(57)【要約】【課題】金材料によって形成されたはんだ付け面の非実装側に予備はんだを部分的に設け、このはんだ付け面の実装側に、電子部品をそのはんだ付け部が密着する状態で実装することが可能な部品実装方法を提供する。【解決手段】区画ステップＳ１と、予備はんだ設置ステップＳ２と、部品載置ステップＳ３と、加熱ステップＳ４と、はんだ追加ステップＳ５と、凝固ステップＳ６とを有する。区画ステップＳ１では、金材料からなるはんだ付け面にレジストを設け、このはんだ付け面を実装側と非実装側とに分ける。予備はんだ設置ステップＳ２では、はんだ付け面の非実装側に予備はんだを設ける。部品載置ステップＳ３では、はんだ付け面の実装側に電子部品のはんだ付け部を載置する。加熱ステップＳ４では、予備はんだを溶かすとともにはんだ付け面を加熱する。はんだ追加ステップＳ５では、新たなはんだをはんだ付け面の実装側に供給する。凝固ステップＳ６では、予備はんだおよび新たなはんだを凝固させる。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金材料によって形成されたはんだ付け面にレジストを設け、このはんだ付け面を電子部品が実装される実装側と電子部品が実装されることがない非実装側とに分ける区画ステップと、
前記はんだ付け面の前記非実装側に予備はんだを設ける予備はんだ設置ステップと、
前記はんだ付け面の前記実装側に電子部品のはんだ付け部を載置する部品載置ステップと、
前記予備はんだを溶かすとともに前記はんだ付け面を加熱する加熱ステップと、
新たなはんだを前記はんだ付け面の前記実装側に供給するはんだ追加ステップと、
前記予備はんだおよび前記はんだ追加ステップで供給されたはんだを凝固させる凝固ステップとによって実施することを特徴とする部品実装方法。
【請求項２】
請求項１記載の部品実装方法において、
前記加熱ステップは、レーザー光を前記予備はんだに照射することによって行うことを特徴とする部品実装方法。
【請求項３】
金材料によって形成されたはんだ付け面と、
前記はんだ付け面に設けられたレジストとを備え、
前記はんだ付け面は、電子部品が実装される実装側と、電子部品が実装されることがない非実装側とに前記レジストによって区画されていることを特徴とするプリント基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金材料によって形成されたはんだ付け面に電子部品を個別に実装するために用いる部品実装方法およびプリント基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリント基板に多数の電子部品を実装するためには、個々の電子部品のはんだ付けをいわゆるリフロー方式で行うことが多い。しかし、リフロー時の温度に耐えることができない電子部品や、実装位置に高い精度が求められる電子部品は、他の電子部品がリフロー方式によってプリント基板にはんだ付けされた後に、個別にプリント基板のはんだ付け面にはんだ付けされる。このはんだ付け面は、銅材料からなる配線パターンやパッドなどに設けられている。
【０００３】
電子部品をプリント基板のはんだ付け面に個別にはんだ付けするにあたっては、このパッドおよび電子部品のはんだ付け部のみを加熱してはんだ付けを行うことが必要である。このようにはんだ付けを行うことができる従来のはんだ付け方法としては、例えば特許文献１に記載されているように、はんだ付け部にレーザー光を照射してはんだ付けを行うレーザー工法がある。
【０００４】
レーザー工法を採る場合は、出力が小さいレーザー光照射装置を使用できるように、はんだ付け部においてレーザー光のエネルギーの吸収率、すなわちレーザー吸収率が高いことが望ましい。はんだ付け面の材料である銅や金のレーザー吸収率は、はんだに含まれる亜鉛のレーザー吸収率より小さい。このため、はんだ付け面に予備はんだを設けておき、この予備はんだにレーザー光を照射することにより、レーザー光照射装置の出力が小さくてもはんだを溶かすことが可能になる。
【０００５】
プリント基板に実装される電子部品には、例えば光学部品のように、プリント基板の厚み方向の高さに制約を受ける電子部品がある。この種の電子部品は、リフロー工法によって他の電子部品が実装されている状態のプリント基板に個別に実装される。光学部品の１つであるＬＥＤのはんだ付けは、その端子がパッド（はんだ付け面）に密着するような状態で行うことが望ましい。
【０００６】
このようなはんだ付けを上述したように予備はんだを使用してレーザー工法で行うためには、はんだ付け面における電子部品が載置されることがない非実装側に予備はんだを設けておくことが考えられる。この場合は、はんだ付け面の予備はんだが設けられていない実装側に電子部品のはんだ付け部を載置した状態で予備はんだにレーザー光を照射する。
この予備はんだは、レーザー光によって加熱されて溶融することにより、はんだ付け面上を濡れ拡がって電子部品のはんだ付け部に達するようになる。このため、電子部品のはんだ付け部とはんだ付け面とが互いに密着している状態ではんだ付けが行われることになる。
【０００７】
ところで、従来のプリント基板のはんだ付け面は、酸化防止や腐食防止を図るために、いわゆる金フラッシュ表面処理が施されることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭６２−２４８５６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
はんだ付け面に金フラッシュ表面処理が施されているプリント基板においては、はんだ付け面の一部のみに予備はんだを設けることができないという問題があった。この理由は、はんだに含まれる錫（Ｓｎ）が金（Ａｕ）と反応し、はんだ喰われと呼称される現象が発生するからである。はんだ喰われが生じると、予備はんだがはんだ付け面上を流れ、はんだ付け面の実装側を覆うようになる。
【００１０】
このように実装側に予備はんだが流れ込むと、電子部品を載せたときにはんだ付け部がはんだ付け面に密着することができなくなる。このような状態では、光学部品のようなプリント基板の厚み方向の高さに制約を受ける電子部品を実装することはできない。
このような不具合は、金フラッシュ表面処理が施されたプリント基板だけでなく、はんだ付け面が金材料で形成されているプリント基板であれば、どのようなプリント基板であっても同様に生じる。
【００１１】
本発明の目的は、金材料によって形成されたはんだ付け面の非実装側に予備はんだを部分的に設け、このはんだ付け面の実装側に、電子部品をそのはんだ付け部が密着する状態で実装することが可能な部品実装方法およびプリント基板を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この目的を達成するために、本発明に係る部品実装方法は、金材料によって形成されたはんだ付け面にレジストを設け、このはんだ付け面を電子部品が実装される実装側と電子部品が実装されることがない非実装側とに分ける区画ステップと、前記はんだ付け面の前記非実装側に予備はんだを設ける予備はんだ設置ステップと、前記はんだ付け面の前記実装側に電子部品のはんだ付け部を載置する部品載置ステップと、前記予備はんだを溶かすとともに前記はんだ付け面を加熱する加熱ステップと、新たなはんだを前記はんだ付け面の前記実装側に供給するはんだ追加ステップと、前記予備はんだおよびはんだ追加ステップで供給されたはんだを凝固させる凝固ステップとによって実施する方法である。
【００１３】
本発明は、前記部品実装方法において、
前記加熱ステップは、レーザー光を前記予備はんだに照射することによって行ってもよい。
【００１４】
本発明に係るプリント基板は、 金材料によって形成されたはんだ付け面と、前記はんだ付け面に設けられたレジストとを備え、前記はんだ付け面は、電子部品が実装される実装側と、電子部品が実装されることがない非実装側とに前記レジストによって区画されているものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る部品実装方法およびプリント基板においては、はんだ付け面の非実装側で溶融した予備はんだがレジストによって堰き止められるから、この予備はんだがはんだ付け面の非実装側から実装側に浸入することを防ぐことができる。
したがって、本発明によれば、金材料によって形成されたはんだ付け面の非実装側に予備はんだを部分的に設け、このはんだ付け面の実装側に、電子部品をそのはんだ付け部が密着する状態で実装することが可能な部品実装方法およびプリント基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る部品実装方法によって電子部品が実装されたプリント基板の一部を示す平面図である。
【図２】図１における要部のII-II線断面図である。
【図３】プリント基板の一部と第１のパッドの断面図である。
【図４】本発明に係る部品実装方法を説明するためのフローチャートである。
【図５】区画ステップを説明するための平面図である。
【図６】予備はんだ設置ステップを説明するための平面図である。
【図７】予備はんだ設置ステップを説明するための平面図である。
【図８】部品載置ステップを説明するための断面図である。
【図９】部品載置ステップを説明するための断面図である。
【図１０】加熱ステップを説明するための断面図である。
【図１１】加熱ステップを説明するための平面図である。
【図１２】はんだ追加ステップを説明するための断面図である。
【図１３】はんだ追加ステップを説明するための平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る部品実装方法およびプリント基板の一実施の形態を図１〜図１３を参照して詳細に説明する。なお、図１は、後述する第１および第２のはんだを省略して描いてある。図２、図８〜図１３は、後述する電子部品の第１〜第４の端子を省略して描いてある。
【００１８】
図１に示すプリント基板１は、電子部品２を実装するための第１のパッド３と第２のパッド４とを有している。このプリント基板１には、図１に示す電子部品２の他に、多数の電子部品（図示せず）が実装されている。
図１に示す電子部品２は、プリント基板１の厚み方向の高さに制約を受けるＬＥＤである。この電子部品２の一側部２ａと他側部２ｂとにはそれぞれはんだ付け用の第１〜第４の端子５〜８が設けられている。この実施の形態においては、これらの第１〜第４の端子５〜８のうち図１において右側に位置する一側部２ａの第１および第２の端子５，６が本発明でいう「はんだ付け部」に相当する。
【００１９】
この電子部品２は、図２に示すように、第１のパッド３と第２のパッド４とに跨がるように設置されており、これらの第１および第２のパッド３，４にそれぞれ第１および第２のはんだ１１，１２によってはんだ付けされている。電子部品２の第１および第２の端子５，６は、詳細は後述するが、本発明に係る部品実装方法によって第１のパッド３にはんだ付けされている。なお、第３の端子７は、本発明の部品実装方法が実施される過程で第２のパッド４にはんだ付けされる。
【００２０】
第１および第２のパッド３，４は、それぞれ銅材料によって同じ高さになるように形成されている。また、第１のパッド３のはんだ付け面３ａ（図２参照）と、第２のパッド４のはんだ付け面４ａは、それぞれ金材料によって形成されている。この実施の形態によるはんだ付け面３ａ，４ａは、第１および第２のパッド３，４の表面にいわゆる金フラッシュ表面処理を施すことによって形成されている。
【００２１】
第１のパッド３のはんだ付け面３ａには、細い帯状のレジスト１３が設けられている。このレジスト１３は、所定の幅と高さで第１のパッド３の一端から他端まで延びている。レジスト１３の幅と高さは、第１のパッド３上で溶融して濡れ拡がったはんだが越えることができない幅と高さであって、可及的細くかつ低くなるような幅と高さである。
【００２２】
このレジスト１３は、プリント基板１上に絶縁膜（図示せず）を設ける過程で第１のパッド３上に設けたり、プリント基板１が製造された後に第１のパッド３に設けることができる。プリント基板１の製造後にレジスト１３を設けるためには、テープ状のレジスト１３を第１のパッド３に貼り付けたり、液状のレジスト１３を第１のパッド３に塗布して行うことができる。
第１のパッド３のはんだ付け面３ａは、図３に示すように、このレジスト１３によって実装側Ａと非実装側Ｂとに区画されている。実装側Ａは、電子部品２が実装される領域である。非実装側Ｂは、電子部品２が実装されることがない領域である。
【００２３】
次に、図４に示すフローチャートを用いて本発明に係る部品実装方法を説明する。
本発明に係る部品実装方法は、図４に示すように、区画ステップＳ１と、予備はんだ設置ステップＳ２と、部品載置ステップＳ３と、加熱ステップＳ４と、はんだ追加ステップＳ５と、凝固ステップＳ６とによって実施される。
【００２４】
区画ステップＳ１においては、図５に示すように、第１のパッド３のはんだ付け面３ａにレジスト１３が設けられ、このはんだ付け面３ａが実装側Ａと非実装側Ｂとに分けられる。レジスト１３は、上述したように、プリント基板１の製造時あるいはプリント基板１の製造後であって他の電子部品が実装される（はんだ付けされる）以前に設けられる。
【００２５】
予備はんだ設置ステップＳ２においては、先ず、図６に示すように、第１のパッド３のはんだ付け面３ａの非実装側Ｂに第１のはんだ１１の一部となるペースト状の予備はんだ１１ａが塗布される。なお、このときには、第２のパッド４のはんだ付け面４ａにも第２のはんだ１２となるペースト状の予備はんだ１２ａが塗布される。
【００２６】
このペースト状の予備はんだ１１ａ，１２ａの塗布は、例えば、プリント基板１上の他の電子部品が実装される他のパッド（図示せず）にペースト状のはんだを塗布するはんだ塗布装置（図示せず）を用いて行うことができる。なお、プリント基板１に他の電子部品が実装される場合は、この予備はんだ設置ステップＳ２の途中で他のパッドの上にペースト状のはんだを介して他の電子部品が載置される。
【００２７】
はんだ付け面３ａの非実装側Ｂにペースト状の予備はんだ１１ａが塗布され、はんだ付け面４ａにペースト状の予備はんだ１２ａ塗布された後、プリント基板１をリフロー炉（図示せず）内に送り、予備はんだ１１ａ，１２ａを所定の温度に加熱して溶融させる。このとき、第１のパッド３上のレジスト１３によって実装側Ａとは区画された非実装側Ｂには、図７に示すように、溶融状態の予備はんだ１１ｂが全域に濡れ拡がる。この溶融状態の予備はんだ１１ｂは、レジスト１３によって堰き止められて実装側Ａに浸入することなく非実装側Ｂに留まる。第２のパッド４上で溶融した予備はんだ１２ｂは、第２のパッド４の全域に濡れ拡がる。図７においては、溶融した予備はんだ１１ｂ，１２ｂにハッチングが施してある。
【００２８】
この溶融状態の予備はんだ１１ｂ，１２ｂが冷却されて凝固することにより、予備はんだ設置ステップＳ２が終了する。なお、プリント基板１の他のパッドに載置されていた電子部品は、この予備はんだ設置ステップＳ２が終了することによりプリント基板１に実装されることになる。
【００２９】
部品載置ステップＳ３は、第１のパッド３の実装側Ａに電子部品２の第１および第２の端子５，６を載置させるステップである。この実施の形態による部品載置ステップＳ３においては、電子部品２を正しい姿勢で第１および第２のパッド３，４に載せるために、最初に電子部品２の第３の端子７が第２のパッド４にはんだ付けされる。すなわち、部品載置ステップＳ３においては、先ず、図８に示すように、電子部品２が第１および第２のパッド３，４の上方に実装時の姿勢で配置される。
【００３０】
そして、第２のパッド４上で固化された予備はんだ１２ｃにレーザー光Ｌ（図９参照）を照射し、この予備はんだ１２ｃを加熱して溶かす。これとともに、電子部品２をプリント基板１に所定の押圧力Ｆで押し付ける。この押圧により、第１および第２の端子５，６が第１のパッド３の実装側Ａに接触し、第３の端子７が第２のパッド４に接触するようになる。このように第１〜第３の端子５〜７が第１および第２のパッド３，４に接触した後にレーザー光Ｌによる加熱を停止し、予備はんだ１２ｃを凝固させる。
【００３１】
第２のパッド４上の予備はんだ１２ｃが凝固することにより、電子部品２の第３の端子７が第２のパッド４に第２のはんだ１２によってはんだ付けされる。電子部品２の押圧は、予備はんだ１２ｃが固化するまで継続して行われる。この実施の形態においては、このように第２のパッド４に第２のはんだ１２によって第３の端子７がはんだ付けされることによって、部品載置ステップＳ３が終了する。
【００３２】
加熱ステップＳ４においては、図１０に示すように、第１のパッド３上で固化された予備はんだ１１ｃにレーザー光Ｌが照射され、この予備はんだ１１ｃが加熱される。この実施の形態においては、図１１に示すように、レーザー光Ｌが予備はんだ１１ｃの略中央部に照射される。予備はんだ１１ｃにレーザー光Ｌが照射されて予備はんだ１１ｃが加熱されると、予備はんだ１１ｃが溶融するとともに、予備はんだ１１ｃの熱が第１のパッド３に伝わり、さらに、第１のパッド３の熱が第１および第２の端子５，６に伝達される。このように予備はんだＣが溶融するとともに、第１のパッド３のはんだ付け面３ａが加熱されて第１および第２の端子５，６が昇温した状態で、次のはんだ追加ステップＳ５が実施される。
【００３３】
はんだ追加ステップＳ５においては、図１２および図１３に示すように、上述した予備はんだ１１ｃと協働して第１のはんだ１１となる新たなはんだ２１が第１のパッド３の実装側Ａに供給される。この新たなはんだ２１の供給は、レジスト１３の上方近傍に配置されたはんだ供給ノズル２２によって行われる。この実施の形態によるはんだ供給ノズル２２は、はんだ供給装置（図示せず）に接続されており、このはんだ供給装置から溶融状態の新たなはんだ２１が送られる。
【００３４】
この新たなはんだ２１は、予備はんだ１１ｃ側からレジスト１３を越えてはんだ付け面３ａの実装側Ａに流れ込み、実装側Ａの全域に濡れ拡がるように供給される。なお、新たなはんだ２１は、図示してはいないが、溶融していない糸はんだを第１のパッド３の実装側Ａに載せたり、溶融状態の予備はんだ１１ｃの中に溶かし込んでレジスト１３から溢れさせたとしても、上述したように第１のパッド３に供給することができる。
【００３５】
このように新たなはんだ２１が第１のパッド３に供給された後に凝固ステップＳ６が実施される。
凝固ステップＳ６においては、レーザー光Ｌによる加熱が停止され、第１のパッド３上の予備はんだ１１ｃと新たなはんだ２１とが凝固される。これらのはんだ１１ｃ，２１が固化することにより、図２に示すように、電子部品２の第１および第２の端子５，６が第１のはんだ１１によって第１のパッド３にはんだ付けされ、凝固ステップＳ６が終了する。
【００３６】
このように実施される部品実装方法においては、レジスト１３が実質的に堰になるから、はんだ付け面３ａの非実装側Ｂで溶融した予備はんだ１１ｂがレジスト１３によって堰き止められる。このため、この予備はんだ１１ｂがはんだ付け面３ａの非実装側Ｂから実装側Ａに浸入することを防ぐことができる。
したがって、この実施の形態によれば、金材料によって形成されたはんだ付け面３ａの非実装側Ｂに予備はんだ１１ａを部分的に設け、このはんだ付け面３ａの実装側Ａに、電子部品２を第１および第２の端子５，６（はんだ付け部）が密着する状態で実装することが可能になる。
【００３７】
この実施の形態による加熱ステップＳ４は、レーザー光Ｌを予備はんだ１１ｃに照射することによって行われる。このため、第１のパッド３のみを容易に加熱することができるから、プリント基板１に既に実装されている他の電子部品に影響を及ぼすことなく、このプリント基板１に新たな電子部品２を実装することができる。
【００３８】
この実施の形態によるプリント基板１は、金材料によって形成されたはんだ付け面３ａと、はんだ付け面３ａに設けられたレジスト１３とを備えている。はんだ付け面３ａは、電子部品２が実装される実装側Ａと、電子部品２が実装されることがない非実装側Ｂとにレジスト１３によって区画されている。このため、はんだ付け面３ａの非実装側Ｂで溶融した予備はんだ１１ｂがレジスト１３によって堰き止められるから、この予備はんだ１１ｂが実装側Ａに浸入することを防ぐことができる。
したがって、この実施の形態によれば、はんだ付け面３ａが酸化したり腐食され難い構成を採りながら、プリント基板１の厚み方向の高さに制約を受ける電子部品２を実装可能なプリント基板を提供することができる。
【００３９】
上述した実施の形態による第１および第２のパッド３，４のはんだ付け面３ａ，４ａは、金フラッシュ表面処理が施されている。しかし、はんだ付け面３ａ，４ａを金材料によって形成するためには、金フラッシュ表面処理に限定されることはなく、例えば、電解金メッキ処理によって行うことができる。
【符号の説明】
【００４０】
１…プリント基板１、２…電子部品、３…第１のパッド、３ａ…はんだ付け面、５…第１の端子（はんだ付け部）、６…第２の端子（はんだ付け部）、１１ａ〜１１ｃ…予備はんだ、１３…レジスト、２１…新たなはんだ、Ｓ１…区画ステップ、Ｓ２…予備はんだ設置ステップ、Ｓ３…部品載置ステップ、Ｓ４…加熱ステップ、Ｓ５…はんだ追加ステップ、Ｓ６…凝固ステップ、Ａ…実装側、Ｂ…非実装側、Ｌ…レーザー光。
【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】
2019134010.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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