JPH04164387A - プリント基板のリフロー方法及びリフロー炉 - Google Patents
プリント基板のリフロー方法及びリフロー炉Info
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- JPH04164387A JPH04164387A JP29136190A JP29136190A JPH04164387A JP H04164387 A JPH04164387 A JP H04164387A JP 29136190 A JP29136190 A JP 29136190A JP 29136190 A JP29136190 A JP 29136190A JP H04164387 A JPH04164387 A JP H04164387A
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Landscapes
- 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。
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、プリント基板と電子部品をクリームはんだで
はんだ付けするリフロー方法およびリフロー炉に間する
。
はんだ付けするリフロー方法およびリフロー炉に間する
。
近時の電子部品は、プリント基板に直接搭載するという
所謂面実装部品（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔｅｄ Ｄ
ｅｖｉｃｅ；以下ｒＳＭＤという」）になってきた。一
般にＳＭＤのはんだ付けは、プリント基板のはんだ付は
部にクリームはんだを塗布し、その上にＳＭＤを搭載し
てリフロー炉で加熱することにより行われている。
所謂面実装部品（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔｅｄ Ｄ
ｅｖｉｃｅ；以下ｒＳＭＤという」）になってきた。一
般にＳＭＤのはんだ付けは、プリント基板のはんだ付は
部にクリームはんだを塗布し、その上にＳＭＤを搭載し
てリフロー炉で加熱することにより行われている。
従来のリフロー炉は、コンベアが走行するトンネルの上
下部に多数の赤外線ヒータを設置したものであったが、
赤外線だけの加熱ではＳＭＤを高密度に実装したものに
対して、ＳＭＤとプリント基板を均一に加熱することが
できず、局部的にＳＭＤを過熱して熱損傷させたり、成
る部分のＳＭＤを加熱不足にして、はんだ付は不良をお
こすことがあった。高密度実装プリント基板の均一加熱
には、熱風による加熱が効果のあることは分かつており
、熱風式のリフロー炉が多数提案されている。（参Ｍ＝
実開昭５９−６１５６７号、実開昭６４−２０９６４号
、特開昭６３−１７７９６０号、特開昭６３−２７８６
６８号、特開昭６４−７１５７１号） 〔発明が解決しようとする課題〕 従来の熱風式のリフロー炉でプリント基板のはんだ付け
を行うと、はんだがはんだ付は部に完全に濡れ広がらな
かったり、はんだ付は部周辺に微小なはんだボールが多
数発生することがあった。
下部に多数の赤外線ヒータを設置したものであったが、
赤外線だけの加熱ではＳＭＤを高密度に実装したものに
対して、ＳＭＤとプリント基板を均一に加熱することが
できず、局部的にＳＭＤを過熱して熱損傷させたり、成
る部分のＳＭＤを加熱不足にして、はんだ付は不良をお
こすことがあった。高密度実装プリント基板の均一加熱
には、熱風による加熱が効果のあることは分かつており
、熱風式のリフロー炉が多数提案されている。（参Ｍ＝
実開昭５９−６１５６７号、実開昭６４−２０９６４号
、特開昭６３−１７７９６０号、特開昭６３−２７８６
６８号、特開昭６４−７１５７１号） 〔発明が解決しようとする課題〕 従来の熱風式のリフロー炉でプリント基板のはんだ付け
を行うと、はんだがはんだ付は部に完全に濡れ広がらな
かったり、はんだ付は部周辺に微小なはんだボールが多
数発生することがあった。
本発明は、はんだが広がらなかったり、微小なはんだボ
ールが発生する等のはんだ付は不良を起こさないリフロ
ー方法及びリフロー炉を提供することにある。
ールが発生する等のはんだ付は不良を起こさないリフロ
ー方法及びリフロー炉を提供することにある。
従来の熱風式のリフロー炉を用いたリフロー方法では、
予備加熱ゾーンと本加熱ゾーンの温度コントロール、つ
まり温度プロファイルが理想的に描けるようなものであ
れば良いと考えられていたが、如何に理想的な温度プロ
ファイルを描いても前述のようなはんだ付は不良をなく
すことはできなかった。そこで、本発明者らは、従来の
熱風式のリフロー炉におけるはんだ付は不良の発生につ
いて鋭意検討を重ねた結果、予備加熱ゾーンと本加熱ゾ
ーンでの風速が大いに影響していることをつきとめ本発
明を完成させた。
予備加熱ゾーンと本加熱ゾーンの温度コントロール、つ
まり温度プロファイルが理想的に描けるようなものであ
れば良いと考えられていたが、如何に理想的な温度プロ
ファイルを描いても前述のようなはんだ付は不良をなく
すことはできなかった。そこで、本発明者らは、従来の
熱風式のリフロー炉におけるはんだ付は不良の発生につ
いて鋭意検討を重ねた結果、予備加熱ゾーンと本加熱ゾ
ーンでの風速が大いに影響していることをつきとめ本発
明を完成させた。
本発明は、クリームはんだが塗布されたプリント基板を
予備加熱ゾーンおよび本加熱ゾーンで加熱してはんだ付
けを行うリフロー方法において、予備加熱ゾーンではプ
リント基板を本加熱ゾーンの熱風よりも風速が遅い熱風
で加熱するとともに。
予備加熱ゾーンおよび本加熱ゾーンで加熱してはんだ付
けを行うリフロー方法において、予備加熱ゾーンではプ
リント基板を本加熱ゾーンの熱風よりも風速が遅い熱風
で加熱するとともに。
本加熱ゾーンよりも低い温度で加熱し２本加熱ゾーンで
はプリント基板を風速が２〜６ ｔａ／ｓｅｃの熱風で
加熱することを特徴とするプリント基板のリフロー方法
であり、また予備加熱ゾーンと本加熱ゾーンを備えたリ
フロー炉において、予備加熱ゾーンの上下部には箱体の
一面で熱風吹出しを行うとともに、箱体の他面で気体を
吸入する面吹出し型ヒータを設置し、本加熱ゾーンの上
下部には箱体の一百で熱風の吹出しと吸入を行う面吹出
し吸入型ヒータを相互反対方向に設置したことを特徴と
するリフロー炉である。
はプリント基板を風速が２〜６ ｔａ／ｓｅｃの熱風で
加熱することを特徴とするプリント基板のリフロー方法
であり、また予備加熱ゾーンと本加熱ゾーンを備えたリ
フロー炉において、予備加熱ゾーンの上下部には箱体の
一面で熱風吹出しを行うとともに、箱体の他面で気体を
吸入する面吹出し型ヒータを設置し、本加熱ゾーンの上
下部には箱体の一百で熱風の吹出しと吸入を行う面吹出
し吸入型ヒータを相互反対方向に設置したことを特徴と
するリフロー炉である。
ところで、ＳＭＤが搭載されたプリント基板をリフロー
炉で加熱する場合、プリント基板、ＳＭＤ及びはんだ付
は部は、材質、大きさ、比熱等が異なるため、全てが同
じような温度上昇とならない、このように、それぞれの
部分の温度が異なるプリント基板で、はんだ付は部に塗
布されたクリームはんだを溶かすと、はんだは十分に広
がらず。
炉で加熱する場合、プリント基板、ＳＭＤ及びはんだ付
は部は、材質、大きさ、比熱等が異なるため、全てが同
じような温度上昇とならない、このように、それぞれの
部分の温度が異なるプリント基板で、はんだ付は部に塗
布されたクリームはんだを溶かすと、はんだは十分に広
がらず。
不完全なはんだ付けとなってしまう。ＳＭＤが搭載され
たプリント基板のリフローにおいて、プリント基板、Ｓ
ＭＤ及びはんだ付は部を同一温度にするのが予備加熱で
ある。予備加熱は、なるべく長い時間をかければ、より
均一加熱が行えるものであるが、予備加熱に時間をかけ
るということは。
たプリント基板のリフローにおいて、プリント基板、Ｓ
ＭＤ及びはんだ付は部を同一温度にするのが予備加熱で
ある。予備加熱は、なるべく長い時間をかければ、より
均一加熱が行えるものであるが、予備加熱に時間をかけ
るということは。
リフロー炉内でのプリント基板の搬送速度を遅くしたり
、リフロー炉の予備加熱ゾーンを長くすることである。
、リフロー炉の予備加熱ゾーンを長くすることである。
しかしながら、搬送速度を遅くすることは生産性を悪く
シ、また予備加熱ゾーンを長くすることはリフロー炉を
大きくしてしまうため場所的に問題が出てくる。
シ、また予備加熱ゾーンを長くすることはリフロー炉を
大きくしてしまうため場所的に問題が出てくる。
この予備加熱に熱風を使用すると、熱媒体である熱風が
ＳＭＤ閏に侵入してプリント基板、ＳＭＤ及びはんだ付
は部を効率よく加熱する。しかしながら、均一加熱を行
う予備加熱ゾーンでの熱風の風速が本加熱ゾーンでの風
速よりも早になると。
ＳＭＤ閏に侵入してプリント基板、ＳＭＤ及びはんだ付
は部を効率よく加熱する。しかしながら、均一加熱を行
う予備加熱ゾーンでの熱風の風速が本加熱ゾーンでの風
速よりも早になると。
熱風の加熱効率が良すぎてクリームはんだやはんだ付は
部を酸化させてしまい２本加熱時にはんだが十分に広が
らなくなったり、酸化したクリームはんだかは゛んだボ
ールとなってしまうものである。
部を酸化させてしまい２本加熱時にはんだが十分に広が
らなくなったり、酸化したクリームはんだかは゛んだボ
ールとなってしまうものである。
また、予備加熱ゾーンでの温度が本加熱ゾーンでの温度
よりも高いと全体が均一加熱される前に一部のクリーム
はんだが溶け、はんだが十分に広がらなくなってしまう
。そのため本発明のリフロー方法では、予備加熱ゾーン
の熱風の風速を本加熱ゾーンの熱風の風速よりも遅くす
るとともに、予備加熱ゾーンの加熱温度を本加熱ゾーン
の加熱温度よりも低くしたものである。
よりも高いと全体が均一加熱される前に一部のクリーム
はんだが溶け、はんだが十分に広がらなくなってしまう
。そのため本発明のリフロー方法では、予備加熱ゾーン
の熱風の風速を本加熱ゾーンの熱風の風速よりも遅くす
るとともに、予備加熱ゾーンの加熱温度を本加熱ゾーン
の加熱温度よりも低くしたものである。
本発明のリフロー方法で本加熱ゾーンの熱風の風速を２
〜６Ｉｌ／ｓｅｃとしたのは、該風速が２ ｍ／ｓｅＣ
よりも遅いと熱風の急加熱の効果がなく、また該風速が
６１１１／ｓｅｃを越えると、風速が強くなりすぎてク
リームはんだで仮固定したＳＭＤを吹き飛ばしてしまう
からである。
〜６Ｉｌ／ｓｅｃとしたのは、該風速が２ ｍ／ｓｅＣ
よりも遅いと熱風の急加熱の効果がなく、また該風速が
６１１１／ｓｅｃを越えると、風速が強くなりすぎてク
リームはんだで仮固定したＳＭＤを吹き飛ばしてしまう
からである。
［実施例］
本発明のリフロー方法の実施例及び比較例を第１表に示
す。
す。
第１表
風速：ＩＩＩ／Ｓｅｃ
？星 度二℃
次に本発明のリフロー方法に使用するに適したもう一つ
の発明となるリフロー炉について説明する。
の発明となるリフロー炉について説明する。
第１図は本発明のリフロー炉の正面断面である。
リフロー炉は、予備加熱ゾーンＰ、本加熱ゾーンＲおよ
び冷却ゾーンＣから成り、これらのゾーン内をコンベア
１が走行している。予備加熱ゾーンの上下部には複数の
面吹出し型ヒータ２・・・が並設されている。面吹出し
型ヒータとは、箱体の一面全体から比較的穏やかな熱風
を吹き出し、箱体の他面で気体を吸入するものであるが
、熱風を吹き出すと同時に赤外線を放射するようにする
と熱風と赤外線の相乗効果によりプリント基板をさらに
均一加熱することができる。面吹出し型ヒータとしては
、本特許出願人が実開昭６３−１２８６８５号で提案し
たようなヒータ、即ち箱体内に電熱ヒータを設置し、そ
の上に表面がセラミックコートされた通気性金属を設置
したものが好適である。予備加熱ゾーンに並設された面
吹出し型ヒータ閘には狭い熱風排出口３があり、該排出
口はブロワ−Ｂを介して面吹出し型ヒータ２の気体取入
口４と通じている。面吹出し型ヒータは狭い排出口から
熱風を取り入れ、それをプロワ−で引きダクトで箱体に
送り込む構造であるため広い熱風吹出し面５からは比較
的穏やかな熱風を吹き出させることができる。
び冷却ゾーンＣから成り、これらのゾーン内をコンベア
１が走行している。予備加熱ゾーンの上下部には複数の
面吹出し型ヒータ２・・・が並設されている。面吹出し
型ヒータとは、箱体の一面全体から比較的穏やかな熱風
を吹き出し、箱体の他面で気体を吸入するものであるが
、熱風を吹き出すと同時に赤外線を放射するようにする
と熱風と赤外線の相乗効果によりプリント基板をさらに
均一加熱することができる。面吹出し型ヒータとしては
、本特許出願人が実開昭６３−１２８６８５号で提案し
たようなヒータ、即ち箱体内に電熱ヒータを設置し、そ
の上に表面がセラミックコートされた通気性金属を設置
したものが好適である。予備加熱ゾーンに並設された面
吹出し型ヒータ閘には狭い熱風排出口３があり、該排出
口はブロワ−Ｂを介して面吹出し型ヒータ２の気体取入
口４と通じている。面吹出し型ヒータは狭い排出口から
熱風を取り入れ、それをプロワ−で引きダクトで箱体に
送り込む構造であるため広い熱風吹出し面５からは比較
的穏やかな熱風を吹き出させることができる。
本加熱ゾーンの上下部には、一対の面吹出し吸入型ヒー
タ６．６が設置されている。面吹出し吸入型ヒータとは
、箱体の一面に熱風吹出し面７と気体吸入口８があり、
気体吸入口は熱風吹出し面に隣接して設置されたもので
ある０本発明に用いる面吹出し吸入型ヒータとしては、
本特許出願人が特願平２−１９４３８５号で提案したも
のが適している。該面吹出し吸入型ヒータは、熱風吹出
し面７を前述面吹出し型ヒータの熱風吹出し口５と同一
構造にし、やはり赤外線を放射できるようなものが好ま
しい。本加熱ゾーンでは上記面吹出し吸入型ヒータが上
下部で相互に反対方向に設置してあり、上下部では、熱
風上向き通路領域Ｘ、熱風衝突領域Ｙ、熱風下向き領域
Ｚが形成されることになる。従って、上下部の面吹出し
吸入型ヒータ間では、熱風上向き領域Ｘおよび熱風下向
き領域Ｚを流通する熱風は風速が早くなり９本加熱に適
した急加熱が行える。
タ６．６が設置されている。面吹出し吸入型ヒータとは
、箱体の一面に熱風吹出し面７と気体吸入口８があり、
気体吸入口は熱風吹出し面に隣接して設置されたもので
ある０本発明に用いる面吹出し吸入型ヒータとしては、
本特許出願人が特願平２−１９４３８５号で提案したも
のが適している。該面吹出し吸入型ヒータは、熱風吹出
し面７を前述面吹出し型ヒータの熱風吹出し口５と同一
構造にし、やはり赤外線を放射できるようなものが好ま
しい。本加熱ゾーンでは上記面吹出し吸入型ヒータが上
下部で相互に反対方向に設置してあり、上下部では、熱
風上向き通路領域Ｘ、熱風衝突領域Ｙ、熱風下向き領域
Ｚが形成されることになる。従って、上下部の面吹出し
吸入型ヒータ間では、熱風上向き領域Ｘおよび熱風下向
き領域Ｚを流通する熱風は風速が早くなり９本加熱に適
した急加熱が行える。
次に上記本発明のリフロー炉におけるプリント基板のは
んだ付けについて説明する。
んだ付けについて説明する。
コンベア１てプリント基板を入方向に走行させると、プ
リント基板は予備加熱ゾーンＰの上下部に設置された面
吹出し型ヒータ２・・・により風速が１ ｍ／ｓｅｅで
温度が１４０℃の熱風で加熱される。
リント基板は予備加熱ゾーンＰの上下部に設置された面
吹出し型ヒータ２・・・により風速が１ ｍ／ｓｅｅで
温度が１４０℃の熱風で加熱される。
予備加熱ゾーンは複数の面吹出し型ヒータが設置された
比較的長い領域であり、しかも穂やかな熱風加熱である
ためプリント基板は全体が均一温度になる。また予備加
熱ゾーンは上下部から熱風を吹き付けるため、近時のよ
うにプリント基板の両面にＳＭＤｌを搭載したようなも
のでも両面を均一に加熱できるものである。予備加熱ゾ
ーンで均゛−加熱されたプリント基板は、本加熱ゾーン
に入るが、ここでは先ず上向き通路領域Ｘにおいて、風
速が３ ｍ／ｓｅｃで温度が２２０℃の熱風で加熱され
る。本加熱ゾーンの熱風は予備加熱ゾーンの熱風よりも
風速が早く温度が高いため急加熱となりプリント基板に
塗布されたクリームはんだは一気に溶解する。そしてプ
リント基板は本加熱ゾーンの短い熱風衝突領域Ｙを通過
し、再び風速の早い下向き通路領域Ｚで急加熱が行われ
、既に溶解したはんだは十分に広がって完全にＳＭＤを
プリント基板に付着させる。そしてプリント基板は冷却
ゾーンＣで冷却され、はんだ付けが終了する。
比較的長い領域であり、しかも穂やかな熱風加熱である
ためプリント基板は全体が均一温度になる。また予備加
熱ゾーンは上下部から熱風を吹き付けるため、近時のよ
うにプリント基板の両面にＳＭＤｌを搭載したようなも
のでも両面を均一に加熱できるものである。予備加熱ゾ
ーンで均゛−加熱されたプリント基板は、本加熱ゾーン
に入るが、ここでは先ず上向き通路領域Ｘにおいて、風
速が３ ｍ／ｓｅｃで温度が２２０℃の熱風で加熱され
る。本加熱ゾーンの熱風は予備加熱ゾーンの熱風よりも
風速が早く温度が高いため急加熱となりプリント基板に
塗布されたクリームはんだは一気に溶解する。そしてプ
リント基板は本加熱ゾーンの短い熱風衝突領域Ｙを通過
し、再び風速の早い下向き通路領域Ｚで急加熱が行われ
、既に溶解したはんだは十分に広がって完全にＳＭＤを
プリント基板に付着させる。そしてプリント基板は冷却
ゾーンＣで冷却され、はんだ付けが終了する。
本発明のリフロー方法は、予備加熱ゾーンで穏やかな低
温の熱風で加熱するため、クリームはんだやはんだ付は
部を酸化させることなく全体を均一温度にすることがで
き、その後の本加熱ゾーンでは風速の早い高温の熱風で
加熱するためクリームはんだを早急に溶解させ、はんだ
ボールの発生をなくして、はんだをはんだ付は部に十分
法がらせることができる。
温の熱風で加熱するため、クリームはんだやはんだ付は
部を酸化させることなく全体を均一温度にすることがで
き、その後の本加熱ゾーンでは風速の早い高温の熱風で
加熱するためクリームはんだを早急に溶解させ、はんだ
ボールの発生をなくして、はんだをはんだ付は部に十分
法がらせることができる。
また２本発明のリフロー炉は、予備加熱ゾーンに設置し
た面吹き出し型ヒータがプリント基板。
た面吹き出し型ヒータがプリント基板。
ＳＭＤ及びはんだ付は部の均一加熱を可能にし。
本加熱ゾーンに設置した面吹き出し吸入型ヒータが急加
熱を可能にするため、濡れ不良やはんだボールを発生さ
せないはんだ付けが行えるものである。
熱を可能にするため、濡れ不良やはんだボールを発生さ
せないはんだ付けが行えるものである。
第１ｆ！Ｉは本発明のリフロー炉の正面断面図であ墨。
１・・・コンベア ２・・・面吹出し型ヒータ３；・・
熱風排出口 ４・・・気体取入口５．７・・・熱風吹出
し面 ６・・・両吹出し吸入型ヒータ
熱風排出口 ４・・・気体取入口５．７・・・熱風吹出
し面 ６・・・両吹出し吸入型ヒータ
Claims (4)
- （１）クリームはんだが塗布されたプリント基板を予備
加熱ゾーンおよび本加熱ゾーンで加熱してはんだ付けを
行うリフロー方法において、予備加熱ゾーンではプリン
ト基板を本加熱ゾーンの熱風よりも風速が遅い熱風で加
熱するとともに，本加熱ゾーンよりも低い温度で加熱し
，本加熱ゾーンではプリント基板を風速が２〜６ｍ／ｓ
ｅｃの熱風で加熱することを特徴とするプリント基板の
リフロー方法。 - （２）前記本加熱ゾーンと予備加熱ゾーンでの加熱は熱
風と赤外線を併用した加熱であることを特徴とする特許
請求の範囲第（１）項記載のプリント基板のリフロー方
法。 - （３）予備加熱ゾーンと本加熱ゾーンを備えたリフロー
炉において、予備加熱ゾーンの上下部には箱体の一面で
熱風吹出しを行うとともに箱体の他面で気体を吸入する
面吹出し型ヒータを設置し、本加熱ゾーンの上下部には
箱体の一面で熱風の吹出しと吸入を行う面吹出し吸入型
ヒータを相互反対方向に設置したことを特徴とするリフ
ロー炉。 - （４）前記面吹出し型ヒータと面吹出し吸入型ヒータは
赤外線を放射できる構造であることを特徴とする特許請
求の範囲第（３）項記載のリフロー炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29136190A JP3062699B2 (ja) | 1990-10-29 | 1990-10-29 | プリント基板のリフロー方法及びリフロー炉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29136190A JP3062699B2 (ja) | 1990-10-29 | 1990-10-29 | プリント基板のリフロー方法及びリフロー炉 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04164387A true JPH04164387A (ja) | 1992-06-10 |
| JP3062699B2 JP3062699B2 (ja) | 2000-07-12 |
Family
ID=17767930
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29136190A Expired - Lifetime JP3062699B2 (ja) | 1990-10-29 | 1990-10-29 | プリント基板のリフロー方法及びリフロー炉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3062699B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7387183B2 (en) | 1995-06-07 | 2008-06-17 | Automotive Technologies International, Inc. | Weight measuring systems and methods for vehicles |
| US20070135982A1 (en) | 1995-06-07 | 2007-06-14 | Automotive Technologies International, Inc. | Methods for Sensing Weight of an Occupying Item in a Vehicular Seat |
-
1990
- 1990-10-29 JP JP29136190A patent/JP3062699B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3062699B2 (ja) | 2000-07-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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