(57)【要約】【課題】プリント基板の大型化を抑制しつつ電子部品を搭載するランドに適切な量のはんだを供給すること。【解決手段】本発明のはんだ供給方法は、互いに形態が異なる２以上の電子部品をはんだ付けで実装するために、２以上の電子部品それぞれに対応した複数のランドが形成されたプリント基板を準備する準備工程Ｓ１と、複数のランドそれぞれにスクリーン印刷でクリームはんだを塗布する塗布工程Ｓ２と、複数のランドの内、当該ランドに実装される電子部品をはんだ付けするためには塗布工程Ｓ２において塗布したクリームはんだの量が不足しているランド、及び当該ランドに実装される電子部品の少なくとも一方に対して、選択的にエアーディスペンサを用いてクリームはんだを補充する補充工程Ｓ４と、を含む。【選択図】図１
2007157851.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに形態が異なる２以上の電子部品をはんだ付けで実装するために、前記２以上の電子部品それぞれに対応した複数のランドが形成されたプリント基板を準備する準備工程と、
前記複数のランドそれぞれにスクリーン印刷でクリームはんだを塗布する塗布工程と、
前記複数のランドの内、当該ランドに実装される電子部品をはんだ付けするためには前記塗布工程において塗布したクリームはんだの量が不足しているランド、及び当該ランドに実装される前記電子部品の少なくとも一方に対して、選択的にエアーディスペンサを用いてクリームはんだを補充する補充工程と、
を含む、はんだ供給方法。
【請求項２】
互いに形態が異なる２以上の電子部品と、前記２以上の電子部品それぞれに対応したランドが形成されたプリント基板とを準備する準備工程と、
前記複数のランドそれぞれにスクリーン印刷でクリームはんだを塗布する塗布工程と、
前記複数のランドの内、当該ランドに実装される電子部品をはんだ付けするためには前記塗布工程において塗布したクリームはんだの量が不足しているランド、当該ランドに実装される前記電子部品の少なくとも一方に対して、選択的にエアーディスペンサを用いてクリームはんだを補充する補充工程と、
前記ランドそれぞれに対して前記２以上の電子部品をそれぞれ載置する搭載工程と、
前記塗布工程において塗布したクリームはんだと、前記補充工程において補充したクリームはんだとを加熱して前記２以上の電子部品を固定するリフロー工程と、
を含む、実装基板の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の製造方法により得ることのできる実装基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、はんだ供給方法、このはんだ供給方法を利用した実装基板の製造方法、及びこの製造方法により得ることのできる実装基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント基板のランドにはんだを供給する方法として、スルーホールが形成されたマスクでプリント基板上を覆い、その上からクリームはんだを塗布するスクリーン印刷がある。プリント基板に実装する電子部品は大きさや形状が様々で、それぞれの電子部品にとって適切なはんだの量は異なる場合がある。そこで、スクリーン印刷のマスク厚みを部分ごとに変えることで、異なる電子部品に対して供給するクリームはんだの量を適宜変更する方法が以前から提案されていた（下記特許文献１の段落番号０００２〜０００４参照）。
【０００３】
しかし、クリームはんだの塗布量をマスク厚みを変更することによって調整するのでは、スキージの追従性に限界があることから、クリームはんだの塗布量を場所ごとに大幅に変更することは困難である。そこで、特許文献１には、プリント基板にクリームはんだをスクリーン印刷した後、はんだの塗布量が不足しているランドに部品と共にはんだペレットをプリント基板上に搭載して、リフロー工程を行う技術が記載されている。
【特許文献１】特開２００３−３２４２７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の技術では、はんだペレットをクリームはんだの粘着力により保持させるので、スクリーン印刷したクリームはんだ上以外にはんだペレットを載せることができない。同様の理由により、電子部品が搭載される領域（例えば、電子部品のリード端子上、電子部品のリード端子が載置されるランド上など）には載せることができない。従って、はんだペレットの量を増やそうとすれば、クリームはんだを塗布するランドの面積を広げる必要があり、プリント基板を不必要に大きくすることとなる。
【０００５】
そこで本発明では、プリント基板の大型化を抑制しつつ電子部品を実装するのに適切な量のはんだを供給可能なはんだ供給方法、そのはんだ供給方法を利用した実装基板の製造方法、及びその製造方法により得ることのできる実装基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るはんだ供給方法は、互いに形態が異なる２以上の電子部品をはんだ付けで実装するために、２以上の電子部品それぞれに対応した複数のランドが形成されたプリント基板を準備する準備工程と、複数のランドそれぞれにスクリーン印刷でクリームはんだを塗布する塗布工程と、複数のランドの内、当該ランドに実装される電子部品をはんだ付けするためには塗布工程において塗布したクリームはんだの量が不足しているランド、及び当該ランドに実装される電子部品の少なくとも一方に対して、選択的にエアーディスペンサを用いてクリームはんだを補充する補充工程と、を含む。
【０００７】
本発明によれば、クリームはんだの量が不足しているランドに対して、選択的にエアーディスペンサを用いてクリームはんだを補充するので、クリームはんだの量が不足しているランドに対して任意の箇所に任意の量のはんだを供給できる。また、クリームはんだ自体が粘着力を持ち、任意の形状に変形することを利用しているので、例えば電子部品のリード端子上といった、もともとクリームはんだが塗布されていない部分にもクリームはんだを補充できる。更に、電子部品のリード端子が載置されるランド上といった、既にクリームはんだが塗布されているもののその量が不足している部分にもクリームはんだを補充できる。
【０００８】
本発明に係る実装基板の製造方法は、互いに形態が異なる２以上の電子部品と、２以上の電子部品それぞれに対応したランドが形成されたプリント基板とを準備する準備工程と、複数のランドそれぞれにスクリーン印刷でクリームはんだを塗布する塗布工程と、複数のランドの内、当該ランドに実装される電子部品をはんだ付けするためには塗布工程において塗布したクリームはんだの量が不足しているランド、当該ランドに実装される電子部品の少なくとも一方に対して、選択的にエアーディスペンサを用いてクリームはんだを補充する補充工程と、ランドそれぞれに対して２以上の電子部品をそれぞれ載置する搭載工程と、塗布工程において塗布したクリームはんだと、補充工程において補充したクリームはんだとを加熱して２以上の電子部品を固定するリフロー工程と、を含む。
【０００９】
本発明によれば、クリームはんだの量が不足しているランドに対して、選択的にエアーディスペンサを用いてクリームはんだを補充するので、クリームはんだの量が不足しているランドに対して任意の箇所に任意の量のはんだを供給できる。また、クリームはんだ自体が粘着力を持ち、任意の形状に変形することを利用しているので、例えば電子部品のリード端子上といった、もともとクリームはんだが塗布されていない部分にもクリームはんだを補充できる。更に、電子部品のリード端子が載置されるランド上といった、既にクリームはんだが塗布されているもののその量が不足している部分にもクリームはんだを補充できる。従って、搭載する各電子部品に対して適切な量のクリームはんだを供給して、電子部品をプリント基板に対して実装することができる。
【００１０】
本発明に係る実装基板は、上述した製造方法により得ることができる。従って、基板の不必要な大型化を避けつつ、電子部品が適切に実装された実装基板を提供することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、プリント基板の大型化を抑制しつつ電子部品を搭載するランドに適切な量のはんだを供給できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の知見は、例示のみのために示された添付図面を参照して以下の詳細な記述を考慮することによって容易に理解することができる。引き続いて、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。可能な場合には、同一の部分には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
【００１３】
図１は、本実施形態に係るはんだ供給方法を用いた実装基板の製造方法を示すフロー図である。本実施形態に係る実装基板の製造方法は、本実施形態に係るはんだ供給方法を用いると共に、電子部品の搭載工程Ｓ３、リフロー工程Ｓ５、及び外観検査工程Ｓ６を含む。本実施形態に係るはんだ供給方法は、プリント基板の準備工程Ｓ１、スクリーン印刷によるはんだの塗布工程Ｓ２、及びエアーディスペンサによるはんだの補充工程Ｓ４を備える。
【００１４】
引き続いて、各工程について図２〜４を参照して詳細に説明する。図２，４は、本実施形態に係るはんだ供給方法及び実装基板の製造方法における各工程を説明するための図であり、プリント基板の概略断面図である。図３は、本実施形態に係るはんだ供給方法で用いるエアーディスペンサの概略図である。
【００１５】
まず、準備工程Ｓ１において、配線パターンが形成されたプリント基板１１を準備する。図２（ａ）に示すように、プリント基板１１には、電子部品を実装するためのはんだ付け用のランド１２，１３が形成されている。実装する電子部品には、極小チップ部品からトランス部品のような大型部品までが混在している。ランド１２は、小型部品用のランドとして表面積が比較的小さく形成されている。ランド１３は、大型部品用のランドとして表面積が比較的大きく形成されている。
【００１６】
次に、塗布工程Ｓ２において、準備工程Ｓ１において準備したプリント基板１１のランド１２，１３にスクリーン印刷でクリームはんだを塗布する。図２（ａ）に示すように、プリント基板１１上の所定の位置にスクリーン印刷用のマスク３１を置く。マスク３１におけるランド１２，１３に対応する位置には、ランド１２，１３にそれぞれ対応させた形状のスルーホール３２，３３が形成されている。
【００１７】
マスク３１上において、スキージ３５を矢印Ｙ１の方向にスライドさせて、クリームはんだ３４をスルーホール３２，３３に充填する。スルーホール３２，３３にクリームはんだ３４が充填されて、はんだ層１４，１５が形成された後に、マスク３１を取り外す（図２（ｂ））。
【００１８】
この状態で、ランド１２の上に形成されたはんだ層１４におけるはんだの量は、対応する小型部品に適切な所定量となっている。適切な所定量とは、電子部品をプリント基板１１のランドに十分な強度で接着するために必要な量である。
【００１９】
また、ランド１３の上に形成されたはんだ層１５におけるはんだの量は、対応する大型部品に適切な所定量より少なく、はんだの量が不足している。すなわち、マスク３１の厚さは、小型部品用のはんだの所定量にあわせて調整されている。
【００２０】
塗布工程Ｓ２の後に、搭載工程Ｓ３において、小型部品１６をはんだ層１４の上に搭載し、大型部品１７をはんだ層１５の上に搭載する。小型部品１６と大型部品１７とは、互いに形態が異なる。本実施形態では、小型部品１６の本体における下側面の両端が２つのはんだ層１４の上にそれぞれ接して搭載される。また、大型部品１７は、部品本体１８の下側面の両端にそれぞれ形成された端子１９が、２つのはんだ層１５上にそれぞれ接して搭載される。端子１９は、部品本体１８の下側面の両端よりも外側に伸びて、その伸びた部分の下側がはんだ層１５に接している。
【００２１】
搭載工程Ｓ３の後に、補充工程Ｓ４において、塗布工程Ｓ２において塗布したはんだの量が不足しているランド１３、又はランド１３に実装される大型部品１７に、図３に示すエアーディスペンサ４０ではんだを補充する。エアーディスペンサ４０は、シリンジ４１、金属ニードル４２、調整機構４３、及びコントローラ４４を備えて構成される。
【００２２】
シリンジ４１にはクリームはんだが充填され、先端に金属ニードル４２が接続されている。シリンジ４１内に導入されるエアーの圧力により金属ニードル４２の先端からクリームはんだが吐出される。また、調整機構４３は、シリンジ４１を保持すると共に矢印Ｙ２が示す上下方向にシリンジ４１を移動可能に構成されている。コントローラ４４は、プリント基板１１の位置に応じて、金属ニードル４２から吐出するクリームはんだの量を調節する。
【００２３】
エアーディスペンサ４０の下に配置されたテーブル３６の上には、プリント基板１１が固定される。テーブル３６は、エアーディスペンサ４０の金属ニードル４２の先端部がプリント基板１１の所定の位置になるように水平面上の前後左右に移動する。所定の位置とは、塗布工程Ｓ２において塗布したはんだの量が所定量より不足しているランドに対応する位置であり、既知の位置である。
【００２４】
テーブル３６が所定の位置に移動して、その位置に応じたクリームはんだがエアーディスペンサ４０から吐出されて、プリント基板１１上の所定の位置に所定量のクリームはんだが供給される。
【００２５】
図４（ａ）に示すように、塗布工程Ｓ２において塗布したはんだの量が所定量より不足しているランド１３に、エアーディスペンサ４０によってクリームはんだが補充されて補充はんだ層２０が形成される。ランド１３に対して、大型部品１７の端子１９の上に補充はんだ層２０が形成される。補充はんだ層２０のはんだの量は、はんだ層１５と合わせて、ランド１３と大型部品１７とを接着するのに十分な強度を得るために適切な所定量となるように調節される。
【００２６】
また、他に、リード線をプリント基板１１に接続する場合は、エアーディスペンサ４０を用いて、リード線の上からクリームはんだを充填することができる。以上の工程Ｓ１〜Ｓ４により、プリント基板１１のランド１２，１３に対してそれぞれ適切な所定量のはんだを供給することができる。
【００２７】
補充工程Ｓ４の後、リフロー工程Ｓ５において、プリント基板１１をリフロー炉に挿入してはんだ層１４，１５と補充はんだ層２０とを融解させる。はんだ層１４の融解後、冷却されることにより形成されたはんだ２１によってランド１２と小型部品１６とが接合される。また、はんだ層１５及び補充はんだ層２０の融解後、冷却されることにより形成されたはんだ２２によってランド１３と大型部品１７とが接合される。
【００２８】
リフロー工程Ｓ５の後に、検査工程Ｓ６において、プリント基板１１と各電子部品との接合状態等について外観検査が行われる。このようにして、図４（ｂ）に示すようなプリント基板１１に各電子部品が実装された実装基板２３が完成する。
【００２９】
実装基板２３には、互いに形態が異なる小型部品１６と大型部品１７とが実装されている。大型部品１７をプリント基板１１のランド１３に接着するはんだ２２の量は、小型部品１６をプリント基板１１のランド１２に接着するはんだ２１の量より多い。また、実装基板２３において大型部品１７を実装するためのはんだ２２は、端子１９上の一部を覆うように形成されている。
【００３０】
本実施形態のはんだ供給方法では、塗布工程Ｓ２において、互いに形態が異なる２以上の電子部品それぞれに対応した複数のランドそれぞれにスクリーン印刷でクリームはんだを塗布するので、各ランドにおいて適切なはんだの量がそれぞれ異なる為に、スクリーン印刷後において、はんだの量が不足しているランドが存在することとなる。
【００３１】
従来の技術として、クリームはんだのスクリーン印刷後に、ペレット状のペレットはんだを補充する方法がある。この場合、リフロー工程まで所定の位置にペレットはんだを保持するため、スクリーン印刷されたクリームはんだの上に搭載する必要がある。すなわち、ペレットはんだ自体には粘着力がないので、電子部品の端子の上、リード線の上などには搭載することができない。
【００３２】
よって、上記従来の技術を用いて、十分な量のペレットはんだを搭載するためには、ランドの面積を大きくして、スクリーン印刷時により広い面積にクリームはんだを塗布する必要がある。このように、上記従来の技術では、ランドの面積を大きくする必要があり、プリント基板が不必要に大型化することとなる。
【００３３】
上記従来の技術に対して、本実施形態のはんだ供給方法では、クリームはんだの量が不足しているランド１３に対して、選択的にエアーディスペンサ４０を用いてクリームはんだを補充するので、クリームはんだの量が不足しているランド１３に対して任意の箇所に任意の量のはんだを供給できる。また、クリームはんだ自体が粘着力を持ち、任意の形状に変形することを利用しているので、例えば電子部品のリード端子上といった、もともとクリームはんだが塗布されていない部分にもクリームはんだを補充できる。更に、電子部品のリード端子が載置されるランド上といった、既にクリームはんだが塗布されているもののその量が不足している部分にもクリームはんだを補充できる。
【００３４】
本実施形態の実装基板の製造方法では、上記はんだ供給方法を用いるので、搭載する各電子部品に対して適切な量のクリームはんだを供給して、電子部品をプリント基板に対して実装することができる。
【００３５】
本実施形態に係る実装基板２３は、上述した製造方法により得ることができる。従って、基板の不必要な大型化を避けつつ、小型部品１６及び大型部品１７が適切に実装された実装基板を提供することができる。
【００３６】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、エアーディスペンサ４０によるクリームはんだの補充工程Ｓ４の後に、電子部品の搭載工程Ｓ３を行ってもよい。その場合、補充工程Ｓ４において、はんだ層１５の上に補充はんだ層２０が形成されることとなる。その後、搭載工程Ｓ３において、補充はんだ層２０の上に大型部品１７の端子１９が積載されることとなる。このようにして製造された実装基板において、大型部品１７をプリント基板１１のランド１３に接着するはんだの量は、小型部品１６をプリント基板１１のランド１２に接着するはんだの量より多い。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本実施形態に係るはんだ供給方法を用いた実装基板の製造方法を示すフロー図である。
【図２】本実施形態に係るはんだ供給方法及び実装基板の製造方法の各工程を説明するための図である。
【図３】本実施形態に係るはんだ供給方法において用いるエアーディスペンサの概略図である。
【図４】本実施形態に係るはんだ供給方法及び実装基板の製造方法の各工程を説明するための図である。
【符号の説明】
【００３８】
１１…プリント基板、１２，１３…ランド、１４，１５…はんだ層、１６…小型部品、１７…大型部品、２０…補充はんだ層、２１…はんだ、２２…はんだ、３１…マスク、３２，３３…スルーホール、３４…クリームはんだ、３５…スキージ、３６…テーブル、４０…エアーディスペンサ、４１…シリンジ、４２…金属ニードル、４３…調整機構、４４…コントローラ。
【図１】
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【図２】
2007157851.tif 000004
【図３】
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【図４】
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