JPH0749151B2 - ハンダ付けリフロー炉 - Google Patents

ハンダ付けリフロー炉

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JPH0749151B2
JPH0749151B2 JP62276333A JP27633387A JPH0749151B2 JP H0749151 B2 JPH0749151 B2 JP H0749151B2 JP 62276333 A JP62276333 A JP 62276333A JP 27633387 A JP27633387 A JP 27633387A JP H0749151 B2 JPH0749151 B2 JP H0749151B2
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清四 千葉
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B23K1/008Soldering within a furnace
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/341Surface mounted components

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 概 要 プリント配線板の表面及び裏面の両面にチップ部品を平
面実装するためのハンダ付けリフロー炉に関し、 片面の実装作業終了時のプリント配線板の反りを防止す
ることを目的とし、 プリント配線板に形成された配線パターンにハンダ層を
介して実装部品を装着し、該ハンダ層を加熱炉内で再溶
融させて実装部品と配線パターンとの電気的及び機械的
な接続をなすようにしたハンダ付けリフロー炉におい
て、プリント配線板を加熱炉内で搬送するための搬送手
段を設け、この搬送手段上に、プリント配線板を実装部
品の装着されていない面で載置するための台座部とプリ
ント配線板を配線パターンの形成されていない部分で支
持するための支持部とを設けて構成する。
産業上の利用分野 本発明は、プリント配線板の表面及び裏面の両面にチッ
プ部品を平面実装するためのハンダ付けリフロー炉に関
する。
電子機器製造の分野においては、集積回路、抵抗器、コ
ンデンサ及びコネクタ等の電子部品を、配線パターンの
形成されたプリント配線板に装着し、電子部品と配線パ
ターンとをハンダ付けすることにより電子回路を構成す
るようにしている。近年においては、部品の装着作業も
しくはハンダ付け作業を自動化するため、あるいは実装
密度を高めるために、リフロー方式によりハンダ付けを
行なうことが多くなっている。リフロー方式は、配線パ
ターンにクリームハンダ等のハンダ層を介してチップ部
品(リード線を有していない部品)を装着し、該ハンダ
層を例えば加熱炉内で再溶融させることによって実装部
品と配線パターンとの電気的及び機械的な接続をなすよ
うにしたものである。このリフロー方式によれば、プリ
ント配線板の表面及び裏面の両面に電気回路を構成する
ことができるので、これによりさらに実装密度を高める
ことが可能となり、このため、チップ部品をプリント配
線板の両面に平面実装するためのハンダ付けリフロー炉
が要望されている。
従来の技術 第7図は従来のプリント配線板の一例の平面図である。
ガラス−エポキシ材等の絶縁体からなるプリント配線板
60に、複数の同一な配線パターンの形成された部分62及
び64を設けておき、これらの部分の表面及び裏面に異な
る電気回路を構成した後に、当該部分を打抜くかあるい
は予め形成された図示しないV字溝に沿ってプリント配
線板60を破断することにより、所望機能の電子回路部品
を得るものである。
第8図は平面実装を行なうのに適したチップ部品の一例
の斜視図である。このチップ部品66は、例えば抵抗体等
の機能部分68の電極部分にハンダ層70を形成してなる。
第9図(a)〜(d)は従来のリフロー方式の説明図で
ある。65はプリント配線板60上に積層された配線パター
ンであり(a)、まずこの配線パターン65上にクリーム
ハンダ72を塗布する(b)。ここでクリームハンダと
は、粉末状ハンダを粘性の高いフラックスと混合してク
リーム状にしたものである。次にチップ部品66を、その
ハンダ層部分70がクリームハンダ72に接触するようにプ
リント配線板60に押圧し、チップ部品66の仮固定を行な
う(c)。そして(c)の状態で加熱炉内で全体加熱を
行なうことによってクリームハンダ72とハンダ層70が溶
合い、ハンダ付け部分72′が形成される(d)。
第10図はプリント配線板の両面にチップ部品をリフロー
方式によって平面実装するためのリフロー炉の従来例を
示す図である。プリント配線板60を支持部材76により支
持し、紙面に垂直な方向に温度プロファイルの設定され
た加熱炉74内を所定速度で搬送するようにしたものであ
る。支持部材76による支持部分がプリント配線板60の縁
部に限定されているのは、プリント配線板60の図中下側
に一旦平面実装されたチップ部品の移動及び脱落を防止
するためである。
発明が解決しようとする問題点 しかし、第10図に示される従来のリフロー炉の構成であ
ると、プリント配線板をその縁部だけにおいて支持して
いるために、プリント配線板をハンダ溶融温度以上の温
度(200度程度)に加熱すると、プリント配線板が例え
ば軟化点温度が130℃のガラス−エポキシ基板である場
合に、プリント配線板が自重によって反ってしまうこと
があり問題であった。すなわち両面実装を行なう場合に
は、まずプリント配線板の第1面にリフロー方式によっ
てチップ部品を実装した後に、第2面へのクリームハン
ダの塗布及びチップ部品の装着を行なうことを要すか
ら、プリント配線板に反りが生じると、これらの作業を
自動化するに際して支障をきたすという問題があった。
本発明の目的は、第1面への部品実装に際してプリント
配線板に反りが発生することがなく、且つ、第2面への
部品実装に際して第1面に既に実装されている部品が脱
落等することのないハンダ付けリフロー炉を提供するこ
とにある。
問題点を解決するための手段 第1図は本発明の原理構成図である。
本発明のハンダ付けリフロー炉は、プリント配線板1に
形成された配線パターンにハンダ層を介して実装部品を
装着し、該ハンダ層を加熱炉2内で再溶融させて実装部
品と配線パターンとの電気的及び機械的な接続をなすよ
うにしたハンダ付けリフロー炉において、プリント配線
板1を加熱炉2内で搬送するための搬送手段3を設け、
この搬送手段3上に、プリント配線板1を実装部品の装
着されていない面で載置するための略平坦な台座部4と
プリント配線板1を配線パターンの形成されていない部
分で支持するための支持部5とを設けて構成される。
作 用 本発明の構成において、プリント配線板を実装部品の装
着されていない面で載置するための略平坦な部を搬送手
段上に設けているのは、プリント配線板の第1面へのチ
ップ部品の最初のハンダ付けの際に、プリント配線板が
自重によって反ることを防止するためである。プリント
配線板を配線パターンの形成されていない部分で支持す
るための支持部を搬送手段上に設けているのは、プリン
ト配線板の第2面へのチップ部品のハンダ付けの際に、
第1面のハンダ付け部分が再溶融してチップ部品が変位
乃至は脱落することを防止するためである。また両面実
装終了後はプリント配線板にある程度の反りが生じても
かまわないので、第2面へのチップ部品のハンダ付けの
際は、プリント配線板を台座部に載置して加熱炉内を通
過させる必要もなく、上記支持部による支持が十分だか
らである。
実 施 例 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第2図は本発明の実施例を示すハンダ付けリフロー炉の
断面構成図、第3図は第2図におけるIII−III線断面
図、第4図は第2図におけるIV方向矢視断面図である。
このハンダ付けリフロー炉は、マッフル12を外部から加
熱及び冷却して所定の温度プロファイルを形成し、マッ
フル12内においてプリント配線板を一定速度で搬送する
ようにしたものである。金属等の熱伝導性の良好な材質
からなるマッフル12は、プリント配線板の搬入部及び搬
出部を除いて密閉されており、その内部は、搬入側のエ
アカーテン22及び搬出側のエアカーテン24から噴出され
る窒素ガスによって窒素雰囲気とされている。26,28,30
はハンダ付けフラックス成分の蒸発ガス等をマッフル12
外部に排気するための排気装置である。14はマッフル12
の外部に設けられる断熱壁であり、この断熱壁14とマッ
フル12間には、搬入側から順に、予熱用ヒータ16、リフ
ロー用ヒータ18及び冷却装置20が設けられている。予熱
用ヒータ16及びリフロー用ヒータ18としては赤外線ラン
プを用いることができ、冷却装置20としては水冷型のも
のを用いることができる。
プリント配線板の搬送手段としては、駆動ローラ対、3
2,34間に巻回された無端状のメッシュベルト36が用いら
れている。メッシュベルト36上には、その幅方向概略2
分の1の部分に、支持部となる支持爪38が2列に配列さ
れている。支持爪38は、その突起部分をメッシュベルト
36に係止する等により配列位置を変更することができる
ようになっており、これにより種々のサイズのプリント
配線板の搬送が可能である。一方、メッシュベルト36上
の支持爪38が配列していない部分は平坦であることか
ら、台座部として機能することができ、ここにプリント
配線板を実装部品の装着されていない面で載置可能であ
る。
第5図は温度プロファイルの例であって、縦軸は温度、
横軸はリフロー炉内の通過時間又は通過距離である。予
熱用ヒータ6によって予備加熱が行なわれ、リフロー用
ヒータ18による本加熱によってハンダの再溶融が行なわ
れ、冷却装置20によって冷却が行なわれるものである。
第6図は本実施例のリフロー炉を用いてプリント配線板
の両面実装を行なう場合の手順を説明するための図であ
る。まず、プリント配線板40の第1面に形成された図示
しない配線パターン上にクリームハンダ44を塗布し
(a)、このクリームハンダ44上にチップ部品46をクリ
ームハンダ44の粘着力によって装着する(b)。次にこ
のプリント配線板40をメッシュベルト36の台座部で搬送
し(第4図)、クリームハンダ44等のリフローを行なう
ことによってハンダ付け部分44′を形成する(c)。そ
して、第1面に部品実装されたプリント配線板42の第2
面上に形成された図示しない配線パターンにクリームハ
ンダ48を塗布し(d)。このクリームハンダ48上にチッ
プ部品50を装着する(e)。最後に、このプリント配線
板42をメッシュベルト36上の支持爪38によって支持して
リフローを行ない(第4図)、第2面上にハンダ付け部
分48′を形成する(f)。
工程(a),(b)においてクリームハンダ44の塗布及
びチップ部品46の装着に関する作業を自動化することが
できるのは言うまでもないが、本実施例によれば、工程
(c)においてリフローをメッシュベルト36上の台座部
で行なっているから、プリント配線板に反りが生じるこ
とがなく、工程(d),(e)におけるクリームハンダ
48の塗布及びチップ部品50の装着に関しても容易に自動
化を達成することが可能となる。この場合に、プリント
配線板42の塗布・装着側と反対側の面(第1面)には既
にチップ部品46がハンダ付けによって固定されているか
ら、当該作業に際してチップ部品46が位置ずれしたり脱
落することがない。
なお、工程(f)において一旦ハンダ付け固定されたチ
ップ部品46のハンダ付け部分が再溶融するが、このと
き、チップ部品46は溶融ハンダの表面張力によってプリ
ント配線板に密着しており、且つ、チップ部品46はいず
れの部材にも当接していないので、チップ部品50のハン
ダ付け部分48′が形成されると同時に再びチップ部品46
のハンダ付け部分44″が形成され、各チップ部品46,50
のハンダ付け固定が達成されるものである。
発明の効果 以上詳述したように、本発明によると、第1面への部品
実装に際してプリント配線板に反りが発生することがな
く、且つ、第2面への部品実装に際して第1面に既に実
装されている部品が脱落等することのないハンダ付けリ
フロー炉の提供が可能になり、クリームハンダの塗布及
びチップ部品の装着等に関する作業の自動化の範囲が拡
大されるという効果を奏する。また、両面実装プリント
配線板の1回目のリフローと2回目のリフローとを同時
に行なうことができるから、生産効率が向上するという
効果もある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理構成図、 第2図は本発明の実施例を示すハンダ付けリフロー炉の
断面構成図、 第3図は第2図におけるIII−III線断面図、 第4図は第2図におけるIV方向矢視断面図、 第5図は第2図における示されるハンダ付けリフロー炉
の温度プロファイルの一例を示す図、 第6図は第2図に示されるハンダ付けリフロー炉を用い
て両面実装を行なう場合の手順説明図、 第7図は従来のプリント配線板の一例を示す平面図、 第8図は従来のチップ部品の一例を示す斜視図、 第9図は従来の一般的なリフロー方式の説明図、 第10図は従来のリフロー炉の一例を説明するための図で
ある。 1,40,42……プリント配線板、 2……加熱炉、3……搬送手段、 4……台座部、5……支持部、 12……マッフル、36……メッシュベルト、 38……支持爪、 44,48……クリームハンダ、 46,50……チップ部品。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】プリント配線板(1)に形成された配線パ
    ターンにハンダ層を介して実装部品を装着し、該ハンダ
    層を加熱炉(2)内で再溶融させて実装部品と配線パタ
    ーンとの電気的及び機械的な接続をなすようにしたハン
    ダ付けリフロー炉において、 プリント配線板(1)を加熱炉(2)内で搬送するため
    の搬送手段(3)を設け、 この搬送手段(3)上に、プリント配線板(1)を実装
    部品の装着されていない面で載置するための略平坦な台
    座部(4)とプリント配線板(1)を配線パターンの形
    成されていない部分で支持するための支持部(5)とを
    設けたことを特徴とするハンダ付けリフロー炉。
JP62276333A 1987-10-30 1987-10-30 ハンダ付けリフロー炉 Expired - Fee Related JPH0749151B2 (ja)

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