JP3948376B2

JP3948376B2 - Manufacturing method of electronic device

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Publication number: JP3948376B2
Application number: JP2002259833A
Authority: JP
Inventors: 守満小椋
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-09-05
Filing date: 2002-09-05
Publication date: 2007-07-25
Anticipated expiration: 2022-09-05
Also published as: JP2004103640A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板上に電子部品を載せ、電子部品をはんだにより基板に固定する実装技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
メタルマスクを用い基板のランド部に必要量のクリームはんだを印刷により供給した後、表面実装型の各種電子部品を基板の所定位置に載せ、温風等によりはんだを溶融させる。これにより、ランド部と電子部品のリード線とを固定する。その後、このランド部とリード線との固定が良好に行われているかを調べるためのはんだの外観検査が行われる。このような工程を経て、電子部品が基板に接続固定された電子装置が製造される。
【０００３】
はんだの外観検査方法としては種々の方法があるが、ここでは外観検査装置として、例えばオムロン製ＶＴ−ＷＩＮを用いて行うカラーハイライト方式の検査方法について説明する。
【０００４】
図８〜１０にこの検査方法を説明するための図を示す。図８に示すように、電子部品２を基板２１にはんだ付けした後、基板２１の上の方からリング照明２２、２３、２４をあて、カラーカメラ２５にて反射した光を取り込む。このリング照明２２、２３、２４は、異なる高さの３つのリング照明がフィルターで覆われており、３種類の色の光源となっている。
【０００５】
図９（ａ）、（ｂ）（ｃ）はリード線３の側壁にはんだ４が固着している部分に、各光源の光が反射し、その反射光がカラーカメラ２５に入るときの状態を示している。光源の位置が異なることから、各光源の光が反射してカラーカメラ２５に取り込まれる際の反射角が各光源毎に異なることを利用することで、はんだ４の傾斜角を知ることができる。具体的には、図９（ａ）に示すように、はんだ４の傾斜角がおよそ０〜１５°のとき、赤色の光源２２からの反射光がカラーカメラ２５に取り込まれ、同様に、図９（ｂ）に示すように、傾斜角がおよそ１５〜２２．５°のとき、緑色の光源２３からの反射光が、また、図９（ｃ）に示すように、傾斜角がおよそ２２．５°よりも大きいとき、青色の光源２４からの反射光がカラーカメラ２５に取り込まれる。
【０００６】
図１０にカラーカメラにて、はんだ４からの反射光を取り込んだときの着色画像を示す。図１０（ａ）はリード線３にはんだ４が固着している状態の斜視図であり、図１０（ｂ）は図１０（ａ）を上から見たときの図である。着色画像では、ランド部１とリード線３とを接続固定しているはんだ４が赤色の領域４Ｒ、緑色の領域４Ｇ、青色の領域４Ｂに色分けされる。このように、高さの異なる光源とカラーカメラを用いることで、はんだ４に対する光源の反射角度を色で出力でき、すなわち、はんだ４の傾斜角を色で示すことができる。
【０００７】
次にランド部とリード線３におけるはんだ付けの良否判定の方法を説明する。
【０００８】
図１１に例えば２端子を有する電子部品２が基板２１のランド部１にはんだ４にて固定されているときの平面図を示す。はんだ４はランド部１の全面に載っており、ランド部１と同様の平面形状となっている。
【０００９】
また、図１２（ａ）に図１１中のＡ−Ａ’断面を示す。図１２（ａ）に示す状態がランド部１とリード線３との固定が良好な状態である。この図に示すように、リード線３の側壁にはんだ４が固着し、フィレット４ａが形成されている。このフィレット４ａは通常、はんだ４の表面が下に凸の形状となっており、はんだ４の端部にて富士山の裾野のように、接触角がほとんどない形状となっている。
【００１０】
次に、はんだ４がリード線３に固着していない不良品状態を図１２（ｂ）に示す。これは、はんだ４の上にリード線３が載っており、はんだ４がリード線３の側壁に付いていない状態である。すなわち、リード線３の側壁に対してはんだ４が濡れていない（なじんでいない）状態である。なお、以下ではこの状態を不濡れ状態と呼ぶ。このとき、はんだ４の断面形状は、電子部品２を載せる前の状態、すなわちランド部１にはんだ４を供給した後の状態と同じである。
【００１１】
図１３（ａ）にはんだ４を上から見たときの着色画像を示し、図１３（ｂ）にはんだ４の断面を示す。部品を載せる前のはんだ４の形状は、はんだ４の端部側が傾斜し、中央近辺が平面であるドーム形状となっている。したがって、はんだ４を上から見たときの着色画像では、図１３（ａ）に示すように、平面に近い状態の中央付近の領域８が赤色の領域４Ｒであり、その周りが順に緑色の領域４Ｇ、青色の領域４Ｂとなる。
【００１２】
図１１、１２に示すように、リード線３の先端はランド部の中央付近に位置する。したがって、良品状態ではリード線３の先端で形成されるフィレット４ａがランド部１の中央付近に位置する。また、図１３に示すように、不濡れ状態では、ランド部１の中央付近の領域８が赤色にて出力される。これらのことから、検査対象と不濡れ状態のものとのランド部の中央での画像出力差により良否判定を行う。
【００１３】
具体的には、図１４（ａ）、（ｂ）に示すように、カラーカメラにて、検査対象と不濡れ状態の両方の画像を取り込んだ後、画像処理装置に対して、ランド部の大きさを入力する。なお、図１２（ｂ）に示す状態を不濡れ状態のサンプルとして用いることもできるが、図１４（ｂ）では、はんだ付けされる前のはんだ４の状態を不濡れ状態のサンプルとして用いる場合を示している。
【００１４】
これにより、例えば、ランド部１の中央で、縦横の幅がランド部の１／３の大きさの領域に検査領域としてのウィンドウ７が検査対象と不濡れ状態の画像に設けられる。この両者のウィンドウ７内での赤色出力量を比較することで、検査対象が不濡れ状態であるかどうかを判断する。なお、この良品状態の着色画像は、図１０（ｂ）に示すようになる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
上記した検査方法において、良品でも不良品と判定してしまう誤判定が生じていた。本発明者がこの原因を調査したところ、誤判定が生じた理由は主に以下の２つの事例であることがわかった。
【００１６】
図１５に（ａ）、（ｂ）に誤判定が生じたときのリード線３及びはんだ４の断面図を示す。１つは、図１５（ａ）に示すように、ウィンドウ７の位置がランド部１の中央であるため、リード線３の先端部でのはんだ４だけでなく、リード線３の表面もそのウィンドウ７内に含まれている。リード線３の表面は平面であることから、この部分により、赤色が出力される。このため、はんだ４がリード線３の先端にてフィレット４ａを形成し、ランド部１とリード線３とを良好に接続固定している良品であっても、赤色が出力されてしまい、不良品と判定されてしまっていた。
【００１７】
もう１つは、図１５（ｂ）に示すように、はんだ４がリード線３の上に付着した場合、はんだ４がドーム形状となるため、ドーム形状の中央で平面部２６が存在し、この部分により、赤色が出力されてしまっていた。すなわち、はんだ４がドーム形状となっているため、不濡れ状態のサンプル形状と差が出にくい状態であった。なお、図１５（ｂ）に示すように、はんだ４がリード線３の上に付着した状態でも、ランド部とリード線３とが十分に固定されているので良品状態である。
【００１８】
このように、ウィンドウ７をランド部１の中央に設けているため、上記した原因により誤判定が生じていた。そこで、ウィンドウの位置をランド部の中央からランド部の端部側に移動させることが考えられる。しかしながら、不濡れ状態のサンプルで赤色が出力される位置４Ｒは中央付近であるため、ウィンドウを単に移動させた場合、不濡れ状態において、ウィンドウ７における赤色での出力量が少ないことから、良否判定を行うことは好ましくない。
【００１９】
なお、このような問題は、２端子の電子部品２に限らず、３端子、４端子等の電子部品２のように、基板のランド部が大きく設けられるものにおいても同様に発生している。
【００２０】
また、上記にて説明した画像比較による外観検査に限らず、レーザー光をフィレットの形成予定領域に照射し、そのレーザー光の反射角により、はんだ４の外観検査を行う場合においても同様の問題が発生する。この場合においても、画像比較の場合と同様に、不濡れ状態のサンプルと比較して良否判定を行い、通常、はんだ付の形状にて判定するからである。このため、検査位置にリード表面が含まれることから、良品であっても不濡れ状態であると誤判定される可能性がある。また、はんだがドーム形状のとき、中央近辺が平面であることから、同様に不濡れ状態であると誤判定される可能性がある。
【００２１】
本発明は、上記点に鑑み、はんだの外観検査において、誤判定を低減することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では、ランド部（１）とリード線（３）とをはんだ付けしたとき、はんだによる固定状態が不濡れ状態の場合に、ランド部（１）におけるリード線（３）の横側の領域（５）に、はんだの表面が平面形状となる領域（８）が存在するように、ランド部（１）のうち、リード線（３）の横側の領域（５）がリード線（３）の先端側の領域（６）よりも広くなるように、ランド部（１）が設けられ、ランド部（１）と同一の平面形状にてはんだ（４）が印刷されている基板を用意し、ランド部（１）とリード線（３）とをはんだ付けする。その後、ランド部（１）におけるリード線（３）の横側の領域（５）であって、はんだによる固定状態が良品状態の場合に、フィレットが形成されることによって、はんだの表面が傾斜した状態となるとともに、不濡れ状態の場合に、はんだの表面が平面形状となる領域を含む位置に、はんだによる固定の良否判定を行うための判定領域（７）を設定し、この判定領域でのはんだの表面状態に基づいて、はんだ（４）による固定の良否判定を行うことを特徴としている。
【００２３】
通常、ランド部のうち、リード線の先端側の領域（６）の幅（６ａ）は、はんだ付けしたとき、リード線の横にフィレットが形成されるような大きさであって、はんだ付けの際に、リード線の長さ方向にて電子部品がずれないような大きさとなっている。
【００２４】
本発明では、このような広さとされるリード線の先端側の領域（６）よりも、リード線の横側の領域（５）を広くすることで、基板に電子部品を搭載し、ランド部とリード線とをはんだ付けしたが、不濡れ状態となったとき、リード線の横側の領域に、はんだの表面が平面形状となる領域（８）が存在するようにしている。そして、はんだによる固定の良否判定を行うための判定領域（７）の位置を、ランド部（１）におけるリード線（３）の横側の領域（５）であって、はんだによる固定状態が良品状態の場合に、はんだの表面が傾斜した状態となるとともに、不濡れ状態の場合に、はんだの表面が平面形状となる領域を含む位置に設定している。したがって、はんだの外観検査のとき、この不濡れ状態のサンプルと検査対象とにおいて、リード線の横側の領域を比較することで、はんだ付けの良否判定を行うことができる。なお、判定領域の位置としては、良好にはんだ付けが行われているとき、リード線の横側の領域で、はんだが平面でなく傾斜している領域を含む位置であれば良いが、できるだけはんだが傾斜している領域を多く含む位置が好ましい。
【００２５】
そして、リード線の横側の領域で、リード線を含まない領域にてはんだの外観検査を行うことから、リード線の表面を不濡れ状態と誤って判定してしまうのを減少させることができる。
【００２６】
また、このようにランド部のうち、リード線の横側の領域をリード線の先端側の領域よりも広くすることで、リード線の横側の領域にてフィレットが形成され易くなり、はんだがリード線の上にも上がり、はんだがドーム形状になり難くすることができる。仮にはんだがドーム形状となった場合においても、はんだの外観検査にて、良否判定の判定領域をリード線の横側の領域に設定していることから、判定領域では、良品状態のとき、はんだが傾斜し、不良品状態のとき、はんだの表面が平面となる。したがって、はんだがドーム形状となっても良否判定を良好に行うことができる。
【００２７】
以上のことから、はんだの外観検査において、検査対象が良品状態であっても不濡れ状態と判断してしまうのを減少させることができる。
【００２８】
上記した電子装置の製造方法においては、例えば、はんだ（４）により接続固定する工程では、ランド部におけるリード線（３）の横側の領域（５）において、リード線の横方向でのリード線の端からランド部の端までの長さを、少なくとも判定領域（７）の長さに０．２ｍｍ加えた長さであるランド部が設けられた基板を用いることが好ましい。また、例えば、良否判定を行うための判定領域（７）が、不濡れ状態におけるはんだの表面が平面となる領域（８）の内部に完全に含まれるように、ランド部（１）を設計することが好ましい。そして、この良否判定を行う領域（７）において、はんだの外観検査を行うことが好ましい。
【００２９】
このとき、不濡れ状態のサンプルにおける良否判定を行う領域（７）では、全領域が平面に近い状態となることから、判定を行う領域（７）にて、はんだの表面が全て平面でない場合と比較して、はんだの外観検査にて、不濡れ状態であるかどうかの判定を容易に行うことができる。すなわち、判定精度を向上させることができる。
【００３０】
また、例えば、ランド部（１）とリード線（３）とをはんだ付けする際、電子部品（２）が固定予定位置からずれてしまうのを抑制するため、ランド部（１）とリード線（３）とをはんだ付けしたとき、ランド部（１）のうち、リード線（３）の横側の領域に幅（１１ａ、１２ａ）が狭い部分（１１、１２）が存在する形状にてランド部（１）を設計することもできる。
【００３１】
より具体的には、ランド部（１）とリード線（３）とをはんだ付けしたとき、ランド部（１）のうち、リード線（３）の横側の領域に、リード線（３）の先端側の領域（６）よりも幅（１１ａ、１２ａ）が狭い部分が存在する形状とすることができる。
【００３２】
これにより、はんだ付けの際、基板上の部品が、電子部品の基板に対する固定予定位置からリード線に対して垂直な方向に移動してしまうのを抑制することができる。この結果、検査位置がずれてしまうのを抑制することができる。
【００３３】
また、ランド部（１）の形状は、例えばＴ字形状とすることが好ましい。
【００３４】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００３５】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１（ａ）に、本発明の第１実施形態における電子部品がはんだにより接続固定された状態の基板を上から見たときの図を示す。この図は基板のランド部と電子部品のリード線とが位置する部分を拡大したものである。また、図１（ｂ）に電子部品を接続固定する前のランド部を上から見たときの図を示す。なお、本実施形態では、カラーハイライト方式によるはんだの外観検査方法を用いる場合を例として説明する。
【００３６】
図１（ａ）に示すように、基板上のランド部１に電子部品２のリード線３がはんだ４により接続固定されているとき、ランド部１のうち、リード線３の横側の領域５がリード線３の先端側の領域６よりも広くなっている。
【００３７】
なお、ランド部１のうち、リード線３の先端側の領域６においては、リード線３の先端からランド部１の端までの幅が従来と同様である。すなわち、リード線３の先端側の領域６の幅６ａは、はんだ付けしたとき、リード線３にフィレットが形成されるような大きさであって、はんだ付けの際に、リード線の長さ方向にて電子部品がずれないような大きさとなっている。本実施形態では、このような観点から、領域６の幅を例えば０．３ｍｍとしている。
【００３８】
そして、はんだ４の外観検査では、電子部品２とランド部１とを含むように画像を取りこみ、リード線３の横側の領域４であって、フィレットが形成される予定領域にウィンドウ７を配置する。
【００３９】
また、不濡れ状態のサンプルとして、図１（ｂ）に示すように、例えば、ランド部１にはんだ４が印刷されている状態の基板を用意する。なお、この基板は電子部品２が載っていない状態である。この不濡れ状態のサンプルにおいても、同様に画像を取りこみ、検査対象と同一の位置にウィンドウ７を配置する。検査対象と不濡れ状態のサンプルとのウィンドウ７での画像出力を比較して、はんだ４が良好にリード線３に固着しているかどうかを判定する。なお、不濡れ状態のサンプルとして、図１２（ｂ）に示すように、実際に不濡れ状態のものを用いても良い。
【００４０】
このとき、検査対象での赤色の出力が、不濡れ状態のサンプルでの赤色の出力に対して、どれぐらいの割合かで、良品か不良品かを判断する。このため、検査対象が不濡れ状態かどうかを容易に判定できるように、不濡れ状態のサンプルにおけるウィンドウ７では、平面に近い状態を示す赤色が多く出力されるのが好ましい。したがって、ランド部１の形成では、予めランド部１のリード線３横の領域を広く設計している。
【００４１】
具体的には、図１（ｂ）にて、斜線の領域８がはんだ４の表面が平面に近い状態の領域であり、画像ではこの領域８が赤色にて出力される。図１（ａ）中の一点鎖線にて示す領域が、図１（ｂ）中の領域８に相当する。このように、本実施形態では、ウィンドウ７の位置は、はんだ４の表面が平面に近い領域８に完全に含まれている。このため、検査対象と不濡れ状態のサンプルとの比較が容易となり、ウィンドウ７の位置が領域８に完全に含まれていないときと比較して、はんだ付けが良好に行われているかどうかの良否判定の精度が高くなっている。なお、ウィンドウ７の位置が領域８に完全に含まれていない場合でも、不濡れ状態のサンプルにて赤色で出力される量を基準にして良否判定を行うことから、はんだの外観検査を行うことは可能である。
【００４２】
次に、不濡れ状態のサンプルにおいて、はんだ４の表面が平面に近い状態である領域８について説明する。図２（ａ）、（ｂ）にランド部上のはんだの断面図を示す。これらは、それぞれランド部１の幅が１１６０μｍであり、図２（ａ）はメタルマスクの高さが１００μｍのときであり、図２（ｂ）は２００μｍのときの断面図である。図２（ａ）、（ｂ）に示すように、はんだ４がランド部１の全面に印刷されたとき、はんだ４はドーム形状となる。そして、はんだの供給量に関わらず、はんだ４の表面が平面に近く、画像が赤色に出力される領域８は、ランド部１の外周端からの距離が０．２〜０．３ｍｍのところからランド部１の中心側の領域であることが本発明者の実験によりわかった。
【００４３】
したがって、ランド部１のうち、リード線３の横側の領域５の広さは、リード線３の端からランド部１の端までの幅が少なくともウィンドウ７の幅に０．２〜０．３ｍｍを加えた長さとすれば良い。なお、当然のことではあるが、ランド部１の広さは隣りのランド部と、はんだ４がブリッジされず、隣りのランド部と絶縁できる広さとする。
【００４４】
本実施形態は、このようにランド部１が設計され、ランド部１にはんだ４が供給された基板を用い、基板の上に電子部品２を載せ、はんだ４を溶融し、ランド部１とリード線３とをはんだ付けする工程を行う。このとき、はんだ４により、ランド部１とリード線３とをはんだ４が良好に接続固定していれば、フィレットの形状は、リード線３の側壁からランド部１表面にかけて富士山の裾野のような状態となる。そして、はんだ付け後のはんだ４の外観検査を行う工程にて、リード線３の横側にてフィレットが形成されているかで、はんだ４による基板への電子部品２の固定が良好に行われているかを判断するのである。
【００４５】
本実施形態では、リード線３の先端側の領域６よりも、リード線３の横側の領域５を広く設けている。このことから、基板に電子部品２を搭載し、ランド部１とリード線３とをはんだ付けしたが、不濡れ状態となったとき、リード線３の横側の領域５では、はんだ４の表面が平面に近い形状となる。したがって、はんだ４の外観検査のとき、この不濡れ状態のサンプルと検査対象とにおいて、リード線３の横側の領域５であって、フィレットの形成予定領域を比較することで、はんだ付けの良否判定を行うことができる。
【００４６】
そして、リード線３を含まない領域にて、はんだ４の外観検査を行うことから、リード線３の表面を不濡れ状態と誤って判定してしまうのを減少させることができる。
【００４７】
また、このようにランド部１のうち、リード線３の横側の領域５をリード線３の先端側の領域６よりも広くすることで、リード線３の横側の領域５にてフィレットが形成され易くなり、はんだ４がリード線３の上にも上がり、はんだ４がドーム形状になり難くすることができる。また、仮にはんだ４の量が多く、はんだ４がリード線３の上にも上がり、ドーム形状となった場合においても、はんだ４の外観検査にて、良否判定をリード線３の横側の領域で行っていることから、良否判定を良好に行うことができる。これは、この位置にて検査することで、良品状態のときでは、はんだ４が傾斜しており、不良品状態のときでは、はんだ４の表面が平面に近い状態となるからである。
【００４８】
以上のことから、はんだ４の外観検査において、検査対象が良品状態であっても不濡れ状態と判断してしまうのを減少させることができる。
【００４９】
なお、はんだ４の適量は、種々の基準があるが例を挙げると、基板に電子部品２を固定したとき、リード線３の側壁のうち、リード線３の高さの２／３以上のところにはんだ４が付着する量である。従来では、ランド部１の中央で良否判定を行っていたので、リード線３にフィレットが形成されていたかどうかの判定しか行うことができなかった。しかしながら、本実施形態によれば、リード線３の横側で良否判定を行うことから、ウィンドウ７内から得られる情報が従来よりも多く、はんだ４の量が適量かどうかも判断することもできる。これは、フィレットが形成されていてもはんだ４の量が少ない場合、リード線３から離れた側では、ランド部１の表面が露出し、これによりウィンドウ７内にランド部１の表面が露出すると、その露出した領域が、赤色で出力されるからである。
【００５０】
なお、ウィンドウ７の位置は、リード線３の横側でフィレットが形成される領域を含み、かつ、領域８と重なる位置であれば、図１に示される位置に限らず、他の位置とすることもできる。さらに、ウィンドウ７の位置としては、良好にはんだ付けが行われているとき、リード線の横側の領域で、はんだが平面でなく傾斜している領域を含む位置であれば良いが、良否判定を良好に行うためには、はんだが傾斜している領域をできるだけ多く含む位置が好ましい。また、ウィンドウ７の大きさについても、同様のことが満たされてれば、良否判定が可能な範囲内において任意に設定することもできる。
【００５１】
また、本実施形態における第２の例を図３に示す。図１では、ランド部１の形状が長方形である場合を説明したが、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、ランド部１の形状を楕円形状とすることもできる。なお、図３（ａ）、（ｂ）は、図１（ａ）、（ｂ）に対して、ランド部１の形状が異なるだけなので、図１と同じ符号を付すことで、説明を省略する。
【００５２】
（第２実施形態）
図４（ａ）に第２実施形態における電子部品がはんだにより接続固定された状態の基板を上から見たときの図を示す。また、図４（ｂ）にランド部の上にはんだが供給されているときの図を示す。なお、図１と同一部分については、同一の符号を付している。
【００５３】
本実施形態においても、図４（ａ）に示すように、基板上のランド部１に電子部品２のリード線３がはんだ４により接続固定されているとき、第１実施形態と同様に、ランド部１のうち、リード線３の横側の領域５がリード線３の先端側の領域６よりも広くなっている。したがって、第１実施形態と同様の効果を有している。
【００５４】
ただし、図１と異なり、ランド部１におけるリード線３の横側の領域５のうち、電子部品２に近い領域１１の幅１１ａが領域５の幅５ａよりも狭くなっている。また、領域５のうち、リード線３の先端に近い領域１２の幅１２ａも領域５の幅５ａよりも狭くなっている。
【００５５】
第１実施形態では、ランド部１のうち、リード線３の横側の領域５が広く形成されていた。このため、基板に電子部品２を載せ、ランド部１に電子部品２のリード線３をはんだ付けする際に、電子部品２が泳いでしまう恐れがある。つまり、図４（ａ）に示すような固定予定領域からリード線３に対して垂直な方向（図の左右方向）に、電子部品２がずれてしまう恐れがある。電子部品２の位置がずれてしまうと、ウィンドウ７の位置はランド部１の大きさを基準に設定されているため、ウィンドウ７の位置が所定の位置からずれてしまう。このため、良否判定を正しく行うことができない可能性がある。すなわち、良否判定を安定して行うことができない。
【００５６】
これに対して、本実施形態では、ランド部１は、リード線３の横側の領域５のうち、領域１１、１２のように幅が狭い部分を有する形状となっている。これにより、はんだ付けの際、基板上の電子部品２が、基板に対する固定予定位置からリード線に対して垂直な方向に移動してしまうのを抑制することができる。この結果、検査位置がずれてしまうのを抑制することができ、このことによってもウィンドウ７がずれてしまうことで誤判定が発生するのを抑制することもできる。
【００５７】
なお、ランド部１が広い場合、はんだ付けの際に電子部品２が泳いでしまう理由は、はんだ４が固化してリード線３の側壁にフィレットを形成する前では、リード線３の側壁に対して、液状のはんだ４による表面張力が働くが、ランド部１が広い場合、この表面張力の影響が小さいためである。したがって、はんだ付けの際に電子部品２のずれが発生するのを抑制するためには、この表面張力の影響が大きくなるようなランド部の幅とするのが好ましい。
【００５８】
具体的には、図４（ａ）に示すように、領域１１、１２の幅１１ａ、１２ａは、リード線３の先端側の領域６の幅６ａよりも狭くなっており、例えば、０．１５ｍｍとなっている。これは、本発明者が泳ぎ防止のために適切な幅を調べた結果、リード線から端までの幅は例えば０．３ｍｍであり、はんだ４の幅４ａをリード線の幅に０．３ｍｍを加えた長さとしたからである。
【００５９】
（第３実施形態）
図５（ａ）に第３実施形態における電子部品がはんだにより接続固定された状態の基板を上から見たときの図を示す。また、図５（ｂ）にランド部の上にはんだが供給されているときの図を示す。なお、図１と同一部分については、同一の符号を付している。
【００６０】
第２実施形態では、はんだ付けの際の泳ぎ防止のため、ランド部１の形状を十字形状としていたが、本実施形態のようにＴ字形状とすることもできる。図５（ａ）に示すように、ランド部１のうち、リード線３の横側であって、電子部品２に近い領域１１の幅１１ａが、第２実施形態と同様に狭くなっている。そして、本実施形態では、この領域１１のリード線３の長さ方向（図の縦方向）の幅１１ｂは、ランド部１の同一方向における幅に対して半分の長さである。すなわち、ランド部１のうち、リード線３の根本側の半分の領域が狭くなっている。これにより、第２実施形態よりも、はんだ付けの際、リード線３の長さ方向に対して垂直な方向で、電子部品２が固定予定領域からずれてしまうのを抑制することができる。
【００６１】
また、本実施形態においても、基板上のランド部１に電子部品２のリード線３がはんだ４により接続固定されているとき、第１実施形態と同様に、ランド部１のうち、リード線３の横側の領域５がリード線３の先端側の領域６よりも広くなっている。なお、本実施形態では、ウィンドウ７の位置は、リード線３の先端部の隣りであり、ウィンドウ７の下側半分がリード線３の横に位置している。ウィンドウ７がこのような位置ではあるが、リード線３の横側でフィレットが形成される領域を含み、かつ、領域８と重なる位置であるので、第１実施形態と同様の効果を有している。
【００６２】
なお、第２実施形態では、ランド部１に幅の狭い領域があれば、電子部品２が泳いでしまうのを抑制する効果を有することを説明した。泳ぎ防止の効果をより求める場合では、本実施形態のように、ランド部１のうち、幅が狭い領域１１のリード線３の長さ方向における幅１１ｂを、はんだ付けしたとき、ランド部１にはんだ付けされるリード線３の長さの半分以上とすることが好ましい。ただし、このとき、外観検査がリード線３の横側で行うことができるように、つまりウィンドウ７をリード線３の横側に配置できる長さまでとする。
【００６３】
（第４実施形態）
図６（ａ）に第４実施形態における第１の例としての電子部品がはんだにより接続固定された状態の基板を上から見たときの図を示す。また、図６（ｂ）にランド部の上にはんだが供給されているときの図を示す。
【００６４】
第３実施形態では、２端子の電子部品２を用いた場合を説明していたが、図６に示すように、３端子の電子部品２を用いた場合においても、ランド部１の形状を第３実施形態と同様にＴ字形状とすることができる。なお、本実施形態の第１の例では、第３実施形態に対して、電子部品２の端子とランド部１とが１つ増えているだけであり、その他は第３実施形態と同一であるため、説明を省略する。
【００６５】
図７（ａ）に第４実施形態における第２の例としての電子部品がはんだにより接続固定された状態の基板を上から見たときの図を示す。また、図７（ｂ）にランド部の上にはんだが供給されているときの図を示す。
【００６６】
図７（ａ）、（ｂ）に示すように、ランド部１の形状をＬ字形状とすることもできる。これは、図６（ａ）、（ｂ）に対して、電子部品２から２本のリード線３が出ている側において、ランド部１の形状が、２つのリード線３の横側の領域５のうち、隣りのランド部１に近い側の領域５を無くした形状となっている。このような形状は、隣り合うランド部１同士の間隔が狭く、はんだ４がブリッジ状になり、ランド部同士を絶縁させることができない恐れがある場合に有効である。そして、ランド部１の形状がＬ字形状の領域では、リード線３の片側にウィンドウ７を設け、はんだの外観検査を行う。
【００６７】
（他の実施形態）
なお、上記した各実施形態では、リード線３の形状がストレートタイプの場合を説明したが、ベントタイプにおいても本発明を適用することができる。
【００６８】
また、第１〜第３実施形態では、２端子の電子部品２を用いる場合で説明し、第４実施形態では３端子の場合においても、第３実施形態と同様のランド部形状とする場合を説明したが、２、３、４端子等の電子部品２を用いたとき、ランドの形状を上記した各実施形態に示すような形状としてもランド部同士の間隔を十分にとれるものであれば、本発明を適用することができる。
【００６９】
また、上記した各実施形態では、はんだの外観検査方法として、カラーハイライト方式を用いた場合を説明してきたが、レーザー光等を用いた他のはんだ外観検査方法においても、本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態における第１の例を示す平面図である。（ａ）は電子部品が基板にはんだにより接続固定されているときの基板上のランド部と電子部品とを上から見たときの図であり、（ｂ）ははんだ印刷されたランド部を基板の上から見たときの図である。
【図２】ランド部の上に印刷されたはんだの断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態における第２の例を示す平面図である。（ａ）は電子部品が基板にはんだにより接続固定されているときの基板上のランド部と電子部品とを上から見たときの図であり、（ｂ）ははんだ印刷されたランド部を基板の上から見たときの図である。
【図４】本発明の第２実施形態を示す平面図である。（ａ）は電子部品が基板にはんだにより接続固定されているときの基板上のランド部と電子部品とを上から見たときの図であり、（ｂ）ははんだ印刷されたランド部を基板の上から見たときの図である。
【図５】本発明の第３実施形態を示す平面図である。（ａ）は電子部品が基板にはんだにより接続固定されているときの基板上のランド部と電子部品とを上から見たときの図であり、（ｂ）ははんだ印刷されたランド部を基板の上から見たときの図である。
【図６】本発明の第４実施形態における第１の例を示す平面図である。（ａ）は電子部品が基板にはんだにより接続固定されているときの基板上のランド部と電子部品とを上から見たときの図であり、（ｂ）ははんだ印刷されたランド部を基板の上から見たときの図である。
【図７】本発明の第４実施形態における第２の例を示す平面図である。（ａ）は電子部品が基板にはんだにより接続固定されているときの基板上のランド部と電子部品とを上から見たときの図であり、（ｂ）ははんだ印刷されたランド部を基板の上から見たときの図である。
【図８】カラーハイライト方式によるはんだの外観検査の様子を示す斜視図である。
【図９】カラーハイライト方式によるはんだの外観検査を説明するためのリード線及びはんだの断面図である。
【図１０】カラーハイライト方式によるはんだの外観検査を説明するための図であり、（ａ）はリード線及びはんだの斜視図であり、（ｂ）は平面図である。
【図１１】２端子部品を基板に接続固定したときの平面図である。
【図１２】図１１中のＡ−Ａ’断面を示す図である。（ａ）ははんだによる接続固定が良好に行われている状態を示しており、（ｂ）は不濡れの状態を示している図である。
【図１３】（ａ）はランド部に印刷されたはんだを基板の上から見たときの着色画像を示す図であり、（ｂ）はそのはんだの断面図である。
【図１４】画像比較によるはんだの外観検査を説明するための図であり、ランド部を基板の上から見たときの図である。
【図１５】誤判定が生じたときの例を示す図であり、はんだにより接続固定されているリード線とランド部とを含む断面図である。
【符号の説明】
１…ランド部、２…電子部品、３…リード線、４…はんだ、
５…ランド部のうちリード線の横側の領域、
６…ランド部のうちリード線の先端側の領域、
７…良否判定を行うためのウィンドウ、
８…はんだの表面が平面に近い形状となる領域、
１１、１２…ランド部のうち泳ぎ防止のために幅が狭い領域、
２１…基板、２２、２３、２４…リング照明、２５…カラーカメラ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a mounting technique for mounting an electronic component on a substrate and fixing the electronic component to the substrate with solder.
[0002]
[Prior art]
After supplying a necessary amount of cream solder to the land portion of the substrate using a metal mask, various surface mount type electronic components are placed at predetermined positions on the substrate, and the solder is melted by hot air or the like. As a result, the land portion and the lead wire of the electronic component are fixed. Thereafter, an appearance inspection of the solder for checking whether the land portion and the lead wire are fixed satisfactorily is performed. Through such a process, an electronic device in which the electronic component is connected and fixed to the substrate is manufactured.
[0003]
There are various methods for inspecting the appearance of solder. Here, a color highlight inspection method using an OMRON VT-WIN, for example, as an appearance inspection apparatus will be described.
[0004]
8 to 10 are diagrams for explaining this inspection method. As shown in FIG. 8, after the electronic component 2 is soldered to the board 21, ring lights 22, 23, and 24 are applied from above the board 21 to capture light reflected by the color camera 25. The ring lights 22, 23 and 24 are light sources of three kinds of colors, with three ring lights having different heights covered with filters.
[0005]
9A, 9 </ b> B, and 9 </ b> C show a state in which light from each light source is reflected on a portion where the solder 4 is fixed to the side wall of the lead wire 3 and the reflected light enters the color camera 25. Show. Since the position of the light source is different, the inclination angle of the solder 4 can be known by using the fact that the reflection angle when the light of each light source is reflected and taken into the color camera 25 is different for each light source. Specifically, as shown in FIG. 9A, when the tilt angle of the solder 4 is approximately 0 to 15 °, the reflected light from the red light source 22 is taken into the color camera 25, and similarly, as shown in FIG. As shown in FIG. 9B, when the inclination angle is about 15 to 22.5 °, the reflected light from the green light source 23 is reflected, and as shown in FIG. 9C, the inclination angle is about 22.5. When the angle is larger than 0 °, the reflected light from the blue light source 24 is taken into the color camera 25.
[0006]
FIG. 10 shows a colored image when reflected light from the solder 4 is captured by a color camera. FIG. 10A is a perspective view of a state in which the solder 4 is fixed to the lead wire 3, and FIG. 10B is a view when FIG. 10A is viewed from above. In the colored image, the solder 4 that connects and fixes the land portion 1 and the lead wire 3 is color-coded into a red region 4R, a green region 4G, and a blue region 4B. Thus, by using a light source and a color camera having different heights, the reflection angle of the light source with respect to the solder 4 can be output in color, that is, the inclination angle of the solder 4 can be indicated in color.
[0007]
Next, a method for determining the quality of soldering between the land portion and the lead wire 3 will be described.
[0008]
FIG. 11 shows a plan view when the electronic component 2 having, for example, two terminals is fixed to the land portion 1 of the substrate 21 with the solder 4. The solder 4 is placed on the entire surface of the land portion 1 and has a planar shape similar to that of the land portion 1.
[0009]
FIG. 12A shows a cross section taken along the line AA ′ in FIG. The state shown in FIG. 12A is a state in which the land portion 1 and the lead wire 3 are fixed well. As shown in this figure, the solder 4 is fixed to the side wall of the lead wire 3 to form a fillet 4a. The fillet 4a is generally shaped such that the surface of the solder 4 is convex downward, and there is almost no contact angle at the end of the solder 4 like the foot of Mt. Fuji.
[0010]
Next, a defective product state in which the solder 4 is not fixed to the lead wire 3 is shown in FIG. This is a state in which the lead wire 3 is placed on the solder 4 and the solder 4 is not attached to the side wall of the lead wire 3. That is, the solder 4 is not wetted (not familiar) with respect to the side wall of the lead wire 3. Hereinafter, this state is referred to as a non-wetting state. At this time, the cross-sectional shape of the solder 4 is the same as the state before the electronic component 2 is placed, that is, the state after the solder 4 is supplied to the land portion 1.
[0011]
FIG. 13A shows a colored image when the solder 4 is viewed from above, and FIG. 13B shows a cross section of the solder 4. The shape of the solder 4 before mounting the component is a dome shape in which the end side of the solder 4 is inclined and the vicinity of the center is a flat surface. Therefore, in the colored image when the solder 4 is viewed from above, as shown in FIG. 13A, the region 8 near the center in a state close to a plane is the red region 4R, and the surroundings are sequentially green regions. 4G and blue region 4B.
[0012]
As shown in FIGS. 11 and 12, the tip of the lead wire 3 is located near the center of the land portion. Therefore, the fillet 4 a formed at the tip of the lead wire 3 is located near the center of the land portion 1 in the non-defective state. Moreover, as shown in FIG. 13, in the non-wetting state, the region 8 near the center of the land portion 1 is output in red. From these facts, the pass / fail judgment is performed based on the image output difference at the center of the land portion between the inspection object and the non-wetting state.
[0013]
Specifically, as shown in FIGS. 14A and 14B, after the image of both the inspection object and the non-wetting state is captured by the color camera, the size of the land portion is set to the image processing apparatus. Enter the size. Although the state shown in FIG. 12B can be used as a non-wetting sample, in FIG. 14B, the state of the solder 4 before being soldered is used as a non-wetting sample. Show.
[0014]
Thereby, for example, a window 7 as an inspection area is provided in an image that is not wetted with the inspection object in an area having a vertical and horizontal width of 1/3 of the land area at the center of the land portion 1. By comparing the red output amounts in the two windows 7, it is determined whether or not the inspection object is in a non-wetting state. The colored image in the non-defective state is as shown in FIG.
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
In the inspection method described above, a misjudgment has occurred in which a non-defective product is determined to be a defective product. When the inventor investigated this cause, it was found that the reason why the erroneous determination occurred was mainly the following two cases.
[0016]
FIG. 15 is a cross-sectional view of the lead wire 3 and the solder 4 when an erroneous determination occurs in FIGS. First, as shown in FIG. 15A, since the position of the window 7 is the center of the land portion 1, not only the solder 4 at the tip of the lead wire 3 but also the surface of the lead wire 3 is the window. 7 is included. Since the surface of the lead wire 3 is a flat surface, red is output from this portion. For this reason, even if the solder 4 forms a fillet 4a at the tip of the lead wire 3 and the land portion 1 and the lead wire 3 are well connected and fixed, a red color is output, resulting in a defective product. It was judged.
[0017]
The other is that, as shown in FIG. 15 (b), when the solder 4 adheres on the lead wire 3, the solder 4 has a dome shape, and therefore a flat portion 26 exists at the center of the dome shape. Depending on the part, red was output. That is, since the solder 4 has a dome shape, it is difficult to make a difference from the non-wetting sample shape. As shown in FIG. 15B, even when the solder 4 is attached on the lead wire 3, the land portion and the lead wire 3 are sufficiently fixed, so that the product is in a good product state.
[0018]
Thus, since the window 7 is provided in the center of the land portion 1, an erroneous determination has occurred due to the above-described cause. Therefore, it is conceivable to move the position of the window from the center of the land portion to the end portion side of the land portion. However, since the position 4R where the red color is output in the non-wetting sample is near the center, if the window is simply moved, the amount of red output in the window 7 is small in the non-wetting state. It is not preferable to perform this.
[0019]
Such a problem occurs not only in the two-terminal electronic component 2 but also in the case where a large land portion of the substrate is provided, such as the three-terminal, four-terminal electronic component 2.
[0020]
Further, not only in the appearance inspection by image comparison described above, but also in the case where the appearance inspection of the solder 4 is performed by irradiating the region where the fillet is to be formed with laser light and the reflection angle of the laser light. appear. Even in this case, as in the case of the image comparison, the quality is determined by comparison with the non-wet sample, and the determination is usually made by the soldered shape. For this reason, since the lead surface is included in the inspection position, there is a possibility that it is erroneously determined that the product is non-wet even if it is a non-defective product. Further, when the solder is dome-shaped, the vicinity of the center is a flat surface, so that it may be erroneously determined that the solder is not wet.
[0021]
In view of the above points, an object of the present invention is to reduce misjudgments in the appearance inspection of solder.
[0022]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the present invention, when the land portion (1) and the lead wire (3) are soldered, When the fixed state by solder is a non-wetting state, a region (8) where the surface of the solder has a planar shape is present in the region (5) on the side of the lead wire (3) in the land portion (1). , Of the land portion (1), the land portion (1) is provided so that the region (5) on the lateral side of the lead wire (3) is wider than the region (6) on the tip end side of the lead wire (3). A substrate on which the solder (4) is printed in the same planar shape as the land portion (1) is prepared, and the land portion (1) and the lead wire (3) are soldered. Thereafter, the lateral region (5) of the lead wire (3) in the land portion (1) An area in which the solder surface is inclined when the soldering state is a non-defective state, and the solder surface is inclined, and when the solder surface is not wet, the surface of the solder has a planar shape. Is set in a position including the determination area (7) for determining whether or not the solder is fixed, and based on the surface state of the solder in the determination area, It is characterized by determining whether or not the fixing by the solder (4) is good.
[0023]
Usually, the width (6a) of the region (6) on the leading end side of the lead wire in the land portion is such a size that a fillet is formed beside the lead wire when soldering, At this time, the size is such that the electronic component is not displaced in the length direction of the lead wire.
[0024]
In the present invention, the region (5) on the lateral side of the lead wire is made wider than the region (6) on the leading end side of the lead wire having such a width. by doing, An electronic component is mounted on the board, and the land and the lead wire are soldered. In addition, Solder surface A region (8) having a planar shape exists. And the position of the judgment area (7) for judging the quality of fixing with solder, Region (5) on the lateral side of the lead wire (3) in the land portion (1) In addition, when the fixed state by the solder is a non-defective state, the surface of the solder is inclined, and in the case of the non-wetting state, the position is set to include a region where the surface of the solder has a planar shape. . Therefore, at the time of solder appearance inspection, the quality of soldering can be determined by comparing the region on the lateral side of the lead wire between the unwet sample and the inspection object. In addition, Judgment area The position may be a position including a region where the solder is not flat but inclined in the lateral region of the lead wire when soldering is performed well, but the solder is inclined as much as possible. A position including many regions is preferable.
[0025]
And since the appearance inspection of the solder is performed in the region on the side of the lead wire in the region not including the lead wire, it is possible to reduce the erroneous determination of the surface of the lead wire as an unwet state. .
[0026]
Also, in this way, by making the area on the side of the lead wire wider than the area on the tip side of the lead wire in the land portion, a fillet is easily formed in the area on the side of the lead wire, and the solder It can also rise above the lead wire, making it difficult for the solder to become a dome shape. Even if the solder becomes a dome shape, Since the determination area for pass / fail determination is set to the area on the side of the lead wire, in the determination area, the solder is inclined when it is in a non-defective state, and the surface of the solder is flat when it is in a defective state. Therefore, even if the solder has a dome shape, the quality determination can be performed well.
[0027]
From the above, in the appearance inspection of the solder, it is possible to reduce the determination that the inspection object is in a non-wetting state even if the inspection target is in a non-defective state.
[0028]
In the above-described method for manufacturing an electronic device, for example, In the step of connecting and fixing with the solder (4), the length from the end of the lead wire to the end of the land portion in the lateral direction of the lead wire is set in the lateral region (5) of the lead wire (3) in the land portion. It is preferable to use a substrate provided with a land portion having a length at least 0.2 mm added to the length of the determination region (7). For example, For pass / fail judgment Judgment The land portion (1) is designed so that the region (7) is completely contained within the region (8) where the surface of the solder in a non-wetting state is a flat surface. To do Is preferred. Then, it is preferable to perform an appearance inspection of the solder in the region (7) where the quality is determined.
[0029]
At this time, in the region (7) for determining pass / fail in the non-wetting sample, the entire region is in a state close to a flat surface. Therefore, in the determination region (7), the surface of the solder is not all flat. In comparison, it is possible to easily determine whether or not the solder is in a non-wetting state in the appearance inspection of the solder. That is, the determination accuracy can be improved.
[0030]
For example, When soldering the land part (1) and the lead wire (3), the land part (1) and the lead wire (3) are connected in order to prevent the electronic component (2) from being displaced from the fixed position. When soldering, the land portion (1) is shaped so that there are portions (11, 12) having narrow widths (11a, 12a) in the lateral region of the lead wire (3). It can also be designed.
[0031]
More specifically, When the land portion (1) and the lead wire (3) are soldered, in the land portion (1), the region on the tip side of the lead wire (3) (6) ) With a narrower width (11a, 12a) be able to .
[0032]
Thereby, at the time of soldering, it can suppress that the components on a board | substrate move to the direction perpendicular | vertical with respect to a lead wire from the fixation position with respect to the board | substrate of an electronic component. As a result, it is possible to prevent the inspection position from shifting.
[0033]
Also, The shape of the land part (1) , For example, a T shape is preferable.
[0034]
In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
[0035]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
FIG. 1 (a) shows a view of a substrate viewed from above in a state where the electronic component according to the first embodiment of the present invention is connected and fixed by solder. This figure is an enlarged view of the portion where the land portion of the substrate and the lead wire of the electronic component are located. FIG. 1B shows a view of the land portion before the electronic component is connected and fixed as seen from above. In this embodiment, a case where a solder appearance inspection method using a color highlight method is used will be described as an example.
[0036]
As shown in FIG. 1A, when the lead wire 3 of the electronic component 2 is connected and fixed to the land portion 1 on the substrate by the solder 4, a region 5 on the lateral side of the lead wire 3 in the land portion 1. Is wider than the region 6 on the distal end side of the lead wire 3.
[0037]
In the land portion 1 in the region 6 on the tip end side of the lead wire 3, the width from the tip of the lead wire 3 to the end of the land portion 1 is the same as the conventional one. That is, the width 6a of the region 6 on the distal end side of the lead wire 3 is such a size that a fillet is formed on the lead wire 3 when soldered, and the length direction of the lead wire during soldering The size is such that the electronic components do not shift. In the present embodiment, from such a viewpoint, the width of the region 6 is set to, for example, 0.3 mm.
[0038]
In the appearance inspection of the solder 4, an image is captured so as to include the electronic component 2 and the land 1, and the window 7 is arranged in the region 4 on the side of the lead wire 3 where the fillet is to be formed. To do.
[0039]
Moreover, as a non-wetting sample, as shown in FIG.1 (b), the board | substrate of the state in which the solder 4 is printed on the land part 1 is prepared, for example. In addition, this board | substrate is a state in which the electronic component 2 is not mounted. Even in this non-wetting sample, an image is taken in the same manner, and the window 7 is arranged at the same position as the inspection object. The image output in the window 7 between the inspection object and the non-wet sample is compared, and it is determined whether or not the solder 4 is firmly fixed to the lead wire 3. In addition, as shown in FIG. 12B, an actually non-wetting sample may be used as the non-wetting sample.
[0040]
At this time, it is determined at what ratio the red output from the inspection object is the non-defective product or the defective product with respect to the red output from the non-wetting sample. For this reason, it is preferable that many red colors indicating a state close to a plane are output in the window 7 in the non-wetting sample so that it can be easily determined whether or not the inspection target is in the non-wetting state. Therefore, in the formation of the land portion 1, the area next to the lead wire 3 of the land portion 1 is designed in advance.
[0041]
Specifically, in FIG. 1B, a hatched area 8 is an area where the surface of the solder 4 is close to a plane, and this area 8 is output in red in the image. A region indicated by an alternate long and short dash line in FIG. 1A corresponds to a region 8 in FIG. Thus, in the present embodiment, the position of the window 7 is completely included in the region 8 where the surface of the solder 4 is close to a plane. For this reason, it becomes easy to compare the object to be inspected with the non-wetting sample, and whether or not the soldering is performed well as compared with the case where the position of the window 7 is not completely included in the region 8. The accuracy of judgment is high. Even when the position of the window 7 is not completely included in the region 8, the quality is determined based on the amount of red output in the non-wet sample, and therefore the appearance inspection of the solder is performed. Is possible.
[0042]
Next, the region 8 in which the surface of the solder 4 is close to a flat surface in the non-wetting sample will be described. 2A and 2B are cross-sectional views of the solder on the land portion. In these figures, the width of the land portion 1 is 1160 μm, FIG. 2A is a sectional view when the height of the metal mask is 100 μm, and FIG. 2B is a sectional view when the height is 200 μm. As shown in FIGS. 2A and 2B, when the solder 4 is printed on the entire surface of the land portion 1, the solder 4 has a dome shape. Regardless of the amount of solder supplied, the area 8 where the surface of the solder 4 is nearly flat and the image is output in red is from a distance from the outer peripheral edge of the land portion 1 of 0.2 to 0.3 mm. The inventor's experiment has revealed that this is a region on the center side of the land portion 1.
[0043]
Therefore, the width of the region 5 on the lateral side of the lead wire 3 in the land portion 1 is such that the width from the end of the lead wire 3 to the end of the land portion 1 is at least 0.2 to 0.3 mm in width of the window 7. It is sufficient to add the length. As a matter of course, the width of the land portion 1 is set such that the adjacent land portion and the solder 4 are not bridged and can be insulated from the adjacent land portion.
[0044]
In the present embodiment, the land portion 1 is designed in this way, and a substrate in which the solder 4 is supplied to the land portion 1 is used. The electronic component 2 is placed on the substrate, and the solder 4 is melted. A process of soldering the wire 3 is performed. At this time, if the land 4 and the lead wire 3 are well connected and fixed by the solder 4, the shape of the fillet is like the foot of Mt. Fuji from the side wall of the lead wire 3 to the surface of the land 1. It becomes a state. Then, in the step of visual inspection of the solder 4 after soldering, whether the electronic component 2 is fixed to the board by the solder 4 is satisfactorily performed depending on whether the fillet is formed on the side of the lead wire 3. It is determined whether or not.
[0045]
In the present embodiment, the region 5 on the lateral side of the lead wire 3 is provided wider than the region 6 on the distal end side of the lead wire 3. For this reason, the electronic component 2 is mounted on the substrate and the land portion 1 and the lead wire 3 are soldered. However, when the non-wetting state is obtained, the surface 5 of the solder 4 is formed in the lateral region 5 of the lead wire 3. Becomes a shape close to a plane. Therefore, at the time of the appearance inspection of the solder 4, it is possible to determine whether the soldering is good or not by comparing the region 5 on the side of the lead wire 3 in the unwet sample and the inspection target, and the region where the fillet is to be formed. Judgment can be made.
[0046]
Then, since the appearance inspection of the solder 4 is performed in an area not including the lead wire 3, it is possible to reduce erroneous determination of the surface of the lead wire 3 as being in a non-wetting state.
[0047]
Further, in this way, by making the region 5 on the lateral side of the lead wire 3 wider than the region 6 on the distal end side of the lead wire 3 in the land portion 1, the fillet is formed in the region 5 on the lateral side of the lead wire 3. It becomes easy to form, the solder 4 rises also on the lead wire 3, and it can make the solder 4 difficult to become a dome shape. Further, even if the amount of solder 4 is large and the solder 4 also rises on the lead wire 3 to form a dome shape, the pass / fail judgment is made in the lateral inspection of the lead wire 3 in the appearance inspection of the solder 4. Therefore, the pass / fail judgment can be performed satisfactorily. This is because the inspection is performed at this position, so that the solder 4 is inclined when the product is in a good product state, and the surface of the solder 4 is close to a flat surface when the product is in a defective product state.
[0048]
From the above, in the appearance inspection of the solder 4, it is possible to reduce the determination that the inspection object is in a non-wetting state even if the inspection object is in a non-defective state.
[0049]
There are various standards for the appropriate amount of solder 4. For example, when the electronic component 2 is fixed to the substrate, the side wall of the lead wire 3 is 2/3 or more of the height of the lead wire 3. This is the amount of solder 4 attached to the surface. Conventionally, since the quality determination is performed at the center of the land portion 1, it can only be determined whether or not a fillet is formed on the lead wire 3. However, according to the present embodiment, since the pass / fail judgment is performed on the side of the lead wire 3, more information can be obtained from the window 7 than before, and it can also be determined whether the amount of solder 4 is an appropriate amount. . This is because even if the fillet is formed and the amount of solder 4 is small, the surface of the land 1 is exposed on the side away from the lead wire 3, thereby exposing the surface of the land 1 in the window 7. This is because the exposed area is output in red.
[0050]
Note that the position of the window 7 is not limited to the position shown in FIG. 1 and is set to another position as long as it includes the area where the fillet is formed on the side of the lead wire 3 and overlaps the area 8. You can also. Further, the position of the window 7 may be a position including a region where the solder is not flat but inclined in the region on the lateral side of the lead wire when soldering is performed well. In order to satisfactorily carry out, a position including as many regions where the solder is inclined is preferable. Further, the size of the window 7 can be arbitrarily set within a range in which pass / fail judgment is possible as long as the same is satisfied.
[0051]
Moreover, the 2nd example in this embodiment is shown in FIG. Although the case where the shape of the land portion 1 is a rectangle has been described with reference to FIG. 1, the shape of the land portion 1 may be an elliptical shape as shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b) are different from FIGS. 1 (a) and 1 (b) only in the shape of the land portion 1, and thus the same reference numerals as those in FIG. .
[0052]
(Second Embodiment)
FIG. 4A shows a view of the substrate with the electronic components in the second embodiment being connected and fixed by solder as viewed from above. FIG. 4B shows a view when solder is supplied onto the land portion. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the same part as FIG.
[0053]
Also in this embodiment, as shown in FIG. 4A, when the lead wire 3 of the electronic component 2 is connected and fixed to the land portion 1 on the substrate by the solder 4, as in the first embodiment, the land In the portion 1, the lateral region 5 of the lead wire 3 is wider than the distal region 6 of the lead wire 3. Therefore, it has the same effect as the first embodiment.
[0054]
However, unlike FIG. 1, in the region 5 on the lateral side of the lead wire 3 in the land portion 1, the width 11 a of the region 11 near the electronic component 2 is narrower than the width 5 a of the region 5. In the region 5, the width 12 a of the region 12 near the tip of the lead wire 3 is also narrower than the width 5 a of the region 5.
[0055]
In the first embodiment, in the land portion 1, the region 5 on the lateral side of the lead wire 3 is widely formed. For this reason, when the electronic component 2 is placed on the substrate and the lead wire 3 of the electronic component 2 is soldered to the land portion 1, the electronic component 2 may swim. That is, there is a possibility that the electronic component 2 is displaced in a direction perpendicular to the lead wire 3 (left and right direction in the drawing) from the fixed fixed region as shown in FIG. If the position of the electronic component 2 is shifted, the position of the window 7 is set on the basis of the size of the land portion 1, and therefore the position of the window 7 is shifted from a predetermined position. For this reason, there is a possibility that the quality determination cannot be performed correctly. That is, the pass / fail judgment cannot be performed stably.
[0056]
On the other hand, in the present embodiment, the land portion 1 has a shape having a narrow portion like the regions 11 and 12 in the region 5 on the lateral side of the lead wire 3. Thereby, at the time of soldering, it can suppress that the electronic component 2 on a board | substrate moves to the direction perpendicular | vertical with respect to a lead wire from the fixed position with respect to a board | substrate. As a result, it is possible to suppress the inspection position from being displaced, and it is also possible to suppress erroneous determination due to the displacement of the window 7 due to this.
[0057]
When the land portion 1 is wide, the electronic component 2 swims during soldering because the solder 4 is solidified and the fillet is formed on the side wall of the lead wire 3. This is because the surface tension due to the liquid solder 4 works, but when the land portion 1 is wide, the influence of this surface tension is small. Therefore, in order to suppress the displacement of the electronic component 2 during soldering, it is preferable to set the width of the land portion so that the influence of the surface tension becomes large.
[0058]
Specifically, as shown in FIG. 4A, the widths 11a and 12a of the regions 11 and 12 are narrower than the width 6a of the region 6 on the distal end side of the lead wire 3, for example, 0.15 mm. It has become. As a result of the inventor's investigation of an appropriate width for preventing swimming, the width from the lead wire to the end is, for example, 0.3 mm, and the width 4a of the solder 4 is set to 0.3 mm as the lead wire width. This is because of the added length.
[0059]
(Third embodiment)
FIG. 5A shows a view of the substrate in a state where the electronic component according to the third embodiment is connected and fixed by solder as viewed from above. FIG. 5B shows a diagram when solder is supplied on the land portion. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the same part as FIG.
[0060]
In the second embodiment, the shape of the land portion 1 is a cross shape in order to prevent swimming during soldering, but it may be a T shape as in the present embodiment. As shown in FIG. 5A, the width 11a of the region 11 on the lateral side of the lead wire 3 and close to the electronic component 2 in the land portion 1 is narrow as in the second embodiment. In this embodiment, the width 11b of the region 11 in the length direction (vertical direction in the drawing) of the lead wire 3 is half the width of the land portion 1 in the same direction. That is, in the land portion 1, a half region on the root side of the lead wire 3 is narrowed. Thereby, it can suppress that the electronic component 2 slip | deviates from a fixed plan area | region in the direction perpendicular | vertical with respect to the length direction of the lead wire 3 in the time of soldering rather than 2nd Embodiment.
[0061]
Also in this embodiment, when the lead wire 3 of the electronic component 2 is connected and fixed to the land portion 1 on the substrate by the solder 4, the lead wire 3 of the land portion 1 is the same as in the first embodiment. The lateral region 5 is wider than the distal end region 6 of the lead wire 3. In the present embodiment, the position of the window 7 is next to the tip of the lead wire 3, and the lower half of the window 7 is located beside the lead wire 3. Although the window 7 is in such a position, the window 7 includes a region where a fillet is formed on the side of the lead wire 3 and overlaps the region 8. Therefore, the window 7 has the same effect as the first embodiment. Yes.
[0062]
In addition, in 2nd Embodiment, if the land part 1 had a narrow area | region, it demonstrated having the effect which suppresses that the electronic component 2 swims. In the case where the effect of preventing swimming is further obtained, when the width 11b in the length direction of the lead wire 3 in the region 11 having a narrow width is soldered to the land portion 1 in the land portion 1 as in the present embodiment. It is preferable to set it to half or more of the length of the lead wire 3 to be soldered. However, at this time, the length is set so that the appearance inspection can be performed on the side of the lead wire 3, that is, the window 7 can be arranged on the side of the lead wire 3.
[0063]
(Fourth embodiment)
FIG. 6A shows a view of the substrate in a state where the electronic component as the first example in the fourth embodiment is connected and fixed by solder as viewed from above. FIG. 6B shows a diagram when solder is supplied onto the land portion.
[0064]
In the third embodiment, the case where the two-terminal electronic component 2 is used has been described. However, as shown in FIG. Similar to the third embodiment, it may be T-shaped. In the first example of the present embodiment, the number of terminals and the land portion 1 of the electronic component 2 is increased by one with respect to the third embodiment, and the rest is the same as the third embodiment. Therefore, the description is omitted.
[0065]
FIG. 7A shows a view of the substrate in a state where the electronic component as a second example in the fourth embodiment is connected and fixed by solder as viewed from above. FIG. 7B shows a diagram when solder is supplied on the land portion.
[0066]
As shown in FIGS. 7A and 7B, the shape of the land 1 can be L-shaped. 6A and 6B, on the side where the two lead wires 3 protrude from the electronic component 2, the shape of the land portion 1 is a region on the lateral side of the two lead wires 3. 5, the region 5 on the side close to the adjacent land portion 1 is eliminated. Such a shape is effective when the interval between adjacent land portions 1 is narrow and the solder 4 becomes a bridge shape and there is a possibility that the land portions cannot be insulated from each other. And in the area | region where the shape of the land part 1 is L-shaped, the window 7 is provided in the one side of the lead wire 3, and the external appearance inspection of a solder is performed.
[0067]
(Other embodiments)
In each of the above-described embodiments, the case where the shape of the lead wire 3 is a straight type has been described. However, the present invention can also be applied to a bent type.
[0068]
Further, in the first to third embodiments, the case where the two-terminal electronic component 2 is used will be described, and in the fourth embodiment, even in the case of three terminals, the land shape similar to that of the third embodiment is used. As explained, when using electronic parts 2 such as 2, 3, 4 terminals, etc., as long as the shape of the land is a shape as shown in each of the above embodiments, the distance between the land portions can be sufficiently taken. The present invention can be applied.
[0069]
In each of the above-described embodiments, the case where the color highlight method is used as the solder appearance inspection method has been described. However, the present invention is also applied to other solder appearance inspection methods using laser light or the like. be able to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a first example in the first embodiment of the present invention. (A) is a figure when the land part and electronic component on a board | substrate when an electronic component is connected and fixed to the board | substrate with solder are seen from the top, (b) is a board | substrate with the land part solder-printed. It is a figure when it sees from above.
FIG. 2 is a cross-sectional view of solder printed on a land portion.
FIG. 3 is a plan view showing a second example in the first embodiment of the present invention. (A) is a figure when the land part and electronic component on a board | substrate when an electronic component is connected and fixed to the board | substrate with solder are seen from the top, (b) is a board | substrate with the land part solder-printed. It is a figure when it sees from above.
FIG. 4 is a plan view showing a second embodiment of the present invention. (A) is a figure when the land part and electronic component on a board | substrate when an electronic component is connected and fixed to the board | substrate with solder are seen from the top, (b) is a board | substrate with the land part solder-printed. It is a figure when it sees from above.
FIG. 5 is a plan view showing a third embodiment of the present invention. (A) is a figure when the land part and electronic component on a board | substrate when an electronic component is connected and fixed to the board | substrate with solder are seen from the top, (b) is a board | substrate with the land part solder-printed. It is a figure when it sees from above.
FIG. 6 is a plan view showing a first example of the fourth embodiment of the present invention. (A) is a figure when the land part and electronic component on a board | substrate when an electronic component is connected and fixed to the board | substrate with solder are seen from the top, (b) is a board | substrate with the land part solder-printed. It is a figure when it sees from above.
FIG. 7 is a plan view showing a second example in the fourth embodiment of the present invention. (A) is a figure when the land part and electronic component on a board | substrate when an electronic component is connected and fixed to the board | substrate with solder are seen from the top, (b) is a board | substrate with the land part solder-printed. It is a figure when it sees from above.
FIG. 8 is a perspective view showing an appearance inspection of solder by a color highlight method.
FIG. 9 is a cross-sectional view of a lead wire and solder for explaining an appearance inspection of solder by a color highlight method.
10A and 10B are diagrams for explaining an appearance inspection of solder by a color highlight method, FIG. 10A is a perspective view of lead wires and solder, and FIG. 10B is a plan view.
FIG. 11 is a plan view when a two-terminal component is connected and fixed to a substrate.
12 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. 11. FIG. (A) has shown the state by which the connection fixation by the solder was performed favorably, (b) is the figure which has shown the non-wetting state.
FIG. 13A is a diagram showing a colored image when the solder printed on the land portion is viewed from above the substrate, and FIG. 13B is a cross-sectional view of the solder.
FIG. 14 is a view for explaining an appearance inspection of solder by image comparison, and is a view when a land portion is viewed from above a substrate.
FIG. 15 is a diagram illustrating an example when an erroneous determination occurs, and is a cross-sectional view including a lead wire and a land portion that are connected and fixed by solder.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Land part, 2 ... Electronic component, 3 ... Lead wire, 4 ... Solder,
5 ... A region on the side of the lead wire in the land portion,
6: The area on the tip side of the lead wire in the land part,
7 ... Window for judging pass / fail,
8 ... A region where the surface of the solder has a shape close to a plane,
11, 12 ... A narrow area in the land portion to prevent swimming,
21 ... Substrate, 22, 23, 24 ... Ring illumination, 25 ... Color camera.

Claims

A substrate having a land portion (1) and having solder (4) printed on the land portion (1) is prepared, an electronic component (2) is mounted on the substrate, and the land portion ( 1) connecting and fixing the lead wire (3) of the electronic component (2) with the solder (4);
In the method for manufacturing an electronic device, the method includes an inspection step of inspecting a fixing state of the land (1) and the lead wire (3) by the solder (4).
In the step of connecting and fixing with the solder (4), when the land portion (1) and the lead wire (3) are soldered , the land portion (1) ) Of the land portion (1) so that the region (8) on the lateral side of the lead wire (3) has a planar surface of the solder (8). lateral regions of 3) (5), the land portion of the shape and size Kuna' than the tip-side region (6) of the lead wire (3) (1) is provided, said land portion (1 ) and the prepared substrate solder (4) is printed in the same planar shape, and soldered the land portion (1) and the lead wire (3),
In the inspection step, a fillet is formed in a region (5) on the lateral side of the lead wire (3) in the land portion (1) , and when the soldering state is a non-defective state, the fillet is formed. A determination region (7) for determining whether the solder is fixed or not at a position including a region where the surface of the solder has a planar shape when the solder surface is inclined and in the non-wetting state. And determining whether or not the solder (4) is fixed based on the surface state of the solder in the determination region (7) .

In the step of connecting and fixing with the solder (4), in the region (5) on the lateral side of the lead wire (3) in the land portion, from the end of the lead wire in the lateral direction of the lead wire, 2. The electronic device according to claim 1, wherein soldering is performed using the substrate whose length to the end is at least 0.2 mm added to the length of the determination region (7). Production method.

In the step of connecting and fixing with the solder (4), when the fixed state by the solder (4) is a non-wetting state, the determination region is inside the region (8) where the surface of the solder (4) is planar. (7) is soldered using the substrate on which the land portion (1) is designed to be completely included ,
3. The method of manufacturing an electronic device according to claim 1, wherein in the inspection step, whether or not the solder (4) is fixed is determined in the determination region (7).

In the step of connecting and fixing with the solder (4), when the land portion (1) and the lead wire (3) are soldered, the electronic component (2) is prevented from being displaced from a predetermined fixing position. Therefore, when the land portion (1) and the lead wire (3) are soldered, a width (11a, 12a) is formed in a region of the land portion (1) on the lateral side of the lead wire (3). narrow portion (11, 12) according to any one of claims 1, characterized in that soldering 3 by using the substrate on which the land portion (1) is designed in the present shape A method for manufacturing an electronic device.

When the land portion (1) and the lead wire (3) are soldered, the narrow portion is a region (6) on the tip side of the lead wire (3) in the land portion (1). 5. The method for manufacturing an electronic device according to claim 4 , wherein the width (11a, 12a) is narrower than the width.

6. The method of manufacturing an electronic device according to claim 5 , wherein the land portion (1) is T-shaped.