(57)【要約】【課題】フローろう付けの際に、溶融ろうからの熱で電子部品に対して熱ストレスが生じる。【解決手段】この発明のフローろう付け用の電子部品冷却治具１は、はんだをろう付け面にはんだ付けしてプリント基板と数字表示部品のリードとを電気的に接続するフローろう付け装置に用いられる、フローろう付け用の電子部品冷却治具であって、金属ブロック２と、この金属ブロック２の電子部品に載置される側の露出面を除いた全体を断熱材で覆った断熱覆体３とを備え、数字表示部品に載置し金属ブロック２で数字表示部品を冷却する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リード及び電子部品本体を有する電子部品が搭載された基板を搬送コンベアによって一定方向に移動させながら、溶融したろうが貯留されたろう槽を通過させて前記基板の裏側のろう付け面をろう槽に浸け、前記ろうをろう付け面にろう付けして前記基板と前記リードとを電気的に接続するフローろう付け装置に用いられる、フローろう付け用の電子部品冷却治具であって、
金属ブロックと、この金属ブロックの前記電子部品に載置される側の露出面を除いた全体を断熱材で覆った断熱覆体とを備え、
前記電子部品に載置し前記金属ブロックで前記電子部品を冷却することを特徴とするフローろう付け用の電子部品冷却治具。
【請求項２】
前記搬送コンベアの移動往路において、前記ろう槽の手前には、フラックス塗布部、プリヒータが配置され、前記ろうが前記ろう付け面にろう付けされる前に、前記基板の前記ろう付け面は、フラックス塗布、予備加熱されることを特徴とする請求項１に記載のフローろう付け用の電子部品冷却治具。
【請求項３】
前記金属ブロックの前記露出面には、熱伝導板が付着されていることを特徴とする請求項１または２に記載のフローろう付け用の電子部品冷却治具。
【請求項４】
前記熱伝導板は、シリコーンシートであることを特徴とする請求項３に記載のフローろう付け用の電子部品冷却治具。
【請求項５】
前記金属ブロックには、前記金属ブロックの温度を検知する温度検知部が設けられていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のフローろう付け用の電子部品冷却治具。
【請求項６】
前記温度検知部は、温度の変化により変色するサーモラベルであることを特徴とする請求項５に記載のフローろう付け用の電子部品冷却治具。
【請求項７】
前記金属ブロックは、銅またはアルミニウムで構成され、前記断熱覆体は、エポキシ樹脂で構成されていることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載のフローろう付け用の電子部品冷却治具。
【請求項８】
前記ろうは、はんだであることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載のフローろう付け用の電子部品冷却治具。
【請求項９】
前記基板は、プリント基板であることを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載のフローろう付け用の電子部品冷却治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えばフローはんだ付けを行う場合に適したフローろう付け用の電子部品冷却治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
フローはんだ付け装置は、電子部品が搭載されたプリント基板を搬送コンベアによって一定方向に移動させながら、フラックス塗布部、プリヒータ、はんだ槽の順で通過させてフラックス塗布、予備加熱、はんだ付けの各処理を自動的に行うものである。
【０００３】
このフローはんだ付け工程では、まずプリント基板に塗布されたフラックスを活性温度（摂氏１００度〜１２０度程度）まで加熱するために、プリヒータによってプリント基板を加熱し、続いてプリント基板の裏側のはんだ付け面をはんだ槽に浸け、槽内の溶融はんだを付着させる。
【０００４】
フローはんだ付け工程では、プリント基板の裏面と、この裏面から突出した電子部品のリードを十分に加熱する必要があり、十分に加熱されていない場合は、はんだのなじみ不足やはんだ上がり不足となり、はんだ付け品質の低下を招くことになる。
【０００５】
プリント基板の裏面であるはんだ付け面を十分に加熱しようとした場合、プリヒータによって加熱された熱風がプリント基板の部品搭載面側にも及び、プリント基板に搭載された電子部品のハウジングも加熱される。
【０００６】
また、特に鉛フリーはんだを用いたフローはんだ付けでは、鉛を成分に含む共晶はんだを用いる場合と比較して、はんだの融点が高い（約２５０℃）ことからはんだ付け温度が高くなり、溶融はんだから受けた熱により、リードがより加熱され、ハウジングに伝わる熱量も多くなる。
【０００７】
電子部品は、電子部品のリード及びハウジングの熱膨張係数が異なるため、上記のようにしてハウジングの温度が高くなると、ハウジングがリードよりも大きく膨張することにより、リードに端部が接続されたボンディングワイヤーのボンディング部で断線することが起こり得る。
【０００８】
このような不都合を解消すべく、ハウジングのみを目標として、かつハウジングに追従して冷却風を噴射するブロアーが設けられたフローはんだ付け装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００９−１７７０１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記フローはんだ付け装置は、冷却風が対象物であるハウジングの周囲にも僅かながら当たり、周辺のプリント基板温度の低下は免れない。
このため、電子部品が搭載された、冷却風を受けたプリント基板の表面の温度と、高温の溶融はんだがろう付けされたはんだ付け面であるプリント基板の裏面との温度差が大きくなると、プリント基板のそりが発生し、場合によってはプリント基板上のパターンに応力がかかり、パターン断線が発生するおそれがあるという問題点があった。
【００１１】
また、フローはんだ付け装置内にブロアーを設置する必要があり、既存の設備のままでは対応することが困難であるし、冷却する必要のある電子部品が同一基板上に複数個存在する場合、それに応じてブロアーの数を増やさなければならず、設備変更に莫大な費用が必要になるという問題点もあった。
【００１２】
この発明は、かかる問題点を解決することを課題とするものであって、低コストで電子部品に対する熱ストレスを低減することができるフローろう付けの電子部品冷却治具を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この発明に係るフローろう付け用の電子部品冷却治具は、リード及び電子部品本体を有する電子部品が搭載された基板を搬送コンベアによって一定方向に移動させながら、溶融したろうが貯留されたろう槽を通過させて前記基板の裏側のろう付け面をろう槽に浸け、前記ろうをろう付け面にろう付けして前記基板と前記リードとを電気的に接続するフローろう付け装置に用いられる、フローろう付け用の電子部品冷却治具であって、
金属ブロックと、この金属ブロックの前記電子部品に載置される側の露出面を除いた全体を断熱材で覆った断熱覆体とを備え、
前記電子部品に載置し前記金属ブロックで前記電子部品を冷却するものである。
【発明の効果】
【００１４】
この発明に係るフローろう付け用の電子部品冷却治具によれば、ろう付け時に溶融ろうからリードが吸収する熱が電子部品本体に伝わるものの、この熱を金属ブロックが吸収するため、フローろう付け時の電子部品の温度を低下させることが可能になり、電子部品に対する熱ストレスが低減する。
また、金属ブロックを冷却することで、新たに別の電子部品のろう付けにも供することができるので、経済的である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明の実施の形態１のフローはんだ付け用の電子部品冷却治具を示す透視斜視図である。
【図２】電子部品である数字表示部品の構成を示す縦断面図である。
【図３】図１の電子部品冷却治具を用いた場合のフローはんだ付け工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
実施の形態１．
【００１７】
図１は、この発明の実施の形態１のフローはんだ付け用の電子部品冷却治具１を示す透斜斜視図である。
この電子部品冷却治具１は、直方体形状であって銅で構成された金属ブロック２と、この金属ブロック２の五面を覆った耐熱性のエポキシ樹脂の断熱材で構成された断熱覆体３と、金属ブロック２の底面に密接し外部に露出したシリコーンシートからなる熱伝導板４と、金属ブロック２の天面に付着し金属ブロックの温度を検知する温度検知部５とを備えている。この温度検知部５は、温度の変化に応じて色が変色する、例えば温度が高い時には赤色で常温では青色に変色するサーモラベルであり、色の変化は外部から肉眼観察される。
【００１８】
図２は、電子部品冷却治具１で冷却される電子部品である数字表示部品６を示す縦断面図であり、この数字表示部品６は、電子部品本体である表示部品本体１４と、この表示部品本体１４の底面から突出した第１のリード９ａ及び第２のリード９ｂとを備えている。
表示部品本体１４は、ハウジング７と、このハウジング７内に収納され第１のリード９ａに接続された発光体８と、この発光体８に一端部が接続され、他端部がボンディング部１２を介して第２のリード９ｂに接続されたボンディングワイヤ１０と、ハウジング７内にエポキシ樹脂が充填された充填材１１とを備えている。
【００１９】
図３は、フローはんだ付け工程を示す図であり、プリント基板２０に搭載された数字表示部品６は、搬送コンベア２１によって一方向に移動し、フラックス塗布部（図示せず）でプリント基板２０の裏面がフラックス塗布される。
引き続き、数字表示部品６は、プリヒータ２２上を通過して予備加熱された後、プリント基板２０の裏面のろう付け面であるはんだ付け面が、溶融ろうである約２５０℃の溶融はんだ２４が貯留されたはんだ槽２３に浸漬され、溶融はんだ２４は、プリント基板２０の裏側に付着される。
【００２０】
このフローはんだ付け工程では、プリント基板２０に塗布されたフラックスを活性温度（１００℃〜１２０℃程度）まで加熱されない場合には、はんだのなじみ不足やはんだの上がり不足となり、はんだ付け品質の低下を招くことになる。
従って、プリント基板２０のはんだ付け面に溶融はんだ２４が付着される前の段階では、プリヒータ２２を用いてプリント基板２０の裏面及びリード９ａ，９ｂが所定の温度に達するまで加熱される。
【００２１】
次に、この実施の形態の電子部品冷却治具１に関して説明する。
この電子部品冷却治具１は、プリヒータ２２の手前で数字表示部品６の上面に載置する。
このとき、数字表示部品６の上面に、熱伝導板４が面接触しており、断熱覆体３がプリヒータ２２からの熱が金属ブロック２に伝達されるのを遮断している。
これは、プリヒータ２２からの熱で金属ブロック２が加熱されてしまうと、はんだ付け前に、金属ブロック２が高温になり、金属ブロック２と溶融はんだ２４から受けた熱によって加熱された数字表示部品６との間の温度差が小さくなり、数字表示部品６の冷却効率が低下するのを防ぐためである。
なお、図３では、プリヒータ２２はプリント基板２０の下側のみに記載されているが、プリヒータ２２は、搬送コンベア２１を囲うようにして配置されており、この電子部品冷却治具１は、矢印に示すように上方向から数字表示部品６に向かっての熱を主に遮断している。
【００２２】
プリヒータ２２による予備加熱の後のはんだ付け工程では、溶融はんだ２４からの高熱は、矢印に示すように第１のリード９ａ、第２のリード９ｂを介して表示部品本体１４に熱伝導される。
しかしながら、数字表示部品６の上面には熱伝導板４を介して部品冷却治具１の金属ブロック２が面接触しているので、表示部品本体１４は温度の低い金属ブロック２により温度上昇が抑制される。
即ち、はんだつけ時における数字表示部品６の温度上昇が抑制され、数字表示部品６に対する熱ストレスが低減されるので、例えばボンディング部１２での剥がれの発生を低減することができる。
また、金属ブロック２を冷却することで、同じ部品冷却治具１を用いて新たに別の数字表示部品６のろう付けにも供することができるので、経済的である。
【００２３】
フローはんだ付けが完了した後、数字表示部品６から部品冷却治具１を取り外して、部品冷却治具１を繰り返し使用する際、はんだ付け時に部品冷却治具１が吸収した熱が十分に放熱したかどうかは、温度検知部５の色の変化で検知される。
【００２４】
なお、上記の実施の形態では、金属ブロック２は銅を用いて説明したが、他の熱伝導率の高いアルミニウム等の他の材料を使用してもよい。
また、断熱覆体３は、エポキシ樹脂を用いたが、プリヒータ２２、溶融はんだ２４からの熱でも変形したり溶融しない程度の耐熱性を有する断熱材料であれがよい。
また、電子部品として数字表示部品６について説明したが、数字表示部品６は一例であり、この電子部品冷却治具１は、要はリードが基板にフローろう付けされて電気的に接続される電子部品であれば適用される。
また、プリント基板２０も一例であり、他の基板であってもよい。
また、ろうとしてはんだを用いて説明したが、はんだは一例であり、銀、銅等であってもよい。
また、フラックス塗布、プリヒータ２２による予備加熱工程がないフローろう付け装置にも、この発明の電子部品冷却治具１は適用される。
また、温度検知部５は、温度を正確に検知する必要はなく、常温まで冷却されたかを色の変色で判別できるサーモラベルを用いたが、勿論ディジタル温度計のように、数値で温度を読み取ることができるものであってもよい。
【符号の説明】
【００２５】
１  部品冷却治具、２  金属ブロック、３  断熱覆体、４  熱伝導板、５  温度検知部、６  数字表示部品（電子部品）、７  ハウジング、８  発光体、９ａ  第１のリード、９ｂ  第２のリード、１０  ボンディングワイヤ、１１  充填材、１２  ボンディング部、１４  表示部品本体、２０  プリント基板（基板）、２１  搬送コンベア、２２  プリヒータ、２３  はんだ槽（ろう槽）、２４  溶融はんだ（溶融ろう）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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