JPH11154786A - フレキシブルプリント配線板のはんだ付け方法およびはんだ付け用治具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板支持ホルダーの耐久性向上および剛性向
上を図ると共に未はんだ状態の発生を有効に防止するフ
レキシブルプリント配線板のはんだ付け方法を提供す
る。 【解決手段】 基板支持ホルダー２１は酸化皮膜を表面
に形成しやすい金属もしくは金属合金からなる薄肉の金
属板材により形成される。フレキシブルプリント配線板
１１に形成されたランド１８に対して端子１６を全体は
んだ付け方法によりはんだ付けする際に、基板支持ホル
ダー２１の開口２３部分にランド１８および端子１６が
位置するように基板１２のはんだ付着面側に基板支持ホ
ルダー２１を当接させ、この当接状態で全体はんだ付け
方法によるはんだ付けを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、軟化点が２３０℃
以下のフレキシブルプリント配線板に形成されたランド
に対して端子を全体はんだ付け方法によりはんだ付けす
るフレキシブルプリント配線板のはんだ付け方法および
その方法に用いられるはんだ付け用治具に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】ポリエチレンテレフタレート（以下ＰＥ
Ｔという）からなる基板を備えたフレキシブルプリント
配線板（以下ＦＰＣという）の場合、ＰＥＴの軟化点が
２２０〜２３０℃と通常のはんだの溶融温度と略同じで
あるため、通常のはんだを用いたフローはんだ付けやリ
フローはんだ付け等による全体はんだ付け方法を適用す
ることができない。

【０００３】一方、２００℃以下の低融点はんだを用い
て局部的に加熱してはんだ付することも考えられるが、
はんだの融点を下げるために添加する材料の種類によっ
て、コスト、安全性、耐はんだクラック性の問題が生じ
る。

【０００４】そこで従来、低融点のはんだを用いずにＦ
ＰＣのランドと端子をはんだ付けする手法として、特開
平５−２１８６３２号公報に記載のはんだ付け方法が提
案されており、図７に示される如く、紙フェノール基
板、紙エポキシ基板、ガラスエポキシ基板等の熱伝導性
が極めて低く熱的遮断性能を有する基材からなるはんだ
付け用治具としての基板支持ホルダー１に、ＦＰＣ２の
ランド３および電子部品４の端子５が覗くようにランド
３とほぼ同じ大きさの開口６を形成し、この開口６内に
ランド３および端子５が位置するように基板支持ホルダ
ー１をＦＰＣ２の基板のはんだ付着面側に当接させ、こ
の当接状態を保持して全体はんだ付けを行うというもの
である。

【０００５】なお、図において、７は熱伝導性が高い金
属板あるいはセラミック板等よりなる放熱性押え板であ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のはんだ付け方法によれば、基板支持ホルダー１を何
度も使用しているうちに、基板支持ホルダー１自体にそ
り等の変形が発生してくるため、ＦＰＣ２のランド３と
基板支持ホルダー１との間に隙間が生じて距離が長くな
り、ここに、ランド３に対してはんだが付着し難くな
り、未はんだ状態が多く発生するおそれがあり、定期的
に新しい基板支持ホルダー１に交換する必要があった。

【０００７】また、前記隙間によって、ＦＰＣ２と基板
支持ホルダー１との間にはんだが入り込み、ＦＰＣ２の
絶縁フィルムの一部がその入り込んだはんだによって溶
かされ、ＦＰＣ２の導体が露出し、実際の使用におい
て、結露等により回路間がリークするという問題が発生
するおそれもあった。

【０００８】さらに、紙フェノール基板、紙エポキシ基
板、ガラスエポキシ基板等のみからなる基板支持ホルダ
ー１は、図７にも示される如く、ＦＰＣ２に比較してか
なりの厚みを有するため、通常のプリント回路基板に比
べて、基板支持ホルダー１の厚みによってランド３まで
の距離が長くなり、この点からもランド３に対してはん
だが付着し難く、未はんだ状態が発生しやすいという問
題もあった。

【０００９】そこで、本発明の課題は、はんだ付け用治
具の耐久性向上および剛性向上を図ると共に未はんだ状
態の発生を有効に防止するフレキシブルプリント配線板
のはんだ付け方法およびはんだ付け用治具を提供するこ
とにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めのはんだ付け方法の技術的手段は、軟化点が２３０℃
以下のフレキシブルプリント配線板に形成されたランド
に対して端子を全体はんだ付け方法によりはんだ付けす
る際に、はんだ付け用治具に前記ランドおよび端子が覗
く開口を形成し、該開口部分に前記ランドおよび端子が
位置するように前記はんだ付け用治具を前記配線板のは
んだ付着面側に当接させ、この当接状態で全体はんだ付
け方法によるはんだ付けを行うフレキシブルプリント配
線板のはんだ付け方法において、前記はんだ付け用治具
として、酸化皮膜を表面に形成しやすい金属もしくは金
属合金によって形成された薄肉の金属板材からなるはん
だ付け用治具を使用する点にある。

【００１１】また、上記の課題を解決するためのはんだ
付け用治具の技術的手段は、軟化点が２３０℃以下のフ
レキシブルプリント配線板に形成されたランドに対して
端子を全体はんだ付け方法によりはんだ付けする際に、
前記ランドおよび端子が覗く開口が形成されると共に該
開口部分に前記ランドおよび端子が位置するように前記
配線板のはんだ付着面側に当接され、この当接状態で全
体はんだ付け方法によるはんだ付けが行われるフレキシ
ブルプリント配線板のはんだ付け用治具において、前記
はんだ付け用治具が、酸化皮膜を表面に形成しやすい金
属もしくは金属合金からなる薄肉の金属板材により形成
されてなる点にある。

【００１２】さらに、前記はんだ付け用治具の前記配線
板に当接される側における前記開口の周縁部が、周方向
環状に突出する配線板当接座面部とされた構造としても
よい。

【００１３】また、前記開口の内周面が、前記配線板と
離隔する方向に対して漸次幅広となるテーパ状に形成さ
れた構造としてもよい。

【００１４】さらに、前記はんだ付け用治具の前記配線
板に当接される側に、前記配線板当接座面部の当接座面
と面一状に断熱材が装着された構造としてもよい。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施形態を
図面に基づいて説明すると、図３において、１１は基板
としてＰＥＴを用いたＰＥＴ系ＦＰＣであり、該ＦＰＣ
１１はＰＥＴからなる薄肉で可撓性を有する矩形状の基
板１２により主構成され、基板１２の各隅部にホルダー
取付用孔が適宜、形成されている。

【００１６】ＦＰＣ１１の表面１２ａ(図中、上面)側は
所望の電子部品を取り付ける側とされており、これら電
子部品の取付位置に合わせて、電子部品に接続された端
子１６が挿通される挿通孔１７が形成されている。一
方、ＦＰＣ１１の裏面１２ｂ(図中、下面)側には、前記
挿通孔１７の周縁部に端子１６と接続される露出状とさ
れた銅箔等よりなるランド１８が備えられている。

【００１７】また、図１ないし図３に示される如く、２
１はＦＰＣ１１の下面側に装着されるはんだ付け用治具
としての基板支持ホルダーで、酸化皮膜を表面に形成し
やすい例えば、チタン、チタン合金、アルミ、アルミ合
金、ステンレス等の金属もしくは金属合金からなる薄肉
の金属板材により形成されると共に、前記基板１２より
一回り大きな矩形の平板状に形成されている。

【００１８】そして、基板支持ホルダー２１の上面に
は、前記基板１２に形成された前記ホルダー取付用孔に
挿入される位置決めピン２２がそれぞれ、各ホルダー取
付用孔の位置に対応して突設されると共に、前記基板１
２の各挿通孔１７、即ち、各ランド１８と対応した位置
に、はんだ付け用開口２３がそれぞれ形成されている。
該開口２３は挿通孔１７とその周縁のランド１８の取付
部を露出させるもので、挿通孔１７とランド１８を除く
基板１２の裏面１２ｂは基板支持ホルダー２１で覆われ
て遮蔽するように構成されている。

【００１９】また、基板支持ホルダー２１上面側におけ
る前記開口２３の周縁部が、周方向環状に突出する配線
板当接座面部２４とされており、配線板当接座面部２４
の突出端面である当接座面２４ａで、ランド１８周縁部
のＦＰＣ１１下面側を当接支持するように構成されてい
る。

【００２０】そして、図３に示される如く、基板１２の
表面１２ａに電子部品を装着し、これら電子部品に接続
された端子１６を挿通孔１７に挿通して組み付けたＰＥ
Ｔ系ＦＰＣ１１に対して、端子１６とランド１８とを互
いにはんだ付けするため、基板１２の裏面１２ｂ側に基
板支持ホルダー２１を、その各位置決めピン２２を前記
各ホルダー取付用孔にそれぞれ挿入して組み付ける一
方、必要に応じて従来同様、表面１２ａ側に放熱性押え
板を適宜、取り付ける。その際、放熱性押え板の外周枠
部の各隅部内側に上記各位置決めピンが位置するように
取り付けることにより、放熱性押え板を所定位置に保持
することができる構成とされる。

【００２１】このようにして、ＰＥＴ系ＦＰＣ１１の表
裏両面に放熱性押え板と基板支持ホルダー２１とを、図
３に示される如く、一体に組み付けた後、前記従来公報
に開示のような周知の噴流はんだ装置へと自動搬送す
る。この自動搬送手段としては、基板支持ホルダー２１
の両側をベルトで駆動する等の従来周知の適宜の自動搬
送手段が用いられる。

【００２２】噴流はんだ装置は、そのフローはんだ槽の
内部に略２５０℃の溶融はんだが充填されている。また
フローはんだ槽には、その低壁中央と側壁上部とを連通
する循環管が接続され、該循環管にポンプを介設して、
溶融はんだを低壁中央に設けた噴出口より上向きに噴出
させると共に、上部の取出口より循環させるように構成
されている。

【００２３】そして、フローはんだ槽の上端開口より所
定間隔をあけて前記基板支持ホルダー２１により支持さ
れると共に放熱性押え板により押圧されたＦＰＣ１１を
所定の方向に搬送させて行く。また、フローはんだ槽の
内部には、溶融はんだを前記ＦＰＣ１１に効率良く噴き
付けるためのガイドが設置されており、このガイドは噴
出口を囲む円錐筒形状の噴き上げ筒部と、該筒部の縮小
した先端開口面の周縁より外側へツバ状に広げた還流用
プレート部とにより構成されている。

【００２４】このように構成されたフローはんだ槽の上
部に、基板支持ホルダー２１をはんだ槽側とした状態で
ＦＰＣ１１を自動搬送すると、噴き上げられた溶融はん
だが基板支持ホルダー２１の下面側に衝突すると共に基
板支持ホルダー２１の開口２３を通って、基板支持ホル
ダー２１により遮蔽されていないＦＰＣ１１の挿通孔１
７およびランド１８に付着される。即ち、端子１６が挿
通されている挿通孔１７の内部に溶融はんだが充填され
ると共に、ランド１８に付着され、端子１６とランド１
８とがはんだを介して電気接続されることとなる。

【００２５】この際、上記のように、ＦＰＣ１１のはん
だ付着面側の全体にわたって溶融はんだを噴き付ける全
体はんだ付け方法を用いているが、ＦＰＣ１１のはんだ
付着面側には基板支持ホルダー２１を取り付けて、端子
１６とランド１８のはんだ付着部分以外は全て基板支持
ホルダー２１により遮蔽しているため、２５０℃のはん
だをＦＰＣ１１側に噴きつけても、金属板材よりなる基
板支持ホルダー２１によって熱が分散され、ＦＰＣ１１
を２２０℃以下に保持でき、その基板１２のＰＥＴが軟
化するのを有効に防止できる。

【００２６】また、基板支持ホルダー２１上面側におけ
る前記開口２３の周縁部が、周方向環状に突出する配線
板当接座面部２４とされており、配線板当接座面部２４
の当接座面２４ａで、ランド１８周縁部のＦＰＣ１１下
面側を当接支持するように構成されているため、基板支
持ホルダー２１上面側と基板１２の裏面１２ｂ相互間に
空間が形成され、この空間によっても、ＦＰＣ１１側へ
の熱の遮断効果が有効に発揮できる。

【００２７】さらに、ＦＰＣ１１の上面には放熱性押え
板が当接されているため、接触面からＦＰＣ１１の熱が
放熱性押え板に伝導され、ＦＰＣ１１の放熱を図ること
ができる。このように、はんだ付着面側には遮断用の基
板支持ホルダー２１、反対面側には放熱性押さえ板を配
置しているため、その間に挟持されるＦＰＣ１１の加熱
を抑制し、軟化点まで昇温することがより確実に防止で
きる。よって、ＦＰＣ１１に対してフローはんだ付け方
法からなる全体はんだ付け方法を採用することが可能と
なる。

【００２８】また、基板支持ホルダー２１が金属板材に
より形成されているため、従来のように紙フェノール基
板等により形成された基板支持ホルダー１と比較して、
使用によるそり等の変形も有効に防止でき、耐久性およ
び剛性が大幅に向上でき、従って基板支持ホルダー２１
自体の厚みも薄く構成でき、重量アップを有効に抑制す
ることができる。

【００２９】そして、基板支持ホルダー２１を薄肉の金
属板材により形成しているため、はんだ槽の噴流高さを
あまり高くしなくても有効にランド１８位置にはんだが
供給でき、未はんだ状態の発生が有効に防止できる。

【００３０】さらにまた、基板支持ホルダー２１がチタ
ン、チタン合金、アルミ、アルミ合金、ステンレス等の
酸化皮膜を表面に形成しやすい金属もしくは金属合金か
らなるため、その表面に強固な酸化皮膜を形成してお
り、従って基板支持ホルダー２１表面にはんだが付着し
難く、ランド１８間のブリッジ発生も有効に防止でき
る。ここにブリッジ発生によるブリッジ部分の除去作業
も不要となり、生産性の向上が図れると共に、はんだ付
け部分の接続信頼性も向上するという利点がある。

【００３１】尚、ＰＥＴ系ＦＰＣ１１の厚さが厚く、従
来のような放熱性押え板で基板支持ホルダー２１側へ押
圧しなくても撓むことがなく、しかも、基板支持ホルダ
ー２１によりＦＰＣ１１への十分な熱的遮断を行える場
合には、放熱性押え板は必要ではなく、基板支持ホルダ
ー２１のみでＰＥＴ系ＦＰＣ１１を支持しながら全体は
んだ付け装置へと搬送すればよい。

【００３２】図４は第２の実施形態を示しており、上記
第１の実施形態と同様構成部分は同一符号を付し、その
説明を省略する。

【００３３】即ち、開口２３の内周面はＦＰＣ１１取付
面より反対側に向けて漸次幅広、即ち、漸次径大となる
テーパ状に形成された構造とされている。

【００３４】従って、本実施形態の場合は、第１の実施
形態と同様の効果を奏するだけでなく、基板支持ホルダ
ー２１の開口２３を通じての挿通孔１７やランド１８に
対するはんだの案内がより円滑になされ、より効率よく
はんだ付けが行われるという利点がある。

【００３５】図５は第３の実施形態を示しており、上記
第１の実施形態と同様構成部分は同一符号を付し、その
説明を省略する。

【００３６】即ち、本実施形態の場合は、基板支持ホル
ダー２１のＦＰＣ１１に当接される側に、配線板当接座
面部２４の当接座面２４ａと面一状に、断熱性を有する
シリコーン、紙フェノール基板、ガラスエポキシ基板等
からなる断熱材２６が埋め込み状に装着された構造とさ
れている。

【００３７】従って、本実施形態の場合は、第１の実施
形態と同様の効果を奏するだけでなく、基板支持ホルダ
ー２１上にＦＰＣ１１をセットした際に、ＦＰＣ１１を
平らな状態で保持でき、安定した状態ではんだ付けを行
うことができると共に、断熱材２６によってＦＰＣ１１
に対する熱的遮断効果もより向上するという利点があ
る。

【００３８】なお、第３の実施形態においても、基板支
持ホルダー２１の開口２３を第２の実施形態のようにテ
ーパ状に構成してもよい。

【００３９】また、上記各実施形態において、基板１２
としてＰＥＴを用いたものを示しているが、ＰＥＴと同
様な軟化点が略２３０℃以下で、通常のはんだの溶融温
度と同程度の軟化点で耐熱性がない素材を基板として用
いる場合にも、好適に用いることができる。

【００４０】さらに、図６に示される如く、プリント回
路基板３０の両面に電子部品３１を実装する場合にも容
易に適用でき、この場合、基板支持ホルダー２１には、
プリント回路基板３０に既にはんだ付けされた下面側に
位置する電子部品３１を覆う収納凹部２１ａが形成され
た構造とすればよい。

【００４１】

【発明の効果】以上のように、本発明のフレキシブルプ
リント配線板のはんだ付け方法およびはんだ付け用治具
によれば、はんだ付け用治具が酸化皮膜を表面に形成し
やすい金属もしくは金属合金からなる薄肉の金属板材に
より形成されてなるものであり、はんだ付け用治具の耐
久性向上および剛性向上が図れると共に未はんだ状態の
発生を有効に防止することができ、しかも表面に形成さ
れた酸化皮膜によってはんだ付け用治具に対するはんだ
の付着も有効に防止できるという利点がある。

【００４２】また、はんだ付け用治具のフレキシブルプ
リント配線板に当接される側における開口の周縁部が、
周方向環状に突出する配線板当接座面部とされた構造と
すれば、はんだ付け用治具とフレキシブルプリント配線
板との相互間に空間が形成され、この空間によってフレ
キシブルプリント配線板に対する熱の遮断効果が有効に
発揮できるという利点もある。

【００４３】さらに、開口の内周面が、フレキシブルプ
リント配線板と離隔する方向に対して漸次幅広となるテ
ーパ状に形成された構造とすれば、ランド側に対するは
んだの案内がより円滑になされ、未はんだ状態の発生が
有効に防止でき、より効率よくはんだ付けが行われると
いう利点がある。

【００４４】また、はんだ付け用治具のフレキシブルプ
リント配線板に当接される側に、配線板当接座面部の当
接座面と面一状に断熱材が装着された構造とすれば、フ
レキシブルプリント配線板を平らな状態で保持でき、安
定した状態ではんだ付けを行うことができると共に、断
熱材によってフレキシブルプリント配線板に対する熱的
遮断効果もより向上するという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態における基板支持ホル
ダーを示す斜視図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面矢視図である。

【図３】同組付状態の断面図である。

【図４】第２の実施形態を示す断面図である。

【図５】第３の実施形態を示す断面図である。

【図６】他の使用形態を示す断面図である。

【図７】従来例を示す断面図である。

【符号の説明】

１１ ＦＰＣ １２ 基板 １６ 端子 １７ 挿通孔 １８ ランド ２１ 基板支持ホルダー ２３ 開口 ２４ 配線板当接座面部 ２４ａ 当接座面

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軟化点が２３０℃以下のフレキシブルプ
   リント配線板に形成されたランドに対して端子を全体は
   んだ付け方法によりはんだ付けする際に、はんだ付け用
   治具に前記ランドおよび端子が覗く開口を形成し、該開
   口部分に前記ランドおよび端子が位置するように前記は
   んだ付け用治具を前記配線板のはんだ付着面側に当接さ
   せ、この当接状態で全体はんだ付け方法によるはんだ付
   けを行うフレキシブルプリント配線板のはんだ付け方法
   において、 前記はんだ付け用治具として、酸化皮膜を表面に形成し
   やすい金属もしくは金属合金によって形成された薄肉の
   金属板材からなるはんだ付け用治具を使用することを特
   徴とするフレキシブルプリント配線板のはんだ付け方
   法。
2. 【請求項２】 軟化点が２３０℃以下のフレキシブルプ
   リント配線板に形成されたランドに対して端子を全体は
   んだ付け方法によりはんだ付けする際に、前記ランドお
   よび端子が覗く開口が形成されると共に該開口部分に前
   記ランドおよび端子が位置するように前記配線板のはん
   だ付着面側に当接され、この当接状態で全体はんだ付け
   方法によるはんだ付けが行われるフレキシブルプリント
   配線板のはんだ付け用治具において、 前記はんだ付け用治具が、酸化皮膜を表面に形成しやす
   い金属もしくは金属合金からなる薄肉の金属板材により
   形成されてなることを特徴とするフレキシブルプリント
   配線板のはんだ付け用治具。
3. 【請求項３】 前記はんだ付け用治具の前記配線板に当
   接される側における前記開口の周縁部が、周方向環状に
   突出する配線板当接座面部とされたことを特徴とする請
   求項２記載のフレキシブルプリント配線板のはんだ付け
   用治具。
4. 【請求項４】 前記開口の内周面が、前記配線板と離隔
   する方向に対して漸次幅広となるテーパ状に形成された
   ことを特徴とする請求項３記載のフレキシブルプリント
   配線板のはんだ付け用治具。
5. 【請求項５】 前記はんだ付け用治具の前記配線板に当
   接される側に、前記配線板当接座面部の当接座面と面一
   状に断熱材が装着されたことを特徴とする請求項３また
   は４記載のフレキシブルプリント配線板のはんだ付け用
   治具。