(57)【要約】【課題】噴流半田による局部半田付けおいて、未半田、不塗れ、半田ショート等の半田不良を削減し、安定した半田付けを実現するプリント基板の局部半田付け方法を提供する。【解決手段】電子部品ｄを実装したプリント基板ｂの半田付け部位Ｌを、水平状態を維持しつつ溶融半田ｈを噴流するノズル３２の開口部３２ａに近接させ、溶融半田ｈの液面に浸漬させる。次に、上記の浸漬位置からプリント基板を、噴流する溶融半田の液面から離脱しない接触状態で、かつ溶融半田が表面張力によりその噴流形状を安定して維持可能な位置まで水平状態を保持して離隔し、この離隔後に半田付け部位とノズルの開口部間に所定のクリアランス（離隔距離）を取る。そして、この位置からプリント基板を溶融半田から傾斜離脱（ピールバック）させる。傾斜離脱時には、溶融半田の噴流圧を減少させるように制御しても良い。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント基板（ｂ）の半田付け部位（Ｌ）を、溶融半田（ｈ）を噴流させたノズル（３２）の開口部（３２ａ）に近接させて、溶融半田（ｈ）の液面に接触させ、
該半田付け部位（Ｌ）を溶融半田（ｈ）が離れない範囲でかつ表面張力により噴流形状が安定する位置まで離隔させた後に、
プリント基板（ｂ）を傾斜させながら半田付け部位（Ｌ）を溶融半田（ｈ）から離脱させるようにしたことを特徴とするプリント基板の局部半田付け方法。
【請求項２】
溶融半田（ｈ）から半田付け部位（Ｌ）の離脱時において、
ノズル（３２）からの噴流圧を減少させたことを特徴とする請求項１記載のプリント基板の局部半田付け方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、プリント基板に実装した電子部品の半田付けの技術分野に属し、特に溶融半田を噴流させ、これにプリント基板の半田付け部位を接触させることにより半田付けを行うプリント基板の局部半田付け方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント基板に電子部品（ＳＭＴ（Surface Mount Technology）部品）を実装する技術には、ソルダーペーストをプリント基板に塗布して電子部品を配置し、全体を加熱してソルダーペーストを溶融させることにより半田付けするリフロー半田付け技術があり、近年はこの技術による実装が主流となっている。
【０００３】
しかし、プリント基板の仕様よっては、リフロー処理後に一部の電子部品を、リードを介して実装しなければならず、この場合は、実装箇所のみを噴流する溶融半田に浸漬（接触又はディップ）させるフロー半田付け技術により実装していた。
【０００４】
かかるフロー半田付け技術によるプリント基板への実装は、実装処理の効率向上のために、噴流式の局部（又は部分）半田付け装置により行われていた。この局部半田付け装置は、主に溶融半田を噴流するノズルを備えた半田槽、プリント基板の搬送手段、半田槽又はプリント基板をその水平状態を維持しつつ上下動させる昇降手段を備える構成である。
【０００５】
また、近年、この局部半田付け装置は、溶融半田から離脱後の半田切れを促し、リード間が短絡するいわゆる半田ショート（ブリッジ）を抑制するため、プリント基板の傾斜離脱（ピールバック）機構を備えているものが主流となっている。
【０００６】
上記したような噴流式の局部半田付け装置は、種々開示されている。例えば、特許文献１に示す装置は、溶融半田の湯口を備えた半田槽にプリント基板を近接させる昇降機構と搬送機構を備え、プリント基板を湯口から引き離す時に、半田ショートを防ぐためにプリント基板の傾斜離脱を行う傾斜離脱機構を備えている。
【０００７】
また、特許文献２に示す装置は、多数のノズルから溶融半田を噴流させ、プリント基板を半田槽のノズル群の上方まで搬送すると共に近接させ、かつプリント基板の一方側から傾斜離脱させることを、半田槽に対して摺動走行する一対のレールと、このレールから吊設する吊設板にプリント基板を設置して行う構成である。
【特許文献１】特開２００４−０７１６８３号公報（第３−７頁、第１図）
【特許文献２】特開２００３−２７３５０３号公報（第３−４頁、第１図）
【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、昨今はプリント基板への電子部品の高密度実装に伴って実装間隔がさらに狭くなったことに加え、環境への配慮により流動性が悪い鉛フリー半田を使用する傾向にある。このため、半田付けの品質を保つためにプリント基板の半田付け部位とノズル間の距離を適切に保つ必要があった。この距離を適切に保たない場合は、例えプリント基板の傾斜離脱動作を行っても、溶融半田の浸漬が不十分な未半田や不塗れ、逆に半田ショートや半田付け部位以外に溶融半田を広げ、他の電子部品まで半田付けしてしまう問題を生じさせていた。
【０００９】
特に、傾斜離脱時の半田ショートは、以下の現象により発生していた。プリント基板ｂの半田付け部位とノズルｎの開口部ｎ１の距離は、未半田、不濡れを防ぐため、従来は短く設定されていた。このノズル位置から傾斜離脱を開始すると、図４の（Ａ）、（Ｂ）に示すように、開口部ｎ１の圧力開放による溶融半田ｈの盛り上がり挙動が起こり、半田面のいわゆる引きずり状態が発生していた。この引きずり状態が発生した部分は半田温度が急激に低下することになり、電子部品ｄのリードｌに半田ショートやいわゆるつらら状態が発生していた。これは、未半田、不濡れを防ぐ浸漬位置と、半田ショートを防ぐ傾斜離脱の開始位置にズレがあるためである。
【００１０】
そこで、本願発明は、かかる課題を鑑みて為されたものであり、噴流半田による局部半田付けおいて、未半田、不塗れ、半田ショート等の半田不良を削減し、安定した半田付けを実現するプリント基板の局部半田付け方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、本願発明のプリント基板の局部半田付け方法は、以下のように行っている。
【００１２】
すなわち、電子部品（ｄ）を実装したプリント基板（ｂ）の半田付け部位（Ｌ）を、水平状態を維持しつつ溶融半田（ｈ）を噴流するノズル（３２）の開口部（３２ａ）に近接させ、溶融半田（ｈ）の液面に浸漬させる。
【００１３】
次に、上記の浸漬位置からプリント基板（ｂ）を、噴流する溶融半田（ｈ）の液面から離脱しない接触状態で、かつ溶融半田（ｈ）が表面張力によりその噴流形状を安定して維持可能な位置まで水平状態を保持して離隔し、この離隔後に半田付け部位（Ｌ）とノズル（３２）の開口部（３２ａ）間に所定のクリアランス（離隔距離）を取る。
【００１４】
最後に上記クリアランスを得た位置からプリント基板（ｂ）を傾斜離脱（ピールバック）させる。
【００１５】
別言すると、本願の半田付け方法は、半田付け部位（Ｌ）の溶融半田（ｈ）への浸漬位置と溶融半田（ｈ）からの傾斜離脱の開始位置を２段階に設定したことに特徴がある。
【００１６】
さらに、傾斜離脱時には、ノズル（３２）から噴流する溶融半田（ｈ）の噴流圧を減少させるように制御しても良い。
【００１７】
なお、特許請求の範囲の書類と上記の課題を解決するための手段の欄で記載した括弧付き符号は、発明の構成の理解を容易にするため参考として図面符号を付記したもので、この図面上の形態に限定するものでないことはもちろんである。
【発明の効果】
【００１８】
本願発明のプリント基板の局部半田付け方法は、上述した方法であるため、以下の効果を発揮する。
すなわち、プリント基板の半田付け部位をノズルに近接させて噴流する溶融半田に十分に浸漬させているため、リード部の未半田や不塗れ状態を防止する効果を得ている。
【００１９】
また、半田付け部位とノズル間に溶融半田の噴流形状が安定するまでクリアランスを取り、その後に傾斜離脱（ピールバック）を行い、さらには噴流圧の制御を行っている。このため傾斜離脱の開始ポイントは安定すると共に、半田面の引きずり状態の発生が抑制される。これにより、半田ショートや高密度に隣接する電子部品間の短絡を防止することができる。
【００２０】
以上の効果は、プリン基板全体の不具合発生率を低め、品質管理及びコスト削減に顕著な貢献をしている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に、本願発明にかかるプリント基板の局部半田付け方法（以下、「半田付け方法」と略称する。）における最良の実施形態について、図面に基づき詳細に説明する。
【実施例】
【００２２】
図１は本実施例の半田付け方法を実現する装置を示す概略図であり、図２は図１の装置の動作状態を示す説明図（Ａ）、（Ｂ）であり、図３は本実施例の半田付け方法の工程を示す説明図である。
【００２３】
先ず、本実施例の半田付け方法を実現する装置１（以下、「本装置」と称する）について説明する。
【００２４】
図符号３は半田槽である。半田槽３は容器状を成し、枠状に構築され装置全体を保形するフレーム２の上部側に配設されている。半田槽３は、その内部に溶融半田ｈを貯留すると共に、箱状に形成したノズル盤３１を配置している。ノズル盤３１の上面には筒状体から成るノズル３２を、ノズル盤３１の内部側と連通させて立設状に配置している。上記ノズル３２の立設位置は基板ｂの電子部品ｄの配置位置に適合している。ノズル３２の開口部３２ａは、基板ｂの半田付け部位Ｌを囲む開口形を成すように各別に形成したものである。
【００２５】
なお、半田槽３の内部に貯留する溶融半田ｈは、本装置１に配置した環流手段や溶融手段（ポンプ、ヒータ、図示省略）により、溶融状態を維持しながらノズル盤３１を通過してノズル３２の開口部３２ａから噴流している。溶融半田ｈの噴流圧（噴流速度）は、本装置１においては制御手段（図示省略）により適宜に制御している。
【００２６】
フレーム２の両側には昇降機構４を配置している。この昇降機構４は、後述する傾斜離脱（ピールバック）機構５と搬送機構６を上部側に配置すると共に、これらをフレーム２及び半田槽３に対してその水平状態を維持しつつ昇降移動（図２、矢印ａ）させるものである。また、昇降機構４は、従来技術であるサーボモータ、ボールネジ等から構成している。
【００２７】
昇降機構４の上部には、基板ｂの傾斜離脱機構５を配設している。この傾斜離脱機構５は、半田槽３を上方から囲むように枠体５１を成し、枠体５１の一方側に昇降機構４に対して回動自在となる回動軸５１ａを配置し、他方側には上下方向に進退駆動するロッド５１ｂの先端を当接させている。枠体５１におけるロッド５１ｂの当接側は、ロッド５１ｂの進出移動（図２、矢印ｂ）によって昇降機構４からは分離する構成である。この構成により、枠体５１は回動軸５１ａを軸中心として昇降機構４に対して回動することになる（図２、矢印ｃ）。
【００２８】
傾斜離脱機構５の枠体５１の内部側であって、半田槽３の上方側には搬送機構６を配設している。この搬送機構６は、基板ｂを前工程又は後工程に搬入出すると共に、半田付け中には傾斜離脱機構５に対して平行状態を維持して把持する。なお、この搬送機構６の構成も、既存技術により構築しているので、これ以上の詳細な説明は省略する。
【００２９】
本装置１は上述した構成のため、搬入された基板ｂの半田付け部位Ｌを、昇降機構４によりノズル３２の開口部３２ａに水平状態を維持しつつ近接移動させることが可能であり、水平状態を維持したまま又は必要により傾斜離脱（ピールバック）動作をさせてノズル３２から離隔することも可能である。また、各動作に連動させて溶融半田ｈの噴流圧を適宜に制御することも可能である。
【００３０】
次に、本願発明の主眼である局部半田付け方法について、図３に基づいて、以下に説明する。
【００３１】
先ず、搬送機構６で保持した電子部品ｄを実装した基板ｂを、昇降機構４により水平状態を維持しつつノズル３２の開口部３２ａに近接させ、半田付け半田付け部位Ｌを溶融半田ｈに浸漬（接触）させる。この工程により、電子部品ｄのリードｌには溶融半田ｈが付着する。なお、浸漬中の半田付け部位Ｌと開口部３２ａのクリアランスＣ１（離隔距離）は、未半田、不塗れを防止するため、例えば、０．３〜１．０ｍｍと通常より狭く設定している。加えて、未半田、不塗れ防止として溶融半田ｈの噴流圧を高くしても良い。
【００３２】
次に、上記の浸漬位置から基板ｂを、半田付け部位Ｌが溶融半田ｈの液面に接触状態を保って離脱せず、かつ溶融半田ｈが表面張力によりその噴流形状を安定させる位置まで水平状態を維持しつつ昇降機構４によって上昇させる。ここで、溶融半田ｈが表面張力によりその噴流形状を安定させる位置とは、ノズル３２の開口部３２ａにおける溶融半田ｈが、表面張力により所定の曲面形状を得た状態のことを示している。
この上昇により、半田付け部位Ｌと開口部３２ａの離隔距離は、浸漬位置よりは長い、例えば、１．５〜２．５ｍｍ程度のクリアランスＣ２になっている。
【００３３】
そして、この位置から傾斜離脱機構５を作動させ、基板ｂの半田付け部位Ｌを溶融半田ｈの液面から傾斜させながら離脱させる。溶融半田ｈは、表面張力により噴流形状が安定しているので、開口部３２ｂの縁部付近の溶融半田ｈが半田付け部位Ｌに引きずられるような現象は発生せず、その離脱ポイントも一定に保つことができる。この結果、電子部品ｄのリードｌにおいては、半田ショート、つらら現象等の不具合発生が抑制されることになる。
【００３４】
さらに、上記の傾斜離脱方法に加えて、ノズル圧開放によって溶融半田の噴流状態が変動することを極力防止するため、溶融半田ｈの噴流圧を低下させるよう制御している。
【００３５】
なお、上記したクリアランスＣ１、Ｃ２の数値は例示的なものであり、実際は半田付け部位Ｌの面積、ノズル３２の開口部３２ａの形状、溶融半田ｈの種類や溶融温度により適宜に設定する必要がある。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本実施例の半田付け方法を実現する装置を示す概略図である。
【図２】図１の装置の動作状態を示す説明図（Ａ）、（Ｂ）である。
【図３】本実施例の半田付け方法の工程を示す説明図である。
【図４】従来の半田付け方法による半田付け状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  本装置
２  フレーム
３  半田槽
３１  ノズル盤
３２  ノズル
３２ａ  開口部
４  昇降機構
５  傾斜離脱機構
５１  枠体
５１ａ  回動軸
５１ｂ  ロッド
６  搬送機構
ｂ  基板
Ｃ１  クリアランス（浸漬時）
Ｃ２  クリアランス（離脱時）
ｄ  電子部品
ｈ  溶融半田
ｌ  リード
Ｌ  半田付け部位
ｎ  ノズル（従来例の）
ｎ１  開口部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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