JP3166374B2 - プリント配線板のパッド平坦化方法および平坦化装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリント配線板の半田
付け用パッド上に形成された半田を平坦に成形するプリ
ント配線板のパッド平坦化方法およびプリント配線板用
パッド平坦化装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】プリント配線板に形成されるパッドは、
近年のＩＣ類の微細ピッチ化に伴って形成間隔が狭めら
れる微細化する傾向にある。このため、パッドに半田ペ
ーストによって半田層を形成したり、ＩＣリードを接合
するときにパッド間に半田ブリッジが生じ易い。従来で
は、銅パターン（パッド）上に半田ペーストを塗布した
り半田めっきを施したりして半田層を形成し、その後、
リフロー処理を行って半田を溶融，固形化することで半
田ブリッジの発生を抑える手法が採られていた。

【０００３】しかしながら、前記半田層はリフロー処理
による溶融時に表面張力によって上面が略半球状にな
り、そのままの状態で固形化してしまう関係から、後工
程のＩＣ実装工程でこの半田上にＩＣ等の外部リードを
位置決めして載せると、リードがパッドから脱落し易く
なってしまう。従来では、このような不具合を解消する
ために、パッド上面を平坦に成形する種々の手法が提案
されている。この平坦化方法の例を図１８および図１９
によって説明する。

【０００４】図１８（ａ）〜（ｃ）は例えば特開平２−
１７４２３２号公報に開示された従来のパッド平坦化方
法を説明するための断面図である。同図（ａ）は銅パタ
ーン上に半田層を形成した状態を示し、同図（ｂ）はリ
フロー処理後の状態を示し、同図（ｃ）は平板状のツー
ルでパッドを加圧している状態を示す。

【０００５】図１８（ａ）〜（ｃ）において、１はプリ
ント配線板本体、２はプリント配線板本体１上の所定位
置に形成された半田付け用パッドとしての銅パターンで
ある。この銅パターン２上には半田層３が形成されてい
る。この半田層３は、半田ペーストを銅パターン２上に
塗布したり、銅パターン２に半田めっきを施したりして
形成されている。４はプリント配線板本体１を保持する
テーブル、５はパッド上の半田を押圧して成形するため
の平板状のツールである。

【０００６】このパッド平坦化方法は、先ず、図１８
（ａ）に示すように銅パターン２上に半田層３を形成
し、このプリント配線板本体１にリフロー処理を施す。
リフロー後は、同図（ｂ）に示すように、半田層３は溶
融，固形化されてその上端面が略半球状になり、銅パタ
ーン２に融着してパッド上面を構成するようになる。こ
のパッド上面を図中符号６で示す。

【０００７】次いで、このプリント配線板本体１をテー
ブル４上に載置固定させ、プリント配線板本体１に上方
から平板状のツール５を圧接させる。すなわち、パッド
上面６はこのツール５によって塑性変形されて上部が平
坦に成形される。パッド上面６に形成された平坦化面を
符号６ａで示す。

【０００８】ところが、プリント配線板本体１は種々の
熱履歴を経て形成されることから図１８（ｂ）に示すよ
うに反っていることがある。このように反った状態のプ
リント配線板本体１にツール５を圧接させて平坦化を行
うと、平坦化されないパッド上面６が残存し易い。すな
わち、複数存在するパッド上面６のうちツール５に接し
なかったり加圧力が小さかったパッド上面６が平坦化さ
れないまま残ることになる。

【０００９】これを防止するためには、加圧力を増大さ
せて図１８（ｃ）に示すように反り部分を変形させて修
正しつつ平坦化を行えばよい。しかし、このようにした
のでは、加圧力を増大させることによってプリント配線
板本体１や銅パターン２が損傷され易くなってしまい、
品質上問題となる。

【００１０】加圧力を小さく抑えて上述した不具合を解
消した平坦化方法としては、例えば特開平３−１３２０
９３号公報に開示されたように、パッド上面を加熱した
状態で平坦化するものがある。この平坦化方法を図１９
によって説明する。

【００１１】図１９は加熱源を有する半田プレス装置で
パッド上面の平坦化を行う従来の平坦化方法を説明する
ための断面図で、同図において前記図１８で説明したも
のと同一もしくは同等部材については、同一符号を付し
詳細な説明は省略する。図１９において、７は平坦化用
ツール５の内部に装填された加熱源を示す。

【００１２】この平坦化方法では、ツール５を加熱源７
で加熱した状態でパッド上面６に圧接させて平坦化を行
う構成であった。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、この方法に
よればパッド上面６は加熱された状態で平坦化されるこ
とから常温で加工するよりは荷重を小さくすることがで
きるが、プリント配線板本体１の反りに追随させて平坦
化するすることは困難であった。すなわち、平板状のツ
ール５でパッド上面６を押圧して平坦化する原理は先に
説明した例と同じであるから、プリント配線板本体１の
反りやパッド上面６の高さのばらつきの影響を受け易
い。

【００１４】しかも、加熱状態で平坦化を行うのでは、
熱によりパッド上面６の品質が低下し易くなるという不
具合が生じると共に、加熱源７の制御や加熱時間の確保
等が必要になる関係から実施するに当たって作業が複雑
になってしまう。すなわち、加熱しながら加圧を行う平
坦化方法は実用的ではなかった。

【００１５】本発明はこのような問題点を解消するため
になされたもので、プリント配線板の反りやパッド上面
の高さのばらつきの影響を受けずに全てのパッド上面を
平坦化することができ、しかも、実用的である平坦化方
法および平坦化装置を得ることを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明に係るプリント配
線板のパッド平坦化方法は、外周面にパッド加工面が形
成されたローラを、プリント配線板の半田層付きパッド
に押し付けると共にパッド形成面に沿って転動させるも
のである。

【００１７】本発明に係るプリント配線板用パッド平坦
化装置は、プリント配線板を位置決め保持するテーブル
と、プリント配線板上のパッドに対向するローラを有し
かつ上下移動自在に構成された加圧装置と、前記テーブ
ルと加圧装置の少なくとも一方をプリント配線板のパッ
ド形成面に沿って移動させる移動装置とを備えたもので
ある。

【００１８】

【作用】ローラが回転することでパッドが平坦化される
から、パッド単位で平坦化が行われる。また、プリント
配線板が反っていたり、パッドの高さにばらつきがある
場合には、ローラはその反りやパッド高さのばらつきに
追随して転動位置が変わる。

【００１９】

【実施例】実施例１． 以下、本発明の一実施例を図１ないし図３によって詳細
に説明する。図１は本発明に係るプリント配線板のパッ
ド平坦化方法を実施する際に使用するパッド平坦化装置
の正面図、図２は同じく要部を拡大して示す側面図、図
３はローラによって平坦化を行っている状態を示す拡大
断面図である。これらの図において前記図１８および図
１９で説明したものと同一もしくは同等部材について
は、同一符号を付し詳細な説明は省略する。なお、図１
〜図３に示したパッド平坦化装置は、特許請求の範囲の
請求項２，４，５に記載されたパッド平坦化装置に対応
するものである。

【００２０】これらの図において、符号１１はプリント
配線板用パッド平坦化装置である。このパッド平坦化装
置１１は、本体テーブル１２上に配線板移動装置１３
と、平坦化用加圧装置１４とを装着させて構成されてい
る。

【００２１】前記配線板移動装置１３は従来周知のＸＹ
テーブルであって、本体テーブル１２上に設けられたＹ
軸テーブル１５と、このＹ軸テーブル１５上に設けられ
たＸ軸テーブル１６と、このＸ軸テーブル１６上に固定
されたプリント配線板保持用テーブル４とから形成され
ている。前記Ｙ軸テーブル１５はＹ軸モータ１５ａによ
って駆動されて図１の紙面と直交する方向へ移動する構
造になっており、Ｘ軸テーブル１６はＸ軸モータ１６ａ
によって駆動されて図１の左右方向へ移動する構造にな
っている。また、プリント配線板保持用テーブル６は、
本実施例では位置決めピン１７によってプリント配線板
本体１を位置決め保持するように構成されている。

【００２２】前記加圧装置１４は、本体テーブル１２の
上部に支持固定された正面視門型状のフレーム１８に昇
降テーブル１９を昇降自在に取付けて形成されている。
この昇降テーブル１９は、装置前方（図１の紙面より手
前側）に延びる保持具２０が固着され、フレーム１８に
レール２１を介して上下方向へのみ移動自在に取付けら
れている。そして、この昇降テーブル１９は、上下方向
へ延びるねじ軸２２が螺合しており、このねじ軸２２を
介してフレーム上部のモータ２３に連結されている。

【００２３】すなわち、モータ２３を駆動させてねじ軸
２２を回動させることによって、この昇降テーブル１９
が昇降することになる。なお、昇降テーブル１９の近傍
に位置する符号２４で示すものは、昇降テーブル１９が
上方向の停止位置まで移動したことを検出するための位
置センサである。

【００２４】昇降テーブル１９の保持具２０にはロータ
リアクチュエータ２５を介して加圧ヘッド２６が取付け
られている。ロータリアクチュエータ２５は、回転軸２
７に加圧ヘッド２６が固着され、この回転軸２７を鉛直
軸回りに回動させて加圧ヘッド２６の向きを変える構造
になっている。なお、回転軸２７の回動角度は９０度に
設定されている。

【００２５】加圧ヘッド２６は、前記回転軸２７に固着
された断面下向きＬ字状の支持具２８と、この支持具２
８にレール２９を介して昇降自在に支持されたローラテ
ーブル３０と、このローラテーブル３０にローラ支持具
３１および支軸３２を介して回転自在に支持されたロー
ラ３３と、前記支持具２８の前方延在部２８ａと前記ロ
ーラ支持具３１との間に介装された加圧用圧縮コイルば
ね３４と、前記ローラテーブル３０の上方向の停止位置
を検出する位置センサ３５とから構成されている。そし
て、本実施例では、一つの加圧ヘッド２６に対してロー
ラ３３が２つ、別個の支持機構（前記レール２９，ロー
ラテーブル３０，ローラ支持具３１，支軸３２および圧
縮コイルばね３４）を介して取付けられている。なお、
これに対応して位置センサ３５も２つ設けられている。

【００２６】前記２つのローラ３３，３３は、外径が互
いに同一とされて外周面に平坦な加工面が形成されてお
り、軸線を水平方向に向けて加圧ヘッド２６に取付けら
れている。しかも、２つのローラ３３は軸線方向に間隔
をおき、かつ上下方向の位置が同一となるように装着さ
れている。この両ローラ３３の間隔は、プリント配線板
本体１のパッド間隔に一致させて設定されている。ま
た、両ローラ３３の外径は、プリント配線板本体１上に
複数並んで位置するパッド上面６の並設間隔より十分に
大きな寸法になっている。

【００２７】すなわち、この加圧ヘッド２６では、ロー
ラ３３を上方へ向けて押圧すると、ローラテーブル３０
が圧縮コイルばね３４を圧縮させながら上方へ移動す
る。言い換えれば、モータ２３を駆動して昇降テーブル
１９と共に加圧ヘッド２６を下げ、両ローラ３３を移動
装置１３上のプリント配線板本体１に圧接させると、圧
縮コイルばね３４の弾発力がローラ３３を介してプリン
ト配線板本体１に上方から加えられることになる。この
パッド平坦化装置１１は、上述したようにローラ３３を
プリント配線板本体１（パッド上面６）に押し付けて平
坦化を行う。

【００２８】また、図１において符号３６で示すもの
は、前記パッド平坦化装置１１の各機器を総合的に制御
するＮＣである。

【００２９】次に、上述したように構成されたパッド平
坦化装置１１によってパッド上面６を平坦に成形する手
順を説明する。先ず、予め銅パターン上に半田層が形成
されてリフロー処理されたプリント配線板本体１を移動
装置１３のテーブル４上に位置決め固定する。このとき
には位置決めピン１７を用いて正確に位置決めを行う。
なお、本実施例では、プリント配線板本体１として電子
部品半田付け用パッドが図１の紙面と直交する方向に多
数、２列に形成されたものを使用する例について説明す
る。なお、このプリント配線板本体１には、２方向にリ
ードが延びる電子部品が実装される。

【００３０】上述したようにプリント配線板本体１を位
置決めした後、Ｙ軸テーブル１５およびＸ軸テーブル１
６を駆動させ、プリント配線板本体１をパッド上面６の
平坦化を行うための加工始点に位置づける。

【００３１】次に、モータ２３を駆動させて昇降テーブ
ル１９を下降させる。このようにすると、先ず、ローラ
３３がプリント配線板本体１の加工始点に当接し、引き
続き下降させることによって、ローラ３３がローラテー
ブル３０と共に支持具２８に対して上側へずれて圧縮コ
イルばね３４が圧縮されるようになる。このときに、ロ
ーラ３３が加工始点に上方から加圧力をもって押し付け
られてプリロードの開始状態になる。

【００３２】前記加圧力は、ローラテーブル３０の支持
具２８に対する上昇量が多くなればなるほど大きくなる
ため、所望の加圧力が得られるまでローラテーブル３０
を支持具２８とは相対的に上昇させることによって設定
される。本実施例では、設定加圧力となるような位置に
ローラテーブル３０が移動したことを位置センサ３５に
よって検出している。言い換えれば、この位置センサ３
５は、設定加圧力の得られる位置にあるローラテーブル
３０を検出するような位置に取付けられている。このた
め、位置センサ３５がローラテーブル３０を検出した時
点でモータ２３を停止させることによって、プリロード
が終了することになる。なお、前記加圧力は、パッド上
面６を形成する半田の頂部のみが塑性変形するように設
定している。

【００３３】上述したようにプリロードが終了した後、
Ｙ軸テーブル１５によってプリント配線板本体１を水平
移動させ、パッド上面６の平坦化加工を開始する。な
お、プリント配線板本体１の装着向きが本実施例とは異
なり半田付け用パッドの並設方向が図１において左右方
向である場合には、ロータリアクチュエータ２５によっ
て加圧ヘッド２６を９０度回した状態で前記プリロード
を行い、Ｘ軸テーブル１６を駆動させて平坦化加工を行
う。

【００３４】平坦化加工は図３に示すように行われる。
図３に示すようにプリント配線板本体１が矢印Ａ方向へ
移動する場合、ローラ３３は回転自在に加圧ヘッド２６
に支持されているために加工面（ローラ３３の外周面）
とパッド上面６との摩擦力によって同図中矢印Ｂ方向へ
回転する。すなわち、ローラ３３がプリント配線板本体
１上を相対的に転動することになり、パッド上面６を乗
り越えるときにパッド上面６が加圧成形され、平坦化面
６ａが形成されることになる。

【００３５】プリント配線板本体１上の全てのパッド上
面６がローラ３３によって成形された後は、モータ２３
を駆動させて加圧ヘッド２６を昇降テーブル１９と共に
上昇させ、ローラ３３をプリント配線板本体１の上方の
初期位置へ戻す。このときの昇降テーブル１９の停止時
期は、位置センサ２４が昇降テーブル１９を検出したと
きとされる。そして、プリント配線板本体１を移動装置
１３から取外す。

【００３６】したがって、ローラ３３が回転することで
パッド上面６が平坦化されるから、１〜数パッド単位で
順次連続して平坦化が行われる。このため、平坦化を行
うときの加圧力としては、ローラ３３が圧接するパッド
上面６のみを成形させるだけの小さな値とすることがで
きる。また、プリント配線板本体１が反っていたり、パ
ッド上面６の高さにばらつきがある場合には、ローラ３
３はその反りやパッド高さのばらつきに追随して転動位
置が変わるから、これらの影響を受けることなくプリン
ト配線板本体１上の全てのパッド上面６にわたって均一
な平坦化面６ａを形成することができる。

【００３７】実施例２． 上述した実施例１ではプリント配線板本体１として半田
付け用パッドが２列に形成された（２方向にリードが延
びる電子部品が実装される）ものを使用したが、４方向
にリードが延びる半導体装置（以下、この半導体装置を
ＱＦＰという）が実装されるプリント配線板本体を用い
ることもできる。この例を図４および図５によって説明
する。

【００３８】図４はＱＦＰが実装されるプリント配線板
を示す平面図、図５はＱＦＰ実装用プリント配線板を使
用する場合に自動制御を行うためのシーケンス図であ
る。図４に示すプリント配線板本体１は、図中二点鎖線
で示すＱＦＰ型半導体装置４１が２箇所に実装できるよ
うに半田付け用パッド４２が形成されている。すなわ
ち、パッド４２をＱＦＰ型半導体装置の外部リード（図
示せず）と対応する数だけ並べてなるパッド列が、ＱＦ
Ｐ型半導体装置の４辺となる位置に形成され、４つのパ
ッド列からなるパッド群が２箇所に設けられている。こ
のパッド群を符号４３，４４で示し、各パッド群４３，
４４のパッド列を４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，４
４ａ，４４ｂ，４４ｃおよび４４ｄで示す。

【００３９】また、図４において符号４５は前記移動装
置１３の位置決めピン１７が嵌入する位置決め穴であ
る。

【００４０】次に、このように形成されたプリント配線
板本体１を図１および図２に示したパッド平坦化装置１
１に装着させてパッド上面の平坦化を行う手順について
説明する。先ず、図４に示したプリント配線板本体１を
移動装置１３のテーブル４上に位置決め固定する。この
ときには位置決めピン１７を位置決め穴４５に嵌入させ
て位置決めする。なお、プリント配線板本体１の向き
は、プリント配線板本体１の長手方向が図１において左
右方向となるようにする。

【００４１】その後、不図示の自動運転スイッチをＯＮ
させる。自動運転スイッチがＯＮされると、図５に示す
シーケンスがＮＣ３６の制御によって作動するようにな
る。以下、平坦化加工の動作を図５によって説明する。
先ず、図５中にステップＳ１に示すように移動装置１３
が作動してプリント配線板本体１をパッド列４３ａ，４
３ｃの加工始点に移動させて位置決めする。この加工始
点や後述する加工終点は、予めティーチング等によって
移動装置１３に位置指定されており、ＮＣ３６によって
制御される構成になっている。

【００４２】次に、ステップＳ２においてモータ２３が
作動し、ローラ３３を加圧ヘッド２６，昇降テーブル１
９等と共に下降させる。この下降動作は位置センサ３５
がローラテーブル３０を検出するまで行われ、プリロー
ドが終了する。そして、ステップＳ３にて移動装置１３
のＹ軸テーブル１５が作動し、パッド列４３ａ，４３ｃ
の各パッド４２が平坦化加工される。すなわち、２列の
パッド列が同時に加工されることになる。

【００４３】加工終点までプリント配線板本体１が移動
した後、ステップＳ４にてモータ２３が作動してローラ
３３を上昇させる。上昇動作終了時期は位置センサ２４
によって検出される。そして、ステップＳ５にてロータ
リアクチュエータ２５が加圧ヘッド２６を９０度回し、
ステップＳ６で移動装置１３がプリント配線板本体１を
パッド列４３ｂ，４３ｄの加工始点に移動させて位置決
めする。

【００４４】このようにした後、ステップＳ７に示すよ
うに再びモータ２３が作動し、ローラ３３を前記加工始
点に押し付けてプリロードを行う。そして、ステップＳ
８で移動装置１３のＸ軸テーブル１６によってプリント
配線板本体１を移動させて前記パッド列４３ｂ，４３ｄ
の平坦化加工を行う。加工終点まで移動した後、ステッ
プＳ９にてモータ２３が作動しローラ３３が上昇させ
る。以上でパッド群４３の全てのパッド４２が平坦化加
工されたことになる。

【００４５】次に、ステップＳ１０に示すようにロータ
リアクチュエータ２５がステップＳ５のときとは逆方向
に加圧ヘッド２６を９０度回し、ステップＳ１１で移動
装置１３がパッド列４４ａ，４４ｃの加工始点へプリン
ト配線板本体１を移動させる。しかる後、このパッド列
４４ａ，４４ｃの平坦化加工を行い、前記ステップＳ３
〜Ｓ１０と同じ動作を行ってパッド群４４の全てのパッ
ド４２の平坦化を行う（ステップＳ１２）。このように
してプリント配線板本体１の全てのパッド４２が平坦化
加工される。

【００４６】したがって、ＱＦＰ型半導体装置実装部が
複数設けられたプリント配線板であっても連続自動的に
平坦化加工を行うことができるから、前記実施例１と同
等の効果が得られることに加え、プリント配線板を製造
するに当たり生産性を向上させてコストを低減させるこ
とができる。

【００４７】実施例３． 上述した各実施例では平坦化加工を常温で行う例につい
て説明したが、ローラおよびパッド部を加熱するように
構成してもよい。この実施例を図６によって説明する。
図６は加熱装置を備えたパッド平坦化装置の要部を拡大
して示す側面図で、同図において前記図１および図２で
説明したものと同一もしくは同等部材については、同一
符号を付し詳細な説明は省略する。図６において、４６
は加熱装置本体としての熱風吹き出しノズル、４７はこ
の熱風吹き出しノズル４６から吹き出された高温気体で
ある。前記熱風吹き出しノズル４６は、不図示の高温気
体発生供給装置に連通されて高温気体４７をローラ３３
およびプリント配線板本体１の上面に吹き付ける構造に
なっており、加圧ヘッド２６の支持具２８に不図示のブ
ラケット等を介して支持固定されている。

【００４８】このように構成した場合、プリント配線板
本体１の取付け取外しおよび各パッド上面６の平坦化加
工は前記実施例１と同様であるが、平坦化加工を行う以
前に熱風吹き出しノズル４６から高温気体４７を吹き出
させてローラ３３，パッド上面６を加熱する。すなわ
ち、ローラ３３，パッド上面６を加熱した状態でローラ
３３をパッド上面６に圧接させ、ローラ３３を回転させ
ながら平坦化加工を行う。

【００４９】また、熱風吹き出しノズル４６が支持具２
８に固定されているため、加圧ヘッド２６が９０度回っ
たとしても常にローラ３３，パッド上面６に高温気体４
７を吹き付けることができる。このため、前記実施例２
で示したような、パッド列が半導体装置実装部の４辺と
なる位置に形成されたプリント配線板であっても、生産
性よく平坦化加工を行うことができる。

【００５０】本実施例では、加熱した状態で平坦化を行
うことから、加圧力をさらに小さくすることが可能とな
り、パッド上面６の下地となる銅パターンやプリント配
線板本体１への負担を軽減できる。このため、プリント
配線板の品質および信頼性を高めることができる。

【００５１】実施例４. 上述した各実施例ではローラ３３がプリント配線板本体
１に圧接された状態でプリント配線板本体１を移動させ
ることによってローラ３３を回転させたが、ローラ３３
を専用の駆動装置によって回転させることもできる。こ
の実施例を図７に示す。

【００５２】図７はローラ回転装置を備えたパッド平坦
化装置の要部を拡大して示す正面図である。同図におい
て前記図１および図２で説明したものと同一もしくは同
等部材については、同一符号を付し詳細な説明は省略す
る。図７において、４８はローラ３３を回転駆動するた
めのモータで、このモータ４８は、加圧ヘッド２６のロ
ーラ支持具３１に固定され、支軸３２と共にローラ３３
を単独で回転させるように構成されている。

【００５３】本実施例では、パッド上面６の平坦化加工
を行うときにローラ３３をパッド上面６に圧接させると
共にモータ４８によって回転させる。なお、ローラ３３
の回転方向は、上述した各実施例と同様に、プリント配
線板本体１の移動方向に沿うような方向とする。

【００５４】このように構成すると、平坦化加工を行う
ときにローラ３３とパッド上面６との摩擦が小さくなる
から、より一層平滑な平坦化面を得ることができる。こ
のため、プリント配線板の品質向上および歩留り向上に
寄与できる。

【００５５】実施例５． 本発明に係るパッド平坦化装置においては、ローラの外
周面を常に平滑に保たせるために清掃装置を設けること
もできる。この実施例を図８によって説明する。

【００５６】図８はローラ用清掃装置を備えたパッド平
坦化装置の要部を拡大して示す側面図である。同図にお
いて前記図１および図２で説明したものと同一もしくは
同等部材については、同一符号を付し詳細な説明は省略
する。図８において、４９はローラ３３の加工面（外周
面）を清掃するための清掃装置である。この清掃装置４
９は、移動装置１３のテーブル４上に固定された保持具
５０と、この保持具５０に支持ブラケット５１および支
持軸５２を介して回転自在に支持された研磨砥石５３
と、保持具５０に支持ブラケット５４および支持軸５５
を介して回転自在に支持された清掃ローラ５６等とから
構成されている。

【００５７】前記研磨砥石５３は円筒状に形成されてそ
の外周面がローラ３３の加工面に添接している。そし
て、この研磨砥石５３は不図示のモータによって回転す
るように構成されている。前記清掃ローラ５６は、発泡
プラスチック（スポンジ）によって円筒状に形成され、
その外周面がローラ３３の加工面に添接している。

【００５８】この実施例では、回転しているローラ３３
に研磨砥石５３を回転させた状態で圧接させることによ
って、ローラ加工面の研磨を行う。さらに、この研磨と
同時に研磨屑等が清掃ローラ５６によって拭き取られ
る。すなわち、平坦化加工を繰り返し行うことによって
ローラ３３の加工面は半田が付着し凹凸が生じるが、本
実施例のように加工面を研磨することによって、加工面
に付着した半田等の異物を除去することができる。この
清掃処理によって、ローラ３３の加工面は常に新生面と
なるから、凹凸が少なく高品質な平坦化面が得られる。
このため、プリント配線板の品質向上および歩留り向上
に寄与できる。

【００５９】実施例６． 本発明に係るパッド平坦化装置は、ローラをガラスやセ
ラミック等の半田が付着し難い材料によって形成するこ
とができる。この実施例を図９に示す。図９は半田が付
着し難い材料よって形成されたローラを示す側面図であ
る。同図において前記図１および図２で説明したものと
同一もしくは同等部材については、同一符号を付し詳細
な説明は省略する。

【００６０】図９において、５７は半田が付着し難い材
料によって形成されたローラで、このローラ５７の材料
としては、ガラスやセラミック等である。このローラ５
７は、回転が円滑に行われるように支軸３２との間に軸
受５８が介装されている。

【００６１】このように構成すると、平坦化加工を行う
ときにローラ５７の加工面に半田が付着し難くなるか
ら、凹凸の少ない高品質な平坦化面が得られる。このた
め、プリント配線板の品質向上および歩留り向上に寄与
できる。

【００６２】実施例７． 本発明に係るパッド平坦化装置は、２つ設けられたロー
ラの間隔を変えることができるように構成することがで
きる。この実施例を図１０によって説明する。なお、こ
の実施例で示したパッド平坦化装置は、特許請求の範囲
の請求項６に記載されたパッド平坦化装置に対応するも
のである。図１０はローラ間隔調整装置を備えたパッド
平坦化装置の要部を示す正面図で、同図において前記図
１および図２で説明したものと同一もしくは同等部材に
ついては、同一符号を付し詳細な説明は省略する。

【００６３】図１０において、５９は一対のローラ３３
の間隔を変えるためのアクチュエータである。このアク
チュエータ５９は、モータやエアシリンダ等を駆動源と
して構成され、加圧ヘッド２６の２つのローラテーブル
３０にそれぞれ支持固定されており、両ローラ３３，３
３を図１０において左右方向へ進退させる構造になって
いる。

【００６４】本実施例では、各種プリント配線板に２列
に形成されたパッド列のピッチに２つのローラ３３のピ
ッチ（図１０中符号Ｃで示す）をアクチュエータ５９に
よって合致させることができる。このため、本発明に係
るパッド平坦化装置に多品種のプリント配線板を適用で
きるようになる。

【００６５】実施例８． 本発明に係るパッド平坦化装置では、平坦化加工を行う
ときの加圧力を設定するに当たり、圧縮コイルばねの弾
発力を検出する荷重センサを用いることができる。この
実施例を図１１によって説明する。なお、この実施例で
示したパッド平坦化装置は、特許請求の範囲の請求項３
に記載されたパッド平坦化装置に対応するものである。

【００６６】図１１は加圧力設定用荷重センサを備えた
パッド平坦化装置の要部を破断して示す正面図で、同図
において前記図１および図２で説明したものと同一もし
くは同等部材については、同一符号を付し詳細な説明は
省略する。図１１において、６０は荷重センサで、この
荷重センサ６０は加圧ヘッド２６における支持具２８の
前方延在部２８ａと圧縮コイルばね３４の上端との間に
介装されている。

【００６７】本実施例においてローラ３３からプリント
配線板本体に加えられる加圧力を設定する（プリロード
を行う）には、圧縮コイルばね３４の弾発力を荷重セン
サ６０により検出し、この荷重センサ６０によって求め
られた荷重が設定荷重になるまで加圧ヘッド２６を下降
させることによって行う。

【００６８】このように構成すると、加圧力を、多品種
のプリント配線板の各仕様に応じた値となるように、自
動的に調整できるようになる。

【００６９】実施例９． 本発明に係るパッド平坦化装置は、ローラの加工面を平
坦な曲面とする以外に、加工面に微細な凹凸を形成する
こともできる。この実施例を図１２によって説明する。
図１２は加工面に微細な凹凸が形成されたローラを使用
して平坦化加工を行っている状態を示す要部拡大断面図
である。同図において前記図１ないし図３で説明したも
のと同一もしくは同等部材については、同一符号を付し
詳細な説明は省略する。

【００７０】図１２において、６１はローラ３３の加工
面に形成された微細な凹凸、６２はこの凹凸６１を有す
るローラ３３によって平坦化加工を行ったときにパッド
上面６に形成される凹凸加工部を示す。

【００７１】このように構成すると、凹凸６１が形成さ
れたローラ３３でパッド上面６の平坦化加工を行うこと
によって、平坦化面６ａと一連に凹凸加工部６２が自動
的に形成される。このため、微細な凹凸によって平坦化
加工を行うときの加圧力を小さく抑えることができると
共に、平坦化幅の増大、フラックスの流動防止、電子部
品半田付け時の加熱特性向上を図ることができる。

【００７２】実施例１０． 前記実施例９では凹凸加工部を凹凸６１によって構成し
ローラの加工面に微細な凹凸を形成したが、凹凸の代わ
りに線状の溝を多数形成することもできる。この実施例
を図１３および図１４によって説明する。

【００７３】図１３は幅方向に線状溝が形成されたパッ
ド上面を示す図で、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は
（ａ）図におけるＢ−Ｂ線断面図である。図１４は長手
方向に線状溝が形成されたパッド上面を示す図で、同図
（ａ）は平面図、同図（ｂ）は（ａ）図におけるＢ−Ｂ
線断面図である。

【００７４】図１３において、６３はパッド上面６の平
坦化面６ａに形成された線状溝で、この線状溝６３は、
平面視において長方形状に形成されたパッド上面６の幅
方向（長手方向と直交する方向）と平行に形成されてい
る。図１４においては、パッド上面６の長手方向と平行
に線状溝６４が形成されている。前記何れの線状溝６
３，６４も、一つのパッド上面６に溝幅方向へ間隔をお
いて複数形成されている。

【００７５】これらの線状溝６３，６４をパッド上面６
に形成するに当たっては、ローラ（図示せず）の加工面
に線状溝６３，６４と対応する突条を形成し、このロー
ラによって平坦化加工して行う。このように線状溝６
３，６４をパッド上面６に形成するようにしても、前記
実施例９と同等の効果が得られる。

【００７６】実施例１１． なお、パッド上面に平坦化加工を施すに当たっては、パ
ッド上面に半田付けされる電子部品の外部リードが係合
できるようにすることもできる。この実施例を図１５に
よって説明する。

【００７７】図１５はリード係合部が形成されたパッド
上面にＩＣの外部リードを係合させた状態を示す断面図
である。同図に示すパッド上面６は、平坦化加工を行う
ときにその一部のみを加圧成形させることによって平坦
化面６ａが形成されている。この加工を行うローラ（図
示せず）としては、外周面に平坦化加工を行う突条と、
平坦化加工を行わない（パッド上面６ａに圧接されな
い）平坦面とが形成されたものを使用する。

【００７８】すなわち、パッド上面６の平坦化面６ａ
は、平坦化されなかった部分より段差６５をもって低く
形成されることになる。本実施例では、この段差６５を
利用して外部リード６６をパッド上面６に係合させてい
る。なお、同図において６７はプリント配線板本体１に
実装されるＩＣ本体を示す。

【００７９】このように構成すると、ＩＣ本体６７をプ
リント配線板本体１上に実装するときに、外部リード６
６をパッド上面６の段差６５に係合させて位置合わせす
ることができるから、ＩＣの装着および半田付けの歩留
り向上、生産性の向上を図ることができる。

【００８０】実施例１２． 本発明に係るパッド平坦化装置では、半田付け部にフラ
ックスを供給するフラックス供給装置を設けることもで
きる。この実施例を図１６によって説明する。図１６は
フラックス供給装置を備えたパッド平坦化装置の要部を
拡大して示す側面図で、同図において前記図１および図
２で説明したものと同一もしくは同等部材については、
同一符号を付し詳細な説明は省略する。

【００８１】図１６において、６８はフラックス供給装
置本体としてのフラックス供給ノズル、６９はこのフラ
ックス供給ノズル６８から吹き出されたフラックスであ
る。前記フラックス供給ノズル６８は、不図示のフラッ
クス圧送装置に連通されてフラックス６９をプリント配
線板本体１の上面におけるパッド形成部に吹き付ける構
造になっており、加圧ヘッド２６の支持具２８に不図示
のブラケット等を介して支持固定されている。

【００８２】本実施例では、フラックス６９をフラック
ス供給ノズル６８からパッド上面６に向けて吹き付けな
がら平坦化加工を行う。このようにすると、次工程であ
るフラックス塗布プロセスを省略でき、生産性を向上さ
せることができる。

【００８３】実施例１３． 本発明に係るパッド平坦化方法を実施するに当たり使用
するプリント配線板としては、図１７に示すようにダミ
ーパッドが形成されたものを使用することもできる。な
お、この実施例で示したパッド平坦化方法は、特許請求
の範囲の請求項１に記載されたパッド平坦化方法に対応
するものである。図１７はダミーパッドが形成されたプ
リント配線板本体の側面図で、同図において前記図１８
で説明したものと同一もしくは同等部材については、同
一符号を付し詳細な説明は省略する。

【００８４】図１７に示したプリント配線板本体１は、
パッドを複数１列に並べてなるパッド列７０の両端側に
ダミーパッド７１が形成されている。このダミーパッド
７１は、不図示の電子部品が実装されるパッド（図にお
いては符号６を付して示した）と同等に形成され、本実
施例ではその外形寸法が僅かにパッドより大きく設定さ
れている。そして、このダミーパッド７１は、パッド列
７０の両端に位置するパッドの近傍にそのパッドとは間
隔をおいて配置されている。この間隔は、パッド列７０
内のパッドどうしのパッド間隔と略等しい寸法とされて
いる。

【００８５】このようにダミーパッド７１が形成された
プリント配線板本体１を使用して平坦化加工を行うに当
たっては、先ず、プリント配線板本体１におけるパッド
列７０の一方の端部側に位置するダミーパッド７１の近
傍（加工始点）にローラ（図示せず）を圧接させてプリ
ロードを行い、その状態でプリント配線板本体１を移動
させて加工始点近傍のダミーパッド７１から順にローラ
の下方へ送ることによって行う。ここで、ダミーパッド
７１を設けた理由を説明する。

【００８６】プリント配線板本体１の上面にローラが圧
接している状態でこのプリント配線板本体１を移動させ
ると、ローラは、プリント配線板本体１上を転動してパ
ッド列の一端に位置するパッドに乗り上がる。そして、
このローラは、各パッド上をパッドとは相対的に移動し
て各パッドの平坦化を行い、パッド列の他端に位置する
パッドを平坦化した後にそのパッドからプリント配線板
本体１の上面へ降りる。このため、パッド列の両端に位
置するパッドはローラが乗り降りする関係から平坦化面
が僅かに傾斜することになる。

【００８７】すなわち、本実施例のようにパッド列７０
の両端側にダミーパッド７１を形成しておくと、ローラ
の乗り降りはダミーパッド７１を介して行われるように
なる。このため、パッド列７０の両端に位置するパッド
は平坦化面が傾斜することがない。

【００８８】実施例１４． 本発明に係るパッド平坦化方法は、上述した各実施例に
示したようにパッド列の一端から他端へローラを転動さ
せて平坦化を行う手法に限定されるものではない。例え
ば、平坦化加工の加工始点をパッド列の中央とし、この
パッド列中央からパッド列の一端へ向けてローラを相対
的に移動させ、パッド列の一端においてローラがパッド
から脱落しない位置でローラの相対移動を停止させる。
次いで、パッド列の他端へ向けてローラを相対的に移動
させ、このパッド列の他端においてパッドから脱落しな
い位置でローラの相対移動を停止させる。

【００８９】このように平坦化加工を行うと、前記各実
施例と同等の効果が得られることに加え、パッド列の両
端に位置するパッドの平坦化面が傾斜しなくなるという
利点がある。

【００９０】実施例１５． なお、上述した各実施例では、プリント配線板本体をロ
ーラに対して移動させることによってローラを転動させ
たが、本発明に係る平坦化方法は、プリント配線板本体
は移動させずにローラをプリント配線板本体に対して移
動させるようにすることもできる。このようにしても上
記実施例と同等の効果が得られる。さらに、上述した各
実施例では平坦化加工を行うときの加圧源として圧縮コ
イルばねを使用したが、本発明はこのような限定にとら
われることなく、例えばエアーシリンダ等でもよい。こ
のように構成されたパッド平坦化装置は、特許請求の範
囲の請求項２に記載されたパッド平坦化装置に対応する
ものである。加えて、上下移動のためのモータ、総合制
御のためのＮＣ、加熱のための高温気体、半田付着防止
のためのローラ材質等は、本実施例に示したものに限ら
ず、適宜変更することができる。

【００９１】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るプリン
ト配線板の平坦化方法は、外周面にパッド加工面が形成
されたローラを、プリント配線板の半田層付きパッドに
押し付けると共にパッド形成面に沿って転動させるもの
であり、本発明に係るプリント配線板用パッド平坦化装
置は、プリント配線板を位置決め保持するテーブルと、
プリント配線板上のパッドに対向するローラを有しかつ
上下移動自在に構成された加圧装置と、前記テーブルと
加圧装置の少なくとも一方をプリント配線板のパッド形
成面に沿って移動させる移動装置とを備えたものである
ため、ローラが回転することでパッドが平坦化されるか
ら、パッド単位で平坦化が行われる。

【００９２】したがって、平坦化を行うときの加圧力と
しては、ローラが圧接するパッドのみを成形させるだけ
の小さな値とすることができる。このため、加圧力を従
来の装置に較べて小さく設定することができるから、パ
ッドやパッドの下地となるプリント配線板本体が平坦化
加工時に損傷されるのを確実に防ぐことができる。

【００９３】また、プリント配線板が反っていたり、パ
ッドの高さにばらつきがある場合には、ローラはその反
りやパッド高さのばらつきに追随して転動位置が変わる
から、これらの影響を受けることなくプリント配線板上
の全てのパッドにわたって均一な平坦化面を形成するこ
とができる。このため、プリント配線板の品質向上およ
び電子部品実装時の歩留り向上を図ることができる。

【００９４】本発明に係るパッド平坦化方法において、
平坦化加工を行うときに、パッド列の両端に形成された
ダミーパッドを介してローラを半田層付きパッドに対し
て乗り降りさせると、ローラのパッドに対する乗り降り
はダミーパッドを介して行われるようになるから、パッ
ド列の両端に位置するパッドは平坦化面が傾斜すること
がない。

【００９５】本発明に係るパッド平坦化装置において、
加圧装置にローラの加圧力を検出する荷重センサを設け
ると、加圧力を、多品種のプリント配線板の各仕様に応
じた値となるように、自動的に調整できるようになる。

【００９６】本発明に係るパッド平坦化装置において、
ローラをパッド形成面と直交する軸線回りに回動させる
回転機構を設けると、パッドの並設方向が異なるパッド
列が形成されたプリント配線板であってもプリント配線
板を外すことなく全てのパッドに平坦化加工を施すこと
ができる。

【００９７】本発明に係るパッド平坦化装置において、
一対のローラを用いて加圧装置を構成すると共に、これ
らのローラをパッド形成面と直交する軸線回りに回動さ
せる回転機構と、両ローラ間の間隔を変える間隔調整機
構とを設けると、パッドの並設方向が異なるパッド列が
形成されたプリント配線板であってもプリント配線板を
外すことなく全てのパッドに平坦化加工を施すことがで
きることに加え、パッド列の間隔にローラ間隔を合わせ
ることができ多品種のプリント配線板を適用できるよう
になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るプリント配線板のパッド平坦化方
法を実施する際に使用するパッド平坦化装置の正面図で
ある。

【図２】本発明に係るプリント配線板のパッド平坦化方
法を実施する際に使用するパッド平坦化装置の要部を拡
大して示す側面図である。

【図３】ローラによって平坦化を行っている状態を示す
拡大断面図である。

【図４】ＱＦＰが実装されるプリント配線板を示す平面
図である。

【図５】ＱＦＰ実装用プリント配線板を使用する場合に
自動制御を行うためのシーケンス図である。

【図６】加熱装置を備えたパッド平坦化装置の要部を拡
大して示す側面図である。

【図７】ローラ回転装置を備えたパッド平坦化装置の要
部を拡大して示す正面図である。

【図８】ローラ用研磨装置を備えたパッド平坦化装置の
要部を拡大して示す側面図である。

【図９】半田が付着し難い材料よって形成されたローラ
を示す側面図である。

【図１０】ローラ間隔調整装置を備えたパッド平坦化装
置の要部を示す正面図である。

【図１１】加圧力設定用荷重センサを備えたパッド平坦
化装置の要部を破断して示す正面図である。

【図１２】加工面に微細な凹凸が形成されたローラを使
用して平坦化加工を行っている状態を示す要部拡大断面
図である。

【図１３】幅方向に線状溝が形成されたパッド上面を示
す図で、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は（ａ）図に
おけるＢ−Ｂ線断面図である。

【図１４】長手方向に線状溝が形成されたパッド上面を
示す図で、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は（ａ）図
におけるＢ−Ｂ線断面図である。

【図１５】リード係合部が形成されたパッド上面にＩＣ
の外部リードを係合させた状態を示す断面図である。

【図１６】フラックス供給装置を備えたパッド平坦化装
置の要部を拡大して示す側面図である。

【図１７】ダミーパッドが形成されたプリント配線板本
体の側面図である。

【図１８】従来のパッド平坦化方法を説明するための断
面図で、同図（ａ）は銅パターン上に半田層を形成した
状態を示し、同図（ｂ）はリフロー処理後の状態を示
し、同図（ｃ）は平板状のツールでパッドを加圧してい
る状態を示す。

【図１９】加熱源を有する半田プレス装置でパッド上面
の平坦化を行う従来の平坦化方法を説明するための断面
図である。

【符号の説明】

１ プリント配線板本体 ６ パッド上面 １１ パッド平坦化装置 １３ 移動装置 １４ 加圧装置 １５ Ｙ軸テーブル １６ Ｘ軸テーブル ２３ モータ ２６ 加圧ヘッド ３３ ローラ ３４ 圧縮コイルばね４６ 熱風吹き出しノズル ４９ 清掃装置 ５９ アクチュエータ ６０ 荷重センサ ６１ 凹凸 ６２ 凹凸加工部 ６３ 線状溝 ６４ 線状溝 ６５ 段差 ６８ フラックス供給ノズル ７１ ダミーパッド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田尾 幸一 兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電機株式会社 生産技術研究所内 (72)発明者 本橋 昌也 兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電機株式会社 生産技術研究所内 (56)参考文献 特開 平２−98993（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−46794（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−127793（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−44292（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−110467（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−86133（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H05K 3/34 H05K 3/00

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周面にパッド加工面が形成されたロー
   ラを、プリント配線板の半田層付きパッドに押し付ける
   と共にパッド形成面に沿って転動させて、平坦化加工を
   行うのに、パッド列の両端に形成されたダミーパッドを
   介して前記ローラを前記半田層付きパッドに対して乗り
   降りさせることを特徴とするプリント配線板のパッド平
   坦化方法。
2. 【請求項２】 プリント配線板を位置決め保持するテー
   ブルと、プリント配線板上のパッドに対向するローラを
   有しかつ上下移動自在に構成された加圧装置と、前記テ
   ーブルと加圧装置の少なくとも一方をプリント配線板の
   パッド形成面に沿って移動させる移動装置とを備え、前
   記加圧装置のローラ支持具に前記ローラを一軸方向に弾
   性支持する弾性部材を設けたことを特徴とするプリント
   配線板のパッド平坦化装置。
3. 【請求項３】 プリント配線板を位置決め保持するテー
   ブルと、プリント配線板上のパッドに対向するローラを
   有しかつ上下移動自在に構成された加圧装置と、前記テ
   ーブルと加圧装置の少なくとも一方をプリント配線板の
   パッド形成面に沿って移動させる移動装置とを備え、前
   記加圧装置に前記ローラの加圧力を検出する荷重センサ
   を設けたことを特徴とするプリント配線板のパッド平坦
   化装置。
4. 【請求項４】 プリント配線板を位置決め保持するテー
   ブルと、プリント配線板上のパッドに対向するローラを
   有しかつ上下移動自在に構成された加圧装置と、前記テ
   ーブルと加圧装置の少なくとも一方をプリント配線板の
   パッド形成面に沿って移動させる移動装置とを備え、ロ
   ーラを１個用いて前記加圧装置を構成すると共に、この
   ローラを前記パッド形成面と直交する軸線回りに回動さ
   せる回転機構を設けたことを特徴とするプリント配線板
   のパッド平坦化装置。
5. 【請求項５】 プリント配線板を位置決め保持するテー
   ブルと、プリント配線板上のパッドに対向するローラを
   有しかつ上下移動自在に構成された加圧装置と、前記テ
   ーブルと加圧装置の少なくとも一方をプリント配線板の
   パッド形成面に沿って移動させる移動装置とを備え、軸
   線が同一とされた２個のローラを用いて前記加圧装置を
   構成すると共に、これらのローラを前記パッド形成面と
   直交す る軸線回りに回動させる回転機構を設けたことを
   特徴とするプリント配線板のパッド平坦化装置。
6. 【請求項６】 プリント配線板を位置決め保持するテー
   ブルと、プリント配線板上のパッドに対向するローラを
   有しかつ上下移動自在に構成された加圧装置と、前記テ
   ーブルと加圧装置の少なくとも一方をプリント配線板の
   パッド形成面に沿って移動させる移動装置とを備え、一
   対のローラを用いて前記加圧装置を構成すると共に、こ
   れらのローラを前記パッド形成面と直交する軸線回りに
   回動させる回転機構と、両ローラ間の間隔を変える間隔
   調整機構とを設けたことを特徴とするプリント配線板の
   パッド平坦化装置。