JP6205892B2 - Backup pin installation method and printed circuit board unit manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、バックアップピンの設置方法およびプリント基板ユニットの製造方法に関する。 The present invention relates to a backup pin installation method and a printed circuit board unit manufacturing method.
電子機器に使用するプリント基板ユニットを製造する際、表面実装技術（ＳＭＴ）を用いてプリント基板へ電子部品を実装する方法が多く採用されている。プリント基板に電子部品を表面実装する場合、プリント基板の所定位置に半田ペーストを印刷する工程、電子部品をプリント基板に搭載する工程、半田付けのためのリフロー加熱を行うリフロー工程等が行われる。 When manufacturing a printed circuit board unit for use in an electronic device, a method of mounting electronic components on a printed circuit board using surface mounting technology (SMT) is often employed. When electronic components are surface-mounted on a printed board, a step of printing a solder paste on a predetermined position of the printed board, a step of mounting the electronic component on the printed board, a reflow step of performing reflow heating for soldering, and the like are performed.
リフロー工程は、一般に電子部品を搭載したプリント基板をリフロー装置のリフロー炉内において所定の温度プロファイルに従って加熱することにより行われる。リフロー炉は、通常、入口から出口方向に向かって順次、予備加熱ゾーン、本加熱ゾーン、冷却ゾーンとなっている。そして、支持装置によって支持された状態でプリント基板がリフロー炉内を搬送されることで、予備加熱ゾーン、本加熱ゾーン、冷却ゾーンを順次通過し、半田付けがなされる。 The reflow process is generally performed by heating a printed circuit board on which electronic components are mounted in a reflow furnace of a reflow apparatus according to a predetermined temperature profile. The reflow furnace usually has a preheating zone, a main heating zone, and a cooling zone sequentially from the inlet toward the outlet. Then, the printed circuit board is transported through the reflow furnace while being supported by the support device, so that it sequentially passes through the preheating zone, the main heating zone, and the cooling zone, and is soldered.
プリント基板の支持装置は、リフロートレイやパレット等と称する基台と、この基台に配設される複数のバックアップピンを含んでおり、各バックアップピンの上端面にプリント基板の下面を載置することでプリント基板を支持する構造となっている。通常、電子部品を搭載したプリント基板は、バックアップピンによって水平姿勢を保持するように支持される。 The printed circuit board support device includes a base called a reflow tray or a pallet, and a plurality of backup pins arranged on the base, and places the lower surface of the printed circuit board on the upper end surface of each backup pin. Thus, the printed circuit board is supported. Usually, a printed circuit board on which electronic components are mounted is supported by a backup pin so as to maintain a horizontal posture.
プリント基板に表面実装される電子部品としては、例えばＢＧＡ（Ｂall Grid Array）、ＣＳＰ（Chip Size Package）等が広く知られている。このような表面実装型の電子部
品は、プリント基板への実装面に格子状に配置された複数の電極を備えている。例えば、図１に示す電子部品１００は、サブストレートと称される支持基板１１０にＩＣ（Integrated Circuits）やＬＳＩ（Large Scaled IC）等の半導体チップ１２０を搭載し、支持基板１１０の下面に複数の半田ボール１３０を格子状に配置している。また、半導体チップ１２０は、モールド樹脂１４０によって封止されている。
For example, BGA (Ball Grid Array) and CSP (Chip Size Package) are widely known as electronic components that are surface-mounted on a printed circuit board. Such a surface-mount electronic component includes a plurality of electrodes arranged in a grid pattern on a mounting surface on a printed board. For example, the
リフロー装置の炉内温度は、本加熱ゾーンにおいて例えば２３０〜２４５℃程の高温に達するため、支持基板１１０や半導体チップ１２０における熱膨張率の違いにより、電子部品１００には熱変形による反りが発生する場合がある（図２を参照）。その結果、図３に示すように、リフロー後におけるプリント基板ユニットにおいて、プリント基板２００と電子部品１００との接合部において、半田未着や半田ショート等の接続不良が発生する虞がある。
Since the furnace temperature of the reflow apparatus reaches a high temperature of, for example, 230 to 245 ° C. in the main heating zone, the
これに関連して、リフロー中における電子部品の反り量を測定し、測定した反り量に基づいて電子部品が搭載された基板の反りを、アクチュエータを用いて矯正する技術も提案されている（例えば、特許文献１等を参照）。 In connection with this, a technique has also been proposed in which the amount of warpage of an electronic component during reflow is measured, and the warpage of the substrate on which the electronic component is mounted is corrected using an actuator based on the measured amount of warpage (for example, See Patent Document 1).
しかしながら、リフローを行う都度、リフロー中の電子部品の反り量を測定し、アクチュエータを動作させて電子部品の反りを矯正するのでは、リフロー時における制御内容の煩雑化に繋がり易い。本件は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、電子部品を搭載したプリント基板のリフローを行う際に、簡易に、半田の接続不良を抑制するための技術を提供することにある。 However, each time reflow is performed, measuring the amount of warpage of the electronic component during reflow and operating the actuator to correct the warpage of the electronic component tends to complicate control contents during reflow. This case has been made in view of the above problems, and its purpose is to provide a technique for easily suppressing poor solder connection when reflowing a printed circuit board on which electronic components are mounted. It is in.
本件の一観点によれば、半田ペーストが供給された第１主面に電子部品を載置した状態のプリント基板を加熱して半田付けを行うリフロー時に、前記プリント基板を支持するためのバックアップピンを支持装置の基台に設置する方法であって、前記プリント基板の自重および前記プリント基板に搭載される電子部品の重量によって前記プリント基板に発生する撓みが、リフローの加熱によって発生する前記電子部品の熱反りに沿って（添って）形成されるように前記バックアップピンを設置する、バックアップピンの設置方法が提供される。 According to one aspect of the present invention, a backup pin for supporting the printed circuit board at the time of reflow in which soldering is performed by heating the printed circuit board on which the electronic component is placed on the first main surface to which the solder paste is supplied. Is mounted on a base of a support device, wherein the electronic component is caused by reflow heating caused by the weight of the printed circuit board and the weight of the electronic component mounted on the printed circuit board. There is provided a backup pin installation method in which the backup pin is installed so as to be formed along (following) the thermal warpage of the battery.
また、本件の他の観点によれば、半田ペーストが供給された第１主面に電子部品を載置した状態のプリント基板を加熱するリフローを行い、前記プリント基板に前記電子部品を半田付けするプリント基板ユニットの製造方法であって、前記プリント基板を支持するためのバックアップピンを支持装置の基台に設置する設置工程と、前記プリント基板を前記バックアップピンによって支持した状態でリフローを行うリフロー工程と、を含み、前記設置工程において、前記プリント基板の自重および前記プリント基板に搭載される電子部品の重量によって前記プリント基板に発生する撓みが、リフローの加熱によって発生する前記電子部品の熱反りに沿って（添って）形成されるように前記バックアップピンを設置する、プリント基板ユニットの製造方法が提供される。 According to another aspect of the present invention, reflow is performed to heat the printed circuit board in a state where the electronic component is placed on the first main surface to which the solder paste is supplied, and the electronic component is soldered to the printed circuit board. A method of manufacturing a printed circuit board unit, wherein an installation step of installing a backup pin for supporting the printed circuit board on a base of a support device, and a reflow process of performing reflow in a state where the printed circuit board is supported by the backup pin In the installation step, the deflection generated in the printed circuit board due to the weight of the printed circuit board and the weight of the electronic component mounted on the printed circuit board is caused by the thermal warp of the electronic component generated by reflow heating. Of the printed circuit board unit in which the backup pin is installed so as to be formed along (following) Granulation method is provided.
本件によれば、電子部品を搭載したプリント基板のリフローを行う際に、簡易に、半田の接続不良を抑制するための技術を提供することができる。 According to this case, when reflowing a printed circuit board on which electronic components are mounted, a technique for easily suppressing poor solder connection can be provided.
以下、図面を参照して、発明を実施するための実施形態に係るプリント基板ユニットの製造方法、バックアップピンの設置方法について例示的に詳しく説明する。 Hereinafter, with reference to drawings, the manufacturing method of the printed circuit board unit concerning the embodiment for inventing and the installation method of a backup pin are explained in detail exemplarily.
＜実施形態１＞
<
図４は、本実施形態に係るプリント基板ユニット１の概略構成を示す図である。プリント基板ユニット１は、プリント基板１０と、プリント基板１０に表面実装された電子部品２０を備える。プリント基板１０における主面のうち、電子部品２０が実装される方の面を「第１主面１０ａ」と称し、反対側の面を「第２主面１０ｂ」と称する。プリント基板２０の第１主面２０ａには複数のパッド１０ｃが設けられている。本実施形態において、プリント基板１０は、基材としてのガラス繊維布にエポキシ樹脂を含浸させて熱硬化処理を施し板状にしたガラスエポキシ基板であるが、これには限定されない。
FIG. 4 is a diagram illustrating a schematic configuration of the printed
電子部品２０は、支持基板であるサブストレート基板２１にＩＣ（Integrated Circuits）やＬＳＩ（Large Scaled IC）等の半導体チップ２２を搭載した半導体パッケージである。電子部品２０の半導体チップ２２は、モールド樹脂２４によって封止されている。ここで、電子部品のうち、プリント基板１０における第１主面１０ａに対向する面を「底面（下面）２０ｂ」と呼び、反対側の面を「上面２０ａ」と呼ぶ。ここで、電子部品２０の底面２０ｂは、実質的にサブストレート基板２１において後述する半田ボール２３が配設される方の面によって形成されている。また、電子部品２０の上面２０ａは、モールド樹脂２４の表面によって形成されている。
The
電子部品２０の底面２０ｂを形成するサブストレート基板２１の下面には、複数の半田ボール２３が格子状に設けられている。各半田ボール２３は、プリント基板１０の第１主面１０ａに形成されたパッド１０ｃと対応するように配置されている。
A plurality of
電子部品２０の半田ボール２３は、プリント基板１０のパッド１０ｃと半田付けによって接合されている。プリント基板１０および電子部品２０の半田接合に際して、プリント基板１０の第１主面１０ａに半田ペースト（クリーム半田）３０が印刷装置（図示せず）によって供給される。より具体的には、図５に示すように、半田ペースト３０が、プリント基板１０における第１主面１０ａのパッド１０ｃ上に供給（転写）される。
The
その後、自動搭載装置（図示せず）によって、図６に示すように、プリント基板１０の第１主面１０ａ上に電子部品２０が搭載される。その際、電子部品２０の半田ボール２３は、半田ペースト３０が転写されたパッド１０ｃ上に載置される。こうして、電子部品２０が搭載されたプリント基板１０は、図７に示すリフロー装置（リフロー炉）２によって加熱されることで、半田付けが行われる。図７は、実施形態１に係るリフロー装置２の概略構成を示す図である。
Thereafter, as shown in FIG. 6, the
リフロー装置２は、トンネル状に形成された炉内に、入口側から出口側に向かって、予備加熱ゾーンＺ１、本加熱ゾーンＺ２、および冷却ゾーンＺ３が設けられている。また、リフロー装置２は、プリント基板１０を支持する支持装置３、およびこれらを搬送するコンベア４（搬送装置）等を備える。コンベア４は、回転駆動される複数のローラ４１、およびこのローラ４１に掛け回されるベルト４２を有する。コンベア４は、プリント基板１０を支持した状態の支持装置３を、矢印Ｍ１の方向へ搬送する。支持装置３がコンベア４によって矢印Ｍ１の方向へ搬送されることで、電子部品２０を搭載したプリント基板１０は、順次、予備加熱ゾーンＺ１、本加熱ゾーンＺ２、冷却ゾーンＺ３を通過する。
The
リフロー装置２において、予備加熱ゾーンＺ１および本加熱ゾーンＺ２には、コンベア４によって搬送されるプリント基板１０を加熱するためのヒータ２ａ，２ｂが設けられている。また、冷却ゾーンＺ３には、コンベア４により搬送されるプリント基板１０を冷却するためのクーラ２ｃが備えられている。リフロー装置２は、予備加熱ゾーンＺ１において電子部品２０を搭載したプリント基板１０の予備加熱をした後、本加熱ゾーンＺ２において半田の溶融温度以上に加熱するという、所定の温度プロファイルに沿った加熱制御が行われる。予備加熱ゾーンＺ１および本加熱ゾーンＺ２を経てプリント基板１０と電子部品２０との半田付けが行われた後、電子部品２０およびプリント基板１０は冷却ゾーンＺ３において冷却されてから、装置外へ排出される。
In the
図８は、電子部品２０の半田付けに係るリフロー時の温度プロファイル（以下、「リフロー用温度プロファイル」という）を例示した図である。温度プロファイルとは、リフロー時におけるリフロー加熱温度と経過時間との関係を規定するものであり、リフロー加熱温度の時間推移について定めている。例えば、図８に例示するリフロー用温度プロファイルでは、予備加熱についてはリフロー温度１４０〜１６０℃、時間１２０ｓｅｃ．という条件に設定されている。また、本加熱についてはリフロー温度２４０℃、時間１０ｓｅｃ．という条件に設定されている。リフローにおいては、図８に示すように予め設定されたリフロー用温度プロファイルに則して加熱制御が行われる。但し、図８に示すリフロー用温度プロファイルは例示であり、他の温度プロファイルに従ってリフローを行ってもよい。 FIG. 8 is a diagram illustrating a temperature profile during reflow related to soldering of the electronic component 20 (hereinafter, referred to as “reflow temperature profile”). The temperature profile defines the relationship between the reflow heating temperature and the elapsed time at the time of reflow, and defines the time transition of the reflow heating temperature. For example, in the reflow temperature profile illustrated in FIG. 8, the preheating is performed at a reflow temperature of 140 to 160 ° C. for a time of 120 sec. The condition is set. Moreover, about this heating, reflow temperature is 240 degreeC, time 10sec. The condition is set. In reflow, heating control is performed in accordance with a preset reflow temperature profile as shown in FIG. However, the reflow temperature profile shown in FIG. 8 is merely an example, and reflow may be performed according to another temperature profile.
図９および図１０は、実施形態１に係る支持装置３の概略構成を示す図である。支持装置３は、コンベア４のベルト４に懸架されるトレイ部材５と、このトレイ部材５に立設されるピン部材である複数のバックアップピン６と、を有する。図９にトレイ部材５を示し、図１０にバックアップピン６を示す。トレイ部材５は、平板状のピン設置部５１と、ピン設置部５１の両側縁に形成される受け部５２を有している。トレイ部材５のピン設置部５１は、バックアップピン６の基端側に形成される挿入部６３を挿入可能なピン挿入孔５１ａが複数設けられている。また、受け部５２は、図７に示すコンベア４の左右のベルト４２に懸架される。これにより、コンベア４のローラ４１が回転駆動することで、ベルト４２に懸架されたトレイ部材５を図７の矢印Ｍ１方向へ搬送することができる。
9 and 10 are diagrams illustrating a schematic configuration of the
バックアップピン６は、ピン本体６１、鍔部６２、および挿入部６３を有するピン部材である。鍔部６２は、ピン本体６１および挿入部６３の間に配置されており、ピン本体６１および挿入部６３よりも径が大きな鍔（つば）形状を有している。挿入部６３は、円錐台形状を有しており、鍔部６２から離れるに従って外径が縮小するテーパー形状となっている。挿入部６３における鍔部６２との境界部における外径は、トレイ部材５におけるピン挿入孔５１ａの内径と等しい。また、ピン本体６１は略円柱形状を有し、その先端部には平坦な支持面（以下、「先端支持面」という）６１ａを有する。
The
図１１は、トレイ部材５（ピン設置部５１）のピン挿入孔５１ａにバックアップピン６の挿入部６３を挿入した状態を示す図である。ここで、バックアップピン６の鍔部６２は、ピン挿入孔５１ａの内径よりも大きくなっている。トレイ部材５にバックアップピン６を立設および装着する際、バックアップピン６の挿入部６３を根元まで（具体的には、鍔部６２の端面がトレイ部材５表面に当接するまで）ピン挿入孔５１ａに挿入する。これにより、バックアップピン６の挿入深さを一定とすることができる。
FIG. 11 is a view showing a state where the
図９に示すように、トレイ部材５のピン設置部５１には、多数の挿入孔５１ａが配列されている。図９に示す例では、挿入孔５１ａが格子状に並んでいるが、挿入孔５１ａの配列パターンは適宜変更することができる。本実施形態におけるバックアップピン６の設置方法は、トレイ部材５におけるピン設置部５１に複数のバックアップピン６を設置する。
そして、図１２に示すように、トレイ部材５に設置したバックアップピン６の先端支持面６１ａによってプリント基板１０の第２主面１０ｂを下から支持した状態で、リフロー装置２による加熱処理であるリフローを行う。
As shown in FIG. 9, a large number of insertion holes 51 a are arranged in the
Then, as shown in FIG. 12, the reflow which is a heat treatment by the
リフローに際して、リフロー装置２における本加熱ゾーンＺ２の雰囲気温度は、半田ペーストの溶融温度以上の高温（例えば、例えば図８の例では２４０℃）に制御される。その際、電子部品２０は、サブストレート基板２１と半導体チップ２２とにおいて熱膨張率が相違するため、これに起因してリフロー時に熱変形による反り（以下、「熱反り」と呼ぶ）が起こり易い。図１３Ａおよび図１３Ｂは、リフロー時に発生する電子部品２０の熱反りの挙動を示す図である。図１３Ａに示す熱反りパターンを「上面凹反り変形」と呼び、図１３Ｂに示す熱反りパターンを「上面凸反り変形」と呼ぶ。「上面凹反り変形」は、電子部品２０における上面２０ａの中央部が凹状に反るような熱変形をいう。また、「上面凸反り変形」は、電子部品２０における上面２０ａの中央部が凸状に反るような熱変形をいう。電子部品の多くは、リフロー時に「上面凹反り変形」を呈するケースが多いが、電子部品を形成する各部の物理特性によってはリフロー処理時に「上面凸反り変形」が起こるケースもある。つまり、電子部品２０の熱反り変形が、上面凹反り変形と上面凸反り変形の何れを呈するかは、電子部品２０の構造（例えば、サブストレート基板２１および半導体チップ２２の物理特性等）如何によって相違するものである。本実施形態では、電子部品２０の上面２０ａを基準としてリフロー時に発生する熱反りの種別を分類しているが、底面２０ｂを基準として熱反りの分類を行ってもよい。
At the time of reflow, the atmospheric temperature of the main heating zone Z2 in the
上記したように、リフローを行う際には、電子部品２０に熱反りが生じ易い。これに対して、単純に支持装置３によってプリント基板２０を水平姿勢に支持したのでは、図３に示したように半田未着や半田ショート等といった接続不良が発生する虞がある。そこで、本実施形態では、リフロー時に発生するであろう電子部品２０の熱反り挙動について、予め実験やシミュレーション等によって把握（取得）しておく。そして、リフロー加熱によって発生する電子部品２０の熱反りに、プリント基板１０の自重および電子部品２０の重量によってプリント基板１０に発生する撓みが沿って形成されるように、バックアップピン６によってプリント基板１０を支持するようにした。
As described above, when performing reflow, the
具体的には、リフローに先立ち、図８に例示したリフロー用温度プロファイルと同一の条件下において加熱される電子部品２０の熱反り挙動を、予め試験（実験）やシミュレーションによって取得しておく（取得工程）。リフロー用温度プロファイルと同一の温度プロファイルに則して電子部品２０を加熱したときの熱反り挙動は、公知の温度可変基板反り検査装置等を用いて測定することができる。更に、本実施形態では、ＪＥＤＥＣ標準Ｎｏ．２２Ｂ１１２（JEDEC Standard NO.22B112）に定められた測定方法に準拠して電子部品２０の熱反り量を測定する熱反り測定試験を行い、電子部品２０の熱反り挙動を取得するようにした。
Specifically, prior to reflow, the thermal warping behavior of the
図１４は、熱反り測定試験に用いる検査装置を模式的に示す図である。熱反り測定試験では、図１４に示す検査装置７を用いてリフローと同一条件の温度プロファイルに則して電子部品２０を加熱し、加熱時における電子部品２０の反り量を三次元センサによって測定する。検査装置７は、電子部品２０を載置するトレイ（図示せず）、装置内の雰囲気温度を可変制御するヒータ７１、加熱時における電子部品２０の反り量を測定するための測定装置７２等を有する。測定装置７２は、例えば電子部品２０に向かってレーザ光を発光する発光源７３と、電子部品２０において反射したレーザ光を検出する三次元センサ（カメラ）７４等を有する。本実施形態では、電子部品２０の底面２０ｂの各点における変位（反り量）を測定することとした。
FIG. 14 is a diagram schematically illustrating an inspection apparatus used for a thermal warpage measurement test. In the thermal warpage measurement test, the
図１５Ａおよび図１５Ｂは、熱反り測定試験の実施によって取得した電子部品２０の反
り量分布を示すコンター図である。図１５Ａは、測定試験時に電子部品２０に上面凹反り変形（図１３Ａに対応）が生じた場合の反り量分布を示している。一方、図１５Ｂは、電子部品２０に上面凸反り変形（図１３Ｂに対応）が生じた場合の反り量分布を示している。以下では、熱反り測定試験時に上面凹状反りが発生した電子部品を「第１電子部品２０Ａ」と呼ぶ。そして、熱反り測定試験時に上面凸反り変形が発生した電子部品を「第２電子部品２０Ｂ」と呼ぶ。第１電子部品２０Ａおよび第２電子部品２０Ｂは、例えばサブストレート基板２１および半導体チップ２２の熱膨張率が互いに異なっており、これが起因して加熱時における熱反り挙動が互いに相違している。なお、常温状態においても電子部品２０に反りが生じている場合があり、その場合には上面に凸状の反りが生じていることが多い。
15A and 15B are contour diagrams showing the warpage amount distribution of the
次に、リフロー工程におけるバックアップピン６の設置方法の詳細を説明する。本実施形態では、リフロー加熱によって発生する電子部品２０の熱反りに、プリント基板１０の自重および電子部品２０の重量によってプリント基板１０に発生する撓みが沿って形成されるように、プリント基板１０を支持するバックアップピン６を配置する。本実施形態では、プリント基板１０に第１電子部品２０Ａを半田付けする場合と、第２電子部品２０Ｂを半田付けする場合とにおいて、バックアップピン６の設置態様を相違させている。以下では、プリント基板１０に第１電子部品２０Ａを半田付けする場合と、第２電子部品２０Ｂを半田付けする場合とにおけるバックアップピン６の設置方法について、順次説明する。
Next, the details of the installation method of the
《プリント基板に第１電子部品を実装する場合》
［第１設置態様：第１電子部品を実装する際のバックアップピンの基本設置態様］
図１６および図１７は、第１設置態様に係るバックアップピンの設置方法を示す図である。図１６および図１７は、リフローに係る加熱が開始される前の状態を示している。図１６および図１７に示す状態において、プリント基板１０のパッド１０ｃ上には半田ペーストが供給されており、このパッド１０ｃと半田ボール２３とが位置合わせされた状態で第１電子部品２０ａがプリント基板１０上に搭載されている。但し、図１６において、パッド１０ｃおよび半田ペーストの図示を省略している。また、図１６および図１７に示すように、トレイ部材５には、複数のバックアップピン６が設置され、各バックアップピン６によってプリント基板１０が支持されている。より詳しくは、バックアップピン６におけるピン本体６１の先端に形成される先端支持面６１ａにプリント基板１０の第２主面１０ｂが載置されている。また、図示の例では、４つのバックアップピン６（６ａ〜６ｄ）がトレイ部材５に設置されている。
<When mounting the first electronic component on a printed circuit board>
[First installation mode: Basic installation mode of backup pin when mounting the first electronic component]
16 and 17 are diagrams illustrating a method of installing the backup pin according to the first installation mode. FIG. 16 and FIG. 17 show a state before heating related to reflow is started. In the state shown in FIGS. 16 and 17, a solder paste is supplied onto the
上記の通り、第１電子部品２０Ａは、熱反り測定試験において、上面２０ａの中央側が凹状に反る熱変形である上面凹反り変形として熱反り挙動が取得されている。本実施形態では、熱反り測定試験によって予め取得した熱反り挙動に基づいて、第１電子部品２０Ａの上面２０ａにおける凹状の頂点位置（以下、「上面凹状頂点位置」という）を取得しておく（求めておく）。なお、第１電子部品２０Ａは、リフロー時に上面２０ａの中央側が凹状に反ると共に、下面２０ｂの中央側が凸状に反る挙動を示すことになる。リフロー加熱によって第１電子部品２０Ａに反りが生じる際、上面２０ａ側における凹状反りの頂点位置と、下面２０ｂ側における凸状反りの頂点位置（以下、「下面凸状頂点位置」という）とは平面的に概ね一致する。そこで、以下では、リフロー時に熱反りが起こる第１電子部品２０Ａの上面凹状頂点位置と下面凸状頂点位置とを総称して「熱反り頂点位置」と呼ぶこととする。なお、第１電子部品２０Ａにおける熱反り頂点位置は、第１電子部品２０Ａの反り変形に関する変曲点ともいえる。また、電子部品における熱反り頂点位置（変曲点）は、電子部品の平面方向中央部に一致することが多い。
As described above, in the thermal warpage measurement test, the first
図１６および図１７中の符号Ｐ０は、第１電子部品２０Ａにおける熱反り頂点位置を示
している。本実施形態において、熱反り頂点位置Ｐ０は、電子部品における半導体チップ２２の中央部に略一致しているが、これには限られない。また符号Ｐ１〜Ｐ４は、各バックアップピン（以下、「第１バックアップピン」という）６ａ〜６ｄそれぞれに対応する配置位置を表しており、以下では「第１ＢＰ配置位置」と呼ぶ。
A symbol P0 in FIGS. 16 and 17 indicates a thermal warp vertex position in the first
図中の符号Ｄ１は、熱反り頂点位置Ｐ０から各第１バックアップピン６ａ〜６ｄが配置される第１ＢＰ配置位置Ｐ１〜Ｐ４までの平面（水平）距離を示す。ここで、Ｐ０およびＰ１間、Ｐ０およびＰ２間、Ｐ０およびＰ３間、Ｐ０およびＰ４間のいずれの距離も等距離（Ｄ１）となっている。また、図１７に示すように、各第１バックアップピン６ａ〜６ｄは、第１電子部品２０Ａが配置される領域よりも外側の領域に配置されている（基準ＢＰ位置Ｐ１〜Ｐ４を参照）。つまり、各第１バックアップピン６ａ〜６ｄは、第１電子部品２０Ａと平面的に重ならないように、第１電子部品２０Ａよりも外側の領域に配置されている。
Reference sign D1 in the figure indicates a plane (horizontal) distance from the thermal warp vertex position P0 to the first BP placement positions P1 to P4 where the first backup pins 6a to 6d are placed. Here, the distances between P0 and P1, between P0 and P2, between P0 and P3, and between P0 and P4 are equal distances (D1). Moreover, as shown in FIG. 17, each
また、図１７に示すように、各第１バックアップピン６ａ〜６ｄは、四角形の平面形状を有する第１電子部品２０Ａ（サブストレート基板２１）の対角方向に沿って配置されている。より詳しくは、各第１バックアップピン６ａ〜６ｄは、第１電子部品２０Ａの対角線の延長上に配置されている。図１７に示す例では、第１バックアップピン６ａ，６ｃは、熱反り頂点位置Ｐ０を挟んで対称となる位置に配置されている。つまり、第１バックアップピン６ａ，６ｃの組み合わせは、熱反り頂点位置Ｐ０を挟んで互いに対称となる位置に配置されたバックアップピン対といえる。同様に、第１バックアップピン６ｂ，６ｄは、熱反り頂点位置Ｐ０を挟んで対称となる位置に配置されている。つまり、第１バックアップピン６ｂ，６ｄの組み合わせは、第１バックアップピン６ａ，６ｂの組み合わせと同様に、熱反り頂点位置Ｐ０を挟んで互いに対称となる位置に配置されたバックアップピン対といえる。
Moreover, as shown in FIG. 17, each
図１８は、第１設置態様に係る設置方法によってバックアップピンを設置した場合のリフロー中におけるプリント基板１０の撓み挙動と第１電子部品２０Ａの熱反り挙動を説明する図である。図１９は、本実施形態に係るプリント基板の曲げ弾性率と温度との関係を例示する図である。リフローを行う際、第１バックアップピン６ａ〜６ｄによって支持されるプリント基板１０は、その自重と、搭載する電子部品２０（第１電子部品２０Ａ）の重量すなわち搭載荷重の影響によって撓むことになる。図１９に示すように、プリント基板１０の曲げ弾性率は、プリント基板１０の温度が高くなるほど小さくなる。そして、通常の装置使用環境下においてのプリント基板１０の曲げ弾性率に対して、リフロー環境下においてのプリント基板１０の曲げ弾性率は、概ね１／５程度と小さい。従って、リフロー中においては、プリント基板１０の自重およびプリント基板１０への積載荷重である電子部品２０（第１電子部品２０Ａ）の重量を利用して、プリント基板１０を容易に撓ませることができる。
FIG. 18 is a diagram for explaining the bending behavior of the printed
この第１設置態様では、プリント基板１０のうち、第１バックアップピン６ａ〜６ｄによって支持される４点で囲まれる領域が、自重および第１電子部品２０Ａの重量によって下に凸の撓みが生じる領域（以下、「撓み変形領域」という）Ｒ１となる。プリント基板１０の撓み変形領域Ｒ１は、その中央部において撓み量が最大となり、撓み変形領域Ｒ１の中央部は第１電子部品２０Ａの熱反り頂点位置Ｐ０と平面的な位置が一致する。
In this first installation mode, an area surrounded by four points supported by the first backup pins 6a to 6d in the printed
その結果、図１８に示すように、プリント基板１０に作用する積載荷重および自重に起因してリフロー中に起こる下に凸の撓み変形を、第１電子部品２０Ａの熱反り変形の形状（上面凹反り変形）に沿わせることができる。つまり、リフロー時において第１電子部品２０Ａに発生する熱反り変形の位置、向き、変形量と、自重および積載重量によってプリント基板１０に生じる撓みの位置、向き、撓み量を概ね合わせることができる。このよう
に、プリント基板１０を矯正することにより、プリント基板１０と第１電子部品２０Ａとの接合部において、リフロー中の熱反りに起因してプリント基板１０の第１主面１０ａと第１電子部品２０Ａの底面２０ｂとの間隔が設計値から過度にずれることを抑制できる。よって、プリント基板１０に第１電子部品２０Ａを半田付けする際に、半田未着や半田ショート等の接続不良が発生することを抑制することができる。これにより、半田接続不良の修理等に要する手間を省くことができ、工数の増加を抑制できる。また、半田接続不良となった電子部品を廃棄せざるを得ないといった事態に陥ることも好適に回避することができる。また、本実施形態においては、電子部品を搭載したプリント基板のリフローを行う毎に電子部品の反り量を測定する必要は無いため、より簡易な手法によって半田の接続不良の抑制を実現している。
As a result, as shown in FIG. 18, the downward convex deformation that occurs during the reflow due to the loaded load and the own weight acting on the printed
なお、各第１バックアップピン６ａ〜６ｄが配置される第１ＢＰ配置位置Ｐ1〜Ｐ４と
熱反り頂点位置Ｐ０との間の離間距離Ｄ１は、適宜自由に設定することができる。第１設置態様では、各第１バックアップピン６ａ〜６ｄが、第１電子部品２０Ａよりも外側の領域に配置され、且つ、プリント基板１０の第２主面１０ｂに実装される他の電子部品等と干渉しないように、上述した離間距離Ｄ１の具体的寸法を決定している。例えば、取得工程において、電子部品２０の上面中央側が凹状に反る上面凹反り変形として熱反り挙動を取得した場合、取得した熱反り挙動に基づいて、リフロー時に電子部品２０に発生する熱反りの頂点位置である熱反り頂点位置Ｐ０を求めておくとよい。そして、熱反り頂点位置Ｐ０に関する第１情報、第１主面１０ａに搭載される第１電子部品２０Ａの位置に関する第２情報、第２主面１０ｂに搭載される電子部品の位置に関する第３情報に基づき、各第１バックアップピン６ａ〜６ｄの位置を決定してもよい。これにより、各第１バックアップピン６ａ〜６ｄの配置位置を、熱反り頂点位置Ｐ０から等距離であって且つ熱反り頂点位置Ｐ０を挟んで対称となる位置として好適に決定することができる。更には、第１電子部品２０Ａよりも外側の領域であって、且つ、プリント基板１０の第２主面１０ｂに実装される他の電子部品と干渉しないような適正位置に各第１バックアップピン６ａ〜６ｄの配置位置を決定することができる。
In addition, the separation distance D1 between the first BP arrangement positions P1 to P4 where the first backup pins 6a to 6d are arranged and the thermal warp vertex position P0 can be set as appropriate. In the first installation mode, each of the first backup pins 6a to 6d is disposed in a region outside the first
また、第１設置態様においては、図１７に示したように、第１バックアップピン６ａ〜６ｄの各々を第１電子部品２０Ａの対角方向に沿って設置している。これは、リフロー時における第１電子部品２０Ａの反り量は、隅部（四隅）において特に大きくなり易いからである。第１電子部品２０Ａの対角方向に沿って各第１バックアップピン６ａ〜６ｄを配置することにより、プリント基板１０を第１電子部品２０Ａの対角方向に沿って充分に撓ませることができる。その結果、リフロー時における熱反り量が特に大きくなる第１電子部品２０Ａの隅部においても、プリント基板１０のパッド１０ｃから半田ボール２３が離反することを抑制でき、半田未着の発生を好適に抑制することができる。また、図１７に示したように、各第１バックアップピン６ａ〜６ｄを、第１電子部品２０Ａよりも外側の領域に配置することで、プリント基板１０の撓み変形領域Ｒ１内に第１電子部品２０Ａが配置されるようになる。そのため、プリント基板１０のうち第１電子部品２０Ａが配置される領域を、プリント基板１０の自重および搭載荷重を利用して好適に下方に撓ませることができる。その結果、リフロー時において、第１電子部品２０Ａの熱反りとプリント基板１０の撓みを、より好適に沿わせる（添わせる）ことができるようになり、半田の接続不良がより一層起こりにくくなる。
Further, in the first installation mode, as shown in FIG. 17, each of the first backup pins 6a to 6d is installed along the diagonal direction of the first
なお、トレイ部材５に各第１バックアップピン６ａ〜６ｄを設置するにあたり、予めバックアップピンを挿通可能な挿通孔を開孔したテンプレートを準備しておくとよい。このようなテンプレートを用いて、トレイ部材５におけるピン挿入孔５１ａに第１バックアップピン６ａ〜６ｄの挿入部６３を挿入することで、トレイ部材５に対する各第１バックアップピン６ａ〜６ｄの設置作業を効率的に精度よく行うことができる。また、図１６および図１７に示す例では、トレイ部材５に４つの第１バックアップピン６ａ〜６ｄを設置し
ているが、その数は自由に増減することができる。これは、後述する各実施形態についても同様である。本実施形態におけるバックアップピンの配置方法は、自重および積載重量によってプリント基板１０に生じる撓みの位置、向き（方向）、変形量が、リフロー加熱時に電子部品に生じる熱反りと概ね対応（合致）していればよい。これは、後述する各実施形態についても同様である。
In addition, when installing each
［第１変形例］
次に、第１設置態様に係るバックアップピンの設置方法の第１変形例について説明する。図２０および図２１は、第１設置態様の第１変形例に係るバックアップピンの設置方法を示す図である。図２０および図２１は、リフロー開始前の状態を示しており、図１７および図１８に対応している。図２２は、第１設置態様の第１変形例に係る設置方法によってバックアップピンを設置した場合のリフロー中におけるプリント基板１０の撓み挙動と第１電子部品２０Ａの熱反り挙動を説明する図である。図２２は、図１８に対応している。また、第１変形例においても、プリント基板１０に第１電子部品２０Ａを半田付けする際のバックアップピンの設置態様について説明する。
[First Modification]
Next, a first modification of the backup pin installation method according to the first installation mode will be described. 20 and 21 are diagrams showing a backup pin installation method according to a first modification of the first installation mode. 20 and 21 show a state before the start of reflow, and correspond to FIGS. 17 and 18. FIG. 22 is a diagram illustrating the bending behavior of the printed
第１変形例においては、ストッパー用バックアップピン６ｅが付加的に設置されている点で第１設置態様と相違する。ここでは、ストッパー用バックアップピン６ｅの設置方法およびストッパー用バックアップピン６ｅの作用を中心に説明する。ストッパー用バックアップピン６ｅは、熱反り頂点位置Ｐ０に設置されるバックアップピンであり、上述した第１バックアップピン６ａ〜６ｄよりも短い。ストッパー用バックアップピン６ｅは、プリント基板１０の撓み量を調整するためのバックアップピンである。
The first modification differs from the first installation mode in that a
第１変形例においても、第１バックアップピン６ａ〜６ｄは、第１電子部品２０Ａの熱反り頂点位置Ｐ０から互いに等距離（Ｄ１）となる位置に形成されている。また、第１バックアップピン６ａ〜６ｄは、第１電子部品２０Ａの熱反り頂点位置Ｐ０を挟んで互いに対称となる位置に形成されたバックアップピン対を含んでいる。このため、各第１バックアップピン６ａ〜６ｄで囲まれる領域として画定される撓み変形領域Ｒ１において、プリント基板１０の自重および積載荷重によってプリント基板１０に撓み変形が生じる。そして、プリント基板１０の撓み変形は、上記のようにプリント基板１０における撓み変形領域Ｒ１の中央部において最大となり、熱反り頂点位置Ｐ０と平面位置が一致することになる。更に、第１変形例においては、熱反り頂点位置Ｐ０に第１バックアップピン６ａ〜６ｄよりも短いストッパー用バックアップピン６ｅが配置されている。このため、プリント基板１０のうち撓み変形領域Ｒ１の中央部における撓み量が規定値に達した時点で、プリント基板１０の第２主面１０ｂがストッパー用バックアップピン６ｅに当接することになる。その結果、プリント基板１０がそれ以上撓むことがストッパー用バックアップピン６ｅによって規制される。
Also in the first modified example, the first backup pins 6a to 6d are formed at positions that are equidistant (D1) from the thermal warp vertex position P0 of the first
ここで、第１バックアップピン６ａ〜６ｄの長さを符号Ｈ１、ストッパー用バックアップピン６ｅの長さを符号Ｈ２、第１バックアップピン６ａ〜６ｄとストッパー用バックアップピン６ｅとの長さの差を符号Ｈ０にて表す。第１変形例においては、熱反り測定試験による測定結果（或いは、シミュレーション）に基づいて、第１電子部品２０Ａの最大反り量を求める。一例として、熱反り測定試験での加熱時における第１電子部品２０Ａの端部と熱反り頂点位置Ｐ０とにおける面外方向への相対変位量を最大反り量として求める。そして、第１バックアップピン６ａ〜６ｄとストッパー用バックアップピン６ｅとの長さの差Ｈ０を、求めた第１電子部品２０Ａの最大反り量と等しい値に設定する。つまり、ストッパー用バックアップピン６ｅの長さＨ２を、第１バックアップピン６ａ〜６ｄの長さＨ１から、リフロー中における第１電子部品２０Ａの最大反り量を差し引いた値に設定する。
Here, the length of the first backup pins 6a to 6d is denoted by reference numeral H1, the length of the
以上のように、この第１変形例においては、第１電子部品２０Ａをプリント基板１０に搭載してリフローを行う際、第１バックアップピン６ａ〜６ｄに加えてストッパー用バックアップピン６ｅを熱反り頂点位置Ｐ０に設置する。これによれば、プリント基板１０の撓み量が最大となる最大撓み量を、ストッパー用バックアップピン６ｅによって容易に制御することができる。すなわち、プリント基板１０が、自重および第１電子部品２０Ａの重量に起因してストッパー用バックアップピン６ｅに当接するまで撓むことで、リフロー中における第１電子部品２０Ａの反り量とプリント基板１０の撓み量が略同等となる。これにより、リフローに係る半田の接続不良を好適に抑制することができる。また、本変形例によれば、ストッパー用バックアップピン６ｅによってプリント基板１０の過剰な反りを抑制することができるため、第１バックアップピン６ａ〜６ｄの配置位置を比較的ラフに行っても、リフローに係る半田の接続不良を抑制することができる。
As described above, in the first modification, when the first
なお、ストッパー用バックアップピン６ｅの長さは、第１バックアップピン６ａ〜６ｄの長さに対して、例えば５０μｍ単位で複数種類のものを準備しておいてもよい。そして、長さの異なる複数種のストッパー用バックアップピン６ｅは、その長さ毎に、識別可能となるように形状や色を互いに変更しておいてもよい。これにより、トレイ部材５に対するストッパー用バックアップピン６ｅの設置作業およびチェック作業性が向上し、長さの異なるストッパー用バックアップピン６ｅを誤って使用してしまうといった誤使用を未然に防ぐことができる。また、本変形例において、トレイ部材５に、長さの異なる複数種のストッパー用バックアップピンを設置してもよい。例えば、熱反り頂点位置Ｐ０に設置するストッパー用バックアップピンに加えて、熱反り頂点位置Ｐ０と第１バックアップピン６ａ〜６ｄとの間にもストッパー用バックアップピンを設置してもよい。この場合、熱反り頂点位置Ｐ０と第１バックアップピン６ａ〜６ｄとの間に設けるストッパー用バックアップピン６ｅの長さを、６ａ〜６ｄの長さよりも短く且つ６ｅよりも長い寸法に設定するとよい。より具体的には、第１バックアップピン６ａ〜６ｄからの離間距離が大きくなるほど、ストッパー用バックアップピンの長さを短い寸法に設定するとよい。これにより、リフロー時において、第１電子部品２０Ａの熱反りとプリント基板１０の撓みを、より好適に沿わせる（添わせる）ことができ、半田の接続不良をより一層起こりにくくすることができる。
The
［第２変形例］
次に、第１設置態様の第２変形例に係るバックアップピンの設置方法について説明する。図２３および図２４は、第１設置態様の第２変形例に係るバックアップピンの設置方法を示す図である。図２３および図２４は、リフロー開始前の状態を示している。図２３および図２４は、図２０および図２１に対応している。図２５は、第１設置態様の第２変形例に係る設置方法によってバックアップピンを設置した場合のリフロー中におけるプリント基板１０の撓み挙動と第１電子部品２０Ａの熱反り挙動を説明する図である。図２５は、図２２に対応している。この第２変形例においても、プリント基板１０に第１電子部品２０Ａを半田付けする際のバックアップピンの設置態様について説明する。
[Second Modification]
Next, a backup pin installation method according to a second modification of the first installation mode will be described. 23 and 24 are diagrams illustrating a backup pin installation method according to a second modification of the first installation mode. 23 and 24 show a state before the start of reflow. 23 and FIG. 24 correspond to FIG. 20 and FIG. FIG. 25 is a diagram for explaining the bending behavior of the printed
第２変形例においては、プリント基板１０の第１主面１０ａに錘（おもり）部材８を載置する点が、上述の第１変形例と相違する。錘部材８は、支持装置３によって支持されるプリント基板１０の撓み変形を矯正するための錘である。図２６に錘部材８の底面を示す。錘部材８は、４つの脚部８１と、各脚部８１の上部に設けられる錘部８２と、各錘部８２を連結する連結部８３とを有する。また、図２４には、プリント基板１０の第１主面１０ａ上に載置される錘部材８における脚部８１の位置を示している。
The second modified example is different from the first modified example described above in that a weight (weight)
錘部材８の錘部８２の重量は、各脚部８１を介してプリント基板１０に伝達されるため、プリント基板１０の撓み変形が促進（助長）される。錘部材８の各脚部８１は、プリント基板１０の第１主面１０ａのうち、第１電子部品２０Ａよりも外側の領域であって且つ
各第１バックアップピン６ａ〜６ｄより内側（すなわち、プリント基板１０の撓み変形領域Ｒ１内）の位置に配置されている。その結果、プリント基板１０の撓みを、リフロー中における第１電子部品２０Ａの熱反りに好適に沿わせて形成することができる。なお、第２変形例においても、第１変形例と同様に、ストッパー用バックアップピン６ｅを熱反り頂点位置Ｐ０に設置している。このため、錘部材８をプリント基板１０上に載置しても、当該プリント基板１０が過度に撓んでしまうことを抑制できる。なお、錘部材８を概ね５０ｇ以下の重量に調整することが好ましい。これにより、第１電子部品２０Ａと同様、自動搭載装置を用いてプリント基板１０に錘部材８を容易に自動搭載することができ、作業性が向上する。
Since the weight of the
《プリント基板に第２電子部品を実装する場合》
次に、プリント基板１０に第２電子部品２０Ｂを半田付けする際のバックアップピンの設置方法について説明する。上記の通り、第２電子部品２０Ｂは、熱反り測定試験時に上面凸反り変形が発生した電子部品である。第２電子部品２０Ｂをプリント基板１０に表面実装する際には、以下の第２設置態様に従ってバックアップピンをトレイ部材５に設置する。
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Next, a method for installing a backup pin when the second
［第２設置態様：第２電子部品を実装する際のバックアップピンの基本設置態様］
図２７および図２８は、第２設置態様に係るバックアップピンの設置方法を示す図である。図２７および図２８は、リフロー加熱が開始される前の状態を示している。図２７および図２８に示す状態において、プリント基板１０のパッド１０ｃ上には半田ペーストが供給されており、このパッド１０ｃと半田ボール２３とが位置合わせされた状態で第２電子部品２０ｂがプリント基板１０上に搭載されている。但し、図２７において、パッド１０ｃおよび半田ペーストの図示を省略している。また、図２７および図２８に示すように、トレイ部材５には、複数のバックアップピンが設置され、各バックアップピンによってプリント基板１０が支持されている。
[Second installation mode: Basic installation mode of backup pin when mounting the second electronic component]
27 and 28 are diagrams showing a method of installing the backup pin according to the second installation mode. 27 and 28 show a state before reflow heating is started. 27 and 28, solder paste is supplied onto the
上記の通り、第２電子部品２０Ｂは、熱反り測定試験において、上面２０ａの中央側が凸状に反る熱変形である上面凸反り変形として熱反り挙動が取得されている。本実施形態では、熱反り測定試験によって予め取得した熱反り挙動に基づいて、第２電子部品２０Ｂの上面２０ａにおける凸状の頂点位置（以下、「上面凸状頂点位置」という）を取得しておく。なお、第２電子部品２０Ｂは、リフロー時に上面２０ａの中央側が凸状に反ると共に、下面２０ｂの中央側が凹状に反る挙動を示す。そして、リフロー加熱によって第２電子部品２０Ｂに反りが生じる際、上面２０ａ側における凸状反りの頂点位置と、下面２０ｂ側における凹状反りの頂点位置（以下、「下面凹状頂点位置」という）とは平面的に一致する。そこで、リフロー時に熱反りが起こる第２電子部品２０Ｂの上面凸状頂点位置と下面凹状頂点位置とを総称して「熱反り頂点位置」と呼び、符号Ｐ０にて示すこととする。第２電子部品２０Ｂにおける熱反り頂点位置は、第２電子部品２０Ｂの反り変形に関する変曲点ともいえる。また、第２設置態様においても、第１バックアップピン６ａ〜６ｄのそれぞれに対応する配置位置を、第１ＢＰ配置位置Ｐ１〜Ｐ４として表している。
As described above, in the thermal warpage measurement test, the second
第２設置態様においても、第１設置態様と同様に、第１バックアップピン６ａ〜６ｄがトレイ部材５に設置されている。各第１バックアップピン６ａ〜６ｄは、第２電子部品２０Ｂよりも外側の領域であって且つ熱反り頂点位置Ｐ０から等距離（Ｄ２）の位置に設置されている。また、各第１バックアップピン６ａ〜６ｄは、熱反り頂点位置Ｐ０を挟んで互いに対称となる位置に配置されたバックアップピン対（６ａ，６ｃ、および６ｂ，６ｄ）を含んでいる。更に、各第１バックアップピン６ａ〜６ｄは、第２電子部品２０Ａよりも外側の領域であって、且つ、プリント基板１０の第２主面１０ｂに実装される他の電子部品と干渉しないような位置に配置されている。
Also in the 2nd installation mode, the 1st backup pins 6a-6d are installed in
また、第２設置態様においては、熱反り頂点位置Ｐ０と重なる平面位置に第２バックアップピン６ｆを設置している。図２７に示す例では、第２バックアップピン６ｆの長さは、第１バックアップピン６ａ〜６ｄの長さと等しいが、第２バックアップピン６ｆの長さを第１バックアップピン６ａ〜６ｄの長さよりも長くしてもよい。
Moreover, in the 2nd installation aspect, the
図２９は、第２設置態様に係る設置方法によってバックアップピンを設置した場合のリフロー中におけるプリント基板１０の撓み挙動と第２電子部品２０Ｂの熱反り挙動を説明する図である。第２設置態様においては、第１バックアップピン６ａ〜６ｄに加えて、第２バックアップピン６ｆが熱反り頂点位置Ｐ０に設置されている。そして、第２電子部品２０Ｂの熱反り頂点位置Ｐ０は、第１バックアップピン６ａ〜６ｄと同等の長さを有する第２バックアップピン６ｆによって支持されている。その結果、プリント基板１０のうち熱反り頂点位置Ｐ０に対応する部分には、プリント基板１０は自重および積載荷重（第２電子部品２０Ｂの重量）が直接作用しないようになる。これは、第２バックアップピン６ｆによってプリント基板１０が支持されるためである。
FIG. 29 is a diagram for explaining the bending behavior of the printed
従って、プリント基板１０のうち、第２電子部品２０Ｂの熱反り頂点位置Ｐ０に対応する部分は、実質的に撓みが生じない。その結果、プリント基板１０には、自重および積載荷重（第２電子部品２０Ｂの重量）によって撓みが生じる撓み変形領域が、隣接する一組の第１バックアップピン対と第２バックアップピン６ｆとによって囲まれる複数の領域として形成される。
Accordingly, the portion of the printed
図２８に示す例では、プリント基板１０に４つの撓み変形領域Ｒ２ａ〜Ｒ２ｄが形成される。ここで、撓み変形領域Ｒ２ａは、隣接する一組の第１バックアップピン６ａ，６ｂと第２バックアップピン６ｆによって囲まれる三角形領域として形成される。同様に、撓み変形領域Ｒ２ｂは、第１バックアップピン６ｂ，６ｃと第２バックアップピン６ｆによって囲まれる三角形領域、撓み変形領域Ｒ２ｃは、第１バックアップピン６ｃ，６ｄと第２バックアップピン６ｆによって囲まれる三角形領域として形成される。また、撓み変形領域Ｒ２ｄは、第１バックアップピン６ｄ，６ａと第２バックアップピン６ｆによって囲まれる三角形領域として形成される。
In the example shown in FIG. 28, four bending deformation regions R2a to R2d are formed on the printed
従って、リフローに際して、第１バックアップピン６ａ〜６ｄおよび第２バックアップピン６ｆに支持されたプリント基板には、各撓み変形領域Ｒ２ａ〜Ｒ２ｄにおいて下に凸の撓み変形が生じることになる（図２９を参照）。一方、リフロー時において、第２電子部品２０Ｂの熱反り挙動は上記の如く上面凸反り変形になる。このため、図２９に示すように、プリント基板１０に発生する撓み変形を、リフロー時において第２電子部品２０Ｂの上面凸反り変形に沿って（添って）形成することができる。つまり、リフロー時において、第２電子部品２０Ｂの熱反り変形に沿ってプリント基板１０を撓ませることができる。その結果、プリント基板１０と第２電子部品２０Ｂとの接合部において、リフロー中の熱反りに起因してプリント基板１０の第１主面１０ａと第２電子部品２０Ｂの底面２０ｂとの間隔が設計値から過度にずれることを抑制できる。よって、プリント基板１０に第２電子部品２０Ｂを半田付けする際に、半田未着や半田ショート等の接続不良が発生することを抑制できる。
Therefore, during the reflow, the printed circuit board supported by the first backup pins 6a to 6d and the
［第１変形例］
次に、第２設置態様に係るバックアップピンの設置方法の第１変形例について説明する。図３０および図３１は、第２設置態様の第１変形例に係るバックアップピンの設置方法を示す図である。図３０および図３１は、リフロー開始前の状態を示しており、図２７および図２８に対応している。図３２は、第２設置態様の第１変形例に係る設置方法によってバックアップピンを設置した場合のリフロー中におけるプリント基板１０の撓み挙動と第２電子部品２０Ｂの熱反り挙動を説明する図である。図３２は、図２９に対応している
。この第１変形例においても、プリント基板１０に第２電子部品２０Ｂを半田付けする際のバックアップピンの設置態様について説明する。
[First Modification]
Next, a first modification of the backup pin installation method according to the second installation mode will be described. 30 and 31 are diagrams illustrating a backup pin installation method according to a first modification of the second installation mode. 30 and 31 show a state before the start of reflow, and correspond to FIGS. 27 and 28. FIG. 32 is a diagram for explaining the bending behavior of the printed
第１変形例においては、ストッパー用バックアップピン６ｇ〜ｊが付加的に設置されている点で上述の第２設置態様（図２７、図２８）と相違する。ここでは、ストッパー用バックアップピン６ｇ〜ｊを中心に説明する。ストッパー用バックアップピン６ｇ〜ｊは、第２電子部品２０Ｂの熱反り頂点位置Ｐ０に設置されるバックアップピンであり、上述した第１バックアップピン６ａ〜６ｄよりも短くなっている。ストッパー用バックアップピン６ｇ〜ｊは、プリント基板１０の撓み量を調整するためのバックアップピンである。
The first modified example is different from the above-described second installation mode (FIGS. 27 and 28) in that stopper backup pins 6g to j are additionally installed. Here, the stopper backup pins 6g to 6j will be mainly described. The stopper backup pins 6g to 6j are backup pins installed at the thermal warp vertex position P0 of the second
この第１変形例において、第１バックアップピン６ａ〜６ｄおよび第２バックアップピン６ｆの設置態様は、第２設置態様において述べた通りである。従って、プリント基板１０のうち、第２電子部品２０Ｂの熱反り頂点位置Ｐ０に対応する部分には、プリント基板１０は自重および積載荷重（第２電子部品２０Ｂの重量）が直接作用せず、この部分には撓みが生じない。その結果、プリント基板１０において、自重および第２電子部品２０Ｂの重量によって生じる撓みは、隣接する一組の第１バックアップピンと第２バックアップピン６ｆとによって囲まれる４つの撓み変形領域Ｒ２ａ〜Ｒ２ｄに形成されることになる。ここで、支持装置３によって支持された状態において、プリント基板１０の各撓み変形領域Ｒ２ａ〜Ｒ２ｄに生じる撓み変形は、各撓み変形領域Ｒ２ａ〜Ｒ２ｄの中央部において最大となる。
In the first modification, the installation mode of the first backup pins 6a to 6d and the
第１変形例では、第１バックアップピン６ａ〜６ｄよりも短いストッパー用バックアップピン６ｇ〜ｊを、第２電子部品２０Ｂよりも外側の領域であって且つ各第１バックアップピン６ａ〜６ｄと第２バックアップピン６ｆとの間にそれぞれ設置している。ストッパー用バックアップピン６ｇ〜ｊは、リフロー中において、プリント基板１０が過剰に撓むことを抑制することで撓み量を調整するためのバックアップピンである。リフロー中において、自重および撓み変形が生じたプリント基板１０は、例えば各ストッパー用バックアップピン６ｇ〜ｊに当接した時点でそれ以上の撓み変形が規制される。これにより、プリント基板１０が必要以上に撓むことを抑制することができる。
In the first modification, stopper backup pins 6g to j shorter than the first backup pins 6a to 6d are provided in the region outside the second
ここで、第１バックアップピン６ａ〜６ｄの長さを符号Ｈ１、ストッパー用バックアップピン６ｇ〜ｊの長さを符号Ｈ２にて表す。また、第２電子部品２０Ｂの熱反り頂点位置Ｐ０からサブストレート基板２１において最も外側に配置される半田ボール２３までの水平距離を符号ＰＬにて表す。また、リフロー中における第２電子部品２０Ｂの最大反り量を符号ＰＨにて表す。また、第２バックアップピン６ｆおよび各ストッパー用バックアップピン６ｇ〜ｊ間の平面（水平）距離を符号ＢＬにて表す。ストッパー用バックアップピン６ｇ〜ｊの長さＨ２は、下記（１）式によって求めることができる。
Ｈ２＝Ｈ１−（ＢＬ／ＰＬ）×ＰＨ・・・（１）
Here, the length of the first backup pins 6a to 6d is represented by a symbol H1, and the length of the stopper backup pins 6g to j is represented by a symbol H2. Further, a horizontal distance from the thermal warp vertex position P0 of the second
H2 = H1- (BL / PL) × PH (1)
なお、第２電子部品２０Ｂの最大反り量ＰＨは、リフロー用温度プロファイルと同一の温度プロファイルに則して第２電子部品２０Ｂを加熱する熱反り測定試験の結果に基づいて求めることができる。また、熱反り測定試験の加熱によって熱反り変形が生じた第２電子部品２０Ｂの端部と熱反り頂点位置Ｐ０とにおける面外方向への相対変位量を、第２電子部品２０Ｂの最大反り量ＰＨとして求めてもよい。また、第２電子部品２０Ｂの熱反り頂点位置Ｐ０からサブストレート基板２１において最も外側に配置される半田ボール２３までの水平距離ＰＬについても、熱反り測定試験時における測定結果から取得してもよい。また、第２バックアップピン６ｆおよび各第１バックアップピン６ａ〜６ｄ間の平面（水平）距離ＢＬは、プリント基板１０の形状、第２電子部品２０Ｂを含む搭載部品の位置、第１バックアップピン６ａ〜６ｄの設置位置等を考慮して決定すると好適である。
The maximum warpage amount PH of the second
本変形例によれば、プリント基板１０が、自重および第２電子部品２０Ｂの重量に起因して、リフロー中に各ストッパー用バックアップピン６ｇ〜ｊに当接するまで撓むことにより、その撓み量が第２電子部品２０Ｂの反り量と略同等となる。その結果、リフロー時における半田未着や半田ショート等といった接続不良を抑制できる。更に、本変形例によれば、ストッパー用バックアップピン６ｇ〜ｊによってプリント基板１０の過剰な反りを抑制することができる。このため、第１バックアップピン６ａ〜６ｄの配置位置を比較的ラフに行っても、リフローに係る半田の接続不良を好適に抑制することができる。
According to this modification, the printed
［第２変形例］
次に、第２設置態様の第２変形例に係るバックアップピンの設置方法について説明する。図３３および図３４は、第１設置態様の第２変形例に係るバックアップピンの設置方法を示す図である。図３３および図３４は、リフロー開始前の状態を示しており、図２７および図２８に対応している。図３５は、第２設置態様の第２変形例に係る設置方法によってバックアップピンを設置した場合のリフロー中におけるプリント基板１０の撓み挙動と第２電子部品２０Ｂの熱反り挙動を説明する図である。図３５は、図２９に対応している。この第２変形例においても、プリント基板１０に第２電子部品２０Ｂを半田付けする際のバックアップピンの設置態様について説明する。
[Second Modification]
Next, a backup pin installation method according to a second modification of the second installation mode will be described. 33 and 34 are diagrams showing a backup pin installation method according to a second modification of the first installation mode. 33 and 34 show a state before the start of reflow, and correspond to FIGS. 27 and 28. FIG. 35 is a diagram for explaining the bending behavior of the printed
第２設置態様に係る第２変形例は、プリント基板１０の第１主面１０ａに錘部材８を載置する点が第１変形例と相違する。錘部材８の詳細については、図２６に示した通りである。錘部材８の錘部８２の重量は、各脚部８１を介してプリント基板１０に伝達されるため、プリント基板１０の撓み変形が助長（促進）される。なお、本変形例においては、錘部材８の各脚部８１を、プリント基板１０の第１主面１０ａのうち、ストッパー用バックアップピン６ｇ〜ｊの設置位置と平面的に重なるように配置している。また、図３３および図３４から明らかなように、錘部材８の各脚部８１は第２電子部品２０Ｂと干渉しないように第２電子部品２０Ｂよりも外側の領域に配置されている。錘部材８における各脚部８１は、プリント基板１０の第１主面１０ａのうち、第２電子部品２０Ｂよりも外側の領域であって且つ各第１バックアップピン６ａ〜６ｄより内側の位置に配置してもよい。このような態様で錘部材８をプリント基板１０上に載置することで、リフロー中において第２電子部品２０Ｂに発生する熱反りにプリント基板１０の撓みが沿うように（添うように）、当該プリント基板１０を好適に矯正することができる。
The second modification according to the second installation mode is different from the first modification in that the
［第３変形例］
次に、第２設置態様の第３変形例に係るバックアップピンの設置方法について説明する。図３６は、第２設置態様の第３変形例に係るバックアップピンの設置方法を示す図である。図３７は、第２設置態様の第３変形例に係る設置方法によってバックアップピンを設置した場合のリフロー中におけるプリント基板１０の撓み挙動と第２電子部品２０Ｂの熱反り挙動を説明する図である。本変形例では、熱反り頂点位置Ｐ０に設置する第２バックアップピン６ｆの長さが、第１バックアップピン６ａ〜６ｄの長さよりも長く設定されている点を除いて、図３０に示すバックアップピンの設置方法と共通する。このように、第１バックアップピン６ａ〜６ｄの長さが、熱反り頂点位置Ｐ０に設置する第２バックアップピン６ｆよりも短い場合においても、プリント基板１０全体の保持性が担保されていれば、プリント基板１０の撓み矯正を行うことが可能である。
[Third Modification]
Next, a backup pin installation method according to a third modification of the second installation mode will be described. FIG. 36 is a diagram illustrating a backup pin installation method according to a third modification of the second installation mode. FIG. 37 is a diagram for explaining the bending behavior of the printed
以上述べた実施形態は、本件の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。また、上述の実施形態及び変形例は、可能な限りこれらを組み合わせて実施することができる。 The embodiment described above can be variously modified without departing from the gist of the present invention. Moreover, the above-mentioned embodiment and modification can be implemented combining them as much as possible.
１・・・プリント基板ユニット
２・・・リフロー装置
３・・・支持装置
４・・・コンベア
５・・・トレイ部材
６・・・バックアップピン
１０・・・プリント基板
２０・・・電子部品
２１・・・サブストレート基板
２２・・・半導体チップ
３０・・・半田ペースト
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記プリント基板の自重および前記プリント基板に搭載される電子部品の重量によって前記プリント基板に発生する撓みが、リフローの加熱によって発生する前記電子部品の熱反りに沿って形成されるように前記バックアップピンを設置する、
バックアップピンの設置方法。 At the time of reflow in which soldering is performed by heating the printed circuit board on which the electronic component is placed on the first main surface to which the solder paste is supplied, a backup pin for supporting the printed circuit board is installed on the base of the support device A way to
The back-up pin is configured such that a deflection generated in the printed circuit board due to the weight of the printed circuit board and the weight of the electronic component mounted on the printed circuit board is formed along a thermal warp of the electronic component generated by reflow heating. Installing,
How to install the backup pin.
請求項１に記載のバックアップピンの設置方法。 When the center of the upper surface of the electronic component warps in a concave shape at the time of reflow, a plurality of first parts are located at an outer distance from the electronic component and at an equal distance from the apex position of the thermal warp generated in the electronic component at the time of reflow. Install 1 backup pin,
The backup pin installation method according to claim 1.
請求項２に記載のバックアップピンの設置方法。 Installing a stopper backup pin shorter than the first backup pin at a position overlapping the vertex position;
The backup pin installation method according to claim 2.
請求項１に記載のバックアップピンの設置方法。 When the center of the top surface of the electronic component warps in a convex shape at the time of reflow, a plurality of areas are located outside the electronic component and at equal distances from the apex position of the thermal warp generated in the electronic component at the time of reflow. Installing a first backup pin and installing a second backup pin at a position overlapping the apex position;
The backup pin installation method according to claim 1.
請求項４に記載のバックアップピンの設置方法。 A stopper backup pin shorter than the first backup pin and the second backup pin is installed in a region outside the electronic component and between the first backup pin and the second backup pin.
The installation method of the backup pin of Claim 4.
るバックアップピン対を含む、
請求項２から５の何れか一項に記載のバックアップピンの設置方法。 The first backup pin includes a backup pin pair installed at positions symmetrical to each other across the vertex position.
The installation method of the backup pin as described in any one of Claim 2 to 5.
前記第１バックアップピンの各々を、前記電子部品の対角方向に沿って設置する、
請求項２から６の何れか一項に記載のバックアップピンの設置方法。 The electronic component has a rectangular planar shape,
Installing each of the first backup pins along a diagonal direction of the electronic component ;
The installation method of the backup pin as described in any one of Claim 2 to 6.
請求項１から７の何れか一項に記載のバックアップピンの設置方法。 Obtaining in advance the thermal warpage behavior of the electronic component when heated under the same temperature profile conditions as the reflow, and determining the position of the backup pin based on the obtained thermal warpage behavior of the electronic component,
The installation method of the backup pin as described in any one of Claim 1 to 7.
前記プリント基板を支持するためのバックアップピンを支持装置の基台に設置する設置工程と、
前記プリント基板を前記バックアップピンによって支持した状態でリフローを行うリフロー工程と、
を含み、
前記設置工程において、前記プリント基板の自重および前記プリント基板に搭載される電子部品の重量によって前記プリント基板に発生する撓みが、リフローの加熱によって発生する前記電子部品の熱反りに沿って形成されるように前記バックアップピンを設置する、
プリント基板ユニットの製造方法。 A method of manufacturing a printed circuit board unit for performing reflow for heating a printed circuit board in a state where electronic components are placed on a first main surface supplied with solder paste, and soldering the electronic components to the printed circuit board,
An installation step of installing a backup pin for supporting the printed circuit board on a base of the support device;
A reflow process for performing reflow in a state where the printed circuit board is supported by the backup pins;
Including
In the installation step, the flexure generated in the printed circuit board due to the weight of the printed circuit board and the weight of the electronic component mounted on the printed circuit board is formed along the thermal warp of the electronic component generated by reflow heating. So as to install the backup pin,
Manufacturing method of printed circuit board unit.
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