(57)【要約】【課題】電子部品の損傷およびはんだの未溶融を回避して、はんだ付けによる不良の発生を防止する。【解決手段】両面実装基板１００を、はんだ付けの対象面を上面としてプラテン２により支持する。プラテン２は、基板１の下面の端縁部に接触した状態で、下面側の部品８，９を含む主要部を保護する。このプラテン２は、金属メッシュ製のコンベア４により搬送されながら、下方のヒータ５ｂにより加熱される。この加熱処理によりプラテン２に生じた熱は、端縁部から基板１全体に伝搬し、これにより、はんだ７の温度が上昇する。さらに、上方のヒータ７ａによる補助的な加熱処理により、はんだ７の温度は、融点にまで上昇する。【選択図】  図４
2004253530.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品実装基板を加熱して、この基板の部品実装位置にあらかじめ供給されたはんだを溶融することにより、各実装位置の電子部品をはんだ付けする方法において、
前記基板の部品が実装されていない部分に接触するプラテンにより基板の上面または下面を保護した状態で、はんだ付け対象の部品のはんだがその融点に対応する温度になるまで前記プラテンを加熱することを特徴とするはんだ付け方法。
【請求項２】
部品実装基板を加熱して、この基板の部品実装位置にあらかじめ供給されたはんだを溶融することにより、各実装部品をはんだ付けする方法において、
前記基板の一部に接触するプラテンにより基板の下面を保護した状態で、はんだ付け対象の部品のはんだがその融点に対応する温度になるまで前記プラテンを下方から加熱することを特徴とするはんだ付け方法。
【請求項３】
請求項２に記載されたはんだ付け方法において、
前記基板が両面実装の基板であるとき、この基板の下面の部品が実装されていない部分にプラテンを接触させるようにしたはんだ付け方法。
【請求項４】
請求項２または３に記載されたはんだ付け方法において、
前記下方からの加熱処理に加えて、基板の上面からの加熱処理を実行するようにしたはんだ付け方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載されたはんだ付け方法において、
前記基板の下面を保護した状態のプラテンを網状または多数の孔が形成された面状体の上面に設置し、前記面状体の下面に熱線または熱風をあてることにより前記プラテンを加熱するようにしたはんだ付け方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載されたはんだ付け方法において、
前記基板の下面を支持した状態のプラテンを熱透過性を有する材料による面状体の上面に設置し、前記面状体の下面に熱線をあてて、この面状体を通過した熱線により前記プラテンを加熱するようにしたはんだ付け方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載されたはんだ付け方法において、
前記基板上の各電子部品を、鉛フリーはんだによりはんだ付けするようにしたはんだ付け方法。
【請求項８】
部品実装基板を加熱して、この基板の部品実装位置にあらかじめ供給されたはんだを溶融することにより、各実装部品をはんだ付けする装置であって、
前記基板の部品が実装されていない部分に接触した状態で基板の上面または下面を保護するプラテンと、加熱装置とを具備し、
前記加熱装置は、はんだ付け対象の部品のはんだがその融点に対応する温度まで上昇するように、加熱強度または加熱時間が設定されて成るリフローはんだ付け装置。
【請求項９】
請求項８に記載されたリフローはんだ付け装置であって、
網状もしくは多数の孔が形成された面状体、または熱透過性を有する材料による面状体を具備する基板支持部を具備し、
前記基板を保護した状態のプラテンは、前記基板の下面を保護した状態で前記基板支持部の面状体の上面に支持されており、前記加熱装置は、前記面状体の下方に配備されるヒータを含んで成るリフローはんだ付け装置。
【請求項１０】
請求項９に記載されたリフローはんだ付け装置であって、
前記加熱装置は、前記面状体の下方に配備されるヒータとともに、前記基板支持部の上方に配備される第２のヒータを含んで成るリフローはんだ付け装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、部品実装後のプリント基板（以下、「部品実装基板」または単に「基板」という。）を対象として、リフロー法によるはんだ付け処理を行うための方法、およびこのはんだ付け方法を実行するためのリフローはんだ付け装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的なリフローはんだ付け装置では、クリームはんだのパターン印刷工程や電子部品の装着工程を終えた基板を搬入し、この基板をコンベアなどにより搬送しながら加熱することにより、各電子部品のはんだ付けを行うようにしている。
なお、以下においては、電子部品を単に「部品」と呼ぶ場合がある。
【０００３】
図８は、リフロー法により両面実装基板をはんだ付けする具体例を示す。この図８は、基板搬送路の後方側から基板を見た状態を示すもので、２００は基板、２０２は、はんだ付け対象の電子部品、２０３は、はんだである。また、２０６，２０７は、基板の搬送路を構成するレールであって、その下方に加熱用のヒータ２０８が配備される。
【０００４】
上記において、基板２００の下面側は、あらかじめ別工程ではんだ付けが完了した状態にある。図中の２０４，２０５は、下面側のはんだ付け済みの部品である。前記レール２０６，２０７は、それぞれ基板２００の長手方向の端縁を支持しつつ、この基板２００を、図中、紙面に直交する方向に移動させる。この搬送過程において、ヒータ２０８からの熱により前記基板２００の温度が上昇し、上面のはんだ２０３が溶融する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
近年、環境問題に考慮して、部品実装基板に鉛を含まないはんだ（鉛フリーはんだ）が使用される頻度が高まっている。しかしながら、この鉛フリーはんだは、従来の共晶はんだと比較すると、溶融温度が高く、しかも、その溶融温度と電子部品の損傷温度との差が小さい、という欠点がある。
【０００６】
図９は、赤外線による加熱処理を行った場合の電子部品の温度の変化状態を示す。また、図中、１８３°Ｃは共晶はんだの融点であり、２３０°Ｃは鉛フリーはんだの融点が含まれる数値範囲の上限値である。なお、電子部品が損傷をきたす温度は、２４０°Ｃ付近である。
【０００７】
図中の３つの曲線ａ，ｂ，ｃは、それぞれ個別の電子部品について、一定強度で加熱を続けた場合の温度変化を示す。これらの曲線によれば、電子部品における温度変化のパターンには、部品間の熱容量差や赤外線の吸収特性の差などに起因するばらつきが生じる。しかしながら、いずれの電子部品でも、共晶はんだが搭載されている場合には、はんだの融点と電子部品が損傷のおそれのある温度（以下、「部品損傷温度」という。）との間の温度幅が広く、十分な余裕がある。これに対し、鉛フリーはんだが搭載されている場合には、はんだの融点と部品損傷温度との間の温度幅は１０°Ｃ前後しかなく、はんだが融点に達した後の余裕が殆どない状態となる。
【０００８】
このように、鉛フリーはんだを使用した場合、このはんだの溶融のために基板の表面温度を上昇させると、電子部品が損傷するおそれがある。他方、電子部品の損傷を防ぐために、加熱強度や加熱時間を抑えると、はんだが十分に溶融せず、はんだ付け不良が生じるおそれがある。
【０００９】
また、前記した図８の例では、両面実装基板２００について、はんだ付け対象の上面の電子部品２０２を保護するために、基板２００をレール２０６，２０７により搬送することによって基板２００の下方を開放して、下方から加熱を行うようにしている。しかしながら、鉛フリーはんだを使用している場合には、上面のはんだ２０３が融点に達したときには、基板下面の実装済みの電子部品２０４，２０５の温度が損傷温度付近にまで上昇しているおそれがある。また、溶着済みの下面のはんだが再溶融して、電子部品が欠落するおそれもある。
【００１０】
なお、電子部品の温度上昇を防止することを目的とした従来技術として、下記特許文献１，２に開示されたものがある。
特許文献１では、多数の孔部を備えた升目状のパレットに基板を載せた状態で、このパレットの下方から熱を与えるとともに、他の電子部品より温度の上昇しやすい電子部品（他より小さい部品）に対応する孔部を遮蔽することにより、この電子部品の温度上昇を抑え、基板上の各電子部品の温度が均一になるようにしている。
【００１１】
【特許文献１】
特開２００２−１７１０５６号公報
（段落［００２５］［００２６］，図２  参照。）
【００１２】
また、特許文献２では、リフロー温度を低く設定したい電子部品を、上方からカバーで保護して、このカバー内部の空間部により熱伝達を低下させることによって、前記電子部品の温度上昇を抑えるようにしている。
【００１３】
【特許文献２】
特開２００２−２０８７７２号公報
（段落［００４４］［００４５］，図１  参照。）
【００１４】
上記特許文献１，２は、いずれも、基板上で温度上昇を防止したい電子部品を、遮蔽部やカバーにより保護するものである。このような方法は、製造する基板の種類が限定される場合には、遮蔽部やカバーの位置を固定できるが、多種類の基板を少量ずつ製造するような場合には、基板が変更される都度、遮蔽部やカバーの設定を変更しなければならなくなり、効率が悪くなる、という問題が生じる。
【００１５】
この発明は、上記問題に着目してなされたもので、電子部品の損傷およびはんだの未溶融を回避して、はんだ付けによる不良の発生を削減することを、目的とする。
また、この発明は、複数種の基板のはんだ付け処理を行う場合に、上記目的を達成する上で必要な構成を共通化することにより、はんだ付け工程における効率の低下やコストの上昇を招くことなく、品質の良い基板を製作できるようにすることを、目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明では、部品実装基板を加熱して、この基板の部品実装位置にあらかじめ供給されたはんだを溶融することにより、各実装位置の電子部品をはんだ付けする方法において、前記基板の部品が実装されていない部分に接触するプラテンにより基板の上面または下面を保護した状態で、はんだ付け対象の部品のはんだがその融点に対応する温度になるまで前記プラテンを加熱するようにしている。
【００１７】
上記方法において、プラテンは、基板の上面または下面への熱の作用を弱める保護具として機能するとともに、基板の一部に接触して基板に熱を伝導する役割をになう。なお、このプラテンは、単一の基板（固片基板）に限らず、連結された複数枚の基板（マルチ基板）を保護できる大きさに構成することもできる。また、熱伝導のために、プラテンには、熱吸収性の高い材料（たとえば黒色アルマイト）を含ませるのが望ましい。
【００１８】
基板のプラテンにより保護される側の面は、電子部品が実装されている面、またはこの部品実装面の裏面のいずれでもよい。なお、この明細書でいうところの「基板の上面」は、基板を水平に設置した場合に上側に位置する面を意味するだけであり、たとえば、片面実装基板の部品実装面など、特定の面に限定した意味を持つものではない。ただし、この発明においては、はんだ付けの処理対象の面を上面とするのが望ましい。
【００１９】
プラテンを接触させる「基板の部品が実装されていない部分」とは、プラテンにより電子部品が実装された面を保護する場合には、電子部品やはんだが含まれず、基板面が露出している部分となるのが望ましい。一方、電子部品が実装されていない面を保護する場合には、部品実装面の裏面全体をプラテンに接触させるようにしてもよい。
【００２０】
また、プラテンが部品実装面を保護する場合の接触部分は、基板の端面や端縁部など、いずれの種類の基板においても電子部品が搭載されることがない部分とするのが望ましい。なお、基板の端面とは、上面と下面との間の基板の厚みを形成する面である。また端縁部は、上面または下面の周縁近傍の領域であり、周縁に沿って所定幅の枠状の領域として設定されるのが望ましい。
【００２１】
上記のように、いずれの基板においても電子部品が搭載されないような部分にプラテンを接触させるようにすれば、基板によって部品配置が変わっても、同じプラテンを使用することができるから、製造対象の基板が頻繁に変更されても、プラテンを取り替えるなどの煩雑な処理を行う必要がなく、はんだ付け工程を効率良く進めることができる。
【００２２】
プラテンを加熱する処理では、プラテンに、所定の距離を隔てた場所から赤外線などの熱線または熱風をあてるのが望ましい。また、プラテンが基板の下面を保護する場合には、プラテンの下方から加熱し、またプラテンが基板の上面を保護する場合には、プラテンの上方から加熱するのが望ましい。
【００２３】
なお、「はんだの融点」は、共晶はんだの場合には約１８３°Ｃ、鉛フリーはんだの場合には２２０〜２３０°Ｃとなるが、上記方法では、必ずしも、はんだ付けの都度、はんだの温度が融点にまで達したかどうかを正確に確認する必要はない。たとえば、あらかじめ、基板を保護した状態のプラテンを所定の強度で加熱した場合に基板上のはんだが溶融するのにかかる加熱時間を計測しておき、以後、同様の加熱強度により、前記計測された時間分の加熱処理を行うようにしてもよい。
【００２４】
上記方法によれば、プラテンにより保護されている側の面では、いずれも、電子部品は、プラテンおよびプラテンとの間の空間によって、外部からの熱の作用を受けにくい状態となる。一方、基板のプラテンに接する部分は、プラテンの熱の影響を受けやすいので、この接触位置を介してプラテンからの熱が基板に伝導する。この基板に伝えられた熱によって、表面のはんだの温度を上昇させることができる。この結果、はんだの温度を融点付近にまで上昇させても、電子部品の温度上昇を抑えて、部品損傷のおそれのある温度より低くすることができ、電子部品の損傷を防止しながら、はんだを完全に溶融することができる。
【００２５】
つぎに、この発明にかかる第２のはんだ付け方法では、基板の一部に接触するプラテンにより基板の下面を保護した状態で、はんだ付け対象の部品のはんだがその融点に達するまで前記プラテンを下方から加熱するようにしている。
【００２６】
この第２の方法において、基板が両面実装の基板であるときには、この基板の下面の電子部品が実装されていない部分にプラテンを接触させるようにするのが望ましい。また、この場合、下面は、既にはんだ付けが完了した側の面とするのが望ましい。
【００２７】
上記の方法によれば、下面側の電子部品については、プラテンとの間に生じた空間により、部品の温度上昇を抑えることができる。また、下方から加熱を行うことにより、上面側の部品の温度上昇も抑えることができる。
一方、プラテンに生じた熱は、部品が実装されていない接触位置を介して基板に伝導するので、その表面のはんだの温度を上昇させることができ、各面の電子部品の損傷を防ぎながら、はんだ付けを行うことができる。
【００２８】
なお、第２の方法を片面実装基板に適用する場合には、前記基板の部品が実装されていない方の面を下側にして、この下面全体をプラテンに接触させ、下方から加熱処理を行ってもよい。または、両面実装基板のときと同様のプラテンにより、部品が実装された上面を保護し、上方から加熱処理を行ってもよい。
【００２９】
さらに、この第２の方法においては、前記下方からの加熱処理に加えて、基板の上面の加熱処理を実行することができる。この方法は、特に、両面実装基板を処理対象とする場合に有効である。すなわち、下方からのプラテンの加熱だけでは、はんだ（特に下面側のはんだ）が融点に達することのないように、下方からの加熱強度を設定しておき、上方からの加熱処理を行うことによって、上面のはんだは溶融させるが、下面のはんだ付け後のはんだを再溶融しないようにすることができる。なお、上方からの加熱は、下方からの加熱処理による不足分を補うものであるから、上面の実装部品を損傷するおそれのない強度にしても、はんだを溶融させることが可能となる。
【００３０】
さらに、この発明では、前記基板の下面を保護した状態のプラテンを網状または多数の孔が形成された面状体の上面に設置し、前記面状体の下面に熱線または熱風をあてることにより前記プラテンを加熱することができる。
前記面状体は、たとえば、金属メッシュ、多数の小孔が形成された金属板などの耐熱性を具備する材料により構成するのが望ましい。なお、この面状体は、基板およびプラテンを搬送するコンベア装置の搬送面を構成することができるが、これに限らず、基板およびプラテンを、固定した状態で支持するようにしてもよい。
【００３１】
また、この発明では、前記基板の下面を保護した状態のプラテンを熱透過性を有する材料による面状体の上面に設置し、前記面状体の下面に熱線をあてて、この面状体を通過した熱線により前記プラテンを加熱することもできる。たとえば、熱源に赤外線ヒータを使用する場合には、赤外線を透過する機能を持つガラスにより面状体を構成することができる。
【００３２】
この発明にかかるはんだ付け方法は、特に、基板上の各電子部品を鉛フリーはんだによりはんだ付けする場合に適用されるのが望ましい。前記したように、鉛フリーはんだの融点は、電子部品の損傷温度に近いので、はんだ付けの過程で電子部品が損傷する可能性は、共晶はんだによるはんだ付けを行う場合よりも高くなる。この発明によれば、基板表面の温度がはんだの融点になるまで加熱処理を行っても、電子部品の温度上昇を抑えることができるから、電子部品の損傷を防止しながら、はんだを完全に溶融して適切なはんだ付けを行うことができる。
【００３３】
つぎに、この発明にかかるリフローはんだ付け装置は、基板の部品が実装されていない部分に接触した状態で基板の上面または下面を保護するプラテンと、加熱装置とを具備する。また、前記加熱装置は、はんだ付け対象の部品のはんだがその融点に対応する温度まで上昇するように、加熱強度または加熱時間が設定されている。
【００３４】
上記のプラテンは、前記第１のはんだ付け方法と同様に、基板の上面および下面のいずれかを保護するものとなる。
【００３５】
前記加熱装置には、赤外線などの熱線または熱風を投射するヒータを用いることができる。プラテンが基板の上面を保護する場合、ヒータは、プラテンの上方位置に配備されるのが望ましい。また、プラテンが基板の下面を保護する場合、ヒータは、プラテンの下方位置に配備されるのが望ましい。
なお、装置内部で基板およびプラテンを搬送しながら加熱処理を行う場合には、この搬送路に沿って配備される複数のヒータにより、加熱装置を構成することができる。また、この加熱装置に設定される加熱強度または加熱時間は、基板に使用されるはんだの種類に応じて変更できるようにするのが望ましい。
【００３６】
好ましい態様のリフローはんだ付け装置では、網状もしくは多数の孔が形成された面状体、または熱透過性を有する材料による面状体を具備する基板支持部が設けられる。前記基板を保護した状態のプラテンは、基板の下面を保護した状態で前記基板支持部の面状体の上面に配備される。また前記加熱装置は、前記面状体の下方に配備されるヒータを含む。
【００３７】
上記態様において、基板支持部は、前記面状体の上面を搬送面とするコンベア装置として構成するのが望ましいが、これに限らず、前記面状体を移動させずに、プラテンおよび基板を固定した状態で支持するように構成することもできる。
【００３８】
上記の態様によれば、プラテンおよび基板を面状体の上面に支持するとともに、下方からの熱線や熱風をこの支持面から透過させて、プラテンを加熱することができる。
【００３９】
さらに上記態様にかかるリフローはんだ付け装置では、前記加熱装置は、前記面状体の下方に配備されるヒータとともに、前記基板支持部の上方に配備される第２のヒータを含む。
この第２のヒータは、下方側のヒータによる加熱処理を補助するためのものであり、その強度は、基板上面の電子部品の温度が損傷のおそれがある温度にまで上昇しないことを条件に設定されるのが望ましい（望ましくは、下方のヒータよりも小さい加熱強度になるようにするとよい。）。
【００４０】
上記構成によれば、両面実装基板を処理する場合に、下面側のはんだを溶融することなく、上面のはんだを溶融することができる。なお、第１，第２のヒータとも、複数個、設けることが可能である。
【００４１】
上記各態様を含むこの発明のリフローはんだ付け装置によれば、鉛フリーはんだが搭載された基板を処理する場合にも、電子部品の温度上昇を抑えながら基板面をはんだの融点付近にまで加熱して、はんだを完全に溶融することができる。よって、電子部品の損傷やはんだ付け不良が生じるのを防止することができ、適正なはんだ付けを行うことができる。
【００４２】
また、プラテンを、基板の端面や端縁部など、いずれの基板でも部品が実装されることのない部分に接触させるようにすれば、処理対象の基板が変更されたり、両面実装基板の各面を順に処理する場合にも、同一のプラテンを使用することができ、処理効率の低下やコストの上昇を防ぐことができる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明が適用されたリフローはんだ付け装置の概略構成を示す。
このリフローはんだ付け装置３（以下、単に「はんだ付け装置３」という。）は、基板製造ラインに組みこまれており、図示しないはんだ印刷機やマウンタで処理された後の部品実装基板を取り込み、リフロー法によるはんだ付け処理を実行する。
【００４４】
なお、以下では、「両面実装基板１００」「片面実装基板１０１」というように、実装部品やはんだなどの全体構成も含めた処理対象基板を、個別の符号により示す。一方、これらの基板１００，１０１に共通する基板本体、すなわち、部品やはんだを含まないプリント基板自体を、単に「基板１」として表すことにする。また、符号を付けずに「基板」とした場合には、各種の部品実装基板を含めて示しているものとする。
【００４５】
上記はんだ付け装置３に導入される基板１には、鉛フリーはんだが搭載されている。
図１において、３Ａは、前記はんだ付け装置３の装置本体であり、その内部には、基板搬送用のコンベア４が設けられる。この実施例のコンベア４は、金属メッシュ製の搬送ベルトを具備するもので、コンベア４の上方および下方には、それぞれ複数個（図示例では３個ずつ）の赤外線パネルヒータ（以下、単に「ヒータ」と呼び、上方のヒータを５ａ、下方のヒータを５ｂとして示す。）が、搬送方向Ｐに沿って配備されている。
【００４６】
この実施例では、処理対象の基板１を、はんだ付けの対象面を上にした状態でプラテン２により支持し、このプラテン２をコンベア４により搬送しながら上下の各ヒータ５ａ，５ｂによる加熱処理を施すことにより、基板１の上面のはんだを溶融するようにしている。
なお、プラテン２は、アルミニウムなどの金属を成型加工した後、その成型品の表面に、黒色アルマイトなどの熱吸収性の高い材料を吹き付けて構成される。
【００４７】
図２（１）（２）は、前記プラテン２の構成例を示す斜視図および断面図である。
図示例のプラテン２は、所定の厚みを持つ板状の本体部２１に２個の基板支持部２０，２０が形成されて成る。各基板支持部２０は、それぞれ１枚の両面実装基板１００を支持するためのもので、前記本体部２１の上面から所定の深さまでに形成された凹部２２により構成される。
【００４８】
前記凹部２２の端縁は、基板１の外形に対応する大きさの矩形状に形成され、内部には、上端縁から所定距離だけ下がった段部２３が、内周全体にわたって形成される。前記段部２３の上面は、基板１の端縁部（基板１の端縁に沿う一定幅の枠状領域であり、処理対象となる複数種の基板１のいずれにも部品が実装されていない領域に相当する。）に対応する幅を具備する。また凹部２２の内底面に対する段部２３の高さは、基板１の下面側に実装される電子部品の高さよりも大きくなるように設定される。
【００４９】
図３（１）（２）は、上記構成のプラテン２により、両面実装基板１００を支持した状態を示す斜視図および断面図である。なお、図中の６は、はんだ付け対象の部品を、７はそのはんだを、８，９は下面側のはんだ付け処理済みの部品を、それぞれ示す。
【００５０】
前記したように、各基板支持部２０の凹部２２の周縁は、基板１の外形に対応しているので、前記基板１は、その下面の端縁部を前記段部２３の上面に、また端面の下部を凹部２２の内周の上端部に、それぞれ接触させた状態で凹部２１内に固定支持される。また、このとき、基板１の下面側の主要部分（前記端部以外の部分）は、前記段部２３と凹部２２の内底面との間の空間内に収容される。
【００５１】
図４は、前記プラテン２に支持された両面実装基板１に対する加熱処理の具体例を示す。
この例の基板１は、プラテン２に支持された状態でコンベア４上に設置され、前記矢印Ｐの方向に搬送されながら、上下各方向からの加熱処理を受ける。
下方のヒータ５ｂからの赤外線は、コンベア４の金属メッシュを通過してプラテン２に作用する。これによりプラテン２が加熱され、さらに、その熱が前記基板支持部２０の段部２３や凹部２２の上端部から基板１に伝搬して、基板１の温度が上昇する。この基板１の温度上昇に伴い、はんだの温度も上昇する。また、基板１の上面は、上方のヒータ５ａによる加熱処理を受けるので、上面のはんだ７の温度は、下面の溶着済みのはんだ（図示せず。）よりも、高い温度にまで上昇するようになる。
【００５２】
この実施例では、下方のヒータ５ｂによりプラテン２を加熱する処理だけでは、はんだが溶融しないようにして、上方のヒータ５ａの補助的な加熱処理により、上面のはんだ７のみが溶着するようにしている。たとえば、基板１の搬送が終了するまでのうちに、下方からの加熱処理によって、基板１の表面温度を１５０°Ｃ付近にまで上昇させるとともに、上方からの加熱処理により、上面側のはんだをその融点に対応する温度（２２０〜２３０°Ｃ）まで上昇させるように、各ヒータ５ａ，５ｂの加熱強度を設定する。このような設定によれば、下面側の溶着済みのはんだを再溶融させることなく、上面側のはんだのみを溶融することができる。
【００５３】
また、基板１の下面側の温度上昇を抑えるとともに、下面側の電子部品８，９を、プラテン２内の空間により保護することによって、これらの部品８，９の温度上昇を抑えることができる。加えて、上方からの加熱は、プラテン２の加熱処理で足らない熱を補う目的で行われるので、上方のヒータ５ａの加熱強度を、部品６の損傷のおそれがない強度に設定することができ、上方の電子部品６についても、温度上昇を抑えることができる。
よって、上面、下面のいずれの電子部品６，８，９も損傷温度にまで上昇させることなく、上面のはんだ７を十分に加熱して、適正なはんだ付けを行うことができる。
【００５４】
なお、両面実装基板１００に対するはんだ付けを行う場合には、上記のように、プラテン２の基板支持部２０の内周縁に段部２２を設け、この段部２２により、基板１の端縁部および端面の下部のみをプラテン２に接触させるようにしたが、片面実装基板において、電子部品の実装されていない方の面を下面とする場合には、下面全体をプラテンに接触させてもよい。
【００５５】
図５は、片面実装基板１０１に対する加熱処理の具体例を示す。この実施例のプラテン２Ａも、前記図２と同様の本体部２１を具備するが、その基板支持部２０ａには、段部は設けられていない。なお、段部が設けられない分、基板支持部２０を構成する凹部２２ａは、前記図２〜４の例よりも浅く形成される。
【００５６】
上記構成において、基板１は、電子部品が実装されていない方の面を下側にして、この下面全体が前記凹部２２の内底面に接するように凹部２２内に嵌め込まれた状態で支持され、コンベア４により搬送される。この例では、下方のヒータ５ｂのみの加熱処理を行うようにしている。この場合、ヒータ５ｂからの赤外線によりプラテン２Ａが加熱されると、このプラテン２Ａに生じた熱は、基板１の下面全体、および凹部２２ａの上端に接する端面を介して基板１に伝搬するので、上面側のはんだ７の温度が上昇する。一方、電子部品６については、プラテン２Ａや基板１を介した間接的な加熱処理により、上方から直接加熱する場合よりも温度上昇を抑えることができる。よって、電子部品６が損傷温度にまで上昇しないうちに、はんだ７の温度をその融点まで上昇させることができ、電子部品６の損傷およびはんだ付け不良をともに防止することができる。
【００５７】
なお、上記のような片面実装基板１０１についても、前記図２の両面実装基板１００の場合と同じプラテン２を使用してもよい。この場合、上下両方向から加熱を行ってもよいが、下面側に部品が配備されていない分、下方からの加熱を強くすることができるので、下方からの加熱処理のみで対応するようにしてもよい。また、プラテン２により上方の部品実装面を保護し、上方から加熱をおこなうようにしてもよい。
【００５８】
このように、基板の種類や実装の状態を問わずに、共通のプラテンを使用するようにすれば、製造対象の基板が頻繁に変わるような製造ラインでも、プラテンを取り替える必要がなくなり、効率の良いはんだ付け処理を行うことができる。
【００５９】
なお、両面実装基板１００用のプラテン２については、凹部２２内に段部２３を設ける代わりに、凹部２２の周縁を基板１の外形よりも小さく形成し、基板１の端面部を本体２５の上面に接触させるようにしてもよい。また、片面実装基板１０１用のプラテン２Ａについては、凹部２２ａを設けず、本体部２５の上面に直接基板１を載せるようにしてもよい。
【００６０】
さらに、複数の基板１を連結したマルチ基板を処理する場合にも、同様の構成のプラテンにより基板を支持および保護しながら加熱処理を行うことにより、電子部品の損傷やはんだ付け不良を防止することができる。
【００６１】
図６は、両面実装式のマルチ基板１１に対する加熱処理の具体例を示す。この例のプラテン２Ｂは、マルチ基板１１の大きさに応じて、前記図２のプラテン２よりも大きな本体部２５を具備する。この本体部２５には、マルチ基板１１の外形に対応する大きさの凹部２７により成る基板支持部２６が形成され、前記凹部２７の内周および個々の基板１間の境界（図中、点線により示す。）に沿って、それぞれ段部２８，２９が形成される。
【００６２】
上記において、マルチ基板１１は、個々の基板の端縁が段部２８，２９に接触し、また凹部２７に向かい合う端面の下部が凹部２７の内周上端部に接触した状態で、凹部２７内に固定支持され、コンベア４により搬送される。なお、この例でも、前記図４の場合と同様に、下方のヒータ５ｂによりプラテン２Ｂを加熱して、前記段部から各基板の端縁部を介した熱伝搬により各基板の温度を上昇させるとともに、上方のヒータ５ａによる補助的な加熱により、各基板１の上面側のはんだ７の温度をその融点にまで上昇させる。
【００６３】
図７は、片面実装式のマルチ基板１２に対する加熱処理の具体例を示す。この実施例に使用されるプラテン２Ｃは、前記図６の例と同様の本体部２５に、マルチ基板１２の外形に応じた凹部２７ａによる基板支持部２６ａを具備するが、この凹部２７ａには段部は設けられていない。マルチ基板１２は、前記図５の例と同様に、電子部品が実装されていない方の面を下にして、この下面全体を前記凹部２７の内底面に接触させた状態で凹部２７内に嵌め込まれる。また、加熱処理についても、図５の例と同様に、下方のヒータ５ｂによりプラテン２Ｃを加熱する処理のみで、上面のはんだを溶融させる。
【００６４】
なお、上記した各実施例では、いずれも、基板の下面をプラテンにより保護した状態で上面側のはんだを溶融するようにしているが、これに限らず、はんだ付け対象の上面をプラテンで保護しつつ、上面側からの加熱処理によりはんだを溶融してもよい。
【００６５】
【発明の効果】
この発明によれば、基板の部品が実装されていない部分に接触するプラテンにより基板の上面または下面を保護し、前記プラテンを加熱することによって、電子部品の温度上昇を抑えながら、はんだの温度を融点まで上昇させるようにしたから、電子部品の損傷およびはんだ付け不良を防止して、適切ははんだ付け処理を行うことができる。
【００６６】
また、この発明によれば、基板の種類が変わった場合にも、同様の構成のプラテンを使用することができるから、はんだ付けの対象が変わる都度、プラテンを取り替える必要がない。よって、はんだ付け工程の効率を低下させたり、コスト高を招くことなく、品質の良い基板を製作することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明が適用されたリフローはんだ付け装置の概略構成を示す図である。
【図２】プラテンの構成例を示す斜視図および断面図である。
【図３】図２のプラテンに基板が装着された状態を示す斜視図および断面図である。
【図４】両面実装基板に対する加熱処理の具体例を示す図である。
【図５】片面実装基板に対する加熱処理の具体例を示す図である。
【図６】両面実装のマルチ基板に対する加熱処理の具体例を示す図である。
【図７】片面実装のマルチ基板に対する加熱処理の具体例を示す図である。
【図８】従来のリフローはんだ付け装置における加熱処理の例を示す図である。
【図９】加熱過程における部品の温度変化をはんだの融点や部品損傷温度に対応づけて示すグラフである。
【符号の説明】
１  基板
２  プラテン
３  リフローはんだ付け装置
４  コンベア
５ａ，５ｂ  ヒータ
２０  基板支持部
２２  凹部
２３  段部
【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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