JP3972883B2 - プリコート基板の製作方法および部品実装基板の製作方法 - Google Patents
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Description
従来のはんだプリコート法としては、たとえば、電極部分にはんだによるメッキを施す方法が存在する(特許文献1参照。)。また、電極部分に粘着性を有する樹脂層を形成し、この樹脂層の表面にはんだの粒子を付着させた後に基板を加熱することにより、はんだの粒子を溶融・固化する方法も、提案されている(特許文献2参照。)。
まず各開口部の体積が既知のマスクを用いた前記はんだ印刷工程と前記はんだ加熱工程とにより製作されたはんだプリコート基板について、各電極上に形成されたプリコートはんだの高さを測定する。つぎに、プリコートはんだの近似体積をその高さを用いて算出する演算式を設定し、前記高さ測定を行った電極毎に、その高さの測定値を前記演算式に代入して前記高さが測定されたプリコートはんだの近似体積を算出する第1の演算と、各開口部の前記既知の体積とクリームはんだ中のはんだ粒子の比率とを用いて各電極におけるプリコートはんだの理論上の体積を算出する第2の演算と、前記第1、第2の各演算の結果を用いて前記演算式により算出されるプリコートはんだの近似体積と理論上の体積との関係を表すパラメータを算出する第3の演算とを、実行する。さらに、各電極上のプリコートはんだの高さについて共通の目標値を定め、電極毎に、前記共通の目標値を前記演算式に代入して当該目標値に対応するプリコートはんだの近似体積を算出した後に、算出した近似体積と、あらかじめ定めたマスクの厚みと、前記第3の演算により求めたパラメータとを用いて、当該電極上のプリコートはんだの高さを前記共通の目標値に近似する値にするのに必要な開口部の面積を算出する。
この後、前記あらかじめ定めた厚みを具備し、かつ各電極に対応する開口部の面積がそれぞれ前記算出された値に調整されたマスクを製作し、このマスクを用いたはんだ印刷工程とはんだ加熱工程とを実行することにより、各電極におけるプリコートはんだの高さが揃えられたはんだプリコート基板を複数枚製作する。
また、基板上で最も大きな電極に適正な量のプリコートはんだが形成された場合の当該プリコートはんだの高さに基づいて前記目標値を設定した場合、微細部品の電極には、適正量を大幅に上回るプリコートはんだが形成される可能性がある。しかしながらはんだの量が多くなっても、部品の装着や電気接続に悪影響が及ぶおそれはない。また、微細部品の電極については、その電極よりも開口部を大きくすることができるので、マスクが引き上げられる際に、はんだがマスクに付着してはんだ不足が起こる、という問題も解消することができる。
この方法のはんだプリコート基板のプリコートはんだにフラックスを塗布する工程では、フラックスを転写するための転写部と、この転写部に所定厚みを持つフラックスの層を形成するためのスキージとを、前記はんだプリコート基板の支持面の上方に上下動可能に配備し、これら転写部およびスキージの高さをはんだプリコート基板の厚みとプリコートはんだの高さとに応じて調整して、プリコートはんだの形成面を上側にした状態のはんだプリコート基板をフラックスの層に対して相対的に移動させる。
この方法によれば、各はんだの高さのばらつきの少ないはんだプリコート基板を製作することができるので、各はんだにフラックスを塗布する場合に、フラックスの層の位置や厚みを各プリコートはんだの高さに合わせて簡単に調整することができ、またフラックスの層が基板表面に触れないように調整することも容易になる。よって、転写部およびスキージの高さを調整した後に、フラックスの層に対してはんだプリコート基板を相対的に移動させるだけで、各プリコートはんだに十分な量のフラックスを塗布することが可能になる。
これに対し、上記の態様によれば、各プリコートはんだを、フラックスの層の流れに沿って、その流れと同じ速度で移動させることができるから、基板の姿勢を安定させた状態で搬送しつつ、各はんだに確実にフラックスを塗布することができる。
この実施例の部品実装基板製作方法は、各電極2の上方がはんだで被覆されたはんだプリコート基板1Aを製作する工程(以下、「第1工程」という。)と、前記はんだプリコート基板1Aを用いて部品実装基板1Bを完成させる工程(以下、「第2工程」という。)とを、別々の場所で実施するようにしている。図1は第1工程の概要を、図2は第2工程の概要を、それぞれ示すもので、いずれの図でも、処理の流れに沿って、基板の斜視図と断面図とを左右に対応づけている。また、断面図のハッチングを省略し、代わりに、斜視図と断面図との間での対応する構成を、同一のパターンにより塗りつぶして示す。また、各図とも、構成をわかりやすくするため、基板1を小さくし、部品7や電極2を拡大して示す。
なお、以下では、プリコートはんだ50を単に「はんだ50」という場合もある。
プリコートはんだ50は、マスク3の開口部30に埋め込まれたクリームはんだ5からフラックスが蒸発し、はんだ粒子が溶融後に凝固して形成されたものであるから、プリコートはんだ50の体積は、開口部30内のはんだ粒子の体積の総和に等しくなる。
Va×k =(Sa×ha/3)×α ・・・(A)
したがって、図5の場合、最大の電極2Aにおけるはんだ適正量に基づき前記目標値Hを定めて、各開口部30A,30B,30Cの大きさを設定すれば、いずれの大きさの電極にも、少なくとも適正量のプリコートはんだ50を形成することができ、そのプリコートはんだ50により、部品を適正に実装することができる。
前記フラックス塗布装置100、部品実装装置200、はんだ付け装置300には、それぞれ個別の制御部101,201,301や、前記第1搬送路のコンベアの動作を制御するためのコンベア駆動機構108,208,303が配備される。各制御部101,201,301は、いずれも、CPUやメモリを含むものであり、上位装置としての主制御装置400に接続される。この主制御装置400も、CPUやメモリを具備するもので、周辺装置として、各種設定データなどを入力するための入力装置402(キーボード、コンソールなど)、モニタ装置401、前記第2搬送路用のコンベア駆動機構403などが接続される。
前記第1搬送路は、一対のコンベア109,109により構成される。また、コンベア109の一端には、前記コンベア駆動機構108を構成するサーボモータ(図示せず。)が取り付けられる。なお、図中の8は前記したプラテンであり、平坦な支持プレート9上に搭載された状態で各コンベア109上を搬送される。
0<A<B かつ C−B<D<C ・・・(B)
まず、先の実施例では、フラックス転写後の基板1を後続の部品実装装置200に搬送するために、コンベア109の搬送方向Fを一方向に限定した。これに対し、図9の構成のフラックス塗布装置100と部品実装装置200とを連結していない場合などには、フラックス6の転写完了後にコンベア109を逆転させて、基板1を送り込み位置に戻すようにしてもよい。また、転写ローラ112へのフラックスの供給は、必ずしもシリンジ119により行う必要はなく、作業員が行うようにしてもよい。
上記の例では、基板1を支持するプラテン8は、作業員により転写ローラ112の下方に設置されることになる。設置が完了すると、転写ローラ112は、両側の円盤122,122がプラテン8の表面(基板のない両側部)に接触する位置まで下がる。この状態で転写ローラ112を回転させると、プラテン8に円盤122,122の回転力が伝えられ、その回転方向に沿って移動することになる。
1B 部品実装基板
1 基板
2 電極
3 マスク
5 クリームはんだ
6 フラックス
7 電極
30 開口部
50 プリコートはんだ
100 フラックス塗布装置
109 コンベア
112 転写ローラ
123 スキージ
Claims (3)
- 複数の電極が形成されたプリント基板に、各電極に対応する位置にそれぞれ開口部が形成されたマスクを重ね合わせ、各開口部から電極の上方にクリームはんだを流し込むはんだ印刷工程と、前記はんだ印刷工程を経た基板を加熱することにより、クリームはんだ中のフラックスを蒸発させるとともにはんだの粒子を溶融させるはんだ加熱工程とを実行することにより、電極の上方がはんだで被覆されたはんだプリコート基板を製作する方法において、
各開口部の体積が既知のマスクを用いた前記はんだ印刷工程と前記はんだ加熱工程とにより製作されたはんだプリコート基板について、各電極上に形成されたプリコートはんだの高さを測定し、
プリコートはんだの近似体積をその高さを用いて算出する演算式を設定し、前記高さ測定を行った電極毎に、その高さの測定値を前記演算式に代入して前記高さが測定されたプリコートはんだの近似体積を算出する第1の演算と、各開口部の前記既知の体積とクリームはんだ中のはんだ粒子の比率とを用いて各電極におけるプリコートはんだの理論上の体積を算出する第2の演算と、前記第1、第2の各演算の結果を用いて前記演算式により算出されるプリコートはんだの近似体積と理論上の体積との関係を表すパラメータを算出する第3の演算とを、実行し、
各電極上のプリコートはんだの高さについて共通の目標値を定め、電極毎に、前記共通の目標値を前記演算式に代入して当該目標値に対応するプリコートはんだの近似体積を算出した後に、算出した近似体積と、あらかじめ定めたマスクの厚みと、前記第3の演算により求めたパラメータとを用いて、当該電極上のプリコートはんだの高さを前記共通の目標値に近似する値にするのに必要な開口部の面積を算出し、
前記あらかじめ定めた厚みを具備し、かつ各電極に対応する開口部の面積がそれぞれ前記算出された値に調整されたマスクを製作し、
前記製作したマスクを用いたはんだ印刷工程とはんだ加熱工程とを実行することにより、各電極におけるプリコートはんだの高さが揃えられたはんだプリコート基板を複数枚製作する、ことを特徴とするはんだプリコート基板の製作方法。 - 請求項1に記載された方法において、
各電極に共通の目標値を、前記基板上で面積が最も大きい電極に適正な量のプリコートはんだが形成された場合の当該プリコートはんだの高さに基づいて設定する、はんだプリコート基板の製作方法。 - 複数の電極が形成されたプリント基板に、各電極に対応する位置にそれぞれ開口部が形成されたマスクを重ね合わせ、各開口部から電極の上方にクリームはんだを流し込むはんだ印刷工程と、前記はんだ印刷工程を経た基板を加熱することにより、クリームはんだ中のフラックスを蒸発させるとともにはんだの粒子を溶融させるはんだ加熱工程とを実行することにより、電極の上方がはんだで被覆されたはんだプリコート基板を複数枚製作した後に、製作されたはんだプリコート基板中の任意枚数の基板を対象に、各電極上に形成されたプリコートはんだに前記はんだプリコート基板の各プリコートはんだにフラックスを塗布する工程と、前記フラックスに電子部品を装着する工程と、部品装着後の基板を加熱する工程とを順に実行して部品実装基板を完成させる方法において、
各開口部の体積が既知のマスクを用いた前記はんだ印刷工程と前記はんだ加熱工程とにより製作されたはんだプリコート基板について、各電極上に形成されたプリコートはんだの高さを測定し、
プリコートはんだの近似体積をその高さを用いて算出する演算式を設定し、前記高さ測定を行った電極毎に、その高さの測定値を前記演算式に代入して前記高さが測定されたプリコートはんだの近似体積を算出する第1の演算と、各開口部の前記既知の体積とクリームはんだ中のはんだ粒子の比率とを用いて各電極におけるプリコートはんだの理論上の体積を算出する第2の演算と、前記第1、第2の各演算の結果を用いて前記演算式により算出されるプリコートはんだの近似体積と理論上の体積との関係を表すパラメータを算出する第3の演算とを、実行し、
各電極上のプリコートはんだの高さについて共通の目標値を定め、電極毎に、前記共通の目標値を前記演算式に代入して当該目標値に対応するプリコートはんだの近似体積を算出した後に、算出した近似体積と、あらかじめ定めたマスクの厚みと、前記第3の演算により求めたパラメータとを用いて、当該電極上のプリコートはんだの高さを前記共通の目標値に近似する値にするのに必要な開口部の面積を算出し、
前記あらかじめ定めた厚みを具備し、かつ各電極に対応する開口部の面積がそれぞれ前記算出された値に調整されたマスクを製作し、
前記製作したマスクを用いたはんだ印刷工程とはんだ加熱工程とを実行することにより、各電極におけるプリコートはんだの高さが揃えられたはんだプリコート基板を複数枚製作し、
前記はんだプリコート基板のプリコートはんだにフラックスを塗布する工程では、フラックスを転写するための転写部と、この転写部に所定厚みを持つフラックスの層を形成するためのスキージとを、前記はんだプリコート基板の支持面の上方に上下動可能に配備し、これら転写部およびスキージの高さをはんだプリコート基板の厚みとプリコートはんだの高さとに応じて調整して、プリコートはんだの形成面を上側にした状態のはんだプリコート基板をフラックスの層に対して相対的に移動させる、ことを特徴とする部品実装基板の製作方法。
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