JP2001144424A - フローはんだ付け方法とその装置 - Google Patents

フローはんだ付け方法とその装置

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JP2001144424A
JP2001144424A JP32556699A JP32556699A JP2001144424A JP 2001144424 A JP2001144424 A JP 2001144424A JP 32556699 A JP32556699 A JP 32556699A JP 32556699 A JP32556699 A JP 32556699A JP 2001144424 A JP2001144424 A JP 2001144424A
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JP
Japan
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circuit board
solder
printed circuit
soldering
cooling
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JP32556699A
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English (en)
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Masato Hirano
正人 平野
Atsushi Yamaguchi
敦史 山口
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 フローはんだ付けする部分の噴流はんだの熱
によって、リフローはんだ付けされた部分のはんだが再
溶融せず、電子部品が損傷しないフローはんだ付け方法
とその装置を提供する。 【解決手段】 電子部品9a〜9cが搭載されたプリン
ト基板8を、はんだ槽6に貯留された溶融はんだを噴流
させ、その噴流はんだ7を、搬送コンベア10により搬
送されるプリント基板8の裏面側に吹き付けることによ
ってはんだ付けするフローはんだ付け方法において、裏
面側を噴流はんだ7によってはんだ付けする際に、搬送
されるプリント基板8の上方より冷風12を供給し、プ
リント基板8の表面側を冷却する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、表面実装部品など
の電子部品がリフローはんだ付けされたプリント基板
に、リード付き部品などの電子部品をフローはんだ付け
するフローはんだ付け方法とその装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】一般に電子部品をプリント基板にはんだ
付けする方法としては、搭載される電子部品の種類に応
じて種々の方法が選択できる。例えば、リード付き部品
では、リード部分をプリント基板に挿入した状態で、基
板裏面からはんだ付けする方法がある。またリード付き
部品とチップ部品が混載している場合には、基板裏面に
チップ部品を接着剤を用いて仮固定し、基板表面からリ
ード付き部品を挿入した状態で、裏面をはんだ付けする
フローはんだ付け方法がある。またQFP等の表面実装
部品では、プリント基板上にクリームはんだを印刷して
部品を装着した後、リフロー加熱して冷却するリフロー
はんだ付け方法がある。また、フロー加熱するリード付
き部品とチップ部品、リフロー加熱する表面実装部品が
混載している場合には、プリント基板の表面をリフロー
はんだ付け終了後、その裏面をフローはんだ付けすると
いった方法もある。
【0003】この方法について図3に示す従来のフロー
はんだ付け装置の概略図を用いて、以下、説明する。
【0004】このフローはんだ付け装置は、搬送コンベ
ア10にて装置内を搬送されるプリント基板8を予備加
熱する予熱部1と、予備加熱されたプリント基板8の裏
面側からフローはんだ付けするはんだ付け部2を備えて
いる。はんだ付け部2は、溶融はんだを貯留するはんだ
槽6と、溶融はんだを、搬送されるプリント基板8の裏
面側へ噴流はんだ7として吹き付けるための噴流部4、
5を備えている。13は前記予備加熱するための加熱器
であり、14は、はんだ付け前にフラックスを塗布する
ためのフラックス塗布器である。
【0005】上記構成により、後記電子部品9a、9c
が搭載されたプリント基板8は、搬送コンベア10によ
って搬送されながらその裏面側に、はんだ槽6の噴流部
4、5から吹き付けられた噴流はんだ7によってはんだ
付けされる。そして、はんだ付けされたプリント基板8
は搬出されて、自然冷却される。
【0006】プリント基板8には、フローはんだ付け用
のリード付き部品9aと既にリフローはんだ付けされた
QFPなどの表面実装部品9cが混載されている。つま
り、プリント基板8の表面に表面実装部品9cが既にリ
フローはんだ付けされた後、その裏面を上記装置によっ
て、リード付き部品9aのフローはんだ付けが行われる
ことになる。表面側のリフローはんだ付けと裏面側のフ
ローはんだ付けに用いるはんだ材料は、従来は、溶融温
度が同じ錫、鉛の共晶はんだを使用していた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
電子機器に使用されてきたはんだに含まれている鉛が酸
性雨などによって溶出し、地下水を汚染するといったこ
とが社会問題化しており、鉛を除いたはんだ材料(鉛フ
リーはんだ)を使用するようになってきている。このは
んだ材料の一般的な特徴として例えば、錫、銀を主成分
とした鉛を含有しないはんだ材料は、従来の鉛を含有し
た共晶はんだと比較して、融点が高く、濡れ性が劣ると
いった傾向がある。
【0008】このようなことから、リフローはんだ付け
においては、部品が装着された状態で、部品の耐熱保証
温度を確保しながらリフロー加熱することが要求される
ため、可能な限り融点の低いはんだ材料が求められる。
一方、フローはんだ付けにおいては、従来からはんだは
250℃程度に加熱されるため、リフローはんだ付けに
比べると、現在開発されているもっとも実用化に近い鉛
フリーはんだ材料の融点に対しては問題なく使用でき
る。また、フローはんだ付けにおいては、信頼性や材料
コスト面などから、リフローはんだ付けに用いられるは
んだ材料組成とは異なる材料組成が使用される傾向にあ
る。
【0009】このため、基板表面のリフローはんだ付け
面と基板裏面のフローはんだ付け面のはんだ材料の組成
は、一致させる必要性はなく、一般的に表面実装部品は
耐熱性が低いものが多く、またリフロー面の方がフロー
面に使用されているはんだ材料の融点よりも低いものが
使用されている。
【0010】以上のように、リフロー面とフロー面のは
んだ材料組成の組合わせによっては、リフロー面のはん
だ付けが完了したプリント基板8を上記従来の装置にて
フローはんだ付けする場合、フロー面(プリント基板8
の裏面)に吹き付けられる噴流はんだ7の熱によって、
既にはんだ付けされたリフロー面(プリント基板8の表
面)のはんだが再溶融し、はんだ組織の劣化を引き起こ
したり、接合信頼性の低下を招く問題や、電子部品が損
傷する問題が発生する。
【0011】本発明は上記問題点に鑑み、フローはんだ
付けする部分の噴流はんだの熱によって、リフローはん
だ付けされた部分のはんだが再溶融せず、電子部品が損
傷しないフローはんだ付け方法とその装置を提供するこ
とを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明のフローはんだ付
け方法は上記目的を達成するため、電子部品が搭載され
たプリント基板を、はんだ槽に貯留された溶融はんだを
噴流させ、その噴流はんだを、搬送コンベアにより搬送
されるプリント基板の裏面側に吹き付けることによって
はんだ付けするフローはんだ付け方法において、裏面側
を前記噴流はんだによってはんだ付けする際に、搬送さ
れるプリント基板の上方より冷風を供給し、プリント基
板の表面側を冷却することを特徴とする。
【0013】本発明の方法によれば、搬送されながら、
裏面側に噴流はんだを吹き付けることによってはんだ付
けされるプリント基板の表面側を、上方から供給される
冷風により冷却することができ、既にリフローはんだ付
けされている表面実装部品のはんだを再溶融させること
がなく、またはんだ組織の劣化を引き起こすことがない
ので、表面実装部品の損傷を防止できる。一方、はんだ
付けされていない状態のとき、つまりプリント基板が溶
融はんだの上方に搬送されていないときは冷風の供給が
ないので、はんだ槽に貯留された溶融はんだの温度を低
下させることがない。
【0014】上記方法の構成において、冷風を、はんだ
付けのために搬送されるプリント基板の上方を仕切って
多数形成された冷却ゾーンから供給し、プリント基板が
各冷却ゾーンを通過する際に、その冷却ゾーンにおいて
のみプリント基板を冷却するようにすれば、プリント基
板が次のゾーンへ通過すれば、その前のゾーンの冷風の
供給を停止し、またプリント基板が入れば再開するなど
はんだ温度のコントロールを効率よく確実に行うことが
できる。
【0015】本発明のフローはんだ付け装置は上記目的
を達成するため、電子部品が搭載されたプリント基板を
搬送する搬送コンベアと、溶融はんだを貯留するはんだ
槽及びこのはんだ槽から溶融はんだを前記プリント基板
の裏面側に吹き付ける噴流部を備えたはんだ付け部と、
プリント基板の表面側に冷風を供給するために上方に配
置される冷却部とからなることを特徴とする。
【0016】本発明の装置によれば、上記本発明の方法
を具体的に実現することができる。
【0017】また上記装置の構成において、冷却部に、
冷風が順次プリント基板の表面側に供給されるように、
多数の冷却ゾーンに仕切る仕切板を設け、その仕切板に
よって、基板搬送方向に、噴流はんだの広がり寸法の間
隔で、冷却部を各冷却ゾーンに仕切ると好適である。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図1
と図2を用いて説明する。
【0019】図1は本実施形態のフローはんだ付け装置
を断面して示す概略構成図である。
【0020】このフローはんだ付け装置は、搬送コンベ
ア10にて装置内を搬送されるプリント基板8を予備加
熱する予熱部1と、予備加熱されたプリント基板8を裏
面側からフローはんだ付けするはんだ付け部2と、プリ
ント基板8の表面側から冷風12を供給することにより
冷却する冷却部3とから主構成されている。
【0021】プリント基板8には図2に示すように、リ
ード付き電子部品9aと表面実装部品9b、9cが混載
され、リフローはんだ付け後に、本実施形態のフローは
んだ付けを行うようにされている。一般的なプロセスと
して、まず、プリント基板8上の電極にメタルマスクを
介してクリームはんだを印刷し、その上にQFP等の表
面実装部品9cを装着し、リフロー加熱し冷却すること
によってリフローはんだ付けを行う。その後、プリント
基板8を反転させて、フローはんだ付けするチップ部品
9bの装着面に部品落下を防止するための接着剤等を塗
布して硬化し、チップ部品9bをプリント基板8に仮固
定する。そして、リード付き部品9aのリードをプリン
ト基板8の孔に挿入して、図1に示すフローはんだ付け
装置により、リード付き部品9aとチップ部品9bのは
んだ付けを行う。
【0022】このフローはんだ付けに際し、はんだ付け
前にはフラックス塗布器14により、フラックスが塗布
される。次に、予熱部1にて加熱器13によって、前述
した電子部品9a〜9cが搭載されたプリント基板8を
予備加熱する。搬送コンベア10によってはんだ付け部
2に搬送されたプリント基板8は、溶融はんだが蓄えら
れたはんだ槽6から吹き出される噴流はんだ7によって
その裏面が浸漬され、フローはんだ付けが行われる。は
んだ付け部2は、一次噴流部4と二次噴流部5とに分か
れており、それぞれ噴流ノズル4a、5aが設置されて
いる。はんだ付け部2は、搬送されるプリント基板8の
上方空間が、基板搬送方向に直交する方向に基板幅より
大きい幅で設置された仕切板11により仕切られてい
る。そして冷却部3は、仕切板11によって基板搬送方
向に、噴流ノズル4a、5aからの噴流はんだ7の広が
り寸法Bの間隔(図2)で、多数の冷却ゾーン3aに細
分化されている。
【0023】各冷却ゾーン3aでは、プリント基板8の
通過に伴い、外気から導入された冷風12がフローはん
だ付け装置の外部から供給される。ある冷却ゾーン3a
をプリント基板8が通過し終えれば、冷風12の供給が
停止するように、また、次の冷却ゾーン3aにプリント
基板8が入ればまた冷風12の供給が再開されるように
構成されている。
【0024】既述したように、プリント基板8にはリフ
ローはんだ付けされた表面実装部品9cとフローはんだ
付けするチップ部品9bやリード付き部品9aが混載し
ており、噴流はんだ7によるフロー熱で、既にリフロー
はんだ付けされた表面実装部品9cの接合部のはんだが
再溶融されたり、部品自体が熱損傷するおそれがある。
しかし、本実施形態では、冷却部3の仕切板11によっ
て細分化された各冷却ゾーン3aから冷風12を供給す
ることによって、搬送されながら前述のようにフローは
んだ付けされるプリント基板8の表面側を冷却するの
で、リフローはんだ付けされたはんだの再溶融や表面実
装部品9cの熱損傷を防止することができる。
【0025】また冷風12は、プリント基板8の搬送に
連動して供給、つまり各冷却ゾーン3aを通過するプリ
ント基板8を、その冷却ゾーン3aにおいてのみ冷却
し、プリント基板8が通過した後はその供給を停止し、
次の冷却ゾーン3aにプリント基板8が入ればまた供給
を再開する。従って、プリント基板8が溶融はんだの上
方に搬送されていないときには冷風12の供給がなく、
噴流はんだ7として吹き付けられるはんだ槽6内の溶融
はんだの温度低下を防ぐこともできる。
【0026】
【発明の効果】本発明のフローはんだ付け方法とその装
置によれば、リフロー面に表面実装部品などが搭載され
たプリント基板に、リード付き部品などをフローはんだ
付けする際、フロー面への噴流はんだの熱によって、既
にはんだ付けされたリフロー面のはんだが再溶融した
り、表面実装部品などの電子部品が損傷するのを防止す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るフローはんだ付け装
置を断面して示す概略構成図。
【図2】同実施形態におけるはんだ付け状態を断面して
示す概略図。
【図3】従来例のフローはんだ付け装置を断面して示す
概略構成図。
【符号の説明】
2 はんだ付け部 3 冷却部 3a 冷却ゾーン 4 一次噴流部 4a、5a 噴流ノズル 5 二次噴流部 6 はんだ槽 7 噴流はんだ 8 プリント基板 9a〜9c 電子部品 10 搬送コンベア 11 仕切板 12 冷風 B 噴流はんだの広がり寸法

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電子部品が搭載されたプリント基板を、
    はんだ槽に貯留された溶融はんだを噴流させ、その噴流
    はんだを、搬送コンベアにより搬送されるプリント基板
    の裏面側に吹き付けることによってはんだ付けするフロ
    ーはんだ付け方法において、裏面側を前記噴流はんだに
    よってはんだ付けする際に、搬送されるプリント基板の
    上方より冷風を供給し、プリント基板の表面側を冷却す
    ることを特徴とするフローはんだ付け方法。
  2. 【請求項2】 冷風は、はんだ付けのために搬送される
    プリント基板の上方を仕切って多数形成された冷却ゾー
    ンから供給し、プリント基板が各冷却ゾーンを通過する
    際に、その冷却ゾーンにおいてのみプリント基板を冷却
    する請求項1記載のフローはんだ付け方法。
  3. 【請求項3】 電子部品が搭載されたプリント基板を搬
    送する搬送コンベアと、溶融はんだを貯留するはんだ槽
    及びこのはんだ槽から溶融はんだを前記プリント基板の
    裏面側に吹き付ける噴流部を備えたはんだ付け部と、プ
    リント基板の表面側に冷風を供給するために上方に配置
    される冷却部とからなることを特徴とするフローはんだ
    付け装置。
  4. 【請求項4】 冷却部に、冷風が順次プリント基板の表
    面側に供給されるように、多数の冷却ゾーンに仕切る仕
    切板を設けた請求項3記載のフローはんだ付け装置。
  5. 【請求項5】 冷却部は、仕切板によってプリント基板
    搬送方向に、噴流はんだの広がり寸法の間隔で各冷却ゾ
    ーンに仕切られている請求項4記載のフローはんだ付け
    装置。
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