(57)【要約】【課題】  基板上の配線パターンによる放熱条件の違いから生じる影響を極力小さくして、複数の端子を同時に均等に加熱し、はんだ付け不良の発生を防止すると共に複数の端子を同時にはんだ付けできる。【解決手段】  保持具２上に載置して保持された第１の被接合材（基板）６の端子６１に第２の被接合材（基板）７の端子７１を重ね合わせて、押圧具３の板バネ３２で第２の被接合材を上から押圧した状態で、短波長赤外線照射部４からの短波長赤外線と、中波長赤外線照射部５からの中波長赤外線とを重ね合わせて両被接合材の接合部に照射して加熱し、端子同志をはんだ付けする。短波長赤外線は端子を、中波長赤外線は被接合材を効率良く加熱し、端子のはんだ付けと被接合材の接合とが同時に行える。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の被接合材の端子と第２の被接合材の端子とを加熱してはんだ付けするはんだ付け方法において、
保持具上に載置して保持された前記第１の被接合材の端子に前記第２の被接合材の端子を重ね合わせて、押圧具で前記第２の被接合材を上から押圧した状態で、金属を加熱するのに適した短波長赤外線と樹脂を加熱するのに適した中波長赤外線とを重ね合わせて、前記第１と第２の被接合材の端子の接合部に照射して、端子を加熱し端子同志のはんだ付けを行うことを特徴とするはんだ付け方法。
【請求項２】
前記中波長赤外線を先に照射し、時間差を置いて後から前記短波長赤外線を照射することにより、端子を加熱することを特徴とする請求項１に記載のはんだ付け方法。
【請求項３】
前記短波長赤外線の波長が、略０．８〜２μｍであり、前記中波長赤外線の波長が略２〜４μｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載のはんだ付け方法。
【請求項４】
第１の被接合材を載置して保持する保持具と、
第２の被接合材を前記第１の被接合材に押圧する押圧具と、
前記第１の被接合材の端子と前記第２の被接合材の端子との接合部を加熱するための加熱源と、
を有し、端子同志を加熱してはんだ付けするはんだ付け装置において、
前記加熱源が、帯状の短波長赤外線を照射する短波長赤外線部と、帯状の中波長赤外線を照射する中波長赤外線部とからなることを特徴とするはんだ付け装置。
【請求項５】
前記押圧具が、前記第２の被接合材を前記第１の被接合材に押圧する板バネを有していることを特徴とする請求項４に記載のはんだ付け装置。
【請求項６】
プリント基板の端子とフレキシブルプリント基板の端子とをはんだ付けして形成する回路基板の製造方法において、
保持具上に載置して保持された前記プリント基板の端子に、前記フレキシブルプリント基板の端子を重ね合わせて、押圧具で前記フレキシブルプリント基板を上から押圧した状態で、短波長赤外線と中波長赤外線とを重ね合わせて、前記プリント基板と前記フレキシブルプリント基板の端子の接合部に照射して、端子を加熱し端子同志をはんだ付けすることにより形成する回路基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント基板（ＰＣ）上の複数の端子とフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）上の複数の端子とを同時にはんだ付けするためのはんだ付け方法及び装置に関し、更にはこのはんだ付け方法を用いた回路基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のはんだ付け装置は、図４に示すようなものである。即ち、保持具２上に第１の被接合材（基板）６を載せて保持すると共に、第１の被接合材６上のはんだを付着した端子６１に第２の被接合材（基板）７上の端子７１を重ね合わせ、この上から、抵抗加熱等により所定の温度に加熱される加熱板３１を有する押圧具３をガイド体１０により案内して押圧することで、端子とはんだを加熱し、はんだを溶融して端子同志６１，７１をはんだ付けしていた。
【０００３】
しかしながら、この従来のはんだ付け装置のはんだ付け方法では、端子につながる基板（被接合材）上の配線パターンにより放熱条件が異なり、端子の昇温した温度が異なるため部分的に低い温度の端子が生じ、複数の端子を同時にはんだ付けすると部分的にはんだ付けができない端子が生じるという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、基板上の配線パターンによる放熱条件の違いから生じる影響を極力小さくして、複数の端子を同時に、ほぼ均等に加熱することができ、はんだ付け不良の発生を防止すると共に、同時に複数の端子をはんだ付けすることができるはんだ付け方法及び装置、並びに回路基板の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、前記課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に記載されたはんだ付け方法及び装置、並びに回路基板の製造方法を提供する。
請求項１に記載のはんだ付け方法は、保持具上に載置して保持された第１の被接合材の端子に第２の被接合材の端子を重ね合わせて、押圧具で第２の被接合材を上から押圧した状態で、短波長赤外線と中波長赤外線とを重ね合わせて、第１と第２の被接合材の端子の接合部に照射して、端子を加熱し端子同志をはんだ付けするようにしたものであり、これにより、短波長赤外線が金属に良く吸収され、中波長赤外線が樹脂に良く吸収されることで、金属の端子の温度と樹脂の被接合材（基板）の温度を効率良く昇温することができ、被接合材が加熱されることで、配線パターンの違いによる放熱状態の違いによる影響を少なくすることができ、複数の端子を同時に略同じ温度に加熱することができるようになる。したがって、部分的なはんだ付け不良を発生することなく複数の端子を同時にはんだ付けすることが可能となる。
【０００６】
請求項２のはんだ付け方法は、中波長赤外線を先に照射し、時間差を置いて後から短波長赤外線を照射するようにしたものであり、これは、中波長赤外線を良く吸収する樹脂の温度上昇速度が、短波長赤外線を良く吸収する金属の温度上昇速度よりもゆっくりしているので、予め樹脂製の被接合材を加熱して置くことで、配線パターンの違いによる放熱状態の違いによる影響をより小さくすることができる。
請求項３のはんだ付け方法は、短波長赤外線の波長として、略０．８〜２μｍを、中波長赤外線の波長として、略２〜４μｍを選択したものである。これらの範囲の赤外線の波長が、金属（端子）及び樹脂（基板）を効率良く短時間に最適温度に昇温させることができる。
【０００７】
請求項４に記載のはんだ付け装置は、請求項１のはんだ付け方法を実施するための装置であり、第１及び第２の被接合材を加熱する加熱源として、樹脂に良く吸収される帯状の中波長赤外線を照射する中波長赤外線照射部を、端子を加熱する加熱源として、金属に良く吸収される帯状の短波長赤外線を照射する短波長赤外線照射部を採用したものである。これにより、端子に加えて被接合材自体も効率良く加熱することができ、被接合材（基板）上の配線パターンにより生じる放熱条件の違いによる影響を少なくすることができ、複数の端子を略同時に昇温することができると共に、複数の端子のはんだ付けも、部分的なはんだ不良を起こすことなく同時にはんだ付けすることができる。
請求項５のはんだ付け装置は、第２の被接合材を第１の被接合材に押圧する押圧具が、板バネを有しているものであり、これにより、押圧中において、板バネのバネ力により常に端子同志を加圧することになるので、はんだ付けが良好に行われる。
【０００８】
請求項６に記載の回路基板の製造方法は、請求項１のはんだ付け方法を利用して、プリント基板の端子とフレキシブルプリント基板の端子の端子同志をはんだ付けすることによって、回路基板を製造するようにしたものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面に従って本発明の実施の形態のはんだ付け方法及び装置、並びに回路基板の製造方法について説明する。図１は、本発明のはんだ付け装置の概略の三面図（正面図、側面図、平面図）である。本発明のはんだ付け装置１は、基本的には、第１の被接合材（基板）６を載置して保持する保持具２と、第２の被接合材（基板）７を第１の被接合材６に押圧する押圧具３と、第１及び第２の被接合材６，７の金属の端子６１，７１を加熱する帯状の短波長赤外線を照射する短波長赤外線照射部４と、樹脂よりなる第１及び第２の被接合材（基板）６，７を加熱する帯状の中波長赤外線を照射する中波長赤外線照射部５等より構成されている。
【００１０】
保持具２は、ベース８上に台座９を介して設置されている。保持具２には押え具のような保持手段（図示せず）が設けられており、この保持手段によって保持具２上に載置された第１の被接合材６を保持する。なお、保持手段としては、真空吸着のような保持手段を採用することも可能である。
ベース７の両側には、それぞれガイド体１０が直立して設置されており、押圧具３がこれらのガイド体１０によって昇降自在に案内されるようになっている。
【００１１】
押圧具３は、第２の被接合材７に当接して押圧する２つの板バネ３２と、ガイド体１０に摺動可能に嵌合される嵌合部３３とを有している。この板バネ３２は、断面ヘの字状に屈曲されて押圧具３に取り付けられていて、その先端で、短波長赤外線照射部４からの短波長赤外線及び中波長赤外線照射部５からの中波長赤外線の両者を遮ることなく第２の被接合材７を押圧することができる。即ち、左右の２つの板バネ３２の先端間には、第１の被接合材６と第２の被接合材７の接合部を照射するための照射域（隙間）が形成されている。
なお、この２つの板バネ３２に代えて、短・中赤外線を透過することができる石英ガラス等のような透過材料で形成された、断面倒立台形状の押圧部とすることも可能である。
【００１２】
金属製の端子の加熱源である短波長赤外線照射部４は、直線状のランプ部４１、反射ミラー４２及びカバー体４３とから構成され、同様に樹脂製の被接合材（基板）の加熱源である中波長赤外線照射部５も、直線状のランプ部５１、反射ミラー５２及びカバー体５３とから構成され、それぞれ市販されているものが使用される。短波長赤外線照射部４及び中波長赤外線照射部５には、これを冷却するランプ冷却ユニット１１と、短波長赤外線及び中波長赤外線の照射を制御する制御部１２とが接続されている。ランプ冷却ユニット１１は、ポンプ１３と冷却水タンク１４とを含んでおり、ポンプ１３によって冷却水を短波長赤外線照射部４及び中波長赤外線照射部５と冷却水タンク１４との間を循環させることで、両赤外線照射部４，５を冷却する。なお、短波長赤外線照射部４のランプ部４１の発熱体の温度は、約２０００℃程であるのに対して、中波長赤外線照射部５のランプ部５１の発熱体の温度は、１０００℃以下であるので、場合によっては、中波長赤外線照射部５側のランプ冷却ユニットを省略することもできる。
【００１３】
両赤外線照射部４，５は、押圧具３の上方にその高さが調整可能に配置され、両赤外線照射部４，５と押圧具３とはエアシリンダ装置等により一体的に昇降するように構成されている。また、押圧具３の板バネ３２によって、保持具２上の第１の被接合材６の端子６１に第２の被接合材７の端子７１を重ね合わせて押圧したときに、短波長赤外線照射部４から照射される短波長赤外線と、中波長赤外線照射部５から照射される中波長赤外線との両者が共に、第１と第２の被接合材の略接合部近辺に一直線上に焦点を結ぶように、両赤外線照射部４，５は押え具３の上方に配置される。
【００１４】
短波長赤外線照射部４から照射される短波長赤外線の波長は、略０．８〜２μｍのものを採用し、中波長赤外線照射部５から照射される中波長赤外線の波長は、略２〜４μｍのものを採用する。これは、図２に示すように、略０．８〜２μｍの波長の短波長赤外線は、金属に吸収され易く、樹脂に吸収されにくい特性があり、略２〜４μｍの波長の中波長赤外線は、樹脂に吸収され易く、金属に吸収されにくい特性があるからである。これにより、金属製の端子と樹脂製の被接合材とを効率良く短時間に最適温度に昇温できる。
【００１５】
また、加熱時に第１の被接合材６と第２の被接合材７の接合部を加圧する必要があるため、本発明のはんだ付け装置１には、図示しないエアシリンダ機構により押圧具３を加圧するようにし、板バネ３２のバネ力を接合部に加えている。また、例えば図１に示すような押圧具３とベース８間に加圧用の引張りバネ（コイルバネ）１５を設けて、このバネ圧により、押圧具３が第２の被接合材７を加圧するようにしてもよい。
【００１６】
次に、上記構成よりなる本発明のはんだ付け装置の作動（はんだ付け方法）について説明する。
まず、第１の被接合材６のはんだを付着した端子６１が上側に位置するように、保持具２上に第１の被接合材６を載置して、保持手段によってこれを保持する。次に、第１の被接合材６の端子６１の上に第２の被接合材７の端子７１を、端子同志６１，７１が重ね合わせられるようにセットする。
【００１７】
次いで、図示されないエアシリンダ装置のような昇降手段によって押圧具３をガイド体１０に沿って降下させ、板バネ３２が所定のバネ力を第１と第２の被接合材６，７の接合部に加えるようにする。或いは、押圧具３が第２の被接合材７に当接した時点で降下を停止させ、後は、加圧用の引張りバネ１５のバネ圧で加圧し、引張りバネ１５と板バネ３２とで第１と第２の被接合材６，７の端子６１，７１を押圧するようにしてもよい。
【００１８】
このように、押圧具３の板バネ３２で両被接合材６，７の端子６１，７１を押圧した状態で、短波長赤外線照射部４から短波長赤外線を、中波長赤外線照射部５から中波長赤外線を、両者を重ね合わせて、両被接合材６，７の接合部に照射し、端子６１，７１及び被接合材６，７を加熱する。このとき、端子６１，７１は、短波長赤外線を吸収して、効率的に短時間ではんだ付け温度にまで加熱され、端子同志５１，６１のはんだ付けが行われる。一方、両被接合材６，７は、中波長赤外線を吸収して、所定の温度にまで加熱され、場合によっては、両接合材６，７が接合される。この場合、被接合材６，７も加熱されることから、端子と被接合材との温度差を小さくできると共に、両者を短時間で加熱することができるので、被接合材（基板）の配線パターンの違いによる放熱状態の違いの影響を少なくできる。それにより、複数の端子を同時に略均等に加熱でき、はんだ付け不良の発生を防止できる。
【００１９】
なお、中波長赤外線の吸収による樹脂の昇温速度は、短波長赤外線の吸収による金属の昇温速度よりもゆっくりしているので、両赤外線の照射に時間差を設けて、先に中波長赤外線を照射して被接合材６，７を昇温させ、後から短波長赤外線を照射して端子６１，７１を昇温させ、理想的には両者が同時に最適な温度に到達することが望ましい。この場合、予め被接合材６，７を昇温しておくことで、端子と被接合材との温度差を一層小さくでき、配線パターンの違いによる放熱状態の違いの影響を一層小さくすることができる。
中、短波長赤外線照射部４，５による中、短波長赤外線の照射が終了後、ランプ冷却ユニット１１が作動し、中、短波長赤外線照射部４，５の冷却が行われる。
【００２０】
図３は、本発明の実施例である回路基板の製造方法によって製造された回路基板を示している。この回路基板の製造方法では、第１の被接合材６としてプリント基板６Ａを使用し、第２の被接合材７としてフレキシブルプリント基板７Ａを使用している以外、先に詳述した実施の形態のはんだ付け方法をそのまま利用したものである。即ち、プリント基板６Ａの端子６１にフレキシブルプリント基板７Ａの端子７１を重ね合わせて、押圧具３の板バネ３２で押圧した状態で、短波長赤外線照射部４から短波長赤外線を、中波長赤外線照射部５から中波長赤外線を、両者を重ね合わせて、両基板６Ａ，７Ａの接合部に照射することで、端子同志６１，７１のはんだ付けと基板同志６Ａ，７Ａの接合とが一緒に行われる。これにより、プリント基板６Ａの端子６１とフレキシブルプリント基板７Ａの端子７１とがはんだ付けされ、プリント基板６Ａとフレキシブルプリント基板７Ａとが接合され、両者が一体となった回路基板が形成される。
【００２１】
以上説明したように、本発明では、加熱源として、短波長赤外線照射部からの短波長赤外線と中波長赤外線照射部からの中波長赤外線とを利用することで、端子を加熱してはんだ付けするときに被接合材（基板）を低温加熱し、端子と被接合材との温度差を小さくできると共に両者の加熱を効率良く、短時間で行うことができるので、配線パターンの違いから起きる放熱条件の違いによる影響を少なくすることができ、複数の端子を同時に略均等に加熱して、はんだ付け不良の発生を防止し、同時にはんだ付けを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態のはんだ付け装置の概略三面図（正面図、側面図、平面図）である。
【図２】赤外線の吸収分布を示すグラフである。
【図３】本発明の実施例である回路基板の製造方法によって製造された回路基板の斜視図である。
【図４】従来のはんだ付け装置の概略の側面図と正面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１…はんだ付け装置
２…保持具
３…押圧具
３２…板バネ
３３…嵌合部
４…短波長赤外線照射部
５…中波長赤外線照射部
６…第１の被接合材（基板）
６１…端子
６Ａ…プリント基板
７…第２の被接合材（基板）
７１…端子
７Ａ…フレキシブルプリント基板
１０…ガイド体
１１…ランプ冷却ユニット
１２…制御部
１５…引張りバネ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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