JP5541353B1 - 気体吸込み孔の配列構造及びはんだ付け装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プリント基板や、半導体ウエハー等の搬送中の温度変動を低減できるようにすると共に、プリント基板等をより一層、均一に加熱や冷却ができるようにする。
【解決手段】ノズルカバー３のノズル配置領域で搬送方向と直交する中央部位を基準にして一方の側の上下の領域において、第１のノズルパターンに対して線対称にその第２のノズルパターンが設けられ、そのノズル配置領域で対角線状に並んだ配置パターンが相互に同一のパターンとなるように、その他方の側の上下の領域において、第２のノズルパターンに対して線対称にその第１のノズルパターンが設けられ、吹き出しノズル２から吹き出した気体を循環させるための所定の開口幅を有した吸込口３ｂ，３ｃ，３ｄが２つ以上の吹き出しノズル２の間であって、第１列及び位相の異なる複数の他列に渡って配置され、吸込口３ｂ，３ｃ，３ｄの幅が中央部位を基準にして徐々に狭く設定されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、プリント基板や、半導体ウエハー等の被搬送物に対して加熱ゾーンで熱風を吹き出し、冷却ゾーンで冷風を吹き出すノズル装置及び当該ノズル装置を実装したリフロー炉に適用可能な気体吸込み孔の配列構造及びはんだ付け装置に関するものである。

近年、電子部品をプリント基板にはんだ付けする際に、はんだ粉末及びフラックスを混練したソルダーペーストを溶融させてはんだ付けするリフロー炉が使用される場合が多い。リフロー炉は、トンネル状のマッフル内に予備加熱ゾーン、本加熱ゾーン及び冷却ゾーンを有し、予備加熱ゾーン及び本加熱ゾーンには加熱用のヒーターが設けられ、冷却ゾーンには水冷パイプや冷却ファン等で構成される冷却機構が設けられるものである。

リフロー炉には、熱風をマッフル内に吹き出すための熱風吹き出しノズルが備えられる。熱風吹き出しノズルは、ヒーターで加熱された熱風をモーターで駆動するファンにより熱風吹き出し用のノズルからリフロー炉の加熱ゾーンに吹き出すものである。このため、熱風吹き出しノズルは、熱風が電子部品で影になるところや、狭い隙間（例えば、スルーホール等）にも侵入して、プリント基板全体を均一に加熱することができる。

リフロー炉に設けられる熱風吹き出しノズルとしては、多数の孔部から熱風を吹き出す形式のノズルが使用されている。多数孔形式のノズルは、熱風の流速が単一開口形式のノズルより速くなり、かつ、孔部が多数あるので、熱風の流量不足が生じない。このため、多数孔形式のノズルは加熱効率が高い。これにより、リフロー炉は、多数の孔部から熱風を吹き出す形式のノズルが用いられる場合が多い。

一般的なリフロー炉によれば、プリント基板の搬送方向において、予備加熱ゾーン及び本加熱ゾーンの上下部に、それぞれ多数の熱風吹き出しノズルが設置されている。例えば、５ゾーンから構成される予備加熱ゾーンには、上下にそれぞれ５個ずつ、合計１０個の熱風吹き出しノズルが設置される。また、本加熱ゾーンが３ゾーンで構成される場合は、上下にそれぞれ３個ずつ、合計６個の熱風吹き出しノズルが設置される。１つのリフロー炉には、上下８個ずつ、合計１６個の熱風吹き出しノズルが設置されている。

予備加熱ゾーンでは、通常、本加熱ゾーンよりも温度を低く設定したり、又は、熱風の風量を少なく設定して加熱されている。これにより、プリント基板がゆっくりと加熱されるのでヒートショックを受けることなく、リフロー炉の本加熱ゾーンに搬送されて本加熱される。

本加熱ゾーンでは、通常、予備加熱ゾーンよりも温度を高く設定し、又は、熱風の風量を多く設定して加熱されることによりはんだ付けが行われる。また、冷却ゾーンでは、上記予備加熱ゾーン及び本加熱ゾーンの構成と基本的に同じであるが、予備加熱ゾーン及び本加熱ゾーンではヒーターで加熱された熱風が吹き出すのに対して、この冷却ゾーンでは、ヒーターの代わりに水冷パイプ等が配されて、気体を水冷パイプに接触させて冷風として基板に吹き出して、基板を冷却するものである。

特許文献１には、多数の孔から熱風を吹き出すはんだ付け装置について開示されている。このはんだ付け装置では、リフローパネルに多数の孔が穿設されていて、この多数の孔からヒータで熱せられた熱風が吹き出す。

特許文献２には、気体吹き出し穴の配列構造について開示されている。この配列構造では、幅方向に配列をずらして均一加熱を行うようにしたものである。

特開平１１−３０７９２７号公報 特開２００４−２１４５３５号公報

ところで、特許文献１では、プリント基板は、コンベアによって所定方向に搬送される。熱風吹き出し口は、搬送方向Ｅ及び搬送方向Ｅに直交する方向に格子状に複数の円形の孔から構成されている。この円形の孔は、搬送方向Ｅに対して所定のピッチ間隔で複数個配列されていると共に、搬送方向Ｅに対して直交する方向にも所定のピッチ間隔をもって複数個配列されている。

このように、複数の円形の孔を配置した熱風吹き出し口から熱風が吹き出されると、所定の方向にプリント基板が搬送されると共に、当該プリント基板には搬送方向に連続的に熱風が吹き付けられるが、搬送方向に直交する方向には、熱風吹き出し口の存在しない部分があるため、プリント基板において熱風吹き出し口の存在しない部分に対応する箇所には熱風が吹き付けられない。すなわち、プリント基板の搬送に伴って、プリント基板に吹き付ける熱風の濃度に濃淡（熱風が当たる量の差）ができてしまい、よって、搬送方向に直交する方向でのプリント基板の温度が均一にならないという問題があった。

また、特許文献２では、幅方向に配列をずらして均一加熱を行うようにした加熱装置が開示されているが、この加熱装置において、気体吹き出し穴は、所定の規則性に基づいて配置されるものの複雑な配置となっている。このため、予備加熱ゾーン、本加熱ゾーンの上下から熱風を吹き出すようにリフロー炉を構成した場合、上面及び下面にそれぞれ熱風吹き出し板を配置する必要があるが、熱風吹き出し板に設けられた気体吹き出し穴配列構造が複雑であるために、上下面の熱風吹き出し板を共通化するということまでは全く考慮されていないという問題があった。

また、さらに、特許文献１及び特許文献２ともに、吹き出した熱風または冷風を循環させるための気体吸い込み口までは全く考慮されていない。
そこで、本発明はこのような課題を解決したものであって、気体吹き出し開口板の構造を工夫して、プリント基板や、半導体ウエハー等の被搬送物の搬送中の温度変動を低減できるようにすると共に、被搬送物をより一層、均一に加熱または冷却できるようにした気体吸込み孔の配列構造及びはんだ付け装置を提供することを目的とする。

また、気体吹き出し及び気体吸い込み口を配した開口板を炉内の上下面の共通のパーツとして利用できるようにした気体吸込み孔の配列構造及びはんだ付け装置を提供することを目的とする。

なお、本発明においては、以下、加熱気体を基板に吹き付けてはんだ付けを行うこと、または、はんだ付け後の基板に冷却気体を吹き付けて基板の冷却を行うこと、これらをはんだ付け処理と称する。

上述の課題を解決するために、請求項１に記載の気体吸込み孔の配列構造は、はんだ付けされる基板を搭載した被搬送物を搬送させながら、気体吹き出し開口板に設けられた複数の気体吹き出し孔から気体を吐出させて前記基板に気体を吹き付けることで、はんだ付け処理を行うはんだ付け装置における前記気体吹き出し開口板の気体吸込み孔の配列構造であって、前記気体吹き出し開口板は所定のノズル配置領域を有し、前記ノズル配置領域が「田」の字状に４つの分割領域に区分され、１つの前記分割領域に設けられる前記気体吹き出し孔の配置パターンは、前記被搬送物の搬送方向と直交する方向に第１の気体吹き出し孔及び第２の気体吹き出し孔が所定の開口幅ピッチにより配置されて第１列が形成され、前記第１列に平行で前記搬送方向に所定の列配置ピッチにより複数の他列が形成され、各々の前記他列における第１の気体吹き出し孔が各々の当該他列における第１の気体吹き出し孔と所定の幅方向間隔により配置され、前記第１列及び他列における各々の前記第１の気体吹き出し孔が直交方向で異なる位相となる配置を有し、前記ノズル配置領域で前記搬送方向と幅方向とが直交する中央部位を基準にした両側の上下の分割領域において、当該ノズル配置領域で対角線状に並んだ前記配置パターンが相互に同一のパターンとなるように、前記気体吹き出し孔の第１の配置パターンと、当該第１の配置パターンを反転した前記気体吹き出し孔の第２の配置パターンとが設けられ、前記気体吹き出し孔から吹き出した気体を循環させるための所定の開口幅を有した気体吸込み用の長孔部が前記第１の気体吹き出し孔及び第２の気体吹き出し孔の間であって、前記第１列及び位相の異なる複数の他列に渡って配置され、前記長孔部の開口幅が前記中央部位を基準にして徐々に狭く形成されるものである。

請求項２に記載の気体吸込み孔の配列構造は、請求項１において、前記ノズル配置領域の上下の分割領域において、前記気体吸込み用の長孔部が「Ｖ」の字状及び逆「Ｖ」の字状に配置されるものである。

請求項３に記載の気体吸込み孔の配列構造は、請求項１において、前記気体吹き出し孔は、先端部位に十字状の開口部を有しているものである。

請求項４に記載のはんだ付け装置は、はんだ付けされる基板を搭載した被搬送物を搬送させながら、気体吹き出し開口板に設けられた複数の気体吹き出し孔から気体を吐出させて前記基板に気体を吹き付けることで、はんだ付け処理を行うはんだ付け装置において、請求項１乃至３に記載の前記気体吸込み孔の配列構造を有する気体吹き出し開口板を備えるものである。

本発明に係る気体吸込み孔の配列構造によれば、気体吹き出し孔から吹き出した気体を循環させるための所定の開口幅を有した気体吸込み用の長孔部を備え、この長孔部が第１の気体吹き出し孔及び第２の気体吹き出し孔の間であって、第１列及び位相の異なる複数の他列に渡って配置され、長孔部の開口幅が中央部位を基準にして徐々に狭く形成されている。

この構造によって、吹き出し量に対応して中央部位の吸込み量が最も多く、周辺に離れるに従って吸込み量が徐々に（大→中→小）少なくなる吸込み量の勾配を設定できるようになる。従って、気体吹き出し孔の線対称の配列と吸込み用の長孔部との相乗効果により、被搬送物の搬送中の温度変動を少なくすることができ、プリント基板や、半導体ウエハー等の被搬送物をより一層、均一に加熱または冷却できるようになる。

本発明に係るはんだ付け装置によれば、本発明に係る気体吸込み孔の配列構造を有する気体吹き出し開口板を備えるので、プリント基板や、半導体ウエハー等の被搬送物をより一層、均一に加熱または冷却できるようになる。従って、電子部品をはんだ付けした高信頼度のプリント基板や、はんだ電極を形成した高信頼度の半導体ウエハーを提供できるようになる。しかも、気体吹き出し開口板を炉内の上下面の共通のパーツとして利用できるので、上下面に各々対応した気体吹き出し開口板の金型を複数種類製作しなくても済む。

本発明に係る実施形態としてのノズル装置１００の構成例（その１）を示す斜視図である。 ノズル装置１００の構成例（その２）を示す上面図及びＸ１−Ｘ１矢視断面図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、吹き出しノズル２の吹出口２２の構成例を示す斜視図、その断面の斜視図及び上面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、吹き出しノズル２’の吹出口２２’の構成例を示す斜視図及びその断面図である。 ノズル装置１００における吹き出しノズル２の配置例を示す上面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、取り付けプレート４における領域分割例を示す上面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、ノズルパターンＰ１，Ｐ２の構成例を示す上面図である。 ノズルパターンＰ１，Ｐ１’，Ｐ２，Ｐ２’の配置例を示す上面図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、ノズルカバー３の構成例及びその吸込口３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅの寸法例を示す上面図である。 ノズル装置１００の組み立て例を示す斜視図である。 リフロー炉３００の構成例を示す断面図である。 そのヒーター部１０３の構成例を示す断面図である。 ノズル装置１００における炉内温度の測定時の領域設定例を示す斜視図である。 炉内温度測定用のテスト基板２００’の構成例を示す平面図である。 ノズル装置１００の実装時の炉内温度の測定結果を示す表図である。 （Ａ）〜（Ｄ）は、本発明のノズル装置１００における炉内温度分布を説明する図である。 ノズル装置１００における炉内温度の測定時の温度プロファイルを示す参考図である。

以下、図面を参照しながら、本発明に係る実施の形態としての気体吸込み孔の配列構造及びはんだ付け装置について説明する。この例では、はんだ付け処理として、加熱気体を基板に吹き付けてはんだ付けを行う場合について説明する。

＜ノズル装置１００＞
図１に示すノズル装置１００は、本発明に係る気体吹き出し孔及び気体吸込み孔の配列構造を備え、リフロー炉等のはんだ付け装置に適用可能なものである。図１において、ノズル装置１００は、複数の吹き出しノズル２、１個のノズルカバー３、１枚の取り付けプレート４及び１枚の固定プレート５で構成される（図２の（Ｂ）参照）。ノズル配列の基本的な規則性としては、縦方向及び横方向でピッチが異なる千鳥状配列を有している。

この例で、図２の（Ｂ）に示す固定プレート５の上部には、図２の（Ａ）に示す１３５個の吹き出しノズル２と、１枚の取り付けプレート４とが設けられる。吹き出しノズル２の配置パターンによれば、図２の（Ａ）に示すように取り付けプレート４（ノズルカバー３）の上面にノズル配置領域Ｉａが画定され、このノズル配置領域Ｉａが「田」の字状に４つの分割領域Ｉ〜IVに便宜上区分されている（図６の（Ｂ）参照）。

図２の（Ａ）において、Ｌ１，Ｌ２を図示しないプリント基板の搬送ガイドとしたとき、当該プリント基板の搬送方向と直交する方向に第１の吹き出しノズル２及び第２の吹き出しノズル２が所定の開口幅ピッチｐ１により配置されて第１列が設けられている。この第１列に平行で搬送方向に所定の列配置ピッチｐ２により複数の他列が設けられている。

各々の他列における第１の吹き出しノズル２が各々の当該他列における第１の吹き出しノズル２と所定の幅方向間隔ｐ11，ｐ12，ｐ13により配置されている。吹き出しノズル２の配置パターンは、上述の第１列及び他列における各々の第１の吹き出しノズル２が直交方向で異なる位相となる配置を有している（図５参照）。

この例では、ノズル配置領域Ｉａで搬送方向と幅方向とが直交する中央部位を基準にした両側の上下の分割領域Ｉ，II，III，IVにおいて、当該ノズル配置領域Ｉａで対角線状に並んだノズルパターンが相互に同一のパターンとなるように、第１のノズルパターンＰ１と、当該第１のノズルパターンＰ１を反転した第２のノズルパターンＰ２とが設けられている（図８参照）。

ノズルカバー３には、少なくとも、本発明に係る気体吹き出し孔及び気体吸込み孔の配列構造（図９参照）が適用され、ノズルパターンＰ１，Ｐ２については、気体吹き出し孔の配列構造が取り付けプレート４及び固定プレート５に適用されている（図７参照）。

また、図２の（Ａ）において、１３５個の吹き出しノズル２の下方には、図２の（Ｂ）に示す固定プレート５が設けられる。固定プレート５には、本発明に係る吹き出しノズル２の配列位置を投影した１３５個の気体流入用の孔部５ａが設けられている。各々の孔部５ａは、吹き出しノズル２の吹出口２２に対応する気体流動路２４の入口に対峙した位置の固定プレート５に穿設されている。孔部５ａは、加熱気体を吹き出しノズル２に供給する流入口である。

孔部５ａは、ヒーター部により加熱された気体を吹出口２２の下部に供給して、吹出口２２から熱風をリフロー炉のマッフル内に吹き出させるために設けられる。孔部５ａは、例えば、リーマー加工によって、その外側から内側へ向かって円錐状にテーパーが施される。この加工は、気体がテーパー部位でガイドされて吹き出しノズル２に入り易くなるために施される。

この例で固定プレート５の上部の１３５個の吹き出しノズル２は、取り付けプレート４に取り付けられる。取り付けプレート４には、ノズル取り付け用の複数の孔部４ａ（図８参照）及びノズルカバー嵌合用の嵌合溝４ｂ（図２，図５参照）が設けられている。孔部４ａは、本発明に係る吹き出しノズル２の配列位置を投影した１３５個が設けられる。

孔部４ａは、取り付けプレート４の下面側において、微小な段差を付けて穿設されている。孔部４ａの１段目の開口径は吹き出しノズル２の凸部２１ａが嵌合可能な大きさであり、その２段目の開口径は吹き出しノズル２の本体部２１が圧挿入可能な大きさである。

各々の吹き出しノズル２の下部側は、上述の固定プレート５で取り付けプレート４からの抜け止めを兼ねて固定されている。各々の吹き出しノズル２は、固定プレート５の上部から取り付けプレート４の孔部４ａを貫く形態で圧挿入され、取り付けプレート４の上部から突き出る形態で立設される。これにより、１枚の固定プレート５で１３５個の吹き出しノズル２を、取り付けプレート４へ押し付ける形態で固定（支持）できるようになる。

取り付けプレート４の内周側には嵌合溝４ｂが設けられ、取り付けプレート４の上部を覆うノズルカバー３の外周部を当該嵌合溝４ｂに嵌合するようになされる。この嵌合溝４ｂにより、ノズルカバー３が取り付けプレート４からずれることなく組立可能になる。また、取り付けプレート４の外周部にはヒーター部取り付け用の孔部４ｄが設けられ、ノズル装置１００が孔部４ｄにネジ等を螺合してヒーター部に取り付けられる。

各々の吹き出しノズル２の上部側には、気体吹き出し開口板の一例を構成するノズルカバー３が被され（覆われ）ている。ノズルカバー３には吹き出しノズル用の１３５個の孔部３ａ及び気体吸込み用の長孔部の一例を構成する５２個の吸込口３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅが互いに近接して設けられている。孔部３ａは吹き出しノズル２の先端に嵌合される。

吸込口３ｂ，３ｃ，３ｄは図２の（Ａ）に示すように各々の開口幅が異なる大、中、小の長円形状を有し、吸込口３ｅは異幅長円形状（以下で羽子板状ともいう）を有している。吸込口３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅは、リフロー炉のマッフル内に貯留する気体や、吹き出しノズル２から吹き出されてプリント基板に衝突して反射した気体を吸い込むようになされる。

この例では、所定の開口幅を有した吸込口３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅがノズル取り付け用の孔部３ａの間であって、第１列及び位相の異なる複数の他列に渡って配置され、吸込口３ｂ，３ｃ，３ｄの開口幅が中央部位を基準にして外側に向けて徐々に狭く形成されている（図９の（Ｂ）及び（Ｃ））参照）。

更に、図２の（Ｂ）に示す取り付けプレート４の両側には吸込口４ｃが設けられている。吸込口４ｃは、ノズルカバー３の吸込口３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅから吸い込まれた気体をヒーター部等に還流させるようになされる。

上述の吹き出しノズル２には、図３の（Ａ）〜（Ｃ）に示すような十字状のノズルが使用される。図３の（Ａ）に示す吹き出しノズル２によれば、本体部２１及び吹出口２２を備えている。吹き出しノズル２は、先端部位が十字状の吹出口２２（開口部）を有している（十字ノズル）。

本体部２１は、下端部に凸部２１ａを有し、アルミニウムや銅等の熱伝導率の良好な金属材料で形成される。この凸部２１ａは、取り付けプレート４のノズル取り付け用の孔部４ａに嵌合するものである。図３の（Ｂ）に示す本体部２１には気体流動路２４が設けられる。気体流動路２４は、ヒーター部で加熱された気体や冷却部によって冷却された気体をノズル先端にある吹出口２２まで流動するようになる。

図３の（Ｃ）に示す吹出口２２は、十字形を有している。十字形は、縦方向及び横方向共に中心線を基準にして各々線対称の凸形状となっている。凸形状は対称的な反転図形となっている。

なお、図示しないプリント基板は、図２の（Ａ）に示した搬送ガイドＬ１，Ｌ２間で保持されて矢印で示す搬送方向Ｅに搬送される。吹き出しノズル２の先端に設けられた吹出口２２は、図示しないヒーター部で加熱された気体（以下、単に加熱気体という）を吹き出す。吹き出しノズル２は、例えば、吹出口２２から吹き出される気体を、搬送方向Ｅに向かって搬送されるプリント基板に吹き付けるようになる。

ノズル装置１００からプリント基板へ吹き出されて反射した気体は、図３の（Ａ）に示した吹出口２２から吹き出される高温の気体に干渉してしまうことがある。プリント基板に反射した気体は、プリント基板に熱を奪われて当該気体の温度が低下していて、吹出口２２から吹き出す気体に干渉してしまうと、吹出口２２から吹き出す気体の温度を下げてしまったり、吹出口２２から吹き出す気体の吹出方向を乱してしまったりする。

そのため、ノズルカバー３に吸込口３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅを設けて、プリント基板に反射した気体を直ちに当該吸込口３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅに吸い込ませる。これにより、プリント基板に反射した気体が吹出口２２から吹き出す気体の妨げとならないようにしている。

上述のノズル装置１００に適用される気体吹き出し孔については、十字状の吹出口２２を有した吹き出しノズル２に限られることはなく、図４の（Ａ）に示す円形状の吹出口２２’を有した吹き出しノズル２’であってもよい。吹き出しノズル２’においても、本体部２１’は吹き出しノズル２と同様な材質で形成され、図４の（Ｂ）に示す凸部２１ａや、気体流動路２４’等が備えられている。

このように構成された吹き出しノズル２，２’は、ヒーター部によって加熱された気体や冷却部によって冷却された気体を固定プレート５の孔部５ａから吹き出しノズル２の気体流動路２４及び吹出口２２，２２’を介してリフロー炉のマッフル内に吹き出してプリント基板に当該気体を吹き付けるようになされる。これにより、ノズル装置１００を構成する。

＜吹き出しノズル２の配置例＞
続いて、図５〜図８を参照して、ノズル装置１００の製造方法に関して、吹き出しノズル２の配置例について説明する。図５に示すノズル装置１００は、ノズルカバー３を取り外した状態であり、取り付けプレート４上に１３５個の吹き出しノズル２が立設されている。

取り付けプレート４は両側に吸込口４ｃ，４ｃを有しており、この２つの吸込口４ｃ，４ｃの間に、図６の（Ａ）に示す正方形状のノズル配置領域Ｉａが画定され、このノズル配置領域Ｉａが図６の（Ｂ）に示すように「田」の字状に４つの分割領域Ｉ〜IVに便宜上区分されている。ノズル配置領域Ｉａの一辺は３００ｍｍ程度であり、分割領域Ｉ〜IVの各々の一辺は１５０ｍｍ程度である。

図５において、斜線で示す１つ分割領域Ｉに設けられる吹き出しノズル２の配置パターンは、当該ノズル装置１００の幅方向の吹き出しノズル２の開口幅ピッチをｐ１としたとき、プリント基板の搬送方向Ｅと直交する方向に第１の吹き出しノズル２（ノズルＮ11）及び第２の吹き出しノズル２（ノズルＮ12）が所定の開口幅ピッチｐ１により配置されて第１列（ｎ＝１）が形成されている（図７の（Ａ）参照）。開口幅ピッチｐ１は例えば、３０ｍｍに設定される。

更に、搬送方向の吹き出しノズル２の列配置ピッチをｐ２としたとき、取り付けプレート４には第１列に平行で搬送方向Ｅに所定の列配置ピッチｐ２により複数の他列（ｎ＝２〜７）が形成されている。列配置ピッチｐ２は、例えば、２５ｍｍに設定される。

また、取り付けプレート４の幅方向において、第１列（ｎ＝１）の第１の吹き出しノズル２（Ｎ11）と第２の吹き出しノズル２（Ｎ12）との配置間隔を３分割するピッチを幅方向間隔ｐ11，ｐ12，ｐ13としたとき、各々の他列（ｎ＝２，３）における第１の吹き出しノズル２（Ｎ21，Ｎ31，Ｎ41等）が各々の当該他列（ｎ＝２，３）における第１の吹き出しノズル２と所定の幅方向間隔ｐ11，ｐ12，ｐ13により配置される。

第１列（ｎ＝１）及び他列（ｎ＝２，３〜７）における各々の第１の吹き出しノズル２（Ｎ11，Ｎ21，Ｎ31等）は、直交方向で異なる位相となる配置を有している。幅方向間隔ｐ11，ｐ12，ｐ13は、例えば、１０ｍｍに設定される。

図７の（Ａ）には、図６の（Ｂ）に示したノズル配置領域Ｉａの分割領域Ｉに３８個の吹き出しノズル２を配置するためのノズルパターンＰ１の構成例を示している。ノズルパターンＰ１は、吹き出しノズル２の第１の配置パターンの一例を構成し、その第１列（ｎ＝１）には、６個の吹き出しノズル２（以下でノズルＮ11〜Ｎ16ともいう）が幅方向に配置される。

第２列（ｎ＝２）には、５個のノズルＮ21〜Ｎ25が配置され、第３列（ｎ＝３）にも、５個のノズルＮ31〜Ｎ35が配置され、第４列（ｎ＝４）には、６個のノズルＮ41〜Ｎ46が配置され、第５列（ｎ＝５）には、５個のノズルＮ51〜Ｎ55が配置され、第６列（ｎ＝６）にも、５個のノズルＮ61〜Ｎ65が配置され、第７列（ｎ＝７）には、６個のノズルＮ71〜Ｎ76が各々の配置されている。

図７の（Ｂ）には、吹き出しノズル２の第２の配置パターンの一例を構成するノズルパターンＰ２を示している。ノズルパターンＰ２は、ノズルパターンＰ１を反転したものであり、その第１列（ｎ＝１）には、６個のノズルＮ71〜Ｎ76が各々の配置されている。ｎ＝２には、５個のノズルＮ61〜Ｎ65が配置され、ｎ＝３にも、５個のノズルＮ51〜Ｎ55が配置され、ｎ＝４には、非反転ノズルパターンＰａと変わらず６個のノズルＮ41〜Ｎ46が配置され、ｎ＝５には、５個のノズルＮ31〜Ｎ35が配置され、ｎ＝６にも、５個のノズルＮ21〜Ｎ25が配置され、ｎ＝７には、６個のノズルＮ11〜Ｎ16が配置される。

これらのノズルパターンＰ１，Ｐ２を使用して、ノズル配置領域Ｉａ（分割領域Ｉ〜IV）に１３５個の吹き出しノズル２が配置される。なお、ノズルパターンＰ１，Ｐ２等を接続する部分で重複する１７個のノズルは省略される（図８参照）。

この例では、取り付けプレート４のノズル配置領域Ｉａで搬送方向と幅方向とが直交する中央部位を基準にした両側の上下の分割領域Ｉ，II及び分割領域III，IVにおいて、当該ノズル配置領域Ｉａで対角線状に並んだ配置パターンが相互に同一のパターンとなるように、ノズルパターンＰ１と、当該ノズルパターンＰ１を反転したノズルパターンＰ２とが設けられる（図８参照）。

図８に示すノズルパターンＰ１，Ｐ２，Ｐ１’，Ｐ２’の配置例によれば、ノズル配置領域Ｉａにおいて、分割領域ＩにはノズルパターンＰ１が配置される。分割領域IIにはノズルパターンＰ２が配置される。ノズルパターンＰ２は、ノズルパターンＰ１を搬送方向と幅方向とが直交する中央部位を通る直線を基準して線対称に反転した配置パターンであって、ノズルパターンＰ１と重複する６個のノズルＮ71〜Ｎ76が省略される。

分割領域IIIにはノズルパターンＰ２’が配置される。ノズルパターンＰ２’は、ノズルパターンＰ１を上述の直線を基準にして線対称に反転した配置パターンであって、ノズルパターンＰ１と重複する３個のノズルＮ11，Ｎ41，Ｎ71が省略される。

分割領域IVにはノズルパターンＰ１’が配置される。ノズルパターンＰ１’は、ノズルパターンＰ１を反転していない配置パターンであって、ノズルパターンＰ２’と重複する６個のノズルＮ71〜Ｎ76と、ノズルパターンＰ１’と重複する２個のノズルＮ41，Ｎ71が省略される。これらにより、ノズル配置領域ＩａにノズルパターンＰ１，Ｐ２，Ｐ１’，Ｐ２’を配置できるようになり、取り付けプレート４に１３５個の吹き出しノズル２を立設できるようになる。この例では、取り付けプレート４において、ｎ＝１，４，７，１０，１３には各々１１個の吹き出しノズル２が配置され、ｎ＝２，３，５，６，８，９，１１，１２には各々１０個の吹き出しノズル２が配置される。

このように実施形態としてのノズルカバー３の吹き出しノズル２の配列によれば、吹き出しノズル２の千鳥配列を分割領域Ｉ〜IVの上下・左右においてノズルパターンＰ１，Ｐ２を線対称に反転させ、プリント基板２００の搬送方向と直交する幅方向において、開口幅ピッチｐ１内に幅方向間隔ｐ11，ｐ12，ｐ13が含まれるように、少しづつ位相をずらすことで、むらのない加熱を実現できるようになった。

また、ノズルパターンＰ１，Ｐ２において、吹き出しノズル２の線対称の配列に関しては、搬送方向に対して幅方向へ位相をずらす形態のみを導入しているので、リフロー炉において、プリント基板の搬送方向に線対称に配列された吹き出しノズル２をゾーン一杯に使用することができる。このため、ゾーン間のノズル間距離を短縮できるようになる。

＜ノズルカバー３＞
続いて、図９の（Ａ）〜（Ｃ）を参照して、ノズルカバー３の構成例について説明する。図９の（Ａ）に示すノズルカバー３は、図２に示したノズル装置１００から、図５に示した吹き出しノズル２、取り付けプレート４及び固定プレート５を取り外したものである。ノズルカバー３は、複数のノズル取り付け用の孔部３ａ及び、気体吸込み用の複数の吸込口３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅを有している。吸込口３ｂ，３ｃ，３ｄは、気体吸込み用の長孔部の一例を構成している。

この例では、図９の（Ｂ）及び（Ｃ）に示すような所定の開口幅ｗ１，ｗ２，ｗ３を有した吸込口３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅが図９の（Ａ）に示すノズル取り付け用の孔部３ａの間であって、第１列（ｎ＝１）及び位相の異なる複数の他列（ｎ＝２，３）に渡って配置され、吸込口３ｂ，３ｃ，３ｄの開口幅ｗ３，ｗ２，ｗ１が中央部位を基準にして外側に向けて徐々に狭く形成されている。

図９の（Ｂ）に示す吸込口３ｂ，３ｃ，３ｄの長さはｌ１である。「大」の長円形状の吸込口３ｂの開口幅はｗ３であり、「中」の長円形状の吸込口３ｃの開口幅はｗ２であり、「小」の長円形状の吸込口３ｄの開口幅はｗ１である。図９の（Ｃ）に示す羽子板状の吸込口３ｅは、気体吸込み用の長孔部の他の一例を構成し、その長さはｌ２である（ｌ２＜ｌ１）。吸込口３ｅの広い方の開口幅は例えば、ｗ３であり、その狭い方の開口幅はｗ２である。

ノズルカバー３における孔部３ａの配置パターンは、図５〜図８で説明した吹き出しノズル２の配置パターンと同様となされるので、その説明を省略する。ここで、搬送方向Ｅに平行な直線を設定したとき、当該直線と第１列（ｎ＝１）及び位相の異なる第２列（ｎ＝２）及び第３列（ｎ＝３）に渡って配置されたノズル取り付け用の複数の孔部３ａを結ぶ線分２とが成す角度をθ1とすると、角度θ1は約２０°程度に設定されている。

図中のＩｂは吸込口３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅを配置する全体の領域（以下で吸込口配置領域という）である。この例でも、吸込口配置領域Ｉｂが「田」の字状に分割され４つの分割領域Ｉ’〜IV’となされている。ノズルカバー３の分割領域Ｉ’〜IV’は、取り付けプレート４の分割領域Ｉ〜IVよりも広く設定されている。領域の拡幅理由は、取り付けプレート４の吸込口４ｃの領域を分割領域II’〜IV’に含ませることで、気体を吸込み易くしたためである。

図９の（Ａ）において、破線で囲んだ１つ分割領域Ｉ’に設けられる吸込口３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅの配置パターンによれば、２個の「大」の吸込口３ｂと、８個の「中」の吸込口３ｃと、２個の「小」の吸込口３ｄとが配置される。羽子板状の２個の吸込口３ｅは、縦に裁断された半分が配置される。

ここで、図５に示した吹き出しノズルＮ11〜Ｎ16、Ｎ21〜Ｎ25、Ｎ31〜Ｎ35、Ｎ41〜Ｎ46、Ｎ51〜Ｎ55及び、Ｎ61〜Ｎ65に対応する各々のノズル孔を、Ｈ11〜Ｈ16、Ｈ21〜Ｈ25、Ｈ31〜Ｈ35、Ｈ41〜Ｈ46（不図示）、Ｈ51〜Ｈ55（不図示）及びＨ61〜Ｈ65（不図示）としたとき、第１個目の「大」の吸込口３ｂが上述の角度θ1＝２０°を有して、ｎ＝１のノズル孔Ｎ15，Ｎ16と、ｎ＝２のノズル孔Ｎ24，Ｎ25と、ｎ＝３のノズル孔Ｎ34，Ｎ35との間に配置されている。

第１個目の「中」の吸込口３ｃが同じ角度を有して、ｎ＝１のノズル孔Ｎ14，Ｎ15と、ｎ＝２のノズル孔Ｎ23，Ｎ24と、ｎ＝３のノズル孔Ｎ33，Ｎ34との間に配置されている。第２個目の「中」の吸込口３ｃが同じ角度を有して、ｎ＝１のノズル孔Ｎ13，Ｎ14と、ｎ＝２のノズル孔Ｎ22，Ｎ23と、ｎ＝３のノズル孔Ｎ32，Ｎ33との間に配置されている。

第３個目の「中」の吸込口３ｃが同じ角度を有して、ｎ＝１のノズル孔Ｎ12，Ｎ13と、ｎ＝２のノズル孔Ｎ21，Ｎ22と、ｎ＝３のノズル孔Ｎ31，Ｎ32との間に配置されている。第４個目の「中」の吸込口３ｃが同じ角度を有して、ｎ＝１のノズル孔Ｎ11、Ｎ12との間に配置されている。第１個目の「小」の吸込口３ｄは、第４個目の「中」の吸込口３ｃに対して所定の間隔を置いて平行に配置されている。

搬送方向Ｅの列ｎ＝４〜６においては、第２個目の「大」の吸込口３ｂが上述の角度θ1＝２０°を有して、ｎ＝４のノズル孔Ｎ45，Ｎ46と、ｎ＝５のノズル孔Ｎ54，Ｎ55と、ｎ＝６のノズル孔Ｎ64，Ｎ65との間に配置されている。第５個目の「中」の吸込口３ｃが同じ角度を有して、ｎ＝４のノズル孔Ｎ44，Ｎ45と、ｎ＝５のノズル孔Ｎ53，Ｎ54と、ｎ＝６のノズル孔Ｎ63，Ｎ64との間に配置されている。

第６個目の「中」の吸込口３ｃが同じ角度を有して、ｎ＝４のノズル孔Ｎ43，Ｎ44と、ｎ＝５のノズル孔Ｎ52，Ｎ53と、ｎ＝６のノズル孔Ｎ62，Ｎ63との間に配置されている。第７個目の「中」の吸込口３ｃが同じ角度を有して、ｎ＝４のノズル孔Ｎ42、Ｎ43と、ｎ＝５のノズル孔Ｎ51，Ｎ52と、ｎ＝６のノズル孔Ｎ61，Ｎ62との間に配置されている。

第８個目の「中」の吸込口３ｃが同じ角度を有して、ｎ＝４のノズル孔Ｎ41，Ｎ42との間に配置されている。第２個目の「小」の吸込口３ｄは、第８個目の「中」の吸込口３ｃに対して所定の間隔を置いて平行に配置されている。これらにより、２個の「大」の吸込口３ｂと、８個の「中」の吸込口３ｃと、２個の「小」の吸込口３ｄとが分割領域Ｉ’に配置される。この吸込口３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅの配置パターンを非反転の吸込口パターンＨＰとする。

この例では、分割領域II’には反転の吸込口パターンＨＰバー（上線を省略する）が配置され、分割領域III’にも反転の吸込口パターンＨＰバー（上線を省略する）が配置される。分割領域IV’には非反転の吸込口パターンＨＰが配置される。４個の吸込口３ｅは搬送方向Ｅと平行する中央線上の上下のノズル孔Ｈ16，Ｈ46と、ノズル孔Ｈ46，Ｈ76との間にそれぞれ配置される。

ここで、ノズルカバー３の吸込口配置領域Ｉｂで搬送方向と幅方向とが直交する中央部位を基準にした分割領域Ｉ’，II’において、上下に隣接した２つの吸込口パターンＨＰ、ＨＰバー（上線を省略する）が線対称となっている。分割領域III’，IV’において、上下に隣接した２つの吸込口パターンＨＰ、ＨＰバー（上線を省略する）が線対称となっている。

しかも、分割領域Ｉ’，III’において、吸込口３ｅを折半する位置でその左右に隣接した２つの吸込口パターンＨＰ、ＨＰバー（上線を省略する）が線対称となっており、分割領域II’，IV’においても、吸込口３ｅを折半する位置で、その左右に隣接した２つの吸込口パターンＨＰ、ＨＰバー（上線を省略する）が各々線対称となっている。これらにより、５２個の吸込口３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅを有するノズルカバー３を構成する。

上述のノズルカバー３によれば、吸込口３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅが設けられるので、プリント基板に反射した気体が吹出口２２から吹き出す気体の妨げとなることを防止できる。ノズル装置１００では、吹き出しノズル２の吹出口２２から吹き出す気体と、プリント基板に反射した気体との干渉を低減できるので、その吹出口２２から吹き出した気体の温度を下げてしまったり、当該気体の吹出方向を乱してしまったりすることを防止できるようになる。

＜ノズル装置１００の組立例＞
続いて、図１０を参照して、ノズル装置１００の組み立て例について説明する。この例では、１３５個の吹き出しノズル２（図３）、１枚の取り付けプレート４（図６）、１枚の固定プレート５及び、１個のノズルカバー３（図９の（Ａ））を準備し、図１に示したノズル装置１００を組み立てる場合を前提とする。

まず、１３５個の吹き出しノズル２を準備する。吹き出しノズル２には、図３の（Ａ）に示した本体部２１の吹出口２２が十字状を有したものを使用する。吹き出しノズル２は、本体部２１、吹出口２２及び気体流動路２４を同時に金型鋳造法等で作製するとよい。図１０において、図面を見易くするために一部の吹き出しノズル２を省略している。

吹き出しノズル２が準備できたら、次に、取り付けプレート４を準備する。取り付けプレート４には所定の厚みを有した金属板を切削孔開け加工したものを使用する。金属板には本例の場合、アルミニウムを使用したが、銅や黄銅板等であっても良い。取り付けプレート４は、例えば、その周囲の部分に額縁状にネジ止め領域が画定するように金属板の表面を、放電加工等により凹状に切削して嵌合溝４ｂを形成する。嵌合溝４ｂの内側の領域は孔部形成領域となる。孔部形成領域はノズルカバー３の吸込口配置領域Ｉｂを投影した領域とする。

更に、孔部形成領域の両端に各々気体吸込み用の吸込口４ｃ，４ｃを形成し、吸込口４ｃ，４ｃで挟まれたノズル配置領域Ｉａにノズル取り付け用の孔部４ａを形成する。孔部４ａの配置パターンは、図５〜図６に示した吹き出しノズル２の配置パターンで説明した通りである。例えば、図５において、斜線で示す１つ分割領域Ｉに設けられる吹き出しノズル２の配置パターンにおいて、吹き出しノズル２を孔部４ａに置き換えて適用すると、その幅方向の孔部４ａの開口幅ピッチをｐ１としたとき、プリント基板の搬送方向Ｅと直交する幅方向に第１の孔部４ａ（ノズル孔Ｈ11）及び第２の孔部４ａ（ノズル孔Ｈ12）が所定の開口幅ピッチｐ１により配置されて第１列（ｎ＝１）を形成する（図９の（Ａ）参照）。開口幅ピッチｐ１は例えば、３０ｍｍに設定される。

更に、搬送方向の孔部４ａの列配置ピッチをｐ２としたとき、取り付けプレート４に第１列に平行で搬送方向Ｅに所定の列配置ピッチｐ２により複数の他列（ｎ＝２〜７）を形成する。列配置ピッチｐ２は、例えば、２５ｍｍに設定される。

また、取り付けプレート４の幅方向において、第１列（ｎ＝１）の第１の孔部４ａ（Ｈ11）と第２の孔部４ａ（Ｈ12）との配置間隔を３分割するピッチを幅方向間隔ｐ11，ｐ12，ｐ13としたとき、各々の他列（ｎ＝２，３）における第１の孔部４ａ（Ｈ21，Ｈ31，Ｈ41等）が各々の当該他列（ｎ＝２，３）における第１の孔部４ａと所定の幅方向間隔ｐ11，ｐ12，ｐ13により配置する。

この例では、２個の吸込口４ｃ，４ｃ及び１３５個の孔部４ａは、例えば、プレス機械によるパンチング加工等により穿設（開口）する。孔部４ａは、吹き出しノズル２の後端にある凸部２１ａを抜け止め固定するために、凸部２１ａの外周よりも小さく穿設し、更に、吹き出しノズル２を孔部４ａに対して圧入気味に挿入可能な隙間を持たせるとよい。

ノズル装置１００の組み立て時に、吹き出しノズル２を取り付けプレート４に仮固定できるので、後述する固定プレート５を取り付けプレート４に取り付ける際に作業が行いやすくなる。なお、取り付けプレート４の周囲の額縁状の部分には、ヒーター部取り付け用の孔部４ｄを形成する。孔部４ｄはドリル等により穿設する。

吹き出しノズル２及び取り付けプレート４が準備できたら、１３５個の孔部４ａに１３５個の吹き出しノズル２を嵌合して仮組してもよい。吹き出しノズル２の十字状の吹出口２２の上部側を、取り付けプレート４の一方の面側からその孔部４ａへ嵌入し、本体部２１を挿入する形態で嵌合する。その際に、吹き出しノズル２の凸部２１ａが孔部４ａの一方の面側に当接するようになされる。他の吹き出しノズル２についても同様に嵌合する。これにより、１３５個の吹き出しノズル２が取り付けプレート４の他方の面側から立設したノズル付きの取り付けプレート４を仮組できるようになる。

ノズル付きの取り付けプレート４が準備できたら、次に、固定プレート５を準備する。固定プレート５には所定の厚みを有した金属板を切削孔開け加工したものを使用する。金属板には本例の場合、アルミニウムを使用したが、銅や黄銅板等であっても良い。固定プレート５には、孔部形成領域が画定される。この孔部形成領域はノズルカバー３のノズル配置領域Ｉａを投影した領域とする。孔部形成領域が画定できたら、気体流入用の孔部５ａを穿設する。

孔部５ａは、ノズル取り付け用の孔部４ａとシンクロ（同期）させて固定プレート５にパターニングし、ドリルで穿設するとよい。その際に、孔部５ａの外側から内側へ向かって円錐状にテーパーを施すとよい（リーマー加工）。気体がテーパー部位でガイドされて吹き出しノズル２に入り易くなる。もちろん、孔部５ａはドリルの穿設による形成でもよいし、金属板にプレス金型でパンチングして穿設することで形成してもよい。

固定プレート５が準備できたら、仮組されたノズル付きの取り付けプレート４を本組する。その際に固定プレート５の孔部５ａと、吹き出しノズル２の気体流動路２４とを位置合わせする（一致させる）。また、取り付けプレート４と固定プレート５とは、吹き出しノズル２を支持した状態で、当該固定プレート５の図示しないネジ孔にネジを螺合することで固定する。これにより、吹き出しノズル２、取り付けプレート４及び固定プレート５が一体化し、図５に示したようなノズル付きの取り付けプレート４が得られる。

次に、ノズル付きの取り付けプレート４が本組できたら、図９に示したようなノズルカバー３を準備する。ノズルカバー３には開放面、底板面及び四方に側板面を有した形状の平箱体を使用するとよい。平箱体は、例えば、一枚の金属板から底板及び四方に側板を切り出し、底板を基準にして四方の側板を折り曲げ加工して形成する。ノズルカバー３は、平箱体の底板面を上側にして開放面を下側に向くようにして使用する。

ノズルカバー３は、平箱体に１３５個の孔部３ａ及び、５２個の吸込口３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅを穿設することで形成される。孔部３ａは、吹出口２２を囲うように嵌合するために、本体部２１の外径よりも小さく、吹出口２２よりも一回り大きな径となるように穿設する。

吸込口３ｂ，３ｃ，３ｄは、大、中、小の長円形状（スリット）に形成し、吸込口３ｅは羽子板状に形成する。吸込口３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅは、吹き出しノズル２の近傍に位置させるために、孔部３ａの近傍に穿設する。吸込口３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅは、例えば、平箱体にプレス金型で、大、中、小の長円形状及び羽子板状にパンチングして穿設することで形成し、孔部３ａはドリル等で穿設することで形成するとよい。

この例では、第１列（ｎ＝１）の吹き出しノズル２及び第２、第３列（ｎ＝２）の吹き出しノズル２の間であって、第１列及び位相の異なる複数の他列（ｎ＝２，３）に渡って、吹き出しノズル２から吹き出した気体を循環させるための所定の開口幅ｗ１，ｗ２，ｗ３を有した吸込口３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅを配置し、吸込口３ｂ，３ｃ，３ｄの開口幅ｗ３，ｗ２，ｗ１が中央部位を基準にして徐々に狭くなるように形成する。

吸込口３ｂ，３ｃ，３ｄは下方の吸込口３ｅの左右の分割領域Ｉ,IIIで「Ｖ」の字状に配置し、上方の吸込口３ｅの左右の分割領域II,IVで「ハ」の字状に配置する。上述のノズルカバー３、取り付けプレート４及び固定プレート５の作製方法は、適宜変更可能である。

ノズルカバー３が準備できたら、固定プレート５で一体化したノズル付きの取り付けプレート４の上部にノズルカバー３を被せる。この例では、１３５個の吹き出しノズル２を、１３５個の孔部３ａ及び５２個の吸込口３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅを備えた１個のノズルカバー３で覆うようになされる。

その際に、取り付けプレート４に形成された嵌合溝４ｂにノズルカバー３の外周部を嵌合することにより、ノズルカバー３が取り付けプレート４からずれることなく係合できるようになる。ノズルカバー３と取り付けプレート４とは、ネジ止め等の周知の方法によって固定する。これにより、吹き出しノズル２、ノズルカバー３及び取り付けプレート４が一体化され、ノズル装置１００を簡単に組み立てることができる。

因みに、固定プレート５で一体化したノズル付きの取り付けプレート４と、ノズルカバー３とを溶接により接合してもよい。また、ノズルカバー３に吹き出しノズル２を直接ネジ止めして、吹き出しノズル２をノズルカバー３に固定してもよい。この固定方法であると、取り付けプレート４を削除することができる。ノズル装置１００の組立方法は、本例に限定されず、適宜変更可能である。

このように実施形態としてのノズルカバー３の配列構造によれば、吹き出しノズル２から吹き出した気体を循環させるための所定の開口幅ｗ１，ｗ２，ｗ３を有した吸込口３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅを備え、この吸込口３ｂ，３ｃ，３ｄが第１列の吹き出しノズル２及び他列の吹き出しノズル２の間であって、第１列及び位相の異なる複数の他列に渡って配置され、吸込口３ｂ，３ｃ，３ｄの開口幅ｗ３，ｗ２，ｗ１が中央部位を基準にして徐々に狭く形成されているものである。

この構造によって、吹き出し量に対応して中央部位の吸込み量が最も多く、周辺に離れるに従って吸込み量が徐々に（大→中→小）少なくなる吸込み量の勾配を設定できるようになる。従って、吹き出しノズル２の線対称の配列と吸込口３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅとの相乗効果により、プリント基板２００の搬送中の温度変動を少なくすることができ、プリント基板２００や、半導体ウエハー等をより一層、均一に加熱できるようになる。

＜リフロー炉３００＞
続いて、図１１を参照して、リフロー炉３００の構成例について説明する。図１１に示すリフロー炉３００は、はんだ付け装置の一例を構成し、はんだ付けされるプリント基板を搬送させながら、ノズルカバー３に設けられた複数の吹き出しノズル２から加熱気体を吐出させて基板に塗布されたペースト状のはんだに熱風を吹き付けることで、はんだを溶かして電子部品のはんだ付け及び電子部品はんだ付け用のはんだ電極形成の少なくともいずれか一方を行うものである。

リフロー炉３００は、本体部１０１、プリント基板２００を搬送するコンベア１０２で構成される。本体部１０１には、予備加熱ゾーンＡ、本加熱ゾーンＢ及び冷却ゾーンＣの３つのゾーンが備えられる。リフロー炉３００において、はんだ付けされるプリント基板２００は、コンベア１０２によって予備加熱ゾーンＡ、本加熱ゾーンＢ及び冷却ゾーンＣの順番で搬送される。なお、プリント基板２００は、コンベア１０２で、図２に示した搬送ガイドＬ１，Ｌ２間で保持されて矢印で示す搬送方向Ｅに搬送される。

予備加熱ゾーンＡは、プリント基板２００やこのプリント基板２００に実装された電子部品等をゆっくり加熱して熱に慣らすための領域であって、ソルダーペースト中の溶剤を揮散させる領域である。予備加熱ゾーンＡは、はんだ組成やプリント基板２００の種類等で異なるが、概ね鉛フリーペーストで１５０〜１８０℃に設定される。ソルダーペーストには高純度材料又は低α線材（ＬＡＳ）が使用される。

本加熱ゾーンＢは、予備加熱ゾーンＡよりも温度が高く設定され（概ね鉛フリーペーストで２４０度）、ソルダーペースト中のはんだ粉末を溶融させてはんだ付けを行う領域である。冷却ゾーンＣは、はんだ付けされたプリント基板２００を冷却する領域である。

予備加熱ゾーンＡには、ヒーター部１０３が、コンベア１０２の上下に各５ゾーンずつ配置されると共に、各ヒーター部１０３には本発明に係るノズル装置１００が設けられている。本加熱ゾーンＢには、ヒーター部１０４が、コンベア１０２の上下に各３ゾーンずつ配置されると共に、各ヒーター部１０４には本発明に係るノズル装置１００が設けられている。

ヒーター部１０３，１０４は、図示しない電熱線ヒーター、ファン及びファンを回転させるファンモーター等から構成される。ヒーター部１０３，１０４は、例えば、電熱線ヒーターで気体（例えば、空気や窒素ガス等の不活性ガス）を加熱し、ファンモーターを駆動してファンを回転させることで、加熱された気体をリフロー炉３００内に熱風として吹き出す。ヒーター部１０３，１０４から吹き出される熱風の流量は、ファンモーターの回転速度によって制御される。通常、ヒーター部１０４の温度は、ヒーター部１０３の温度よりも高く設定されている。

冷却ゾーンＣには、冷却部１０５がコンベア１０２の上下に各１ゾーンずつ配置されると共に、各冷却部１０５には本発明に係るノズル装置１００が設けられている。冷却部１０５は、図示しない水冷パイプ等からなる冷却機構、ファン及びファンを回転させるファンモーター等から構成される。

冷却部１０５は、例えば、水冷パイプのパイプ内に水を流動させてパイプを冷却し、そのパイプに気体を接触させることで当該気体を冷却する。そして、冷却部１０５は、ファンモーターを駆動してファンを回転させて、パイプによって冷却された気体をノズル装置１００内に冷風としてノズル装置１００から吹き出して、はんだ付けされたプリント基板２００を冷却する。

なお、冷却機構は、水冷パイプを削除して、ファンによる空冷のみの構成であっても構わない。また、予備加熱ゾーンＡ及び本加熱ゾーンＢのそれぞれのゾーン数やヒーター部１０３，１０４のヒーター数やヒーターの上下配置は、本例に限られることなく、適宜変更可能である。

ヒーター部１０３は、図１２に示すような箱体を有しており、上下方向に四室に分かれている。この四室は上から送風室５１、熱交換室５２、熱風室５３及び吸込み室５４となっている。送風室５１の両側には隔壁５１１（一方は図示せず）があり、該隔壁５１１の一端は熱風送出用の開口部５１２となっている。それぞれの隔壁の開口部５１２は、相対向する位置ではなく離れた端部に位置している。送風室５１の中央には送風機５５が置かれている。この送風機５５には本例の場合、ターボファンが使用され、外部に配置されたモーター５６により回転され駆動される。

熱交換室５２には、その両側に流路５０４，５０４が形成されており、また、熱交換室５２の内部には加熱源５７が配置されている。加熱源５７には図示しない複数の電熱ヒーターが配置されている。加熱源５７では、電熱ヒーターに電源が供給されて当該電熱ヒーターを加熱し、その電熱ヒーターに気体を通過させることで当該気体を加熱するようになされる。

熱交換室５２と送風室５１を隔てている仕切板５０１には吸込み孔５０２が穿設されている。吸込み孔５０２は、送風機５５の真下に位置し、その直径は送風機５５のターボファンの直径よりも少し小径に開口されている。

熱風室５３は前述の流路５０４，５０４を介して送風室５１の開口部５１２と連通しており、熱風が送風室５１から熱風室５３へ送り込まれるようになっている。熱風室５３と吸込み室５４間には仕切兼用のノズル装置１００が配設されており、吸込み室５４は流路５０３で熱交換室５２と連通している。また、吸込み室５４の下方はノズルカバー３による加熱面となっている。

ノズル装置１００は、図２に示したように多数のジグザグ状の吹き出しノズル２が立設されており、ここから熱風室５３の熱風を同図中において破線矢印で示したように下方に吹き出すようになっている。つまりノズル装置１００は、送風機５５の吹き出し側と連通していることになる。ノズル装置１００は、上部の熱風室５３に取り付けられている。

複数のノズル装置１００を搬送方向に縦続して並べたとき、ノズルパターンＰ１及びノズルパターンＰ２が交互にジグザクする千鳥状の配置パターンとして与えられる。しかも、各々のノズル装置１００には、図５に示したように吹き出しノズル２がノズル配置領域Ｉａにおいて線対称となる配列構造を有するノズルカバー３（図９参照）が備えられている。

上述のノズル装置１００を備えたヒーター部１０３によれば、モーター５６を駆動して送風機５５を回転させて、加熱源５７によって加熱された気体を熱風としてノズル装置１００からリフロー炉３００内へ吹き出して、これからはんだ付けされるプリント基板２００を加熱するようになる。

その際に、加熱気体を固定プレート５の孔部５ａから、吹き出しノズル２の気体流動路２４及び吹出口２２を介してリフロー炉３００のマッフル内に吹き出して、プリント基板２００に当該加熱気体を吹き付けてプリント基板２００を所定の温度まで加熱する。

また、プリント基板２００に吹き付けられて反射した気体は、ノズルカバー３の吸込口３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ及び取り付けプレート４の吸込口４ｃ，４ｃを介してヒーター部１０３へ還流される。その還流された気体は、再度ヒーター部１０３で熱せられ、その熱せられた熱風が吹き出しノズル２からマッフル内に吹き出すという循環を繰り返すようになされる。

このように実施形態としてのリフロー炉３００によれば、本発明に係るノズルカバー３の配列構造を有するノズル装置１００を備えるので、プリント基板２００や、半導体ウエハー等をより一層、均一に加熱できるようになる。従って、電子部品をはんだ付けした高信頼度のプリント基板２００や、はんだ電極を形成した高信頼度の半導体ウエハーを提供できるようになる。

更に、プリント基板２００の搬送に対してノズルカバー３（ブロックノズル）を有したノズル装置１００が予備加熱ゾーンＡ、本加熱ゾーンＢ及び冷却ゾーンＣの上下面に設置される。従って、ノズル装置１００において、ノズルカバー３を上下面の共通のパーツとして利用できるので、ノズルカバー３を４つの領域に分割しないで、吹き出しノズル２を配列する場合に比べて、上下面に対応した金型を複数種類製作しなくても済む。

＜ノズル装置１００の特性例＞
続いて、図１３〜図１６を参照して、ノズル装置１００の特性例について説明をする。まず、図１３を参照して、ノズル装置１００の炉内温度の測定時の領域設定例について説明する。図１３に示すノズル装置１００はリフロー炉３００の上部のヒーター部１０３等に取り付けた状態である。この例では、ノズルカバー３の気体吹き出し吸込み面の領域を井桁に分割して９つの測定ポイント（３×３）を設定した。測定領域は、手前側から奥側へ順に、前側（１），（２）、（３）、中側（４），（５），（６）、奥側（７），（８），（９）である。

次に、図１４を参照して、ノズル装置１００における炉内温度分布を測定するための炉内温度測定用のテスト基板２００’の構成例について説明する。図１４に示すテスト基板２００’は、ノズル装置１００をヒーター部１０３，１０４に実装した場合における炉内温度分布を測定するための測定治具であり、９個の温度センサＳ１〜Ｓ９を実装したものである。ノズル装置１００は、図９に示したノズルカバー３を備えたものである。

テスト基板２００’の大きさは、ノズル装置１００等が実装されるリフロー炉３００において取り扱われる最大幅のプリント基板（例えば、２５０ｍｍ程度）と同じ大きさを有している。

この例では、テスト基板２００’の上面の領域を井桁に分割して９つの測定ポイント（３×３）を設定した。測定領域は、手前側から奥側へ順に、前側（１），（４），（７）、中側（２），（５），（８）、奥側（３），（６），（９）である。前側（１），（４），（７）には各々に対応して温度センサＳ１，Ｓ４，Ｓ７が配置される。中側（２），（５），（８）には各々に対応して温度センサＳ２，Ｓ５，Ｓ８が配置される。

奥側（３），（６），（９）には各々に対応して温度センサＳ２，Ｓ５，Ｓ８が配置される。温度センサＳ５はテスト基板２００’の中央部位に配置されている。他の残りの温度センサＳ１〜Ｓ４及び温度センサＳ６〜Ｓ９は、テスト基板２００’の端部から各々１０ｍｍだけ離隔した部位に配置されている。これにより、テスト基板２００’の搬送方向に対して、前列に温度センサＳ１〜Ｓ３が配置され、中列に温度センサＳ４〜Ｓ６が配置され、後列に温度センサＳ７〜Ｓ９が配置された測定治具が得られる。

次に、図１５を参照して、ノズルカバー３を備えたノズル装置１００における炉内温度分布について説明する。なお、図１５に示す表図は、参考図として、図１７に添付した温度プロファイルから読み取って表にまとめたものである。炉内温度分布の測定では、図１１に示したリフロー炉３００の予備加熱ゾーンＡの５個のヒーター部１０３及び本加熱ゾーンＢの３個のヒーター部１０４にノズル装置１００を装着した場合について、次の測定条件を設定した。

予備加熱ゾーンＡの５個のヒーター部１０３の加熱温度をそれぞれ１８０−１８０−１８０−１８０−１８５℃に設定し、本加熱ゾーンＢの３個のヒーター部１０４の加熱温度をそれぞれ２００−２５０−２４５℃に設定し、テスト基板２００’の搬送速度を０．９ｍ／minに設定した。そして、テスト基板２００’の３×３＝９箇所（（１）〜（９））の位置で、炉内温度を測定し、温度プロファイルを取得した。ここで、９個の測定ポイント（１）〜（９）の最高温度の最大値をθmaxとし、測定ポイント（１）〜（９）の最高温度の最小値をθminとして、最高（ピーク）温度の差Δｔを求めた。

ノズルカバー３を備えた本発明に係るノズル装置１００をヒーター部１０３，１０４に装着した場合によれば、ピーク温度の差Δｔはθmax−θminより、２．９℃が得られた。ノズルカバー３を備えたノズル装置１００によれば、測定ポイント（８）で経過時間＝２５５秒において、最高温度＝２４０．４℃（最大値）が測定され、測定ポイント（１）で経過時間＝２３５秒において、最高温度＝２３７．５℃（最小値）が測定された。ピーク温度の差Δｔはθmax−θminより、２．９℃となる。

ここで、図１６の（Ａ）〜（Ｄ）を参照して、本発明によりプリント基板２００をより均一に加熱することができ、加熱効率をより一層向上できる条件となる本発明のノズル装置１００における炉内温度分布について説明をする。

図１６の（Ａ）〜（Ｄ）において、横軸はノズルカバー３，３’の幅方向の位置である。図１６の（Ａ）及び（Ｄ）において、縦軸はリフロー炉３００内の炉内温度である。上方が温度＝高で、下方が温度＝低である。図１６の（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明において吸込口３ｂ〜３ｄの幅を一定（中）とした場合（図中で発明＃１と記述）の炉内の温度分布を示すもので、風量４０％時の炉内温度分布を示す特性曲線である。このときの吸込口３ｂ〜３ｄからの吸い込みについては、図１６の（Ｂ）で示す吸込口３ｂ〜３ｄの幅（中）が一定であるため、図１６の（Ｂ）に示す総合吸込み特性は、中央部位の吸込み量と、左右端部の吸込み量とがほぼ等しい平坦特性となっている。

図１６の（Ｃ），（Ｄ）は、本発明において吸込口を中央部位を基準にして徐々に狭く形成した場合（図中で発明＃２と記述）である。図１６に係る風量１００％時の開口幅ｗ１の吸込口３ｄ（小）、開口幅ｗ２の吸込口３ｃ（中）、開口幅ｗ３の吸込口３ｂ（大）における各々の吸込み量の特性である。図中の破線は、羽子板状の吸込口３ｅによる特性を示している。吸込口３ｃ（中）の吸込み量を基準にして、吸込口３ｄ（小）の吸込み量が吸込口３ｃ（中）に比べて少ない。吸込口３ｂ（大）の吸込み量は吸込口３ｃ（中）に比べて多い。

図１６の（Ｃ）に示す二点鎖線は本発明において吸込口を中央部位を基準にして徐々に狭く形成した場合に係るノズルカバー３の総合吸込み特性である。本発明において吸込口を一定に形成した場合の平坦な総合吸込み特性に比べて中央部位の吸込み量が多く、左右端部の吸込み量が少なくなっている。

図１６の（Ｄ）に示す実線は本発明において吸込口を中央部位を基準にして徐々に狭く形成した場合に係る総合吸込み特性のノズルカバー３で、風量１００％時、気体を吸い込んだ場合の炉内温度分布を示す特性曲線である。破線に示す風量１００％時の本発明において吸込口を一定に形成した場合に係る総合吸込み特性で、気体を吸い込んだ場合の炉内温度分布を示す特性曲線に比べて、炉内の中央部の温度が下がって、左右端部の温度が中央部に比べて上がる傾向となる。これにより、炉内の温度分布をより均一に調整できるようになった。

以上は、本発明を加熱気体を基板に吹き付けてはんだ付けを行う場合について説明をしたが、はんだ付け後の基板に冷却気体を吹き付けて基板の冷却を行う場合にも適用できることは言うまでもない。

本発明は、プリント基板や、半導体ウエハー等の被搬送物に対して加熱ゾーンで熱風を吹き出し、冷却ゾーンで冷風を吹き出すノズル装置及び当該ノズル装置を実装したリフロー炉に適用して極めて好適である。

２ 吹き出しノズル（気体吹き出し用の孔部）
３ ノズルカバー（気体吹き出し開口板）
３ａ，４ａ，５ａ，４ｄ 孔部
３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ 吸込口（気体吸込み用の長孔部）
４ 取り付けプレート
４ｂ 嵌合溝
４ｃ 吸込口
５ 固定プレート
２１ 本体部
２１ａ 凸部
２２ 吹出口
２４ 気体流動路
１００ ノズル装置
３００ リフロー炉（はんだ付け装置）

Claims (4)

1. はんだ付けされる基板を搭載した被搬送物を搬送させながら、気体吹き出し開口板に設けられた複数の気体吹き出し孔から気体を吐出させて前記基板に気体を吹き付けることで、はんだ付け処理を行うはんだ付け装置における前記気体吹き出し開口板の気体吸込み孔の配列構造において、
   前記気体吹き出し開口板は所定のノズル配置領域を有し、
   前記ノズル配置領域が「田」の字状に４つの分割領域に区分され、
   １つの前記分割領域に設けられる前記気体吹き出し孔の配置パターンは、
   前記被搬送物の搬送方向と直交する方向に第１の気体吹き出し孔及び第２の気体吹き出し孔が所定の幅ピッチにより配置されて第１列が形成され、
   前記第１列に平行で前記搬送方向に所定の列配置ピッチにより複数の他列が形成され、
   各々の前記他列における第１の気体吹き出し孔が各々の当該他列における第１の気体吹き出し孔と所定の幅方向の間隔を有して配置され、
   前記第１列及び他列における各々の前記第１の気体吹き出し孔が直交方向で異なる位相となる配置を有し、
   前記ノズル配置領域で前記搬送方向と幅方向とが直交する中央部位を基準にした両側の上下の分割領域において、当該ノズル配置領域で対角線状に並んだ前記配置パターンが相互に同一のパターンとなるように、前記気体吹き出し孔の第１の配置パターンと、当該第１の配置パターンを反転した前記気体吹き出し孔の第２の配置パターンとが設けられ、
   前記気体吹き出し孔から吹き出した気体を循環させるための所定の開口幅を有した気体吸込み用の長孔部が前記第１の気体吹き出し孔及び第２の気体吹き出し孔の間であって、前記第１列及び位相の異なる複数の他列に渡って配置され、
   前記長孔部の開口幅が前記中央部位を基準にして徐々に狭く形成されている気体吸込み孔の配列構造。
2. 前記ノズル配置領域の上下の分割領域において、前記気体吸込み用の長孔部が「Ｖ」の字状及び逆「Ｖ」の字状に配置される請求項１に記載の気体吸込み孔の配列構造。
3. 前記気体吹き出し孔は、先端部位に十字状の開口部を有している請求項１に記載の気体吸込み孔の配列構造。
4. はんだ付けされる基板を搭載した被搬送物を搬送させながら、気体吹き出し開口板に設けられた複数の気体吹き出し孔から気体を吐出させて前記基板に気体を吹き付けることで、はんだ付け処理を行うはんだ付け装置における前記気体吹き出し開口板の気体吹き出し孔の配列構造において、
   請求項１乃至３に記載の前記気体吸込み孔の配列構造を有する気体吹き出し開口板を備えるはんだ付け装置。