JP2002057451A - 電子部品のはんだ付け方法とその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回路基板の自重以外の原因で発生する上方へ
の反りやねじれにも対応でき、はんだ付け終了時に、部
品電極と基板側電極との間の接合不良発生を防止できる
電子部品のはんだ付け方法とその装置を提供する。 【解決手段】 回路基板４上にクリームはんだを印刷し
た後、電子部品を装着しリフロー装置２での加熱によっ
てはんだ付けする電子部品のはんだ付け装置において、
リフロー装置２内で基板搬送部材１上を搬送される回路
基板４の周辺上下を挟み込むための基板反り防止治具３
ａ、３ｂと、この基板反り防止治具３ａ、３ｂを押圧し
つつ基板搬送部材１と並行して搬送する押圧部材５とを
備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回路基板上にチッ
プ部品等の電子部品を装着した後、リフロー加熱により
はんだ付けする電子部品のはんだ付け方法とその装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の電子部品のはんだ付け方法として
は、回路基板上の電極に予めクリームはんだを印刷によ
り供給し、電子部品を電子部品装着機によりクリームは
んだ上に装着した後、クリームはんだをリフロー加熱に
より加熱溶融させ、部品電極と基板側電極とをはんだ付
けする方法が知られている。

【０００３】上記はんだ付け方法においてリフロー工程
では、電子部品が装着されリフロー装置内を搬送される
回路基板を、その搬送方向に対して幅方向の両端を保持
した状態で基板搬送部材上を搬送している。またリフロ
ー装置の炉体内では、電子部品が装着された回路基板
を、はんだの融点以上の温度で加熱しはんだ付けしてい
る。このとき回路基板は、搬送方向に対して保持されて
いない中央部が、回路基板の自重により下がるために、
リフローはんだ付け終了時点において回路基板に反りが
発生する。

【０００４】このような反りが発生してしまうと、特に
大きな電子部品の場合等では、両端の電極がはんだ付け
されて電気的接続が確保されていても、部品中央部の電
極が基板反りのために基板側電極と部品電極にギャップ
が生じ、電気的に接続されないといった不良が発生す
る。また、近年の電子機器の軽量・小型化の動向の中
で、回路基板の厚みもどんどん薄くなってきており、ま
すます回路基板の反りが発生しやすい傾向にある。その
反りの状態も単に自重で反るといった単純なものではな
く、回路基板自体がうねったりねじれたり、複雑な挙動
を見せている。

【０００５】このような基板反りに対しては、従来設備
においても設置されている反り防止のための矯正機構で
は充分に防止することが困難になってきている。

【０００６】そこで、前記問題に対応できる従来の電子
部品のはんだ付け方法を、基板反り防止機構が設置され
たリフロー装置の１例を示す図８を参照して以下説明す
る。

【０００７】図８において、２１ａ、２１ｂはリフロー
装置内での基板搬送部材である１対のチェーンコンベア
である。電子部品７が装着された回路基板４はリフロー
装置の入口に搬送された後、コンベア２１ａ、２１ｂに
乗り移り、回路基板４の両端がコンベア２１ａ、２１ｂ
に保持されて搬送される。この状態で、リフロー装置内
の予熱領域、本加熱領域を通過することによりはんだ付
けが完了する。途中、リフロー工程の終わりである本加
熱領域において、基板反り防止のためのコンベア２１ｃ
が回路基板４の中央部の下側に抵触することで、回路基
板４の反りを防止してはんだ付けが完了する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
のはんだ付け方法では、リフロー工程におけるリフロー
加熱時において、電子部品７が装着された回路基板４の
自重によって反りが発生するのを防止することができる
が、薄い基板の場合などで、上方に反ったりねじれたり
した場合には対応できない。また、基板反り防止用のコ
ンベア２１ｃも片側基板の場合には基板を保持できる
が、両面に電子部品７をはんだ付けする場合には、同様
に対応することができない。このようなことから、はん
だ付け終了時、部品電極と基板側電極との間に接合不良
が発生するという問題が依然として解消されない。

【０００９】そこで本発明は上記問題点に鑑み、回路基
板の自重以外の原因で発生する上方への反りやねじれに
も対応でき、はんだ付け終了時に、部品電極と基板側電
極との間の接合不良発生を防止できる電子部品のはんだ
付け方法とその装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１記載の本発明のはんだ付け装置は、回路基板
上にクリームはんだを印刷した後、電子部品を装着しリ
フロー装置での加熱によってはんだ付けする電子部品の
はんだ付け装置において、リフロー装置内で基板搬送部
材上を搬送される回路基板の周辺上下を挟み込むための
基板反り防止治具と、この基板反り防止治具を押圧しつ
つ基板搬送部材と並行して搬送する押圧部材とを備えた
ことを特徴とする。

【００１１】上記発明によれば、リフロー装置内を搬送
される回路基板が極めて薄い場合であっても、その周辺
上下を基板反り防止治具で挟み込みかつその状態で治具
を押圧部材によって押圧しつつ、基板搬送部材と並行し
て搬送するので、回路基板の自重による反りはもちろ
ん、回路基板の複雑なねじれや反り挙動等の現象も引き
起こすことがない。したがって、はんだ付け終了時、部
品電極と基板側電極との間に接合不良が発生することも
ない。

【００１２】上記目的を達成するために請求項２記載の
本発明のはんだ付け方法は、回路基板上にクリームはん
だを印刷した後、電子部品を装着しリフロー加熱によっ
てはんだ付けする電子部品のはんだ付け方法において、
クリームはんだの印刷終了後、回路基板の下側に基板反
り防止治具を取付け、前記基板反り防止治具が取付けら
れた回路基板上に電子部品を装着した後、回路基板に基
板反り防止治具を取付け、回路基板の周辺を上下から基
板反り防止治具によって挟み込んだ状態でリフロー加熱
してはんだ付けすることを特徴とする。

【００１３】上記発明によれば、クリームはんだの印刷
終了後に回路基板の下側に基板反り防止治具を取付ける
ことによって回路基板を保持できるので、その後の工程
において回路基板の自重によって反りが発生するのを防
止することができる。加えて部品装着終了後に回路基板
の上側から基板反り防止治具を取付けることによって、
回路基板の周辺を上下から基板反り防止治具で挟み込ん
だ状態でリフロー加熱するので、回路基板の複雑なねじ
れや反り挙動等の現象も引き起こすことがない。したが
って、はんだ付け終了時、部品電極と基板側電極との間
に接合不良が発生することもない。

【００１４】請求項２記載の発明の方法において請求項
３記載のように、リフロー加熱によってはんだ付けが終
了した回路基板から、上下の基板反り防止治具を取外す
工程を有すると好適であり、また前記取外す工程におい
て取外した基板反り防止治具を、請求項４記載のよう
に、上側の治具と下側の治具とに区別し、はんだ付け工
程全体として循環使用するように構成するとより好適で
ある。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明における一実施形態
の電子部品のはんだ付け方法とその装置について具体的
に説明する。

【００１６】図１は本発明の実施形態における回路基板
４が、リフロー装置２内を搬送される状態を概略して示
す縦断面図である。回路基板４は、まず印刷工程で回路
基板４上にクリームはんだが印刷により供給され、その
上に電子部品７（図４）が装着された状態で、リフロー
装置２の入口に搬送された後、チェーンコンベア（基板
搬送部材）１上に乗り移り、コンベア１上を矢印方向に
搬送される。この状態で、リフロー装置２内の予熱領
域、本加熱領域を通過することによりはんだ付けが完了
する。

【００１７】本実施形態では、電子部品が装着された回
路基板４はその４辺上下を基板反り防止治具３で挟まれ
た状態で、コンベア１上を搬送されている。

【００１８】この基板反り防止治具３は図２に示すよう
に、回路基板４において基板周囲および回路が形成され
ている実際必要な部分を除いて、上側の治具３ａおよび
下側の治具３ｂによって回路基板４を挟み込む構造にな
っている。下側の治具３ｂには回路基板４とのずれを防
止するために位置決めピン６がその４隅にそれぞれ設け
られている。この位置決めピン６に対向する回路基板４
と上側の治具３ａの４隅部には位置決め孔４ａ、１８が
それぞれ設けられている。また上側の治具３ａには、幅
方向に保形桟１９が設けられているが、電子部品の装着
位置によりそれを設ける位置をずらせたり、なくしたり
することもできる。

【００１９】回路基板４は上記のような基板反り防止治
具３に周辺上下を挟まれた状態で、基板搬送方向にリフ
ロー装置２の入口から出口まで連続的に並列に配置され
るローラ（押圧部材）５により、図３に示すように、基
板幅方向の端部を上方から押圧されながら、コンベア１
と並行して搬送される。本実施形態の基板反り防止治具
３は従来例で示した基板反り防止用のコンベア２１ｃの
ようにリフロー装置２内に固定する必要がないため、容
易に取付けが可能である。

【００２０】基板反り防止治具３を回路基板４に取付け
た状態の模式図（基板搬送方向の直角方向から見た縦断
面図）を、図３に示す。

【００２１】上記のように構成された基板反り防止用の
上側の治具３ａ、下側の治具３ｂのの取付け・取外し工
程も含めた電子部品のはんだ付けプロセスについて、図
４を参照し、以下説明する。

【００２２】図４に示すように、回路基板４上にクリー
ムはんだ８を所定パターンに印刷した後、下側の治具３
ｂを取付ける。その状態で電子部品７を回路基板４に装
着した後、上側の治具３ａを取付ける。このようにし
て、回路基板４を上側の治具３ａと下側の治具３ｂで挟
み込んだ状態でリフロー装置２内に投入し、リフローは
んだ付けが行われる。はんだ付けが完了した回路基板４
は、常温程度に冷却された状態で上側の治具３ａと下側
の治具３ｂが取外され、これら一連のプロセスが完了す
る。尚、上記一連の工程において、下側の治具３ｂは印
刷終了後に、上側の治具３ａは部品装着後にそれぞれ取
付けられているが、取付けられた治具３ａ、３ｂはリフ
ロー後には上側の治具３ａと下側の治具３ｂとに区別さ
れ、それぞれ前工程の治具取付け場所に搬送され、順次
回路基板４に取付けることができるように、工程全体と
して循環するように構成されている。

【００２３】次に、基板反り防止治具３となる上側の治
具３ａと下側の治具３ｂの取付けと取外しについて説明
する。

【００２４】図５は、クリームはんだの印刷終了後に、
回路基板４に下側の治具３ｂを取付ける場合の１例を示
した斜視図である。図中、９、１０はそれぞれ回路基板
４の搬送コンベア（基板搬送部材）であり、１１はリフ
ロー終了後、上側と下側の治具に区別された後、下側の
治具３ｂが搬送されるコンベアである。また１２は、下
側の治具３ｂを取付けるためのコンベアであり、このコ
ンベア１２自体が回転機構を備え、搬送方向を変えるこ
とが可能となっている。

【００２５】コンベア１１より搬送された下側の治具３
ｂはコンベア１１上からコンベア１２上に乗り移った
後、コンベア１２は本来の搬送方向になるように回転
し、下側の治具３ｂはコンベア１２上で待機している。
一方、クリームはんだ８の印刷が終了した回路基板４
は、４隅部を組付装置１３のノズル１３ａにより吸着さ
れ、コンベア１２上で待機している下側の治具３ｂの位
置決めピン６に対応するように、回路基板４の位置決め
孔４ａを位置合わせし、下側の治具３ｂ上にセットされ
る。この後、コンベア１０より下側の治具３ｂが取付け
られた回路基板４を搬送し、次工程で電子部品が装着さ
れる。

【００２６】図６は、電子部品装着後に、回路基板４に
上側の治具３ａを取付ける場合の１例を示した斜視図で
ある。図中、１０、２２はそれぞれ回路基板４の搬送コ
ンベアであり、２０はリフロー終了後、上側と下側の治
具に区別された後、上側の治具３ａが搬送されるコンベ
アである。また２１は、上側の治具３ａを取付けるため
のコンベアであり、このコンベア２１自体が回転機構を
備え、搬送方向を変えることが可能となっている。

【００２７】下側の治具３ｂが取付けられ且つ電子部品
が装着された回路基板４は、図６で示すように、コンベ
ア１０上から回転機構を備えたコンベア２１上に移り、
待機している。一方、コンベア２０により搬送された上
側の治具３ａは、４隅部を組付装置１３のノズル１３ａ
により吸着され、コンベア２１上で待機している回路基
板４の位置決め孔４ａから突出している下側の治具３ｂ
の位置決めピン６に位置決め孔１８を位置合わせし、下
側の治具３ｂが取付けられた回路基板４上にセットされ
る。この後、コンベア２１は本来の搬送方向になるよう
に回転し、上下を基板反り防止治具３で挟み付けられた
回路基板４はコンベア２２より搬送され、リフロー装置
２（図１）内でリフローはんだ付けが行われる。

【００２８】図７は、リフローはんだ付けが終了した後
の、上側の治具３ａと下側の治具３ｂの取外し方法の１
例を示した斜視図である。

【００２９】図中、２３、２４はそれぞれ回路基板４の
搬送コンベア（基板搬送部材）であり、また１４は上側
の治具３ａを回収、搬送されるコンベア、１５は下側の
治具３ｂを回収、搬送されるコンベアである。またコン
ベア１６は、上側の治具３ａを取外すポジションにあ
り、このコンベア１６自体が回転機構を備え、搬送方向
を変えることが可能となっている。そして、続くコンベ
ア１７は、電子部品がはんだ付けされた回路基板４を取
外し、コンベア２４上に移載するポジションにあり、こ
のコンベア１７自体も同様に回転機構を備え、搬送方向
を変えることが可能となっている。

【００３０】このような構成により取外された上側の治
具３ａと下側の治具３ｂは、それぞれコンベア１４およ
びコンベア１５により、治具取付けポジションに戻り待
機する。

【００３１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明の
電子部品のはんだ付け方法とその装置によれば、回路基
板が極めて薄い場合であっても、回路基板の複雑なねじ
れや反り挙動などの現象を引き起こすことなく、はんだ
付け時の部品電極と基板側電極との間に接合不良が発生
するのを防止することができ、良好なはんだ付け品質を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態におけるリフロー装置を示す
基板搬送方向の縦断面図。

【図２】同実施形態における基板反り防止治具の取付け
状態を示す斜視図。

【図３】同実施形態における基板反り防止治具を取付け
た状態を模式的に示す基板搬送方向の直角方向から見た
縦断面図。

【図４】同実施形態における電子部品のはんだ付けプロ
セスを模式的に示す説明図。

【図５】同実施形態における印刷終了後の下側の治具の
取付け例を示す斜視図。

【図６】同実施形態における電子部品装着後の上側の治
具の取付け例を示す斜視図。

【図７】同実施形態におけるはんだ付け終了後の基板反
り防止治具の取外し例を示す斜視図。

【図８】従来のリフロー装置における基板反り防止用の
治具の設置例を示す斜視図。

【符号の説明】

１ チェーンコンベア（基板搬送部材） ２ リフロー装置 ３ 基板反り防止治具 ３ａ 上側の治具 ３ｂ 下側の治具 ４ 回路基板 ５ ローラ（押圧部材） １２、１６、１７、２１ 搬送コンベア（回路基板の向
きを変えることのできる基板搬送部材）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 猪狩 貴史 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5E319 AA03 AA07 BB05 CC33 CD29 CD35 CD46 GG11

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回路基板上にクリームはんだを印刷した
   後、電子部品を装着しリフロー装置での加熱によっては
   んだ付けする電子部品のはんだ付け装置において、リフ
   ロー装置内で基板搬送部材上を搬送される回路基板の周
   辺上下を挟み込むための基板反り防止治具と、この基板
   反り防止治具を押圧しつつ基板搬送部材と並行して搬送
   する押圧部材とを備えたことを特徴とする電子部品のは
   んだ付け装置。
2. 【請求項２】 回路基板上にクリームはんだを印刷した
   後、電子部品を装着しリフロー加熱によってはんだ付け
   する電子部品のはんだ付け方法において、クリームはん
   だの印刷終了後、回路基板の下側に基板反り防止治具を
   取付け、前記基板反り防止治具が取付けられた回路基板
   上に電子部品を装着した後、回路基板に基板反り防止治
   具を取付け、回路基板の周辺を上下から基板反り防止治
   具によって挟み込んだ状態でリフロー加熱してはんだ付
   けすることを特徴とする電子部品のはんだ付け方法。
3. 【請求項３】 リフロー加熱によってはんだ付けが終了
   した回路基板から、上下の基板反り防止治具を取外す工
   程を有する請求項２記載の電子部品のはんだ付け方法。
4. 【請求項４】 取外した上下の基板反り防止治具を、上
   側の治具と下側の治具とに区別し、はんだ付け工程全体
   として循環使用するように構成した請求項３記載の電子
   部品のはんだ付け方法。