JP3897715B2 - Reflow soldering method and reflow soldering apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リフロー半田付けの際に発生する飛散はんだの影響を低減できるリフロー半田付け方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
ワーク基板である表面実装基板に部品をリフロー半田付けする際には、ワーク基板を加熱していくと、クリーム半田に含まれている溶剤が突沸して、フラックスの一部や20μm〜40μmの小粒径の半田が、半田付け箇所の周囲に飛散する事態が発生する。
【0003】
携帯電話装置の表面実装基板のように、半田付け箇所の周囲に接点パターンが位置する場合には、飛散したフラックスや半田ボールがこの接点パターンに付着した場合には、接点不良が発生する。
【0004】
そのため従来では(特許文献1)に見られるようにワーク基板の半田付け面に接点パターンを取り囲むように所定高さの異物付着防止壁60を形成して、リフロー半田付け時に飛散してきた異物50を食い止めるように構成されている。
【0005】
【特許文献1】
特開平07−283493号 (図1)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ワーク基板の側に異物付着防止壁60を設ける従来の方法では、このようなワーク基板を組み込んだ携帯電話装置の場合には、基板が厚くなって製品がぶ厚くなってしまって好ましくない。
【0007】
本発明はワーク基板の側に異物付着防止壁を設けなくても、ワーク基板上の保護エリアへのリフロー半田付け時の異物の飛散を防止できるリフロー半田付け方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明のリフロー半田付け方法は、ワーク基板の半田付け面とは反対側の面を加熱して前記半田付け面に部品をリフロー半田付けして実装するに際し、ワーク基板の前記半田付け面の側で前記部品に接触しない位置に、前記半田付け面の保護エリアを覆うとともに前記部品の位置に対応して開口が形成されたシャッターを配設し、前記ワーク基板を加熱して半田付け温度プロファイルを実行し、その際に前記部品のリフロー半田付け位置から飛散した飛散半田の一部を前記開口を通して前記シャッターの一方の表面で受けて前記保護エリアへの半田の落下を前記シャッターによって妨げるとともに、前記部品のリフロー半田付け位置から飛散した飛散半田の一部をシャッターの前記一方の表面とは反対側の表面で受けて前記保護エリアへの半田の落下を前記シャッターによって妨げることを特徴とする。
【0009】
また、基板温度が半田のフラックスの蒸発温度を超えて半田融点温度未満の状態のタイミングに、前記シャッターと前記ワーク基板が相対移動して前記シャッターが前記保護エリアを覆ってシャッターの前記一方の表面とは反対側の表面へのフラックスの付着を低減させることを特徴とする。
【0011】
また、シャッターの前記一方の表面側に空気流を形成して、前記開口を通過した飛散半田を吹き飛ばしまたは吸い取りすることを特徴とする。
また、シャッターの前記ワーク基板の前記半田付け面と対向する面に付着した飛散半田を、前記シャッターと前記ワーク基板の相対移動によって掻き取ってリフレッシュすることを特徴とする。
【0012】
また、シャッターの前記一方の表面とは反対側の表面に粘着層を形成し、衝突した飛散半田を粘着層で捕捉することを特徴とする。
本発明のリフロー半田付け装置は、前記加熱装置にセットされたワーク基板の前記半田付け面の側で実装部品に接触しない位置にあって前記半田付け面の保護エリアを覆うとともに前記部品の位置に対応して開口が形成されたシャッターと、前記シャッターが前記半田付け面の保護エリアを覆う第1の位置と覆わない第2の位置とに前記加熱装置による半田付け温度プロファイルの実行に同期して前記シャッターと前記加熱装置を相対移動させる駆動手段とを設けたことを特徴とする。
【0013】
また、前記駆動手段は、前記加熱装置にセットされたワーク基板に対して前記シャッターを第1の位置から第2の位置にわたって移動させるよう構成したことを特徴とする。
【0014】
また、シャッターの前記ワーク基板の前記半田付け面と対向する面に付着した飛散半田を、前記シャッターと前記ワーク基板の相対移動によって掻き取るスクレーパーを設けたことを特徴とする。
また、シャッターの前記ワーク基板の半田付け面と対向する粘着層を形成したことを特徴とする。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のリフロー半田付け方法を具体的な各実施の形態に基づいて説明する。
【0016】
(実施の形態1)
図1〜図3は本発明の(実施の形態1)を示す。
リフロー半田付け装置は図2に示すように構成されている。
【0017】
作業ステージ1aには加熱装置2aが設けられている。作業ステージ1bには加熱装置2bが設けられている。半田付け箇所にクリーム半田を印刷して部品を配置したワーク基板3は、矢印A方向に移動する搬入用スライダー4aに載置されて装置の右側から装置の中央に搬入される。そしてピックアップ5によって加熱装置2a,2bの上にワーク基板3が、半田付け面とは反対側の面を下側にして図中の矢印Bの方向に沿って移される。
【0018】
加熱装置2aの近傍には図1(a)に示す位置と図1(b)に示す位置とにわたってシリンダ装置6aで開閉駆動されるシャッター7aが設けられている。加熱装置2bの近傍にも図1(a)に示す位置と図1(b)に示す位置とにわたってシリンダ装置6bで開閉駆動されるシャッター7bが設けられている。8はクリーム半田、9は部品である。
【0019】
図1(a)に示すようにワーク基板3は、シャッター7aが開いた状態(シャッター7aが半田付け面を覆っていない状態)において、ピックアップ5によってセットされ、加熱装置2aによって半田付け温度プロファイルを実行する過程で図1(b)に示すようにシャッター7aが閉められる。
【0020】
なお、シャッター7aはワーク基板3の実装部品の位置に対応して図3にも示すように開口10が形成されているが、ワーク基板3の前記半田付け面の保護エリアとしての接点パターン11の上方位置には前記開口10は設けられていない。
【0021】
例えば、シャッター7aを閉めた図1(b)の状態で加熱装置2aによってワーク基板3の温度を上げていくと、クリーム半田8が鉛フリーの場合には半田融点217℃よりも低い温度でクリーム半田8の成分である溶剤の突沸が発生して、従来と同じように20μm〜40μm程度の直径の半田12が図1(c)に示すように飛散するが、飛散した半田12の一部はシャッター7aの開口10を通過してシャッター7aの上面側に載って接点パターン11の上に落下する飛散半田の量が低減した。
【0022】
具体的には、接点パターン11への半田飛散率が従来では6.5%であったがこの(実施の形態1)の対策後は半田飛散率が2.2%に改善された。
半田融点217℃を超えて降温中または降温完了後に、シャッター7aを図1(a)に示す位置に退避させて、搬入時と逆ルートでワーク基板3が搬出される。シャッター7bも同様に駆動されている。
【0023】
なお、この実施の形態ではシャッター7a,7bは早くからワーク基板3の上に到来していたが、鉛フリー半田の場合には融点217℃の直前に昇温したタイミングに図1(b)の状態に駆動した方が、より具体的には、基板温度が半田のフラックスの蒸発温度を超えて半田融点温度未満の状態のタイミングにシャッター7a,7bを閉じることによって、シャッター7a,7bの裏面がクリーム半田8から立ち昇るフラックス成分に接触することが少なく、シャッター7a,7bの裏面へのフラックスの付着や付着したフラックスに飛散半田12が付着する現象を低減できる。
【0024】
また、図2に示すように閉じた状態のシャッター7aの上方位置には、半田付け過程で発生するガスなどを吸引除去するための排気装置の吸い込み口13が開口しており、開口10を通過した飛散半田12の一部は吸い込み口13から吸引されて除去される。シャッター7bの上方位置にも排気装置の吸い込み口(図示せず)が同じように開口している。
【0025】
上記の実施の形態では、シャッター7a,7bの裏面には特殊な加工が形成されていなかったが、シャッター7a,7bの裏面に粘着層を形成して衝突した飛散半田12を捕捉するよう構成することによって、半田飛散率をより低減できる。
【0026】
(実施の形態2)
図4は本発明の(実施の形態2)を示す。
(実施の形態1)で見られたようにシャッター7a,7bの裏面に付着した飛散半田12a(図4(a)参照)が、シャッター7a,7bの開閉の際にワーク基板3の上に落下する危険があるが、この(実施の形態2)では、図4(b)に示すようにシャッター7a,7bが開く過程では、シャッター7a,7bの裏面に接触しないようにスクレーパー14が下降している。次に、シャッター7a,7bが閉じる過程では、図4(c)に示すようにシャッター7a,7bの裏面に接触するようにスクレーパー14が上昇し、この状態でシャッター7a,7bが閉じるように構成して、付着した異物を掻き取る。
【0027】
この構成によると、シャッター7a,7bを設けたにもかかわらず、シャッター7a,7bの開閉に伴う異物の落下を防止できる。
この実施の形態ではスクレーパー14は昇降のみであったが、ワーク基板3の裏面に沿ってスクレーパー14自身が移動して異物を掻き取るように構成したり、スクレーパー14とシャッター7a,7bとが相対移動しながら異物を掻き取るように構成することもできる。
【0028】
上記の各実施の形態では、ワーク基板3に対してシャッター7a,7bが移動したが、図2に示したシリンダ装置15によって加熱装置2a,2bをシャッター7a,7bの位置に近づけて図1(b)と等価の状態を得ても半田飛散率をより低減できる。この場合にはシャッター7a,7bを図1(b)の位置に固定し、降下した位置の加熱装置2aとシャッター7aとの間、降下した位置の加熱装置2bとシャッター7bとの間から、ピックアップ5によるワーク基板3の搬入搬出を実施する。
【0029】
また、ワーク基板3がセットされた加熱装置2a,2bをシャッター7a,7bの下方位置に相対移動させて図1(b)と等価の状態を得ても、半田飛散率をより低減できる。
【0030】
なお、相対移動とは、ワーク基板の側である加熱装置が停止していてシャッターが出退する場合、シャッターが停止していてワーク基板3の側である加熱装置が移動する場合、シャッターとワーク基板3の側である加熱装置の両方が移動する場合である。
【0031】
上記の各実施の形態では、排気装置の吸い込み口13から吸い込むだけであったが、前記シャッター7a,7bの表面側に吸い込み口13に向かう方向の送風を実施し、前記開口10を通過した飛散半田12をこの送風によって吹き飛ばすように構成して、半田飛散率を低減することもできる。
【0032】
【発明の効果】
以上のように本発明によると、ワーク基板の半田付け面とは反対側の面を加熱して前記半田付け面に部品をリフロー半田付けして実装するに際し、ワーク基板の前記半田付け面の側で前記部品に接触しない位置に、前記半田付け面の保護エリアを覆うとともに前記部品の位置に対応して開口が形成されたシャッターを配設し、前記ワーク基板を加熱して半田付け温度プロファイルを実行し、その際に前記部品のリフロー半田付け位置から飛散した飛散半田の一部を前記開口を通して前記シャッターの一方の表面で受けて前記保護エリアへの半田の落下を前記シャッターによって妨げるとともに、前記部品のリフロー半田付け位置から飛散した飛散半田の一部をシャッターの前記一方の表面とは反対側の表面で受けて前記保護エリアへの半田の落下を前記シャッターによって妨げるので、前記部品のリフロー半田付け位置から飛散した飛散半田の一部を、前記開口を通して前記シャッターの表面で受けることによって、保護エリアへの半田飛散率を改善できる。
【0033】
基板温度が半田のフラックスの蒸発温度を超えて半田融点温度未満の状態のタイミングに、前記シャッターと前記ワーク基板が相対移動して前記シャッターが前記保護エリアを覆ってシャッターの前記一方の表面とは反対側の表面へのフラックスの付着を低減させることができる。
【0035】
また、シャッターの前記一方の表面側に空気流を形成して、前記開口を通過した飛散半田を吹き飛ばしまたは吸い取りすることによって保護エリアへの半田飛散率を改善できる。
【0036】
また、シャッターの前記ワーク基板の前記半田付け面と対向する面に付着した飛散半田を、前記シャッターと前記ワーク基板の相対移動によって掻き取ってリフレッシュすることによって、前記シャッターを設けたにもかかわらず保護エリアへの異物の落下を低減できる。
【0037】
また、シャッターの前記一方の表面とは反対側の表面に粘着層を形成し、衝突した飛散半田を粘着層で捕捉することによって、保護エリアへの異物の落下を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のリフロー半田付け方法を示す(実施の形態1)の工程図
【図2】同実施の形態のリフロー半田付け装置の構成図
【図3】同実施の形態の要部の斜視図
【図4】本発明のリフロー半田付け方法を示す(実施の形態2)の工程図
【符号の説明】
3 ワーク基板
2a 加熱装置
9 部品
11 半田付け面の保護エリア
7a シャッター
8 クリーム半田
10 シャッター7aの開口
12a 飛散半田
13 排気装置の吸い込み口
14 スクレーパー[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a reflow soldering method capable of reducing the influence of scattered solder generated during reflow soldering.
[0002]
[Prior art]
When reflow soldering a part to a surface mount board, which is a work board, when the work board is heated, the solvent contained in the cream solder bumps, and a part of the flux or a small value of 20 μm to 40 μm A situation occurs in which the solder having a particle size is scattered around the soldering portion.
[0003]
When the contact pattern is located around the soldering point as in the surface mount substrate of the mobile phone device, contact failure occurs when scattered flux or solder balls adhere to the contact pattern.
[0004]
Therefore, conventionally, as seen in (Patent Document 1), a foreign matter adhesion prevention wall 60 having a predetermined height is formed on the soldering surface of the work board so as to surround the contact pattern, and the foreign matter 50 scattered during reflow soldering is removed. It is configured to stop.
[0005]
[Patent Document 1]
JP 07-283493 A (FIG. 1)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional method in which the foreign matter adhesion preventing wall 60 is provided on the work substrate side, in the case of a mobile phone device incorporating such a work substrate, the substrate becomes thick and the product becomes thick.
[0007]
An object of the present invention is to provide a reflow soldering method capable of preventing scattering of foreign matters during reflow soldering to a protection area on a work substrate without providing a foreign matter adhesion preventing wall on the work substrate side.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In the reflow soldering method of the present invention, when the surface opposite to the soldering surface of the work substrate is heated to reflow solder and mount the component on the soldering surface, the side of the soldering surface of the work substrate is mounted. a position not in contact with said component in said covers the protection area of the soldering surface so as to correspond to the position of the component is disposed a shutter opening formed, the soldering temperature profile by heating the work substrate A part of the scattered solder scattered from the reflow soldering position of the part at that time is received by one surface of the shutter through the opening and prevents the solder from falling into the protection area by the shutter, and the parts of the reflow soldering positions scattered from the scattering of solder of said one surface of the part the shutter is received by the surface of the opposite side half to the protected area Characterized in that to prevent the fall by the shutter.
[0009]
In addition, at the timing when the substrate temperature exceeds the solder flux evaporation temperature and below the solder melting point temperature, the shutter and the work substrate move relative to each other so that the shutter covers the protection area and the one surface of the shutter It reduces the adhesion of the flux to the surface on the opposite side .
[0011]
In addition, an air flow is formed on the one surface side of the shutter, and the scattered solder that has passed through the opening is blown out or sucked off .
Further, the scattered solder adhering to the surface of the shutter facing the soldering surface of the work substrate is scraped and refreshed by relative movement of the shutter and the work substrate .
[0012]
In addition, an adhesive layer is formed on a surface opposite to the one surface of the shutter, and the scattered solder that has collided is captured by the adhesive layer.
In the reflow soldering apparatus of the present invention, the work board set in the heating device is located on the soldering surface side so as not to contact the mounting component, covers the protection area of the soldering surface, and is located at the position of the component. Correspondingly to the execution of the soldering temperature profile by the heating device, the shutter having a corresponding opening and the first position where the shutter covers the protection area of the soldering surface and the second position where the shutter does not cover the shutter. The shutter and driving means for moving the heating device relative to each other are provided.
[0013]
In addition , the driving unit is configured to move the shutter from the first position to the second position with respect to the work substrate set in the heating device.
[0014]
In addition, a scraper is provided that scrapes off the scattered solder adhering to the surface of the shutter facing the soldering surface of the work substrate by relative movement of the shutter and the work substrate.
Further, an adhesive layer facing the soldering surface of the work substrate of the shutter is formed.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the reflow soldering method of the present invention will be described based on specific embodiments.
[0016]
(Embodiment 1)
1 to 3 show (Embodiment 1) of the present invention.
The reflow soldering apparatus is configured as shown in FIG.
[0017]
The
[0018]
In the vicinity of the
[0019]
As shown in FIG. 1A, the
[0020]
The
[0021]
For example, when the temperature of the
[0022]
Specifically, the solder scattering rate to the
After the temperature of the solder melting point exceeds 217 ° C. or during the temperature decrease, the
[0023]
In this embodiment, the
[0024]
Further, as shown in FIG. 2, a
[0025]
In the above embodiment, no special processing is formed on the back surfaces of the
[0026]
(Embodiment 2)
FIG. 4 shows (Embodiment 2) of the present invention.
As seen in (Embodiment 1), the
[0027]
According to this configuration, even if the
In this embodiment, the
[0028]
In each of the above embodiments, the
[0029]
Further, even when the
[0030]
The relative movement refers to the shutter and the workpiece when the heating device on the work substrate side is stopped and the shutter is moved out, the shutter is stopped and the heating device on the
[0031]
In each of the above-described embodiments, the air was only sucked from the
[0032]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when the surface opposite to the soldering surface of the work substrate is heated and the components are reflow soldered and mounted on the soldering surface, the soldering surface side of the work substrate is mounted. a position not in contact with said component in said covers the protection area of the soldering surface so as to correspond to the position of the component is disposed a shutter opening formed, the soldering temperature profile by heating the work substrate A part of the scattered solder scattered from the reflow soldering position of the part at that time is received by one surface of the shutter through the opening and prevents the solder from falling into the protection area by the shutter, and the parts of the reflow soldering positions scattered from the scattering of solder of said one surface of the part the shutter is received by the opposite surface of the solder to the protected area Since impede down by the shutter, a portion of the solder scattered scattered from the reflow soldering position of the component, by receiving at the surface of the shutter through the opening, it can improve the solder scattering rate to the protected area.
[0033]
When the substrate temperature exceeds the solder flux evaporation temperature and below the solder melting point temperature, the shutter and the work substrate move relative to each other so that the shutter covers the protection area and the one surface of the shutter is The adhesion of flux to the opposite surface can be reduced.
[0035]
Further, by forming an air flow on the one front side of the shutter, you can improve the solder scattering rate to the protected area by blowing or blotting solder scattering passing through the aperture.
[0036]
In addition, the scattered solder adhering to the surface of the shutter facing the soldering surface of the work board is scraped and refreshed by the relative movement of the shutter and the work board, even though the shutter is provided. The fall of foreign matter to the protection area can be reduced.
[0037]
Further, an adhesive layer was formed on the front surface opposite to the one surface of the shutter, by capturing the scattered solder collided with an adhesive layer, can reduce the fall of foreign matter into the protective area.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a process diagram of (Embodiment 1) illustrating a reflow soldering method according to the present invention. FIG. 2 is a configuration diagram of a reflow soldering apparatus according to the embodiment. FIG. 4 is a process diagram of the second embodiment showing the reflow soldering method of the present invention.
3
Claims (9)
ワーク基板の前記半田付け面の側で前記部品に接触しない位置に、前記半田付け面の保護エリアを覆うとともに前記部品の位置に対応して開口が形成されたシャッターを配設し、
前記ワーク基板を加熱して半田付け温度プロファイルを実行し、その際に前記部品のリフロー半田付け位置から飛散した飛散半田の一部を前記開口を通して前記シャッターの一方の表面で受けて前記保護エリアへの半田の落下を前記シャッターによって妨げるとともに、前記部品のリフロー半田付け位置から飛散した飛散半田の一部をシャッターの前記一方の表面とは反対側の表面で受けて前記保護エリアへの半田の落下を前記シャッターによって妨げる
リフロー半田付け方法。When mounting the component by reflow soldering to the soldering surface by heating the surface opposite to the soldering surface of the work substrate,
A shutter that covers a protective area of the soldering surface and has an opening corresponding to the position of the component at a position that does not contact the component on the soldering surface side of the work substrate,
The work substrate is heated to execute a soldering temperature profile, and at that time, a part of the scattered solder scattered from the reflow soldering position of the component is received by the one surface of the shutter through the opening to the protection area. The solder is prevented from falling by the shutter, and a part of the scattered solder scattered from the reflow soldering position of the component is received by the surface opposite to the one surface of the shutter, and the solder falls to the protection area. A reflow soldering method that prevents the shutter by the shutter.
請求項1記載のリフロー半田付け方法。When the substrate temperature exceeds the solder flux evaporation temperature and below the solder melting point temperature, the shutter and the work substrate move relative to each other so that the shutter covers the protection area and the one surface of the shutter is The reflow soldering method according to claim 1, wherein adhesion of flux to the opposite surface is reduced.
請求項1記載のリフロー半田付け方法。 An air flow is formed on the one surface side of the shutter to blow or suck the scattered solder that has passed through the opening.
The reflow soldering method according to claim 1 .
請求項1記載のリフロー半田付け方法。 The scattered solder adhering to the surface of the shutter facing the soldering surface of the work substrate is scraped and refreshed by the relative movement of the shutter and the work substrate.
The reflow soldering method according to claim 1 .
請求項1記載のリフロー半田付け方法。The reflow soldering method according to claim 1 , wherein an adhesive layer is formed on a surface opposite to the one surface of the shutter, and the scattered solder that has collided is captured by the adhesive layer .
前記加熱装置にセットされたワーク基板の前記半田付け面の側で実装部品に接触しない位置にあって前記半田付け面の保護エリアを覆うとともに前記部品の位置に対応して開口が形成されたシャッターと、A shutter which is in a position where it does not come into contact with a mounting component on the side of the soldering surface of the work substrate set in the heating device, covers the protection area of the soldering surface, and has an opening corresponding to the position of the component When,
前記シャッターが前記半田付け面の保護エリアを覆う第1の位置と覆わない第2の位置とに前記加熱装置による半田付け温度プロファイルの実行に同期して前記シャッターと前記加熱装置を相対移動させる駆動手段とDriving the shutter and the heating device relative to each other in synchronization with execution of a soldering temperature profile by the heating device between a first position where the shutter covers the protection area of the soldering surface and a second position where the shutter does not cover the protection area. Means and
を設けたリフロー半田付け装置。A reflow soldering device.
請求項6記載のリフロー半田付け装置。 The drive means is configured to move the shutter from a first position to a second position with respect to a work substrate set in the heating device.
The reflow soldering apparatus according to claim 6 .
請求項6記載のリフロー半田付け装置。 A scraper for scraping scattered solder adhering to a surface of the shutter facing the soldering surface of the work substrate by relative movement of the shutter and the work substrate is provided.
The reflow soldering apparatus according to claim 6 .
請求項6記載のリフロー半田付け装置。 An adhesive layer was formed on the surface of the shutter facing the soldering surface of the work substrate.
The reflow soldering apparatus according to claim 6 .
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