(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融はんだが接触する第１裏面と第１厚さを有して対向する第１表面との間を貫通する第１貫通孔が設けられた第１板状部と、
前記第１裏面と同一平面上に配置された前記溶融はんだが接触する第２裏面と、前記第１厚さとは異なる第２厚さを有して対向する第２表面との間を貫通する第２貫通孔が設けられた第２板状部とを備えた溶融はんだ圧力確認板。
【請求項２】
前記第１板状部および前記第２板状部の少なくとも前記第１貫通孔および前記第２貫通孔の内表面が溶融はんだに対する濡れ性が決められた値以下である材質である、
請求項１に記載の溶融はんだ圧力確認板。
【請求項３】
前記第１の貫通孔の直径と前記第２の貫通孔の直径が同じである、
請求項１または請求項２に記載の溶融はんだ圧力確認板。
【請求項４】
前記第１板状部には、前記第１板状部と前記第２板状部とが並ぶ方向である配列方向に垂直な方向に配置された複数の同じ直径の前記第１貫通孔が設けられ、
前記第２板状部には、前記配列方向に垂直な方向に配置された複数の同じ直径の前記第２貫通孔が設けられる、
請求項１または請求項２に記載の溶融はんだ圧力確認板。
【請求項５】
前記第１板状部には、異なる直径の複数の前記第１貫通孔が設けられ、
前記第２板状部には、異なる直径の複数の前記第２貫通孔が設けられる、
請求項１、請求項２、請求項３のいずれか１項に記載の溶融はんだ圧力確認板。
【請求項６】
前記第１板状部には、前記第１板状部と前記第２板状部とが並ぶ方向である配列方向に垂直な方向の複数の直線および前記配列方向に平行な複数の直線の交点にそれぞれ配置された複数の前記第１貫通孔が設けられ、
前記配列方向に垂直な方向に配置された複数の前記第１貫通孔の直径が同じであり、
前記配列方向に配置された複数の前記第１貫通孔の直径が異なり、
前記第２板状部には、前記配列方向に垂直な方向の複数の直線および前記配列方向に平行な複数の直線の交点にそれぞれ配置された複数の前記第２貫通孔が設けられ、
前記配列方向に垂直な方向に配置された複数の前記第２貫通孔の直径が同じであり、
前記配列方向に配置された複数の前記第２貫通孔の直径が異なる、
請求項１または請求項２に記載の溶融はんだ圧力確認板。
【請求項７】
直径が同じ前記第１の貫通孔と前記第２の貫通孔とが存在する、
請求項４から請求項６までのいずれか１項に記載の溶融はんだ圧力確認板。
【請求項８】
前記第１貫通孔は、前記第１表面から決められた深さの範囲で前記第１表面側に直径が大きくなるような傾斜が設けられており、
前記第２貫通孔は、前記第２表面から決められた深さの範囲で前記第２表面側に直径が大きくなるような傾斜が設けられている、
請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の溶融はんだ圧力確認板。
【請求項９】
溶融はんだを貯留するはんだ槽と、
前記はんだ槽に貯留された前記溶融はんだを上方に噴出させるノズルと、
前記ノズルから噴出する前記溶融はんだの圧力を調整する圧力調整部と、
請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の溶融はんだ圧力確認板と、
前記溶融はんだ圧力確認板およびはんだ付けされる対象を前記ノズルの上方を通るように搬送する搬送部とを備えたはんだ付け装置。
【請求項１０】
溶融はんだを貯留するはんだ槽と、
前記はんだ槽に貯留された前記溶融はんだを上方に噴出させるノズルと、
前記ノズルから噴出する前記溶融はんだの圧力を調整する圧力調整部と、
はんだ付けされる対象を前記ノズルの上方を通るように搬送する搬送部とを備えたはんだ付け装置が噴出する前記溶融はんだの圧力を確認する溶融はんだの圧力調整方法であって、
請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の溶融はんだ圧力確認板を前記搬送部により搬送させて、前記ノズルから噴出する前記溶融はんだが、前記溶融はんだ圧力確認板の前記第１表面に前記第１貫通孔から出てくる状態または出てこない状態を確認し、かつ前記第２表面に前記第２貫通孔から出てくる状態または出てこない状態を確認する圧力確認工程と、
前記圧力確認工程での確認結果に応じて前記圧力調整部を調整する圧力調整工程とを有する、
溶融はんだの圧力調整方法。
【請求項１１】
溶融はんだを貯留するはんだ槽と、
前記はんだ槽に貯留された前記溶融はんだを上方に噴出させるノズルと、
前記ノズルから噴出する前記溶融はんだの圧力を調整する圧力調整部と、
はんだ付けされる対象を前記ノズルの上方を通るように搬送する搬送部とを備えたはんだ付け装置によるはんだ付け方法であって、
請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の溶融はんだ圧力確認板を前記搬送部により搬送させて、前記ノズルから噴出する前記溶融はんだが、前記溶融はんだ圧力確認板の前記第１表面に前記第１貫通孔から出てくる状態または出てこない状態を確認し、かつ前記第２表面に前記第２貫通孔から出てくる状態または出てこない状態を確認する圧力確認工程と、
前記圧力確認工程での確認結果に応じて前記圧力調整部を調整する圧力調整工程と、
前記圧力調整工程の後で、前記はんだ付けされる対象を前記搬送部により搬送させてはんだ付けするはんだ付け工程とを備えたはんだ付け方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融はんだ圧力確認板、はんだ付け装置、溶融はんだの圧力調整方法およびはんだ付け方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
フローソルダリング（フロー式はんだ付け）においては、はんだ付け部内部に溶融はんだがはんだ上がりにより供給されることで、はんだ上がり部が形成される。はんだ付け部内部に溶融はんだがはんだ上がりにより供給される際、ノズルから噴出される溶融はんだの圧力（噴出圧力）がはんだ上がりに関係する。ノズルから噴出して流れる溶融はんだの圧力が高いと、はんだ付け部内部により多くの溶融はんだを供給することができるため、はんだ上がりが良くなる傾向がある。
【０００３】
そのため、ノズルから噴出する溶融はんだの圧力を管理することが求められる。ノズルから噴出する溶融はんだの圧力を直接測定する方法がなく、値として管理できない。そのため、ノズルから噴出する溶融はんだの高さ（噴流高さ）を測定することにより、ノズルから噴出する溶融はんだの圧力を管理する方法がある。この方法では、生産中の噴流高さの変化が規定値内に管理される。しかしながら、噴流高さの変化が規定値内に管理されても、はんだ上がり不良は突発的に発生する。はんだ付け部内部に溶融はんだを十分供給することができる溶融はんだの圧力を、ノズルから噴出される溶融はんだの高さ（噴流高さ）で近似することができない。そのため、噴流高さの管理では、はんだ上がり部位を安定的に確保することは難しい。はんだ上がり部位とは、基板のスルーホール内部に挿入部品電極が挿入された状態の基板の下面から上面までのはんだ付けされた部位のことである。
【０００４】
また、はんだ上がり特性を評価するためのテストパターンが形成された半田付評価テストボードが提案されている。たとえば、特開２０００−１２４６００号公報（特許文献１）には、スルーホール間隔、スルーホール径およびランド径が配列方向に次第に変化するように形成された半田付評価テストボードが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１２４６００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の半田付評価テストボードでは、実際に製造する製品と同様な仕様で再現したテストボードを意図しているものであり、条件の最適化はしやすい。ただ、スルーホール内の銅箔に対する錫自体の金属同士による濡れ力によって、ボード上面まで溶融はんだが上昇し、あたかもはんだ上がり状態が良いように判断する場合がある。つまり、はんだ槽自体のはんだ噴流圧力及び噴流状態を正確に検出することができない。また、スルーホール内壁のパッドの酸化状態によってはんだ上がりが左右されることからも、はんだ槽自体のはんだ噴流圧力及び噴流状態が正確に検出することができない。さらに、使用するとはんだが付着し、テストボードを再利用できない。また、半田付評価テストボードの厚みが一定である。このため、厚みが異なる部分を有する基板のはんだ上がり特性を評価することはできない。また、厚みが異なる複数の基板のはんだ上がり特性を評価することもできない。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、溶融はんだの噴流圧力を従来よりも正確に測定できる溶融はんだ圧力確認板ならびにそれを備えたはんだ付け装置、溶融はんだの圧力調整方法およびはんだ付け方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の溶融はんだ圧力確認板は、溶融はんだの噴出圧力を確認するためのものである。溶融はんだ圧力確認板は、第１板状部と第２板状部とを備えている。第１板状部は、溶融はんだが接触する第１裏面と第１厚さを有して対向する第１表面との間を貫通する第１貫通孔が設けられている。第２板状部は、溶融はんだが接触する第２裏面と第１厚さとは異なる第２厚さを有して対向する第２表面との間を貫通する第２貫通孔が設けられている。溶融はんだに接触する第１裏面および第２裏面は、互いに同一平面上に設けられている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の溶融はんだ圧力確認板によれば、溶融はんだの噴流圧力を従来よりも正確に測定でき、異なる厚みの基板または厚みが異なる部分を有する基板に良好なはんだ上がり部位を安定的に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施の形態におけるはんだ付け装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態における溶融はんだ圧力確認板の構成を概略的に示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施の形態における溶融はんだ圧力確認板の構成を概略的に示す断面図である。
【図４】本発明の一実施の形態の変形例の溶融はんだ圧力確認板の構成を概略的に示す断面図である。
【図５】本発明の一実施の形態の溶融はんだの圧力調整方法を説明するための断面図である。
【図６】本発明の一実施の形態の溶融はんだ圧力確認板によりはんだ上がりが評価される様子を説明するための平面図である。
【図７】本発明の一実施の形態の溶融はんだ圧力確認板の搬送垂直方向の奥側において溶融はんだの圧力が低い状態を説明するための平面図である。
【図８】本発明の一実施の形態の溶融はんだ圧力確認板の搬送垂直方向の手前側において溶融はんだの圧力が低い状態を説明するための平面図である。
【図９】本発明の一実施の形態のはんだ付け方法を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
本発明の一実施の形態におけるはんだ付け装置１００の構成について説明する。図１は、本発明の一実施の形態におけるはんだ付け装置の構成を概略的に示す断面図である。本実施の形態のはんだ付け装置１００は、溶融はんだ圧力確認板１と、はんだ槽１１と、ノズル１２と、チャンバ１３と、ポンプ１４と、反射板１５と、搬送部１６とを主に有している。なお、図１では、溶融はんだ１０も図示されている。
【００１２】
本実施の形態のはんだ付け装置１００は、ノズル１２から溶融はんだ１０を上方に噴出させてプリント配線板および電子部品などのはんだ付け対象物に接触させることにより、はんだ付け対象物をはんだ付けする装置である。プリント配線板のスルーホールなどのはんだ付け部内部に溶融はんだがはんだ上がりにより供給されることではんだ付け部が形成される。ノズル１２から噴出される溶融はんだ１０の圧力がはんだ上がりに関係する。このため、ノズル１２から噴出される溶融はんだ１０の圧力の安定化が求められる。そして、ノズル１２から噴出される溶融はんだの圧力の安定化を図るために、ノズル１２から噴出される溶融はんだ１０の圧力を確認することが求められる。
【００１３】
溶融はんだ圧力確認板１は、ノズル１２から噴出される溶融はんだ１０の圧力（溶融はんだ１０の噴出圧力）を確認するためのものである。溶融はんだ圧力確認板１は、ノズル１２から噴出して流れる溶融はんだ１０を裏面に受けるように配置して使用される。図１では、板厚が薄い側が図における右側になるような場合を示しているが、薄い方が左側になるようにして使用してもよい。溶融はんだ圧力確認板１の構成は、後で詳しく説明する。
【００１４】
はんだ槽１１は、溶融はんだ１０を貯留するための直方体状の容器である。はんだ槽１１は、側面１１ａと、底面１１ｂと、上面の開口１１ｃとを有している。
【００１５】
ノズル１２は、はんだ槽１１に貯留された溶融はんだ１０を上方に噴出させるためのものである。ノズル１２は筒状形状であり、上端に開口１２ａを有している。ノズル１２は、はんだ槽１１の内部から開口１１ｃを通ってはんだ槽１１の外に突出するように配置されている。
【００１６】
ノズル１２から噴出する溶融はんだは、チャンバ１３から供給される。チャンバ１３は、はんだ槽１１の内部の一部を区切ったものである。チャンバ１３は、チャンバ１３の内部に溶融はんだ１０が流入するための流入口１３ａをその上面に有している。
【００１７】
ポンプ１４は、チャンバ１３からノズル１２に溶融はんだ１０を供給するためのものである。ポンプ１４は、ノズル１２に供給する溶融はんだ１０の量を調整可能に構成されている。ポンプ１４は、モータ１４ａと、回転軸１４ｂと、羽根１４ｃとを有している。モータ１４ａは、はんだ槽１１の外に配置されている。回転軸１４ｂは、はんだ槽１１の側面１１ａを貫通して、モータ１４ａと羽根１４ｃとを接続している。羽根１４ｃはチャンバ１３の内部で、流入口１３ａの下方に配置されている。
【００１８】
モータ１４ａが回転軸１４ｂを回転駆動させることにより、羽根１４ｃが回転する。これにより、図１中矢印Ａで示すように、チャンバ１３の流入口１３ａからチャンバ１３の内部に流入した溶融はんだ１０がチャンバ１３の内部を通ってノズル１２に供給される。ノズル１２に供給される溶融はんだ１０は、ノズル１２の内部を通って開口１２ａから噴出する。モータ１４ａの回転数を調整することにより、ノズル１２に供給される溶融はんだ１０の量を調整する。
【００１９】
反射板１５は、チャンバ１３の内部で、ノズル１２とポンプ１４との間に配置されている。反射板１５は、羽根１４ｃにより起こされる溶融はんだの底面１１ｂに沿った流れを上方へ向かうように方向を変えるために設置される。反射板１５は、ポンプ１４から供給される溶融はんだ１０がノズル１２から噴出する圧力ひいては液面１０ａの高さを調整可能に構成されている。反射板１５は、ノズル１２の開口１２ａおよび底面１１ｂに対して傾斜している。反射板１５の位置は、移動可能である。反射板１５の位置を変化させることにより、ポンプ１４から供給される溶融はんだ１０がノズル１２から噴出する圧力が調整される。
【００２０】
本実施の形態では、反射板１５は、第１反射板部材１５ａと、第２反射板部材１５ｂとを有している。ノズル１２の真下に配置される第１反射板部材１５ａは、羽根１４ｃに近い側の第２反射板部材１５ｂよりも大きい。第１反射板部材１５ａおよび第２反射板部材１５ｂによりポンプ１４から供給される溶融はんだ１０がノズル１２から噴出する圧力を、ムラができないように細かく調整することができる。ポンプ１４および反射板１５は、ノズル１２から噴出する溶融はんだの圧力を調整する圧力調整部を構成している。搬送部１６は、溶融はんだ圧力確認板１およびはんだ付けされる対象をノズル１２の上方を通るように搬送する。
【００２１】
続いて、図２および図３を参照して、本実施の形態の溶融はんだ圧力確認板１の構成について詳しく説明する。なお、図２では、見やすくするため、ノズル１２から噴出する溶融はんだ１０を矢印で図示している。
【００２２】
本実施の形態の溶融はんだ圧力確認板１は、全体として板状に構成されている。溶融はんだ圧力確認板１は、平面視において矩形形状を有している。溶融はんだ圧力確認板１は、２つ以上の厚さの異なる板状部を有していればよい。本実施の形態では、溶融はんだ圧力確認板１が３つの厚さの異なる板状部を有している場合について説明する。溶融はんだ圧力確認板１は、溶融はんだ１０に対する濡れ性が決められた値以下である材質、たとえばガラスエポキシ基材、ベーク材、耐熱樹脂材料などで製造する。
【００２３】
溶融はんだ圧力確認板１は、それぞれ長方形の板状に構成された、第１板状部１ａ、第２板状部１ｂおよび第３板状部１ｃを有している。溶融はんだ圧力確認板１が使用される際には、第１板状部１ａ、第２板状部１ｂおよび第３板状部１ｃが並ぶ方向に搬送される。第１板状部１ａ、第２板状部１ｂおよび第３板状部１ｃが並ぶ方向を、配列方向と呼ぶ。
【００２４】
第１板状部１ａは、互いに平行に対向する第１表面Ｓ１および第１裏面Ｒ１を有している。第１板状部１ａの第１厚さＴ１は均一である。第１板状部１ａは、第１表面Ｓ１から第１裏面Ｒ１に貫通する第１貫通孔Ｈ１を有している。第１貫通孔Ｈ１の第１表面Ｓ１から第１裏面Ｒ１までの径の寸法は均一である。
【００２５】
第２板状部１ｂは、互いに平行に対向する第２表面Ｓ２および第２裏面Ｒ２を有している。第２板状部１ｂの第２厚さＴ２は均一である。第２板状部１ｂは、第２表面Ｓ２から第２裏面Ｒ２に貫通する第２貫通孔Ｈ２を有している。第２貫通孔Ｈ２の第２表面Ｓ２から第２裏面Ｒ２までの径の寸法は均一である。
【００２６】
第３板状部１ｃは、互いに平行に対向する第３表面Ｓ３および第３裏面Ｒ３を有している。第３板状部１ｃの第３厚さＴ３は均一である。第３板状部１ｃは、第３表面Ｓ３から第３裏面Ｒ３に貫通する第３貫通孔Ｈ３を有している。第３貫通孔Ｈ３の第３表面Ｓ３から第３裏面Ｒ３までの径の寸法は均一である。
【００２７】
第１貫通孔Ｈ１、第２貫通孔Ｈ２および第３貫通孔Ｈ３の断面形状は、円形である。その理由は、基板のスルーホールが通常は、断面形状が円形だからである。円形とは異なる断面形状のスルーホールを有する基板にフロー式はんだ付けする場合には、その断面形状の貫通孔を有する溶融はんだ圧力確認板で溶融はんだの圧力を確認する。円形以外の断面形状の貫通孔の直径は、その断面形状の内部に存在する最長の線分の長さとする。
【００２８】
溶融はんだ１０に接触する第１裏面Ｒ１、第２裏面Ｒ２および第３裏面Ｒ３は、同一平面上に配置されるように設けられている。第１厚さＴ１＞第２厚さＴ２＞第３厚さＴ３の関係がある。つまり、第１表面Ｓ１および第２表面Ｓ２の間と、第２表面Ｓ２および第３表面Ｓ３の間には段差が設けられている。
【００２９】
第１板状部１ａに設けられる第１貫通孔Ｈ１は少なくとも１個あればよいが、異なる直径のものが複数あることが望ましい。同じ直径の第１貫通孔Ｈ１が、複数あることが望ましい。第２貫通孔Ｈ２および第３貫通孔Ｈ３に関しても同様である。
【００３０】
図２に示すように、第１板状部１ａには、第１貫通孔Ｈ１が全部で１２個ある。配列方向に垂直な方向に４個の同じ直径の貫通孔Ｈ１の列が、配列方向に３列に並んでいる。各列の４個の貫通孔Ｈ１のそれぞれは、配列方向に垂直な方向の直線上での位置がどれも同じである。つまり、配列方向に垂直な複数の直線ＬＡ１および配列方向に平行な複数の直線ＬＢ１の交点に、それぞれの貫通孔Ｈ１が配置される。
【００３１】
配列方向に垂直な異なる列の貫通孔Ｈ１では、直径が異なる。第１板状部１ａにおいて、第２板状部１ｂから遠い側から、直径Ｄ１、直径Ｄ２、直径Ｄ３の、それぞれ４個の貫通孔Ｈ１が配置されている。ここで、直径Ｄ１＞直径Ｄ２＞直径Ｄ３とする。
【００３２】
第２板状部１ｂに設けられた貫通孔Ｈ２も、全部で１２個が、配列方向に垂直な方向に４個の同じ直径の貫通孔Ｈ２の列が、配列方向に３列に並んでいる。配列方向に垂直な複数の直線ＬＡ２および配列方向に平行な複数の直線ＬＢ２の交点に、それぞれの貫通孔Ｈ２が配置される。貫通孔Ｈ２の直径は、第１板状部１ａに近い側から、直径Ｄ１、直径Ｄ２、直径Ｄ３である。
【００３３】
第３板状部１ｃに設けられた貫通孔Ｈ３も、全部で１２個が、配列方向に垂直な方向に４個の同じ直径の貫通孔Ｈ３の列が、配列方向に３列に並んでいる。配列方向に垂直な複数の直線ＬＡ３および配列方向に平行な複数の直線ＬＢ３の交点に、それぞれの貫通孔Ｈ３が配置される。貫通孔Ｈ２の直径は、第２板状部１ｂに近い側から、直径Ｄ１、直径Ｄ２、直径Ｄ３である。
【００３４】
同じ直径の貫通孔は１列ではなく２列以上に配置してもよい。２列以上に配置する場合は、隣接する列では互いに間の位置になる千鳥状に配列してもよい。配列方向に平行な方向の各列で、直径の大きさが単調に変化するように、貫通孔を配置している。そうすることで、配列方向に平行な方向のそれぞれの貫通孔へのはんだ上がりの状態と貫通孔の直径の関係が、見て分りやすくなる。
【００３５】
本実施の形態の溶融はんだ圧力確認板は、孔の径と高さの比であるアスペクト比が異なる貫通孔を有している。板厚が異なる第１板状部１ａ、第２板状部１ｂおよび第３板状部１ｃのそれぞれで、同じ直径の貫通孔が存在するので、同じ直径で異なるアスペクト比の貫通孔が存在することになる。また、第１板状部１ａ、第２板状部１ｂおよび第３板状部１ｃのそれぞれで、異なる直径の貫通孔が存在するので、同じ高さで異なるアスペクト比の貫通孔が存在することになる。アスペクト比の範囲は、０．５以上２．５以下が好ましい。同じアスペクト比の範囲でもより多くのアスペクト比が存在する方が、より精度よくはんだ上がりを評価できる。また、より広い範囲のアスペクト比の貫通孔が存在する方が、より広い範囲の板厚の基板のはんだ上がりを評価できる。
【００３６】
溶融はんだ圧力確認板１は、直径Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３の３種類の直径の貫通孔を、第１板状部１ａ、第２板状部１ｂおよび第３板状部１ｃに設けた。第１板状部１ａ、第２板状部１ｂおよび第３板状部１ｃのいずれか１つまたは２つだけに、ある直径の貫通孔が存在してもよい。第１板状部１ａ、第２板状部１ｂおよび第３板状部１ｃに存在する貫通孔の直径の種類に、共通なものが存在しないように貫通孔を設けてもよい。第１板状部１ａ、第２板状部１ｂおよび第３板状部１ｃのいずれか２つまたは３つに、同じ直径の貫通孔が存在するようにしてもよい。
【００３７】
第１板状部１ａ、第２板状部１ｂおよび第３板状部１ｃのそれぞれの厚みはたとえば２ｍｍ以上４ｍｍ以下で、たとえば０．５ｍｍの刻み幅であってもよい。第１貫通孔Ｈ１、第２貫通孔Ｈ２および第３貫通孔Ｈ３のそれぞれの径はたとえば３．５ｍｍ以上５．５ｍｍ以下で、たとえば０．５ｍｍの刻み幅であってもよい。第１板状部１ａ、第２板状部１ｂおよび第３板状部１ｃの厚さは、はんだ付けする基板の厚さを参考にして決める。貫通孔の直径は、はんだ付けするスルーホールの直径と同じではない。貫通孔の直径は、はんだ上がりが確認しやすいように、基板の厚さに応じて決める。同じ直径の貫通孔を異なる厚さの板状部に設けることで、同じ板厚で異なる直径の貫通孔を設けた場合よりも、溶融はんだの噴流圧力を精度よく検出できる。
【００３８】
溶融はんだ圧力確認板１の全体を同じ材料で製造することが望ましいが、少なくとも第１貫通孔Ｈ１および第２貫通孔Ｈ２の内表面が溶融はんだに対する濡れ性が決められた値以下である材質であるようにする。溶融はんだに対する濡れ性は適切な試験方法、たとえば、メニスコグラフ法による。
【００３９】
続いて、図４を参照して、本実施の形態の変形例について説明する。本実施の形態の変形例の溶融はんだ圧力確認板１においては、第１貫通孔Ｈ１、第２貫通孔Ｈ２および第３貫通孔Ｈ３の各々はザグリ形状を有している。ザグリ形状とすることで、はんだ上がりの状態がより分りやすくなる。
【００４０】
第１貫通孔Ｈ１は、第１表面Ｓ１から決められた深さの範囲で第１表面側に直径が大きくなるような傾斜Ｈ１Ｓが設けられている。傾斜Ｈ１Ｓは第２表面Ｓ２よりも上方の高さ位置に配置されている。
【００４１】
第２貫通孔Ｈ２は、第２表面Ｓ２から決められた深さの範囲で第２表面側に直径が大きくなるような傾斜Ｈ２Ｓが設けられている。傾斜Ｈ２Ｓは第３表面Ｓ３よりも上方の高さ位置に配置されている。
【００４２】
第３貫通孔Ｈ３は、第３表面Ｓ３から決められた深さの範囲で第３表面側に直径が大きくなるような傾斜Ｈ３Ｓが設けられている。傾斜Ｈ３Ｓは第３板状部１ｃの第３厚さＴ３の中央よりも上方の高さ位置に配置されている。
【００４３】
次に、図２および図５〜図８を参照して、本実施の形態の溶融はんだの圧力調整方法について説明する。
【００４４】
図２および図５に示すように、本実施の形態のはんだ付け装置１００においては、はんだ槽１１に溶融はんだ１０が貯留された状態でポンプ１４が駆動されることにより、ノズル１２から溶融はんだ１０が噴出される。この際、モータ１４ａの回転数および反射板１５の位置が調整されることによりノズル１２から噴出する溶融はんだ１０の圧力が調整される。ノズル１２から噴出する溶融はんだ１０の圧力の確認と調整は、通常は、日に１回以上、その日の最初にフロー式のはんだ付けを実施する前、および生産中断後にはんだ付けを再開する前に行う。厚みの異なる基板をいくつも流す多品種生産工場では、はんだ付けする基板の厚みが変わる際に、溶融はんだ圧力確認板１により、溶融はんだ１０の噴出圧力を確認してもよい。
【００４５】
溶融はんだ圧力確認板１は、搬送部１６により、はんだ槽１１の上方を搬送方向Ｂに搬送される。溶融はんだ圧力確認板１がノズル１２の真上に配置される際には、溶融はんだ圧力確認板１の第１裏面Ｒ１、第２裏面Ｒ２および第３裏面Ｒ３にノズル１２から噴出する溶融はんだ１０が接触する。これにより、溶融はんだ圧力確認板１の第１裏面Ｒ１、第２裏面Ｒ２および第３裏面Ｒ３から第１貫通孔Ｈ１、第２貫通孔Ｈ２および第３貫通孔Ｈ３に溶融はんだ１０がはんだ上がりにより供給される。
【００４６】
図６に示すように、溶融はんだ圧力確認板１の第１表面Ｓ１、第２表面Ｓ２および第３表面Ｓ３の上方から第１貫通孔Ｈ１、第２貫通孔Ｈ２および第３貫通孔Ｈ３のはんだ上がりの状態を見ることで溶融はんだ１０のはんだ上がりが確認される。そして、第１貫通孔Ｈ１、第２貫通孔Ｈ２および第３貫通孔Ｈ３の各々から溢れ出した溶融はんだ１０の量および有無を確認することで溶融はんだ１０のはんだ上がりが評価される。これにより、ノズル１２から噴出する溶融はんだ１０の圧力が確認および評価される。その日にはんだ付けする基板の中で、最も厚く最もはんだが上がりにくい条件の基板の貫通孔でのはんだ上がりの状態が適切かどうかを確認する。なお、１枚の基板において厚みが異なるような部分多層基板では、最も厚い部分での基板の厚さでのはんだ上がりの状態を確認する。
【００４７】
その結果、溶融はんだ１０のはんだ上がりが適切でない場合には、図５に示すポンプ１４および反射板１５が操作されることにより、ノズル１２から噴出する溶融はんだ１０の圧力が調整される。
【００４８】
具体的には、第１貫通孔Ｈ１および第２貫通孔Ｈ２に溶融はんだ１０が供給される状態において第１貫通孔Ｈ１および第２貫通孔Ｈ２を通って第１表面Ｓ１および第２表面Ｓ２に溶融はんだ１０が達していないときに、第１貫通孔Ｈ１および第２貫通孔Ｈ２を通って第１表面Ｓ１および第２表面Ｓ２に溶融はんだ１０が達するように溶融はんだ１０が調整されてもよい。
【００４９】
また、図７では、溶融はんだ圧力確認板１の搬送方向Ｂに垂直な方向である搬送垂直方向の手前側ＨＡにおいてはんだ上がりが良く、奥側ＨＢにおいてはんだ上がりが悪い状態が示されている。この状態では、溶融はんだ圧力確認板１の搬送垂直方向の手前側ＨＡでは、第２貫通孔Ｈ２および第３貫通孔Ｈ３においてはんだ上がりが確認される。他方、溶融はんだ圧力確認板１の搬送垂直方向の奥側ＨＢでは、第１貫通孔Ｈ１、第２貫通孔Ｈ２および第３貫通孔Ｈ３のいずれにおいてもはんだ上がりが確認されない。このため、溶融はんだ圧力確認板１の面内方向において溶融はんだ１０の噴出圧力のばらつきが確認される。そして、溶融はんだ圧力確認板１の搬送垂直方向の奥側ＨＢにおいて、ノズル１２から噴出する溶融はんだ１０の圧力が低いと評価される。この場合、溶融はんだ圧力確認板１の搬送垂直方向の奥側ＨＢにおいて、ノズル１２から噴出する溶融はんだ１０の圧力が高くなるように、ポンプ１４および反射板１５が操作されることにより溶融はんだ１０の圧力が調整される。
【００５０】
また、図８では、溶融はんだ圧力確認板１の搬送垂直方向の手前側ＨＡにおいてはんだ上がりが悪く、奥側ＨＢにおいてはんだ上がりが良い状態が示されている。この状態では、溶融はんだ圧力確認板１の搬送垂直方向の奥側ＨＢでは、第２貫通孔Ｈ２および第３貫通孔Ｈ３においてはんだ上がりが確認される。他方、溶融はんだ圧力確認板１の搬送垂直方向の手前側ＨＡでは、第１貫通孔Ｈ１、第２貫通孔Ｈ２および第３貫通孔Ｈ３のいずれにおいてもはんだ上がりが確認されない。このため、溶融はんだ圧力確認板１の面内方向において溶融はんだ１０の噴出圧力のばらつきが確認される。そして、溶融はんだ圧力確認板１の搬送垂直方向の手前側ＨＡにおいて、ノズル１２から噴出する溶融はんだ１０の圧力が低いと評価される。この場合、溶融はんだ圧力確認板１の搬送垂直方向の手前側ＨＡにおいて、ノズル１２から噴出する溶融はんだ１０の圧力が高くなるように、ポンプ１４および反射板１５が操作されることにより溶融はんだ１０の圧力が調整される。
【００５１】
また、本実施の形態では、第１板状部１ａには、直径Ｄ１、直径Ｄ２および直径Ｄ３の第１貫通孔Ｈ１が設けられている。このため、直径Ｄ１、直径Ｄ２および直径Ｄ３の第１貫通孔Ｈ１の各々のはんだ上がりをそれぞれ評価することで、ノズル１２から噴出する溶融はんだ１０の圧力をより精度良く評価することができる。また、同じ直径の第１貫通孔Ｈ１、第２貫通孔Ｈ２および第３貫通孔Ｈ３が設けられている。そのため、例えば、直径Ｄ１の第１貫通孔Ｈ１、直径Ｄ１の第２貫通孔Ｈ２および直径Ｄ１の第３貫通孔Ｈ３の各々のはんだ上がりをそれぞれ評価することで、ノズル１２から噴出して流れる溶融はんだ１０の圧力をより精度良く評価することができる。
【００５２】
ノズル１２から噴出する溶融はんだ１０の圧力が適切であると判断する条件は、たとえば、以下がすべて満足する場合である。ここでは、直径Ｄ１の第１貫通孔Ｈ１が基準となる場合である。
(a)第１板状部１ａにおいて、直径Ｄ１の第１貫通孔Ｈ１は、溶融はんだ１０が直径Ｄ１の第１貫通孔Ｈ１の内部に進入し第１表面Ｓ１にわずかに溢れる。
(b)直径Ｄ２の第１貫通孔Ｈ１は、溶融はんだ１０が直径Ｄ２の第１貫通孔Ｈ１の内部に進入し第１表面Ｓ１に近い高さに達し、第１表面Ｓ１に溢れない。
(c)直径Ｄ３の第１貫通孔Ｈ１は、溶融はんだ１０が直径Ｄ３の第１貫通孔Ｈ１の内部にわずかに進入する。
(d)第２板状部１ｂにおいて、直径Ｄ１の第２貫通孔Ｈ２は、溶融はんだ１０が直径Ｄ２の第２貫通孔Ｈ２の内部に進入し、第２表面Ｓ２から多く溢れる。
【００５３】
したがって、溶融はんだ１０が直径Ｄ１の第１貫通孔Ｈ１から全く溢れない場合は、ノズル１２から噴出する溶融はんだ１０の圧力が過小であると評価される。溶融はんだ１０が直径Ｄ３の第１貫通孔Ｈ１から溢れる場合は、ノズル１２から噴出する溶融はんだ１０の圧力が過大であると評価される。また、直径Ｄ２の第１貫通孔Ｈ１から溢れる溶融はんだ１０の量および直径Ｄ２の第１貫通孔Ｈ１への溶融はんだ１０の進入具合に基づいて、ノズル１２から噴出する溶融はんだ１０の圧力が細かく評価される。このようにして、ノズル１２から噴出する溶融はんだ１０の圧力をより精度良く評価することが可能である。
【００５４】
上記のような条件は、はんだ付けする基板の板厚とスルーホール径に対応して、複数が決められている。その日にはんだ付けする最も厚い基板の板厚に応じて、基準とする溶融はんだ圧力確認板１の貫通孔を決める。溶融はんだ圧力確認板１を使用して、基準とする貫通孔に対する条件で溶融はんだの圧力が適切であることを確認し、その日に最適な溶融はんだが噴出する圧力を調整する。
【００５５】
溶融はんだが噴出する圧力と基板の板厚との関係に関して、以下のことが経験的に知られている。板厚ＴＡの基板でちょうどよい圧力Ｐ１の場合に、別の板厚ＴＢ（＜ＴＡ）ではんだが溢れるかどうかは、はんだの種類ごとに決まった係数αにより、以下のようになる。
ＴＡ＞α*ＴＢの場合、  板厚ＴＢの基板でははんだが溢れる。
ＴＡ≦α*ＴＢの場合、  板厚ＴＢの基板でははんだが溢れない。
【００５６】
係数αは、たとえば共晶はんだの場合には、α＝１．５である。共晶はんだでは、板厚が２．４ｍｍである基板に対して適切なはんだ圧力Ｐ１で、板厚が１．６ｍｍの基板にフロー式ではんだ付けしても、はんだは溢れない。板厚が２．５ｍｍである基板に対して適切なはんだ圧力Ｐ２では、板厚が１．６ｍｍの基板でははんだが溢れる。
【００５７】
したがって、その日にはんだ付けする基板の最も厚い板厚Ｔmaxと最も薄い板厚Ｔminの間で、Ｔmax≦α*Ｔminの関係が成立する場合には、板厚Ｔmaxの基板に対して適切な圧力Ｐ１の状態ですべての板厚の基板をはんだ付けすることができる。フロー式はんだ付けの溶融はんだの圧力の調整を生産開始または再開ごとに１回にでき、準備調整作業の時間を削減できる。
【００５８】
Ｔmax＞α*Ｔminである場合には、薄い基板をはんだ付けする時にポンプ１４の回転数を下げて、圧力を適切に下げる。はんだ圧力が基板の搬送方向に垂直な方向で均一になるように反射板１５の調整はできているので、ポンプ１４の回転数を変更する場合の作業量は少ない。なお、ポンプ１４の回転数を変更した後に、溶融はんだ圧力確認板１を使用して、溶融はんだの圧力を確認してもよい。
【００５９】
続いて、図５および図９を参照して、本実施の形態のはんだ付け方法について説明する。本実施の形態のはんだ付け方法においては、プリント配線板２１が準備される。プリント配線板２１においては、電子部品２２のリード２３がプリント配線板２１の表面２１Ｓからスルーホール２４に挿入されている。
【００６０】
図５に示す上記の溶融はんだの圧力調整方法によりノズル１２から噴出する溶融はんだ１０の圧力が調整された状態で、プリント配線板２１が、搬送部１６により、ノズル１２から噴出する溶融はんだ１０の真上に搬送される。この際には、プリント配線板２１の裏面２１Ｒに溶融はんだ１０が接触する。これにより、プリント配線板２１の裏面２１Ｒからスルーホール２４に溶融はんだ１０がはんだ上がりにより供給される。これにより、スルーホール２４に挿入された電子部品２２のリード２３がはんだ付けされる。
【００６１】
次に、本実施の形態の作用効果について説明する。
本実施の形態の溶融はんだ圧力確認板１によれば、第１板状部１ａの第１厚さＴ１と第２板状部１ｂの第２厚さＴ２とは異なっているため、第１板状部１ａの第１貫通孔Ｈ１および第２板状部１ｂの第１貫通孔Ｈ１と同じ直径の第２貫通孔Ｈ２におけるはんだ上がりを確認することにより、厚みが異なる基板のはんだ上がり特性を評価することができる。したがって、溶融はんだの噴流圧力を従来よりも正確に測定でき、異なる厚みの基板または厚みが異なる部分を有する基板に良好なはんだ上がり部位を安定的に供給することができる。
【００６２】
本実施の形態の溶融はんだ圧力確認板１によれば、第１板状部１ａおよび第２板状部１ｂの少なくとも第１貫通孔Ｈ１および第２貫通孔Ｈ２の内表面が溶融はんだに対する濡れ性が決められた値以下である材質である。このため、内表面の材質によってはんだ上がりが左右されることが抑制される。したがって、溶融はんだの噴流圧力を正確に測定できる。
【００６３】
本実施の形態の溶融はんだ圧力確認板１によれば、第１板状部１ａには、配列方向に垂直な方向に配置された複数の同じ直径の第１貫通孔Ｈ１が設けられ、第２板状部１ｂには、配列方向に垂直な方向に配置された複数の同じ直径の第２貫通孔Ｈ２が設けられる。このため、配列方向に垂直方向のはんだ上がりのばらつきを確認することができる。これにより、ノズル１２から噴出する溶融はんだ１０の圧力のばらつきを評価することができる。したがって、ノズル１２から噴出する溶融はんだ１０の圧力をより精度良く評価することができる。
【００６４】
本実施の形態の溶融はんだ圧力確認板１によれば、第１板状部１ａには、異なる直径の複数の第１貫通孔Ｈ１が設けられ、第２板状部１ｂには、異なる直径の複数の第２貫通孔Ｈ２が設けられる。このため、異なる直径の複数の第１貫通孔Ｈ１および第２貫通孔Ｈ２のはんだ上がりを確認することにより、ノズル１２から噴出する溶融はんだ１０の圧力を細かく評価することができる。したがって、ノズル１２から噴出する溶融はんだ１０の圧力をより精度良く評価することができる。また、複数の第１貫通孔Ｈ１は配列方向に垂直な方向の複数の直線ＬＡ１および配列方向に平行な複数の直線ＬＢ１の交点にそれぞれ配置され、配列方向に垂直な方向に配置された複数の第１貫通孔Ｈ１の直径が同じであり、配列方向に配置された複数の第１貫通孔Ｈ１の直径が異なる。複数の第２貫通孔Ｈ２は配列方向に垂直な方向の複数の直線ＬＡ２および配列方向に平行な複数の直線ＬＢ２の交点にそれぞれ配置され、配列方向に垂直な方向に配置された複数の第２貫通孔の直径が同じであり、配列方向に配置された複数の第２貫通孔Ｈ２の直径が異なる。したがって、ノズル１２から噴出する溶融はんだ１０の圧力をより精度良く評価することができる。
【００６５】
また、本実施の形態の変形例の溶融はんだ圧力確認板１によれば、第１貫通孔Ｈ１は、第１表面Ｓ１から決められた深さの範囲で第１表面側に直径が大きくなるような傾斜Ｈ１Ｓが設けられている。第２貫通孔Ｈ２は第２表面から決められた深さの範囲で第２表面側に直径が大きくなるような傾斜Ｈ２Ｓが設けられている。このため、傾斜Ｈ１Ｓおよび傾斜Ｈ２Ｓによりはんだ上がりを観察しやすくなる。これにより、ノズル１２から噴出する溶融はんだ１０の圧力をさらに精度良く評価することができる。
【００６６】
本実施の形態のはんだ付け装置によれば、上記の溶融はんだ圧力確認板１を備えているため、溶融はんだの噴流圧力を従来よりも正確に測定でき、異なる厚みの基板または厚みが異なる部分を有する基板に良好なはんだ上がり部位を安定的に供給することができる。また、圧力調整部によりノズル１２から噴出する溶融はんだ１０の圧力を調整することができる。
【００６７】
本実施の形態の溶融はんだの圧力調整方法によれば、ノズル１２から噴出する溶融はんだが、上記の溶融はんだ圧力確認板１の第１表面Ｓ１に第１貫通孔Ｈ１から出てくる状態または出てこない状態を確認し、かつ第２表面Ｓ２に第２貫通孔Ｈ２から出てくる状態または出てこない状態を確認した結果に応じて圧力調整部が調整される。このため、第１表面Ｓ１に第１貫通孔Ｈ１から出てくる溶融はんだおよび第２表面Ｓ２に第２貫通孔Ｈ２から出てくる溶融はんだを確認することにより溶融はんだの圧力を調整することができる。
【００６８】
本実施の形態のはんだ付け方法によれば、圧力調整部が調整された後で、はんだ付けされる対象が搬送部により搬送されてはんだ付けされる。このため、溶融はんだの圧力が適切な圧力に調整された後で、はんだ付けされる対象がはんだ付けされる。したがって、溶融はんだの噴流圧力を従来よりも正確に測定でき、溶融はんだの圧力を適切な圧力に調整した状態ではんだ付けして、異なる厚みの基板または厚みが異なる部分を有する基板に良好なはんだ上がり部位を安定的に供給することができる。
【００６９】
なお、本実施の形態の溶融はんだ圧力確認板１は、プリント配線板と同じ厚みを有していてもよい。これにより、プリント配線板の厚みにあわせてはんだ上がりを評価することができる。
【００７０】
また、本実施の形態の溶融はんだ圧力確認板１は、金属材料により構成されていてもよい。これにより、金属芯基板のように熱容量の大きいプリント配線板のはんだ上がりを評価することができる。
【００７１】
あるいは、本実施の形態の溶融はんだ圧力確認板１は、静止フローソルダリングに適用されてもよい。これにより、静止フローソルダリングにおいてはんだ上がりを評価することができる。
【００７２】
さらに、本実施の形態の溶融はんだ圧力確認板１は、連続生産および間欠生産のいずれにも用いることができる。連続生産とは、たとえば生産ロット１０００枚を、連続して生産することである。連続生産では、途中に生産停止が入らない。間欠生産では、生産ロット１０００枚を、たとえば１００枚ずつ１０回に分けて生産する。１００枚ごとの生産の間に、数時間の間は生産ラインが停止される。生産ラインが停止されている間に、段取り作業が行われる。
【００７３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更、追加、削除が含まれることを意図される。
【符号の説明】
【００７４】
１  溶融はんだ圧力確認板、１ａ  第１板状部、１ｂ  第２板状部、１ｃ  第３板状部、１１  はんだ槽、１２  ノズル、１３  チャンバ、１４  ポンプ、１４ａ  モータ、１４ｂ  回転軸、１４ｃ  羽根、１５  反射板、１６  搬送部、２１  プリント配線板、２２  電子部品、２３  リード、２４  スルーホール、１００  はんだ付け装置、Ｈ１  第１貫通孔、Ｈ２  第２貫通孔、Ｈ３  第３貫通孔、Ｒ１  第１裏面、Ｒ２  第２裏面、Ｒ３  第３裏面、Ｓ１  第１表面、Ｓ２  第２表面、Ｓ３  第３表面。
【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７】
0006351642.tif 000008
【図８】
0006351642.tif 000009
【図９】
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