(57)【要約】【課題】簡単な工程を施すだけでフローはんだ付け時におけるはんだ再溶融への充分な対策を講じることができるはんだ付け方法を提供する。【解決手段】第１面１ａに電子部品２をリフロー実装したプリント基板１に対し、第１面１ａに別の電子部品７、８を仮止めした状態で第２面１ｂ側から溶融はんだ噴流１７を接触させてフローはんだ付けする。その際、これに先だち、ビアホール３のうちで使用しないものを予め接着剤（５）で閉塞する。これにより、ビアホール３を介して第２面側からフローはんだ槽の熱が伝わることを防止し、第１面側への熱伝導を可及的に低減でき、リフローはんだ付けされた電子部品２のはんだ付け部の再溶融を回避することができる。【選択図】図２
2011142171.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表側の第１面と裏側の第２面とを貫通するビアホールを有する被はんだ付け基板に電子部品をはんだ実装するはんだ付け方法において、
前記第１面に第１電子部品をリフロー実装した前記被はんだ付け基板に対し、前記第１電子部品とは別の第２電子部品を、前記第２面側から溶融はんだ噴流を接触させてフローはんだ付けする際、これに先だち、前記ビアホールを予め接着剤で閉塞する、
ことを特徴とするはんだ付け方法。
【請求項２】
前記第１面に設けられた部品ランドに前記第１電子部品を仮止めしてリフローはんだ付けで実装する工程と、
前記ビアホールを予め接着剤で閉塞する工程と、
前記被はんだ付け基板に形成されたスルーホールに前記第１面側から前記第２電子部品の端子を貫通して前記第２面側に突出させた状態で前記第２電子部品を前記第１面に仮止めして、前記第１面に前記第１電子部品と前記第２電子部品とを混載した電子基板ユニットとする工程と、
前記電子基板ユニットの前記第２面を前記溶融はんだ噴流に接触させ、前記第２面に突出した前記端子を、前記第２面に設けられた配線パターンにフローはんだ付けする工程と、を備える、
ことを特徴とする請求項１記載のはんだ付け方法。
【請求項３】
前記ビアホールの接着剤による閉塞は、前記第１電子部品又は前記第２電子部品を仮止めするため若しくは前記第２面に実装部品を接着するために接着剤を塗布する接着剤塗布装置を用いて行う、
ことを特徴とする請求項１又は２記載のはんだ付け方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、予め電子部品をはんだ実装したプリント基板に対してフローはんだ付けする際のはんだ再溶融対策を施したはんだ付け方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、プリント基板に電子部品を実装して電子回路基板を製造する際、プリント基板に電子部品をマウントして電子基板ユニットとし、電子部品のリード線をプリント基板上の配線パターンにはんだ付けして電子回路基板とする。その場合、生産性向上のためにフロー（噴流）はんだ付け方法が一般に採用されている。このフローはんだ付け方法では、溶融したはんだを噴流させると共に、溶融はんだの噴流上を通るようにコンベアチェーンを配置しておく。そして、電子基板ユニットにフラックスを塗布した後に予備加熱し、コンベアチェーンに沿って電子基板ユニットを通過させ、通過する電子基板ユニットのはんだ付け面をはんだ噴流に接触させてはんだ付けし、冷却する。なお、以下、プリント基板や電子回路基板を総称して「基板」とも呼ぶ。
【０００３】
しかし、このようなフローはんだ付け方法では、電子回路基板として表面側に既にはんだ付けされた電子部品のはんだ部が、次なるフローはんだ付け時の熱で再溶融する可能性があった。このようなはんだ再溶融を防止するため、溶融はんだを噴流するはんだ槽の上方に複数のノズル孔を備えた不活性ガス吹付けパイプを配置したフローはんだ付け装置が提案されている（特許文献１参照）。このフローはんだ付け装置では、はんだ槽を通過中の電子基板ユニットの上面に吹付けパイプから基板冷却用不活性ガスを吹付けて、電子基板ユニットの上面に搭載済みの電子部品を冷却しつつ、はんだ付け部分の再溶融を防止するように構成される。
【０００４】
しかし、特許文献１記載の技術では、不活性ガス吹付けパイプのノズル孔から基板冷却用不活性ガスを吹付けるための大掛かりな装置構造を必要とするため、コスト高を招いていた。そこで、はんだ溶融温度を考慮して、電子基板ユニットの表面側に実装された電子部品のはんだ部が１７０［℃］以下になるような条件設定を行うことで、はんだ再溶融への対策を講じることが以下のように考えられる。
（１）フローはんだ付け装置での電子基板ユニットの搬送スピードや、はんだ槽の噴流はんだの高さや形を変更し、電子基板ユニットをはんだ槽に接触させる時間を可能な限り短縮させる。
（２）電子基板ユニットの裏側に、はんだが直接触れないようにマスキングテープを貼る。
（３）電子基板ユニットの上面への熱伝達は、部品リードを挿入しないスルーホールであるビア（ＶＩＡ）ホールを介して伝わるので、その伝わりを低減するために、電子基板ユニットの製造工程においてビアホールをレジストで覆ってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３５２１６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、近年では環境問題対策として、はんだの無鉛化の取り組みが急速に進んでいる。しかし、候補とされている無鉛はんだの多くは、はんだ付け時の温度が上がる。つまり、無鉛はんだは、従来の共晶はんだよりも融点が高いため、フローはんだ槽の温度もその分高くした方が、良好なはんだ付けが得られる。この際、はんだ槽の溶融はんだの温度を、例えば２４５［℃］から２５５［℃］に引き上げることが考えられる。
【０００７】
そのため、フローはんだ付け装置における上記（１）、（２）、（３）の対策案は、発生する接着済み電子部品のはんだ再溶融を防止するには不充分となる。即ち、対策案（１）では、フローはんだ付け装置の設定のみではんだ再溶融を防止する条件出しができない場合が多く、対策が困難である。また対策案（２）では、はんだ面側に部品が密集して配置されている際には、マスキングテープの貼付工程が困難を極め、またマスキングテープにより、近接する実装部品間でのはんだの流れを損ない、はんだ付け不良を発生させ易くすることもある。
【０００８】
更に、対策案（３）では、基板製造工程上、パターン形成時に使用するエッチング液がビアホールに入り込み、洗浄工程を行っても充分に洗浄することができず残留した場合には、経年的にビアホール断線を起すような懸念がある。そのため、基板メーカーによって、できる会社とできない会社とがあり、ベンダーが限定されてしまう。
【０００９】
そこで本発明は、簡単な工程を施すだけで、フローはんだ付け時のはんだ再溶融への充分な対策を講じることができ、上記課題を解消したはんだ付け方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、表側の第１面と裏側の第２面とを貫通するビアホールを有する被はんだ付け基板に電子部品をはんだ実装するはんだ付け方法において、前記第１面に第１電子部品をリフロー実装した前記被はんだ付け基板に対し、前記第１電子部品とは別の第２電子部品を、前記第２面側から溶融はんだ噴流を接触させてフローはんだ付けする際、これに先だち、前記ビアホールを予め接着剤で閉塞することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ビアホールをレジストで埋める特殊仕様やマスキングテープを貼る等を行うことなく、ビアホールを予め接着剤で閉塞するだけで被はんだ付け基板の裏側からの熱伝導を低減し、接着済み電子部品のはんだ再溶融を防止することができる。しかも、ビアホールへの接着剤の塗布は、既存の接着剤塗布装置を使用して行うことが可能であるため、その場合、コストアップを招くことなく実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係るはんだ付け方法を適用したフローはんだ付け装置を示す概略断面図。
【図２】本発明に係る実施形態において電子基板ユニットにフローはんだ付けを施す際の様子を示す概略側面図。
【図３】予めリフロー実装された電子部品への本実施形態での熱伝導状況を説明するための概略側面図。
【図４】本実施形態で用いる接着剤塗布装置を上方から見た状態で示す平面図。
【図５】予めリフロー実装された電子部品への従来技術での熱伝導状況を説明するための概略側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１に、被はんだ付け基板であるプリント基板に各種電子部品のラジアルやアキシャルタイプ等のリード部品をはんだ付けする自動はんだ付け装置としての、溶融はんだを噴流するフローはんだ付け装置１０を示す。本実施形態では、このフローはんだ付け装置１０、及び後述の接着剤塗布装置２０を用いたはんだ付け方法について説明する。
【００１４】
図１に示すように、フローはんだ付け装置１０は、装置本体１０Ａの内部に、搬送方向（矢印Ａ方向）に延びるように配置された一対の搬送レール１１を有している。更に、装置本体１０Ａは、搬送レール１１の下側に順に配置された、フラックス塗布部１２、予備加熱ヒーター部１４、フローはんだ槽１３、及び、冷却を行う冷却ファン１５を有している。フローはんだ槽１３は、溶融はんだ噴流１７を所定高さに噴流させる噴流部１６を有しており、プリント基板１の裏側の第２面１ｂ側（図２参照）から溶融はんだ噴流１７を接触させてフローはんだ付けするように構成される。
【００１５】
フローはんだ付け装置１０では、表側の第１面１ａに電子部品２（図２参照）が予めリフロー実装され、かつ電子部品７、８（図２参照）が仮止めされて電子基板ユニットＵとされたプリント基板１を、搬送レール１１に備えた不図示の爪部間に挟持する。そして、搬送しながらフラックス塗布部１２でフラックスを電子基板ユニットＵの第２面１ｂに塗布し、予備加熱ヒーター部１４で予備加熱した後、第２面１ｂに溶融はんだ噴流１７を接触させてフローはんだ付けし、冷却ファン１５で冷却して排出する。
【００１６】
次に、フローはんだ付け装置１０に供されるプリント基板１に接着剤を塗布する接着剤塗布装置２０について、図４（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。即ち、接着剤塗布装置２０は、図４（ａ）に示すように、基台２２と、基台２２上を同図左右方向に延びるように配置された搬送レール２５と、基台２２の両端部にて搬送レール２５と直交する方向に所定間隔をあけて配置されたＹ方向レール２３，２３とを有する。Ｙ方向レール２３、２３は、搬送レール２５上を右側から左側に移動するプリント基板１を通過させ得るだけの空間を搬送レール２５との間にあけた状態で、不図示の支持部材を介して基台２２に固定されている。Ｙ方向レール２３上には、Ｘ方向レール２６が矢印ｙ方向に移動自在に設けられている。Ｘ方向レール２６には、搬送レール２５に沿って搬送されてＹ方向レール２３、２３間で停止されたプリント基板１（図４（ｂ）参照）に接着剤を塗布するシリンジ２９を支持する支持部２７が、矢印ｘ方向に移動自在に設けられている。
【００１７】
上記構成の接着剤塗布装置２０は、制御部２１の制御により作動制御される。即ち、制御部２１は、搬送レール２５上にセットしたプリント基板１のスルーホール９、ビアホール３、配線パターン等に係る位置データに基づき、このプリント基板１に対し、所要の部位にシリンジ２９を移動させて接着剤を塗布する。上記ビアホール３は、プリント基板１の両面を貫く穴３ａを形成し、その内壁に銅メッキ等の導体をメッキすることで両面をつなぐように構成されている。
【００１８】
本実施形態では、第１面１ａと第２面１ｂとを貫通するスルーホール９及びビアホール３を有する被はんだ付け基板であるプリント基板１に電子部品２、７、８をはんだ実装する。そして、第１面１ａに電子部品（第１電子部品）２をリフロー実装したプリント基板１に対し、第１面１ａに電子部品２とは別の電子部品（第２電子部品）７、８を仮止めした状態で第２面側から溶融はんだ噴流１７を接触させてフローはんだ付けする。その際、これに先だち、ビアホール３のうちで使用しない不使用ホール（３）を予め接着剤で閉塞する。
【００１９】
つまり、本実施形態では、第１面１ａに設けられた部品ランド６に電子部品２を接着剤で仮止めしてリフローはんだ付けで実装する工程と、上記不使用ホール（３）を予め接着剤で閉塞する工程とを実施する。上記不使用ホール（３）の接着剤による閉塞は、第１面１ａに接着剤を塗布して電子部品２及び電子部品７、８を仮止めする前述の接着剤塗布装置２０を用いて行う。この接着剤塗布装置２０としては、電子部品（第１電子部品）２又は電子部品（第２電子部品）７、８を仮止めするための機能を有する装置以外にも、第２面１ｂに実装部品を接着するために接着剤を塗布する機能を有する装置を用いることができる。
【００２０】
その際、図４（ｂ）のように、搬送レール２５上におけるＹ方向レール２３、２３間に、第１面１ａを上方に向けた状態で位置決めセットされたプリント基板１に対し、制御部２１の制御で、Ｘ方向レール２６をｙ１方向（又はその逆方向）に移動させる。同時に、支持部２７をｘ１方向（又はその逆方向）に移動させ、シリンジ２９をプリント基板１の第１面１ａの全域で移動させて、不使用ホール（３）を接着剤で閉塞する。このように第１面側から接着剤を塗布すると、この接着剤は、ビアホール３内を通って第２面側にて膨出して固まり、ビアホール３を閉塞する固形部５となる。なお、搬送レール２５にセットする段階でプリント基板１を上述とは逆、即ち第２面１ｂを上方に向けた状態で位置決めセットして、シリンジ２９により接着剤塗布を行って固形部５を形成することも可能である。
【００２１】
また、電子部品２をリフローはんだ付けで実装する工程では、第１面１ａの部品ランド６にシリンジ２９により接着剤を塗布して電子部品２を仮止めし、その状態で、内部を所定温度にしたチャンバー（図示せず）内を通過させる。これにより、部品ランド６上に予め塗布したはんだ４を溶融させ、更にチャンバーから排出して冷却することにより、電子部品２をリフロー実装する。更に、スルーホール９に第１面１ａ側から電子部品７、８の端子７ａ、８ａを貫通して第２面１ｂ側に突出させた状態で電子部品７、８を第１面１ａに接着剤で仮止めする。これにより、第１面１ａに電子部品２と電子部品７、８とを混載した電子基板ユニットＵとする工程を実施する。
【００２２】
そして、搬送レール１１に沿って図２（ａ）の矢印Ｂ方向に搬送される電子基板ユニットＵの第２面１ｂを溶融はんだ噴流１７に接触させる。これにより、第２面１ｂに突出した端子７ａ、８ａを、第２面１ｂに設けられた配線パターン１８にフローはんだ付けする工程を実施する（図２（ｂ）参照）。この工程で形成されるはんだ付け部１９により、端子７ａ、８ａが配線パターン１８に堅固に固定されて接続される。電子部品２をリフローはんだ付けした後であってフローはんだ付けの前に第２面１ｂに接着される実装部品を接着剤によって接着し、フローはんだ付けに先立ってこの接着剤によってビアホール３を穴埋めするようにしてもよい。この場合では接着剤は第２面１ｂ側から塗布される。そしてこの場合には電子部品２、７、８の仮止めに際して接着剤を用いることがなくてもよい。
【００２３】
ここで、本実施形態に対する比較例を図５に示す。即ち、同図に示すように、ビアホール３を接着剤で閉塞しない場合には、電子基板ユニットＵへのフローはんだ付け時において、フローはんだ槽１３からの熱（矢印Ｈ）がビアホール３を介して第１面１ａ側に伝わる（矢印Ｈ１）。このため、第１面１ａにリフロー実装された電子部品２のはんだ付け部（４）が再溶融して、はんだ付け強度が低下する虞がある。
【００２４】
これに対し、本実施形態では、接着剤の固形部５によりビアホール３を閉塞したことで、ビアホール３を介して第２面１ｂ側からフローはんだ槽１３の熱（図３の矢印Ｈ）が伝わることを防止することができる。これにより、プリント基板１の第１面１ａ側への熱伝導を可及的に低減できるので、リフローはんだ付けされた電子部品２のはんだ付け部（４）の再溶融を回避し、はんだ付け強度が低下することを防止することができる。そして、既存の接着剤塗布装置２０を使用してビアホール３への接着剤塗布を行うことができるため、コストアップを招くことなく実施することができる。また、基板製造工程上、パターン形成時に使用するエッチング液がビアホール３に入り込むようなことがなく、従って、経年的にビアホール断線を起すような従来の懸念を払拭することができる。
【符号の説明】
【００２５】
１…被はんだ付け基板（プリント基板）、１ａ…第１面、１ｂ…第２面、２…第１電子部品（電子部品）、３…ビアホール、５…接着剤の固形部、６…部品ランド、７ａ，８ａ…端子、７，８…第２電子部品（電子部品）、９…スルーホール、１７…溶融はんだ噴流、１８…配線パターン、２０…接着剤塗布装置、Ｕ…電子基板ユニット
【図１】
2011142171.tif 000003
【図２】
2011142171.tif 000004
【図３】
2011142171.tif 000005
【図４】
2011142171.tif 000006
【図５】
2011142171.tif 000007