(57)【要約】【課題】はんだ付けの品質のさらなる向上を図ることができる溶融はんだの入熱量評価方法と計測基板とフローはんだ付け装置とを提供する。【解決手段】計測基板１は、複数のビアホール５が形成された基板本体３と、電極パッド９と導電性パターン７とソルダペースト１１とを備えている。電極パッド９は、基板本体３の第１主面の側に、複数のビアホール５のそれぞれに対応するように形成されている。導電性パターン７は、基板本体３の第２主面の側の部分から複数のビアホール５のそれぞれを介して電極パッド９に繋がっている。ソルダペースト１１は、電極パッド９上に形成されており、はんだ付けに使用するはんだと同じ組成のものが適用されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融はんだを噴き付けることによって電子部品を製品基板にはんだ付けする際に、溶融はんだから製品基板への入熱量を評価するための溶融はんだの入熱量評価方法であって、
対向する第１主面および第２主面を有し、前記第１主面の側に電極パッドが形成され、前記第１主面と第２主面との間を貫通するビアホールが形成され、前記第２主面の側の部分から前記ビアホールを介して前記電極パッドに繋がる導電性パターンが形成され、前記電極パッドに温度履歴表示材が形成された計測基板を作製する工程と、
前記計測基板における前記第２主面の側に溶融はんだを噴き付ける工程と、
前記計測基板に溶融はんだが噴き付けられた後、前記温度履歴表示材の外観を観察する工程と、
前記温度履歴表示材の前記外観の観察結果に基づいて、前記溶融はんだを噴き付ける噴流条件を調整する工程と
を備えた、溶融はんだの入熱量評価方法。
【請求項２】
前記計測基板を作製する工程では、前記温度履歴表示材として、ソルダペーストが形成される、請求項１記載の溶融はんだの入熱量評価方法。
【請求項３】
前記計測基板を作製する工程では、前記温度履歴表示材として、示温材が形成される、請求項１記載の溶融はんだの入熱量評価方法。
【請求項４】
前記温度履歴表示材の外観を観察する工程では、撮影装置によって前記温度履歴表示材の外観が映像情報として記録され、
前記噴流条件を調整する工程では、前記映像情報と、あらかじめ記憶された基準映像情報とを比較した結果に基づいて、前記噴流条件が調整される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の溶融はんだの入熱量評価方法。
【請求項５】
前記噴流条件を調整する工程は、前記溶融はんだを送り出すインペラの回転速度を制御する工程を含む、請求項４記載の溶融はんだの入熱量評価方法。
【請求項６】
溶融はんだを噴き付けることによって電子部品を製品基板にはんだ付けする際に、溶融はんだから製品基板への入熱量を評価するための計測基板であって、
互いに対向する第１主面と第２主面を有する基板本体と、
前記基板本体に形成され、前記第１主面と前記第２主面との間を貫通する複数のビアホールと、
複数の前記ビアホールのそれぞれに対応するように、前記基板本体の前記第１主面の側に形成された電極パッドと、
複数の前記ビアホールのそれぞれに対応するように前記基板本体に形成され、前記第２主面の側の部分から複数の前記ビアホールのそれぞれを介して前記電極パッドに繋がる導電性パターンと、
前記電極パッドのそれぞれに形成され、温度履歴を示す温度履歴表示材と
を備えた、計測基板。
【請求項７】
前記温度履歴表示材は、ソルダペーストを含む、請求項６記載の計測基板。
【請求項８】
前記温度履歴表示材は、示温材を含む、請求項６記載の計測基板。
【請求項９】
請求項６〜８のいずれか１項に記載の計測基板を使用して、溶融はんだから製品基板への入熱量の評価が可能なフローはんだ付け装置であって、
溶融はんだが噴き付けられた後の前記温度履歴表示材の外観を撮影して映像情報として取得する撮影部と、
前記溶融はんだを噴き付ける噴流条件を設定する制御部と
を備え、
前記制御部は、前記映像情報と、基準となる基準映像情報とを比較する機能を有する、フローはんだ付け装置。
【請求項１０】
前記制御部では、前記溶融はんだを送り出すインペラの回転速度を制御する機能を有する、請求項９記載のフローはんだ付け装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融はんだの入熱量評価方法および計測基板ならびにフローはんだ付け装置に関し、特に、電子部品を製品基板にはんだ付けする際に、溶融はんだから製品基板への入熱量を評価する溶融はんだの入熱量評価方法と、それに用いられる計測基板と、その計測基板を使用して製品基板への入熱量の評価が可能なフローはんだ付け装置とに関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、製品基板としてのプリント配線板に電子部品を実装する際には、はんだ付けが行われる。一般的に、はんだ付けには、フローはんだ付け装置が使用される。フローはんだ付け装置では、電子部品が搭載されたプリント配線板を搬送させながら、溶融はんだがプリント配線板へ向けて噴き付けられる。
【０００３】
溶融はんだをプリント配線板へ噴き付けるため、溶融はんだからプリント配線板への入熱量がはんだ付けの品質に大きく影響することになる。従来、フローはんだ付けの品質を安定化させるために、溶融はんだを噴き付ける際の溶融はんだの高さ、溶融はんだの流速、溶融はんだの圧力等の計測手法が提案されている。たとえば、特許文献１では、溶融はんだの高さが、基準値の範囲内に入っているか否かを確認することで、フローはんだ付けの品質を安定化する手法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第６１９７９４２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電子部品をプリント配線板にはんだ付けする際には、溶融はんだの高さ以外にも、たとえば、プリント配線板の反り量、または、プリント配線板の予熱の状態等によっても、はんだ付けの品質に影響を及ぼすことが考えられる。たとえば、溶融はんだからプリント配線板への入熱量が不足するような場合には、良好なはんだ付けを行うことはできず、はんだ付けの品質が悪化することが想定される。
【０００６】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、一つの目的は、はんだ付けの品質のさらなる向上を図ることができる溶融はんだの入熱量評価方法を提供することであり、他の目的は、そのような溶融はんだの入熱量評価方法に使用される計測基板を提供することであり、さらに他の目的は、そのような計測基板を使用して、溶融はんだから製品基板への入熱量の評価が可能なフローはんだ付け装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る溶融はんだの入熱量評価方法は、溶融はんだを噴き付けることによって電子部品を製品基板にはんだ付けする際に、溶融はんだから製品基板への入熱量を評価するための溶融はんだの入熱量評価方法であって、以下の工程を備えている。対向する第１主面および第２主面を有し、第１主面の側に電極パッドが形成され、第１主面と第２主面との間を貫通するビアホールが形成され、第２主面の側の部分からビアホールを介して電極パッドに繋がる導電性パターンが形成され、電極パッドに温度履歴表示材が形成された計測基板を作製する。計測基板における第２主面の側に溶融はんだを噴き付ける。計測基板に溶融はんだが噴き付けられた後、温度履歴表示材の外観を観察する。温度履歴表示材の外観の観察結果に基づいて、溶融はんだを噴き付ける噴流条件を調整する。
【０００８】
本発明に係る計測基板は、溶融はんだを噴き付けることによって電子部品を製品基板にはんだ付けする際に、溶融はんだから製品基板への入熱量を評価するための計測基板であって、基板本体と複数のビアホールと電極パッドと導電性パターンと温度履歴表示材とを備えている。基板本体は、互いに対向する第１主面と第２主面を有する。複数のビアホールは、基板本体に形成され、第１主面と第２主面との間を貫通する。電極パッドは、複数のビアホールのそれぞれに対応するように、基板本体の第１主面の側に形成されている。導電性パターンは、複数のビアホールのそれぞれに対応するように基板本体に形成され、第２主面の側の部分から複数のビアホールのそれぞれを介して電極パッドに繋がっている。温度履歴表示材は、電極パッドのそれぞれに形成され、温度履歴を示す。
【０００９】
本発明に係るフローはんだ付け装置は、上記の計測基板を使用して、溶融はんだから製品基板への入熱量の評価が可能なフローはんだ付け装置であって、撮影部と制御部とを備えている。撮影部は、溶融はんだが噴き付けられた後の温度履歴表示材の外観を撮影して映像情報として取得する。制御部は、溶融はんだを噴き付ける噴流条件を設定する。制御部は、映像情報と、基準となる基準映像情報とを比較する機能を有する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る溶融はんだの入熱量評価方法によれば、温度履歴表示材が形成された計測基板に溶融はんだを噴き付け、その後、温度履歴表示材の外観を観察することで、溶融はんだから製品基板への入熱量を評価することができ、その観察結果に基づいて、溶融はんだを噴き付ける噴流条件を調整することで、フローはんだ付けの品質を向上させることができる。
【００１１】
本発明に係る計測基板によれば、溶融はんだから製品基板への入熱量を評価することができ、フローはんだ付けの品質の向上に寄与することができる。
【００１２】
本発明に係るフローはんだ付け装置によれば、計測基板を使用して、溶融はんだから製品基板への入熱量を評価することができ、フローはんだ付けの品質の向上に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１に係る計測基板の平面図である。
【図２】同実施の形態において、図１に示す断面線ＩＩ−ＩＩにおける断面図である。
【図３】同実施の形態において、フローはんだ付け装置の構成の一例を模式的に示す一部断面を含む側面図である。
【図４】同実施の形態において、溶融はんだが噴き付けられた後の計測基板を示す平面図である。
【図５】同実施の形態において、図４に示す断面線Ｖ−Ｖにおける断面図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る計測基板の平面図である。
【図７】同実施の形態において、図６に示す断面線ＶＩＩ−ＶＩＩにおける断面図である。
【図８】同実施の形態において、溶融はんだが噴き付けられた後の計測基板を示す平面図である。
【図９】同実施の形態において、図８に示す断面線ＩＸ−ＩＸにおける断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態３に係るフローはんだ付け装置の構成の一例を模式的に示す一部断面を含む側面図である。
【図１１】同実施の形態において、溶融はんだの噴流条件の調整の仕方の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
実施の形態１．
実施の形態１に係る溶融はんだからプリント配線板への入熱量評価方法について説明する。まず、溶融はんだからプリント配線板への入熱量評価方法に使用する計測基板について説明する。
【００１５】
図１および図２に示すように、計測基板１は、複数のビアホール５が形成された基板本体３と、電極パッド９と、導電性パターン７と、ソルダペースト１１とを備えている。基板本体３は、対向する第１主面および第２主面を有する。複数のビアホール５は、第１主面と第２主面との間を貫通するように形成されている。電極パッド９は、基板本体３の第１主面の側に、複数のビアホール５のそれぞれに対応するように形成されている。
【００１６】
導電性パターン７は、複数のビアホール５のそれぞれに対応するように、基板本体３に形成されている。導電性パターン７は、基板本体３の第２主面の側の部分から複数のビアホールのそれぞれを介して電極パッド９に繋がっている。導電性パターン７は、たとえば、銅膜から形成されている。ソルダペースト１１は、電極パッド９上に形成されている。
【００１７】
基板本体３は、量産時に製品基板として使用されるプリント配線板と同じ材質のもので、同じサイズものを用いることが望ましい。これは、溶融はんだを噴き付けることによって生じるプリント配線板の反りを正確に評価するためである。基板本体３の材料として、たとえば、ガラスコンポジット基板（ＣＥＭ−３）が望ましい。ガラスコンポジット基板とは、基材として、難燃性のエポキシ樹脂を含浸させたガラス不織布を用い、強度の補強を目的として、表面にガラス布とエポキシ樹脂とを重ね合わせたプリプレグを用いた積層板である。
【００１８】
ソルダペースト１１は、はんだ付けに使用するはんだと同じ組成のものであり、たとえば、Ｓｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕの組成を有するソルダペーストである。ソルダペースト１１は、たとえば、スクリーン印刷によって、電極パッド９の上に印刷される。
【００１９】
次に、プリント配線板に搭載された電子部品を、溶融はんだを噴き付けることによってはんだ付けするフローはんだ付け装置の一例について説明する。
【００２０】
図３に示すように、フローはんだ付け装置５１は、フラクサ５３とはんだ槽５５とを備えている。フラクサ５３は、搬送機構６１とスプレー６３とを備えている。フラクサ５３では、電子部品５７を搭載した、製品基板としてのプリント配線板４が搬送機構６１によって搬送されながら、スプレー６３からプリント配線板４に向けてフラックス５９が塗布される。フラックス５９は、プリント配線板４において、電子部品５７のリード端子が突出するプリント配線板４の裏面側に塗布される。
【００２１】
はんだ槽５５は、搬送機構６５、予熱部６７およびはんだ付け部６９を備えている。予熱部６７では、フラックス５９が塗布されたプリント配線板４が、はんだ付けを行う前に加熱される。これは、フラックス５９に含まれる溶剤を除去するためと、はんだ付け時の電子部品５７への熱衝撃を緩和させるためである。
【００２２】
予熱部６７では、フラックス５９が塗布されたプリント配線板４は、搬送機構６５によって搬送されながら、予熱されることになる。プリント配線板４は、１００℃〜１２０℃程度にまで加熱される。予熱部６７として、たとえば、シースヒータ、赤外線パネルヒータ、ホットエアー等が適用される。
【００２３】
はんだ付け部６９は、貯留槽７１、１次ノズル７５、インペラ７９、ポンプ８１、２次ノズル７７、インペラ８０およびポンプ８２を備えている。貯留槽７１には、溶融はんだ７３が貯留されている。貯留槽７１は、たとえば、ＳＵＳ３１６、鋳鉄、チタン、窒化処理を施したＳＵＳ３１６等によって形成されている。ＳＵＳ３１６は、１８Ｃｒ−１２Ｎｉ−２．５Ｍｏの組成を有するステンレス鋼である。
【００２４】
貯留槽７１には、１次ノズル７５と２次ノズル７７とが設置されている。１次ノズル７５には、ポンプ８１とインペラ７９とが設けられている。ポンプ８１によってインペラ７９を回転させることで、溶融はんだ７３が１次ノズル７５から噴流となってプリント配線板４へ向けて噴き付けられる。
【００２５】
２次ノズル７７には、ポンプ８２とインペラ８０とが設けられている。ポンプ８２によってインペラ８０を回転させることで、溶融はんだ７３が２次ノズル７７から噴流となってプリント配線板４へ向けて噴き付けられる。フローはんだ付け装置５１は、上記のように構成される。
【００２６】
次に、フローはんだ付け装置５１を使用して、製品基板としてのプリント配線板４に電子部品５７をはんだ付けする方法について説明する。まず、電子部品５７が搭載されたプリント配線板４が、搬送機構６１によって、フラクサ５３内に送り込まれる。フラクサ５３内では、プリント配線板４の裏面に、フラックス５９が塗布される。フラックス５９が塗布されたプリント配線板４は、次に、搬送機構６５によって、はんだ槽５５内に送り込まれる。はんだ槽５５内では、予熱部６７において予熱される。
【００２７】
予熱されたプリント配線板４は、１次ノズル７５の直上を搬送される間に、１次ノズル７５から溶融はんだ７３が噴流はんだとしてプリント配線板４に向けて噴き付けられる。さらに、２次ノズル７７の直上を搬送される間に、２次ノズル７７から溶融はんだ７３が噴流はんだとしてプリント配線板４に向けて噴き付けられる。
【００２８】
１次ノズル７５からは、乱流状態の溶融はんだ７３が噴き付けられる。これは、プリント配線板４におけるはんだ付けが必要な箇所の隅々にまで溶融はんだ７３を接触させるためである。一方、２次ノズル７７からは、静流状態の溶融はんだ７３が噴き付けられる。これは、プリント配線板４におけるはんだ付けが必要な箇所のはんだの形状を整えて、はんだ付けの不良を防止するためである。こうして、製品基板としてのプリント配線板４に搭載された電子部品５７のはんだ付けが完了する。
【００２９】
次に、計測基板１を用いた溶融はんだからの入熱量評価方法の一例について説明する。まず、計測基板１では、基板本体３として、製品基板に対応するプリント配線板４が適用される。電極パッド９に塗布されるソルダペースト１１として、Ｓｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕの組成を有するソルダペーストが適用される。
【００３０】
ソルダペースト１１が塗布された計測基板１が、製品基板としてのプリン知配線板と同様に、搬送機構６１によって、フラクサ５３内に送り込まれる。フラクサ５３内では、計測基板１の裏面に、フラックス５９が塗布される。フラックス５９が塗布された計測基板１は、次に、搬送機構６５によって、はんだ槽５５内に送り込まれる。はんだ槽５５内では、予熱部６７において予熱される。
【００３１】
予熱された計測基板１は、１次ノズル７５の直上を搬送される間に、１次ノズル７５から溶融はんだ７３が噴流はんだとして計測基板１に向けて噴き付けられる。さらに、２次ノズル７７の直上を搬送される間に、２次ノズル７７から溶融はんだ７３が噴流はんだとして計測基板１に向けて噴き付けられる。溶融はんだ７３の噴き付けが完了した計測基板１は、はんだ槽５５の外へ送り出される。図４および図５に、はんだ槽５５の外へ送り出された計測基板１の状態の一例を示す。
【００３２】
次に、送り出された計測基板１のソルダペースト１１の溶融状態を確認する。ソルダペースト１１は、一般的に、はんだ材として微小な粒径のはんだボールと、はんだボールの酸化膜を還元するためのフラックスとから構成されている。ソルダペースト１１が溶融する前の外観は、はんだボールの酸化膜の色とフラックスの色とが混じり合った鈍い灰色を呈している。
【００３３】
溶融はんだ７３からの熱によってソルダペースト１１の温度が融点を超えると、ソルダペースト１１は溶融し、その後、凝固する。凝固したソルダペースト１１の外観は、フラックスにより酸化膜が還元され、さらに、フラックスが揮発するため、金属光沢を呈している。
【００３４】
ここで、電子部品のリード端子が突出する、計測基板１の裏面側のビアホール５の周辺部分と、計測基板１の表面側の電極パッド９とは、銅膜から形成された導電性パターン７によって繋がっている。このため、溶融はんだ７３を噴き付けることによってビアホール５の周辺の導電性パターン７の部分に伝導した溶融はんだ７３の熱は、ビアホール５内に位置する導電性パターン７の部分を伝導して電極パッド９へ伝導する。これにより、ビアホール５の周辺の導電性パターン７の部分の温度と、電極パッド９の温度は、ほぼ同じ温度になる。
【００３５】
このため、溶融はんだ７３がビアホール５の周辺の導電性パターン７の部分に接触するように噴き付けられた場合には、電極パッド９の温度は、ソルダペースト１１の融点よりも高くなって、ソルダペースト１１は溶融し、その後、凝固することになる。凝固したソルダペースト１１は、金属光沢を呈する。
【００３６】
一方、噴き付けられた溶融はんだ７３の熱によって、計測基板１が反ってしまい、溶融はんだが、ビアホール５の周辺の導電性パターン７の部分に良好に接触せず、電極パッド９の温度が、ソルダペースト１１の融点よりも高くならないような場合がある。たとえば、基板本体３として、製品基板に対応するプリント配線板４とは異なるプリント配線板を使用した場合等では、溶融はんだからそのプリント配線板への入熱量によって、そのプリント配線板の反り方が、製品基板に対応するプリント配線板の場合の反り方とは異なることがある。
【００３７】
そのような場合には、従来の手法のように、溶融はんだの噴流の高さを揃えても、溶融はんだが、ビアホール５の周辺の導電性パターン７の部分に良好に接触しなことが想定される。このような場合には、ソルダペースト１１は溶融することなく、当初の状態を保つことになり、ソルダペースト１１は、鈍い灰色を呈する。
【００３８】
こうして、フローはんだ付け装置によって計測基板１にはんだ付けを行った後のソルダペーストの外観を観測することで、ソルダペースト１１が良好に溶融したかどうかを把握することができる。すなわち、計測基板１のソルダペースト１１の外観を観察することで、製品基板としてのプリント配線板を使用した場合の、溶融はんだからプリント配線板への入熱量を計測することができる。厳密には、製品基板としてのプリント配線板を使用した場合におけるプリント基板の温度が、計測基板１から計測される温度と実質的に同じ温度であるとみなしている。
【００３９】
実際の手法としては、計測基板１のソルダペースト１１の外観と、基準となるソルダペースト１１の外観とを比較する。計測基板１のソルダペースト１１の外観（外観Ａ）が、基準となるソルダペースト１１の外観（外観Ｓ）と異なるような場合には、外観Ａが、外観Ｓと同じになるように、たとえば、インペラ７９、８０の回転速度等の、はんだ槽５５のパラメータが調整される。
【００４０】
これにより、溶融はんだから製品基板としてのプリント配線板への入熱量が、基準とされる入熱量とほぼ同じ入熱量もって、はんだ付けを行うことができる。このため、たとえば、はんだが塗布されない未はんだの状態、または、はんだ上がり不足の状態等のはんだ付け不良を防止することができる。その結果、プリント配線板への電子部品のはんだ付けが良好に行われた品質の高いプリント配線板を製造することができる。
【００４１】
上述した計測基板１では、基板本体３としてガラスコンポジット基板（ＣＥＭ−３）を例に挙げて説明したが、製品基板としてのプリント配線板に応じて、種々の基板を適用することができる。たとえば、ガラスエポキシ基板（ＦＲ−４）を適用してもよい。ガラスエポキシ基板とは、ガラス繊維の布にエポキシ樹脂を浸み込ませた基板である。また、たとえば、紙フェノール基板を適用してもよい。紙フェノール基板とは、絶縁体の紙に、フェノール樹脂を浸透させた基板である。
【００４２】
また、電極パッド９上のソルダペースト１１として、スクリーン印刷によって印刷されたソルダペースト１１を例に挙げて説明したが、たとえば、ディスペンサーによって電極パッド９上にソルダペースト１１を塗布してもよい。
【００４３】
さらに、ソルダペースト１１および溶融はんだ７３として、Ｓｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕの組成を有するはんだを例に挙げて説明したが、製品基板に使用されるはんだに応じて、種々のはんだを適用することができる。たとえば、Ｓｎ−Ｃｕ系はんだ、Ｓｎ−Ａｇ系はんだ、Ｓｎ−Ｚｎ系はんだ、または、Ｓｎ−Ｓｂ系はんだ等を適用することができる。
【００４４】
実施の形態２．
実施の形態２に係る溶融はんだからプリント配線板への入熱量評価方法について説明する。まず、溶融はんだからプリント配線板への入熱量評価方法に使用する計測基板について説明する。
【００４５】
図６および図７に示すように、計測基板１は、複数のビアホール５が形成された基板本体３と、電極パッド９と、導電性パターン７と、示温材１３とを備えている。示温材１３は、電極パッド９上に塗布されている。示温材１３は、温度の変化によって色が変わる塗料である。示温材１３の初期の色は、たとえば、黄色である。示温材１３の温度が上昇して、溶融はんだの温度になると、示温材１３の色は、黄色から赤色に変化する。示温材１３は、たとえば、スプレー等を用いて電極パッド９に塗布される。
【００４６】
なお、これ以外の構成については、図１および図２に示す計測基板１の構成と同様なので、同一部材には同一符号を付し、必要である場合を除きその説明を繰り返さないこととする。
【００４７】
次に、計測基板１を用いた溶融はんだからの入熱量評価方法の一例について説明する。まず、計測基板１では、基板本体３として、製品基板に対応するプリント配線板４が適用される。電極パッド９には、示温材１３が塗布されている。
【００４８】
示温材１３が塗布された計測基板１が、製品基板としてのプリント配線板と同様に、搬送機構６１によって、フラクサ５３内に送り込まれる。フラクサ５３内では、計測基板１の裏面に、フラックス５９が塗布される。フラックス５９が塗布された計測基板１は、次に、搬送機構６５によって、はんだ槽５５内に送り込まれる。はんだ槽５５内では、予熱部６７において予熱される。
【００４９】
予熱された計測基板１は、１次ノズル７５の直上を搬送される間に、１次ノズル７５から溶融はんだ７３が噴流はんだとして計測基板１に向けて噴き付けられる。さらに、２次ノズル７７の直上を搬送される間に、２次ノズル７７から溶融はんだ７３が噴流はんだとして計測基板１に向けて噴き付けられる。溶融はんだ７３の噴き付けが完了した計測基板１は、はんだ槽５５の外へ送り出される。図８および図９に、はんだ槽５５の外へ送り出された計測基板１の状態の一例を示す。
【００５０】
次に、送り出された計測基板１の示温材１３の色の変化の有無を確認する。ここで、前述したように、溶融はんだ７３を噴き付けることによってビアホール５の周辺の導電性パターン７の部分に伝導した熱は、その導電性パターン７の部分を伝導して電極パッド９へ伝導するため、ビアホール５の周辺の導電性パターン７の部分の温度と、電極パッド９の温度は、ほぼ同じ温度になる。
【００５１】
このため、溶融はんだ７３がビアホール５の周辺の導電性パターン７の部分に接触するように噴き付けられた場合には、電極パッド９の温度は、示温材１３の色が変化する温度に達して、示温材１３の色は、黄色から赤色に変化する。
【００５２】
一方、噴き付けられた溶融はんだ７３の熱によって、計測基板１が反ってしまい、溶融はんだが、ビアホール５の周辺の導電性パターン７の部分に良好に接触せず、電極パッド９の温度が、示温材１３の色が変化する温度に達していないような場合には、示温材１３の色は、黄色のままである。
【００５３】
こうして、フローはんだ付け装置によって計測基板１にはんだ付けを行った後の示温材１３の色を観察することで、溶融はんだが計測基板１に良好に噴き付けられたかどうかを把握することができる。すなわち、計測基板１の示温材１３の色を観察することで、製品基板としてのプリント配線板を使用した場合の、溶融はんだからプリント配線板への入熱量を計測することができる。
【００５４】
実際の手法としては、計測基板１の示温材１３の色と、基準となる示温材１３の色とを比較する。計測基板１の示温材１３の色（色Ａ）が、基準となる示温材１３の色（色Ｓ）と異なるような場合には、色Ａが、色Ｓと同じになるように、たとえば、インペラ７９、８０の回転速度等の、はんだ槽５５のパラメータが調整される。
【００５５】
これにより、溶融はんだから製品のプリント配線板への入熱量が、基準とされる入熱量とほぼ同じ入熱量もって、はんだ付けを行うことができる。このため、たとえば、はんだが塗布されない未はんだの状態、または、はんだ上がり不足の状態等のはんだ付け不良を防止することができる。その結果、プリント配線板への電子部品のはんだ付けが良好に行われた品質の高いプリント配線板を製造することができる。
【００５６】
上述した計測基板１では、示温材１３として、溶融はんだの温度では赤色に変わり、温度が下がると、初期の黄色に戻る示温材１３を適用してもよい。そのような示温材１３を適用することで、計測基板１を繰り返して使用することができる。
【００５７】
また、示温材１３として、温度が上昇するにしたがって色が段階的に変化する示温材１３を適用してもよい。この場合には、計測基板１における温度分布をより詳細に把握することができる。
【００５８】
なお、上述した計測基板１では、前述したのと同様に、基板本体３としては、ガラスコンポジット基板の他に、たとえば、ガラスエポキシ基板（ＦＲ−４）を適用してもよいし、紙フェノール基板を適用してもよい。
【００５９】
また、溶融はんだ７３としては、Ｓｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕの組成を有するはんだの他に、たとえば、Ｓｎ−Ｃｕ系はんだ、Ｓｎ−Ａｇ系はんだ、Ｓｎ−Ｚｎ系はんだ、または、Ｓｎ−Ｓｂ系はんだ等を適用することができる。
【００６０】
実施の形態３．
ここでは、実施の形態１または実施の形態２において説明した計測基板を適用した計測装置（フローはんだ付け装置）の一例について説明する。
【００６１】
図１０に示すように、フローはんだ付け装置５２では、カメラ８３と制御部８５とを備えている。溶融はんだが噴き付けられた後の計測基板１の外観がカメラ８３によって撮影される。なお、図１０では、カメラ８３は、第１ノズル７５と第２ノズル７７との中間位置の直上に配置された状態が示されているが、溶融はんだが噴き付けられた後の計測基板１の外観を撮影できるように配置されていればよい。
【００６２】
カメラ８３によって撮影された計測基板１の画像は、制御部８５へ送られる。制御部８５では、あらかじめ記憶されている計測基板１の外観の映像情報、および、その映像情報と対応する溶融はんだを噴き付ける噴流条件のデータと、撮影された計測基板１の映像情報とを比較することによって、インペラ７９、８０の回転数を調整する機能を有する。なお、これ以外の構成については、図３に示すフローはんだ付け装置５１の構成と同様なので、同一部材に同一符号を付し、必要である場合を除きその説明を繰り返さないこととする。
【００６３】
制御部８５とカメラ８３について、より詳しく説明する。制御部８５では、カメラ８３から送られる計測基板１の映像情報に基づいて、インペラ７９、８０の回転速度をフィードバック制御する機能を有する。また、制御部８５では、過去に作製した計測基板１のソルダペーストの外観の映像情報を記録することがきる。さらに、ソルダペーストの外観の映像情報を設定することができる。
【００６４】
また、制御部８５では、制御部８５に備えられているディスプレイに、たとえば、現在のインペラの回転速度が、溶融はんだが所望する噴流状態を満たしているか否かなどの情報を表示して、作業者にその情報を伝えることができる。カメラ８３としては、たとえば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサ、ＣＭＯＳ（Complementary metal-oxide-semiconductor）イメージセンサ等の画像センサを備えたカメラが望ましい。
【００６５】
次に、フローはんだ付け装置５２における、溶融はんだを噴き付ける噴流条件の調整方法について説明する。図１１に、溶融はんだの噴流条件の調整方法のフローチャートの一例を示す。まず、ステップＳ１では、過去に作成された計測基板の映像情報の中から、所望の溶融はんだの噴流条件のもとで作成された基準となる計測基板の選択と設定とが行われる。この操作は、作業者によって行われ、選択された計測基板の映像情報が制御部８５に入力される。
【００６６】
次に、ステップＳ２では、選択された基準となる計測基板と同じ計測基板１が用意され、その計測基板１は、フローはんだ付け装置５２に投入されて、搬送機構によって搬送される。計測基板１は、搬送されながら、１次ノズル７５から溶融はんだ７３が計測基板１に向けて噴き付けられ、次に、２次ノズル７７から溶融はんだ７３が計測基板１に向けて噴き付けられる。
【００６７】
溶融はんだ７３の噴き付けが完了した後の計測基板１の外観が、カメラ８３によって撮影される。次に、ステップＳ３では、計測基板１のソルダペーストの外観が、基準の計測基板のソルダペーストの外観と一致するか否かが、映像情報を比較することによって判断される。
【００６８】
カメラ８３によって撮影された計測基板１の外観の映像情報は、出力信号として、制御部８５へ送られる。制御部８５では、送られた計測基板１の外観の映像情報と、基準の計測基板の外観の映像情報とが比較される。計測基板１の外観の映像情報が、基準の計測基板の映像情報と一致する場合には、溶融はんだ７３を噴き付ける噴流条件の設定が適切であると判断される。一方、計測基板１の外観の映像情報が、基準の計測基板の映像情報と異なる場合には、溶融はんだ７３を噴き付ける噴流条件を調整する必要があると判断される。
【００６９】
これらの情報は、制御部８５のディスプレイを介して作業者に伝えられる。溶融はんだ７３を噴き付ける噴流条件を調整する必要がある場合には、ステップＳ４において、たとえば、インペラ７９、８０の回転数等が調整される。その条件のもとで、再度、ステップＳ２が実行され、以下、ステップＳ３において、計測基板１の外観の映像情報が、基準の計測基板の映像情報と一致するまで、この動作が繰り返される。計測基板１の外観の映像情報が、基準の計測基板の映像情報と一致すると、その噴流条件が制御部８５に設定される。
【００７０】
こうして、制御部８５には、計測基板１の外観の映像情報が、基準の計測基板の映像情報と一致する噴流条件が設定される。フローはんだ付け装置５２では、その噴流条件のもとで、電子部品が搭載された、製品基板としてのプリント配線板に、フローはんだ付けが行われる。
【００７１】
上述したフローはんだ付け装置５２では、まず、計測基板１を使用してフローはんだ付けを行い、計測基板１の外観の映像情報が、基準の計測基板の映像情報と一致する条件が設定される。すなわち、溶融はんだ７３の噴流条件は、基準の噴流条件と同じ噴流条件に設定されて、溶融はんだ７３からプリント配線板への入熱量は、基準の入熱量と同じになる。
【００７２】
次に、その噴流条件のもとで、電子部品が搭載された、製品基板としてのプリント配線板にフローはんだ付けが行われる。これにより、電子部品が搭載されたプリント配線板に対してフローはんだ付けを良好に、かつ、安定に行うことができる。その結果、品質の高い、電子部品が実装されたプリント配線板を製造することができる。
【００７３】
なお、上述した手法では、計測基板としてソルダペーストが塗布された計測基板１を用いて説明したが、示温材が塗布された計測基板を用いて行ってもよい。各実施の形態において説明した計測基板については、必要に応じて種々組み合わせることが可能である。
【００７４】
今回開示された実施の形態は例示であってこれに制限されるものではない。本発明は上記で説明した範囲ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明は、フローはんだ付け装置による電子部品のプリント配線板へのはんだ付けに有効に利用される。
【符号の説明】
【００７６】
１  計測基板、３  基板本体、４  プリント配線板、５  ビアホール、７  導電性パターン、９  電極パッド、１１  ソルダペースト、１３  示温材、５１、５２  フローはんだ付け装置、５３  フラクサ、５５  はんだ槽、５７  電子部品、５９  フラックス、６１  搬送機構、６３  スプレー、６５  搬送機構、６７  予熱部、６９  はんだ付け部、７１  貯留槽、７３  溶融はんだ、７５  １次ノズル、７７  ２次ノズル、７９、８０  インペラ、８１、８２  ポンプ、８３  カメラ、８５  制御部。 
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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