JPH0621641A - チッソリフロー装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 両面実装基板の下面に実装されたチップが再
加熱されて熱ダメージを受けるのを回避できるチッソリ
フロー装置。 【構成】加熱室１の内部に配設されて基板１０を搬送す
るコンベア４の下方に熱交換パイプ２２を配設し、且つ
このパイプ２２に外部の空気を流通させる送気手段２７
と、コンベア４とパイプ２２の間を遮断するシャッター
手段２３を設けた。 【効果】 コンベア４の下部空間を低温度に保ち、基板
１０の下面のチップ９が過度に加熱されて熱ダメージを
受けないようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はチッソリフロー装置に係
り、詳しくは、両面実装基板の下面に実装されたチップ
が再加熱されて熱ダメージを受けるのを回避できるチッ
ソリフロー装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】チップマウンタなどにより基板にチップ
を搭載した後、基板はリフロー装置の加熱室へ送られ、
半田を加熱して溶融させた後、冷却して固化させること
により、チップの電極は基板の電極に半田付けされる。

【０００３】リフロー装置は加熱室内の空気をヒータで
加熱するエアリフロー装置と、加熱室にチッソガスを送
り、チッソガスをヒータで加熱するチッソリフロー装置
に大別される。エアリフロー装置は構造が簡単でコスト
が安価な利点があるが、基板に形成された回路パターン
などの金属部分が酸化されやすい欠点がある。これに対
し、チッソリフロー装置は不活性ガス雰囲気中で基板を
加熱するので、回路パターンなどが酸化されにくい利点
があるが、ランニングコストを含めたコストがかなり高
いため、まだあまり普及していない現状にある。しかし
ながら近年、基板の高品質化が益々要求されるようにな
ってきたことから、チッソリフロー装置が次第に注目さ
れてきている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、基板の高集
積化を図るために、基板の上面と下面に共にチップを実
装する両面実装基板が多用される。両面実装基板では、
まず基板の一方の面にチップを搭載してリフロー装置へ
送り、半田を加熱処理してチップを半田付けした後、基
板を上下反転させて他方の面にチップを搭載し、再度リ
フロー装置へ送って半田を加熱処理し、チップを半田付
けするようになっている。したがって先きに基板の一方
の面に搭載されたチップやこのチップを半田付けする半
田は、リフロー装置により２度加熱されることとなる。

【０００５】しかしながらチップは耐熱性が小さいこと
から、２度加熱されることにより熱ダメージを受けやす
く、また２度目のリフロー時に、基板の下面にチップを
半田付けした半田が再加熱されて再溶融し、チップが基
板から落下しやすいという問題点があった。そこで従来
のエアリフロー装置では、外部の空気を加熱室の内部に
導入し、コンベアに搬送される基板の下面に低温の空気
を吹き付けることにより、下面のチップや半田が過度に
加熱されるのを回避していた。しかしながらチッソリフ
ロー装置では、外部の空気を加熱室に導入すると、チッ
ソガス濃度が著しく低下するので、その性格上このよう
な手段は採用できない。

【０００６】そこで本発明は、２度目の加熱時に、基板
下面のチップが熱ダメージを受けたり、半田が再溶融す
るのを回避できるチッソリフロー装置を提供することを
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このために本発明は、加
熱室の内部に配設されて基板を搬送するコンベアの下方
に熱交換パイプを配設し、且つこのパイプに冷媒を流通
させる送気手段と、前記コンベアと前記パイプの間を遮
断するシャッター手段を設けたものである。

【０００８】

【作用】上記構成によれば、シャッター手段によりコン
ベアとパイプの間を遮断したうえで、パイプに冷媒を流
通させることにより、コンベアの下部空間を低温度に保
ち、基板下面のチップが熱ダメージを受けたり、半田が
再溶融するのを回避できる。

【０００９】

【実施例】次に、図面を参照しながら本発明の実施例を
説明する。

【００１０】図１はチッソリフロー装置の内部を示す側
面図である。加熱室１の内部には、チップ９が搭載され
た基板１０を入口２から出口３へ搬送するコンベア４が
設けられており、このコンベア４の上方にはヒータ５と
ファン６が設けられている。８はコンベア４の駆動用モ
ータ、７はファン６の駆動用モータである。加熱室１の
内部は、入口２側の予熱ゾーンＴ１、中央部の均熱ゾー
ンＴ２、出口３側のリフローゾーンＴ３に仕切壁１５に
より分割されており、各ゾーンＴ１，Ｔ２，Ｔ３には、
液体チッソが貯溜された液体チッソボンベや、空気中の
チッソと酸素を分離してチッソガスを生成するチッソガ
ス発生器などのチッソガス供給部１１から、パイプ１２
を通してチッソガスが供給される。１３はバルブであ
る。入口２と出口３にはシャッタ３５が設けられてい
る。このシャッタ３５はシリンダ３６のロッドに結合さ
れており、ロッドが突没することにより、シャッタ３５
は上下動して入口２と出口３を開閉する。常時は、加熱
室１内のチッソガスが外部へ流出しないようにシャッタ
３５は入口２と出口３を閉じており、基板１０が出入す
るときに入口２と出口３を開く。

【００１１】図１において、加熱室１の下部は仕切壁２
１で４つの空間に仕切られており、仕切壁２１で仕切ら
れた各々の下部空間には、冷却手段としての熱交換用パ
イプ２２が加熱室１を横断する方向に配設されている。
コンベア４とパイプ２２の間にはシャッター手段として
のプレート２３が配設されており、プレート２３の両側
部には開閉手段としてのダンパ２４が設けられている。
図４に示すようにダンパ２４はピン２５に軸着されてお
り、ピン２５を中心に回転して開閉する。ダンパ２４
は、手動的に開閉させてもよく、あるいはモータ、シリ
ンダ、ソレノイドなどの動力手段により開閉させてもよ
い。

【００１２】図２、図３に示すように、パイプ２２の両
側部は加熱室１の壁面に設けられたフード２６（２６
Ａ，２６Ｂ）に連通している。一方のフード２６Ａには
送気手段としてのファンが内蔵されたブロア２７が接続
されており、他方のフード２６Ｂには排気ダクト２８が
接続されている。したがってブロア２７が駆動すると、
外部の空気はパイプ２２の内部を流通してダクト２８か
ら排出される（破線矢印参照）。勿論、冷媒としては空
気以外のものでもよい。

【００１３】図１において、加熱室１の下部にはファン
ケース２９が設けられており、その内部にはシロッコフ
ァン３０が設けられている。図３に示すように、ファン
３０は加熱室１の側壁に設けられたモータ３１に駆動さ
れて回転する。ファン３０が回転すると、コンベア４の
下部空間のチッソガスは、矢印Ｎ方向に循環する。図２
において、１９は加熱室１の上部と下部の境界部に設け
られた断熱材である。この断熱材１９は、ヒータ５で加
熱された加熱室１の上部の熱が、下部へ伝達されるのを
防止する。１４はチップ９を基板１０に接着するための
半田である。

【００１４】このチッソリフロー装置は上記のような構
成より成り、次に動作の説明を行う。図１において、チ
ップ９が上面に搭載された基板１０はコンベア４により
右方へ搬送される。その間に、基板１０にはヒータ５で
加熱されたチッソガスがファン６により吹き付けられ、
基板１０は加熱される。一般に、予熱ゾーンＴ１におい
ては、基板１０は常温から１５０℃程度まで加熱され、
次に均熱ゾーンＴ２においては１７０℃程度まで加熱さ
れ、次にリフローゾーンＴ３において２２０℃以上まで
加熱される。半田１４の溶融温度は１８３℃程度であ
り、基板１０が２２０℃以上まで加熱されることによ
り、半田１４は溶融する。次に基板１０が加熱室１から
搬出されて冷却され、半田１４は固化してチップ９の電
極は基板１０の電極に半田付けされる。

【００１５】次に基板１０は上下反転されて他方の面に
チップ９が搭載され、再度加熱室１へ送られて上述と同
様の加熱処理が行われる。この場合、図２に示すよう
に、基板１０の下面には先きに半田付けされたチップ９
が接着されている。このチップ９や半田１４が再加熱さ
れると、上述したようにチップ９は熱ダメージを受け、
あるいは半田１４は再溶融してチップ９は基板１０から
落下しやすい。そこでこの第２回目のリフロー時には、
ブロア２７を駆動して、外部の常温の空気を熱交換用パ
イプ２２内に通し、加熱室１の下部空間の温度が過度に
上昇しないようにする。このとき、ダンパ２４は図４実
線で示すように開いておく。因みに、パイプ２２の熱交
換作用により、予熱ゾーンＴ１は１００℃、均熱ゾーン
Ｔ２は１１０℃、リフローゾーンＴ３は１６０℃程度に
温度が抑えられ、したがってチップ９が熱ダメージを受
けたり、半田１４が再溶融するのを解消できる。

【００１６】なお片面実装時には、下面冷却用のブロッ
ク２７、ファン３０等の駆動を停止させ、ダンパ２４が
閉じることにより、加熱室１の上部と下部を遮断し、加
熱室１の熱効率を上昇させる。また両面実装時には、ダ
ンパ２４は開き、基板１０の下面を冷却する。

【００１７】図５及び図６は本発明の他の実施例を示し
ている。図５に示すように、コンベア４の直下の加熱室
１の内壁部には、吹出しノズル４１と吸入ノズル４２が
設けられている。吹出しノズル４１はチューブ４３を介
してチッソガス供給部４４に接続されており、また吸入
ノズル４２はチューブ４５を介してチッソガス供給部４
４に接続されている。このチッソガス供給部４４は、空
気中のチッソと酸素を分離してチッソガスを生成し、加
熱室１へ送るものである。したがってチッソガス供給部
４４から送出されたチッソガスは、吹出しノズル４１か
ら吹出し、吸込ノズル４２に吸入され（破線矢印Ｎ参
照）、加熱室１の上部空間と下部空間はチッソガスの流
れにより遮断される。すなわちこのものは、前記プレー
ト２３に替えて、チッソガスによるエアシャッター手段
を構成している。パイプ２２、ファン３０などの他の構
成は第１実施例と同様であり、第１実施例と同様の作用
効果が得られる。なお加熱室１にチッソガスを供給する
チッソガス供給部１１を、エアシャッター手段のチッソ
ガス供給部として兼用してもよい。

【００１８】

【発明の効果】本発明は、加熱室の内部に配設されて基
板を搬送するコンベアの下方に熱交換パイプを配設し、
且つこのパイプに外部の空気を流通させる送気手段と、
前記コンベアと前記パイプの間を遮断するシャッター手
段を設けているので、コンベアの下部空間を低温度に保
ち、両面実装基板において先きに半田付けされた基板下
面のチップが熱ダメージを受けたり、半田が再溶融する
のを回避できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るチッソリフロー装置の
側面図

【図２】本発明の一実施例に係るチッソリフロー装置の
断面図

【図３】本発明の一実施例に係るチッソリフロー装置の
部分平面図

【図４】本発明の一実施例に係るチッソリフロー装置の
部分断面図

【図５】本発明の他の実施例に係るチッソリフロー装置
の断面図

【図６】本発明の他の実施例に係るチッソリフロー装置
の部分側面図

【符号の説明】

１ 加熱室 ４ コンベア ５ ヒータ １１ チッソガス供給部 ２２ 熱交換用パイプ ２３ シャッター手段 ２７ 送気手段（ブロア） ４１ シャッター手段 ４２ シャッター手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】加熱室と、この加熱室内を基板を搬送する
   コンベアと、このコンベアの上方に配設されたヒータ
   と、この加熱室にチッソガスを供給するチッソガス供給
   部と、前記コンベアの下方に配設された熱交換用パイプ
   と、このパイプに冷媒を流通させる送気手段と、前記コ
   ンベアと前記パイプの間を遮断するシャッター手段とか
   らなることを特徴とするチッソリフロー装置。