JP2002043733A - リフローはんだ付け装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 地球環境保全として、無鉛クリームはんだを
使用することができるようにリフロー部において温度プ
ロファイルを疑似的にフラット化することができる構造
が簡単でコストダウンを図ることができるリフローはん
だ付け装置を提供すること。 【解決手段】 リフロー部１２は、基板Ｐの前記第１面
３１０側のはんだに熱風ＨＷを噴き出すために熱風噴き
出し部材２４を有し、リフロー部１２における前記基板
Ｐの前記流れ方向Ｔに関して、前記熱風噴き出し部材２
４の前半部４００に形成されている前記熱風ＨＷを噴き
出すための複数の第１孔２４ａの総開口面積は、前記リ
フロー部１２における前記基板Ｐの前記流れ方向Ｔに関
して、前記熱風噴き出し部材２４の後半部４１０に形成
されている前記熱風ＨＷを噴き出すための複数の第２孔
２４ｂの総開口面積に比べて大きく設定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえばプリント
基板のような基板が搬送される際に、基板を加熱するた
めのリフローはんだ付け装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、表面実装デバイス等の電子部
品をプリント基板に導電接続して機械的に固定する実装
技術としては、リフローソルダリングが知られている。
リフローソルダリング技術では、予めはんだペーストが
印刷されたプリント基板に、デバイスのリードを位置合
わせして搭載し、基板をリフロー炉に通して加熱するこ
とにより、はんだを溶融させてプリント基板にデバイス
のリードをはんだ付けする。このようなリフローソルダ
リング技術では、リフローはんだ付け装置を用いる。こ
のリフローはんだ付け装置は、一方の面に非耐熱リード
部品を搭載し、他方の面に耐熱部品を搭載した基板を電
気的にはんだ付けする装置であり、片面リフローはんだ
付け装置等とも呼ばれている。このリフローはんだ付け
装置は、基板の下面のはんだ面を熱風で加熱してリフロ
ーし、基板の上面の非耐熱リード部品を冷却すること
で、非耐熱リード部品の加熱を防いでいる。

【０００３】基板の下面のはんだ面に対して熱風を供給
するために、リフローパネルが用いられている。このリ
フローパネルは複数の孔を有しており、これらの孔は、
リフローパネルの全体に亘って均一なピッチ間隔で形成
されている。この種のリフローはんだ付け装置では、基
板がリフローはんだ付け装置のリフロー部を流れていく
と、基板の下面にはリフローパネルの各孔から熱風が吹
き付けられるので基板の温度が徐々に上昇し、リフロー
パネルの熱風を噴き出す孔の最終部分ではその基板の温
度がピーク値となる。その後基板は冷却ゾーンで冷却さ
れる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように従来のリフ
ローはんだ付け装置のリフロー部（トンネルリフロー炉
等とも呼んでいる）では、上述したような温度のプロフ
ァイルを有している。つまりこの温度のプロファイルで
は、リフローパネルの熱風噴き出し孔の最終部分で基板
の温度がピークとなるような単峰のカーブ特性を有して
おり、有鉛クリームはんだを用いるには良いとしても、
無鉛クリームはんだを用いる場合のはんだ付け条件とし
ては熱容量不足で温度条件が良くない。すなわち従来の
リフロー部を有するリフローはんだ付け装置は、無鉛ク
リームはんだを採用する場合には使用することができな
い。

【０００５】このようなリフローはんだ付け装置を用い
ることができない場合には、従来用いられているスポッ
トリフロー炉やＤＩＰ（ディップ）方式のリフロー炉を
採用する必要が出てくる。しかし、スポットリフロー炉
を用いる場合には、工程および設備作業スペースが増え
て、生産性が悪化する。しかもスポットリフロー炉を用
いる場合には、特有の問題である設備コストや温度条件
出し、リフロー用の孔のはんだのつまり現象あるいは基
板の型式毎に別の治具と条件出しが必要となる。

【０００６】またＤＩＰ方式のリフロー炉を用いると、
無鉛クリームはんだを採用する場合にＤＩＰ槽の入れ替
えが必要であり、多額の設備投資が必要となる。またチ
ップボンドの塗布が必要でありはんだ付け品質が悪化す
るとともに、ボンド塗布機が必要である。現行のリフロ
ー対応基板では、ＤＩＰ用のランド等の設計変更が必要
となる。そこで本発明は上記課題を解消し、はんだとし
て無鉛クリームはんだを使用することができるようにリ
フロー部において温度プロファイルを疑似的にフラット
化することができる構造が簡単でコストダウンを図るこ
とができるリフローはんだ付け装置を提供することを目
的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、第１
面には耐熱部品が搭載され第２面には非耐熱部品が搭載
されている基板を流れ方向に沿って通過させることによ
り、前記第２面の前記非耐熱部品を電気的に接続するた
めにはんだ付けを行うために、予備加熱ずみの前記基板
の前記第１面側のはんだを熱風で加熱リフローし、前記
基板の前記第２面の非耐熱部品を冷却するリフロー部を
有するリフローはんだ付け装置であり、前記リフロー部
は、前記基板の前記第１面側のはんだに熱風を噴き出す
ために熱風噴き出し部材を有し、前記リフロー部におけ
る前記基板の前記流れ方向に関して、前記熱風噴き出し
部材の前半部に形成されている前記熱風を噴き出すため
の複数の第１孔の総開口面積は、前記リフロー部におけ
る前記基板の前記流れ方向に関して、前記熱風噴き出し
部材の後半部に形成されている前記熱風を噴き出すため
の複数の第２孔の総開口面積に比べて大きく設定されて
いることを特徴とするリフローはんだ付け装置である。

【０００８】請求項１では、リフロー部は基板の第１面
側のはんだに熱風を噴き出すために熱風噴き出し部材を
有している。リフロー部における基板の流れ方向に関し
て、熱風噴き出し部材の前半部に形成されている熱風を
噴き出すための複数の第１孔の総開口面積は、基板の流
れに関して熱風噴き出し部材の後半部に形成されている
熱風を噴き出すための複数の第２孔の総開口面積に比べ
て、大きく設定されている。これにより、リフロー部に
おける温度プロファイルを疑似的にフラット化すること
ができ、これにより無鉛クリームはんだを用いることが
できる。この無鉛クリームはんだは、従来の有鉛クリー
ムはんだと合金組成が異なり、融点上リフロー温度プロ
ファイルを台形にし、はんだ濡れ性及び信頼性を確保す
ることが技術課題となっていたことから、台形カーブの
実現で無鉛クリームはんだを量産に導入ができ、地球環
境問題に対応可能となる。しかもこのような構造にする
ことで、構造が簡単でありコストダウンを図ることがで
きる。

【０００９】請求項２の発明は、請求項１に記載のリフ
ローはんだ付け装置において、前記熱風噴き出し部材は
パネル状の部材であり、前記熱風噴き出し部材は、通過
する前記基板の下側に位置する。請求項２では、熱風噴
き出し部材はパネル状の部材であり、熱風噴き出し部材
は通過する基板の下側に位置している。

【００１０】請求項３の発明は、請求項１に記載のリフ
ローはんだ付け装置において、前記熱風噴き出し部材の
前記前半部の前記第１孔と前記後半部の前記第２孔は、
均一のピッチ間隔で形成されており、前記第２孔の一部
が塞がれていることで、複数の前記第１孔の総開口面積
が複数の前記第２孔の総開口面積よりも大きく設定され
ている。請求項３では、前半部の第１孔と後半部の第２
孔は均一のピッチ間隔で形成されており、第２孔の一部
が塞がれていることで、複数の第１孔の総開口面積が複
数の第２孔の総開口面積よりも大きく設定されている。

【００１１】請求項４の発明は、請求項１に記載のリフ
ローはんだ付け装置において、前記熱風噴き出し部材の
前記前半部の前記第１孔と前記後半部の前記第２孔は、
均一のピッチ間隔で形成されており、前記第２孔の一部
をカバー部材により塞ぐことにより、複数の前記第１孔
の総開口面積が複数の前記第２孔の総開口面積よりも大
きく設定されている。請求項４では、前半部の第１孔と
後半部の第２孔は、均一のピッチ間隔で形成されてお
り、第２孔の一部をカバー部材により塞ぐことにより複
数の第１孔の総開口面積が複数の第２孔の総開口面積よ
りも大きく設定されている。

【００１２】請求項５の発明は、請求項１に記載のリフ
ローはんだ付け装置において、前記熱風噴き出し部材の
前記前半部の前記第１孔と前記後半部の前記第２孔は、
均一なピッチ間隔で形成されており、前記第１孔の大き
さが、前記第２孔の大きさよりも大きく形成されている
ことで、複数の前記第１孔の総開口面積が複数の前記第
２孔の総開口面積よりも大きく設定されている。請求項
５では、前半部の第１孔と後半部の第２孔は、均一のピ
ッチ間隔で形成されており、第１孔の大きさが第２孔の
大きさよりも大きく形成されていることで、第１孔の総
開口面積が第２孔の総開口面積よりも大きく設定されて
いる。

【００１３】請求項６の発明は、請求項１に記載のリフ
ローはんだ付け装置において、前記熱風噴き出し部材の
前記前半部の前記第１孔の配列のピッチ間隔は、前記後
半部の前記第２孔の配列のピッチ間隔よりも小さくなっ
ており、前記第１孔の大きさと前記第２孔の大きさは同
じであることで、複数の前記第１孔の総開口面積が複数
の前記第２孔の総開口面積よりも大きく設定されてい
る。請求項６では、前半部の第１孔の配列のピッチ間隔
は、後半部の第２孔の配列のピッチ間隔よりも小さくな
っており、第１孔の大きさと第２孔の大きさが同じであ
ることで、複数の第１孔の総開口面積が複数の第２孔の
総開口面積よりも大きく設定されている。

【００１４】

【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。

【００１５】図１は、本発明のリフローはんだ付け装置
の好ましい実施の形態を示す図であり、このリフローは
んだ付け装置１は、片面リフローはんだ付け装置とも呼
ばれている。図２は、図１のリフローはんだ付け装置１
のリフロー部１２の側面図であり、図３は、図１のリフ
ロー部１２のヒータ部分の拡大図である。

【００１６】図１において、リフローはんだ付け装置１
は、プリヒート部１０、リフロー部１２及び冷却部１４
を有し、これらの要素がコンベア１６により連結された
構成になっている。コンベア１６の（図１にて右から左
への）流れ方向Ｔに沿って、プリヒート部１０、リフロ
ー部１２及び冷却部１４が順次に配設されている。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１
０、リフロー部１２及び冷却部１４を経て、流れ方向Ｔ
で示すように外部に排出される。尚、コンベア１６は、
図２に示すように、プリント基板Ｐを前後に挟むよう
に、前部と後部とにそれぞれ配置されており、前側のコ
ンベア側部１６ａが固定配置されていると共に、後側の
コンベア側部１６ｂがはんだ付けすべきプリント基板Ｐ
の幅に応じて位置調整されるようになっている。

【００１７】まづ、図１のプリヒート部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１０
Ａ、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Ｈ
１，Ｈ２及び循環ファンＦ１を有している。第２プリヒ
ート部１０Ｂ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、一つのヒー
タＨ５及び循環ファンＦ３を有している。ヒータＨ１，
Ｈ３は、コンベア１６の上方に配設されており、ヒータ
Ｈ２，Ｈ４，Ｈ５は、コンベア１６の下方に配設されて
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。

【００１８】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、たとえば１６０℃〜１８０℃位の所定温度ま
で上昇させるために、プリント基板Ｐを三段階に亘って
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
対して熱ストレスを与えることなく、無鉛クリームはん
だを活性化させることを同時に行なうことができる。

【００１９】次に、図１乃至図３を参照して、リフロー
部１２の構造について説明する。図１及び図２に示すよ
うに、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
下側に配設されており、冷却手段１２Ｂは、コンベア１
６の上側に配置されている。

【００２０】加熱手段１２Ａは、リフローヒータ部２０
から構成されており、詳細には下部ヒータ２１と上部ヒ
ータ２２及びシロッコファン２３、そして熱風噴き出し
部材としてのリフローパネル２４を有している。図３に
示すように、下部ヒータ２１と上部ヒータ２２には、そ
れぞれ複数個の孔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
の下方横側に配設されている。リフローパネル２４は、
コンベア１６の下方に配設されている。リフローパネル
２４には、図５に示すように、複数個のパネル孔２４
ａ，２４ｂが設けられている。

【００２１】このような構成の加熱手段１２Ａは、図３
のシロッコファン２３の駆動により、矢印Ｈで示すよう
に、外部の空気及び排気風を取り込んでリフローヒータ
部２０の下部ヒータ２１の下側へ供給し、下部ヒータ２
１の孔２１ａと上部ヒータ２２の孔２２ａに順次通して
加熱し、室温から所定の温度の熱風ＨＷとしてプリント
基板Ｐのはんだ付け面側に吹き付けるようになってい
る。

【００２２】冷却手段１２Ｂは、図２及び図３に示すよ
うに、ケーシング２５、排気ダクト２６及び排気パイプ
２７を有している。ケーシング２５の中央部には開口部
２５ａが設けられている。この開口部２５ａは、例えば
ガラス製の遮蔽板２５ｂ，２５ｂの間に形成されてい
る。図２の排気ダクト２６は、ケーシング２５の前後の
位置に配設されている。排気パイプ２７は、図３に示す
ように、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２に示すように、
給気ブロワ２７ａのファンＦの駆動により、矢印Ｃで示
すように、外部の空気を遮蔽板２５ｂの開口部２５ａか
らケーシング２５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２
７を通してシロッコファン２３から再びリフローヒータ
部２０に導くようになっている。

【００２３】次に、図１の冷却部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の上側に配設されており、冷却ファン１
４Ｂは、コンベア１６の下側に配設されている。

【００２４】図１〜図３に示すリフローはんだ付け装置
１により、プリント基板Ｐに対して加熱しリフロー処理
する場合には、プリント基板Ｐは図１のコンベア１６で
Ｔ方向に搬送される。このプリント基板Ｐは、プリヒー
ト部１０で予備加熱後、リフロー部１２において図４
（Ｄ）に示すように、第１面３１０のはんだ３００を加
熱するとともに、第２面３２０の非耐熱部品であるリー
ド部品１０１〜１０４を、冷風Ｃにより冷却するように
なっている。プリント基板Ｐの第１面３１０は、図２の
リフローパネル２４の孔２４ａ，２４ｂよりの熱風ＨＷ
で加熱してはんだ付けし、最後の冷却部１４を通過する
ことで全体を冷却するようになっている。

【００２５】本実施形態によるリフローはんだ付け装置
１は、以上のように構成されており、このリフローはん
だ付け装置１を使用してはんだ付け処理する方法につい
て図４（Ａ）〜（Ｄ）を参照して説明する。図４（Ａ）
に示すように、プリント基板Ｐの上面（第１面）３１０
には、耐熱性の電子部品であるチップ部品２０１，２０
２が、フロー又はリフローはんだ付けにより既に取り付
けられている。プリント基板Ｐの第１面３１０のリード
部ランドにマルチディスペンサノズル３０１を使用して
はんだ３００を塗布する。そして、図４（Ｂ）に示すよ
うに、プリント基板Ｐの上下を反転して、図４（Ｃ）に
示すように、プリント基板Ｐの第２面３２０より非耐熱
性の電子部品であるリード部品１０１，１０２，１０
３，１０４をマウントする。

【００２６】次に、プリント基板Ｐをリード部品１０１
乃至１０４が上になるようにして、図１のコンベア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及び第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はんだ３００の
活性化が行なわれる。

【００２７】続いて、図４（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（第１面）３１０、即ち部品はんだ付け面側に
対して熱風ＨＷを噴出することにより、クリームはんだ
３００を加熱溶融させると共に、冷却手段１２Ｂを動作
させて、上面（第２面）３２０側に冷風を流すことによ
り、リード部品１０１，１０２，１０３，１０４を冷却
する。これにより、リード部品１０１，１０２，１０
３，１０４の各接続端子とプリント基板Ｐの配線導体と
の間にはんだ３００を馴染ませることができると共に、
リード部品１０１，１０２，１０３，１０４の熱履歴に
よるダメージを防止することができる。

【００２８】図４におけるはんだ３００は、有鉛クリー
ムはんだに代えて、地球環境問題に対応している無鉛ク
リームはんだを採用している。図５は、リフローパネル
２４の好ましい実施の形態を示している。リフローパネ
ル２４は、熱風噴き出し部材であり、たとえば長方形状
のパネル状の部材であって、たとえば耐熱性の優れた金
属、一例として鉄や真ちゅうの熱伝導率が低い材質によ
り作られている。リフローパネル２４の長さに関して、
基板Ｐの流れ方向Ｔに平行な方向の長さをＸで示し、垂
直な方向の長さをＹで示している。リフローパネル２４
は、基板Ｐの流れ方向Ｔに関して、前半部４００と後半
部４１０を有している。前半部４００と後半部４１０の
長さは、たとえば同じであり、それぞれの長さはＸ／２
である。しかし必要に応じて前半部４００と後半部４１
０の長さの比を変えてもよい。

【００２９】前半部４００には、複数の熱風噴き出し用
の第１孔２４ａが等間隔のピッチｍで長さ方向Ｘと幅方
向Ｙに沿ってマトリクス状に形成されている。これに対
して後半部４１０には、同様にして複数の熱風噴き出し
用の第２孔２４ｂが、長さＸと長さＹ方向に沿ってそれ
ぞれ２ｍのピッチでマトリクス状に形成されている。第
１孔２４ａと第２孔２４ｂの直径はたとえば同じであ
る。従って、前半部４００における複数の第１孔２４ａ
の総開口面積は、後半部４１０における複数の第２孔２
４ｂにおける総開口面積よりも大きく設定されており、
図５の実施の形態では約２倍程度形成されている。言い
換えれば、後半部４１０における第２孔２４ｂのピッチ
は２ｍであるので、前半部４００の第１孔２４ａのピッ
チｍに比べて２倍に設定されていることから、第１孔２
４ａの列を一列毎に塞ぐかあるいは第２孔２４ｂの形成
数を減らすことにより、図５に示すような第１孔２４ａ
と第２孔２４ｂの形成配列を実現することができる。

【００３０】図６は、図５に対応して示す比較例とし
て、従来のリフローパネル１０００を一例として示して
いる。従来のリフローパネル１０００では、その全体に
亘って、熱風噴き出し用の孔１０００ａが同じピッチｍ
により長さＸと長さＹに沿ってマトリクス状に均一配列
で形成されているだけである。図７は、図１のプリヒー
ト部１０とリフロー部１２に対応して描かれている温度
カーブ（温度プロファイルともいう）の例を示してお
り、図７（Ａ）はリフローはんだ装置の簡略図であり、
図７（Ｂ）はリフローパネル２４の断面である。図７
（Ｃ）の温度カーブは、はんだとして無鉛クリームはん
だを用いた場合の例である。

【００３１】図８（Ａ）は、はんだとして無鉛クリーム
はんだを用いた場合のリフロー温度の温度プロファイル
の別の例を示している。図８（Ｂ）は、無鉛クリームは
んだを用いた場合の温度プロファイルのより具体的な例
を示している。図９は、従来におけるリフローはんだ付
け装置で用いられている温度プロファイルを示してい
る。

【００３２】図７に示すように、プリヒート部１０で
は、図７（Ｃ）の温度プロファイルで示すように、プリ
ント基板の温度が上昇してほぼ平坦になる。そしてリフ
ロー部１２にプリント基板が入ると、リフローパネル２
４の前半部４００の熱風噴き出し用の孔２４ａの配列に
対応して、プリント基板の温度がほぼ直線的に上昇し、
リフローパネル２４の後半部４１０の熱風噴き出し用の
孔２４ｂの配列により、プリント基板の温度がほぼ疑似
的にフラットになる疑似フラット領域ＦＺを形成するこ
とができる。その後プリント基板が冷却部１４に達する
と、プリント基板の温度は急激に下がる。

【００３３】これに対して、図９に示す比較例として示
す従来のリフローはんだ付け装置は、図６に示す従来の
リフローパネル１０００を有しており、プリヒート部１
１００に対応してプリント基板の温度がほぼ一定に保た
れた後に、リフロー部１２００に入る。リフロー部１２
００を通過するプリント基板は、従来のリフローパネル
１０００の均等配列された熱風噴き出し用の孔１０００
ａからの熱風の噴き出しにより、上昇領域１３００で示
すように、ほぼ直線的に上昇、下降してしまう。このよ
うにプリント基板の温度が直線的に上昇、下降してしま
うと、はんだとして無鉛クリームはんだを用いる場合に
は好ましくない。その理由として、無鉛クリームはんだ
は従来の有鉛クリームはんだと合金組成が異なるため
に、融点上リフロー温度プロファイルを台形のカーブに
し、はんだ濡れ性及び信頼性を確保する必要があるから
である。

【００３４】図８（Ａ）は無鉛クリームはんだ使用にお
ける推奨、リフロー温度のプロファイルでは、リフロー
カーブ領域１２Ｒにおいて、疑似フラット領域ＦＺが形
成されていて、その疑似フラット領域ＦＺにおけるプリ
ント基板の温度は、たとえば２３０〜２４０℃程度であ
る。図８（Ｂ）は、本発明の実施の形態における温度プ
ロファイルにより実際の例であり、疑似フラット領域Ｆ
Ｚにおいて、複数の小さな山１２Ｍが形成されている。
この小さな山１２Ｍは、リフローパネル２４の後半部４
１０における熱風噴き出し用の孔２４ｂに対応して形成
されていることを示している。

【００３５】次に、上述した図１に示すリフローはんだ
付け装置１を用いてリフローはんだ付けする処理方法に
ついて説明する。図４（Ａ）に示すように、プリント基
板Ｐの第１面３１０には、耐熱性の電子部品であるチッ
プ部品２０１，２０２が、フロー又はリフローはんだ付
けによりすでに取り付けられている。まずプリント基板
Ｐの第１面３１０のリード部用のランドにマルチディス
ペンサノズル３０１を用いて無鉛クリームはんだ３００
を塗布する。そして図４（Ｂ）に示すようにプリント基
板Ｐの上下を反転して、図４（Ｃ）に示すように、プリ
ント基板Ｐの第２面３２０に対して非耐熱性の電子部品
であるリード部品１０１〜１０４をマウントする。

【００３６】次に、プリント基板をリード部品１０１〜
１０４が上になる様にして、図１のコンベア１６の導入
部１１に載せて、Ｔ方向に搬送する。図１のプリヒート
部１０の第１プリヒート部１０Ａ、第２プリヒート部１
０Ｂおよび第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のプリヒート温度まで
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緩和や無鉛クリームは
んだ３００の活性化を行なう。

【００３７】続いて図４（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（第１面）３１０、すなわち耐熱部品側のはんだ
付け面に対して熱風ＨＷを、図７および図５に示すリフ
ローパネル２４の第１孔２４ａと第２孔２４ｂを介して
噴出させることにより、無鉛クリームはんだ３００を加
熱溶融させるとともに、図２の冷却手段１２Ｂを動作さ
せて、上側の第２面３２０の非耐熱部品であるリード部
品１０１〜１０４を冷却する。

【００３８】これによりリード部品１０１〜１０４の各
接続端子とプリント基板Ｐの配線導体との間にはんだ３
００を馴染ませることができるとともに、リード部品１
０１〜１０４の熱ストレスによるダメージを防止するこ
とができる。このようにリフロー部１２の加熱手段１２
Ａにより、プリント基板Ｐの第１面３１０を加熱する際
には、図８（Ａ）あるいは図８（Ｂ）および図７に示す
ような疑似フラット領域ＦＺを形成することにより、無
鉛クリームはんだを使用することができる。

【００３９】この疑似フラット領域ＦＺは、疑似台形状
の温度プロファイルカーブであり、この疑似台形の温度
プロファイルカーブは、リフロー部１２のヒータ温度や
熱風量およびコンベアのスピードの調整で実現すること
ができる。このように、プリント基板Ｐは図１のコンベ
ア１６で搬送されて、プリヒート部１０で予備加熱後、
リフロー部１２で第２面３２０は図１の吸気ファンＦの
弱風Ｃにより冷却され、第１面３１０はリフローパネル
２４の第１孔２４ａと第２孔２４ｂにより熱風ＨＷによ
り加熱されてはんだ付けが行われる。その後最後の冷却
部でプリント基板Ｐの全体が冷却される。

【００４０】図１０は、本発明のリフローパネルの構造
の別の実施の形態を示している。図１０（Ａ）では、リ
フローパネル２４の後半部４１０を示しており、この後
半部４１０の熱風噴き出し用の孔２４ｂの列は、たとえ
ば一列毎に、昇温防止部材であるカバー部材２２８によ
り塞ぐことができるようになっている。このようにカバ
ー部材２８８を用いる場合としては、図６に比較例とし
て示すリフローパネル１０００において、熱風噴き出し
用の孔がピッチｍで均等配列されている場合である。こ
の場合には、図５に示す後半部４１０に対応する領域に
あるピッチｍの第２孔２４ｂを一列毎に図１０（Ａ）の
カバー部材２２８で塞いでいくことにより、結果として
図５に示すような前半部４００の第１孔２４ａのピッチ
配列と、後半部４１０の第２孔２４ｂのピッチ配列のリ
フローパネル２４が得られる。

【００４１】図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）および図１０
（Ｃ）に示すように、カバー部材２２８は、位置決め用
のピン２３０を有しており、これらのピン２３０は、対
応する熱風噴き出し用の孔２４ｂにはまり込むことによ
り、一列の複数の孔２４ｂがこのカバー部材２２８によ
り塞ぐことができる。このようなカバー部材２２８を用
意することにより、このカバー部材２２８の着脱によ
り、従来の有鉛クリームはんだを用いる場合にはこのカ
バー部材２２８は使用せず、無鉛クリームはんだを用い
る場合にはこのカバー部材２２８を用いることにより、
簡単な構造でありながら、はんだの無鉛化に対応するこ
とができ、設備コストを下げることができる。

【００４２】図１１〜図１３は、本発明におけるリフロ
ーパネルの別の実施の形態を示している。図１１におけ
るリフローパネル２４は、図６に示す比較例のようなリ
フローパネルの構造に対して、別の治具カバー２４Ｇを
重ねることにより、図５に示すような前半部４００の第
１孔２４ａのピッチｍの配列と、後半部４１０における
第２孔２４ｂのピッチ２ｍの配列を実現することができ
る。図５と図１１における後半部４１０のピッチ配列の
変化は、プリント基板Ｐの流れ方向Ｔに関して変化をし
ている。

【００４３】図１２のリフローパネル２４では、前半部
４００の第１孔２４ａの直径ｈが、後半部４１０の第２
孔２４ｂの直径ｈ１よりも大きく設定されている。そし
て、前半部４００の第１孔２４ａのピッチは、長さＸと
長さＹ方向に関してそれぞれ同じｍであると同様に、領
域４１０における第２孔２４ｂのピッチもそれぞれｍで
ある。これにより、図１２のリフローパネル２４は、図
５と図１１のリフローパネル２４と同様にして、前半部
４００における複数の第１孔２４ａの総開口面積が、後
半部４１０における複数の第２孔２４ｂの総開口面積よ
りも大きく設定されている。

【００４４】図１３のリフローパネル２４では、前半部
４００の第１孔２４ａのピッチがｍであるのに対して、
後半部４１０の第２孔２４ｂのピッチｍ１は、ピッチｍ
よりも大きく設定されている。しかも第１孔２４ａの直
径は第２孔２４ｂの直径と同じに設定されている。これ
により、図１３のリフローパネル２４は、図５、図１１
および図１２に示すリフローパネル２４の場合と同様に
して、前半部４００における複数の第１孔２４ａの総開
口面積が、後半部４１０の複数の第２孔２４ｂの総開口
面積よりも大きくなるように設定されている。このよう
な第１孔２４ａと第２孔２４ｂの配列および開口面積の
設定により、たとえば図７に示すように、リフロー部１
２においてリフローパネル２４の後半部４１０に対応し
て疑似フラット領域ＦＺを形成することができる。

【００４５】ところで本発明は上記実施の形態に限定さ
れるものではない。上述した、実施の形態では、熱風噴
き出し部材としてパネル状のリフローパネルを用いてい
るが、これに限らずパネル状の部材以外のものを用いる
ことができる。また熱風噴き出し用の第１孔２４ａと第
２孔２４ｂの形状は図示した円形状のものに限らず、正
方形状あるいは長方形状あるいは長穴状等他の形状を採
用することも勿論可能である。

【００４６】上述した実施形態においては、プリヒート
部１０は、第１プリヒート部１０Ａ、第２プリヒート部
１０Ｂ及び第３プリヒート部１０Ｃから成る三段階の加
熱部分を有しているが、これに限らず、一つまたは二
つ、あるいは四つ以上のプリヒート部から構成されてい
てもよい。また、リフロー部１２は、上部ヒータ２２及
び下部ヒータ２１の二つのヒータから成るリフローヒー
タ部２０を有しているが、これに限らず、一つまたは三
つ以上のヒータから成るリフローヒータ部を有していて
もよい。

【００４７】本発明では、リフローパネルの熱風噴き出
し孔の配列の変更で、無鉛クリームはんだに対応した温
度プロファイルの実現が可能である。現行設備でもリフ
ローパネルに治具パネルを追加するだけで無鉛クリーム
はんだに対応できる。従来の設備が簡単に無鉛クリーム
はんだに対応可能で、昇温防止治具又は治具カバーの着
脱により、従来の有鉛クリームはんだと無鉛クリームは
んだの設備の兼用ができる。リフローピークの疑似フラ
ット化により、従来方式に比べて加熱部品の温度を低く
できる。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
無鉛クリームはんだを使用することができるようにリフ
ロー部において温度プロファイルを疑似的にフラット化
することができる構造が簡単でコストダウンを図ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のリフローはんだ付け装置の好ましい実
施の形態を示す図。

【図２】図１のリフローはんだ付け装置のリフロー部の
側面図。

【図３】図１のヒータ部の側面図。

【図４】リフローはんだ付け装置によるはんだ付け工程
例を示す図。

【図５】本発明の実施の形態におけるリフローパネルの
構造例を示す平面図。

【図６】比較例として従来のリフローパネルの構造を示
す平面図。

【図７】本発明におけるリフローパネルを用いた場合の
疑似フラット領域ＦＺを含む温度プロファイルの例を示
す図。

【図８】無鉛クリームはんだ用推奨及び本発明の実施の
形態における疑似フラット領域ＦＺを有する温度プロフ
ァイルの例を示す図。

【図９】従来のリフローパネルを用いた場合の従来の温
度プロファイルを示す図。

【図１０】リフローパネルの熱風噴き出し用の孔の一部
を塞ぐためのカバー部材を示す図。

【図１１】本発明の実施の形態におけるリフローパネル
の別の例を示す平面図。

【図１２】本発明の実施の形態におけるリフローパネル
のさらに別の例を示す平面図。

【図１３】本発明の実施の形態におけるリフローパネル
のさらに別の例を示す平面図。

【符号の説明】

１・・・リフローはんだ付け装置、１０・・・プリヒー
ト部、１２・・・リフロー部、１４・・・冷却部、２４
・・・リフローパネル（熱風噴き出し部材）、２４ａ・
・・リフローパネルの熱風噴き出し用の第１孔、２４ｂ
・・・リフローパネルの熱風噴き出し用の第２孔、１０
１〜１０４・・・非耐熱性の部品、２０１，２０２・・
・耐熱性の部品、３１０・・・プリント基板の第１面、
３２０・・・プリント基板の第２面、４００・・・リフ
ローパネルの前半部、４１０・・・リフローパネルの後
半部、ＨＷ・・・熱風、Ｐ・・・プリント基板、Ｔ・・
・基板Ｐの流れ方向

───────────────────────────────────────────────────── 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 101:42 Ｂ２３Ｋ 101:42

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１面には耐熱部品が搭載され第２面に
   は非耐熱部品が搭載されている基板を流れ方向に沿って
   通過させることにより、前記第２面の前記非耐熱部品を
   電気的に接続するためにはんだ付けを行うために、予備
   加熱ずみの前記基板の前記第１面側のはんだを熱風で加
   熱リフローし、前記基板の前記第２面の非耐熱部品を冷
   却するリフロー部を有するリフローはんだ付け装置であ
   り、 前記リフロー部は、 前記基板の前記第１面側のはんだに熱風を噴き出すため
   に熱風噴き出し部材を有し、 前記リフロー部における前記基板の前記流れ方向に関し
   て、前記熱風噴き出し部材の前半部に形成されている前
   記熱風を噴き出すための複数の第１孔の総開口面積は、
   前記リフロー部における前記基板の前記流れ方向に関し
   て、前記熱風噴き出し部材の後半部に形成されている前
   記熱風を噴き出すための複数の第２孔の総開口面積に比
   べて大きく設定されていることを特徴とするリフローは
   んだ付け装置。
2. 【請求項２】 前記熱風噴き出し部材はパネル状の部材
   であり、前記熱風噴き出し部材は、通過する前記基板の
   下側に位置する請求項１に記載のリフローはんだ付け装
   置。
3. 【請求項３】 前記熱風噴き出し部材の前記前半部の前
   記第１孔と前記後半部の前記第２孔は、均一のピッチ間
   隔で形成されており、前記第２孔の一部が塞がれている
   ことで、複数の前記第１孔の総開口面積が複数の前記第
   ２孔の総開口面積よりも大きく設定されている請求項１
   に記載のリフローはんだ付け装置。
4. 【請求項４】 前記熱風噴き出し部材の前記前半部の前
   記第１孔と前記後半部の前記第２孔は、均一のピッチ間
   隔で形成されており、前記第２孔の一部をカバー部材に
   より塞ぐことにより、複数の前記第１孔の総開口面積が
   複数の前記第２孔の総開口面積よりも大きく設定されて
   いる請求項１に記載のリフローはんだ付け装置。
5. 【請求項５】 前記熱風噴き出し部材の前記前半部の前
   記第１孔と前記後半部の前記第２孔は、均一なピッチ間
   隔で形成されており、前記第１孔の大きさが、前記第２
   孔の大きさよりも大きく形成されていることで、複数の
   前記第１孔の総開口面積が複数の前記第２孔の総開口面
   積よりも大きく設定されている請求項１に記載のリフロ
   ーはんだ付け装置。
6. 【請求項６】 前記熱風噴き出し部材の前記前半部の前
   記第１孔の配列のピッチ間隔は、前記後半部の前記第２
   孔の配列のピッチ間隔よりも小さくなっており、前記第
   １孔の大きさと前記第２孔の大きさは同じであること
   で、複数の前記第１孔の総開口面積が複数の前記第２孔
   の総開口面積よりも大きく設定されている請求項１に記
   載のリフローはんだ付け装置。