JP2005019503A

JP2005019503A - 回路基板の封止装置及びその封止方法

Info

Publication number: JP2005019503A
Application number: JP2003179112A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Murakami; 和宏村上; Nariyuki Okumoto; 成之奥本; Tetsuya Tsumura; 哲也津村
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-06-24
Filing date: 2003-06-24
Publication date: 2005-01-20
Anticipated expiration: 2023-06-24
Also published as: JP3952998B2

Abstract

【課題】封止ペーストを均一に充填し、電子部品を確実に封止して平坦性を確保することにより、回路基板の信頼性を向上し、かつ実装性を向上することができる電子部品を搭載した回路基板の封止装置及びその封止方法を提供することを目的とするものである。
【解決手段】支持体２７に取り付けた開口部を有する印刷基準プレート８と、この印刷基準プレート８の下部に配置した上下動が可能な基板支持台９と、この基板支持台９に搭載され凹部２５に電子部品を実装した回路基板１を保持し上面に配置した印刷孔版５とで回路基板１を挟持する基板保持プレート７を有し、前記印刷基準プレート８の上部に配置され印刷基準プレート８の上面に沿って摺動し封止ペースト４を回路基板１上に充填するスキージ６と、少なくとも回路基板１上に封止ペースト４を充填する部分を真空とする真空チャンバ１４からなる構成の装置とする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子部品を実装した回路基板の封止装置及びその封止方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電子部品を搭載した回路基板の封止装置及びその封止方法として、スキージによる印刷封止が知られている。
【０００３】
図１２は、従来のスキージによる印刷封止装置及びその封止方法を説明する封止装置における印刷封止工程の断面図である。
【０００４】
図１２において、回路基板１０１は電子機器に使用される多層積層した樹脂やセラミック等より構成されている。電子部品として能動部品１０２は半田及び金等のＬＧＡ及びＢＧＡを有し回路基板１０１に実装されている。同様に受動部品１０３も半田にて回路基板１０１に実装されている。封止ペースト１０４は絶縁樹脂材料でできている。印刷孔版１０５は中央部に印刷形状に応じた開口部を有し、かつ所定の印刷厚みに設定された金属でできている。
【０００５】
スキージ１０６は印刷孔版１０５の上面を上下昇降し、さらに水平方向に可動する。このスキージ１０６はポリテトラフルオロエチレン等の剛体樹脂でできている。
【０００６】
基板支持台１０７は回路基板１０１を真空吸引等により保持し、金属等の材料で構成している。この基板支持台１０７は上下動作が可能である。
【０００７】
以上の構成によるスキージの印刷封止方法について説明する。
【０００８】
回路基板１０１に実装された能動部品１０２及び受動部品１０３の空隙を封止充填するために、回路基板１０１を基板支持台１０７により吸着保持し印刷孔版１０５に回路基板１０１が当接するまで上昇した後、スキージ１０６を印刷孔版１０５の上面まで下降させ、水平方向にスキージ１０６を移動させて封止ペースト１０４を孔版印刷する。その後に基板支持台１０７を下降し、印刷封止された回路基板１０１を基板支持台１０７より取外した後、恒温槽にて所定温度及び時間にて硬化していた。
【０００９】
この出願に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【００１０】
【特許文献１】
特開平４−３４６２３５号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のスキージ１０６による回路基板の印刷封止装置及びその封止方法では、大気中での印刷封止であるために、能動部品１０２及び受動部品１０３と回路基板１０１の空隙に封止ペースト１０４を充填する際、封止ペースト１０４が空気を巻き込んだり、流動状態により充填が均一に行われず充填不足が生じる。さらに硬化時に封止ペースト１０４が一時的に低粘度化するために、本来充填すべき部分から封止ペースト１０４が流れ出す。このため、能動部品１０２や受動部品１０３を確実に封止できないため回路基板１０１の信頼性が劣化し、さらに硬化した封止ペースト１０４の平坦性が確保できず、実装機におけるこの回路基板１０１の実装性が悪くなるという課題を有していた。
【００１２】
本発明は前記課題を解決しようとするものであり、封止ペーストを均一に充填し、電子部品を確実に封止して平坦性を確保することにより、回路基板の信頼性を向上し、かつ実装性を向上することができる電子部品を搭載した回路基板の封止装置及びその封止方法を提供することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために以下の構成を有するものである。
【００１４】
本発明の請求項１に記載の発明は、支持体に取り付けた開口部を有する印刷基準プレートと、この印刷基準プレートの下部に配置した上下動が可能な基板支持台と、この基板支持台に搭載され凹部で電子部品を実装した回路基板を保持し上面に配置した印刷孔版とで回路基板を挟持する基板保持プレートを有し、前記印刷基準プレートの上部に配置され印刷基準プレートの上面に沿って摺動し封止ペーストを回路基板上に充填するスキージと、少なくとも回路基板上に封止ペーストを充填する部分を真空とする真空チャンバからなる構成を有しており、能動部品及び受動部品からなる電子部品と回路基板の空隙に対して封止ペーストがボイドを巻込まず良好な流動性が得られ、硬化時に能動及び受動部品と空隙に充填された封止ペーストの流失を抑止することで電子部品を確実に封止し平坦性を確保することができるとともに、印刷から硬化までの生産性及び作業性に優れるという作用効果を有する。
【００１５】
本発明の請求項２に記載の発明は、基板保持プレートがガラス、セラミック、ステンレス、焼き入れ処理を施した金属等の耐熱反り及び平面度に優れた材料とした請求項１に記載の回路基板の封止装置であり、回路基板の下面に当接することで封止ペーストの封止精度が向上するという作用効果を有する。
【００１６】
本発明の請求項３に記載の発明は、基板保持プレートは回路基板の外形の周囲に印刷孔版と当接する部分に磁石を埋設した構成とした請求項１に記載の回路基板の封止装置であり、印刷孔版の基板保持プレートに対する脱着作業が容易に行うことができるという作用効果を有する。
【００１７】
本発明の請求項４に記載の発明は、印刷孔版は電子部品を実装した面積範囲に対して１ｍｍ以上広げた印刷範囲の開口面積を有する構成とした請求項１に記載の回路基板の封止装置であり、印刷孔版の開口面積を広げることで確実に電子部品を封止し信頼性を確保することができるという作用効果を有する。
【００１８】
本発明の請求項５に記載の発明は、印刷孔版は開口部外周に５度〜１５度の勾配傾斜を有し、所望の印刷厚みを有するシリコン系樹脂等の処理が施されたステンレス等の磁性体金属とした請求項１に記載の回路基板の封止装置であり、印刷孔版への封止ペーストの充填導入性を向上させ、かつ硬化後の印刷孔版の離型性を向上させることができるという作用効果を有する。
【００１９】
本発明の請求項６に記載の発明は、印刷基準プレートは印刷孔版の外形と同孔寸法を有する請求項１に記載の回路基板の封止装置であり、印刷による封止ペーストの漏れを抑制することができるという作用効果を有する。
【００２０】
本発明の請求項７に記載の発明は、スキージは印刷孔版上を所望の速度及びスキージ圧力を調整自在とした請求項１に記載の回路基板の封止装置であり、任意の封止ペースト材料の粘度及びチクソ性に対応して、各実装部品間及び回路基板上面への封止ペーストの充填性を向上することができるという作用効果を有する。
【００２１】
本発明の請求項８に記載の発明は、スキージは印刷孔版に対して４５度に配設され、その先端形状が１ｍｍ〜５ｍｍ面取りしたガラエポ等の剛体樹脂とした請求項１に記載の回路基板の封止装置であり、各実装部品間及び回路基板上面への封止ペーストの充填性を向上し、印刷孔版との磨耗を抑止することができるという作用を有する。
【００２２】
本発明の請求項９に記載の発明は、基板支持台はヒータが内蔵され所望の温度に調整自在とした請求項１に記載の回路基板の封止装置であり、回路基板上面より印刷された封止ペースト粘度を低下させ、流動性を向上させて均一な充填ができるという作用効果を有する。
【００２３】
本発明の請求項１０に記載の発明は、印刷封止後の回路基板を基板保持プレートと印刷孔版にて挟持した状態で加圧保持するための印刷孔版外周を固定保持するガイド板と、一部がガイド板の孔へ挿入される押え板を設けた構成の請求項１に記載の回路基板の封止装置であり、加圧により封止ペーストの充填を高密度化でき、充填による封止ペーストの厚みバラツキを抑制することができるという作用効果を有する。
【００２４】
本発明の請求項１１に記載の発明は、ガイド板が印刷孔版と同孔寸法を有する請求項１に記載の回路基板の封止装置であり、封止ペーストの流出を抑制することができるという作用効果を有する。
【００２５】
本発明の請求項１２に記載の発明は、ガイド板がオーバーフローによる封止ペーストの余剰量が印刷外周部の上方への排出流路を有する請求項１に記載の回路基板の封止装置であり、封止ペーストの充填を均一化することができるという作用効果を有する。
【００２６】
本発明の請求項１３に記載の発明は、押え板が印刷孔版内に挿入可能で必要封止厚みの定位置にて加圧保持できるように構成した請求項１に記載の回路基板の封止装置であり、回路基板上面より所望の封止厚みが得られるという作用効果を有する。
【００２７】
本発明の請求項１４に記載の発明は、押え板の表面形状は多数個取り回路基板の個々の回路ブロックの行列間に対して、前記回路基板と接触可能な凸形状という構成を有する請求項１に記載の回路基板の封止装置であり、封止基板内の個々の回路ブロックの封止厚みバラツキを抑え、個々の回路ブロックの個片分割を可能にするという作用効果を有する。
【００２８】
本発明の請求項１５に記載の発明は、ガイド板及び押え板はシリコン系樹脂等の処理が施された金属及びポリテトラフルオロエチレンから構成した請求項１に記載の回路基板の封止装置であり、硬化後の離型性を向上させることができるという作用効果を有する。
【００２９】
本発明の請求項１６に記載の発明は、真空雰囲気にて封止ペーストを脱泡し、電子部品と回路基板との空隙を真空状態とし、所望の真空雰囲気下にて封止ペーストをスキージで前記空隙に充填し大気開放を行う回路基板の封止方法であり、能動部品及び受動部品からなる電子部品と回路基板の空隙に対して封止ペーストがボイドを巻込まず良好な流動性が得られ、硬化時に能動及び受動部品と空隙に充填された封止ペーストの流失を抑止することで電子部品を確実に封止し平坦性を確保することができるとともに、印刷から硬化までの生産性及び作業性に優れるという作用効果を有する。
【００３０】
本発明の請求項１７に記載の発明は、電子部品を実装した回路基板が面内において、複数個割付された複数個取り回路基板を一括印刷するようにした請求項１６に記載の回路基板の封止方法であり、印刷から硬化までの生産性及び作業性に優れるという作用効果を有する。
【００３１】
本発明の請求項１８に記載の発明は、多数個取り回路基板を少なくとも１枚以上同時に印刷した請求項１７に記載の回路基板の封止方法であり、印刷孔版の形状が異なる複数の回路基板への充填封止を同時に行うことが可能で印刷の生産性に優れるという作用効果を有する。
【００３２】
本発明の請求項１９に記載の発明は、印刷封止後の回路基板を基板保持プレートと印刷孔版にて挟持した状態で、ガイド板を印刷孔版へ固定保持し、押え板をガイド板の孔へ挿入加圧保持し、余剰封止ペーストをオーバーフローさせ硬化する請求項１７に記載の回路基板の封止方法であり、加圧により封止ペーストの充填を均一化し、封止ペーストの厚みバラツキを抑制することができるという作用効果を有する。
【００３３】
本発明の請求項２０に記載の発明は、押え板にて加圧保持した状態で、真空雰囲気にて所定時間保持した後に大気開放する請求項１９に記載の回路基板の封止方法であり、封止ペーストと押え板間に噛み込むエアーを脱泡させ、押え板の表面形状に封止ペーストを密着させることができるという作用効果を有する。
【００３４】
本発明の請求項２１に記載の発明は、押え板にて加圧保持した状態で、エアー等の気体加圧雰囲気にて加熱保持し硬化する請求項１９に記載の回路基板の封止方法であり、回路基板や電子部品に対して封止ペーストの密着力を向上させることができるという作用効果を有する。
【００３５】
本発明の請求項２２に記載の発明は、押え板にて加圧保持した状態で、熱プレスにて所定の時間、加熱、加圧し硬化する請求項１９に記載の回路基板の封止方法であり、封止ペーストの硬化反応に応じて定圧硬化を可能にし、硬化時間を短縮することができるという作用を有する。
【００３６】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
以下、実施の形態１について図面を用いて説明する。
【００３７】
図１は本発明の実施の形態１における電子部品を搭載した回路基板の封止装置の構成斜視図である。
【００３８】
図１において、封止装置の構造体の一部である支持体２７に取り付けられた開口部３０を有する印刷基準プレート８は鋼材等の金属からできている。この印刷基準プレート８の開口部３０の寸法と印刷孔版５の外形とは嵌合するように構成している。
【００３９】
基板支持台９はヒータ１１が内蔵され所望の温度に調整可能な鋼材等の金属からできている。この基板支持台９はシリンダ１０が駆動することで上下に摺動する。
【００４０】
そして、印刷基準プレート８の開口部３０の寸法と基板保持プレート７の外形寸法とは印刷孔版５と同様に嵌合するように設定している。
【００４１】
印刷孔版５は所望の印刷厚みを有するステンレス等の磁性体金属からできている。この印刷孔版５の開口部２６は回路基板１の外形に対して１ｍｍ以上広い印刷範囲の開口を有しており、開口部２６の断面は５度〜１５度の勾配傾斜を設けている。また、印刷孔版５の表面にはシリコン系樹脂等の処理が施されている。そして、印刷孔版５には基板保持プレート７に形成したピン２１に対応した孔２２（共に図示せず）を形成している。
【００４２】
基板保持プレート７はガラス、セラミック、ステンレス、焼き入れ処理を施した金属等の反り及び平面度に優れた耐熱性の材料からできている。
【００４３】
この基板保持プレート７の中央部には凹部２５を形成している。この凹部２５は回路基板１の外形と嵌合できるように設定し、回路基板１の位置決めを行っている。
【００４４】
さらに、基板保持プレート７の凹部２５を除く印刷孔版５と当接する平面部には磁石２８が配設されている。
【００４５】
前記印刷基準プレート８の上部には前記印刷基準プレート８の上面に沿って摺動し封止ペーストを回路基板上に充填するスキージ６が構成されている。このスキージ６は印刷孔版５に対して４５度に配設され、１ｍｍ〜５ｍｍ面取りされた先端形状を有するガラスエポキシ等の剛体樹脂からできている。
【００４６】
そしてスキージ６は回路基板１の巾より長手方向寸法が大きく、シリンダ１２による駆動で上下に摺動することにより圧力調整を適正に設定することができる。さらにスピードコントロールモータ（図示せず）の回転駆動をボールネジ１３にて伝達し、印刷基準プレート８の上面を適正な速度に調整して水平移動を行う。
【００４７】
真空チャンバ１４は前記の各構成機器を内蔵する金属と樹脂等によりできている。そして少なくとも回路基板１上に充填された封止ペースト部分を真空にする。
【００４８】
以上のように構成された電子部品搭載の回路基板の封止装置を用いた封止方法について図面を参照しながら説明する。
【００４９】
図２は電子部品を搭載した回路基板を充填封止する回路基板保持工程の断面図であり、基板支持台９に回路基板１を印刷孔版５と基板保持プレート７で挟持した状態を示している。
【００５０】
図３は電子部品を搭載した回路基板を充填封止する回路基板保持部材の構成斜視図である。
【００５１】
図３において１は電子機器に使用される樹脂、セラミック等よりなる多層基板を複数個割付した大判の回路基板である。
【００５２】
２は半田及び金等のＬＧＡ及びＢＧＡを有し、回路基板１に搭載し実装された能動部品、そして３は半田にて回路基板１に搭載し実装された受動部品である。
【００５３】
まず、大気雰囲気中で能動部品２及び受動部品３を混載実装した（図示せず）回路基板１を、基板保持プレート７に形成した凹部２５にはめ込むことにより回路基板１の位置を決定する。この回路基板１を搭載した基板保持プレート７に印刷孔版５を搭載する。基板保持プレート７にはピン２１を配置し、このピン２１と印刷孔版５に形成したピン２１に対応した孔２２（図示せず）とをはめ合わす。特にピン２１は印刷孔版５と精度良く位置決めするために３ヶ所に設けている。３ヶ所に設けることにより幾何学的に位置が決まり、回路基板１に封止ペースト４を充填する面積を決定する。
【００５４】
印刷孔版５は磁性材料で形成されており、基板保持プレート７に埋め込んだ磁石プレート２８による磁力で、回路基板１を上下方向に動かないように保持している。
【００５５】
また、印刷孔版５には離形テープ２９（図示せず）を開口部２６の側壁および表裏面の周辺に設けている。離形テープ２９の材質としてはポリテトラフルオロエチレン等封止樹脂と硬化固着しない材料であればよい。さらに、離形テープ２９以外に離形剤を印刷孔版５の表面に塗布してもかまわない。
【００５６】
次に、基板支持台９に回路基板１を前記印刷孔版５と基板保持プレート７で挟持して構成された部材を搭載する。基板支持台９の外形寸法と基板保持プレート７の外形寸法は同寸法に設定している。基板支持台９に形成した位置固定板２３を基板保持プレート７に形成した固定凹部２４にはめ合わすことにより、基板支持台９に基板保持プレート７を固定し位置決めを行う。
【００５７】
次に、図４に示すように基板支持台９はシリンダ１０（図示せず）による駆動で上下方向に摺動し印刷基準プレート８に形成した開口部３０と印刷孔版５を嵌合させ、印刷基準プレート８の開口部３０の上面と基板支持台９に搭載した回路基板１を、前記印刷孔版５と基板保持プレート７で挟持して構成された部材の印刷孔版５の上面との高さ方向の位置合わせを行う。
【００５８】
位置合わせには基板支持台９に設けた高さ固定治具３１が印刷基準プレート８に当接することにより高さ方向の位置を決定している。
【００５９】
なお、機械的に高さ固定治具３１を直接印刷基準プレート８に当て、高さ方向の位置を決定したが、光学的に非接触で高さ方向の位置を決定する方法としても良い。
【００６０】
印刷基準プレート８の開口部３０と基板支持台９とのＸ・Ｙ軸の位置合わせは、あらかじめ印刷基準プレート８を固定する際に、印刷基準プレート８に設けた長孔（図示せず）で調整を行い固定する。
【００６１】
そして、真空チャンバ１４内を１０Ｐａの真空度まで真空ポンプ（図示せず）にて真空引きを行う。
【００６２】
真空チャンバ１４の内部が真空度１０Ｐａに到達してから所定の時間だけ真空保持し、能動部品２及び受動部品３等の電子部品と回路基板１との空隙を真空状態にすると同時に印刷基準プレート８上に予め塗布し蓄えられた封止ペースト４の脱泡を行う。
【００６３】
次に、スキージ６を印刷基準プレート８の上面に接するまで下降させ、その後、所定の押し付け圧力を維持しながら、所定の速度で印刷基準プレート８及び印刷孔版５上を摺動し、スキージ６は印刷基準プレート８の孔部を通過した後に停止する。そして、さらに真空保持を所定の時間行う。これによりスキージ６による能動部品２及び受動部品３と回路基板１との空隙部分に充填した封止ペースト４の脱泡を行う。
【００６４】
次に、図５に示すように真空チャンバ１４に取り付けられたバルブ（図示せず）を開放し、真空チャンバ１４の内部を大気開放することにより、真空と大気の差圧力で能動部品２及び受動部品３と回路基板１との空隙に充填した封止ペースト４に均一な押しつけ力が加わることになり、封止ペースト４の充填密度を均一化することができる。
【００６５】
そして、大気雰囲気中で基板支持台９が下降し、基板保持プレート７と印刷孔版５とで挟持され封止ペースト４を充填封止された回路基板１から構成した部材を基板支持台９より取外す。
【００６６】
最後に、図６に示すように印刷封止された回路基板１は、基板保持プレート７と印刷孔版５に挟持された状態で恒温槽１５内へ投入し、所定の温度及び時間にて硬化させた後、常温まで冷却し基板保持プレート７と印刷孔版５より封止硬化後の回路基板１を取外して、電子部品搭載の回路基板の封止を完成させるものである。
【００６７】
以上のように、本実施の形態１における電子部品を搭載した回路基板１の封止装置及びその封止方法は、回路基板１を基板保持プレート７と印刷孔版５にて挟持し、真空雰囲気にて印刷孔版５上をスキージ６で封止ペースト４を変動させることにより真空印刷を行い、基板保持プレート７と印刷孔版５にて挟持された状態で封止後の前記回路基板１を硬化する部材からなる構成を有しており、能動部品２及び受動部品３と回路基板１との空隙に対して、封止ペースト４がボイドを巻込まず良好な流動性が得られ、能動部品２及び受動部品３に対するストレスを緩和し、同時に硬化時に能動部品２及び受動部品３と空隙に充填された封止ペースト４の流失を抑止し、確実に電子部品を封止することができ、厚みバラツキの低減が可能となり、印刷から硬化までの生産性及び作業性に優れるという効果を奏するものである。
【００６８】
尚、本実施の形態１では真空状態から大気開放する差圧を１回としたが、真空状態から大気開放する差圧を２回以上繰返し行うと、上記実施の形態１の効果に加え、能動部品２及び受動部品３と回路基板１との空隙への封止ペースト４の充填密度の均一化が図れるという効果を奏するものである。
【００６９】
また、本実施の形態１では、能動部品２及び受動部品３が混載し実装された回路基板１の印刷枚数を１枚として説明したが、印刷孔版５及び基板保持プレート７を２組台以上でかつ、印刷基準プレート８に設けられた開口部３０を複数個設けて前記台数と同等にすることにより、上記実施の形態１の効果に加え、回路基板１は２枚以上同時に印刷することも可能になるという更なる効果を奏するものである。
【００７０】
（実施の形態２）
以下、実施の形態２について説明する。
【００７１】
図７は本発明の実施の形態２における電子部品を搭載した回路基板の封止装置の構成斜視図である。
【００７２】
なお、実施の形態１の図１で説明したものと同一のものは同一の符号を付与し、詳細な説明は省略する。本実施の形態２の実施の形態１との相違点は、封止印刷後の加圧を利用した硬化に関する点である。
【００７３】
図７において回路基板１６は封止ペースト４を充填した後の回路基板であり、基板保持プレート７と印刷孔版５にて挟持されている。
【００７４】
ガイド板１７は印刷孔版５と同孔寸法を有し、その内部は開口部３３が形成され、さらにオーバーフローによる封止ペースト４の余剰量を、印刷外周部の上方へ排出するための排出流路１９を有するシリコン系樹脂等の処理が施された金属及びポリテトラフルオロエチレンで構成している。
【００７５】
押え板１８はガイド板１７の印刷孔版内に挿入可能で、かつ必要封止厚みまで定位置にて加圧保持が可能で、さらに表面形状が多数個取り回路基板の個々の回路基板の行列間に対して、回路基板１６と接触可能な凸形状を有する複数個割付けされたシリコン系樹脂等の処理が施された金属及びポリテトラフルオロエチレンで構成している。
【００７６】
以上のように構成された電子部品を搭載した回路基板の封止装置について、以下にその動作を図面を参照しながら説明する。
【００７７】
図８〜図１１は電子部品を搭載した回路基板の封止における各工程図である。
【００７８】
図８に示すように印刷封止された回路基板１６は、基板保持プレート７と印刷孔版５に挟持された状態であり、上記状態における印刷孔版５の上面にガイド板１７をボルト（図示せず）にて固定し保持する。
【００７９】
次に、図９に示すように押え板１８をガイド板１７の孔３３に挿入し、押え板１８の凹面３４を印刷孔版５の上面より０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ程高く設定しており、かつ凸面３５が回路基板１６の上面と接触するように設定している。
【００８０】
回路基板１６に充填された封止ペースト４は、押え板１８により圧力が加わると同時に封止ペースト４の充填体積が決まるため、封止に必要な封止ペースト４以外はガイド板１７の印刷外周部の上方への排出流路１９より余剰ペースト２０として流出する。
【００８１】
この状態のまま図１０に示すように再度真空チャンバ１４内へ投入し、真空ポンプ（図示せず）にて真空チャンバ１４内を１０Ｐａの真空度にした後、所定の時間をその真空度に保持する。真空チャンバ１４に取り付けられたバルブ（図示せず）を開放して大気開放し、封止ペースト４と押え板１８間に発生するエアーを脱泡して押え板１８の表面形状に封止ペースト４を密着させる。
【００８２】
最後に、図１１に示すように封止ペースト４を充填した回路基板１６を、基板保持プレート７と印刷孔版５とガイド板１７及び押え板１８にて保持された状態にて恒温槽１５内へ投入し、所定の温度及び時間にて硬化させた後、常温まで冷却する。
【００８３】
その後、押え板１８、ガイド板１７、基板保持プレート７及び印刷孔版５より回路基板１６を取外して電子部品搭載の回路基板の充填封止を行うものである。
【００８４】
以上のように本実施の形態２における電子部品を搭載した回路基板の封止装置及びその封止方法は、充填封止後の回路基板１６を基板保持プレート７と印刷孔版５にて挟持した状態で、ガイド板１７を印刷孔版５へ固定保持し、押え板１８をガイド板１７の孔へ挿入し加圧保持して余剰ペースト２０を流出させ、その後封止ペースト４を硬化するという工程からなる。加圧により封止ペースト４の充填密度を均一化し、かつ印刷による封止ペースト４の厚みバラツキを抑制するという効果を奏するものである。
【００８５】
尚、本実施の形態２では恒温槽１５内での封止ペースト４の硬化について説明したが、エアーや窒素等の気体雰囲気中で加熱し封止ペースト４を硬化することにより、上記実施の形態１の効果に加え回路基板１、能動部品２及び受動部品３に対して封止ペースト４の密着力が向上するという更なる効果を奏するものである。
【００８６】
尚また、本実施の形態２では恒温槽１５内での封止ペースト４の硬化について説明したが、熱プレスにて加圧加熱中に封止ペースト４を硬化してもよい。この場合は上記実施の形態２の効果に加え、封止ペースト４の硬化反応に応じて定圧硬化を可能にし、さらに硬化時間を短縮できるという更なる効果を奏するものである。
【００８７】
【発明の効果】
以上のように本発明の回路基板の封止装置は、支持体に取り付けた開口部を有する印刷基準プレートと、この印刷基準プレートの下部に配置した上下動が可能な基板支持台と、この基板支持台に搭載され、凹部に電子部品を実装した回路基板を保持し上面に配置した印刷孔版とで回路基板を挟持する基板保持プレートを有し、前記印刷基準プレートの上部に配置され印刷基準プレートの上面に沿って摺動し封止ペーストを、回路基板上に充填するスキージと、少なくとも回路基板上に封止ペーストを充填する部分を真空とする真空チャンバからなる構成とすることにより、能動部品及び受動部品からなる電子部品と回路基板との空隙に対して、封止ペーストがボイドを巻込まない良好な流動性が得られ、能動部品及び受動部品に対するストレスを緩和し、同時に硬化時に能動部品及び受動部品と空隙に充填された封止ペーストの流失を抑止するので、確実な封止ペーストの充填が行え、信頼性が向上すると同時に厚みバラツキを低減し、かつ印刷から硬化までの生産性及び作業性に優れるという効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における電子部品を搭載した回路基板の封止装置の構成斜視図
【図２】同実施の形態１における電子部品を搭載した回路基板を封止する回路基板保持工程の断面図
【図３】同実施の形態１における電子部品を搭載した回路基板を封止する回路基板保持部材の構成斜視図
【図４】同実施の形態１における電子部品を搭載した回路基板を封止する真空印刷工程の断面図
【図５】同実施の形態１における電子部品を搭載した回路基板を封止する大気開放工程の断面図
【図６】同実施の形態１における電子部品を搭載した回路基板を封止する硬化工程の断面図
【図７】本発明の実施の形態２における電子部品を搭載した回路基板の封止装置の構成斜視図
【図８】同実施の形態２における電子部品を搭載した回路基板を加圧封止するガイド板取付工程の断面図
【図９】同実施の形態２における電子部品を搭載した回路基板を加圧封止する押え板の挿入工程の断面図
【図１０】同実施の形態２における電子部品を搭載した回路基板を加圧封止する真空脱泡工程の断面図
【図１１】同実施の形態２における電子部品を搭載した回路基板を加圧封止する恒温槽工程の断面図
【図１２】従来の電子部品を搭載した回路基板の封止装置の印刷封止工程の断面図
【符号の説明】
１回路基板
５印刷孔版
６スキージ
７基板保持プレート
８印刷基準プレート
９基板支持台
１０シリンダ
１１ヒータ
１２シリンダ
１３ボールネジ
１４真空チャンバ
２５凹部
２６，３０開口部
２７支持体
２８磁石

Claims

支持体に取り付けた開口部を有する印刷基準プレートと、この印刷基準プレートの下部に配置した上下動が可能な基板支持台と、この基板支持台に搭載され凹部に電子部品を実装した回路基板を保持し上面に配置した印刷孔版とで回路基板を挟持する基板保持プレートを有し、前記印刷基準プレートの上部に配置され印刷基準プレートの上面に沿って摺動し封止ペーストを回路基板上に充填するスキージと、少なくとも回路基板上に封止ペーストを充填する部分を真空とする真空チャンバからなる回路基板の封止装置。
基板保持プレートはガラス、セラミック、ステンレス、焼き入れ処理を施した金属等の耐熱反り及び平面度に優れた材料で構成した請求項１に記載の回路基板の封止装置。
基板保持プレートは回路基板の外形の周囲に印刷孔版と当接する部分に磁石を埋設した構成とした請求項１に記載の回路基板の封止装置。
印刷孔版は電子部品を実装した面積範囲に対して１ｍｍ以上広げた印刷範囲の開口面積を有する構成とした請求項１に記載の回路基板の封止装置。
印刷孔版は開口部の外周に５度〜１５度の勾配傾斜を有し、所望の印刷厚みを有するシリコン系樹脂等の処理が施されたステンレス等の磁性体金属とした請求項１に記載の回路基板の封止装置。
印刷基準プレートの開口部は印刷孔版の外形と嵌合する寸法を有する請求項１に記載の回路基板の封止装置。
スキージは印刷孔版上を所望の速度及びスキージ圧力を調整自在とした請求項１に記載の回路基板の封止装置。
スキージは印刷孔版に対して４５度に配設され、その先端形状が１ｍｍ〜５ｍｍ面取りしたガラエポ等の剛体樹脂とした請求項１に記載の回路基板の封止装置。
基板支持台はヒータが内蔵され所望の温度に調整可能とした請求項１に記載の回路基板の封止装置。
印刷封止後の回路基板を、基板保持プレートと印刷孔版にて挟持した状態で加圧保持するための、印刷孔版外周を固定保持するガイド板と、前記ガイド板と積層し、ガイド板の孔へ一部が挿入される押え板を設けてなる請求項１に記載の回路基板の封止装置。
ガイド板は印刷孔版と同孔寸法を有する請求項１に記載の回路基板の封止装置。
ガイド板はオーバーフローによる封止ペーストの余剰量が印刷外周部の上方への排出流路を有する請求項１に記載の回路基板の封止装置。
押え板は印刷孔版内に挿入可能で必要封止厚みの定位置にて加圧保持できるように構成した請求項１に記載の回路基板の封止装置。
押え板の表面形状は多数個取り回路基板の個々の回路ブロックの行列間に対して、前記回路基板と接触可能な凸形状を有する請求項１に記載の回路基板の封止装置。
ガイド板及び押え板はシリコン系樹脂等の処理が施された金属及びポリテトラフルオロエチレンから構成した請求項１に記載の回路基板の封止装置。
真空雰囲気にて封止ペーストを脱泡し、電子部品と回路基板との空隙を真空状態とし、所望の真空雰囲気下にて封止ペーストをスキージで前記空隙に充填し大気開放を行う回路基板の封止方法。
電子部品を実装した回路基板が面内において、複数個割付された多数個取り回路基板を一括印刷するようにした請求項１６に記載の回路基板の封止方法。
多数個取り回路基板を少なくとも１枚以上同時に印刷するようにした請求項１７に記載の回路基板の封止方法。
印刷封止後の回路基板を基板保持プレートと印刷孔版にて挟持した状態で、ガイド板を印刷孔版へ固定保持し、押え板をガイド板の孔へ挿入加圧保持し、余剰封止ペーストをオーバーフローさせ硬化する請求項１７に記載の回路基板の封止方法。
押え板にて加圧保持した状態で真空雰囲気にて所定時間保持した後に大気開放する請求項１９に記載の回路基板の封止方法。
押え板にて加圧保持した状態でエアー等の気体加圧雰囲気にて加熱保持し硬化する請求項１９に記載の回路基板の封止方法。
押え板にて加圧保持した状態で熱プレスにて所定の時間、加熱、加圧し硬化する請求項１９に記載の回路基板の封止方法。