JPH0645746A - リフロー装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 チッソリフローとエアリフローに共用可能な
基板下面の冷却手段を備えたリフロー装置。 【構成】 コンベアにより基板１０を加熱室１内を搬送
しながら、ヒータ５により基板１０を加熱して電子部品
を基板に半田付けするリフロー装置において、コンベア
４の下方に冷却手段２２とファン３０を配設するととも
に、コンベア４の下方に外部の空気を導入する開閉自在
な導入孔５０を形成した。 【効果】 エアリフローの場合は、導入孔５０を開いて
コンベア４の下方に外部の低温の空気を導入し、またチ
ッソリフローの場合は、導入孔５０を閉じて冷却器２２
を駆動することにより、基板１０の下面を冷却する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はリフロー装置に係り、詳
しくは、チッソリフローとエアリフローに共用可能な基
板下面の冷却手段を備えた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抵抗チ
ップ、コンデンサチップ、ＩＣ，ＬＳＩなどのチップを
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。

【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。

【０００６】そこで本発明は、チッソリフローとエアリ
フローに共用可能な基板下面の冷却手段を備えたリフロ
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
に冷却手段とファンを配設し、且つコンベアの下方に外
部の空気を導入する開閉自在な導入孔を形成したもので
ある。

【０００８】

【作用】上記構成において、エアリフローの場合は、導
入孔を開き、ファンを駆動して外部の低温の空気をコン
ベアの下方へ導入しながら、この低温の空気により基板
の下面を冷却する。またチッソリフローの場合は、導入
孔を閉じて外部の空気の導入を阻止し、加熱室を密閉し
たうえで冷却手段及びファンにより基板の下面を冷却す
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は切替バルブで
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。

【００１１】図１において、加熱室１の下部は仕切壁２
１で仕切られており、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２
３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）。

【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】図２において、加熱室１の底部には外部の
空気を導入するための導入孔５０が開閉自在に開孔され
ている。５１はこの導入孔５０を開閉する栓状の開閉子
であって、シリンダ５２のロッド５３に結合されてお
り、ロッド５３が突没することにより導入孔５０を開閉
する。

【００１５】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。まず、チッソリフ
ローを説明する。チッソリフロー時には、シリンダ５２
のロッド５３は引き込んでおり、導入孔５０は開閉子５
１で閉鎖されている。またダンパ２４は閉じて加熱室１
の実質容積を小さくし、ヒータ５の熱効率を良くしてお
く。さて、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Ｔ
３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。

【００１６】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、コンベア４の下方の雰囲気温度は予熱ゾ
ーンＴ１で１００℃、均熱ゾーンＴ２で１１０℃、リフ
ローゾーンＴ３で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。なお常時は、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は閉じ
ており、基板１０が出入するときのみ入口２と出口３を
開く。

【００１７】次にエアリフローの場合を説明する。この
場合、基板１０の一方の面に搭載されたチップ９を半田
付けする第１回のリフロー時には、シリンダ５２のロッ
ド５３を引き込ませて、導入孔５０を開閉子５１により
閉鎖しておく。またダンパ２４は図４鎖線で示すように
閉じておく。この状態で基板１０は入口２から出口３へ
搬送され、リフロー処理が行われる。勿論、エアリフロ
ー時には加熱室１へはチッソガスは供給されない。

【００１８】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へ送られる。この場
合、シリンダ５２のロッド５３は突出して導入孔５０は
開き、またダンパ２４も開いておく。そこでファン３０
を回転させると、外部の空気は導入孔５０から加熱室１
の下部へ導入され、下面のチップ９が熱ダメージを受け
ないように基板１０の下面を冷却する。この場合、ブロ
ア２７も同時に駆動して、熱交換パイプ２２により基板
１０の下面を冷却してもよい。このように本手段によれ
ば、導入孔５０を開閉することにより、チッソリフロー
及びエアリフローの何れの場合も、基板１０の下面を冷
却できる。

【００１９】図５は本発明の他の実施例を示している。
図示するように、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４４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。また勿論このものも、加熱室１の底部には導入孔５
０や開閉子５１等が設けられており、エアリフロー時に
は導入孔５０を開放して外部の空気を導入する。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。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、エアリフローの場合は
導入孔を開き、またチッソリフローの場合は導入孔を閉
じることにより、何れの場合もコンベアの下方を低温に
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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るリフロー装置の側面図

【図２】本発明の一実施例に係るリフロー装置の断面図

【図３】本発明の一実施例に係る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リフロー装置の断面
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（冷却手段） ３０ ファン ５０ 導入孔

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、このコンベアの下方に配設された冷却手段及びフ
   ァンと、このコンベアの下方に外部の空気を導入する開
   閉自在な導入孔とから成ることを特徴とするリフロー装
   置。