(57)【要約】【課題】スルーホール電極を有する基板に高い信頼性で部品を安定して実装することができる部品実装方法および部品実装システムを提供することを目的とする。【解決手段】スルーホール電極８を有する基板４にピン６ａを有するピン接続部品６を実装する部品実装において、スルーホール電極８に対応する開口を有するスクリーンマスクを介してスルーホール電極８へ半田ペースト９を印刷し、ピン接続部品６を保持してピン６ａをフラックス３１が溜められたフラックス槽に浸すことによりピン６ａにフラックス３１を転写し、フラックス３１が転写されたピン６ａを半田ペースト９が印刷されたスルーホール電極８内へ挿入して、ピン接続部品６を基板４へ実装する。【選択図】図１０
2019140298.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スルーホール電極を有する基板にピン端子を有する部品を実装する部品実装方法であって、
前記スルーホール電極に対応する開口を有するマスクを介して前記スルーホール電極へ半田ペーストを印刷し、
前記部品を保持して前記ピン端子をフラックスが溜められたフラックス槽に浸すことにより前記ピン端子に前記フラックスを転写し、
前記フラックスが転写された前記ピン端子を前記半田ペーストが印刷された前記スルーホール電極内へ挿入して、前記部品を前記基板へ実装する、部品実装方法。
【請求項２】
前記フラックス槽は、前記フラックスをスポンジに含浸させて溜めている、請求項１に記載の部品実装方法。
【請求項３】
前記フラックス槽は前記フラックスの液体を溜めており、
前記ピン端子を前記フラックス槽に浸した後に前記ピン端子を前記フラックス槽から引き上げて、前記部品を上下に動かす、請求項２に記載の部品実装方法。
【請求項４】
スルーホール電極を有する基板にピン端子を有する部品を実装する部品実装システムであって、
前記スルーホール電極に対応する開口を有するマスクを介して前記スルーホール電極へ半田ペーストを印刷する印刷装置と、
前記部品を保持して前記部品を前記基板へ実装する実装ヘッドと、フラックスが溜められたフラックス槽を有する部品実装装置を備え、
前記実装ヘッドは、前記ピン端子を前記フラックス槽に浸すことにより前記ピン端子に前記フラックスを転写し、前記フラックスが転写された前記ピン端子を前記半田ペーストが印刷された前記スルーホール電極内へ挿入する、部品実装システム。
【請求項５】
前記フラックス槽は、前記フラックスをスポンジに含浸させて溜めている、請求項４に記載の部品実装システム。
【請求項６】
前記フラックス槽は前記フラックスの液体を溜めており、
前記実装ヘッドは、前記ピン端子を前記フラックス槽に浸した後に前記ピン端子を前記フラックス槽から引き上げて、前記部品を上下に動かす、請求項４に記載の部品実装システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スルーホール電極を有する基板に部品を実装する部品実装方法および部品実装システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
部品の実装形態として、対象となる部品がコネクタなど接続用端子としてのピン端子を介して基板に実装される形態である場合には、基板にはピン端子を挿入して半田接合するための電極が基板を貫通した、いわゆるスルーホール電極が設けられる。このようなスルーホール電極を対象とした部品実装では、スクリーン印刷によってスルーホール電極に半田ペーストを供給した後、ピン端子をスルーホール電極に挿入して半田接合する（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
この特許文献に示す先行技術においては、スルーホール電極内に充填されていた半田ペーストの一部は挿入されたピン端子により押し出される。このとき押し出された半田ペーストはピン端子の先端に付着して、スルーホール電極内の半田ペーストと分断された状態となる場合がある。このような場合にあっても、リフローによって半田ペーストを溶融させると、挿入ピン端子の先端に付着した半田ペーストはピン端子に沿って濡れ上がり、スルーホール電極内の半田と一体化して半田接合部を形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−２５２２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年部品が実装された実装基板の用途およびこれらの実装基板に求められる品質要求は多様化している。これらの実装基板の中で車載用電子機器に用いられるものには高い信頼性が求められている。この種の実装基板が前述のスルーホール電極を含むものである場合には、スルーホール電極に挿入されたピン端子を接合する半田接合部の接合信頼性を高めることが重要となる。半田接合のために供給される半田は半田ペーストの形で供給されるが、半田ペーストは溶融すると体積が約半分になるため、接合信頼性を高めるためにはスルーホール電極に対して十分な量の半田ペーストを供給する必要がある。具体的には、必要とされる供給量はスルーホール電極の内部を満たす程度では十分ではなく、スルーホール電極の下端より半田ペーストを突出させるような形態で半田ペーストを充填することが望ましい。
【０００６】
しかしながら前述の先行技術に開示された技術を、スルーホール電極を対象とする半田接合に適用するに際しては、以下に述べるような不都合がある。すなわちこの先行技術では、前述のようにスルーホール電極内の半田ペーストはピン端子によって押し出されることにより、スルーホール電極内の半田ペーストとピン端子の先端に付着した半田ペーストに分断される。このとき半田の接合信頼性を高めるためにスルーホール電極の下端より突出するような形態で多くの半田ペーストを充填した場合は、ピン端子の材質や表面処理、接合材料の保管状態などによっては、半田ペーストはピン端子を濡れ上がることができず、ピン端子に付着した状態のままで半田が硬化することもある。このような場合は半田接合部における半田量が不足して接合信頼性を高めることが難しい。このように、先行技術に開示された技術には、スルーホール電極を有する基板に車載用電子機器などに求められる高い信頼性で部品を安定して実装することが難しいという課題があった。
【０００７】
そこで本発明は、スルーホール電極を有する基板に高い信頼性で部品を安定して実装することができる部品実装方法および部品実装システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の部品実装方法は、スルーホール電極を有する基板にピン端子を有する部品を実装する部品実装方法であって、前記スルーホール電極に対応する開口を有するマスクを介して前記スルーホール電極へ半田ペーストを印刷し、前記部品を保持して前記ピン端子をフラックスが溜められたフラックス槽に浸すことにより前記ピン端子に前記フラックスを転写し、前記フラックスが転写された前記ピン端子を前記半田ペーストが印刷された前記スルーホール電極内へ挿入して、前記部品を前記基板へ実装する。
【０００９】
本発明の部品実装システムは、スルーホール電極を有する基板にピン端子を有する部品を実装する部品実装システムであって、前記スルーホール電極に対応する開口を有するマスクを介して前記スルーホール電極へ半田ペーストを印刷する印刷装置と、前記部品を保持して前記部品を前記基板へ実装する実装ヘッドと、フラックスが溜められたフラックス槽を有する部品実装装置を備え、前記実装ヘッドは、前記ピン端子を前記フラックス槽に浸すことにより前記ピン端子に前記フラックスを転写し、前記フラックスが転写された前記ピン端子を前記半田ペーストが印刷された前記スルーホール電極内へ挿入する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、スルーホール電極を有する基板に高い信頼性で部品を安定して実装することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施の形態の部品実装システムの構成説明図
【図２】本発明の一実施の形態の部品実装システムにおけるスクリーン印刷装置の機能説明図
【図３】本発明の一実施の形態の部品実装システムにおける部品実装装置の機能説明図
【図４】本発明の一実施の形態の部品実装システムにおける部品実装装置の構成説明図
【図５】本発明の一実施の形態の部品実装システムにおける部品実装装置の機能説明図
【図６】本発明の一実施の形態の部品実装システムにおける部品実装装置の機能説明図
【図７】本発明の一実施の形態の部品実装システムによる部品実装方法の工程説明図
【図８】本発明の一実施の形態の部品実装システムによる部品実装方法の工程説明図
【図９】本発明の一実施の形態の部品実装システムによる部品実装方法の工程説明図
【図１０】本発明の一実施の形態の部品実装システムによる部品実装方法の工程説明図
【図１１】本発明の一実施の形態の部品実装システムによる部品実装方法の工程説明図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。まず図１を参照して、部品実装システム１の構成を説明する。部品実装システム１は、基板に部品を実装して部品実装基板を製造する機能を有している。本実施の形態においては、スルーホール電極を有する基板に接続用のピン端子（以下、単に「ピン」と略記する。）を有する部品を実装して部品実装基板を製造する。
【００１３】
部品実装システム１は、基板供給装置Ｍ１、スクリーン印刷装置Ｍ２、第１の部品実装装置Ｍ３、第２の部品実装装置Ｍ４、リフロー装置Ｍ５および基板回収装置Ｍ６を、基板搬送方向（Ｘ方向）に直列に連結して構成された部品実装ライン１ａを主体としている。基板供給装置Ｍ１〜基板回収装置Ｍ６の各装置は通信ネットワーク２を介して管理コンピュータ３に接続されている。
【００１４】
これらの各装置は、基板搬送機構によって連結されており、基板供給装置Ｍ１によって供給された基板４（図２〜図４参照）は、部品実装ライン１ａを上流側から下流側へ順次受け渡される。すなわち基板４は、まずスクリーン印刷装置Ｍ２に搬入される。ここでは、スルーホールを有する基板４に部品接合用の半田ペーストを印刷する。
【００１５】
半田ペーストが印刷された基板４は第１の部品実装装置Ｍ３、第２の部品実装装置Ｍ４に順次受け渡され、半田ペーストが印刷された基板４に対して部品を実装する部品実装作業が実行される。本実施の形態では、実装対象の部品としてチップ部品などの表面実装部品５、コネクタ部品など接続用のピン６ａが設けられたピン接続部品６が含まれている（図１０、図１１参照）。まず第１の部品実装装置Ｍ３によって表面実装部品５が実装され、次いで第２の部品実装装置Ｍ４によってピン接続部品６が実装される。
【００１６】
これらの部品が実装された基板４はリフロー装置Ｍ５に搬入され、ここで一括してリフローが行われる。すなわち所定の加熱プロファイルにしたがって基板４を加熱することにより半田ペースト中の半田成分を溶融固化させる。これにより表面実装部品５、ピン接続部品６が一括して基板４に半田接合され、基板４にこれらの部品を実装した部品実装基板が完成する。そして完成した部品実装基板は基板回収装置Ｍ６に回収される。
【００１７】
次に、図２を参照してスクリーン印刷装置Ｍ２の機能を説明する。図２において、スクリーン印刷装置Ｍ２には搬入された基板４を保持して位置決めする基板位置決め部１０が設けられている。基板位置決め部１０はＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向およびＺ軸廻りの回転方向であるΘ方向に可動な位置決めテーブルを備えている。基板位置決め部１０の上面には、基板４を下面から下受け支持する基板下受け部１１が設けられている。基板下受け部１１によって下受けされた基板４は、クランプ機構１２によって両側からクランプされて位置が固定される。
【００１８】
基板下受け部１１の内部には、上面が開放された吸引空間１１ａが形成されており、吸引空間１１ａは吸引装置１５に接続されている。吸引装置１５を作動させることにより、吸引空間１１ａの内部が吸引され、これにより基板下受け部１１によって下受けされた基板４の下面側から吸引することができる。本実施の形態では、スクリーン印刷の過程において基板４の下面側から吸引することにより、基板４に形成されたスルーホール電極８の内孔８ｂへの半田ペースト９の充填を促進するようにしている（図８参照）。
【００１９】
基板位置決め部１０の上方には、マスクホルダ１３ａに展張されたスクリーンマスク１３が配置されている。スクリーンマスク１３には、第１のパターン孔１４ｂ、第２のパターン孔１４ａが形成されている（図７（ａ）参照）。第１のパターン孔１４ｂ、第２のパターン孔１４ａは、印刷対象の基板４にそれぞれピン接続部品６、表面実装部品５に対応して設けられたスルーホール電極８、表面実装電極７に対応している。基板下受け部１１によって基板４を下受けした状態で、基板位置決め部１０を上昇させることにより、基板４はスクリーンマスク１３の下面に当接する。
【００２０】
スクリーンマスク１３の上方には、スキージ１７Ａ、１７Ｂを備えたスキージユニット１６が配置されている。スキージユニット１６は、移動プレート１８の上面にスキージ１７Ａ、１７Ｂのそれぞれに対応して設けられたスキージ昇降機構１７ａを備えている。スキージ昇降機構１７ａを駆動することにより、スキージ１７Ａ、１７Ｂは個別に昇降する（矢印ａ，ｂ）。また移動プレート１８はスキージ移動機構（図示省略）によってスキージング動作方向（Ｙ方向）に往復動自在（矢印ｃ）となっている。
【００２１】
スキージ１７Ａ、１７Ｂのいずれかをスクリーンマスク１３に対して下降させた状態で、移動プレート１８をスキージング動作方向に移動させることにより、スキージ１７Ａ、１７Ｂはスクリーンマスク１３の上面に供給された半田ペースト９をスクリーンマスク１３に形成された第１のパターン孔１４ｂ、第２のパターン孔１４ａに充填する。この状態で基板４を下降させてスクリーンマスク１３の下面から離隔させる版離れを行うことにより、第１のパターン孔１４ｂ、第２のパターン孔１４ａに充填された半田ペースト９は、スルーホール電極８、表面実装電極７に印刷により供給される。すなわちスクリーン印刷装置Ｍ２は、スルーホール電極８に対応する開口である第１のパターン孔１４ｂを有するスクリーンマスク１３を介して、スルーホール電極８へ半田ペースト９を印刷する。
【００２２】
次に図３を参照して、第１の部品実装装置Ｍ３の機能を説明する。図３に示すように、第１の部品実装装置Ｍ３には、基板４を搬送して位置決めする基板搬送部２０Ａおよび実装される部品を供給する部品供給部２１Ａが配置されている。部品供給部２１Ａには、テーピング収納された状態のチップ部品などの表面実装部品５を部品取出位置２２ａにテープ送りして供給するテープフィーダ２２が配置されている。表面実装部品５は、両端部に接続用の端子５ａが形成されたチップ型部品である。
【００２３】
部品取出位置２２ａに供給された表面実装部品５は、実装ヘッド２４Ａに装着された部品保持ツール２５Ａによって保持されて、テープフィーダ２２から取り出される。そして表面実装部品５を保持した実装ヘッド２４Ａを基板４の上方に移動させて、ここで部品実装位置に対して部品搭載動作を行わせることにより（矢印ｄ）、表面実装部品５は基板４に設定された表面実装部品用の部品実装位置に搭載される（図１０（ａ）参照）。
【００２４】
次に図４を参照して、第２の部品実装装置Ｍ４の構成を説明する。図４において、第２の部品実装装置Ｍ４には、基板４を搬送して位置決めする基板搬送部２０Ｂおよび実装される部品を供給する部品供給部２１Ｂが配置されている。部品供給部２１Ｂにはピン接続部品６を収納する部品トレイ２３が、トレイフィーダ２３ａに保持されて配置されている。部品トレイ２３には、ピン接続部品６が規則配列で収納されている。ピン接続部品６は下面に接続用の複数のピン６ａが形成されたコネクタ部品である。
【００２５】
第２の部品実装装置Ｍ４は、Ｙ軸移動テーブル２６Ｙ、Ｘ軸移動テーブル２６Ｘより成るヘッド移動機構を備えている。Ｘ軸移動テーブル２６Ｘには、部品保持ツール２５Ｂを備えた実装ヘッド２４Ｂおよび基板認識カメラ２７が装着されている。ヘッド移動機構を駆動することにより、実装ヘッド２４Ｂは部品供給部２１Ｂと基板搬送部２０Ｂに位置決めされた基板４との間を移動する。この実装ヘッド２４Ｂの移動により、ピン接続部品６は部品保持ツール２５Ｂによって保持されて、部品トレイ２３から取り出される。
【００２６】
基板搬送部２０Ｂと部品供給部２１Ｂとの間には、部品認識カメラ２８およびフラックス槽２９が配置されている。ピン接続部品６を保持した部品供給部２１Ｂが基板４の上方へ移動する過程において、部品供給部２１Ｂを部品認識カメラ２８の上方に位置させることにより、部品保持ツール２５Ｂによって保持された状態におけるピン接続部品６のピン６ａの位置が認識される。
【００２７】
フラックス槽２９は、ピン接続部品６のピン６ａに転写されるフラックス３１を溜める機能を有している。本実施の形態では、図５（ａ）に示すように、フラックス槽２９にはフラックス３１を含浸した多孔質材であるスポンジ３０が収容されている。すなわちここでは、フラックス槽２９はフラックス３１をスポンジ３０に含浸させた形態で貯溜するようにしている。
【００２８】
ピン６ａにフラックス３１を転写するには、まずピン接続部品６を部品保持ツール２５Ｂによって吸着保持した実装ヘッド２４Ｂをフラックス槽２９の上方に移動させる。そして部品保持ツール２５Ｂを昇降させて（矢印ｅ）、ピン６ａをフラックス槽２９内のフラックス３１が含浸されたスポンジ３０に挿入してフラックス３１に浸す。
【００２９】
これにより、図５（ｂ）に示すように、ピン６ａの外周面においてフラックス３１に浸された部分には、フラックス３１が膜状に転写される。このようにピン６ａに転写されたフラックス３１は、ピン６ａをスルーホール電極８に半田ペースト９によって接合するリフロー過程において、ピン６ａの下端部に分断された状態で付着する半田ペースト９（図１１に示す先端付着ペースト９ｄ参照）をピン６ａに沿って濡れ上がらせる作用を有する（図１１参照）。
【００３０】
なお、図５に示す例では、フラックス３１をスポンジ３０に含浸させて貯溜する例を示したが、図６（ａ）に示すように、フラックス槽２９内にフラックス３１の液体を貯溜するようにしてもよい。ピン６ａにフラックス３１を塗布する際には、この場合においてもピン接続部品６を部品保持ツール２５Ｂによって吸着保持したした実装ヘッド２４Ｂをフラックス槽２９の上方に移動させる。そして部品保持ツール２５Ｂを昇降させて（矢印ｆ）、ピン６ａをフラックス槽２９に浸した後に、ピン６ａをフラックス槽２９から引き上げる。
【００３１】
次いで図６（ｂ）に示すように、ピン接続部品６を上下に動かす（矢印ｇ）ことにより、ピン６ａに過剰に付着したフラックス３１を液滴３１ａの形で落下させて除去する。これにより、図５に示す例と同様に、ピン６ａの外周においてフラックス３１に浸された部分には、フラックス３１が膜状に転写される。そしてこのようにしてフラックス３１が転写されたピン接続部品６は、実装ヘッド２４Ｂによって保持されて、基板４に設定されたコネクタ部品用の部品実装位置に搭載される。
【００３２】
このように、本実施の形態に示す第２の部品実装装置が備えた実装ヘッド２４Ｂは、ピン６ａをフラックス槽２９に浸すことによりピン６ａにフラックス３１を転写する。そしてフラックス３１が転写されたピン６ａを半田ペースト９が印刷されたスルーホール電極８内へ挿入する機能を有している。
【００３３】
次に上述構成の部品実装システム１によって実行される部品実装方法について、図７〜図１１を参照して説明する。この部品実装方法では、スルーホール電極８を有する基板４にピン６ａを有するピン接続部品６を実装して、部品実装基板を製造する。具体的には、上述の部品実装方法は以下のような作業工程より成る。
【００３４】
すなわち、まずスルーホール電極８に対応する開口である第１のパターン孔１４ｂを有するスクリーンマスク１３を介してスルーホール電極８へ半田ペースト９を印刷する（印刷工程）。次いでピン接続部品６を保持してピン６ａをフラックス３１が溜められたフラックス槽２９に浸すことによりピン６ａにフラックス３１を転写し（転写工程）、フラックス３１が転写されたピン６ａを半田ペースト９が印刷されたスルーホール電極８内へ挿入してピン接続部品６を基板４へ実装する（実装工程）。そしてピン接続部品６が実装された基板４を加熱することにより半田ペースト９中の半田を溶融固化させて部品を基板に半田接合する（リフロー工程）。
【００３５】
まず図７、図８、図９を参照して、上述の部品実装方法における印刷工程について説明する。図７（ａ）は、図２に示すスクリーン印刷装置Ｍ２に装着されるスクリーンマスク１３を示している。スクリーンマスク１３は周囲をマスクホルダ１３ａによって保持されており、スクリーンマスク１３には第１のパターン孔１４ｂ、第２のパターン孔１４ａが形成されている。第１のパターン孔１４ｂ、第２のパターン孔１４ａは、図７（ｂ）に示す基板４に形成されたスルーホール電極８、表面実装電極７にそれぞれ対応している。
【００３６】
スルーホール電極８は、基板４を貫通して形成されたスルーホール４ａに設けられた電極である。表面実装電極７はチップ部品などの表面実装部品用の電極である。スルーホール電極８には、基板４の上面においてスルーホール４ａの周囲の所定範囲を覆うランド部８ａと、スルーホール４ａ内を上下に貫通する内孔８ｂとが設けられている。
【００３７】
スクリーン印刷に際しては、まず図７（ｃ）に示すように、基板下受け部１１によって下面を下受けされた基板４をスクリーンマスク１３に対して上昇させ（矢印ｈ）、基板４を第１のパターン孔１４ｂ、第２のパターン孔１４ａが設けられたスクリーンマスク１３に対して下面側から当接させる。これにより、スルーホール電極８のランド部８ａおよび内孔８ｂが第１のパターン孔１４ｂに対して位置合わせされるとともに、表面実装電極７が第２のパターン孔１４ａに位置合わせされる。
【００３８】
ここでスルーホール電極８に対応した第１のパターン孔１４ｂの面積は、スルーホール電極８の内孔８ｂの面積よりも大きくなるように寸法設定がなされている。これにより以下に示す印刷動作において、第１のパターン孔１４ｂから押し込まれた半田ペースト９を内孔８ｂ内に確実に充填することが可能となっている。
【００３９】
次いで図８（ａ）に示すように、スクリーンマスク１３の上方において基板４の端部に位置する印刷ヘッド１９によって半田ペースト９を吐出して、スクリーンマスク１３上に半田ペースト９を供給する（矢印ｉ）。この後、スキージ１７Ａによる往路印刷が実行され、図８（ｂ）に示すように、スキージ１７Ａを下端部とスクリーンマスク１３の上面との間に所定間隔Ｇが形成される位置まで下降させる（矢印ｊ）。
【００４０】
そしてこの状態で、図８（ｃ）に示すように、スキージ１７Ａを往路方向である第１方向（矢印ｋ方向）に移動させる。これにより、スクリーンマスク１３の上面には半田ペースト９を延展したペースト層９ａが所定間隔Ｇに対応した厚みｔで形成される。これとともに第２のパターン孔１４ａ、第１のパターン孔１４ｂには半田ペースト９が押し込まれる。
【００４１】
これにより、第１のパターン孔１４ｂにおいて第１の電極であるスルーホール電極８の上面に、半田ペースト９の層が形成される。すなわち上述の往路印刷においては、スキージ１７Ａをスクリーンマスク１３から所定間隔Ｇを空けて上方に位置させるとともに、スキージ１７Ａを第１の方向に移動させて第１のパターン孔１４ｂを介して、スルーホール電極８の上面に半田ペースト９の層を形成する。
【００４２】
なお、スキージ１７Ａを第１の方向に移動させてスルーホール電極８の上面に半田ペースト９の層を形成する往路印刷の間には、吸引装置１５を作動させて吸引空間１１ａを吸引し、基板４の下面から吸引を行う（矢印ｍ）。これにより、内孔８ｂ内が下面側から吸引され、スルーホール電極８の上面に位置する半田ペースト９が内孔８ｂ内に引き込まれてペースト引き込み部９ｂとなる。このとき、ペースト層９ａにおいてスルーホール電極８の上方に位置する部分には、ペースト引き込み部９ｂが内孔８ｂ内に引き込まれたことにより表面が凹入した凹部が形成される。
【００４３】
次いでスキージ１７Ｂによる復路印刷が実行される。すなわち、往路印刷を終えたスキージ１７Ａを上昇させた後に、図９（ａ）に示すように、スキージ１７Ｂを下降させ（矢印ｎ）、下端部をスクリーンマスク１３の上面に当接させる。そしてこの状態で、図９（ｂ）に示すように、スキージ１７Ｂを第１の方向と異なる第２の方向である復路方向に移動させる（矢印ｏ）。
【００４４】
これにより、往路印刷においてスクリーンマスク１３の上面に形成されたペースト層９ａがスキージ１７Ｂの移動によって掻き取られる。これとともに、スキージ１７Ｂが移動するスキージング動作によって半田ペースト９を第１のパターン孔１４ｂ内に押し込み、スルーホール電極８の内孔８ｂに半田ペースト９を充填する。またこの復路印刷において、スキージ１７Ｂは第２の方向に動作する際に、第２のパターン孔１４ａを介して第２の電極である表面実装電極７に半田ペースト９を印刷する。
【００４５】
このとき、スルーホール電極８の内孔８ｂ内には往路印刷によって引き込まれたペースト引き込み部９ｂが既に存在していることから、復路印刷によって新たに半田ペースト９が押し込まれることにより、内孔８ｂ内は半田ペースト９によって充填される。このとき、十分な量の半田ペースト９が第１のパターン孔１４ｂを介して押し込まれることにより、内孔８ｂの下端部には基板４の下面から突出した形態のペースト突出部９ｃが形成される。
【００４６】
この後、版離れが行われる。すなわち、基板４を下受けした基板下受け部１１を下降させることにより、基板４をスクリーンマスク１３の下面から離隔させる（矢印ｐ）。これにより、図９（ｃ）に示すように、基板４には、半田接合用の半田ペースト９がスクリーン印刷により供給された状態となる。このスクリーン印刷後の基板４においては、表面実装電極７の上面に半田ペースト９がスクリーンマスク１３の厚みに応じた膜厚で供給されるとともに、スルーホール電極８には、ランド部８ａの上面を覆い且つ内孔８ｂ内を充填する形態で半田ペースト９が供給される。さらに内孔８ｂの下端部には、半田ペースト９が基板４の下面から下方に突出したペースト突出部９ｃが形成された形態となっている。
【００４７】
次に、図１０、図１１を参照して、上述の部品実装方法における実装工程、すなわちスルーホール４ａに設けられたスルーホール電極８を有する基板４に、接続用のピン６ａが設けられたピン接続部品６を実装する部品実装方法について説明する。ここでは、スクリーン印刷装置Ｍ２にて半田ペースト９が印刷されて図９（ｃ）に示す状態となった基板４を対象として、以下に説明する作業が実行される。なお、ここに示す実施例では、接続用のピン６ａが設けられたピン接続部品６と併せて、表面実装部品５を実装対象として含む例を示している。
【００４８】
半田ペースト９が印刷された基板４は、第１の部品実装装置Ｍ３（図３参照）に搬入され、図１０（ａ）に示すように、表面実装部品５の基板４への実装が実行される。ここでは実装ヘッド２４Ａに装着された部品保持ツール２５Ａよって表面実装部品５を保持し、基板４の上面に形成された表面実装電極７に対して表面実装部品５を位置合わせする。すなわち、表面実装部品５の両端の端子５ａを表面実装電極７に供給された半田ペースト９に位置合わせして表面実装部品５を下降させ（矢印ｑ）、端子５ａを半田ペースト９に着地させる。
【００４９】
この後、基板４は第２の部品実装装置Ｍ４（図４参照）に搬入される。ここでは、まず図１０（ｂ）に示すように、ピン接続部品６を保持した部品保持ツール２５Ｂを部品認識カメラ２８の上方に位置させ、ピン６ａを下方から撮像して認識する。次いでピン６ａの位置を認識した後に、図４、図５にて説明したピン６ａへのフラックス３１の転写を行う。これにより、図１０（ｃ）に示すように、ピン６ａにおいて下端を含む所定の範囲には、フラックス３１の膜が形成される。なお、フラックス３１の転写に先立って部品認識カメラ２８によるピン６ａの位置認識を実行することにより、フラックス３１の付着に起因するピン６ａの位置検出精度の低下を防止することができる。
【００５０】
次いでピン６ａにフラックス３１が転写されたピン接続部品６は、基板４に実装される。すなわち、図１０（ｄ）に示すように、基板４に形成されたスルーホール電極８に対してピン接続部品６を位置合わせして下降させ（矢印ｒ）、ピン６ａをスルーホール電極８の内孔８ｂに挿入する。このとき、図１０（ｂ）にて示すピン６ａの位置認識結果に基づいて、ピン６ａを内孔８ｂに位置合わせする。そしてこの後、図１１（ａ）に示すように、最終的にピン６ａを所定の実装高さ位置まで下降させることにより、ピン接続部品６を対象とする部品実装動作が完了する。
【００５１】
上述の部品実装動作のように、半田ペースト９が充填された状態の内孔８ｂにピン６ａを挿入するピン挿入動作においては、内孔８ｂ内の半田ペースト９の一部はピン６ａの先端によって押し出される。これにより、スルーホール電極８に一体で印刷された半田ペースト９は、ピン６ａの先端部に付着する略ボール形状の先端付着ペースト９ｄと、内孔８ｂ内に残留する半田ペースト９とが分断された状態となる。
【００５２】
このようにして表面実装部品５、ピン接続部品６の実装が完了した基板４は、リフロー装置Ｍ５に送られ、ここでリフロー工程が実行される。本実施の形態においては、基板４は上述の状態のままリフロー工程に送られ、所定の加熱プロファイルに従って加熱される。すなわちリフロー装置Ｍ５における加熱は、図１１（ｂ）に示すように、ピン６ａの先端部に付着する先端付着ペースト９ｄと内孔８ｂ内に残留する半田ペースト９とが分断された状態のまま行われる。
【００５３】
このとき、ピン６ａの下端部を含む所定の範囲（図１０（ｃ）参照）には予めフラックス３１の膜が形成されていて半田濡れ性が良好な状態となっている。これにより、加熱によって先端付着ペースト９ｄが溶融した溶融半田は、図１１（ｃ）に示すように、ピン６ａの外周面に沿って上方に濡れ上がる（矢印ｓ）。そして濡れ上がった溶融半田は、内孔８ｂ内の半田ペースト９の半田成分が溶融した溶融半田と接触して一体化する。これにより、内孔８ｂ内を充填する半田接合部９＊が形成される。
【００５４】
このリフロー過程により、図１１（ｄ）に示すように、まず表面実装部品５の端子５ａは半田フィレット形状の半田接合部９＊を介して表面実装電極７に半田接合される。これとともに、ピン接続部品６のピン６ａは基板４に設けられたスルーホール電極８の内孔８ｂ内を充填する形で形成された半田接合部９＊を介してスルーホール電極８に半田接合される。以上により、表面実装部品５、ピン接続部品６を基板４に実装した部品実装基板４＊が完成し、基板回収装置Ｍ６に回収される。
【００５５】
上記説明したように、本実施の形態に示す部品実装方法は、スルーホール電極８を有する基板４にピン６ａを有するピン接続部品６を実装する部品実装において、スルーホール電極８に対応する第１のパターン孔１４ｂを有するスクリーンマスク１３を介してスルーホール電極８へ半田ペースト９を印刷し、ピン接続部品６を保持してピン６ａをフラックス３１が溜められたフラックス槽２９に浸すことによりピン６ａにフラックス３１を転写し、フラックス３１が転写されたピン６ａを半田ペースト９が印刷されたスルーホール電極８内へ挿入して、ピン接続部品６を基板４へ実装するように構成している。
【００５６】
また本実施の形態に示す部品実装システム１は、スルーホール電極８を有する基板４にピン６ａを有するピン接続部品６を実装する部品実装システムにおいて、スルーホール電極８に対応する第１のパターン孔１４ｂを有するスクリーンマスク１３クを介してスルーホール電極８へ半田ペースト９を印刷するスクリーン印刷装置Ｍ２と、ピン接続部品６を保持して基板４へ実装する実装ヘッド２４Ｂと、フラックス３１が溜められたフラックス槽２９を有する第２の部品実装装置Ｍ４を備え、実装ヘッド２４Ｂは、ピン６ａをフラックス槽２９に浸すことによりピン６ａにフラックス３１を転写し、フラックス３１が転写されたピン６ａを半田ペースト９が印刷されたスルーホール電極８内へ挿入する構成となっている。
【００５７】
このような構成により、ピン６ａの外周面の半田濡れ性を向上させることが可能となっている。したがってリフロー過程において、ピン６ａの先端部に付着し内孔８ｂ内に残留する半田ペースト９と分断された状態の先端付着ペースト９ｄを、ピン６ａの外周面に沿って濡れ上がらせることができる。これにより、スルーホール電極８を有する基板４に高い信頼性でピン接続部品６を安定して実装することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明の部品実装方法および部品実装システムは、スルーホール電極を有する基板に高い信頼性で部品を安定して実装することができるという効果を有し、スルーホール電極を有する基板を対象とする部品実装分野において有用である。
【符号の説明】
【００５９】
１  部品実装システム
４  基板
４ａ  スルーホール
５  表面実装部品
６  ピン接続部品
６ａ  ピン
７  表面実装電極
８  スルーホール電極
９  半田ペースト
１３  スクリーンマスク
１４ｂ  第１のパターン孔
２９  フラックス槽
３０  スポンジ
３１  フラックス
Ｍ２  スクリーン印刷装置
Ｍ３  第１の部品実装装置
Ｍ４  第２の部品実装装置
Ｍ５  リフロー装置
【図１】
2019140298.tif 000003
【図２】
2019140298.tif 000004
【図３】
2019140298.tif 000005
【図４】
2019140298.tif 000006
【図５】
2019140298.tif 000007
【図６】
2019140298.tif 000008
【図７】
2019140298.tif 000009
【図８】
2019140298.tif 000010
【図９】
2019140298.tif 000011
【図１０】
2019140298.tif 000012
【図１１】
2019140298.tif 000013