JP3109689B2 - リフロー半田装置 - Google Patents

リフロー半田装置

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    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/3447Lead-in-hole components

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  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子部品を基板上に半
田付けするためのリフロー半田装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来、加熱した鉄板上に電子部品を配置
し、この上をクリーム半田を塗布した基板を通過させて
鉄板の熱により基板を下側から加熱し、クリーム半田を
リフローして半田付けを行うようにしたリフロー半田付
け装置は知られている。このリフロー半田付け装置で
は、基板に反り等の変形があった場合、基板と加熱した
鉄板との距離が均一に保たれないため、熱が平均して伝
わらず、半田付け不良が発生し易かった。
【0003】そこで、このような半田付け不良を解決す
るため、熱風を吹き出す多数の孔を有する熱風吹き出し
用治具を備え、この治具における熱風吹き出し孔に対応
した部分に、クリーム半田を塗布した部品を搭載してな
る基板を位置させ、その吹き出し孔より吹き出す熱風に
よりクリーム半田をリフローして半田付けするようにし
たリフロー半田付け装置も、例えば本出願人が提案した
特開昭62−84870号公報等で見ることができる。
このリフロー半田装置では、熱風吹き出し孔より基板に
向かって熱風が部分的に吹き出す構造なので、基板に多
少の反り等の変形があっても半田付けが可能になる。ま
た、リード部品の半田付け、特にリード部品とチップ部
品を搭載しての同時半田付けも可能になる。さらに、熱
に弱い部分の半田付けも可能となり、2度リフローを行
った場合でも部品の信頼性が損なわれることがない等の
利点を有するもので、今日では広く使用されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のリフロ
ー半田装置は、熱風吹き出し用治具が基板に対応した専
用治具として製作され、熱風吹き出し孔の位置は基板に
おけるクリーム半田を塗布した部分とほぼ一致し、加熱
したい箇所のみを集中的に加熱するいわゆるポイント式
リフロー構造となっている。また、例えば、コンデンサ
および抵抗等の部品と大型のトランス等の部品と言うよ
うに、熱容量の大幅に異なる部品を同時に半田付けした
いときにはクリーム半田をリフローするに必要な熱量も
異なるのが普通であり、このような場合は熱風吹き出し
孔の径寸法を部分的に変えることも行われている。した
がって、従来装置では、基板が異なる毎に専用の治具を
製作しなければならないので、治具費に加えて、治具交
換に煩わされ、迅速な切り換えが行えないというような
コスト的と作業性などの点で問題があった。特に、前記
熱風吹き出し孔にリフローノズルを装着し、そのノズル
を通じて熱風を吹き出す構造にした場合は、前記ノズル
の位置および孔径などを設計するときに微妙な調整を必
要とするのでさらに問題となる。
【0005】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであり、その目的は熱風吹き出し用治具を異なる基板
であっても共用可能とし、前記治具費を軽減できるとと
もに作業性を向上できる構造にしたリフロー半田装置を
提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、熱風吹き出し孔を有する熱風吹き出し用治具
を備え、前記治具に対応してクリーム半田を塗布した部
品を搭載してなる基板を位置させ、この基板の前記クリ
ーム半田を塗布した面に対してのみ前記熱風吹き出し孔
により熱風を吹き出して前記クリーム半田をリフローす
るようにしたリフロー半田装置において、前記治具は、
前記基板のうち、端子付き部品を、該端子を裏面へ貫通
配置した状態で搭載し、裏面へ突出した端子にクリーム
半田を塗布したものに用いられ、熱風を内部に導入する
本体部の上開口に装着され、前記熱風吹き出し孔の複数
個を略同一径で、かつ孔封止用止めねじを螺入可能なタ
ップ付きの孔として形成しているとともに、マトリック
ス状で略等間隔に配置しており、前記本体部に装着した
状態で前記基板の下に配置されるようにしたものであ
る。
【0007】
【作用】この構成によれば、前記治具に設けられたマト
リックス状で略等間隔に配置した複数個の熱風吹き出し
孔を通じて、熱風が基板のクリーム半田を塗布した面に
吹き出され、その片面全体をほぼ均一に加熱する。つま
り、従来のポイント式に比べて片面全体を加熱するので
孔位置や孔径などの調整が不要となり、異なる基板毎に
専用治具を製作したり、治具交換を行う必要がない。ま
た、前記複数の熱風吹き出し孔が孔封止用のシャッター
手段を各々有することにより、このシャッター手段で不
必要な熱風吹き出し孔を封止すれば、従来のポイント式
と同様な熱分布を得ることも容易であり、単一治具を異
なる熱分布の態様で使用することが可能となる。
【0008】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
詳細に説明する。図1は本発明の一実施例に係るリフロ
ー半田装置を使用状態で示す縦断側面図、図2は同上リ
フロー半田装置における要部斜視図、図3は同上リフロ
ー半田装置の概略外観斜視図である。
【0009】図1から図3において、リフロー半田装置
1は、大きくは熱風箱2と、この熱風箱2に取り付けら
れた熱風発生器3とで構成されており、リフロー半田装
置1の全体がエアシリンダー4で上下動可能になってい
る。
【0010】さらに詳述すると、本体部5は上面が間口
された六面体状にできており、この本体部5に熱風発生
器3と、上面を閉じた熱風吹き出し用の治具6とからな
る。このうち、本体部5は、それぞれステンレまたは鉄
等で作られた外側筺体7aと内側筺体7bとで二重構造
に形成されているとともに、外側筺体7aと内側筺体7
bとの間にアスベスト等の断熱材8が介装されている。
【0011】これに対して、前記治具6は、本体部5と
の間がシールされた状態で固定して取り付けられおり、
周囲部を除いた部分に設けられた複数個の熱風吹き出し
孔9を有している。各熱風吹き出し孔9は、略同一径で
あり、それらがマトリックス状で略等間隔に形成されて
いる。したがって、各熱風吹き出し孔9の位置は、図1
に示す如くマウント基板11上にリード端子13を貫通
させて搭載された電子部品12a,12b,12cの上
記リード端子13に対応しておらず、治具周囲部を除い
たメイン部全域に規則正しく配置されている。
【0012】また、各熱風吹き出し孔9はシャッター手
段により封止可能となっている。このシャッター手段
は、図2に示す如く各熱風吹き出し孔9をタップ10付
きとして各々形成し、このタップ10を利用して6角穴
付き止めねじ14を螺入する構造であり、任意の熱風吹
き出し孔9を容易に封止できる。なお、このようなシャ
ッター手段は、止めねじ14を用いる代わりに例えば耐
熱性テープを貼り付ける方法などであっても良い。
【0013】次に、熱風発生器3は、熱風箱2の本体部
5の対向し合う側面をそれぞれ貫通した状態で、一対設
けられている。また、各熱風発生器3は、一端が図示せ
ぬエアコンプレッサーに連ながっているとともに、他端
が熱風箱2内へ延びるパイプ材15と、このパイプ材1
5の他端側における内側にコイル状に巻回配置された約
1キロワット(Kw)程度の熱線ヒータ16等とで構成され
ており、止め具17を用いて本体部5の取付ねじ部に螺
合して取り付けられている。そして、この熱風発生器3
は、熱線ヒータ16が加熱された状態で、パイプ材15
を通してエアコンプレッサーより送られて来るエアが通
されると、このエアを熱線ヒータ16の部分を通るとき
に加熱し熱風箱2内に熱風として送り込める状態になっ
ている。なお、この熱線ヒータ16が設けられた部分に
は図示せぬ温度センサが設けられており、この部分の温
度が設定温度以上になったときに、熱線ヒータ16への
通電を断ち異常な加熱を防止できるようになっている。
【0015】このように構成されたリフロー半田付け装
置1の動作を次に説明する。まず、リフロー半田付け装
置1上に送られて来るマウント基板11には、リード端
子13を貫通配置させた電子部品12a,12b,12
cが搭載されており、かつその裏面側に突出されたリー
ド端子13にはクリーム半田18が塗布されている。一
方、リフロー半田付け装置1はエアシリンダー4の駆動
で下降位置に変位されている。そして、このマウント基
板11が、図示せぬベルトコンベア等によって治具6に
対し所定の位置上に送られて来ると、これが図示しない
センサで検出され、ベルトコンベアが停止されるととも
にマウント基板11も停止する。次いで、エアシリンダ
ー4の駆動により、リフロー半田付け装置1の全体が所
定の位置まで上昇し、リフロー半田付けが行われ、完了
後、所定の位置まで下降する。図1はこの状態を示して
いる。なお、前記マウント基板11を移動するベルトコ
ンベア構造などは特間昭62−84870号公報に記載
されているので説明を省略する。リフロー半田付け装置
1の上昇時には、熱線ヒータ16で加熱されたエア(熱
風)がパイプ材15を通して熱風箱2内に吹き込まれて
おり、熱風箱2内に吹き込まれたエアが複数の熱風吹き
出し孔9を通してマウント基板11の裏面に向かって吹
き出され、その裏面全体をほぼ均一に加熱する。そし
て、これら複数個の熱風吹き出し孔9から吹き出す熱風
によって一定時間加熱し、クリーム半田13がリフロー
され、リフロー半田付けが完了する。
【0016】以上のリフロー半田付け装置1では、従来
のポイント式に比べて、略同一径で規則正しく配置され
た複数個の熱風吹き出し孔9を通じて、マウント基板1
1の裏面ほぼ全域を加熱するので孔径などの調整が不要
となり、異なる基板毎に専用治具を製作したり、治具交
換を行う必要がない。
【0017】図4は上記リフロー半田装置1の他の使用
態様例を示している。この使用態様では、前記シャッタ
ー手段を利用してマウント基板21に最適な熱分布を得
るようにした例である。マウント基板21には、リード
端子23を貫通配置させた電子部品22a,22b,2
2cが搭載されており、かつその裏面側に突出されたリ
ード端子23にはクリーム半田18が塗布されている。
これに対し、治具6は、複数の熱風吹き出し孔9のうち
不必要な熱風吹き出し孔9がそのタップ10に止めねじ
14を螺入操作されて封止状態となっている。この止め
ねじ14で封止された部分は、クリーム半田18から離
れた位置にある熱風吹き出し孔9である。この結果、止
めねじ14が装着されない熱風吹き出し孔9からは熱風
がマウント基板21の裏面にあってクリーム半田18を
塗布した部分に集中的に吹き出す。これにより、従来の
ポイント式と同様な熱分布を得ることができる。そし
て、これら非封止状態の熱風吹き出し孔9から一定時間
吹き出す熱風によってクリーム半田18は効率的にリフ
ローされる。逆に、止めねじ14で封止された部分を含
む領域ではそれよりも低い温度で加熱されることにな
る。
【0018】したがって、このリフロー半田付け装置1
にあっては、複数の熱風吹き出し孔9のうち不必要な孔
を止めねじ14により封止するだけで、熱分布を容易に
変えることが可能であり、従来のように新たな治具を製
作したり、治具交換に煩わされることがない。また、治
具6には複数の熱風吹き出し孔9がマトリックス状に規
則正しく設けられているので、クリーム半田18が塗布
された部分に対応して必要とする熱風吹き出す孔9を選
択することが可能となり、マウント基板21に吹き付け
る風量を最適状態に簡単に調整することができる。
【0019】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明に係るリフ
ロー半田装置によれば、熱風吹き出し用の治具に設けら
れたマトリックス状で略等間隔に配置した複数個の熱風
吹き出し孔を通じて吹き出される熱風により、基板のク
リーム半田を塗布した片面全体をほぼ均一に加熱する。
したがって、本発明は、従来のポイント式に比べてクリ
ーム半田を塗布した片面全体を加熱するので、異なる基
板毎に専用熱風吹き出し治具を製作したり、治具交換を
行う必要がなくなり、治具費を軽減でき、基板切り換え
における作業性を向上できる。また、複数の熱風吹き出
し孔が止めねじにより不必要な熱風吹き出し孔を封止す
れば、熱分布が異なる態様となる。すなわち、従来のポ
イント式と同様な態様で使用することも可能であり、単
一治具でありながら機種の異なる基板毎に最適な熱分布
態様を容易に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係るリフロー半田装置を使
用状態で示す縦断側面図である。
【図2】図1に示したリフロー半田装置の要用構造を示
す斜視図である。
【図3】図1に示したリフロー半田装置を示す概略外観
斜視図である。
【図4】図1に示したリフロー半田装置を他の使用態様
で示す縦断側面図である。
【符号の説明】
1… リフロー半田装置 2… 熱風箱 3…熱風発生器 6…熱風吹き出し
用治具 9…熱風吹き出し孔 10…タップ(シャ
ッター手段) 14…止めねじ(シャッター手段) 11,21…マウ
ント基板 18…クリーム半田
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23K 1/00 - 3/08 H05K 3/34 507

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 熱風吹き出し孔を有する熱風吹き出し用
    治具を備え、前記治具に対応してクリーム半田を塗布し
    た部品を搭載してなる基板を位置させ、この基板の前記
    クリーム半田を塗布した面に対してのみ前記熱風吹き出
    し孔により熱風を吹き出して前記クリーム半田をリフロ
    ーするようにしたリフロー半田装置において、 前記治具は、前記基板のうち、端子付き部品を、該端子
    を裏面へ貫通配置した状態で搭載し、裏面へ突出した端
    子にクリーム半田を塗布したものに用いられ、 熱風を内部に導入する本体部の上開口に装着され、 前記
    熱風吹き出し孔の複数個を略同一径で、かつ孔封止用止
    めねじを螺入可能なタップ付きの孔として形成している
    とともに、マトリックス状で略等間隔に配置しており、 前記本体部に装着した状態で前記基板の下に配置される
    こと を特徴とするリフロー半田装置。
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