JP3566780B2

JP3566780B2 - Reflow device and temperature control method thereof

Info

Publication number: JP3566780B2
Application number: JP10144795A
Authority: JP
Inventors: 文弘山下; 晴彦小池
Original assignee: Tamura Corp
Current assignee: Tamura Corp
Priority date: 1995-04-25
Filing date: 1995-04-25
Publication date: 2004-09-15
Anticipated expiration: 2019-09-15
Also published as: JPH08293666A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、リフロー装置およびその温度制御方法に関するもので、特に、ワークの温度プロファイル制御に特徴を有するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４（Ａ）に示されるように、リフロー装置は、炉体１の内部にファン駆動モータ２により駆動される送風機（シロッコファン）３と送風案内板４とにより炉内雰囲気を循環させる循環経路を形成し、この循環経路の上流側から、炉内雰囲気を加熱して熱風とする雰囲気加熱ヒータ５と、この熱風を絞って風速を高める増速ノズル体６と、この増速ノズル体６からの熱風噴出部分を経てワークとしての部品実装基板Ｐを搬送するコンベヤ７とが配置されている。
【０００３】
前記雰囲気加熱ヒータ５および増速ノズル体６は、図４（Ｂ）に示されるようにヒータホルダ８により取付けられている。このヒータホルダ８は、上部に通風開口8aを設け、その下側に取付板部8bを設け、この取付板部8bの下側に増速ノズル体６を支持するための支持板部8cを一体形成してなる。
【０００４】
前記増速ノズル体６は、多数のノズル体形成部材6aを基板搬送方向にヒータ配列ピッチと等ピッチで配列することにより、各ノズル体形成部材6aの間に先細形の熱風噴出口6bを設けたものである。
【０００５】
そして、送風機３より発生した雰囲気流を雰囲気加熱ヒータ５で加熱して熱風とし、この熱風を増速ノズル体６で絞って高速で基板Ｐに吹付けることにより、基板Ｐを加熱し、この熱風加熱により基板Ｐ上のソルダペーストを溶融して、リフローはんだ付けを行う。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この種のリフロー装置では、基板Ｐの温度プロファイルを適切に制御することが良好なリフローはんだ付け結果を得るために必要であるが、前記雰囲気加熱ヒータ５および増速ノズル体６のみでは、満足な温度プロファイルを得られないことがある。
【０００７】
例えば、基板搭載部品の耐熱温度などによる制約によって、一定のリフロー温度範囲内で比較的長時間のリフロー加熱を必要とする場合に対応できない問題がある。
【０００８】
すなわち、雰囲気加熱ヒータ５での発熱量が多いときは、基板Ｐの昇温勾配も大きいので十分な加熱時間を確保できるが、基板搭載部品の昇温限界値を超えるおそれがある。一方、雰囲気加熱ヒータ５での発熱量が少ないときは、基板搭載部品の過剰な昇温を防止できるが、基板Ｐの昇温勾配が小さいため十分な加熱時間を確保できない。
【０００９】
さらに、多数配列された雰囲気加熱ヒータ５のうち一部のヒータでの発熱量を抑制したり稼働を停止させた場合は、炉内で循環している雰囲気が全体的に影響を受け、熱量不足のおそれが生ずる。
【００１０】
本発明は、このような点に鑑みなされたものであり、炉内におけるワークの温度プロファイルを容易に制御できるリフロー装置およびその温度制御方法を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載された発明は、炉内の加熱された循環雰囲気により炉内に搬入されたワークを加熱するリフロー装置において、炉内のワーク搬送経路に沿って配列され炉内循環雰囲気を加熱する複数の雰囲気加熱ヒータと、前記ワーク搬送経路に沿って配列され前記雰囲気加熱ヒータにより加熱された高温雰囲気を絞ってワークに吹付ける複数の増速ノズル体と、これらの複数の増速ノズル体内にあってワークに対し開口されるとともに循環雰囲気の影響を受けにくい位置に設けられた個別に稼働可能の複数の遠赤外線ヒータとを具備し、これらの遠赤外線ヒータは、稼働される遠赤外線ヒータと、稼働停止される遠赤外線ヒータとの割合を調整することで、ワークの温度プロファイルを制御する構成のリフロー装置である。
【００１２】
請求項２に記載された発明は、炉内の加熱された循環雰囲気により炉内に搬入されたワークを加熱するリフロー装置において、炉内のワーク搬送経路に沿って配列された複数の雰囲気加熱ヒータにより炉内循環雰囲気を加熱し、これらの雰囲気加熱ヒータにより加熱された高温雰囲気を、前記ワーク搬送経路に沿って配列された複数の増速ノズル体により絞ってワークに吹付け、同時に、前記複数の増速ノズル体内にあってワークに対し開口されるとともに循環雰囲気の影響を受けにくい位置に設けられた複数の遠赤外線ヒータを選択的に稼働して、ワーク搬入側にて稼働される遠赤外線ヒータと、ワーク搬出側にて稼働停止される遠赤外線ヒータとの割合を調整することで、ワークの温度プロファイルを制御する構成のリフロー装置の温度制御方法である。
【００１３】
請求項３に記載された発明は、請求項２に記載されたリフロー装置の温度制御方法において、ワークのリフローゾーンにおける昇温勾配を調整するとともに、遠赤外線ヒータの稼働割合を調整して、ワークの温度プロファイルを制御する構成のリフロー装置の温度制御方法である。
【００１４】
【作用】
請求項１に記載された発明は、雰囲気加熱ヒータにより加熱された高温の炉内循環雰囲気を、増速ノズル体により絞って高速でワークに吹付けると同時に、遠赤外線ヒータを選択的に稼働して、ワークの温度プロファイルを制御する。特に、雰囲気加熱ヒータおよび遠赤外線ヒータの併用によりワーク温度が昇温限界値に到達したときは、その到達後のワークと対応する遠赤外線ヒータを稼働停止することにより、ワーク温度を適正なリフロー温度範囲内に保つようにする。
【００１５】
請求項２に記載された発明は、雰囲気加熱ヒータおよび増速ノズル体による熱風加熱を基礎にして、遠赤外線ヒータによる放射加熱を併用するゾーンと併用しないゾーンとを選択することにより、ワークの温度プロファイルを制御する。特に、ワーク搬入側での雰囲気加熱ヒータおよび遠赤外線ヒータの併用によりワーク温度が昇温限界値に到達したときは、その到達後のワーク搬出側に位置する遠赤外線ヒータを稼働停止することにより、ワーク温度を適正なリフロー温度範囲内に保つようにする。
【００１６】
請求項３に記載された発明は、リフローゾーンの前半では、雰囲気加熱ヒータおよび遠赤外線ヒータの発熱量を多く調整してワークの昇温勾配を大きく調整することにより、ワーク温度を早期のうちに昇温限界値に到達させ、また、リフローゾーンの後半では、稼働停止される遠赤外線ヒータの割合を多くして、ワーク温度を昇温限界値以下に抑えることにより、一定のリフロー温度範囲内で比較的長時間のリフロー加熱を行う。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明を図１乃至図３に示された実施例を参照して詳細に説明する。なお、この実施例ではワークを部品搭載基板または単に基板と言う。
【００１８】
図１および図２はリフロー装置11の全体構造を示し、図２に示されるように、炉体12の内部に、加熱された雰囲気の循環を案内する左右の案内板13が設けられ、この案内板13の上部に加熱ユニット14が配置されている。
【００１９】
この加熱ユニット14は、炉内の基板搬送経路に沿って配列され炉内循環雰囲気を加熱する多数の雰囲気加熱ヒータ21と、基板搬送経路に沿って配列され前記雰囲気加熱ヒータ21により加熱された高温雰囲気を絞って基板Ｐに吹付ける多数の増速ノズル体22と、この多数の増速ノズル体22内にあって基板Ｐに対し開口されるとともに循環雰囲気の影響を受けにくい位置に設けられた個別に稼働可能の遠赤外線ヒータ23とが、枠体24の一側部と他側部との間に取付けられている。
【００２０】
図１に示されるように、この加熱ユニット14のヒータ21，23は、シーズヒータなどを所定間隔毎に水平に配列する。増速ノズル体22は、尖端部22a の両側に斜面部22b と垂直面部22c が対称に形成され、隣接する増速ノズル体22どうしの斜面部22b 間に下方へ向かって漸次幅小となる増速用絞り25が形成され、隣接する増速ノズル体22どうしの垂直面部22c 間にストレート状のノズル開口26が形成され、整流機能を有している。さらに、増速ノズル体22内の下面に開口した中空部27に前記遠赤外線ヒータ23が設けられている。この中空部27が、前記循環雰囲気の影響を受けにくい位置に当たる。
【００２１】
前記基板搬送経路としては、加熱ユニット14の下側に基板搬送コンベヤ31が配置されている。このコンベヤ31は、炉体12の基板搬入用および搬出用の開口30を経て炉体12内を貫通する左右一対のコンベヤフレーム（図示せず）が平行に配置され、この左右のコンベヤフレームに沿って図２に示されるようにそれぞれ搬送チェン32が無端状に配設され、この左右の搬送チェン32に取付けられた搬送爪33の間に部品搭載基板Ｐを挟持して水平に搬送するものである。
【００２２】
図２に示されるように、前記炉体12内の下部には１本の回転軸34が回転自在に横設され、この１本の回転軸34を共通の回転軸とする左右一対の遠心送風機（シロッコファン）35が、左右の案内板13の下部に炉体中心を基準として左右対称にそれぞれ配置されている。前記回転軸34は、図示されないベルト伝動機構を介しモータにより駆動される。
【００２３】
次に、この図１および図２に示された実施例の作用を説明する。
【００２４】
図２に示されているように左右一対の熱風循環系にあって、炉体12内の下部に横設された回転軸34により回転する左右の遠心送風機35の周面から吐出された炉内雰囲気は、炉体12の左右炉内壁面と左右の案内板13との間に形成された通路36へ吹上げられ、炉体12内上部で合流して下降し、加熱ユニット14および搬送コンベヤ31にて搬送中の基板Ｐを経て、炉内中央部から左右の遠心送風機35に吸込まれることにより、炉体12内に左右対称の熱風対流が形成される。
【００２５】
前記加熱ユニット14では、炉内の基板搬送経路に沿って配列された多数の雰囲気加熱ヒータ21により炉内循環雰囲気を加熱し、この雰囲気加熱ヒータ21により加熱された高温の炉内循環雰囲気を、基板Ｐの直前位置に配列された多数の増速ノズル体22により絞って基板Ｐに吹付け、基本的な加熱を行う。
【００２６】
同時に、前記多数の増速ノズル体22内にあって基板Ｐに対し開口されるとともに循環雰囲気の影響を受けにくい位置に設けられた遠赤外線ヒータ23を選択的に稼働して、この遠赤外線ヒータ23による加熱ゾーンを調整することにより、基板Ｐの温度プロファイルを制御しながら、基板Ｐのソルダペーストを溶融し、リフローはんだ付けを行う。
【００２７】
このように、雰囲気加熱ヒータ21および増速ノズル体22による熱風加熱をベースにして、遠赤外線ヒータ23による放射加熱を併用するゾーンと、放射加熱を併用しないで熱風加熱のみがなされるゾーンとにより、基板Ｐの温度プロファイルを制御する。
【００２８】
例えば、リフローゾーン前半の基板搬入側では、雰囲気加熱ヒータ21および遠赤外線ヒータ23を併用するとともに、雰囲気加熱ヒータ21および遠赤外線ヒータ23の発熱量を多く調整して基板Ｐの昇温勾配（昇温速度とも言う）を大きく調整することにより、基板温度を早期のうちにリフロー温度範囲内に到達させ、さらに、基板温度が昇温限界値に到達した後は、その到達の速さに応じた割合で、リフローゾーン後半の基板搬出側に位置する遠赤外線ヒータ23の稼働を停止することにより、基板温度を適正なリフロー温度範囲内に保つようにする。
【００２９】
つまり、加熱急速を行った場合は、それに応じて稼働停止される遠赤外線ヒータ23の割合を多くして、基板温度を昇温限界値以下に抑えることにより、一定のリフロー温度範囲内で比較的長時間のリフロー加熱を行うようにする。
【００３０】
図３は、基板搬入側にて稼働される遠赤外線ヒータ23と、基板搬出側にて稼働停止される遠赤外線ヒータ23との割合を調整して、基板Ｐの温度を昇温限界値以下に制御することにより、基板Ｐの温度プロファイルを制御する例を示す。
【００３１】
すなわち、第１プリヒートゾーンと、第２プリヒートゾーンと、第１リフローゾーンと、第２リフローゾーンと、冷却ゾーンとからなる一連のリフロー装置において、図１に示されたリフロー炉を第２リフローゾーンに使用した場合、
(1) 雰囲気加熱ヒータ21および遠赤外線ヒータ23の発熱量（通電量）を弱く設定して、基板Ｐの昇温勾配を小さくするとともに、第２リフローゾーンの遠赤外線ヒータ23の全てをピーク温度２２０℃まで稼働した場合は、２００℃以上のリフロー時間が３０秒となる。ピーク温度２２０℃は、基板Ｐに搭載されたチップ部品などの耐熱温度上の安全を確保できる昇温限界値である。
【００３２】
(2) 雰囲気加熱ヒータ21および遠赤外線ヒータ23の発熱量（通電量）を中間に設定して、基板Ｐの昇温勾配を(1)の場合より大きくするとともに、第２リフローゾーンの遠赤外線ヒータ23-1，23-2，23-3，23-4，23-5，23-6を稼働し、ピーク温度２２０℃に達した後に位置する２５％の遠赤外線ヒータ23-7，23-8を稼働停止することにより、ワーク温度が２２０℃以上とならないように抑制する。この場合は、２００℃以上のリフロー時間が３５秒となる。
【００３３】
(3) 雰囲気加熱ヒータ21および遠赤外線ヒータ23の発熱量（通電量）を強く設定して、基板Ｐの昇温勾配を(2)の場合よりさらに大きくするとともに、第２リフローゾーンの遠赤外線ヒータ23-1，23-2，23-3，23-4を稼働し、ピーク温度２２０℃に達した後に位置する５０％の遠赤外線ヒータ23-5，23-6，23-7，23-8を稼働停止することにより、ワーク温度が２２０℃以上とならないように抑制する。この場合は、２００℃以上のリフロー時間が４０秒となる。
【００３４】
(4) なお、雰囲気加熱ヒータ21および遠赤外線ヒータ23の発熱量（通電量）を例えば中間に設定して、第２リフローゾーンの全域で遠赤外線ヒータ23の全てを稼働した場合は、ピーク温度が基板搭載部品の耐熱温度２２０℃を超えて２３５℃まで達してしまうおそれがある。
【００３５】
このような遠赤外線ヒータ23の稼働と稼働停止の選択は、スイッチ切換により簡単に行えることから、ピーク温度２２０℃を一定にして、２００℃以上のリフロー時間を変化させることができる。
【００３６】
一方、遠赤外線ヒータ23の選択的稼働停止を行えない場合(4)は、２００℃以上のリフロー時間が例えば４０秒ほしいときには、ピーク温度も２３５℃まで達してしまい、部品の耐熱温度の問題などが生ずる。
【００３７】
最後に、上記の例では、切換スイッチを設けるのみで、１台のリフロー装置により３パターンの遠赤外線ヒータ23の選択的稼働を行うことができるので、装置ごとにヒーターゾーン長さを変えた各種リフロー装置を準備する必要もない。
【００３８】
【発明の効果】
請求項１に記載された発明によれば、雰囲気加熱ヒータおよび増速ノズル体による熱風加熱により基本的な加熱を確保しながら、増速ノズル体内にあって循環雰囲気の影響を受けにくい位置に設けられた遠赤外線ヒータの稼働または停止により、ワークの温度プロファイルを容易に制御できる効果がある。特に、雰囲気加熱ヒータおよび遠赤外線ヒータの併用によりワーク温度が昇温限界値に到達したときは、その到達後のワークと対応する遠赤外線ヒータを稼働停止することにより、ワーク温度を適正なリフロー温度範囲内に保つことができる。
【００３９】
請求項２に記載された発明によれば、雰囲気加熱ヒータおよび増速ノズル体による熱風加熱をベースにして、遠赤外線ヒータによる放射加熱を併用するゾーンと併用しないゾーンとを任意に選択することにより、ワークの温度プロファイルを容易に制御できる効果がある。特に、ワーク搬入側でのワークの昇温速度に応じた割合で、ワーク搬出側での遠赤外線ヒータを稼働停止することにより、ワーク温度を適正なリフロー温度範囲内に保つことができる。
【００４０】
請求項３に記載された発明によれば、雰囲気加熱ヒータおよび遠赤外線ヒータの併用によりワークの昇温勾配を大きくして、ワーク温度を早期に昇温限界値に到達させ、この到達後のゾーンでは遠赤外線ヒータを稼働停止させて、ワーク温度を昇温限界値以下に抑えると、一定のリフロー温度範囲内で比較的長時間のリフロー加熱を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るリフロー装置の一実施例を示す断面図である。
【図２】図１におけるII−II線断面図である。
【図３】同上リフロー装置の温度制御例を示すグラフである。
【図４】（Ａ）は従来のリフロー装置を示す断面図、（Ｂ）はそのヒータの断面図である。
【符号の説明】
Ｐワーク
11 リフロー装置
21 雰囲気加熱ヒータ
22 増速ノズル体
23 遠赤外線ヒータ[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a reflow apparatus and a temperature control method thereof, and particularly has a feature in controlling a temperature profile of a work.
[0002]
[Prior art]
As shown in FIG. 4 (A), the reflow device has a circulation path for circulating the atmosphere in the furnace by a blower (sirocco fan) 3 driven by a fan drive motor 2 and a blow guide plate 4 inside the furnace body 1. From the upstream side of this circulation path, an atmosphere heater 5 for heating the furnace atmosphere to produce hot air, a speed-increasing nozzle body 6 for reducing the hot air to increase the wind speed, and And a conveyor 7 that conveys the component mounting board P as a work through the hot air jetting portion.
[0003]
The atmosphere heater 5 and the speed-up nozzle body 6 are attached by a heater holder 8 as shown in FIG. The heater holder 8 is provided with a ventilation opening 8a at an upper portion, a mounting plate portion 8b under the ventilation opening 8a, and a support plate portion 8c for supporting the speed-increasing nozzle body 6 integrally formed below the mounting plate portion 8b. Do it.
[0004]
The speed-increasing nozzle body 6 has a plurality of nozzle body forming members 6a arranged in the substrate conveyance direction at the same pitch as the heater arrangement pitch, thereby providing a tapered hot air jet 6b between the nozzle body forming members 6a. It is a thing.
[0005]
Then, the atmosphere flow generated by the blower 3 is heated by the atmosphere heater 5 to generate hot air, and the hot air is squeezed by the speed-up nozzle body 6 and blown onto the substrate P at a high speed, thereby heating the substrate P. The solder paste on the substrate P is melted by heating, and reflow soldering is performed.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In this type of reflow apparatus, it is necessary to appropriately control the temperature profile of the substrate P in order to obtain good reflow soldering results. However, only the atmosphere heater 5 and the speed-up nozzle body 6 are satisfactory. Temperature profile may not be obtained.
[0007]
For example, there is a problem that it is not possible to cope with a case where reflow heating for a relatively long time is required within a certain reflow temperature range due to restrictions due to the heat-resistant temperature of the board mounted component.
[0008]
That is, when the amount of heat generated by the atmosphere heater 5 is large, a sufficient heating time can be secured because the temperature rise gradient of the substrate P is large, but there is a possibility that the temperature exceeds the temperature rise limit value of the component mounted on the substrate. On the other hand, when the calorific value of the atmosphere heater 5 is small, excessive temperature rise of the components mounted on the board can be prevented, but sufficient heating time cannot be secured because the temperature rise gradient of the board P is small.
[0009]
Further, when the amount of heat generated by some of the atmosphere heaters 5 arranged in a large number is suppressed or the operation is stopped, the atmosphere circulating in the furnace is totally affected and the amount of heat is insufficient. May occur.
[0010]
The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to provide a reflow apparatus that can easily control a temperature profile of a work in a furnace and a temperature control method thereof .
[0011]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a reflow apparatus for heating a work carried into a furnace by a heated circulating atmosphere in the furnace, wherein the reflow apparatus is arranged along a work transfer path in the furnace and heats the circulating atmosphere in the furnace. to a plurality of atmosphere heating heater, the workpiece and a plurality of accelerating nozzle body blowing the workpiece arranged in the carrying path squeezing hot atmosphere heated by the atmosphere heater, a plurality of speed increasing of these A plurality of individually operable far-infrared heaters provided at positions in the nozzle body that are open to the work and are not easily affected by the circulating atmosphere , and these far-infrared heaters are operated. This is a reflow apparatus configured to control a temperature profile of a work by adjusting a ratio of an infrared heater and a far infrared heater to be stopped .
[0012]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a reflow apparatus for heating a work carried into a furnace by a heated circulating atmosphere in the furnace, wherein a plurality of atmosphere heaters are arranged along a work transfer path in the furnace. by heating the furnace circulating atmosphere, the high temperature atmosphere heated by these atmospheric heater, only spraying the workpiece squeezed by a plurality of accelerating nozzle body arranged along the work conveying path, at the same time, A plurality of far-infrared heaters provided in the plurality of speed increasing nozzles and opened to the work and provided at positions hardly affected by the circulating atmosphere are selectively operated, and are operated on the work loading side. a far infrared heater, by adjusting the proportion between the far-infrared heater is operated stopped at the work unloading side, the temperature of the reflow device configured to control the work temperature profile It is your way.
[0013]
According to a third aspect of the present invention, in the temperature control method for a reflow apparatus according to the second aspect, the temperature rise gradient in the reflow zone of the work is adjusted, and the operating ratio of the far-infrared heater is adjusted. Is a temperature control method for a reflow device configured to control the temperature profile of the reflow device.
[0014]
[Action]
According to the invention described in claim 1, the high-temperature furnace circulating atmosphere heated by the atmosphere heater is squeezed by the speed-up nozzle body and sprayed on the work at high speed, and the far-infrared heater is selectively operated. To control the temperature profile of the workpiece. In particular, when the work temperature reaches the temperature rise limit value due to the combined use of the atmosphere heating heater and the far-infrared heater, the work after the arrival and the far-infrared heater corresponding to the work temperature are stopped to reduce the work temperature to an appropriate reflow temperature. Try to keep it within the range.
[0015]
The invention described in claim 2 is based on the hot air heating by the atmosphere heater and the speed increasing nozzle body, and selects the zone in which the radiant heating by the far-infrared heater is used together and the zone in which the radiant heating is not used by using the temperature of the work. Control profiles. In particular, when the work temperature reaches the temperature rise limit value due to the combined use of the atmosphere heating heater and the far-infrared heater on the work carry-in side, the far-infrared heater located on the work carry-out side after reaching the work stoppage is stopped. Keep the work temperature within the proper reflow temperature range.
[0016]
According to the third aspect of the present invention, in the first half of the reflow zone, the amount of heat generated by the atmosphere heater and the far-infrared heater is adjusted to be large, and the temperature rise gradient of the work is adjusted to be large, so that the temperature of the work can be quickly adjusted. In the second half of the reflow zone, the percentage of far-infrared heaters whose operation is stopped is increased so that the work temperature is kept below the temperature rise limit, so that the temperature can be maintained within a certain reflow temperature range. Perform reflow heating for a relatively long time.
[0017]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the embodiments shown in FIGS. In this embodiment, the work is called a component mounting board or simply a board.
[0018]
1 and 2 show the entire structure of the reflow device 11. As shown in FIG. 2, inside the furnace body 12, right and left guide plates 13 for guiding circulation of a heated atmosphere are provided. A heating unit 14 is arranged above the plate 13.
[0019]
The heating unit 14 includes a plurality of atmosphere heaters 21 arranged along a substrate transfer path in the furnace to heat the circulating atmosphere in the furnace, and a high temperature heater arranged along the substrate transfer path and heated by the atmosphere heater 21. A number of speed-up nozzle bodies 22 that squeeze the atmosphere onto the substrate P, and are provided at positions in the many speed-up nozzle bodies 22 that are open to the substrate P and are not easily affected by the circulating atmosphere. A separately operable far-infrared heater 23 is mounted between one side of the frame 24 and the other side.
[0020]
As shown in FIG. 1, the heaters 21 and 23 of the heating unit 14 have a sheath heater and the like arranged horizontally at predetermined intervals. The speed-increasing nozzle body 22 has a slope 22b and a vertical surface 22c symmetrically formed on both sides of a pointed end 22a, and the width thereof gradually decreases downward between the slopes 22b of adjacent speed-increasing nozzle bodies 22. A speed aperture 25 is formed, and a straight nozzle opening 26 is formed between the vertical surface portions 22c of the adjacent speed-up nozzle bodies 22, and has a rectifying function. Further, the far-infrared heater 23 is provided in a hollow portion 27 opened on the lower surface in the speed increasing nozzle body 22. The hollow portion 27 corresponds to a position that is not easily affected by the circulation atmosphere.
[0021]
As the substrate transfer path, a substrate transfer conveyor 31 is disposed below the heating unit 14. In this conveyor 31, a pair of left and right conveyor frames (not shown) penetrating through the inside of the furnace body 12 through the openings 30 for carrying in and out the substrates of the furnace body 12 are arranged in parallel, and along the left and right conveyor frames. As shown in FIG. 2, the transport chains 32 are disposed endlessly, and the component mounting board P is sandwiched between the transport claws 33 attached to the left and right transport chains 32 and transported horizontally. is there.
[0022]
As shown in FIG. 2, a single rotating shaft 34 is rotatably and horizontally mounted at a lower portion in the furnace body 12, and a pair of left and right centrifugal blowers using the one rotating shaft 34 as a common rotating shaft. (Sirocco fans) 35 are disposed below the left and right guide plates 13 symmetrically with respect to the center of the furnace body. The rotation shaft 34 is driven by a motor via a belt transmission mechanism (not shown).
[0023]
Next, the operation of the embodiment shown in FIGS. 1 and 2 will be described.
[0024]
As shown in FIG. 2, there is a pair of left and right hot air circulation systems, and the inside of the furnace discharged from the peripheral surfaces of the left and right centrifugal blowers 35 rotated by a rotating shaft 34 provided horizontally below the furnace body 12. The atmosphere is blown up to a passage 36 formed between the left and right inner wall surfaces of the furnace body 12 and the left and right guide plates 13, merges and descends in the upper part of the furnace body 12 , and moves down the heating unit 14 and the conveyor 31. Then, the air is sucked into the left and right centrifugal blowers 35 from the center of the furnace through the substrate P being transferred, so that a symmetrical hot air convection is formed in the furnace body 12 .
[0025]
In the heating unit 14, the furnace circulation atmosphere is heated by a large number of atmosphere heaters 21 arranged along the substrate transfer path in the furnace, and the high-temperature furnace circulation atmosphere heated by the atmosphere heater 21 is heated. Basic heating is performed by squeezing and spraying the substrate P with a number of speed increasing nozzles 22 arranged immediately before the substrate P.
[0026]
At the same time, the far-infrared heater 23, which is provided in the plurality of speed increasing nozzle bodies 22 and is opened to the substrate P and provided at a position which is hardly affected by the circulating atmosphere, is selectively operated. By adjusting the heating zone by 23, the solder paste of the substrate P is melted while controlling the temperature profile of the substrate P, and reflow soldering is performed.
[0027]
Thus, based on the hot air heating by the atmosphere heater 21 and the speed-up nozzle body 22, the zone in which the radiant heating by the far-infrared heater 23 is used in combination and the zone in which only the hot air heating is performed without the radiant heating are used. , The temperature profile of the substrate P is controlled.
[0028]
For example, on the substrate loading side in the first half of the reflow zone, the ambient heater 21 and the far-infrared heater 23 are used in combination, and the amount of heat generated by the ambient heater 21 and the far-infrared heater 23 is adjusted to be large, so that the temperature gradient of the substrate P is increased. (Also referred to as the temperature rate) by adjusting the substrate temperature within the reflow temperature range at an early stage. By stopping the operation of the far-infrared heater 23 located on the substrate unloading side in the latter half of the reflow zone, the substrate temperature is kept within an appropriate reflow temperature range.
[0029]
That is, when rapid heating is performed, the proportion of the far-infrared heater 23 that is stopped in response to the heating is increased, and the substrate temperature is suppressed to a temperature rising limit value or less, so that the temperature is relatively high within a certain reflow temperature range. Perform reflow heating for a long time.
[0030]
FIG. 3 shows that the ratio of the far-infrared heater 23 operated on the substrate carry-in side and the far-infrared heater 23 stopped on the substrate carry-out side is adjusted so that the temperature of the substrate P becomes equal to or lower than the temperature rising limit value. An example in which the temperature profile of the substrate P is controlled by controlling the temperature profile will be described.
[0031]
That is, in a series of reflow apparatuses including a first preheat zone, a second preheat zone, a first reflow zone, a second reflow zone, and a cooling zone, the reflow furnace shown in FIG. If used for
(1) The amount of heat generation (the amount of electricity ) of the atmosphere heater 21 and the far-infrared heater 23 is set to be weak to reduce the temperature rising gradient of the substrate P , and all the far-infrared heaters 23 in the second reflow zone are set to the peak temperature. When operating up to 220 ° C., the reflow time at 200 ° C. or more is 30 seconds. The peak temperature of 220 ° C. is a temperature rising limit value that can ensure safety at a heat-resistant temperature of chip components mounted on the substrate P.
[0032]
(2) By setting the heat generation amounts (energization amounts) of the atmosphere heater 21 and the far-infrared heater 23 to an intermediate value, the temperature rise gradient of the substrate P is made larger than in the case of (1) , and the far-infrared The heaters 23-1, 23-2, 23-3, 23-4, 23-5, 23-6 are operated, and the 25% far infrared heaters 23-7, 23- located after reaching a peak temperature of 220 ° C. By stopping the operation of 8, the work temperature is controlled so as not to become 220 ° C. or higher. In this case, the reflow time at 200 ° C. or more is 35 seconds.
[0033]
(3) The amount of heat (the amount of electricity ) of the atmosphere heater 21 and the far-infrared heater 23 is set strongly, so that the temperature rising gradient of the substrate P is further increased than in the case of (2) , and the far-infrared ray in the second reflow zone The heaters 23-1, 23-2, 23-3, 23-4 are operated, and the 50% far infrared heaters 23-5, 23-6, 23-7, 23- located after reaching the peak temperature of 220 ° C. By stopping the operation of 8, the work temperature is controlled so as not to become 220 ° C. or higher. In this case, the reflow time at 200 ° C. or more is 40 seconds.
[0034]
(4) When the calorific values (energization amount) of the atmosphere heater 21 and the far-infrared heater 23 are set to, for example, an intermediate value and all of the far-infrared heaters 23 are operated in the entire second reflow zone, the peak temperature May exceed 225 ° C., exceeding the heat resistance temperature of 220 ° C. of the board mounted component.
[0035]
Since the selection of the operation and the stop of the operation of the far-infrared heater 23 can be easily performed by switching the switch, the reflow time of 200 ° C. or more can be changed while the peak temperature 220 ° C. is kept constant.
[0036]
On the other hand, when the selective stop of the operation of the far-infrared heater 23 cannot be performed (4) , when a reflow time of 200 ° C. or more is desired, for example, 40 seconds, the peak temperature reaches 235 ° C. Occurs.
[0037]
Finally, in the above example, only one changeover switch is provided, so that one pattern of the far-infrared heater 23 can be selectively operated by one reflow device. There is no need to prepare a reflow device.
[0038]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, while ensuring the basic heating by the hot air heating by the atmosphere heater and the speed increasing nozzle body, it is provided at a position in the speed increasing nozzle body which is hardly affected by the circulating atmosphere. By operating or stopping the far infrared heater, the temperature profile of the work can be easily controlled. In particular, when the work temperature reaches the temperature rise limit value due to the combined use of the atmosphere heating heater and the far-infrared heater, the work after the arrival and the far-infrared heater corresponding to the work temperature are stopped to reduce the work temperature to an appropriate reflow temperature. Can be kept within range.
[0039]
According to the invention described in claim 2, by arbitrarily selecting a zone in which the radiation heating by the far-infrared heater is used and a zone in which the radiation heating is not used based on the hot air heating by the atmosphere heater and the speed increasing nozzle body. This has the effect that the temperature profile of the work can be easily controlled. In particular, at a rate corresponding to the rate of temperature increase of the workpiece on the workpiece carry-in side, by running stop far infrared heater at work unloading side, it is possible to keep the workpiece temperature within a reasonable reflow temperature range.
[0040]
According to the third aspect of the present invention, the temperature rise gradient of the work is increased by using the atmosphere heater and the far-infrared heater together, so that the work temperature reaches the temperature rise limit value at an early stage. Then, when the operation of the far-infrared heater is stopped and the temperature of the work is kept below the temperature increase limit value, reflow heating can be performed for a relatively long time within a certain reflow temperature range.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a reflow apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II in FIG.
FIG. 3 is a graph showing an example of temperature control of the reflow device.
FIG. 4A is a cross-sectional view showing a conventional reflow apparatus, and FIG. 4B is a cross-sectional view of the heater.
[Explanation of symbols]
P work
11 Reflow device
21 Atmospheric heater
22 Speed-up nozzle body
23 Far-infrared heater

Claims

炉内の加熱された循環雰囲気により炉内に搬入されたワークを加熱するリフロー装置において、
炉内のワーク搬送経路に沿って配列され炉内循環雰囲気を加熱する複数の雰囲気加熱ヒータと、
前記ワーク搬送経路に沿って配列され前記雰囲気加熱ヒータにより加熱された高温雰囲気を絞ってワークに吹付ける複数の増速ノズル体と、
これらの複数の増速ノズル体内にあってワークに対し開口されるとともに循環雰囲気の影響を受けにくい位置に設けられた個別に稼働可能の複数の遠赤外線ヒータとを具備し、
これらの遠赤外線ヒータは、稼働される遠赤外線ヒータと、稼働停止される遠赤外線ヒータとの割合を調整することで、ワークの温度プロファイルを制御するものである
ことを特徴とするリフロー装置。In a reflow device that heats a work carried into the furnace by the heated circulating atmosphere in the furnace,
A plurality of atmosphere heaters arranged along a work transfer path in the furnace to heat a circulating atmosphere in the furnace;
A plurality of speed-up nozzle bodies that are arranged along the work transfer path and squeeze the high-temperature atmosphere heated by the atmosphere heater to spray the work;
In the plurality of accelerating nozzle body of these and a plurality of far-infrared heater of individually operable provided hardly affected the position in the circular atmosphere while being open to the workpiece,
These far-infrared heaters control the temperature profile of the work by adjusting the ratio of the far-infrared heater to be activated and the far-infrared heater to be deactivated. Reflow device.

炉内の加熱された循環雰囲気により炉内に搬入されたワークを加熱するリフロー装置において、
炉内のワーク搬送経路に沿って配列された複数の雰囲気加熱ヒータにより炉内循環雰囲気を加熱し、
これらの雰囲気加熱ヒータにより加熱された高温雰囲気を、前記ワーク搬送経路に沿って配列された複数の増速ノズル体により絞ってワークに吹付け、
同時に、前記複数の増速ノズル体内にあってワークに対し開口されるとともに循環雰囲気の影響を受けにくい位置に設けられた複数の遠赤外線ヒータを選択的に稼働して、ワーク搬入側にて稼働される遠赤外線ヒータと、ワーク搬出側にて稼働停止される遠赤外線ヒータとの割合を調整することで、ワークの温度プロファイルを制御する
ことを特徴とするリフロー装置の温度制御方法。In the reflow device that heats the work carried into the furnace by the heated circulation atmosphere in the furnace,
Heating the circulating atmosphere in the furnace by a plurality of atmosphere heaters arranged along the work transfer path in the furnace,
High temperature atmosphere heated by these atmospheric heater, spray the workpiece squeezed by a plurality of accelerating nozzle body arranged along the work conveying path,
At the same time, the plurality of far-infrared heaters provided in the plurality of speed-increasing nozzles, which are opened to the work and are provided at positions hardly affected by the circulating atmosphere, are selectively operated, and are operated on the work loading side. Controlling the temperature profile of the work by adjusting the ratio between the far-infrared heater to be operated and the far-infrared heater to be stopped at the work unloading side. .

ワークのリフローゾーンにおける昇温勾配を調整するとともに、遠赤外線ヒータの稼働割合を調整して、ワークの温度プロファイルを制御することを特徴とする請求項２に記載されたリフロー装置の温度制御方法。 3. The temperature control method for a reflow device according to claim 2, wherein a temperature profile of the work is controlled by adjusting a temperature rising gradient in a reflow zone of the work and adjusting an operation ratio of the far-infrared heater.