JP2003037357A - はんだ付け方法及び加熱装置 - Google Patents
はんだ付け方法及び加熱装置Info
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- JP2003037357A JP2003037357A JP2001225922A JP2001225922A JP2003037357A JP 2003037357 A JP2003037357 A JP 2003037357A JP 2001225922 A JP2001225922 A JP 2001225922A JP 2001225922 A JP2001225922 A JP 2001225922A JP 2003037357 A JP2003037357 A JP 2003037357A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、両面に電子部品を実装するプリン
ト配線板で鉛フリーはんだで実装する際、２回目のはん
だ付け時に１回目にはんだ付けした電子部品の落下を防
止し、はんだボールの発生を抑制することを目的とす
る。 【解決手段】 予備加熱部を低酸素濃度雰囲気、本加熱
部を大気雰囲気ではんだ付けを行い、２回目のはんだ付
けまでに１回目のはんだの表面に酸化膜を形成し、はん
だ付けを行う。
ト配線板で鉛フリーはんだで実装する際、２回目のはん
だ付け時に１回目にはんだ付けした電子部品の落下を防
止し、はんだボールの発生を抑制することを目的とす
る。 【解決手段】 予備加熱部を低酸素濃度雰囲気、本加熱
部を大気雰囲気ではんだ付けを行い、２回目のはんだ付
けまでに１回目のはんだの表面に酸化膜を形成し、はん
だ付けを行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プリント配線板上
に印刷されたはんだペーストに熱を加えて、各種電子部
品をプリント配線板に実装する方法及び加熱装置に関す
る。
に印刷されたはんだペーストに熱を加えて、各種電子部
品をプリント配線板に実装する方法及び加熱装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子機器の小型軽量化により、機
器を制御するプリント配線板も小型化が求められ、プリ
ント配線板に実装する電子部品も挿入型から表面実装型
に、そして、プリント配線板の両面に表面実装型部品を
実装し、高密度実装化が進んでいる。
器を制御するプリント配線板も小型化が求められ、プリ
ント配線板に実装する電子部品も挿入型から表面実装型
に、そして、プリント配線板の両面に表面実装型部品を
実装し、高密度実装化が進んでいる。
【０００３】このような中、プリント配線板への表面実
装型電子部品の実装は、プリント配線板の銅ランド部に
メタルマスク等によりはんだを所定量印刷供給し、その
はんだの上に電子部品をマウントし、リフロー炉等の加
熱装置ではんだを加熱・溶融・固化させることにより行
っている。プリント配線板の両面に電子部品をはんだ付
けするときは、最初に電子部品をはんだ付けする面を１
次面、その裏面つまり２回目にはんだ付けする面を２次
面と呼ぶと、図５に示すように１次面のリフロー終了後
にプリント配線板を反転させ、２次面は、はんだを印刷
・マウント・リフローを行えば可能である。ここで使用
する加熱装置は、例えば図６に示すような熱風によりは
んだ部を加熱する構造をしていた。
装型電子部品の実装は、プリント配線板の銅ランド部に
メタルマスク等によりはんだを所定量印刷供給し、その
はんだの上に電子部品をマウントし、リフロー炉等の加
熱装置ではんだを加熱・溶融・固化させることにより行
っている。プリント配線板の両面に電子部品をはんだ付
けするときは、最初に電子部品をはんだ付けする面を１
次面、その裏面つまり２回目にはんだ付けする面を２次
面と呼ぶと、図５に示すように１次面のリフロー終了後
にプリント配線板を反転させ、２次面は、はんだを印刷
・マウント・リフローを行えば可能である。ここで使用
する加熱装置は、例えば図６に示すような熱風によりは
んだ部を加熱する構造をしていた。
【０００４】加熱装置は、プリント配線板６２を搬送す
るコンベア６１と、プリント配線板６２をはんだ溶融温
度より低い温度まで暖め、プリント配線板６２に実装さ
れる電子部品の温度を一定にする為の予備加熱を行なう
予備加熱部Ａと、プリント配線板６２のはんだ付け部の
温度をはんだ溶融温度より高く暖める為の本加熱部Ｂか
らなり、加熱部を固定保持するための上カバー７４、下
カバー７５からなる。
るコンベア６１と、プリント配線板６２をはんだ溶融温
度より低い温度まで暖め、プリント配線板６２に実装さ
れる電子部品の温度を一定にする為の予備加熱を行なう
予備加熱部Ａと、プリント配線板６２のはんだ付け部の
温度をはんだ溶融温度より高く暖める為の本加熱部Ｂか
らなり、加熱部を固定保持するための上カバー７４、下
カバー７５からなる。
【０００５】それぞれの加熱部には、電磁波（例えば赤
外線や遠赤外線）を利用して実装される電子部品温度を
上げるヒータや、ヒータで高温に加熱した熱風により電
子部品温度を上昇させる熱風装置が設けてある。
外線や遠赤外線）を利用して実装される電子部品温度を
上げるヒータや、ヒータで高温に加熱した熱風により電
子部品温度を上昇させる熱風装置が設けてある。
【０００６】予備加熱部Ａは、プリント配線板６２の上
面から上面予備加熱装置６４で暖めた熱風６５を電子部
品表面に吹き付ける上面予備加熱部熱風吹き出し口６３
と、プリント配線板６２の下面から下面予備加熱装置６
７で暖めた熱風を電子部品表面に吹き付ける下面予備加
熱部熱風吹き出し口６６からなる。また、はんだ付け部
をはんだ溶融温度より高くする本加熱部Ｂは、プリント
配線板６２の上面から加熱する上面本加熱装置７１で加
熱した熱風を電子部品表面に吹き付ける上面本加熱部熱
風吹き出し口７０と下面から加熱する下面本加熱装置７
３で加熱した熱風を電子部品表面に吹き付ける下面本加
熱部熱風吹き出し口７２からなる。
面から上面予備加熱装置６４で暖めた熱風６５を電子部
品表面に吹き付ける上面予備加熱部熱風吹き出し口６３
と、プリント配線板６２の下面から下面予備加熱装置６
７で暖めた熱風を電子部品表面に吹き付ける下面予備加
熱部熱風吹き出し口６６からなる。また、はんだ付け部
をはんだ溶融温度より高くする本加熱部Ｂは、プリント
配線板６２の上面から加熱する上面本加熱装置７１で加
熱した熱風を電子部品表面に吹き付ける上面本加熱部熱
風吹き出し口７０と下面から加熱する下面本加熱装置７
３で加熱した熱風を電子部品表面に吹き付ける下面本加
熱部熱風吹き出し口７２からなる。
【０００７】プリント配線板６２のはんだ付けは、プリ
ント配線板６２を加熱装置のコンベア６１上に載せ、加
熱部ＡからＢへ移動することにより、はんだの溶融・固
化が生じはんだ付けが完了する。
ント配線板６２を加熱装置のコンベア６１上に載せ、加
熱部ＡからＢへ移動することにより、はんだの溶融・固
化が生じはんだ付けが完了する。
【０００８】このはんだ付け工程におけるプリント配線
板上の代表的な電子部品の温度変化を図７に示す。
板上の代表的な電子部品の温度変化を図７に示す。
【０００９】８１はプリント配線板に実装されたＩＣや
チップ抵抗器の表面実装部品のはんだ部の温度プロファ
イルで、８２は表面実装タイプの電解コンデンサ表面の
温度プロファイルである。予備加熱部Ａでは、各電子部
品の温度を室温から上げ、プリント配線板上にマウント
された電子部品のはんだ付け部の温度を一定にし、本加
熱部Ｂでは、はんだ溶融温度以上に加熱し、はんだ付け
を行い、はんだ付けを終了する。
チップ抵抗器の表面実装部品のはんだ部の温度プロファ
イルで、８２は表面実装タイプの電解コンデンサ表面の
温度プロファイルである。予備加熱部Ａでは、各電子部
品の温度を室温から上げ、プリント配線板上にマウント
された電子部品のはんだ付け部の温度を一定にし、本加
熱部Ｂでは、はんだ溶融温度以上に加熱し、はんだ付け
を行い、はんだ付けを終了する。
【００１０】本加熱部Ｂで耐熱性の低い全ての電解コン
デンサの信頼性を確保するため最高温度が２３０℃以下
になるように、また、電子部品の接合強度を確保する為
にはんだ付け部の温度がはんだ溶融温度（例えば、Ｓｎ
−Ｐｂ系はんだの溶融温度は１８３℃）以上になるよう
にＡ、Ｂ各加熱部の熱風の温度及びコンベアの搬送速度
を制御してはんだ付けを行なっていた。
デンサの信頼性を確保するため最高温度が２３０℃以下
になるように、また、電子部品の接合強度を確保する為
にはんだ付け部の温度がはんだ溶融温度（例えば、Ｓｎ
−Ｐｂ系はんだの溶融温度は１８３℃）以上になるよう
にＡ、Ｂ各加熱部の熱風の温度及びコンベアの搬送速度
を制御してはんだ付けを行なっていた。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、昨今の
環境問題に対応して、鉛フリーはんだ（例えばＳｎ−Ａ
ｇ系、Ｓｎ−Ｚｎ系）で上記した従来のはんだ付け方法
及び加熱装置によりプリント配線板の両面に電子部品を
実装すると、１次面の実装時には、はんだ粉末の表面が酸
化し未溶融はんだボールが発生したり、２次面のはんだ
付け時には、１次面に実装した大物電子部品のはんだ部
が溶融し、はんだの表面張力より電子部品の重量が重い
と落下するという課題を有していた。
環境問題に対応して、鉛フリーはんだ（例えばＳｎ−Ａ
ｇ系、Ｓｎ−Ｚｎ系）で上記した従来のはんだ付け方法
及び加熱装置によりプリント配線板の両面に電子部品を
実装すると、１次面の実装時には、はんだ粉末の表面が酸
化し未溶融はんだボールが発生したり、２次面のはんだ
付け時には、１次面に実装した大物電子部品のはんだ部
が溶融し、はんだの表面張力より電子部品の重量が重い
と落下するという課題を有していた。
【００１２】つまり、鉛フリーはんだは従来の鉛入りは
んだより一般的に融点が高くなるために、はんだ付け最
低温度も高くなる。しかし、電子部品の耐熱温度は従来
と同じであるために、リフロー中の電子部品及びはんだ
部の温度ばらつきをできるだけ小さくしなければ、高信
頼性のはんだ付けが難しい。そのため、温度上昇しにく
いはんだ部の温度を上げるためにプリント基板の裏面か
らの加熱を強くするかプリント基板の搬送速度を遅くす
ることになる。
んだより一般的に融点が高くなるために、はんだ付け最
低温度も高くなる。しかし、電子部品の耐熱温度は従来
と同じであるために、リフロー中の電子部品及びはんだ
部の温度ばらつきをできるだけ小さくしなければ、高信
頼性のはんだ付けが難しい。そのため、温度上昇しにく
いはんだ部の温度を上げるためにプリント基板の裏面か
らの加熱を強くするかプリント基板の搬送速度を遅くす
ることになる。
【００１３】しかし、このような温度プロファイルでは、
予備加熱部Ａの時間が長くなりはんだに添加しているフ
ラックスの活性力がなくなりはんだボールが発生する。
また２次面のはんだ付けでは、１次面に実装した電子部
品が下面になりはんだが溶融し、電子部品の重量とはん
だの表面張力の関係で電子部品が落下したり保持された
りする。
予備加熱部Ａの時間が長くなりはんだに添加しているフ
ラックスの活性力がなくなりはんだボールが発生する。
また２次面のはんだ付けでは、１次面に実装した電子部
品が下面になりはんだが溶融し、電子部品の重量とはん
だの表面張力の関係で電子部品が落下したり保持された
りする。
【００１４】これらの対策として低酸素濃度雰囲気例え
ば窒素ガス雰囲気でのはんだ付けを行えばはんだボール
を抑制できるが、電子部品の落下を防ぐことは不可能で
あり、１次面側の電子部品を接着剤等で固定する必要が
ある。
ば窒素ガス雰囲気でのはんだ付けを行えばはんだボール
を抑制できるが、電子部品の落下を防ぐことは不可能で
あり、１次面側の電子部品を接着剤等で固定する必要が
ある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明は、プリント配線板に熱を加えて電子部品
のはんだ付けを行いさらに前記プリント配線板の裏面に
熱を加えて電子部品をはんだ付けする方法において、プ
リント配線板の裏面のはんだ付けを行う前にプリント配
線板の表面のはんだ付け部の表面に酸化膜を形成するは
んだ付け方法である。
めに、本発明は、プリント配線板に熱を加えて電子部品
のはんだ付けを行いさらに前記プリント配線板の裏面に
熱を加えて電子部品をはんだ付けする方法において、プ
リント配線板の裏面のはんだ付けを行う前にプリント配
線板の表面のはんだ付け部の表面に酸化膜を形成するは
んだ付け方法である。
【００１６】本発明によれば、鉛フリーはんだによる両
面に電子部品を実装したプリント配線板のはんだ付けに
おいて、はんだボールの発生が少なく、また２次面の実装
時に１次面の電子部品の落下がなく、電子部品の耐熱保
証温度内でのはんだ付けが可能である、品質信頼性の高
いプリント配線板を提供することができる。
面に電子部品を実装したプリント配線板のはんだ付けに
おいて、はんだボールの発生が少なく、また２次面の実装
時に１次面の電子部品の落下がなく、電子部品の耐熱保
証温度内でのはんだ付けが可能である、品質信頼性の高
いプリント配線板を提供することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、プリント配線板に熱を加えて電子部品のはんだ付け
を行いさらに前記プリント配線板の裏面に熱を加えて電
子部品をはんだ付けする方法において、プリント配線板
の裏面のはんだ付けを行う前にプリント配線板の表面の
はんだ付け部の表面に酸化膜を形成することを特徴とす
るはんだ付け方法であり、酸化膜をはんだ表面に形成す
ることにより表面張力が大きくなり、またはんだの流動
性が悪くなり、１次面の電子部品の落下を防止すること
が可能であり、鉛フリーはんだを用いてプリント配線板
の両面に接着剤等の仮固定材料なしに表面実装型部品を
実装できるという効果を有している。
は、プリント配線板に熱を加えて電子部品のはんだ付け
を行いさらに前記プリント配線板の裏面に熱を加えて電
子部品をはんだ付けする方法において、プリント配線板
の裏面のはんだ付けを行う前にプリント配線板の表面の
はんだ付け部の表面に酸化膜を形成することを特徴とす
るはんだ付け方法であり、酸化膜をはんだ表面に形成す
ることにより表面張力が大きくなり、またはんだの流動
性が悪くなり、１次面の電子部品の落下を防止すること
が可能であり、鉛フリーはんだを用いてプリント配線板
の両面に接着剤等の仮固定材料なしに表面実装型部品を
実装できるという効果を有している。
【００１８】本発明の請求項２に記載の発明は、プリン
ト配線板の両面に電子部品をはんだ付けする方法におい
て、プリント配線板に最初にはんだ付けを大気中で行い
さらに前記プリント配線板の裏面を低酸素濃度雰囲気中
ではんだ付けを行うことを特徴とするはんだ付け方法で
あり、１次面のはんだ付け終了と同時にはんだ部表面に
酸化膜を形成可能であり、２次面の電子部品のはんだ付
け時に電子部品の落下がなく、かつ、２次面のはんだ付
け時に温度ばらつきを小さくするために搬送速度を遅く
し予熱部を長くしても低酸素濃度雰囲気で行うのではん
だボールの発生がなく、品質信頼性の高いプリント配線
板を提供できるという効果を有している。
ト配線板の両面に電子部品をはんだ付けする方法におい
て、プリント配線板に最初にはんだ付けを大気中で行い
さらに前記プリント配線板の裏面を低酸素濃度雰囲気中
ではんだ付けを行うことを特徴とするはんだ付け方法で
あり、１次面のはんだ付け終了と同時にはんだ部表面に
酸化膜を形成可能であり、２次面の電子部品のはんだ付
け時に電子部品の落下がなく、かつ、２次面のはんだ付
け時に温度ばらつきを小さくするために搬送速度を遅く
し予熱部を長くしても低酸素濃度雰囲気で行うのではん
だボールの発生がなく、品質信頼性の高いプリント配線
板を提供できるという効果を有している。
【００１９】本発明の請求項３に記載の発明は、プリン
ト配線板の両面に電子部品をはんだ付けする方法におい
て、プリント配線板の片面のはんだ付けを低酸素濃度雰
囲気中で行い、さらに高温で加熱した後、前記プリント
配線板の裏面のはんだ付けを行うことを特徴とするはん
だ付け方法であり、２次面のはんだ付けを行う前に高温
でプリント配線板を加熱することにより低酸素濃度雰囲
気ではんだ付けしたにもかかわらず１次面のはんだ部の
表面に酸化膜を形成でき、２次面のはんだ付け時に電子
部品が落下せず、また搬送速度を遅くした温度プロファ
イルでも低酸素濃度雰囲気ではんだ付けを行うのではん
だボールの発生の少ない信頼性の高いプリント配線板を
提供するという効果を有している。
ト配線板の両面に電子部品をはんだ付けする方法におい
て、プリント配線板の片面のはんだ付けを低酸素濃度雰
囲気中で行い、さらに高温で加熱した後、前記プリント
配線板の裏面のはんだ付けを行うことを特徴とするはん
だ付け方法であり、２次面のはんだ付けを行う前に高温
でプリント配線板を加熱することにより低酸素濃度雰囲
気ではんだ付けしたにもかかわらず１次面のはんだ部の
表面に酸化膜を形成でき、２次面のはんだ付け時に電子
部品が落下せず、また搬送速度を遅くした温度プロファ
イルでも低酸素濃度雰囲気ではんだ付けを行うのではん
だボールの発生の少ない信頼性の高いプリント配線板を
提供するという効果を有している。
【００２０】本発明の請求項４に記載の発明は、搬送装
置で走行しているプリント配線板に熱を加えてプリント
配線板に電子部品をはんだ付けする予備加熱ゾーンと本
加熱ゾーンからなる加熱装置において、前記予備加熱ゾ
ーンを低酸素濃度雰囲気で本加熱ゾーンを大気雰囲気に
保つことを特徴とする加熱装置であり、予備加熱部は低
酸素濃度雰囲気であり、搬送速度が遅く予熱時間が長く
てもはんだボールの発生を防止でき、かつ本加熱部は大
気雰囲気であり、はんだ付け後ははんだ部の表面に酸化
膜を形成でき、はんだ付け工程が単純になるという効果
を有している。以下、本発明の実施の形態について図面
に基づいて説明する。
置で走行しているプリント配線板に熱を加えてプリント
配線板に電子部品をはんだ付けする予備加熱ゾーンと本
加熱ゾーンからなる加熱装置において、前記予備加熱ゾ
ーンを低酸素濃度雰囲気で本加熱ゾーンを大気雰囲気に
保つことを特徴とする加熱装置であり、予備加熱部は低
酸素濃度雰囲気であり、搬送速度が遅く予熱時間が長く
てもはんだボールの発生を防止でき、かつ本加熱部は大
気雰囲気であり、はんだ付け後ははんだ部の表面に酸化
膜を形成でき、はんだ付け工程が単純になるという効果
を有している。以下、本発明の実施の形態について図面
に基づいて説明する。
【００２１】（実施の形態１）本発明は、はんだの表面
が酸化されると表面張力が大きくなり、流動性が減少
し、はんだの切れが悪くなることを見いだし、この酸化
膜により電子部品落下を防止するものである。
が酸化されると表面張力が大きくなり、流動性が減少
し、はんだの切れが悪くなることを見いだし、この酸化
膜により電子部品落下を防止するものである。
【００２２】本発明のはんだ付け方法は、プリント配線
板に熱を加えて電子部品のはんだ付けを行いさらに前記
プリント配線板の裏面に熱を加えて電子部品をはんだ付
けする方法において、プリント配線板の裏面のはんだ付
けを行う前にプリント配線板の表面のはんだ付け部の表
面に酸化膜を形成することを特徴とするものである。
板に熱を加えて電子部品のはんだ付けを行いさらに前記
プリント配線板の裏面に熱を加えて電子部品をはんだ付
けする方法において、プリント配線板の裏面のはんだ付
けを行う前にプリント配線板の表面のはんだ付け部の表
面に酸化膜を形成することを特徴とするものである。
【００２３】さらに本発明のはんだ付け方法は、プリン
ト配線板の両面に電子部品をはんだ付けする方法におい
て、プリント配線板に最初にはんだ付けを大気中で行い
さらに前記プリント配線板の裏面を低酸素濃度雰囲気中
ではんだ付けを行い、また、プリント配線板の片面のは
んだ付けを低酸素濃度雰囲気中で行い、さらに高温で加
熱した後、前記プリント配線板の裏面のはんだ付けを行
い、２次面のはんだ付け時に１次面のはんだ部の表面に
酸化膜を形成していることを特徴とするものである。
ト配線板の両面に電子部品をはんだ付けする方法におい
て、プリント配線板に最初にはんだ付けを大気中で行い
さらに前記プリント配線板の裏面を低酸素濃度雰囲気中
ではんだ付けを行い、また、プリント配線板の片面のは
んだ付けを低酸素濃度雰囲気中で行い、さらに高温で加
熱した後、前記プリント配線板の裏面のはんだ付けを行
い、２次面のはんだ付け時に１次面のはんだ部の表面に
酸化膜を形成していることを特徴とするものである。
【００２４】図１、２は本発明の一実施の形態例を示す
はんだ付け方法の工程図である。鉛フリーはんだによる
はんだ付けにおいて、１次面で加熱装置の搬送速度を遅
くせず下面からの加熱をコントロールすることにより温
度プロファイルを作成できる時は、図１に示すように、
プリント配線板の１次面にはんだを印刷供給し、電子部
品をマウントし、加熱装置で大気雰囲気ではんだ付けを
行う。そして、プリント配線板を反転し、２次面にはんだ
を印刷供給し、電子部品をマウントし、低酸素濃度雰囲
気ではんだ付けを行う。
はんだ付け方法の工程図である。鉛フリーはんだによる
はんだ付けにおいて、１次面で加熱装置の搬送速度を遅
くせず下面からの加熱をコントロールすることにより温
度プロファイルを作成できる時は、図１に示すように、
プリント配線板の１次面にはんだを印刷供給し、電子部
品をマウントし、加熱装置で大気雰囲気ではんだ付けを
行う。そして、プリント配線板を反転し、２次面にはんだ
を印刷供給し、電子部品をマウントし、低酸素濃度雰囲
気ではんだ付けを行う。
【００２５】また、１次面のはんだ付けにおいて、搬送
速度を遅くしてプリント配線板上の電子部品及びはんだ
部の温度ばらつきを小さくする温度プロファイルでは、
図２に示すはんだ付け工程ではんだ付けを行う。１次面
のはんだ付けを低酸素濃度雰囲気で行い、１次面のはん
だ付け後、はんだの溶融温度以下例えば１２０℃で数分
間放置し、その後、２次面側のはんだ付けを低酸素濃度
雰囲気で行う。ここでいう低酸素濃度雰囲気は、窒素ガス
等を用いて酸素濃度が５%以下であれば効果がある。
速度を遅くしてプリント配線板上の電子部品及びはんだ
部の温度ばらつきを小さくする温度プロファイルでは、
図２に示すはんだ付け工程ではんだ付けを行う。１次面
のはんだ付けを低酸素濃度雰囲気で行い、１次面のはん
だ付け後、はんだの溶融温度以下例えば１２０℃で数分
間放置し、その後、２次面側のはんだ付けを低酸素濃度
雰囲気で行う。ここでいう低酸素濃度雰囲気は、窒素ガス
等を用いて酸素濃度が５%以下であれば効果がある。
【００２６】以上のような本発明のはんだ付け方法で
は、２次面をはんだ付けする前の１次面のはんだ部は図
３に示すような断面である。プリント配線板３１に設け
た銅ランド３２と半導体３６から接続用の半導体リード
端子３５がはんだ３３により接続されている。そしては
んだ３３の表面を酸化膜３４（例えば酸化Ｓｎ、酸化Ｚ
ｎ等）が覆っている。
は、２次面をはんだ付けする前の１次面のはんだ部は図
３に示すような断面である。プリント配線板３１に設け
た銅ランド３２と半導体３６から接続用の半導体リード
端子３５がはんだ３３により接続されている。そしては
んだ３３の表面を酸化膜３４（例えば酸化Ｓｎ、酸化Ｚ
ｎ等）が覆っている。
【００２７】従来のはんだ付け方法では、鉛フリーはん
だのはんだ付けにおいて、鉛フリーはんだは融点がＳｎ
−Ｐｂはんだより一般的に高くなるため、電子部品への
熱ダメージがなくはんだ部の温度を高くするためには、
例えば、加熱装置の搬送速度を遅くするとか、加熱装置
の下面からの加熱を強くする等行われている。
だのはんだ付けにおいて、鉛フリーはんだは融点がＳｎ
−Ｐｂはんだより一般的に高くなるため、電子部品への
熱ダメージがなくはんだ部の温度を高くするためには、
例えば、加熱装置の搬送速度を遅くするとか、加熱装置
の下面からの加熱を強くする等行われている。
【００２８】しかし、そのような温度プロファイルで
は、はんだ粉末が酸化し銅ランドの周りにはんだボール
が多数発生するため低酸素濃度雰囲気でのはんだ付けが
行われている。しかし、２次面をはんだ付けするときに
は、１次面が下側になるため下面からの加熱によりはん
だ部が溶融し、重量の重い電子部品が落下するという問
題を有していた。
は、はんだ粉末が酸化し銅ランドの周りにはんだボール
が多数発生するため低酸素濃度雰囲気でのはんだ付けが
行われている。しかし、２次面をはんだ付けするときに
は、１次面が下側になるため下面からの加熱によりはん
だ部が溶融し、重量の重い電子部品が落下するという問
題を有していた。
【００２９】本発明のはんだ付け方法では、図３に示す
ように、２次面をはんだ付けする前に１次面のはんだの
表面を酸化膜が覆っており、２次面のはんだ付け時に１
次面のはんだが溶融しても表面張力が大きく、はんだの
流動性が低下するので電子部品の落下を防止できる。さ
らに、温度プロファイルによりにより酸素濃度をコント
ロールすれば銅ランド回りのはんだボールの発生を抑制
することが可能である。
ように、２次面をはんだ付けする前に１次面のはんだの
表面を酸化膜が覆っており、２次面のはんだ付け時に１
次面のはんだが溶融しても表面張力が大きく、はんだの
流動性が低下するので電子部品の落下を防止できる。さ
らに、温度プロファイルによりにより酸素濃度をコント
ロールすれば銅ランド回りのはんだボールの発生を抑制
することが可能である。
【００３０】以上のように、プリント配線板の両面に表
面実装型電子部品を実装する場合、２次面をはんだ付け
する前に１次面のはんだの表面に酸化膜を形成すること
により、鉛フリーはんだでのはんだ付けにおいて、温度
プロファイルの形成に自由度があり、１次面側の電子部
品の落下がなく、はんだボールの発生が少ないはんだ付
けが可能であり、品質信頼性の高いプリント配線板を提
供することが可能である。
面実装型電子部品を実装する場合、２次面をはんだ付け
する前に１次面のはんだの表面に酸化膜を形成すること
により、鉛フリーはんだでのはんだ付けにおいて、温度
プロファイルの形成に自由度があり、１次面側の電子部
品の落下がなく、はんだボールの発生が少ないはんだ付
けが可能であり、品質信頼性の高いプリント配線板を提
供することが可能である。
【００３１】（実施の形態２）図４は本発明の第二実施
の形態例を示す加熱装置の側面図である。本発明の加熱
装置は、搬送装置で走行しているプリント配線板に熱を
加えてプリント配線板に電子部品をはんだ付けする予備
加熱ゾーンと本加熱ゾーンからなる加熱装置において、
前記予備加熱ゾーンを低酸素濃度雰囲気で本加熱ゾーン
を大気雰囲気に保つことを特徴とするものである。
の形態例を示す加熱装置の側面図である。本発明の加熱
装置は、搬送装置で走行しているプリント配線板に熱を
加えてプリント配線板に電子部品をはんだ付けする予備
加熱ゾーンと本加熱ゾーンからなる加熱装置において、
前記予備加熱ゾーンを低酸素濃度雰囲気で本加熱ゾーン
を大気雰囲気に保つことを特徴とするものである。
【００３２】すなわち、図４において、加熱装置は、は
んだ付けを行なうプリント配線板４２のはんだ付け部の
温度を室温からはんだ溶融温度より低い温度まで暖め、
プリント配線板４２上に実装される電子部品（図示せ
ず）のはんだ付け部の温度を一定にする為の予備加熱部
Ａとプリント配線板４２のはんだ付け部の温度をはんだ
溶融温度より高くし、はんだ付けを行なう本加熱部Ｂか
らなる。
んだ付けを行なうプリント配線板４２のはんだ付け部の
温度を室温からはんだ溶融温度より低い温度まで暖め、
プリント配線板４２上に実装される電子部品（図示せ
ず）のはんだ付け部の温度を一定にする為の予備加熱部
Ａとプリント配線板４２のはんだ付け部の温度をはんだ
溶融温度より高くし、はんだ付けを行なう本加熱部Ｂか
らなる。
【００３３】それぞれの加熱部には、ヒータで加熱した
熱風により温度を上げる熱風装置、プリント配線板４２
を入口から出口まで搬送するコンベア４１及び低酸素濃
度雰囲気を作るための窒素発生装置５６が設けてある。
熱風により温度を上げる熱風装置、プリント配線板４２
を入口から出口まで搬送するコンベア４１及び低酸素濃
度雰囲気を作るための窒素発生装置５６が設けてある。
【００３４】予備加熱部Ａは、上面予備加熱装置４４で
暖めた熱風４５をプリント配線板４２の表面に吹き付け
る上面予備加熱部熱風吹き出し口４３と、下面予備加熱
装置４７で暖めた熱風をプリント配線板４２の表面に吹
き付ける下面予備加熱部熱風吹き出し口４６と、予備加
熱部Ａと本加熱部Ｂの熱風の対流を防止するための仕切
り板４９と、予備加熱部Ａを低酸素濃度雰囲気に保つた
めの窒素発生装置５６から配管が熱風吹き出し口に取り
付けられている。
暖めた熱風４５をプリント配線板４２の表面に吹き付け
る上面予備加熱部熱風吹き出し口４３と、下面予備加熱
装置４７で暖めた熱風をプリント配線板４２の表面に吹
き付ける下面予備加熱部熱風吹き出し口４６と、予備加
熱部Ａと本加熱部Ｂの熱風の対流を防止するための仕切
り板４９と、予備加熱部Ａを低酸素濃度雰囲気に保つた
めの窒素発生装置５６から配管が熱風吹き出し口に取り
付けられている。
【００３５】また、本加熱部Ｂは、上面本加熱装置５１
で暖めた熱風をプリント配線板４２の表面に吹き付ける
上面本加熱部熱風吹き出し口４３と、下面本加熱装置５
３で暖めた熱風をプリント配線板４２の表面に吹き付け
る下面本加熱部熱風吹き出し口５２からなり、はんだ付
けはそれぞれの加熱部の熱風温度を制御し、プリント配
線板に実装する電子部品及びはんだ部に最適な温度プロ
ファイルを形成し、プリント配線板４２がコンベア４１
にのせ、加熱装置の入口、予備加熱部Ａ、本加熱部Ｂ、
出口へと通過することにより行われる。
で暖めた熱風をプリント配線板４２の表面に吹き付ける
上面本加熱部熱風吹き出し口４３と、下面本加熱装置５
３で暖めた熱風をプリント配線板４２の表面に吹き付け
る下面本加熱部熱風吹き出し口５２からなり、はんだ付
けはそれぞれの加熱部の熱風温度を制御し、プリント配
線板に実装する電子部品及びはんだ部に最適な温度プロ
ファイルを形成し、プリント配線板４２がコンベア４１
にのせ、加熱装置の入口、予備加熱部Ａ、本加熱部Ｂ、
出口へと通過することにより行われる。
【００３６】従来の加熱装置を用いて鉛フリーはんだで
はんだ付けを行うと、鉛フリーはんだは融点が高いため
はんだ付け温度もＳｎ−Ｐｂより高くなり、電子部品の
耐熱温度を考慮すると温度ばらつきの小さい温度プロフ
ァイルを形成する必要があり、搬送速度の遅い予備加熱
部Ａの時間が長い温度プロファイルとなる。
はんだ付けを行うと、鉛フリーはんだは融点が高いため
はんだ付け温度もＳｎ−Ｐｂより高くなり、電子部品の
耐熱温度を考慮すると温度ばらつきの小さい温度プロフ
ァイルを形成する必要があり、搬送速度の遅い予備加熱
部Ａの時間が長い温度プロファイルとなる。
【００３７】そのためはんだが酸化されはんだボールが
発生するため低酸素濃度雰囲気ではんだ付けを行う必要
がある。それにより、はんだ部の表面に酸化膜が形成さ
れないために、２次面をはんだ付けする際、１次面の電子
部品がはんだの表面張力より重いと落下するという問題
を有していた。
発生するため低酸素濃度雰囲気ではんだ付けを行う必要
がある。それにより、はんだ部の表面に酸化膜が形成さ
れないために、２次面をはんだ付けする際、１次面の電子
部品がはんだの表面張力より重いと落下するという問題
を有していた。
【００３８】本発明では、予備加熱部Ａを低酸素濃度雰
囲気で本加熱部を大気中ではんだ付けを行うので、予備
加熱部Ａでのはんだの酸化がないのではんだボールの発
生が防止でき、本加熱部Ｂは大気中ではんだ付けを行う
ことによりはんだ表面に酸化膜を形成することが可能で
ある。
囲気で本加熱部を大気中ではんだ付けを行うので、予備
加熱部Ａでのはんだの酸化がないのではんだボールの発
生が防止でき、本加熱部Ｂは大気中ではんだ付けを行う
ことによりはんだ表面に酸化膜を形成することが可能で
ある。
【００３９】また、予備加熱部Ａの時間、温度の制限が
少なくなり、温度プロファイルの設定が容易となる。
少なくなり、温度プロファイルの設定が容易となる。
【００４０】尚、この実施例では、加熱装置の加熱部を
２ゾーンで示しているが、それ以上増えてもまた、熱風
以外の加熱方法、例えばパネルヒーター等でも同等の効
果を有している。また、低酸素濃度雰囲気は５％以下で
あれば効果があり、窒素ガスにより形成しているが他の
不活性ガスでも同様の効果を有する。
２ゾーンで示しているが、それ以上増えてもまた、熱風
以外の加熱方法、例えばパネルヒーター等でも同等の効
果を有している。また、低酸素濃度雰囲気は５％以下で
あれば効果があり、窒素ガスにより形成しているが他の
不活性ガスでも同様の効果を有する。
【００４１】
【発明の効果】以上のように、本発明のはんだ付け方法
では、プリント配線板の両面に電子部品を実装する基板
において、２次面をはんだ付けする前に１次面のはんだ
に酸化膜を形成することにより、２次面のはんだ付け時
に電子部品の落下がないはんだ付けが可能である。
では、プリント配線板の両面に電子部品を実装する基板
において、２次面をはんだ付けする前に１次面のはんだ
に酸化膜を形成することにより、２次面のはんだ付け時
に電子部品の落下がないはんだ付けが可能である。
【００４２】また、本発明の加熱装置では、予備加熱部
を低酸素濃度雰囲気、本加熱部を大気中ではんだ付けす
ることにより、予備加熱部でのはんだの酸化を防止でき、
本加熱部でははんだの表面に酸化膜を形成することが可
能であり、はんだボールの発生が少なくまた電子部品の
落下もなく、温度プロファイルの形成が容易となる。
を低酸素濃度雰囲気、本加熱部を大気中ではんだ付けす
ることにより、予備加熱部でのはんだの酸化を防止でき、
本加熱部でははんだの表面に酸化膜を形成することが可
能であり、はんだボールの発生が少なくまた電子部品の
落下もなく、温度プロファイルの形成が容易となる。
【図１】本発明の第一実施の形態例におけるはんだ付け
方法の工程図
方法の工程図
【図２】本発明の第一実施の形態例におけるはんだ付け
方法の工程図
方法の工程図
【図３】本発明の第一実施の形態例におけるはんだ付け
部の断面図
部の断面図
【図４】本発明の第二実施の形態例における加熱装置の
側面図
側面図
【図５】従来のはんだ付け方法の工程図
【図６】従来の加熱装置の側面図
【図７】従来の加熱装置におけるプリント配線板上の電
子部品の温度変化の図
子部品の温度変化の図
３１ プリント配線板
３２ 銅ランド
３３ はんだ
３４ 酸化膜
３５ 半導体リード端子
３６ 半導体
４１ コンベア
４２ プリント配線板
４３ 上面予備加熱部熱風吹き出し口
４４ 上面加熱装置
４５ 熱風
４６ 下面予備加熱部熱風吹き出し口
４７ 下面予備加熱装置
４８ 窒素ガス
４９ 仕切り版
５０ 上面本加熱部熱風吹き出し口
５１ 上面本加熱装置
５２ 下面本加熱部熱風吹き出し口
５３ 下面本加熱装置
５４ 上カバー
５５ 下カバー
５６ 窒素発生装置
６１ コンベア
６２ プリント配線板
６３ 上面予備加熱部熱風吹き出し口
６４ 上面加熱装置
６５ 熱風
６６ 下面予備加熱部熱風吹き出し口
６７ 下面予備加熱装置
７０ 上面本加熱部熱風吹き出し口
７１ 上面本加熱装置
７２ 下面本加熱部熱風吹き出し口
７３ 下面本加熱装置
７４ 上カバー
７５ 下カバー
８１ はんだ部の温度プロファイル
８２ 電解コンデンサ表面の温度プロファイル
Ａ 予備加熱部
Ｂ 本加熱部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｂ２３Ｋ 31/02 ３１０ Ｂ２３Ｋ 31/02 ３１０Ｂ
// Ｂ２３Ｋ 101:42 101:42
(72)発明者 長嶋 貴志
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 AC01 BB05 CC33 CD29
CD35
Claims (4)
- 【請求項１】 プリント配線板に熱を加えて電子部品の
はんだ付けを行いさらに前記プリント配線板の裏面に熱
を加えて電子部品をはんだ付けする方法において、プリ
ント配線板の裏面のはんだ付けを行う前にプリント配線
板の表面のはんだ付け部の表面に酸化膜を形成すること
を特徴とするはんだ付け方法。 - 【請求項２】 プリント配線板の両面に電子部品をはん
だ付けする方法において、プリント配線板に最初にはん
だ付けを大気中で行いさらに前記プリント配線板の裏面
を低酸素濃度雰囲気中ではんだ付けを行うことを特徴と
するはんだ付け方法。 - 【請求項３】 プリント配線板の両面に電子部品をはん
だ付けする方法において、プリント配線板の片面のはん
だ付けを低酸素濃度雰囲気中で行い、さらに高温で加熱
した後、前記プリント配線板の裏面のはんだ付けを行う
ことを特徴とするはんだ付け方法。 - 【請求項４】 搬送装置で走行しているプリント配線板
に熱を加えてプリント配線板に電子部品をはんだ付けす
る予備加熱ゾーンと本加熱ゾーンからなる加熱装置にお
いて、前記予備加熱ゾーンを低酸素濃度雰囲気で本加熱
ゾーンを大気雰囲気に保つことを特徴とする加熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001225922A JP2003037357A (ja) | 2001-07-26 | 2001-07-26 | はんだ付け方法及び加熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001225922A JP2003037357A (ja) | 2001-07-26 | 2001-07-26 | はんだ付け方法及び加熱装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003037357A true JP2003037357A (ja) | 2003-02-07 |
Family
ID=19058832
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001225922A Pending JP2003037357A (ja) | 2001-07-26 | 2001-07-26 | はんだ付け方法及び加熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003037357A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008015731A1 (fr) * | 2006-07-31 | 2008-02-07 | Fujitsu Limited | Procédé et appareil de soudure pour monter un composant sur une carte à circuit imprimé |
| JP2013251502A (ja) * | 2012-06-04 | 2013-12-12 | Jtekt Corp | 電子回路装置 |
Citations (10)
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| JPS63150760U (ja) * | 1987-03-24 | 1988-10-04 | ||
| JPS63262895A (ja) * | 1987-04-21 | 1988-10-31 | オムロン株式会社 | 電子部品の実装方法 |
| JPH0582081U (ja) * | 1992-04-06 | 1993-11-05 | アイコム株式会社 | プリント配線基板 |
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-
2001
- 2001-07-26 JP JP2001225922A patent/JP2003037357A/ja active Pending
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| JPWO2008015731A1 (ja) * | 2006-07-31 | 2009-12-17 | 富士通株式会社 | プリント配線板に部品を実装するはんだ付け方法及び装置 |
| JP5071386B2 (ja) * | 2006-07-31 | 2012-11-14 | 富士通株式会社 | プリント配線板に部品を実装するはんだ付け方法及び装置 |
| JP2013251502A (ja) * | 2012-06-04 | 2013-12-12 | Jtekt Corp | 電子回路装置 |
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