温度は、半田融点よりも５℃以上高く設定され、
上記下側熱風供給装置の上記熱風の温度は、半田融点よりも低く設定されることを特徴とする第１態様に記載の半田加熱装置を提供する。
【００１３】
本発明の第５態様によれば、上記制御装置は、上記リフロー工程での熱風の風量が、上記半田予熱工程での熱風の風量より、３０％〜５０％少なくなるように、上記下側熱風供給装置から供給される熱風の風量を制御することを特徴とする第２態様〜第４態様のいずれか１つに記載の半田加熱装置を提供する。
【００１４】
本発明の第６態様によれば、上記制御装置は、上記半田予熱工程での熱風の温度が、上記リフロー工程での熱風の温度より高くなるように、上記下側熱風供給装置から供給される熱風の温度を制御することで、上記半田予熱工程での熱風の熱量が、上記リフロー工程での熱風の熱量より多くなるように制御することを特徴とする第１態様に記載の半田加熱装置を提供する。
【００１５】
本発明の第７態様によれば、上記半田加熱室内の上記基板の処理基準位置よりも上側には、上記上側熱風供給装置から供給される熱風と上記下側熱風供給装置から供給される熱風とが互いに干渉しないように、熱風遮蔽部材が設けられていることを特徴とする第１態様〜第６態様のいずれか１つに記載の半田加熱装置を提供する。
【００１６】
本発明の第８態様によれば、上記基板搬送装置は、上記半田予熱工程と上記リフロー工程では上記基板を、上記基板搬入口から上記基板搬出口に、定速で移動させることを特徴とする第１態様〜第７態様のいずれか１つに記載の半田加熱装置を提供する。
【００１７】
本発明の第９態様によれば、半田予熱工程とリフロー工程とを選択的に実施可能な１つの半田加熱室に形成された基板搬入口から、上記半田加熱室内に基板を搬入し、
上記半田加熱室内に搬入された上記基板の下面側に、基板加熱用の熱風を供給して上記半田予熱工程を行い、
上記半田加熱室内に搬入された上記基板の上面側に、半田融点以上の温度の熱風を供給して、上記基板の半田を溶融するとともに、上記半田加熱室内に搬入された上記基板の下面側に、上記半田予熱工程での上記熱風よりも熱量の多い熱風を供給して上記リフロー工程を行い、
上記リフロー工程により半田が加熱された上記基板を上記基板搬出口から上記半田加熱室外に搬出することを特徴とする半田加熱方法を提供する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、半田予熱工程とリフロー工程とを選択的に実施可能な１つの半田加熱室より構成される半田加熱部を備えて、半田予熱工程では、下側熱風供給装置より半田加熱室内に搬入された基板の下面側にリフロー工程で供給する基板加熱用の熱風よりも熱量の多い熱風を供給し、リフロー工程では、上側熱風供給装置より半田加熱室内に搬入された基板の上面側に半田融点以上の温度の半田溶融用の熱風を供給するとともに、下側熱風供給装置より半田加熱室内に搬入された基板の下面側に基板加熱用の熱風を供給するように構成されているので、半田加熱室を半田予熱ゾーンとリフローゾーンとに区画することなく、制御装置によって半田加熱室内の温度雰囲気を切り替えることができ、半田予熱工程とリフロー工程とを１つの半田加熱室で選択的に実施することができる。すなわち、半田予熱ゾーン及びリフローゾーンの両方の機能を１つの半田加熱室で果たすことが可能となる。したがって、半田加熱室の基板搬送方向の長さを従来例の半田加熱装置よりも短くすることができ、装置の小型化を実現することができる。また、リフロー工程では、予熱工程での温度雰囲気を引き継ぐことができるので、従来例の半田加熱装置のように常温からリフロー工程に対応する温度雰囲気まで温度を上昇させる必要がなく、省エネルギー化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の記述を続ける前に、添付図面において同じ部品については同じ参照符号を付している。
以下、本発明の最良の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２０】
《第１実施形態》
本発明の第１実施形態にかかる半田加熱装置の構成を、図１〜図３を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１実施形態にかかる半田加熱装置を上面側から見た模式説明図である。図２は、本発明の第１実施形態にかかる半田加熱装置を、基板搬送方向Ｘと直交する方向から見た模式説明図である。図３は、本発明の第１実施形態にかかる半田加熱装置を、基板搬送方向Ｘの上流側から下流側を見た模式説明図である。
【００２１】
本発明の第１実施形態にかかる半田加熱装置は、上面１ａに電子部品１ｃが半田（図示していない）を介して装着されている基板１が搬入される基板搬入口２ａと、半田が加熱された基板１が搬出される基板搬出口２ｂとを有して、基板１を予熱する半田予熱工程と、基板１の半田を溶融させるリフロー工程とを選択的に実施可能な１つの半田加熱室２Ａより構成されている半田加熱部２と、基板搬入口２ａから半田加熱室２Ａ内の基板処理基準位置２Ｂに基板１を搬入するとともに、半田予熱工程とリフロー工程では基板処理基準位置２Ｂに位置する基板１を基板搬入口２ａと基板搬出口２ｂとの間で進退させる一方、半田加熱後の基板１を基板搬出口２ａから半田加熱室２Ａ外に搬出する基板搬送装置３を備えている。また、本発明の第１実施形態にかかる半田加熱装置は、半田加熱室２Ａ内に搬入された基板１の上面１ａ側に半田融点（例えば２１０℃〜２２０℃）以上の温度の半田溶融用の熱風４Ａをリフロー工程で供給して半田を溶融する上側熱風供給装置４と、半田加熱室２Ａ内に搬入された基板１の下面１ｂ側に基板加熱用の熱風５Ａを半田予熱工程及びリフロー工程で供給する下側熱風供給装置５と、上側熱風供給装置４及び下側熱風供給装置５の熱風供給動作を制御可能な制御装置６とを備えている。
【００２２】
半田加熱部２は、直方体形状の箱体で形成され、その内部に半田加熱室２Ａが形成されている。半田加熱部２の対向する一対の面には、基板搬入口２ａ又は基板搬出口２ｂが夫々設けられており、基板搬入口２ａ及び基板搬出口２ｂと、半田加熱室２Ａの中央部とを通るように基板搬送装置３が設けられている。半田加熱部２内の基板搬送装置３より上側には、上側熱風供給装置４が設けられており、半田加熱部２内の基板搬送装置３より下側には、下側熱風供給装置５が設けられている。
【００２３】
基板搬送装置３は、一例としてチェーンコンベア方式の搬送装置である。基板搬送装置３は、図２に示すように、４つのガイドローラ３ａと、駆動用モータ３ｂの回転軸に設けられたスプロケット３ｃとに一対のエンドレスチェーン３ｄ，３ｄが架け渡されて、駆動用モータ３ｂが正方向に駆動することにより、一対のエンドレスチェーン３ｄ，３ｄをスプロケット３ｃと４つのガイドローラ３ａとに案内させて同期回転させ、基板１を基板搬送方向Ｘに搬送できるように構成されている。また、基板搬送装置３は、駆動用モータ３ｂが逆方向に駆動することにより、一対のエンドレスチェーン３ｄ，３ｄをスプロケット３ｃと４つのガイドローラ３ａとに案内させて同期回転させ、基板１を基板搬送方向Ｘと逆方向に搬送できるように構成されている。なお、駆動用モータ３ｂの駆動動作は制御装置６により制御される。基板搬送装置３が基板１を基板搬入口２ａから半田加熱室２Ａ内に搬入させる速度、及び基板搬送装置３が半田加熱後の基板１を半田加熱室２Ａ内から基板搬出口２ｂを通過させて半田加熱室２Ａ外に搬出させる速度は、例えば１００ｍｍ／ｓ程度に設定されている。
【００２４】
また、基板搬送装置３は、基板処理基準位置２Ｂに搬送した基板１を、半田予熱工程とリフロー工程とを行う間、基板搬入口２ａと基板搬出口２ｂとの間で進退（往復）させる。すなわち、基板搬送装置３は、基板処理基準位置２Ｂに搬送した基板１を基板搬送方向Ｘに揺動させる。この基板１の揺動速度は、例えば３０ｍｍ／ｓ程度に設定されている。また、基板１の揺動範囲は、基板処理基準位置２Ｂから基板搬送方向Ｘに±２０ｍｍ程度の範囲に設定されている。基板搬送装置３は、このようにして、基板処理基準位置２Ｂに搬送した基板１を基板搬送方向Ｘに揺動させることによって上側熱風供給装置４の熱風４Ａ及び下側熱風供給装置５の熱風５Ａにより、基板１の全体を均一に加熱するように作用する。
【００２５】
なお、基板１は、例えば炭素鋼等の金属で形成されたパレットに載置され、このパレットを介して基板搬送装置３により搬送されてもよい。この場合には、例えばパレットの大きさは基板１と同じ大きさで構成し、図１の点線で示す大きさの基板１Ａを載置すればよい。
【００２６】
上側熱風供給装置４は、上側ヒータ４ａと上側ブロア４ｂとで構成されている。上側熱風供給装置４は、リフロー工程において、上側ヒータ４ａの周囲の気体を、半田融点（例えば２１０℃〜２２０℃）以上の温度に上側ヒータ４ａで加熱し、上側ブロア４ｂで半田加熱室２Ａ内に搬入された基板１の上面１ａ側に供給することで、半田融点以上の温度の半田溶融用の熱風４Ａを形成する。上側ヒータ４ａの設定温度は、低すぎると長い加熱時間が必要になるため、半田融点よりも５℃以上高く設定することが好ましく、半田融点よりも１０℃以上高く設定するとさらに好ましい。なお、上側熱風供給装置４は、半田予熱工程においても、半田融点以上の温度の半田溶融用の熱風４Ａを形成するよう構成されてもよい。上側熱風供給装置４は、上側ブロア４ｂの周波数の設定を切り変えることにより、熱風４Ａを任意の風速で供給することができる。
【００２７】
なお、図２及び図３においては、上側ヒータ４ａを上側ブロア４ｂよりも基板１に近い側に配置し、上側ブロア４ｂが上側ヒータ４ａに向けて風を吹き付けて、半田加熱室２Ａ内に搬入された基板１の上面１ａ側に熱風４Ａを供給するように構成したが、上側ヒータ４ａと上側ブロア４ｂとの配置が入れ替わってもよい。すなわち、上側ブロア４ｂは、上側ヒータ４ａが加熱した上側ヒータ４ａの周囲の気体を、吸引し攪拌して均一化したのち、半田加熱室２Ａ内に搬入された基板１の上面１ａ側に供給することで、熱風４Ａを形成するように構成されてもよい。
【００２８】
下側熱風供給装置５は、下側ヒータ５ａと下側ブロア５ｂとで構成されている。下側熱風供給装置５は、リフロー工程において、下側ヒータ５ａの周囲の気体を、半田融点以上の温度に下側ヒータ５ａで加熱し、下側ブロア５ｂで半田加熱室２Ａ内に搬入された基板１の下面１ｂ側に供給することで、半田融点以上の温度の基板加熱用の熱風５Ａを形成する。下側ヒータ５ａの設定温度は、基板１がパレットに載置されず、下側熱風供給装置５の熱風５Ａが直接、基板１の下面１ｂに供給される場合には、上側熱風供給装置４の熱風４Ａの温度、つまり上側ヒータ４ａの設定温度よりも高く設定することが好ましく、半田融点よりも２５℃以上高く設定すると加熱時間を短くできるためさらに好ましい。また、下側ヒータ５ａの設定温度は、基板１がパレットに載置され、下側熱風供給装置５の熱風５Ａがパレットを介して基板１の下面１ｂに供給される場合には、パレットの厚みや材質にもよるが、少なくとも上側ヒータ４ａの設定温度よりも高く設定することが好ましく、半田融点よりも６０℃以上高く設定すると加熱時間を短くできるためさらに好ましい。また、下側ヒータ５ａの設定温度は、基板１が下面１ｂに電子部品１ｃを実装状態で半田付け接合し、上面１ａに電子部品を装着した両面基板である場合には、下面１ｂの電子部品１ｃを接合している半田が溶融しないように、半田融点よりも低く設定することが好ましい。なお、下側熱風供給装置５は、半田予熱工程においても、基板加熱用の熱風５Ａを形成するよう構成されてもよい。下側熱風供給装置５は、下側ブロア５ｂの周波数の設定を切り変えることにより、熱風５Ａを任意の風速で供給することができる。
【００２９】
なお、図２及び図３においては、下側ヒータ５ａを下側ブロア５ｂよりも基板１に近い側に配置し、下側ブロア５ｂが下側ヒータ５ａに向けて風を吹き付けることで、半田加熱室２Ａ内に搬入された基板１の上面１ａ側に熱風５Ａを供給するように構成したが、下側ヒータ５ａと下側ブロア５ｂとの配置が入れ替わってもよい。すなわち、下側ブロア５ｂは、下側ヒータ５ａが加熱した下側ヒータ５ａの周囲の気体を、吸引し攪拌して均一化したのち、半田加熱室２Ａ内に搬入された基板１の上面１ａ側に供給することで、熱風５Ａを形成するように構成されてもよい。
【００３０】
制御装置６は、加熱処理する対象となる基板１や半田の材料等に応じた温度プロファイルが記憶された記憶テーブルを有する記憶部（図示していない）を備えている。制御装置６は、その記憶部の記憶テーブルに基づいて、上側熱風供給装置４の上側ブロア４ｂ及び下側熱風供給装置５の下側ブロア５ｂを制御して、半田予熱工程及びリフロー工程の切り替えを行う。より具体的には、制御装置６は、上側熱風供給装置４の上側ブロア４ｂを制御して、半田加熱室２Ａ内に搬入された基板１の上面１ａ側に対して、リフロー工程で熱風４Ａを供給するよう制御するとともに、下側熱風供給装置５の下側ブロア５ｂを制御して、半田加熱室２Ａ内に搬入された基板１の下面１ｂ側に対して、半田予熱工程で供給する熱風５Ａの風量が、リフロー工程での熱風５Ａの風量より多くなるように制御する。なお、半田予熱工程で供給する熱風５Ａの風量は、リフロー工程での熱風５Ａの風量より３０％〜５０％程度多くなるように制御されるのが好ましい。このように設定されることで、基板１の半田の加熱処理時間を効果的に短縮することができる。
【００３１】
また、制御装置６には、各装置の動作状況や半田加熱室２Ａ内の温度などを表示する表示部６ａと、上側熱風供給装置４の熱風４Ａの温度や風速などの設定条件を外部から入力指示可能な入力部６ｂと、半田加熱工程やリフロー工程等の時間を管理するための計時部（図示していない）とが設けられている。また、制御装置６には、点灯や点滅可能な警告灯１５が接続されている。制御装置６は、各装置の動作状況等にエラーが生じた場合に、警告灯１５を点灯や点滅させたりして周囲に、そのエラーを知らせることができるように構成されている。
【００３２】
半田加熱室２Ａ内には、基板搬送装置３より基板処理基準位置２Ｂに搬入された基板１よりも上側に、板状の熱風遮蔽部材７が設けられている。熱風遮蔽部材７には、基板処理基準位置２Ｂに位置する基板１と対向する位置に、基板１と大略同じ大きさの開口が設けられている。つまり、熱風遮蔽部材７はロの字形状を有している。熱風遮蔽部材７は、このように構成されることにより、基板１が基板処理基準位置２Ｂに位置するときに、上側熱風供給装置４の熱風４Ａに下側熱風供給装置５の熱風５Ａが干渉するのを妨げることができる。これにより、基板１上の電子部品１ｃが急激に加熱されることを防ぐことができる。なお、熱風遮蔽部材７は、基板１が基板処理基準位置２Ｂに位置するときにできる限り、基板１の近傍に位置するように設けられるのが好ましい。また、熱風遮蔽部材７は、半田加熱室２Ａに一体的に形成されてもよい。
【００３３】
なお、熱風遮蔽部材７は、上記構成に限定されるものではなく、基板１が基板処理基準位置２Ｂに位置するときに、上側熱風供給装置４の熱風４Ａに下側熱風供給装置５の熱風５Ａが干渉するのを妨げることができればよい。例えば、熱風遮蔽部材７は、複数の部材で構成されてもよい。
【００３４】
半田加熱室２Ａの外側で且つ基板搬送方向Ｘの上流側には、図１に示すように、基板１の先端部のエッジ１ｄを検出する第１のエッジ検出器１０ａが設けられている。基板処理基準位置２Ｂ近傍で且つ基板搬送方向Ｘの下流側には、基板１の先端部のエッジ１ｄを検出する第２のエッジ検出器１０ｂが設けられている。半田加熱室２Ａの外側で且つ基板搬送方向Ｘの下流側には、基板１の後端部のエッジ１ｅを検出する第３のエッジ検出器１０ｃが設けられている。なお、第１のエッジ検出器１０ａ、第２のエッジ検出器１０ｂ及び第３のエッジ検出器１０ｃは、基板１のエッジ１ｄ又はエッジ１ｅを検出するように構成したが、基板１がパレットに載置されて搬送される場合には、パレットのエッジを検出するように構成されてもよい。
【００３５】
半田加熱室２Ａの外側で且つ基板搬入口２ａ近傍には、基板搬入口２ａを開閉可能な搬入口シャッター８が設けられている。搬入口シャッター８は、第１のエッジ検出器１０ａが先端部のエッジ１ｄを検出したとき、基板搬入口２ａを開け、第２の検出器１０ｂが先端部のエッジ１ｄを検出したとき、基板搬入口２ａを閉じるように構成されている。
【００３６】
半田加熱室２Ａの外側で且つ基板搬出口２ｂ近傍には、基板搬出口２ｂを開閉可能な搬出口シャッター９が設けられている。搬出口シャッター９は、第２の検出器１０ｂが先端部のエッジ１０ｂを検出してから一定時間経過したとき、基板搬出口２ｂを開け、第３の検出器１０ｃが後端部のエッジ１ｅを検出したとき、基板搬出口２ｅを閉じるように構成されている。搬入口シャッター８及び搬出口シャッター９の開閉動作は、制御装置６により制御される。
【００３７】
半田加熱部２の上部側には、半田加熱部２の上部の周りに所定の空間１２が形成されるように外側カバー１１が設けられている。外側カバー１１と基板搬入口２ａ側の半田加熱部２の上部との間、及び外側カバー１１と基板搬出口２ｂ側の半田加熱部２の上部との間には夫々、図２に示すように、フィルタ１３が設けられている。また、半田加熱部２の上面中央部２ｃには、外側カバー１１を貫通して、基板１の搬送経路から離れた装置上方の空間と連通するようにフラックス吸引部１４が取り付けられている。基板１の半田に含まれるフラックスは、加熱されることにより気化して、基板搬入口２ａ又は基板搬出口２ｂが開けられたときに、基板搬入口２ａ又は基板搬出口２ｂから半田加熱室２Ａ外に排出される。半田加熱室２Ａ外に排出されたフラックスは、半田加熱室２Ａ内の温度より半田加熱室２Ａ外の温度が低い（通常、常温）ために、急速に自然冷却されて他の基板に付着するなどの不具合を起こす原因となる。このため、フラックス吸引部１４は、半田加熱室２Ａ外に排出されたフラックスを吸引するための吸引力を発生させ、フィルタ１３を介して所定の空間１２にフラックスを吸引したのち、基板１の搬送経路から離れた装置上方の空間にフラックスを排出するように構成されている。
【００３８】
本発明の第１実施形態の半田加熱装置は以上のように構成されている。
次に、本発明の第１実施形態の半田加熱装置の動作を、図１〜図５を参照しながら説明する。図４は、本発明の第１実施形態の半田加熱装置のタイミング動作の説明図である。図４のグラフは、基板１の温度変化を示している。図５は、上側及び下側熱風供給装置４，５のそれぞれのブロア４ｂ，５ｂのインバータの周波数と熱風４Ａ，５Ａの風速との関係を示すグラフである。ここでは、二枚の基板の半田を加熱するときの各装置のタイミング動作について説明する。
【００３９】
なお、本発明の第１実施形態においては、一例として、上側ブロア４ａを、インバータ（周波数可変電源装置）で周波数５Ｈｚに設定したときの風速を「弱１」とし、周波数１２Ｈｚに設定したときの風速を「弱２」としている。また、一例として、下側ブロア５ａを、インバータで周波数３２Ｈｚに設定したときの風速を「弱」とし、周波数５３Ｈｚに設定したときの風速を「強」としている。つまり、図５より、風速「弱１」は風速約１ｍ／ｓを示し、風速「弱２」は風速約２ｍ／ｓを示し、風速「弱」は風速約５．５ｍ／ｓを示し、風速「強」は風速約９ｍ／ｓを示している。
また、本発明の第１実施形態において加熱処理される基板１は、デジタルカメラやＤＶＤレコーダ等に用いられる小型のフレキシブル基板である。
【００４０】
初期状態において、上側熱風供給装置４の上側ヒータ４ａは、一例として、２３５℃の温度に設定され、上側ブロア４ｂは基板１の上面１ａ側に風速「弱１」の熱風４Ａを供給している。また、下側熱風供給装置５の下側ヒータ５ａは、一例として、２８０℃の温度に設定され、下側ブロア５ｂは基板１の下面１ｂ側に風速「弱」の熱風５Ａを供給している。また、基板１を搬送する基板搬送装置３の駆動用モータ３ｂは駆動しており、搬入口シャッター８、搬出口シャッター９は夫々、基板搬入口２ａ、基板搬出口２ｂを閉じている。
【００４１】
この初期状態より、まず、基板搬送装置３に載置された１枚目の基板１が、基板搬送装置３により基板搬入口２ａに向けて基板搬送方向Ｘに搬送される。
１枚目の基板１が基板搬送方向Ｘに搬送され、第１のエッジ検出部１０ａが１枚目の基板１の先端部のエッジ１ｄを検出すると、制御装置６は搬入口シャッター８を駆動して基板搬入口２ａを開けるとともに、下側熱風供給装置５の下側ブロア５ａを制御して、計時部（図示していない）の計時時間をリセットする。このとき同時に、１枚目の基板１の加熱処理の準備のために、熱風５Ａの風速を「弱」から「強」に切り替え、半田加熱室２Ａの温度を上昇させる。
【００４２】
この状態で１枚目の基板１がさらに基板搬送方向Ｘに搬送されると、１枚目の基板１は基板搬入口２ａを通過して半田加熱室２Ａ内に搬送される。そして、１枚目の基板１が基板処理基準位置２Ｂまで搬送され、第２のエッジ検出部１０ｂが１枚目の基板１の先端部のエッジ１ｄを検出すると、制御装置６は、搬入口シャッター８を駆動して基板搬入口２ａを閉じる。
【００４３】
次いで、制御装置６は、基板搬送装置３の駆動用モータ３ｂを正方向又は逆方向に交互に駆動させて、１枚目の基板１を基板搬入口２ａと基板搬出口２ｂとの間の揺動範囲内で往復（進退）させる。
次いで、制御装置６は、計時部の計時時間が、第１のエッジ検出部１０ａが１枚目の基板１の先端部のエッジ１ｄを検出してリセットされてから予め設定された予熱時間（例えば１５秒〜３０秒）の間、上側熱風供給装置４の上側ブロア４ａを制御して、風速「弱１」の熱風４Ａを基板１の上面１ａに供給するとともに、下側熱風供給装置５の下側ブロア５ａを制御して、風速「強」の熱風５Ａを基板１の下面１ｂに供給して、電子部品１ｃ及び半田を含めた基板１全体を予熱する。このとき、基板１の温度は、図４に示すように、なだらかなカーブで上昇する。上記予熱時間が終了すると、制御装置６は、上側熱風供給装置４の上側ブロア４ａを制御して、熱風４Ａの風速を「弱１」から「弱２」に切り替えるとともに、下側熱風供給装置５の下側ブロア５ａを制御して、熱風５Ａの風速を「強」から「弱」に切り替える。このとき同時に、制御装置６は計時部（図示していない）の計時時間をリセットする。
【００４４】
次いで、制御装置６は、上記予熱時間が終了して計時部の計時時間をリセットしてから予め設定されたリフロー時間（例えば１５〜３０秒）の間、上側熱風供給装置４の上側ブロア４ａを制御して、風速「弱２」の熱風４Ａを基板１の上面１ａに供給するとともに、下側熱風供給装置５の下側ブロア５ａを制御して、風速「弱」の熱風５Ａを基板１の下面１ｂに供給して、基板１の半田を溶融させる。このとき、基板１の温度は、上記予熱時よりもなだらかなカーブで上昇し、約２４０℃の温度でキープされる。上記リフロー時間が終了すると、制御装置６は、基板搬送装置３の駆動用モータ３ｂを制御して、１枚目の基板１の上記往復動作を停止し、再び１枚目の基板１を搬送方向Ｘに搬送する。このとき同時に、制御装置６は、上側熱風供給装置４の上側ブロア４ａを制御して、熱風４Ａの風速を「弱２」から「弱１」に切り替えるとともに、搬出口シャッター９を駆動して基板搬出口２ｂを開ける。
【００４５】
この状態で１枚目の基板１がさらに基板搬送方向Ｘに搬送されると、１枚目の基板１は基板搬出口２ｂを通過して半田加熱室２Ａ外に搬送される。そして、第３のエッジ検出部１０ｃが１枚目の基板１の後端部のエッジ１ｅを検出すると、制御装置６は、搬出口シャッター９を駆動して基板搬入口２ｂを閉じる。なおこのとき、加熱され溶融した一枚目の基板１の半田は、半田加熱室２Ａ内から半田加熱室２Ａ外に搬送されることにより、自然冷却されて固まって、基板１と電子部品１ｃとを接合する。
【００４６】
この状態で基板搬送装置３の駆動用モータ３ｂがさらに駆動され続けると、基板搬送方向Ｘの上流側で基板搬送装置３に載置された２枚目の基板１が基板搬送方向Ｘに搬送される。そして、第１のエッジ検出部１０ａが２枚目の基板１の先端部のエッジ１ｄを検出すると、制御装置６は、搬入口シャッター８を駆動して基板搬入口２ａを開けるとともに、計時部の計時時間をリセットする。このとき同時に、制御装置６は、下側熱風供給装置５の下側ブロア５ａを制御して、２枚目の基板１の加熱処理の準備のために、熱風５Ａの風速を「弱」から「強」に切り替え、半田加熱室２Ａの温度を上昇させる。
【００４７】
この状態で２枚目の基板１がさらに基板搬送方向Ｘに搬送されると、２枚目の基板１は基板搬入口２ａを通過して半田加熱室２Ａ内に搬送される。
以下、本発明の第１実施形態の半田加熱装置は、上述した１枚目の基板１の加熱処理動作と同様に動作して、２枚目の基板１を加熱処理する。
以上のように本発明の第１実施形態の半田加熱装置は動作して、基板１の半田を加熱して溶融する。
【００４８】
本発明の第１実施形態の半田加熱装置によれば、半田予熱工程では、下側熱風供給装置５より半田加熱室２Ａ内に搬入された基板１の下面１ｂ側にリフロー工程で供給する基板加熱用の熱風５Ａよりも風速の速い熱風５Ａを供給し、リフロー工程では、上側熱風供給装置４より半田加熱室２Ａ内に搬入された基板１の上面１ａ側に半田融点以上の温度の半田溶融用の熱風４Ａを供給するとともに、下側熱風供給装置５より半田加熱室２Ａ内に搬入された基板１の下面１ｂ側に基板加熱用の熱風５Ａを供給するように構成され、半田予熱工程及びリフロー工程での、熱風４Ａ及び熱風５Ａの温度が一定に構成されている（すなわち、半田予熱工程で基板１の下面１ｂ側に供給される熱量が、リフロー工程で基板１の下面１ｂ側に供給される熱量よりも多くなるように構成されている）ので、半田加熱室２Ａを半田予熱ゾーンとリフローゾーンとに区画することなく、制御装置６によって半田加熱室２Ａ内の温度雰囲気を切り替えることができ、半田予熱工程とリフロー工程とを１つの半田加熱室２Ａで選択的に実施することができる。すなわち、半田予熱ゾーン及びリフローゾーンの両方の機能を１つの半田加熱室２Ａで果たすことが可能となる。したがって、半田加熱室２Ａの基板搬送方向Ｘの長さ（幅）を従来例の半田加熱装置よりも短くすることができ、装置の小型化を実現することができる。
【００４９】
また、本発明の第１実施形態の半田加熱装置によれば、半田予熱工程とリフロー工程では基板１を基板搬入口２ａと基板搬出口２ｂとの間で進退させるように基板搬送装置３が構成されているので、上側熱風供給装置４より基板１の上面１ａ側に供給される熱風４Ａ及び下側熱風供給装置５より基板１の下面１ｂ側に供給される熱風５Ａにムラが有っても上記進退動作によって、基板１の位置を変えることができるので、基板１全体を均一に加熱することができる。したがって、半田加熱室２Ａの基板搬送方向Ｘの長さ（幅）を従来例の半田加熱装置よりも短くすることができ、装置を小型化することができる。より具体的には、例えば、従来例の半田加熱装置が、幅３００ｃｍ（〜７００ｃｍ）×奥行き１００ｃｍ×高さ１６０ｃｍ程度のサイズであるのに対して、本発明の第１実施形態の半田加熱装置は、幅７５ｃｍ×奥行き１００ｃｍ×高さ１６０ｃｍ程度のサイズまで小型化することができる。つまり、従来例の半田加熱装置の１／４以下のサイズにすることができる。
【００５０】
また、本発明の第１実施形態の半田加熱装置によれば、リフロー工程では、予熱工程での温度雰囲気を引き継ぐことができるので、従来例の半田加熱装置のように常温からリフロー工程に対応する温度雰囲気まで温度を上昇させる必要がなく、省エネルギー化を実現することができる。また、１枚の基板を加熱処理しようとすれば、従来例の半田加熱装置であれば予熱ゾーンとリフローゾーンの少なくとも２つのゾーンを同時に加熱しなければならないのに対して、上記第１実施形態の半田加熱装置によれば、１つの半田加熱室２Ａを加熱すればよいので、省エネルギー化を実現することができる。
【００５１】
また、本発明の第１実施形態の半田加熱装置によれば、半田加熱室２Ａ内の、基板搬送装置３より基板処理基準位置２Ｂに搬入された基板１の周囲よりも上側に、熱風遮蔽部材７を設けているので、基板１が基板処理基準位置２Ｂに位置するときに、上側熱風供給装置４の熱風４Ａに下側熱風供給装置５の熱風５Ａが干渉するのを妨げることができる。つまり、基板１の上面１ｂには、下側熱風供給装置５の熱風５Ａが当たり難くなっている。したがって、下側熱風供給装置５の熱風５Ａを上側熱風供給装置４の熱風４Ａよりも温度を高くしたり風速を速くすることなどによって生じる、基板１上の電子部品１ｃの急激な温度変化を防ぐことができる。
【００５２】
また、本発明の第１実施形態の半田加熱装置によれば、下側熱風供給装置５の熱風５Ａの設定温度を適宜変更することで、基板１がパレットに載置されて搬送される場合、基板１が直接搬送される場合、基板１が両面基板である場合等、様々な条件下においても１つの半田加熱室２Ａで半田予熱工程及びリフロー工程を行うことができる。
【００５３】
また、従来例の半田加熱装置においては、一枚の基板を加熱処理するのに、例えば上記サイズの装置では３分３０秒程度の処理時間を要する。これに対して、本発明の第１実施形態の半田加熱装置によれば、１つの半田加熱室２Ａ内で半田予熱工程及びリフロー工程を行うことができるので、半田加熱室２Ａ内には１枚の基板だけ位置すればよく、つまり１個流し生産が可能であり、工程在庫を削減することができるとともに一枚の基板を加熱処理するまでに要する時間を大幅に短縮できる。例えば上記サイズの装置では一枚当たりの加熱処理時間を１分程度にすることができる。
【００５４】
また、従来例の半田加熱装置においては、一枚当たりの処理時間を短縮させるために、複数の基板を連続的に半田加熱室内に搬送して、複数の基板を同時並行して加熱する方法が一般的に採られている。例えば、７枚の基板を連続的に半田加熱室内に搬送した場合には、一枚当たりの処理時間は３０秒程度に短縮される。しかしながら、この方法においては、半田加熱室内に位置する基板が多いため、工程在庫が多く、エラー等が発生した場合に無駄になる基板が多く発生するという課題がある。これに対して、本発明の第１実施形態の半田加熱装置においては、一例として上述したように従来例の半田加熱装置の１／４以下のサイズとすることが可能であるので、従来例の半田加熱装置１台のスペースで本装置が４台以上設置可能となり、一枚当たりの加熱処理時間を１５秒以下に短縮することが可能となる。
【００５５】
なお、本発明の第１実施形態においては、搬入口シャッター８及び搬出口シャッター９を設けて、熱風４Ａ及び熱風５Ａが半田加熱室２Ａ外に漏れるのを防ぐことが好ましいが、無くても構わない。また、図６に示すように、基板搬入口２ａ（及び基板搬出口２ｂ）の近傍に、複数の板体を所定の間隔を持って立設させたラビリンス部２ｂを設けても同様の効果を得ることができる。
また、本発明の第１実施形態においては、半田加熱室２Ａ内に第２のエッジ検出部１０ｂを設けて、第２のエッジ検出部１０ｂが基板１の先端部のエッジ１ｄを検出することで、制御装置６が、搬入口シャッター１０ｂを駆動して基板搬入口２ａを閉じ、基板搬送装置３の駆動用モータ３ｂを正方向又は逆方向に交互に駆動させて、１枚目の基板１を基板搬入口２ａと基板搬出口２ｂとの間の揺動範囲内で往復させるように構成したが、本発明はこれに限定されない。例えば、基板１を一定速度で基板搬送方向Ｘに搬送し、第１のエッジ検出部１０ａが基板１の先端部のエッジ１ｄを検出してから、基板１が基板処理基準位置２Ｂに到着するまでの時間の経過後、制御装置６が、搬入口シャッター１０ｂを駆動して基板搬入口２ａを閉じ、基板搬送装置３の駆動用モータ３ｂを正方向又は逆方向に交互に駆動させて、１枚目の基板１を基板搬入口２ａと基板搬出口２ｂとの間の揺動範囲内で往復させるように構成してもよい。
【００５６】
また、本発明の第１実施形態においては、熱風４Ａ及び熱風５Ａの、風速及び温度を、具体的に数値を挙げて説明したが、本発明はこれには限定されない。風速と温度とは相関関係にあり、例えば、上記の条件において、風速を上げて温度を下げたい場合や、風速を下げて温度を上げたい場合には、下記の式により導くことができる。
【００５７】
Ｒｅ＝ｕＬ／ｖ ・・・・・・（１）
Ｎｕｍ＝０．６６４Ｐｒ１／３×Ｒｅ１／２・・・・・・（２）
αｍ＝Ｎｕｍ×ｋ／ｌ ・・・・・・（３）
Ｑ＝α×Ｓ（Ｔａ−Ｔｐｃｂ） ・・・・・・（４）
【００５８】
ここで、αｍは平均強制対流熱伝達率（Ｗ／（ｍ２Ｋ））を示し、Ｎuｍは平均ヌッセルト数を示し、ｋは流体の熱伝導率（Ｗ／（ｍ２Ｋ））を示し、ｌは基板長さ（ｍ）を示し、Ｐｒは流体のプラントル数（２５０℃の空気は０．７１）を示し、ｕは流体の風速（ｍ／s）を示し、ｖは動粘性係数（ｍ２／s）を示し、Ｒｅはレイノルズ数を示し、Ｌは流路の代表長さ（ｍ）を示し、Ｑは基板が受け取る熱量（ｋｇ／ｍ３）を示し、αは熱伝達率を示し、Ｓは基板表面積（ｍ２）を示し、Ｔａは、雰囲気温度、つまり熱風の温度（℃）を示し、Ｔｐｃｂは基板の温度（℃）を示す。
【００５９】
例えば、熱風５Ａを風速２ｍ／ｓに設定した場合、基板１の半田に十分な熱量Ｑが供給するためには、温度を３４５℃以上に設定しなければならない。しかしながら、このように高い設定温度ではウィッキングなどの不具合を起こす可能性がある。このような不具合を防ぐためには、風速を上げて、温度を下げることが有効である。
【００６０】
そこで、例えば、熱風５Ａの風速を１．５倍にした場合、（１）式より、レイノルズ数Ｒｅが１．５倍になり、（２）式より、レイノルズ数Ｒｅの２乗根に比例する平均ヌッセルト数Ｎｕｍが約１．２倍になる。平均ヌッセルト数Ｎｕｍが約１．２倍になると、（３）式より、平均ヌッセルト数Ｎｕｍに比例する熱伝達率αも約１．２倍になる。基板１が受け取る熱量Ｑが上記条件と同じである場合、（４）式より、熱風５Ａの温度Ｔａは熱伝達率αに反比例するので約０．８３倍となる。すなわち、熱風５Ａの風速を１．５倍にすると、温度を約８３％に下げることができ、上記の条件下では、風速３ｍ／ｓにすることにより、温度を２８６℃に下げることが可能となる。
【００６１】
《第２実施形態》
本発明の第２実施形態にかかる半田加熱装置を、図１〜図３及び図７を参照しながら説明する。図７は、本発明の第２実施形態にかかる半田加熱装置のタイミング動作の説明図である。図７のグラフは基板１の温度変化を示している。本発明の第２実施形態にかかる半田加熱装置は、半田予熱工程及びリフロー工程における制御装置６の上側熱風供給装置４及び下側熱風供給装置５の制御動作が異なる点（基板に応じて供給する熱量を異ならせる点）で、本発明の第１実施形態にかかる半田加熱装置と異なる。その他の点においては、本発明の第１実施形態と同様であるので重複する説明は省略する。
【００６２】
本発明の第２実施形態において加熱処理される基板１は、パーソナルコンピュータ等に用いられているＦＲ４（Flame Retardant Type ４）プリント基板等の中型基板である。ここで、ＦＲ４とは、ガラス繊維とエポキシ樹脂の複合材料からなる難燃性のプリント基板材料をいう。ＦＲ４プリント基板等の中型の基板は、大きさや耐熱温度の異なった電子部品が多数搭載されるため、半田予熱工程において、第１実施形態で示した小型基板のように一様に温度を上げると、基板１面内に温度のバラツキが生じる。
【００６３】
このため、本発明の第２実施形態においては、基板１の温度が、図７に示すように変化するように、制御装置６が上側熱風供給装置４及び下側熱風供給装置５を制御している。以下、本発明の第２実施形態にかかる半田加熱装置の動作を説明する。
なお、本発明の第２実施形態において、上側熱風供給装置４の熱風４Ａの風速「弱１」，「弱２」、及び温度の設定、下側熱風供給装置５の熱風５Ａの風速「弱」，「強」、及び温度の設定は、本発明の第１実施形態と同様である。また、搬入口シャッター８及び搬出口シャッター９の動作については説明を省略する。また、第１のエッジ検出部１０ａが基板１の先端部のエッジ１ｄを検出し、計時部の計時時間をリセットした時点を初期状態として説明する。
【００６４】
初期状態において、上側ブロア４ｂは基板１の上面１ａ側に風速「弱１」の熱風４Ａを供給しており、下側ブロア５ｂは基板１の下面１ｂ側に風速「強」の熱風５Ａを供給している。また、基板１を搬送する基板搬送装置３の駆動用モータ３ｂは駆動している。
【００６５】
この初期状態より、まず、基板搬送装置３により、基板１が基板搬送方向Ｘに搬送されると、基板１は基板搬入口２ａを通過して半田加熱室２Ａ内に搬送される。そして、基板１が基板処理基準位置２Ｂまで搬送され、第２のエッジ検出部１０ｂが基板１の先端部のエッジ１ｄを検出すると、制御装置６は、基板搬送装置３の駆動用モータ３ｂを正方向又は逆方向に交互に駆動させて、基板１を基板搬入口２ａと基板搬出口２ｂとの間の揺動範囲内で往復（進退）させる。
【００６６】
次いで、制御装置６は、計時部の計時時間が、第１のエッジ検出部１０ａが基板１の先端部のエッジ１ｄを検出してリセットされてから予め設定された第１予熱時間（例えば１０〜１５秒）の間、上側熱風供給装置４の上側ブロア４ａを制御して、風速「弱１」の熱風４Ａを基板１の上面１ａに供給するとともに、下側熱風供給装置５の下側ブロア５ａを制御して、風速「強」の熱風５Ａを基板１の下面１ｂに供給して、電子部品１ａ及び半田を含めた基板１全体を予熱する。このとき、基板１の温度は、比較的急な勾配で上昇する。上記第１予熱時間が終了すると、制御装置６は、上側熱風供給装置４の上側ブロア４ａを制御して、熱風４Ａの風速を「弱１」から「弱２」に切り替えるとともに、下側熱風供給装置５の下側ブロア５ａを制御して、熱風５Ａの風速を「強」から「弱」に切り替える。このとき同時に、制御装置６は計時部の計時時間をリセットする。
【００６７】
次いで、制御装置６は、計時部の計時時間が、第１予熱時間が終了してリセットされてから予め設定された第２予熱時間（例えば１０〜３０秒）の間に達すると、上側熱風供給装置４の上側ブロア４ａを制御して、風速「弱２」の熱風４Ａを基板１の上面１ａに供給するとともに、下側熱風供給装置５の下側ブロア５ａを制御して、風速「弱」の熱風５Ａを基板１の下面１ｂに供給して、電子部品１ａ及び半田を含めた基板１全体を予熱する。このとき、基板１の温度は、なだらか勾配で上昇する。上記第２予熱時間が終了すると、制御装置６は、上側熱風供給装置４の上側ブロア４ａを制御して、熱風４Ａの風速を「弱２」から「弱１」に切り替えるとともに、下側熱風供給装置５の下側ブロア５ａを制御して、熱風５Ａの風速を「弱」から「強」に切り替える。このとき同時に、制御装置６は計時部の計時時間をリセットする。
【００６８】
次いで、制御装置６は、計時部の計時時間が、第２予熱時間が終了してリセットされてから予め設定された第３予熱時間（例えば５〜１０秒）の間、上側熱風供給装置４の上側ブロア４ａを制御して、風速「弱１」の熱風４Ａを基板１の上面１ａに供給するとともに、下側熱風供給装置５の下側ブロア５ａを制御して、風速「強」の熱風５Ａを基板１の下面１ｂに供給して、電子部品１ａ及び半田を含めた基板１全体を予熱する。このとき、基板１の温度は、比較的急な勾配で上昇する。上記第３予熱時間が終了すると、上側熱風供給装置４の上側ブロア４ａを制御して、熱風４Ａの風速を「弱１」から「弱２」に切り替えるとともに、下側熱風供給装置５の下側ブロア５ａを制御して、熱風５Ａの風速を「強」から「弱」に切り替える。このとき同時に、制御装置６は計時部の計時時間をリセットする。
【００６９】
次いで、制御装置６は、計時部の計時時間が、第３予熱時間が終了してリセットされてから予め設定されたリフロー時間（例えば５〜１０秒）の間、上側熱風供給装置４の上側ブロア４ａを制御して、風速「弱２」の熱風４Ａを基板１の上面１ａに供給するとともに、下側熱風供給装置５の下側ブロア５ａを制御して、風速「弱」の熱風５Ａを基板１の下面１ｂに供給して、基板１の半田を溶融する。このとき、基板１の温度は、なだらか勾配で上昇し、約２４０℃の温度でキープされる。上記リフロー時間が終了すると、制御装置６は、上側熱風供給装置４の上側ブロア４ａを制御して、熱風４Ａの風速を「弱２」から「弱１」に切り替えるとともに、基板搬送装置３の駆動用モータ３ｂを制御して、基板１の上記往復動作を停止し、再び基板１を搬送方向Ｘに搬送して、基板搬出口２ｂを通過させて半田加熱室２Ａ外に搬出する。このとき、加熱され溶融した基板１の半田は、半田加熱室２Ａ内から半田加熱室２Ａ外に搬送されることにより、自然冷却されて固まって、基板１と電子部品１ｃとを接合する。
【００７０】
以上のように本発明の第２実施形態にかかる半田加熱装置は動作する。
なお、上記第２実施形態では、上側熱風供給装置４の熱風４Ａの風速を「弱１」→「弱２」→「弱１」→「弱２」と切り替えるとともに、下側熱風供給装置５の熱風５Ａの風速を「強」→「弱」→「強」→「弱」と切り替えることにより、半田加熱室２Ａ内で基板１の温度を、２段階で上昇させる例を説明したがこれには限定されない。例えば、図８に示すように基板１の温度が徐々に上昇するように、制御装置６が上側熱風供給装置４及び下側熱風供給装置５を制御してもよい。このときの本発明の第２実施形態にかかる半田加熱装置の動作について以下に説明する。
【００７１】
なお、図８において、「弱３」は、一例として、「弱」より約２０％ダウンさせた周波数に設定され、「弱４」は、一例として、「弱３」より約２０％ダウンさせた周波数に設定されている。つまり、「弱３」は、周波数２６Ｈｚ、風速約４．５ｍ／ｓの熱風５Ａを示し、「弱４」は、周波数２１Ｈｚ、風速約３．５ｍ／ｓの熱風５Ａを示している。
【００７２】
初期状態において、上側ブロア４ｂは基板１の上面１ａ側に風速「弱１」の熱風４Ａを供給しており、下側ブロア５ｂは基板１の下面１ｂ側に風速「強」の熱風５Ａを供給している。また、基板１を搬送する基板搬送装置３の駆動用モータ３ｂは駆動している。
【００７３】
この初期状態より、まず、基板搬送装置３により、基板１が基板搬送方向Ｘに搬送されると、基板１は基板搬入口２ａを通過して半田加熱室２Ａ内に搬送される。そして、基板１が基板処理基準位置２Ｂまで搬送され、第２のエッジ検出部１０ｂが基板１の先端部のエッジ１ｄを検出すると、制御装置６は、基板搬送装置３の駆動用モータ３ｂを正方向又は逆方向に交互に駆動させて、基板１を基板搬入口２ａと基板搬出口２ｂとの間で往復（進退）させる。
【００７４】
次いで、制御装置６は、計時部の計時時間が、第１のエッジ検出部１０ａが基板１の先端部のエッジ１ｄを検出してリセットされてから予め設定された第１予熱時間（例えば１０〜１５秒）間、上側熱風供給装置４の上側ブロア４ａを制御して、風速「弱１」の熱風４Ａを基板１の上面１ａに供給するとともに、下側熱風供給装置５の下側ブロア５ａを制御して、風速「強」の熱風５Ａを基板１の下面１ｂに供給して、電子部品１ａ及び半田を含めた基板１全体を予熱する。このとき、基板１の温度は、比較的急な勾配で上昇する。上記第１予熱時間が終了すると、制御装置６は、下側熱風供給装置５の下側ブロア５ａを制御して、熱風５Ａの風速を「強」から「弱３」に切り替える。このとき同時に、制御装置６は計時部の計時時間をリセットする。
【００７５】
次いで、制御装置６は、計時部の計時時間が、第１予熱時間が終了してリセットされてから予め設定された第２予熱時間（例えば１０〜２０秒）の間、上側熱風供給装置４の上側ブロア４ａを制御して、風速「弱１」の熱風４Ａを基板１の上面１ａに供給するとともに、下側熱風供給装置５の下側ブロア５ａを制御して、風速「弱３」の熱風５Ａを基板１の下面１ｂに供給して、電子部品１ａ及び半田を含めた基板１全体を予熱する。このとき、基板１の温度は、上記第１予熱時間での基板１の温度の勾配よりもなだらかな勾配で上昇する。上記第２予熱時間が終了すると、制御装置６は、下側熱風供給装置５の下側ブロア５ａを制御して、熱風５Ａの風速を「弱３」から「弱４」に切り替える。このとき同時に、制御装置６は計時部の計時時間をリセットする。
【００７６】
次いで、制御装置６は、計時部の計時時間が予め設定された第３予熱時間（例えば１０〜２０秒）の間、上側熱風供給装置４の上側ブロア４ａを制御して、風速「弱１」の熱風４Ａを基板１の上面１ａに供給するとともに、下側熱風供給装置５の下側ブロア５ａを制御して、風速「弱４」の熱風５Ａを基板１の下面１ｂに供給して、電子部品１ａ及び半田を含めた基板１全体を予熱する。このとき、基板１の温度は、上記第２予熱時間での基板１の温度の勾配よりもなだらかな勾配で上昇する。上記第３予熱時間が終了すると、制御装置６は、上側熱風供給装置４の上側ブロア４ａを制御して、熱風４Ａの風速を「弱１」から「弱２」に切り替えるとともに、下側熱風供給装置５の下側ブロア５ａを制御して、熱風５Ａの風速を「弱４」から「弱」に切り替える。このとき同時に、制御装置６は計時部の計時時間をリセットする。
【００７７】
次いで、制御装置６は、計時部の計時時間が予め設定されたリフロー時間（例えば５〜１０秒）の間、上側熱風供給装置４の上側ブロア４ａを制御して、風速「弱１」の熱風４Ａを基板１の上面１ａに供給するとともに、下側熱風供給装置５の下側ブロア５ａを制御して、風速「弱」の熱風５Ａを基板１の下面１ｂに供給して、電子部品１ａ及び半田を含めた基板１全体を予熱する。このとき、基板１の温度は、上記第３予熱時間での基板１の温度の勾配よりもなだらかな勾配で上昇する。上記第リフロー時間が終了すると、制御装置６は、上側熱風供給装置４の上側ブロア４ａを制御して、熱風４Ａの風速を「弱２」から「弱１」に切り替えるとともに、基板搬送装置３の駆動用モータ３ｂを制御して、基板１の上記往復動作を停止し、再び基板１を搬送方向Ｘに搬送して、基板搬出口２ｂを通過させて半田加熱室２Ａ外に搬出する。このとき、加熱され溶融した基板１の半田は、半田加熱室２Ａ内から半田加熱室２Ａ外に搬送されることにより、自然冷却されて固まって、基板１と電子部品１ｃとを接合する。
【００７８】
以上のように本発明の第２実施形態にかかる半田加熱装置は動作する。
このように動作することにより、本発明の第２実施形態にかかる半田加熱装置は、ＦＲ４プリント基板等の中型基板を、基板１面内に温度のバラツキを生じさせることなく、加熱処理することができる。
【００７９】
なお、上記第２実施形態では計時部の計時時間により熱風の切り替えを制御するように構成したが、基板１の温度を検知する温度センサを設けて、この温度センサの検知温度に基づいて熱風の切り替えを制御するように構成してもよい。
【００８０】
《第３実施形態》
本発明の第３実施形態にかかる半田加熱装置の構成を、図９を参照しながら説明する。図９は、本発明の第３実施形態にかかる半田加熱装置を上面側より見た模式説明図である。本発明の第３実施形態にかかる半田加熱装置は、半田加熱部２の基板搬送方向２Ａの長さと、基板搬送装置３の半田加熱室２Ａ内における搬送方法及び搬送速度とが異なるで、本発明の第１実施形態にかかる半田加熱装置と異なる。その他の点においては、本発明の第１実施形態と同様であるので重複する説明は省略する。
【００８１】
制御装置６は、基板１を、基板搬入口２ａを通過させて基板処理基準位置２Ｂに搬送して第２のエッジ検出器１０ｂが基板１の先端部のエッジ１ｄを検出すると、速度を落として、低速で且つ一定速度で基板搬出口２ｂまで搬送し、第２のエッジ検出器１０ｂが基板１の先端部のエッジ１ｄを検出してから所定の時間経過すると、速度を速めて基板搬出口２ｂから半田加熱室２外に排出するように基板搬送装置３を制御する。第２のエッジ検出器１０ｂが基板１の先端部のエッジ１ｄを検出してから第４のエッジ検出器１０ｄが基板１の先端部のエッジ１ｄを検出するまでの、基板搬送装置３が基板１を搬送する速度は、遅すぎると基板１全体に均一に熱風４Ａ及び熱風５Ａを供給できず、速すぎると半田予熱工程及びリフロー工程を行えないので、例えば、３．５ｍｍ／ｓ〜１０．０ｍｍ／ｓの範囲内の定速に設定されることが好ましい。また、上記速度が速いと、半田予熱工程及びリフロー工程を行う時間を確保するために、半田加熱室２の基板搬送方向２Ａの長さを長くしなければならず、装置が大型化してしまうので、７．０ｍｍ／ｓ以下に設定されることがさらに好ましい。なお、上記速度は、半田予熱工程とリフロー工程とで低速の速度を異ならせてもよい。
【００８２】
また、半田加熱部２の半田加熱室２Ａは、第２のエッジ検出器１０ｂから基板搬出口２ｄまでの距離が、本発明の第１実施形態よりも長く構成されている。つまり、半田加熱部２の半田加熱室２Ａの基板搬送方向Ｘの長さが、本発明の第１実施形態よりも長く構成されている。例えば上記速度が３．５ｍｍ／ｓであり、リフロー工程におけるリフロー時間が６０秒である場合には、約２１０ｍｍ程度長くなるように構成されている。
【００８３】
本発明の第３実施形態の半田加熱装置は以上のように構成されている。
次に、本発明の第３実施形態の半田加熱装置の動作を、図１０を参照しながら説明する。図１０は、本発明の第３実施形態にかかる半田加熱装置のタイミング動作の説明図である。図１０のグラフは、基板１の温度変化を示している。ここでは、二枚の基板の半田を加熱するときの各装置のタイミング動作について説明する。なお、搬入口シャッター８及び搬出口シャッター９の動作は省略する。
【００８４】
初期状態において、上側熱風供給装置４の上側ヒータ４ａは、一例として、２３５℃に温度設定され、上側ブロア４ｂは基板１の上面１ａ側に風速「弱１」の熱風４Ａを供給している。また、下側熱風供給装置５の下側ヒータ５ａは、一例として、２８０℃に温度設定され、下側ブロア５ｂは基板１の下面１ｂ側に風速「弱」の熱風５Ａを供給している。また、基板搬送装置３の駆動用モータ３ｂは、一例として、基板１を１００ｍｍ／ｓの速度で移動させるように駆動している。
【００８５】
この初期状態より、まず、基板搬送装置３に載置された１枚目の基板１が基板搬送装置３により基板搬入口２ａに向けて基板搬送方向Ｘに搬送される。
１枚目の基板１が基板搬送方向Ｘに搬送され、第１のエッジ検出部１０ａが１枚目の基板１の先端部のエッジ１ｄを検出すると、制御装置６は計時部（図示していない）の計時時間をリセットするとともに、下側熱風供給装置５の下側ブロア５ａを制御して、１枚目の基板１の加熱処理の準備のために、熱風５Ａの風速を「弱」から「強」に切り替え、半田加熱室２Ａの温度を上昇させる。
【００８６】
この状態で１枚目の基板１がさらに基板搬送方向Ｘに搬送されると、１枚目の基板１は基板搬入口２ａを通過して半田加熱室２Ａ内に搬送される。そして、１枚目の基板１が基板処理基準位置２Ｂまで搬送され、第２のエッジ検出部１０ｂが１枚目の基板１の先端部のエッジ１ｄを検出すると、制御装置６は、基板搬送装置３の駆動用モータ３ｂの駆動を遅くして、１枚目の基板１を基板搬入口２ａと基板搬出口２ｂとの間で、例えば３．５ｍｍ／ｓの低速で且つ一定速度で移動させる。
【００８７】
次いで、制御装置６は、計時部の計時時間が、第１のエッジ検出部１０ａが１枚目の基板１の先端部のエッジ１ｄを検出してから予め設定された予熱時間（例えば１５〜３０秒）の間、上側熱風供給装置４の上側ブロア４ａを制御して、風速「弱１」の熱風４Ａを基板１の上面１ａに供給するとともに、下側熱風供給装置５の下側ブロア５ａを制御して、風速「強」の熱風５Ａを基板１の下面１ｂに供給して、電子部品１ａ及び半田を含めた基板１全体を予熱する。このとき、基板１の温度は、図１０に示すように、なだらかなカーブで上昇する。上記予熱時間が終了すると、制御装置６は、上側熱風供給装置４の上側ブロア４ａを制御して、熱風４Ａの風速を「弱１」から「弱２」に切り替えるとともに、下側熱風供給装置５の下側ブロア５ａを制御して、熱風５Ａの風速を「強」から「弱」に切り替える。このとき同時に、制御装置６は計時部（図示していない）の計時時間をリセットする。
【００８８】
次いで、制御装置６は、計時部の計時時間が、上記予熱時間が終了してリセットされてから予め設定されたリフロー時間（例えば１５〜３０秒）の間、上側熱風供給装置４の上側ブロア４ａを制御して、風速「弱２」の熱風４Ａを基板１の上面１ａに供給するとともに、下側熱風供給装置５の下側ブロア５ａを制御して、風速「弱」の熱風５Ａを基板１の下面１ｂに供給して、基板１の半田を溶融させる。このとき、基板１の温度は、上記予熱時よりもなだらかなカーブで上昇し、約２４０℃の温度でキープされる。上記リフロー時間が終了すると、制御装置６は、上側熱風供給装置４の上側ブロア４ａを制御して、熱風４Ａの風速を「弱２」から「弱１」に切り替えるとともに、基板搬送装置３の駆動用モータ３ｂを制御して、再び搬送速度を１００ｍｍ／ｓの速度に速めて、１枚目の基板１を搬送方向Ｘに搬送し、基板搬出口２ｂを通過させて半田加熱室２Ａ外に搬送する。
【００８９】
なおこのとき、加熱され溶融した１枚目の基板１の半田は、半田加熱室２Ａ内から半田加熱室２Ａ外に搬送されることにより、自然冷却されて固まって、基板１と電子部品１ｃとを接合する。
【００９０】
この状態で基板搬送装置３の駆動用モータ３ｂがさらに駆動され続けると、基板搬送方向Ｘの上流側で基板搬送装置３に載置された２枚目の基板１が基板搬送方向Ｘに搬送される。そして、第１のエッジ検出部１０ａが２枚目の基板１の先端部のエッジ１ｄを検出すると、制御装置６は計時部の計時時間をリセットする。このとき同時に、制御装置６は、下側熱風供給装置５の下側ブロア５ａを制御して、２枚目の基板１の加熱処理の準備のために、熱風５Ａの風速を「弱」から「強」に切り替え、半田加熱室２Ａの温度を上昇させる。
【００９１】
この状態で２枚目の基板１がさらに基板搬送方向Ｘに搬送されると、２枚目の基板１は基板搬入口２ａを通過して半田加熱室２Ａ内に搬送される。
以下、本発明の第３実施形態の半田加熱装置は、上述した１枚目の基板１の加熱処理動作と同様に動作して、２枚目の基板１を加熱処理する。
以上のように本発明の第３実施形態の半田加熱装置は動作して、基板１の半田を加熱する。
【００９２】
本発明の第３実施形態にかかる半田加熱装置によれば、半田予熱工程では、下側熱風供給装置５より半田加熱室２Ａ内に搬入された基板１の下面１ｂ側にリフロー工程で供給する基板加熱用の熱風５Ａよりも風速の速い熱風５Ａを供給し、リフロー工程では、上側熱風供給装置４より半田加熱室２Ａ内に搬入された基板１の上面１ａ側に半田融点以上の温度の半田溶融用の熱風４Ａを供給するとともに、下側熱風供給装置５より半田加熱室２Ａ内に搬入された基板１の下面１ｂ側に基板加熱用の熱風５Ａを供給するように構成され、半田予熱工程及びリフロー工程での、熱風４Ａ及び熱風５Ａの温度が一定に構成されている（すなわち、半田予熱工程で基板１の下面１ｂ側に供給される熱量が、リフロー工程で基板１の下面１ｂ側に供給される熱量よりも多くなるように構成されている）ので、半田加熱室２Ａを半田予熱ゾーンとリフローゾーンとに区画することなく、制御装置６によって半田加熱室２Ａ内の温度雰囲気を切り替えることができ、半田予熱工程とリフロー工程とを１つの半田加熱室２Ａで選択的に実施することができる。すなわち、半田予熱ゾーン及びリフローゾーンの両方の機能を１つの半田加熱室２Ａで果たすことが可能となる。したがって、半田加熱室２Ａの基板搬送方向Ｘの長さ（幅）を従来例の半田加熱装置よりも短くすることができ、装置の小型化を実現することができる。より具体的には、例えば、従来例の半田加熱装置が、幅３００ｃｍ（〜７００ｃｍ）×奥行き１００ｃｍ×高さ１６０ｃｍ程度のサイズであるのに対して、本発明の第３実施形態の半田加熱装置は、一例として、幅９０（〜１００ｃｍ）×奥行き１００ｃｍ×高さ１６０ｃｍ程度のサイズまで小型化することができる。つまり、従来例の半田加熱装置の１／３以下のサイズにすることができる。
【００９３】
また、本発明の第３実施形態の半田加熱装置によれば、リフロー工程では、予熱工程での温度雰囲気を引き継ぐことができるので、従来例の半田加熱装置のように常温からリフロー工程に対応する温度雰囲気まで温度を上昇させる必要がなく、省エネルギー化を実現することができる。また、１枚の基板を加熱処理しようとすれば、従来例の半田加熱装置であれば予熱ゾーンとリフローゾーンの少なくとも２つのゾーンを同時に加熱しなければならないのに対して、上記第１実施形態の半田加熱装置によれば、１つの半田加熱室２Ａを加熱すればよいので、省エネルギー化を実現することができる。
【００９４】
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。
例えば、上記各実施形態では、制御装置６は計時部（図示していない）の計時時間に基づいて半田予熱工程及びリフロー工程を行うようにしていたが、半田加熱室２Ａ内に別途、温度センサを設けて、この温度センサの検知温度に基づいて半田予熱工程及びリフロー工程を行うようにしてもよい。
【００９５】
また、上記各実施形態では、制御装置６は下側熱風供給装置５の下側ブロア５ｂを制御して、半田予熱工程での熱風５Ａの風量がリフロー工程での熱風５Ａの風量よりも多くなるようにしているが、本発明はこれに限定されず、少なくとも、制御装置６は半田予熱工程での熱風５Ａの熱量がリフロー工程での熱風５Ａの熱量よりも多くなるように制御すればよい。つまり、熱量は、風速だけでなく風量や温度とも相関関係にあるので、例えば、半田予熱工程とリフロー工程で風量を同一にした場合、半田予熱工程での熱風５Ａの温度がリフロー工程での熱風５Ａの温度より高くなるように構成されてもよい。そのような構成を有する半田加熱装置としては、例えば、図１１に示すような装置が挙げられる。
【００９６】
すなわち、下側ヒータ５ａは、下側予熱用ヒータ５１ａと下側リフロー用ヒータ５１ｂとで構成され、下側ブロア５ｂは、下側予熱用ヒータ５１ａ又は下側リフロー用ヒータ５１ｂが加熱した下側予熱用ヒータ５１ａ又は下側リフロー用ヒータ５１ｂの気体を半田加熱室２Ａ内に搬入された基板１の下面１ｂ側に一定の風速で供給することで、熱風４Ａを形成するように構成されている。この場合、制御装置６は、半田予熱工程においては、下側予熱用ヒータ５１ａをＯＮにするとともに下側リフロー用ヒータ５１ｂをＯＦＦにして、下側予熱用ヒータ５１ａが加熱した下側予熱用ヒータ５１ａの周囲の気体を、半田加熱室２Ａ内に搬入された基板１の下面１ｂ側に一定の風速で供給するように下側ブロア５ｂを制御し、リフロー工程においては、下側予熱用ヒータ５１ａをＯＦＦにするとともに下側リフロー用ヒータ５１ｂをＯＮにして、下側リフロー用ヒータ５１ｂが加熱した下側リフロー用ヒータ５１ｂの周囲の気体を、半田加熱室２Ａ内に搬入された基板１の下面１ｂ側に一定の風速で供給するように下側ブロア５ｂを制御するように構成されている。なお、半田予熱工程とリフロー工程で風量を同一にしている。
このように構成されても、上記装置と同様の効果を得ることができる。
【００９７】
また、上記各実施形態では、制御装置６は、基板搬送装置３の駆動を制御して、基板１を基板搬入口２ａと基板搬出口２ｂとの間で、進退又は定速で移動させながら、半田予熱工程及びリフロー工程を行うように構成したが、本発明はこれに限定されない。例えば、制御装置６は、基板搬送装置３の駆動を制御して、基板１を基板搬入口２ａと基板搬出口２ｂとの間で一旦停止させ、その停止状態で半田予熱工程及びリフロー工程を行うように構成してもよい。このように構成することで、半田加熱室２Ａ内に、基板１を進退させるスペースを必要とせず、又、定速で移動させるスペースも必要としないので、半田加熱室２Ａの基板搬送方向Ｘの長さ（幅）を上記各実施形態の半田加熱装置よりも短くすることができ、装置の小型化を実現することができる。
また、上記各実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。
なお、上記各実施形態では具体的な数値を挙げて、熱風４Ａ及び熱風５Ａの温度や風速等を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、装置のサイズ、基板の大きさ等により適宜設定すればよいものである。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明の半田加熱装置及び方法は、更なる装置の小型化及び省エネルギー化が実現できるので、電子部品が半田を介して装着された基板に、熱風を供給することによって上記半田を溶融させ、上記電子部品を上記基板に半田付けする半田加熱装置及び方法に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる半田加熱装置を上面側より見た模式説明図
【図２】本発明の第１実施形態にかかる半田加熱装置を基板搬送方向と交差する方向から見た模式説明図
【図３】本発明の第１実施形態にかかる半田加熱装置を基板搬送方向の上流側から下流側を見た模式説明図
【図４】本発明の第１実施形態にかかる半田加熱装置のタイミング動作の説明図
【図５】本発明の第１実施形態にかかる半田加熱装置の上側及び下側熱風供給装置のそれぞれのブロアのインバータの周波数と風速との関係を示すグラフ
【図６】本発明の第１実施形態にかかる半田加熱装置の変形例を示す一部断面図
【図７】本発明の第２実施形態にかかる半田加熱装置のタイミング動作の説明図
【図８】本発明の第３実施形態にかかる半田加熱装置のタイミング動作の説明図
【図９】本発明の第３実施形態にかかる半田加熱装置を上面側より見た模式説明図
【図１０】本発明の第４実施形態にかかる半田加熱装置のタイミング動作の説明図
【図１１】本発明の下側熱風供給装置の変形例を示す図
【図１２】従来例の半田加熱装置の、搬送方向と直交する方向から見た模式説明図
【図１３】図１１のＡ１−Ａ１方向から見た図
【符号の説明】
【０１００】
１ 基板
２ 半田加熱部
２Ａ 半田加熱室
２ａ 基板搬入口
２ｂ 基板搬出口
２ｃ 上面中央部
２ｄ ラビリンス部
３ 基板搬送装置
３ａ ガイドローラ
３ｂ 駆動用モータ
３ｃ エンドレスチェーン
３ｄ スプロケット
４ 上側熱風供給装置
４ａ 上側ヒータ
４ｂ 上側ブロア
５ 下側熱風供給装置
５ａ 下側ヒータ
５ｂ 下側ブロア
６ 制御装置
７ 熱風遮蔽部材
８ 搬入口シャッター
９ 搬出口シャッター
１０ａ 第１のエッジ検出器
１０ｂ 第２のエッジ検出器
１０ｃ 第３のエッジ検出器
１１ 外側カバー
１２ 空間
１３ フィルタ
１４ フラックス吸引部
１５ 警告灯
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板が搬入される基板搬入口と、半田が加熱された基板が搬出される基板搬出口とを有して半田予熱工程とリフロー工程とを選択的に実施可能な１つの半田加熱室より構成される半田加熱部と、
上記基板搬入口から上記半田加熱室内に上記基板を搬入し、上記半田予熱工程と上記リフロー工程とを行ったのち、半田加熱後の上記基板を上記基板搬出口から上記半田加熱室外に搬出する基板搬送装置と、
上記半田加熱室内に搬入された上記基板の上面側に、半田融点以上の温度の半田溶融用の熱風を上記リフロー工程で供給して上記半田を溶融する上側熱風供給装置と、
上記半田加熱室内に搬入された上記基板の下面側に、基板加熱用の熱風を上記半田予熱工程及び上記リフロー工程で供給する下側熱風供給装置と、
上記半田加熱室内に搬入された上記基板の下面側に対して、上記半田予熱工程での熱風の熱量が、上記リフロー工程での熱風の熱量より多くなるように、上記下側熱風供給装置から供給される熱風の熱量を制御可能な制御装置と、
を備える、半田加熱装置。
【請求項２】
上記制御装置は、上記半田予熱工程での熱風の風量が、上記リフロー工程での熱風の風量より多くなるように、上記下側熱風供給装置から供給される熱風の風量を制御することで上記半田予熱工程での熱風の熱量が、上記リフロー工程での熱風の熱量より多くなるように制御し、
上記上側熱風供給装置の上記熱風の温度は、半田融点よりも５℃以上高く設定され、
上記下側熱風供給装置の上記熱風の温度は、上記上側熱風供給装置の上記熱風の温度よりも高く設定されていることを特徴とする請求項１に記載の半田加熱装置。
【請求項３】
上記基板は、パレットに載置され、
上記基板搬送装置は、上記パレットを介して上記基板を搬送し、
上記制御装置は、上記半田予熱工程での熱風の風量が、上記リフロー工程での熱風の風量より多くなるように、上記下側熱風供給装置から供給される熱風の風量を制御することで上記半田予熱工程での熱風の熱量が、上記リフロー工程での熱風の熱量より多くなるように制御し、
上記上側熱風供給装置の上記熱風の温度は、半田融点よりも５℃以上高く設定され、
上記下側熱風供給装置の上記熱風の温度は、上記上側熱風供給装置の上記熱風の温度よりも高く設定されていることを特徴とする請求項１に記載の半田加熱装置。
【請求項４】
上記制御装置は、上記半田予熱工程での熱風の風量が、上記リフロー工程での熱風の風量より多くなるように、上記下側熱風供給装置から供給される熱風の風量を制御することで上記半田予熱工程での熱風の熱量が、上記リフロー工程での熱風の熱量より多くなるように制御し、
上記上側熱風供給装置の上記熱風の温度は、半田融点よりも５℃以上高く設定され、
上記下側熱風供給装置の上記熱風の温度は、半田融点よりも低く設定されることを特徴とする請求項１に記載の半田加熱装置。
【請求項５】
上記制御装置は、上記リフロー工程での熱風の風量が、上記半田予熱工程での熱風の風量より、３０％〜５０％少なくなるように、上記下側熱風供給装置から供給される熱風の風量を制御することを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれか１つに記載の半田加熱装置。
【請求項６】
上記制御装置は、上記半田予熱工程での熱風の温度が、上記リフロー工程での熱風の温度より高くなるように、上記下側熱風供給装置から供給される熱風の温度を制御することで、上記半田予熱工程での熱風の熱量が、上記リフロー工程での熱風の熱量より多くなるように制御することを特徴とする請求項１に記載の半田加熱装置。
【請求項７】
上記半田加熱室内の上記基板の処理基準位置よりも上側には、上記上側熱風供給装置から供給される熱風と上記下側熱風供給装置から供給される熱風とが互いに干渉しないように、熱風遮蔽部材が設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載の半田加熱装置。
【請求項８】
上記基板搬送装置は、上記半田予熱工程と上記リフロー工程では上記基板を、上記基板搬入口から上記基板搬出口に、定速で移動させることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１つに記載の半田加熱装置。
【請求項９】
半田予熱工程とリフロー工程とを選択的に実施可能な１つの半田加熱室に形成された基板搬入口から、上記半田加熱室内に基板を搬入し、
上記半田加熱室内に搬入された上記基板の下面側に、基板加熱用の熱風を供給して上記半田予熱工程を行い、
上記半田加熱室内に搬入された上記基板の上面側に、半田融点以上の温度の熱風を供給して、上記基板の半田を溶融するとともに、上記半田加熱室内に搬入された上記基板の下面側に、上記半田予熱工程での上記熱風よりも熱量の多い熱風を供給して上記リフロー工程を行い、
上記リフロー工程により半田が加熱された上記基板を上記基板搬出口から上記半田加熱室外に搬出することを特徴とする半田加熱方法。
【請求項１】
基板が搬入される基板搬入口と、半田が加熱された基板が搬出される基板搬出口とを有して半田予熱工程とリフロー工程とを選択的に実施可能な１つの半田加熱室より構成される半田加熱部と、
上記基板搬入口から上記半田加熱室内に上記基板を搬入し、上記半田予熱工程と上記リフロー工程とを行ったのち、半田加熱後の上記基板を上記基板搬出口から上記半田加熱室外に搬出する基板搬送装置と、
上記半田加熱室内に搬入された上記基板の上面側に、半田融点以上の温度の半田溶融用の熱風を上記リフロー工程で供給して上記半田を溶融する上側熱風供給装置と、
上記半田加熱室内に搬入された上記基板の下面側に、基板加熱用の熱風を上記半田予熱工程及び上記リフロー工程で供給する下側熱風供給装置と、
上記半田加熱室内に搬入された上記基板の下面側に対して、上記半田予熱工程での熱風の熱量が、上記リフロー工程での熱風の熱量より多くなるように、上記下側熱風供給装置から供給される熱風の熱量を制御可能な制御装置と、
を備える、半田加熱装置。
【請求項２】
上記制御装置は、上記半田予熱工程での熱風の風量が、上記リフロー工程での熱風の風量より多くなるように、上記下側熱風供給装置から供給される熱風の風量を制御することで上記半田予熱工程での熱風の熱量が、上記リフロー工程での熱風の熱量より多くなるように制御し、
上記上側熱風供給装置の上記熱風の温度は、半田融点よりも５℃以上高く設定され、
上記下側熱風供給装置の上記熱風の温度は、上記上側熱風供給装置の上記熱風の温度よりも高く設定されていることを特徴とする請求項１に記載の半田加熱装置。
【請求項３】
上記基板は、パレットに載置され、
上記基板搬送装置は、上記パレットを介して上記基板を搬送し、
上記制御装置は、上記半田予熱工程での熱風の風量が、上記リフロー工程での熱風の風量より多くなるように、上記下側熱風供給装置から供給される熱風の風量を制御することで上記半田予熱工程での熱風の熱量が、上記リフロー工程での熱風の熱量より多くなるように制御し、
上記上側熱風供給装置の上記熱風の温度は、半田融点よりも５℃以上高く設定され、
上記下側熱風供給装置の上記熱風の温度は、上記上側熱風供給装置の上記熱風の温度よりも高く設定されていることを特徴とする請求項１に記載の半田加熱装置。
【請求項４】
上記制御装置は、上記半田予熱工程での熱風の風量が、上記リフロー工程での熱風の風量より多くなるように、上記下側熱風供給装置から供給される熱風の風量を制御することで上記半田予熱工程での熱風の熱量が、上記リフロー工程での熱風の熱量より多くなるように制御し、
上記上側熱風供給装置の上記熱風の温度は、半田融点よりも５℃以上高く設定され、
上記下側熱風供給装置の上記熱風の温度は、半田融点よりも低く設定されることを特徴とする請求項１に記載の半田加熱装置。
【請求項５】
上記制御装置は、上記リフロー工程での熱風の風量が、上記半田予熱工程での熱風の風量より、３０％〜５０％少なくなるように、上記下側熱風供給装置から供給される熱風の風量を制御することを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれか１つに記載の半田加熱装置。
【請求項６】
上記制御装置は、上記半田予熱工程での熱風の温度が、上記リフロー工程での熱風の温度より高くなるように、上記下側熱風供給装置から供給される熱風の温度を制御することで、上記半田予熱工程での熱風の熱量が、上記リフロー工程での熱風の熱量より多くなるように制御することを特徴とする請求項１に記載の半田加熱装置。
【請求項７】
上記半田加熱室内の上記基板の処理基準位置よりも上側には、上記上側熱風供給装置から供給される熱風と上記下側熱風供給装置から供給される熱風とが互いに干渉しないように、熱風遮蔽部材が設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載の半田加熱装置。
【請求項８】
上記基板搬送装置は、上記半田予熱工程と上記リフロー工程では上記基板を、上記基板搬入口から上記基板搬出口に、定速で移動させることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１つに記載の半田加熱装置。
【請求項９】
半田予熱工程とリフロー工程とを選択的に実施可能な１つの半田加熱室に形成された基板搬入口から、上記半田加熱室内に基板を搬入し、
上記半田加熱室内に搬入された上記基板の下面側に、基板加熱用の熱風を供給して上記半田予熱工程を行い、
上記半田加熱室内に搬入された上記基板の上面側に、半田融点以上の温度の熱風を供給して、上記基板の半田を溶融するとともに、上記半田加熱室内に搬入された上記基板の下面側に、上記半田予熱工程での上記熱風よりも熱量の多い熱風を供給して上記リフロー工程を行い、
上記リフロー工程により半田が加熱された上記基板を上記基板搬出口から上記半田加熱室外に搬出することを特徴とする半田加熱方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００７−２８１２７１（Ｐ２００７−２８１２７１Ａ）
【公開日】平成１９年１０月２５日（２００７．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１０７１３４（Ｐ２００６−１０７１３４）
【出願日】平成１８年４月１０日（２００６．４．１０）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月２５日（２００７．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年４月１０日（２００６．４．１０）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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