WO2007077727A1 - リフロー装置 - Google Patents

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Fumihiro Yamashita
Shoichiro Matsuhisa
Takehiko Kawakami
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Tamura Corporation
Tamura Fa System Corporation
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    • B23K1/008—Soldering within a furnace
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    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present invention relates to a reflow apparatus used for reflow heating.
  • the reflow apparatus includes a plurality of preheating units for preheating the workpiece W in the furnace body 1 along the workpiece transfer conveyor 2 that transfers the workpiece W in the furnace body 1.
  • a preheating area 3 having preheating zones 3a, 3b, 3c, 3d, 3e, a reflow area 4 having a plurality of reflow zones 4a, 4b for reflow heating the workpiece W, and a cooling zone 5 for cooling the workpiece W are sequentially provided. It is arranged.
  • Patent Document 1 JP 2001-198671 (Page 3-4, Fig. 2)
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-133718 (Page 2-3, Fig. 1)
  • Patent Document 3 Japanese Patent Laid-Open No. 2005-175288 (Pages 6-7, Fig. 1)
  • lead-free solder has been used instead of lead from the viewpoint of the global environment.
  • lead-free solder has a higher melting point than solder containing lead and must be heated at a higher temperature.
  • the present invention has been made in view of these points, and an object of the present invention is to provide a reflow apparatus capable of adjusting in detail a temperature profile such as a reflow peak time when a work is reflow heated. And Means for solving the problem
  • the invention according to claim 1 is a preheat having a furnace body, a workpiece transport conveyor for transporting the workpiece in the furnace body, and a plurality of preheat zones provided in the furnace body along the workpiece transport competitor for preheating the workpiece. And a reflow area having a plurality of reflow zones provided in the furnace body along the workpiece transfer conveyor for reflow heating a single piece. Each reflow zone in the reflow area is an individual preheat area in the preheat area. This is a reflow device that is shorter than the zone in the workpiece transfer direction.
  • the invention described in claim 2 is provided with three reflow zones for the reflow area in the reflow device according to claim 1, and the temperature profile of the reflow area can be set based on each set temperature. is there.
  • the invention's effect is provided with three reflow zones for the reflow area in the reflow device according to claim 1, and the temperature profile of the reflow area can be set based on each set temperature. is there.
  • the reflow area is provided with a plurality of reflow zones each having a shorter length in the workpiece conveyance direction than the individual preheat zones of the preheat area, these reflow zones are provided. It is possible to adjust the temperature profile such as the reflow peak time of the workpiece that is reflow heated in more detail than before, and the compact temperature profile file can shorten the reflow peak time and handle weak heat-resistant parts. Therefore, sufficient reflow peak time necessary for obtaining sufficient solder joints can be secured, and various temperature profiles can be set. In addition, various temperature profiles can be set without increasing the length of conventional equipment, and a wide range of workpiece properties can be accommodated.
  • the temperature profile of the reflow area can be adjusted in more detail by individually controlling the temperature of the three reflow zones. Can also be expanded.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of a reflow apparatus according to the present invention.
  • FIG. 2 is a characteristic diagram showing a temperature profile of a workpiece heated by the reflow apparatus.
  • FIG. 3 is a characteristic diagram showing a temperature profile of a workpiece heated in the reflow area of the reflow apparatus.
  • (A) to (g) are various reflow heating operations depending on the reflow area according to the present invention.
  • the temperature profile of the workpiece heated by the pattern is shown.
  • (H) shows the temperature profile of the workpiece heated by the conventional reflow area.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of a workpiece for explaining the mechanism of occurrence of a component standing phenomenon.
  • FIG. 5 is a schematic view showing a conventional reflow apparatus.
  • FIG. 1 shows a reflow apparatus, in which a workpiece transfer conveyor 12 for transferring a workpiece W is arranged in the furnace body 11, and the workpiece W is preliminarily placed in the furnace body 11 along the workpiece transfer competitor 12.
  • a preheating area 13 having a plurality of preheating zones 13a, 13b, 13c, 13d, 13e (hereinafter referred to as 13a to 13e) to be heated, and a plurality of reflow zones 14a, 14b,
  • a reflow area 14 having 14c and a cooling area 15 having a plurality of cooling zones 15a, 15b for cooling the workpiece W are sequentially arranged.
  • Each preheat zone 13a to 13e in the preheat area 13 and each reflow zone 14a, 14b, 14c in the reflow area 14 include a fan and a structure for circulating the atmosphere, a heater for heating the atmosphere, a nozzle for hot air injection, and Heating units that also have a temperature sensor force for detecting hot air temperature are arranged on the upper side and the lower side, respectively, across the workpiece transfer compressor 12, and the temperature is controlled by a process controller.
  • the zone means an area where the heating temperature of the workpiece W can be individually controlled as in the above heating unit.
  • the preheating area 13 five preheating zones 13a to 13e, reflow In area 14, three reflow zones 14a, 14b, 14c are installed, and in cooling area 15, two cooling zones 15a, 15b are installed, and each area 13, 1 is based on the set temperature of each zone.
  • the individual reflow zones 14a, 14b, 14c in the reflow area 14 are formed to have a shorter length in the workpiece conveyance direction than the individual preheat zones 13a to 13e in the preheat area 13.
  • the size of the individual reflow zones 14a, 14b, 14c in the conveying direction is almost the same as that of the individual preheat zones 13a-13e or the conventional individual reflow zones 4a, 4b shown in FIG. It is desirable to shorten to 65% to 85%.
  • the total length of the three reflow zones 14a, 14b, and 14c is equal to that of the preheat zones 13a to 13e.
  • the length of the reflow area 14 can be prevented from becoming longer if the length is set to be equal to the length of two or the total length of the two conventional reflow zones 4a and 4b shown in FIG.
  • the workpiece W is carried into the furnace body 11 by the workpiece conveyor 12 driven at a constant speed, and the workpiece temperature is raised to the preheating temperature and maintained in the plurality of preheating zones 13a to 13e in the preheating area 13.
  • the workpiece conveyor 12 driven at a constant speed
  • the workpiece temperature is raised to the preheating temperature and maintained in the plurality of preheating zones 13a to 13e in the preheating area 13.
  • heat work W above the solder paste melting temperature melt the solder paste of work W, perform reflow soldering, and finally cool
  • a plurality of cooling zones 15 a and 15 b in area 15 the workpiece temperature is lowered to ensure the strength of the solder joint, and the workpiece W is carried out of the furnace body 11 by the workpiece transfer compressor 12.
  • the process controller controls the preheat zones 13a to l.
  • the workpiece temperature is raised to a certain preheat temperature T p and controlled so as to maintain the preheat temperature ⁇ ⁇ .
  • T p preheat temperature
  • the preheat temperature T p is increased from the reflow temperature T r
  • the last reflow zone 14c is controlled to maintain the reflow temperature T r
  • the cooling zones 15a, 15b Then, forcibly lower the workpiece temperature.
  • the workpiece temperature is raised from the preheat temperature T p to the reflow temperature T r in the first reflow zone 4a as shown by the dotted line in FIG.
  • the reflow temperature T r is controlled so that the reflow temperature T r is maintained. Therefore, the time of exposure to the reflow temperature T r or the temperature in the vicinity of the workpiece W such as a substrate mounted with weak heat-resistant components is long. Too much.
  • the process controller ideally models each temperature control target block in each preheat zone 13a to 13e, each reflow zone 14a, 14b, 14c and each cooling zone 15a, 15b, and performs temperature control process control To improve temperature stability during continuous workpiece feeding
  • Figs. 3 (a) to (g) show temperature profiles of the cake W heated by the reflow zones 14a, 14b, 14c according to the present invention
  • Fig. 3 (h) shows the conventional reflow zone 4a.
  • 4b shows the temperature profile of the workpiece W heated by 4b.
  • the solder paste uses lead-free solder, the mainstream Sn-Ag-Cu solder.
  • the solder paste melting temperature is about 220 ° C.
  • Fig. 3 (a) is similar to the temperature profile shown in Fig. 2, and the first reflow zone 14a is controlled to maintain a preheat temperature of 180 ° C, and the intermediate reflow zone 14b
  • the reflow heating time can be shortened more easily than in the past (h). .
  • Figure 3 (b) shows that in the first reflow zone 14a and the intermediate reflow zone 14b, the workpiece temperature is increased with a constant gradient from the preheat temperature 180 ° C to the reflow temperature 240 ° C, and the final reflow zone In 14c, the reflow temperature is controlled to be kept at 240 ° C, so that the temperature rise gradient during melting of the solder paste is made slower than in (a), and the reflow heating time in the molten solder paste state is set slightly longer. be able to.
  • Figure 3 (c) shows that the first reflow zone 14a has a large temperature gradient from the preheat temperature of 180 ° C to the solder paste melted state, and the intermediate reflow zone 14b has a moderate reflow temperature of 240 ° C.
  • the reflow heating time in the solder paste melted state can be set longer than in (b) by controlling to maintain the reflow temperature of 240 ° C in the last reflow zone 14c.
  • Figure 3 (d) shows that the initial reflow zone 14a has a small temperature rise gradient from the preheat temperature of 180 ° C, and the intermediate reflow zone 14b has a temperature rise gradient of up to 240 ° C.
  • the reflow heating time in the molten solder paste state is set shorter than in (b) by controlling the reflow temperature to be maintained at 240 ° C in the last reflow zone 14c. It has an intermediate temperature rise characteristic between (a) and (b).
  • Figure 3 (e) shows the workpiece temperature with a constant gradient from preheat temperature 180 ° C to reflow temperature 240 ° C throughout the first reflow zone 14a, the intermediate reflow zone 14b and the last reflow zone 14c.
  • the reflow peak time can be shortened so that the temperature rise gradient when melting the solder paste is melted can be set to be the most gradual, and the heat resistance parts work with a small heat capacity can be shortened. This prevents unbalanced reflow of small parts as shown in Fig. 4.
  • the work W has a force in which the electrode parts 27 and 28 of the chip component 26 are mounted on the land parts 22 and 23 of the substrate 21 via the solder pastes 24 and 25.
  • the chip component 26 is suddenly reflow-heated, a temperature difference occurs between the left and right electrode portions 27, 28, and the solder paste 24 in contact with one electrode portion 27 is in an unreflowed state, but the other The solder paste 25 in contact with the electrode part 28 is in a reflow state, and surface tension in the direction of the arrow acts on the solder paste 25 in this reflow state, so that the chip part 26 is detached from the solder paste 24 and rises up, so-called Manhattan Although the phenomenon occurs, as shown in (e), the temperature rise gradient at the time of melting the solder paste is moderated, so that the temperature of the left and right electrode parts 27, 28 is increased equally, and both solder pastes in contact with them 24 , By reflowing 25 at the same time, it is possible to prevent soldering defects such as the component
  • Fig. 3 (f) shows that the preheat temperature is controlled to 180 ° C in the first reflow zone 14a and the intermediate reflow zone 14b, and the reflow temperature from 180 ° C to 240 ° C only in the last reflow zone 14c.
  • the workpiece temperature is raised to C and then cooled immediately.
  • the reflow peak time in the solder paste molten state is the shortest, so it is suitable for reflow heating of workpiece W, which has the least heat resistance. Yes.
  • Figure 3 (g) shows that the workpiece temperature is increased from the preheat temperature 180 ° C to the reflow temperature 240 ° C in the first reflow zone 14a, and the reflow temperature 240 ° in the intermediate reflow zone 14b and the last reflow zone 14c. Controls to maintain C and works with large heat capacity It is suitable for securing a sufficient reflow heating time necessary to obtain sufficient solder joints in w, and a reflow peak time longer than the conventional (h) reflow peak time can be secured.
  • the reflow area 14 is provided with a plurality of reflow zones 14a, 14b, and 14c that are formed shorter than the individual preheat zones 13a to 13e in the preheat area 13 in the workpiece conveyance direction. Therefore, it is possible to adjust the temperature profile such as the reflow peak time of the workpiece W reflow heated in these reflow zones 14a, 14b, 14c in more detail than before.
  • the reflow can be achieved by a compact trapezoidal or triangular temperature profile. The peak time can be shortened to cope with weak heat-resistant parts, while the sufficient reflow peak time necessary to obtain sufficient solder joints can be secured, making it possible to set various temperature profiles.
  • the temperature profile of the reflow area 14 is more detailed than the conventional reflow area 4 having the two reflow zones 4a and 4b. Adjustments can be made, and variations in temperature adjustment patterns can be expanded.
  • the present invention can be applied to a reflow apparatus suitable for reflow soldering using lead-free solder, but can also be used for other applications.

Abstract

　ワークをリフロー加熱する際の加熱温度および加熱時間を詳細に調整することが可能なリフロー装置を提供する。炉体11内にワークＷを搬送するワーク搬送コンベヤ12を配設し、このワーク搬送コンベヤ12に沿って、炉体11内に、ワークＷを予加熱する複数のプリヒートゾーン13a～13eと、ワークＷをリフロー加熱する複数のリフローゾーン14a，14b，14cと、ワークＷを冷却する複数の冷却ゾーン15a，15bとを順次配列する。個々のリフローゾーン14a，14b，14cは、個々のプリヒートゾーン13a～13eより、ワーク搬送方向の長さを短く形成する。個々のリフローゾーン14a，14b，14cの搬送方向の大きさは、個々のプリヒートゾーン13a～13eあるいは従来の個々のリフローゾーンに比べほぼ６５％～８５％に短縮することが望ましい。

Description

明 細 書
リフロー装置
技術分野
[0001] 本発明は、リフロー加熱に用いられるリフロー装置に関する。
背景技術
[0002] 図 5に示されるように、リフロー装置は、炉体 1内でワーク Wを搬送するワーク搬送コ ンべャ 2に沿って、炉体 1内に、ワーク Wを予加熱する複数のプリヒートゾーン 3a, 3b, 3c, 3d, 3eを有するプリヒートエリア 3と、ワーク Wをリフロー加熱する複数のリフローゾ ーン 4a, 4bを有するリフローエリア 4と、ワーク Wを冷却する冷却ゾーン 5とが順次配列 されている。
[0003] プリヒートエリア 3の個々のプリヒートゾーン 3a, 3b, 3c, 3d, 3eと、リフローエリア 4の 個々のリフローゾーン 4a, 4bは、ワーク搬送方向の長さが全て等しくなるように形成さ れている（例えば、特許文献 1、 2、 3参照)。
特許文献 1：特開 2001— 198671号公報 (第 3— 4頁、図 2)
特許文献 2 :特開 2003— 133718号公報 (第 2— 3頁、図 1)
特許文献 3：特開 2005 - 175288号公報 (第 6— 7頁、図 1)
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] 近年、地球環境の観点から鉛を使わな 、鉛フリーはんだが用いられるようになって きたが、鉛フリーはんだは、鉛を含むはんだより融点が高ぐより高温で加熱する必要 がある。一方、リフロー加熱される基板実装部品の耐熱性を確保するために、加熱温 度および加熱時間を、より精密に制御する必要がある力 従来のリフロー装置では、 この制御が困難であり、特にリフローピーク時間を詳細に調整することが容易でない 問題がある。
[0005] 本発明は、このような点に鑑みなされたもので、ワークをリフロー加熱する際のリフロ 一ピーク時間などの温度プロファイルを詳細に調整することが可能なリフロー装置を 提供することを目的とする。 課題を解決するための手段
[0006] 請求項 1記載の発明は、炉体と、炉体内でワークを搬送するワーク搬送コンペャと、 ワーク搬送コンペャに沿って炉体内に設けられワークを予加熱する複数のプリヒート ゾーンを有するプリヒートエリアと、ワーク搬送コンペャに沿って炉体内に設けられヮ 一クをリフロー加熱する複数のリフローゾーンを有するリフローエリアとを具備し、リフ ローエリアの個々のリフローゾーンは、プリヒートエリアの個々のプリヒートゾーンより、 ワーク搬送方向の長さを短く形成されたリフロー装置である。
[0007] 請求項 2記載の発明は、請求項 1記載のリフロー装置におけるリフローエリアのリフ ローゾーンが、 3個設けられ、それぞれの設定温度に基づいてリフローエリアの温度 プロファイルを設定可能としたものである。 発明の効果
[0008] 請求項 1記載の発明によれば、リフローエリアには、プリヒートエリアの個々のプリヒ ートゾーンよりワーク搬送方向の長さを短く形成されたリフローゾーンが複数設けられ たので、これらのリフローゾーンでリフロー加熱されるワークのリフローピーク時間など の温度プロファイルを、従来より詳細に調整することが可能となり、コンパクトな温度プ 口ファイルによりリフローピーク時間を短縮して弱耐熱部品に対応でき、また一方で十 分なはんだ接合を得るために必要な十分なリフローピーク時間を確保することもでき 、多様な温度プロファイル設定が可能となる。さらに、従来装置を長大化させることな く多様な温度プロファイル設定ができ、広範囲なワークの性質に対応可能となる。
[0009] 請求項 2記載の発明によれば、 3個のリフローゾーンを個々に温度制御することで、 リフローエリアの温度プロファイルを、より詳細に調整することが可能となり、温度調整 パターンのノ リエーシヨンも拡大できる。
図面の簡単な説明
[0010] [図 1]本発明に係るリフロー装置の一実施の形態を示す概略図である。
[図 2]同上リフロー装置により加熱されたワークの温度プロファイルを示す特性図であ る。
[図 3]同上リフロー装置のリフローエリアで加熱されたワークの温度プロファイルを示 す特性図であり、（a)〜(g)は、本発明に係るリフローエリアにより種々のリフロー加熱 パターンで加熱されたワークの温度プロファイルを示し、 (h)は、従来のリフローエリア により加熱されたワークの温度プロファイルを示す。
[図 4]部品立ち現象の発生メカニズムを説明するためのワーク断面図である。
[図 5]従来のリフロー装置を示す概略図である。
符号の説明
[0011] W ワーク
11 炉体
12 ワーク搬送コンペャ
13 プリヒートエリア
13a, 13b, 13c, 13d, 13e (13a〜13e) プリヒートゾーン
14 リフローエリア
14a, 14b, 14c リフローゾーン
発明を実施するための最良の形態
[0012] 以下、本発明を図 1乃至図 3に示された一実施の形態を参照しながら詳細に説明 する。
[0013] 図 1は、リフロー装置を示し、炉体 11内にワーク Wを搬送するワーク搬送コンペャ 12 が配設され、このワーク搬送コンペャ 12に沿って、炉体 11内に、ワーク Wを予加熱す る複数のプリヒートゾーン 13a, 13b, 13c, 13d, 13e (以下、これらの符号を 13a〜13eと する）を有するプリヒートエリア 13と、ワーク Wをリフロー加熱する複数のリフローゾーン 14a, 14b, 14cを有するリフローエリア 14と、ワーク Wを冷却する複数の冷却ゾーン 15a , 15bを有する冷却エリア 15とが順次配列されて 、る。
[0014] プリヒートエリア 13の各プリヒートゾーン 13a〜13eおよびリフローエリア 14の各リフロー ゾーン 14a, 14b, 14cには、雰囲気循環用の送風機および構造体、雰囲気加熱用の ヒータ、熱風噴射用のノズルおよび熱風温度検出用の温度センサ力もなる加熱ュ- ットが、ワーク搬送コンペャ 12を挟んで上側および下側にそれぞれ配置され、プロセ スコントローラにより温度制御される。
[0015] ここで、ゾーンとは、上記加熱ユニットのようにワーク Wの加熱温度を個別に温度制 御できる領域を意味し、プリヒートエリア 13では 5つのプリヒートゾーン 13a〜13e、リフロ 一エリア 14では 3つのリフローゾーン 14a, 14b, 14c、冷却エリア 15では 2つの冷却ゾ ーン 15a, 15bが設置され、各ゾーンのそれぞれの設定温度に基づいて各エリア 13, 1
4, 15の各温度プロファイルを設定することが可能である。
[0016] リフローエリア 14の個々のリフローゾーン 14a, 14b, 14cは、プリヒートエリア 13の個々 のプリヒートゾーン 13a〜13eより、ワーク搬送方向の長さを短く形成されている。
[0017] その場合、個々のリフローゾーン 14a, 14b, 14cの搬送方向の大きさは、個々のプリ ヒートゾーン 13a〜13eあるいは図 5に示された従来の個々のリフローゾーン 4a, 4bに 比べほぼ 65%〜85%に短縮することが望ましい。
[0018] 例えば、 3個のリフローゾーン 14a, 14b, 14cの全長を、プリヒートゾーン 13a〜13eの
2個分の長さ、または図 5に示された従来の 2個のリフローゾーン 4a, 4bの全長と等し く設定すれば、リフローエリア 14の長大化を防止できる。
[0019] 次に、この実施の形態の作用効果を説明する。
[0020] 一定の速度で駆動されるワーク搬送コンペャ 12によりワーク Wを炉体 11内に搬入し 、プリヒートエリア 13の複数のプリヒートゾーン 13a〜13eで、ワーク温度をプリヒート温 度まで上昇させて維持し、次にリフローエリア 14の複数のリフローゾーン 14a, 14b, 14 cで、ワーク Wをソルダペースト溶融温度以上に加熱し、ワーク Wのソルダペーストを 溶融してリフローはんだ付けをし、最後に冷却エリア 15の複数の冷却ゾーン 15a, 15b で、ワーク温度を降下させて、はんだ継手部の強度を確保し、ワーク搬送コンペャ 12 によりワーク Wを炉体 11内から搬出する。
[0021] 図 2に実線で示されるように、プロセスコントローラによって、プリヒートゾーン 13a〜l
3eでは、ワーク温度を一定のプリヒート温度 T pまで上昇させるとともに、そのプリヒート 温度 Τ ρを保つように制御し、リフローゾーン 14a, 14b, 14cでは、例えば最初のリフロ 一ゾーン 14aではプリヒート温度 T pを維持するように制御し、中間のリフローゾーン 14 bではプリヒート温度 Τ ρからリフロー温度 T rまで上昇させ、最後のリフローゾーン 14c ではリフロー温度 T rを保つように制御し、冷却ゾーン 15a, 15bでは、ワーク温度を強 制的に下げる。
[0022] 一方、図 5に示された従来のリフロー装置では、図 2に点線で示されるように、前半 のリフローゾーン 4aでワーク温度をプリヒート温度 T pからリフロー温度 T rまで上昇さ せ、後半のリフローゾーン 4bではリフロー温度 T rを保つように制御するので、弱耐熱 部品を搭載した基板などのワーク Wにとつて、リフロー温度 T rまたはその近傍温度に 曝される時間が長すぎる。
[0023] プロセスコントローラは、各プリヒートゾーン 13a〜13e、各リフローゾーン 14a, 14b, 14 cおよび各冷却ゾーン 15a, 15bの各温度制御対象ブロックを理想的にモデリングし、 温調プロセス制御を行なうことで、連続ワーク投入時の温度安定性などを向上させる
[0024] 図 3 (a)〜（g)は、本発明に係るリフローゾーン 14a, 14b, 14cにより加熱されたヮー ク Wの温度プロファイルを示し、図 3 (h)は、従来のリフローゾーン 4a, 4bにより加熱さ れたワーク Wの温度プロファイルを示す。ソルダペーストは、鉛フリーはんだで主流の Sn-Ag-Cu系はんだを用いる。そのソルダペースト溶融温度は、約 220°Cである。
[0025] 図 3 (a)は、図 2に示された温度プロファイルと同様のものであり、最初のリフローゾ ーン 14aではプリヒート温度 180°Cを維持するように制御し、中間のリフローゾーン 14b ではプリヒート温度 180°Cからリフロー温度 240°Cまで上昇させ、最後のリフローゾーン 14cではリフロー温度 240°Cを保つように制御することで、従来 (h)よりもリフロー加熱 時間を容易に短縮できる。
[0026] 図 3 (b)は、最初のリフローゾーン 14aおよび中間のリフローゾーン 14bでは、プリヒー ト温度 180°Cからリフロー温度 240°Cまで一定の勾配でワーク温度を上昇させ、最後 のリフローゾーン 14cではリフロー温度 240°Cを保つように制御することで、（a)よりもソ ルダペースト溶融時の温度上昇勾配を緩やかにするとともに、ソルダペースト溶融状 態でのリフロー加熱時間をやや長く設定することができる。
[0027] 図 3 (c)は、最初のリフローゾーン 14aではプリヒート温度 180°Cからソルダペースト溶 融状態までの温度上昇勾配を大きく設定し、中間のリフローゾーン 14bではリフロー 温度 240°Cまで緩やかに上昇させ、最後のリフローゾーン 14cではリフロー温度 240°C を保つように制御することで、（b)よりもさらにソルダペースト溶融状態でのリフロー加 熱時間を長く設定できる。
[0028] 図 3 (d)は、最初のリフローゾーン 14aではプリヒート温度 180°Cからの温度上昇勾配 を小さく設定し、中間のリフローゾーン 14bではリフロー温度 240°Cまで温度上昇勾配 を大きく設定し、最後のリフローゾーン 14cではリフロー温度 240°Cを保つように制御す ることで、 (b)よりもソルダペースト溶融状態でのリフロー加熱時間を短く設定したもの である。 (a)と (b)の中間の温度上昇特性を有するものである。
[0029] 図 3 (e)は、最初のリフローゾーン 14a、中間のリフローゾーン 14bおよび最後のリフロ 一ゾーン 14cの全体にわたって、プリヒート温度 180°Cからリフロー温度 240°Cまで一定 の勾配でワーク温度を上昇させ、ソルダペースト溶融時の温度上昇勾配を最も緩や かに設定できるとともに、熱容量の小さな弱耐熱部品ワークに適合するようにリフロー ピーク時間を短縮できるものであり、このようにリフロー加熱することで、図 4に示され るような小型部品のアンバランスなリフローを防止できる。
[0030] すなわち、図 4に示されるようにワーク Wは、基板 21のランド部 22, 23にソルダぺー スト 24, 25を介してチップ部品 26の電極部 27, 28が搭載されている力 このチップ部 品 26が急激にリフロー加熱された場合は、左右の電極部 27, 28間に温度差が生じ、 一方の電極部 27と接触するソルダペースト 24が未リフロー状態であるのに、他方の電 極部 28と接触するソルダペースト 25がリフロー状態となり、このリフロー状態のソルダ ペースト 25に矢印方向の表面張力が作用し、チップ部品 26がソルダペースト 24から 離脱して立上がる部品立ち現象いわゆるマンハッタン現象が発生するが、（e)のよう にソルダペースト溶融時の温度上昇勾配を緩やかにすることで、左右の電極部 27, 2 8を等しく温度上昇させ、これらと接触する両方のソルダペースト 24, 25を同時にリフロ 一させ、小型部品に発生しやすい部品立ち現象のようなはんだ付け不良を防止でき る。
[0031] 図 3 (f)は、最初のリフローゾーン 14aおよび中間のリフローゾーン 14bではプリヒート 温度 180°Cに制御するとともに、最後のリフローゾーン 14cのみで、プリヒート温度 180 °Cからリフロー温度 240°Cまでワーク温度を上昇させ、その後、直ちに冷却するように したもので、ソルダペースト溶融状態でのリフローピーク時間が最も短ぐこのため、 最も耐熱性に欠けるワーク Wをリフロー加熱するのに適している。
[0032] 図 3 (g)は、最初のリフローゾーン 14aではプリヒート温度 180°Cからリフロー温度 240 °Cまでワーク温度を上昇させ、中間のリフローゾーン 14bおよび最後のリフローゾーン 14cではリフロー温度 240°Cを保つように制御するものであり、熱容量の大きなワーク wにおいて、十分なはんだ接合を得るために必要な十分なリフロー加熱時間を確保 する場合に適しており、従来 (h)のリフローピーク時間よりも長いリフローピーク時間を 確保できる。
[0033] このように、リフローエリア 14には、プリヒートエリア 13の個々のプリヒートゾーン 13a〜 13eよりワーク搬送方向の長さを短く形成された複数のリフローゾーン 14a, 14b, 14cが 設けられたので、これらのリフローゾーン 14a, 14b, 14cでリフロー加熱されるワーク W のリフローピーク時間などの温度プロファイルを、従来より詳細に調整することが可能 となり、例えばコンパクトな台形または 3角形の温度プロファイルによりリフローピーク 時間を短縮して弱耐熱部品にも対応でき、また一方で十分なはんだ接合を得るため に必要な十分なリフローピーク時間を確保することもでき、多様な温度プロファイル設 定が可能となる。
[0034] 特に、 3個のリフローゾーン 14a, 14b, 14cを個々に温度制御することで、リフローェ リア 14の温度プロファイルを、従来の 2個のリフローゾーン 4a, 4bを有するリフローエリ ァ 4より詳細に調整することが可能となり、温度調整パターンのバリエーションも拡大 できる。
[0035] さらに、従来装置を長大化させることなく多様な温度プロファイル設定ができ、広範 囲なワークの性質に対応可能となる。
産業上の利用可能性
[0036] 本発明は、鉛フリーはんだを用いたリフローはんだ付けに適するリフロー装置に適 用できるが、その他の用途にも利用可能である。

Claims

請求の範囲
[1] 炉体と、
炉体内でワークを搬送するワーク搬送コンペャと、
ワーク搬送コンペャに沿って炉体内に設けられワークを予加熱する複数のプリヒー トゾーンを有するプリヒートエリアと、
ワーク搬送コンペャに沿って炉体内に設けられワークをリフロー加熱する複数のリフ ローゾーンを有するリフローエリアとを具備し、
リフローエリアの個々のリフローゾーンは、プリヒートエリアの個々のプリヒートゾーン より、ワーク搬送方向の長さを短く形成された
ことを特徴とするリフロー装置。
[2] リフローエリアのリフローゾーンは、
3個設けられ、
それぞれの設定温度に基づいてリフローエリアの温度プロファイルを設定可能とし た
ことを特徴とする請求項 1記載のリフロー装置。
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