JPH09148729A

JPH09148729A - はんだリフロー装置及びプリント基板製造方法

Info

Publication number: JPH09148729A
Application number: JP30862395A
Authority: JP
Inventors: Shunichi Iwanaga; 俊一岩永
Original assignee: Renesas Semiconductor Manufacturing Co Ltd; Kansai Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: Renesas Semiconductor Manufacturing Co Ltd; Kansai Nippon Electric Co Ltd
Priority date: 1995-11-28
Filing date: 1995-11-28
Publication date: 1997-06-06

Abstract

(57)【要約】【課題】プリント基板の薄型化、ＩＣ等多ピン電子部
品の搭載増加などで、はんだ付けするときにプリント基
板が自重あるいは部品の重さにより下方に撓み、幅の広
い部品にはんだ未接合の不良が発生する欠点があった。【解決手段】はんだリフロー装置の加熱炉２の出口直
下に気体吹き出し口３設け、撓んだプリント基板１の下
方から冷却した気体を吹き付け、あるいは張力をプリン
ト基板１に与えてプリント基板１の撓みを矯正し、はん
だ付けを行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は母基板となるプリ
ント基板上のクリームはんだを加熱溶融して、サブ基板
又は多ピン型電子部品等をはんだにより接合をするはん
だリフロー装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】多種多様な電子部品をプリント基板の広
い範囲に実装するとき、プリント基板上の広範囲のクリ
ームはんだを加熱溶融するために、はんだリフロー装置
が用いられてきた。最近ではプリント基板に電子部品を
はんだ付けする他に、サブ基板に電子部品を配して、こ
のサブ基板を母基板となるプリント基板にはんだ付けし
たり、ピン数が多い多ピン型電子部品を母基板となるプ
リント基板にはんだ付けすることが多くなってきた。従
来のはんだリフロー装置は図５に示すように、加熱炉２
０と、プリント基板１０の両側端部１５を保持し装置内
を循環する搬送用チェーンを含むコンベア式搬送装置４
０と、加熱炉２０の出口から出てくるプリント基板１０
に上方から空気を吹き付けて冷却する冷却部３０とから
構成されていた。

【０００３】図６に示すように、搬送用コンベア４１に
プリント基板１０の端部１５を保持し、加熱炉２０内を
移動させ、加熱炉２０を通るときにクリームはんだを溶
融し、サブ基板又は多ピン型電子部品とプリント基板１
０との接合を行い、冷却部３０を通る時にはんだを固化
させ多ピン型電子部品あるいはサブ基板とプリント基板
との固定をおこなわせていた。冷却部３０においては、
はんだを効率的に固化させるべくプリント基板１０の上
方よりプリント基板全面に空気をファンで吹き付ける冷
却方法を採用していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、近年のプリン
ト基板の薄型化、ＩＣ等多ピン電子部品の搭載増加、あ
るいは挟ピッチ化のために、図７に示すようにプリント
基板１０の両側端部１５のみ支持した場合には、加熱さ
れ軟化したプリント基板１０が自重あるいは部品の重さ
により下方に撓み、プリント基板１０にサブ基板又は多
ピン型電子部品６０など幅の広い部品を接続しようとし
てもプリント基板１０と接触しない部分が生じ、はんだ
未接合の不良が発生する欠点があった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、プリント基板の両側端部を保持して搬送す
るコンベア式加熱炉によりはんだ付けするはんだリフロ
ー方法において、該加熱炉出口直下に気体吹き出し口を
設け、この気体吹き出し口から冷却された気体を該コン
ベアに保持して搬送される該プリント基板の下面に吹き
付け、該プリント基板の反りを矯正するプリント基板製
造方法を提供する。また、気体吹き出し口を前記プリン
ト基板を母基板として該基板上に配されるサブ基板又は
多ピン型電子部品搭載部位下面に向け、冷却された気体
を吹き付け、該プリント基板の該サブ基板又は多ピン型
電子部品の該搭載部位の反りを矯正するプリント基板製
造方法を提供する。また、前記プリント基板の前記サブ
基板又は多ピン型電子部品搭載部位下面に、冷却された
気体を吹き付け、該プリント基板上面と下面の温度差を
７０〜９０℃とし、該サブ基板又は多ピン型電子部品搭
載部位の反りを矯正するプリント基板製造方法を提供す
る。

【０００６】また、プリント基板と該プリント基板を母
基板として基板上に配されるサブ基板又は多ピン型電子
部品とをはんだ付けする加熱炉を持つコンベア式はんだ
リフロー装置において、該加熱炉出口直下に気体吹き出
し口を設けたはんだリフロー装置を提供する。また、前
記プリント基板の両側端部を保持して搬送するコンベア
式はんだリフロー装置において、前記コンベアの該プリ
ント基板を保持する保持部分に該プリント基板に張力を
与える手段を具備するはんだリフロー装置を提供する。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の一実施例を図によって説
明する。図１はリフロー装置の全体構成概念図を示す。
プリント基板１に塗布したクリームはんだを溶融するた
めのコンベア式加熱炉２とプリント基板１を外部から炉
内に搬入し、搬出するための搬送用チェーンを含むコン
ベア式搬送装置４とプリント基板１を冷却する冷却装置
３から成っている。

【０００８】さらに加熱炉３は炉内の温度分布を制御す
るため多段（実施例では３段）のヒータ群から成ってお
り図４に示すような温度プロフィールを設定し、ピーク
値は２１５〜２３０℃の温度になる。はんだの溶融温度
１８３℃以上の時間が４０ｓｅｃになるようにコンベア
による搬送スピードが設定されている。本発明の特徴で
ある冷却装置３を説明すると、加熱炉２出口直下１０ｍ
ｍ位離れたところに内径５ｍｍφの円筒形の気体吹き出
し口５を設け、冷却された気体をプリント基板１の通過
する位置のほぼ中央に上向きに吹き付ける。

【０００９】加熱炉２を通過するプリント基板１は炉内
で加熱され、接合するサブ基板又は多ピン型電子部品の
重量で下方に１〜２ｍｍ位撓んで出てくる。その状態の
まま徐冷されると従来例と同じようにプリント基板とサ
ブ基板又は多ピン型電子部品ははんだ未接合の部分が生
じるという状況が出現する。そのため、図２のような冷
却した気体の吹き出し口５から２０Ｌ／ｍｉｎの冷却し
た気体をプリント基板１の下面に吹き付け、母基板とな
るプリント基板１の上下面間に生じた温度差でもってこ
の上下面間に応力歪みの差が生じ、この応力差によりプ
リント基板の反りが解消されるという作用を生じる。

【００１０】プリント基板１の下面温度を下げ下面を収
縮させ撓みを修復して平坦度をだし、はんだをサブ基板
及び電子部品のピン全体に接触させ、その状態で冷却す
ることではんだ未接合のない良好な接合をすることがで
きる。尚、冷却された気体は一般に空気でよいが、電子
部品等の酸化を防止するために窒素等の不活性気体を用
いることができる。本発明はさらに下面のみから冷却さ
れた気体を吹き付ける場合だけでなく、撓みを矯正する
温度差を母基板となるプリント基板の上下面間に生じさ
せることができるように、上下で温度差のある気体をそ
れぞれの面に吹き付けてもよい。温度差が７０〜９０℃
の範囲にあるのはのは７０℃以下では下方向への撓みを
矯正する収縮が不足するためであり、また９０℃以上で
は収縮が大き過ぎ上面が伸び電子部品のピンに応力がか
かり不具合が生じることがあるからである。

【００１１】また、別の実施例では、図３に示すように
プリント基板１を搬送装置４に設置する時にプリント基
板１を保持する保持部分６をバネ７で搬送装置４に張架
して加熱炉２を通過させることで温度あるいは重量によ
る撓みを吸収して常に平面状態を保持し、良好なはんだ
付けを完了することができる。バネ７の強さはプリント
基板１の厚さや搭載部品の重さ等を考慮して決められ
る。

【００１２】

【発明の効果】下方からの冷却された気体の吹き出しに
よりプリント基板の上面と下面に温度差を生じさせて、
プリント基板の撓みを矯正する方法や張力によるプリン
ト基板の撓みを矯正する方法をとることで、はんだ未接
合のない良好なはんだ付けが可能になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のリフロー装置の断面図

【図２】本発明のリフロー装置の正面図

【図３】本発明の他のリフロー装置の正面図

【図４】本発明の加熱部の温度プロフィール

【図５】従来のリフロー装置

【図６】従来のリフロー装置の正面図

【図７】従来のリフロー装置の未接合状態を示す図

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【手続補正書】

【提出日】平成７年１２月５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】追加

【補正内容】