(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
はんだ槽上を搬送されるプリント基板の下面に、ノズルより噴流する溶融はんだを接触させて電子部品をはんだ付けする噴流式はんだ付け方法において、
前記プリント基板または該プリント基板を保持するパレットの先端の下側エッジを面取りして、溶融はんだと衝突した際の衝撃を緩和する面取り形状なす緩衝面を設けたことを特徴とする噴流式はんだ付け方法。
【請求項２】
前記プリント基板または前記パレットの先端の両側エッジを面取りしたことを特徴とする請求項１に記載の噴流式はんだ付け方法。
【請求項３】
前記プリント基板または前記パレットの先端の全体に凸アール形状を付けたことを特徴とする請求項１に記載の噴流式はんだ付け方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント基板に電子部品をはんだ付けする方法に係り、より詳しくははんだ槽上を搬送されるプリント基板の下面に、ノズルより噴流する溶融はんだを接触させて行う噴流式はんだ付け方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の噴流式はんだ付け方法では、予め電子部品を搭載したプリント基板が、直接またはパレットに載せた状態ではんだ槽上を搬送されるが、溶融はんだの噴流にプリント基板またはパレットの先端が衝突した際の衝撃ではんだが飛散することが多い。そして、この飛散したはんだの一部は、はんだボールとなってプリント基板上に落下し、ピン間を短絡させる不具合を引き起こす。このため、従来一般には、はんだ付け終了後、プリント基板上面を目視により検査し、短絡原因となるはんだボールが存在する場合は、手作業にてこれを除去していた。しかし、このような対処では、手直しに多くの工数を要してコスト負担が上昇することに加え、見逃しによる不良品流出の危険もあった。
【０００３】
そこで、例えば、特許文献１に記載のものでは、はんだ槽の上部に銅網からなるベルトを配設し、このベルトをプリント基板の搬送に同期してエンドレスに回転させながら、その網目に飛散するはんだボールを捕捉させる対策を採っていた。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２４９３１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載のはんだボール対策によれば、はんだ槽の上部に銅網製のベルトをはじめ、その駆動手段や銅網に付着したはんだボールを除去するための除去装置などを配設しなれけばならないため、大掛かりな設備改造が必要になり、設備コストが大幅に上昇するという問題があった。また、はんだ槽の上部を銅網製のベルトが覆うため、エネルギー損失が大きくなり、場合によっては銅網専用の加熱手段も必要になって、消費エネルギーの増大（ランニングコストの上昇）が避けられない、という問題もあった。
【０００６】
本発明は、上記した従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、その課題とするところは、設備の改造を必要とせず、しかもエネルギー損失の増大を招くことなく簡単にはんだボール対策をなし得る噴流式はんだ付け方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明は、はんだ槽上を搬送されるプリント基板の下面に、ノズルより噴流する溶融はんだを接触させて電子部品をはんだ付けする噴流式はんだ付け方法において、
前記プリント基板または該プリント基板を保持するパレットの先端の下側エッジを面取りして、溶融はんだと衝突した際の衝撃を緩和する面取り形状なす緩衝面を設けたことを特徴とする。
【０００８】
このように行う噴流式はんだ付け方法においては、プリント基板または該プリント基板を保持するパレットの先端に形成した緩衝面によって溶融はんだと衝突した際の衝撃が緩和されるので、はんだボールの発生が抑えられる。また、プリント基板またはパレットの形状をわずか変更するだけの対策となるので、設備改造が不要になり、その上、エネルギー損失が増大することもない。
【０００９】
本発明において、プリント基板またはパレットの先端は、両側エッジを面取りした形状または全体に凸アール形状を付けたものとしてもよく、あるいはこれら形状を複合して有する形状としてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る噴流式フローはんだ付け方法によれば、プリント基板またはパレットの形状をわずか変更するだけで、はんだボールの発生を抑えることができるので、設備改造が不要になるばかりか、エネルギー損失が増大することもなく、設備コストの低減並びにランニングコストの低減に大きく寄与する効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１は、本発明の１つの実施形態を示したものである。同図において、１は、溶融はんだ２を貯留するはんだ槽であり、はんだ槽１内には、溶融はんだ２を上方へ向けて噴流するノズル３が配置されている。はんだ槽１の上方にはコンベヤ４が配設されており、このコンベヤ４によって、プリント基板５を保持したパレット６が矢印Ｆ方向へ搬送されるようになっている。プリント基板５には電子部品７，８が搭載されており、プリント基板５は、これら電子部品７，８を含むほぼ全面がはんだ槽１内に露出するように、パレット６の開口部６ａ内に配置されている。なお、プリント基板５に搭載される電子部品のうち、一方の電子部品７は、リード挿入型としてスルーホールにリードを挿入した状態でプリント基板５の上面に載置され、他方の電子部品８は、表面実装型としてプリント基板５の下面に接着剤９を介して仮止めされている。
【００１３】
本実施形態において、上記パレット６の、搬送方向Ｆの前側となる先端には、該先端の下側エッジを面取りした形状の緩衝面１０が形成されている。この緩衝面１０は、ノズル３から噴出する溶融はんだ２の噴流２ａにパレット６の先端が衝突した際の衝撃を緩和する役割をなすもので、ここでは傾斜状に形成されている。
【００１４】
フローはんだ付けに際しては、予め電子部品７，８が搭載されたプリント基板５をセットしたパレット６が、はんだ槽１上をコンベヤ４により搬送方向Ｆへ所定の速度で搬送される。そして、パレット６はノズル３から噴出する溶融はんだ２の噴流２ａに衝突して、そのまま噴流２ａ上を通過し、これにより溶融はんだ２がパレット６に保持されたプリント基板５の下面に接触し、電子部品７，８がプリント基板５にはんだ付けされる。
【００１５】
ところで、パレット６が溶融はんだ２の噴流２ａに衝突した際の衝撃で、溶融はんだ２に波立ちが起こり、衝撃が大きい場合は、溶融はんだ２の一部がはんだボールとして飛散してプリント基板５上に落下する。しかし、本実施形態においては、パレット６の先端に傾斜状の緩衝面１０が存在するので、この緩衝面１０によって溶融はんだ２と衝突した際の衝撃が緩和され、この結果、溶融はんだ２の波立ちが抑えられて、はんだボールの発生が抑えられる。また、溶融はんだ２の波立ちが抑えられることから、プリント基板５下でのはんだ上りが円滑になるとともに、はんだ接触部位へのエア巻き込みもなくなり、結果として電子部品７，８が未はんだ付けされることもなくなる。
【００１６】
ここで、上記実施形態においては、緩衝面１０を傾斜状に形成したが、この傾斜面１０は、図２に示されるように、アール曲面状に形成してもよく、この場合も、前記実施形態と同様の効果が得られる。
【００１７】
また、上記実施形態においては、緩衝面１０をパレット６の先端の下側エッジを面取りした形状としたが、この緩衝面１０は、図３に示されるように、パレット６の先端の両側エッジを面取りした形状の緩衝面１１に代えてもよいもので、この場合も、前記実施形態と同様の効果が得られる。
【００１８】
さらに、上記緩衝面１０は、図４に示されるように、パレット６の先端の全体に付けた凸アール形状の緩衝面１２に代えてもよいもので、この場合も、前記実施形態と同様の効果が得られる。
【００１９】
なお、上記実施形態においては、搬送方向Ｆの前側となるパレット６の一端のみに緩衝面側１０〜１２を設けるようにしたが、本発明は、パレット６の両端に前記した緩衝面１０〜１２を設けるようにしてもよいものである。この場合は、パレットの搬送向きに制限を受けないので、便利にパレットを使用できる。
【００２０】
また、上記各実施形態においては、プリント基板５を保持するパレット６の先端に緩衝面１０〜１２を設けたが、パレットなしでプリント基板を直接はんだ槽１上を搬送する場合は、プリント基板の先端に前記緩衝面１０〜１２を設けることはもちろんである。
【実施例１】
【００２１】
図５（Ａ）に示されるように、先端の下側エッジの面取角度θを種々に変化させた所定大きさ（厚さ６ｍｍ、幅３００ｍｍ、長さ３２０ｍｍ）のパレット６を各５枚用意し、各パレット６に、図１に示した態様でプリント基板５を保持させて、はんだ槽１上を１ｍ／secの速度で搬送し、プリント基板５上に飛散したはんだボールの数を測定した。図５（Ｂ）は、パレット６の先端の面取り角度θと５枚のプリント基板５上の合計はんだボール発生数との関係を示したものである。これよりはんだボール発生数は、面取角度０度（面取りなし）の場合に２０個近くあったものが、面取角度２０度で３個程度に激減しており、わずかの角度の面取りでも大きなはんだボール低減効果が得られることが分かった。また、面取角度４０度以上では、はんだボールが全く発生しておらず、これより、パレット６の先端の下側エッジを面取りする場合は、少なくとも２０度望ましくは４０度以上面取りすることで、十分なるはんだボール対策となることが明らかとなった。
【実施例２】
【００２２】
図６（Ａ）に示されるように、先端の全幅Ｌに対する両側エッジの面取幅２ｄの占める比率（面取比率＝２ｄ／Ｌ）を種々に変化させた、実施例１と同じ大きさのパレット６を各５枚用意し、各パレット６に、図１に示した態様でプリント基板５を保持させて、はんだ槽１上を１ｍ／secの速度で搬送し、プリント基板５上に飛散したはんだボールの数を測定した。図６（Ｂ）は、パレット６の先端の面取比率（２ｄ／Ｌ）と５枚のプリント基板５上の合計はんだボール発生数との関係を示したものである。これよりはんだボール発生数は、面取比率０％（面取りなし）の場合に２０個近くあったものが、面取比率３０％でほぼ半減しており、パレット６の先端の両側エッジを面取りすることが、はんだボールの発生抑制に効果を有することが明らかとなった。
【実施例３】
【００２３】
図１に示したように先端の下側エッジを８０度面取りしかつ図４に示したように先端の全体に凸アール形状を付けた、実施例１と同じ大きさのパレット（本発明形状）６を用意し、これに、図１に示した態様でプリント基板５を保持させて、はんだ槽１上を１ｍ／secの速度で搬送し、パレット６が溶融はんだ２の噴流２ａに衝突した際の溶融はんだ２の波立ち状態を観察し、併せてプリント基板５上に飛散したはんだボールの数と大きさとを測定した。また、比較のため、前記した面取りおよび凸アール形状を付けない、従来形状のパレットを用意し、前記同様にこのパレットにプリント基板を保持させて、はんだ槽１上を同じ速度で搬送し、同様に溶融はんだ２の波立ち状態を観察し、併せてプリント基板５上に飛散したはんだボールの数と大きさとを測定した。
【００２４】
図７（Ａ）は、本発明形状のパレット６を搬送した場合の溶融はんだ２の波立ち状態を、図７（Ｂ）は従来形状のパレットを搬送した場合の溶融はんだ２の波立ち状態をそれぞれ示したものである。これより、溶融はんだ２の波立ちは、従来形状のパレットを搬送した場合に比べて本発明形状のパレット６を搬送した場合の方が明らかに小さくなっている。因みに、波の幅と高さとを実測したところ、本発明形状のパレット６を搬送した場合（Ａ）の波の幅が約１ｃｍ、高さが約５ｍｍであるのに対し、従来形状のパレットを搬送した場合（Ｂ）の波は、幅が約３ｃｍ、高さが約１０ｍｍとなっており、両者の間には顕著な相違が認められた。
【００２５】
図８は、プリント基板５上のはんだボールの粒径分布を示したものである。これより本発明形状のパレット６を搬送した場合は、はんだボールの発生が全く認められないのに対し、従来形状のパレットを搬送した場合は、粒径１００μｍ以上の粗大なはんだボールが認められた。通常、粒径が３０μｍ以下であれば、はんだボールの影響を無視できるとされており、従来形状のパレットを用いる場合は、この基準をはるかに超える大きさのはんだボールが発生し、手直しが避けられないことが明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る噴流式フローはんだ付け方法の１つの実施形態を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明で用いるパレットに対する緩衝面の形成状態を模式的に示す側面図である。
【図３】本発明で用いるパレットに対する緩衝面の、他の形成状態を模式的に示す平面図である。
【図４】本発明で用いるパレットに対する緩衝面の、他の形成状態を模式的に示す平面図である。
【図５】本発明の１つの実施例を示したもので、（Ａ）は実験に用いたパレットの形状を示す側面図、（Ｂ）は面取角度とはんだボール発生数との関係を示すグラフである。
【図６】本発明の他の実施例を示したもので、（Ａ）は実験に用いたパレットの形状を示す平面図、（Ｂ）は面取比率とはんだボール発生数との関係を示すグラフである。
【図７】本発明の、さらに他の実施例を示したもので、（Ａ）は本発明形状のパレットを用いた場合の溶融はんだの波立ち状態を写真で示す図、（Ｂ）は従来形状のパレットを用いた場合の溶融はんだの波立ち状態を写真で示す図である。
【図８】図７に示した実施例で発生したはんだボールの粒径分布を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２７】
１    はんだ槽
２    溶融はんだ
２ａ  溶融はんだの噴流
３    ノズル
５    プリント基板
６    パレット
７，８  電子部品
１０、１１、１２  緩衝面
【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８】
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【図７】
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