JPH0499086A - リフロー装置 - 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） 本発明は基板上に塗布されたペースト状半田を加熱して
リフロー装置けするリフロー装置に関するものである。

（従来の技術） 従来、リフロー半田付けする場合には、ペースト状半田
を塗布した基板をリフロー炉に挿入している。リフロー
炉は、熱風を吹き付けて加熱する対流方式、赤外線等を
照射する輻射方式、基板をヒートブロック上に載置して
加熱する伝熱方式や、これらを併用した方式等が知られ
ている。

例えば、第６図に示すように、基板４０をリフロー炉４
１内に配設したコンベア４２にて搬送する間にその搬送
経路の上部や下部に配置した加熱ユニット４３から熱風
を吹き付けたり、赤外線を照射したりして基板４０の周
囲の雰囲気温度を２４０℃程度に所定時間保つように構
成されたものが知られている。

又、特開昭５４−８０５６５号公報には、溶融半田等の
加熱された液状物質上に良熱伝導性の板を浮かべ、この
板の上に基板を載せ、良熱伝導性の板を介して基板上の
ペースト状半田をリフローし、半田付けする方法が開示
されている。

（発明が解決しようとする諜Ｊ！り ところが、上記リフロー炉４１による加熱では基板４０
の全面を均一に加熱するのが困難であるばかりでなく、
基板４０にハイブリッドＩＣ部品等の耐熱性の低い電子
部品を搭載した状態では、この電子部品が損傷してしま
う恐れがあるため一括してリフロー半田付けすることが
できず、耐熱性の低い電子部品はリフロー半田付けした
後に別途に手作業で半田付けしたり、レーザー光等にて
個別にリフロー半田付けしたりするしかなく、回路基板
の製造工程が複雑になり、コスト高になるという問題が
あった。

又、上記公報に開示されたりフロ一方法では、熱源とし
て加熱された溶融半田を用いているので、原理的には温
度分布が均一となり、基板の全面を均一に加熱すること
が可能であるが、実際には基板にある程度のそりが発生
することは避けられないため、良熱伝導性の板との間に
隙間ができることがあり、隙間が生じると熱伝導性が著
しく低下するため、結局均一な加熱ができないという問
題があり、かつ上記と同様に耐熱性の低い電子部品を搭
載した状態で一括してリフローすることはできないとい
う問題がある。

本発明は、上記従来の問題点に鑑み、耐熱性の低い電子
部品が搭載された基板に対して一括してリフロー半田付
けを行え、また均一に加熱できて品質の高い半田付けが
行える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） 本発明のリフロー装置は、上記目的を達成するため、上
面にペースト状半田を塗布されるとともに電子部品を搭
載された基板の下面を接触させて伝熱加熱する熱源部と
、基板を保持して熱源部上に設置する手段と、基板上の
所望の電子部品に対して冷たい物質を接触させて冷却す
る手段とを備えたことを特徴とする。

又、好適には熱源部が、上面に開口を有する槽の上面開
口を可撓性のある薄膜体にて密閉し、この槽内に少なく
とも加熱状態で流動性を有する流動体を充満するととも
にこの流動体を所定温度に加熱する加熱手段を設けた構
成とされる。

（作　用） 本発明の上記構成によれば、熱源部にて基板の下面から
伝熱方式で効率的にかつ比較的均一に基板を加熱して基
板上に塗布されたペースト状半田をリフローすることが
でき、しかも耐熱性の低い電子部品に対してはその上方
から冷却手段にて冷却することによってその損傷を確実
に防止することができるため、耐熱性の低い電子部品が
搭載されていても一括してリフロー半田を行うことがで
きる。

又、熱源部として、加熱手段にて所定温度に加熱された
温度分布の均一な流動体の上面に接するように可撓性の
ある薄膜体を配置し、その薄膜体上に基板を接触させる
ようにしたものを用いることにより、基板の薄膜体に接
する伝熱面に多少の凹凸があ１ても薄膜体との間に隙間
が生じることはなく、薄いために熱伝導性のよい薄膜体
を介して基板を効率的に均一加熱することができ、品質
の高いリフロー半田付けができる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図〜第５図を参照しなが
ら説明する。

第１図において、１はリフロー用の第１の熱源部、２は
予熱用の第２の熱源部、３は搬入コンベア、４は搬出コ
ンベアである。５は、搬入コンベア３にて搬入された基
板１０を、第２の熱源部２、第１の熱源部１、搬出コン
ベア４に順次搬送する搬送装置である。６は、搬出コン
ベア４の下部に配設された基板１０の冷却手段である。

搬送装置５は、基板１０の搬送方向に沿って配設された
ガイドレール７と、このガイドレール７に沿って移動可
能な可動体８と、この可動体８に取付けられた昇降手段
９にて昇降されるとともに基板１０を吸着して保持する
保持ヘッド１１にて構成されている。基板１０上には、
第２図に示すように、リフローすべきペースト状半田が
塗布されるとともにその上に耐熱性のある電子部品１０
ｂに限らず、耐熱性の低い電子部品１０ａが搭載されて
いる。

保持ヘッド１１には、第２図に示すように、基板１０の
両端部と中間部のそれぞれ２箇所、計６箇所を吸着して
保持するように吸着ノズル１２が設けられるとともに、
この吸着ノズル１２にて吸着された基板１０上に搭載さ
れた耐熱性の低い電子部品１０ａの上部に対向するよう
に冷却ノズル１３が設けられている。吸着ノズル１２は
図示しない吸引源に接続された吸引口１４に連通し、冷
却ノズル１３は図示しない冷却風供給手段に接続された
冷却風供給口１５に連通されている。

第１の熱源部１及び第２の熱源部２は、第３図に示すよ
うに構成されている。尚、第２の熱源部２は、基板１０
を予熱するために低い温度に制御されているだけで、構
成は第１の熱源部１と同一であるため、以下第１の熱源
部１についてのみ説明する。

第３図において、２１は溶融半田２２を収容した上面開
放の槽で、その下面には第１の加熱手段２３が配設され
、溶融半田２２を所定温度に維持するように構成されて
いる。この槽２１の開放された上面は、溶融半田２２の
上面に接するように配設された例えば５０μｍ厚のポリ
イミドフィルム等の耐熱性フィルム２４にて密閉状態で
覆われている。２５はこの耐熱性フィルム４の周囲を槽
２１の上端部内周に密閉状態で固定する固定枠である。

この槽２１の一例には連通関口２７を介してこの槽２１
に連通ずる予備槽２６が配設され、その下面には第２の
加熱手段２８が配設され、かつ第１と第２の加熱手段２
３．２８間には断熱材２９が介装され、別途に加熱でき
るように構成されている。この予備槽２６内の上部には
、溶融半田２２内に浸漬した下降位置と上方に退避した
上昇位置との間で昇降可能な浸漬体３１が設けられてお
り、この浸漬体３１を昇降駆動手段３２で下降させて溶
融半田２２内に浸漬させると、予備槽２６内の溶融半田
２２の上面が仮想線で示すように上昇し、そのヘッド圧
Ｈが槽２１内の溶融半田２２に作用して加圧するように
構成されている。このようにヘッド圧Ｈを利用して槽２
１内の溶融半田２２を加圧することにより、安定した加
圧状態が得られる。

又、耐熱性フィルム２４の破損検出手段３３として、浸
漬体３１を浸漬して予備槽２６内の溶融半田２２の上面
が上昇した状態で溶融半田２２にて互いに短絡する一対
の電極３４ａ、３４ｂが設けられ、電源３５及び警報器
３６に接続されていおり、浸漬体３１を浸漬した状態で
溶融半田２２の上面が下降して画電極３４ａ、３４ｂが
絶縁されたときに警報を発するように構成されている。

以上の構成において、基ｌ１ｊｌＯ上のペースト状半田
をリフローして半田付けするには、その基板１０を搬入
コンベア３にて搬入し、搬送装置５の保持ヘノドエ１に
て基板１ｏを吸着保持した状態でこの保持ヘッド１１に
て基板１ｏを第１と第２の熱源部１．２上に順次供給す
る。これら熱源部１．２においては、保持ヘッド１１に
て保持した基板１０を、第４図に示すように槽２１の上
面の耐熱性フィルム２４上に接触させ、さらに第５図に
示すように、基板１ｏを耐熱性フィルム２４に向けて若
干押し付ける。その際、溶融半田２２が加圧されている
ために、第４図に示すように耐熱性フィルム２４はその
中央部が若干上方に膨らんでおり、そのため基板ｌＯを
単に上方から押し付けるだけで中央部から周囲に順次耐
熱性フィルム２４に密着させることができて基板１ｏと
耐熱性フィルム２４の間に空気を噛み込むことがない。

又、耐熱性フィルム２４は可撓性があるため、基板１０
に多少のそりがあっても陳間を住しることがないため、
耐熱性フィルム２４が基板１ｏの下面に沿って強く密着
し、所定温度に加熱された溶融半田２２にて耐熱性フィ
ルム２４を介して基板１０の全面が均一に加熱される。

即ち、溶融半田２２は液体状態であるためその温度分布
を容易に均一化でき、その上面に接している薄い耐熱性
フィルム２４に対して基板１ｏの下面を密着状態で押し
付けることによって基板１ｏに均一に熱が伝わって効率
的に均一加熱される。又、溶融半田２２がその上面に接
する耐熱性フィルム２４にて覆われているので、その酸
化が防止され、酸化物の性成による熱伝導度の低下や不
均一性の全体を防止できる。かくして、基板１０上のペ
ースト状半田が均一にリフローし、高品質の半田付けが
行われる。

又、第１の熱源部１においてリフローする際には、耐熱
性の低い電子部品１０ａに対してその上方から冷却ノズ
ル１３にて冷却風を吹き付けて冷却するので、その損傷
を確実に防止することができる。勿論、この電子部品１
０ａのリードも基板１０の下面から供給された熱によっ
て確実にリフロー半田付けされる。このように、基板１
ｏに耐熱性の低い電子部品１０ａが搭載されていても、
それを損傷する恐れなく、−括してリフロー半田付けを
行うことができる 尚、耐熱性フィルム２４が破損した場合には、溶融半田
２２が漏れ出して予備槽２６内の溶融半田２２の上面が
下降し、電極３４ａ、３４ｂ間が絶縁されるので、警報
器３６が作動してすぐに知ることができ、速やかに適当
な処理を施すことができる。

又、作業終了時には、まず第１の加熱手段２３の作動を
停止して槽２１の溶融半田２２を冷却固化させ、その時
の収縮分を予備槽２６から供給することによって耐熱性
フィルム２４を保護し、槽２１内の溶融半田２２が冷却
固化した後、第２の加熱手段２８の作動を停止して予備
槽２６内の溶融半田２２を冷却固化させる。又、作業開
始時には、同様の理由から第２の加熱手段２８を作動さ
せて予備槽２６内の半田を溶融させた後、第１の加熱手
段２３を作動させ、槽２１内の半田を溶融させる。

上記実施例では、加熱流動体として溶融半田２を用いた
が、シリコンオイル等を用いることもできる。又、薄膜
体としてポリイミドフィルム等の耐熱性フィルム２４を
用いた例を示したが、その他必要な強度と加熱流動体に
対する耐熱性があり、かつ加熱流動体が透過して上方に
流出することのない任意の材質の薄い膜状体を用いるこ
とができる。

又、耐熱性の低い電子部品１０ａを冷却する手段として
冷却ノズル１３から冷却風を吹き出すようにした例を示
したが、冷却ブロックを接触させて冷却するようにして
もよい。

（発明の効果） 本発明によれば、熱源部にて基板の下面がら伝熱方式で
効率的にかつ比較的均一に基板を加熱して基板上に塗布
されたペースト状半田をリフローすることができ、しか
も耐熱性の低い電子部品に対してはその上方から冷却手
段にて冷却することによってその損傷を確実に防止する
ことができるため、耐熱性の低い電子部品が搭載されて
いても一括してリフロー半田を行うことができるという
効果を発揮する。

又、熱源部として、加熱手段にて所定温度に加熱された
温度分布の均一な流動体の上面に接するように可撓性の
ある薄膜体を配置し、その薄膜体上に基板を接触させる
ようにしたものを用いることにより、基板の薄膜体に接
する伝熱面に多少の凹凸があっても薄膜体との間に陳間
が生じることはなく、薄いために熱伝導性のよい薄膜体
を介して基板を効率的に均一加熱することができ、品質
の高いリフロー半田付けができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の縦断正面図、第２図は同要
部である保持ヘッド部の拡大図、第３図は熱源部の構成
を示す縦断側面図、第４図、第５図は基板の加熱直前と
加熱状態における薄膜体との接触状態を示す断面図、第
６図は従来例の構成図である。 １−−−−−−・・−・・−一−−−〜−−・・−・第
１の熱源部０−・・−・・−−−−−一−−−−−−・
−・基板１　　　・−・−・−−−−−一保持ヘッド３
・・−・−−−−−−−・−−−−−−−−−−−・−
冷却ノズル１−・−・・−・−・−・−槽 ２・−・−−−−一・−・・・−・・−−一−−−−−
溶融半田３　　　−・−・−・−第１の加熱手段４−−
−−−・−−−−−−−・・・−・−−一−−−−−−
耐熱性フィルム。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）上面にペースト状半田を塗布されるとともに電子
   部品を搭載された基板の下面を接触させて伝熱加熱する
   熱源部と、基板を保持して熱源部上に設置する手段と、
   基板上の所望の電子部品に対して冷たい物質を接触させ
   て冷却する手段とを備えたことを特徴とするリフロー装
   置。
2. （２）熱源部が、上面に開口を有する槽の上面開口を可
   撓性のある薄膜体にて密閉し、この槽内に少なくとも加
   熱状態で流動性を有する流動体を充満するとともにこの
   流動体を所定温度に加熱する加熱手段を設けて構成した
   ことを特徴とする請求項１記載のリフロー装置。