JP2004235442A - 表面実装電子部品の実装方法および接着剤供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】表面実装電子部品をプリント配線基板に固定するための接着剤の供給量のばらつきを小さくし、はんだ付けの信頼度が高い表面実装電子部品の搭載方法を提供する。
【解決手段】プリント配線基板上に接着剤を供給し、該接着剤を硬化させて表面実装電子部品を固定した後、ディップはんだ付けを行う表面実装電子部品の実装方法において、接着剤Ｇを剥離テープ３ａに塗布して接着剤テープ３として供給し、接着剤テープ３の上部から貼付手段６によって押圧および／または加熱することにより、接着剤Ｇをプリント配線基板１上に転写する。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンデンサ、抵抗体、半導体部品などの表面実装電子部品をプリント配線基板へディップはんだ付けにより実装する際に、表面実装電子部品の固定用接着剤をプリント配線基板上へ供給するための表面実装電子部品の実装方法および接着剤供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリント配線基板への電子部品はんだ付けの量産方式には、大きくリフローはんだ付けとディップはんだ付けが用いられる。
【０００３】
実装する部品が表面実装電子部品である場合、ディップはんだ付けを行う際には表面実装電子部品がディップはんだ槽内で落下する恐れがあるので、表面実装電子部品を接着剤でプリント配線基板へ予め固定しておく必要がある。このため、実装部品が表面実装電子部品のみである場合には、一般には工程が簡略で済むリフローはんだ付けが用いられる。
【０００４】
一方、アキシャルやラジアルなどの挿入型電子部品のはんだ付けを行うには、リフローはんだ付けでは不可能であり、ディップはんだ付けを用いる必要がある。
【０００５】
したがって、表面実装電子部品と挿入型電子部品とが混載している基板においては、表面実装電子部品を接着剤でプリント配線基板へ固定した上で、ディップはんだ付けを行う。
【０００６】
この時の接着剤の供給方法としては、スクリーン印刷による方法やディスペンサーによる方法、あるいは、ピン転写による方法があるが、スクリーン印刷による方法が用いられることはまれである（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００７】
図５は、従来技術におけるディスペンサー７による接着剤供給方法を示す概略図であり、（ａ）は接着剤供給中の状態を、（ｂ）は接着剤供給後の状態を示している。
【０００８】
図５（ａ）に示すように、不図示の機構によって縦位置姿勢で昇降可能に支持されている筒状のディスペンサー７の内部には接着剤Ｇが充填されている。ディスペンサー７の下部には、ディスペンサー７の本体部よりも細い筒状のノズル７ａが形成されており、ノズル７ａの先端７ｂからディスペンサー７の内部に充填されている接着剤Ｇを吐出することができるようになっている。
【０００９】
接着剤Ｇの供給を行う際には、まず、ディスペンサー７がプリント配線基板１上へ配設された１対の表面実装電子部品の電極２、２の間に引き下ろされ、ディスペンサー７のノズル７ａの先端７ｂがプリント配線基板１の上面とごくわずかの距離を隔てる位置で保持される。この状態で、ノズル７ａの先端７ｂからプリント配線基板１へ、接着剤Ｇが所定量吐出される。
【００１０】
続いて、図５（ｂ）に示すように、ディスペンサー７が引き上げられることにより、プリント配線基板１上には吐出された接着剤Ｇがやや不均一に盛り上がった状態で残され、これにより接着剤Ｇの供給が完了する。
【００１１】
しかし、この接着剤供給方法においては、接着剤Ｇの切れが悪いことによる糸引きや、ディスペンサー７のノズル７ａの先端７ｂに接着剤Ｇの塊が付着することによる供給過多、または、ノズルの目詰まりによる供給不足などの問題が発生しやすい。
【００１２】
図６は、従来技術におけるピン転写による接着剤供給方法を示す概略図であり、（ａ）は接着剤供給中の状態を、（ｂ）は接着剤供給後の状態を示している。
【００１３】
図６（ａ）に示すように、不図示の機構によって縦位置姿勢で昇降可能に支持されている棒状の転写ピン８は、その先端部８ａが先端面８ｂに近づくほどやや細くなっており、その先端面８ｂは平坦に形成されている。
【００１４】
接着剤Ｇの供給を行う際には、まず、不図示の機構により転写ピン８の先端部８ａに接着剤Ｇが付着させられる。そして、この転写ピン８の先端面８ｂがプリント配線基板１上に配設された１対の表面実装電子部品の電極２、２の間に接触するまで、転写ピン８が引き下ろされる。このとき、転写ピン８の先端部８ａには接着剤Ｇが付着しているので、この接着剤Ｇがプリント配線基板１に付着する。
【００１５】
続いて、図６（ｂ）に示すように、転写ピン８が引き上げられることにより、プリント配線基板１上には付着した接着剤Ｇがやや不均一に盛り上がった状態で残され、これにより接着剤Ｇの供給が完了する。
【００１６】
しかし、この接着剤供給方法においては、転写ピン８の先端部８ａへの接着剤Ｇの付着量の制御が困難であるため、やはり供給過多や供給不足などの問題が発生しやすい。
【００１７】
接着剤Ｇの供給過多が発生すると、接着剤Ｇがプリント配線基板１の電極２上へはみ出し、はんだ不濡れ不良を引き起こす原因となる。
【００１８】
また、接着剤供給不足が発生すると、プリント配線基板１と接着剤Ｇとの接着面積が小さくなるため、接着力不足による部品脱落不良を引き起こす原因となる。
【００１９】
そこで、ディスペンサーによる接着剤の供給量を安定化させる表面実装部品の搭載方法が従来技術として提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【００２０】
この表面実装部品の搭載方法は、印刷配線板に配設したパッドに、電極を半田付けして、表面実装部品を印刷配線板に搭載するにあたり、該印刷配線板の所望個所に設けたダミーパッド上に、ディスペンサーから接着剤を吐出し、次に、該パッド間の中心部と該ディスペンサーとを位置合わせして、接着剤を該ディスペンサーから吐出して付着させた後、それぞれの電極を対応する該パッドに位置合わせして、該表面実装部品を該印刷配線板に着座し、該接着剤で該表面実装部品を該印刷配線板に接着し、次に、該電極を対応するそれぞれのパッドに、半田付けすることを特徴とするものである。
【００２１】
また、これとは異なるチップ部品の実装方法も従来技術として提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【００２２】
このチップ部品の実装方法は、プリント基板にリードレスＩＣや抵抗等のチップ部品を電気的に接続して取付けるチップ部品の実装方法において、プリント基板上におけるチップ部品をはんだ付けすべき各ランドの外周を囲むように、インクを堰堤状に盛り上げて印刷し、この堰堤状のインクの外周でかつ前記ランド部間の実装位置に適量の接着剤を塗布して、この接着剤の上にチップ部品を押付けて接着した後、はんだ付けすることを特徴とするものである。
【００２３】
【非特許文献１】
社団法人日本溶接協会 マイクロソルダリング技術認定・検定委員会編「標準マイクロソルダリング技術」日刊工業新聞、１９９２年１１月３０日、ｐ．１２０−１２３
【特許文献１】
特開平５−３１５７３５号公報
【特許文献２】
特開平１−２４５５９２号公報
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した特許文献１に開示されている技術では、プリント配線基板上へ不要なダミー電極を設けなければならないために、プリント配線基板の実装密度が高められないことや、ダミー電極に接着剤を吐出させるためのタクトタイムが余分に必要となり、生産効率の低下が生じることなどの問題がある。
【００２５】
また、特許文献２に開示されている技術では、プリント配線基板の電極の周囲に設ける堰堤を安定に形成することが困難であることや、供給された接着剤が容易に堰堤を越えやすく効果が出にくいこと、さらには、堰堤を設ける工程が増えるためコストアップが発生することなどの問題がある。
【００２６】
従来技術のこのような課題に鑑み、本発明は表面実装電子部品をプリント配線基板に固定するための接着剤の供給量のばらつきを小さくし、はんだ付けの信頼度が高い表面実装電子部品の実装方法および接着剤供給装置を提供することを目的とする。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の表面実装電子部品の実装方法は、プリント配線基板上の電極間に接着剤を供給し、該接着剤を硬化させて表面実装電子部品を固定した後、ディップはんだ付けを行う表面実装電子部品の実装方法において、接着剤を剥離テープに塗布して接着剤テープとして供給し、プリント配線基板上に転写することを特徴とする。
【００２８】
ここで、この接着剤テープのプリント配線基板に当接する面には、表面実装電子部品の固定に使用する接着剤が均一に塗布されている。
【００２９】
この発明によれば、プリント配線基板上への接着剤の供給を、接着剤を剥離テープに塗布した接着剤テープからの転写により行うため、接着剤の供給量のばらつきが小さくなる。したがって、従来のディスペンサーによる供給方法に見られた接着剤の切れが悪いことによる糸引きや、ノズル先端に接着剤塊が付着することによる供給過多、ノズルの目詰まりによる供給不足などの問題が解消できる。また、ピン転写による供給方法に見られた、ピン先端への接着剤付着量制御の困難さのために発生していた供給過多や供給不足などの問題も解消できる。
【００３０】
これにより、従来のいずれの方法と比べても供給量の安定した接着剤供給を得ることができ、安価で製造品質の高いプリント配線基板実装生産を行うことが可能となる。
【００３１】
また、本発明の表面実装電子部品の実装方法において、前記転写は前記接着剤テープをプリント配線基板上の所定位置へ位置決めする第１のステップと、前記接着剤テープの上から加圧および／または加熱を行う第２のステップとから成ることを特徴としてもよい。
【００３２】
また、本発明の接着剤供給装置は、接着剤を剥離テープに塗布した接着剤テープをプリント配線基板上へ引き出す引出手段と、前記プリント配線基板上の所定位置に前記接着剤テープを位置決めする第１の位置決め手段と、前記接着剤テープの上からの加圧および／または加熱を行う貼付手段と、前記プリント配線基板上の所定位置に前記貼付手段を位置決めする第２の位置決め手段と、前記貼付手段を所定の圧力で押圧する押圧手段および／または所定の温度に加熱する加熱手段とを備えたことを特徴としている。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明における表面実装電子部品の実装方法および接着剤供給装置の実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００３４】
＜接着剤供給装置の構成概略＞
図１は、本発明における一実施形態の接着剤供給装置１０の構成を示す概略図である。なお、図１においては、接着剤供給装置１０の要部をわかりやすくするために、本発明の説明に必要な部分以外の図示を省略するとともに、中心部は周辺よりも拡大して描画している。
【００３５】
図１に示すように、接着剤供給装置１０の本体内部において、表面実装電子部品の実装対象となるプリント配線基板１が水平に載置される位置の左右斜め上方に、接着剤テープリール４と剥離テープ巻き取りリール５とが対向配置されている。
【００３６】
接着剤テープリール４は、２枚の同一円板形状のリール円板４ａ（ただし、図１では手前側のリール円板のみ図示）と、これらのリール円板４ａが互いに平行となるようにリール円板４ａの中心部同士を結合する短い円柱状のリール芯４ｂとから構成されている。ここで、リール芯４ｂの長さは後述する接着剤テープ３の幅と同じである。この接着剤テープリール４は、リール円板４ａがプリント配線基板１と直交するような姿勢で、リール芯４ｂを回転軸として回動可能に支持されている。
【００３７】
また、剥離テープ巻き取りリール５は、２枚の同一円板形状のリール円板５ａ（ただし、図１では手前側のリール円板のみ図示）と、これらのリール円板５ａが互いに平行となるようにリール円板５ａの中心部同士を結合する短い円柱状のリール芯５ｂとから構成されている。ここで、リール芯５ｂの長さは後述する接着剤テープ３の幅と同じである。この剥離テープ巻き取りリール５は、リール円板５ａが接着剤テープリール４を含む同一平面上で、かつ、プリント配線基板１と直交するような姿勢で、リール芯５ｂを回転軸として回動可能に支持されている。
【００３８】
接着剤テープリール４には、剥離テープ３ａの片面に接着剤Ｇを均一に塗布して一体化した接着剤テープ３が、接着剤Ｇの塗布面が接着剤テープリール４の外周側になるように巻かれている。なお、接着剤テープ３は、取り扱いの容易さを考慮して、このように接着剤テープリール４に巻かれた状態で準備される。
【００３９】
接着剤テープリール４に巻かれた接着剤テープ３は、この接着剤テープリール４の下方から引き出されてプリント配線基板１が載置される位置の上方を通過し、剥離テープ巻き取りリール５の下方に達している。剥離テープ３ａの先端は剥離テープ巻き取りリール５に巻きつけられており、剥離テープ巻き取りリール５の回転によって、剥離テープ３ａの使用済みの部分が剥離テープ巻き取りリール５に巻き取られるようになっている。
【００４０】
なお、接着剤テープ３がたるまないようにするとともに、接着剤テープ３がプリント配線基板１に当接、あるいは近接し過ぎないように、接着剤テープリール４と剥離テープ巻き取りリール５によって一定の張力が接着剤テープ３に対して加えられている。
【００４１】
＜接着剤の転写方法＞
次に、上記構成の接着剤テープ３を用いてプリント配線基板１に接着剤Ｇを転写する方法について説明する。
【００４２】
図２および図３は、上記構成の接着剤供給装置１０による表面実装電子部品の実装方法を説明する概略図であり、図２は接着剤テープ３の上から加圧および加熱をしている状態を、図３は加圧および加熱の後の状態を示している。なお、図２および図３においては、図１と同様に、接着剤供給装置１０の要部をわかりやすくするために、本発明の説明に必要な部分以外の図示を省略するとともに、中心部は周辺よりも拡大して描画している。また、図１には描画されていた剥離テープ巻き取りリール５の図示についても省略している。
【００４３】
（１）第１のステップ
まず、図１に示したように、接着剤テープ３の接着剤Ｇの塗布面が、プリント配線基板１上に配設された１対の表面実装電子部品の電極２、２の間の真上に来るように、位置決めが行われる。
【００４４】
（２）第２のステップ
続いて、図２に示すように、接着剤供給装置１０の本体内部上方から、不図示の機構により縦位置姿勢で昇降可能に支持されている棒状の貼付手段６を降下させる。なお、この貼付手段６は、その先端部６ａが先端面６ｂに近づくほどやや細くなっており、その先端面６ｂは平面となるように形成されている。
【００４５】
貼付手段６が降下して、その先端面６ｂが接着剤テープ３を下方へと押し下げることにより、接着剤テープ３の接着剤Ｇの塗布面がプリント配線基板１に当接する。この状態で、貼付手段６による加圧および加熱が接着剤テープ３の上から行われ、これにより、接着剤テープ３に塗布されていた接着剤Ｇがプリント配線基板１上に付着する。なお、プレスなどによる加圧や、ヒータなどによる加熱のいずれかにより接着剤Ｇをプリント配線基板１上に付着させるようにしてもよい。
【００４６】
加圧および加熱の後、貼付手段６を上昇させる。これにより、貼付手段６の先端面６ｂにより押し下げられていた接着剤テープ３が、図３に示すように、接着剤テープ３に加えられている張力によって再び上昇する。このとき、加圧および加熱が行われた部分については、接着剤テープ３に塗布されていた接着剤Ｇがプリント配線基板１の上に付着したままの状態で残り、剥離テープ３ａのみが上昇する。このようにして、プリント配線基板１上への接着剤Ｇの転写による供給が完了する。
【００４７】
ここで、接着剤テープ３の適切な幅は、搭載する表面実装電子部品の種類や大きさによって異なる。例えば、１６０８サイズ（１．６ｍｍ×０．８ｍｍ）のチップ抵抗部品の場合には、接着剤テープ３の幅は好ましくは約０．６ｍｍである。剥離テープ３ａの素材としては、ポリエチレンテレフタレート樹脂、あるいは、テフロン樹脂を使用する。
【００４８】
接着剤Ｇの母材には、一般的にエポキシ樹脂を使用する。接着剤テープ３に塗布する接着剤Ｇの厚さは、０．１５ｍｍ程度が適当である。
【００４９】
また、貼付手段６の先端面６ｂの形状は、長方形でも円形でも構わない。この先端面６ｂの平面形状の適切な大きさも、搭載する表面実装電子部品の種類や大きさによって異なるが、例えば、１６０８サイズ（１．６ｍｍ×０．８ｍｍ）のチップ抵抗部品の場合で、先端平面形状部の形を円形とした場合、直径０．６ｍｍ程度である。
【００５０】
貼付手段６により加熱を行う場合、貼付手段６の先端部６ａの温度としては、接着剤Ｇの性能によっても異なるが、１００℃程度が適切である。貼付手段６により加圧を行う場合の加圧力としては、１．０ＭＰａ程度が適切である。
【００５１】
＜実装方法のフローチャート＞
図４は、上記構成の接着剤供給装置１０による表面実装電子部品の実装方法のフローチャートである。このフローチャートを参照して、接着剤テープ３を用いたプリント配線基板１への接着剤Ｇの転写方法について説明する。
【００５２】
最初に、接着剤テープリール４から接着剤テープ３が引き出される（工程Ｓ１）。このとき、上述したように、接着剤テープ３には一定の張力が加えられている。
【００５３】
この工程Ｓ１と並行して、表面実装電子部品の実装対象となるプリント配線基板１が接着剤供給装置１０の本体内部の所定の載置位置に搬入される（工程Ｓ２）。
【００５４】
工程Ｓ１と工程Ｓ２がともに終了すると、続いて、接着剤テープ３と、プリント配線基板１上の接着剤Ｇを転写すべき１対の電極２、２の間の位置との位置決めが、例えば、光学的パターン認識により行われる（工程Ｓ３）。
【００５５】
続いて、貼付手段６の先端部６ａと、接着剤Ｇを転写すべき１対の電極２、２の間の位置との位置決めが、例えば、光学的パターン認識により行われる（工程Ｓ４）。
【００５６】
ここで、この貼付手段６には、貼付手段６の先端部６ａを一定温度に保持するための加熱機構と温度制御機構とが付与されている。さらに、一定圧力で押圧するため、例えば、エアーシリンダーにより上下可能な機構を備えている。
【００５７】
次に、この貼付手段６を降下させて、接着剤テープ３を下方へと押し下げ、接着剤テープ３の接着剤Ｇの塗布面をプリント配線基板１に当接させた状態で加熱および加圧が行われる（工程Ｓ５）。
【００５８】
これにより、接着剤テープ３に塗布されている接着剤Ｇが半硬化状態になり、接着剤Ｇとプリント配線基板１との間に、接着剤Ｇと剥離テープ３ａと間の粘着力よりもさらに強い粘着力が発生する。
【００５９】
貼付手段６を上昇させると（工程Ｓ６）、接着剤テープ３は加えられている張力により上昇するが、接着剤Ｇは粘着力の差によって剥離テープ３ａと引き離され、プリント配線基板１の上に転写された状態で残される。
【００６０】
この後、剥離テープ巻き取りリール５の回転により、接着剤テープ３の接着剤Ｇの転写が終了した部分（剥離テープ３ａだけになった部分）が巻き取られる。
【００６１】
このようにして、プリント配線基板１上への接着剤Ｇの転写が完了すると、プリント配線基板１が接着剤供給装置１０の本体内部から搬出される（工程Ｓ７）。
【００６２】
なお、プリント配線基板１上に形成された複数箇所の電極２の座標を接着剤供給装置１０にあらかじめ登録しておき、複数箇所の電極２と接着剤テープ３および貼付手段６との位置合せを順次行い、上記の工程を繰り返すことにより、プリント配線基板１上に形成された複数箇所の電極２へ接着剤Ｇを転写することができる。
【００６３】
上述の工程Ｓ１からＳ７では、接着剤テープ３を用いたプリント配線基板１への接着剤Ｇの転写方法を説明したが、これらの工程を行う手段を備えるような装置を構成すれば、本発明の接着剤供給装置が実現できる。
【００６４】
すなわち、工程Ｓ１を行う引出手段と、工程Ｓ３を行う第１の位置決め手段と、工程Ｓ４を行う第２の位置決め手段と、貼付手段６とを備える接着剤供給装置を構成し、さらに貼付手段６には、加熱機構と温度制御機構を有する加熱手段と、例えばエアーシリンダーなどによる上下可能な機構を有する押圧手段とを備えるようにしておけばよい。
【００６５】
以上、この発明を一実施形態により説明したが、この発明の主旨の範囲内で種々の変形が可能であり、これらをこの発明の範囲から排除するものではない。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の表面実装電子部品の実装方法および接着剤供給装置によれば、プリント配線基板上への接着剤の供給を、接着剤を剥離テープに塗布した接着剤テープからの転写により行うため、接着剤の供給量のばらつきが小さくなる。したがって、従来のディスペンサーによる供給方法に見られた接着剤の切れが悪いことによる糸引きや、ノズル先端に接着剤塊が付着することによる供給過多、ノズルの目詰まりによる供給不足などの問題が解消できる。また、ピン転写による供給方法に見られた、ピン先端への接着剤付着量制御の困難さのために発生していた供給過多や供給不足などの問題も解消できる。
【００６７】
これにより、従来のいずれの方法と比べても供給量の安定した接着剤供給を得ることができ、安価で製造品質の高いプリント配線基板実装生産を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における一実施形態の接着剤供給装置の構成を示す概略図である。
【図２】本発明における一実施形態の接着剤供給装置による表面実装電子部品の実装方法を説明する概略図であり、接着剤テープ３の上から加圧および加熱をしている状態を示している。
【図３】本発明における一実施形態の接着剤供給装置による表面実装電子部品の実装方法を説明する概略図であり、加圧および加熱の後の状態を示している。
【図４】本発明における一実施形態の接着剤供給装置による表面実装電子部品の実装方法のフローチャートである。
【図５】従来技術におけるディスペンサーによる接着剤供給方法を示す概略図であり、（ａ）は接着剤供給中の状態を、（ｂ）は接着剤供給後の状態を示している。
【図６】従来技術におけるピン転写による接着剤供給方法を示す概略図であり、（ａ）は接着剤供給中の状態を、（ｂ）は接着剤供給後の状態を示している。
【符号の説明】
１ プリント配線基板
２ 電極
３ 接着剤テープ
３ａ 剥離テープ
４ 接着剤テープリール
５ 剥離テープ巻き取りリール
６ 貼付手段
７ ディスペンサー
８ 転写ピン
１０ 接着剤供給装置
Ｇ 接着剤

Claims (3)

1. プリント配線基板上に接着剤を供給し、該接着剤を硬化させて表面実装電子部品を固定した後、ディップはんだ付けを行う表面実装電子部品の実装方法において、
   接着剤を剥離テープに塗布して接着剤テープとして供給し、プリント配線基板上に転写することを特徴とする表面実装電子部品の実装方法。
2. 請求項１に記載の表面実装電子部品の実装方法において、
   前記転写は前記接着剤テープをプリント配線基板上の所定位置へ位置決めする第１のステップと、
   前記接着剤テープの上から加圧および／または加熱を行う第２のステップとから成ることを特徴とする表面実装電子部品の実装方法。
3. 表面実装電子部品をプリント配線基板上に固定する接着剤を供給する接着剤供給装置において、
   接着剤を剥離テープに塗布した接着剤テープをプリント配線基板上へ引き出す引出手段と、
   前記プリント配線基板上の所定位置に前記接着剤テープを位置決めする第１の位置決め手段と、
   前記接着剤テープの上からの加圧および／または加熱を行う貼付手段と、
   前記プリント配線基板上の所定位置に前記貼付手段を位置決めする第２の位置決め手段と、
   前記貼付手段を所定の圧力で押圧する押圧手段および／または所定の温度に加熱する加熱手段とを備えたことを特徴とする接着剤供給装置。

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