JPH10178265A - はんだコート方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の超音波を付加した溶融はんだにワーク
を浸漬してはんだコートを行う方法では未はんだが発生
していたが、本発明のはんだコート方法では未はんだの
ないはんだコートが得られる。 【解決手段】 超音波を付加した噴流溶融はんだ中にワ
ークを浸漬した後、ワークをホーンに対して横方に平行
移動させたり、ホーンに対して前後方向に移動させたり
してからワークを溶融はんだ引き上げる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリント基板のラ
ンドや電子部品のリード等に予めはんだメッキを施して
おくはんだコート方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】プリント基板に電子部品を実装する場合
は、プリント基板のランドと電子部品のリードとをはん
だで接合することにより行われている。このプリント基
板と電子部品のはんだ付け方法としては、鏝付け法、フ
ロー法、リフロー法等があるが、どの方法においてもプ
リント基板のランドと電子部品のリード間に完全にはん
だがいきわたっていなければならない。

【０００３】鏝付け法は、作業者が一方の手に鏝を持
ち、もう一方の手に脂入り線はんだを持って、脂入り線
はんだをはんだ付け部に当てがい、鏝で脂入り線はんだ
を溶融させることによりはんだ付けするものである。ま
たフロー法は、電子部品を搭載したプリント基板を溶融
しているはんだに接触させてはんだ付けするものであ
り、そしてリフロー法は、プリント基板のランドに粉末
はんだとフラックスから成るソルダペーストを塗布し、
その上に電子部品を搭載してからリフロー炉、赤外線、
レーザー光線等の加熱装置で加熱してソルダペーストを
溶融させることによりはんだ付けするものである。

【０００４】いずれのはんだ付け方法においてもプリン
ト基板と電子部品のはんだ付け部に別途はんだを供給
し、該はんだでプリント基板と電子部品とをはんだ付け
するようになっている。

【０００５】しかしながらプリント基板と電子部品のは
んだ付けでは、往々にしてランドとリード間にはんだが
完全にいきわたらず、はんだ付け不良となることがあっ
た。このはんだ付け不良の原因は、ランドやリードには
んだが濡れないことにより起こるものである。つまり、
はんだ付け部のランドやリードが酸化していたり汚れて
いたりすると、溶融したはんだは酸化膜や汚れに邪魔さ
れて濡れることができなくなるからである。

【０００６】そのため従来より、プリント基板のランド
や電子部品のリードに予めはんだをメッキしておくとい
う「はんだコート」がなされていた。このようにランド
やリードにはんだコートを施しておくと、はんだ付け
時、はんだ付け部の加熱にともなって、はんだコートが
溶融し、はんだ付け部がはんだで濡れた状態となって別
途供給したはんだと融合するため、はんだ付け不良がな
くなるようになる。

【０００７】一般にはんだコート方法は、プリント基板
や電子部品等のワークにフラックスを塗布した後、これ
を溶融はんだ中に浸漬して単に引き上げることにより行
われていた。このはんだコートに使用するフラックス
は、ランドやリードの酸化物を還元し、汚れを洗浄する
ために活性力の強いハロゲン化物を用いなければならな
い。しかしながらハロゲン化物のフラックスではんだコ
ートを行った後、プリント基板や電子部品をそのまま放
置しておくと、フラックス残渣が吸湿し、活性力の強い
ハロゲン化物によってはんだコート部を腐食させたり変
色させたりするようになる。そのためフラックスを用い
てのはんだコート方法では、はんだコートの処理後、ワ
ークに付着したフラックス残渣を完全に洗浄除去しなけ
ればならないという繁雑な手間が必要であった。またワ
ークを水のような洗浄液で洗浄した場合、プリント基板
のスルーホールやリードの穴に水が残っていると、やは
り腐食や変色を起こしてしまうことになる。

【０００８】フラックスを用いてのはんだコートでは前
述のような問題が多いことからフラックスを用いないで
はんだコートを行う方法が提案されている。この方法と
は溶融はんだ中に超音波を付加してはんだコートを行う
方法である。溶融はんだ中に超音波を付加してはんだコ
ートを行うと、超音波振動がワークの酸化物や汚れを物
理的に除去して清浄な金属面にし、この清浄な金属面に
溶融はんだが濡れるようになる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで溶融はんだ中
に超音波を付加してのはんだコート方法は、酸化物や汚
れ（以下、酸化物等という）の除去を物理的に行うもの
であるが、該物理的除去はフラックスを用いての化学的
除去よりも劣る。従って、超音波を付加してのはんだコ
ート方法では、はんだの濡れが充分でなく、未はんだと
なることがあった。本発明は超音波を付加したはんだコ
ート方法であっても、未はんだのないはんだコートが得
られる方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、超音波は
んだコート方法において、未はんだが発生する原因につ
いて鋭意研究を重ねた結果、超音波振動により除去され
た酸化物等に注目して上記課題の解決法を見いだした。
即ち、溶融はんだ中でワークに超音波を当てるとワーク
に付着していた酸化物等は超音波振動によりワークの面
から少し浮いた状態になる。しかしながら、この状態で
は酸化物等がワークの近いところにあってワークから完
全に分離されたものではなく、このまま溶融はんだから
引き上げても酸化物等はワークに付着している。そこで
本発明者等は、ワークから少し浮いた酸化物等を強制的
に移動させれば酸化物等をワークから完全に分離できる
ことに着目して本発明を完成させた。

【００１１】本発明は、超音波振動子のホーンが設置さ
れた溶融はんだ中にワークを浸漬してワークにはんだコ
ートをする方法において、ワークを溶融はんだ中に浸漬
して一定時間経過後、ワークを溶融はんだ中で動かして
から引き上げることを特徴とするはんだコート方法であ
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明においてワークを溶融はん
だ中で動かす状態とは、ワークを超音波振動装置のホー
ンに対して横方に平行移動させたり、該ホーンに対して
前後方向に移動させたり、或いはワークにバイブレータ
ーのような振動装置で細かく振動させたりするものであ
る。ここでワークの横方への平行移動や前後移動は、一
方向だけの移動でもよいが、これの移動を往復動、特に
ワークを濯ぐような往復動にすると、さらに酸化物等の
除去が確実となる。

【００１３】このように溶融はんだ中で超音波振動を与
えてワークを動かすと、比重の大きい溶融はんだの抵抗
でワークの表面が擦られるため超音波振動で浮かされた
酸化物等が完全に分離されるようになる。

【００１４】本発明でワークを浸漬するはんだ槽は、超
音波振動装置が設置されたはんだ槽であれば噴流はんだ
槽でも静止はんだ槽でも使用可能である。またワークへ
の超音波の付加は、ワークを溶融はんだに浸漬している
間、連続して付加してもよく、或いはワークの移動時ま
では付加し引き上げ時に停止したり、さらにはワークの
移動時と引き上げ時に停止したりしてもよい。

【００１５】以下図面に基づいて本発明を説明する。図
１は本発明のはんだコート方法に使用する噴流はんだ槽
で噴流を行っていない状態の斜視図、図２〜３は溶融は
んだ中でのワークの動かし状態を説明する図である。

【００１６】先ず図１で本発明に使用する噴流はんだ槽
について説明する。噴流はんだ槽１は、外枠２、噴流ノ
ズル３、ホーン４から構成されている。外枠２内には図
示しないヒーターで加熱されて溶融状態となったはんだ
５が入れられており、該外枠の中には噴流ノズル３が設
置されている。噴流ノズル３からは図示しないポンプに
より溶融はんだ５が噴流されるようになっている。外枠
２および噴流ノズル３の一側には切り欠き６、７が形成
され、該切り欠き部分からホーン４が噴流ノズル３内に
挿入されている。ホーン４は、やはり図示しない超音波
振動装置に接続されている。

【００１７】上記構造の噴流はんだ槽でポンプを稼働さ
せると、溶融はんだ５が噴流ノズル３から上方に盛り上
がって噴流ノズルの四方に流下する。このときホーン４
の大部分は盛り上がった溶融はんだ中に没するようにな
る。この状態で図示しない超音波振動装置に電気を通じ
ると、超音波振動装置に接続されたホーン４が振動し、
溶融はんだ５に超音波を伝播するようになる。

【００１８】次に超音波が伝播された噴流はんだ槽にお
けるワークのはんだコート方法について説明する。

【００１９】ワーク８を垂直状態にして保持具９で吊設
し、上方から噴流ノズル４内の溶融はんだ５中に浸漬す
る。該溶融はんだにはホーン４で超音波振動が付加され
ているため、溶融はんだ５中に浸漬されたワーク８は超
音波振動によりワークの表面に付着していた酸化物等が
物理的に浮き上がる。しかしながら、この酸化物等がワ
ークの表面から浮いた状態は、酸化物等がワークから未
だ完全に分離していない。従って、この状態でワークを
上方に引き上げたのでは、浮き上がった酸化物等が再度
ワークに付着してしまう。そこで本発明ではワークを溶
融はんだに浸漬後、ワークを動かしてから上方に引き上
げるものである。

【００２０】このようにワークを超音波振動が付加され
た溶融はんだに浸漬後、ワークを動かすと、ワークが比
重の大きい溶融はんだ中で溶融はんだにより擦られるよ
うになるため、超音波振動で少し浮き上った酸化物等は
ワークが動くときの溶融はんだの抵抗で完全に分離され
る。このようにワークの表面から酸化物等が分離されて
清浄な金属面が露出すると、溶融はんだは清浄な金属面
に対してよく濡れ、ワークの金属部と溶融はんだが金属
的に接合するようになる。

【００２１】本発明でワークを溶融はんだに浸漬後、動
かす状態は図２に示すように、ホーン４に対して横方に
移動させたり、図３に示すようにホーン４に対して前後
に動かしたり、或いはワークをバイブレーターで振動さ
せたりしてもよい。

【００２２】

【実施例】

○噴流ノズル：２００×１００（mm) ○ホーン：１５０×５０(mm) ○ワーク：１００×１００(mm)のプリント基板 上記噴流ノズルとホーンが設置された噴流はんだ槽にお
いて、噴流ノズルから溶融はんだを噴流させるととも
に、溶融はんだの表面を窒素ガスで覆って不活性雰囲気
にする。そしてプリント基板を保持具で吊設し、噴流ノ
ズルから噴流している溶融はんだ中に５秒間浸漬し、次
にプリント基板をホーンに対して横方に平行移動させて
から上方に引き上げた。その結果、プリント基板のラン
ド全てにはんだコートがなされていた。

【００２２】

【比較例】実施例と同一の噴流はんだ槽を用いてプリン
ト基板のはんだコートを行った。比較例ではプリント基
板を保持具で吊設し、噴流ノズルから噴流している溶融
はんだ中に５秒間浸漬し、次にプリント基板を動かすこ
となく上方に引き上げた。その結果、プリント基板のラ
ンドは未はんだの多いはんだコートとなっていた。

【００２３】

【発明の効果】従来の超音波を付加してのはんだコート
では、未はんだが多く、従来のはんだコート方法で得た
ワークをはんだ付けすると、はんだ付け不良を起こすこ
とがあったが、本発明のはんだコート方法ではんだコー
トしたワークには、未はんだが全く発生しないため、は
んだ付け時にもはんだ付け不良を起こさないという信頼
性に優れたはんだ付け部が得られるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に使用する噴流はんだ槽の斜視図

【図２】本発明のはんだコート方法において、ワークの
動きを説明する図

【図３】本発明のはんだコート方法において、ワークの
もう一つの動きを説明する図

【符号の説明】

１ 噴流はんだ槽 ２ 外枠 ３ 噴流ノズル ４ ホーン ５ 溶融はんだ ８ ワーク

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 超音波振動子のホーンが設置された溶融
   はんだ中にワークを浸漬してワークにはんだコートをす
   る方法において、ワークを溶融はんだ中に浸漬して一定
   時間経過後、ワークを溶融はんだ中で動かしてから引き
   上げることを特徴とするはんだコート方法。
2. 【請求項２】 溶融はんだ中でのワークの動かしは、ホ
   ーンに対する横方への平行移動であることを特徴とする
   請求項１記載のはんだコート方法。
3. 【請求項３】 溶融はんだ中でのワークの動かしは、ホ
   ーンに対する前後移動であることを特徴とする請求項１
   記載のはんだコート方法。
4. 【請求項４】 溶融はんだ中でのワークの動かしは、振
   動であることを特徴とする請求項１記載のはんだコート
   方法。