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JPH0749155B2 - Solder melting device with hot air - Google Patents
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JPH0749155B2 - Solder melting device with hot air - Google Patents

Solder melting device with hot air

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Publication number
JPH0749155B2
JPH0749155B2 JP60261003A JP26100385A JPH0749155B2 JP H0749155 B2 JPH0749155 B2 JP H0749155B2 JP 60261003 A JP60261003 A JP 60261003A JP 26100385 A JP26100385 A JP 26100385A JP H0749155 B2 JPH0749155 B2 JP H0749155B2
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hot air
soldering
air
solder
lsi
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貞之 森川
静夫 石谷
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は温風による半田溶解装置、すなわち半導体集積
回路をプリント基板等に半田付実装する半田付装置に係
わり、特に半導体集積回路を保護するパツケージにプラ
スチツク等、耐熱性が比較的低い材料を用いているため
に高温下で長時間にわたつて加熱するとパツケージが破
壊される恐れがある場合に用いて好適な半田付装置の構
造に関するものである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solder melting apparatus using hot air, that is, a soldering apparatus for mounting a semiconductor integrated circuit on a printed circuit board or the like, and particularly a package for protecting the semiconductor integrated circuit. The present invention relates to a structure of a soldering device suitable for use when there is a possibility that the package may be broken by heating for a long time at high temperature because a material having relatively low heat resistance such as plastic is used. .

〔発明の背景〕[Background of the Invention]

近年、半導体集積回路(以下LSIと称する)の集積度は
益々高密度となり、第3図に示すようにプラスチツク製
パツケージ1の四方にリードピン(以下リードと称す
る)2が数十本ないし百本以上有するフラツトパツク形
パツケージ(以下FPPと称する)が急速に普及しつつあ
り、これらのリード2の相互間隔は約1mmないし0.6mm以
下と極めて細密であり、従来このような耐熱性の低いLS
Iはプリント基板(以下PCBと称する)に実装する際、電
気ごてを取扱う手作業により半田付するのが通常であつ
た(文献;電子技術;vo126No6(1984))。また、この
ような耐熱性の低いLSIを用いた電子機器装置は低価格
を目標として設計されるが故に、一緒に用いられるPCB
も安価な耐熱性の低いものが用いられるため、次に説明
するリフロー装置を用いた自動半田付装置を利用するこ
とができなかつた。なお、第4図はこれらのFPPのうち
で二方のみにリード2を有するタイプを示したもので、
このタイプのFPPにおいても全く同様であつた。
In recent years, the degree of integration of semiconductor integrated circuits (hereinafter referred to as LSI) has become higher and higher, and as shown in FIG. 3, dozens or hundreds or more of lead pins (hereinafter referred to as leads) 2 are provided on four sides of a plastic package 1. The flat-pack type package (hereinafter referred to as FPP) that it has is rapidly becoming popular, and the mutual spacing between these leads 2 is extremely fine, about 1 mm to 0.6 mm or less.
When I is mounted on a printed circuit board (hereinafter referred to as PCB), it is usually soldered by hand by handling an electric iron (reference; electronic technology; vo126No6 (1984)). In addition, because electronic equipment using such LSI with low heat resistance is designed for low cost, the PCB used together
However, since an inexpensive and low heat-resistant material is used, it is impossible to use the automatic soldering device using the reflow device described below. In addition, FIG. 4 shows the type having the lead 2 in only two of these FPPs.
The same was true for this type of FPP.

従来、前述したような形状を有するLSIは、PCBへの極め
て高密度な平面実装を目的として、主として大規模なコ
ンピユーター用に開発され、かつ高い信頼性を必要とす
るが故にLSI本体を収納するパツケージ(容器)にセラ
ミツクを用い、充分な気密性を保持するなど、極めて耐
熱性の良い材料を用い、かつこれを実装するPCBにも高
耐熱性樹脂を用いるのが通常であつた。これらの高耐熱
性のLSIとPCBとの半田付けは、第5図ないし第7図に示
すような自動化された半田付装置を用いて行なわれるの
が通常であり、このような装置を用いて前述のような低
耐熱性のFPPとPCBとの半田付を行なつた場合、次のよう
な欠点があり、自動化の妨げとなつていた。
Conventionally, an LSI having the above-described shape is developed mainly for a large-scale computer for the purpose of extremely high-density planar mounting on a PCB, and since it requires high reliability, the LSI main body is housed. It was customary to use ceramics in the package (container), to use a material with extremely good heat resistance such as maintaining sufficient airtightness, and to use a high heat resistant resin for the PCB on which it is mounted. Soldering of these highly heat-resistant LSI and PCB is usually performed by using an automated soldering apparatus as shown in FIGS. 5 to 7, and such an apparatus is used. When soldering FPP and PCB with low heat resistance as described above, there were the following drawbacks, which hindered automation.

第5図は、加熱中にPCBの半田付け面および半田表面が
酸化して良好な半田付けが行なわれなくなるのを防ぐた
めに不活性雰囲気中で半田付けを行なうべく提案された
半田付炉の原理説明図である。同図において、炉体4の
中には加熱用ヒーター5が設置され、かつ酸化防止用窒
素ガス(N2)が炉中に導入され、炉内は通常約300℃程
度の温度に保たれる。一方、PCB6には、あらかじめ半田
付けするべき位置に、半田粉とフラツクスとを混合した
半田ペーストが所定量印刷され(図示せず)、かつ同位
置にLSIを搭載(図示せず)しておき、ベルトコンベア
3によつて炉体4内に送り込むことにより、炉体4内を
15〜20分通過するうちに半田が溶融し、炉体4から取出
される時には、半田付けが完了する。この方式は単純な
装置で、大量の半田付け処理が行なえる利点があるが、
耐熱温度が約200℃で数秒間の耐熱性しか持たないFPPに
はとうてい用いることができない。
Fig. 5 shows the principle of the soldering furnace proposed to perform soldering in an inert atmosphere in order to prevent the soldering surface and the solder surface of the PCB from being oxidized during heating and preventing good soldering. FIG. In the figure, a heater 5 is installed in the furnace body 4, and antioxidant nitrogen gas (N 2 ) is introduced into the furnace, and the temperature inside the furnace is normally maintained at about 300 ° C. . On the other hand, on the PCB 6, a predetermined amount of solder paste, which is a mixture of solder powder and flux, is printed at the position to be soldered in advance (not shown), and the LSI is mounted at the same position (not shown). , The inside of the furnace body 4 is fed by being fed into the furnace body 4 by the belt conveyor 3.
When the solder melts within 15 to 20 minutes and is taken out from the furnace body 4, the soldering is completed. This method is a simple device and has the advantage that a large amount of soldering processing can be performed,
It cannot be used at all for FPP, which has a heat-resistant temperature of about 200 ° C and has only heat resistance for several seconds.

第6図は、不活性の高沸点有機弗素化合物の気化潜熱を
利用して半田付けを行なうべく提案された装置の原理説
明図で、炉体7の底部には、高沸点有機化合物10とこれ
を加熱する為のヒーター11が設置され、ここより気化し
た高沸点有気化合物飽和蒸気9が炉体7内に充満してい
る。このように構成された炉体7の中に、シヤツター8
を開け、LSIが搭載(図示せず)されたPCB6を、ベルト
コンベア3により送り込んだ後シヤツター8を閉止す
る。この時PCB6は室温(20〜30℃)であるため、その表
面附近の飽和蒸気9は冷却されてPCB6の表面で凝縮液化
しつつ潜熱を放出するためPCB6は急速に加熱され、この
時の温度は210〜220℃となり、あらかじめ印刷された半
田が溶融し半田付けが行なわれる。その後、PCB6は冷却
されつつ、シヤツター8′を開けて取出される。本方式
は比較的低温で半田付けが行なえる利点があるが、FPP
の半田付けには未だ温度が高過ぎ、かつ数分ないし十数
の時間を要することと、特殊な弗素化合物を用いるため
極めて材料費が高価となり、かつこれら材料の消耗を防
ぐため装置が複雑,高価になることから、とうていFPP
の半田付けには用いることができない。
FIG. 6 is an explanatory view of the principle of the apparatus proposed for soldering by utilizing the latent heat of vaporization of an inert high boiling point organic fluorine compound, and the high boiling point organic compound 10 and A heater 11 for heating the furnace is installed, and the furnace body 7 is filled with the high-boiling point vaporized compound saturated vapor 9 vaporized from here. In the furnace body 7 configured in this way, the shutter 8
Is opened, the PCB 6 on which the LSI is mounted (not shown) is fed by the belt conveyor 3, and then the shutter 8 is closed. At this time, since the PCB6 is at room temperature (20 to 30 ° C), the saturated steam 9 near its surface is cooled and the latent heat is released while condensing and liquefying on the surface of the PCB6, so that the PCB6 is rapidly heated. Is 210-220 ℃, the pre-printed solder is melted and soldered. After that, the PCB 6 is taken out by opening the shutter 8'while cooling. This method has the advantage that it can be soldered at a relatively low temperature.
The temperature is still too high for soldering, and it takes several minutes to dozens of hours, and the material cost is very high due to the use of a special fluorine compound, and the equipment is complicated to prevent the consumption of these materials. FPP is the most expensive
It cannot be used for soldering.

第7図は、赤外線を用いて半田付けを行うべく提案され
た装置でPCB6はベルトコンベア3により炉内に送り込ま
れ、予熱部ヒーター12により150℃程度に予熱された
後、半田付部ヒーター13により約200℃以上に急加熱
し、半田を溶融させることにより半田付けが行なわれ
る。本方式は数分間で比較的高速で半田付けが行なえ、
かつ炉のエネルギー消費量が前記2者に比較し少ないと
言う利点があるが、一方赤外線を用いるため通常黒色の
プラスチツクを用いたFPPは熱吸収効率が良好なため急
速に加熱され、FPP上面と下面に数十度の温度差を生じ
てパツケージが割れたり、内部のLSI本体が破断される
場合があるなどから、FPPが熱を吸収しにくいような特
別の防護策を構ずる必要がある。一方PCBも同時に赤外
線のふく射を受け、温度上昇を招くが、通常FPPより耐
熱温度が低い安価なPCBは、焼損するなどして用いるこ
とができない。
FIG. 7 shows an apparatus proposed for soldering using infrared rays. The PCB 6 is fed into the furnace by the belt conveyor 3 and preheated to about 150 ° C. by the preheating section heater 12, and then the soldering section heater 13 Then, the solder is soldered by rapidly heating it to about 200 ° C or more to melt the solder. This method can solder at a relatively high speed within a few minutes,
Moreover, there is an advantage that the energy consumption of the furnace is smaller than those of the above two, but on the other hand, because the infrared ray is used, the FPP using the black plastic is heated rapidly because the heat absorption efficiency is good, It is necessary to take special protection measures that make it difficult for FPP to absorb heat, because the package may crack or the internal LSI body may break due to a temperature difference of tens of degrees on the bottom surface. On the other hand, PCB is also exposed to infrared radiation at the same time, causing a temperature rise, but an inexpensive PCB, which has a lower heat resistance temperature than FPP, cannot be used due to burning or the like.

以上のように炉を用いたリフロー半田付け方式は、熱的
にFPPないし耐熱度が低い安価なPCBに適用することが極
めて困難であることの他、次のような共通の欠点を有す
る。
As described above, the reflow soldering method using a furnace has the following common drawbacks in addition to being extremely difficult to apply to an inexpensive FPP or an inexpensive PCB having a low heat resistance.

第8図は半田付けされたLSIのリード部の状態を示す説
明図で、同図(a)に示すようにPCB6上に一定量印刷さ
れた半田ペースト14上にLSIパツケージ1のリード2を
位置合せをして乗せ、リフロー炉を通して半田付けを行
なうと、同図(b),(c)のようにリード2の周辺に
溶融した半田のフイレツト15が形成され、正常かつ強固
な半田付けが行なわれる。しかしながらLSIパツケージ
1のリード2は、常に高精度に同図のような状態を保つ
ているとは限らず、プレス整形時の精度,整形後の加工
取扱時あるいは輸送中の変形により、±数度の上向,下
向の水平度ばらつきを生じているのが常であり、第9図
は、多数あるリード2のうち一本のみが下向変形をして
いた場合の事例を示し、同図(a)に示すようにリード
ド2のうち1本のみが半田面に接し、他は浮いている状
態になる。このようなものをリフロー炉中で半田付けす
ると、同図(b)に示すように、浮いたリード部2の部
分の半田15は先端のみにしか付かず、あたかも半田量が
不足であるような状態となり、半田強度が不足して接続
の信類性を低下させる上、さらに同図(c)に示すよう
な極端な場合隣接するリード2は半田面にとどかず、半
田付けがなされないなどの問題が起る。このような問題
を解決するために非常に高価な精密プレス装置を用いて
需要家自身で高精度にリード2の整形を行なつている場
合があるが、比較的少量の需要家では高価に過ぎる為こ
れは行なえず、第10図に示すような半田ペースト14の量
を多目に印刷し、第9図のようになる欠点を補なうこと
が行なわれる場合が多い。しかしながら、このような方
法は、正常なものに対しては半田量過多となり、第10図
(c)に示すように隣接するリード2間に半田ブリツジ
を生じて電気的に短絡すると言う問題を生ずる。
FIG. 8 is an explanatory view showing the state of the lead portion of the soldered LSI. As shown in FIG. 8 (a), the lead 2 of the LSI package 1 is positioned on the solder paste 14 printed on the PCB 6 by a certain amount. When they are aligned and placed and soldered through a reflow furnace, a melted solder flake 15 is formed around the lead 2 as shown in FIGS. 2B and 2C, and normal and strong soldering is performed. Be done. However, the lead 2 of the LSI package 1 does not always maintain the state as shown in the figure with high accuracy, and it is ± several degrees due to the accuracy at the time of press shaping, the deformation after shaping and handling during handling, or during transportation. In general, there is a variation in the horizontal degree of upward and downward, and FIG. 9 shows a case where only one of the many leads 2 is deformed downward. As shown in (a), only one of the leads 2 is in contact with the solder surface and the other is in a floating state. When such a solder is soldered in the reflow furnace, as shown in FIG. 2B, the solder 15 in the floating lead portion 2 is attached only to the tip, and it is as if the amount of solder is insufficient. And the reliability of the connection is deteriorated due to insufficient solder strength, and in an extreme case as shown in FIG. 7C, the adjacent leads 2 do not reach the solder surface and are not soldered. The problem arises. In order to solve such a problem, there is a case where the customer himself or herself shapes the lead 2 with high accuracy using a very expensive precision press machine, but a relatively small quantity of the customer is too expensive. Therefore, this cannot be done, and in many cases the amount of the solder paste 14 as shown in FIG. 10 is printed in a large amount to compensate for the defect as shown in FIG. However, such a method causes a problem that an excessive amount of solder is applied to a normal one, and a solder bridging occurs between adjacent leads 2 as shown in FIG. 10 (c) to electrically short-circuit. .

以上に記したように炉を利用した半田付け装置は、多く
の問題があり、FPPの半田付けには利用できない。この
為にLSI1個づつ半田付けする装置として第11図に示すよ
うな熱風を局所的にLSIのリード部分に吹きつけて半田
付けを行なう方法もあるが、このような方式では以下に
述べるような欠点がある。先ず、同図に於てLSIパツケ
ージ1は、半田ペースト(図示せず)印刷されたPCB6の
上にリード2を位置合せして搭載されており、そこへ熱
風発生装置(図示せず)から送られた熱風16を垂直か
つ、LSIパツケージ1のリード2の長さに適合した巾の
ダクト17を通して熱風を矢印16′のように吹きつけて半
田を溶融させた後、ダクト17を取去るか、もしくはLSI
パツケージ1が搭載されたPCB6を取り去ることにより半
田付けを完了させる。このような装置に於ては、熱風を
吹きつけている間、余剰となつた熱風は、ダクト中心の
中空部18を通して矢印16″のように排出されるものと、
ダクト17の下端より矢印16のように排出されるものに
分かれるが、このうちダクト17の中空部18を経由して排
出される矢印16″の排出熱風はLSIパツケージ1の上面
を加熱しながら排出されるためにパツケージ1の上面と
下面に高い温度差(推定値50℃以上)を生じるがために
上,下面の熱膨張差によるそりを生じ、先に第7図の説
明において述べたようにパツケージ1を破損するか、内
部のLSI本体が破壊される場合があると言う問題があ
る。
As described above, the soldering apparatus using a furnace has many problems and cannot be used for FPP soldering. For this reason, as a device for soldering LSI one by one, there is a method of locally blowing hot air to the LSI lead portion as shown in FIG. 11 to perform soldering. There are drawbacks. First, in the figure, the LSI package 1 is mounted by aligning the leads 2 on a PCB 6 on which solder paste (not shown) is printed, and sending it from a hot air generator (not shown) to it. The hot air 16 blown vertically is blown through the duct 17 having a width adapted to the length of the lead 2 of the LSI package 1 as shown by an arrow 16 'to melt the solder, and then the duct 17 is removed. Or LSI
Soldering is completed by removing the PCB 6 on which the package 1 is mounted. In such a device, while blowing hot air, excess hot air is discharged through the hollow portion 18 at the center of the duct as shown by the arrow 16 ″,
The duct 17 is divided into those discharged from the lower end of the duct 17 as shown by the arrow 16. The hot air discharged from the arrow 16 ″ discharged through the hollow portion 18 of the duct 17 is discharged while heating the upper surface of the LSI package 1. As a result, a high temperature difference (estimated value of 50 ° C. or more) is generated between the upper surface and the lower surface of the package 1, which causes warpage due to the difference in thermal expansion between the upper and lower surfaces. As described above in the explanation of FIG. There is a problem that the package 1 may be damaged or the internal LSI body may be destroyed.

〔発明の目的〕[Object of the Invention]

本発明の目的は、FPPと耐熱温度が低いPCBとの半田付に
好適な温風による半田溶解装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a solder melting apparatus using hot air suitable for soldering FPP and PCB having a low heat resistant temperature.

〔発明の概要〕[Outline of Invention]

このような目的を達成するために本発明は、エア流量を
制御する制御手段と、エアを熱風に変換する変換手段
と、熱風を均圧化させかつ細孔部から被半田付部品に熱
風を吹付ける熱風吹出し手段とから温風による半田溶解
装置を構成するものである。
In order to achieve such an object, the present invention provides a control means for controlling an air flow rate, a conversion means for converting air into hot air, a pressure equalization of the hot air, and a flow of hot air from the pores to the soldered component. A hot-air blowing means for blowing constitutes a solder melting apparatus using warm air.

従来、熱風を用いて半田付けを行なう方法は数多く用い
られているが、FPPの半田付けに適用する場合次のよう
な条件が必要である。
Conventionally, many methods of soldering using hot air have been used, but the following conditions are necessary when applied to FPP soldering.

(1) FPPの表面温度が約200℃以下に維持出来るこ
と。
(1) The surface temperature of FPP can be maintained below about 200 ℃.

(2) 半田付け中のFPPの上,下面の温度差を少なく
とも約30℃以下に保つこと。
(2) Keep the temperature difference between the upper and lower surfaces of FPP during soldering to be at least about 30 ° C or less.

(3) 半田付けを行なう相手側のPCBに熱的損傷を与
えないこと。
(3) Do not give thermal damage to the other side PCB to be soldered.

(4) 第9図および第10図で説明したような半田接続
不良を生じないこと。
(4) The solder connection failure as described in FIGS. 9 and 10 should not occur.

等の4点にあり、我々はこれら条件を満足し得る熱風利
用半田付装置設計上の諸元を見出した。
We have found the specifications for designing a soldering device using hot air that can satisfy these conditions.

〔発明の実施例〕Example of Invention

次に図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は本発明による半田付装置の一実施例を示す模式
図である。同図において、19は外部から約2Kg/cm2程度
の圧力で供給される圧縮エア、20は圧縮エア19の流量コ
ントロールバルブ、21はその流量計、22はエアを開閉す
る電磁弁、23は石英管ヒータ、24は石英管ヒータ23によ
り加熱された圧縮エアを貯えるとともに均一のエア圧に
保持せる均圧タンク、25は均圧タンク24の底部に先端が
ほぼ平坦に形成されたノズル部、26はノズル部25の先端
に穿設され熱風を外部に吹き出させる細孔、27はノズル
部25の先端外面に突出して形成された圧着ピン、28は石
英管ヒータ23および均圧タンク24を上下方向に駆動させ
るエアシリンダ、29は石英管ヒータ23,均圧タンク24お
よびエアシリンダ28をXY方向に加えて回転方向に駆動さ
せるロボツトである。
FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of a soldering device according to the present invention. In the figure, 19 is compressed air supplied from the outside at a pressure of about 2 Kg / cm 2 , 20 is a flow control valve for compressed air 19, 21 is its flow meter, 22 is a solenoid valve for opening and closing air, and 23 is A quartz tube heater, 24 is a pressure equalizing tank that stores compressed air heated by the quartz tube heater 23 and can maintain a uniform air pressure, and 25 is a nozzle portion having a substantially flat tip at the bottom of the pressure equalizing tank 24, 26 is a fine hole that is provided at the tip of the nozzle portion 25 to blow out hot air to the outside, 27 is a crimping pin that is formed on the outer surface of the tip of the nozzle portion 25, and 28 is a quartz tube heater 23 and a pressure equalizing tank 24 that are vertically moved The reference numeral 29 designates an air cylinder that is driven in the direction, and 29 is a robot that drives the quartz tube heater 23, the pressure equalizing tank 24, and the air cylinder 28 in the XY direction and in the rotational direction.

第2図は前述したノズル部25を示す図であり、同図
(a)は断面図、同図(b)は底面から見た平面図をそ
れぞれ示したものである。同図に示すようにノズル部25
には、例えば4方向端子形LSIに対してそのLSIの4方向
の端子部が半田付けしようとする位置に正しく対向する
部位にそれぞれ細孔26が設けられ、さらにその中央部分
にはパツケージ1をPCB6上に抑え込む圧着ピン27が突出
して形成されている。
FIG. 2 is a view showing the nozzle portion 25 described above, FIG. 2 (a) is a sectional view, and FIG. 2 (b) is a plan view seen from the bottom. Nozzle part 25
For example, for a four-way terminal type LSI, pores 26 are provided at portions where the four-direction terminal portions of the LSI are correctly opposed to the positions to be soldered, and the package 1 is provided in the central portion. A crimping pin 27 to be pressed down is formed on the PCB 6 so as to project.

このような構成において、まず、外部から約2Kg/cm2
度の圧縮エア19が供給されると、流量コントロールバル
ブ20でエア流量がコントロールされるとともに流量計21
によりエア量がチエツクされ、エア電磁弁22を通じて石
英管ヒータ23に導入される。ここで導入されたエアは熱
風となり、均圧タンク24内に供給され貯えられ均圧化さ
れた後、ノズル部25の細孔26から下方向に吹出される。
ここで細孔26は第2図(b)に示すように例えば4方向
端子形LSIに対してはそのLSIの4方向の端子の半田付け
をする位置に正しく対向されているので、吹き出された
熱風は細孔26の幅でリボン状に吹き出されて前述した第
8図(a)に示すパツケージ1のリード2部の半田付し
ようとする位置のみに吹き付けられ、半田を溶解させ
る。このとき同時にノズル部25の中央部に設けられた圧
着ピン27によりLSIパツケージ1がPCB6に押し付けられ
た状態で行なわれるので、第9図に示すように一部のパ
ツケージ1のリード2が変形しているものは圧着ピン27
の加圧力により、水平に整形される。このように半田が
溶解された後、石英管ヒータ23からの熱風を停止し、次
に冷却エアー用ノズル30から冷風を矢印31方向に吹き付
けて半田を固化させて半田付装置全体をLSIパツケージ
1上から除去することにより、パツケージ1はPCB6の表
面上に確実に半田付固定される。そして、取り付けられ
るLSIの数量が多数となる場合には本装置全体をロボツ
トに取付けて順次移動させながら、前述した動作を行な
わせれば、多数のLSIの半田付を自動的に行なわしめる
ことができる。
In such a configuration, first, when compressed air 19 of about 2 kg / cm 2 is supplied from the outside, the flow rate control valve 20 controls the air flow rate and the flow meter 21
The amount of air is checked by and is introduced into the quartz tube heater 23 through the air solenoid valve 22. The air introduced here becomes hot air, is supplied and stored in the pressure equalizing tank 24, is equalized in pressure, and then is blown downward from the pores 26 of the nozzle portion 25.
Here, as shown in FIG. 2 (b), the pores 26 are properly opposed to, for example, a four-way terminal type LSI at the positions where the terminals of the four directions of the LSI are to be soldered, and are therefore blown out. The hot air is blown out in a ribbon shape with the width of the pores 26 and is blown only to the positions of the leads 2 of the package 1 shown in FIG. At this time, since the LSI package 1 is pressed against the PCB 6 by the crimping pin 27 provided at the center of the nozzle portion 25 at the same time, some of the leads 2 of the package 1 are deformed as shown in FIG. Crimping pin 27
It is shaped horizontally by the pressing force of. After the solder is melted in this way, the hot air from the quartz tube heater 23 is stopped, and then cool air is blown from the cooling air nozzle 30 in the direction of arrow 31 to solidify the solder, and the entire soldering device is packaged in the LSI package 1. By removing it from above, the package 1 is securely soldered and fixed onto the surface of the PCB 6. If the number of LSIs to be attached is large, the entire device can be attached to the robot and sequentially moved while the above-described operation is performed, so that a large number of LSIs can be automatically soldered. .

なお、前述した半田付装置によるLSIパツケージ1のリ
ード2部の半田付には次のような条件が必要である。す
なわち、 (1) ノズル部25の下面と半田付しようとするPCB6の
上面との間隔dを5mm以下とすること。
The following conditions are required for soldering the leads 2 of the LSI package 1 by the soldering device described above. That is, (1) The distance d between the lower surface of the nozzle portion 25 and the upper surface of the PCB 6 to be soldered should be 5 mm or less.

(2) 熱風が吹き出す細孔26の幅Wを0.5ないし3mmの
間でLSIのリード2部の形状により選定すること。
(2) Select the width W of the pores 26 from which hot air blows out within the range of 0.5 to 3 mm according to the shape of the LSI lead 2 part.

(3) 細孔26から吹出す熱風温度を280℃ないし450℃
の間で選定すること。
(3) The temperature of the hot air blown from the pores 26 is 280 ℃ to 450 ℃
To choose between.

等が要求される。Etc. are required.

このような構成によれば次のような効果が得られる。す
なわち、 (1) 熱風は、ノズル部25の細孔26からリボン状に吹
出し、かつ第11図で示した装置のように中央部にダクト
中空部がないため、吹出された熱風は、LSIパツケージ
1のリード2部を加熱した後、外方に拡散し、LSIのプ
ラスチツクモールド部を過熱させることがないので、LS
Iおよび耐熱性の低いPCBでも熱破壊させることがない。
なお、発明者等の実験結果によれば、この部分の温度を
約200℃以下に保つことができた。
With this configuration, the following effects can be obtained. That is, (1) The hot air is blown out in a ribbon shape from the pores 26 of the nozzle portion 25, and since there is no hollow duct in the center as in the device shown in FIG. 11, the hot air blown out is the LSI package. After heating the lead 2 part of 1 and then spreading outward, there is no overheating of the plastic mold part of the LSI.
I and PCB with low heat resistance are not destroyed by heat.
According to the results of experiments conducted by the inventors, the temperature of this portion could be maintained at about 200 ° C. or lower.

(2) 熱風はリボン状に吹出し、かつLSIパツケージ
1のリード2の必要部分のみしか加熱せず、集中して熱
エネルギーを供給するので、半田が溶解して半田付けが
完了する迄の時間は3〜10秒と極めて短時間で半田付け
を完了させることができ、かつまた、局所加熱のみであ
るので、エネルギー消費量は、1つの装置で約1KW以下
と極めて少量で済み、炉を用いる場合の数十KWのエネル
ギー消費に比し、極めて経済的に半田付け作業を行なわ
しめることができる。
(2) The hot air blows out in a ribbon shape and heats only the necessary parts of the leads 2 of the LSI package 1 to supply heat energy in a concentrated manner, so the time until the solder is melted and the soldering is completed The soldering can be completed in an extremely short time of 3 to 10 seconds, and since only local heating is required, the energy consumption is only 1 KW or less in one device, and when using a furnace. Compared with the energy consumption of several tens of KW, the soldering work can be performed extremely economically.

(3) LSIパツケージ1のリード2が多少上方又は下
方に傾斜変形していても、圧着ピン27により押しつけな
がら半田付けを行なうので、一定の半田量で安定かつ確
実に半田付けでき、接続部の信頼性が向上する。
(3) Even if the leads 2 of the LSI package 1 are slightly deformed upward or downward, soldering is performed while pressing with the crimping pins 27, so that stable and reliable soldering can be performed with a fixed amount of solder, and Improves reliability.

なお、前述した実施例において、PCBとして、セラミツ
ク基板,紙エポキシ基板,ガラスエポキシ基板,フエノ
ール樹脂基板あるいは紙フエノール基板等を用いても前
述と同様の効果が得られることは勿論である。
In the above-mentioned embodiment, the same effect as described above can be obtained by using a ceramic substrate, a paper epoxy substrate, a glass epoxy substrate, a phenol resin substrate, a paper phenol substrate or the like as the PCB.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように本発明による半田付装置によれば、
FPPと耐熱温度の低いPCBとの半田付が低温度で安定かつ
確実に高信頼度で実現でき、しかも低消費エネルギー,
低コストで得られるという極めて優れた効果を有する。
As described above, according to the soldering device of the present invention,
FPP and PCB with low heat resistant temperature can be soldered reliably at low temperature with high reliability, low energy consumption,
It has an extremely excellent effect that it can be obtained at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明による半田付装置の一実施例を示す模式
図、第2図(a),(b)はノズル部の断面図,底面か
ら見た平面図、第3図(a),(b)は4方向端子フラ
ツト形プラスチツク製パツケージLSIを示す平面図,断
面図,第4図(a),(b)は2方向端子フラツト形プ
ラスチツク製パツケージLSIを示す平面図,断面図、第
5図は不活性ガス雰囲気炉による半田付装置を示す模式
図、第6図は高沸点蒸気物質を熱媒体として利用した半
田付装置を示す模式図、第7図は赤外線方式による半田
付装置を示す模式図、第8図(a),(b),(c)〜
第10図(a),(b),(c)は半田付したLSIリード
部の状態を示す断面図、第11図は熱風を局所に吹出して
半田付する主要部の模式図である。 1……LSIパツケージ、2……LSIリードピン(リー
ド)、3……ベルトコンベア、4……炉体、5……ヒー
タ、6……プリント基板(PCB)、7……蒸気炉、8,8′
……シヤツター、9……蒸気、10……高沸点有機化合
物、11……蒸気源用ヒータ、12……予熱部ヒータ、13…
…半田付部ヒータ、14……半田ペースト、15……半田、
16……熱風、16′,16″,16……熱風の経路、17……熱
風ダクト、18……ダクト中空部、19……エア、20……コ
ントロールバルブ、21……流量計、22……電磁弁、23…
…石英管ヒータ、24……均圧タンク、25……熱風用ノズ
ル部、26……細孔、27……圧着ピン、28……エアシリン
ダ、29……ロボツト、30……冷却エア用ノズル、31……
冷風の経路。
FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of a soldering device according to the present invention, FIGS. 2 (a) and 2 (b) are cross-sectional views of a nozzle portion, a plan view seen from the bottom, and FIG. 3 (a), (B) is a plan view and a sectional view showing a four-way terminal flat type plastic package LSI, and FIGS. 4 (a) and 4 (b) are a plan view, a sectional view and a plan view showing a two-way terminal flat type plastic package LSI. Fig. 5 is a schematic diagram showing a soldering device using an inert gas atmosphere furnace, Fig. 6 is a schematic diagram showing a soldering device using a high boiling point vapor substance as a heat medium, and Fig. 7 is an infrared soldering device. Schematic diagram shown in FIGS. 8 (a), (b), and (c)
10 (a), (b), and (c) are cross-sectional views showing the state of the soldered LSI lead portion, and FIG. 11 is a schematic view of a main portion for locally blowing hot air for soldering. 1 ... LSI package, 2 ... LSI lead pin (lead), 3 ... Belt conveyor, 4 ... Furnace body, 5 ... Heater, 6 ... Printed circuit board (PCB), 7 ... Steam furnace, 8,8 ′
...... Shutter, 9 ・ ・ ・ Steam, 10 …… High boiling organic compound, 11 …… Steam source heater, 12 …… Preheating part heater, 13 ・ ・ ・
… Solder part heater, 14 …… Solder paste, 15 …… Solder,
16 …… hot air, 16 ′, 16 ″, 16 …… hot air path, 17 …… hot air duct, 18 …… hollow duct, 19 …… air, 20 …… control valve, 21 …… flowmeter, 22… … Solenoid valve, 23…
… Quartz tube heater, 24 …… equalizing tank, 25 …… hot air nozzle, 26 …… pore, 27 …… crimp pin, 28 …… air cylinder, 29 …… robot, 30 …… cooling air nozzle , 31 ……
The path of cold wind.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−132395(JP,A) 特開 昭60−94371(JP,A) 特開 昭58−212861(JP,A) 特開 昭51−101863(JP,A) 特開 昭59−212167(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── --- Continuation of the front page (56) Reference JP-A-57-132395 (JP, A) JP-A-60-94371 (JP, A) JP-A-58-212861 (JP, A) JP-A-51- 101863 (JP, A) JP 59-212167 (JP, A)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】周辺に複数本のリード線を有するパッケー
ジに収容された半導体集積回路の上記各リード線とプリ
ント基板の接続部とを接続するための半田を温風によっ
て溶解するための温風による半田溶解装置であって、エ
アの流量を制御する制御手段と、上記エアを熱風に変換
する変換手段と、上記熱風を均圧化させ、かつ、上記各
リード線とプリント基板の接続部との半田付部の形状に
対応させた形状を有する細孔部を備えて上記半田付部に
熱風を吹き付ける熱風吹出し手段と、上記熱風吹出し手
段の先端部に上記パッケージを上記プリント基板に加圧
するために上記熱風吹出し手段の先端部に設けられた圧
着ピンと、上記半田付部に冷風を吹き出すために上記熱
風吹出し手段の周囲に設けた冷風ノズルとを具備してな
る温風による半田溶解装置。
1. A warm air for melting the solder for connecting the respective lead wires of the semiconductor integrated circuit housed in a package having a plurality of lead wires around the periphery and the connecting portion of the printed circuit board with hot air. The solder melting apparatus according to claim 1, wherein the control means for controlling the flow rate of air, the converting means for converting the air into hot air, the hot air is pressure-equalized, and the connection portion between the lead wires and the printed circuit board. Hot air blowing means for blowing hot air to the soldering portion, which has pores having a shape corresponding to the shape of the soldering portion, and for pressing the package onto the printed circuit board at the tip of the hot air blowing means. A hot air soldering device comprising a crimping pin provided at the tip of the hot air blowing means and a cold air nozzle provided around the hot air blowing means for blowing cold air to the soldering portion. Solution apparatus.
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