JP2610857B2 - 赤外線リフロー用電子部品 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、プリント基板に赤外線リフロー方式により
ハンダ付け着装される赤外線リフロー用電子部品に関
し、特にその表面に露出する樹脂部分の改良された電子
部品に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、プリント基板への電子部品の着装は、プリント
基板に開いた穴に電子部品のリード線を挿入し、ハンダ
浴に浸漬してハンダ付けする方式が採られて来た。

しかし、近年電子部品の着装密度をより上昇させるこ
とが要求されるようになり、穴の開いていないプリント
基板表面に電子部品を着装する方法、即ち、サーフェス
・マウント方式が実用化されて来た。この電子部品をプ
リント基板へ着装する方式の変化に伴い、ハンダ付け方
式も変って来ており、代表的な方式として赤外線リフロ
ー方式がある。この方式は、従来のハンダ浴浸漬方式と
は異なり、例えば、クリーム状のハンダを介してプリン
ト配線の上に乗せられた電子部品と、このクリーム状の
ハンダを同時に赤外線を使って加熱しハンダ付けを行う
方式である。

電子部品は導電体、半導体、絶縁体等の色々な材料を
もって構成されるが、その絶縁体部分に、熱硬化性樹脂
を用いるよりも、射出成形可能な熱可塑性樹脂を用いる
方が、その高生産性により非常に有利である。

電子部品の例としてコネクターを挙げると、従来一般
には、ナイロン66、ポリエチレンテレフタレート、ポリ
ブチレンテレフタレート等の熱可塑性樹脂が、そのボデ
イに使われている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、このような熱可塑性樹脂が露出した表面に用
いられている電子部品を赤外線リフローによるハンダ付
けを行った場合、赤外線照射により樹脂表面の温度が上
昇して溶けると云う問題や表面が発泡すると云う問題が
発生する。

尤も特に耐熱性が要求されるコネクターには、ポリフ
ェニレンサルファイドが使われるが、高価で脆いと云う
欠点もある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは、上記問題の解決法を鋭意検討した結
果、260℃以上の融点を持つ結晶性熱可塑性樹脂を用
い、かつ、その樹脂の結晶化度即ち融解熱量と、吸水率
とを単独ではなく同時にコントロールすることにより、
溶ける、発泡すると云う問題のない、比較的安価な赤外
線リフロー用電子部品が得られることが分り、本発明に
到達できた。

即ち、本発明は、熱可塑性樹脂部分を含む電子部品で
あって、該樹脂部分のうち少なくとも表面に露出する部
分が、射出成形可能な融点260℃以上の結晶性熱可塑性
ポリマーで、かつ、吸水率0.8重量％以下、融解熱量50J
/g以上にコントロールされたポリマーからなることを特
徴とする赤外線リフロー用電子部品に関するものであ
る。

本発明で云う電子部品とは、プリント基板上に着装さ
れる部品を意味し、具体的には、コネクター、コイル、
抵抗、コンデンサー、ダイオード、その他の素子の単独
又は複合化された部品が挙げられる。

又、電子部品の熱可塑性樹脂が露出している表面とし
ては、例えば、コネクターのボデイやケース等が例示さ
れ、又、単に絶縁体として用いたものの一部が表面に露
出しているもの等が挙げられる。

本発明で云う吸水率とは、結晶性熱可塑性ポリマーが
実質的に吸水した量を意味し、JIS K−6810で規定され
る方法で測定された値を云う。又、樹脂が吸水しないポ
リマーもしくは吸水しないガラス繊維、無機フィラー等
が配合されたものである場合は、下記の如く吸水率の補
正をする必要がある。

（結晶性ポリマーの吸水率）＝（組成物の吸水率） ÷（組成物中の結晶性ポリマーの割合） 次に、本発明で云う融解熱量とは、次の測定法に基づ
くものである。

まず樹脂サンプルを一部採り、走査型示差熱量計を用
い20℃/minで昇温させ、融解ピークの開始温度と頂点温
度を測定する。この頂点温度を融点とする。次に同じサ
ンプルから別々の一部を採り（成形品の表面を必ず含む
かたちでサンプリングする、量は10mg程度）、室温から
上記の融解ピーク開始温度まで500℃/minで昇温させ、
ピークが現れるまでその温度を維持する。このピーク面
積から得られた熱量値をもって融解熱量とする。

又、この融解熱量は結晶性熱可塑性ポリマーの純ポリ
マー量で換算したものを云い、ガラス繊維、無機フィラ
ー、難燃剤等が配合された組成物である場合は、下記の
如く融解熱量の補正をする必要がある。

（結晶性ポリマーの融解熱量）＝（組成物の融解熱量） ÷（組成物中の結晶性ポリマーの割合） 本発明に用いられる結晶性ポリマーは、例えばナイロ
ン66、ナイロン46、芳香族ポリアミド、ポリエチレンテ
レフタレート等である。これらのポリマーの融点は260
℃以上であることが必要である。融点が260℃未満の場
合は、赤外線リフロー装置に供給した場合に、ポリマー
が溶けたり、発泡したりする。溶融、発泡の面から見る
と290℃以上の融点が好ましいが、融点が290℃を超える
と、ポリマーの成形性が悪くなる。従って、260℃以上2
90℃以下の融点を有するポリマーにおいて吸水率と融解
熱量を以下に述べる如くコントロールした場合、成形性
も良好でかつ溶融、発泡も起こらず特に好ましい。

赤外線リフロー装置に供給される際の結晶性ポリマー
の吸水率は0.8重量％以下にコントロールされる。吸水
率が0.8重量％を超えると、ポリマーが発泡し易くな
る。又、融解熱量50J/g以上にコントロールされている
必要があり、好ましくは60J/g以上、更に好ましくは70J
/g以上である。融解熱量が50J/g未満になると、ポリマ
ーの溶融、発泡が起こり易くなる。

本発明で使用される結晶性ポリマーは、更に無機フィ
ラーにより補強されたものでも良く、他ポリマーをブレ
ンドしたものでも良いが、他ポリマーとのブレンドにお
いては、融点260℃以上の結晶性ポリマーが50重量％以
上の範囲に限定され、好ましくは80重量％以上の範囲で
ある。

本発明で使用される結晶性ポリマーは、又、既知の方
法で難燃化を行っても良いし、成形加工性を上げるため
滑剤、核剤を配合しても良い。

吸水率、融解熱量をコントロールする方法の例として
は、真空又は窒素ガス雰囲気下で加熱する方法があり、
加熱温度はポリマーのガラス転移点以上であることが望
ましい。

〔実施例〕

以下に、実施例、比較例を用いてより詳細に説明す
る。

プリント基板として、Sunhayato製、1.6×150×100mm
のガラスエポキシ基板（片面、全面銅コーティング）を
用い、赤外線加熱装置に山崎電気工業（株）製の赤外線
リフロー装置（型番85052）を用いた。この装置は、エ
ンドレスベルトとベルトの上下に夫々３個づつ設けた加
熱ヒーターとからなるものであり、ベルトスピードは32
0mm/minで、上側ヒーターはNo.1 425℃、No.2 245
℃、No.3 540℃の順に並び、下側ヒーターはNo.4 355
℃、No.5 165℃、No.6 470℃、の順に並んでいる。

上記のプリント基板を、銅コーティング面を上にして
サンプル樹脂を乗せずに上記装置のベルト上に乗せ、装
置内を通過させた。

その時銅面に熱電対をテフロンテープを用いて貼りつ
け温度を測定したところ、ベルト上の最高温度個所で22
0℃を記録した。

上記条件で第１表に示す各種の樹脂サンプルをプリン
ト基板の銅コーティング面を上に向け、更にサンプルを
乗せ、前記赤外線リフロー装置内を通過させ、樹脂サン
プルの溶融状態を観察した。

結果を第１表に示す。

なお、融解熱量の測定については、パーキンエルマー
社製DSC7型を用い、吸水率、融解熱量のコントロールは
窒素ガス雰囲気下で加熱する方式を採った。

〔発明の効果〕 電子部品の少なくともその表面露出部分の樹脂が、本
発明で規定した吸水率と融解熱量にコントロールされた
融点260℃以上の結晶性熱可塑性ポリマーからなる電子
部品は、赤外線リフロー方式によるハンダ付けで溶けた
り、発泡したりすると云う心配なしに、プリント基板へ
の着装が可能である。

たとえば、実施例１および２のパンチ装置22について
は、パンチピン29およびガイドブッシュ30,32がファイ
ンセラミックスの焼結体で形成される場合について説明
したが、本発明は前記各実施例に限定されるものではな
く、たとえば超硬合金の焼結体など、他の焼結体につい
ても広く適用可能とされ、特にパンチピン29とガイドブ
ッシュ30,32とが同じ材質の焼結材で形成されることが
望ましい。

また、パンチピン29およびガイドブッシュ32の形状な
どについては、第２図から第５図に示すような形状に限
定されるものではなく、たとえば２条以上の螺旋状の溝
を形成したり、また溝の形状を三角溝に形成するなど、
種々の変形が可能である。

さらに、パンチピン29の軸数についても、グリーンシ
ート21の大きさおよびスルーホール孔の穴明けピッチな
どに応じて変更可能である。

また、前記各実施例のパンチ装置22においては、パン
チピンホルダ26の流通路26aに圧縮気体の一例としての
圧縮空気を供給する場合について説明したが、たとえば
冷却ガス、または所定温度の熱風などを供給することも
可能であり、冷却ガスを供給した場合には、より一層パ
ンチ装置、特にパンチピン29の摺動部の冷却効果を向上
させることができる。また、熱風を供給した場合におい
ては、構成部品の熱膨張差を利用して摺動部のクリアラ
ンスを適切に保持することができる。

以上の説明では、主として本発明者によってなされた
利用分野であるグリーンシート21の被加工物に用いられ
るパンチ装置22に適用した場合について説明したが、こ
れに限定されるものではなく、他の穴明け加工について
も広く適用可能である。

［発明の効果］ 本願において開示される発明のうち、代表的なものに
よって得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおり
である。

（１）．単数はまた複数のパンチピンが保持されるパン
チピンホルダの上方および下方に、パンチピンが駆動す
る貫通孔が形成されたベースプレートおよいストリッパ
プレートがそれぞれ一体に固定され、かつこれらのベー
スプレートおよびストリッパプレートの貫通孔に、パン
チピンの軸部が摺動する貫通孔が形成された案内部材が
それぞれ内設され、パンチピンの軸部が案内部材の貫通
孔に摺動可能に嵌合されることにより、パンチピンの位
置決め構造を案内部材のみで形成することができるの
で、位置決め構造が簡単化され、かつ簡単な構造におい
てパンチピンの位置決めを容易に行うことができる。

（２）．パンチピンホルダに圧縮気体の流通路が形成さ
れ、パンチピンの軸部がこの流通路を貫通して案内部材
の貫通孔に摺動可能に嵌合されることにより、流通路を
通じて案内部材とパンチピンの軸部との間に圧縮気体を
流すことができるので、案内部材とパンチピンとの摩耗
が軽減され、パンチピンの移動を円滑に行うことができ
る。

（３）．ストリッパプレートの貫通孔に、パンチピンの
刃先が貫通する貫通孔が形成されたストリッパチャンバ
が案内部材の下方に内設され、かつパンチピンの軸部
が、パンチピンホルダに形成された圧縮気体の流通路を
貫通して案内部材の貫通孔に摺動可能に嵌合されること
により、圧縮気体をパンチピンの刃先に沿って被加工物
に向かって流すことができるので、パンチピンの刃先に
付着した穴明け屑を除去することができ、同時に被加工
物上いに付着した穴明け屑も圧縮気体によって除去する
ことができる。

（４）．パンチピンおよび案内部材が、焼結体、同じ材
質の焼結体、超硬合金の焼結体、またはファインセラミ
ックスの焼結体で形成されることにより、案内部材とパ
ンチピンとの耐摩耗性を向上させることができるので、
パンチピンおよび案内部材の長寿命化を図ることができ
る。

（５）．パンチピンが焼結体で形成され、かつ軸部のス
トリッパプレート側の端部に少なくとも１条の螺旋状の
溝が形成されることにより、案内部材とパンチピンとの
間の圧縮気体の流れを良くすることができるので、一層
案内部材とパンチピンとの摩耗が軽減され

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱可塑性樹脂部分を含む電子部品であっ
   て、該樹脂部分のうち少なくとも表面に露出する部分
   が、射出成形可能な融点260℃以上の結晶性熱可塑性ポ
   リマーで、かつ、吸水率0.8重量％以下、融解熱量50J/g
   以上にコントロールされたポリマーからなることを特徴
   とする赤外線リフロー用電子部品。