JP2000196232A - はんだ付け方法およびはんだ付け装置 - Google Patents

はんだ付け方法およびはんだ付け装置

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JP2000196232A
JP2000196232A JP37464898A JP37464898A JP2000196232A JP 2000196232 A JP2000196232 A JP 2000196232A JP 37464898 A JP37464898 A JP 37464898A JP 37464898 A JP37464898 A JP 37464898A JP 2000196232 A JP2000196232 A JP 2000196232A
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soldering
circuit board
electric component
heat
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Hiroshi Takahira
宏士 高比良
Makoto Imai
誠 今井
Kenichi Takahashi
健一 高橋
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Nippon Seiki Co Ltd
Kyocera Display Corp
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Nippon Seiki Co Ltd
Kyocera Display Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 はんだ付け不良を防止し、フレキシブル回路
基板と電気部品とのはんだ付けを安定的かつ適正に行な
うはんだ付け方法およびはんだ付け装置を提供するこ
と。 【解決手段】 熱線として遠赤外線を用いるとともに、
照射用孔21の大きさを、少なくともはんだ付け部位4
を含めた電気部品3全体を熱線照射可能にする大きさに
形成し、前記はんだ付け部位4を含めた電気部品全体3
に前記遠赤外線を照射するようにしてはんだ付けを行な
うこと。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、はんだ付け方法お
よびはんだ付け装置に係り、特に、樹脂製の補強板を有
するフレキシブル回路基板と電気部品とのはんだ付け部
位に供給されたはんだを熱線を照射することにより溶融
し、再固化することによって、前記フレキシブル回路基
板と前記電気部品とのはんだ付けを行なうリフロー方式
のはんだ付け方法およびはんだ付け装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、回路パターンを形成した基板
に、チップ型コンデンサ、抵抗、コネクタなどの電気部
品を搭載したいわゆるCOB(Chip on Board)型等の
回路基板が知られている。
【0003】このような回路基板においては、回路パタ
ーンと電気部品とを電気的に接続するため、これら回路
パターンと電気部品とのはんだ付け部位に供給されたは
んだをホットエアーまたはレーザー、赤外線等の熱線に
より加熱、溶融させた後に再固化させるいわゆるリフロ
ー方式のはんだ付け方法が用いられている。
【0004】このようなリフロー式のはんだ付け方法と
しては、図5に示すように、回路基板71の回路パター
ンの所望のはんだ付け部位74に、予め浸漬法などによ
るはんだメッキを施すか、または、はんだ粉末を樹脂な
どに混ぜてクリーム状に形成したはんだペーストをスク
リーン印刷などにより塗布して予備はんだ層72を形成
しておき、前記予備はんだ層72の上に電気部品3を保
持した後に、熱線照射やホットエアーにより前記予備は
んだ層2を加熱し溶融することにより、図6に示す前記
回路基板71と電気部品3とのはんだ付けを行なう方法
が知られている。
【0005】また、他のリフロー方式のはんだ付け方法
としては、回路基板71のはんだ付け位置にフラックス
を塗布した後、このフラックスの上に電気部品3を保持
し、この状態で前記回路基板71と前記電気部品3との
はんだ付け部位に、はんだボールを供給してこのはんだ
ボールを熱線照射やホットエアーにより加熱し溶融する
ことにより、回路基板71と電気部品3とをはんだ付け
する方法も知られている。
【0006】さらに、従来から、耐熱性に劣る電気部品
3を熱線から保護するため、アルミ製の平板5に前記は
んだ付け部位74への熱線照射のための照射用孔6が形
成された図7に示す遮蔽マスク7が用いられていた。
【0007】そして、前記遮蔽マスク7を用いたはんだ
付け方法においては、まず、電気部品3を前記回路基板
71の所望のはんだ付け位置に保持した後、これら回路
基板71と電気部品3との上に、図8に示すように前記
遮蔽マスク7を配置させる。このとき、前記回路基板7
1と前記電気部品3とのはんだ付け部位74は、前記遮
蔽マスク7に形成された前記照射用孔6によって熱線照
射可能に露出された状態になっており、他の部分は前記
遮蔽マスク7によって遮蔽された状態になっている。
【0008】次に、図9に示すように前記はんだ付け部
位74にはんだボール9を供給し、このはんだボール9
を、赤外線等の熱線により溶融した後再固化することに
より、前記回路基板71と前記電気部品3とのはんだ付
けを行なっていた。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のはんだ
付け方法を樹脂製の補強板を有するフレキシブル基板に
適用しようとすると、それぞれ以下のような問題があっ
た。まず、ホットエアーによる場合には、風圧で薄い基
板が大きく変形するためにはんだ付けが困難となる。一
方、樹脂製の補強板の保護のために、従来の遮蔽マスク
を併用する熱線照射方法を適用する場合においては、前
記遮蔽マスクの照射用孔の大きさを、はんだが供給され
る前記はんだ付け部位とほぼ同一の大きさに形成しなけ
ればならなかった。すなわち、赤外線が、前記電気部品
のはんだ付けが行なわれる部位(例えばリードの部位)
のみならず電気部品全体に照射されると、この電気部品
(特に赤外線吸収量が多い黒色のモールド部品)に焦げ
が生じたり、最悪の場合は発火するおそれがあったため
である。
【0010】従って、従来は、前記電気部品のはんだ付
けが行なわれる部位にのみ赤外線が照射されていたた
め、この電気部品のはんだ付けが行なわれる部位と周辺
の部位との間に温度差が生じていた。
【0011】この温度差により、前記回路基板71と前
記電気部品とのはんだ付け部位に供給されたはんだがう
まく溶融、再固化せず、いわゆるはんだ付け不良が起こ
り、前記回路基板71と電気部品とを適正にはんだ付け
することができないといった問題が生じていた。
【0012】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たもので、はんだ付け不良を防止し、フレキシブル回路
基板と電気部品とのはんだ付けを安定的かつ適正に行な
うはんだ付け方法およびはんだ付け装置を提供すること
を目的とするものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明の請求項1に係るはんだ付け方法の特徴は、前記
回路基板が樹脂製の補強板を有するフレキシブル回路基
板であること、前記熱線として遠赤外線を用いること、
および前記照射用孔の大きさを、少なくとも前記はんだ
付け部位を含めた電気部品全体を熱線照射可能にする大
きさに形成し、前記はんだ付け部位を含めた電気部品全
体を前記熱線照射部に着脱可能な形で固定された前記遮
蔽マスクの下の所定位置に配置して前記遠赤外線を照射
するようにしてはんだ付けを行なう点にある。
【0014】そして、このような方法を採用したことに
より、樹脂製の補強板を熱的に保護した状態で、熱線照
射の際に電気部品に焦げや発火等の影響を与えずに電気
部品全体の温度を均一に保つことができるため、はんだ
付け不良を防止し、フレキシブル回路基板と電気部品と
のはんだ付けを適正に行なうことができる。
【0015】請求項2に係るはんだ付け方法の特徴は、
請求項1において、前記熱線照射部と前記はんだ付け位
置との距離を調節することにより、はんだ付け位置の温
度調節を行なう点にある。
【0016】そして、このような方法を採用したことに
より、はんだ付け位置に温度を数段階に分けて与える場
合は、簡易な方法により温度調節をすることができる。
【0017】請求項3に係るはんだ付け装置の特徴は、
前記回路基板が樹脂製の補強板を有するフレキシブル回
路基板であること、前記熱線として遠赤外線を用いるこ
と、前記遮蔽マスクが前記熱線照射部に着脱可能な形で
固定されていること、前記照射用孔の大きさを、少なく
とも前記はんだ付け部位を含めた電気部品全体を熱線照
射可能にする大きさに形成したこと、および前記はんだ
付け部位を前記遮蔽マスクの下の所定位置に所定時間配
置する手段を有する点にある。
【0018】そして、このような構成を採用したことに
より、樹脂製の補強板を熱的に保護した状態で、熱線照
射の際に電気部品に焦げや発火等の影響を与えずに電気
部品全体の温度を均一に保つことができるため、はんだ
付け不良を防止し、フレキシブル回路基板と電気部品と
のはんだ付けを適正に行なうことができる。
【0019】請求項4に係るはんだ付け装置の特徴は、
請求項3において、前記熱線照射部と前記はんだ付け部
位との距離を調節する照射距離調節部を設けた点にあ
る。
【0020】そして、このような構成を採用したことに
より、はんだ付け位置に温度を数段階に分けて与える場
合は、簡易な構成により温度調節をすることができる。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るはんだ付け方
法を適用した本発明に係るはんだ付け装置の実施の形態
を図1乃至図4を参照して説明する。
【0022】図1に示すように、本実施形態におけるは
んだ付け装置10は、フレキシブル回路基板1および電
気部品3を図1における左方から右方へ搬送するための
ベルトコンベア等の搬送手段11を有している。この搬
送手段11は、図示しないステッピングモータ等によ
り、フレキシブル基板1および電気部品3を熱線照射す
る所定の位置で一定時間停止させる制御手段を有してい
る。なお、本実施形態においては、前記搬送手段11上
にフレキシブル回路基板1および電気部品3を載置する
際には、これらフレキシブル回路基板1および電気部品
3を搬送するためのキャリア12に搭載した状態で載置
するようになっている。
【0023】前記搬送手段11の搬送方向中央位置に
は、前記搬送手段11によって搬送されたフレキシブル
回路基板1と電気部品3とのはんだ付けを行なう加熱炉
13が設けられている。前記加熱炉13は、前記搬送手
段11に載置された前記フレキシブル回路基板1および
電気部品3を上下から覆う上蓋部13aおよび下蓋部1
3bを有している。前記上蓋部13aの内側上壁には、
前記加熱炉13内に搬送されたフレキシブル回路基板1
および電気部品3に遠赤外線を照射する熱線照射部14
が、搬送方向に一定の間隔を形成して複数個設けられて
いる。前記熱線照射部14は、遠赤外線を放射する略円
柱形状の遠赤外線ランプ15を有している。前記遠赤外
線ランプ15の上方には、図2に示すように、この遠赤
外線ランプ15から放射された遠赤外線を下方のフレキ
シブル回路基板1側に反射させる反射板16が配設され
ている。なお、前記反射板16は、下方のフレキシブル
回路基板1側への遠赤外線の照射を効率よくするため、
上方へわずかに湾曲されていることが望ましい。
【0024】前記上蓋部13aには、この上蓋部13a
を上下に移動させることによって前記フレキシブル回路
基板1と前記電気部品3とのはんだ付け部位4への遠赤
外線の照射距離を調節するための図示しない照射距離調
節部が設けられている。
【0025】さらに、本実施形態におけるはんだ付け装
置10は、前記フレキシブル回路基板1と前記電気部品
3とのはんだ付けの際に、これらのフレキシブル回路基
板1および電気部品3の上に配置するための図2に示す
遮蔽マスク19を有している。この遮蔽マスク19は前
記熱線照射部14に着脱可能な形で固定されている。前
記遮蔽マスク19は、アルミ製の平板20に、はんだ付
け部位4を熱線照射可能に露出させるための照射用孔2
1を穿設することによって形成されている。前記照射用
孔21は、図2に示すように、少なくとも、はんだ付け
部位4を含めた電気部品3全体に遠赤外線を照射できる
大きさに形成されている。
【0026】次に、前記はんだ付け装置10を適用した
本発明に係るはんだ付け方法の実施形態について説明す
る。
【0027】まず、前記フレキシブル回路基板1の所望
のはんだ付け位置にクリーム状はんだをスクリーン印刷
し、この上に図3に示すように電気部品3を保持する。
この状態で前記フレキシブル回路基板1をキャリア12
に搭載させて前記搬送手段11上に載置する。
【0028】前記搬送手段11を駆動することによって
前記フレキシブル回路基板1等は前記加熱炉13の内部
に搬送され、前記遮蔽マスク19が設置されている所定
の位置で一定時間停止し、前記熱線照射部14によって
遠赤外線を照射される。なお、はんだ付け部位4に数段
階にわたって熱をかけることによってはんだ付けの温度
を徐々に上昇させる場合は、前記照射距離調節部を駆動
して前記上蓋部13aを徐々に降下させることにより、
前記はんだ付け部位4への遠赤外線の照射距離を徐々に
短くしていけばよい。また、前記搬送手段11が故障す
ることにより前記フレキシブル回路基板1等が加熱炉1
3内に取り残されてしまう場合は、前記照射距離調節部
を駆動して前記上蓋部13aを上昇させることにより、
フレキシブル回路基板1等に過剰な熱が加わるのを防ぐ
ことができる。
【0029】前記遠赤外線の照射により、前記はんだ付
け部位4に印刷されたクリーム状はんだは溶融する。そ
して、前記フレキシブル回路基板1等が加熱炉13を出
ると前記溶融したはんだが再固化し、図4に示すように
前記フレキシブル回路基板1と電気部品3とのはんだ付
けが完了する。
【0030】前記クリーム状はんだを溶融する際、電気
部品3全体が遠赤外線の照射を受けるため、前記電気部
品3のはんだ付けが行なわれる部位(例えばリードの部
位)と他の部位との間に温度差が生じることはない。ま
た、前記遠赤外線は、色の影響を受けやすい可視光領域
を含まないため、前記電気部品3(特に黒色のモールド
部品)が遠赤外線を過剰に吸収することによって焦げる
あるいは発火することはない。
【0031】従って、従来のようなはんだ付け不良が生
じることはないし、また、熱線によって電気部品3が破
損することはなく、前記フレキシブル回路基板1と前記
電気部品3とのはんだ付けを安定的かつ適正に行なうこ
とができる。
【0032】なお、本発明は前記実施の形態のものに限
定されるものではなく、必要に応じて種々変更すること
が可能である。
【0033】例えば、本実施形態ではフレキシブル回路
基板1と電気部品3とのはんだ付け部位4にクリーム状
はんだを印刷するはんだ付けを行なっているが、これに
限る必要はなく、例えば、フレキシブル回路基板1の回
路パターンの所望のはんだ付け部位4に、予め浸漬法な
どによるはんだメッキを施して予備はんだ層2を形成し
ておくようにしてもよい。
【0034】
【発明の効果】以上述べたように本発明の請求項1に係
るはんだ付け方法によれば、安定的かつ適正に前記フレ
キシブル回路基板と前記電気部品とのはんだ付けを行な
うことができる。
【0035】請求項2に係るはんだ付け方法によれば、
請求項1に係るはんだ付け方法の効果に加えて、はんだ
付けの温度調節を簡易な方法によって行なうことができ
る。
【0036】請求項3に係るはんだ付け装置によれば、
安定的かつ適正に前記フレキシブル回路基板と前記電気
部品とのはんだ付けを行なうことができる。
【0037】請求項4に係るはんだ付け装置によれば、
請求項3に係るはんだ付け装置の効果に加えて、はんだ
付けの温度調節を簡易な構成によって行なうことができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係るはんだ付け装置の実施形態を示
す概略正面図
【図2】 本発明に係るはんだ付け装置の実施形態にお
いて、熱線照射部および遮蔽マスクを示す斜視図
【図3】 本発明に係るはんだ付け方法の実施形態にお
いて、電気部品をフレキシブル回路基板のはんだ付け位
置に保持した状態を示す斜視図
【図4】 本発明に係るはんだ付け方法の実施形態にお
いて、フレキシブル回路基板と電気部品とのはんだ付け
の完了状態を示す斜視図
【図5】 従来のはんだ付け方法においてはんだの溶融
前の状態を示す正面図
【図6】 従来のはんだ付け方法においてはんだの溶融
後の状態を示す正面図
【図7】 従来のはんだ付け方法において遮蔽マスクを
示す斜視図
【図8】 従来のはんだ付け方法において回路基板およ
び電気部品の上に遮蔽マスクを被覆させた状態を示す斜
視図
【図9】 従来のはんだ付け方法において回路基板と電
気部品とのはんだ付け部位にはんだボールを供給した状
態を示す斜視図
【符号の説明】
1 フレキシブル回路基板 3 電気部品 4 はんだ付け部位 10 はんだ付け装置 13 加熱炉 14 熱線照射部 15 遠赤外線ランプ 16 反射板 19 遮蔽マスク 20 平板 21 照射用孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今井 誠 新潟県長岡市東蔵王2丁目2番34号 日本 精機株式会社内 (72)発明者 高橋 健一 新潟県長岡市東蔵王2丁目2番34号 日本 精機株式会社内 Fターム(参考) 5E319 AC03 CC45

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回路基板の所望のはんだ付け位置に電気
    部品を保持した後、平板に前記回路基板と前記電気部品
    とのはんだ付け部位を熱線照射可能にするための照射用
    孔を形成してなる遮蔽マスクを前記回路基板および前記
    電気部品の上に配置し、前記はんだ付け部位に供給され
    たはんだを熱線照射部から照射された熱線によって溶融
    することにより、前記回路基板と前記電気部品とのはん
    だ付けを行なうリフロー方式のはんだ付け方法におい
    て、 前記回路基板が樹脂製の補強板を有するフレキシブル回
    路基板であること、前記熱線として遠赤外線を用いるこ
    と、および前記照射用孔の大きさを、少なくとも前記は
    んだ付け部位を含めた電気部品全体を熱線照射可能にす
    る大きさに形成し、前記はんだ付け部位を含めた電気部
    品全体を前記熱線照射部に着脱可能な形で固定された前
    記遮蔽マスクの下の所定位置に配置して前記遠赤外線を
    照射するようにしてはんだ付けを行なうことを特徴とす
    るはんだ付け方法。
  2. 【請求項2】 前記熱線照射部と前記はんだ付け部位と
    の距離を調節することにより、はんだ付け部位の温度調
    節を行なうことを特徴とする請求項1に記載のはんだ付
    け方法。
  3. 【請求項3】 回路基板と電気部品とのはんだ付け部位
    に供給されたはんだを溶融する熱線照射部と、平板に前
    記はんだ付け部位を熱線照射可能にするための照射用孔
    を形成してなる遮蔽マスクとを有し、前記回路基板の所
    望のはんだ付け位置に前記電気部品を保持した後、これ
    ら回路基板および電気部品の上に前記遮蔽マスクを配置
    した状態で前記はんだ付け部位に供給されたはんだを前
    記熱線照射部からの熱線によって溶融することにより、
    前記プリント回路基板と前記電気部品とのはんだ付けを
    行なうはんだ付け装置において、 前記回路基板が樹脂製の補強板を有するフレキシブル回
    路基板であること、前記熱線として遠赤外線を用いるこ
    と、前記遮蔽マスクが前記熱線照射部に着脱可能な形で
    固定されていること、前記照射用孔の大きさを、少なく
    とも前記はんだ付け部位を含めた電気部品全体を熱線照
    射可能にする大きさに形成したこと、および前記はんだ
    付け部位を前記遮蔽マスクの下の所定位置に所定時間配
    置する手段を有することを特徴とするはんだ付け装置。
  4. 【請求項4】 前記熱線照射部と前記はんだ付け部位と
    の距離を調節する照射距離調節部を設けたことを特徴と
    する請求項3に記載のはんだ付け装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006196749A (ja) * 2005-01-14 2006-07-27 Sanyo Electric Co Ltd 太陽電池の製造方法及び装置
GB2440971A (en) * 2006-08-14 2008-02-20 Ericsson Telefon Ab L M Soldering oven
CN103094127A (zh) * 2011-10-28 2013-05-08 无锡华润安盛科技有限公司 用于封装igbt模块的直接键合铜基板的贴装夹具

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