JPH05315736A - プリント板の半田付け部分への半田供給方法およびその半田供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、プリント板の半田付け部分へ
の半田供給方法およびその半田供給装置に関し、印刷マ
スクを用いることなく能率的にプリント板の半田付け部
分へ半田を供給すること。 【構成】 プリント板２０の半田付け部分２１が露
出するように該半田付け部分以外が被覆層２３で被覆さ
れることによって該半田付け部分２１を凹所２４に形成
し、該プリント板２０の被覆層２３の表面に直接クリー
ム状半田３５を弾性を有するへら状体３０でなすり付け
るようにして移動させることによりその前方の該クリー
ム状半田３５が上記半田付け部分の凹所２４に押しこま
れ該半田付け部分にクリーム状半田３６が供給されるよ
うにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリント板の半田付け
部分への半田供給方法およびその半田供給装置に関す
る。

【０００２】プリント板は、電子部品が搭載実装されて
機能回路を構成し、電子・通信分野などできわめて多く
使用されているが、その機能に応じて種類もまたきわめ
て多い。

【０００３】一方、このようなプリント板は高密度実装
が可能な表面実装技術（ＳＭＴ）の導入にともなって、
自動搭載、自動実装が人手を要することなく自動化され
てロボット装置などで行なわれることが、プリント板組
み立て工場などで実施されている。

【０００４】図５にプリント板の一例を示す。プリント
板１はガラスエポキシ樹脂板に配線パターン、表裏回路
接続用のスルーホール、回路部品搭載接続用のランドパ
ターンなどが銅で形成されるか、銅張り積層板を上記パ
ターンなどを残してエッチング除去法により形成するか
などして形成される。このようにして形成されたパター
ンなどの表面に保護皮膜である樹脂のレジスト膜３がラ
ンドパターン以外の部分に被覆形成される。このように
して形成された状態が示される。したがって、ランドパ
ターン２のみが見られる状態である。

【０００５】上記表面実装技術によるプリント板の製造
は、回路パターンの形成されたプリント板の部品実装用
ランドパターン部分にクリーム状の半田を適量供給し、
ここに電子部品を搭載し、リフロ炉にプリント板を送入
してクリーム状半田を溶融状態にし、これによってラン
ドパターン部分と部品の電極，リードなどとを半田付け
接続する。

【０００６】クリーム状半田は半田の微細粒にフラック
ス、溶剤などを混和させてクリーム状としたもので、半
田付け部分に適量供給して加熱することでフラックスが
活性化し酸化膜などを還元除去して溶融半田による半田
付けが容易に行なえる。この際半田以外は析出されて見
掛けの体積はクリーム状からは減少する。これらの半田
以外のものは、後工程の洗浄処理で洗浄除去される。

【０００７】

【従来の技術】プリント板への従来の半田供給方法を図
６に示す。従来は印刷法によって半田が供給されるのが
一般的に行なわれていた。すなわち、図５に示されると
同じプリント板１が半田印刷装置１０上の一定の正確な
位置に設置され、この上からランドパターン２の位置に
一致する部分に孔が開けられたメタルスクリーン１１を
有するマスク装置１２が正確に位置決め被せられる。メ
タルスクリーン１１とプリント板１との間には僅かな隙
間が設けられている。

【０００８】このメタルスクリーン１１の上にクリーム
状の半田１３が乗せられ、これがプリント板１の図示左
端から右端方向へと矢印方向にへら状体（スキージ）１
５でなすり付けられるようにして移動される。図はその
途中状態が示されている。

【０００９】図７にはその要部が拡大されて示される。
プリント板１にはその上にランドパターン２が見られ、
このランドパターン２を除く表面にレジスト膜３が被覆
形成されているから、ランドパターン２の部分はこの膜
厚分の凹所４となっている。

【００１０】メタルスクリーン１１はへら状体１５の移
動にともなって隙間１６がなくなるように押し下げら
れ、クリーム状の半田１３がメタルスクリーン１１の孔
１７から凹所４内に押し込まれる。へら状体１５の通過
にしたがってメタルスクリーン１５が弾性的に復元上昇
するので、押し込まれたクリーム状の半田は凹所４の深
さとメタルスクリーン１１の厚さ分の高さ分を凹所４内
に残した形でメタルスクリーンのマスク効果によって半
田層１８が印刷形成される。

【００１１】プリント板１の要所全面にクリーム状の半
田層１８が形成されたら、印刷装置１０からプリント板
１を取り出して次の工程に移す。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】従来は以上のような方
法でプリント板へ半田を供給形成していた。プリント板
は前述のように用途が多種多用であってきわめて多様な
要求に応じ得ることができる反面、上述の方法による
と、その種類に対応したメタルスクリーン（マスク装
置）が必要となる。このことは適応するマスク装置をそ
の都度製造することから、そのための時間と費用を要す
る。または保管されている同一のマスク装置を保管場所
から取り出してきて準備する。

【００１３】このように種類の増加にともなって、マス
ク装置の保管スペースが増大し、かつその保管管理も大
変である。マスク装置はプリント板との位置合わせが最
大の重要事項であり、半田の印刷ずれを生じさせないた
めに相互間に誤差のないように設定することが必要不可
欠である。

【００１４】上記従来の印刷工程はプリント板への部品
の搭載実装工程とは分離して、別の工程として独立した
場所で実施するのが通例であったから、プリント板の搬
送手段と保管手段とを必要とし、これが比較的に面倒な
ことでもあった。

【００１５】上記のように、従来技術によると種々の問
題点がある。本発明は、上記従来技術の問題点を解決し
たプリント板への半田供給手段の提供をすることを課題
とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記従来技術に対する課
題を解決するための本発明手段の要旨は、プリント板の
半田付け部分が露出するように該半田付け部分以外が被
覆層で被覆されることによって該半田付け部分を凹所に
形成し、該プリント板の被覆層の表面に直接クリーム状
半田を弾性を有するへら状体でなすり付けるようにして
移動させることによりその前方の該クリーム状半田が上
記半田付け部分の凹所に押しこまれ該半田付け部分にク
リーム状半田が供給されるようにしたプリント板の半田
付け部分への半田供給方法である。

【００１７】また、半田付け部分が露出するように該半
田付け部分以外が被覆層で被覆されたプリント板を順次
連続的に平面状態で移動させる搬送装置と、該搬送装置
の半田供給部に設けられ上記プリント板の両端部を対向
して圧接するとともに該プリント板の上面と同じ面を確
保するプリント板挟持体と、上記プリント板挟持体の一
方上から他方上に上記挟持されたプリント板上を含んで
その前方のクリーム状半田をなすり付けるようにして移
動させる弾性体からなるへら状体と、を具えてなるプリ
ント板の半田付け部分への半田供給装置である。

【００１８】上記搬送装置はプリント板組み立て実装ラ
インの搬送装置である。さらには、半田付け部分が露出
するように該半田付け部分以外が被覆層で被覆されたプ
リント板を保持する支持面と、該支持面に設けられ上記
プリント板の両端部を対向して圧接するとともに該プリ
ント板の上面と同じ面を確保するプリント板挟持体と、
上記プリント板挟持体の一方上から他方に上記挟持され
たプリント板上を含んでその前方のクリーム状半田をな
すり付けるようにして移動させる弾性体からなるへら状
体と、を具えてなるプリント板の半田付け部分への半田
供給装置である。

【００１９】

【作用】上記本発明の構成手段によると、従来のマスク
装置を用いずに直接へら状体でプリント板上にクリーム
状の半田をなすり付けるようにして、半田付け部分の凹
所内に供給することから、マスク装置を要しない。

【００２０】また、電子部品などを搭載実装する製造ラ
インにこの手段を適用することも可能であるから製造工
程の大幅な合理化も出来得る。

【００２１】

【実施例】上記本発明のプリント板の半田付け部分への
半田供給手段をその構成要旨にもとづき、図を参照して
具体的に実施例で詳細に説明する。

【００２２】図１は、本発明の一実施例の（ａ）図は平
面図であり、（ｂ）図は側面図である。両図において、
２０は図５に示されると同様なプリント板である。ただ
しこのプリント板は表面に覆い形成される樹脂被覆層の
厚さは後述のように調整されている。符号２１は表面に
見られるランドパターンである。その他の配線パターン
などは図示されていない。

【００２３】符号３０は先端部が弾性を有するゴム製の
へら状体（スキージ）であり、３５はクリーム状の半田
である。上記構成で、クリーム状の半田３５をプリント
板の図示左端に幅方向一列状態に乗せ、さらにその左側
にへら状体３０をその先端部をプリント板２０の上面に
接触配置させる。そうして、へら状体３０をプリント板
に押し付けるようにして矢印方向、すなわち、図示右方
向にそのまま平行に移動させる。すると、クリーム状の
半田３５はへら状体３０の弾性力によって全部がそのま
まプリント板２０の面にこすり付けられるようにして残
らず移動される。

【００２４】このようにしてクリーム状の半田２１が移
動されるが、ランドパターン２１の箇所を通過する際、
ランドパターン２１の部分は樹脂被覆であるレジスト膜
２３による窓孔が形成されており、この孔部分にクリー
ム状の半田３５の一部が流れ込み孔を埋めるようにしな
がら逐次移動される。

【００２５】このようにへら状体３０がプリント板２０
の右端に到ることで、すべてのランドパターン２１にク
リーム状の半田３５が供給されるから、右端において余
剰の半田３５を取り去りプリント板２０を次工程に持ち
到らせ、新たなプリント板２０に対して上述と同様の作
業を繰り返す。

【００２６】上記のことの要部の状態を図２の部分拡大
平面図（ａ）図と、側断面図（ｂ）とにより、さらに詳
細に説明する。両図において、プリント板２０の上面に
は銅箔でなるランドパターン２１と、このランドパター
ン２１に接続された配線パターン２２とが形成されてい
るが、（ａ）図に示される斜線部分は全て樹脂皮膜から
なり半田付け時の保護のためのレジスト膜２３で被覆さ
れている。

【００２７】このレジスト膜２３は適当に設定された厚
さを有しており、ランドパターン２１の部分には窓孔２
４が形成されている。したがって孔２４を通してランド
パターン２１が見えるように露出されている。配線パタ
ーン２２はレジスト膜２３に覆われている。

【００２８】（ｂ）図にはへら状体３０が矢印方向に移
動している過程が示されている。図に最もよく現されて
いるように、へら状体３０はその弾性にもとずいて先端
部３１が反矢印方向に曲げられ変形している。これは上
からの押し付け力と移動方向への移動力による。

【００２９】（ｂ）図ではランドパターン２１は左右２
箇所が示されているが、へら状体３０の移動によって左
側の孔２４により形成された凹所にはクリーム状の半田
３５の通過により、孔２４の凹所内部に埋め込まれた半
田層３６が形成されており、右側の孔２４の凹所内には
まさにクリーム状の半田３５が流し込まれようとしてい
る状態が示されている。

【００３０】このように、へら状体３０先端部３１の弾
性変形の復元力にもとずきプリント板２０の表面をこす
り付けるようにしているへら状体３０の移動にともな
い、クリーム状の半田３５はプリント板２０の表面には
さして付着残留しないで移動されるが、ランドパターン
２１の部分でレジスト膜２３の孔２４の凹所部分に流し
込まれて埋められるように供給される。

【００３１】このランドパターン２１の部分がプリント
板２０に搭載実装される電子部品類の電極，リードなど
の半田接続される箇所にほかならない。すなわち、ラン
ドパターン２１はプリント板の半田付け部分にほかなら
ず、ここの孔２４の凹所内にクリーム状半田層３６が本
発明方法によって供給されることとなる。

【００３２】半田層３６は上面は平坦でなく、へら状体
３０の弾性によって抉られた形に僅かな窪みに形成され
ている。加熱溶融状態で半田はクリーム状態とは見掛け
の体積が減少して半田付けされる。この半田の量は最適
な量であることが必要であるから、多過ぎても少なすぎ
ても不適当である。従って最適な量となるように、レジ
スト膜２３の厚さが決められ、これによって半田層３６
の高さが決定される。

【００３３】つぎに、本発明の半田供給装置の一実施例
について図３の平面図、図４に示す図３のＡ−Ａ断面図
を参照して説明する。原理的には図１と全く同様であ
り、その詳細は図２の内容と同じであるから、同図と説
明とも参照されたい。

【００３４】各図において、符号２０はプリント板、３
０はへら状体、３５はクリーム状半田である。プリント
板２０の両側に延在されるのはプリント板搬送用の搬送
装置５１，５１である。プリント板２０ａはこの搬送装
置５１に搭載載置されて矢印Ｂ方向に搬送され、図示Ｃ
位置に停止される。この状態で両側から一対のプリント
板挟持体５２，５２が接近してきて、搬送装置５１，５
１上でプリント板２０ａの両側端に当接し、この側端部
を圧接してプリント板２０ａを挟持し位置決め固定す
る。

【００３５】プリント板挟持体５２の上面とプリント板
２０ａの上面とは一致する状態に設定確保されている。
ｏ ｅ：これらの姿勢は、すべての面が水平状態であ
る。上記構成で本半田供給装置の特徴的作用について主
として図４を参照して述べると、まず、へら状体３０の
初期位置は左側の挟持体５２の上部Ｄ位置に設定され
る。そうして、その位置でへら状体３０の右側Ｅ位置の
挟持体５２上にクリーム状半田３５を幅方向に一列に載
置させ、ついで、へら状体３０を図示矢印Ｆ方向右側に
平行に移動させる。

【００３６】へら状体３０はクリーム状半田３５を右方
向に押しやりながらプリント板挟持体５２からプリント
板２０ａ上へと乗り移るが、同一面なことから何ら問題
なく移動でき図４の実線で示される状態となる。その後
は図１、図２で述べたことと同一のことが行なわれ、ラ
ンドパターン２１上の孔２４の凹所内に半田３６が供給
され、余剰のクリーム状の半田３５は右側の挟持体５２
の上部に移動される。この半田が図４のＧ部分に示され
る。

【００３７】このようにして、プリント板の半田付け部
分への半田が供給されたプリント板２０ａは，左右のプ
リント板挟持体５２，５２を左右の離間方向の退避位置
へ移動させることにより、搬送装置５１によって図３の
矢印Ｈ方向へ移動される。

【００３８】このプリント板２０ａの移動にともなっ
て、図３の下方に示される搬送装置５１上で待機してい
るプリント板２０ｂが搬送装置５１の移動とともに搬送
されてきて、挟持体５２，５２の対向間のＣ位置に到
る。そこで挟持体５２，５２を接近させて前述と同様に
してプリント板２０ｂを挟持固定する。

【００３９】ここで、へら状体３０を矢印Ｊで示される
ように、一旦持ち上げてクリーム状半田３５のＧ部分の
右側Ｋ位置に移動させる。これでへら状体３０を矢印Ｌ
方向に移動させると、方向は反対方向であるけれども上
記とまったく同様にしてランドパターン２１上の孔２４
の凹所内に半田３６が供給され、余剰のクリーム状の半
田３５は今度は左側の挟持体５２の上部に移動される。
この半田が図４のＥ位置の部分に示され、へら状体３０
はＭ位置である。

【００４０】再び挟持体５２，５２を退避位置として半
田の供給されたプリント板を移動させ、次のプリント板
を半田供給位置として挟持固定するとともに、へら状体
３０を矢印Ｎの経路に持ち上げて半田Ｅの左側Ｄ位置と
する。これで最初の状態となるから、前述のことの繰り
返しで連続してプリント板２０ｎへの半田供給が行なえ
る。

【００４１】図４の３箇所の符号５５はプリント板支持
ピンであり、下方から上昇してきてプリント板２０を支
持している。これはへら状体３０の押圧力でプリント板
２０が下方へ湾曲しないようにするためのものである。
また真空吸引機能も併せもつもので、これによりプリン
ト板の上方向への反りを矯正して凹凸状態を無くし、プ
リント板２０を平坦な状態としてへら状体３０の移動を
円滑なものとし、半田を適正量供給する。この支持ピン
５５は要所に多数個設けられる。

【００４２】上記搬送装置５１は、その先がプリント板
への部品搭載と、半田付け実装が行なわれる搬送装置そ
のものであり、プリント板組み立て実装ラインに連続し
ている。このように構成することによって、従来別の装
置工程で行なっていたことを、一連の連続工程で行なう
ことができるものであるから、製造工程の合理化が達せ
られる。

【００４３】本発明の半田供給装置は、上記実施例では
プリント板を搬送装置に搭載載置するようにして説明し
たが、このような態様に限ることなく、搬送移動させず
に図３、図４の搬送装置５１を単にプリント板２０を保
持する支持台の支持部５１の載置面の態様としてプリン
ト板２０を人手によって交換載置させるか、ロボット装
置によって自動化することにも適用することが含まれる
ものである。

【００４４】

【発明の効果】以上詳細に述べたように、本発明方法な
らびに装置によれば、従来プリント板に対応するマスク
装置と印刷装置を用意し、精密な位置合わせ作業を要し
ていたことを、プリント板そのものに直接クリーム状の
半田を供給することができるので、製造期日を大幅に短
縮することができ、その分製造コストの低減が図れる。

【００４５】半田供給部の微細かつ狭間隔な高密度化の
対応に十分対処することが可能である。製造装置をプリ
ント板の組み立て実装ラインに組み入れることも十分に
可能であって、このことは製造工程の合理化が達成さ
れ、製造工場などのレイアウトが簡潔となる。

【００４６】以上のように、本発明によればプリント板
の部品実装工程に適用してその産業上の効果はきわめて
顕著なものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の平面図と側面図

【図２】図１の要部拡大図

【図３】本発明の半田供給装置の平面図

【図４】図３のＡ−Ａ断面図であってその作用説明図

【図５】プリント板の一例の平面図

【図６】プリント板への従来の半田供給方法

【図７】図６の要部拡大図

【符号の説明】

２０ プリント板 ２１ ランドパターン ２２ 配線パターン ２３ レジスト層 ２４ 孔 ３０ へら状体 ３１ 先端部 ３５ クリーム状の半田 ３６ 半田層 ５０ 半田供給装置 ５１ 搬送装置 ５２ 挟持体 ５５ プリント板支持ピン

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プリント板（２０）の半田付け部分（２
   １）が露出するように該半田付け部分以外が被覆層（２
   ３）で被覆されることによって該半田付け部分（２１）
   を凹所（２４）に形成し、 該プリント板（２０）の被覆層（２３）の表面に直接ク
   リーム状半田（３５）を弾性を有するへら状体（３０）
   でなすり付けるようにして移動させることによりその前
   方の該クリーム状半田（３５）が上記半田付け部分の凹
   所（２４）に押しこまれ該半田付け部分にクリーム状半
   田（３６）が供給されるようにしたことを特徴とするプ
   リント板の半田付け部分への半田供給方法。
2. 【請求項２】 半田付け部分（２１）が露出するように
   該半田付け部分以外が被覆層（２３）で被覆されたプリ
   ント板（２０）を順次連続的に平面状態で移動させる搬
   送装置（５１）と、 該搬送装置（５１）の半田供給部に設けられ上記プリン
   ト板（２０）の両端部を対向して圧接するとともに該プ
   リント板（２０）の上面と同じ面を確保するプリント板
   挟持体（５２）と、 上記プリント板挟持体（５２）の一方上から他方上に上
   記挟持されたプリント板（２０）上を含んでその前方の
   クリーム状半田（３５）をなすり付けるようにして移動
   させる弾性体からなるへら状体（３０）と、 を具えてなることを特徴とするプリント板の半田付け部
   分への半田供給装置。
3. 【請求項３】 上記搬送装置（５１）はプリント板組み
   立て実装ラインの搬送装置であることを特徴とする請求
   項２に記載のプリント板の半田付け部分への半田供給装
   置。
4. 【請求項４】 半田付け部分（２１）が露出するように
   該半田付け部分以外が被覆層（２３）で被覆されたプリ
   ント板（２０）を保持する支持部（５１）と、 該支持部（５１）に設けられ上記プリント板（２０）の
   両端部を対向して圧接するとともに該プリント板（２
   ０）の上面と同じ面を確保するプリント板挟持体（５
   ２）と、 上記プリント板挟持体（５２）の一方上から他方上に上
   記挟持されたプリント板（２０）上を含んでその前方の
   クリーム状半田（３５）をなすり付けるようにして移動
   させる弾性体からなるへら状体（３０）と、 を具えてなることを特徴とするプリント板の半田付け部
   分への半田供給装置。