JP2915543B2 - How to set reflow conditions for reflow furnace - Google Patents

How to set reflow conditions for reflow furnace

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JP2915543B2
JP2915543B2 JP29249690A JP29249690A JP2915543B2 JP 2915543 B2 JP2915543 B2 JP 2915543B2 JP 29249690 A JP29249690 A JP 29249690A JP 29249690 A JP29249690 A JP 29249690A JP 2915543 B2 JP2915543 B2 JP 2915543B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、リフロー炉のリフロー条件の設定方法に関
する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for setting reflow conditions of a reflow furnace.

(従来の技術及び解決すべき課題) マイクロエレクトロニクスの進歩と共にその接合技術
としてのはんだ付技術が、微小で、しかも微細な部材に
適用されるようになり、いわゆるマイクロソルダリング
が非常に重要になってきている。最近では精密はんだ付
や微小部のはんだ付技術が急速に発展してきており、同
時に自動化と省力化のための高い生産能率が要求される
ようになってきている。このような状況から、近年新し
いはんだ付技術として、はんだ付箇所に予めはんだを供
給しておき、これを熱風、赤外線、レーザ等の熱源を用
いて溶かしてはんだ付するリフローはんだ付方法が採用
されてきている。
(Conventional technology and problems to be solved) With the advance of microelectronics, soldering technology as a joining technology has been applied to minute and fine members, so-called micro soldering has become very important. Is coming. Recently, techniques for precision soldering and soldering of minute parts are rapidly developing, and at the same time, high production efficiency is required for automation and labor saving. Under these circumstances, a reflow soldering method has recently been adopted as a new soldering technique in which solder is supplied in advance to the soldering location, and this is melted using a heat source such as hot air, infrared rays, or a laser for soldering. Is coming.

このリフローはんだ付方法は、電子機器の小型化に伴
って従来のリード線付き部品に代わってチップ部品が用
いられるようになったこと、更に実装密度を高めるため
に表面実装法が導入されるようになったこと等から、微
小になったはんだ付箇所を、正確に、且つ能率的に接合
する必要に迫られるようになったことから広く使用され
るようになってきている。
With this reflow soldering method, chip components have been used in place of conventional leaded components with the miniaturization of electronic devices, and surface mounting methods have been introduced to further increase the mounting density. For this reason, it has become widely used because it has become necessary to accurately and efficiently join small soldered portions.

更に、リフローはんだ付方法は、(I)適正組成のは
んだを適量だけ必要箇所にのみ供給できる、(II)浸漬
はんだ付法では避けることが出来ない不純物による汚染
が無い、(III)表面実装が可能となるためにスルーホ
ールが不要となる。(IV)ソルダレジスト処理が不要と
なる等の多くの特徴がある。
In addition, the reflow soldering method has the following advantages: (I) an appropriate amount of solder having an appropriate composition can be supplied only to a necessary place, (II) no contamination by impurities that cannot be avoided by the immersion soldering method, and (III) surface mounting. No need for through-holes to be possible. (IV) There are many features such as the need for solder resist processing.

リフローはんだ付を行なうためのリフロー炉は、基板
に実装された部品のリード部を所定の温度に加熱するた
めの予熱ゾーン、当該予熱ゾーンにおいて加熱された部
品のリード部を均一に加熱する均熱ゾーン、当該均熱ゾ
ーンで所定温度に均一に加熱されたリード部をはんだが
溶融する所定温度にまで急速に加熱して溶融接合するた
めの本加熱ゾーン等の各ゾーン、及び部品が実装された
基板を載置して予熱ゾーン、均熱ゾーン及び本加熱ゾー
ンを所定の搬送速度で順次通過させるコンベア等により
構成されている。
A reflow furnace for performing reflow soldering includes a preheating zone for heating a lead portion of a component mounted on a substrate to a predetermined temperature, and a uniform heating for uniformly heating a lead portion of the component heated in the preheating zone. Each zone such as a zone, a main heating zone for rapidly heating a lead portion uniformly heated to a predetermined temperature in the heat equalizing zone to a predetermined temperature at which the solder melts and performing a fusion bonding, and components were mounted. It is constituted by a conveyor or the like which places a substrate and sequentially passes through a preheating zone, a soaking zone, and a main heating zone at a predetermined transport speed.

ところで、従来、新規基板に対するリフロー炉の各加
熱ゾーンのヒータ温度の設定は、はんだ付回路基板に熱
電対を付け、目標の温度履歴(プロフィイル)となるよ
うに、作業者の経験や勘によりヒータ温度設定を何回か
変えてリフロー条件を出している。
By the way, conventionally, the setting of the heater temperature of each heating zone of the reflow furnace for a new board is performed by attaching a thermocouple to the soldered circuit board and setting the heater temperature based on the experience and intuition of the worker so that the target temperature history (profile) is obtained. The reflow condition is set by changing the temperature setting several times.

しかしながら、上記従来のヒータ温度の設定方法で
は、作業者の経験や勘によりリフロー条件を出している
ために、リフロー条件の設定に非常に時間を要し、作業
性が極めて悪いという問題がある。いわんや、経験の浅
い作業者がリフロー条件を設定する場合にはなおさらで
ある。
However, in the above-described conventional method for setting the heater temperature, since the reflow condition is set based on the experience and intuition of the operator, it takes a very long time to set the reflow condition, and the workability is extremely poor. This is especially true when an inexperienced operator sets reflow conditions.

本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、作業者の
経験や勘等に頼ることなく、数回のコンベア速度の変更
により新規基板に対するリフロー条件を設定することが
可能なリフロー炉のリフロー条件の設定方法を提供する
ことを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points, and has been made in consideration of the above-described circumstances. A reflow furnace capable of setting reflow conditions for a new substrate by changing a conveyor speed several times without relying on the experience and intuition of an operator. An object is to provide a method for setting conditions.

(課題を解決するための手段) 上記目的を達成するために本発明によれば、リフロー
炉における新規基板のリフロー条件の設定に際し、リフ
ロー炉の第1回目のヒータ温度の設定を、予めデータを
取って求めた係数と、コンベア速度及び前記基板の熱容
量と伝熱面積との比及び前記基板の目的温度とにより表
されるヒータ温度の関数とを用いて行ない、その測定結
果を用いて第2回目のリフロー条件を設定し、第3回目
以後のリフロー条件の設定を、第1回目のコンベア速度
と基板及び実装部品のリードの最高温度のデータと、第
2回目のコンベア速度と基板及び実装部品のリードの最
高温度のデータから線形近似により求め、前記実装部品
のリードが目的の最高温度に達するように前記コンベア
速度を設定するようにしたものである。
(Means for Solving the Problems) According to the present invention, in order to achieve the above object, when setting reflow conditions for a new substrate in a reflow furnace, the first heater temperature setting of the reflow furnace is performed in advance by setting data. The obtained coefficient, the conveyor speed, the ratio of the heat capacity and the heat transfer area of the substrate and the function of the heater temperature represented by the target temperature of the substrate are used, and the second measurement is performed using the measurement result. Set the reflow conditions for the third time, set the reflow conditions for the third and subsequent times, and set the data of the first conveyor speed and the maximum temperature of the lead of the board and the mounted parts, and the second conveyor speed and the board and the mounted parts. Is obtained by linear approximation from the data of the maximum temperature of the lead, and the conveyor speed is set so that the lead of the mounted component reaches the target maximum temperature.

(作用) リフロー炉の第1回目のヒータ温度の設定を、予めデ
ータを取って求めた係数と、コンベア速度及び前記基板
の熱容量と伝熱面積との比及び前記基板の目的温度とに
より表されるヒータ温度の関数とを用いて行なう。そし
て、コンベア速度、基板及び実装部品のリードの最高温
度の第1回目の測定を行ない、その測定結果を用いて第
2回目のリフロー条件を設定する。第3回目以後のリフ
ロー条件の設定は、第1回目のコンベア速度と基板及び
実装部品のリードの最高温度のデータと、第2回目のコ
ンベア速度と基板及びリードの最高温度のデータから線
形近似により求める。そして、前記実装部品のリードが
目的の最高温度に達するように前記コンベア速度を設定
する。このリフロー炉のリフロー条件の設定は、最低3
回の操作で行なうことができる。
(Operation) The first setting of the heater temperature of the reflow furnace is represented by a coefficient obtained by taking data in advance, a conveyor speed, a ratio of the heat capacity of the substrate to the heat transfer area, and a target temperature of the substrate. This is performed using a function of the heater temperature. Then, the first measurement of the conveyor speed and the maximum temperature of the lead of the board and the mounted component is performed, and the second reflow condition is set using the measurement result. The reflow conditions after the third time are set by linear approximation from the data of the first time of the conveyor speed and the maximum temperature of the lead of the board and the mounted parts, and the second time of the data of the conveyor speed and the maximum temperature of the board and the lead. Ask. Then, the conveyor speed is set so that the leads of the mounted components reach a target maximum temperature. Set the reflow conditions of this reflow furnace at least 3
It can be performed in a single operation.

(実施例) 以下本発明の一実施例を添付図面に基づいて詳述す
る。
Embodiment An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

第1図においてリフロー炉1は、予熱ゾーンI均熱ゾ
ーンII、本加熱ゾーンIII及び基板を搬送するためのベ
ルトコンベア2等により構成されており、予熱ゾーン
I、均熱ゾーンII及び本加熱ゾーンIIIは水平に一直線
に並んで配置され、ベルトコンベア2はこれらの各ゾー
ンI〜IIIに沿って水平に配置されている。
In FIG. 1, a reflow furnace 1 includes a preheating zone I, a soaking zone II, a main heating zone III, a belt conveyor 2 for transporting a substrate, and the like, and includes a preheating zone I, a soaking zone II, and a main heating zone. III are arranged horizontally in a straight line, and the belt conveyor 2 is arranged horizontally along each of these zones I to III.

リフロー炉1は、各ゾーンI〜IIIの加熱方式とし
て、予熱ゾーンIに赤外線方式(IR方式)、均熱ゾーン
IIに熱風方式(対流方式)、本加熱ゾーンIIIに赤外線
及び熱風方式を採用している。
The reflow furnace 1 has an infrared heating method (IR method) in the preheating zone I,
The hot air method (convection method) is adopted for II and the infrared and hot air method is adopted for the main heating zone III.

予熱ゾーンIは、所定の間隔で離隔対向する2台の面
ヒータ3、4により構成されている。均熱ゾーンIIは、
ベルトコンベア2の搬送方向に沿って並んで配置された
2台のエアヒータ5、6及びダクト7、7により構成さ
れている。本加熱ゾーンIIIは、所定の間隔で離隔対向
する2台の面ヒータ8、9とエアヒータ10とにより構成
されている。エアヒータ10のダクト11の熱風吐出口11a
は均熱ゾーンIIIの搬入側に、吸込口11bは本加熱ゾーン
IIIの搬出側に夫々ベルトコンベア2に臨んで開口して
配置されており、当該ダクト11にはヒータコア12、ブロ
ア13が設けられている。
The preheating zone I is composed of two surface heaters 3 and 4 facing each other at a predetermined interval. Soaking zone II
It is composed of two air heaters 5 and 6 and ducts 7 and 7 arranged side by side along the conveying direction of the belt conveyor 2. The main heating zone III includes two surface heaters 8 and 9 and an air heater 10 which are opposed to each other at a predetermined interval. Hot air discharge port 11a of duct 11 of air heater 10
Is on the loading side of the soaking zone III, and the suction port 11b is the main heating zone
Each of the ducts 11 is provided with a heater core 12 and a blower 13 on the carry-out side of the III so as to open toward the belt conveyor 2.

ベルトコンベア2は、搬送用モータ15により矢印Aで
示す方向に駆動され、載置された基板20を、予熱ゾーン
I、均熱ゾーンII、本加熱ゾーンIIIの中を所定の搬送
速度(以下「コンベア速度」という)で搬送する。面ヒ
ータ3、4、8、9は、夫々温度制御装置(図示せず)
に接続されその温度を調節可能とされ、エアヒータ5、
6は、夫々図示しない熱風源に接続され、前記温度制御
装置によりその熱風温度を調節可能とされている。ま
た、エアヒータ10のヒータコア12も前記温度制御装置に
接続されている。このエアヒータ10の熱風の温度は後述
するように所定の温度に固定される。そして、このエア
ヒータ10の熱風は本加熱ゾーンIIIを循環して均一温度
にする。
The belt conveyor 2 is driven by a transfer motor 15 in a direction indicated by an arrow A, and transfers the placed substrate 20 through a preheating zone I, a soaking zone II, and a main heating zone III at a predetermined transfer speed (hereinafter referred to as “the speed”). Conveyor speed). Each of the surface heaters 3, 4, 8, and 9 is a temperature control device (not shown).
And the temperature thereof can be adjusted.
Numerals 6 are respectively connected to a hot air source (not shown), and the temperature of the hot air can be adjusted by the temperature control device. Further, the heater core 12 of the air heater 10 is also connected to the temperature control device. The temperature of the hot air from the air heater 10 is fixed at a predetermined temperature as described later. Then, the hot air from the air heater 10 circulates through the main heating zone III to have a uniform temperature.

以下に、リフロー炉1のヒータ温度の設定方法につい
て説明する。
Hereinafter, a method of setting the heater temperature of the reflow furnace 1 will be described.

先ず、リフロー炉1の各加熱ゾーンI〜IIIの加熱に
ついて説明する。第2図に示すように予熱ゾーンI、本
加熱ゾーンIIIの各面ヒータ3、4、8、9の各温度を
夫々Th1、Th2、Th3、Th4、均熱ゾーンIIのエアヒータ
5、6の各温度をTair1、Tair2、本加熱ゾーンIIIのエ
アヒータ10の温度をTair3とする。
First, the heating of each of the heating zones I to III of the reflow furnace 1 will be described. Preheating zone I as shown in FIG. 2, respectively Th 1 each temperature of each surface heater 3,4,8,9 of the heating zone III, Th 2, Th 3, Th 4, the air heater of the soaking zone II 5 , 6 as Tair 1 and Tair 2 , and the temperature of the air heater 10 in the main heating zone III as Tair 3 .

エアヒータ10の温度Tair3は、最大温度付近の250゜程
度で使用し、Tair1、Tair2は、本加熱直前の目標基板温
度Tafと等しくする。尚、均熱ゾーンIIに熱風方式を採
用したことにより、設定温度以上に温度が上昇すること
がなく、均一に加熱することが可能となるという利点が
ある。
The temperature Tair 3 of the air heater 10 is used at about 250 ° near the maximum temperature, and Tair 1 and Tair 2 are made equal to the target substrate temperature Taf immediately before the main heating. The adoption of the hot air system in the soaking zone II has the advantage that the temperature can be uniformly increased without increasing the temperature above the set temperature.

従って、残りのヒータ温度の設定は、4台の面ヒータ
3、4、8、9の温度Th1、Th2、Th3、Th4となる。そし
て、面ヒータ3と4の温度Th1とTh2、面ヒータ8と9の
温度Th3とTh4を等しく設定する。
Therefore, the remaining heater temperatures are set to the temperatures Th 1 , Th 2 , Th 3 , and Th 4 of the four surface heaters 3 , 4, 8, and 9. Then, the temperature Th 1 and Th 2 surface heaters 3 and 4, is set equal to a temperature Th 3 and Th 4 faces the heater 8 and 9.

また、第3図に示すように、基板20、当該基板20に実
装した部品21、当該部品21のリード22の3点の表面温度
を熱電対23、24、25により測定する。熱電対23は、周辺
に部品等がないこと及び当該基板20における最大温度に
なると予想される点aの温度をTaを測定する。熱電対24
は、基板20上に実装された部品の中で最大熱容量の部品
21のリード22即ち、最も温度が上昇しにくいリードの点
bの温度Tbを測定する。熱電対25は、前記最大熱容量の
部品21の点cの温度Tcを測定する。これらの温度の測定
は、例えば、温度記録装置(リフローチェッカ)26によ
り測定記録する。そして、後述するようにこれらの3点
a〜cの温度プロファイルを第4図に示すように測定す
る。
Further, as shown in FIG. 3, the surface temperatures of three points of the substrate 20, the component 21 mounted on the substrate 20, and the lead 22 of the component 21 are measured by thermocouples 23, 24, and 25. The thermocouple 23 measures Ta at a point a where there is no component or the like in the vicinity and at a point a where the maximum temperature of the substrate 20 is expected. Thermocouple 24
Is the component with the largest heat capacity among the components mounted on the board 20.
The temperature Tb of the point b of the lead 22, ie, the lead whose temperature is least likely to rise, is measured. The thermocouple 25 measures the temperature Tc at the point c of the component 21 having the maximum heat capacity. These temperatures are measured and recorded by a temperature recording device (reflow checker) 26, for example. Then, as described later, the temperature profiles of these three points a to c are measured as shown in FIG.

次に、第5図(A)乃至第5図(D)に示すフローチ
ャートを参照しつつヒータ温度の設定方法について説明
する。
Next, a method of setting the heater temperature will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS. 5 (A) to 5 (D).

最初に、第4図に示す温度プロファイルのm点(本加
熱ゾーンIII)及びf点(均熱ゾーンII)の各目標リー
ド温度Tbm(例えば、210℃)、Tbf(例えば、160℃)を
入力(ステップ1)する。その他コンベア速度CS(例え
ば、0.7m/min)、基板20の単位伝熱面積当たりの熱容量
C/Aを入力する。基板20の熱容量Cは、当該基板20の比
熱cと体積Vとの積(c×V)で表され、体積Vは、基
板20の伝熱面積Aと板厚tとの積(A×t)で表され
る。従って、単位面積当たりの熱容量(以下単に「熱容
量」という)C/Aは、C/A=(cAt)/A=ctとなり、基板2
0の板厚tの関数として表される。比熱cは、単位重量
の均一物質の温度を1℃上げるのに必要な熱量(kJ/kg
℃)である。そこで、基板20の熱容量C/Aは当該基板20
例えば、ガラスエポキシ樹脂の比熱c(=0.8kJ/kg℃)
と、その板厚t(例えば、1.6mm)との積(C/A=ct=0.
8×1.6)として入力する。
First, the target lead temperatures Tbm (for example, 210 ° C.) and Tbf (for example, 160 ° C.) of the point m (the main heating zone III) and the point f (the soaking zone II) of the temperature profile shown in FIG. 4 are input. (Step 1). Other conveyor speed CS (for example, 0.7m / min), heat capacity per unit heat transfer area of substrate 20
Enter C / A. The heat capacity C of the substrate 20 is represented by the product (c × V) of the specific heat c of the substrate 20 and the volume V, and the volume V is the product of the heat transfer area A of the substrate 20 and the plate thickness t (A × t). ). Therefore, the heat capacity per unit area (hereinafter simply referred to as “heat capacity”) C / A is C / A = (cAt) / A = ct,
It is expressed as a function of the thickness t of 0. The specific heat c is the amount of heat (kJ / kg) required to raise the temperature of a unit weight of a homogeneous substance by 1 ° C.
° C). Therefore, the heat capacity C / A of the substrate 20 is
For example, specific heat c of glass epoxy resin (= 0.8kJ / kg ℃)
And its thickness t (for example, 1.6 mm) (C / A = ct = 0.
8 × 1.6).

尚、初期コンベア速度CSは、0.6〜1.0m/minの範囲に
設定する。
The initial conveyor speed CS is set in the range of 0.6 to 1.0 m / min.

次に、基板20の予熱ゾーンI、均熱ゾーンII及び本加
熱ゾーンIIIの各温度Tak、Taf及びTamを推定(ステップ
2)する。基板20上の1つの基準となるのは、最大熱容
量部品21のリード22の温度である(この温度は、はんだ
の融点+α℃という最低温度がm点で必要であり、基板
20の酸化を防ぎ、他の部品温度を上げ過ぎないという要
望のために当該温度を低く抑える必要がある)。
Next, the temperatures Tak, Taf, and Tam of the preheating zone I, the soaking zone II, and the main heating zone III of the substrate 20 are estimated (step 2). One criterion on the substrate 20 is the temperature of the lead 22 of the maximum heat capacity component 21 (this temperature requires a minimum temperature of the melting point of the solder + α ° C. at the point m.
It is necessary to keep the temperature low in order to prevent oxidation of 20 and not to raise the temperature of other parts too much).

しかしながら、リード22の温度は基板温度よりもむし
ろ部品温度に依存し、部品の種類が多いことと、リード
部22は、はんだの融点以上で浮く可能性があり、データ
ベースを作る信頼性がないことから基板温度を基準にと
り、ヒータ温度設定を行なう必要がある。そこで、Ta
k、Taf、Tamの各温度を、例えば、次のように設定す
る。Tak=Tbf+5℃=160+5=165℃、Taf=Tbf+5℃
=165℃、Tam=Tbm+15℃=210+15=225℃。
However, the temperature of the lead 22 depends on the component temperature rather than the substrate temperature, and there are many types of components, and the lead portion 22 may float above the melting point of solder, making it unreliable to create a database. It is necessary to set the heater temperature based on the substrate temperature. So, Ta
The temperatures k, Taf, and Tam are set, for example, as follows. Tak = Tbf + 5 ° C = 160 + 5 = 165 ° C, Taf = Tbf + 5 ° C
= 165 ° C, Tam = Tbm + 15 ° C = 210 + 15 = 225 ° C.

次に、エアヒータ温度の設定を行なう(ステップ
3)。これは、本加熱ゾーンIIIの直前の基板温度と等
しく設定し、エアヒータ5の温度Tair1は、Tbfよりも所
定温度ΔT(5〜10℃)だけ高い温度に設定する。例え
ば、Tair1=Tair2=Tbf+10℃=170℃とする。また、エ
アヒータ10の温度Tair3は、Tair3=(はんだの融点+
α)=250℃に固定する。
Next, the air heater temperature is set (step 3). This is set equal to the substrate temperature immediately before the main heating zone III, and the temperature Tair 1 of the air heater 5 is set to a temperature higher than Tbf by a predetermined temperature ΔT (5 to 10 ° C.). For example, Tair 1 = Tair 2 = Tbf + 10 ° C. = 170 ° C. Also, the temperature Tair 3 of the air heater 10 is Tair 3 = (melting point of solder +
α) = fixed at 250 ° C.

次いで、第1回目の面ヒータ温度Th1、Th2、Th3、Th4
(リフロー条件)の設定を行なう(ステップ5)。尚、
Th1=Th2、Th3=Th4、C/A=ctである。第4図のk点
(予熱ゾーンI)における基板20の目標基板温度Tak
は、コンベア速度CS、基板20の熱容量C/A(=ct)、面
ヒータ3の温度Th1の関数と考えられる。従って、温度T
h1は、逆に前記各値CS、C/A、Takの関数 Th1=f(CS、C/A、Tak) …(1) と考えられる。そして、この関数は、例えば、実験計画
法の手法により相関係数を求めて定めることができる
が、最も簡単な式としては、次式に示すようなTh1に関
する一次式で表される。
Then, the first round of the surface heater temperature Th 1, Th 2, Th 3 , Th 4
(Reflow conditions) are set (step 5). still,
Th 1 = Th 2, Th 3 = Th 4, a C / A = ct. The target substrate temperature Tak of the substrate 20 at the point k (preheating zone I) in FIG.
A conveyor speed CS, the heat capacity of the substrate 20 C / A (= ct) , considered as a function of the temperature Th 1 surface heater 3. Therefore, the temperature T
Conversely, h 1 is considered to be a function Th 1 = f (CS, C / A, Tak) of each of the values CS, C / A, and Tak (1). This function can be determined, for example, by calculating a correlation coefficient by an experiment design method. The simplest expression is expressed by a linear expression relating to Th 1 as shown in the following expression.

Th1=a1CS+a2C/A+a3Tak+a4 …(2) また、m点における基板20の目標基板温度Tamは、コ
ンベア速度CS、基板20の値C/A(=ct)、面ヒータ8の
温度Th3の関数と考えられ、従って、温度Th3は、前記各
値CS、C/A、Taf、Tamの関数 Th3=f(CS、C/A、Taf、Tam) …(3) と考えられる。尚、本加熱ゾーンIIIの面ヒータ8の温
度Th3は、当該本加熱ゾーンIIIの直前の均熱ゾーンIIの
温度Tafにも依存する。この関数の最も簡単な式は、前
記式(2)と同様にTh3に関する一次式で表される。
Th 1 = a 1 CS + a 2 C / A + a 3 Tak + a 4 (2) The target substrate temperature Tam of the substrate 20 at the point m is the conveyor speed CS, the value C / A (= ct) of the substrate 20, and the surface heater 8. considered as a function of the temperature Th 3, and thus, the temperature Th 3, the respective values CS, C / a, Taf, function of Tam Th 3 = f (CS, C / a, Taf, Tam) ... (3) it is conceivable that. The temperature Th 3 faces the heater 8 of the heating zone III is also dependent on the temperature Taf of the soaking zone II immediately before such main heating zone III. The simplest formula of the function is similarly represented by a linear equation relating Th 3 in the formula (2).

Th3=b1CS+b2C/A+b3Taf+b4Tam+b5 …(4) よって、係数a1〜a4、b1〜b5が決定されれば、1回目
の予熱ゾーンIにおける面ヒータ3の温度Th1、本加熱
ゾーンIIIにおける面ヒータ8の温度Th3を設定すること
ができる。これらの係数a1〜a4、b1〜b5は、予めデータ
を採って求める。
Th 3 = b 1 CS + b 2 C / A + b 3 Taf + b 4 Tam + b 5 (4) Accordingly, if the coefficients a 1 to a 4 and b 1 to b 5 are determined, the surface heater 3 in the first preheating zone I The temperature Th 1 and the temperature Th 3 of the surface heater 8 in the main heating zone III can be set. These coefficients a 1 to a 4 and b 1 to b 5 are obtained by taking data in advance.

いま、係数a1〜a4を、a1=126.8、a2=70.99、a3=2.
028、a4=134.27とし、CS=0.7m/min、C/A=ct=1.28、
Tak=165℃とすると、面ヒータ3の温度Th1は、前記
(2)式からTh1=380℃となる。
Now, let the coefficients a 1 to a 4 be a 1 = 126.8, a 2 = 70.99, a 3 = 2.
028, a 4 = 134.27, CS = 0.7m / min, C / A = ct = 1.28,
If Tak = 165 ° C., the temperature Th 1 of the surface heater 3 becomes Th 1 = 380 ° C. from the equation (2).

同様に係数b1〜b5を、b1=131.9、b2=77.5、b3=1.3
07、b4=2.584、b5=201.3とし、CS=0.7m/min、C/A=c
t=1.28、Taf=165℃、Tam=225℃とすると、面ヒータ
8の温度Th3は、前記(4)式からTh3=356℃となる。
Similarly, the coefficients b 1 to b 5 are calculated as follows: b 1 = 131.9, b 2 = 77.5, b 3 = 1.3
07, b 4 = 2.584, and b 5 = 201.3, CS = 0.7m / min, C / A = c
Assuming that t = 1.28, Taf = 165 ° C., and Tam = 225 ° C., the temperature Th 3 of the surface heater 8 becomes Th 3 = 356 ° C. from the above equation (4).

前記温度制御装置は、予熱ゾーンIの面ヒータ3、4
及び本加熱ゾーンIIIの面ヒータ8、9の各温度を前記
設定温度Th1、Th2及びTh3、Th4に設定して昇温し、これ
らの温度に調整(ステップ6)する。そして、各予熱ゾ
ーンI、均熱ゾーンII、本加熱ゾーンIIIにおける基板2
0、リード22の第1回目(n=1)におえる各最高温度
を温度記録装置(リフローチェッカ)26で測定(ステッ
プ7)し、当該測定結果から各温度Tak=155℃、Taf=1
60℃、Tam=220℃、Tbm=205℃を読み取る(ステップ
8)。
The temperature control device includes the surface heaters 3 and 4 in the preheating zone I.
Further, the respective temperatures of the surface heaters 8 and 9 in the main heating zone III are set to the set temperatures Th 1 , Th 2, Th 3 and Th 4 , and are raised and adjusted to these temperatures (step 6). The substrate 2 in each of the preheating zone I, the soaking zone II, and the main heating zone III
0, the highest temperature in the first time (n = 1) of the lead 22 is measured by a temperature recording device (reflow checker) 26 (step 7), and based on the measurement result, each temperature Tak = 155 ° C., Taf = 1
Read 60 ° C., Tam = 220 ° C., Tbm = 205 ° C. (step 8).

次に、ステップ9においてn=n+1として第2回目
に進め、コンベア速度CSを補正(ステップ10)する。即
ち、コンベア速度CSを補正して基板20の温度Tam=225℃
と、測定した最高温度Tam=220℃との温度差分だけ温度
を上げる(Tam=220+(225−220)=225℃)。
Next, in step 9, n = n + 1 is set and the process proceeds to the second time, and the conveyor speed CS is corrected (step 10). That is, the conveyor speed CS is corrected and the temperature of the substrate 20 is Tam = 225 ° C.
Then, the temperature is increased by a temperature difference from the measured maximum temperature Tam = 220 ° C. (Tam = 220 + (225−220) = 225 ° C.).

コンベア速度CSは、ヒータ8の温度Th3、基板20の温
度Tam、Taf、熱容量C/Aの関数 CS=f(Th3、Tam、Taf、C/A) …(5) として表され、 CS=(1/b1)(Th3−b4Tam−b3Taf+b2C/A−b5) …(6) として表される。
Conveyor speed CS, the temperature Th 3 of the heater 8, is represented the temperature of the substrate 20 Tam, Taf, function CS = f of the heat capacity C / A (Th 3, Tam , Taf, C / A) as ... (5), CS = (1 / b 1 ) (Th 3 −b 4 Tam−b 3 Taf + b 2 C / A−b 5 ) (6)

この式(6)の係数b1〜b5に、前記値b1=131.9、b2
=77.5、b3=1.307、b4=2.584、b5=201.3を、Tam=22
5℃、Taf=160℃及びC/A=0.7m/minを代入して、コンベ
ア速度CS=0.65m/minを得る。
In the coefficients b 1 to b 5 of the equation (6), the values b 1 = 131.9, b 2
= 77.5, b 3 = 1.307, b 4 = 2.584, the b 5 = 201.3, Tam = 22
Substituting 5 ° C., Taf = 160 ° C. and C / A = 0.7 m / min, obtain a conveyor speed CS = 0.65 m / min.

前記温度制御装置は、予熱ゾーンIの面ヒータ3、4
及び本加熱ゾーンIIIの面ヒータ8、9の各温度を前記
設定温度Th1、Th2及びTh3、Th4に調整(ステップ11)す
る。そして、各予熱ゾーンI、均熱ゾーンII、本加熱ゾ
ーンIIIにおける基板20、リード22の第2回目(n=
2)における各温度を温度記録装置(リフローチェッ
カ)26で測定(ステップ12)し、当該測定結果から例え
ば、温度Tbm=213℃を読み取る(ステップ13)。
The temperature control device includes the surface heaters 3 and 4 in the preheating zone I.
Then, the respective temperatures of the surface heaters 8 and 9 in the main heating zone III are adjusted to the set temperatures Th 1 , Th 2, Th 3 and Th 4 (step 11). Then, in each of the preheating zone I, the soaking zone II, and the main heating zone III, the second time (n =
Each temperature in 2) is measured by a temperature recording device (reflow checker) 26 (step 12), and for example, a temperature Tbm = 213 ° C. is read from the measurement result (step 13).

次に、ステップ14においてn=n+1=3として第3
回目に進め、1回目と2回目の測定結果から、線形近似
してリード22が目的の最高温度となるようにコンベア速
度CSを推定する(ステップ15)。即ち、このステップ15
において第6図に示す1回目(n−2)と2回目(n−
1)の測定結果から次式(7)により表される線形近似
を用いてコンベア速度CS3を推定する。
Next, in step 14, n = n + 1 = 3 and the third
Proceeding to the second time, the conveyor speed CS is estimated from the results of the first and second measurements by linear approximation so that the lead 22 reaches the target maximum temperature (step 15). That is, this step 15
At the first time (n-2) and the second time (n-
Estimating the conveyor speed CS 3 using a linear approximation represented from the measurement result of 1) the following equation (7).

CSn=(CSn-1−CSn-2)/(Tbmn-1−Tbmn-2) ×(Tbm0−Tbmn-2)+CSn-2 …(7) ここに、値Tbm0は目標温度を示す。また、各値の右肩
の添え字は測定回数を表す。
CS n = (CS n−1 −CS n−2 ) / (Tbm n−1 −Tbm n−2 ) × (Tbm 0 −Tbm n−2 ) + CS n−2 (7) where the value Tbm 0 Indicates a target temperature. The suffix on the right shoulder of each value indicates the number of measurements.

従って、3回目n=3は、 CS3=(CS2−CS1)/(Tbm2−Tbm1) ×(Tbm0−Tbm1)+CS1 …(8) そして、式(8)に、CS2=0.65(m/min)、CS1=0.7
(m/min)、Tbm2=213℃、Tbm1=205℃及びTbm0=210℃
の値を代入して、CS3=0.67(m/min)を得る。
Therefore, the third n = 3 is: CS 3 = (CS 2 −CS 1 ) / (Tbm 2 −Tbm 1 ) × (Tbm 0 −Tbm 1 ) + CS 1 (8) 2 = 0.65 (m / min) , CS 1 = 0.7
(M / min), Tbm 2 = 213 ° C, Tbm 1 = 205 ° C and Tbm 0 = 210 ° C
By substituting the values, obtaining a CS 3 = 0.67 (m / min ).

前記温度制御装置は、予熱ゾーンIの面ヒータ3、4
及び本加熱ゾーンIIIの面ヒータ8、9の温度Th1及びTh
3を調整し(ステップ16)、温度記録装置(リフローチ
ェッカ)26により3回目の測定を行ない(ステップ1
7)、測定回数nを1だけ進める(ステップ18)。この
測定は、目標温度Tbm=210℃に達した時に終了する。そ
して、測定回数nがN回目を越えたか否かを判別(ステ
ッ19)し、その判別答が否定(NO)の場合にはステップ
12に戻り3回目と2回目の測定結果から線形近似により
コンベア速度CSを設定する。これにより更に精度が上が
る。そして、所定回数Nだけ繰り返しステップ19の答が
肯定(YES)となると当該温度設定が終了する。
The temperature control device includes the surface heaters 3 and 4 in the preheating zone I.
And the temperature Th 1 and Th surface heater 8 and 9 of the main heating zone III
3 is adjusted (step 16), and a third measurement is performed by the temperature recording device (reflow checker) 26 (step 1).
7), the number of measurements n is advanced by 1 (step 18). This measurement ends when the target temperature Tbm = 210 ° C. is reached. Then, it is determined whether or not the number of measurements n has exceeded the N-th time (step 19). If the determination result is negative (NO), step
Returning to 12, the conveyor speed CS is set by linear approximation from the third and second measurement results. This further increases accuracy. When the answer to step 19 becomes affirmative (YES) repeatedly for the predetermined number N, the temperature setting ends.

このようにして線形近似を行ない、リード22が目的の
最高温度Tbm0となるようにコンベア速度CSを設定する。
これにより数回のコンベア速度の変更で目的の最高温度
に設定することができる。また、ヒータ温度を変更しな
いために温度調整時間が不要である。
The linear approximation is performed in this manner, and the conveyor speed CS is set so that the lead 22 has the target maximum temperature Tbm 0 .
Thus, the target maximum temperature can be set by changing the conveyor speed several times. Further, since the heater temperature is not changed, no temperature adjustment time is required.

(発明の効果) 以上説明したように本発明によれば、リフロー炉にお
ける新規基板のリフロー条件の設定に際し、リフロー炉
の第1回目のヒータ温度の設定を、予めデータを取って
求めた係数と、コンベア速度及び前記基板の熱容量と伝
熱面積との比及び前記基板の目的温度とにより表される
ヒータ温度の関数とを用いて行ない、その測定結果を用
いて第2回目のリフロー条件を設定し、第3回目以後の
リフロー条件の設定を、第1回目のコンベア速度と基板
及び実装部品のリードの最高温度のデータと、第2回目
のコンベア速度と基板及び実装部品のリードの最高温度
のデータから線形近似により求め、前記実装部品のリー
ドが目的の最高温度に達するように前記コンベア速度を
設定するようにすることにより、数回のコンベア速度の
変更で目的の最高温度に設定することができ、新規基板
に対するリフロー条件の設定が容易となり、経験の少な
い作業者でも容易にリフロー条件を設定することが可能
となる。更にヒータ温度を変更しないために、温度調整
時間が不要であり、簡単に行なうことができ、作業能率
を大幅に向上させることが可能となるという優れた効果
がある。
(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, when setting reflow conditions for a new substrate in a reflow furnace, the first heater temperature setting of the reflow furnace is determined by using a coefficient obtained by taking data in advance. , Using the conveyor speed, the ratio of the heat capacity of the substrate to the heat transfer area, and the function of the heater temperature represented by the target temperature of the substrate, and setting the second reflow condition using the measurement results. The setting of the reflow conditions after the third time is based on the data of the first conveyor speed and the maximum temperature of the lead of the board and the mounted parts, and the second conveyor speed and the maximum temperature of the lead of the board and the mounted parts. By changing the conveyor speed several times by obtaining linear approximation from the data and setting the conveyor speed so that the leads of the mounted parts reach the target maximum temperature. Thus, the target maximum temperature can be set, and the reflow condition for a new substrate can be easily set, so that even an inexperienced operator can easily set the reflow condition. Furthermore, since the heater temperature is not changed, there is no need for a time for adjusting the temperature, the operation can be easily performed, and there is an excellent effect that the working efficiency can be greatly improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明に係るリフロー炉のリフロー条件の設定
方法を実施するためのリフロー炉の一実施例を示す構成
図、第2図は第1図のリフロー炉の各加熱ゾーンにおけ
る加熱温度を示す図、第3図は第1図のリフロー炉によ
りはんだ付する基板に部品を実装した状態における各部
の温度測定を示す図、第4図は第3図の実装基板の各部
における温度プロファイルを示す特性図、第5図(A)
〜第5図(D)は本発明方法を実施するための手順を示
すフローチャート、第6図はコンベア速度を変えて実装
部品のリードを目的の最高温度にする場合のグラフであ
る。 1……リフロー炉、2……ベルトコンベア、3、4、
8、9……面ヒータ、5、6、10……エアヒータ、15…
…搬送モータ、20……基板、21……実装部品、22……リ
ード、23〜25……熱電対、26……温度記録装置(リフロ
ーチェッカ)。
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of a reflow furnace for carrying out a method for setting reflow conditions of a reflow furnace according to the present invention, and FIG. 2 shows heating temperatures in respective heating zones of the reflow furnace of FIG. FIG. 3 is a diagram showing temperature measurement of each part in a state where components are mounted on a board to be soldered by the reflow furnace of FIG. 1, and FIG. 4 is a temperature profile of each part of the mounting board of FIG. Characteristic diagram, FIG. 5 (A)
FIG. 5 (D) is a flowchart showing a procedure for carrying out the method of the present invention, and FIG. 6 is a graph in the case where the conveyor speed is changed to bring the leads of the mounted parts to the desired maximum temperature. 1 ... reflow furnace, 2 ... belt conveyor, 3, 4,
8, 9 ... surface heater, 5, 6, 10 ... air heater, 15 ...
... conveying motor, 20 ... substrate, 21 ... mounted parts, 22 ... lead, 23-25 ... thermocouple, 26 ... temperature recording device (reflow checker).

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】リフロー炉における新規基板のリフロー条
件の設定に際し、リフロー炉の第1回目のヒータ温度の
設定を、予めデータを取って求めた係数と、コンベア速
度及び前記基板の熱容量と伝熱面積との比及び前記基板
の目的温度とにより表されるヒータ温度の関数とを用い
て行ない、その測定結果を用いて第2回目のリフロー条
件を設定し、第3回目以後のリフロー条件の設定を、第
1回目のコンベア速度と基板及び実装部品のリードの最
高温度のデータと、第2回目のコンベア速度と基板及び
実装部品のリードの最高温度のデータから線形近似によ
り求め、前記実装部品のリードが目的の最高温度に達す
るように前記コンベア速度を設定することを特徴とする
リフロー炉のリフロー条件の設定方法。
In setting a reflow condition of a new substrate in a reflow furnace, a first temperature setting of a heater in the reflow furnace is performed by setting a coefficient obtained by taking data in advance, a conveyor speed, a heat capacity of the substrate, and a heat transfer. Using the ratio of the area and the function of the heater temperature represented by the target temperature of the substrate, the measurement result is used to set the second reflow condition, and the third and subsequent reflow conditions are set. Is obtained by linear approximation from the data of the first conveyor speed and the maximum temperature of the lead of the board and the mounted parts, and the second time the data of the conveyor speed and the maximum temperature of the lead of the board and the mounted parts. A method for setting reflow conditions of a reflow furnace, wherein the conveyor speed is set so that a lead reaches a target maximum temperature.
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