JPH02303674A

JPH02303674A - 加熱方法及びその装置

Info

Publication number: JPH02303674A
Application number: JP12215589A
Authority: JP
Inventors: Susumu Saito; 進斉藤; Chuichi Matsuda; 松田　忠一; Hiromasa Endo; 遠藤　博雅; Masahiro Taniguchi; 昌弘谷口; Keiji Saeki; 佐伯　啓二
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1989-05-16
Filing date: 1989-05-16
Publication date: 1990-12-17
Anticipated expiration: 2012-11-26
Also published as: JP2682138B2

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、プリント回路基板（以後基板と略す）等を加
熱する方法に係り、特に基板に電子部品を装着した後、
リフローはんだ付けするための加熱方法及びその装置に
関するものである。

従来の技術従来、基板にはんだ材料を塗布し、電子部品を装着した
後、加熱リフローする装置には、熱風による加熱、赤外
線による加熱、あるいは蒸気潜熱を利用した加熱等が使
用されていた。

しかしながら、最近基板の実装密度が高くなるとともに
、電子部品の多様化が進む中で、ランニングコスト、均
−加熱性、生産性の点から、熱風を利用した加熱方法が
注目されている。

例えば特開昭６３−２７８６６８号公報に示されている
ように、第８図のような構造の例がある。

図において、モータ１ａおよび１ｂでシロッコファン２
ａおよび２ｂをまわす。そして、ヒータ３で空気を加熱
し、被加熱物である基板４に、吹き付けることで、リフ
ローする構造になっている。

発明が解決しようとする課題しかしながら上記のような構成では、第９図に示すよう
に比、較的均−な風速の熱風を基板全面に吹き付けるこ
とになる。このような場合、基板上における熱風の持っ
ている運動エネルギー及びベクトルがほぼ同じなので、
部品４ａと部品４ａの谷間にあるような部分５や部品の
下部分６等において、熱風つまり空気が淀むこととなり
、他の部分に比べ加熱され難くなる。その結果、基板内
の温度ばらつきが大きくなる。

さらに、被加熱物である基板自身が大きくなると、該基
板の中央部付近にも空気の淀む傾向があり、空気と基板
間の熱伝達率が低くなる。そしてその結果、該基板中央
部付近の温度が低くなり、同一基板内温度ばらつきがま
すます大きくなる。

この傾向は基板長手方向の寸法が５（１０閣前後になる
と顕著になる。

本発明は上記問題点に鑑み、部品と部品の谷間や、大き
な基板の中央部付近などにおいても、熱風と被加熱物で
ある基板との熱伝達率を上げ、熱風自身の温度が、比較
的低くても、基板全体における温度が十分上がり、均一
な加熱と、信頼性の上記問題点を解決するために本発明
の加熱方法は、被加熱物である基板などの、幅および長
さの少なくても一方よりも短い間隔で、熱風吹き付け部
と熱風吸い込み部の間隔が、各２力所以上存在するよう
にしたものである。

作用本発明は上記した構成によって、大きな基板や電子部品
が高密度に実装しである基板などをリフローする場合に
おいて、熱風の淀み部分の発生をほとんど無（すること
で、均一加熱が実現できると同時に、熱風と基板との熱
伝達率も高くすることができ、比較的低い温度の熱風で
リフローできることになる。

実施例以下本発明の一実施例の加熱方法及びその装置について
、図面を参照しながら説明する。

第１図は本発明の一実施例における加熱装置の概略構造
を示す縦断面図である。第１図において、７は熱風吹き
出しノズル、８は穴のあいた板であり、ノズル７との間
に隙間９または穴を設けである。

熱風発生機（図示せず）から出てきた熱風が、熱風吹き
出し用空間１０を通りノズル７から吹き出し、被加熱物
である基板１１にあたり、隙間９または穴を通って排気
用空間１２に入り、熱風発生機の吸気口に戻る構造とな
っている。

そこで、ノズル７から出た熱風は基板１１に当り、基板
１１にそって水平方向に流れる。そして、ノズル７どう
しの間隔は、図に示すように基板１１の寸法よりも短く
しであるので、隣のノズルから出てきた空気とぶつかる
と同時に、上方へと流れ、隙間９を通って熱風発生機の
方へ戻ることになる。

以上のように、ノズル７から出た熱風は基板１１に当た
る時と、熱風どうしが衝突する時の２回流れの方向を大
きく変えると同時に、流れを乱すので、その位置での熱
風と基板１１との熱伝達率が高くなり、低い熱風温度で
も、効率よく被加熱物に伝えることが可能となった。

このことは、ノズル７から被加熱物に対して、略垂直方
向であるとき効果が最も大きく、ノズルのピッチが短い
ほど熱伝達率も高くなる。

さらに、第２図に示すように、基板１１にチップ型アル
ミ電解コンデンサ１４が、高密度に実装された場合に於
いても、風速の均一でない熱風が基板上方から吹き付け
てくるので矢印１３に示すように、部品と部品の間を淀
みなく流れることができ、均一な加熱が可能となる。

また、ＰＬＣＣ１５の様に部品と基板１１との間に空間
があり、そこに小さなチップ部品１６をはんだ付しよう
とする場合に於いても、各場所に於ける熱風の持ってい
る運動エネルギーのポテンシャルが異なるので、ＰＬＣ
Ｃ１５と基板１１との間の狭い隙間でも熱風がよく通り
、比較的容易に加熱リフローする事が可能となる。

普通、基板にクリームはんだを使ってリフローはんだ付
する場合、予熱部では１５０℃程度まで加熱し、リフロ
一部では２（１０℃から２３０℃程度まで加熱するのが
、一般的である。そのためには、第１図に示すように予
熱部とりフロ一部に分は異なる温度の熱風を吹き付ける
ことが大切になる。

さらに装置の消費電力を少なくシ、ランニングコストを
低減するためには、基板１１に吹き付けた熱風を再度加
熱する熱風循環方式が重要である。

また、熱風を吹き付ける場合、基板表面上で３ｍ／秒か
ら６ｍ／秒の風速が適しているので、熱風吹き付けノズ
ル７に供給する空気の圧力は、ノズル部での圧力損失を
考慮して、１０ｍＡｑ以上が好ましい。しかし１気圧以
上にすると圧力損失が大きく、効率が悪（なるので、１
０ｍＡｑ以上、１気圧以下の範囲のブロアーを使用する
のが効果的である。

また熱風吹き出しノズル７のピッチは短い方が、熱伝達
率の向上することが実験的に確かめられている。しかし
、最近では、はんだリフローする面実装基板の大きさも
、−辺の長さが４（１０ｎｎ以上のものも数多く出回る
ようになってきているので、熱風吹き付け部と熱風吸い
込み部が、各２５０ｍピッチ以下の長さであれば、本発
明の効果は十分に発揮される。

そこで、第３図に示すように、熱風吹き付け部（ノズル
）を円筒状のパイプ１７で構成した構造にすると、基板
搬送方向と直角方向にも熱風吹き出しノズルが、複数本
存在することになり、均一加熱に効果がある。なお、第
３図において、１８はファン、１９は熱風加熱ヒータで
ある。

ところで、この効果は熱風吹き出しノズルが、第４図に
示す様に４角柱状のパイプ１７や、６角柱状のパイプで
も効果は変わらない。

また、熱風吹き出しノズルと熱風吸い込み用パイプの各
ピッチは可能なかぎり短い方がよい。そこで、第５図に
示すように、パイプを束ね合わせ、それらを固定するこ
とにより、熱風吹き出しノズル２０、熱風吸い込みノズ
ル２１を形成し、比較的簡単に熱風吹き出しノズルと、
熱風吸い込みノズル間の各ピッチの短い構造のユニット
が実現できる。

このとき、丸パイプを束ね合わせても良いが、四角のパ
イプを束ねたり、六角のパイプを束ね合わせれば、隙間
なく束ね合わせることができるので、エネルギー損失の
少ない送風系ができる。

さらに、パイプの代わりに棒状のヒータを組み込んだり
、パイプの間にシート状のヒータを挟み込むことにより
、熱風ヒータを簡単に形成できる。

ところで、第６図に示すように、熱風吹き出し用のパイ
プ２２をパーリング加工した金属板２３にはめ込み固定
すると、パーリング加工のコーナー２４により矢印２５
に示す熱風の流れが、スムーズになり、エネルギー損失
の少ない送風系ができる。

また、パイプ２２をパーリング加工した金属板２４には
め込む場合、第７図に示すように、凸部２６の先端部分
を通る円の直径を、中に通すパイプの外形よりわずかに
小さくしたパーリング加工により、パイプを中に通した
とき、比較的容易に精度良く固定できる。凸部２６のよ
うな形状は、パーリング加工用のポンチ（図示せず）に
、溝加工することで簡単に形成できる。

発明の効果以上のように本発明は、被加熱物の幅及び長さの少なく
ても一方より短い間隔で、熱風吹き付け部と熱風吸い込
み部が、各２力所以上存在するようにし、熱風を被加熱
物に対して、略垂直方向に吹き付けることにより、熱風
の淀み部分の発生もほとんど無くすることができ、熱風
と被加熱物との熱伝達率を向上させ、例えば２２０℃程
度の比較的低い温度の熱風で、温度ばらつきの少ない、
共晶はんだの加熱リフローが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における加熱装置の概略構造
を示す縦断面図、第２図は第１図に示した装置による加
熱状態の詳細を示した図、第３図は熱風吹き付け部が円
筒状のパイプで構成した構造を示した図、第４図はノズ
ルの第２の実施例を示した図、第５図はノズルの保持形
成方法の一実施例を示した図、第６図はノズルを金属板
に取り付ける方法を示した図、第７図は第６図の構造体
を形成する場合の一具体例を示した図、第８図は従来の
熱風加熱リフロー装置の概略縦断面図、第９図は第８図
のような従来のはんだ付け用リフロー加熱装置の熱風加
熱状態を示した図である。７・・・・・・ノズル、１０・・・・・・熱風吹き付け
用空間、１１・・・・・・基板、１２・・・・・・排気
用空間。代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか１名第３図ｔＢ第４図第５１！！第６図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）電子部品が装着されたプリント回路基板等の被加
熱物を加熱する場合において、前記被加熱物の幅及び長
さの少なくても一方よりも短い間隔で、熱風吹き付け部
と熱風吸い込み部が各２カ所以上存在するようにし、前
記熱風吹き付け部より熱風を前記被加熱物の方向に吹き
出し、被加熱物を加熱することを特徴とする加熱方法。
（２）熱風吹き付け方向が、被加熱物に対して、略垂直
方向であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の加熱方法。
（３）吹き付け部をいくつかのグループに分け、それぞ
れ設定した温度の空気を吹き付けられるようにしたこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の加熱方法。
（４）熱風吸い込み部分から吸い込んだ熱風を、温度調
節した後、再度吹き付ける熱風循環方式を採用した特許
請求の範囲第１項記載の加熱方法。
（５）ブロアーで加圧送風し、１０ｍｍＡｑ以上、１気
圧以下の圧力で、ノズルから被加熱物に、吹き付けるよ
うにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
加熱方法。
（６）電子部品が装着されたプリント回路基板等の被加
熱物を加熱する加熱装置において、前記被加熱物の幅及
び長さの少なくとも一方より短い間隔で熱風吹き付け部
と熱風吸い込み部が、２５０ｍｍピッチ以下の間隔で各
２カ所以上存在するようにしたことを特徴とする加熱装
置。
（７）熱風吹き付け部が、円筒状のパイプで構成された
ことを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の加熱装置
。
（８）熱風吹き付け部が、４角柱状のパイプで構成され
たことを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の加熱装
置。
（９）熱風吹き付け部が、６角柱状のパイプで構成され
たことを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の加熱装
置。
（１０）パイプを束ね合わせて固定して熱風吹き付け部
と、熱風吸い込み部を形成したことを特徴とする特許請
求の範囲第６項記載の加熱装置。
（１１）熱風加熱用ヒータを、パイプの間に組み込み束
ね合わせたことを特徴とする特許請求の範囲第１０項記
載の加熱装置。
（１２）金属板にパーリング加工を施し、その穴に熱風
吹き出しまたは、熱風吸い込み用のパイプをはめ込み固
定したことを特徴とする特許請求の範囲第１０項記載の
加熱装置。
（１３）パーリング加工した穴の内側に、凸部を形成し
、そこにパイプを通し、固定するようにしたことを特徴
とする特許請求の範囲第１２項記載の加熱装置。