JPH07131149A - Reflow soldering device - Google Patents

Reflow soldering device

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JPH07131149A
JPH07131149A JP27430893A JP27430893A JPH07131149A JP H07131149 A JPH07131149 A JP H07131149A JP 27430893 A JP27430893 A JP 27430893A JP 27430893 A JP27430893 A JP 27430893A JP H07131149 A JPH07131149 A JP H07131149A
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JP
Japan
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reflow
heating
local heating
solder
temperature
Prior art date
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Pending
Application number
JP27430893A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kiwao Asano
喜和夫 浅野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
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Publication of JPH07131149A publication Critical patent/JPH07131149A/en
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  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide the satisfactory reflow soldering step capable of suppressing the unfavorable thermal effect on a body part without laying a solder bridge at all even if in a narrow pitch electronic component. CONSTITUTION:A printed-wiring substrate 1 loaded with narrow pitch electronic components 2 through the intermediary of a creamy solder is carried in a reflow furnace A. Next, individual lead of narrow pitch electronic components 2 is pressurized by plural local heating nozzles 8 in a local heating head 7. Finally, the leads are sprayed with hot helium He in high thermal conductivity from respective local heating nozzles so as to reflow-solder the leads onto the printed- wiring substrate 1.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、印刷配線基板に電子部
品を実装するためのリフローハンダ付け装置に係り、特
にリードが狭ピッチ(0.5mm以下)のSMT部品な
どの実装に有効なリフローハンダ付け装置に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reflow soldering apparatus for mounting electronic components on a printed wiring board, and particularly, a reflow soldering method effective for mounting SMT components having narrow pitches (0.5 mm or less). The present invention relates to a soldering device.

【0002】[0002]

【従来の技術】図4に従来のリフローハンダ付け装置の
概略構成を示す。図4において、81は印刷配線基板、
82は印刷配線基板81上にクリームハンダを介して搭
載された電子部品、Bはリフロー炉、83,84は予備
加熱部、85はリフロー部、86,87,88はヒータ
ー、89,90,91は吸引式循環機、92は冷却部、
93はコンベヤである。
2. Description of the Related Art FIG. 4 shows a schematic structure of a conventional reflow soldering apparatus. In FIG. 4, 81 is a printed wiring board,
Reference numeral 82 is an electronic component mounted on the printed wiring board 81 via cream solder, B is a reflow furnace, 83 and 84 are preheating sections, 85 is a reflow section, 86, 87 and 88 are heaters, 89, 90 and 91. Is a suction circulator, 92 is a cooling unit,
93 is a conveyor.

【0003】リフロー炉B内のO2 濃度、ヒーター8
6,87,88の温度、コンベヤ93の速度などの条件
を作業者が設定する。電子部品82を搭載した印刷配線
基板81をコンベヤ93にてリフロー炉B内に搬入し、
リフロー炉B内を搬送していく。この過程で、印刷配線
基板81は予備加熱部83,84において予備加熱さ
れ、リフロー部85においてリフローされる。このと
き、吸引式循環機89,90,91による対流の中で、
予備加熱とリフローとが行われる。さらに、電子部品8
2がリフローハンダ付けされた印刷配線基板81は、冷
却部92によって冷却処理され、コンベヤ93によって
リフロー炉Bの外へ搬出される。予備加熱部83,84
およびリフロー部85においては、全体加熱方式での処
理が行われている。
O 2 concentration in reflow furnace B, heater 8
The operator sets conditions such as the temperature of 6, 87, 88 and the speed of the conveyor 93. The printed wiring board 81 on which the electronic component 82 is mounted is carried into the reflow furnace B by the conveyor 93,
The reflow furnace B is transported. In this process, the printed wiring board 81 is preheated in the preheating units 83 and 84 and reflowed in the reflow unit 85. At this time, in the convection by the suction type circulation machines 89, 90, 91,
Preheating and reflow are performed. Furthermore, electronic components 8
The printed wiring board 81 to which 2 is reflow-soldered is cooled by the cooling unit 92 and is carried out of the reflow furnace B by the conveyor 93. Preheating section 83, 84
Further, in the reflow section 85, the processing by the whole heating method is performed.

【0004】図5は上記した従来のリフローハンダ付け
装置の動作を示すフローチャートである。ハンダ付けス
タートを起動し、スタート時に作業者が次の項目を決定
する。各予備加熱部83,84のヒーター86,87の
温度設定、リフロー部85のヒーター88の温度設定、
コンベヤ93の速度設定、O2 濃度の設定である。ステ
ップS31は、上記で決定した各条件を作業者が装置に
対して行う設定作業である。ステップS32で第1のヒ
ーター86の温度設定を実行し、安定するのを待って、
ステップS33で第2のヒーター87の温度設定を実行
し、安定するのを待って、ステップS34でリフロー部
85のヒーター88の温度設定を実行し、安定するのを
待つ。
FIG. 5 is a flow chart showing the operation of the conventional reflow soldering apparatus described above. Start soldering start, and the operator decides the next item at the start. Temperature setting of the heaters 86, 87 of the preheating units 83, 84, temperature setting of the heater 88 of the reflow unit 85,
These are the speed setting of the conveyor 93 and the O 2 concentration setting. Step S31 is a setting work in which the worker performs each condition determined above on the apparatus. In step S32, the temperature of the first heater 86 is set, and after it is stabilized,
In step S33, the temperature setting of the second heater 87 is executed and waits for stabilization, and in step S34 the temperature setting of the heater 88 of the reflow unit 85 is executed and waits for stabilization.

【0005】その後、ステップS35でO2 濃度,各ヒ
ーター温度,コンベヤ速度が安定するのを目視で確認す
る。そして、ステップS36で作業者による第1回目の
温度測定を行い、ステップS37で作業者が測定結果で
ある温度と時間の分析・判定を行う。ステップS38で
作業者による第2回目の温度測定を行い、ステップS3
9で作業者が測定結果である温度と時間の分析・判定を
行う。
Then, in step S35, it is visually confirmed that the O 2 concentration, each heater temperature, and the conveyor speed are stable. Then, in step S36, the first temperature measurement is performed by the worker, and in step S37, the worker analyzes and determines the temperature and time as the measurement result. In step S38, the second temperature measurement is performed by the operator, and in step S3
At 9, the operator analyzes / determines the temperature and time as the measurement result.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】従来のリフローハンダ
付け装置では、全体加熱方式のため、加熱媒体(ヒータ
ー)からの全体的な対流という熱源により、リードが狭
ピッチの電子部品はボディもリードも同時に加熱される
ことになる。すなわち、電子部品のボディへの熱的悪影
響を避けることができない。
In the conventional reflow soldering apparatus, since the whole heating method is used, the heat source of the overall convection from the heating medium (heater) causes both the body and the leads of electronic parts with narrow pitches to be obtained. It will be heated at the same time. That is, it is inevitable that the electronic components are adversely affected by heat.

【0007】また、電子部品のリードの下面に印刷され
ているペーストハンダの成分である溶剤(フラックス)
が伝導熱により軟化するので、リード間全体にフラック
スが流出した状態となる。ハンダ粒子等も流出したフラ
ックスにより運ばれる傾向がある。電子部品の狭ピッチ
化が進むと、ハンダ粒子径を小さくする必要があるた
め、ハンダボールに対する対策が重要となってくる。ま
た、ハンダが固相線から液相線に達してハンダが完全に
溶けた状態になると、リード間には溶融したハンダが広
がってしまった状態となる。
Further, a solvent (flux) which is a component of the paste solder printed on the lower surface of the lead of the electronic component.
Is softened by conduction heat, so that the flux flows out between the leads. Solder particles and the like also tend to be carried by the outflowing flux. As the pitch of electronic components becomes narrower, it is necessary to reduce the diameter of solder particles, so measures against solder balls become important. Further, when the solder reaches the liquidus line from the solid phase line and the solder is completely melted, the molten solder spreads between the leads.

【0008】また、ハンダは固化時にロジン等の表面張
力によって前記のリード間に広がったハンダが凝集し各
ランドに戻るようになるが、加熱の不均一性やハンダの
活性度や表面張力バランスなどの相乗でハンダブリッジ
が生じるおそれがある。
Further, when the solder solidifies, the surface tension of rosin or the like causes the solder spread between the leads to agglomerate and return to each land. However, heating unevenness, solder activity, surface tension balance, etc. There is a risk that solder bridge will occur due to

【0009】さらに、狭ピッチ電子部品(リードピッチ
0.5mm以下)の場合には、リードピッチが狭いこと
やボディ厚が薄くなることにより、良好なハンダ付けが
むずかしいものとなる。
Further, in the case of a narrow pitch electronic component (lead pitch 0.5 mm or less), good soldering becomes difficult due to the narrow lead pitch and the thin body.

【0010】本発明は、このような事情に鑑みて創案さ
れたものであって、狭ピッチ電子部品であっても、ボデ
ィ部への熱的悪影響を抑制できるとともに、ハンダブリ
ッジを生じさせずに良好なリフローハンダ付けが行える
リフローハンダ付け装置を提供することを目的とする。
The present invention was devised in view of such circumstances, and even in a narrow-pitch electronic component, it is possible to suppress a thermal adverse effect on the body portion and to prevent a solder bridge. An object of the present invention is to provide a reflow soldering device that can perform good reflow soldering.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明に係るリフローハ
ンダ付け装置は、狭ピッチ電子部品をクリームハンダを
介して搭載した印刷配線基板をリフロー炉内で搬送しな
がら加熱してリフローを行ってハンダ付けするリフロー
ハンダ付け装置であって、前記狭ピッチ電子部品の各リ
ードのそれぞれに対して局部加熱ヘッドの局部加熱ノズ
ルを接近または当接させ、前記局部加熱ノズルからホッ
トヘリウムを供給することにより、リフローハンダ付け
することを特徴とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION A reflow soldering apparatus according to the present invention is a solder for performing reflow by heating while carrying a printed wiring board on which a narrow-pitch electronic component is mounted via cream solder in a reflow oven. A reflow soldering device to attach, by bringing the local heating nozzle of the local heating head close to or in contact with each of the leads of the narrow pitch electronic component, and supplying hot helium from the local heating nozzle, It is characterized by reflow soldering.

【0012】[0012]

【作用】各リードごとに局部加熱ノズルを接近または当
接させ、しかも、その局部加熱ノズルから熱伝導率の非
常に高いホットヘリウムを供給することで、狭ピッチ電
子部品のリードを印刷配線基板に対してリフローハンダ
付けするため、狭ピッチ電子部品であっても、ボディ部
への熱的悪影響が抑制され、また、ハンダブリッジを生
じさせずに良好なリフローハンダ付けが行える。
Function: The local heating nozzle is brought close to or in contact with each lead, and hot helium having a very high thermal conductivity is supplied from the local heating nozzle, so that the leads of the narrow-pitch electronic component are applied to the printed wiring board. On the other hand, since reflow soldering is performed, even in a narrow pitch electronic component, thermal adverse effects on the body are suppressed, and good reflow soldering can be performed without causing a solder bridge.

【0013】[0013]

【実施例】以下、本発明に係るリフローハンダ付け装置
の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the reflow soldering apparatus according to the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0014】図1は実施例に係る狭ピッチ電子部品(S
MT部品)対応のリフローハンダ付け装置の構造を示す
斜視図、図2はそのリフローハンダ付け装置の概略構成
を示す側面図である。
FIG. 1 shows a narrow pitch electronic component (S
FIG. 2 is a side view showing a schematic configuration of the reflow soldering apparatus corresponding to the MT component).

【0015】これらの図において、1は印刷配線基板、
2は印刷配線基板1上にクリームハンダを介して搭載さ
れたリードが狭ピッチの電子部品、Aはリフロー炉、A
1は局部加熱部、A2は全体加熱部である。3は基板搬
送用のコンベヤ、4は基板搬入側のシャッタ、5はO2
排気口、6は不活性ガス(ヘリウムHe)の供給口、7
は局部加熱ヘッド、8は局部加熱ノズル、9は予備ノズ
ル、10は加熱ヘッド昇降装置である。このような局部
加熱ユニットが2つ並設されている。11は耐熱ガラ
ス、12は温度センサー、13は赤外線カメラである。
温度センサー12と赤外線カメラ13は耐熱ガラス11
内に封入されている。このような測温ユニットが上下に
一対配置されている。14は冷却装置、15は基板位置
決めストッパーである。
In these figures, 1 is a printed wiring board,
2 is an electronic component with narrow pitch leads mounted on the printed wiring board 1 via cream solder, A is a reflow furnace, and A is a reflow furnace.
Reference numeral 1 is a local heating portion, and A2 is a whole heating portion. 3 is a conveyor for carrying the substrate, 4 is a shutter on the substrate loading side, 5 is O 2
Exhaust port, 6 is an inert gas (helium He) supply port, 7
Is a local heating head, 8 is a local heating nozzle, 9 is a preliminary nozzle, and 10 is a heating head lifting device. Two such local heating units are installed side by side. 11 is a heat-resistant glass, 12 is a temperature sensor, and 13 is an infrared camera.
The temperature sensor 12 and the infrared camera 13 are heat-resistant glass 11
It is enclosed inside. A pair of such temperature measuring units is arranged vertically. Reference numeral 14 is a cooling device, and 15 is a substrate positioning stopper.

【0016】16は再溶融防止シールド治具加工装置、
17は分割治具部押し棒、18は熱負荷・再溶融防止一
体型治具板、19は熱負荷・再溶融防止一体型治具板1
8をヒーターに対してセッティングするときのスライド
経路である。
Reference numeral 16 is a remelting prevention shield jig processing device,
Reference numeral 17 designates a jig for pushing a division jig, 18 a jig plate for integrated heat load / remelting prevention, and 19 for a jig plate 1 integrated heat load / remelting prevention
8 is a slide path when setting 8 to the heater.

【0017】20は全体加熱用移動ヒーターであり、コ
ンベヤ3の上下においてそれぞれ循環移動するように配
置されている。21は耐熱ガラス、22は温度センサ
ー、23は赤外線カメラである。温度センサー22と赤
外線カメラ23は耐熱ガラス21内に封入されている。
このような測温ユニットが上下に一対配置されている。
Reference numeral 20 denotes a moving heater for heating the entire body, which is arranged above and below the conveyor 3 so as to circulate and move. Reference numeral 21 is a heat-resistant glass, 22 is a temperature sensor, and 23 is an infrared camera. The temperature sensor 22 and the infrared camera 23 are enclosed in the heat resistant glass 21.
A pair of such temperature measuring units is arranged vertically.

【0018】24は冷却装置、25は出口側のシャッタ
である。
Reference numeral 24 is a cooling device, and 25 is a shutter on the outlet side.

【0019】30はパーソナルコンピュータ(パソコ
ン)であり、これには、データ入力部31、比較・判定
部32、第1メモリ部33、第2メモリ部34および補
正データ部35が含まれている。
Reference numeral 30 is a personal computer (personal computer), which includes a data input unit 31, a comparison / determination unit 32, a first memory unit 33, a second memory unit 34, and a correction data unit 35.

【0020】次に、図3に示すフローチャートを参照し
ながら動作を説明する。
Next, the operation will be described with reference to the flow chart shown in FIG.

【0021】本実施例の狭ピッチ電子部品用のリフロー
ハンダ付け装置は、実際の製造過程に入る前に、リフロ
ー炉A内における不活性ガス(He)による雰囲気の状
態、局部加熱部A1や全体加熱部A2のトータルな状況
などを含めてハンダ付けを最適に行うための条件を、パ
ソコン30を用いて分析・判定させる。そのため、生産
のスタート時において、次のようなデータをデータ入力
部31より入力し第1メモリ部33に格納しておく。す
なわち、O2 濃度、印刷配線基板の材質(紙フェノー
ル,ガラスエポキシその他)、基板の大きさ(縦×横×
厚み)、目標搭載部品である狭ピッチ電子部品のリード
ピッチ,ピン数,ランド面積,ボディ材質,リード材
質,部品点数,XY座標、基準温度(予熱温度,リフロ
ー温度,時間の規定)などのデータを入力する(ステッ
プS1)。
The reflow soldering apparatus for a narrow pitch electronic component according to the present embodiment, before starting the actual manufacturing process, is in an atmosphere of an inert gas (He) in the reflow furnace A, the local heating section A1 and the whole. The conditions for optimal soldering including the total condition of the heating part A2 are analyzed and judged using the personal computer 30. Therefore, at the start of production, the following data is input from the data input unit 31 and stored in the first memory unit 33. That is, the O 2 concentration, the material of the printed wiring board (paper phenol, glass epoxy, etc.), the size of the board (length × width ×)
(Thickness), lead pitch of narrow-pitch electronic parts that are target mounting parts, number of pins, land area, body material, lead material, number of parts, XY coordinates, reference temperature (preheating temperature, reflow temperature, time specification), etc. Is input (step S1).

【0022】狭ピッチ電子部品についての上記のような
入力データに基づいて、局部加熱ノズル8の移動および
位置決めを自動的に行う。また、対象となる狭ピッチ電
子部品をシールド保護するため、前記の入力データに基
づいて、再溶融防止シールド治具加工装置16における
分割治具部押し棒17を動作させ、印刷配線基板1上に
クリームハンダを介して搭載されている狭ピッチ電子部
品2の配置に合わせて、熱負荷・再溶融防止一体型治具
板18の加工を行う。この加工が完了した再溶融防止シ
ールド治具加工装置16はスライド経路19に沿って自
動的にスライド移動し、全体加熱部A2における全体加
熱用移動ヒーター20に対してセッティングする。これ
と並行して、O2 排気口5より酸化の要因であるO2
リフロー炉Aから排出するとともに、不活性ガス供給口
6よりヘリウムHeをリフロー炉A内に供給する。酸素
レス雰囲気で、ヘリウムHeによる雰囲気が安定した後
は、予めパソコン30に登録してある物質との材質の違
いによる熱伝導率データおよび前記入力データを加味し
た演算処理を行い、局部加熱部A1についての加熱時の
温度上昇カーブを推測する。さらに、これと並行して、
前記入力データに基づいて全体加熱部A2における全体
加熱用移動ヒーター20についての加熱時の温度上昇カ
ーブを推測する。そして、前記入力データのうちの基準
温度条件(予熱温度,リフロー温度,時間の規定)のデ
ータと前記の推測データとの比較・分析を行い、これに
より、この時点での最適条件(局部加熱部A1および全
体加熱部A2の温度条件、コンベヤ3の速度)が決定さ
れることになる(以上、ステップS2)。
The local heating nozzle 8 is automatically moved and positioned based on the input data as described above for the narrow pitch electronic component. In addition, in order to shield the target narrow-pitch electronic component from the shield, the split jig portion push rod 17 in the remelting prevention shield jig processing device 16 is operated based on the input data, and the printed wiring board 1 The heat load / remelting prevention integrated jig plate 18 is processed in accordance with the arrangement of the narrow pitch electronic components 2 mounted via the cream solder. The remelting prevention shield jig processing device 16 that has completed this processing automatically slides along the slide path 19 and sets it on the overall heating moving heater 20 in the overall heating section A2. In parallel with this, the O 2 is a factor of the oxidation than O 2 outlet 5 as well as discharged from the reflow furnace A, supplied from the inert gas supply port 6 helium He reflow furnace A. In the oxygen-less atmosphere, after the atmosphere of helium He is stabilized, a calculation process is performed in consideration of the thermal conductivity data and the input data depending on the material difference from the material registered in the personal computer 30 in advance, and the local heating unit A1 Estimate the temperature rise curve during heating. Furthermore, in parallel with this,
Based on the input data, the temperature rise curve during heating of the moving heater 20 for whole heating in the whole heating unit A2 is estimated. Then, the data of the reference temperature condition (preheating temperature, reflow temperature, time) of the input data and the estimated data are compared and analyzed, whereby the optimum condition at this point (the local heating unit The temperature conditions of A1 and the overall heating unit A2, the speed of the conveyor 3) are determined (above, step S2).

【0023】次に、以上のようにして決定された最適条
件をベースにして複数回のシミュレーションを実施す
る。O2 濃度の設定を実行し(ステップS3)、安定す
るのを待って、局部加熱ヘッド7の温度設定を実行し
(ステップS4)、安定するのを待って、全体加熱部A
2の全体加熱用移動ヒーター20の温度設定を実行し
(ステップS5)、安定するのを待って、コンベヤ3の
速度設定を実行し(ステップS6)、安定するのを待
つ。
Next, a plurality of simulations are carried out based on the optimum conditions determined as described above. After setting the O 2 concentration (step S3), wait until it stabilizes, set the temperature of the local heating head 7 (step S4), wait until it stabilizes, and set the whole heating part A
The temperature setting of the moving heater 20 for whole heating of No. 2 is executed (step S5), the stabilization is waited, the speed setting of the conveyor 3 is executed (step S6) and the stabilization is waited.

【0024】次に、1回目のシミュレーションに入る。
狭ピッチ電子部品2を搭載した印刷配線基板1を自動的
にコンベヤ3にてリフロー炉A内に搬入し、リフロー炉
A内を搬送していく。搬入後には、基板位置決めストッ
パー15が印刷配線基板1を位置決めする。加熱ヘッド
昇降装置10が動作して局部加熱ヘッド7が下降する。
不活性ガス供給口6から供給されたヘリウムHeが局部
加熱ヘッド7によって加熱され、そのホットヘリウムH
eを局部加熱ヘッド7における多数の局部加熱ノズル8
から狭ピッチ電子部品2の各リードに吹き付け、これら
リードを局部加熱し、リードをハンダ付けする。各リー
ドごとの加熱方法であるため、狭ピッチ電子部品2のボ
ディに対する直接的な熱的悪影響がない。また、酸化要
因をもたないヘリウムHeを加熱媒体としているため、
ハンダに対して効率良く活性を与えることができる。熱
伝導率の点でも、従来の窒素N2 と本実施例のヘリウム
Heとの比較では、窒素N2 が286kcal/mh3
50℃であるのに対し、ヘリウムHeは1649kca
l/mh350℃と、約5.7倍もヘリウムHeの方が
熱伝導に優れている。また、ヘリウムHeの方が熱伝導
率が高いので、リードに吹き付けるホットヘリウムHe
も短時間で温度上昇し、その使用量は少なくてすむとと
もに、処理時間も短くてすむ。このように、熱伝導特性
のすぐれたヘリウムHeと局部加熱ノズル8による局部
加熱との組み合わせにより、狭ピッチ電子部品2のリー
ドに対するハンダ付けが可能となる。
Next, the first simulation is started.
The printed wiring board 1 on which the narrow-pitch electronic components 2 are mounted is automatically carried into the reflow furnace A by the conveyor 3 and conveyed in the reflow furnace A. After the carry-in, the board positioning stopper 15 positions the printed wiring board 1. The heating head elevating device 10 operates and the local heating head 7 descends.
The helium He supplied from the inert gas supply port 6 is heated by the local heating head 7, and the hot helium H
e is a large number of local heating nozzles 8 in the local heating head 7.
From each of them, the leads are sprayed onto each lead of the narrow pitch electronic component 2, these leads are locally heated, and the leads are soldered. Since it is a heating method for each lead, there is no direct thermal adverse effect on the body of the narrow pitch electronic component 2. In addition, since the heating medium is helium He, which has no oxidation factor,
The activity can be efficiently given to the solder. Also in terms of thermal conductivity, when comparing the conventional nitrogen N 2 with the helium He of this embodiment, the nitrogen N 2 is 286 kcal / mh3.
Helium He is 1649kca while it is 50 ℃
1 / mh 350 ° C., which is about 5.7 times that of helium He is superior in heat conduction. In addition, since helium He has a higher thermal conductivity, hot helium He sprayed on the leads is used.
The temperature rises in a short time, the amount used is small, and the processing time is short. As described above, by combining helium He having excellent heat conduction characteristics and local heating by the local heating nozzle 8, it is possible to solder the leads of the narrow pitch electronic component 2.

【0025】次に、赤外線カメラ13によって、局部加
熱の終了した印刷配線基板1の表面温度と裏面温度の分
布を測定する(ステップS7)。なお、この赤外線カメ
ラ13は耐熱ガラス11で覆われており、耐熱ガラス1
1内には図示しない冷却ノズルより冷却空気を供給する
ことで赤外線カメラ13を冷却している。上記のように
ハンダ付け直後に温度測定されたデータはパソコン30
へ伝送され、データ入力部31より第1メモリ部33に
格納され、比較・判定部32において先の最適条件とし
ての温度データと比較・判定され、その結果、補正デー
タ部35から適当な補正データがフィードバック的に出
力される(ステップS8)。赤外線カメラ13での測温
の終了した印刷配線基板1は冷却装置14に送られて冷
却され、確実で信頼性の高いハンダ付けが行われること
となる。
Next, the infrared camera 13 measures the distribution of the front surface temperature and the rear surface temperature of the printed wiring board 1 that has been locally heated (step S7). The infrared camera 13 is covered with the heat-resistant glass 11,
The infrared camera 13 is cooled by supplying cooling air to the inside of 1 through a cooling nozzle (not shown). As described above, the data obtained by measuring the temperature immediately after soldering is the personal computer 30.
Is transmitted to the first memory unit 33 from the data input unit 31 and is compared and judged with the temperature data as the optimum condition in the comparison / judgment unit 32. As a result, the correction data unit 35 outputs appropriate correction data. Is output in a feedback manner (step S8). The printed wiring board 1 whose temperature has been measured by the infrared camera 13 is sent to the cooling device 14 and cooled, so that reliable and highly reliable soldering is performed.

【0026】その印刷配線基板1は、引き続いてコンベ
ヤ3により全体加熱部A2へと自動的に搬入される。全
体加熱用移動ヒーター20は回路ブロック別加熱が行え
る構造をもっている。多数の縦横に配列されたノズル状
熱風噴出口を有している。そして、すでに局部加熱部A
1においてリードがハンダ付けされた狭ピッチ電子部品
2に対する熱負荷印加と再溶融を防止する構造を伴って
いる。それが再溶融防止シールド治具加工装置16であ
る。また、他の電子部品2に対しては均一加熱の機能を
備えている。
Subsequently, the printed wiring board 1 is automatically carried into the overall heating section A2 by the conveyor 3. The moving heater 20 for whole heating has a structure capable of performing heating for each circuit block. It has a large number of nozzle-shaped hot air jets arranged vertically and horizontally. And already the local heating part A
1 has a structure for preventing application of heat load and re-melting to the narrow pitch electronic component 2 to which the leads are soldered. This is the remelting prevention shield jig processing device 16. Further, the other electronic component 2 has a function of uniform heating.

【0027】上下の全体加熱用移動ヒーター20はとも
に、コンベヤ3による印刷配線基板1の搬送方向と同一
の方向に循環するようになっている。その循環の過程に
おいて、全体加熱用移動ヒーター20は印刷配線基板1
に対して回路ブロック別加熱を行う。すなわち、リフロ
ーハンダ付けの中で最も重要な工程の一つである予備加
熱を効率良く行うためである。予備加熱が正しく行われ
るか否かでハンダ付けの良否が決定されるといっても過
言ではない。
The upper and lower moving heaters 20 for whole heating are both circulated in the same direction as the direction in which the printed wiring board 1 is conveyed by the conveyor 3. In the process of circulation, the moving heater 20 for heating the entire body is mounted on the printed wiring board
The circuit blocks are heated separately. That is, this is to efficiently perform preheating, which is one of the most important steps in reflow soldering. It is no exaggeration to say that the quality of soldering is determined by whether preheating is performed correctly.

【0028】リフローハンダの場合、ペースト状フラッ
クス(天然・合成樹脂+溶剤+増粘剤+チクソ剤+活性
剤)とハンダ粉末を混練したものを使用する。フラック
スの主成分である天然・合成樹脂とは松ヤニと活性化さ
せたロジンを示し、これは部品固定のための粘性機材で
もあるが、ほかに酸化銅の洗浄作用やリフローときのハ
ンダ付け部の再酸化防止機能も有する。さらに、溶剤
(カルビトール系,エーテル系)を用いて調整を行う。
次に、ハンダ粉末とフラックス分離抑制とチクソ性の向
上のために、増粘剤とチクソ剤を付与し、さらにハンダ
付け性の向上のために活性剤を添加する。
In the case of reflow solder, paste-like flux (natural / synthetic resin + solvent + thickener + thixotropic agent + activator) and solder powder are kneaded. Natural / synthetic resin, which is the main component of the flux, means pine resin and activated rosin, which is also a viscous material for fixing parts, but it is also used for cleaning copper oxide and soldering parts during reflow. It also has the function of preventing reoxidation. Furthermore, adjustment is performed using a solvent (carbitol-based, ether-based).
Next, a thickener and a thixotropic agent are added in order to suppress the separation of flux from the solder powder and improve the thixotropy, and an activator is added to further improve the solderability.

【0029】前記のフラックスの調整剤としては、印刷
配線基板1に対して銅箔面に自動的に塗布することによ
りペースト状になっていた方が都合が良いことから、溶
剤を使用している。そのため、予備加熱で余分な溶剤は
揮発させ、リフロー時に残留した溶剤による飛散などの
発生がないようにし、また、部品,基板に対してリフロ
ー時の急激な加熱に起因して起こる曲がりや反りや微小
クラックなどの問題を防止するようにしている。
As the above-mentioned flux adjusting agent, it is convenient that the paste is formed by automatically applying the copper foil surface to the printed wiring board 1, so that a solvent is used. . Therefore, the excess solvent is volatilized during preheating to prevent the occurrence of scattering due to the residual solvent during reflow, and the bending and warpage caused by the rapid heating during reflow on parts and boards. We try to prevent problems such as minute cracks.

【0030】以上のようなことから、予備加熱が効率良
く行われていないと良好なハンダ付けがむずかしくな
る。本実施例では、回路ブロック別加熱もさることなが
ら、従来の窒素N2 に比べてはるかに熱伝導率の高いヘ
リウムHeを使用しているので、均一加熱性が充分に高
いものとなる。
From the above, if the preheating is not efficiently performed, good soldering becomes difficult. In this embodiment, helium He having a much higher thermal conductivity than that of the conventional nitrogen N 2 is used as well as the heating for each circuit block, so that the uniform heating property is sufficiently high.

【0031】予備加熱が行われた印刷配線基板1はコン
ベヤ3により終端のリフロー部へと搬入されるととも
に、全体加熱用移動ヒーター20によって均一に加熱さ
れる。
The printed wiring board 1 that has been preheated is carried into the reflow section at the end by the conveyor 3 and is uniformly heated by the moving heater 20 for overall heating.

【0032】リフロー工程では、適当な温度(均一加熱
度)と時間によって、ハンダ中のスズ(Sn)が母材金
属に対して拡散する現象により金属間化合物層が生成さ
れる。
In the reflow step, an intermetallic compound layer is formed by the phenomenon that tin (Sn) in the solder diffuses into the base metal at an appropriate temperature (uniform heating degree) and time.

【0033】つまり、金属間化合物層の形成の度合い
は、特に温度的な要因(均一加熱)が重要となる。本実
施例では、不活性ガスとしてのヘリウムHeを予備加熱
およびリフローにおいて、ホットヘリウムHeを用いた
回路ブロック別加熱を行うので、一層効率の良い均一加
熱が行える。すなわち、熱伝導率が良い分、電子部品2
に対する加熱時間が短くてよく、かつ、吹き付け量も少
なくてよい。したがって、電子部品2に与えるダメージ
を大幅に軽減することができる。また、均一加熱により
金属間化合物層の形成度合いも向上し、品質の良いハン
ダ付けが可能となる。
That is, with respect to the degree of formation of the intermetallic compound layer, a temperature factor (uniform heating) is particularly important. In this embodiment, since the helium He as the inert gas is preheated and reflowed, the heating for each circuit block using the hot helium He is performed, so that more efficient uniform heating can be performed. That is, since the thermal conductivity is good, the electronic component 2
The heating time may be short and the amount of spraying may be small. Therefore, the damage given to the electronic component 2 can be significantly reduced. Further, the uniform heating improves the degree of formation of the intermetallic compound layer, and enables high quality soldering.

【0034】リフロー部でのハンダ付けが完了すると、
リフロー部の後方にある赤外線カメラ23によってリフ
ロー直後の印刷配線基板1の表面温度と裏面温度の分布
を測定する(ステップS7)。なお、この赤外線カメラ
23も耐熱ガラス21で覆われており、耐熱ガラス21
内には図示しない冷却ノズルより冷却空気を供給するこ
とで赤外線カメラ23を冷却している。上記のようにリ
フロー直後に温度測定されたデータはパソコン30へ伝
送され、データ入力部31より第1メモリ部33に格納
され、比較・判定部32において先の最適条件としての
温度データと比較・判定され、その結果、補正データ部
35から適当な補正データがフィードバック的に出力さ
れる(ステップS8)。赤外線カメラ23での測温の終
了した印刷配線基板1は冷却装置24に送られて冷却さ
れ、さらにリフロー炉Aの外側へと搬出される。以上に
よって、リフローハンダ付けの1回目のシミュレーショ
ンが終了する。
When the soldering in the reflow section is completed,
The distribution of the front surface temperature and the rear surface temperature of the printed wiring board 1 immediately after the reflow is measured by the infrared camera 23 located behind the reflow section (step S7). The infrared camera 23 is also covered with the heat resistant glass 21.
The infrared camera 23 is cooled by supplying cooling air from a cooling nozzle (not shown). As described above, the temperature measured data immediately after the reflow is transmitted to the personal computer 30, stored in the first memory unit 33 from the data input unit 31, and compared with the temperature data as the optimum condition in the comparison / determination unit 32. The determination is made, and as a result, appropriate correction data is output as feedback from the correction data unit 35 (step S8). The printed wiring board 1 whose temperature has been measured by the infrared camera 23 is sent to the cooling device 24 to be cooled and further carried out to the outside of the reflow furnace A. With the above, the first simulation of reflow soldering is completed.

【0035】次に、2回目のシミュレーションに移る。
1回目のシミュレーションの判定データを基にして、測
定データとの比較・判定後、次の最適条件を決定する。
上記と同様に、局部加熱ヘッド7の温度設定を実行し
(ステップS9)、安定するのを待って、全体加熱部A
2の全体加熱用移動ヒーター20の温度設定を実行し
(ステップS10)、安定するのを待って、コンベヤ3
の速度設定を実行し(ステップS11)、安定するのを
待つ。そして、再び、狭ピッチ電子部品2を搭載した印
刷配線基板1を自動的にコンベヤ3にてリフロー炉A内
に搬入し、リフロー炉A内を搬送していく。前記と同様
にして、局部加熱部A1と全体加熱部A2とでハンダ付
けが行われ、シミュレーションは終了し、最終目的であ
る最適条件が分析・判定されることとなる。
Next, the second simulation will be performed.
Based on the judgment data of the first simulation, the next optimum condition is determined after comparison and judgment with the measurement data.
Similarly to the above, the temperature setting of the local heating head 7 is executed (step S9), and after waiting for stabilization, the entire heating unit A
The temperature setting of the moving heater 20 for whole heating of No. 2 is executed (step S10), and after waiting for stabilization, the conveyor 3
The speed setting is performed (step S11), and the process waits until it stabilizes. Then, again, the printed wiring board 1 on which the narrow-pitch electronic components 2 are mounted is automatically carried into the reflow furnace A by the conveyor 3 and conveyed in the reflow furnace A. In the same manner as described above, soldering is performed between the local heating section A1 and the overall heating section A2, the simulation ends, and the optimum condition which is the final purpose is analyzed and determined.

【0036】以上、詳述したように、本実施例によれ
ば、 (1)狭ピッチ電子部品(SMT部品:リードピッチ
0.5mm以下)のハンダ付けが可能となる。
As described above in detail, according to the present embodiment, (1) it is possible to solder a narrow pitch electronic component (SMT component: lead pitch 0.5 mm or less).

【0037】(2)リードを局部加熱ノズル8で押さえ
るため、リードの浮き上がりを防止することができる。
(2) Since the lead is pressed by the local heating nozzle 8, the lead can be prevented from rising.

【0038】(3)局部加熱方式をとったため、電子部
品2のボディ部に対する熱的悪影響が少ない。
(3) Since the local heating method is adopted, the thermal adverse effect on the body portion of the electronic component 2 is small.

【0039】(4)加熱媒体として熱伝導率の非常に高
いヘリウムHeを用いたので、ハンダ部に対する熱伝導
性が良く、均一加熱が可能となる。
(4) Since helium He having a very high thermal conductivity is used as the heating medium, the thermal conductivity to the solder portion is good and uniform heating is possible.

【0040】(5)シミュレーションシステムを採用し
ているので、従来は温度管理が困難であったリフローハ
ンダ付け装置において、最適条件に近づけることができ
る。
(5) Since the simulation system is used, it is possible to approach the optimum conditions in the reflow soldering device which has conventionally been difficult to control the temperature.

【0041】(6)ハンダ付けの基礎データを入力する
ことにより、条件が異なるハンダ付けであっても、最適
条件に近づけることができる。
(6) By inputting the basic soldering data, the optimum conditions can be approximated even if the soldering conditions are different.

【0042】(7)局部加熱方式を採用しているため、
ハンダブリッジの発生がない。
(7) Since the local heating system is adopted,
There is no solder bridge.

【0043】(8)局部加熱方式を採用しているため、
ハンダボールの発生がない。
(8) Since the local heating system is adopted,
No solder balls are generated.

【0044】(9)局部加熱方式を採用しているため、
TABやプラスチックパッケージなどへの対応も容易で
ある。
(9) Since the local heating system is adopted,
It is easy to handle TAB and plastic packages.

【0045】(10)局部加熱方式のみによるリフロー
ハンダ付け装置としても使用できるし、全体加熱方式の
みによるリフローハンダ付け装置としても使用できる。
(10) It can be used as a reflow soldering device using only the local heating method, or can be used as a reflow soldering device using only the entire heating method.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、狭ピッ
チ電子部品であっても、ボディ部への熱的悪影響を抑制
できるとともに、ハンダブリッジを生じさせない良好な
状態で電子部品を印刷配線基板にリフローハンダ付けす
ることができる。
As described above, according to the present invention, even in the case of a narrow pitch electronic component, it is possible to suppress an adverse thermal effect on the body portion and to print the electronic component in a good state in which a solder bridge does not occur. Can be reflow soldered to the wiring board.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例に係る狭ピッチ電子部品対応
のリフローハンダ付け装置の構造を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a structure of a reflow soldering device for a narrow pitch electronic component according to an embodiment of the present invention.

【図2】実施例のリフローハンダ付け装置の概略構成図
である。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a reflow soldering device according to an embodiment.

【図3】実施例のリフローハンダ付け装置の動作説明に
供するフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of the reflow soldering device of the embodiment.

【図4】従来のリフローハンダ付け装置を示す概略構成
図である。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing a conventional reflow soldering device.

【図5】従来のリフローハンダ付け装置の動作説明に供
するフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart for explaining the operation of a conventional reflow soldering device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A……リフロー炉 A1…局部加熱部 A2…全体加熱部 1……印刷配線基板 2……狭ピッチ電子部品 3……コンベヤ 4……シャッタ 5……O2 排気口 6……不活性ガス(ヘリウム)供給口 7……局部加熱ヘッド 8……局部加熱ノズル 9……予備ノズル 10……加熱ヘッド昇降装置 11……耐熱ガラス 12……温度センサー 13……赤外線カメラ 14……冷却装置 15……基板位置決めストッパー 16……再溶融防止シールド治具加工装置 17……分割治具部押し棒 18……熱負荷・再溶融防止一体型治具板 19……スライド経路 20……全体加熱用移動ヒーター 21……耐熱ガラス 22……温度センサー 23……赤外線カメラ 24……冷却装置 25……シャッタ 30……パソコン 31……データ入力部 32……比較・判定部 33……第1メモリ部 34……第2メモリ部 35……補正データ部A ... Reflow furnace A1 ... Local heating part A2 ... Whole heating part 1 ... Printed circuit board 2 ... Narrow pitch electronic parts 3 ... Conveyor 4 ... Shutter 5 ... O 2 exhaust port 6 ... Inert gas ( Helium) supply port 7 ... Local heating head 8 ... Local heating nozzle 9 ... Spare nozzle 10 ... Heating head lifting device 11 ... Heat-resistant glass 12 ... Temperature sensor 13 ... Infrared camera 14 ... Cooling device 15 ... … Substrate positioning stopper 16 …… Remelting prevention shield jig processing device 17 …… Split jig push rod 18 …… Heat load / remelting prevention integrated jig plate 19 …… Slide path 20 …… Movement for whole heating Heater 21 ...... Heat-resistant glass 22 ...... Temperature sensor 23 ...... Infrared camera 24 ...... Cooling device 25 ...... Shutter 30 ...... Personal computer 31 ...... Data input part 32 ...... Comparison and judgment 33 ...... first memory unit 34 ...... second memory unit 35 ...... correction data unit

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 狭ピッチ電子部品をクリームハンダを介
して搭載した印刷配線基板をリフロー炉内で搬送しなが
ら加熱してリフローを行ってハンダ付けするリフローハ
ンダ付け装置であって、前記狭ピッチ電子部品の各リー
ドのそれぞれに対して局部加熱ヘッドの局部加熱ノズル
を接近または当接させ、前記局部加熱ノズルからホット
ヘリウムを供給することにより、リフローハンダ付けす
ることを特徴とするリフローハンダ付け装置。
1. A reflow soldering device for heating a printed wiring board having a narrow-pitch electronic component mounted thereon via a cream solder to carry out reflow soldering while conveying the printed wiring board in a reflow oven. A reflow soldering device characterized in that reflow soldering is performed by bringing a local heating nozzle of a local heating head close to or in contact with each lead of a component and supplying hot helium from the local heating nozzle.
JP27430893A 1993-11-02 1993-11-02 Reflow soldering device Pending JPH07131149A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09232747A (en) * 1996-02-27 1997-09-05 Kofu Nippon Denki Kk Soldering and device
EP1734136A2 (en) 2005-06-15 2006-12-20 Rolls-Royce plc Method and apparatus for the treatment of a component
KR100741834B1 (en) * 2005-10-25 2007-07-24 삼성전기주식회사 Reflow soldering apparatus for flexible printed circuit board

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