JPS62502111A - 大量はんだ付け装置および方法 - 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】 大量はんだ付け装置および方法 （発明の背景〕 本発明は、基盤に電気部品及び電子部品をはんだ付けするためのシステムに関し 、より詳しく言うと１回路基盤等の上面及び下面に電気部品及び電子部品をシン グルパスでマスはんだづけするための優れた装置並びに方法に関する。

本発明は、特に、印刷回路基盤の上面並びに下面にチップなどの面装着部品のは んだ付けに利用するものであり、この種の利用に関して説明する。

本発明は、単に、上面にのみ従来の貫通孔装着式部品を有する回路基盤、底面の みに表面装着式部品を有する回路基盤。

あるいはこれら２つを組み合わせた回路基盤だけでなく、従来の貫通孔装着式部 品と、上面装着式部品、および下面装着式部品とを有する回路基盤のはんだ付け にも利用出来る。

コンパクトな電子装置並びに計器に対する近年の需要に応じて、小さく薄いチッ プ型電子部品、すなわち表面装着式部品またはそのための支持体を、従来の個々 のリード線部品の代わりに、プリント回路基盤に装着して使用する傾向になって いる１表面装着式部品技術の出現は、回路基盤設計者に新レベルの能率を与える こととなり、また、製造技術者に対し新たなる挑戦を課するようになってきてい る。

これら部品のサイズ並びに形状について、しばしばその有利な点が注目されてい るが、このことは別として、回路基盤の設計者は１回路基盤の上面や下面に部品 を密集させることが自由に出来る。

片面式回路基盤に表面装着式部品をマスはんだ付けするための種々の技術が提案 されている。その一つの技術には、基盤の底面に部品をエポキシ接着材などを用 いて固定し、次いで、基盤の底面並びに固定した部品をはんだ溶融体に接触させ つつ、例えばはんだ定在波の山部を通すことにより、溶融はんだで基盤の底面と 部品とを係合させるものがある。このような方法は、ケンシ・コンドウ（Ｋｅｎ ｓｈｉ　Ｋｏｎｄｏ）による米国特許第４，４６５，２１９号明細書に記載され ている。

更に、はんだクリームすなわちはんだペースト、あるいははんだプレフォームな どを用いて、表面装着式部品をはんだ付けすることが提案されている。

このような先行技術においては、表面装着式部品は、基盤の上面の定位置に適当 なはんだプレフォーム、はんだクリームあるいはペーストとともにセットして、 回路基盤並びにセットした部品が、はんだを再流させるのに十分な温度で加熱さ れるようになっている。

はんだの再流を生じさせる加熱は、基盤並びに部品をふく射炉などに入れてベー クすることにより行なうことが出来る。

あるいは、回路基盤並びに部品を、いわゆる蒸気相はんだ付け、または凝縮はん だ付は法により、はんだの溶融点以上の温度に加熱した蒸気に浸けるようにして も良い、このような方法は１例えば、米国特許第３，８６６．３０７号及び第４ ，３２１，０３１号各明細書に開示されている。

ふく耐加熱再流はんだ付け、並びに蒸気（凝縮）はんだ付けは、ある種の欠点を 有するものの、ある程度まで商品価値を有・しうるようになってきている１例え ば、これらの技術は。

速度がかなり遅く、シかも部品を過熱してしまい、熱に敏感な部品を駄目にして しまう恐れがある。更に、ふく耐加熱再流はんだ付けは、視線を遮りやすく、よ って高密な場合には不十分である。更に、凝縮はんだ付は用の蒸気を発生させる のに用いられる流体は、非常に高価であり、かつ得られた熱分解生成物は、健康 を害するものである。

このような先行技術は１以上及びその他の欠点にも拘わらず、表面装着式部品を 回路盤の片面にはんだ付けするのに用いられているが、プリント回路盤の両面（ 互いに反対の）に密集する部品を、シングルパスでマスはんだ付けすることが出 来るような方法はなかった。

本発明の第１目的は、先行技術における上記問題点を解決したマスはんだ付は装 置及び方法を提供することである。

本発明の他の目的は５回路基盤の両面（対向する）に、シングルパスで部品をは んだ付けする装置及び方法の改良に係わる。

以下の記載で１本発明のその他の目的が明らかになると思う。

すなわち本発明の目的は、以下の詳細な記載、並びに請求の範囲に記載されてい る適用範囲内で例示される、複数の段階、及びこれら段階のいくつかの順序関係 、並びに特徴、特質並びに要素の関係を有する装置を包含するものである。

以下の本発明の詳細な記載において、「部品」なる用語は、いわゆるチップ部品 などのリード線なしの部品、及び従来の金属性導体、すなわちリード線を有する 部品を総称するものとする。「部品リード」なる用語は、プリント回路基盤のパ ターンに接合される電気部品及び電子部品の金属導体、すなわち部品導線、端子 、ラグ、ピンなどの一部を称するものとする。「ランド」なる用語は、プリント 回路基盤上の金属導体の１部品並びに部品リードがはんだにより接合される部分 を称する。

回路基盤に関して、「上面」及び「下面」とは、単に回路基盤の対向基盤面を称 するものとする。すなわち、用語「上」、「下」は、本発明によるはんだ付は装 置で回路基盤が処理される時のみに、回路基盤の三次元的向きをそれぞれ示すも のとする。

「マスはんだ付け」なる用語は、（ａ）溶融はんだが、その母体から回路基盤に もたらされる場合に、非限定的であるが、例えば、ウェーブはんだ付け、浸せき はんだ付け、ポットはんだ付け、ジェットはんだ付け、カスケードはんだ付は並 びにドラグはんだ付けなどを含むもの、及び（ｂ）複数のはんだ接続が、あらか じめ回路基盤に塗布したはんだプレフォーム、はんだクリームあるいはペースト などの再流により、はぼ同時になされる当該分野で公知の各種のはんだ付は技術 のいずれかを称するものとする。

本発明は、プリント回路基盤の両面（対向する）に密集する部品を、機械的及び 電気的にマスはんだ付けによりシングルパスで接合することを可能ならしめる新 規なシステム、すなわち方法及び装置を提供することである。

特に１本発明の方法の概念によれば、基盤の上面及び底面双方に密集する部品を 含む回路盤に、第１マスはんだ付は作用を成し、これにより、基盤の底面及び部 品を、定在波はんだウェーブの山部を通し、溶融はんだの母体に接触させて通過 させる。この第１のマスはんだ付けは、かなりの熱エネルギを基盤に加えて、こ の熱エネルギを基盤の上面にまで伝播させる。更に、熱エネルギを基盤の上面に 加えて、この上面に、あらかじめセットしたはんだクリームあるいはペーストあ るいははんだプレフォームを再流させる。

本発明の装置は、回路基盤の下面にフラックスを塗布するフラックスステーショ ンと、フラックスが活性化し、かつ回路基盤をはんだ付けの体勢に整える予備加 熱ステーションと、プリント回路基盤の下面を溶融はんだのプールに接触させる 第１マスはんだ付はステーションと、回路基盤の上面にあらかじめ与えられてい たはんだクリーム、ペーストあるいははんだプレフォームを加熱溶融する第２は んだ付はステーションとを有している。

本発明の好適実施例によれば、第１マスはんだ付はステーションは、第１の２方 向波を形成する第１ノズルと第２の実質的に一方向波を形′成する第２ノズルと を含む２つの波形成はんだサンプからなるウェーブはんだ付は装置を有している 。

第２マスはんだ付はステーションは、加熱溶融体流れをほぼ垂直方向下方に基盤 の上面に向けて指向させる１対の加熱ノズルからなる従来の加熱装置を有してい る。

為 ある本発明の好適実施例によれば、加熱流体は、加熱空気を使用している。装置 を完全なものとするためには、第１マスはんだ付はステーションと第２マスはん だ付け（リフロウ）ステーションとの間で、はんだ付けする回路基盤を、揃えて 適時に順序良く移送する手段を有するのがよい。

本発明の目的をより良く理解するために、添付図面を参照して、以下に詳細に説 明する・ 図面において、 第１図は、本発明の方法の種々の方法段階を示すフローチャート、 第２図は、本発明によるマスはんだ付はシステムを図式的に示す側面図。

第３図は１本発明の装置の第１マスはんだ付はステーションの好適形態の拡大略 図、 第４図は、本発明による装置の第２マスはんだ付け（リフロウ）ステーションの 好適形態の拡大略図、第５図は、本発明によって処理された回路基盤の上面の時 間／温度特性の測定結果を示すグラフである。

各図面において、同一の符号は、同一の部分を示すものとする。

第１図及び第２図に示すように、プリント回路基盤（２０）は、複数の電気部品 及び電子部品（２４）　（２６）をその上の定位置にのせた状態で、挿入ステー ション（２２）に装着される。基盤（２０）は、基盤上面（２８）上の一つある いは複数の印刷された金属性導体、並びに基盤下面上の一つあるいは複数の印刷 された導。

体を有してなる絶縁伺路基盤である。

部品（２４）は、基盤下面（２８）上の定位置に公知の方法で、耐熱エポキシ接 着剤などの接着剤により仮付けされている。同様に、表面装着式部品（２６）な どが、基盤上面（３０）に、部品リードあるいはランドに塗布したはんだペース トなどにより仮付けされている。もし必要なら、部品（２６）は、エポキシ接着 剤などにより、基盤に付けてもよい。

次の段階は、基盤下面を、いわゆるフラックスを用いて、フランクスステーショ ン（４０）で処理することである。このフラックスは、公知のいずれのものでも 良く、無色のロジンまたは活性ロジンフラックス、あるいは水溶性フラックス等 がある。フラックスは、フラックスステーション（４０）において。

公知の方法、例えばスプレー法あるいはフォーミング法、ブラッシング法による か、フラックスウェーブにより塗布することができる。

次いで基盤は、フラックスステーション（４０）から予備加熱ステーション（４ ２）へ送られ、ここで、予熱されてフラックスを流動化し、フラックス溶剤を除 去して、基盤および部品リード上に活性フラックス層を形成せしめる。予熱ステ ーション（４２）は、公知のふく射若しくは対流ヒーター、あるいはこれらふく 射及び対流ヒータの組み合わせを有するもので良い。

フラックスされ、かつ予備加熱された基盤は、第１マスはんだ付はステーション （４６）に送られる。このステーション（４６）は、２つのウェーブはんだ付は サンプおよびノズルの一体の組立て体である。

第２図及び第３図に示すように、マスははんだ付はステーション（４６）は、従 来通りの構造の、溶融はんだの供給を維持するための符号（５０）で総括して示 す容器を有している。

符号（６０）　（６２）でそれぞれ示す第１及び第２サンプ並びにノズル組立体 は、容器（５０）内に収容されている。

第１サンプ並びにノズル組立体（６０）は、通例、底面（６４）、１対の傾斜側 面（６６）　（６８）ならびに１対のほぼ垂直の対向端面（この内の一つの面の み（７０）が付されている）を有している。

端面（７０）及び側面（６６）　（６８）の上端は、互いに間隔をおいて、狭い 細長の長方形ノズルすなわちスロット（７２）を形成している。このスロットは 、容器（５０）の溶融はんだの面位のわずか上方の距離、すなわち２．５４ｃｍ 　（１インチ）上方に延在している。

好ましくは、サンプは、ノズル（６０）からのはんだのオーバーフロラを制御す るために１例えばケネス・ジー・ボイトン（Ｋｅｎｎｅｔｈ　Ｇ、　Ｂｏｙｔ、 ｏｎ）の米国特許第３，３９８，８７３号明細書に開示内容に従って、１対の調 整可能の堰（７６Ａ）　（７６Ｂ）が側壁（６６）（６８）から、間隔をへだて て設けられている。サンプ並びにノ変速度ポンプ（図示せず）が設けられており 、サンプ内の溶融はんだを送り出し、サンプ内で溶融はんだは、細かいはんだウ ェーブがかなり大きな運動量の垂直成分に達している時に、上昇ノズル（７２） をオーバーフローする。

第２のサンプならびにノズル組立体（６２）は、マッチアス・エフ・カマ−フォ ード（Ｍａｔｔｈｉａｓ　Ｆ、　Ｃｏｍｅｒｆｏｒｄ）等の米国特許第４，２０ ８，００２号明細書に従ってつくられるサンプ並びにノズル組立体で構成される 。

サンプ並びにノズル組立体は、斜め上方に延びる前面（８０）及び後面（８２） 、並びに垂直に延びる１対の側面（８６）　（そのうちの一つを図示しである。

）を介して、前面と後面が接続されて、平面面積が増大する上方へ延びる端部の 開口する室のようなノズル室（８８）が形成されている。

７字状のバッフルスクリーン（９０）がノズル室（８８）内部に配置され、サン プ中で、押し上げられた溶融はんだを、広く平らなほぼ一方向のはんだウェーブ として分布させる。

第１速度ポンプとは別個に調節しうる第２可変速度ポンプ（図示せず）が、サン プならびにノズル組立体（６２）の下部に位置するインティクオリフィス（９４ ）を介して連通し、溶融はんだをサンプに送給するようになっており、サンプに おいて、溶融はんだは上昇して、ノズル（８８）をオーバーフロラして、はぼ一 方向の定在波はんだウェーブとなる。このウェーブの流れの方向（矢印（９６） ）は、矢印（９８）で示す基盤およびコンベヤの移動の方向と反対である。

好ましくは、サンプ並びにノズル組立体（６２）は、ウォーカー（Ｗａｌｋｅｒ ）等の米国特許第３，０５８，４４１号明細書の教示に従って、オイルまぜ合わ せ操作が出来るように構成する。

第１マスはんだ付はステーション（４６）の直後に、余剰はんだを除去するステ ーション（１００）が設けられている。このステーションは、なくとも良いが、 ある方が好ましい。余剰はんだ除去ステーション（ｉｏｏ）は、第１マスはんだ 付はステーション（４６）の直後にならんでおり、はんだが固まる前に、基盤下 面のはんだ及び基盤に支持された部品のリードまたは部品本体の相互接続、すな わち短絡、つららまたはブリッジを除去または移動せしめるものである。すなわ ち１例えばハロルド・ティー・オルールク（Ｈａｒｏｌｄ、　Ｏ’Ｒｏｕｒｋｅ ）の米国特許第４．４１０，１２６号明細書の教示に準じたものである。

はんだ除去ステーション（１００）は、一つあるいは複数の加熱流体ジェット、 流体ナイフ、スロット、ノズル等、参照番号（１０２）で総称して図示している ものを有し、これから加熱流体、好ましくは、加熱空気が基盤の下側に指向され るようになっている。不活性ガスを、この流体として用いても良いが、この流体 としては加熱空気を含むものであることが好ましい。

加熱空気の旋風が、表面装着部品のフィレットを形作るとともに、基盤上の溶融 はんだを移動させ、チップ部品の間のへこみを含めて、基盤全体に亘りはんだを 良好に確実に行きわたらせる。はんだ除去ステーション（１，ＯＯ）に、水平コ ンベヤを使用しても良い。これは、後で詳述するように有利である。

加熱空気ナイフは、基盤の移動方向とは反対の方向に、加熱空気の旋風を指向さ せるように配置する必要がある。一般に、ノズル（１０２）は、水平から約３０ 度乃至８０度の角度であり、好ましくは、約５８度から約６５度の角度となって いる。正確な角度は、基盤の移動経路の角度に依存して変化させることが出来る 。はぼ水平のコンベヤの場合は、ノズルは、好ましくは水平から約６０度の角度 である。

空気は、少なくともはんだの液相線温度に等しい温度まで予熱しなければならず 、はんだの液相線温度より高い約９０’Ｃ乃至２００℃（ノズル出口（１０２） の所で測定）の温度が好ましい。

６３／３７はんだ合金の場合、空気は、ノズル出口（１０２）で測って、約３９ ５℃に加熱される必要がある。

へロルド・ティー・オルールク（Ｈａｒｏｌｄ　Ｔ、　Ｏ’Ｒｏｕｒｋｅ）の米 国特許第４，４１０．１２６号明細書によれば、基盤、相互接続部、部品リード 、または部品本体の下側に含まれている溶融したままのはんだに吹き付ける流体 （加熱空気）流れは、相互接続部リード及び本体の下側に余剰のはんだを再配置 させたり、そこから余剰のはんだを吹き飛ばすのに十分な速度とする必要がある 。これにより、はんだの固化時に、つららや短絡の形成の可能性を最小とする。

しかし、十分に溶は込んでいるはんだ接合を撹乱するような流れ速度としてはな らない。通常、３９５℃までの温度に加熱した空気の場合、空気の流れ速度は、 約１乃至２ｍ／ｓｅｃの速度が好ましい（ノズル（１０２）の出口で測定）。適 切な温度／圧力パラメタは、実験的に決められる。もし必要なら、オルールク（ ０’Ｒｏｕｒｋｅ）の米国特許第４．４１０，１２６号明細書に記載されている ように、少量、例えば、重量比２０％程度までの液体粒滴、例えば、はんだ付は オイル及びもしくは液体フラックスを、流体流九に吹き込むようにして、流体流 れに含めるようにしても良い。

回路基盤（２０）及び部品を複式はんだ付はウェーブを通し、更には適宜の加熱 空気ナイフ上を通過せしめることにより、かなりの熱エネルギを回路基盤の下面 に加えることとなる。

しかし１回路基盤自体が熱良導体でないかぎりは、基盤下側に加えられた熱エネ ルギは、基盤を通してその上面にゆっくりと伝わる。フェノール性の板厚が約１ 　、６ｍｍ　（６２＋＋＋ｉｌ）の両面形式の回路基盤の場合、基盤がはんだウ ェーブから出て基盤上面の温度が最大になるまでに、１５秒から２０秒の遅れが 有ることが観察されている。はんだウェーブ並びに適宜の加熱空気ナイフから熱 が入力されて、基盤上面で終局的に達する温度は、それ自身では、基盤と面のは んだクリーム及びペーストの溶融を生成せしめるには十分ではない。

本発明は、ウェーブはんだ付は工程における入力熱量を最大に利用するとともに 、更に付加的な十分な熱量を加えて基盤の上面の温度を上昇させて、基盤上面の はんだクリーム並びにペースト、あるいはプレフォ−ムを再流させるのに十分な 温度に高める。この昇温は、上面はんだ再流ステーション（１１０）によりなさ れるが、このステーションについては、以下で詳細に説明する。

以上で分かるように、第２はんだウェーブから基盤が出てから、基盤上部の温度 が最大に達するまで時間遅れがある。

この時間遅れの間の熱エネルギの損失を最小にするために、ポストはんだ付は維 持ステーション（１１１）を、ウェーブはんだ付はステーション（４６）と再流 ステーション（１１０）との間に配置することが好ましい。

ポストはんだ付は維持ステーション（１１１）は、好ましくは。

基盤の移動経路下に配置された一つあるいは複数の加熱反射板（１１３）、及び 基盤移動経路上方に配置した一つあるいは複数のヒータ（１１２）とを有するこ とが好ましい。一方、ポストはんだ付はヒータ（１１２）は、処理中の回路基盤 に多少の加熱を行なうが、このポストはんだ付はヒータ（１１２）の主なる役割 は、基盤下面からの熱が基盤上面に達した際に、基盤周囲の温度を維持させるこ とである。

ポストはんだ付はヒータは、公知の如く、ふく射あるいは対流ヒータ、あるいは ふく射及び対流ヒータ双方の組み合わせを有するものであっても良い。好ましく は、ポストはんだ付はヒータ（１１２）は、基盤の上面上方に設けた複数のパラ ボラ式ヒータである。

ポストはんだ付は維持ステーション（１１２）の直後に、−列にならんで再流ス テーション（１１０）がある、再流ステーション（１１０）は、ふく射炉で構成 されるものであってよいが、しかし、符号（１１４）（１１６）で示される一つ あるいは複数の加熱ナイフ、流体ジェット、ノズルなどで構成することが好まし い。

このステーションから低圧の加熱流体流れが基盤の上面に指向される。

流体ナイフ（１１４）（１１６）は、流体ノズルと同様な構成がとられており、 加熱流体、好ましくは加熱空気の流れを基盤の上面に吹き付けるように配置され ている。ある場合には、単一の空気ナイフを使用するようにも出来る。しかし、 単一ナイフを用いて達成される温度衝撃だけでは、基盤上面の温度を、リフロウ を生じさせる程度十分に高めるものでないことが判明している。

一方、２つのわずかな間隔、すなわち、例えば、１１．４ｃｍ（４，５インチ） の間隔で、回路基盤上方、すなわち、例えば。

約３．２乃至６．４ｍｍ（１／８乃至１７４インチ）上方に配置した加熱空気ナ イフの組み合わせでは、予想以上に基盤上面に衝撃を与えて、再流を生じさせる に十分な温度に高めることが出来ることが判明している。これについては、第５ 図に示しである。

すなわち、第５図には、本発明により処理した回路基盤の上面の時間／温度特性 を示しである。

空気ナイフ（１１４）　（１１６）は、３５０℃乃至４２５℃の温度で空気を予 熱するものでなければならず、これにより、所望の熱衝撃を与えるようにする。

装置ウェーブはんだ付はステーション（４６）に隣接して設けたブリッジ除去ノ ズル（１０２）と異なり、ノズル（１１４）（１１６）を通る空気の速度は、非 常に低く、具体的には、ノズル（１０２）から出る空気の速度１／１０乃至ｌ／ １５に調節するようにすべきである。

空気の流量、空気の温度、圧力並びに回路基盤が、ウェーブはんだ付はステーシ ョンから出て、基盤上面の加熱空気により接触が開始されるまでの時間の遅れは 、基盤の厚さ、外気温度、はんだプレフォームあるいははんだクリーム、ペース トの溶融温度、気体あるいは空気の比熱、基盤のサイズおよび形状、堆積したは んだプレフォームあるいはクリーム、ペーストの量、コンベヤの速度並びにはん だ付はステーション（６２）と再流ステーション（１１０）の距離などに依存し て様々に変化する。

以上に述べたように、はんだウェーブから回路基盤が出てから、基盤上面の温度 が最大に達するまでに、１５秒乃至２０秒の時間遅れがある。よって、コンベヤ 速度及びはんだウェーブステーション（６２）と再流ステーション（１１０）と の間の距離は、上面温度が最大になる有利性を十分に考慮して選定する必要があ る。

はんだクリームあるいはペーストは、市販されているあらゆるはんだクリーム若 しくはペーストでも良い。好ましくは。

はんだクリーム若しくはペーストは、フラックス材料すなわち担体に懸架された ３５０メツシユサイズのはんだの粉末としても良い。好ましくは、必ずしも必要 なことではないが、はんだクリームあるいはぺ・−ストは、ウェーブはんだ付は ステーションで使用されるはんだと同じ化学成分としても良く。

これにより、はんだ付は基盤の上面と下面の双方のはんだを同一のものとしうる ０種々のはんだクリームあるいはペーストが市販されており１本発明において使 用することが可能である。

コンベヤシステム（１２０）を付は加えることにより、本発明の装置は完成され る。このコンベヤシステムは、従来の構造のものであり、具体的には、１対の離 隔コンベヤレール（１２２）（１２４）及び適切な駆動手段（図示せず）で構成 されている。好ましくは、コンベヤシステム（１１０）は、はぼ水平面内で作動 し、よって、はぼ水平移動経路に沿って、処理中の基盤がコンベヤ（１２０）に より運ばれる。

空気ナイフ（１０２）を、第２はんだサンプならびにノズル組立体（６２）の直 後に設けることにより、水平作動であっても、ブリッジのないはんだ付けを確実 に行なうことが出来る。水平作動モードでの動作は、基盤上面上の部品のずれを 最小とするものである。水平搬送システムの使用で、搬送物の搭載及び除去が単 純化される。

本発明の具体的特徴並びに長所は、はんだ付はシステムを通すことにより、回路 基盤の両面をシングルパスでマスはんだ付は出来ることである。このことは、具 体的な製造上の経済性を与えるものであり、さらに１回路基盤の温度サイクルを 単一サイクルに制限することとなる。

ここに記載した本発明の特徴的構成から逸脱することなく、種々の変更を、前述 した本発明に対し行なうことができる。

例えば、特に密集した基盤の場合のように、さらに熱的［衝撃Ｊを加える必要が あれば、３つあるいはそれ以上の加熱空気ナイフを、リフロウ（溶融）ステーシ ョン（１１０）において使用することが出来る。更に、リフロウ（溶融）ステー ション（１１０）に、ふく射ヒータあるいはふく射と対流ヒータの組み合わせて 構成することも出来る。さらに、もし必要なら。

最終冷却ノズル（図示せず）を、リフロウステーション（１１０）の次に設ける ことが出来る。

上記以外の変更を１本発明の精神並びに範囲から逸脱することなく、本発明に従 って行なうことが出来る。従って５上記詳細な記載に含まれ、並びに添付図面に 示されているすべての事項は、説明的なものであって限定的なものでない。

国際調査報告

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. （１）回路基盤上に据えられ、かつ該基盤の上面および下面の双方に密集してい る電気部品および電子部品をはんだで大量接合する装置において、 前記基盤の下面と、それに据えられたあらゆる部品にある量の溶融はんだを付着 させ、電気的かっ機械的に、前記部品を前記基盤の下面に接合させるようにした 大量はんだ付けステーション（４６）と、 はんだプレフォームまたははんだペースト即ちクリームを再流させうる程度十分 に前記基盤の上面を加熱し、かっあらゆる部品を前記基盤の上面に、電気的かっ 機械的に接合させうるようになっているはんだ再流ステーション（１１０）と、 前記マスはんだ付けステーションと前記はんだ付け再流ステーションとの間で、 前記基盤を介しての熱伝達が最大になる時間か、ほぼこれに近い時間で、前記基 盤を前記再流ステーションに運ぶべく調節しうる時間的順序で移送する手段（１ ２０） とを有することを特徴とする大量はんだ付け装置。
2. （２）基盤がはんだ付けステーション間で移送される際、その温度を維持させる ため、大量はんだ付けステーション（４６）とはんだ再流ステーション（１１０ ）との間に位置する加熱手段（１１２）、好ましくは、少なくとも一つのふく射 ヒーターを有することを特徴とする請求の範囲第（１）項に記載の大量はんだ付 け装置。
3. （３）大量はんだ付けステーションに隣接し、かっこれの直後に余剰はんだ除去 ステーションが設けられ、前記余剰はんだ除去ステーションは、基盤の移動経路 下に配置され、前記基盤の下面およびその上の部品とにあらたに付着されたはん だに、これが十分固化しない前に、流体流れを指向させる少なくとも一つの気体 ジェット（１０２）と、加圧流体、好ましくは加圧空気の供給源と、前記供給源 と前記少なくとも一つのジェットとを接続する手段とを有し、かっ前記余剰はん だ除去ステーションは、前記基盤の下面と前記部品との上に堆積された前記溶融 はんだの一部を、該溶融はんだがつららやブリッジとして固化しない前に移動あ るいは除去するようになっていることを特徴とする請求の範囲第（１）項または 第（２）項に記載の大量はんだ付け装置。
4. （４）再流ステーションが、基盤の移動経路上方に配置され、流動気体流れを前 記基盤上面に指向するようにした少なくとも一つの気体ジェット（１１４）（１ １６）と、加圧流体、好ましくは加圧空気の供給源及び前記供給源と前記少なく とも一つの流体ジェットとの間を接続する手段とを有し、更に、前記流体を、前 記基盤上面の温度が十分に上昇させ、その上のはんだプレフォーム、はんだクリ ーム即ちはんだクリームが再流を生じるように、加熱する手段を有することを特 徴とする請求の範囲第（１）項乃至第（３）項のいずれかに記載の大量はんだ付 け装置。
5. （５）移動経路に沿ってならんで、ほぼ垂直方向下方に向けられて配置された少 なくとも２つの気体ジェット（１１４）（１１６）を有することを特徴とする請 求の範囲第（４）項に記載の大量はんだ付け装置。
6. （６）空気を３５０℃乃至４２５℃の範囲の温度に加熱する手段を含むことを特 徴とする請求の範囲第（４）項に記載の大量はんだ付け装置。
7. （７）大量はんだ付けステーションが、第１及び第２ウェーブ形成はんだサンプ からなる一体組立体（４６）を有することを特徴とする請求の範囲第（１）項乃 至第（６）項のいずれかに記載の大量はんだ付け装置。
8. （８）第１はんだサンプ（６０）が相当大きな運動量の垂直成分を有する狭いウ ェーブを生じさせることの出来るサンプ及びノズルを有し、また第２はんだサン プ（６２）が、回路基盤の搬送方向とは反対の方向の流れを有するほぼ一方方向 のはんだウェーブを生成するサンプ及びノズルを有することを特徴とする請求の 範囲第（７）項に記載の大量はんだ付け装置。
9. （９）回路基盤の両面に密集している電気部品および電子部品をはんだで接合す る方法において、 前記基盤の下面およびその上の部品に、ある量の溶融はんだを付着させ、その上 ではんだを固めさせる段階と、前記基盤を保持して、該基盤下面の熱エネルギを 前記基盤の上面まで伝達させ、これにより、ほぼ最大の温度に達しせしめるよう にする段階と、 その直後に、前記基盤上面をその上のはんだプレフォーム、はんだクリーム即ち ペーストを再流させるのに十分な温度に加熱する段階 とからなることを特徴とする大量はんだ付け方法。
10. （１０）再流させるための加熱段階が、基盤の下面に溶融はんだの適用後、約１ ５秒乃至２０秒以内に行なうことを特徴とする請求の範囲第（９）項に記載の大 量はんだ付け方法。
11. （１１）基盤から逃げる熱エネルギのロスを最小にするため、維持段階の際、前 記基盤を、加熱されあるいは絶縁された環境に維持する段階を含むことを特徴と する請求の範囲第（９）項または第（１０）項に記載の大量はんだ付け方法。