JPH0338091A - プリント基板への電子部品半田付け方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　要〕 電子部品のプリント基板への半田付は方法に関し、 プリント基板に半田付けされる電子部品の端子と該プリ
ント基板に設けた導体層との半田接合部の温度が、プリ
ント基板に配置される電子部品の大小や電子部品の配置
状態に係わらず均一な温度と威るのを目的とし、 所定のパターンに導体層を形成したプリント基板の前記
導体層上に半田層を設け、該半田層上に実装すべき電子
部品の端子を接触させ、該プリント基板を加熱炉内を通
過させて前記電子部品の端子をプリント基板に半田付け
する方法に於いて、前記半田付けすべき電子部品が配置
された残余の前記プリント基板の隙間に、熱伝導性部材
、或いは前記電子部品とほぼ熱容量の等しい部材を配置
した状態で前記プリント基板を加熱炉内に通過させて構
成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明はプリント基板への電子部品の実装方法に関する
。

プリント基板に半田付けして実装する電子部品は、その
大きさが種々雑多であり、また電子部品が高密度に配置
される箇所や、低密度に配置される箇所がある。

このような電子部品をプリント基板上に配置して、該プ
リント基板を加熱炉内を通過させて該電子部品の端子を
プリント基板の導体層に半田付けする際の半田接合部の
温度が総ての電子部品に於いて均一な温度となるように
して均一な半田付けが出来ることが要望されている。

〔従来の技術〕

従来、第６図に示すようにフラット型パフケージを有す
る表面実装型（Ｓｕｒｆａｃｅ　Ｍｏｕｎｔ　Ｔｅｃｈ
ｎｏｌｏｇｙ；ＳＭＴ）のＳＯＰ（Ｓｍａｌｌ　０ｕｔ
ｌｉｎｅ　Ｐａｃｋａｇｅ）の電子部品１や、該電子部
品１よりも容積の大きい５ＯＪ（Ｓｅａｌｌ　０ｕｔｌ
ｉｎｅ　Ｊ　１ｅａｄ）の電子部品２をプリント基板３
に半田付けして実装する場合、プリント基板３に導電性
ペーストより戒るフットプリント４を印刷した後、スク
リーン印刷法を用いて該フットプリント上に半田クリー
ム（粉末半田を樹脂ペーストに混練したもの）５を印刷
した後、この半田クリーム上に半田付けすべき電子部品
ｌ、或いは２の端子６を設置した状態で、該電子部品を
プリント基板に接着剤で仮止めする。

次いで該プリント基板をコンベア上に設置し、該コンベ
アを加熱されたガスが循環された加熱炉内を通過させて
半田クリーム５を溶融させて電子部品の端子６をプリン
ト基板のフットプリント４に接着させて電子部品の端子
をプリント基板のフットプリントに半田接続している。

（発明が解決しようとする課題） ところで上記した加熱したガスを循環させる加熱炉の構
造は第３図に示すような構造で、図示するように加熱炉
１１の内部には、半田付けすべき電子部品を搭載したプ
リント基板３を一定の速度で移動させるコンベア１２が
設置され、該コンベアの近接した位置には、熱源として
の赤外線に依る加熱ヒータ１３が設置され、該加熱ヒー
タ１３より発生した熱を均一に撹拌するための送風器１
４がコンベア１２上に設けられている。

そしてこのような加熱炉は半田？けすべきプリント基板
を予備加熱するプリヒート部１５と、半田クリームを溶
融加熱する半田溶融部１６とで別個の温度となるように
温度設定が威されている。

このような加熱炉は、一定温度雰囲気でプリント基板を
加熱すれば、該プリント基板の温度は雰囲気温度以上の
温度とならないことと、加熱されるプリント基板内に熱
容量の差が有っても、一定時間経過すると該プリント基
板の温度は均一となるとされてる。

然し、本発明者等は上記プリント基板に配置する電子部
品が高密度に配置されている場合と、低密度に配置され
ている場合とではプリント基板の温度が異なることを実
験的に確かめた。

第４図はプリント基板に配置する電子部品の配置図を示
し、上記した電子部品を高密度に密集して配置した場合
と、該電子部品を単独に配置した場合の電子部品の端子
の半田接合部に於ける温度を測定する際の電子部品の配
置状態を示す。

図示するようにプリント基板３上に１６ビンのＳＯＪ部
品２１−１　、２１−２．２１−３・・・・・・を所定
のピッチで横方向に８個配置し、この８個配置したもの
を矢印Ｙ方向に示すコンベアの移動方向に沿って５列配
置して、１個除去したブロック２２Ａ、２２Ｂを形威し
、これ等のブロック２２Ａ　、　２２Ｂを該プリント基
板３の両側に設ける。

そしてこれ等のブロック２２Ａ　、　２２Ｂの間にＳＯ
Ｊ部品２３と８ピンのＳＯＰ部品２４をプリント基板３
の矢印Ｙに示す進行方向に沿って上下に配置する。

このように電子部品２１−１．２１−２．２１−３・・
・・・・、２１−７８．２３．２４を配置したプリント
基板３を、前記した加熱炉１１内を移動させ、該加熱炉
のプリヒート部１５に於ける電子部品（２１−１、２１
−２，２１−３・・・）のうちで電子部品２１−６０の
接合部（電子部品の端子とフットプリントとの接合部）
の温度ｔｌと、電子部品２３の接合部の温度ｔ！と、電
子部品２４の接合部の温度ｔ３と、プリント基板の中央
部２５の温度ｔ４の測定した値を測定条件１１〜（７）
に基づいて第１表に示す。

第１表に示すように、ｔｇ、　ｔ３．　ｔ４の温度は殆
ど変動しない。

第　　　　ｌ　　　　表 加熱炉のプリヒート部に於ける電子部品の温度次いで、
加熱炉１１内の半田溶融部１６に於ける電子部品２１−
６０の接合部（電子部品の端子とフットプリントとの接
合部）の温度ｔ、と、電子部品２３の接合部の温度ｔｇ
と、電子部品２４の接合部の温度ｔ３と、プリント基板
の中央部２５の温度ｔ＃の測定した値を測定条件（１）
〜（刀に基づいて第２表に示す。

第２表に於いてもｊよ、ｈ＋　ｔ４の温度は殆ど変動し
ない。ここで測定条件（１１〜（７）に関しては第３表
に示す。

第３表に示すように、測定条件（１１〜（７）は測定す
べき、電子部品２１−６０の周囲に配列される電子部品
の状態を示す。

第　　　２　　　表 加熱炉の半田溶融部に於ける電子部品の温度第５図は上
記のように電子部品を配列したプリント基板を加熱炉内
に挿入した時、加熱炉１１内のプリヒート部１５、およ
び半田溶融部１６に於ける電子部品の温度変動直線で、
図で３１は電子部品２４の温度直線、３２は測定条件（
６）に於ける電子部品２１−６０の温度直線、３３は測
定条件（５）に於ける電子部品２１−６０の温度直線、
３４は測定条件（２）に於ける電子部第　　　３　　　
表 品２１−６０の温度直線、３５は測定条件（４）に於け
る電子部品２１−６０の温度直線、３６は測定条件＋１
）に於ける電子部品２１−６０の温度直線、３７は測定
条件（３）に於ける電子部品２１−６０の温度直線、３
８は測定条件（７）に於ける電子部品２１−６０の温度
直線を示す。

図示するように、加熱炉１１の半田溶融部１６に於ける
電子部品２４と測定条件（刀に於ける電子部品２１−６
０との温度差＝２２．６℃、測定条件（６）に於ける電
子部品２１−６０と測定条件（７）に於ける電子部品２
１−６０との温度差−１５，６℃、測定条件（５）に於
ける電子部品２ｉ１−６０と測定条件（７）に於ける電
子部品２１−６０との温度差＝１２．９℃である。

また測定条件（４）に於ける電子部品２１−６０と測定
条件（７）に於ける電子部品２１−６０との温度差＝８
．９℃で、測定条件（１）に於ける電子部品２１−６０
と測定条件（７）に於ける電子部品２１−６０との温度
差＝７．８℃゛で、測定条件（３）に於ける電子部品２
１−６０の温度と測定条件（７）に於ける電子部品２１
−６０との温度差＝５．０℃の如く、電子部品２１−６
０の周囲に他の電子部品が設置される位置の変動や、設
置される電子部品の数量によって電子部品２１−６０の
温度が異なる。

また半田付けすべき電子部品の周囲に設置される電子部
品の容量の変動によっても半田付けすべき電子部品の接
合部の温度が変動する問題がある。

本発明は上記した問題点を解決し、半田付けすペき電子
部品の周囲に設置される電子部品の数や電子部品の数に
影響されずに、半田付けすべき電子部品の接合部の温度
が所定の温度を得られるようにした電子部品の半田付は
方法を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成する本発明のプリント基板の半田付は方
法は、所定のパターンに導体層を形成したプリント基板
の前記導体層上に半田層を設け、該半田層上に実装すべ
き電子部品の端子を接触させ、該プリント基板を加熱炉
内を通過させて前記電子部品の端子をプリント基板に半
田付けする方法に於いて、 前記半田付けすべき電子部品が配置された残余の前記プ
リント基板の隙間に、熱伝導性部材、或いは前記電子部
品とほぼ熱容量の等しい部材を配置した状態で前記プリ
ント基板を加熱炉内に通過させて構成する。

〔作　用〕

本発明の方法は半田付けすべき電子部品の周囲の隙間に
、熱伝導性の良い粒状のセラミックや、或いは半田付け
すべき電子部品のパッケージと略熱容量の等しい、該電
子部品のパッケージを構成する再ボキシ樹脂で構成され
た粒状の部材を敷き詰め、これ等の良好な熱伝導性部材
、或いは等熱容量性部材を電子部品が配列されていない
箇所に敷き詰めることで熱がプリント基板全体に伝達す
るようになり、半田付けすべきプリント基板全体の温度
が均一となるようになり、これによって電子部品の端子
とプリント基板の導体層との接触部の半田接合部の温度
が、半田付けすべき電子部品の周囲に配設される電子部
品の配置状態や、配設される電子部品の容量の大小に係
わらず、プリント基板の全面にわたって等しい温度と成
るようにする。

〔実　施　例〕

以下、図面を用いて本発明の一実施例に付き詳細に説明
する。

第１図は本発明の第１実施例の説明図である。

図示するように本発明の方法は、例えば、プリント基板
３に実装される電子部品がＳＯＪ電子部品２３とｓｏｐ
電子部品２４とその容量を異にし、従って熱容量が異な
った電子部品を実装する場合には、熱伝導性の良好なセ
ラミック粒子４１を、これらの電子部品の間のプリント
基板の隙間に積層するように敷き詰めてこれによって各
電子部品に含まれている熱量を均一に分散させることで
プリント基板全面の温度が均一になる。

第２図は本発明の第２実施例の説明図である。

図示するように本発明の方法は、例えば実装される電子
部品の周囲に電子部品の欠落があるような場合、例えば
前記した条件（６）のような場合、この電子部品が欠落
した部分に該電子部品のパッケージの熱容量と略等しい
熱容量を有する例えば直径が５ｎ程度の球状のエポキシ
樹脂４２のような部材を敷き詰め、これによってプリン
ト基板上に電子部品が配列されていなくとも、実際に電
子部品が配置された状態に成るようにする。このように
するとプリント基板の全面の温度が電子部品の欠落が有
っても均一な温度になり、半田接合部の温度が均一とな
る。

なお、第１実施例に於いてセラミック粒子の代わりに粒
状のエポキシ樹脂を敷き詰めても良いし、第２実施例に
於いてエポキシ樹脂の代わりにセラミック粒子を敷き詰
めても良い。

また本実施例の方法によれば、プリント基板の全面の温
度が均一化されやすいので、高価で複雑な機構を有する
赤外線加熱炉の代わりに、フロリナート（住友スリーＭ
社製；商品名〉を蒸発させて該蒸気を用いて半田を溶融
させる簡単な構造の半田リフロー炉を用いることも可能
となる。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように本発明によれば電子部品
を半田付ずけすべきプリント基板の全体が均一な温度に
なるので、半田接合部の温度がプリント基板の全面にわ
たって均一な温度と成るため接続不良のない半田付けが
行い得る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の説明図、第２図は本発明
の第２実施例の説明図、第３図は熱風加熱炉の構成図、 第４図はプリント基板に配置する電子部品の配置図、 第５図は電子部品の配置と半田接合部に於ける温度との
関係図、 第６図は従来のプリント基板への電子部品の実装方法の
説明図である。 図において、 ３はプリント基板、２１−１．２１−２．・・・２１−
７８．２３はＳＯＪ電子部品、２２Ａ　、　２２Ｂはブ
ロック、２４はｓｏｐ　ｉ４電子品、２５は基板中央部
、４１はセラミック粒子、４２は熱吸収部材を示す。 半亮ｇＪ＃１’７τ史斃のっ１２明閏 第１ｍ 第 図 み廓７ｒＪ労かの猜残“口 第 図 ｔ）ｆ１４．ｌ＃１１１ｂす１Ｕ才番ｆＪｐｎＪ９ｒｆ
ｋ３Ｌｆｌｘｑｌｔｊ（ｉｔ；Ｄ＄５ＦＩＢ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　所定のパターンに導体層を形成したプリント基板（３
   ）の前記導体層上に半田層を設け、該半田層上に実装す
   べき電子部品（２３，２４）の端子を接触させ、該プリ
   ント基板を加熱炉内を通過させて前記電子部品の端子を
   プリント基板に半田付けする方法に於いて、 前記半田付けすべき電子部品（２３，２４）が配置され
   た残余の前記プリント基板（３）の隙間に、熱伝導性部
   材（４１）、或いは前記電子部品とほぼ熱容量の等しい
   部材（４２）を配置した状態で前記プリント基板を加熱
   炉内に通過させることを特徴とするプリント基板への電
   子部品半田付け方法。