(57)【要約】【課題】  絶縁基板と放熱板とをリフローはんだ付けによって固定する際の、絶縁基板と冶具との干渉を防ぎ、絶縁基板と冶具との位置決め精度を向上させる。【解決手段】  押圧部２０によって絶縁基板１０、１０の他端面１０ｂ、１０ｂを押圧することにより、絶縁基板１０、１０を挟んで押圧部２０の反対側に位置する固定部１８、１８に対し、絶縁基板１０、１０の一端面１０ａ、１０ａを押し付ける。絶縁基板１０、１０は、常時、固定部１８、１８を基準として、放熱板１２に対する高精度の位置決めがなされる。また、リフローはんだ付けの冷却工程で生じる、押圧部２０に対する絶縁基板１０、１０の位置の変化についても、押圧部２０のばね２０ｂが弾力的にその変化を受け止め、吸収することができる。よって、押圧部２０が隣接する絶縁基板１０、１０に噛み込まれることもなく、円滑に押圧部２０を取外すことができる。  【選択図】      図２
2006093574.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板を、放熱板上にリフローはんだ付けする際に、前記放熱板に対する前記絶縁基板の位置決めを行う位置決め用冶具であって、
前記絶縁基板の一端面を固定する固定部と、前記一端面に対向する他端面を前記固定部へ向けて弾力的に押圧する押圧部とを備えたことを特徴とする位置決め用冶具。
【請求項２】
前記押圧部を隣接する２つの絶縁基板の間に配置し、前記固定部を隣接する２つの絶縁基板の外側に配置したことを特徴とする請求項１記載の位置決め用冶具。
【請求項３】
前記放熱板と、前記固定部との位置決めを行うためのベース部を備えることを特徴とする請求項１または２記載の位置決め冶具。
【請求項４】
前記押圧部は、一対の相対移動可能な剛体板の間にばねが配置されてなることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の位置決め用冶具。
【請求項５】
前記押圧部は、板ばねからなる外壁を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の位置決め用冶具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放熱板上に絶縁基板をリフローはんだ付けするための技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
絶縁基板に実装される電子部品の放熱性を高めるために、従来から、絶縁層を介して胴体パターンが形成された絶縁基板を、放熱板に固定した構造が採用されている（例えば、特許文献１参照。）
【０００３】
【特許文献１】実開平５−１５４４４号公報（〔００１０〕、〔図２〕）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
また、絶縁基板と放熱板とを固定する手法としては、従来から、リフローはんだ付けが採用されている。そして、このリフローはんだ付け作業を行う際に、絶縁基板１０を放熱板１２に対して正確に位置決めするため、図５（ａ）に示すように、位置決め用冶具１４で絶縁基板１０の位置決めを施した状態で、位置決め冶具１４と共に絶縁基板１０および放熱板１２をリフロー炉へと投入する。
しかしながら、冷却工程において、隣接する２つの絶縁基板１０の間に配置された位置決め冶具１４Ｂが、絶縁基板１０に噛み込まれ、冶具１４Ｂの取り外しが困難となり、これを無理に取り外そうとすると、絶縁基板１０や冶具１４Ｂを破損してしまうといった不具合が指摘されていた。
この不具合は、リフロー炉内では高温によりはんだ箔１６が溶融し、絶縁基板１０と放熱板１２とが固定されるが、その後の冷却工程では、冶具１４の構成材料と放熱板１２の構成材料との線膨張率の違い等から、加熱時に膨張した放熱板１２が図５（ｂ）に矢印で示す方向に収縮し、放熱板１２に固定された絶縁基板１０が互いに接近して、符号１で囲う部分のごとく、冶具１４Ｂを噛み込むことによるものである。
【０００５】
かかる不具合を回避する方法としては、絶縁基板１０に想定される最悪の寸法公差、冶具１４Ａ、１４Ｂの製作時に想定される冶具の最悪の寸法公差等を考慮して、冶具を製作することが挙げられる。しかしながら、かかる対応策では、絶縁基板１０または冶具１４Ａ、１４Ｂの寸法が標準的な交差範囲に収まっている場合には、絶縁基板１０と各冶具１４Ａ、１４Ｂとの間に当初から隙間を生じ、所定の位置決め精度を得ることができない。加えて、放熱板１２の収縮により、絶縁基板１０と、絶縁基板１０の外側に位置する冶具１４Ａとの間に、符号２で囲う部分のごとく、より大きな隙間が生じ、絶縁基板１０と放熱板１２との位置決め精度が大きく低下するといった問題が生じることとなる。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、絶縁基板と放熱板とをリフローはんだ付けによって固定する際の、絶縁基板と冶具との干渉を防ぎ、絶縁基板と冶具との位置決め精度を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための、本発明に係る位置決め用冶具は、絶縁基板を、放熱板上にリフローはんだ付けする際に、前記放熱板に対する前記絶縁基板の位置決めを行う位置決め用冶具であって、前記絶縁基板の一端面を固定する固定部と、前記一端面に対向する他端面を前記固定部へ向けて弾力的に押圧する押圧部とを備えたことを特徴とするものである。
本発明によれば、押圧部によって絶縁基板の他端面を固定部へ向けて弾力的に押圧することにより、絶縁基板の、寸法のバラツキの如何にかかわらず、絶縁基板を挟んで押圧部の反対側に位置する固定部に対し、絶縁基板の一端面を押し付けることが可能となる。したがって、絶縁基板は、リフローはんだ付けの全工程にわたり、固定部を基準として、放熱板に対する高精度の位置決めがなされることとなる。また、リフローはんだ付けの冷却工程において、放熱板に収縮が生じることに起因する、押圧部に対する絶縁基板の位置の変化についても、押圧部が弾力的にその変化を受け止め、吸収することができる。
【０００７】
本発明において、前記押圧部を隣接する２つの絶縁基板の間に配置し、前記固定部を隣接する２つの絶縁基板の外側に配置することが可能である。
この構成によれば、隣接する２つの絶縁基板の間に配置した押圧部によって、絶縁基板を押圧することにより、各絶縁基板を挟んで押圧部の反対側に位置する固定部に対し、絶縁基板を押し付けることが可能となる。したがって、複数の絶縁基板は、リフローはんだ付けの全工程にわたり、固定部を基準として、放熱板に対する高精度の位置決めがなされることとなる。また、リフローはんだ付けの冷却工程において、放熱板に収縮が生じることに起因する、押圧部に対する絶縁基板の位置の変化についても、隣接する２つの絶縁基板の間に配置した押圧部が弾力的にその変化を受け止め、吸収することができる。
【０００８】
また、本発明においては、前記放熱板と、前記固定部との位置決めを行うためのベース部を備えることにより、放熱板と固定部との位置決めが確実に行われる。よって、絶縁基板は、リフローはんだ付けの全工程にわたり、固定部を基準として、放熱板に対する高精度の位置決めがなされることとなる。
【０００９】
なお、前記押圧部を、一対の相対移動可能な剛体板の間にばねが配置されてなるものとすれば、ばねの弾性力を利用して、剛体板により絶縁基板の他端面を弾力的に押圧することが可能となる。
また、前記押圧部を、板ばねからなる外壁を備えるものとすれば、押圧部の外壁を構成する板ばねの弾性力を利用して、絶縁基板の他端面を弾力的に押圧することが可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明はこのように構成したので、絶縁基板と放熱板とをリフローはんだ付けによって固定する際の、絶縁基板と冶具との干渉を防ぎ、絶縁基板と冶具との位置決め精度を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。ここで、従来技術と同一部分若しくは相当する部分については同一符号で示し、詳しい説明を省略する。
まず、図２に示す位置決め用冶具は、隣接する２つの絶縁基板１０、１０の外側に配置される固定部１８と、隣接する２つの絶縁基板１０、１０の間に配置される押圧部２０とを備えるものである。ここで、固定部１８は、絶縁基板１０、１０の一端面１０ａを当接させることにより、放熱板１２に対する絶縁基板１０、１０の位置を固定するためのものである。したがって、固定部１８は後述のごとく、放熱板１２に対する位置が変化しないように固定されている。
これに対し、押圧部２０は、絶縁基板１０の一端面１０ａに対向する他端面１０ｂを弾力的に押圧するものであり、図２の例では、一対の相対移動可能な剛体板２０ａ、２０ａの間にばね２０ｂが配置された構造を有している。なお、図示の例では、ばね２０ｂはコイルばねであるが、板ばねや、弾性および耐熱性に優れたブッシュ等を用いることも可能である。
【００１２】
ここで、図２の位置決め冶具を用いて、放熱板１２に対し２枚の絶縁基板１０、１０を位置決めし、リフローはんだ付けを行う手順を、図１を参照しながら説明する。
（１）まず、位置決め冶具のベース部２２に放熱板１８をセットする。この際、ベース部２２の、位置決めピン等の位置決め手段に、放熱板１８を嵌め込むことにより、ベース部２２と放熱板１８との位置決めを行う。
（２）続いて、放熱板１２の所定位置に固定部１８、１８をセットする。この際、ベース部２２の、位置決めピン等の位置決め手段に、固定部１８、１８を嵌め込むことにより、ベース部２２を介して、放熱板１２と固定部１８、１８との位置決めを正確に行うことができる。
（３）続いて、放熱板１２にはんだ箔１６、１６、絶縁基板１０、１０をセットする。この際、吸着ピンセット、マウンタ等を用いることによって、はんだ箔１６、１６を放熱板の所定位置に正確に載置し、かつ、絶縁基板１０、１０をはんだ箔１６、１６上に載置する。
（４）そして、押圧部２０を隣接する２つの絶縁基板１０、１０の間にセットする。具体的には、ばね２０ｂを縮めることにより剛体板２０ａ、２０ａの間隔を絶縁基板１０、１０の設置間隔よりも若干狭めて、絶縁基板１０、１０の間に載置し、ばね２０ｂの弾性力によって、押圧部２０の剛体板２０ａ、２０ａを絶縁基板１０、１０の他端部１０ｂ、１０ｂに当接させる。よって、絶縁基板１０、１０は、押圧部２０のばね２０ｂの弾性力Ｆ（図２）によって、固定部１８、１８に対し一端部１０ａ、１０ａを押し付けられた状態となる。
【００１３】
以上の、放熱板１２に対する２枚の絶縁基板１０、１０の位置決め作業の後、位置決め冶具と共に放熱板１２、絶縁基板１０、１０をリフロー炉に投入し、はんだ箔１６、１６を溶融させ、放熱板１２、絶縁基板１０、１０とをリフローはんだ付けする。その後、位置決め冶具と共に放熱板１２、絶縁基板１０、１０をリフロー炉から取り出し、冷却する。
冷却工程の終了後は、放熱板１２から固定部１８、１８および押圧部２０を取り外し（この際、ばね２０ｂを縮めることにより剛体板２０ａ、２０ａの間隔を、接近した絶縁基板１０、１０の設置間隔よりも若干狭めることにより、押圧部２０を容易に取り外すことができる。）、さらに、放熱板１２をベース部２２から取り外し、全ての作業を終了する。
【００１４】
上記構成をなす、本発明の実施の形態に係る位置決め用冶具によれば、次のような作用効果を得ることが可能となる。まず、押圧部２０によって絶縁基板１０、１０の他端面１０ｂ、１０ｂを固定部１８、１８へ向けて弾力的に押圧することにより、絶縁基板１０、１０の、寸法のバラツキの如何にかかわらず、絶縁基板１０、１０を挟んで押圧部２０の反対側に位置する固定部１８、１８に対し、絶縁基板１０、１０の一端面１０ａ、１０ａを押し付けることが可能となる。したがって、絶縁基板１０、１０は、リフローはんだ付けの全工程（位置決め工程、加熱工程、冷却工程）にわたり、固定部１８、１８を基準として、放熱板１２に対する高精度の位置決めがなされることとなる。その結果として、絶縁基板１０、１０は、固定部１８、１８を基準として、放熱板１２の所定位置に正確に位置決めされた状態ではんだ付けされる。
【００１５】
また、リフローはんだ付けの冷却工程において、放熱板１２に収縮が生じることに起因する、押圧部２０に対する絶縁基板１０、１０の位置の変化についても、押圧部２０のばね２０ｂが弾力的にその変化を受け止め、吸収することができる。よって、冷却工程において押圧部２０が隣接する絶縁基板１０、１０に噛み込まれることもなく、円滑に押圧部２０を取外すことができる。
なお、図１、図２の例では、押圧部２０を、一対の相対移動可能な剛体板２０ａ、２０ａの間にばね２０ｂが配置された構造としたことから、ばね２０ｂの弾性力を利用して、剛体板２０ａ、２０ａにより、絶縁基板１０、１０の他端面１０ｂ、１０ｂを弾力的に押圧することが可能となる。
【００１６】
また、本実施の形態では、隣接する２つの絶縁基板１０、１０の間に配置した押圧部２０によって、絶縁基板１０、１０を押圧することにより、絶縁基板１０、１０を挟んで押圧部２０の反対側に位置する固定部１８、１８に対し、絶縁基板１０、１０を押し付けることが可能となる。したがって、複数の絶縁基板１０、１０を放熱板１２にリフローはんだ付けする際に、上記の作用効果を得ることができる。
また、本実施の形態では、放熱板１２と、固定部１８、１８との位置決めを行うためのベース部２２を備えることにより、ベース部２２を介して放熱板１２と固定部１８、１８との位置決めが確実に行われる。よって、絶縁基板１０、１０は、リフローはんだ付けの全工程にわたり、固定部１８、１８を基準として、放熱板１２に対する高精度の位置決めがなされることとなる。
【００１７】
続いて、図３を参照しながら、図１、図２に示す位置決め用冶具の応用例についての説明を行う。ここで、図１、図２と同一部分については、詳しい説明を省略する。
図３に示す位置決め用冶具は、押圧部２４が、板ばねからなる外壁２４ａを備えるものである。外壁２４ａは、耐熱性に優れ、かつ、塑性変形の生じ難い材料で構成されている。一例として、外壁２４ａにはステンレス鋼（ＳＵＳ３０２）に傷を防ぐための表面処理（無電解Ｎｉメッキなど）を施した板材が用いられる。なお、押圧部２４は外壁２４ａを支持する支持ブロック２４ａを備えており、絶縁基板１０、１０の位置決め作業の際には、支持ブロック２４ｂを直接的に放熱板１２上に当接させる。
この構成によっても、押圧部２４の外壁２４ａを構成する板ばねが、たわむことにより生じる弾性力を利用して、絶縁基板１０、１０の他端面１０ｂ、１０ｂを弾力的に押圧することが可能となるので、図１、図２の例と同様の作用効果を得ることができる。
【００１８】
図４には、図３に示す位置決め用冶具のさらなる応用例を示している。図４の例では、４つの絶縁基板１０、１０、１０、１０を田字状に配置すると共に、各絶縁基板の外側を囲むように配置される固定部１８と、隣接する各絶縁基板の間に配置される押圧部２４とを用いるものである。押圧部２４の基本構造は図３の例と同様であるが、支持ブロック２４ｂは、各絶縁基板１０、１０、１０、１０の間に配置されるように、十字状をなしている。かかる構成によれば、放熱板１２に対し、同時に４つの絶縁基板１０、１０、１０、１０を高精度に位置決めして、同時にリフローはんだ付けすることが可能となる。また、この例によれば、さらに多くの絶縁基板を同時にリフローはんだ付けすることも可能である。なお、図４の例に、図１、図２に示す押圧部２０を用いることも可能である。
【００１９】
また、上記各実施の形態では、位置決め用冶具の固定部１８および押圧部２０は、何れも別体として構成したが、固定部１８によって押圧部２０（２４）をフローティング支持することによって、固定部１８と押圧部２０とを一体の冶具として構成することも可能である。
さらに、放熱板１２に対し１枚の絶縁基板１０を位置決めし、リフローはんだ付けを行う際にも、固定部１８と押圧部２０（２４）とを備える位置決め用冶具を用いることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態に係る位置決め冶具により、放熱板に対し２枚の絶縁基板を位置決めする手順を示す説明図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る位置決め冶具により、放熱板に対し２枚の絶縁基板を位置決めした状態を示す側面図である。
【図３】図２の応用例を示す側面図である。
【図４】図３の応用例であり、（ａ）は平面図を、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線における断面図を示すものである。
【図５】従来の位置決め冶具により、放熱板に対し２枚の絶縁基板を位置決めした状態を示す側面図であり、（ａ）は放熱板に収縮が生じていない状態を、（ｂ）は放熱板に収縮を生じた状態を示している。
【符号の説明】
【００２１】
１０：絶縁基板、１０ａ：一端面、１０ｂ：他端面、１２：放熱板、１８：固定部、２０：押圧部、２０ａ：剛体板、２０ｂ：ばね、２２：ベース部、２４：押圧部、２４ａ：外壁、２４ｂ：支持ブロック
【図１】
2006093574.tif 000003
【図２】
2006093574.tif 000004
【図３】
2006093574.tif 000005
【図４】
2006093574.tif 000006
【図５】
2006093574.tif 000007