JP2006032693A - はんだ付けパレット及びプリント基板 - Google Patents

Abstract

【課題】 はんだの熱によるはんだ付けパレットの反りを効果的に防止して、プリント基板におけるはんだ付けする必要のない箇所にまではんだが付くのを防止する。
【解決手段】 プリント基板２の表面に電子部品６、７を配置すると共にそのプリント基板２の裏面に突出した電子部品６、７のリード８、９をはんだ付けする際に、そのプリント基板２の裏面側を保持し、かつ、はんだ付けする箇所に開口部１３を有するはんだ付けパレットにおいて、はんだの熱による反りを防止すべく、熱膨張係数の異なるパレット部材１０、１１を厚さ方向に複数積層して形成する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、電子部品をプリント基板にはんだ付けする際にそのプリント基板を保持するためのはんだ付けパレット及びこれを用いてはんだ付けを行ったプリント基板に関する。

図３に示す従来のはんだ付けパレット３１は、電気コネクタ等のリード部品（電子部品）３２、３３をプリント基板３４にはんだ付けする際に、そのプリント基板３４を保持するために用いられるものである。はんだ付けパレット３１は、高耐熱性の合成樹脂材料により板状に形成されている。はんだ付けパレット３１には、プリント基板３４におけるはんだ付けする箇所を露出させるべく、開口部３５が適宜設けられる。

プリント基板３４の表面には、リード部品３２、３３が配置されている。そのリード部品３２、３３のリード３６、３７は、プリント基板３４に設けられたスルーホール（図示せず）及びはんだ付けパレット３１の開口部３５に挿通されて、プリント基板３４の裏面側に突出されている。

はんだ付けは、フローはんだ付けやディップはんだ付けにより行う。フローはんだ付けは、図示しないはんだ槽内のはんだを噴流させて、その上部にはんだ付けパレット３１を通過させることで、リード部品３２、３３のリード３６、３７をプリント基板３４にはんだ付けする。ディップはんだ付けは、はんだ付けパレット３１をはんだ槽内のはんだに浸漬させて、リード部品３２、３３のリード３６、３７をプリント基板３４にはんだ付けする。はんだ付けの際、はんだ付けする箇所のみが開口部３５により露出されているため、プリント基板３４の必要な箇所のみにはんだ付けを行うことができる。

特開平８−７８８３８号公報

ところで、上記はんだ槽内のはんだの温度は２５０℃前後である。フローはんだ付け及びディップはんだ付けのいずれの場合も、はんだが直接触れるはんだ付けパレットの下面の温度ははんだの熱で２５０℃程度となり、その下面からの熱伝導により、はんだ付けパレットの上面の温度は１００℃程度となる。この上下面の温度差により、はんだ付けパレットはその中央が下方に下がるように反る。はんだ付けパレットの大きさ（寸法）にもよるが、はんだ付けパレットの中央が下方に０．３〜１ｍｍ程度反ることがある。

はんだ付けパレットの反りが大きいと、はんだがはんだ付けパレットとプリント基板との隙間に入り込み、プリント基板におけるはんだ付けする必要のない箇所にまではんだが付いてしまう。このようになると、不必要なはんだをプリント基板から取り除く修理作業が必要となり作業時間が増えると共に、プリント基板のはんだ付け部や不必要なはんだが付いた部分への熱履歴が増えはんだ付けの信頼性が低下するといった問題があった。

そこで、本発明の目的は、はんだの熱による反りを効果的に防止して、プリント基板におけるはんだ付けする必要のない箇所にまではんだが付くのを防止することができるはんだ付けパレットを提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、プリント基板の表面に電子部品を配置すると共にそのプリント基板の裏面に突出した電子部品のリードをはんだ付けする際に、そのプリント基板の裏面側を保持し、かつ、はんだ付けする箇所に開口部を有するはんだ付けパレットにおいて、はんだの熱による反りを防止すべく、熱膨張係数の異なるパレット部材を厚さ方向に複数積層して形成したことを特徴とするはんだ付けパレットである。

請求項２の発明は、積層したパレット部材は、下側のパレット部材の熱膨張係数が、プリント基板と接する上側のパレット部材の熱膨張係数よりも小さい請求項１記載のはんだ付けパレットである。

請求項３の発明は、上記パレット部材は、上下のパレット部材を圧接、或いは、その間に接着剤を塗布した後圧接して積層される請求項１又は２記載のはんだ付けパレットである。

請求項４の発明は、請求項１から３いずれか記載のはんだ付けパレットを用いて電子部品のリードをはんだ付けしたプリント基板である。

本発明によれば、はんだの熱による反りを効果的に防止して、プリント基板におけるはんだ付けする必要のない箇所にまではんだが付くのを防止することができるという優れた効果を奏する。

以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。

本実施形態のはんだ付けパレットは、リード部品をフローはんだ付け或いはディップはんだ付けによりプリント基板にはんだ付けする際に、そのプリント基板を保持するために用いられるものである。リード部品は、そのリードをプリント基板のスルーホールに挿通させた状態でプリント基板に実装される電子部品である。また、本実施形態のはんだ付けパレットが適用されるプリント基板は、表面実装部品がプリント基板の片面のみに実装される片面実装基板である。表面実装部品は、表面実装技術でプリント基板に実装される電子部品である。

図１は、本発明の一実施形態に係るはんだ付けパレットの平面図であり、プリント基板を保持した状態を示す。図２は、図１のII−II線断面図である。

図中、１ははんだ付けパレットであり、２ははんだ付けパレット１に保持されたプリント基板である。

図１及び図２に示すように、プリント基板２の表面（図２中の上側）には、表面実装部品であるＩＣ（ＳＯＰ）３、チップコンデンサ４、さらにはチップ抵抗５等が予め実装されている。また、プリント基板２の表面には、リード部品であるスイッチ６、コネクタ７等が配置されている。スイッチ６及びコネクタ７のリード８、９は、プリント基板２に設けられたスルーホール（図示せず）に挿通されて、プリント基板２の裏面側（図２中の下側）に突出されている。プリント基板２の厚さは、０．６〜２．５ｍｍ程度である。

本実施形態のはんだ付けパレット１は、はんだの熱による反りを防止すべく、熱膨張係数（線膨張係数或いは体積膨張係数）の異なる材料からなる板状のパレット部材１０、１１を厚さ方向（図２中の上下方向）に複数（図示例では二つ）積層して形成されている。積層したパレット部材１０、１１は、下側のパレット部材１１の熱膨張係数が、プリント基板２と接する上側のパレット部材１０の熱膨張係数よりも小さい。パレット部材１０、１１は、上下のパレット部材１０、１１を圧接、或いは、その間に接着剤を塗布した後圧接して積層されている。上下のパレット部材１０、１１の厚さ（厚さ比）は、パレット部材１０、１１の熱膨張係数の差や、フローはんだ付け或いはディップはんだ付けの際のはんだ付けパレット１の上下面の温度差等を考慮して決定する。なお、はんだ付けパレット１の上面とプリント基板２の裏面との隙間は約０．３ｍｍ程度まで許容されるため、上下のパレット部材１０、１１の厚さ（厚さ比）は、パレット部材１０、１１の熱膨張係数の差や、フローはんだ付け或いはディップはんだ付けの際のはんだ付けパレット１の上下面の温度差等を多少無視して決定することができる。

本実施形態において、パレット部材１０、１１は高耐熱性の合成樹脂材料からなる。パレット部材１０、１１に使用可能な合成樹脂材料としては、ＢＭＣ樹脂（例えば、線膨張係数＝１．８×１０^-5／℃）、ＰＰＳ樹脂（例えば、線膨張係数＝２．５×１０^-5／℃）、ナイロン（例えば、線膨張係数＝８×１０^-5／℃）等が挙げられる。本実施形態においては、上側のパレット部材１０は、上記のナイロンからなる。また、下側のパレット部材１１は、上記のナイロンよりも線膨張係数が小さい上記のＢＭＣ樹脂からなる。なお、同じ種類の合成樹脂材料であっても、線膨張係数（熱膨張係数）が異なるものがあるため、パレット部材１０、１１が同じ種類の合成樹脂材料からなっても良い。

本実施形態のはんだ付けパレット１は、プリント基板２を保持するための保持部１２と、プリント基板２におけるはんだ付けする箇所を露出させるための開口部１３とを有している。本実施形態の保持部１２は、上側のパレット部材１０の上面に設けられプリント基板２を係合するための溝１４によって構成される。この溝１４の大きさは、プリント基板２の大きさと略等しい。プリント基板２を溝１４に係合することで、はんだ付けパレット１はプリント基板２の裏面側を保持する。本実施形態の開口部１３は、上下のパレット部材１０、１１に設けられた貫通孔１５、１６によって構成される。これら貫通孔１５、１６は、下方に開いたテーパ状に形成されている。

はんだ付けパレット１の上面には、フローはんだ付け或いはディップはんだ付けの際に、はんだがプリント基板２の表面側に流れ込むことを防止するためのはんだ流れ込み防止板１７、１８、１９、２０が設けられている。これらはんだ流れ込み防止板１７、１８、１９、２０は、プリント基板２を四方から囲むように配置されている。

本実施形態においては、リード部品６、７をプリント基板２にはんだ付けするに際しては、プリント基板２をはんだ付けパレット１に保持させる。つまり、プリント基板２をはんだ付けパレット１の溝１４に係合させる。そうすると、プリント基板２の裏面側に突出されたリード部品６、７のリード８、９が、はんだ付けパレット１の貫通孔１５、１６に挿通される。このようにすることで、プリント基板２におけるはんだ付けが必要な箇所のみ、つまりリード部品６、７のリード８、９のみをプリント基板２にはんだ付けを行うことができる。

プリント基板２をはんだ付けパレット１に保持させた状態で、はんだ付けパレット１を、図示しないはんだ槽を有するフローはんだ付け装置或いはディップはんだ付け装置へと搬送する。フローはんだ付け装置においては、はんだ槽内のはんだを上方に噴流させて、その上部にはんだ付けパレット１を通過させる。また、ディップはんだ付け装置においては、はんだ付けパレット１の下部をはんだ槽内のはんだに浸漬させる。その際、はんだははんだ付けパレット１の貫通孔１５、１６を介して、リード部品６、７のリード８、９及びプリント基板２に付く。これにより、リード部品６、７がプリント基板２にはんだ付けされる。

ところで、はんだ槽内のはんだは、２５０℃程度であり、はんだをはんだ付けパレット１に対して噴流させる時間或いははんだ付けパレット１をはんだに浸漬させる時間は２〜１０秒程度である。フローはんだ付け及びディップはんだ付けのいずれの場合も、はんだが直接触れるはんだ付けパレット１の下面の温度ははんだの熱で２５０℃程度となり、その下面からの熱伝導により、はんだ付けパレット１の上面の温度は１００℃程度となる。

本実施形態においては、熱膨張係数の異なるパレット部材１０、１１を厚さ方向に複数積層してはんだ付けパレット１を形成し、さらに、積層したパレット部材１０、１１は、下側のパレット部材１１の熱膨張係数が、プリント基板２と接する上側のパレット部材１０の熱膨張係数よりも小さい。そのため、はんだ付けパレット１の上下面の膨張長さが略等しくなり、はんだの熱によるはんだ付けパレット１全体の反りを効果的に防止（或いは小さく）することができる。

また、本実施形態においては、パレット部材１０、１１は、上下のパレット部材１０、１１を圧接、或いは、その間に接着剤を塗布した後圧接して積層される。そのため、上下のパレット部材１０、１１同士が強固に結合されている。このようにすることで、はんだの熱によるはんだ付けパレット１全体の反りをより効果的に防止（或いは小さく）することができる。

ところで、本実施形態とは逆に、積層したパレット部材１０、１１は、下側のパレット部材１１の熱膨張係数が、プリント基板２と接する上側のパレット部材１０の熱膨張係数よりも大きいことが考えられる。その場合、はんだ付けパレット１の下面の膨張長さが、上面の膨張長さより大きくなる。しかしながら、本実施形態においては、パレット部材１０、１１は、上下のパレット部材１０、１１を圧接、或いは、その間に接着剤を塗布した後圧接して積層されている。そのため、上下のパレット部材１０、１１同士が強固に結合されているので、上側のパレット部材１０が下側のパレット部材１１の膨張を抑制することができる。このようにしても、はんだの熱によるはんだ付けパレット１全体の反りを防止（或いは小さく）することができる。

以上要するに、本実施形態によれば、はんだの熱による反りを効果的に防止（或いは小さく）でき、はんだ付けパレットとプリント基板との間に隙間が生じることはなく、プリント基板におけるはんだ付けする必要のない箇所にまではんだが付くのを防止することができる。

本発明は以上説明した実施形態には限定はされない。

例えば、パレット部材が、高耐熱性の金属材料からなっても良い。

また、パレット部材を厚さ方向に三つ以上積層してはんだ付けパレットを形成しても良い。

さらに、本発明が適用されるプリント基板は、表面実装部品が両面に実装される両面実装基板であっても良い。

本発明の一実施形態に係るはんだ付けパレットの平面図であり、プリント基板を保持した状態を示す。 図１のII−II線断面図である。 従来のはんだ付けパレットの断面図である。

符号の説明

１ はんだ付けパレット
２ プリント基板
６ スイッチ（電子部品、リード部品）
７ コネクタ（電子部品、リード部品）
８ リード
９ リード
１０ パレット部材
１１ パレット部材
１３ 開口部

Claims (4)

1. プリント基板の表面に電子部品を配置すると共にそのプリント基板の裏面に突出した電子部品のリードをはんだ付けする際に、そのプリント基板の裏面側を保持し、かつ、はんだ付けする箇所に開口部を有するはんだ付けパレットにおいて、はんだの熱による反りを防止すべく、熱膨張係数の異なるパレット部材を厚さ方向に複数積層して形成したことを特徴とするはんだ付けパレット。
2. 積層したパレット部材は、下側のパレット部材の熱膨張係数が、プリント基板と接する上側のパレット部材の熱膨張係数よりも小さい請求項１記載のはんだ付けパレット。
3. 上記パレット部材は、上下のパレット部材を圧接、或いは、その間に接着剤を塗布した後圧接して積層される請求項１又は２記載のはんだ付けパレット。
4. 請求項１から３いずれか記載のはんだ付けパレットを用いて電子部品のリードをはんだ付けしたプリント基板。
   

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