JP2011253968A - 乾燥装置およびフローはんだ付けライン - Google Patents

Abstract

【課題】低ＶＯＣフラックスを使用した電子回路基板に対して良好な乾燥を行うための乾燥装置及びフローはんだ付けラインを提供する。
【解決手段】チャンバー部１の熱風流入口５ａに第１ウイングユニット１２と第２ウイングユニットを組み合わせたウイング方式ユニット８を設置する。第１ウイングユニット１２および第２ウイングユニット１３は熱風の流入方向と直交する平面に対して傾斜した複数の板状の羽根を備えており、その傾斜角度は、前記熱風流入口の中央部に近い位置に配置された羽根ほど大きな角度であり、かつ前記熱風流入口の中央部から離れた位置に配置された羽根ほど小さな角度である。また、第１ウイングユニットによる熱風の分散方向と第２ウイングユニットによる熱風の分散方向とが交差している。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＶＯＣフリーフラックス（ＶＯＣ:Ｖｏｌaｔｉｌｅ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ，揮発性有機化合物）や低ＶＯＣフラックスに適した乾燥装置、およびフローはんだ付けラインに関する。

電子回路基板のフローはんだ付けを行う工場の作業ラインには、電子回路基板搬送用のコンベア（基板搬送路）が設置されており、そのコンベア上の電子回路基板の搬送方向に沿って、スプレーフラクサー装置内に設けられたフラクサー（フラックス塗布装置）、フローはんだ付け装置内に設けられたプレヒータ、噴流はんだ槽、冷却機などの処理装置が、順次配置されている。

図９は、特許文献１などに示されている、従来のはんだ付けラインを示す図である。このはんだ付けラインにおいては、スプレーフラクサー装置２００とフローはんだ付け装置２１０との間に乾燥装置１１０が設置されている。

このはんだ付けラインに投入された電子回路基板７００は、コンベアなどの基板搬送路６００によって搬送されながら、スプレーフラクサー装置２００内のフラクサー１５０によって液状のフラックスが塗布された後、乾燥装置１１０に送られ、この乾燥装置１１０に内蔵されている熱風吹き出しヒータ２６０などによって下面から熱風を送風される。この熱風が吹き付けられることにより、塗布されたフラックスに含まれる水分が蒸発し、フラックスの溶剤が除去された状態となる。

その後、電子回路基板７００は、フローはんだ付け装置２１０に送られ、プレヒータ１６０で予備加熱され、噴流はんだ槽１７０ではんだを付着され、冷却機１８０で冷却される各工程を経て、はんだ付けが完了する。

このフローはんだ付けラインにおいて、乾燥装置１１０は、噴流はんだ槽１７０で電子回路基板７００へ溶融はんだが付着する前に、電子回路基板７００に塗布されたフラックスから水分を除去するためのものである。このような乾燥装置１１０を設置する理由を以下に示す。

フローはんだ付けの工程において、フラクサー１５０で塗布されるフラックスとしては、一般に、はんだ付け用の液状フラックスが用いられる。このフラックスは、電子回路基板７００のはんだ付け面に付着している酸化被膜の除去や汚れを落とす役割をしているものである。この液状フラックスの塗布された電子回路基板７００が、プレヒータ２６０内に投入されて１００〜１５０℃で加熱されることにより、フラックス内の活性剤の作用が発揮され、この温度をしばらく維持することで電子回路基板７００のはんだ付け面部が洗浄される。

液状フラックス内の活性剤の作用は、加熱を行わなければ発揮されないため、はんだ付け部を十分に洗浄するためには、プレヒータ２６０による予備加熱が必要である。また、液状フラックスは、ロジンや活性剤を溶剤に溶解させたものであるため、その溶剤を除去するためにも、プレヒータ２６０による予備加熱を行なって溶剤除去をする工程が必要となる。この溶剤除去の工程を行わないと、表面に液状フラックスを塗布した電子回路基板７００が噴流はんだ槽１７０にて高温の溶融はんだに直接接触しても、表面の液状フラックス内に残っている溶剤が電子回路基板７００へはんだが付着することを阻害するため、良好なはんだ接合面を得ることができない。

上述の液状フラックスの溶剤には、ロジンや活性剤がよく溶解する、イソプロピルアルコールなどのアルコール類が使用されている。しかしながら、アルコールのようなＶＯＣ（Ｖｏｌａｔｉｌｅ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ，揮発性有機化合物）は、大気中に放出されると、紫外線などにより分解されラジカルを形成し、光化学スモッグなどの発生原因となってしまう。そこで、ＶＯＣの量を減らしたフラックス（低ＶＯＣフラックス）や、ＶＯＣを用いない液状のフラックス（ＶＯＣフリーフラックス）が開発されている。

この低ＶＯＣフラックスやＶＯＣフリーフラックスでは、溶剤として、アルコールよりも蒸発しにくい水を用いており、従来の液状フラックスに対して行う予備加熱の温度（１００〜１５０℃）では、水分を十分に除去するためには時間が掛かってしまう。ところが、コンベア速度をあまり遅くできないという機械的な規制などがあるため、従来の予備加熱温度では、電子回路基板７００を噴流はんだ槽１７０へ投入する前に水分を完全に除去することが困難である。そのため、乾燥装置１１０を設置せずに低ＶＯＣフラックスやＶＯＣフリーフラックスを使用してフローはんだ付け工程の作業を実施した場合、はんだボール、はんだ濡れ上がり不良、ブリッジなどの問題が生じ、従来の液状フラックスを使用した場合と同等の仕上りを得ることができないおそれがある。

このような理由から、特許文献１などに示されている従来のフローはんだ付けラインでは、噴流はんだ槽１７０にて電子回路基板７００へ溶融はんだが付着する前に、電子回路基板７００に塗布された液状フラックスから水分を除去するために、乾燥装置１１０を備えているのである。

特開２００５−２０３５８２号公報

しかしながら、従来の乾燥装置１１０において、熱風吹き出しヒータ２６０などによって熱風を電子回路基板７００の下面（はんだ付け面側）から送風した場合、電子回路基板７００のはんだ付け面内において熱風吹き出しヒータ２６０などが設置されている場所の直上付近では強い熱風があたり、乾燥状態が良好になるものの、熱風吹き出しヒータ２６０などが設置されている場所の直上から遠いところについては、弱い熱風しかあたらないため、良好な乾燥状態とならない。したがって、電子回路基板７００のはんだ付け面の乾燥状態に、場所ごとのバラツキが発生してしまう。

従来の熱風吹き出しヒータ２６０の具体例としては、図１０に示すように、ケース２７０の中に多数のノズル２８０が配置されている構造のものがある。ノズル２８０は上部にスリット２９０が形成されており、ノズル２８０の下面には流出口３００が穿設されている該流出口にはパイプ３１０が接続されていて、パイプ３１０は熱風発生器３２０に接続されている構造となっている。

しかし、この構造では、パイプ３１０の真上には強い熱風を電子回路基板７００のはんだ付け面にあてることが可能であるが、パイプ３１０の真上から離れたところには、強い熱風をあてることができない構造になっている。例えば、パイプ３１０の直径が１００ｍｍの場合、電子回路基板７００の基板搬送路６００における流れ方向に対して直交する方向の基板寸法が５０ｍｍであれば、その電子回路基板７００全体に熱風をあてることができるが、同方向の基板寸法が３００ｍｍであれば、熱風が基板の全体にはいきわたらず、基板全域の７０％以上は乾燥させることができない。

そのため、電子回路基板７００をこのような乾燥装置１１０に通した後、プレヒータ１６０で均一に予備加熱を行っても、電子回路基板７００上の乾燥状態は不均一のままであり、この状態で噴流はんだ槽１７０ではんだに浸漬を付着させると、はんだボール、ブリッジなどの品質不良を生じてしまう。

本発明は、前記課題を解決するものであり、低ＶＯＣフラックスを使用した電子回路基板に対して良好な乾燥を行うための乾燥装置及びフローはんだ付けラインを提供することを目的とする。

本発明の乾燥装置は、基板搬送路にて搬送される電子回路基板を乾燥させるために用いられる乾燥装置であって、前記基板搬送路を覆うように形成されるチャンバー部を備え、前記チャンバー部には、前記チャンバー部内を通過する前記電子回路基板の表面へ向けて、熱風が流入する熱風流入口が形成されており、前記熱風流入口には、前記電子回路基板表面に沿った第１の方向、及び前記第１の方向と交差し前記電子回路基板表面に沿う第２の方向へ、前記チャンバー部内において熱風を分散させるウイング方式ユニットが設置されており、前記ウイング方式ユニットは、前記第１の方向に並ぶ複数の板状の羽根を備えた第１ウイングユニットと、前記第２の方向に並ぶ複数の板状の羽根を備えた第２ウイングユニットとを組み合わせた構成であり、前記第１ウイングユニットが備える複数の板状の羽根は、熱風の流入方向と直交する平面に対して前記第１の方向へ傾斜しており、前記第２ウイングユニットが備える複数の板状の羽根は、熱風の流入方向と直交する平面に対して前記第２の方向へ傾斜しており、第１ウイングユニット及び第２ウイングユニットの各羽根の傾斜角度は、前記熱風流入口の中央部に近い位置に配置された羽根ほど大きな角度であり、かつ前記熱風流入口の中央部から離れた位置に配置された羽根ほど小さな角度であることを特徴とする。

また、前記第１ウイングユニットは、各羽根の前記熱風流入口の中央部からの距離が調整でき、かつ各羽根の傾斜角度が調整できる第１の風向調整機構を備えたことを特徴とする。

また、前記第２ウイングユニットは、各羽根の前記熱風流入口の中央部からの距離が調整でき、かつ各羽根の傾斜角度が調整できる第２の風向調整機構を備えたことを特徴とする。

また、前記熱風流入口の直径が１００ｍｍであり、前記第１ウイングユニットが備える複数の板状の各羽根を、前記熱風流入口の中心部に対して対称な位置にある羽根を一対の羽根対として、各羽根対を、中心部から近い順に第１の羽根対、第２の羽根対、第３の羽根対、第４の羽根対、第５の羽根対とし、前記第１の羽根対のそれぞれの羽根が、前記熱風流入口の中心部から１０±３ｍｍ離れた位置に配置されており、かつ傾斜角度が７５±５度であり、前記第２の羽根対のそれぞれの羽根が、前記熱風流入口の中心部から２５±３ｍｍ離れた位置に配置されており、かつ傾斜角度が６０±５度であり、前記第３の羽根対のそれぞれの羽根が、前記熱風流入口の中心部から３５±３ｍｍ離れた位置に配置されており、かつ傾斜角度が５０±５度であり、前記第４の羽根対のそれぞれの羽根が、前記熱風流入口の中心部から４５±３ｍｍ離れた位置に配置されており、かつ傾斜角度が４５±５度であり、前記第５の羽根対のそれぞれの羽根が、前記熱風流入口の中心部から５５±３ｍｍ離れた位置に配置されており、かつ傾斜角度が４０±５度であることを特徴とする。

また、前記熱風流入口が直径が１００ｍｍであり、前記第２ウイングユニットが備える複数の板状の各羽根を前記熱風流入口の中心部に対して対称な位置にある羽根を一対の羽根対として、各羽根対を、中心部から近い順に第６の羽根対、第７の羽根対とし、前記第６の羽根対のそれぞれの羽根が、前記熱風流入口の中心部から１５±３ｍｍ離れた位置に配置されており、かつ傾斜角度が８０±５度であり、前記第７の羽根対のそれぞれの羽根が、前記熱風流入口の中心部から２５±３ｍｍ離れた位置に配置されており、かつ傾斜角度が７０±５度であることを特徴とする。

また、本発明のフローはんだ付けラインは、電子回路基板を搬送する基板搬送路を有するフローはんだ付けラインであって、前記電子回路基板のはんだ付け面に低ＶＯＣフラックスを塗布するフラクサーと、本発明の乾燥装置と、前記電子回路基板を加熱するプレヒータと、前記電子回路基板のはんだ付け面に溶融はんだを付着させる噴流はんだ槽と、前記電子回路基板を冷却させる冷却機とが、前記基板搬送路における電子回路基板の進行方向に沿って順次配置されていることを特徴とする。

本発明の乾燥装置およびフローはんだ付けラインによれば、複数の羽根を用いたウイング方式ユニットを備えて熱風の風向を調整することで、大きな寸法の電子回路基板に対しても、電子回路基板全体へ均一に熱風をあてることが可能となり、電子回路基板表面上の乾燥状態にバラツキがない乾燥方式が実現できる。

本発明のフローはんだ付け装置に用いる乾燥装置の構造を示す断面図であり、（ａ）は側面断面図、（ｂ）は正面断面図 本発明の乾燥装置を使用したフローはんだ付けラインの全体的な構成を示す図 チャンバー部の内部を示す図であり、（ａ）は図１（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｂ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ断面図 ウイング方式ユニットの構造を示す図であり、（ａ）は第１ウイングユニットと第２ウイングユニットとを組み合わせる様子を示す図、（ｂ）はウイング方式ユニットの側面図、（ｃ）は平面図 第１ウイングユニットの構造を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は平面図 第２ウイングユニットの構造を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は平面図 熱風ダクトからチャンバー部に入る際の熱風の強度分布を示す図 チャンバー部における熱風の強度分布を示す図であり、（ａ）は第１ウイングユニットのみを使用した場合の図、（ｂ）は第２ウイングユニットのみを使用した場合の図、（ｃ）は第１ウイングユニットと第２ウイングユニットとを組み合わせて使用した場合の図 従来のはんだ付けラインを示す図 従来の熱風吹き出しヒータの形状を示す斜視図

以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図２は、本発明のフローはんだ付けラインの全体的な構成を示す図である。このフローはんだ付けラインにおいては、電子回路基板７を基板搬送方向Ｓへ搬送するコンベアなどの基板搬送路６に沿って、電子回路基板７のはんだ付け面に低ＶＯＣフラックス１５ａを塗布するフラクサー１５を備えるスプレーフラクサー装置２０と、電子回路基板７に塗布されたフラックス内の溶剤を乾燥させる乾燥装置１１と、電子回路基板７を予備加熱するプレヒータ１６と、電子回路基板７のはんだ付け面にノズル１７ａで溶融はんだ６０を吹き付けて付着させる噴流はんだ槽１７と、電子回路基板７を冷却させる冷却機１８とが、順次配置されている。

ここで、プレヒータ１６、噴流はんだ槽１７、冷却機１８をまとめてフローはんだ付け装置２１と呼ぶ。
図１は、本発明のフローはんだ付けラインに用いられる乾燥装置１１の構成を示した図である。なお、乾燥装置１１を有さない既存のはんだ付けラインに新たに乾燥装置１１を設置する場合に、他の各装置の配置を移動することなく設置できるよう、この乾燥装置１１は既存のスプレーフラクサー装置２０とフローはんだ付け装置２１との間に収まる大きさとすることが望ましい。

図１（ａ）に側面断面図（基板搬送路６の側方から見た場合の断面図）を示すように、この乾燥装置１１は、チャンバー部１と、チャンバー部１の内部を貫通し電子回路基板を搬送させる基板搬送路６と、チャンバー部１の上面に接続される排気ダクト４と、チャンバー部１の底面に接続される熱風ダクト５と、チャンバー部１の底面においてチャンバー部１と熱風ダクト５との接続位置に設置されたウイング方式ユニット８と、空気を加熱して熱風を発生させる熱風発生器１０と、熱風ダクト５を通じてチャンバー部１へと熱風を流入させる風の流れを発生させる送風器９とで構成される。

チャンバー部１は、チャンバー下部２とチャンバー上部３とで構成されており、基板搬送路６を覆う形で形成されている。
チャンバー部１の形状は、図１（ｂ）に正面断面図（基板搬送方向Ｓから見た場合の断面図）を示すように、基板搬送路６が通る開口部１ａ付近で幅が最大になっており、チャンバー部１の上面、底面にそれぞれ接続される排気ダクト４、熱風ダクト５に向かって幅が小さくなってゆき、排気ダクト４、熱風ダクト５とチャンバー部１との接続部分で幅が最小となっている。チャンバー部１をこのような形状に設計しているのは、フラックスを塗布された電子回路基板７が基板搬送路６を通じて乾燥装置１１に搬入されたときに、熱風ダクト５からウイング方式ユニット８、チャンバー部１、排気ダクト４の順に通過する熱風を、効果的に電子回路基板７に当てられるようにするためである。

図３は、図１に示す乾燥装置１１のチャンバー部１を、その内部からみた図である。図３（ａ）は、チャンバー下部２を図１（ａ）における矢印Ａの方向、すなわち上方からみた図であり、図３（ｂ）はチャンバー上部３を図１（ａ）における矢印Ｂの方向、すなわち下方からみた図である。

図３（ａ）に示すように、チャンバー下部２の底面における熱風ダクト５からのチャンバー部１への入り口、すなわち熱風流入口５ａに、ウイング方式ユニット８が設置されている。熱風流入口５ａからチャンバー部１へ送り込まれる熱風は、後に詳しく説明するが、このウイング方式ユニット８を通過することで、チャンバー部１内に分散して、チャンバー部１内を通過する電子回路基板７全体を均一に乾燥させ、その後熱風は図３（ｂ）に示すチャンバー上部３の上面へと流れ、排気ダクト４に送り込まれることになる。

次にウイング方式ユニット８について説明する。図４（ａ）に示すように、このウイング方式ユニット８は、第１ウイングユニット１２と第２ウイングユニット１３の２種類のウイングユニットを重ね合わせて組み合わせることで構成されている。なお、図４（ｂ）はウイング方式ユニット８を基板搬送方向Ｓの側方（図２や図１（ａ）と同じ方向）から見た図（側面図）、図４（ｃ）は上方から見た図（平面図）である。また、基板搬送方向Ｓと平行な方向をＸ方向、紙面においてＸ方向と直交する方向をＹ方向とする。

図４（ａ）における上側のウイングユニットを第１ウイングユニット１２とし、図４（ａ）における下側の第２ウイングユニット１３とする。
この２種類のウイングユニットは、各々複数の羽根を備えたユニットになっていることで、重ねて組み合わせることが可能な構造となっている。図４（ａ）では、第２ウイングユニット１３を下部に置き、その上に第１ウイングユニット１２を重ねた構成としている。こうして図４（ｂ），図４（ｃ）のように構成したウイング方式ユニット８を、図３（ａ）に示すように、チャンバー部１の底面に設置する。

第１ウイングユニット１２について詳しく説明する。ウイング方式ユニット８を形成する第１ウイングユニット１２の構造について、図５（ａ）に側面図、図５（ｂ）に正面図（基板搬送方向Ｓから見た図）、図５（ｃ）に平面図を示す。なお、図５（ａ）の左側には図５（ｂ）のＣ−Ｃ断面図を示している。

この第１ウイングユニット１２は、図５（ｂ）に示すように、向かい合うように配置される２つのブラケット３７に複数の羽根固定ブロック３６を調整ねじ３８で取り付けて、その複数の羽根固定ブロック３６に、板状で例えば幅方向の大きさ１２５ｍｍ、高さ１５ｍｍ、厚さ１ｍｍの羽根をそれぞれはめ込める構造となっている。

なお、このブラケット３７は、第１ウイングユニット１２が熱風流入口５ａに設置されたとき、その長さ方向Ｌ１が熱風の流入方向と直交する平面に対して平行になるよう構成されている。

第１ウイングユニット１２が備える複数の羽根は、図５（ａ）に示すように、ブラケット３７の中央から対称に配置されている。中央に近い位置に配置された羽根ほどブラケット３７の長さ方向Ｌ１に対して大きな角度で傾斜しており、かつ中央から離れた位置に配置された羽根ほどブラケット３７の長さ方向Ｌ１に対して小さな角度で傾斜している。

これらの羽根について、対称な位置にある羽根を一対の羽根対として、中央に近い羽根対から順に、名称を第１の羽根対３１、第２の羽根対３２、第３の羽根対３３、第４の羽根対３４、第５の羽根対３５とする。

ここで、ブラケット３７には、図５（ａ）に示すように、ブラケット３７の長さ方向Ｌ１に沿って長穴３７ａが設けられており、調整ねじ３８はこの長穴３７ａ内の所定の位置に締め付けて取り付けられる。そして、この調整ねじ３８を緩めることで、各羽根がはめ込まれた羽根固定ブロック３６の長穴３７ａ内における配置と角度を変更できるため、各羽根のブラケット３７における配置と角度は自由に変更できる構造になっている。

以上のように構成された第１ウイングユニット１２は、図４に示すように第２のウイングユニット１３と組み合わされた状態で、図３（ａ）のように、チャンバー部１（のチャンバー下部２）と熱風ダクト５との接続位置である熱風流入口５ａに、ブラケット３７の長さ方向Ｌ１が熱風の流入方向と直交する平面に対して平行になるように設置されると、各羽根が熱風の流入方向と直交する平面に対して傾斜した状態となり、流入する熱風の風向を、熱風の流入方向に対して交差し電子回路基板７表面に沿った方向（図３（ａ）ではＹ方向）に分散させる。そして、各羽根の配置と角度を変更することで、自在に熱風の分散方向、分散範囲、強度を調整することが可能である。したがって、調整ねじ３８は第１の熱風風向調整機構として機能する。

なお、図５においては、各羽根が上向きになるように配置しているため、各羽根が取り付けた位置から自重でずれてしまわないように、羽根固定ブロック３６を用いているが、各羽根が安定した状態で取り付けられるならば、羽根固定ブロック３６は必ずしも必要ではない。

次に第２ウイングユニット１３について詳しく説明する。ウイング方式ユニット８を形成する第２ウイングユニット１３の構造について、図６（ａ）に側面図、図６（ｂ）に正面図、図６（ｃ）に平面図を示す。なお、図６（ｂ）の左側には図６（ａ）のＤ−Ｄ断面図を示している。

この第２ウイングユニット１３は、図６（ａ）に示すように、向かい合うように配置される２つのブラケット４３に、板状で例えば幅方向の大きさ６５ｍｍ、高さ４０ｍｍ、厚さ１ｍｍの複数の羽根の一端を調整ねじ４４で取り付ける構造となっている。これら複数の羽根は、図６（ｂ）に示すように、ブラケット４３の中央から対称に配置されており、中央に近い位置に配置された羽根ほどブラケット４３の長さ方向Ｌ２に対して大きな角度で傾斜しており、かつ中央から離れた位置に配置された羽根ほどブラケット４３の長さ方向Ｌ２に対して小さな角度で傾斜している。

なお、このブラケット４３は、第２ウイングユニット１３が熱風流入口５ａに設置されたとき、その長さ方向Ｌ２が熱風の流入方向と直交する平面に対して平行になるよう構成されている。

これらの羽根について、対称な位置にある羽根を一対の羽根対として、中央に近い羽根対から順に、名称を第６の羽根対４１、第７の羽根対４２とする。
ここで、ブラケット４３には、図６（ｂ）に示すように、ブラケット４３の長さ方向Ｌ２に沿って長穴４３ａが設けられており、調整ねじ４４はこの長穴４３ａ内の所定の位置に締め付けて取り付けられる。そして、各羽根のブラケット３７における配置と角度は、この調整ねじ４４を緩めることで、自由に変更できる構造になっている。

以上のように構成された第２ウイングユニット１３は、図５の第１ウイングユニット１２と同様、図３（ａ）の熱風流入口５ａに、ブラケット４３の長さ方向Ｌ２が熱風の流入方向と直交する平面に対して平行になるように設置されると、各羽根が熱風の流入方向と直交する平面に対して傾斜した状態となり、流入する熱風の風向を、熱風の流入方向に対して交差し電子回路基板７表面に沿った方向（図３（ａ）ではＸ方向）に分散させる。そして、各羽根の配置と角度を変更することで、自在に熱風の分散方向、分散範囲、強度を調整することが可能である。すなわち、調整ねじ４４は第２の熱風風向調整機構として機能する。

なお、各羽根が安定して取り付けられない場合は、第１ウイングユニット１２のように、羽根固定ブロックを用いて取り付けてもよい。
そして、これら２つのウイングユニットを、第１ウイングユニット１２による熱風の分散方向と第２ウイングユニット１３による熱風の分散方向とが互いに交差するように配置することで、熱風流入口５ａからチャンバー部１へ流入する熱風を、チャンバー部１全域に均等に分散させることができる。

図４（ｃ）では、ウイング方式ユニット８をなす第１ウイングユニット１２と第２ウイングユニット１３とを、第１ウイングユニット１２の複数の羽根がＹ方向に並ぶように、第２ウイングユニット１３の複数の羽根がＸ方向に並ぶように組み合わせている。このように組み合わせることにより、第１ウイングユニット１２による熱風の分散方向がＹ方向、第２ウイングユニット１３による熱風の分散方向がＸ方向となる。

このように組み合わされたウイング方式ユニット８を、図３（ａ）に示すように熱風流入口５ａに設置する。このとき、第１ウイングユニットのブラケット３７中央のＹ方向位置が熱風流入口５ａの中心部のＹ方向位置に、第２ウイングユニットのブラケット４３中央のＸ方向位置が熱風流入口５ａの中央部のＸ方向位置に一致するよう設置するのが望ましい。このように設置することで、電子回路基板７の基板搬送方向Ｓに対して平行な方向（Ｘ方向）および直交する方向（Ｙ方向）のいずれの方向にも熱風を分散させることができる。

チャンバー部１内を通過する熱風を、こうしてウイング方式ユニット８でチャンバー部１内全体に分散させることで、基板搬送路６によって搬送されチャンバー部１内を通過する電子回路基板７が大型のサイズであっても、電子回路基板７に塗布されたフラックスを均一に乾燥させることができる。

次に、熱風を適切に分散させるためには、第１ウイングユニット１２と第２ウイングユニットの各羽根の配置をどうするか、及び、各羽根の角度をどうするかについての具体的な実施例を示す。

図７は、熱風ダクト５を通過する熱風の風速分布（強度分布）を示す。風速分布の見方として、色の濃い部分は風速の大きい（強い）部分を示し、薄くなるにつれて風速が小さく（弱く）なることを示している。ここでは、熱風ダクト５の直径が１００ｍｍとして、中央から直径５０ｍｍの範囲をダクト中央部、それより外側の範囲をダクト側面部とする。図７においては、熱風ダクト５を実線で、ダクト中央部を破線で示している。

図７に示す通り、ダクト中央部では熱風の風速が大きく（強く）、ダクト側面部にいくにつれ、熱風の風速は小さく（弱く）なる。
このようなダクト中央部に集中する熱風をチャンバー部１全体に分散させるため、ウイング方式ユニット８の第１ウイングユニット１２及び第２ウイングユニット１３に取り付けられている複数の羽根は、熱風ダクト５から流れる熱風を、ダクト中央部から図７における上下左右対称に分散するように配置される。

図５（ａ）に、第１ウイングユニット１２の複数の羽根の適正な配置と角度の構成例を示す。
発明者ははじめ、熱風ダクト５から送り込まれる熱風がダクト中央部に近いほど強いため、第１の羽根対３１を中央部に寄せるほうが熱風は分散しやすいと考え、第１の羽根対３１をできるだけ中央へ寄せてみた。しかしながら、第１の羽根対３１を中央部に寄せ過ぎると、熱風の強度分布のバランスが崩れ、強い部分の山が２つに分散してしまい、均一な強度の熱風をチャンバー部１へ送り込むことができなかった。

そこで、熱風の強度分布のバランスが崩れない適切な第１の羽根対３１の配置を検討してみたところ、熱風流入口５ａの直径が１００ｍｍの場合、熱風流入口５ａの中心部から対称に１０ｍｍ±３ｍｍ離れた位置に第１の羽根対３１を配置することが適切であった。

同様に他の羽根対の配置を検討してみたところ、第２の羽根対３２は熱風流入口５ａの中心部から対称に２５ｍｍ±３ｍｍ離れた位置に、第３の羽根対３３は熱風流入口５ａの中心部から対称に３５ｍｍ±３ｍｍ離れた位置に、第４の羽根対３４は熱風流入口５ａの中心部から対称に４５ｍｍ±３ｍｍ離れた位置に、第５の羽根対３５は熱風流入口５ａの中心部から対称に５５ｍｍ±３ｍｍ離れた位置に、それぞれ配置することが適切であった。

また、羽根の角度についても検討してみたところ、第１の羽根対３１を熱風の流入方向と直交する平面に対して上向き（熱風の流入方向の向き）かつ中央側から外部側に向けて７５度±５度に傾斜した角度とすることで、基板搬送路６に流れる電子回路基板７へ均一な熱風をあてることができた。

また、他の羽根対の角度については、熱風ダクト５の側面部に近づくほど流入する熱風は弱くなるので、熱風ダクト５の側面部に近い側に配置される羽根対については、熱風の流入方向と直交する平面に対する角度を緩めて設置するほうがよい。例えば、第２の羽根対３２の角度は熱風の流入方向と直交する平面に対して６０度±５度、第３の羽根対３３の角度は熱風の流入方向と直交する平面に対して５０度±５度、第４の羽根対３４の角度は熱風の流入方向と直交する平面に対して４５度±５度、第５の羽根対３５の角度は熱風の流入方向と直交する平面に対して４０度±５度にするとよい。なお、いずれの羽根も向きは上向きであり、第１ウイングユニット１２の中央部から外部側に向けて傾斜する角度となっている。

以上のように複数の羽根の配置と角度を設定した第１ウイングユニット１２のみを、熱風流入口５ａに、各羽根がＹ方向に並ぶように配置して熱風をチャンバー部１へ送り込んでみたところ、図８（ａ）にチャンバー部１内における熱風の強度分布を示すように、チャンバー部１内へ、基板搬送方向Ｓに対して直交する方向（Ｙ方向）全域に、熱風の風速を極力落とすことなく、均一な熱風を送り込むことができた。

次に、図６（ｂ）に、第２ウイングユニット１３の複数の羽根の適正な配置と角度の構成例を示す。
第１ウイングユニット１２と同様に、複数の羽根の適切な配置について検討してみたところ、熱風ダクト５の直径が１００ｍｍの場合、第６の羽根対４１は中心部から対称に１５ｍｍ±３ｍｍの位置に、第７の羽根対４２は中心部から対称に２５ｍｍ±３ｍｍの位置に配置するのが適切であった。

また、角度についても検討してみたところ、第６の羽根対４１の角度は熱風の流入方向と直交する平面に対して下向き（熱風の流入方向と反対側の向き）かつ外部側から中央側にむけて８０度±５度に傾斜した角度、第７の羽根対４２の角度は熱風の流入方向と直交する平面に対して下向きかつ外部側から中央側にむけて７０度±５度にするのが適切であった。

なお、第７の羽根対４２よりも外側へ第８の羽根対以降を設置することについても検討してみたが、第８の羽根対以降を設置すると、羽根に遮られて熱風の強度が全体的に低下したため、第２ウイングユニットの羽根は第６の羽根対４１、第７の羽根対４２のみとするのが適切であった。

以上のように複数の羽根の配置と角度を設定した第２ウイングユニット１３のみを、熱風流入口５ａに、各羽根がＸ方向に並ぶように配置して熱風をチャンバー部１へ送り込んでみたところ、図８（ｂ）にチャンバー部１内における熱風の強度分布を示すように、チャンバー部１へ、基板搬送方向Ｓに対して平行な方向全域に、熱風の風速を極力落とすことなく、均一な熱風を送り込むことができた。

以上をまとめると、ウイング方式ユニット８の複数の羽根の配置と傾斜角度を、熱風ダクト５の直径が１００ｍｍの場合、以下の範囲に設定することが望ましい。
図５（ａ）に示す第１ウイングユニット１２における、複数の羽根の配置と角度について、第１の羽根対３１〜第５の羽根対３５の位置Ｘ１〜位置Ｘ５と、熱風の流入方向と直交する平面に対しての第１の羽根対３１〜第５の羽根対３５の角度θ１〜角度θ５は、
第１の羽根対３１については、Ｘ１＝１０ｍｍ±３ｍｍ、θ１＝７５度±５度、
第２の羽根対３２については、Ｘ２＝２５ｍｍ±３ｍｍ、θ２＝６０度±５度、
第３の羽根対３３については、Ｘ３＝３５ｍｍ±３ｍｍ、θ３＝５０度±５度、
第４の羽根対３４については、Ｘ４＝４５ｍｍ±３ｍｍ、θ４＝４５度±５度、
第５の羽根対３５については、Ｘ５＝５５ｍｍ±３ｍｍ、θ５＝４０度±５度、
とするのが望ましい。

図６（ｂ）に示す第２ウイングユニット１３における、複数の羽根の配置と角度について、第６の羽根対４１の位置Ｘ６，第７の羽根対４２の位置Ｘ７と、熱風の流入方向と直交する平面に対しての第６の羽根対４１の角度θ６，第７の羽根対３５の角度θ７は、
第１の羽根対４１については、Ｘ６＝１５ｍｍ±３ｍｍ、θ６＝８０度±５度、
第２の羽根対４２については、Ｘ７＝２５ｍｍ±３ｍｍ、θ７＝７０度±５度、
とするのが望ましい。

なお、各羽根の角度については、中央に近い位置に配置された羽根ほど大きな角度で傾斜しており、かつ中央から離れた位置に配置された羽根ほど小さな角度で傾斜している、ということから、以下の関係を満たしている。

θ１＞θ２≧θ３≧θ４≧θ５
θ６≧θ７
以上のように各羽根の配置と角度が設定されたウイング方式ユニット８を、図４（ｃ）に示すように、第１ウイングユニット１２の複数の羽根がＹ方向に並ぶように、第２ウイングユニット１３の複数の羽根がＸ方向に並ぶように組み合わせて、図３（ａ）に示すように熱風流入口５ａに配置し、チャンバー部１へ熱風を送り込んでみたところ、図８（ｃ）にチャンバー部１内における熱風の強度分布を示すように、チャンバー部１へ基板搬送方向Ｓに対して平行な方向（Ｘ方向）、直交する方向（Ｙ方向）ともに、熱風の風速を極力落とすことなく、均一な熱風を送り込むことができた。

なお、複数の羽根の配置について、羽根を減らす場合について検討すると、図７で示すように、ダクト中央部に近い位置ほど熱風が強いため、中央に近い位置の羽根、具体的には図５（ａ）に示す第１の羽根対３１、第２の羽根対３２、図６（ｂ）に示す第６の羽根対４１は最低限必要である。その他の羽根については、仮に間引いたとしても、電子回路基板７に均一な熱風をあてることは可能である。

本発明の乾燥装置１１を使用した場合の電子回路基板７の乾燥状態について説明する。本発明の乾燥装置１１には、上記したウイング方式ユニット８が設置されているため、基板搬送路６で搬送される電子回路基板７に対して、全体に均一な強さの熱風をあてることが可能になり、電子回路基板７全体にムラを発生させることなく、均一に乾燥することが可能になる。さらに、チャンバー部１内全域に均一な強さの熱風が通過するようになるため、どのような大きさの電子回路基板７であっても、均一な乾燥状態を保つことができ、はんだ付けの品質に悪影響を及ぼさない、良好な乾燥状態を実現できる。

なお、上記の実施例では、図１（ａ）に示すように、熱風ダクト５をチャンバー部１の下方に、排気ダクト４をチャンバー部１の上方に配置しているが、熱風ダクト５と排気ダクト４の配置は図１（ａ）に示すような配置に限るものではなく、熱風ダクト５をチャンバー部１の上方に、排気ダクト４をチャンバー部１の下方に配置したり、チャンバー部１の側方に各ダクトを取り付けたりしてもよい。ただし、ウイング方式ユニット８は、熱風ダクト５からチャンバー部１に熱風が流入する位置、すなわち熱風ダクト５とチャンバー部１との接続部分に配置する必要がある。

なお、図２に示す乾燥装置１１は、フローはんだ付け装置２１からの廃熱を利用する構造となっている。フローはんだ付け装置２１にあるプレヒータ１６近辺において廃熱で熱せられた空気は、第１循環ダクト２３、第１フィルター２５、第２循環ダクト２２、第２フィルター２４を通過して、送風機９へ流入する。すると、廃熱で熱せられた空気は、送風機９によって熱風ダクト５を通じて乾燥装置１１のチャンバー部１へ流入させられることになる。そして、乾燥装置１１を通過した後は、排気ダクト４を通過して、フローはんだ付け装置２１に設置している本体ダクトに中継され、装置外部へ排出される。

このような構造にすることで、乾燥装置１１のチャンバー部１に、プレヒータ１６の廃熱で５０℃〜８０℃程度に熱せられた空気を送り込むことが可能になる。フローはんだ付け装置２１内で発生する廃熱を利用することで、熱源を発生させる装置を補助できる、あるいは熱源発生装置自体が不要となるため、乾燥装置１１が約０．３ｋｗｈ〜１．５ｋｗｈ程度の消費電力で動作するようにでき、省エネルギーを実現することも可能となる。

以上のように、本発明に係るウイング方式ユニットを有する乾燥装置を使用することにより、電子回路基板全体を均一な乾燥状態とすることができる。そのため、この乾燥装置を有するフローはんだ付けラインを用いると、低ＶＯＣフラックスを使用した場合でも、フラックス内の溶剤を良好に除去することができるため、噴流はんだ槽において電子回路基板のはんだ付け面に溶融はんだを吹き付けた際に、電子回路基板へのはんだの付着が溶剤によって阻害されることがなく、ボールやブリッジの無い良好なはんだ付け接合面を得ることができる。

本発明の乾燥装置は、一般のはんだ付け装置、即ちフラクサー、プレヒータ、はんだ槽、冷却機が順次配置されたものに対して使用することができる。つまり、従来のはんだ付け装置において、低ＶＯＣの水系フラックスに変更しても、本発明のウイング方式ユニットを搭載した乾燥装置を設置することで、均一に熱風をあてることができるため、ムラなく乾燥させることができて、高品質なはんだ付けが実現できる。

１ チャンバー部
２ チャンバー下部
３ チャンバー上部
４ 排気ダクト
５ 熱風ダクト
６ 基板搬送路
７ 電子回路基板
８ ウイング方式ユニット
９ 送風機
１０ 熱風発生器
１１ 乾燥装置
１２ 第１ウイングユニット
１３ 第２ウイングユニット
１５ フラクサー
１６ プレヒータ
１７ 噴流はんだ槽
１８ 冷却機
２０ スプレーフラクサー装置
２１ フローはんだ付け装置
２２ 第１循環ダクト
２３ 第２循環ダクト
２４ 第１フィルター
２５ 第２フィルター
３１ 第１の羽根対
３２ 第２の羽根対
３３ 第３の羽根対
３４ 第４の羽根対
３５ 第５の羽根対
３６ 羽根固定ブロック
３７ ブラケット
３８ 調整ねじ
４１ 第６の羽根対
４２ 第７の羽根対

Claims (6)

1. 基板搬送路にて搬送される電子回路基板を乾燥させるために用いられる乾燥装置であって、
   前記基板搬送路を覆うように形成されるチャンバー部を備え、
   前記チャンバー部には、前記チャンバー部内を通過する前記電子回路基板の表面へ向けて、熱風が流入する熱風流入口が形成されており、
   前記熱風流入口には、前記電子回路基板表面に沿った第１の方向、及び前記第１の方向と交差し前記電子回路基板表面に沿う第２の方向へ、前記チャンバー部内において熱風を分散させるウイング方式ユニットが設置されており、
   前記ウイング方式ユニットは、前記第１の方向に並ぶ複数の板状の羽根を備えた第１ウイングユニットと、前記第２の方向に並ぶ複数の板状の羽根を備えた第２ウイングユニットとを組み合わせた構成であり、
   前記第１ウイングユニットが備える複数の板状の羽根は、熱風の流入方向と直交する平面に対して前記第１の方向へ傾斜しており、
   前記第２ウイングユニットが備える複数の板状の羽根は、熱風の流入方向と直交する平面に対して前記第２の方向へ傾斜しており、
   第１ウイングユニット及び第２ウイングユニットの各羽根の傾斜角度は、前記熱風流入口の中央部に近い位置に配置された羽根ほど大きな角度であり、かつ前記熱風流入口の中央部から離れた位置に配置された羽根ほど小さな角度であること
   を特徴とする乾燥装置。
2. 前記第１ウイングユニットは、
   各羽根の前記熱風流入口の中央部からの距離が調整でき、かつ各羽根の傾斜角度が調整できる第１の風向調整機構を備えたこと
   を特徴とする請求項１に記載の乾燥装置。
3. 前記第２ウイングユニットは、
   各羽根の前記熱風流入口の中央部からの距離が調整でき、かつ各羽根の傾斜角度が調整できる第２の風向調整機構を備えたこと
   を特徴とする請求項１に記載の乾燥装置。
4. 前記熱風流入口の直径が１００ｍｍであり、
   前記第１ウイングユニットが備える複数の板状の各羽根について、前記熱風流入口の中心部に対して対称な位置にある羽根を一対の羽根対として、
   各羽根対を、前記熱風流入口の中心部から近い順に第１の羽根対、第２の羽根対、第３の羽根対、第４の羽根対、第５の羽根対とし、
   前記第１の羽根対のそれぞれの羽根が、前記熱風流入口の中心部から１０±３ｍｍ離れた位置に配置されており、かつ傾斜角度が７５±５度であり、
   前記第２の羽根対のそれぞれの羽根が、前記熱風流入口の中心部から２５±３ｍｍ離れた位置に配置されており、かつ傾斜角度が６０±５度であり、
   前記第３の羽根対のそれぞれの羽根が、前記熱風流入口の中心部から３５±３ｍｍ離れた位置に配置されており、かつ傾斜角度が５０±５度であり、
   前記第４の羽根対のそれぞれの羽根が、前記熱風流入口の中心部から４５±３ｍｍ離れた位置に配置されており、かつ傾斜角度が４５±５度であり、
   前記第５の羽根対のそれぞれの羽根が、前記熱風流入口の中心部から５５±３ｍｍ離れた位置に配置されており、かつ傾斜角度が４０±５度であること
   を特徴とする請求項２に記載の乾燥装置。
5. 前記熱風流入口が直径が１００ｍｍであり、
   前記第２ウイングユニットが備える複数の板状の各羽根について、前記熱風流入口の中心部に対して対称な位置にある羽根を一対の羽根対として、
   各羽根対を、前記熱風流入口の中心部から近い順に第６の羽根対、第７の羽根対とし、
   前記第６の羽根対のそれぞれの羽根が、前記熱風流入口の中心部から１５±３ｍｍ離れた位置に配置されており、かつ傾斜角度が８０±５度であり、
   前記第７の羽根対のそれぞれの羽根が、前記熱風流入口の中心部から２５±３ｍｍ離れた位置に配置されており、かつ傾斜角度が７０±５度であること
   を特徴とする請求項２または請求項３のいずれかに記載の乾燥装置。
6. 電子回路基板を搬送する基板搬送路を有するフローはんだ付けラインであって、
   前記電子回路基板のはんだ付け面に低ＶＯＣフラックスを塗布するフラクサーと、
   請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の乾燥装置と、
   前記電子回路基板を加熱するプレヒータと、
   前記電子回路基板のはんだ付け面に溶融はんだを付着させる噴流はんだ槽と、
   前記電子回路基板を冷却させる冷却機とが、
   前記基板搬送路における電子回路基板の進行方向に沿って順次配置されていることを特徴とするフローはんだ付けライン。

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