(57)【要約】【課題】リード部を有する電子部品を電子部品の本体を耐熱温度以上に上昇させることなく、基板にハンダ付けするリフローハンダ付け方法およびリフローハンダ付け装置を提供する。【解決手段】基板に搭載された電子部品の本体部を治具に形成した有底の孔に収納し、電子部品の本体部が基板の下面側位置する状態で、治具をリフロー炉に搬送するとともに、リフロー炉の基板搬送路の上部にファンとヒータを備えた加熱手段で加熱することにより、電子部品を基板にリフローハンダ付けする。ヒータの基板側の面には遠赤外線を放射するプレートが装着されている。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板のスルーホールにリード部を挿入して搭載した電子部品を基板にハンダ付けするリフローハンダ付け方法であって、基板に搭載した電子部品の本体部を治具に形成した有底の孔に収納し、かつ電子部品の本体部を基板の下面側に位置させて、該治具をリフロー炉に搬送するとともに、リフロー炉の基板搬送路の上部には、雰囲気ガスが通過できる複数の孔が形成され、かつ基板側表面には前記の孔に対応する位置に孔が形成された遠赤外線を放射するプレートが装着されたヒータとヒータの上部から雰囲気ガスを基板に向かって送風するファンとを設けて、ファンを回転させつつヒータを加熱してハンダ付けすることを特徴とする、電子部品を基板にハンダ付けするリフローハンダ付け方法。
【請求項２】
前記ヒータをハンダ溶融温度よりも１００℃以上に設定することにより急速加熱することを特徴とする請求項１に記載の電子部品を基板にハンダ付けするリフローハンダ付け方法。
【請求項３】
リフロー炉の基板搬送路の下部に、雰囲気ガスが通過できる複数の孔が形成され、かつ基板側表面には前記の孔に対応する位置に孔が形成された遠赤外線を放射するプレートが装着されたヒータを設け、該ヒータをも加熱して基板の上部のみならず下部からも加熱することを特徴とする請求項１または２に記載の電子部品を基板にハンダ付けするリフローハンダ付け方法。
【請求項４】
前記の治具の各部がアルミニウム、銅、あるいはマグネシウムのいずれかの金属材料からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の電子部品を基板にハンダ付けするリフローハンダ付け方法。
【請求項５】
基板のスルーホールにリード部を挿入して搭載した電子部品を基板にハンダ付けするリフローハンダ付け装置であって、リフロー炉の基板搬送路の上部には、雰囲気ガスが通過できる複数の孔が形成され、かつ基板側表面には前記の孔に対応する位置に孔が形成された遠赤外線を放射するプレートが装着されたヒータとヒータの上部から雰囲気ガスを基板に向かって送風するファンとを設け、リフロー炉の基板搬送路の下部には、雰囲気ガスが通過できる複数の孔が形成され、かつ基板側表面には前記の孔に対応する位置に孔が形成された遠赤外線を放射するプレートが装着されたヒータを設けたことを特徴とする電子部品を基板にハンダ付けするリフローハンダ付け装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント基板などの配線基板に電子部品等の部品をハンダ付けするリフローハンダ付け方法とリフローハンダ付け装置に関わる。
【背景技術】
【０００２】
配線基板（以下、単に「基板」という）に電子部品をハンダ付けする方法として、リフローハンダ付け方法が知られている。この方法は、リフローハンダ付け装置の加熱炉（リフロー炉）において、ハンダ付け対象物（以下、「ワーク」ということがある）である電子部品等が搭載された基板をコンベヤで搬送させながら、ハンダ付け部を加熱してハンダを溶融させて、電子部品を基板にハンダ付けするものである。
【０００３】
リフロー炉は、通常、複数のゾーンから構成されており、予熱ゾーン、中間加熱ゾーンおよびリフロー加熱ゾーン等を有している。
予熱ゾーンはワークを急速に昇温するゾーン、中間加熱ゾーンは、ワークの各部の温度を均一にして、所定の予熱温度にまで加熱するゾーン、リフロー加熱ゾーンは、ハンダ溶融温度を超える温度までワークを加熱して、基板と電子部品等をハンダ付けするゾーンである。
これらのゾーンの外に、リフロー加熱ゾーンの下流にハンダ付け後のワークを冷却する冷却ゾーンを設けることもある。
【０００４】
ワークを加熱する手段としては、プレートヒータ等の赤外線ヒータによる輻射加熱するものと熱風による対流加熱するものと、さらにはそれらの加熱を併用するものとが知られている。
赤外線ヒータは、赤外線がプリント基板や電子部品の内部まで浸透して、ハンダ付け部に塗布されたハンダペーストを溶融させるものであるが、赤外線の直進性のため、電子部品の影となるハンダ付け部や隙間となるハンダ付け部を充分に加熱できないという問題がある。
これに対して、熱風による対流加熱は、熱風が電子部品の影となるところや狭い隙間にも侵入することから、赤外線ヒータによる加熱に較べてプリント基板全体をより均一に加熱することができるため、多く使用されているものである。
【０００５】
熱風による加熱は、通常、コンベア上下に配置されたヒータとファンにより雰囲気ガスの熱風で効率よく加熱できる。そして、炉内に設けられた複数ゾーンのヒータ温度とファン回転数を個別に制御することで、ハンダ材料により多彩な温度プロファイルを実現している。
そして、熱風の風速を大きくすることで、基板を速やかに均一に加熱し、基板上の様々な箇所のハンダ付けを一度に行うことができる。
【０００６】
図１には、従来から採用されている熱風による加熱手段を採用したリフローハンダ付け装置の構成を模式的に示した。
１は電子部品等が搭載された基板（ワーク）、２は加熱炉（リフロー炉）、３はコンベヤ（搬送手段）、４は雰囲気ガスを加熱するヒータ、５は雰囲気ガスをヒータに向けて送風するファンである。なお、雰囲気ガスは炉内で循環している。
この実施形態の例では、リフロー炉２は、図面左から予熱ゾーン、中間加熱ゾーンおよびリフロー加熱ゾーンの３ゾーンから構成されている。
【０００７】
図２には、このリフロー炉において、ワークの搬送路の上部と下部にそれぞれにヒータ４とファン５が設けられた熱風による加熱手段の従来例の一例を示した。ファン５は、炉内の雰囲気ガスをヒータ４に向けて送風するものである。
ヒータ４は、内部に雰囲気ガスを加熱する加熱手段（図示外）を収納している。そして、多数の孔６が形成されており、ワークに向けて雰囲気ガスが通過できるようになっている。図２では２つの孔のみが示されているが、具体的には、６ｍｍ程度の径の孔が１００〜２００個程度形成されている。
炉内の雰囲気ガスは、ファン５の送風により、ヒータ４に形成された多数の孔６に送られ、孔６を通過する間に、加熱手段によって加熱されて、孔６の他方の端部からワークに向かって吹き出し、ワークを加熱する。
【０００８】
ところで、近年、鉛を含まないハンダ（鉛フリー半田）を用いることが環境問題の観点から主流となっているが、従来多く使用されてきた錫−鉛共晶ハンダの融点は１８３℃程度であるのに対して、鉛フリー半田の融点は２２０℃前後と高いため、基板の温度を２３０〜２５０℃にしてハンダ付けする必要がある。
【０００９】
他方、基板に搭載される電子部品の中には耐熱温度が低いものがあり、例えば、リード部を基板のスルーホールに挿入せしめるタイプのディスクリート部品であるコネクターやコンデンサーには、耐熱温度がハンダ付け温度よりも低く、１３５℃以下のものがある。このように耐熱温度の低い弱耐熱電子部品を基板にハンダ付けする際、２３０〜２５０℃程度に加熱すると、電子部品の本体は、熱損傷を受けて破壊されたり、その性能が劣化したりすることが発生する。
【００１０】
この対策として、ワークの搬送路の上部と下部に加熱手段を備える従来のリフロー炉において、電子部品の本体にカバーを被せて搬送することにより、電子部品の温度上昇を抑えることが知られている（特許文献１）。しかし、このようにしても、リード部が挿入されている基板のスルーホールからの熱伝導などにより、部品本体の温度上昇を十分に防ぐことはできない。
【００１１】
このような弱耐熱電子部品の多くは、現在でも作業者がはんだごて等を使用してマニュアルソルダリングによりハンダ付けされているが、人が行うので作業効率が悪いとともに、作業者の熟練度によりハンダ付けの品質が左右され、品質がばらつきやすいことが欠点である。また、作業者の育成にコストがかさむ。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平８−２０４３２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、従来多くをマニュアルソルダリングの手作業に頼っていた、リード部を有する弱耐熱電子部品を、熱損傷をこうむることなく、ハンダ付けすることができるリフローハンダ付け方法およびリフローハンダ付け装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、上記課題を解決するために、以下の手段を採用する。
［１］基板のスルーホールにリード部を挿入して搭載した電子部品を基板にハンダ付けするリフローハンダ付け方法であって、基板に搭載した電子部品の本体部を治具に形成した有底の孔に収納し、かつ電子部品の本体部を基板の下面側に位置させて、該治具をリフロー炉に搬送するとともに、リフロー炉の基板搬送路の上部には、雰囲気ガスが通過できる複数の孔が形成され、かつ基板側表面には前記の孔に対応する位置に孔が形成された遠赤外線を放射するプレートが装着されたヒータとヒータの上部から雰囲気ガスを基板に向かって送風するファンとを設けて、ファンを回転させつつヒータを加熱してハンダ付けすることを特徴とする、電子部品を基板にハンダ付けするリフローハンダ付け方法。
［２］前記ヒータをハンダ溶融温度よりも１００℃以上に設定することにより急速加熱することを特徴とする［１］に記載の電子部品を基板にハンダ付けするリフローハンダ付け方法。
［３］リフロー炉の基板搬送路の下部に、雰囲気ガスが通過できる複数の孔が形成され、かつ基板側表面には前記の孔に対応する位置に孔が形成された遠赤外線を放射するプレートが装着されたヒータを設け、該ヒータをも加熱して基板の上部のみならず下部からも加熱することを特徴とする［１］または［２］に記載の電子部品を基板にハンダ付けするリフローハンダ付け方法。
［４］前記の治具の各部がアルミニウム、銅、あるいはマグネシウムのいずれかの金属材料からなることを特徴とする［１］〜［３］のいずれかに記載の電子部品を基板にハンダ付けするリフローハンダ付け方法。
［５］基板のスルーホールにリード部を挿入して搭載した電子部品を基板にハンダ付けするリフローハンダ付け装置であって、リフロー炉の基板搬送路の上部には、雰囲気ガスが通過できる複数の孔が形成され、かつ基板側表面には前記の孔に対応する位置に孔が形成された遠赤外線を放射するプレートが装着されたヒータとヒータの上部から雰囲気ガスを基板に向かって送風するファンとを設け、リフロー炉の基板搬送路の下部には、雰囲気ガスが通過できる複数の孔が形成され、かつ基板側表面には前記の孔に対応する位置に孔が形成された遠赤外線を放射するプレートが装着されたヒータを設けたことを特徴とする電子部品を基板にハンダ付けするリフローハンダ付け装置。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、電子部品を基板にハンダ付けするリフローハンダ付けにおいて、電子部品の本体部が基板の下面側で治具に形成された有底の孔に収納された状態で、リフロー炉を搬送され、かつ基板搬送路の上部にファンとヒータを有する加熱手段を設けて、基板の上部から加熱するので、電子部品本体部の昇温を抑えることができる。また、リフロー炉内において、急速加熱してハンダ付け時間を短縮することによっても、電子部品のリード部からの熱伝導が低減され、電子部品本体の昇温を低減することができる。このように、電子部品の本体部の昇温を抑えることにより、多くをマニュアルソルダリングに頼っていた弱耐熱の電子部品を基板にリフローハンダ付けすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】リフロー装置の一実施形態を示す。
【図２】リフロー炉内の加熱手段（従来例）を示す。
【図３】リフロー炉内の加熱手段（発明例）を示す。
【図４】基板に搭載された電子部品の本体部を収納する治具の一例を示す。
【図５】基板に搭載された電子部品を示す。
【図６】リフロー炉内を搬送中の、基板に搭載された電子部品の本体部を収納した治具を示す。
【図７】設定Ａ（従来例に相当）における温度プロファイルを示す。
【図８】設定Ｂ（本発明例）における温度プロファイルを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
最初に、本発明のリフローハンダ付け方法が適用される、ハンダ付け対象物の電子部品について説明する。
本発明において、基板にリフローハンダ付けされるハンダ付け対象物はリード部（リード端子）とリード部以外の本体部とからなる電子部品であり、基板のスルーホールに該リード部が挿入されて取り付けられる電子部品である。このような電子部品にはコネクターやコンデンサーを挙げることができるが、これに限るものではない。これらの電子部品の本体部の耐熱温度が比較的低いものが多い。例えば、コネクターは耐熱温度が９０℃以下、１２０℃以下、１３５℃以下のものが使用されている。
【００１８】
基板のスルーホールの内面には、導電性のめっき層で覆われている。そして、基板の表裏面のそれぞれには、導電パターンの一部を形成しているランド部が形成されている。このランド部とスルーホール内のめっき層は電気的に接続されている。
リード部を有する電子部品は、リード部をスルーホールに挿入して、このスルーホールにハンダ付けすることで、配線基板の面に実装される。
ハンダペーストはランド部に印刷塗布され、同時にスルーホールにも充填される。
【００１９】
本発明方法では、ハンダ付け対象物の電子部品は、後述するように、リフロー炉内では、電子部品の本体部が基板の下面側に位置して搬送される。
【００２０】
次に、本発明において使用されるリフローハンダ付け装置のリフロー炉を説明する。
すでに図１および図２に示したように、従来の熱風を利用するリフロー炉では、ワークの基板をワーク搬送路の上部と下部のそれぞれにヒータとファンを設けて基板と基板に搭載した電子部品を基板の上部と下部の両方から加熱してハンダ付けを行うものであった。
これに対して、本発明のハンダ付け方法は、基板に搭載された電子部品の本体部が基板下面側に位置するようにリフロー炉に搬送して、この本体部を極力加熱しないで、基板上面側を加熱して電子部品を基板の配線パターンにハンダ付けする構成を採用するものである。
【００２１】
図３に本発明のリフロー炉内に設けられるワークを加熱する加熱手段を示した。
この図から分かるように、本発明では、基板上面側を加熱するために、加熱手段は、ヒータ４とファン５を有し、ワークの搬送路の上部にのみ設けることを原則としている。
図３に示すものでは、下部にもヒータ４が設けられているが、下部のヒータを使用するときは、後述するように、補助的に使用するものである。また、従来のように強い熱風がワークの下面に当たらないようにするために、下部ではファンを使用しない。このため、下部にはファンを示していない。
【００２２】
ヒータ４は、内部に雰囲気ガスを加熱する加熱手段を収納し、多数の孔６が形成されて、雰囲気ガスが通過できるようになっている。図３では２つの孔のみが示されているが、具体的には、６ｍｍ程度の径の孔が１００〜２００個程度形成されている。
【００２３】
上記のヒータ４の基板側の面には遠赤外線を放射することができるプレート７を装着している。このプレート７は、アルミニウムやステンレスなど金属板であり、ヒータ４の孔６の位置と対応して、雰囲気ガスが通過できる孔が形成されており、ヒータ４の加熱により遠赤外線を放射する。さらに、プレート７の基板側の面には、黒色セラミックなどを塗装被覆して、炉内の温度で遠赤外線を放射しやすくしてもよい。
【００２４】
このような構成とすることにより、下部にヒータを設けないか、設けても使用しないから、本発明のリフローハンダ付け方法では、ワークの搬送路の下部において、ヒータによる加熱がなく、ファンの回転による送風もない。そして、ワークの搬送路の上部では、ファン５の送風により、ヒータ４の孔６の入口から導入された雰囲気ガスはヒータ内の加熱手段（図示外）により加熱され、孔６の出口から熱風となって基板に向かって吹き出し、基板を加熱する。この上部のファン５による上部のヒータ４からの熱風は、ワーク下面に直接あたることはない。このため、ワーク下面に当たる熱風を著しく小さくでき、基板下面に位置する電子部品の本体部の昇温を大幅に抑えることができる。
【００２５】
なお、ワークの搬送路の上部と下部のそれぞれにヒータ４とファン５を備える既存のリフロー炉を使用する場合は、ワーク搬送路の下部に設けたヒータ４とファン５は電源をオフにして使用しないようにすればよい。
【００２６】
ワークの搬送路の上部からのヒータのみでは、ハンダ付けに十分な加熱を行えないときは、下部のヒータを補助的に使用し、ハンダペーストに供給する熱量を補ってもよい。この場合、下部のヒータの設定温度を上部のヒータのそれよりも低くすればよい。
そして、下部ではファンを使用しない。こうすることで、雰囲気ガスもヒータで加熱されて、熱風が孔６から流出するものの、ファンの回転がないから、ワークに向かって強い熱風が発生することはない。
【００２７】
ところで、ワークの搬送路の上部と下部に加熱手段を備える従来のリフロー炉において、電子部品の本体部にカバーを被せて搬送することにより、電子部品の温度上昇を抑えることは以前から行われていた。しかし、このようにしても、ワークの上方および下方からの加熱やリード部が挿入されている基板のスルーホールからの熱伝導などにより、電子部品の本体部は基板の温度よりもせいぜい８０℃程度しか低くすることができなかった。この程度の温度低下では、電子部品によっては耐熱温度を超えることになる。
このように、従来のリフローハンダ付けでは、電子部品の本体部は、ワークの上方および下方からの外部雰囲気の加熱による昇温とスルーホールのリード部から基板下面の電子部品の本体部への熱伝導による昇温との２つの昇温を受ける。
【００２８】
本発明では、基板の上面からの加熱を積極的に行って、基板の下面側に位置する電子部品の本体部の昇温を抑えるが、さらに治具にこの電子部品が搭載された基板を載置して搬送することによっても、以下に説明するように、基板の下面に位置する電子部品の本体部の温度上昇を抑えている。
【００２９】
本発明の治具は、以下の構成を採用することにより、上記２つの昇温を抑えることができる。
すなわち、治具には有底の孔を形成し、この有底の孔に電子部品の本体部を包み込むように収納して外部雰囲気に直接さらされることを防ぐことにより、本体部の昇温を抑えることができる。
さらに、電子部品の本体部の一部を治具に形成された有底の孔に接触させることにより、電子部品の本体部の熱を治具に流すことによっても、本体部の昇温を抑えることができる。
【００３０】
図４に治具の実施形態の１例を示した。また、図５に、電子部品（ここではコネクター）が搭載された基板の１例を示した。
コネクターは本体部と、基板のスルーホールに挿入されてリフロー炉でハンダ付けされるリード部とからなるが、図５では２０個のコネクター１７が基板１６に搭載されており、各コネクターの本体部が描かれている。なお、リード部は基板の下面に隠れているので描かれていない（後述の図６参照）。
なお、図５に示されたコネクター１７は、本体部にも４本のリードを備えるリード部を有するタイプのものである。上記のスルーホールでハンダ付けされるリード部と区別するため、以下においては本体部のリード部を「本体部リード」ということにする。
この本体部リードは、基板のスルーホールでハンダ付けされるものではなく、ここでは本体部に属している（図６における「２１：本体部リード」参照）。
【００３１】
図４に示した治具１０は、基板側穴あきプレート１１、穴あき中間プレート１２および下プレート１３からなる３層構造のプレートであり、下プレート１３の下部には搬送用台座１４が取り付けられている。搬送用台座１４は下プレート１３の両側端下面に取り付けられた２片の脚部からなり、この両側端の脚部が後述するワーク搬送手段の２本の搬送チェーン１９に安定して載置するようになっている（後述の図６参照）。
【００３２】
基板側穴あきプレート１１および穴あき中間プレート１２は、それぞれ貫通孔が形成され、穴あき中間プレート１２の貫通孔は下プレート１３で塞がれている。そして、基板側穴あきプレート１１の貫通孔の面積は、穴あき中間プレート１２の貫通孔の面積よりも大きく形成されており、こうすることで、治具には、コネクターの本体部の形状に対応した段付きの有底の孔（部品用孔）１５が形成され、電子部品が搭載された基板を治具に載置したとき、この有底の孔１５に上記の電子部品であるコネクターの本体部が収納されることになる。
【００３３】
コネクターが収納された状態では、その本体部リードが穴あき中間プレート１２の孔に、本体部リード以外の本体部が基板側穴あきプレート１１の孔に、それぞれ収納されることになる（図６参照）。図４に示される治具の例では、このような有底の孔が２０箇所に形成され、２０個のコネクターが収納可能であり、図５に示される基板に搭載された２０個のコネクターに対応している。
【００３４】
本発明では、電子部品が搭載された基板を、電子部品の本体部が基板下面側に位置するように治具に載置して、治具の有底の孔（部品用孔）１５に電子部品の本体部を収納した状態で、治具をリフロー炉に搬送して、電子部品のリード部を基板にハンダ付けする。
図６にリフロー炉内を搬送される本発明のワークを示した。ワークは、基板１６とこの基板の下面に位置する電子部品１７とこれらを載置する治具１０からなり、治具の有底の孔（部品用孔）１５には電子部品１７の本体部（コネクター）が収納されている。
ここで、図６では、電子部品１７の本体部は、上部の一部が部品用孔１５からはみ出しているが、できるだけこの部分を少なくすることが望ましい。
【００３５】
そして、ワークは、治具の両側端に設けられた搬送用台座１４が搬送手段の搬送チェーン１９に支持されて搬送される。なお、搬送手段は、ワークを安定して搬送できるものであればよく、図６に示す搬送レール１８の枠体内を走行する搬送チェーン１９に限るものではない。また、搬送用台座１４を設けずに、下プレート１３に搬送用台座を兼用させてもよい。
【００３６】
治具の部品用孔１５に電子部品１７の本体部が収納されたとき、本体部の一部が治具に接触するようにして、電子部品の本体部の熱を治具に逃すようにして、電子部品本体部の昇温を抑えることが望ましい。
図４に示した治具では、図６から分かるように、コネクターの４本の本体部リード２１を治具１０の下プレート１３に接触させるとともに、部品用孔１５の段付き部にも本体部を接触させて熱を逃している。
【００３７】
図４には３層構造のプレートと搬送用台座１４からなる分割型の治具を示したが、一体ものでもよい。３層構造にすると、穴あき中間プレート１２や下プレート１３の厚みや材質を変えることにより、熱容量の調節が容易に行える。
また、治具に形成された電子部品の本体部を収納する有底の孔（部品用孔）１５は、図４では段付きの孔であったが、これに限らず、電子部品の本体の形状に応じて形成すればよい。
治具はアルミニウム、銅、マグネシウムなどの熱伝導の良い金属（合金）材料から製作することが望ましい。また、その熱容量も５００００Ｊ／Ｋ以上と大きくすることが望ましい。
また、熱伝導率の小さい材料で治具の周囲を包んで、治具の昇温を抑えてもよい。
【００３８】
さらに、本発明では、ワークを急速加熱して、ハンダ付け時間（リフロー炉内での在炉時間）を短くして、基板のスルーホール（リード部）からの熱伝導による部品本体の温度上昇を低減することもできる。
リフロー炉で急速加熱するためには、従来のリフロー炉に設けられていたゾーンのヒータの設定温度を高くすることにより、例えば、ヒータの設定温度をハンダ溶融温度よりも１００℃以上にして急速加熱すればよい。
あるいは予熱ゾーンや中間加熱ゾーンの一部のゾーンをリフロー加熱ゾーンとして使用し、リフロー炉内のリフロー加熱ゾーンを増やして、ヒータの設定温度をハンダ溶融温度以上にすることによっても行うことができる。
【００３９】
従来のリフロー炉において急速加熱すると、電子部品の本体は熱ショックで破壊されたり、機能が劣化したりすることがしばしば発生するが、本発明では、電子部品の本体が治具により温度上昇が抑えられているため、急速加熱しても部品本体に熱ショックを与えるほどの急激な温度上昇は発生しないし、温度上昇幅も小さい。
また、本発明では、リフロー炉のワーク搬送路の下部では、ファン５を回転させないため、熱風が電子部品の本体に強く吹き付けることはないから、従来のリフロー炉で発生していた電子部品の基板から離脱することを抑えることができる。
【実施例】
【００４０】
実施例について以下に説明する。
本実施例では、全長が１５９０ｍｍであり、７ゾーンからなるリフロー炉（全長１２４０ｍｍ）を備えるリフローハンダ付け装置を使用してリフローハンダ付けを行った。
第１〜７ゾーンの各ゾーンには、基板搬送炉の上部と下部のそれぞれにヒータとファンを設けている。各ゾーンのヒータは、３５０℃迄設定可能な装置である。そして、各ゾーンのヒータの基板側の面には、遠赤外線を放射するアルミ合金製のプレート７が装着されている。
【００４１】
基板として、１４３ｍｍ×１２２ｍｍ×厚さ１．６ｍｍのガラスエポキシ基板を１枚搬送した。
この基板の表面にはハンダが印刷により塗布されており、基板のスルーホールには、ハンダ付けされるディスクリート部品のコネクターが搭載され、リフロー炉に搬送した。コネクターの本体部は、２０ｍｍ×１４ｍｍ×１１ｍｍｈである。なお、このコネクターは図５、図６に示すものと同じタイプのものであり、４本のリードからなるリード部と４本の本体部リードを備えている。
ハンダは融点（液相温度）が２２０℃の鉛フリーのものを使用した。
【００４２】
本発明の効果を確かめるために、リフロー炉の各ゾーンのヒータ設定温度とファン回転数を、従来例を想定した設定Ａと本発明に基づく設定Ｂとして、リフローハンダ付けを行った。
設定Ａでは、治具は使用しないで、基板の搬送時には、コネクター本体部が基板の下面側に位置して、コネクターのリード部が上に向くようにしてリフロー炉に搬送した。
これに対して、設定Ｂでは、図４に示す治具を使用し、治具の有底の孔（部品用孔）に基板に搭載された電子部品の本体を収納して、コネクター本体部を基板の下面側に位置させて、コネクターのリード部が上に向くようにして、治具を搬送した。
【００４３】
【表１】
2016092202.tif 000003
【００４４】
表１から分かるように、設定Ａは、基板の搬送路の上部および下部のヒータで加熱して、上部および下部のファンの回転により雰囲気ガスを熱風として基板に向けて吹き付ける従来例におおむね相当するものである。
ここでは、第１ゾーンが予熱ゾーンに、第２〜３ゾーンが中間加熱ゾーンに、第４〜６ゾーンがリフロー加熱ゾーンに、それぞれ相当する。また、第７ゾーンは冷却ゾーンに相当し、ワークを徐冷するゾーンである。
ワークの搬送速度は０．３ｍ／分である。
【００４５】
【表２】
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【００４６】
表２から分かるように、設定Ｂは、設定Ａにおけるリフローハンダ付け装置の構成と同様に、基板の搬送路の上部および下部にヒータおよびファンを有するものであるが、下部ではヒータは加熱されず、かつファンも回転を止めている。そして、上部では、ファンの回転数は、設定Ａと同様に、回転数を２０００rpmに設定し、第２〜５ゾーンの各ゾーンを３５０℃に設定した。なお、第１、６および７ゾーンでは加熱を行っていない。
そして、ワークの下面には治具が装着されている。治具の寸法は、本体部が１４３ｍｍ×１３０ｍｍ×厚さ１３ｍｍ、搬送用台座の高さが５ｍｍであり、ハンダ付け部品の本体部が挿入される孔（部品用孔）の寸法は、上段の孔が２１．５ｍｍ×１６ｍｍ×５ｍｍｈであり、下段の孔が１３ｍｍ×８ｍｍ×３ｍｍｈである。
治具は、基板側穴あきプレート（アルミ合金製）、穴あき中間プレート（アルミ合金製）および下プレート（アルミ合金製）の３層および、搬送用台座（アルミ合金製）からなり、熱容量は約５８０００Ｊ／Ｋである。
ワークの搬送速度は０．８ｍ／分であり、設定Ａに比べて、倍以上の速度である。
【００４７】
リフロー炉に搬入後のガラスエポキシ基板の上面温度（「基板温度」）、コネクターのリード部から最も遠い本体部の面の温度（「コネクター温度」）を測定した結果（温度プロファイル）を図７および図８に示す。
（測定結果）
図７から分かるように、従来例を想定した設定Ａでは、ワークがリフロー炉搬入後、２００秒で、基板温度が２３０℃、コネクター温度は２３１℃であり、ほとんど温度差がなかった。コネクター本体は、ハンダ付け終了後、熱変形してしまった。
【００４８】
これに対して、設定Ｂでは、図８から分かるように、ワークがリフロー炉搬入後、９０秒で、基板温度が２４０℃ 、リード部から一番はなれたコネクター本体の面の温度（コネクター温度）は８２℃であり、１５０℃以上の温度差がついた。ハンダ付け終了後のコネクター本体の熱変形や機能劣化はなかった。また、図８のプロファイルから分かるように、ワークの搬入から搬出までの在炉期間を通じても、コネクター本体の温度は９０℃を超えることがなかったことが分かる。
【００４９】
このように本発明例である設定Ｂのリフロー炉によるハンダ付けでは、ハンダ付け対象の電子機器部品の本体の昇温を極めて小さく抑えることができ、しかも設定Ａに比べて半分以下の在炉時間でハンダ付けすることができた。
設定Ｂでは、設定Ａに比べて、ワークの在炉時間を短縮できるので、ハンダ付け部のハンダやフラックスの酸化も抑えることができる。
【符号の説明】
【００５０】
１：基板（ワーク）                  ２：加熱炉（リフロー炉）      
３：コンベヤ                        ４：ヒータ      
５：ファン                          ６：（雰囲気ガスが通過する）孔      
７：プレート                      １０：治具      
１１：基板側穴あきプレート          １２：穴あき中間プレート    
１３：下プレート                    １４：搬送用台座      
１５：部品用孔（有底の孔）          １６：基板      
１７：電子部品（コネクター）        １８：搬送レール      
１９：搬送チェーン                  ２０：リード部
２１：本体部リード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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