| 【発明の名称】 |
電子部品実装方法及びこれに用いるプリント基板 |
| 【発明者】 |
【氏名】近藤 繁
【住所又は居所】大阪府門真市大字門真１００６番地 松下電器産業株式会社内
【氏名】渡辺 正樹
【住所又は居所】大阪府門真市大字門真１００６番地 松下電器産業株式会社内
【氏名】平野 正人
【住所又は居所】大阪府門真市大字門真１００６番地 松下電器産業株式会社内
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| 【要約】 |
【課題】大型ＳＭＤの実装傾きを効果的に補正することにより装着位置を改善し、狭隣接実装を実現することができる電子部品実装方法及びこれに用いるプリント基板を提供する。
【解決手段】 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント基板表面に設けられた電気接合用のランド及びこれらランドと異なる実装部品直下の補正用ランド上にはんだを供給する工程と、所定の位置に表面実装部品を装着する工程と、実装部品を装着したプリント基板をリフローする工程を有し、前記プリント基板をリフローする工程によりはんだが溶融、冷却され、前記実装部品直下の補正用ランドにこれを押し上げる突起が形成されるようにしたことを特徴とする電子部品実装方法。
【請求項２】
表面実装部品直下のプリント基板表面に、電気接合用のランドとは異なる補正用ランドを備えていることを特徴とする請求項１記載の電子部品実装方法に用いるプリント基板。
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【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は電子部品の実装における狭隣接実装を実現し得る電子部品実装方法及びこれに用いるプリント基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話やポータブルオーディオに代表されるモバイル機器では、商品特有の使用目的や運用形態の変化に伴う回路基板の小型化が求められており、また、デジタルＴＶやパーソナルコンピュータなどのＡＶ、情報機器では、高機能化に伴う電気回路規模の拡大が進んでいる。この様な回路基板に求められる仕様の変化に対し、プリント基板の多層／高密度配線化、半導体部品の集積／統合化、部品の小型化／表面実装部品（以下ＳＭＤという）化／高密度実装化などの技術革新により対応してきている。
【０００３】
これらの技術革新の内、半導体の集積化などは大きな効果が見込めるが、特定の回路構成のみを集積化するため、汎用性に欠け、集積化に必要な開発リードタイムも長いという点に加え、汎用品に比べ一般的に高価であるという欠点がある。また、プリント基板の多層／高密度配線化が進んでも、最終的には基板の両面に実装される電子部品の実装面積で回路基板のサイズが決定する。この様な点から、回路基板設計者や製造部門では、使用する部品の小型化／ＳＭＤ化／高密度実装化技術を中心に回路基板の小型化を進めている。
【０００４】
一般的な回路基板に実装される部品の内、抵抗やコンデンサなどの受動部品が大部分を占め、その多くはＳＭＤ化による実装面積の縮小が進んでいる。挿入部品に比べてＳＭＤの実装面積が縮小できるのは、一般的に挿入部品よりも部品サイズが小さく軽量であるために、部品面積が小さくかつ、基板側に設ける部品接合用のランドサイズを小さくできることにある。特に、チップ抵抗／コンデンサといわれるチップ部品では、０．６ｍｍ×０．３ｍｍといった外形サイズの部品が最小サイズとして一般的に流通している。また、基板側に設ける部品接合用のランドサイズも縮小化が進んでおり、フィレットレスランドと呼ばれるランド外形が部品外形内に収まるようなランド仕様が用いられることもある。それに伴って隣接部品間の隔離も縮小化が進み、一部の商品では、部品間隣接距離０．１５ｍｍの仕様が適用されているものもある。これらに関する先行技術文献として、特許文献１，２を挙げることができる。
【０００５】
以下、図面を参照しながら従来の電子部品実装方法について説明する。図７は従来の電子部品実装方法のフローを概念的に示す説明図であり、図７（ａ）は一般的なプリント基板の概念図、図７（ｂ）ははんだ印刷後のプリント基板の概念図、図８は電子部品装着後のプリント基板の概念図、図９は従来技術によるＳＭＤ実装後の回路基板の概念図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【０００６】
従来の一般的なＳＭＤ実装方法は、最初の工程として、図７（ａ）に示したプリント基板１のランド２にはんだ３を供給する。はんだ供給方法は、マスクを用いた一括印刷が用いられるが、特殊な手法としてディスペンスによる個別供給などが用いられる場合もある。マスクを用いた印刷方法の場合、基板のランド形状、位置に一致した開口部をマスクに設け、基板とマスクを認識により一致させた後、スキージと呼ばれるヘラ状のツールでクリームはんだをマスク開口部に充填し、その後マスクと基板を乖離させることではんだを所定位置に供給する。その結果、図７（ｂ）に示す様に、所定位置（ハッチングで示す）にはんだ３が供給されたプリント基板１となる。
【０００７】
次の工程として、一般的に実装機と呼ばれる電子部品の装着装置によってＳＭＤ４、大型ＳＭＤ５等をプリント基板１上の所定位置に装着する。その結果、図８に示す様に、所定位置に部品が装着されたプリント基板１となる。更に、次の工程として，一般的にリフロー装置と呼ばれる加熱装置で部品装着後のプリント基板のはんだを加熱溶融、冷却凝固させることで電子部品の実装を完了する。この様にして図９に示すプリント回路基板が完成する。
【特許文献１】実開昭６４−５４７６号公報
【特許文献２】実開平４−８２８８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、このような方法では、ＳＭＤの内、大型ＳＭＤでは部品間隣接距離を縮小できていないのが現状である。特にアルミ電解コンデンサやクリスタル部品などは、そのリード形状のばらつきのために装着工程、リフロー工程時に傾斜［図９（ｂ）参照］して実装されることがある。例えばφ５ｍｍのアルミ電解コンデンサでは、１５度程度傾斜して実装されることもある。これらの大型ＳＭＤではセルフアライメント効果がほとんど見込めず、リフロー工程時に装着位置の改善は行われない。そのため、大型ＳＭＤの実装において、１ｍｍ程度の部品間隣接距離を必要とする場合があり、狭隣接に実装できないという問題点がある。
【０００９】
本発明は、上記従来の問題点を解決するものであり、大型ＳＭＤの実装傾きを効果的に補正することにより装着位置を改善し、狭隣接実装を実現することができる電子部品実装方法及びこれに用いるプリント基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の電子部品実装方法及びこれに用いるプリント基板は、プリント基板表面に設けられた電気接合用のランド及びこれらランドと異なる実装部品直下の補正用ランド上にはんだを供給する工程と、所定の位置に表面実装部品を装着する工程と、実装部品を装着したプリント基板をリフローする工程を有し、前記プリント基板をリフローする工程によりはんだが溶融、冷却され、前記実装部品直下の補正用ランドにこれを押し上げる突起が形成されるようにしたものである。
【００１１】
この発明によれば、実装部品直下にはんだ印刷した補正用ランドを有するプリント基板を用い、このはんだの溶融に伴なう表面張力を利用して電子部品の装着傾きを規制するようにしたので、大型ＳＭＤの実装傾きを効果的に補正することができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本発明によればはんだ印刷した補正用ランドを有するプリント基板を用い、はんだが溶融し液状となることで表面張力が発生し、これがドーム状に凝集、隆起する力を利用して電子部品の装着傾きを規制するようにしたので、大型ＳＭＤの実装傾きを効果的に補正することができるという有利な効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の各実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、前記従来のものと同一の部分については同一符号を用いるものとする。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は本発明の電子部品実装方法の実施の形態１においてこれを適用し得るプリント基板の概念図であり、図１（ａ）はクリームはんだ印刷前のプリント基板の概念図、図１（ｂ）はクリームはんだ印刷後のプリント基板の概念図、図２は図１に示すプリント基板へのＳＭＤ装着の概念図であり、図２（ａ）はＳＭＤ装着後のプリント基板の概念図、図２（ｂ）はそのＢ−Ｂ断面図、図３は図１に示すプリント基板へのＳＭＤ実装の概念図であり、図３（ａ）はＳＭＤ実装後の回路基板の概念図、図３（ｂ）はそのＣ−Ｃ断面図である。
【００１５】
本実施の形態では、プリント基板上にアルミ電解コンデンサ３点とチップ抵抗３点からなるＳＭＤ６点で電気回路を形成しており、プリント基板１のランド仕様は、上記６点のＳＭＤ実装用ランドに加え、アルミ電解コンデンサ等の大型ＳＭＤ５の四隅に相当する位置に対となるφ１ｍｍの傾き補正用ランド６を設けた。この補正用ランド６は他のランド２や配線バターンとは接続しておらず、電気的にも独立しているものとする。大型ＳＭＤ５の隣接距離は、通常１ｍｍであるのに対し、０．６ｍｍとした。
【００１６】
このようなランド構成において、本実施の形態における電子部品実装方法は、まず、最初の工程として図１（ａ）に示すようにプリント基板１のランド２上に通常の印刷機を用いてマスク印刷によりクリームはんだ３を供給する。はんだ印刷には、Ｓｎ−Ａｇ−Ｂｉ−Ｉｎ系の一般的なクリームはんだと、厚み０．１３ｍｍの一般的なメタルマスクを用いた。マスクに設けるクリームはんだ充填用開口形状も一般的な仕様を用いるが、大型ＳＭＤ５の傾き補正用ランド６に対応する開口は、供給するはんだ量を確保するためにφ１．３ｍｍの丸型開口形状とした。その結果、図１（ｂ）に示す様に、所定位置（ハッチングで示す）にはんだ３が供給されたプリント基板１を得た。
【００１７】
次の工程として、装着機を用いて所定の位置に上記６点のＳＭＤを装着した。プリント基板１へのＳＭＤの押し込み量など、装着条件は一般的な仕様を用いた。大型ＳＭＤ５と傾き補正用ランド６上に供給されたはんだ３は、大型ＳＭＤ５が傾斜なしに装着されている場合は接触しないが、傾斜して装着された場合は両者が接する場合もある。この結果、図２に示すＳＭＤ装着後のプリント基板１を得た。
【００１８】
次の工程は、リフロー工程であり、この工程にてプリント基板１上に供給されたはんだを加熱溶融する。リフロー装置の加熱条件は一般的な条件を使用した。加熱工程の中で、傾き補正用ランド６上に供給されたはんだには、溶融し液状となることで表面張力が発生し、ドーム状に凝集、隆起する力が働く。特に、この例ではプリント基板１上に設けた傾き補正用ランド６よりも大きい開口形状のマスクを用いているため、大型ＳＭＤ５を底面より押し上げる力となり、大型ＳＭＤ５の装着傾きが補正される。図２（ｂ）に示すように装着時の大型ＳＭＤ５の装着傾きは１０度程度であったが、リフロー後は３度以下に改善された。
【００１９】
その結果、図３に示すアルミ電解コンデンサ３点とチップ抵抗３点からなるＳＭＤ６点を形成したプリント基板１を得た。
【００２０】
以上のように、本実施の形態によれば、はんだ印刷した対となる補正用ランドを有するプリント基板を用い、はんだが溶融し液状となることで表面張力が発生し、これがドーム状に凝集、隆起する力を利用して電子部品の装着傾きを補正するようにしたので、大型ＳＭＤの実装傾きを効果的に補正することが可能となる。
【００２１】
なお、本発明は上記本実施の形態に示したモジュール、回路パターン、及び部品種類に限定されるものではなく、より部品点数の多い回路その他回路に適用することが可能である。
【００２２】
（実施の形態２）
図４は本発明の電子部品実装方法の実施の形態２においてこれを適用し得るプリント基板の概念図であり、図４（ａ）はクリームはんだ印刷前のプリント基板の概念図、図４（ｂ）はクリームはんだ印刷後のプリント基板の概念図、図５は図４に示すプリント基板へのＳＭＤ装着の概念図であり、図５（ａ）はＳＭＤ装着後のプリント基板の概念図、図５（ｂ）はそのＤ−Ｄ断面図、図６は図４に示すプリント基板へのＳＭＤ実装の概念図であり、図６（ａ）にＳＭＤ実装後の回路基板の概念図、図６（ｂ）はそのＥ−Ｅ断面図である。
【００２３】
本実施の形態での使用部品は基本的に前記実施の形態１と同一であり、重複する部分については説明を省略する。
【００２４】
プリント基板１のランド仕様は、上記６点のＳＭＤ実装用ランド２に加え、隣接するアルミ電解コンデンサ等の大型ＳＭＤ５の同一位置にφ１．２ｍｍの傾き補正用ランド６を設けた。大型ＳＭＤ５の傾き補正用ランドに対応する開口は、供給するはんだ量を確保するためにφ１．５ｍｍの丸型開口形状とした。
【００２５】
このようなランド構成において、本実施の形態における電子部品実装方法は、先ず、最初の工程として、前記実施の形態１と同様、図４（ａ）に示すプリント基板１上のランド２上にクリームはんだ３を印刷供給する。その結果、図４（ｂ）に示すクリームはんだ供給後のプリント基板１を得た。
【００２６】
次の工程として、装着機を用いて所定の位置に上記６点のＳＭＤを装着した。このとき、図５（ｂ）に示すようにプリント基板１上の傾き補正用ランド６に供給されたクリームはんだ３によって、大型ＳＭＤ５は１５度程度傾斜して装着される。ただし、隣接する大型ＳＭＤ５は全て同一方向に傾斜して装着されるため、それぞれの装着位置が干渉されることはない。
【００２７】
更に、リフロー装置によるリフロー工程でプリント基板１上に供給されたはんだを加熱溶融する。この加熱により傾き補正用ランド６上に供給されたはんだは、溶融し液状となることで表面張力が発生し、ドーム状に凝集、隆起する力が働く。特に、この例では大型ＳＭＤ５を底面より押し上げる力はその片側の一方向であり、大型ＳＭＤ５の装着傾きを一方向に規制する。この工程の前の段階では、図５（ｂ）に示すように装着時の大型ＳＭＤ５の装着傾きは１５度程度であったが、リフロー後ははんだ３の隆起にともない、これが同一方向に２０度程度傾斜して実装された。その結果、図６（ｂ）に示すように、アルミ電解コンデンサ３点とチップ抵抗３点からなるＳＭＤ６点を形成したプリント基板を得た。
【００２８】
以上のように、本実施の形態によれば、はんだ印刷した補正用ランドを有するプリント基板を用い、はんだが溶融し液状となることで表面張力が発生し、これがドーム状に凝集、隆起する力を利用して電子部品の装着傾きを一方向に規制するようにしたので、大型ＳＭＤの実装傾きを効果的に補正することが可能となる。
【００２９】
なお、本発明は上記本実施の形態に示したモジュール、回路パターン、及び部品種類に限定されるものではなく、より部品点数の多い回路その他回路に適用することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明にかかる電子部品の実装造方法及びこれに用いるプリント基板は、はんだ印刷した補正用ランドを有するプリント基板を用い、はんだが溶融し液状となることで表面張力が発生し、これがドーム状に凝集、隆起する力を利用して電子部品の装着傾きを規制するようにしたので、大型ＳＭＤの実装傾きを効果的に補正することができ、広く電子部品の実装における狭隣接実装の用途に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の電子部品実装方法の実施の形態１においてこれを適用し得るプリント基板の概念図
【図２】図１に示すプリント基板へのＳＭＤ装着の概念図
【図３】図１に示すプリント基板へのＳＭＤ実装の概念図
【図４】本発明の電子部品実装方法の実施の形態２においてこれを適用し得るプリント基板の概念図
【図５】図４に示すプリント基板へのＳＭＤ装着の概念図
【図６】図４に示すプリント基板へのＳＭＤ実装の概念図
【図７】従来の電子部品実装方法のフローを概念的に示す説明図
【図８】電子部品装着後のプリント基板の概念図
【図９】従来技術によるＳＭＤ実装後の回路基板の概念図
【符号の説明】
【００３２】
１ プリント基板
２ ランド
３ はんだ
４ ＳＭＤ
５ 大型ＳＭＤ
６ 補正用ランド
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５８２１
【氏名又は名称】松下電器産業株式会社
【住所又は居所】大阪府門真市大字門真１００６番地
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| 【出願日】 |
平成１６年６月１４日（２００４．６．１４） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１００１１２１２８
【弁理士】
【氏名又は名称】村山 光威
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| 【公開番号】 |
特開２００５−３５３９５０（Ｐ２００５−３５３９５０Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１７年１２月２２日（２００５．１２．２２） |
| 【出願番号】 |
特願２００４−１７５２００（Ｐ２００４−１７５２００） |
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