JPH06177530A - 面付け部品の半田付け方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 部品リードとプリント基板の接続部の破壊を
防止する。また部品リードに加える熱量を安定化する。 【構成】 半田付けの開始前、加圧チップを移動させて
部品リードの上に位置決めし、ある一定の圧力を加えた
後、プリント基板上に搭載された部品リードまでの高さ
を測定し、その高さを記憶しておく。その後、レーザを
照射することにより部品リードの加熱を行う。この加熱
時、部品リードの高さを測定しつつ、半田が溶けた瞬
間、部品リードが加熱前に測定したリード高さよりある
一定の値だけ高い位置に戻し、この位置で加熱をやめ冷
却を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、面付け部品の半田付け
方法に係り、特に、コンピュータ等に使用されるＬＳＩ
等の狭いピッチの面付け部品をプリント基板に実装する
場合に使用して好適な面付け部品の半田付け方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＬＳＩ等の部品で面付けタイプの
部品をプリント基板に半田付けする場合、プリント基板
に半田ペーストを印刷し、その上に部品を搭載し、リフ
ロー装置により半田付けを行うのが一般的であった。

【０００３】しかし、前述の技術は、部品のリードピッ
チが０．３mm程度と狭ピッチになると、部品リード間に
ブリッジ等の不良が多発し、その修正に時間を要すると
いう問題を有していた。

【０００４】このような問題を解決する従来技術とし
て、例えば、特公昭６３−４２４３９号公報等に記載さ
れた１部品ずつの半田付け方法が知られている。また、
他の従来技術として、部品のリードを１リードずつ半田
付けする方法も知られている。

【０００５】図４は、１部品ごとに半田付けを行う一括
リフローと呼ぶ従来技術を説明する図である。図４にお
いて、１は面付け部品、２は部品リード、３はプリント
基板、１３は一括加熱ヒータである。

【０００６】図４に示す従来技術による半田付け方法
は、１部品ごとにそのリード２を一括して半田付するも
のであり、プリント基板３上に半田ペーストを介して載
せられた部品１の全ての部品リード２を一括して個々に
加熱することができる一括加熱ヒータ１３を部品リード
２上に所定の圧力で圧接し、加熱することにより半田付
けを行うというものである。

【０００７】図５は部品の各リードごとに半田付けを行
うポイントリフロー方式と呼ぶ従来技術を説明する図で
あり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。図５に
おいて、１４は電極チップ、１５は電極ホルダ、１６は
加熱ヘッドであり、他の符号は図４の場合と同一であ
る。

【０００８】図５に示す従来技術による半田付け方法
は、１部品の１部品リード２ごとに半田付けを行うもの
であり、そのためのヒータは、パルスヒータであり、電
極チップ１４と、電極ホルダー１５と、加熱ヘッド１６
とによって構成され、加熱ヘッド１６が上下に移動し、
図示しないＸＹテーブルに載せられたプリント基板３の
平面上で位置制御されて、部品リード２を順次加熱して
半田付けを行うというものである。

【０００９】図６は部品の各リードごとに半田付けを行
う非接触方式の従来技術を説明する図である。図６にお
いて、１０は非接触系熱源、１１は非接触系の熱源の照
射部であり、他の符号は図４の場合と同一である。

【００１０】図６に示す従来技術による半田付け方法
は、１部品の１部品リードごとに半田付けを行うもので
あり、そのための熱源は、レーザ、光ビーム等であり、
照射部がプリント基板３の上方で、プリント基板の平面
上と平行に位置制御されて、部品リード２を順次加熱し
て半田付けを行うというものである。この時に、部品リ
ード２に対して強制力は働いていない。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図４および図
５の従来技術においては、半田付け時の半田溶融熱を、
熱源から部品リード２への熱伝導により得ているため、
伝導される熱量は、熱源、つまり図４における一括加熱
ヒータ１３、図５における電極チップ１４と、部品リー
ド２との接触状態等に左右されるという問題を有してい
る。

【００１２】さらに、図４、図５の従来技術は、いずれ
も、半田付け時に加えられた圧接力が半田付け後の部品
リード２に応力として残り、この応力により部品リード
２が接合部と反対側に反り返り、部品接合部が破壊され
る場合があるという問題を有している。

【００１３】また、図６に示す従来技術は、半田付け時
に部品リード２の形状が面付け部品１の中においてそれ
ぞれ異なるため、プリント基板３と接触する部品リード
２と、接触しない部品リード２が混在する場合があると
いう問題を有している。

【００１４】本発明の目的は、半田付け時に部品リード
へ加えられる熱量を安定化させ、プリント基板と部品リ
ードの未接触を防止すること、さらに部品リードの応力
を吸収し、部品の接続部が破壊されることを防止するこ
とができる面付け部品の半田付け方法を提供することに
ある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、面付け部品の加熱前に接合対象となる部品
リードと被接合物とを、レーザ等の非接触系の熱源を透
過させるガラス等の加圧チップにより密着させ、その
後、部品リードの高さを測定して記憶しておき、部品リ
ードと被接合物を密着させている前記加圧チップに非接
触系の熱源を照射し、前記加圧チップを透過した非接触
系の熱源が面付け部品の部品リードを加熱している途中
において、部品リードの高さを測定しつつ前記加圧チッ
プを前記加熱前に測定した部品リード高さより一定の値
だけ高い位置まで戻して加熱を続行し、その後、一定時
間の加熱後そのままの状態で冷却を行うようにしたもの
である。

【００１６】

【作用】上記手段によれば、部品リードを半田付けする
前にガラス等の加圧チップにより部品リードに圧力を加
え、プリント基板と部品リードを接触させ、部品リード
の状態を判定し、半田付け時に、加熱前に測定したリー
ド高さよりある一定の値だけ高い位置まで戻せば、応力
を逃せる。一般に、部品リードは１ピンずつばらつきを
もっているため、１ピンずつその高さを確認し、加圧し
ながら前述の方法で半田付けを行うことにより、部品リ
ードに応力が残るのを防止しつつ、未接触の部品リード
を防止し、かつ部品の接続部が破壊されることを防止す
る。

【００１７】また、レーザ等の非接触系熱源をガラス等
の加圧チップを通して部品リードに照射することによ
り、安定した熱量で部品リードを半田付けできる。一般
に、電極チップと部品リードとの接触状態にバラツキが
起るため、接触し熱伝導により加熱する方法では、接触
抵抗にばらつきが発生し、安定した熱量を確保させるこ
とが出来ないが、本発明によれば、非接触の熱源である
ために熱量のバラツキを防止できる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明による面付け部品の半田付け方
法の一実施例を図面により詳細に説明する。

【００１９】図１は本発明の一実施例を説明する図、図
２は本発明の一実施例の全体の構成を説明する図であ
る。図１、図２において、４は加圧チップ、５は加圧ホ
ルダー、６は加圧ヘッド、７は軸、８は上下駆動モー
タ、９はモータ及びセンサの駆動回路、１０はレーザ、
１１はレーザの照射源、１２はレーザの電源、１７はセ
ンサからの照射光、１８はセンサであり、他の符号は図
４、図５、図６の場合と同一である。

【００２０】本実施例は、図６で説明した場合と同様に
１部品１リード毎に半田付けを行うものであり、図２に
示すように、リフロー装置の照射部１１と加圧チップ
４、加圧ホルダー５、加圧ヘッド６、センサ１８を組み
合わせて構成される。

【００２１】この実施例は、半田付けの開始前、図１
（ａ）に示すように、プリント基板３上に搭載された部
品のリード２上に、加圧チップ４を移動させ、部品リー
ド２上に加圧チップ４を位置決めし、ある一定の圧力を
加圧チップ４に加え、部品リード２とプリント基板３を
密着させる。

【００２２】そして、センサ１８によりプリント基板３
の上に搭載された部品のリード２までの高さを測定し、
そのデータを予め記憶しておく。

【００２３】その後、図１（ｂ）に示すように、加圧チ
ップ４を通して照射部１１よりレーザ１０を照射し、部
品リード２の加熱を行う。

【００２４】この加熱時、半田が溶けた瞬間、センサ１
８により部品リード２の高さを測定しつつ、加圧ヘッド
６は、加熱前に測定された部品リード２の高さより、ご
く僅かな一定値だけ高い位置となるように戻す制御を行
う。そして、この状態で一定時間加熱を続けた後、加熱
を停止して冷却を行い、冷却後は加圧ヘッド６をもとの
高さまで戻し半田付けを終了する。

【００２５】図３の実線Ａは部品リード２の圧接前の状
態、破線Ｂは部品リード２とプリント基板３が密着した
状態、破線Ｃは加圧ヘッド６を一定値だけ高い位置とな
るように戻した時の部品リード２の状態を拡大して示す
ものであり、破線Ｂの状態から破線Ｃに到る過程で部品
リード２の応力が逃がされ、部品リード２は破線Ｃの状
態で溶融した半田によって固定される。

【００２６】このような制御により、半田付け時、リー
ド２に加えられる熱量が安定化すると共に、部品リード
２とプリント基板３との間隔が一定に制御され、部品リ
ード２の残留応力が殆どない状態となる。

【００２７】前述した実施例は、図２に示すように、セ
ンサ１８及び、加圧チップ４が取り付けられた加圧ヘッ
ド６を軸７を介して上下に駆動するモータ８と、駆動回
路９を備える装置により行うことができる。また、面付
け部品１が搭載されるプリント基板３は、公知のＸＹテ
ーブル上に載せて、平面上の位置が制御され、前述の方
法を繰り返すことにより、順次、各部品リード２の半田
付けが行われる。

【００２８】この実施例によれば、狭ピッチ多ピン部品
の半田付けにおいて、半田溶融状態で、部品リード２に
加圧チップ４で圧力を加え、プリント基板３と一定の間
隔を保たせるため未接触の部品リード２が発生するのを
防止し、さらに必要以上の圧力を部品リード２に加えな
いため、半田付け後、部品リード２とプリント基板３の
接続部が破壊されることを防ぐことができる。

【００２９】また、非接触の熱源を使用するため、半田
に加えられる熱量が安定し、溶融しきらない冷半田が発
生したり、必要以上の熱量が加わることによる基板の焦
げつき等を防止し、部品リード２とプリント基板３との
接合状態を均一にできる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、面
付け部品の加熱前に接合対象となる部品リードと被接合
物とを、レーザ等の非接触系の熱源を透過させるガラス
等の加圧チップにより密着させ、その後、部品リードの
高さを測定して記憶しておき、部品リードと被接合物を
密着させている前記加圧チップに非接触系の熱源を照射
し、前記加圧チップを透過した非接触系の熱源が面付け
部品のリードを加熱している途中において、部品リード
の高さを測定しつつ前記加圧チップを前記加熱前に測定
したリード高さより一定の値だけ高い位置まで戻して加
熱を続行し、その後、一定時間の加熱後そのままの状態
で冷却を行うようにしたので、半田付け時に部品リード
へ加えられる熱量を安定化させ、プリント基板と部品リ
ードの未接触を防止することができるうえ、溶融しきら
ない冷半田が発生したり、必要以上の熱量が加わること
による基板の焦げつき等を防止することができる。

【００３１】さらに、部品リードの応力を吸収し、部品
の接続部が破壊されることを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の半田付け方法の一実施例を示す説明図
である。

【図２】図１の実施例の全体構成を示す説明図である。

【図３】部品リードの状態変化を拡大して示す説明図で
ある。

【図４】一部品毎に半田付けを行う従来の一括リフロー
方式を説明する図である。

【図５】部品の各リード毎に半田付けを行う従来のポイ
ントリフロー方式を説明する図である。

【図６】部品の各リード毎に半田付けを行う従来の非接
触方式を説明する図である。

【符号の説明】

１…面付け部品、２…部品リード、３…プリント基板、
４…加圧チップ、５…加圧ホルダー、６…加圧ヘッド、
７…軸、８…駆動モータ、９…モータ及びセンサの駆動
回路、１０…レーザ、１１…レーザの照射部、１２…レ
ーザの電源、１３…一括加熱ヒータ、１４…電極チッ
プ、１５…電極ホルダー、１６…加熱ヘッド、１７…セ
ンサからの照射光、１８…センサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 面付け部品をプリント基板等に半田付け
   する面付け部品の半田付け工法において、面付け部品の
   加熱前に接合対象となる部品リードと被接合物とを、レ
   ーザ等の非接触系の熱源を透過させるガラス等の加圧チ
   ップにより密着させ、その後、部品リードの高さを測定
   して記憶しておき、部品リードと被接合物を密着させて
   いる前記加圧チップに非接触系の熱源を照射し、前記加
   圧チップを透過した非接触系の熱源が面付け部品の部品
   リードを加熱している途中において、部品リードの高さ
   を測定しつつ前記加圧チップを前記加熱前に測定したリ
   ード高さより一定の値だけ高い位置まで戻して加熱を続
   行し、その後、一定時間の加熱後そのままの状態で冷却
   を行うことを特徴とする面付け部品の半田付け方法。