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JP7535722B2 - Manufacturing method and manufacturing device for solder precoated substrate - Google Patents
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JP7535722B2 - Manufacturing method and manufacturing device for solder precoated substrate - Google Patents

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Description

本開示は、半田プリコート基板の製造方法および製造装置に関する。 This disclosure relates to a method and apparatus for manufacturing a solder precoated substrate.

従来、基板のランドに半田プリコートを形成する方法が知られている(例えば、特許文献1)。同文献の方法では、マスクの開口部をランドに合わせて基板を覆った後、当該開口部に半田ペーストを供給することでランド上に半田ペーストを転写する。転写された半田ペーストを溶融することにより、半田プリコートが形成される。 Conventionally, a method of forming a solder precoat on the lands of a substrate is known (for example, see Patent Document 1). In the method of this document, the openings of a mask are aligned with the lands to cover the substrate, and solder paste is then supplied to the openings to transfer the solder paste onto the lands. The transferred solder paste is melted to form a solder precoat.

特開平7-302972号公報Japanese Patent Application Publication No. 7-302972

ところで、基板に実装される電子部品の微細化に伴い、隣り合うランド間の距離も短くなる傾向にある。そのようにランド間の距離が短い場合、非常に小さな粒子径の半田粒子を含む半田ペーストを用いて半田プリコートを形成することで、隣り合う半田プリコート同士が繋がること(以下、ブリッジ現象)を未然に防止できる。 However, as electronic components mounted on a board become smaller, the distance between adjacent lands also tends to become shorter. When the distance between lands is short, it is possible to prevent adjacent solder precoats from connecting with each other (hereinafter referred to as the bridging phenomenon) by forming a solder precoat using a solder paste that contains solder particles with a very small particle diameter.

しかしながら、小さな粒子径の半田粒子を含む半田ペーストは高価であり、その使用は半田プリコートが形成された基板(以下、半田プリコート基板)の製造コストの増大につながる。このような状況において、本開示は、製造コストを抑えることができる半田プリコート基板の製造方法を提供することを目的の1つとする。 However, solder paste containing solder particles with small particle diameters is expensive, and its use leads to increased manufacturing costs for substrates on which a solder precoat is formed (hereinafter, solder precoated substrates). In this situation, one of the objectives of the present disclosure is to provide a method for manufacturing a solder precoated substrate that can reduce manufacturing costs.

本開示の一局面は、基板の表面に設けられた複数のランドに半田プリコートを形成することで半田プリコート基板を製造する方法に関する。当該半田プリコート基板の製造方法は、複数の前記ランドに半田ペーストを供給する供給工程と、複数の前記ランドの温度が、該ランドの周りの前記基板の表面温度よりも早く、前記半田ペーストに含まれる半田粒子の融点に達するように前記基板を加熱する加熱工程と、を備える。 One aspect of the present disclosure relates to a method for manufacturing a solder precoated substrate by forming a solder precoat on a plurality of lands provided on a surface of a substrate. The method for manufacturing the solder precoated substrate includes a supplying step of supplying solder paste to the plurality of lands, and a heating step of heating the substrate so that the temperature of the plurality of lands reaches the melting point of the solder particles contained in the solder paste faster than the surface temperature of the substrate around the lands.

本開示の別の局面は、基板の表面に設けられた複数のランドに半田プリコートを形成することで半田プリコート基板を製造する装置に関する。当該半田プリコート基板の製造装置は、複数の前記ランドに半田ペーストを供給する供給部と、複数の前記ランドの温度が、該ランドの周りの前記基板の表面温度よりも早く、前記半田ペーストに含まれる半田粒子の融点に達するように前記基板を加熱する加熱部と、を備える。 Another aspect of the present disclosure relates to an apparatus for manufacturing a solder precoated substrate by forming a solder precoat on a plurality of lands provided on the surface of a substrate. The apparatus for manufacturing a solder precoated substrate includes a supply unit that supplies solder paste to the plurality of lands, and a heating unit that heats the substrate so that the temperature of the plurality of lands reaches the melting point of the solder particles contained in the solder paste faster than the surface temperature of the substrate around the lands.

本開示によれば、製造コストを抑えることができる半田プリコート基板の製造方法および製造装置が得られる。 This disclosure provides a method and apparatus for manufacturing solder precoated substrates that can reduce manufacturing costs.

実施形態1の半田プリコート基板の製造装置の一例を示す正面図である。1 is a front view showing an example of a manufacturing apparatus for a solder precoated substrate according to a first embodiment. FIG. 実施形態1の半田プリコート基板の製造装置の一部を示す側面図である。1 is a side view showing a part of a manufacturing apparatus for a solder precoated substrate according to a first embodiment. 実施形態1の半田プリコート基板の製造装置の一部を示す側面図である。1 is a side view showing a part of a manufacturing apparatus for a solder precoated substrate according to a first embodiment. 実施形態1の加熱部および加熱工程について説明するための概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a heating unit and a heating step according to the first embodiment. 実施形態1の変形例の加熱部および加熱工程について説明するための概略図である。10 is a schematic diagram for explaining a heating unit and a heating step according to a modified example of the first embodiment. FIG. 実施形態2の半田プリコート基板の製造装置の一部を示す斜視図である。FIG. 11 is a perspective view showing a part of a manufacturing apparatus for a solder precoated substrate according to a second embodiment. 実施形態2の加熱部および加熱工程について説明するための概略図である。11 is a schematic diagram for explaining a heating unit and a heating step according to a second embodiment. FIG.

本開示に係る半田プリコート基板の製造方法および製造装置の実施形態について例を挙げて以下に説明する。しかしながら、本開示は以下に説明する例に限定されない。 The following describes an embodiment of a manufacturing method and manufacturing apparatus for a solder precoated substrate according to the present disclosure. However, the present disclosure is not limited to the examples described below.

本開示に係る半田プリコート基板の製造方法は、基板の表面に設けられた複数のランドに半田プリコートを形成することで半田プリコート基板を製造する方法であって、複数の前記ランドに半田ペーストを供給する供給工程と、複数の前記ランドの温度が、該ランドの周りの前記基板の表面温度よりも早く、前記半田ペーストに含まれる半田粒子の融点に達するように前記基板を加熱する加熱工程と、を備える。 The method for manufacturing a solder precoated substrate according to the present disclosure is a method for manufacturing a solder precoated substrate by forming a solder precoat on a plurality of lands provided on the surface of a substrate, and includes a supplying step of supplying solder paste to the plurality of lands, and a heating step of heating the substrate so that the temperature of the plurality of lands reaches the melting point of the solder particles contained in the solder paste faster than the surface temperature of the substrate around the lands.

供給工程では、基板の表面に設けられた複数のランドに半田ペーストが供給される。この供給方法としては、任意のものを使用することができる。例えば、スクリーン印刷法によって半田ペーストを供給することが考えられるが、これに限られるものではない。 In the supplying process, solder paste is supplied to a number of lands provided on the surface of the substrate. Any method can be used for this supply. For example, the solder paste can be supplied by a screen printing method, but this is not limiting.

加熱工程では、基板が加熱されることで、複数のランドの温度が、その周りの基板の表面温度よりも早く、半田ペーストに含まれる半田粒子の融点に達する。これにより、ランドの表面において半田粒子が溶けて集まる。そのように半田粒子が溶けて集まったものを、本開示では半田溶融核という。半田溶融核は、基板の加熱が進むにつれて、半田ペーストに含まれる周囲の半田粒子を引き寄せて成長する。そのようにして、半田ペーストに含まれる半田粒子がランド上に集まり、その後に形成される半田プリコートもランド上に留まる。その結果、粒子径の大きい半田粒子を含む半田ペーストを用いる場合でも、ブリッジ現象の発生を抑止することができる。 In the heating process, the substrate is heated, and the temperature of the lands reaches the melting point of the solder particles contained in the solder paste faster than the surface temperature of the substrate around them. This causes the solder particles to melt and gather on the surface of the lands. In this disclosure, these melted solder particles are referred to as molten solder nuclei. As the substrate is heated, the molten solder nuclei grow by attracting the surrounding solder particles contained in the solder paste. In this way, the solder particles contained in the solder paste gather on the lands, and the solder precoat formed thereafter also remains on the lands. As a result, the occurrence of the bridge phenomenon can be suppressed even when a solder paste containing solder particles with a large particle size is used.

ここで、加熱工程では、任意の加熱方法を使用することができる。例えば、リフロー炉、加熱プレート、または誘導加熱装置を用いて基板を加熱してもよいが、これらに限られるものではない。 In this case, any heating method can be used in the heating step. For example, the substrate may be heated using a reflow furnace, a heating plate, or an induction heating device, but is not limited to these.

前記加熱工程では、前記基板の表面側からよりも、前記基板の裏面側から強く前記基板を加熱してもよい。これにより、複数のランドの温度が、その周りの基板の表面温度よりも早く上昇する。なぜなら、金属で構成されるランドは、その周囲の基板よりも熱伝導率が高く、基板の裏面側からの強い熱が相対的に伝わりやすいためである。 In the heating process, the substrate may be heated more strongly from the back side of the substrate than from the front side of the substrate. This causes the temperature of the lands to rise faster than the surface temperature of the substrate around them. This is because the lands made of metal have a higher thermal conductivity than the substrate around them, and the strong heat from the back side of the substrate is relatively easily transmitted.

前記加熱工程では、前記基板の裏面側からのみ前記基板を加熱してもよい。これにより、複数のランドの温度が、その周りの基板の表面温度よりも早く上昇する。なぜなら、金属で構成されるランドは、その周囲の基板よりも熱伝導率が高く、基板の裏面側からの熱が相対的に伝わりやすいためである。 In the heating process, the substrate may be heated only from the back side of the substrate. This causes the temperature of the lands to rise faster than the surface temperature of the surrounding substrate. This is because the lands made of metal have a higher thermal conductivity than the surrounding substrate, and heat from the back side of the substrate is relatively more easily transferred thereto.

前記加熱工程では、前記基板の表面の温度が4℃/秒以上の上昇率で上昇するように前記基板を加熱してもよい。このような上昇率で基板の表面温度を上昇させることで、ブリッジ現象の発生をより一層抑止できる。 In the heating step, the substrate may be heated so that the temperature of the substrate surface increases at a rate of increase of 4°C/sec or more. By increasing the substrate surface temperature at such a rate of increase, the occurrence of the bridge phenomenon can be further suppressed.

前記加熱工程では、前記基板の裏面に接触する加熱プレートを用いて前記基板を加熱してもよい。加熱プレートの熱は、熱伝導率の高いランドに伝わりやすい。したがって、ランドの温度が、その周りの基板の表面温度よりも早く上昇する。 In the heating step, the substrate may be heated using a heating plate that contacts the rear surface of the substrate. The heat of the heating plate is easily transferred to the land, which has high thermal conductivity. Therefore, the temperature of the land rises faster than the surface temperature of the substrate around it.

前記加熱工程では、前記基板と前記加熱プレートとの間にシートを挟んだ状態で前記基板を加熱してもよい。シートを挟むことにより、加熱プレートとの接触によって基板が傷ついたり汚れたりするのを抑止することができる。 In the heating step, the substrate may be heated with a sheet sandwiched between the substrate and the heating plate. By sandwiching the sheet, it is possible to prevent the substrate from being scratched or soiled by contact with the heating plate.

前記シートは、前記基板および前記加熱プレートよりも軟らかい素材(例えば、シリコン)で構成されてもよい。軟らかいシートが基板や加熱プレートの表面形状にしたがって変形することで、加熱プレートから基板への伝熱性が向上され得る。 The sheet may be made of a material (e.g., silicon) that is softer than the substrate and the heating plate. The soft sheet can be deformed to conform to the surface shapes of the substrate and the heating plate, improving heat transfer from the heating plate to the substrate.

前記加熱工程では、前記基板を複数箇所で押さえながら前記基板を加熱してもよい。これにより、加熱によって基板が反るのを抑止することができる。 In the heating step, the substrate may be heated while being held down at multiple points. This can prevent the substrate from warping due to heating.

半田プリコート基板の製造方法は、前記加熱工程の後に、前記基板を複数箇所で押さえながら前記基板を冷却する冷却工程をさらに備えてもよい。これにより、冷却によって基板が反るのを抑止することができる。 The method for manufacturing a solder precoated substrate may further include a cooling step of cooling the substrate while pressing the substrate at multiple points after the heating step. This can prevent the substrate from warping due to cooling.

本開示に係る半田プリコート基板の製造装置は、基板の表面に設けられた複数のランドに半田プリコートを形成することで半田プリコート基板を製造する装置であって、複数の前記ランドに半田ペーストを供給する供給部と、複数の前記ランドの温度が、該ランドの周りの前記基板の表面温度よりも早く、前記半田ペーストに含まれる半田粒子の融点に達するように前記基板を加熱する加熱部と、を備える。 The manufacturing apparatus for solder precoated substrates according to the present disclosure is an apparatus for manufacturing solder precoated substrates by forming a solder precoat on a plurality of lands provided on the surface of a substrate, and includes a supply unit that supplies solder paste to the plurality of lands, and a heating unit that heats the substrate so that the temperature of the plurality of lands reaches the melting point of the solder particles contained in the solder paste faster than the surface temperature of the substrate around the lands.

供給部では、基板の表面に設けられた複数のランドに半田ペーストを供給する。この供給部としては、任意のものを使用することができる。例えば、スクリーン印刷を行うためのスキージを使用することが考えられるが、これに限られるものではない。 The supply unit supplies solder paste to multiple lands provided on the surface of the board. Any type of supply unit can be used. For example, a squeegee for screen printing could be used, but this is not a limitation.

加熱部は、基板を加熱することで、複数のランドの温度を、その周りの基板の表面温度よりも早く、半田ペーストに含まれる半田粒子の融点に達させる。これにより、ランドの表面において半田粒子が溶けて集まって半田溶融核が形成される。半田溶融核は、基板の加熱が進むにつれて、半田ペーストに含まれる周囲の半田粒子を引き寄せて成長する。そのようにして、半田ペーストに含まれる半田粒子がランド上に集まり、その後に形成される半田プリコートもランド上に留まる。その結果、粒子径の大きい半田粒子を含む半田ペーストを用いる場合でも、ブリッジ現象の発生を抑止することができる。 The heating unit heats the board so that the temperature of the multiple lands reaches the melting point of the solder particles contained in the solder paste faster than the surface temperature of the surrounding board. This causes the solder particles to melt and gather on the surface of the land to form a molten solder nucleus. As the board is heated, the molten solder nucleus grows by attracting the surrounding solder particles contained in the solder paste. In this way, the solder particles contained in the solder paste gather on the land, and the solder precoat formed thereafter also remains on the land. As a result, the occurrence of the bridge phenomenon can be suppressed even when using a solder paste containing solder particles with a large particle size.

ここで、加熱部としては、任意のもの使用することができる。例えば、リフロー炉、加熱プレート、または誘導加熱装置を使用することが考えられるが、これらに限られるものではない。 Here, any type of heating unit can be used. For example, a reflow furnace, a heating plate, or an induction heating device can be used, but is not limited to these.

前記加熱部は、前記基板の表面側からよりも、前記基板の裏面側から強く前記基板を加熱してもよい。これにより、複数のランドの温度が、その周りの基板の表面温度よりも早く上昇する。なぜなら、金属で構成されるランドは、その周囲の基板よりも熱伝導率が高く、基板の裏面側からの強い熱が相対的に伝わりやすいためである。 The heating unit may heat the substrate more strongly from the back side of the substrate than from the front side of the substrate. This causes the temperature of the lands to rise faster than the surface temperature of the substrate around them. This is because the lands made of metal have a higher thermal conductivity than the substrate around them, and the strong heat from the back side of the substrate is relatively easily transmitted.

前記加熱部は、前記基板の裏面側からのみ前記基板を加熱してもよい。これにより、複数のランドの温度が、その周りの基板の表面温度よりも早く上昇する。なぜなら、金属で構成されるランドは、その周囲の基板よりも熱伝導率が高く、基板の裏面側からの熱が相対的に伝わりやすいためである。 The heating section may heat the substrate only from the back side of the substrate. This causes the temperature of the lands to rise faster than the surface temperature of the substrate around them. This is because the lands made of metal have a higher thermal conductivity than the substrate around them, and heat from the back side of the substrate is relatively more easily transferred to them.

前記加熱部は、前記基板の表面の温度が4℃/秒以上の上昇率で上昇するように前記基板を加熱してもよい。このような上昇率で基板の表面温度を上昇させることで、ブリッジ現象の発生をより一層抑止できる。 The heating section may heat the substrate so that the temperature of the substrate surface increases at a rate of increase of 4°C/sec or more. By increasing the substrate surface temperature at such a rate of increase, the occurrence of the bridge phenomenon can be further suppressed.

前記加熱部は、前記基板の裏面に接触して前記基板を加熱する加熱プレートを有してもよい。加熱プレートの熱は、熱伝導率の高いランドに伝わりやすい。したがって、ランドの温度が、その周りの基板の表面温度よりも早く上昇する。 The heating section may have a heating plate that contacts the back surface of the substrate to heat the substrate. The heat of the heating plate is easily transferred to the land, which has a high thermal conductivity. Therefore, the temperature of the land rises faster than the surface temperature of the substrate around it.

半田プリコート基板の製造装置は、前記基板の加熱時に前記基板と前記加熱プレートとの間に挟まれるシートをさらに備えてもよい。シートを挟むことにより、加熱プレートとの接触によって基板が傷ついたり汚れたりするのを抑止することができる。 The manufacturing apparatus for solder precoated substrates may further include a sheet that is sandwiched between the substrate and the heating plate when the substrate is heated. By sandwiching the sheet, it is possible to prevent the substrate from being scratched or soiled by contact with the heating plate.

半田プリコート基板の製造装置は、前記基板の加熱時に前記基板を複数箇所で押さえる加熱時押え部をさらに備えてもよい。そのような加熱時押え部により、加熱によって基板が反るのを抑止することができる。 The manufacturing device for solder precoated substrates may further include a heating holding section that holds the substrate at multiple points when the substrate is heated. Such a heating holding section can prevent the substrate from warping due to heating.

半田プリコート基板の製造装置は、前記加熱された前記基板を冷却する冷却部と、前記基板の冷却時に前記基板を複数箇所で押さえる冷却時押え部と、をさらに備えてもよい。そのような冷却時押え部により、冷却によって基板が反るのを抑止することができる。 The manufacturing device for solder precoated substrates may further include a cooling section that cools the heated substrate, and a cooling holding section that holds the substrate at multiple points while the substrate is being cooled. Such a cooling holding section can prevent the substrate from warping due to cooling.

以下では、本開示に係る半田プリコート基板の製造方法および製造装置の例について、図面を参照して具体的に説明する。以下で説明する半田プリコート基板の製造方法の工程および製造装置の構成要素には、上述した工程および構成要素を適用できる。以下で説明する半田プリコート基板の製造方法の工程および製造装置の構成要素は、上述した記載に基づいて変更できる。また、以下で説明する事項を、上記の実施形態に適用してもよい。以下で説明する半田プリコート基板の製造方法の工程および製造装置の構成要素のうち、本開示に係る半田プリコート基板の製造方法および製造装置に必須ではない工程および構成要素は省略してもよい。 Below, examples of the manufacturing method and manufacturing apparatus for solder precoated substrates according to the present disclosure will be specifically described with reference to the drawings. The above-mentioned processes and components can be applied to the steps of the manufacturing method and components of the manufacturing apparatus for solder precoated substrates described below. The steps of the manufacturing method and components of the manufacturing apparatus for solder precoated substrates described below can be modified based on the above description. In addition, the matters described below may be applied to the above embodiment. Among the steps of the manufacturing method and components of the manufacturing apparatus for solder precoated substrates described below, steps and components that are not essential to the manufacturing method and manufacturing apparatus for solder precoated substrates according to the present disclosure may be omitted.

〈実施形態1〉
本開示の実施形態1について説明する。まず、半田プリコート基板の製造装置10(以下、単に「製造装置10」ともいう。)の構成について説明し、その後、半田プリコート基板の製造方法(以下、単に「製造方法」ともいう。)について説明する。
First Embodiment
A description will be given of a first embodiment of the present disclosure. First, the configuration of a manufacturing apparatus 10 for a solder precoated substrate (hereinafter, also simply referred to as a "manufacturing apparatus 10") will be described, and then a manufacturing method for a solder precoated substrate (hereinafter, also simply referred to as a "manufacturing method") will be described.

-半田プリコート基板の製造装置-
図1~図3に示す製造装置10は、基板1の表面に設けられた複数のランド3(図4を参照)に半田プリコートを形成することで半田プリコート基板を製造する装置である。なお、本明細書では、基板1が搬送される方向をX方向とし、鉛直方向をZ方向とし、X方向とZ方向に垂直な方向をY方向とする。また、それぞれの方向に沿った軸をX軸、Y軸、およびZ軸とする。
- Manufacturing equipment for solder precoated circuit boards -
1 to 3 is an apparatus for manufacturing a solder precoated substrate by forming a solder precoat on a plurality of lands 3 (see FIG. 4) provided on the surface of a substrate 1. In this specification, the direction in which the substrate 1 is transported is defined as the X direction, the vertical direction is defined as the Z direction, and the direction perpendicular to the X and Z directions is defined as the Y direction. The axes along each of these directions are defined as the X axis, the Y axis, and the Z axis.

図1に示すように、製造装置10は、供給部100と、加熱部210と、冷却部220と、制御部20とを備える。供給部100、加熱部210、および冷却部220は、基台101上にX方向に一列に並んで配置されている。なお、理解を容易にするために、図1では、供給部100、加熱部210、および冷却部220のそれぞれに基板1が配置されている一例を示す。 As shown in FIG. 1, the manufacturing apparatus 10 includes a supply unit 100, a heating unit 210, a cooling unit 220, and a control unit 20. The supply unit 100, the heating unit 210, and the cooling unit 220 are arranged in a row in the X direction on the base 101. For ease of understanding, FIG. 1 shows an example in which a substrate 1 is arranged in each of the supply unit 100, the heating unit 210, and the cooling unit 220.

(供給部)
供給部100は、スクリーン印刷によって、基板1の複数のランド3に半田ペーストPを供給する。なお、供給部100は、スクリーン印刷以外の方法によって半田ペーストPをランド3に供給してもよい。
(Supply Department)
The supply unit 100 supplies the solder paste P to the lands 3 of the substrate 1 by screen printing. Note that the supply unit 100 may supply the solder paste P to the lands 3 by a method other than screen printing.

供給部100は、移動テーブル102と、昇降機構103と、印刷ステージ104と、印刷ヘッド113と、マスクプレート116と、印刷ステージコンベア231と、基板搬入コンベア234と、基板中継コンベア232とを有する。 The supply section 100 has a moving table 102, a lifting mechanism 103, a printing stage 104, a printing head 113, a mask plate 116, a printing stage conveyor 231, a substrate input conveyor 234, and a substrate relay conveyor 232.

移動テーブル102は、基台101上において、X方向に間隔をあけて立設された一対の支持フレーム11の間に配置されている。移動テーブル102には、印刷ステージ104を昇降させる昇降機構103が配置されている。 The moving table 102 is disposed between a pair of support frames 11 that are spaced apart in the X direction on the base 101. A lifting mechanism 103 that raises and lowers the print stage 104 is disposed on the moving table 102.

印刷ステージ104は、昇降機構103に結合された基部104aを有する。基部104aの上面には、支柱104bが設けられている。支柱104bの上端部には、X軸に沿って延びる基板ガイド104cが結合されている。基板ガイド104cの内側には、基板1を搬送するためのベルトを含む印刷ステージコンベア231が配置されている。 The printing stage 104 has a base 104a that is connected to the lifting mechanism 103. A support pillar 104b is provided on the upper surface of the base 104a. A board guide 104c that extends along the X-axis is connected to the upper end of the support pillar 104b. A printing stage conveyor 231 including a belt for transporting the board 1 is arranged inside the board guide 104c.

移動テーブル102は、昇降機構103を水平移動、すなわち、X軸やY軸に沿って移動させることによって、印刷ステージ104を水平移動させる。移動テーブル102は、昇降機構103をZ軸回りに回転させることによって、印刷ステージ104をZ軸回りに回転させる。昇降機構103は、印刷ステージ104をZ軸に沿って移動、すなわち昇降させる。 The moving table 102 moves the lifting mechanism 103 horizontally, i.e., along the X-axis and Y-axis, thereby moving the printing stage 104 horizontally. The moving table 102 rotates the lifting mechanism 103 around the Z-axis, thereby rotating the printing stage 104 around the Z-axis. The lifting mechanism 103 moves the printing stage 104 along the Z-axis, i.e., raises and lowers it.

印刷ステージコンベア231は、一方の支持フレーム11の開口部を貫通して配設された基板搬入コンベア234と、他方の支持フレーム11の開口部を貫通して配設された基板中継コンベア232との間で基板1を受け渡すように構成される。基板搬入コンベア234によって搬入された基板1は、印刷ステージコンベア231に受け渡されて半田ペースト供給領域PAに搬送され、印刷ステージ104によって保持される。印刷ステージ104で半田ペーストPが供給された基板1は、印刷ステージコンベア231の半田ペースト供給領域PAから搬出され、基板中継コンベア232に受け渡される。 The printing stage conveyor 231 is configured to transfer the substrate 1 between the substrate carry-in conveyor 234 arranged to pass through the opening of one of the support frames 11 and the substrate relay conveyor 232 arranged to pass through the opening of the other support frame 11. The substrate 1 carried in by the substrate carry-in conveyor 234 is transferred to the printing stage conveyor 231 and transported to the solder paste supply area PA, where it is held by the printing stage 104. The substrate 1 to which the solder paste P has been supplied by the printing stage 104 is transferred out of the solder paste supply area PA of the printing stage conveyor 231 and transferred to the substrate relay conveyor 232.

基部104aの上面には、バックアップ昇降機構104eが配置されている。バックアップ昇降機構104eは、基板1を下から支持するバックアップ部104fを昇降させる。バックアップ部104fは、印刷ステージコンベア231の半田ペースト供給領域PAに基板1が搬入された状態で、上昇されることによって基板1の下面を支持する。 A backup lifting mechanism 104e is disposed on the upper surface of the base 104a. The backup lifting mechanism 104e raises and lowers the backup section 104f, which supports the substrate 1 from below. When the substrate 1 is carried into the solder paste supply area PA of the print stage conveyor 231, the backup section 104f is raised to support the lower surface of the substrate 1.

一対の基板ガイド104cのそれぞれの上面には、X軸に沿って延びるサイドクランパ104dが設けられている。サイドクランパ104dは、駆動機構(図示せず)によって開閉される。バックアップ部104fは、基板1の下面を支持しながら、基板1の上面とサイドクランパ104dの上面とが実質的に面一になる高さまで基板1を上昇させる。基板1とサイドクランパ104dの高さがそろった状態でサイドクランパ104dが閉じることにより、基板1の両側面がサイドクランパ104dで挟まれ、基板1が固定される。このようにして、印刷ステージ104は基板1を保持する。 A side clamper 104d extending along the X-axis is provided on the upper surface of each of the pair of board guides 104c. The side clamper 104d is opened and closed by a drive mechanism (not shown). The backup section 104f supports the lower surface of the board 1 while raising the board 1 to a height where the upper surface of the board 1 and the upper surface of the side clamper 104d are substantially flush with each other. When the board 1 and the side clamper 104d are at the same height, the side clamper 104d closes, whereby both side surfaces of the board 1 are sandwiched between the side clampers 104d and the board 1 is fixed. In this way, the printing stage 104 holds the board 1.

一対の支持フレーム11の上端には、印刷ヘッド113を支持する支持ビーム113aが、直動ガイド機構11aを介してY軸に沿って移動可能に配置されている。支持ビーム113aの一端部は、送りねじとこれを回転させるモータなどで構成された周知の印刷ヘッド移動機構11bに結合されている。印刷ヘッド移動機構11bが駆動することで、印刷ヘッド113は、Y軸に沿って往復移動(スキージング動作)する。 A support beam 113a that supports the print head 113 is disposed at the upper ends of the pair of support frames 11 so as to be movable along the Y axis via a linear guide mechanism 11a. One end of the support beam 113a is connected to a well-known print head moving mechanism 11b that is composed of a feed screw and a motor that rotates the feed screw. When the print head moving mechanism 11b is driven, the print head 113 moves back and forth (squeezing operation) along the Y axis.

図2に示すように、印刷ヘッド113は、支持ビーム113aから下方に延出して設けられた後スキージ113bおよび前スキージ113cを有する。支持ビーム113aの上面に設けられたスキージ駆動部113dが駆動することで、スキージング動作の方向に応じて後スキージ113bと前スキージ113cのいずれかが下降する。 As shown in FIG. 2, the print head 113 has a rear squeegee 113b and a front squeegee 113c that extend downward from the support beam 113a. When the squeegee driver 113d provided on the upper surface of the support beam 113a is driven, either the rear squeegee 113b or the front squeegee 113c descends depending on the direction of the squeegeeing operation.

印刷ヘッド113の下方には、マスクプレート116が水平な状態で配置されている。マスクプレート116には、厚さ方向に貫通したパターン孔(図示せず)が形成されている。パターン孔は、基板1の複数のランド3の配置や形状に対応して形成されている。供給部100は、マスクプレート116の上面に供給された半田ペーストP(図3を参照)を後スキージ113bまたは前スキージ113cで移動させることで、半田ペーストPを所定の印刷パターンで基板1上に供給するスクリーン印刷を実行する。 A mask plate 116 is disposed horizontally below the print head 113. The mask plate 116 is formed with pattern holes (not shown) penetrating in the thickness direction. The pattern holes are formed to correspond to the arrangement and shape of the multiple lands 3 on the substrate 1. The supply unit 100 performs screen printing to supply the solder paste P onto the substrate 1 in a predetermined printing pattern by moving the solder paste P (see FIG. 3) supplied to the upper surface of the mask plate 116 with the rear squeegee 113b or the front squeegee 113c.

(加熱部)
加熱部210は、ランド3に供給された半田ペーストPを加熱して、半田ペーストPに含まれる半田粒子PLを溶融する。加熱部210は、供給部100から延びる基板中継コンベア232の下流側を覆う筐体213と、筐体213の内部に配置された第1ヒータ211および第2ヒータ212とを有する。筐体213には、加熱によって発生する半田ペーストPからの揮発成分を排気するための通気孔215が形成されている。
(Heating section)
The heating unit 210 heats the solder paste P supplied to the lands 3 to melt the solder particles PL contained in the solder paste P. The heating unit 210 has a housing 213 that covers the downstream side of the board relay conveyor 232 extending from the supply unit 100, and a first heater 211 and a second heater 212 arranged inside the housing 213. The housing 213 is formed with an air hole 215 for exhausting volatile components from the solder paste P that are generated by heating.

第1ヒータ211は、基板中継コンベア232の下方に配置されている。第1ヒータ211は、下方から見て、加熱領域HAに位置する基板1の全体を覆う。第1ヒータ211は、加熱領域HAに位置する基板1の全体を下方から(すなわち、基板1の裏面側から)加熱する。 The first heater 211 is disposed below the substrate relay conveyor 232. When viewed from below, the first heater 211 covers the entire substrate 1 located in the heating area HA. The first heater 211 heats the entire substrate 1 located in the heating area HA from below (i.e., from the back side of the substrate 1).

本実施形態の基板中継コンベア232は、基板1の搬送方向に沿って延びる金属チェーンによって構成されているが(図4を参照)、これに限られるものではない。 In this embodiment, the board relay conveyor 232 is composed of a metal chain extending along the transport direction of the board 1 (see FIG. 4), but is not limited to this.

第2ヒータ212は、基板中継コンベア232の上方に配置されている。第2ヒータ212は、上方から見て、加熱領域HAに位置する基板1の全体を覆う。第2ヒータ212は、加熱領域HAに位置する基板1の全体を上方から(すなわち、基板1の表面側から)加熱する。あるいは、第2ヒータ212は、加熱領域HAに位置する基板1を加熱しなくてもよい(すなわち、オフ状態にされてもよい)。 The second heater 212 is disposed above the substrate relay conveyor 232. When viewed from above, the second heater 212 covers the entire substrate 1 located in the heating area HA. The second heater 212 heats the entire substrate 1 located in the heating area HA from above (i.e., from the front surface side of the substrate 1). Alternatively, the second heater 212 does not have to heat the substrate 1 located in the heating area HA (i.e., it may be turned off).

第1ヒータ211および第2ヒータ212は、基板1の表面の温度が4℃/秒以上の上昇率で上昇するように基板1を加熱することが好ましい。このような上昇率で基板1を加熱することにより、ブリッジ現象の発生をより一層抑止することができる。なお、上昇率としては、基板1の表面温度が100℃から200℃に上昇するのに要する時間をΔt(単位:秒)として、(200-100)/Δt(単位:℃/秒)の値を用いることが考えられるが、これに限られるものではない。 The first heater 211 and the second heater 212 preferably heat the substrate 1 so that the surface temperature of the substrate 1 rises at a rate of increase of 4°C/sec or more. By heating the substrate 1 at such a rate of increase, the occurrence of the bridge phenomenon can be further suppressed. As the rate of increase, it is possible to use the value of (200-100)/Δt (unit: °C/sec), where Δt (unit: seconds) is the time required for the surface temperature of the substrate 1 to rise from 100°C to 200°C, but this is not limiting.

(冷却部)
冷却部220は、溶融した半田粒子PL(以下、「溶融半田」ともいう。)を冷却して固化する。冷却部220は、基板搬出コンベア233を覆う筐体224と、筐体224の内部に配置された冷却ファン221とを有する。筐体224には、冷却用の空気を導入および排出するための通気孔220a,220bが形成されている。冷却ファン221は、基板搬出コンベア233上の基板1を冷却する。これにより、溶融半田が冷却および固化される。
(Cooling section)
The cooling section 220 cools and solidifies the molten solder particles PL (hereinafter also referred to as "molten solder"). The cooling section 220 has a housing 224 that covers the board discharge conveyor 233, and a cooling fan 221 arranged inside the housing 224. The housing 224 has vent holes 220a, 220b for introducing and discharging cooling air. The cooling fan 221 cools the board 1 on the board discharge conveyor 233. This cools and solidifies the molten solder.

(制御部)
制御部20は、供給部100、加熱部210、冷却部220、および各コンベア231~234を制御して基板1に半田プリコートを形成する作業を製造装置10に実行させる。制御部20は、基台101の内部に設けられている。制御部20は、演算処理装置(CPU)と、演算処理装置が実行可能なプログラムを格納した記憶装置(メモリ)などによって構成される。
(Control Unit)
The control unit 20 controls the supply unit 100, the heating unit 210, the cooling unit 220, and each of the conveyors 231 to 234 to cause the manufacturing apparatus 10 to execute the operation of forming a solder precoat on the substrate 1. The control unit 20 is provided inside the base 101. The control unit 20 is composed of a central processing unit (CPU), a storage device (memory) that stores a program executable by the central processing unit, and the like.

-基板の構成-
次に、基板1の構成について説明する。図4に示すように、本実施形態の基板1は、基板本体2と、基板本体2の表面(上面)に設けられた複数のランド3と、各ランド3に接続されかつ基板本体2の裏面(下面)に露出する複数の配線パターン4とを有する。基板本体2は絶縁体で構成される一方、複数のランド3および配線パターン4は導体で構成される。
- Circuit board configuration -
Next, a description will be given of the configuration of the substrate 1. As shown in Fig. 4, the substrate 1 of this embodiment has a substrate body 2, a plurality of lands 3 provided on the obverse surface (upper surface) of the substrate body 2, and a plurality of wiring patterns 4 connected to the lands 3 and exposed on the reverse surface (lower surface) of the substrate body 2. The substrate body 2 is made of an insulator, while the plurality of lands 3 and the wiring patterns 4 are made of conductors.

このように、本実施形態の基板1は、両面プリント基板であるが、基板1の種類はこれに限らない。例えば、基板1は、片面プリント基板であってもよいし、多層プリント基板であってもよい。いずれの種類の基板1であっても、本開示の製造装置および製造方法を適用できる。 Thus, the substrate 1 of this embodiment is a double-sided printed circuit board, but the type of substrate 1 is not limited to this. For example, the substrate 1 may be a single-sided printed circuit board or a multilayer printed circuit board. The manufacturing apparatus and manufacturing method disclosed herein can be applied to any type of substrate 1.

-半田プリコート基板の製造方法-
次に、本実施形態の製造方法について説明する。製造方法は、供給工程と、加熱工程と、冷却工程とを備える。
-Method for manufacturing solder precoated substrate-
Next, a manufacturing method of this embodiment will be described. The manufacturing method includes a supplying step, a heating step, and a cooling step.

(供給工程)
供給工程では、基板1の表面に設けられた複数のランド3に半田ペーストPを供給する。具体的に、制御部20は、基板搬入コンベア234と印刷ステージコンベア231を作動させて、半田プリコートが形成されていない基板1を半田ペースト供給領域PAへ搬送する。続けて、制御部20は、バックアップ昇降機構104eを作動させてバックアップ部104fに基板1を支持させ、サイドクランパ104dによって基板1をクランプさせる。これにより、印刷ステージ104は基板1を保持する。
(Supply process)
In the supply step, solder paste P is supplied to a plurality of lands 3 provided on the surface of the substrate 1. Specifically, the control unit 20 operates the substrate carry-in conveyor 234 and the printing stage conveyor 231 to transport the substrate 1 on which no solder precoat has been formed to the solder paste supply area PA. Next, the control unit 20 operates the backup lifting mechanism 104e to cause the backup unit 104f to support the substrate 1, and causes the side clamper 104d to clamp the substrate 1. As a result, the printing stage 104 holds the substrate 1.

次に、制御部20は、マスクプレート116に対する基板1の水平方向の位置を位置合わせした上で、昇降機構103を駆動することによって、基板1を上昇させてマスクプレート116の下面に当接させる。そして、制御部20は、印刷ヘッド113を作動させて半田ペーストPを基板1上にスクリーン印刷する。 Next, the control unit 20 aligns the horizontal position of the substrate 1 relative to the mask plate 116, and then drives the lifting mechanism 103 to raise the substrate 1 and bring it into contact with the underside of the mask plate 116. The control unit 20 then operates the print head 113 to screen print the solder paste P onto the substrate 1.

次に、制御部20は、昇降機構103を駆動することによって、基板1をマスクプレート116から引き離す(版離れ)。続けて、制御部20は、サイドクランパ104dとバックアップ昇降機構104eを作動させて、サイドクランパ104dによる基板1の固定を解除すると共に、バックアップ部104fを下降させて基板1を印刷ステージコンベア231上に載置する。そして、制御部20は、印刷ステージコンベア231および基板中継コンベア232を作動させて、基板1を加熱部210内の加熱領域HAに搬送する。 Next, the control unit 20 drives the lifting mechanism 103 to separate the substrate 1 from the mask plate 116 (plate release). The control unit 20 then operates the side clamper 104d and the backup lifting mechanism 104e to release the substrate 1 from the side clamper 104d, and lowers the backup unit 104f to place the substrate 1 on the print stage conveyor 231. The control unit 20 then operates the print stage conveyor 231 and the substrate relay conveyor 232 to transport the substrate 1 to the heating area HA in the heating unit 210.

(加熱工程)
加熱工程では、第1ヒータ211および第2ヒータ212により、または第1ヒータ211のみにより、ランド3上に半田ペーストPが供給された基板1を加熱する。具体的に、図4に示すように、制御部20は、第1ヒータ211を高温で作動させて基板1を裏面側(下面側)から加熱する。制御部20は、第2ヒータ212を低温で作動させて基板1を表面側(上面側)から加熱するか、または第2ヒータ212を作動させない。
(Heating process)
In the heating step, the substrate 1 with the solder paste P supplied onto the lands 3 is heated by the first heater 211 and the second heater 212, or by only the first heater 211. Specifically, as shown in Fig. 4, the control unit 20 operates the first heater 211 at a high temperature to heat the substrate 1 from the back surface side (lower surface side). The control unit 20 operates the second heater 212 at a low temperature to heat the substrate 1 from the front surface side (upper surface side), or does not operate the second heater 212.

このように第1ヒータ211および第2ヒータ212を制御すると、相対的に出力の高い第1ヒータ211が主な熱源となり、基板1は、加熱領域HAにおいて、表面側からよりも裏面側から強く加熱される。主な熱源としての第1ヒータ211の熱は、配線パターン4を経由してランド3に伝わる。これにより、各ランド3の温度は、当該ランド3の周りの基板1の表面温度よりも早く、半田ペーストPに含まれる半田粒子PLの融点に達する。 When the first heater 211 and the second heater 212 are controlled in this manner, the first heater 211, which has a relatively high output, becomes the main heat source, and the substrate 1 is heated more strongly from the back side than from the front side in the heating area HA. The heat of the first heater 211, which serves as the main heat source, is transferred to the land 3 via the wiring pattern 4. As a result, the temperature of each land 3 reaches the melting point of the solder particles PL contained in the solder paste P more quickly than the surface temperature of the substrate 1 around that land 3.

ランド3の温度が半田粒子PLの融点に達すると、図4の中段に示すように、ランド3の表面において半田溶融核Cが発生する。その後、半田溶融核Cは、周囲の半田粒子PLを引き寄せながら成長する。このとき、図4の右側の半田溶融核Cは、隣り合うランド3の間の半田粒子PLも引き寄せる。最終的に、図4の下段に示すように、ランド3の周りにあった半田粒子PLも含め、実質的に全ての半田粒子PLが溶けてランド3上に集まった状態になる。そして、制御部20は、基板中継コンベア232と基板搬出コンベア233を作動させて、基板1を冷却部220へ搬送する。 When the temperature of the land 3 reaches the melting point of the solder particles PL, a molten solder nucleus C is generated on the surface of the land 3, as shown in the middle of FIG. 4. The molten solder nucleus C then grows while attracting the surrounding solder particles PL. At this time, the molten solder nucleus C on the right side of FIG. 4 also attracts the solder particles PL between the adjacent lands 3. Eventually, as shown in the bottom of FIG. 4, substantially all of the solder particles PL, including the solder particles PL around the land 3, melt and gather on the land 3. The control unit 20 then operates the board relay conveyor 232 and the board discharge conveyor 233 to transport the board 1 to the cooling unit 220.

(冷却工程)
冷却工程では、冷却ファン221により、ランド3上に溶融半田が存在する基板1を冷却する。具体的に、制御部20は、冷却ファン221を作動させることで、通気孔220a,220bを経由する空気流れにより基板1を冷却し、それにより溶融半田を固化させる。このようにして、基板1のランド3に半田プリコートが形成され、半田プリコート基板が完成する。そして、制御部20は、基板搬出コンベア233を作動させて、冷却された基板1(半田プリコート基板)を冷却部220から搬出する。
(Cooling process)
In the cooling process, the cooling fan 221 cools the substrate 1 having molten solder on the lands 3. Specifically, the control unit 20 operates the cooling fan 221 to cool the substrate 1 with air flow passing through the air vents 220a and 220b, thereby solidifying the molten solder. In this manner, a solder precoat is formed on the lands 3 of the substrate 1, and the solder precoated substrate is completed. Then, the control unit 20 operates the substrate discharge conveyor 233 to discharge the cooled substrate 1 (solder precoated substrate) from the cooling unit 220.

〈実施形態1の変形例〉
本開示の実施形態1の変形例について説明する。本変形例は、上記実施形態1と加熱部210の構成が異なる。以下、上記実施形態1と異なる点について主に説明する。
<Modification of the First Embodiment>
A modified example of the first embodiment of the present disclosure will be described. This modified example differs from the first embodiment in the configuration of the heating unit 210. Below, the differences from the first embodiment will be mainly described.

図5に示すように、本変形例の加熱部210は、第2ヒータ212を備えない。したがって、本変形例の加熱工程では、第1ヒータ211のみによって基板1が加熱される。換言すると、本変形例の加熱工程では、基板1の裏面側(下面側)からのみ基板1が加熱される。なお、本変形例においても、基板1の表面の温度が4℃/秒以上の上昇率で上昇するように基板1を加熱することが好ましい。 As shown in FIG. 5, the heating section 210 of this modified example does not include a second heater 212. Therefore, in the heating process of this modified example, the substrate 1 is heated only by the first heater 211. In other words, in the heating process of this modified example, the substrate 1 is heated only from the back side (lower side) of the substrate 1. Note that, even in this modified example, it is preferable to heat the substrate 1 so that the temperature of the surface of the substrate 1 increases at a rate of increase of 4° C./sec or more.

このように、第2ヒータ212を備えないことで、換言すると熱源として第1ヒータ211のみを備えることで、製造装置10のコストの低減や構造の簡素化を図ることができる。 In this way, by not providing the second heater 212, in other words by providing only the first heater 211 as a heat source, it is possible to reduce the cost of the manufacturing apparatus 10 and simplify the structure.

〈実施形態2〉
本開示の実施形態2について説明する。本実施形態は、上記実施形態1と加熱部210および冷却部220の構成が異なる。以下、上記実施形態1と異なる点について主に説明する。
Second Embodiment
A second embodiment of the present disclosure will be described. This embodiment differs from the first embodiment in the configurations of the heating unit 210 and the cooling unit 220. The following mainly describes the differences from the first embodiment.

(加熱部)
図6および図7に示すように、本実施形態の加熱部210は、加熱プレート214と、シート216と、加熱時押え部217とを備える。
(Heating section)
As shown in FIGS. 6 and 7 , the heating unit 210 of this embodiment includes a heating plate 214 , a sheet 216 , and a holding unit 217 during heating.

加熱プレート214は、加熱領域HAに位置する基板1の裏面(下面)に接触して当該基板1を加熱する。より具体的に、加熱プレート214は、基板1の配線パターン4に接触しながら発熱することで、当該基板1を裏面側からのみ加熱する。これにより、図7に示すように、上記実施形態1と同様、加熱により基板1のランド3上で半田溶融核が成長し、最終的に、ランド3上に溶融半田が集まった状態が実現される。 The heating plate 214 heats the substrate 1 by contacting the rear surface (lower surface) of the substrate 1 located in the heating area HA. More specifically, the heating plate 214 heats the substrate 1 only from the rear surface side by generating heat while contacting the wiring pattern 4 of the substrate 1. As a result, as shown in FIG. 7, similar to the first embodiment described above, molten solder nuclei grow on the lands 3 of the substrate 1 due to heating, and eventually, a state is achieved in which molten solder gathers on the lands 3.

シート216は、加熱プレート214による基板1の加熱時に、基板1と加熱プレート214との間に挟まれる。シート216は、基板1および加熱プレート214よりも軟らかい素材(例えば、シリコン)で構成される。シート216は、シート216を送り出す供給ローラ216aと、シート216を巻き取る回収ローラ216bとによって、基板1が所定枚数(例えば、1枚)入れ替わるごとに交換されることが好ましい。本実施形態の加熱工程では、基板1と加熱プレート214との間にシート216が挟まれた状態で、加熱プレート214により基板1が加熱される。 The sheet 216 is sandwiched between the substrate 1 and the heating plate 214 when the substrate 1 is heated by the heating plate 214. The sheet 216 is made of a material (e.g., silicon) that is softer than the substrate 1 and the heating plate 214. The sheet 216 is preferably replaced every time a predetermined number of substrates 1 (e.g., one substrate) are replaced by a supply roller 216a that feeds out the sheet 216 and a recovery roller 216b that takes up the sheet 216. In the heating step of this embodiment, the substrate 1 is heated by the heating plate 214 with the sheet 216 sandwiched between the substrate 1 and the heating plate 214.

加熱時押え部217は、加熱プレート214による基板1の加熱時に、基板1を複数箇所(この例では、基板1の4つの角部)で押さえる。加熱時押え部217は、それぞれが基板1を押さえる複数の脚217aと、複数の脚217aを連結する枠体217bとを有する。複数の脚217aおよび枠体217bは、高断熱性材料で構成される。本実施形態の加熱工程では、加熱時押え部217により基板1が複数箇所で押さえられた状態で、加熱プレート214により基板1が加熱される。 The heating presser 217 presses the substrate 1 at multiple points (in this example, the four corners of the substrate 1) when the substrate 1 is heated by the heating plate 214. The heating presser 217 has multiple legs 217a that each press the substrate 1, and a frame 217b that connects the multiple legs 217a. The multiple legs 217a and the frame 217b are made of a highly insulating material. In the heating process of this embodiment, the substrate 1 is heated by the heating plate 214 while the substrate 1 is pressed at multiple points by the heating presser 217.

(冷却部)
図6に示すように、本実施形態の冷却部220は、冷却時押え部222を有する。冷却時押え部222は、冷却ファン221による基板1の冷却時に、基板1を複数箇所(この例では、基板1の対向辺に沿った6箇所)で押さえる。冷却時押え部222は、基板1の裏面に当接する複数の下ローラ222aと、複数の下ローラ222aと共に基板1を挟み込む複数の上ローラ222bとを有する。各下ローラ222aおよび各上ローラ222bは、高断熱性材料で構成される。本実施形態の冷却工程では、冷却時押え部222により基板1が複数箇所で押さえられた状態で、冷却ファン221により基板1が冷却される。
(Cooling section)
As shown in Fig. 6, the cooling section 220 of this embodiment has a cooling press section 222. The cooling press section 222 presses the substrate 1 at multiple locations (in this example, six locations along the opposing sides of the substrate 1) when the substrate 1 is cooled by the cooling fan 221. The cooling press section 222 has multiple lower rollers 222a that contact the back surface of the substrate 1, and multiple upper rollers 222b that sandwich the substrate 1 together with the multiple lower rollers 222a. Each of the lower rollers 222a and each of the upper rollers 222b is made of a highly insulating material. In the cooling step of this embodiment, the substrate 1 is cooled by the cooling fan 221 while the substrate 1 is pressed at multiple locations by the cooling press section 222.

以下、実施例および比較例に基づいて実施の形態をより具体的に説明する。実施例によって、本開示の範囲は限定して解釈されない。 The following describes the embodiment in more detail based on examples and comparative examples. The scope of the present disclosure is not to be construed as being limited by the examples.

以下のような構成の加熱部210、基板1、および半田ペーストPを用いて、各測定条件(比較例1,2および実施例1~3)につき、チップ200個に対してブリッジが発生する確率(以下、「ブリッジ発生率」という。)を測定した。この場合、ブリッジ発生率は、(ブリッジ発生数/200)×100(単位:%)で表される値である。 Using a heating unit 210, a substrate 1, and a solder paste P configured as shown below, the probability of bridges occurring (hereinafter referred to as the "bridge occurrence rate") for 200 chips was measured for each measurement condition (Comparative Examples 1 and 2 and Examples 1 to 3). In this case, the bridge occurrence rate is a value expressed as (number of bridges occurring/200) x 100 (unit: %).

具体的に、加熱部210として、アントム社製のリフロー炉UNI-6116を用いた。加熱工程では、第1ヒータ211のみを作動させ、第2ヒータ212をオフ状態とした。第1ヒータ211の設定温度は、230℃(比較例1)、260℃(比較例2)、300℃(実施例1)、330℃(実施例2)、および360℃(実施例3)とした。 Specifically, a reflow furnace UNI-6116 manufactured by Antom was used as the heating unit 210. In the heating process, only the first heater 211 was operated, and the second heater 212 was turned off. The set temperatures of the first heater 211 were 230°C (Comparative Example 1), 260°C (Comparative Example 2), 300°C (Example 1), 330°C (Example 2), and 360°C (Example 3).

また、基板1として、150mm×100mmの矩形状で、厚みが0.8mmのものを用いた。基板1上のランド3の配置は、0201チップ部品を部品間距離70μmで実装する場合を想定したものとした。 The substrate 1 used was rectangular, measuring 150 mm x 100 mm, and 0.8 mm thick. The layout of the lands 3 on the substrate 1 was designed to accommodate 0201 chip components mounted with a component-to-component distance of 70 μm.

さらに、半田ペーストPとして、千住金属製のソルダペーストtype5(粒子径:15~25μm)を用いた。 Furthermore, solder paste type 5 (particle size: 15 to 25 μm) made by Senju Metal was used as the solder paste P.

比較例1,2および実施例1~3の測定結果を表1に示す。ここで、上昇率は、基板1の表面温度が100℃から200℃まで上昇するのに要した時間をΔt(単位:秒)として、(200-100)/Δt(単位:℃/秒)で表される値である。

Figure 0007535722000001
The measurement results of Comparative Examples 1 and 2 and Examples 1 to 3 are shown in Table 1. Here, the rate of increase is a value expressed as (200-100)/Δt (unit: °C/sec), where Δt (unit: seconds) is the time required for the surface temperature of substrate 1 to increase from 100°C to 200°C.
Figure 0007535722000001

表1からわかるように、上昇率が4.00℃/秒以上となる条件で、ブリッジ発生率が0%であった。一方、上昇率が4.00℃/秒未満となる条件では、ブリッジ発生率が0%ではなく、ブリッジ現象の発生が確認された。 As can be seen from Table 1, when the rate of increase was 4.00°C/sec or more, the bridging rate was 0%. On the other hand, when the rate of increase was less than 4.00°C/sec, the bridging rate was not 0%, and the occurrence of the bridging phenomenon was confirmed.

本開示は、半田プリコート基板の製造方法および製造装置に利用できる。 This disclosure can be used in manufacturing methods and manufacturing equipment for solder precoated substrates.

1:基板
2:基板本体
3:ランド
4:配線パターン
10:半田プリコート基板の製造装置
11:支持フレーム
11a:直動ガイド機構
11b:印刷ヘッド移動機構
20:制御部
100:供給部
101:基台
102:移動テーブル
103:昇降機構
104:印刷ステージ
104a:基部
104b:支柱
104c:基板ガイド
104d:サイドクランパ
104e:バックアップ昇降機構
104f:バックアップ部
113:印刷ヘッド
113a:支持ビーム
113b:後スキージ
113c:前スキージ
113d:スキージ駆動部
116:マスクプレート
210:加熱部
211:第1ヒータ
212:第2ヒータ
213:筐体
214:加熱プレート
215:通気孔
216:シート
216a:供給ローラ
216b:回収ローラ
217:加熱時押え部
217a:脚
217b:枠体
220:冷却部
220a:通気孔
220b:通気孔
221:冷却ファン
222:冷却時押え部
222a:下ローラ
222b:上ローラ
224:筐体
231:印刷ステージコンベア
232:基板中継コンベア
233:基板搬出コンベア
234:基板搬入コンベア
C:半田溶融核
HA:加熱領域
P:半田ペースト
PA:半田ペースト供給領域
PL:半田粒子
1: Substrate 2: Substrate body 3: Land 4: Wiring pattern 10: Manufacturing apparatus for solder precoated substrate 11: Support frame 11a: Linear guide mechanism 11b: Print head moving mechanism 20: Control unit 100: Supply unit 101: Base 102: Moving table 103: Lifting mechanism 104: Print stage 104a: Base 104b: Support 104c: Substrate guide 104d: Side clamper 104e: Backup lifting mechanism 104f: Backup unit 113: Print head 113a: Support beam 113b: Rear squeegee 113c: Front squeegee 113d: Squeegee drive unit 116: Mask plate 210: Heating unit 211: First heater 212: Second heater 213: Housing 214: Heating plate 215: Ventilation hole 216: Sheet 216a: Supply roller 216b: Recovery roller 217: Holding portion during heating 217a: Legs 217b: Frame 220: Cooling portion 220a: Vent 220b: Vent 221: Cooling fan 222: Holding portion during cooling 222a: Lower roller 222b: Upper roller 224: Housing 231: Printing stage conveyor 232: Board relay conveyor 233: Board unloading conveyor 234: Board loading conveyor C: Solder molten core HA: Heating area P: Solder paste PA: Solder paste supply area PL: Solder particle

Claims (14)

基板の表面に設けられた複数のランドに半田プリコートを形成することで半田プリコート基板を製造する方法であって、
複数の前記ランドに半田ペーストを供給する供給工程と、
複数の前記ランドの温度が、該ランドの周りの前記基板の表面温度よりも早く、前記半田ペーストに含まれる半田粒子の融点に達するように前記基板を加熱する加熱工程と、
溶融した前記半田粒子を冷却して固化することで前記半田プリコートを形成する冷却工程と、
を備え、
前記加熱工程では、前記基板の表面の温度が4℃/秒以上の上昇率で上昇するように前記基板を加熱する、半田プリコート基板の製造方法。
A method for manufacturing a solder precoated substrate by forming a solder precoat on a plurality of lands provided on a surface of a substrate, comprising:
a supplying step of supplying solder paste to the plurality of lands;
a heating step of heating the substrate so that a temperature of the lands reaches a melting point of solder particles contained in the solder paste faster than a surface temperature of the substrate around the lands;
a cooling step of cooling and solidifying the molten solder particles to form the solder precoat;
Equipped with
In the heating step, the substrate is heated so that the temperature of the substrate surface increases at a rate of increase of 4° C./sec or more.
前記加熱工程では、前記基板の表面側からよりも、前記基板の裏面側から強く前記基板を加熱する、請求項1に記載の半田プリコート基板の製造方法。 The method for manufacturing a solder precoated substrate according to claim 1, wherein in the heating step, the substrate is heated more strongly from the back side of the substrate than from the front side of the substrate. 前記加熱工程では、前記基板の裏面側からのみ前記基板を加熱する、請求項2に記載の半田プリコート基板の製造方法。 The method for manufacturing a solder precoated substrate according to claim 2, wherein the substrate is heated only from the back side of the substrate in the heating step. 前記加熱工程では、前記基板の裏面に接触する加熱プレートを用いて前記基板を加熱する、請求項1~3のいずれか1項に記載の半田プリコート基板の製造方法。 The method for manufacturing a solder precoated substrate according to any one of claims 1 to 3, wherein in the heating step, the substrate is heated using a heating plate that contacts the rear surface of the substrate. 前記加熱工程では、前記基板と前記加熱プレートとの間にシートを挟んだ状態で前記基板を加熱する、請求項4に記載の半田プリコート基板の製造方法。 The method for manufacturing a solder precoated substrate according to claim 4, wherein in the heating step, the substrate is heated with a sheet sandwiched between the substrate and the heating plate. 前記加熱工程では、前記基板を複数箇所で押さえながら前記基板を加熱する、請求項1~5のいずれか1項に記載の半田プリコート基板の製造方法。 The method for manufacturing a solder precoated substrate according to any one of claims 1 to 5, wherein in the heating step, the substrate is heated while being held down at multiple points. 前記冷却工程では、前記基板を複数箇所で押さえながら前記基板を冷却する、請求項1~6のいずれか1項に記載の半田プリコート基板の製造方法。 The method for manufacturing a solder precoated substrate according to any one of claims 1 to 6 , wherein in the cooling step, the substrate is cooled while being pressed at a plurality of points . 基板の表面に設けられた複数のランドに半田プリコートを形成することで半田プリコート基板を製造する装置であって、
複数の前記ランドに半田ペーストを供給する供給部と、
複数の前記ランドの温度が、該ランドの周りの前記基板の表面温度よりも早く、前記半田ペーストに含まれる半田粒子の融点に達するように前記基板を加熱する加熱部と、
溶融した前記半田粒子を冷却して固化することで前記半田プリコートを形成する冷却部と、
を備え、
前記加熱部は、前記基板の表面の温度が4℃/秒以上の上昇率で上昇するように前記基板を加熱する、半田プリコート基板の製造装置。
An apparatus for manufacturing a solder precoated substrate by forming a solder precoat on a plurality of lands provided on a surface of a substrate, comprising:
A supply unit that supplies solder paste to the lands;
a heating unit that heats the substrate so that a temperature of the lands reaches a melting point of solder particles contained in the solder paste faster than a surface temperature of the substrate around the lands;
a cooling section that cools and solidifies the molten solder particles to form the solder precoat;
Equipped with
The heating section heats the substrate so that the temperature of the substrate surface increases at a rate of increase of 4° C./sec or more.
前記加熱部は、前記基板の表面側からよりも、前記基板の裏面側から強く前記基板を加熱する、請求項8に記載の半田プリコート基板の製造装置。 The manufacturing device for solder precoated substrates according to claim 8, wherein the heating unit heats the substrate more strongly from the back side of the substrate than from the front side of the substrate. 前記加熱部は、前記基板の裏面側からのみ前記基板を加熱する、請求項9に記載の半田プリコート基板の製造装置。 The manufacturing device for solder precoated substrates according to claim 9, wherein the heating unit heats the substrate only from the rear surface side of the substrate. 前記加熱部は、前記基板の裏面に接触して前記基板を加熱する加熱プレートを有する、請求項8~10のいずれか1項に記載の半田プリコート基板の製造装置。 The manufacturing device for solder precoated substrates according to any one of claims 8 to 10, wherein the heating unit has a heating plate that contacts the rear surface of the substrate to heat the substrate. 前記基板の加熱時に前記基板と前記加熱プレートとの間に挟まれるシートをさらに備える、請求項11に記載の半田プリコート基板の製造装置。 The manufacturing apparatus for solder precoated substrates according to claim 11, further comprising a sheet that is sandwiched between the substrate and the heating plate when the substrate is heated. 前記基板の加熱時に前記基板を複数箇所で押さえる加熱時押え部をさらに備える、請求項8~12のいずれか1項に記載の半田プリコート基板の製造装置。 The manufacturing device for solder precoated substrates according to any one of claims 8 to 12, further comprising a heating holding unit that holds the substrate at multiple points when the substrate is heated. 記基板の冷却時に前記基板を複数箇所で押さえる冷却時押え部をさらに備える、請求項8~13のいずれか1項に記載の半田プリコート基板の製造装置。 The manufacturing apparatus for a solder precoated substrate according to any one of claims 8 to 13, further comprising a cooling pressing section that presses the substrate at a plurality of points when the substrate is cooled.
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