JPH0310873B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は電子回路基板、電子回路部品の半田付
けに使用するリフロー炉に関する。

（従来技術） 回路板に各種の素子部品を、半田付けにより面
実装する方法として、リフロー炉を使用した方法
（リフローソルダリング）が知られている。この
半田付け方法は、複数の輻射加熱ゾーンを並置し
たリフロー炉内を例えばベルトコンベアにより、
接合部に予め半田をコーテイングした電子部品を
載置した回路板を通過せしめて、この炉内を通過
する際に前記加熱ゾーンによる輻射熱で接合部の
半田を再溶融させてその接触位置で半田付けを行
う方法である。

第４図は従来のリフロー炉の構成の一例を示
し、リフロー炉１内には、例えば赤外線ヒータ等
よりなる輻射加熱ゾーン２〜５が上下に４対配設
され、これら上下の加熱ゾーン２〜５の間をベル
トコンベア６に所定間隔で載置された被加熱物即
ち種々の電子部品（図示せず）を搭載した基板７
が前記リフロー炉１の入口１ａから出口１ｂにか
けて搬送される。電子部品と基板７との接合部に
は半田がコーテイングされている。ベルトコンベ
ア６は、モータ８に接続された駆動用ローラ９及
び３個の送り用ローラ１０に巻回されたベルト１
１から構成されている。

かかるリフロー炉１の各加熱ゾーン２〜５の機
能は、例えば加熱ゾーン２が回路板７の温度を立
ち上げ（以下、「温度立ち上げ部」と称する）、加
熱ゾーン３，４が温度を均熱化し、（以下、「均熱
部」と称する）、更に加熱ゾーン５が半田付けの
ために本加熱を行う（以下、「本加熱部」と称す
る）というように分担されている。通常、電子部
品の半田付けに使用されるクリーム半田に含まれ
るフラツクスは170℃を超えるとその効力を失つ
てしまう。従つて、本加熱を行う以前に基板温度
が170℃を超えて上昇することは好ましくはない。
そかで、上述した均熱部を設けて基板温度を均熱
化すると共に所定温度に保持するようにしてい
る。

（発明が解決しようとしている課題） ところで、リフロー炉１内を搬送される基板７
の各部における熱容量は必ずしも均一ではなく、
更に、基板７と当該基板７上に搭載される電子部
品との間にも熱容量の差が存在する。従つて、こ
れらの熱容量の差に起因して炉内の各位置におけ
る温度プロフアイルを異にすることが一般的であ
る。第５図は、一例として基板７とこの基板上の
大熱容量の部品との温度プロフアイルを夫々示し
ており、図中、実線は基板を、破線は電子部品を
夫々表している。即ち、基板に比べて電子部品の
温度立ち上がりは遅く、更に均熱部の終端付近で
基板との温度差ΔT1が、本加熱部での基板との
温度差ΔT2が夫々生じている。

本加熱部における温度差ΔT2を小さくし、半
田付け不良を防止するためには、均熱部における
温度差ΔT1をできるだけ小さくすることが必要
である。しかしながら、従来のリフロー炉１にお
いては、ΔT1を小さくするためには、ライン速
度を極めて遅くするか、炉長を長くして加熱ゾー
ンの数を増大するかの何れかであり、製造効率の
低下や炉の大型化を招くという不具合がある。

本発明はかかる従来の問題に鑑みてなされたも
のであり、炉の大型化や製造効率の低下を招くこ
となく均熱部における基板と部品の温度差を可及
的に小さくし、結果として本加熱部での温度差を
小さくすることが可能なリフロー炉を提供するこ
とを目的とする。

（問題点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よれば、被
加熱物の温度立ち上げ用加熱ゾーン、均熱用加熱
ゾーン及び本加熱用加熱ゾーンがこの順序で並設
された炉内を前記被加熱物が搬送されるリフロー
炉において、前記均熱用加熱ゾーンに強制対流式
加熱手段を備えた構成としたものである。

（作用） 基板がリフロー炉内を移動して、均熱部を通過
する時、熱風強制対流加熱による均熱化が行わ
れ、回基板表面近傍に当該熱風の対流が生じるこ
とにより、基板表面の熱容量の小さい部分にあつ
ては過度の温度上昇が抑えられ、一方、熱容量の
大きい部分は温度上昇が促進され、結果として、
基板全体としての温度差が僅少となる。従つて、
続く本加熱部にいおける基板各部の温度差も僅少
となつて半田付け不良等の発生が防止される。

（実施例） 以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて詳
述する。

第１図は本発明の第１の実施例を示し、リフロ
ー炉２１内には、上下一対の赤外線ヒータ２２か
らなる温度立ち上げ部、上部に配設された熱風強
制対流手段２３と下部に配設された赤外線ヒータ
２４とからなる均熱部、及び上下一対の赤外線ヒ
ータ２５からなる本加熱部がこの順序で並設され
ている。熱風強制対流手段２３において、外気が
ヒータ２６により熱風となり基板７に対し上方向
からの対流として吹き付けられる。

以下に作用を説明する。

リフロー炉２１に搬送された基板７は温度立ち
上げ部を通過したのちに、均熱部に移送され、当
該均熱部において下方からは赤外線ヒータの輻射
熱により、上方からは熱風の対流により加熱され
る。従つて、基板表面の熱容量の小さい部分にあ
つては輻射加熱による過度の温度上昇が抑制さ
れ、一方、熱容量の大きい部分は輻射熱と対流と
の相乗効果により温度上昇が促進されて基板全体
の温度差ΔT1が僅少となる。

尚、上記実施例において、均熱部の下方に配設
されたヒータ２４に代えて下方から上方への熱風
の対流を生じる熱風強制対流手段を配設してもよ
く、或は、上記ヒータ２４に代えて断熱部材を配
設してもよい。

第２図及び第３図は本発明の他の実施例を示し
たもので、第１図と同一の構成要素には同一の符
号を付して示してある。第２図に示したリフロー
炉３１においては、均熱部に配設した熱風強制対
流手段２３により炉内に吹き付けられる熱風をブ
ロワ３２により当該均熱部に循環させるようにし
たものである。

第３図に示したリフロー炉４１は、均熱部の上
下方向の熱風強制対流手段２３に加えて、水平方
向の熱風強制対流手段４２を配設したものであ
る。熱風強制対流手段４２は上下一対のヒータ４
３の間をブロワ４４からヒータ４５を経て送風さ
れた熱風を水平方向に循環させるようにしたもの
である。

尚、上記各実施例においては、温度立ち上げ部
にUV照射手段を配設してヒータとUV照射の併
用により温度立ち上げ速度を向上させることも可
能である。更に、本加熱部を熱風強制対流方式と
しても、或は、赤外線ヒータによる加熱と熱風強
制対流手段による加熱を併用してもよい。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、被加熱物
の温度立ち上げ用加熱ゾーン、均熱用加熱ゾーン
及び本加熱用加熱ゾーンがこの順序で並設された
炉内を前記被加熱物が搬送されるリフロー炉にお
いて、前記均熱用加熱ゾーンに強制対流式加熱手
段を備えたので、例えば基板表面に実装される電
子部品の種類により当該基板表面に熱容量の差が
生じた場合でも、均熱部におけるこの基板表面の
温度差を極めて小さく抑えることが可能となり、
その結果、部品の損傷や半田付け不良等の欠陥が
発生することが防止されるという利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明のリフロー炉の実施
例を示す構成図、第４図は従来のリフロー炉の構
成図、第５図は基板と実装部品との熱容量の差に
基づく温度プロフアイルの相違を示すグラフであ
る。 ６……ベルトコンベア、７……基板、２１，３
１，４１……リフロー炉、２２，２４，２５，４
３……赤外線ヒータ、２３，４２……熱風強制対
流手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 被加熱物の温度立ち上げ用加熱ゾーン、均熱
   用加熱ゾーン及び本加熱用加熱ゾーンがこの順序
   で並設された炉内を前記被加熱物が搬送されるリ
   フロー炉において、前記均熱用加熱ゾーンに強制
   対流式加熱手段を備えたことを特徴とするリフロ
   ー炉。