JPH04296092A - リフロー装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子部品の装着された
プリント基板等にリフロー半田付作業を行うリフロー装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子部品を半田付し回路形成を行
う方法は種々な方法が提案されている。最近はチップ型
電子部品の増加により、基板上にクリーム半田を印刷し
電子部品を装着後、リフロー装置にて加熱半田付を行う
工法が主流となっている。このリフロー装置として最も
一般的な形は、図７に示すようにリフロー半田付対象の
プリント基板１をチェーンベルトの搬送機構２により炉
内に搬入し、遠赤外線ヒータ３による輻射加熱で行う。 または熱風を送風機４の吹き出しパイプ５よりプリント
基板１に吹きつける対流加熱等の方法により、プリント
基板１の一括加熱を行ってきた。

【０００３】加熱後の空気はフラックスガスを含んでお
り、排気ブロア６により炉外へ排出されている。

【０００４】ところが、近年、電子回路の高密度化、高
部品の高集積化とともに、ハイブリドＩＣや多数のチッ
プ型電子部品を小さな基板上に半田付してユニット化し
た上に調節まで済ませたモジュール型電子部品等の使用
も増加してきている。これらの部品は部品リード以外の
部分には、再加熱を行えないような電子部品である。

【０００５】上記のような一括加熱型のリフロー装置で
は、電子部品のボディ部もリード部と同様に加熱される
ため、上記モジュール型電子部品内部の半田接合面が再
溶融を起す等の問題を生ずる。このため、上記モジュー
ル型電子部品は一括リフローがすんだ基板に後づけ部品
として局所加熱リフローによって半田付する方法がとら
れており、キセノンランプ光源を利用した赤外線集光に
よる光ビームや、ＹＡＧレーザ等を熱源とした局所加熱
リフロー装置が実用化されている。

【０００６】図８はレーザ光９による局所加熱を示して
いる。図８において、レーザ光９は従来普通は１スポッ
ト１光源であったので、多数のリード部を加熱するため
に部品７のリード部８に沿ってレーザ光発射部１０を矢
印のように移動させる方式や、レーザ光の照射形状をレ
ンズによって長円形に変えて、多数のリード部をその長
円形内におさめて照射して一括加熱を行う方式などが行
われている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の局所加熱リフロー装置では、１台のビーム照射ヘッド
で対応できる電子部品の種類は１種類に限られる。とこ
ろが近年はモジュール型電子部品の使用が増加し、１枚
の基板に数種類のＨＩＣやモジュール型電子部品を搭載
されるようになってきており、その他生産タクトの問題
もあって従来の装置では不足が感じられている。

【０００８】本発明は上記従来の課題を解決するもので
、一括加熱機能に加え、耐熱性が弱い電子部品への対応
と生産性の向上を意図して、複数種類の電子部品の局所
加熱を行う機能もあわせ有するリフロー装置を提供する
ことを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のリフロー装置は、加熱電源から放射される熱
線を線状に集束する光源部と、この線状の熱線を伝送す
る光ファイバーと、プリント基板上の必要な加熱部位に
のみ熱線を与えるように、必要部に透光孔を持ち、プリ
ント基板をおおっている基板マスク、または光ファイバ
ー伝送路の途中に挿入された液晶シャッターを備えてい
る。

【００１０】

【作用】本発明のリフロー装置においては、集光された
光エネルギーは光ファイバー束中を伝送し、従来のよう
な点光源または部品リードごとの光エネルギー照射でな
く、直線状に並列された光ファイバーの開口部より基板
に向けて熱線が加えられる。ここで基板上の電子部品の
半田付リード部に対応して、透光孔をもつ基板マスクで
プリント基板をおおう、または光ファイバーの１本１本
を通過する光量を調節する液晶シャッターの制御により
、基板上の電子部品の半田付リード部のみが加熱される
。

【００１１】さらに基板マスクを使用せずに光ファイバ
ー列の光を全面的に基板に照射しながら、基板または光
ファイバーを移動させると、基板上の全部品の一括リフ
ローが行える。

【００１２】

【実施例】（実施例１）以下、本発明の一実施例を図面
を参照して説明する。

【００１３】図１において、１４は光熱源、１５は光フ
ァイバー群である。１６は光ファイバー群固定用テーブ
ルであり、２本のＬＭガイド１７で炉本体（図示せず）
に支持され、駆動用モータ１８によってボールねじ１９
を回転させることによって、基板搬送方向への移動を行
う。テーブル１６に固定された光ファイバー群１５は、
直線状に配列されブラケット２０により加熱対象基板面
に垂直に支持されている。

【００１４】ここで、光ファイバー群１５の下方には、
搬送部２によってプリント基板１が、炉内へ搬入され、
ストッパー２４によって、所定の位置に設置されている
。基板１上に装着されている電子部品として図６に示す
ように、大きな熱容量をもつＱＦＰ１１，モジュール型
電子部品１２，微小チップ部品１３等が混載されている
。

【００１５】また、光ファイバー群１５とプリント基板
１の間には、各電子部品の金属リード部等、半田付加熱
を行う部品に応じて、熱線が照射されるように、透光孔
２３が設けられた基板マスク２２が設置されている。

【００１６】以下にその動作を説明すると、炉中にプリ
ント基板１が運搬され、ストッパー２４によって所定の
位置に位置決めされる。ただし位置決めの方法は、基板
上のピン穴に基準ピンを差し込む方式でもよい。次に光
熱源１４から光エネルギー２１を発生させ、同時に光フ
ァイバー群１５を固定したテーブル１６をＬＭガイド１
７に沿って移動させる。光ファイバー群１５から放射さ
れる光エネルギー２１は基板マスク２２の透光孔２３の
みを通過し、プリント基板１上に装着された電子部品１
２，１３等の半田付リード部を加熱，リフローを行う。 部品のボディ部等基板マスク２２の陰になる部分は光エ
ネルギー２１による加熱は僅かなものとなり、モジュー
ル型電子部品内の半田再溶融は防止される。テーブル１
６を移動させるに従い、光エネルギー２１によりプリン
ト基板１の全範囲を順次加熱半田付していく。

【００１７】基板全面の加熱がおわると、ストッパー２
４が降り、プリント基板１が炉外へ搬出されるとともに
、次の加熱対象基板が運ばれてくる。以上により、プリ
ント基板の加熱を行うものであるが、光ファイバーの配
置方向は、基板搬送面に平行な方向でもよい。この場合
テーブル１６の移動方向は基板搬送方向に直角な方向と
なる。

【００１８】ところで、クリーム半田を加熱，融解する
時に、フラックスガスが発生し、ボールねじ１９や光フ
ァイバー開口部に付着することがある。したがって、図
２に示すように光ファイバー取付ブラケット２０に取付
治具２７を介し、排気ノズル２６を設けることが好まし
い。電子部品１２等の半田付によって生じた煙状フラッ
クスガスは、排気ノズル２６によって吸引され、ダクト
２５により炉外へ排出される。排気ノズル２６は光ファ
イバー群の長さに応じて長方形の吸入口を持つものが適
切である。

【００１９】（実施例２）次に実施例１に示すような装
置構造をもつリフロー装置において、基板マスク２２を
用いることなく、プリント基板上の所定の位置へ、光エ
ネルギーを所望の量だけ照射する方式について、図３お
よび図４を用いて説明する。

【００２０】図３および図４において、３０は光シャッ
ター装置本体、３１は液晶シャッター、２８は反射鏡、
２９は赤外線ランプである。赤外線ランプ２９により放
射された光エネルギーは、反射鏡２８により集光部３４
に線状に集光され、光ファイバー群１５内へ伝送される
。

【００２１】ここで図４に示すようにシャッター部３０
には液晶シャッター３１が設けられており、微小範囲に
区分けされ、制御電圧の印加方向により、光の透過率を
変化させることが可能である。コントローラ３３からの
電圧を刻々、液晶シャッター３１の各微小範囲に印加し
て、必要加熱部分に相当する光ファイバーの液晶シャッ
ターの透過率を操作することにより必要な部分だけに必
要な光エネルギーを伝送することができる。これにより
プリント基板上を光ファイバーが進行するにしたがい、
光ファイバーから放出される光量を順次変化させ、プリ
ント基板全面について必要部分の選択的加熱を行う。

【００２２】（実施例３）上記実施例２では、プリント
基板を固定して光ファイバーを移動させている。本実施
例３では図５に示すように光ファイバー群１５を固定し
、搬送部２によってプリント基板１を矢印方向に移動さ
せ、光電センサ３７がプリント基板の位置と機種を検知
すると、コントローラ３３がメモリ３５に記憶している
基板ごとの部品配置および適性加熱量の情報にもとづい
て光シャッター３０が制御され、光ファイバー群１５か
らプリント基板１上の必要な位置に光エネルギーが照射
される。本実施例は光ファイバーを移動させる機構が不
要である利点がある。

【００２３】なお本発明のリフロー装置をプリント基板
の両面に対して備えることで両面プリント基板の処理を
一工程で行うことができる。

【００２４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よるリフロー装置は、直線状に束ねた光ファイバー群で
プリント基板上を走査して光エネルギーを与え、一括加
熱と必要に応じて局所加熱を行うことができ、汎用性が
高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例のリフロー装置の全体外
観図

【図２】排気ノズル部分の断面図

【図３】本発明の第２の実施例の説明図

【図４】液晶シ
ャッター部の説明図

【図５】本発明の第３の実施例のシステム図

【図６】プ
リント基板の斜視図

【図７】従来の一括加熱リフロー装置の外観図

【図８】
従来の局所加熱リフロー装置の説明図

【符号の説明】

１　　プリント基板（被加熱回路基板）２　　搬送部 １４　　光熱源 １５　　光ファイバー群 １７　　ガイド（光ファイバー群を移動させる手段）１
８　　モータ（光ファイバー群を移動させる手段）１９
　　ボールねじ（光ファイバー群を移動させる手段）２
２　　基板マスク ２３　　透光孔 ２６　　排気ノズル

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ハロゲンランプ等の光熱源と、その光熱源
   から反射される高熱線を直線状に集光する手段と、集光
   された高熱線を伝送する直線状に束ねられた光ファイバ
   ー群と、被加熱回路基板をおおい、かつその必要な加熱
   部に対応する位置に透光孔を有する基板マスクと、前記
   直線状光ファイバー群を被加熱回路基板に沿って移動さ
   せる手段とを備えたリフロー装置。
2. 【請求項２】ハロゲンランプ等の光熱源と、その光熱源
   から放射される高熱線を直線状に集光する手段と、集光
   された高熱線を伝送する直線状に束ねられた光ファイバ
   ー群と、この光ファイバー群を被加熱回路基板に沿って
   移動させる手段と、前記各光ファイバーごとに通過する
   高熱線量を調節するシャッター手段とを備え、被加熱回
   路基板の任意の位置への照射加熱量を調節することによ
   り電子部品の半田付リード部への加熱を行うリフロー装
   置。
3. 【請求項３】直線状に束ねられた光ファイバー群を固定
   し、被加熱回路基板を前記光ファイバー群の長手方向に
   対し直角方向に移動させる搬送手段を設け、被加熱回路
   基板全面を加熱処理する請求項１または２記載のリフロ
   ー装置。
4. 【請求項４】光ファイバーの光熱線出口部に直線状吸入
   口を有する排気ノズルを設けた請求項１，２または３記
   載のリフロー装置。
5. 【請求項５】搬送される被加熱回路基板の両面に設けら
   れた請求項１，２または３記載のリフロー装置。