JP2005347529A - リード形電子部品実装プリント配線基板及びリード形電子部品の半田付け方法、リード形電子部品実装プリント配線基板を備えた空気調和機。 - Google Patents

リード形電子部品実装プリント配線基板及びリード形電子部品の半田付け方法、リード形電子部品実装プリント配線基板を備えた空気調和機。 Download PDF

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Abstract

【課題】 リード形電子部品を噴流式半田槽によって片面を半田付けで、特に、リード間が狭ピッチの場合などは半田ブリッジが発生し問題となっていた。
【解決手段】 この発明は、リード形電子部品が装着され、前記リード形電子部品に連続した半田付ランド群を有し、前記リード形電子部品を装着した面を噴流式半田槽を用いた半田付により、実装着されるプリント配線基板であって、前記噴流式半田付け方向に対して水平に配置し、連続した半田付ランド群の最後尾に後方半田引きランドを設けた構成とした。
【選択図】 図２

Description

この発明は、噴流式半田槽を用いた半田付により、リード形電子部品が実装されるプリント配線基板に関するものである。
一般にプリント配線基板は、部品実装密度が細密化が益々要求されていることから、狭ピッチのリード形電子部品等の基板実装化が必要となっている。一方では、環境問題を配慮した鉛フリー半田の実用化が急務となっている。しかしながら鉛フリー半田は、従来から使用している鉛入り共晶半田より半田付け性が悪く、そのため、リード形電子部品等のリード端子間での半田による短絡が発生していた。
従来、この種のプリント配線基板では、半田ブリッジの発生を防止するため、隣接するランドの寸法又は形状を異なる大きさにして、半田に働く表面張力のバランスをくずし、どちらかのランドにはんだを吸収させる方法がとられてきた。（例えば：特許文献１参照）
また、両外側のランド部の面積を他よりも大きくすることにより、余剰の半田を両外側の大面積ランドに吸収させる方法がとられてきた。（例えば：特許文献２参照）。
また、噴流式半田付け方向に対して垂直に配置したリード形電子部品の後方側に空きランドを隣接させて、余剰半田を空きランドに吸収させる方法がとられてきた。（例えば：特許文献３参照）。
特開昭６２−２４３３９３号公報（第１頁〜第２頁、第３図および第４図） 特開昭和６３−１５７４９２号公報（第２頁〜第３頁、第１図及び第２図） 特開平０１−３００５８８号公報（第３頁〜第４図、第１図）
従来の上述したリード形電子部品実装プリント配線基板は、リード形電子部品の安定したリード間の半田ブリッジの発生しない高品質の半田付を維持するには製造工程の緻密な管理が必要となり、それはリードが狭ピッチになるほど、又半田付け性の悪い鉛フリー半田を使用する場合、より半田付け不良が発生し易く、正確な精度を維持することが困難であった。
この発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであって、狭ピッチのリード形電子部品を半田付する場合にも、より容易な管理の下でリード間の半田ブリッジをより確実に防止することと、半田付不具合の発生を防止することが出来るプリント配線基板を提供することを目的としている。
この発明に係るリード形電子部品実装プリント配線基板は、リード形電子部品を噴流式半田槽を用いた半田付により、噴流式半田付け方向に対して水平に配置し、連続した半田付ランド群の最後尾に後方半田引きランドを設けものである。
また、この発明に係るリード形電子部品の半田付方法は、プリント配線基板の表面及び裏面に自動実装機により自動実装部品を装着する自動実装機部品実装手段と、手挿入部品を実装する手挿入部品実装手段と、これら自動実装機部品実装手段とにより実装されたリード形電子部品を配置したプリント配線基板の裏面にフラックス活性剤を塗布するフラックス塗布手段と、このフラックスの活性温度を適温に加熱するプリヒートと、リード形電子部品を配置したプリント配線基板の裏面に半田を満遍なく部品のリード部分に半田付けする一次半田噴流手段と、一次半田噴流手段で部品のリード間にブリッジした半田を除去する二次半田噴流手段とからなることを特徴とするリード形電子部品実装プリント配線基板のリード形電子部品の半田付方法。
また、この発明に係るリード形電子部品実装プリント配線基板を備えた空気調和機は、送風機室と圧縮機室より成る空気調和機の室外機、前記圧縮機室上方に配置した電気品箱、この電気品箱を扁平形状にすると共に、この扁平形状箱体内に、リード形電子部品を配置した面を噴流式半田槽を用いた半田付により実装着されるプリント配線基板であって、前記連続した半田付ランド群の最後尾に設けた格子面と平滑面とからなる後方半田引きランドを、噴流式半田付け方向に対して水平に配置し、又は連続した半田付ランド群の個々の後方の一部に、前記噴流式半田付け方向に対して垂直に配置したものである。
この発明のリード形電子部品実装プリント配線基板は、リード形電子部品を噴流式半田槽を用いた半田付により、噴流式半田付け方向に対して水平に配置し、連続した半田付ランド群の最後尾に後方半田引きランドを設けた構成としたから、リード形電子部品のはんだ付けランドの半田ブリッジを防止することができる。
また、この発明に係るプリント配線基板に実装着されるリード形電子部品の半田付方法において、一度引き込んだ後方半田引きランド上の半田の表面・界面張力を分散させて連続した半田付ランド群に戻る力が少なくなる。その結果、連続した半田付ランド群相互と連続した半田付ランド群及び後方半田引きランド間の半田ブリッジが大幅に減少させ後工程での手直し作業を増やすことなく作業効率を向上させる効果がある。
また、この発明に係るリード形電子部品実装プリント配線基板を備えた空気調和機は、送風機室と圧縮機室より成る空気調和機の室外機、前記圧縮機室上方に配置した電気品箱、この電気品箱を扁平形状にすると共に、この扁平形状箱体内に、リード形電子部品を配置した面を噴流式半田槽を用いた半田付により実装着されるプリント配線基板であって、前記連続した半田付ランド群の最後尾に設けた格子面と平滑面とからなる後方半田引きランドを、噴流式半田付け方向に対して水平に配置し、又は連続した半田付ランド群の個々の後方の一部に、前記噴流式半田付け方向に対して垂直に配置した構成としたので、空気調和機の室外機の圧縮機室の電気品箱を扁平にして配置スペースをコンパクトにし、他の部品スペースの組込みに自由度が増し、余裕をもって組み立てられるなど作業性の向上を図る効果がある。
実施の形態１．
以下に、この発明の実施の形態１によるリード形電子部品実装プリント配線基板について、図１乃至図４により説明する。ここで、図１は、この発明の実施の形態１によるリード形電子部品実装プリント配線基板の裏から見た概略配置構成を示す平面図、図２は、この発明の実施の形態１によるリード形電子部品実装プリント配線基板のリード形電子部品水平配置を示す平面図、図３は、この発明の実施の形態１によるリード形電子部品実装プリント配線基板のリード形電子部品垂直配置を示す平面図、図４は、この発明の実施の形態１によるリード形電子部品実装プリント配線基板の半田付けランド群と後方半田引きランドの関係を示す要部拡大平面図である。
図において、プリント配線基板１には、表面に自動実装着される部品（例えば、チップ部品抵抗、チップ部品コンデンサ、チップ部品ダイオード、ディスクリート抵抗、ディスクリートコンデンサ、ディスクリートダイオード等）と、手挿入部品（例えば、大容量抵抗、ハイブリッドＩＣ、トランス、コイル、大容量半導体、大型コンデンサ等）（いずれも図示されていない）が配設されている。
また、このプリント配線基板１の裏面には、銅箔（図示されていない）を設け、リード形電子部品群２を矢印で示す方向、即ち、噴流式半田付け進行方向に対して水平又は垂直に実装装着配置されている。
このリード形電子部品群２は、連続した半田付ランド群３を設けると共に、リード形電子部品２を噴流式半田付け進行方向に対して水平に配置した場合、前記連続した半田付ランド群３の後方には前方半分を格子状にし、後方半分を平滑面にした後方半田引きランド４が設けられている。また、リード形電子部品２を噴流式半田付け進行方向に対して垂直に配置した場合、前記連続した半田付ランド群３の個々後方の一部に格子状の半田引きランド４が設けられている。
この発明の実施形態１によるプリント配線基板１の特徴とする点は、従来技術のプリント配線基板における後方半田引込みランド、との形状・配置の相違と、連続した半田付ランド群３のランド形状の相違にある。
即ち、この発明の実施の形態１によるプリント配線基板１における後方半田引込みランド４は、図４に示すように連続した半田付ランド群３のランド間隔Ａと略同じ間隔で配置され、大きさは連続した半田付ランド群３の横２個の長さＣ×縦２個の長さＥの配置面積と略等しい格子状の半田引き部と、そのはんだ引き部と略等しい面積のはんだボイド除去用の平滑面ランドを構成したものである。
又、後方半田引込みランド４の格子面は、格子パターンの隣同士の間隔Ｂが０．３ｍｍ以内に構成したものが良いとされている。
次に、図５はリード形電子部品の噴流式半田付け作業工程を示すフローチャートであり、図５により前述のように構成してからなるプリント配線基板１におけるリード形電子部品２の噴流半田槽を用いた半田付について説明する。先ず、この発明の実施の形態１において、実験・分析によるとプリント配線基板１の表面及び裏面に、ステップＳ１の自動実実装機部品実装手段において自動実装機により自動実装部品（例えば、チップ部品抵抗、チップ部品コンデンサ、チップ部品ダイオード、ディスクリート抵抗、ディスクリートコンデンサ、ディスクリートダイオード等）（図示されていない）と自動実装対応リード形電子部品２が実装着される。次に、ステップＳ２の手挿入部品実装手段において、手挿入部品（例えば、大容量抵抗、ハイブリッドＩＣ、トランス、コイル、大容量半導体、大型コンデンサ等）と手実装対応リード形電子部品２が手挿入実装着される。
次に、ステップＳ３のフラックス塗布手段において、前記リード形電子部品プリント配線基板１の裏面に半田が銅箔になじむようにするフラックス活性剤を塗布する。そしてステップ４のプリヒートにおいて、ステップＳ３で塗布したフラックスが最良の活性温度となるように加熱するものである。
この後、ステップＳ５の一次半田噴流手段において、リード形電子部品プリント配線基板１の裏面に、多数の穴のあいたノズルから半田を噴水の水のように噴出させる半田噴出手段から、半田を満遍なく部品のリード部分に半田付けする。
ステップＳ５の一次半田噴流手段が終わったら、ステップＳ６の二次半田噴流手段において、一次半田噴流手段で部品のリード間にブリッジした半田を、平らな半田液面を有する半田槽の液面上を図１に示す矢印方向にプリント基板を通過させることによりリード間のブリッジした半田を除去する。最後に、ステップＳ７の基板冷却において、半田付けされたリード形電子部品プリント配線基板１を冷却すればこの作業は終わりとなる。
この実装されたリード形電子部品２は、噴流式半田付け進行方向に対して水平に実装装着配置され、噴流半田槽の半田噴流部へ進入した場合、半田はリード形電子部品２の連続した半田付ランド群３の各半田付ランド３ａを伝って後方へ流れる。この時、半田はリード形電子部品２個々のリード端子３ｂとの表面・界面張力の作用により、次々とブリッジを作りながら後方へ移動する。連続した半田付ランド群３の後方半田は後方半田引きランド４によって引き込まれるが、その際、半田の表面・界面張力の作用により一度引き込んだ連続した半田付ランド群３の後方半田と後方半田引きランド４にそれぞれ戻る力が働く。
ここで、この実施の形態１で提案する後方半田引きランド４を連続した半田付ランド群３のランド間隔Ａと略同じ間隔で配置し、大きさは連続した半田付ランド群３の横２個の長さＣ×縦２個の長さＥの配置面積と略等しい後方半田引きランドの格子面４ａと、その半田引きランドの格子面４ａと略等しい面積の半田ボイド除去用の平滑面４ｂを構成配置することにより、後方半田引きランド４に半田を引き込みやすくし、更に、一度引き込んだ後方半田引きランド４上の半田の表面・界面張力を分散させて連続した半田付ランド群３に戻る力が少なくなる。その結果、連続した半田付ランド群３の半田ブリッジが大幅に減少する。更に、後方半田引きランド４後方の平滑面により、ボイド状の半田屑の発生をなくすことが、試作評価の結果より効果が確認され、後工程でのボイドを取る手修正作業工程を省くことが可能となり、省工程が実現できる効果がある。
後方半田引きランド４を格子形状にせず、従来例通り連続した半田付ランド群３の形状のみを変えたり、連続した半田付ランド群３の両端のランドのみを大きくした場合、この発明の実施の形態よりも連続した半田付ランド群３の半田ショートが非常に多く、特に２列のリード形電子部品ではその現象が顕著であること。また、後方半田引きランド４後方を平滑面にせず、格子形状のみとした場合、ボイド状のはんだ屑の発生が発明者によって確認されている。
また、噴流式半田付け進行方向に対して垂直に実装装着配置され、噴流半田槽の半田噴流部へ進入した場合、水平配置と同様に半田はリード形電子部品２の半田付ランド群３の各ランドに対して垂直に流れるため各半田付けランド３ａの後方への半田の引き込み力が弱く、水平配置に比べてより半田ブリッジが多くなる。
ここで、この実施の形態１で提案する後方半田引きランド４を連続した半田付ランド群３の個々後方の一部に、水平配置と同様の形状の後方はんだ引きランド４を配置することにより、半田付ランド群３からのパターン引き出しを阻害することなく、半田付ランド群３個々のランドの半田を、後方半田引きランド４に引き込みやすくし、更に、一度引き込んだ後方半田引きランド４上の半田の表面・界面張力を分散させて連続した半田付ランド群３に戻る力が少なくなる。その結果、連続した半田付ランド群３のパターン引き出しに影響を与えることなく、半田ブリッジが大幅に減少する。後方半田引きランド４を設けず、半田付ランド群３の形状のみを変えたり、半田付ランド群３個々にはんだ引きランドを設けた場合、特に２列のリード形電子部品では、この発明の実施の形態よりも半田付ランド群３の半田ショートが非常に多いことが発明者によって確認されている。
以上のとおり、この発明のリード形電子部品実装プリント配線基板によれば、噴流半田槽を用いて、リード形電子部品の半田付け時に、表面・界面張力によって半田がブリッジを作りながら後方へ移動する際に発生する、半田ショートをより確実になくすことができるとともに、半田ショート発生可能個所の低減ができる効果が得られる。
図６は、この発明の他の実施の形態によるリード形電子部品実装プリント配線基板を配設した空気調和機の室外機を示す概略正面図である。図において、空気調和機の室外機１２は送風機１３ａを備えた送風機室１３と圧縮機１４ａ、扁平形状の電気品室１５から成る圧縮機室１４とから構成され、前記電気品室１５には電気部品１５ａを装着した表面を下側にし、銅箔を有する平面状態とした裏面を上側にして配置したリード形電子部品実装プリント配線基板１を内蔵している。
したがって、この発明の他の実施の形態によるリード形電子部品実装プリント配線基板が配置される電気品室を高さ方向を扁平形状にして構成でき、空気調和機の室外機の圧縮機室の電気品箱を扁平にして配置スペースをコンパクトにし、他の部品スペースの組込みに自由度が増し、余裕をもって組み立て作業ができる効果がある。
この発明の実施の形態１によるリード形電子部品実装プリント配線基板を裏から見た概略配置構成を示す平面図である。 この発明の実施の形態１によるリード形電子部品実装プリント配線基板のリード形電子部品水平配置を示す平面図である。 この発明の実施の形態１によるリード形電子部品実装プリント配線基板のリード形電子部品垂直配置を示す平面図である。 この発明の実施の形態１によるリード形電子部品実装プリント配線基板の半田付ランド群と後方半田引きランドの関係を示す要部拡大平面図である。 この発明の実施の形態１によるリード形電子部品実装プリント配線基板の噴流式半田付け作業工程を示すフローチャート。 この発明の実施の形態１によるリード形電子部品実装プリント配線基板を配設した空気調和機を示す概略正面図である。
符号の説明
１ プリント配線基板、２ リード形電子部品、３ 連続半田付ランド群、３ａ 半田付ランド、３ｂ リード端子、４ 後方半田引きランド、４ａ 後方半田引付ランドの格子面、４ｂ 後方半田引付ランドの平滑面、１２ 空気調和機室外機、１３ 送風機室、１４ 圧縮機室、１５ 電気品室。

Claims (5)

  1. リード形電子部品が装着され、前記リード形電子部品の連続した半田付ランド群を有し、前記リード形電子部品を噴流式半田槽を用いた半田付により、実装着されるプリント配線基板において、前記噴流式半田付け方向に対して水平に配置し、連続した半田付ランド群の最後尾に後方半田引きランドを設けることを特徴とするリード形電子部品実装プリント配線基板。
  2. リード形電子部品が装着され、前記リード形電子部品を噴流式半田槽を用いた半田付により、前記噴流式半田付け方向に対して垂直に配置し、連続した半田付ランド群の個々後方の一部に後方半田引きランドを設けることを特徴とする請求項１記載のリード形電子部品実装プリント配線基板。
  3. 後方半田引きランドを格子面と平滑面とから構成し、この後方半田引きランドの格子面と平滑面とが、噴流式半田付け方向に対して前側および後側となるよう水平に配置したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のリード形電子部品実装プリント配線基板。
  4. リード形電子部品が装着され、前記リード形電子部品の連続した半田付ランド群を有し、前記リード形電子部品を噴流式半田槽を用いた半田付により、プリント配線基板に実装着されるリード形電子部品半田付方法において、プリント配線基板の表面及び裏面に自動実装機により自動実装部品を装着する自動実装機部品実装手段と、手挿入部品を実装する手挿入部品実装手段と、これら自動実装機部品実装手段とにより実装されたリード形電子部品を配置したプリント配線基板の裏面にフラックス活性剤を塗布するフラックス塗布手段と、このフラックスの活性温度を適温に加熱するプリヒートと、リード形電子部品を配置したプリント配線基板の裏面に半田を満遍なく部品のリード部分に半田付けする一次半田噴流手段と、一次半田噴流手段で部品のリード間にブリッジした半田を除去する二次半田噴流手段とを備えたことを特徴とするリード形電子部品の実装半田付方法。
  5. 送風機室と圧縮機室より成る空気調和機の室外機、前記圧縮機室上方に配置した電気品箱、この電気品箱を扁平形状にすると共に、この扁平形状箱体内に、リード形電子部品を配置した面を噴流式半田槽を用いた半田付により実装着されるプリント配線基板であって、前記連続した半田付ランド群の最後尾に設けた格子面と平滑面とからなる後方半田引きランドを、噴流式半田付け方向に対して水平に配置し、又は連続した半田付ランド群の個々後方の一部に、前記噴流式半田付け方向に対して垂直に配置したことを特徴とするリード形電子部品実装プリント配線基板を備えた空気調和機。
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