(57)【要約】【課題】簡易な構成でピーク温度を抑えながら無鉛はんだのリフローはんだ付け工法を対応可能とする。【解決手段】特に、無鉛はんだを溶融してはんだリフローを行うリフロー部を備えたリフロー装置である。リフロー部内は、複数のピークを有する温度分布となるように設定されている。具体的には、既存のリフロー部が単一のリフロー炉外部に複数のヒータを追加配列することにより構成され、これらヒータによってリフロー部が複数のピークを有する温度分布となるように設定されている。あるいは、リフロー部内で部分的にヒータ温度を抑える構造とされ、これによりリフロー部内が複数のピークを有する温度分布となるように設定されている。複数のピークを有する温度分布とすることで、無鉛はんだ溶融におけるリフロー温度条件でもピーク温度が抑えられる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
はんだを溶融してはんだリフローを行うリフロー部を備えたリフロー装置であって、
前記リフロー部内または外部を含め、複数のピークを有する温度分布となるように設定されていることを特徴とするリフロー装置。
【請求項２】
前記はんだは、無鉛はんだであることを特徴とする請求項１記載のリフロー装置。
【請求項３】
前記リフロー部が単一のリフロー炉外部に複数のヒータを追加配列してなり、これらヒータによってリフロー部内が複数のピークを有する温度分布となるように設定されていることを特徴とする請求項１記載のリフロー装置。
【請求項４】
前記リフロー部が単一のリフロー炉内においてリフロー部が部分的にヒータ温度を抑える構造とされてなり、これによりリフロー部内が複数のピークを有する温度分布となるように設定されていることを特徴とする請求項１記載のリフロー装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、はんだリフローを行うリフロー装置に関するものであり、特に、ピーク温度を抑えつつ無鉛はんだ溶融に対応することが可能なリフロー装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば実装基板に各種電子部品を実装する場合、実装基板へのクリームはんだの印刷、電子部品の実装基板へのマウント、はんだリフローによる電子部品のはんだ付け等の工程を経る必要があり、係るはんだリフローを行うリフロー装置として、コンベア等で搬送される実装基板に対して、はんだリフローを連続的に行うリフロー装置が知られている。
【０００３】
リフロー装置では、例えば熱風ヒータや遠赤外線ヒータを利用し、基板上下面側からこれを加熱し、効率の良いリフローはんだ付け処理を行うようにしている。例えば電子部品装着機により部品装着された実装基板は、チェーンコンベア等により予熱ゾーンを経ることで安定した予熱温度を形成し、リフローゾーンにおいて基板上面のクリームはんだを効率良くリフロー（溶融）し、次工程へと連続搬送される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、既存のリフロー装置を使用して無鉛はんだにおけるリフロー温度条件を取得しようとすると、リフロー部が１ゾーンしか無いために、ピーク温度が必要以上に上昇し、使用部品の耐熱性がもたないという不都合が生ずる。通常、ヒータによる温度分布は、１つのピークを持ったものとなり、例えばある程度高い温度に所定時間維持するためには、温度分布全体を高めに設定する必要があり、この場合にはピーク温度はかなりの高温になる。無鉛はんだは、一般的に有鉛はんだに比べてリフロー温度条件が高く、したがって既存のリフロー装置を使用する場合には、部品の耐熱性を上げる必要が生ずる。
【０００５】
部品の耐熱性を上げることなく無鉛はんだの使用を可能にするには、通常は、リフロー部のゾーン数の多い、例えば２ゾーンまたは３ゾーンの設備を購入し対応するのが一般的であるが、リフロー部のゾーン数の多いリフロー装置は、装置構造が大がかりなものとなり、設備投資も多大なものとなる。
【０００６】
本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、簡易な構成でピーク温度を抑えながら無鉛はんだのリフローに対応することが可能なリフロー装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明のリフロー装置は、はんだ（特に、無鉛はんだ）を溶融してはんだリフローを行うリフロー部を備えたリフロー装置であって、前記リフロー部内または外部を含み、複数のピークを有する温度分布となるように設定されていることを特徴とするものである。
【０００８】
具体的には、リフロー部が単一のリフロー炉外部に複数のヒータを追加配列することにより構成し、これらヒータによって単一のリフロー部内が複数のピークを有する温度分布となるように設定する。あるいは、単一のリフロー部内を部分的にヒータ温度を抑える構造としてリフロー部を構成し、これによりリフロー部内が複数のピークを有する温度分布となるように設定する。
【０００９】
リフロー部内を複数のピークを有する温度分布となるように設定することで、単一のピークを有する温度分布とする場合に比べて、所定温度以上での保持時間を確保しながら、ピーク温度を下げることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用したリフロー装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１１】
図１は、本発明を適用したリフロー装置の一例を示す図である。このリフロー装置は、コンベア等で搬送される実装基板に対して、はんだリフローを連続的に行うリフロー装置であり、主に、実装基板を搬送するチェーンコンベア１と、このチェーンコンベア１に沿って順に配列される第１のプリヒータ部２、第２のプリヒータ部３、第３のプリヒータ部４、リフロー部５、及び基板冷却装置６とから構成されている。
【００１２】
各プリヒータ部２、３、４は予熱ゾーンを構成するもので、いずれも遠赤外線ヒータを熱源として備え、実装基板を通過させることで温度を徐々に上昇させ、いわゆる予備加熱を行う。これらプリヒータ部２、３、４を設けることで、実装基板の急激な温度上昇を避けることができる。
【００１３】
リフロー部５は、いわゆる本加熱として構成されるものであり、ここでは単一のリフロー部に主たる熱源として遠赤外線ヒータ５ａが設置されている。このリフロー部５において、はんだを溶融し、はんだ付け処理を行う。
【００１４】
基板冷却装置６は、冷却ファン等によりリフロー後の実装基板の冷却を行うものである。
【００１５】
前記リフロー装置には、さらに循環ファン７ａを備えた循環装置が設置されている。循環装置は、前記各プリヒータ部２、３、４やリフロー部５の遠赤外線ヒータからの熱風を循環させ、温度むらのない加熱を可能にする。
【００１６】
以上の構成のリフロー装置では、チェーンコンベア１で搬送される実装基板に対して一連のはんだリフロー処理が行われる。すなわち、例えば電子部品装着機により部品装着された実装基板は、チェーンコンベア１により、先ず、予熱ゾーンである第１のプリヒータ部２へと搬送され、予熱される。さらに、第２のプリヒータ部３、第３のプリヒータ部４と搬送されることで徐々に温度が上昇される。
【００１７】
この予熱された実装基板は、さらにリフロー部５へと搬送され、はんだリフロー処理が行われる。はんだリフロー処理は、クリームはんだの溶融温度以上の温度に一定時間保つことにより行われ、これによりクリームはんだが溶融して、実装部品がはんだ付けされる。
【００１８】
リフロー後、基板冷却装置６によって実装基板が冷却され、次の工程へと搬送される。
【００１９】
上述のリフロー装置において、リフロー部５は、１ゾーンからなるものであるが、その温度分布を複数のピークを有する温度分布とすることで、ピーク温度の上昇を抑えている。以下、リフロー部５における温度分布について説明する。
【００２０】
１ゾーンのリフロー部５では、通常、図２（ａ）に示すように、内部の温度分布は、１つのピークを有するものとなっている。図２において、縦軸は温度、横軸は時間であるが、時間はリフロー部５内での距離に対応する。
【００２１】
リフロー部５に１つの熱源を設置した場合には、必然的にこのような温度分布となる。リフロー部５では、はんだの溶融温度Ｔ１以上の温度に所定時間ｔ１保持することでクリームはんだを溶融させ、はんだリフローを行う。
【００２２】
このとき、使用するはんだが無鉛はんだのようなリフローに必要な温度条件の厳しいものである場合、ピーク温度Ｔ２は必然的に高くなる。例えば、図２（ａ）中、破線で示すように長時間の保持時間ｔ２が必要な場合、全体の温度設定を高くせざるを得ず、ピーク温度Ｔ３は先のピーク温度Ｔ２よりも高くなる。溶融温度Ｔ１を高くする場合にも、同様にピーク温度Ｔ２が高くなる。
【００２３】
このようにピーク温度を高くすると、使用する部品の耐熱温度を上げる必要があり、非耐熱性の部品は使用することができない。したがって、使用部品に制約が加わり、コスト増等に繋がる虞れがある。
【００２４】
そこで、本実施形態では、リフロー部５を複数のピークを有する温度分布となるように設定し、ピーク温度の上昇を抑える。図２（ｂ）は、２つのピークを有する場合の温度分布を示すものである。図２（ａ）の場合と同じ溶融温度Ｔ１、同じ保持時間ｔ１とする場合、それぞれのピークのピーク温度Ｔ４は、先の図２（ａ）の場合のピーク温度Ｔ２よりもずっと低くて済む。ピークの数が多くなればなるほど、同じリフロー条件でもピーク温度を低くすることができる。ただし、あまりピークの数を増やすことは現実的ではなく、通常は２ピークから３ピーク程度に設定することが好ましい。
【００２５】
リフロー部５をこのような温度分布とするためには、例えばリフロー炉外部に複数のヒータを配列することにより構成すればよい。例えば、１ゾーンのリフロー部５の設備に、補助的に補助リフロー部５１を設けて小型ヒータ５ｂや循環ファン７ｂ等を追加することで、簡易的に２ゾーン化、さらには３ゾーン化することができ、リフロー部を複数のピークを有する温度分布となるように設定することができる。
【００２６】
あるいは、リフロー部５内で部分的にヒータ温度を抑える構造とすることでも同様の温度分布とすることができる。例えば、リフロー部５のヒータや熱風の吹き出し口を孔やスリットを設けた冶具で部分的に（例えば２つのピークとするには中央部近傍を）塞ぎ、この部分での温度上昇を抑えるようにすればよい。これにより、例えば無鉛はんだ溶融に関する必要条件を、リフロー部５が１ゾーンでありながら簡易的に取得することができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、簡易な構成でピーク温度を抑えながら無鉛はんだのリフローに対応することが可能である。したがって、無鉛はんだリフローであっても、非耐熱性の部品等を使用することが可能となり、最小の設備投資で無鉛はんだ溶融に対応することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したリフロー装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】（ａ）は１つのピークのみを有する温度分布を示す図であり、（ｂ）は２つのピークを有する温度分布を示す図である。
【符号の説明】
１              チェーンコンベア
２              第１のプリヒータ部
３              第２のプリヒータ部
４              第３のプリヒータ部
５              リフロー部
５ａ、５ｂ      リフローヒータ
６              基板冷却装置
７ａ、７ｂ      熱風循環ファン
【図１】
2004314159.tif 000003
【図２】
2004314159.tif 000004