JPS6110297A - 回路基板半田付け方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は１回路基板半田付は方法に関するものであり
、さらに詳しくいうと１回路基板上に部品をリフロー釦
よって半田付けする方法に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、この種の方法としては、半田ペーストの印刷、半
田ボール等の成形半田の配置等圧より半田材料を供給し
た後、ホットプレートにのせて加熱する方法が広く行な
われていた。しかし、この方法は、生産性が悪く量産に
は適さず、また熱衝撃を軽減するために予熱用のホット
プレートを必要とする場合もある。

こうした欠点を除去するために、第１図に示す装置ｔＩ
Ｃよる方法が提案された。第１図において。

銅製のヒートブロック／にヒータコが埋設されており、
その外周にグラス７アイパと耐熱性樹脂（Ｍｔばデュポ
ン社のテフロン）この複合材料でできたベルトＪを配置
したものである。このように構成することにより、ベル
ト３上の自度分布は。

ヒータコに近い部分を最高に両端に行くに従って低くな
る。このベルト３に半田付けすべき基板（図示せず）を
のせ、移動させることにより、基板は半田付は温度まで
次第に外淵され、半田付けがなされ、引き続き徐々に冷
やされる。このような装ｆＩｔにより、基板および部品
に加わる熱衝撃は軽減され、かつ半田付けすべき基板な
次々にベルト３に載せていくことＫより半田付けがなさ
れるために、生産性ｄ）高めることができる。

しかし、これらの方法、つまり基板の半田付けすべき面
の反対面を、加熱されたホットプレートあるいけベルト
３等の平面に接触させ℃加熱する方法をよ、以下に述べ
る欠点があった。

基板をよ、その材質がアルミナセラミックであっても多
少のそりがあり、特に有機系印刷回路基板。

例えば紙フェノール、ガラスエポキシ等を基板トしたも
のは、そりは避けられないものである。また、ホットプ
レートあるいはベルト等の表面も。

多少の凹凸、うねりを有しているものであるため、基板
面この接触は面内の数ケ所で接触するに過ぎず、その他
の部分にはわずがな空気の層が介在するため、加熱の効
率が低下する。また、基板のそりの程度によって温度上
昇の割合も変化する。

また、基板の両面に部品を半田付けする場合、片面は上
記方法で半田付けできるものの、それによって基板面は
凹凸ができるため１反対面の半田付けは、加熱効率がき
わめて低下することからほとんど不可能となる。

以上のような欠点を除去するため和、さらに、赤外線に
よる非接触加熱、蒸気中に被半田付物を入れ、蒸気の凝
縮熱により加熱、半田付けする方法が提案された。この
赤外線による非接触加熱は。

基板のそりおよび基板表面の凹凸があっても加熱できる
利点を有しているものの以下に述べる欠点をもつ。

まず、近赤外線を用いる場合、物体による吸収の選択性
が大きいために、基板内での温度差が生じ、アルミナセ
ラミック基板などでは割れを生ずる等、故障が発生する
可能性が高い。また、遠赤外線を用いると、吸収の選択
性を弱められるものの、温度条件の厳密なコントロール
、温度分布の均一化が難しい。さらに、装置が大型化す
ることも欠点としてあげられる。

これに対し、蒸気中で半田付けする方法は、半田の融点
よりも高い沸点をもつ媒体１例えば錫−鉛共晶半田に対
しては、弗化炭化水素（例えば、米国３Ｍ社製フロリナ
ートＦＣ−’７（７）を熱媒体として、第２図に示すよ
うな装置を用いて行なう。

第２図に示した装置／／は、液体の熱媒体／、２をヒー
ター／３により加熱し、蒸気／４’を発生させる。蒸気
ｌｔｌは、冷却水の流れる凝縮パイプ／Ｓに接して凝縮
し、落下する。このようＫして形成された蒸気／Ｆ中に
、半田付けすべき基板を入れ。

蒸気／４’の凝縮熱により加熱し半田付けを行なう。

この方法は、温度条件は熱媒体ｌコの沸点（より厳密に
設定され、また基板全体にわたつ℃均一に加熱される利
点を有している。しかし、この方法は以下に述べる様な
欠点を有している。

まず、この蒸気発生装置は、前述したように蒸気が装置
外部に拡散しないようにする必要があり。

回路基板の装置内部への搬入および取出しを連続的処す
ることができず、生産性が悪い。また、装置が大型であ
ること等も欠点としてあげられる。

〔発明の概要〕

この発明は、上記のような従来の方法の欠点を除去する
ためＫなされたもので１回路基板の半田付けされる面の
反対面を、使用する半田の融点以上に加熱された液体に
接触させ加熱し１回路基板上の半田付けされる部分に供
給された半田材料を液状にして半田付けすることにより
、作業性、信頼性がよく、装置が安価、かつ、容易に構
成でき。

さらに各種の基板材料に対応できる回路基板半田付、、
け方法を提供する７ 〔発明の実施例〕 以下、この発明の一実施例を第３図を参照して説明する
。図において１．２１は金属製の容器Ｊ／の中に仕切り
板ココな設けてＡ−ＪＣ槽に分割し。

各種の中にヒータコ３を設置する。各種の開口面にステ
ンレスで網目状に形成されたベルトコシをローラコｊで
支持、配置する。容器−７には沸点がコＳＯ℃程度のシ
リコーンオイルコロを［Ｆｆる。コクはガラスエポキシ
基材の印刷配線基板で、印刷配線基板コア上にはチップ
部品コｔが所定位置に配置される。

以上の装置を用い【半田付けを行５には、まず。

印刷配線基板コアの所定導体パターン（図示せず）上に
半田ペースト（半田組成８ｎ：６（７％ｐｂＨｓｏ％。

半田融点約／９０℃）を印刷しく図示せず）、この上に
チップ部品Ｊｒを配置する。

一方、容器λ／の中にシリコーンオイルλ６を入れ、ヒ
ータコＪにより加熱する。この容器、２／はデ枚の仕切
り板、２コによって５つの槽Ａ−１１Ｃに分割されてお
り、これらの槽の中のシリコーンオイルλ６をそれぞれ
の中に設置されたヒータコ３により温度コントロールす
る。例えば、囚ニア２０’Ｃ，（Ｂ）：／　　９０　℃
　、　　（Ｃ）　　：　　コ　−０℃　、（Ｄ）：ｚ　
　７０　℃　。

（ｇ）　：　’２０℃に設定する。このように温度設定
するととＫより、仕切り板−一を通じ℃の熱伝導。

および仕切り板コ一を越えてのシリコーンオイルコロの
混合等により、各種の境界付近は各設定温度の中間の値
をとる。すなわち、（Ｃ）檜の中央部付近が最高温度λ
−θ℃となり、ここから離れるに従って温度が低くなる
ような連続的な温度分布が得られる。このとき、シリコ
ーンオイルコロの量は、ベルトコシの上面から約０．！
ｍ程度高くなるようにし℃おく。

以上の条件設定のもとに、ベルトコシ上に、半田ペース
トが印刷されその上圧チップ部品−ｔの配置された印刷
配線基板コクを載置し、ベルトコシを移動させるととＫ
より印刷配線基板コクのチップ部品コｔの配置されてい
ない面を加熱されたシリコーンオイルλ６に接触させる
。印刷配線基板コアは（Ｃ）槽まで達すると一一〇’Ｃ
Ｋなるまで加熱され、半田ペーストが液状の半田となっ
て半田付けがなされ、引き続き次第に冷却される。

以上により、基板２７表面が高温の液体−６と接触する
ことによって加熱されるために、基板２７にそりがあっ
ても基板−２７全面を熱媒体−６と接触させることがで
きるので、加熱の効率はきわめてよく、また、温度の均
一化も容易に達成できる。

さらに、連続して配置された予熱、冷却の機能部分によ
って基板および部品に対する熱衝撃を軽減することがで
きる。この予熱、冷却の温度条件はヒータコ３の制御に
より容易に設定でき、さらには槽全体の温度分布の設定
も容易に達成できる。

なお、上記実施例では、シリコーンオイル、２乙の温度
を最高−一〇”ＣＫ段設定ているが、使用され℃いる半
田の糧類に応じ、必要に応じ℃シリコーンオイルの種類
を変え、半田の融点よりも高い温度、通常は３０℃〜Ｓ
Ｏ℃高めに設定すればよい。従来の蒸気中で行なう場合
、設定温度は熱媒体の沸点で決定し、その変更は熱媒体
の変更を伴なうのに対して、この発明では熱媒体（例え
ばシリコーンオイル）の沸点に４すき、蒸発が顕著とな
らない範囲内であれば任意に設定できる。

さらに、チップ部品等が基板の片面にすでに半田付けさ
れ、凹凸があるものの反対面に別の部品を半田付けする
場合でも、ベルトを変更し、基板のすでに半田付けのな
されている面が熱媒体に接触するように−してやれば、
同様の効果を奏する。

実装する部品の程度（重（や体積の大きいものなど）に
よってはベルトを間欠送り方式にすることにより、ａ面
部品の脱落が防止出来、一段と適用範囲が向上すること
はいうよでもない。

半田付は後、基板部品に付着したシリコーンオイル等熱
媒体は、適当な溶剤を使用して洗浄すれば、傷Ｍ４性１
％性等に悪影響を与えることはなく、洗浄槽を加熱槽の
次に設ければ、連続的に洗浄工程までが達成され、生産
性を向上させることもできる。

熱媒体とし℃は、シリコーンオイルを用いた場合につい
て述べてきたが４４１の融点よりも高い沸点を有ｔ１．
半田の融点近辺で液体である物質で基板、部品等に付着
した場合は適当な溶剤を用いて容易に洗浄可能なもので
あればよく１例えば低融点半田（例えば、Ｉｎ　／　Ｓ
ｎ　＝　！０／！０、融点ｉｔｔ℃）に対しては、ビー
ナツツオイル等でも適用できる。また、回路基板として
は、ガラスエポキシ基材印刷配線基板の場合について述
べたが、紙フエノール基材印刷配線基板、アルミナセラ
ミック基板等に対しても、同様の効果を奏することはい
うまでもない。また、半田材料としては、半田ペースト
を用いた場合について述べたが、シート状の半田や半田
ボール等でもよい。

また、部品としてはチップ部品の他、フラットパッケー
ジＩＣ，８０Ｔ−２３タイプのトランジスタ、ダイオー
ド、フリップチン１１０等、リフローソルダリング法に
よって半田付けできる部品であれば適用できる・ さらに５間欠送りでも同様の効果が得られることは既に
述べたが、これらに対してはベルトの上部から適当な枠
体で基板の載ったベルトを間欠送りと同期させて降下さ
せれば容易に達成でき、必要な基板のみ降下ストローク
を自動制御すればよい。しかしながら、半田ペーストの
みで両面にチップ実装をする部分や前述した特別のチッ
プ部品以外、あるいは特に高速のベルト送りでない限り
。

連続送り方式で良好な実装が達成できる。

〔発明の効果〕

以上、この発明によれば１回路基板上の所定部分に半田
材料を供給し、その上に部品を配置し。

回路基板の部品の配置された面の反対面を、加熱された
液体に接触させることＫより１部品を半田付けするよう
にしたので１作業性、生産性がよく。

湿度条件のコントロールが容易で、熱くよる基板、部品
等への悪影響が少なく、信頼性の高い半田付けが達成で
きる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の半田付は方法に使用する装置を示す部分
断面図、第１図は他の従来の半田付は方法に使用する装
置を示す断面図、第３図はこの発明の一実施例に使用す
る装置を示す断面図である。 ！　／　”　”　容Ｎ、ココ・Ｏ仕切り板、ユ３・・ヒ
ータ、、２４１・・ベルト、λ／、ａｓシリコーンオイ
ル、λ７・・回路基板、−ｔ・・チップ部品。 幣１図 第２図 −臂 手続補正書「自発」 昭和５９年　９月１３１．、Ｊ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）回路基板上の所定の導体パターン上に部品を半田
   付けするに際し、上記半田付けされる部分に半田材料を
   供給し、上記回路基板の半田付けされる面の反対面を上
   記半田材料を構成する半田の融点以上に加熱された液体
   に接触させることにより上記回路基板を加熱し、この熱
   により上記半田材料を液状の半田とすることにより半田
   付けを行う回路基板半田付け方法。
2. （２）半田材料が半田ペーストである特許請求の範囲第
   ２項記載の回路基板半田付け方法。
3. （３）半田材料が半田ボールおよびシート半田のいずれ
   かである特許請求の範囲第１項記載の回路基板半田付け
   方法。
4. （４）加熱された液体がシリコーンオイルである特許請
   求の範囲第１項記載の回路基板半田付け方法。
5. （５）半田の融点以上に加熱された液体に回路基板を接
   触させる以前および以後の少なくとも一方に上記液体よ
   りも低い温度の液体に上記回路基板を接触させる特許請
   求の範囲第１項記載の回路基板半田付け方法。
6. （６）回路基板に接触させる加熱された液体の温度分布
   を連続的に変化させる特許請求の範囲第５項記載の回路
   基板半田付け方法。
7. （７）複数に直列分割された液体槽を用い、これらの液
   体槽に収納された液体をそれぞれ加熱制御し、上記液体
   に浸漬されて移動するベルトにより回路基板を搬送する
   特許請求の範囲第１項記載の回路基板半田付け方法。
8. （８）ベルト搬送時に間欠送りを成し、これと同期して
   加熱された液体に回路基板を降下、接触させる特許請求
   の範囲第７項記載の回路基板半田付け方法。