JPH07202404A

JPH07202404A - クリーム半田の塗布装置および方法

Info

Publication number: JPH07202404A
Application number: JP5351498A
Authority: JP
Inventors: Hideki Seki; 秀樹関
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1993-12-29
Filing date: 1993-12-29
Publication date: 1995-08-04
Anticipated expiration: 2014-08-30
Also published as: JP2943593B2

Abstract

(57)【要約】【目的】印刷マスクを用いずにクリーム半田を塗布す
る。クリーム半田のパターンの形状に高低差を設ける。【構成】プリント配線板１は、ガイドレール３上に保
持される。プリント配線板１の上方には、混合器１０が
設けられる。混合器１０の下部にはヘッド２０が設けら
れる。ヘッド２０は行列状に配置された多数の噴出器３
０で構成される。混合器１０は、クリーム半田と気体と
を混合する。混合されたものはヘッド２０へ供給され
る。各噴出器３０は、制御装置の指示に応じて、クリー
ム半田を噴出する。制御装置は、プリント配線板１の位
置決めと噴出器３０の選択的な噴出とによって、プリン
ト配線板１上に所望のクリーム半田のパターンを作成す
る。プリント配線板１上の同一箇所に複数回、クリーム
半田を噴射することによって、作成されるクリーム半田
のパターンに高低差を設けることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、クリーム半田の塗布装
置および方法に関し、特に表面実装部品を半田付けする
ためのクリーム半田の塗布装置および方法に関する。

【従来の技術】従来のクリーム半田の塗布方法の一例
が、１９９２年１１月３０日、日刊工業新聞社発行「標
準マイクロソルダリング技術」第１７２頁〜第１７５頁
に記載されている。この従来技術では、スクリーン印刷
法によって、クリーム半田がプリント基板上に塗布され
る。つまり、プリント基板上にメタルマスクなどの印刷
マスクを保持し、これをスキージで基板に密着させなが
ら半田を塗布する。印刷マスクには、あらかじめ所望パ
ターンの開口部が設けられている。クリーム半田は、印
刷マスクの開口部分を通過してプリント基板に塗布され
る。

【発明が解決しようとする課題】このような従来技術で
は、以下のような問題点があった。第１に、メタルマス
クの作成に多くの工数を要するという問題があった。第
２に、プリント配線板の種類に応じ、その都度メタルマ
スクを作成しなくてはならないという問題点があった。
第３に、プリント配線板に反りがある場合、正確なパタ
ーンが作成できないという問題があった。プリント配線
板に反りがある場合、メタルマスクとプリント配線板の
間に隙間ができてしまう。この隙間から露出したクリー
ム半田が、印刷パターンの形状を乱す。プリント配線板
の形状規格を厳密に管理することにより、この問題点を
克服することができる。しかし、この対策を行った場
合、プリント配線板の製造が困難になるという別の問題
が発生する。第４に、スキージの移動方向によって、ク
リーム半田の印刷むらが生じるという問題点があった。
第５に、スクリーン印刷法では必要以上の半田を用いる
ため、余剰のクリーム半田が無駄になるという問題点が
あった。

【課題を解決するための手段】このような問題を解決す
るため、本発明のクリーム半田の塗布装置は、クリーム
半田を噴出する噴出器を含む。また、本発明のクリーム
半田の塗布方法は、プリント配線板とこのプリント配線
板に向けてクリーム半田を噴出する噴出器とを含むクリ
ーム半田塗布装置を用いたクリーム半田塗布方法におい
て、前記噴出器によって噴出されるクリーム半田によっ
て前記プリント配線板上にクリーム半田のパターンを作
成する。

【実施例】次に、本発明の第１の実施例について、図面
を参照して説明する。図１を参照すると、本実施例のク
リーム半田の塗布装置は、ガイドレール３と、混合器１
０と、ヘッド２０とを含んでいる。ガイドピン２は、プ
リント配線板１の端部に設けられた穴を貫通する。プリ
ント配線板１は、ガイドピン２によってガイドレール３
上に保持される。ガイドピン２を移動することにより、
ガイドレール３に沿って、プリント配線板１を移動する
ことができる。混合器１０は、ガイドレール３の上方に
設けられる。混合器１０の下には、ヘッド２０が設けら
れる。ヘッド２０は、プリント配線板１に対向してい
る。図１に示されるプリント配線板１の搬送構造は、現
在一般に用いられているプリント配線板実装装置に変更
を加えることにより、容易に実現できる。図２を参照す
ると、混合器１０には、半田供給管１１およびガス供給
管１２が接続されている。半田供給管１１を介して、ク
リーム半田が混合器１０に送り込まれる。ガス供給管１
２を介して、空気などの気体が混合器１０に送り込まれ
る。混合器１０は、クリーム半田と気体とを混合する。
クリーム半田と気体を混合することには次のような技術
的意義がある。第１に、後述する噴出器３０内での、ク
リーム半田の圧縮を容易にするという技術的意義があ
る。第２に、噴出器３０の目詰まりを防止するという技
術的意義がある。第３に、クリーム半田が塊のまま噴出
されるのを防止するという技術的意義がある。クリーム
半田に混合される物質は、気体以外のものでも良い。例
えば、揮発性の液体でも良い。クリーム半田が噴出され
た後、この液体は揮発し、消失する。

【０００２】噴出器３０は、クリーム半田とガスの混合
物（以下単に「クリーム半田」という）をヘッド２０に
供給する。ヘッド２０は、図示しない制御装置からの制
御信号に応じて、クリーム半田をプリント配線板１上の
パッド６に向けて噴射する。図３を参照すると、ヘッド
２０は、行列状に配置された多数の噴出器３０によって
構成されている。図示しない制御装置は、個々の噴出器
３０の噴出およびその停止を制御する。図４（ａ）〜
（ｄ）を参照すると、噴出器３０は、圧縮板３１と、シ
ャッター３４と、圧縮板３１およびシャッター３４で封
鎖された圧縮部３３とを含む。圧縮板３１には、弁３２
が取り付けられている。弁３２は、圧縮板３１が上方に
移動するときに解放し、下方に移動するときに閉鎖す
る。次に、噴出器３０における、クリーム半田の噴射過
程について説明する。この噴射過程は、反復される第１
〜第４のステップで構成される。図４（ａ）を参照する
と、第１のステップにおいて、圧縮板３１は上部に位置
している。圧縮板３１の弁３２は解放している。シャッ
ター３４は、閉鎖されている。圧縮部３３には、クリー
ム半田が充填されている。図４（ｂ）を参照すると、第
２のステップにおいて、圧縮板３１が下方に移動する。
このとき、弁３２が閉鎖する。シャッター３４は閉鎖し
たままである。圧縮部３３内のクリーム半田は、圧縮板
３１によって圧縮される。クリーム半田に気体が混入さ
れているため、この圧縮は容易に行える。図４（ｃ）を
参照すると、第３のステップにおいて、シャッター３４
が解放される。シャッター３４の解放は、図示しない制
御装置によって指示される。圧縮部３３内部のクリーム
半田は、下方に向けて噴射される。噴射されるクリーム
半田の量は、圧縮部３３の体積によって決まる。図４
（ｄ）を参照すると、第４のステップにおいて、シャッ
ター３４が再び閉鎖される。同時に、圧縮板３１が上方
に移動する。圧縮板３１の移動に伴って、弁３２が解放
する。解放した弁３２を通して、クリーム半田が圧縮部
３３内部に流入する。第４のステップが終了した後は、
第１のステップ以降のステップが再び実行される。次
に、本発明の第２の実施例について、図面を参照して説
明する。本実施例は、第１の実施例のクリーム半田の塗
布装置を用いたクリーム半田の塗布方法に関するもので
あり、特に、塗布されるクリーム半田の形状に高低を設
けない場合の塗布方法に関するものである。図５（ａ）
および（ｂ）を参照すると、ヘッド２０は、プリント配
線板１の搬送方向に噴出器Ｊ１〜Ｊ４の４つの噴出器を
有している。この４つの噴出器が紙面垂直方向に多数、
整列することにより、ヘッド２０が構成されている。図
５を参照すると、プリント配線板１の領域Ａ１および領
域Ａ４には、パッド６が形成されている。このパッド上
に一様な厚さのクリーム半田を塗布する場合について説
明する。ただし、説明の都合上、噴出器Ｊ１〜Ｊ４の大
きさに比べて、パッド６の大きさを極端に小さくしてあ
る。図５（ａ）を参照すると、第１のステップにおい
て、噴出器Ｊ１〜Ｊ４の下に、領域Ａ１〜Ａ４が位置決
めされる。この位置決めは、ガイドピン２の移動によっ
て行われる。位置決めが終了した後、図示しない制御装
置は、噴出器Ｊ１および噴出器Ｊ２に対してのみ、噴出
の指示を行う。この指示を受けた噴出器Ｊ１および噴出
器Ｊ４は、クリーム半田を噴出する。噴出器Ｊ１から噴
出されたクリーム半田は、領域Ａ１のパッド６に付着す
る。噴出器Ｊ４から噴出されたクリーム半田は、領域Ａ
４のパッド６に付着する。一方、領域Ａ２および領域Ａ
３については、噴出器Ｊ２および噴出器Ｊ３がクリーム
半田を噴射しないので、クリーム半田は塗布されない。
図５（ｂ）を参照すると、第２のステップにおいて、プ
リント配線板１が搬送され、プリント配線板１の領域Ａ
５〜領域Ａ８が、噴出器Ｊ１〜噴出器Ｊ４の下に位置決
めされ、領域Ａ５〜Ａ８に対して第１のステップ以降の
ステップが実行される。つまり、この実施例では、４つ
の領域を１つの単位として、クリーム半田の塗布および
プリント配線板１の移動が行われる。上述の説明では、
簡単のため、パッド６へのクリーム半田の塗布が、１つ
の噴出器３０の噴射で完了するとした。しかし、現実の
装置では、噴出器３０と比べて、パッド６ははるかに大
きい。したがって、パッド６へのクリーム半田の塗布
は、複数の噴出器３０の噴射によって行われる。このよ
うに、本実施例のクリーム半田の塗布方法によれば、プ
リント配線板１の位置決めと、噴出器３０の選択的な噴
射とによって、プリント配線板１の任意の位置に、クリ
ーム半田を塗布することができる。そして、この塗布を
繰り返すことによって、所望パターンのクリーム半田を
プリント配線板１上に塗布することができる。作成すべ
きクリーム半田のパターンは、図示しない制御装置にあ
らかじめ設定される。次に、本発明の第３の実施例につ
いて、図面を参照して説明する。本実施例は、第１の実
施例のクリーム半田の塗布装置を用いたクリーム半田の
塗布方法に関するものであり、特に、塗布されるクリー
ム半田の形状に高低差を設ける場合の塗布方法に関する
ものである。図６（ａ）〜（ｄ）を参照すると、この塗
布方法に用いるクリーム半田の塗布装置は、第２の実施
例で用いるものと同じである。この説明では、プリント
配線板１の領域Ａ１〜領域Ａ４にクリーム半田を塗布す
る。そして、領域Ａ２および領域Ａ３におけるクリーム
半田の高さが、領域Ａ１および領域Ａ４の半田の高さの
２倍になるように、クリーム半田が塗布される。図６
（ａ）を参照すると、第１のステップにおいて、領域Ａ
１および領域Ａ２は、噴出器Ｊ３および噴出器Ｊ４の直
下に位置するよう、プリント配線板１が位置決めされ
る。位置決めが終了した後、図示しない制御装置が、噴
出器Ｊ４に対してのみ、クリーム半田の噴射を指示す
る。この指示を受けた噴出器Ｊ４は、パッド６に向けて
クリーム半田を噴射する。噴射されたクリーム半田は、
領域Ａ２に付着する。図６（ｂ）を参照すると、第２の
ステップにおいて、プリント配線板１が搬送され、領域
Ａ１〜Ａ４が、噴出器Ｊ１〜Ｊ４の直下に位置するよう
に、位置決めされる。位置決めが終了した後、図示しな
い制御装置が、噴出器Ｊ１〜Ｊ３のみに、クリーム半田
の噴射を指示する。この指示を受けた噴出器Ｊ１〜Ｊ３
は、クリーム半田をパッド６に向けて噴射する。クリー
ム半田は、領域Ａ１〜Ａ３に付着する。領域Ａ２に対し
ては、第１のステップでも、クリーム半田が塗布されて
いる。このため、領域Ａ２のクリーム半田の高さは、領
域Ａ１およびＡ３のものの２倍になる。図６（ｃ）を参
照すると、第３のステップにおいて、プリント配線板１
が搬送され、領域Ａ３および領域Ａ４が、噴出器Ｊ１お
よび噴出器Ｊ２の直下に位置するように、位置決めが行
われる。位置決めが行われた後、図示しない制御装置
は、噴出器Ｊ１および噴出器Ｊ２に対してのみ、クリー
ム半田の噴射を指示する。噴射されたクリーム半田は、
領域Ａ３およびＡ４に付着する。領域Ａ３に対しては、
第２のステップでも、クリーム半田が塗布されている。
このため、領域Ａ３のクリーム半田の高さは、領域Ａ２
のものと等しくなる。つまり、領域Ａ３の半田の高さ
は、領域Ａ１およびＡ４のものの２倍になる。図６
（ｄ）を参照すると、第４のステップにおいて、プリン
ト配線板１が搬出される。このように、本実施例では、
特定の領域に複数回、クリーム半田を塗布することによ
って、塗布されるクリーム半田の形状に高低差を設ける
ことができる。次に、本発明の第４の実施例について説
明する。本実施例は、クリーム半田の塗布装置に関する
ものである。本実施例の特徴は、ヘッド２０の構造にあ
り、この他の構造に関しては、第１の実施例のものと同
じである。図７を参照すると、本実施例のヘッド２０で
は、噴出器３０が各行ごとにずらして配置されている。
ずれの幅は、噴出器３０の幅の半分の幅である。ヘッド
２０をこのように構成することにより、噴出器３０の境
界でクリーム半田のパターンが切断してしまうのを防止
することができる。次に、本発明の別の実施態様につい
て説明する。第１の実施例では、噴出器３０を圧縮板３
１とシャッター３４とで構成した。しかし、本発明の適
用範囲はこれに限定されるものではない。制御装置の指
示に応じて、クリーム半田を塗布できるものであれば、
どの様なものでも適用可能である。例えば、クリーム半
田に揮発性の液体を混入し、これを加熱して液体の気化
を誘発し、気化した液体の膨張力によって半田を噴出す
るようにしても良い。

【発明の効果】以上のように、本発明のクリーム半田の
塗布装置および方法では、噴出器によってクリーム半田
を噴出してプリント配線板上に塗布するようにした。こ
のため、以下のような効果を達成することができる。第
１に、メタルマスクを作成する必要がないという効果を
達成することができる。第２に、複数種のプリント配線
板を塗布する場合や、プリント配線板の設計変更の場合
でも、制御装置の設定を変更するだけで、装置に何等の
変更も加えずにクリーム半田の塗布が行えるという効果
を達成することができる。第３に、プリント基板に反り
がある場合でも、正確なパターンを作成することができ
るという効果を達成することができる。第４に、スキー
ジを用いないため、クリーム半田をむらなく塗布するこ
とができる。第５に、必要以上の半田を必要としないた
め、半田の使用効率がよいという効果を達成することが
できる。第６に、同一箇所に複数回、クリーム半田を塗
布することによって、塗布されたクリーム半田のパター
ンの形状に高低差を設けることができるという効果を達
成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す図。

【図２】混合器１０の構造を示す図。

【図３】ヘッド２０の構造を示す図。

【図４】噴出器３０の構造および動作を示す図。

【図５】本発明の第２の実施例によるクリーム半田の塗
布方法を示す図。

【図６】本発明の第３の実施例によるクリーム半田の塗
布方法を示す図。

【図７】本発明の第４の実施例を示す図。

【符号の説明】

１プリント配線板２ガイドピン３ガイドレール５クリーム半田６パッド１０混合器１１半田供給管１２ガス供給管２０ヘッド３０噴出器３１圧縮板３２弁３３圧縮部３４シャッター

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】クリーム半田を噴出する噴出器を含むこ
とを特徴とするクリーム半田の塗布装置。
【請求項２】前記クリーム半田に気体または揮発性の
液体を混入し前記噴出器に供給する混合機を含むことを
特徴とする請求項１記載のクリーム半田の塗布装置。
【請求項３】前記噴出器が、前記クリーム半田を圧縮する圧縮板と、解放されることにより前記クリーム半田を外部に放出す
るシャッターとを含むことを特徴とする請求項１または
２記載のクリーム半田の塗布装置。
【請求項４】前記圧縮板に弁が取り付けられているこ
とを特徴とする請求項３記載のクリーム半田の塗布装
置。
【請求項５】前記噴出器が整列されて構成されたヘッ
ドを有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか
１項記載のクリーム半田の塗布装置。
【請求項６】前記噴出器の動作を制御する制御部を有
することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記
載のクリーム半田の塗布装置。
【請求項７】前記噴出器の動作を制御する制御部を有
し前記制御部が前記シャッターの開閉を制御することを
特徴とする請求項３または４項記載のクリーム半田の塗
布装置。
【請求項８】プリント配線板とこのプリント配線板に
向けてクリーム半田を噴出する噴出器とを含むクリーム
半田塗布装置を用いたクリーム半田塗布方法において、前記噴出器によって噴出されるクリーム半田によって前
記プリント配線板上にクリーム半田のパターンを作成す
ることを特徴とするクリーム半田の塗布方法。
【請求項９】前記噴出器がプリント配線板の同一箇所
に複数回クリーム半田を噴出することにより、前記クリ
ーム半田のパターンに高低を設けることを特徴とする請
求項８記載のクリーム半田の塗布方法。
【請求項１０】前記ヘッドを構成する前記噴出器が行
列状に配置され、前記噴出器の行方向の位置が各行ごと
にずれて配置されていることを特徴とする請求項５記載
のクリーム半田の塗布装置。