(57)【要約】【課題】本発明の目的は、はんだ未接続不良が防がれるリフローシステム及び電子部品組立体の製造方法を提供することである。【解決手段】リフローシステムは、リフロー炉２００と、サポートジグ１００とを具備する。リフロー炉２００は、電子部品の反り量を測定する反り量測定装置１１０を備える。サポートジグ１００は、反り量に基づいて、電子部品が搭載された基板の反りを調節する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品の反り量を測定する反り量測定装置を備えたリフロー炉と、
前記反り量に基づいて、前記電子部品が搭載された基板の反りを調節するサポートジグと
を具備する
リフローシステム。
【請求項２】
前記サポートジグを搬送するコンベヤを更に具備し、
前記サポートジグは、前記基板を支持しながら前記リフロー炉内を通過する
請求項１のリフローシステム。
【請求項３】
前記リフロー炉は、前記反り量に基づく制御信号を送信する第１無線部を備え、
前記サポートジグは、前記基板が貼り付けられたベース板と、前記制御信号に基づいて前記ベース板を反らせる圧電アクチュエータとを備える
請求項２のリフローシステム。
【請求項４】
前記第１無線部は、前記圧電アクチュエータに動作電力を無線により供給する
請求項３のリフローシステム。
【請求項５】
前記サポートジグは、前記圧電アクチュエータに動作電力を供給する電源を備える
請求項３のリフローシステム。
【請求項６】
前記サポートジグは、ＲＦタグを備え、
前記第１無線部は、前記ＲＦタグとの通信に基づいて、前記リフロー炉内の所定のゾーンへの前記サポートジグの到達を検知し、
前記反り量測定装置は、前記到達が検知されたことに応答して、前記反り量を測定する
請求項３乃至５のいずれかに記載のリフローシステム。
【請求項７】
前記反り量測定装置は、非接触反り測定法に基づいて前記反り量を測定する
請求項１乃至６のいずれかに記載のリフローシステム。
【請求項８】
前記非接触反り測定法は、シャドウモアレ法である
請求項７のリフローシステム。
【請求項９】
電子部品を基板に搭載するステップと、
リフロー炉内を通過するように前記基板を搬送するステップと、
前記基板がリフロー炉内にあるときに、前記電子部品の反り量を測定するステップと、
前記基板がリフロー炉内にあるときに、前記反り量に基づいて前記基板の反りを調節するステップと
を具備する
電子部品組立体の製造方法。
【請求項１０】
前記搬送するステップにおいて、サポートジグに支持された状態で前記基板を搬送し、
前記調節するステップにおいて、前記サポートジグが前記基板の反りを調節する
請求項９の電子部品組立体の製造方法。
【請求項１１】
前記調節するステップにおいて、前記反り量に基づく制御信号を無線により送信し、前記サポートジグは前記制御信号に基づいて前記基板の反りを調節する
請求項１０の電子部品組立体の製造方法。
【請求項１２】
前記調節するステップにおいて、前記サポートジグが前記基板の反りを調節するための動作電力が無線により供給される
請求項１１の電子部品組立体の製造方法。
【請求項１３】
前記調節するステップにおいて、前記サポートジグが備える電源が前記基板の反りを調節するための動作電力を供給する
請求項１１の電子部品組立体の製造方法。
【請求項１４】
前記サポートジグは、ＲＦタグを備え、
前記測定するステップにおいて、
前記ＲＦタグとの通信に基づいて前記サポートジグが前記リフロー炉内の所定のゾーンに到達したことを検知し、
前記サポートジグが前記所定のゾーンに到達したことの検知に応答して前記反り量を測定する
請求項１０乃至１３のいずれかに記載の電子部品組立体の製造方法。
【請求項１５】
前記測定するステップにおいて、非接触反り測定法に基づいて前記反り量を測定する
請求項９乃至１４のいずれかに記載の電子部品組立体の製造方法。
【請求項１６】
前記非接触反り測定法は、シャドウモアレ法である
請求項１５の電子部品組立体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リフローはんだ付けに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、ノートパソコン、携帯型音楽再生機器のような携帯機器は、市場から薄型化が強く求められている。これにともない、携帯機器に搭載されるＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）や基板の薄型化が進んでいる。ＬＳＩや基板のような部品は、線膨張係数の異なる構成材を含んでいる。したがって、部品が加熱又は冷却される場合には、薄型化による剛性低下のために部品に反りが生じやすい。
【０００３】
ＬＳＩを基板にはんだ付けするリフロー工程においてＬＳＩに反りが生じると、ＬＳＩのはんだ端子が基板から浮いてしまい、その結果、はんだ未接続不良が発生する。
【０００４】
特に、鉛フリーはんだを用いる場合には、はんだを溶融するための温度が高温になるため、反り量が大きくなり、はんだ未接続不良が発生しやすい。
【０００５】
この対策として、ＬＳＩや基板の構造を工夫して反り量を調整する方法が考えられる。この方法では、ＬＳＩや基板の試作と反り量の測定とを繰り返す必要があるため、開発期間が長期化しやすい。携帯機器では、モデルチェンジが頻繁に行われるために十分な開発期間を確保することが難しいという実情があり、この方法は最適であるとはいえない。
【０００６】
特許文献１は、銅ベース板にセラミック基板をはんだ付けするためのリフローの際に銅ベース板を弾性範囲内で反らせた状態に固定し、冷却後に固定を解除することで、銅ベース板及びセラミック基板の間にストレスが発生することを防ぐ技術を開示している。
【０００７】
特許文献２は、加熱による導体ボールのリフローを通じて半導体素子が実装される回路基板に対して、実装に先立って反りを与える技術を開示している。回路基板は可撓性のダイアフラムに面接触される。ダイアフラムの後背側には密閉された加圧室が形成されている。回路基板の反り量の測定値とその目標値との偏差に基づいて加圧室の内圧が制御される。
【０００８】
【特許文献１】特開平７−２７３２３６号公報
【特許文献２】特開２００７−１１００５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、はんだ未接続不良が防がれるリフローシステム及び電子部品組立体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】
【００１０】
本発明によるリフローシステムは、リフロー炉と、サポートジグとを具備する。リフロー炉は、電子部品の反り量を測定する反り量測定装置を備える。サポートジグは、反り量に基づいて、電子部品が搭載された基板の反りを調節する。
【００１１】
本発明による電子部品組立体の製造方法は、電子部品を基板に搭載するステップと、リフロー炉内を通過するように前記基板を搬送するステップと、前記基板がリフロー炉内にあるときに、前記電子部品の反り量を測定するステップと、前記基板がリフロー炉内にあるときに、前記反り量に基づいて前記基板の反りを調節するステップとを具備する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、はんだ未接続不良が防がれるリフローシステム及び電子部品組立体の製造方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
添付図面を参照して、本発明の実施形態に係るリフローシステム及び電子部品組立体の製造方法を以下に説明する。
【００１４】
図１を参照して、本発明の第１の実施形態に係るリフローシステムは、リフロー炉２００と、サポートジグ１００と、コンベヤ１１２を備える。リフロー炉２００内に、温度制御ゾーン１０１〜１０４が設けられている。温度制御ゾーン１０３は、はんだが溶融及び凝固するような温度に制御される。リフロー炉２００は、温度制御ゾーン１０３に配置された反り量測定装置１１０及び無線部１１１を備える。反り量測定装置１１０は、非接触且つ高速に対象物の反り量を測定することが可能である。例えば、反り量測定装置１１０は、シャドウモアレ法のような非接触反り測定法により反り量を測定する。無線部１１１は、無線通信機能を有する。コンベヤ１１２は、温度制御ゾーン１０１〜１０４をこの順番に通過するように、サポートジグ１００を一定速度で搬送する。
【００１５】
図２を参照して、サポートジグ１００は、ベース板１と、制御部２と、アクチュエータ３を備える。ベース板１は、粘着性を有する面１ａを備える。プリント配線基板のような基板１０は、面接触するように面１ａに貼り付けられる。基板１０の端子１１には、はんだペーストが印刷される。ＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）パッケージのＬＳＩのような電子部品２０は、はんだボールのようなはんだ端子２１を備える。はんだ端子２１が端子１１上に配置されるように、電子部品２０は基板１０に搭載される。電子部品２０は、基板１０にはんだ付けされることにより基板１０に実装される。
【００１６】
図３を参照して、制御部２は、無線通信機能を有する無線部２Ａと、ドライバ２Ｂを備える。無線部２Ａは、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）タグとして機能し、無線部１１１から送信される制御信号を受信する。ドライバ２Ｂは、制御信号に基づいてアクチュエータ３を動作させる。アクチュエータ３は、例えば、圧電素子３Ａを備える圧電アクチュエータである。アクチュエータ３は、圧電素子３Ａと金属板（不図示）とが貼りあわされたモノモルフ型であってもよく、圧電素子３Ａが他の圧電素子（不図示）と貼り合わされたバイモルフ型であってもよい。ドライバ２Ｂが制御信号に基づいて電圧を圧電素子３Ａに加えることで圧電素子３Ａが伸び縮みし、その結果、アクチュエータ３の反りが変化する。
【００１７】
図４（ａ）〜（ｄ）を参照して、第１の実施形態に係るリフローシステムを用いた電子部品組立体の製造方法を説明する。
【００１８】
図４（ａ）は、リフロー炉２００に入る前の電子部品２０、基板１０、及びサポートジグ１００の状態を示す。サポートジグ１００は、基板１０が面１ａに貼り付けられた状態で基板１０を支持する。電子部品２０は、上述のように基板１０に搭載され、はんだ端子２１及び端子１１は、まだはんだ付けされていない。
【００１９】
サポートジグ１００は、基板１０を支持した状態でコンベヤ１１２によって搬送され、温度制御ゾーン１０１及び１０２を順番に通過して温度制御ゾーン１０３に入る。その過程で電子部品２０の温度が上昇し、電子部品２０に反りが生じる。
【００２０】
図４（ｂ）は、温度制御ゾーン１０３に入った直後の電子部品２０、基板１０、及びサポートジグ１００の状態を示す。基板１０は電子部品２０ほど反っていないため、はんだ端子２１の一部が対応する端子１１から離れる。この状態ではんだが溶融し、凝固すると、はんだ未接続不良が発生する。
【００２１】
そこで、無線部１１１が無線部２Ａとの通信に基づいてサポートジグ１００が温度制御ゾーン１０３に到達したことを検知すると、それに応答して、反り量測定装置１１０は、電子部品２０の反り量を測定する。無線部１１１は、反り量に基づく制御信号を無線により送信する。サポートジグ１００は、制御信号を受信し、制御信号に基づいて基板１０の反りを調節する。
【００２２】
図４（ｃ）は、基板１０の反りが調節された状態の電子部品２０、基板１０、及びサポートジグ１００を示す。アクチュエータ３が制御信号に基づいて反ることによりベース板１が反り、その結果、基板１０の反りが電子部品２０の反りに追従するように調節される。したがって、はんだ端子２１が対応する端子１１から離れることが防がれる。この状態ではんだが溶融し、凝固するため、はんだ未接続不良が発生することが防がれる。
【００２３】
図４（ｄ）は、はんだ端子２１が端子１１にはんだ付けされた状態の電子部品２０、基板１０、及びサポートジグ１００を示す。その後、サポートジグ１００は、基板１０を支持した状態でコンベヤ１１２によって搬送され、温度制御ゾーン１０３を出て温度制御ゾーン１０４を通過し、リフロー炉２００から出る。
【００２４】
上述の工程を経て、電子部品２０と基板１０とを備えた電子部品組立体が製造される。
【００２５】
制御部２及びアクチュエータ３は、動作電力を無線部１１１から無線により供給されることが好ましい。サポートジグ１００に電源を備える必要がなくなるため、サポートジグ１００の耐久性が向上する。
【００２６】
なお、サポートジグ１００は、制御部２及びアクチュエータ３に動作電力を供給する電源を備えることも可能である。
【００２７】
本実施形態に係るリフローシステム及び電子部品組立体の製造方法は、携帯電話機、ＰＤＡ、ノートパソコン、携帯型音楽再生機器のような、薄型化や開発期間の短縮化が強く要求される携帯機器の製造に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係るリフローシステムの概略図である。
【図２】図２は、リフローシステムが備えるサポートジグの側面図である。
【図３】図３は、リフローシステムの機能ブロック図である。
【図４】図４（ａ）〜（ｄ）は、リフローはんだ付けの際の電子部品、基板及びサポートジグの挙動を示す。
【符号の説明】
【００２９】
２００…リフロー炉
１０１〜１０４…温度制御ゾーン
１１０…反り量測定装置
１１１…無線部
１１２…コンベヤ
１００…サポートジグ
１…ベース板
１ａ…面
２…制御部
２Ａ…無線部
２Ｂ…ドライバ
３…アクチュエータ
３Ａ…圧電素子
１０…基板
１１…端子
２０…電子部品
２１…はんだ端子
【図１】
2009246036.tif 000003
【図２】
2009246036.tif 000004
【図３】
2009246036.tif 000005
【図４】
2009246036.tif 000006