(57)【要約】【課題】粘性の低い半田ペーストを使用したワークの場合であっても、小型チップ部品を光ビーム方式によってきわめて信頼性の高いリフロー付けを実現できる半田付け方法を提供することを目的とする。【解決手段】昇温工程Ａで緩やかに昇温して半田ペーストの粘性を高くし、その後に半田ペーストに光ビームを照射して加熱してリフロー半田付けする。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークの半田付け面に半田ペーストを供給して、この半田ペーストを光ビーム方式で選択的に加熱して部品をリフロー半田付けするに際し、
塗布された半田ペーストに光ビームを照射するに先立って、前記ワークを予熱して半田ペーストの粘性を低くしていた成分を蒸散させて半田ペーストの粘性を高くし、
その後に半田ペーストに光ビームを照射して加熱してリフロー半田付けする
半田付け方法。
【請求項２】
前記予熱の昇温速度を３℃／秒程度以下の緩やかな速度で実行する請求項１記載の半田付け方法。
【請求項３】
ワークの半田付け面に供給された半田ペーストを光ビーム方式で選択的に加熱して部品をリフロー半田付けする半田付け装置であって、
ワークの半田付け面に半田ペーストを塗布するディスペンサと、
ワークの前記半田ペーストが塗布された実装位置に部品を配置する部品配置手段と、
前記ワークを３℃／秒程度以下の緩やかな昇温速度で予熱する加熱手段と、
前記加熱手段による予熱後の前記ワークに光ビームを照射してリフロー半田付けする光ビーム照射手段と
を設けた半田付け装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ビーム方式、具体的にはレーザーによって選択的に加熱して部品をリフロー半田付けする半田付け方法と半田付け装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の半田付け方法としては、熱風リフロー方法と光ビームリフロー方法が実用化されている。
【０００３】
熱風リフロー方法は、基板の実装位置上に半田ペーストを印刷し、その各実装位置に部品を配置したワーク全体に、熱風を吹き付けて前記半田ペーストを溶かして半田付けする方法である。
【０００４】
光ビーム方法は、前記熱風に代わって光ビームを選択的に照射して前記半田ペーストを溶かして半田付けする方法である。さらに、（特許文献１）の図１には、光ビーム方法を実施する場合に半田ボールが発生しないように第２の光源３によって半田剤を加熱してフラックスを活性化させ、その直後に第１の光源２によって前記半田剤を溶融させて部品を半田付けして、第１の光源２の照射によって溶融した半田剤にフラックスを有効に作用させて半田ボールの発生を抑える技術が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−７９２２号公報（図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
弱耐熱部品が実装済みの基板に、更に部品を実装して高密度実装を実現しようとした場合には、熱風リフロー方法では実装済みの弱耐熱部品が破損するため、光ビーム方法による半田付けを実施することになる。
【０００７】
具体的には、弱耐熱部品が実装済みの基板に半田ペーストをディスペンサで塗布して、この半田ペーストだけを光ビーム方式で選択的に加熱してリフロー付けされる。
【０００８】
しかし、ディスペンサで塗布する半田ペーストは、印刷される半田ペーストに比べてその粘性が低く、光ビームを照射して従来のリフロー半田付けを実施した場合には、溶けた半田が、印刷される半田ペーストの場合に比べて広い範囲に広がって凝固するため、半田ブリッジが発生したり、半田ボールの発生率が高くなって、１００５サイズ程度の小型チップ部品の半田付けを実施することは困難である。
【０００９】
本発明は、ディスペンサで塗布する半田ペーストを使用したワークの場合であっても、小型チップ部品を光ビーム方式によってきわめて信頼性の高いリフロー付けを実現できる半田付け方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の半田付け方法は、ワークの半田付け面に半田ペーストを供給して、この半田ペーストを光ビーム方式で選択的に加熱して部品をリフロー半田付けするに際し、塗布された半田ペーストに光ビームを照射するに先立って、前記ワークを予熱して半田ペーストの粘性を低くしていた成分を蒸散させて半田ペーストの粘性を高くし、その後に半田ペーストに光ビームを照射して加熱してリフロー半田付けすることを特徴とする。また、前記予熱の昇温速度を、３℃／秒程度以下の緩やかな速度で実行することを特徴とする。
【００１１】
本発明の半田付け装置は、ワークの半田付け面に供給された半田ペーストを光ビーム方式で選択的に加熱して部品をリフロー半田付けする半田付け装置であって、ワークの半田付け面に半田ペーストを塗布するディスペンサと、ワークの前記半田ペーストが塗布された実装位置に部品を配置する部品配置手段と、前記ワークを３℃／秒程度以下の緩やかな昇温速度で予熱する加熱手段と、前記加熱手段による予熱後の前記ワークに光ビームを照射してリフロー半田付けする光ビーム照射手段とを設けたことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の半田付け方法を具体的な実施の形態に基づいて説明する。
図１は本発明の半田付け方法の実施に使用する半田付け装置の温度プロファイル実行処理部を示す。
【００１３】
半田付け装置は、温度プロファイル実行処理部の他に、ワークの半田付け面にディスペンサで半田ペーストを塗布するディスペンサと、ワークの前記半田ペーストが塗布された実装位置に部品を配置する部品配置手段とを有しており、このディスペンサと部品配置手段とは従来の構成と同じである。
【００１４】
図１（ａ）は温度プロファイル実行処理部に搬入されるワーク１を示す。ここでは具体例としてカメラ付き携帯電話基板の例を挙げて説明する。
温度プロファイル実行処理部での作業内容は、耐熱温度が８０℃のレンズユニット２と耐熱温度が１５０℃の集積回路３ａ，３ｂなどが実装済みの基板４に、表面実装部品５ａ，５ｂを実装するもので、基板４には表面実装部品５ａ，５ｂの実装位置の半田付け面にディスペンサによって半田ペースト６を塗布した後、部品配置手段によって表面実装部品５ａ，５ｂが半田ペースト６が塗布された実装位置に配置済みである。
【００１５】
このように弱耐熱部品であるレンズユニット２などが実装済みの基板４に、更に部品を実装して高密度実装を実現しようとした場合には、熱風リフロー方法では実装済みの弱耐熱部品が破損するため、本発明の半田付け方法の特徴である図１（ｂ）の工程を経てから図１（ｃ）の工程で光ビーム方法による半田付けを実施している。
【００１６】
具体的には、図１（ｂ）の工程では、基板４を吸着プレート７にセットする。吸着プレート７には減圧装置に連通した吸気口８が表面で開口しており、吸着プレート７にセットされた基板４は吸着プレート７に密着して熱結合される。吸着プレート７の裏面には昇温速度をコントロールできる加熱装置９が取り付けられている。
【００１７】
図２は加熱装置９による基板４の温度プロファイルを示す。
ここでは図１（ｃ）の工程において光ビームを照射する前に、３０秒かけて５０℃の基板４を１３５℃まで緩やかに昇温した。昇温速度は２．８℃／秒であった。
【００１８】
この昇温工程Ａの予熱によって、半田ペースト６の溶剤濃度が図２の上段に示すように蒸散してスクリーン印刷に使用される半田ペーストの溶剤濃度Ｂ程度まで低下して、半田ペースト６の粘性を昇温開始前よりも高くする。
【００１９】
この昇温工程Ａを経て図１（ｃ）において光ビームとしてのレーザーＰを５秒間照射して加熱してリフロー半田付けした。レーザーＰは各半田付け位置に同時に照射するか、順に照射する。
【００２０】
レーザーＰによる選択的な急速加熱の後、３０秒かけて降温するように加熱装置９を運転制御し、吸着プレート７による基板４の吸着を解放して搬出した。
この半田付け方法によると、レーザーＰの照射のタイミングの半田ペースト６は、昇温工程Ａを経たことによって粘性が高くなっているため、レーザーＰによる急速加熱によっても半田ダレや半田ボールの発生がなく、１００５サイズ程度の小型チップ部品の配線パターンの場合であっても、高品質の半田付けを実現できた。また、実装済みの基板４に対してレーザーＰによる選択的な急速加熱によるリフロー半田付けであるため、弱耐熱部品であるレンズユニット２などを破損から保護できる。
【００２１】
なお、昇温工程Ａの昇温速度は３℃／秒程度以下の緩やかな昇温速度で良好な結果が得られた。
【００２２】
【発明の効果】
以上のように本発明の半田付け方法によると、ワークの半田付け面に半田ペーストを供給して、この半田ペーストを光ビーム方式で選択的に加熱して部品をリフロー半田付けするに際し、塗布された半田ペーストに光ビームを照射するに先立って、前記ワークを予熱して半田ペーストの粘性を低くしていた成分を蒸散させて半田ペーストの粘性を高くし、その後に半田ペーストに光ビームを照射して加熱してリフロー半田付けするため、粘性の低い半田ペーストを使用してリフロー半田付けするにもかかわらず、１００５サイズ程度の小型チップ部品の配線パターンの場合であっても、高品質の半田付けを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半田付け方法の要部の工程図
【図２】同実施の形態の半田付け装置の温度プロファイル図
【符号の説明】
１    ワーク
２    レンズユニット
３ａ，３ｂ    集積回路
５ａ，５ｂ    表面実装部品
４    基板
６    半田ペースト
７    吸着プレート
８    吸気口
９    加熱装置
Ａ    昇温工程
Ｐ    レーザー（光ビーム）
【図１】
2004249301.tif 000003
【図２】
2004249301.tif 000004