JP3972833B2 - はんだ付け方法およびこの方法を用いたリフローはんだ付け装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、部品実装後のプリント基板(以下、「部品実装基板」または単に「基板」という。)を対象として、リフロー法によるはんだ付け処理を行うための方法、およびこのはんだ付け方法を実行するためのリフローはんだ付け装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般的なリフローはんだ付け装置では、クリームはんだのパターン印刷工程や電子部品の装着工程を終えた基板を搬入し、この基板をコンベアなどにより搬送しながら加熱することにより、各電子部品のはんだ付けを行うようにしている。
なお、以下においては、電子部品を単に「部品」と呼ぶ場合がある。
【0003】
図8は、リフロー法により両面実装基板をはんだ付けする具体例を示す。この図8は、基板搬送路の後方側から基板を見た状態を示すもので、200は基板、202は、はんだ付け対象の電子部品、203は、はんだである。また、206,207は、基板の搬送路を構成するレールであって、その下方に加熱用のヒータ208が配備される。
【0004】
上記において、基板200の下面側は、あらかじめ別工程ではんだ付けが完了した状態にある。図中の204,205は、下面側のはんだ付け済みの部品である。前記レール206,207は、それぞれ基板200の長手方向の端縁を支持しつつ、この基板200を、図中、紙面に直交する方向に移動させる。この搬送過程において、ヒータ208からの熱により前記基板200の温度が上昇し、上面のはんだ203が溶融する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
近年、環境問題に考慮して、部品実装基板に鉛を含まないはんだ(鉛フリーはんだ)が使用される頻度が高まっている。しかしながら、この鉛フリーはんだは、従来の共晶はんだと比較すると、溶融温度が高く、しかも、その溶融温度と電子部品の損傷温度との差が小さい、という欠点がある。
【0006】
図9は、赤外線による加熱処理を行った場合の電子部品の温度の変化状態を示す。また、図中、183°Cは共晶はんだの融点であり、230°Cは鉛フリーはんだの融点が含まれる数値範囲の上限値である。なお、電子部品が損傷をきたす温度は、240°C付近である。
【0007】
図中の3つの曲線a,b,cは、それぞれ個別の電子部品について、一定強度で加熱を続けた場合の温度変化を示す。これらの曲線によれば、電子部品における温度変化のパターンには、部品間の熱容量差や赤外線の吸収特性の差などに起因するばらつきが生じる。しかしながら、いずれの電子部品でも、共晶はんだが搭載されている場合には、はんだの融点と電子部品が損傷のおそれのある温度(以下、「部品損傷温度」という。)との間の温度幅が広く、十分な余裕がある。これに対し、鉛フリーはんだが搭載されている場合には、はんだの融点と部品損傷温度との間の温度幅は10°C前後しかなく、はんだが融点に達した後の余裕が殆どない状態となる。
【0008】
このように、鉛フリーはんだを使用した場合、このはんだの溶融のために基板の表面温度を上昇させると、電子部品が損傷するおそれがある。他方、電子部品の損傷を防ぐために、加熱強度や加熱時間を抑えると、はんだが十分に溶融せず、はんだ付け不良が生じるおそれがある。
【0009】
また、前記した図8の例では、両面実装基板200について、はんだ付け対象の上面の電子部品202を保護するために、基板200をレール206,207により搬送することによって基板200の下方を開放して、下方から加熱を行うようにしている。しかしながら、鉛フリーはんだを使用している場合には、上面のはんだ203が融点に達したときには、基板下面の実装済みの電子部品204,205の温度が損傷温度付近にまで上昇しているおそれがある。また、溶着済みの下面のはんだが再溶融して、電子部品が欠落するおそれもある。
【0010】
なお、電子部品の温度上昇を防止することを目的とした従来技術として、下記特許文献1,2に開示されたものがある。
特許文献1では、多数の孔部を備えた升目状のパレットに基板を載せた状態で、このパレットの下方から熱を与えるとともに、他の電子部品より温度の上昇しやすい電子部品(他より小さい部品)に対応する孔部を遮蔽することにより、この電子部品の温度上昇を抑え、基板上の各電子部品の温度が均一になるようにしている。
【0011】
【特許文献1】
特開2002−171056号公報
(段落[0025][0026],図2 参照。)
【0012】
また、特許文献2では、リフロー温度を低く設定したい電子部品を、上方からカバーで保護して、このカバー内部の空間部により熱伝達を低下させることによって、前記電子部品の温度上昇を抑えるようにしている。
【0013】
【特許文献2】
特開2002−208772号公報
(段落[0044][0045],図1 参照。)
【0014】
上記特許文献1,2は、いずれも、基板上で温度上昇を防止したい電子部品を、遮蔽部やカバーにより保護するものである。このような方法は、製造する基板の種類が限定される場合には、遮蔽部やカバーの位置を固定できるが、多種類の基板を少量ずつ製造するような場合には、基板が変更される都度、遮蔽部やカバーの設定を変更しなければならなくなり、効率が悪くなる、という問題が生じる。
【0015】
この発明は、上記問題に着目してなされたもので、一方の面のはんだ付け処理が終了した両面実装基板の他方の面をはんだ付けする際に、はんだ付け処理済の面の電子部品の損傷およびはんだの未溶融を回避して、はんだ付けによる不良の発生を削減することを、目的とする。
また、この発明は、複数種の基板のはんだ付け処理を行う場合に、上記目的を達成する上で必要な構成を共通化することにより、はんだ付け工程における効率の低下やコストの上昇を招くことなく、品質の良い基板を製作できるようにすることを、目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明では、下面にはんだ付け処理済の部品が実装され上面の各部品実装位置にはんだ付け対象の電子部品とはんだとが供給された両面実装基板を、少なくとも両面実装基板の下面の側から加熱装置により加熱して、各部品実装位置のはんだを溶融することにより各電子部品を両面実装基板の上面にはんだ付けするはんだ付け方法において、両面実装基板を、はんだ付け処理済の電子部品を収容可能な深さと両面実装基板の外形に対応する大きさとを有する凹部を備えた金属製のプラテンにより支持し、前記凹部の空間にはんだ付け処理済の電子部品を収容し、かつ基板の端面または端縁部をプラテンに接触させた状態で、プラテンを前記加熱装置により加熱して、プラテンから両面実装基板へ熱を伝搬することによりはんだ付け対象の電子部品のはんだの温度を上昇させ、はんだがその融点に対応する温度になるまでプラテンを加熱するようにしている。
【0017】
上記方法において、プラテンは、基板の上面または下面への熱の作用を弱める保護具として機能するとともに、基板の一部に接触して基板に熱を伝導する役割をになう。なお、このプラテンは、単一の基板(固片基板)に限らず、連結された複数枚の基板(マルチ基板)を保護できる大きさに構成することもできる。また、熱伝導のために、プラテンには、熱吸収性の高い材料(たとえば黒色アルマイト)を含ませるのが望ましい。
【0020】
なお、基板の端面とは、上面と下面との間の基板の厚みを形成する面である。また端縁部は、上面または下面の周縁近傍の領域であり、周縁に沿って所定幅の枠状の領域として設定されるのが望ましい。
【0021】
上記のように、いずれの基板においても電子部品が搭載されない基板の端面または端縁部にプラテンを接触させるようにすれば、基板によって部品配置が変わっても、同じプラテンを使用することができるから、製造対象の基板が頻繁に変更されても、プラテンを取り替えるなどの煩雑な処理を行う必要がなく、はんだ付け工程を効率良く進めることができる。
【0023】
なお、「はんだの融点」は、共晶はんだの場合には約183°C、鉛フリーはんだの場合には220〜230°Cとなるが、上記方法では、必ずしも、はんだ付けの都度、はんだの温度が融点にまで達したかどうかを正確に確認する必要はない。たとえば、あらかじめ、基板を保護した状態のプラテンを所定の強度で加熱した場合に基板上のはんだが溶融するのにかかる加熱時間を計測しておき、以後、同様の加熱強度により、前記計測された時間分の加熱処理を行うようにしてもよい。
【0024】
上記方法によれば、プラテンにより保護されているはんだ付け処理済の面の電子部品は、プラテンおよびプラテンとの間の空間によって、外部からの熱の作用を受けにくい状態となる。一方、基板に接触している端面または端縁部を介してプラテンからの熱が基板に伝導するので、この基板に伝えられた熱によって、表面のはんだの温度を上昇させることができる。この結果、はんだの温度を融点付近にまで上昇させても、電子部品の温度上昇を抑えて、部品損傷のおそれのある温度より低くすることができ、電子部品の損傷を防止しながら、はんだを完全に溶融することができる。
【0025】
上記のはんだ付け方法において複数の個片基板が連結されたマルチ基板を処理対象とする場合には、プラテンの凹部はマルチ基板の外形に対応する大きさに形成されるとともに、凹部内に、各個片基板間の境界に接触する高さの段部が形成される。
【0026】
上記のようにすれば、マルチ基板全体の端面または端縁部を介した熱伝搬に加えて、個片基板間の境界を介しても基板に熱が伝搬し、基板の温度を上昇させることができる。
【0029】
さらに、他の好ましい態様においては、両面実装基板の下面側および上面側にそれぞれ加熱装置を配備して、下面および上面の双方の側から基板を過熱する。この場合、下面側からのプラテンの加熱だけでは、はんだ(特に下面側のはんだ)が融点に達することのないように、下面側の加熱装置からの加熱強度を設定しておき、上面側からの加熱処理を行うことによって、上面のはんだは溶融させるが、下面のはんだ付け後のはんだを再溶融しないようにすることができる。なお、上面側からの加熱は、下面側からの加熱処理による不足分を補うものであるから、上面の実装部品を損傷するおそれのない強度にしても、はんだを溶融させることが可能となる。
【0030】
さらに、この発明では、両面実装基板を支持するプラテンを網状または多数の孔が形成された面状体の上面に設置し、前記面状体の下方に熱線または熱風を発する加熱装置を配備して、この面状体の下面に熱線または熱風をあてることにより前記プラテンを加熱することができる。
前記面状体は、たとえば、金属メッシュ、多数の小孔が形成された金属板などの耐熱性を具備する材料により構成するのが望ましい。なお、この面状体は、基板およびプラテンを搬送するコンベア装置の搬送面を構成することができるが、これに限らず、基板およびプラテンを、固定した状態で支持するようにしてもよい。
【0031】
また、この発明では、両面実装基板を支持するプラテンを熱透過性を有する材料による面状体の上面に設置し、前記面状体の下方に熱線を発する加熱装置を配備して前記面状体の下面に熱線をあてて、この面状体を通過した熱線により前記プラテンを加熱することもできる。たとえば、熱源に赤外線ヒータを使用する場合には、赤外線を透過する機能を持つガラスにより面状体を構成することができる。
【0032】
この発明にかかるはんだ付け方法は、特に、基板上の各電子部品を鉛フリーはんだによりはんだ付けする場合に適用されるのが望ましい。前記したように、鉛フリーはんだの融点は、電子部品の損傷温度に近いので、はんだ付けの過程で電子部品が損傷する可能性は、共晶はんだによるはんだ付けを行う場合よりも高くなる。この発明によれば、基板表面の温度がはんだの融点になるまで加熱処理を行っても、電子部品の温度上昇を抑えることができるから、電子部品の損傷を防止しながら、はんだを完全に溶融して適切なはんだ付けを行うことができる。
【0033】
つぎに、この発明にかかるリフローはんだ付け装置は、両面実装基板を支持する金属製のプラテンと、このプラテンを搭載するための面状体を有する基板支持装置と、熱線または熱風を発する加熱装置とを具備する。前記プラテンは、前記基板のはんだ付け処理済の電子部品を収容可能な深さと両面実装基板の外形に対応する大きさとを有する凹部と、この凹部内にはんだ付け処理済みの電子部品が収容されたときに前記基板の端面または端縁部に接触して基板を支持する基板支持部とを具備する。また、基板支持装置の面状体は、網状もしくは多数の孔が形成された面状体、または熱透過性を有する材料により形成された面状体であって、加熱装置は少なくとも前記面状体の下方に配備される。
【0035】
なお、装置内部で基板およびプラテンを搬送しながら加熱処理を行う場合には、この搬送路に沿って配備される複数のヒータにより、加熱装置を構成することができる。また、この加熱装置に設定される加熱強度または加熱時間は、基板に使用されるはんだの種類に応じて変更できるようにするのが望ましい。
【0037】
基板支持装置は、前記面状体の上面を搬送面とするコンベア装置として構成するのが望ましいが、これに限らず、前記面状体を移動させずに、プラテンおよび基板を固定した状態で支持するように構成することもできる。
【0038】
上記の構成によれば、プラテンおよび基板を面状体の上面に支持するとともに、下方からの熱線や熱風をこの支持面から透過させて、プラテンを加熱することができる。
【0039】
さらに上記態様にかかるリフローはんだ付け装置では、前記加熱装置は、前記面状体の下方に配備されるヒータとともに、前記基板支持装置の上方に配備される第2のヒータを含む。
この第2のヒータは、下方側のヒータによる加熱処理を補助するためのものであり、その強度は、基板上面の電子部品の温度が損傷のおそれがある温度にまで上昇しないことを条件に設定されるのが望ましい(望ましくは、下方のヒータよりも小さい加熱強度になるようにするとよい。)。
【0040】
上記構成によれば、両面実装基板を処理する場合に、下面側のはんだを溶融することなく、上面のはんだを溶融することができる。なお、第1,第2のヒータとも、複数個、設けることが可能である。
【0041】
この発明のリフローはんだ付け装置によれば、鉛フリーはんだが搭載された基板を処理する場合にも、電子部品の温度上昇を抑えながら基板面をはんだの融点付近にまで加熱して、はんだを完全に溶融することができる。よって、電子部品の損傷やはんだ付け不良が生じるのを防止することができ、適正なはんだ付けを行うことができる。
【0042】
また、プラテンは、いずれの基板でも部品が実装されることのない端面または端縁部に接触して基板を支持するように構成されるので、処理対象の基板が変更されたり、両面実装基板の各面を順に処理する場合にも、同一のプラテンを使用することができ、処理効率の低下やコストの上昇を防ぐことができる。
【0043】
【発明の実施の形態】
図1は、この発明が適用されたリフローはんだ付け装置の概略構成を示す。
このリフローはんだ付け装置3(以下、単に「はんだ付け装置3」という。)は、基板製造ラインに組みこまれており、図示しないはんだ印刷機やマウンタで処理された後の部品実装基板を取り込み、リフロー法によるはんだ付け処理を実行する。
【0044】
なお、以下では、「両面実装基板100」「片面実装基板101」というように、実装部品やはんだなどの全体構成も含めた処理対象基板を、個別の符号により示す。一方、これらの基板100,101に共通する基板本体、すなわち、部品やはんだを含まないプリント基板自体を、単に「基板1」として表すことにする。また、符号を付けずに「基板」とした場合には、各種の部品実装基板を含めて示しているものとする。
【0045】
上記はんだ付け装置3に導入される基板1には、鉛フリーはんだが搭載されている。
図1において、3Aは、前記はんだ付け装置3の装置本体であり、その内部には、基板搬送用のコンベア4が設けられる。この実施例のコンベア4は、金属メッシュ製の搬送ベルトを具備するもので、コンベア4の上方および下方には、それぞれ複数個(図示例では3個ずつ)の赤外線パネルヒータ(以下、単に「ヒータ」と呼び、上方のヒータを5a、下方のヒータを5bとして示す。)が、搬送方向Pに沿って配備されている。
【0046】
この実施例では、処理対象の基板1を、はんだ付けの対象面を上にした状態でプラテン2により支持し、このプラテン2をコンベア4により搬送しながら上下の各ヒータ5a,5bによる加熱処理を施すことにより、基板1の上面のはんだを溶融するようにしている。
なお、プラテン2は、アルミニウムなどの金属を成型加工した後、その成型品の表面に、黒色アルマイトなどの熱吸収性の高い材料を吹き付けて構成される。
【0047】
図2(1)(2)は、前記プラテン2の構成例を示す斜視図および断面図である。
図示例のプラテン2は、所定の厚みを持つ板状の本体部21に2個の基板支持部20,20が形成されて成る。各基板支持部20は、それぞれ1枚の両面実装基板100を支持するためのもので、前記本体部21の上面から所定の深さまでに形成された凹部22により構成される。
【0048】
前記凹部22の端縁は、基板1の外形に対応する大きさの矩形状に形成され、内部には、上端縁から所定距離だけ下がった段部23が、内周全体にわたって形成される。前記段部23の上面は、基板1の端縁部(基板1の端縁に沿う一定幅の枠状領域であり、処理対象となる複数種の基板1のいずれにも部品が実装されていない領域に相当する。)に対応する幅を具備する。また凹部22の内底面に対する段部23の高さは、基板1の下面側に実装される電子部品の高さよりも大きくなるように設定される。
【0049】
図3(1)(2)は、上記構成のプラテン2により、両面実装基板100を支持した状態を示す斜視図および断面図である。なお、図中の6は、はんだ付け対象の部品を、7はそのはんだを、8,9は下面側のはんだ付け処理済みの部品を、それぞれ示す。
【0050】
前記したように、各基板支持部20の凹部22の周縁は、基板1の外形に対応しているので、前記基板1は、その下面の端縁部を前記段部23の上面に、また端面の下部を凹部22の内周の上端部に、それぞれ接触させた状態で凹部22内に固定支持される。また、このとき、基板1の下面側の主要部分(前記端部以外の部分)は、前記段部23と凹部22の内底面との間の空間内に収容される。
【0051】
図4は、前記プラテン2に支持された両面実装基板1に対する加熱処理の具体例を示す。
この例の基板1は、プラテン2に支持された状態でコンベア4上に設置され、前記矢印Pの方向に搬送されながら、上下各方向からの加熱処理を受ける。
下方のヒータ5bからの赤外線は、コンベア4の金属メッシュを通過してプラテン2に作用する。これによりプラテン2が加熱され、さらに、その熱が前記基板支持部20の段部23や凹部22の上端部から基板1に伝搬して、基板1の温度が上昇する。この基板1の温度上昇に伴い、はんだの温度も上昇する。また、基板1の上面は、上方のヒータ5aによる加熱処理を受けるので、上面のはんだ7の温度は、下面の溶着済みのはんだ(図示せず。)よりも、高い温度にまで上昇するようになる。
【0052】
この実施例では、下方のヒータ5bによりプラテン2を加熱する処理だけでは、はんだが溶融しないようにして、上方のヒータ5aの補助的な加熱処理により、上面のはんだ7のみが溶着するようにしている。たとえば、基板1の搬送が終了するまでのうちに、下方からの加熱処理によって、基板1の表面温度を150°C付近にまで上昇させるとともに、上方からの加熱処理により、上面側のはんだをその融点に対応する温度(220〜230°C)まで上昇させるように、各ヒータ5a,5bの加熱強度を設定する。このような設定によれば、下面側の溶着済みのはんだを再溶融させることなく、上面側のはんだのみを溶融することができる。
【0053】
また、基板1の下面側の温度上昇を抑えるとともに、下面側の電子部品8,9を、プラテン2内の空間により保護することによって、これらの部品8,9の温度上昇を抑えることができる。加えて、上方からの加熱は、プラテン2の加熱処理で足らない熱を補う目的で行われるので、上方のヒータ5aの加熱強度を、部品6の損傷のおそれがない強度に設定することができ、上方の電子部品6についても、温度上昇を抑えることができる。
よって、上面、下面のいずれの電子部品6,8,9も損傷温度にまで上昇させることなく、上面のはんだ7を十分に加熱して、適正なはんだ付けを行うことができる。
【0054】
なお、両面実装基板100に対するはんだ付けを行う場合には、上記のように、プラテン2の基板支持部20の内周縁に段部22を設け、この段部22により、基板1の端縁部および端面の下部のみをプラテン2に接触させるようにしたが、片面実装基板において、電子部品の実装されていない方の面を下面とする場合には、下面全体をプラテンに接触させてもよい。
【0055】
図5は、片面実装基板101に対する加熱処理の具体例を示す。この実施例のプラテン2Aも、前記図2と同様の本体部21を具備するが、その基板支持部20aには、段部は設けられていない。なお、段部が設けられない分、基板支持部20を構成する凹部22aは、前記図2〜4の例よりも浅く形成される。
【0056】
上記構成において、基板1は、電子部品が実装されていない方の面を下側にして、この下面全体が前記凹部22の内底面に接するように凹部22内に嵌め込まれた状態で支持され、コンベア4により搬送される。この例では、下方のヒータ5bのみの加熱処理を行うようにしている。この場合、ヒータ5bからの赤外線によりプラテン2Aが加熱されると、このプラテン2Aに生じた熱は、基板1の下面全体、および凹部22aの上端に接する端面を介して基板1に伝搬するので、上面側のはんだ7の温度が上昇する。一方、電子部品6については、プラテン2Aや基板1を介した間接的な加熱処理により、上方から直接加熱する場合よりも温度上昇を抑えることができる。よって、電子部品6が損傷温度にまで上昇しないうちに、はんだ7の温度をその融点まで上昇させることができ、電子部品6の損傷およびはんだ付け不良をともに防止することができる。
【0057】
なお、上記のような片面実装基板101についても、前記図2の両面実装基板100の場合と同じプラテン2を使用してもよい。この場合、上下両方向から加熱を行ってもよいが、下面側に部品が配備されていない分、下方からの加熱を強くすることができるので、下方からの加熱処理のみで対応するようにしてもよい。また、プラテン2により上方の部品実装面を保護し、上方から加熱をおこなうようにしてもよい。
【0058】
このように、基板の種類や実装の状態を問わずに、共通のプラテンを使用するようにすれば、製造対象の基板が頻繁に変わるような製造ラインでも、プラテンを取り替える必要がなくなり、効率の良いはんだ付け処理を行うことができる。
【0059】
なお、両面実装基板100用のプラテン2については、凹部22内に段部23を設ける代わりに、凹部22の周縁を基板1の外形よりも小さく形成し、基板1の端縁部を本体25の上面に接触させるようにしてもよい。また、片面実装基板101用のプラテン2Aについては、凹部22aを設けず、本体部25の上面に直接基板1を載せるようにしてもよい。
【0060】
さらに、複数の基板1を連結したマルチ基板を処理する場合にも、同様の構成のプラテンにより基板を支持および保護しながら加熱処理を行うことにより、電子部品の損傷やはんだ付け不良を防止することができる。
【0061】
図6は、両面実装式のマルチ基板11に対する加熱処理の具体例を示す。この例のプラテン2Bは、マルチ基板11の大きさに応じて、前記図2のプラテン2よりも大きな本体部25を具備する。この本体部25には、マルチ基板11の外形に対応する大きさの凹部27により成る基板支持部26が形成され、前記凹部27の内周および個々の基板1間の境界(図中、点線により示す。)に沿って、それぞれ段部28,29が形成される。
【0062】
上記において、マルチ基板11は、個々の基板の端縁が段部28,29に接触し、また凹部27に向かい合う端面の下部が凹部27の内周上端部に接触した状態で、凹部27内に固定支持され、コンベア4により搬送される。なお、この例でも、前記図4の場合と同様に、下方のヒータ5bによりプラテン2Bを加熱して、前記段部から各基板の端縁部を介した熱伝搬により各基板の温度を上昇させるとともに、上方のヒータ5aによる補助的な加熱により、各基板1の上面側のはんだ7の温度をその融点にまで上昇させる。
【0063】
図7は、片面実装式のマルチ基板12に対する加熱処理の具体例を示す。この実施例に使用されるプラテン2Cは、前記図6の例と同様の本体部25に、マルチ基板12の外形に応じた凹部27aによる基板支持部26aを具備するが、この凹部27aには段部は設けられていない。マルチ基板12は、前記図5の例と同様に、電子部品が実装されていない方の面を下にして、この下面全体を前記凹部27の内底面に接触させた状態で凹部27内に嵌め込まれる。また、加熱処理についても、図5の例と同様に、下方のヒータ5bによりプラテン2Cを加熱する処理のみで、上面のはんだを溶融させる。
【0064】
なお、上記した各実施例では、いずれも、基板の下面をプラテンにより保護した状態で上面側のはんだを溶融するようにしているが、これに限らず、はんだ付け対象の上面をプラテンで保護しつつ、上面側からの加熱処理によりはんだを溶融してもよい。
【0065】
【発明の効果】
この発明によれば、いずれの基板でも部品が実装されることがない基板の端面または端縁部に接触するプラテンにより、片方の面のはんだ付け処理が終了した両面実装基板をそのはんだ付け処理済の面が保護された状態で支持し、プラテンを加熱することによって、電子部品の温度上昇を抑えながら、はんだの温度を融点まで上昇させるようにしたから、電子部品の損傷およびはんだ付け不良を防止して、適切なはんだ付け処理を行うことができる。
【0066】
また、この発明によれば、基板の種類が変わった場合にも、同様の構成のプラテンを使用することができるから、はんだ付けの対象が変わる都度、プラテンを取り替える必要がない。よって、はんだ付け工程の効率を低下させたり、コスト高を招くことなく、品質の良い基板を製作することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明が適用されたリフローはんだ付け装置の概略構成を示す図である。
【図2】プラテンの構成例を示す斜視図および断面図である。
【図3】図2のプラテンに基板が装着された状態を示す斜視図および断面図である。
【図4】両面実装基板に対する加熱処理の具体例を示す図である。
【図5】片面実装基板に対する加熱処理の具体例を示す図である。
【図6】両面実装のマルチ基板に対する加熱処理の具体例を示す図である。
【図7】片面実装のマルチ基板に対する加熱処理の具体例を示す図である。
【図8】従来のリフローはんだ付け装置における加熱処理の例を示す図である。
【図9】加熱過程における部品の温度変化をはんだの融点や部品損傷温度に対応づけて示すグラフである。
【符号の説明】
1 基板
2 プラテン
3 リフローはんだ付け装置
4 コンベア
5a,5b ヒータ
20 基板支持部
22 凹部
23 段部
Claims (8)
- 下面にはんだ付け処理済の部品が実装され上面の各部品実装位置にはんだ付け対象の電子部品とはんだとが供給された両面実装基板を、少なくとも両面実装基板の下面の側から加熱装置により加熱して、各部品実装位置のはんだを溶融することにより各電子部品を両面実装基板の上面にはんだ付けするはんだ付け方法において、
前記両面実装基板を、はんだ付け処理済の電子部品を収容可能な深さと両面実装基板の外形に対応する大きさとを有する凹部を備えた金属製のプラテンにより支持し、前記凹部の空間にはんだ付け処理済の電子部品を収容し、かつ基板の端面または端縁部をプラテンに接触させた状態で、プラテンを前記加熱装置により加熱して、プラテンから両面実装基板へ熱を伝搬することによりはんだ付け対象の電子部品のはんだの温度を上昇させ、はんだがその融点に対応する温度になるまでプラテンを加熱することを特徴とするはんだ付け方法。 - 請求項1に記載されたはんだ付け方法において、
前記両面実装基板は、複数の個片基板が連結されたマルチ基板であり、
前記プラテンの凹部はマルチ基板の外形に対応する大きさに形成されるとともに、凹部内に、各個片基板間の境界に接触する高さの段部が形成されているはんだ付け方法。 - 請求項1または2に記載されたはんだ付け方法において、
前記両面実装基板の下面側および上面側にそれぞれ加熱装置を配備して、下面および上面の双方の側から基板を加熱するようにしたはんだ付け方法。 - 請求項1〜3のいずれかに記載されたはんだ付け方法において、
前記両面実装基板を支持するプラテンを網状または多数の孔が形成された面状体の上面に設置し、この面状体の下方に熱線または熱風を発する加熱装置を配備して、面状体の下面に熱線または熱風をあてることにより前記プラテンを加熱するようにしたはんだ付け方法。 - 請求項1〜3のいずれかに記載されたはんだ付け方法において、
前記両面実装基板を支持するプラテンを熱透過性を有する材料による面状体の上面に設置し、この面状体の下面に熱線を発する加熱装置を配備して前記面状体の下方に熱線をあて、面状体を通過した熱線により前記プラテンを加熱するようにしたはんだ付け方法。 - 請求項1〜5のいずれかに記載されたはんだ付け方法において、
前記基板上の各電子部品を、鉛フリーはんだによりはんだ付けするようにしたはんだ付け方法。 - 両面実装基板を加熱して、この基板の部品実装位置にあらかじめ供給されたはんだを溶融することにより、各実装部品をはんだ付けする装置であって、
前記両面実装基板を支持する金属製のプラテンと、このプラテンを搭載するための面状体を有する基板支持装置と、熱線または熱風を発する加熱装置とを具備し、
前記プラテンは、前記基板のはんだ付け処理済の電子部品を収容可能な深さと両面実装基板の外形に対応する大きさとを有する凹部と、この凹部内にはんだ付け処理済みの電子部品が収容されたときに前記基板の端面または端縁部に接触して基板を支持する基板支持部とを具備し、
前記基板支持装置の面状体は、網状もしくは多数の孔が形成された面状体、または熱透過性を有する材料により形成された面状体であって、
前記加熱装置は少なくとも前記面状体の下方に配備されるリフローはんだ付け装置。 - 請求項7に記載されたリフローはんだ付け装置であって、
前記加熱装置は、前記面状体の下方に配備される第1のヒータと、前記基板支持装置の上方に配備される第2のヒータとを含んで成るリフローはんだ付け装置。
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