JP2004214553A

JP2004214553A - Reflow furnace

Info

Publication number: JP2004214553A
Application number: JP2003002376A
Authority: JP
Inventors: Arata Tsurusaki; 新鶴崎
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2003-01-08
Filing date: 2003-01-08
Publication date: 2004-07-29

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the difference of peak temperature between components due to heating in a reflow furnace soldering lead components. <P>SOLUTION: One side reflow 3 is provided with a heater 11 and components cooling part 12, heats and solders the whole soldering surface while cooling the components surface of a substrate 6. A spot reflow 4 is provided in a rear stage of the one side reflow 3. The spot reflow 4 is provided with a spot heater 15 provided with a nozzle 16a in accordance with the arrangement of soldering part of a specific lead component restrained from the rise in the temperature on the substrate 6. The spot reflow 4 reheats the soldering part of the specific lead component restrained from a rise in a temperature to the substrate 6 soldered in the one side reflow 3. Consequently, the difference of the peak temperature can be reduced between the components due to heating. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、はんだ付け対象の部品が搭載された基板を加熱して、部品と基板をはんだにより接続するリフロー炉に関する。詳しくは、基板全体を加熱する面リフロー部に加え、基板上の特定の部品のはんだ付け箇所を加熱するスポットリフロー部を備えて、部品間で加熱によるピーク温度の差が少なくなるようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
基板に搭載した部品をはんだ付けするリフロー炉としては、従来より、チップ部品等の表面実装型部品に対応したトンネルリフロー炉と呼ばれるものが存在する。これに対して、リード部品に対応したリフロー炉としては、スポットリフロー方式と呼ばれるリフロー炉と、片面リフロー方式と呼ばれるリフロー炉が存在する。
【０００３】
スポットリフロー方式は、はんだ付け対象の全リード部品のはんだ付け箇所に対応して熱風を放出するノズルを備え、このノズルよりの熱風により、スポット的な局所加熱ではんだ付けする方式で、リード部品の点数の少ない基板に適している。
【０００４】
片面リフロー方式は、基板のはんだ面全体を加熱するとともに、同時に基板の部品面は冷却することで、リード部品の温度上昇を抑えつつはんだ付けを行う方式で、リード部品の点数の多い基板でも採用可能である（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
図１１は片面リフロー方式を採用した従来のリフロー炉の構成例を示す概略側面図である。従来のリフロー炉１０１は、プリヒート部１０２、片面リフロー部１０３および冷却部１０４を備える。プリヒート部１０２、片面リフロー部１０３および冷却部１０４の間はコンベア１０５で結ばれ、基板１０６はこのコンベア１０５により搬送される。
【０００６】
プリヒート部１０２は、コンベア１０５を挟んで上下にプリヒーター１０２ａを配置したもので、コンベア１０５で搬送される基板１０６を段階的に予備加熱する。
【０００７】
片面リフロー部１０３は、コンベア１０５を挟んで下側にヒーター部１０３ａを配置し、上側に部品冷却部１０３ｂを配置したものである。ヒーター部１０３ａは多数の孔を開けたパネルを有し、コンベア１０５で搬送される基板１０６の下面（はんだ面）全体を加熱する。これにより、はんだが溶融し、はんだ付けが行われる。また、部品冷却部１０３ｂは基板１０６上のリード部品本体に風を送り、はんだ付け時のリード部品本体の温度上昇を防ぐ。
【０００８】
冷却部１０４は、コンベア１０５を挟んで上下にファン１０４ａを配置したもので、はんだ付けが終了してコンベア１０５を搬送される基板１０６を冷却する。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００２−２４６７３８号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
スポットリフロー方式のリフロー炉では、はんだ付け対象の全リード部品のはんだ付け箇所に対応してノズルを備えるので、部品点数の多い基板への適用が困難であるという問題がある。
【００１１】
すなわち、部品点数が多くなるとノズルの数が膨大になり、また、条件出しがノズル孔径調整のため、部品種類および部品点数が多くなる基板程難しくなり、条件出しに異常な工数がかかるようになる。このため、対応できる部品点数に制限があり、部品点数の多い基板への適用は困難である。
【００１２】
また、基板が組み込まれる生産モデルの変更などにより、基板の設計が新しくなると、ノズルの配置を換えたり再度の条件出しが必要であるが、部品点数が多い基板では、対応が困難である。
【００１３】
さらに、スポットリフロー方式では、溶けていない状態のはんだを急速に加熱することで、溶けたはんだが落下してノズルを塞ぐことがある。ノズルが塞がれた部分のはんだ付け箇所は加熱が弱くなり、部分的な温度低下が発生する問題が生じる。このため、ノズル等の定期的な点検清掃が必要となる。このように、スポットリフロー方式では、はんだ落下によるはんだ付けの信頼性の問題および設備生産性の低下の問題が生じる。
【００１４】
これに対して、片面リフロー方式のリフロー炉では、スポットリフロー方式のリフロー炉の問題は解決できるが、基板を一様に加熱するので、部品のサイズ等の違いから、部品間で加熱によるピーク温度にばらつきが生じる。
【００１５】
一般的に、小形の部品は加熱により温度が上昇しやすいので、ピーク温度が高くなる。これに対して、大型の部品は加熱により温度が上昇しにくいので、同じ条件ではピーク温度が低くなる。
【００１６】
１枚の基板には様々な種類のリード部品が搭載されるので、基板を一様に加熱した場合、部品間のピーク温度の差ΔＴは例えば２０℃以上と大きい。このような部品間のピーク温度の差ΔＴが大きい基板を片面リフロー方式のリフロー炉ではんだ付けすると、例えば小形のリード部品のはんだ付け箇所ははんだの溶融に必要な温度まで加熱されるが、大型のリード部品のはんだ付け箇所は必要な温度まで加熱されないので、良好なはんだ付けが行えない。これに対応して、加熱の条件を大型のリード部品に合わせると、小形のリード部品が必要以上の高温下に晒される。
【００１７】
特に、環境問題から従来の有鉛はんだに代えて、無鉛はんだの使用が考慮されているが、有鉛はんだに比べて無鉛はんだは融点が高い。このため、無鉛はんだを利用する場合、加熱温度が従来より高くなる傾向にある。したがって、片面リフロー方式のリフロー炉で無鉛はんだを利用する場合、温度の上昇しにくい大型のリード部品のはんだ付け箇所が必要な温度となるような加熱条件にすると、温度の上昇しやすい小形のリード部品は非常に高温となってしまい、部品にダメージを与えてしまう。
【００１８】
このように、片面リフロー方式のリフロー炉では、部品間で加熱によるピーク温度にばらつきが生じることから、良好なはんだ付けが行えないという問題および部品にダメージを与えるという問題がある。
【００１９】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、部品間における加熱によるピーク温度の差を少なくできるリフロー炉を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するため、本発明に係るリフロー炉は、はんだ付け対象の部品が搭載された基板を加熱して、部品と基板をはんだにより接続するリフロー炉において、基板を搬送する搬送機構と、基板を予備加熱するプリヒーターを有するプリヒート部と、基板を本加熱するヒーター部を有し、プリヒート部の後段に配置される面リフロー部と、基板に搭載される部品の中であらかじめ選択された特定の部品のはんだ付け箇所の配置に合わせた放出部から熱風を供給するスポットヒーター部を有するとともに、放出部による加熱位置に基板の特定の部品のはんだ付け箇所を対向させて基板の位置を停止させる位置決め機構を有し、面リフロー部の後段に配置されるスポットリフロー部とを備えたものである。
【００２１】
本発明に係るリフロー炉によれば、はんだ付け対象の部品が搭載された基板を搬送機構により搬送し、まず、プリヒート部でプリヒーターにより予備加熱する。
【００２２】
プリヒート部を通過した基板は面リフロー部に送り込まれ、ヒーター部により本加熱する。面リフロー部を通過した基板はスポットリフロー部に送り込まれる。スポットリフロー部では、基板に搭載される部品の中であらかじめ選択された特定の部品のはんだ付け箇所が、スポットヒーター部の放出部と対向する位置で、位置決め機構によって基板の搬送を停止する。そして、スポットヒーター部の放出部から基板へ熱風を供給することで、特定の部品のはんだ付け箇所を加熱する。
【００２３】
これにより、面リフロー部では加熱が不十分となるような特定の部品のはんだ付け箇所を、スポットリフロー部で再度加熱することができ、部品間における加熱によるピーク温度の差を少なくできる。
【００２４】
また、搭載される部品点数が多い基板であっても、スポットリフロー部での加熱対象となる部品は少数なので、スポットリフロー部の構造は簡単なもので済み、部品点数の多い基板でも容易に対応できる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明のリフロー炉の実施の形態を説明する。図１および図２は本実施の形態のリフロー炉１の構成例を示し、図１はリフロー炉１の概略側面図、図２は図１に示すリフロー炉１の概略平面図である。
【００２６】
まず、本実施の形態のリフロー炉１の概要を説明すると、リフロー炉１はプリヒート部２、片面リフロー部３、スポットリフロー部４および冷却部５を備える。ここで、片面リフロー部３は、基板６のパターン面を一様に加熱してはんだ付けを行う部分である。これに対して、スポットリフロー部４は、基板６のパターン面において特定の一部の部品に対応したはんだ付け箇所を加熱して、はんだ付けを行う部分である。
【００２７】
さらに、リフロー炉１はプリヒータ部２および片面リフロー部３に対応してコンベア７ａを備え、スポットリフロー部４に対応して高速コンベア７ｂを備え、冷却部５に対応してコンベア７ｃを備える。
【００２８】
これらコンベア７ａ，７ｃおよび高速コンベア７ｂは、基板６を水平な姿勢で搬送する搬送機構を構成し、基板６は、プリヒート部２から片面リフロー部３およびスポットリフロー部４を通り、冷却部５へと搬送される。そして、基板６の搬送方向に対して、片面リフロー部３の下流側である後段にスポットリフロー部４が配置される。
【００２９】
ここで、高速コンベア７ｂにおける基板６の搬送速度は、コンベア７ａ，７ｃにおける基板６の搬送速度より高速となっている。また、コンベア７ａ，７ｃと高速コンベア７ｂは，独立して搬送および搬送停止の制御が可能となっている。
【００３０】
図３は基板の構成例を示す側面図である。基板６の上面側には、非耐熱部品である各種リード部品８が搭載される。このため、基板６の上面側はマウント面と称される。リード部品８は、基板６との電気的な接続のためリード８ａが設けられる。基板６にはこのリード８ａを通す図示しないスルーホールが設けられるとともに、このスルーホールに対応した導電パターンが基板６の下面側に設けられる。このため、基板６の下面側はパターン面と称される。リード部品８はリード８ａがこのスルーホールに通され、基板６のパターン面側に突出した部分を利用してはんだ付けされる。なお、基板６のパターン面側には、耐熱部品であるチップ部品等の表面実装型部品９が搭載される。
【００３１】
リード部品８の実装は、基板６のパターン面の所定の位置にクリームはんだを塗布した後、リード部品８のリード８ａを基板６の上面側からスルーホールに挿入し、クリームはんだを加熱することで行われる。本実施の形態のリフロー炉１は、このリード部品８のはんだ付けに用いられるものである。
【００３２】
次に、リフロー炉１の各部の構成について、図１および図２を参照して説明する。ここで、図２では、コンベア７ａ，７ｃおよび高速コンベア７ｂより上側にある部品は省略して図示してある。
【００３３】
プリヒート部２は、基板６を予備加熱する部分で、ここでは５組のプリヒーター１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅが設けられている。プリヒーター１０ａとプリヒーター１０ｂは、コンベア７ａを挟んで上下に対向して配置される。プリヒーター１０ｃとプリヒーター１０ｄは、コンベア７ａを挟んで上下に対向して配置される。プリヒーター１０ｅはコンベア７ａの下側に配置される。このような構成のプリヒート部２は、コンベア７ａで搬送される基板６を３段階に徐々に加熱して、基板６を室温から所定の温度まで加熱する。
【００３４】
片面リフロー部３は、プリヒート部２で予備加熱された基板６のパターン面を本加熱しつつ、リード部品８が搭載されるマウント面は冷却する部分で、ヒーター部１１と部品冷却部１２が設けられている。ヒーター部１１はコンベア７ａの下側に配置され、部品冷却部１２はコンベア７ａの上側に配置され、かつ、ヒーター部１１と部品冷却部１２は、コンベア７ａを挟んで上下に対向する。
【００３５】
ヒーター部１１は、コンベア７ａで搬送される基板６のパターン面と対向してリフローパネル１３が設けられる。このリフローパネル１３には、例えば基板６の大きさに応じた範囲に多数の貫通孔１３ａが設けられる。また、ヒーター部１１の内部には、図示しないヒーター等が設けられ、熱風がリフローパネル１３の貫通孔１３ａを通り上方へ向けて放出される構成となっている。これにより、コンベア７ａで搬送される基板６のパターン面の全体に熱風が供給される。
【００３６】
部品冷却部１２は、コンベア７ａで搬送される基板６のマウント面と対向して気体噴射部１４が設けられ、常温の冷却風が下方へ向けて放出される構成となっている。これにより、コンベア７ａで搬送される基板６のマウント面全体に冷却風が供給される。
【００３７】
この片面リフロー部３において、図３に示すリード部品８のサイズが小形であれば、一般的にはんだ付け箇所の温度はクリームはんだが溶融するのに十分な温度まで短時間で上昇させることができる。これに対して、一般的に大型のリード部品８は、小形のリード部品８と同じ条件では、はんだ付け箇所の温度がクリームはんだが溶融するのに十分な温度まで上昇しない。このように、片面リフロー部３では、リード部品８のサイズ等の違いから、部品間で加熱によるピーク温度の差ΔＴが生じる。
【００３８】
このため、片面リフロー部３での加熱温度を上げると、温度が上昇しにくい大型のリード部品８でも必要な温度が得られる反面、温度が上昇しやすい小形のリード部品８の温度が上がってしまう。特に、有鉛はんだに比べて融点の高い無鉛はんだを利用する場合は、大型のリード部品８に加熱温度を合わせると、小形のリード部品８の温度が上がりすぎ、ダメージを与えることになる。
【００３９】
そこで、片面リフロー部３においては、基板６に実装されるリード部品８の中で、加熱により温度が上昇しやすい部品、例えば小形のリード部品８のはんだ付けに適した温度が得られるように、ヒータ部１１等の温度が設定されている。
【００４０】
そして、加熱により温度が上昇しやすいリード部品８と加熱により温度が上昇しにくい部品、例えば大型のリード部品８との加熱時のピーク温度の差ΔＴを少なくするため、特定のリード部品８のはんだ付け箇所のみを加熱できるようにしたスポットリフロー部４が設けられている。
【００４１】
すなわち、スポットリフロー部４は、片面リフロー部３ではんだ付けが行われた基板６に対し、基板６のパターン面において特定の一部の部品に対応したはんだ付け箇所を再加熱して、はんだ付けを行う部分で、高速コンベア７ｂの下側にスポットヒーター部１５が設けられている。このスポットヒーター部１５は、図示しない昇降機構によって、基板６に対して接近および離間する方向に移動する。
【００４２】
図４はスポットヒーター部１５の構成例を示す側面図である。スポットヒーター部１５は、図１等に示す高速コンベア７ｂで支持および搬送される基板６のパターン面と対向するノズル１６ａを有するノズルパネル１６が設けられる。このノズル１６ａは放出部を構成し、加熱により温度が上昇しにくいリード部品８、例えば大型のリード部品等のはんだ付け箇所に対応して配置されている。また、スポットヒーター部１５は内部に図示しないヒーターが設けられ、外部より空気の供給を受けるようになっている。これにより、外部からの送風がヒーターによって加熱され、各ノズル１６ａの先端から熱風ＨＷ２として上方へ向けて放出される。
【００４３】
ここで、ノズル１６ａの内径を変更することで、ピーク温度の調整が行える。これにより、ノズルパネル１６に取り付けるノズル１６ａの選択やノズル１６ａの形状の加工等により、リード部品８のサイズ等に起因して異なる加熱時のピーク温度の差ΔＴが小さくなるようにリフロー条件出しが行える。
【００４４】
このスポットリフロー部４での加熱対象箇所の抽出は、例えば、図示しないテスト用の基板を用い、片面リフロー部３において通常の搬送速度（０．７〜０．８ｍ／ｍｉｎ）より早い搬送速度（１．０〜１．２ｍ／ｍｉｎ）で基板６を搬送させて、そのときのはんだ付け箇所の仕上がり状態を見て行う。
【００４５】
すなわち、基板の搬送速度を早くすることで、各リード部品のはんだ付け箇所の温度が上昇しにくい状態となる。よって、サイズが大型のリード部品等、加熱により温度が上昇しにくいリード部品等のはんだ付け箇所は、はんだに艶がなかったり、生溶け状態であったりと、目視により容易に確認できる。そして、加熱温度が低い部位を抽出して、温度を実測する等によって、例えば加熱温度が１０℃以上低い箇所をスポットリフロー部４での加熱対象箇所として決定する。なお、例えばテレビチューナ用の基板であって、リード部品の点数が２００点程度ある基板の場合で、スポットリフロー部４での加熱対象となる箇所は１０箇所程度である。
【００４６】
図１および図２に戻り、スポットリフロー部４には位置決め機構を構成するストッパ１８が設けられる。このストッパ１８は、高速コンベア７ｂの終端に設けられ、図１に実線で示す高速コンベア７ｂによる基板６の搬送経路を遮る位置と、図１に二点鎖線で示す搬送経路から退避する位置との間を移動するように、図示しない駆動機構により駆動される。
【００４７】
ストッパ１８を高速コンベア７ｂによる搬送経路中に位置させると、高速コンベア７ｂで搬送されてきた基板６はストッパ１８に突き当たる。これにより、スポットリフロー部４において基板６の搬送を停止させて、スポットヒーター部１５のノズル１６ａに対する基板６の位置決めをすることができる。また、高速コンベア７ｂによる搬送経路からストッパ１８を退避させると、基板６をスポットリフロー部４から冷却部５へ搬送することができる。
【００４８】
冷却部５は、片面リフロー部３およびスポットリフロー部４によってはんだ付けの終了した基板６を冷却する部分で、ファン１９が設けられる。ファン１９はコンベア７ｃを挟んで上下に配置され、コンベア７ｃを搬送される基板６の上下両面側から常温の冷却風を供給する。
【００４９】
プリヒート部２の入口と、スポットリフロー部４の入口には、それぞれ基板検出センサ２０ａ，２０ｂが設けられる。また、プリヒート部２の入口には、ストッパ２１が設けられる。このストッパ２１は、図１に実線で示すコンベア７ａによる基板６の搬送経路を遮る位置と、図１に二点鎖線で示す搬送経路から退避する位置との間を移動するように、図示しない駆動機構により駆動される。
【００５０】
ストッパ２１をコンベア７ａによる搬送経路中に位置させると、プリヒート部２への基板６の取り込みを停止させることができる。また、ストッパ２１を退避させると、基板６をプリヒート部２へ取り込むことができる。
【００５１】
制御部２２は、基板検出センサ２０ａ，２０ｂの出力を受け、ストッパ１８，２１を制御する。また、スポットヒーター部１５の昇降や、コンベア７ａ，７ｃ、高速コンベア７ｂの制御を行う。
【００５２】
すなわち、基板検出センサ２０ａが基板６を検出すると、制御部２２はストッパ２１を開けて基板６をプリヒート部２に取り込んだのち、ストッパ２１を閉じる制御を行う。また、基板検出センサ２０ｂが基板６を検出すると、ストッパ１８を閉じるとともに、高速コンベア７ｂを駆動して、基板６をスポットリフロー部４の所定位置に取り込み、スポットヒーター部１５の昇降制御、ストッパ１８の解放等の制御を行う。
【００５３】
次に、本実施の形態のリフロー炉１の動作を説明する。図５および図６はリフロー工程例を示す説明図である。ここで、基板６はリード部品８と表面実装型部品９が混載されるもので、図５に示すステップＳ１〜Ｓ５までが表面実装型部品９の実装工程、図６に示すステップＳ６〜Ｓ１０がリード部品８の実装工程である。表面実装型部品９の実装は、図示しないが一般的なトンネルリフロー炉で行われる。まず、表面実装型部品９の実装工程を説明すると、所定の導体パターンが形成された基板６のパターン面を上向きとし、スクリーン２３ａを用いて所定の位置にクリームはんだ２４ａを塗布する（ステップＳ１）。次に、表面実装型部品９として、チップ部品や例えばＱＦＰ（ＱｕａｄＦｌａｔＰａｃｋａｇｅ）と呼ばれる形態のパッケージを有するＩＣ等を基板６に搭載する（ステップＳ２，Ｓ３）。
【００５４】
表面実装型部品９等を搭載した基板６を図示しないトンネルリフロー炉に入れ、基板６の表面実装型部品搭載面であるパターン面の全体を熱風で加熱し、クリームはんだを溶かしてはんだ付けを行う（ステップＳ４）。そして、基板６に常温の冷却風を供給し、基板６を冷却して（ステップＳ５）、表面実装型部品９等の実装工程が終了する。
【００５５】
次に、リード部品８の実装工程を説明する。このリード部品８の実装に、本実施の形態のリフロー炉１が使用される。表面実装型部品９等の実装が終了した基板６に、ノズル２３ｂを用いて所定の位置にクリームはんだ２４ｂを塗布する（ステップＳ６）。次に、基板６を反転させて基板６のマウント面を上向きとし、リード部品８のリード８ａを基板６の図示しないスルーホールに挿入して、リード部品８を基板６に搭載する（ステップＳ７，Ｓ８）。
【００５６】
リード部品８を搭載した基板６を、図１等で説明したリフロー炉１に取り込む。すなわち、リフロー炉１では、基板検出センサ２０ａが基板６を検出すると、制御部２２はストッパ２１を開き、コンベア７ａによって基板６をプリヒート部２へ取り込む。プリヒート部２では、コンベア７ａによって基板６を搬送しながら、基板６の搬送方向に沿って３段に並んだプリヒーター１０ａ〜１０ｅによって段階的に基板６を加熱して、基板６を室温から所定の温度まで徐々に加熱する。
【００５７】
プリヒート部２を通過した基板６は、コンベア７ａにより片面リフロー部３に送り込まれる。片面リフロー部３では、コンベア７ａにより搬送される基板６に対して、下側からはヒーター部１１によって熱風ＨＷ１が供給され、上側からは部品冷却部１２によって冷却風ＣＷが供給される。基板６がコンベア７ａで搬送されることで、基板６のパターン面全体が加熱され、これにより、クリームはんだ２４ｂが溶融して、各リード部品８のはんだ付けが行われる（ステップＳ９）。このとき、基板６のマウント面全体は冷却され、リフロー加熱時のリード部品８本体の温度上昇を抑える。
【００５８】
片面リフロー部３をコンベア７ａにより搬送された基板６が基板検出センサ２０ｂで検出されると、制御部２２は図示しない駆動手段を制御して、ストッパ１８を高速コンベア７ｂによる基板６の搬送経路を遮る位置まで上昇させる。
【００５９】
そして、コンベア７ａにより片面リフロー部３を搬送された基板６は、コンベア７ａから高速コンベア７ｂに受け渡され、高速コンベア７ｂによってスポットリフロー部４へ取り込まれる。ここで、高速コンベア７ｂによる基板６の搬送速度は、コンベア７ａによる基板６の搬送速度より速くしてある。
【００６０】
これにより、片面リフロー部３ではんだ付けが行われた基板６は短時間でスポットリフロー部４に送り込まれる。よって、片面リフロー部３で加熱された基板６をスポットリフロー部４へ取り込む際の基板６の温度低下を抑えることができる。
【００６１】
基板６が高速コンベア７ｂで搬送されると、この基板６はストッパ１８に突き当たる。基板６がストッパ１８に突き当たる位置まで搬送されると、制御部２２は高速コンベア７ｂによる基板６の搬送を停止する。これにより、スポットリフロー部４における基板６の位置決めが行われる。
【００６２】
基板６がストッパ１８に突き当たる位置まで搬送されて位置決めが行われると、制御部２２はスポットヒーター部１５を上昇させ、ノズル１６ａを基板６のパターン面に接近させる。ノズル１６ａからは熱風ＨＷ２が上方へ向けて供給されているので、基板６の下側からパターン面に向けて熱風ＨＷ２が供給される。
【００６３】
ここで、ノズル１６ａは、基板６に実装されるリード部品８の中で、加熱により温度が上昇しにくい部品、例えば大型のリード部品８のリード８ａの挿入位置に合わせて配置されている。そして、基板６をノズル１６ａに対して位置決めして停止させた状態で各ノズル１６ａより熱風ＨＷ２を供給するので、基板６上で温度上昇しにくい特定のリード部品８ａに対応したはんだ付け箇所が加熱される。
【００６４】
これにより、片面リフロー部３で十分な温度まで加熱できなかったリード部品８に対応したはんだ付け箇所を十分に加熱して、例えば生溶け状態のはんだを溶融させることができる（ステップＳ１０）。
【００６５】
制御部２２は、スポットヒーター部１５を上昇させて設定時間、例えば２０秒が経過した後、スポットヒーター部１５を下降させて基板６の局所加熱を停止するとともに、ストッパ１８を退避させ、高速コンベア７ｂで基板６を搬送してコンベア７ｃに受け渡す。これにより、基板６はスポットリフロー部４から冷却部５へ送り込まれる。
【００６６】
冷却部５では、基板６をコンベア７ｃで搬送しながらファン１９によりこの基板６の両面から冷却風を供給し、基板６の全体を冷却する。そして、冷却された基板６がリフロー炉１の外へと排出され、リフロー炉１でのはんだ付け処理が終了する。
【００６７】
ここで、スポットリフロー部４での加熱対象となるはんだ付け箇所も、前段の片面リフロー部３で加熱されており、はんだは溶けていない状態ではなく、いわゆる生溶け状態となっている。このため、ノズル１６ａからの熱風ＨＷ２で加熱しても、はんだが落下することはない。よって、ノズル１６ａが詰る等の障害が発生せず、従来のスポットリフロー方式のリフロー炉で問題となっていたはんだ落下に起因するノズルパネル１６の点検清掃作業が不要となる。また、はんだが落下することがないことから、確実なはんだ付けが行われることになり、品質が向上する。
【００６８】
図７はスポットリフロー部４における隣接するポイント間での温度プロファイル例を示す説明図で、図７（ａ）に実験条件、図７（ｂ）に実験結果を示す。
【００６９】
図７（ａ）に示すように、実験に用いる基板６において、スポットリフロー対象のリード部品８のはんだ付け箇所をポイントＰ１とし、このポイントＰ１から６ｍｍ離れた位置をポイントＰ２、１２ｍｍ離れた位置をポイントＰ３とする。そして、ノズル１６ａをポイントＰ１に対向させ、ポイントＰ１においてはんだが溶融する温度が得られるまでスポットヒーター部１５で加熱したときの、ポイントＰ２，Ｐ３の温度を測定したものである。
【００７０】
その結果、図７（ｂ）に示すように、ポイントＰ２，Ｐ３とも温度上昇が抑えられることが判る。これにより、スポットリフロー部４では、周囲のリード部品８の温度上昇を抑えつつ、特定のリード部品８のはんだ付け箇所を十分に加熱することができる。
【００７１】
図８は本実施の形態と従来の温度プロファイルの比較例を示すグラフであり、図８（ａ）は本実施の形態のリフロー炉１を用いた場合の温度プロファイルを示し、図８（ｂ）は従来の片面リフロー炉のみを用いた場合の温度プロファイルを示し、図８（ｃ）は従来のスポットリフロー炉のみを用いた場合の温度プロファイルを示す。ここで、小形のリード部品８の温度プロファイルを実線で示し、大型のリード部品８の温度プロファイルを破線で示す。
【００７２】
本実施の形態のリフロー炉１では、図８（ａ）に示すように、片面リフロー部３での処理工程では、温度が上昇しやすい小形のリード部品８に対して、温度が上昇しにくい大型のリード部品８の温度が低いことがわかる。しかしながら、スポットリフロー部４での処理工程では、大型のリード部品８のはんだ付け箇所のみを局所加熱することで、大型のリード部品８のはんだ付け箇所の温度のみが上がり、結果として、リード部品８のサイズ等に起因して異なる加熱時のピーク温度の差ΔＴが小さくなっていることが判る。
【００７３】
例えば、スズ−銀−銅の３元の無鉛はんだでは、はんだ付け箇所が２３０℃程度以上加熱される必要があるが、片面リフロー部３での一様な加熱では、小形のリード部品８と大型のリード部品８では、ピーク温度の差ΔＴが２０℃程度ある。このため、片面リフロー部３における加熱温度を小形のリード部品に合わせると、大型のリード部品８のはんだ付け箇所は２００℃程度までしか加熱されず、はんだが十分に溶融しない。
【００７４】
そこで、スポットリフロー部４で、大型のリード部品８のはんだ付け箇所のみを再加熱することで、大型のリード部品８のはんだ付け箇所の温度のみを上昇させるようにして、片面リフロー部３で生じた部品間でのピーク温度の差ΔＴを少なくする。
【００７５】
ここで、スポットリフロー部４での加熱対象となるリード部品８の数は、基板６全体のはんだ付け箇所に比べて非常に少数なので、スポットリフロー部４で条件出しを行う箇所は少ない。よって、精密な条件出しを短時間で行うことが可能で、ΔＴを１０℃以下程度にまで詰めることができる。これにより、片面リフロー部３での加熱温度を上げることなく、大型のリード部品８のはんだ付け箇所をはんだの溶融に必要な温度まで加熱することができる。
【００７６】
これに対して、従来の片面リフロー炉のみでは、図８（ｂ）に示すように、温度が上昇しやすい小形のリード部品８に対して、温度が上昇しにくい大型のリード部品８の温度が低く、リード部品８のサイズ等に起因して異なる加熱時のピーク温度の差ΔＴが大きいことが判る。
【００７７】
このため、片面リフロー炉における加熱温度を小形のリード部品に合わせると、大型のリード部品のはんだ付け箇所が十分な温度にならず、良好なはんだ付けが行えない。また、加熱温度を大型のリード部品に合わせると、小形のリード部品の温度が上がり過ぎて、部品にダメージを与えることになる。
【００７８】
また、従来のスポットリフロー炉のみでは、各リード部品に対応して温度設定ができるので、図８（ｃ）に示すように、リード部品８のサイズ等に起因して異なる加熱時のピーク温度の差ΔＴを小さくできることが判る。しかしながら、部品点数が多くなると、条件出しが非常に面倒な処理となるので、部品点数の多い基板に適用するのは現実的ではない。
【００７９】
以上のことから、本実施の形態のリフロー炉１は、従来の片面リフロー炉およびスポットリフロー炉の欠点を克服しつつ、加熱時の部品間のピーク温度の差ΔＴを小さくすることができるものである。
【００８０】
図９は本実施の形態のリフロー炉の変形例を示す概略側面図である。図９に示すリフロー炉３１は、片面リフロー部３に加えて、プリヒート部２とスポットリフロー部４のそれぞれにも部品冷却部１２を設けたものである。例えば、スポットリフロー部４では、スポットヒータ部１５に対向して高速コンベア７ｂの上側に部品冷却部１２が配置される。これにより、スポットヒーター部１５で局所加熱される基板６に対して、上側から冷却風が供給され、リード部品８が冷却される。よって、片面リフロー部３と同様にリード部品８の温度上昇を防ぎ、リード部品８が高温下に晒されることによる品質低下を防ぐことができる。
【００８１】
また、プリヒート部２では、プリヒーター１０ｅに対向してコンベア７ａの上側に部品冷却部１２が配置される。これにより、プリヒーター１０ｅより前段のプリヒーター１０ａ〜１０ｄで加熱された基板６に対して、上側から冷却風が供給され、リード部品８が冷却される。
【００８２】
無鉛はんだを利用する場合、プリヒート部２における加熱温度も上がるので、プリヒート部２でもリード部品８を冷却する機構を備えることで、リード部品８が高温下に晒されることによる品質低下を防ぐことができる。
【００８３】
なお、図９に示すリフロー炉１では、スポットリフロー部４およびプリヒート部２に部品冷却部１２を設けた以外は、図１等で説明したリフロー炉１と同じ構成であり、他の構成および動作の説明は省略する。また、図９に示す例では、スポットリフロー部４とプリヒート部２の両方に部品冷却部１２を設けたが、どちらか一方に設けることとしてもよい。
【００８４】
図１０は本実施の形態のリフロー炉の変形例として、スポットヒーター部の変形例を示す側面図である。図１０に示すスポットヒーター部１５は、ノズルパネル３２の板厚を厚くすることで、ノズルを不要としたものである。ノズルパネル３２には、温度が上昇しにくいリード部品８のはんだ付け箇所に対応して放出部を構成する貫通孔３２ａが開けられている。ノズルパネル３２の板厚を厚くすることで、貫通孔３２ａを通る熱風ＨＷ２は指向性を持つ。よって、ノズルを用いることなく、温度が上昇しにくいリード部品８のはんだ付け箇所を加熱することができる。
【００８５】
この図１０に示すスポットヒーター部１５では、ノズルパネル３２は貫通孔３２ａを設けるだけの構成で済むので、低コストなスポットヒーター部１５を実現できる。また、ピーク温度の調整は、貫通孔３２ａの孔径を徐々に大きくしていく等の処理で対応できるので、条件出しが容易に行え、条件出しの作業工程を簡素化できる。
【００８６】
以上説明したように、本実施の形態のリフロー炉１では、片面リフロー部３の後段に温度が低い部分のみを再加熱するスポットリフロー部４を設けたので、部品間のピーク温度差ΔＴを少なくできる。
【００８７】
これにより、片面リフロー部３における加熱温度を、温度の上昇しにくい部品に合わせて設定する必要がなくなる。すなわち、基板６には様々な種類のリード部品が実装されるので、片面リフロー部３で一様に加熱した場合、温度の上昇しやすい部品と温度が上昇しにくい部品間でピーク温度の差ΔＴが存在する。はんだの温度が所定温度以上に上昇しないと、確実なはんだ付けが行えないことから、片面リフロー部３と同様な構成である従来の片面リフロー炉では、温度の上昇しにくい部品のはんだ付け箇所が必要な温度となるように加熱温度を設定していた。
【００８８】
融点の低いはんだ、例えば有鉛はんだを利用する場合は、片面リフロー炉における加熱温度を、温度の上昇しにくい部品に合わせて高めに設定しても、温度の上昇しやすい部品が許容温度を超えることがない。しかしながら、部品の温度上昇を抑えることは品質の面等から有効である。
【００８９】
これに対して、一般的に融点の高い無鉛はんだを利用する場合は、片面リフロー炉における加熱温度を、温度の上昇しにくい部品に合わせて設定すると、温度の上昇しやすい部品が許容温度を超えてしまうので、片面リフロー部３での加熱温度を上げて対応することはできない。
【００９０】
そこで、本実施の形態のリフロー炉では、片面リフロー部３に加えてスポットリフロー部４を設けることで、温度の上昇しやすい部品を必要以上に加熱することなく、温度の上昇しにくい部品のはんだ付け箇所を加熱して、確実なはんだ付けが行えるようになる。
【００９１】
このように、温度の上昇しやすい部品の温度上昇を抑えることができることから、本実施の形態のリフロー炉は、無鉛はんだを利用する場合でも、部品にダメージを与えることなく、かつ、確実なはんだ付けを行うことができる。
【００９２】
また、全ての部品に対してスポットリフローを行うわけではないので、部品種類や部品点数が多い基板であっても、条件出しが簡素化でき工数削減ができる。よって、部品点数の多い基板でも容易に対応できる。
【００９３】
さらに、片面リフロー部３の後段にスポットリフロー部４が設けられているので、生溶け状態のはんだをスポットリフローすることになり、はんだ落下が防止される。よって、リフローパネル１６の定期点検清掃作業が不要となり設備生産性、はんだ付け信頼性問題が解決する。
【００９４】
なお、本発明のリフロー炉は、表面実装型部品のはんだ付けに用いられるトンネルリフロー炉に適用することもできる。すなわち、表面実装型部品でも部品のサイズ等に起因して加熱時のピーク温度に差が生じるので、トンネルリフロー炉にスポットリフロー部を設けて、温度の上昇しにくい特定の部品を再加熱することで、部品間のピーク温度の差を少なくすることができる。
【００９５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、はんだ付け対象の部品が搭載された基板を加熱して、部品と基板をはんだにより接続するリフロー炉において、基板を搬送する搬送機構と、基板を予備加熱するプリヒーターを有するプリヒート部と、基板を本加熱するヒーター部を有し、プリヒート部の後段に配置される面リフロー部と、基板に搭載される部品の中であらかじめ選択された特定の部品のはんだ付け箇所の配置に合わせた放出部から熱風を供給するスポットヒーター部を有するとともに、放出部による加熱位置に基板の特定の部品のはんだ付け箇所を対向させて基板の位置を停止させる位置決め機構を有し、面リフロー部の後段に配置されるスポットリフロー部とを備えたものである。
【００９６】
これにより、面リフロー部では加熱が不十分となるような特定の部品のはんだ付け箇所を、スポットリフロー部で再度加熱することができ、部品間における加熱によるピーク温度の差を少なくできる。
【００９７】
また、搭載される部品点数が多い基板であっても、スポットリフロー部での加熱対象となる部品は少数なので、スポットリフロー部の構造は簡単なもので済み、部品点数の多い基板でも容易に対応できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態のリフロー炉の構成例を示す概略側面図である。
【図２】本実施の形態のリフロー炉の構成例を示す概略平面図である。
【図３】基板の構成例を示す側面図である。
【図４】スポットヒーター部の構成例を示す側面図である。
【図５】リフロー工程例を示す説明図である。
【図６】リフロー工程例を示す説明図である。
【図７】スポットリフロー部における隣接するポイント間での温度プロファイル例を示す説明図である。
【図８】本実施の形態と従来の温度プロファイルの比較例を示すグラフである。
【図９】本実施の形態のリフロー炉の変形例を示す概略側面図である。
【図１０】スポットヒーター部の変形例を示す側面図である。
【図１１】片面リフロー方式を採用した従来のリフロー炉の構成例を示す概略側面図である。
【符号の説明】
１・・・リフロー炉、２・・・プリヒート部、３・・・片面リフロー部、４・・・スポットリフロー部、５・・・冷却部、６・・・基板、７ａ・・・コンベア、７ｂ・・・高速コンベア、７ｃ・・・コンベア、８・・・リード部品、８ａ・・・リード、１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ・・・プリヒーター、１１・・・ヒーター部、１２・・・部品冷却部、１５・・・スポットヒーター部、１６・・・ノズルパネル、１６ａ・・・ノズル、１８・・・ストッパ、１９・・・ファン、２０ａ，２０ｂ・・・基板検出センサ、２１・・・ストッパ、２２・・・制御部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a reflow furnace that heats a substrate on which a component to be soldered is mounted and connects the component and the substrate by soldering. Specifically, in addition to the surface reflow section that heats the entire board, a spot reflow section that heats the soldering point of a specific component on the board is provided, so that the difference in peak temperature due to heating between components is reduced. It is.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art As a reflow furnace for soldering components mounted on a board, there has been a so-called tunnel reflow furnace corresponding to a surface mount type component such as a chip component. On the other hand, as reflow furnaces corresponding to lead components, there are a reflow furnace called a spot reflow method and a reflow furnace called a one-sided reflow method.
[0003]
The spot reflow method has a nozzle that emits hot air corresponding to the soldering location of all the lead components to be soldered, and the hot air from this nozzle solders by spot local heating. Suitable for substrates with few points.
[0004]
The single-sided reflow method heats the entire solder surface of the board and simultaneously cools the component side of the board, thereby performing soldering while suppressing the rise in temperature of the lead component, and is also used for boards with many lead components. It is possible (for example, see Patent Document 1).
[0005]
FIG. 11 is a schematic side view showing a configuration example of a conventional reflow furnace employing a single-sided reflow method. The conventional reflow furnace 101 includes a preheating unit 102, a single-sided reflow unit 103, and a cooling unit 104. The preheat unit 102, the single-sided reflow unit 103, and the cooling unit 104 are connected by a conveyor 105, and the substrate 106 is transported by the conveyor 105.
[0006]
The pre-heating unit 102 has pre-heaters 102 a arranged vertically above and below a conveyor 105, and pre-heats a substrate 106 conveyed by the conveyor 105 step by step.
[0007]
The single-sided reflow section 103 has a heater section 103a arranged below the conveyor 105 and a component cooling section 103b arranged above. The heater section 103a has a panel with a large number of holes, and heats the entire lower surface (solder surface) of the substrate 106 conveyed by the conveyor 105. Thereby, the solder is melted and soldering is performed. Further, the component cooling unit 103b sends air to the lead component main body on the board 106 to prevent the temperature of the lead component main body from increasing at the time of soldering.
[0008]
The cooling unit 104 has fans 104a arranged vertically above and below the conveyor 105, and cools the substrate 106 on which the conveyor 105 is conveyed after the soldering is completed.
[0009]
[Patent Document 1]
JP 2002-246738 A
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
In the reflow furnace of the spot reflow method, nozzles are provided corresponding to the soldering positions of all the lead components to be soldered, so that there is a problem that it is difficult to apply the reflow furnace to a board having a large number of components.
[0011]
In other words, when the number of components increases, the number of nozzles becomes enormous, and the condition determination becomes more difficult as the number of components and the number of components increase because the nozzle hole diameter is adjusted. . Therefore, the number of parts that can be handled is limited, and it is difficult to apply the method to a board having a large number of parts.
[0012]
In addition, when the design of the board becomes new due to a change in a production model in which the board is incorporated or the like, it is necessary to change the arrangement of the nozzles or set conditions again, but it is difficult to deal with a board having a large number of components.
[0013]
Further, in the spot reflow method, by rapidly heating the unmelted solder, the molten solder may fall and block the nozzle. Heating is weakened at the soldered portion where the nozzle is blocked, causing a problem that a partial temperature drop occurs. Therefore, periodic inspection and cleaning of the nozzles and the like are required. As described above, in the spot reflow method, a problem of reliability of soldering due to a fall of solder and a problem of reduction in equipment productivity occur.
[0014]
On the other hand, a single-sided reflow type reflow furnace can solve the problem of the spot reflow type reflow furnace, but since the substrate is uniformly heated, the peak temperature due to heating between the parts due to differences in the size of the parts etc. Variation occurs.
[0015]
Generally, the temperature of a small component tends to increase due to heating, so that the peak temperature increases. On the other hand, since the temperature of a large component hardly rises due to heating, the peak temperature decreases under the same conditions.
[0016]
Since various types of lead components are mounted on one substrate, when the substrates are uniformly heated, the difference ΔT in peak temperature between components is as large as, for example, 20 ° C. or more. When such a substrate having a large difference in peak temperature ΔT between components is soldered in a reflow furnace of a single-sided reflow method, for example, a soldering portion of a small lead component is heated to a temperature necessary for melting solder, but a large Since the soldering portion of the lead component is not heated to a required temperature, good soldering cannot be performed. Correspondingly, if the heating conditions are adjusted to a large lead component, the small lead component is exposed to an unnecessarily high temperature.
[0017]
In particular, use of lead-free solder has been considered in place of conventional lead-based solder due to environmental issues. However, lead-free solder has a higher melting point than lead-based solder. Therefore, when a lead-free solder is used, the heating temperature tends to be higher than before. Therefore, when using lead-free solder in a single-sided reflow method reflow furnace, if the heating conditions are such that the soldering point of a large lead component where the temperature does not easily rise will be the required temperature, a small lead that tends to rise in temperature The parts become very hot and can damage them.
[0018]
As described above, in the reflow furnace of the single-sided reflow method, there is a problem that a good soldering cannot be performed and a component is damaged because the peak temperature is varied due to heating among components.
[0019]
The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a reflow furnace capable of reducing a difference in peak temperature due to heating between components.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, a reflow furnace according to the present invention heats a substrate on which a component to be soldered is mounted, and in a reflow furnace that connects the component and the substrate by solder, a transport mechanism that transports the substrate. A pre-heating unit having a pre-heater for pre-heating the substrate, a heater unit for main-heating the substrate, a surface reflow unit disposed at a stage subsequent to the pre-heating unit, and a pre-selected part among components mounted on the substrate. In addition to having a spot heater section that supplies hot air from the discharge section according to the arrangement of the soldering point of the specific part, the soldering point of the specific part of the board is opposed to the heating position by the discharge section and the position of the board is It has a positioning mechanism for stopping, and has a spot reflow section disposed after the surface reflow section.
[0021]
According to the reflow furnace according to the present invention, the substrate on which the component to be soldered is mounted is transported by the transport mechanism, and is first preheated by the preheater in the preheating unit.
[0022]
The substrate that has passed through the preheat section is sent to the surface reflow section, and is heated by the heater section. The substrate that has passed through the surface reflow unit is sent to the spot reflow unit. In the spot reflow unit, the transport of the substrate is stopped by the positioning mechanism at a position where the soldering position of the specific component selected in advance among the components mounted on the substrate is opposed to the emission unit of the spot heater unit. Then, hot air is supplied from the discharge portion of the spot heater section to the substrate to heat a soldering portion of a specific component.
[0023]
Thereby, the soldering location of a specific component that is insufficiently heated in the surface reflow portion can be heated again in the spot reflow portion, and the difference in peak temperature due to heating between components can be reduced.
[0024]
In addition, even if the board has a large number of components, the number of components to be heated in the spot reflow section is small, so the structure of the spot reflow section can be simple, and boards with a large number of parts can be easily handled. it can.
[0025]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a reflow furnace of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 and 2 show a configuration example of a reflow furnace 1 of the present embodiment. FIG. 1 is a schematic side view of the reflow furnace 1, and FIG. 2 is a schematic plan view of the reflow furnace 1 shown in FIG.
[0026]
First, the outline of the reflow furnace 1 of the present embodiment will be described. The reflow furnace 1 includes a preheating unit 2, a single-side reflow unit 3, a spot reflow unit 4, and a cooling unit 5. Here, the single-sided reflow portion 3 is a portion for uniformly heating the pattern surface of the substrate 6 and performing soldering. On the other hand, the spot reflow portion 4 is a portion for performing soldering by heating a soldering location corresponding to a specific part on the pattern surface of the substrate 6.
[0027]
Further, the reflow furnace 1 includes a conveyor 7a corresponding to the preheater section 2 and the single-sided reflow section 3, a high-speed conveyor 7b corresponding to the spot reflow section 4, and a conveyor 7c corresponding to the cooling section 5.
[0028]
The conveyors 7a and 7c and the high-speed conveyor 7b constitute a transport mechanism that transports the substrate 6 in a horizontal posture. The substrate 6 passes from the preheating unit 2 to the cooling unit 5 through the one-side reflow unit 3 and the spot reflow unit 4. Is conveyed. Then, the spot reflow unit 4 is disposed downstream of the one-side reflow unit 3 with respect to the transport direction of the substrate 6 at a subsequent stage.
[0029]
Here, the transport speed of the substrate 6 on the high-speed conveyor 7b is higher than the transport speed of the substrate 6 on the conveyors 7a and 7c. In addition, the conveyors 7a and 7c and the high-speed conveyor 7b can independently control conveyance and stop conveyance.
[0030]
FIG. 3 is a side view showing a configuration example of the substrate. Various lead components 8 which are non-heat-resistant components are mounted on the upper surface side of the substrate 6. For this reason, the upper surface side of the substrate 6 is called a mounting surface. The lead component 8 is provided with a lead 8 a for electrical connection with the substrate 6. The substrate 6 is provided with a through hole (not shown) for passing the lead 8a, and a conductive pattern corresponding to the through hole is provided on the lower surface side of the substrate 6. For this reason, the lower surface side of the substrate 6 is called a pattern surface. The lead component 8 is soldered using a portion where the lead 8a is passed through the through hole and protrudes toward the pattern surface side of the substrate 6. A surface-mounted component 9 such as a chip component, which is a heat-resistant component, is mounted on the pattern surface side of the substrate 6.
[0031]
The mounting of the lead component 8 is performed by applying cream solder to a predetermined position on the pattern surface of the substrate 6, inserting the lead 8 a of the lead component 8 into the through hole from the upper surface side of the substrate 6, and heating the cream solder. Done. The reflow furnace 1 according to the present embodiment is used for soldering the lead component 8.
[0032]
Next, the configuration of each part of the reflow furnace 1 will be described with reference to FIGS. Here, in FIG. 2, components above the conveyors 7a and 7c and the high-speed conveyor 7b are not shown.
[0033]
The preheating unit 2 is a part for preheating the substrate 6, and here, five sets of preheaters 10a, 10b, 10c, 10d, and 10e are provided. The pre-heater 10a and the pre-heater 10b are vertically opposed to each other across the conveyor 7a. The pre-heater 10c and the pre-heater 10d are vertically opposed to each other across the conveyor 7a. The preheater 10e is disposed below the conveyor 7a. The preheating unit 2 having such a configuration gradually heats the substrate 6 conveyed by the conveyor 7a in three stages, and heats the substrate 6 from room temperature to a predetermined temperature.
[0034]
The single-sided reflow unit 3 is a part for cooling the mounting surface on which the lead component 8 is mounted, while the pattern surface of the substrate 6 preheated by the preheating unit 2 is main-heated. The heater unit 11 and the component cooling unit 12 are provided. Have been. The heater unit 11 is disposed below the conveyor 7a, the component cooling unit 12 is disposed above the conveyor 7a, and the heater unit 11 and the component cooling unit 12 are vertically opposed across the conveyor 7a.
[0035]
The heater unit 11 is provided with a reflow panel 13 facing the pattern surface of the substrate 6 conveyed by the conveyor 7a. The reflow panel 13 is provided with a large number of through holes 13a in a range corresponding to the size of the substrate 6, for example. A heater or the like (not shown) is provided inside the heater section 11 so that hot air is discharged upward through the through hole 13 a of the reflow panel 13. Thus, hot air is supplied to the entire pattern surface of the substrate 6 conveyed by the conveyor 7a.
[0036]
The component cooling unit 12 is provided with a gas injection unit 14 facing the mounting surface of the substrate 6 conveyed by the conveyor 7a, and is configured to discharge cooling air at room temperature downward. Thereby, the cooling air is supplied to the entire mounting surface of the substrate 6 conveyed by the conveyor 7a.
[0037]
In this single-sided reflow portion 3, if the size of the lead component 8 shown in FIG. 3 is small, generally, the temperature of the soldering portion can be raised in a short time to a temperature sufficient for melting the cream solder. . On the other hand, in general, the large lead component 8 does not raise the temperature of the soldering portion to a temperature sufficient for melting the cream solder under the same conditions as the small lead component 8. As described above, in the single-sided reflow section 3, a difference ΔT in peak temperature due to heating occurs between the components due to a difference in the size and the like of the lead component 8.
[0038]
For this reason, when the heating temperature in the single-sided reflow section 3 is increased, the required temperature can be obtained even with the large-sized lead component 8 whose temperature is unlikely to rise, but the temperature of the small-sized lead component 8 whose temperature tends to rise rises. . In particular, when using a lead-free solder having a higher melting point than leaded solder, if the heating temperature is adjusted to the large lead component 8, the temperature of the small lead component 8 will be too high, causing damage.
[0039]
Therefore, in the single-sided reflow unit 3, a temperature suitable for soldering a component whose temperature is easily increased by heating, for example, a small-sized lead component 8, among the lead components 8 mounted on the substrate 6 is obtained. The temperature of the heater unit 11 and the like is set.
[0040]
Then, in order to reduce the difference ΔT in the peak temperature between the lead component 8 whose temperature is easily increased by heating and the component whose temperature is hardly increased by heating, for example, the large lead component 8, soldering of the specific lead component 8 is performed. A spot reflow unit 4 is provided so that only the attachment point can be heated.
[0041]
That is, the spot reflow unit 4 reheats a soldering location corresponding to a specific part on the pattern surface of the substrate 6 with respect to the substrate 6 on which soldering has been performed in the one-sided reflow unit 3, and performs soldering. Is performed, a spot heater section 15 is provided below the high-speed conveyor 7b. The spot heater 15 moves in a direction to approach and separate from the substrate 6 by a lifting mechanism (not shown).
[0042]
FIG. 4 is a side view showing a configuration example of the spot heater section 15. The spot heater section 15 is provided with a nozzle panel 16 having a nozzle 16a facing the pattern surface of the substrate 6 supported and transported by the high-speed conveyor 7b shown in FIG. The nozzle 16a constitutes a discharge portion, and is arranged corresponding to a soldering portion of the lead component 8, whose temperature hardly increases due to heating, for example, a large lead component. The spot heater section 15 is provided with a heater (not shown) inside so as to be supplied with air from the outside. Thereby, the external air is heated by the heater, and is discharged upward from the tip of each nozzle 16a as hot air HW2.
[0043]
Here, the peak temperature can be adjusted by changing the inner diameter of the nozzle 16a. Thereby, by selecting the nozzle 16a to be attached to the nozzle panel 16, processing the shape of the nozzle 16a, or the like, the reflow condition is set so that the difference ΔT between the peak temperatures during heating, which is different due to the size of the lead component 8 and the like, becomes small. I can do it.
[0044]
The spot to be heated in the spot reflow unit 4 is extracted, for example, by using a test substrate (not shown), and using a single-sided reflow unit 3 at a speed higher than the normal speed (0.7 to 0.8 m / min). The substrate 6 is transported at a speed of 1.0 to 1.2 m / min, and the finished state of the soldering portion at that time is checked.
[0045]
That is, by increasing the transfer speed of the substrate, the temperature of the soldering portion of each lead component is hardly increased. Therefore, a soldered portion of a lead component or the like whose temperature is unlikely to increase in temperature due to heating, such as a large-sized lead component, can be easily visually confirmed that the solder has no luster or is in a raw melted state. Then, for example, a portion where the heating temperature is low is extracted and the temperature is measured or the like. In the case of a substrate for a TV tuner, for example, in which the number of lead components is about 200, the spot reflow unit 4 has about 10 places to be heated.
[0046]
Returning to FIGS. 1 and 2, the spot reflow unit 4 is provided with a stopper 18 constituting a positioning mechanism. The stopper 18 is provided at the end of the high-speed conveyor 7b. The stopper 18 is provided between a position at which the transfer path of the substrate 6 by the high-speed conveyor 7b shown by a solid line in FIG. It is driven by a drive mechanism (not shown) so as to move between them.
[0047]
When the stopper 18 is positioned in the transport path by the high-speed conveyor 7b, the substrate 6 transported by the high-speed conveyor 7b abuts on the stopper 18. Thus, the transport of the substrate 6 in the spot reflow unit 4 is stopped, and the substrate 6 can be positioned with respect to the nozzle 16a of the spot heater unit 15. When the stopper 18 is retracted from the transport path by the high-speed conveyor 7b, the substrate 6 can be transported from the spot reflow unit 4 to the cooling unit 5.
[0048]
The cooling unit 5 is a part that cools the board 6 that has been soldered by the single-sided reflow unit 3 and the spot reflow unit 4, and is provided with a fan 19. The fans 19 are arranged vertically above and below the conveyor 7c, and supply cooling air at room temperature from both upper and lower sides of the substrate 6 transported on the conveyor 7c.
[0049]
Substrate detection sensors 20a and 20b are provided at the entrance of the preheating unit 2 and the entrance of the spot reflow unit 4, respectively. Further, a stopper 21 is provided at the entrance of the preheating unit 2. The stopper 21 is moved so as to move between a position where the transfer path of the substrate 6 is conveyed by the conveyor 7a indicated by a solid line in FIG. 1 and a position where the stopper 6 is retracted from the transfer path indicated by a two-dot chain line in FIG. Driven by a mechanism.
[0050]
When the stopper 21 is positioned in the transport path by the conveyor 7a, the taking-in of the substrate 6 into the preheating unit 2 can be stopped. When the stopper 21 is retracted, the substrate 6 can be taken into the preheating unit 2.
[0051]
The control unit 22 receives the outputs of the board detection sensors 20a and 20b and controls the stoppers 18 and 21. In addition, it moves up and down the spot heater unit 15 and controls the conveyors 7a and 7c and the high-speed conveyor 7b.
[0052]
That is, when the substrate detection sensor 20a detects the substrate 6, the control unit 22 performs control to open the stopper 21, take the substrate 6 into the preheating unit 2, and then close the stopper 21. When the substrate detection sensor 20b detects the substrate 6, the stopper 18 is closed, and the high-speed conveyor 7b is driven to take the substrate 6 into a predetermined position of the spot reflow unit 4. Control such as release.
[0053]
Next, the operation of the reflow furnace 1 of the present embodiment will be described. 5 and 6 are explanatory views showing an example of the reflow process. Here, the board 6 is a board on which the lead component 8 and the surface mount type component 9 are mixedly mounted. Steps S1 to S5 shown in FIG. 5 are the mounting process of the surface mount type component 9, and steps S6 to S10 shown in FIG. This is a mounting process of the lead component 8. The mounting of the surface mount type component 9 is performed by a general tunnel reflow furnace (not shown). First, the mounting process of the surface mount component 9 will be described. The pattern surface of the substrate 6 on which a predetermined conductor pattern is formed is directed upward, and cream solder 24a is applied to a predetermined position using a screen 23a (step S1). . Next, as the surface mount type component 9, a chip component or an IC having, for example, a package in a form called QFP (Quad Flat Package) is mounted on the substrate 6 (steps S2 and S3).
[0054]
The substrate 6 on which the surface-mounted components 9 and the like are mounted is placed in a tunnel reflow furnace (not shown), and the entire pattern surface of the substrate 6 on which the surface-mounted components are mounted is heated with hot air to melt the cream solder and perform soldering. (Step S4). Then, a cooling air at room temperature is supplied to the substrate 6 to cool the substrate 6 (step S5), and the mounting process of the surface-mounted component 9 and the like is completed.
[0055]
Next, a mounting process of the lead component 8 will be described. The reflow furnace 1 of the present embodiment is used for mounting the lead components 8. The cream solder 24b is applied to a predetermined position on the substrate 6 on which the surface-mounted components 9 and the like have been mounted by using the nozzle 23b (step S6). Next, the substrate 6 is turned over so that the mounting surface of the substrate 6 faces upward, the leads 8a of the lead components 8 are inserted into through holes (not shown) of the substrate 6, and the lead components 8 are mounted on the substrate 6 (step S7, S8).
[0056]
The substrate 6 on which the lead components 8 are mounted is taken into the reflow furnace 1 described with reference to FIG. That is, in the reflow furnace 1, when the substrate detection sensor 20a detects the substrate 6, the control unit 22 opens the stopper 21 and takes the substrate 6 into the preheating unit 2 by the conveyor 7a. In the pre-heating unit 2, while the substrate 6 is being conveyed by the conveyor 7a, the substrate 6 is heated stepwise by pre-heaters 10a to 10e arranged in three stages along the conveying direction of the substrate 6, and the substrate 6 is cooled from room temperature to a predetermined temperature. Heat gradually to the temperature.
[0057]
The substrate 6 that has passed through the preheating unit 2 is sent to the one-side reflow unit 3 by the conveyor 7a. In the single-sided reflow unit 3, the hot air HW <b> 1 is supplied from below to the substrate 6 transported by the conveyor 7 a by the heater unit 11, and the cooling air CW is supplied from above to the component cooling unit 12. When the board 6 is transported by the conveyor 7a, the entire pattern surface of the board 6 is heated, whereby the cream solder 24b is melted and the lead components 8 are soldered (step S9). At this time, the entire mounting surface of the substrate 6 is cooled, and a rise in the temperature of the lead component 8 during reflow heating is suppressed.
[0058]
When the substrate 6 transported by the conveyor 7a through the single-sided reflow unit 3 is detected by the substrate detection sensor 20b, the control unit 22 controls a driving unit (not shown) to move the stopper 18 to the transport path of the substrate 6 by the high-speed conveyor 7b. Raise to the position to block.
[0059]
Then, the substrate 6 transported by the single-side reflow unit 3 by the conveyor 7a is transferred from the conveyor 7a to the high-speed conveyor 7b, and is taken into the spot reflow unit 4 by the high-speed conveyor 7b. Here, the transport speed of the substrate 6 by the high-speed conveyor 7b is higher than the transport speed of the substrate 6 by the conveyor 7a.
[0060]
Thus, the substrate 6 soldered in the single-sided reflow unit 3 is sent to the spot reflow unit 4 in a short time. Therefore, it is possible to suppress a decrease in the temperature of the substrate 6 when the substrate 6 heated by the single-sided reflow unit 3 is taken into the spot reflow unit 4.
[0061]
When the substrate 6 is transported by the high-speed conveyor 7b, the substrate 6 hits a stopper 18. When the substrate 6 is transported to a position where it comes into contact with the stopper 18, the control unit 22 stops the transport of the substrate 6 by the high-speed conveyor 7b. Thereby, the positioning of the substrate 6 in the spot reflow unit 4 is performed.
[0062]
When the substrate 6 is conveyed to a position where it abuts against the stopper 18 and positioning is performed, the control unit 22 raises the spot heater unit 15 and causes the nozzle 16a to approach the pattern surface of the substrate 6. Since the hot air HW2 is supplied upward from the nozzle 16a, the hot air HW2 is supplied from below the substrate 6 toward the pattern surface.
[0063]
Here, the nozzle 16a is arranged in accordance with the insertion position of the component of the lead component 8 mounted on the substrate 6 whose temperature hardly increases due to heating, for example, the lead 8a of the large lead component 8. Then, since the hot air HW2 is supplied from each nozzle 16a in a state where the substrate 6 is positioned with respect to the nozzle 16a and stopped, the soldering portion corresponding to the specific lead component 8a on the substrate 6 which is hardly heated up is heated. Is done.
[0064]
Thus, the soldering location corresponding to the lead component 8 that could not be heated to a sufficient temperature in the single-sided reflow unit 3 can be sufficiently heated, for example, to melt the molten solder (Step S10).
[0065]
The control unit 22 raises the spot heater unit 15 and after a lapse of a set time, for example, 20 seconds, lowers the spot heater unit 15 to stop local heating of the substrate 6, and retracts the stopper 18 to remove the high-speed conveyor. The board 6 is transported by 7b and delivered to the conveyor 7c. Thereby, the substrate 6 is sent from the spot reflow unit 4 to the cooling unit 5.
[0066]
In the cooling unit 5, cooling air is supplied from both sides of the substrate 6 by the fan 19 while the substrate 6 is being conveyed by the conveyor 7c, and the entire substrate 6 is cooled. Then, the cooled substrate 6 is discharged out of the reflow furnace 1, and the soldering process in the reflow furnace 1 is completed.
[0067]
Here, the soldering location to be heated in the spot reflow section 4 is also heated in the single-sided reflow section 3 in the preceding stage, and the solder is not in a molten state but in a so-called raw molten state. For this reason, even if it heats by the hot air HW2 from the nozzle 16a, a solder does not fall. Therefore, no trouble such as clogging of the nozzle 16a occurs, and the inspection and cleaning work of the nozzle panel 16 caused by solder drop which has been a problem in the conventional spot reflow type reflow furnace becomes unnecessary. Further, since the solder does not fall, the soldering is performed reliably, and the quality is improved.
[0068]
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of a temperature profile between adjacent points in the spot reflow unit 4. FIG. 7A shows experimental conditions, and FIG. 7B shows experimental results.
[0069]
As shown in FIG. 7A, on the substrate 6 used for the experiment, the point of soldering of the lead component 8 to be spot-reflowed is defined as a point P1, and a position 6 mm away from the point P1 is defined as a point P2 and a position 12 mm away. Point P3. Then, the nozzles 16a are opposed to the point P1, and the temperatures of the points P2 and P3 when the spot heater 15 heats the solder until the temperature at which the solder melts at the point P1 are measured.
[0070]
As a result, as shown in FIG. 7B, it can be seen that the temperature rise is suppressed at both points P2 and P3. Thereby, in the spot reflow section 4, it is possible to sufficiently heat the soldering portion of the specific lead component 8 while suppressing the temperature rise of the surrounding lead component 8.
[0071]
FIG. 8 is a graph showing a comparative example of the present embodiment and a conventional temperature profile. FIG. 8A shows a temperature profile when the reflow furnace 1 of the present embodiment is used, and FIG. FIG. 8 shows a temperature profile when only the conventional single-sided reflow furnace is used, and FIG. 8C shows a temperature profile when only the conventional spot reflow furnace is used. Here, the temperature profile of the small lead component 8 is indicated by a solid line, and the temperature profile of the large lead component 8 is indicated by a broken line.
[0072]
In the reflow furnace 1 of the present embodiment, as shown in FIG. 8A, in the processing step in the single-sided reflow unit 3, the temperature of the small lead component 8, which tends to rise, is large compared to the size of the small lead component 8, which tends to rise. It can be seen that the temperature of the lead component 8 is low. However, in the processing step in the spot reflow section 4, only the soldering portion of the large lead component 8 is locally heated, so that only the temperature of the soldering portion of the large lead component 8 rises. It can be seen that the difference ΔT between the peak temperatures at the time of different heating due to the size and the like is small.
[0073]
For example, in the case of tin-silver-copper ternary lead-free solder, the soldering portion needs to be heated to about 230 ° C. or more. In the lead component 8, the difference ΔT between the peak temperatures is about 20 ° C. For this reason, when the heating temperature in the single-sided reflow portion 3 is adjusted to that of the small lead component, the soldering portion of the large lead component 8 is heated only to about 200 ° C., and the solder does not melt sufficiently.
[0074]
Therefore, the spot reflow portion 4 reheats only the soldering portion of the large lead component 8 so that only the temperature of the soldering portion of the large lead component 8 is raised, and the spot reflow portion 3 generates the solder. The difference ΔT in the peak temperature between the components is reduced.
[0075]
Here, the number of lead components 8 to be heated in the spot reflow unit 4 is very small as compared with the soldering locations of the entire board 6, so that the spot reflow unit 4 has few locations for setting conditions. Therefore, precise condition setting can be performed in a short time, and ΔT can be reduced to about 10 ° C. or less. Thus, the soldering location of the large lead component 8 can be heated to a temperature required for melting the solder without increasing the heating temperature in the single-sided reflow unit 3.
[0076]
On the other hand, in the conventional single-sided reflow furnace alone, as shown in FIG. 8B, the temperature of the large-sized lead component 8 whose temperature is hard to increase is smaller than that of the large-sized lead component 8 whose temperature is easily increased. It can be seen that the difference ΔT between the peak temperatures during heating, which is different due to the size of the lead component 8 and the like, is large.
[0077]
For this reason, when the heating temperature in the single-sided reflow furnace is adjusted to the size of the small lead component, the soldering portion of the large lead component does not reach a sufficient temperature, and good soldering cannot be performed. Also, if the heating temperature is adjusted to a large lead component, the temperature of the small lead component becomes too high, and the component is damaged.
[0078]
Further, in the conventional spot reflow furnace alone, the temperature can be set corresponding to each lead component. Therefore, as shown in FIG. 8C, the peak temperature at the time of heating varies depending on the size of the lead component 8 and the like. It can be seen that the difference ΔT can be reduced. However, when the number of components increases, the condition setting becomes very troublesome, and it is not practical to apply the method to a board having a large number of components.
[0079]
From the above, the reflow furnace 1 of the present embodiment can reduce the difference ΔT in peak temperature between components during heating while overcoming the drawbacks of the conventional single-sided reflow furnace and spot reflow furnace. is there.
[0080]
FIG. 9 is a schematic side view showing a modification of the reflow furnace of the present embodiment. The reflow furnace 31 shown in FIG. 9 has a component cooling unit 12 provided in each of the preheating unit 2 and the spot reflow unit 4 in addition to the one-side reflow unit 3. For example, in the spot reflow unit 4, the component cooling unit 12 is disposed above the high-speed conveyor 7b so as to face the spot heater unit 15. Thereby, the cooling air is supplied from above to the substrate 6 locally heated by the spot heater section 15, and the lead component 8 is cooled. Therefore, similarly to the single-sided reflow section 3, it is possible to prevent the temperature of the lead component 8 from rising and prevent the lead component 8 from being deteriorated in quality due to exposure to a high temperature.
[0081]
In the preheating unit 2, the component cooling unit 12 is disposed above the conveyor 7a so as to face the preheater 10e. Thereby, the cooling air is supplied from above to the substrate 6 heated by the pre-heaters 10a to 10d preceding the pre-heater 10e, and the lead components 8 are cooled.
[0082]
When lead-free solder is used, the heating temperature in the pre-heating section 2 also increases. Therefore, by providing a mechanism for cooling the lead component 8 in the pre-heating section 2 as well, it is possible to prevent quality deterioration due to exposure of the lead component 8 to high temperatures. it can.
[0083]
The reflow furnace 1 shown in FIG. 9 has the same configuration as that of the reflow furnace 1 described in FIG. 1 and the like, except that the component cooling unit 12 is provided in the spot reflow unit 4 and the preheating unit 2. Is omitted. Further, in the example shown in FIG. 9, the component cooling unit 12 is provided in both the spot reflow unit 4 and the preheating unit 2, but may be provided in either one.
[0084]
FIG. 10 is a side view showing a modification of the spot heater as a modification of the reflow furnace of the present embodiment. The spot heater section 15 shown in FIG. 10 does not require a nozzle by increasing the thickness of the nozzle panel 32. The nozzle panel 32 is provided with through holes 32a forming emission portions corresponding to the soldering locations of the lead components 8 where the temperature is unlikely to rise. By increasing the plate thickness of the nozzle panel 32, the hot air HW2 passing through the through hole 32a has directivity. Therefore, it is possible to heat the soldered portion of the lead component 8 where the temperature is unlikely to rise without using a nozzle.
[0085]
In the spot heater section 15 shown in FIG. 10, the nozzle panel 32 only needs to be provided with the through-hole 32a, so that the low-cost spot heater section 15 can be realized. Further, the adjustment of the peak temperature can be dealt with by processing such as gradually increasing the diameter of the through-hole 32a, so that the condition setting can be easily performed, and the condition setting operation process can be simplified.
[0086]
As described above, in the reflow furnace 1 of the present embodiment, the spot reflow section 4 for reheating only the low-temperature portion is provided after the single-sided reflow section 3, so that the peak temperature difference ΔT between parts is reduced. it can.
[0087]
This eliminates the need to set the heating temperature in the single-sided reflow unit 3 to a component that does not easily rise in temperature. That is, since various types of lead components are mounted on the substrate 6, when uniformly heated in the single-sided reflow unit 3, the difference ΔT in peak temperature between the component whose temperature is likely to rise and the component whose temperature is unlikely to increase. Exists. If the temperature of the solder does not rise above a predetermined temperature, reliable soldering cannot be performed. Therefore, in a conventional single-sided reflow furnace having a configuration similar to that of the single-sided reflow unit 3, the soldering location of a component that is difficult to increase in temperature is reduced. The heating temperature was set to the required temperature.
[0088]
When using a solder with a low melting point, for example, leaded solder, even if the heating temperature in a single-sided reflow furnace is set higher to match components that do not easily increase in temperature, components that easily increase in temperature will exceed the allowable temperature Nothing. However, it is effective to suppress the temperature rise of the parts from the viewpoint of quality and the like.
[0089]
On the other hand, when using a lead-free solder with a high melting point, if the heating temperature in a single-sided reflow furnace is set to a component that does not easily increase in temperature, components that easily increase in temperature will exceed the allowable temperature. Therefore, it is not possible to increase the heating temperature in the single-sided reflow unit 3 to cope with the problem.
[0090]
Therefore, in the reflow furnace of the present embodiment, by providing the spot reflow section 4 in addition to the single-sided reflow section 3, soldering of the component whose temperature is difficult to increase can be performed without heating the component whose temperature easily increases more than necessary. By heating the attachment location, reliable soldering can be performed.
[0091]
As described above, since it is possible to suppress the temperature rise of components that are likely to increase in temperature, the reflow furnace of the present embodiment is capable of reliably soldering components without damaging the components even when using lead-free solder. Can be attached.
[0092]
In addition, since spot reflow is not performed for all components, even for a board having a large number of component types and components, condition determination can be simplified and man-hours can be reduced. Therefore, even a substrate having a large number of components can be easily handled.
[0093]
Further, since the spot reflow portion 4 is provided at a stage subsequent to the single-sided reflow portion 3, the solder in the molten state is spot reflowed, and the solder is prevented from falling. This eliminates the need for periodic inspection and cleaning of the reflow panel 16 and solves the problems of equipment productivity and soldering reliability.
[0094]
The reflow furnace of the present invention can also be applied to a tunnel reflow furnace used for soldering surface mount components. In other words, the peak temperature at the time of heating may differ due to the size of the components, even for surface mount components.Therefore, a spot reflow section should be provided in the tunnel reflow furnace to reheat specific components that are unlikely to increase in temperature. Thus, the difference in peak temperature between components can be reduced.
[0095]
【The invention's effect】
As described above, the present invention heats a substrate on which a component to be soldered is mounted, and in a reflow furnace that connects the component and the substrate by solder, a transport mechanism that transports the substrate, and preheats the substrate. A preheating section having a preheater, a heater section for main heating of the substrate, a surface reflow section disposed at a stage subsequent to the preheating section, and soldering of a specific component selected in advance among components mounted on the substrate It has a spot heater section that supplies hot air from the discharge section according to the arrangement of the mounting points, and has a positioning mechanism that stops the position of the board by making the soldering point of a specific component of the board face the heating position by the discharge section. And a spot reflow section disposed after the surface reflow section.
[0096]
Thereby, the soldering location of a specific component that is insufficiently heated in the surface reflow portion can be heated again in the spot reflow portion, and the difference in peak temperature due to heating between components can be reduced.
[0097]
In addition, even if the board has a large number of components, the number of components to be heated in the spot reflow section is small, so the structure of the spot reflow section can be simple, and boards with a large number of parts can be easily handled. it can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic side view showing a configuration example of a reflow furnace of the present embodiment.
FIG. 2 is a schematic plan view showing a configuration example of a reflow furnace of the present embodiment.
FIG. 3 is a side view showing a configuration example of a substrate.
FIG. 4 is a side view showing a configuration example of a spot heater section.
FIG. 5 is an explanatory view showing an example of a reflow process.
FIG. 6 is an explanatory view showing an example of a reflow process.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of a temperature profile between adjacent points in a spot reflow unit.
FIG. 8 is a graph showing a comparative example of the present embodiment and a conventional temperature profile.
FIG. 9 is a schematic side view showing a modification of the reflow furnace of the present embodiment.
FIG. 10 is a side view showing a modification of the spot heater section.
FIG. 11 is a schematic side view showing a configuration example of a conventional reflow furnace employing a single-sided reflow method.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Reflow furnace, 2 ... Preheat part, 3 ... Single side reflow part, 4 ... Spot reflow part, 5 ... Cooling part, 6 ... Substrate, 7a ... Conveyor, 7b ... High-speed conveyor, 7c ... Conveyor, 8 ... Lead parts, 8a ... Lead, 10a, 10b, 10c, 10d, 10e ... Preheater, 11 ... Heating part, 12 ...・ Component cooling unit, 15: Spot heater unit, 16: Nozzle panel, 16a: Nozzle, 18: Stopper, 19: Fan, 20a, 20b: Substrate detection sensor, 21 ..Stoppers, 22 ... Control units

Claims

In a reflow furnace that heats a board on which a component to be soldered is mounted and connects the component and the board with solder,
A transport mechanism for transporting the substrate,
A preheating unit having a preheater for preheating the substrate,
Having a heater section for main heating the substrate, a surface reflow section disposed after the preheating section,
A spot heater that supplies hot air from a discharge unit in accordance with the arrangement of soldering locations of specific components selected in advance among the components mounted on the substrate, and the substrate is heated to a heating position by the discharge unit. A reflow furnace, comprising: a positioning mechanism for stopping a position of the substrate by opposing a soldering position of a specific component, and a spot reflow unit disposed at a subsequent stage of the surface reflow unit.

The parts to be soldered are lead parts,
2. The reflow device according to claim 1, wherein at least the surface reflow portion among the preheating portion, the surface reflow portion, and the spot reflow portion has a component cooling portion for cooling a component mounting surface of the substrate. Furnace.

2. The reflow furnace according to claim 1, wherein the transfer mechanism sets a transfer speed when the substrate is taken into the spot reflow unit faster than a transfer speed in the surface reflow unit. 3.

The reflow furnace according to claim 1, further comprising a cooling unit that cools the substrate after the spot reflow unit.

The said discharge part is a pipe-shaped nozzle, The reflow furnace of Claim 1 characterized by the above-mentioned.

2. The reflow furnace according to claim 1, wherein the discharge unit is a through hole formed in a panel.