(57)【要約】  【課題】リフローはんだ付けの加熱時における基板の反りの防止効果を高めつつ、基板を変形させることなく粘着シートから基板を剥がすことができる基板保持具を提供する。  【解決手段】  本発明にかかる基板保持具は、本体部と、当該本体部上面に配設され前記基板を接着固定する粘着シートと、本体部の粘着シートを配設する側に設けられた１又はそれ以上の開口と、開口と連通する吸引口とを具える。吸引口に負圧をかけることによって、開口を覆う粘着シート部分が基板から剥離し、基板と粘着シート間の粘着力を弱めることができる。【選択図】図１
2010129940.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板にはんだ付けを行う際に基板を保持する基板保持具において、当該基板保持具が、
本体部と、
当該本体部上面に配設され前記基板を接着固定する粘着シートと、
前記本体部の前記粘着シートを配設する側に設けられた１又はそれ以上の開口と、
前記開口と連通する吸引口とを具え、
前記吸引口に負圧をかけると、前記開口を覆う粘着シート部分が前記基板から剥離し、前記基板と前記粘着シート間の粘着力が弱まることを特徴とする基板保持具。
【請求項２】
請求項１に記載の基板保持具において、前記開口が複数あるとともに、前記本体部が、前記複数の開口に連通する通路を具え、当該通路が前記吸引口に連通していることを特徴とする基板保持具。
【請求項３】
請求項１又は２のいずれか１項に記載の基板保持具がさらに、前記吸引口に接続される取り外し可能な負圧手段を具えることを特徴とする基板保持具。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の基板保持具において、前記本体部が、前記粘着シート配設面に前記基板を位置決めする１又はそれ以上のガイドピンを具えることを特徴とする基板保持具。
【請求項５】
基板保持具を使用するリフローはんだ付け方法において、
１又はそれ以上の開口を上面に設け、前記開口と連通する吸引口を具える基板保持具の上面に粘着シートを配設するステップと、
前記基板保持具の上面に配設された前記粘着シートの上面に、リフロー対象の基板を配置するステップと、
前記基板及び前記粘着シートを配設した前記基板保持具を加熱するステップと、
負圧手段を前記基板保持具の吸引口に接続して負圧をかけ、前記開口を覆う粘着シート部分を前記基板から剥離させるステップと、
前記開口を覆う粘着シート部分を前記基板から剥離させた状態で、前記基板全体を前記粘着シートから剥離させるステップとを具えることを特徴とするリフローはんだ付け方法。
【請求項６】
請求項５に記載のリフローはんだ付け方法において、前記基板保持具が上面に１又はそれ以上のガイドピンを具えるとともに、前記基板が前記ガイドピンに対応する場所に開口を具え、前記開口を前記ガイドピンに合わせて、前記基板の配置を行うことを特徴とするリフローはんだ付け方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に部品を実装するためのはんだ付け用の基板保持具に関する。特に、フレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ）に部品をリフローはんだ付けするための基板保持具に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型化・軽量化に対応するために、薄型の回路基板、特に、シート状のフレキシブルプリント回路基板が用いられている。フレキシブルプリント回路基板にはんだ付けを行う方法として、リフローはんだ付けが知られている。リフローはんだ付けとは、はんだペーストを印刷してその上に電子部品を載せたフレキシブルプリント回路基板を加熱してはんだを溶かし、電子部品を実装する方法である。
【０００３】
しかしながら、基板は薄くなるに伴い、基板の剛性が低下し、基板は反り・変形し易くなる。ＦＰＣは特に薄く柔軟性があるため、リフローはんだ付けの加熱時における反りが大きい。基板が反り・変形すると、基板に実装された電子部品の接合不良などの不具合が発生する。従って、ＦＰＣをはじめとする基板の加熱時における反り・変形を防止し、不具合の発生を抑制するために様々な手段が研究されている。この一つとして、基板保持具に基板を取付けてリフローはんだ付けを行う方法がある。
【０００４】
基板保持具には主に二つの形式がある。一つの形式は、基板保持具で基板を両面から挟み込む方法である。しかし、基板の部品搭載面側の基板保持具は部品が搭載されている部分を避ける構造になっており、部品搭載領域が広い場合には基板の一部領域しか固定できないため、基板の反りを十分に防ぐことができないという問題がある。
【０００５】
もう一つの形式は、基板保持具に粘着シートを貼りつけ、基板を粘着シートに貼りつける形式である。従来例の基板保持具の構造を図４に示す。従来例の基板保持具１０は、粘着シート２０とガイドピン３０とを具える。部品４０を搭載した基板５０をガイドピン３０で位置合わせして、粘着シート２０に接着固定し、加熱時の基板の反りを防止する。この場合、基板の部品搭載面の反対側の面全体を粘着シートによって固定しているため、反りの防止効果を高くすることができる。しかし、粘着シートの粘着力はリフローはんだ付け後においても弱くならないため、基板を基板保持具から剥がそうとすると、基板保持具の粘着力により基板に大きな応力が発生し、基板や搭載した部品を破損してしまう可能性がある。
【０００６】
このような問題に対応すべく、従来の研究において、粘着材を使用せずに基板を負圧手段によって基板保持具に吸着及び固定してリフローはんだ付けを行い、はんだ付け終了後に負圧状態を解き基板を取り外す方法（例えば、特許文献１）や、基板保持具及び付着材を貫通している穴にピンを通して基板を突き上げて付着材と基板を剥がす方法（例えば、特許文献２）などが開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−３５７７１１号公報
【特許文献２】特開２００５−１２３６３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の方法では、粘着シートを使用しておらず、基板の部品搭載面の反対側の面を全体的に固定するものではないため、基板の反りを効果的に防止することができない。また、特許文献２の方法では、基板の部品搭載面の反対側の面を直接ピンによって突き上げるため、基板の突き上げられた部分が凸状に変形してしまう可能性がある。
【０００９】
したがって、本発明は、リフローはんだ付けの加熱時における基板の反りの防止効果を高めつつ、基板を変形させることなく粘着シートから基板を剥がすことができる基板保持具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】
【００１０】
本発明は、基板にはんだ付けを行う際に基板を保持する基板保持具において、当該基板保持具が、本体部と、当該本体部上面に配設され前記基板を接着固定する粘着シートと、前記本体部の前記粘着シートを配設する側に設けられた１又はそれ以上の開口と、前記開口と連通する吸引口とを具え、前記吸引口に負圧をかけると、前記開口を覆う粘着シート部分が前記基板から剥離し、前記基板と前記粘着シート間の粘着力が弱まることを特徴とする。
【００１１】
本発明は、前記基板保持具において、前記開口が複数あるとともに、前記本体部が、前記複数の開口に連通する通路を具え、当該通路が前記吸引口に連通していることを特徴とする。
【００１２】
本発明は、基板保持具がさらに、前記吸引口に接続される取り外し可能な負圧手段を具えることを特徴とする。
【００１３】
本発明は、基板保持具において、前記本体部が、前記粘着シート配設面に前記基板を位置決めする１又はそれ以上のガイドピンを具えることを特徴とする。
【００１４】
本発明は、基板保持具を使用するリフローはんだ付け方法において、１又はそれ以上の開口を上面に設け、前記開口と連通する吸引口を具える基板保持具の上面に粘着シートを配設するステップと、前記基板保持具の上面に配設された前記粘着シートの上面に、リフロー対象の基板を配置するステップと、前記基板及び前記粘着シートを配設した前記基板保持具を加熱するステップと、負圧手段を前記基板保持具の吸引口に接続して負圧をかけ、前記開口を覆う粘着シート部分を前記基板から剥離させるステップと、前記開口を覆う粘着シート部分を前記基板から剥離させた状態で、前記基板全体を前記粘着シートから剥離させるステップとを具えることを特徴とする。
【００１５】
本発明は、リフローはんだ付け方法において、前記基板保持具が上面に１又はそれ以上のガイドピンを具えるとともに、前記基板が前記ガイドピンに対応する場所に開口を具え、前記開口を前記ガイドピンに合わせて、前記基板の配置を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、基板保持具に粘着シートを使用して基板を固定するため、基板の部品搭載面の反対側の面を確実に固定することができ、加熱時の基板の反りを効果的に防止することができる。また、本発明は、負圧手段を用いて基板保持具に設けた開口を通して粘着シートに負圧をかけ、開口を覆う粘着シート部分を基板から剥離させることによって粘着シートと基板の間の粘着力を弱めることができるため、基板全体を粘着シートから剥離させる際に、基板が変形することを防止することができる。
【００１７】
また、本発明は、基板保持具に開口を複数設けることによって、効率的に粘着シートに負圧をかけて粘着シートと基板の間の粘着力を弱めることができる。さらに、複数の開口に連通する通路を設けることによって、一つの負圧手段で効率的に粘着シートと基板の間の粘着力を弱めることができる。
【００１８】
また、本発明における負圧手段は取り外し可能であるため、負圧手段を常に基板保持具に接続させておく必要がなく、基板保持具の移送・加熱を簡便に行うことができる。
【００１９】
また、本発明は、基板保持具にガイドピンを設けており、基板保持具に対し基板を正確な位置に配置することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本発明にかかる基板保持具の全体構成の一実施例を示す概略断面図である。この基板保持具は、例えば、基板のリフローはんだ付け工程に用いられる基板保持具であり、基板保持具の粘着シートにプリント基板を固定した状態でリフローはんだ付けが行われる。基板保持具１１０は、開口１１２及び吸引口１１３を具える基板保持具の本体部１１１と、本体部１１１の上面に配置された粘着シート１２０と、基板及び粘着シートを位置決めするためのガイドピン１３０とを具える。図示するように、粘着シート１２０の上面に部品１４０を載せた基板１５０を配置し、基板１５０を保持・固定する。さらに、負圧手段１６０が、負圧手段１６０を基板保持具に連結するための連結具１７０を介して吸引口１１３に連結されている。
【００２２】
図２に、粘着シートを取り外した状態の基板保持具１１０の概略斜視図を示す。図２に示すように、基板保持具１１０の本体部１１１は、上面に複数の開口１１２と、吸引口１１３と、複数のガイドピン１３０とを具えており、基板保持具１１０の本体部１１１の開口１１２を具える面に粘着シート１２０が配設される。図１に示すように、開口１１２は吸引口１１３と連通しており、開口１１２を覆うように本体部１１１の上面に粘着シート１２０を配置し、吸引口１１３に連結具１７０を介して負圧手段１６０を接続することによって、開口１１２と吸引口１１３の間は密閉状態となる。
【００２３】
基板１５０を粘着シートから剥離する際には、吸引口１１３に連結具１７０を介して負圧手段１６０を接続し、開口１１２を通して粘着シート１２０に負圧をかける。これによって、粘着シート１２０の一部が開口１１２内に引き込まれ、基板１５０から粘着シートの一部が剥がれ、基板に対する粘着シートの粘着力を弱めることができる。負圧をかけて粘着シートの一部が基板から剥離した状態を図３に示す。
【００２４】
基板保持具１１０の本体部１１１は、例えばステンレスやセラミックなど、表面が平坦で、穴あけなど加工がしやすく、リフローのピーク温度（一般的に２３０〜２４０℃）程度に加熱したときに熱変形しない又は熱変形の少ない材料から形成されることが好ましい。
【００２５】
粘着シート１２０の材料は、加熱中、基板１５０を保持するほどに十分な接着力を有し、さらに、リフローはんだ付けのピーク温度（一般的に２３０〜２４０℃程度）に曝されたときに熱変形しない又は熱変形が少なく、さらに、負圧によって変形し、負圧を解いたときに元の状態に戻って再使用できる弾力性を有する材料、例えばシリコンゴムなどの材料から形成することが好ましい。また、本実施例では、粘着シート１２０が基板の下面全体と接着するように配置されているが、粘着シート１２０は、必ずしも基板の下面全体と接着していなくてもよい。しかし、加熱時の基板の反りを効果的に防止するために粘着シートと基板との接着面はより大きいことが好ましい。また、粘着シートの形状及び配置は、一枚のシート状の粘着シートを配置する他、複数の小片の粘着シートを整列させて配置したり、開口１１２の上にのみ配置したりするなどしてもよい。
【００２６】
本実施例では、開口１１２を基板保持具の本体部上面全体に均一に分散させて配置しているが、この配置に限定されるものではなく、基板保持具の本体部の中央に密に配置したり、周縁部のみに配置したり、格子状に配置したりするなど、粘着シート及び基板の大きさや形状に対応させて好適な配置パターンにすることができる。
【００２７】
本体部１１１の上面に設けたガイドピン１３０は、本体部１１１に配置される粘着シート及び基板を位置決めするためのピンである。図１に示すように、粘着シート１２０及び基板１５０がそれぞれ、ガイドピン１３０に対応する場所に開口を具え、この開口とガイドピンを一致させることによって、粘着シート及び基板を基板保持具に対して好適な位置に正確に配置することができる。図２に示した実施例では、ガイドピン１３０を基板保持具の４つの角部に配置しているが、この配置及び数に限定されるものではなく、基板及び粘着シートの位置決めをしやすいように、基板保持具の中央に配置したり、基板保持具の周縁部に配置したりするなど、粘着シート及び基板の大きさや形状に対応させて好適な配置パターン及び数にすることができる。また、ガイドピン１３０に対応する開口の形状は、ガイドピンの形状に合わせて丸穴、角穴、又は切り欠き形状など、必要に応じて変えることができる。
【００２８】
また、図１において、負圧手段１６０は、基板保持具１１０に連結されて示されているが、基板１５０を粘着シート１２０から剥離する際など必要に応じて接続するよう取り外し可能であることが好ましい。連結具１７０を用いることにより、負圧手段１６０と基板保持具１１０の連結・取り外しを繰り返して接続部分が摩耗した場合、連結具１７０のみを交換すれば良いという利点を有する。連結具１７０は、負圧手段を取り外した後にも開口１１２と吸引口１１３の間の負圧状態を維持できるような構造や、逆止弁など適宜の構造にしてもよい。
【００２９】
以下に、基板保持具１１０を使用してリフローはんだ付けを行い、粘着シート１２０から基板１５０を剥離する方法の一実施例を詳述する。
【００３０】
まず、基板保持具１１０の上面にガイドピン１３０に沿って粘着シート１２０を配設する。次に、基板保持具１１０に配設された粘着シート１２０の上面に、ガイドピン１３０に沿って、はんだペーストを印刷して部品１４０を搭載した基板１５０を載置し、接着させる。ただし、基板１５０は、はんだペーストの印刷及び部品搭載の前に粘着シートに配置してもよく、また、はんだペーストを印刷した後、部品搭載前に粘着シートに配置するなど、必要に応じて順序を変えてもよい。
【００３１】
その後、基板１５０及び粘着シート１２０を具えた基板保持具１１０をリフロー炉へ投入する。リフロー炉内では、高温により基板は反ろうとするが、基板は粘着シート１２０に接着固定されているため反りが防止される。はんだペーストが溶融した後、基板保持具１１０をリフロー炉から出す。
【００３２】
はんだが凝固した後、負圧手段１６０を吸引口１１３に接続して作動させる。これにより、開口１１２を通して粘着シート１２０に負圧がかかり、粘着シート１２０の一部が開口１１２内に引き込まれ、図３に示すように基板１５０から剥がれる。このように粘着シート１２０の一部が基板１５０から剥がれることで粘着シート１２０の基板１５０に対する粘着力は弱くなる。この状態で、基板１５０全体を粘着シート１２０から剥離することによって、基板１５０に大きい応力を発生させることなく、容易に粘着シート１２０から剥離することができる。
【００３３】
本発明の好適な実施例を示し説明したが、本発明を本実施例に限定する意図ではない。例えば、基板保持具は、複数の開口に連通する通路を介して吸引口を具えるように構成しなくてもよく、複数の開口にそれぞれ対応する複数の吸引口を具えて、各吸引口に負圧手段を接続するなど、本発明の目的または範囲から逸脱しない範囲で本発明に様々な変更を加えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、電子機器製造業や精密機械製造業に利用できる。特に、はんだ付けを行って部品を実装する基板のはんだ付け工程に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１は、本発明にかかる基板保持具の全体構成を示す概略断面図である。
【図２】図２は、本発明にかかる基板保持具の本体部を示す斜視図である。
【図３】図３は、図２の基板保持具に負圧をかけた状態を示す概略断面図である。
【図４】図４は、従来技術における基板保持具の概略断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０、１１０  基板保持具
１１１  本体部
１１２  開口
１１３  吸引口
２０、１２０  粘着シート
３０、１３０  ガイドピン
４０、１４０  部品
５０、１５０  基板
１６０  負圧手段
１７０  連結具
【図１】
2010129940.tif 000003
【図２】
2010129940.tif 000004
【図３】
2010129940.tif 000005
【図４】
2010129940.tif 000006