JPH1126915A - プリント配線板の半田レベリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】プリント配線板の半田レべリング装置におい
て、表面実装用のバッド等の半田層を均一に形成するこ
とにより部品実装時の半田付け不具合をなくす。 【解決手段】プリント配線板を溶融半田槽に浸漬し所要
の部分に溶融半田を被着させた後、溶融半田槽３から引
き上げながら高温高圧エアーを吹き付けることにより余
剰半田を吹き飛ばすための１列或いは２列以上の高温高
圧エアー吹き出し口４ａをプリント配線板１の引き上げ
方向に対して斜め且つ前記プリント配線板の両面に対向
させ、且つその両面で交差するように前記プリント配線
板の板面から一定の距離で設けた半田レベリング装置。

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半
田レベリング装置に関し、特に表面実装用パッドへの均
一な厚みの半田層形成が容易なプリント配線板の半田レ
ベリング装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器の小型化、軽量化、多機
能化が進展しており、プリント配線板は技術的な壁を―
歩ずつ着実に克服し電子機器の実装部品として益々その
重要性を高めている。電子部品の実装の高密度化、自動
化とともにプリント配線板の回路のファイン化、穴の小
径化、表面実装用パッドの微細化が要求され、高蜜度実
装に適したプリント配線板の製造技術の向上が一層求め
られている。プリント配線板の回路の半田付け性を向上
するための一つの工法に溶融半田槽にソルダーレジスト
の形成されたプリント配線板を浸漬して引き上げ回路上
の過剰半田をホットエアーで吹き付け除去し、銅回路や
表面実装用パッドに半田被着する、いわゆる半田レベリ
ング工法がある。この半田レベリング工法においても、
部品実装時の品質向上のために表面実装用パッドヘの均
一な厚みの半田層形成が求められている。

【０００３】従来、半田レベリング装置でプリント配線
板に半田被着する方法を図７を参照して説明する。図７
は従来のプリント配線板の半田レベリング装置を使用し
て半田被着する方法を説明する模式的側面図である。ま
ず、プリント配線板１のいずれか一辺を上下方向に移動
するプリント配線板保持部５にてチャッキングし、溶融
半田槽３へ浸漬し、更に溶融半田槽３から引き上げる。
次に、溶融半田槽の上部に設けられた高温高圧エアー配
管４のスリット状のエアー吹き出し口４ａから高温高圧
エアーをプリント配線板１の板面に２０〜８０°の角度
で吹き付け、プリント配線板１の表面から余剰半田の除
去を行い、半田被着が完了する。なお、エアー吹き出し
口４（スリットの長手方向）はプリント配線板１の板面
に平行で且つプリント配線板１の溶融半田槽３からの引
き上げ方向に対して垂直になっている。

【０００４】プリント配線板１においては、表面実装用
パッド２は通常複数個が一定方向に配置されており、高
密度実装に用いられるＱＦＰパッドは長さ方向が溶融半
田槽３からの引き上げ方向に対して同一方向と９０°方
向をなすものがある。そのため、プリント配線板１に吹
き付けられた高温高圧エアーの流れ、吹き付け時間、半
田の表面張力等の関係によって、引き上げ方向に対して
長さ方向が同一方向なパッドでは半田層の厚さが比較的
薄く、引き上げ方向に対して長さ方向が９０°方向のパ
ッドでは半田層の厚みが比較的厚くなる傾向がある。

【０００５】こうした課題に対して、プリント配線板を
高温高圧エアー吹き出し口に対し斜め方向とし、表面実
装用パッドに吹き付ける高温高圧エアーの流れと吹き付
け時間を一定にし半田厚を均一にする方法が提案されて
いる。

【０００６】たとえば、特開平４−３５７８９７号公報
では、図８に示す様に、プリント配線板をその溶融半田
槽からの引き上げ方向に対して３０°〜６０°程度斜め
にするためにプリント配線板装着治具１１にプリント配
線板１をセットし、プリント配線板装着治具１１のいず
れか一辺を上下方向に移動するプリント配線板保持部５
にてプリント配線板１をチャッキングして溶融半田槽３
へ浸漬する。次に、溶融半田槽３からプリント配線板１
を引き上げ、溶融半田槽３の上部に設けた高温高圧エア
ー吹き出し配管４のスリット状のエアー吹き出し口４ａ
から高温高圧エアーを吹き出し、プリント配線板１の表
面の余剰半田の除去を行う。なお、この従来技術におい
ても、エアー吹き出し口４ａはプリント配線板１の板面
に平行で且つプリント配線板１の溶融半田槽３からの引
き上げ方向に対して垂直になっている。

【０００７】しかし、この方法では、プリント配線板装
着治具１１を使用するため、プリント配線板のセット、
リセット作業が必要となり作業性の悪化を招くこと、及
びプリント配線板のサイズ毎に装着治具が必要となるた
め、様々なサイズの治具を作成する費用が発生するとい
う課題がある。

【０００８】上記技術では、プリント配線板を引き上げ
方向に対して斜めとして高密度実装用表面パッドの半田
厚の均一化を行おうとするものであるが、プリント配線
板を引き上げ方向に対して斜めとせず、エアー吹き出し
口をプリント配線板の引き上げ方向に対して斜めにする
ことも考えられる。

【０００９】たとえば、特開平３−１４７３２４号公報
には、図９に示す様にプリント配線板の乾燥装置におい
て、プリント配線板の上面側に高圧エアーの吹き出し口
１２をプリント配線板の搬送方向に対して斜めに設置す
る技術が示されおり、この技術を適用して搬送コンベア
型の半田レべリング装置としてスリット状の高温高圧エ
アー吹き出し口を搬送コンベア１３による搬送方向に対
し斜め方向とし、余剰半田の除去を行う方法も提案され
ている。

【００１０】しかし、この方法では、高温高圧エアーに
て余剰半田除去後、プリント配線板の半田が固まらない
状態で搬送されるため、搬送コンベアに被着された半田
面が接触するため、均ーな半田層の形成が困難であり、
また半田盛り上がり（パッド上の過剰半田）や半田穴詰
まり不具合も発生しやすくなる課題もある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
従来のプリント配線板の半田レベリング装置では下記の
課題がある。 （１）表面実装用パッドに均一な厚みの半田層を形成す
ることが困難である。 （２）表面実装用パッド方向がプリント配線板の引き上
げ方向に対して斜交するようになる装着治具を使用した
場合、作業性の悪化、治具作成費用の発生を招く。 （３）表面実装用パッドの半田盛り上がりや半田穴詰ま
り不具合が発生しやすい。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、プリント配線
板を溶融半田槽に浸漬し所要の部分に溶融半田を被着さ
せた後、前記溶融半田槽から引き上げ、前記プリント配
線板の両面に高温高圧エアーを吹き付けることにより余
剰半田を吹き飛ばし、前記プリント配線板に半田被着す
る半田レベリング装置において、前記溶融半田槽の上部
に隣接して高温高圧エアーが前記プリント配線板に吹き
付けられる位置で前記プリント配線板の板面に平行且つ
そのプリント配線板の前記引き上げ方向に対して斜めの
一列以上の高温高圧エアー吹き出すスリット状のエアー
吹き出し口を前記プリント配線板の両面に対向させ、且
つその両面で交差するように前記プリント配線板の板面
から一定の距離で設けたプリント配線板の半田レベリン
グ装置である。

【００１３】前記溶融半田槽の上部に隣接して高温高圧
エアーが前記プリント配線板に吹き付けられる位置で前
記プリント配線板の板面に平行且つそのプリント配線板
の前記引き上げ方向に対して斜めの多数列の高温高圧エ
アー吹き出すスリット状のエアー吹き出し口を前記プリ
ント配線板の両面に対向させ、且つその両面で交差する
ように前記プリント配線板の板面から一定の距離で設
け、前記プリント配線板を前記溶融半田槽から引き上げ
た後静止させ、前記高温高圧エアー吹き出し口の各列か
ら順送りに高温高圧エアーを吹き出す機構を設けること
によりさらに表面実装用パッドに均一な厚みの半田層を
形成することが出来る。

【００１４】本発明では上記のように溶融半田槽の上部
にプリント配線板の引き上げ方向に対して斜めの１列以
上交差したスリット状の高温高圧エアーの吹き出すエア
ー吹き出し口を設け、この配管から溶融半田の形成され
た表面実装用パッドに高温高圧エアーを吹き付けること
により、表面実装用パッドに均一な厚みの半田層を形成
することが出来る。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態の半
田レベリング装置とそれを使用してプリント配線板１に
半田被着する方法を説明するための模式的側面図であ
る。図１において、半田レベリング装置は、溶融半田槽
３の上部に隣接して、高温高圧エアーがプリント配線板
１に吹き付けられる位置でプリント配線板に引き上げ方
向に対して斜めの１列或いは２列以上の高温高圧エアー
を吹き出す高温高圧エアー吹き出す幅０．１〜０．５ｍ
ｍのスリット状のエアー吹き出し口４ａをプリント配線
板１の両面に対向させ、且つその両面で交差するように
前記プリント配線板の板面から一定の距離になるように
設けている。

【００１６】図２は、本発明の実施の形態の半田レベリ
ング装置の高温高圧エアー吹き出し配管４とそれに設け
られたスリット状のエアー吹き出し口４ａの形状を説明
する図で、図２（ａ）はそれらの模式的斜視図、図２
（ｂ）はそれらの水平断面図である。

【００１７】高温高圧エアー吹き出し配管４のさらに上
部には、プリント配線板１を固定するプリント配線板保
持部５を固持するチャックアーム部６が設置されてい
る。このチャックアーム部６は、エアーシリンダー９に
接続され、シーケンス制御によりエアー電磁弁８を開閉
しエアーシリンダ９の上下移動により、上下に移動でき
るようになっている。プリント配線板１の固定されたプ
リント配線板保持部をチャックアーム部６に固持し、エ
アーシリンダー９の上下移動によりプリント配線板１を
溶融半田槽３に浸漬して引き上げ、対向するエアー吹き
出し口４ａの間をプリント配線板が移動する間にエアー
吹き出し口４ａから高温高圧エアーを吹き出し余剰半田
を除去することができる。なお、前記高温高圧エアーは
プリント配線板の板面に対して２０〜８０°の角度で下
方に吹きつけられる。

【００１８】次に、本発明の実施の形態について詳細に
説明する。図３は、本発明の第一の実施の形態を説明す
る図であり、特に溶融半田槽３の上部に隣接して設置さ
れた高温高圧エアー吹き出し配管のエアー吹き出し口側
の模式的側面図である。

【００１９】高温高圧エアー吹き出し配管４は片側２本
の交差する配管からなり、それらにに設けられた幅０．
１〜０．５ｍｍのスリット状のエアー吹き出し口４ａも
交差し、その交差角は２０〜１６０°の範囲で調整され
る。また、エアー吹き出し口４ａと溶融半田槽３からの
プリント配線板の引き上げ方向とのなす角度は１０〜８
０°、そのエアー吹き出し口４ａとその間を通過するプ
リント配線板１との距離は５〜５０ｍｍに調整される。

【００２０】プリント配線板１に半田被着するには、ま
ず表面実装用パッド２を有するプリント配線板１を上下
方向に移動するプリント配線板保持部５にてチャッキン
グする。次いで、２３０〜２６０℃の半田が入っている
溶融半田槽３にプリント配線板１を３〜１１秒間浸漬し
た後、６〜１５ｍ／分の速度にて引き上げる。プリント
配線板１が対向するエアー吹き出し口４ａの間を通過す
る時に、そのエアーエアーの吹き出し口４ａから２．０
〜５．０ｋｇ／ｃｍ² の圧カで２００〜２５０℃の温度
のエアーを吹き出し余剰半田の除去を行う。

【００２１】この時のプリント配線板１の溶融半田槽３
からの引き上げ方向とエアー吹き出し口４ａのなす角度
と表面実装用パッドに形成された半田層の厚みのバラツ
キの測定結果を表１に示すが、その角度が４５°の場合
に、引き上げ方向に対して同一方向のパッドと９０°方
向のパッドの半田厚の差は最小になっていることから、
ＱＦＰパッド全体の半田厚のバラツキが最も小さくなる
ことが判る。前記半田厚の差は２０μｍ以下に管理する
必要があり、プリント配線板１の溶融半田槽３からの引
き上げ方向とエアー吹き出し口４ａのなす角度は１０〜
８０°が好ましいことが表１の結果より確認された。

【００２２】

【表１】

【００２３】図４は本発明の第二の実施の形態を説明す
る図であり、特に溶融半田槽３の上部に隣接して設置さ
れた高温高圧エアー吹き出し配管のエアー吹き出し口側
の模式的側面図である。高温高圧エアー吹き出し配管４
の幅０．１〜０．５ｍｍのスリット状のエアー吹き出し
口４ａは、プリント配線板の引き上げ方向に対して斜め
且つその両面で交差するように５〜３０ｍｍの間隔で二
列に並べられている。プリント配線板１の溶融半田槽３
からの引き上げ方向とエアー吹き出し口４ａのなす角度
は上記第一の実施の形態と同様に１０〜８０°に調整さ
れる。

【００２４】本発明の第二の実施の形態もプリント配線
板１には上記第一の実施の形態と同様な条件で半田被着
することができるが、本実施の形態の半田レベリング装
置では、エアーの吹き出し口４ａは２列並んでいるた
め、第一の実施の形態の半田レベリング装置と比較して
さらに半田盛り上がりや半田穴詰まり等の不具合が低減
できる効果を得ることができる。

【００２５】図５は、本発明の第三の実施の形態を説明
する図であり、特に溶融半田槽３の上部に隣接して設置
された高温高圧エアー吹き出し配管のエアー吹き出し口
側の模式的側面図である。

【００２６】高温高圧エアー吹き出し配管４のエアー吹
き出し口４ａは、斜め且つその両面で交差するように前
記プリント配線板の板面から一定の距離で３〜１０ｍｍ
の間隔で多数列に並べられている。本実施の形態のプリ
ント配線板１の溶融半田槽３からの引き上げ方向とエア
ー吹き出し口４ａのなす角度も上記第一および第二の実
施の形態と同様に１０〜８０°に調整される。

【００２７】プリント配線板１には上記第一および第二
の実施の形態と同様に高温高圧エアーを吹き付けるが、
高温高圧エアーはプリント配線板１の引き上げ時に静止
させた後、各エアー吹き出し口からエアー吹き出し口Ａ
１→Ａ２→・・・→Ａｎ、Ｂ１→Ｂ２→・・・→Ｂｎの
順で０．２〜１秒間隔で１〜３秒間高温高圧エアーを吹
き出す。

【００２８】図６は、本発明の第三の実施の形態の半田
レベリング装置を使用して半田被着する場合の高温高圧
エアーの吹き出しタイミングチャートである。高温高圧
エアーをプリント配線板１の引き上げ時に静止させた
後、Ａ１→Ａ２→・・・→Ａｎ、Ｂ１→Ｂ２→・・・→
Ｂｎの順で各エアー吹き出し口の上部から下部に順番に
高温高圧エアーを吹き出すため、プリント配線板は静止
状態で過剰半田を除去でき、上記第一や第二の実施の形
態の半田レベリング装置比較して更に半田厚を均一に形
成できるという効果が得られる。

【００２９】尚、多数列のエアー吹き出し口を設置する
場合、エアー吹き出し口を設ける高温高圧エアー吹き出
し配管にエアーレギュレーターを接続して、エアーレギ
ュレーターの開閉により高温高圧エアーの圧力調整を行
い、シーケンス制御によりエアー吹き出しまでの時間及
び吹き出し時間の調整を行うことができる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、プリント
配線板の引き上げ方向に対して１列或いは２列以上に斜
め且つその両面で交差するように前記プリント配線板の
板面から一定の距離で高温高圧エアーを吹き出すエアー
吹き出し口を設けたプリント配線板の半田レべリング装
置により下記の効果が得られる。 （ｌ）表面実装用バッドに１５μｍ程度の均一な半田層
を形成することができる。 （２）従来のようなプリント配線板装着治具を使用する
必要がないため作業性の改善と治具作成費用の削減がで
きる。 （３）半田盛り上がり、半田穴詰まりの不具合発生率を
０．１％以下に低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の半田レベリング装置とプ
リント配線板に半田被着する方法を説明するための模式
的側面図である。

【図２】本発明の実施の形態の半田レベリング装置の高
温高圧エアー吹き出し配管４とそれに設けられたスリッ
ト状のエアー吹き出し口４ａの形状を説明する図で、図
２（ａ）はそれらの模式的斜視図、図２（ｂ）はそれら
の水平断面図である。

【図３】本発明の第一の実施の形態を説明する図であ
り、特に溶融半田槽の上部に隣接して設置された高温高
圧エアー吹き出し配管の構成を説明するための模式的側
面図である。

【図４】本発明の第二の実施の形態を説明する図であ
り、特に溶融半田槽３の上部に隣接して設置された高温
高圧エアー吹き出し配管のエアー吹き出し口側の模式的
側面図である。

【図５】本発明の第三の実施の形態を説明する図であ
り、特に溶融半田槽３の上部に隣接して設置された高温
高圧エアー吹き出し配管のエアー吹き出し口側の模式的
側面図である。

【図６】本発明の第三の実施の形態の半田レベリング装
置を使用して半田被着する場合の高温高圧エアーの吹き
出しタイミングチャートである。

【図７】従来のプリント配線板の半田レベリング装置を
使用して半田被着する方法を説明する模式的側面図であ
る。

【図８】従来の他のプリント配線板の半田レベリング装
置を使用して半田被着する方法を説明す模式的側面図で
ある。

【図９】従来の高温高圧吹き付け燥装置の平面図であ
る。

【符号の説明】

１ プリント配線板 ２ 表面実装用バッド ３ 溶融半田槽 ４ 高温高圧エアー吹き出し配管 ４ａ エアー吹き出し口 ５ プリント配線板保持部 ６ チャックアーム部 ７ エアー配管 ８ エアー電磁弁 ９ エアーシリンダ １０ チャックガイド支柱 １１ プリント配線板装着治具 １２ 高圧エアー吹き出し口 １３ 搬送コンベア

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プリント配線板を溶融半田槽に浸漬し所
   要の部分に溶融半田を被着させた後、前記溶融半田槽か
   ら引き上げ、前記プリント配線板の両面に高温高圧エア
   ーを吹き付けることにより余剰半田を吹き飛ばし、前記
   プリント配線板に半田被着する半田レベリング装置にお
   いて、前記溶融半田槽の上部に隣接して高温高圧エアー
   が前記プリント配線板に吹き付けられる位置で前記プリ
   ント配線板の板面に平行且つそのプリント配線板の前記
   引き上げ方向に対して斜めの一列以上の高温高圧エアー
   を吹き出すスリット状のエアー吹き出し口を前記プリン
   ト配線板の両面に対向させ、且つその両面で交差するよ
   うに前記プリント配線板の板面から一定の距離で設けた
   ことを特徴とするプリント配線板の半田レベリング装
   置。
2. 【請求項２】 前記スリット状のエアー吹き出し口の前
   記溶融半田槽から引き上げる前記プリント配線板の引き
   上げ方向に対する角度が１０°〜８０°である請求項１
   記載のプリント配線板の半田レベリング装置。
3. 【請求項３】 プリント配線板を溶融半田槽に浸漬し所
   要の部分に溶融半田を被着させた後、前記溶融半田槽か
   ら引き上げ、前記プリント配線板の両面に高温高圧エア
   ーを吹き付けることにより余剰半田を吹き飛ばし、前記
   プリント配線板に半田被着する半田レベリング装置にお
   いて、前記溶融半田槽の上部に隣接して高温高圧エアー
   が前記プリント配線板に吹き付けられる位置で前記プリ
   ント配線板の板面に平行且つそのプリント配線板の前記
   引き上げ方向に対して斜めの多数列の高温高圧エアー吹
   き出すスリット状のエアー吹き出し口を前記プリント配
   線板の両面に対向させ、且つその両面で交差するように
   前記プリント配線板の板面から一定の距離で設け、前記
   プリント配線板を前記溶融半田槽から引き上げた後静止
   させ、前記高温高圧エアー吹き出し配管の各列から順送
   りに高温高圧エアーを吹き出す機構を設けたことを特徴
   とするプリント配線板の半田レベリング装置。
4. 【請求項４】 前記スリット状のエアー吹き出し口の前
   記溶融半田槽から引き上げる前記プリント配線板の引き
   上げ方向に対する角度が１０°〜８０°である請求項２
   記載のプリント配線板の半田レベリング装置。