JP2006073898A - Method of locally soldering printed board - Google Patents
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Abstract
Description
本願発明は、プリント基板に実装した電子部品の半田付けの技術分野に属し、特に溶融半田を噴流させ、これにプリント基板の半田付け部位を接触させることにより半田付けを行うプリント基板の局部半田付け方法に関する。 The present invention belongs to the technical field of soldering of electronic components mounted on a printed circuit board, and in particular, local soldering of a printed circuit board in which molten solder is jetted and soldered by bringing a soldered part of the printed circuit board into contact therewith. Regarding the method.
プリント基板に電子部品(SMT(Surface Mount Technology)部品)を実装する技術には、ソルダーペーストをプリント基板に塗布して電子部品を配置し、全体を加熱してソルダーペーストを溶融させることにより半田付けするリフロー半田付け技術があり、近年はこの技術による実装が主流となっている。 In the technology for mounting electronic components (SMT (Surface Mount Technology) components) on a printed circuit board, solder paste is applied to the printed circuit board, the electronic components are placed, and the whole is heated and soldered by melting the solder paste. In recent years, mounting by this technique has become the mainstream.
しかし、プリント基板の仕様よっては、リフロー処理後に一部の電子部品を、リードを介して実装しなければならず、この場合は、実装箇所のみを噴流する溶融半田に浸漬(接触又はディップ)させるフロー半田付け技術により実装していた。 However, depending on the specifications of the printed circuit board, some electronic components must be mounted via leads after reflow processing. In this case, only the mounting location is immersed (contacted or dipped) in molten solder. It was mounted by flow soldering technology.
かかるフロー半田付け技術によるプリント基板への実装は、実装処理の効率向上のために、噴流式の局部(又は部分)半田付け装置により行われていた。この局部半田付け装置は、主に溶融半田を噴流するノズルを備えた半田槽、プリント基板の搬送手段、半田槽又はプリント基板をその水平状態を維持しつつ上下動させる昇降手段を備える構成である。 Mounting on a printed circuit board by such a flow soldering technique has been performed by a jet type local (or partial) soldering apparatus in order to improve the efficiency of the mounting process. This local soldering apparatus is mainly configured to include a solder bath provided with a nozzle for jetting molten solder, a conveying means for the printed circuit board, and a lifting means for moving the solder tank or the printed circuit board up and down while maintaining its horizontal state. .
また、近年、この局部半田付け装置は、溶融半田から離脱後の半田切れを促し、リード間が短絡するいわゆる半田ショート(ブリッジ)を抑制するため、プリント基板の傾斜離脱(ピールバック)機構を備えているものが主流となっている。 Further, in recent years, this local soldering apparatus is provided with an inclined detachment (peelback) mechanism of the printed circuit board in order to promote solder shortage after detachment from the molten solder and to suppress a so-called solder short (bridge) that shorts between leads. The thing that has become mainstream.
上記したような噴流式の局部半田付け装置は、種々開示されている。例えば、特許文献1に示す装置は、溶融半田の湯口を備えた半田槽にプリント基板を近接させる昇降機構と搬送機構を備え、プリント基板を湯口から引き離す時に、半田ショートを防ぐためにプリント基板の傾斜離脱を行う傾斜離脱機構を備えている。 Various jet-type local soldering devices as described above have been disclosed. For example, the apparatus shown in Patent Document 1 includes an elevating mechanism and a transport mechanism that bring a printed circuit board close to a solder bath having a molten solder gate, and the printed circuit board is inclined to prevent a solder short when the printed circuit board is pulled away from the molten metal gate. An inclination separation mechanism for performing separation is provided.
また、特許文献2に示す装置は、多数のノズルから溶融半田を噴流させ、プリント基板を半田槽のノズル群の上方まで搬送すると共に近接させ、かつプリント基板の一方側から傾斜離脱させることを、半田槽に対して摺動走行する一対のレールと、このレールから吊設する吊設板にプリント基板を設置して行う構成である。
しかしながら、昨今はプリント基板への電子部品の高密度実装に伴って実装間隔がさらに狭くなったことに加え、環境への配慮により流動性が悪い鉛フリー半田を使用する傾向にある。このため、半田付けの品質を保つためにプリント基板の半田付け部位とノズル間の距離を適切に保つ必要があった。この距離を適切に保たない場合は、例えプリント基板の傾斜離脱動作を行っても、溶融半田の浸漬が不十分な未半田や不塗れ、逆に半田ショートや半田付け部位以外に溶融半田を広げ、他の電子部品まで半田付けしてしまう問題を生じさせていた。 However, in recent years, in addition to the fact that the mounting interval has become narrower with the high-density mounting of electronic components on a printed circuit board, there is a tendency to use lead-free solder with poor fluidity due to environmental considerations. For this reason, in order to maintain the quality of soldering, it is necessary to keep the distance between the soldering part of the printed circuit board and the nozzle appropriately. If this distance is not properly maintained, even if the printed circuit board is tilted and removed, the molten solder will not be sufficiently dipped in the unsoldered or unpainted area. The problem of spreading and soldering to other electronic components was caused.
特に、傾斜離脱時の半田ショートは、以下の現象により発生していた。プリント基板bの半田付け部位とノズルnの開口部n1の距離は、未半田、不濡れを防ぐため、従来は短く設定されていた。このノズル位置から傾斜離脱を開始すると、図4の(A)、(B)に示すように、開口部n1の圧力開放による溶融半田hの盛り上がり挙動が起こり、半田面のいわゆる引きずり状態が発生していた。この引きずり状態が発生した部分は半田温度が急激に低下することになり、電子部品dのリードlに半田ショートやいわゆるつらら状態が発生していた。これは、未半田、不濡れを防ぐ浸漬位置と、半田ショートを防ぐ傾斜離脱の開始位置にズレがあるためである。 In particular, a solder short at the time of tilt separation has occurred due to the following phenomenon. Conventionally, the distance between the soldered portion of the printed circuit board b and the opening n1 of the nozzle n is set to be short in order to prevent unsoldering and non-wetting. When the tilt separation is started from this nozzle position, as shown in FIGS. 4A and 4B, the rising behavior of the molten solder h occurs due to the pressure release of the opening n1, and a so-called dragging state of the solder surface occurs. It was. In the portion where this dragging state has occurred, the solder temperature is drastically lowered, and a solder short or a so-called icicle state has occurred in the lead 1 of the electronic component d. This is because there is a difference between the dipping position that prevents unsoldering and non-wetting and the start position of the inclination separation that prevents the solder short.
そこで、本願発明は、かかる課題を鑑みて為されたものであり、噴流半田による局部半田付けおいて、未半田、不塗れ、半田ショート等の半田不良を削減し、安定した半田付けを実現するプリント基板の局部半田付け方法を提供する。 Accordingly, the present invention has been made in view of such problems, and in the local soldering by jet solder, it reduces solder defects such as unsoldering, unpainting, and solder shorting, and realizes stable soldering. A method for local soldering of a printed circuit board is provided.
上記の課題を解決するために、本願発明のプリント基板の局部半田付け方法は、以下のように行っている。 In order to solve the above problems, the method of local soldering of a printed circuit board according to the present invention is performed as follows.
すなわち、電子部品(d)を実装したプリント基板(b)の半田付け部位(L)を、水平状態を維持しつつ溶融半田(h)を噴流するノズル(32)の開口部(32a)に近接させ、溶融半田(h)の液面に浸漬させる。 That is, the soldered portion (L) of the printed circuit board (b) on which the electronic component (d) is mounted is close to the opening (32a) of the nozzle (32) that jets the molten solder (h) while maintaining the horizontal state. And immersed in the liquid surface of the molten solder (h).
次に、上記の浸漬位置からプリント基板(b)を、噴流する溶融半田(h)の液面から離脱しない接触状態で、かつ溶融半田(h)が表面張力によりその噴流形状を安定して維持可能な位置まで水平状態を保持して離隔し、この離隔後に半田付け部位(L)とノズル(32)の開口部(32a)間に所定のクリアランス(離隔距離)を取る。 Next, the printed circuit board (b) is kept in contact with the molten solder (h) from the liquid level of the jetted molten solder (h) from the above immersion position, and the molten solder (h) stably maintains the jet shape by the surface tension. The horizontal state is maintained as far as possible and separated, and after this separation, a predetermined clearance (separation distance) is provided between the soldering portion (L) and the opening (32a) of the nozzle (32).
最後に上記クリアランスを得た位置からプリント基板(b)を傾斜離脱(ピールバック)させる。 Finally, the printed circuit board (b) is tilted away (peeled back) from the position where the clearance is obtained.
別言すると、本願の半田付け方法は、半田付け部位(L)の溶融半田(h)への浸漬位置と溶融半田(h)からの傾斜離脱の開始位置を2段階に設定したことに特徴がある。 In other words, the soldering method of the present application is characterized in that the immersion position of the soldering part (L) in the molten solder (h) and the start position of the tilted separation from the molten solder (h) are set in two stages. is there.
さらに、傾斜離脱時には、ノズル(32)から噴流する溶融半田(h)の噴流圧を減少させるように制御しても良い。 Furthermore, at the time of tilt separation, control may be performed so as to reduce the jet pressure of the molten solder (h) jetted from the nozzle (32).
なお、特許請求の範囲の書類と上記の課題を解決するための手段の欄で記載した括弧付き符号は、発明の構成の理解を容易にするため参考として図面符号を付記したもので、この図面上の形態に限定するものでないことはもちろんである。 Note that the reference numerals in parentheses described in the claims and the means for solving the above-described problems are added with reference numerals for easy understanding of the configuration of the invention. Of course, it is not limited to the above form.
本願発明のプリント基板の局部半田付け方法は、上述した方法であるため、以下の効果を発揮する。
すなわち、プリント基板の半田付け部位をノズルに近接させて噴流する溶融半田に十分に浸漬させているため、リード部の未半田や不塗れ状態を防止する効果を得ている。
Since the local soldering method for a printed circuit board according to the present invention is the method described above, the following effects are exhibited.
That is, since the soldering part of the printed circuit board is sufficiently immersed in the molten solder that is jetted in the vicinity of the nozzle, the effect of preventing the unsoldered or unpainted state of the lead portion is obtained.
また、半田付け部位とノズル間に溶融半田の噴流形状が安定するまでクリアランスを取り、その後に傾斜離脱(ピールバック)を行い、さらには噴流圧の制御を行っている。このため傾斜離脱の開始ポイントは安定すると共に、半田面の引きずり状態の発生が抑制される。これにより、半田ショートや高密度に隣接する電子部品間の短絡を防止することができる。 Further, a clearance is taken between the soldering portion and the nozzle until the shape of the molten solder jet is stabilized, and then the inclination separation (peel back) is performed, and the jet pressure is controlled. For this reason, the starting point of the inclination separation is stabilized and the occurrence of the drag state of the solder surface is suppressed. As a result, it is possible to prevent solder shorts and short circuits between electronic components adjacent to each other at high density.
以上の効果は、プリン基板全体の不具合発生率を低め、品質管理及びコスト削減に顕著な貢献をしている。 The above effects make a significant contribution to quality control and cost reduction by reducing the defect occurrence rate of the entire printed circuit board.
以下に、本願発明にかかるプリント基板の局部半田付け方法(以下、「半田付け方法」と略称する。)における最良の実施形態について、図面に基づき詳細に説明する。 DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of a method for locally soldering a printed circuit board according to the present invention (hereinafter abbreviated as “soldering method”) will be described in detail with reference to the drawings.
図1は本実施例の半田付け方法を実現する装置を示す概略図であり、図2は図1の装置の動作状態を示す説明図(A)、(B)であり、図3は本実施例の半田付け方法の工程を示す説明図である。 FIG. 1 is a schematic view showing an apparatus for realizing the soldering method of this embodiment, FIG. 2 is an explanatory view (A) and (B) showing the operation state of the apparatus of FIG. 1, and FIG. It is explanatory drawing which shows the process of the example soldering method.
先ず、本実施例の半田付け方法を実現する装置1(以下、「本装置」と称する)について説明する。 First, an apparatus 1 (hereinafter referred to as “this apparatus”) that realizes the soldering method of the present embodiment will be described.
図符号3は半田槽である。半田槽3は容器状を成し、枠状に構築され装置全体を保形するフレーム2の上部側に配設されている。半田槽3は、その内部に溶融半田hを貯留すると共に、箱状に形成したノズル盤31を配置している。ノズル盤31の上面には筒状体から成るノズル32を、ノズル盤31の内部側と連通させて立設状に配置している。上記ノズル32の立設位置は基板bの電子部品dの配置位置に適合している。ノズル32の開口部32aは、基板bの半田付け部位Lを囲む開口形を成すように各別に形成したものである。
なお、半田槽3の内部に貯留する溶融半田hは、本装置1に配置した環流手段や溶融手段(ポンプ、ヒータ、図示省略)により、溶融状態を維持しながらノズル盤31を通過してノズル32の開口部32aから噴流している。溶融半田hの噴流圧(噴流速度)は、本装置1においては制御手段(図示省略)により適宜に制御している。
The molten solder h stored in the
フレーム2の両側には昇降機構4を配置している。この昇降機構4は、後述する傾斜離脱(ピールバック)機構5と搬送機構6を上部側に配置すると共に、これらをフレーム2及び半田槽3に対してその水平状態を維持しつつ昇降移動(図2、矢印a)させるものである。また、昇降機構4は、従来技術であるサーボモータ、ボールネジ等から構成している。
昇降機構4の上部には、基板bの傾斜離脱機構5を配設している。この傾斜離脱機構5は、半田槽3を上方から囲むように枠体51を成し、枠体51の一方側に昇降機構4に対して回動自在となる回動軸51aを配置し、他方側には上下方向に進退駆動するロッド51bの先端を当接させている。枠体51におけるロッド51bの当接側は、ロッド51bの進出移動(図2、矢印b)によって昇降機構4からは分離する構成である。この構成により、枠体51は回動軸51aを軸中心として昇降機構4に対して回動することになる(図2、矢印c)。
On the upper part of the
傾斜離脱機構5の枠体51の内部側であって、半田槽3の上方側には搬送機構6を配設している。この搬送機構6は、基板bを前工程又は後工程に搬入出すると共に、半田付け中には傾斜離脱機構5に対して平行状態を維持して把持する。なお、この搬送機構6の構成も、既存技術により構築しているので、これ以上の詳細な説明は省略する。
A
本装置1は上述した構成のため、搬入された基板bの半田付け部位Lを、昇降機構4によりノズル32の開口部32aに水平状態を維持しつつ近接移動させることが可能であり、水平状態を維持したまま又は必要により傾斜離脱(ピールバック)動作をさせてノズル32から離隔することも可能である。また、各動作に連動させて溶融半田hの噴流圧を適宜に制御することも可能である。
Since the apparatus 1 is configured as described above, it is possible to move the soldered portion L of the substrate b carried in close to the
次に、本願発明の主眼である局部半田付け方法について、図3に基づいて、以下に説明する。 Next, the local soldering method which is the main point of the present invention will be described below with reference to FIG.
先ず、搬送機構6で保持した電子部品dを実装した基板bを、昇降機構4により水平状態を維持しつつノズル32の開口部32aに近接させ、半田付け半田付け部位Lを溶融半田hに浸漬(接触)させる。この工程により、電子部品dのリードlには溶融半田hが付着する。なお、浸漬中の半田付け部位Lと開口部32aのクリアランスC1(離隔距離)は、未半田、不塗れを防止するため、例えば、0.3〜1.0mmと通常より狭く設定している。加えて、未半田、不塗れ防止として溶融半田hの噴流圧を高くしても良い。
First, the substrate b on which the electronic component d held by the
次に、上記の浸漬位置から基板bを、半田付け部位Lが溶融半田hの液面に接触状態を保って離脱せず、かつ溶融半田hが表面張力によりその噴流形状を安定させる位置まで水平状態を維持しつつ昇降機構4によって上昇させる。ここで、溶融半田hが表面張力によりその噴流形状を安定させる位置とは、ノズル32の開口部32aにおける溶融半田hが、表面張力により所定の曲面形状を得た状態のことを示している。
この上昇により、半田付け部位Lと開口部32aの離隔距離は、浸漬位置よりは長い、例えば、1.5〜2.5mm程度のクリアランスC2になっている。
Next, the substrate b is horizontally moved from the above immersion position to a position where the soldering portion L does not leave the liquid surface of the molten solder h and does not leave, and the molten solder h stabilizes its jet shape by surface tension. It is raised by the elevating
Due to this rise, the separation distance between the soldering portion L and the
そして、この位置から傾斜離脱機構5を作動させ、基板bの半田付け部位Lを溶融半田hの液面から傾斜させながら離脱させる。溶融半田hは、表面張力により噴流形状が安定しているので、開口部32bの縁部付近の溶融半田hが半田付け部位Lに引きずられるような現象は発生せず、その離脱ポイントも一定に保つことができる。この結果、電子部品dのリードlにおいては、半田ショート、つらら現象等の不具合発生が抑制されることになる。 Then, the tilting separation mechanism 5 is operated from this position, and the soldering portion L of the substrate b is detached while being tilted from the liquid surface of the molten solder h. Since the molten solder h has a stable jet shape due to surface tension, the phenomenon that the molten solder h near the edge of the opening 32b is dragged to the soldering site L does not occur, and the separation point is also constant. Can keep. As a result, in the lead 1 of the electronic component d, the occurrence of defects such as a solder short and an icicle phenomenon is suppressed.
さらに、上記の傾斜離脱方法に加えて、ノズル圧開放によって溶融半田の噴流状態が変動することを極力防止するため、溶融半田hの噴流圧を低下させるよう制御している。 Further, in addition to the above-described inclination separation method, control is performed to reduce the jet pressure of the molten solder h in order to prevent the molten solder jet state from fluctuating as much as possible by releasing the nozzle pressure.
なお、上記したクリアランスC1、C2の数値は例示的なものであり、実際は半田付け部位Lの面積、ノズル32の開口部32aの形状、溶融半田hの種類や溶融温度により適宜に設定する必要がある。
Note that the numerical values of the clearances C1 and C2 described above are exemplary, and in actuality, it is necessary to set appropriately according to the area of the soldering portion L, the shape of the
1 本装置
2 フレーム
3 半田槽
31 ノズル盤
32 ノズル
32a 開口部
4 昇降機構
5 傾斜離脱機構
51 枠体
51a 回動軸
51b ロッド
6 搬送機構
b 基板
C1 クリアランス(浸漬時)
C2 クリアランス(離脱時)
d 電子部品
h 溶融半田
l リード
L 半田付け部位
n ノズル(従来例の)
n1 開口部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 This
C2 clearance (withdrawal)
d Electronic component h Molten solder l Lead L Soldering part n Nozzle (conventional example)
n1 opening
Claims (2)
該半田付け部位(L)を溶融半田(h)が離れない範囲でかつ表面張力により噴流形状が安定する位置まで離隔させた後に、
プリント基板(b)を傾斜させながら半田付け部位(L)を溶融半田(h)から離脱させるようにしたことを特徴とするプリント基板の局部半田付け方法。 The soldering part (L) of the printed circuit board (b) is brought close to the opening (32a) of the nozzle (32) into which the molten solder (h) is jetted, and is brought into contact with the liquid surface of the molten solder (h).
After separating the soldering part (L) to a position where the molten solder (h) does not leave and to a position where the jet shape is stabilized by surface tension,
A method for locally soldering a printed circuit board, wherein the soldered part (L) is detached from the molten solder (h) while the printed circuit board (b) is inclined.
ノズル(32)からの噴流圧を減少させたことを特徴とする請求項1記載のプリント基板の局部半田付け方法。
At the time of detachment of the soldered part (L) from the molten solder (h),
The local soldering method for a printed circuit board according to claim 1, wherein the jet pressure from the nozzle (32) is reduced.
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