JPH05318104A - はんだ融解方法 - Google Patents

はんだ融解方法

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JPH05318104A
JPH05318104A JP13700591A JP13700591A JPH05318104A JP H05318104 A JPH05318104 A JP H05318104A JP 13700591 A JP13700591 A JP 13700591A JP 13700591 A JP13700591 A JP 13700591A JP H05318104 A JPH05318104 A JP H05318104A
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JP
Japan
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solder
temperature
heater
heating
solid
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JP13700591A
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English (en)
Inventor
Kenji Kondo
権士 近藤
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 加熱により固体はんだ内部で融解したはんだ
が、表面の固体はんだの隙間から噴出するのを防止す
る。 【構成】 はんだ槽1内の上方に設けた上部ヒータ3に
電圧を印加して、固体はんだ2の上方部分をはんだ付け
に使用する温度よりも少し下方の温度まで連続して急勾
配で加熱した後、上部ヒータ3による加熱を停止し、一
方、上部ヒータ3に電圧を印加すると同時に、固体はん
だ2の下方に設けた下部ヒータ4に電圧を印加して、固
体はんだ2の下方部分を共晶温度の少し下方の温度まで
急勾配で加熱し、次いで、共晶温度の少し上方まで固体
はんだ2を緩勾配で加熱し融解させる。次いで、融解し
たはんだ2をはんだ付けに使用する温度まで急勾配で加
熱した後、下部ヒータ4の加熱によりはんだ付けに使用
する温度を保持する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、はんだ槽内のはんだ融
液が冷却により固体となった固体はんだを融解すると
き、内部で融解したはんだ融液が固体はんだの表面から
噴出するのを防止するように融解を行うはんだ融解方法
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図3はプリント基板のはんだ付けに使用
されるSn−Pb合金の状態図で、主として共晶点付近
の成分を有するSn40〜70%,Pb60〜30%の
ものが多く使用される。
【0003】このような成分を有するはんだのうち、例
えばSn60%,Pb40%の成分を有するはんだを加
熱すると、共晶温度183℃までは時間の経過と共に温
度が上昇するが、共晶温度の183℃になって固体はん
だの共晶成分が融解し始めると温度の上昇が停止する。
次いで、共晶成分の融解が終了すると温度が緩やかに上
昇し残りの成分の融解が行われる。はんだが完全に融解
すると、再び温度の上昇が速くなる。次いで、はんだ付
け温度240℃まで加熱し保持する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
に、はんだ融液は冷却により固体となって一つの大きな
塊となる。このため、はんだ槽内の固体はんだの融解に
は、はんだ槽の表面から融け始め、順次内部へ融解が進
んでいくのが望ましいもので、もし逆に内部から、ある
いは底部から先に溶け始め、表面が最後に溶けるように
なる融解方法であると、表面近くまで溶けてきた時点
で、はんだ槽内部に混入した空気とはんだ融液の体積膨
張とにより、固体はんだの表面のき裂や穴のあいた弱い
部分からはんだ融液の噴出が起こるはんだ潮吹き現象が
発生していた。
【0005】このため、噴出したはんだ融液が周囲に飛
散することにより作業者に対して危険であり、また、飛
散したはんだ融液が、はんだ付け装置の搬送チェーンや
ガイドレール内に入ると、はんだ付け装置の駆動に支障
をきたす等の問題点があった。
【0006】したがって、はんだ融液内のガス抜きを行
うため、投げ込みヒータの投入が行われているが、保守
性や安全性の点で必ずしも良いとはいえず、また、はん
だ融液全体の温度平衡を保つために電力密度を低くした
ヒータをはんだ槽周辺に配置することも行われたが、こ
の場合は、はんだ槽が大型化し、熱効率が低下するた
め、電力の節減と短時間での融解が望めないという問題
点があった。
【0007】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたもので、はんだ槽内の固体はんだを融解するた
めの加熱温度と、加熱時間とを制御することによって、
内部のはんだ融液が表面の固体はんだの隙間から噴出を
防止するようにしたはんだ融解方法を得ることを目的と
する。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明にかかるはんだ融
解方法は、はんだ槽内の上方部分に設けた上部ヒータに
電圧を印加して、固体はんだの上方部分をはんだ付けに
使用する温度よりも少し下方の温度まで連続して急勾配
で加熱した後、上部ヒータによる加熱を低下または停止
し、一方、上部ヒータに電圧を印加すると同時に、固体
はんだの下方部分に設けた下部ヒータに電圧を印加し
て、固体はんだの下方部分を共晶温度の少し下方の温度
まで急勾配で加熱し、次いで、下部ヒータにより共晶温
度の少し上方まで固体はんだを緩勾配で加熱して融解さ
せ、次いで、下部ヒータにより融解したはんだ融液をは
んだ付けに使用する温度まで急勾配で上昇させた後、下
部ヒータの加熱によりはんだ付けに使用する温度を保持
するものである。
【0009】
【作用】本発明においては、はんだ槽内の上方に設けた
上部ヒータで、固体はんだの上方の部分を急速に融解
し、同時に下方に設けた下部ヒータに電圧を印加して共
晶点の少し下方までは急勾配で加熱する。また、下部ヒ
ータによって共晶温度の上方までを緩勾配で上昇させ
る。次いで、はんだが融解した後は下部ヒータにより急
勾配で加熱し、はんだ付けを行う温度では下部ヒータの
電圧をオン,オフしてその温度を保持する。
【0010】
【実施例】図1は本発明のはんだ融解方法を実施するた
めのはんだ槽を示すもので、1ははんだ槽、2は固体ま
たは融解されたはんだ、3は前記はんだ槽1のはんだ2
の中で上方部分を加熱するために設けられた上部ヒー
タ、4は前記はんだ2の中で下方に設けられ、はんだ2
の加熱温度を制御しながら加熱する下部ヒータ、5は前
記上部ヒータ3の電源、6は前記下部ヒータ4の電源、
7は前記はんだ槽1内のはんだ2の上方部分の温度を検
出するセンサ、8は前記はんだ2の下方部分の温度を検
出するセンサ、9は前記各電源5,6の加熱温度と時間
を設定し、各電源5,6のオン,オフを行う数値設定
部、10は前記はんだ2を融解する温度と時間とを制御
するCPUである。次に、固体はんだの加熱方法につい
て説明する。数値設定部9ではんだ2の加熱温度と時間
とを所要の値に設定した後、各電源5,6のオンにより
各ヒータ3,4を加熱する。はんだ2の温度は、各セン
サ7,8によって検出され、CPU10に入力される。
そして、CPU10により予め設定された温度と時間に
従って、各電源5,6のオン,オフを行う。
【0011】次に、プリント基板のはんだ付けを行うは
んだ融液の温度を240℃とすると、上部ヒータ3では
常温から220℃までは電源5にAC200Vで連続印
加して加熱することにより固体はんだ2が上部から融解
し始めて融液となる。また、下部ヒータ4では、常温か
ら図2の共晶温度183℃以下の150℃までは電源6
にAC190Vで印加し連続加熱するが、150℃を越
えて220℃までは電圧は180Vに降下させてCPU
10に設定されたPID定数値で、例えばオン,オフ比
90%、すなわち10秒間のうち9秒がオン、1秒がオ
フする動作で制御される。次いで、220℃以上では、
上部ヒータ3の電源5の電圧をオフして加熱を停止し、
下部ヒータ4のみで加熱する。なお、この場合、上部ヒ
ータ3の電源5の電圧を下げて加熱を低下させてもよ
い。
【0012】次いで、融解したはんだ2が240℃にな
ると、下部ヒータ4を同じくPID定数値でオン,オフ
して、240℃の温度を保持する。
【0013】次に、固体または融解したはんだ2の加熱
温度に対する加熱時間の関係を図2に基づいて説明す
る。図2において、破線ははんだ2の上方部分の温度、
実線は下方部分の温度を示す。上部ヒータ3では電圧を
印加して常温から連続加熱を行うが、下部ヒータ4では
常温から150℃までは加熱開始から10分間で電圧を
印加して急勾配で加熱する。次いで、150℃から22
0℃までの間は、上部ヒータ3では破線で示すように引
き続き連続加熱する。ただし、常温から20分経過して
183℃の共晶温度になったとき、温度の上昇が一旦停
止するが、以降は再び上昇に転ずる。一方、下部ヒータ
4ではオン,オフ制御により固体はんだ2が完全に融解
するまでは実線で示すように、10分経過したときから
68分までの間で58分の時間をかけて緩勾配で加熱
し、220℃になった後は、加熱時間T2 は7分間で2
40℃まで急勾配で加熱し、次いで、オン,オフ制御に
より240℃の温度を保持する。
【0014】このように、下部ヒータ4では共晶温度1
83℃から220℃までの加熱時間T1 は33分かけて
加熱するが、加熱時間と温度のうち、特に共晶温度18
3℃の上下10℃の範囲の170℃から190℃までの
加熱時間T3 は40分間かけて温度勾配が0.5℃/m
in以内にすることによって、はんだ2の潮吹き現象を
防止するものである。
【0015】なお、上記に示したはんだ2の加熱温度と
加熱時間との関係、上部ヒータ3と下部ヒータ4の入力
電圧やオン,オフ比等の条件は上記の数値に限定される
ものではなく、はんだ2の成分やはんだ付け条件によっ
て最適の条件を選定するものである。
【0016】図4は本発明にかかるはんだ融液方法の手
順を示すフローチャートである。なお、(1)〜(1
4)は各ステップを示す。
【0017】まず、上部ヒータ3に電圧を印加して固定
はんだ2を急勾配の加熱をし(1)、固体はんだ2の上
方部分が使用温度の少し下方の温度に達し、その温度に
保持され(2)、YESならば上部ヒータ3の加熱を停
止し(3)、NOならば上部ヒータ3により急勾配の加
熱を行い(1)、一方、上部ヒータ3に電圧が印加され
ると同時に、下部ヒータ4にも急勾配の加熱をし
(4)、固体はんだ2の下方部分が共晶温度の少し下方
の温度に達し(5)、YESならば下部ヒータ4の緩勾
配の加熱をし(6)、NOならば下部ヒータ4の急勾配
の加熱をし(4)、固体はんだ2の下方部分が共晶温度
の少し上方の温度に達し(7)、YESならば下部ヒー
タ4の急勾配加熱をし(8)、NOならば下部ヒータ4
の緩勾配加熱をし(6)、融解はんだ2の下方部分が使
用温度の少し下方の温度に達し(9)、YESならば下
部ヒータ4の保持加熱をし(12)、NOならば下部ヒ
ータ4の加熱をし(10)、融解したはんだ2全体が使
用温度に保持され(13)、YESならば下部ヒータ4
の加熱を停止し(14)、NOならば下部ヒータ4の保
持加熱をし(12)、はんだ付け終了までステップ(1
3),(14),(12)の手順を繰り返す。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、はんだ
槽内の上方部分に設けた上部ヒータに電圧を印加して、
固体はんだの上方部分をはんだ付けに使用する温度より
も少し下方の温度まで連続して急勾配で加熱した後、上
部ヒータによる加熱を低下または停止し、一方、上部ヒ
ータに電圧を印加すると同時に、固体はんだの下方部分
に設けた下部ヒータに電圧を印加して、固体はんだの下
方部分を共晶温度の少し下方の温度まで急勾配で加熱
し、次いで、下部ヒータで共晶温度の少し上方までの固
体はんだを緩勾配で加熱して融解させ、次いで、下部ヒ
ータで融解したはんだ融液をはんだ付けに使用する温度
まで急勾配で上昇させた後、下部ヒータの加熱によりは
んだ付けに使用する温度を保持するので、固体はんだの
上方部分から先に融解され、固体はんだの下方部分は後
から融解するので、融解されたはんだが固体はんだの隙
間から噴出することがないため、融解されたはんだの飛
散による危険防止と、はんだ付け装置に付着することに
よる事故の防止ができる利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のはんだ融液方法を実施するためのはん
だ槽を示したものである。
【図2】はんだの加熱温度に対する加熱時間の関係を示
す図である。
【図3】プリント基板のはんだ付けに使用されるSnー
Pb合金の状態図である。
【図4】本発明のはんだ融解方法の手順を示すフローチ
ャートである。
【符号の説明】
1 はんだ槽 2 はんだ 3 上部ヒータ 4 下部ヒータ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】はんだ槽内の上方部分に設けた上部ヒータ
    に電圧を印加して、固体はんだの上方部分をはんだ付け
    に使用する温度よりも少し下方の温度まで連続して急勾
    配で加熱した後、前記上部ヒータによる加熱を低下また
    は停止し、一方、前記上部ヒータに電圧を印加すると同
    時に、前記固体はんだの下方部分に設けた下部ヒータに
    電圧を印加して、前記固体はんだの下方部分を共晶温度
    の少し下方の温度まで急勾配で加熱し、次いで、前記下
    部ヒータにより共晶温度の少し上方まで前記固体はんだ
    を緩勾配で加熱して融解させ、次いで、前記下部ヒータ
    により前記融解したはんだ融液をはんだ付けに使用する
    温度まで急勾配で加熱させた後、前記下部ヒータの加熱
    によりはんだ付けに使用する温度を保持することを特徴
    とするはんだ融解方法。
JP13700591A 1991-05-14 1991-05-14 はんだ融解方法 Pending JPH05318104A (ja)

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JP (1) JPH05318104A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010098239A1 (ja) * 2009-02-25 2010-09-02 千住金属工業株式会社 噴流はんだ槽

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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