JP2003037339A - はんだ付け方法と、プリント配線板およびはんだ付け装置ならびにはんだ付け温度調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子部品をプリント配線板にはんだ付けする
際に、プリント配線板を補助的に加熱する技術に関し、
特にプリント配線板に搭載する電子部品にかかる熱スト
レスを緩和することを実現する、はんだ付け方法と、プ
リント配線板およびはんだ付け装置ならびにはんだ付け
温度調整装置を提供する。 【解決手段】 プリント配線板の外層に熱伝導性の良好
な材料を用いて加熱パターンを形成し、電子部品を前記
プリント配線板にはんだ付けする際には前記加熱パター
ンを用いてプリント配線板を加熱する。なお、プリント
配線板を加熱する手段としては、はんだ付け装置または
治具として用いるはんだ付け温度調整装置により、加熱
パターンを加熱または通電する。

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、電子部品をプリ
ント配線板にはんだ付けする際に、プリント配線板を補
助的に加熱する技術に関し、特にプリント配線板に搭載
する電子部品にかかる熱ストレスを緩和することを実現
する、はんだ付け方法と、プリント配線板およびはんだ
付け装置ならびにはんだ付け温度調整装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】電子部品をプリント配線板にはんだ付け
する方法として、プリント配線板に形成するフットプリ
ントにクリームはんだを塗布し、電子部品を搭載したプ
リント配線板の周囲温度を加熱するベーパーリフローや
熱風リフローあるいは赤外線リフローなどによるリフロ
ー方式や溶融はんだを対流させたフロー方式などの方式
が用いられている。

【０００３】図１２（ａ）に示す赤外線加熱によるリフ
ロー装置１００は、一方向に移動させるベルト１０１が
設けられており、当該ベルト１０１の上下にはそれぞれ
異なる温度が設定されている複数個数の赤外線ヒータ１
０２を設置している。これにより、リフロー装置１００
は、例えば５ゾーン構成となっている。

【０００４】第１ゾーン１１１は、電子部品１２２を搭
載したプリント配線板１２１が最初に搬送され、室温か
ら所定の温度まで立ち上げる領域である。第２ゾーン１
１２および第３ゾーン１１３は、均熱または緩やかな加
熱を行う領域である。第４ゾーン１１４は、ソルダリン
グ温度まで加熱を行う領域である。第５ゾーン１１５
は、電子部品１２２をはんだ付けした後に冷却を行う領
域であり、第５ゾーン１１５から電子部品１２２をはん
だ付けしたプリント配線板１２１が排出される。

【０００５】図１２（ｂ）に示す赤外線加熱と熱風とを
併用するリフロー装置１００は、一方向に移動させるベ
ルト１０１が設けられており、前述の図１２（ａ）と同
様に５ゾーン構成となっている。例えば、ベルト１０１
の上部には各ゾーンに熱風ヒータ１０３を設置し、第１
ゾーン１１１および第４ゾーン１１４には、ベルト１０
１の上下に赤外線パネルヒータ１０４を設置している。
また、第２ゾーン１１２および第３ゾーン１１３には、
ベルト１０１の上部に赤外線ヒータを設置している。

【０００６】すなわち、図１２（ａ）および図１２
（ｂ）に示すリフロー装置１００は、図１３に示すよう
に、部品表面温度が所定の温度になるように、プレヒー
ト過程と、本加熱過程とを経てリフローソルダリングが
行われる。

【０００７】しかし、例えば、赤外線加熱によるリフロ
ー装置または赤外線加熱と熱風とを併用するリフロー装
置を用いたリフロー方式において、近年、電子部品の大
型化やプリント配線板の多層化と厚板化とにより、同一
プリント配線板内でのはんだ付け温度分布が不均一とな
り、はんだ付け製造品質のバラツキが大きくなってい
る。

【０００８】また、環境問題として、鉛を含まないはん
だの使用が要求されている。鉛を含まないはんだとし
て、錫銀銅系はんだが注目されているが、この種のはん
だの溶融温度は、現状の鉛入りはんだの溶融温度１８３
℃に比べて、２２０℃前後と高温なため、電子部品にか
かる熱ストレスが大きくなる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】前記のごとく、従来の
技術では次のような問題点がある。

【００１０】１）電子部品をプリント配線板にはんだ付
けする際には、プリント配線板に搭載する電子部品に大
きな熱ストレスがかかる。

【００１１】２）電子部品をプリント配線板にはんだ付
けする際には、同一プリント配線板内でのはんだ付け温
度分布が不均一となり、はんだ付け製造品質のバラツキ
が大きい。

【００１２】この発明の課題は、電子部品をプリント配
線板にはんだ付けする際には、プリント配線板に搭載す
る電子部品にかかる熱ストレスを緩和することにある。

【００１３】さらに、電子部品をプリント配線板にはん
だ付けする際には、同一プリント配線板内でのはんだ付
け温度分布を均一化し、はんだ付け製造品質の向上をは
かることにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前記の問題点を解決する
ために、この発明では次に示す手段を取った。

【００１５】プリント配線板に加熱パターンを形成し、
電子部品をプリント配線板にはんだ付けする際には、加
熱パターンによってプリント配線板側からも補助的に加
熱する。

【００１６】上記の手段をとることにより、プリント配
線板に搭載する電子部品にかかる熱ストレスを緩和する
とともに、同一プリント配線板内でのはんだ付け温度分
布を均一化し、はんだ付け製造品質を向上する。

【００１７】

【発明の実施の形態】この発明は、次に示す実施の形態
を取った。

【００１８】図１および図２に示すように、はんだ付け
方法は、プリント配線板１の外層に熱伝導性の良好な材
料を用いて加熱パターン２を形成し、電子部品を前記プ
リント配線板にはんだ付けする際には前記加熱パターン
２を用いてプリント配線板１を加熱する。

【００１９】上記の形態をとることにより、電子部品を
プリント配線板にはんだ付けする際には、プリント配線
板の表面あるいは裏面に形成する加熱パターンによって
プリント配線板側からも補助的に加熱することで、搭載
する電子部品を高温にすることなくはんだ溶融温度を得
る。これにより、プリント配線板に搭載する電子部品に
かかる熱ストレスを緩和するはんだ付け方法を提供す
る。

【００２０】また、図２（ｂ）に示すように、プリント
配線板１は、プリント配線板に搭載する電子部品を接続
するプリント配線板の外層に形成する第１ランド３ａ，
３ｂとの間隔を前記電子部品の種別によって所定の間隔
を保持させるとともに、前記第１ランド３ａ，３ｂおよ
びプリント配線板に形成する別層とは電気的接続させな
いで前記第１ランド３ａ，３ｂと同一層となるプリント
配線板１の外層に熱伝導性の良好な材料を用いて形成す
る加熱パターン２を備える。

【００２１】上記の形態をとることにより、電子部品を
プリント配線板にはんだ付けする際には、プリント配線
板の表面あるいは裏面に形成する加熱パターンによって
電子部品の種別ごとにプリント配線板側からも補助的に
加熱することで、搭載する電子部品を高温にすることな
くはんだ溶融温度を得る。これにより、プリント配線板
に搭載する電子部品にかかる熱ストレスを緩和するプリ
ント配線板を提供する。

【００２２】また、図３に示すように、前記プリント配
線板１は、前記加熱パターン２に隣接する内層に熱伝導
性の良好な材料を用いて形成する加熱層４と、前記加熱
パターン２と加熱層４とを電気的接続させるスルーホー
ル５とを備える。

【００２３】上記の形態をとることにより、加熱パター
ンと加熱層とは前記第１ランドおよびプリント配線板に
形成する加熱層を除く別層とは電気的接続させない。ま
た、加熱層は実装する電子部品に制約されることなく任
意に形成する。例えば、加熱層を形成する場合には、電
子部品ごとの熱容量によって加熱層の面積を適宜に設定
する。このため、電子部品をプリント配線板にはんだ付
けする際には、プリント配線板の表面あるいは裏面に形
成する加熱パターンから加熱パターンに隣接する電子部
品の直下に形成する加熱層に伝熱して、加熱層によって
電子部品ごとの熱容量に対応するように補助的に加熱す
ることで、電子部品のはんだ付け部が均一な温度になる
ようにするプリント配線板を提供する。

【００２４】さらに、前記加熱層４は、前記電子部品の
直下に加熱層を形成する場合には、熱容量が大きい電子
部品の場合には加熱層の面積を大きく設定して形成する
とともに、熱容量が小さい電子部品の場合には加熱層の
面積を前記熱容量が大きい電子部品の場合に設定した加
熱層の面積に比較して小さく設定して形成する。

【００２５】上記の形態をとることにより、加熱層によ
ってプリント配線板側からも補助的に加熱する場合にお
いて、熱容量の大きい電子部品への補助的な加熱は、熱
容量の小さい電子部品に比較して加熱を大きくすること
で、同一プリント配線板内でのはんだ付け温度分布を均
一にする。

【００２６】さらに、図３（ｂ）に示すように、前記プ
リント配線板１は、プリント配線板に搭載する電子部品
を前記第１ランド３にはんだ付けした後に、前記加熱パ
ターン２に形成する第２ランド７とプリント配線板の内
層に形成するグラウンド層６と電気的接続する第３ラン
ド８とを短絡部１０によって電気的接続するように構成
する。なお、前記第２ランド７と第３ランド８とを電気
的接続する手段としては、はんだ付け、あるいはショー
トプラグ端子などによる。

【００２７】上記の形態をとることにより、加熱パター
ンおよび加熱層をグラウンド層にすることにより、プリ
ント回路板を電気的に安定させる。

【００２８】また、図４に示すように、プリント配線板
１は、プリント配線板に搭載する電子部品を接続するプ
リント配線板の外層に形成する第１ランド３との間隔を
前記電子部品の種別によって所定の間隔を保持させると
ともに、前記第１ランド３およびプリント配線板に形成
する別層とは電気的接続させないで前記第１ランド３を
露出させて前記第１ランド３から引き出される配線パタ
ーンからなる配線層の上面に熱伝導性の良好な材料を用
いて形成する加熱パターン２を備える。

【００２９】上記の形態をとることにより、電子部品を
プリント配線板にはんだ付けする際には、第１ランドか
ら引き出される配線パターンからなる配線層の上面に形
成する加熱パターンによってプリント配線板側からも補
助的に加熱することで、搭載する電子部品を高温にする
ことなくはんだ溶融温度を得る。これにより、プリント
配線板に搭載する電子部品にかかる熱ストレスを緩和す
るプリント配線板を提供する。

【００３０】さらに、図２（ｂ）および図４に示すよう
に、前記加熱パターン２は、前記第１ランドとの間隔を
設定する場合には、熱容量が大きい電子部品を接続する
第１ランド３ａの場合には当該第１ランド３ａに接近さ
せて形成するとともに、熱容量が小さい電子部品を接続
する第１ランド３ｂの場合には当該第１ランド３ｂとの
間隔を前記熱容量が大きい電子部品を接続する前記第１
ランド３ａに比較して間隔を広げて形成する。

【００３１】上記の形態をとることにより、加熱パター
ンによってプリント配線板側からも補助的に加熱する場
合において、熱容量の大きい電子部品への補助的な加熱
は、熱容量の小さい電子部品に比較して加熱を大きくす
ることで、同一プリント配線板内でのはんだ付け温度分
布を均一にする。

【００３２】また、図５および図６に示すように、はん
だ付け装置は、プリント配線板の外層に熱伝導性の良好
な材料を用いて加熱パターンを形成するプリント配線板
１に電子部品をはんだ付けするはんだ付け装置であっ
て、プリント配線板１を搭載するとともに前記加熱パタ
ーン２と接触させてプリント配線板１を一定方向に搬送
する複数個数の搬送部３１と、プリント配線板１に電子
部品２１ａ，２１ｂをはんだ付けする際には前記搬送部
３１を加熱する加熱部３３とを備える。なお、前記搬送
部３１はベルトまたは複数個数のローラからなる。

【００３３】上記の形態をとることにより、プリント配
線板に電子部品をはんだ付けする際には、プリント配線
板に所定の温度を伝熱してプリント配線板を加熱するこ
とで、搭載する電子部品を高温にすることなくはんだ溶
融温度を得る。これにより、プリント配線板に搭載する
電子部品にかかる熱ストレスを緩和するはんだ付け装置
を提供する。

【００３４】また、図７に示すように、はんだ付け装置
は、プリント配線板の外層に熱伝導性の良好な材料を用
いて加熱パターン２を形成するプリント配線板１に電子
部品をはんだ付けするはんだ付け装置であって、プリン
ト配線板１を搭載するとともに前記加熱パターン２と接
触させてプリント配線板１を一定方向に搬送する複数個
数の搬送部３１と、プリント配線板１に電子部品２１
ａ，２１ｂをはんだ付けする際には前記搬送部３１に所
定の電力を供給する通電部３５とを備える。なお、はん
だ付け装置の各ゾーンにおいて、通電領域と無通電領域
とを形成することが望ましい。

【００３５】上記の形態をとることにより、プリント配
線板に電子部品をはんだ付けする際には、搬送部を介し
てプリント配線板に形成する加熱パターンを通電させ
て、加熱パターンによってプリント配線板を発熱させる
ことで、搭載する電子部品を高温にすることなくはんだ
溶融温度を得る。これにより、プリント配線板に搭載す
る電子部品にかかる熱ストレスを緩和するはんだ付け装
置を提供する。

【００３６】さらに、図８に示すように、前記はんだ付
け装置は、前記複数個数の搬送部３１に対向する面に前
記プリント配線板１を押圧するローラ３６を備える。な
お、ローラの配置は搬送部の搬送方向に対して片側また
は両側に配置する。

【００３７】上記の形態をとることにより、プリント配
線板に形成する加熱パターンとの接触圧を大きくするこ
とで、プリント配線板への伝熱性を向上させてプリント
配線板を加熱する。また、加熱パターンへの通電性を向
上させてプリント配線板を発熱させる。

【００３８】また、図１０に示すように、はんだ付け温
度調整装置は、プリント配線板１の外層に熱伝導性の良
好な材料を用いて加熱パターン２を形成するプリント配
線板１に電子部品２１をはんだ付けする際に治具として
用いるはんだ付け温度調整装置４０であって、電源部４
１と、前記加熱パターン２に熱を伝熱して加熱する加熱
部４２と、はんだ付けする際に当該はんだ付け温度調整
装置の所定の箇所で雰囲気温度を検出する温度検出部４
３と、温度検出部４３が検出した雰囲気温度に対して加
熱部４２を加熱するために所定の電力を供給するように
電源部４１を制御する制御部４４とを備える。

【００３９】上記の形態をとることにより、はんだ付け
する際には、はんだ付け雰囲気温度に対応させてプリン
ト配線板に所定の温度を伝熱してプリント配線板を加熱
することで、同一プリント配線板内でのはんだ付け温度
分布を均一にする。また、プリント配線板に搭載する電
子部品にかかる熱ストレスを緩和するはんだ付け温度調
整装置を提供する。

【００４０】また、図１１に示すように、はんだ付け温
度調整装置は、プリント配線板１の外層に熱伝導性の良
好な材料を用いて加熱パターン２を形成するプリント配
線板１に電子部品２１をはんだ付けする際に治具として
用いるはんだ付け温度調整装置４０であって、電源部４
１と、前記加熱パターン２に電力を供給する電力供給部
４５と、はんだ付けする際に当該はんだ付け温度調整装
置の所定の箇所で雰囲気温度を検出する温度検出部４３
と、温度検出部４３が検出した雰囲気温度に対してプリ
ント配線板自身が発熱し所定の温度まではんだ付け温度
を上昇させるために電力供給部４５から所定の電力を供
給するように電源部４１を制御する制御部４４とを備え
る。

【００４１】上記の形態をとることにより、はんだ付け
する際には、はんだ付け雰囲気温度に対応させて加熱パ
ターンを通電することによってプリント配線板を発熱さ
せることで、同一プリント配線板内でのはんだ付け温度
分布を均一にする。また、プリント配線板に搭載する電
子部品にかかる熱ストレスを緩和するはんだ付け温度調
整装置を提供する。

【００４２】

【実施例】この発明による代表的な実施例を図１ないし
図１１によって説明する。なお、以下において、同じ箇
所は同一の符号を付してあり、詳細な説明を省略するこ
とがある。

【００４３】プリント配線板について説明する。

【００４４】図１および図２は本発明の実施例を示す。

【００４５】同図において、プリント配線板１の表面あ
るいは裏面となる外層に例えば銅などの熱伝導性の良好
な材料を用いて加熱パターン２を形成する。加熱パター
ン２は、図１（ａ）に示すように、プリント配線板１の
両端にベタパターンを形成する。または、図１（ｂ）に
示すように、プリント配線板１の両端に所定の間隔でベ
タパターンを形成する、または、図２（ａ）に示すよう
に、プリント配線板１の外周にベタパターンを形成す
る。

【００４６】また、図２（ｂ）に示すように、加熱パタ
ーン２は、プリント配線板１に搭載する電子部品を接続
する第１ランド３ａ，３ｂの周辺にベタパターンを形成
する。当該加熱パターン２は、第１ランド３ａ，３ｂと
の間隔を前記電子部品の種別によって所定の間隔を保持
させるようにする。例えば、前記第１ランド３ａ，３ｂ
とベタパターンとの間隔を設定する場合には、熱容量が
大きい電子部品を接続する第１ランド３ａとの間隔ａ
は、第１ランド３ａに接近させてベタパターンを形成す
る。一方、熱容量が小さい電子部品を接続する第１ラン
ド３ｂとの間隔ｂは、前記熱容量が大きい電子部品を接
続する第１ランド３ａに比較して間隔を広げて形成す
る。

【００４７】なお、図１および図２で示した加熱パター
ン２は、前記第１ランド３ａ，３ｂおよびプリント配線
板１の内層に形成する別層とは電気的に接続させないよ
うにする。

【００４８】このように構成するプリント配線板に電子
部品をはんだ付けする際には、前記加熱パターン２を用
いてプリント配線板１を加熱するものである。

【００４９】すなわち、電子部品をプリント配線板には
んだ付けする際には、プリント配線板の表面あるいは裏
面に形成する加熱パターンによってプリント配線板側か
らも補助的に加熱することで、搭載する電子部品を高温
にすることなくはんだ溶融温度を得ることができ、プリ
ント配線板に搭載する電子部品にかかる熱ストレスを緩
和するものである。

【００５０】また、加熱パターンによってプリント配線
板側からも補助的に加熱する場合において、熱容量の大
きい電子部品への補助的な加熱は、熱容量の小さい電子
部品に比較して加熱を大きくすることで、同一プリント
配線板内でのはんだ付け温度分布を均一にするものであ
る。

【００５１】図３は本発明の実施例を示す。

【００５２】同図（ａ）において、プリント配線板１の
表面および裏面となる外層に例えば銅などの熱伝導性の
良好な材料を用いて形成する加熱パターン２は、前述の
図２（ｂ）と同様に、プリント配線板１に搭載する電子
部品を接続する第１ランド３との間隔を前記電子部品の
種別によって所定の間隔を保持させるようにして第１ラ
ンド３の周辺にベタパターンを形成する。

【００５３】また、前記加熱パターン２に隣接して電子
部品の直下に形成する内層には、例えば銅などの熱伝導
性の良好な材料を用いて加熱層４を形成する。さらに、
前記加熱パターン２と加熱層４とを電気的接続させるス
ルーホール５を形成する。また、内層には、グラウンド
層６と、信号層１１と、電源層１２とを形成する。要す
るに、加熱パターン２と加熱層４とは、前記第１ランド
３およびプリント配線板に形成するグラウンド層６と、
信号層１１と、電源層１２とは電気的に接続させない。

【００５４】なお、前記加熱パターン２と加熱層４とを
電気的接続させるスルーホール５には第２ランド７を設
ける。また、グラウンド層６に電気的接続させるととも
に第３ランド８を設けるスルーホール９を形成する。

【００５５】また、前記加熱層４を形成する場合には、
電子部品ごとの熱容量によって加熱層の面積を適宜に設
定する。例えば、前記加熱層４の面積を設定する場合に
おいて、熱容量が大きい電子部品の直下に形成する加熱
層４の面積を大きく設定して形成する。また、熱容量が
小さい電子部品の直下に形成する加熱層４の面積を前記
熱容量が大きい電子部品の場合に設定した加熱層４の面
積に比較して小さく設定して形成する。

【００５６】例えば、加熱層４の面積を設定する場合に
は、部品投影面積に対する加熱層４の面積の比率を等し
くする。あるいは、加熱層４の面積を設定する場合に
は、熱容量が大きい電子部品の場合には部品投影面積に
対する加熱層４の面積の比率を大きく設定して形成する
とともに、熱容量が小さい電子部品の場合には部品投影
面積に対する加熱層４の面積の比率を前記熱容量が大き
い電子部品の部品投影面積に対する加熱層４の面積の比
率に比較して小さく設定して形成するようにしても良
い。

【００５７】この構成により、前記加熱層４は、実装す
る電子部品に制約されることなく任意に形成することが
できる。これにより、電子部品をプリント配線板１には
んだ付けする際には、プリント配線板１の表面あるいは
裏面に形成する加熱パターン２から電子部品の直下に形
成する加熱層４に伝熱して、加熱層４によって電子部品
ごとの熱容量に対応するように補助的に加熱すること
で、電子部品のはんだ付け部の温度が均一な温度になる
ようにする。

【００５８】図３（ｂ）は、前述の図３（ａ）に示した
プリント配線板１に電子部品をはんだ付けした後の形態
を示す。

【００５９】同図において、プリント配線板１に搭載す
る電子部品を第１ランド３にはんだ付けした後に、加熱
パターン２と加熱層４とを電気的接続させるスルーホー
ル５と、グラウンド層６に電気的接続させるスルーホー
ル９とにショートプラグ端子を挿入して短絡部１０を形
成して電気的接続する。これにより、短絡部１０は加熱
パターン２に電気的接続するスルーホール５に設ける第
２ランド７とグラウンド層６と電気的接続するスルーホ
ール９に設ける第３ランド８とを電気的接続することに
なる。なお、第２ランド７と第３ランド８とを電気的接
続する短絡部１０は、はんだ付けなどによって形成して
もよい。

【００６０】この構成により、プリント配線板１に電子
部品をはんだ付けした後において、加熱パターン２と加
熱層４とをグラウンド層６に電気的接続することによ
り、加熱パターン２および加熱層４をグラウンド層６に
することから、電子部品をはんだ付けした後のプリント
回路板を電気的に安定させる。

【００６１】図４は本発明の実施例を示す。

【００６２】同図において、加熱パターン２を形成する
他の例を説明する。

【００６３】加熱パターン２は、第１ランド３およびプ
リント配線板１に形成するグラウンド層６と、信号層１
１と、電源層１２とは電気的接続させないで前記第１ラ
ンド３を露出させて前記第１ランド３から引き出される
配線パターンからなる信号層１１の上面に設けるレジス
ト１５の上面に、例えば銅などの熱伝導性の良好な材料
を用いて加熱パターン２を形成する。なお、当該加熱パ
ターン２は、前述の図２（ｂ）と同様に、第１ランド３
との間隔を前記電子部品の種別によって所定の間隔を保
持させるようにする。

【００６４】この構成により、電子部品をプリント配線
板１にはんだ付けする際には、前記第１ランド３から引
き出される信号層１１の上面に形成する加熱パターン２
によってプリント配線板側からも補助的に加熱すること
で、搭載する電子部品を高温にすることなくはんだ溶融
温度を得る。これにより、プリント配線板１に搭載する
電子部品にかかる熱ストレスを緩和するプリント配線板
を提供する。また、熱容量の大きい電子部品への補助的
な加熱は、熱容量の小さい電子部品に比較して加熱を大
きくすることで、同一プリント配線板内でのはんだ付け
温度分布を均一にする。

【００６５】つぎに、はんだ付け装置について説明す
る。

【００６６】図５および図６は本発明の実施例を示す。

【００６７】図５において、リフロー装置からなるはん
だ付け装置は、前述の図１ないし図４に示したように、
プリント配線板の外層に加熱パターンを形成するプリン
ト配線板１に電子部品をはんだ付けするものである。

【００６８】当該リフロー装置３０は、例えば、赤外線
加熱によるリフロー装置３０であって、プリント配線板
１を搭載するとともに前記加熱パターン２と接触させて
プリント配線板１を一方向に移動させる複数個数の搬送
部３１が各ゾーンごとに設けられている。また、当該搬
送部３１と接触させて搬送部３１を加熱する加熱部３３
を設ける。当該加熱部３３は、各々の搬送部３１に設け
るとともに、搬送部３１の搬送方向に対して片側または
両側に配置する。また、前記搬送部３１を加熱する加熱
部３３に設定する温度は、温度制御する各ゾーンごとに
異なる温度を設定するなど適宜に設定することが望まし
い。例えば、各ゾーンごとの雰囲気温度よりも１０℃〜
５０℃程度アップさせる。

【００６９】また、当該複数個数の搬送部３１の上下に
はそれぞれ異なる温度が設定されている複数個数の赤外
線ヒータ３２を設置している。これにより、リフロー装
置３０は、例えば９ゾーン構成となっている。

【００７０】例えば、第１ゾーン４１および第２ゾーン
４２は、電子部品を搭載したプリント配線板が最初に搬
送され、室温から所定の温度まで立ち上げる領域であ
る。第３ゾーン４３ないし第６ゾーン４６は、均熱また
は緩やかな加熱を行う領域である。第７ゾーン４７およ
び第８ゾーン４８は、ソルダリング温度まで加熱を行う
領域である。第９ゾーン４９は、電子部品をはんだ付け
した後に冷却を行う領域であり、第９ゾーン４９から電
子部品を搭載したプリント配線板が排出される。

【００７１】図６に示すように、当該リフロー装置３０
は、プリント配線板１に電子部品２１ａ，２１ｂをはん
だ付けする際には、加熱部３３によって前記搬送部３１
を加熱する。これにより、プリント配線板１に形成する
加熱パターン２に所定の温度を伝熱してプリント配線板
１を加熱することで、搭載する電子部品を高温にするこ
となくはんだ溶融温度を得ることができる。

【００７２】図７は本発明の実施例を示す。

【００７３】図７において、リフロー装置からなるはん
だ付け装置は、前述の図５に示したように例えば９ゾー
ン構成となっている。また、プリント配線板１を搭載す
るとともに前記加熱パターン２と接触させてプリント配
線板１を一方向に移動させる複数個数の搬送部が設けら
れている。さらに、複数個数の搬送部の上下にはそれぞ
れ異なる温度が設定されている複数個数の赤外線ヒータ
を設置している。

【００７４】また、図７（ａ）に示すように、当該リフ
ロー装置３０は、各ゾーンにおいて、搬送部３１ａと接
触させて搬送部３１ａに所定の電力を供給する通電部３
５を設ける。当該通電部３５は、全ての搬送部に設ける
のではなく、通電部３５を設けない搬送部３１ｂと通電
部３５を設ける搬送部３１ａとを交互に配置する。

【００７５】要するに、各ゾーンにおいて、ゾーン内の
領域には通電領域を形成し、ゾーンを跨ぐ領域には無通
電領域を形成する。また、当該通電部３５は、搬送部３
１ａの搬送方向に対して片側または両側に配置する。ま
た、前記搬送部３１ａに所定の電力を供給する通電部３
５に設定する電力は、温度制御する各ゾーンごとに異な
る電流を供給できるようにするなど適宜に設定すること
が望ましい。例えば、各ゾーンごとの雰囲気温度よりも
１０℃〜５０℃程度アップさせるように電流値を制御す
る。

【００７６】図７（ｂ）に示すように、当該リフロー装
置３０は、プリント配線板１に電子部品２１ａ，２１ｂ
をはんだ付けする際には、通電部３５によって前記搬送
部３１ａを通電することにより、プリント配線板１に形
成する加熱パターン２を通電させて、加熱パターン２に
よってプリント配線板１を発熱させることで、搭載する
電子部品を高温にすることなくはんだ溶融温度を得るこ
とができる。

【００７７】図８は本発明の実施例を示す。

【００７８】同図において、リフロー装置３０は、複数
個数の搬送部３１に対向する面にプリント配線板１を押
圧するローラ３６を備えるものである。ローラ３６は、
搬送部３１の搬送方向に対して片側または両側に配置す
る。なお、同図（ａ）は、前述の図６で示したように、
加熱部３３によって搬送部３１を加熱するリフロー装置
３０にローラ３６を設けた例を示し、同図（ｂ）は、前
述の図７で示した通電部３５によって搬送部３１ａを通
電するリフロー装置３０にローラ３６を設けた例を示し
ている。

【００７９】この構成により、プリント配線板に形成す
る加熱パターンとの接触圧を大きくすることで、図８
（ａ）においては、プリント配線板１への伝熱性を向上
させることができる。また、図８（ｂ）においては、加
熱パターンへの通電性を向上させることができる。

【００８０】図９は本発明の実施例を示す。

【００８１】同図において、複数個数の搬送部をローラ
で構成した例を示しており、図９（ａ）は、搬送部を構
成する加熱ローラ３７と、加熱ローラ３７に対向する面
にプリント配線板１を押圧するローラ３６を備えるもの
である。また、加熱ローラ３７に設定する温度は、各ゾ
ーンによって異なる温度を設定するなど適宜に設定する
ことが望ましい。例えば、各ゾーンごとの雰囲気温度よ
りも１０℃〜５０℃程度アップさせる。

【００８２】図９（ｂ）は、通電領域を構成する通電ロ
ーラ３８と、無通電領域を構成するローラ３６とで搬送
部を構成するとともに、通電ローラ３８とローラ３６と
に対向する面にプリント配線板１を押圧するローラ３６
を備えるものである。通電ローラ３８に設定する電力
は、各ゾーンによって異なる電流値を設定するなど適宜
に設定することが望ましい。

【００８３】この構成により、プリント配線板１に形成
する加熱パターンに所定の温度を伝熱してプリント配線
板１を加熱する場合と、プリント配線板１に形成する加
熱パターンを通電させる場合とにおいて、ローラ３６に
よって加熱部あるいは通電部を構成することで、加熱部
あるいは通電部を小型化できることから、温度制御する
各ゾーンの数を適宜に増加したりすることができ、リフ
ロー装置における温度制御の精度を向上させることがで
きる。

【００８４】つぎに、治具として用いるはんだ付け温度
調整装置について説明する。

【００８５】図１０は本発明の実施例を示す。

【００８６】同図（ａ）において、はんだ付け温度調整
装置４０は、電源部４１と、加熱部４２と、温度検出部
４３と、制御部４４とを構成し、前述の図１ないし図４
に示したように、プリント配線板の外層に加熱パターン
を形成するプリント配線板１に電子部品をはんだ付けす
る際に、加熱治具として用いるものである。当該はんだ
付け温度調整装置４０は、電子部品を搭載するプリント
配線板を搭載し、例えば図１２で示したリフロー装置に
よってはんだ付けするものである。

【００８７】加熱部４２は、前述の加熱パターン２に熱
を伝熱してプリント配線板を加熱するものである。温度
検出部４３は、はんだ付け温度調整装置４０の所定の箇
所に設置され、はんだ付けする際にリフロー装置の各ゾ
ーンの雰囲気温度を検出するものである。制御部４４
は、温度検出部４３が検出した雰囲気温度に対して加熱
部４２を加熱するために所定の電力を供給するように電
源部４１を制御するものである。

【００８８】なお、リフロー装置の各ゾーンの雰囲気温
度に対して加熱部４２を加熱する温度は、各ゾーンによ
って異なる温度を設定するなど適宜に設定することが望
ましい。例えば、各ゾーンごとの雰囲気温度よりも１０
℃〜５０℃程度アップさせるように電流値を制御する。

【００８９】同図（ｂ）において、はんだ付け温度調整
装置４０に設ける加熱部４２は、電子部品２１を搭載す
るプリント配線板１の外層に形成する加熱パターン２と
接触させるために、例えば加熱パターン２を挟着するよ
うに構成する。また、当該加熱部４２は、はんだ付け温
度調整装置４０に露出して形成する。また、リフロー装
置によってはんだ付けする際には、前記加熱部４２をリ
フロー装置３０に構成するベルトなどからなる搬送部３
１に搭載される。

【００９０】なお、前記加熱部４２は、はんだ付け温度
調整装置４０のフレームに収納するように構成してもよ
い。この場合には、リフロー装置によってはんだ付けす
る際には、はんだ付け温度調整装置４０をリフロー装置
３０に構成するベルトなどからなる搬送部３１に搭載さ
れる。

【００９１】この構成により、はんだ付け温度調整装置
４０は、プリント配線板１に電子部品２１をはんだ付け
する際には、リフロー装置３０のはんだ付け雰囲気温度
に対応させてプリント配線板１に所定の温度を伝熱して
プリント配線板１を加熱することで、同一プリント配線
板内でのはんだ付け温度分布を均一にする。また、プリ
ント配線板に搭載する電子部品にかかる熱ストレスを緩
和する。

【００９２】図１１は本発明の実施例を示す。

【００９３】同図（ａ）において、はんだ付け温度調整
装置４０は、電源部４１と、電力供給部４５と、温度検
出部４３と、制御部４４とを構成し、前述の図１ないし
図４に示したように、プリント配線板の外層に加熱パタ
ーンを形成するプリント配線板１に電子部品をはんだ付
けする際に、通電治具として用いるものである。当該は
んだ付け温度調整装置４０は、電子部品を搭載するプリ
ント配線板を搭載し、例えば図１２で示したリフロー装
置によってはんだ付けするものである。

【００９４】電力供給部４５は、前記の加熱パターン２
に電力を供給するものである。温度検出部４３は、はん
だ付け温度調整装置４０の所定の箇所に設置され、はん
だ付けする際にリフロー装置の各ゾーンの雰囲気温度を
検出するものである。

【００９５】制御部４４は、温度検出部４３が検出した
雰囲気温度に対してプリント配線板自身が発熱し所定の
温度まではんだ付け温度を上昇させるために電力供給部
４５が加熱パターン２に所定の電力を供給するように電
源部４１を制御するものである。

【００９６】なお、リフロー装置の各ゾーンの雰囲気温
度に対して加熱パターン２に所定の電力を供給する電力
は、温度制御する各ゾーンごとに異なる電流を供給でき
るようにするなど適宜に設定することが望ましい。例え
ば、各ゾーンごとの雰囲気温度よりも１０℃〜５０℃程
度アップさせるように電流値を制御する。

【００９７】同図（ｂ）において、電力供給部４５は、
電子部品２１を搭載するプリント配線板１の外層に形成
する加熱パターン２と接触させるために、例えば加熱パ
ターン２を挟着するように構成する。また、当該電力供
給部４５は、例えば絶縁性の材料で形成するはんだ付け
温度調整装置４０のフレームに収納される。なお。リフ
ロー装置によってはんだ付けする際には、はんだ付け温
度調整装置４０をリフロー装置３０に構成するベルトな
どからなる搬送部３１に搭載される。

【００９８】この構成により、はんだ付け温度調整装置
４０は、プリント配線板１に電子部品２１をはんだ付け
する際には、リフロー装置３０のはんだ付け雰囲気温度
に対応させて加熱パターンに電力を供給することで、加
熱パターンによってプリント配線板を発熱させることか
ら、同一プリント配線板内でのはんだ付け温度分布を均
一にする。また、プリント配線板に搭載する電子部品に
かかる熱ストレスを緩和する。

【００９９】

【発明の効果】この発明により、以下に示すような効果
が期待できる。

【０１００】電子部品をプリント配線板にはんだ付けす
る際には、プリント配線板の表面あるいは裏面に形成す
る加熱パターンによって電子部品の種別ごとにプリント
配線板側からも補助的に加熱することで、搭載する電子
部品を高温にすることなくはんだ溶融温度を得ることが
できる。これにより、プリント配線板に搭載する電子部
品にかかる熱ストレスを緩和することができるととも
に、同一プリント配線板内でのはんだ付け温度分布を均
一化することができ、はんだ付け製造品質を向上するこ
とができる。

【０１０１】また、電子部品をプリント配線板にはんだ
付けする際には、プリント配線板の表面あるいは裏面に
形成する加熱パターンから電子部品の直下に形成する加
熱層に伝熱して、加熱層によって電子部品ごとの熱容量
に対応するように補助的に加熱することでプリント配線
板側からも補助的に加熱することができる。

【０１０２】さらに、加熱層によってプリント配線板側
からも補助的に加熱する場合において、熱容量の大きい
電子部品への補助的な加熱は、熱容量の小さい電子部品
に比較して加熱を大きくすることで、同一プリント配線
板内でのはんだ付け温度分布を均一にすることができ
る。

【０１０３】さらに、加熱パターンおよび加熱層をグラ
ウンド層にすることにより、プリント回路板を電気的に
安定させることができる。

【０１０４】また、電子部品をプリント配線板にはんだ
付けする際には、第１ランドから引き出される配線パタ
ーンからなる配線層の上面に形成する加熱パターンによ
ってプリント配線板側からも補助的に加熱することがで
きる。

【０１０５】さらに、加熱パターンによってプリント配
線板側からも補助的に加熱する場合において、熱容量の
大きい電子部品への補助的な加熱は、熱容量の小さい電
子部品に比較して加熱を大きくすることで、同一プリン
ト配線板内でのはんだ付け温度分布を均一にすることが
できる。

【０１０６】また、プリント配線板に電子部品をはんだ
付けする際には、プリント配線板に所定の温度を伝熱し
てプリント配線板を加熱することができ、搭載する電子
部品を高温にすることなくはんだ溶融温度を得ることが
できる。

【０１０７】また、プリント配線板に電子部品をはんだ
付けする際には、搬送部を介してプリント配線板に形成
する加熱パターンを通電させて、加熱パターンによって
プリント配線板を発熱させることで、搭載する電子部品
を高温にすることなくはんだ溶融温度を得ることができ
る。

【０１０８】さらに、プリント配線板に形成する加熱パ
ターンとの接触圧を大きくすることで、プリント配線板
への伝熱性を向上させてプリント配線板を加熱すること
ができる。また、加熱パターンへの通電性を向上させて
プリント配線板を発熱させることができる。

【０１０９】また、はんだ付けする際には、はんだ付け
雰囲気温度に対応させてプリント配線板に所定の温度を
伝熱してプリント配線板を加熱することで、同一プリン
ト配線板内でのはんだ付け温度分布を均一にすることが
でき、プリント配線板に搭載する電子部品にかかる熱ス
トレスを緩和することができる。

【０１１０】また、はんだ付けする際には、はんだ付け
雰囲気温度に対応させて加熱パターンを通電させること
によってプリント配線板を発熱させることで、同一プリ
ント配線板内でのはんだ付け温度分布を均一にすること
ができ、プリント配線板に搭載する電子部品にかかる熱
ストレスを緩和することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の図である。

【図２】本発明の実施例の図である。

【図３】本発明の実施例の図である。

【図４】本発明の実施例の図である。

【図５】本発明の実施例の図である。

【図６】本発明の実施例の図である。

【図７】本発明の実施例の図である。

【図８】本発明の実施例の図である。

【図９】本発明の実施例の図である。

【図１０】本発明の実施例の図である。

【図１１】本発明の実施例の図である。

【図１２】リフロー装置の概要図である。

【図１３】リフロー装置の温度分布図である。

【符号の説明】

１：プリント配線板 ２：加熱パターン ３，３ａ，３ｂ：第１ランド ４：加熱層 ５：スルーホール ６：グラウンド層 ７：第２ランド ８：第３ランド １０：短絡部 １５：レジスト ３１，３１ａ：搬送部 ３３：加熱部 ３５：通電部 ３６：ローラ ３７：加熱ローラ ３８：通電ローラ ４０：はんだ付け温度調整装置 ４１：電源部 ４２：加熱部 ４３：温度検出部 ４４：制御部 ４５：電力供給部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5E317 AA24 BB02 BB12 CC03 CC08 CC15 CD27 CD32 CD34 GG07 5E319 AA03 AA07 AC01 AC11 AC20 CC33 CC36 CC45 CC49 CD35 GG11 5E338 AA03 BB75 CC06 CC09 CC10 CD12 CD14 CD32 EE01 EE51 5E346 AA12 AA15 AA32 AA42 AA43 BB01 BB04 BB07 BB15 BB16 CC32 FF45 HH16 HH31

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プリント配線板の外層に熱伝導性の良好な
   材料を用いて加熱パターンを形成し、 電子部品を前記プリント配線板にはんだ付けする際には
   前記加熱パターンを用いてプリント配線板を加熱する、 ことを特徴とするはんだ付け方法。
2. 【請求項２】プリント配線板に搭載する電子部品を接続
   するプリント配線板の外層に形成する第１ランドとの間
   隔を前記電子部品の種別によって所定の間隔を保持させ
   るとともに、前記第１ランドおよびプリント配線板に形
   成する別層とは電気的接続させないで前記第１ランドと
   同一層となるプリント配線板の外層に熱伝導性の良好な
   材料を用いて形成する加熱パターン（２）を備える、 ことを特徴とするプリント配線板。
3. 【請求項３】前記プリント配線板は、 前記加熱パターンに隣接する内層に熱伝導性の良好な材
   料を用いて形成する加熱層（４）と、 前記加熱パターンと加熱層とを電気的接続させるスルー
   ホール（５）とを備える、 ことを特徴とする請求項２記載のプリント配線板。
4. 【請求項４】前記加熱層（４）は、 前記電子部品の直下に加熱層を形成する場合には、熱容
   量が大きい電子部品の場合には加熱層の面積を大きく設
   定して形成するとともに、熱容量が小さい電子部品の場
   合には加熱層の面積を前記熱容量が大きい電子部品の場
   合に設定した加熱層の面積に比較して小さく設定して形
   成する、 ことを特徴とする請求項３記載のプリント配線板。
5. 【請求項５】前記プリント配線板は、 プリント配線板に搭載する電子部品を前記第１ランドに
   はんだ付けした後に、前記加熱パターンに形成する第２
   ランド（７）とプリント配線板の内層に形成するグラウ
   ンド層と電気的接続する第３ランド（８）とを電気的接
   続するように構成する、 ことを特徴とする請求項２または請求項３記載のプリン
   ト配線板。
6. 【請求項６】プリント配線板に搭載する電子部品を接続
   するプリント配線板の外層に形成する第１ランドとの間
   隔を前記電子部品の種別によって所定の間隔を保持させ
   るとともに、前記第１ランドおよびプリント配線板に形
   成する別層とは電気的接続させないで前記第１ランドを
   露出させて前記第１ランドから引き出される配線パター
   ンからなる配線層の上面に熱伝導性の良好な材料を用い
   て形成する加熱パターン（２）を備える、 ことを特徴とするプリント配線板。
7. 【請求項７】前記加熱パターン（２）は、 前記第１ランドとの間隔を設定する場合には、熱容量が
   大きい電子部品を接続する第１ランド（３ａ）の場合に
   は当該第１ランド（３ａ）に接近させて形成するととも
   に、熱容量が小さい電子部品を接続する第１ランド（３
   ｂ）の場合には当該第１ランド（３ｂ）との間隔を前記
   熱容量が大きい電子部品を接続する前記第１ランド（３
   ａ）に比較して間隔を広げて形成する、 ことを特徴とする請求項２または請求項６記載のプリン
   ト配線板。
8. 【請求項８】プリント配線板の外層に熱伝導性の良好な
   材料を用いて加熱パターンを形成するプリント配線板に
   電子部品をはんだ付けするはんだ付け装置であって、 プリント配線板を搭載するとともに前記加熱パターンと
   接触させてプリント配線板を一定方向に搬送する複数個
   数の搬送部（３１）と、 プリント配線板に電子部品をはんだ付けする際には前記
   搬送部を加熱する加熱部（３３）とを備える、 ことを特徴とするはんだ付け装置。
9. 【請求項９】プリント配線板の外層に熱伝導性の良好な
   材料を用いて加熱パターンを形成するプリント配線板に
   電子部品をはんだ付けするはんだ付け装置であって、 プリント配線板を搭載するとともに前記加熱パターンと
   接触させてプリント配線板を一定方向に搬送する複数個
   数の搬送部（３１ａ）と、 プリント配線板に電子部品をはんだ付けする際には前記
   搬送部に所定の電力を供給する通電部（３５）とを備え
   る、 ことを特徴とするはんだ付け装置。
10. 【請求項１０】前記はんだ付け装置は、 前記複数個数の搬送部（３１）に対向する面に前記プリ
    ント配線板を押圧するローラ（３６）を備える、 ことを特徴とする請求項８または請求項９記載のはんだ
    付け装置。
11. 【請求項１１】プリント配線板の外層に熱伝導性の良好
    な材料を用いて加熱パターンを形成するプリント配線板
    に電子部品をはんだ付けする際に治具として用いるはん
    だ付け温度調整装置であって、 電源部（４１）と、 前記加熱パターンに熱を伝熱して加熱する加熱部（４
    ２）と、 はんだ付けする際に当該はんだ付け温度調整装置の所定
    の箇所で雰囲気温度を検出する温度検出部（４３）と、 温度検出部が検出した雰囲気温度に対して加熱部（４
    ２）を加熱するために所定の電力を供給するように電源
    部を制御する制御部（４４）とを備える、 ことを特徴とするはんだ付け温度調整装置。
12. 【請求項１２】プリント配線板の外層に熱伝導性の良好
    な材料を用いて加熱パターンを形成するプリント配線板
    に電子部品をはんだ付けする際に治具として用いるはん
    だ付け温度調整装置であって、 電源部（４１）と、 前記加熱パターンに電力を供給する電力供給部（４５）
    と、 はんだ付けする際に当該はんだ付け温度調整装置の所定
    の箇所で雰囲気温度を検出する温度検出部（４３）と、 温度検出部が検出した雰囲気温度に対してプリント配線
    板自身が発熱し所定の温度まではんだ付け温度を上昇さ
    せるために電力供給部（４５）から所定の電力を供給す
    るように電源部を制御する制御部（４４）とを備える、 ことを特徴とするはんだ付け温度調整装置。