JP2000332404A - リフロー装置 - Google Patents
リフロー装置Info
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- JP2000332404A JP2000332404A JP14241599A JP14241599A JP2000332404A JP 2000332404 A JP2000332404 A JP 2000332404A JP 14241599 A JP14241599 A JP 14241599A JP 14241599 A JP14241599 A JP 14241599A JP 2000332404 A JP2000332404 A JP 2000332404A
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- Japan
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- circuit board
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- heater
- conveyor
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- Pending
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- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 リフロー実装の条件設定を容易にし、鉛フリ
ーはんだに対応する。 【解決手段】 ＩＣパッケージ２や回路基板３の表面温
度を検出し、これに基づいてヒータ４の出力やコンベア
７の速度を制御する。
ーはんだに対応する。 【解決手段】 ＩＣパッケージ２や回路基板３の表面温
度を検出し、これに基づいてヒータ４の出力やコンベア
７の速度を制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＩＣパッケージ用
のリフロー装置に関し、特にその温度制御に関するもの
である。
のリフロー装置に関し、特にその温度制御に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】ＩＣパッケージは、回路基板へのはんだ
取り付けを、リフローにより行うことで実装作業の効率
化が図られている。回路基板上には、パッケージの各端
子をはんだ付けするランド上に、あらかじめはんだが塗
布されており、各端子を各ランドに位置合わせした状態
で、パッケージを回路基板上に配置する。そして、回路
基板をリフロー装置内に入れ、パッケージおよび回路基
板の全体を、ヒータではんだの溶融温度以上に加熱す
る。その結果、ランド上のはんだは溶融し、その後、冷
却することではんだが凝固して各端子が各ランドに接続
固定される。しかし、今後、従来の鉛はんだから、鉛フ
リー（鉛レス）はんだへの代替に伴って、いくつかの問
題点が予想される。そのひとつは、はんだ融点の上昇で
ある。鉛フリーはんだは、成分の約９０％が錫であるた
め、従来の鉛はんだに比べて融点が約３０℃上昇する。
したがって、リフロー温度も高くしなければならない
が、ＩＣチップ、パッケージおよび回路基板も同時に、
より高温に曝されるため、パッケージや回路基板の耐熱
性、信頼性が問題となる。また、従来はんだは、大部分
が鉛−錫共晶であったのに対して、鉛フリーはんだは、
錫を主成分とした様々な成分のものが開発されており、
それぞれ融点、濡れ性などの熱的特性が異なっている。
したがって、ニーズに応じて様々な種類の鉛フリーはん
だが使用されると、はんだ付けの条件も一律ではなく、
臨機応変にしなければならない。さらに、回路基板上に
搭載される電子デバイスは、サイズや熱抵抗が様々であ
り、また、基板上の搭載密度によっても加熱時のパッケ
ージ温度が変化する。したがって、これらに対しても、
はんだ付け条件が柔軟に変更できるリフロー装置が求め
られる。これに対して、従来のリフロー装置は、図３に
示すように、回路基板３が載置される熱媒体ブロック９
に埋め込まれた熱電対８で熱媒体ブロック９の温度を検
出しこれに基づいてコントローラ６がヒータ４の出力の
設定をするものであり、実際のパッケージ２または回路
基板３の温度は不明なままである。正確な温度や温度の
経時変化がわからなければ、パッケージ２や基板３に過
剰な温度がかかったり、必要な温度に達していなくて、
はんだ付けが不十分になる。これらの温度を知るために
は、パッケージ２または回路基板３自身に熱電対８を埋
め込む必要がある。したがって、あらかじめ選んだ特定
の箇所しか温度の検出ができず、また、熱電対を設ける
ことができるような、いわばテスト用のパッケージまた
は回路基板でしか、温度を検出することができない。
取り付けを、リフローにより行うことで実装作業の効率
化が図られている。回路基板上には、パッケージの各端
子をはんだ付けするランド上に、あらかじめはんだが塗
布されており、各端子を各ランドに位置合わせした状態
で、パッケージを回路基板上に配置する。そして、回路
基板をリフロー装置内に入れ、パッケージおよび回路基
板の全体を、ヒータではんだの溶融温度以上に加熱す
る。その結果、ランド上のはんだは溶融し、その後、冷
却することではんだが凝固して各端子が各ランドに接続
固定される。しかし、今後、従来の鉛はんだから、鉛フ
リー（鉛レス）はんだへの代替に伴って、いくつかの問
題点が予想される。そのひとつは、はんだ融点の上昇で
ある。鉛フリーはんだは、成分の約９０％が錫であるた
め、従来の鉛はんだに比べて融点が約３０℃上昇する。
したがって、リフロー温度も高くしなければならない
が、ＩＣチップ、パッケージおよび回路基板も同時に、
より高温に曝されるため、パッケージや回路基板の耐熱
性、信頼性が問題となる。また、従来はんだは、大部分
が鉛−錫共晶であったのに対して、鉛フリーはんだは、
錫を主成分とした様々な成分のものが開発されており、
それぞれ融点、濡れ性などの熱的特性が異なっている。
したがって、ニーズに応じて様々な種類の鉛フリーはん
だが使用されると、はんだ付けの条件も一律ではなく、
臨機応変にしなければならない。さらに、回路基板上に
搭載される電子デバイスは、サイズや熱抵抗が様々であ
り、また、基板上の搭載密度によっても加熱時のパッケ
ージ温度が変化する。したがって、これらに対しても、
はんだ付け条件が柔軟に変更できるリフロー装置が求め
られる。これに対して、従来のリフロー装置は、図３に
示すように、回路基板３が載置される熱媒体ブロック９
に埋め込まれた熱電対８で熱媒体ブロック９の温度を検
出しこれに基づいてコントローラ６がヒータ４の出力の
設定をするものであり、実際のパッケージ２または回路
基板３の温度は不明なままである。正確な温度や温度の
経時変化がわからなければ、パッケージ２や基板３に過
剰な温度がかかったり、必要な温度に達していなくて、
はんだ付けが不十分になる。これらの温度を知るために
は、パッケージ２または回路基板３自身に熱電対８を埋
め込む必要がある。したがって、あらかじめ選んだ特定
の箇所しか温度の検出ができず、また、熱電対を設ける
ことができるような、いわばテスト用のパッケージまた
は回路基板でしか、温度を検出することができない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この問題を解決すべ
く、いくつかの技術が考えられている。例えば、特開平
４−１６４３８８号公報では、ヒータに熱電対を設け
て、ヒータの温度制御を図っている。しかしながら、パ
ッケージや基板の温度を検出しているのではなく、ヒー
タ温度を検出してフィードバックしているため、ヒータ
温度の制御はできるが、肝心なパッケージや基板の温度
変化や過剰加熱などを知ることはできない。また、実開
昭６３−２５２５８号公報では、リフロー装置の炉側面
に、耐熱性の透明窓が設置されていて、外部から観察で
きるようになっている。しかしながら、高密度で多品種
なパッケージを、様々な性質のはんだを用いて実装する
のに最適な条件を設定するには、観察だけでは不可能だ
と考えられる。そこで、本発明の目的は、最適な実装条
件となる温度制御が容易なリフロー装置を提供すること
にある。
く、いくつかの技術が考えられている。例えば、特開平
４−１６４３８８号公報では、ヒータに熱電対を設け
て、ヒータの温度制御を図っている。しかしながら、パ
ッケージや基板の温度を検出しているのではなく、ヒー
タ温度を検出してフィードバックしているため、ヒータ
温度の制御はできるが、肝心なパッケージや基板の温度
変化や過剰加熱などを知ることはできない。また、実開
昭６３−２５２５８号公報では、リフロー装置の炉側面
に、耐熱性の透明窓が設置されていて、外部から観察で
きるようになっている。しかしながら、高密度で多品種
なパッケージを、様々な性質のはんだを用いて実装する
のに最適な条件を設定するには、観察だけでは不可能だ
と考えられる。そこで、本発明の目的は、最適な実装条
件となる温度制御が容易なリフロー装置を提供すること
にある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、ＩＣパッケージを回路基板
に搭載した状態でコンベアにより搬送しつつヒータで加
熱して前記ＩＣパッケージの端子と前記回路基板上の接
続ポイントとをはんだ付けするものであって、前記ＩＣ
パッケージおよび前記回路基板の少なくともいずれか一
方の表面温度を検出する温度センサと、該温度センサの
検出結果に基づいて、前記ヒータを制御する制御手段と
を有することを特徴としている。また、請求項２記載の
発明は、前記温度センサが、前記ＩＣパッケージおよび
前記回路基板の少なくともいずれか一方の表面温度を、
赤外線輻射の検出によって得る赤外線センサであること
を特徴としている。さらに、請求項３記載の発明は、前
記制御手段が、はんだ付けされた前記ＩＣパッケージお
よび前記回路基板を冷却する冷却装置を前記温度センサ
の検出結果に基づいて制御することを特徴としている。
加えて、請求項４記載の発明は、前記制御手段が、前記
温度センサの検出結果に基づいて、前記コンベアの速度
を制御することを特徴としている。
め、請求項１記載の発明は、ＩＣパッケージを回路基板
に搭載した状態でコンベアにより搬送しつつヒータで加
熱して前記ＩＣパッケージの端子と前記回路基板上の接
続ポイントとをはんだ付けするものであって、前記ＩＣ
パッケージおよび前記回路基板の少なくともいずれか一
方の表面温度を検出する温度センサと、該温度センサの
検出結果に基づいて、前記ヒータを制御する制御手段と
を有することを特徴としている。また、請求項２記載の
発明は、前記温度センサが、前記ＩＣパッケージおよび
前記回路基板の少なくともいずれか一方の表面温度を、
赤外線輻射の検出によって得る赤外線センサであること
を特徴としている。さらに、請求項３記載の発明は、前
記制御手段が、はんだ付けされた前記ＩＣパッケージお
よび前記回路基板を冷却する冷却装置を前記温度センサ
の検出結果に基づいて制御することを特徴としている。
加えて、請求項４記載の発明は、前記制御手段が、前記
温度センサの検出結果に基づいて、前記コンベアの速度
を制御することを特徴としている。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明の一の実施の形態を図面を
参照して説明する。図１は、本発明によるリフロー装置
１の一例を示す模式図である。
参照して説明する。図１は、本発明によるリフロー装置
１の一例を示す模式図である。
【０００６】図１に示したリフロー装置１（外観は不図
示）は、少なくとも、ＩＣパッケージ２および回路基板
３を加熱するヒータ４と、ＩＣパッケージ２および回路
基板３の表面温度を感知する赤外線センサ５と、その温
度情報に基づいてヒータ４の出力およびコンベア７の速
度を制御するコントローラ６（制御手段）と、ＩＣパッ
ケージ２および回路基板３を冷却する冷却装置１０（図
２参照）と具備している。ここで、ヒータ４としては、
任意の熱源により熱風を発生させる熱風発生装置が用い
られ、冷却装置１０としては、冷風を発生させるものが
用いられる。図２は、リフロー装置１のヒータ４、赤外
線センサ５および冷却装置１０の配置分布を示す模式図
である。ヒータ４および冷却装置１０は、コンベア７の
可動方向に一律ではなく、任意に配置され、ＩＣパッケ
ージ２の実装密度に分布のある基板の加熱に対しても、
細かな温度制御が可能となっている。
示）は、少なくとも、ＩＣパッケージ２および回路基板
３を加熱するヒータ４と、ＩＣパッケージ２および回路
基板３の表面温度を感知する赤外線センサ５と、その温
度情報に基づいてヒータ４の出力およびコンベア７の速
度を制御するコントローラ６（制御手段）と、ＩＣパッ
ケージ２および回路基板３を冷却する冷却装置１０（図
２参照）と具備している。ここで、ヒータ４としては、
任意の熱源により熱風を発生させる熱風発生装置が用い
られ、冷却装置１０としては、冷風を発生させるものが
用いられる。図２は、リフロー装置１のヒータ４、赤外
線センサ５および冷却装置１０の配置分布を示す模式図
である。ヒータ４および冷却装置１０は、コンベア７の
可動方向に一律ではなく、任意に配置され、ＩＣパッケ
ージ２の実装密度に分布のある基板の加熱に対しても、
細かな温度制御が可能となっている。
【０００７】ＩＣパッケージ２を搭載した回路基板３
は、コンベア７によってリフロー装置１内を移動する。
リフロー装置１内には、ヒータ４と赤外線センサ５と冷
却装置１０とが備わっており、ヒータ４によって加熱さ
れてはんだが溶かされた後、該はんだが冷却装置１０で
冷却されることで固化することにより、ＩＣパッケージ
２の端子と回路基板３上の接続ポイントとのはんだ付け
が行われる。赤外線センサ５は、ＩＣパッケージ２や回
路基板３の表面からの輻射によって、その温度分布を検
出する。その結果はコントローラ６で分析され、あらか
じめ設定してある最適な温度条件に適合するよう、ヒー
タ４の出力、冷却装置１０の作動およびコンベア７の速
度にフィードバックをかけて制御する。
は、コンベア７によってリフロー装置１内を移動する。
リフロー装置１内には、ヒータ４と赤外線センサ５と冷
却装置１０とが備わっており、ヒータ４によって加熱さ
れてはんだが溶かされた後、該はんだが冷却装置１０で
冷却されることで固化することにより、ＩＣパッケージ
２の端子と回路基板３上の接続ポイントとのはんだ付け
が行われる。赤外線センサ５は、ＩＣパッケージ２や回
路基板３の表面からの輻射によって、その温度分布を検
出する。その結果はコントローラ６で分析され、あらか
じめ設定してある最適な温度条件に適合するよう、ヒー
タ４の出力、冷却装置１０の作動およびコンベア７の速
度にフィードバックをかけて制御する。
【０００８】以上に述べたように、この実施の形態によ
れば、ＩＣパッケージ２や回路基板３の表面温度が検出
されることによって、ヒータ４の出力やコンベア７の速
度が制御されるリフロー装置であるため、ニーズに応じ
て様々な種類の鉛フリーはんだを使用することが可能で
あり、実装条件も臨機応変にできる。
れば、ＩＣパッケージ２や回路基板３の表面温度が検出
されることによって、ヒータ４の出力やコンベア７の速
度が制御されるリフロー装置であるため、ニーズに応じ
て様々な種類の鉛フリーはんだを使用することが可能で
あり、実装条件も臨機応変にできる。
【０００９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のリフロー
装置では、温度の過剰によるＩＣパッケージや回路基板
の破壊や、温度の不足によるはんだの未溶融などの問題
は解消され、最適な温度条件（ヒータ出力、冷却出力、
コンベア速度など）の設定が容易である。しかも、テス
トエレメントの必要数が最低限となり、使用できるはん
だ材の種類の幅が広がる。また、ひとつの基板上で、こ
となるはんだを用いるなどの、選択の自由度が増す。
装置では、温度の過剰によるＩＣパッケージや回路基板
の破壊や、温度の不足によるはんだの未溶融などの問題
は解消され、最適な温度条件（ヒータ出力、冷却出力、
コンベア速度など）の設定が容易である。しかも、テス
トエレメントの必要数が最低限となり、使用できるはん
だ材の種類の幅が広がる。また、ひとつの基板上で、こ
となるはんだを用いるなどの、選択の自由度が増す。
【図１】 本発明の一の実施の形態によるリフロー装置
の一例を示す模式図である。
の一例を示す模式図である。
【図２】 本発明の一の実施の形態によるリフロー装置
のヒータ面の一例を示す模式図である。
のヒータ面の一例を示す模式図である。
【図３】 従来のリフロー装置の一例を示す模式図であ
る。
る。
１ リフロー装置 ２ ＩＣパッケージ ３ 回路基板 ４ ヒータ ５ 赤外線センサ ６ コントローラ（制御手段） ７ コンベア ８ 熱電対 ９ 熱媒体ブロック １０ 冷却装置
───────────────────────────────────────────────────── 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 1/008 Ｂ２３Ｋ 1/008 Ｅ 3/04 3/04 Ｙ 31/00 31/00 Ｈ 31/02 ３１０ 31/02 ３１０Ｇ // Ｂ２３Ｋ 101:40
Claims (4)
- 【請求項１】 ＩＣパッケージを回路基板に搭載した状
態でコンベアにより搬送しつつヒータで加熱して前記Ｉ
Ｃパッケージの端子と前記回路基板上の接続ポイントと
をはんだ付けするリフロー装置において、 前記ＩＣパッケージおよび前記回路基板の少なくともい
ずれか一方の表面温度を検出する温度センサと、 該温度センサの検出結果に基づいて、前記ヒータを制御
する制御手段とを有することを特徴とするリフロー装
置。 - 【請求項２】 前記温度センサは、前記ＩＣパッケージ
および前記回路基板の少なくともいずれか一方の表面温
度を、赤外線輻射の検出によって得る赤外線センサであ
ることを特徴とする請求項１のリフロー装置。 - 【請求項３】 前記制御手段は、はんだ付けされた前記
ＩＣパッケージおよび前記回路基板を冷却する冷却装置
を前記温度センサの検出結果に基づいて制御することを
特徴とする請求項１または２記載のリフロー装置。 - 【請求項４】 前記制御手段は、前記温度センサの検出
結果に基づいて、前記コンベアの速度を制御することを
特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記載のリフロ
ー装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14241599A JP2000332404A (ja) | 1999-05-21 | 1999-05-21 | リフロー装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14241599A JP2000332404A (ja) | 1999-05-21 | 1999-05-21 | リフロー装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000332404A true JP2000332404A (ja) | 2000-11-30 |
Family
ID=15314810
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14241599A Pending JP2000332404A (ja) | 1999-05-21 | 1999-05-21 | リフロー装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000332404A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007258487A (ja) * | 2006-03-23 | 2007-10-04 | Espec Corp | ハンダ付け装置用冷却装置、並びに、ハンダ付け装置 |
| CN104049654A (zh) * | 2014-05-28 | 2014-09-17 | 国家电网公司 | 一种融锡器皿温控电路 |
-
1999
- 1999-05-21 JP JP14241599A patent/JP2000332404A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007258487A (ja) * | 2006-03-23 | 2007-10-04 | Espec Corp | ハンダ付け装置用冷却装置、並びに、ハンダ付け装置 |
| CN104049654A (zh) * | 2014-05-28 | 2014-09-17 | 国家电网公司 | 一种融锡器皿温控电路 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20021203 |