JPH033541B2 - - Google Patents

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JPH033541B2
JPH033541B2 JP58214227A JP21422783A JPH033541B2 JP H033541 B2 JPH033541 B2 JP H033541B2 JP 58214227 A JP58214227 A JP 58214227A JP 21422783 A JP21422783 A JP 21422783A JP H033541 B2 JPH033541 B2 JP H033541B2
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electronic component
furnace
solder
temperature
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Bumuadeiru Jannjatsuku
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PIEZO SERAMU EREKUTORONIKU SA
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電子部品のアセンブリをはんだ付けす
るための連続炉に関する。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明の目的は、使用されるはんだの共晶温度
よりわずかに低い所に、温度の平坦部を加熱工程
の中途において保持し、その結果該はんだに含ま
れる溶剤の除去を可能にし、はんだの還元雰囲気
において、溶融ピーク（使用するはんだの溶融中
に達する最高温度）までの急速加熱が行われ、冷
却過程において冷却速さを整できる気体噴射によ
る急速冷却及び水循環ジヤケツトによる部品のア
センブリの冷却を行う電子部品アセンブリをはん
だ付けするための連続炉を提供することにある。
〔問題点解決するための手段、および作用〕
本発明においては、共晶温度を有するはんだに
よる赤外線に対して不透明な支持部材上に装着さ
れた電子部品のアセンブリをはんだ付けする連続
炉において、はんだ付けされるべき該電子部品ア
センブリが移動し得る炉室を規定する金属製マツ
フルであつて、該マツフルは該電子部品アセンブ
リを被制御雰囲気内に包含する如く用いられ、該
電子部品アセンブリの進入および退出に対しそれ
ぞれ入口および出口を有し、および該炉室は該マ
ツフルの該入口から該出口にかけて第１の加熱セ
クシヨン、第２の加熱セクシヨン、および冷却セ
クシヨンの順に具備するもの、該電子部品アセン
ブリを移送するコンベヤ手段であつて、該マツフ
ルの入口において炉室に進入し、該マツフルの出
口において炉室を離れるもの、該コンベヤ手段を
駆動する手段、該マツフルの外周に存在する第１
の加熱手段であつて、該第１の加熱セクシヨンを
加熱し、該電子部品アセンブリのはんだの共晶温
度より低い温度の温度平坦部への温度上昇を確実
化するもの、該第２の加熱セクシヨンにおいて、
はんだを該共晶温度を超えた温度まで加熱し、一
方該電子部品をより低い温度まで加熱する、該マ
ツフルに対し内部にある第２の加熱手段であつ
て、該コンベヤ手段の下方に位置する赤外線放射
形加熱手段および該第２の加熱セクシヨンにおい
て該コンベヤ手段の上方に該コンベヤ手段に対向
して設けられた反射器を含むもの、前記第１およ
び第２の加熱セクシヨンを熱絶縁する手段、前記
冷却セクシヨンを冷却するための強制冷却手段、
少くとも１種のガスを前記炉室に導入する手段、
および該炉室を外部から絶縁するために前記マツ
フルの入口および出口に設けられた分体障壁手段
とを具備する電子部品アセンブリをはんだ付けす
るための連続炉が提供される。
赤外線に対して不透明である支持部材（基板）
は例えばアルミナ基板のようなセラミツク基板で
ある。
本連続炉は、連続して以下のような、すなわ
ち、 制御された雰囲気において、 使用されるはんだの共晶温度以上の加熱の均一
性の制御を行つて、 溶融ピークの温度における上昇の傾斜の制御を
行つて、および 溶融ピークの冷却の傾斜の制御を行つて、電子
部品アセンブリのはんだ付けサイクルを遂行する
ことを可能とするものである。
本連続炉は、赤外線に対して不透明な支持部材
の上の部品の移動工程に含まれる、かつ使用され
るはんだに独特な、すべてのパラメータを制御す
ることができる。
〔実施例〕
実施例を示す図面を参照して、以下発明がいか
に実行されるか説明する。その詳細は発明の一部
を形成する図面と以下の記述により明らかにされ
よう。
第１図には本発明による炉が示される。この炉
は長方形の横断面を有する細長い形（例えば約２
メートルの長さ）の金属製加熱室（金属製マツフ
ル）１を具備する。この加熱室は、処理されるべ
き物品を入口側Ｅにてその上に置かれるエンドレ
スの金属製の運搬ベルト（コンベヤベルト）２に
より左から右へと横断される。はんだ付けされる
物品は炉の出口Ｓにおいて集められる。ベルト２
の移動速さは例えば約50cm／minである。外部か
ら炉を絶縁する気体障壁３は加熱室の入口Ｅおよ
び出口Ｓに設けられる。これらの各障壁は下方へ
指向する窒素のような不活性気体の流れを送る分
配器４から成る。分配器の両側には、物品が運搬
ベルトの上にある時には物品の通過をさせる間気
体の流れに対して通路を開く関節式扉５を備えて
いる。
加熱室は加熱部Ｃおよび前者に続く冷却部Ｒを
具備する。加熱部Ｃは第１加熱セクシヨンおよび
第２加熱セクシヨンに分れる。加熱部Ｃを加熱す
る手段は、加熱室の上方および下方に設けられ３
個の連続した群として分配された左から右へ６個
の外部加熱要素６、および内部加熱要素７を具備
する。効率的な熱絶縁体８は加熱部Ｃの周囲に設
けられる。外部加熱要素６は、通常の方法では、
セラミツクの材料の管に収容された電気抵抗器６
ａから成り、第１加熱セクシヨンを加熱する。こ
れらの各要素は例えば約30cmの長さをとることが
できる。内部加熱要素７はこの目的のために特に
大きくされている加熱室自体に収容され、第２加
熱セクシヨンを加熱する。この要素７は、運搬ベ
ルトの下部に、加熱室の下側の部分に配列され
た、セラミツクで被覆された電気抵抗器７ａを具
備する。反射器９は金属製のベルトに対面して、
加熱室の上側の部分に設けられる。熱絶縁体１
０，１１，１２および１３は一方では要素７と加
熱室の間に、他方では反射器と加熱室の間に設け
られる。
冷却部Ｒ（冷却セクシヨン）は加熱部Ｃにすぐ
続いている。冷却部Ｒは、それぞれ加熱室の上部
および下部に配置された２個の気体分配器１４お
よび１５から成る、物品に直接向けた気体噴射
（例えばN2またはN2とH2の混合気体）による急
速冷却手段、および水循環ジヤケツト１６から成
る、電子部品アセンブリを冷却するための装置を
具備する。
炉は更に、第１の外部加熱ユニツトの長さのか
なりの部分へと延びている分配器架１８へ供給す
る窒素のような不活性気体のための第１の供給管
１７を具備する。分配器架１８はその端部に気体
の出口が設けられた管であつて、それを通つて窒
素が加熱室へと放出される。分配器架の長さおよ
び気体放出口が分配器架の端部にのみ設けられて
いる効果によつて、気体は加熱室に噴射される前
に予熱される。
更に、N2のような不活性気体および水素の容
積で例えば５％の水素を含む混合気体のための第
２の供給管１９が設けられる。該供給管１９は加
熱室の内部において内部加熱要素７の領域に放出
する。本発明の炉は、また不適当な乱れを起こさ
ないで加熱室から気体が放出される２個のベンチ
ユリ煙突２０を装備する。
最後に加熱手段を制御するためのユニツト２１
および流体を制御するためのユニツト２２が通常
の方法で設けられる。
本発明の炉は下記のようなことを可能にする。
ａ） はんだ付けされるべき電子部品のアセンブ
リおよびその支持部材の均一な温度における急
速な上昇。このことは、処理される物品を上方
からおよび下方から加熱する外部加熱手段６に
よつて行われ、熱は物品に下から伝導により、
上からは対流と放射によつて伝達される。この
温度上昇は保護用不活性雰囲気において、例え
ば管手段１７による窒素の導入によつて行われ
る。温度上昇は第２図に示されるように平坦部
で終了する。この平坦部は使用されるはんだの
共晶温度よりわずかに低い。この平坦部は、は
んだに含まれる溶剤の除去を許容する。例え
ば、糊状のSn／Pb（60／40）の合金の場合、平
坦部は160℃の近傍にあるであろう。糊状の
Sn／Pb（95／５）の合金の場合、平坦部はより
高く、例えば210℃の領域にあるであろう。温
度上昇曲線の傾斜は調整機２１の仲介によつて
外部加熱要素６の３個の各群の加熱電力を操作
して調整することができる。
ｂ） 還元雰囲気（N2／H2）における、内部の
加熱手段７による、運搬ベルトの駆動速さの操
作によつて溶融ピークの持続を制御することに
よる、溶融ピーク（はんだの共晶温度を超える
温度）までのはんだの急速加熱。この急速加熱
は電気抵抗器７ａによつて行われる。この電気
抵抗器７ａは直接赤外線放射によつて処理され
るべき物品の赤外線に対して不透明な支持部材
の下側を加熱し、該支持部材に適用されたはん
だを加熱する。勿論、このことは、処理される
べき物品は運搬ベルトに載置されたそれらの支
持部材を持つことを要求される。反射器９はま
た物品の上面に放射の或る割合を反射放射とし
て与える。支持部材に坦持される電子部品は、
主として反射放射にさらされるから、より少い
加熱を受けるが、このことは過剰な加熱による
電子部品の損傷の危険を最小値にまで減少させ
る。すなわち、反射器９は抵抗７ａより放射さ
れる赤外線放射を反射させ支持部材の上側にあ
る物品を適度に加熱するものである。
ｃ） 溶融後における、気体の流れの割合を操作
して冷却速さを調整できる、はんだを凝固させ
る気体噴射による急速冷却。
ｄ） 最後に、水循環ジヤケツト１６によるアセ
ンブリの冷却。
この連続炉における温度操作を行う理由につい
て、さらに補足して述べると下記のとおりであ
る。
電子部品は、はんだ付け材料を溶融するのに必
要な比較的高温度に敏感であり、通常利用可能な
炉で長時間にわたつて極めて高温度まで加熱され
ると損傷の危険がある。
この連続炉では、第１の加熱手段は支持部材お
よび電子部品アセンブリをはんだの共晶温度より
低い温度平坦部にまで一様に加熱し、電子部品に
損傷を与えるおそれはなく、しかも、はんだに含
まれる溶剤は除去される。
第２の加熱手段においては、運搬ベルトの下部
に配設されたセラミツクで被覆された抵抗器のよ
うな赤外線放射形加熱手段および運搬ベルトの上
部に配設された反射器が備えられ、この第２の加
熱手段は、一方の赤外線に不透明な支持部材とそ
れに適用されたはんだと、他方の電子部品と相異
なる加熱を可能にし、電子部品ははんだおよび支
持部材より低い温度に加熱される。第２の加熱手
段は赤外線放射に不透明な支持部材およびそれに
適用されたはんだに対しては、支持部材が赤外線
放射を多量に吸収するから、急速に加熱すること
ができ、赤外線放射に対してあまり不透明でない
電子部品は反射器からの反射放射を受けるので支
持部材等と同じ高温度には到達しない。第２加熱
手段の加熱のあとには急速冷却が行われるから電
子部品は高い温度には長時間はさらされない。ま
た電子部品アセンブリは伝導による加熱の影響も
少ない。
第２図には、はんだとして糊状のSn／Pb合金
が使用された場合における、第１図の型式の炉
の、時間の関数としての典型的な温度曲線が示さ
れる。曲線１はSn／Pb（60／40）の合金に対応
し、曲線２はSn／Pb（95／５）の合金に対応す
る。
はんだ付け操作に対する典型的な持続時間は約
４分である。各温度平坦部の持続時間は70秒（曲
線１）および60秒（曲線２）である。各溶融ピー
クの持続時間は18秒（曲線１）および12秒（曲線
２）である。各ピークは290〜325℃の温度（曲線
２）および180〜220℃の温度（曲線１）にそれぞ
れ対応する。
第３図および第４図には本発明の一実施例とし
ての連続炉中における運搬ベルト２の上に載置さ
れた支持部材すなわち基板３２および電子部品３
１と糊状はんだ３０の位置関係が示される。
本発明の炉は、ワイヤラツピングターミナルの
導線端末部、サーミスタの接続、コネクタ、超高
周波用部品に対する外箱、キヤパシタチツプにお
ける接続、およびあらゆる支持部材表面上への装
着等のはんだ付けを行うのに使用することができ
る。
ここに記載された実施例は単に１つの例に過ぎ
ず、この変形は特に均等な技術の置換によつて発
明の範囲から逸脱することなくなされ得ることが
明白である。
〔発明の効果〕
本発明によれば、はんだ付けされる電子部品ア
センブリは第１の加熱手段によつて均一にはんだ
の共晶温度より低い温度で加熱され、この段階で
はんだに含まれた溶剤の除去が行われる。次い
で、第２の加熱手段によつて、支持部材およびは
んだと、電子部品を、前者は共晶温度以上に後者
は前者の温度以下に加熱され、はんだの溶融後は
強制冷却により電子部品アセンブリを冷却し、電
子部品が長時間高い温度にさらされるのを避け、
電子部品の損傷を防止できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の連続炉の一実施例を図解する
概略図、第２図は運搬ベルトに置かれたはんだ付
けされるべき物品の炉中の滞在時間の関数とし
て、はんだ付け合金の２つの異なる型に対する、
第１図に図解された本発明による炉中の温度曲線
を示すグラフ、第３図は本発明の一実施例として
の連続炉中における電子部品アセンブリを示す
図、および第４図は第３図の電子部品アセンブリ
の斜視図である。 １…加熱室、２…運搬ベルト、３…気体障壁、
４…分配器、５…関節式扉、６…外部加熱要素、
６ａ…電気抵抗器、７…内部加熱要素、７ａ…電
気抵抗器、８…熱絶縁体、９…反射器、１０，１
１，１２，１３…熱絶縁体、１４，１５…気体分
配器、１６…水循環ジヤケツト、１７…第１の供
給管、１８…分配器架、１９…第２の供給管、２
０…ベンチユリ煙突、２１…加熱手段制御ユニツ
ト、２２…流体制御ユニツト、３０…糊状はん
だ、３１…電子部品、３２…基板、Ｃ…加熱部、
Ｅ…入口、Ｒ…冷却部、Ｓ…出口。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 共晶温度を有するはんだによる赤外線に対し
    て不透明な支持部材上に装着された電子部品のア
    センブリをはんだ付けする連続炉において： はんだ付けされるべき該電子部品アセンブリが
    移動し得る炉室を規定する金属製マツフルであつ
    て、該マツフルは該電子部品アセンブリを被制御
    雰囲気内に包含する如く用いられ、該電子部品ア
    センブリの進入および退出に対しそれぞ入口およ
    び出口を有し、および該炉室は該マツフルの該入
    口から該出口にかけて第１の加熱セクシヨン、第
    ２の加熱セクシヨン、および冷却セクシヨンの順
    に具備するもの： 該電子部品アセンブリを移送するコンベヤ手段
    であつて、該マツフルの入口において炉室に進入
    し、該マツフルの出口において炉室を離れるも
    の； 該コンベヤ手段を駆動する手段： 該マツフルの外周に存在する第１の加熱手段で
    あつて、該第１の加熱セクシヨンを加熱し、該電
    子部品アセンブリのはんだの共晶温度より低い温
    度の温度平坦部への温度上昇を確実化するもの： 該第２の加熱セクシヨンにおいて、はんだを該
    共晶温度を超えた温度まで加熱し、一方該電子部
    品をより低い温度まで加熱する、該マツフルに対
    し内部にある第２の加熱手段であつて、該コンベ
    ヤ手段の下方に位置する赤外線放射形加熱手段お
    よび該第２の加熱セクシヨンにおいて該コンベヤ
    手段の上方に該コンベヤ手段に対して設けられた
    反射器を含むもの： 前記第１および第２の加熱セクシヨンを熱絶縁
    する手段： 前記冷却セクシヨンを冷却するための強制冷却
    手段： 少くとも１種のガスを前記炉室に導入する手
    段： および 該炉室を外部から絶縁するために前記マツフル
    の入口および出口に設けられた気体障壁手段： とを具備する電子部品アセンブリははんだ付けす
    るための連続炉。 ２ 前記赤外線放射加熱手段はセラミツクで被覆
    された抵抗器である、特許請求の範囲第１項記載
    の連続炉。 ３ 前記強制冷却手段は該電子部品アセンブリの
    頂部および底部に指向性のあるガスジエツトを含
    む、特許請求の範囲第１項記載の連続炉。 ４ 前記強制冷却手段は更に水循環用ジヤケツト
    を具備する、特許請求の範囲第３項記載の連続
    炉。
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