JP2022041007A - マスク治具およびそれを用いた電子回路装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】フローはんだ付け後にプリント配線板を取り外す際に歪みが発生するのを抑制することができるマスク治具と電子回路装置の製造方法とを提供する。
【解決手段】マスク治具１は、ベースプレート３と、ベースプレート３からプリント配線板５１を取り外す基板取り外し機構１２とを備えている。ベースプレート３には、掘り込み部５と、電子部品が配置されることになるプリント配線板３１における領域を露出する貫通孔７とが形成されている。基板取り外し機構１２は、プリント配線板５１における少なくとも第１外縁部５１ａを、ベースプレート３から離す方向に付勢することによって、プリント配線板５１をベースプレート３から取り外す。
【選択図】図１０

Description

本開示は、マスク治具およびそれを用いた電子回路装置の製造方法に関する。

電子部品がプリント配線板に実装された電子回路装置を製造する工程には、電子部品が配置されたプリント配線板を溶融したはんだに浸漬することによって、電子部品をプリント配線板に実装する工程がある。この工程は、フローはんだ付け工程と呼ばれている。

フローはんだ付け工程では、電子部品が配置されるプリント配線板の領域を露出し、プリント配線板にすでに実装されている電子部品を覆うマスク治具が用いられる（特許文献１）。電子部品をはんだ付けした後では、マスク治具からプリント配線板を取り外す作業が行われる。このとき、電子部品の損傷を防止するためには、プリント配線板へ過度の歪みが発生しないことが求められる。

特許第５４０１３００号公報（特開２０１１－１３４９３６号公報）

上述したように、マスク治具を用いたフローはんだ付け工程では、はんだ付けを行った後に、プリント配線板をマスク治具から取り外す際には、プリント配線板に歪みが発生するのを抑制することが求められている。

本開示は、そのような開発のもとになされたものであり、一つの目的は、プリント配線板を取り外す際に、プリント配線板に歪みが発生するのを抑制することができるマスク治具を提供することであり、他の目的は、そのようなマスク治具を用いた電子回路装置の製造方法を提供することである。

本開示に係るマスク治具は、プリント配線板に搭載される第１電子部品を、フローはんだ付けによって実装する際に使用するマスク治具であって、ベースプレートと基板取り外し機構とを備えている。ベースプレートには、プリント配線板が載置されることになる。基板取り外し機構は、ベースプレートに設けられ、プリント配線板をベースプレートから取り外す。ベースプレートには、掘り込み部と貫通孔とが形成されている。掘り込み部に、プリント配線板が載置される。貫通孔は、掘り込み部の内部において、プリント配線板における第１電子部品が配置されることになる領域を露出する。基板取り外し機構は、プリント配線板における互いに対向する第１外縁部および第２外縁部のうち少なくとも第１外縁部を、ベースプレートから離す方向に付勢することによって、プリント配線板をベースプレートから取り外す。

本開示に係る電子回路装置の製造方法は、上記マスク治具を用いた電子回路装置の製造方法であって、以下の工程を備えている。対向する第１主面および第２主面を有し、スルーホールが形成されたプリント配線板を用意する。リードを有する第１電子部品を用意する。プリント配線板における第１主面の側から第１電子部品のリードをスルーホールに挿通し、第２主面の側にリードを突出させる。プリント配線板の第２主面をマスク治具のベースプレートと対向するように、プリント配線板をベースプレートに載置する。ベースプレートを溶融したはんだに接触させて、リードが突出している貫通孔を溶融したはんだに浸漬する。ベースプレートを溶融したはんだから引き上げ、貫通孔に侵入したはんだを凝固させて、リードをスルーホールに接合する。基板取り外し機構により、プリント配線板における互いに対向する第１外縁部および第２外縁部のうち少なくとも第１外縁部を、ベースプレートから離す方向に付勢することによって、プリント配線板をベースプレートから取り外す。

本開示に係るマスク治具によれば、プリント配線板における互いに対向する第１外縁部および第２外縁部のうち少なくとも第１外縁部を、ベースプレートから離す方向に付勢することによって、プリント配線板をベースプレートから取り外す基板取り外し機構を備えている。これにより、プリント配線板をマスク治具から取り外す際に、プリント配線板に歪みが発生するのを抑制することができる。

本開示に係る電子回路装置の製造方法によれば、上記マスク治具を用いてプリント配線板に第１電子部品を実装した後に、マスク治具からプリント配線板を取り外す際に、プリント配線板に歪みが発生するのを抑制することができる。

実施の形態１に係るマスク治具が使用されるプリント配線板の一例を示す平面図である。 同実施の形態において、マスク治具の構造を示す平面図である。 同実施の形態において、図２に示される断面線ＩＩＩ－ＩＩＩにおける断面図である。 同実施の形態において、図２に示される断面線ＩＶ－ＩＶにおける部分断面図である。 同実施の形態において、図２に示される断面線Ｖ－Ｖにおける断面図である。 同実施の形態において、マスク治具を使用した電子回路装置の製造方法の一工程を示す断面図である。 同実施の形態において、図６に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。 同実施の形態において、図７に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。 同実施の形態において、図８に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。 同実施の形態において、図９に示す工程における平面図である。 同実施の形態において、図９および図１０に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。 同実施の形態において、図１１に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。 同実施の形態において、図１２に示す工程の後に行われる工程を示す部分断面図である。 同実施の形態において、図１３に示す工程の後に行われる工程を示す平面図である。 同実施の形態において、図１４に示す工程における部分断面図である。 同実施の形態において、図１５に示す工程の後に行われる工程を示す部分断面図である。 同実施の形態において、図１６に示す工程の後に行われる工程を示す平面図である。 実施の形態２に係るマスク治具の構造を示す平面図である。 同実施の形態において、マスク治具を使用した電子回路装置の製造方法の一工程を示す平面図である。 同実施の形態において、図１９に示す工程の後に行われる工程を示す平面図である。 同実施の形態において、図２０に示す工程の後に行われる工程を示す平面図である。 実施の形態３に係るマスク治具の構造を示す平面図である。 同実施の形態において、図２２に示される断面線ＸＸＩＩＩ－ＸＸＩＩＩにおける部分断面図である。 同実施の形態において、マスク治具を使用した電子回路装置の製造方法の一工程を示す平面図である。 同実施の形態において、図２４に示される断面線ＸＸＶ－ＸＸＶにおける部分断面図である。 同実施の形態において、図２４および図２５に示す工程の後に行われる工程を示す部分断面図である。

実施の形態１．
実施の形態１に係るマスク治具と、そのマスク治具を使用した電子回路装置の製造方法とについて説明する。まず、マスク治具が使用されるプリント配線板について説明する。なお、適宜、Ｘ－Ｙ－Ｚ座標軸を用いて説明する。

図１に示すように、プリント配線板５１は、電子部品６４が実装される電子回路基板５７と、電子回路基板５７を支持する外周部５５とを含む。プリント配線板５１は、互いに対向する第１外縁部５１ａと第２外縁部５１ｂとを有する。第１外縁部５１ａおよび第２外縁部５１ｂは、Ｘ軸方向に沿ってそれぞれ延在する。第１外縁部５１ａと第２外縁部５１ｂとは、Ｙ軸方向に距離を隔てられている。

外周部５５は、Ｘ軸方向に沿って延在する。電子回路基板５７と外周部５５との間には、間隙６３が形成されている。間隙６３も、Ｘ軸方向に沿って位置する。電子回路基板５７と外周部５５とは、連結部５９によって繋がっている。連結部５９には、ミシン目６１が形成されている。最終的には、電子回路基板５７を残して、プリント配線板５１から外周部５５が取り除かれることになる。

プリント配線板５１は、たとえば、ＣＥＭ－３等の基材５３から形成されている。ＣＥＭ－３は、芯材として、難燃性のエポキシ樹脂を含侵させたガラス不織布を用い、そのガラス不織布の表面に、ガラス布とエポキシ樹脂とのプリプレグを用いた積層板である。プリント配線板５１は、対向する第１主面５２ａと第２主面５２ｂとを有する。

プリント配線板５１（電子回路基板５７）の第１主面５２ａには、電子回路を構成する配線パターン（図示せず）と、電極パッド６９とが形成されている。電極パッド６９には、電子部品６４として、たとえば、セラミックコンデンサ６５およびＩＣ（Integrated Circuit）７１が、リフローはんだ付けによって実装されている。リフローはんだ付けには、たとえば、鉛フリーはんだ（組成：Ｓｎ－３．０Ａｇ－０．５Ｃｕ）が使用される。リフローはんだ付けにより、電子部品６４は、はんだ接合部６７によって電極パッド６９に接合されている。

一方、プリント配線板５１（電子回路基板５７）の第２主面５２ｂにも、配線パターン（図示せず）と電極パッドとが形成されている。電極パッドには、電子部品として、たとえば、セラミックコンデンサ６５（図５参照）等が実装されている。

プリント配線板５１（電子回路基板５７）の第１主面５２ａには、さらに、電子部品（図示せず）が実装されることなる。第１電子部品としての電子部品は、基材５３に設けられたスルーホール７７を介して第２主面５２ｂ側において接合される。スルーホール７７の内壁面とその周辺は、導電性膜によって覆われている。

このとき、溶融したはんだに浸漬するフローはんだ付けによって、電子部品のリードがその導電性膜に接合されることになる。このように、フローはんだ付けによってプリント配線板５１に実装されることになる電子部品を、フロー付け対象部品と称する。フロー付け対象部品をプリント配線板５１に実装させる際には、マスク治具が使用されることになる。

次に、そのマスク治具について説明する。マスク治具は、フローはんだ付けの際に、プリント配線板２にすでに実装されている第２電子部品としての電子部品が溶融したはんだに浸漬されないように、その電子部品をマスクする機能を有する。マスク治具は、プリント配線板２において、フロー付け部品が実装される領域を露出し、他の領域を覆う構造を有する。

図２および図３に示すように、マスク治具１は、プリント配線板５１（図１参照）が載置されることになるベースプレート３と、プリント配線板５１をベースプレート３から取り外す基板取り外し機構１２とを備えている。ベースプレート３は、フローはんだ付けを行う際に溶融したはんだに晒されるため、耐熱性を有する材料から形成されている。耐熱性を有する材料として、たとえば、ガラス繊維を編み込んだガラスクロスに、フィラーを混合した材料が適用される。

ベースプレート３には、プリント配線板２が載置される掘り込み部５が形成されている。掘り込み部５は、プリント配線板５１の位置決め機能を有する。ベースプレート３には、掘り込み部５に配置されたプリント配線板５１を固定する押え具１１が取り付けられている。

掘り込み部５の底面には、貫通孔７と座ぐり９とが形成されている。ベースプレート３にプリント配線板５１が載置された状態で、貫通孔７では、リフロー付け部品が実装される領域が露出する。ここでは、その領域にスルーホールが露出する。座ぐり９には、プリント配線板２にすでに実装されている第２電子部品としての電子部品６４が収容されて、電子部品６４がベースプレート３によって覆われることになる。

基板取り外し機構１２は、ベースプレート３にプリント配線板５１が載置された状態で、たとえば、プリント配線板５１の第１外縁部５１ａに対応する位置に配置されている。図２および図４に示すように、基板取り外し機構１２は、基板浮かせ部１３、レール１７およびスリット１９を有する。

基板浮かせ部１３は、ベースプレート３と同様に、一般的な耐熱材料から形成されている。基板浮かせ部１３には、溝部１５が形成されている。溝部１５にレール１７が嵌め込まれる。レール１７は、ベースプレート３と同様に、一般的な耐熱材料から形成されている。

レール１７および第１スリットとしてのスリット１９は、Ｙ軸方向に延在するように形成されている。スリット１９は、掘り込み部５の一端側に沿って形成され、プリント配線板の第１外縁部が位置することになる。レール１７は、スリット１９に対して、掘り込み部５が位置する側とは反対の側に配置されている。レール１７の断面形状（Ｘ－Ｚ平面）は、たとえば、逆テーパ型とされる。レール１７が基板浮かせ部１３の溝部１５に嵌め込まれた状態において、基板浮かせ部１３は、Ｙ軸方向の動きが許容されて、Ｘ軸方向の動きおよびＺ軸方向の動きが規制される。

基板浮かせ部１３は、スリット１９に対して、掘り込み部５が位置する側とは反対側からスリット１９に潜り込むように配置されている。基板浮かせ部１３を、スリット１９が延在する方向にスライドさせて、プリント配線板５１の第１外縁部に当接させることによって、プリント配線板５１がベースプレートから浮くことになる。

図５に示すように、プリント配線板５１の下方に潜り込んでプリント配線板５１を浮かさせるために、基板浮かせ部１３では、スライド方向（矢印参照）の前方側の部分Ｐ１では、掘り込み部５の底面（プリント配線板５１の第２主面５２ｂ）よりも低い位置（Ｚ軸方向）にある。スライド方向の後方側の部分Ｐ２では、掘り込み部５の底面（プリント配線板５１の第２主面５２ｂ）よりも高い位置（Ｚ軸方向）にある。実施の形態１に係るマスク治具１は、上記のように構成される。

次に、上述したマスク治具１を使用した電子回路装置の製造方法の一例について説明する。まず、図６に示すように、プリント配線板５１の第１主面５２ａと第２主面５２ｂとのそれぞれに、電子部品６４として、たとえば、セラミックコンデンサ６５をリフローはんだ付けによって実装する。セラミックコンデンサ６５は、はんだ接合部６７により電極パッド６９に接合される。

次に、プリント配線板５１にフロー付け対象部品を実装する。図７に示すように、マスク治具１を用意し、プリント配線板５１をベースプレート３の掘り込み部５に載置する。このとき、プリント配線板５１の第２主面５２ｂが掘り込み部５の底面と対向するように載置される。次に、図８に示すように、押え具１１を回転させて、プリント配線板５１をベースプレート３側に押え込む状態にすることによって、プリント配線板５１をベースプレート３に固定する。

この状態で、プリント配線板５１の第２主面５２ｂの位置と掘り込み部５の底面の位置とが、ほぼ同じ位置（高さ）に位置する（点線９１参照）。また、ベースプレート３の貫通孔７では、スルーホール７７を含む第２主面５２ｂの領域が露出する。第２主面５２ｂにすでに実装されているセラミックコンデンサ６５（電子部品６４）は、ベースプレート３の座ぐり９に収容されて、ベースプレート３によって覆われた状態になる。

次に、図９および図１０に示すように、第１電子部品としてのフロー付け対象部品７３のリード７５を、第１主面５２ａ側からスルーホール７７に挿通させて、リード７５を第２主面５２ｂ側から突出させる。

次に、図１１に示すように、プリント配線板５１が配置されている側を上に向けた状態で、溶融したはんだ８１にマスク治具１のベースプレート３を浸漬させる。このとき、リード７５が突出しているスルーホール７７を含む第２主面５２ｂの領域が、貫通孔７に流れ込む溶融したはんだ８１に晒される。スルーホール７７内には、溶融はんだ８１の一部が毛細管現象によって入り込む。一方、座ぐり９に収容された電子部品６４は、ベースプレート３によって覆われていることで、溶融したはんだ８１に晒されることはない。

次に、ベースプレート３を溶融はんだ８１から引き上げて、プリント配線板５１を冷却する。図１２に示すように、スルーホール７７内に入り込んだ溶融はんだが凝固し、リード７５が、はんだ接合部６７によってスルーホール７７内の導電性膜に接合される。また、このとき、溶融はんだに含まれていたフラックスの蒸気となって、マスク治具１とベースプレートとの隙間に入り込んで凝固するため、プリント配線板５１はベースプレート３に固着した状態になる。

次に、プリント配線板５１をベースプレート３から取り外す作業を行う。まず、押え具１１を回転させて、プリント配線板５１をベースプレート３側に押え込んだ状態から解放する。次に、図１３および図１４に示すように、基板浮かせ部１３の溝部１５に、レール１７の端部を嵌め込むようにして、基板浮かせ部１３（二点鎖線参照）をレール１７に装着する。基板浮かせ部１３は、レール１７が嵌め込まれている部分からスリット１９に潜り込むように配置されることになる。

次に、図１４に示すように、基板浮かせ部１３を、矢印Ｙ１に示すように、Ｙ軸方向（負方向）に沿ってスライドさせる。このとき、まず、スライド方向の前方側に位置する部分Ｐ１（図５参照）が、プリント配線板５１の第１外縁部５１ａにおける第２主面５２ｂ側に潜り込んで、基板浮かせ部１３の先端側の部分が、第１外縁部５１ａの第２主面５２ｂ側に当接する。

図１５に示すように、さらに、基板浮かせ部１３をスライドさせると、スライド方向の後方側に位置する部分Ｐ２（図５参照）によって、矢印Ｙ２に示すように、プリント配線板５１の第１外縁部５１ａが付勢される。これにより、プリント配線板５１の第１外縁部５１ａが上方に持ち上げられる。こうして、プリント配線板５１が、マスク治具１から取り外される。

次に、プリント配線板５１の外周部５５を取り除く作業を行う。図１６に示すように、外周部５５を基板分割治具３１で挟み込み、外周部５５を連結部５９のミシン目６１に沿って折り曲げることで、外周部５５が取り除かれる。こうして、図１７に示すように、フロー付け対象部品７３を含む電子部品６４が実装された電子回路基板５７が、電子回路装置として完成する。

上述したマスク治具１では、フロー付け対象部品が実装されたプリント配線板５１は、基板取り外し機構１２によってマスク治具１から取り外されることで、プリント配線板にひずみが生じるのを抑制することができる。このことについて説明する。

従来の治具（たとえば、特許文献１）では、プリント配線板を取り外す際に、プリント配線板の持ち上げ方によっては、プリント配線板に過度の歪みが生じることが想定される。プリント配線板に、たとえば、１０００με以上の比較的大きな歪みが生じた場合には、実装された電子部品に歪みの影響が及ぶことがある。たとえば、セラミックコンデンサ等の歪み耐量の低い電子部品の場合には、セラミックコンデンサのボディが割れてしまうおそれがあり、電子回路装置としての信頼性が損なわれてしまうことが想定される。

従来の治具に対し、上述したマスク治具１では、プリント配線板５１をマスク治具１から取り外す際には、基板浮かせ部１３の先端側の部分が、プリント配線板５１における第１外縁部５１ａの第２主面５２ｂ側に当接し、プリント配線板５１の第１外縁部５１ａが付勢されて上方に持ち上げられる。

これにより、プリント配線板５１に歪みが生じるのを抑制しながらプリント配線板５１をマスク治具１から取り外すことができる。その結果、歪み耐量の低い電子部品６４が損傷するのを防止することができ、電子回路装置としての信頼性を確保することができる。

なお、上述したプリント配線板５１（基材５３）の材料として、ＣＥＭ－３を例に挙げた。プリント配線板５１の材料としては、ＣＥＭ－３に限られるものではなく、たとえば、ＦＲ－４または紙フェノールを適用してもよい。ＦＲ－４は、ガラス繊維の布にエポキシ樹脂を染み込ませた材料である。紙フェノールは、絶縁体の紙にフェノール樹脂を含侵させた材料である。これらの材料を適用したプリント配線板についても、マスク治具から取り外す際の歪みを抑えることができる。

また、はんだとして、鉛フリーはんだ（組成：Ｓｎ－３．０Ａｇ－０．５Ｃｕ）を例に挙げた。はんだとしては、これに限られるものではなく、たとえば、Ｓｎ－Ｃｕ系はんだ、Ｓｎ－Ａｇ系はんだ、Ｓｎ－Ｚｎ系はんだ、または、Ｓｎ－Ｓｂ系はんだを使用してもよい。これらのはんだを使用してフロー付け対象部品をプリント配線板に実装した場合においても、プリント配線板をマスク治具から取り外す際の歪みを抑えることができる。

さらに、マスク治具１のベースプレート３の材料として、ガラスクロスにフィラーを混合させた材料を例に挙げた。ベースプレート３の材料としては、これに限られるものではなく、たとえば、アルミニウムまたはステンレス等のはんだに濡れない金属を適用してもよい。また、高耐熱性を有するエンジニアリングプラスチックを適用してもよい。これらの材料を適用したマスク治具においても、プリント配線板をマスク治具から取り外す際の歪みを抑えることができる。

実施の形態２．
実施の形態２に係るマスク治具と、そのマスク治具を用いた電子回路装置の製造方法とについて説明する。

図１８および図１９に示すように、マスク治具１における基板取り外し機構１２は、ベースプレート３にプリント配線板５１が載置された状態で、プリント配線板５１の第１外縁部５１ａに対応する位置と、第２外縁部５１ｂに対応する位置との双方に配置されている。

第１外縁部５１ａに対応する位置では、基板取り外し機構１２は、基板浮かせ部１３ａ、レール１７ａおよび第１スリットとしてのスリット１９ａを有する。第２外縁部５１ｂに対応する位置では、基板取り外し機構１２は、基板浮かせ部１３ｂ、レール１７ｂおよび第２スリットとしてのスリット１９ｂを有する。

また、掘り込み部５には、プリント配線板のＸ軸方向の位置決めを行う支柱２５が設けられている。なお、これ以外の構成については、図２に示すマスク治具１の構成と同様なので、同一部材には同一符号を付し、必要である場合を除きその説明を繰り返さないこととする。

次に、上述したマスク治具を使用した電子回路装置の製造方法について説明する。図６に示す工程と同様の工程を経た後、図１９に示すように、プリント配線板５１をベースプレート３の掘り込み部５に載置する。このとき、プリント配線板５１の外周部５５に形成された貫通孔５５ａに支柱２５を挿通させることによって、プリント配線板５１のＸ軸方向の位置合わせが行われる。なお、Ｙ軸方向の位置合わせは掘り込み部５によって行われる。

次に、押え具１１を回転させて、プリント配線板５１をベースプレート３側に押え込む状態にすることによって、プリント配線板５１をベースプレート３に固定する。次に、図２０に示す工程と同様に、第１電子部品としてのフロー付け対象部品７３のリード７５を、第１主面５２ａ側からスルーホール７７に挿通させる。リード７５は、プリント配線板５１の第２主面５２ｂ側から突出する（図８参照）。次に、図１１および図１２に示す工程と同様の工程を経て、リード７５が、はんだ接合部６７によってスルーホール７７に接合される。

次に、プリント配線板５１をベースプレート３から取り外す作業を行う。まず、押え具１１を回転させて、プリント配線板５１をベースプレート３側に押え込んだ状態から解放する。次に、基板浮かせ部１３ａをレール１７ａに装着する。基板浮かせ部１３ｂをレール１７ｂに装着する。

次に、図２１に示すように、基板浮かせ部１３ａおよび基板浮かせ部１３ｂの双方を、矢印Ｙ１に示すように、Ｙ軸方向（負方向）に沿ってスライドさせる。このとき、図１４および図１５について説明したのと同様に、基板浮かせ部１３ａの先端側の部分が、プリント配線板５１の第１外縁部５１ａにおける第２主面５２ｂ側に当接し、第１外縁部５１ａが付勢されることで、第１外縁部５１ａが上方に持ち上げられる。

また、基板浮かせ部１３ｂの先端側の部分が、プリント配線板５１の第２外縁部５１ｂにおける第２主面５２ｂ側に当接し、第２外縁部５１ｂが付勢されることで、第２外縁部５１ｂが上方に持ち上げられる。こうして、双方の基板取り外し機構１２によって、プリント配線板５１が、マスク治具１から取り外される。その後、図１６に示す工程と同様の工程を経た後、フロー付け対象部品７３を含む電子部品６４が実装された電子回路基板５７が、電子回路装置として完成する。

上述したマスク治具１では、プリント配線板５１における第１外縁部５１ａと第２外縁部５１ｂとの双方に対応する位置に基板取り外し機構１２が配置されている。また、ベースプレート３の支柱２５に、プリント配線板５１に形成された貫通孔５５ａに挿通させることで、ベースプレート３に対してプリント配線板５１が所望の位置に配置されることになる。

これにより、プリント配線板５１をマスク治具１から取り外す際には、基板浮かせ部１３ａによって、プリント配線板５１の第１外縁部５１ａが付勢されて上方に持ち上げられるとともに、基板浮かせ部１３ｂによって、プリント配線板５１の第２外縁部５１ｂが付勢されて上方に持ち上げられる。

その結果、基板浮かせ機構が単体の場合と比べて、プリント配線板５１に歪みが生じるのをさらに抑えることができ、電子回路装置としての信頼性を確保することができる。

実施の形態３．
実施の形態３に係るマスク治具と、そのマスク治具を使用した電子回路装置の製造方法について説明する。

図２２に示すように、マスク治具１における基板取り外し機構１２は、ベースプレート３にプリント配線板５１が載置された状態（図２４参照）で、プリント配線板５１の第１外縁部５１ａに対応する位置に配置されている。基板取り外し機構１２は、基板跳ね上げ部２１、支点ポール２３およびスリット１９を有する。基板跳ね上げ部２１は、プリント配線板５１の第１外縁部５１ａの全長にわたって当接し得るように、Ｙ軸方向に延在するように配置されている。

図２３に示すように、支点ポール２３は、基板跳ね上げ部２１を貫通するように配置されている。基板跳ね上げ部２１は、支点ポール２３を軸として回動可能にベースプレート３に取り付けられている。基板跳ね上げ部２１は、プリント配線板５１が掘り込み部５に載置された状態で、スリット１９に対して、プリント配線板５１が載置されている側とは反対の側から、プリント配線板５１の第２主面５２ｂの側へ向かって、スリット１９に潜り込むように配置されることになる。

なお、これ以外の構成については、図２に示すマスク治具１の構成と同様なので、同一部材には同一符号を付し、必要である場合を除きその説明を繰り返さないこととする。

次に、上述したマスク治具を使用した電子回路装置の製造方法について説明する。図６～図１２に示す工程と同様の工程を経て、図２４に示すように、フロー付け対象部品７３のリード７５が、はんだ接合部６７によってスルーホール７７に接合される。

次に、プリント配線板５１をベースプレート３から取り外す作業を行う。フロー付け対象部品７３が接合された時点においては、基板跳ね上げ部２１の一端側は、スリット１９に対して、プリント配線板５１が載置されている側とは反対の側から、プリント配線板５１の第２主面５２ｂの側へ向かって、スリット１９に潜り込むように配置されている状態にある（図２５参照）。

図２４に示すように、まず、押え具１１を回転させて、プリント配線板５１をベースプレート３側に押え込んだ状態から解放する。次に、図２５に示すように、基板跳ね上げ部２１の他端側を矢印Ｙ３に示す方向に押し込む。図２６に示すように、基板跳ね上げ部２１の他端側を押し込むことで、基板跳ね上げ部２１は、支点ポール２３を軸として回動する。

この動作により、基板跳ね上げ部２１の一端側がプリント配線板５１における第１外縁部５１ａの第２主面５２ｂの側に当接し、第１外縁部５１ａが跳ね上げられることで、第１外縁部５１ａが上方に持ち上げられる。

こうして、基板取り外し機構１２によって、プリント配線板５１が、マスク治具１から取り外される。その後、図１６に示す工程と同様の工程を経た後、フロー付け対象部品７３を含む電子部品６４が実装された電子回路基板５７が、電子回路装置として完成する。

上述したマスク治具１では、プリント配線板５１における第１外縁部５１ａに対応する位置に、基板跳ね上げ部２１を含む基板取り外し機構１２が配置されている。これにより、プリント配線板５１をマスク治具１から取り外す際には、基板跳ね上げ部２１を回動させることによって、プリント配線板５１の第１外縁部５１ａが全長にわたり跳ね上げられて上方に持ち上げられる。その結果、プリント配線板５１に歪みが生じるのを抑えることができ、電子回路装置としての信頼性を確保することができる。

さらに、上述したマスク治具１では、基板跳ね上げ部２１を押し込む動作によってプリント配線板５１をベースプレート３から取り外すことができ、基板浮かせ部１３をスライドさせる場合と比べて、より速くプリント配線板５１をベースプレート３から取り外すことができる。

なお、各実施の形態において説明したマスク治具については、必要に応じて種々組み合わせることが可能である。

今回開示された実施の形態は例示であってこれに制限されるものではない。本開示は上記で説明した範囲ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲でのすべての変更が含まれることが意図される。

本開示は、フローはんだ付けによって電子部品をプリント配線板に実装する製造工程に有効に利用される。

１ マスク治具、３ ベースプレート、５ 掘り込み部、７ 貫通孔、９ 座ぐり、１１ 押え具、１２ 基板取り外し機構、１３、１３ａ、１３ｂ 基板浮かせ部、１５ 溝部、１７、１７ａ、１７ｂ レール、１９、１９ａ、１９ｂ スリット、２１ 基板跳ね上げ部、２３ 支点ポール、２５ 支柱、３１ 基板分割治具、５１ プリント配線板、５１ａ 第１外縁部、５１ｂ 第２外縁部、５２ａ 第１主面、５２ｂ 第２主面、５３ 基材、５５ 外周部、５５ａ 貫通孔、５７ 電子回路基板、５９ 連結部、６１ ミシン目、６３ スリット、６４ 電子部品、６５ セラミックコンデンサ、６７ はんだ接合部、６９ 電極パッド、７１ ＩＣ、７３ フロー付け対象部品、７５ リード、７７ スルーホール、８１ 溶融はんだ、Ｐ１、Ｐ２ 部分、ＤＬ 点線、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４ 矢印。

Claims (9)

1. プリント配線板に搭載される第１電子部品を、フローはんだ付けによって実装する際に使用するマスク治具であって、
   前記プリント配線板が載置されることになるベースプレートと、
   前記ベースプレートに設けられ、前記プリント配線板を前記ベースプレートから取り外す基板取り外し機構と
   を備え、
   前記ベースプレートには、
   前記プリント配線板が載置される掘り込み部と、
   前記掘り込み部の内部において、前記プリント配線板における前記第１電子部品が配置されることになる領域を露出する貫通孔と
   が形成され、
   前記基板取り外し機構は、前記プリント配線板における互いに対向する第１外縁部および第２外縁部のうち少なくとも前記第１外縁部を、前記ベースプレートから離す方向に付勢することによって、前記プリント配線板を前記ベースプレートから取り外す、マスク治具。
2. 前記基板取り外し機構は、
   前記掘り込み部の一端側に沿って形成され、前記プリント配線板の前記第１外縁部が位置することになる第１スリットと、
   前記第１スリットに対して、前記掘り込み部が位置する側とは反対側から前記第１スリットに潜り込むように配置され、前記第１スリットが延在する方向にスライドさせて、前記プリント配線板の前記第１外縁部に当接させることによって、前記プリント配線板を前記ベースプレートから浮かせる第１基板浮かせ部と
   を含む、請求項１記載のマスク治具。
3. 前記第１基板浮かせ部は、前記スライドする方向の前方側では、前記掘り込み部の底面よりも低い位置にあり、
   前記第１基板浮かせ部は、前記スライドする方向の後方側では、前記掘り込み部の前記底面よりも高い位置に位置する部分を含む、
   を含む、請求項２記載のマスク治具。
4. 前記基板取り外し機構は、
   前記掘り込み部を挟んで前記第１スリットと対向するように前記掘り込み部の他端側に沿って形成され、前記プリント配線板の前記第２外縁部が位置することになる第２スリットと、
   前記第２スリットに対して、前記掘り込み部が位置する側とは反対側から前記第２スリットに潜り込むように配置され、前記第２スリットが延在する方向にスライドさせて、前記プリント配線板の前記第２外縁部に当接させることによって、前記プリント配線板を前記ベースプレートから浮かせる第２基板浮かせ部と
   を含む、請求項２記載のマスク治具。
5. 前記ベースプレートには、前記ベースプレートに載置される前記プリント配線板の前記第１外縁部および前記第２外縁部が延在する方向と交差する方向の前記プリント配線板の位置合わせを行う位置合わせ部が形成された、請求項４記載のマスク治具。
6. 前記第２基板浮かせ部は、前記スライドする方向の前方側では、前記掘り込み部の底面よりも低い位置にあり、
   前記第２基板浮かせ部は、前記スライドする方向の後方側では、前記掘り込み部の前記底面よりも高い位置に位置する部分を含む、
   を含む、請求項４記載のマスク治具。
7. 前記基板取り外し機構は、
   前記掘り込み部の一端側に沿って形成され、前記プリント配線板の前記第１外縁部が位置することになる第３スリットと、
   前記第３スリットに対して、前記掘り込み部が位置する側とは反対側の位置から前記第３スリットに潜り込むように配置され、前記反対側に位置する部分を支点として回動することによって、前記プリント配線板における前記第１外縁部に当接して前記第１外縁部を跳ね上げる基板跳ね上げ部と
   を含む、請求項１記載のマスク治具。
8. 前記ベースプレートには、前記プリント配線板が載置された状態で、前記プリント配線板における前記掘り込み部と対向する主面に実装された第２電子部品を収容して覆う座ぐり部が形成された、請求項１～７のいずれか１項に記載のマスク治具。
9. 請求項１～８のいずれか１項に記載のマスク治具を用いた電子回路装置の製造方法であって、
   対向する第１主面および第２主面を有し、スルーホールが形成された前記プリント配線板を用意する工程と、
   リードを有する前記第１電子部品を用意する工程と、
   前記プリント配線板における前記第１主面の側から前記第１電子部品の前記リードを前記スルーホールに挿通し、前記第２主面の側に前記リードを突出させる工程と、
   前記プリント配線板の前記第２主面を前記マスク治具の前記ベースプレートと対向するように、前記プリント配線板を前記ベースプレートに載置する工程と、
   前記ベースプレートを溶融したはんだに接触させて、前記リードが突出している前記貫通孔を溶融した前記はんだに浸漬する工程と、
   前記ベースプレートを溶融した前記はんだから引き上げ、前記貫通孔に侵入した前記はんだを凝固させて、前記リードを前記スルーホールに接合する工程と、
   前記基板取り外し機構により、前記プリント配線板における互いに対向する前記第１外縁部および前記第２外縁部のうち少なくとも前記第１外縁部を、前記ベースプレートから離す方向に付勢することによって、前記プリント配線板を前記ベースプレートから取り外す工程と
   を備えた、電子回路装置の製造方法。
   

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