(57)【要約】【課題】ワーク基板の側に異物付着防止壁を設けなくても、ワーク基板上の保護エリアへのリフロー半田付け時の異物の飛散を防止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】ワークの前記部品９に接触しない位置に、前記半田付け面の保護エリア１１に対応してシャッター７ａを配設し、基板３を加熱して半田付け温度プロファイルを実行し、リフロー半田付け位置からの飛散した半田の保護エリア１１への落下を、前記シャッター７ａによって妨げて半田飛散率を改善する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワーク基板の半田付け面にリフロー半田付けして部品を実装するに際し、
ワーク基板の前記部品に接触しない位置に、前記半田付け面の保護エリアに対応してシャッターを配設し、
前記ワーク基板を加熱して半田付け温度プロファイルを実行し、その際に前記部品のリフロー半田付け位置から飛散する半田の前記保護エリアへの落下を前記シャッターによって妨げる
リフロー半田付け方法。
【請求項２】
基板温度が半田のフラックスの蒸発温度を超えて半田融点温度未満の状態のタイミングに、前記シャッターと前記ワーク基板が相対移動して前記シャッターが前記保護エリアを覆って前記シャッターの裏面へのフラックスの付着を低減させる
請求項１記載のリフロー半田付け方法。
【請求項３】
前記シャッターは、半田付け部品の位置に対応して形成された開口を有し、前記部品のリフロー半田付け位置から飛散した飛散半田の一部を、前記開口を通して前記シャッターの表面で受ける
請求項１または請求項２記載のリフロー半田付け方法。
【請求項４】
前記シャッターの表面側に空気流を形成して、前記開口を通過した飛散半田を吹き飛ばしまたは吸い取りする
請求項３記載のリフロー半田付け方法。
【請求項５】
前記シャッターの裏面に付着した飛散半田を、前記シャッターと前記ワーク基板の相対移動の際に掻き取ってリフレッシュする
請求項１記載のリフロー半田付け方法。
【請求項６】
前記シャッターの裏面に粘着層を形成し、衝突した飛散半田を粘着層で捕捉する
請求項１記載のリフロー半田付け方法。
【請求項７】
ワーク基板の半田付け面とは反対側の面から前記ワーク基板を加熱する加熱装置と、
前記加熱装置にセットされたワーク基板の実装部品に接触しない位置にあって前記半田付け面の保護エリアを覆うシャッターと、
前記シャッターが前記半田付け面の保護エリアを覆う第１の位置と覆わない第２の位置とに前記加熱装置による半田付け温度プロファイルの実行に同期して前記シャッターと前記加熱装置を相対移動させる駆動手段と
を設けたリフロー半田付け装置。
【請求項８】
半田付け面の保護エリアを覆う前記シャッターに、前記実装部品の位置に対応して形成された開口を形成した
請求項７記載のリフロー半田付け装置。
【請求項９】
前記駆動手段は、前記加熱装置にセットされたワーク基板に対して前記シャッターを第１の位置から第２の位置にわたって移動させるよう構成した
請求項７記載のリフロー半田付け装置。
【請求項１０】
前記シャッターの裏面に付着した飛散半田を、前記シャッターと前記ワーク基板の相対移動によって掻き取るスクレーパーを設けた
請求項７記載のリフロー半田付け装置。
【請求項１１】
前記シャッターの裏面に粘着層を形成した
請求項７記載のリフロー半田付け装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リフロー半田付けの際に発生する飛散はんだの影響を低減できるリフロー半田付け方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ワーク基板である表面実装基板に部品をリフロー半田付けする際には、ワーク基板を加熱していくと、クリーム半田に含まれている溶剤が突沸して、フラックスの一部や２０μｍ〜４０μｍの小粒径の半田が、半田付け箇所の周囲に飛散する事態が発生する。
【０００３】
携帯電話装置の表面実装基板のように、半田付け箇所の周囲に接点パターンが位置する場合には、飛散したフラックスや半田ボールがこの接点パターンに付着した場合には、接点不良が発生する。
【０００４】
そのため従来では（特許文献１）に見られるようにワーク基板の半田付け面に接点パターンを取り囲むように所定高さの異物付着防止壁６０を形成して、リフロー半田付け時に飛散してきた異物５０を食い止めるように構成されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平０７−２８３４９３号  （図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ワーク基板の側に異物付着防止壁６０を設ける従来の方法では、このようなワーク基板を組み込んだ携帯電話装置の場合には、基板が厚くなって製品がぶ厚くなってしまって好ましくない。
【０００７】
本発明はワーク基板の側に異物付着防止壁を設けなくても、ワーク基板上の保護エリアへのリフロー半田付け時の異物の飛散を防止できるリフロー半田付け方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のリフロー半田付け方法は、基板の半田付け面にリフロー半田付けして部品を実装するに際し、ワークの前記部品に接触しない位置に、前記半田付け面の保護エリアに対応してシャッターを配設し、前記ワーク基板を加熱して半田付け温度プロファイルを実行し、その際に前記部品のリフロー半田付け位置から飛散する半田の前記保護エリアへの落下を前記シャッターによって妨げることを特徴とする。
【０００９】
また、基板温度が半田のフラックスの蒸発温度を超えて半田融点温度未満の状態のタイミングに、前記シャッターと前記ワーク基板が相対移動して前記シャッターが前記保護エリアを覆って前記シャッターの裏面へのフラックスの付着を低減させることを特徴とする。
【００１０】
また、前記シャッターは、半田付け部品の位置に対応して形成された開口を有し、前記部品のリフロー半田付け位置から飛散した飛散半田の一部を、前記開口を通して前記シャッターの表面で受けることを特徴とする。
【００１１】
また、前記シャッターの表面側に空気流を形成して、前記開口を通過した飛散半田を吹き飛ばしまたは吸い取りすることを特徴とする。
また、前記シャッターの裏面に付着した飛散半田を、前記シャッターと前記ワーク基板の相対移動の際に掻き取ってリフレッシュすることを特徴とする。
【００１２】
また、前記シャッターの裏面に粘着層を形成し、衝突した飛散半田を粘着層で捕捉することを特徴とする。
本発明のリフロー半田付け装置は、ワーク基板の半田付け面とは反対側の面から前記ワーク基板を加熱する加熱装置と、前記加熱装置にセットされたワーク基板の実装部品に接触しない位置にあって前記半田付け面の保護エリアを覆うシャッターと、前記シャッターが前記半田付け面の保護エリアを覆う第１の位置と覆わない第２の位置とに前記加熱装置による半田付け温度プロファイルの実行に同期して前記シャッターと前記加熱装置を相対移動させる駆動手段とを設けたことを特徴とする。
【００１３】
また、半田付け面の保護エリアを覆う前記シャッターに、前記実装部品の位置に対応して形成された開口を形成したことを特徴とする。
また、前記駆動手段は、前記加熱装置にセットされたワーク基板に対して前記シャッターを第１の位置から第２の位置にわたって移動させるよう構成したことを特徴とする。
【００１４】
また、前記シャッターの裏面に付着した飛散半田を、前記シャッターと前記ワーク基板の相対移動によって掻き取るスクレーパーを設けたことを特徴とする。
また、前記シャッターの裏面に粘着層を形成したことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のリフロー半田付け方法を具体的な各実施の形態に基づいて説明する。
【００１６】
（実施の形態１）
図１〜図３は本発明の（実施の形態１）を示す。
リフロー半田付け装置は図２に示すように構成されている。
【００１７】
作業ステージ１ａには加熱装置２ａが設けられている。作業ステージ１ｂには加熱装置２ｂが設けられている。半田付け箇所にクリーム半田を印刷して部品を配置したワーク基板３は、矢印Ａ方向に移動する搬入用スライダー４ａに載置されて装置の右側から装置の中央に搬入される。そしてピックアップ５によって加熱装置２ａ，２ｂの上にワーク基板３が、半田付け面とは反対側の面を下側にして図中の矢印Ｂの方向に沿って移される。
【００１８】
加熱装置２ａの近傍には図１（ａ）に示す位置と図１（ｂ）に示す位置とにわたってシリンダ装置６ａで開閉駆動されるシャッター７ａが設けられている。加熱装置２ｂの近傍にも図１（ａ）に示す位置と図１（ｂ）に示す位置とにわたってシリンダ装置６ｂで開閉駆動されるシャッター７ｂが設けられている。８はクリーム半田、９は部品である。
【００１９】
図１（ａ）に示すようにワーク基板３は、シャッター７ａが開いた状態（シャッター７ａが半田付け面を覆っていない状態）において、ピックアップ５によってセットされ、加熱装置２ａによって半田付け温度プロファイルを実行する過程で図１（ｂ）に示すようにシャッター７ａが閉められる。
【００２０】
なお、シャッター７ａはワーク基板３の実装部品の位置に対応して図３にも示すように開口１０が形成されているが、ワーク基板３の前記半田付け面の保護エリアとしての接点パターン１１の上方位置には前記開口１０は設けられていない。
【００２１】
例えば、シャッター７ａを閉めた図１（ｂ）の状態で加熱装置２ａによってワーク基板３の温度を上げていくと、クリーム半田８が鉛フリーの場合には半田融点２１７℃よりも低い温度でクリーム半田８の成分である溶剤の突沸が発生して、従来と同じように２０μｍ〜４０μｍ程度の直径の半田１２が図１（ｃ）に示すように飛散するが、飛散した半田１２の一部はシャッター７ａの開口１０を通過してシャッター７ａの上面側に載って接点パターン１１の上に落下する飛散半田の量が低減した。
【００２２】
具体的には、接点パターン１１への半田飛散率が従来では６．５％であったがこの（実施の形態１）の対策後は半田飛散率が２．２％に改善された。
半田融点２１７℃を超えて降温中または降温完了後に、シャッター７ａを図１（ａ）に示す位置に退避させて、搬入時と逆ルートでワーク基板３が搬出される。シャッター７ｂも同様に駆動されている。
【００２３】
なお、この実施の形態ではシャッター７ａ，７ｂは早くからワーク基板３の上に到来していたが、鉛フリー半田の場合には融点２１７℃の直前に昇温したタイミングに図１（ｂ）の状態に駆動した方が、より具体的には、基板温度が半田のフラックスの蒸発温度を超えて半田融点温度未満の状態のタイミングにシャッター７ａ，７ｂを閉じることによって、シャッター７ａ，７ｂの裏面がクリーム半田８から立ち昇るフラックス成分に接触することが少なく、シャッター７ａ，７ｂの裏面へのフラックスの付着や付着したフラックスに飛散半田１２が付着する現象を低減できる。
【００２４】
また、図２に示すように閉じた状態のシャッター７ａの上方位置には、半田付け過程で発生するガスなどを吸引除去するための排気装置の吸い込み口１３が開口しており、開口１０を通過した飛散半田１２の一部は吸い込み口１３から吸引されて除去される。シャッター７ｂの上方位置にも排気装置の吸い込み口（図示せず）が同じように開口している。
【００２５】
上記の実施の形態では、シャッター７ａ，７ｂの裏面には特殊な加工が形成されていなかったが、シャッター７ａ，７ｂの裏面に粘着層を形成して衝突した飛散半田１２を捕捉するよう構成することによって、半田飛散率をより低減できる。
【００２６】
（実施の形態２）
図４は本発明の（実施の形態２）を示す。
（実施の形態１）で見られたようにシャッター７ａ，７ｂの裏面に付着した飛散半田１２ａ（図４（ａ）参照）が、シャッター７ａ，７ｂの開閉の際にワーク基板３の上に落下する危険があるが、この（実施の形態２）では、図４（ｂ）に示すようにシャッター７ａ，７ｂが開く過程では、シャッター７ａ，７ｂの裏面に接触しないようにスクレーパー１４が下降している。次に、シャッター７ａ，７ｂが閉じる過程では、図４（ｃ）に示すようにシャッター７ａ，７ｂの裏面に接触するようにスクレーパー１４が上昇し、この状態でシャッター７ａ，７ｂが閉じるように構成して、付着した異物を掻き取る。
【００２７】
この構成によると、シャッター７ａ，７ｂを設けたにもかかわらず、シャッター７ａ，７ｂの開閉に伴う異物の落下を防止できる。
この実施の形態ではスクレーパー１４は昇降のみであったが、ワーク基板３の裏面に沿ってスクレーパー１４自身が移動して異物を掻き取るように構成したり、スクレーパー１４とシャッター７ａ，７ｂとが相対移動しながら異物を掻き取るように構成することもできる。
【００２８】
上記の各実施の形態では、ワーク基板３に対してシャッター７ａ，７ｂが移動したが、図２に示したシリンダ装置１５によって加熱装置２ａ，２ｂをシャッター７ａ，７ｂの位置に近づけて図１（ｂ）と等価の状態を得ても半田飛散率をより低減できる。この場合にはシャッター７ａ，７ｂを図１（ｂ）の位置に固定し、降下した位置の加熱装置２ａとシャッター７ａとの間、降下した位置の加熱装置２ｂとシャッター７ｂとの間から、ピックアップ５によるワーク基板３の搬入搬出を実施する。
【００２９】
また、ワーク基板３がセットされた加熱装置２ａ，２ｂをシャッター７ａ，７ｂの下方位置に相対移動させて図１（ｂ）と等価の状態を得ても、半田飛散率をより低減できる。
【００３０】
なお、相対移動とは、ワーク基板の側である加熱装置が停止していてシャッターが出退する場合、シャッターが停止していてワーク基板３の側である加熱装置が移動する場合、シャッターとワーク基板３の側である加熱装置の両方が移動する場合である。
【００３１】
上記の各実施の形態では、排気装置の吸い込み口１３から吸い込むだけであったが、前記シャッター７ａ，７ｂの表面側に吸い込み口１３に向かう方向の送風を実施し、前記開口１０を通過した飛散半田１２をこの送風によって吹き飛ばすように構成して、半田飛散率を低減することもできる。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように本発明によると、ワークの半田付け面から間隔を開けて前記部品に接触しない位置に、前記半田付け面の保護エリアに対応してシャッターを配設し、前記ワーク基板を加熱して半田付け温度プロファイルを実行し、その際に前記部品のリフロー半田付け位置から飛散して前記保護エリアへの半田の落下を、前記シャッターによって妨げるので、保護エリアへの半田飛散率を改善できる。
【００３３】
基板温度が半田のフラックスの蒸発温度を超えて半田融点温度未満の状態のタイミングに、前記シャッターと前記ワーク基板が相対移動して前記シャッターが前記保護エリアを覆って前記シャッターの裏面へのフラックスの付着を低減させることができる。
【００３４】
前記シャッターは、半田付け部品の位置に対応して形成された開口を有し、前記部品のリフロー半田付け位置から飛散した飛散半田の一部を、前記開口を通して前記シャッターの表面で受けることによって、保護エリアへの半田飛散率を改善できる。
【００３５】
また、前記シャッターの表面側に空気流を形成して、前記開口を通過した飛散半田を吹き飛ばしまたは吸い取りすることによって保護エリアへの半田飛散率を改善できる。
【００３６】
また、前記シャッターの裏面に付着した飛散半田を、前記シャッターと前記ワーク基板の相対移動の際に掻き取ってリフレッシュすることによって、前記シャッターを設けたにもかかわらず保護エリアへの異物の落下を低減できる。
【００３７】
また、前記シャッターの裏面に粘着層を形成し、衝突した飛散半田を粘着層で捕捉することによって、保護エリアへの異物の落下を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のリフロー半田付け方法を示す（実施の形態１）の工程図
【図２】同実施の形態のリフロー半田付け装置の構成図
【図３】同実施の形態の要部の斜視図
【図４】本発明のリフロー半田付け方法を示す（実施の形態２）の工程図
【符号の説明】
３    ワーク基板
２ａ  加熱装置
９    部品
１１    半田付け面の保護エリア
７ａ    シャッター
８    クリーム半田
１０    シャッター７ａの開口
１２ａ    飛散半田
１３    排気装置の吸い込み口
１４    スクレーパー
【図１】
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【図２】
2004253491.tif 000004
【図３】
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【図４】
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