JPH11204923A - 予備はんだ平坦化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プリント配線板上の予備はんだの平坦化高さ
を厳密に管理できるようにする。 【解決手段】 表面に予備はんだ３を施したプリント配
線板２をテーブル１の上に載置する。そのプリント配線
板２の予備はんだ３をローラ４で押しつぶしてその上面
を平坦化する。そのような予備はんだ平坦化装置におい
て、まず、ローラ４を、予備はんだ３がないプリント配
線板２の端部に接触させて、そのときの高さを位置検出
センサ９で検出する。その検出結果に基づき、スクリュ
ーネジ１４を上昇させて、ローラ４の下限位置を決め
る。そのようにして、ローラ４が所定の高さに位置決め
された状態でローラ４をプリント配線板２の一端から他
端まで移動させて、予備はんだ３の上部を押しつぶし、
平坦化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリント配線板の
パッド上に形成された予備はんだを平坦に形成する予備
はんだ平坦化装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、プリント配線板上に銅をパターン
化して形成したパッドの上に予備はんだを施し、それに
よってプリント配線板と電子部品との接合を行う表面実
装が多く採用されている。そのような表面実装におい
て、プリント配線板上に実装される電子部品のリードピ
ッチがファインピッチになるにつれ、これまでのクリー
ムはんだ印刷法では、はんだ供給が困難になってきた。

【０００３】図８は、従来のクリームはんだ印刷法の説
明図である。図８において、２はプリント配線板、２１
はパッド、４１はスクリーンマスク、４２はスキージ、
４３はクリームはんだである。図８（イ）に示すよう
に、プリント配線板上に実装される電子部品のリードピ
ッチがファインピッチになって、スクリーンマスク４１
の開口寸法が小さくなると、スキージ４２でクリームは
んだ４３を押し込もうとしても開口内に入り込みにくく
なる。また、開口内にクリームはんだ４３が入ったとし
ても、図８（ロ）に示すように、クリームはんだ４３が
パッド２１に転写されにくくなる。

【０００４】そこで、０．３ｍｍピッチ以下のファイン
ピッチ部品に対しては、プリント配線板上のパッド２１
にはんだを施す方法として、予備はんだ法が採用される
ようになってきた。予備はんだ法では、パッド２１上に
はんだペーストを塗布したりはんだメッキを施したりし
た後、リフロー処理を行って半田を溶融，固化させる。
そのようにして、ファインピッチ部品に対しても、はん
だブリッジの発生を抑えながらはんだ層を形成するよう
にしている。

【０００５】しかしながら、そのようにして形成したは
んだ層は、リフロー処理による溶融時に表面張力により
上面が丸くなる。その結果、図９（イ）に示すように、
電子部品４４を実装する際に、電子部品４４のはんだボ
ール４５が図中矢印で示すように滑ってしまい、はんだ
ボール４５と予備はんだ３との位置ずれが生じてしま
う。そこで、ローラ等を使って予備はんだ３の上部を押
しつぶすことにより、予備はんだ３の上部を、図９
（ロ）に示すように平坦化して、電子部品４４のはんだ
ボール４５と予備はんだ３との位置ずれが起きないよう
にすることが行われている。

【０００６】図１０は、従来の予備はんだ平坦化装置の
一例を示す図である。図１０において、２はプリント配
線板、５０は搬送コンベア、５１は板厚センサ、５２は
押圧機構、５３はローラ、５４は定盤である。プリント
配線板２を搬送コンベア５０で搬送しながら、ローラ５
３でプリント配線板２の上面に設けられた予備はんだ３
の上面を押しつぶして平坦化する。その際、板厚センサ
５１により、ローラ５３の手前でプリント配線板２の厚
さを検知し、その出力に基づいて押圧機構５２を制御し
て、ローラ５３の押圧力が一定になるようにしている。

【０００７】このようにすれば、ほぼ一定圧力で予備は
んだの上部を押しつぶし、平坦化することができる。

【０００８】なお、このような予備はんだ平坦化装置に
関係する従来の文献としては、例えば、特開平2-207591
号公報(H05K 3/34) がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の予備はんだ平坦化装置では、プリント配線板２
の板厚に基づいて、ローラ５３の押圧力を制御している
だけなので、平坦化後の予備はんだ３の高さが一定にな
るとは必ずしも限らない。しかも、板厚センサ５１でプ
リント配線板２の板厚を検知するときと、ローラ５３で
プリント配線板２を押圧するときとで、必ずしも条件が
一致しない。それらの要因により、上記した従来の予備
はんだ平坦化装置では、予備はんだ３の平坦化後の高さ
を厳密に管理することはできないという問題点があっ
た。特に、予備はんだ３の量の検査を行う場合に、押し
つぶした後の平坦部の面積を測ることで、その体積値を
換算して求めることもあり、その場合は、予備はんだ３
の平坦化後の高さを厳密に管理しなければ正確な体積が
得られない。

【００１０】本発明は、そのような問題点を解決し、予
備はんだ３の平坦化後の高さを厳密に管理できるように
することを目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、請求項１記載の予備はんだ平坦化装置は、表面に予
備はんだを施したプリント配線板を載置するテーブル
と、前記テーブル上に載置されたプリント配線板の予備
はんだを押しつぶしてその上面を平坦化する平坦化手段
と、該平坦化手段を下方に押圧する加圧手段と、前記平
坦化手段が下降して前記プリント配線板の予備はんだが
施されていない部分に接触したときの高さを検出する位
置検出手段と、前記位置検出手段の検出結果に基づい
て、前記平坦化手段が予備はんだを押しつぶすときの押
しつぶし高さを規定する位置規定手段とを具えたことを
特徴とする。このようにすると、プリント配線板の上面
に施された予備はんだの平坦化後の高さを厳密に管理す
ることが可能になる。

【００１２】そして、請求項２記載の予備はんだ平坦化
装置は、前記位置検出手段及び位置規定手段を前記平坦
化手段の左右両側に設け、前記平坦化手段の左右両側に
おいて、位置検出手段及び位置規定手段をそれぞれ個別
に動作させることを特徴とする。このようにすると、テ
ーブルの上に載置したプリント配線板に傾きが生じて
も、それに応じた調整が可能になる。

【００１３】また、請求項３記載の予備はんだ平坦化装
置は、前記平坦化手段による平坦化処理を複数回に分け
て行い、押しつぶし量を徐々に大きくすることを特徴と
する。このようにすると、プリント配線板上の配線パタ
ーンに過大なストレスを与えることなく、予備はんだの
平坦化ができる。

【００１４】さらに、請求項４記載の予備はんだ平坦化
装置は、前記平坦化手段としてローラを用い、該ローラ
を回転機構で回転させるようにしたことを特徴とする。
このようにすると、予備はんだを横方向に歪に変形させ
ることなく押しつぶすことができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。図２は、予備はんだ平坦化
装置の周辺装置を示す図である。図２において、１はテ
ーブル、２はプリント配線板、４はローラ、６は加圧シ
リンダ、２０−１，２０−２はコンベアである。

【００１６】プリント配線板２は、コンベア２０−１に
より搬送されてきて、移送ユニット（図示せず）により
テーブル１の上の所定の位置に載置される。そして、加
圧シリンダ６によりローラ４をプリント配線板２の上に
押し当てながら移動させて、プリント配線板２の上の予
備はんだ３を平坦化させる。その後、移送ユニット（図
示せず）によりテーブル１の上のプリント配線板２を出
口側のコンベア２０−２に載せて搬出される。

【００１７】図１は、本発明の第１実施形態を示す図で
ある。図１において、同一の符号は図２のものに対応し
ており、３は予備はんだ、５はストッパ板、７は支持
具、８はガイドレール、９は位置検出センサ、１０は位
置調整モータ、１１，１３はプーリ、１２はベルト、１
４はスクリューネジ、１５はローラ移動レール、１６は
ローラ移動ベルト、１７はローラ移動モータ、１８，１
９はプーリである。

【００１８】平坦化手段としてのローラ４は、支持具７
及びローラ移動レール１５により図の左右方向に移動可
能に支持されている。そして、駆動モータ１７で駆動さ
れるプーリ１８及びプーリ１９の間に掛け渡されたロー
ラ移動ベルト１６により、ローラ移動レール１５に沿っ
て左右方向に移動する。また、ローラ４は、加圧手段と
しての加圧シリンダ６により上下方向に移動可能になっ
ている。さらに、ローラ４は、ローラ移動ベルト１６に
より図中左方向に移動するに伴って、図中左側が上から
下に回転するように回転力を与える。そのための回転機
構としては、専用のモータ（図示せず）を別途設ける
か、又はローラ移動モータ１７を利用すればよい。

【００１９】そのように、ローラ４を回転させる理由
は、予備はんだを横方向に歪に変形させることなく押し
つぶすためである。すなわち、ローラ４を回転させずに
ローラ移動ベルト１６により移動させると、ローラ４
は、予備はんだ３に当たってから回転を始める。その
際、当たった予備はんだ３に横方向の押圧力が作用する
ことになり、予備はんだ３は横方向に歪に変形されて押
しつぶされることになる。そこで、ローラ移動ベルト１
６により横方向に移動するに伴って、ローラ４を回転さ
せることにより、予備はんだ３の横方向への歪な変形を
防止するようにしているのである。

【００２０】前述したような手段でプリント配線板２が
テーブル１の上に載置されると、ローラ４は、上に上げ
られた状態で、プリント配線板２の予備はんだ３が施さ
れていない端部の上方位置まで移動する。その状態で加
圧シリンダ６を動作させて、プリント配線板２の端部表
面に接触するまでローラ４を下降させる。そして、ロー
ラ４と一体的に設けられているストッパ板５のその時の
位置を、位置検出手段としての位置検出センサ９により
検知することにより、ローラ４の高さ方向の位置座標を
読み取る。

【００２１】その検知結果に基づいて、ローラ４の下限
位置を決める位置規定手段としてのスクリューネジ１４
を、位置調整モータ１０，プーリ１１，１３，ベルト１
２により回転させて所定量だけ上昇させる。それに伴っ
て、ローラ４は、図３に示すように、加圧シリンダ６の
圧力に抗して所定量ΔＨだけ上に移動する。その状態
で、駆動モータ１７を動作させてローラ移動ベルト１６
を移動させて、ローラ４をプリント配線板２の他端ま
で、図３中の矢印方向に移動させる。その結果、予備は
んだ３は、所定高さになるように、一様に押しつぶされ
る。なお、図３中、符号２２はレジスト２２である。

【００２２】この処理は、プリント配線板一枚毎に行っ
てもよいが、処理時間の制約がある場合はロット毎に行
ってもよい。

【００２３】図４は、本発明の第２実施形態を示す図で
ある。符号は、図１のものに対応しており、３０は押圧
板である。この図では、見やすくするため、プリント配
線板２及びそれに設けられた予備はんだ３，パッド２
１，レジスト２２を拡大して示している。この実施形態
では、平坦化手段として、ローラ４の代わりに底面が平
坦な平板である押圧板３０を用いて、予備はんだ３の上
部を押しつぶすようにしている。最初、プリント配線板
２の端部まで押圧板３０を下降させて、押圧板３０と一
体的に設けられているストッパ板５のその時の位置を位
置検出センサ９により検知することにより、押圧板３０
の高さ方向の位置座標を読み取る。

【００２４】その検知結果に基づいて、押圧板３０の下
限位置を決めるスクリューネジ１４を、位置調整モータ
１０，プーリ１１，１３，ベルト１２により回転させて
所定量だけ上昇させる。また、加圧シリンダ６を作動さ
せて押圧板３０を上に引き上げる。その状態で、押圧板
３０を予備はんだ３の上まで移動させる。そして、加圧
シリンダ６を作動させて押圧板３０を押し下げる。その
時、押圧板３０は、ストッパ板５がスクリューネジ１４
に当接した位置で下降が制限される。その結果、予備は
んだ３は一定高さに押しつぶされる。

【００２５】図５は、本発明の第３実施形態を示す図で
ある。符号は、図１のものに対応しており、３１はロー
ラ保持具、３２は加圧ロッド、３３は連結部である。こ
の実施形態では、ローラ４の位置検出手段としての位置
検出センサ９及び高さ調節手段としての位置調整モータ
１０，スクリューネジ１４を、ローラ４の両端部に設
け、それぞれの位置検出センサ９の検出出力に基づいて
個別にスクリューネジ１４の高さを調整する。また、ロ
ーラ４を保持するローラ保持具３１と加圧シリンダ６の
加圧ロッド３２との連結部３３を揺動可能にしている。

【００２６】そのようにして、変形等により、テーブル
１に載置されたプリント配線板２の表面高さが左右で差
が生じたような場合に、それに応じてローラ４の傾きを
調整できるようにしている。その結果、プリント配線板
２に多少変形等が生じても、予備はんだ３の平坦化高さ
を均一にすることができる。

【００２７】図６は、本発明の第４実施形態を示す図で
あり、図６（イ）は、横断面図、図６（ロ）は、縦断面
図である。図６において、符号１，４は、図５のものに
対応しており、３４は第１テーパバー、３５は第２テー
パバー、３６はテーパバー駆動モータ、３７はネジ杆で
ある。この実施形態では、図５のもののように、ローラ
４の下限位置調整用のストッパとしてスクリューネジ１
４を用いる代わりに、テーブル１上面の両側に設けた第
１テーパバー３４，第２テーパバー３５を用いている。

【００２８】すなわち、位置検出センサ９の検出出力に
基づいて、テーパバー駆動モータ３６を作動させ、ネジ
杆３７を回転させて、その雄ネジ部にネジ穴で螺合して
いる第１テーパバー３４をスライドさせる。その第１テ
ーパバー３４がスライドするのに応じて、その上に載せ
られている第２テーパバー３５が上下動する。そして、
プリント配線板の予備はんだ平坦化のためローラ４が下
降してきて第２テーパバー３５の上面に当たると下降が
停止する。その結果、ローラ４の高さ位置を所定の高さ
に調整することができ、予備はんだ３の平坦化後の高さ
を一定にすることができる。

【００２９】ところで、以上説明した各実施形態におい
て、予備はんだ３を押しつぶすのに、ローラ４や押圧板
３０を一度に所定の高さまで下降させて、１回の動作で
処理を終了させることもできる。しかしながら、一度に
押しつぶす量が大きすぎるとプリント配線板２上の配線
パターンに過大なストレスを与え、極端な場合には、配
線パターンの断線にもつながるおそれがある。

【００３０】そのようなおそれがある場合は、図７に示
すようにローラ４の高さを複数回に分けて下降させれ
ば、配線パターンに過大なストレスを与えることなく、
予備はんだ３の押しつぶしができる。すなわち、最終的
な下降位置より高い位置でローラ４を止めて、プリント
配線板２の一端から他端へ移動させ（往）、次に、それ
より少し下降させた位置でローラ４を止めて、先とは反
対にプリント配線板２の他端から一端へ移動させる
（復）というような動作を複数回繰り返し、最終的に所
定の高さまで押しつぶす。

【００３１】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、次に記載するような効果を奏する。請求項
１記載の予備はんだ平坦化装置は、平坦化手段が下降し
てプリント配線板の予備はんだが施されていない部分に
接触したときの高さを位置検出手段で検出し、その検出
結果に基づいて、平坦化手段が予備はんだを押しつぶす
ため下降するときの下限位置を一定の高さに制限するよ
うにした。その結果、プリント配線板の上面に施された
予備はんだの平坦化後の高さを厳密に管理して、一定に
することができる。

【００３２】そして、請求項２記載の予備はんだ平坦化
装置は、位置検出手段及び位置規定手段を平坦化手段の
両側に設け、平坦化手段の両側において、位置検出手段
及び位置規定手段をそれぞれ独立して作動させるように
した。その結果、テーブルの上に載置したプリント配線
板に傾きがあっても、傾きに応じた調整が可能になる。

【００３３】また、請求項３記載の予備はんだ平坦化装
置は、平坦化手段による平坦化処理を複数回に分けて行
い、押しつぶし量を徐々に大きくするようにしたので、
プリント配線板上の配線パターンに過大なストレスを与
えることなく、予備はんだの平坦化ができる。

【００３４】さらに、請求項４記載の予備はんだ平坦化
装置は、平坦化手段としてローラを用い、該ローラを回
転機構で回転させるようにしたので、予備はんだを横方
向に歪に変形させることなく押しつぶすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態を示す図である。

【図２】予備はんだ平坦化装置の周辺装置を示す図であ
る。

【図３】要部拡大図である。

【図４】本発明の第２実施形態を示す図である。

【図５】本発明の第３実施形態を示す図である。

【図６】本発明の第４実施形態を示す図である。

【図７】ローラの位置変化を示す図である。

【図８】従来のクリームはんだ印刷法の説明図である。

【図９】予備はんだを平坦化する必要性を説明するため
の図である。

【図１０】従来の予備はんだ平坦化装置の一例を示す図
である。

【符号の説明】

１…テーブル ２…プリント配線板 ３…予備はんだ ４…ローラ ５…ストッパ板 ６…加圧シリンダ ８…ガイドレール ９…位置検出センサ １０…位置調整モータ １４…スクリューネジ ３０…押圧板

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面に予備はんだを施したプリント配線
   板を載置するテーブルと、前記テーブル上に載置された
   プリント配線板の予備はんだを押しつぶしてその上面を
   平坦化する平坦化手段と、該平坦化手段を下方に押圧す
   る加圧手段と、前記平坦化手段が下降して前記プリント
   配線板の予備はんだが施されていない部分に接触したと
   きの高さを検出する位置検出手段と、前記位置検出手段
   の検出結果に基づいて、前記平坦化手段が予備はんだを
   押しつぶすときの押しつぶし高さを規定する位置規定手
   段とを具えたことを特徴とする予備はんだ平坦化装置。
2. 【請求項２】 前記位置検出手段及び位置規定手段を前
   記平坦化手段の左右両側に設け、前記平坦化手段の左右
   両側において、位置検出手段及び位置規定手段をそれぞ
   れ個別に動作させることを特徴とする請求項１記載の予
   備はんだ平坦化装置。
3. 【請求項３】 前記平坦化手段による平坦化処理を複数
   回に分けて行い、押しつぶし量を徐々に大きくすること
   を特徴とする請求項１又は２記載の予備はんだ平坦化装
   置。
4. 【請求項４】 前記平坦化手段としてローラを用い、該
   ローラを回転機構で回転させるようにしたことを特徴と
   する請求項１，２又は３記載の予備はんだ平坦化装置。