JPH02307673A - 自動半田付け方法及び装置 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は、自動半田付は方法及び装置に係り、特に搬送
装置の上面を平面状に形成して該上面に密着させて基板
を積載して搬送すると共に、該搬送装置を積極的に加熱
することにより搬送装置から基板へ熱を伝導させて該基
板を温度ムラなく均一に加熱して半田付は性能を向上さ
せるようにした自動半田付は方法及び装置に関する。

従来の技術 従来の例えばリフロー半田付は装置の基板加熱方法及び
装置は、基板を搬送する例えばネットコンベアの上方及
び下方に配設したヒータにより基板を直接加熱していた
。しかし該従来方法及び装置によると基板の上方からの
加熱においては電子部品のない部分の基板は比較的速か
に加熱されるが電子部品の影となった部分の基板はなか
なか加熱されず温度差が発生してしまい、また基板下方
からの加熱においては、ネットコンベアが障害となり熱
伝導効率が悪く、またネットの影となる部分と影でない
部分とに温度差が発生するので、基板の要半田付は箇所
に塗布されたクリーム半田の溶解が不均一となり、十分
な半田付は性能が得られないという欠点があった。また
電子部品又はネットの影の部分の基板温度を上昇させる
ため、ヒータの温度を上昇させるとヒートショックで基
板の割れが生じたり、電子部品の電気特性が変化してし
まう欠点があった。また基板の上面と下面の熱的条件が
異なるため、基板の上面及び下面にも温度差が生じ、基
板が反ってしまう欠点があった。

上記した基板下面からの熱伝導効率の改善策が本出願人
からすでに出１Ｉｌ（特開昭６３’−６８２６５）され
ているが、基板の部分的な温度差防止に対してはなお改
善の余地があった。

また温度差を防止する他の従来例としては、加熱した空
気又は特殊蒸気等を加熱室内で循環させ　　　　　′て
該空気又は特殊蒸気を介して基板を加熱する熱風循環方
式等が知られているが、該方法は加熱された空気又は特
殊蒸気を循環させる特別の送風装置及び循環通路を設け
る必要があり、装置が大型となると共に騒音が大きく、
また製作費が高価となる不具合があった。また特殊蒸気
を使用する装置においては、該特殊蒸気は有毒であると
共に１度の使用で相当量が蒸発して装置外に逃げてしま
い、このように逃げてしまったものは回収できないので
、半田付は費用が高価となる欠点があった。

目　　的 本発明は、上記した従来技術の欠点を除くためになされ
たものであって、その目的とするところは、搬送装置の
上面を平面状に形成して該上面に密着させて基板を積載
して搬送すると共に、該搬送装置を積極的に加熱するこ
とにより搬送装置から基板へ熱を伝導して該基板の全面
を温度ムラなく均一に加熱することにより要半田付は箇
所に塗布したクリーム半田を基板のすべての箇所で均一
に溶解させて半田付は性能にバラツキのない高性能の半
田付けを行わせることができるようにすることであり、
またこれによって完成基板の信頼性を高めることである
。また他の目的は、基板を均一に徐々に加熱することに
よりヒートショックによる基板の割れを防止できるよう
にすると共に半田付けする電子部品の電気特性の変化を
防止することであり、また基板の上面と平面との温度差
をなくして基板の反りを防止することである。更に他の
目的は、熱風循環方式等のように特別の装置又は物質を
熱媒体として必要とせず、安価なかつ小型の装置で高性
能な半田付は性能が得られるようにすることであり、ま
たこれによって半田付は費用の低減を回ることである。

構成 要するに本発明方法（請求項１）は、上面を平面状に形
成した搬送装置の前記上面に密着させて電子部品を搭載
した基板を積載して搬送すると共に、前記搬送装置を加
熱することにより該搬送装置から前記基板へ熱を伝導さ
せて該基板を均一に加熱することを特徴とするものであ
る。

また本発明装置（請求項２）は、電子部品を搭載した基
板を平面状に形成した上面に密着させて積載して搬送す
る搬送装置と、前記搬送装置の下方に配設され該搬送装
置を加熱する加熱装置とを備えたことを特徴とするもの
である。

以下本発明を図面に示す実施例に基いて説明する。本発
明に係る自動半田付は装置１は、第１図及び第２図にお
いて搬送装置２と、加熱装置３とを備えている。搬送装
置２は、第３図も参照して電子部品４を搭載した基板５
を基板積載部２０に積載して該基板に熱を伝導させなが
ら搬送するものであって、第１図に示す自動半田付は装
置１の一例としてリフロー半田付は装置においては機枠
６を図中左右方向に貫通して配設されており、機枠６に
対向して固定された複数対のポールベアリング８（第２
図）に夫々軸９が回動自在に装着されており、該軸には
所定の間隔を持たせて一対のスプロケット１０が固定さ
れている。そして一対のスプロケット１０の一方の組及
び他方の組には夫々無端のチェーン１１が巻き掛けられ
、スプロケット１０により案内されながら矢印Ａ及びＢ
方向に循環するように構成され、更に上面１２ａが平面
状に形成された多数の平板状の搬送部材１２の一端１２
ｂが一方のチェーン１１に、他の一端１２Ｃが他方のチ
ェーン１１に固定されていて図示しない駆動装置が軸９
を回転させると、チェーン１１と共に矢印Ａ及びＢ方向
に循環するように構成されている。そして搬送部材１２
の上面１２ａ（基板積載部２０）に密着させて積載され
た基板５を基板搬入口６ａから搬入しく矢印Ａ方向）、
加熱装置３により加熱して半田付けして搬出口６ｂから
搬出した後、移動方向を矢印Ｂ方向に変更して再び搬出
口６ａに戻るように構成されている。

ここで搬送部材１２は、後述する如く加熱装置３によっ
て加熱された熱を基板５へ伝導して該基板の温度を半田
付は温度（約２３０℃）まで高めながら矢印Ａ方向に搬
送し、矢印Ｂ方向への移動の戻り工程において室内温度
まで冷却されるに適した熱容量を持つように設定された
例えばアルミニウム、セラミックス又はチタン合金で製
作されたものである。

そして第５図をも参照して搬送部材１２の上面１２ａは
熱の伝導効率を向上させるため基板５を密着させて積載
できるように平面状に形成されており、更に加熱装置３
から急速に熱を受は取って高温となり、また矢印Ｂ方向
への移動の戻り工程において急速に熱を放出して冷却さ
れるように下面１２ｄ及び側面１２ｅに多数のフィン１
２ｆを形成することもできる。

加熱装置３は、搬送部材１２を加熱して該搬送部材に密
着させて積載された基板５に熱を伝導させることにより
基板５を半田付は温度にまで加熱するものであって、搬
送装置３の上方５０〜８０寵及び下方５〜１０ｍの位置
に対をなして固定されたヒーター３　（例えばシーズヒ
ータ）であり、基板５の搬送方向に沿って複数対配設さ
れている。

そして該複数対のヒーター３は夫々隔壁１４で仕切られ
て予備加熱室１５及び半田付は室１６が独立して形成さ
れている。ここで搬送装置２の上方に配設されたヒータ
ー３が該搬送装置から５０〜８０＋＋ｎ離されているの
は、ヒーター３から放射される熱が直接基板５を加熱す
るようにされているので、該基板を必要以上に急加熱し
てヒートショックによる基板５の割れ、反り及び電子部
品４の電気特性の変化を防止するためであり、また下方
に配設されたヒーター３が搬送装置２から５〜１０鶴と
接近して配設されているのは、基板５を直接加熱するの
ではなく、ヒーター３により搬送部材１２を加熱し、該
搬送部材から熱伝導によって基板５を間接的に、そして
均一に加熱するので下方からの熱伝導効率を高めて基板
５の上面５ａ及び下面５ｂの温度差をなくすためである
。

更にヒーター３は図示しない制御装置により供給される
電力量が制御されるようになっており、予備加熱室１５
で基板５を予備加熱温度、例えば約１５０℃まで徐々に
予備加熱し、半田付は室１６で半田付は温度例えば２３
０°Ｃまで一気に加熱してクリーム半田を溶解させて半
田付けするように構成されている。

また半田付けが終了して搬送される基板５に冷風を吹き
付けて冷却させる冷却ファン１８及び搬送部材１２を冷
却する冷却ファン１９が夫々搬送装置２の上方及び下方
に配設され、また機枠６の上方に基板５を加熱して半田
付けしたとき発生する煙、ガス等を排気するための排気
筒６Ｃが配設されている。

そして本発明方法（請求項１）は、上面１２ａを平面状
に形成した搬送装置２の上面１２ａに密着させて電子部
品４を搭載した基板５を積載して搬送すると共に、搬送
装置２を加熱することにより搬送装置２から基板５の熱
を伝導させて基板５を均一に加熱する方法である。

作用 本発明は、上記のように構成されており、以下その作用
について説明する。第１図において、スプロケット１０
に巻き掛けられて矢印入方向に駆動される搬送装置２の
搬送部材１２の上面１２ａにクリーム半田が塗布された
基板５を密着させて積載する。第２図から第４図も参照
して、基板５は搬送装置２により予備加熱室１５中に搬
送されて上方のヒータ１３から放射される赤外線によっ
て基板５の上面５ａ及び電子部品４が加熱されると共に
搬送装置２の下方に配設されたヒータ１３が搬送部材１
２を加熱して高温とするので、該搬送部材から伝導され
る熱により基板５の下面５ｂが加熱されるが、基板５の
上面５ａと上方のヒータ１３との距離は５０〜８０１ｍ
に設定されているので、基板５が急速に加熱されて高温
になることはないが、電子部品４の影となる部分の基板
５は、該電子部品により赤外線が遮ぎられて他の部分よ
りも温度が低くなり、温度ムラが発生する傾向がある。

これを補なうのが下方のヒータ１３であって、搬送部材
１２から５〜１０ｍ１に接近して配設されているので、
搬送部材１２を急速に高温に加熱するが、搬送部材１２
の熱容量は従来装置の搬送部材１２であるネット（図示
せず）よりもはるかに大きいので、該搬送部材の全体が
温度ムラなく均一に加熱されてどの部位でも略同−の温
度となる。

均一に加熱された搬送部材１２の上面１２ａには熱伝導
効率を向上させるために密着させて基板５が積載されて
いるので、搬送部材１２から基板５へ熱が伝導されて基
板５の電子部品４の影になる部分も基板５の下面５ｂか
ら均一に加熱され基板５の全面がすべて略等しい温度に
加熱される。

第１図に示す３つの予備加熱室１５に配設されている夫
々のヒータ１３へ供給される電力は、」二記した如く基
板５を均一にかつ徐々に加熱して予備加熱温度、例えば
１５０°Ｃまで達するように搬送方向（矢印Ａ方向）下
流に向かうに従って大きい電力を供給するよう図示しな
い制御装置によって制御されている。

３つの予備加熱室１５中で予備加熱温度にまで温度ムラ
なく加熱された基板５は、搬送装置２によって半田付は
室１６に搬送される。該半田付は室のヒータ１３には制
御装置により予備加熱室１５のヒータ１３よりも更に大
きい電力が供給されているので、基板５を上述したと同
様にして上面５ａは直接、下面５ｂはより高温に加熱さ
れた搬送部材１２を介して基板５の全面を均一に半田付
は温度、例えば２３０°Ｃ〜２５０°Ｃまで加熱する。

これによって基板５の要半田付は箇所（図示せず）に塗
布されていたクリーム半田が略同時に溶解して半田付け
されるので、温度ムラに原因する半田の溶解不良は発生
せず、基板５の全面の電子部品４が同一の良好な条件で
半田付けされる。

半田付けが行われた基板５は更に矢印Ａ方向に搬送され
、冷却ファン１８から吐出される冷風によって冷却され
る。一方搬送部材１２も冷却ファン１９から吐出される
冷風により冷却された後、スプロケット１０により案内
されて搬送方向を矢印Ｂ方向に変更した後、室温の空気
中に徐々に残余の熱を放出しながら元の位置に戻り、１
般送方向を再び入方向に変更して次の基板５の搬送に備
える。

なお、上記実施例においては、自動半田付は装置１はリ
フロー半田付は装置として説明したが、自動半田付は装
置１はリフロー半田付は装置に限定されるものではなく
、フロー半田付は装置であってもよい。

効果 本発明は、上記のように搬送装置の上面を平面状に形成
して該上面に密着させて基板を積載して搬送すると共に
搬送装置を積極的に加熱して該搬送装置から基板へ熱を
伝導して基板の全面を温度ムラなく均一に加熱するよう
にしたので、クリーム半田を基板のすべての箇所で均一
に溶解させて半田付は性能のバラツキのない高性能な半
田付けを行うことができる効果がある。またこの結果完
成基板の信転性が高められる効果がある。更には基板を
均一に徐々に加熱するようにしたので、ヒートショック
による基板の割れや反りが防止できると共に、電子部品
の電気特性の変化を防止できる効果がある。また特別の
装置及び熱媒体としての物質を使用しないので、装置を
小型化できると共に安価に高性能な半田付けを行うこと
ができる効果がある。

【図面の簡単な説明】 図面は本発明の実施例に係り、第１図は自動半田付は装
置の全体を示す縦断面図、第２図は第１図のｎ−ｎ矢視
縦断面図、第３図は搬送装置及びヒータを示す要部拡大
斜視図、第４図は同じく要部拡大縦断面図、第５図は搬
送部材の他の実施例を示す縦断面図である。 １は自動半田付は装置、２は搬送装置、３は加熱装置、
４は電子部品、５は基板、１２は搬送部材、１２ａは上
面、１２ｄは下面、１２ｅは側面、１２ｆばフィン、２
０は基板積載部である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　上面を平面状に形成した搬送装置の前記上面に密着
   させて電子部品を搭載した基板を積載して搬送すると共
   に、前記搬送装置を加熱することにより該搬送装置から
   前記基板へ熱を伝導させて該基板を均一に加熱すること
   を特徴とする自動半田付け方法。 ２　電子部品を搭載した基板を平面状に形成した上面に
   密着させて積載して搬送する搬送装置と、前記搬送装置
   の下方に配設され該搬送装置を加熱する加熱装置とを備
   えたことを特徴とする自動半田付け装置。 ３　前記搬送装置の基板積載部は、隣接配置された多数
   の平板状搬送部材から構成されていることを特徴とする
   請求項２に記載の自動半田付け装置。 ４　前記搬送装置の前記基板積載部は、上面が平面状に
   形成され下面及び両側面に熱伝導を良好に行わせるため
   のフィンが形成された多数の搬送部材を隣接配置して構
   成したことを特徴とする請求項２に記載の自動半田付け
   装置。 ５　前記搬送部材は、アルミニウム、セラミックス及び
   チタン合金のいずれかで製作されたものであることを特
   徴とする請求項３又は４に記載の自動半田付け装置。