JP3709036B2 - 弱耐熱性電子部品の実装方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐熱限界が一般的なはんだの融点より低い弱耐熱性電子部品をはんだ付けにより回路基板上に実装する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、回路基板上へ種々の電子部品を実装するに際しては、回路基板における所定の基板電極上にクリームはんだをスクリーン印刷法などにより印刷し、そのクリームはんだ上に所要の電子部品をそれぞれ装着し、この各種の電子部品が装着された回路基板をリフロー炉に搬入して加熱することによってはんだを溶融させ、そののちに、固化させたはんだにより各電子部品をそれぞれ基板電極にはんだ付けする手順で行われる。
【０００３】
回路基板には種々の電子部品が実装されるが、それら電子部品のなかには、その性能や構造などによって耐熱限界が１６０℃程度と比較的低い弱耐熱性電子部品が存在することがある。ところが、上述のリフロー炉に搬入したときの電子部品の温度は通常２００℃以上まで上昇するので、弱耐熱性電子部品は、他の一般的な電子部品と共にリフロー炉に搬入してはんだ付けすると、熱により破壊されて電子部品としての所期の機能を消失してしまう。したがって、弱耐熱性電子部品を他の一般的な電子部品と共に回路基板上に混載する場合には、弱耐熱性電子部品のみをリフロー炉に搬入しない特殊な手段ではんだ付けする必要がある。さらに、弱耐熱性電子部品のなかには、図１１および図１２に示すように、実装面積の縮小を目的としてリード端子１ｂを部品本体１ａに対し内方へ折り曲げた形態の弱耐熱性電子部品１も存在し、このような弱耐熱性電子部品１の実装に際しては、上記の熱的な制約条件に加えて、はんだ付け作業が困難となる制約がある。
【０００４】
従来では、上記の内曲げリード端子１ｂを有する弱耐熱性電子部品１の実装に際して、一般的な電子部品を予めリフロー炉によるはんだ付けにより実装したのちに、図１１に示すように、糸はんだ２とはんだごて３を用いて手作業によりはんだ付けする後付け工法や、図１２に示すように、Ｂｉ（ビスマス）などの低融点はんだ合金を含有した、いわゆる低温はんだ４に弱耐熱性電子部品１を装着して比較的低い温度のリフロー炉７に搬入するはんだ付け工法が採用されていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１１の後付け工法では、弱耐熱性電子部品１の複数のリード端子１ｂに対し一つずつ手作業によるはんだ付けを行わなければならないので、そのはんだ付けに要する作業時間が長くなって生産タクトに悪影響を及ぼす問題がある。一方、低温はんだ４によるはんだ付け工法では、この低温はんだ４が物理的に脆弱なものであるために、熱サイクルや振動などによって回路基板８にストレスが加わったときの低温はんだ４の耐久性が低く、はんだ付け部分にクラックが発生し易いことから、信頼性が低い欠点がある。
【０００６】
そこで本発明は、リード端子が内曲げとなった弱耐熱性電子部品であっても、短時間で効率的に実装しながらも高い信頼性を確保することのできる弱耐熱性電子部品の実装方法を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、回路基板における弱耐熱性電子部品の両側に配設されたリード端子を取付ける電極上にはんだを印刷する工程と、前記はんだを溶融させ固化させ予備はんだを形成する工程と、前記予備はんだ上に弱耐熱性電子部品のリード端子を装着する工程と、前記弱耐熱性電子部品の両側のリード端子より外方側の予備はんだの各部分に加熱ツールを同時に接触させて前記弱耐熱性電子部品の両側の予備はんだを同時に溶融させる工程とからなることを特徴としている。
【０００８】
上記の弱耐熱性電子部品の実装方法では、弱耐熱性電子部品のはんだ付けを、一般電子部品に用いるのと同様のクリームはんだを用いて行えるので、従来の低温はんだを用いてはんだ付けした場合のようなクラックが発生するおそれがなく、高い信頼性を確保できる。また、クリームはんだを一旦溶融して固化した予備はんだの再溶融は、リフロー炉に搬入せずに、加熱ツールを接触させることにより行うので、弱耐熱性電子部品が熱の影響を受けて破壊するといったことが生じず、しかも予備はんだに加熱ツールを単に接触させることにより弱耐熱性電子部品のはんだ付けを行えることにより、従来の糸はんだとはんだごてを用いた手作業によるはんだ付けに比較してはんだ付けに要する時間を大幅に短縮できる。
【００１０】
さらに、部品本体の両側のリード端子の全てを、加熱ツールの１回の作動によって同時にはんだ付けすることができ、生産タクトをより一層短縮できる効果を奏する。
【００１１】
また、本発明の一態様では、弱耐熱性電子部品の両側に配設されたリード端子を取付ける電極を含む回路基板の電極上にはんだを印刷する工程と、弱耐熱性電子部品以外の部品を前記回路基板に実装する工程と、前記はんだを溶融させ固化させ予備はんだを形成する工程と、前記予備はんだ上に弱耐熱性電子部品のリード端子を装着する工程と、前記弱耐熱性電子部品の両側のリード端子より外方側の予備はんだの各部分に加熱ツールを同時に接触させて前記弱耐熱性電子部品の両側の予備はんだを同時に溶融させる工程とからなることを特徴としている。
【００１２】
これによれば、全ての基板電極上にはんだを一括して印刷し、一般的な電子部品を装着した回路基板をリフロー炉に搬入して、リフロー炉で一般電子部品を回路基板にはんだ付けするとともに予備はんだを形成し、その後弱耐熱性電子部品を装着し予備はんだに加熱ツールを接触させてはんだ付けするので、回路基板上に弱耐熱性電子部品と一般的な電子部品を混載している回路基板を短時間に効率的に実装することができる。
【００１３】
また、前記予備はんだを再溶融させるときに、前記加熱ツールの前記予備はんだに対する接触面が回路基板の表面に対し所定間隙を越えて近接しないように前記加熱ツールを作動制御することが好ましい。それにより、加熱ツールが予備はんだを押し潰さないので、加熱ツールの外側にはみ出て分離した予備はんだによるはんだボールの発生を確実に防止することができる。
【００１４】
また、前記加熱ツールに前記接触面から突出する突出部を設け、前記予備はんだを再溶融させるときに、前記突出部が回路基板に当接するように前記加熱ツールを作動制御し、前記接触面が前記回路基板の表面に対し前記突出部の高さ寸法を越えて近接しないようすることが好ましい。
【００１５】
それにより、加熱ツールが予備はんだを押し潰すことによるはんだボールの発生を確実に防止することができるとともに、その目的を達成するための加熱ツールの作動を簡単な制御機構によりコントロールすることができる利点がある。
【００１６】
また、前記接触面の長手方向の両端に所定高さの突部状の一対の突出部を設け、前記予備はんだを再溶融させるときに、前記一対の突出部が回路基板における複数の予備はんだの配列の両端近傍箇所に当接するように前記加熱ツールを作動制御することが好ましい。それにより、生産タクトをより一層短縮できる効果に加えて、はんだボールの発生を防止するための加熱ツールの作動制御を簡単な構成によりコントロールできる。
【００１７】
また、前記接触面の外方側の側縁部に長手方向に沿って小さな片状の突出部を設け、前記予備はんだを再溶融させるときに、突出部が回路基板における予備はんだの配列の外方側の近傍箇所に当接するように前記加熱ツールを作動制御することが好ましい。
【００１８】
それにより、生産タクトをより一層短縮でき、はんだボールの発生を防止するための加熱ツールの作動制御を簡単な構成により達成できるのに加えて、加熱ツールの接触により溶融した予備はんだが電子部品に対し外方側へ漏れ出るのを突出部により確実に防止できる利点がある。
【００１９】
また、前記加熱ツールの前記接触面を前記電子部品に近接する側に向かって前記回路基板との間隙が大きくなるよう傾斜した傾斜接触面に形成し、前記予備はんだを再溶融させるときに、前記傾斜接触面の外方側の側縁部が回路基板における予備はんだの配列の外方側の近傍箇所に当接するように前記加熱ツールを作動制御することが好ましい。
【００２０】
それにより、生産タクトをより一層短縮でき、はんだボールの発生を防止するための加熱ツールの作動制御を簡単な構成により達成でき、溶融した予備はんだが電子部品に対し外方側へ漏れ出るのを確実に防止できるのに加えて、溶融した予備はんだがリード端子に沿って濡れ上がるのを円滑に且つ効果的に促進できる利点がある。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は本発明に係る弱耐熱性電子部品１の実装方法の基本的な工程図を示すもので、回路基板８に一般的な電子部品９とリード端子１ｂが内曲げとなった弱耐熱性電子部品１とを混載して実装する場合の工程を示している。先ず、（ａ）に示すように、回路基板８の所定の基板電極（図示せず）上にクリームはんだ１０をスクリーン印刷法によりコーティングする。ここで、クリームはんだ１０は、一般電子部品９および弱耐熱性電子部品１の両はんだ付け用として共に同じものが用いられ、例えば、62Sn36Pb2Ag または63Sn37Pbなどのはんだ合金のはんだ粉末を含有し通常の合金組成のものであって、融点は約１８０℃である。
【００２２】
つぎに、（ｂ）に示すように、弱耐熱性電子部品１を除く実装すべき全ての一般電子部品９を所定箇所のクリームはんだ１０上に既存の装着機（図示せず）により装着し、この一般電子部品９を装着した回路基板８を公知のリフロー炉に搬入して、リフロー炉内の温度をクリームはんだ１０の融点以上に上昇させる。それにより、（ｃ）に示すように、クリームはんだ１０が溶融し、そののちに固化してフィレット１１が形成され、一般電子部品９のはんだ付けが完了する。このとき、弱耐熱性電子部品１用のクリームはんだ１０は、他のクリームはんだ１０と同様に同時に溶融し、そののちに固化して、回路基板８上にはんだの固まりとなって、いわゆる予備はんだ１２が形成される。
【００２３】
続いて、予備はんだ１２の表面に、はんだ付け品質の向上を図る目的でフラックス（図示せず）を塗布したのちに、（ｄ）に示すように、内曲げリード端子１ｂを有する弱耐熱性電子部品１を予備はんだ１２上に装着する。なお、図示していないが、実用化に際しては、認識機能付き装着機を用いて弱耐熱性電子部品１を予備はんだ１２に対し正確に位置合わせして装着するとともに、位置決めした弱耐熱性電子部品１が横方向へずれるのを治具により防止し、且つその弱耐熱性電子部品１の位置規制をはんだ付けが完了するまで継続することが好ましい。弱耐熱性電子部品１が予備はんだ１２に装着されると、押圧棒１３が下降して弱耐熱性電子部品１を予備はんだ１２に押し付ける。この状態において、４００℃程度に加熱された一対の加熱ツール１４が、弱耐熱性電子部品１の部品本体１ａの両側の内曲げリード端子１ｂがそれぞれ装着されている予備はんだ１２に対し上方で位置決めされたのちに、矢印で示すように降下する。
【００２４】
（ｅ）に示すように、降下する各加熱ツール１４の先端が予備はんだ１２に接触すると同時に予備はんだ１２が再溶融するので、リード端子１ｂは、弱耐熱性電子部品１の自重と押圧棒１３による押圧力により予備はんだ１２内に沈み込んで回路基板８の基板電極に接触するとともに、溶融した予備はんだ１２がリード端子１ｂに沿って濡れ上がる。そののちに、（ｆ）に示すように、押圧棒１３および加熱ツール１４が矢印で示すように上昇すると、溶融した予備はんだ１２が固化してフィレット１１が形成され、弱耐熱性電子部品１のはんだ付けが完了する。
【００２５】
上記の弱耐熱性電子部品１の実装工程では、一般電子部品９と同様に通常の合金組成を有するクリームはんだ１０を用いてはんだ付けするので、従来の低温はんだ４を用いる場合と異なり回路基板８にストレスが加わったときの耐久性に優れ、クラックが発生するおそれがないことから高い信頼性を確保できる。また、クリームはんだ１０を一旦溶融して固化した予備はんだ１２の再溶融は、加熱ツール１４を接触させることにより行う。このとき、加熱ツール１４は部品本体１ａおよびリード端子１ｂに対し接触することなくその近傍を移動して予備はんだ１２のみに接触するとともに、リフロー炉に搬入しないことから、弱耐熱性電子部品１の部品本体１ａは熱の影響を受けて破壊することがない。
【００２６】
しかも、弱耐熱性電子部品１のはんだ付け用のクリームはんだ１０は一般電子部品９のはんだ付け用のクリームはんだ１０と共に一括して回路基板８に設けておき（本実施の形態では同一のクリームはんだを用いているが、一般電子部品９用のものと、弱耐熱性電子部品１用のものとを別種のはんだとしてもよく、スクリーン印刷を２工程で行ってもよい。）、一般電子部品９のはんだ付けのためにリフロー炉に搬入したときに クリームはんだ１０が溶融し、そののちに固化して予備はんだ１２となり、この予備はんだ１２上に弱耐熱性電子部品１を一般電子部品９と同様の手段で装着し、この予備はんだ１２に加熱ツール１４を単に接触させることにより弱耐熱性電子部品１のはんだ付けを行うので、従来の糸はんだ２とはんだごて３を用いた手作業によるはんだ付けに比較してはんだ付けに要する時間を大幅に短縮できる。
【００２７】
つぎに、本発明の第１ないし第４の実施の形態について以下に説明するが、その何れの実施の形態においても、基本的な工程は図１で説明した通りであって、一部の具体的な手段が各々異なるだけであり、図１と同様の効果を得ることができるものである。図２は第１の実施の形態に用いる一対の加熱ツール１４Ａ，１４Ａを示す下方から見た斜視図である。この加熱ツール１４Ａは、予備はんだ１２への接触面１７が一様な平坦面になっており、回路基板８に対し接触面１７が平行となるよう位置決めして図示しないはんだ付け装置に取り付けられる。
【００２８】
図３は上記加熱ツール１４Ａを用いた第１の実施の形態における要部の工程を示し、同図の（ａ）〜（ｃ）は図１における（ｄ）〜（ｆ）の工程に対応し、同図の（ｄ）〜（ｆ）はそれぞれ同図の（ａ）〜（ｃ）の右側面図である。回路基板８には、（ａ）に明示するように、内曲げリード端子１ｂを有する弱耐熱性電子部品１用を取り付けるための基板電極１８が、リード端子１ｂの取付位置から外方へ延びる形状に形成されており、この基板電極１８の全面に予備はんだ１２が設けられる。したがって、予備はんだ１２は、これの上面部に装着されたリード端子１ｂよりも外方へ張り出した状態に設けられており、加熱ツール１４Ａは、その接触面１７がリード端子１ｂから僅かに離間して予備はんだ１２の上記外方へ張り出した部分に対向し、且つ回路基板８に平行になるよう回路基板８との相対位置を位置決めしてはんだ付け装置に取り付けられている。この点については、後述する第２ないし第４の実施の形態においても同様である。
【００２９】
また、この実施の形態では、（ｄ）に示すように、部品本体１ａの両側にそれぞれ６本のリード端子１ｂを備えた弱耐熱性電子部品１を実装する場合を例示してあり、それに伴って各加熱ツール１４Ａは、それぞれ６箇所の予備はんだ１２に同時に接触できる長さの接触面１７を有している。
【００３０】
加熱ツール１４Ａは、（ａ）に矢印で示すように、上記の位置決めされた状態から真っ直ぐに降下されて、（ｂ）および（ｅ）に示すように、その接触面１７が全ての予備はんだ１２に同時に接触し、各予備はんだ１２は接触面１７が接触した瞬間に溶融し、リード端子１ｂは溶融した予備はんだ１２に沈み込んで基板電極１８に接触する。それと同時に、溶融した予備はんだ１２がリード端子１ｂに沿って濡れ上がり、この予備はんだ１２が固化してフィット１１が形成されると、（ｃ）および（ｆ）に示すように、弱耐熱性電子部品１のはんだ付けが完了する。
【００３１】
上記はんだ付け工程において、加熱ツール１４Ａの作動ストロークは装置に設けた制御ユニット（図示せず）により制御される。すなわち、加熱ツール１４Ａは、（ｂ）および（ｅ）に示すように、その接触面１７が回路基板８の表面に対し所定間隙Ｄとなる最下点まで下降して２〜３秒停止したのちに上昇するよう制御される。これにより、加熱ツール１４Ａの接触面１７が予備はんだ１２を完全に押し潰さないので、後述するはんだボールの発生を防止できる。なお、上記の所定間隙Ｄは、0.03ｍｍ以上で0.1 ｍｍ以下に設定するのが好ましく、それにより、はんだボールの発生を防止しながら溶融した予備はんだ１２をリード端子１ｂに効率良く濡れ上がらせることができる。また、上記の所定間隙Ｄは、実際には接触面１７と基板電極１８との間の距離であるが、基板電極１８は、同図において誇張して図示してあるが、無視できる厚さである。したがって、所定間隙Ｄは接触面１７と回路基板８の表面との間隙と見做して差し支えない。
【００３２】
このはんだ付け工程では、各加熱ツール１４Ａの接触面１７がそれぞれ一列６箇所の全ての予備はんだ１２に同時に接触してこれを溶融させるので、はんだ付けに要する時間は、従来の糸はんだ２とはんだごて３を用いてリード端子ｂを一つずつはんだ付けする場合に比較して1/10以下に短縮でき、約２〜３秒という極めて短時間で一個の弱耐熱性電子部品１のはんだ付けを完了することができる。
【００３３】
また、（ｂ）に明示しているように、加熱ツール１４Ａは、基板電極１８を上記のように外方へ張り出す形状としたことによってリード端子１ｂに接触することなく予備はんだ１２に接触するので、弱耐熱性電子部品１は高温の加熱ツール１４Ａからの熱伝導を殆ど受けることがなく、その電子部品としての機能に何ら悪影響を及ぼさない。
【００３４】
図４は、上記第１の実施の形態において、加熱ツール１４Ａをその接触面１７が回路基板８に直接接触するまで下降させたと仮定した場合の不都合の発生を説明する工程図である。加熱ツール１４Ａの接触面１７が回路基板８に接触する際に、溶融した予備はんだ１２は、押し潰されて、その一部がボール状となって加熱ツール１４Ａの外側にはみ出て分離される。この分離された予備はんだ１２の一部は、加熱ツール１４Ａが上昇したときに、そのボール形状のままフィレット１１から離間した位置に付着して残留し、所謂はんだボール１９となる。このはんだボール１９は、回路基板８の表面から離脱して回路基板８上を転がると、電子部品１，９における隣接するリード端子間を電気的に短絡するといった不都合が発生するおそれがある。そのため、上記の第１の実施の形態では、加熱ツール１４Ａの最下点をその接触面１７と回路基板８の表面とが所定間隙Ｄとなる位置に設定して、はんだボール１９の発生を効果的に防止している。
【００３５】
図５は第２の実施の形態に用いる一対の加熱ツール１４Ｂ，１４Ｂを示す下方から見た斜視図である。この加熱ツール１４Ｂは、予備はんだ１２への接触面１７が一様な平坦面になっているのは第１の実施の形態のものと同様であるが、その接触面１７の長手方向の両側に突部２０がそれぞれ形成されている。上記突部２０の接触面１７からの高さＤは、第１の実施の形態における所定間隙Ｄと同一に、つまり0.03ｍｍ以上で0.1 ｍｍ以下に設定されている。この加熱ツール１４Ｂは、第１の実施の形態と同様に、回路基板８に対し接触面１７が平行となるよう位置決めしてはんだ付け装置に取り付けられる。
【００３６】
図６は上記加熱ツール１４Ｂを用いた第２の実施の形態における要部の工程を示し、同図の（ａ）〜（ｃ）は図１における（ｄ）〜（ｆ）の工程に対応し、同図の（ｄ）〜（ｆ）はそれぞれ同図の（ａ）〜（ｃ）の右側面図である。加熱ツール１４Ｂは、（ａ）および（ｄ）に示すように、第１の実施の形態で説明したと同様に位置決めされたのち、その状態を保ったまま真っ直ぐに下降して、（ｂ），（ｅ）に示すように両側の突部２０が回路基板８の表面における予備はんだ１２の近傍箇所に接触して２〜３秒の間停止したのちに、（ｃ）および（ｆ）に示すように上昇する。加熱ツール１４Ｂが予備はんだ１２に接触してこれを溶融させるときに、加熱ツール１４Ｂの接触面１７と回路基板８の表面との間には、突部２０の高さＤ分だけの間隙が生じ、この間隙は第１の実施の形態における所定間隙Ｄと同一であるから、第１の実施の形態と同様に、はんだボール１９の発生を防止しながら溶融した予備はんだ１２をリード端子１ｂに沿って効率的に濡れ上がらせることができる。
【００３７】
また、この実施の形態においても、弱耐熱性電子部品１の複数本（この実施の形態では１２本）のリード端子１ｂのはんだ付けを２〜３秒の短時間で同時に行える。しかも、この実施の形態では、加熱ツール１４Ｂをその接触面１７が回路基板８の表面に当接するまで下降させればよいので、第１の実施の形態のように加熱ツール１４Ａの作動ストロークを制御ユニットにより精密に制御する場合に比較して加熱ツール１４Ｂの制御機構を簡素化できる利点がある。
【００３８】
図７は第３の実施の形態に用いる一対の加熱ツール１４Ｃ，１４Ｃを示す下方から見た斜視図である。この加熱ツール１４Ｃは、予備はんだ１２への接触面１７が一様な平坦面になっているのは第１の実施の形態のものと同様であるが、その接触面１７における長手方向の外方側の一辺に沿って突出小片２１が形成されている。上記突出小片２１の接触面１７からの高さＤは、第２の実施の形態の加熱ツール１４Ｂの突部２０の高さＤと同一に、つまり0.03ｍｍ以上で0.1 ｍｍ以下に設定されている。この加熱ツール１４Ｃは、第１の実施の形態と同様に、予備はんだ１２に装着された弱耐熱性電子部品１のリード端子１ｂから僅かに外方へ離間し、且つ回路基板８に対し接触面１７が平行となるよう位置決めしてはんだ付け装置に取り付けられる。
【００３９】
図８は上記加熱ツール１４Ｃを用いた第３の実施の形態における要部の工程を示し、同図の（ａ）〜（ｃ）は図１における（ｄ）〜（ｆ）の工程に対応し、同図の（ｄ）〜（ｆ）はそれぞれ同図の（ａ）〜（ｃ）の右側面図である。加熱ツール１４Ｃは、（ａ）および（ｄ）に示すように、第１の実施の形態で説明したと同様に位置決めされ、且つその状態を保ったまま真っ直ぐに下降して、（ｂ），（ｅ）に示すように突出小片２１が回路基板８の表面における予備はんだ１２の外方側の近傍箇所に接触して２〜３秒の間停止したのちに、（ｃ）および（ｆ）に示すように上昇する。加熱ツール１４Ｃが予備はんだ１２に接触してこれを溶融させるときに、加熱ツール１４Ｂの接触面１７と回路基板８の表面との間には、突出小片２１の高さＤ分だけの間隙が生じ、この間隙Ｄは第１の実施の形態の所定間隙Ｄと同一であるから、第１の実施の形態と同様に、はんだボール１９の発生を防止しながら溶融した予備はんだ１２をリード端子１ｂに沿って効率的に濡れ上がらせることができる。
【００４０】
この実施の形態においても、弱耐熱性電子部品１の複数本のリード端子１ｂのはんだ付けを２〜３秒の短時間で同時に行えるとともに、加熱ツール１４Ｃをその接触面１７が回路基板８の表面に当接するまで下降させればよいので、第２の実施の形態と同様に、加熱ツール１４Ｂの制御機構を簡素化できる利点がある。
【００４１】
それに加えて、溶融した予備はんだ１２が接触面１７により押圧されて基板電極１８から外方へ向けはみ出ようとしても、これを突出小片２１により確実に阻止できる効果がある。
【００４２】
図９は第４の実施の形態に用いる一対の加熱ツール１４Ｄ，１４Ｄを示す下方から見た斜視図である。この加熱ツール１４Ｄは、下端面に内側から外側に向かって下り勾配に傾斜した傾斜接触面２２が加熱ツール１４Ｄの長手方向に沿って形成され、この傾斜接触面２２の外側に沿って当接面２３が形成されている。上記傾斜接触面２２の上端と当接面２３との間の鉛直方向の距離Ｄは、第２の実施の形態の加熱ツール１４Ｂの突部２０の高さＤと同一に、つまり0.03ｍｍ以上で0.1 ｍｍ以下に設定されている。この加熱ツール１４Ｄは、予備はんだ１２に装着された弱耐熱性電子部品１のリード端子１ｂから僅かに外方へ離間し、且つ回路基板８に対し当接面２３が平行となるよう位置決めしてはんだ付け装置に取り付けられる。
【００４３】
図１０は上記加熱ツール１４Ｄを用いた第４の実施の形態における要部の工程を示し、同図の（ａ）〜（ｃ）は図１における（ｄ）〜（ｆ）の工程に対応し、同図の（ｄ）〜（ｆ）はそれぞれ同図の（ａ）〜（ｃ）の右側面図である。加熱ツール１４Ｄは、（ａ）および（ｄ）に示すように、第１の実施の形態で説明したと同様に位置決めされ、且つその状態を保ったまま真っ直ぐに下降して、（ｂ），（ｅ）に示すように当接面２３が回路基板８の表面における予備はんだ１２の外方側の近傍箇所に接触して２〜３秒の間停止したのちに、（ｃ）および（ｆ）に示すように上昇する。加熱ツール１４Ｄの当接面２３が回路基板８に当接したときに、予備はんだ１２に接触してこれを溶融させる傾斜接触面２２と回路基板８の表面との間には、傾斜接触面２２の勾配に応じて内方へ向かい順次大きくなる間隙が生じ、この間隙の最大値は第１の実施の形態の所定間隙Ｄと同一であるから、第１の実施の形態と同様に、はんだボール１９の発生を防止できる。
【００４４】
また、この実施の形態においても、（ｄ）〜（ｆ）から明らかなように、弱耐熱性電子部品１の複数本のリード端子１ｂのはんだ付けを２〜３秒の短時間で同時に行え、さらに、加熱ツール１４Ｄをその当接面２３が回路基板８の表面に当接するまで下降させればよいので、第２および第３の実施の形態と同様に、加熱ツール１４Ｄの制御機構を簡素化できる利点がある。それに加えて、回路基板８の表面に密着する当接面２３によって溶融した予備はんだ１２が基板電極１８の外方へ向かいはみ出ようとするのをより確実に阻止することができるとともに、内方へ向かい上がり勾配となった傾斜接触面２２により、溶融した予備はんだ１２がリード端子１ｂに沿って濡れ上がるのを円滑に且つ効果的に促進することができる効果がある。
【００４５】
【発明の効果】
以上のように本発明の弱耐熱性電子部品の実装方法によれば、弱耐熱性電子部品のはんだ付けを、一般電子部品と同様にクリームはんだを用いて行うので、従来の低温はんだを用いてはんだ付けした場合のようなクラックが発生するおそれがなく、高い信頼性を確保できる。また、クリームはんだを一旦溶融して固化した予備はんだの再溶融は、リフロー炉に搬入せずに、加熱ツールを接触させることにより行うので、弱耐熱性電子部品が熱の影響を受けて破壊するといったことが生じず、しかも予備はんだに加熱ツールを単に接触させることにより弱耐熱性電子部品のはんだ付けを行えることとにより、従来の糸はんだとはんだごてを用いた手作業によるはんだ付けに比較して、はんだ付けに要する時間を大幅に短縮でき、生産タクトを短縮できる。さらに、部品本体の両側のリード端子の全てを、加熱ツールの１回の作動によって同時にはんだ付けすることができ、生産タクトをより一層短縮できる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の弱耐熱性電子部品の実装方法に係る基本工程を順に示す工程図。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る弱耐熱性電子部品の実装方法に用いる加熱ツールを示す斜視図。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は上記加熱ツールを用いた本発明の第１の実施の形態の要部工程を示す工程図、（ｄ）〜（ｆ）は（ａ）〜（ｃ）の右側面図。
【図４】上記の要部工程を用いないと仮定した場合の不都合の発生を説明するための工程図。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る弱耐熱性電子部品の実装方法に用いる加熱ツールを示す斜視図。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は上記加熱ツールを用いた本発明の第２の実施の形態の要部工程を示す工程図、（ｄ）〜（ｆ）は（ａ）〜（ｃ）の右側面図。
【図７】本発明の第３の実施の形態に係る弱耐熱性電子部品の実装方法に用いる加熱ツールを示す斜視図。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は上記加熱ツールを用いた本発明の第３の実施の形態の要部工程を示す工程図、（ｄ）〜（ｆ）は（ａ）〜（ｃ）の右側面図。
【図９】本発明の第４の実施の形態に係る弱耐熱性電子部品の実装方法に用いる加熱ツールを示す斜視図。
【図１０】（ａ）〜（ｃ）は上記加熱ツールを用いた本発明の第４の実施の形態の要部工程を示す工程図、（ｄ）〜（ｆ）は（ａ）〜（ｃ）の右側面図。
【図１１】従来の弱耐熱性電子部品の実装方法を示す斜視図。
【図１２】従来の他の弱耐熱性電子部品の実装方法を示す一部工程図。
【符号の説明】
１ 弱耐熱性電子部品
１ａ 部品本体
１ｂ リード端子
８ 回路基板
９ 一般電子部品
１０ クリームはんだ
１２ 予備はんだ
１４，１４Ａ〜１４Ｄ 加熱ツール
１７ 接触面
１８ 基板電極
２０ 突部（突出部）
２１ 突出小片（突出部）
２２ 傾斜接触面
２３ 当接面
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐熱限界が一般的なはんだの融点より低い弱耐熱性電子部品をはんだ付けにより回路基板上に実装する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、回路基板上へ種々の電子部品を実装するに際しては、回路基板における所定の基板電極上にクリームはんだをスクリーン印刷法などにより印刷し、そのクリームはんだ上に所要の電子部品をそれぞれ装着し、この各種の電子部品が装着された回路基板をリフロー炉に搬入して加熱することによってはんだを溶融させ、そののちに、固化させたはんだにより各電子部品をそれぞれ基板電極にはんだ付けする手順で行われる。
【０００３】
回路基板には種々の電子部品が実装されるが、それら電子部品のなかには、その性能や構造などによって耐熱限界が１６０℃程度と比較的低い弱耐熱性電子部品が存在することがある。ところが、上述のリフロー炉に搬入したときの電子部品の温度は通常２００℃以上まで上昇するので、弱耐熱性電子部品は、他の一般的な電子部品と共にリフロー炉に搬入してはんだ付けすると、熱により破壊されて電子部品としての所期の機能を消失してしまう。したがって、弱耐熱性電子部品を他の一般的な電子部品と共に回路基板上に混載する場合には、弱耐熱性電子部品のみをリフロー炉に搬入しない特殊な手段ではんだ付けする必要がある。さらに、弱耐熱性電子部品のなかには、図１１および図１２に示すように、実装面積の縮小を目的としてリード端子１ｂを部品本体１ａに対し内方へ折り曲げた形態の弱耐熱性電子部品１も存在し、このような弱耐熱性電子部品１の実装に際しては、上記の熱的な制約条件に加えて、はんだ付け作業が困難となる制約がある。
【０００４】
従来では、上記の内曲げリード端子１ｂを有する弱耐熱性電子部品１の実装に際して、一般的な電子部品を予めリフロー炉によるはんだ付けにより実装したのちに、図１１に示すように、糸はんだ２とはんだごて３を用いて手作業によりはんだ付けする後付け工法や、図１２に示すように、Ｂｉ（ビスマス）などの低融点はんだ合金を含有した、いわゆる低温はんだ４に弱耐熱性電子部品１を装着して比較的低い温度のリフロー炉７に搬入するはんだ付け工法が採用されていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１１の後付け工法では、弱耐熱性電子部品１の複数のリード端子１ｂに対し一つずつ手作業によるはんだ付けを行わなければならないので、そのはんだ付けに要する作業時間が長くなって生産タクトに悪影響を及ぼす問題がある。一方、低温はんだ４によるはんだ付け工法では、この低温はんだ４が物理的に脆弱なものであるために、熱サイクルや振動などによって回路基板８にストレスが加わったときの低温はんだ４の耐久性が低く、はんだ付け部分にクラックが発生し易いことから、信頼性が低い欠点がある。
【０００６】
そこで本発明は、リード端子が内曲げとなった弱耐熱性電子部品であっても、短時間で効率的に実装しながらも高い信頼性を確保することのできる弱耐熱性電子部品の実装方法を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、回路基板における弱耐熱性電子部品の両側に配設されたリード端子を取付ける電極上にはんだを印刷する工程と、前記はんだを溶融させ固化させ予備はんだを形成する工程と、前記予備はんだ上に弱耐熱性電子部品のリード端子を装着する工程と、前記弱耐熱性電子部品の両側のリード端子より外方側の予備はんだの各部分に加熱ツールを同時に接触させて前記弱耐熱性電子部品の両側の予備はんだを同時に溶融させる工程とからなることを特徴としている。
【０００８】
上記の弱耐熱性電子部品の実装方法では、弱耐熱性電子部品のはんだ付けを、一般電子部品に用いるのと同様のクリームはんだを用いて行えるので、従来の低温はんだを用いてはんだ付けした場合のようなクラックが発生するおそれがなく、高い信頼性を確保できる。また、クリームはんだを一旦溶融して固化した予備はんだの再溶融は、リフロー炉に搬入せずに、加熱ツールを接触させることにより行うので、弱耐熱性電子部品が熱の影響を受けて破壊するといったことが生じず、しかも予備はんだに加熱ツールを単に接触させることにより弱耐熱性電子部品のはんだ付けを行えることにより、従来の糸はんだとはんだごてを用いた手作業によるはんだ付けに比較してはんだ付けに要する時間を大幅に短縮できる。
【００１０】
さらに、部品本体の両側のリード端子の全てを、加熱ツールの１回の作動によって同時にはんだ付けすることができ、生産タクトをより一層短縮できる効果を奏する。
【００１１】
また、本発明の一態様では、弱耐熱性電子部品の両側に配設されたリード端子を取付ける電極を含む回路基板の電極上にはんだを印刷する工程と、弱耐熱性電子部品以外の部品を前記回路基板に実装する工程と、前記はんだを溶融させ固化させ予備はんだを形成する工程と、前記予備はんだ上に弱耐熱性電子部品のリード端子を装着する工程と、前記弱耐熱性電子部品の両側のリード端子より外方側の予備はんだの各部分に加熱ツールを同時に接触させて前記弱耐熱性電子部品の両側の予備はんだを同時に溶融させる工程とからなることを特徴としている。
【００１２】
これによれば、全ての基板電極上にはんだを一括して印刷し、一般的な電子部品を装着した回路基板をリフロー炉に搬入して、リフロー炉で一般電子部品を回路基板にはんだ付けするとともに予備はんだを形成し、その後弱耐熱性電子部品を装着し予備はんだに加熱ツールを接触させてはんだ付けするので、回路基板上に弱耐熱性電子部品と一般的な電子部品を混載している回路基板を短時間に効率的に実装することができる。
【００１３】
また、前記予備はんだを再溶融させるときに、前記加熱ツールの前記予備はんだに対する接触面が回路基板の表面に対し所定間隙を越えて近接しないように前記加熱ツールを作動制御することが好ましい。それにより、加熱ツールが予備はんだを押し潰さないので、加熱ツールの外側にはみ出て分離した予備はんだによるはんだボールの発生を確実に防止することができる。
【００１４】
また、前記加熱ツールに前記接触面から突出する突出部を設け、前記予備はんだを再溶融させるときに、前記突出部が回路基板に当接するように前記加熱ツールを作動制御し、前記接触面が前記回路基板の表面に対し前記突出部の高さ寸法を越えて近接しないようすることが好ましい。
【００１５】
それにより、加熱ツールが予備はんだを押し潰すことによるはんだボールの発生を確実に防止することができるとともに、その目的を達成するための加熱ツールの作動を簡単な制御機構によりコントロールすることができる利点がある。
【００１６】
また、前記接触面の長手方向の両端に所定高さの突部状の一対の突出部を設け、前記予備はんだを再溶融させるときに、前記一対の突出部が回路基板における複数の予備はんだの配列の両端近傍箇所に当接するように前記加熱ツールを作動制御することが好ましい。それにより、生産タクトをより一層短縮できる効果に加えて、はんだボールの発生を防止するための加熱ツールの作動制御を簡単な構成によりコントロールできる。
【００１７】
また、前記接触面の外方側の側縁部に長手方向に沿って小さな片状の突出部を設け、前記予備はんだを再溶融させるときに、突出部が回路基板における予備はんだの配列の外方側の近傍箇所に当接するように前記加熱ツールを作動制御することが好ましい。
【００１８】
それにより、生産タクトをより一層短縮でき、はんだボールの発生を防止するための加熱ツールの作動制御を簡単な構成により達成できるのに加えて、加熱ツールの接触により溶融した予備はんだが電子部品に対し外方側へ漏れ出るのを突出部により確実に防止できる利点がある。
【００１９】
また、前記加熱ツールの前記接触面を前記電子部品に近接する側に向かって前記回路基板との間隙が大きくなるよう傾斜した傾斜接触面に形成し、前記予備はんだを再溶融させるときに、前記傾斜接触面の外方側の側縁部が回路基板における予備はんだの配列の外方側の近傍箇所に当接するように前記加熱ツールを作動制御することが好ましい。
【００２０】
それにより、生産タクトをより一層短縮でき、はんだボールの発生を防止するための加熱ツールの作動制御を簡単な構成により達成でき、溶融した予備はんだが電子部品に対し外方側へ漏れ出るのを確実に防止できるのに加えて、溶融した予備はんだがリード端子に沿って濡れ上がるのを円滑に且つ効果的に促進できる利点がある。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は本発明に係る弱耐熱性電子部品１の実装方法の基本的な工程図を示すもので、回路基板８に一般的な電子部品９とリード端子１ｂが内曲げとなった弱耐熱性電子部品１とを混載して実装する場合の工程を示している。先ず、（ａ）に示すように、回路基板８の所定の基板電極（図示せず）上にクリームはんだ１０をスクリーン印刷法によりコーティングする。ここで、クリームはんだ１０は、一般電子部品９および弱耐熱性電子部品１の両はんだ付け用として共に同じものが用いられ、例えば、62Sn36Pb2Ag または63Sn37Pbなどのはんだ合金のはんだ粉末を含有し通常の合金組成のものであって、融点は約１８０℃である。
【００２２】
つぎに、（ｂ）に示すように、弱耐熱性電子部品１を除く実装すべき全ての一般電子部品９を所定箇所のクリームはんだ１０上に既存の装着機（図示せず）により装着し、この一般電子部品９を装着した回路基板８を公知のリフロー炉に搬入して、リフロー炉内の温度をクリームはんだ１０の融点以上に上昇させる。それにより、（ｃ）に示すように、クリームはんだ１０が溶融し、そののちに固化してフィレット１１が形成され、一般電子部品９のはんだ付けが完了する。このとき、弱耐熱性電子部品１用のクリームはんだ１０は、他のクリームはんだ１０と同様に同時に溶融し、そののちに固化して、回路基板８上にはんだの固まりとなって、いわゆる予備はんだ１２が形成される。
【００２３】
続いて、予備はんだ１２の表面に、はんだ付け品質の向上を図る目的でフラックス（図示せず）を塗布したのちに、（ｄ）に示すように、内曲げリード端子１ｂを有する弱耐熱性電子部品１を予備はんだ１２上に装着する。なお、図示していないが、実用化に際しては、認識機能付き装着機を用いて弱耐熱性電子部品１を予備はんだ１２に対し正確に位置合わせして装着するとともに、位置決めした弱耐熱性電子部品１が横方向へずれるのを治具により防止し、且つその弱耐熱性電子部品１の位置規制をはんだ付けが完了するまで継続することが好ましい。弱耐熱性電子部品１が予備はんだ１２に装着されると、押圧棒１３が下降して弱耐熱性電子部品１を予備はんだ１２に押し付ける。この状態において、４００℃程度に加熱された一対の加熱ツール１４が、弱耐熱性電子部品１の部品本体１ａの両側の内曲げリード端子１ｂがそれぞれ装着されている予備はんだ１２に対し上方で位置決めされたのちに、矢印で示すように降下する。
【００２４】
（ｅ）に示すように、降下する各加熱ツール１４の先端が予備はんだ１２に接触すると同時に予備はんだ１２が再溶融するので、リード端子１ｂは、弱耐熱性電子部品１の自重と押圧棒１３による押圧力により予備はんだ１２内に沈み込んで回路基板８の基板電極に接触するとともに、溶融した予備はんだ１２がリード端子１ｂに沿って濡れ上がる。そののちに、（ｆ）に示すように、押圧棒１３および加熱ツール１４が矢印で示すように上昇すると、溶融した予備はんだ１２が固化してフィレット１１が形成され、弱耐熱性電子部品１のはんだ付けが完了する。
【００２５】
上記の弱耐熱性電子部品１の実装工程では、一般電子部品９と同様に通常の合金組成を有するクリームはんだ１０を用いてはんだ付けするので、従来の低温はんだ４を用いる場合と異なり回路基板８にストレスが加わったときの耐久性に優れ、クラックが発生するおそれがないことから高い信頼性を確保できる。また、クリームはんだ１０を一旦溶融して固化した予備はんだ１２の再溶融は、加熱ツール１４を接触させることにより行う。このとき、加熱ツール１４は部品本体１ａおよびリード端子１ｂに対し接触することなくその近傍を移動して予備はんだ１２のみに接触するとともに、リフロー炉に搬入しないことから、弱耐熱性電子部品１の部品本体１ａは熱の影響を受けて破壊することがない。
【００２６】
しかも、弱耐熱性電子部品１のはんだ付け用のクリームはんだ１０は一般電子部品９のはんだ付け用のクリームはんだ１０と共に一括して回路基板８に設けておき（本実施の形態では同一のクリームはんだを用いているが、一般電子部品９用のものと、弱耐熱性電子部品１用のものとを別種のはんだとしてもよく、スクリーン印刷を２工程で行ってもよい。）、一般電子部品９のはんだ付けのためにリフロー炉に搬入したときに クリームはんだ１０が溶融し、そののちに固化して予備はんだ１２となり、この予備はんだ１２上に弱耐熱性電子部品１を一般電子部品９と同様の手段で装着し、この予備はんだ１２に加熱ツール１４を単に接触させることにより弱耐熱性電子部品１のはんだ付けを行うので、従来の糸はんだ２とはんだごて３を用いた手作業によるはんだ付けに比較してはんだ付けに要する時間を大幅に短縮できる。
【００２７】
つぎに、本発明の第１ないし第４の実施の形態について以下に説明するが、その何れの実施の形態においても、基本的な工程は図１で説明した通りであって、一部の具体的な手段が各々異なるだけであり、図１と同様の効果を得ることができるものである。図２は第１の実施の形態に用いる一対の加熱ツール１４Ａ，１４Ａを示す下方から見た斜視図である。この加熱ツール１４Ａは、予備はんだ１２への接触面１７が一様な平坦面になっており、回路基板８に対し接触面１７が平行となるよう位置決めして図示しないはんだ付け装置に取り付けられる。
【００２８】
図３は上記加熱ツール１４Ａを用いた第１の実施の形態における要部の工程を示し、同図の（ａ）〜（ｃ）は図１における（ｄ）〜（ｆ）の工程に対応し、同図の（ｄ）〜（ｆ）はそれぞれ同図の（ａ）〜（ｃ）の右側面図である。回路基板８には、（ａ）に明示するように、内曲げリード端子１ｂを有する弱耐熱性電子部品１用を取り付けるための基板電極１８が、リード端子１ｂの取付位置から外方へ延びる形状に形成されており、この基板電極１８の全面に予備はんだ１２が設けられる。したがって、予備はんだ１２は、これの上面部に装着されたリード端子１ｂよりも外方へ張り出した状態に設けられており、加熱ツール１４Ａは、その接触面１７がリード端子１ｂから僅かに離間して予備はんだ１２の上記外方へ張り出した部分に対向し、且つ回路基板８に平行になるよう回路基板８との相対位置を位置決めしてはんだ付け装置に取り付けられている。この点については、後述する第２ないし第４の実施の形態においても同様である。
【００２９】
また、この実施の形態では、（ｄ）に示すように、部品本体１ａの両側にそれぞれ６本のリード端子１ｂを備えた弱耐熱性電子部品１を実装する場合を例示してあり、それに伴って各加熱ツール１４Ａは、それぞれ６箇所の予備はんだ１２に同時に接触できる長さの接触面１７を有している。
【００３０】
加熱ツール１４Ａは、（ａ）に矢印で示すように、上記の位置決めされた状態から真っ直ぐに降下されて、（ｂ）および（ｅ）に示すように、その接触面１７が全ての予備はんだ１２に同時に接触し、各予備はんだ１２は接触面１７が接触した瞬間に溶融し、リード端子１ｂは溶融した予備はんだ１２に沈み込んで基板電極１８に接触する。それと同時に、溶融した予備はんだ１２がリード端子１ｂに沿って濡れ上がり、この予備はんだ１２が固化してフィット１１が形成されると、（ｃ）および（ｆ）に示すように、弱耐熱性電子部品１のはんだ付けが完了する。
【００３１】
上記はんだ付け工程において、加熱ツール１４Ａの作動ストロークは装置に設けた制御ユニット（図示せず）により制御される。すなわち、加熱ツール１４Ａは、（ｂ）および（ｅ）に示すように、その接触面１７が回路基板８の表面に対し所定間隙Ｄとなる最下点まで下降して２〜３秒停止したのちに上昇するよう制御される。これにより、加熱ツール１４Ａの接触面１７が予備はんだ１２を完全に押し潰さないので、後述するはんだボールの発生を防止できる。なお、上記の所定間隙Ｄは、0.03ｍｍ以上で0.1 ｍｍ以下に設定するのが好ましく、それにより、はんだボールの発生を防止しながら溶融した予備はんだ１２をリード端子１ｂに効率良く濡れ上がらせることができる。また、上記の所定間隙Ｄは、実際には接触面１７と基板電極１８との間の距離であるが、基板電極１８は、同図において誇張して図示してあるが、無視できる厚さである。したがって、所定間隙Ｄは接触面１７と回路基板８の表面との間隙と見做して差し支えない。
【００３２】
このはんだ付け工程では、各加熱ツール１４Ａの接触面１７がそれぞれ一列６箇所の全ての予備はんだ１２に同時に接触してこれを溶融させるので、はんだ付けに要する時間は、従来の糸はんだ２とはんだごて３を用いてリード端子ｂを一つずつはんだ付けする場合に比較して1/10以下に短縮でき、約２〜３秒という極めて短時間で一個の弱耐熱性電子部品１のはんだ付けを完了することができる。
【００３３】
また、（ｂ）に明示しているように、加熱ツール１４Ａは、基板電極１８を上記のように外方へ張り出す形状としたことによってリード端子１ｂに接触することなく予備はんだ１２に接触するので、弱耐熱性電子部品１は高温の加熱ツール１４Ａからの熱伝導を殆ど受けることがなく、その電子部品としての機能に何ら悪影響を及ぼさない。
【００３４】
図４は、上記第１の実施の形態において、加熱ツール１４Ａをその接触面１７が回路基板８に直接接触するまで下降させたと仮定した場合の不都合の発生を説明する工程図である。加熱ツール１４Ａの接触面１７が回路基板８に接触する際に、溶融した予備はんだ１２は、押し潰されて、その一部がボール状となって加熱ツール１４Ａの外側にはみ出て分離される。この分離された予備はんだ１２の一部は、加熱ツール１４Ａが上昇したときに、そのボール形状のままフィレット１１から離間した位置に付着して残留し、所謂はんだボール１９となる。このはんだボール１９は、回路基板８の表面から離脱して回路基板８上を転がると、電子部品１，９における隣接するリード端子間を電気的に短絡するといった不都合が発生するおそれがある。そのため、上記の第１の実施の形態では、加熱ツール１４Ａの最下点をその接触面１７と回路基板８の表面とが所定間隙Ｄとなる位置に設定して、はんだボール１９の発生を効果的に防止している。
【００３５】
図５は第２の実施の形態に用いる一対の加熱ツール１４Ｂ，１４Ｂを示す下方から見た斜視図である。この加熱ツール１４Ｂは、予備はんだ１２への接触面１７が一様な平坦面になっているのは第１の実施の形態のものと同様であるが、その接触面１７の長手方向の両側に突部２０がそれぞれ形成されている。上記突部２０の接触面１７からの高さＤは、第１の実施の形態における所定間隙Ｄと同一に、つまり0.03ｍｍ以上で0.1 ｍｍ以下に設定されている。この加熱ツール１４Ｂは、第１の実施の形態と同様に、回路基板８に対し接触面１７が平行となるよう位置決めしてはんだ付け装置に取り付けられる。
【００３６】
図６は上記加熱ツール１４Ｂを用いた第２の実施の形態における要部の工程を示し、同図の（ａ）〜（ｃ）は図１における（ｄ）〜（ｆ）の工程に対応し、同図の（ｄ）〜（ｆ）はそれぞれ同図の（ａ）〜（ｃ）の右側面図である。加熱ツール１４Ｂは、（ａ）および（ｄ）に示すように、第１の実施の形態で説明したと同様に位置決めされたのち、その状態を保ったまま真っ直ぐに下降して、（ｂ），（ｅ）に示すように両側の突部２０が回路基板８の表面における予備はんだ１２の近傍箇所に接触して２〜３秒の間停止したのちに、（ｃ）および（ｆ）に示すように上昇する。加熱ツール１４Ｂが予備はんだ１２に接触してこれを溶融させるときに、加熱ツール１４Ｂの接触面１７と回路基板８の表面との間には、突部２０の高さＤ分だけの間隙が生じ、この間隙は第１の実施の形態における所定間隙Ｄと同一であるから、第１の実施の形態と同様に、はんだボール１９の発生を防止しながら溶融した予備はんだ１２をリード端子１ｂに沿って効率的に濡れ上がらせることができる。
【００３７】
また、この実施の形態においても、弱耐熱性電子部品１の複数本（この実施の形態では１２本）のリード端子１ｂのはんだ付けを２〜３秒の短時間で同時に行える。しかも、この実施の形態では、加熱ツール１４Ｂをその接触面１７が回路基板８の表面に当接するまで下降させればよいので、第１の実施の形態のように加熱ツール１４Ａの作動ストロークを制御ユニットにより精密に制御する場合に比較して加熱ツール１４Ｂの制御機構を簡素化できる利点がある。
【００３８】
図７は第３の実施の形態に用いる一対の加熱ツール１４Ｃ，１４Ｃを示す下方から見た斜視図である。この加熱ツール１４Ｃは、予備はんだ１２への接触面１７が一様な平坦面になっているのは第１の実施の形態のものと同様であるが、その接触面１７における長手方向の外方側の一辺に沿って突出小片２１が形成されている。上記突出小片２１の接触面１７からの高さＤは、第２の実施の形態の加熱ツール１４Ｂの突部２０の高さＤと同一に、つまり0.03ｍｍ以上で0.1 ｍｍ以下に設定されている。この加熱ツール１４Ｃは、第１の実施の形態と同様に、予備はんだ１２に装着された弱耐熱性電子部品１のリード端子１ｂから僅かに外方へ離間し、且つ回路基板８に対し接触面１７が平行となるよう位置決めしてはんだ付け装置に取り付けられる。
【００３９】
図８は上記加熱ツール１４Ｃを用いた第３の実施の形態における要部の工程を示し、同図の（ａ）〜（ｃ）は図１における（ｄ）〜（ｆ）の工程に対応し、同図の（ｄ）〜（ｆ）はそれぞれ同図の（ａ）〜（ｃ）の右側面図である。加熱ツール１４Ｃは、（ａ）および（ｄ）に示すように、第１の実施の形態で説明したと同様に位置決めされ、且つその状態を保ったまま真っ直ぐに下降して、（ｂ），（ｅ）に示すように突出小片２１が回路基板８の表面における予備はんだ１２の外方側の近傍箇所に接触して２〜３秒の間停止したのちに、（ｃ）および（ｆ）に示すように上昇する。加熱ツール１４Ｃが予備はんだ１２に接触してこれを溶融させるときに、加熱ツール１４Ｂの接触面１７と回路基板８の表面との間には、突出小片２１の高さＤ分だけの間隙が生じ、この間隙Ｄは第１の実施の形態の所定間隙Ｄと同一であるから、第１の実施の形態と同様に、はんだボール１９の発生を防止しながら溶融した予備はんだ１２をリード端子１ｂに沿って効率的に濡れ上がらせることができる。
【００４０】
この実施の形態においても、弱耐熱性電子部品１の複数本のリード端子１ｂのはんだ付けを２〜３秒の短時間で同時に行えるとともに、加熱ツール１４Ｃをその接触面１７が回路基板８の表面に当接するまで下降させればよいので、第２の実施の形態と同様に、加熱ツール１４Ｂの制御機構を簡素化できる利点がある。
【００４１】
それに加えて、溶融した予備はんだ１２が接触面１７により押圧されて基板電極１８から外方へ向けはみ出ようとしても、これを突出小片２１により確実に阻止できる効果がある。
【００４２】
図９は第４の実施の形態に用いる一対の加熱ツール１４Ｄ，１４Ｄを示す下方から見た斜視図である。この加熱ツール１４Ｄは、下端面に内側から外側に向かって下り勾配に傾斜した傾斜接触面２２が加熱ツール１４Ｄの長手方向に沿って形成され、この傾斜接触面２２の外側に沿って当接面２３が形成されている。上記傾斜接触面２２の上端と当接面２３との間の鉛直方向の距離Ｄは、第２の実施の形態の加熱ツール１４Ｂの突部２０の高さＤと同一に、つまり0.03ｍｍ以上で0.1 ｍｍ以下に設定されている。この加熱ツール１４Ｄは、予備はんだ１２に装着された弱耐熱性電子部品１のリード端子１ｂから僅かに外方へ離間し、且つ回路基板８に対し当接面２３が平行となるよう位置決めしてはんだ付け装置に取り付けられる。
【００４３】
図１０は上記加熱ツール１４Ｄを用いた第４の実施の形態における要部の工程を示し、同図の（ａ）〜（ｃ）は図１における（ｄ）〜（ｆ）の工程に対応し、同図の（ｄ）〜（ｆ）はそれぞれ同図の（ａ）〜（ｃ）の右側面図である。加熱ツール１４Ｄは、（ａ）および（ｄ）に示すように、第１の実施の形態で説明したと同様に位置決めされ、且つその状態を保ったまま真っ直ぐに下降して、（ｂ），（ｅ）に示すように当接面２３が回路基板８の表面における予備はんだ１２の外方側の近傍箇所に接触して２〜３秒の間停止したのちに、（ｃ）および（ｆ）に示すように上昇する。加熱ツール１４Ｄの当接面２３が回路基板８に当接したときに、予備はんだ１２に接触してこれを溶融させる傾斜接触面２２と回路基板８の表面との間には、傾斜接触面２２の勾配に応じて内方へ向かい順次大きくなる間隙が生じ、この間隙の最大値は第１の実施の形態の所定間隙Ｄと同一であるから、第１の実施の形態と同様に、はんだボール１９の発生を防止できる。
【００４４】
また、この実施の形態においても、（ｄ）〜（ｆ）から明らかなように、弱耐熱性電子部品１の複数本のリード端子１ｂのはんだ付けを２〜３秒の短時間で同時に行え、さらに、加熱ツール１４Ｄをその当接面２３が回路基板８の表面に当接するまで下降させればよいので、第２および第３の実施の形態と同様に、加熱ツール１４Ｄの制御機構を簡素化できる利点がある。それに加えて、回路基板８の表面に密着する当接面２３によって溶融した予備はんだ１２が基板電極１８の外方へ向かいはみ出ようとするのをより確実に阻止することができるとともに、内方へ向かい上がり勾配となった傾斜接触面２２により、溶融した予備はんだ１２がリード端子１ｂに沿って濡れ上がるのを円滑に且つ効果的に促進することができる効果がある。
【００４５】
【発明の効果】
以上のように本発明の弱耐熱性電子部品の実装方法によれば、弱耐熱性電子部品のはんだ付けを、一般電子部品と同様にクリームはんだを用いて行うので、従来の低温はんだを用いてはんだ付けした場合のようなクラックが発生するおそれがなく、高い信頼性を確保できる。また、クリームはんだを一旦溶融して固化した予備はんだの再溶融は、リフロー炉に搬入せずに、加熱ツールを接触させることにより行うので、弱耐熱性電子部品が熱の影響を受けて破壊するといったことが生じず、しかも予備はんだに加熱ツールを単に接触させることにより弱耐熱性電子部品のはんだ付けを行えることとにより、従来の糸はんだとはんだごてを用いた手作業によるはんだ付けに比較して、はんだ付けに要する時間を大幅に短縮でき、生産タクトを短縮できる。さらに、部品本体の両側のリード端子の全てを、加熱ツールの１回の作動によって同時にはんだ付けすることができ、生産タクトをより一層短縮できる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の弱耐熱性電子部品の実装方法に係る基本工程を順に示す工程図。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る弱耐熱性電子部品の実装方法に用いる加熱ツールを示す斜視図。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は上記加熱ツールを用いた本発明の第１の実施の形態の要部工程を示す工程図、（ｄ）〜（ｆ）は（ａ）〜（ｃ）の右側面図。
【図４】上記の要部工程を用いないと仮定した場合の不都合の発生を説明するための工程図。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る弱耐熱性電子部品の実装方法に用いる加熱ツールを示す斜視図。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は上記加熱ツールを用いた本発明の第２の実施の形態の要部工程を示す工程図、（ｄ）〜（ｆ）は（ａ）〜（ｃ）の右側面図。
【図７】本発明の第３の実施の形態に係る弱耐熱性電子部品の実装方法に用いる加熱ツールを示す斜視図。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は上記加熱ツールを用いた本発明の第３の実施の形態の要部工程を示す工程図、（ｄ）〜（ｆ）は（ａ）〜（ｃ）の右側面図。
【図９】本発明の第４の実施の形態に係る弱耐熱性電子部品の実装方法に用いる加熱ツールを示す斜視図。
【図１０】（ａ）〜（ｃ）は上記加熱ツールを用いた本発明の第４の実施の形態の要部工程を示す工程図、（ｄ）〜（ｆ）は（ａ）〜（ｃ）の右側面図。
【図１１】従来の弱耐熱性電子部品の実装方法を示す斜視図。
【図１２】従来の他の弱耐熱性電子部品の実装方法を示す一部工程図。
【符号の説明】
１ 弱耐熱性電子部品
１ａ 部品本体
１ｂ リード端子
８ 回路基板
９ 一般電子部品
１０ クリームはんだ
１２ 予備はんだ
１４，１４Ａ〜１４Ｄ 加熱ツール
１７ 接触面
１８ 基板電極
２０ 突部（突出部）
２１ 突出小片（突出部）
２２ 傾斜接触面
２３ 当接面
Claims (7)
- 回路基板における弱耐熱性電子部品の両側に配設されたリード端子を取付ける電極上にはんだを印刷する工程と、
前記はんだを溶融させ固化させ予備はんだを形成する工程と、
前記予備はんだ上に弱耐熱性電子部品のリード端子を装着する工程と、
前記弱耐熱性電子部品の両側のリード端子より外方側の予備はんだの各部分に加熱ツールを同時に接触させて前記弱耐熱性電子部品の両側の予備はんだを同時に溶融させる工程と
からなる弱耐熱性電子部品の実装方法。 - 弱耐熱性電子部品の両側に配設されたリード端子を取付ける電極を含む回路基板の電極上にはんだを印刷する工程と、
弱耐熱性電子部品以外の部品を前記回路基板に実装する工程と、
前記はんだを溶融させ固化させ予備はんだを形成する工程と、
前記予備はんだ上に弱耐熱性電子部品のリード端子を装着する工程と、
前記弱耐熱性電子部品の両側のリード端子より外方側の予備はんだの各部分に加熱ツールを同時に接触させて前記弱耐熱性電子部品の両側の予備はんだを同時に溶融させる工程と
からなる弱耐熱性電子部品の実装方法。 - 前記予備はんだを再溶融させるときに、前記加熱ツールの前記予備はんだに対する接触面が回路基板の表面に対し所定間隙を越えて近接しないように前記加熱ツールを作動制御することを特徴とする請求項１または２に記載の弱耐熱性電子部品の実装方法。
- 前記加熱ツールに前記接触面から突出する突出部を設け、前記予備はんだを再溶融させるときに、前記突出部が回路基板に当接するように前記加熱ツールを作動制御することを特徴とする請求項３に記載の弱耐熱性電子部品の実装方法。
- 前記接触面の長手方向の両端に所定高さの突部状の一対の突出部を設け、前記予備はんだを再溶融させるときに、前記一対の突出部が回路基板における複数の予備はんだの配列の両端近傍箇所に当接するように前記加熱ツールを作動制御することを特徴とする請求項４に記載の弱耐熱性電子部品の実装方法。
- 前記接触面の外方側の側縁部に長手方向に沿って小さな片状の突出部を設け、前記予備はんだを再溶融させるときに、突出部が回路基板における予備はんだの配列の外方側の近傍箇所に当接するように前記加熱ツールを作動制御することを特徴とする請求項４に記載の弱耐熱性電子部品の実装方法。
- 前記加熱ツールの前記接触面を前記電子部品に近接する側に向かって前記回路基板との間隙が大きくなるよう傾斜した傾斜接触面に形成し、前記予備はんだを再溶融させるときに、前記傾斜接触面の外方側の側縁部が回路基板における予備はんだの配列の外方側の近傍箇所に当接するように前記加熱ツールを作動制御することを特徴とする請求項３に記載の弱耐熱性電子部品の実装方法。
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