JP2001293560A - Soldering method - Google Patents
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- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品を搭載し
たプリント配線板のような板状の被はんだ付けワークを
鉛フリーはんだ特にはＳｎ−Ｚｎ系（錫−亜鉛系）の溶
融はんだに接触させることで、この被はんだ付けワーク
の被はんだ付け部のはんだ付けを行うはんだ付け方法に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for contacting a plate-like work to be soldered, such as a printed wiring board, on which electronic components are mounted, with a lead-free solder, particularly with a Sn-Zn (tin-zinc) molten solder. The present invention relates to a soldering method for soldering a soldered portion of the work to be soldered.
【０００２】[0002]
【従来の技術】廃棄された電子機器に使用されているプ
リント配線板から、酸性雨等に促進されて鉛（Ｐｂ）が
溶けだして地下水等を汚染し、その毒性が人体に影響を
与えることが問題となっている。そのため、従来、プリ
ント配線板のはんだ付けに使用されていたＳｎ−Ｐｂ
（錫−鉛）系はんだに代わって鉛を使用しない鉛フリー
はんだとその鉛フリーはんだを使用したはんだ付け技術
の開発が進められている。鉛フリーはんだとして有力視
されているはんだは、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ（錫−銀−銅）
系はんだやＳｎ−Ａｇ−Ｂｉ（錫−銀−ビスマス）系は
んだ、Ｓｎ−Ｃｕ（錫−銅）系はんだである。しかし、
これらのはんだはリフトオフ現象を生じてはんだ付け不
良を生じやすい問題があるが、凝固偏析を防止するため
の急冷手段等を用いることにより改善できることが判っ
ている。また、これらの鉛フリーはんだは融点（２１０
℃〜２２０℃程度）が高く、従来のＳｎ−Ｐｂ系はんだ
に比較してはんだ付け温度を２５０℃〜２６０℃程度の
高い温度ではんだ付けする必要がある。2. Description of the Related Art From printed wiring boards used in discarded electronic equipment, lead (Pb) is dissolved by accelerated acid rain and the like, contaminating groundwater and the like, and the toxicity may affect the human body. It is a problem. Therefore, Sn-Pb, which has been conventionally used for soldering printed wiring boards,
A lead-free solder that does not use lead instead of the (tin-lead) -based solder and a soldering technique using the lead-free solder are being developed. Lead-free solder is considered to be Sn-Ag-Cu (tin-silver-copper)
Solder, Sn-Ag-Bi (tin-silver-bismuth) solder, and Sn-Cu (tin-copper) solder. But,
These solders have a problem that a lift-off phenomenon is likely to occur and soldering failure is likely to occur. However, it has been found that it can be improved by using a quenching means or the like for preventing solidification segregation. In addition, these lead-free solders have melting points (210
C. to about 220.degree. C.), and it is necessary to perform soldering at a higher soldering temperature of about 250.degree. C. to 260.degree. C. as compared with conventional Sn-Pb-based solder.
【０００３】そのため、プリント配線板とそこに搭載さ
れている電子部品に従来以上に熱ストレスを与えるとい
う問題がある。そのため、これらの部品を冷却しながら
はんだ付けを行う手段が用いられている。また、これら
のはんだは−般的に高価である。Therefore, there is a problem that a thermal stress is applied to the printed wiring board and the electronic components mounted thereon more than before. Therefore, means for performing soldering while cooling these components is used. Also, these solders are generally expensive.
【０００４】他方で、Ｓｎ−Ｚｎ系はんだは、融点（１
９０℃〜２００℃程度）が低く、リフトオフ現象を生じ
ることもなく、はんだ付け強度が大きく、安価である等
々の特徴を有している。On the other hand, Sn-Zn based solder has a melting point (1
(Approximately 90 ° C. to 200 ° C.), low lift-off phenomenon, high soldering strength, low cost, and the like.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】鉛フリー（Ｐｂフリ
ー）はんだは−般的にＳｎ含有量が多く酸化し易い。ま
た、従来のＳｎ−Ｐｂはんだと比較してはんだ濡れ性が
悪い。そのため、Ｐｂフリーはんだを使用してはんだ付
けを行う雰囲気としては、低酸素濃度の不活性ガス雰囲
気が必要である。The lead-free (Pb-free) solder generally has a high Sn content and is easily oxidized. Further, the solder wettability is poor as compared with the conventional Sn-Pb solder. Therefore, an atmosphere for performing soldering using Pb-free solder requires an inert gas atmosphere having a low oxygen concentration.
【０００６】また、Ｚｎは活性であり安定な酸化膜を形
成するため、プリント配線板の被はんだ付けランド等の
銅（Ｃｕ）に対する濡れ性が−層悪くなりやすく、その
ため、Ｓｎ−Ｚｎ系はんだを使用したフローはんだ付け
方法においてはその使用例は無く、その使用を諦められ
ていた。In addition, since Zn forms an active and stable oxide film, the wettability of the land to be soldered of the printed wiring board with copper (Cu) is likely to be poor, and therefore, the Sn—Zn based solder There is no example of the use in the flow soldering method using, and its use has been abandoned.
【０００７】本発明の目的は、電子部品が搭載されたプ
リント配線板をはんだ付けする際に、鉛フリーはんだを
使用して濡れ性の良好なはんだ付けを行うことができる
はんだ付け方法を確立することによって、はんだ付け不
良を発生することなく、かつ、そのはんだ付け部の信頼
性が高いプリント配線板を製造できるようにすることに
ある。An object of the present invention is to establish a soldering method which can perform soldering with good wettability using lead-free solder when soldering a printed wiring board on which electronic components are mounted. Accordingly, it is an object of the present invention to manufacture a printed wiring board having high reliability of a soldered portion without generating a soldering defect.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明のはんだ付け方法
は、鉛フリーはんだを使用して良好なはんだ濡れ性を得
ることができるフローはんだ付けの態様と条件（酸素濃
度など）を規定したところに特徴がある。 （１）被はんだ付けワークを搬送しながら吹き口から噴
流する鉛フリーはんだの溶融はんだに接触させて前記被
はんだ付けワークの被はんだ付け部に前記鉛フリーはん
だを供給してはんだ付けを行うはんだ付け方法におい
て、前記吹き口から噴流する溶融はんだを前記被はんだ
付けワークの搬送方向と交差する方向に移動させながら
不活性ガス雰囲気中で前記被はんだ付けワークに接触さ
せるようにはんだ付けを行う。According to the soldering method of the present invention, the mode and conditions (such as oxygen concentration) of flow soldering that can obtain good solder wettability using lead-free solder are specified. There is a feature. (1) Solder for supplying the lead-free solder to the soldered portion of the work to be soldered by bringing the work into contact with the molten solder of the lead-free solder jetted from the blowing port while transporting the work to be soldered. In the attaching method, soldering is performed such that the molten solder jetted from the blow port is brought into contact with the work to be soldered in an inert gas atmosphere while being moved in a direction intersecting the transport direction of the work to be soldered.
【０００９】これにより、鉛フリーはんだの濡れ性を格
段に向上してフローはんだ付けを行うことができる。 （２）被はんだ付けワークを搬送しながら吹き口から噴
流するＳｎ−Ｚｎ系はんだの溶融はんだに接触させて前
記被はんだ付けワークの被はんだ付け部に前記Ｓｎ−Ｚ
ｎ系はんだを供給してはんだ付けを行うはんだ付け方法
において、前記吹き口から噴流する溶融はんだを前記被
はんだ付けワークの搬送方向と交差する方向に移動させ
ながら酸素濃度が５００ｐｐｍ以下の不活性ガス雰囲気
中で前記被はんだ付けワークに接触させてはんだ付けを
行う。Thus, the flow soldering can be performed while significantly improving the wettability of the lead-free solder. (2) While the workpiece to be soldered is conveyed, the workpiece is brought into contact with the molten solder of the Sn-Zn-based solder jetted from the blowing port to bring the Sn-Z into the soldered portion of the workpiece to be soldered.
In a soldering method in which an n-based solder is supplied to perform soldering, an inert gas having an oxygen concentration of 500 ppm or less while moving molten solder jetted from the outlet in a direction intersecting with a conveying direction of the work to be soldered. The soldering is performed by contacting the work to be soldered in an atmosphere.
【００１０】これによりＳｎ−Ｚｎ系はんだのはんだの
濡れ性が改善され、品質と信頼性の高いプリント配線板
を製造することができる。As a result, the wettability of the Sn—Zn-based solder is improved, and a printed wiring board having high quality and high reliability can be manufactured.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】本発明にかかるはんだ付け方法
は、次のような実施形態例において実施することができ
る。 （１）構成 本発明にかかるはんだ付け方法の実施形態の一例を図１
ないし図３を参照して説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The soldering method according to the present invention can be carried out in the following embodiments. (1) Configuration FIG. 1 shows an example of an embodiment of a soldering method according to the present invention.
This will be described with reference to FIG.
【００１２】図１は、本発明のはんだ付け方法の実施形
態例を説明するためのはんだ付け装置の縦断面図であ
る。なお、Ｎ2 ガス供給系はシンボル図で示してある。FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a soldering apparatus for explaining an embodiment of a soldering method according to the present invention. The N 2 gas supply system is shown in a symbol diagram.
【００１３】また、図２は、はんだ槽を説明するための
図、図３ははんだ付け工程の噴流体を説明するための図
である。FIG. 2 is a diagram for explaining a solder bath, and FIG. 3 is a diagram for explaining a jet fluid in a soldering step.
【００１４】なお、図２（ａ）はその全容を説明するた
めの斜視図、図２（ｂ）は（ａ）のI- I線による拡大断
面図である。また、図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）は
（ａ）のＩＩ−ＩＩ線による断面図、図３（ｃ）は
（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線による断面図である。FIG. 2A is a perspective view for explaining the whole structure, and FIG. 2B is an enlarged sectional view taken along line II of FIG. 3A is a plan view, FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. 3A, and FIG. 3C is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG.
【００１５】すなわち、多数の電子部品（不図示）を搭
載した被はんだ付けワークであるプリント配線板１を搬
送する搬送コンベアは、仰角搬送（仰角θl ）の第１の
搬送コンベア２と俯角搬送（俯角θ2 ）の第２の搬送コ
ンベア３とにより構成してあり、これらの搬送コンベア
２，３を覆うようにトンネル状チャンバ４を設けてあ
る。このトンネル状チャンバ４の縦断面は、図１にも示
すように「へ」の字状に構成してあり、水平面から搬入
口５の高さと搬出口６の高さとが同じ高さになるように
構成してある。このように、搬入口５の高さと搬出口６
の高さが同じ高さになるように構成することにより、こ
のはんだ付け装置を他の装置と連繋してインラインで使
用することが容易となる。That is, the transport conveyor for transporting the printed wiring board 1, which is a work to be soldered, on which a large number of electronic components (not shown) are mounted, comprises a first transport conveyor 2 for elevation transport (elevation angle θ l ) and a depression transport. (A depression angle θ 2 ), and a tunnel-shaped chamber 4 is provided so as to cover these conveyors 2 and 3. As shown in FIG. 1, the vertical section of the tunnel-shaped chamber 4 is formed in the shape of an "H", so that the height of the carry-in port 5 and the height of the carry-out port 6 are the same from the horizontal plane. It is configured in. Thus, the height of the loading port 5 and the loading port 6
In this case, the soldering device can be easily connected to another device and used in-line.
【００１６】第１および第２の搬送コンベア２，３は、
図示しないがプリント配線板１の両側端部を保持する保
持爪を備え、両側端部側に設けられ平行２条に構成され
たコンベアフレームから成る。なお、幅の異なるプリン
ト配線板１を保持できるように、通常は一方のコンベア
フレームがプリント配線板１の幅方向に移動し調節でき
るように構成されている。図中の矢印Ａはプリント配線
板１の搬送方向を示している。The first and second conveyors 2, 3 are:
Although not shown, the printed wiring board 1 is provided with holding claws for holding both end portions, and comprises a conveyor frame provided on both end portions and formed in two parallel lines. Usually, one conveyor frame is configured to move and adjust in the width direction of the printed wiring board 1 so as to hold the printed wiring boards 1 having different widths. Arrow A in the figure indicates the direction in which the printed wiring board 1 is transported.
【００１７】また、第１の搬送コンベア２に沿ってトン
ネル状チャンバ４内に、プリント配線板１の予備加熱工
程１７を構成するプリヒータ７とはんだ付け工程１８を
構成するはんだ槽８とが配設してある。A preheater 7 constituting a preheating step 17 of the printed wiring board 1 and a solder bath 8 constituting a soldering step 18 are provided in the tunnel-shaped chamber 4 along the first conveyor 2. I have.
【００１８】予備加熱工程１７のプリヒータ７は、予め
フラックスが塗布されたプリント配線板１の予備加熱を
行い、フラックスの前置的活性化とプリント配線板１お
よび搭載電子部品（不図示）に与えるヒートショックを
軽減するために設けられている。The preheater 7 in the preheating step 17 preheats the printed wiring board 1 to which the flux has been applied in advance, and pre-activates the flux and gives it to the printed wiring board 1 and mounted electronic components (not shown). It is provided to reduce heat shock.
【００１９】また、はんだ付け工程１８のはんだ槽８に
は図示しないヒータにより加熱されて溶融状態のＳｎ−
Ｚｎ系はんだ（Ｓｎ−９Ｚｎ）が溶融はんだ９として収
容してあり、この溶融はんだ９を第１のポンプ１０によ
り第１の吹き口体１２に送出して第１の噴流波１３を形
成する。また、第２のポンプ１１により第２の吹き口体
１４に送出して第２の噴流波１５を形成する。そして、
これら噴流波１３，１５をプリント配線板１の下方側の
面すなわち被はんだ付け部が存在する被はんだ付け面に
接触させることにより、この被はんだ付け部に溶融はん
だ９を供給し、はんだ付けを行う。Further, the solder bath 8 in the soldering step 18 is heated by a heater (not shown) so that the molten Sn-
A Zn-based solder (Sn-9Zn) is accommodated as a molten solder 9, and the molten solder 9 is sent out to a first outlet 12 by a first pump 10 to form a first jet wave 13. Further, the second jet wave 15 is sent out to the second outlet body 14 by the second pump 11 to form a second jet wave 15. And
The jet waves 13 and 15 are brought into contact with the lower surface of the printed wiring board 1, that is, the surface to be soldered where the portion to be soldered is present, so that the molten solder 9 is supplied to the portion to be soldered and soldering is performed. Do.
【００２０】なお、第１の噴流波１３は、図２および図
３に例示し、後述するように、その孔径が４ｍｍで孔の
長さが１２ｍｍの透孔２８ａ，２８ｂから上方へ噴流し
て形成されるとともに、スイング機構によりプリント配
線板１の搬送方向Ａに対して交差する方向Ｂに往復移動
（スイング）するように構成してある。そして、図示し
ない回転速度調節装置（例えば、インバータ）によりこ
のスイング機構を駆動するモータ４１の回転速度を可変
できるように構成してあり、これによりスイング速度を
可変し調節できるように構成してある。なお、スイング
ストロークは１２ｍｍである。The first jet wave 13 jets upward from the through holes 28a and 28b having a hole diameter of 4 mm and a length of 12 mm as illustrated in FIGS. 2 and 3 and described later. The printed circuit board 1 is formed so as to reciprocate (swing) in a direction B intersecting the transport direction A of the printed wiring board 1 by a swing mechanism. The rotation speed of a motor 41 for driving the swing mechanism can be changed by a rotation speed adjusting device (for example, an inverter) (not shown), so that the swing speed can be changed and adjusted. . The swing stroke is 12 mm.
【００２１】また、プリヒータ７は、トンネル状チャン
バ４内に設けられている。しかし、はんだ槽８は、トン
ネル状チャンバ４に開口４ａを設けてこの開口４ａから
第１の噴流波１３と第２の噴流波１５とをトンネル状チ
ャンバ４内に位置するように構成してある。なお、トン
ネル状チャンバ４の封止を維持するため、トンネル状チ
ャンバ４に設けた開口４ａにはスカート４ｂを設け、こ
のスカート４ｂをはんだ槽８の溶融はんだ９中に浸漬し
て完全な封止を実現している。The preheater 7 is provided in the tunnel-shaped chamber 4. However, the solder bath 8 is configured such that the opening 4a is provided in the tunnel-shaped chamber 4, and the first jet wave 13 and the second jet wave 15 are located in the tunnel-shaped chamber 4 from the opening 4a. . In order to maintain the sealing of the tunnel-shaped chamber 4, a skirt 4b is provided in the opening 4a provided in the tunnel-shaped chamber 4, and the skirt 4b is immersed in the molten solder 9 of the solder bath 8 to complete the sealing. Has been realized.
【００２２】また、トンネル状チャンバ４内には、トン
ネルの長手方向すなわち搬送コンベア２，３の搬送方向
Ａに沿って、多数の板状部材すなわち抑止板１６を設け
てある。そしてこの抑止板１６は、その板面が搬送コン
ベア２，３の搬送方向に対して直交するように設けてあ
る。すなわち、この抑止板１６によりトンネル状チャン
バ４内にラビリンス流路を形成し、このトンネル状チャ
ンバ４内に不要な雰囲気流動が生じないように構成して
ある。Further, in the tunnel-shaped chamber 4, a number of plate-shaped members, that is, suppression plates 16 are provided along the longitudinal direction of the tunnel, that is, along the transport direction A of the transport conveyors 2, 3. The restraining plate 16 is provided so that its plate surface is orthogonal to the transport direction of the transport conveyors 2 and 3. That is, a labyrinth flow path is formed in the tunnel-shaped chamber 4 by the suppression plate 16 so that unnecessary atmosphere flow does not occur in the tunnel-shaped chamber 4.
【００２３】なお、この抑止板１６は、トンネル状チャ
ンバ４の上壁から搬送コンベア２，３に向けて下向きに
設けられているとともに、トンネル状チャンバ４の下壁
から搬送コンベア２，３に向けて上向きにも設けられて
いる。The depressing plate 16 is provided downward from the upper wall of the tunnel-shaped chamber 4 toward the conveyors 2 and 3, and is provided from the lower wall of the tunnel-shaped chamber 4 toward the conveyors 2 and 3. It is also provided upward.
【００２４】トンネル状チャンバ４内に不活性ガスであ
るＮ2 ガスを供給するノズル２０は、搬送方向Ａから見
てはんだ槽８の後段側の抑止板１６間に設けてあり、流
量調節弁２１および流量計２２によって目的とするＮ2
ガス供給流量に調節できるように構成してある。Ｎ2 ガ
スは、ボンベやＰＳＡ方式のＮ2 ガス供給装置２３から
供給され、開閉弁２４および不純物を除去するフィルタ
２５、目的とする供給圧力に調節する圧力制御弁２６を
介して前記流量調節弁２１に供給される。圧力計２７は
圧力モニタ用である。A nozzle 20 for supplying N 2 gas as an inert gas into the tunnel-shaped chamber 4 is provided between the restraining plates 16 on the rear side of the solder bath 8 when viewed from the transport direction A, and a flow control valve 21 is provided. And the target N 2 by the flow meter 22
It is configured so that it can be adjusted to the gas supply flow rate. The N 2 gas is supplied from a cylinder or a PSA type N 2 gas supply device 23, and is supplied to the flow rate control valve via an on-off valve 24, a filter 25 for removing impurities, and a pressure control valve 26 for adjusting a target supply pressure. 21. The pressure gauge 27 is for pressure monitoring.
【００２５】Ｎ2 ガス供給流量は、図示しない酸素濃度
計によりトンネル状チャンバ４内の酸素濃度を測定し、
例えば、プリント配線板１と溶融はんだ９の噴流波１
３，１５とが接触する領域であるはんだ付け工程１８の
雰囲気をサンプリングして測定し、目的の酸素濃度にな
るように流量調節弁２１を調節して設定する。The N 2 gas supply flow rate is determined by measuring the oxygen concentration in the tunnel-shaped chamber 4 with an oxygen concentration meter (not shown).
For example, the jet wave 1 of the printed wiring board 1 and the molten solder 9
The atmosphere in the soldering step 18, which is the area where the layers 3 and 15 come into contact with each other, is sampled and measured, and the flow control valve 21 is adjusted and set so that the target oxygen concentration is obtained.
【００２６】さらに、必要があれば破線で示したよう
に、予備加熱工程１７のプリヒータ７近傍に、同様にし
てＮ2 ガスを供給するノズル３１を設けるように構成
し、このプリヒータ７近傍の雰囲気の酸素濃度を酸素濃
度計で測定するように構成してもよい。なお、３２は流
量計、３３は流量調節弁である。Further, if necessary, as shown by a broken line, a nozzle 31 for similarly supplying N 2 gas is provided near the preheater 7 in the preheating step 17, and an atmosphere near the preheater 7 is provided. May be configured to measure the oxygen concentration of the sample with an oximeter. In addition, 32 is a flow meter, and 33 is a flow control valve.
【００２７】次に、噴流体２８の透孔２８ａ，２８ｂか
ら噴流する溶融はんだ９を被はんだ付けワーク（プリン
ト配線板１）の般送方向Ａと交差する方向に移動させな
がらプリント配線板１と接触させるはんだ付け構成につ
いて説明する。Next, the molten solder 9 jetted from the through-holes 28a and 28b of the jet fluid 28 is moved in a direction intersecting the general feeding direction A of the work to be soldered (printed wiring board 1), and the printed wiring board 1 is moved. The soldering configuration to be brought into contact will be described.
【００２８】図２において、はんだ槽８は仕切り壁８ａ
によって２つの槽に形成され、一方の槽に第１の噴流波
１３を、他方の槽に第２の噴流波１５を形成するが、そ
の際、第１の噴流波１３と第２の噴流波１５の温度を個
別に設定できるようになっている。なお、図１にも示す
ように仕切り壁８ａを設けずに、単一温度のはんだを使
用してもよいことはもちろんである。In FIG. 2, the solder bath 8 is provided with a partition wall 8a.
To form a first jet wave 13 in one tank and a second jet wave 15 in the other tank, wherein the first jet wave 13 and the second jet wave are formed. Fifteen temperatures can be set individually. As a matter of course, a single-temperature solder may be used without providing the partition wall 8a as shown in FIG.
【００２９】ここで、２８は円柱状の噴流体で、その下
部は図１の吹き口体１２の上部に長手方向に摺動可能に
係合されている。２８ａ，２８ｂは図３に示すように、
噴流体２８の上方の円周面から第１の噴流波１３に向か
って、ピッチＰで垂直に形成した２列の多数の透孔で、
互いにＰ／２の長さ程度だけずらして千鳥状に形成され
ている。透孔２８ａ，２８ｂの孔径は４ｍｍφ、孔の長
さｌは１２ｍｍ程度である。Here, reference numeral 28 denotes a columnar jet fluid, the lower portion of which is slidably engaged with the upper portion of the blow-off body 12 of FIG. 1 in the longitudinal direction. 28a and 28b are as shown in FIG.
A large number of through holes formed in two rows vertically at a pitch P from the upper circumferential surface of the jet fluid 28 toward the first jet wave 13,
They are staggered from each other by a length of P / 2. The diameters of the through holes 28a and 28b are 4 mmφ, and the length l of the holes is about 12 mm.
【００３０】そして、図３に示すように、この透孔２８
ａ，２８ｂは噴流体２８の軸心から半径方向に対して垂
直に設定される垂直中心線Ｃを中心に「ハ」の字状に形
成されている。Then, as shown in FIG.
a and 28b are formed in a “C” shape around a vertical center line C set perpendicular to the radial direction from the axis of the jet fluid 28.
【００３１】３８は、この噴流体２８を矢印Ｂ方向に往
復移動させるためのクランク装置、３９はロッドで、一
端が噴流体２８に連結されており、他端はクランクホイ
ール４０に連結されている。４１は前記クランク装置３
８における駆動用のモータであり、図示しないインバー
タにより回転速度を可変することができる。なお、クラ
ンク装置３８はプリント配線板１の搬送の邪魔にならな
いように搬送路から外して設けられている。Numeral 38 denotes a crank device for reciprocating the jet fluid 28 in the direction of arrow B. Numeral 39 denotes a rod, one end of which is connected to the jet fluid 28 and the other end of which is connected to the crank wheel 40. . 41 is the crank device 3
8 is a driving motor, and the rotation speed can be varied by an inverter (not shown). Note that the crank device 38 is provided off the conveyance path so as not to hinder the conveyance of the printed wiring board 1.
【００３２】このクランク装置３８の往復駆動により噴
流体２８が矢印Ｂ方向に１２ｍｍのスイングストローク
で往復移動をくり返すので、透孔２８ａ，２８ｂから噴
流して形成される多数の凹凸波による噴流波１３も矢印
Ｂ方向に往復移動をくり返す。The reciprocating drive of the crank device 38 causes the jet fluid 28 to repeat a reciprocating motion in the direction of arrow B with a swing stroke of 12 mm, so that a jet wave formed by a large number of uneven waves jetted from the through holes 28a and 28b. 13 also repeats reciprocating movement in the direction of arrow B.
【００３３】そして、このように構成されたスイング機
構によって、噴流体２８の透孔２８ａ，２８ｂから噴流
する溶融はんだ９を、プリント配線板１の搬送方向Ａと
交差する方向に移動させながら接触させて、はんだ付け
を行うことができる。Then, the molten solder 9 jetted from the through holes 28a and 28b of the jet fluid 28 is brought into contact with the printed wiring board 1 while being moved in a direction intersecting with the conveying direction A of the printed wiring board 1 by the swing mechanism configured as described above. And soldering can be performed.
【００３４】なお、１４ａは前記第２の吹き口体１４の
吹き口、３７は前記プリント配線板１に搭載された電子
部品である。 （２）作動 被はんだ付け部のある下方側の面すなわち被はんだ付け
面に予めフラックスを塗布したプリント配線板１を、図
１に示すはんだ付け装置の搬入口５から搬入すると、図
示しないが第１の搬送コンベア２の保持爪に両側端部を
保持されて、搬送仰角θl で矢印Ａ方向に搬送される。Reference numeral 14a denotes a blow port of the second blow body 14, and 37 denotes an electronic component mounted on the printed wiring board 1. (2) Operation When the printed wiring board 1 on which the flux is applied in advance to the lower surface having the portion to be soldered, that is, the surface to be soldered, is carried in from the carry-in entrance 5 of the soldering apparatus shown in FIG. is held both side edge portions in the holding claws of the conveyor 2 of 1, it is conveyed in the arrow a direction by the conveying elevation theta l.
【００３５】そして、プリヒータ７により例えばその被
はんだ付け部が約１００℃程度に予備加熱され、続い
て、プリント配線板１の下方側の面すなわち被はんだ付
け面を、温度が例えば約２４０℃程度の第１の噴流波１
３（プリント配線板１の搬送方向Ａと交差する方向Ｂに
往復移動する噴流波）および第２の噴流波１５に接触さ
せ、その被はんだ付け部に溶融はんだ９を供給してはん
だ付けを行う。The preheater 7 preheats, for example, the portion to be soldered to about 100 ° C. Then, the lower surface of the printed wiring board 1, that is, the surface to be soldered, is heated to about 240 ° C. First jet wave 1
3 (a jet wave reciprocating in a direction B intersecting with the transport direction A of the printed wiring board 1) and the second jet wave 15, and the molten solder 9 is supplied to the portion to be soldered to perform soldering. .
【００３６】その後、プリント配線板１はトンネル状チ
ャンバ４の頂部で第２の搬送コンベア１５に移載され、
搬送俯角θ2 で搬送されて搬出口６から搬出され、はん
だ付けが完了する。Thereafter, the printed wiring board 1 is transferred to a second conveyor 15 at the top of the tunnel-shaped chamber 4, and
Is unloaded from the unloading opening 6 is transported by the transport depression angle theta 2, the soldering is completed.
【００３７】この一連のはんだ付け工程１８は、低酸素
濃度のＮ2 ガス雰囲気中で行われる。すなわち、Ｎ2 ガ
スを供給するノズル２０，３１から供給されるＮ2 ガス
により、トンネル状チャンバ４内が低酸素濃度のＮ2 ガ
ス雰囲気になる。This series of soldering steps 18 is performed in a low oxygen concentration N 2 gas atmosphere. That is, the N 2 gas supplied from the supply nozzle 20, 31 a N 2 gas, the tunnel-shaped chamber 4 is N 2 gas atmosphere of low oxygen concentration.
【００３８】本発明者は、はんだ付け工程１８の酸素濃
度が或る所定の値以下すなわち５００ｐｐｍ以下になる
と、Ｓｎ−Ｚｎ系はんだの酸化が急速に抑制されるとと
もに被はんだ付け部であるプリント配線板１の銅ランド
に対するはんだ濡れ性が格段に向上することを見いだし
た。When the oxygen concentration in the soldering step 18 becomes equal to or lower than a predetermined value, that is, equal to or lower than 500 ppm, the oxidation of the Sn—Zn-based solder is rapidly suppressed and the printed wiring, which is a soldered portion, is formed. It has been found that the solder wettability of the plate 1 to the copper lands is significantly improved.
【００３９】また、同様に、予備加熱工程１７の酸素濃
度が或る所定の値以下すなわち１０００ｐｐｍ以下の場
合に、銅ランドであるプリント配線板１の被はんだ付け
部が予備加熱中においても酸化が抑制され、Ｓｎ−Ｚｎ
系はんだの濡れ性が格段に向上することを見いだした。Similarly, when the oxygen concentration in the preheating step 17 is equal to or lower than a predetermined value, that is, equal to or lower than 1000 ppm, oxidation occurs even during preheating of the soldered portion of the printed wiring board 1 which is a copper land. Suppressed, Sn-Zn
It has been found that the wettability of the system solder is significantly improved.
【００４０】そして、本発明者は、さらにはんだ付け工
程１８において、プリント配線板１の搬送方向と交差す
る方向に往復移動する噴流波の移動速度を速くすると濡
れ性が改善されることを見いだした。なお、本実施形態
例では、第１の噴流波１３をプリント配線板１の搬送方
向Ａと交差する方向Ｂに往復移動させている。The present inventor has further found that, in the soldering step 18, the wettability can be improved by increasing the moving speed of the jet wave reciprocating in the direction intersecting the conveying direction of the printed wiring board 1. . In the present embodiment, the first jet wave 13 is reciprocated in the direction B intersecting the transport direction A of the printed wiring board 1.
【００４１】本発明者は、この往復速度を６０往復／ｍ
ｉｎおよび９０往復／ｍｉｎそして１２０往復／ｍｉｎ
さらに１５０往復／ｍｉｎと可変して試験を行ったが、
９０往復／ｍｉｎ以上で最も良い結果を得た。The present inventor has set this reciprocating speed to 60 reciprocations / m.
in and 90 round trips / min and 120 round trips / min
The test was further performed at a variable rate of 150 reciprocations / min.
The best result was obtained at 90 reciprocations / min or more.
【００４２】これは、筒状の噴流体２８の透孔２８ａ，
２８ｂから噴流する溶融はんだ９を往復移動させること
により、プリント配線板１の被はんだ付け面に流れる溶
融はんだ９の流速を−層速めることができるからであ
る。すなわち、噴流の流速に往復移動の速度が加算され
てプリント配線板１の被はんだ付け面に溶融はんだ１３
が流れる。This is because the through holes 28a,
This is because the flow rate of the molten solder 9 flowing on the surface to be soldered of the printed wiring board 1 can be increased by one layer by reciprocating the molten solder 9 jetted from 28b. That is, the reciprocating speed is added to the flow velocity of the jet, and the molten solder 13 is applied to the surface of the printed wiring board 1 to be soldered.
Flows.
【００４３】そして、この往復移動による第１の噴流波
１３の流速の相対的な加速作用により、濡れ性の改善が
行われるのである。Then, the wettability is improved by the relative acceleration of the flow velocity of the first jet wave 13 due to the reciprocating movement.
【００４４】ちなみに、この実験に使用された第１の噴
流波１３自体のプリント配線板１との接触部分における
流速は約１８ｃｍ／ｓｅｃである。そして、１２ｍｍの
スイングストロークを、例えば１２０往復／ｍｉｎで往
復移動する場合のスイング速度の平均値は約４．８ｃｍ
／ｓｅｃである。すなわち、この速度がプリント配線板
１の搬送方向と交差する方向に加算され、プリント配線
板１の被はんだ付け部に供給されることになる。Incidentally, the flow velocity of the first jet wave 13 used in this experiment at the contact portion with the printed wiring board 1 is about 18 cm / sec. The average value of the swing speed when reciprocating a 12 mm swing stroke at, for example, 120 reciprocations / min is about 4.8 cm.
/ Sec. That is, this speed is added in a direction intersecting the transport direction of the printed wiring board 1 and supplied to the soldered portion of the printed wiring board 1.
【００４５】そして、この流速の加速作用によりプリン
ト配線板１の被はんだ付け部すなわち銅ランド表面にお
けるはんだの流動速度が速まり濡れ性が改善され、Ｓｎ
−Ｚｎ系はんだを使用してフローはんだ付けを行う場合
において良好な濡れ性を得ることができるようになるの
である。Then, the flow velocity accelerating action increases the flow velocity of the solder on the soldered portion of the printed wiring board 1, that is, the surface of the copper land, and improves the wettability.
-Good wettability can be obtained when performing flow soldering using a Zn-based solder.
【００４６】なお、実験に使用したＳｎ−Ｚｎ系はんだ
は、Ｓｎ−９Ｚｎはんだであるが、Ｓｎ−９Ｚｎ−５Ｉ
ｎはんだについても同様の結果が得られた。また、Ｓｎ
−３５Ａｇ−０．５Ｃｕはんだを使用した場合にも、噴
流波を移動させることにより濡れ性が改善されることを
確認している。The Sn-Zn based solder used in the experiment was Sn-9Zn solder, but Sn-9Zn-5I
Similar results were obtained for n solder. Also, Sn
It has been confirmed that even when the −35 Ag-0.5Cu solder is used, the wettability is improved by moving the jet wave.
【００４７】[0047]
【発明の効果】以上のように本発明のはんだ付け方法に
よれば、鉛フリーはんだを使用しても良好な濡れ性でプ
リント配線板のフローはんだ付けを行うことができるよ
うになる。また、従来はフローはんだ付けには向いてい
ないと判断されていたＳｎ−Ｚｎ系はんだを使用して良
好な濡れ性でプリント配線板のフローはんだ付けを行う
ことができるようになる。As described above, according to the soldering method of the present invention, flow soldering of a printed wiring board can be performed with good wettability even when a lead-free solder is used. In addition, it becomes possible to perform flow soldering of a printed wiring board with good wettability by using an Sn—Zn-based solder that has been conventionally determined not to be suitable for flow soldering.
【００４８】しかも、Ｓｎ−Ｚｎ系はんだを使用すれば
従来のＳｎ−Ｐｂはんだと同様のはんだ温度ではんだ付
けを行うことが可能であり、プリント配線板およびそこ
に搭載されている電子部品に対する熱ストレスを従来と
同様の水準に維持することができる。また、被はんだ付
け部にリフトオフ現象を生じることもない。Further, if the Sn-Zn-based solder is used, it is possible to perform soldering at the same solder temperature as that of the conventional Sn-Pb solder, and it is possible to heat the printed wiring board and the electronic components mounted thereon. Stress can be maintained at the same level as before. Also, there is no occurrence of a lift-off phenomenon in the soldered portion.
【００４９】従って、はんだ付け品質とその信頼性の高
いプリント配線板を安価に製造することができようにな
り、生活の必須のインフラとなっている電子機器を、安
価に入手ししかも安心して使用することができるように
なる。Accordingly, a printed wiring board having high soldering quality and high reliability can be manufactured at a low cost, and electronic equipment, which is an essential infrastructure for daily life, can be obtained at low cost and can be used with confidence. Will be able to
【図１】本発明のはんだ付け方法の実施形態例の一例を
説明するためのはんだ付け装置の縦断面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a soldering apparatus for explaining an example of an embodiment of a soldering method according to the present invention.
【図２】はんだ槽を説明するための図である。FIG. 2 is a view for explaining a solder bath.
【図３】はんだ付け工程の噴流体を説明するための図で
ある。FIG. 3 is a view for explaining a jet fluid in a soldering step.
１ 被はんだ付けワーク（プリント配線板） ２ 第１の搬送コンベア ３ 第２の搬送コンベア ４ トンネル状チャンバ ４ａ 開口 ４ｂ スカート ５ 搬入口 ６ 搬出口 ７ プリヒータ ８ はんだ槽 ８ａ 仕切り壁 ９ 溶融はんだ １０ 第１のポンプ １１ 第２のポンプ １２ 第１の吹き口体 １３ 第１の噴流波 １４ 第２の吹き口体 １５ 第２の噴流波 １６ 抑止板 １７ 予備加熱工程 １８ はんだ付け工程 ２０ ノズル（ガス供給口体） ２１ 流量調節弁 ２２ 流量計 ２３ Ｎ2 ガス供給装置 ２４ 開閉弁 ２５ フィルタ ２６ 圧力制御弁 ２７ 圧力計 ２８ 噴流体 ２８ａ，２８ｂ 透孔 ３１ ノズル ３２ 流量計 ３３ 流量調節弁 ３７ 電子部品 ２８ クランク装置 ３９ ロッド ４０ クランクホイール ４１ モータREFERENCE SIGNS LIST 1 work to be soldered (printed wiring board) 2 first transport conveyor 3 second transport conveyor 4 tunnel-shaped chamber 4a opening 4b skirt 5 carry-in 6 carry-out port 7 preheater 8 solder tank 8a partition wall 9 molten solder 10 first Pump 11 2nd pump 12 1st blow-off body 13 1st jet wave 14 2nd blow-off body 15 2nd jet wave 16 Suppression board 17 Preheating process 18 Soldering process 20 Nozzle (gas supply port) Body) 21 Flow control valve 22 Flow meter 23 N 2 gas supply device 24 On-off valve 25 Filter 26 Pressure control valve 27 Pressure gauge 28 Jet fluid 28 a, 28 b Through-hole 31 Nozzle 32 Flow meter 33 Flow control valve 37 Electronic component 28 Crank device 39 Rod 40 Crank wheel 41 Motor
フロントページの続き (72)発明者 守屋 祥一 東京都大田区下丸子２丁目27番１号 日本 電熱計器株式会社内 Ｆターム(参考） 4E080 AA01 AB03 BA07 CB10 DA04 5E319 AA01 AC01 BB01 CC25 CC28 CC58 CD28 CD31 CD35 GG03Continued on the front page (72) Inventor Shoichi Moriya 2-27-1, Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo F-term (reference) in Japan Electric Heating Instruments Co., Ltd. 4E080 AA01 AB03 BA07 CB10 DA04 5E319 AA01 AC01 BB01 CC25 CC28 CC58 CD28 CD31 CD35 GG03
Claims (2)
口から噴流する鉛フリーはんだの溶融はんだに接触させ
て前記被はんだ付けワークの被はんだ付け部に前記鉛フ
リーはんだを供給してはんだ付けを行うはんだ付け方法
において、 前記吹き口から噴流する溶融はんだを前記被はんだ付け
ワークの搬送方向と交差する方向に移動させながら不活
性ガス雰囲気中で前記被はんだ付けワークに接触させる
ことを特徴とするはんだ付け方法。1. A method according to claim 1, wherein the lead-free solder is supplied to a portion to be soldered of the work to be soldered by bringing the work to be soldered into contact with the molten solder of the lead-free solder jetted from a blow port while transporting the work to be soldered. In the soldering method to be performed, the molten solder jetted from the blowing port is moved in a direction intersecting a conveying direction of the work to be soldered and is brought into contact with the work to be soldered in an inert gas atmosphere. Soldering method.
口から噴流するＳｎ−Ｚｎ系はんだの溶融はんだに接触
させて前記被はんだ付けワークの被はんだ付け部に前記
Ｓｎ−Ｚｎ系はんだを供給してはんだ付けを行うはんだ
付け方法において、 前記吹き口から噴流する溶融はんだを前記被はんだ付け
ワークの搬送方向と交差する方向に移動させながら酸素
濃度が５００ｐｐｍ以下の不活性ガス雰囲気中で前記被
はんだ付けワークに接触させることを特徴とするはんだ
付け方法。2. The Sn-Zn-based solder is supplied to a portion to be soldered of the work to be soldered by bringing the workpiece into contact with the molten solder of the Sn-Zn-based solder jetted from a blow port while transporting the work to be soldered. In the soldering method of performing soldering, the molten solder spouted from the blow port is moved in a direction intersecting the conveying direction of the work to be soldered while the oxygen concentration is 500 ppm or less in an inert gas atmosphere. A soldering method characterized by being brought into contact with an attached work.
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