JP2001507872A - 少なくとも１個のキャリヤにコンポーネントをはんだ付けする方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、少なくとも１個のキャリヤ（１１）に例えば、はんだ付け又は接着によってコンポーネント（１２）を連結する方法に関する。このような方法はオーブン（１）内で行ない、このオーブンにキャリヤを通過させる。好適には、キャリヤを可撓性のフォイルとする。キャリヤはオーブンを上側部分（２）及び下側部分（３）に分割する。双方の部分で熱気流（１４）を発生させ、キャリヤに向かって指向させる。フォイルによる分離によって、上側部分の熱気流は下側部分には達することができず、その逆も不可能になる。上側部分の熱気流の温度は下側部分の熱気流の温度とは異ならせる（例えば、下側部分よりも高くする）。オーブンの上側部分の加熱素子はすべて同一の高温（例えば、２４０℃）及び下側部分の加熱素子はすべて同一の低温（例えば、６０℃）にする。少なくとも一方の熱気流を調整することによって、キャリヤの位置（例えば、はんだ付け領域１７）における所要温度を（熱水／冷水混合タップのように）極めて迅速に得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】 少なくとも１個のキャリヤにコンポーネントをはんだ付けする方法 本発明は、接続ポイントをユニットる少なくとも１個のキャリヤにコンポーネ ントを接続する方法であって、接続ポイントに接続媒体を塗布し、前記キャリヤ に前記コンポーネントを配置し、前記コンポーネントを有する前記キャリヤをオ ーブンに通過するよう搬送し、前記オーブン内では前記キャリヤの両側面に熱気 流を導入し、前記熱気流は制御してキャリヤの位置で互いに分離し、前記キャリ ヤの一方の側面側の前記熱気流の温度を前記キャリヤの他方の側面側の熱気流の 温度よりも高くし、前記接続ポイントを高い方の温度の熱気流側に配置したコン ポーネント接続方法に関するものである。 このようなコンポーネントのはんだ付けによって接続する方法はヨーロッパ特 許第０４６９７８８号に記載されている。 このヨーロッパ特許に記載の方法は、例えば、コンポーネントをキャリヤには んだ付けする「リフロー」はんだ付けと称される方法を使用する。コンポーネン ト配置装置によってコンポーネントをキャリヤ上に位置決めしてコンポーネント の電気接点を、キャリヤの対応のはんだ付けポイント（はんだ付け領域）に配置 する。コンポーネントを配置する前に、はんだ付け領域にはんだ、通常ははんだ ペーストを設けておく。リフローオーブン内ではんだを溶融し、次に冷却して電 気接点をはんだ付け領域に電気的かつ機械的に接続する。この操作プロセス中、 キャリヤは連続的に即ち、一定速度でオーブンを通過させる。このオーブンは、 個別に加熱される異なる区域を有し、溶融温度まで徐々に温度が上昇する加熱を 行なうようにする。はんだ付け操作を開始する前にオーブンにおける種々の区域 はそれぞれ所定の温度に加熱される。キャリヤのどちらか一方の側の区域は、キ ャリヤに向かって導入される熱気流を生ずるファンを有する加熱素子を設けるの が一般的である。或る区域における２個の熱気流を混合し、この結果、キャリヤ の位置で所定の温度を得る。加熱素子の温度を調整することによって若干の時間 後にこの区域における所要温度に達する。このことは他の区域にも必要である。 この調整には比較的長い時間がかかり、例えば、３０分又はそれ以上かかること になる。例えば、長い又は短いキャリヤの他のキャリヤをはんだ付けするときに は、オーブンの温度を調整しなければならない。 上述のヨーロッパ特許第０４６９７８８号には、オーブンの区域において、熱 気流間の分離を行なうリフローはんだ付けプロセスが記載されている。この分離 はキャリヤ自体によってまた追加した遮蔽プレートによって行なう。この結果、 ２個の熱気流間に混合は生じない。キャリヤの一方の側面側の熱気流の温度は、 他方の側面側よりも相当低くし、この結果、キャリヤの位置でのキャリヤの一方 の側では他方の側よりも低くなる。溶融すべきはんだは温度が高い方の側に配置 する。このプロセスは特に、リード線付きコンポーネントのはんだ付けに関する ものであり、このコンポーネントは高いはんだ付け温度にさらされてはならない 。この既知のはんだ付けプロセスにおいては、コンポーネントはキャリヤの温度 が低い方の側に配置し、はんだ付けすべき接点リード線はキャリヤを貫通し、キ ャリヤの他方の側の温度が高い方の側のはんだ付け領域にはんだ付けする。この 場合、熱気流間の分離は、単にはんだ付け中にコンポーネントの過加熱防止のた めコンポーネントが比較的低い温度環境にあるようにするためのものである。 接着剤によりコンポーネントをキャリヤに取り付けるときは、硬化プロセスを このようなオーブン内で行なう。しかし、設定温度は通常はもっと低い異なる温 度にする。 本発明の目的は、所要のオーブン温度の迅速な調整を行なうことができる冒頭 に述べたタイプのコンポーネントはんだ付け方法を得るにある。 この目的を達成するため、本発明コンポーネント接続方法は、前記接続ポイン トの温度を前記熱気流のうちの少なくとも１個の熱気流の流速を制御することに よって所要の値に調整することができるようにしたことを特徴とする。 このような制御は熱水及び冷水を混合コックにより混合制御する方法によくた とえられる。僅かに冷たい水を導入することにより即座に低い温度を得ることが できる。好適には、２個の熱気流の流速を制御することによって温度を所要の値 に調整する。 この方法は迅速な温度調整が可能であるため、接続プロセス（操作）中に熱気 流を連続的に制御して、接続ポイントで所要の温度が得られるようにする。オー ブンを通過するキャリヤの搬送方向に見て、オーブンには或る所要の温度プロフ ァイル（輪郭）曲線が得られるようにする。この温度プロファイルから僅かにず れを生じた場合に迅速に修正することができる。好適には、キャリヤ搬送が中断 した場合に、温度プロファイルをキャリヤの搬送方向とは逆方向にシフトしたプ ロファイルになるように熱気流を制御する。このことの利点は、接続プロセス例 えば、はんだ付けプロセス中にキャリヤの搬送が何からの理由で遅くなった場合 に、はんだ付けプロセスを通常通り続行することができる点であり、これは、即 ちオーブンの種々の区域における温度修正を迅速に行なうことができるからであ る。実際、温度プロファイルは故障の際にも維持することができる。実際上、オ ーブンを通過するキャリヤの搬送を通常通り行なっている状況の温度プロファイ ルに対応する温度プロファイルが得られる。オーブンを通過するキャリヤ搬送の 中断の問題解決方法についてはヨーロッパ特許公開第０６５８０８１号に記載さ れている。このヨーロッパ特許出願におけるキャリヤはフォイルである。オーブ ンは可動オーブンである。中断を生ずると即座にオーブンはフォイルの搬送方向 とは逆方向に移動する。このような構成においては、オーブンはオーブンの移動 方向に見て比較的大きな領域を必要とする。本発明によるオーブンは通常静止し ており、従って、より小さい領域を占有するだけである。 更に、本発明によれば、キャリヤはオーブンを連続的に通過する長い可撓性の フォイルとする。フォイルの厚さが極めて小さい（約５０μｍ）であるため、フ ォイルにおける温度差は小さい。更に、この結果、フォイルの熱容量は小さくフ ォイル自体の温度の接続ポイントにおける温度に対する影響は虫することができ る。 更に、本発明は、少なくとも１個のキャリヤの接続ポイントにコンポーネント を接続するオーブンであって、操作中に前記オーブンに前記キャリヤを通過させ 、このキャリヤが前記オーブンを２個の部分に分割し、前記各部分には前記キャ リヤに向かう熱気流を発生する手段を設け、前記熱気流は前記キャリヤによって 互いに分離し、また互いに異なる温度となるようにしたコンポーネント接続オー ブンに関するものであり、操作中に、所定限界値よりも高い温度差が所要温度値 と 少なくとも１個の熱気流の流速制御により得られる温度値との間に生じたとき前 記接続ポイントにおける所要の温度を制御する温度制御手段を設けたことを特徴 とする。 以下に図面につき本発明の実施例を詳細よ説明する。 図１は、本発明を使用するオーブンの線図的側面図、 図２は、図１のII−II線上の線図的断面図、 図３は、オーブンの長手方向に見た温度プロファイル曲線のグラフである。 オーブンは上側部分２及び下側部分３を設けたハウジング１を有する。上側部 分及び下側部分の双方にはそれぞれ複数個の加熱部４，４’、４”及び５，５’ ，５”を収容し、これら加熱部を互いに遮蔽プレート６によって分離する。各加 熱部には加熱素子７，８及びファン９，１０を設ける。コンポーネント１２を担 持する可撓性のフォイル１１の形式のキャリヤをオーブンのほぼ中心を矢印Ｐで 示す方向に通過させる。オーブンはこのようにして上側部分２と下側部分３とに 分割される。オーブンの上側部分と下側部分間の分離はフォイル１１、遮蔽プレ ート、及びフォイルの支持プレート１３（図２参照）によって行う。各部分にお いて、熱い空気の熱気流１４をフォイルに対して吹き付ける。フォイルで熱気流 は転向し、各加熱部間の空間１５を経てファン９，１０の入口１６に向かって逆 流する。実際上は、オーブンの上側部分２のすべての加熱部の加熱素子７は同一 温度に維持する。オーブンの下側部分３の加熱部の加熱素子８に対しても同様に する。フォイルがオーブンを通過させる前に、フォイルにははんだペースト１８ を例えば、スクリーン印刷又は分注によってコンポーネントをはんだ付けすべき 位置即ち、はんだ付け領域１７に塗布しておく。コンポーネント１２はコンポー ネント配置装置によって、はんだペースト１８を有するはんだ付け領域１７にコ ンポーネントの電気接点１９を位置決めするようフォイル１２に配置する。はん だ付け領域における温度を調整するため、各加熱部における熱気流の流速のみを 制御する。オーブンの上側部分２の加熱素子７の温度は、例えば、約２４０℃に 設定し、下側部分の加熱部を例えば、６０℃に設定しておく。このようにして、 ２個の熱気流を制御することによりフォイルには例えば、１６０℃又は２１６℃ の温度を得ることができる。この温度は１個又はそれ以上のセンサ及びそれ自体 既 知のフィードバック制御回路によって維持することができ、このフィードバック 制御回路は各熱気流の流速制御装置及び／又は温度制御を装置を有する。このよ うにして、オーブン内の各加熱部における熱気流を制御することによって、フォ イルにおいて、従って、はんだ付け領域において、図３の実線２０で示すような 所定の温度プロファイル曲線を得ることができる。この実線はオーブンの長手方 向距離Ｌに関する温度変動Ｔを表す。この実施例では、最初の４つの区間でウォ ームアップ段階を生ずる。この４区間後に、はんだの溶融温度に達し、このはん だ溶融段階後に冷却段階が始まる。故障によってフォイル搬送が停止する場合に は、種々の加熱部における熱気流を制御し、フォイルの搬送が正常に行なわれて いるようにオーブン内に位置するコンポーネントのための温度プロファイルを維 持する。所定時間後に、オーブン内の温度プロファイルを、破線２１で示すよう にフォイルの搬送方向Ｐとは逆方向にシフトする。更にその後の若干の時間後に 、点線２２で示すように温度プロファイルをシフトする。フォイルの搬送が再開 したとき、所要の温度プロファイルは極めて迅速に復旧することができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1. 接続ポイントをユニットる少なくとも１個のキャリヤにコンポーネントを接 続する方法であって、接続ポイントに接続媒体を塗布し、前記キャリヤに前記 コンポーネントを配置し、前記コンポーネントを有する前記キャリヤをオーブ ンに通過するよう搬送し、前記オーブン内では前記キャリヤの両側面に熱気流 を導入し、前記熱気流は制御してキャリヤの位置で互いに分離し、前記キャリ ヤの一方の側面側の前記熱気流の温度を前記キャリヤの他方の側面側の熱気流 の温度よりも高くし、前記接続ポイントを高い方の温度の熱気流側に配置した コンポーネント接続方法において、前記接続ポイントの温度を前記熱気流のう ちの少なくとも１個の熱気流の流速を制御することによって所要の値に調整す ることができるようにしたことを特徴とするコンポーネント接続方法。 2. 前記接続処理中に前記熱気流を連続的に制御して接続ポイントにおける所要 の温度を得るようにした請求項１記載のコンポーネント接続方法。 3. 前記オーブンにおける処理中に前記オーブンにおける前記キャリヤの搬送方 向に見て所要の温度プロファイル曲線となるようにした請求項２記載の方法に おいて、前記キャリヤの搬送が中断した場合に、前記温度プロファイル曲線を 、前記熱気流を制御することによって前記キャリヤの搬送方向とは逆方向にシ フトするコンポーネント接続方法。 4. 前記キャリヤを、前記オーブン内を連続的に通過する長い可撓性のフォイル とした請求項３記載のコンポーネント接続方法。 5. 前記キャリヤの前記上側部分の前記熱気流の温度を前記キャリヤの下側部分 よりも高くした請求項１記載のコンポーネント接続方法。 6. 少なくとも１個のキャリヤの接続ポイントにコンポーネントを接続するオー ブンであって、操作中に前記オーブンに前記キャリヤを通過させ、このキャリ ヤが前記オーブンを２個の部分に分割し、前記各部分には前記キャリヤに向か う熱気流を発生する手段を設け、前記熱気流は前記キャリヤによって互いに分 離し、また互いに異なる温度となるようにしたコンポーネント接続オーブンに おいて、操作中に、所定限界値よりも高い温度差が所要温度値と少なくとも１ 個の熱気流の流速制御により得られる温度値との間に生じたとき前記接続ポイ ントにおける所要の温度を制御する温度制御手段を設けたことを特徴とするコ ンポーネント接続オーブン。