JP4833927B2 - Soldering method and soldering apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、鉛フリーのはんだ材料を用いて、プリント配線板または表面実装部品を搭載した実装基板に挿入タイプの電子部品を実装するためのはんだ付け方法およびはんだ付け装置に関する。   The present invention relates to a soldering method and a soldering apparatus for mounting an insertion type electronic component on a mounting board on which a printed wiring board or a surface mounting component is mounted using a lead-free solder material.

近年、電子機器の高性能化、使用される環境の多様化に伴って内蔵される電子回路基板の信頼性特性の向上が強く望まれている。このため、電子部品実装において、電子部品を基板にはんだ付けすることによって形成されるはんだ接合部の機械的強度、熱衝撃強度などの信頼性特性向上に対する要求が高まって来ている。   In recent years, there has been a strong demand for improvement in the reliability characteristics of electronic circuit boards built in as electronic devices have higher performance and diversified environments. For this reason, in electronic component mounting, there is an increasing demand for improving reliability characteristics such as mechanical strength and thermal shock strength of a solder joint formed by soldering an electronic component to a substrate.

また、電子部品のプリント基板へのはんだ付け等に用いられるはんだ材料は、地球環境保全の観点から廃棄製品からの鉛の除去や鉛の使用禁止に関する法規を受け、鉛を含むはんだ材料から鉛を含まない鉛フリーはんだ材料へと切り替えが進んでいる。   In addition, solder materials used for soldering electronic components to printed circuit boards are subject to laws and regulations concerning the removal of lead from waste products and the prohibition of use of lead from the viewpoint of global environmental protection. Switching to lead-free solder materials that do not contain it is progressing.

鉛フリーのはんだ材料を用いた挿入タイプの電子部品の基板へのフローはんだ付けにおける、リフトオフや引け巣等のはんだ付けの不具合は、はんだ付けによりはんだ材料のはんだ添加元素の偏析や元のはんだ組成とは異なる低融点の脆弱な合金が形成されることなどが原因となっていることが知られており、はんだを急速に凝固させることで、偏析現象の緩和や脆弱な合金相の成長時間が短縮化されることで、上記不具合の低減に効果があると言われている。   In the flow soldering of insertion-type electronic components using lead-free solder materials to the circuit board, soldering defects such as lift-off and shrinkage can be caused by segregation of solder additive elements in the solder material and the original solder composition. It is known that this is caused by the formation of a fragile alloy with a low melting point different from that of the solder. By rapidly solidifying the solder, the segregation phenomenon is alleviated and the growth time of the fragile alloy phase is reduced. It is said that shortening is effective in reducing the above-mentioned problems.

はんだ付けの不具合であるリフトオフや引け巣等の発生を抑制して電子部品と基板との接続信頼性の向上を目的として、下記の製造方法やはんだ付け方法が提案されている。   The following manufacturing methods and soldering methods have been proposed for the purpose of improving the connection reliability between the electronic component and the substrate by suppressing the occurrence of lift-off, shrinkage and the like, which are defects in soldering.

特開平11−354919号公報には、Biを含んだ鉛フリーはんだ材料を用いて電子部品を基板に実装するためのフローはんだ付け方法において、フローはんだ付け直後に遮熱板で仕切られた冷却ゾーンを通過させ、液相線温度近傍から固相線温度近傍までの温度域を約10〜20℃/秒で冷却し、第二の冷却速度:固相線温度近傍以下の温度域を約0.1〜5℃/秒で徐冷し、リフトオフの発生を抑制して接続信頼性の向上した電子回路基板の製造方法が記載されている(特許文献1)。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-354919 discloses a cooling zone partitioned by a heat shield immediately after flow soldering in a flow soldering method for mounting an electronic component on a substrate using a lead-free solder material containing Bi. And the temperature range from the liquidus temperature vicinity to the solidus temperature vicinity is cooled at about 10 to 20 ° C./second, and the second cooling rate: the temperature range near the solidus temperature is about 0. A method of manufacturing an electronic circuit board that has been gradually cooled at 1 to 5 ° C./second to suppress lift-off and improve connection reliability is described (Patent Document 1).

特開2001−15903号公報には、鉛フリーはんだ材料を用いて電子部品を基板に実装するフローはんだ付けにおいて、コンベヤで基板を搬送するフローはんだ付け設備ライン内に冷却部を備え、フローはんだ付け工程後、急冷工程ではんだ付け温度の1/2以下の温度又は、20℃乃至120℃の温度の予め選択された温度の冷媒液により回路基板を冷却して、はんだ接合部のクラック(リフトオフ現象)の発生を防止した強固なはんだ付け方法及び装置が記載されている(特許文献2)。   Japanese Patent Laid-Open No. 2001-15903 discloses a flow soldering method in which an electronic component is mounted on a substrate using a lead-free solder material. After the process, the circuit board is cooled in a rapid cooling process by a refrigerant liquid having a temperature lower than 1/2 of the soldering temperature or a temperature selected in advance of 20 ° C. to 120 ° C., and cracks in the solder joints (lift-off phenomenon) ) Has been described (Patent Document 2).

特開2002−141658号公報には、鉛フリーのはんだ材料を用いて電子部品を基板に実装するためのフローはんだ付けにおいて、コンベヤで基板を搬送するフロー設備ライン内に冷却チャンバ装置を備え、フロー槽と冷却チャンバ装置間に基板の均熱化とはんだが凝固し始めるのを抑制するため調整ゾーンを設け、はんだ材料供給ゾーンにて溶融したはんだ材料を基板の所定の箇所に付着させた後、調整ゾーンで基板に付着したはんだ材料を溶融状態で均熱化し、冷却ゾーンにて急速に例えば約300℃/分〜500℃/分冷却して、リフトオフの発生を低減したはんだ付け方法および装置が記載されている(特許文献3)。   Japanese Patent Laid-Open No. 2002-141658 includes a cooling chamber device in a flow equipment line for transporting a substrate by a conveyor in flow soldering for mounting an electronic component on a substrate using a lead-free solder material, and a flow An adjustment zone is provided between the tank and the cooling chamber device to suppress the soaking of the substrate and the solder from starting to solidify, and after the solder material melted in the solder material supply zone is attached to a predetermined portion of the substrate, A soldering method and apparatus in which the solder material adhering to the substrate in the adjustment zone is soaked in a molten state and rapidly cooled in the cooling zone, for example, about 300 ° C./min to 500 ° C./min to reduce the occurrence of lift-off. (Patent Document 3).

特開平11−354919号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-354919 特開2001−15903号公報JP 2001-15903 A 特開2002−141658号公報JP 2002-141658 A

しかしながら、特許文献1では、フローゾーンと冷却ゾーンの間に遮熱板が設けられているが、フローゾーンと冷却ゾーンの温度差と基板がベルト搬送されていることにより、基板の先端と後端では冷却温度に差異が生じ、基板全体を均一な冷却速度で冷却することできない。また、基板のサイズに関する記載が無く、大型基板の場合には更に基板の先端と後端での冷却温度の差が顕著になり、冷却ゾーンへ到達する前に凝固が始まっている可能性もあり、基板全体を均一な冷却速度で冷却できないという問題がある。   However, in Patent Document 1, a heat shield plate is provided between the flow zone and the cooling zone. However, the temperature difference between the flow zone and the cooling zone, and the substrate being conveyed by the belt, the leading edge and the trailing edge of the substrate. Then, a difference occurs in the cooling temperature, and the entire substrate cannot be cooled at a uniform cooling rate. In addition, there is no description about the size of the substrate, and in the case of a large substrate, the difference in the cooling temperature between the front and rear ends of the substrate becomes more significant, and solidification may have started before reaching the cooling zone. There is a problem that the entire substrate cannot be cooled at a uniform cooling rate.

特許文献2では、フローはんだ付け設備ライン内に急速冷却部を備えているが、フローゾーンと急速冷却ゾーンの温度差と基板がベルト搬送されていることにより、基板の先端と後端での冷却温度に差が生じ、基板全体を均一な冷却速度で冷却できないという問題がある。   In Patent Document 2, a rapid cooling unit is provided in the flow soldering equipment line. However, the temperature difference between the flow zone and the rapid cooling zone and the substrate being conveyed by the belt allow cooling at the front and rear ends of the substrate. There is a problem that the temperature is different and the entire substrate cannot be cooled at a uniform cooling rate.

また、特許文献3では、冷却ゾーンの前に調整ゾーンを設けることで、冷却前のはんだ温度の均熱化及びはんだ凝固を防止する対策が取られているが、調整ゾーンと冷却ゾーンの温度差とベルトコンベアにより基板が調整ゾーンから冷却ゾーンへ搬送されるために、基板の先端と後端で冷却速度に差が生じ、基板全体を均一な冷却速度で冷却できないという問題がある。   In Patent Document 3, measures are taken to prevent solder solidification and solder solidification before cooling by providing an adjustment zone in front of the cooling zone, but the temperature difference between the adjustment zone and the cooling zone. Since the substrate is conveyed from the adjustment zone to the cooling zone by the belt conveyor, there is a problem in that the cooling rate is different between the front end and the rear end of the substrate, and the entire substrate cannot be cooled at a uniform cooling rate.

上記の特許文献1乃至3によれば、従来のベルトコンベアにより基板をフローゾーンまたは調整ゾーンから冷却ゾーンへ搬送される場合、基板が冷却ゾーンに進入した長さに応じて、すなわち基板の先端、中央、後端で基板表面に温度差が発生し、搬送方向における基板の先端、中央部、後端での冷却速度に差異が生じ、基板全体を均一な冷却速度で冷却できないという問題がある。このために、基板上の各はんだ接合部の冷却条件が異なり、電子部品のはんだ付けの品質にばらつきが生じるということが明らかになった。   According to the above Patent Documents 1 to 3, when the substrate is transported from the flow zone or the adjustment zone to the cooling zone by a conventional belt conveyor, the length of the substrate enters the cooling zone, that is, the tip of the substrate, There is a problem that a temperature difference occurs on the surface of the substrate at the center and the rear end, a difference occurs in the cooling rate at the front end, the central portion, and the rear end of the substrate in the transport direction, and the entire substrate cannot be cooled at a uniform cooling rate. For this reason, it became clear that the cooling conditions of each solder joint on the substrate are different, and the quality of soldering of electronic components varies.

本発明は、プリント配線板または表面実装部品を搭載した鉛フリーのプリント回路板に、挿入タイプの電子部品を鉛フリーのはんだ材料を用いて実装するはんだ付けにおいて、リフトオフの発生と引け巣の発生を低減して電子部品と基板とのはんだ接合の信頼性に優れたプリント配線板またはプリント回路板基板のはんだ付け方法を提供するとともに、そのはんだ付け方法を可能にするはんだ付け装置を提供することを目的とする。   The present invention relates to the occurrence of lift-off and shrinkage in soldering in which an insertion-type electronic component is mounted on a lead-free printed circuit board on which a printed wiring board or surface-mounted component is mounted using a lead-free solder material. To provide a soldering method for a printed wiring board or a printed circuit board substrate that is excellent in the reliability of solder joint between an electronic component and a board by reducing soldering, and a soldering apparatus that enables the soldering method With the goal.

本発明の第1の態様にかかるプリント配線板またはプリント回路板のはんだ付け方法は、コンベア式はんだ付け装置を用いた、プリント配線板または表面実装部品を搭載したプリント回路板の鉛フリーのはんだ材料によるはんだ付け方法において、リード端子がスルーホールに挿入され挿入タイプ電子部品が搭載された前記プリント配線板または前記プリント回路板をはんだ付けし凝固させた後、前記プリント配線板または前記プリント回路板をリフロー炉に搬送装入し、前記リフロー炉の内部の前記プリント配線板または前記プリント回路板の上下方向に配置された加熱用の熱風噴出用ノズルから前記プリント配線板または前記プリント回路板の全面を含む範囲に噴出される熱風により前記プリント配線板または前記プリント回路板全体が前記はんだ材料の規定の融点以上の温度に加熱され、前記はんだ付けされた前記挿入タイプ電子部品のはんだ接合部のはんだを再度溶融させた後に、前記規定の融点以上の温度で前記プリント配線板または前記プリント回路板を均一加熱保持し、前記リフロー炉の内部の前記プリント配線板または前記プリント回路板の上下方向に配置された冷却用の冷媒噴出用ノズルから前記プリント配線板または前記プリント回路板の全面を含む範囲に噴出される冷媒によりその均一加熱保持された前記プリント配線板または前記プリント回路板の全体が同時に冷却され、前記再度溶融されたはんだが凝固されることを特徴とするプリント配線板またはプリント回路板のはんだ付け方法である。 The printed wiring board or printed circuit board soldering method according to the first aspect of the present invention is a lead-free solder material for a printed circuit board on which a printed wiring board or a surface-mounted component is mounted using a conveyor type soldering apparatus. Soldering the printed wiring board or the printed circuit board on which the lead terminal is inserted into the through hole and mounting the insertion type electronic component, and solidifying the printed wiring board or the printed circuit board. The entire surface of the printed circuit board or the printed circuit board is transferred from a nozzle for heating hot air that is disposed in a vertical direction of the printed circuit board or the printed circuit board inside the reflow furnace. overall the printed wiring board or the printed circuit board by hot air ejected in a range including Serial is heated to a temperature above the melting point of the provision of the solder material, the after again melt the solder of the solder joints of the soldered the insertion type electronic component, wherein said printed wiring board at a temperature higher than the melting point of the provision, or The printed circuit board is uniformly heated and held, and the printed circuit board or the printed circuit board is cooled from a cooling-jet nozzle for cooling disposed in the vertical direction of the printed circuit board or the printed circuit board inside the reflow furnace. The printed wiring board or the entire printed circuit board, which is uniformly heated and held by the refrigerant sprayed over a range including the entire surface, is cooled at the same time, and the re-melted solder is solidified. Or a printed circuit board soldering method.

本発明の第1の態様にかかるプリント配線板またはプリント回路板のはんだ付け方法によれば、一旦はんだ付けされた電子部品を搭載したプリント配線板またはプリント回路実装板をリフロー炉に搬送挿入し、上下ノズルから熱風を噴出させることによりプリント配線板またはプリント回路実装板の全体を一括均一に再度加熱して、電子部品のはんだ接合部を再度加熱溶融させる。プリント配線板またはプリント回路実装板は全体がその温度で均一に保持され、はんだが溶融状態のままで、プリント配線板またはプリント回路実装板は上下ノズルからの冷媒の噴射冷却により全体が一括均一に冷却されるため、再溶融されたはんだ接合部のはんだは搭載位置の如何に関わらず均一に凝固される。はんだ接合部が均一に冷却されることにより、リフトオフの発生と引け巣の発生を低減および耐疲労性が疲労試験後のき裂長さが短くでき、はんだ付けの品質のばらつきが少なく耐疲労性に優れるという効果が得られる。また、急速冷却用の媒体を用いることにより、再溶融はんだは急速に冷却されるため、微細な金属組織を有する凝固はんだとなるため、耐疲労性に優れたはんだ付けが得られる。 According to the method of soldering a printed wiring board or a printed circuit board according to the first aspect of the present invention, a printed wiring board or a printed circuit mounting board on which electronic components once soldered are mounted is conveyed and inserted into a reflow furnace, By blowing hot air from the upper and lower nozzles, the entire printed wiring board or printed circuit mounting board is heated again uniformly all at once, and the solder joint portion of the electronic component is heated and melted again. The entire printed wiring board or printed circuit board is held uniformly at that temperature, the solder remains in a molten state, and the entire printed wiring board or printed circuit board is made uniform by the coolant jet cooling from the upper and lower nozzles. Since it is cooled, the remelted solder in the solder joint is solidified uniformly regardless of the mounting position. By uniformly cooling the solder joints, the occurrence of lift-off and shrinkage can be reduced, and the fatigue resistance can shorten the crack length after the fatigue test. The effect that it is excellent is acquired. Moreover, since the re-melted solder is rapidly cooled by using the rapid cooling medium, it becomes a solidified solder having a fine metal structure, so that soldering excellent in fatigue resistance can be obtained.

本発明の第2の態様にかかるプリント配線板またはプリント回路板のはんだ付け方法は、コンベア式はんだ付け装置を用いた、プリント配線板または表面実装部品を搭載したプリント回路板の鉛フリーのはんだ材料によるはんだ付け方法において、リード端子がスルーホールに挿入され挿入タイプ電子部品が搭載された前記プリント配線板または前記プリント回路板のはんだ付けがなされたとき、はんだ付けされたはんだが凝固する前に、前記プリント配線板または前記プリント回路板をリフロー炉に搬送装入し、前記リフロー炉の内部の前記プリント配線板または前記プリント回路板の上下方向に配置された加熱用の熱風噴出用ノズルから前記プリント配線板または前記プリント回路板の全面を含む範囲に噴出される熱風又は前記リフロー炉の内部の前記プリント配線板または前記プリント回路板の上下方向に配置された冷却用の冷媒噴出用ノズルから前記プリント配線板または前記プリント回路板の全面を含む範囲に噴出される冷媒により前記プリント配線板または前記プリント回路板は規定の融点以上の温度になるまで加熱又は冷却され、前記規定の融点以上の温度で均一に加熱保持された前記プリント配線板または前記プリント回路板の全体が同時に冷却され、溶融されたはんだが凝固されることを特徴とするプリント配線板またはプリント回路板のはんだ付け方法である。 The printed wiring board or printed circuit board soldering method according to the second aspect of the present invention is a lead-free solder material for a printed circuit board on which a printed wiring board or surface-mounted component is mounted using a conveyor type soldering apparatus. In the soldering method according to the above, when the printed wiring board or the printed circuit board on which the lead terminal is inserted into the through hole and the insertion type electronic component is mounted, before the soldered solder is solidified, The printed wiring board or the printed circuit board is transported and charged into a reflow furnace, and the printed circuit board or the printed circuit board inside the reflow furnace is heated from the nozzle for heating hot air arranged in the vertical direction of the printed circuit board. Hot air blown over a range including the entire surface of the wiring board or the printed circuit board or the reflow The printed circuit by refrigerant from the refrigerant ejection nozzle of the deployed cooling vertically ejected to a range including the entire surface of the printed wiring board or the printed circuit board inside of the printed wiring board or the printed circuit board The board or the printed circuit board is heated or cooled until it reaches a temperature equal to or higher than a specified melting point, and the entire printed wiring board or the printed circuit board uniformly heated and held at a temperature equal to or higher than the specified melting point is simultaneously cooled. A method of soldering a printed wiring board or a printed circuit board, characterized in that molten solder is solidified.

本発明の第2の態様にかかるプリント配線板またはプリント回路板のはんだ付け方法によれば、はんだ付けされたはんだが凝固する前にリフロー炉に搬送挿入し、上下ノズルから熱風または冷媒を噴出させることによりプリント配線板またはプリント回路実装板の全体を一括均一に規定の融点以上の温度になるまで加熱又は冷却され、プリント配線板またはプリント回路実装板は全体がその温度で均一に加熱保持され、はんだが溶融状態のままで、プリント配線板またはプリント回路実装板は上下ノズルからの冷媒の噴射冷却によりプリント配線板またはプリント回路実装板の全体が一括均一に冷却されるため、再溶融されたはんだ接合部のはんだは搭載位置の如何に関わらず均一に凝固される。はんだ接合部が均一に冷却されることにより、リフトオフの発生と引け巣の発生を低減および耐疲労性が疲労試験後のき裂長さが短くでき、はんだ付けの品質のばらつきが少なく耐疲労性に優れるという効果が得られる。また、一度凝固されたはんだ接合部のはんだを再溶融する時間が短縮されるため、はんだ付け作業性が向上する。また、急速冷却用の媒体を用いることにより、再溶融はんだは急速に冷却されるため、微細な金属組織を有する凝固はんだとなるため、耐疲労性に優れたはんだ付けが得られる。 According to the method of soldering a printed wiring board or a printed circuit board according to the second aspect of the present invention, before the soldered solder is solidified, it is conveyed and inserted into a reflow furnace, and hot air or a refrigerant is ejected from the upper and lower nozzles. The entire printed wiring board or printed circuit mounting board is heated or cooled uniformly to a temperature equal to or higher than the specified melting point, and the entire printed wiring board or printed circuit mounting board is uniformly heated and held at that temperature, Since the entire printed wiring board or printed circuit board is uniformly cooled by jetting and cooling of the refrigerant from the upper and lower nozzles while the solder is still in a molten state, the remelted solder The solder at the joint is solidified uniformly regardless of the mounting position. By uniformly cooling the solder joints, the occurrence of lift-off and shrinkage can be reduced, and the fatigue resistance can shorten the crack length after the fatigue test. The effect that it is excellent is acquired. In addition, since the time for remelting the solder at the solder joint portion once solidified is shortened, the soldering workability is improved. Moreover, since the re-melted solder is rapidly cooled by using the rapid cooling medium, it becomes a solidified solder having a fine metal structure, so that soldering excellent in fatigue resistance can be obtained.

本発明の第1の態様にかかるコンベア式はんだ付け装置は、上記の本発明の第1または第2の態様にかかるプリント配線板またはプリント回路板のはんだ付け方法に使用されるコンベア式はんだ付け装置であって、プレヒートユニットとはんだ槽から構成されるフロー炉と、前記フロー炉の後部に接続され加熱部と冷却部が一体的に構成されたリフロー炉と、前記フロー炉と前記リフロー炉の同一ライン上に配置されたコンベアと、前記コンベア上を搬送されるはんだ付け用基板の位置を検知するセンサーと、前記センサーの信号から位置データを読み取る検知部と、前記プリント配線板または前記表面実装部品を搭載したプリント回路板の前記検知部からの位置データにより前記フロー炉と前記リフロー炉の加熱および冷却と前記コンベアのスピードを制御するコントローラと、を備え、前記リフロー炉が、当該リフロー炉内に搬送装入された前記プリント配線板または前記表面実装部品が搭載されたプリント回路板を、均一に加熱するために当該リフロー炉内に配置された加熱用の熱風噴出用ノズルと、均一に冷却するために当該リフロー炉内に配置された冷却用の冷媒噴出用ノズルとを有し、前記コントローラからの要求に応じて、加熱用の熱風を前記熱風噴出用ノズルから噴出する、又は冷却用の冷媒を前記冷媒噴出用ノズルから噴出することで瞬時に加熱と冷却の切り替えが可能であること特徴とするコンベア式はんだ付け装置である。 The conveyor type soldering apparatus according to the first aspect of the present invention is a conveyor type soldering apparatus used in the above-described printed wiring board or printed circuit board soldering method according to the first or second aspect of the present invention. a is a flow reactor composed of pre-heating unit and a solder bath, and a reflow furnace cooling portion and connected to said rear portion of the flow furnace heating portion is integrally formed, said same flow reactor and the reflow furnace A conveyor arranged on a line; a sensor for detecting a position of a soldering substrate conveyed on the conveyor; a detection unit for reading position data from a signal of the sensor; and the printed wiring board or the surface-mounted component. Heating and cooling of the flow furnace and the reflow furnace according to position data from the detection unit of the printed circuit board mounted with the conveyor And a controller for controlling the speed, the reflow furnace, the the said printed circuit board is conveyed charged into a reflow furnace or a printed circuit board, wherein the surface mount components are mounted, in order to uniformly heat In accordance with a request from the controller, there is a hot air jet nozzle for heating arranged in the reflow furnace and a cooling refrigerant jet nozzle arranged in the reflow furnace for uniform cooling. In addition, it is possible to instantaneously switch between heating and cooling by ejecting hot air for heating from the nozzle for ejecting hot air, or ejecting a cooling refrigerant from the nozzle for ejecting refrigerant. Device.

本発明の第1の態様にかかるコンベア式はんだ付け装置によれば、リフロー炉は加熱部と冷却部が一体的に設けられているため、基板全体を加熱又は冷却ができ、はんだ接合部が均一に冷却されることにより、はんだ接合部のはんだは均一に凝固されるため、リフトオフの発生と引け巣の発生を低減および耐疲労性が疲労試験後のき裂長さが短くでき、はんだ付けの品質のばらつきが少なく耐疲労性に優れたはんだ付けができるという効果が得られる。また、同一ライン上にフロー炉の後部にリフロー炉が設けられるており、コンベア式はんだ付け装置の取り扱いが容易であるという利点がある。また、リフロー炉には均一に加熱するための加熱用の熱風噴出用ノズルと、均一に冷却するための冷却用の冷媒噴出用ノズルとが設けられているため、基板全体を加熱又は冷却ができ、はんだ接合部が均一に冷却されることにより、リフトオフの発生と引け巣の発生を低減および耐疲労性が疲労試験後のき裂長さが短くでき、はんだ付けの品質のばらつきが少なく耐疲労性に優れたはんだ付けができるという効果が得られる。 According to the conveyor type soldering apparatus according to the first aspect of the present invention, since the reflow furnace is integrally provided with the heating part and the cooling part, the entire substrate can be heated or cooled, and the solder joint part is uniform. Since the solder in the solder joints is uniformly solidified by cooling, the occurrence of lift-off and shrinkage is reduced, and the fatigue resistance can shorten the crack length after the fatigue test, and the soldering quality The effect that soldering with excellent fatigue resistance can be obtained is obtained. Moreover, the reflow furnace is provided in the rear part of the flow furnace on the same line, and there exists an advantage that handling of a conveyor type soldering apparatus is easy. Further, the reflow furnace is provided with a hot air jet nozzle for heating to uniformly heat and a coolant jet nozzle for cooling to uniformly cool, so that the entire substrate can be heated or cooled. By uniformly cooling the solder joints, the occurrence of lift-off and shrinkage can be reduced, and the fatigue resistance can shorten the crack length after the fatigue test, and there is little variation in soldering quality. The effect that the soldering which was excellent in can be obtained.

本発明の第2の態様にかかるコンベア式はんだ付け装置は、上記の本発明の第1または第2の態様にかかるプリント配線板またはプリント回路板のはんだ付け方法に使用されるコンベア式はんだ付け装置であってプレヒートユニットとはんだ槽から構成されるフロー炉と、前記フロー炉の後部に接続され加熱部と冷却部が一体的に構成されたリフロー炉と、前記フロー炉と前記リフロー炉の中間に搬送ラインを2つ以上に分岐するコンベヤ分岐部と、前記コンベア分岐部を含む第1のコンベアと、分岐された第2のコンベアと、前記第2のコンベア接続された別のリフロー炉と、前記第1および第2のコンベア上で搬送される前記プリント配線板または前記プリント回路板の位置を検知するセンサーと、前記センサーの信号から位置データを読み取る検知部と、前記プリント配線板または前記表面実装部品を搭載したプリント回路板の前記検知部からの位置データにより前記フロー炉と前記2つ以上のリフロー炉の加熱および冷却と前記第1および第2のコンベアスピードと分岐部におけるフローはんだ付けが終了した前記プリント配線板または前記表面実装部品を搭載したプリント回路板の仕分けを制御するコントローラと、を備え、前記リフロー炉が、当該リフロー炉内に搬送装入された前記プリント配線板または前記表面実装部品が搭載されたプリント回路板を、均一に加熱するために当該リフロー炉内に配置された加熱用の熱風噴出用ノズルと、均一に冷却するために当該リフロー炉内に配置された冷却用の冷媒噴出用ノズルとを有し、前記コントローラからの要求に応じて、加熱用の熱風を前記熱風噴出用ノズルから噴出する、又は冷却用の冷媒を前記冷媒噴出用ノズルから噴出することで瞬時に加熱と冷却の切り替えが可能であること特徴とするコンベア式はんだ付け装置である。 The conveyor type soldering apparatus according to the second aspect of the present invention is a conveyor type soldering apparatus used in the method for soldering a printed wiring board or a printed circuit board according to the first or second aspect of the present invention. a is a flow reactor composed of pre-heating unit and a solder bath, cooling unit and connected to said rear portion of the flow furnace heating unit and a reflow furnace which is integrally formed, of the flow reactor and before Symbol reflow oven A conveyor branch section that branches the transfer line into two or more in the middle, a first conveyor including the conveyor branch section, a branched second conveyor, and another reflow furnace connected to the second conveyor; , A sensor for detecting the position of the printed wiring board or the printed circuit board conveyed on the first and second conveyors, and position data from the signal of the sensor The flow furnace and the two or more reflow furnaces are heated and cooled according to the position data from the detection part to be read, and the printed circuit board on which the printed wiring board or the surface-mounted component is mounted. And a controller for controlling sorting of the printed wiring board or the printed circuit board on which the surface mount component is mounted, the flow soldering at the branch portion being finished, and the reflow furnace is disposed in the reflow furnace. In order to uniformly heat the printed circuit board loaded with the printed wiring board or the surface-mounted component, the hot air jet nozzle for heating disposed in the reflow furnace is uniformly cooled. In order to meet the demand from the controller, the cooling jet nozzle for cooling disposed in the reflow furnace is provided. Te, ejecting hot air for heating from the hot air nozzle, or a coolant for cooling conveyor type solder and this and characteristics can be switched heating and instantaneously cooled by ejected from the refrigerant ejection nozzle Attachment device.

本発明の第2の態様にかかるコンベア式はんだ付け装置によれば、搬送ラインを2つ以上に分岐するコンベヤ分岐部を設け、フロー炉から一定速度で装出されるはんだ付けされた実装基板を、分岐させてリフロー炉に搬送することにより、リフローはんだ付けするプリント配線板または表面実装部品を搭載したプリント回路板のフロー炉に装入する間隔を短くでき、はんだ付けの作業効率を上げることができるという効果がある。また、リフロー炉には均一に加熱するための加熱用の熱風噴出用ノズルと、均一に冷却するための冷却用の冷媒噴出用ノズルとが設けられているため、基板全体を加熱又は冷却ができ、はんだ接合部が均一に冷却されることにより、リフトオフの発生と引け巣の発生を低減および耐疲労性が疲労試験後のき裂長さが短くでき、はんだ付けの品質のばらつきが少なく耐疲労性に優れたはんだ付けができるという効果が得られる。 According to the conveyor-type soldering apparatus according to the second aspect of the present invention, a conveyor branch section that branches the conveyance line into two or more is provided, and the soldered mounting board discharged from the flow furnace at a constant speed is provided. By branching and transporting to the reflow furnace, the interval for inserting the printed wiring board to be reflow-soldered or the printed circuit board with surface-mounted components into the flow furnace can be shortened, and the work efficiency of soldering can be increased. There is an effect. Further, the reflow furnace is provided with a hot air jet nozzle for heating to uniformly heat and a coolant jet nozzle for cooling to uniformly cool, so that the entire substrate can be heated or cooled. By uniformly cooling the solder joints, the occurrence of lift-off and shrinkage can be reduced, and the fatigue resistance can shorten the crack length after the fatigue test, and there is little variation in soldering quality. The effect that the soldering which was excellent in can be obtained.

本発明の第3の態様にかかるプリント配線板またはプリント回路板のはんだ付け方法は、上記の本発明の第1または第2の態様にかかるプリント配線板またはプリント回路板のはんだ付け方法において、前記規定の融点以上の温度は、はんだ材料の融点+5℃以上、はんだ付けされる電子部品の耐熱温度−5℃以下の温度範囲内であることを特徴とするプリント配線板またはプリント回路板のはんだ付け方法である。 The printed wiring board or printed circuit board soldering method according to the third aspect of the present invention is the above-described printed wiring board or printed circuit board soldering method according to the first or second aspect of the present invention. Soldering of printed circuit boards or printed circuit boards characterized in that the temperature above the specified melting point is within the temperature range of the melting point of the solder material + 5 ° C or higher and the heat resistant temperature of the electronic component to be soldered-5 ° C or lower. Is the method.

本発明の第3の態様にかかるプリント配線板またはプリント回路板のはんだ付け方法によれば、はんだ材料が溶けた状態を維持できる最低限の温度に雰囲気温度を保持することにより、はんだ付けした電子部品の機能の劣化を防止しすることができ、かつ、溶融温度と凝固温度の温度差が小さいため、均一に急速冷却凝固されるので、リフトオフの発生と引け巣の発生を低減できる。 According to the soldering method of the printed wiring board or the printed circuit board according to the third aspect of the present invention, the soldered electrons are maintained by maintaining the ambient temperature at the minimum temperature at which the solder material can be maintained in a molten state. Deterioration of the function of the parts can be prevented, and since the temperature difference between the melting temperature and the solidification temperature is small, uniform rapid cooling and solidification can be achieved, so that the occurrence of lift-off and shrinkage can be reduced.

本発明の第4の態様にかかるプリント配線板またはプリント回路板のはんだ付け方法は、上記の本発明の第1乃至第3のいずれか1つの態様にかかるプリント配線板またはプリント回路板のはんだ付け方法において、前記鉛フリーはんだ材料が、Snを主成分とする基本はんだ材料であるSn−Cu、Sn−Ag、Sn−Ag−Cu、Sn−Ag−Cu−Bi、Sn−Ag−Cu−Sb、Sn−Ag−Bi−In、Sn−Ag−In、Sn−Zn、Sn−Zn−Bi、Sn−Sb、および、前記基本はんだ材料に、Al、Si、P、S、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Ga、Ge、As、Se、Zr、Nb、Mo、Pd、Hf、Ta、W、Pt、Auが微量に添加された鉛フリーはんだ材料から選択されたいずれかの材料であることを特徴とするプリント配線板またはプリント回路板のはんだ付け方法である。 The printed wiring board or the printed circuit board according to the fourth aspect of the present invention is soldered to the printed wiring board or the printed circuit board according to any one of the first to third aspects of the present invention. In the method, the lead-free solder material is Sn—Cu, Sn—Ag, Sn—Ag—Cu, Sn—Ag—Cu—Bi, Sn—Ag—Cu—Sb, which is a basic solder material mainly composed of Sn. Sn-Ag-Bi-In, Sn-Ag-In, Sn-Zn, Sn-Zn-Bi, Sn-Sb, and the basic solder materials include Al, Si, P, S, Ti, V, Cr , Mn, Fe, Co, Ni, Ga, Ge, As, Se, Zr, Nb, Mo, Pd, Hf, Ta, W, Pt, and any one selected from lead-free solder materials to which trace amounts of Au are added Is the material of A method of soldering a printed wiring board or a printed circuit board .

本発明の第4の態様にかかるプリント配線板またはプリント回路板のはんだ付け方法によれば、鉛フリーのはんだを使用することができるため、製造されたプリント回路実装板は環境への悪影響はない。 According to the method for soldering a printed wiring board or a printed circuit board according to the fourth aspect of the present invention , lead-free solder can be used, so that the produced printed circuit board does not adversely affect the environment. .

本発明のはんだ付け方法によれば、フローはんだ付けされた実装基板をリフローはんだ付けするときに、フローはんだ付けの凝固したはんだ接合部は規定の温度で再溶融され、または溶融状態のはんだ接合部は規定の温度に加熱され、実装基板の全面が均一加熱保持された状態から急速冷却することにより、はんだ接合部の溶融したはんだを均一凝固させることで、リフトオフの発生を効果的に低減することができる。また、急速冷却され凝固したはんだ接合部の金属組織は微細化されて、はんだ接合部の機械的強度の向上ならびに疲労寿命のばらつきの低減を図ることができる。   According to the soldering method of the present invention, when reflow soldering a flow soldered mounting board, the solidified solder joint of the flow soldering is remelted at a specified temperature, or a solder joint in a molten state Is effectively heated to the specified temperature and rapidly cooled from a state where the entire surface of the mounting board is uniformly heated and held, so that the melted solder in the solder joint is uniformly solidified to effectively reduce the occurrence of lift-off. Can do. In addition, the metal structure of the rapidly-cooled and solidified solder joint can be refined to improve the mechanical strength of the solder joint and reduce the variation in fatigue life.

また、本発明のはんだ付け装置は、フローはんだ付け部の後部に、フローはんだ付けされたプリント回路実装板のはんだ接合部を再溶融させた後、均一加熱保持された状態から急速冷却凝固するリフローはんだ付け部を備えており、フローはんだ付けされた実装基板をリフローはんだ付けすることにより、リフトオフの発生や疲労寿命のばらつきを低減することができる。   Further, the soldering apparatus of the present invention is a reflow which rapidly cools and solidifies from a state of being uniformly heated and held after re-melting the solder joint portion of the printed circuit mounting board subjected to flow soldering at the rear portion of the flow soldering portion. By providing the soldering portion and reflow soldering the flow soldered mounting substrate, it is possible to reduce lift-off occurrence and fatigue life variation.

上記はんだ付け方法及び/又ははんだ付け装置を適用することにより、プリント回路実装板の品質・信頼性の向上をはかることができる。   By applying the soldering method and / or the soldering apparatus, the quality and reliability of the printed circuit mounting board can be improved.

以下、本発明におけるはんだ付け方法について図を用いて説明する。   Hereinafter, the soldering method in the present invention will be described with reference to the drawings.

図4は従来のフローはんだ付け方法のフローチャートで、コンベア式フローはんだ付け装置を用いた従来のプリント配線板のフローはんだ付け工程30を説明する。   FIG. 4 is a flowchart of a conventional flow soldering method, illustrating a conventional flow soldering process 30 for a printed wiring board using a conveyor type flow soldering apparatus.

電子部品をはんだ付けするための、銅ランド、銅スルーホール等の回路配線が設けられ両面実装用プリント配線板が準備される(工程31)。挿入パッケージタイプ(以下挿入タイプという)の電子部品、例えば、リレー、コンデンサ、抵抗などの電子部品のリード端子が両面実装用プリント配線板の規定のスルーホールに挿入され挿入タイプの電子部品が搭載される(工程32)。挿入タイプの電子部品が搭載されたプリント配線板(以下部品搭載基板という)はコンベアにセットされ、搬送されてフロー炉に装入される(工程33)。まず、フラックス塗布工程34において、部品搭載基板のはんだ付け面にはんだ付けのためのフラックスが均一に塗布される。フラックスの塗布が終了した部品搭載基板はプリヒート工程35で、フラックスを活性化しはんだ付け性を良くするための予備加熱温度にプリヒートされて、フローはんだ付着工程36へベルト搬送される。鉛フリーはんだ、例えばSn−Ag−Cu系鉛フリーはんだが溶融(250℃)した噴流式のはんだ槽で部品搭載基板の搭載された挿入タイプの電子部品のリード端子と銅ランド間に噴流はんだによりフローはんだ付着がなされる(工程36)。はんだ付着された部品搭載基板は冷却凝固され(工程37)、フロー炉から装出、取り出される(工程38)。フローはんだ付けが終了してはんだ接合部が形成された部品搭載基板(以下実装基板という)は、付着しているはんだ用フラックスを洗浄除去する等の後処理が施された後、はんだ接合部の外観検査(工程39)が行われ、フロー炉による挿入タイプの電子部品が実装された実装基板(以下フロー処理実装基板50fという)が製造される。 Circuit wiring such as copper lands and copper through holes for soldering electronic components is provided to prepare a printed wiring board for double-sided mounting (step 31). Insertion type electronic components are mounted by inserting lead terminals of electronic components of insertion package type (hereinafter referred to as insertion type), for example, electronic components such as relays, capacitors, resistors, etc., into the specified through holes of the double-sided printed wiring board. (Step 32). A printed wiring board (hereinafter referred to as a component mounting board) on which insertion type electronic components are mounted is set on a conveyor, conveyed, and inserted into a flow furnace (step 33). First, in the flux application process 34, the soldering flux is uniformly applied to the soldering surface of the component mounting board. In component mounting substrate preheating step 35 the coating of the flux is completed, the flux was activated are preheating the preheating temperature for improving solderability, is a belt conveyor to the flow soldering attachment process 36. Lead-free solder, for example, Sn-Ag-Cu-based lead-free solder is melted (250 ° C) in a jet-type solder bath and soldered between the lead terminal of the insertion type electronic component on which the component mounting board is mounted and the copper land Flow soldering is performed (step 36). The component mounting board to which the solder is adhered is cooled and solidified (step 37), and is taken out and taken out from the flow furnace (step 38). The component mounting board (hereinafter referred to as the mounting board) on which the solder joint is formed after the flow soldering is finished is subjected to post-processing such as cleaning and removing the attached solder flux, An appearance inspection (step 39) is performed, and a mounting substrate (hereinafter referred to as a flow processing mounting substrate 50f) on which insertion type electronic components are mounted by a flow furnace is manufactured.

図5は従来のリフローはんだ付け方法のフローチャートで、コンベア式リフローはんだ付け装置を用いた従来のプリント配線板のリフローはんだ付け工程40を説明する。   FIG. 5 is a flowchart of a conventional reflow soldering method, and illustrates a conventional printed circuit board reflow soldering process 40 using a conveyor type reflow soldering apparatus.

はんだ付けされる表面実装部品を搭載したプリント配線板がリフロー炉に装入される(工程41)。リフロー炉では、コンベア搬送されながら加熱用雰囲気ガス又は赤外線輻射により表面実装部品を搭載したプリント配線板は加熱され、溶融温度に達すると塗布されていたはんだペーストまたははんだめっきは溶融される(工程42)。一定時間加熱溶融されると、冷却ゾーンにコンベア搬送され冷却用のガスがリフロー炉内のノズルから噴出され、表面実装部品を搭載したプリント配線板は冷却され、溶融はんだは凝固する(工程43)。リフローはんだ付けが終了し、表面実装部品がはんだ付けされたプリント回路板がリフロー炉から装出される(工程44)、リフローはんだ付けが終わった部品実装基板は、洗浄等の後処理がされた後、リフローはんだ付けの外観検査が行われ(工程45)、次工程に移される。   A printed wiring board on which the surface-mounted components to be soldered are loaded is placed in a reflow furnace (step 41). In the reflow furnace, the printed wiring board on which the surface mounting components are mounted by the atmospheric gas for heating or infrared radiation while being conveyed by the conveyor is heated, and when the melting temperature is reached, the applied solder paste or solder plating is melted (step 42). ). When heated and melted for a certain period of time, it is conveyed to a cooling zone, and a cooling gas is ejected from a nozzle in the reflow furnace, the printed wiring board on which the surface mounting components are mounted is cooled, and the molten solder is solidified (step 43). . After the reflow soldering is finished, the printed circuit board on which the surface mounting components are soldered is discharged from the reflow furnace (step 44). After the reflow soldering, the component mounting board is subjected to post-processing such as cleaning. The appearance inspection of reflow soldering is performed (step 45), and the process proceeds to the next step.

次に、図1(a)および図2を用いて本発明の第1の形態におけるはんだ付け方法および第1の形態におけるはんだ付け装置を説明する。図1は本発明の第1の形態におけるはんだ付け方法のフローチャートで、図2は、本発明の第1の形態におけるはんだ付け装置の概略構成図である。   Next, the soldering method according to the first embodiment of the present invention and the soldering apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a flowchart of a soldering method according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a soldering apparatus according to the first embodiment of the present invention.

図2において、本発明の第1の形態におけるコンベア式はんだ付け装置1は、電子部品が搭載されたプリント配線板のはんだ面にフラックスを塗布するフラクサ101と、そのプリント配線板を予備加熱するプレヒートユニット102と、はんだ槽103、例えば噴流式のはんだ槽と、冷却部104とから構成されるフロー炉100と、フロー炉100の後部に接続されはんだ再溶融・均一加熱部111と急冷部112が一体的に構成されたリフロー炉110と、フロー炉100とリフロー炉110の同一ライン上に配置されたコンベア105と、コンベア105上を搬送されるプリント配線板の位置を検知する複数個のセンサー107と、センサー107の信号から位置データを読み取る検知部106と、検知部106からのプリント配線板の位置データによりフロー炉100とリフロー炉110の加熱と冷却および前記コンベアのスピードを制御するコントローラ108とから構成される。 In FIG. 2, the conveyor type soldering apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention includes a fluxer 101 for applying flux to the solder surface of a printed wiring board on which electronic components are mounted, and preheating for preheating the printed wiring board. A flow furnace 100 composed of a unit 102, a solder bath 103, for example, a jet type solder bath, and a cooling section 104; a solder remelting / uniform heating section 111 and a rapid cooling section 112 connected to the rear portion of the flow furnace 100; A reflow furnace 110 configured integrally, a conveyor 105 disposed on the same line of the flow furnace 100 and the reflow furnace 110, and a plurality of sensors 107 for detecting the position of a printed wiring board conveyed on the conveyor 105. A detection unit 106 that reads position data from the signal of the sensor 107, and a printed wiring from the detection unit 106 The position data consists of a controller 108 which controls the speed of cooling and the conveyor and heating the flow furnace 100 and a reflow furnace 110.

本発明の第1の形態におけるコンベア式はんだ付け装置1を用いた、本発明のプリント配線板のはんだ付け方法について図1(a)を用いて説明する。本発明の第1の形態におけるコンベア式はんだ付け装置1は、図2の概略構成図から明らかなように、フロー炉100とリフロー炉110から構成されている。リフロー炉110はコンベア式ではあるが
従来のコンベア式のリフロー炉のゾーン加熱、ゾーン冷却ではなく、リフロー炉全体が加熱、冷却が一体的で、冷却と切り替わる構造となっている。本発明のはんだ付け方法10aのフローチャート図1(a)は、前記従来のフロー炉のはんだ付け工程30と同じであるが、リフロー炉の工程(工程18〜工程21)は従来のリフロー炉のはんだ付け工程40とは異なっている。
The printed wiring board soldering method of the present invention using the conveyor type soldering apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The conveyor type soldering apparatus 1 in the 1st form of this invention is comprised from the flow furnace 100 and the reflow furnace 110 so that it may become clear from the schematic block diagram of FIG. Although the reflow furnace 110 is a conveyor type, it is not the zone heating and zone cooling of the conventional conveyor type reflow furnace, but the entire reflow furnace is integrally heated and cooled, and is switched to cooling. FIG. 1A is a flowchart of the soldering method 10a of the present invention, which is the same as the soldering process 30 of the conventional flow furnace, but the steps of the reflow furnace (steps 18 to 21) are the solder of the conventional reflow furnace. This is different from the attaching step 40.

本発明の第1の形態におけるはんだ付け方法10aは、コンベア式はんだ付け装置1において、部品搭載基板がフロー炉100においてフローはんだ付けされた後、継続してリフロー炉110においてフローはんだ付けされた実装基板のはんだ接合部のはんだを再溶融、凝固するリフローはんだ付けがされる。なお、ここでいうリフローはんだ付けとは、一般的な、あらかじめ施されているはんだメッキ、ソルダーペーストを溶融させ搭載部品をはんだ付けすることではなく、はんだ付けされた搭載部品のリード端子とプリント配線板の銅ランドとのはんだ接合部のはんだを再溶融・凝固させることを言う。   The soldering method 10a according to the first embodiment of the present invention is the mounting in which the component mounting board is flow soldered in the flow furnace 100 and then continuously soldered in the reflow furnace 110 in the conveyor type soldering apparatus 1. Reflow soldering is performed to remelt and solidify the solder at the solder joint of the board. Note that the reflow soldering referred to here is not a general solder plating or solder paste that has been applied in advance, but soldering the mounted components, and soldering the lead terminals and printed wiring of the mounted components. This refers to remelting and solidifying the solder at the solder joint with the copper land of the plate.

電子部品をはんだ付けするための、銅ランド、銅スルーホール等の回路配線が設けられ、はんだ付け部以外ははんだレジストが塗布された両面実装用プリント配線板が準備される(工程11)。なお、実装用プリント配線板は、片面基板、両面基板のいずれでもよく、また、本発明の第1の形態では、プリント配線板にはフローはんだ付けにより挿入部品を実装するが、フローはんだ付け前に表面実装部品をリフローはんだ付けで実装していてもよい。プリント配線板の絶縁基材としてとして、ガラスエポキシ基板やメタルコア基板を用いることができる。さらに、多層構造のプリント配線板を使用することもできる。次に、挿入タイプの電子部品、例えば、リレー、コンデンサ、抵抗などの電子部品のリード端子が規定のスルーホールに挿入され電子部品が搭載される(工程12)。電子部品が搭載されたプリント配線板(部品搭載基板50a)はコンベア105にセットされ、コンベア搬送されフロー炉100に装入される(工程13)。なお、部品搭載基板50aはセンサー107bにより装入が検知され、検知部106を介して制御部108に送られ、はんだ付け装置1のはんだ付け作業が開始される。なお、本説明ではセンサー107ははんだ付け装置1の出入り口に設けられているが、必要に応じて適宜配置される。   Circuit wiring such as copper lands and copper through-holes for soldering electronic components is provided, and a printed wiring board for double-side mounting is prepared in which a solder resist is applied except for the soldering portion (step 11). The printed wiring board for mounting may be either a single-sided board or a double-sided board. In the first embodiment of the present invention, an insertion component is mounted on the printed wiring board by flow soldering, but before the flow soldering. The surface mount component may be mounted by reflow soldering. As an insulating base material for the printed wiring board, a glass epoxy substrate or a metal core substrate can be used. Furthermore, a multilayer printed wiring board can also be used. Next, lead terminals of insertion-type electronic components, for example, electronic components such as relays, capacitors, resistors, etc., are inserted into prescribed through holes, and the electronic components are mounted (step 12). The printed wiring board (component mounting board 50a) on which electronic components are mounted is set on the conveyor 105, conveyed to the conveyor, and inserted into the flow furnace 100 (step 13). The mounting of the component mounting board 50a is detected by the sensor 107b and sent to the control unit 108 via the detection unit 106, and the soldering operation of the soldering apparatus 1 is started. In this description, the sensor 107 is provided at the entrance / exit of the soldering apparatus 1, but is appropriately arranged as necessary.

まず、フラクサ101により部品搭載基板50aのはんだ付け面にはんだ付けのためのフラックスが均一に塗布される(工程14)。フラックスの塗布が終了した部品搭載基板50aはプレヒートユニット102により、はんだ付けのための予備加熱温度、例えば150〜170℃にプリヒートされる(工程15)。フローはんだ付着工程16では、鉛フリーはんだ、例えばSn−Ag−Cu系鉛フリーはんだが溶融(250℃)した噴流式のはんだ槽103で部品搭載基板の挿入部品端子と銅ランド間に噴流はんだによりフローはんだ付着がなされる。なお、鉛フリーはんだとして、Snを主成分とする鉛フリーはんだ、好ましくは、Sn−Ag、Sn−Cu、Sn−Ag−Cu、Sn−Ag−Cu−Bi、Sn−Ag−Cu−Sb、Sn−Ag−Bi−In、Sn−Ag−In、Sn−Zn、Sn−Zn−Bi、Sn−Sb、さらに、上記各合金に、Al、Si、P、S、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Ga、Ge、As、Se、Zr、Nb、Mo、Pd、Hf、Ta、W、Pt、Auを微量加えたものでもかまわない。   First, flux for soldering is uniformly applied to the soldering surface of the component mounting board 50a by the fluxer 101 (step 14). The component mounting board 50a after the application of the flux is preheated by a preheating unit 102 to a preheating temperature for soldering, for example, 150 to 170 ° C. (step 15). In the flow solder attaching step 16, lead-free solder, for example, Sn-Ag-Cu-based lead-free solder is melted (250 ° C) in a jet-type solder bath 103 by jet solder between the inserted component terminal of the component mounting board and the copper land. Flow solder adhesion is made. In addition, as a lead free solder, the lead free solder which has Sn as a main component, Preferably, Sn-Ag, Sn-Cu, Sn-Ag-Cu, Sn-Ag-Cu-Bi, Sn-Ag-Cu-Sb, Sn-Ag-Bi-In, Sn-Ag-In, Sn-Zn, Sn-Zn-Bi, Sn-Sb, and the above-mentioned alloys include Al, Si, P, S, Ti, V, Cr, Mn Fe, Co, Ni, Ga, Ge, As, Se, Zr, Nb, Mo, Pd, Hf, Ta, W, Pt, and Au may be added in minute amounts.

はんだ付着された部品搭載基板50aは、冷却部104にて凝固点以下に冷却され、溶融はんだは凝固される。冷却方法は自然冷却でもよいし、あらかじめ選択された温度に温調された冷媒液中に浸漬させる、もしくは、ガス噴射、噴霧又はシャワーで冷媒を吹きかける等を施して冷却してもよい。なお、実装基板を冷却する冷媒として、使用しているはんだ材料の融点より低い気体または液体の、空気、水蒸気、水、液化二酸化炭素(ガス)、液化窒素(ガス)、液化アルゴン(ガス)、液化ヘリウム(ガス)等が使用できる。   The component mounting board 50a to which the solder is attached is cooled to below the freezing point by the cooling unit 104, and the molten solder is solidified. The cooling method may be natural cooling, or may be cooled by immersion in a refrigerant liquid adjusted to a temperature selected in advance, or by spraying the refrigerant by gas injection, spraying, or showering. As a coolant for cooling the mounting board, air, water vapor, water, liquefied carbon dioxide (gas), liquefied nitrogen (gas), liquefied argon (gas), gas or liquid lower than the melting point of the solder material used, Liquefied helium (gas) can be used.

フローはんだ付けが終了してはんだ接合部が形成された部品搭載基板(フロー処理実装基板50f)は、さらに冷却されながらフロー炉100から装出される(工程17a)。フロー処理実装基板50fは、コンベア105搬送で冷却されながら強制冷却機構を備えたリフロー炉110へ装入される(工程18a)。   The component mounting board (flow processing mounting board 50f) on which the soldering portion is formed after the flow soldering is completed is discharged from the flow furnace 100 while being further cooled (step 17a). The flow processing mounting substrate 50f is charged into the reflow furnace 110 having a forced cooling mechanism while being cooled by the conveyor 105 (step 18a).

図6(a)はコンベア式リフロー炉110の模式図で、図6(b)はリフロー炉110の縦断面構造とフロー処理実装基板50fのはんだ付け状態を示す模式図である。なお、図6(a)、図6(b)ではコンベアは省略されている。図6(b)の断面図において、フロー処理実装基板50fの熱風加熱方式による加熱状態、および冷媒による冷却状態を示し、フロー処理実装基板50fの上下方向には加熱用の加熱用ノズル115、冷却用の冷却用ノズル116が配置されている。加熱用ノズル115から噴出される熱風ガス115a、例えば、図示しないヒータを設置した空間内に窒素ガスを通すことで所定温度にあらかじめ加熱された窒素ガス、及び周囲雰囲気ガスによりフロー処理実装基板50fは均一に加熱される。加熱ガスの温度は、使用されるはんだ材料、部品の耐熱性により異なるが、例えば、鉛フリーはんだ材料Sn−3.0Ag−0.5Cu(融点約217℃)ではフローはんだ付けのはんだ付け温度250℃より低い温度の約230℃に加熱される。   FIG. 6A is a schematic diagram of the conveyor-type reflow furnace 110, and FIG. 6B is a schematic diagram showing a vertical cross-sectional structure of the reflow furnace 110 and a soldering state of the flow processing mounting board 50f. In addition, the conveyor is abbreviate | omitted in Fig.6 (a) and FIG.6 (b). 6B shows a heating state of the flow processing mounting board 50f by a hot air heating method and a cooling state by a refrigerant. A heating nozzle 115 for heating and cooling are provided in the vertical direction of the flow processing mounting board 50f. A cooling nozzle 116 is disposed. The flow processing mounting board 50f is heated by hot air gas 115a ejected from the heating nozzle 115, for example, nitrogen gas preheated to a predetermined temperature by passing nitrogen gas through a space in which a heater (not shown) is installed, and ambient gas. Heated uniformly. The temperature of the heated gas varies depending on the solder material used and the heat resistance of the component. For example, in the case of lead-free solder material Sn-3.0Ag-0.5Cu (melting point: about 217 ° C.), the soldering temperature 250 for flow soldering is used. It is heated to about 230 ° C., which is below the temperature.

図6(b)に示すように、フロー処理実装基板50fはあらかじめ規定された温度で加熱が行われ、配線板51のはんだ接合部55(電子部品のリード端子52aと銅ランド53、銅スルーホール54とはんだとから構成される。)の凝固したはんだが溶融される。   As shown in FIG. 6B, the flow processing mounting board 50f is heated at a predetermined temperature, and the solder joint portion 55 (the lead terminal 52a of the electronic component, the copper land 53, the copper through hole) of the wiring board 51 is heated. 54 and the solder)), the solidified solder is melted.

再溶融加熱時の炉内の雰囲気温度は、はんだ材料の融点以上、例えば、はんだ融点+5℃以上、部品の耐熱温度−5℃以下であり、リフロー炉110の上下方向に設置された加熱用ノズル115から噴射される雰囲気温度を有する熱風115aが炉内に噴射され、炉内の雰囲気温度は上昇し、熱風115aの温度(雰囲気温度)に到達することにより得られる。なお、はんだ再溶融加熱時の保持時間は、銅ランドの銅食われが進み難く、かつプリント回路実装板50の配線板や実装電子部品が熱で損傷しない短い時間であることが望ましい。   The atmosphere temperature in the furnace at the time of remelting heating is higher than the melting point of the solder material, for example, the melting point of the solder + 5 ° C. or higher, and the heat resistant temperature of the parts −5 ° C. or lower. Hot air 115a having an atmospheric temperature injected from 115 is injected into the furnace, the atmospheric temperature in the furnace rises, and is obtained by reaching the temperature of the hot air 115a (atmospheric temperature). It is desirable that the holding time at the time of remelting the solder is a short time during which the copper erosion of the copper land is difficult to progress and the printed circuit board 50 and the mounted electronic components are not damaged by heat.

フロー炉110へ装入されたフロー処理実装基板50fは、はんだ溶融・均一加熱部111において、規定の温度に加熱され、凝固されたはんだ接合部のはんだは溶融される。また、リフロー炉110内をベルト搬送されている間に、フロー処理実装基板50fは、その表面全体が均一に加熱、保持される(工程19a)。
リフロー炉の加熱方式は、熱風加熱方式、赤外線輻射加熱方式でいずれでもよく、また両加熱方式を複合した加熱方式であってもよく、加熱、冷却の切り替えに素早く対応できればよい。
Reflow furnace flow process mounting substrate 50f which is charged to 110, in the solder melting and uniform heating unit 111 is heated to a predetermined temperature, solidified solder of the solder joint is molten. Further, while the belt is transported in the reflow furnace 110, the entire surface of the flow processing mounting substrate 50f is heated and held uniformly (step 19a).
The heating method of the reflow furnace may be either a hot air heating method or an infrared radiation heating method, or may be a heating method that combines both heating methods, as long as it can quickly respond to switching between heating and cooling.

なお、リフロー炉110はベルト搬送される1枚又は複数枚の実装基板50を均一に加熱することができ、かつ一括同時に均一に冷却できる機構を備えていればよい。リフロー炉内の雰囲気は空気でもよいが、はんだ、部品のリード端子等の酸化を防ぐために通常窒素雰囲気が適用される。   The reflow furnace 110 only needs to have a mechanism capable of uniformly heating one or a plurality of mounting boards 50 conveyed by a belt and uniformly cooling them simultaneously. The atmosphere in the reflow furnace may be air, but a nitrogen atmosphere is usually applied to prevent oxidation of solder, component lead terminals, and the like.

急冷部112において、一定時間が経過するとフロー処理実装基板50fの表面全体が均一に加熱、保持された状態から、急速冷却が開始され、フロー処理実装基板50fは、全面が均一に融点以下に冷却される(工程20)。   In the rapid cooling section 112, when a certain time has elapsed, rapid cooling is started from a state in which the entire surface of the flow processing mounting board 50f is uniformly heated and held, and the entire surface of the flow processing mounting board 50f is uniformly cooled below the melting point. (Step 20).

冷却方法は、少なくとも室温以下に冷却された冷媒116a、例えば図示しない冷却装置を通して所定の温度に冷却された冷却窒素ガスを、実装基板が噴出ガス圧で動かない範囲内で冷却用ノズル116から噴出、噴霧又はシャワーで供給して急速冷却が行われる。冷媒供給時は熱風115aの供給を停止し、フロー処理実装基板50を冷却し、はんだ接合部55のはんだを凝固させる。冷却用ノズル116等はリフロー炉110の上下方向に、かつ加熱用ノズル115と冷却用ノズル116は交互に格子状に設置されている。各ノズル115,116に接続される配管は、冷却用と加熱用の2系統の配管が望ましい。さらに冷却と同時に図示しない排気装置で内部の加熱雰囲気ガスを除去して冷却を早めることもできる。フロー処理実装基板50の冷却速度には10℃/秒以上の急速冷却であることが望ましく、はんだが溶けている温度から凝固点より約40℃低い温度範囲までは、冷却速度を平均10〜20℃/秒にすることで最適な結果が得られる。   In the cooling method, a coolant 116a cooled to at least room temperature or less, for example, a cooled nitrogen gas cooled to a predetermined temperature through a cooling device (not shown) is ejected from the cooling nozzle 116 within a range where the mounting substrate does not move by the ejection gas pressure. Rapid cooling is provided by spraying or showering. When supplying the coolant, the supply of the hot air 115a is stopped, the flow processing mounting board 50 is cooled, and the solder of the solder joint portion 55 is solidified. The cooling nozzles 116 and the like are installed in the vertical direction of the reflow furnace 110, and the heating nozzles 115 and the cooling nozzles 116 are alternately arranged in a grid pattern. The pipes connected to the nozzles 115 and 116 are desirably two pipes for cooling and heating. Further, simultaneously with cooling, the internal heating atmosphere gas can be removed by an exhaust device (not shown) to accelerate the cooling. It is desirable that the cooling rate of the flow processing mounting substrate 50 be 10 ° C./second or more, and the average cooling rate is 10 to 20 ° C. from the temperature at which the solder is melted to the temperature range approximately 40 ° C. lower than the freezing point. Optimum results can be obtained by setting to 1 / sec.

必要な冷却速度は冷媒の温度と噴出量を制御することにより得られるが、基板仕様,加熱時のリフロー炉110の雰囲気温度によっても冷却速度は変化する。そのため、実際に適用する場合は、予備試験により、まずはんだ接合部に熱電対を装着し、所定の条件で加熱・冷却(再溶融・凝固処理)が行われる。加熱・冷却されたフロー処理実装基板50のはんだ付け検査が行われ、加熱・冷却条件の確認がなされる。最適な加熱・冷却条件が得られた後、その条件にて実際のはんだ付け作業(フローはんだ付けされた実装基板を再度加熱、冷却する)が行われる。   The necessary cooling rate can be obtained by controlling the temperature of the refrigerant and the ejection amount, but the cooling rate also varies depending on the substrate specifications and the ambient temperature of the reflow furnace 110 during heating. For this reason, when actually applied, a thermocouple is first attached to the solder joint by a preliminary test, and heating / cooling (remelting / solidification treatment) is performed under predetermined conditions. Soldering inspection of the heated / cooled flow processing mounting board 50 is performed, and the heating / cooling conditions are confirmed. After optimal heating / cooling conditions are obtained, actual soldering work (heating and cooling the flow-soldered mounting board is performed again) is performed under those conditions.

リフロー炉110で冷却が完了した実装基板はリフロー炉110から装出、取り出されたリフローはんだ付けが終了したリフロー処理実装基板50rは、無洗浄タイプのフラックスでない場合、付着しているはんだ用フラックスが洗浄除去される等の後処理が施された後、はんだ接合部の外観検査(工程22)が行われる。   The reflow-processed mounting board 50r that has been cooled in the reflow furnace 110 is unloaded from the reflow furnace 110 and the reflow soldering that has been taken out is not a non-cleaning type flux. After the post-treatment such as cleaning and removal, an appearance inspection (step 22) of the solder joint is performed.

以上述べたようにして一連のフローはんだ付け−リフローはんだ付けをした本発明の第1の形態のはんだ付け方法によるリフロー処理実装基板50rが製造される。   As described above, the reflow processing mounting substrate 50r is manufactured by the soldering method according to the first embodiment of the present invention in which a series of flow soldering-reflow soldering is performed.

以上の説明は、挿入タイプの電子部品を搭載したプリント配線板について説明したが、本発明の第1の形態のはんだ付けは、表面実装部品を実装(はんだ付け)したプリント回路板に挿入タイプの電子部品を搭載する場合であってもよく、耐熱性が低いまたは急冷で特性が劣化する表面実装部品等が実装された実装基板に対しては、それらの電子部品を保護するために加熱防止または急冷防止のためパレットで被う等の前処理を施して適用することができる。また、挿入タイプ実装部品のはんだ付けに用いられた鉛フリーはんだと同じはんだペースト等でリフローはんだ付けされた表面実装部品は、加熱によりはんだ接合部は溶融されるが、表面実装部品は、耐熱性の接着剤で基板に接着固定されており、再溶融処理で表面実装部品が剥がれたり、移動したりすることはないため、本発明の第1の形態のはんだ付け方法を適用することができる。   In the above description, the printed wiring board on which the insertion type electronic component is mounted has been described. However, the soldering according to the first embodiment of the present invention is performed on the printed circuit board on which the surface mounting component is mounted (soldered). It may be a case where electronic components are mounted. For mounting substrates on which surface mounted components that have low heat resistance or whose characteristics deteriorate due to rapid cooling are mounted, heating prevention or protection is required to protect those electronic components. In order to prevent rapid cooling, it can be applied after pretreatment such as covering with a pallet. In addition, surface mount components that are reflow soldered with the same solder paste as the lead-free solder used for soldering insertion type mount components will melt the solder joints by heating, but surface mount components are heat resistant. Since the surface mounting component is not peeled off or moved by the remelting process, the soldering method according to the first embodiment of the present invention can be applied.

前述の本発明の第1の形態におけるはんだ付け方法10aは、フロー炉100からはんだ接合部のはんだが凝固された状態でリフロー炉に搬送されるのに対して、本発明の第2の形態におけるはんだ付け方法10bは、フロー炉100からリフロー炉110に搬送されるとき、フローはんだ槽で付着されたはんだは溶融状態でリフロー炉110に送られる。   The soldering method 10a in the first embodiment of the present invention described above is transferred from the flow furnace 100 to the reflow furnace in a state where the solder in the solder joint is solidified, whereas in the second embodiment of the present invention. When the soldering method 10b is conveyed from the flow furnace 100 to the reflow furnace 110, the solder adhered in the flow solder tank is sent to the reflow furnace 110 in a molten state.

本発明の第2の形態におけるはんだ付け方法10bについて説明する。第1の形態と同じはんだ付け工程(工程11〜15)を経たのち、部品搭載基板50aは、コンベア105によりはんだ槽103に搬送され、はんだ付着される(工程16)。部品実装基板50bは、はんだ接合部に付着したはんだが、冷却部104で凝固されることなく、溶融状態が保持された状態(工程17b)であらかじめ規定の温度に加熱されたリフロー炉110に搬送される(工程18b)。リフロー炉110において、均一に加熱保持された状態(工程19b)から急速冷却され、はんだ接合部のはんだは凝固される(工程20)。リフロー炉110で冷却が完了した実装基板はリフロー炉110から装出、取り出されたリフローはんだ付けが終了したリフロー処理実装基板50rは、無洗浄タイプのフラックスでない場合、付着しているはんだ用フラックスが洗浄除去される等の後処理が施された後、はんだ接合部の外観検査(工程22)が行われる。   The soldering method 10b in the 2nd form of this invention is demonstrated. After passing through the same soldering process as the first embodiment (processes 11 to 15), the component mounting board 50a is conveyed to the solder bath 103 by the conveyor 105 and soldered (process 16). The component mounting board 50b is transferred to the reflow furnace 110 that has been heated to a predetermined temperature in a state where the molten state is maintained (step 17b) without the solder adhering to the solder joint being solidified by the cooling unit 104. (Step 18b). In the reflow furnace 110, the solder is rapidly cooled from the uniformly heated state (step 19b), and the solder in the solder joint is solidified (step 20). The reflow-processed mounting board 50r that has been cooled in the reflow furnace 110 is unloaded from the reflow furnace 110 and the reflow soldering that has been taken out is not a non-cleaning type flux. After the post-treatment such as cleaning and removal, an appearance inspection (step 22) of the solder joint is performed.

図3は本発明の第2の形態におけるはんだ付け装置2の概略構成図である。なお、符号は図2と同じ機能を有する構成は同じ符号が付されている。図3において、本発明の第2の形態のコンベア式はんだ付け装置2は、フロー炉100と、フロー炉100の後部に接続配置されたはんだリフロー炉110と、フロー炉100とリフロー炉の中間に搬送ラインを2つ以上に分岐するコンベヤ分岐部109と、コンベア分岐部109を含む第1のコンベア105aと、分岐した第2のコンベア105bと、第2のコンベア105aに接続されたリフロー炉120と、第1および第2のコンベア上で搬送される部品載置基板または実装基板の位置を検知するセンサー107と、センサー107の信号から位置データを読み取る検知部106と、検知部106からの部品搭載基板または実装基板の位置データによりフロー炉100と2つのリフロー炉110,120の加熱および冷却と、第1のコンベア105aおよび第2のコンベア105bのコンベアスピードと、分岐部109におけるフロー処理基板50fの仕分けとを制御するコントローラとから構成されている。   FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the soldering apparatus 2 according to the second embodiment of the present invention. In addition, the code | symbol is attached | subjected to the structure which has the same function as FIG. In FIG. 3, the conveyor type soldering apparatus 2 according to the second embodiment of the present invention includes a flow furnace 100, a solder reflow furnace 110 connected to the rear part of the flow furnace 100, and the middle of the flow furnace 100 and the reflow furnace. A conveyor branch unit 109 that branches the transport line into two or more, a first conveyor 105a including the conveyor branch unit 109, a branched second conveyor 105b, and a reflow furnace 120 connected to the second conveyor 105a; , A sensor 107 for detecting the position of the component mounting board or mounting board conveyed on the first and second conveyors, a detection unit 106 for reading position data from the signal of the sensor 107, and component mounting from the detection unit 106 The heating and cooling of the flow furnace 100 and the two reflow furnaces 110 and 120 and the first co And a conveyor speed of bare 105a and a second conveyor 105b, and a controller for controlling the sorting of a flow substrate 50f in the branch unit 109.

次に、本発明のはんだ付け方法によるはんだ接合部への影響について実施例によって具体的に説明する。   Next, the effect of the soldering method of the present invention on the solder joint will be specifically described with reference to examples.

従来のフロー炉はんだ付けで、フローはんだ付け後に急速冷却凝固を行った試料と、本発明の第1の実施形態のコンベア式はんだ付け装置1で、フローはんだ付けした後にはんだ接合部のはんだを再溶融したのち急速冷却凝固を行って作製された試料により、はんだ付け方法(急速冷却)がはんだ接合部の引け巣発生およびリフトオフ発生に及ぼす影響、効果について従来技術と本実施例の比較試験を行った。   In the conventional flow furnace soldering, the solder that has been rapidly cooled and solidified after the flow soldering and the conveyor type soldering apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention are used to re-solder the solder joints after the flow soldering. Using a sample prepared by rapid cooling and solidification after melting, a comparison test between the conventional technology and this example was conducted on the effect and effect of soldering method (rapid cooling) on the generation of shrinkage nests and lift-off in solder joints. It was.

図9に試験用の電子部品を搭載したプリント配線板70の模式図を示す。プリント配線板71は銅ランドの幅0.5mm、銅スルーホール径:φ1.4mmを設けた片面ガラスエポキシ基板(厚さ:1mm、大きさ:150mmの正方形)を使用した。プリント配線板71に搭載する電子部品として、プリント基板用リレー72(オムロン製:G8FE−1AP−L)を9個使用した。リレー72のリード端子の材質は銅で、リード端子の数は6本/個である。リレー72の搭載位置は、フローはんだ付けの配線板71の搬送方向(図4矢印75で示す)を前基準にして基板前部71fに3つ、基板中央部71cに3つ、基板後部71rに3つ搭載した。リレー72を搭載した基板70を6枚用意し、6枚を従来のフロー炉を使用して下記の条件で急速冷却フローはんだ付けを行い、その内3枚を従来技術のはんだ付けの試料とした(試料No.1a〜3a)。残り3枚について急速冷却機構を備えたコンベア式はんだ付け装置を用いて、本実施例の下記の条件ではんだ接合部を再溶融した後に急速冷却するリフローはんだ付けを行った(試料No.1b〜3b)。なお、はんだ材料として、鉛フリーのSn−3.0Ag−0.5Cu(融点約217℃)を用いた。   FIG. 9 shows a schematic diagram of a printed wiring board 70 on which test electronic components are mounted. The printed wiring board 71 was a single-sided glass epoxy board (thickness: 1 mm, size: 150 mm square) provided with a copper land width of 0.5 mm and a copper through hole diameter of φ1.4 mm. Nine printed circuit board relays 72 (manufactured by OMRON: G8FE-1AP-L) were used as electronic components mounted on the printed wiring board 71. The material of the lead terminals of the relay 72 is copper, and the number of lead terminals is six / piece. The relay 72 is mounted on the board front part 71f, on the board center part 71c, on the board rear part 71r, and on the board rear part 71r with the transport direction (indicated by the arrow 75 in FIG. 4) of the flow soldering wiring board 71 as a reference. Three were installed. Six boards 70 on which relays 72 are mounted are prepared, and six sheets are subjected to rapid cooling flow soldering using a conventional flow furnace under the following conditions, three of which are used as soldering samples of the prior art. (Sample Nos. 1a to 3a). Using the conveyor type soldering apparatus provided with the rapid cooling mechanism for the remaining three sheets, reflow soldering was performed for rapid cooling after remelting the solder joints under the following conditions of this example (Sample No. 1b to No. 1b). 3b). As the solder material, lead-free Sn-3.0Ag-0.5Cu (melting point: about 217 ° C.) was used.

従来のはんだ付け方法
フローはんだ付け条件:搬送速度:1m/分、
はんだ噴流温度:250℃。
Conventional soldering method Flow soldering conditions: Conveyance speed: 1 m / min,
Solder jet temperature: 250 ° C.

冷却速度:10℃/秒
本実施例のはんだ付け方法
フローはんだ付け条件:搬送速度:1m/分
はんだ噴流温度:250℃。
Cooling speed: 10 ° C./second Soldering method of this example Flow soldering conditions: Conveying speed: 1 m / min
Solder jet temperature: 250 ° C.

冷却速度:10℃/秒
リフローはんだ付け条件:搬送速度:1m/分
加熱速度:10℃/秒
雰囲気温度:230℃ 加熱時間:30秒
冷却速度:10℃/秒
Cooling rate: 10 ° C./second Reflow soldering conditions: Conveying speed: 1 m / min
Heating rate: 10 ° C / second
Atmospheric temperature: 230 ° C Heating time: 30 seconds
Cooling rate: 10 ° C / second

上記のはんだ付け条件で製作された試料(実装基板)における各リレーのリード端子のはんだ接合部分(図(b)53参考)について走査電子顕微鏡(SEM)用いて表面観察(倍率は30〜200倍を適宜使用)にて引け巣発生状態及びリフトオフ状態を検査し、その後表面観察でリフトオフと思われる部位について断面検査を行ってリフトオフを確認することで、基板前部71f、中央部71mおよび後部71rそれぞれの引け巣発生数およびリフトオフ発生数を求めた。引け巣発生数およびリフトオフ発生数は、はんだ接合部中に引け巣およびリフトオフの発生しているリード端子のはんだ接合部の個数を示す。得られた結果を表1に示す。


Surface observation (magnification is 30 to 200) using a scanning electron microscope (SEM) of solder joint portions (see FIG. 6 (b) 53) of the lead terminals of each relay in the sample (mounting substrate) manufactured under the above soldering conditions Inspect the state of occurrence of the shrinkage nest and the lift-off state by using a suitable double), and then perform a cross-sectional inspection on the part that is considered to be lift-off by surface observation to confirm the lift-off, whereby the front part 71f, the central part 71m, and the rear part The number of shrinkage nests and the number of liftoffs for each 71r were determined. The number of shrinkage cavities and the number of liftoff occurrences indicate the number of solder joints of the lead terminal where shrinkage cavities and liftoff are generated in the solder joints. The obtained results are shown in Table 1.


Figure 0004833927
表1より、引け巣の発生数に関しては、各試料の検査はんだ接合部54ヶ所で3試料の全検査はんだ接合部162ヶ所において、従来技術のはんだ付け方法の引け巣発生数は、3試料合計で48ヶ所に対して、本発明の実施例1のはんだ付け方法の引け巣発生数は、3試料合計で4ヶ所と従来技術のはんだ付け方法の8%と非常に少なく、コンベア式はんだ付け装置によりフローはんだ付けした実装基板のはんだ接合部のはんだを再溶融して冷却凝固する本発明の実施例1のはんだ付け方法の効果が認められる。また、電子部品の搭載位置による影響は、各搭載位置の各試料の検査はんだ接合部は18箇所で3試料の全検査はんだ接合部54ヶ所において、従来技術のはんだ付け方法における各部の引け巣発生数は、基板前部は合計11ヶ所、基板中央部は合計13ヶ所、基板後部は24ヶ所である。最後に冷却される基板後部の発生数は他の位置の約2倍であり、電子部品の搭載位置によって引け巣の発生数にばらつきが生じている。これは従来技術のはんだ付け方法では、フローはんだ付けライン上を搬送しながら溶融はんだは冷却されて、基板前部、基板中央部、基板後部では、加熱温度、冷却速度等のはんだ付け条件が異なるためと考えられる。
Figure 0004833927
From Table 1, regarding the number of shrinkage nests generated, the number of shrinkage nests generated by the soldering method of the prior art is the total of 3 samples at 54 test solder joints for each sample and 162 test solder joints for all 3 samples. In contrast, the number of shrinkage cavities generated by the soldering method of Example 1 of the present invention is very small at 4 places in total of 3 samples, 8% of the soldering method of the prior art, and the conveyor type soldering apparatus. The effect of the soldering method of Example 1 of the present invention in which the solder at the solder joint portion of the mounting substrate that has been flow soldered is remelted and cooled and solidified is recognized. In addition, the influence of the mounting position of the electronic component is that the test solder joints of each sample at each mounting position are 18 places, and all the test solder joint parts of three samples are generated at 54 places in the soldering method of the prior art. The total number of the front part of the board is 11 places, the central part of the board is 13 places in total, and the rear part of the board is 24 places. The number of occurrences of the rear part of the substrate that is finally cooled is about twice that of the other positions, and the number of shrinkage nests varies depending on the mounting position of the electronic component. In the conventional soldering method, the molten solder is cooled while being conveyed on the flow soldering line, and the soldering conditions such as the heating temperature and the cooling rate are different at the front part of the board, the central part of the board, and the rear part of the board. This is probably because of this.

本発明の実施例1のはんだ付け方法における各搭載位置の引け巣発生数は、上記の検査件数において、基板前部は合計1ヶ所、基板中央部は合計1ヶ所、基板後部は2ヶ所で、基板後部は他より多い傾向にあるが、発生数は非常に少なく引け巣発生数に対する搭載位置の影響があるとはいえない。この理由は、本発明の実施例1のはんだ付け方法では、フロー処理基板はベルト搬送されているが、再溶融温度で均一に加熱され、基板前部、基板中央部、基板後部の各位置における温度差がなくなった基板全体を一括均一に急速冷却されるため、基板前部、基板中央部、基板後部の位置関係がほぼなくなり、且つ冷却速度のばらつきが小さいために引け巣発生件数がと考えられる。   In the soldering method of Example 1 of the present invention, the number of shrinkage nests at each mounting position is the above-mentioned number of inspections, the board front part is a total of one place, the board center part is a total of one place, the board rear part is two places, The rear part of the substrate tends to be larger than the others, but the number of occurrences is very small, and it cannot be said that there is an influence of the mounting position on the number of shrinkage nests. The reason for this is that in the soldering method according to the first embodiment of the present invention, the flow-treated substrate is conveyed by the belt, but is uniformly heated at the remelting temperature, and at each position of the substrate front, substrate central, and substrate rear. Because the entire board with no temperature difference is quickly and uniformly cooled, the positional relationship between the front part of the board, the central part of the board, and the rear part of the board is almost eliminated, and the variation in cooling speed is small, so the number of shrinkage nests is considered to be It is done.

以上、従来技術のはんだ付け方法の場合、基板がライン上を搬送されながら冷却されることによる基板位置(前部、中央、後部)が冷却位置に搬送される時間差による温度変化、その他、噴流はんだの温度、基板の搬送速度、フローはんだ槽から急冷までの距離、雰囲気温度等のフローはんだ槽から急冷されるまでの条件により、基板に付着したはんだの溶融状態が急冷直前まで一定に保たれるとは限らないため、冷却速度等のばらつきにより急冷凝固された実装基板のはんだ付け品質にばらつきが発生する。   As described above, in the case of the conventional soldering method, the temperature change due to the time difference in which the substrate position (front, center, rear) is transferred to the cooling position due to the substrate being cooled while being conveyed on the line, etc. The molten state of the solder adhering to the board is kept constant until immediately before quenching, depending on the temperature of the solder, the transfer speed of the board, the distance from the flow solder bath to the rapid cooling, the ambient temperature, etc. Therefore, the soldering quality of the mounting substrate that has been rapidly solidified due to variations in the cooling rate or the like varies.

これに対して本発明の実施例1のはんだ付け方法の場合、基板がライン上を搬送されるが、フローはんだ付けされた実装基板はリフロー炉で基板全体が加熱され均一保持されることではんだ接合部のはんだは再溶融し均一に加熱保持される。その均一に加熱保持されたはんだ溶融状態から基板全体が急冷されはんだ接合部のはんだは凝固されるために、安定した良好なはんだ付け品質が得られる。   On the other hand, in the case of the soldering method according to the first embodiment of the present invention, the substrate is transported on the line, but the mounting substrate subjected to flow soldering is heated by the reflow furnace so that the entire substrate is heated and uniformly held. The solder at the joint is re-melted and uniformly heated and held. Since the entire substrate is rapidly cooled from the uniformly heated and held solder molten state and the solder in the solder joint is solidified, stable and good soldering quality can be obtained.

なお、リフトオフ発生数に関しては、従来技術のはんだ付けと本発明の実施例1のはんだ付け共にリフトオフ発生件数がゼロで、リフトオフの発生は認められず、はんだ付け方法による差が出なかった。このことから、本発明の実施例1のはんだ付け方法においても十分にリフトオフ発生の抑制効果があること確認された。   Regarding the number of lift-off occurrences, the number of lift-off occurrences was zero for both the prior art soldering and the soldering of Example 1 of the present invention, no lift-off occurred, and there was no difference depending on the soldering method. From this, it was confirmed that the soldering method of Example 1 of the present invention has a sufficient effect of suppressing the occurrence of lift-off.

実施例1と同様に、従来のフロー炉はんだ付けで、フローはんだ付け後に急速冷却凝固を行った試料と、コンベア式はんだ付け装置で、本発明の第1の形態のフローはんだ付けした後にはんだ接合部を再溶融・急速冷却凝固を行って作製された試料とにより、はんだ付け方法(急速冷却)がはんだ接合部の疲労寿命に及ぼす影響、効果について、従来技術と本実施例の比較試験を行った。   In the same manner as in Example 1, in the conventional flow furnace soldering, the sample subjected to rapid cooling and solidification after the flow soldering, and the solder bonding after the flow soldering of the first embodiment of the present invention using the conveyor type soldering apparatus A comparison test between the conventional technology and this example was conducted on the effects and effects of the soldering method (rapid cooling) on the fatigue life of the soldered joint using a sample prepared by remelting and rapidly cooling and solidifying the part. It was.

なお、プリント配線基板70および搭載部品72は実施例1と同様のものを使用し、同じはんだ付け条件ではんだ付けを施した。試料No.は、はんだ付け条件が実施例1と同じため同じ番号を付した。   In addition, the printed wiring board 70 and the mounting component 72 used the same thing as Example 1, and soldered on the same soldering conditions. Sample No. Since the soldering conditions were the same as in Example 1, the same numbers were assigned.

製作した比較試験用試料を自動温度調節が可能な恒温槽に入れ、疲労試験を実施した。疲労試験は−40℃から140℃までの温度変化を伴うサイクル試験である。恒温槽内の温度プロファイルは、−40℃で30分間保持→30分間かけて140℃まで昇温→140℃で30分間保持→30分間かけて−40℃まで降温とし、これを1サイクルとして合計1000サイクルの疲労試験を行った。   The manufactured comparative test sample was placed in a thermostatic chamber capable of automatic temperature control, and a fatigue test was performed. The fatigue test is a cycle test with a temperature change from −40 ° C. to 140 ° C. The temperature profile in the thermostatic bath is maintained at −40 ° C. for 30 minutes → increased to 140 ° C. over 30 minutes → held at 140 ° C. for 30 minutes → decreased to −40 ° C. over 30 minutes. A 1000 cycle fatigue test was conducted.

疲労試験終了後、走査電子顕微鏡(SEM)を用いて試料(被試験実装基板)の各はんだ接合部分の断面観察(倍率は30〜200倍を適宜使用)を行い、疲労により発生したはんだ部分のき裂の長さを計測した。計測された基板前部71f、基板中央部72m、基板後部71rそれぞれのき裂長さの平均値を導出した。長いき裂が検出された試料は、すなわち寿命が短い実装基板ということである。得られたはんだき裂長さの結果を表2に示す。   After completion of the fatigue test, a cross-sectional observation (a magnification of 30 to 200 times is used as appropriate) of each solder joint portion of the sample (mounting substrate to be tested) using a scanning electron microscope (SEM) is performed. The crack length was measured. Average values of the crack lengths of the measured substrate front portion 71f, substrate center portion 72m, and substrate rear portion 71r were derived. A sample in which a long crack is detected is a mounting substrate having a short life. Table 2 shows the results of the obtained solder crack length.

Figure 0004833927
表2より、従来技術のはんだ付け方法によるはんだき裂長さ(全平均値669μm)よりも、本発明の実施例2のはんだ付け方法のはんだき裂長さ(全平均値458μm)は、約210μm小さくなっている。また、従来技術のはんだ付け方法における各部品搭載位置の平均はんだき裂長さは、基板前部71fは617μm、基板中央部71mは627μm、基板後部71rは764μmであり、最後に冷却される基板後部71rのはんだき裂長さは他の位置71f、71mよりの約150μm長く、電子部品の搭載位置によってはんだき裂長さに差異(ばらつき)が生じている。
Figure 0004833927
From Table 2, the solder crack length (total average value 458 μm) of the soldering method of Example 2 of the present invention is about 210 μm smaller than the solder crack length (total average value 669 μm) of the conventional soldering method. It has become. In addition, the average solder crack length at each component mounting position in the soldering method of the prior art is 617 μm for the substrate front portion 71 f, 627 μm for the substrate center portion 71 m, and 764 μm for the substrate rear portion 71 r, and finally the substrate rear portion to be cooled The solder crack length of 71r is about 150 μm longer than the other positions 71f and 71m, and a difference (variation) occurs in the solder crack length depending on the mounting position of the electronic component.

これは従来技術のはんだ付け方法では、部品搭載基板は噴流はんだ槽でのはんだ付着後、実装基板はフローはんだ付けライン上を搬送されながら冷却されることによる基板位置(前部、中央、後部)が冷却位置に搬送される時間差による温度変化、その他、噴流はんだの温度、基板の搬送速度、フローはんだ槽から急冷までの距離、雰囲気温度等に応じて冷却されて、載置位置(前部71f、中央部71m、後部71r)では、急冷凝固前の条件が異なる。そのため、はんだ接合部のはんだ凝固組織のSn結晶粒のサイズは異なり、はんだき裂長さ(寿命)にばらつきが発生する。     This is the conventional soldering method, where the component mounting board is soldered in a jet solder bath, and then the mounting board is cooled while being conveyed on the flow soldering line (front, center, rear) Is cooled according to the temperature change due to the time difference that is transferred to the cooling position, the temperature of the jet solder, the substrate transfer speed, the distance from the flow solder bath to the rapid cooling, the ambient temperature, etc., and the mounting position (front portion 71f) The central part 71m and the rear part 71r) have different conditions before the rapid solidification. Therefore, the size of the Sn crystal grains in the solder solidified structure of the solder joint is different, and variation occurs in the solder crack length (life).

本発明の実施例2のはんだ付け方法における部品載置位置の平均はんだき裂長さは、基板前部71fは443μm、基板中央部71mは450μm、基板後部71rは480μmで、搭載位置によるはんだき裂長さのばらつきは40μm弱と小さく、搭載位置の影響はあまりみられない。また、従来技術のはんだ付けのはんだき裂長さより、基板前部71fおよび基板中央部71mで約170μm、基板後部71rでは約280μm小さく、従来技術のはんだ付けよりはんだ品質が優れている。     In the soldering method of Example 2 of the present invention, the average solder crack length at the component placement position is 443 μm at the front part 71f of the substrate, 450 μm at the central part 71m of the board, and 480 μm at the rear part 71r of the board. The variation in length is as small as 40 μm, and the influence of the mounting position is not so much. Also, the solder crack length of the prior art soldering is smaller by about 170 μm at the board front part 71f and the board central part 71m and by about 280 μm at the board rear part 71r, and the solder quality is superior to that of the prior art soldering.

本発明の実施例2のはんだ付け方法の場合、フローはんだ付けされた実装基板はリフロー炉で加熱され基板全体が均一加熱保持されることで、はんだ接合部のはんだは再溶融し均一に加熱保持され、搭載位置(前部71f、中央部71m、後部71r)における急冷凝固前の温度のばらつきはなくなり、その均一に加熱保持されたはんだ溶融状態から基板全体が急冷凝固される。そのため、冷却速度のばらつきが小さく、部品搭載位置にかかわらず、はんだ組織が均一になり、き裂長さ(寿命)のばらつきが小さくなるはんだ接合部のはんだ凝固組織のSn結晶粒のばらつきは小さくなり、き裂長さ(寿命)のばらつきが小さくなる。     In the case of the soldering method according to the second embodiment of the present invention, the flow-soldered mounting substrate is heated in a reflow furnace and the entire substrate is uniformly heated and held, so that the solder at the solder joint is remelted and uniformly heated and held. Thus, there is no variation in temperature before rapid solidification at the mounting positions (front portion 71f, central portion 71m, rear portion 71r), and the entire substrate is rapidly solidified from the solder molten state that is uniformly heated and held. Therefore, the variation in the cooling rate is small, the solder structure becomes uniform regardless of the component mounting position, and the variation in Sn crystal grain in the solder solidification structure of the solder joint becomes small, so the variation in crack length (life) becomes small. , Variation in crack length (life) is reduced.

以上述べたように、本発明のコンベア式はんだ付け装置において、本発明のはんだ付け方法を実施することにより、フローはんだ付けされたフロー処理実装基板は加熱され実装基板全体が均一に加熱保持されることで、はんだ接合部のはんだは再溶融され部品載置位置にかかわらず均一に加熱保持される。その保持された状態から基板全体が一括急冷されはんだ接合部のはんだが均一に凝固されるために、リフトオフの発生がなく、また引け巣の発生数が少なく且つはんだき裂長さが短い、安定した良好なはんだ付け品質を得ることができる。   As described above, in the conveyor type soldering apparatus of the present invention, by performing the soldering method of the present invention, the flow-processed mounting board subjected to flow soldering is heated and the entire mounting board is uniformly heated and held. As a result, the solder in the solder joint is remelted and uniformly heated and held regardless of the component placement position. Since the entire substrate is rapidly cooled from the held state and the solder in the solder joint is uniformly solidified, there is no lift-off, the number of shrinkage cavities is small, and the solder crack length is short and stable. Good soldering quality can be obtained.

本発明におけるはんだ付け方法のフローチャートであり、図1(a)は 第1の実施形態におけるはんだ付け方法(再溶融形式)のフローチャート、図1(b)は第2の実施形態におけるはんだ付け方法(溶融保持形式)のフローチャートである。FIG. 1A is a flowchart of a soldering method in the present invention, FIG. 1A is a flowchart of a soldering method (remelting type) in the first embodiment, and FIG. 1B is a soldering method in the second embodiment ( It is a flowchart of a melt holding format. 本発明の第1の実施形態におけるはんだ付け装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the soldering apparatus in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態におけるはんだ付け装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the soldering apparatus in the 2nd Embodiment of this invention. 従来のフローはんだ付け方法のフローチャートである。It is a flowchart of the conventional flow soldering method. 従来のリフローはんだ付け方法のフローチャートである。It is a flowchart of the conventional reflow soldering method. 図6はリフロー炉110を示し、図6(a)はリフロー炉110の概略を示す模式図であり、図6(b)はリフロー炉の縦断面構造を示す模式図である。FIG. 6 shows a reflow furnace 110, FIG. 6 (a) is a schematic diagram showing an outline of the reflow furnace 110, and FIG. 6 (b) is a schematic diagram showing a longitudinal sectional structure of the reflow furnace. はんだ付け装置1に係る基板の表面温度と基板および装置構成部の位置関係を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the surface temperature of the board | substrate which concerns on the soldering apparatus 1, and the positional relationship of a board | substrate and an apparatus structure part. はんだ付け装置2に係る基板の表面温度と基板および装置構成部の位置関係を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the surface temperature of the board | substrate concerning the soldering apparatus 2, and the positional relationship of a board | substrate and an apparatus structure part. 電子部品を搭載したプリント配線板70の模式図を示す。The schematic diagram of the printed wiring board 70 carrying an electronic component is shown.

符号の説明Explanation of symbols

1、2:はんだ付け装置 10、25:はんだ付け方法の工程図
50a:部品搭載基板 50b:部品実装基板
50f:フロー処理実装基板 50r:リフロー処理実装基板
55:はんだ接合部
70:試験用の電子部品が搭載されたプリント配線板
100:フロー炉 110、120:リフロー炉
111:はんだ溶融・均一加熱部 112:急冷部
115:加熱用ノズル 116:冷却用ノズル



DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2: Soldering apparatus 10, 25: Process diagram of soldering method 50a: Component mounting board 50b: Component mounting board 50f: Flow processing mounting board 50r: Reflow processing mounting board 55: Solder joint part
70: Printed wiring board on which electronic components for testing are mounted 100: Flow furnace 110, 120: Reflow furnace 111: Solder melting / uniform heating section 112: Rapid cooling section 115: Heating nozzle 116: Cooling nozzle



Claims (6)

コンベア式はんだ付け装置を用いた、プリント配線板または表面実装部品を搭載したプリント回路板の鉛フリーのはんだ材料によるはんだ付け方法において、リード端子がスルーホールに挿入され挿入タイプ電子部品が搭載された前記プリント配線板または前記プリント回路板をはんだ付けし凝固させた後、前記プリント配線板または前記プリント回路板をリフロー炉に搬送装入し、前記リフロー炉の内部の前記プリント配線板または前記プリント回路板の上下方向に配置された加熱用の熱風噴出用ノズルから前記プリント配線板または前記プリント回路板の全面を含む範囲に噴出される熱風により前記プリント配線板または前記プリント回路板全体が前記はんだ材料の規定の融点以上の温度に加熱され、前記はんだ付けされた前記挿入タイプ電子部品のはんだ接合部のはんだを再度溶融させた後に、前記規定の融点以上の温度で前記プリント配線板または前記プリント回路板を均一加熱保持し、前記リフロー炉の内部の前記プリント配線板または前記プリント回路板の上下方向に配置された冷却用の冷媒噴出用ノズルから前記プリント配線板または前記プリント回路板の全面を含む範囲に噴出される冷媒によりその均一加熱保持された前記プリント配線板または前記プリント回路板の全体が同時に冷却され、前記再度溶融されたはんだが凝固されることを特徴とするプリント配線板またはプリント回路板のはんだ付け方法。 In a soldering method using a lead-free solder material on a printed circuit board or surface-mounted components mounted on a printed wiring board or a surface-mounted component using a conveyor type soldering device, the lead terminal is inserted into the through hole and the insertion type electronic component is mounted After the printed wiring board or the printed circuit board is soldered and solidified , the printed wiring board or the printed circuit board is transferred into a reflow furnace, and the printed wiring board or the printed circuit inside the reflow furnace is loaded. The printed wiring board or the entire printed circuit board is made of the solder material by hot air blown from a hot air blowing nozzle arranged in the vertical direction of the board to a range including the entire surface of the printed wiring board or the printed circuit board. the insertion Thailand of being heated to a temperature above the melting point of the defined, is the soldered Was melted again solder of the solder joint of the electronic component, the said at prescribed temperature above the melting point printed circuit board or the printed circuit board uniformly heated and held, the printed wiring board or the internal of the reflow furnace The printed wiring board that is uniformly heated and held by the refrigerant that is jetted from a cooling nozzle that is disposed in the vertical direction of the printed circuit board to a range that includes the entire surface of the printed wiring board or the printed circuit board, or the A method for soldering a printed wiring board or a printed circuit board, wherein the entire printed circuit board is cooled at the same time and the re-melted solder is solidified. コンベア式はんだ付け装置を用いた、プリント配線板または表面実装部品を搭載したプリント回路板の鉛フリーのはんだ材料によるはんだ付け方法において、リード端子がスルーホールに挿入され挿入タイプ電子部品が搭載された前記プリント配線板または前記プリント回路板のはんだ付けがなされたとき、はんだ付けされたはんだが凝固する前に、前記プリント配線板または前記プリント回路板をリフロー炉に搬送装入し、前記リフロー炉の内部の前記プリント配線板または前記プリント回路板の上下方向に配置された加熱用の熱風噴出用ノズルから前記プリント配線板または前記プリント回路板の全面を含む範囲に噴出される熱風又は前記リフロー炉の内部の前記プリント配線板または前記プリント回路板の上下方向に配置された冷却用の冷媒噴出用ノズルから前記プリント配線板または前記プリント回路板の全面を含む範囲に噴出される冷媒により前記プリント配線板または前記プリント回路板は規定の融点以上の温度になるまで加熱又は冷却され、前記規定の融点以上の温度で均一に加熱保持された前記プリント配線板または前記プリント回路板の全体が同時に冷却され、溶融されたはんだが凝固されることを特徴とするプリント配線板またはプリント回路板のはんだ付け方法。 In a soldering method using a lead-free solder material on a printed circuit board or surface-mounted components mounted on a printed wiring board or a surface-mounted component using a conveyor type soldering device, the lead terminal is inserted into the through hole and the insertion type electronic component is mounted When the printed wiring board or the printed circuit board is soldered, before the soldered solder is solidified, the printed wiring board or the printed circuit board is transported and charged into a reflow furnace, and the reflow furnace Hot air blown from a nozzle for heating hot air arranged in the vertical direction of the printed wiring board or the printed circuit board inside, or a range including the entire surface of the printed wiring board or the printed circuit board, or of the reflow furnace For cooling arranged in the vertical direction of the printed wiring board or the printed circuit board inside Wherein the refrigerant from the refrigerant ejection nozzle is ejected in a range including the entire surface of the printed wiring board or the printed circuit board printed wiring board or the printed circuit board is heated or cooled to a more defined melting point temperature, the A printed wiring board or printed circuit board characterized in that the entire printed wiring board or printed circuit board uniformly heated and held at a temperature equal to or higher than a specified melting point is cooled at the same time and the molten solder is solidified. Soldering method. 請求項1または2に記載のプリント配線板またはプリント回路板のはんだ付け方法に使用されるコンベア式はんだ付け装置であって、プレヒートユニットとはんだ槽から構成されるフロー炉と、前記フロー炉の後部に接続され加熱部と冷却部が一体的に構成されたリフロー炉と、前記フロー炉と前記リフロー炉の同一ライン上に配置されたコンベアと、前記コンベア上を搬送されるはんだ付け用基板の位置を検知するセンサーと、前記センサーの信号から位置データを読み取る検知部と、前記プリント配線板または前記表面実装部品を搭載したプリント回路板の前記検知部からの位置データにより前記フロー炉と前記リフロー炉の加熱および冷却と前記コンベアのスピードを制御するコントローラと、を備え、
前記リフロー炉は、当該リフロー炉内に搬送装入された前記プリント配線板または前記表面実装部品が搭載されたプリント回路板を、均一に加熱するために当該リフロー炉内に配置された加熱用の熱風噴出用ノズルと、均一に冷却するために当該リフロー炉内に配置された冷却用の冷媒噴出用ノズルとを有し、前記コントローラからの要求に応じて、加熱用の熱風を前記熱風噴出用ノズルから噴出する、又は冷却用の冷媒を前記冷媒噴出用ノズルから噴出することで瞬時に加熱と冷却の切り替えが可能であること特徴とするコンベア式はんだ付け装置。
A conveyor type soldering apparatus used in the method of soldering a printed wiring board or printed circuit board according to claim 1 or 2, the flow reactor composed of pre-heating unit and a solder bath, a rear portion of the flow reactor A reflow furnace in which a heating unit and a cooling unit are integrally configured, a conveyor disposed on the same line of the flow furnace and the reflow furnace, and a position of a soldering substrate conveyed on the conveyor The flow furnace and the reflow furnace according to the position data from the detection part of the sensor, the detection part for reading the position data from the signal of the sensor, and the detection part of the printed circuit board on which the printed wiring board or the surface mounting component is mounted And a controller for controlling the heating and cooling of the conveyor and the speed of the conveyor ,
The reflow furnace is a heating circuit disposed in the reflow furnace in order to uniformly heat the printed wiring board or the printed circuit board on which the surface-mounted components mounted in the reflow furnace are mounted. A hot-air jet nozzle and a cooling-jet nozzle for cooling disposed in the reflow furnace for uniform cooling, and in response to a request from the controller, hot air for heating is used for the hot-air jet A conveyor type soldering apparatus , wherein heating and cooling can be switched instantaneously by ejecting from a nozzle or ejecting a cooling refrigerant from the refrigerant ejection nozzle .
請求項1または2に記載のプリント配線板またはプリント回路板のはんだ付け方法に使用されるコンベア式はんだ付け装置であってプレヒートユニットとはんだ槽から構成されるフロー炉と、前記フロー炉の後部に接続され加熱部と冷却部が一体的に構成されたリフロー炉と、前記フロー炉と前記リフロー炉の中間に搬送ラインを2つ以上に分岐するコンベヤ分岐部と、前記コンベア分岐部を含む第1のコンベアと、分岐された第2のコンベアと、前記第2のコンベア接続された別のリフロー炉と、前記第1および第2のコンベア上で搬送される前記プリント配線板または前記プリント回路板の位置を検知するセンサーと、前記センサーの信号から位置データを読み取る検知部と、前記プリント配線板または前記表面実装部品を搭載したプリント回路板の前記検知部からの位置データにより前記フロー炉と前記2つ以上のリフロー炉の加熱および冷却と前記第1および第2のコンベアスピードと分岐部におけるフローはんだ付けが終了した前記プリント配線板または前記表面実装部品を搭載したプリント回路板の仕分けを制御するコントローラと、を備え、
前記リフロー炉は、当該リフロー炉内に搬送装入された前記プリント配線板または前記表面実装部品が搭載されたプリント回路板を、均一に加熱するために当該リフロー炉内に配置された加熱用の熱風噴出用ノズルと、均一に冷却するために当該リフロー炉内に配置された冷却用の冷媒噴出用ノズルとを有し、前記コントローラからの要求に応じて、加熱用の熱風を前記熱風噴出用ノズルから噴出する、又は冷却用の冷媒を前記冷媒噴出用ノズルから噴出することで瞬時に加熱と冷却の切り替えが可能であること特徴とするコンベア式はんだ付け装置。
A conveyor type soldering apparatus used in the method of soldering a printed wiring board or printed circuit board according to claim 1 or 2, the flow reactor composed of pre-heating unit and a solder bath, a rear portion of the flow reactor including a reflow furnace which is integrally formed, a conveyor branch portion for branching the transfer line into two or more in the middle of the flow reactor and before Symbol reflow furnace, the conveyor branch section and the cooling section connected to the heating unit is in A first conveyor, a branched second conveyor, another reflow furnace connected to the second conveyor, and the printed wiring board or the printed circuit conveyed on the first and second conveyors A sensor that detects the position of the board, a detection unit that reads position data from the signal of the sensor, and a printed circuit board on which the printed wiring board or the surface-mounted component is mounted. The printed wiring in which the heating and cooling of the flow furnace and the two or more reflow furnaces, the first and second conveyor speeds, and the flow soldering at the branching portion are completed based on position data from the detection unit of the circuit board A controller for controlling the sorting of the printed circuit board on which the board or the surface mounting component is mounted ,
The reflow furnace is a heating circuit disposed in the reflow furnace in order to uniformly heat the printed wiring board or the printed circuit board on which the surface-mounted components mounted in the reflow furnace are mounted. A hot-air jet nozzle and a cooling-jet nozzle for cooling disposed in the reflow furnace for uniform cooling, and in response to a request from the controller, hot air for heating is used for the hot-air jet A conveyor type soldering apparatus , wherein heating and cooling can be switched instantaneously by ejecting from a nozzle or ejecting a cooling refrigerant from the refrigerant ejection nozzle .
前記規定の融点以上の温度は、はんだ材料の融点+5℃以上、はんだ付けされる電子部品の耐熱温度−5℃以下の温度範囲内であることを特徴とする請求項1または2に記載のプリント配線板またはプリント回路板のはんだ付け方法 3. The print according to claim 1, wherein the temperature equal to or higher than the specified melting point is within a temperature range of a melting point of the solder material + 5 ° C. or more and a heat resistant temperature of the electronic component to be soldered−5 ° C. or less. Soldering method for wiring boards or printed circuit boards . 前記鉛フリーはんだ材料は、Snを主成分とする基本はんだ材料であるSn−Cu、Sn−Ag、Sn−Ag−Cu、Sn−Ag−Cu−Bi、Sn−Ag−Cu−Sb、Sn−Ag−Bi−In、Sn−Ag−In、Sn−Zn、Sn−Zn−Bi、Sn−Sb、および、前記基本はんだ材料に、Al、Si、P、S、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Ga、Ge、As、Se、Zr、Nb、Mo、Pd、Hf、Ta、W、Pt、Auが微量に添加された鉛フリーはんだ材料から選択されたいずれかの材料であることを特徴とする請求項1、2または5のいずれか1項に記載のプリント配線板またはプリント回路板のはんだ付け方法。 The lead-free solder materials are Sn—Cu, Sn—Ag, Sn—Ag—Cu, Sn—Ag—Cu—Bi, Sn—Ag—Cu—Sb, Sn—, which are basic solder materials mainly composed of Sn. Ag-Bi-In, Sn-Ag-In, Sn-Zn, Sn-Zn-Bi, Sn-Sb, and the basic solder materials include Al, Si, P, S, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Ga, Ge, As, Se, Zr, Nb, Mo, Pd, Hf, Ta, W, Pt, and any material selected from lead-free solder materials to which trace amounts of Au are added The printed wiring board or printed circuit board soldering method according to claim 1, wherein the printed wiring board or printed circuit board is soldered.
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