(57)【要約】【課題】  プリント基板上に電子部品を実装する際のリフロー半田付け工程において使用する基板保持治具および基板の保持構造、部品実装方法に関し、高強度で安定した基板保持力が得られ、構造が簡単で低コストであり耐久性が高く、プリント基板の反りを大幅に抑制でき、かつ実装不良を低減できる。【解決手段】  基板保持治具１０は、プリント基板１４を保持する保持面１１ａを有した金属板１１と、金属板１１の保持面１１ａにおいてプリント基板１４の四隅近傍の貫通孔１５に対応する位置に設けられ保持面１１ａとの間でプリント基板１４の厚み以下となる基板圧入部１３を形成した固定爪１２とからなる。【選択図】  図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント基板を保持する保持面を有した金属板と、前記金属板の保持面において前記プリント基板の少なくとも四隅近傍の貫通孔に対応する位置に設けられ前記保持面との間で前記プリント基板の厚み以下となる基板圧入部を形成した固定爪とを備えた基板保持治具。
【請求項２】
プリント基板を保持する保持面を有した金属板と、前記金属板の保持面において前記プリント基板の少なくとも四隅近傍の貫通孔に対応する位置に設けられ前記プリント基板の厚み以下のスリットからなる基板圧入部を有した固定爪とを備えた基板保持治具。
【請求項３】
各固定爪の前記基板圧入部の開口方向が、前記プリント基板の実装面と略平行でかつ同一方向であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の基板保持治具。
【請求項４】
請求項３に記載の基板保持治具を用いた基板の保持構造であって、
前記プリント基板の四隅近傍に形成された貫通孔に前記基板保持治具の固定爪を挿通した後、前記プリント基板と前記基板保持治具を相対的に実装面と略平行に移動させて前記プリント基板を前記基板圧入部に圧入固定してなる基板の保持構造。
【請求項５】
請求項１ないし３のいずれかに記載の基板保持治具に前記プリント基板を圧入固定した状態で、前記プリント基板に電子部品をリフロー半田付けする部品実装方法。
【請求項６】
請求項１ないし３のいずれかに記載の基板保持治具に前記プリント基板を圧入固定し、前記基板保持治具を固定しながら前記プリント基板上に電子部品を載置し、その後前記プリント基板を前記基板保持治具に保持した状態でリフロー半田付けする部品実装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント基板上に電子部品を実装する際のリフロー半田付け工程において使用する基板保持治具および基板の保持構造、部品実装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、プリント基板へのチップ部品の実装は、接着剤を塗布したプリント基板上へチップ部品を載置して仮止めした後、リフロー半田付けを行うという方法を用いている。
【０００３】
ここで、リフロー半田付け時の熱によってプリント基板が反ってしまうという問題が生じている。
【０００４】
上記課題のうち、プリント基板の反りを解決するものとして、金属板に耐熱性の両面テープを貼ってなる治具にプリント基板を貼り付ける構成、ならびにプリント基板の四辺を囲む枠体に基板押えを形成してなる基板固定用治具をプリント基板に取り付けてリフロー半田付け行う構成が特許文献１に開示されている。
【０００５】
また、プリント基板に形成された孔に挿入して嵌合しうる突片を有する板状の治具を、プリント基板の実装面に対して略垂直に取り付けることによって、リフロー半田付け時のプリント基板の反りを抑える構成が特許文献２に開示されている。
【特許文献１】特開平６−４４２００号
【特許文献２】特開平６−１４０７５７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の金属板に両面テープを貼ってなる治具の構成では、テープが劣化するために交換する必要が生じるという問題があった。
【０００７】
また、基板固定用治具を用いる構成では、補強リブがあるものの強度的に弱く、しかも構造が複雑でありコストが高くなり耐久性も低くなる。また、枠体表面と基板押えの頂部との間隔が基板の厚みより約０．１ｍｍ大きいため、プリント基板の反り抑制力が弱い。さらに、補強リブが基板固定用治具の底面より下方に突出しており、実装時や搬送中に干渉するため、実装後（リフロー半田付け前）に基板固定用治具を装着しなければならず、リフロー半田付け時に発生する反りで実装不良が生じたり、プリント基板の保持力が弱いため実装中の振動によりプリント基板の保持位置にズレが生じるという問題があった。
【０００８】
また、特許文献２に記載の板状治具を用いる構成では、治具が直交する方向への反りには効果があるが、平行な方向の反りには効果がないという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明においては、高強度で安定した基板保持力が得られ、構造が簡単で低コストであり耐久性が高く、プリント基板の反りを大幅に抑制でき、かつ実装不良を低減できる基板保持治具および基板の保持構造、部品実装方法を提供することを解決すべき課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の基板保持治具は、プリント基板を保持する保持面を有した金属板と、前記金属板の保持面において前記プリント基板の少なくとも四隅近傍の貫通孔に対応する位置に設けられ前記保持面との間で前記プリント基板の厚み以下となる基板圧入部を形成した固定爪とを備えたものである。また、プリント基板を保持する保持面を有した金属板と、前記金属板の保持面において前記プリント基板の少なくとも四隅近傍の貫通孔に対応する位置に設けられ前記プリント基板の厚み以下のスリットからなる基板圧入部を有した固定爪とを備えたものであってもよい。なお、各固定爪の前記基板圧入部の開口方向が、前記プリント基板の実装面と略平行でかつ同一方向となっている。
【００１１】
本発明の基板の保持構造は、前記プリント基板の四隅近傍に形成された貫通孔に前記基板保持治具の固定爪を挿通した後、前記プリント基板と前記基板保持治具を相対的に実装面と略平行に移動させて前記プリント基板を前記基板圧入部に圧入固定してなるものである。
【００１２】
本発明の部品実装方法は、前記基板保持治具に前記プリント基板を圧入固定した状態で、前記プリント基板に電子部品をリフロー半田付けするものである。また、前記基板保持治具に前記プリント基板を圧入固定し、前記基板保持治具を固定しながら前記プリント基板上に電子部品を載置し、その後前記プリント基板を前記基板保持治具に保持した状態でリフロー半田付けしてもよい。
【００１３】
本発明の基板保持治具および基板の保持構造、部品実装方法によると、プリント基板の実装面の対向面側を全面に渡って基板保持治具にて強固に保持でき、安定した基板保持力が得られる。また、金属板の保持面に固定爪を設けた簡単な構造であり、低コストで耐久性も高い。また、プリント基板の厚み以下の基板圧入部にプリント基板を圧入固定するので、プリント基板の反りを大幅に抑制できる。さらに、基板保持治具の底面が平面に形成されており、実装時や搬送中に干渉せず、実装前に基板保持治具を装着できるので、プリント基板上への電子部品の実装から半田リフローまで連続的に行うことができる。したがって、プリント基板上に電子部品を実装した後に、基板保持治具の装着をするときの衝撃でプリント基板上の電子部品の実装位置にズレが生じるのも防止できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の基板保持治具および基板の保持構造、部品実装方法によると、高強度で安定した基板保持力が得られ、構造が簡単で低コストであり耐久性が高く、プリント基板の反りを大幅に抑制でき、かつ実装不良を低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の最良の実施の形態を図１ないし図８に基づいて説明する。
【００１６】
図１は基板保持治具１０の平面図、図２はその側面図、図３はその部分拡大断面図を示している。
【００１７】
基板保持治具１０は、プリント基板１４を保持する保持面１１ａを有した金属板１１と、金属板１１の保持面１１ａにおいてプリント基板１４の四隅近傍の貫通孔１５に対応する位置に設けられ保持面１１ａとの間でプリント基板１４の厚み以下となる基板圧入部１３を形成した固定爪１２とからなるものである。
【００１８】
金属板１１の保持面１１ａは、プリント基板１４の表面積に略相当する面積を有し、その厚さは約０．５ｍｍに形成されている。金属板１１の材質としては、例えば、ステンレスが挙げられる。
【００１９】
固定爪１２は、金属板１１の保持面１１ａに溶着して形成されていたり、あるいは金属板１１に切り込みを入れて折曲形成されていてもよいが、溶着による方が寸法精度よく形成できるので好ましい。
【００２０】
各固定爪１２は、保持面１１ａから立ち上がりプリント基板１４の実装面と略平行でかつ同一方向に延びる水平片１２ａと、水平片１２ａの先端から垂下した垂下片１２ｂとからなる。垂下片１２ｂの下端と保持面１１ａとの間隔Ｓはプリント基板１４の厚み以下に形成されており、基板圧入部１３となっている。
【００２１】
図４はプリント基板１４の平面図を示している。プリント基板１４には、少なくとも四隅近傍に貫通孔１５が形成されている。本実施の形態では、実装後の基板切断線となる既存の孔を使用する。すなわち、プリント基板１４の対向する両端辺ならびにその中間にて、それぞれ複数の貫通孔１５が一直線状に並んで形成されている。各貫通孔１５は、固定爪１２の水平片１２ａの長手方向寸法より若干長尺に形成されており、固定爪１２が挿通可能に形成されている。
【００２２】
次に、プリント基板１４の保持ならびに部品の実装について説明する。
【００２３】
図５は基板保持治具１０の装着工程を示す平面図、図６はその側面図、図７はその部分拡大断面図、図８は基板保持治具１０の装着後の部分拡大断面図を示している。
【００２４】
プリント基板１４の実装面の対向面側に基板保持治具１０を重ね合わせ、プリント基板１４の四隅近傍の貫通孔１５に、基板保持治具１０の固定爪１２を挿通する（図７）。次に、プリント基板１４と基板保持治具１０を相対的に実装面と略平行に移動させ、プリント基板１４を基板圧入部１３に圧入固定する（図８）。
【００２５】
その後、プリント基板１４に電子部品を載置し、リフロー半田付けを行う。リフロー半田付け工程後に、基板保持治具１０をプリント基板１４から外し、基板保持治具１０は再利用される。
【００２６】
このように構成された基板保持治具および基板の保持構造、部品実装方法によると、プリント基板１４の実装面の対向面側を全面に渡って基板保持治具１０にて強固に保持でき、安定した基板保持力が得られる。
【００２７】
また、金属板１１の保持面１１ａに固定爪１２を設けた簡単な構造であり、低コストで耐久性も高く、治具の着脱もワンタッチで容易に行える。
【００２８】
また、プリント基板１４の厚み以下の基板圧入部１３にプリント基板１４を圧入固定するので、プリント基板１４を強固に保持でき、プリント基板１４の反りを大幅に抑制できる。しかも、基板保持治具１０の厚みを薄くしても反り防止効果が大きく、その結果、基板保持治具１０の厚みを薄くでき、熱容量を小さくできる。
【００２９】
また、基板保持治具１０の底面が平面に形成されており、実装時や搬送中、あるいは基板収納時に基板保持治具１０と設備が干渉せず、実装前に基板保持治具１０を装着でき、実装時に発生するプリント基板１４の反りから実装不良を低減でき、厚みが薄いプリント基板１４への実装が容易となり、しかも実装時の振動による電子部品のズレを防止できる。
【００３０】
さらに、固定爪１２を挿通する貫通孔１５として、プリント基板１４に存在する既存の基板切断用の孔を用いることで、特別な孔加工が不要となり、プリント基板１４の設計を変更することなく、基板保持治具１０にて保持することができる。
【００３１】
なお、プリント基板１４に、別途、固定爪１２を挿通するための貫通孔１５を加工してもよい。
【００３２】
本発明の他の実施の形態を図９および図１０に基づいて説明する。
【００３３】
図９は基板保持治具１０の装着工程を示す平面図、図１０はその側面図を示している。
【００３４】
本実施の形態は、プリント基板１４の各列の貫通孔１５の両端ならびに中央に対応する位置において、基板保持治具１０に計９個の固定爪１２を設けたことを特徴とするものである。
【００３５】
なお、その他の構成は図１ないし図８に示した例と同一であり、同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。また、プリント基板１４の保持ならびに部品の実装についても同様である。
【００３６】
このように、固定爪１２の数を増やしたことで、プリント基板１４の保持がより強固となり、プリント基板１４の反りをより一層抑制できる。
【００３７】
本発明のさらに他の実施の形態を図１１および図１２に基づいて説明する。
【００３８】
図１１は基板保持治具１０の装着工程を示す部分拡大断面図、図１２は基板保持治具１０の装着後の部分拡大断面図を示している。
【００３９】
本実施の形態は、固定爪２２が、水平片２２ａと、水平片２２ａの先端から垂下した垂下片２２ｂと、垂下片１２ｂの下端との間でプリント基板１４の厚み以下の間隔Ｓを有したスリットからなる基板圧入部２３を形成する舌片２２ｃとからなることを特徴とするものである。
【００４０】
なお、その他の構成は図１ないし図８に示した例と同一であり、同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００４１】
次に、プリント基板１４の保持ならびに部品の実装について説明する。
【００４２】
本実施の形態は、挿入実装法（プリント基板１４に孔を開け、そこにリード付き電子部品２４のリード２５を挿入し半田付けする方法）により、実装するものである。
【００４３】
電子部品２４のリード２５をプリント基板１４の孔に挿入してプリント基板１４に載置し、プリント基板１４の実装面の対向面側に基板保持治具１０を重ね合わせ、プリント基板１４の四隅近傍の貫通孔１５に、基板保持治具１０の固定爪２２を挿通する（図１１）。
【００４４】
次に、プリント基板１４と基板保持治具１０を相対的に実装面と略平行に移動させ、プリント基板１４を基板圧入部２３に圧入固定する（図１２）。その後、プリント基板１４に電子部品２４をリフロー半田付けする。
【００４５】
このように、固定爪２２の基板圧入部２３が、垂下片１２ｂと舌片２２ｃとの間に形成されたスリットからなり、金属板１１の保持面１１ａとプリント基板１４の実装面の対向面側との間に隙間Ｔが形成される。この結果、挿入実装法で実装した電子部品２４のリード２５と基板保持治具１０の干渉がなくなり、プリント基板１４を安定して固定できる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、各種電子部品をプリント基板に実装する際にプリント基板を保持する基板保持治具および基板の保持構造、部品実装方法として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施の形態における基板保持治具の平面図
【図２】本発明の実施の形態における基板保持治具の側面図
【図３】本発明の実施の形態における基板保持治具の部分拡大断面図
【図４】本発明の実施の形態におけるプリント基板の平面図
【図５】本発明の実施の形態における基板保持治具の装着工程を示す平面図
【図６】本発明の実施の形態における基板保持治具の装着工程を示す側面図
【図７】本発明の実施の形態における基板保持治具の装着工程を示す部分拡大断面図
【図８】本発明の実施の形態における基板保持治具の装着後の部分拡大断面図
【図９】本発明の他の実施の形態における基板保持治具の装着工程を示す平面図
【図１０】本発明の他の実施の形態における基板保持治具の装着工程を示す側面図
【図１１】本発明のさらに他の実施の形態における基板保持治具の装着工程を示す部分拡大断面図
【図１２】本発明のさらに他の実施の形態における基板保持治具の装着後の部分拡大断面図
【符号の説明】
【００４８】
１０  基板保持治具
１１  金属板
１１ａ  保持面
１２，２２  固定爪
１３  基板圧入部
２３  スリット（基板圧入部）
１４  プリント基板
１５  貫通孔
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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