JP2022047577A - Manufacturing method and manufacturing device for solder precoated board - Google Patents

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正幸 萬谷
Masayuki Mantani
忠彦 境
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Abstract

To provide a manufacturing method of a solder precoated substrate that can reduce the manufacturing cost.SOLUTION: A manufacturing method of a solder precoated substrate according to the present disclosure includes a supply step of supplying solder paste P to a plurality of lands 3, and a heating step of heating a substrate 1 such that the temperature of the plurality of lands 3 reaches the melting point of solder particles PL contained in the solder paste P faster than the surface temperature of the substrate 1 around the lands 3.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本開示は、半田プリコート基板の製造方法および製造装置に関する。 The present disclosure relates to a method and an apparatus for manufacturing a solder precoated substrate.

従来、基板のランドに半田プリコートを形成する方法が知られている(例えば、特許文献1)。同文献の方法では、マスクの開口部をランドに合わせて基板を覆った後、当該開口部に半田ペーストを供給することでランド上に半田ペーストを転写する。転写された半田ペーストを溶融することにより、半田プリコートが形成される。 Conventionally, a method of forming a solder precoat on a land of a substrate is known (for example, Patent Document 1). In the method of the same document, the opening of the mask is aligned with the land to cover the substrate, and then the solder paste is supplied to the opening to transfer the solder paste onto the land. A solder precoat is formed by melting the transferred solder paste.

特開平7-302972号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-302972

ところで、基板に実装される電子部品の微細化に伴い、隣り合うランド間の距離も短くなる傾向にある。そのようにランド間の距離が短い場合、非常に小さな粒子径の半田粒子を含む半田ペーストを用いて半田プリコートを形成することで、隣り合う半田プリコート同士が繋がること(以下、ブリッジ現象)を未然に防止できる。 By the way, with the miniaturization of electronic components mounted on a substrate, the distance between adjacent lands tends to be shortened. When the distance between lands is short, by forming a solder precoat using a solder paste containing solder particles with a very small particle size, adjacent solder precoats can be connected to each other (hereinafter referred to as a bridge phenomenon). Can be prevented.

しかしながら、小さな粒子径の半田粒子を含む半田ペーストは高価であり、その使用は半田プリコートが形成された基板(以下、半田プリコート基板)の製造コストの増大につながる。このような状況において、本開示は、製造コストを抑えることができる半田プリコート基板の製造方法を提供することを目的の1つとする。 However, a solder paste containing solder particles having a small particle size is expensive, and its use leads to an increase in the manufacturing cost of a substrate on which a solder precoat is formed (hereinafter referred to as a solder precoated substrate). In such a situation, one of the purposes of the present disclosure is to provide a method for manufacturing a solder precoated substrate that can suppress the manufacturing cost.

本開示の一局面は、基板の表面に設けられた複数のランドに半田プリコートを形成することで半田プリコート基板を製造する方法に関する。当該半田プリコート基板の製造方法は、複数の前記ランドに半田ペーストを供給する供給工程と、複数の前記ランドの温度が、該ランドの周りの前記基板の表面温度よりも早く、前記半田ペーストに含まれる半田粒子の融点に達するように前記基板を加熱する加熱工程と、を備える。 One aspect of the present disclosure relates to a method of manufacturing a solder precoated substrate by forming a solder precoat on a plurality of lands provided on the surface of the substrate. The method for manufacturing the solder precoated substrate includes a supply step of supplying the solder paste to the plurality of lands, and the temperature of the plurality of lands is faster than the surface temperature of the substrate around the lands, and the solder paste contains the solder paste. The substrate is provided with a heating step of heating the substrate so as to reach the melting point of the solder particles.

本開示の別の局面は、基板の表面に設けられた複数のランドに半田プリコートを形成することで半田プリコート基板を製造する装置に関する。当該半田プリコート基板の製造装置は、複数の前記ランドに半田ペーストを供給する供給部と、複数の前記ランドの温度が、該ランドの周りの前記基板の表面温度よりも早く、前記半田ペーストに含まれる半田粒子の融点に達するように前記基板を加熱する加熱部と、を備える。 Another aspect of the present disclosure relates to an apparatus for manufacturing a solder precoated substrate by forming a solder precoat on a plurality of lands provided on the surface of the substrate. In the solder precoat substrate manufacturing apparatus, the solder paste contains a supply unit that supplies the solder paste to the plurality of lands, and the temperature of the plurality of lands is faster than the surface temperature of the substrate around the lands. A heating unit for heating the substrate so as to reach the melting point of the solder particles is provided.

本開示によれば、製造コストを抑えることができる半田プリコート基板の製造方法および製造装置が得られる。 According to the present disclosure, a method and an apparatus for manufacturing a solder precoated substrate capable of suppressing the manufacturing cost can be obtained.

実施形態1の半田プリコート基板の製造装置の一例を示す正面図である。It is a front view which shows an example of the manufacturing apparatus of the solder precoated substrate of Embodiment 1. FIG. 実施形態1の半田プリコート基板の製造装置の一部を示す側面図である。It is a side view which shows a part of the manufacturing apparatus of the solder precoated substrate of Embodiment 1. FIG. 実施形態1の半田プリコート基板の製造装置の一部を示す側面図である。It is a side view which shows a part of the manufacturing apparatus of the solder precoated substrate of Embodiment 1. FIG. 実施形態1の加熱部および加熱工程について説明するための概略図である。It is a schematic diagram for demonstrating the heating part and the heating process of Embodiment 1. FIG. 実施形態1の変形例の加熱部および加熱工程について説明するための概略図である。It is a schematic diagram for demonstrating the heating part and the heating process of the modification of Embodiment 1. FIG. 実施形態2の半田プリコート基板の製造装置の一部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a part of the manufacturing apparatus of the solder precoated substrate of Embodiment 2. 実施形態2の加熱部および加熱工程について説明するための概略図である。It is a schematic diagram for demonstrating the heating part and the heating process of Embodiment 2.

本開示に係る半田プリコート基板の製造方法および製造装置の実施形態について例を挙げて以下に説明する。しかしながら、本開示は以下に説明する例に限定されない。 An example of a method for manufacturing a solder precoated substrate and an embodiment of a manufacturing apparatus according to the present disclosure will be described below. However, the present disclosure is not limited to the examples described below.

本開示に係る半田プリコート基板の製造方法は、基板の表面に設けられた複数のランドに半田プリコートを形成することで半田プリコート基板を製造する方法であって、複数の前記ランドに半田ペーストを供給する供給工程と、複数の前記ランドの温度が、該ランドの周りの前記基板の表面温度よりも早く、前記半田ペーストに含まれる半田粒子の融点に達するように前記基板を加熱する加熱工程と、を備える。 The method for manufacturing a solder precoated substrate according to the present disclosure is a method for manufacturing a solder precoated substrate by forming a solder precoat on a plurality of lands provided on the surface of the substrate, and the solder paste is supplied to the plurality of lands. A heating step of heating the substrate so that the temperature of the plurality of lands reaches the melting point of the solder particles contained in the solder paste, which is faster than the surface temperature of the substrate around the lands. To prepare for.

供給工程では、基板の表面に設けられた複数のランドに半田ペーストが供給される。この供給方法としては、任意のものを使用することができる。例えば、スクリーン印刷法によって半田ペーストを供給することが考えられるが、これに限られるものではない。 In the supply process, the solder paste is supplied to a plurality of lands provided on the surface of the substrate. Any method can be used as this supply method. For example, it is conceivable to supply the solder paste by a screen printing method, but the present invention is not limited to this.

加熱工程では、基板が加熱されることで、複数のランドの温度が、その周りの基板の表面温度よりも早く、半田ペーストに含まれる半田粒子の融点に達する。これにより、ランドの表面において半田粒子が溶けて集まる。そのように半田粒子が溶けて集まったものを、本開示では半田溶融核という。半田溶融核は、基板の加熱が進むにつれて、半田ペーストに含まれる周囲の半田粒子を引き寄せて成長する。そのようにして、半田ペーストに含まれる半田粒子がランド上に集まり、その後に形成される半田プリコートもランド上に留まる。その結果、粒子径の大きい半田粒子を含む半田ペーストを用いる場合でも、ブリッジ現象の発生を抑止することができる。 In the heating step, when the substrate is heated, the temperature of the plurality of lands reaches the melting point of the solder particles contained in the solder paste, which is faster than the surface temperature of the surrounding substrate. As a result, the solder particles melt and gather on the surface of the land. Such melted and collected solder particles are referred to as solder melt nuclei in this disclosure. The solder melt nuclei grow by attracting the surrounding solder particles contained in the solder paste as the substrate is heated. In this way, the solder particles contained in the solder paste gather on the land, and the solder precoat formed thereafter also stays on the land. As a result, even when a solder paste containing solder particles having a large particle diameter is used, the occurrence of the bridging phenomenon can be suppressed.

ここで、加熱工程では、任意の加熱方法を使用することができる。例えば、リフロー炉、加熱プレート、または誘導加熱装置を用いて基板を加熱してもよいが、これらに限られるものではない。 Here, in the heating step, any heating method can be used. For example, the substrate may be heated using a reflow oven, a heating plate, or an induction heating device, but the present invention is not limited thereto.

前記加熱工程では、前記基板の表面側からよりも、前記基板の裏面側から強く前記基板を加熱してもよい。これにより、複数のランドの温度が、その周りの基板の表面温度よりも早く上昇する。なぜなら、金属で構成されるランドは、その周囲の基板よりも熱伝導率が高く、基板の裏面側からの強い熱が相対的に伝わりやすいためである。 In the heating step, the substrate may be heated more strongly from the back surface side of the substrate than from the front surface side of the substrate. As a result, the temperature of the plurality of lands rises faster than the surface temperature of the substrate around them. This is because the land made of metal has a higher thermal conductivity than the surrounding substrate, and strong heat from the back surface side of the substrate is relatively easily transferred.

前記加熱工程では、前記基板の裏面側からのみ前記基板を加熱してもよい。これにより、複数のランドの温度が、その周りの基板の表面温度よりも早く上昇する。なぜなら、金属で構成されるランドは、その周囲の基板よりも熱伝導率が高く、基板の裏面側からの熱が相対的に伝わりやすいためである。 In the heating step, the substrate may be heated only from the back surface side of the substrate. As a result, the temperature of the plurality of lands rises faster than the surface temperature of the substrate around them. This is because the land made of metal has a higher thermal conductivity than the surrounding substrate, and heat from the back surface side of the substrate is relatively easily transferred.

前記加熱工程では、前記基板の表面の温度が4℃/秒以上の上昇率で上昇するように前記基板を加熱してもよい。このような上昇率で基板の表面温度を上昇させることで、ブリッジ現象の発生をより一層抑止できる。 In the heating step, the substrate may be heated so that the temperature of the surface of the substrate rises at an increase rate of 4 ° C./sec or more. By raising the surface temperature of the substrate at such an increase rate, the occurrence of the bridge phenomenon can be further suppressed.

前記加熱工程では、前記基板の裏面に接触する加熱プレートを用いて前記基板を加熱してもよい。加熱プレートの熱は、熱伝導率の高いランドに伝わりやすい。したがって、ランドの温度が、その周りの基板の表面温度よりも早く上昇する。 In the heating step, the substrate may be heated using a heating plate that contacts the back surface of the substrate. The heat of the heating plate is easily transferred to the land having high thermal conductivity. Therefore, the temperature of the land rises faster than the surface temperature of the substrate around it.

前記加熱工程では、前記基板と前記加熱プレートとの間にシートを挟んだ状態で前記基板を加熱してもよい。シートを挟むことにより、加熱プレートとの接触によって基板が傷ついたり汚れたりするのを抑止することができる。 In the heating step, the substrate may be heated with the sheet sandwiched between the substrate and the heating plate. By sandwiching the sheet, it is possible to prevent the substrate from being damaged or soiled due to contact with the heating plate.

前記シートは、前記基板および前記加熱プレートよりも軟らかい素材(例えば、シリコン)で構成されてもよい。軟らかいシートが基板や加熱プレートの表面形状にしたがって変形することで、加熱プレートから基板への伝熱性が向上され得る。 The sheet may be made of a material (eg, silicon) that is softer than the substrate and the heating plate. By deforming the soft sheet according to the surface shape of the substrate or the heating plate, the heat transfer property from the heating plate to the substrate can be improved.

前記加熱工程では、前記基板を複数箇所で押さえながら前記基板を加熱してもよい。これにより、加熱によって基板が反るのを抑止することができる。 In the heating step, the substrate may be heated while pressing the substrate at a plurality of places. As a result, it is possible to prevent the substrate from warping due to heating.

半田プリコート基板の製造方法は、前記加熱工程の後に、前記基板を複数箇所で押さえながら前記基板を冷却する冷却工程をさらに備えてもよい。これにより、冷却によって基板が反るのを抑止することができる。 The method for manufacturing a solder precoated substrate may further include, after the heating step, a cooling step of cooling the substrate while pressing the substrate at a plurality of places. As a result, it is possible to prevent the substrate from warping due to cooling.

本開示に係る半田プリコート基板の製造装置は、基板の表面に設けられた複数のランドに半田プリコートを形成することで半田プリコート基板を製造する装置であって、複数の前記ランドに半田ペーストを供給する供給部と、複数の前記ランドの温度が、該ランドの周りの前記基板の表面温度よりも早く、前記半田ペーストに含まれる半田粒子の融点に達するように前記基板を加熱する加熱部と、を備える。 The solder precoated substrate manufacturing apparatus according to the present disclosure is an apparatus for manufacturing a solder precoated substrate by forming a solder precoat on a plurality of lands provided on the surface of the substrate, and supplies a solder paste to the plurality of lands. A heating unit that heats the substrate so that the temperature of the plurality of lands reaches the melting point of the solder particles contained in the solder paste, which is faster than the surface temperature of the substrate around the lands. To prepare for.

供給部では、基板の表面に設けられた複数のランドに半田ペーストを供給する。この供給部としては、任意のものを使用することができる。例えば、スクリーン印刷を行うためのスキージを使用することが考えられるが、これに限られるものではない。 The supply unit supplies the solder paste to a plurality of lands provided on the surface of the substrate. Any one can be used as this supply unit. For example, it is conceivable to use a squeegee for screen printing, but the present invention is not limited to this.

加熱部は、基板を加熱することで、複数のランドの温度を、その周りの基板の表面温度よりも早く、半田ペーストに含まれる半田粒子の融点に達させる。これにより、ランドの表面において半田粒子が溶けて集まって半田溶融核が形成される。半田溶融核は、基板の加熱が進むにつれて、半田ペーストに含まれる周囲の半田粒子を引き寄せて成長する。そのようにして、半田ペーストに含まれる半田粒子がランド上に集まり、その後に形成される半田プリコートもランド上に留まる。その結果、粒子径の大きい半田粒子を含む半田ペーストを用いる場合でも、ブリッジ現象の発生を抑止することができる。 By heating the substrate, the heating unit causes the temperature of the plurality of lands to reach the melting point of the solder particles contained in the solder paste faster than the surface temperature of the surrounding substrate. As a result, the solder particles melt and gather on the surface of the land to form a solder melt nucleus. The solder melt nuclei grow by attracting the surrounding solder particles contained in the solder paste as the substrate is heated. In this way, the solder particles contained in the solder paste gather on the land, and the solder precoat formed thereafter also stays on the land. As a result, even when a solder paste containing solder particles having a large particle diameter is used, the occurrence of the bridging phenomenon can be suppressed.

ここで、加熱部としては、任意のもの使用することができる。例えば、リフロー炉、加熱プレート、または誘導加熱装置を使用することが考えられるが、これらに限られるものではない。 Here, any heating unit can be used. For example, a reflow oven, a heating plate, or an induction heating device may be used, but is not limited to these.

前記加熱部は、前記基板の表面側からよりも、前記基板の裏面側から強く前記基板を加熱してもよい。これにより、複数のランドの温度が、その周りの基板の表面温度よりも早く上昇する。なぜなら、金属で構成されるランドは、その周囲の基板よりも熱伝導率が高く、基板の裏面側からの強い熱が相対的に伝わりやすいためである。 The heating unit may heat the substrate more strongly from the back surface side of the substrate than from the front surface side of the substrate. As a result, the temperature of the plurality of lands rises faster than the surface temperature of the substrate around them. This is because the land made of metal has a higher thermal conductivity than the surrounding substrate, and strong heat from the back surface side of the substrate is relatively easily transferred.

前記加熱部は、前記基板の裏面側からのみ前記基板を加熱してもよい。これにより、複数のランドの温度が、その周りの基板の表面温度よりも早く上昇する。なぜなら、金属で構成されるランドは、その周囲の基板よりも熱伝導率が高く、基板の裏面側からの熱が相対的に伝わりやすいためである。 The heating unit may heat the substrate only from the back surface side of the substrate. As a result, the temperature of the plurality of lands rises faster than the surface temperature of the substrate around them. This is because the land made of metal has a higher thermal conductivity than the surrounding substrate, and heat from the back surface side of the substrate is relatively easily transferred.

前記加熱部は、前記基板の表面の温度が4℃/秒以上の上昇率で上昇するように前記基板を加熱してもよい。このような上昇率で基板の表面温度を上昇させることで、ブリッジ現象の発生をより一層抑止できる。 The heating unit may heat the substrate so that the temperature of the surface of the substrate rises at a rate of increase of 4 ° C./sec or more. By raising the surface temperature of the substrate at such an increase rate, the occurrence of the bridge phenomenon can be further suppressed.

前記加熱部は、前記基板の裏面に接触して前記基板を加熱する加熱プレートを有してもよい。加熱プレートの熱は、熱伝導率の高いランドに伝わりやすい。したがって、ランドの温度が、その周りの基板の表面温度よりも早く上昇する。 The heating unit may have a heating plate that comes into contact with the back surface of the substrate to heat the substrate. The heat of the heating plate is easily transferred to the land having high thermal conductivity. Therefore, the temperature of the land rises faster than the surface temperature of the substrate around it.

半田プリコート基板の製造装置は、前記基板の加熱時に前記基板と前記加熱プレートとの間に挟まれるシートをさらに備えてもよい。シートを挟むことにより、加熱プレートとの接触によって基板が傷ついたり汚れたりするのを抑止することができる。 The solder precoated substrate manufacturing apparatus may further include a sheet sandwiched between the substrate and the heating plate when the substrate is heated. By sandwiching the sheet, it is possible to prevent the substrate from being damaged or soiled due to contact with the heating plate.

半田プリコート基板の製造装置は、前記基板の加熱時に前記基板を複数箇所で押さえる加熱時押え部をさらに備えてもよい。そのような加熱時押え部により、加熱によって基板が反るのを抑止することができる。 The solder precoated substrate manufacturing apparatus may further include a heating presser portion that presses the substrate at a plurality of locations when the substrate is heated. Such a presser foot during heating can prevent the substrate from warping due to heating.

半田プリコート基板の製造装置は、前記加熱された前記基板を冷却する冷却部と、前記基板の冷却時に前記基板を複数箇所で押さえる冷却時押え部と、をさらに備えてもよい。そのような冷却時押え部により、冷却によって基板が反るのを抑止することができる。 The solder precoated substrate manufacturing apparatus may further include a cooling unit for cooling the heated substrate and a cooling pressing unit for pressing the substrate at a plurality of places when the substrate is cooled. With such a cooling presser portion, it is possible to prevent the substrate from warping due to cooling.

以下では、本開示に係る半田プリコート基板の製造方法および製造装置の例について、図面を参照して具体的に説明する。以下で説明する半田プリコート基板の製造方法の工程および製造装置の構成要素には、上述した工程および構成要素を適用できる。以下で説明する半田プリコート基板の製造方法の工程および製造装置の構成要素は、上述した記載に基づいて変更できる。また、以下で説明する事項を、上記の実施形態に適用してもよい。以下で説明する半田プリコート基板の製造方法の工程および製造装置の構成要素のうち、本開示に係る半田プリコート基板の製造方法および製造装置に必須ではない工程および構成要素は省略してもよい。 Hereinafter, an example of a method for manufacturing a solder precoated substrate and a manufacturing apparatus according to the present disclosure will be specifically described with reference to the drawings. The above-mentioned steps and components can be applied to the steps and components of the manufacturing apparatus of the method for manufacturing a solder precoated substrate described below. The process of the method for manufacturing the solder precoated substrate and the components of the manufacturing apparatus described below can be changed based on the above description. Further, the matters described below may be applied to the above-described embodiment. Among the steps of the method for manufacturing a solder precoated substrate and the components of the manufacturing apparatus described below, the steps and components that are not essential for the manufacturing method and manufacturing apparatus of the solder precoated substrate according to the present disclosure may be omitted.

〈実施形態1〉
本開示の実施形態1について説明する。まず、半田プリコート基板の製造装置10(以下、単に「製造装置10」ともいう。)の構成について説明し、その後、半田プリコート基板の製造方法(以下、単に「製造方法」ともいう。)について説明する。
<Embodiment 1>
The first embodiment of the present disclosure will be described. First, the configuration of the solder precoated substrate manufacturing apparatus 10 (hereinafter, also simply referred to as “manufacturing apparatus 10”) will be described, and then the solder precoated substrate manufacturing method (hereinafter, also simply referred to as “manufacturing method”) will be described. do.

-半田プリコート基板の製造装置-
図1~図3に示す製造装置10は、基板1の表面に設けられた複数のランド3(図4を参照)に半田プリコートを形成することで半田プリコート基板を製造する装置である。なお、本明細書では、基板1が搬送される方向をX方向とし、鉛直方向をZ方向とし、X方向とZ方向に垂直な方向をY方向とする。また、それぞれの方向に沿った軸をX軸、Y軸、およびZ軸とする。
-Solder pre-coated board manufacturing equipment-
The manufacturing apparatus 10 shown in FIGS. 1 to 3 is an apparatus for manufacturing a solder precoated substrate by forming a solder precoat on a plurality of lands 3 (see FIG. 4) provided on the surface of the substrate 1. In the present specification, the direction in which the substrate 1 is conveyed is the X direction, the vertical direction is the Z direction, and the direction perpendicular to the X direction and the Z direction is the Y direction. Further, the axes along the respective directions are defined as the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis.

図1に示すように、製造装置10は、供給部100と、加熱部210と、冷却部220と、制御部20とを備える。供給部100、加熱部210、および冷却部220は、基台101上にX方向に一列に並んで配置されている。なお、理解を容易にするために、図1では、供給部100、加熱部210、および冷却部220のそれぞれに基板1が配置されている一例を示す。 As shown in FIG. 1, the manufacturing apparatus 10 includes a supply unit 100, a heating unit 210, a cooling unit 220, and a control unit 20. The supply unit 100, the heating unit 210, and the cooling unit 220 are arranged side by side in a row in the X direction on the base 101. For ease of understanding, FIG. 1 shows an example in which the substrate 1 is arranged in each of the supply unit 100, the heating unit 210, and the cooling unit 220.

(供給部)
供給部100は、スクリーン印刷によって、基板1の複数のランド3に半田ペーストPを供給する。なお、供給部100は、スクリーン印刷以外の方法によって半田ペーストPをランド3に供給してもよい。
(Supply section)
The supply unit 100 supplies the solder paste P to the plurality of lands 3 of the substrate 1 by screen printing. The supply unit 100 may supply the solder paste P to the land 3 by a method other than screen printing.

供給部100は、移動テーブル102と、昇降機構103と、印刷ステージ104と、印刷ヘッド113と、マスクプレート116と、印刷ステージコンベア231と、基板搬入コンベア234と、基板中継コンベア232とを有する。 The supply unit 100 includes a moving table 102, an elevating mechanism 103, a printing stage 104, a printing head 113, a mask plate 116, a printing stage conveyor 231, a substrate carrying conveyor 234, and a substrate relay conveyor 232.

移動テーブル102は、基台101上において、X方向に間隔をあけて立設された一対の支持フレーム11の間に配置されている。移動テーブル102には、印刷ステージ104を昇降させる昇降機構103が配置されている。 The moving table 102 is arranged on the base 101 between a pair of support frames 11 erected at intervals in the X direction. An elevating mechanism 103 for elevating and lowering the printing stage 104 is arranged on the moving table 102.

印刷ステージ104は、昇降機構103に結合された基部104aを有する。基部104aの上面には、支柱104bが設けられている。支柱104bの上端部には、X軸に沿って延びる基板ガイド104cが結合されている。基板ガイド104cの内側には、基板1を搬送するためのベルトを含む印刷ステージコンベア231が配置されている。 The print stage 104 has a base 104a coupled to the elevating mechanism 103. A support column 104b is provided on the upper surface of the base portion 104a. A substrate guide 104c extending along the X axis is coupled to the upper end of the support column 104b. Inside the board guide 104c, a printing stage conveyor 231 including a belt for transporting the board 1 is arranged.

移動テーブル102は、昇降機構103を水平移動、すなわち、X軸やY軸に沿って移動させることによって、印刷ステージ104を水平移動させる。移動テーブル102は、昇降機構103をZ軸回りに回転させることによって、印刷ステージ104をZ軸回りに回転させる。昇降機構103は、印刷ステージ104をZ軸に沿って移動、すなわち昇降させる。 The moving table 102 horizontally moves the elevating mechanism 103, that is, by moving the elevating mechanism 103 along the X-axis and the Y-axis. The moving table 102 rotates the printing stage 104 around the Z axis by rotating the elevating mechanism 103 around the Z axis. The elevating mechanism 103 moves, that is, elevates the printing stage 104 along the Z axis.

印刷ステージコンベア231は、一方の支持フレーム11の開口部を貫通して配設された基板搬入コンベア234と、他方の支持フレーム11の開口部を貫通して配設された基板中継コンベア232との間で基板1を受け渡すように構成される。基板搬入コンベア234によって搬入された基板1は、印刷ステージコンベア231に受け渡されて半田ペースト供給領域PAに搬送され、印刷ステージ104によって保持される。印刷ステージ104で半田ペーストPが供給された基板1は、印刷ステージコンベア231の半田ペースト供給領域PAから搬出され、基板中継コンベア232に受け渡される。 The printing stage conveyor 231 includes a substrate carry-in conveyor 234 disposed through the opening of one support frame 11 and a substrate relay conveyor 232 disposed through the opening of the other support frame 11. It is configured to pass the substrate 1 between them. The substrate 1 carried in by the substrate carry-in conveyor 234 is delivered to the printing stage conveyor 231 and conveyed to the solder paste supply area PA, and is held by the printing stage 104. The substrate 1 to which the solder paste P is supplied in the printing stage 104 is carried out from the solder paste supply area PA of the printing stage conveyor 231 and delivered to the substrate relay conveyor 232.

基部104aの上面には、バックアップ昇降機構104eが配置されている。バックアップ昇降機構104eは、基板1を下から支持するバックアップ部104fを昇降させる。バックアップ部104fは、印刷ステージコンベア231の半田ペースト供給領域PAに基板1が搬入された状態で、上昇されることによって基板1の下面を支持する。 A backup elevating mechanism 104e is arranged on the upper surface of the base portion 104a. The backup elevating mechanism 104e elevates and elevates the backup unit 104f that supports the substrate 1 from below. The backup unit 104f supports the lower surface of the substrate 1 by being raised while the substrate 1 is carried into the solder paste supply region PA of the printing stage conveyor 231.

一対の基板ガイド104cのそれぞれの上面には、X軸に沿って延びるサイドクランパ104dが設けられている。サイドクランパ104dは、駆動機構(図示せず)によって開閉される。バックアップ部104fは、基板1の下面を支持しながら、基板1の上面とサイドクランパ104dの上面とが実質的に面一になる高さまで基板1を上昇させる。基板1とサイドクランパ104dの高さがそろった状態でサイドクランパ104dが閉じることにより、基板1の両側面がサイドクランパ104dで挟まれ、基板1が固定される。このようにして、印刷ステージ104は基板1を保持する。 A side clamper 104d extending along the X axis is provided on the upper surface of each of the pair of substrate guides 104c. The side clamper 104d is opened and closed by a drive mechanism (not shown). The backup unit 104f raises the substrate 1 to a height at which the upper surface of the substrate 1 and the upper surface of the side clamper 104d are substantially flush with each other while supporting the lower surface of the substrate 1. By closing the side clamper 104d with the heights of the substrate 1 and the side clamper 104d aligned, both side surfaces of the substrate 1 are sandwiched between the side clampers 104d, and the substrate 1 is fixed. In this way, the print stage 104 holds the substrate 1.

一対の支持フレーム11の上端には、印刷ヘッド113を支持する支持ビーム113aが、直動ガイド機構11aを介してY軸に沿って移動可能に配置されている。支持ビーム113aの一端部は、送りねじとこれを回転させるモータなどで構成された周知の印刷ヘッド移動機構11bに結合されている。印刷ヘッド移動機構11bが駆動することで、印刷ヘッド113は、Y軸に沿って往復移動(スキージング動作)する。 A support beam 113a that supports the print head 113 is arranged at the upper ends of the pair of support frames 11 so as to be movable along the Y axis via the linear motion guide mechanism 11a. One end of the support beam 113a is coupled to a well-known print head moving mechanism 11b composed of a feed screw and a motor for rotating the feed screw. By driving the print head moving mechanism 11b, the print head 113 reciprocates (squeezing operation) along the Y axis.

図2に示すように、印刷ヘッド113は、支持ビーム113aから下方に延出して設けられた後スキージ113bおよび前スキージ113cを有する。支持ビーム113aの上面に設けられたスキージ駆動部113dが駆動することで、スキージング動作の方向に応じて後スキージ113bと前スキージ113cのいずれかが下降する。 As shown in FIG. 2, the print head 113 has a rear squeegee 113b and a front squeegee 113c extending downward from the support beam 113a. By driving the squeegee drive unit 113d provided on the upper surface of the support beam 113a, either the rear squeegee 113b or the front squeegee 113c descends according to the direction of the squeezing operation.

印刷ヘッド113の下方には、マスクプレート116が水平な状態で配置されている。マスクプレート116には、厚さ方向に貫通したパターン孔(図示せず)が形成されている。パターン孔は、基板1の複数のランド3の配置や形状に対応して形成されている。供給部100は、マスクプレート116の上面に供給された半田ペーストP(図3を参照)を後スキージ113bまたは前スキージ113cで移動させることで、半田ペーストPを所定の印刷パターンで基板1上に供給するスクリーン印刷を実行する。 Below the print head 113, the mask plate 116 is arranged in a horizontal state. The mask plate 116 is formed with a pattern hole (not shown) penetrating in the thickness direction. The pattern holes are formed corresponding to the arrangement and shape of the plurality of lands 3 on the substrate 1. The supply unit 100 moves the solder paste P (see FIG. 3) supplied to the upper surface of the mask plate 116 by the rear squeegee 113b or the front squeegee 113c, so that the solder paste P is transferred onto the substrate 1 in a predetermined printing pattern. Perform screen printing to supply.

(加熱部)
加熱部210は、ランド3に供給された半田ペーストPを加熱して、半田ペーストPに含まれる半田粒子PLを溶融する。加熱部210は、供給部100から延びる基板中継コンベア232の下流側を覆う筐体213と、筐体213の内部に配置された第1ヒータ211および第2ヒータ212とを有する。筐体213には、加熱によって発生する半田ペーストPからの揮発成分を排気するための通気孔215が形成されている。
(Heating part)
The heating unit 210 heats the solder paste P supplied to the land 3 to melt the solder particles PL contained in the solder paste P. The heating unit 210 has a housing 213 that covers the downstream side of the substrate relay conveyor 232 extending from the supply unit 100, and a first heater 211 and a second heater 212 arranged inside the housing 213. The housing 213 is formed with ventilation holes 215 for exhausting volatile components from the solder paste P generated by heating.

第1ヒータ211は、基板中継コンベア232の下方に配置されている。第1ヒータ211は、下方から見て、加熱領域HAに位置する基板1の全体を覆う。第1ヒータ211は、加熱領域HAに位置する基板1の全体を下方から(すなわち、基板1の裏面側から)加熱する。 The first heater 211 is arranged below the substrate relay conveyor 232. The first heater 211 covers the entire substrate 1 located in the heating region HA when viewed from below. The first heater 211 heats the entire substrate 1 located in the heating region HA from below (that is, from the back surface side of the substrate 1).

本実施形態の基板中継コンベア232は、基板1の搬送方向に沿って延びる金属チェーンによって構成されているが(図4を参照)、これに限られるものではない。 The substrate relay conveyor 232 of the present embodiment is composed of a metal chain extending along the transport direction of the substrate 1 (see FIG. 4), but is not limited thereto.

第2ヒータ212は、基板中継コンベア232の上方に配置されている。第2ヒータ212は、上方から見て、加熱領域HAに位置する基板1の全体を覆う。第2ヒータ212は、加熱領域HAに位置する基板1の全体を上方から(すなわち、基板1の表面側から)加熱する。あるいは、第2ヒータ212は、加熱領域HAに位置する基板1を加熱しなくてもよい(すなわち、オフ状態にされてもよい)。 The second heater 212 is arranged above the substrate relay conveyor 232. The second heater 212 covers the entire substrate 1 located in the heating region HA when viewed from above. The second heater 212 heats the entire substrate 1 located in the heating region HA from above (that is, from the surface side of the substrate 1). Alternatively, the second heater 212 does not have to heat the substrate 1 located in the heating region HA (that is, it may be turned off).

第1ヒータ211および第2ヒータ212は、基板1の表面の温度が4℃/秒以上の上昇率で上昇するように基板1を加熱することが好ましい。このような上昇率で基板1を加熱することにより、ブリッジ現象の発生をより一層抑止することができる。なお、上昇率としては、基板1の表面温度が100℃から200℃に上昇するのに要する時間をΔt(単位:秒)として、(200-100)/Δt(単位:℃/秒)の値を用いることが考えられるが、これに限られるものではない。 The first heater 211 and the second heater 212 preferably heat the substrate 1 so that the temperature of the surface of the substrate 1 rises at an increase rate of 4 ° C./sec or more. By heating the substrate 1 at such an increase rate, the occurrence of the bridge phenomenon can be further suppressed. The rate of increase is a value of (200-100) / Δt (unit: ° C./sec), where Δt (unit: seconds) is the time required for the surface temperature of the substrate 1 to rise from 100 ° C. to 200 ° C. Is conceivable, but is not limited to this.

(冷却部)
冷却部220は、溶融した半田粒子PL(以下、「溶融半田」ともいう。)を冷却して固化する。冷却部220は、基板搬出コンベア233を覆う筐体224と、筐体224の内部に配置された冷却ファン221とを有する。筐体224には、冷却用の空気を導入および排出するための通気孔220a,220bが形成されている。冷却ファン221は、基板搬出コンベア233上の基板1を冷却する。これにより、溶融半田が冷却および固化される。
(Cooling unit)
The cooling unit 220 cools and solidifies the molten solder particles PL (hereinafter, also referred to as “molten solder”). The cooling unit 220 has a housing 224 that covers the substrate unloading conveyor 233, and a cooling fan 221 arranged inside the housing 224. Vent holes 220a and 220b for introducing and discharging cooling air are formed in the housing 224. The cooling fan 221 cools the substrate 1 on the substrate unloading conveyor 233. This cools and solidifies the molten solder.

(制御部)
制御部20は、供給部100、加熱部210、冷却部220、および各コンベア231~234を制御して基板1に半田プリコートを形成する作業を製造装置10に実行させる。制御部20は、基台101の内部に設けられている。制御部20は、演算処理装置(CPU)と、演算処理装置が実行可能なプログラムを格納した記憶装置(メモリ)などによって構成される。
(Control unit)
The control unit 20 controls the supply unit 100, the heating unit 210, the cooling unit 220, and the conveyors 231 to 234 to cause the manufacturing apparatus 10 to perform the work of forming the solder precoat on the substrate 1. The control unit 20 is provided inside the base 101. The control unit 20 is composed of an arithmetic processing unit (CPU), a storage device (memory) for storing a program that can be executed by the arithmetic processing unit, and the like.

-基板の構成-
次に、基板1の構成について説明する。図4に示すように、本実施形態の基板1は、基板本体2と、基板本体2の表面(上面)に設けられた複数のランド3と、各ランド3に接続されかつ基板本体2の裏面(下面)に露出する複数の配線パターン4とを有する。基板本体2は絶縁体で構成される一方、複数のランド3および配線パターン4は導体で構成される。
-Board configuration-
Next, the configuration of the substrate 1 will be described. As shown in FIG. 4, the substrate 1 of the present embodiment is connected to the substrate main body 2, a plurality of lands 3 provided on the front surface (upper surface) of the substrate main body 2, and each land 3 and is connected to the back surface of the substrate main body 2. It has a plurality of wiring patterns 4 exposed on the (lower surface). The substrate body 2 is composed of an insulator, while the plurality of lands 3 and the wiring pattern 4 are composed of conductors.

このように、本実施形態の基板1は、両面プリント基板であるが、基板1の種類はこれに限らない。例えば、基板1は、片面プリント基板であってもよいし、多層プリント基板であってもよい。いずれの種類の基板1であっても、本開示の製造装置および製造方法を適用できる。 As described above, the substrate 1 of the present embodiment is a double-sided printed circuit board, but the type of the substrate 1 is not limited to this. For example, the substrate 1 may be a single-sided printed circuit board or a multilayer printed circuit board. The manufacturing apparatus and manufacturing method of the present disclosure can be applied to any type of substrate 1.

-半田プリコート基板の製造方法-
次に、本実施形態の製造方法について説明する。製造方法は、供給工程と、加熱工程と、冷却工程とを備える。
-Manufacturing method of solder precoated board-
Next, the manufacturing method of this embodiment will be described. The manufacturing method includes a supply step, a heating step, and a cooling step.

(供給工程)
供給工程では、基板1の表面に設けられた複数のランド3に半田ペーストPを供給する。具体的に、制御部20は、基板搬入コンベア234と印刷ステージコンベア231を作動させて、半田プリコートが形成されていない基板1を半田ペースト供給領域PAへ搬送する。続けて、制御部20は、バックアップ昇降機構104eを作動させてバックアップ部104fに基板1を支持させ、サイドクランパ104dによって基板1をクランプさせる。これにより、印刷ステージ104は基板1を保持する。
(Supply process)
In the supply step, the solder paste P is supplied to a plurality of lands 3 provided on the surface of the substrate 1. Specifically, the control unit 20 operates the substrate carry-in conveyor 234 and the printing stage conveyor 231 to convey the substrate 1 on which the solder precoat is not formed to the solder paste supply region PA. Subsequently, the control unit 20 operates the backup elevating mechanism 104e to support the substrate 1 on the backup unit 104f, and clamps the substrate 1 by the side clamper 104d. As a result, the print stage 104 holds the substrate 1.

次に、制御部20は、マスクプレート116に対する基板1の水平方向の位置を位置合わせした上で、昇降機構103を駆動することによって、基板1を上昇させてマスクプレート116の下面に当接させる。そして、制御部20は、印刷ヘッド113を作動させて半田ペーストPを基板1上にスクリーン印刷する。 Next, the control unit 20 aligns the horizontal position of the substrate 1 with respect to the mask plate 116, and then drives the elevating mechanism 103 to raise the substrate 1 and bring it into contact with the lower surface of the mask plate 116. .. Then, the control unit 20 operates the print head 113 to screen-print the solder paste P on the substrate 1.

次に、制御部20は、昇降機構103を駆動することによって、基板1をマスクプレート116から引き離す(版離れ)。続けて、制御部20は、サイドクランパ104dとバックアップ昇降機構104eを作動させて、サイドクランパ104dによる基板1の固定を解除すると共に、バックアップ部104fを下降させて基板1を印刷ステージコンベア231上に載置する。そして、制御部20は、印刷ステージコンベア231および基板中継コンベア232を作動させて、基板1を加熱部210内の加熱領域HAに搬送する。 Next, the control unit 20 pulls the substrate 1 away from the mask plate 116 by driving the elevating mechanism 103 (plate release). Subsequently, the control unit 20 operates the side clamper 104d and the backup elevating mechanism 104e to release the fixing of the substrate 1 by the side clamper 104d, and lowers the backup unit 104f to place the substrate 1 on the printing stage conveyor 231. Place it. Then, the control unit 20 operates the printing stage conveyor 231 and the substrate relay conveyor 232 to convey the substrate 1 to the heating region HA in the heating unit 210.

(加熱工程)
加熱工程では、第1ヒータ211および第2ヒータ212により、または第1ヒータ211のみにより、ランド3上に半田ペーストPが供給された基板1を加熱する。具体的に、図4に示すように、制御部20は、第1ヒータ211を高温で作動させて基板1を裏面側(下面側)から加熱する。制御部20は、第2ヒータ212を低温で作動させて基板1を表面側(上面側)から加熱するか、または第2ヒータ212を作動させない。
(Heating process)
In the heating step, the substrate 1 to which the solder paste P is supplied on the land 3 is heated by the first heater 211 and the second heater 212, or only by the first heater 211. Specifically, as shown in FIG. 4, the control unit 20 operates the first heater 211 at a high temperature to heat the substrate 1 from the back surface side (bottom surface side). The control unit 20 operates the second heater 212 at a low temperature to heat the substrate 1 from the front surface side (upper surface side), or does not operate the second heater 212.

このように第1ヒータ211および第2ヒータ212を制御すると、相対的に出力の高い第1ヒータ211が主な熱源となり、基板1は、加熱領域HAにおいて、表面側からよりも裏面側から強く加熱される。主な熱源としての第1ヒータ211の熱は、配線パターン4を経由してランド3に伝わる。これにより、各ランド3の温度は、当該ランド3の周りの基板1の表面温度よりも早く、半田ペーストPに含まれる半田粒子PLの融点に達する。 When the first heater 211 and the second heater 212 are controlled in this way, the first heater 211 having a relatively high output becomes the main heat source, and the substrate 1 is stronger from the back surface side than from the front surface side in the heating region HA. Be heated. The heat of the first heater 211 as the main heat source is transferred to the land 3 via the wiring pattern 4. As a result, the temperature of each land 3 reaches the melting point of the solder particles PL contained in the solder paste P, which is faster than the surface temperature of the substrate 1 around the land 3.

ランド3の温度が半田粒子PLの融点に達すると、図4の中段に示すように、ランド3の表面において半田溶融核Cが発生する。その後、半田溶融核Cは、周囲の半田粒子PLを引き寄せながら成長する。このとき、図4の右側の半田溶融核Cは、隣り合うランド3の間の半田粒子PLも引き寄せる。最終的に、図4の下段に示すように、ランド3の周りにあった半田粒子PLも含め、実質的に全ての半田粒子PLが溶けてランド3上に集まった状態になる。そして、制御部20は、基板中継コンベア232と基板搬出コンベア233を作動させて、基板1を冷却部220へ搬送する。 When the temperature of the land 3 reaches the melting point of the solder particles PL, solder melt nuclei C are generated on the surface of the land 3 as shown in the middle part of FIG. After that, the solder melt nucleus C grows while attracting the surrounding solder particles PL. At this time, the solder melt nucleus C on the right side of FIG. 4 also attracts the solder particles PL between the adjacent lands 3. Finally, as shown in the lower part of FIG. 4, substantially all the solder particles PL including the solder particles PL around the land 3 are melted and gathered on the land 3. Then, the control unit 20 operates the substrate relay conveyor 232 and the substrate unloading conveyor 233 to convey the substrate 1 to the cooling unit 220.

(冷却工程)
冷却工程では、冷却ファン221により、ランド3上に溶融半田が存在する基板1を冷却する。具体的に、制御部20は、冷却ファン221を作動させることで、通気孔220a,220bを経由する空気流れにより基板1を冷却し、それにより溶融半田を固化させる。このようにして、基板1のランド3に半田プリコートが形成され、半田プリコート基板が完成する。そして、制御部20は、基板搬出コンベア233を作動させて、冷却された基板1(半田プリコート基板)を冷却部220から搬出する。
(Cooling process)
In the cooling step, the cooling fan 221 cools the substrate 1 in which the molten solder is present on the land 3. Specifically, the control unit 20 operates the cooling fan 221 to cool the substrate 1 by the air flow through the ventilation holes 220a and 220b, thereby solidifying the molten solder. In this way, a solder precoat is formed on the land 3 of the substrate 1, and the solder precoat substrate is completed. Then, the control unit 20 operates the substrate unloading conveyor 233 to unload the cooled substrate 1 (solder precoated substrate) from the cooling unit 220.

〈実施形態1の変形例〉
本開示の実施形態1の変形例について説明する。本変形例は、上記実施形態1と加熱部210の構成が異なる。以下、上記実施形態1と異なる点について主に説明する。
<Modification Example 1>
A modified example of the first embodiment of the present disclosure will be described. In this modification, the configuration of the heating unit 210 is different from that of the first embodiment. Hereinafter, the differences from the first embodiment will be mainly described.

図5に示すように、本変形例の加熱部210は、第2ヒータ212を備えない。したがって、本変形例の加熱工程では、第1ヒータ211のみによって基板1が加熱される。換言すると、本変形例の加熱工程では、基板1の裏面側(下面側)からのみ基板1が加熱される。なお、本変形例においても、基板1の表面の温度が4℃/秒以上の上昇率で上昇するように基板1を加熱することが好ましい。 As shown in FIG. 5, the heating unit 210 of this modification does not include the second heater 212. Therefore, in the heating step of this modification, the substrate 1 is heated only by the first heater 211. In other words, in the heating step of this modification, the substrate 1 is heated only from the back surface side (lower surface side) of the substrate 1. Also in this modification, it is preferable to heat the substrate 1 so that the temperature of the surface of the substrate 1 rises at an increase rate of 4 ° C./sec or more.

このように、第2ヒータ212を備えないことで、換言すると熱源として第1ヒータ211のみを備えることで、製造装置10のコストの低減や構造の簡素化を図ることができる。 As described above, by not providing the second heater 212, in other words, by providing only the first heater 211 as a heat source, it is possible to reduce the cost of the manufacturing apparatus 10 and simplify the structure.

〈実施形態2〉
本開示の実施形態2について説明する。本実施形態は、上記実施形態1と加熱部210および冷却部220の構成が異なる。以下、上記実施形態1と異なる点について主に説明する。
<Embodiment 2>
The second embodiment of the present disclosure will be described. In this embodiment, the configurations of the heating unit 210 and the cooling unit 220 are different from those of the first embodiment. Hereinafter, the differences from the first embodiment will be mainly described.

(加熱部)
図6および図7に示すように、本実施形態の加熱部210は、加熱プレート214と、シート216と、加熱時押え部217とを備える。
(Heating part)
As shown in FIGS. 6 and 7, the heating unit 210 of the present embodiment includes a heating plate 214, a sheet 216, and a pressing unit 217 during heating.

加熱プレート214は、加熱領域HAに位置する基板1の裏面(下面)に接触して当該基板1を加熱する。より具体的に、加熱プレート214は、基板1の配線パターン4に接触しながら発熱することで、当該基板1を裏面側からのみ加熱する。これにより、図7に示すように、上記実施形態1と同様、加熱により基板1のランド3上で半田溶融核が成長し、最終的に、ランド3上に溶融半田が集まった状態が実現される。 The heating plate 214 contacts the back surface (lower surface) of the substrate 1 located in the heating region HA to heat the substrate 1. More specifically, the heating plate 214 heats the substrate 1 only from the back surface side by generating heat while contacting the wiring pattern 4 of the substrate 1. As a result, as shown in FIG. 7, as in the first embodiment, the molten solder nuclei grow on the land 3 of the substrate 1 by heating, and finally, the molten solder is gathered on the land 3. To.

シート216は、加熱プレート214による基板1の加熱時に、基板1と加熱プレート214との間に挟まれる。シート216は、基板1および加熱プレート214よりも軟らかい素材(例えば、シリコン)で構成される。シート216は、シート216を送り出す供給ローラ216aと、シート216を巻き取る回収ローラ216bとによって、基板1が所定枚数(例えば、1枚)入れ替わるごとに交換されることが好ましい。本実施形態の加熱工程では、基板1と加熱プレート214との間にシート216が挟まれた状態で、加熱プレート214により基板1が加熱される。 The sheet 216 is sandwiched between the substrate 1 and the heating plate 214 when the substrate 1 is heated by the heating plate 214. The sheet 216 is made of a material (eg, silicon) that is softer than the substrate 1 and the heating plate 214. It is preferable that the sheet 216 is replaced every time the substrate 1 is replaced by a predetermined number (for example, one) by the supply roller 216a that feeds out the sheet 216 and the recovery roller 216b that winds up the sheet 216. In the heating step of the present embodiment, the substrate 1 is heated by the heating plate 214 with the sheet 216 sandwiched between the substrate 1 and the heating plate 214.

加熱時押え部217は、加熱プレート214による基板1の加熱時に、基板1を複数箇所(この例では、基板1の4つの角部)で押さえる。加熱時押え部217は、それぞれが基板1を押さえる複数の脚217aと、複数の脚217aを連結する枠体217bとを有する。複数の脚217aおよび枠体217bは、高断熱性材料で構成される。本実施形態の加熱工程では、加熱時押え部217により基板1が複数箇所で押さえられた状態で、加熱プレート214により基板1が加熱される。 The heating presser portion 217 presses the substrate 1 at a plurality of locations (in this example, the four corner portions of the substrate 1) when the substrate 1 is heated by the heating plate 214. Each of the heating pressing portions 217 has a plurality of legs 217a that press the substrate 1 and a frame body 217b that connects the plurality of legs 217a. The plurality of legs 217a and the frame body 217b are made of a highly heat insulating material. In the heating step of the present embodiment, the substrate 1 is heated by the heating plate 214 in a state where the substrate 1 is pressed at a plurality of locations by the pressing portions 217 during heating.

(冷却部)
図6に示すように、本実施形態の冷却部220は、冷却時押え部222を有する。冷却時押え部222は、冷却ファン221による基板1の冷却時に、基板1を複数箇所(この例では、基板1の対向辺に沿った6箇所)で押さえる。冷却時押え部222は、基板1の裏面に当接する複数の下ローラ222aと、複数の下ローラ222aと共に基板1を挟み込む複数の上ローラ222bとを有する。各下ローラ222aおよび各上ローラ222bは、高断熱性材料で構成される。本実施形態の冷却工程では、冷却時押え部222により基板1が複数箇所で押さえられた状態で、冷却ファン221により基板1が冷却される。
(Cooling unit)
As shown in FIG. 6, the cooling unit 220 of the present embodiment has a cooling pressing unit 222. The cooling presser portion 222 presses the substrate 1 at a plurality of locations (in this example, six locations along the opposite sides of the substrate 1) when the substrate 1 is cooled by the cooling fan 221. The cooling pressing portion 222 has a plurality of lower rollers 222a that abut on the back surface of the substrate 1, and a plurality of upper rollers 222b that sandwich the substrate 1 together with the plurality of lower rollers 222a. Each lower roller 222a and each upper roller 222b are made of a highly insulating material. In the cooling step of the present embodiment, the substrate 1 is cooled by the cooling fan 221 in a state where the substrate 1 is pressed at a plurality of locations by the cooling presser portions 222.

以下、実施例および比較例に基づいて実施の形態をより具体的に説明する。実施例によって、本開示の範囲は限定して解釈されない。 Hereinafter, embodiments will be described in more detail based on Examples and Comparative Examples. The scope of the present disclosure is not construed as limiting by the examples.

以下のような構成の加熱部210、基板1、および半田ペーストPを用いて、各測定条件(比較例1,2および実施例1~3)につき、チップ200個に対してブリッジが発生する確率(以下、「ブリッジ発生率」という。)を測定した。この場合、ブリッジ発生率は、(ブリッジ発生数/200)×100(単位:%)で表される値である。 Probability that a bridge will occur for 200 chips for each measurement condition (Comparative Examples 1 and 2 and Examples 1 to 3) using the heating unit 210, the substrate 1, and the solder paste P having the following configurations. (Hereinafter, referred to as "bridge occurrence rate") was measured. In this case, the bridge occurrence rate is a value represented by (number of bridge occurrences / 200) × 100 (unit:%).

具体的に、加熱部210として、アントム社製のリフロー炉UNI-6116を用いた。加熱工程では、第1ヒータ211のみを作動させ、第2ヒータ212をオフ状態とした。第1ヒータ211の設定温度は、230℃(比較例1)、260℃(比較例2)、300℃(実施例1)、330℃(実施例2)、および360℃(実施例3)とした。 Specifically, a reflow oven UNI-6116 manufactured by Antomu Co., Ltd. was used as the heating unit 210. In the heating step, only the first heater 211 was operated, and the second heater 212 was turned off. The set temperatures of the first heater 211 are 230 ° C. (Comparative Example 1), 260 ° C. (Comparative Example 2), 300 ° C. (Example 1), 330 ° C. (Example 2), and 360 ° C. (Example 3). did.

また、基板1として、150mm×100mmの矩形状で、厚みが0.8mmのものを用いた。基板1上のランド3の配置は、0201チップ部品を部品間距離70μmで実装する場合を想定したものとした。 Further, as the substrate 1, a rectangular substrate having a size of 150 mm × 100 mm and a thickness of 0.8 mm was used. The arrangement of the lands 3 on the substrate 1 is based on the assumption that the 0201 chip components are mounted at a distance of 70 μm between the components.

さらに、半田ペーストPとして、千住金属製のソルダペーストtype5(粒子径:15~25μm)を用いた。 Further, as the solder paste P, solder paste type 5 (particle size: 15 to 25 μm) made of Senju Metal was used.

比較例1,2および実施例1~3の測定結果を表1に示す。ここで、上昇率は、基板1の表面温度が100℃から200℃まで上昇するのに要した時間をΔt(単位:秒)として、(200-100)/Δt(単位:℃/秒)で表される値である。

Figure 2022047577000002
The measurement results of Comparative Examples 1 and 2 and Examples 1 to 3 are shown in Table 1. Here, the rate of increase is (200-100) / Δt (unit: ° C./sec), where Δt (unit: second) is the time required for the surface temperature of the substrate 1 to rise from 100 ° C. to 200 ° C. The value represented.
Figure 2022047577000002

表1からわかるように、上昇率が4.00℃/秒以上となる条件で、ブリッジ発生率が0%であった。一方、上昇率が4.00℃/秒未満となる条件では、ブリッジ発生率が0%ではなく、ブリッジ現象の発生が確認された。 As can be seen from Table 1, the bridge occurrence rate was 0% under the condition that the rate of increase was 4.00 ° C./sec or more. On the other hand, under the condition that the rate of increase was less than 4.00 ° C./sec, the bridge occurrence rate was not 0%, and the occurrence of the bridge phenomenon was confirmed.

本開示は、半田プリコート基板の製造方法および製造装置に利用できる。 The present disclosure can be used in a method and an apparatus for manufacturing a solder precoated substrate.

1:基板
2:基板本体
3:ランド
4:配線パターン
10:半田プリコート基板の製造装置
11:支持フレーム
11a:直動ガイド機構
11b:印刷ヘッド移動機構
20:制御部
100:供給部
101:基台
102:移動テーブル
103:昇降機構
104:印刷ステージ
104a:基部
104b:支柱
104c:基板ガイド
104d:サイドクランパ
104e:バックアップ昇降機構
104f:バックアップ部
113:印刷ヘッド
113a:支持ビーム
113b:後スキージ
113c:前スキージ
113d:スキージ駆動部
116:マスクプレート
210:加熱部
211:第1ヒータ
212:第2ヒータ
213:筐体
214:加熱プレート
215:通気孔
216:シート
216a:供給ローラ
216b:回収ローラ
217:加熱時押え部
217a:脚
217b:枠体
220:冷却部
220a:通気孔
220b:通気孔
221:冷却ファン
222:冷却時押え部
222a:下ローラ
222b:上ローラ
224:筐体
231:印刷ステージコンベア
232:基板中継コンベア
233:基板搬出コンベア
234:基板搬入コンベア
C:半田溶融核
HA:加熱領域
P:半田ペースト
PA:半田ペースト供給領域
PL:半田粒子
1: Board 2: Board body 3: Land 4: Wiring pattern 10: Solder precoated board manufacturing equipment 11: Support frame 11a: Linear guide mechanism 11b: Print head movement mechanism 20: Control unit 100: Supply unit 101: Base 102: Moving table 103: Elevating mechanism 104: Printing stage 104a: Base 104b: Strut 104c: Board guide 104d: Side clamper 104e: Backup elevating mechanism 104f: Backup unit 113: Print head 113a: Support beam 113b: Rear squeegee 113c: Front Solder 113d: Solder drive part 116: Mask plate 210: Heating part 211: First heater 212: Second heater 213: Housing 214: Heating plate 215: Vent hole 216: Sheet 216a: Supply roller 216b: Recovery roller 217: Heating Time presser 217a: Leg 217b: Frame 220: Cooling part 220a: Vent hole 220b: Vent hole 221: Cooling fan 222: Cooling presser 222a: Lower roller 222b: Upper roller 224: Housing 231: Printing stage conveyor 232 : Substrate relay conveyor 233: Substrate carry-out conveyor 234: Board carry-in conveyor C: Solder melt core HA: Heating region P: Solder paste PA: Solder paste supply region PL: Solder particles

Claims (16)

基板の表面に設けられた複数のランドに半田プリコートを形成することで半田プリコート基板を製造する方法であって、
複数の前記ランドに半田ペーストを供給する供給工程と、
複数の前記ランドの温度が、該ランドの周りの前記基板の表面温度よりも早く、前記半田ペーストに含まれる半田粒子の融点に達するように前記基板を加熱する加熱工程と、
を備える半田プリコート基板の製造方法。
It is a method of manufacturing a solder precoated substrate by forming a solder precoat on a plurality of lands provided on the surface of the substrate.
A supply process for supplying solder paste to a plurality of the above lands, and
A heating step of heating the substrate so that the temperature of the plurality of lands reaches the melting point of the solder particles contained in the solder paste at a temperature higher than the surface temperature of the substrate around the lands.
A method for manufacturing a solder precoated substrate.
前記加熱工程では、前記基板の表面側からよりも、前記基板の裏面側から強く前記基板を加熱する、請求項1に記載の半田プリコート基板の製造方法。 The method for manufacturing a solder precoated substrate according to claim 1, wherein in the heating step, the substrate is heated more strongly from the back surface side of the substrate than from the front surface side of the substrate. 前記加熱工程では、前記基板の裏面側からのみ前記基板を加熱する、請求項2に記載の半田プリコート基板の製造方法。 The method for manufacturing a solder precoated substrate according to claim 2, wherein in the heating step, the substrate is heated only from the back surface side of the substrate. 前記加熱工程では、前記基板の表面の温度が4℃/秒以上の上昇率で上昇するように前記基板を加熱する、請求項1~3のいずれか1項に記載の半田プリコート基板の製造方法。 The method for manufacturing a solder precoated substrate according to any one of claims 1 to 3, wherein in the heating step, the substrate is heated so that the temperature of the surface of the substrate rises at an increase rate of 4 ° C./sec or more. .. 前記加熱工程では、前記基板の裏面に接触する加熱プレートを用いて前記基板を加熱する、請求項1~4のいずれか1項に記載の半田プリコート基板の製造方法。 The method for manufacturing a solder precoated substrate according to any one of claims 1 to 4, wherein in the heating step, the substrate is heated by using a heating plate that contacts the back surface of the substrate. 前記加熱工程では、前記基板と前記加熱プレートとの間にシートを挟んだ状態で前記基板を加熱する、請求項5に記載の半田プリコート基板の製造方法。 The method for manufacturing a solder precoated substrate according to claim 5, wherein in the heating step, the substrate is heated with a sheet sandwiched between the substrate and the heating plate. 前記加熱工程では、前記基板を複数箇所で押さえながら前記基板を加熱する、請求項1~6のいずれか1項に記載の半田プリコート基板の製造方法。 The method for manufacturing a solder precoated substrate according to any one of claims 1 to 6, wherein in the heating step, the substrate is heated while pressing the substrate at a plurality of places. 前記加熱工程の後に、前記基板を複数箇所で押さえながら前記基板を冷却する冷却工程をさらに備える、請求項1~7のいずれか1項に記載の半田プリコート基板の製造方法。 The method for manufacturing a solder precoated substrate according to any one of claims 1 to 7, further comprising a cooling step of cooling the substrate while pressing the substrate at a plurality of places after the heating step. 基板の表面に設けられた複数のランドに半田プリコートを形成することで半田プリコート基板を製造する装置であって、
複数の前記ランドに半田ペーストを供給する供給部と、
複数の前記ランドの温度が、該ランドの周りの前記基板の表面温度よりも早く、前記半田ペーストに含まれる半田粒子の融点に達するように前記基板を加熱する加熱部と、
を備える半田プリコート基板の製造装置。
A device for manufacturing a solder precoated substrate by forming a solder precoat on a plurality of lands provided on the surface of the substrate.
A supply unit that supplies solder paste to the plurality of lands,
A heating unit that heats the substrate so that the temperature of the plurality of lands reaches the melting point of the solder particles contained in the solder paste at a temperature higher than the surface temperature of the substrate around the lands.
A solder pre-coated substrate manufacturing device.
前記加熱部は、前記基板の表面側からよりも、前記基板の裏面側から強く前記基板を加熱する、請求項9に記載の半田プリコート基板の製造装置。 The solder precoated substrate manufacturing apparatus according to claim 9, wherein the heating unit heats the substrate more strongly from the back surface side of the substrate than from the front surface side of the substrate. 前記加熱部は、前記基板の裏面側からのみ前記基板を加熱する、請求項10に記載の半田プリコート基板の製造装置。 The solder precoated substrate manufacturing apparatus according to claim 10, wherein the heating unit heats the substrate only from the back surface side of the substrate. 前記加熱部は、前記基板の表面の温度が4℃/秒以上の上昇率で上昇するように前記基板を加熱する、請求項9~11のいずれか1項に記載の半田プリコート基板の製造装置。 The solder precoated substrate manufacturing apparatus according to any one of claims 9 to 11, wherein the heating unit heats the substrate so that the temperature of the surface of the substrate rises at an increase rate of 4 ° C./sec or more. .. 前記加熱部は、前記基板の裏面に接触して前記基板を加熱する加熱プレートを有する、請求項9~12のいずれか1項に記載の半田プリコート基板の製造装置。 The solder precoated substrate manufacturing apparatus according to any one of claims 9 to 12, wherein the heating unit has a heating plate that comes into contact with the back surface of the substrate to heat the substrate. 前記基板の加熱時に前記基板と前記加熱プレートとの間に挟まれるシートをさらに備える、請求項13に記載の半田プリコート基板の製造装置。 The solder precoated substrate manufacturing apparatus according to claim 13, further comprising a sheet sandwiched between the substrate and the heating plate when the substrate is heated. 前記基板の加熱時に前記基板を複数箇所で押さえる加熱時押え部をさらに備える、請求項9~14のいずれか1項に記載の半田プリコート基板の製造装置。 The solder precoated substrate manufacturing apparatus according to any one of claims 9 to 14, further comprising a heating presser portion that presses the substrate at a plurality of locations when the substrate is heated. 前記加熱された前記基板を冷却する冷却部と、
前記基板の冷却時に前記基板を複数箇所で押さえる冷却時押え部と、をさらに備える、請求項9~15のいずれか1項に記載の半田プリコート基板の製造装置。
A cooling unit that cools the heated substrate, and
The solder precoated substrate manufacturing apparatus according to any one of claims 9 to 15, further comprising a cooling presser portion that presses the substrate at a plurality of locations when the substrate is cooled.
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