JP2006012997A - プリント基板の製造方法及びガス抜き穴を備えたプリント基板 - Google Patents
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Abstract
【課題】 ディップ半田用の治具を用いてディップ半田工程をおこなうプリント基板であって、フラックスの溶剤が揮発することにより発生するガスを排出させ、半田不良が起こることを防止させたプリント基板及びその製造方法の提供。
【解決手段】 ガス抜き穴12を、リード線付部品11の脇部であってディップ半田工程における前記プリント基板の送り方向(基板送り方向13)側となる部分であり、且つ、ディップ半田用治具20に備えられる開口部分23の範囲内となる部分に形成することにより、ディップ半田工程時に発生するガスを効率よく排出させる。
【選択図】 図3
【解決手段】 ガス抜き穴12を、リード線付部品11の脇部であってディップ半田工程における前記プリント基板の送り方向(基板送り方向13)側となる部分であり、且つ、ディップ半田用治具20に備えられる開口部分23の範囲内となる部分に形成することにより、ディップ半田工程時に発生するガスを効率よく排出させる。
【選択図】 図3
Description
本発明は、電子部品が実装されるプリント基板に関するものであり、特にディップ半田によって半田付けされる電子部品を有するプリント基板及びその製造方法に関する。
プリント基板は、絶縁板に銅箔による導電パターンが形成され、当該導電パターンに種々の電気・電子部品などが電気的に接続されることによって構成される。この導電パターンと電気・電子部品との電気的な接続は、はんだ付けによって行われるのが一般的であり、当該はんだ付けの手法の1つにディップ半田がある。
この方法では、半田づけし易いようにプリント基板の半田づけ側表面にフラックスを塗布するが、プリヒータ及び溶融半田の熱によってフラックスの溶剤が揮発することによりガスが発生し、当該ガスが半田不良を引き起こす要因となることがあった。
上記した問題に対し、フラックスの溶剤が揮発することによるガスを排出することにより半田不良を防止しようとする従来技術が特許文献1や特許文献2などによって開示されている。
ディップ半田による方法では、溶融半田にプリント基板の半田づけ側表面を接触させて半田づけを行うため、両面に部品が実装されるプリント基板等においては、必要となる部分以外に溶融半田が接触することが無いように、プリント基板の所要部分のみを露出させるようにした開口部を有する治具を用いて半田づけ工程を行う(プリント基板をディップ半田用治具にセットし、ディップ半田用治具を搬送しながら半田槽の半田噴流上を通過させ、前記ディップ半田用治具の開口を通して半田付けする)ようにしている。又、ディップ半田工程において半田槽にプリント基板(ディップ半田用治具)を送る際には、余分な半田の付着を抑止し適正な半田づけが行われるように、水平面に対して基板を傾けて(基板送り方向前方を高くして)移動させている。
特許文献1で開示される従来技術は、ディップ半田によってプリント基板に実装される電子部品のリードが半田付けされるランド部分から延設されたパイロットパターン(配線パターン)の先端側にガス抜き用の穴を開けることによって、半田不良を防止しようとするものであるが、上記したようなディップ半田用の治具を用いた場合には、ガス抜き用の穴が当該治具によって塞がれてしまうため、うまく適用できないものであった。
本発明は、ディップ半田用の治具を用いてディップ半田工程をおこなうプリント基板であって、フラックスの溶剤が揮発することにより発生するガスを排出させ、半田不良が起こることを防止させたプリント基板及びその製造方法を提供することを目的とする。
請求項1のプリント基板の製造方法は、絶縁板上に導電パターンが形成され、当該導電パターンへの電気的接続がディップ半田によってなされる電子部品を有するプリント基板に対するディップ半田工程が、前記プリント基板のディップ半田を行う部位のみが露出されるように形成された開口部を備えるディップ半田用治具を使用して行われるプリント基板の製造方法であって、前記プリント基板が、前記ディップ半田用治具に装着された状態で前記開口部分の範囲内となる前記プリント基板上の部分にガス抜き穴を形成する工程を少なくとも経た後に、ディップ半田工程を行うことを特徴とする。
上記構成によれば、プリント基板がディップ半田用治具に装着された状態で当該ディップ半田用治具に形成された開口部の範囲内となる部分に、ガス抜き穴が形成された後に、ディップ半田工程が行われる。
請求項2のプリント基板の製造方法は、請求項1記載のプリント基板の製造方法であって、前記プリント基板のガス抜き穴の形成工程において、当該ガス抜き穴を、前記ディップ半田される電子部品の脇部であって、且つ、当該電子部品に対してディップ半田工程における前記プリント基板の送り方向側となる部分に形成し、ディップ半田工程において、前記送り方向に従って前記プリント基板を送ることを特徴とする。
上記構成によれば、ディップ半田工程においてプリント基板を水平面に対し進行方向前方を高くして送る場合に、ディップ半田によって半田づけされる電子部品の前方側(すなわち電子部品に対して高い位置)にガス抜き穴が形成された状態でディップ半田工程が行われる。
請求項3のガス抜き穴を備えたプリント基板は、絶縁板上に導電パターンが形成され、当該導電パターンへの電気的接続がディップ半田によってなされる電子部品を有するプリント基板に対するディップ半田工程が、前記プリント基板のディップ半田を行う部位のみが露出されるように形成された開口部を備えるディップ半田用治具を使用して行われるプリント基板であって、前記プリント基板が、前記ディップ半田用治具に装着された状態で前記開口部分の範囲内となる前記プリント基板上の部分に、ガス抜き穴が形成されたことを特徴とする。
請求項4のガス抜き穴を備えたプリント基板は、請求項3記載のガス抜き穴を備えたプリント基板であって、前記ガス抜き穴を、前記ディップ半田される電子部品の脇部であって、且つ、当該電子部品に対してディップ半田工程における前記プリント基板の送り方向側となる部分に形成したことを特徴とする。
請求項5のガス抜き穴を備えたプリント基板は、請求項3又は請求項4記載のガス抜き穴を備えたプリント基板であって、前記ガス抜き穴の直径が0.8mm以上3.0mm以下であることを特徴とする。
請求項6のガス抜き穴を備えたプリント基板は、請求項5記載のガス抜き穴を備えたプリント基板であって、前記ガス抜き穴の直径が1.0mm以上2.0mm以下であることを特徴とする。
本発明の請求項1の、絶縁板上に導電パターンが形成され当該導電パターンへの電気的接続がディップ半田によってなされる電子部品を有するプリント基板に対するディップ半田工程が、前記プリント基板のディップ半田を行う部位のみが露出されるように形成された開口部を備えるディップ半田用治具を使用して行われるプリント基板の製造方法であって、前記プリント基板が前記ディップ半田用治具に装着された状態で前記開口部分の範囲内となる前記プリント基板上の部分にガス抜き穴を形成する工程を少なくとも経た後に、ディップ半田工程を行うことを特徴とするプリント基板の製造方法によれば、プリント基板がディップ半田用治具に装着された状態で当該ディップ半田用治具に形成された開口部の範囲内となる部分にガス抜き穴が形成された後に、ディップ半田工程が行われるため、ディップ半田用治具を使用して半田を行う場合であっても、ディップ半田工程において発生するガス(フラックスの溶剤が揮発することによるガス)がガス抜き穴を介して排出されるため、当該ガスによる半田不良の発生が抑止される。
本発明の請求項2の、前記プリント基板のガス抜き穴の形成工程において、当該ガス抜き穴を、前記ディップ半田される電子部品の脇部であって、且つ、当該電子部品に対してディップ半田工程における前記プリント基板の送り方向側となる部分に形成し、ディップ半田工程において、前記送り方向に従って前記プリント基板を送ることを特徴とする請求項1記載のプリント基板の製造方法によれば、ディップ半田工程においてプリント基板を水平面に対し進行方向前方を高くして送る場合に、ディップ半田によって半田づけされる電子部品の前方側(すなわち電子部品に対して高い位置)にガス抜き穴が形成された状態でディップ半田工程が行われるため、ディップ半田工程において発生するガスの排出性に優れる。すなわち、半田槽から噴流する半田噴流は相当量の熱を有するものであり、当該半田噴流近辺では上昇気流が発生している。従って、電子部品より高い位置となる前方側にガス抜き穴が形成されていることによりガスの排出性に優れるのである。
本発明の請求項5の前記ガス抜き穴の直径が0.8mm以上3.0mm以下であることを特徴とする請求項3又は請求項4の何れかに記載のガス抜き穴を備えたプリント基板によれば、有効にディップ半田工程におけるガス排出機能を備えることができる。「ガス抜き穴の直径が0.8mm以上」とは、穴径が小さくなるとガス排出能力が低下するため、有効なガス排出能力を備える下限値としての具体的数値であり、「ガス抜き穴の直径が3.0mm以下」とは、穴径が大きくなると溶融半田が穴を通じてプリント基板上面側(半田づけ側の反対側)へと漏れ出てしまうため、これが生じない上限値としての具体的数値である。
本発明の請求項6の前記ガス抜き穴の直径が1.0mm以上2.0mm以下であることを特徴とする請求項5記載のガス抜き穴を備えたプリント基板によれば、より有効にディップ半田工程におけるガス排出機能を備えることができる。「ガス抜き穴の直径が1.0mm以上2.0mm以下」とは、有効なガス排出能力が得られ且つ溶融半田の漏出防止が図られる最も好ましい数値範囲である。
以下、本発明の具体的実施例について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施態様は、本発明を具体化する際の一形態であって、本発明をその範囲内に限定するためのものではない。
図1は本実施例のガス抜き穴を備えたプリント基板を示す概略図であり、a:斜視図、b:上面図である。図2はディップ半田工程において使用するディップ半田用治具を示す斜視図である。図3はディップ半田用治具にガス抜き穴を備えたプリント基板を装着した状態を示す概略図であり、a:斜視図、b:断面概念図である。
図1に示されるように、プリント基板10は、導電パターンへの電気的接続がディップ半田によってなされる電子部品(以下、リード線付部品)11a・11bを有し、ディップ半田工程における基板送り方向を示す矢印13がシルク印刷によって印刷される。ディップ半田用治具20は、図2に示されるように、プリント基板10の位置決め及び係止をするための凹部21及び係止具22等を備え、プリント基板10が装着された状態でプリント基板10のディップ半田を行う部位(リード線付部品11a・11b装着部分)のみが露出されるように形成された開口部23を備える。
図4の図a及び図bは、プリント基板10のリード線付部品11a及びリード線付部品11b部分を拡大した状態をそれぞれ示す斜視図である。図1・図3・図4に示されるように、ガス抜き穴12は、リード線付部品11の脇部であってディップ半田工程における前記プリント基板の送り方向側となる部分であり、且つ、図3・図4に示されるようにディップ半田用治具20に備えられる開口部分23の範囲内となる部分に形成される。本実施例におけるガス抜き穴12の直径は1.7mmである。なお、図では簡略化しているが、プリント基板10は、回路パターンが印刷された基板上に種々の電子部品が実装され、面実装部品が基板の両面に実装されてなるものであり、シルク印刷によって印刷される表示内容も多様なものである。
図5はディップ半田が行われる状態を示す概略図である。半田槽50に備えられる噴流ノズル51から溶融半田55が噴流しており、当該溶融半田55にプリント基板10が装着されたディップ半田用治具20の下面(プリント基板10の半田づけ側表面)を浸し、その後冷却することによって、リード線付部品11a・11bがプリント基板10に実装される。図に示されるように、プリント基板10を半田槽50に送る際には、余分な半田の付着を抑止し適正な半田づけが行われるように進行方向前方を高くして(水平面に対し傾斜させて)送られる。
本発明のプリント基板10によれば、図5に示されるように、ディップ半田工程において半田付けされるリード線付部品11a・11bの溶融半田55付着部分より高い位置にガス抜き穴12があるため、プリント基板の半田づけ側表面に塗布されたフラックスの溶剤が揮発することにより発生するガス52が効率よく排出される。すなわち、噴流している溶融半田55付近においては当該溶融半田55の熱により上昇気流が生じているため、リード線付部品11a・11bの溶融半田55付着部分より高い位置にガス抜き穴12があることにより、ディップ半田用治具20の下面と噴流している溶融半田55との間の空間部57及び58であって、プリント基板10のディップ半田を行う部位(リード線付部品11a・11b装着部分)に生じているガス52を効率よく排出することができるのである。従って、ガス52を起因とする半田不良の防止が図られる。また、本実施例ではプリント基板10に形成されるガス抜き穴12の直径を1.7mmとすることにより、溶融半田55がガス抜き穴12を通じて漏れ出てしまうことの防止とガス抜き性能の両立が図られている。
図6は本実施例のプリント基板の製造方法の本発明に係る部分の概略を示すフローチャートである。なお、本実施例のディップ半田工程において使用されるディップ半田用治具は実施例1と同一のものであり、又、本実施例で製造されるプリント基板も実施例1と同一のものとし、同一の符号を使用することでここでの説明を省略する。
プリント基板10の製造方法の、本実施例に係る部分のみの概略を、図6を参照しつつ説明する。絶縁板に銅箔が張付けられたものに、基板固定用のネジ挿通穴や電子部品を実装するためのスルーホール等の穴を形成する工程において、ガス抜き穴12の穴あけも同時に行う(ステップ61)。図1・図4に示されるように、ガス抜き穴12は、リード線付部品11の脇部となる部分であってディップ半田工程(ステップ71)におけるプリント基板10の送り方向側となる部分であり、且つ、図3・図4に示されるようにディップ半田用治具20に備えられる開口部分23の範囲内となる部分に形成される。次にパターン印刷・エッチングなどを行うことにより、プリント基板10上の回路の一部となる導電パターンを形成する(ステップ62)。必要部分のみ半田が行われるようにソルダレジストが塗布された(ステップ63)上で、プリント基板10上に装着する部品の種類・位置などの指示と共にディップ半田時の基板送り方向13がシルク印刷される(ステップ64)。次にプリント基板10上に実装される部品を半田付けする工程となり、部品に応じてリフロー半田(ステップ65〜ステップ67)及びディップ半田(ステップ68〜ステップ71)が行われる。
リフロー半田工程では、面実装部品を半田付けするためのクリーム半田が塗布された(ステップ65)上で面実装部品が搭載され(ステップ66)、加熱炉に送られることにより、面実装部品のプリント基板10への半田付けがなされる(ステップ67)。なお、図に示したフロ−チャートでは簡略化しているが、本実施例のプリント基板10は両面に面実装部品が実装されるため、両面に対しリフロー半田が行われる。ディップ半田工程では、プリント基板10上のスルーホール(ステップ61で形成されたもの)にリード線付部品11のリードを挿通すること等により、リード線付部品11がプリント基板10に搭載され(ステップ68)、当該プリント基板10がディップ半田用治具20に固定された(ステップ69)上で、プリント基板10の半田付けが行われる面側にフラックスが塗布されて(ステップ70)ディップ半田槽50に送られることにより、リード線付部品11のプリント基板10への半田付けがなされる(ステップ71)。
以上のごとく本実施例のプリント基板の製造方法によれば、ガス抜き穴12を形成する工程(ステップ61)を経た後にディップ半田工程(ステップ71)が行われるため、ディップ半田工程時に、フラックスの溶剤が揮発することにより発生するガス52がガス抜き穴12から排出され、半田不良が発生することが防止される。さらに、ガス抜き穴12は、半田付けされるリード線付部品11に対してディップ半田工程(ステップ71)におけるプリント基板10の送り方向側(基板送り方向13側すなわち進行方向前方側)に形成されるため、図5に示されるように、ディップ半田工程(ステップ71)において同送り方向に従ってプリント基板10が送られることで、ガス抜き穴12は、リード線付部品11a・11bの溶融半田55が付着する部分より高い場所に位置することとなる。これにより、ディップ半田用治具20の下面と噴流している溶融半田55との間の空間部57及び58であって、プリント基板10のディップ半田を行う部位(リード線付部品11a・11b装着部分)に生じているガス52を効率よく排出することができるのである。
なお、本実施例では、製造工程の削減及び作業効率を考慮して、ガス抜き穴12の形成を、基板固定用のネジ挿通穴や電子部品を実装するためのスルーホール等の形成工程と同一工程としているが(ステップ61)、本発明をこれに限るものではなく、ディプ半田工程(ステップ71)以前の任意の時期に行うことができる。
10 プリント基板
11a・11b リード線付部品(電子部品)
12 ガス抜き穴
20 ディップ半田用治具
23 開口部
50 半田槽
55 溶融半田
11a・11b リード線付部品(電子部品)
12 ガス抜き穴
20 ディップ半田用治具
23 開口部
50 半田槽
55 溶融半田
Claims (6)
- 絶縁板上に導電パターンが形成され、当該導電パターンへの電気的接続がディップ半田によってなされる電子部品を有するプリント基板に対するディップ半田工程が、前記プリント基板のディップ半田を行う部位のみが露出されるように形成された開口部を備えるディップ半田用治具を使用して行われるプリント基板の製造方法であって、前記プリント基板が前記ディップ半田用治具に装着された状態で、前記開口部分の範囲内となる前記プリント基板上の部分にガス抜き穴を形成する工程を少なくとも経た後に、ディップ半田工程を行うことを特徴とするプリント基板の製造方法。
- 前記プリント基板のガス抜き穴の形成工程において、当該ガス抜き穴を、前記ディップ半田される電子部品の脇部であって、且つ、当該電子部品に対してディップ半田工程における前記プリント基板の送り方向側となる部分に形成し、ディップ半田工程において、前記送り方向に従って前記プリント基板を送ることを特徴とする請求項1記載のプリント基板の製造方法。
- 絶縁板上に導電パターンが形成され、当該導電パターンへの電気的接続がディップ半田によってなされる電子部品を有するプリント基板に対するディップ半田工程が、前記プリント基板のディップ半田を行う部位のみが露出されるように形成された開口部を備えるディップ半田用治具を使用して行われるプリント基板であって、前記プリント基板が、前記ディップ半田用治具に装着された状態で前記開口部分の範囲内となる前記プリント基板上の部分に、ガス抜き穴が形成されたことを特徴とするガス抜き穴を備えたプリント基板。
- 前記ガス抜き穴を、前記ディップ半田される電子部品の脇部であって、且つ、当該電子部品に対してディップ半田工程における前記プリント基板の送り方向側となる部分に形成したことを特徴とする請求項3記載のガス抜き穴を備えたプリント基板。
- 前記ガス抜き穴の直径が0.8mm以上3.0mm以下であることを特徴とする請求項3又は請求項4記載のガス抜き穴を備えたプリント基板。
- 前記ガス抜き穴の直径が1.0mm以上2.0mm以下であることを特徴とする請求項5記載のガス抜き穴を備えたプリント基板。
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