JP2001015903A - はんだ付け方法およびはんだ付け装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 無鉛はんだによるフローはんだ付けでもリフ
トオフ現象が発生しないはんだ付けができる。 【解決手段】 フラックス塗布工程で回路基板のはんだ
付け面にフラックスを塗布し、プレヒート工程ではんだ
準備温度に回路基板を昇温し、はんだ付け工程で無鉛溶
融はんだ液によるフローはんだ付けをした後、急冷工程
で２０℃乃至１００℃の温度の冷媒液により回路基板を
冷却する。つぎに、洗浄工程で回路基板を洗浄してはん
だ付けを終了する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、はんだ付け方法
およびはんだ付け装置に係り、特に無鉛はんだによるフ
ローはんだ付けに最適なはんだ付け方法およびはんだ付
け装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＶＬＳＩの高集積化が限りなく進み現在
では、集積度６４Ｍバイトから１２５ＭバイトＶＬＳＩ
の量産化が間近である。このように高集積化されること
は、ＶＬＳＩの電極パッドまたは電極リードの本数が、
限られた面積に著しく増加することであり、１本の電極
リードから見ると、例えば回路基板にＣＳＰ実装した場
合、実装面積やはんだ付け部の容積が著しく減少するこ
とを意味している。

【０００３】すなわち、高集積化される都度、より強固
なはんだ付け技術が要求されることになる。このはんだ
付け部に対してはさらに、ＶＬＳＩ素子の高集積化によ
り、動作時ＶＬＳＩパッケージ内の温度上昇も大きく、
この熱伝達径路構成部品のＸ−Ｙ面内熱膨張係数が大き
く異なり、その応力がはんだ付け部に集中する。さら
に、回路基板などに物理的応力がかかると、この物理的
応力もはんだ付け部に集中する。

【０００４】他方、はんだ付けのはんだ材料は、鉛によ
る地下水汚染の問題がクローズアップされている。これ
ら公害対策から電子部品の実装に用いるはんだもこれま
での有鉛はんだから無鉛はんだへの切り替えが要求され
ている。

【０００５】しかし、無鉛はんだは、有鉛はんだたとえ
ばＳｎ−Ｐｂ共晶はんだよりも液相点が高く、はんだ付
け温度も上昇する傾向にある。したがって、はんだ付け
後の冷却時間も従来より長時間となっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように形成されたはんだ付け法ではこのはんだ付け部に
クラックが入り、強固なはんだ付けが出来ていない場合
があった。即ち、接続信頼性が悪い課題があった。

【０００７】この発明者は無鉛はんだの接続信頼性の高
いはんだ付けの実用化について開発している。無鉛はん
だの一例として、たとえばＳｎに第３添加物以上を入れ
た多元合金無鉛はんだにおいては、はんだ付け後の冷却
時間が長いと、例えば、Ｂｉを添加した無鉛はんだの場
合、Ｂｉが例えば１％でもあれば、序冷工程において、
ＳｎとＢｉで冷却速度が異なるため、はんだが凝固する
時にリフトオフ現象（フィレットリフテイング）を起こ
し、はんだにクラックが入ったような離れる症状が発生
することを見出した。

【０００８】Ｂｉのような添加元素は、偏析や、租化し
やすく、スルーホール部品におけるリフトオフ現象の発
生原因となっていると思われる。このようなリフトオフ
現象は、フローはんだ付けプロセスのように、はんだ付
け面が片面のみの場合、顕著に現れる。すなわち、回路
基板の片面のみに、高温の溶融はんだ液に接触する。他
方面は、はんだ液に対接せず、高温度のはんだ付け部を
有してないため、表裏両面間非対象な温度状態となる。
このため、フロー型はんだ付けにおいて、リフトオフ現
象が顕著に発生することが判った。

【０００９】このように無鉛はんだの実用は、上記した
高集積化されるＶＬＳＩ素子実装の上記課題とも重な
り、はんだ付け実装において重要な課題である。

【００１０】この発明は上記点に鑑みなされたもので、
リフトオフ現象の発生を防止した強固なはんだ付け方法
およびはんだ付け装置を提供するものである。すなわ
ち、すなわち、はんだ付け後の冷却プロセスを強制的に
急冷することにより、冷却速度の異なる材料からなる無
鉛はんだでも、強固なはんだ付けのできるはんだ付け方
法およびはんだ付け装置を提供するものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明のはんだ付け方
法は、請求項１に記載されているように、 被加工体の
はんだ付け面をはんだ液に対接させてはんだ付け処理す
る工程と、このはんだ付け処理された上記回路基板のは
んだ付け部を上記はんだ付け温度の１／２以下の温度の
冷媒に対接させて冷却する工程と を具備してなること
を特徴としている。

【００１２】この発明のはんだ付け方法は、請求項２に
記載されているように、被加工体のはんだ付け面をはん
だ液に対接させてはんだ付け処理する工程と、このはん
だ付け処理された上記被加工体をＨＦＣ（ハイドロフル
オロカーボン）系、グリコールエーテル系、高級アルコ
ール系のうち少なくとも１種の冷媒により液冷する工程
とを具備してなることを特徴としている。

【００１３】この発明のはんだ付け方法は、請求項３に
記載されているように、回路基板のはんだ付け面をはん
だ液に対接させてはんだ付け処理する工程と、このはん
だ付け処理された後の冷却を上記回路基板のはんだ付け
部を上記はんだ付け温度の１／２以下の温度の冷媒に対
接させて冷却する工程とを具備してなることを特徴とし
ている。

【００１４】この発明のはんだ付け方法は、請求項４に
記載されているように、請求項１又は請求項２又は請求
項３記載のはんだ付け方法において、はんだ付けは無鉛
はんだによるフローはんだ付けであることを特徴として
いる。

【００１５】この発明のはんだ付け方法は、請求項５に
記載されているように、請求項１又は請求項２又は請求
項３記載のはんだ付け方法において、冷媒の温度は２０
℃乃至１２０℃であることを特徴としている。

【００１６】この発明のはんだ付け方法は、請求項６に
記載されているように、回路基板のはんだ付け面をはん
だ液に対接させてはんだ付け処理するはんだ付け部と、
このはんだ付け部ではんだ付け処理された上記回路基板
を上記はんだ付け温度の１／２以下の温度の冷媒により
冷却する冷却部とを具備してなることを特徴としてい
る。

【００１７】この発明のはんだ付け装置は、請求項７に
記載されているように、回路基板のはんだ付け面をはん
だ液に対接させてはんだ付け処理するはんだ槽と、この
はんだ付け槽で処理された上記回路基板のはんだ付け面
を上記はんだ付け温度の１／２以下の温度の冷媒に対接
させて冷却する冷却部と を具備してなることを特徴と
している。

【００１８】この発明のはんだ付け装置は、請求項８に
記載されているように、 請求項１又は請求項２記載の
はんだ付け装置において、冷媒の温度は２０℃乃至１２
０℃であることを特徴としている。

【００１９】この発明のはんだ付け装置は、請求項９に
記載されているように、 請求項１又は請求項２記載の
はんだ付け装置において、冷却部は温度は２０℃乃至１
２０℃液体を収容した冷却液槽であることを特徴として
いる。

【００２０】この発明のはんだ付け装置は、請求項１０
に記載されているように、請求項１又は請求項２記載の
はんだ付け装置において、冷却部は温度２０℃乃至１２
０℃の冷媒を少なくともはんだ付け面に噴射する手段で
あることを特徴としている。この発明のはんだ付け装置
は、請求項１１に記載されているように、請求項１又は
請求項２記載のはんだ付け装置において、冷却部は温度
２０℃乃至１２０℃冷媒を少なくともはんだ付け面に噴
流する手段であることを特徴としている。このような発
明によれば、リフトオフ現象の発生を防止できるため強
固な無鉛はんだ付けができる。さらに、高集積ＬＳＩ素
子でも強固な無鉛はんだ付けを実施できる。

【００２１】

【発明の実施の形態】実施形態１ 次に、図１を参照して本発明のはんだ付け方法をフロー
型はんだ付け方法に適用した実施形態を説明する。図１
は、フローはんだ付け方法を工程順に示すフローチャー
トである。被加工体たとえば回路基板はフラックス塗布
工程１でこの基板のはんだ付け面にはんだ付けのための
フラックスを均一に塗布する。フラックスの塗布が終了
した回路基板はプレヒート工程２で、はんだ付けのため
の準備温度例えばはんだ付け温度より１００℃程度低温
度にプレヒートされて、はんだ付け工程３へ搬送する。

【００２２】この工程３は無鉛はんだたとえばＳｎ−Ｂ
ｉ系無鉛はんだが溶融されたはんだ槽でフローはんだ付
け例えば多段フロー方式はんだ付けを温度たとえば２５
０℃ではんだ付けをする。フローはんだ付けの終了した
回路基板を冷却工程４に搬送して、２０℃〜１２０℃の
うち予め選択された温度に温調された冷媒液中に浸漬さ
せて、回路基板の表裏面同時に急速に冷却する。冷却さ
れた回路基板を洗浄工程へ搬送してフラックスなどの残
さがあれば回路基板を洗浄する。このようにしてフロー
はんだ付けプロセスを終了する。このように、フローは
んだ付け後、急冷したはんだ付けはリフトオフ現象の発
生を防止できる。

【００２３】次に、図２乃至図４のフローはんだ付け装
置を参照してはんだ付け方法をさらに具体的に説明す
る。図２はフロー型はんだ付け装置の一実施形態を説明
するための図で、はんだ付け後冷媒の液槽に浸漬して冷
却する実施形態の説明図である。図３は、フロー型はん
だ付け装置の一実施形態を説明するための図で、はんだ
付け後冷媒をスプレーして冷却する実施形態の説明図で
ある。図４は、フロー型はんだ付け装置の一実施形態を
説明するための図で、はんだ付け後冷媒を噴流させて冷
却する実施形態の説明図である。

【００２４】実施形態２ 先ず、図２の実施形態について説明する。クローズされ
た雰囲気を形成する囲い１１内には、被処理体たとえば
回路基板を搬送する環状コンベアベルト１２が設けられ
ている。このコンベアベルト１２は周知のもので図示し
ない回転ローラ間に張設されている。コンベア角度は水
平型と傾斜型がありこの実施形態では、はんだの切れの
よい傾斜型コンベアの例で傾斜角度は４度乃至８度の角
度である。 水平型コンベアの場合は回路基板１３をロ
ーデイングし易く、比較的接続信頼性がよいメリットが
ある。このコンベアベルト１２上に、はんだ付け工程を
実行するための回路基板１３をオートロデイング例えば
ロボットハンドリングにより予め定められたプログラム
により順次載置する。すなわち、回路基板１３にマウン
タによりＶＬＳＩ素子、コンデンサなど電子部品が装着
され、接着剤により仮固定された状態で、上記ロボット
ハンドリングにより上記ベルト１２上に搬入される。搬
入された回路基板１３は、フラクサ工程部１４にて、回
路基板３の片面即ち、はんだ付け面上に液状フラックス
を均一に塗布する。この塗布法は例えば噴霧法で均一に
塗布する。即ち、フラクサ１４は、噴霧式フラックス塗
布装置が均一塗布に良好である。

【００２５】この塗布プロセスはベルト１２を停止して
実行してもよいが、ベルト１２を停止させず走行状態で
塗布してもよい。次に、ベルト１２により回路基板１３
は搬送されて、プレヒート工程部１５に搬送される。こ
のヒート工程部１５では、はんだ付け前の加熱を実行す
る。この温度は、はんだ付け温度のたとえば１／２程度
の温度を選択する。この加熱手段は、たとえば表裏面側
に面状ヒータ１６，１７を配置して、加熱する。

【００２６】この加熱プロセスもベルト２を停止させて
実行させてもよいし、走行状態で実施してもよい。ベル
ト１２を停止させた場合には、ヒータ１６，１７が上記
基板３のサイズで処理できる。ベルト１２を停止させ
ず。走行中に加熱する場合には、ヒータ１６，１７の長
さを、所望する温度になる長さにする必要がある。また
は、ベルト１２の走行速度を選択して解決することもで
きる。準備加熱された回路基板１３は、はんだ付け工程
部１８に搬入される。

【００２７】即ち、無鉛はんだの溶融液１９で満たされ
たはんだ槽２０がベルト１２の位置より下方に設けられ
る。すなわち、搬送された回路基板１３下面に対しては
んだ液が上方へ噴流する状態即ちフロー方式で、回路基
板１３の下面が無鉛はんだの溶融液１９に対接する。こ
のはんだ付け法は何れでも良く、多段フロー方式、ウエ
ーブ方式、その他何れでもよい。勿論、回路基板１３へ
の電子部品のはんだ付けリードの長さが充分な場合に
は、静止式はんだ付け法が最適である。

【００２８】無鉛はんだの溶融液１９に対接した回路基
板１３はコンベアベルト１２の走行により冷却工程部２
５に搬入される。冷却工程部２５には冷媒液２７で満た
された冷媒槽２６が設けられている。この実施形態で
は、冷媒液２７中に回路基板１３を浸漬して急冷するプ
ロセスの例である。この浸漬型冷却を可能にするように
ベルト１２が敷設されている。冷媒槽２６中の冷媒液２
７はパイプ２８を介して熱交換器２９に循環されてい
る。

【００２９】この熱交換器２９はたとえば加熱冷却機能
を有し、循環する冷媒液２７を予め設定した温度に温度
制御して、冷媒槽２６に返還する温度調整システムが構
成されている。この冷却プロセスもベルト１２を停止さ
せて冷却してもよいし、ベルト１２は走行状態で冷却し
てもよい。

【００３０】回路基板１３を所望する温度に降温する。
この冷却プロセス終了後必要に応じて洗浄した後、搬出
する構成になっている。このようにしてフローはんだ付
け装置２０が構成されている。このフローはんだ付け装
置３０には温度センサ（図示せず）がセットされてい
る。すなわち、プレヒート部５により加熱される回路基
板１２の上昇温度を検知する感温センサたとえば熱電対
が基板１３の設定位置に設けられる。基板１２の温度が
設定温度になるのを検出し、コンピュータ（図示せず）
に報知する。所定温度以上にならないようコンピュータ
により制御し管理する。

【００３１】さらに、はんだ付け工程部１８には、はん
だ槽１０に温度センサがはんだ槽２０に設けられる。こ
の温度センサの感知温度を上記コンピュータに報知す
る。無鉛はんだの溶融液１９の温度が予め設定された温
度以上にならないよう、常に設定温度に上記コンピュー
タにより管理する。この温度管理は、適切な無鉛はんだ
付けを可能とし、溶融液９の表面酸化を管理する面でも
重要である。

【００３２】さらにまた、冷却工程部２５に収容されて
いる冷媒液２７の温度を感知するために冷媒槽２６に温
度センサが設けられている。この温度センサの感知温度
は上記コンピュータに常時入力され、２０℃〜１００℃
内の予め設定した温度に管理している。たとえば、設定
温度より高温になった場合には冷媒の循環速度が早くな
るよう制御し、温度が設定温度より低温になった場合に
は、冷媒の循環速度を遅く制御して、常に設定温度に上
記コンピュータにより制御、管理する。

【００３３】実施形態３ 次に、はんだ付けプロセスの実施形態を説明する。常時
予め設定された速度で走行しているコンベアベルト１２
に、被加工体たとえば電子部品が装着され接着剤例えば
アクリル系接着剤により仮固定した回路基板１３を搬入
する。上記ベルト１２の走行速度は０．５ｍ／分乃至２
ｍ／分で最適実施例では０．７ｍ／分乃至１ｍ／分であ
る。上記基板１３の搬入は上記コンピュータの制御によ
りロボットハンドリングにより自動的に、予め定められ
た位置に載置する。

【００３４】ベルト１２によりローデイングされた回路
基板１３はフラクサ工程部１４において、はんだのフラ
ックスをたとえば噴霧法により、はんだ付け面に均一に
塗布する。このフラックスは、温度１５℃乃至３０℃に
予め温調することが均一塗布に適当である。即ち、回路
基板１３のはんだ付け面たとえば下面にフラックス液を
噴霧する。この噴霧は、ベルト２を停止させることなく
回路基板１３の走行中に塗布する。この塗布時間は１秒
間乃至３・５秒間が適当である。

【００３５】したがって、回路基板３がフレクサ工程部
１４にローデイングされたのを感知するセンサたとえば
ホトカプラにより感知し、この情報を上記コンピュータ
に入力して、このコンピュータによりフレクサ工程部１
４を自動的に制御する。フラックスは、たとえばロジン
系フラックス、水溶性フラックスなどである。フラック
ス塗布の目的は、化学的に活性の母材およびはんだ表面
酸化の除去、母材に対する濡れ性のよいことなどであ
る。

【００３６】フラックスの塗布された回路基板１３はベ
ルト１２によりローデイングされてプレヒート工程部１
５に搬入する。このヒート工程部１５において、予め加
熱されているヒータ１６、１７により表裏面同時に加熱
する。一方面のみに熱線を照射しない。この加熱期間は
ベルト１３の通過期間である。

【００３７】この期間に予め設定したプレヒート温度た
とえば１５０℃に上昇するようにヒータ１６、１７の長
さが設定されている。プレヒート温度ははんだ付け温度
より１００℃程度低温度が望ましい。プレヒートに遠赤
外線と温風併用にするとフラックス性能を向上させる効
果がある。プレヒート時間は、３５秒間乃至１００秒間
が適当である。

【００３８】プレヒート温度に加熱された回路基板１３
は、ベルト１２によりローデイングされて、はんだ付け
工程部１８に搬入する。この搬入をセンサたとえばホト
カプラにより検知すると、はんだ槽２０に満たされてい
る無鉛はんだの溶融液１９に回路基板１３のはんだ付け
面に対接する。このはんだ付けは、この実施形態ではフ
ローはんだ付けで、片面のはんだ付けであるため、噴流
はんだにより供給している。この他、ダブルウエーブ方
式、スイングウエーブ方式、トリプルウエーブ方式など
である。このはんだ付け工程は、ベルト１２を停止する
ことなく、ベルト１２の走行期間内で実施する。無鉛は
んだとしては、たとえば、Ｓｎ−Ｂｉ−Ａｇ系合金にＣ
ｕ、Ｉｎを添加したＳｎ−Ｂｉ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｉｎ系合
金無鉛はんだである。

【００３９】また、他の例として、Ｓｎ−Ａｇ系合金無
鉛はんだで添加物として、１重量％〜５重量％のＡｇ
と、それぞれ０．１重量％〜１４重量％および０．１重
量％〜１０重量％で両者の合計が１５重量％以下のＢｉ
およびＩｎと、０．１重量％〜２重量％のＣｕとを含み
残部がＳｎと不可避不純物からなる合金である。その他
Ｓｎ−Ｓｂ系無鉛はんだなどである。無鉛はんだの溶融
液９の温度は、はんだ付け温度を選択するか、又は多少
高温度を選択する。はんだ付け温度は、２３０℃乃至２
６０℃たとえば２５０℃である。このはんだの凝固点は
２０５℃である。このようにして、はんだ付け工程を終
了した回路基板１３はベルト１２によりローデイングさ
れて冷却工程部２５に搬入する。この冷却工程部２５に
搬入されると、この搬入を感知たとえばホトカプラによ
り検知し、これを上記コンピュータに報知する。このコ
ンピュータの管理により冷媒液１７の液温度を確認し、
温度制御する。この温度はリフトオフ現象を回避する急
冷温度としてはんだ付け温度の１／２以下の温度で望ま
しくは２５℃〜１２０℃の冷却温度が選択される。たと
えば８０℃である。すなわち、２５０℃でのはんだ付け
が終了した回路基板１３は、たとえば８０℃の冷媒液１
７中にベルトハンドリングする。即ち、２５０℃から８
０℃の冷媒液温に一気に急冷する。したがって、回路基
板１３が冷媒液２７中に進入した時、回路基板１３はん
だ付け面は、はんだ溶融温度の２５０℃またはそれ以下
近傍の温度にあり、他面側は常温より高温となった状態
である。

【００４０】このような２面の温度差を持つ、基板１３
の両面は一気に８０℃に冷却される。この冷却プロセス
の終点検出は、処理時間でもよいが、回路基板１３の表
裏面の温度が、冷媒の設定温度に到達した時を検知し、
終点として、次工程へ搬送するようにしてもよい。この
ような冷却の熱交換は回路基板１３が進入した時、冷媒
液１９の温度上昇となる。この温度上昇を出来る限り小
さくするように、上記コンピュータは、予め定められた
プログラムで冷媒液２７の循環速度を高速化制御する。
このようにして、表裏温度差のある回路基板１３を冷却
することにより、リフトオフ現象のない、はんだ付けを
実現する。

【００４１】この冷媒液２７はたとえばＨＦ（ハイドロ
フルオロカーボン）系冷媒液、ＰＦＣ（パーフルオロカ
ーボン）系冷媒液、グリコールエーテル系冷媒液、高級
アルコール系冷媒液などである。主としてＰＦＣ（パー
フルオロカーボン）系冷媒液が適当である。冷媒として
は、地球環境に配慮し、オゾン層破壊係数が小さく、地
球温暖化係数が小さく、大気寿命の短い、高沸点フッ素
系不活性液体が望ましい。この実施形態におけるリフト
オフ現象の発生率の一例は表１のとおりである。 回路
基板１３に設けられているはんだ付け部たとえばランド
部でのはんだ付け状態の評価結果である。

【００４２】

【表１】 図１には記載されていないが、グリコールエーテル系冷
媒液、高級アルコール系冷媒液などのように、冷却後回
路基板１３の表面がべとつくような冷媒や、フラクサ工
程で洗浄が必要な処理液の場合にははんだ付け工程後、
洗浄工程を増設することが、望ましい。洗浄液は、水ま
たは溶剤による洗浄例えばＣＦＣ（クロロフロロカーボ
ン），ＨＣＦＣ（ハイドロクロロカーボン），アルコー
ルによる洗浄である。

【００４３】この実施形態のように、Ｓｎに第３添加物
以上をいれた多元合金において、はんだ付け後の冷却時
間を短くすることにより、たとえばＢｉのような添加元
素の偏析や、租化を防ぎ、スルーホールにおけるリフト
オフ現象の発生を防止できる。上記実施形態では、はん
だ付け後の冷却手段として冷媒液中に基板を浸漬させて
冷却した実施形態を説明したが、急速冷却であれば何れ
でもよく、冷媒をスプレー状に噴霧する冷却法や、冷媒
を基板１３に噴流させて冷却する方法など何れでもよ
い。

【００４４】実施形態４ 次に、図３を参照して、冷媒液をスプレー状に噴霧する
法について説明する。実施形態２と実施形態４とは、は
んだ付け工程後の冷却手段および冷却手段のみが隔離し
た処理室に分割した２点が相違するものであるから、冷
却工程のみ説明する。後者のはんだ後処理室を分離した
のは、スプレーにより噴霧するため、その飛散を考慮し
て処理室を独立させたものである。はんだ付け工程部８
までの工程は、図２と同様であるため、その詳細な説明
は省略し、図３に図２と同一番号を付与してその詳細な
説明を省略する。

【００４５】すなわち、冷却工程部３１は囲い３２内に
設けられている。コンベアベルト１２が囲い３２まで延
長して設けられている。このベルト１２の走行路近傍に
は冷媒液３３をスプレーするスプレー装置３４が設けら
れている。このスプレーは噴霧でもよいが、単位時間当
たりの冷媒液供給量を多量にすることが望ましい。

【００４６】このようなスプレー、噴霧により噴流した
ことにより回路基板１３のはんだ付け面を濡らしこの基
板１３から流れ落ちる冷媒液３３を捕集するように受け
容器３５が設けられている。この容器３５に溜まった冷
媒液３３はドレイン用パイプ３６により熱交換器３７に
流入するように設けられている。

【００４７】この熱交換器３７では冷却プロセスを経た
冷媒液を冷却のための設定温度に冷却した後、再びソー
ス用パイプ３８を介してスプレー用として使用する。循
環系を構成している。この循環系にはフィルタを設け、
スプレープロセスによりはんだ残さ等が入っている場合
には、除去することが望ましい。このプロセスでの冷媒
液３３の温度管理は実施形態１の要領で設定温度を冷却
液としてスプレーする。 この実施形態では、はんだ付
け面のみにスプレーしている急冷である。

【００４８】実施形態５ 次に、図４を参照して冷却手段の他の実施形態を説明す
る。この実施形態も図２と相違する装置は冷却装置のみ
であるため、実施形態２と同様にはんだ付け工程部１８
までは、実施形態１と同一番号を図４に付与してその説
明を省略する。即ち、コンベアベルト１２の走行路に沿
って冷媒液４１を滞留する冷媒槽４２が設けられてい
る。この冷媒槽４２に貯留されている冷媒液４１を噴流
して、回路基板１３のはんだ付け面に放射し濡らすノズ
ル４３が設けられている。上記冷媒槽４２には冷媒液４
１の温度を冷却のための設定温度にするために熱交換器
４４との間に冷媒液４１の循環パイプ４５、４６が配管
されて、冷却工程部４７が構成されている。この実施形
態も実施形態２と同様に、回路基板１３のはんだ付け面
に冷媒液４１を噴流し冷却する実施形態である。

【００４９】上記実施形態４、５は被加工体の回路基板
１３のはんだ付け面のみに冷媒液を放射した実施形態で
あるが、急冷するため表裏両面同時に冷却操作をしたい
場合には、いずれの実施形態も図５乃至図８のように構
成することにより、回路基板１１の表裏面同時に冷却で
きる。

【００５０】すなわち、回路基板１３の表裏両面同時に
冷媒液５１をスプレー（噴流、噴霧）するには、回路基
板１３を図５、６に示すように垂直に立てて、左右それ
ぞれにノズル５２、５３を設け、左右のノズル５２、５
３から同時にスプレーすればよい。

【００５１】図５は表裏面各一個のノズル５２、５３か
らスプレーするため周縁部の冷媒液温度と中央部の冷媒
液温度に温度差が発生する。また、基板１３から見る
と、基板１３の周縁部と中央部とでは冷媒液５１の供給
量に大きく密度差があり、冷却速度に変化が発生する場
合がある。この場合には図６乃至図８のようにノズル５
２、５３を配列すればよい。

【００５２】すなわち、図６に示すように左右何れにも
スプレーノズル５２、５３を複数個配列し、回路基板１
３の全面に均一な密度で冷媒液を供給できるように構成
してもよい。回路基板１３の表面裏面何れも図７に示す
ように、ノズル５２、５３の配列を面状に配設するとよ
い。これらノズル５２，５３群を同時に開バルブし、放
射すればよい。また、図８に示すように回路基板１３の
表裏面共に直線状１列にノズル５２、５３配設すること
により、同様に、表裏面同時に冷却できる。この場合は
ノズル列と回路基板１３を相対的に移動させることによ
り、回路基板１３の全面を急速に冷却できる。

【００５３】図５乃至図８の実施形態いずれも図２の実
施形態と同様なプロセス条件で実施できる。例えば、冷
媒液の温度は２０℃〜１２０℃間で選択、実施する。さ
らに冷媒の種類も上記実施形態と同様である。

【００５４】上記実施形態では、無鉛はんだによるはん
だ付けの実施形態について説明したが、有鉛はんだでも
同様な作用効果が得られることは説明すまでもないこと
である。

【００５５】上記実施形態では、フローはんだ付けの実
施形態について説明したが、はんだ付けであれば、リフ
ローはんだ付けでも、デイップはんだ付けでも、同様な
作用効果が得られることは説明すまでもないことであ
る。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
はんだ付け終了後急冷するので、リフトオフ現象の発生
を防止し、強固なはんだ付けができる。特に、無鉛はん
だ付けやフローはんだ付けにおいてもリフトオフ現象の
ないはんだ付けができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のはんだ付け方法の１実施形態を説明
するためのフローチャートである。

【図２】この発明のはんだ付け装置の１実施形態を説明
するための図である。

【図３】図２の他の実施形態を説明するため図である。

【図４】図２の他の実施形態を説明するため図である。

【図５】図３および図４の冷媒液噴流ノズルの配列の実
施形態を説明するための図である。

【図６】図３および図４の冷媒液噴流ノズルの配列の実
施形態を説明するための図である。

【図７】図３および図４の冷媒液噴流ノズルの配列の実
施形態を説明するための図である。

【図８】図３および図４の冷媒液噴流ノズルの配列の実
施形態を説明するための図である。

【符号の説明】

１……フラックス塗布工程 ２……プレヒート工程 ３……はんだ付け工程 ４……急冷工程 ５……洗浄工程 １１、３２……囲い １２……コンベアベルト １３……回路基板 １４……フラクサ工程部 １５……ヒート工程部 １６、１７……ヒータ １８……はんだ付け工程部 １９……溶融液 ２０……はんだ槽 ２５、３１、４７……冷却工程部 ２６……冷却槽 ２７、３３、４１……冷媒液 ２８、３６、３８、４５、４６……パイプ ２９、３７、４４……熱交換器 ３０……フローはんだ付け装置 ３４、３４、４３……ノズル ３５……受け容器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 秀典 東京都青梅市新町３丁目３番地の１ 東芝 コンピュータエンジニアリング株式会社内 Ｆターム(参考） 4E080 AA01 AB01 AB06 DA04 EA07 5E319 BB01 CC23 CD31 GG20

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被加工体のはんだ付け面をはんだ液に対
   接させてはんだ付け処理する工程と、 このはんだ付け処理された上記被加工体のはんだ付け部
   を上記はんだ付け温度の１／２以下の温度の冷媒により
   冷却する工程とを具備してなることを特徴とするはんだ
   付け方法。
2. 【請求項２】 被加工体のはんだ付け面をはんだ液に対
   接させてはんだ付け処理する工程と、 このはんだ付け処理された上記被加工体をＨＦＣ（ハイ
   ドロフルオロカーボン）系、グリコールエーテル系、高
   級アルコール系のうち少なくとも１種の冷媒により液冷
   する工程とを具備してなることを特徴とするはんだ付け
   方法。
3. 【請求項３】 回路基板のはんだ付け面をはんだ液に対
   接させてはんだ付け処理する工程と、 このはんだ付け処理された後の冷却を上記回路基板のは
   んだ付け部を上記はんだ付け温度の１／２以下の温度の
   冷媒により冷却する工程とを具備してなることを特徴と
   するはんだ付け方法。
4. 【請求項４】 請求項１又は請求項２又は請求項３記
   載のはんだ付け方法において、はんだ付けは無鉛はんだ
   によるフローはんだ付けであることを特徴とするはんだ
   付け方法。
5. 【請求項５】 請求項１又は請求項２又は請求項３記
   載のはんだ付け方法において、冷媒の温度は２０℃乃至
   １２０℃であることを特徴とするはんだ付け方法。
6. 【請求項６】 回路基板のはんだ付け面をはんだ液に対
   接させてはんだ付け処理するはんだ付け部と、 このはんだ付け部ではんだ付け処理された上記回路基板
   を上記はんだ付け温度の１／２以下の温度の冷媒により
   冷却する冷却部とを具備してなることを特徴とするはん
   だ付け装置。
7. 【請求項７】 回路基板のはんだ付け面をはんだ液に対
   接させてはんだ付け処理するはんだ槽と、 このはんだ付け槽で処理された上記回路基板のはんだ付
   け面を上記はんだ付け温度の１／２以下の温度の冷媒に
   より冷却する冷却部とを具備してなることを特徴とする
   はんだ付け装置。
8. 【請求項８】 請求項６又は請求項７記載のはんだ付け
   装置において、冷媒の温度は２０℃乃至１２０℃である
   ことを特徴とするはんだ付け装置。
9. 【請求項９】 請求項６又は請求項７記載のはんだ付け
   装置において、冷却の温度は２０℃乃至１２０℃液体を
   収容した冷却液槽であることを特徴とするはんだ付け装
   置。
10. 【請求項１０】 請求項６又は請求項７記載のはんだ付
    け装置において、冷却の温度は２０℃乃至１２０℃の冷
    媒を少なくともはんだ付け面に噴射又はスプレーする手
    段であることを特徴とするはんだ付け装置。
11. 【請求項１１】 請求項６又は請求項７記載のはんだ付
    け装置において、冷却の温度は２０℃乃至１２０℃冷媒
    を少なくともはんだ付け面に噴流する手段であることを
    特徴とするはんだ付け装置。