JP4252819B2 - リフロー予熱乾燥方法およびその装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント回路基板に塗布したクリーム半田によって電子部品を装着したのち、クリーム半田を加熱してリフロー半田付けする際のリフロー予熱乾燥方法およびその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プリント回路基板にクリーム半田を塗布し、そのクリーム半田を介して電子部品をプリント回路基板に装着したのち、そのプリント回路基板を加熱してリフロー半田付けする装置には、熱風による加熱、赤外線による加熱、あるいは蒸気潜熱を利用した加熱などが使用されている。ところで、近年では、プリント回路基板の実装密度が高くなるとともに、電子部品の多様化も進む中で、ランニングコスト、均一加熱性および生産性の点から、熱風による加熱方法が注目されている。この熱風加熱式リフロー装置として、熱風の淀み部分の発生を可及的に無くしてプリント回路基板の全体に対し均一加熱できるとともに、熱風とプリント回路基板との熱伝導率を高くして効率的にリフロー半田付けできる構成を備えたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この熱風加熱式リフロー装置について、図７を参照しながら説明する。
【０００３】
図７（ａ），（ｂ）は、上記熱風加熱式リフロー装置の概略構成を示す縦断面図および概略側面図である。このリフロー装置は、プリント回路基板１が基板搬送部２により基板搬送路３に沿って（ａ）の矢印方向に所定速度で搬送される。その基板搬送路３に沿った上下箇所には、それぞれ複数台（同図には上下それぞれ７台の場合を例示）の加熱炉体ユニット７Ａ，７Ｂが配設され、これら加熱炉体ユニット７Ａ，７Ｂによって加熱炉体４が構成されている。各加熱炉体ユニット７Ａ，７Ｂは、熱風源（図示せず）からの熱風を搬送中のプリント回路基板１に対しその直交方向から吹き付ける複数の熱風吹き出しノズル部８を有している。
【０００４】
また、加熱炉体４に対しプリント回路基板１の搬送方向の後段側の基板搬送路３には、冷却部９が連設されている。このリフロー装置では、基板搬送路３に沿って一定速度で搬送されるプリント回路基板１に対して、一定温度に温度コントロールされた熱風が熱風吹き出しノズル部８から吹き付けられる。これにより、プリント回路基板１は、加熱されながら、同図（ｃ）に示す温度プロファイルによる加熱工程を経て、電子部品がリフロー半田付けされる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平２−３０３６７４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記リフロー装置を用いたリフロー半田付け工程では、以下のような問題を有している。すなわち、第１の問題としては、例えば、プリント回路基板１を0.8 ｍ／min の搬送速度で搬送した場合に、図７（ｃ）に示すように、予熱乾燥工程で１２５秒の予熱乾燥時間Ｔ１を、本加熱工程で５０秒の本加熱時間Ｔ２をそれぞれ要しており、総加熱時間Ｔが１７５秒となる。このとき、プリント回路基板１を連続搬送処理する場合には、装置のプリント回路基板１の搬送方向に沿った長さが３ｍを超えてしまい、設備が大型化してしまう。
【０００７】
さらに、プリント回路基板１は連続搬送されるため、プリント回路基板１の長さが例えば330 mmであれば、プリント回路基板１の１枚の加熱処理に要する時間は、（330 ／800 ）×60＝24.75 秒もかかってしまう。これに対し、プリント回路基板１の搬送スピードを上記の0.8 ｍ／min よりも遅い0.4 ｍ／min に設定すれば、装置の設備長は上述の３ｍの１／２の1.5 ｍに短くなるが、プリント回路基板１を連続搬送処理するため、プリント回路基板１の１枚当たりの加熱処理に要する時間は、（330 ／400 ）×60＝49.5となり、逆に上述の２倍になってしまう。
【０００８】
第２の問題としては、装置の小型化および加熱処理時間の短縮化を図ることを目的として、予熱乾燥工程において急昇温加熱により短時間で目標の加熱温度まで昇温させるようにした場合に、クリーム半田が予熱加熱工程で垂れて形状が崩れてしまう。このクリーム半田の垂れ発生は、チップ横の半田ボールや半田ブリッジなどの半田付け不良を招く要因になる。
【０００９】
そこで、本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたもので、クリーム半田の垂れ発生を効果的に防止しながら短時間でリフロー予備乾燥を行えるようにして、設備長の小型化を可能にできるリフロー予熱乾燥方法およびその装置を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るリフロー予熱乾燥方法は、クリーム半田によって電子部品が装着されたプリント回路基板を加熱して前記電子部品をリフロー半田付けする際のリフロー温度プロファイルのリフロー予熱乾燥工程において、予熱乾燥するときにクリーム半田に発生する垂れ量が前記使用するクリーム半田材に対して予め個々に評価決定した垂れ量許容範囲内に収まる予熱昇温速度の範囲である垂れ許容昇温速度範囲の最大値以上の予熱昇温速度で前記プリント回路基板に対する加熱を開始したのち、前記使用するクリーム半田材料に固有のクリーム半田に垂れが発生する垂れ発生温度まで加熱を継続する第１の予熱工程と、前記第１の予熱工程を経た前記プリント回路基板を前記垂れ許容昇温速度範囲内の予熱昇温速度で加熱して、前記使用するクリーム半田材料に固有のクリーム半田の垂れの進行が停止する垂れ終了温度まで加熱を継続する第２の予熱工程と、前記第２の予熱工程を経た前記プリント回路基板を垂れ許容昇温速度範囲の最大値以上の予熱昇温速度で加熱して、目標温度に達するまで加熱を継続する第３の予熱工程とを有していることを特徴としている。
【００１１】
このリフロー予熱乾燥方法では、垂れ量許容範囲がクリーム半田材料の種類によって固有のものであることに対応して、使用するクリーム半田に対して予め個々に評価決定した垂れ量許容範囲の基に、クリーム半田の垂れ発生温度から垂れ終了温度までの垂れ発生進行温度領域内の加熱温度による予熱工程である第２の昇温工程において、垂れ許容昇温速度範囲内の予熱昇温速度で緩慢に昇温させるように加熱するので、クリーム半田の垂れ量の発生を許容できる最小限に抑制することができ、予熱乾燥時に余分なクリーム半田のチップ下への回り込みや、溶融したのち行き場を失った余分なクリーム半田がチップ横に押し出されて発生する半田ボール、或いはクリーム半田が隣接する電子部品の電極または隣接するクリーム半田と短絡して発生する半田ブリッジなどといった半田付け不良を確実に防止することができる。
【００１２】
しかも、垂れ発生温度に到達するまでの予熱工程である第１の昇温工程および垂れ終了温度に達したのちに目標温度まで昇温させる予熱工程である第３の昇温工程では、垂れ許容昇温速度範囲の最大値以上の予熱昇温速度で急速に昇温させるように加熱するので、予熱工程開始時の室温から目標温度に達するまでに要する予熱時間を従来のリフロー装置に比較して大幅に短縮することができ、生産タクトが格段に向上するとともに、装置の設備長の小型化を図ることができる。
【００１３】
上記発明において、第１の昇温工程における予熱昇温速度を２．０℃／sec 以上に設定し、第２の予熱工程における予熱昇温速度を２．０℃／sec 未満に設定し、第３の予熱工程における予熱昇温速度を２．０℃／sec 以上に設定することが好ましい。これにより、半田ペーストの垂れに起因する印刷不良を確実に防止しながら、予熱乾燥工程における総加熱時間を21.5秒に短縮することができ、従来の予熱乾燥方法による125 秒に比較して、生産タクトが格段に向上する。
【００１４】
本発明に係るリフロー予熱乾燥装置は、クリーム半田によって電子部品が装着されたプリント回路基板を加熱して前記電子部品をリフロー半田付けする際のリフロー温度プロファイルのリフロー予熱乾燥を行うリフロー予熱乾燥装置において、電池部品が装着された前記プリント回路基板を所定速度で搬送する基板搬送部と、搬入された前記プリント回路基板に対し、予熱乾燥するときにクリーム半田に発生する垂れ量が前記使用するクリーム半田に対して予め個々に評価決定した垂れ量許容範囲内に収まる予熱昇温速度の範囲である垂れ許容昇温速度範囲の最大値以上の予熱昇温速度で加熱するとともに、搬出時の加熱温度が前記使用するクリーム半田材料に固有のクリーム半田に垂れが発生する垂れ発生温度に達するように加熱制御する第１昇温部と、前記第１昇温部から搬入された前記プリント回路基板を前記垂れ許容昇温速度範囲内の予熱昇温速度で加熱するとともに、搬出時の加熱温度が前記使用するクリーム半田材料に固有のクリーム半田の垂れの進行が停止する垂れ終了温度に達するように加熱制御する第２昇温部と、前記第２の予熱工程から搬入された前記プリント回路基板を垂れ許容昇温速度範囲の最大値以上の予熱昇温速度で加熱するとともに、搬出時の加熱温度が目標温度に達するように加熱制御する第３昇温部とを備えていることを特徴としている。
【００１５】
このリフロー予熱乾燥装置では、第１ないし第３昇温部によって本発明のリフロー予熱乾燥方法における第１ないし第３の予熱工程を忠実に具現化できるので、リフロー予熱乾燥方法と同様の効果を確実に得ることができる。
【００１６】
上記発明における第１ないし第３昇温部をそれぞれ、風を循環させる送風ファン部と、この送風ファン部から送られる風を加熱するヒータ部と、このヒータ部から搬送中のプリント回路基板に吹き付けられる熱風の温度を検出する測温部と、この測温部の検出温度に基づき熱風が所定温度になるように前記ヒータ部を制御するコントロール部とを備えた構成とすることが好ましい。これにより、第１ないし第３昇温部における加熱制御を、熱風加熱を主体として好適に行うことができる。
【００１７】
上記発明における第１ないし第３昇温部をそれぞれ、搬送中のプリント回路基板に対し熱伝導加熱するホットプレート部と、クリーム半田の温度を検出する測温部と、この測温部の検出温度が所定温度になるように前記ホットプレート部を制御するコントロール部とを備えた構成とすることもできる。これにより、第１ないし第３昇温部における加熱制御を、熱伝導加熱を主体として好適に行うことができる。
【００１８】
上記発明における第１ないし第３昇温部をそれぞれ、搬送中のプリント回路基板を輻射加熱する輻射加熱源と、クリーム半田の温度を検出する測温部と、この測温部の検出温度が所定温度になるように前記輻射加熱源を制御するコントロール部とを備えた構成とすることもできる。これにより、第１ないし第３昇温部における加熱制御を、輻射加熱を主体として好適に行うことができる。
【００１９】
上記発明における第１ないし第３昇温部をそれぞれ、同上の熱風加熱、熱伝導加熱および輻射加熱を主体とする各構成のうちの少なくとも２つを組み合わせて構成することもできる。これにより、きめ細かい温度制御を行ってプリント回路基板を一層均一に加熱することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１（ａ），（ｂ）は本発明の第１の実施の形態に係るリフロー予熱乾燥方法を具現化したリフロー予熱乾燥装置を示す概略横断面図および概略縦断面図である。このリフロー予熱乾燥装置は、プリント回路基板１が基板搬送部２により保持されながら一定の搬送速度で（ｂ）の矢印方向に搬送される。このプリント回路基板１の基板搬送経路の上下箇所には、プリント回路基板１の搬送方向に向かって第１昇温部１１、第２昇温部１２および第３昇温部１３の順に配設されており、これら第１ないし第３昇温部１１〜１３によって予熱乾燥部１０が構成されている。
【００２１】
図２は上記予熱乾燥部１０の構成を示した概略縦断面図である。この予熱乾燥部１０を構成する第１ないし第３昇温部１１〜１３は、ほぼ同じ基本構成を備えているので、これらの構成要素における同一または同等のものには、それぞれ同一の符号を付して説明する。各昇温部１１〜１３は、モータ部１７により回転駆動される送風ファン部１８によって送られた風がヒータ部１９で加熱され、この加熱による熱風２０が、熱風吹き出しノズル部２１を通って、搬送中のプリント回路基板１にこれの搬送方向に対し直交方向から吹き付けられ、この熱風２０によりプリント回路基板１が加熱される。
【００２２】
つぎに、以上のように構成されたリフロー予熱乾燥装置によるクリーム半田の予熱乾燥処理について説明する。図１において、自体に塗布されたクリーム半田によって電子部品が装着されたプリント回路基板１は、基板搬送部２により図１（ｂ）の矢印方向に一定の搬送速度で搬送されながら、予熱乾燥部１０内を通過する間に所定の温度プロファイルで加熱されることにより、クリーム半田が予熱乾燥されて、電子部品がプリント回路基板１に予備実装される。
【００２３】
図２において、予熱乾燥部１０を構成する各昇温部１１〜１３では、モータ部１７によって送風ファン部１８が回転駆動されることにより、各昇温部１１〜１３の内部を熱風２０が循環している。送風ファン部１８によって送り出された熱風２０は、搬送中のプリント回路基板１に対しこれの直交方向から衝突することにより熱伝達を行い、プリント回路基板１を加熱する。熱伝達後の熱風２０は再びヒータ部１９を通過して送風ファン部１８に吸引回収される。この吸引回収される熱風の温度が測温部２２で測定される。この測定温度が設定温度以下に下がっている場合には、コントロール部２４がヒータ部１９を制御して加熱温度を上げるように調整する。このように、熱風２０による加熱を主体とした予熱乾燥部１０では、第１昇温部１１で急激な昇温を行い、第２昇温部１２で緩慢な昇温を行い、第３昇温部１３で再び急激な昇温を行って、目標温度まで昇温させるように構成されている。これについての詳細は後述する。
【００２４】
図３は、プリント回路基板１に対する予熱昇温速度とクリーム半田の垂れ量との関係である垂れ量評価結果を示した特性図である。このクリーム半田の垂れ量評価は、ホットスランプ評価によりクリーム半田の垂れ量と予熱昇温速度との関係を測定した結果である。具体例を説明すると、直径が8.0mm で、厚みが0.5mm の開口を有するメタルマスクを使用して、図４（ａ）に示すように、クリーム半田２３を円盤状に印刷する。この円盤状のクリーム半田２３の印刷後の初期直径Ｄ１を測定しておく。つぎに、上記円盤状のクリーム半田２３を、120 ℃、135 ℃、150 ℃の各到達温度に向けて、1.0 ℃／sec 〜5.0 ℃／sec の種々の予熱昇温速度で予熱乾燥を行った。この予熱乾燥を経たクリーム半田２３には、図４（ｂ）に示すように、垂れが発生する。この予熱乾燥後のクリーム半田２３の予熱乾燥後直径Ｄ２を測定する。このときのクリーム半田２３の垂れ量を、垂れ量＝〔（Ｄ１−Ｄ２）／Ｄ１〕×１００の式を用いて算出し、その算出した予熱昇温速度とクリーム半田２３の垂れ量との関係を示したのが図３である。
【００２５】
図３に示す垂れ量の閾値Ｌは、図７に示す従来のリフロー装置において125 秒もの時間をかけて予熱乾燥していたときの垂れ量、つまり印刷不良となるおそれの無い程度に発生した垂れ量を基準として設定したものであり、この閾値Ｌ以下がクリーム半田２３の垂れ量許容範囲ＬＥである。同図から明らかなように、予熱乾燥するときにクリーム半田２３の垂れ量を垂れ量許容範囲ＬＥ内に納めるためには、予熱昇温速度を２℃／sec 以下に設定する必要がある。すなわち、同図に横平行線で示す範囲がクリーム半田２３の垂れ許容昇温速度範囲ＳＥである。換言すれば、垂れ許容昇温速度範囲ＳＥ内の予熱昇温速度で加熱を行えば、クリーム半田２３に発生する垂れ量が垂れ量許容範囲ＬＥ内に納まる。なお、上記垂れ量許容範囲ＬＥは、クリーム半田材料の種類によって固有のものであるから、使用するクリーム半田２３に対して予め個々に評価決定しておく必要がある。
【００２６】
図１に戻って、上記実施の形態のリフロー予熱乾燥処理について説明する。図１（ｃ）はプリント回路基板１の加熱経過時間と温度との関係を示したものである。クリーム半田２３は、プリント回路基板１に印刷または塗布により付着された状態で加熱されたときに垂れを生じるが、この垂れによる形状変化は、温度上昇に対応して比例的に進行するものではなく、クリーム半田材料に固有の加熱温度で垂れが発生し始めるとともに、クリーム半田材料に固有の加熱温度を越えた時点で垂れの進行が止まる。すなわち、クリーム半田２３には、垂れ発生進行温度領域が存在する。
【００２７】
そこで、この実施の形態では、加熱温度を目標温度まで昇温する過程における垂れ発生進行温度領域の通過する間だけ図３で説明した垂れ許容昇温速度範囲内の昇温速度によって緩慢な昇温を行うことにより、クリーム半田２３に発生する垂れを垂れ量許容範囲ＬＥ内に納めようとするものである。この実施の形態で使用したクリーム半田２３では、図１（ｃ）に示すように、垂れ発生温度ＳＴが70℃で、且つ垂れ終了温度ＥＴか90℃である。したがって、垂れ発生進行温度領域ＴＥは70〜90℃である。
【００２８】
上記リフロー予熱乾燥装置では、図１（ｃ）に示すように、第１昇温部１１において、垂れ発生温度ＳＴに向けて、図３に示した垂れ許容昇温速度範囲ＳＥの最大値以上の予熱昇温速度で加熱して、プリント回路基板１、つまりクリーム半田２３の加熱温度を急速に昇温させる。これにより、プリント回路基板１の加熱温度を垂れ発生温度ＳＴまで可及的迅速に昇温させることができ、この場合、プリント回路基板１の加熱温度は垂れ発生温度ＳＴ以下であるから、クリーム半田２３に生じる垂れ量は、垂れ量許容範囲ＬＥを下回る極く僅かなものである。
【００２９】
つぎに、第２昇温部１２では、これに搬入されたプリント回路基板１の温度が既に垂れ発生温度ＳＴに到達しているので、垂れ終了温度ＥＴに向けて、図３に示した垂れ許容昇温速度範囲ＳＥ内の予熱昇温速度で緩慢に昇温させるように加熱する。これにより、クリーム半田２３に発生する垂れ量は、垂れ発生進行温度領域ＴＥ内の加熱温度による加熱であるにも拘わらず、垂れ量許容範囲ＬＥ内に納めることができる。
【００３０】
最後に、第３昇温部１３では、これに搬入されたプリント回路基板１の温度が既に垂れ終了温度ＥＴに達しているので、目標温度の160 ℃に向けて、図３に示した垂れ許容昇温速度範囲ＳＥの最大値以上の予熱昇温速度で急速に昇温させるように加熱して、プリント回路基板１の加熱温度を急速に昇温させる。これにより、プリント回路基板１の加熱温度を目標温度である160 ℃まで可及的迅速に昇温させることができる。
【００３１】
上記実施の形態のリフロー加熱乾燥方法では、垂れ発生進行温度領域ＴＥ内の加熱温度による予熱工程である第２昇温部１２において、垂れ許容昇温速度範囲ＳＥ内の予熱昇温速度で緩慢に昇温させるように加熱するので、クリーム半田２３の垂れ量の発生を許容できる最小限に抑制することができ、予熱乾燥時に余分なクリーム半田２３のチップ下への回り込みや、溶融したのち行き場を失った余分なクリーム半田２３がチップ横に押し出されて発生する半田ボール、或いはクリーム半田２３が隣接する電子部品の電極または隣接するクリーム半田２３と短絡して発生する半田ブリッジなどといった半田付け不良を確実に防止することができる。
【００３２】
しかも、垂れ発生温度ＳＴに到達するまでの予熱工程である第１昇温部１１および垂れ終了温度ｔ２に達したのちに目標温度の160 ℃まで昇温させる予熱工程である第３昇温部１３では、垂れ許容昇温速度範囲ＳＥの最大値以上の予熱昇温速度で急速に昇温させるように加熱するので、予熱工程開始時の室温から目標温度（この実施の形態において160 ℃）に達するまでに要する予熱時間を従来のリフロー装置に比較して大幅に短縮することができ、生産タクトが格段に向上するとともに、装置の設備長の小型化を図ることができる。
【００３３】
上記実施の形態の予熱工程おける実施例について説明する。図１（ｃ）に示すように、第１および第３昇温部１１，１３では、垂れ許容昇温速度範囲ＳＥの最大値である2.0 ℃／sec 以上の10℃／sec の予熱昇温速度で加熱し、且つ第２昇温部１２では、垂れ許容昇温速度範囲ＳＥの最大値である2.0 ℃／sec の昇温速度で加熱したところ、第１昇温部１１での所要時間が4.5 秒、第２昇温部１２での所要時間が10秒、第３昇温部１３での昇温時間が７秒である。したがって、総予熱時間ｔは21.5秒となり、図７の従来のリフロー装置では125 秒もの総予熱時間を要していたのに比較して、生産タクトが大幅に向上するとともに、装置の設備長を格段に小型化できる。
【００３４】
上記実施の形態では、熱風を加熱媒体として予熱乾燥部１０での加熱昇温を行ったが、加熱媒体に熱伝導加熱を主体とするホットプレートや、輻射加熱を主体とするヒータ、光ビーム、レーザー熱源などを用いて予熱乾燥部を構成しても、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００３５】
図５は本発明の第２の実施の形態に係るリフロー予熱乾燥装置を簡略化して示すものであり、図示を省略してあるが、第１の実施の形態とほぼ同様のコントロール部や測温部を備えている。このリフロー予熱乾燥装置では、プリント回路基板１が基板搬送部２によって所定速度で予熱乾燥部４７内を通過される過程において、プリント回路基板１が所定箇所に搬送された時点で、プレート昇降機構部２８がコントロール部からの指令に基づき作動して、熱伝導加熱源であるホットプレート部２９を上昇させてプリント回路基板１の下面を接触させる。これにより、プリント回路基板１はホットプレート部２９から熱伝導加熱される。
【００３６】
このとき、コントロール部は、測温部から入力する検出温度をサンプリングしながら、そのサンプリングデータと予め設定された温度プロファイルとを比較対照しながら、その比較結果に基づきホットプレート部２９のヒータ部（図示せず）をオン・オフ制御して、クリーム半田に発生する垂れ量が図３に示した垂れ量許容範囲内に納まる所定の温度プロファイルを再現できるように予熱昇温速度を制御する。この予熱乾燥終了後は、ホットプレート部２９がプレート昇降機構部２８の作動により下降されたのち、プリント回路基板１が予熱乾燥部４７の外部に搬出されて本加熱工程に向け搬送されていく。
【００３７】
この実施の形態のリフロー予熱乾燥工程においても、第１の実施の形態と同様の温度プロファイルでクリーム半田を予熱するので、第１の実施の形態と同様の効果、つまり予熱乾燥工程におけるクリーム半田の垂れ量を垂れ量許容範囲ＬＥ内に納めて、半田ボールや半田ブリッジなどの半田付け不良の発生を抑制しながらも、室温から目標温度に達するまでの予熱時間を従来の予熱乾燥方法に比較して大幅に短縮でき、生産タクトの格段の向上を得ることができる。
【００３８】
図６は本発明の第３の実施の形態に係るリフロー予熱乾燥装置を簡略化して示すものであり、図示を省略してあるが、第１の実施の形態とほぼ同様のコントロール部や測温部を備えている。このリフロー予熱乾燥装置では、プリント回路基板１が基板搬送部２によって所定速度で予熱乾燥部３０内を通過される過程において、光ビームまたはレーザなどの輻射加熱源３１から搬送中のプリント回路基板１に対しこれの直交方向から放熱される。これにより、プリント回路基板１は輻射加熱源３１からの放熱により輻射加熱される。
【００３９】
このとき、コントロール部は、測温部から入力する検出温度をサンプリングしながら、そのサンプリングデータと予め設定された温度プロファイルとを比較対照しながら、その比較結果に基づき輻射加熱源３１を例えばオン・オフ制御して、クリーム半田に発生する垂れ量が図３に示した垂れ量許容範囲内に納まる所定の温度プロファイルを再現できるように予熱昇温速度を制御する。この予熱乾燥終了後は、プリント回路基板１が予熱乾燥部４７の外部に搬出されて本加熱工程に向け搬送されていく。
【００４０】
この実施の形態のリフロー予熱乾燥工程においても、第１の実施の形態と同様の温度プロファイルでクリーム半田を予熱するので、第１の実施の形態と同様の効果、つまり予熱乾燥工程におけるクリーム半田の垂れ量を垂れ量許容範囲ＬＥ内に納めて、半田ボールや半田ブリッジなどの半田付け不良の発生を抑制しながらも、室温から目標温度に達するまでの予熱時間を従来の予熱乾燥方法に比較して大幅に短縮でき、生産タクトの格段の向上を得ることができる。
【００４１】
なお、第１実施の形態における第１ないし第３昇温部１１〜１３は、これらに設けられた熱風加熱を主体とする加熱手段に加えて、第２の実施の形態の熱伝導加熱手段および第３の実施の形態の輻射加熱手段のうちの少なくとも一方を組み合わせた構成としたり、或いは第２および第３の構成を相互に組み合わせた加熱源を用いて構成することもでき、それにより、きめ細かい温度制御を行ってプリント回路基板１を一層均一に加熱することができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上のように、本発明のリフロー予熱乾燥方法によれば、使用するクリーム半田に対して予め個々に評価決定した垂れ量許容範囲の基に、第２の昇温工程において、垂れ許容昇温速度範囲内の予熱昇温速度で緩慢に昇温させるように加熱するので、クリーム半田の垂れ量の発生を許容できる最小限に抑制することができ、予熱乾燥時に余分なクリーム半田のチップ下への回り込みや、溶融したのち行き場を失った余分なクリーム半田２３がチップ横に押し出されて発生する半田ボール、或いはクリーム半田２３が隣接する電子部品の電極または隣接するクリーム半田２３と短絡して発生する半田ブリッジなどといった半田付け不良を確実に防止することができる。
【００４３】
しかも、垂れ発生温度に到達するまでの予熱工程である第１の昇温工程および垂れ終了温度に達したのちに目標温度まで昇温させる予熱工程である第３の昇温工程では、垂れ許容昇温速度範囲の最大値以上の予熱昇温速度で急速に昇温させるように加熱するので、予熱工程開始時の室温から目標温度に達するまでに要する予熱時間を従来のリフロー装置に比較して大幅に短縮することができ、生産タクトが格段に向上するとともに、装置の設備長の小型化を図ることができる。
【００４４】
また、本発明のリフロー予熱乾燥装置によれば、第１ないし第３昇温部によって本発明のリフロー予熱乾燥方法における第１ないし第３の予熱工程を忠実に具現化できるので、リフロー予熱乾燥方法と同様の効果を確実に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ），（ｂ）は本発明の第１の実施の形態に係るリフロー予熱乾燥方法を具現化したリフロー予熱乾燥装置を示す概略横断面図および概略縦断面図、（ｃ）は同装置により加熱されるプリント回路基板の加熱経過時間と温度との関係を示す図。
【図２】同上のリフロー予熱乾燥装置の予熱乾燥部の内部構成を示す概略縦断面図。
【図３】同上のリフロー予熱乾燥装置における予熱昇温速度とクリーム半田の垂れ量との関係である垂れ量評価結果を示す特性図。
【図４】（ａ），（ｂ）は同上の垂れ量評価結果を得るときの印刷後のクリーム半田の形状および予熱乾燥後のクリーム半田の形状をそれぞれ示した斜視図。
【図５】（ａ），（ｂ）は本発明の第２の実施の形態に係るリフロー予熱乾燥方法を具現化したリフロー予熱乾燥装置を示す概略横断面図および概略縦断面図。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係るリフロー予熱乾燥方法を具現化したリフロー予熱乾燥装置を示す概略側面図。
【図７】（ａ）は従来の熱風加熱式リフロー装置の概略構成を示す縦断面図、（ｂ）は同装置の概略側面図、（ｃ）は同装置におけるプリント回路基板の搬送に伴う時間と加熱温度との関係を示す図。
【符号の説明】
１ プリント回路基板
２ 基板搬送部
１１ 第１昇温部
１２ 第２昇温部
１３ 第３昇温部
１８ 送風ファン部
１９ ヒータ部
２２ 測温部
２３ クリーム半田
２４ コントロール部
２９ ホットプレート部
３１ 輻射加熱源
ＳＴ 垂れ発生温度
ＥＴ 垂れ終了温度
ＳＥ 垂れ許容昇温速度範囲

Claims (7)

1. クリーム半田によって電子部品が装着されたプリント回路基板を加熱して前記電子部品をリフロー半田付けする際のリフロー温度プロファイルのリフロー予熱乾燥工程において、
   予熱乾燥するときにクリーム半田に発生する垂れ量が前記使用するクリーム半田に対して予め個々に評価決定した垂れ量許容範囲内に収まる予熱昇温速度の範囲である垂れ許容昇温速度範囲の最大値以上の予熱昇温速度で前記プリント回路基板に対する加熱を開始したのち、前記使用するクリーム半田材料に固有のクリーム半田に垂れが発生する垂れ発生温度まで加熱を継続する第１の予熱工程と、
   前記第１の予熱工程を経た前記プリント回路基板を前記垂れ許容昇温速度範囲内の予熱昇温速度で加熱して、前記使用するクリーム半田材料に固有のクリーム半田の垂れの進行が停止する垂れ終了温度まで加熱を継続する第２の予熱工程と、
   前記第２の予熱工程を経た前記プリント回路基板を垂れ許容昇温速度範囲の最大値以上の予熱昇温速度で加熱して、目標温度に達するまで加熱を継続する第３の予熱工程とを有していることを特徴とするリフロー予熱乾燥方法。
2. 第１の昇温工程における予熱昇温速度を２．０℃／sec以上に設定し、第２の予熱工程における予熱昇温速度を２．０℃／sec未満に設定し、第３の予熱工程における予熱昇温速度を２．０℃／sec以上に設定するようにした請求項１に記載のリフロー予熱乾燥方法。
3. クリーム半田によって電子部品が装着されたプリント回路基板を加熱して前記電子部品をリフロー半田付けする際のリフロー温度プロファイルのリフロー予熱乾燥を行うリフロー予熱乾燥装置において、
   電池部品が装着された前記プリント回路基板を所定速度で搬送する基板搬送部と、
   搬入された前記プリント回路基板に対し、予熱乾燥するときにクリーム半田に発生する垂れ量が前記使用するクリーム半田に対して予め個々に評価決定した垂れ量許容範囲内に収まる予熱昇温速度の範囲である垂れ許容昇温速度範囲の最大値以上の予熱昇温速度で加熱するとともに、搬出時の加熱温度が前記使用するクリーム半田材料に固有のクリーム半田に垂れが発生する垂れ発生温度に達するように加熱制御する第１昇温部と、
   前記第１昇温部から搬入された前記プリント回路基板を前記垂れ許容昇温速度範囲内の予熱昇温速度で加熱するとともに、搬出時の加熱温度が前記使用するクリーム半田材料に固有のクリーム半田の垂れの進行が停止する垂れ終了温度に達するように加熱制御する第２昇温部と、
   前記第２の予熱工程から搬入された前記プリント回路基板を垂れ許容昇温速度範囲の最大値以上の予熱昇温速度で加熱するとともに、搬出時の加熱温度が目標温度に達するように加熱制御する第３昇温部とを備えていることを特徴とするリフロー予熱乾燥装置。
4. 第１ないし第３昇温部がそれぞれ、風を循環させる送風ファン部と、この送風ファン部から送られる風を加熱するヒータ部と、このヒータ部から搬送中のプリント回路基板に吹き付けられる熱風の温度を検出する測温部と、この測温部の検出温度に基づき熱風が所定温度になるように前記ヒータ部を制御するコントロール部とを備えて構成されている請求項３に記載のリフロー予熱乾燥装置。
5. 第１ないし第３昇温部がそれぞれ、搬送中のプリント回路基板に対し熱伝導加熱するホットプレート部と、クリーム半田の温度を検出する測温部と、この測温部の検出温度が所定温度になるように前記ホットプレート部を制御するコントロール部とを備えて構成されている請求項３に記載のリフロー予熱乾燥装置。
6. 第１ないし第３昇温部がそれぞれ、搬送中のプリント回路基板を輻射加熱する輻射加熱源と、クリーム半田の温度を検出する測温部と、この測温部の検出温度が所定温度になるように前記輻射加熱源を制御するコントロール部とを備えて構成されている請求項３に記載のリフロー予熱乾燥装置。
7. 第１ないし第３昇温部がそれぞれ、請求項４ないし６に記載の各構成のうちの少なくとも２つを組み合わせて構成されている請求項３に記載のリフロー予熱乾燥装置。

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