JP2002016352A - リフロー基板加熱方法とその装置 - Google Patents
リフロー基板加熱方法とその装置Info
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- JP2002016352A JP2002016352A JP2000195793A JP2000195793A JP2002016352A JP 2002016352 A JP2002016352 A JP 2002016352A JP 2000195793 A JP2000195793 A JP 2000195793A JP 2000195793 A JP2000195793 A JP 2000195793A JP 2002016352 A JP2002016352 A JP 2002016352A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 昇温しにくい部品と熱に弱い部品を一括して
リフロー半田付けできるリフロー基板加熱方法とその装
置を提供する。 【解決手段】 電子部品2、4が搭載されかつ接合箇所
にクリーム半田が付与された基板をリフロー半田付けす
るリフロー基板加熱方法において、搬送部5にて連続的
に搬送される基板1を、炉体部3にて全体を均一に加熱
すると共に、基板1の特定被加熱部分に、加熱促進ノズ
ル部8により雰囲気温度とほぼ同温度のガスを局所的に
吹き付ける。
リフロー半田付けできるリフロー基板加熱方法とその装
置を提供する。 【解決手段】 電子部品2、4が搭載されかつ接合箇所
にクリーム半田が付与された基板をリフロー半田付けす
るリフロー基板加熱方法において、搬送部5にて連続的
に搬送される基板1を、炉体部3にて全体を均一に加熱
すると共に、基板1の特定被加熱部分に、加熱促進ノズ
ル部8により雰囲気温度とほぼ同温度のガスを局所的に
吹き付ける。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、プリント回路基板
に電子部品を半田付けして実装するためのリフロー装置
における基板加熱方法とその装置に関するものである。
に電子部品を半田付けして実装するためのリフロー装置
における基板加熱方法とその装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】プリント回路基板に電子部品を半田付け
して実装するためのリフロー装置の基板加熱方法には、
基板を一定の速度で装置の入口から出口まで連続搬送し
ながら加熱炉体部を通過させて基板を加熱する方法があ
る。
して実装するためのリフロー装置の基板加熱方法には、
基板を一定の速度で装置の入口から出口まで連続搬送し
ながら加熱炉体部を通過させて基板を加熱する方法があ
る。
【0003】図8は従来のリフロー装置である。図8に
おいて、1はプリント回路基板、2は熱容量の大きな大
型QFP、3は炉体部であり、第1予熱部3a、第2予
熱部3b、リフロー部3cからなる。4はアルミ電解コ
ンデンサ、5は基板搬送部、6は冷却部、7は全体加熱
用の熱風吹き出し部である。このような構成で、プリン
ト回路基板1へ全面に均一な加熱エネルギーを供給し、
各部をはんだ付けに必要な温度まで昇温することを特徴
とする。
おいて、1はプリント回路基板、2は熱容量の大きな大
型QFP、3は炉体部であり、第1予熱部3a、第2予
熱部3b、リフロー部3cからなる。4はアルミ電解コ
ンデンサ、5は基板搬送部、6は冷却部、7は全体加熱
用の熱風吹き出し部である。このような構成で、プリン
ト回路基板1へ全面に均一な加熱エネルギーを供給し、
各部をはんだ付けに必要な温度まで昇温することを特徴
とする。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実装基
板内には様々な部品が混在して搭載されるため、上記従
来のリフロー装置における基板加熱方法では、被加熱部
分の場所による熱容量差が必ず存在する。電子部品には
それぞれ、耐熱温度と耐熱保証時間が規定されているた
め、一定時間内に基板内の温度ばらつきを最小にするこ
とが求められる。しかし、昇温しにくい大型QFP2や
熱に弱いアルミ電解コンデンサ4等の部品が混在して搭
載された基板1を熱風吹き出し部7によって全体に均一
加熱するだけでは、基板1内の温度差を所定の時間内に
所定の範囲内に納めることができない場合があるという
問題があった。
板内には様々な部品が混在して搭載されるため、上記従
来のリフロー装置における基板加熱方法では、被加熱部
分の場所による熱容量差が必ず存在する。電子部品には
それぞれ、耐熱温度と耐熱保証時間が規定されているた
め、一定時間内に基板内の温度ばらつきを最小にするこ
とが求められる。しかし、昇温しにくい大型QFP2や
熱に弱いアルミ電解コンデンサ4等の部品が混在して搭
載された基板1を熱風吹き出し部7によって全体に均一
加熱するだけでは、基板1内の温度差を所定の時間内に
所定の範囲内に納めることができない場合があるという
問題があった。
【0005】そこで本発明は上記問題点に鑑み、熱風を
加熱源とした熱伝達加熱で実装基板全体の昇温を図ると
共に、昇温しにくい被加熱部分は局所的にガスを吹き付
けることによって熱伝達率を向上させて所定の温度まで
加熱させ、昇温しにくい部品と熱に弱い部品を一括して
リフロー半田付けできるリフロー基板加熱方法とその装
置を提供することを目的とする。
加熱源とした熱伝達加熱で実装基板全体の昇温を図ると
共に、昇温しにくい被加熱部分は局所的にガスを吹き付
けることによって熱伝達率を向上させて所定の温度まで
加熱させ、昇温しにくい部品と熱に弱い部品を一括して
リフロー半田付けできるリフロー基板加熱方法とその装
置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項1記載の本発明のリフロー基板加熱方法は、電
子部品が搭載されかつ接合箇所にクリーム半田が付与さ
れた基板をリフロー半田付けするリフロー基板加熱方法
において、搬送部にて連続的に搬送される基板を、炉体
部にて全体を均一に加熱すると共に基板の特定被加熱部
分に、雰囲気温度とほぼ同程度のガスを局所的に吹き付
けることを特徴とする。
に請求項1記載の本発明のリフロー基板加熱方法は、電
子部品が搭載されかつ接合箇所にクリーム半田が付与さ
れた基板をリフロー半田付けするリフロー基板加熱方法
において、搬送部にて連続的に搬送される基板を、炉体
部にて全体を均一に加熱すると共に基板の特定被加熱部
分に、雰囲気温度とほぼ同程度のガスを局所的に吹き付
けることを特徴とする。
【0007】上記発明によれば、全体加熱は一定の風速
を持った熱風で行うことで、耐熱温度の低いアルミ電解
コンデンサ等の電子部品の昇温限界に全体加熱を合わせ
こみ、熱容量の大きいQFP等の電子部品については全
体加熱だけでは昇温温度が不足するため、全体加熱して
いる熱風に加えてそれらの部品のリード部へ局所的に雰
囲気温度とほぼ同温度(±30℃、好ましくは±20
℃、さらに好ましくは±10℃)のガスを吹き付ける。
そうすることで、その特定被加熱部分だけ他の部分より
多くの熱エネルギーが供給されることで熱伝達率を増加
させ、前記リード部等の特定被加熱部分を所定の温度ま
で加熱することができる。これにより、耐熱温度の低い
アルミ電解コンデンサ等の電子部品を保護しつつ、熱容
量の大きいQFP等の電子部品も同時に一括してリフロ
ー半田付けすることができる。
を持った熱風で行うことで、耐熱温度の低いアルミ電解
コンデンサ等の電子部品の昇温限界に全体加熱を合わせ
こみ、熱容量の大きいQFP等の電子部品については全
体加熱だけでは昇温温度が不足するため、全体加熱して
いる熱風に加えてそれらの部品のリード部へ局所的に雰
囲気温度とほぼ同温度(±30℃、好ましくは±20
℃、さらに好ましくは±10℃)のガスを吹き付ける。
そうすることで、その特定被加熱部分だけ他の部分より
多くの熱エネルギーが供給されることで熱伝達率を増加
させ、前記リード部等の特定被加熱部分を所定の温度ま
で加熱することができる。これにより、耐熱温度の低い
アルミ電解コンデンサ等の電子部品を保護しつつ、熱容
量の大きいQFP等の電子部品も同時に一括してリフロ
ー半田付けすることができる。
【0008】上記発明において請求項2記載のように、
ガスを局所的に吹き付けることを、基板直上と直下との
両面から行うようにすれば、基板下面の昇温ばらつきも
吸収でき、よりいっそう基板内の温度を一定時間内に一
定温度にまで到達させることができる。
ガスを局所的に吹き付けることを、基板直上と直下との
両面から行うようにすれば、基板下面の昇温ばらつきも
吸収でき、よりいっそう基板内の温度を一定時間内に一
定温度にまで到達させることができる。
【0009】また基板に吹き付けられるガスが、請求項
3記載の空気であれば大気の状態でのリフロー半田付け
に適用でき、請求項4記載の不活性ガスであれば、はん
だや部品リード部、基板ランド部の酸化を防ぎながらリ
フロー半田付けを行うことができる。
3記載の空気であれば大気の状態でのリフロー半田付け
に適用でき、請求項4記載の不活性ガスであれば、はん
だや部品リード部、基板ランド部の酸化を防ぎながらリ
フロー半田付けを行うことができる。
【0010】上記目的を達成するために請求項5記載の
本発明のリフロー基板加熱装置は、電子部品が搭載され
かつ接合箇所にクリーム半田が付与された基板をリフロ
ー半田付けするリフロー基板加熱装置において、基板を
連続的に搬送する搬送部と基板を加熱する炉体部とを備
え、炉体部は基板全体を均一に加熱する加熱源と、雰囲
気温度とほぼ同程度のガスを局所的に吹き付けるノズル
構成部とを有していることを特徴とする。
本発明のリフロー基板加熱装置は、電子部品が搭載され
かつ接合箇所にクリーム半田が付与された基板をリフロ
ー半田付けするリフロー基板加熱装置において、基板を
連続的に搬送する搬送部と基板を加熱する炉体部とを備
え、炉体部は基板全体を均一に加熱する加熱源と、雰囲
気温度とほぼ同程度のガスを局所的に吹き付けるノズル
構成部とを有していることを特徴とする。
【0011】上記発明によれば、請求項1記載のリフロ
ー基板加熱方法を具体的に実施することができ、全体加
熱だけでは昇温不足となる基板の特定被加熱部分に対
し、ノズル構成部よりガスを吹き付けることにより容易
に加熱促進することができる。
ー基板加熱方法を具体的に実施することができ、全体加
熱だけでは昇温不足となる基板の特定被加熱部分に対
し、ノズル構成部よりガスを吹き付けることにより容易
に加熱促進することができる。
【0012】また前記ノズル構成部が請求項6記載のよ
うに基板直下に配されることで、熱が基板下面から伝導
し、基板上に実装された弱耐熱部品の温度保証を行いつ
つ、熱容量の大きな大型QFP等の電子部品を同時に一
括に連続して半田付けできる。また前記ノズル構成部が
請求項7記載のように基板直上と直下との両面に配され
ることで、請求項2記載の方法を具体的に実施すること
ができ、同様の作用を奏することができる。
うに基板直下に配されることで、熱が基板下面から伝導
し、基板上に実装された弱耐熱部品の温度保証を行いつ
つ、熱容量の大きな大型QFP等の電子部品を同時に一
括に連続して半田付けできる。また前記ノズル構成部が
請求項7記載のように基板直上と直下との両面に配され
ることで、請求項2記載の方法を具体的に実施すること
ができ、同様の作用を奏することができる。
【0013】上記発明において、請求項8記載のよう
に、ノズル構成部は、炉体内部に基板搬送方向と略平行
に設置されたパイプと、炉体外部からパイプにガスを圧
送する配管とからなり、前記パイプは、搬送中の基板に
相対する側面にガス吹き出し用の穴を1ケ所以上開けて
局所的にガスを吹き付けるノズルを有する構成にすれ
ば、基板全体を均一におしなべて全体加熱する炉体部に
加え、ノズルを構成するパイプのガス吹き出し用の穴か
ら出るガスが局所的に基板の所定の部分に対する加熱を
促進することで、熱容量の大きい大型QFP等のリード
部等の特定被加熱部分を昇温させることができる。
に、ノズル構成部は、炉体内部に基板搬送方向と略平行
に設置されたパイプと、炉体外部からパイプにガスを圧
送する配管とからなり、前記パイプは、搬送中の基板に
相対する側面にガス吹き出し用の穴を1ケ所以上開けて
局所的にガスを吹き付けるノズルを有する構成にすれ
ば、基板全体を均一におしなべて全体加熱する炉体部に
加え、ノズルを構成するパイプのガス吹き出し用の穴か
ら出るガスが局所的に基板の所定の部分に対する加熱を
促進することで、熱容量の大きい大型QFP等のリード
部等の特定被加熱部分を昇温させることができる。
【0014】上記発明において、請求項9記載のように
局所的にガスを吹きつけられることを要する特定被加熱
部分の配置に応じて、基板搬送方向と略平行に設置され
たパイプの数や配置を追加したり取換えられる構成にし
たり、請求項10記載のように基板搬送方向と略平行に
多数配置されたパイプから、ガスを吹き付ける対象基板
に応じたパイプを選択して使用する構成にすれば、局所
的に加熱促進させる基板上の位置を任意に選択できるよ
うにパイプ配置を自由に選択できる。
局所的にガスを吹きつけられることを要する特定被加熱
部分の配置に応じて、基板搬送方向と略平行に設置され
たパイプの数や配置を追加したり取換えられる構成にし
たり、請求項10記載のように基板搬送方向と略平行に
多数配置されたパイプから、ガスを吹き付ける対象基板
に応じたパイプを選択して使用する構成にすれば、局所
的に加熱促進させる基板上の位置を任意に選択できるよ
うにパイプ配置を自由に選択できる。
【0015】また請求項11記載のように炉体内部に多
数配置されたパイプの使用有無の選択と使用するパイプ
の設置位置が、ガスを吹き付ける対象基板の決定に応じ
て、自動制御で選択、調整できる構成にすれば、この選
択を基板の種類に応じて自動的に行うことができる。
数配置されたパイプの使用有無の選択と使用するパイプ
の設置位置が、ガスを吹き付ける対象基板の決定に応じ
て、自動制御で選択、調整できる構成にすれば、この選
択を基板の種類に応じて自動的に行うことができる。
【0016】上記発明において、請求項12記載のよう
にパイプ側面に開けたガス吹き出し用の穴径を、パイプ
へのガス圧送入口側から順次拡大していく構成とした
り、請求項13記載のようにパイプのノズル部分が2重
構造をなし、外側のパイプの基板に相対する側面にはガ
ス吹き出し用の穴が開き、内側のパイプの側面には外側
のパイプに開けた穴と反対方向にガス吹き出し用の穴を
開けるようにすれば、加熱促進させるガスをパイプ全長
に渡り、どの穴からも均一な量で供給することができ、
加熱のバラツキを最小に抑えることが可能となる。
にパイプ側面に開けたガス吹き出し用の穴径を、パイプ
へのガス圧送入口側から順次拡大していく構成とした
り、請求項13記載のようにパイプのノズル部分が2重
構造をなし、外側のパイプの基板に相対する側面にはガ
ス吹き出し用の穴が開き、内側のパイプの側面には外側
のパイプに開けた穴と反対方向にガス吹き出し用の穴を
開けるようにすれば、加熱促進させるガスをパイプ全長
に渡り、どの穴からも均一な量で供給することができ、
加熱のバラツキを最小に抑えることが可能となる。
【0017】また請求項14記載のように炉体外部から
パイプにガスを圧送する配管の途中に、ガスを炉体内部
雰囲気温度近くまで予備加熱するヒータ構造を備えるよ
うにすると好適である。
パイプにガスを圧送する配管の途中に、ガスを炉体内部
雰囲気温度近くまで予備加熱するヒータ構造を備えるよ
うにすると好適である。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明の代表的な一実施形
態を図1〜図7を参照して説明する。尚、図8に示した
従来例と同じ構成部分については同符号を付している。
態を図1〜図7を参照して説明する。尚、図8に示した
従来例と同じ構成部分については同符号を付している。
【0019】図1は本実施形態のリフロー装置を基板搬
送方向に縦断面して示す概略構成図を示し、図2は図1
のリフロー部3cにおいて基板がリフロー加熱される状
態を拡大して示す縦断面図を示す。図1と図2におい
て、1はプリント回路基板(基板)、2はプリント回路
基板1に実装された熱容量の大きな大型QFP(電子部
品)、4は耐熱温度の低いアルミ電解コンデンサ(電子
部品)、3は炉体部であり、第1予熱部3a、第2予熱
部3b、リフロー部3cからなる。5は基板1を搬送す
る搬送部、6は冷却部、7は全体均一加熱用の熱風吹き
出し部(加熱源)であり、基板の上・下両方に配置され
ている。8はリフロー部3c内に配置され、相対する基
板に局所的に熱風を吹き付ける加熱促進ノズル部(ノズ
ル構成部)、9はヒータ部である。
送方向に縦断面して示す概略構成図を示し、図2は図1
のリフロー部3cにおいて基板がリフロー加熱される状
態を拡大して示す縦断面図を示す。図1と図2におい
て、1はプリント回路基板(基板)、2はプリント回路
基板1に実装された熱容量の大きな大型QFP(電子部
品)、4は耐熱温度の低いアルミ電解コンデンサ(電子
部品)、3は炉体部であり、第1予熱部3a、第2予熱
部3b、リフロー部3cからなる。5は基板1を搬送す
る搬送部、6は冷却部、7は全体均一加熱用の熱風吹き
出し部(加熱源)であり、基板の上・下両方に配置され
ている。8はリフロー部3c内に配置され、相対する基
板に局所的に熱風を吹き付ける加熱促進ノズル部(ノズ
ル構成部)、9はヒータ部である。
【0020】図3は本実施形態のリフロー装置のリフロ
ー部3cを水平に横断して示す概略構成図(図2を上方
から見た図)である。図3において、加熱促進ノズル部
8は搬送される基板1に対応する加熱促進ノズル8aと
待機している未使用の加熱促進ノズル8bに分かれてい
る。11は加熱促進ノズル部8を配管していく本管であ
り、12は本管11と加熱促進ノズル部8とを接続する
フレキシブルパイプである。この図3において、QFP
2が加熱される状態を拡大して示したのが図4であり、
(a)は横断面図、(b)は基板搬送方向の縦断面図、
(c)は基板搬送方向の直角方向から見た縦断面図であ
る。
ー部3cを水平に横断して示す概略構成図(図2を上方
から見た図)である。図3において、加熱促進ノズル部
8は搬送される基板1に対応する加熱促進ノズル8aと
待機している未使用の加熱促進ノズル8bに分かれてい
る。11は加熱促進ノズル部8を配管していく本管であ
り、12は本管11と加熱促進ノズル部8とを接続する
フレキシブルパイプである。この図3において、QFP
2が加熱される状態を拡大して示したのが図4であり、
(a)は横断面図、(b)は基板搬送方向の縦断面図、
(c)は基板搬送方向の直角方向から見た縦断面図であ
る。
【0021】図3と図4で示すように、熱容量の大きい
大型QFP2のリード部2aの特定被加熱部分の真上に
は加熱促進ノズル8aが配置され、図4(b)(c)で
示すように、そのパイプの側面にはノズル穴8cが開け
られ、それぞれの穴8cから前記特定被加熱部分に向け
てガス10が吹き出ている。
大型QFP2のリード部2aの特定被加熱部分の真上に
は加熱促進ノズル8aが配置され、図4(b)(c)で
示すように、そのパイプの側面にはノズル穴8cが開け
られ、それぞれの穴8cから前記特定被加熱部分に向け
てガス10が吹き出ている。
【0022】上記構成においてプリント回路基板1は、
搬送部5によって一定速度で装置内を運ばれる。第1予
熱部3a、第2予熱部3b、リフロー部3cの各炉体内
部を通過する間に、プリント回路基板1は、各炉体内部
において熱風吹き出し部7から吹き出される雰囲気ガス
からの熱伝達により、加熱昇温される。
搬送部5によって一定速度で装置内を運ばれる。第1予
熱部3a、第2予熱部3b、リフロー部3cの各炉体内
部を通過する間に、プリント回路基板1は、各炉体内部
において熱風吹き出し部7から吹き出される雰囲気ガス
からの熱伝達により、加熱昇温される。
【0023】3a、3b、3cの各炉体内部ではプリン
ト回路基板1に均一に熱を供給するため、プリント回路
基板1内の昇温温度は実装部品(QFP2やアルミ電解
コンデンサ4)の熱容量差に応じた昇温ばらつきが生じ
る。リフロー部3cでは、全体均一加熱用の熱風吹き出
し部7からの熱風熱伝達により、プリント回路基板1は
昇温する。この昇温ばらつきを縮小するため、加熱促進
ノズル部8をプリント回路基板1の直上に配置した。図
3に示すように、加熱促進ノズル部8のうち基板1に対
応する加熱促進ノズル8aを選択し、昇温しにくいQF
P2のリード部2a直上に必要数配置する。図4はその
詳細を示すが、□28QFPの場合、搬送方向に平行に
位置する辺のリード部2aに対してはその直上に加熱促
進ノズル部8のノズル8aを各1本ずつ配置し、また搬
送方向に直角に位置する辺のリード部2aに対しては、
その中央部に相当する部分に1本配置することで、これ
ら各辺のリード部2aの必要温度までの昇温を確保す
る。
ト回路基板1に均一に熱を供給するため、プリント回路
基板1内の昇温温度は実装部品(QFP2やアルミ電解
コンデンサ4)の熱容量差に応じた昇温ばらつきが生じ
る。リフロー部3cでは、全体均一加熱用の熱風吹き出
し部7からの熱風熱伝達により、プリント回路基板1は
昇温する。この昇温ばらつきを縮小するため、加熱促進
ノズル部8をプリント回路基板1の直上に配置した。図
3に示すように、加熱促進ノズル部8のうち基板1に対
応する加熱促進ノズル8aを選択し、昇温しにくいQF
P2のリード部2a直上に必要数配置する。図4はその
詳細を示すが、□28QFPの場合、搬送方向に平行に
位置する辺のリード部2aに対してはその直上に加熱促
進ノズル部8のノズル8aを各1本ずつ配置し、また搬
送方向に直角に位置する辺のリード部2aに対しては、
その中央部に相当する部分に1本配置することで、これ
ら各辺のリード部2aの必要温度までの昇温を確保す
る。
【0024】実験では、基板上10mm直上に加熱促進
ノズル8aを配置することで、リフローピーク温度での
ばらつきは、ΔT=25℃がΔT=10℃に納まること
を確認した。
ノズル8aを配置することで、リフローピーク温度での
ばらつきは、ΔT=25℃がΔT=10℃に納まること
を確認した。
【0025】加熱促進ノズル部8から吹き出すガス温度
をリフロー部3cにおける熱風吹き出し部7による加熱
雰囲気温度とほぼ同様の温度とするために、図1〜図3
に示すヒータ部9により圧送するガス温度も事前に加熱
しておく。
をリフロー部3cにおける熱風吹き出し部7による加熱
雰囲気温度とほぼ同様の温度とするために、図1〜図3
に示すヒータ部9により圧送するガス温度も事前に加熱
しておく。
【0026】加熱促進ノズル部8から吹き出されるガス
10のエネルギー分だけ、加熱促進ノズル部8直下にお
いては、供給エネルギーが多くなる。また、加熱促進ノ
ズル部8から吹き出す熱風温度は、リフロー部3cの全
体加熱雰囲気温度とほぼ同一であることで、昇温しやす
い部分であるアルミ電解コンデンサ4や基板1表面の温
度が、加熱促進ノズル部8からの熱風によって許容温度
以上に昇温させることなく加熱できる。このとき全体加
熱温度は、許容温度と同一に設定しておく。
10のエネルギー分だけ、加熱促進ノズル部8直下にお
いては、供給エネルギーが多くなる。また、加熱促進ノ
ズル部8から吹き出す熱風温度は、リフロー部3cの全
体加熱雰囲気温度とほぼ同一であることで、昇温しやす
い部分であるアルミ電解コンデンサ4や基板1表面の温
度が、加熱促進ノズル部8からの熱風によって許容温度
以上に昇温させることなく加熱できる。このとき全体加
熱温度は、許容温度と同一に設定しておく。
【0027】図5は加熱促進ノズル部8のパイプ側面に
開けたガス吹き出し用のノズル穴8c部分の詳細を示
す。
開けたガス吹き出し用のノズル穴8c部分の詳細を示
す。
【0028】このノズル穴8cの径は、φ1.0mm、
φ1.1mm、φ1.2mm、φ1.3mm‥‥のよう
に、ガス供給方向手前より順次拡大していくことで、ガ
ス吹き出し量を適度に均一に補正することができる。
φ1.1mm、φ1.2mm、φ1.3mm‥‥のよう
に、ガス供給方向手前より順次拡大していくことで、ガ
ス吹き出し量を適度に均一に補正することができる。
【0029】図6は上記実施形態で示した加熱促進ノズ
ル部8のパイプ構造とは別な形態を示している。加熱促
進ノズル部8のパイプは上記のように1本の中空パイプ
で構成してもよいが、図6に示すように2重の中空パイ
プ構成をとっても良い。図6に示す加熱促進ノズル部1
8において、18aは内側パイプ、18bは外側パイプ
である。内側パイプ18aの側面にはガス吹き出し用の
ノズル穴18cが開けられ、このノズル穴18cと18
0°反対側に相当する外側パイプ18bの側面にはノズ
ル穴18dを開ける。ノズル穴18dからのガス10が
相対するプリント回路基板1に吹き付けられる。この加
熱促進ノズル部18の構成では、パイプ内の圧力が均一
化されることで、ノズル穴18dより吹き出るガス量を
パイプ全長に渡り、ほぼ均一にすることができる。
ル部8のパイプ構造とは別な形態を示している。加熱促
進ノズル部8のパイプは上記のように1本の中空パイプ
で構成してもよいが、図6に示すように2重の中空パイ
プ構成をとっても良い。図6に示す加熱促進ノズル部1
8において、18aは内側パイプ、18bは外側パイプ
である。内側パイプ18aの側面にはガス吹き出し用の
ノズル穴18cが開けられ、このノズル穴18cと18
0°反対側に相当する外側パイプ18bの側面にはノズ
ル穴18dを開ける。ノズル穴18dからのガス10が
相対するプリント回路基板1に吹き付けられる。この加
熱促進ノズル部18の構成では、パイプ内の圧力が均一
化されることで、ノズル穴18dより吹き出るガス量を
パイプ全長に渡り、ほぼ均一にすることができる。
【0030】図7は、従来の全体加熱方法での温度プロ
ファイル(a)と本実施形態による局所加熱方法を加え
たときの温度プロファイル(b)の測定結果を示すグラ
フである。(1) と(1)'はアルミ電解コンデンサボディー
部、(2) と(2)'はQFPリード部の温度プロファイルを
それぞれ示している。なお、3a、3b、3c、6はそ
れぞれ第1予熱部、第2予熱部、リフロー部、冷却部を
示している。従来の全体加熱方法では、リフローピーク
温度は(1)で230℃で、(2) で205℃であり、その
温度差はΔT=25℃であったが、本実施形態による局
所加熱方法を加えたことで、リフローピーク温度は
(1)' で230℃で、(2) ’で220℃であり、その温
度差はΔT=10℃まで縮小できることが分かってい
る。
ファイル(a)と本実施形態による局所加熱方法を加え
たときの温度プロファイル(b)の測定結果を示すグラ
フである。(1) と(1)'はアルミ電解コンデンサボディー
部、(2) と(2)'はQFPリード部の温度プロファイルを
それぞれ示している。なお、3a、3b、3c、6はそ
れぞれ第1予熱部、第2予熱部、リフロー部、冷却部を
示している。従来の全体加熱方法では、リフローピーク
温度は(1)で230℃で、(2) で205℃であり、その
温度差はΔT=25℃であったが、本実施形態による局
所加熱方法を加えたことで、リフローピーク温度は
(1)' で230℃で、(2) ’で220℃であり、その温
度差はΔT=10℃まで縮小できることが分かってい
る。
【0031】尚、炉体部3内への加熱促進ノズル部8の
配置は、上記実施形態で示したようなリフロー部3cだ
けでなく、第1予熱部3aや第2予熱部3bにも配置す
ることで、よりいっそう昇温ばらつきの縮小を図ること
ができる。
配置は、上記実施形態で示したようなリフロー部3cだ
けでなく、第1予熱部3aや第2予熱部3bにも配置す
ることで、よりいっそう昇温ばらつきの縮小を図ること
ができる。
【0032】また、加熱促進ノズル部8を上記実施形態
で示したような基板1の直上でなく直下に配すること
で、熱が基板1下面から伝導し、アルミ電解コンデンサ
4等の弱耐熱部品の温度保証を行いつつ、QFP2等の
熱容量の大きな部品を一括して半田付けできる。さらに
加熱促進ノズル部8を直上と直下との両面に配すること
で、基板1下面の昇温ばらつきも吸収でき、よりいっそ
う昇温ばらつきの縮小を図ることができる。
で示したような基板1の直上でなく直下に配すること
で、熱が基板1下面から伝導し、アルミ電解コンデンサ
4等の弱耐熱部品の温度保証を行いつつ、QFP2等の
熱容量の大きな部品を一括して半田付けできる。さらに
加熱促進ノズル部8を直上と直下との両面に配すること
で、基板1下面の昇温ばらつきも吸収でき、よりいっそ
う昇温ばらつきの縮小を図ることができる。
【0033】また、加熱促進ノズル部8はリフロー部3
c内の雰囲気ガスを導入してファンなどを利用すること
によって、雰囲気温度とほぼ同温度のガスを局所的に基
板1の特定被加熱部分に吹き付けるように構成してもよ
い。
c内の雰囲気ガスを導入してファンなどを利用すること
によって、雰囲気温度とほぼ同温度のガスを局所的に基
板1の特定被加熱部分に吹き付けるように構成してもよ
い。
【0034】
【発明の効果】請求項1記載の方法および請求項5記載
の装置によれば、基板の特定被加熱部分の温度を局所的
に昇温させ所定の温度にまで加熱できるので、熱に弱い
電子部品と昇温しにくい電子部品とを同時に一括に連続
してリフロー半田付けできるため、あと付けする部品が
無くなり工程が少なくて済む。また、あと付けする際の
再加熱が無くなり半田付け作業に必要なエネルギーの省
エネにもつながる。更には、実装基板内の昇温ばらつき
が小さくなるため、従来のSn−Pb共晶はんだに比べ
て融点が高くなる鉛フリーはんだを用いても、熱に弱い
電子部品を安心して実装基板にリフローはんだ付けする
ことができる。
の装置によれば、基板の特定被加熱部分の温度を局所的
に昇温させ所定の温度にまで加熱できるので、熱に弱い
電子部品と昇温しにくい電子部品とを同時に一括に連続
してリフロー半田付けできるため、あと付けする部品が
無くなり工程が少なくて済む。また、あと付けする際の
再加熱が無くなり半田付け作業に必要なエネルギーの省
エネにもつながる。更には、実装基板内の昇温ばらつき
が小さくなるため、従来のSn−Pb共晶はんだに比べ
て融点が高くなる鉛フリーはんだを用いても、熱に弱い
電子部品を安心して実装基板にリフローはんだ付けする
ことができる。
【0035】請求項2記載の方法および請求項7記載の
装置によれば、基板の上下両面に局所的にガスを吹き付
けることで、単位時間における基板へのエネルギー供給
量が増加する。一定時間に一定温度まで到達すれば良い
ので、加熱雰囲気温度設定値を下げることができる。加
熱雰囲気温度が下がれば、基板内の熱容量ばらつきによ
って生じる昇温ばらつきを小さくすることができ、熱に
弱い電子部品と昇温しにくい電子部品とを同時に一括に
連続してリフロー半田付けできる範囲が拡大する。
装置によれば、基板の上下両面に局所的にガスを吹き付
けることで、単位時間における基板へのエネルギー供給
量が増加する。一定時間に一定温度まで到達すれば良い
ので、加熱雰囲気温度設定値を下げることができる。加
熱雰囲気温度が下がれば、基板内の熱容量ばらつきによ
って生じる昇温ばらつきを小さくすることができ、熱に
弱い電子部品と昇温しにくい電子部品とを同時に一括に
連続してリフロー半田付けできる範囲が拡大する。
【0036】請求項3記載の方法によれば、ガスが空気
であることで、大気の状態でのリフロー半田付けに適用
できる。
であることで、大気の状態でのリフロー半田付けに適用
できる。
【0037】請求項4記載の方法によれば、ガスが不活
性ガスであることで、はんだや部品リード部、基板ラン
ド部の酸化を防ぎながらリフロー半田付けを行うことが
でき、半田付け品質の向上が得られる。
性ガスであることで、はんだや部品リード部、基板ラン
ド部の酸化を防ぎながらリフロー半田付けを行うことが
でき、半田付け品質の向上が得られる。
【0038】請求項6記載の装置によれば、前記ノズル
構成部が基板直下に配されることで、熱が基板下面から
伝導する。これにより、基板上に実装された弱耐熱部品
の温度保証を行いつつ、熱容量の大きな大型QFP等の
電子部品を同時に一括に連続して半田付けできる。
構成部が基板直下に配されることで、熱が基板下面から
伝導する。これにより、基板上に実装された弱耐熱部品
の温度保証を行いつつ、熱容量の大きな大型QFP等の
電子部品を同時に一括に連続して半田付けできる。
【0039】請求項8記載の装置によれば、ノズル構成
部をガス吹き出し用の穴をパイプ側面に開けることによ
って具体的に局所的加熱を実施することができ、請求項
1と請求項5記載のものと同様の効果を奏することがで
きる。
部をガス吹き出し用の穴をパイプ側面に開けることによ
って具体的に局所的加熱を実施することができ、請求項
1と請求項5記載のものと同様の効果を奏することがで
きる。
【0040】請求項9記載の装置によれば、パイプの数
や配置を任意に設定でき、さまざまな種類の基板に対し
て即座に対応できる。
や配置を任意に設定でき、さまざまな種類の基板に対し
て即座に対応できる。
【0041】請求項10記載の装置によれば、対象基板
に応じてパイプを選択することで、様々な基板に対して
即座に対応でき、基板の機種切換がスムーズにできる。
に応じてパイプを選択することで、様々な基板に対して
即座に対応でき、基板の機種切換がスムーズにできる。
【0042】請求項11記載の装置によれば、パイプの
使用や設置位置の選択を自動制御でできることで、基板
の機種選択に応じて即座にリフロー条件が切換えできる
ので無人化につながると同時に間違いが無くなる。
使用や設置位置の選択を自動制御でできることで、基板
の機種選択に応じて即座にリフロー条件が切換えできる
ので無人化につながると同時に間違いが無くなる。
【0043】請求項12記載の装置によれば、パイプ側
面に開けた穴径の工夫により、パイプ全長に渡って均一
なガス吹き出し量が確保でき、安定した昇温が得られ
る。
面に開けた穴径の工夫により、パイプ全長に渡って均一
なガス吹き出し量が確保でき、安定した昇温が得られ
る。
【0044】請求項13記載の装置によれば、パイプを
2重構造にしかつ前記パイプ穴の位置を工夫すること
で、パイプ内の圧力が均一化されパイプ全長に渡り、ほ
ぼ均一なガス量を穴から吹き出すことができる。
2重構造にしかつ前記パイプ穴の位置を工夫すること
で、パイプ内の圧力が均一化されパイプ全長に渡り、ほ
ぼ均一なガス量を穴から吹き出すことができる。
【0045】請求項14記載の装置によれば、炉体内部
へ圧送されるガスを予備加熱するヒータ構造により、パ
イプ穴から吹き出すガス温度を、全体加熱している雰囲
気温度と同じ温度に設定することができ、昇温温度上限
を雰囲気温度の設定値とすることができるので、雰囲気
温度を弱耐熱部品の温度保証温度に設定すれば、部品温
度が保証温度以上になることは無い。
へ圧送されるガスを予備加熱するヒータ構造により、パ
イプ穴から吹き出すガス温度を、全体加熱している雰囲
気温度と同じ温度に設定することができ、昇温温度上限
を雰囲気温度の設定値とすることができるので、雰囲気
温度を弱耐熱部品の温度保証温度に設定すれば、部品温
度が保証温度以上になることは無い。
【図1】本発明の一実施形態に係るリフロー装置を示す
基板搬送方向の縦断面図。
基板搬送方向の縦断面図。
【図2】同実施形態におけるリフロー部の基板搬送方向
の縦断面図。
の縦断面図。
【図3】同実施形態におけるリフロー部の水平横断面
図。
図。
【図4】同実施形態の要部を拡大して示し、(a)は横
断面図、(b)は基板搬送方向の縦断面図、(c)は基
板搬送方向の直角方向から見た縦断面図。
断面図、(b)は基板搬送方向の縦断面図、(c)は基
板搬送方向の直角方向から見た縦断面図。
【図5】同実施形態における加熱促進ノズル部のノズル
穴部分を示す外観図。
穴部分を示す外観図。
【図6】同実施形態における加熱促進ノズル部の変形例
を示し、(a)は基板搬送方向の縦断面図、(b)は基
板搬送方向の直角方向から見た縦断面図。
を示し、(a)は基板搬送方向の縦断面図、(b)は基
板搬送方向の直角方向から見た縦断面図。
【図7】同実施形態と従来例との温度プロファイル測定
結果を示すグラフ。
結果を示すグラフ。
【図8】従来のリフロー装置を示す基板搬送方向の縦断
面図。
面図。
1 プリント回路基板(基板) 2 QFP(熱容量の大きい電子部品) 3 炉体部 3c リフロー部 4 アルミ電解コンデンサ(熱に弱い電子部品) 5 搬送部 7 熱風吹き出し部(加熱源) 8 加熱促進ノズル部(ノズル構成部) 8a、8b 加熱促進ノズル 8c ノズル穴(ガス吹き出し用の穴) 9 ヒータ部 10 ガス 11 本管(配管) 12 フレキシブルパイプ(配管) 18 加熱促進ノズル部 18a 内側パイプ 18b 外側パイプ 18c、18d ノズル穴(ガス吹き出し用の穴)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B23K 31/02 310 B23K 31/02 310F 310B // B23K 101:42 101:42
Claims (14)
- 【請求項1】 電子部品が搭載されかつ接合箇所にクリ
ーム半田が付与された基板をリフロー半田付けするリフ
ロー基板加熱方法において、搬送部にて連続的に搬送さ
れる基板を、炉体部にて全体を均一に加熱すると共に基
板の特定被加熱部分に、雰囲気温度とほぼ同程度のガス
を局所的に吹き付けることを特徴とするリフロー基板加
熱方法。 - 【請求項2】 ガスを局所的に吹き付けることを、基板
直上と直下との両面から行う請求項1記載のリフロー基
板加熱方法。 - 【請求項3】 ガスが空気である請求項1または2記載
のリフロー基板加熱方法。 - 【請求項4】 ガスが不活性ガスである請求項1または
2記載のリフロー基板加熱方法。 - 【請求項5】 電子部品が搭載されかつ接合箇所にクリ
ーム半田が付与された基板をリフロー半田付けするリフ
ロー基板加熱装置において、基板を連続的に搬送する搬
送部と基板を加熱する炉体部とを備え、炉体部は基板全
体を均一に加熱する加熱源と、雰囲気温度とほぼ同程度
のガスを局所的に吹き付けるノズル構成部とを有してい
ることを特徴とするリフロー基板加熱装置。 - 【請求項6】 ノズル構成部が、基板直下に配されてい
る請求項5記載のリフロー基板加熱装置。 - 【請求項7】 ノズル構成部が、基板真上と直下との両
面に配されている請求項5記載のリフロー基板加熱装
置。 - 【請求項8】 ノズル構成部は、炉体内部に基板搬送方
向と略平行に設置されたパイプと、炉体外部からパイプ
にガスを圧送する配管とからなり、前記パイプは、搬送
中の基板に相対する側面にガス吹き出し用の穴を1ケ所
以上開けて局所的にガスを吹き付けるノズルを有する構
成とした請求項5、6または7記載のリフロー基板加熱
装置。 - 【請求項9】 局所的にガスを吹き付けられることを要
する特定被加熱部分の配置に応じて、基板搬送方向と略
平行に設置されたパイプの数や配置を追加したり取換え
られる構成とした請求項8記載のリフロー基板加熱装
置。 - 【請求項10】 基板搬送方向と略平行に多数配置され
たパイプから、ガスを吹き付ける対象基板に応じたパイ
プを選択して使用する構成とした請求項8記載のリフロ
ー基板加熱装置。 - 【請求項11】 炉体内部に多数配置されたパイプの使
用有無の選択と使用するパイプの設置位置が、ガスを吹
き付ける対象基板の決定に応じて、自動制御で選択、調
整できる構成とした請求項10記載のリフロー基板加熱
装置。 - 【請求項12】 パイプ側面に開けたガス吹き出し用の
穴径が、パイプへのガス圧送入口側から順次拡大してい
く構成とした請求項8記載のリフロー基板加熱装置。 - 【請求項13】 パイプのノズル部分が2重構造をな
し、外側のパイプの基板に相対する側面にはガス吹き出
し用の穴が開き、内側のパイプの側面には外側のパイプ
に開けた穴と反対方向にガス吹き出し用の穴を開けてい
る請求項8記載のリフロー基板加熱装置。 - 【請求項14】 炉体外部からパイプにガスを圧送する
配管の途中に、ガスを炉体内部雰囲気温度近くまで予備
加熱するヒータ構造を備えている請求項8記載のリフロ
ー基板加熱装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000195793A JP2002016352A (ja) | 2000-06-29 | 2000-06-29 | リフロー基板加熱方法とその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000195793A JP2002016352A (ja) | 2000-06-29 | 2000-06-29 | リフロー基板加熱方法とその装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002016352A true JP2002016352A (ja) | 2002-01-18 |
Family
ID=18694395
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000195793A Pending JP2002016352A (ja) | 2000-06-29 | 2000-06-29 | リフロー基板加熱方法とその装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002016352A (ja) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003332725A (ja) * | 2002-05-14 | 2003-11-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | リフロー加熱方法およびリフロー加熱装置 |
WO2006087820A1 (ja) * | 2005-02-21 | 2006-08-24 | Fujitsu Limited | リフロー装置およびリフロー方法 |
JP2007012874A (ja) * | 2005-06-30 | 2007-01-18 | Omron Corp | 基板加熱方法、基板加熱装置および熱風式リフロー装置 |
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JP2009130269A (ja) * | 2007-11-27 | 2009-06-11 | Nec Electronics Corp | 半導体製造装置および半導体装置の製造方法 |
JP2010261835A (ja) * | 2009-05-08 | 2010-11-18 | Shimadzu Corp | X線検査装置およびx線検査装置用加熱装置 |
EP2301311A1 (de) * | 2008-07-15 | 2011-03-30 | Ersa GmbH | Vorrichtung zur thermischen behandlung von werkstücken |
CN104217976A (zh) * | 2013-05-31 | 2014-12-17 | 无锡华润安盛科技有限公司 | 一种键合加热装置及加热方法 |
CN109848500A (zh) * | 2019-03-20 | 2019-06-07 | 无锡市博精电子有限公司 | 半导体激光器to管座底板半孔钎焊工艺 |
US11090751B2 (en) | 2016-11-18 | 2021-08-17 | Denso Corporation | Reflow device and method for manufacturing substrate using the reflow device |
-
2000
- 2000-06-29 JP JP2000195793A patent/JP2002016352A/ja active Pending
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPWO2006087820A1 (ja) * | 2005-02-21 | 2008-07-03 | 富士通株式会社 | リフロー装置およびリフロー方法 |
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