JPH02155565A - ベーパーリフロー式はんだ付け装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ベーパーリフロー式はんだ付け装置に係り、
特に、４方向に平面的に電極端子を取り出した、いわゆ
るフラットパックＩＣ，抵抗、コンデンサ等の半導体チ
ップ部品を用いた高密度実装プリント配線板のはんだ付
けに好適な、ベーパーリフロー式はんだ付け装置に関す
るものである。

〔従来の技術〕

近年、プリント配線板への電子部品の高密度実装がます
ます進んでいるが、プリント配線板へ半導体チップ部品
など電子部品を接着するはんだ付け作業はラインの最終
工程に当たるため、はんだ付けの良否が部品の性能を左
右することから、はんだ付け技術はラインの中で最も重
要技術とみられるに至った。

最近では、はんだ付け作業を行う炉内の温度分布の均一
性を高め、かつ電子部品に対する有害な過熱を避ける必
要性から、対空気比重の大きい蒸気を熱媒体として用い
、その凝縮潜熱を利用して被処理物を加熱するベーパー
リフロー式はんだ付け装置が注目されている。

この装置は、例えば特開昭６０−１０６５０２号公報に
記載のように、プリント配線板のはんだパターン上に電
子部品を搭載し、このプリント配線板を前述のように対
空気比重の大きい熱媒体の飽和蒸気中に通すことによっ
てはんだ付けする装置である。

まず、第７図および第８図を参照して従来の代表的なベ
ーパーリフロー式はんだ付け装置について説明する。

第７図は、従来のベーパーリフロー式はんだ付け装置の
構成図、第８図は、第７図のＤ−Ｄ矢視断面図である。

第７図に示すベーパーリフロー式はんだ付け装置は、蒸
気発生槽４′、搬入側搬送路５．搬出側搬送路６．加熱
ヒータ７、搬入側冷却器８．搬出側冷却器９．搬入側排
気口１０．搬出側排気口１１からなるリフロー室１′　
と、予熱ヒータ１４を具備した予熱室２と、冷却ファン
１８を具備した冷却室３と、搬送路に係るコンベア１５
．駆動スプロケット１９．１１！２人側スプロケット２
０．搬出側スプロケット２１などを含む駆動系と１回収
装置２３．水酸除去器２６を含む熱媒体回収系とで構成
されている。

第７，８図において、３４はコンベアガイドを示す。

このように構成されたベーパーリフロー式はんだ付け装
置の作用を説明する。

蒸気発生槽４′の底部に溜っている熱媒体１２は、加熱
ヒータ７により加熱されて沸騰蒸発し、その熱媒体の飽
和蒸気１３は上部に上昇し、第８図に示す側壁通路３１
に通じ、側方に開いた側方蒸気吐出口３２および下部蒸
気吐出口３３から吐出されて被処理物１６を上下から加
熱し、一部は凝縮液化して落下し、蒸気発生槽４の底部
に溜まる。

搬入側搬送路５および搬出側搬送路６に流入した飽和蒸
気１３は搬入側冷却器８および搬出側冷却器９により冷
却されて液化し、戻り配管１７を通って蒸気発生槽４の
底部に戻る。わずかに残った蒸気は搬入側排気口１０お
よび搬出側排気口１１から配管２２を通って回収装置２
３に流入し、冷却コイル２４．デミスタ−２５により回
収される。

回収された熱媒体は水酸除去器２６で水酸除去され、ポ
ンプ２７により蒸気発生槽４′に戻される。

一方、予熱ヒータ１４により加熱されて予熱室２からコ
ンベア１５でリフロー室１′に搬入された被処理物１６
は、飽和蒸気１３に触れて加熱され、蒸気発生槽４′内
では飽和蒸気１３の凝縮潜熱によりはんだが加熱、溶融
され、はんだ付けされる。

被処理物１６は搬出側搬送路６に入り次第に冷却され、
冷却室３に入って冷却ファン１８によりさらに冷却され
て装置から搬出される。

なお、蒸気発生槽４′内の飽和蒸気１３の高さは、蒸気
発生槽４′内に移動可能に設けた温度センサー２８と温
度調節器２９により所定の温度となるように電力調節器
３０を通して加熱ヒータ７への電力を制御する。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のようなベーパーリフロー式はんだ付け装置におい
ては、次のような点について配慮がなされていなかった
。

■）第８図に示す下部蒸気吐出口３３の幅が一定である
から、被処理物１６が装置の最大許容幅より幅の小さな
基板である場合、被処理物に接触する熱媒体の飽和蒸気
１３は余剰となり、加熱ヒータ７の電力が過大となると
ともに、媒体の回収装置２３から逃げる熱媒体量も増大
する。

さらに、冷却コイル２４への冷却水畦も過大となり経済
性が低下する。

２）第８図に示す側方蒸気吐出口の幅方向の位置が一定
であるから、被処理物１６が装置の最大許容幅より幅の
小さな基板である場合、コンベア幅を変化させた可変コ
ンベア側から吐出される蒸気は基板手前で落下したり、
コンベアに阻害されて固定コンベア側から吐出される蒸
気に比べて基板に達する量が少なくなる。したがって、
基板の幅方向温度分布が不均一となり、はんだ付けの信
頼性が低下する。

本発明は、上記従来技術における課題を解決するために
なされたもので、熱媒体消耗量を低減することによる経
済性向上と、被処理物の信頼性向上を図るようにしたベ
ーパーリフロー式はんだ付け装置を提供することを、そ
の目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明に係るベーパーリフ
ロー式はんだ付け装置の構成は、コンベア手段により搬
送される被処理物に熱媒体の飽和蒸気を接触させて被処
理物のはんだを加熱溶融させてはんだ付けを行うべき蒸
気発生槽を備え、当該蒸気発生槽内の被処理物搬送路ま
わりに前記熱媒体の飽和蒸気を流通させる蒸気吐出口を
備えたベーパーリフロー式はんだ付け装置において、前
記搬送路のコンベア幅の変化に見；じて前記蒸気吐出口
を可変にしたものである。

なお付記すると、上記目的は、蒸気発生槽内で、コンベ
アの幅を変えるに応じて、蒸気吐出口の幅や位置を変え
て蒸気流れをほぼ同じにすることにより、達成される。

〔作用〕

コンベア幅を変えるに応じて、上、下部蒸気吐出口の幅
を加減したり、側方蒸気吐出口の位置を伸縮するように
して、被処理物への蒸気の流れをほぼ同じとすることに
より、熱媒体の消耗社低減による経済性向上と被処理物
のはんだ付けの信頼性向上とが可能になる。

〔実施例〕

以下１本発明の各実施例を第１図ないし第６図を参照し
て説明する。

第１図は１本発明の一実施例に係るベーパーリフロー式
はんだ付け装置の構成を示す断面図、第２図は、第１図
のＡ−Ａ矢視断面図である。

第１，２図において、ｆ！４７．８図と同一符号のもの
は従来技術と同等部分であるから、その作用説明の一部
を省略する。

第１，２図に示すベーパーリフロー式はんだ付け装置は
、蒸気発生槽４．搬入側搬送路５．搬出側搬送路６．加
熱ヒータ７、搬入側冷却器８．搬出側冷却器９．搬入側
排気口１０．ｌｉ出側排気口１１、側壁通路３１．側方
蒸気吐出口３２．下部蒸気吐出口３３．およびド部分割
シャッタ３５からなるリフロー室１と、予熱ヒータ１４
を具備した予熱室２と、冷却ファン１８を具備した冷却
室３と、コンベア１５．駆動スプロケット１９．搬入、
搬出側スプロケット２０．２１などを含む駆動系と、回
収装置２３．水酸除去器２６．ポンプ２７を含む熱媒体
回収系と、温度センサー２８゜温度調節器２９．電力調
節器３０などの制御系とから構成されている。

３４は、コンベアからなる搬送路の両側に設けたコンベ
アガイドで、このコンベアガイド３４は。

被処理物１２の幅が変ったときコンベアの幅を変えるた
め幅方向に移動するものである。

このように構成された本実施例のベーパーリフロー式は
んだ付け装置の作用を説明する。

例えば半導体チップ部品を接続するプリント配線板（基
板）など被処理物１６の種類が変わってその幅が変わる
と、コンベアガイド３４が幅方向に移動する。コンベア
ガイド３４の下方に取付けられた分割シャッター３５が
引き出されて、下部蒸気吐出口３３を部分的に覆う。

蒸気発生槽４の底部に溜っている熱媒体１２は加熱ヒー
タで熱せられて蒸発し、その飽和蒸気１３は蒸気発生槽
４内を上昇し、下部蒸気吐出口３３に達する。下部蒸気
吐出口３３は下部分割シャッタ３５に覆われて狭くなっ
ているので、側壁通路３１を通って側方蒸気吐出口３２
から流出する蒸気量が増大する。蒸気量が増大すると、
蒸気面が上昇するので、これを温度センサー２８が感知
して、電力調節器３０を介して加熱ヒータ７に加える電
力を調節して蒸気面を一定となるように制御する。

第１，２図の実施例によれば次の効果がもたらされる。

被処理物の幅が変わると、コンベアの幅をこれを応じて
変える。これにともなって、蒸気吐出口の幅を変えるの
で被処理物の幅より大きい蒸気吐出口から流出する余剰
な蒸気がなくなる。したがって、余剰な蒸気量が少なく
なるので加熱ヒータの電力の節約と熱媒体消耗量の低減
とにより、経済性が向上する。

次に、第３図は、本発明の他の実施例に係るべ−パーリ
フロー式はんだ付け装置の構成を示す断面図、第４図は
、第３図のＢ−Ｂ矢視断面図である。第３，４図中、第
１，２図と同一符号のものは先の実施例と同等部分であ
るから、その説明を省略する。

第３，４図に示す装置は、第１，２図の実施例の可動コ
ンベア側の側方蒸気吐出口３２に、コンベアガイド３４
に連続した伸縮通路３６を加えたものである。伸縮通路
３６を形成する部材は、例えば蛇腹部材などよりなり、
コンベアガイド３４のコンベア幅方向の移動に合わせて
伸縮する。

蒸気発生槽４Ａの側壁通路３１を上昇した飽和蒸気１３
は、コンベアガイド３４の幅変化に対応して伸縮する伸
縮通路３６を通って側方蒸気吐出口３２から流出して、
被処理物１６を上方から加熱する。

第３，４図の実施例によれば１次の効果がある。

被処理物が、装置の最大許容幅より幅の小さい基板で側
方蒸気吐出の場合、側方蒸気吐出口と被処理物との距離
が吐出口の伸縮により常に一定で、しかも途中に阻害物
がないので、飽和蒸気が被処理物の幅に関係なく、はぼ
同じに吐出されて被処理物を加熱する。したがって、基
板の幅方向温度分布がほぼ均一となり、はんだ付けの信
頼性が向上する。

次に、第５図は、本発明のさらに他の実施例に係るベー
パーリフロー式はんだ付け装置の構成を示す断面図、第
６図は、第５図のＣ−Ｃ矢視断面図である。第５，６図
中、第１，２図と同一符号のものは先の実施例と同等部
分であるから、その説明を省略する。

第５，６図に示す装置は、先の第１，２図の実施例にお
ける側方蒸気吐出口３２に変えて上部蒸気吐出口３８を
設け、ここに、コンベアガイド３４に連結した上部分割
シャッタ３９を設けたものである。

蒸気発生槽４Ｂの側壁通路３１の上昇した飽和蒸気１３
は、搬送路の天井部にある上部通路内で幅方向に拡がり
、整流機構３７を通って上部蒸気吐出口３８から吐出さ
れる。コンベアガイド３４が幅方向に移動すると、コン
ベアガイド３４に取付けられた上、下部分割シャッタ３
９．３５が引き出されて、上、下部蒸気吐出口３８．３
３を部分的に覆い、被処理物１６に適合した蒸気量に制
御される。

第５，６図の実施例によれば１次の効果がある。

上部蒸気吐出の場合、幅方向の吐出口が１箇所であるか
ら、被処理物の幅が変っても飽和蒸気の幅方向の流れは
変らないので、側方蒸気吐出の場合に比べて被処理物の
幅方向温度分布はさらに均一となる。また、高密度実装
の被処理物でも、上部から飽和蒸気を流出させるので、
部品に阻害されることがなく、また、被処理物の熱容量
の影響を受けにくく、はんだ付けの信頼性が向上すると
ともに１条件出しが容易となる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、熱媒体消耗量を低
減することによる経済性向上と、被処理物の信頼性向上
を図るようにしたベーパーリフロー式はんだ付け装置を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明の一実施例に係るベーパーリフロー式
はんだ付け装置の構成を示す断面図、第２図は、第１図
のＡ−Ａ矢視断面図、第３図は、本発明の他の実施例に
係るベーパーリフロー式はんだ付け装置の構成を示す断
面図、第４図は、第３図のＢ−Ｂ矢視断面図、第５図は
、本発明のさらに他の実施例に係るベーパーリフロー式
はんだ付け装置の構成を示す断面図、第６図は、第５図
のＣ−Ｃ矢視断面図、第７図は、従来のベーパーリフロ
ー式はんだ付け装置の構成図、第８図は、第７図のＤ−
Ｃ矢視断面図である。 １・・・リフロー室、４，４Ａ、４Ｂ・・・蒸気発生槽
、５・・・搬入側搬送路、６・・・搬出側搬送路、７・
・・加熱ヒータ、１２・・・熱媒体、１３・・・飽和蒸
気、１５・・・コンベア、１６・・・被処理物、３２・
・・側方蒸気吐出口、３３・・・下部蒸気吐出口、３４
・・・コンベアガイド、３５・・・下部分割シャッタ、
３６・・・伸縮通路、３８・・・上部蒸気吐出口、３９
・・・上部分割シャッタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、コンベア手段により搬送される被処理物に熱媒体の
   飽和蒸気を接触させて被処理物のはんだを加熱溶融させ
   てはんだ付けを行うべき蒸気発生槽を備え、当該蒸気発
   生槽内の被処理物搬送路まわりに前記熱媒体の飽和蒸気
   を流通させる蒸気吐出口を備えたベーパーリフロー式は
   んだ付け装置において、前記搬送路のコンベア幅の変化
   に応じて前記蒸気吐出口を可変にすることを特徴とする
   ベーパーリフロー式はんだ付け装置。