JP2000165032A - はんだ付け装置とはんだ付け方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板に搭載した非耐熱性の部品を効率よく冷
却できるはんだ付け装置とはんだ付け方法を提供するこ
と。 【解決手段】 基板における非耐熱性の部品のはんだ付
け部側を加熱した後に、冷却手段１４Ａが、前記基板に
おける前記部品の搭載面側を弱風で冷却する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板に搭載された
部品を電気的に接続するためのはんだ付け装置とはんだ
付け方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子機器の各種回路が構成されている基
板、例えばプリント基板（プリント配線板ともいう）に
対しては、各種回路を構成するための電子部品が実装さ
れる。この電子部品の実装の形式としては、例えば挿入
実装（リード部品等）や、表面実装（チップ部品等）が
ある。実装された電子部品は、プリント基板の配線部に
対してはんだ付けにより電気的な接続が行われる。この
はんだ付けの方式としては、フローはんだ方式とリフロ
ーはんだ方式がある。

【０００３】フローはんだ方式は、はんだが溶融されて
いるソルダー槽内にプリント基板を通す方式である。リ
フローはんだ方式は、プリント基板の所定の部位に対し
てクリームはんだ等を塗布マウントした後に、リフロー
炉の中でプリント基板のはんだ付け部を加熱する方式で
ある。例えばトランス、半固定ボリューム、空芯コイル
やケミカルコンデンサ等のリード部品のような非耐熱性
の電子部品は、フローはんだ付けによりプリント基板に
対してはんだ付けを行ない、空芯コイル、ＩＣ（集積回
路）パッケージ等のチップ部品のような耐熱性のある電
子部品は、リフローはんだ付けによってプリント基板に
対してはんだ付けを行う。

【０００４】通常、非耐熱性の電子部品、即ちフローは
んだ方式によりはんだ付けを行える電子部品と、耐熱性
の電子部品、即ちリフローはんだ方式でないと上手くは
んだ付けを行うことができない電子部品は、生産性を改
善し小型化を図るために、１枚のプリント基板に実装さ
れている。例えば、テレビジョン受像機用の高周波デバ
イス部分のチューナ回路とＩＦ回路を、１枚のプリント
基板で実現する場合である。従って、フローはんだ方式
とリフローはんだ方式は、１枚のプリント基板上の実装
しようとする電子部品の種類に応じて使い分ける必要が
ある。

【０００５】図６は、従来のリフローはんだ付けを行う
工程の一例を示している。同図（Ａ）に示すように、プ
リント基板Ｐの上面１１０には、耐熱性の電子部品であ
るチップ部品１１１，１１２が、リフローはんだ付けに
より既に取り付けられている。先ず、プリント基板Ｐの
上面１１０のリード部ランドにマルチディスペンサ（ノ
ズル）を用いてクリームはんだ１２１を塗布する。そし
て、同図（Ｂ）に示すように、プリント基板Ｐを反転し
て、同図（Ｃ）に示すように、プリント基板Ｐの上面１
００に対して非耐熱性の電子部品であるリード部品１０
１，１０２，１０３をマウントする。

【０００６】次に、プリント基板Ｐをリフロー炉に投入
し、同図（Ｄ）に示すように、プリント基板Ｐの下面１
１０、即ち部品はんだ付け面側に対して熱風を噴出する
ことで、クリームはんだ１２１を加熱溶融させると共
に、上面１００、即ち部品搭載面側に対して冷風を送風
することで、リード部品１０１，１０２，１０３を冷却
する。その後、同図（Ｅ）に示すように、部品はんだ付
け面側１１０に対して冷風を送風することで、クリーム
はんだ１２１を冷却固化してリード部品１０１，１０
２，１０３の各接続端子１２０をはんだ付けする。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述したよ
うなリフロー炉では、はんだ溶融工程（リフローゾー
ン）において部品搭載面側１００を冷風で冷却している
ので、リード部品１０１，１０２，１０３は冷却工程に
入る前に冷却が完了する。そして、冷却工程においては
部品はんだ付け面側１１０のみを冷風で冷却しているの
で、部品はんだ付け面側１１０の余熱が部品搭載面側１
００に伝導し、図７のＡ部に示すように、リード部品１
０１，１０２，１０３が異常加熱されることになる。従
って、非耐熱部品であるリード部品１０１，１０２，１
０３の信頼性が損なわれるおそれがあるという問題があ
った。

【０００８】本発明は、上記課題を解消し、基板に搭載
した非耐熱性の部品を効率よく冷却して熱履歴によるダ
メージを防止できるはんだ付け装置とはんだ付け方法を
提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明にあ
っては、基板に搭載された非耐熱性の部品を電気的に接
続するために、前記基板における前記部品のはんだ付け
面側を加熱するはんだ付け装置であり、加熱後の前記基
板における前記部品の搭載面側を弱風で冷却する冷却手
段を備えることにより達成される。

【００１０】上記目的は、本発明にあっては、基板上に
はんだを塗布し、前記基板を反転し、前記基板上に非耐
熱性の部品を搭載し、前記基板における前記部品のはん
だ付け面側を加熱し、加熱後の前記基板における前記部
品の搭載面側を弱風で冷却することにより達成される。

【００１１】上記構成によれば、非耐熱性の部品を冷却
するための空気を、外部から取り入れた後に一旦弱めて
から非耐熱性の部品に吹き付けるようにしているので、
余熱による非耐熱性の部品の温度上昇を防止することが
できると共に、部品揺れによるはんだ剥離を防止するこ
とができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述
べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、
技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明
の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨
の記載がない限り、これらの形態に限られるものではな
い。

【００１３】図１は、本発明のはんだ付け装置の実施形
態を示す概略構成図である。このはんだ付け装置１は、
リフロー炉として用いられ、プリヒート部１０、リフロ
ー部１２及び冷却部１４が、コンベア１６により連結さ
れた構成となっている。即ち、コンベア１６の流れ方向
に沿って、プリヒート部１０、リフロー部１２及び冷却
部１４が順次配置されている。これにより、所定の各種
部品が搭載されているプリント基板Ｐは、コンベア１６
の導入部１１から、プリヒート部１０、リフロー部１２
及び冷却部１４を経て矢印Ｔ方向に排出される。

【００１４】先ず、プリヒート部１０の構造について説
明する。このプリヒート部１０は、プリント基板Ｐを予
備加熱する部分であり、第１プリヒート部１０Ａ、第２
プリヒート部１０Ｂ、第３プリヒート部１０Ｃを有して
いる。第１プリヒート部１０Ａは、ヒータＨ１，Ｈ２及
び循環ファンＦ１を有している。第２プリヒート部１０
Ｂは、ヒータＨ３，Ｈ４及び循環ファンＦ２を有してい
る。第３プリヒート部１０Ｃは、１つのヒータＨ５と循
環ファンＦ３を有している。ヒータＨ１，Ｈ３は、コン
ベア１６の上方に配置されており、ヒータＨ２，Ｈ４及
びＨ５は、コンベア１６の下方に配置されている。循環
ファンＦ１，Ｆ２，Ｆ３は、各ヒータに対して空気を供
給して熱風を循環させるものである。

【００１５】このような構成のプリヒート部１０は、コ
ンベア１６上を搬送されてくるプリント基板Ｐの温度を
室温から所定温度まで上昇させるために、プリント基板
Ｐを３段階にわたって徐々に加熱するようになってい
る。これにより、プリント基板Ｐやプリント基板Ｐに搭
載されている電子部品に対してストレスを与えることな
く、はんだを活性化させることを同時に行うことができ
る。

【００１６】次に、リフロー部１２の構造について説明
する。リフロー部１２は、加熱手段１２Ａと冷却手段１
２Ｂを有している。加熱手段１２Ａは、コンベア１６の
下側に配置されており、冷却手段１２Ｂは、コンベア１
６の上側に配置されている。加熱手段１２Ａは、概略的
には下部ヒータ２１と上部ヒータ２２及びシロッコファ
ン２３を有している。下部ヒータ２１と上部ヒータ２２
には、それぞれ複数の穴２１ａ，２２ａが設けられてい
る。シロッコファン２３は、下部ヒータ２１と上部ヒー
タ２２の下方横側に配置されている。

【００１７】このような構成の加熱手段１２Ａは、シロ
ッコファン２３の駆動により、矢印Ｈで示すように、外
部の空気を取り込んで下部ヒータ２１の下側へ供給し、
下部ヒータ２１の穴２１ａと上部ヒータ２２の穴２２ａ
に順次通して加熱し、室温から所定の温度の熱風として
プリント基板Ｐのはんだ付け面側に均一にかつ全面的に
吹き付けるようになっている。

【００１８】冷却手段１２Ｂは、ケーシング２４、排気
ダクト２５及び排気パイプ２６を有している。ケーシン
グ２４には、開口部２４ａが設けられている。排気ダク
ト２５は、ケーシング２４の両側の位置に配設されてい
る。排気パイプ２６は、シロッコファン２３に取り付け
られている。このような構成の冷却手段１２Ｂは、図１
の円内の側面図に示すように、吸気ブロワ２７の駆動に
より、矢印Ｃで示すように、外部の空気を開口部２４ａ
からケーシング２４内に吸い込み、プリント基板Ｐの非
耐熱性の電子部品の搭載面側に沿って流し、排気パイプ
２６を通してシロッコファン２３から再びリフローヒー
タ部２８に導くようになっている。

【００１９】次に、冷却部１４の構造について説明す
る。冷却部１４は、吸気冷却システム１４Ａ及び冷却フ
ァン１４Ｂを有している。吸気冷却システム１４Ａはコ
ンベア１６の上側に配置されており、冷却ファン１４Ｂ
は、コンベア１６の下側に配置されている。図２は、吸
気冷却システム１４Ａの詳細例を示す斜視図である。こ
の吸気冷却システム１４Ａは、吸気ファン４１、ダクト
４２及び整流板４３と、これらを覆うケーシング４４で
大略構成されている。

【００２０】吸気ファン４１は、ケーシング４４の一側
面に固定されており、外部の冷却用の空気を吸気するよ
うになっている。ダクト４２は、一端開口部が吸気ファ
ン４１に接続され、他端開口部がコンベア１６の上面に
位置するように配置されており、吸気ファン４１で吸気
された冷却用の空気を送風するようになっている。整流
板４３は、ダクト４２の他端開口部に固定された複数枚
の板４３ａで構成されている。

【００２１】即ち、各板４３ａは、傾斜した状態で各板
面が所定の間隔となるように並設されており、ダクト４
２内を送風されてきた冷却用の空気を整流して弱風と
し、コンベア１６の上面に送出するようになっている。
このような構成の吸気冷却システム１４Ａは、吸気ファ
ン４１の駆動により、矢印Ｃ１で示すように、外部の空
気を取り込んでダクト４２を通し、整流板４３で整流し
てプリント基板Ｐの非耐熱性の電子部品の搭載面側に緩
やかに吹き付けるようになっている。

【００２２】図３は、吸気冷却システム１４Ａの別の詳
細例を示す斜視図である。この吸気冷却システム１４Ａ
は、吸気ファン４５及び偏向板４６と、これらを覆うケ
ーシング４７で大略構成されている。吸気ファン４５
は、ケーシング４７の一側面に固定されており、外部の
冷却用の空気を吸気するようになっている。偏向板４６
は、吸気ファン４５とコンベア１６の上面の間に位置す
るようにケーシング４７に固定された中央が折れ曲がっ
ている複数枚の板４６ａで構成されている。

【００２３】即ち、各板４６ａは、水平の状態で各板面
が所定の間隔となるように並設され、かつ一端側が吸気
ファン４５側を向き、他端側がコンベア１６の上面側を
向くように配置されており、吸気ファン４５で吸気され
た冷却用の空気を偏向させて弱風とし、コンベア１６の
上面に送出するようになっている。このような構成の吸
気冷却システム１４Ａは、吸気ファン４５の駆動によ
り、矢印Ｃ２で示すように、外部の空気を取り込んで偏
向板４６に向けて流し、偏向板４６で偏向させてプリン
ト基板Ｐの非耐熱性の電子部品の搭載側に緩やかに吹き
付けるようになっている。

【００２４】上述したはんだ付け装置１を用いてはんだ
付け処理をする方法について図４を参照して説明する。
同図（Ａ）に示すように、プリント基板Ｐの上面１１０
には、耐熱性の電子部品であるチップ部品１１１，１１
２が、フローはんだ付けにより既に取り付けられてい
る。先ず、プリント基板Ｐの上面１１０のリード部ラン
ドにマルチディスペンサ（ノズル）を用いてクリームは
んだ１２１を塗布する。そして、同図（Ｂ）に示すよう
に、プリント基板Ｐを反転して、同図（Ｃ）に示すよう
に、プリント基板Ｐの上面１００に対して非耐熱性の電
子部品であるリード部品１０１，１０２，１０３をマウ
ントする。

【００２５】次に、プリント基板Ｐをリード部品１０
１，１０２，１０３が上になるようにしてコンベア１６
の導入部１１に載せてＴ方向に搬送する。そして、プリ
ヒート部１０の第１プリヒート部１０Ａ、第２プリヒー
ト部１０Ｂ、第３プリヒート部１０Ｃを動作させて、プ
リント基板Ｐの温度を室温から所定温度まで徐々に上昇
させる。これにより、プリント基板Ｐや搭載されている
各種電子部品のストレスの緩和やクリームはんだ１２１
の活性化が行われる。

【００２６】続いて、同図（Ｄ）に示すように、リフロ
ー部１２の加熱手段１２Ａを動作させて、プリント基板
Ｐの下面１１０、即ち部品はんだ付け面側に対して熱風
を噴出することで、クリームはんだ１２１を加熱溶融さ
せると共に、冷却手段１２Ｂを動作させて、上面１０
０、即ち部品搭載面側に対して冷風を流すことで、リー
ド部品１０１，１０２，１０３を冷却する。これによ
り、リード部品１０１，１０２，１０３の各接続端子１
２０とプリント基板Ｐの配線導体との間にクリームはん
だ１２１を馴染ませることができると共に、リード部品
１０１，１０２，１０３の熱履歴によるダメージを防止
することができる。

【００２７】その後、同図（Ｅ）に示すように、冷却部
１４の冷却ファン１４Ｂを動作させて、部品はんだ付け
面側１１０に対して冷風を送風することで、クリームは
んだ１２１を冷却固化してリード部品１０１，１０２，
１０３の各接続端子１２０をはんだ付けすると共に、吸
気冷却システム１４Ａを動作させて、部品搭載面側１０
０に対して冷風を緩やかに送風することで、リード部品
１０１，１０２，１０３を冷却する。

【００２８】これにより、リード部品１０１，１０２，
１０３の各接続端子１２０をプリント基板Ｐの配線導体
に対して電気的に接続することができると共に、リード
部品１０１，１０２，１０３の余熱によるダメージを防
止することができる。即ち、冷却工程においては部品は
んだ付け面側１１０のみならず部品搭載面側１００も冷
風で冷却しているので、部品はんだ付け面側１１０から
の余熱が部品搭載面側１００に伝導しても即座に冷却す
ることができ、図５のＢ部に示すように、リード部品１
０１，１０２，１０３の異常加熱を防止することができ
る。さらに、吸気冷却システム１４Ａは、弱風をプリン
ト基板Ｐの上面１００に吹き付けているので、リード部
品１０１，１０２，１０３を揺らすことはなく、クリー
ムはんだ１２１を剥離させるようなこともない。

【００２９】尚、上述した実施形態では、プリヒート部
１０は、第１プリヒート部１０Ａ〜第３プリヒート部１
０Ｃの３段階の加熱部分を有しているが、これに限らず
１，２あるいは４以上のプリヒート部を有していても構
わない。また、リフロー部１２は、上部ヒータ２２と下
部ヒータ２１を有しているが、これに限らず３つ以上の
ヒータ部を有するようにすれば、ヒータ加熱能力を高め
ることができる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
基板に搭載した非耐熱性の部品を効率よく冷却して熱履
歴によるダメージを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のはんだ付け装置の実施形態を示す概略
構成図。

【図２】図１のはんだ付け装置の吸気冷却システムの詳
細例を示す斜視図。

【図３】図１のはんだ付け装置の吸気冷却システムの別
の詳細例を示す斜視図。

【図４】本発明のはんだ付け方法の実施形態を示す図。

【図５】図４のはんだ付け方法を用いたときのはんだ及
び部品の温度プロファイルを示す図。

【図６】従来のはんだ付け方法の工程を示す図。

【図７】図６のはんだ付け方法を用いたときのはんだ及
び部品の温度プロファイルを示す図。

【符号の説明】

１・・・はんだ付け装置、１０・・・プリヒート部、１
２・・・リフロー部、１４・・・冷却部、１４Ａ・・・
吸気冷却システム、１４Ｂ・・・冷却ファン、４１・・
・吸気ファン、４２・・・ダクト、４３・・・整流板、
４４・・・ケーシング、４５・・・吸気ファン、４６・
・・偏向板、４７・・・ケーシング、Ｐ・・・プリント
基板（基板）、１０１，１０２，１０３・・・リード部
品、１２１・・・クリームはんだ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板に搭載された非耐熱性の部品を電気
   的に接続するために、前記基板における前記部品のはん
   だ付け面側を加熱するはんだ付け装置であり、 加熱後の前記基板における前記部品の搭載面側を弱風で
   冷却する冷却手段を備えたことを特徴とするはんだ付け
   装置。
2. 【請求項２】 前記冷却手段は、外部の冷却用の空気を
   吸気するための吸気手段と、この吸気手段により吸気さ
   れた前記空気を前記基板に送風するための送風手段と、
   この送風手段により送風されてきた前記空気を整流して
   前記基板における前記部品の搭載面側に送出する整流手
   段とを有する請求項１に記載のはんだ付け装置。
3. 【請求項３】 前記冷却手段は、ケーシングと、このケ
   ーシング内に外部の冷却用の空気を吸気するための吸気
   手段と、この吸気手段により吸気された前記空気を偏向
   して前記基板における前記部品の搭載面側に送出する偏
   向手段とを有する請求項１に記載のはんだ付け装置。
4. 【請求項４】 基板上にはんだを塗布し、 前記基板を反転し、 前記基板上に非耐熱性の部品を搭載し、 前記基板における前記部品のはんだ付け面側を加熱し、 加熱後の前記基板における前記部品の搭載面側を弱風で
   冷却することを特徴とするはんだ付け方法。
5. 【請求項５】 外部の冷却用の空気を吸気し送風して整
   流し、前記基板における前記部品の搭載面側に送出する
   ことにより、前記部品の搭載面側を弱風で冷却する請求
   項４に記載のはんだ付け方法。
6. 【請求項６】 外部の冷却用の空気を吸気して偏向し、
   前記基板における前記部品の搭載面側に送出することに
   より、前記部品の搭載面側を弱風で冷却する請求項４に
   記載のはんだ付け方法。