JP2005183542A

JP2005183542A - プリント配線板のはんだコーティング方法

Info

Publication number: JP2005183542A
Application number: JP2003419800A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Maruo; 弘樹圓尾
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2003-12-17
Filing date: 2003-12-17
Publication date: 2005-07-07

Abstract

【課題】プリント配線板の所定部位に、厚さ１０数μｍ〜数１０μｍ程度のはんだ層を、従来法によらずに、厚さにばらつきを生じることなく、生産性よく形成すること。
【解決手段】溶融はんだＡをノズル口２３より吐出するノズルヘッド２０を用い、ノズルヘッド２０のノズル口２３より溶融はんだをプリント配線板５０の所定部位に定量吐出し、プリント配線板の所定部位にはんだ層を形成する。
【選択図】図１

Description

この発明は、プリント配線板のはんだコーティング（塗布）方法に関し、特に、部品接続等のためのプリント配線板の表面処理として、プリント配線板の導体パターンによるパッド表面をはんだコートするはんだコーティング方法に関するものである。

部品接続等のために、プリント配線板のパッド表面に所定厚さのはんだ層（はんだ膜）を形成する方法として、スクリーン印刷によってはんだペーストをパッド表面に塗布する印刷法と、めっきによってパッド表面にはんだめっき層を形成するはんだめっき法が知られている（例えば、非特許文献１）。

印刷法は、プリント配線板上に、所定パターンの開口を有する印刷版（ステンシル）を載せ、版上に供給したはんだペーストをスキージによりプリント配線板の所定位置に転写させる方法であり、専ら、１００μｍ以上の厚膜のはんだ層の形成に用いられる。

はんだめっき法は、めっき層を必要しない部分をめっきレジスト等によって遮蔽した後に、プリント配線板をめっき浴に浸漬させ、外部より電流を供給することにより、電解めっきによってパッド表面等にはんだめっき層を形成する方法であり、専ら、数μｍ程度の薄膜のはんだ層の形成に用いられる。

１０数μｍ〜数１０μｍの厚さのはんだ層をプリント配線板上に形成させる場合には、印刷法では、そのはんだ層の厚さに応じて版厚が薄い印刷版と粘性の低いはんだペーストを用いて行うことになる。しかし、印刷条件等によって印刷むらやかすれを生じ易く、所定厚さのはんだ層をばらつきなく得ることが難しい。これに対し、はんだめっき法では、ばらつきがない均一厚さのはんだ層を形成することができるが、しかし、１０数μｍ〜数１０μｍの厚さのはんだ層の形成には時間がかかり、生産性に問題が生じる。
吉見武、他２名「ハードディスクドライブ用ロングテールタイプ回路付サスペンション回路」、日東技報、４０巻１号Ｍａｙ，２００２、２５ページ〜２８ページ。

この発明が解決しようとする課題は、プリント配線板の所定部位に、厚さ１０数μｍ〜数１０μｍ程度のはんだ層を、従来法によらずに、厚さにばらつきを生じることなく、生産性よく形成することである。

この発明によるプリント配線板のはんだコーティング方法は、溶融はんだをノズル口より吐出するノズルヘッドを用い、前記ノズルヘッドのノズル口より溶融はんだをプリント配線板の所定部位に定量吐出し、プリント配線板の所定部位にはんだ層を形成する。

溶融はんだの定量吐出は、１回の溶融はんだ吐出ごとに所定量のはんだを前記ノズルヘッドに与えること、あるいは、多数回分のはんだを前記ノズルヘッドに与え、１回の溶融はんだ吐出ごとに、ノズル口よりのはんだ吐出量を定量制御することにより実現できる。

また、この発明によるプリント配線板のはんだコーティング方法は、加熱炉内に、前記ノズルヘッド、前記プリント配線板を配置し、加熱炉内で溶融はんだの定量吐出を行うことができる。

また、この発明によるプリント配線板のはんだコーティング方法は、好ましは、真空あるいは不活性ガス雰囲気、または還元性ガス雰囲気のいずれかの雰囲気中で溶融はんだの定量吐出を行う。

この発明によるプリント配線板のはんだコーティング方法は、ノズルヘッドのノズル口より溶融はんだをプリント配線板の所定部位に定量吐出してプリント配線板の所定部位にはんだ層を形成するから、ノズルヘッドによる溶融はんだの吐出量を管理することにより、厚さ１０数μｍ〜数１０μｍ程度のはんだ層でも、厚さにばらつきを生じることなく高精度に、しかも生産性よく形成することができる。

この発明によるプリント配線板のはんだコーティング方法の一つの実施形態を、図１を参照して説明する。

図１において、符号１０は加熱炉を示している。加熱炉１０内には、ノズルヘッド（小るつぼ）２０と、プリント配線板５０とが配置されている。

加熱炉１０の炉内１１は、真空あるいは窒素ガス等による不活性ガス雰囲気、または一酸化炭素ガス等による還元性ガス雰囲気になっている。

ノズルヘッド２０は、プリント配線板５０の上方位置に配置され、図示していないＸＹ軸送り機構によって炉内１１をＸ軸方向（図１の左右方向）とＹ軸方向（図１の紙面を直角に貫通する方向）に各々水平に、位置決め移動する。

ノズルヘッド２０は、ヒータ２１と、溶融はんだ室２２と、下向きのノズル口２３とを有し、はんだ定量供給手段２４より１回の溶融はんだ吐出ごとに、所定量のはんだ、つまり、吐出１回分のはんだを溶融はんだ室２２に計量供給される。

なお、加熱炉１０の炉内温度制御によって炉内１１の温度をはんだ融点（１８３℃）以上、例えば、２５０℃以上に保つことにより、ノズルヘッド２０のヒータ２１を省略することが可能である。

ノズルヘッド２０は、１回の溶融はんだ吐出ごとに、はんだ定量供給手段２４よりはんだを溶融はんだ室２２に予め計量供給され、ヒータ２１による加熱によって溶融はんだ室２２のはんだを溶融、あるい溶解状態を維持し、位置決め移動した後、ノズル口２３より溶融はんだ室２２の溶融はんだＡをプリント配線板５０の上面の所定部位、たとえば、プリント配線板５０の上面の導体パターン５１のランド部に向けて吐出する。

これにより、プリント配線板５０の上面の導体パターン５１のランド部表面に、所定量のはんだによって所定の厚膜のはんだ層が形成される。このはんだ層の厚膜は、１回の溶融はんだ吐出ごとに溶融はんだ室２２に供給するはんだ量を予め計算した必要量に設定することにより、１０数μｍ〜数１０μｍ程度の所定値に確実に設定できる。

プリント配線板５０の独立した複数の箇所にはんだ塗布（はんだ層の形成）が必要な場合には、その都度、ノズルヘッド２０のＸＹ位置を変更し、その都度、必要な量のはんだをはんだ定量供給手段２４よりノズルヘッド２０の溶融はんだ室２２に供給する。

炉内１１が真空あるいは不活性ガス雰囲気であると、はんだコーティング工程時における溶融はんだやプリント配線板５０の導体パターン５１の酸化が防止され、併せて導体パターン５１上におけるはんだの濡れ広がりを制御することができる。

これに対し、炉内１１が還元ガス雰囲気であると、溶融はんだやプリント配線板５０の導体パターン５１の酸化膜を除去し、良好なはんだの濡れ広がりを得ることができる。

なお、ノズルヘッド２０は、炉内１１に複数個設けられ、各ノズルヘッド２０が担当する領域に対してはんだ吐出を行ってもよい。また、ノズルヘッド２０は固定配置で、プリント配線板５０が炉内１１をＸ軸方向とＹ軸方向に各々水平に、位置決め移動してもよい。

つぎに、この発明によるプリント配線板のはんだコーティング方法の他の実施形態を、図１を参照して説明する。なお、図２において、図１に対応する部分は、図１に付した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。

加熱炉１０内には、ノズルヘッド（るつぼ）３０と、プリント配線板５０とが配置されている。

ノズルヘッド３０は、プリント配線板５０の上方位置に配置され、図示していないＸＹ軸送り機構によって炉内１１をＸ軸方向（図１の左右方向）とＹ軸方向（図１の紙面を直角に貫通する方向）に各々水平に、位置決め移動する。

ノズルヘッド３０は、ヒータ３１と、比較的大きい溶融はんだ室３２と、下向きのノズル口３３とを有し、溶融はんだ室３２に多数回分のはんだを溶融状態で貯容する。溶融はんだ室３２は多くの量の溶融はんだＡを有する。溶融はんだ室３２の上部は制御バルブ３４を介して加圧空気源３５と接続されている。

ノズルヘッド３０は、加圧空気源３５より溶融はんだ室３２に供給される加圧空気量を制御バルブ３４によって定量的に制御され、この加圧空気供給量に応じてノズル口３３より吐出する溶融はんだＡの量を制御される。

これにより、制御バルブ３４による加圧空気量制御により、ノズル口３３よりプリント配線板５０吐出される溶融はんだ量が制御され、これを必要量に設定することにより、導体パターン５１上に形成されるはんだ層の厚膜を厚さ１０数μｍ〜数１０μｍ程度の所定値に確実に設定できる。

この実施形態でも、炉内１１が真空あるいは不活性ガス雰囲気であると、はんだコーティング工程時における溶融はんだやプリント配線板５０の導体パターン５１の酸化が防止され、併せて導体パターン５１上におけるはんだの濡れ広がりを制御することができ、炉内１１が還元ガス雰囲気であると、溶融はんだやプリント配線板５０の導体パターン５１の酸化膜を除去し、良好なはんだの濡れ広がりを得ることができる。

この発明によるプリント配線板のはんだコーティング方法の一つの実施形態の実施に用いられる装置の説明図である。この発明によるプリント配線板のはんだコーティング方法の他の実施形態の実施に用いられる装置の説明図である。

符号の説明

１０加熱炉
２０ノズルヘッド
２１ヒータ
２２溶融はんだ室
２３ノズル口
２４はんだ定量供給手段
３０ノズルヘッド
３１ヒータ
３２溶融はんだ室
３３ノズル口
３４制御バルブ
３５加圧空気源
５０プリント配線板
５１導体パターン

Claims

溶融はんだをノズル口より吐出するノズルヘッドを用い、前記ノズルヘッドのノズル口より溶融はんだをプリント配線板の所定部位に定量吐出し、プリント配線板の所定部位にはんだ層を形成するプリント配線板のはんだコーティング方法。
１回の溶融はんだ吐出ごとに所定量のはんだを前記ノズルヘッドに与える請求項１記載のプリント配線板のはんだコーティング方法。
多数回分のはんだを前記ノズルヘッドに与え、１回の溶融はんだ吐出ごとに、ノズル口よりのはんだ吐出量を定量制御する請求項１記載のプリント配線板のはんだコーティング方法。
加熱炉内に、前記ノズルヘッド、前記プリント配線板を配置し、加熱炉内で溶融はんだの定量吐出を行う請求項１〜３の何れか１項記載のプリント配線板のはんだコーティング方法。
真空あるいは不活性ガス雰囲気、または還元性ガス雰囲気のいずれかの雰囲気中で溶融はんだの定量吐出を行う請求項１〜４の何れか１項記載のプリント配線板のはんだコーティング方法。