(57)【要約】【課題】基板の製造方法は、熱容量が大きい素子に対して半田の溶融不良を抑制する。【解決手段】基板の製造方法は、素子のリード部をスルーホールに挿通させた状態で、前記スルーホールを囲う基板本体の表面のランド部に半田小手の先端部を当接させるとともに、前記先端部から離れた位置の前記半田小手の側面を前記リード部に当接させて、前記ランド部及び前記リード部に前記半田小手から入熱を施す入熱工程と、前記入熱工程とともに、前記ランド部及び前記リード部に対して半田を供給する半田供給工程と、を含み、前記入熱工程は、複数の前記リード部に対して実施される際に、熱容量の小さなリード部に実施される場合よりも前記熱容量の大きなリード部に対して実施される場合に、前記半田小手の前記先端部と前記ランド部との接触面積を大きくする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
素子のリード部をスルーホールに挿通させた状態で、前記スルーホールを囲う基板本体の表面のランド部に半田小手の先端部を当接させるとともに、前記先端部から離れた位置の前記半田小手の側面を前記リード部に当接させて、前記ランド部及び前記リード部に前記半田小手から入熱を施す入熱工程と、
前記入熱工程とともに、前記ランド部及び前記リード部に対して半田を供給する半田供給工程と、を含み、
前記入熱工程は、複数の前記リード部に対して実施される際に、熱容量の小さなリード部に実施される場合よりも前記熱容量の大きなリード部に対して実施される場合に、前記半田小手の前記先端部と前記ランド部との接触面積を大きくする基板の製造方法。
【請求項２】
前記入熱工程は、前記半田小手の側面と前記リード部と前記ランド部との間に前記スルーホールに連通する空間が形成された状態となるように、前記半田小手を配置する請求項１に記載の基板の製造方法。
【請求項３】
前記入熱工程及び前記半田供給工程は、複数の前記リード部に対してそれぞれ実施され、前記複数のリード部のうち、前記熱容量の小さなリード部から前記熱容量の大きなリード部の順に実施される請求項１または請求項２に記載の基板の製造方法。
【請求項４】
前記半田供給工程は、複数の前記リード部に対して実施される際に、前記熱容量の小さなリード部に対しては、前記半田の供給量を次第に増やし、前記熱容量の大きなリード部に対しては、前記半田の供給量を次第に減らす請求項３に記載の基板の製造方法。
【請求項５】
前記半田供給工程は、前記複数のリード部に対して実施される際に、前記熱容量の小さなリード部に対する前記半田の供給速度よりも、前記熱容量の大きなリード部に対する前記半田の供給速度を早くする請求項３または請求項４に記載の基板の製造方法。
【請求項６】
半田小手を移動させながら基板本体に素子を半田付けする基板の製造装置であって、
前記半田小手を制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記素子のリード部をスルーホールに挿通させた状態で、前記スルーホールを囲う前記基板本体の表面のランド部に前記半田小手の先端部を当接させるとともに、前記先端部から離れた位置の前記半田小手の側面を前記リード部に当接させて、前記ランド部及び前記リード部に前記半田小手から入熱を施させる入熱部と、
前記ランド部及び前記リード部に入熱が施された状態で、前記ランド部及び前記リード部に対して半田を供給させる半田供給部と、を有し、
前記入熱部は、複数の前記リード部に対して実施される際に、熱容量の小さなリード部に実施される場合よりも前記熱容量の大きなリード部に対して実施される場合に、前記半田小手の前記先端部と前記ランド部との接触面積を大きくする基板の製造装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記基板本体の位置に応じて、前記基板本体に対する前記半田小手の位置を補正させる補正部を有する請求項６に記載の基板の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の製造方法及び基板の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車載用空気調和機は、例えば、車両内の限られた空間に各種構成機器を収容する必要性から、高い省スペース性が要求されている。このため、近年、省スペース性を高める目的で、車載用空気調和機を構成する圧縮機と、圧縮機を駆動するためのモータと、モータを制御するための回路基板と、が一体に構成された一体型電動圧縮機が提供されている。
【０００３】
また、特許文献１には、圧縮機を制御するためのインバータ装置が開示されている。このインバータ装置は、コイルやコンデンサ等の複数の高電圧系電装部品と、ＩＧＢＴ等の発熱性パワートランジスタからなる複数の半導体スイッチング素子と、制御回路が実装されたメイン基板と、通信回路を有するサブ基板とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１７３４６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ＩＧＢＴは、基板本体に対して半田付して実装されている。しかしながら、ＩＧＢＴは、熱容量が大きい素子であるために、半田付けの際に、ＩＧＢＴのリード部に熱が奪われて半田が十分に溶融できないおそれがある。そのため、充填率不足や赤目等の不良を引き起こす半田の溶融不良を抑制して素子を半田付けしたいという要望がある。
【０００６】
本発明は、上記要望に応えるためになされたものであって、熱容量が大きい素子に対して半田の溶融不良を抑制することが可能な基板の製造方法及び基板の製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
本発明の第一の態様における基板の製造方法は、素子のリード部をスルーホールに挿通させた状態で、前記スルーホールを囲う基板本体の表面のランド部に半田小手の先端部を当接させるとともに、前記先端部から離れた位置の前記半田小手の側面を前記リード部に当接させて、前記ランド部及び前記リード部に前記半田小手から入熱を施す入熱工程と、前記入熱工程とともに、前記ランド部及び前記リード部に対して半田を供給する半田供給工程と、を含み、前記入熱工程は、複数の前記リード部に対して実施される際に、熱容量の小さなリード部に実施される場合よりも前記熱容量の大きなリード部に対して実施される場合に、前記半田小手の前記先端部と前記ランド部との接触面積を大きくする。
【０００８】
このような構成によれば、ランド部に半田小手の先端部を当接させるとともに、半田小手の側面をリード部に当接させてランド部及びリード部に対して半田小手から入熱を施すことで、供給された半田を半田小手とランド部とリード部とを介して効果的に温めることができる。加えて、半田小手とリード部との間にスルーホールに連通する空間を形成することができる。そのため、温められた半田は、ランド部及びリード部によって形成された空間を介してスルーホールに流入する。その結果、半田の効果的に温めて流動性を確保しながら、スルーホール内への半田の充填を促進することができる。したがって、スルーホールの基板本体の表側から裏側にわたって半田を充填させることができる。
また、複数のリード部のうち、熱容量の小さなリード部よりも熱容量の大きなリード部に対する与熱量を大きくすることができる。したがって、リード部ごとの半田の溶融度の差を抑えることができる。
【０００９】
また、本発明の第二の態様における基板の製造方法では、第一の態様において、前記入熱工程は、前記半田小手の側面と前記リード部と前記ランド部との間に前記スルーホールに連通する空間が形成された状態となるように、前記半田小手を配置してもよい。
【００１０】
また、本発明の第三の態様における基板の製造方法では、第一または第二の態様において、前記入熱工程及び前記半田供給工程は、複数のリード部に対してそれぞれ実施され、前記複数のリード部のうち、熱容量の小さなリード部から熱容量の大きなリード部の順に実施されてもよい。
【００１１】
このような構成によれば、熱容量の小さなリード部から大きなリード部の順で実施されることで、付近の熱容量の小さなリード部を半田付けした際の熱を蓄積して熱容量が大きなリード部を半田付けする際に利用することができる。
【００１２】
また、本発明の第四の態様における基板の製造方法では、第三の態様において、前記半田供給工程は、前記複数のリード部に対して実施される際に、前記熱容量の小さなリード部に対しては、前記半田の供給量を次第に増やし、前記熱容量の大きなリード部に対しては、前記半田の供給量を次第に減らしてもよい。
【００１３】
このような構成によれば、複数のリード部のうち、熱容量の小さなリード部と熱容量の大きなリード部とで、半田の供給量を変化させることで、半田を効率良く利用しながら、十分に半田を溶融させた半田付けを行うことができる。
【００１４】
また、本発明の第五の態様における基板の製造方法では、第三または第四の態様において、前記半田供給工程は、前記複数のリード部に対して実施される際に、前記熱容量の小さなリード部に対する前記半田の供給速度よりも、前記熱容量の大きなリード部に対する前記半田の供給速度を早くしてもよい。
【００１５】
このような構成によれば、複数のリード部のうち、すぐに温度が上昇する熱容量の小さなリード部と温度の上昇しづらい熱容量の大きなリード部とで、半田の供給速度を変化させることで、半田を効率良く利用しながら、十分に半田を溶融させた半田付けを行うことができる。
【００１６】
また、本発明の第六の態様における基板の製造装置は、半田小手を移動させながら基板本体に素子を半田付けする基板の製造装置であって、前記半田小手を制御する制御部を備え、前記制御部は、前記素子のリード部をスルーホールに挿通させた状態で、前記スルーホールを囲う前記基板本体の表面のランド部に前記半田小手の先端部を当接させるとともに、前記先端部から離れた位置の前記半田小手の側面を前記リード部に当接させて、前記ランド部及び前記リード部に前記半田小手から入熱を施させる入熱部と、前記ランド部及び前記リード部に入熱が施された状態で、前記ランド部及び前記リード部に対して半田を供給させる半田供給部と、を有し、前記入熱部は、複数の前記リード部に対して実施される際に、熱容量の小さなリード部に実施される場合よりも前記熱容量の大きなリード部に対して実施される場合に、前記半田小手の前記先端部と前記ランド部との接触面積を大きくする。
【００１７】
このような構成によれば、ランド部に半田小手の先端部を当接させるとともに、半田小手の側面をリード部に当接させることで、半田小手とリード部との間にスルーホールに連通する空間を形成することができる。その結果、半田小手とリード部との間にスルーホールに連通する空間を形成することができる。この状態で、ランド部及びリード部に対して半田小手から入熱を施すことで、供給された半田をリード部及びランド部を介して十分に温めることができる。温められた半田は、ランド部及びリード部によって形成された空間を介してスルーホールに流入する。そのため、半田の効果的に温めて流動性を確保しながら、スルーホール内への半田の充填を促進することができる。したがって、スルーホールの基板本体の表側から裏側にわたって半田を充填させることができる。
【００１８】
また、本発明の第七の態様における基板の製造装置では、第六の態様において、前記制御部は、前記基板本体の位置に応じて、前記基板本体に対する前記半田小手の位置を補正させる補正部を有していてもよい。
【００１９】
このような構成によれば、リード部やスルーホールに対して半田小手を大きく移動させることなく半田付けすることができる。したがって、複数の基板を製造する際のサイクルタイムを向上させることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、スルーホールに連通する空間を形成してランド部及びリード部に入熱して半田を供給することで、熱容量が大きい素子に対して半田の溶融不良を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態の電力変換用回路基板の斜視図である。
【図２】本実施形態の電力変換用回路基板の底面図である。
【図３】本実施形態の基板の製造方法を説明するフロー図である。
【図４】本実施形態の基板の製造方法の入熱工程を説明する模式図である。
【図５】熱容量の大きなリード部に対して入熱工程が実施される場合の半田小手の先端部とランド部との接触状態を説明する模式図である。
【図６】熱容量の小さなリード部に対して入熱工程が実施される場合の半田小手の先端部とランド部との接触状態を説明する模式図である。
【図７】本実施形態における基板の製造装置を説明するブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態における基板の製造方法Ｓ１及び基板の製造装置１００について図１から図７に基づき、説明する。
基板の製造方法Ｓ１は、基板本体１０に対して熱容量の大きな素子を半田付けして取り付けることで基板（Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ，ＰＣＢ）を製造する。本実施形態の製造される基板は、例えば、車両に搭載される空気調和機（カーエアコン）に利用される電動圧縮機に搭載される電力変換用回路基板１である。
【００２３】
電力変換用回路基板１は、入力端子を通じて外部から供給された直流電力を三相交流電力に変換するインバータを構成する回路基板である。電力変換用回路基板１は、種々の素子が実装されている。ここで、本実施形態に係る電力変換用回路基板１は、電力変換用回路基板１が出力する三相交流電力に基づいて動作する交流モータとともに、電動圧縮機に一体に搭載される。電動圧縮機（電力変換用回路基板１）は、車両に搭載されたバッテリー等から直流電力の入力を受け付ける。
【００２４】
本実施形態の電力変換用回路基板１は、図１及び図２に示すように、基板本体１０と、スイッチング素子ＳＷと、バスバー支持部材２０と、を備えている。
【００２５】
基板本体１０は、直流を交流に変換する電力変換用回路（インバータ）を構成するための種々の回路素子が実装されるプリント基板である。基板本体１０は、平板状をなしている。基板本体１０の表面には、高電圧が印加される高電圧回路１０ａの一部と、低電圧が印加される低電圧回路１０ｂと、が異なるエリアにそれぞれ分かれて配置されている。
【００２６】
基板本体１０は、基板本体１０の位置情報を示すように予め識別マーク１０ｃが表面に複数設けられている。識別マーク１０ｃは、素子を実装する上で邪魔にならないように基板本体１０の角等に設けられている。識別マーク１０ｃは、基板本体１０の外形に対して非対称となるように複数設けられている。
【００２７】
また、基板本体１０の表面には、基板の情報を示す図番表示１０ｄが印字されている。本実施形態の図番表示１０ｄは、後述する複数のスイッチング素子ＳＷが実装される箇所に対応して、二列のスルーホール１１の間に設けられている。
【００２８】
基板本体１０には、コンデンサやコイル等の各種素子を実装するためのスルーホール１１が形成されている。スルーホール１１は、基板本体１０を貫通している。スルーホール１１は、素子が実装される箇所に対応して素子のリード部３２が挿通可能な位置に複数形成されている。本実施形態のスルーホール１１は、楕円形状をなす貫通孔である。基板本体１０には、スルーホール１１を囲うように、基板本体１０の表面にリング状の導体パターンであるランド部１２が形成されている。つまり、ランド部１２は、スルーホール１１の縁に設けられている。ランド部１２は、例えば、銅箔等の導通部材によって形成されている。
【００２９】
基板本体１０には、図示しない電動圧縮機の筐体に固定される際にネジが挿通される固定孔１３が形成されている。固定孔１３は、円形状をなして基板本体１０を貫通している。固定孔１３は、基板本体１０の四隅の各々に一つずつの他、基板本体１０の中央寄りにも複数設けられている。固定孔１３の縁には、接地配線に接続された接地用の接地ランド部が設けられている。基板本体は、固定孔１３を介して電動圧縮機の筐体にねじ止めされる。固定孔１３にねじが挿通されて基板本体１０が固定されることで、当該固定孔１３の縁に設けられた接地ランド部とネジの頭部とが接触し、電力変換用回路基板１が導通される。
【００３０】
高電圧回路１０ａは、図示しない交流モータを駆動させるために必要な高電圧が印加される大電力系の回路である。具体的には、高電圧回路１０ａには、車両に搭載されるバッテリー等から入力される直流高電圧が印加される。入力された直流高電圧は、スイッチング素子ＳＷを経て、交流モータを駆動するための三相交流電力に変換される。高電圧回路１０ａには、高電圧用のキャパシタＣやインダクタＬが実装されている。
【００３１】
なお、本実施形態に係る基板本体１０は、複数の層が積層された多層配線基板とされる。基板本体１０のうち高電圧回路１０ａが実装されたエリアでは、少なくとも、高電圧が印加される電源配線がパターニングされた電源パターン層と、接地される接地配線がパターニングされたＧＮＤ（グランド）パターン層とが積層されている。
【００３２】
各スイッチング素子ＳＷは、低電圧回路１０ｂ（後述）からの駆動信号（ゲート入力）に基づいて、電流を流すＯＮ状態と、電流を遮断するＯＦＦ状態とに切り替わる。スイッチング素子ＳＷは、三相交流をなすＵ相、Ｖ相、及びＷ相の各々に対応してそれぞれ２つずつ設けられる。したがって、本実施形態の基板本体１０には計６個のスイッチング素子ＳＷが二列に並んで実装される。各スイッチング素子ＳＷが規定されたタイミングでＯＮ及びＯＦＦを繰り返すことで、交流モータに三相（Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相）の交流電力が供給される。
【００３３】
スイッチング素子ＳＷとしては、本実施形態では、熱容量の大きな素子であるＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）が用いられる。スイッチング素子ＳＷは、直方体状の素子本体３１と、素子本体３１から直線状をなして延びる複数のリード部３２とを備える。本実施形態のリード部３２は、ピン状の棒部材である。リード部３２は、一つの素子本体３１から三本ずつ伸びている。六つのスイッチング素子ＳＷ同士の熱容量はそれぞれ異なっている。また、一つのスイッチング素子ＳＷの三つのリード部３２も、熱容量がそれぞれ異なっている。スイッチング素子ＳＷは、基板本体１０に形成されたスルーホール１１にリード部３２が挿入された状態で、半田付けされることで実装される。
【００３４】
なお、スイッチング素子ＳＷは、ＩＧＢＴが代表的であるが、その他、バイポーラトランジスタ、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field effect transistor）等であってもよい。
【００３５】
一方、低電圧回路１０ｂは、高電圧回路１０ａよりも低電圧で動作する小信号系の回路である。具体的には、低電圧回路１０ｂには、マイコン等の制御用チップや電流センサ等の各種センサが実装されている。低電圧回路１０ｂは、直流低電圧が印加されることで動作する。低電圧回路１０ｂに実装されたマイコンは、例えば、各スイッチング素子ＳＷに対し、各種センサの検出結果に応じた所定の駆動信号を出力することで、状況に合わせた所望の三相交流電力が生成されるように制御する。
【００３６】
バスバー支持部材２０は、基板本体１０の裏側の表面に配置されている。バスバー支持部材２０の内部には、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各々に対応する３本の不図示のバスバーが実装されている。
【００３７】
本実施形態の基板の製造方法Ｓ１では、上述したような基板本体１０にＩＧＢＴであるスイッチング素子ＳＷを実装して、電力変換用回路基板１を製造する場合を例に挙げて説明する。
基板の製造方法Ｓ１は、半田小手１１０を用いてスルーホール１１に挿入されたリード部３２を半田付けする。基板の製造方法Ｓ１は、図３に示すように、入熱工程Ｓ１０と、半田供給工程Ｓ２０とを有する。基板の製造方法Ｓ１は、入熱工程Ｓ１０及び半田供給工程Ｓ２０を熱容量の異なる複数のリード部３２に対してそれぞれ実施する。本実施形態の基板の製造方法Ｓ１は、三つのリード部３２を有する六つのスイッチング素子ＳＷを基板本体１０に実装する。つまり、本実施形態の基板の製造方法Ｓ１では、１８カ所の熱容量の異なるリード部３２に対して半田付けを行う。
【００３８】
入熱工程Ｓ１０及び半田供給工程Ｓ２０は、複数のリード部３２のうち、熱容量の小さなリード部３２から熱容量の大きなリード部３２の順に実施する。本実施形態の基板の製造方法Ｓ１は、半田小手１１０が装着されたアームを有するロボットである基板の製造装置１００によって実施される。
【００３９】
入熱工程Ｓ１０は、図４に示すように、半田付けの対象となるリード部３２及び基板本体１０の表面のランド部１２に半田小手１１０から入熱を施す。入熱工程Ｓ１０は、リード部３２をスルーホール１１に挿入した状態で事前に配置されたスイッチング素子ＳＷのリード部３２に対して実施される。入熱工程Ｓ１０では、スルーホール１１を囲うランド部１２に半田小手１１０の先端部１１０ａを当接させるとともに、半田小手１１０の側面１１０ｂをリード部３２に当接する。具体的には、入熱工程Ｓ１０では、半田小手１１０の側面１１０ｂのうちの半田小手１１０の先端部１１０ａから離れた一部分のみを、リード部３２の基板本体１０の表面から離れた箇所に当接させる。つまり、入熱工程Ｓ１０では、半田小手１１０の側面１１０ｂとリード部３２とランド部１２との間にスルーホール１１に連通する空間が形成された状態となるように半田小手１１０を配置する。この状態で、入熱工程Ｓ１０は、半田小手１１０の先端部１１０ａからランド部１２に入熱を施すとともに、半田小手１１０の側面１１０ｂからリード部３２に入熱を施す。入熱工程Ｓ１０は、複数のリード部３２に対して実施される際に、熱容量の小さなリード部３２に実施される場合よりも熱容量の大きなリード部３２に対して実施される場合に、半田小手１１０の先端部１１０ａとランド部１２との接触面積を大きくするように半田小手１１０の位置を調整する。具体的に、図５に示すように、入熱工程Ｓ１０は、熱容量の大きなリード部３２に対しては、半田小手１１０の先端部１１０ａをランド部１２の長手方向と並行となるように配置して、ランド部１２に接触させる。図６に示すように、入熱工程Ｓ１０は、熱容量の小さなリード部３２に対しては、半田小手１１０の先端部１１０ａをランド部１２の長手方向に対して斜めとなるように配置して、ランド部１２に接触させてもよい。これにより、入熱工程Ｓ１０では、熱容量の小さなリード部３２よりも熱容量の大きなリード部３２に対して実施する場合に、半田小手１１０の先端部１１０ａとランド部１２との接触面積を大きくすることができる。
【００４０】
半田供給工程Ｓ２０は、ランド部１２及びリード部３２に対して半田を供給する。半田供給工程Ｓ２０は、入熱工程Ｓ１０とともに実施される。半田供給工程Ｓ２０は、一つのリード部３２に対して複数回に分けて実施される。本実施形態の半田供給工程Ｓ２０は、一つのリード部３２に対して第一半田供給工程Ｓ２１と第二半田供給工程Ｓ２２との二回に分けて半田の供給条件を変えて実施される。
【００４１】
半田供給工程Ｓ２０は、複数のリード部３２に対して実施される際に、リード部３２の熱容量に応じて、半田の供給量を調整する。具体的には、半田供給工程Ｓ２０は、熱容量の小さなリード部３２に対しては、半田の供給量を次第に増やし、熱容量の大きなリード部３２に対しては、半田の供給量を次第に減らすように半田の供給量を調整する。つまり、本実施形態の半田供給工程Ｓ２０は、熱容量の小さなリード部３２に対しては、第一半田供給工程Ｓ２１よりも第二半田供給工程Ｓ２２の方が半田の供給量を多くする。一方、半田供給工程Ｓ２０は、熱容量の大きなリード部３２に対しては、第一半田供給工程Ｓ２１よりも第二半田供給工程Ｓ２２の方が半田の供給量を少なくする。
【００４２】
また、半田供給工程Ｓ２０は、複数のリード部３２に対して実施される際に、リード部３２の熱容量に応じて、半田の供給速度を調整する。具体的には、半田供給工程Ｓ２０は、熱容量の小さなリード部３２に対する半田の供給速度よりも、熱容量の大きなリード部３２に対する半田の供給速度を早くするように調整する。
【００４３】
また、本実施形態の基板の製造方法Ｓ１を実施する基板の製造装置１００は、図７に示すように、半田小手１１０と、基板の位置を測定する位置測定部１２０と、位置測定部１２０の測定結果に基づいて半田小手１１０を制御する制御部１３０と、半田を供給する半田供給源１４０とを有する。
【００４４】
本実施形態の半田小手１１０は、制御部１３０からの指示に応じて、位置や入熱条件を調整可能とされている。半田小手１１０は、例えば、ロボットのアームと一体に形成されていることで、基板本体１０に対して自在に移動可能とされている。
【００４５】
位置測定部１２０は、基板本体１０の識別マーク１０ｃや図番表示１０ｄを読み込むことで、基板本体１０の位置を測定する。位置測定部１２０は、測定した基板本体１０の位置情報を制御部１３０に送る。
【００４６】
制御部１３０は、位置測定部１２０からの位置情報に応じて、半田小手１１０に制御信号を送る。本実施形態の制御部１３０は、半田小手１１０の位置や半田小手１１０からリード部３２等への入熱条件を制御する。制御部１３０は、補正部１３１と、入熱部１３２と、半田供給部１３３と、を有する。
【００４７】
補正部１３１は、位置測定部１２０からの位置情報を受けることで、基板本体１０の位置に応じて、基板本体１０に対する半田小手１１０の位置を補正させる。本実施形態の補正部１３１は、位置測定部１２０からの位置情報を受けることで、入熱工程Ｓ１０及び半田供給工程Ｓ２０を実施する前に、基板本体１０に対して予め定めた位置まで半田小手１１０を移動させる。
【００４８】
入熱部１３２は、位置測定部１２０からの位置情報を受けることで、半田小手１１０に入熱工程Ｓ１０を実施させる。入熱部１３２は、補正部１３１から指示を受けて基板本体１０に対する位置が調整された半田小手１１０をリード部３２に近づけるように移動させる。本実施形態の入熱部１３２は、位置測定部１２０からの位置情報を受けることで、スルーホール１１を囲うランド部１２に半田小手１１０の先端部１１０ａを当接させるとともに、半田小手１１０の側面１１０ｂをリード部３２に当接させる。入熱部１３２は、この状態で、入熱条件を調整するように半田小手１１０に指示を送る。入熱部１３２は、複数のリード部３２を半田付けする際に、熱容量の小さなリード部３２に入熱する場合よりも熱容量の大きなリード部３２に入熱する場合に、半田小手１１０の先端部１１０ａとランド部１２との接触面積が大きくなるように、半田小手１１０に位置を調整させる。具体的に、入熱部１３２は、熱容量の大きなリード部３２に対しては、半田小手１１０の先端部１１０ａをランド部１２の長手方向と並行に配置してランド部１２に接触させるように、半田小手１１０に指示を送る。入熱部１３２は、熱容量の小さなリード部３２に対しては、半田小手１１０の先端部１１０ａをランド部１２の長手方向に対して斜めに配置してランド部１２に接触させるように、半田小手１１０に指示を送ってもよい。
【００４９】
半田供給部１３３は、ランド部１２及びリード部３２に対して半田を供給するよう半田供給源１４０に指示を送る。半田供給部１３３は、半田小手１１０から入熱が施されたランド部１２及びリード部３２に対して半田を供給させる。これにより、半田供給部１３３は、周囲のランド部１２や挿通されているリード部３２に入熱が施された状態で、スルーホール１１に対して半田を供給させる。半田供給部１３３は、一つのリード部３２に対して二回若しくはそれ以上の複数回に分けて半田を供給させる。本実施形態の半田供給部１３３では、一つのリード部３２に対して二回に分けて半田を供給させる。
【００５０】
半田供給部１３３は、複数のリード部３２に対して半田を供給させる場合に、リード部３２の熱容量に応じて、半田の供給量を調整させる。具体的には、半田供給部１３３は、熱容量の小さなリード部３２に対しては、半田の供給量を次第に増やさせ、熱容量の大きなリード部３２に対しては、半田の供給量を次第に減らさせるように半田の供給量を調整させる。
【００５１】
また、半田供給部１３３は、複数のリード部３２に対して半田を供給する場合に、リード部３２の熱容量に応じて、半田の供給速度を調整させる。具体的には、半田供給部１３３程は、熱容量の小さなリード部３２に対する半田の供給速度よりも、熱容量の大きなリード部３２に対する半田の供給速度を早くするように調整させる。
【００５２】
半田供給源１４０は、ランド部１２及びリード部３２に対して半田を供給する。本実施形態の半田供給源１４０は、半田小手１１０とは別のアームに接続されていてもよく、半田小手１１０と同じアームに接続されていてもよい。
【００５３】
上記のような基板の製造方法Ｓ１及び基板の製造装置１００によれば、スルーホール１１の周りのランド部１２に半田小手１１０の先端部１１０ａを当接させるとともに、半田小手１１０の側面１１０ｂの一部をリード部３２に当接させている。この状態で、ランド部１２及びリード部３２に対して半田小手１１０から入熱を施すことで、供給された半田を半田小手１１０とランド部１２とリード部３２とを介して効果的に温めることができる。加えて、半田小手１１０とランド部１２とリード部３２との間にスルーホール１１に連通する空間を形成することができる。そのため、半田小手１１０とランド部１２とリード部３２とによって温められた半田は、形成された空間を介してスルーホール１１に流入する。そのため、半田の効果的に温めて流動性を確保しながら、スルーホール１１内への半田の充填を促進することができる。したがって、スルーホール１１の基板本体１０の表側から裏側にわたって半田を充填させることができる。これにより、熱容量が大きい素子に対して半田の溶融不良を抑制して半田付けすることができる。
【００５４】
また、熱容量の小さなリード部３２から大きなリード部３２の順で実施されることで、熱容量が大きなリード部３２付近の熱容量の小さなリード部３２を半田付けした際の熱を蓄積して、熱容量が大きなリード部３２の半田付けに利用することができる。したがって、半田小手１１０から熱を効果的に利用して半田付けを行うことができる。
【００５５】
さらに、リード部３２の熱容量だけでなく、スルーホール１１同士の位置や基板本体１０の熱容量も考慮して、実施するリード部３２の順序を定めることがより好ましい。具体的には、図２に示すように、例えば、三つのリード部３２のうち、特に真ん中のリード部３２の熱容量が大きい場合には、各素子の真ん中のリード部３２を飛ばすように、図中の右上の素子の端のリード部３２から時計回りに入熱工程Ｓ１０及び半田供給工程Ｓ２０を実施した後に、図中の左上の素子の真ん中のリード部３２から反時計周りに各素子の真ん中のリード部３２に対して入熱工程Ｓ１０及び半田供給工程Ｓ２０を実施する。このように、スルーホール１１同士の位置等を考慮して実施順序を定めることで効果的に熱を利用するだけでなく、製造方法全体としてのサイクルタイムを向上させることができる。
【００５６】
また、半田供給工程Ｓ２０を第一半田供給工程Ｓ２１と第二半田供給工程Ｓ２２のように複数回に分けて実施することで、一つのリード部３２に対して複数回に分けて半田を供給することができる。したがって、ランド部１２及びリード部３２の温度に応じて半田の供給条件を変えて半田付けを行うことができ、精度の高い半田付けを行うことができる。
【００５７】
また、半田供給工程Ｓ２０で複数のリード部３２のうち、すぐに温度が上昇させることが可能な熱容量の小さなリード部３２と温度を上昇させづらい熱容量の大きなリード部３２とで、半田の供給量を変化させることで、半田を効率良く利用しながら、十分に半田を溶融させた半田付けを行うことができる。
【００５８】
また、半田供給工程Ｓ２０で複数のリード部３２のうち、すぐに温度が上昇させることが可能な熱容量の小さなリード部３２と温度を上昇させづらい熱容量の大きなリード部３２とで、半田の供給速度を変化させることで、半田を効率良く利用しながら、十分に半田を溶融させた半田付けを行うことができる。
【００５９】
また、入熱工程Ｓ１０で複数のリード部３２のうち、熱容量の小さなリード部３２よりも、熱容量の大きなリード部３２に対して、半田小手１１０の先端部１１０ａとランド部１２との接触面積を大きくすることで、温度を上昇させづらい熱容量の大きなリード部３２に対する与熱量を大きくすることができる。したがって、リード部３２ごとの半田の溶融度の差を抑えることができる。これにより、複数のＩＧＢＴのリード部３２のように、熱容量が異なる複数のリード部３２に対して同等の充填率で半田付けすることができる。
【００６０】
また、基板の製造装置１００において、入熱工程Ｓ１０や半田供給工程Ｓ２０を実施する前に補正部１３１で半田小手１１０の基板本体１０に対する位置を補正することで、リード部３２やスルーホール１１に対して半田小手１１０を大きく移動させることなく半田付けを行うことができる。したがって、複数の基板を製造する際のサイクルタイムを向上させることができる。
【００６１】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。
【００６２】
なお、本実施形態で製造される基板を電力変換用回路基板１としたが、これに限定されるものでなく、熱容量の大きな素子が実装される基板であればよい。
また、熱容量の大きな素子として、ＩＧＢＴを例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、コンデンサやコイル等の半田付けによって実装される熱容量の大きな素子であればよい。
【符号の説明】
【００６３】
１…電力変換用回路基板  １０…基板本体  １０ａ…高電圧回路  １０ｂ…低電圧回路  １０ｃ…識別マーク  １０ｄ…図番表示  １１…スルーホール  １２…ランド部  １３…固定孔  ＳＷ…スイッチング素子  ３１…素子本体  ３２…リード部  ２０…バスバー支持部材  Ｓ１…基板の製造方法  Ｓ１０…入熱工程  Ｓ２０…半田供給工程  Ｓ２１…第一半田供給工程  Ｓ２２…第二半田供給工程  １００…基板の製造装置  １１０…半田小手  １２０…位置測定部  １３０…制御部  １３１…補正部  １３２…入熱部  １３３…半田供給部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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