JPS63154261A - 気相半田付け装置 - Google Patents

気相半田付け装置

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Publication number
JPS63154261A
JPS63154261A JP29762786A JP29762786A JPS63154261A JP S63154261 A JPS63154261 A JP S63154261A JP 29762786 A JP29762786 A JP 29762786A JP 29762786 A JP29762786 A JP 29762786A JP S63154261 A JPS63154261 A JP S63154261A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steam atmosphere
atmosphere layer
soldering
temperature
article
Prior art date
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Pending
Application number
JP29762786A
Other languages
English (en)
Inventor
Norio Yabe
谷辺 範夫
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
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Publication of JPS63154261A publication Critical patent/JPS63154261A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • B23K1/012Soldering with the use of hot gas
    • B23K1/015Vapour-condensation soldering

Landscapes

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

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 本発明は、熔融すべき半田を付着させた物品を半田付は
処理槽内に上下2層に滞留した高温の下部蒸気雰囲気層
内及び低温の上部蒸気雰囲気層内に所定の順序で保持さ
せることにより物品の半田付は処理を行なう気相半田付
は装置において、下部蒸気雰囲気層と上部蒸気雰囲気層
との境界位置を検出する境界位置検出器の検出信号に基
づいて上部蒸気雰囲気層及び下部蒸気雰囲気層に対する
物品の停止位置を決定するとにより、下部蒸気雰囲気層
と上部蒸気雰囲気層との境界位置の変動に拘らず物品を
所定の順序に従って確実に上部蒸気雰囲気層内及び下部
蒸気雰囲気層内に保持させることができるようにしたも
のである。
(産業上の利用分野〕 本発明は、熔融すべき半田を付着させた物品を半田付は
処理槽内に上下2層に滞留した高温の下部蒸気雰囲気層
内及び低温の上部蒸気雰囲気層内に所定の順序で保持さ
せることにより物品の半田付は処理を行なう気相半田付
は装置に関し、更に詳しくは、上部蒸気雰囲気層と下部
蒸気雰囲気層との境界面の変動に応じて上部蒸気雰囲気
層及び下部蒸気雰囲気層に対する物品の停止位置を補正
することができる気相半田付は装置に関する。
半田付は処理槽内の上下2層の不活性蒸気雰囲気内で物
品の半田付は処理(リフロー処理)を行なう気相半田付
は法(ベーパー・フェイズ・ソルダリング)の原理は例
えば特公昭53−40934号公報に開示されているよ
うに公知である。
この半田付は処理法においては、熔融すべき半田が付着
された物品が、まず、半田付は処理槽内の下部蒸気雰囲
気層内に保持されて上部雰囲気内の蒸気により洗浄され
るとともに半田の融点よりも低い温度に予熱される。次
いで、物品は下部蒸気雰囲気層内に保持されて半田が下
部雰囲気内の蒸気の凝縮による潜熱により溶融される。
その後、物品は再び上部蒸気雰囲気層内に保持され、上
部雰囲気内の蒸気により洗浄された後、半田付は処理槽
から搬出される。
したがって、このような半田付は処理を確実に行なうた
めには、物品を所定の順序で確実に上部及び下部蒸気雰
囲気内に保持させる必要がある。
〔従来の技術〕
このような半田付は処理槽内の上下2層の不活性蒸気雰
囲気内で物品の半田付は処理(リフロー処理)を行なう
ための従来の気相半田付は装置の構造を第3図に示す。
この図を参照すると、バッチ形の半田付は処理槽1内に
は沸点の高い作動液2と沸点の低い作動液3とが混入さ
れて貯溜されており、半田付は処理槽1の底部にはこれ
ら作動液2.3を加熱して蒸発させるためのヒータ4が
設けられている。
高沸点の作動液2から生成される飽和蒸気2′は空気よ
りも重く、一方、低沸点の作動液3から生成される飽和
蒸気3′は高沸点の作動液2から生成される飽和蒸気2
′よりも軽く且つ空気よりも重い。したがって、作動液
2.3の蒸発により、半田付は処理槽1内の下部には高
沸点の作動液2から生成された飽和蒸気2′の層、すな
わち下部蒸気雰囲気層5が形成され、この下部蒸気雰囲
気層5の上に低沸点の作動液3から生成された飽和蒸気
3′の層、すなわち上部蒸気雰囲気層6が浮遊状態で形
成される。
半田付は処理槽1の内面には下部蒸気雰囲気層5内の飽
和蒸気2′のみを凝縮させて下部の作動液2,3内に還
流させるための下部コンデンサ7と上部蒸気雰囲気N6
内の飽和蒸気3′を凝縮させて下部の作動液2.3内に
還流させるための上部コンデンサ8とが上下に間隔を隔
てて配設されている。したがって、下部蒸気雰囲気層5
の上面5aの高さは下部コンデンサ7により規制される
こととなり、また、上部蒸気雰囲気NGの上面6aの高
さは上部コンデンサ8により規制されることになる。
熔融すべき半田が付着された物品9は搬送装置10の治
具11に支持されおり、治具11はモータ12によって
回転駆動される巻上げホイール13にワイヤ14を介し
て連結されている。
従来の気相半田付は装置は、巻上げホイール13に設け
られたピン15.16を検出するリミットスイッチ17
を備えており、ピン15.16は治具11上の物品9が
上部蒸気雰囲気N6内の所定位置(高さh2)及び下部
蒸気雰囲気層5内の所定位置(高さり、)に達したとき
にリミットスイッチ17を作動させるように位置決めさ
れている。制御部19及び表示・操作部20等からなる
制御装置18は、リミットスイッチ17からの信号に基
づき、第4図に示すような予め定められたシーケンスプ
ログラムに従って治具11上の物品9を半田付は処理槽
1内の上部蒸気雰囲気層6内(高さh2)及び下部蒸気
雰囲気層5内(高さh+)内に保持し、物品9の予備加
熱(第4図中ステップC1)、半田溶着(ステップC2
)及び物品9の洗浄(ステップC3)等を行なうように
搬送装置10のモータ12を制御する。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上述した従来の気相半田付は装置においては、上部蒸気
雰囲気層6及び下部蒸気雰囲気層5に対する治具11上
の物品9の停止位置が予め所定高さh2.hlに定めら
れている。しかし、下部蒸気雰囲気層5及び上部蒸気雰
囲気層6の上面5 a +6aの高さを規制するための
コンデンサ7.8は半田付は処理槽1の内面に沿って設
けられているにすぎないため、実際には、作動液2.3
に加えられる熱エネルギの量の変動等により、下部蒸気
雰囲気層5及び上部蒸気雰囲気層6の上面5a。
6aの高さは、第3図中鍔号5a′、6a′で示すよう
に、特に中央部において大きな変動が起こり得る。
このため、従来の気相半田付は装置においては、物品9
の予備加熱時(第4図中ステップC+)に物品9上の半
田が溶融してしまったり、洗浄時(ステップCs)に半
田が硬化されず、半田付は部で接合部金属の熱拡散等が
進行し、半田が劣化してしまうという問題が生じていた
したがって、本発明の目的は、下部蒸気雰囲気層と上部
蒸気雰囲気層との境界面が変動しても物品を所定の順序
に従って確実に上部蒸気雰囲気層内及び下部蒸気雰囲気
層内に保持させることができる気相半田付は装置を提供
することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明によれば、半田付は処理槽と、半田付は処理槽内
の下部に滞留して半田を溶融させる温度に維持される下
部蒸気雰囲気層と、半田付は処理槽内の下部蒸気雰囲気
層の上面に浮遊して半田の溶融温度よりも低い温度に維
持される上部蒸気雰囲気層と、物品を半田付は処理槽内
に搬入し搬出するための搬送装置と、下部蒸気雰囲気層
と上部蒸気雰囲気層との境界位置を検出する境界位置検
出器と、境界位置検出器の検出信号に基づき上部蒸気雰
囲気層及び下部蒸気雰囲気層に対する物品の停止位置を
決定し、物品が所定の順序で下部蒸気雰囲気層内及び下
部蒸気雰囲気層内に保持されるように搬送装置を制御す
る制御装置と、を備えた気相半田付は装置が提供される
〔作 用〕
本発明による気相半田付は装置においては、半田付は処
理槽内の下部蒸気雰囲気層と上部蒸気雰囲気層との境界
位置を検出する境界位置検出器の検出信号に基づき、制
御装置は上部蒸気雰囲気層及び下部蒸気雰囲気層に対す
る物品の停止位置を決定し、物品が所定の順序で上部蒸
気雰囲気層内及び下部蒸気雰囲気層内に保持されるよう
に搬送装置を制御する。したがって、下部蒸気雰囲気層
と上部蒸気雰囲気層との境界面の変動に拘らず、物品を
所定の順序に従って確実に上部蒸気雰囲気層内及び下部
蒸気雰囲気層内で保持させることができるようになる。
〔実施例〕
以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第1図は本発明の一実施例を示すものである。
この図を参照すると、気相半田付は装置はバッチ形の半
田付は処理槽21を備えている。半田付は処理槽21内
の底部には沸点の高い作動液22と沸点の低い作動液2
3とが混入されて貯溜されており、半田付は処理槽21
の底部にはこれら作動液22.23を加熱して蒸発させ
るためのヒータ24が設けられている。
高沸点の作動液22から生成される飽和蒸気22′は空
気よりも重く、一方、低沸点の作動液3から生成される
飽和蒸気23′は高沸点の作動液22から生成される飽
和蒸気22′よりも軽く且つ空気よりも重い。したがっ
て、作動液22゜23の蒸発により、半田付は処理槽2
1内の下部には高沸点の作動液22から生成された飽和
蒸気22′の層、すなわち下部蒸気雰囲気層25が形成
され、この下部蒸気雰囲気層25の上に低沸点の作動液
23から生成された飽和蒸気23′の層、すなわち上部
蒸気雰囲気層26が浮遊状態で形成される。
半田付は処理槽21の内面には下部蒸気雰囲気層25内
の飽和蒸気22′のみを凝縮させて下部の作動液22.
23内に還流させるための下部コンデンサ27と上部蒸
気雰囲気層26内の飽和蒸気23′を凝縮させて下部の
作動液22.23内に還流させるための上部コンデンサ
28とが上下に間隔を隔てて配設されている。したがっ
て、下部蒸気雰囲気層25の上面25aの高さは下部コ
ンデンサ27により規制されることとなり、また、上部
蒸気雰囲気層26の上面26aの高さは上部コンデンサ
28により規制されることになる。
熔融すべき半田が付着された物品29は搬送装置30の
治具31に支持されおり、治具31はモータ32によっ
て回転駆動される巻上げホイール33にワイヤ34を介
して連結されている。
本発明による気相半田付は装置は、下部蒸気雰囲気層2
5と上部蒸気雰囲気層26との境界位置を検出する境界
位置検出器としての温度センサ35を備えており、温度
センサ35は治具31上の物品29よりも下方に所定路
離隔てて位置するように搬送装置30の治具31に取り
付けられている。温度センサ35と物品29との距離は
、温度センサ35が下部蒸気雰囲気層25と上部蒸気雰
囲気]126との境界に位置するときに物品29が上部
蒸気雰囲気層26の上面と下面とのほぼ中間に位置する
ように設定される。
搬送装置30を制御するための制御装置36は制御部3
7及び表示・操作部38を備えており、制御部37には
モータ32の回転数を検出するロータリエンコーダ39
からの回転数検出信号と温度センサ35からの温度検出
信号とが入力されるようになっている。この実施例では
、制御装置36は温度センサ35の温度検出信号及びロ
ークリエンコーダ39の回転数検出信号に基づき上部蒸
気雰囲気層26及び下部蒸気雰囲気層25に対する物品
29の停止位置を決定し、物品29が所定の順序で上部
蒸気雰囲気層26内及び下部蒸気雰囲気層25内に保持
されるように搬送装置30のモータ32を制御する。
第1図及び第2図を参照すると、制御装置36は制御部
37からの指令信号によりモータ32を正転させて治具
31を下降させ、温度センサ35が下部蒸気雰囲気層2
5の高温を検出したときにモータ32を停止させる。今
、下部蒸気雰囲気層25及び上部蒸気雰囲気層26の上
面が符号25a。
26aで示すようにほぼ平坦となっているとすると、温
度センサ35は下部蒸気雰囲気層25の上面25aに接
触したときに高温をネ食出する。したがって、治具31
上の物品29は第2図において高さN2の位置で停止さ
れる。物品29は高さN2の位置に所定時間保持されて
上部蒸気雰囲気層26内で半田の溶融温度よりも低い温
度に予備加熱されるとともに上部雰囲気層26内の蒸気
23′によって表面洗浄される(第2図中ステップC2
)。
その後、制御部37からの指令信号によりモータ32が
再び正転して治具31が下降する。制御部37はローク
リエンコーダ39からの検出信号をカウントし、モータ
32が正転を再開した後の総回転数が所定値nになった
ときに再びモータ32を停止させる。これにより、物品
29は下部蒸気雰囲気N25内の高さhlの位置で停止
し、その位置で所定時間保持され、半田は下部雰囲気2
5内の高温の飽和蒸気22′の潜熱により溶融される。
(第2図中ステップC2)。
その後、制御部37からの指令信号によりモータ33が
逆転し治具31が上昇する。モータ32が逆転を再開し
た後の総回転数が所定値nになったときに再びモータ3
2を停止させる。これにより、物品29は上部蒸気雰囲
気126内の高さN2の位置で停止し、その位置で所定
時間保持される。
したがって、半田は冷却されて硬化し、物品29の表面
のフラフクスや飽和蒸気22′の凝縮により物品29の
表面に付着していた高沸点の作動液22等が洗い落とさ
れる(第2図中ステップC3)。
その後、制御部37からの指令信号によりモータ32が
再び逆転し治具31が半田付は処理槽21の上方の待機
位置に復帰する。
下部蒸気雰囲気層25及び上部蒸気雰囲気層26の上面
の中央部が第1図中鍔号25a’、26a’で示すよう
に上方に膨らんだ場合、治具31の下降時に温度センサ
35が下部蒸気雰囲気層25の上面25a′に接触した
ときに高温を検出するので、治具31上の物品29は第
2図において高さh2′の位置で停止されることとなる
。したがって、物品29は確実に上部蒸気雰囲気層26
内で予熱処理(ステップc、j)されることとなる。
更に、その後、物品29は高さh2′の位置から所定量
(モータ32の回転数n分)だけ下降して高さり、Jの
位置に保持されるので、半田の溶融(ステップ02′)
は確実に下部蒸気雰囲気層25内で行われる。更に、そ
の後、物品29は高さhl ′の位置から所定量(モー
タ32の回転数n分)だけ上昇して高さh2′の位置に
保持されるので、物品29の洗浄(ステップ03′)は
確実に上部蒸気雰囲気層26内で行われる。
以上のように、下部蒸気雰囲気層25と上部蒸気雰囲気
層26との境界面が上下に変動しても、温度センサ35
からの高温検出信号に基づいて物品29の停止位置が決
定されるから、物品29を所定の順序に従って確実に上
部蒸気雰囲気層26内及び下部蒸気雰囲気層25内に保
持させることができる。
以上、図示実施例につき説明したが、本発明は上記実施
例の態様のみに限定されるものではない。
例えば上部蒸気雰囲気層と下部蒸気雰囲気層との境界位
置を検出する境界位置検出器は半田付は処理槽21に配
設されていてもよく、また、上部蒸気雰囲気層26内の
停止位置と下部蒸気雰囲気層25内の停止位置との間の
移動量を決定するための手段としてロータリエンコーダ
39の代わりにタイマーを用いるようにしてもよい。
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、半田
付は処理槽内の下部蒸気雰囲気層と上部蒸気雰囲気層と
の境界面が上下に変動しても、下部蒸気雰囲気層と上部
蒸気雰囲気層との境界位置を検出する境界位置検出器の
検出信号に基づいて上部蒸気雰囲気層及び下部蒸気雰囲
気層に対する物品の停止位置を決定するので、物品を所
定の順序に従って確実に上部蒸気雰囲気層内及び下部蒸
気雰囲気層内に保持させることができることとなる。し
たがって、半田付は処理槽内の下部蒸気雰囲気層と上部
蒸気雰囲気層との境界位置の変動に拘らず確実な半田付
は処理を行なうことができる気相半田付は装置を提供す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す気相半田付は装置の一
部断面構成図、 第2図は第1図に示す気相半田付は装置による半田付は
処理工程を示す図、 第3図は従来の気相半田付は装置の構造を示す一部断面
構成図、 第4図は第3図に示す気相半田付は装置による半田付は
処理工程を示す図である。 図において、21は半田付は処理槽、25は下部蒸気雰
囲気層、26は上部蒸気雰囲気層、30は搬送装置、3
5は境界位置検出器としての温度センサ、36は制御装
置をそれぞれ示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、半田付け処理槽(21)と、 半田付け処理槽内の下部に滞留して半田を溶融させる温
    度に維持される下部蒸気雰囲気層(25)と、 半田付け処理槽内の下部蒸気雰囲気層の上面に浮遊して
    半田の溶融温度よりも低い温度に維持される上部蒸気雰
    囲気層(26)と、 物品(29)を半田付け処理槽内に搬入し搬出するため
    の搬送装置(30)と、 下部蒸気雰囲気層と上部蒸気雰囲気層との境界位置を検
    出する境界位置検出器と、 境界位置検出器の検出信号に基づき上部蒸気雰囲気層及
    び下部蒸気雰囲気層に対する物品の停止位置を決定し、
    物品が所定の順序で上部蒸気雰囲気層内及び下部蒸気雰
    囲気層内に保持されるように搬送装置を制御する制御装
    置(36)と、を備えた気相半田付け装置。 2、境界位置検出器が搬送装置に取り付けられて物品の
    下方に位置する温度センサ(35)である特許請求の範
    囲第1項に記載の気相半田付け装置。
JP29762786A 1986-12-16 1986-12-16 気相半田付け装置 Pending JPS63154261A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02263567A (ja) * 1989-04-03 1990-10-26 Seiko Instr Inc 気相はんだ付け方法
JPH049271A (ja) * 1990-04-27 1992-01-14 Seiko Instr Inc 気相はんだ付け装置
CZ303807B6 (cs) * 2008-12-12 2013-05-09 Ceské vysoké ucení technické v Praze Fakulta strojní, Ústav prístrojové a rídící techniky Zarízení pro ohrev a chlazení teplovodivé kapaliny pri pájení desky plosných spoju v parách
US11504786B2 (en) * 2019-09-05 2022-11-22 Rehm Thermal Systems Gmbh Reflow soldering system for combined convection soldering and condensation soldering

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