JPH05152727A - 半田ボール除去方法及び除去時に使用する回転ブラシ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回路部品を印刷配線板に表面実装する際に実
装面に付着する半田ボールを除去する方法、及び半田ボ
ール除去時に使用する回転ブラシ装置に関し、フロン系
溶剤を使用することがない半田ボール除去手段を提供す
ることを目的とする。 【構成】 フラックスの軟化温度よりも高く、半田溶融
温度よりも低い所定の温度に印刷配線板１を加熱し、印
刷配線板１の実装面1Aをブラシ12で擦るとともに、擦っ
た実装面1Aの領域のエアー９を吸引して、実装面1Aに付
着した半田ボール７を剥離し吸収するする構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回路部品を印刷配線板
に表面実装する際に実装面に付着する半田ボールを除去
する方法、及び半田ボール除去時に使用する回転ブラシ
装置に関するものである。

【０００２】図４は表面実装部品の搭載図である。図４
において5-1 はＩＣ等のような、表面実装型のリード付
回路部品であり、5-2 はコンデンサ等のような表面実装
型のリードレス回路部品である。

【０００３】一方、印刷配線板１の実装面1Aには、回路
部品5-1 のリードを半田付けするパッド2-1 を配列形成
するとともに、回路部品5-2 の電極を半田付けするパッ
ド2-2 を配列形成している。

【０００４】このような回路部品は、リフロー半田付す
ることで、印刷配線板１に表面実装される。リフロー半
田付の工程は、まず、スクリーン印刷手段或いは滴下手
段等によりそれぞれのパッド2-1,2-2 の表面に、クリー
ム状半田層を設ける。次に回路部品5-1 のリードを対応
するパッド2-1 のクリーム状半田層上に載置して、回路
部品5-1 を仮固着する。

【０００５】また、回路部品5-2 の電極を対応するパッ
ド2-2のクリーム状半田層上に載置して、回路部品5-2
を仮固着する。そして、回路部品を仮固着した印刷配線
板１をリフロー半田付炉に送り込み、約１分間 150℃の
温度に保持して余熱し、その後 240℃前後に加熱して、
クリーム状半田層をリフローさせることで、リードとパ
ッド2-1 、電極とパッド2-2 とを半田(6) 付けするもの
である。

【０００６】さて、このリフロー半田付する際に、半田
６が溶融温度に達しても、酸化した半田粒子は溶融しな
い。そして、この非溶融の半田粒子は、軟化したフラッ
クス８に浮遊して、フラックス８とともにパッドの外に
流れて、フラックス８を介して印刷配線板１に付着し、
半田ボール７となる。

【０００７】このような半田ボール７がパッド間に存在
した印刷配線板１は、絶縁抵抗が低下する。したがっ
て、リフロー半田付後に半田ボール７を除去することが
要求されている。

【０００８】

【従来の技術】従来は、リフロー半田付後に印刷配線板
を、トリクロロエタン等のフロン系溶剤槽に浸漬し洗浄
することで、半田ボールを除去していた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来は前述のようにフ
ロン系溶剤で洗浄し半田ボールを除去しているので、フ
ロンが大気中に流出して環境が汚染されるという問題点
があった。

【００１０】本発明はこのような点に鑑みて創作された
もので、フロン系溶剤を使用することがない半田ボール
除去手段を提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明方法は、図１に示したように、フラックスの
軟化温度よりも高く、半田溶融温度よりも低い所定の温
度に印刷配線板１を加熱し、印刷配線板１の実装面1Aを
ブラシ12で擦るとともに、擦った実装面1Aの領域のエア
ー９を吸引して、実装面1Aに付着した半田ボール７を剥
離し吸収するものとする。

【００１２】或いは、リフロー半田付炉から取り出さ
れ、フラックスの軟化温度よりも高く、半田溶融温度よ
りも低い所定の温度に冷却された印刷配線板１の実装面
1Aを、ブラシ12で擦るとともに、擦った実装面1Aの領域
のエアー９を吸引して、実装面1Aに付着した半田ボール
７を剥離し吸収するものとする。

【００１３】一方、前述の方法に用いる回転ブラシ装置
20は、図２に例示したように、印刷配線板１の実装面1A
を擦るブラシ22が一方の端面に植立配列し、ファン24が
他方の端面側の中心軸に装着され、円板部に吸引細孔23
が配列穿孔された円板21と、ファン24を空洞内に収容し
た状態で、円板21を開口部に回動自在に保持する筒形筐
体25とを有し、さらに、吸引口が筐体底部口27に連通
し、実装面部分のエアー９を吸引して、吸引細孔23, 筒
形筐体25の空洞を経て排気口29A から外部に放出させる
とともに、エアー９の風力によりファン24を回転させる
排風機29を備えた構成とする。

【００１４】或いはまた、回転ブラシ装置30は、図３に
例示したように、印刷配線板１の実装面1Aを擦るブラシ
32が胴の外周面に植立配列し、ファン34が孔付端面板31
A の外側方向に突出した中心軸に装着され、胴部に吸引
細孔33が配列穿孔された有底円筒体31と、ファン34を空
洞内に収容した状態で、有底円筒体31を回動自在に水平
に保持する筒形筐体35とを有し、さらに、吸引口が筐体
底部口37に連通し、実装面部分のエアー９を吸引して、
吸引細孔33, 有底円筒体31の空洞, 孔付端面板31A の
孔, 筒形筐体35の空洞を経て排気口39A から外部に放出
させるとともに、エアー９の風力によりファン34を回転
させる排風機39を備えた構成とする。

【００１５】

【作用】もともと半田ボールは、フラックスに包まれた
状態でフラックスを介して印刷配線板に付着している。

【００１６】そして、本発明方法は、印刷配線板がフラ
ックスの軟化温度よりも高く半田溶融温度よりも低い所
定の温度の状態で、ブラシで印刷配線板の実装面を擦っ
ている。即ち、フラックスが軟化した状態でブラシで実
装面を擦っているので、半田ボールが実装面から簡単に
剥離される。

【００１７】一方、ブラシで擦った実装面の領域のエア
ーは、吸引されている。このことにより剥離した半田ボ
ールは、実装面の他の領域に再び付着することなく、エ
アー流とともに印刷配線板の外へ排出される。

【００１８】上述のようにフロン系溶剤を使用しない除
去手段であるので、環境汚染の恐れがない。なお、リフ
ロー半田付炉の直後でこの半田ボール除去方法を適用す
ると、印刷配線板を加熱する熱源を必要としないという
利点がある。

【００１９】前述の半田ボール除去手段に使用する回転
ブラシ装置は、排風機を駆動することにより、吸引する
エアーの風力によりファンが回転する。このことにより
ブラシ付円板或いはブラシ付有底円筒体が回転する。即
ち、印刷配線板の実装面を擦る運動がブラシに付与され
るので、半田ボールが実装面から剥離される。

【００２０】一方、剥離した半田ボールは、実装面の他
の領域に再び付着することなく、排風機が吸引するエア
ー流に乗って排風機の排気口に搬出され外部に放出され
る。る。

【００２１】

【実施例】以下図を参照しながら、本発明を具体的に説
明する。なお、全図を通じて同一符号は同一対象物を示
す。

【００２２】図１は本発明方法を示す断面図、図２は、
本発明の回転ブラシ装置の実施例の図、図３は、本発明
の回転ブラシ装置の他の実施例の図である。図１におい
て、印刷配線板１の実装面1Aには、回路部品５がリフロ
ー半田付されて表面実装されている。そして、半田付け
した半田６の一部の半田粒子がフラックス８とともにパ
ッドの外に流れて、フラックス８を介して印刷配線板１
のパッド近傍に付着し半田ボール７となっている。

【００２３】10は、空洞を有する回転体11の一方の端面
板に、馬毛等のブラシ素子からなるブラシ12を植立配列
させた回転ブラシ装置である。なお、この回転体11はブ
ラシ12を設けた端面板に、空洞に連通する吸引細孔を多
数配列穿孔するとともに、他方の端面板の中心部に排気
口を設け、この排気口を図示省略した排風機の吸引口に
接続している。

【００２４】さて、本発明の半田ボール除去方法は、ま
ず印刷配線板１をチェーンコンベア等に載せて水平状態
で運搬するようにする。そして、流れている印刷配線板
１をヒーター４等で、フラックス８の軟化温度（約80
℃) よりも高く、半田溶融温度（ 240℃前後) よりも低
い所定の温度( 80℃〜 120℃) に印刷配線板１を加熱す
る。このように加熱することで、半田ボール７を包んで
いるフラックス８が軟化する。

【００２５】そして、前述の回転ブラシ装置10のブラシ
12の先端を印刷配線板１の実装面1Aに当てた状態で、回
転体11を回転駆動してブラシ12で実装面1Aを擦るように
させるとともに、排風機を駆動して実装面1A部分のエア
ー９を吸引し、端面板の吸引細孔, 回転体11の空洞を経
て排出するものである。

【００２６】上述のように本発明方法によれば、半田ボ
ール７を包んでいるフラックス８を軟化させ、剥離し易
い状態にした後に、ブラシで実装面1Aを擦っているの
で、半田ボール７は実装面から簡単に剥離する。そし
て、剥離した半田ボール７はエアー９とともに印刷配線
板の外部へ排出される。

【００２７】なお、本発明方法は、回転ブラシ装置を用
いることなく、空洞を有する筐体の平面板部にブラシを
植立並列し、その平面板部に吸引細孔を配列穿孔したブ
ラシ装置を設け、吸引細孔からエアーを吸引させるとと
もに、このブラシ装置を印刷配線板に平行する往復運動
を付与して、ブラシで印刷配線板の実装面を擦るように
しても、同等の効果を有するものである。

【００２８】或いは、吸引細孔からエアーを吸引させる
とともに、ブラシ装置は固定し、印刷配線板を移動させ
て、ブラシで印刷配線板の実装面を擦るようにしても、
ほぼ同等の効果を有する。

【００２９】一方、他の半田ボール除去方法は、リフロ
ー半田付炉の直後に半田ボール除去を実施するものであ
る。即ち図示を省略したが、回路部品がリフロー半田付
された印刷配線板は、チェーンコンベア等に載せられて
実装面を上にして水平状態でリフロー半田付炉から引き
出されてくる。そして印刷配線板が大気に触れて80℃〜
120℃に冷却される位置に、前述の回転ブラシ装置10を
実装面に対応して、即ち印刷配線板の上方に装着して、
ブラシで実装面を擦るとともに、擦った実装面の領域の
エアーを吸引して、実装面に付着した半田ボールを剥離
し吸収するものである。

【００３０】上述のようにリフロー半田付炉の直後で半
田ボールを除去するようにすれば、半田ボール除去のた
めに、特別に印刷配線板を加熱する熱源を必要としない
ばかりでなく、回路部品の表面実装後の後処理の工数が
極めて短縮されるという利点がある。

【００３１】前述の方法に用いる回転ブラシ装置の一実
施例を図２に示す。図２において、回転ブラシ装置20
は、ブラシ22を備えた回転する円板21と、円板21を回転
自在にほぼ垂直に保持する筒形筐体25と、印刷配線板１
の実装面1Aのエアーを吸引する排風機29とで構成されて
いる。

【００３２】詳述すると円板21は、円板部に吸引細孔23
が配列穿孔し、一方の端面に、馬毛等のブラシ素子より
なるブラシ22が植立配列している。そして、他方の端面
に中心軸を設け、この中心軸にファン24を固着させてい
る。

【００３３】筒形筐体25は、漏斗形であって、開口部に
ボールベアリング26を装着し、筐体底部口27を排風機29
の吸引口に接続させている。そして、ブラシ22を外側に
し、ファン24を空洞内に収容するようにして円板21をボ
ールベアリング26の内輪に圧入している。

【００３４】上述の回転ブラシ装置20は、ブラシ22が印
刷配線板１の実装面1Aに接触するように、印刷配線板１
を水平に運搬するコンベア部分に装着されている。した
がって、排風機29を駆動させると、実装面1A近傍のエア
ー９は、円板21の吸引細孔23, 筒形筐体25の空洞, 筐体
底部口27を経て排風機29の吸引口に吸い込まれ、排風機
29の排気口29A から外部に排出される。

【００３５】一方、エアー９が円板21の吸引細孔23を経
て筐体底部口27に流れる。このエアーの風力によりファ
ン24が回転し、ファン24の回転に伴い円板21が回転し
て、ブラシ22が実装面1Aを回転しながら擦る。

【００３６】ブラシ22が実装面1Aを擦りながら回転する
ので、実装面1Aに付着している半田ボール７が剥離し、
エアー９に吸い込まれ、その流れに乗って、排風機29の
排気口29A から半田ボール７が外部に排出される。

【００３７】なお、排風機29の吸引口等に半田ボール７
を集塵するフィルタを挿入することが好ましい。また、
半田ボールを剥離する際に、ブラシが回路部品を擦るこ
とになるが、ブラシが馬毛等であるので回路部品に傷な
どが付く恐れがない。

【００３８】前述の半田ボール除去方法用いる回転ブラ
シ装置の他の実施例を図３に示す。図３において、回転
ブラシ装置30は、ブラシ32が胴の外周面に植立配列し有
底円筒体31と、有底円筒体31を回転自在に水平に保持す
る筒形筐体35と、印刷配線板１の実装面1Aのエアーを吸
引する排風機39とで構成されている。

【００３９】詳述すると有底円筒体31は、胴に吸引細孔
33が配列穿孔されるとともに、外周面に馬毛等のブラシ
素子よりなるブラシ32が植立配列している。そして、一
方の端面板は孔付端面板31A であって、この孔付端面板
31A の外側は直径が十分に大きい軸を設けている。この
軸に、軸心に平行し有底円筒体31の空洞と外部とを連通
する複数の孔を設けるとともに、軸の中心部をさらに外
側に延伸して中心軸とし、この中心軸にファン34を固着
させている。

【００４０】一方、有底円筒体31の他方の端面板、外側
に突出する軸を設けているこの軸はボールベアリング36
-2を介して支持体に支えられている。筒形筐体35は、水
平構造のぼぼ漏斗形であって、開口部にボールベアリン
グ36-1を装着し、筐体底部口37を排風機39の吸引口に接
続させている。

【００４１】筒形筐体35は、有底円筒体31のファン34を
空洞内に収容し、孔付端面板31A 側の軸をボールベアリ
ング36-1の内輪に圧入することで、回転自在に水平に有
底円筒体31を保持している。

【００４２】上述の回転ブラシ装置30は、ブラシ32が印
刷配線板１の実装面1Aに接触するように、印刷配線板１
を水平に運搬するコンベア部分に装着されている。した
がって、排風機39を駆動させると、実装面1A近傍のエア
ー９は、有底円筒体31の吸引細孔33, 有底円筒体31の空
洞, 孔付端面板31A の孔, 筒形筐体35の空洞を経て排風
機39に吸い込まれ、排風機39の排気口39A から外部に放
出される。

【００４３】一方、エアー９は有底円筒体31の空洞か
ら、孔付端面板31A の孔を経て筒形筐体35の空洞に流れ
る。このエアーの風力によりファン34が回転し、ファン
34の回転に伴い有底円筒体31が回転して、ブラシ32が実
装面1Aに外接した状態で回転する。

【００４４】よって、実装面1Aに付着している半田ボー
ル７が剥離し、エアー９に吸い込まれ、その流れに乗っ
て、排風機39の排気口39A から半田ボール７が外部に排
出される。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように本発明方法は、フラ
ックスが軟化する温度の状態の印刷配線板の実装面を、
ブラシで擦り、剥離した半田ボールをエアーで吸引し
て、外部に排出するという、半田ボール除去方法である
ので、剥離した半田ボールが再び印刷配線板に付着する
ことがなく、また回路部品が損傷することもない。さら
に環境が汚染されることがないという優れた効果を有す
る。

【００４６】また、リフロー半田付炉の出炉側で実施す
れば、リフロー半田付の後処理の工数が著しく短縮され
る。一方、本発明の回転ブラシ装置は、排風機を駆動す
ることにより、吸引するエアーの風力によりファンが回
転するので、ブラシを回転駆動する動力源を特別に必要
としないという優れた効果があるばかりでなく、剥離し
た半田ボールが飛散しないという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明方法を示す断面図

【図２】 本発明の回転ブラシ装置の実施例の図

【図３】 本発明の回転ブラシ装置の他の実施例の図

【図４】 表面実装部品の搭載図

【符号の説明】

１ 印刷配線板、 2-1,2-2 パ
ッド ５，5-1,5-2 回路部品 ６ 半田 ７ 半田ボール ８ フラック
ス 10,20,30 回転ブラシ装置 11回転体 12,22,32 ブラシ 21 円板 23,33 吸引細孔 24,34 ファ
ン 25,35 筒形筐体 26,36-1,36-2
ボールベアリング 27,37 筐体底部口 29,39 排風
機、 31 有底円筒体

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フラックスの軟化温度よりも高く、半田
   溶融温度よりも低い所定の温度に印刷配線板(1) を加熱
   し、 該印刷配線板(1) の実装面(1A)をブラシ(12)で擦るとと
   もに、擦った該実装面(1A)の領域のエアー(9) を吸引し
   て、該実装面(1A)に付着した半田ボール(7) を剥離し吸
   収するすることを特徴とする半田ボール除去方法。
2. 【請求項２】 リフロー半田付炉から取り出され、フラ
   ックスの軟化温度よりも高く、半田溶融温度よりも低い
   所定の温度に冷却された印刷配線板(1) の実装面(1A)
   を、 ブラシ(12)で擦るとともに、擦った該実装面(1A)の領域
   のエアー(9) を吸引して、該実装面(1A)に付着した半田
   ボール(7) を剥離し吸収するすることを特徴とする半田
   ボール除去方法。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２記載の半田ボール
   除去時に使用する装置であって、 印刷配線板(1) の実装面(1A)を擦るブラシ(22)が一方の
   端面に植立配列し、ファン(24)が他方の端面側の中心軸
   に装着され、円板部に吸引細孔(23)が配列穿孔された円
   板(21)と、 該ファン(24)を空洞内に収容した状態で、該円板(21)を
   開口部に回動自在に保持する筒形筐体(25)と、 吸引口が筐体底部口(27)に連通し、該実装面(1A)部分の
   エアー(9) を吸引して、該吸引細孔(23), 該筒形筐体(2
   5)の空洞を経て排気口から外部に放出させるとともに、
   該エアー(9) の風力により該ファン(24)を回転させる排
   風機(29)とを、備えたことを特徴とする回転ブラシ装
   置。
4. 【請求項４】 請求項１又は請求項２記載の半田ボール
   除去時に使用する装置であって、 印刷配線板１の実装面(1A)を擦るブラシ(32)が胴の外周
   面に植立配列し、ファン(34)が孔付端面板(31A) の外側
   方向に突出した中心軸に装着され、胴部に吸引細孔(33)
   が配列穿孔された有底円筒体(31)と、 該ファン(34)を空洞内に収容した状態で、該有底円筒体
   (31)を回動自在に水平に保持する筒形筐体(35)と、 吸引口が筐体底部口(37)に連通し、該実装面(1A)部分の
   エアー(9) を吸引して、該吸引細孔(33), 該有底円筒体
   (31)の空洞, 該孔付端面板(31A) の孔, 該筒形筐体(35)
   の空洞を経て排気口から外部に放出させるとともに、該
   エアー(9) の風力により該ファン(34)を回転させる排風
   機(39)とを、備えたことを特徴とする回転ブラシ装置。