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

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

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。

特開平６−１２０６４９号公報 特開平９−１４８７０５号公報

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。

実施例１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 ディップ半田用治具を示す斜視図 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：側面図 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示す概略斜視図 ディップ半田が行われる状態を示す概略図 実施例２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

符号の説明

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

Claims (6)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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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