JP2003069211A - Method and device for reflow soldering - Google Patents
Method and device for reflow solderingInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品を装着し
た基板を熱風で加熱して半田を溶融することで電子部品
を半田付けするリフロー半田付け方法と装置に関するも
のである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reflow soldering method and apparatus for soldering electronic components by heating a substrate on which electronic components are mounted with hot air to melt the solder.
【０００２】[0002]
【従来の技術】プリント配線基板（以下、単に基板と記
す）に電子部品を表面実装する際には、電極接合部にク
リーム半田を塗布した基板に、必要に応じて接着材を介
して電子部品を装着して固定し、この電子部品を装着さ
れた基板をリフロー半田付け装置に供給し、基板を加熱
してクリーム半田中の半田を溶融し、電子部品を基板に
接合固定している。2. Description of the Related Art When surface-mounting an electronic component on a printed wiring board (hereinafter, simply referred to as a substrate), the electronic component is coated with a cream solder on the electrode joint portion, if necessary, with an adhesive agent interposed therebetween. Is mounted and fixed, the board on which the electronic component is mounted is supplied to a reflow soldering device, the board is heated to melt the solder in the cream solder, and the electronic component is bonded and fixed to the board.
【０００３】基板にはサイズの異なる電子部品が混在し
て実装されているが、リフロー半田付け装置は、熱容量
の大きい大型の電子部品の昇温に合わせた設定した温度
プロファイルで加熱して半田付けするように構成されて
いる。また、熱風を基板に向けて均一に吹き付けるため
のノズル穴の位置は固定で、熱風は循環させるように構
成されている。Electronic components of different sizes are mixedly mounted on a board, but the reflow soldering apparatus heats and solders with a temperature profile set according to the temperature rise of a large electronic component having a large heat capacity. Is configured to. Further, the positions of the nozzle holes for uniformly blowing the hot air toward the substrate are fixed, and the hot air is circulated.
【０００４】以下、図８、図９を参照して従来のリフロ
ー半田付け装置の構成例について説明する。図８におい
て、１は基板、２は基板１上にクリーム半田を介して搭
載された電子部品、３は基板１を移動経路に沿って搬送
する搬送手段である。搬送手段３は、基板１を支持する
支持ピン４が対向側面に突設された左右一対のチェーン
５と、これらチェーン５を移動自在に支持してその移動
経路を構成するガイドレール６と、チェーン５の駆動手
段（図示せず）を備えている。An example of the configuration of a conventional reflow soldering device will be described below with reference to FIGS. 8 and 9. In FIG. 8, 1 is a board, 2 is an electronic component mounted on the board 1 via cream solder, and 3 is a carrying means for carrying the board 1 along a moving path. The conveying means 3 includes a pair of left and right chains 5 having support pins 4 for supporting the substrate 1 projecting from opposite side surfaces, a guide rail 6 for movably supporting the chains 5 and forming a movement path thereof, and a chain. 5 driving means (not shown).
【０００５】７は上記搬送手段３が上下方向中間部を貫
通するように配置された外殻体であり、外殻体７内の搬
送手段３の上下に熱風加熱手段８、９が配設されてい
る。これら熱風加熱手段８、９は、この従来例では上下
対称形で実質的に同一構成であるため、以下、上部の熱
風加熱手段８についてのみ説明する。Reference numeral 7 denotes an outer shell body in which the above-mentioned conveying means 3 is arranged so as to pass through an intermediate portion in the vertical direction, and hot air heating means 8 and 9 are arranged above and below the conveying means 3 in the outer shell body 7. ing. These hot air heating means 8 and 9 are vertically symmetrical and have substantially the same structure in this conventional example, and therefore only the upper hot air heating means 8 will be described below.
【０００６】熱風加熱手段８は、搬送手段３にて搬送さ
れる基板１に向けて熱風を均一に吹き付けるための複数
のノズル穴１０を有する吹き出しヘッダ部１１と、吹き
出しヘッダ部１１の中央上部に配設され、吹き出しヘッ
ダ部１１内に熱風を送風するファン１２と、ファン１２
の上部の吸込部１３に配設された加熱手段１４と、基板
１に吹き出した熱風を還流・循環させるように吹き出し
ヘッダ部１１の左右両側壁と外殻体７の側壁７ａとの間
に形成された還流通路１５にて構成されている。The hot air heating means 8 has a blowing header portion 11 having a plurality of nozzle holes 10 for uniformly blowing hot air toward the substrate 1 conveyed by the conveying means 3, and a central upper portion of the blowing header portion 11. A fan 12 that is provided and blows hot air into the blowout header portion 11;
Is formed between the heating means 14 disposed in the suction part 13 at the upper part of the plate and the left and right side walls of the blowing header part 11 and the side wall 7a of the outer shell 7 so as to circulate and circulate the hot air blown to the substrate 1. The recirculation passage 15 is formed.
【０００７】吹き出しヘッダ部１１は、下面が開放され
るとともに中央上部にファン配設筒部１７が形成された
ボックス体１６と、このボックス体１６の下面開口を覆
うとともに上記ノズル穴１０を均等分散させて形成した
吹き出しプレート１８にて構成され、かつ吹き出しプレ
ート１８上に左右方向に延びる複数の整流板１９が適当
間隔置きに配設されている。ファン１２は、軸継手２０
ａを介して外殻体７上に配設されたモータ２０に連結さ
れて駆動される。The blow-out header portion 11 covers the box body 16 whose lower surface is open and has a fan-arranged cylinder portion 17 formed in the upper center portion, and covers the lower surface opening of the box body 16 and evenly distributes the nozzle holes 10. A plurality of straightening vanes 19 that are formed by the blowing plates 18 and that extend in the left-right direction are disposed on the blowing plate 18 at appropriate intervals. The fan 12 is a shaft coupling 20.
It is connected to and driven by a motor 20 arranged on the outer shell 7 via a.
【０００８】以上の構成において、外殻体７内の空気又
はＮ2 ガスなどの不活性ガスを加熱手段１４にて加熱
し、モータ２０にてファン１２を駆動すると、熱風が吹
き出しヘッダ部１１内に吹き込まれ、整流板１９の作用
も加わって吹き出しプレート１８の全面に均等に熱風の
吹き出し圧力が作用し、吹き出しプレート１８に形成さ
れた複数のノズル穴１０から均等に熱風が吹き出す。こ
の状態で、搬送手段３にて基板１を搬送して外殻体７内
を通過させると、基板１が均一に加熱され、基板１とそ
の上に装着された電子部品２との間の半田が再溶融し、
基板１に電子部品２が半田付け固定される。In the above structure, when the air in the outer shell 7 or an inert gas such as N 2 gas is heated by the heating means 14 and the fan 12 is driven by the motor 20, hot air is blown out in the header portion 11. The hot air is blown evenly over the entire surface of the blowing plate 18 by the action of the straightening plate 19, and the hot air is blown out evenly from the plurality of nozzle holes 10 formed in the blowing plate 18. In this state, when the board 1 is carried by the carrying means 3 and passed through the outer shell body 7, the board 1 is uniformly heated, and the solder between the board 1 and the electronic component 2 mounted on the board 1 is soldered. Remelts,
The electronic component 2 is soldered and fixed to the substrate 1.
【０００９】基板１を加熱した熱風は、矢印の如く還流
通路１５を通ってファン１２の吸込部１３に吸い込まれ
て循環され、高い熱効率が確保されるとともに熱風が不
活性ガスからなる場合にはそのガス消費量が節約され
る。The hot air that has heated the substrate 1 is sucked into the suction portion 13 of the fan 12 and circulated through the recirculation passage 15 as shown by the arrow, and when high heat efficiency is ensured and the hot air is made of an inert gas, Its gas consumption is saved.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
リフロー半田付け装置の構成では、熱風を吹き出す複数
のノズル穴１０を分散形成した吹き出しプレート１８を
吹き出しヘッダ部１１に固定した構成であるため、ノズ
ル穴１０の直下部分ではノズル穴１０から吹き出した熱
風が基板１又はその上の電子部品２に直接吹き付けられ
て加熱されるが、ノズル穴１０の直下から外れた部分で
は基板１で跳ね返り、冷えて基板１上で対流している熱
風にて加熱されることになり、両者間で伝熱される熱エ
ネルギーに差が発生し、そのため電子部品２に温度むら
が発生し、ノズル穴１０の下部に位置しない電子部品２
は昇温しにくいという問題があった。By the way, in the structure of the conventional reflow soldering apparatus described above, since the blowing plate 18 having the plurality of nozzle holes 10 for blowing hot air dispersed therein is fixed to the blowing header portion 11, In the portion directly below the nozzle hole 10, the hot air blown out from the nozzle hole 10 is directly blown onto the substrate 1 or the electronic component 2 thereon to be heated, but in the portion deviating from immediately below the nozzle hole 10, the substrate 1 bounces off and cools down. Are heated by the convection hot air on the substrate 1, a difference occurs in the heat energy transferred between the two, which causes temperature unevenness in the electronic component 2 and causes the lower part of the nozzle hole 10. Electronic components not located 2
Had a problem that it was difficult to raise the temperature.
【００１１】一方、近年、鉛を含まない鉛フリー半田を
用いることが増えてきている。鉛フリー半田は溶融温度
が２２０℃と高いが、電子部品２には高温に長時間さら
すと破損する恐れのあるものがあるため、リフロー半田
付け時の基板１上の各電子部品２のトップ温度の差を１
０℃以下に抑えることが重要となっている。On the other hand, in recent years, use of lead-free solder containing no lead has been increasing. Although lead-free solder has a high melting temperature of 220 ° C., some electronic components 2 may be damaged if exposed to high temperatures for a long time. Therefore, the top temperature of each electronic component 2 on the substrate 1 during reflow soldering is high. The difference of 1
It is important to keep the temperature below 0 ° C.
【００１２】しかるに、従来のリフロー半田付け装置の
構成では、上記のように基板１及びその上に装着された
電子部品２を均一に加熱し、トップ温度差を１０℃以下
にすることができないという問題があった。However, in the structure of the conventional reflow soldering apparatus, it is impossible to uniformly heat the substrate 1 and the electronic component 2 mounted thereon as described above, and to make the top temperature difference 10 ° C. or less. There was a problem.
【００１３】本発明は、上記従来の問題に鑑み、電子部
品を装着した基板を均一に加熱して電子部品の温度分布
を均一にすることができるリフロー半田付け方法と装置
を提供することを目的とする。In view of the above conventional problems, it is an object of the present invention to provide a reflow soldering method and apparatus capable of uniformly heating a substrate on which electronic components are mounted to make the temperature distribution of the electronic components uniform. And
【００１４】[0014]
【課題を解決するための手段】本発明のリフロー半田付
け方法は、電子部品を装着した基板に熱風を供給して加
熱し、電子部品を半田付けするリフロー半田付け方法に
おいて、基板を移動させながら基板に向けて熱風を吹き
出すとともに、基板の移動方向と交差しかつ基板面に対
して略垂直な面に沿う方向に、基板面に対する熱風の吹
き出し傾斜角を変化させるものである。The reflow soldering method of the present invention is a reflow soldering method in which hot air is supplied to a board on which an electronic component is mounted to heat the electronic component, and the electronic component is soldered while moving the board. The hot air is blown toward the substrate, and the hot air blowing inclination angle with respect to the substrate surface is changed in a direction that intersects with the moving direction of the substrate and is along a plane substantially perpendicular to the substrate surface.
【００１５】また、本発明のリフロー半田付け装置は、
電子部品を装着した基板に熱風を供給して加熱し、電子
部品を半田付けするリフロー半田付け装置であって、気
体を加熱する加熱手段と、加熱気体を熱風として送風す
る送風手段と、送風された熱風を移動する基板に向けて
吹き出す複数のノズル穴を形成した吹き出し手段と、基
板の移動方向と交差しかつ基板面に対して略垂直な面に
沿う方向に、基板面に対する熱風の吹き出し傾斜角を変
化させるように吹き出し手段を動作させる手段とを備え
たとを備えたものである。Further, the reflow soldering apparatus of the present invention is
A reflow soldering device that supplies hot air to a substrate on which electronic components are mounted to heat the electronic components, and solders the electronic components, including heating means for heating gas, blowing means for blowing heated gas as hot air, and blowing air. And a blowing means having a plurality of nozzle holes for blowing the hot air toward the moving substrate, and a hot air blowing inclination with respect to the substrate surface in a direction intersecting the moving direction of the substrate and along a plane substantially perpendicular to the substrate surface. And means for operating the blowing means so as to change the angle.
【００１６】このような構成によれば、基板に向けて熱
風を吹き出して基板を加熱する際に、基板面に対する熱
風の吹き出し傾斜角を変化させることによって、熱風の
吹き出しにより熱風が吹き付けられる箇所が基板の移動
方向と交差する方向に移動するので、基板上の位置の異
なった電子部品においても温度分布を均一にできるとと
もに効率的に加熱でき、さらに吹き出して基板に当たっ
て冷えた熱風は吹き出し方向が基板面に対して傾斜した
時に基板の側方に向けて速やかに押し出されて新しい熱
風と絶えず置換されるので、一層均一かつ効率的に加熱
することができる。According to such a structure, when the hot air is blown toward the substrate to heat the substrate, the hot air is blown by changing the tilt angle of the hot air blow to the substrate surface. Since it moves in a direction that intersects with the moving direction of the substrate, even in electronic components with different positions on the substrate, the temperature distribution can be made uniform and efficient heating can be achieved. When the substrate is inclined with respect to the surface, it is quickly extruded toward the side of the substrate and constantly replaced with fresh hot air, so that more uniform and efficient heating can be achieved.
【００１７】また、吹き出し手段の動作速度を任意に可
変・設定できるようにすると、基板の移動速度や電子部
品の実装密度などに応じて動作速度を調整・設定するこ
とで、より均一かつ効率的に加熱することができる。Further, if the operating speed of the blowing means can be arbitrarily changed and set, the operating speed can be adjusted and set according to the moving speed of the board, the mounting density of electronic parts, etc., so that the operating speed is more uniform and efficient. Can be heated to.
【００１８】また、吹き出し手段を基板の移動方向に沿
う軸芯回りに揺動自在に支持するともに、吹き出し手段
を揺動駆動する手段を備えると、軸芯回りの揺動機構に
よって動作させるので高温状態の苛酷な条件でも、長期
にわたって安定した動作を簡単な構成にて確保すること
ができる。Further, if the blowing means is swingably supported around the axis along the moving direction of the substrate and the means for driving the blowing means is provided, the swinging mechanism around the axis causes the swinging mechanism to operate. Even under severe conditions, stable operation can be secured for a long time with a simple configuration.
【００１９】また、吹き出し手段の揺動速度を、ノズル
穴の基板移動方向の１ピッチ分を基板が移動する間に略
１往復揺動以上行うように設定すると、ノズル穴のピッ
チ間隔分基板が移動する毎に吹き出し手段が少なくとも
１往復は移動することにより、基板の全面に確実に熱風
を直接吹き付けることができ、均一かつ効率的に加熱す
ることができる。Further, when the swing speed of the blowing means is set so as to swing more than about one reciprocation while the substrate moves by one pitch in the substrate moving direction of the nozzle holes, the substrate is moved by the pitch interval of the nozzle holes. By moving the blowing means at least one reciprocation each time it moves, hot air can be surely blown directly onto the entire surface of the substrate, and uniform and efficient heating can be achieved.
【００２０】また、動作手段を備えた吹き出し手段は、
基板の移動経路の上下両側又は何れか一側に配設するこ
とができる。すなわち、上下両側に配設すると、基板の
両面を高い精度で均一に加熱することができる。一方、
基板の片面にのみ電子部品を実装していて他面側の温度
分布の均一性はそれほど要求されない場合には、片側だ
けでも必要な均一性を有するように加熱できるとともに
構成をそれだけ簡単にできる。The blowing means provided with the operating means is
It may be arranged on the upper and lower sides or on any one side of the moving path of the substrate. That is, when the substrates are arranged on both upper and lower sides, both sides of the substrate can be uniformly heated with high accuracy. on the other hand,
When the electronic components are mounted on only one surface of the substrate and the temperature distribution on the other surface side is not required to be so uniform, heating can be performed on only one side so as to have the necessary uniformity and the structure can be simplified accordingly.
【００２１】[0021]
【発明の実施の形態】以下、本発明のリフロー半田付け
方法と装置の一実施形態について、図１〜図５を参照し
て説明する。なお、全体構成は、図８、図９を参照して
説明した従来例のリフロー半田付け装置と同一であり、
同一の構成要素については、同一参照符号を付して説明
を省略し、主として相違点について説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the reflow soldering method and apparatus of the present invention will be described below with reference to FIGS. The overall configuration is the same as that of the conventional reflow soldering apparatus described with reference to FIGS. 8 and 9,
About the same component, the same reference numeral is attached and the explanation is omitted, and the difference is mainly explained.
【００２２】図１、図２において、本実施形態の吹き出
しヘッダ部１１は、ボックス体１６の下面開口が可動吹
き出しプレート２１にて覆われている。この可動吹き出
しプレート２１は、ボックス体１６の基板移動方向に対
向する側壁の上部中央に配設された、軸芯が基板移動方
向に沿う支軸２３回りに揺動可能な揺動体２２にて基板
１の移動方向と直交する方向に揺動可能に支持されてい
る。ボックス体１６の下端部内周には、揺動体２２の揺
動動作を許容しつつ気体漏れを抑制するシール部材２４
が配設されている。可動吹き出しプレート２１には、図
３に示すように、熱風を基板１に向けて均等に吹き付け
るように複数のノズル穴１０が、基板移動方向と直交す
る方向に延びる列状に複数列並列して、かつ基板移動方
向に各ノズル穴１０が千鳥状配置となるように均等分散
させて形成されている。また、可動吹き出しプレート２
１上には、基板移動方向と直交する方向に延びる整流板
１９が配設されている。1 and 2, in the blowout header portion 11 of the present embodiment, the lower surface opening of the box body 16 is covered with a movable blowout plate 21. The movable blowing plate 21 is provided with an oscillating body 22 which is disposed at the center of an upper portion of a side wall of the box body 16 facing the substrate moving direction and which is swingable around a support shaft 23 whose axis is along the substrate moving direction. 1 is swingably supported in a direction orthogonal to the moving direction of 1. At the inner circumference of the lower end portion of the box body 16, a seal member 24 that suppresses gas leakage while allowing the rocking motion of the rocking body 22.
Is provided. As shown in FIG. 3, a plurality of nozzle holes 10 are arranged in parallel on the movable blowing plate 21 in a row extending in a direction orthogonal to the substrate moving direction so as to uniformly blow hot air toward the substrate 1. In addition, the nozzle holes 10 are formed in a staggered arrangement in the substrate moving direction so as to be evenly distributed. In addition, the movable blowing plate 2
A rectifying plate 19 extending in a direction orthogonal to the substrate moving direction is provided on the first plate 1.
【００２３】揺動体２２の一端部には駆動リンク２５の
一端が連結され、この駆動リンク２５の他端がボックス
体１６及び外殻体７の上壁又は下壁を貫通して、その上
に配設された回転円盤２６の回転軸芯から偏芯した位置
に連結されている。回転円盤２６は、装置フレーム７の
上壁又は下壁に設置された回転駆動手段２７の出力軸２
７ａに取付固定されており、回転駆動手段２７には回転
円盤２６を回転させることにより、駆動リンク２５が上
下移動し、それに伴って揺動体２２が支軸２３回りに揺
動するように構成されている。One end of the drive link 25 is connected to one end of the oscillating body 22, and the other end of the drive link 25 penetrates the upper wall or the lower wall of the box body 16 and the outer shell body 7 and is placed thereon. It is connected to a position eccentric from the axis of rotation of the rotating disk 26 provided. The rotating disk 26 is the output shaft 2 of the rotation driving means 27 installed on the upper wall or the lower wall of the device frame 7.
The drive link 25 is moved up and down by rotating the rotary disk 26 by the rotation drive means 27, and the swing body 22 swings around the support shaft 23 accordingly. ing.
【００２４】揺動体２２の揺動速度は、回転駆動手段２
７の回転速度によって規定され、その回転速度は任意に
調整・設定可能に構成されている。また、揺動角は、回
転円盤２６の回転軸芯と駆動リンク２５の連結位置との
間の半径距離によって規定され、詳細構成は省略してい
るが、周知の構成にてその連結位置を調整設定可能に構
成されている。The oscillating speed of the oscillating body 22 depends on the rotation driving means 2
It is defined by the rotation speed of 7 and the rotation speed can be adjusted and set arbitrarily. The swing angle is defined by the radial distance between the rotary shaft core of the rotary disk 26 and the connecting position of the drive link 25, and the detailed structure is omitted, but the connecting position is adjusted by a known structure. It is configured to be configurable.
【００２５】以上の構成において、外殻体７内の空気又
はＮ2 ガスなどの不活性ガスを加熱手段１４にて加熱
し、モータ２０にてファン１２を駆動すると、熱風が吹
き出しヘッダ部１１内に吹き込まれ、整流板１９の作用
も加わって可動吹き出しプレート２１の全面に均等に熱
風の吹き出し圧力が作用し、可動吹き出しプレート２１
に形成された複数のノズル穴１０から均等に熱風が吹き
出す。この状態で、搬送手段３にて基板１を搬送して外
殻体７内を通過させると、基板１が均一に加熱され、基
板１とその上に装着された電子部品２との間の半田が再
溶融し、基板１に電子部品２が半田付け固定される。In the above construction, when the air in the outer shell 7 or an inert gas such as N 2 gas is heated by the heating means 14 and the fan 12 is driven by the motor 20, hot air is blown out in the header portion 11. Is blown into the movable blowout plate 21. The blowout pressure of the hot air acts evenly on the entire surface of the movable blowout plate 21 due to the action of the rectifying plate 19.
Hot air is blown out evenly from the plurality of nozzle holes 10 formed in the. In this state, when the board 1 is carried by the carrying means 3 and passed through the outer shell body 7, the board 1 is uniformly heated, and the solder between the board 1 and the electronic component 2 mounted on the board 1 is soldered. Is remelted and the electronic component 2 is soldered and fixed to the substrate 1.
【００２６】このように基板１に向けて熱風を吹き出し
て基板１を加熱する過程において、回転駆動手段２７を
駆動して揺動体２２を揺動させ、基板面に対する熱風の
吹き出し傾斜角を変化させることにより、熱風の吹き出
しにより熱風が吹き付けられる箇所が基板１の移動方向
と交差する方向に移動する。そのため、基板１上の位置
の異なった電子部品２においても温度分布を均一にでき
るとともに効率的に加熱することができる。さらに、吹
き出して基板１に当たって冷えた熱風は、吹き出し方向
が基板面に対して傾斜した時に基板１の左右方向の側方
に向けて速やかに押し出されて新しい熱風と絶えず置換
されるので、一層均一かつ効率的に加熱することができ
る。In the process of blowing hot air toward the substrate 1 to heat the substrate 1 as described above, the rotation driving means 27 is driven to swing the oscillator 22, thereby changing the hot air blowing inclination angle with respect to the substrate surface. As a result, the location where the hot air is blown due to the blowing of the hot air moves in a direction intersecting the moving direction of the substrate 1. Therefore, even in the electronic components 2 having different positions on the substrate 1, the temperature distribution can be made uniform and the heating can be efficiently performed. Further, the hot air blown off and cooled by hitting the substrate 1 is pushed out toward the lateral side of the substrate 1 rapidly when the blowing direction is inclined with respect to the substrate surface, and is constantly replaced with new hot air, so that it is more uniform. And it can heat efficiently.
【００２７】図４を参照して説明すると、回転円盤２６
の回転に伴って駆動リンク２５を介して揺動体２２を矢
印Ａ、Ｂの如く往復揺動させると、可動吹き出しプレー
ト２１の基板１の表面に対する傾斜角αが変化し、ノズ
ル穴１０から吹き出す熱風の方向が矢印Ｃ、Ｄの間で変
化する。これにより、各ノズル穴１０から吹き出した熱
風が基板１やその上に装着された電子部品２の表面に当
たる位置が固定せず、基板１の全体に均一にわたるよう
に移動するため、基板１上の位置の異なった電子部品２
に対しても万遍なく熱風が吹き付けられる。また、例え
ば矢印Ｃの方向に熱風が吹き付けられた時には、基板１
や電子部品２に当たった熱風は主して矢印Ｅのように基
板１の一側方向を向き、全体として熱風は矢印Ｆのよう
に基板１の一側方向に向けて流出することになり、基板
１や電子部品２に当たって冷えた熱風が基板１上から確
実にかつ速やかに排出され、新しい熱風が効率的に供給
されることになる。かくして、基板１や電子部品２が均
一にかつ効率良く加熱され、トップ温度の精度が向上
し、その温度差を１０℃以下に抑えることが可能とな
る。Referring to FIG. 4, the rotating disk 26 will be described.
When the oscillating body 22 is reciprocally oscillated through the drive link 25 as indicated by arrows A and B, the inclination angle α of the movable blowing plate 21 with respect to the surface of the substrate 1 changes, and the hot air blown out from the nozzle holes 10 is changed. Direction changes between arrows C and D. As a result, the position where the hot air blown out from each nozzle hole 10 hits the surface of the substrate 1 or the electronic component 2 mounted thereon is not fixed, and the hot air moves uniformly over the entire substrate 1. Electronic components with different positions 2
Hot air is blown evenly against. When hot air is blown in the direction of arrow C, for example, the substrate 1
The hot air hitting the electronic component 2 orients mainly toward one side of the substrate 1 as indicated by arrow E, and the hot air as a whole flows out toward one side of the substrate 1 as indicated by arrow F. The hot air cooled by hitting the board 1 and the electronic component 2 is discharged from the board 1 reliably and promptly, and new hot air is efficiently supplied. Thus, the substrate 1 and the electronic component 2 are uniformly and efficiently heated, the accuracy of the top temperature is improved, and the temperature difference can be suppressed to 10 ° C. or less.
【００２８】このため、基板１上の電子部品２の全ての
半田接合部が効率的に加熱され、半田が均一に溶融する
とともに溶融に要する時間も短縮され、半田付けの不良
を防ぐことができる。また、このように均一加熱でき、
トップ温度の温度差を１０℃以下に収めることができる
ことにより、鉛フリー半田のように溶融温度が２２０℃
程度の高い温度の場合でも、電子部品２の耐熱温度を越
えることなく、確実に半田付けすることが可能となる。Therefore, all the solder joints of the electronic component 2 on the substrate 1 are efficiently heated, the solder is melted uniformly, and the time required for melting is shortened, and defective soldering can be prevented. . Also, it can be heated uniformly like this,
Since the top temperature difference can be kept below 10 ℃, the melting temperature is 220 ℃ like lead-free solder.
Even at a high temperature, the soldering can be reliably performed without exceeding the heat resistant temperature of the electronic component 2.
【００２９】実稼働時においては、外殻体７内の雰囲気
を最適にするため、実際のリフロー工程に入る前に、加
熱手段１４の温度、ファン１２による熱風の流速や流
量、基板１のサイズ、基板１に対する電子部品２の搭載
量、基板１の搬送速度、予熱温度、リフロー温度、リフ
ロー時間などの基準値をデータ入力する。また、これら
入力データに基づいて揺動体２２の揺動角度αや揺動速
度が自動的に設定される。こうして各種稼働条件を設定
した後、熱電対を複数箇所に取付けた基板１をリフロー
装置内に流して実際の温度プロファイルのデータを取
り、そのデータにより上記設定値の調整を行い、その後
製造工程に入る。In actual operation, in order to optimize the atmosphere in the outer shell 7, before the actual reflow process, the temperature of the heating means 14, the flow velocity and flow rate of the hot air by the fan 12, the size of the substrate 1 , The reference values such as the mounting amount of the electronic component 2 on the board 1, the transfer speed of the board 1, the preheating temperature, the reflow temperature, and the reflow time are input as data. Further, the swing angle α and the swing speed of the swing body 22 are automatically set based on these input data. After setting various operating conditions in this way, the substrate 1 having thermocouples attached at a plurality of locations is flown into the reflow apparatus to obtain actual temperature profile data, and the set values are adjusted based on the data, and then the manufacturing process is performed. enter.
【００３０】具体例を示すと、基板１の長さが１５０ｍ
ｍ、加熱炉及び冷却炉を含むリフロー装置の総長が１５
００ｍｍ、リフロープロファイルを１８０秒で通過する
場合、最適な基板搬送速度は０．５ｍ／分である。ま
た、基板１上の電子部品２が風で吹き飛ばされない風速
は５ｍ／秒程度であり、可動吹き出しプレート２１と基
板１間の平行時の距離は３０ｍｍ前後が適切である。揺
動体２２の揺動動作については、２〜２０秒間で１往復
揺動するように回転駆動手段２７の回転速度調整によっ
て揺動速度が可変される。また、揺動角度αは、可動吹
き付けプレート２１が基板１上の電子部品２に接触しな
い範囲で設定可能であり、ノズル穴１０の配置ピッチ、
穴サイズと形状に関連にして揺動角度αを変えることに
よって均一加熱を確保することができ、例えば±５〜１
０°の範囲内で設定される。As a concrete example, the length of the substrate 1 is 150 m.
m, total length of reflow equipment including heating furnace and cooling furnace is 15
When passing a 00 mm reflow profile in 180 seconds, the optimal substrate transfer speed is 0.5 m / min. The wind speed at which the electronic component 2 on the substrate 1 is not blown away is about 5 m / sec, and the distance between the movable blowing plate 21 and the substrate 1 in parallel is preferably about 30 mm. Regarding the swing motion of the swing body 22, the swing speed is changed by adjusting the rotation speed of the rotation drive means 27 so that the swing body 22 swings once in 2 to 20 seconds. Further, the swing angle α can be set within a range in which the movable spraying plate 21 does not come into contact with the electronic component 2 on the substrate 1, and the arrangement pitch of the nozzle holes 10,
Uniform heating can be ensured by varying the rocking angle α in relation to the hole size and shape, eg ± 5 to 1
It is set within the range of 0 °.
【００３１】特に、可動吹き出しプレート２１、すなわ
ち揺動体２２の揺動速度は、ノズル穴１０の基板移動方
向の１ピッチ分を基板１が移動する間に略１往復揺動以
上行うように設定するのが好適であり、そうするとノズ
ル穴１０のピッチ間隔分基板１が移動する毎にノズル穴
１０が少なくとも１往復は移動することにより、基板１
の全面に確実に熱風を直接吹き付けることができ、均一
かつ効率的に加熱することができる。例えば、ノズル穴
１０の穴ピッチが１５ｍｍ、基板１の搬送速度が４００
ｍｍ／分の場合、２秒間で１往復するように設定するの
が好適であり、また熱風の吹き出し速度を３．８ｍ／秒
程度にすることにより、基板１に当たって冷えた熱風を
各揺動動作毎に確実に基板１の両側に排出して効率的に
加熱することができる。In particular, the rocking speed of the movable blowing plate 21, that is, the rocking body 22 is set so as to rock the nozzle hole 10 by one pitch in the moving direction of the substrate about one reciprocating motion while the substrate 1 moves. It is preferable that the nozzle holes 10 move at least one reciprocation each time the substrate 1 moves by the pitch interval of the nozzle holes 10, so that the substrate 1
The hot air can be surely blown directly to the entire surface of the, and uniform and efficient heating can be achieved. For example, the hole pitch of the nozzle holes 10 is 15 mm, and the transfer speed of the substrate 1 is 400 mm.
In the case of mm / min, it is preferable to set to make one reciprocation in 2 seconds, and by setting the blowing speed of the hot air to about 3.8 m / sec, the hot air that has cooled the hot air hitting the substrate 1 is oscillated each time. Each of them can be surely discharged to both sides of the substrate 1 and efficiently heated.
【００３２】なお、基板１を加熱した後の熱風は、矢印
の如く還流通路１５を通ってファン１２の吸込部１３に
吸い込まれて循環され、高い熱効率が確保されるととも
に熱風が不活性ガスからなる場合にはそのガス消費量が
節約される。The hot air after heating the substrate 1 is sucked into the suction portion 13 of the fan 12 and circulated through the recirculation passage 15 as shown by the arrow, so that high thermal efficiency is ensured and the hot air is generated from the inert gas. If so, the gas consumption is saved.
【００３３】さらに、本実施形態では、回転駆動手段２
７による揺動体２２の揺動速度、即ち可動吹き出しプレ
ート２１の動作速度を任意に可変・設定できるようにし
ているので、基板１の移動速度や基板１における電子部
品２の実装密度などに応じて動作速度を調整・設定する
ことで、より均一かつ効率的に加熱することができる。Further, in this embodiment, the rotation driving means 2
The oscillating speed of the oscillating body 22 by 7, that is, the operating speed of the movable blowing plate 21 can be arbitrarily changed and set, so that the moving speed of the substrate 1 and the mounting density of the electronic components 2 on the substrate 1 can be adjusted. By adjusting and setting the operating speed, it is possible to heat more uniformly and efficiently.
【００３４】また、揺動体２２と駆動リンク２５と回転
円盤２６と回転駆動手段２７にて、可動吹き出しプレー
ト２１を基板１の移動方向に沿う軸芯回りに揺動駆動す
るように構成しているので、高温状態の苛酷な条件で
も、長期にわたって安定した動作を簡単な構成にて確保
することができる。Further, the oscillating body 22, the drive link 25, the rotary disk 26 and the rotary drive means 27 are configured to oscillate and drive the movable blowing plate 21 around the axis along the moving direction of the substrate 1. Therefore, even under severe conditions of high temperature, stable operation can be ensured for a long period of time with a simple configuration.
【００３５】なお、リフロー半田付け装置の全体構成
は、上記図１、図２に示したように外殻体７にてユニッ
ト化されている複数の加熱ユニット３０を、図５に示す
ように、基板１の移動方向に並列して配設し、これら各
加熱ユニット３０を貫通させて搬送手段３を配設して構
成されており、各加熱ユニット３０が予備加熱室や本加
熱室とされ、基板１が搬送手段３にてこれらの加熱ユニ
ット３０を通過することによって所定の温度プロファイ
ルで基板１が加熱され、リフロー半田付けされるように
構成されている。The overall structure of the reflow soldering apparatus is as shown in FIG. 5, in which a plurality of heating units 30 unitized by the outer shell body 7 as shown in FIGS. The heating unit 30 is arranged in parallel in the moving direction of the substrate 1, and the transporting unit 3 is arranged so as to penetrate through each of the heating units 30. Each heating unit 30 serves as a preheating chamber or a main heating chamber, The board 1 is heated by a transfer means 3 through these heating units 30 with a predetermined temperature profile, and is reflow-soldered.
【００３６】上記実施形態では、基板１の搬送手段３の
上部と下部の熱風加熱手段８、９が共に、可動吹き出し
プレート２１を備えている例を示したが、基板１の表面
にのみ電子部品１が実装され、基板１の表面側の温度分
布は高精度に均一にする必要があっても、裏面側は大略
均一であれば良いような場合には、図６に示すように、
搬送手段３の上部の熱風加熱手段８は可動吹き出しプレ
ート２１を備え、搬送手段３の下部の熱風加熱手段９
は、図８に示した従来例と同様に固定の吹き出しプレー
ト１８を備えた構成としてもよく、揺動体２２などの揺
動機構が不要になるため構成が簡単になって安価に構成
することができる。In the above embodiment, an example in which both the upper and lower hot air heating means 8 and 9 of the transfer means 3 for the substrate 1 are provided with the movable blowing plates 21 is shown, but electronic parts are provided only on the surface of the substrate 1. 1 is mounted and the temperature distribution on the front surface side of the substrate 1 needs to be made uniform with high accuracy, but if it is sufficient if the back surface side is substantially uniform, as shown in FIG.
The hot air heating means 8 above the transport means 3 is provided with a movable blowing plate 21, and the hot air heating means 9 below the transport means 3 is provided.
May have a configuration including a fixed blowing plate 18 as in the conventional example shown in FIG. 8, and since a swinging mechanism such as a swinging body 22 is unnecessary, the configuration is simple and inexpensive. it can.
【００３７】また、図７に示すように、搬送手段３の下
部の熱風加熱手段９を省略した構成とすることもでき
る。Further, as shown in FIG. 7, the hot air heating means 9 below the carrying means 3 may be omitted.
【００３８】[0038]
【発明の効果】本発明のリフロー半田付け方法及び装置
によれば、以上のように基板を移動させながら基板に向
けて熱風を吹き出すとともに、基板の移動方向と交差し
かつ基板面に対して略垂直な面に沿う方向に、基板面に
対する熱風の吹き出し傾斜角を変化させるようにしたの
で、熱風の吹き出しにより熱風が吹き付けられる箇所が
基板の移動方向と交差する方向に移動するので、基板上
の位置の異なった電子部品においても温度分布を均一に
できるとともに効率的に加熱でき、さらに吹き出して基
板に当たって冷えた熱風は吹き出し方向が基板面に対し
て傾斜した時に基板の側方に向けて速やかに押し出され
て新しい熱風と絶えず置換されるので、一層均一かつ効
率的に加熱することができる。According to the reflow soldering method and apparatus of the present invention, hot air is blown toward the substrate while moving the substrate as described above, and at the same time, it intersects the moving direction of the substrate and is substantially flush with the substrate surface. Since the hot air blow-off inclination angle with respect to the substrate surface is changed in the direction along the vertical plane, the location where the hot air is blown by the hot air blow moves in the direction intersecting the moving direction of the substrate. Even in electronic components with different positions, the temperature distribution can be made uniform and efficient heating can be performed.Further, the hot air that blows off and hits the substrate and cools quickly toward the side of the substrate when the blowing direction is inclined with respect to the substrate surface. Since it is extruded and constantly replaced with fresh hot air, it can be heated more uniformly and efficiently.
【００３９】また、吹き出し手段の動作速度を任意に可
変・設定できるようにすると、基板の移動速度や電子部
品の実装密度などに応じて動作速度を調整・設定するこ
とで、より均一かつ効率的に加熱することができる。Further, if the operation speed of the blowing means can be arbitrarily changed and set, the operation speed can be adjusted and set according to the moving speed of the substrate, the mounting density of electronic parts, etc., so that the operation speed is more uniform and efficient. Can be heated to.
【００４０】また、吹き出し手段を基板の移動方向に沿
う軸芯回りに揺動自在に支持するともに、吹き出し手段
を揺動駆動する手段を備えると、軸芯回りの揺動機構に
よって動作させるので高温状態の苛酷な条件でも、長期
にわたって安定した動作を簡単な構成にて確保すること
ができる。Further, when the blowing means is swingably supported around the axis along the moving direction of the substrate, and the means for swinging the blowing means is provided, the swinging mechanism around the axis causes the swinging mechanism to operate, so that high temperature is achieved. Even under severe conditions, stable operation can be secured for a long time with a simple configuration.
【００４１】また、吹き出し手段の揺動速度を、ノズル
穴の基板移動方向の１ピッチ分を基板が移動する間に略
１往復揺動以上行うように設定すると、ノズル穴のピッ
チ間隔分基板が移動する毎に吹き出し手段が少なくとも
１往復は移動することにより、基板の全面に確実に熱風
を直接吹き付けることができ、均一かつ効率的に加熱す
ることができる。Further, if the swing speed of the blowing means is set so as to swing more than one reciprocal movement during the movement of the substrate by one pitch in the substrate moving direction of the nozzle holes, the substrate is moved by the pitch interval of the nozzle holes. By moving the blowing means at least one reciprocation each time it moves, hot air can be surely blown directly onto the entire surface of the substrate, and uniform and efficient heating can be achieved.
【図１】本発明の一実施形態におけるリフロー半田付け
装置の加熱ユニットを、基板移動方向に対して垂直に断
面した縦断面図である。FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of a heating unit of a reflow soldering device according to an embodiment of the present invention, the cross section being perpendicular to the substrate moving direction.
【図２】同実施形態のリフロー半田付け装置の加熱ユニ
ットを、基板移動方向に断面した縦断面図である。FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of a heating unit of the reflow soldering device according to the same embodiment, which is taken along the substrate moving direction.
【図３】同実施形態のリフロー半田付け装置の加熱ユニ
ットにおける吹き出しプレートの平面図である。FIG. 3 is a plan view of a blowing plate in the heating unit of the reflow soldering device of the same embodiment.
【図４】同実施形態のリフロー半田付け装置の加熱ユニ
ットにおける吹き出しプレートの動作説明図である。FIG. 4 is an operation explanatory view of the blowing plate in the heating unit of the reflow soldering device of the same embodiment.
【図５】同実施形態のリフロー半田付け装置を、基板移
動方向に断面した縦断面図である。FIG. 5 is a vertical cross-sectional view of the reflow soldering device according to the same embodiment, which is taken along the substrate movement direction.
【図６】本発明の他の実施形態におけるリフロー半田付
け装置の加熱ユニットを、基板移動方向に対して垂直に
断面した縦断面図である。FIG. 6 is a vertical cross-sectional view of a heating unit of a reflow soldering device according to another embodiment of the present invention, the cross section being perpendicular to the substrate moving direction.
【図７】本発明のさらに別の実施形態におけるリフロー
半田付け装置の加熱ユニットを、基板移動方向に対して
垂直に断面した縦断面図である。FIG. 7 is a vertical cross-sectional view of a heating unit of a reflow soldering device according to yet another embodiment of the present invention, the cross section being perpendicular to the substrate moving direction.
【図８】従来例のリフロー半田付け装置の加熱ユニット
を、基板移動方向に対して垂直に断面した縦断面図であ
る。FIG. 8 is a vertical cross-sectional view of a heating unit of a reflow soldering device according to a conventional example, which is perpendicular to the substrate moving direction.
【図９】同従来例のリフロー半田付け装置の加熱ユニッ
トを、基板移動方向に断面した縦断面図である。FIG. 9 is a vertical cross-sectional view of a heating unit of the reflow soldering device of the conventional example, which is taken along the substrate moving direction.
１ 基板 ２ 電子部品 １０ ノズル穴 １２ ファン（送風手段） １４ 加熱手段 ２１ 可動吹き出しプレート ２２ 揺動体 ２５ 駆動リンク ２６ 回転円盤 1 substrate 2 electronic components 10 nozzle holes 12 fans (blowing means) 14 Heating means 21 Movable balloon plate 22 Oscillator 25 drive link 26 rotating disks
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 櫻井 邦男 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5E319 AA03 BB05 CC49 CD35 GG03 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Kunio Sakurai 1006 Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric Sangyo Co., Ltd. F term (reference) 5E319 AA03 BB05 CC49 CD35 GG03
Claims (9)
て加熱し、電子部品を半田付けするリフロー半田付け方
法において、基板を移動させながら基板に向けて熱風を
吹き出すとともに、基板の移動方向と交差しかつ基板面
に対して略垂直な面に沿う方向に、基板面に対する熱風
の吹き出し傾斜角を変化させることを特徴とするリフロ
ー半田付け方法。1. A reflow soldering method of supplying hot air to a board on which an electronic component is mounted to heat the board, and soldering the electronic part. In the reflow soldering method, the hot air is blown toward the board while moving the board, and the moving direction of the board. A reflow soldering method characterized in that a hot air blowing inclination angle with respect to the substrate surface is changed in a direction that intersects with and is substantially perpendicular to the substrate surface.
て加熱し、電子部品を半田付けするリフロー半田付け方
法において、基板を移動させるとともに、基板面に装着
した電子部品に対して熱風の吹き出し方向を経時的に変
化させながら基板に向けて熱風を吹き出すことを特徴と
するリフロー半田付け方法。2. A reflow soldering method of supplying hot air to a board on which an electronic component is mounted to heat the board, and soldering the electronic part. In the reflow soldering method, the board is moved and hot air is applied to the electronic part mounted on the surface of the board. A reflow soldering method characterized in that hot air is blown toward a substrate while changing the blowing direction with time.
て加熱し、電子部品を半田付けするリフロー半田付け方
法において、基板を移動させるとともに、基板面に対す
る熱風の吹き出し傾斜角を変化させながら基板に向けて
熱風を吹き出すことを特徴とするリフロー半田付け方
法。3. A reflow soldering method of supplying hot air to a board on which an electronic component is mounted to heat the board to solder the electronic part, while moving the board and changing a blowing angle of the hot air with respect to the board surface. A reflow soldering method characterized in that hot air is blown toward a substrate.
て加熱し、電子部品を半田付けするリフロー半田付け装
置であって、気体を加熱する加熱手段と、加熱気体を熱
風として送風する送風手段と、送風された熱風を移動す
る基板に向けて吹き出す複数のノズル穴を形成した吹き
出し手段と、基板の移動方向と交差しかつ基板面に対し
て略垂直な面に沿う方向に、基板面に対する熱風の吹き
出し傾斜角を変化させるように吹き出し手段を動作させ
る手段とを備えたことを特徴とするリフロー半田付け装
置。4. A reflow soldering device for supplying hot air to a substrate on which electronic components are mounted to heat the electronic components to solder the electronic components, the heating means heating the gas, and the blowing air for blowing the heated gas as hot air. Means, a blowing means that forms a plurality of nozzle holes for blowing the blown hot air toward the moving substrate, and a substrate surface in a direction that intersects the moving direction of the substrate and is substantially perpendicular to the substrate surface. And a means for operating the blowing means so as to change the hot air blowing inclination angle with respect to the reflow soldering apparatus.
設定できるようにしたことを特徴とする請求項４記載の
リフロー半田付け装置。5. The operation speed of the blowing means can be arbitrarily changed.
The reflow soldering device according to claim 4, wherein the reflow soldering device can be set.
芯回りに揺動自在に支持するともに、吹き出し手段を揺
動駆動する手段を備えたことを特徴とする請求項４また
は５記載のリフロー半田付け装置。6. The reflow method according to claim 4, further comprising means for swingably driving the blowing means while swingably supporting the blowing means around an axis along the moving direction of the substrate. Soldering device.
基板移動方向の１ピッチ分を基板が移動する間に略１往
復揺動以上行うように設定したことを特徴とする請求項
６記載のリフロー半田付け装置。7. The swing speed of the blowing means is set so as to swing more than about one reciprocation while the substrate moves by one pitch of the nozzle holes in the substrate moving direction. Reflow soldering equipment.
の移動経路の上下両側又は何れか一側に配設したことを
特徴とする請求項４〜７の何れかに記載のリフロー半田
付け装置。8. The reflow soldering device according to claim 4, wherein the blowing means provided with the operating means is arranged on the upper and lower sides or on one side of the moving path of the substrate. .
て加熱し、電子部品を半田付けするリフロー半田付け装
置であって、気体を加熱する加熱手段と、加熱気体を熱
風として送風する送風手段と、送風された熱風を移動す
る基板に向けて吹き出す複数のノズル穴を形成された吹
き出し手段と、基板面に対する熱風の吹き出し傾斜角を
変化させながら基板に向けて熱風を吹き出すように吹き
出し手段を動作させる手段とを備えたことを特徴とする
リフロー半田付け装置。9. A reflow soldering device for supplying hot air to a substrate on which an electronic component is mounted to heat the substrate to solder the electronic component, the heating device heating the gas, and the blowing air for blowing the heated gas as hot air. Means, blowing means formed with a plurality of nozzle holes for blowing the blown hot air toward the moving substrate, and blowing means for blowing the hot air toward the substrate while changing the blowing inclination angle of the hot air with respect to the substrate surface And a means for operating the reflow soldering apparatus.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001260507A JP2003069211A (en) | 2001-08-30 | 2001-08-30 | Method and device for reflow soldering |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2001260507A JP2003069211A (en) | 2001-08-30 | 2001-08-30 | Method and device for reflow soldering |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005288509A (en) * | 2004-04-01 | 2005-10-20 | Senju Metal Ind Co Ltd | Reflow furnace and reflow soldering method |
| CN107999918A (en) * | 2016-10-28 | 2018-05-08 | 株式会社田村制作所 | Reflow soldering apparatus |
| JPWO2022085298A1 (en) * | 2020-10-22 | 2022-04-28 |
-
2001
- 2001-08-30 JP JP2001260507A patent/JP2003069211A/en active Pending
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