JP2007150079A - リフロー装置およびそれを用いるハンダ付け方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ハンダにて接合される装着物と被装着材とを載置する処理部と、処理部に微小振動を印加する微小振動印加部と、微少振動印加部に伝達される微少振動を発生する微小振動発生部とを備え、処理部と前記微小振動印加部とが一体化されているリフロー装置。
【選択図】図1
Description
実施の形態1
図1に、本発明の一実施形態に係るリフロー装置の概略図を示す。
リフロー装置10は、ハンダに微少振動を印加する作用を有する処理部11、微小振動発生部12、微小振動発生部12で発生した微小振動を処理部11に印加するための微小振動印加部13、および2つの保持部17a、17bを備える。処理部11は、平坦面を有する板状であり、その平坦面に被装着材15が載置される。被装着材15の所定の位置には、ハンダ材料(例えばハンダボール)を下面に備えた装着物14が載置される。
図2に、本発明の別の実施形態に係るリフロー装置の概略図を示す。なお、図1と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
リフロー装置20は、処理部11の下方に、ハンダを加熱するための加熱装置21を備え、処理部11の上方に、装着物を冷却するための冷却装置23を備える。このような装置によれば、ハンダの溶融と冷却とをほぼ同期に行うことができるため、生産性の点で有利である。
《実施例1》
実施の形態2に示されるような、加熱装置と冷却装置とを備えたリフロー装置を用いて、所定のプリント基板に対して、耐熱温度170℃の電子部品のハンダ付けを行った。このリフロー装置では、処理部11と微少振動印加部13との連結部が微少振動の節となるように制御されている。
その間に、溶融したハンダの温度は低下し、138℃を下回って凝固し、電子部品がプリント基板に接合された。このときの電子部品の温度プロファイル(曲線A)および電子部品と基板との接合部の温度プロファイル(曲線B)を図3に示す。
初期接合強度としては、作製直後のQFPのリード部分の接合強度を、プッシュプルゲージ(アイコーエンジニアリング(株)製)により調べた。
接合信頼性は、QFPを装着したプリント基板を、85℃および−40℃の温度にそれぞれ30分ずつ維持する温度サイクルを1000サイクルを繰り返した後、QFPのリード部分の接合強度を、プッシュプルゲージ(アイコーエンジニアリング(株)製)により調べることにより評価した。
得られた結果を表1に示す。
初期接合強度:◎印は接合強度が非常に優れていること、○印は接合強度が優れていること、×印は接合強度が低いことを示す。
接合信頼性:◎印は信頼性が非常に高いこと、○印は信頼性が高いこと、×印は信頼性が低いことを示す。
設備の稼働状態の安定性:◎印は安定性が非常に高いこと、×印は安定性が低いことを示す。
図4に示される微小振動印加装置を用いたこと以外、実施例1と同様の条件でハンダ付けを行った。すなわち、本比較例では、基板の一辺に対し、微少振動印加部42から、微少振動を20秒間印加した。また、実施例1と同様に、プリント基板と電子部品との初期接合強度、接合信頼性等について調べた。結果を表1に示す。なお、本比較例では、接合部の最高温度は156℃であり、そのときの電子部品の温度は139℃であった。
一般的な熱風循環型のリフロー炉(松下電器産業(株)製のPanasert−RSN)を用い、ハンダ付けを行った。すなわち、本比較例では、基板への微少振動の印加は行わなかった。ただし、熱風の温度は、実施例1と同様とした。また、用いたリフロー炉は、冷却装置を備えており、その冷却風の温度は、約110℃であった。
実施例1と同様に、プリント基板と電子部品との初期接合強度、接合信頼性等について調べた。結果を表1に示す。なお、ハンダ接合部の最高温度は160℃であり、このときの電子部品の温度は160℃であった。
一方、実施例1のリフロー装置は、微小振動印加部と処理部とが一体化されている。このため、上記のようなフィードバック機構を必要とせず、プリント基板を処理部に載置するだけで、安定な微小振動を効率良くプリント基板に伝達することが可能であった。すなわち、実施例1のリフロー装置は、設備制御が容易であり、設備の稼働状態の安定性も良好であった。
なお、比較例2のリフロー炉は、基板に微小振動を印加することを想定していないため、構成が単純であり、設備制御は容易で、設備の稼働状態の安定性も良好であった。
11 処理部
12、41 微小振動発生部
13、42 微小振動印加部
14、44 装着物
15、45 被装着材
16、46 連結部
17a、17b 構造体保持機構
21 加熱装置
22 パイプ
23 冷却装置
24 柱状体
40 微小振動印加装置
43 インピーダンスマッチング機構43
43a 保持用部材
43b 付勢部材
Claims (9)
- ハンダにて接合される装着物と被装着材とを載置する処理部と、前記処理部に微小振動を印加する微小振動印加部と、前記微少振動印加部に伝達される微少振動を発生する微小振動発生部とを備え、
前記処理部と前記微小振動印加部とが一体化されている、リフロー装置。 - 前記処理部は、溶融状態にあるハンダが冷却する際に、ハンダに微少振動を印加する作用を有する、請求項1記載のリフロー装置。
- 前記処理部が、平坦面を有する板状であり、前記平坦面に前記被装着材が載置される、請求項1記載のリフロー装置。
- 前記板状の処理部の周縁部と、前記微少振動印加部とが、機械的に接続され、もしくは物理的に接合されている、請求項3記載のリフロー装置。
- 前記処理部と前記微小振動印加部との連結部が、微小振動の節と一致する、請求項1記載のリフロー装置。
- 前記処理部の下方に、ハンダを加熱するための加熱機構をさらに備えた、請求項1記載のリフロー装置。
- 前記処理部の上方に、前記装着物を冷却するための冷却機構をさらに備えた、請求項6記載のリフロー装置。
- 前記処理部と前記微小振動印加部とを含む構造体が、前記構造体の少なくとも2箇所に設置された保持機構により固定されている、請求項1記載のリフロー装置。
- 装着物を被装着材にハンダを用いて接合する方法であって、
装着物がハンダを介して配置されている被装着材を、処理部上に搭載する工程と、
前記ハンダを加熱する工程と、
前記処理部に微小振動を印加することにより、溶融状態にあるハンダが冷却する際に、ハンダに微小振動を印加する工程、を有する方法。
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