半田ショート防止用部品およびプリント基板の半田付け方法
【課題】 浸漬法によるプリント基板の自動半田付け方法において、隣接するリード間に溶融はんだが連なる所謂ブリッジ現象による半田ショートを効果的に防止する半田ショート防止用部品と、その半田付け方法を提供する。
【解決手段】 溶融はんだによるプリント基板のスルーホールへのリード付き電子部品の半田付けに用いる、リード間のブリッジ形成によるショートを防止する半田ショート防止用部品であって、平面部に貫通開口部を備える金属又は耐熱性樹脂のシート状薄板と、その貫通開口部をメッシュ形状とする仕切板とからなり、貫通開口部に設けられるメッシュ形状は、リード付き電子部品の隣接するリードが独立又は複数、且つプリント基板のスルーホールに対応するように、仕切板によってメッシュ状に区分され、その仕切板の上面がプリント基板と密着せず、且つ仕切板の厚みが０．５ｍｍ以上であることを特徴とする。
【解決手段】 溶融はんだによるプリント基板のスルーホールへのリード付き電子部品の半田付けに用いる、リード間のブリッジ形成によるショートを防止する半田ショート防止用部品であって、平面部に貫通開口部を備える金属又は耐熱性樹脂のシート状薄板と、その貫通開口部をメッシュ形状とする仕切板とからなり、貫通開口部に設けられるメッシュ形状は、リード付き電子部品の隣接するリードが独立又は複数、且つプリント基板のスルーホールに対応するように、仕切板によってメッシュ状に区分され、その仕切板の上面がプリント基板と密着せず、且つ仕切板の厚みが０．５ｍｍ以上であることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント基板を溶融はんだ槽の溶融はんだに接触させることにより、プリント基板上への各種電子部品の半田付けに際し、リード間に溶融はんだが連なる所謂ブリッジ現象を防止して半田ショートを防ぐための、半田ショート防止用部品、及びこの半田ショート防止用部品を用いた溶融はんだによるプリント基板の半田付け方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プリント基板に対する各種電子部品等の半田付け方法は、大別して鏝付け法、リフロー法および浸漬法がある。これらの中で鏝付け法は軸心に松脂を充填した半田線をプリント基板の半田付け部に当接して、その半田線を半田鏝で加熱溶融させながら半田付けを行うものであり、その生産性は極めて悪いものであるが、耐熱性に劣る電子部品を半田付けしたり、他の半田付け方法で発生した未半田や半田ショート等の半田付け不良を修正する方法としては、依然として重宝されている。
【０００３】
またリフロー法は、半田粉末とペースト状フラックスによって調製された粘調性のソルダーペーストを、スクリーン印刷やディスペンサー吐出による手段によってプリント基板上の必要箇所に塗布し、その後ソルダーペーストが塗布されたプリント基板を、リフロー炉のような加熱装置において加熱することによって半田付けを行う方法である（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
このリフロー法は、選択される複数の必要箇所に同時に半田付けができるため、信頼性と生産性に優れた方法であるが、所定の半田粉末を製造するために多くの工程を要し、しかも特定の粒度の半田粉末を得るためには歩留まりが悪く、高コストとなるという問題があり、それに起因してコンピューターや携帯電話など、比較的に付加価値の高い電子機器に限って採用される半田付け方法である。
【０００５】
一方、浸漬法は、自動半田付け装置を用いてプリント基板に複数の電子部品を同時に半田付けする方法であり、自動半田付け装置の噴流はんだ槽の噴流ノズルから噴流する溶融はんだに、プリント基板を接触させながら順次半田付けするため、半田自体を得るためには手間の係る加工を要さず、多数の半田付け箇所を一連の作業で半田付けするという経済性と生産性に優れた方法である。従って現在においてはテレビ、ビデオ、ＤＶＤ、各種オーディオ機器、家電製品などの電子回路を構成するための、プリント基板の半田付け方法として広く採用されている。
【０００６】
上記浸漬法における従来の自動半田付け装置は、例えば図１１に示すようにフラクサー５１、プリヒーター５２、噴流はんだ槽５３、冷却機５６等の処理装置が順次備えられており、これらの処理装置上にプリント基板を搬送する搬送装置が設置されている。
【０００７】
この自動半田付け装置５０におけるプリント基板の半田付け方法は、プリント基板（図示せず）を搬送装置によって矢印方向へ搬送しながら、フラクサー５１によってフラックスを塗布した後、プリヒーター５２において予備加熱を施し、噴流はんだ槽５３で半田付け部への溶融はんだの侵入を促し、次いで冷却機５４で侵入した溶融はんだを冷却固化してろう付を完了する仕組みとなっている。この際、噴流はんだ槽５３は荒波はんだ槽５４と仕上げはんだ槽５５のダブルウェーブはんだ槽を構成し、荒波はんだ槽５４で形成されたツララや半田ショートなどの半田付け不良を、仕上げはんだ槽５５における穏やかな噴流波によって修正するように構成されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
ところで、プリント基板の半田付けは、プリント基板上に形成されたスルーホールに、その表面から例えばコネクタ等の電子部品のリードを挿入して、リードとスルーホール間を半田によって接続したり、プリント基板の裏側に搭載された電子部品の電極とプリント基板のランドとを接続することによって行われるため、溶融した半田は細いスルーホールの内部や角張った電子部品の隅部にまで、十分に侵入しないと半田の付着しない未はんだ状態が生ずる。
【０００９】
また、上記従来技術においても明らかなように、プリント基板に溶融した半田を付着させる噴流はんだ槽には、溶融はんだを荒れた状態で噴流させる一次噴流ノズルと、溶融はんだを穏やかな状態で噴流させる二次噴流ノズルとが設けられ、所謂ダブルウェーブはんだ槽を構成している。
【００１０】
この一次噴流ノズルは強い吐出力を以ってプリント基板のスルーホールや電子部品等の隅部に溶融はんだを侵入させ、未はんだを防ぐために機能するが、一次噴流ノズルによって形成される溶融はんだの荒波は、文字通り荒れた状態で半田付け部に接触するため、半田付け部にツララやブリッジが形成される。プリント基板にツララが形成されると、その尖った先端から放電して電子機器の破壊を招くことが懸念され、また、ブリッジによる半田ショートが形成されてリード間が連なると、電子回路に短絡が生じて電子機器の機能が損なわれることがある。そこで一次噴流ノズルによって発生したツララやノズルを、上記二次噴流ノズルによる穏やかな溶融半田波によって再溶融させて除去するように構成されている。
【００１１】
更に、ツララやノズルが生じた場合でも、その尖った先端からの放電による電子機器の破壊、或いはブリッジが形成されてリード間が連なることによる電子回路の短絡を防ぐ半田付け方法として、溶融はんだによる半田付け時に半田ショート防止用部品をプリント基板と半田付け冶具の間に介在させることで、ブリッジの形成による半田ショートを抑制する方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平５−１９８９３２号公報
【特許文献２】特許第２６８７２１８号公報
【特許文献３】特開２００６−１８６０８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
このようにダブルウェーブ方式の噴流はんだ槽の開発と工程の改良、更には半田ショート形成の防止が相俟って、プリント基板における半田付け方法は著しく改善され、生産性の向上に加えて製品の信頼性も大幅に向上している。
【００１４】
しかしながら、近年、高密度の集積回路用ＩＣチップなど、多機能な電子部品の開発が著しく進化して、それらの電子部品を搭載するためのプリント基板の半田付け方法においては、リードのピッチ間隔がますます狭隘化されるなどなお改善の余地を残し、且つ煩雑な工程を重ねる半田付け方法を採用しているにも拘らず、依然として半田付不良、とりわけブリッジの発生による半田ショートについては未だ十分な防止対策が確立されておらず、手間の掛かる半田付け後の修正作業が必要不可欠となるなど、生産性の向上と品質の信頼性の確保などについては更に解決を望まれる課題が残されている。
【００１５】
そこで、本発明は係る課題を解決することを所期の目的とし、簡略な手段によってブリッジの発生を防いで半田ショートを防止する半田ショート防止用部品と、その半田ショート防止用部品を用いたプリント基板の半田付け方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の第一の発明は、溶融はんだを用いたプリント基板のスルーホールへのリード付き電子部品の前記リードを介する半田付けに用いられる、溶融はんだによるリード間のブリッジ形成を防ぎ、半田ショートを防止する半田ショート防止用部品において、この半田ショート防止用部品は、その平面部に貫通開口部を備える金属又は耐熱性樹脂のシート状薄板と、その貫通開口部をメッシュ形状とする仕切板とからなり、その貫通開口部に設けられるメッシュ形状は、リード付き電子部品の隣接するリードが独立または複数、且つプリント基板のスルーホールに対応するように、仕切板によってメッシュ状に区分され、この仕切板は、その上面がプリント基板と密着せず、且つ仕切板の厚みが０．５ｍｍ以上であることを特徴とするものである。
【００１７】
また、この仕切板の厚みは０．５ｍｍ以上、リードの基板からの突き出し量以下で、半田ショート防止用部品はプリント基板と密着せず、且つプリント基板と１．０ｍｍ以下の隙間を形成するスペーサーを介して配置されることを特徴とし、さらに、仕切板の上面からプリント基板までの距離Ｈが０．０ｍｍより大きく、すなわち隙間を有し、その隙間が１．０ｍｍ以下であることを特徴とするものである。
【００１８】
本発明の第二の発明は、半田付け用冶具に本発明の半田ショート防止用部品を配置し、その半田ショート防止用部品上に電子部品を配置したプリント基板を載置して、溶融はんだ槽を通過させる過程でプリント基板のスルーホールに電子部品のリードを介して各種電子部品を半田付けする方法である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る半田ショート防止用部品を用いるプリント基板の半田付け方法によれば、プリント基板とはんだ浴面との間に介在する本発明の半田ショート防止用部品によって、リード間に連なる溶融はんだが絶たれてブリッジの形成が未然に防止され、若しくは、半田付け後に半田ショート防止用部品を取り外すことによって、リードのピッチ間に連なって形成されたブリッジが同時に除去されるため、半田付け後の修正作業を省くことができ、生産性の向上が大きく図れる。
【００２０】
また、従来から汎用されている荒波噴流はんだ槽による半田付け後、仕上げはんだ槽によるはんだ不良の修正工程を要することもなく、半田付け面に形成された半田ショートの原因となるブリッジを容易に除去できるため、プリント基板における電子回路形成の半田付けが簡略な操作によって容易に実施できる。
従って、高密度集積回路を有する各種電子部品等を搭載するプリント基板を、高い信頼性を維持しながら低価格での提供を可能とする。
【００２１】
更に、本発明の半田ショート防止用部品は、汎用性の素材を用いて容易に作製することができるため、プリント基板半田付け方法における半田ショート防止用部品として安価に提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明による熔融はんだの半田付け作業における本発明の効果を示す図で、（ａ）は本発明を使用せずに半田がブリッジを形成して半田ショートを起こした場合、（ｂ）は本発明によるブリッジ形成を防いで半田ショートを防止した場合を示す図である。
【図２】本発明の半田ショート防止用部品の一例を示す模式図で、（ａ）平面図、（ｂ）はａ−ａ線の拡大断面図、（ｃ）はｂ−ｂ線の拡大断面図、（ｄ）はｃ−ｃ線における拡大断面図である。
【図３】本発明の半田ショート防止用部品の使用方法を示す図で、（ａ）は一部にリード付き電子部品を載置したプリント基板／半田ショート防止用部品／半田付け用冶具からなる平面図で、（ｂ）はｄ−ｄ線における拡大断面図である。
【図４】（ａ）プリント基板、（ｂ）半田ショート防止用部品、（ｃ）半田付け用冶具の各々を示す模式平面図である。
【図５】本発明の半田ショート防止用部品の他の例を示す模式図で、（ａ）平面図、（ｂ）はｅ−ｅ線の拡大断面図、（ｃ）はｆ−ｆ線における拡大断面図である。
【図６】（ａ）から（ｃ）は半田ショート防止用部品上面１ａと仕切板１１の関係を示す模式断面図である。
【図７】本発明の他の半田ショート防止用部品を示す模式図で、（ａ）平面図、（ｂ）はｇ−ｇ線の拡大断面図、（ｃ）は図７（ａ）の半田ショート防止用部品を使用した場合のプリント基板との配置関係の説明図である。
【図８】貫通開口部のメッシュ形状の代表的な実施例を示す図である。
【図９】仕切板形状の実施形態を示す斜視外観図で、（ａ）矩形体、（ｂ）凸状矩形体、（ｃ）下向き凸曲面矩形体である。
【図１０】実施例で用いた半田ショート防止用部品の使用方法を示す図で、（ａ）は実施例１及び実施例３、（ｂ）は実施例２である。
【図１１】浸漬法における従来の自動半田付け装置を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明は、図１（ａ）に示すような熔融はんだによる半田付け作業における熔融はんだのヒゲ生成による半田ショートの発生原因を調査した結果、第一に熔融はんだの流れが部品の配置などで悪くなっている部分の浸漬部分のリード間がショートすること。第二に熔融はんだの温度が下がった部分の熔融はんだに粘りが発生して浸漬部分のリード間がショートすることを見出し、完成に至ったものである。
【００２４】
本発明では、熔融はんだの流れを悪くし、その温度を下げるという半田ショートを発生させる原因を助長するかのように基板から突き出た電子部品のリード間に設けられる、図１（ｂ）に示される仕切板１１によって逆に半田ショートを防止するものである。図１において、２は基板、１１は仕切板、２０はリード付き電子部品、ａはリード間距離（リードピッチ）、ｈＬはリード２１の基板からの突出し量、ｗｓは仕切板の幅である。
【００２５】
本発明の半田ショート防止用部品には、熔融はんだとの濡れ性が悪い材料を用いる。
その素材としては、ステンレス鋼など耐食性金属の薄板をシート状に延伸したもの、或いはポリアミド樹脂などの耐熱性樹脂を用い、その表面にはプリント基板のスルーホールに対応してメッシュ状に加工され、プリント基板と溶融はんだ浴面との間、より具体的には、半田付け用冶具の基板面、中間層又ははんだ浴面にプリント基板と密着しない状態で、プリント基板と半田付け用冶具の間に介在し、半田付け用冶具によって固定されるものである。
なお、溶融はんだ浴面と半田ショート防止用部品との距離は、半田付けするプリント基板と電子部品との関係や溶融はんだの噴流レベルに合わせて適宜調整される。
【００２６】
この際、プリント基板に搭載される電子部品のリードは、プリント基板に形成されたスルーホールに挿入され、半田ショート防止用部品の仕切板によって形成されたメッシュ形状の貫通開口部を通して溶融はんだ浴面に接触する。次いで溶融はんだ浴面の上昇に伴って溶融はんだはスルーホール内に侵入し、リードと基板のスルーホールとの半田による接続が完了すると、シート状の半田ショート防止用部品はプリント基板の裏面から容易に剥離し、リードのピッチ間に連なっていた溶融はんだによるブリッジは、仕切板の作用により同時に除去され、冷却固化が確認された後、半田付け用冶具からプリント基板を取り外すリードとプリント基板のスルーホールが、健全な形で溶着するようになる。
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について添付した図面に基づいて更に詳細に説明する。
図２は本発明の半田ショート防止用部品の一例を示す模式図で、（ａ）平面図、（ｂ）はａ−ａ線の拡大断面図、（ｃ）はｂ−ｂ線の拡大断面図、（ｄ）はｃ−ｃ線における拡大断面図である。図２（ｂ）、（ｃ）に示す仕切板１１は、最大厚みｔｓの両凸状矩形体仕切板で、図２（ｄ）に示す仕切板１１は、厚みｔｓの矩形体仕切板である。
１は半田ショート防止用部品、１０は貫通開口部、１１は仕切板、１２はシート状薄板、１４は位置決め孔、１５は貫通開口部１０と仕切板１１から構成されるメッシュ形状、ｔｓは仕切板１１の厚み、ｔｇはシート状薄板１２の板厚である。メッシュ形状１５は、それぞれが対応する電子部品のリード配置に沿った形態で構成されている。
【００２８】
この半田ショート防止部品１は、プリント基板に載置された複数の電子部品を同時に半田付けする時に用いる形態のものである。図３および図４を用いて、図２に示す半田ショート防止部品１の使用形態を次に説明する。
【００２９】
図３は、図２に示す本発明の半田ショート防止用部品の使用方法を示す図で、（ａ）は一部にリード付き電子部品を載置したプリント基板／半田ショート防止用部品／半田付け用冶具からなる一部切り欠き平面図で、（ｂ）はｄ−ｄ線における拡大断面図である。
２はプリント基板、３は半田付け用冶具、４０はスペーサー、４４はスペーサー位置決め孔、２０はリード付き電子部品、２１はリード、２２はプリント基板に設けられたスルーホールで、ｈＬはリード２１のプリント基板２からの突き出し量である。
【００３０】
この半田ショート防止用部品１を使用して電子部品２０のプリント基板２への半田付けを行う場合、図３（ｂ）で示すように半田付け用治具３上に半田ショート防止用部品１、スペーサー４０を、それぞれの位置決め孔１４、４４に合わせて順に重ね、その上に所定位置に電子部品２０を配置したプリント基板２を載せ、自動半田付け装置によってプリント基板２と電子部品２０のリード２１とを半田付けするものである。
【００３１】
ここで、仕切板１１の厚みｔｓは、噴流する溶融はんだを的確にスルーホール２２に導くために、電子部品のリード２１の基板からの突き出し量ｈＬ以下の厚みで、０．５ｍｍ以上の厚みとする。０．５ｍｍより薄い場合では、必要量の溶融はんだの導出が不十分となり、満足する半田付けができず、ｈＬを超える厚みの場合には、溶融はんだの噴流を阻害する恐れがあり、同様に満足すべき半田付けができない。
【００３２】
図４は、図２の半田ショート防止用部品を使用してプリント基板に電子部品を半田付けする際のそれぞれの形態を示すもので、（ａ）プリント基板、（ｂ）半田ショート防止用部品、（ｃ）半田付け用冶具の各々を示す模式平面図である。図４（ｃ）の半田付け用冶具３には、プリント基板に載置される電子部品に対応した大きさの貫通開口部３０と、半田ショート防止用部品１を載置する場合の位置決めを行う半田付け用治具位置決め孔３４が設けられ、半田ショート防止用部品１の位置決め孔１４と連帯して位置設定を行っている。
【００３３】
図５は、本発明の半田ショート防止用部品の他の実施態様を示す模式図で、（ａ）平面図、（ｂ）はｅ−ｅ線の拡大断面図、（ｃ）はｆ−ｆ線の拡大断面図である。
図５（ａ）に示す半田ショート防止用部品１ａは、単一の電子部品２０をプリント基板２に半田付けする際に用いられるものである。先に図３、図４で説明した半田ショート防止用部品１と同様に、仕切板１１により半田付けする電子部品２０のリード２１の配置に対応したメッシュ形状を有する貫通開口部１０を平面部に有するシート状薄板１２から構成されている。
【００３４】
図５（ａ）の半田ショート防止用部品１ａを使用して電子部品２０のリード２１のプリント基板２への半田付けは、図５（ｂ）、（ｃ）に示されるように、半田付け用治具３、半田ショート防止用部品１ａ、スペーサー４０を、それらの位置決め孔３４、１４、４４により位置合わせをして重ね、そのスペーサー４０上に電子部品２０を配置したプリント基板２を載せて半田付けを行うものである。
【００３５】
図６はプリント基板２と仕切板１１との関係を示す模式断面図で、仕切板上面１１ａとプリント基板２（プリント基板の下面２ａ）との距離Ｈは、望ましくは０ｍｍより大きく、すなわち隙間を有し、その隙間は１．０ｍｍ以下が好ましい。
この距離Ｈが１．０ｍｍを超えると、余分な溶融はんだが半田ショート防止用部品上に貯留することとなり、本発明の半田ショート防止用部品を以ってしても良好な半田付け性が得られなくなるためである。
【００３６】
さらに、この距離Ｈの調整には、図６に示すように半田ショート防止用部品１上に適応した厚みのスペーサー４０を設けて行う。このスペーサー４０を用いることによって、プリント基板２はスペーサー４０上に配置されることになる。また、スペーサー４０がプリント基板２と接することによって、半田付け時にプリント基板下面２ａに熔融はんだが回り込み付着することによる短絡の防止やプリント基板の汚れなどを防ぐ役割を担っている。
【００３７】
図７は本発明の他の半田ショート防止用部品の実施態様を示す模式図で、（ａ）平面図、（ｂ）はｇ−ｇ線の拡大断面図、（ｃ）は図７（ａ）の半田ショート防止用部品を使用した場合のプリント基板との配置関係の説明図である。図７において、１ｂは半田ショート防止用部品、１３は凸状突起、Ｈはプリント基板下面と仕切板上面との距離、Ｌは半田ショート防止用部品とプリント基板との隙間である。
【００３８】
図７の実施態様では、図７（ｃ）でわかるように、スペーサーを用いずに半田ショート防止用部品１ｂ上にプリント基板２を載置して半田付けを行うもので、仕切板上面１１ａがシート状薄板１２より突出していない場合に用いるのに適している。
すなわち、図７（ａ）、（ｂ）に示すシート状薄板１２の上面に凸突起１３を設けることで、図７（ｃ）のようにプリント基板２と半田ショート防止用部品１ｂとの間に、プリント基板下面２ａと仕切板上面１１ａとの距離Ｈが設定範囲となるような隙間Ｌが形成される。
この凸状突起１３は、図７（ｂ）のようにシート状薄板１２に孔を設け、その孔に隙間Ｌに対応した所定の高さの頭部を有するピンを差し込む方法を採ることで種々の隙間Ｌに対応可能である。また、その形状は、図７（ａ）では半球状であるが、角柱、円柱、錐、錐台など、隙間Ｌが所望の値となるものであるなら良い。
【００３９】
図８は、貫通開口部１０を有するメッシュ形状の代表的な実施例を示す図で、１５ａはＤＩＰ（Ｄｕａｌ Ｉｎｌｉｎｅ Ｐａｃｋａｇｅ）やＳＩＰ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｉｎｌｉｎｅ Ｐａｃｋａｇｅ）型の電子部品の半田付けに利用されるメッシュ形状、１５ｂはＰＧＡ（Ｐｉｎ Ｇｒｉｄ Ａｌｌａｙ）などのｐｉｎ挿入型パッケージの電子部品の半田付けに有効なメッシュ形状である。
【００４０】
図９（ａ）から（ｃ）は仕切板１１の形状の実施例を示す斜視外観図で、（ａ）矩形体、（ｂ）凸状矩形体、（ｃ）下向き凸曲面矩形体などが挙げられるが、これらに限るものではなく、下方より噴出される溶融はんだを電子部品のリードに導出する形状であれば良い。なお、仕切板１１の幅ｗｓは、電子部品のリードピッチに応じて適宜選択するが、０．０５から０．３ｍｍが望ましい。
【実施例】
【００４１】
以下、実施例を用いて本発明をより詳細に説明する。
【実施例１】
【００４２】
プリント基板２に板厚１．６ｍｍの基材がガラス繊維から成るリジッド基板を採用し、図１０（ａ）に示すようにプリント基板２への電子部品２０の半田付けに際し、溶融はんだ浴面４と、このプリント基板１との間に介在するように、板厚が１．５ｍｍのシート状のオーステナイト系ステンレス鋼製半田ショート防止用部品１を半田付け用冶具３によって固定した。
【００４３】
図２に示す半田ショート防止用部品１の平面部には、図２に模式的に示す仕切板１１と、この仕切板１１によって区分けされる貫通開口部１０からなるメッシュ形状１５が、プリント基板２のスルーホール２２に対応するようにして形成され、電子部品２０のリード２１は、対応するスルーホール２２に挿入され、半田ショート防止用部品１の該当するメッシュ１５を突き抜けて溶融はんだ浴面４に向かって突出している。
実施例１では、図９（ｂ）に示す凸状矩形体形状の厚みｔｓが０．７ｍｍの仕切板１１を使用し、プリント基板下面２ａと仕切板上面１１ａとの距離Ｈが０．０２ｍｍとなるようにスペーサー４０をプリント基板２と半田ショート防止用部品１の間に配置して調節した。
【００４４】
このようにセットされたプリント基板２を、図示を省略した自動半田付け装置における搬送手段によって噴流はんだ槽上に移動し、上昇した溶融はんだ浴に浸漬してスルーホール２２への溶融はんだの侵入を果たし、スルーホール２２へのリード２１の接合を完了する。その後自動半田付け装置における工程の流れの中で、強制的に冷却固化されたプリント基板２を半田付け用冶具３から取り外し、更に半田ショート防止用部品１を剥離すると、隣接するリード２１のピッチ間において連なって形成されていたブリッジも同時に除去され、リード２１のピッチ間におけるブリッジは皆無で、又、スルーホール２２内においてリード２１は健全な状態で半田付けされていることが確認された。
【実施例２】
【００４５】
プリント基板２に板厚１．６ｍｍの基材がガラス繊維から成るリジッド基板を採用し、図１０（ｂ）に示すようにプリント基板２への電子部品２０の半田付けに際し、溶融はんだ浴面４と、このプリント基板１との間に介在するように、図７（ａ）に示す板厚が１．５ｍｍのシート状のオーステナイト系ステンレス鋼製半田ショート防止用部品１を半田付け用冶具３によって固定した。
【００４６】
この半田ショート防止用部品１の平面部には、図９（ａ）に模式的に示す仕切板１１と、この仕切板１１によって区分けされる貫通開口部１０からなるメッシュ形状１５が、プリント基板２のスルーホール２２に対応するようにして形成され、電子部品２０のリード２１は、対応するスルーホール２２に挿入され、半田ショート防止用部品１の該当するメッシュ１５を突き抜けて溶融はんだ浴面４に向かって突出している。更に、プリント基板２と半田ショート防止用部品１との隙間を形成する凸状突起１３が設けられている。
【００４７】
実施例２では、図９（ａ）に示す矩形体形状の厚みｔｓが１．０ｍｍの仕切板１１を使用し、プリント基板下面２ａと仕切板上面１１ａとの距離Ｈが、０．５ｍｍとなるような凸状突起１３した。
【００４８】
このようにセットされたプリント基板２を、図示を省略した自動半田付け装置における搬送手段によって噴流はんだ槽上に移動し、上昇したはんだ浴面に浸漬してスルーホール２２への溶融はんだの侵入を果たし、スルーホール２２へのリード２１の接合を完了する。その後自動半田付け装置における工程の流れの中で、強制的に冷却固化されたプリント基板２を半田付け用冶具から取り外し、更に半田ショート防止用部品１を剥離すると、隣接するリード２１のピッチ間において連なって形成されていたブリッジも同時に除去され、リード２１のピッチ間におけるブリッジは皆無で、また、スルーホール２２内においてリード２１は健全な状態で半田付けされていることが確認された。
【実施例３】
【００４９】
半田ショート防止用部品１が、板厚（ｔｇ）が２．０ｍｍのポリアミド樹脂で、仕切板１１の厚みｔｓが２．０ｍｍであること以外は、実施例１と同じ条件で電子部品のプリント基板への半田付けを行ったところ、実施例１、２と同様に電子部品のリードのピッチ間におけるブリッジは皆無で、又スルーホール内においてリードは健全な状態で半田付けされていることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
上記各実施例からも明らかなように、本発明に係る半田ショート防止用部品を用いたプリント基板の半田付け方法によれば、静波状態におけるはんだ浴との接触によってプリント基板のスルーホールへのリードの半田付けが完了するので、主として荒波噴流槽における溶融はんだ粒の飛散に起因するツララが発生せず、しかもプリント基板と溶融はんだ浴面との間に介在した半田ショート防止用部品を取り外すことによって、電子部品のリードのピッチ間に連なって形成されたブリッジが同時に除去されることから、半田付け後の修正作業を省くことを可能にする。
【００５１】
また、従来から汎用されている荒波噴流はんだ槽による半田付け後、仕上げはんだ槽によるはんだ不良の修正工程を要することもなく、半田付け面における半田ショートが容易に除去されるため、プリント基板における電子回路の形成のための半田付けが簡略な操作によって容易に実施できる。
従って高密度集積回路を有する各種電子部品等を搭載するプリント基板を、高い信頼性を維持しながら低価格で提供することが可能となる。
【００５２】
更に、本発明のプリント基板の半田付け方法に用いられる半田ショート防止用部品は、汎用性の素材を用いて容易に作製することができるため、プリント基板の半田付け方法における半田ショート防止用部品として安価に提供することができるので、当該技術分野における半田ショート防止用部品、若しくはプリント基板の半田付け方法として幅広く採用されることが期待される。
【符号の説明】
【００５３】
１、１ａ、１ｂ 半田ショート防止用部品
２ プリント基板
２ａ プリント基板下面
３ 半田付け用冶具
４ 溶融はんだ浴面
１０ 貫通開口部
１１ 仕切板
１１ａ 仕切板上面
１２ シート状薄板
１３ 凸状突起
１４ （半田ショート防止用部品）位置決め孔
１５、１５ａ、１５ｂ 貫通開口部と仕切板から構成されるメッシュ形状
２０ リード付き電子部品
２１ リード
２２ スルーホール
３０ 貫通開口部
３４ 半田付け治具位置決め孔
４０ スペーサー
４４ スペーサー位置決め孔
５０ 自動半田付け装置
５１ フラクサー
５２ プリヒーター
５３ 噴流はんだ槽
５４ 荒波はんだ槽
５５ 仕上はんだ槽
５６ 冷却機
ａ リード間距離（リードピッチ）
ｈＬ リード２１の基板からの突出し量
ｗｓ 仕切板の幅
ｔｓ 仕切板１１の厚み
ｔｇ シート状薄板１２の板厚
Ｈ プリント基板下面と仕切板上面との距離
Ｌ 半田ショート防止用部品とプリント基板との隙間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント基板を溶融はんだ槽の溶融はんだに接触させることにより、プリント基板上への各種電子部品の半田付けに際し、リード間に溶融はんだが連なる所謂ブリッジ現象を防止して半田ショートを防ぐための、半田ショート防止用部品、及びこの半田ショート防止用部品を用いた溶融はんだによるプリント基板の半田付け方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プリント基板に対する各種電子部品等の半田付け方法は、大別して鏝付け法、リフロー法および浸漬法がある。これらの中で鏝付け法は軸心に松脂を充填した半田線をプリント基板の半田付け部に当接して、その半田線を半田鏝で加熱溶融させながら半田付けを行うものであり、その生産性は極めて悪いものであるが、耐熱性に劣る電子部品を半田付けしたり、他の半田付け方法で発生した未半田や半田ショート等の半田付け不良を修正する方法としては、依然として重宝されている。
【０００３】
またリフロー法は、半田粉末とペースト状フラックスによって調製された粘調性のソルダーペーストを、スクリーン印刷やディスペンサー吐出による手段によってプリント基板上の必要箇所に塗布し、その後ソルダーペーストが塗布されたプリント基板を、リフロー炉のような加熱装置において加熱することによって半田付けを行う方法である（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
このリフロー法は、選択される複数の必要箇所に同時に半田付けができるため、信頼性と生産性に優れた方法であるが、所定の半田粉末を製造するために多くの工程を要し、しかも特定の粒度の半田粉末を得るためには歩留まりが悪く、高コストとなるという問題があり、それに起因してコンピューターや携帯電話など、比較的に付加価値の高い電子機器に限って採用される半田付け方法である。
【０００５】
一方、浸漬法は、自動半田付け装置を用いてプリント基板に複数の電子部品を同時に半田付けする方法であり、自動半田付け装置の噴流はんだ槽の噴流ノズルから噴流する溶融はんだに、プリント基板を接触させながら順次半田付けするため、半田自体を得るためには手間の係る加工を要さず、多数の半田付け箇所を一連の作業で半田付けするという経済性と生産性に優れた方法である。従って現在においてはテレビ、ビデオ、ＤＶＤ、各種オーディオ機器、家電製品などの電子回路を構成するための、プリント基板の半田付け方法として広く採用されている。
【０００６】
上記浸漬法における従来の自動半田付け装置は、例えば図１１に示すようにフラクサー５１、プリヒーター５２、噴流はんだ槽５３、冷却機５６等の処理装置が順次備えられており、これらの処理装置上にプリント基板を搬送する搬送装置が設置されている。
【０００７】
この自動半田付け装置５０におけるプリント基板の半田付け方法は、プリント基板（図示せず）を搬送装置によって矢印方向へ搬送しながら、フラクサー５１によってフラックスを塗布した後、プリヒーター５２において予備加熱を施し、噴流はんだ槽５３で半田付け部への溶融はんだの侵入を促し、次いで冷却機５４で侵入した溶融はんだを冷却固化してろう付を完了する仕組みとなっている。この際、噴流はんだ槽５３は荒波はんだ槽５４と仕上げはんだ槽５５のダブルウェーブはんだ槽を構成し、荒波はんだ槽５４で形成されたツララや半田ショートなどの半田付け不良を、仕上げはんだ槽５５における穏やかな噴流波によって修正するように構成されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
ところで、プリント基板の半田付けは、プリント基板上に形成されたスルーホールに、その表面から例えばコネクタ等の電子部品のリードを挿入して、リードとスルーホール間を半田によって接続したり、プリント基板の裏側に搭載された電子部品の電極とプリント基板のランドとを接続することによって行われるため、溶融した半田は細いスルーホールの内部や角張った電子部品の隅部にまで、十分に侵入しないと半田の付着しない未はんだ状態が生ずる。
【０００９】
また、上記従来技術においても明らかなように、プリント基板に溶融した半田を付着させる噴流はんだ槽には、溶融はんだを荒れた状態で噴流させる一次噴流ノズルと、溶融はんだを穏やかな状態で噴流させる二次噴流ノズルとが設けられ、所謂ダブルウェーブはんだ槽を構成している。
【００１０】
この一次噴流ノズルは強い吐出力を以ってプリント基板のスルーホールや電子部品等の隅部に溶融はんだを侵入させ、未はんだを防ぐために機能するが、一次噴流ノズルによって形成される溶融はんだの荒波は、文字通り荒れた状態で半田付け部に接触するため、半田付け部にツララやブリッジが形成される。プリント基板にツララが形成されると、その尖った先端から放電して電子機器の破壊を招くことが懸念され、また、ブリッジによる半田ショートが形成されてリード間が連なると、電子回路に短絡が生じて電子機器の機能が損なわれることがある。そこで一次噴流ノズルによって発生したツララやノズルを、上記二次噴流ノズルによる穏やかな溶融半田波によって再溶融させて除去するように構成されている。
【００１１】
更に、ツララやノズルが生じた場合でも、その尖った先端からの放電による電子機器の破壊、或いはブリッジが形成されてリード間が連なることによる電子回路の短絡を防ぐ半田付け方法として、溶融はんだによる半田付け時に半田ショート防止用部品をプリント基板と半田付け冶具の間に介在させることで、ブリッジの形成による半田ショートを抑制する方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平５−１９８９３２号公報
【特許文献２】特許第２６８７２１８号公報
【特許文献３】特開２００６−１８６０８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
このようにダブルウェーブ方式の噴流はんだ槽の開発と工程の改良、更には半田ショート形成の防止が相俟って、プリント基板における半田付け方法は著しく改善され、生産性の向上に加えて製品の信頼性も大幅に向上している。
【００１４】
しかしながら、近年、高密度の集積回路用ＩＣチップなど、多機能な電子部品の開発が著しく進化して、それらの電子部品を搭載するためのプリント基板の半田付け方法においては、リードのピッチ間隔がますます狭隘化されるなどなお改善の余地を残し、且つ煩雑な工程を重ねる半田付け方法を採用しているにも拘らず、依然として半田付不良、とりわけブリッジの発生による半田ショートについては未だ十分な防止対策が確立されておらず、手間の掛かる半田付け後の修正作業が必要不可欠となるなど、生産性の向上と品質の信頼性の確保などについては更に解決を望まれる課題が残されている。
【００１５】
そこで、本発明は係る課題を解決することを所期の目的とし、簡略な手段によってブリッジの発生を防いで半田ショートを防止する半田ショート防止用部品と、その半田ショート防止用部品を用いたプリント基板の半田付け方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の第一の発明は、溶融はんだを用いたプリント基板のスルーホールへのリード付き電子部品の前記リードを介する半田付けに用いられる、溶融はんだによるリード間のブリッジ形成を防ぎ、半田ショートを防止する半田ショート防止用部品において、この半田ショート防止用部品は、その平面部に貫通開口部を備える金属又は耐熱性樹脂のシート状薄板と、その貫通開口部をメッシュ形状とする仕切板とからなり、その貫通開口部に設けられるメッシュ形状は、リード付き電子部品の隣接するリードが独立または複数、且つプリント基板のスルーホールに対応するように、仕切板によってメッシュ状に区分され、この仕切板は、その上面がプリント基板と密着せず、且つ仕切板の厚みが０．５ｍｍ以上であることを特徴とするものである。
【００１７】
また、この仕切板の厚みは０．５ｍｍ以上、リードの基板からの突き出し量以下で、半田ショート防止用部品はプリント基板と密着せず、且つプリント基板と１．０ｍｍ以下の隙間を形成するスペーサーを介して配置されることを特徴とし、さらに、仕切板の上面からプリント基板までの距離Ｈが０．０ｍｍより大きく、すなわち隙間を有し、その隙間が１．０ｍｍ以下であることを特徴とするものである。
【００１８】
本発明の第二の発明は、半田付け用冶具に本発明の半田ショート防止用部品を配置し、その半田ショート防止用部品上に電子部品を配置したプリント基板を載置して、溶融はんだ槽を通過させる過程でプリント基板のスルーホールに電子部品のリードを介して各種電子部品を半田付けする方法である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る半田ショート防止用部品を用いるプリント基板の半田付け方法によれば、プリント基板とはんだ浴面との間に介在する本発明の半田ショート防止用部品によって、リード間に連なる溶融はんだが絶たれてブリッジの形成が未然に防止され、若しくは、半田付け後に半田ショート防止用部品を取り外すことによって、リードのピッチ間に連なって形成されたブリッジが同時に除去されるため、半田付け後の修正作業を省くことができ、生産性の向上が大きく図れる。
【００２０】
また、従来から汎用されている荒波噴流はんだ槽による半田付け後、仕上げはんだ槽によるはんだ不良の修正工程を要することもなく、半田付け面に形成された半田ショートの原因となるブリッジを容易に除去できるため、プリント基板における電子回路形成の半田付けが簡略な操作によって容易に実施できる。
従って、高密度集積回路を有する各種電子部品等を搭載するプリント基板を、高い信頼性を維持しながら低価格での提供を可能とする。
【００２１】
更に、本発明の半田ショート防止用部品は、汎用性の素材を用いて容易に作製することができるため、プリント基板半田付け方法における半田ショート防止用部品として安価に提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明による熔融はんだの半田付け作業における本発明の効果を示す図で、（ａ）は本発明を使用せずに半田がブリッジを形成して半田ショートを起こした場合、（ｂ）は本発明によるブリッジ形成を防いで半田ショートを防止した場合を示す図である。
【図２】本発明の半田ショート防止用部品の一例を示す模式図で、（ａ）平面図、（ｂ）はａ−ａ線の拡大断面図、（ｃ）はｂ−ｂ線の拡大断面図、（ｄ）はｃ−ｃ線における拡大断面図である。
【図３】本発明の半田ショート防止用部品の使用方法を示す図で、（ａ）は一部にリード付き電子部品を載置したプリント基板／半田ショート防止用部品／半田付け用冶具からなる平面図で、（ｂ）はｄ−ｄ線における拡大断面図である。
【図４】（ａ）プリント基板、（ｂ）半田ショート防止用部品、（ｃ）半田付け用冶具の各々を示す模式平面図である。
【図５】本発明の半田ショート防止用部品の他の例を示す模式図で、（ａ）平面図、（ｂ）はｅ−ｅ線の拡大断面図、（ｃ）はｆ−ｆ線における拡大断面図である。
【図６】（ａ）から（ｃ）は半田ショート防止用部品上面１ａと仕切板１１の関係を示す模式断面図である。
【図７】本発明の他の半田ショート防止用部品を示す模式図で、（ａ）平面図、（ｂ）はｇ−ｇ線の拡大断面図、（ｃ）は図７（ａ）の半田ショート防止用部品を使用した場合のプリント基板との配置関係の説明図である。
【図８】貫通開口部のメッシュ形状の代表的な実施例を示す図である。
【図９】仕切板形状の実施形態を示す斜視外観図で、（ａ）矩形体、（ｂ）凸状矩形体、（ｃ）下向き凸曲面矩形体である。
【図１０】実施例で用いた半田ショート防止用部品の使用方法を示す図で、（ａ）は実施例１及び実施例３、（ｂ）は実施例２である。
【図１１】浸漬法における従来の自動半田付け装置を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明は、図１（ａ）に示すような熔融はんだによる半田付け作業における熔融はんだのヒゲ生成による半田ショートの発生原因を調査した結果、第一に熔融はんだの流れが部品の配置などで悪くなっている部分の浸漬部分のリード間がショートすること。第二に熔融はんだの温度が下がった部分の熔融はんだに粘りが発生して浸漬部分のリード間がショートすることを見出し、完成に至ったものである。
【００２４】
本発明では、熔融はんだの流れを悪くし、その温度を下げるという半田ショートを発生させる原因を助長するかのように基板から突き出た電子部品のリード間に設けられる、図１（ｂ）に示される仕切板１１によって逆に半田ショートを防止するものである。図１において、２は基板、１１は仕切板、２０はリード付き電子部品、ａはリード間距離（リードピッチ）、ｈＬはリード２１の基板からの突出し量、ｗｓは仕切板の幅である。
【００２５】
本発明の半田ショート防止用部品には、熔融はんだとの濡れ性が悪い材料を用いる。
その素材としては、ステンレス鋼など耐食性金属の薄板をシート状に延伸したもの、或いはポリアミド樹脂などの耐熱性樹脂を用い、その表面にはプリント基板のスルーホールに対応してメッシュ状に加工され、プリント基板と溶融はんだ浴面との間、より具体的には、半田付け用冶具の基板面、中間層又ははんだ浴面にプリント基板と密着しない状態で、プリント基板と半田付け用冶具の間に介在し、半田付け用冶具によって固定されるものである。
なお、溶融はんだ浴面と半田ショート防止用部品との距離は、半田付けするプリント基板と電子部品との関係や溶融はんだの噴流レベルに合わせて適宜調整される。
【００２６】
この際、プリント基板に搭載される電子部品のリードは、プリント基板に形成されたスルーホールに挿入され、半田ショート防止用部品の仕切板によって形成されたメッシュ形状の貫通開口部を通して溶融はんだ浴面に接触する。次いで溶融はんだ浴面の上昇に伴って溶融はんだはスルーホール内に侵入し、リードと基板のスルーホールとの半田による接続が完了すると、シート状の半田ショート防止用部品はプリント基板の裏面から容易に剥離し、リードのピッチ間に連なっていた溶融はんだによるブリッジは、仕切板の作用により同時に除去され、冷却固化が確認された後、半田付け用冶具からプリント基板を取り外すリードとプリント基板のスルーホールが、健全な形で溶着するようになる。
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について添付した図面に基づいて更に詳細に説明する。
図２は本発明の半田ショート防止用部品の一例を示す模式図で、（ａ）平面図、（ｂ）はａ−ａ線の拡大断面図、（ｃ）はｂ−ｂ線の拡大断面図、（ｄ）はｃ−ｃ線における拡大断面図である。図２（ｂ）、（ｃ）に示す仕切板１１は、最大厚みｔｓの両凸状矩形体仕切板で、図２（ｄ）に示す仕切板１１は、厚みｔｓの矩形体仕切板である。
１は半田ショート防止用部品、１０は貫通開口部、１１は仕切板、１２はシート状薄板、１４は位置決め孔、１５は貫通開口部１０と仕切板１１から構成されるメッシュ形状、ｔｓは仕切板１１の厚み、ｔｇはシート状薄板１２の板厚である。メッシュ形状１５は、それぞれが対応する電子部品のリード配置に沿った形態で構成されている。
【００２８】
この半田ショート防止部品１は、プリント基板に載置された複数の電子部品を同時に半田付けする時に用いる形態のものである。図３および図４を用いて、図２に示す半田ショート防止部品１の使用形態を次に説明する。
【００２９】
図３は、図２に示す本発明の半田ショート防止用部品の使用方法を示す図で、（ａ）は一部にリード付き電子部品を載置したプリント基板／半田ショート防止用部品／半田付け用冶具からなる一部切り欠き平面図で、（ｂ）はｄ−ｄ線における拡大断面図である。
２はプリント基板、３は半田付け用冶具、４０はスペーサー、４４はスペーサー位置決め孔、２０はリード付き電子部品、２１はリード、２２はプリント基板に設けられたスルーホールで、ｈＬはリード２１のプリント基板２からの突き出し量である。
【００３０】
この半田ショート防止用部品１を使用して電子部品２０のプリント基板２への半田付けを行う場合、図３（ｂ）で示すように半田付け用治具３上に半田ショート防止用部品１、スペーサー４０を、それぞれの位置決め孔１４、４４に合わせて順に重ね、その上に所定位置に電子部品２０を配置したプリント基板２を載せ、自動半田付け装置によってプリント基板２と電子部品２０のリード２１とを半田付けするものである。
【００３１】
ここで、仕切板１１の厚みｔｓは、噴流する溶融はんだを的確にスルーホール２２に導くために、電子部品のリード２１の基板からの突き出し量ｈＬ以下の厚みで、０．５ｍｍ以上の厚みとする。０．５ｍｍより薄い場合では、必要量の溶融はんだの導出が不十分となり、満足する半田付けができず、ｈＬを超える厚みの場合には、溶融はんだの噴流を阻害する恐れがあり、同様に満足すべき半田付けができない。
【００３２】
図４は、図２の半田ショート防止用部品を使用してプリント基板に電子部品を半田付けする際のそれぞれの形態を示すもので、（ａ）プリント基板、（ｂ）半田ショート防止用部品、（ｃ）半田付け用冶具の各々を示す模式平面図である。図４（ｃ）の半田付け用冶具３には、プリント基板に載置される電子部品に対応した大きさの貫通開口部３０と、半田ショート防止用部品１を載置する場合の位置決めを行う半田付け用治具位置決め孔３４が設けられ、半田ショート防止用部品１の位置決め孔１４と連帯して位置設定を行っている。
【００３３】
図５は、本発明の半田ショート防止用部品の他の実施態様を示す模式図で、（ａ）平面図、（ｂ）はｅ−ｅ線の拡大断面図、（ｃ）はｆ−ｆ線の拡大断面図である。
図５（ａ）に示す半田ショート防止用部品１ａは、単一の電子部品２０をプリント基板２に半田付けする際に用いられるものである。先に図３、図４で説明した半田ショート防止用部品１と同様に、仕切板１１により半田付けする電子部品２０のリード２１の配置に対応したメッシュ形状を有する貫通開口部１０を平面部に有するシート状薄板１２から構成されている。
【００３４】
図５（ａ）の半田ショート防止用部品１ａを使用して電子部品２０のリード２１のプリント基板２への半田付けは、図５（ｂ）、（ｃ）に示されるように、半田付け用治具３、半田ショート防止用部品１ａ、スペーサー４０を、それらの位置決め孔３４、１４、４４により位置合わせをして重ね、そのスペーサー４０上に電子部品２０を配置したプリント基板２を載せて半田付けを行うものである。
【００３５】
図６はプリント基板２と仕切板１１との関係を示す模式断面図で、仕切板上面１１ａとプリント基板２（プリント基板の下面２ａ）との距離Ｈは、望ましくは０ｍｍより大きく、すなわち隙間を有し、その隙間は１．０ｍｍ以下が好ましい。
この距離Ｈが１．０ｍｍを超えると、余分な溶融はんだが半田ショート防止用部品上に貯留することとなり、本発明の半田ショート防止用部品を以ってしても良好な半田付け性が得られなくなるためである。
【００３６】
さらに、この距離Ｈの調整には、図６に示すように半田ショート防止用部品１上に適応した厚みのスペーサー４０を設けて行う。このスペーサー４０を用いることによって、プリント基板２はスペーサー４０上に配置されることになる。また、スペーサー４０がプリント基板２と接することによって、半田付け時にプリント基板下面２ａに熔融はんだが回り込み付着することによる短絡の防止やプリント基板の汚れなどを防ぐ役割を担っている。
【００３７】
図７は本発明の他の半田ショート防止用部品の実施態様を示す模式図で、（ａ）平面図、（ｂ）はｇ−ｇ線の拡大断面図、（ｃ）は図７（ａ）の半田ショート防止用部品を使用した場合のプリント基板との配置関係の説明図である。図７において、１ｂは半田ショート防止用部品、１３は凸状突起、Ｈはプリント基板下面と仕切板上面との距離、Ｌは半田ショート防止用部品とプリント基板との隙間である。
【００３８】
図７の実施態様では、図７（ｃ）でわかるように、スペーサーを用いずに半田ショート防止用部品１ｂ上にプリント基板２を載置して半田付けを行うもので、仕切板上面１１ａがシート状薄板１２より突出していない場合に用いるのに適している。
すなわち、図７（ａ）、（ｂ）に示すシート状薄板１２の上面に凸突起１３を設けることで、図７（ｃ）のようにプリント基板２と半田ショート防止用部品１ｂとの間に、プリント基板下面２ａと仕切板上面１１ａとの距離Ｈが設定範囲となるような隙間Ｌが形成される。
この凸状突起１３は、図７（ｂ）のようにシート状薄板１２に孔を設け、その孔に隙間Ｌに対応した所定の高さの頭部を有するピンを差し込む方法を採ることで種々の隙間Ｌに対応可能である。また、その形状は、図７（ａ）では半球状であるが、角柱、円柱、錐、錐台など、隙間Ｌが所望の値となるものであるなら良い。
【００３９】
図８は、貫通開口部１０を有するメッシュ形状の代表的な実施例を示す図で、１５ａはＤＩＰ（Ｄｕａｌ Ｉｎｌｉｎｅ Ｐａｃｋａｇｅ）やＳＩＰ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｉｎｌｉｎｅ Ｐａｃｋａｇｅ）型の電子部品の半田付けに利用されるメッシュ形状、１５ｂはＰＧＡ（Ｐｉｎ Ｇｒｉｄ Ａｌｌａｙ）などのｐｉｎ挿入型パッケージの電子部品の半田付けに有効なメッシュ形状である。
【００４０】
図９（ａ）から（ｃ）は仕切板１１の形状の実施例を示す斜視外観図で、（ａ）矩形体、（ｂ）凸状矩形体、（ｃ）下向き凸曲面矩形体などが挙げられるが、これらに限るものではなく、下方より噴出される溶融はんだを電子部品のリードに導出する形状であれば良い。なお、仕切板１１の幅ｗｓは、電子部品のリードピッチに応じて適宜選択するが、０．０５から０．３ｍｍが望ましい。
【実施例】
【００４１】
以下、実施例を用いて本発明をより詳細に説明する。
【実施例１】
【００４２】
プリント基板２に板厚１．６ｍｍの基材がガラス繊維から成るリジッド基板を採用し、図１０（ａ）に示すようにプリント基板２への電子部品２０の半田付けに際し、溶融はんだ浴面４と、このプリント基板１との間に介在するように、板厚が１．５ｍｍのシート状のオーステナイト系ステンレス鋼製半田ショート防止用部品１を半田付け用冶具３によって固定した。
【００４３】
図２に示す半田ショート防止用部品１の平面部には、図２に模式的に示す仕切板１１と、この仕切板１１によって区分けされる貫通開口部１０からなるメッシュ形状１５が、プリント基板２のスルーホール２２に対応するようにして形成され、電子部品２０のリード２１は、対応するスルーホール２２に挿入され、半田ショート防止用部品１の該当するメッシュ１５を突き抜けて溶融はんだ浴面４に向かって突出している。
実施例１では、図９（ｂ）に示す凸状矩形体形状の厚みｔｓが０．７ｍｍの仕切板１１を使用し、プリント基板下面２ａと仕切板上面１１ａとの距離Ｈが０．０２ｍｍとなるようにスペーサー４０をプリント基板２と半田ショート防止用部品１の間に配置して調節した。
【００４４】
このようにセットされたプリント基板２を、図示を省略した自動半田付け装置における搬送手段によって噴流はんだ槽上に移動し、上昇した溶融はんだ浴に浸漬してスルーホール２２への溶融はんだの侵入を果たし、スルーホール２２へのリード２１の接合を完了する。その後自動半田付け装置における工程の流れの中で、強制的に冷却固化されたプリント基板２を半田付け用冶具３から取り外し、更に半田ショート防止用部品１を剥離すると、隣接するリード２１のピッチ間において連なって形成されていたブリッジも同時に除去され、リード２１のピッチ間におけるブリッジは皆無で、又、スルーホール２２内においてリード２１は健全な状態で半田付けされていることが確認された。
【実施例２】
【００４５】
プリント基板２に板厚１．６ｍｍの基材がガラス繊維から成るリジッド基板を採用し、図１０（ｂ）に示すようにプリント基板２への電子部品２０の半田付けに際し、溶融はんだ浴面４と、このプリント基板１との間に介在するように、図７（ａ）に示す板厚が１．５ｍｍのシート状のオーステナイト系ステンレス鋼製半田ショート防止用部品１を半田付け用冶具３によって固定した。
【００４６】
この半田ショート防止用部品１の平面部には、図９（ａ）に模式的に示す仕切板１１と、この仕切板１１によって区分けされる貫通開口部１０からなるメッシュ形状１５が、プリント基板２のスルーホール２２に対応するようにして形成され、電子部品２０のリード２１は、対応するスルーホール２２に挿入され、半田ショート防止用部品１の該当するメッシュ１５を突き抜けて溶融はんだ浴面４に向かって突出している。更に、プリント基板２と半田ショート防止用部品１との隙間を形成する凸状突起１３が設けられている。
【００４７】
実施例２では、図９（ａ）に示す矩形体形状の厚みｔｓが１．０ｍｍの仕切板１１を使用し、プリント基板下面２ａと仕切板上面１１ａとの距離Ｈが、０．５ｍｍとなるような凸状突起１３した。
【００４８】
このようにセットされたプリント基板２を、図示を省略した自動半田付け装置における搬送手段によって噴流はんだ槽上に移動し、上昇したはんだ浴面に浸漬してスルーホール２２への溶融はんだの侵入を果たし、スルーホール２２へのリード２１の接合を完了する。その後自動半田付け装置における工程の流れの中で、強制的に冷却固化されたプリント基板２を半田付け用冶具から取り外し、更に半田ショート防止用部品１を剥離すると、隣接するリード２１のピッチ間において連なって形成されていたブリッジも同時に除去され、リード２１のピッチ間におけるブリッジは皆無で、また、スルーホール２２内においてリード２１は健全な状態で半田付けされていることが確認された。
【実施例３】
【００４９】
半田ショート防止用部品１が、板厚（ｔｇ）が２．０ｍｍのポリアミド樹脂で、仕切板１１の厚みｔｓが２．０ｍｍであること以外は、実施例１と同じ条件で電子部品のプリント基板への半田付けを行ったところ、実施例１、２と同様に電子部品のリードのピッチ間におけるブリッジは皆無で、又スルーホール内においてリードは健全な状態で半田付けされていることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
上記各実施例からも明らかなように、本発明に係る半田ショート防止用部品を用いたプリント基板の半田付け方法によれば、静波状態におけるはんだ浴との接触によってプリント基板のスルーホールへのリードの半田付けが完了するので、主として荒波噴流槽における溶融はんだ粒の飛散に起因するツララが発生せず、しかもプリント基板と溶融はんだ浴面との間に介在した半田ショート防止用部品を取り外すことによって、電子部品のリードのピッチ間に連なって形成されたブリッジが同時に除去されることから、半田付け後の修正作業を省くことを可能にする。
【００５１】
また、従来から汎用されている荒波噴流はんだ槽による半田付け後、仕上げはんだ槽によるはんだ不良の修正工程を要することもなく、半田付け面における半田ショートが容易に除去されるため、プリント基板における電子回路の形成のための半田付けが簡略な操作によって容易に実施できる。
従って高密度集積回路を有する各種電子部品等を搭載するプリント基板を、高い信頼性を維持しながら低価格で提供することが可能となる。
【００５２】
更に、本発明のプリント基板の半田付け方法に用いられる半田ショート防止用部品は、汎用性の素材を用いて容易に作製することができるため、プリント基板の半田付け方法における半田ショート防止用部品として安価に提供することができるので、当該技術分野における半田ショート防止用部品、若しくはプリント基板の半田付け方法として幅広く採用されることが期待される。
【符号の説明】
【００５３】
１、１ａ、１ｂ 半田ショート防止用部品
２ プリント基板
２ａ プリント基板下面
３ 半田付け用冶具
４ 溶融はんだ浴面
１０ 貫通開口部
１１ 仕切板
１１ａ 仕切板上面
１２ シート状薄板
１３ 凸状突起
１４ （半田ショート防止用部品）位置決め孔
１５、１５ａ、１５ｂ 貫通開口部と仕切板から構成されるメッシュ形状
２０ リード付き電子部品
２１ リード
２２ スルーホール
３０ 貫通開口部
３４ 半田付け治具位置決め孔
４０ スペーサー
４４ スペーサー位置決め孔
５０ 自動半田付け装置
５１ フラクサー
５２ プリヒーター
５３ 噴流はんだ槽
５４ 荒波はんだ槽
５５ 仕上はんだ槽
５６ 冷却機
ａ リード間距離（リードピッチ）
ｈＬ リード２１の基板からの突出し量
ｗｓ 仕切板の幅
ｔｓ 仕切板１１の厚み
ｔｇ シート状薄板１２の板厚
Ｈ プリント基板下面と仕切板上面との距離
Ｌ 半田ショート防止用部品とプリント基板との隙間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融はんだを用いたプリント基板のスルーホールへのリード付き電子部品の前記リードを介する半田付けに用いられる、溶融はんだによるリード間のブリッジ形成によるショートを防止する半田ショート防止用部品において、
前記半田ショート防止用部品は、
平面部に貫通開口部を備える金属又は耐熱性樹脂のシート状薄板と、
前記貫通開口部をメッシュ形状とする仕切板とからなり、
前記貫通開口部に設けられるメッシュ形状は、前記リード付き電子部品の隣接するリードが独立又は複数、且つ前記プリント基板のスルーホールに対応するように、前記仕切板によってメッシュ状に区分され、
前記仕切板は、前記仕切板の上面が前記プリント基板と密着せず、且つ仕切板の厚みが０．５ｍｍ以上であることを特徴とする半田ショート防止用部品。
【請求項２】
前記仕切板の厚みが、０．５ｍｍ以上、前記リードの基板からの突き出し量以下であることを特徴とする請求項１記載の半田ショート防止用部品。
【請求項３】
前記半田ショート防止用部品が、前記プリント基板と密着せず、且つ前記プリント基板と１．０ｍｍ以下の隙間を形成するスペーサーを介して配置されることを特徴とする請求項１又は２記載の半田ショート防止用部品。
【請求項４】
前記仕切板の上面から前記プリント基板までの距離Ｈが、０．０ｍｍより大きく、１．０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の半田ショート防止用部品。
【請求項５】
半田付け用冶具に半田ショート防止用部品を配置し、前記半田ショート防止用部品上に電子部品を配置したプリント基板を載置して、溶融はんだ槽を通過させる過程で前記プリント基板のスルーホールに電子部品のリードを介して各種電子部品を半田付けする方法において、
前記半田ショート防止用部品が、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の半田付け方法。
【請求項１】
溶融はんだを用いたプリント基板のスルーホールへのリード付き電子部品の前記リードを介する半田付けに用いられる、溶融はんだによるリード間のブリッジ形成によるショートを防止する半田ショート防止用部品において、
前記半田ショート防止用部品は、
平面部に貫通開口部を備える金属又は耐熱性樹脂のシート状薄板と、
前記貫通開口部をメッシュ形状とする仕切板とからなり、
前記貫通開口部に設けられるメッシュ形状は、前記リード付き電子部品の隣接するリードが独立又は複数、且つ前記プリント基板のスルーホールに対応するように、前記仕切板によってメッシュ状に区分され、
前記仕切板は、前記仕切板の上面が前記プリント基板と密着せず、且つ仕切板の厚みが０．５ｍｍ以上であることを特徴とする半田ショート防止用部品。
【請求項２】
前記仕切板の厚みが、０．５ｍｍ以上、前記リードの基板からの突き出し量以下であることを特徴とする請求項１記載の半田ショート防止用部品。
【請求項３】
前記半田ショート防止用部品が、前記プリント基板と密着せず、且つ前記プリント基板と１．０ｍｍ以下の隙間を形成するスペーサーを介して配置されることを特徴とする請求項１又は２記載の半田ショート防止用部品。
【請求項４】
前記仕切板の上面から前記プリント基板までの距離Ｈが、０．０ｍｍより大きく、１．０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の半田ショート防止用部品。
【請求項５】
半田付け用冶具に半田ショート防止用部品を配置し、前記半田ショート防止用部品上に電子部品を配置したプリント基板を載置して、溶融はんだ槽を通過させる過程で前記プリント基板のスルーホールに電子部品のリードを介して各種電子部品を半田付けする方法において、
前記半田ショート防止用部品が、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の半田付け方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−２３３８５０（Ｐ２０１１−２３３８５０Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１１２６０２（Ｐ２０１０−１１２６０２）
【出願日】平成２２年５月１４日（２０１０．５．１４）
【出願人】（５９７１６５６８５）株式会社イトー (3)
【出願人】（５０５００２１２９）株式会社 トーヤ (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月１４日（２０１０．５．１４）
【出願人】（５９７１６５６８５）株式会社イトー (3)
【出願人】（５０５００２１２９）株式会社 トーヤ (2)
【Ｆターム（参考）】
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