JP2009200072A - Reflow soldering apparatus and reflow soldering method using the same - Google Patents

Reflow soldering apparatus and reflow soldering method using the same Download PDF

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JP2009200072A JP2008036878A JP2008036878A JP2009200072A JP 2009200072 A JP2009200072 A JP 2009200072A JP 2008036878 A JP2008036878 A JP 2008036878A JP 2008036878 A JP2008036878 A JP 2008036878A JP 2009200072 A JP2009200072 A JP 2009200072A
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Toyoo Okamoto
東洋男 岡本
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reflow soldering apparatus easily heating components whose temperature does not rise easily, components whose temperature rises easily, and components weak to heat; or heating components whose temperature does not rise easily and a substrate surface weak to heat, up to the same temperature, in the reflow soldering apparatus which heats a printed circuit board mixedly mounting components whose temperature does not rise easily, components whose temperature rises easily, and components weak to heat by convection heating of hot air and radiation heating of a heater. <P>SOLUTION: The reflow soldering apparatus includes: a conveying means for a substrate mounted with components to be soldered; and upper and lower panel heaters for vertically heating the substrate placed in the conveying means. A number of blowout holes are provided at least in the upper panel heater, and a fan is installed at an upper portion of the upper panel heater. In the reflow soldering apparatus, the width direction of at least the upper panel heater is divided along a conveyance direction, upper panel heaters 3AZ, 3BZ, 3CZ including a plurality of areas having a number of blowout holes 3h are arranged, and setting temperature can be changed for each divided area. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、プリント基板等の基板に搭載した部品とはんだを電気的に接続するために基板のはんだ付け部を加熱するリフローはんだ付け装置に関するものである。   The present invention relates to a reflow soldering apparatus that heats a soldering portion of a board in order to electrically connect the solder mounted on the board such as a printed board.

電子機器の各種回路が構成されている基板、例えばプリント基板に対して、各種回路を構成するための電子機器の実装を行う技術がある。実装されたチップ部品等の電子部品は、プリント基板の配線部に対してはんだ付けにより電気的に接続を行うが、このようなはんだ付けの技術として、リフローはんだ付けが通常行われている。リフローはんだ付けは、プリント基板の所定の部位に対してクリームはんだ等を塗布した後に、リフロー炉の中でプリント基板のはんだ付け部を加熱する方式のはんだ付け技術である。   There is a technique for mounting an electronic device for configuring various circuits on a substrate on which various circuits of the electronic device are configured, for example, a printed circuit board. An electronic component such as a mounted chip component is electrically connected to a wiring portion of a printed board by soldering, and reflow soldering is usually performed as such a soldering technique. Reflow soldering is a soldering technique in which cream solder or the like is applied to a predetermined portion of a printed circuit board and then a soldered portion of the printed circuit board is heated in a reflow furnace.

このようなリフローはんだ付けを実施するリフローはんだ付け装置は、プリント基板を搬送するコンベアが取付けられたリフローはんだ付け装置本体に、コンベアの搬送方向に並べられた予熱ゾーン、中間加熱ゾーン、及びリフロー加熱ゾーンを有し、これらのゾーンに夫々設けられた加熱手段でプリント基板及びその上に搭載された電子部品全体を加熱するものである。加熱手段としては、熱風を吹き付けて加熱するものと、それに加えて赤外線ヒータによる加熱を併用するものとが知られている。   A reflow soldering apparatus for performing such reflow soldering includes a preheating zone, an intermediate heating zone, and a reflow heating arranged in a conveying direction of the conveyor on a main body of a reflow soldering apparatus to which a conveyor for conveying a printed board is attached. The printed circuit board and the entire electronic component mounted thereon are heated by heating means provided in each of the zones. As a heating means, one that heats by blowing hot air and one that uses heating by an infrared heater in addition thereto are known.

しかしながら、プリント基板内には様々な電子部品が混在して搭載されるため、上記従来のリフローはんだ付け装置における基板加熱方法では、被加熱部分の場所による熱容量差が必ず存在する。電子部品にはそれぞれ、耐熱温度と耐熱保証時間が規定されているため、一定時間内に基板内の温度ばらつきを最小にすることが求められる。しかし、昇温しにくい大型部品や熱に弱い部品が混在して搭載されたプリント基板を熱風の対流加熱又はそれとヒータの輻射加熱の併用により加熱するだけでは、基板内の温度差を所定の時間内に所定の範囲内に納めることができない場合があるという問題があった。   However, since various electronic components are mixedly mounted in the printed circuit board, there is always a difference in heat capacity depending on the location of the heated portion in the substrate heating method in the conventional reflow soldering apparatus. Since each electronic component has a heat-resistant temperature and a heat-resistant guarantee time, it is required to minimize temperature variations in the substrate within a certain time. However, simply heating a printed circuit board with a mixture of large parts that are difficult to heat up or heat-sensitive parts by convection heating with hot air or radiant heating of the heater for a certain period of time. There is a problem in that it may not be within the predetermined range.

上記のような問題を解決するために、熱風を加熱源とした熱伝達加熱で実装基板全体の昇温を図ると共に、昇温しにくい被加熱部分は局所的にガスを吹き付けることによって熱伝達率を向上させて所定の温度まで加熱させ、昇温しにくい部品と熱に弱い部品を一括してリフローはんだ付けできるリフロー基板加熱方法とその装置の発明が知られている(特許文献1参照)。
特開2002−16352号公報
In order to solve the above problems, the temperature of the entire mounting board is raised by heat transfer heating using hot air as a heat source, and the portion to be heated that is difficult to raise is locally blown with a gas to transfer heat. There is known an invention of a reflow board heating method and apparatus capable of improving the temperature and heating up to a predetermined temperature and reflow soldering components that are difficult to increase in temperature and components that are vulnerable to heat (see Patent Document 1).
JP 2002-16352 A

また、リフロー炉の少なくとも1以上の加熱ゾーンにおいて熱風と輻射熱による加熱を行うリフローはんだ付け方法であって、前記加熱ゾーンの少なくとも1の加熱ゾーンにおける前記熱風の温度を、該加熱ゾーンの目標温度よりも低温とする方法の発明が知られている(特許文献2参照)。
特開平11−54903号公報
Further, in the reflow soldering method for performing heating by hot air and radiant heat in at least one heating zone of a reflow furnace, the temperature of the hot air in at least one heating zone of the heating zone is set higher than a target temperature of the heating zone. An invention of a method for lowering the temperature is also known (see Patent Document 2).
JP-A-11-54903

さらに、リフローはんだ付け方法において、はんだを塗布した回路基板の幅方向の熱負荷に対応して、前記回路基板の幅方向に複数個に分割された、異なる温度で風速が一様の熱ガスを循環させ、その循環する熱ガスを被処理物に吹き付けるようにした方法の発明が知られている(特許文献3参照)。
特開平6−224545号公報
Further, in the reflow soldering method, in response to the thermal load in the width direction of the circuit board to which the solder is applied, a hot gas having a uniform wind speed at different temperatures is divided into a plurality of width directions of the circuit board. An invention of a method of circulating and circulating the hot gas to be treated is known (see Patent Document 3).
JP-A-6-224545

また、毒性のある鉛を使用しないはんだ、すなわち鉛フリーはんだの開発とそのはんだ付け技術の開発が行われているが、鉛を含む従来のはんだと同等のはんだ付け性が得られる鉛フリーはんだは、一般的にその融点が高い。例えば、Sn−Ag−Cu系の鉛フリーはんだは、その融点が概ね210〜220℃程度と、従来から使用されいるSn−Pb共晶はんだの融点(約183℃)と比較すると大幅に高温である。   In addition, the development of solder that does not use toxic lead, that is, lead-free solder and its soldering technology, has been carried out, but lead-free solder that can achieve solderability equivalent to conventional solder containing lead Generally, its melting point is high. For example, Sn-Ag-Cu-based lead-free solder has a melting point of about 210 to 220 ° C., which is significantly higher than the melting point of Sn—Pb eutectic solder (about 183 ° C.) conventionally used. is there.

ところが、現在一般的に使用されているリフローはんだ付け用の電子部品の耐熱温度は約240℃程度であり、鉛フリーはんだの融点すなわち融解温度と比較して僅か20〜30℃程度の温度余裕しかない(従来は50〜80℃程度の温度余裕があった)。   However, the heat resistance temperature of electronic components for reflow soldering that are generally used at present is about 240 ° C., and only a temperature margin of about 20-30 ° C. compared with the melting point of lead-free solder, that is, the melting temperature. No (conventional temperature margin of about 50 to 80 ° C.).

しかし、このような僅かな温度余裕の中でプリント基板の各部に存在する被はんだ付け部のはんだに十分な融解熱を供給し、形状や大きさ、材質、色相、熱容量等が異なる多数の電子部品の被はんだ付け部の温度が均一になるように加熱して均一にはんだ付けを行うことは難しいという問題があった。   However, with such a slight temperature margin, sufficient heat of fusion is supplied to the solder of the parts to be soldered that exist on each part of the printed circuit board, and many electrons with different shapes, sizes, materials, hues, heat capacities, etc. There is a problem that it is difficult to perform uniform soldering by heating so that the temperature of the part to be soldered becomes uniform.

上記のような問題を解決し、電子部品の耐熱温度を考慮した僅かな温度余裕範囲内で鉛フリーはんだを均一に融解させて均一なリフローはんだ付けを行うことを目的とした発明として、板状の被はんだ付けワークに熱風を吹きつけるための熱風吹きつけノズルの吹き口面の形状と、吹きつけられた熱風を吸引し排気する流れとに特徴を有するリフローはんだ付け装置の発明が知られている(特許文献4参照)。
特開2001−14427号公報
As an invention that solves the above problems and aims to perform uniform reflow soldering by uniformly melting lead-free solder within a slight temperature margin considering the heat-resistant temperature of electronic components, There is known an invention of a reflow soldering device characterized by the shape of the blowing surface of a hot air blowing nozzle for blowing hot air to a workpiece to be soldered and the flow of sucking and exhausting the blown hot air (See Patent Document 4).
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-14427

しかしながら、特許文献1〜4に記載された発明のように熱風を制御することにより、プリント基板に昇温しにくい部品と熱に弱い部品が搭載され、幅方向の熱負荷が異なる場合や、鉛フリーはんだを使用して、電子部品の耐熱温度を考慮した僅かな温度余裕範囲しかない場合に、ある程度均一に加熱することが可能となるものの、細かな制御が難しく、十分ではない面があった。   However, by controlling the hot air as in the inventions described in Patent Documents 1 to 4, when the printed circuit board is mounted with components that are difficult to rise in temperature and heat-sensitive components, the thermal load in the width direction is different, or lead When free solder is used and there is only a slight temperature margin considering the heat-resistant temperature of electronic parts, it is possible to heat evenly to some extent, but fine control is difficult and there are aspects that are not sufficient .

一方、熱風の対流加熱を利用しないヒータのみの加熱によるリフローはんだ付け装置においては、「炉本体内でプリント配線基板を加熱して、そのプリント配線基板に実装部品をリフローはんだ付けするリフロー装置において、上記プリント配線基板の各部を夫々加熱することができる複数の局所加熱手段を備えたことを特徴とするリフロー装置。」の発明が公知であり、「実装部品を搭載したプリント配線基板が均一に加熱されるような温度分布パターンを持たせた複数の局所加熱手段でプリント配線基板を加熱して、温度が上がりやすい実装部品と、温度が上がりにくい実装部品との温度差を小さくすることがきる。」という効果を奏することが示されている(特許文献5参照)。
特開2002−324972号公報
On the other hand, in the reflow soldering apparatus by heating only the heater that does not use convection heating of hot air, `` in the reflow apparatus that heats the printed wiring board in the furnace body and reflow solders the mounted components to the printed wiring board, A reflow apparatus comprising a plurality of local heating means capable of heating each part of the printed wiring board is known, and “a printed wiring board on which mounted components are mounted is uniformly heated. The printed wiring board is heated by a plurality of local heating means having such a temperature distribution pattern, and the temperature difference between the mounting component that easily rises in temperature and the mounting component that hardly rises in temperature can be reduced. It is shown that there exists an effect called "" (refer patent document 5).
JP 2002-324972 A

また、「プリント基板に予めはんだを供給しておいて、前記プリント基板をコンベアで炉内を搬送しながら前記はんだを加熱溶融してはんだ付けを行うリフローはんだ付け装置において、前記コンベアの搬送方向と同一方向の仕切り板で、前記炉内を前記コンベアの搬送方向と直角方向に複数個に分割し、これら分割された各々の区域毎に、前記区域の温度を測定する温度センサと前記区域を加熱するヒータとを設け、さらに前記温度センサによる温度データにもとづき前記各ヒータを制御するコントローラを備えたことを特徴とするリフローはんだ付け装置。」の発明が公知であり、「プリント基板の大きさや実装率に応じた、細かな温度調整が可能であるため、最適な条件ではんだ付けが行える。」という効果を奏することが示されている(特許文献6参照)。
特開平10−145037号公報
In addition, “in a reflow soldering apparatus in which solder is supplied to a printed board in advance, and the solder is heated and melted while the printed board is conveyed in a furnace by a conveyor, the conveying direction of the conveyor and A partition plate in the same direction divides the inside of the furnace into a plurality of directions perpendicular to the conveying direction of the conveyor, and for each of the divided areas, a temperature sensor for measuring the temperature of the area and heating the area. And a controller for controlling each heater on the basis of temperature data from the temperature sensor. The invention of “a reflow soldering apparatus” is known. The temperature can be finely adjusted according to the rate, so soldering can be performed under optimum conditions. ” (See Patent Document 6).
JP-A-10-145037

しかしながら、特許文献5及び6に記載された発明は、あくまで、ヒータの輻射加熱のみで加熱するリフローはんだ付け装置に関するものであり、プリント基板を熱風の対流加熱とヒータの輻射加熱により加熱するリフローはんだ付け装置に適用することを示唆するものではない。   However, the inventions described in Patent Documents 5 and 6 are only related to a reflow soldering apparatus that heats only by radiant heating of a heater, and reflow solder that heats a printed circuit board by convection heating of hot air and radiant heating of the heater. It is not suggested to apply to the attaching device.

本発明は、上記のような問題点を解決しようとするものであり、昇温しにくい部品と昇温しやすい部品や熱に弱い部品が混在して搭載されたプリント基板を熱風の対流加熱とヒータの輻射加熱により加熱するリフローはんだ付け装置において、これらの部品、又は、昇温しにくい部品と熱に弱い基板面を容易に同じ温度まで加熱することが可能なリフローはんだ付け装置を提供すること、熱負荷の異なる基板を同時に搬送して、異なる温度プロファイルを実現することができるリフローはんだ付け方法を提供することを課題とする。   The present invention is intended to solve the above-described problems, and convection heating with hot air is applied to a printed circuit board in which components that are difficult to increase in temperature, components that are likely to increase in temperature, and components that are susceptible to heat are mixed. To provide a reflow soldering apparatus capable of easily heating these components or a component that is difficult to increase in temperature and a substrate surface that is susceptible to heat to the same temperature in a reflow soldering device that is heated by radiant heating of a heater. Another object of the present invention is to provide a reflow soldering method capable of simultaneously transporting substrates having different thermal loads and realizing different temperature profiles.

本発明は、上記の課題を解決するために、以下の手段を採用する。
(1)はんだ付けする部品を搭載した基板の搬送手段、前記搬送手段に載置された基板を上下方向から加熱する上側パネルヒータ及び下側パネルヒータを具備し、少なくとも前記上側パネルヒータに多数の噴出し穴を設け、前記上側パネルヒータの上方にファンを設置してなるリフローはんだ付け装置において、前記上側パネルヒータの幅方向を、搬送方向に沿って分割し、多数の噴出し穴を有する複数の区域からなる上側パネルヒータを構成し、前記分割された各区域毎に設定温度を変更可能としたことを特徴とするリフローはんだ付け装置である。
(2)さらに下側パネルヒータの幅方向を搬送方向に沿って分割し、複数の区域からなる下側パネルヒータを構成し、前記分割された各区域毎に設定温度を変更可能としたことを特徴とする前記(1)のリフローはんだ付け装置である。
(3)前記下側パネルヒータに多数の噴出し穴を設け、前記下側パネルヒータの下方にファンを設置してなることを特徴とする前記(1)又は(2)のリフローはんだ付け装置である。
(4)前記上側パネルヒータの複数の区域、又は前記上側パネルヒータ及び下側パネルヒータの複数の区域が、2分割又は3分割された区域であり、少なくとも一つの区域が他の区域より高い温度に設定されていることを特徴とする前記(1)〜(3)のいずれか一項のリフローはんだ付け装置である。
(5)前記上側パネルヒータ及び下側パネルヒータは、搬送方向に3枚以上並べられ、予熱ゾーン、中間加熱ゾーン、及びリフロー加熱ゾーンが構成されていることを特徴とする前記(1)〜(4)のいずれか一項のリフローはんだ付け装置である。
(6)前記(1)〜(5)のいずれか一項のリフローはんだ付け装置を使用するリフローはんだ付け方法であって、前記上側パネルヒータの複数の区域、又は前記上側パネルヒータ及び下側パネルヒータの複数の区域に分割された各区域に沿って、それぞれ、熱負荷の異なる複数の基板を同時に搬送することを特徴とするリフローはんだ付け方法である。
The present invention employs the following means in order to solve the above problems.
(1) A board conveying means on which a component to be soldered is mounted, an upper panel heater and a lower panel heater for heating the board placed on the conveying means from above and below, and at least a large number of the upper panel heaters. In a reflow soldering apparatus in which an ejection hole is provided and a fan is installed above the upper panel heater, the width direction of the upper panel heater is divided along the conveying direction, and a plurality of ejection holes are provided. The reflow soldering apparatus is characterized in that an upper panel heater composed of the above areas is configured, and the set temperature can be changed for each of the divided areas.
(2) Further, the width direction of the lower panel heater is divided along the conveying direction to form a lower panel heater composed of a plurality of areas, and the set temperature can be changed for each of the divided areas. The reflow soldering apparatus according to (1), which is characterized in that
(3) In the reflow soldering apparatus according to (1) or (2), the lower panel heater is provided with a number of ejection holes, and a fan is installed below the lower panel heater. is there.
(4) A plurality of areas of the upper panel heater, or a plurality of areas of the upper panel heater and the lower panel heater are divided into two or three areas, and at least one area has a higher temperature than the other areas. The reflow soldering apparatus according to any one of the above (1) to (3), wherein the reflow soldering apparatus is set.
(5) The upper panel heater and the lower panel heater are arranged three or more in the transport direction, and a preheating zone, an intermediate heating zone, and a reflow heating zone are configured. The reflow soldering apparatus according to any one of 4).
(6) A reflow soldering method using the reflow soldering apparatus according to any one of (1) to (5) above, wherein a plurality of areas of the upper panel heater, or the upper panel heater and the lower panel In this reflow soldering method, a plurality of substrates having different thermal loads are simultaneously transported along each of the areas divided into a plurality of areas of the heater.

本発明は、多数の噴出し穴を有するパネルヒータの幅方向を、搬送方向に沿って分割し、多数の噴出し穴を有する複数の区域からなるパネルヒータを構成し、分割された各区域毎に設定温度を変更可能としたから、昇温しにくい部品と昇温しやすい部品や熱に弱い部品が混在して搭載されたプリント基板を容易に同じ温度まで均一に加熱することができる。また、熱負荷の異なる基板を同時に搬送して、異なる温度プロファイルを実現することができる。さらに、融点が210〜220℃程度の鉛フリーはんだを使用する場合にも、240℃程度までの僅かな温度余裕の中でプリント基板の各部に存在する被はんだ付け部のはんだに十分な融解熱を供給することができる。   The present invention divides the width direction of a panel heater having a large number of ejection holes along the conveying direction to constitute a panel heater composed of a plurality of areas having a large number of ejection holes, and for each divided area. Since the set temperature can be changed, it is possible to easily uniformly heat a printed circuit board on which a component that is difficult to increase in temperature, a component that is likely to increase in temperature, or a component that is vulnerable to heat to be mounted to the same temperature. Also, different temperature profiles can be realized by simultaneously transporting substrates having different thermal loads. Furthermore, even when lead-free solder having a melting point of about 210 to 220 ° C. is used, the heat of fusion sufficient for the solder of the part to be soldered present on each part of the printed circuit board within a slight temperature margin up to about 240 ° C. Can be supplied.

本発明のリフローはんだ付け装置は、熱風と赤外線ヒータによる加熱を併用する従来のリフローはんだ付け装置と基本的な構成は同じであり、その概略図を図1に示す。
図1に示すように、はんだ付けする部品を搭載したプリント基板Wを加熱してはんだ付けするリフローはんだ付け装置(加熱炉)(1)と、この加熱炉(1)内において、プリント基板Wを搬入口から搬出口へと図の矢印方向に搬送させるピンチェーンコンベア、メッシュコンベア等の搬送手段(搬送コンベア)(2)、搬送コンベア(2)に載置されたプリント基板Wを上下方向から加熱する上側パネルヒータ(3)及び下側パネルヒータ(4)、並びに上側パネルヒータ(3)の上方に設置されたファン(5)を備えたものである。
ここで、プリント基板Wは、ガラスエポキシ等の絶縁材に銅パターン等で回路を形成した基板であり、これにクリームはんだを塗布した後、はんだ付けする部品を搭載したものである。
The reflow soldering apparatus of the present invention has the same basic configuration as a conventional reflow soldering apparatus using both hot air and heating by an infrared heater, and a schematic diagram thereof is shown in FIG.
As shown in FIG. 1, a reflow soldering apparatus (heating furnace) (1) for heating and soldering a printed circuit board W on which components to be soldered are mounted, and the printed circuit board W in the heating furnace (1). The conveyance means (conveyance conveyor) (2), such as a pin chain conveyor and a mesh conveyor, which are conveyed in the direction of the arrow from the carry-in entrance to the carry-out exit, and the printed circuit board W placed on the carry conveyor (2) are heated from above and below. The upper panel heater (3), the lower panel heater (4), and the fan (5) installed above the upper panel heater (3) are provided.
Here, the printed circuit board W is a board in which a circuit is formed with a copper pattern or the like on an insulating material such as glass epoxy, and is mounted with components to be soldered after applying cream solder thereto.

通常の場合、加熱炉(1)は、予熱ゾーン(6)、中間加熱ゾーン(7)、リフロー加熱ゾーン(本加熱ゾーン)(8)及び冷却ゾーン(9)の各ゾーンからなっている。
予熱ゾーン、中間加熱ゾーン、リフロー加熱ゾーンに分割されていなくて、1つのゾーンだけで全ての機能を持たせることもできる。
それぞれの各ゾーンについて、さらに詳しく説明する。
In a normal case, the heating furnace (1) is composed of a preheating zone (6), an intermediate heating zone (7), a reflow heating zone (main heating zone) (8), and a cooling zone (9).
It is not divided into a preheating zone, an intermediate heating zone, and a reflow heating zone, and all functions can be provided by only one zone.
Each zone will be described in more detail.

予熱ゾーン(6)には、搬送コンベア(2)の上方に、多数の噴出し穴(3h)を有する赤外線加熱による上側パネルヒータ(3X)が配設され、搬送コンベア(2)の下方にも、赤外線加熱による下側パネルヒータ(4X)が配設され、予め決められた所定の温度プロファイルに基づいて温度制御しながらプリント基板Wを輻射加熱する。
また、上側パネルヒータ(3X)の上方における予熱ゾーン(6)の天井壁には、ファン(5)が配設され、加熱炉(1)内の雰囲気ガスである空気又は窒素ガス等を、上側パネルヒータ(3X)の多数の噴出し穴(3h)を通るように、プリント基板Wに吹き付け、パネルヒータ(3X)、(4X)で加熱された熱風を循環させて、プリント基板Wを対流加熱する。その際、上側パネルヒータ(3X)とファン(5)の間に、整流板を設けて、ファン(5)から下方に送られる空気が整流板を経ることにより整流されて上側パネルヒータ(3X)に到達するようにしても良い。
さらに熱風循環を効率的に行うために、下側パネルヒータ(4X)にも多数の噴出し穴を設けることが好ましく、その場合、下側パネルヒータ(4X)の下方にファンを設置しても良い。
この予熱ゾーン(6)では、搬送物(プリント基板W)を、常温から、130〜150℃若しくは130〜200℃の温度まで加熱する。
In the preheating zone (6), an upper panel heater (3X) by infrared heating having a large number of ejection holes (3h) is arranged above the conveyor (2), and also below the conveyor (2). A lower panel heater (4X) is provided by infrared heating, and radiates and heats the printed circuit board W while controlling the temperature based on a predetermined temperature profile.
In addition, a fan (5) is provided on the ceiling wall of the preheating zone (6) above the upper panel heater (3X), and air or nitrogen gas, which is an atmospheric gas in the heating furnace (1), is supplied to the upper wall of the preheating zone (6). The printed circuit board W is blown onto the printed circuit board W so as to pass through a number of ejection holes (3h) of the panel heater (3X), and hot air heated by the panel heaters (3X) and (4X) is circulated to convectionly heat the printed circuit board W. To do. At that time, a rectifying plate is provided between the upper panel heater (3X) and the fan (5), and the air sent downward from the fan (5) is rectified by passing through the rectifying plate, and the upper panel heater (3X). You may make it reach.
Furthermore, in order to efficiently circulate hot air, it is preferable to provide a large number of ejection holes in the lower panel heater (4X). In that case, even if a fan is installed below the lower panel heater (4X) good.
In the preheating zone (6), the conveyed product (printed circuit board W) is heated from room temperature to a temperature of 130 to 150 ° C or 130 to 200 ° C.

搬送物に熱電対を付けて温度データを取得する。取得した温度データが目的のプロファイルとなるように装置の温度を設定する。
一例として、熱風の温度を、上側パネルヒータ(3X)中間部の多数の噴出し穴(3h)センターでパネル面から1〜3mmの距離に配置された熱風温度センサ(10)により検出し、予め設定された熱風の基準温度と比較し、その温度差がなくなるように、上側パネルヒータ(3X)、下側パネルヒータ(4X)のいずれか一方又は双方の電力を変化させることにより制御する。
制御の仕方は、以下に述べる中間加熱ゾーン、リフロー加熱ゾーンにおいても、同様である。
Temperature data is acquired by attaching a thermocouple to the conveyed product. The temperature of the apparatus is set so that the acquired temperature data becomes a target profile.
As an example, the temperature of the hot air is detected by a hot air temperature sensor (10) disposed at a distance of 1 to 3 mm from the panel surface at the center of a number of ejection holes (3h) in the middle of the upper panel heater (3X), Control is performed by changing the power of one or both of the upper panel heater (3X) and the lower panel heater (4X) so as to eliminate the temperature difference compared with the set reference temperature of hot air.
The control method is the same in the intermediate heating zone and the reflow heating zone described below.

中間加熱ゾーン(7)には、上側パネルヒータ(3Y)、下側パネルヒータ(4Y)が、それぞれ、予熱ゾーン(6)の上側パネルヒータ(3X)、下側パネルヒータ(4X)に続いて搬送方向に沿って並べられ、また、上側パネルヒータ(3Y)には、同様に噴出し穴(3h)が設けられ、その上方にファン(5)が配設されている。
この中間加熱ゾーン(7)では、パネルヒータ(3Y)、(4Y)による輻射加熱とファン(5)による熱風の対流加熱により、プリント基板Wを、130〜200℃、代表的には150〜180℃の温度に加熱する。
中間加熱ゾーンは複数設けてもよい。約10ゾーンまで設けることができる。
In the intermediate heating zone (7), the upper panel heater (3Y) and the lower panel heater (4Y) follow the upper panel heater (3X) and the lower panel heater (4X) in the preheating zone (6), respectively. The upper panel heater (3Y) is similarly provided with an ejection hole (3h), and a fan (5) is disposed above it.
In the intermediate heating zone (7), the printed circuit board W is heated to 130 to 200 ° C., typically 150 to 180 by radiant heating by the panel heaters (3Y) and (4Y) and convection heating of hot air by the fan (5). Heat to a temperature of ° C.
A plurality of intermediate heating zones may be provided. Up to about 10 zones can be provided.

リフロー加熱ゾーン(8)には、上側パネルヒータ(3Z)、下側パネルヒータ(4Z)及びファン(5)が配設され、予熱ゾーン(6)と実質同一の構成になっている。
このリフロー加熱ゾーン(8)では、予め決められた所定の温度プロファイルに基づいて温度制御しながら、パネルヒータ(3Z)、(4Z)による輻射加熱とファン(5)による熱風の対流加熱により、プリント基板Wをはんだ付けに必要な高温度に速やかに加熱し、クリームはんだを溶かして基板上に搭載した部品をはんだ付けするようになっている。
このリフロー加熱ゾーンにおいては、プリント基板Wを、183℃(鉛はんだ)、210〜220℃(鉛フリーはんだ)といったはんだの融点よりも5〜10℃高めの温度に加熱してはんだを溶かす。
The reflow heating zone (8) is provided with an upper panel heater (3Z), a lower panel heater (4Z), and a fan (5), and has substantially the same configuration as the preheating zone (6).
In this reflow heating zone (8), while controlling the temperature based on a predetermined temperature profile determined in advance, printing is performed by radiant heating by the panel heaters (3Z) and (4Z) and convection heating of hot air by the fan (5). The substrate W is quickly heated to a high temperature required for soldering, and the solder mounted on the substrate is soldered by melting cream solder.
In this reflow heating zone, the printed circuit board W is heated to a temperature 5 to 10 ° C. higher than the melting point of the solder, such as 183 ° C. (lead solder), 210 to 220 ° C. (lead-free solder), and the solder is melted.

冷却ゾーン(9)は、そのゾーンの天井壁に冷風機(11)が配設され、リフロー加熱ゾーン(8)ではんだ付けされたプリント基板Wを冷却するようになっている。   In the cooling zone (9), a cold air blower (11) is disposed on the ceiling wall of the zone, and the printed circuit board W soldered in the reflow heating zone (8) is cooled.

上記のような構成のリフローはんだ付け装置において、本発明は、多数の噴出し穴(3h)を有する上側パネルヒータ(3X)、(3Y)及び(3Z)の幅方向を、搬送方向に沿って分割し、多数の噴出し穴(3h)を有する複数の区域、例えば、図2に示すように、(3AZ)、(3BZ)及び(3CZ)の3分割された区域からなる上側パネルヒータ(3Z)を構成し、分割された各区域毎に設定温度を変更可能としたものである。さらに下側パネルヒータ(4X)、(4Y)及び(4Z)の幅方向を、搬送方向に沿って分割し、(3AZ)、(3BZ)及び(3CZ)に対向する複数の区域からなる下側パネルヒータを構成し、分割された各区域毎に設定温度を変更可能としても良い。
パネルヒータの分割された各区域毎の温度は、各区域の表面センター付近に温度センサを設けて設定し、コントロールする。
In the reflow soldering apparatus configured as described above, the present invention is configured so that the width direction of the upper panel heaters (3X), (3Y), and (3Z) having a number of ejection holes (3h) is along the conveying direction. A plurality of divided areas having a plurality of ejection holes (3h), for example, as shown in FIG. 2, an upper panel heater (3Z consisting of three divided areas (3AZ), (3BZ) and (3CZ)) ), And the set temperature can be changed for each divided area. Furthermore, the width direction of the lower panel heaters (4X), (4Y), and (4Z) is divided along the transport direction, and the lower side is composed of a plurality of areas facing (3AZ), (3BZ), and (3CZ) A panel heater may be configured so that the set temperature can be changed for each divided area.
The temperature of each divided area of the panel heater is set and controlled by providing a temperature sensor near the surface center of each area.

本発明においては、多数の噴出し穴(3h)を有する上側パネルヒータ(3X)、(3Y)及び(3Z)を分割することで均一に加熱される効果があり、それに加えて、下側パネルヒータ(4X)、(4Y)及び(4Z)を分割することでさらに効果が上がる。
分割する数は、2以上であれば特に限定されないが、製造のし易さや効果の飽和の点からみて、2〜4が好ましい。
例えば、上側パネルヒータ(3X)、(3Y)及び(3Z)を(3A)、(3B)及び(3C)の区域にそれぞれ3分割した場合において、外側の区域(3AX)、(3AY)及び(3AZ)、並びに、(3CX)、(3CY)及び(3CZ)を通過するプリント基板Wに、熱容量が大きいために昇温しにくいQFP(クワッド・フラット・パッケージ)が搭載され、内側の区域(3BX)、(3BY)及び(3BZ)を通過するプリント基板Wに、昇温しやすい小型部品が搭載されているときには、外側の区域(3A)、(3C)の設定温度を高くし、内側の区域(3B)の設定温度を低くする。
In the present invention, the upper panel heaters (3X), (3Y), and (3Z) having a large number of ejection holes (3h) have an effect of being uniformly heated, and in addition to that, the lower panel By dividing the heaters (4X), (4Y) and (4Z), the effect is further increased.
The number of divisions is not particularly limited as long as it is 2 or more, but 2 to 4 is preferable from the viewpoint of ease of production and saturation of effects.
For example, when the upper panel heaters (3X), (3Y), and (3Z) are divided into three (3A), (3B), and (3C) areas, respectively, the outer areas (3AX), (3AY), and (3A) 3FP), and a printed circuit board W passing through (3CX), (3CY) and (3CZ) is mounted with a QFP (quad flat package) which is difficult to raise temperature due to its large heat capacity, and the inner area (3BX) ), (3BY) and the printed circuit board W that passes through (3BZ), when small components that are likely to rise in temperature are mounted, the set temperature of the outer areas (3A) and (3C) is increased to increase the inner area. The set temperature of (3B) is lowered.

また、上側パネルヒータ(3X)、(3Y)及び(3Z)を(3A)及び(3B)の区域にそれぞれ2分割し、一方の区域(3AX)、(3AY)及び(3AZ)の設定温度を高くして、熱負荷の大きいプリント基板W1を搬送し、同時に、他方の区域(3BX)、(3BY)及び(3BZ)の設定温度を低くして、熱負荷の小さいプリント基板W2を搬送することができる。   Further, the upper panel heaters (3X), (3Y) and (3Z) are divided into two sections (3A) and (3B), respectively, and the set temperatures of one of the sections (3AX), (3AY) and (3AZ) are set. Increase the temperature to transfer the printed circuit board W1 having a large heat load, and at the same time, lower the set temperature in the other areas (3BX), (3BY) and (3BZ) to convey the printed circuit board W2 having a small heat load. Can do.

本発明は、上記のように、例えば、多数の噴出し穴(3h)を有する上側パネルヒータ(3Z)の幅方向を、搬送方向に沿って分割し、多数の噴出し穴(3h)を有する複数の区域(3AZ)、(3BZ)及び(3CZ)からなる上側パネルヒータとしたことにより、それぞれのパネルヒータが多数の噴出し穴を有することになるから、ヒータを単に分割したものとは異なり、均一に加熱される効果が顕著に向上するものである。   In the present invention, as described above, for example, the width direction of the upper panel heater (3Z) having a large number of ejection holes (3h) is divided along the conveying direction to have a large number of ejection holes (3h). Since the upper panel heater is composed of a plurality of sections (3AZ), (3BZ) and (3CZ), each panel heater has a large number of ejection holes. The effect of being heated uniformly is remarkably improved.

本発明のリフローはんだ付け装置の概略図である。It is the schematic of the reflow soldering apparatus of this invention. 本発明の分割された複数の区域からなるパネルヒータを示す概略図である。It is the schematic which shows the panel heater which consists of a several area | region divided | segmented of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 リフローはんだ付け装置(加熱炉)
2 搬送手段(搬送コンベア)
3X 上側パネルヒータ(予熱ゾーン)
3Y 上側パネルヒータ(中間加熱ゾーン)
3Z 上側パネルヒータ(リフロー加熱ゾーン)
3h 上側パネルヒータの多数の噴出し穴
3AZ 上側パネルヒータの複数の区域の一つ(リフロー加熱ゾーン)
3BZ 上側パネルヒータの複数の区域の一つ(リフロー加熱ゾーン)
3CZ 上側パネルヒータの複数の区域の一つ(リフロー加熱ゾーン)
4X 下側パネルヒータ(予熱ゾーン)
4Y 下側パネルヒータ(中間加熱ゾーン)
4Z 下側パネルヒータ(リフロー加熱ゾーン)
5 ファン
6 予熱ゾーン
7 中間加熱ゾーン
8 リフロー加熱ゾーン
9 冷却ゾーン
10 熱風温度センサ
11 冷風機
1 Reflow soldering equipment (heating furnace)
2 Conveying means (conveying conveyor)
3X Upper panel heater (preheating zone)
3Y Upper panel heater (intermediate heating zone)
3Z Upper panel heater (reflow heating zone)
3h A large number of ejection holes 3AZ of the upper panel heater One of a plurality of areas of the upper panel heater (reflow heating zone)
3BZ One of the multiple areas of the upper panel heater (reflow heating zone)
3CZ One of multiple zones of upper panel heater (reflow heating zone)
4X Lower panel heater (preheating zone)
4Y Lower panel heater (intermediate heating zone)
4Z Lower panel heater (reflow heating zone)
5 Fan 6 Preheating zone 7 Intermediate heating zone 8 Reflow heating zone 9 Cooling zone 10 Hot air temperature sensor 11 Cold air machine

Claims (6)

はんだ付けする部品を搭載した基板の搬送手段、前記搬送手段に載置された基板を上下方向から加熱する上側パネルヒータ及び下側パネルヒータを具備し、少なくとも前記上側パネルヒータに多数の噴出し穴を設け、前記上側パネルヒータの上方にファンを設置してなるリフローはんだ付け装置において、前記上側パネルヒータの幅方向を搬送方向に沿って分割し、多数の噴出し穴を有する複数の区域からなる上側パネルヒータを構成し、前記分割された各区域毎に設定温度を変更可能としたことを特徴とするリフローはんだ付け装置。   A board conveying means for mounting a component to be soldered, an upper panel heater and a lower panel heater for heating the board placed on the conveying means from above and below, and at least a plurality of ejection holes in the upper panel heater In the reflow soldering apparatus in which a fan is installed above the upper panel heater, the width direction of the upper panel heater is divided along the transport direction and consists of a plurality of areas having a number of ejection holes. A reflow soldering apparatus comprising an upper panel heater, wherein a set temperature can be changed for each of the divided areas. さらに下側パネルヒータの幅方向を搬送方向に沿って分割し、複数の区域からなる下側パネルヒータを構成し、前記分割された各区域毎に設定温度を変更可能としたことを特徴とする請求項1に記載のリフローはんだ付け装置。   Furthermore, the width direction of the lower panel heater is divided along the conveying direction to form a lower panel heater composed of a plurality of areas, and the set temperature can be changed for each of the divided areas. The reflow soldering apparatus according to claim 1. 前記下側パネルヒータに多数の噴出し穴を設け、前記下側パネルヒータの下方にファンを設置してなることを特徴とする請求項1又は2に記載のリフローはんだ付け装置。   The reflow soldering apparatus according to claim 1 or 2, wherein a number of ejection holes are provided in the lower panel heater, and a fan is installed below the lower panel heater. 前記上側パネルヒータの複数の区域、又は前記上側パネルヒータ及び下側パネルヒータの複数の区域が、2分割又は3分割された区域であり、少なくとも一つの区域が他の区域より高い温度に設定されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のリフローはんだ付け装置。   A plurality of areas of the upper panel heater or a plurality of areas of the upper panel heater and the lower panel heater are divided into two or three areas, and at least one area is set at a higher temperature than the other areas. The reflow soldering apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the reflow soldering apparatus is provided. 前記上側パネルヒータ及び下側パネルヒータは、搬送方向に3枚以上並べられ、予熱ゾーン、中間加熱ゾーン、及びリフロー加熱ゾーンが構成されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のリフローはんだ付け装置。   The upper panel heater and the lower panel heater are arranged three or more in the transport direction, and a preheating zone, an intermediate heating zone, and a reflow heating zone are configured. The reflow soldering apparatus according to the item. 請求項1〜5のいずれか一項に記載のリフローはんだ付け装置を使用するリフローはんだ付け方法であって、前記上側パネルヒータの複数の区域、又は前記上側パネルヒータ及び下側パネルヒータの複数の区域に分割された各区域に沿って、それぞれ、熱負荷の異なる複数の基板を同時に搬送することを特徴とするリフローはんだ付け方法。   A reflow soldering method using the reflow soldering apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein a plurality of areas of the upper panel heater or a plurality of upper panel heaters and lower panel heaters are used. A reflow soldering method, wherein a plurality of substrates having different thermal loads are simultaneously transported along each of the divided areas.
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