JP2003188523A - 面的にはんだ付けする方法とそのための装置 - Google Patents
面的にはんだ付けする方法とそのための装置Info
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- JP2003188523A JP2003188523A JP2001387915A JP2001387915A JP2003188523A JP 2003188523 A JP2003188523 A JP 2003188523A JP 2001387915 A JP2001387915 A JP 2001387915A JP 2001387915 A JP2001387915 A JP 2001387915A JP 2003188523 A JP2003188523 A JP 2003188523A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電子素子と基板を接続するはんだ中に残留す
るボイドを低減できるはんだ付け方法と装置を実現す
る。 【解決手段】 基板2上のはんだ付け位置に、電子素子
20のはんだ付け面に対応して拡がるはんだ板4を載置
し、載置されたはんだ板4の一方側4aから他方側4b
に向けて経時的に溶融領域を移動させ、その後にはんだ
板4上に電子素子20のはんだ付け面を当接させること
によって電子素子20のはんだ付け面を全面的に基板2
にはんだ付けする。溶融領域が方向性を持って移動して
いくと、ボイドが未溶融領域に押しやられながら溶融す
るために、ボイドが閉じ込められず、はんだ中に残留す
るボイドを著減できる。
るボイドを低減できるはんだ付け方法と装置を実現す
る。 【解決手段】 基板2上のはんだ付け位置に、電子素子
20のはんだ付け面に対応して拡がるはんだ板4を載置
し、載置されたはんだ板4の一方側4aから他方側4b
に向けて経時的に溶融領域を移動させ、その後にはんだ
板4上に電子素子20のはんだ付け面を当接させること
によって電子素子20のはんだ付け面を全面的に基板2
にはんだ付けする。溶融領域が方向性を持って移動して
いくと、ボイドが未溶融領域に押しやられながら溶融す
るために、ボイドが閉じ込められず、はんだ中に残留す
るボイドを著減できる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】 本発明は、所定領域に拡がるは
んだ付け面を有する電子素子のはんだ付け面を基板には
んだ付けする方法と装置に関する。
んだ付け面を有する電子素子のはんだ付け面を基板には
んだ付けする方法と装置に関する。
【0002】
【従来の技術】 例えば直方体形状の外形形状を備え、
そのうちの一面が基板にはんだ付けされることを予定し
ている電子素子が存在する。この電子素子のように、所
定領域に拡がるはんだ付け面を有する電子素子が普及し
ている。電子素子の所定領域に拡がるはんだ付け面を基
板にはんだ付けする場合、通常は、図4に示す工程を経
てはんだ付けする。図4(A)では、電子素子80(図
4(B)に示される)をはんだ付けする基板72上の位
置に電子素子80のはんだ付け面に対応して拡がるはん
だ板74を載置する。その後に基板72をヒータ78に
載置してハンダ板74が溶融するまで加熱する。ヒータ
78は基板72をほぼ均一に加熱する。はんだ板74は
基本的に均一に加熱されて全面がほぼ同時に溶融する。
その後に、図4(B)(C)に示すように、溶融したは
んだ板74上に電子素子80が載置される。その後に冷
却されることによって、電子素子80は面的に拡がるは
んだ面に亘ってはんだ板74によって基板72にはんだ
付けされる。なお、本明細書でいうはんだ付けとは、溶
融性の導電性材料を溶融してから冷却することによって
電気導電性を確保しながら電子素子を基板に固定するこ
とをいい、その材料が古典的なはんだ合金に限られるも
のでない。
そのうちの一面が基板にはんだ付けされることを予定し
ている電子素子が存在する。この電子素子のように、所
定領域に拡がるはんだ付け面を有する電子素子が普及し
ている。電子素子の所定領域に拡がるはんだ付け面を基
板にはんだ付けする場合、通常は、図4に示す工程を経
てはんだ付けする。図4(A)では、電子素子80(図
4(B)に示される)をはんだ付けする基板72上の位
置に電子素子80のはんだ付け面に対応して拡がるはん
だ板74を載置する。その後に基板72をヒータ78に
載置してハンダ板74が溶融するまで加熱する。ヒータ
78は基板72をほぼ均一に加熱する。はんだ板74は
基本的に均一に加熱されて全面がほぼ同時に溶融する。
その後に、図4(B)(C)に示すように、溶融したは
んだ板74上に電子素子80が載置される。その後に冷
却されることによって、電子素子80は面的に拡がるは
んだ面に亘ってはんだ板74によって基板72にはんだ
付けされる。なお、本明細書でいうはんだ付けとは、溶
融性の導電性材料を溶融してから冷却することによって
電気導電性を確保しながら電子素子を基板に固定するこ
とをいい、その材料が古典的なはんだ合金に限られるも
のでない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】 基板72上にはんだ
板74を載置したときに、誇張して図5に示すように、
基板72とはんだ板74との間に間隙が生じることがあ
る。この状態で基板72を均一に加熱すると、はんだ板
74は基板72と接触する位置86で溶解し始め、その
後に溶融領域が周囲に広がっていく。そして複数点から
周囲に広がる溶融領域が重なり合うことによって、はん
だ板74が全面的に溶融する。この場合、図7に模式的
に示すように、全面的に溶融したはんだ層74のなかに
気泡(以下、ボイドと称する)76が残存しやすい。あ
るいは、図6に示すように、溶融したはんだ層74に穴
が形成されてしまうことがある。この穴は、はんだ板7
4を基板72に載置したときの接触点86間の中間領域
88にできやすい。溶融したはんだ層74に穴があいて
いると、その上に電子素子80を載置したときに、はん
だ層74中にボイド76が残留してしまう。ボイド76
が残存した状態ではんだ付けられると、はんだ付けの信
頼性が低下する。
板74を載置したときに、誇張して図5に示すように、
基板72とはんだ板74との間に間隙が生じることがあ
る。この状態で基板72を均一に加熱すると、はんだ板
74は基板72と接触する位置86で溶解し始め、その
後に溶融領域が周囲に広がっていく。そして複数点から
周囲に広がる溶融領域が重なり合うことによって、はん
だ板74が全面的に溶融する。この場合、図7に模式的
に示すように、全面的に溶融したはんだ層74のなかに
気泡(以下、ボイドと称する)76が残存しやすい。あ
るいは、図6に示すように、溶融したはんだ層74に穴
が形成されてしまうことがある。この穴は、はんだ板7
4を基板72に載置したときの接触点86間の中間領域
88にできやすい。溶融したはんだ層74に穴があいて
いると、その上に電子素子80を載置したときに、はん
だ層74中にボイド76が残留してしまう。ボイド76
が残存した状態ではんだ付けられると、はんだ付けの信
頼性が低下する。
【0004】溶融したはんだ層74に残存するボイド7
6を溶融はんだ層74から除去するために、図4(C)
の矢印82,84に示すように、溶融はんだ層74上に
電子素子80を載置してから、電子素子80を基板72
と平行な面内で振動(スクラブ動作)させる方法が開発
されている。しかしながら、スクラブ動作は主としては
んだ付け面に溶融はんだを行き渡らせるためのものであ
って、多くの場合にボイド76が残ってしまう。電子素
子80のはんだ付け面を基板72の表面から傾斜させて
スクラブ動作すると、ボイド76の除去効率が上昇する
が、溶融はんだ層74の厚みが薄いことから、ボイド7
6の除去に効果的なほど傾斜させられないことが多い。
この場合にもボイド76が残ってしまう。
6を溶融はんだ層74から除去するために、図4(C)
の矢印82,84に示すように、溶融はんだ層74上に
電子素子80を載置してから、電子素子80を基板72
と平行な面内で振動(スクラブ動作)させる方法が開発
されている。しかしながら、スクラブ動作は主としては
んだ付け面に溶融はんだを行き渡らせるためのものであ
って、多くの場合にボイド76が残ってしまう。電子素
子80のはんだ付け面を基板72の表面から傾斜させて
スクラブ動作すると、ボイド76の除去効率が上昇する
が、溶融はんだ層74の厚みが薄いことから、ボイド7
6の除去に効果的なほど傾斜させられないことが多い。
この場合にもボイド76が残ってしまう。
【0005】上記したように、現在の技術では、所定領
域に拡がるはんだ付け面にはんだ付けする場合に、はん
だ中にボイドが混入することを防止するための有効な技
術が存在しない。本発明は、上記問題点に鑑みなされた
もので、面的に拡がるはんだに残留するボイドを低減
し、もってはんだ付けの信頼性を向上させることができ
るはんだ付け方法とそのための装置を実現することを目
的にする。
域に拡がるはんだ付け面にはんだ付けする場合に、はん
だ中にボイドが混入することを防止するための有効な技
術が存在しない。本発明は、上記問題点に鑑みなされた
もので、面的に拡がるはんだに残留するボイドを低減
し、もってはんだ付けの信頼性を向上させることができ
るはんだ付け方法とそのための装置を実現することを目
的にする。
【0006】
【課題を解決するための手段と作用】 請求項1のはん
だ付け方法は、面的に拡がるはんだに残留するボイドを
低減することができる一つのはんだ付け方法であり、電
子素子をはんだ付けする基板上の位置に、電子素子のは
んだ付け面に対応して拡がるはんだ板を載置し、載置さ
れたはんだ板の溶融領域を一方方向に向かって経時的に
移動させながら溶融し、その後にはんだ板上に電子素子
のはんだ付け面を当接させることによって電子素子のは
んだ付け面を基板にはんだ付けすることを特徴とする。
この方法によると、基板上に載置されたはんだ板は、溶
融領域が一方方向に向かって順序良く移動しながら溶融
していく。溶融領域が一方方向に順序良く移動していく
と、溶融領域同士が拡大して重なりあってボイドが閉じ
込められる現象は生じず、気泡が未溶融領域側に押しや
られるようにして溶融することから、溶融はんだにボイ
ドが残留する可能性は著減する。ここでいう一方方向と
は、溶融領域同士が異方向に拡大して重なりあうことが
ないように順序良く移動していくことをいい、例えば矩
形のはんだ板である場合には、溶融領域が辺に沿って一
方側の辺から他方側の辺に向かって移動してもよく、対
角線に沿って移動してもよく、あるいはその中間方向に
移動してもよい。あるいは、中心部から周辺部に溶融領
域が移動していってもよい。また、はんだ板の最後に溶
融する領域が溶融した時に、最初に溶融した領域が依然
として溶融していてもあるいはすでに凝固していてもよ
い。前者の場合には溶融領域が移動するにつれて溶融領
域は拡大する。
だ付け方法は、面的に拡がるはんだに残留するボイドを
低減することができる一つのはんだ付け方法であり、電
子素子をはんだ付けする基板上の位置に、電子素子のは
んだ付け面に対応して拡がるはんだ板を載置し、載置さ
れたはんだ板の溶融領域を一方方向に向かって経時的に
移動させながら溶融し、その後にはんだ板上に電子素子
のはんだ付け面を当接させることによって電子素子のは
んだ付け面を基板にはんだ付けすることを特徴とする。
この方法によると、基板上に載置されたはんだ板は、溶
融領域が一方方向に向かって順序良く移動しながら溶融
していく。溶融領域が一方方向に順序良く移動していく
と、溶融領域同士が拡大して重なりあってボイドが閉じ
込められる現象は生じず、気泡が未溶融領域側に押しや
られるようにして溶融することから、溶融はんだにボイ
ドが残留する可能性は著減する。ここでいう一方方向と
は、溶融領域同士が異方向に拡大して重なりあうことが
ないように順序良く移動していくことをいい、例えば矩
形のはんだ板である場合には、溶融領域が辺に沿って一
方側の辺から他方側の辺に向かって移動してもよく、対
角線に沿って移動してもよく、あるいはその中間方向に
移動してもよい。あるいは、中心部から周辺部に溶融領
域が移動していってもよい。また、はんだ板の最後に溶
融する領域が溶融した時に、最初に溶融した領域が依然
として溶融していてもあるいはすでに凝固していてもよ
い。前者の場合には溶融領域が移動するにつれて溶融領
域は拡大する。
【0007】上記のはんだ付け方法によって基板とはん
だ間にボイドが残留する確率は著減する。電子素子とは
んだ間にボイドが残留しやすい場合には、請求項2の方
法が適する。この方法では、電子素子をはんだ付けする
基板上の位置に、電子素子のはんだ付け面に対応して拡
がるはんだ板を載置し、そのはんだ板上に電子素子のは
んだ付け面を当接させて電子素子を載置し、その後には
んだ板の溶融領域を一方方向に向かって経時的に移動さ
せながら溶融することによって電子素子のはんだ付け面
を基板にはんだ付けする。この場合、はんだ板が基板に
載置されてから電子素子が載置されるまでの間にはんだ
板が一旦溶融されていてもいなくてもよい。後者の場合
には、はんだ板の一方方向に向かって溶融領域を経時的
に移動させることによって、はんだ板は基板と電子素子
の双方に密着して凝固する。この方法によると、基板と
電子素子との間に介在するはんだ板は、溶融領域が一方
方向に向かって順序良く移動しながら溶融していく。溶
融領域が一方方向に順序良く移動していくと、溶融領域
同士が拡大して重なりあってボイドが閉じ込められる現
象は生じず、気泡が未溶融領域側に押しやられるように
して溶融することから、溶融はんだにボイドが残留する
可能性は著減する。この方法でも、最後に溶融する領域
が溶融する時に最初に溶融した領域が溶融していても凝
固していてもよい。
だ間にボイドが残留する確率は著減する。電子素子とは
んだ間にボイドが残留しやすい場合には、請求項2の方
法が適する。この方法では、電子素子をはんだ付けする
基板上の位置に、電子素子のはんだ付け面に対応して拡
がるはんだ板を載置し、そのはんだ板上に電子素子のは
んだ付け面を当接させて電子素子を載置し、その後には
んだ板の溶融領域を一方方向に向かって経時的に移動さ
せながら溶融することによって電子素子のはんだ付け面
を基板にはんだ付けする。この場合、はんだ板が基板に
載置されてから電子素子が載置されるまでの間にはんだ
板が一旦溶融されていてもいなくてもよい。後者の場合
には、はんだ板の一方方向に向かって溶融領域を経時的
に移動させることによって、はんだ板は基板と電子素子
の双方に密着して凝固する。この方法によると、基板と
電子素子との間に介在するはんだ板は、溶融領域が一方
方向に向かって順序良く移動しながら溶融していく。溶
融領域が一方方向に順序良く移動していくと、溶融領域
同士が拡大して重なりあってボイドが閉じ込められる現
象は生じず、気泡が未溶融領域側に押しやられるように
して溶融することから、溶融はんだにボイドが残留する
可能性は著減する。この方法でも、最後に溶融する領域
が溶融する時に最初に溶融した領域が溶融していても凝
固していてもよい。
【0008】基板とはんだ間にもボイドが残留しやす
く、電子素子とはんだ間にもボイドが残留しやすい場合
には、請求項3の方法が適する。この方法では、電子素
子をはんだ付けする基板上の位置に、電子素子のはんだ
付け面に対応して拡がるはんだ板を載置し、載置された
はんだ板の溶融領域を一方方向に向かって経時的に移動
させながら溶融し、一旦溶融したはんだ板の上に電子素
子のはんだ付け面を当接させて電子素子を載置し、その
後に再度はんだ板の溶融領域を一方方向に向かって経時
的に移動させながら溶融することによって電子素子のは
んだ付け面を基板にはんだ付けする。この方法による
と、基板とはんだ間のみならず、電子素子とはんだ間で
もボイドが残留しずらく、ボイドの少ないはんだ付けが
実現される。
く、電子素子とはんだ間にもボイドが残留しやすい場合
には、請求項3の方法が適する。この方法では、電子素
子をはんだ付けする基板上の位置に、電子素子のはんだ
付け面に対応して拡がるはんだ板を載置し、載置された
はんだ板の溶融領域を一方方向に向かって経時的に移動
させながら溶融し、一旦溶融したはんだ板の上に電子素
子のはんだ付け面を当接させて電子素子を載置し、その
後に再度はんだ板の溶融領域を一方方向に向かって経時
的に移動させながら溶融することによって電子素子のは
んだ付け面を基板にはんだ付けする。この方法による
と、基板とはんだ間のみならず、電子素子とはんだ間で
もボイドが残留しずらく、ボイドの少ないはんだ付けが
実現される。
【0009】この発明は、実際に電子素子を基板にはん
だ付けするのに先立って、基板上のはんだ付け位置には
んだ付け面に対応して拡がるはんだ板をはんだ付けする
段階に適用することができる。この場合には、基板上の
はんだ付け位置にはんだ付け面に対応して拡がるはんだ
板を載置し、載置されたはんだ板の溶融領域を一方方向
に向かって経時的に移動させながら溶融することによっ
てはんだ板を面的に基板にはんだ付けする。この方法に
よると、溶融はんだにボイドが残留したり穴が形成され
たりする可能性は著減する。このために、ボイドのない
はんだ層を基板にはんだ付けすることができる。基板に
ボイドのないはんだ層がはんだ付けされると、その上に
電子素子を載置して例えばリフロー炉に投入してリフロ
ーはんだすることによってボイドのないはんだ付けを得
ることができ、はんだ付けの信頼性が向上する。
だ付けするのに先立って、基板上のはんだ付け位置には
んだ付け面に対応して拡がるはんだ板をはんだ付けする
段階に適用することができる。この場合には、基板上の
はんだ付け位置にはんだ付け面に対応して拡がるはんだ
板を載置し、載置されたはんだ板の溶融領域を一方方向
に向かって経時的に移動させながら溶融することによっ
てはんだ板を面的に基板にはんだ付けする。この方法に
よると、溶融はんだにボイドが残留したり穴が形成され
たりする可能性は著減する。このために、ボイドのない
はんだ層を基板にはんだ付けすることができる。基板に
ボイドのないはんだ層がはんだ付けされると、その上に
電子素子を載置して例えばリフロー炉に投入してリフロ
ーはんだすることによってボイドのないはんだ付けを得
ることができ、はんだ付けの信頼性が向上する。
【0010】この発明は、またボイドが残留しずらいは
んだ付けを実現するはんだ付け装置を創作した。このは
んだ付け装置は、請求項5に記載されているように、電
子素子がはんだ付けされる基板上のはんだ付け位置に載
置された面的に拡がるはんだ板を加熱して溶融させるヒ
ータを有しており、そのヒータがはんだ溶融領域をはん
だ板の一方方向に向かって経時的に移動させることを特
徴とする。この場合のヒータは、電子素子を載置する以
前にはんだを溶融させるヒータであることもあるし、電
子素子を載置してからはんだを溶融させるヒータである
こともある。どちらのヒータに本発明を適用してもボイ
ドの残留を著減することができる。電子素子を載置する
以前にはんだを溶融させるヒータがはんだ溶融領域を一
方方向に向かって経時的に移動させるものであれば、基
板とはんだ間に残留するボイドが著減する。電子素子を
載置してからはんだを溶融させるヒータがはんだ溶融領
域を一方方向に向かって経時的に移動させるものであれ
ば、基板とはんだ間に残留するボイドと電子素子とはん
だ間に残留するボイドが著減する。
んだ付けを実現するはんだ付け装置を創作した。このは
んだ付け装置は、請求項5に記載されているように、電
子素子がはんだ付けされる基板上のはんだ付け位置に載
置された面的に拡がるはんだ板を加熱して溶融させるヒ
ータを有しており、そのヒータがはんだ溶融領域をはん
だ板の一方方向に向かって経時的に移動させることを特
徴とする。この場合のヒータは、電子素子を載置する以
前にはんだを溶融させるヒータであることもあるし、電
子素子を載置してからはんだを溶融させるヒータである
こともある。どちらのヒータに本発明を適用してもボイ
ドの残留を著減することができる。電子素子を載置する
以前にはんだを溶融させるヒータがはんだ溶融領域を一
方方向に向かって経時的に移動させるものであれば、基
板とはんだ間に残留するボイドが著減する。電子素子を
載置してからはんだを溶融させるヒータがはんだ溶融領
域を一方方向に向かって経時的に移動させるものであれ
ば、基板とはんだ間に残留するボイドと電子素子とはん
だ間に残留するボイドが著減する。
【0011】種々のヒータによって、はんだ溶融領域を
はんだ板の一方方向に向かって経時的に移動させること
ができる。例えば、請求項6に記載したように、ライン
に沿って加熱するラインヒータを用い、そのラインヒー
タに交差する方向に、ラインヒータと基板を相対的に移
動させることによって、はんだ溶融領域をはんだ板の一
方方向に向かって経時的に移動させることができる。こ
の構造によると、はんだ溶融領域を確実に一方方向に向
かって経時的に移動させることができ、はんだ付けの信
頼性が向上する。
はんだ板の一方方向に向かって経時的に移動させること
ができる。例えば、請求項6に記載したように、ライン
に沿って加熱するラインヒータを用い、そのラインヒー
タに交差する方向に、ラインヒータと基板を相対的に移
動させることによって、はんだ溶融領域をはんだ板の一
方方向に向かって経時的に移動させることができる。こ
の構造によると、はんだ溶融領域を確実に一方方向に向
かって経時的に移動させることができ、はんだ付けの信
頼性が向上する。
【0012】あるいは、請求項7に記載したように、面
的に加熱するエリアヒータを用い、そのエリアヒータと
はんだ板との間に、はんだ板の一方側で熱容量が小さ
く、はんだ板の他方側で熱容量が大きく、その間では熱
容量が徐変する熱伝達部材を介在させることによって、
はんだ溶融領域をはんだ板の一方方向に向かって経時的
に移動しながら拡大させることができる。この場合、熱
伝達部材の熱容量の小さな側では短時間にはんだ板を加
熱させ始めるのに対し、熱容量の大きな側では遅れて加
熱させ始めるために、はんだ溶融領域ははんだ板の一方
方向に向かって経時的に移動する。請求項10に記載し
たように、はんだ板の中心部で熱容量が小さく、はんだ
板の周辺部で熱容量が大きく、その間では熱容量が徐変
する熱伝達部材を用いることもでき、この場合には、は
んだ板は中心部から周辺部に向かって順序良く溶融する
ために、溶融はんだにボイドが閉じこまれにくい。
的に加熱するエリアヒータを用い、そのエリアヒータと
はんだ板との間に、はんだ板の一方側で熱容量が小さ
く、はんだ板の他方側で熱容量が大きく、その間では熱
容量が徐変する熱伝達部材を介在させることによって、
はんだ溶融領域をはんだ板の一方方向に向かって経時的
に移動しながら拡大させることができる。この場合、熱
伝達部材の熱容量の小さな側では短時間にはんだ板を加
熱させ始めるのに対し、熱容量の大きな側では遅れて加
熱させ始めるために、はんだ溶融領域ははんだ板の一方
方向に向かって経時的に移動する。請求項10に記載し
たように、はんだ板の中心部で熱容量が小さく、はんだ
板の周辺部で熱容量が大きく、その間では熱容量が徐変
する熱伝達部材を用いることもでき、この場合には、は
んだ板は中心部から周辺部に向かって順序良く溶融する
ために、溶融はんだにボイドが閉じこまれにくい。
【0013】あるいは、請求項8に記載したように、面
的に加熱するエリアヒータを用い、そのエリアヒータと
はんだ板との間に、はんだ板の一方側で熱伝導率が高
く、はんだ板の他方側で熱伝導率が低く、その間では熱
伝導率が徐変する熱伝達部材を介在させることによっ
て、はんだ溶融領域をはんだ板の一方方向に向かって経
時的に移動させることができる。この場合、熱伝導率が
高い側では短時間にはんだ板を加熱させ始めるのに対
し、熱伝導率が低い側では遅れて加熱させ始めるため
に、はんだ溶融領域ははんだ板の一方方向に向かって経
時的に移動しながら拡大する。請求項11に記載したよ
うに、はんだ板の中心部で熱伝導率が高く、はんだ板の
周辺部で熱伝導率が低く、その間では熱伝導率が徐変す
る熱伝達部材を用いることもでき、この場合には、はん
だ板は中心部から周辺部に向かって順序良く溶融するた
めに、溶融はんだにボイドが閉じこまれにくい。
的に加熱するエリアヒータを用い、そのエリアヒータと
はんだ板との間に、はんだ板の一方側で熱伝導率が高
く、はんだ板の他方側で熱伝導率が低く、その間では熱
伝導率が徐変する熱伝達部材を介在させることによっ
て、はんだ溶融領域をはんだ板の一方方向に向かって経
時的に移動させることができる。この場合、熱伝導率が
高い側では短時間にはんだ板を加熱させ始めるのに対
し、熱伝導率が低い側では遅れて加熱させ始めるため
に、はんだ溶融領域ははんだ板の一方方向に向かって経
時的に移動しながら拡大する。請求項11に記載したよ
うに、はんだ板の中心部で熱伝導率が高く、はんだ板の
周辺部で熱伝導率が低く、その間では熱伝導率が徐変す
る熱伝達部材を用いることもでき、この場合には、はん
だ板は中心部から周辺部に向かって順序良く溶融するた
めに、溶融はんだにボイドが閉じこまれにくい。
【0014】あるいは、請求項9に記載したように、面
的に加熱するエリアヒータであり、そのエリアヒータの
発熱量が非均一に分布しており、はんだ板の一方側で発
熱量が大きく、はんだ板の他方側で発熱量が小さいエリ
アヒータを用いることもできる。この場合、発熱量の大
きい側では短時間ではんだ板が溶融するのに対し、発熱
量が小さい側では溶融するまでに時間を要することか
ら、はんだ溶融領域ははんだ板の一方方向に向かって経
時的に移動する。請求項12に記載したように、はんだ
板の中心部で発熱量が大きく、はんだ板の周辺部で発熱
量が小さく、その間では発熱量が徐変するエリアヒータ
を用いることもでき、この場合には、はんだ板は中心部
から周辺部に向かって順序良く溶融するために、溶融は
んだにボイドが閉じこまれにくい。
的に加熱するエリアヒータであり、そのエリアヒータの
発熱量が非均一に分布しており、はんだ板の一方側で発
熱量が大きく、はんだ板の他方側で発熱量が小さいエリ
アヒータを用いることもできる。この場合、発熱量の大
きい側では短時間ではんだ板が溶融するのに対し、発熱
量が小さい側では溶融するまでに時間を要することか
ら、はんだ溶融領域ははんだ板の一方方向に向かって経
時的に移動する。請求項12に記載したように、はんだ
板の中心部で発熱量が大きく、はんだ板の周辺部で発熱
量が小さく、その間では発熱量が徐変するエリアヒータ
を用いることもでき、この場合には、はんだ板は中心部
から周辺部に向かって順序良く溶融するために、溶融は
んだにボイドが閉じこまれにくい。
【0015】
【発明の実施の形態】 最初に、次に説明する実施例の
主要な特徴を列記する。 (形態1)基板に載置されたはんだ板を、赤外線を放射
するランプに曝して加熱する。 (形態2)形態1において用いる赤外線ランプは、ライ
ンに沿って赤外線を放射するものであり、基板と赤外線
ランプはラインに直交する方向に相対移動する。 (形態3)形態1において用いる赤外線ランプは、基板
の表裏両面に配置されている。 (形態4)形態3で用いる表裏一対の赤外線ランプの放
射ラインが重複する位置関係で配置されている。 (形態5)請求項7又は10の熱容量が徐変する熱伝達
部材は、厚みが徐変する1枚の板で構成されている。 (形態6)請求項8又は11の熱伝導率が徐変する熱伝
達部材は、厚みが徐変する1枚の板で構成されている。 (形態7)請求項7又は10の熱容量が徐変する熱伝達
部材は、材質を異にする複数の材が組合されて構成され
ている。 (形態8)請求項8又は11の熱伝導率が徐変する熱伝
達部材は、材質を異にする複数の材が組合されて構成さ
れている。 (形態9)基板に載置されたはんだ板を、遠赤外線を放
射するランプに曝して加熱する。このとき、ガラス越し
に遠赤外線を照射する。 (形態10)形態9のガラスがはんだ部位を還元雰囲気
に保つ容器を形成しており、はんだを加熱する遠赤外線
ランプが容器外に配置されている。 (形態11)電子素子は面実装タイプのチップである。 (形態12)基板はセラミック基板である。 (形態13)電子素子は電子回路が実装された基板であ
る。 (形態14)基板は放熱のための金属板又はセラミック
板である。
主要な特徴を列記する。 (形態1)基板に載置されたはんだ板を、赤外線を放射
するランプに曝して加熱する。 (形態2)形態1において用いる赤外線ランプは、ライ
ンに沿って赤外線を放射するものであり、基板と赤外線
ランプはラインに直交する方向に相対移動する。 (形態3)形態1において用いる赤外線ランプは、基板
の表裏両面に配置されている。 (形態4)形態3で用いる表裏一対の赤外線ランプの放
射ラインが重複する位置関係で配置されている。 (形態5)請求項7又は10の熱容量が徐変する熱伝達
部材は、厚みが徐変する1枚の板で構成されている。 (形態6)請求項8又は11の熱伝導率が徐変する熱伝
達部材は、厚みが徐変する1枚の板で構成されている。 (形態7)請求項7又は10の熱容量が徐変する熱伝達
部材は、材質を異にする複数の材が組合されて構成され
ている。 (形態8)請求項8又は11の熱伝導率が徐変する熱伝
達部材は、材質を異にする複数の材が組合されて構成さ
れている。 (形態9)基板に載置されたはんだ板を、遠赤外線を放
射するランプに曝して加熱する。このとき、ガラス越し
に遠赤外線を照射する。 (形態10)形態9のガラスがはんだ部位を還元雰囲気
に保つ容器を形成しており、はんだを加熱する遠赤外線
ランプが容器外に配置されている。 (形態11)電子素子は面実装タイプのチップである。 (形態12)基板はセラミック基板である。 (形態13)電子素子は電子回路が実装された基板であ
る。 (形態14)基板は放熱のための金属板又はセラミック
板である。
【0016】
【実施例】 以下に、本発明の実施例に係るはんだ付け
装置とはんだ付け方法を添付図面を参照しながら、詳細
に説明する。 (第1実施例)図1(A)〜(C)は、第1実施例のは
んだ付け方法を模式的に示している。この場合図1
(C)に示される直方体形状の電子素子(具体的にはチ
ップ)20の底面(これがはんだ付け面であり、金メッ
キされている)を基板2にはんだ付けする。基板2は表
面にニッケルメッキが施された窒化アルミナ基板であ
る。図1(A)では、電子素子20をはんだ付けする基
板2上の位置に、電子素子20のはんだ付け面に対応し
て拡がるはんだ板4を載置する。図1(B)では、はん
だ板4が載置された基板2をヒータ(具体的には近赤外
線を放射するハロゲンランプ)8,18の間を通過させ
てはんだ板4を溶融する。ランプ8,18は集光用反射
鏡を内蔵しており、矢印10と16に示すように集光す
る。近赤外線の集光領域は、12、14に示すようにラ
イン上に伸びている。ランプ8の集光ライン12と、ラ
ンプ18の集光ライン14は重なり合う。はんだ板4が
載置された基板2は、集光ライン12、14に直交する
方向に一定速度度で送られる(矢印6)。基板2が矢印
6方向に送られると、集光ライン12,14は最初には
んだ板4の一方側の辺4aに対応して位置し、次いで他
方側の辺4bに向かって移動し、最後に他方側の辺4b
に対応することになる。ランプ8,18の加熱量と、基
板2の移動速度は、集光ライン12、14に対応位置し
たはんだ板4を集光ライン12,14に沿って局所的に
溶融する関係に調整されている。この結果、基板2が矢
印6に沿って一対のランプ8、18間を通過する間に、
はんだ板4は、一方側の辺4aから他方側の辺4bに向
かって経時的に溶融していく。
装置とはんだ付け方法を添付図面を参照しながら、詳細
に説明する。 (第1実施例)図1(A)〜(C)は、第1実施例のは
んだ付け方法を模式的に示している。この場合図1
(C)に示される直方体形状の電子素子(具体的にはチ
ップ)20の底面(これがはんだ付け面であり、金メッ
キされている)を基板2にはんだ付けする。基板2は表
面にニッケルメッキが施された窒化アルミナ基板であ
る。図1(A)では、電子素子20をはんだ付けする基
板2上の位置に、電子素子20のはんだ付け面に対応し
て拡がるはんだ板4を載置する。図1(B)では、はん
だ板4が載置された基板2をヒータ(具体的には近赤外
線を放射するハロゲンランプ)8,18の間を通過させ
てはんだ板4を溶融する。ランプ8,18は集光用反射
鏡を内蔵しており、矢印10と16に示すように集光す
る。近赤外線の集光領域は、12、14に示すようにラ
イン上に伸びている。ランプ8の集光ライン12と、ラ
ンプ18の集光ライン14は重なり合う。はんだ板4が
載置された基板2は、集光ライン12、14に直交する
方向に一定速度度で送られる(矢印6)。基板2が矢印
6方向に送られると、集光ライン12,14は最初には
んだ板4の一方側の辺4aに対応して位置し、次いで他
方側の辺4bに向かって移動し、最後に他方側の辺4b
に対応することになる。ランプ8,18の加熱量と、基
板2の移動速度は、集光ライン12、14に対応位置し
たはんだ板4を集光ライン12,14に沿って局所的に
溶融する関係に調整されている。この結果、基板2が矢
印6に沿って一対のランプ8、18間を通過する間に、
はんだ板4は、一方側の辺4aから他方側の辺4bに向
かって経時的に溶融していく。
【0017】はんだ板4の溶融領域が経時的に一方方向
(この場合矢印5の方向)に移動するように溶融させる
と、気泡は未溶融領域側に押しやられるようにして溶融
していくことから、溶融はんだに気泡が取り残された
り、溶融はんだに穴があくことはない。最後に溶融され
る辺4bが溶融されるときに、最初に溶融した辺4aで
はすでに凝固していてもよいし、あるいは、まだ溶融し
ていてもよい。溶融状態に維持しておきたい場合には、
図(1B)のランプ8,18よりも右側に、別のランプ
を追加してもよい。
(この場合矢印5の方向)に移動するように溶融させる
と、気泡は未溶融領域側に押しやられるようにして溶融
していくことから、溶融はんだに気泡が取り残された
り、溶融はんだに穴があくことはない。最後に溶融され
る辺4bが溶融されるときに、最初に溶融した辺4aで
はすでに凝固していてもよいし、あるいは、まだ溶融し
ていてもよい。溶融状態に維持しておきたい場合には、
図(1B)のランプ8,18よりも右側に、別のランプ
を追加してもよい。
【0018】ランプ8,18間を通過してはんだ板4が
溶融した基板2は、次に、基板2をほぼ均一に加熱する
ヒータ19上に載置される。ヒータ19上に載置された
基板2上のはんだ板4が溶融状態であれば、ヒータ19
の熱が溶融状態を維持し、ランプ8,18間を通過して
から冷却されてはんだ板4が凝固している基板2がヒー
タ19上に載置されれば、ヒータ19の熱がはんだ板4
を再溶融させる。この場合、図1(B)の終了時点で、
はんだ板4と基板2の間から気泡が除去されていること
から、再度溶融させても気泡ははいらない。基板2をほ
ぼ均一に加熱するエリアヒータ19を用いることができ
る。
溶融した基板2は、次に、基板2をほぼ均一に加熱する
ヒータ19上に載置される。ヒータ19上に載置された
基板2上のはんだ板4が溶融状態であれば、ヒータ19
の熱が溶融状態を維持し、ランプ8,18間を通過して
から冷却されてはんだ板4が凝固している基板2がヒー
タ19上に載置されれば、ヒータ19の熱がはんだ板4
を再溶融させる。この場合、図1(B)の終了時点で、
はんだ板4と基板2の間から気泡が除去されていること
から、再度溶融させても気泡ははいらない。基板2をほ
ぼ均一に加熱するエリアヒータ19を用いることができ
る。
【0019】エリアヒータ19で溶融状態が保持されて
いるはんだ板4の上に、図1(C)に示すように、加熱
された電子素子20が載置される。これによって電子素
子20のはんだ付け面に溶融はんだが密着する。この状
態ではんだ板4が冷却されると、はんだ板4が凝固し、
電子素子20ははんだ付け面の全体が基板2にはんだ付
けられる。エリアヒータ19で溶融状態が保持されてい
るはんだ板4にはボイドが残留しておらず、また穴もあ
いていないことから、はんだ付け完了後のはんだ層には
ボイドが混入せず、はんだ付けの信頼性が高い。
いるはんだ板4の上に、図1(C)に示すように、加熱
された電子素子20が載置される。これによって電子素
子20のはんだ付け面に溶融はんだが密着する。この状
態ではんだ板4が冷却されると、はんだ板4が凝固し、
電子素子20ははんだ付け面の全体が基板2にはんだ付
けられる。エリアヒータ19で溶融状態が保持されてい
るはんだ板4にはボイドが残留しておらず、また穴もあ
いていないことから、はんだ付け完了後のはんだ層には
ボイドが混入せず、はんだ付けの信頼性が高い。
【0020】図1の(A)〜(C)までによって、基板
2上のはんだ付け位置に、電子素子20のはんだ付け面
に対応して拡がるはんだ板4を載置し、載置されたはん
だ板4の一方側4aから他方側4bに向けて経時的に溶
融領域を移動させ、その後にはんだ板4上に電子素子2
0のはんだ付け面を当接させることによって電子素子2
0のはんだ付け面が基板2にはんだ付けされる。
2上のはんだ付け位置に、電子素子20のはんだ付け面
に対応して拡がるはんだ板4を載置し、載置されたはん
だ板4の一方側4aから他方側4bに向けて経時的に溶
融領域を移動させ、その後にはんだ板4上に電子素子2
0のはんだ付け面を当接させることによって電子素子2
0のはんだ付け面が基板2にはんだ付けされる。
【0021】通常は、基板とはんだ板を密着させるとき
に気泡が混入しやすく、溶融はんだ4と電子素子20を
密着させるときに気泡が混入することは少ない。このた
めに、多くの場合には、全面的に溶融したはんだ板4に
電子素子20のはんだ付け面を当接させることによって
良好なはんだ付けをすることができる。必要に応じてス
クラブ動作を加えてもよい。
に気泡が混入しやすく、溶融はんだ4と電子素子20を
密着させるときに気泡が混入することは少ない。このた
めに、多くの場合には、全面的に溶融したはんだ板4に
電子素子20のはんだ付け面を当接させることによって
良好なはんだ付けをすることができる。必要に応じてス
クラブ動作を加えてもよい。
【0022】ただし、溶融はんだ4と電子素子20を密
着させるときに気泡が混入しやすい場合もある。この場
合には、図1(C)の終了後にはんだ板4が冷却されて
凝固するのを待って、再度ラインヒータ間を通過させ
る。この場合のラインヒータ24,34は、前記したラ
インヒータ8,18と同じものであればよい。この場
合、溶融はんだ4と電子素子20を密着させるときに混
入した気泡は、溶融領域が4a側から4b側に移動する
ときに4b側に押出され、最終的にははんだ板4から排
除される。以上にようにしてはんだ付けられた製品36
は、電子素子20のはんだ付け面が基板2に全面的には
んだ付けられており、ボイドが少なく、はんだ付けの信
頼性が高い。
着させるときに気泡が混入しやすい場合もある。この場
合には、図1(C)の終了後にはんだ板4が冷却されて
凝固するのを待って、再度ラインヒータ間を通過させ
る。この場合のラインヒータ24,34は、前記したラ
インヒータ8,18と同じものであればよい。この場
合、溶融はんだ4と電子素子20を密着させるときに混
入した気泡は、溶融領域が4a側から4b側に移動する
ときに4b側に押出され、最終的にははんだ板4から排
除される。以上にようにしてはんだ付けられた製品36
は、電子素子20のはんだ付け面が基板2に全面的には
んだ付けられており、ボイドが少なく、はんだ付けの信
頼性が高い。
【0023】図1の(A)〜(D)までによって、基板
2上のはんだ付け位置に、電子素子20のはんだ付け面
に対応して拡がるはんだ板4を載置し、載置されたはん
だ板4の一方側4aから他方側4bに向けて経時的に溶
融領域を移動させ、そのはんだ板4の上に電子素子20
のはんだ付け面を当接させて電子素子20を載置し、そ
の後にはんだ板4の一方側4aから他方側4bに向けて
経時的に溶融領域を移動させることによって電子素子の
はんだ付け面が基板に全面的にはんだ付けされる。
2上のはんだ付け位置に、電子素子20のはんだ付け面
に対応して拡がるはんだ板4を載置し、載置されたはん
だ板4の一方側4aから他方側4bに向けて経時的に溶
融領域を移動させ、そのはんだ板4の上に電子素子20
のはんだ付け面を当接させて電子素子20を載置し、そ
の後にはんだ板4の一方側4aから他方側4bに向けて
経時的に溶融領域を移動させることによって電子素子の
はんだ付け面が基板に全面的にはんだ付けされる。
【0024】上記の実施例では、電子素子20を載置す
る前にはんだ板4を一旦溶融させる工程を経ているが、
基板2にはんだ板4を載置した後にそのはんだ板4を溶
融させる前に電子素子20を載置し、その後に、基板2
を移動させながらラインヒータで加熱することによって
はんだ付けすることもできる。この場合、外観上は図1
(D)と同じ操作を行う。基板2と電子素子20の間に
挟まれたはんだ4板は、一対のラインヒータ24,34
間を通過するときに一方側から他方側に溶融され、この
ときに気泡が未溶融側に押出されていくために、はんだ
付け後のはんだにはボイドが残りにくい。この実施例に
よると、基板2上のはんだ付け位置に、電子素子20の
はんだ付け面に対応して拡がるはんだ板4を載置し、そ
のはんだ板4の上に電子素子20のはんだ付け面を当接
させて電子素子20を載置し、その後にはんだ板4の一
方方向に向かって経時的に溶融領域を移動させることに
よって電子素子20のはんだ付け面が全面的に基板2に
はんだ付けされる。
る前にはんだ板4を一旦溶融させる工程を経ているが、
基板2にはんだ板4を載置した後にそのはんだ板4を溶
融させる前に電子素子20を載置し、その後に、基板2
を移動させながらラインヒータで加熱することによって
はんだ付けすることもできる。この場合、外観上は図1
(D)と同じ操作を行う。基板2と電子素子20の間に
挟まれたはんだ4板は、一対のラインヒータ24,34
間を通過するときに一方側から他方側に溶融され、この
ときに気泡が未溶融側に押出されていくために、はんだ
付け後のはんだにはボイドが残りにくい。この実施例に
よると、基板2上のはんだ付け位置に、電子素子20の
はんだ付け面に対応して拡がるはんだ板4を載置し、そ
のはんだ板4の上に電子素子20のはんだ付け面を当接
させて電子素子20を載置し、その後にはんだ板4の一
方方向に向かって経時的に溶融領域を移動させることに
よって電子素子20のはんだ付け面が全面的に基板2に
はんだ付けされる。
【0025】上記のはんだ方法は、基板2上に載置され
た面的に拡がるはんだ板4を加熱して溶融させるヒータ
8、18(電子素子を載置してから溶融する場合には2
4、34)を有し、そのヒータがはんだ溶融領域をはん
だ板4の一方方向に向かって経時的に移動させることを
特徴とするはんだ付け装置によって簡単に実行すること
ができる。ライン12,14に沿って加熱するラインヒ
ータ8、18(電子素子を載置してから溶融する場合に
は24、34)と、そのラインヒータに交差する方向に
ラインヒータと基板2を相対的に移動させる手段を備え
ているはんだ付け装置によると、移動速度を調整するこ
とによって最適はんだ付け条件に調整しやすく、各種の
ワークに柔軟に対応することができる。
た面的に拡がるはんだ板4を加熱して溶融させるヒータ
8、18(電子素子を載置してから溶融する場合には2
4、34)を有し、そのヒータがはんだ溶融領域をはん
だ板4の一方方向に向かって経時的に移動させることを
特徴とするはんだ付け装置によって簡単に実行すること
ができる。ライン12,14に沿って加熱するラインヒ
ータ8、18(電子素子を載置してから溶融する場合に
は24、34)と、そのラインヒータに交差する方向に
ラインヒータと基板2を相対的に移動させる手段を備え
ているはんだ付け装置によると、移動速度を調整するこ
とによって最適はんだ付け条件に調整しやすく、各種の
ワークに柔軟に対応することができる。
【0026】上記した例では、図1に示す(B)から
(D)の工程を、還元雰囲気の容器内で実行する。近赤
外線を放射するランプ8,18,24,34は容器内に
収容して用いる。これに対して、遠赤外線ランプを用い
ると、遠赤外線はガラスに吸収されにくいために、還元
雰囲気を維持する容器を画定するガラス板越しに遠赤外
線を放射してはんだ板を加熱することができる。ガラス
越しに照射する場合には、ガラスにスリットを形成して
照射範囲をライン上に絞ることができる。また、遠赤外
線ランプを還元雰囲気に維持する容器外に配置すること
ができる。こうすることによって容器の小型化が可能と
なり、還元雰囲気に維持するガス(例えば水素)の消費
量を節約することができ、ランプのメインテナンス作業
を容易に実行できるようになる。
(D)の工程を、還元雰囲気の容器内で実行する。近赤
外線を放射するランプ8,18,24,34は容器内に
収容して用いる。これに対して、遠赤外線ランプを用い
ると、遠赤外線はガラスに吸収されにくいために、還元
雰囲気を維持する容器を画定するガラス板越しに遠赤外
線を放射してはんだ板を加熱することができる。ガラス
越しに照射する場合には、ガラスにスリットを形成して
照射範囲をライン上に絞ることができる。また、遠赤外
線ランプを還元雰囲気に維持する容器外に配置すること
ができる。こうすることによって容器の小型化が可能と
なり、還元雰囲気に維持するガス(例えば水素)の消費
量を節約することができ、ランプのメインテナンス作業
を容易に実行できるようになる。
【0027】本実施例の装置と方法は、電子チップをセ
ラミック基板にはんだ付けする場合のみならず、例え
ば、電子チップを放熱板にはんだ付けする場合、電子基
板を放熱板にはんだ付けする場合等にも有効である。こ
こでいう、電子素子には、電子チップ、電子回路基板等
が含まれ、基板には狭義の基板のみならず放熱板等の各
種の支持基板が含まれる。
ラミック基板にはんだ付けする場合のみならず、例え
ば、電子チップを放熱板にはんだ付けする場合、電子基
板を放熱板にはんだ付けする場合等にも有効である。こ
こでいう、電子素子には、電子チップ、電子回路基板等
が含まれ、基板には狭義の基板のみならず放熱板等の各
種の支持基板が含まれる。
【0028】(第2実施例)図2(A)〜(D)は、第
2実施例のはんだ付け方法を模式的に示している。この
場合も、図2(D)に示される直方体形状の電子素子
(具体的にはチップ)54の底面(これがはんだ付け面
であり、金メッキされている)を基板42にはんだ付け
する。基板42は表面にニッケルメッキが施された窒化
アルミナ基板である。図2(A)では、電子素子54を
はんだ付けする基板42上の位置に、電子素子54のは
んだ付け面に対応して拡がるはんだ板44を載置する。
図2(B)では、基板42を熱伝達ジグ46上に載置す
る。熱伝達ジグ46は、図3(A)の断面図に示される
ように、一方側46aで薄くて熱容量が小さく、他方側
46bで厚くて熱容量が大きい。熱伝達ジグ46は、一
方側46aから他方側46bに向けて矢印48に示すよ
うに、徐々に熱容量が大きくなっている。
2実施例のはんだ付け方法を模式的に示している。この
場合も、図2(D)に示される直方体形状の電子素子
(具体的にはチップ)54の底面(これがはんだ付け面
であり、金メッキされている)を基板42にはんだ付け
する。基板42は表面にニッケルメッキが施された窒化
アルミナ基板である。図2(A)では、電子素子54を
はんだ付けする基板42上の位置に、電子素子54のは
んだ付け面に対応して拡がるはんだ板44を載置する。
図2(B)では、基板42を熱伝達ジグ46上に載置す
る。熱伝達ジグ46は、図3(A)の断面図に示される
ように、一方側46aで薄くて熱容量が小さく、他方側
46bで厚くて熱容量が大きい。熱伝達ジグ46は、一
方側46aから他方側46bに向けて矢印48に示すよ
うに、徐々に熱容量が大きくなっている。
【0029】図2(C)では、はんだ板44と基板42
と熱伝達ジグ46をエリアヒータ50に載置する。エリ
アヒータ50は熱伝達ジグ46を均一に加熱する。この
とき熱伝達ジグ46が、一方側46aで薄くて熱容量が
小さいために短時間で昇温するのに対し、他方側46b
で厚くて熱容量が大きいために昇温するのに長時間を要
する。このために、はんだ板44は最初に一方側44a
で溶融し、次いで溶融領域が矢印52に示すように拡大
し、最終的には他方側端部44bまで溶融して全面的に
溶融する。この間において気泡が未溶融側に押出されな
がら溶融領域が拡大していくために、溶融はんだ層には
ボイドが残りにくい。
と熱伝達ジグ46をエリアヒータ50に載置する。エリ
アヒータ50は熱伝達ジグ46を均一に加熱する。この
とき熱伝達ジグ46が、一方側46aで薄くて熱容量が
小さいために短時間で昇温するのに対し、他方側46b
で厚くて熱容量が大きいために昇温するのに長時間を要
する。このために、はんだ板44は最初に一方側44a
で溶融し、次いで溶融領域が矢印52に示すように拡大
し、最終的には他方側端部44bまで溶融して全面的に
溶融する。この間において気泡が未溶融側に押出されな
がら溶融領域が拡大していくために、溶融はんだ層には
ボイドが残りにくい。
【0030】はんだ板44が全面的に溶融した状態で、
図2(D)に示すように、加熱された電子素子54が載
置される。これによって電子素子54のはんだ付け面に
溶融はんだが密着する。この状態ではんだ板44が冷却
されると、はんだ板44が凝固し、電子素子54ははん
だ付け面の全体で基板42にはんだ付けられる。エリア
ヒータ50で溶融状態が保持されているはんだ板44に
はボイドが残留しておらず、また穴もあいていないこと
から、はんだ付け完了後のはんだ層にはボイドが混入せ
ず、はんだ付けの信頼性が高い。通常は、基板とはんだ
板を密着させるときに気泡が混入しやすいので、図2
(C)に示すように、基板42とはんだ板44を密着さ
せる際に溶融領域が一方方向に拡大するように溶融させ
るだけで効果的であり、電子素子54とはんだ板44と
の間では面的に均一に現象が進行してもボイドの除去効
果は高い。
図2(D)に示すように、加熱された電子素子54が載
置される。これによって電子素子54のはんだ付け面に
溶融はんだが密着する。この状態ではんだ板44が冷却
されると、はんだ板44が凝固し、電子素子54ははん
だ付け面の全体で基板42にはんだ付けられる。エリア
ヒータ50で溶融状態が保持されているはんだ板44に
はボイドが残留しておらず、また穴もあいていないこと
から、はんだ付け完了後のはんだ層にはボイドが混入せ
ず、はんだ付けの信頼性が高い。通常は、基板とはんだ
板を密着させるときに気泡が混入しやすいので、図2
(C)に示すように、基板42とはんだ板44を密着さ
せる際に溶融領域が一方方向に拡大するように溶融させ
るだけで効果的であり、電子素子54とはんだ板44と
の間では面的に均一に現象が進行してもボイドの除去効
果は高い。
【0031】図2(D)で電子素子54を載置した後に
熱伝達ジグ46がヒータ50から持ち上げられる。この
場合、厚みが薄くて熱容量が小さい一方側46aでは短
時間で冷却され、厚くて熱容量が大きい他方側ではゆっ
くりと冷却されるために、溶融はんだは一方側44aか
ら他方側44bに向かって凝固する。凝固現象が一方方
向に進行すると、溶融はんだに残留している気泡が未凝
固側に押しやられながら凝固するために、はんだ付け完
了時のはんだに残留するボイドは一層効果的に排除され
る。
熱伝達ジグ46がヒータ50から持ち上げられる。この
場合、厚みが薄くて熱容量が小さい一方側46aでは短
時間で冷却され、厚くて熱容量が大きい他方側ではゆっ
くりと冷却されるために、溶融はんだは一方側44aか
ら他方側44bに向かって凝固する。凝固現象が一方方
向に進行すると、溶融はんだに残留している気泡が未凝
固側に押しやられながら凝固するために、はんだ付け完
了時のはんだに残留するボイドは一層効果的に排除され
る。
【0032】図3の(B)は、複数の板材を組み合わせ
て構成する熱伝達ジグ56の別例を示し、小さな比熱の
板58と、中間比熱の板60と、大きな比熱の板62
を、共通板64で組み付けることによって、熱容量の小
さな側(58)から大きな側(62)にかけて熱容量が
空間的に変化する熱伝達ジグ56が形成される。
て構成する熱伝達ジグ56の別例を示し、小さな比熱の
板58と、中間比熱の板60と、大きな比熱の板62
を、共通板64で組み付けることによって、熱容量の小
さな側(58)から大きな側(62)にかけて熱容量が
空間的に変化する熱伝達ジグ56が形成される。
【0033】第2実施例で用いられるはんだ付け装置
は、面的に加熱するエリアヒータ50を利用し、そのヒ
ータ50とはんだ板44との間に、はんだ板の一方側4
4aで熱容量が小さく、はんだ板の他方側44bで熱容
量が大きく、その間では熱容量が徐変する熱伝達部材4
6を介在させている。
は、面的に加熱するエリアヒータ50を利用し、そのヒ
ータ50とはんだ板44との間に、はんだ板の一方側4
4aで熱容量が小さく、はんだ板の他方側44bで熱容
量が大きく、その間では熱容量が徐変する熱伝達部材4
6を介在させている。
【0034】熱伝達ジグははんだの溶融領域を一方方向
に向かって拡大させるためのものあり、当業者であれば
明らかに理解されるように、はんだ板の一方側で熱伝導
率が高く、はんだ板の他方側で熱伝導率が低く、その間
では熱伝導率が徐変する熱伝達部材に置き換えることが
できる。あるいは、面的に加熱するエリアヒータであっ
て、はんだ板の一方側で発熱量が大きく、はんだ板の他
方側で発熱量が小さく、その間では発熱量が徐変してい
るエリアヒータを利用することによっても溶融領域を一
方方向に拡大させることができる。はんだ板の中心領域
から周辺領域に向かって溶融領域が拡大する場合にも残
留ボイドを少なくすることができる。この場合には、中
心で熱容量が小さい熱伝達部材、中心で熱伝達率が高い
熱伝達部材、中心で発熱量の高いヒータを用いる。
に向かって拡大させるためのものあり、当業者であれば
明らかに理解されるように、はんだ板の一方側で熱伝導
率が高く、はんだ板の他方側で熱伝導率が低く、その間
では熱伝導率が徐変する熱伝達部材に置き換えることが
できる。あるいは、面的に加熱するエリアヒータであっ
て、はんだ板の一方側で発熱量が大きく、はんだ板の他
方側で発熱量が小さく、その間では発熱量が徐変してい
るエリアヒータを利用することによっても溶融領域を一
方方向に拡大させることができる。はんだ板の中心領域
から周辺領域に向かって溶融領域が拡大する場合にも残
留ボイドを少なくすることができる。この場合には、中
心で熱容量が小さい熱伝達部材、中心で熱伝達率が高い
熱伝達部材、中心で発熱量の高いヒータを用いる。
【0035】以上、本発明の具体例を詳細に説明した
が、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定する
ものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上
に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれ
る。たとえば、第一の実施例では、ラインヒータを基板
の上下に設ける場合について説明したが、ラインヒータ
を基板の上側又は下側のみに配置することも可能であ
る。また、糸状もしくはペースト状のはんだ材が面的に
塗布されてはんだ板を構成する場合にも適用することが
できる。また、本明細書または図面に説明した技術要素
は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有
用性を発揮するものであり、出願時の請求項記載の組み
合わせに限定されるものではない。また、本明細書また
は図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するもの
であり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技
術的有用性を持つものである。
が、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定する
ものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上
に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれ
る。たとえば、第一の実施例では、ラインヒータを基板
の上下に設ける場合について説明したが、ラインヒータ
を基板の上側又は下側のみに配置することも可能であ
る。また、糸状もしくはペースト状のはんだ材が面的に
塗布されてはんだ板を構成する場合にも適用することが
できる。また、本明細書または図面に説明した技術要素
は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有
用性を発揮するものであり、出願時の請求項記載の組み
合わせに限定されるものではない。また、本明細書また
は図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するもの
であり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技
術的有用性を持つものである。
【0036】
【発明の効果】以上のように、本願発明のはんだ付け方
法とはんだ付け装置によると、電子素子と基板との間の
はんだの中に残留するボイドを著減することができるの
で、はんだ付けの信頼性を大幅に向上させることができ
る。
法とはんだ付け装置によると、電子素子と基板との間の
はんだの中に残留するボイドを著減することができるの
で、はんだ付けの信頼性を大幅に向上させることができ
る。
【図1】第1実施例のはんだ付け方法とはんだ付け装置
を模式的に示す図。
を模式的に示す図。
【図2】第2実施例のはんだ付け方法とはんだ付け装置
を模式的に示す図。
を模式的に示す図。
【図3】放熱板の断面図を例示する図。
【図4】従来のはんだ付け方法とはんだ付け装置を模式
的に示す図。
的に示す図。
【図5】基板と、基板に載置されたはんだ板の断面を拡
大して示す図。
大して示す図。
【図6】従来技術によるときのはんだ板の溶融状態を示
す断面図。
す断面図。
【図7】従来技術によるときのはんだ板の他の溶融状態
を示す断面図。
を示す断面図。
2、42 基板
4、44 はんだ板
20、54 電子素子
8,18、24、34 ラインヒータ
4a、44a 最初に溶融する一方側
4b、44b 最後に溶融する他方側
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考)
H05B 3/00 345 H05B 3/00 345
Fターム(参考) 3K058 AA45 AA55 AA88 BA15 EA13
GA06
5E319 AA03 AC01 BB01 CC33 CC44
CC58 GG03
Claims (12)
- 【請求項1】 電子素子のはんだ付け面を基板にはんだ
付けする方法であり、基板上のはんだ付け位置にはんだ
付け面に対応して拡がるはんだ板を載置し、載置された
はんだ板の溶融領域を一方方向に向かって経時的に移動
させながら溶融し、その後にはんだ板上に電子素子のは
んだ付け面を当接させることによって電子素子のはんだ
付け面を基板にはんだ付けする方法。 - 【請求項2】 電子素子のはんだ付け面を基板にはんだ
付けする方法であり、基板上のはんだ付け位置にはんだ
付け面に対応して拡がるはんだ板を載置し、そのはんだ
板上に電子素子のはんだ付け面を当接させて電子素子を
載置し、その後にはんだ板の溶融領域を一方方向に向か
って経時的に移動させながら溶融することによって電子
素子のはんだ付け面を基板にはんだ付けする方法。 - 【請求項3】 電子素子のはんだ付け面を基板にはんだ
付けする方法であり、基板上のはんだ付け位置にはんだ
付け面に対応して拡がるはんだ板を載置し、載置された
はんだ板の溶融領域を一方方向に向かって経時的に移動
させながら溶融し、そのはんだ板上に電子素子のはんだ
付け面を当接させて電子素子を載置し、その後にはんだ
板の溶融領域を一方方向に向かって経時的に移動させな
がら溶融することによって電子素子のはんだ付け面を基
板にはんだ付けする方法。 - 【請求項4】 電子素子のはんだ付け面を基板にはんだ
付けするに先立って、基板上のはんだ付け位置にはんだ
付け面に対応して拡がるはんだ板をはんだ付けする方法
であり、基板上のはんだ付け位置にはんだ付け面に対応
して拡がるはんだ板を載置し、載置されたはんだ板の溶
融領域を一方方向に向かって経時的に移動させながら溶
融することによってはんだ板を面的に基板にはんだ付け
する方法。 - 【請求項5】 基板上のはんだ付け位置に載置された面
的に拡がるはんだ板を加熱して溶融させるヒータを有
し、そのヒータが、はんだ溶融領域をはんだ板の一方方
向に向かって経時的に移動させることを特徴とするはん
だ付け装置。 - 【請求項6】 ラインに沿って加熱するラインヒータ
と、そのラインヒータに交差する方向にラインヒータと
基板を相対的に移動させる手段とを有するはんだ付け装
置。 - 【請求項7】 面的に加熱するエリアヒータとはんだ板
との間に、はんだ板の一方側で熱容量が小さく、はんだ
板の他方側で熱容量が大きく、その間では熱容量が徐変
する熱伝達部材が介在することを特徴とするはんだ付け
装置。 - 【請求項8】 面的に加熱するエリアヒータとはんだ板
との間に、はんだ板の一方側で熱伝導率が高く、はんだ
板の他方側で熱伝導率が低く、その間では熱伝導率が徐
変する熱伝達部材が介在することを特徴とするはんだ付
け装置。 - 【請求項9】 はんだ板の一方側で発熱量が大きく、は
んだ板の他方側で発熱量が小さく、その間では発熱量が
徐変しているエリアヒータを備えているはんだ付け装
置。 - 【請求項10】 面的に加熱するエリアヒータとはんだ
板との間に、はんだ板の中心部で熱容量が小さく、はん
だ板の周辺部で熱容量が大きく、その間では熱容量が徐
変する熱伝達部材が介在することを特徴とするはんだ付
け装置。 - 【請求項11】 面的に加熱するエリアヒータとはんだ
板との間に、はんだ板の中心部で熱伝導率が高く、はん
だ板の周辺部で熱伝導率が低く、その間では熱伝導率が
徐変する熱伝達部材が介在することを特徴とするはんだ
付け装置。 - 【請求項12】 はんだ板の中心部で発熱量が大きく、
はんだ板の周辺部で発熱量が小さく、その間では発熱量
が徐変しているエリアヒータを備えているはんだ付け装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001387915A JP2003188523A (ja) | 2001-12-20 | 2001-12-20 | 面的にはんだ付けする方法とそのための装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001387915A JP2003188523A (ja) | 2001-12-20 | 2001-12-20 | 面的にはんだ付けする方法とそのための装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003188523A true JP2003188523A (ja) | 2003-07-04 |
Family
ID=27596602
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001387915A Pending JP2003188523A (ja) | 2001-12-20 | 2001-12-20 | 面的にはんだ付けする方法とそのための装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003188523A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006093620A (ja) * | 2004-09-27 | 2006-04-06 | Matsushita Electric Works Ltd | 電子部品の実装方法 |
JP2008027954A (ja) * | 2006-07-18 | 2008-02-07 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 電子部品実装基板の製造方法 |
-
2001
- 2001-12-20 JP JP2001387915A patent/JP2003188523A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006093620A (ja) * | 2004-09-27 | 2006-04-06 | Matsushita Electric Works Ltd | 電子部品の実装方法 |
JP4645120B2 (ja) * | 2004-09-27 | 2011-03-09 | パナソニック電工株式会社 | 電子部品の実装方法 |
JP2008027954A (ja) * | 2006-07-18 | 2008-02-07 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 電子部品実装基板の製造方法 |
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A621 | Written request for application examination |
Effective date: 20040819 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
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A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20050928 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
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Effective date: 20051025 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20060328 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |