JPS6315063B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野 本発明は、プリント基板のはんだ付け方法に関
するものであつて、特にプリント基板に対する電
気部品の実装間隔が５mm以下の高密度実装タイプ
のプリント基板のはんだ付け方法に関する。 従来の技術 電気部品をプリント基板に取付けるには、例え
ば第１３図に示すように基板本体１の上の回路パ
ターン２の銅箔にリード線を有しないリードレス
のチツプ部品３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅをは
んだ付けすることが行われる。このはんだ付けを
行うには、まず基板本体１に上記チツプ部品３
ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅを接着剤により仮固
定したプリント基板にフラツクスを塗布して予備
加熱しておく。つぎに、第１４図に示すようには
んだ槽４にノズル５を設け、はんだ槽４内のはん
だをノズル５の矩形ノズル口から噴出させる。そ
して上記プリント基板をチツプ部品が下側になる
ようにして噴出しているはんだに接触させると上
記チツプ部品３ａ〜３ｅはそれぞれの端部の電極
が回路パターン２にはんだ付けされる。 発明が解決しようとする問題点 ところが、第１３図において、チツプ部品３ａ
〜３ｅのそれぞれの間隔ｌが0.5〜５mm程度に近
接している場合には、図示斜線部のところでは、
第１４図に示す噴出はんだは層流状態で流れ、そ
の弧長がチツプ部品の間隔ｌより長い滑らかな弧
面状であることが多いので、接触しようとするは
んだとの間にはんだ付け時に発生するガスあるい
は空気がたまり、これらによりはんだは銅箔およ
び電極に対して濡れようとするのを妨げられる。
そのため、斜線部のところにはフラツクスの樹脂
がたまつたままの状態になるので、チツプ部品３
ａ〜３ｅの電極ははんだ付けされず、はんだ付け
不良となる。特に第１３図に示すようなチツプ部
品を搭載するプリント基板の場合には、リード線
のある部品を取付けるプリント基板のようにリー
ド線挿入孔がないので、上記のように斜線部のと
ころにたまつた空気は全く逃れることができず、
これが原因ではんだ付け不良を起こし易い。リー
ド線を有する部品をリード線挿通孔を有するプリ
ント基板に取付ける場合でも、リード線とその挿
通孔とのクリアランスが小さい場合には同様にガ
ス抜きが出来ない。また、このクリアランスがあ
る程度大きくても、リード線が挿通孔に斜めに挿
入されるときはガス抜きができない場合があり、
この場合にはさらに挿通孔中の空気が供給したは
んだを通して抜けることにより盛られたはんだに
抜け穴が生じることがある。 このように電気部品をプリント基板に対しては
んだ付けする際にはんだ付け不良を生じると、そ
の部分ははんだごてによる手作業によりはんだつ
けをして修正しなければならず、これは狭い間隔
にはんだを供給し、銅箔を濡らすようにしなけれ
ばならないので極めて作業性が悪い。 このようなはんだ付け不良を少なくするため
に、実公昭56−3100号公報には第１５図に示すよ
うに噴流筒１１の開口１２の周辺に設けたガイド
１３の上面に造波用突起１５をはんだの流れ方向
と直角に連続して多数設け、これにより細かな均
一な波が得られるようにしたものが示されてい
る。 しかしながら、これはいわば一方向の層流の波
と言つてよいようなもので、立体的に波状であつ
ても時間的に変動はなく、したがつて、その波頭
は時間的に変動する乱流状態にはなく、さらに噴
出させた後の溶融はんだの流れを利用するもので
あるから、この流れの個々の部位に溶融はんだの
噴出状態の影響を直接与えることができない。こ
のため、波の圧力の変動、凹凸が小さ過ぎてチツ
プ部品の小さな間隙に溶融はんだを押し込み難
く、たとえ押し込んでも時間的変動がないから閉
じ込められたガスや空気を逃がすことができず、
結局溶融はんだをはんだ付け部によく濡らすこと
ができない。 したがて、本発明は、実装密度の高いプリント
基板に対する電気部品のはんだ付けを行なうとき
に溶融はんだを狭い間隔にも供給できるようにし
たはんだ付け方法を提供することにある。 問題点を解決するための手段 本発明は、上記問題点を解決するために、はん
だ槽に収容した溶融はんだに加圧手段を設けるこ
とによりノズルに設けた多数の透孔を有する乱流
波形成板のこれらの各透孔から溶融はんだを半波
状に噴出させてこの半波状の溶融はんだの波頭を
多数形成し、かつ上記乱流波形成板に対する溶融
はんだの上記加圧手段による流動に基づいて上記
波頭を乱流状態にして不規則に上下左右に変動さ
せることによりプリント基板と電気部品のはんだ
付け部に溶融はんだを供給する第１のはんだ付け
工程と、層流状態の波を形成する層流波形成手段
又は平面浸漬手段の溶融はんだによりプリント基
板と電気部品の第１のはんだ付け工程によるはん
だ付け部に再度はんだ付けを施す第２のはんだ付
け工程を有することを特徴とするプリント基板の
はんだ付け方法を提供するものである。 実施例 次に本発明の一実施例を第１３図および第１４
図を参照しつつ第１図ないし第３図に基づいて説
明する。 第１図は本実施例に使用する装置の一部を切り
欠いた斜視図であり、はんだ槽４′中に第１４図
に示す層流波形成手段としてのノズル５と、乱流
波形成板を有するノズル５′が並設されている。 ノズル５′は第２図に示すように下方が拡開さ
れた断面台形状に形成され、上端ノズル口に乱流
波形成板６が取付けられている。この乱流波形成
板６には、多数の噴出口７，７……が設けられて
いる。これらの噴出口７，７……の大きさは、こ
れらより溶融はんだを噴出させたときその波の波
頭が第１３図に示す斜線部の間隙に入り込めるよ
うなものである。 このような構成において、はんだ槽４′に溶融
はんだを収容し、図示省略した羽根車を作動して
溶融はんだをノズル５′、ノズル５から噴出させ
ると、ノズル５′は第３図、ノズル５は第１４図
のような波状の溶融はんだを噴出する。この状態
で第１３図に示すチツプ部品３ａ〜３ｅを接着剤
により仮固定したプリント基板を矢印で示すよう
に第１工程でノズル５′、第２工程でノズル５の
溶融はんだに接触させる。 ノズル５′の乱流波形成板６の噴出口７，７…
…から噴出された溶融はんだは、半波状に噴出さ
れ、波頭はいくつかの小さな峰ができたように乱
流状態になり、この波頭は波底部の溶融はんだの
流動により絶えず不規則に上下左右に変動する。
上記波頭の高さ、峰の数、変動の程度は羽根車の
調節による溶融はんだの噴出圧により変わる。こ
のようにしてできた溶融はんだの波に第１３図に
示すプリント基板を第１４図で説明したように溶
融はんだに接触させると、チツプ部品３ａ，３
ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅの間の図示斜線部分に溶融
はんだの波の波頭が入り込み、この波頭の乱流状
態により斜線部に閉じ込めされたガスあるいは空
気が抜かれるとともに溶融はんだが銅箔及びチツ
プ部品３ａ〜３ｅのそれぞれの電極に濡れるよう
になる。この際波頭は上下左右に変動するので、
上記の閉じ込められたガスあるいは空気はその逃
散路が確保され、溶融はんだはこれらの逃れたあ
とに侵入するのでよく濡れることができる。 このようにしてノズル５′によりはんだ付けを
施されるが、この際溶融はんだの乱流波に接触し
ている部分が溶融はんだから急に離反するときは
んダがツララのように垂れ下がることがある。ま
た稀にははんだのトンネル、シヨート、ブリツジ
が生じていることもある。このようにツララ等が
生じているものをノズル５の溶融はんだに接触さ
せると、ノズル５からの溶融はんだの波は層流状
態であるのでツララ等が溶解される。そしてこの
溶解されたあとの部分をゆつくり離反させると、
今度はツララ等が生じないようにできる。このよ
うにノズル５は仕上げに用いられる。 次に本実施例に使用のノズル５′を用いたはん
だ付け方法と、従来の第１４図、第７図図示左に
示す平面噴流装置及び第１５図に示す装置（実公
昭56−3100号公報）を用いたはんだ付け方法、第
１６図に示す内側孔を外側孔より小さくしたフイ
ルターｆを用いて溶融はんだの噴出圧を一定にし
た装置を用いたはんだ付け方法（特開昭51−
117949号公報）、さらには第１５図と第１６図を
組み合わせた第１７図に示す装置を用いた方法に
よりチツプ部品をプリント基板にはんだ付けする
際のはんだの不濡れ数をチツプ部品の近接距離ｌ
を変えたものについて実験した結果を表に示す。 なお、不濡れ数とは、プリント基板上に第１３
図に示すパターンでチツプ部品を配置し、１つの
チツプ部品が２つの電極をもつものとして電極
100個のうち、銅箔にはんだ付けされない電極数
をいう。この場合、はんだ付け時間は２秒ないし
３秒にした。 また、上記実験において発生したツララの数、
ブリツジの数を示し、ノズル５′についてはノズ
ル５を併用したときの場合も示した。

【表】 この結果から、本実施例のものは他のいずれの
装置を用いたものより不濡れ数が少なく、０であ
ることがわかり、これは溶融はんだの波頭の乱流
状態がいかに重要な要素であるかを明確に示すも
のであり、また、これにより生じるツララ等は層
流状態のはんだ波により修正されることが良く分
かる。 上記実施例では乱流波形成板６はノズル５′の
上端に設けたが、第４図のように乱流波形成板
６′をノズル効口の端縁から例えば約30mm以内の
下方に設け、溶融はんだの波頭だけがノズル口の
端縁より上方に突出するようにしても良い。ま
た、第５図に示すように、乱流波形成板６″を凸
状の弧状に形成しても良い。 また、第７図に示すようにはんだ槽４″の溶融
はんだをはんだノズル８から撹拌機９により噴流
させる平面噴流装置（例えば特開昭52−129972号
公報の第１図）を層流波形成手段として用いると
ともに、この平面噴流装置のノズルに例えば乱流
波形成板６を設けたものを並設し、矢印のように
プリント基板を搬送してはんだ付けしたり、ある
いは第８図に示すようにはんだ槽４″の溶融はん
だをノズル８′から噴流ポンプ９′により噴流させ
る平面噴流装置（例えば電子技術（1981年、
vol23、No.７臨時増刊号（昭和56年６月30日刊工
業新聞社発行））の第48頁及び第49頁の図ｆ及び
その説明）を層流波形成手段として用いるととも
に、この平面噴流装置のノズルに例えば乱流波形
成板６を設けたものを並設し、矢印のようにプリ
ント基板を搬送してはんだ付けしても良い。この
際、乱流波形成板６の代わりに乱流波形成板６″
を用いることもできる。 なお、第６図に示すように整波板５′ａ，５′ａ
を乱流波形成板６の両側縁に付設しても良い。こ
の場合片方だけに整波板５′ａを設けても良い。
このように整波板５′ａを設けると、プリント基
板が溶融はんだから離反するとき、溶融はんだの
波が整えられ、ツララ、トンネル、シヨート等が
除かれ易い。 また、上記実施例では層流波形成手段としてノ
ズル５用いたが、この代わりに第９図イに示すよ
うにはんだ槽４に溶融はんだを収容した平面浸
漬装置、あるいは第９図ロに示すようにはんだ槽
４の溶融はんだを上下動できる移動槽１０によ
り汲み上げられるようにした平面浸漬装置（例え
ば電子技術（1981年、vol23、No.７ 臨時増刊号
（昭和56年６月30日日刊工業新聞社発行））の第48
頁及び第49頁の図ａ，ｂ及びその説明）を用い、
ノズル５′と並設し、矢印のようにプリント基板
を搬送しはんだ付けするようにしても良い。ま
た、第７図、第８図各左側に示す平面噴流装置の
ノズル口の一部に上記の乱流波形成板を取り付け
てノズル口の残部の平面噴流はんだを層流波形成
手段として用いても同様な効果が得られる。 また、第１０図に示すように、ノズル５″のノ
ズル口５″ａの半幅に乱流波形成板６を設け、
他の半幅を矩形ノズル口５″ｂとしても良く、ま
た、第１１図に示すように、ノズル５のノズル
口５ａの幅の中央に乱流波形成板６′′′′を設け、
この両側に矩形ノズル口５ｂ，５ｃを設けて
も良い。なお、上記において第４図および第５図
に示す構成のノズルをそれぞれの乱流波形成部に
使用しても良い。 上記実施例のうち、第１図、第２図、第４図、
第５図、第６図、第７図、第８図〜第１１図にお
いて、それぞれの乱流波形成板６，６′，６″，６
，６′′′′に形成した円形の噴出口の代わりに第
１２図イ，ロ，ハに示す噴出口を形成しても良
い。異種形状の組合わせは、はんだの波形の変動
を起こし易くする。また、噴出口の形状のみなら
ず大きさ、配列、個数、乱流波形成板の板厚、さ
らに溶融はんだの噴出圧を変え、またこれらを組
み合わせることによつてプリント基板のパターン
形状や、部品リードの密集状態、リードレス部品
の実装密度や配置状態に最適なはんだ付けが得ら
れるような所望な溶融はんだの乱流波が得られ
る。 発明の効果 本発明によれば、溶融はんだを加圧手段により
乱流形成板から半波状に噴出させて波頭を乱流状
態とし、かつこの波頭を上下左右に変動させるよ
うにしたので、近接する電気部品のはんだ付け部
とその間の銅箔に対して溶融はんだを良く濡らす
ことができ、はんだ付けの不良品の発生を少なく
できる。特に、プリント基板にチツプ部品を搭載
する表面実装の場合で、そのチツプ部品間隔の小
さいものに対してはこの間隔に溶融はんだが入り
込めるため、ここに発生したガスや空気が逃がさ
れ、その結果フラツクスが押し退けられて溶融は
んだが所定の場所に良く濡れ、はんだ付け不良を
顕著に少なくできる。このようにして電気部品の
はんだ付け部及び銅箔に対するはんだの濡れを良
くした後、溶融はんだの層流の波又は平面浸漬に
より処理すれば、乱流波により生じることのある
ツララ等を溶融除去して仕上げをすることがで
き、はんだの濡れとそれにともなうツララ等の除
去の両方をそれぞれに最適な装置の組み合わせに
より調和して行うことができ、全体として良質な
はんだ付けを効率良く行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に使用される装置の
一部切り欠き斜視図、第２図はその一部のノズル
を示す図、第３図はその使用状態を示す図、第４
図ないし第６図は本発明の他の実施例の方法に使
用する装置の斜視図、第７図は層流波形成手段と
して平面噴流装置を併用した例の断面図、第８図
は他の平面噴流装置を併用した例の断面図、第９
図イ，ロは平面浸漬手段として平面浸漬装置を併
用した例の断面図、第１０図、第１１図はそれぞ
れ上記の外の他の実施例の方法に使用するはんだ
付け装置の斜視図、第１２図イ，ロ，ハは本発明
に用いられる乱流波形成板の噴出口の形状の例を
示す説明図、第１３図はプリント基板にチツプ部
品をはんだ付けした状態の説明図、第１４図はそ
の従来のはんだ付け装置を示す図、第１５図は従
来の他のはんだ付け装置を示す図、第１６図は従
来のさらに他のはんだ付け装置を示す図、第１７
図は第１５図と第１６図の装置を組み合わせたは
んだ付け装置を示す図である。 図中、１は基板本体、２は回路パターン、３ａ
〜３ｅはチツプ部品、４，４′，４″，４ははん
だ槽、５，５′，５″，５はノズル、６，６′，
６″，６，６′′′′は乱流波形成板、７は噴出口、
５″ａ，５ａ，５″ｂ，５ｂ，５ｃはノズル
口、９は撹拌機、９′は噴流ポンプである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ はんだ槽に収容した溶融はんだに加圧手段を
   設けることによりノズルに設けた多数の透孔を有
   する乱流波形成板のこれらの各透孔から溶融はん
   だを半波状に噴出させてこの半波状の溶融はんだ
   の波頭を多数形成し、かつ上記乱流波形成板に対
   する溶融はんだの上記加圧手段による流動に基づ
   いて上記波頭を乱流状態にして不規則に上下左右
   に変動させることによりプリント基板と電気部品
   のはんだ付け部に溶融はんだを供給する第１のは
   んだ付け工程と、層流状態の波を形成する層流波
   形成手段又は平面浸漬手段の溶融はんだによりプ
   リント基板と電気部品の第１のはんだ付け工程に
   よるはんだ付け部に再度はんだ付けを施す第２の
   はんだ付け工程を有することを特徴とするプリン
   ト基板のはんだ付け方法。