JPH04109695A

JPH04109695A - プリント基板のリフローはんだ付け方法およびその装置

Info

Publication number: JPH04109695A
Application number: JP19477290A
Authority: JP
Inventors: Kenji Kondo; 近藤　権士; 北沢　鉄也
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1990-07-25
Filing date: 1990-07-25
Publication date: 1992-04-10
Anticipated expiration: 2011-06-19
Also published as: JP2509373B2

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】〔産業上の利用分野〕この発明は、耐熱温度の低いリード線付きの電子部品と
耐熱温度の高いチップ部品やフラットパッケージ等の電
子部品（以下、ＳＭＤという）との混載基板をリフロー
はんだ付け装置ではんだ付け処理ができるようにしたリ
フローはんだ付け方法とその装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来は、比較的耐熱温度の高いＳＭＤが装着されたプリ
シト基板は、リフローはんだ付け装置で２１０〜２５０
℃位の温度で均一に保持された高温度雰囲気中ではんだ
付けが行われていた。

また、耐熱温度の高いＳＭＤと耐熱温度の低いリード線
付きの電子部品との混載基板の場合は、はんだペースト
を塗布したプリンｌ−基板にＳＭＤを装着してからリフ
ローはんだ付け装置ではんだ付けを行い、次いで、リー
ド線付き電子部品を上記のプリント基板に装着してから
フラックス塗布。

予備加熱を行った後、噴流式はんだ槽やフローデイツプ
式のはんだ層ではんだ付けを行い、さらにフレオン（デ
ュポン社の商品名）液等で洗浄を行っていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、表面実装技術の多様化およびプリン＋４；１
ｊＥの低コスｌ−化に伴って、今までフローデイツプ式
はんだ槽や噴流式はんだ槽で行っていたリード線付きの
電子部品のうち、耐熱温度が１２０℃程度の低い電子部
品はリフローはんだ付け装置ではんだ付けすることが行
われていなかった。

このため、現在使用されているリフローはんだ付け装置
では、加熱室が２１０〜２５０℃位の温度で均一化され
ているので、耐熱温度が１２０℃程度の低いリード線を
有する電子部品ののはんだ付けを行うには不向きである
という問題点があった。

また、リード線付き電子部品を噴流式はんだ槽やフロー
デイツプ式のはんだ槽ではんだ付けを行うには、フラッ
クス塗布装置、予備加熱装置および洗浄装置が必要にな
り、特に洗浄装置にはフレオン（デュポン社の商品名＞
ｗＲを使用するため、その上記の一部が外部へ排出され
ると洗浄液が無駄に消費されて製品のコストが上昇する
ばかりでなく、作業環境が悪化し、さらに公害の原因と
もなる等の問題点があった。

この発明は、上記の問題点を解決するためになされたも
ので、リフロー室の下部側を走行するプリント基板の主
面と裏面とにそれぞれ加熱される温度の差をつけること
によって耐熱温度の低い電子部品でもリフローはんだ付
け装置ではんだ付けできるようにしたプリンＩ・基板の
リフローはんだ付け方法およびその装置を得ることを目
的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係るプリント基板のリフローはんだ付け方法
は、その主面にＳＭＤがはんだ付けされたブ’ｌ−／ｌ
・基板を反転してプリント基板の裏面の電子部品のリー
ド線を挿入する透孔にはんだペーストを塗布した後、再
び反転して透孔に電子部品のリード線を挿入し、次いで
、予備加熱室とリフロー室とを順次設けたリフローはん
だ付け装置の搬送コシベヤにプリンＩ・基板の前段のプ
リント基板と後段のブリット基板とを順次密着するよう
に連続して搬送させ、予備加熱室の上部側とリフロー室
の上部側を低温に加熱し、予備加熱室の下部側とリフロ
ー室の下部側を高温に加熱することによりプリント基板
の裏面のはんだペーストを溶融した後、凝固させて電子
部品をプリント基板にはんだ付けするものである。

また、この発明に係るプリント基板のリフローはんだ付
け装置は、予備加熱室の上部側とりフロ室の上部側を低
温に保持し、予備加熱室の下部側とり７０−室の下部側
を高温に保持して温度差をつけプリント基板の裏面には
んだ付けを行うために、予備加熱室とリフロー室の各側
壁と各搬送チェーンのガイドレールを有するチェーンガ
イドとの間にリフロー室の下部側で加熱された熱雰囲気
が上方へ流れるのを防止する遮蔽板を設けたものである
。

また、プリン）・基板の裏面を加熱する輻射ヒタを予備
加熱室の下部側とリフロー室の下部側で、かつ搬送され
るプリント基板の近傍に設けたものである。

さらに、リフロー室の上部側の内部で発生した輻射熱が
プリント基板に吸収されるのを防止する打抜き鋼板をリ
フロー室の上部側の下方に設けたものである。

〔作用〕

この発明においては、プリント基板の主面にＳＭＤがは
んだ付けされたプリント基板を反転してプリント基板の
裏面にはんだペーストを透孔の部分に塗布した後、再度
反転してジー１：締付きの電子部品のリード線を透孔に
挿入してから、プリント基板の裏面のリフローはんだ付
けを行う。

また、予備加熱室とリフロー室の側壁と搬送チェーンの
ガイドレールを有するチェーンガイドとの間に遮蔽板を
設けることにより予備加熱室の下部側とリフロー室の下
部側の熱雰囲気が予備加熱室の上部側とリフロー室の上
部側に入るのが防止される。

また、プリント基板の裏面を加熱するヒータを設けたこ
とにより、プリン）・基板の裏面のみが容易に加熱され
、さらに打抜き鋼板を設けたことにより、プリント基板
の主面が低温に保持される。

〔実施例〕

第１図（ａ）〜（ｅ）はこの発明の一実施例を示すもの
で、第１図（ａ）はこの側断面図、第１図（ｂ）は、第
１図（ａ）のＩ−Ｉ綿による断面図、第１図（ｅ）は、
第１図（ａ）のｌ−ｌ１１１による断面図、第１図（ｄ
）は、第１図（Ｃ）の遮蔽板の部分を拡大して示した側
断面図、第２図（ａ）〜（Ｃ）、第３図は、第１図（ａ
）のプリント基板の形状を示すもので、第２図（ａ）〜
（Ｃ）は斜視図、第３図は、第２図（Ｃ）の要部を示す
側断面図である。これらの図において、１はプリント基
板、２は耐熱温度の高いチップ部品、３ははんだペース
Ｉ−、第２図、第３図において、４は耐熱温度の高いフ
ラットパッケージ、５はプリン）・回路、６は前記プリ
ント基板１に形成された透孔、７は後述のリード線が付
いている電子部品、８は前記透孔６に挿入される電子部
品７のリード線である。また、ｌａは前記チップ部品２
゜フラットパッケージ４．電子部品７が装着される表面
側の主面、１ｂは前記主面１ａの裏面側になる裏面であ
る。

また、第１図（ａ）、（ｂ）において、１１は前記プリ
ント基板１を搬送する搬送コンベヤのうち、−例として
搬送チェーンを示している。１２はスプロケット、第１
図（ｄ）において、１３は保持爪、１４は前記搬送チェ
ーン１１のガイドレール、１５はチェーンカバーである
。第１図（ａ）〜（Ｃ）において、２１はリフローはん
だ付け装置の全体を示す。２２．２３は前記はんだベー
スト３の融解点未満の温度に加熱された空気によりブリ
ット基板１を加熱する１次子備加熱室と２次子備加熱室
で、プリント基板１の走行方向（矢印Ａ方向）の後方と
前方に設けられたもので、２２Ａ、２３Ａは前記各予備
加熱室２２，２３の上部側、２２Ｂ、２３Ｂは前記各予
備加熱室２２．２３の下部側、２４は前記プリント基板
１のはんだ付けを行うリフロー室で、２４Ａは前記リフ
ロー室２４の上部側、２４Ｂは前記リフロー室２４の下
部側、２２ａは前記１次子惰加熱室２２の側壁、２３ａ
は前記２次子備加熱室２３の側壁、２４ｍはリフロー室
２４の側壁である。２５は前記プリント基板１の走行方
向（矢印Ａ方向）と平行に形成された各側壁２２ａ、２
３ａ、２４ａに取り付けられ空気を加熱するヒータで、
シーズヒータまたは遠赤外線ヒータ等が使用される。２
６は前記ヒータ２５から発生する遠赤外線等を含む輻射
熱が各予備加熱室２２，２３、リフロー室２４内に放射
されるのを遮蔽する遮蔽板で、輻射熱により、走行する
プリント基板１．チップ部品２が加熱されるのを防止す
るためのものである。２７は前記遮蔽板２６によって形
成された加熱部である。２８は前記加熱された空気を循
環させる送風ファンで、多羽根送風機等が使用されてい
る。２９は前記各送風ファン２８のモータ、３ｏは前記
はんだベスｌ−３を溶解するため加熱された空気を排出
する排出口、３１は前記加熱部２７の下方に形成された
吸入口、３２は前記各予備加熱室２２，２３、リフロー
室内２４の排出口３０に形成された整流板で、送風ファ
ン２８によって乱読となった空気を整流させる。３３ば
冷却ファン、３４は排気ファン、３５は前記加熱部２７
から送風ファン２８内部に通ずる空気の流通路である。

３６は前記プリント基板１の裏面１ｂを加熱する輻射ヒ
ータで、搬送チェーン１１の下方に設けられている。３
７は前記チェンカバー１５と各側壁２２ａ、２３ａ。

２４ａとの間を閉塞する遮蔽板で、リフロー室２４の下
部側２１Ｂ内で加熱された熱風が上方へ流れるのを防止
している。３８は前記リフロー室２４の上部側２４Ａの
下方に設けられた打抜き鋼板で、第１図（ａ）　　　（
Ｃ）では破線で示してあり、図示されない多数の透孔が
形成されている。

なお、第１図において、各予備加熱室２３゜２４の上部
側２２Ａ、２３Ａ、下部側２２Ｂ、２３Ｂとリフロー室
２４の上部側２４Ａ、下部側２４Ｂとは搬送チェーン１
１を中心にして上下対称に設けられている。

次に、動作について説明する。

第４図（ａ）〜（ｃ）はプリント基板１のはんだ付けの
工程を示す図である。

まず、第４図（ａ）は、第２図（ａ）に示すように、プ
リント基板１の上方側の主面１ａにチップ部品２がはん
だ付けされている。

次いで、第４図（ｂ）は、第２図（ｂ）に示すように、
プリンＩ・基板１を反転し、主面１ａを下方側にし、裏
面１ｂを上方側にした後、電子部品７のリード綿８を挿
入する透孔６の部分にはんだペースＩ−３を塗布する。

このはんだベースト３の塗布は注入晋により、またはプ
リント基板１と同一の透孔を形成した板状のスクリーン
をプリント基板１かぶせて透孔６の部分のみ行う。

次いで、第４図（Ｃ）は、第２図（Ｃ）に示すように、
再びプリント基板１を反転して主面１ａを上方側にし、
裏面１ｂを下方側にして電子部品７のリードａＳを透孔
６に挿通し、第１図に示すリフローはんだ付け装置２１
へ搬送する。

次に、リフローはんだ付け装置２１では、各予備加熱室
２２．２３の上部側２２Ａ、２３Ａ、下部側２２Ｂ、２
３Ｂとも図示しない前段のりフロはんだ付け装置ではん
だ付けされたはんだベスト３を、再び溶融させない１３
０℃位の温度雰囲気に保持する。また、リフロー室２４
の上部側２ｄＡ内は、１００℃位の温度の雰囲気に保持
されている。また、打抜き鋼板３８によりリフロー室２
４の上部側２４Ａ内の近赤外線がプリント基板１の主面
１ａに吸収されるのを防止する。

また、リフロー室２４の下部側２４Ｂ内は、熱風と輻射
ヒータ３６から発生する近赤外線により４００℃位の温
度に加熱される。

なお、遮蔽板３７を設けたことにより、リフロー室２４
の下部側２４Ｂ内の熱風や輻射熱等の熱雰囲気が各予備
加熱室２２，２３の上部側２２Ａ２２３Ａおよびリフロ
ー室２４の上部側２４Ａの中に流入するのを防止してい
る。

次に、プリン１〜基板１に装着された電子部品７のリー
ド線８をはんだ付けするため、プリシト基板１を第１図
（ｄ）に示すように、搬送チェーン１１の保持爪１３に
装着し、リフローはんだ付け装置２１の各予備加熱室２
２，２３を通って予備加熱され、次いで、リフロー室２
４の下部側２４Ｂではんだ付けされる。

ＩＪ　フロー室２４では、プリンＩ・基板１の主面１ａ
はリフロー室２４の上部側２４Ａ内が１００℃位の温度
であるため、また、打抜き鋼板３８により近赤外線の影
響を防止しているため、１００℃位の低温度が保持され
ている。

また、リフロー室２４の下部側２４Ｂ内は４００℃位の
熱風と輻射ヒータ３６からの近赤外線とによりはんだベ
ースト３が溶融してはんだ付けされ、次いで、冷却ファ
ン３３により冷却され固着される。

また、リフローはんだ付け装置２１ではんだ付けが行う
とき、リフロー室２４の下部側２４８カ）らの熱風が各
搬送チェーン１１の間から各予備加熱室２２．２３の上
部側２２Ａ、２３Ａおよびリフロー室２４の上部側２４
Ａへ流れるのを防止するためにプリント基板１が搬送チ
ェーン１１に装着されないときでも、第５図（ａ）、（
ｂ）に示すように蓋板４１を搬送チェーン１１に連続し
て隙間がないように装着して搬送する。もちろん、プリ
ント基板１の場合も、同様に第５図（ａ）。

（ｂ）に示すようにして搬送する。さらに、当初のプリ
ント基板１を装着した後、次のプリンＩ・基板１の装着
に間隔が生したときは、次のプリント基板１が装着され
るまで蓋板４１を装着し続ける。

第６図は、第１図（ｄ）に示す遮蔽板３７の他の形状を
示した側断面図で、プリント基板１の幅に対応して搬送
チェーン１１を移動させたとき遮蔽板も調整ができるよ
うにしたもので、３９は前記側壁２４ａに固定された固
定側の遮蔽板、４ｏは前記チエ−シカバー１５に固着さ
れた可動側の遮蔽板、３９ａ、４０ａは前記各遮蔽板３
９，４０の係合部で、Ｌ形に形成されている。

また、第７図（ａ）、（ｂ）は、第５図の蓋板４１の他
の形状を示した平面図と側断面図で、ブリシト基板１の
寸法が小さくて搬送チェーン１１の幅の調節に対処でき
ない場合、また、プリント基板１の連続搬送ができない
場合、蓋板４１にプリント基板１に対応する透孔４２を
形成したもので、この透孔４２の部分にプリント基板１
を載置する。

第８図（ａ）、（ｂ）はシャーシ付きプリント基板を使
用した場合の実施例を示すもので、第８図（ａ）は平面
図、第８図（ｂ）は、第８図（ａ）のＸ−Ｘ５による断
面図である。これらの図において、第１図〜第７図と同
一符号は同一部分を示し、５１は前記プリント基板１を
固着した磁性体からなるシャーシ、５２は前記シャーシ
５１に形成された磁性体からなる仕切板、５３は前記ン
ヤノ５１から外方に突出したリード線、５４は搬送チェ
ーン、５５は前記搬送チェーン５４と一体に取り付けら
れたロッド、５６は前記ロッド５５゜に取り付けられた
マグネッ１−チャックで、シャシ５１および仕切板５２
の上面が永久磁石５７で吸着されることにより保持され
る。

このように、プリント基＠１が固着されたシャーシ５１
は、マグネットチャック５５に吸着されて保持され、プ
リント基板１の主面１ａと裏面１ｂに図示しないリフロ
ーはんだ付け装置によりチップ部品２がはんだ付けされ
、次いで、第４図（、）〜（ｅ）と同一の工程でプリン
ト基板１の透孔６に電子部品７のリードｉｆ！Ｊ８を挿
入してからはんだベースト３を塗布した後、シャーシ５
１を第７図に示す蓋板４１の透孔４２に対応して載置し
、第１図に示すリフローはんだ付け装置２１ではんだ付
けされる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明のプリント基板のり７０
−はんだ付け方法は、その主面にＳＭＤがはんだ付けさ
れたブリット基板を反転してブリット基板の裏面の電子
部品のリード線を挿入する透孔にはんだペーストを塗布
した後、再び反転して透孔に電子部品のリード線を挿入
し、次いで、予備加熱室とリフロー室とを順次設けたリ
フ口はんだ付け装置の搬送コンベヤにプリント基板の前
段のブリ、）・基板と後段のプリン）・基板とを順次密
着するように連続して搬送させ、予備加熱室の上部側と
リフロー室の上部側を低温に加熱し、予備加熱室の下部
側とリフロー室の下部側を高温に加熱することによりプ
リント基板の裏面のはんだベーストを溶融した後、凝固
させて電子部品をブリシト基板にはんだ付けするので、
耐熱温度の低いリード線付きの電子部品のリード線部分
をリフローはんだ付け方法でのはんだ付けが可能となっ
たため、フラックス塗布装置とフラックスが塗布された
あとの洗浄装置が不要となり、したがって、洗浄液のフ
し・オン液を使用しないのでフレオン液の蒸気の排出に
よる公害がなく、かつプリンｌ・基板の製造コス１−が
低減できる利点を有する。

また、この発明のプリント基板のり７０−はんだ付け装
置は、予備加熱室の上部側とリフロー室の上部側を低温
に保持し、予備加熱室の下部側とリフロー室の下部側を
高温に保持して温度差をっけプリント基板の裏面にはん
だ付けを行うために、予備加熱室とリフロー室の各側壁
と各搬送チェーンのガイドレールを有するチェーンガイ
ドとの間にリフロー室の下部側で加熱された熱雰囲気が
上方へ流れるのを防止する遮蔽板を設け、また、プリン
ト基板の裏面を加熱するヒータを予備加熱室の下部側と
リフロー室の下部側で、かつ搬送されるプリント基板の
近傍に設け、さらに、リフロー室の上部側の内部で発生
した放射熱がプリント基板に吸収されるのを防止する打
抜き鋼板をリフロー室の上部側の下方に設けたので、リ
フローはんだ付け装置でプリント基板の裏面のみが容易
に加熱されてリフローはんだ付けができるため、耐熱温
度の低いリード線付きの電子部品のリード線部分のリフ
ローはんだ付けを行ってもプリン）、基板の主面ば低温
に保持されているので、電子部品の熱による破損を防止
することができる利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｃ）ばこの発明の一実施例を示すもの
で、第１図（ａ）は側断面図、第１図（ｂ）は、第１図
（ａ）の■−■線による断面図、第１図（ｃ）は、第１
図（ａ）の１−ＩＩ線による断面図、第１図（ｄ）は、
第１図（ｅ）の遮蔽板の部分を拡大して示した側断面図
、第２図（ａ）〜（Ｃ）、第３図は、第１図（ａ）のプ
リント基板の形状を示すもので、第２図（ａ）〜（Ｃ）
は斜視図、第３図は、第２図（ｃ）の要部を示す側断面
図、第４図（ａ）〜（ｃ）はプリント基板のはんだ付け
の工程を示す図、第５図（ａ）　　　（ｂ）は蓋板また
はプリント基板の搬送状態を示す平面図とＳ面図、第６
図は、第１図（ｄ＞の第２の遮蔽板の他の形状を示した
側断面図、第７図（ａ）（ｂ）は、第５図（ａ）、（ｂ
）の蓋板の他の形状を示した平面図と側断面図、第８図
（ａ）（ｂ）はシャーシ付きプリント基板を使用した場
合の実施例を示すもので、第８図（ａ）は平面図、第８
図（ｂ）は、第８図（ａ）のＩＩ−Ｉ線による断面図で
ある。図中、１はプリント基板、１ａは主面、１ｂは裏面、２
はチップ部品、３ははんだベース■・、６は透孔、７は
電子部品、８ばリード線、１１は搬送チェーン、１４は
ガイドレールｂ１１５はチェーンカバー、２１はリフロ
ーはんだ付け装置、２２は１次子備加熱室、２３は２次
子備加熱室、２２Ａ、２３Ａは上部側、２２Ｂ、２３Ｂ
は下部側、２４はリフロー室、２ｄＡは上部側、２．４
１Ｂは下部側、２２ａ、２３ａ、２４ａは側壁、３７は
遮蔽板である。第１　図（Ｃ）２］１５　　チェーンカハー第図（ｄ）ガイドし−ル第図透孔第図第５図（ａ）第図 ′１第図第図（ａ）１゜

Claims

【特許請求の範囲】

（１）その主面に表面実装部品がはんだ付けされたプリ
ント基板を反転して前記プリント基板の裏面の電子部品
のリード線を挿入する透孔にはんだペーストを塗布した
後、再び反転して前記透孔に前記電子部品のリード線を
挿入し、次いで、予備加熱室とリフロー室とを順次設け
たリフローはんだ付け装置の搬送コンベヤに前記プリン
ト基板の前段のプリント基板と後段のプリント基板とを
順次密着するように連続して搬送させ、前記予備加熱室
の上部側と前記リフロー室の上部側を低温に加熱し、前
記予備加熱室の下部側と前記リフロー室の下部側を高温
に加熱することにより前記プリント基板の裏面の前記は
んだペーストを溶融した後、凝固させて前記電子部品を
前記プリント基板にはんだ付けすることを特徴とするプ
リント基板のリフローはんだ付け方法。
（２）その主面に表面実装部品がはんだ付けされたプリ
ント基板の裏面の透孔にはんだペーストが塗布され、前
記プリント基板の主面から電子部品のリード線を前記透
孔に挿入して仮着したプリント基板を搬送コンベヤによ
り搬送する搬送手段と、前記プリント基板を加熱する予
備加熱室と、前記はんだペーストを溶融してはんだ付け
を行うリフロー室とを前記搬送コンベヤを中心にして上
下対称に設けたリフローはんだ付け装置であって、前記
予備加熱室の上部側および前記リフロー室の上部側を低
温に保持し、前記予備加熱室の下部側と前記リフロー室
の下部側を高温に保持して温度差をつけ前記プリント基
板の裏面にはんだ付けを行うために、前記予備加熱室と
前記リフロー室の各側壁と各搬送チェーンのガイドレー
ルを有するチェーンガイドとの間に前記リフロー室の下
部側で加熱された熱雰囲気が上方へ流れるのを防止する
遮蔽板を設けたことを特徴とするプリント基板のリフロ
ーはんだ付け装置。
（３）プリント基板の裏面を加熱する輻射ヒータを予備
加熱室の下部側とリフロー室の下部側で、かつ搬送され
る前記プリント基板の近傍に設けたものである請求項（
２）に記載のプリント基板のリフローはんだ付け装置。
（４）リフロー室の上部側の内部の輻射熱がプリント基
板に吸収されるのを防止する打抜き鋼板を前記リフロー
室の上部側の下方に設けたものである請求項（２）また
は（３）に記載のプリント基板のリフローはんだ付け装
置。