JPH06260744A - プリント回路板の製造方法およびその装置 - Google Patents

プリント回路板の製造方法およびその装置

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JPH06260744A
JPH06260744A JP4182699A JP18269992A JPH06260744A JP H06260744 A JPH06260744 A JP H06260744A JP 4182699 A JP4182699 A JP 4182699A JP 18269992 A JP18269992 A JP 18269992A JP H06260744 A JPH06260744 A JP H06260744A
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JP
Japan
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circuit board
solder
board
temperature
heating
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JP4182699A
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English (en)
Inventor
Hisao Tsuda
久男 津田
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TSUDA SEISAKUSHO YUGEN
Original Assignee
TSUDA SEISAKUSHO YUGEN
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/341Surface mounted components

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  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
  • Supply And Installment Of Electrical Components (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、電子部品を基板へ面実装するに際
して、基板に対する部品の位置決め精度の向上を図ると
ともに、製造効率を高めることを目的とする。 【構成】 はんだペーストが所定のパターンで塗布され
た基板2の所定位置に部品を取り付けた後、これを加熱
してはんだを溶融させ、溶融後、再度凝固する前に基板
および部品に振動を与えることにより、部品の基板に対
する摩擦抵抗を小さくしてやり、部品20のリード22
と基板2のランド24との間の溶融はんだの表面張力に
よってセルフアライメント作用を発生させる。 【効果】 上記部品のすべてのリード22とランド24
との間にセルフアライメント作用が生じることにより、
部品20が基板2に正確に位置決めされる。また、かか
るセルフアライメント作用が生じることによって部品2
0が正確に位置決めされ、生じない場合には位置決めが
されないから、位置決めの良否に関する判断が容易にな
り、検査工程を簡単にすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、プリント回路板の製造
方法および装置にかかり、特に、面実装時の基板ランド
部と電子部品のリードとの位置決め精度の向上を図った
製造方法およびその装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、プリント基板上に電子部品を取り
付ける実装作業は、下記のようにして行われるのが一般
的である。まず、プリント基板上の接続点となるランド
部にはんだペーストを塗布する。次いで、XY座標上を
移動するロボットハンドを備えた部品取付装置などによ
り、電子部品のリードを前記ランド部に対して位置決め
し、所定位置に搭載する。さらに、電子部品が搭載され
たプリント基板をコンベアなどによって搬送しつつ加熱
手段中を移動させ、該加熱手段内で前記はんだペースト
の溶融温度以上まで加熱してはんだを溶融させて(以下
リフローという)電子部品のリードをランド部へはんだ
付けした後、自然冷却、あるいは強制冷却によってはん
だを凝固させる。
【0003】前記電子部品の搭載工程にあっては、ラン
ドとリードとの接続不良が生じないように、両者を精密
に位置決めすることが必要とされており、例えば、リー
ドとランド部との位置ずれは、大きくともランドのピッ
チ(相互間隔)の1/2以下にとどめることが必要とさ
れている。
【0004】上記精度を得るため、例えば部品取付装置
の機械的な精度を上げること、あるいは、部品取付状態
の画像をCCDカメラなどにより撮影して画像情報を得
て、この画像情報に基づき、リフロー工程の前で修正す
ることが行われている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、基板の
画像情報を得るには、そのための新たな(通常の部品取
付装置および加熱ライン以外の)装置が必要となるため
コストが高くなる。また、通常の取付処理の後、画像情
報の取り込み、判断、修正(再取付)といった新たな工
程が必要であるため、生産効率が低下せざるを得ない。
【0006】また、上記工程によって部品が実装された
基板に対しては、所定の位置決め精度となっているかに
ついての検査が必須とされるが、この検査における良否
の判定が難しいという問題がある。例えば、リード線の
ずれが1/2ピッチ以下なら良、それ以上なら否という
判断基準を設けたとしても、人の視覚によってかかる細
かい寸法を認識して判断するには多くの労力と時間とが
必要とされる。したがって、かかる検査のために生産能
率が制限されるという問題がある。そして、かかる問題
は、基板の高密度化にともなってさらに大きくなる傾向
がある。
【0007】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、面実装基板の製造における位置決め精度の向上と生
産効率の向上とを図ることを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本願の請求項1に記載の発明は、回路基板上の所定
位置にはんだペーストを塗布する工程と、前記回路基板
上の所定位置に電子部品を配置する工程と、前記はんだ
ペーストを溶融温度以上に溶融させて前記電子部品のリ
ードを前記回路基板のランドにはんだ付けする工程と、
溶融状態のはんだを凝固点以下まで冷却する工程とから
なるプリント回路板の製造方法であって、前記リードと
ランドとのすべての接続点ではんだペーストが溶融した
後、いずれかの接続点が凝固点以下まで冷却されるまで
の間に回路基板を振動させることを特徴とする。
【0009】請求項2に記載の発明は、回路基板上のラ
ンド部に電子部品のリードをはんだ付けし、はんだを凝
固させた後、前記リードとランド部とのすべての接続点
ではんだを再度溶融させた状態で回路基板を振動させ、
その後、はんだの凝固点以下まで冷却することを特徴と
する。
【0010】請求項3に記載の発明は、回路基板上の所
定位置にはんだペーストを塗布する手段と、回路基板上
の所定位置に電子部品を配置する手段と、前記回路基板
および電子部品を前記はんだペーストの溶融温度以上に
加熱する加熱手段と、該加熱手段によって加熱されてい
る回路基板に振動を与える振動手段とからなることを特
徴とする。
【0011】
【作用】請求項1もしくは請求項2に記載の発明によれ
ば、加熱によってはんだが溶融した状態で振動を与える
ことにより、部品と基板との間の摩擦抵抗が小さくな
り、この状態で、溶融はんだに発生する表面張力によ
り、互いにはんだ付けされようとしているリードとラン
ドとが互いの距離が最短となるように引き合う。
【0012】請求項3に記載の発明によれば、はんだペ
ーストが塗布された基板上に電子部品が取付られた後、
基板が加熱され、融点以上の温度となることによりはん
だが溶融状態となる。この状態で振動が与えられると、
基板と電子部品との間の摩擦抵抗が小さくなり、この状
態で溶融はんだの表面張力がリードとランドとの間に作
用する。
【0013】
【実施例】以下、本発明にかかるプリント配線板製造装
置の一実施例を説明する。図1はプリント配線板製造装
置におけるはんだリフロー部を示す。プリント配線板2
は、従来と同様、はんだペーストが塗布された上、部品
実装装置(図示略)によって所定位置に部品が搭載され
た後、ベルトコンベア(搬送手段)4の上へ搬入され
る。
【0014】搬送手段4は、加熱室6内を走行するよう
になっており、搬送経路の途中には、赤外線をコンベア
4上のプリント配線板2に照射して加熱する加熱手段8
が設けられている。これらの加熱手段8は、搬送方向に
沿って複数基設けられていて、個々に加熱量を制御する
ことにより、プリント配線板2を所定の温度特性にした
がって昇温するようになっている。
【0015】前記加熱手段8のさらに下流側の加熱室6
を出た位置には、冷却槽10が設けられており、搬送手
段4の上のプリント配線板2を冷却槽10において冷却
液と接触させることにより、溶融状態のはんだを冷却、
固化させるようになっている。
【0016】さらに、最終の加熱手段8と冷却槽10と
の間には、プリント配線板2を図1の矢印方向へ振動さ
せる振動手段が設けられている。この振動手段を図2に
よって説明する。符号12はベースであって、このベー
ス12には、ACソレノイド14と振動板16とが固定
されている。また前記ベース12は、振動手段における
ACソレノイド14を加熱室6の外側の常温の環境下に
置くように支持している。前記振動板16は、図示のよ
うに基端部がベース12に固定され、また、先端部が搬
送手段4上のプリント配線板2に触れるようになってい
る。
【0017】前記振動板16の基端部には、永久磁石1
8が設けられており、この永久磁石18と前記ACソレ
ノイド14との間に発生する交番磁界との作用により、
振動板16がACソレノイドの励磁電流の周波数に応じ
た振動をするようになっている。
【0018】前記振動板16の先端は部品20の上面に
触れるようになっており、この振動によって部品20と
基板2とが振動することができる。
【0019】次いで、上記製造装置の動作とともに、本
発明の製造方法を説明する。 イ.所定位置に部品20が搭載されたプリント配線板2
を搬送手段4の入口へ搬入する。 ロ.プリント配線板2を搬送しながら、例えば図5の実
線aまたはbの特性にしたがって加熱する。この昇温特
性は、用いられるはんだの融点、あるいは、取付られる
電子部品やプリント基板の許容温度、熱容量などによっ
て適宜選択されるものである。例えば、被処理物の熱容
量が大きい場合にははんだの融点よりも十分に高い温度
まで昇温し、許容温度が低い場合には低融点のはんだが
用いられる。また、部品の熱容量の差を考慮して、熱容
量の大きな部品に低融点のはんだを用い、熱容量の小さ
な部品には高融点のはんだを用いて両者が同時に溶融す
るように配慮することも有効である。
【0020】ハ.はんだの融点を越えた後、完全な溶融
を期すべくさらに加熱するとピークに達する。その後、
加熱を停止することにより温度が下がる。ここで、はん
だの融点を越えた後、ピークに達するまでの間に(望ま
しくはピークにできるだけ近い位置で)プリント配線板
2及び部品20に振動を与えることにより、位置の修正
がなされる。すなわち、図3に示すように、部品20の
リード22と基板4のランド24との中心がずれている
場合であっても、はんだ26が完全に溶融すると、その
表面張力によってリード22とランド24とが互いに引
き合うセルフアライメント作用が働らこうとする。一
方、部品20とプリント配線板2との間は、振動によっ
て摩擦抵抗が小さくなっているので、このセルフアライ
メント作用がすべてのリード22とランド24との間に
生じると、図4に示すように部品20が全体として位置
決めされる。すなわち、すべてのリード22とランド2
4との間ではんだが確実に溶融状態となっていれば、各
リード22とランド24との間のセルフアライメント作
用によって位置修正が自動的に行われる。
【0021】なお、実施例では、セルフアライメントを
確実に作用させるべく最高温度近くで振動を与えるよう
にしたが、はんだの融点を越えて最高温度に達した後、
再度融点を下回るまでのいずれの時期で行ってもよい。
また、加熱室内の温度は、はんだがすべて溶融して潜熱
がすべて放出されると、加熱量に対して急峻な上昇を呈
するから、温度変化(温度の微分値)が所定値を越える
か否かによって振動を与える時期を判断するようにして
もよい。
【0022】このようにして部品が実装されたプリント
配線板2は、目視によって検査され、この検査において
リード22とランド24とが所定の位置に位置決めされ
たか否かが判断される。上記方法によってはんだ付けさ
れたプリント配線板にあっては、セルフアライメントが
正常に働けばリード22とランド24とが完全に同心上
に位置決めされ、働かなければ(例えば一箇所でもセル
フアライメントが働かないと全体が動くことができな
い)ずれたままの状態となる。したがって、良否の判定
基準は、同心にあるか否かという単純なものとなり、ず
れ量をゲージなどで測定して許容範囲内にあるか否かを
見るといった繁雑な検査が不要になる。
【0023】さらに、検査によって不良と判定された場
合には、そのプリント配線板を再度リフローラインへ送
り込むか、あるいは、当該プリント配線板を加熱して全
部のはんだ付け箇所を確実に溶融させた後、振動を与え
てやることにより、容易に修正することができる。すな
わち、一旦部品を基板にはんだ付けした後、再度はんだ
を溶融させた状態で振動させることにより、セルフアラ
イメント作用を利用した修正を行うことができる。
【0024】なお、プリント配線板の製造ラインや振動
手段の具体的構成が実施例に限定されるものでないのは
もちろんである。また、昇温特性についても、部品、基
板、あるいははんだの特性に応じて適宜変更してもよい
のはもちろんである。
【0025】
【発明の効果】以上の説明で明かなように、本発明によ
れば、部品が搭載されたプリント配線板を加熱する処理
において、はんだが溶融した後、いずれかの接続点では
んだが固化する前に基板または部品に振動を与えるよう
にしたから、加熱によってはんだが溶融した状態で振動
を与えることにより、部品と基板との間の摩擦抵抗が小
さくなり、この状態で、溶融はんだに発生する表面張力
により、互いにはんだ付けされようとしているリードと
ランドとが互いの距離が最短となるように引き合う。そ
して、この現象がすべてのリードとランドとの間で発生
することにより、部品が基板に対して位置決めされる。
また、このような振動を、一旦基板に取付られた部品に
対して行うことによっても、部品を基板上の所定位置に
位置決めすることができる。
【0026】また、セルフアライメントが正常に作用す
ると、リードとランドとは必ず正確に位置決めされ、セ
ルフアライメントが正常に作用しない場合にはリードと
ランドとがずれた状態となるから、製造されたプリント
配線板の検査における良否の判断がずれているかいない
かといった単純なものとなり、したがって、検査工程の
能率を向上させて、全体として、プリント配線板の生産
効率を高めることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1はプリント配線板製造装置の一実施例を示
す側面図である。
【図2】図2は図1の装置に設けられる振動手段の側面
図である。
【図3】図3は修正前におけるリードとランドとの関係
を示す側面図である。
【図4】図4は修正後におけるリードとランドとの関係
を示す側面図である。
【図5】図5は図1の装置における温度制御特性を示す
図表である。
【符号の説明】
2 プリント配線板 4 搬送手段 6 加熱室 8 加熱手段 10 冷却槽 14 振動板 16 振動板 20 部品 22 リード 24 ランド

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回路基板上の所定位置にはんだペースト
    を塗布する工程と、前記回路基板上の所定位置に電子部
    品を配置する工程と、前記はんだペーストを溶融温度以
    上に溶融させて前記電子部品のリードを前記回路基板の
    ランドにはんだ付けする工程と、溶融状態のはんだを凝
    固点以下まで冷却する工程とからなるプリント回路板の
    製造方法であって、前記リードとランドとのすべての接
    続点ではんだペーストが溶融した後、いずれかの接続点
    が凝固点以下まで冷却されるまでの間に回路基板を振動
    させることを特徴とするプリント回路板の製造方法。
  2. 【請求項2】 回路基板上のランド部に電子部品のリー
    ドをはんだ付けし、はんだを凝固させた後、前記リード
    とランド部とのすべての接続点ではんだを再度溶融させ
    た状態で回路基板を振動させ、その後、はんだの凝固点
    以下まで冷却することを特徴とするプリント回路板の製
    造方法。
  3. 【請求項3】 回路基板上の所定位置にはんだペースト
    を塗布する手段と、回路基板上の所定位置に電子部品を
    配置する手段と、前記回路基板および電子部品を前記は
    んだペーストの溶融温度以上に加熱する加熱手段と、該
    加熱手段によって加熱されている回路基板に振動を与え
    る振動手段とからなることを特徴とするプリント回路板
    の製造装置。
JP4182699A 1992-07-09 1992-07-09 プリント回路板の製造方法およびその装置 Pending JPH06260744A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08330722A (ja) * 1995-05-30 1996-12-13 Nec Corp 電子部品のはんだ付け方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6437077A (en) * 1987-08-03 1989-02-07 Hitachi Ltd Reflow soldering
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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19950725