JPH04296091A - リフロー装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリント回路基板（以
下、単に基板という）上の温度分布を制御して所定の温
度で電子部品を基板へはんだ付けするリフロー装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年、回路基板用加熱装置において、電
子部品の多品種化，高密度実装化，またさまざまな実装
工程の出現により、電子部品はんだ付け過程での部品性
能保持およびはんだ付け不良率低減のためにはんだ付け
時の温度管理が大きな課題となっている。

【０００３】従来のリフロー装置としては、加熱源に遠
赤外線と熱風を用いる方式がとられているが、このよう
な方法による加熱では、基板上の温度分布が均一に上昇
するので、既はんだ付け部のはんだは再度溶融すること
になる。この時、既はんだ付け部が基板搬送時に下面と
なっている場合、部品ははんだの表面張力による保持力
をこえる力がかかると落下してしまうので、事前に電子
部品を基板に接着剤等で固定することにより落下を阻止
することがなされてきた。

【０００４】以下、図面を参照しながら、従来のリフロ
ー装置の一例について説明する。図３は、従来のリフロ
ー装置を示すもので、３０はパネルヒータ、３１は加熱
ヒータ、３２は熱風噴出ノズルである。リフロー装置は
図のように３つの加熱ゾーンより構成されている。３３
は予熱第１ゾーン、３４は予熱第２ゾーン、３５はリフ
ローゾーンである。３６は冷却ファン、３７は搬送部、
３８は電子部品を実装した基板、３９は炉内雰囲気排気
ファンである。

【０００５】以上のように構成された従来のリフロー装
置について以下その動作について説明する。

【０００６】まず、電子部品が実装された基板３８は入
口側（右側）より基板搬送部３７によってリフロー装置
内を搬送される。予熱第１ゾーン３３において、遠赤外
線と熱風により上下から加熱された基板３８は、１６０
℃〜１５０℃近くまで昇温する。次に予熱第２ゾーン３
４において、遠赤外線と熱風の安定加熱により１６０℃
〜１５０℃の一定温度に保つことで、基板内温度分布の
均一化およびはんだクリームの乾燥と活性化を行う。こ
のゾーンを過ぎ、リフローゾーン３５に入ると、基板３
８はふたたび遠赤外線と熱風により上下から加熱される
。基板温度は共晶はんだの融点１８３℃以上のしかも部
品の耐熱温度以下の温度約２３０℃前後まで昇温する。 そして十分クリームはんだが溶解した後、冷却ファン３
６により冷却され、はんだを凝固させ、はんだ継手部を
形成する。

【０００７】以上の工程で、基板温度は部品も含めすべ
てほぼ均一に加熱され、基板のすべての個所においては
んだ溶融温度を越えることになるので、基板表面にすで
にはんだ付けされている電子部品のはんだ継手部はこの
リフロー工程中には再溶融している。

【０００８】

【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、基板上の温度が均一に昇温しすべての個
所においてはんだ溶融温度を越える。したがって、基板
搬送時に下面となる面にすでにはんだ付けされた電子部
品があるときには、そのはんだ継手部が再溶融し、この
ため搬送中に部品が落下する、または所定の位置からず
れて短絡を起こす等の問題が生ずる場合がある。また、
落下等の危険を防ぐため接着剤で電子部品を基板に固定
する方法があるが、接着剤を塗布する工程が必要となり
生産性が低下する。

【０００９】本発明は上記課題を解決するもので、基板
の上面と下面の温度制御を独立させて、基板のすでには
んだ付けがすんでいる下面側には高い温度を与えないよ
うにして、はんだの再溶融を避けるリフロー装置を提供
することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のリフロー装置は、各ゾーンごとに基板が停止
した状態で基板の加熱を行い、かつその際基板の上面と
下面を別々のゾーンに分離するように基板面とほぼ水平
方向にシャッターを設けることで、基板の上面と下面の
温度が別々に制御できるようにしている。

【００１１】

【作用】基板搬送時に下面となるはんだ継手部が、リフ
ロー時に再溶融して電子部品が搬送中に落下するおそれ
がある場合、シャッターにて分離された基板上面は、通
常のリフロー状態にてはんだ付けを行うが、基板下面は
、はんだ融点温度以下の雰囲気温度にして再溶融を防止
する。またシャッターにて基板を境に上下ゾーンを分離
しているので、その間の温度干渉も少ない。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例のリフロー装置につ
いて、図面を参照しながら説明する。

【００１３】図１は、本発明の実施例におけるリフロー
装置を構成するゾーンの一部を取り出して示した図であ
り、図２は温度プロファイル図である。

【００１４】図１において、１０は電子部品を実装した
基板、１１は基板後方の上下の空間をへだてる可動シャ
ッター、１２は基板前方の上下の空間をへだてる可動シ
ャッター、１３はゾーン内において搬送部と炉壁との間
の上下の空間をへだてる固定シャッター、直方体の枠１
４はリフロー装置を構成する加熱ゾーン（空間）の１つ
である。

【００１５】図１（Ａ）において、電子部品を実装した
基板１０は図示を省略した搬送部により加熱ゾーン１４
内に矢印方向に運ばれてくる。この基板１０の前後は、
ゾーン１４内で上下の空間の温度干渉を少なくするため
に基板１０とともに移動する可動シャッター１１および
１２が取付けられている。基板１０は所定の位置に到達
すると搬送が停止する。図１（Ｂ）は所定の位置で停止
した状態である。加熱ゾーン１４はシャッター１１，１
２，１３と、基板１０自身によって上下空間に分割され
る形になる。この状態で基板１０の上面は実装された電
子部品がパネルヒータおよび熱風噴出ノズルからの熱風
により加熱され、クリームはんだは溶融し、これにより
電子部品リード部と、基板ランド部にはんだ継手部が形
成される。これに対し基板１０の裏面はすでにはんだ付
けされた電子部品が実装状態にある。したがって下面は
パネルヒータによる加熱は断、また熱風噴出ノズルから
は常温風を吹付けて冷却する。

【００１６】上記の動作を予熱第１ゾーン，予熱第２ゾ
ーン，リフローゾーンに適用してリフロー装置を構成し
たとき、基板１０の上面をＡ、下面をＢとし、その温度
プロファイルを示すと図２のようになる。Ａは共晶はん
だ融点１８３℃を大きく上回る温度プロファイルを形成
し、Ｂは融点以下の温度でリフロー装置内を通過する。 図において、

【００１７】

【外１】

【００１８】は予熱第１ゾーン、

【００１９】

【外２】

【００２０】は予熱第２ゾーン、

【００２１】

【外３】

【００２２】はリフローゾーン、

【００２３】

【外４】

【００２４】は冷却ゾーンである。以上のように本実施
例によれば、基板下面のはんだの再溶融なしで基板上面
をリフローはんだ付けすることができる。

【００２５】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明リフ
ロー装置は、シャッター機構により１つの加熱ゾーンを
基板を境にして上下の領域に分割し、一方ではリフロー
はんだ付けするために加熱、他方では既はんだ付け部の
再溶融を防ぐために冷却を行うことができるので、既は
んだ付け部が基板裏面にある場合でも、電子部品の落下
または部品位置ずれによる短絡等の問題を心配する必要
がない。また部品を固定する接着工程も不要である。さ
らには裏面に弱耐熱部品等が実装されていても、性能を
保持しつつ、上面のリフローが可能となることで実装形
体のフレキシブル性を増大させることができる。以上の
機能をもつ装置により、高品質なリフローはんだ付けを
実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のリフロー装置の一実施例を示す斜視図

【図２】リフローゾーンの上部および下部の空間の温度
プロファイルを示す図

【図３】従来のリフロー装置の概略構成図

【符号の説明】

１０　　プリント回路基板（被加熱物）１１　　可動シ
ャッター（シャッター機構）１２　　可動シャッター（
シャッター機構）１３　　固定シャッター（シャッター
機構）１４　　加熱ゾーン（空間）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電子部品が装着されたプリント回路基板等
   の被加熱物を搬送する搬送部と、被加熱物を加熱する加
   熱部とを備えたリフロー装置において、被加熱物を所定
   の位置に停止させる機構と、被加熱物を境として表側と
   裏側とに空間を分割するシャッター機構を設けたことを
   特徴とするリフロー装置。
2. 【請求項２】被加熱物の表側と裏側とを別々に温度制御
   する加熱部が設けられていることを特徴とする請求項１
   記載のリフロー装置。
3. 【請求項３】被加熱物の表側と裏側とを別々に温度制御
   する冷却部が設けられていることを特徴とする請求項１
   記載のリフロー装置。