JP2011066195A - プリント回路基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
スルーホール１０およびランド１０ａならびにパッド１２の酸化防止とはんだ付け時の濡れ性向上を低コストで実現できるプリント回路基板の製造方法を提供する。
【解決手段】
プリント配線板２の表面２ａ側に形成されたスルーホール１０のランド１０ａとパッド１２とにクリームはんだが塗布された後にリフロー方式で電子部品がはんだ付けされる第１工程と、プリント配線板２の裏面２ｂ側からスルーホール１０に電子部品３のリード３ａが挿入された後にプリント配線板２の表面２ａ側に形成されたランド１０ａにフラックスｆが塗布されてフロー方式でリード３ａがはんだ付けされる第２工程とを備えたプリント回路基板１の製造方法とした。
【選択図】 図２

Description

本発明は、プリント回路基板の製造方法に関し、特に、はんだ付け工法に関する。

プリント配線板の表面側に形成されたスルーホールのランドとパッドとにクリームはんだが塗布された後にリフロー方式で電子部品がはんだ付けされる第１工程と、プリント配線板の裏面側からスルーホールに電子部品のリードが挿入された後にプリント配線板の表面側に形成されたランドにフラックスが塗布されてフロー方式でリードがはんだ付けされる第２工程とを備えたプリント回路基板の製造方法が知られている。この製造方法においては、スルーホールおよびランドならびにパッドの酸化防止とはんだ付け時の濡れ性向上のため、スルーホールおよびランドならびにパッドに対して、はんだメッキの一種であるはんだレベラ処理が施されている（特許文献１参照）。

特開平１１−０５４８９０号公報

しかしながら、従来のはんだレベラ処理はコストが高いという問題がある。

そこで、本発明は、上記した問題点に鑑みてなされたものであり、スルーホールおよびランドならびにパッドの酸化防止とはんだ付け時の濡れ性向上を低コストで実現できるプリント回路基板の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の課題解決手段は、プリント配線板に複数の電子部品を実装してプリント回路基板を製造する製造方法であって、前記プリント配線板の表裏両面に形成された複数のパッドに電子部品のリードがはんだ付けされるとともに、前記プリント配線板の厚さ方向に貫通する複数のスルーホールに電子部品のリードが挿入されてはんだ付けされるプリント回路基板の製造方法において、前記プリント配線板の表面側に形成された前記スルーホールのランドと前記パッドとにクリームはんだが塗布された後にリフロー方式で電子部品がはんだ付けされる第１工程と、前記プリント配線板の裏面側から前記スルーホールに電子部品のリードが挿入された後に前記プリント配線板の表面側に形成された前記ランドにフラックスが塗布されてフロー方式でリードがはんだ付けされる第２工程とを備えたことである。

この場合、前記ランドにおける前記スルーホールの開口部から所定距離離れた領域にクリームはんだが塗布されると良い。

本発明では、電子部品のリードをスルーホールに挿入してはんだ付けしたり表面実装部品のリードを直接パッドにはんだ付けするリフローはんだ付け工程（第１工程）において、はんだレベラ処理が施されていないがあらかじめフラックスが塗布されたプリント配線板のランドおよびパッドに、スルーホールがマスキングされるようなパターンを有するメタルマスクを用いてクリームはんだを塗布し、リフローはんだ付けを行う。さらに、電子部品のリードをスルーホールに挿入してランドないしスルーホールにはんだ付けするフローはんだ付け工程（第２工程）において、プリント配線板の溶融はんだ側の面に再度フラックスを塗布ないし噴霧し、その後フローはんだ付けを行う。

したがって、バッドのみならずランドにも安価なフラックスを適宜塗布して空気から遮断し、酸化を防ぐとともに良好な濡れ性も確保できる。加えて、スルーホールがマスキングされるメタルマスクを用いるため、リフローはんだ付け工程（第１工程）でスルーホール内にクリームはんだが侵入することがなく、フローはんだ付け工程（第２工程）でのスルーホールへのリードの挿入が阻害されない。

また、ランドにおけるスルーホールの開口部から所定距離離れた領域にクリームはんだが塗布されるため、リフローはんだ付け工程（第１工程）でスルーホール内にクリームはんだが侵入することがなく、フローはんだ付け工程（第２工程）でのスルーホールへのリードの挿入が円滑に行われる。

本発明の実施形態におけるはんだ付け工程図である。 はんだ付け工程におけるスルーホールおよびパッド付近の断面図である。 ランド周りへのクリームはんだ塗布パターンを示す平面図である。

以下に本発明の実施形態について、図面を参照に詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態におけるはんだ付け工程図であり、図２は、はんだ付け工程におけるスルーホールおよびパッド付近の断面図である。

プリント配線板２には、電子部品３（表面実装部品４を含む。）が配設される。本実施形態のプリント配線板２は、厚さｔ１．６ｍｍの多層構造である。電子部品３の一対のリード３ａは、スルーホール１０に挿通されてプリント配線板２にはんだ付けされたり、直接パッド１２にはんだ付けされる。

図１、図２に示すように、プリント配線板２の表面２ａ側に電子部品３（表面実装部品４を含む。）を組付けるリフローはんだ付け工程（第１工程）において、プリント配線板２が自動実装ラインにセットされる。このとき、プリント配線板２の表裏両面２ａ、２ｂには、プリント配線板メーカによってあらかじめフラックスｆが塗布されているが、プリント配線板２のランド１０ａやパッド１２には、はんだレベラ処理は施されていない。

プリント配線板２が自動実装ラインにセットされると、プリント配線板２のランド１０ａやパッド１２に、図３（ａ）のような塗布パターンｈ１になるような開口を有するメタルマスクを用いてクリームはんだｈが塗布される。なお、ランド１０ａへの塗布パターンは、図３（ｂ）のように４枚の扇ｈ２を配置したようなものでもよいし、図３（ｃ）のように多数の円ｈ３をスルーホール１０に対して同心円的に配置してもよい。

ここで、図３（ａ）において、スルーホール１０から塗布パターンｈ１の内径までの距離Ａは、クリームはんだｈがスルーホール１０内に浸入しないために、Ａ＝０．１０ｍｍ〜０．２ｍｍが好適であるとの知見を得ている。また、ランド１０ａの外径から塗布パターンｈ１の外径までの距離Ｂは、「丸まりはんだボール」の形成を防止するために、Ｂ＝０．１ｍｍ〜０．２０ｍｍが好適である。さらに、塗布パターンｈ１の幅Ｃは、クリームはんだｈの塗布容易性の確保やメタルマスクの穴詰まり防止のために、Ｃ＝０．２５ｍｍ〜０．３ｍｍが好適である。加えて、塗布パターンｈ１間の距離Ｄは、メタルマスクの製作容易性を考慮して、Ｄ＝０．２０ｍｍ〜０．３ｍｍが好適である。なお、図３（ｂ）、図３（ｃ）の塗布パターンにおいても、上述の数値が好適であるとの知見を得ている。

クリームはんだｈが塗布されると、表面実装部品４が脱落しないように、ランド１０ａやパッド１２が形成されていないプリント配線板２の表面２ａと表面実装部品４の底面との間に表面実装部品固定用ボンドが塗布され、図２（ａ）に示すように、表面実装部品４の一対のリード４ａが直接パッド１２に実装される。なお、図２（ａ）は、はんだが溶融する前の状態を示している。

表面実装部品４が実装されたプリント配線板２がリフロー槽内に投入され、リフローはんだ付けが行われ、表面実装部品４が表面２ａ側にはんだ付けされる。

つぎに、プリント配線板２の裏面２ｂ側に電子部品３を組付けるフローはんだ付け工程（第２工程）において、プリント配線板２が上下反転される。電子部品３のリード３ａがスルーホール１０に挿入され、リード３ａを屈曲切断してクリンチングが行われて、電子部品３がプリント配線板２の裏面２ｂ側に仮固定される。

プリント配線板２の表面２ａ側すなわち溶融はんだ側の面に、再度フラックスｆを塗布ないし噴霧し、図２（ｂ）に示すように、その後フローはんだ付けが行われる。プリント配線板２の裏面２ｂ側に電子部品３がはんだ付け固定され（ｇは冷却凝固したはんだである。）、プリント回路基板１が完成する。

本実施形態では、電子部品３のリード３ａをスルーホール１０に挿入してはんだ付けしたり表面実装部品４のリード４ａを直接パッド１２にはんだ付けするリフローはんだ付け工程（第１工程）において、はんだレベラ処理が施されていないがあらかじめフラックスｆが塗布されたランド１０ａおよびパッド１２に、スルーホール１０がマスキングされるようなパターンを有するメタルマスクを用いてクリームはんだｈを塗布し、リフローはんだ付けを行う。さらに、リード３ａをスルーホール１０に挿入してランド１０ａないしスルーホール１０にはんだ付けするフローはんだ付け工程（第２工程）において、プリント配線板２の溶融はんだ側の面に、再度フラックスｆを塗布ないし噴霧し、その後フローはんだ付けを行う。

したがって、バッド１２のみならずランド１０ａにも安価なフラックスｆを適宜塗布して空気から遮断し、酸化を防ぐとともに良好な濡れ性も確保できる。加えて、スルーホール１０がマスキングされるメタルマスクを用いるため、リフローはんだ付け工程（第１工程）でスルーホール１０内にクリームはんだが侵入することがなく、フローはんだ付け工程（第２工程）でのスルーホール１０へのリード３ａの挿入が阻害されない。

また、ランド１０ａにおけるスルーホール１０の開口部１０ｂから所定距離Ａだけ離れた領域にクリームはんだｈが塗布されるため、リフローはんだ付け工程（第１工程）でスルーホール１０内にクリームはんだｈが侵入することがなく、フローはんだ付け工程（第２工程）でのスルーホール１０へのリード３ａの挿入が円滑に行われる。

１ プリント回路基板
２ プリント配線板
２ａ 表面
２ｂ 裏面
３ 電子部品
３ａ リード
４ 表面実装部品
４ａ リード
１０ スルーホール
１０ａ ランド
１０ｂ 開口部
１２ パッド
ｆ フラックス
ｈ クリームはんだ

Claims (2)

1. プリント配線板に複数の電子部品を実装してプリント回路基板を製造する製造方法であって、前記プリント配線板の表裏両面に形成された複数のパッドに電子部品のリードがはんだ付けされるとともに、前記プリント配線板の厚さ方向に貫通する複数のスルーホールに電子部品のリードが挿入されてはんだ付けされるプリント回路基板の製造方法において、
   前記プリント配線板の表面側に形成された前記スルーホールのランドと前記パッドとにクリームはんだが塗布された後にリフロー方式で電子部品がはんだ付けされる第１工程と、
   前記プリント配線板の裏面側から前記スルーホールに電子部品のリードが挿入された後に前記プリント配線板の表面側に形成された前記ランドにフラックスが塗布されてフロー方式でリードがはんだ付けされる第２工程と、
   を備えるプリント回路基板の製造方法。
2. 前記ランドにおける前記スルーホールの開口部から所定距離離れた領域にクリームはんだが塗布される、請求項１に記載のプリント回路基板の製造方法。

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