JP2007294567A - 電子部品実装用パレットおよび電子部品の実装方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プリント配線板の外形や電子部品の搭載位置が変わっても新規作成することなく対応可能であり、かつ再利用も可能な、電子部品実装用パレットを提供すること。
【解決手段】電子部品実装用パレットは熱膨張係数が異なる凹型ブロックと凸型ブロックを組み合わせることによって構成され、凹型ブロックと凸型ブロックの自由な組合せで電子部品実装用パレットの形状や開口部の位置および形状を容易に変えることができ、さらに、常温で容易に組立ブロックを着脱できると同時に、はんだ付けの際の温度上昇により組立ブロック間の結合性を向上させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、プリント配線板に電子部品を実装する際に用いるパレット、およびそのパレットを用いた電子部品の実装方法に関するものである。

近年、プリント配線板へ実装される電子部品は表面実装化が進み、小型の表面実装部品をリフロー工法で実装する手法が多く採用されている。一方、例えばテレビジョン受像機に用いられるプリント配線板では、チューナーや入出力端子など、従来型の挿入部品も存在し、一枚のプリント配線板において、表面実装部品を実装するリフロー工法と、挿入部品を実装するフロー工法を併せて行うことも多い。

実装密度があまり高くない場合は、プリント配線板の一方の面でリフローはんだ付け工法による表面実装部品の実装を行った後、反対面で通常のフローはんだ付け工法による挿入部品の実装を行うが、搭載したい電子部品が多く、実装密度を高くしたい場合は、プリント配線板の両面にリフローはんだ付け工法で表面実装部品を実装し、その後にフローはんだ付け工法を行う場合がある。この場合のフローはんだ付け工法においては、フローはんだ付けを行う面に、既に表面実装部品が実装されているため、これらの表面実装部品にフローはんだが接触しないように、フローはんだ付け用の挿入部品だけを部分的にはんだ付けすることが必要となる。

このように部分的なはんだ付けを行うフロー工法については、既にいくつか提案がなされているが、その中の一つに、開口部を設けたパレットに、プリント配線板を搭載して、フローはんだ付け装置に供する方法がある。このとき、はんだ噴流はパレットの開口部に相当する部分のみプリント配線板と接触するので、部分的にはんだ付けを行うことができる。

従来の電子部品実装用パレットは、ステンレス鋼板からなるプレートの、部分はんだ付けを行う位置に開口部を設けるなどして構成している（例えば、特許文献１参照）。

図８は、特許文献１に記載された従来の電子部品実装用パレット３０１の構成図である。

図８において、従来の電子部品実装用パレット３０１は、ステンレス鋼板から成るプレート３０２を備えている。プレート３０２の端部の折返し片３０３の内側には保持枠３０４が互いに対抗するように取付けられている。保持枠３０４はその上面であって互いに対抗する端部に受け面３０５を備えており、プリント配線板を受けるようになっている。また、プレート３０２の所定の位置には、部分的なフローはんだ付けを行う位置に対応して開口部３０６が設けられている。
特開平８−１３９４４１号公報

しかしながら、前記従来の構成では、プリント配線板の外形や電子部品の位置が変わるたびに、パレットを新規に作成する必要があった。そのため、パレット入手まで長期のパレットの作成期間が必要であったり、都度パレット作成コストが発生したり、という課題を有していた。さらに言えば、プリント配線板よりもパレットの作成期間が長い場合もあり、そのような場合は、パレット発注後にプリント配線板上の部品位置を変えないような制約が発生したり、逆に避けられない理由で部品の位置を変更せざるを得なかった場合には、先に発注したパレットが無駄になってしまったり、といった課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、プリント配線板の外形や電子部品の搭載位置が変わっても、新規作成することなく対応可能であり、かつ再利用も可能な、電子部品実装用パレットを提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の電子部品実装用パレットは、凹型ブロックと、凸型ブロックを組み合わせて構成したものである。

本構成により、凹型ブロックと凸型ブロックの自由な組合せが可能となる。

また、前記凹型ブロックと凸型ブロックの熱膨張係数が異なるようにしたものである。

本構成により、温度上昇時に凹型ブロックと凸型ブロックの熱膨張の大きさが異なり、ブロック間の結束力を強化することが可能となる。

さらに、前記凹型ブロックがガラス布基材樹脂積層板で作成され、前記凸型ブロックがガラスフィラー入り樹脂成型品で作成されたものである。

本発明の電子部品実装用パレットによれば、プリント配線板の外形や電子部品の搭載位置が変わっても、特別な工作機械や治具を使わずに、組立ブロックをいったん外して再度組み合わせることで、パレットの形状や開口部の位置および形状を容易に変えることができるので、都度パレットを新規に作成する必要がない。また、このように再構成することで組立ブロックを再利用することができる。また、本発明の電子部品実装用パレットを、熱膨張係数の異なる少なくとも２種類以上の組立ブロックから構成し、熱膨張係数の大きいブロックは凸形状を有し、熱膨張係数の小さいブロックは凹形状を有し、両者を嵌合させるように構成することで、常温で容易に組立ブロックを着脱できると同時に、はんだ付けの際の温度上昇により組立ブロック間の結合性を向上させることができる。

以下本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における電子部品実装用パレット１００とプリント配線板２００の下面からの斜視図である。図１において、電子部品実装用パレット１００は組立ブロック１０１により構成され、プリント配線板２００を保持する保持部とプリント配線板２００に実装される挿入部品２０１の領域、かつ、はんだ付けを行う領域にあわせて開口部１０２が設けられている。

次に、組立ブロック１０１の詳細について説明する。

図２は、本発明の実施の形態１における凹型ブロック１０５と凸型ブロック１０６の斜視図である。図１の組立ブロック１０１は、図２の凹型ブロック１０５と、凸型ブロック１０６の組み合わせにより構成される。

凹型ブロック１０５は、図２（ａ）のように図内の上方向から下方向へ貫通する直径２．０００ｍｍの丸穴からなる凹部１０７を有している。また、熱膨張係数が７（ｐｐｍ／℃）のガラス布基材樹脂積層板で作成されている。図２（ｂ）は組立ブロック１０５を２つ長手方向に密着させた状態の図であり、矢印で示される、隣接する２個の凹型ブロック１０５の凹部１０７と凹部１０７との中心間隔Ｄ１は２０℃の室温では１０．０００ｍｍであるが、２６０℃のはんだ付け時には、１０．０１６８ｍｍに広がる。

凸型ブロック１０６は、図２（ｃ）のように図内の上方向及び下方向に円柱状の直径１．９９２ｍｍの凸部１０８を有している。また、熱膨張係数が１１（ｐｐｍ／℃）と凹型ブロック１０５のガラス布基材樹脂積層板より大きいガラスフィラー入り樹脂成型品で作成されており、矢印で示される凸部１０８と凸部１０８の中心間隔Ｄ２は２０℃の室温では１０．０００ｍｍであるが、２６０℃のはんだ付け時には、１０．０２６４ｍｍに広がる。

次に、凹型ブロック１０５と凸型ブロック１０６とを組み合わせ、組立ブロック１０１を形成するときを説明する。

図３は、本発明の実施の形態１における凹型ブロック１０５と凸型ブロック１０６を組み合わせる様子を説明する斜視図である。図３では、凹型ブロック１０５を長手方向に２つ密着させて並べた後、これらにまたがるように、上方向及び下方向から、それぞれ凸型ブロック１０６で、２つの凹型ブロック１０５を連結するように組み合わせている。このような組み合わせを周期的に行うことで組立ブロック１０１を形成し、最終的に図１に示すような電子部品実装用パレット１００を構成することが出来る。

図４は、図３を正面方向から見たときの本発明の実施の形態１における電子部品実装用パレット１００の室温状態における横断面の模式図である。

本実施形態においては、凹型ブロック１０５は上下両側が凹型の構造であり、凸型ブロック１０６は上下両側が凸型の構造である。２０℃の室温においては、凹型ブロック１０５の凹部の直径は２．０００ｍｍで、凸型ブロック１０６の凸部の直径は１．９９２ｍｍの寸法関係であるため、着脱が容易である。

このようにして、構成された電子部品実装用パレット１００は、フローはんだ付け装置に供されると、はんだ付けの温度２６０℃にまで上昇する。このとき、図５に示すように、凹型ブロック１０５に比較して凸型ブロック１０６の熱膨張が大きいため、凹型ブロック１０５の凹部１０７同士の間隔は１０．０１６８ｍｍで、凸型ブロック１０６の凸部１０８同士の間隔は１０．０２６４ｍｍでの寸法関係となり、凹部１０７と凸部１０８との間に設定されていた隙間が無くなり、両者の結束性が向上する。

また、電子部品実装用パレット１００は、はんだ付け工程を終えて温度が２０℃の室温まで下がれば、図４の凹型ブロック１０５と凸型ブロック１０６との隙間が広がるので、再び容易に着脱が可能になり、作業性を高めることができる。

図６は、本発明の実施の形態１における異なる電子部品実装用パレット１２０とプリント配線板２２０の下面からの斜視図である。図６におけるプリント配線板２２０は、図１におけるプリント配線板２００と、外形や挿入部品の位置および数が異なる。このような場合、従来技術ではパレットを新規作成する必要があったが、本発明においては、実施の形態１記載のパレットをいったん分解し、組立ブロック１０１を再構成することにより、プリント配線板２２０に応じた電子部品実装用パレット１２０を得ることができる。

かかる構成によれば、プリント配線板を実装する電子部品実装用パレットを熱膨張係数が異なる組立ブロックを組み合わせて作成することにより、室温とはんだ付け時で組立ブロックの隙間が変化するので、様々なプリント配線板に合わせた電子部品実装用パレットを作成することができると共に、はんだ付け時には強固に結束した電子部品実装用パレットを提供することができる。

なお、プリント配線板２００を固定する構造については図示していないが、ブロックに穴を設けてプリント配線板の穴とネジで共締めするなど、適当な手段を用いることができる。プリント配線板２００は電子部品実装用パレット１００の開口部１０２により、挿入部品２０１のはんだ付け部が露出しているため、プリント配線板２００を電子部品実装用パレット１００に搭載した状態で、図示していないフローはんだ付け装置に供することにより、開口部１０２からのみはんだ噴流がプリント配線板２００に接触し、部分的にはんだ付けを行うことができる。

なお、本実施の形態において、凹型ブロックより凸型ブロックの熱膨張係数を大きくするとしたが、凹型ブロックより凸型ブロックの熱膨張係数を小さくするとしても良い。その場合は、凹型ブロック１０５をガラスフィラー入り樹脂成型品で作成し、凸型ブロック１０６をガラス布基材樹脂積層板で作成する。２０℃の室温のときは図４の形態であったが、フローはんだ付け装置に供され２６０℃にまで上昇するとき、図７に示すように、凹型ブロック１０５に比較して凸型ブロック１０６の熱膨張が小さいため、凹型ブロック１０５の凹部１０７同士の間隔は１０．０２６４ｍｍで、凸型ブロック１０６の凸部１０８同士の間隔は１０．０１６８ｍｍでの寸法関係となり、凹部１０７と凸部１０８との間に設定されていた隙間が無くなり、両者の結束性が向上する。

なお、本実施の形態において、組立ブロックの材料として、ガラス布基材樹脂積層板とガラスフィラー入り樹脂成型品の組み合わせを例示したが、適切な熱膨張係数差があれば良いのであって、本発明が本実施例の組合せのみに限定されるわけではない。例えば、ガラス布基材樹脂積層板同士の組み合わせで、ガラス布の厚みを変えることにより熱膨張係数差を持たせたり、ガラスフィラー入り樹脂成型品同士の組み合わせで、ガラスフィラーの割合を変えたりすることにより熱膨張係数差を持たせることも可能である。

本発明にかかる電子部品実装用パレットは、プリント配線板の外形や電子部品の位置が変わっても、ブロックの組み合わせ状態を変えることで、パレットの形状や開口部の位置および形状を容易に変えることができるので、都度パレットを新規に作成する必要が無く、
プリント配線板に電子部品を実装する際に用いるパレット等として有用である。

本発明の実施の形態１における電子部品実装用パレットとプリント配線板の下面からの斜視図 本発明の実施の形態１における凹型ブロック１０５と凸型ブロック１０６の斜視図 本発明の実施の形態１における凹型ブロック１０５と凸型ブロック１０６を組み合わせる様子を説明する斜視図 本発明の実施の形態１における電子部品実装用パレットの室温状態における横断面図 本発明の実施の形態１における電子部品実装用パレットの高温状態における横断面図 本発明の実施の形態１における異なる電子部品実装用パレットとプリント配線板の下面からの斜視図 本発明の実施の形態１における電子部品実装用パレットの高温状態における横断面図 従来の電子部品実装用パレットの構成図

符号の説明

１００ 電子部品実装用パレット
１０１ 組立ブロック
１０２ 開口部
１０５ 凹型ブロック
１０６ 凸型ブロック
１０７ 凹部
１０８ 凸部
１２０ 電子部品実装用パレット
２００ プリント配線板
２０１ 挿入部品
２２０ プリント配線板

Claims (5)

1. 凹型ブロックと、凸型ブロックを組み合わせて構成されることを特徴とする電子部品実装用パレット。
2. プリント配線板を保持する保持部と、プリント配線板のフローはんだ付けを行う領域にあわせて開口部が設けられることを特徴とする請求項１に記載の電子部品実装用パレット。
3. 前記凹型ブロックと凸型ブロックの熱膨張係数が異なることを特徴とする請求項１に記載の電子部品実装用パレット。
4. 前記凹型ブロックがガラス布基材樹脂積層板で作成され、前記凸型ブロックがガラスフィラー入り樹脂成型品で作成されることを特徴とする請求項３に記載の電子部品実装用パレット。
5. プリント配線板の特定部分のみをフローはんだ付けするときの電子部品の実装方法であって、熱膨張係数の異なるブロックを組み合わせて構成された電子部品実装用パレットにプリント配線板を搭載し、フローはんだ付け装置に供することを特徴とする電子部品の実装方法。

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