KR101993025B1 - 리플로우 오븐 및 리플로우 오븐의 표면 처리 방법 - Google Patents

리플로우 오븐 및 리플로우 오븐의 표면 처리 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101993025B1
KR101993025B1 KR1020147028749A KR20147028749A KR101993025B1 KR 101993025 B1 KR101993025 B1 KR 101993025B1 KR 1020147028749 A KR1020147028749 A KR 1020147028749A KR 20147028749 A KR20147028749 A KR 20147028749A KR 101993025 B1 KR101993025 B1 KR 101993025B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
reflow oven
delete delete
flux
intermediate layer
reflow
Prior art date
Application number
KR1020147028749A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20140143186A (ko
Inventor
더글라스 응아이
주 용 태
웬-펭 리우
로버토 피 로에라
스티븐 드웨이드 쿡
Original Assignee
일리노이즈 툴 워크스 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 일리노이즈 툴 워크스 인코포레이티드 filed Critical 일리노이즈 툴 워크스 인코포레이티드
Publication of KR20140143186A publication Critical patent/KR20140143186A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101993025B1 publication Critical patent/KR101993025B1/ko

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/30Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
    • F27B9/3077Arrangements for treating electronic components, e.g. semiconductors
    • 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
    • B23K1/0008Soldering, e.g. brazing, or unsoldering specially adapted for particular articles or work
    • B23K1/0016Brazing of electronic components
    • 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
    • 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
    • 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
    • B23K1/20Preliminary treatment of work or areas to be soldered, e.g. in respect of a galvanic coating
    • B23K1/203Fluxing, i.e. applying flux onto surfaces
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/30Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
    • F27B9/32Casings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/30Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
    • F27B9/32Casings
    • F27B9/34Arrangements of linings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D1/00Casings; Linings; Walls; Roofs
    • F27D1/16Making or repairing linings increasing the durability of linings or breaking away linings
    • F27D1/1678Increasing the durability of linings; Means for protecting
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D17/00Arrangements for using waste heat; Arrangements for using, or disposing of, waste gases
    • F27D17/008Arrangements for using waste heat; Arrangements for using, or disposing of, waste gases cleaning gases
    • 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
    • B23K2101/00Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/36Electric or electronic devices
    • B23K2101/42Printed circuits
    • 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
    • H05K3/3494Heating methods for reflowing of solder
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T156/00Adhesive bonding and miscellaneous chemical manufacture
    • Y10T156/10Methods of surface bonding and/or assembly therefor

Landscapes

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

Abstract

전자소자를 기판에 결합시키기 위해 사용되는 리플로우 오븐은, 오염물과 혼합되는 가열 공기와 접촉하고 플럭스를 포함하는 표면을 포함하는 챔버 하우징과, 챔버 하우징의 표면에 선택적으로 도포되는 중간층을 포함한다. 리플로우 오븐은 발포 폴리머, 예컨대 에폭시, 폴리우레탄, 폴리에스테르 및 실리콘을 포함하는 발포 재료 또는 폴리테트라플루오로에틸렌 및 폴리이미드를 포함하는 비발포 재료로 중간층을 제조하는 것을 포함할 수 있다. 플럭스를 포함하는 오염물에 노출되는 리플로우 오븐의 표면 처리 방법도 또한 개시된다.

Description

리플로우 오븐 및 리플로우 오븐의 표면 처리 방법{REFLOW OVEN AND METHODS OF TREATING SURFACES OF THE REFLOW OVEN}
본 출원은 리플로우 프로세스를 채용하는 것에 의해 인쇄 회로 기판에 전자소자를 표면 실장하는 것에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 리플로우 프로세스 동안에 인쇄 회로 기판을 가열하도록 구성된 리플로우 납땜 오븐에 관한 것이다.
인쇄 회로 기판의 제조에 있어서, 전자소자는 통상 "리플로우 납땜"으로 알려진 프로세스에 의해 나기판(bare board)에 표면 실장된다. 통상적인 리플로우 납땜 프로세스에서, 땜납 페이스트 패턴이 회로 기판에 퇴적되고, 하나 이상의 전자소자의 리드가 퇴적된 땜납 페이스트에 삽입된다. 그 후 회로 기판은 가열 구역에서 땜납 페이스트가 리플로우되는(즉, 용융물 또는 리플로우 온도로 가열되는) 오븐을 통과한 다음, 냉각 구역에서 냉각되어, 전자소자의 리드를 회로 기판에 전기적 그리고 기계적으로 접속시킨다. 본 명세서에서 사용되는 "회로 기판" 또는 "인쇄 회로 기판"이라는 용어는, 예컨대 웨이퍼 기판과 같은 임의의 타입의 전자소자의 기판 조립체를 포함한다.
앞서 언급한 바와 같이, 현재의 리플로우 오븐은 가열실 및 냉각실을 갖는다. 일정한 리플로우 프로세스 프로파일을 달성하기 위해, 가열실/냉각실로부터 플럭스를 추출하고 수집할 필요가 있다. 플럭스 제거를 달성하기 위해, 2개 타입의 리플로우 오븐 - 공기 리플로우 오븐 및 불활성 분위기 리플로우 오븐 - 이 있다. 공기 리플로우 오븐에 있어서, 플럭스는 배기 시스템에 의해 추출된다. 불활성 분위기 리플로우 오븐에 있어서, 가열실/냉각실로부터 플럭스를 추출하기 위해 플럭스 관리 시스템이 사용된다.
2개의 플럭스 시스템 모두는 기지의 결점을 갖고 있다. 2개의 플럭스 시스템에 있어서, 플럭스는 계속해서 가열실/냉각실의 내벽에 퇴적된다. 시간이 경과함에 따라, 가열실/냉각실의 내벽에 수집된 플럭스는 제조 중에 문제를 일으키는데, 그 이유는 과도한 플럭스가 실제 제조 인쇄기판회로로 다시 포함될 수 있고, 이에 의해 인쇄 회로 기판을 오염시키거나, 그렇지 않으면 인쇄 회로 기판에의 전자소자의 부착을 악화시킬 수 있기 때문이다.
현재의 제조 요건에 있어서, 리플로우 오븐을 포함하는 제조 장비를 계속해서 작동시키는 것이 요망된다. 이에 따라, 제조 장비의 계획된 유지 보수를 고려할 때, 정지 시간을 가능한 한 짧게 유지하는 것이 더 바람직하다. 그러한 계획된 유지 보수 중에는 일반적으로 챔버 벽에서의 플럭스의 제거가 처리되지 않는다. 따라서, 제조되고 있는 인쇄 회로 기판이 계속해서 플럭스 오염에 노출될 것이다. 시간이 경과함에 따라, 과도한 플럭스는 리플로우 오븐 챔버 내에서 공기 순환을 촉진시키도록 구성된 송풍기를 포함하는 리플럭스 오븐의 부품의 조기 손상을 유발할 수 있다.
본 개시의 양태는 기판에 전자소자를 결합시키는 데 사용되는 타입의 리플로우 오븐에 관한 것이다. 일실시예에서, 리플로우 오븐은 챔버 하우징을 포함하며, 챔버 하우징은 오염물과 혼합된 가열 공기와 접촉하고 플럭스를 포함하는 표면과, 챔버 하우징의 표면에 선택적으로 도포되는 중간층을 포함한다. 리플로우 오븐의 실시예는 발포 재료로 중간층을 제조하는 것을 포함할 수 있다. 일실시예에서, 발포 재료는 발포 폴리머, 예컨대 에폭시, 폴리우레탄, 폴리에스테르 및 실리콘을 포함한다. 다른 실시예에서, 중간층은 비발포 폴리머, 예컨대 폴리테트라플루오로에틸렌 및 폴리이미드를 포함하는 비발포 재료를 포함한다. 중간층은 접착제에 의해 챔버 하우징의 표면에 도포되는 필름 또는 포일을 포함할 수 있다.
본 개시의 다른 양태는 플럭스를 포함하여 오염물에 노출되는 리플로우 오븐의 표면 처리 방법에 관한 것이다. 일실시예에서, 상기 방법은 리플로우 오븐의 표면에 중간층을 선택적으로 도포하는 단계를 포함한다. 몇몇 실시예에서, 중간층은 분사에 의해 또는 접착제를 사용하여 필름 또는 포일을 접착할 때에 광압을 가하는 것에 의해 도포된다. 상기 방법의 실시예는, 플럭스를 포함하여 오염물이 중간층에 부착되도록 리플로우 오븐을 작동시키는 단계와, 리플로우 오븐의 표면으로부터 중간층을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다. 일실시예에서, 리플로우 오븐의 표면으로부터 중간층을 제거하는 단계는 표면으로부터 중간층을 박리하는 것을 포함한다. 특정 실시예에서, 박리는 표면으로부터 중간층을 박리하는 박리 디바이스를 사용하는 것에 의해 달성될 수 있다. 박리 디바이스는 퍼티 나이프(putty knife)를 포함할 수 있다. 리플로우 오븐의 표면으로부터 중간층을 제거하는 방법은 중간층에 화학물을 도포하고, 표면으로부터 중간층을 벗겨내거나 박리시키는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은, 중간층을 제거한 후에 리플로우 오븐의 표면에 새로운 중간층을 도포하는 단계를 더 포함할 수 있다. 리플로우 오븐의 표면에 중간층을 도포하는 단계는 중간층을 분사하거나 브러싱(brushing)하는 것을 포함한다.
첨부 도면은 실축척으로 도시되는 것으로 의도되지 않는다. 도면에서, 다양한 도면에 도시한 각각의 동일하거나 거의 동일한 구성요소는 유사한 참조부호로 나타낸다. 명확성을 위해, 모든 도면에서 모든 구성요소에 라벨을 붙이지 않을 수 있다.
도 1은 본 개시의 일실시예의 리플로우 납땜 오븐의 개략도이고,
도 2는 리플로우 납땜 오븐에 있는 리플로우 오븐 챔버의 사시도이며,
도 3은 리플로우 오븐 챔버 내부의 개략적인 단면도이고,
도 4는 리플로우 오븐 챔버 벽의 확대 단면도이다.
단지 예시를 목적으로, 보편성을 제한하지 않고, 이제 첨부 도면을 참고하여 본 개시를 상세히 설명하겠다. 본 개시는 그 어플리케이션에 있어서 아래의 설명에 기술되거나 도면에 예시된 구성요소의 구성 및 배열의 상세로 제한되지 않는다. 본 개시에 기술하는 원리는 다른 실시예를 가능하게 하고 다양한 방식으로 실시되며 수행 가능하다. 본 명세서에서 사용되는 용어 및 전문용어도 또한 설명을 목적으로 하는 것이며, 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다. 본 명세서에서 "포함하는(including)", "이루어지는(comprising)", "갖는(having)", "함유하는(containing)", "수반하는(involving)" 및 그 변형어의 사용은 이후에 열거되는 아이템 및 그 등가물과 추가의 아이템을 망라하는 것을 뜻한다.
땜납 페이스트는 인쇄 회로 기판의 조립에 통상적으로 사용되는데, 땜납 페이스트는 회로 기판에 전자소자를 결합시키는 데 사용된다. 땜납 페이스트는 조인트 형성을 위한 땜납과, 땜납 부착을 위한 금속 표면을 준비하기 위한 플럭스를 포함한다. 땜납 페이스트는 임의의 개수의 도포 방법을 사용하는 것에 의해 회로 기판에 마련된 금속면(예컨대, 전자 패드)에 퇴적될 수 있다. 일례에서, 스텐실 프린터는 땜납 페이스트가 노출된 회로 기판 표면 위에 배치된 금속 스텐실을 통과하도록 강제하는 고무 롤러(squeegee)를 채용할 수 있다. 다른 예에서, 분배기가 회로 기판의 특정 영역에 땜납 페이스트 재료를 분배할 수 있다. 전자소자의 리드는 땜납 퇴적물과 정렬되고 땜납 퇴적물 내로 삽입되어 조립체를 형성한다. 리플로우 납땜 프로세스에서, 땜납은 땜납을 용융시키기에 충분한 온도로 가열되고 냉각되어, 전자소자를 회로 기판에 전기적 그리고 기계적으로 영구 커플링시킨다. 땜납은 통상적으로 결합되는 금속 표면의 용융 온도보다 낮은 용융 온도를 갖는 합금을 포함한다. 온도는 또한 전자소자에 대한 손상을 유발하지 않도록 충분히 낮아야만 한다. 소정 실시예에서, 땜납은 주석-납 합금일 수 있다. 그러나, 무연 재료를 채용하는 땜납도 또한 사용될 수 있다.
땜납에서, 플럭스는 통상적으로, 용액(vehicle), 용제, 활성제 및 다른 첨가제를 포함한다. 용액은 납땜되는 표면을 피복하는 고상 또는 비휘발성 액체이며, 송진, 수지, 글리콘, 폴리글리콜, 폴리글리콜 계면 활성제 및 글리세린을 포함할 수 있다. 예열 및 납땜 프로세스 중에 증발하는 용제는 용액, 활성제 및 다른 첨가제를 용해시키는 기능을 한다. 전형적인 용제의 예로는, 알콜, 글리콜, 글리콜 에스테르 및/또는 글리콜 에테르와 물이 있다. 활성제는 납땜되는 표면으로부터 산화금속의 제거를 향상시킨다. 통상의 활성제는 아민 염화수소, 아디프산이나 숙신산과 같은 디카르복실산, 및 시트르산, 말산이나 아비에트산과 같은 유기산을 포함한다. 다른 플럭스 첨가제는 계면 활성제, 점성 개질제 및 리플로우 이전에 소자를 제위치에 유지하기 위한 낮은 슬럼프 또는 양호한 태크(tack) 특성을 제공하기 위한 첨가제를 포함할 수 있다.
회로 기판 조립체를 납땜하기 위한 리플로우 납땜 장치의 일실시예가 도 1에 도시되어 있다. 그러한 장치는 종종 인쇄 회로 기판 제조 및 조립 기술 분야에 리플로우 오븐 또는 리플로우 납땜 오븐이라고 일컬어진다. 도 1에서 전체적으로 10으로 나타낸 리플로우 납땜 오븐은 회로 기판 상의 땜납을 예열하고 리플로우한 다음 냉각시키기 위해 오븐을 통과하는 단열 터널 형태의 리플로우 오븐 챔버(12)를 포함한다. 리플로우 오븐 챔버(12)는, 일례에서 소크(soak) 구역(20, 22, 24)이 후속하는 3개의 예열 구역(14, 16, 18)을 포함하는 복수 개의 가열 구역을 가로질러 연장되며, 각각의 구역은 상부 히터(26) 및 저부 히터(28)를 각각 포함한다. 소크 구역(20, 22, 24)에는, 예컨대 4개의 스파이크 구역(30, 32, 34, 36)이 후속하는데, 이들 스파이크 구역도 마찬가지로 히터(26, 28)들을 포함한다. 그리고 마지막으로, 3개의 냉각 구역(38, 40, 42)이 스파이크 구역(30, 32, 34, 36)에 후속한다.
퇴적된 땜납 페이스트와 전자소자를 포함하는 회로 기판 조립체(44)가 (예컨대, 도 1에서 좌측에서 우측으로) 도 1의 46의 점선으로 나타낸 고정 속도 컨베이어 상에서 단열 리플로우 오븐 챔버(12)의 각 구역을 통과하고, 이에 의해 회로 기판 조립체의 제어되고 점진적인 예열, 리플로우 및 리플로우 이후 냉각이 가능하다. 예비 예열 구역(14, 16, 18)에서 회로 기판은 주위 온도에서 플럭스 활성 온도까지 가열되며, 플럭스 활성 온도는 납을 주성분으로 하는 땜납에 있어서는 약 130℃ 내지 약 150 ℃이고, 무연 땜납에 있어서는 더 높은 온도이다.
소크 구역(20, 22, 24)에서, 회로 기판 조립체에 걸친 온도 변화는 안정화되고, 리플로우 전에 활성 플럭스가 소자 리드, 전자 패드 및 땜납 분말을 세정하는 시간이 주어진다. 추가로, 플럭스 내의 VOC가 기화된다. 소크 구역(20, 22, 24)의 온도는 통상적으로 납을 주성분으로 하는 땜납에 있어서는 약 140℃ 내지 160 ℃이고, 무연 땜납에 있어서는 더 높다. 소정 실시예에서, 회로 기판 조립체는 소크 구역(20, 22, 24)를 통과하는 데 약 30분 내지 약 45분의 소요될 수 있다.
스파이크 구역(30, 32, 34, 36)에서, 온도는 땜납을 리플로우하는 땜납의 용융점을 상회하는 온도로 급속히 상승한다. 공융 또는 거의 공융의 주석-납 땜납에 있어서의 용융점은 약 183℃이고, 리플로우 스파이크는 전형적으로, 용융 땜납의 페이스트 상태를 극복하도록 용융점을 상회하는 약 25℃ 내지 약 50℃로 설정된다. 납을 주성분으로 하는 땜납에 있어서, 스파이크 구역에서의 전형적인 최대 온도는 약 200℃ 내지 약 220℃ 범위이다. 약 225℃를 상회하는 온도는 플럭스의 소성을 유발하고, 소자에 손상을 주고, 및/또는 조인트 무결성을 희생시킬 수 있다. 약 200℃ 미만의 온도는 조인트가 완전히 리플로우하는 것을 방지할 수 있다. 일실시예에서, 회로 기판 조립체는 통상적으로 스파이크 구역(30, 32, 34, 36) 내에서 약 1분 동안 리플로우 온도를 상회하는 온도로 유지된다.
다음으로, 냉각 구역(38, 40, 42)에서 온도는 리플로우 온도 미만으로 하강하고, 회로 기판 조립체는 조인트를 고화시키기에 충분하게 냉각되며, 이에 의해 회로 기판 조립체가 리플로우 오븐 챔버(12)를 빠져나오기 전에 조인트 무결성을 보호한다.
리플로우 납땜 오븐(10)에 의해 발생되는 가스로부터 오염 물질을 제거하기 위해 플럭스 추출/여과 시스템(도시하지 않음)이 마련될 수 있다. 일실시예에서, 리플로우 오븐 챔버(12)로부터 플럭스 추출/여과 시스템으로의 유체 연통을 제공하기 위해 선택된 구역들에 또는 선택된 구역들 사이에 가스 유입관이 연결될 수 있다. 플럭스 추출/여과 시스템에서 다시 리플로우 오븐 챔버(12)로의 유체 연통을 제공하기 위해 선택된 구역들에 또는 선택된 구역들 사이에 가스 유출관이 연결될 수 있다. 작동 시에, 리플로우 오븐 챔버(12)로부터 가스 유입관, 플럭스 추출/여과 시스템, 그리고 가스 유출관을 거쳐 다시 리플로우 오븐 챔버로 증기 스트림이 취출된다. 리플로우 납땜 오븐(10)의 다른 구역들로부터 또는 이러한 다른 구역들 사이에서 증기 스트림을 취출하기 위해 유사한 구성의 가스 유입관, 플럭스 추출/여과 시스템 및 가스 유출관이 마찬가지로 위치 설정될 수 있다.
이제 도 2로 돌아가면, 리플로우 오븐의 히터(26, 28)를 포함하는 다수의 구역[예컨대, 예열 구역(14, 16, 18), 소크 구역(20, 22, 24) 및/또는 스파이크 구역(30, 32, 34, 36)]은, 전체적으로 50으로 나타내는 리플로우 오븐 챔버 조립체를 포함한다. 도시한 실시예에서, 리플로우 오븐 챔버 조립체(50)는 하나 이상의 구역을 포함할 수 있다. 리플로우 오븐 챔버 조립체(50)는 리플로우 납땜 오븐 내에 필요하거나 요구되는 임의의 적절한 개수의 구역을 갖도록 구성될 수 있다는 점에 유념해야만 한다. 또한, 도 2는 상부 리플로우 오븐 챔버 조립체(50)를 예시한다는 점에 유념해야만 한다. 인쇄 회로 기판이 리플로우 오븐을 통해 이동할 때에 인쇄 회로 기판 아래로부터 가열 공기를 전달하기 위해 상부 리플로우 오븐 챔버 조립체에 추가하여 또는 상부 리플로우 오븐 챔버 조립체 대신에 유사한 하부 리플로우 오븐 챔버 조립체가 마련될 수 있다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 리플로우 오븐 챔버 조립체(50)는 상부(54), 상대적으로 긴 2개의 측부(56, 58), 상대적으로 짧은 2개의 단부(60, 62) 및 확산기 판(64)으로서 기능하는 저부를 갖고, 전체적으로 52로 나타내는 직사각형 형상 챔버 하우징을 포함한다. 일실시예에서, 챔버 하우징(52)은 스테인리스강으로 제조된다. 챔버 하우징(52)의 상부(54)에는 공기를 챔버 하우징(52)의 상부(54)에 마련된 유입구(68)로부터 리플로우 오븐 챔버(12)로 지향시키기 위해 공기 송풍기 디바이스(66)가 마련된다. 공기는 챔버 하우징(52)의 각각의 측부(56, 58)를 따라 마련된 플리넘(70, 72)으로부터, 역시 챔버 하우징(52)의 상부(54)에 마련된 유출구(74)측으로 배기된다. 챔버 하우징(52)은 리플로우 오븐 챔버 조립체(50)의 구성요소를 에워싸고 장착하도록 구성되고, 또한 리플로우 납땜 오븐(10)의 리플로우 오븐 챔버(12) 내에 적절히 고착되도록 구성된다.
확산기 판(64)은 공기를 리플로우 오븐 챔버 조립체(50)로부터 리플로우 오븐 챔버(12)로 분배한다. 소정 실시예에서, 디퓨져 판(64)은 인쇄 회로 기판에 일관되고 균일한 기류를 제공하도록 엇갈린 패턴의 192개의 구멍으로 이루어진다. 이들 구멍은 균일한 공기 스트림을 형성하는 수렴 노즐을 형성하도록 판금재로부터 타발된다. 상기한 구성은, 공기 송풍기 디바이스(66)에 의해 리플로우 오븐 챔버 조립체(50)를 통과하는 기류가 생성되고, 공기는 유입구(68)에 진입하고 확산기 판(64)을 빠져나가도록 이루어진다. 구체적으로, 공기는 화살표 A로 예시한 바와 같이 유입구(68)에 진입하고, 플리넘(70, 72)을 통해 화살표 B로 예시한 바와 같이 유출구(74)를 통해 빠져나간다.
확산기 판(64)과 플리넘(70, 72)을 포함하여, 챔버 하우징(52)의 표면들은, 시간이 경과함에 따라 이들 표면에 쌓이는 플럭스와 다른 오염물의 용이한 제거를 가능하게 하기 위해 제거 가능한 재료로 이루어진 중간층을 갖도록 처리될 수 있다. 구체적으로, 중간층은 챔버 하우징(52)의 스테인리스강 표면을 세정하는 유지 보수 절차 중에 임의의 적절한 방법에 의해 도포될 수 있다. 시간 경과에 따라 플럭스가 쌓일 때, 중간층 코팅이 퇴적 플럭스 및 관련 오염물과 함께 제거된다. 이에 따라, 중간층과 플럭스의 용이한 제거는 플럭스 세정 프로세스를 현저히 감소시키고 제조 중에 플럭스 오염을 제거한다. 중간층과 플럭스 오염물의 제거에 후속하여, 유지 보수 절차 중에 확산기 판(64)을 포함하여 챔버 벽에 새로운 중간층이 도포되거나 피복된다.
도 4에는 중간층 또는 코팅(82)이 도포되는 표면(80)을 갖는 챔버 벽(78)이 도시되어 있다. 도시한 바와 같이, 시간이 경과함에 따라 플럭스(84)는 중간층(82) 상에 쌓이고, 전술한 이유로 제거를 필요로 한다. 중간층(82)이 챔버 벽(78)의 표면(80)으로부터 제거되는 한가지 방식은 챔버 벽으로부터 중간층을 박리하는 디바이스(86)를 사용하는 것에 의한 것이다. 중간층은 챔버 벽(78)의 표면(80)에 부착되어 있지만 충분히 제거 가능하여, 디바이스(86)를 사용하여 챔버 벽으로부터 용이하게 박리된다.
중간층(82)의 제공은 공기 또는 불활성 분위기를 갖는 리플로우 오븐에 그리고 플럭스 관리 시스템을 갖는 리플로우 오븐에 적용될 수 있는 것으로 이해해야만 한다. 이에 따라, 본 명세서에서 "공기"라는 용어의 사용은 리플로우 오븐 챔버 내에 불활성이든 불활성이 아니든 간에 임의의 가스를 포함하는 것을 의미한다.
소정 실시예에서, 중간층은 다음의 특성, 즉 스테인리스 강에 대한 양호한 접착성; 600 ℃에 가까운 높은 오븐 온도와 함께, 리플로우 오븐 챔버 내의 12 내지 400 ℃의 일반적인 작동 온도를 견딜 수 있는 내구성; 스테인리스 강으로부터 용이하게 제거 가능한 제거 용이성; 및 용이하게 폐기 가능한 폐기 용이성을 나타낸다. 예컨대, 일실시예에서 중간층 재료는 에폭시, 폴리우레탄, 폴리에스테르를 포함하는 발포 폴리머 및 실리콘으로부터 선택되는 발포 재료이다. 다른 실시예에서, 중간층 재료는 폴리테트라플루오로에틸렌("PTFE") 및 폴리이미드를 포함하는 비발포 폴리머로부터 선택된 비발포 재료이다. 또 다른 예에서, 중간층은, 화학물 또는 발포제를 첨가하는 것에 의해 발포 재료로 변환될 수 있는 비발포 재료일 수 있다.
중간층을 도포하는 방법은 제한하는 것은 아니지만 코팅을 필요로 하는 표면 상에 재료를 분사하고 브러싱하는 것을 포함하다. 예컨대, 압축 캔에 의한 임의의 적절한 분사 방법이 채용될 수 있다. 분사 또는 브러싱은 수동으로 또는 자동으로 달성될 수 있다.
다른 유지 보수 절차뿐만 아니라 유지 보수 작업 중에, 세정을 위해 챔버 하우징의 벽에 접근 가능할 수 있다. 일실시예에서, 중간 코팅은 손으로 또는 임의의 적절한 기구, 예컨대 퍼티 나이프와 유사한 디바이스를 사용하는 것에 의해 표면이 챔버 하우징의 표면으로부터 박리되는 것을 가능하게 한다. 중간층은 플럭스 오염물을 끌어당기도록 구성되는 한편, 오염물 노출 코팅의 용이한 해제를 가능하게 한다. 오염된 중간층을 제거하기 위해, 와이핑, 브러싱 등과 같은 다른 방법이 사용될 수 있다. 오염된 중간층을 제거하기 위해, 중간층을 분해하도록 중간층에 하나 이상의 화학물을 도포하는 것과 같은 또 다른 방법이 사용될 수 있다.
이와 같이 본 개시의 적어도 하나의 실시예의 다수의 양태를 설명하였지만, 다양한 변경, 수정 및 개선이 당업자에게 용이하게 떠오를 것이라는 점을 이해해야만 한다. 그러한 변경, 수정 및 개선은 본 개시의 일부인 것으로 의도되며, 본 개시의 사상과 범위에 속하는 것으로 의도된다. 따라서, 전술한 설명과 도면은 단지 예일뿐이다.
예컨대, 리플로우 오븐 챔버의 표면에 적용하기 위한 다른 중간층 재료도 선택될 수 있다. 예컨대, 중간층 재료는 폴리페놀, 오일/윤활제, 필름, 라이너, 퍼폼, 포일(예컨대, 알루미늄 호일), 다공성 코팅, 무기 "취성(friable)" 코팅 및 제거 가능한 패널(예컨대, 유리 및 스테인리스강 패널) 및/또는 리플로우 오븐 챔버의 표면에 접착제에 의해 부착되는 시트(플라스틱 또는 금속)일 수 있으며, 박리, 와이핑 또는 임의의 다른 적절한 제거 방법에 의해 표면으로부터 제거 가능하다.

Claims (20)

  1. 전자소자를 기판에 결합시키기 위해 사용되는 타입의 리플로우 오븐(reflow oven)으로서,
    오염물과 혼합되는 가열 공기와 접촉하고 플럭스를 포함하는 표면을 포함하는 챔버 하우징; 및
    챔버 하우징의 표면에 선택적으로 도포되는 중간층을 포함하고,
    상기 중간층은 에폭시, 폴리우레탄, 및 폴리에스테르를 포함하는 발포 폴리머들로부터 선택된 발포 재료를 포함하는 것인 리플로우 오븐.
  2. 전자소자를 기판에 결합시키기 위해 사용되는 타입의 리플로우 오븐(reflow oven)으로서,
    오염물과 혼합되는 가열 공기와 접촉하고 플럭스를 포함하는 표면을 포함하는 챔버 하우징; 및
    챔버 하우징의 표면에 선택적으로 도포되는 중간층을 포함하고,
    상기 중간층은 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 및 폴리이미드를 포함하는 비발포 폴리머로부터 선택된 비발포 재료를 포함하는 것인 리플로우 오븐.
  3. 제2항에 있어서, 상기 중간층은, 화학물 또는 발포제를 첨가하는 것에 의해 발포 재료로 변환될 수 있는 것인 리플로우 오븐.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
KR1020147028749A 2012-04-02 2013-03-28 리플로우 오븐 및 리플로우 오븐의 표면 처리 방법 KR101993025B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/437,530 US9170051B2 (en) 2012-04-02 2012-04-02 Reflow oven and methods of treating surfaces of the reflow oven
US13/437,530 2012-04-02
PCT/US2013/034234 WO2013151853A1 (en) 2012-04-02 2013-03-28 Reflow oven and methods of treating surfaces of the reflow oven

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140143186A KR20140143186A (ko) 2014-12-15
KR101993025B1 true KR101993025B1 (ko) 2019-06-25

Family

ID=48096295

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020147028749A KR101993025B1 (ko) 2012-04-02 2013-03-28 리플로우 오븐 및 리플로우 오븐의 표면 처리 방법

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9170051B2 (ko)
EP (1) EP2834579B1 (ko)
KR (1) KR101993025B1 (ko)
CN (1) CN104321604B (ko)
IN (1) IN2014DN09175A (ko)
SG (1) SG11201407061RA (ko)
TW (1) TWI605235B (ko)
WO (1) WO2013151853A1 (ko)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9226407B2 (en) * 2002-07-01 2015-12-29 Semigear Inc Reflow treating unit and substrate treating apparatus
US8940099B2 (en) 2012-04-02 2015-01-27 Illinois Tool Works Inc. Reflow oven and methods of treating surfaces of the reflow oven
US9808891B2 (en) * 2014-01-16 2017-11-07 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Tool and method of reflow
US20160339486A1 (en) * 2015-05-21 2016-11-24 Illinois Tool Works Inc. Reflow oven liner, system and method
CN104942397B (zh) * 2015-07-11 2018-03-16 哈尔滨工业大学(威海) 真空多室表面活化辅助连接复合装备
USD821814S1 (en) * 2016-11-30 2018-07-03 Illinois Tool Works, Inc. Convection airflow control plate
CN110385497A (zh) * 2018-04-20 2019-10-29 伊利诺斯工具制品有限公司 回流焊炉和回流焊炉中的调温单元

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080295686A1 (en) 2007-05-30 2008-12-04 Illinois Tool Works Inc. Method and apparatus for removing contaminants from a reflow apparatus
JP2011200929A (ja) 2010-03-26 2011-10-13 Senju Metal Ind Co Ltd はんだ付け装置及びフューム回収装置

Family Cites Families (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4775776A (en) 1983-02-28 1988-10-04 Electrovert Limited Multi stage heater
US5069380A (en) 1990-06-13 1991-12-03 Carlos Deambrosio Inerted IR soldering system
JP3375672B2 (ja) * 1992-05-29 2003-02-10 千住金属工業株式会社 フラックスの除去方法
JP3273195B2 (ja) 1992-06-26 2002-04-08 オキツモ株式会社 耐熱非粘着性皮膜
JP2634356B2 (ja) 1992-07-08 1997-07-23 日本碍子株式会社 ロータリーキルン
US5193735A (en) 1992-07-13 1993-03-16 Knight Electronics, Inc. Solder reflow oven
NL9202279A (nl) 1992-07-29 1994-02-16 Soltec Bv Reflow-soldeermachine.
US5389138A (en) 1993-03-31 1995-02-14 Kay Chemical Company Oven pretreatment and cleaning composition containing silicone
US5271545A (en) 1993-03-31 1993-12-21 Seco/Warwick Corporation Muffle convection brazing/annealing system
US5440101A (en) 1993-04-19 1995-08-08 Research, Incorporated Continuous oven with a plurality of heating zones
US5347103A (en) 1993-08-31 1994-09-13 Btu International Convection furnace using shimmed gas amplifier
US6145734A (en) 1996-04-16 2000-11-14 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Reflow method and reflow device
US5971246A (en) 1996-05-08 1999-10-26 Motorola, Inc. Oven for reflowing circuit board assemblies and method therefor
JP4023698B2 (ja) 1996-11-15 2007-12-19 シチズン電子株式会社 下面電極付き側面使用電子部品の製造方法
JPH10200253A (ja) 1997-01-08 1998-07-31 Sanyo Electric Co Ltd リフロー炉
US5911486A (en) 1997-02-26 1999-06-15 Conceptronic, Inc. Combination product cooling and flux management apparatus
JPH1154903A (ja) 1997-07-31 1999-02-26 Fujitsu Ltd リフローソルダリング方法及びリフロー炉
NL1009214C2 (nl) 1998-05-19 1999-12-07 Soltec Bv Reflowoven.
US6354481B1 (en) 1999-02-18 2002-03-12 Speedline Technologies, Inc. Compact reflow and cleaning apparatus
US6446855B1 (en) 1999-02-18 2002-09-10 Speedline Technologies, Inc. Compact reflow and cleaning apparatus
US6193774B1 (en) 1999-02-19 2001-02-27 Conceptronic, Inc. Reflow solder convection oven with a passive gas decontamination subsystem
TW516346B (en) 1999-04-06 2003-01-01 Eighttech Tectron Co Ltd Device for heating printed-circuit board
US20020033183A1 (en) * 1999-05-29 2002-03-21 Sheng Sun Method and apparatus for enhanced chamber cleaning
JP2001170767A (ja) 1999-12-10 2001-06-26 Hitachi Ltd はんだ付け装置
DE60140430D1 (en) 2000-02-02 2009-12-24 Btu Internat Inc Modulares ofensystem
JP3515058B2 (ja) 2000-08-14 2004-04-05 有限会社ヨコタテクニカ リフロー半田付け装置
JP3581828B2 (ja) 2000-12-25 2004-10-27 古河電気工業株式会社 半田付け用加熱炉
US6386422B1 (en) 2001-05-03 2002-05-14 Asm Assembly Automation Limited Solder reflow oven
GB2410204B (en) 2001-05-30 2005-10-19 Btu Internat Inc Filtering apparatus
US7159597B2 (en) 2001-06-01 2007-01-09 Applied Materials, Inc. Multistep remote plasma clean process
US6694637B2 (en) 2002-01-18 2004-02-24 Speedline Technologies, Inc. Flux collection method and system
US6749655B2 (en) 2002-04-17 2004-06-15 Speedline Technologies, Inc. Filtration of flux contaminants
CN100459827C (zh) 2002-05-16 2009-02-04 横田技术有限公司 回流焊接装置
US6780225B2 (en) 2002-05-24 2004-08-24 Vitronics Soltec, Inc. Reflow oven gas management system and method
JP2005079466A (ja) 2003-09-02 2005-03-24 Furukawa Electric Co Ltd:The 冷却機構を備えたリフロー装置及び該リフロー装置を用いたリフロー炉
TW200524500A (en) 2004-01-07 2005-07-16 Senju Metal Industry Co Reflow furnace and hot-air blowing-type heater
JP4759509B2 (ja) 2004-03-30 2011-08-31 株式会社タムラ製作所 はんだバンプ形成方法及び装置
WO2006075803A1 (ja) 2005-01-17 2006-07-20 Yokota Technica Limited Company リフロー炉
JP4319647B2 (ja) 2005-06-30 2009-08-26 株式会社タムラ古河マシナリー リフロー炉
JP2007109841A (ja) 2005-10-13 2007-04-26 Yokota Technica:Kk リフロー半田付け装置の洗浄方法及びリフロー半田付け装置
JP4721352B2 (ja) 2006-06-09 2011-07-13 株式会社タムラ製作所 リフロー炉
JP5330831B2 (ja) 2006-10-11 2013-10-30 日揮ユニバーサル株式会社 リフロー炉内ガスの浄化用触媒、リフロー炉の汚れ防止方法、およびリフロー炉
JP5264079B2 (ja) 2007-01-12 2013-08-14 有限会社ヨコタテクニカ 加熱装置
KR101530321B1 (ko) 2007-08-08 2015-06-19 아라까와 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 무연 땜납 플럭스 제거용 세정제 조성물 및 무연 땜납 플럭스의 제거 방법
US7951244B2 (en) 2008-01-11 2011-05-31 Illinois Tool Works Inc. Liquid cleaning apparatus for cleaning printed circuit boards
US7708183B2 (en) 2008-03-28 2010-05-04 Illinois Tool Works Inc. Reflow solder oven with cooling diffuser
US7967913B2 (en) 2008-10-22 2011-06-28 Applied Materials, Inc. Remote plasma clean process with cycled high and low pressure clean steps
EP2636705B1 (en) * 2008-10-29 2018-12-19 3M Innovative Properties Company Electron beam cured, nonfunctionalized silicone pressure sensitive adhesives
US8196799B2 (en) 2010-06-28 2012-06-12 Illinois Tool Works Inc. Compression box for reflow oven heating with a pressurizing plate

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080295686A1 (en) 2007-05-30 2008-12-04 Illinois Tool Works Inc. Method and apparatus for removing contaminants from a reflow apparatus
JP2011200929A (ja) 2010-03-26 2011-10-13 Senju Metal Ind Co Ltd はんだ付け装置及びフューム回収装置

Also Published As

Publication number Publication date
IN2014DN09175A (ko) 2015-07-10
SG11201407061RA (en) 2014-11-27
US20130256389A1 (en) 2013-10-03
WO2013151853A1 (en) 2013-10-10
TW201403014A (zh) 2014-01-16
US9170051B2 (en) 2015-10-27
EP2834579A1 (en) 2015-02-11
TWI605235B (zh) 2017-11-11
EP2834579B1 (en) 2017-11-01
CN104321604A (zh) 2015-01-28
CN104321604B (zh) 2017-02-22
KR20140143186A (ko) 2014-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101993025B1 (ko) 리플로우 오븐 및 리플로우 오븐의 표면 처리 방법
US9662731B2 (en) Reflow oven and methods of treating surfaces of the reflow oven
CA2688385C (en) Method and apparatus for removing contaminants from a reflow apparatus
EP2585245B1 (en) Compression box for reflow oven heating and related method
EP3297785B1 (en) Reflow oven liner with a substrate and an adhesive layer, and a method of treating the surface of a reflow oven
JP4169700B2 (ja) フラックス不純物のフィルタリング
US20100012709A1 (en) Reflow furnace
TWI637802B (zh) 回流爐以及處理回流爐表面的方法
WO2005025283A1 (ja) 半田付け方法とそのための液体塗布装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant