JP2001007506A - リフローハンダ付け方法およびその装置 - Google Patents

リフローハンダ付け方法およびその装置

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JP2001007506A
JP2001007506A JP17520699A JP17520699A JP2001007506A JP 2001007506 A JP2001007506 A JP 2001007506A JP 17520699 A JP17520699 A JP 17520699A JP 17520699 A JP17520699 A JP 17520699A JP 2001007506 A JP2001007506 A JP 2001007506A
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Japan
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reflow
printed wiring
wiring board
reflow furnace
soldering
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Toyoo Okamoto
東洋男 岡本
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NIPPON ANTOMU KOGYO KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】温度追随性に富んだ所望する温度プロファイル
が容易に得られる。 【解決手段】天井13側に上方から順に設置されたファ
ン15と整流板16と多数の加熱孔18を有するパネル
ヒータ17とを備えたリフロー炉12内にあって、ハン
ダ付け前の電子部品を搭載させたプリント配線板Pを載
置した搬送手段32の昇降を制御することにより、ヒー
タ温度が一定に保持されたパネルヒータ17に対し、当
該プリント配線板Pの種類との関係で定まる移動もしく
は停止の時間と、その間の離間距離とを規制して得られ
る所定の温度プロファイルのもとで、電子部品をプリン
ト配線板Pにハンダ付けするようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、プリント配線板に
クリームハンダを介して搭載された電子部品を温度追従
性に富む好ましい温度プロファイルのもとでハンダ付け
できるリフローハンダ付け方法およびその装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】一般的なリフローハンダ付け方法は、プ
リント配線板上に形成された銅箔などからなる導体ラン
ド上にクリームハンダを塗布し、そのクリームハンダ上
にフラットパッケージIC(集積回路)やチップ抵抗な
どの電子部品を密集して搭載し、このプリント配線板を
リフロー装置を使用して加熱し、クリームハンダを溶融
させ、冷却・固化させてプリント配線板の導体ランドに
ハンダ付けすることにより行われている。
【0003】また、通常、リフローハンダ付け装置は、
主に電子部品を搭載したプリント配線板を搬送するため
の搬送手段であるベルトコンベアと、プリント配線板を
予備加熱するための予備加熱室と、ハンダ付けを行なう
ためのリフロー室と、プリント配線板を冷却するための
冷却室とを備えて形成されている。
【0004】このため、従来装置は、上記プリント配線
板を予備加熱室とリフロー室と冷却室とを通過させるこ
とにより、所定の温度プロファイルのもとでハンダ付け
できるようになっていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、近年、電気製
品の機能の多様化が促進されるに伴い、生産現場におい
ても少量多品種生産に対応し得る装置の開発が求められ
る至っている。このような技術的な趨勢は、リフローハ
ンダ付け装置の分野においても無縁ではなく、長大化し
た従来装置によっては、種類を異にする個々の製品に即
応させた温度プロファイルの設定が困難であるばかりで
なく、温度追随性にも劣るという不都合があった。
【0006】本発明は、従来技術にみられた上記課題に
鑑み、温度追随性に富んだ所望する温度プロファイルを
容易に得ることができるリフローハンダ付け方法および
その装置を提供することにその目的がある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
すべくなされたものであり、そのうち、第1の発明(方
法)の構成上の特徴は、天井側に上方から順に設置され
たファンと整流板と多数の加熱孔を有するパネルヒータ
とを備えたリフロー炉内にあって、ハンダ付け前の電子
部品を搭載させたプリント配線板を載置した搬送手段の
昇降を制御することにより、ヒータ温度が一定に保持さ
れたパネルヒータに対し、当該プリント配線板の種類と
の関係で定まる移動もしくは停止の時間と、その間の離
間距離とを規制して得られる所定の温度プロファイルの
もとで、電子部品をプリント配線板にハンダ付けするこ
とにある。
【0008】また、第2の発明(装置)の構成上の特徴
は、天井側に上方から順に設置されたファンと整流板と
多数の加熱孔を有するパネルヒータとを備えてなるリフ
ロー炉と、該リフロー炉の下面開口部の近傍領域に向け
ての冷却風の供給を自在に配設された冷却手段と、外部
とリフロー炉の前記下面開口部との間での搬入搬出のた
めの往復動と、該下面開口部からリフロー炉内への昇降
とを自在にして配設された搬送手段とを少なくとも備
え、ハンダ付け前の電子部品を搭載させたプリント配線
板を載置した前記搬送手段の往復動と昇降とを制御する
ことにより、前記リフロー炉内における所定の温度プロ
ファイルのもとでのハンダ付けを可能としたことにあ
る。この場合、前記リフロー炉には監視窓を設けておく
のが好ましい。
【0009】
【発明の実施の形態】図1は、本発明装置の概略構成例
を示す説明図であり、リフローハンダ付け装置11の全
体は、天井13側に上方から順に設置されたファン15
と整流板16と多数のガイド孔18を有するパネルヒー
タ17とを備えてなるリフロー炉12と、該リフロー炉
12の下面開口部14の近傍領域に向けての冷却風の供
給を自在に配設された冷却手段22と、外部とリフロー
炉12の下面開口部14との間での搬入搬出のための往
復動と、該下面開口部14からリフロー炉12内への昇
降とを自在にして配設された搬送手段25とを少なくと
も備えて構成されている。
【0010】このうち、適宜の容積を有してなるリフロ
ー炉12は、その周囲にガラス繊維などからなる断熱材
を配置して形成された断熱層19を備えて外気と熱的に
遮断されて形成されており、その天井13側には、モー
タ21の回転軸に軸支されたプロペラ状のファン15が
配置されており、リフロー炉12内の空気を下方に吹き
付けながら温度のムラを防止するために強制循環できる
ようになっている。なお、リフロー炉12の適宜位置に
は、耐熱ガラスを嵌め込むなどして監視窓20を設けて
おくこともできる。
【0011】また、整流板16は、多数の通孔16aを
有するパンチングボードなどにより形成されており、フ
ァン15から吹き付けられる空気の流れを整えて下方へ
と略等圧にして送出できるように配設されている。
【0012】さらに、パネルヒータ17は、整流板16
を経た空気を加熱しながらさらに下方に送出するために
設けられた例えば口径が6mm程度の多数個の加熱孔1
8を有して形成されている。この場合におけるパネルヒ
ータ17としては、直接物質に作用して熱運動を励起さ
せて温度を上昇させる作用が特に強い遠赤外線放射タイ
プのものを好適に用いることができる。しかし、必要に
よりその他の発熱方式を採用したパネルヒータを用いる
こともできる。
【0013】冷却手段25は、リフロー炉12の下面開
口部14の下方にてハンダ付け後のプリンド配線板Pを
冷却するために配設されており、例えば冷却パイプ26
に設けた多数個の噴気口26aから冷却風をプリント配
線板Pに対し吹き付けられるようにして配設するなど、
プリンド配線板Pを効率よく冷却できる適宜の構造を備
えて形成されている。
【0014】一方、搬送手段32は、作業者Wが待機す
る外部とリフロー炉12の下面開口部14との間でプリ
ンド配線板Pの搬入と搬出とを行うための往復動と、下
面開口部14の下方に位置させたプリンド配線板Pのリ
フロー炉12内での昇降とを自在にして配設されてい
る。
【0015】該搬送手段32の具体的構成につきより詳
しく説明すれば、作業者Wの待機位置からリフロー炉1
2の下面開口部14の下方の所定位置までの間を、例え
ば敷設レール上を無端チェーンや往復動チェーンを介し
て台車を往復走行させるなどして形成された自動的に往
復動し得る走行部33と、該走行部33を介して移動す
る載置部34と、該載置部34の昇降を制御する例えば
ボールねじやサーボモータなどのように正確に位置決め
できる機構を有する昇降制御部36とを備えて形成され
ている。なお、図中の符号35は、プリント配線板Pを
下支えするために載置部34上の適宜位置に立設された
ピンを示す。
【0016】次に、このようにして構成されたリフロー
ハンダ付け装置11に適用して実施される本発明に係る
リフローハンダ付け方法を図2に示すリフロー炉12内
の温度プロファイルとともに説明する。なお、本発明方
法において図2に示すプリント配線板PのレベルH2
4 の位置とその移動もしくは停止(待機)の時間およ
びパネルヒータ17の温度設定は、個々のプリント配線
板Pの種類等との関係で定まる所定の温度プロファイル
に基づき決定される。
【0017】すなわち、リフロー炉12内の天井13側
には、上方から順にファン15と整流板16と多数の加
熱孔18を有するパネルヒータ17とが設置されている
ので、ファン15から下方に送られる空気は整流板16
を経ることにより整流されてパネルヒータ17に到達す
る。この場合、パネルヒータ17が遠赤外線放射タイプ
のものであれば、直接物質に作用して熱運動を励起させ
て温度を上昇させる作用が特に強いので、より好適に用
いることができる。
【0018】パネルヒータ17は、温度が例えば240
℃というように常に一定に保たれているので、整流板1
6を経た空気が各加熱孔18を通過することにより加熱
され、該加熱空気がファン15によりリフロー炉12内
を温度ムラなく強制循環されることになる。
【0019】一方、作業者Wは、搬送手段32を構成す
る基板載置部34がリフロー炉12の外の待機位置に
て、ハンダ付け前の電子部品を搭載させたプリント配線
板Pをピン35を介して載置部34上に定置する。
【0020】作業者Wによる定置作業を終えた後は、作
動スイッチをオン操作することにより、プリント配線板
Pを載置した載置部34が走行部33を介して自動走行
し、リフロー炉12の下面開口部14の下方へとプリン
ト配線板Pを搬送する。
【0021】プリント配線板Pがリフロー炉12の下面
開口部14の下方の所定位置に到達すると、適宜のセン
サがこれを検知して昇降制御部36の駆動を開始させ、
今回分のプリント配線板Pの種類との関係であらかじめ
定められている所定の手順に従って載置部34を昇降制
御する。
【0022】これを図1と図2とを参酌しながらその一
例を具体的に説明すれば、図1においてプリント配線板
PがH1 のレベルにある昇降制御部36は、図2におけ
る→の温度プロファイルを得るためにあらかじめ定
められたプログラムに従いH 1 →H4 →H3 のレベルに
プリント配線板Pが位置するように、時間t0 〜t1
かけてその昇降が駆動制御される。
【0023】次いで、図2における→の温度プロフ
ァイルを得るため、あらかじめ定められた速度のもとで
プリント配線板Pが図1においてH3 →H2 のレベルと
なるように昇降制御部36の下降が駆動制御される。
【0024】プリント配線板PがH2 のレベルに位置す
るように昇降制御部36を移動させた後は、該昇降制御
部36をプリセットされた時間だけその動きを停止させ
ることにより、図2における→の温度プロファイル
が得られるので、例えば140〜165℃程度の恒温状
態を時間t1 〜t2 だけ維持させることができる。
【0025】さらに、図2における→の温度プロフ
ァイルを得るため、プリント配線板PがH2 →H4 のレ
ベルとなるように昇降制御部36の上昇を駆動制御した
後、プリセットされた時間だけその動きを停止させる。
これにより、時間t3 の時点にて例えば220〜240
℃程度のピーク温度でプリント配線板Pを加熱すること
ができる。
【0026】ピーク温度を時間t3 の時点で得た後は、
プリント配線板PがH1 のレベルに戻るように昇降制御
部36の下降が駆動制御されて当初位置に復帰すること
により、図2におけるる→の温度プロファイルが得
られる。
【0027】プリント配線板PがH1 のレベルに位置す
るように昇降制御部36を当初位置に復帰させた後は、
冷却手段25としての冷却パイプ26の噴気口26aか
らプリント配線板Pに向けてプリセットされた所定時間
をかけて冷却風を吹き付けることにより、プリント配線
板Pに対する冷却処理が行われる。
【0028】冷却処理後の載置部34上に定置されてい
るプリント配線板Pは、走行部33を介して作業者Wが
待機する元の位置に戻り、その作業を終了する。かかる
一連の作業を繰り返すことにより、個々のプリント配線
板Pに対する電子部品のハンダ付け作業を順次行うこと
ができる。
【0029】
【発明の効果】以上に述べたように本発明によると、ハ
ンダ付け前の電子部品を搭載させたプリント配線板は、
ヒータ温度が一定に保持されたパネルヒータに対し、当
該プリント配線板の種類との関係で定まる移動もしくは
停止の時間とその間の離間距離とを規制することによ
り、温度追随性に富んだ好ましい温度プロファイルのも
とで電子部品をプリント配線板にハンダ付けすることが
できる。
【0030】また、プリント配線板の表面は、パネルヒ
ータと対面して温度ムラのない平均化された温度状況の
もとで加熱されるので、ハンダ付け品質の向上に寄与さ
せることができる。
【0031】さらに、装置全体も小型化できるので、作
業者の多能工化を促進するなかで多品種小量生産の要請
にも即応させることができる。また、リフロー炉に監視
窓が設けられている場合には、外部から炉内状況を容易
に確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るリフローハンダ付け装置の概略構
成例を示す説明図。
【図2】リフロー炉内の温度プロファイルを例示するグ
ラフ図。
【符号の説明】
11 リフローハンダ付け装置 12 リフロー炉 13 天井 14 下面開口部 15 ファン 16 整流板 16a 通孔 17 パネルヒータ 18 加熱孔 19 断熱層 20 監視窓 21 モータ 25 冷却手段 26 冷却パイプ 26a 噴気口 32 搬送手段 33 走行部 34 載置部 35 ピン 36 昇降制御部 P プリント配線板 W 作業者

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 天井側に上方から順に設置されたファン
    と整流板と多数の加熱孔を有するパネルヒータとを備え
    たリフロー炉内にあって、ハンダ付け前の電子部品を搭
    載させたプリント配線板を載置した搬送手段の昇降を制
    御することにより、ヒータ温度が一定に保持されたパネ
    ルヒータに対し、当該プリント配線板の種類との関係で
    定まる移動もしくは停止の時間と、その間の離間距離と
    を規制して得られる所定の温度プロファイルのもとで、
    電子部品をプリント配線板にハンダ付けすることを特徴
    とするリフローハンダ付け方法。
  2. 【請求項2】 天井側に上方から順に設置されたファン
    と整流板と多数の加熱孔を有するパネルヒータとを備え
    てなるリフロー炉と、該リフロー炉の下面開口部の近傍
    領域に向けての冷却風の供給を自在に配設された冷却手
    段と、外部とリフロー炉の前記下面開口部との間での搬
    入搬出のための往復動と、該下面開口部からリフロー炉
    内への昇降とを自在にして配設された搬送手段とを少な
    くとも備え、ハンダ付け前の電子部品を搭載させたプリ
    ント配線板を載置した前記搬送手段の往復動と昇降とを
    制御することにより、前記リフロー炉内における所定の
    温度プロファイルのもとでのハンダ付けを可能としたこ
    とを特徴とするリフローハンダ付け装置。
  3. 【請求項3】 前記リフロー炉には監視窓を設けたこと
    を特徴とする請求項2記載のリフローハンダ付け装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008062296A (ja) * 2006-09-11 2008-03-21 Kanto Yakin Kogyo Co Ltd ろう接炉
WO2010116809A1 (ja) * 2009-04-07 2010-10-14 Anbe Yoshinobu X線検査用加熱装置
JP2011232029A (ja) * 2009-04-07 2011-11-17 Yoshinobu Abe 加熱装置
JP4959844B2 (ja) * 2009-11-09 2012-06-27 株式会社アンベエスエムティ X線検査用加熱装置

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