JP2001267735A - はんだ付け方法及びはんだ付け装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】プリント板の大きさや層数の違いや部品の大き
さの違いで発生することが懸念されるはんだ付け部の引
け巣やはんだ剥離の発生を防止できるはんだ付け方法及
びはんだ付け装置を提供する。 【解決手段】回転と移動が可能な環境室ユニットを設
け、環境室ユニットに加熱エアー，加熱ガス，加熱液や
冷却エアー，冷却ガス，冷却液等を導入し、環境室ユニ
ットに収納したプリント板のはんだ付け環境を制御管理
しながらはんだ付けを行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子回路等が形成
されるプリント板のはんだ付けの技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】プリント板のはんだ付けは、プリント板
にエッチング等で形成された電気配線と指定の個所に仮
決めされた電子部品とを電気的に接合するため、通常、
溶融はんだ槽にプリント板を浸すことで行われる。図６
は、従来のはんだ付け装置を示す斜視図である。プリン
ト板４はコンベア２１に乗せられ、予熱ゾーン１８を通
過した後に、はんだ付け槽１９の溶融はんだ１７に浸さ
れてはんだ付けが行われる。プリント板４はコンベア２
１によって同じ速度で搬送されるので、プリント板の大
きさや層数の違いや電子部品５の大きさの違いで温度が
上がりにくかったり冷却がしにくかったりすることに無
関係に、はんだ付けが行われる。

【０００３】一方、環境汚染等の防止のため、鉛を含有
しないはんだが主流であるが、鉛を含有しないはんだを
使用した場合、従来のように温度の上昇下降の特性を考
慮しないと、はんだ付け部の剥離やマイクロクラック等
の発生が懸念される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、プリ
ント板の大きさや層数の違いや部品の大きさの違いで発
生することが懸念されるはんだ付け部の引け巣やはんだ
剥離の発生を防止できるはんだ付け方法及びはんだ付け
装置を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、回転と移動が可能な環境室ユニットを設
け、環境室ユニットに加熱エアー，加熱ガス，加熱液の
うち少なくともひとつ、及び、冷却エアー，冷却ガス，
冷却液のうち少なくともひとつを導入し、環境室ユニッ
トに収納したプリント板のはんだ付け環境を最適にしな
がらはんだ付けを行なうようにしたものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】図２は、はんだ付け装置の全体の
構成を示す斜視図である。はんだ付け装置１には、予熱
ゾーン１８とはんだ付け槽１９が設けられ、さらに、環
境室ユニット２が移動と回転ができるように設けられて
いる。環境室ユニット２はその内部にプリント板４（図
示せず）を保持し、予熱ゾーン１８とはんだ付け槽１９
とに移動して、はんだ付けを行なう。環境室ユニット２
は移動しながら加熱エアー，加熱ガス，加熱液等を環境
室ユニット２の内部に導入し、プリント板４の温度が上
がりにくい所の加熱支援を行なうとともに、予熱ゾーン
１８を通りながら予熱加熱をし、はんだ付け糟１９で、
はんだ付けを行なう。温度が上がり易い所は、冷却エア
ー，冷却ガス、冷却液等を環境室ユニット２の内部に導
入し、その部分に当たるようにする。はんだ付け終了後
は、ただちに冷却エアー，冷却ガス，冷却水等を環境室
ユニット２の内部に導入し、プリント板４，電子部品
５，はんだ付け部等の特に温度が下がりにくい所を冷却
する。このように温度が上がりにくい所には加熱の支援
をし、冷えにくい所には冷却の支援を行なうことで、は
んだ付け部のマイクロクラックやはんだ剥離のない最適
なはんだ付けができる。

【０００７】図１は環境室ユニットの全体の構成を示す
斜視図である。環境室ユニット２の内部には、電子部品
５が配置されたプリント板４が交換押え３で保持されて
いる。交換押え３は、溶融はんだがプリント板４の部品
面にかぶらないようにする機能も有している。環境室ユ
ニット２には、内部の温度を計測する温度センサ６，内
部の気圧を計測する気圧センサ７，内部の酸素濃度を計
測する酸素濃度センサ８が設けられている。

【０００８】環境室ユニット２に設けられた導入口９か
ら加熱ガスを環境室ユニット２の内部に供給する。広角
ノズル１５によって、上方からも加熱ガスを供給でき
る。環境室ユニット２の内部の温度，気圧，酸素濃度は
それぞれのセンサで計測され、その環境計測信号ａが信
号増幅部１０により増幅され、データ増幅信号ｂとな
り、比較回路部１１で、予め設定された設定値との比較
を行ない、その差分が偏差信号ｃとなり、アナログデジ
タル変換部１２により、アナログ値からデジタル値に変
換されてデジタル変換信号ｄとなる。演算回路部１３で
は酸素濃度を基にした演算信号ｅが求められる。制御部
１４では、この演算信号ｅに基づいて、導入口９等に導
入する加熱ガスの温度，流量等を制御する信号を発生す
る。酸素濃度の設定値より環境室ユニット２の内部の酸
素濃度が高い時は、制御部１４からの雰囲気信号ｇによ
り加熱ガスを増量し、酸素濃度が設定値になるまで増量
操作が繰り返し行われ、環境室ユニット２の内部の雰囲
気を形成する。環境室ユニット２の内部の温度管理や気
圧管理も同様に行なうことができる。また、制御部１４
では、広角ノズル１５を駆動させる駆動信号ｆも発生す
る。

【０００９】はんだ付けが完了したら、ただちにプリン
ト板４やそのはんだ付け部を急冷する。急冷は、冷却エ
アー，冷却ガス、あるいは、冷却液を、環境室ユニット
２の導入口９から導入し、はんだ付け部に当てることに
よって行われる。

【００１０】また、図１において、導入口９は途中で折
れ曲がっている多重構造として、環境室ユニット２の内
部への空気の巻込みによる異物の侵入や、ミストの巻き
込みを防止する構造としている。

【００１１】図３は環境室ユニットの縦断面図である。
環境室ユニット２には、図１に示した広角ノズル１５の
他、導入口９にかえて狭角ノズル１６が設けられてい
る。広角ノズル１５はノズル先端を広角にして、回転と
上下動を行うことで、環境室ユニット２の内部全体の雰
囲気を形成する。また、狭角ノズル１６は、温度が上が
りにくい電子部品５やはんだ付け後の冷却において冷却
しにくい電子部品５の近くに設けられ、予熱やはんだ付
け加熱時の支援や冷却時の支援を行う。このような構成
によって、はんだ付け部の均一な加熱や冷却が可能とな
る。

【００１２】図４は環境室ユニットの縦断面図であり、
マルチ導入口式環境室ユニットを示す。加熱エアー，加
熱ガス，加熱液，冷却エアー，冷却ガス，冷却液等を導
入する導入口９を、環境室ユニット２の全面に設ける。
どの導入口９から加熱エアー，加熱ガス，加熱液，冷却
エアー，冷却ガス，冷却液等を導入するかは、プリント
板４の種類に応じて設定する。設定した条件と環境室ユ
ニット２の内部の環境計測信号ａとの比較によって、環
境の制御を行う。交換押え３のプリント板４の下方にも
導入口９ａを設けることによって、予熱やはんだ付け加
熱時の支援，冷却時の支援を行うとともに、はんだ付け
時のはんだ量を制御する。

【００１３】図５は環境室ユニットの縦断面図であり、
減圧式環境室ユニットを示す。図３や図４に示した予
熱，冷却方法と併用することによって、はんだ付けの不
良の発生を防止できる。図５において、吸引口２０から
環境室ユニット２内部のガスを吸引して周囲の大気圧ｐ
より低い気圧ｐ１に減圧するとともに、環境室ユニット
２の全体を溶融はんだ１７に押し付ける。減圧はプリン
ト板４が溶融はんだ１７に接する前でも、接しながらで
もよい。環境室ユニット２を押し付けられたことと環境
室ユニット２の内部の減圧によって、溶融はんだ１７は
図中矢印で示すように、上方に上がろうとする。ここ
で、プリント板４のはんだ付け部の開口に溶融はんだ１
７が上がってくる。このようにして、はんだ付けの不良
の発生を防止することができる。

【００１４】以上の本発明の実施例によれば、プリント
板の大きさや層数の違いや部品の違いで発生することが
懸念されるはんだ付け部剥離やはんだマイクロクラック
を押さえ、最適なはんだ付けができるという効果を得る
ことができる。

【００１５】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、プ
リント板の大きさや層数の違いや部品の大きさの違いで
発生することが懸念されるはんだ付け部の引け巣やはん
だ剥離の発生を防止できるはんだ付け方法及びはんだ付
け装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】環境室ユニットの全体の構成を示す斜視図。

【図２】はんだ付け装置の全体の構成を示す斜視図。

【図３】環境室ユニットの縦断面図。

【図４】環境室ユニットの縦断面図。

【図５】環境室ユニットの縦断面図。

【図６】従来のはんだ付け装置を示す斜視図。

【符号の説明】

１…はんだ付け装置、２…環境室ユニット、４…プリン
ト板、５…電子部品、９…導入口、１４…制御部、１５
…広角ノズル、１６…狭角ノズル、１７…溶融はんだ。

フロントページの続き (72)発明者 川又 正人 茨城県ひたちなか市大字津田字関場1939番 地 那珂インスツルメンツ株式会社内 (72)発明者 黒沢 広次 茨城県ひたちなか市大字市毛882番地 株 式会社日立製作所計測器グループ内 (72)発明者 富岡 正男 茨城県ひたちなか市大字市毛882番地 株 式会社日立製作所計測器グループ内 (72)発明者 生頭 正則 茨城県ひたちなか市大字市毛882番地 株 式会社日立製作所計測器グループ内 (72)発明者 菅野 美由紀 茨城県ひたちなか市大字市毛882番地 株 式会社日立製作所計測器グループ内 (72)発明者 神長 恒治 茨城県ひたちなか市大字市毛882番地 株 式会社日立製作所計測器グループ内 Ｆターム(参考） 4E080 AA01 AB05 BA14 CB02 CB04 DA04 EA02 5E319 AC01 CC33 CC58 CC60 CD31

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】はんだ付けを行うプリント板をその内部に
   保持する環境室ユニットの該プリント板の上面に形成さ
   れた空間に、加熱エアー，加熱ガス，加熱液のうち少な
   くともひとつと、冷却エアー，冷却ガス、冷却液のうち
   少なくともひとつを導入し、プリント板に溶融はんだを
   付着させることを特徴とするはんだ付け方法。
2. 【請求項２】請求項１の記載において、前記環境室ユニ
   ットの前記空間の温度，酸素濃度の値に基づいて、前記
   加熱エアー，加熱ガス，加熱液のうち少なくともひとつ
   と、冷却エアー，冷却ガス，冷却液のうち少なくともひ
   とつの温度および流量を制御することを特徴とするはん
   だ付け方法。
3. 【請求項３】はんだ付けを行うプリント板が溶融はんだ
   に接する前、または接しながら、前記プリント板をその
   内部に保持する環境室ユニットの該プリント板の上面に
   形成された空間の圧力を減圧することを特徴とするはん
   だ付け方法。
4. 【請求項４】はんだ付けを行うプリント板を加熱する予
   熱ゾーンと、前記プリント板に付着させる溶融はんだを
   保持するはんだ付け槽と、前記プリント板をその内部に
   保持し、該プリント板の上面に空間を形成し、前記予熱
   ゾーンと前記はんだ付け槽の方向に移動または回転する
   環境室ユニットと、該環境室ユニットに設けられ、前記
   空間に加熱エアー，加熱ガス，加熱液のうち少なくとも
   ひとつと、冷却エアー，冷却ガス，冷却液のうち少なく
   ともひとつを導入する導入口とを備えたことを特徴とす
   るはんだ付け装置。
5. 【請求項５】請求項４の記載において、前記環境室ユニ
   ットに温度センサ，酸素濃度センサを設け、これらのセ
   ンサで計測された値に基づいて、前記導入口から導入さ
   れる加熱エアー，加熱ガス，加熱液のうち少なくともひ
   とつと、冷却エアー，冷却ガス，冷却液のうち少なくと
   もひとつの温度および流量を制御する制御装置を備えた
   ことを特徴とするはんだ付け装置。
6. 【請求項６】はんだ付けを行うプリント板を加熱する予
   熱ゾーンと、前記プリント板に付着させる溶融はんだを
   保持するはんだ付け槽と、前記プリント板をその内部に
   保持し、該プリント板の上面に空間を形成し、前記予熱
   ゾーンと前記はんだ付け槽の方向に移動または回転する
   環境室ユニットと、該環境室ユニットに設けられ、前記
   プリント板が前記溶融はんだに接する前、または接しな
   がら、前記空間の圧力を減圧する吸引口とを備えたこと
   を特徴とするはんだ付け装置。