JP2007144450A - リフローはんだ付け用治具 - Google Patents
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Abstract
【課題】部品や治具の損傷の回避を可能にしつつ、はんだ付け完了後における部品の位置精度の向上を図ることができる技術を提案する。
【解決手段】放熱板1に対して規定の位置に設置され、前記放熱板1に対しはんだ付けされる部品2・2・・・を位置決めするための位置決め開口部3・3・・・が設けられるリフローはんだ付け用治具10であって、前記位置決め開口部3・3・・・周囲には、前記部品2・2・・・の端面(外側端面2a・2a)に接触するとともに、前記部品2・2・・・から受ける荷重によって弾性変形する弾性変形部4・4・・・が設けられる構成とする。
【選択図】図1
【解決手段】放熱板1に対して規定の位置に設置され、前記放熱板1に対しはんだ付けされる部品2・2・・・を位置決めするための位置決め開口部3・3・・・が設けられるリフローはんだ付け用治具10であって、前記位置決め開口部3・3・・・周囲には、前記部品2・2・・・の端面(外側端面2a・2a)に接触するとともに、前記部品2・2・・・から受ける荷重によって弾性変形する弾性変形部4・4・・・が設けられる構成とする。
【選択図】図1
Description
本発明は、アルミ等の放熱板に半導体装置等の部品をリフローはんだ付けするときに用いる治具に関する。
従来、アルミ等の放熱板に半導体装置等の部品をリフローはんだ付けするときに用いる治具に関する技術は周知となっており、この治具について開示する文献も存在する(例えば、特許文献1参照。)。
特許文献1に開示される技術では、放熱板を一定の位置に位置決めする第1治具と、部品を前記放熱板の一定の位置に位置決めする枠状の第2治具とを具備し、前記第2治具を移動可能に構成することとしている。
この構成で、加熱工程後の冷却工程において、前記放熱板が、その板幅・板厚方向に収縮したり、さらには、撓んだりしたときにも、前記第2治具の移動によって部品の第1治具(隔壁)に対するくい込みを防止し、前記部品や、前記治具の損傷が防止できるようになっている。
特開2002−361410号公報
この構成で、加熱工程後の冷却工程において、前記放熱板が、その板幅・板厚方向に収縮したり、さらには、撓んだりしたときにも、前記第2治具の移動によって部品の第1治具(隔壁)に対するくい込みを防止し、前記部品や、前記治具の損傷が防止できるようになっている。
しかし、特許文献1の構成では、前記第2治具は、その自由な移動が許容されるため、前記部品の自由な移動も許容されてしまう。
このため、冷却時に放熱板が、その板幅・板厚方向に収縮したり、さらには、撓んだりした際に、部品が回転する等して、冷却完了時において、部品が規定の位置・角度で設置されないといった不具合が生じることになる。
このように、特許文献1では、部品や治具の損傷を回避できるが、部品の位置精度を高くする要求には応えられない。
また、第2治具の形状は、第1治具の形状や、部品の形状に対応させる必要があるため、この第2治具の形状の設計には制約があった。
このため、冷却時に放熱板が、その板幅・板厚方向に収縮したり、さらには、撓んだりした際に、部品が回転する等して、冷却完了時において、部品が規定の位置・角度で設置されないといった不具合が生じることになる。
このように、特許文献1では、部品や治具の損傷を回避できるが、部品の位置精度を高くする要求には応えられない。
また、第2治具の形状は、第1治具の形状や、部品の形状に対応させる必要があるため、この第2治具の形状の設計には制約があった。
そこで、本発明は、部品や治具の損傷の回避を可能にしつつ、はんだ付け完了後における部品の位置精度の向上を図ることができる技術を提案するものである。
本発明の解決しようとする課題は以上のごとくであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
即ち、請求項1に記載のごとく、
放熱板に対して規定の位置に設置され、
前記放熱板に対しはんだ付けされる部品を位置決めするための位置決め開口部が設けられる、リフローはんだ付け用治具であって、
前記位置決め開口部周囲には、
前記部品から受ける荷重によって弾性変形する弾性変形部が設けられる、
構成とするものである。
放熱板に対して規定の位置に設置され、
前記放熱板に対しはんだ付けされる部品を位置決めするための位置決め開口部が設けられる、リフローはんだ付け用治具であって、
前記位置決め開口部周囲には、
前記部品から受ける荷重によって弾性変形する弾性変形部が設けられる、
構成とするものである。
また、請求項2に記載のごとく、
前記弾性変形部は、
前記位置決め開口部の周囲に、前記リフローはんだ付け用治具の厚み方向に貫通して設けられる貫通穴と、
前記部品と、
の間に形成される部位で構成される、
こととするものである。
前記弾性変形部は、
前記位置決め開口部の周囲に、前記リフローはんだ付け用治具の厚み方向に貫通して設けられる貫通穴と、
前記部品と、
の間に形成される部位で構成される、
こととするものである。
また、請求項3に記載のごとく、
前記弾性変形部は、
前記リフローはんだ付け用治具とは別体で、
前記リフローはんだ付け用治具に設けた支持部にて支持されるバネ部材で構成される、
こととするものである。
前記弾性変形部は、
前記リフローはんだ付け用治具とは別体で、
前記リフローはんだ付け用治具に設けた支持部にて支持されるバネ部材で構成される、
こととするものである。
また、請求項4に記載のごとく、
前記弾性変形部は、はんだ付け後の冷却工程においても、弾性変形を呈するものとする。
前記弾性変形部は、はんだ付け後の冷却工程においても、弾性変形を呈するものとする。
また、請求項5に記載のごとく、
前記弾性変形部において、前記部品の端面に対して接触する突起部を、複数設けた構成ととする。
前記弾性変形部において、前記部品の端面に対して接触する突起部を、複数設けた構成ととする。
また、請求項6に記載のごとく、
前記弾性変形部は、環状の板バネで構成され、
その板バネの内周部が、
前記リフローはんだ付け用治具から上方に突設されるピン形状の支持部により、
それぞれ上下摺動自在に嵌装支持される、構成とするものである。
前記弾性変形部は、環状の板バネで構成され、
その板バネの内周部が、
前記リフローはんだ付け用治具から上方に突設されるピン形状の支持部により、
それぞれ上下摺動自在に嵌装支持される、構成とするものである。
また、請求項7に記載のごとく、
隣り合う前記二つの板バネにて、一つの前記支持部が共用される構成とするものである。
隣り合う前記二つの板バネにて、一つの前記支持部が共用される構成とするものである。
また、請求項8に記載のごとく、
前記リフローはんだ付け用治具の線膨張率は、
前記放熱板の線膨張率と略同一とするものである。
前記リフローはんだ付け用治具の線膨張率は、
前記放熱板の線膨張率と略同一とするものである。
以上の請求項1に記載の発明では、
加熱工程後の冷却工程において、放熱板が収縮し、部品が移動した場合でも、リフローはんだ付け用治具が部品から受ける荷重が前記弾性変形部の弾性変形によって吸収され、前記部品が位置決め開口部の端面にくい込むことが防止され、これにより、部品や治具の損傷を回避することができる。
また、弾性変形部の弾性係数の設計により、部品の移動を許容する範囲を設定することが可能であり、冷却後における部品の位置精度の向上を図ることができる。
加熱工程後の冷却工程において、放熱板が収縮し、部品が移動した場合でも、リフローはんだ付け用治具が部品から受ける荷重が前記弾性変形部の弾性変形によって吸収され、前記部品が位置決め開口部の端面にくい込むことが防止され、これにより、部品や治具の損傷を回避することができる。
また、弾性変形部の弾性係数の設計により、部品の移動を許容する範囲を設定することが可能であり、冷却後における部品の位置精度の向上を図ることができる。
また、請求項2に記載の発明では、
前記貫通穴と、前記部品の間に形成される部位を、板バネとして機能させることができる。
前記貫通穴と、前記部品の間に形成される部位を、板バネとして機能させることができる。
また、請求項3に記載の発明では、
バネ部材が損傷や劣化などして、その交換が必要となった場合には、当該バネ部材を交換することで対応することができ、メンテナンス性に優れた構成とすることができる。
バネ部材が損傷や劣化などして、その交換が必要となった場合には、当該バネ部材を交換することで対応することができ、メンテナンス性に優れた構成とすることができる。
また、請求項4に記載の発明では、
部品から弾性変形部に作用する荷重を弾性変形によって吸収し、弾性変形部、及び、部品の損傷を防止することができる。
部品から弾性変形部に作用する荷重を弾性変形によって吸収し、弾性変形部、及び、部品の損傷を防止することができる。
また、請求項5に記載の発明では、
部品の端面が複数箇所で支持されることになり、部品の回転(角度変更)をより確実に規制することができる。
部品の端面が複数箇所で支持されることになり、部品の回転(角度変更)をより確実に規制することができる。
また、請求項6に記載の発明では、
板バネは、上方に引き抜くことによって、支持部から取り外すことができ、また、取付においては、上方から板バネを差し込むことで取付可能であることから、メンテナンス性に優れたものとすることができる。
板バネは、上方に引き抜くことによって、支持部から取り外すことができ、また、取付においては、上方から板バネを差し込むことで取付可能であることから、メンテナンス性に優れたものとすることができる。
また、請求項7に記載の発明では、二つの板バネで構成される全長を短く構成することができ、省スペース化を図ることができる。
また、請求項8に記載の発明では、
部品がバネ部材に与える荷重は僅かなものとなり、バネ部材を長期間使用することができる、即ち、バネ部材の寿命を長いものとすることができる。
部品がバネ部材に与える荷重は僅かなものとなり、バネ部材を長期間使用することができる、即ち、バネ部材の寿命を長いものとすることができる。
本発明の実施形態について、以下の実施例により説明する。
図1は、実施例1のリフローはんだ付け用治具を放熱板に設置した状態について示す平面図、図2は、図1のA−A線断面図、図3は、リフローはんだ付けの一連の工程について説明する図、図4は、冷却時において放熱板の変形に伴い部品が移動する状況について説明する図である。
図1及び図2に示すごとく、本発明に係るリフローはんだ付け用治具(以下、単に「治具10」とする)は、放熱板1に対して規定の位置に設置され、前記放熱板1に対してはんだ付けされる部品2・2・・・を位置決めするための位置決め開口部3が設けられるものであり、前記位置決め開口部3周囲には、前記部品2・2・・・の端面(外側端面2a・2a)に接触するとともに、前記部品2・2・・・から受ける荷重によって弾性変形する弾性変形部4・4・・・が設けられる構成としている。
また、前記位置決め開口部3は、治具10に開口され、前記部品2・2・・・を収容する開口部とする。
また、前記位置決め開口部3は、治具10に開口され、前記部品2・2・・・を収容する開口部とする。
以上の構成により、図4に示すごとく、加熱工程後の冷却工程において、放熱板1が収縮し、部品2が移動した場合でも、治具10が部品2から受ける荷重Nが前記弾性変形部4の弾性変形によって吸収され、部品2が位置決め開口部3の端面にくい込むことが防止され、これにより、部品や治具の損傷を回避することができる。
また、弾性変形部4の弾性係数の設計により、部品2・2・・・の移動を許容する範囲を設定することが可能であり、冷却後における部品2・2・・・の位置精度の向上を図ることができる。
また、弾性変形部4の弾性係数の設計により、部品2・2・・・の移動を許容する範囲を設定することが可能であり、冷却後における部品2・2・・・の位置精度の向上を図ることができる。
以下、詳細について説明する。
図1及び図2に示すごとく、前記放熱板1は、熱伝導性が良いアルミや銅等で形成される一枚の板状部材である。この放熱板1は、土台治具5の上に設置されている。また、この放熱板1は、冷却回路が内装される等して冷却されるようになっている。
図1及び図2に示すごとく、前記放熱板1は、熱伝導性が良いアルミや銅等で形成される一枚の板状部材である。この放熱板1は、土台治具5の上に設置されている。また、この放熱板1は、冷却回路が内装される等して冷却されるようになっている。
また、図1及び図2に示すごとく、前記放熱板1の上には、前記治具10が規定の位置に設置される。この治具10は、はんだ付け温度(例えば、略250℃)まで加熱し、その後冷却したときでも、所定の応力範囲において弾性変形を呈する一枚の板状部材であり、例えば、SUS631といったステンレス鋼で構成される。つまり、この治具10は、はんだ付け温度まで加熱しても、なまされずに、バネ性(弾性変形する性質)を失なわない材質で構成される。
また、図1及び図2に示すごとく、前記治具10には、上下方向(図2における紙面上下方向)に貫通する位置決め開口部3・3・・・が設けられている。図1に示すごとく、本実施例においては、合計六箇所に位置決め開口部3・3・・・が形成されている。
これらの位置決め開口部3・3・・・に、部品2・2・・・が配置されることにより、これら部品2・2・・・が放熱板1に対し、規定の位置に配置される、即ち、位置決めされるようになっている。この部品2・2・・・は、半導体装置等である。
これらの位置決め開口部3・3・・・に、部品2・2・・・が配置されることにより、これら部品2・2・・・が放熱板1に対し、規定の位置に配置される、即ち、位置決めされるようになっている。この部品2・2・・・は、半導体装置等である。
また、図1及び図2に示すごとく、前記各位置決め開口部3・3・・・には、前記部品2・2・・・の内側端面(図2における上下方向の側面)に接触するように構成される弾性変形部4・4・・・(突起部4a・4a・・・)が設けられている。
この弾性変形部4・4・・・の突起部4a・4a・・・は、前記位置決め開口部3・3・・・の内側端面から、前記部品2・2・・・の外側端面に向って突設され、前記位置決め開口部3・3・・・に部品2・2・・・を挿入した状態においては、それぞれ部品2・2・・・の外側端面との間に僅かな隙間が形成されるようになっている。また、本実施例では、各突起部4a・4a・・・は、平面視において長方形に構成される部品2の四つの外側端面の中央部に対して突設されるようになっており、これにより、位置決め開口部3の中央に部品2が位置決めされるようになっている。
この弾性変形部4・4・・・の突起部4a・4a・・・は、前記位置決め開口部3・3・・・の内側端面から、前記部品2・2・・・の外側端面に向って突設され、前記位置決め開口部3・3・・・に部品2・2・・・を挿入した状態においては、それぞれ部品2・2・・・の外側端面との間に僅かな隙間が形成されるようになっている。また、本実施例では、各突起部4a・4a・・・は、平面視において長方形に構成される部品2の四つの外側端面の中央部に対して突設されるようになっており、これにより、位置決め開口部3の中央に部品2が位置決めされるようになっている。
また、図3(位置決め工程)に示すごとく、前記突起部4a・4aにおいて、前記位置決め開口部3の上部から下部へ向うにしたがって、その開口(位置決め開口部3の開口)を狭くするテーパー部4b・4bが設けられ、これにより、位置決め開口部3に対する部品2の位置決めを容易に行うことができる。
以上のようにして、部品2・2・・・の放熱板1に対する位置決めを高精度、かつ、容易に行なえるようになっている。
以上のようにして、部品2・2・・・の放熱板1に対する位置決めを高精度、かつ、容易に行なえるようになっている。
また、図1に示すごとく、前記弾性変形部4・4・・・は、前記位置決め開口部3・3・・・の周囲に、前記治具10の厚み方向に貫通して設けられる貫通穴11・11・・・と、前記部品2・2・・・の間に形成される部位で構成されるものである。
本実施例では、前記貫通部11・11・・・は、前記位置決め開口部3・3・・・の縦辺、及び、横辺と、それぞれ略同一寸法を有するスリット形状(細い長穴形状)としており、これにより、前記各弾性変形部4・4・・・は、全体として板バネとして機能するようになっている。また、この構成により、前記貫通穴11・11・・・の幅W1(図4参照)や、長さの設計により、前記弾性変形部4・4・・・の弾性係数を設定することができる。
本実施例では、前記貫通部11・11・・・は、前記位置決め開口部3・3・・・の縦辺、及び、横辺と、それぞれ略同一寸法を有するスリット形状(細い長穴形状)としており、これにより、前記各弾性変形部4・4・・・は、全体として板バネとして機能するようになっている。また、この構成により、前記貫通穴11・11・・・の幅W1(図4参照)や、長さの設計により、前記弾性変形部4・4・・・の弾性係数を設定することができる。
また、このように板バネとして機能される弾性変形部4・4・・・は、前記治具10と材質を同じくするものであり、はんだ付け温度下(例えば、略250℃)においてもバネ性を失わず、はんだ付け後の冷却工程においても所定の応力範囲で弾性変形を呈するものであるから、後述するように、加熱工程において、放熱板1が膨張し、治具10との間に寸法差(膨張量の差)が生じ、その後、冷却工程において、部品2・2・・・から弾性変形部4・4・・・に荷重が作用する際には、当該荷重を弾性変形によって吸収し、弾性変形部4・4・・・、及び、部品2・2・・・の損傷を防止することができる。
また、図2及び図3に示すごとく、前記放熱板1において、前記部品2・2・・・が位置決めされる位置に、はんだ箔12・12が載置され、このはんだ箔12・12の上に部品2・2・・・がNC制御の自動実装機等にて実装されるようになっている。
以上の構成において、リフローはんだ付けを実施する流れについて説明する。
図3に示すごとく、まず、位置決め工程においては、治具10を放熱板1に対して規定の位置に設置し、治具10の位置決め開口部3・3・・・に、部品2・2・・・を設置する。
この部品2は、前記位置決め開口部3の内側端面から突設される突起部4a・4aと、部品2の外側端面との間に僅かな隙間をもって設置され、放熱板1の規定の位置に対して位置決めされる。
また、この位置決め開口部3への部品2の設置の際には、前記突起部4a・4aに設けたテーパー部4b・4bによって、位置決め開口部3に対する部品2の位置決めを容易に行うことができる。これにより、自動実装機による部品2の設置を、簡易かつ高精度に実施することができる。
図3に示すごとく、まず、位置決め工程においては、治具10を放熱板1に対して規定の位置に設置し、治具10の位置決め開口部3・3・・・に、部品2・2・・・を設置する。
この部品2は、前記位置決め開口部3の内側端面から突設される突起部4a・4aと、部品2の外側端面との間に僅かな隙間をもって設置され、放熱板1の規定の位置に対して位置決めされる。
また、この位置決め開口部3への部品2の設置の際には、前記突起部4a・4aに設けたテーパー部4b・4bによって、位置決め開口部3に対する部品2の位置決めを容易に行うことができる。これにより、自動実装機による部品2の設置を、簡易かつ高精度に実施することができる。
次に、図3に示すごとく、加熱工程において、リフロー炉内ではんだが溶解する温度(略250℃)まで治具10及び部品2・2・・・をセットした放熱板1の加熱が行われる。
この加熱の際に、放熱板1の寸法は、常温時における寸法L1から、加熱時の寸法L2へと膨張する。また、同様に、治具10の寸法は、常温時における寸法L1から、加熱時の寸法L3へと膨張する。
ここで、前記放熱板1をアルミ(Al)(線膨張率:23ppm/K)、前記治具10をSUS631(線膨張率:16ppm/K)にて構成する場合、放熱板1の膨張量の方が大きいため、加熱の過程において、両者の寸法L2・L3の間に寸法差が生じるが、加熱が完了する時点では、略同一寸法となる。
この加熱の際に、放熱板1の寸法は、常温時における寸法L1から、加熱時の寸法L2へと膨張する。また、同様に、治具10の寸法は、常温時における寸法L1から、加熱時の寸法L3へと膨張する。
ここで、前記放熱板1をアルミ(Al)(線膨張率:23ppm/K)、前記治具10をSUS631(線膨張率:16ppm/K)にて構成する場合、放熱板1の膨張量の方が大きいため、加熱の過程において、両者の寸法L2・L3の間に寸法差が生じるが、加熱が完了する時点では、略同一寸法となる。
次に、図3に示すごとく、リフロー炉から治具10及び部品2・2・・・をセットした放熱板1を取り出して、放熱板1の冷却を開始する(冷却工程開始)。
この冷却工程が開始されると、はんだが凝固し始めるとともに、放熱板1、及び、治具10の収縮が開始される。
ここで、前記放熱板1の線膨張率は、治具10の線膨張率よりも大きいため、図4に示すごとく、放熱板1の収縮速度A(単位時間あたりの収縮量)が、治具10の収縮速度Bよりも速いこととなる。また、放熱板1は図示せぬ冷却回路によって直接的に冷却されるため、この点からも、前記収縮速度Aは、前記収縮速度Bよりも速くなる。
この冷却工程が開始されると、はんだが凝固し始めるとともに、放熱板1、及び、治具10の収縮が開始される。
ここで、前記放熱板1の線膨張率は、治具10の線膨張率よりも大きいため、図4に示すごとく、放熱板1の収縮速度A(単位時間あたりの収縮量)が、治具10の収縮速度Bよりも速いこととなる。また、放熱板1は図示せぬ冷却回路によって直接的に冷却されるため、この点からも、前記収縮速度Aは、前記収縮速度Bよりも速くなる。
そして、この収縮速度A・Bの違いにより、図4に示すごとく、部品2は弾性変形部4側へと移動し、突起部4aに押し当てられる。さらに、冷却が進むと、部品2は、荷重Nによって、前記突起部4aを図において左方向へと押圧する。
この際、弾性変形部4は、撓み変形することで、前記荷重Nを吸収する。この弾性変形部4の撓み変形により、冷却工程開始時において、幅W1であった貫通穴11は、冷却工程終了時には幅W2となるまで狭くなる。尚、この弾性変形部4の撓み変形は、前述のごとく、加熱後においても弾性変形部4がバネ性を失わない材質で構成されるため、許容されるものである。
この際、弾性変形部4は、撓み変形することで、前記荷重Nを吸収する。この弾性変形部4の撓み変形により、冷却工程開始時において、幅W1であった貫通穴11は、冷却工程終了時には幅W2となるまで狭くなる。尚、この弾性変形部4の撓み変形は、前述のごとく、加熱後においても弾性変形部4がバネ性を失わない材質で構成されるため、許容されるものである。
また、この冷却工程においては、前記部品2の端面は、前記突起部4aに接触し、該突起部4aに支えられた状態となるため、部品2の不必要な移動や角度変更が防止されることとなり、はんだ付け完了後において、部品2を規定の位置・角度に設置することができるようになる。つまり、冷却後における部品の位置精度の向上を図ることができる。
尚、この位置精度の向上の観点から、図5に示すごとく、前記各弾性変形部4・4・・・において、前記部品2の外側端面2a・2a・・・に対して接触する突起部4a・4a・・・を、複数設けた構成とし、これにより、部品2の外側端面2a・2a・・・が複数箇所で支持されることになり、部品2の回転(角度変更)をより確実に規制することとしてもよい。また、これによれば、部品2の位置精度を向上することができる。
尚、この位置精度の向上の観点から、図5に示すごとく、前記各弾性変形部4・4・・・において、前記部品2の外側端面2a・2a・・・に対して接触する突起部4a・4a・・・を、複数設けた構成とし、これにより、部品2の外側端面2a・2a・・・が複数箇所で支持されることになり、部品2の回転(角度変更)をより確実に規制することとしてもよい。また、これによれば、部品2の位置精度を向上することができる。
次に、図3に示すごとく、冷却工程が終了し(冷却工程終了)、はんだ付けが完了すると、治具10が上方へ引き上げられ、治具10が放熱板1から取外される(取外し工程)。
この治具10の取外しに際しては、前記弾性変形部4に対する部品2のくい込みは発生していないため、治具10の損傷や、部品2の損傷するといった不具合は発生しないこととなる。
この治具10の取外しに際しては、前記弾性変形部4に対する部品2のくい込みは発生していないため、治具10の損傷や、部品2の損傷するといった不具合は発生しないこととなる。
本実施例2では、図6に示すごとく、実施例1における前記弾性変形部4・4・・・は、前記リフローはんだ付け用治具(治具60)とは別体で、前記治具60に設けた支持部61・61にて支持されるバネ部材(板バネ40・40・・・)で構成されることとしている。
このように、弾性変形部として機能するバネ部材(板バネ40・40・・・)を、治具60と別体に構成することで、バネ部材が損傷や劣化などして、その交換が必要となった場合には、当該バネ部材を交換することで対応することができ、メンテナンス性に優れた構成とすることができる。
このように、弾性変形部として機能するバネ部材(板バネ40・40・・・)を、治具60と別体に構成することで、バネ部材が損傷や劣化などして、その交換が必要となった場合には、当該バネ部材を交換することで対応することができ、メンテナンス性に優れた構成とすることができる。
また、本実施例2では、図7に示すごとく、前記治具60の線膨張率は、前記放熱板1の線膨張率と略同一とする。例えば、前記放熱板1をアルミ(Al)(線膨張率:23ppm/K)で構成する場合において、前記治具60も、同じく、アルミ(Al)(線膨張率:23ppm/K)で構成するものである。
ここで、本実施例2においても、実施例1と同様、冷却工程においては、放熱板1の温度が先に下がるため、治具60と放熱板1との間で温度差が生じ、図4に示されるように、収縮速度A・Bに差が生じることになるが、本実施例2では、放熱板1と治具60の線膨張率が略同一であるため、この収縮速度A・Bの差は僅かであり、部品2がバネ部材(板バネ40(弾性変形部4))に与える荷重Nは僅かなものとなる。
このことから、バネ部材(板バネ40(弾性変形部4))に与えられる負荷(荷重N)は小さいものとなり、バネ部材を長期間使用することができる、即ち、バネ部材の寿命を長いものとすることができる。
このことから、バネ部材(板バネ40(弾性変形部4))に与えられる負荷(荷重N)は小さいものとなり、バネ部材を長期間使用することができる、即ち、バネ部材の寿命を長いものとすることができる。
以下、実施例2の特徴的な構成について、詳細についてさらに説明する。
図6、及び、図7に示すごとく、部品2から受ける荷重によって弾性変形する弾性変形部(バネ部材)は、細長い環状の板バネ40・40・・・で構成され、その板バネ40・40・・・の両端の内周部が、前記治具10から上方に突設されるピン形状の支持部61・61により、それぞれ上下摺動自在に嵌装支持される構成となっている。
図6、及び、図7に示すごとく、部品2から受ける荷重によって弾性変形する弾性変形部(バネ部材)は、細長い環状の板バネ40・40・・・で構成され、その板バネ40・40・・・の両端の内周部が、前記治具10から上方に突設されるピン形状の支持部61・61により、それぞれ上下摺動自在に嵌装支持される構成となっている。
そして、以上の構成においては、図7に示すごとく、板バネ40・40・・・は、上方に引き抜くことによって、支持部61・61から取り外すことができ、また、取付においては、上方から板バネ40・40・・・を差し込むことで取付可能であることから、メンテナンス性に優れたものとすることができる。
また、前記板バネ40・40・・・の材質は、はんだ付け温度下(例えば、略250℃)においてもバネ性を失わず、はんだ付け後の冷却工程においても所定の応力範囲で弾性変形を呈するものであるから、冷却工程において、部品2・2・・・から板バネ40・40・・・に荷重N(図4参照)が作用する際には、当該荷重Nを弾性変形によって吸収し、板バネ40・40・・・(弾性変形部4・4・・・)、及び、部品2・2・・・の損傷を防止できる。この板バネ40・40・・・の材質には、例えば、SUS631(線膨張率:16ppm/K)が採用される。
また、図6に示すごとく、環状の板バネ40・40・・・で構成することにより、一つの板バネ40の両側に設けた突起部40a・40aによって、隣り合う二つの部品2・2の外側端面をそれぞれ支えさせる構成とすることができ、弾性変形部の構成につき、省スペース化を図ることができる。つまり、各部品2・2・・・の外側端面に対して独立に板バネ40・40を設ける必要が無く、一つの板バネ40で足りることとなるため、弾性変形部を構成する部位の省スペース化を図ることができる。
また、この省スペース化により、部品2・2・・・同士の間の幅をより狭くした構成が実現できるようになる。
また、この省スペース化により、部品2・2・・・同士の間の幅をより狭くした構成が実現できるようになる。
また、仮に、コイルバネを用いた場合では、所望の反力を得るために、或る程度のバネ長を確保する必要があるため、前記部品2・2・・・同士の間の幅を広く確保しなければならないが、板バネ40・40・・・の場合では、コイルバネと比較して、前記部品2・2・・・同士の間の幅を狭く設定することが可能となる。
尚、板バネ40・40・・・については、環状に構成する他、平板状のバネに突起部を設けたものを、二枚用意し、前記各支持部61・61にて、バネ間に間隔を設けつつ平行となるように支持することで構成することとしてもよい。
尚、板バネ40・40・・・については、環状に構成する他、平板状のバネに突起部を設けたものを、二枚用意し、前記各支持部61・61にて、バネ間に間隔を設けつつ平行となるように支持することで構成することとしてもよい。
また、図8に示すごとく、前記各板バネ40において、前記部品2の外側端面2a・2a・・・に対して接触する突起部40a・40a・・・を、複数設けた構成とし、これにより、部品2の外側端面2a・2a・・・が複数箇所で支持されることになり、部品2の回転(角度変更)をより確実に規制することができるようになる。そして、これにより、部品2の位置精度を向上することができる。
また、図9(a)に示すように、板バネ40A・40Bを、それぞれ、二つの支持部61a・61b、支持部61c・61dで支持する構成とする他、図9(b)に示すように、隣り合う二つの板バネ40A・40Bにて、一つの支持部61cを共用し、これにより、合計3つの支持部61a・61c・61dで二つの板バネ40A・40Bを支持する構成としてもよい。これにより、二つの板バネ40A・40Bで構成される全長Laを、全長Lbのように短く構成することができ、省スペース化を図ることができるようになる。また、このようにして、突起部40a・40a・・・の配置を変更することもできる。また、この支持部61cの共用化により、支持部61cの本数(ピンの本数)を削減することができる。
また、図9(c)に示すごとく、支持部61cを二つの板バネ40C・40Bで共用することとし、板バネ40Cについては、図9(a)に示される板バネ40Aと比較して長い構成とする。これにより、図9(c)の板バネ40Cにおいては、支持部61a・61cの間隔が、板バネ40Bにおける支持部61c・61dの間隔よりも広く構成されるため、板バネ40Cの撓みが大きく形成される構成とすることができる。
そして、このように、板バネ40A・40B・40Cの長さを変更することや、さらに、板バネ40A・40B・40Cに対する支持部61a・61b・・・の位置を変更することによって、板バネ40A・40B・40Cの変形の特性(撓み易さや、反力の大きさ)を設定することができる、つまり、弾性変形部4として機能する板バネの弾性係数を所望の値に設計することができる。
そして、このように、板バネ40A・40B・40Cの長さを変更することや、さらに、板バネ40A・40B・40Cに対する支持部61a・61b・・・の位置を変更することによって、板バネ40A・40B・40Cの変形の特性(撓み易さや、反力の大きさ)を設定することができる、つまり、弾性変形部4として機能する板バネの弾性係数を所望の値に設計することができる。
また、図10の(a)に示すごとく、前記突起部40aの突出寸法が大きいと、冷却工程において部品2が移動した場合に、すぐに、突起部40aに部品2の外側端面2aが接触することになるため、板バネ40のストローク量L1a(変化量)は、最大で、部品2の外側端面2aから位置決め開口部3の内側端面3aまでの距離に対応することとなる。また、このストローク量L1aは、位置決め開口部3の内側端面3aからの突起部40aの突出量に対応することになる。
そして、図10の(a)の場合、ストローク量L1aが大きいと、板バネ40の変形が大きくなり、リフローはんだ付けの実施により過熱・冷却が繰り返される状況では、早期に寿命が尽きてしまう。
この点、図10の(b)に示すごとく、前記位置決め開口部3の内側端面3aからの突起部40aの突出量(ストローク量L1b)を短く構成し、板バネ40の変形を小さい範囲内に収めることによれば、板バネ40の長寿命化を図ることができる。
そして、図10の(a)の場合、ストローク量L1aが大きいと、板バネ40の変形が大きくなり、リフローはんだ付けの実施により過熱・冷却が繰り返される状況では、早期に寿命が尽きてしまう。
この点、図10の(b)に示すごとく、前記位置決め開口部3の内側端面3aからの突起部40aの突出量(ストローク量L1b)を短く構成し、板バネ40の変形を小さい範囲内に収めることによれば、板バネ40の長寿命化を図ることができる。
1 放熱板
2 部品
3 位置決め開口部
4 弾性変形部
4a 突起部
5 土台治具
10 リフローはんだ付け用治具
11 貫通穴
12 はんだ箔
2 部品
3 位置決め開口部
4 弾性変形部
4a 突起部
5 土台治具
10 リフローはんだ付け用治具
11 貫通穴
12 はんだ箔
Claims (8)
- 放熱板に対して規定の位置に設置され、
前記放熱板に対しはんだ付けされる部品を位置決めするための位置決め開口部が設けられる、リフローはんだ付け用治具であって、
前記位置決め開口部周囲には、
前記部品から受ける荷重によって弾性変形する弾性変形部が設けられる、
構成とする、リフローはんだ付け用治具。 - 前記弾性変形部は、
前記位置決め開口部の周囲に、前記リフローはんだ付け用治具の厚み方向に貫通して設けられる貫通穴と、
前記部品と、
の間に形成される部位で構成される、
ことを特徴とする、請求項1に記載のリフローはんだ付け用治具。 - 前記弾性変形部は、
前記リフローはんだ付け用治具とは別体で、
前記リフローはんだ付け用治具に設けた支持部にて支持されるバネ部材で構成される、
ことを特徴とする、請求項1に記載のリフローはんだ付け用治具。 - 前記弾性変形部は、はんだ付け後の冷却工程においても、弾性変形を呈するものとする、
ことを特徴とする、請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載のリフローはんだ付け用治具。 - 前記弾性変形部において、前記部品の端面に対して接触する突起部を、複数設けた構成ととする、
ことを特徴とする、請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載のリフローはんだ付け用治具。 - 前記弾性変形部は、環状の板バネで構成され、
その板バネの内周部が、
前記リフローはんだ付け用治具から上方に突設されるピン形状の支持部により、
それぞれ上下摺動自在に嵌装支持される、
ことを特徴とする、請求項3乃至請求項5のいずれか一項に記載のリフローはんだ付け用治具。 - 隣り合う前記二つの板バネにて、一つの前記支持部が共用される構成とする、
ことを特徴とする、請求項3乃至請求項6のいずれか一項に記載のリフローはんだ付け用治具。 - 前記リフローはんだ付け用治具の線膨張率は、
前記放熱板の線膨張率と略同一とする、
ことを特徴とする、請求項3乃至請求項7のいずれか一項に記載のリフローはんだ付け用治具。
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JP2005341004A JP2007144450A (ja) | 2005-11-25 | 2005-11-25 | リフローはんだ付け用治具 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008156170A1 (ja) * | 2007-06-20 | 2008-12-24 | Japan E. M. Co., Ltd. | 半田接合装置 |
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-
2005
- 2005-11-25 JP JP2005341004A patent/JP2007144450A/ja active Pending
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