JPH09199848A - 回路基板のそりの矯正方法および矯正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】リフロー炉による半田付けによって生じた回路
基板のそりの矯正を行なうための方法およびそのための
装置を提供することを目的とする。 【解決手段】回路基板１７の上面の両側を押え板２７で
押えておき、回路基板１７の下面であって部品１８がマ
ウントされていない領域を押圧板２９の押圧部３０によ
って下方から押圧して回路基板１７を上方へ弓形に変形
させてそりの矯正を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は回路基板のそりの矯
正方法および矯正装置に係り、とくにリフロー炉内にお
いて加熱して半田付けしたときに生ずる回路基板のそり
を矯正する方法およびそのための装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子回路装置の製造の合理化のために、
面実装が広く行なわれるようになっている。面実装は予
め所定の配線パターンが形成された回路基板上の所定の
位置にクリーム半田を印刷の手法によって塗布するとと
もに、その上にチップ部品やフラットパッケージＩＣ等
の面実装部品をマウントし、このような回路基板をリフ
ロー炉に通して熱によってクリーム半田を溶融させ、上
記の面実装部品の電極やリードを回路基板の配線パター
ンに半田付けするようにしたものである。

【０００３】図１４は従来のこのようなリフロー炉１を
示しており、このリフロー炉１内を通過するようにコン
ベア２が掛渡されており、このコンベア２によって回路
基板３が搬送されるようになる。回路基板３はその上に
電子部品４がマウントされており、リフロー炉１内を通
過する際の熱によってクリーム半田が溶融し、これによ
って電子部品４の電極やリードが回路基板３の配線パタ
ーンに半田付けされて接続されるようになっている。

【０００４】ここでリフロー炉１内を通過する際に、回
路基板３がそれ自身の重量や熱等によって図１５に示す
ように、幅方向の中間部が下方に変位するように弓形に
反ることがある。このような回路基板３の変形を防止す
るために、リフロー炉１の左右のコンベア２の中間位置
には比較的短いそり防止用コンベア５が設けられてお
り、このコンベア５によって回路基板３の幅方向の中央
部分を下から支えるようにしており、これによって回路
基板３のそりを防止するようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところがこのような従
来のリフロー炉１によれば、中央のそり防止用コンベア
５は回路基板３の重量を下から支えるだけであって、積
極的に回路基板３のそりを防止するものではなく、必ず
しも完全にそりが防止され、あるいは矯正されるもので
はなかった。

【０００６】また回路基板３のＡ面とＢ面とにそれぞれ
回路部品４をマウントして両面実装の回路基板３を製造
する場合には、リフロー炉１内を２回通すことになる。
この場合に２回目のリフロー炉１内における半田付けの
際には、第１回目の半田付けによって回路基板の３の下
面に既に実装された回路部品３が存在している。従って
このような状態でそり防止用コンベア５と回路基板３の
下面の電子部品４とが干渉すると、溶融した熱によって
解けている半田で回路部品３が移動し、部品ずれを生じ
たり、実装された部品が脱落したりすることになる。そ
こで両面実装部品であって、下面に既に電子部品４が実
装されている回路基板３の上面の半田付けの場合には、
そり防止用コンベア５が電子部品４と干渉しないように
コンベア５を下方へ退避させるようにしている。すなわ
ちこのようなそり防止用コンベア５は、回路基板３の下
面に部品がマウントされていない回路基板の半田付けの
みにしか適用することができないという問題があった。

【０００７】一方の面に回路部品を実装した回路基板３
が反っている場合には、反対側の面にクリーム半田を塗
布する際に、クリーム半田が印刷ずれを起し、所定の位
置に正しく印刷が行なわれない可能性がある。あるいは
また回路基板３にそりが残存していると、回路装置のチ
ェックの際に所定のチェック用ランドに接触すべきプロ
ーブが正しく該チェック用ランドに接触しない可能性が
ある。このような場合には、正しく実装が行なわれて
も、プローブによって検出される回路の動作が所期の動
作とは異なるために、不良品として扱われることにな
り、これによって電子回路装置の歩留りが低下すること
になる。

【０００８】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たものであって、リフロー炉内において加熱して半田付
けした回路基板がそりを生ずることがなく、これによっ
て反対側の面にクリーム半田を塗布する際における印刷
のずれを防止し、あるいはまた製造された電子回路装置
をチェックする際に、プローブが正しくチェック用ラン
ドに接触するようにし、これによって電子回路装置の歩
留りの向上を図るようにした回路基板のそりの矯正方法
および矯正装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、回路基板の一
方の面に部品をマウントし、リフロー炉内において加熱
して半田付けした後に、前記一方の面を冷却しながら他
方の面を押圧手段によって押圧してそりを矯正すること
を特徴とする回路基板のそりの矯正方法に関するもので
ある。

【００１０】別の方法に関する発明は、一方の面に部品
が既に実装されている回路基板の他方の面に部品をマウ
ントし、リフロー炉内において加熱して前記他方の面の
部品を半田付けした後に、前記他方の面を冷却しながら
前記一方の面の側縁の近傍であって部品が実装されてい
ない領域を押圧手段によって押圧してそりを矯正するこ
とを特徴とする回路基板のそりの矯正方法に関するもの
である。

【００１１】さらに別の方法に関する発明は、一方の面
に部品が既に実装されている回路基板の他方の面に部品
をマウントし、リフロー炉内において加熱して前記他方
の面の部品を半田付けした後に、前記他方の面を冷却し
ながら前記回路基板の前記一方の面の部品が実装されて
いない部位をピン状の押圧部材によって押圧してそりを
矯正することを特徴とする回路基板のそりの矯正方法に
関するものである。

【００１２】矯正装置に関する発明は、部品がマウント
されかつリフロー炉で加熱されて半田付けされた回路基
板の一方の面を冷却する冷却手段と、前記回路基板の反
対側の他方の面を押圧する押圧手段と、をそれぞれ具備
する回路基板のそりの矯正装置に関するものである。

【００１３】前記押圧手段が前記回路基板の側縁の近傍
であって部品が実装されていない領域を押圧してよい。

【００１４】前記押圧手段が前記回路基板の所定の位置
を押圧するピン状の押圧部材から構成されてよい。

【００１５】前記押圧手段が前記回路基板の幅方向のほ
ぼ中央部を押圧する板状の押圧部材から構成されてよ
い。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１〜図５は本発明の一実施の形
態に係る回路基板のそりの矯正方法およびこの矯正方法
を実施するための装置を示している。この装置はリフロ
ー炉１０に接続されるように配されるようになってい
る。

【００１７】リフロー炉１０は図１に示すようにコンベ
ア１１を備えるとともに、その内部であって上方にヒー
タ１２を備えている。そしてリフロー炉１０の右側の開
口が入口１３を構成し、左側の開口１４が出口１４を構
成している。回路基板１７上には所定の位置に予めクリ
ーム半田が塗布されるとともに、電子部品１８がマウン
トされている。そしてこのような回路基板１７がコンベ
ア１１によってリフロー炉１０内に導入される。すると
リフロー炉１０内の熱によってクリーム半田か溶融し、
電子部品１８の電極またはリードが回路基板１７の配線
パターンに接続され、これによって電子部品１８の電気
的な接続が達成される。

【００１８】そり矯正装置２０は上記リフロー炉１０の
出口側に配されている。なおそり矯正装置２０は上部に
冷却用ファン２１を備えるとともに、この冷却用ファン
２１がアーム２２を介してそり矯正装置２０の側端側の
フレーム２５に支持されるようになっている（図２参
照）。

【００１９】次に上部に冷却用ファン２１を備えるそり
矯正装置２０について図２および図３を参照して説明す
る。そり矯正装置２０はその内部であって左右両側のフ
レーム２５の内側にそれぞれコンベア２６を備えてい
る。そしてコンベア２６の上部であって左右のフレーム
２５の上端にはそれぞれ押え板２７が取付けられてお
り、これらの押え板２７によって回路基板１７の両側を
上から押えるようにしている。

【００２０】またこのそり矯正装置２０は昇降板２８を
備えている。昇降板２８には図４および図５に示すよう
に、その両側であって回路基板１７の幅方向の両側の側
縁部の近傍を押圧するための押圧板２９が設けられてい
る。押圧板２９はその上端が幅が狭くなっており、押圧
部３０を構成している。そしてこのような押圧板２９を
備える昇降板２８がシリンダ３１によって昇降動作する
ようにしている。また上記昇降板２８の昇降を安定に行
なうための案内用ガイド３２が図３に示すように、この
そり矯正装置２０の下部に設けられている。

【００２１】以上のような構成において、その上面であ
って所定の位置にクリーム半田が塗布されるとともに、
電子部品１８がマウントされた回路基板１７が図１に示
すリフロー炉１０に右側の入口１３を通して導入され
る。回路基板１８はコンベア１１によって搬送されると
ともに、ヒータ１２によって加熱される。なおリフロー
炉１０内の温度は、約２５０〜２８０℃に保たれてお
り、半田の融点である２３０℃以上の温度で加熱を行な
うようにしている。従ってこのリフロー炉１０内を通過
する際に、回路基板１０に塗布されているクリーム半田
が溶融し、電子部品１８の電極と回路基板１７の接続用
ランドとが電気的に接続されることになる。

【００２２】このようにして電子部品１８の半田付けを
行なった回路基板１７は直ちにリフロー炉１０の出口側
に配されているそり矯正装置２０内に供給される。すな
わち回路基板１７はその温度が約１００℃以下に下がる
前にそり矯正装置２０に導入される。そしてこのそり矯
正装置２０のコンベア２６によって、図１および図３に
おいて左方へ搬送されることになる。そしてコンベア２
６によって左方へ搬送される際に、上方から冷却用ファ
ン２１によって供給される冷却風で回路基板１７のとく
に上面が冷却される。

【００２３】しかもこのときにシリンダ３１が図４に示
すように昇降板２８を上昇させ、昇降板２８の両側に設
けられている押圧板２９が回路基板１７の幅方向の両側
の側縁の近傍を押圧する。回路基板１７はその上面の幅
方向の両側の側縁であって押圧板２９の押圧部３０よっ
て押圧される部位よりも外側の部位をフレーム２５の上
端に設けられている押え板２７によって押えられている
ために、上方に弓形に変形するような力を押圧板２９に
よって受けることになり、これによって回路基板１７の
そりの矯正が行なわれる。例えば幅が１５０ｍｍの回路
基板１７の場合には、その幅方向の中央部が約０．３ｍ
ｍ上方に弓形に撓むように押圧板２９によって押圧さ
れ、これによってそりの矯正が行なわれるようにしてい
る。

【００２４】なお回路基板１７の両側にそれぞれ分割ラ
インが設けられている場合には、該分割ラインよりも内
側の領域を押圧板２９の押圧部３０によって押圧してそ
りの矯正を行なうようにすることが好ましい。

【００２５】このようなそりの矯正を行なうことによっ
て、回路基板１７によって構成される電子回路の性能の
改善を図ることが可能になる。すなわち回路基板１７の
Ａ面、すなわち図示の形態において上面に部品をマウン
トし、リフロー炉１０を通して半田付けした後に矯正装
置２０で曲りの矯正を行なうことによって、次に回路基
板１７のＢ面、すなわち図示の形態における下面へのク
リーム半田の塗布の際に、クリーム半田の印刷ずれを防
止することが可能になる。あるいはまた回路基板１７に
そりがないことから、Ｂ面に部品を実装するときの部品
のマウント位置のずれの防止が図られる。これによって
より高密度の実装が可能になる。あるいはまたリード付
きのインサーション部品を挿入する際に、リードの挿入
ミスが少なくなる。

【００２６】図１〜図５に示すそり矯正装置は、昇降板
２８の両側にそれぞれ押圧板２９を備え、これらの押圧
板２９の先端側の押圧部３０で回路基板１７の幅方向の
両側の側縁の近傍であって部品が実装されていない領域
を押圧するようにしている。従って下面に電子部品１８
がマウントされていない回路基板１７のそりの矯正のみ
ならず、下面に既に電子部品１８が実装されている回路
基板１７のそりの矯正をも行なうことが可能になる。す
なわちこの回路基板１７は、両面実装基板において、１
回目のリフロー炉による半田付けの後のそりの矯正と、
２回目のリフロー炉による半田付けの後のそりの矯正の
双方に利用することが可能になる。そしてとくに２回目
のリフロー炉による半田付けの後にこのそりの矯正を行
なうことによって、製造される電子回路装置を構成する
回路基板１７の変形を防止することが可能になる。

【００２７】出来上った回路基板１７は図６に示すよう
に、チェックユニット３６によって動作のチェックが行
なわれる。チェックユニット３６はガイド３７によって
昇降動作するようになっており、しかも下方に突出する
ようにプローブ３８を備えている。そしてチェックユニ
ット３６に対向するように下側にベース３９が配されて
いる。

【００２８】従ってベース３９上に回路基板１７を正し
く位置決めして載置し、チェックユニット３６をガイド
３７によって案内しながら下降させ、プローブ３８を図
７に示すように回路基板１７上のチェック用ランド４０
と接触させ、これによって動作のチェックを行なう。こ
のときに回路基板１７が既にそりが矯正されているため
に、プローブ３８と回路基板１７との間の両方向のずれ
が極めて少なくなり、プローブ３８は所定のチェック用
ランド４０に正しく接触することになる。従ってプロー
ブ３８がチェック用ランド４０に正しく接触しないこと
によって不良動作と判定されることがなくなる。すなわ
ち良品の回路基板１７が不良品と判断されることが少な
くなり、これによって電子回路装置の製造の際における
歩留りの向上が図られる。

【００２９】図８は変形された実施の形態を示すもので
あって、ここでは昇降板２８上の押圧板２９の形状を変
更するようにしている。すなわち押圧板２９はその上端
側の部分の断面形状が上端に行くに従って次第に幅が狭
い形状になっており、上端の幅の狭い部分が押圧部３０
を構成するようになっている。

【００３０】このような形態においても、押圧板２９の
押圧部３０によって回路基板１７の幅方向の両側の側縁
部の近傍であって部品が実装されていない領域を押し上
げ、これによって回路基板１７を上方へ弓形に変形させ
ながらそりを矯正することが可能になる。

【００３１】図９はさらに別の形態を示している。この
別の形態は、押圧板２９上にさらに幅の狭い板状の部材
を結合し、このような幅の狭い部材によって押圧部３０
を構成するようにしたものである。この場合には幅の狭
い板状体から成る押圧部３０の上面によって回路基板１
７の幅方向の両側の側縁の近傍であって部品が実装され
ていない領域を押圧することができ、これによってそり
の矯正が行なわれる。

【００３２】図１０および図１１は別の実施の形態を示
している。この別の実施の形態においては、昇降板２８
上にマトリックス状に多数の円形の小孔が形成されてお
り、これらの内の任意の小孔に押圧ピン４３を着脱可能
に装着できるようになっている。押圧ピン４３はその先
端側がテーパ状をなしている。

【００３３】従って回路基板１７の下面であって電子部
品１８がマウントされていない位置と対応する部分にお
いて昇降板２８上に押圧ピン４３を予め植設しておき、
このような状態で昇降板２８をシリンダ３１によって上
昇させることによって、押圧ピン４３が回路基板１７の
下面であって電子部品１８がマウントされていない部分
を押しながらこの回路基板１７を上方に弓形になるよう
に湾曲させ、回路基板１７のそりの矯正を図ることが可
能になる。なおこの場合には、ロット毎に押圧ピン４３
を昇降板２８に植設する位置を変更することを要する。

【００３４】図１２および図１３は、さらに別の実施の
形態を示している。この実施の形態においては、回路基
板１７の下面であってその幅方向の中間位置を押圧する
押圧板２９を昇降板２８上に取付けるようにしている。
すなわちこの実施の形態は、原則として回路基板１７の
下面であって押圧板２９によって押圧される面には部品
が実装されていない回路基板１７のそりの矯正を行なう
ためのものである。あるいはまた１回目のリフロー炉１
０による半田付けを行なった後の矯正装置２０に専用に
用いるためのものであってよい。このような実施の形態
によれば、回路基板１７の幅方向の両側であってそのほ
ぼ中央部を押圧するようにしているために、より小さな
力で回路基板１７のそりの矯正を図ることが可能にな
る。

【００３５】

【発明の効果】以上のように本発明は、一方の面を冷却
しながら他方の面を押圧手段によって押圧してリフロー
炉での半田付けに伴う回路基板のそりの矯正を行なうよ
うにしたものである。

【００３６】従ってこのような構成によれば、その後に
反対側の面にクリーム半田を塗布する際におけるクリー
ム半田の印刷ずれの防止が図られるようになる。あるい
はまた表面実装部品を実装する際における部品のマウン
ト位置のずれの防止が図られる。インサーション部品を
マウントする場合には、そのリードの挿入ミスの防止が
図られる。

【００３７】あるいはまた電子回路装置の完成後におけ
るチェックの際に、チェック用ランドにプローブが正し
く接触することになり、これによって良品が不良品と判
断されることが防止されるようになり、回路基板の製造
の際における歩留りの向上が図られる。あるいはまたそ
りの矯正が図られることから、出来た電子回路装置が正
しく所定の位置に組込まれ、組立て精度が改善される。

【００３８】回路基板の半田付けが行なわれた他方の面
を冷却しながら一方の面の側縁の近傍であって部品が実
装されていない領域を押圧手段によって押圧してそりの
矯正を行なうようにした方法によれば、押圧面であって
回路基板の一方の面に既に部品が実装されている場合に
も、そりの矯正を行なうことができる。

【００３９】回路基板の他方の面を冷却しながら回路基
板の一方の面の部品が実装されていない部位をピン状の
押圧部材によって押圧してそりの矯正を行なうようにし
た方法によれば、一方の面に既に部品が実装されている
場合にも、その面の部品が載置されていない位置をピン
状の押圧部材によって押圧してそりの矯正を行なうこと
が可能になる。

【００４０】部品が実装されかつリフロー炉で加熱され
て半田付けされた回路基板の一方の面を冷却手段によっ
て冷却し、回路基板の反対側の他方の面を押圧手段によ
って押圧してそりを矯正するようにしたそりの矯正装置
によれば、リフロー炉内における半田付けによって生じ
た回路基板のそりを効果的かつ確実に矯正することが可
能になる。

【００４１】押圧手段が回路基板の側縁の近傍であって
部品が実装されていない領域を押圧するようにした構成
によれば、押圧手段によって押圧される面に既に部品が
実装されている回路基板のそりの矯正をも行なうことが
可能になる。

【００４２】押圧手段が回路基板の所定の位置を押圧す
るピン状の押圧部材から構成されている場合には、この
ようなピン状部材によって既に部品が実装された回路基
板の部品の実装されていない部位を押圧してそりの矯正
を行なうことが可能になる。

【００４３】押圧手段が回路基板のほぼ中央部を押圧す
る板状の押圧部材から構成される場合には、より小さな
力で確実に回路基板のそりの矯正を行なうことが可能に
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】基板のそりの矯正装置と接続されるリフロー炉
の縦断面図である。

【図２】基板のそりの矯正装置の正面図である。

【図３】基板のそりの矯正装置の側面図である。

【図４】そりの矯正装置の要部拡大正面図である。

【図５】押圧板の斜視図である。

【図６】回路装置のチェックを行なうチェック装置の外
観斜視図である。

【図７】チェック動作を行なっている状態を示す拡大断
面図である。

【図８】変形された形態の押圧板の斜視図である。

【図９】別の変形された押圧板の斜視図である。

【図１０】さらに別の実施の形態の押圧板の正面図であ
る。

【図１１】押圧板の外観斜視図である。

【図１２】別の実施の形態の押圧装置の要部拡大正面図
である。

【図１３】同押圧板の外観斜視図である。

【図１４】従来のリフロー炉の要部縦断面図である。

【図１５】基板のそりの防止のための構成を示す要部拡
大縦断面図である。

【符号の説明】

１０ リフロー炉 １１ コンベア １２ ヒータ １３ 入口 １４ 出口 １７ 回路基板 １８ 電子部品 ２０ そり矯正装置 ２１ 冷却用ファン ２２ アーム ２５ フレーム ２６ コンベア ２７ 押え板 ２８ 昇降板 ２９ 押圧板 ３０ 押圧部 ３１ シリンダ ３２ 案内用ガイド ３６ チェックユニット ３７ ガイド ３８ プローブ ３９ ベース ４０ チェック用ランド ４３ 押圧ピン

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回路基板の一方の面に部品をマウントし、
   リフロー炉内において加熱して半田付けした後に、前記
   一方の面を冷却しながら他方の面を押圧手段によって押
   圧してそりを矯正することを特徴とする回路基板のそり
   の矯正方法。
2. 【請求項２】一方の面に部品が既に実装されている回路
   基板の他方の面に部品をマウントし、リフロー炉内にお
   いて加熱して前記他方の面の部品を半田付けした後に、
   前記他方の面を冷却しながら前記一方の面の側縁の近傍
   であって部品が実装されていない領域を押圧手段によっ
   て押圧してそりを矯正することを特徴とする回路基板の
   そりの矯正方法。
3. 【請求項３】一方の面に部品が既に実装されている回路
   基板の他方の面に部品をマウントし、リフロー炉内にお
   いて加熱して前記他方の面の部品を半田付けした後に、
   前記他方の面を冷却しながら前記回路基板の前記一方の
   面の部品が実装されていない部位をピン状の押圧部材に
   よって押圧してそりを矯正することを特徴とする回路基
   板のそりの矯正方法。
4. 【請求項４】部品がマウントされかつリフロー炉で加熱
   されて半田付けされた回路基板の一方の面を冷却する冷
   却手段と、 前記回路基板の反対側の他方の面を押圧する押圧手段
   と、 をそれぞれ具備する回路基板のそりの矯正装置。
5. 【請求項５】前記押圧手段が前記回路基板の側縁の近傍
   であって部品が実装されていない領域を押圧することを
   特徴とする請求項４に記載の回路基板のそりの矯正装
   置。
6. 【請求項６】前記押圧手段が前記回路基板の所定の位置
   を押圧するピン状の押圧部材から構成されていることを
   特徴とする請求項４に記載の回路基板のそりの矯正装
   置。
7. 【請求項７】前記押圧手段が前記回路基板の幅方向のほ
   ぼ中央部を押圧する板状の押圧部材から構成されている
   ことを特徴とする請求項４に記載の回路基板のそりの矯
   正装置。