JP2001053430A - 電子部品素子用の接合材塗布治具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 電子部品素子のメタルマスク側への張り付き
を防ぐとともに、接合材の塗布量を均一にし、接合不良
をなくす。 【解決手段】 電子部品素子を複数個収納する収納部１
１を形成し、電子部品素子をこの収納部に収納した電子
部品素子固定具１と、この電子部品素子固定具の上側に
配置され、接合材塗布用のマスクパターン２１，２２が
形成されたメタルマスク２とを少なくとも具備し、前記
電子部品素子にペースト状の接合材を塗布してなる電子
部品素子用の接合材塗布治具において、前記電子部品固
定具の上部に密着配置され、前記マスクパターンより大
きなマスクパターン露出孔が形成された電子部品素子押
さえ板３を有してなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品素子をベ
ース基板上に搭載するために、電子部品素子に接合材を
塗布する接合材塗布治具に関し、特に、水晶、セラミッ
ク等を用いた圧電デバイスの導電性接合材塗布治具に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子部品の小型化・表面実装化に
ともなって、電子部品素子のベース基板への組立も自動
化されるようになっている。そして、スクリーン印刷の
手法によって、予め、電子部品素子に接合材を塗布し、
当該電子部品素子を基板へ搭載した後、前記接合材を溶
融あるいは熱硬化することにより基板へ接合されてい
る。

【０００３】このような電子部品素子に接合材を塗布す
る治具の従来例について、水晶振動子の素子（音叉型水
晶片）にクリームはんだを塗布する接合材塗布治具を例
にして説明する。図６は従来例を模式的に示した分解斜
視図であり、図７は図６の組み立てた状態のＢ−Ｂ断面
図である。

【０００４】水晶片固定具（電子部品素子固定具）１
は、水晶片Ｂを複数個収納する収納部１１と、前記収納
部の底面にバキューム孔１１１，１１２とが形成されて
おり、この収納部１１に水晶片Ｂを収納した状態で、バ
キューム吸引し、当該水晶片Ｂを前記水晶片固定具１に
吸着させている。

【０００５】そして、前記水晶片固定具の上側には、特
定寸法（例えば、０．７mm）の空間ギャップを介してメ
タルマスク２が配置される。メタルマスク２は、前記水
晶片Ｂの一部にのみ、クリームはんだＤを塗布するマス
クパターン２１，２２が形成されている。なお、このメ
タルマスクはスクリーン印刷機本体に取り付けられてお
り、当該メタルマスク側、あるいは前記水晶片固定具側
を上下動させることにより前記空間ギャップを得てい
る。

【０００６】以上の状態で、前記メタルマスク２の上面
にクリームはんだＤの塊をのせ、スキージＳを当該メタ
ルマスクの上面に沿って移動することにより、クリーム
はんだＤはマスクパターン部分のメタルマスクと水晶片
とのギャップ部分に溜る。そして、当該メタルマスク２
を前記水晶片固定具から隔離することで、クリームはん
だＤはそれぞれの水晶片Ｂの所定の部分に塗布される。

【０００７】そして、上述のように、空間ギャップを介
して（メタルマスクの下面が水晶片ならびに水晶片固定
具に接触しない状態で）クリームはんだＤがスクリーン
印刷された水晶片Ｂは、図示しないベース基板の電極パ
ッド上部に搭載され、リフローソルダリング法により、
前記クリームはんだを溶融することで、当該ベース基板
上の電極パッドに電気的機械的に接合される。そして、
図示しない蓋体により気密封止され水晶振動子の完成と
なる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記水
晶片固定具によっては、バキュームの吸引力が弱い場合
もあった。このとき、吸引力が弱いために、水晶片が、
上記水晶片固定具に引き寄せられず、クリームはんだの
表面張力によりメタルマスク側に張り付いてしまうこと
があった。そして、前記メタルマスクへ水晶片が張り付
くことにより、別の水晶片固定治具を配置した場合に、
接合不良や水晶片の割れ欠けの不具合を生じていた。

【０００９】また、水晶片固定具とメタルマスクの空間
ギャップのみにより、クリームはんだを塗布する構成で
は、スキージの押圧力によりメタルマスクが撓んだり、
スキージの通過後のメタルマスクがはね上がり（snap b
ack）により、所望のギャップ寸法が得られず、クリー
ムはんだの塗布量がバラツキやすく、塗布むらを生じて
いた。さらに、機械精度上の問題で所定寸法以下にてメ
タルマスクを水晶片に近接配置する事は困難であり、空
間ギャップをある所定寸法以上とる必要があった。これ
により、クリームはんだの表面張力の影響で、水晶片側
への塗布不良も生じることがあった。

【００１０】そこで本発明の目的は、電子部品素子のメ
タルマスク側への張り付きを防ぐとともに、接合材の塗
布量を均一にし、接合不良をなくしたより信頼性の高い
電子部品素子用の接合材塗布治具を提供することを目的
とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の電子部品素子用
の接合材塗布治具は、電子部品素子を複数個収納する収
納部を形成し、電子部品素子をこの収納部に収納した電
子部品素子固定具と、この電子部品素子固定具の上側に
配置され、接合材塗布用のマスクパターンが形成された
メタルマスクとを少なくとも具備し、前記電子部品素子
にペースト状の接合材を塗布してなる電子部品素子用の
接合材塗布治具において、前記電子部品固定具の上部に
密着配置され、前記マスクパターンより大きなマスクパ
ターン露出孔が形成された電子部品素子押さえ板を有し
てなることを特徴とする。

【００１２】上記電子部品素子用の接合材塗布治具を用
いることにより、電子部品素子は、電子部品素子押さえ
板により、電子部品素子固定具の収納部に確実にとどめ
られ、接合材の表面張力によりメタルマスク側に張り付
くことがなくなる。さらに、電子部品素子固定具とメタ
ルマスクとは、空間ギャップ（非接触）でなく、前記電
子部品素子押さえ板を介して接触した状態でスクリーン
印刷することが可能となる。つまり、スキージの押圧力
によりメタルマスクが撓むことも、メタルマスクがはね
上がることも抑制される。また、電子部品素子押さえ板
の厚みにより、ギャップ寸法を制御することができるた
め、寸法の小さいギャップに対しても、極めて容易に、
所望の安定した精度の高いギャップ寸法が得られる。従
って、接合材の塗布量が均一になり、電子部品素子を搭
載する際の接合不良も防止することができる。

【００１３】また、電子部品素子を複数個収納する収納
部を形成し、電子部品素子をこの収納部に収納した電子
部品素子固定具と、この電子部品素子固定具の上側に配
置され、接合材塗布用のマスクパターンが形成された非
磁性体からなるメタルマスクとを少なくとも具備し、前
記電子部品素子にペースト状の接合材を塗布してなる電
子部品素子用の接合材塗布治具において、前記電子部品
固定具の上部に磁力により吸着配置され、前記マスクパ
ターンより大きなマスクパターン露出孔が形成された磁
性体からなる電子部品素子押さえ板を有してなることを
特徴とする。

【００１４】上記電子部品素子用の接合材塗布治具を用
いることにより、上記作用効果に加え、磁力により吸着
配置することにより、電子部品素子固定具と電子部品素
子押さえ板の組立分解が極めて容易に行え、作業性が向
上する。

【００１５】また、電子部品素子を複数個収納する収納
部と、当該収納部の底面にバキューム孔とを形成し、電
子部品素子をこの収納部に収納した非磁性体からなる電
子部品素子固定具と、この電子部品素子固定具の上側に
配置され、接合材塗布用のマスクパターンが形成された
非磁性体からなるメタルマスクとを少なくとも具備し、
前記電子部品素子にペースト状の接合材を塗布してなる
電子部品素子用の接合材塗布治具において、前記電子部
品素子固定具を上部に搭載してなり、かつ前記電子部品
素子固定具の搭載部分の下にマグネットが設けられた非
磁性体からなる受け治具と、前記マスクパターンより大
きなマスクパターン露出孔が形成された磁性体からなる
電子部品素子押さえ板とを有し、当該電子部品素子押さ
え板は、前記受け治具のマグネットの磁力により、前記
電子部品固定具のバキューム孔を介して、前記電子部品
固定具の上部に吸着配置されてなることを特徴とする。

【００１６】上記電子部品素子用の接合材塗布治具を用
いることにより、上記作用効果に加え、電子部品素子固
定具を非磁性体として構成することにより、磁性を帯び
た金属粉などの不純物が当該電子部品素子固定具に付着
することなく、電子部品素子の品質低下を防止すること
ができる。そして、前記電子部品素子固定具に、別途、
透磁孔を設けることなく前記バキューム孔を利用して、
確実に電子部品素子押さえ板を電子部品素子固定具の上
部に吸着することができる。さらに、受け治具にマグネ
ットを設けることにより、１つの受け治具で複数の電子
部品素子固定具と電子部品素子押さえ板に対して磁力吸
着することができ、個々の電子部品素子固定具にマグネ
ットを設けた場合より極めて安価に作成することができ
る。

【００１７】また、特許請求項４に記載するように、前
記バキューム孔よりバキューム吸引するとともに、前記
受け治具のマグネットの磁力により、前記電子部品固定
具のバキューム孔を介して、前記電子部品固定具の上部
に吸着配置してもよく、個々の収納部に収納された電子
部品素子が当該収納部内で、がたついたり、ぐらついた
りすることがなくなり、接合材の塗布ずれがなくなる。

【００１８】また、特許請求項５に記載するように、電
子部品素子として水晶片、接合材としてクリームはんだ
を用いてもよく、上述のような作用効果により、水晶片
のはんだ接合不良を防ぎ、不発振動、周波数外れ等の製
品不良を防止することができる。特に、水晶振動子に用
いる水晶片は、予め、所望の形状に、切断され、細分化
されたものであり、メタルマスクへの張り付き現象が避
けがたい素子であったが、本発明により、これらの問題
が全くなくなり、水晶片用の接合材塗布治具として好ま
しいものとなった。

【００１９】

【発明の実施の形態】次に、本発明の第１の実施形態に
ついて、図面を参照にし、音叉型水晶振動子のクリーム
はんだ塗布治具を例にして説明する。図１は本発明の第
１の実施形態を模式的に示す分解斜視図であり、図２は
図１を組み立てた状態の斜視図であり、図３は図２のＡ
−Ａ断面図である。なお、従来と同様の部分は同番号を
付した。

【００２０】クリームはんだ塗布治具は最下部から、受
け治具４、水晶片固定具１、水晶片押さえ板３、メタル
マスク２とから構成されている。

【００２１】水晶片固定具１は、例えばＳＵＳ−３０４
等の非磁性体からなる。この水晶片固定具１は水晶片Ｂ
を所定の間隔で複数個収納する収納部１１と、前記収納
部の底面にバキューム孔１１１，１１２とが形成されて
いる。また、このバキューム孔が、後述する受け治具４
に形成されたマグネットの磁力を後述する水晶片押さえ
板３に伝える透磁孔として作用する。なお、図示しない
が、前記バキューム孔以外に、別途、透磁孔、メッシュ
の窓を設けてもよい。

【００２２】この水晶片固定具１の上面には例えばＳＵ
Ｓ−４３０等の磁性体からなる水晶片押さえ板３が密着
して配置されている。この水晶片押さえ板３は、特定寸
法（例えば、０．０１mm〜０．３mm）の厚みを有し、後
述するメタルマスクのマスクパターンより大きなマスク
パターン露出孔３１が形成されている。

【００２３】この水晶片押さえ板３の上面には例えばＳ
ＵＳ−３０４等の非磁性体からなるメタルマスク２が、
図示しないスクリーン印刷機本体に取り付けられてお
り、近接して配置されている。このメタルマスク２は、
前記水晶片Ｂの一部にのみ、クリームはんだＤを塗布す
るマスクパターン２１，２２が形成されている。

【００２４】前記水晶片固定具１と水晶片押さえ板３
は、例えばアルミ材等の非磁性体からなる受け治具４に
より、図示しないスクリーン印刷機本体に、位置決め、
固定されている。この受け治具４は、前記水晶片固定具
１の底面部と係止される係止部４１とマグネットＭを収
納するマグネット収納部４２が形成されている。そし
て、前記受け治具の下部にもバキューム吸引するための
孔４２１，４２２が形成されており、スクリーン印刷機
本体のバキューム吸引するための機構により、前記受け
治具の孔４２１，４２２から前記水晶片固定具のバキュ
ーム孔１１１，１１２にかけてバキューム吸引すること
で、前記水晶片固定具に水晶片を吸着している。

【００２５】そして、前記水晶片固定具の収納部１１に
水晶片Ｂを収納し、上面に水晶片押さえ板３を被せ、前
記受け治具４に搭載することで、前記バキューム孔１１
１，１１２を経由して、前記水晶片固定具の上面に、前
記水晶片押さえ板３が磁力により吸着され、前記水晶片
Ｂを押さえつけている。

【００２６】以上の状態で、スクリーン印刷機本体のメ
タルマスク側、あるいは前記受け治具側を上下動させる
ことにより、水晶片押さえ板３の上面に前記メタルマス
ク２を密着被覆するとともに、前記メタルマスクの上面
にクリームはんだＤをスクリーン印刷機のディスペンサ
Ｋより供給する。その後、スキージＳを当該メタルマス
クの上面に沿って移動することにより、クリームはんだ
Ｄはマスクパターン部分のメタルマスクと水晶片とのギ
ャップ部分に溜る。そして、メタルマスク２と水晶片押
さえ板３とを前記水晶片固定具１から隔離することで、
クリームはんだＤはそれぞれの水晶片Ｂの所定の部分に
塗布される。

【００２７】なお、上記一連の工程は、窒素雰囲気中で
行うことにより、クリームはんだに含まれる金属の酸化
を防止し、より信頼性を向上することができる。

【００２８】そして、上述のように、水晶片押さえ板を
介してクリームはんだＤがスクリーン印刷された水晶片
Ｂは、図示しないベース基板の電極パッド上部に搭載さ
れ、例えば、リフローソルダリング法により、前記クリ
ームはんだＤを溶融することで、当該ベース基板の電極
パッドに電気的機械的に接合される。そして、図示しな
い蓋体により気密封止し水晶振動子の完成となる。

【００２９】なお、上記第１の実施形態では、受け治具
４にマグネット形成し、磁性体の水晶片押さえ板３を吸
着した構成であるが、水晶片固定具１にマグネットを取
り付け、磁性体の水晶片押さえ板３を吸着した構成でも
よい。また、水晶片固定具１を非磁性体とした構成であ
るが、磁性体としてもよい。このように水晶片固定具１
を磁性体として構成すれば前記透磁孔を形成しなくても
よい。さらに、上記実施例における磁力吸引のマグネッ
トは永久磁石であるが、電磁石で代用しても特に問題は
ない。また、上記第１の実施形態では、より効果的に水
晶片を水晶片固定具の収納部に押さえつけるために、水
晶片押さえ板とバキューム吸引とを併用する構成につい
て説明したが、水晶片押さえ板だけでも十分に押さえつ
けることができるため、バキューム吸引のない構成につ
いても実施するうえで特に問題はない。また、受け治具
４を有する構成について説明したが、これを割愛した構
成とすることもできる。

【００３０】次に、本発明の他の実施形態について、図
面を参照にして説明する。図４は本発明の第２の実施形
態を模式的に示す分解断面図であり、図５は本発明の第
３の実施形態を模式的に示す分解断面図である。なお、
前記第１の実施形態と同様の部分は同番号を付すととも
に説明の一部を割愛した。

【００３１】図４に示すように、水晶片固定具１には、
前述した収納部１１とバキューム孔１１１，１１２以外
に、ネジ止め孔１１３，１１４が形成され、水晶片押さ
え板３には、前述した露出孔３１以外に、ネジ貫通孔３
２，３３が形成されている。そして、第２の実施の形態
では、ネジＮにより前記水晶片押さえ板３を前記水晶片
固定具１の上面に密着配置する構成である。

【００３２】図５に示すように、水晶片固定具１には、
前述した収納部１１とバキューム孔１１１，１１２以外
に、凹部１１５，１１６が形成され、水晶片押さえ板３
には、前述した露出孔３１以外に、前記凹部と嵌め合う
フック３４，３５が形成されている。そして、第３の実
施の形態では、凹部とフックの係止により前記水晶片押
さえ板３を前記水晶片固定具１の上面に密着配置する構
成である。

【００３３】なお、前記第１〜３の実施形態に開示され
たような、前記水晶片押さえ板３を前記水晶片固定具１
の上面に密着配置する構成に限らず、公知の係止手段を
適用することにより、本願発明を実施できることは言う
までもない。

【００３４】また、上記各実施形態では、電子部品素子
として音叉型水晶片により説明したが、他の水晶デバイ
ス素子、水晶以外の圧電デバイス素子にも適用でき、電
子部品素子の接合材塗布治具として有効なものである。
そして、接合材として、クリームはんだについて説明し
たが、これらに限らず、例えば、樹脂系の導電接着剤等
の他の導電性接合材、樹脂系の絶縁接着剤等の他の接合
材でもよい。

【００３５】

【発明の効果】本発明により、電子部品素子のメタルマ
スク側への張り付きを防ぐとともに、接合材の塗布量を
均一にし、接合不良をなくしたより信頼性の高い電子部
品素子用の接合材塗布治具を提供することができる。そ
して、磁力により吸着配置することにより、電子部品素
子固定具と電子部品素子押さえ板の組立分解が極めて容
易に行え、作業性が向上する。また、電子部品素子固定
具を非磁性体として構成することにより、磁性を帯びた
金属粉などの不純物が当該電子部品素子固定具に付着す
ることなく、電子部品素子の品質低下を防止することが
できる。さらに、受け治具にマグネットを設けることに
より、１つの受け治具で複数の電子部品素子固定具と電
子部品素子押さえ板に対して磁力吸着することができ、
個々の電子部品素子固定具にマグネットを設けた場合よ
り極めて安価に作成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態を模式的に示す分解斜
視図。

【図２】図１を組み立てた状態の斜視図。

【図３】図２のＡ−Ａ断面図。

【図４】本発明の第２の実施形態を模式的に示す分解断
面図。

【図５】本発明の第３の実施形態を模式的に示す分解断
面図。

【図６】従来例を模式的に示す分解斜視図。

【図７】図６を組み立てた状態のＢ−Ｂ断面図。

【符号の説明】

１・・・水晶片固定具（電子部品素子固定具） ２・・・メタルマスク ３・・・水晶片押さえ板（電子部品素子押さえ板） ４・・・受け治具 Ｄ・・・クリームはんだ（接合材） Ｓ・・・スキージ Ｋ・・・ディスペンサ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子部品素子を複数個収納する収納部を
   形成し、電子部品素子をこの収納部に収納した電子部品
   素子固定具と、 この電子部品素子固定具の上側に配置され、接合材塗布
   用のマスクパターンが形成されたメタルマスクとを少な
   くとも具備し、前記電子部品素子にペースト状の接合材
   を塗布してなる電子部品素子用の接合材塗布治具におい
   て、 前記電子部品固定具の上部に密着配置され、前記マスク
   パターンより大きなマスクパターン露出孔が形成された
   電子部品素子押さえ板を有してなることを特徴とする電
   子部品素子用の接合材塗布治具。
2. 【請求項２】 電子部品素子を複数個収納する収納部を
   形成し、電子部品素子をこの収納部に収納した電子部品
   素子固定具と、 この電子部品素子固定具の上側に配置され、接合材塗布
   用のマスクパターンが形成された非磁性体からなるメタ
   ルマスクとを少なくとも具備し、前記電子部品素子にペ
   ースト状の接合材を塗布してなる電子部品素子用の接合
   材塗布治具において、 前記電子部品固定具の上部に磁力により吸着配置され、
   前記マスクパターンより大きなマスクパターン露出孔が
   形成された磁性体からなる電子部品素子押さえ板を有し
   てなることを特徴とする電子部品素子用の接合材塗布治
   具。
3. 【請求項３】 電子部品素子を複数個収納する収納部
   と、当該収納部の底面にバキューム孔とを形成し、電子
   部品素子をこの収納部に収納した非磁性体からなる電子
   部品素子固定具と、 この電子部品素子固定具の上側に配置され、接合材塗布
   用のマスクパターンが形成された非磁性体からなるメタ
   ルマスクとを少なくとも具備し、前記電子部品素子にペ
   ースト状の接合材を塗布してなる電子部品素子用の接合
   材塗布治具において、 前記電子部品素子固定具を上部に搭載してなり、かつ前
   記電子部品素子固定具の搭載部分の下にマグネットが設
   けられた非磁性体からなる受け治具と、 前記マスクパターンより大きなマスクパターン露出孔が
   形成された磁性体からなる電子部品素子押さえ板とを有
   し、 当該電子部品素子押さえ板は、前記受け治具のマグネッ
   トの磁力により、前記電子部品固定具のバキューム孔を
   介して、前記電子部品固定具の上部に吸着配置されてな
   ることを特徴とする電子部品素子用の接合材塗布治具。
4. 【請求項４】 前記バキューム孔よりバキューム吸引す
   るとともに、前記受け治具のマグネットの磁力により、
   前記電子部品固定具のバキューム孔を介して、前記電子
   部品固定具の上部に吸着配置されてなることを特徴とす
   る特許請求項３記載の電子部品素子用の接合材塗布治
   具。
5. 【請求項５】 電子部品素子として水晶片、接合材とし
   てクリームはんだを用いたことを特徴とする特許請求項
   １〜４いずれか１項記載の電子部品素子用の接合材塗布
   治具。