JP2005123236A - モジュールの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】転写プレート１１の厚みが厚く、接続部へ転写されるクリームはんだ１３ａの量は多くなるので、押し出しピン１４による押さえつけや、カバーを装着したときのクリームはんだの押さえつけによりクリームはんだ１３ａが接続部より溢れ、ショートが発生する。
【解決手段】プリント基板２２にクリームはんだ６１を印刷する印刷工程５２と、この印刷工程５２の後でクリームはんだ６１をはんだ付けするリフロー工程４と、このリフロー工程４の後でカバー２７とランド２６との接続部へフラックスを塗布し、カバー２７をその曲げ部２８とランドとを対向する位置で装着するカバー装着工程５６と、このカバー装着工程５６の後で前記ランド２６のはんだを再度溶融させる再溶融工程５７とを有したものである。
これにより、接続部のはんだによる接続部と電子部品とのショートを防止することができるモジュールの製造方法を実現できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＶＣＯや高周波モジュール等のシールドカバーを装着するモジュール等に用いるモジュールの製造方法に関するものである。

以下、従来のモジュールの製造方法について図面を用いて説明する。図１０は従来におけるモジュールの製造方法のフローチャート図である。図１０において、１は、プリント基板が複数個連結されたシート基板であり、電子部品（図示せず）などをはんだ付けする箇所にはんだ付け用ランドが設けられているものである。

２は、シート基板１へクリームはんだを印刷する印刷工程であり、スクリーンを用いてクリームはんだが印刷される。なお、ここでカバーがはんだ付けされる箇所はクリームはんだを印刷しない非印刷箇所としてある。そして、電子部品装着工程３では、クリームはんだが印刷されたシート基板１へ電子部品（図示せず）が装着される。

４は、この電子部品装着工程の後でクリームはんだを溶融し、電子部品をシート基板１へはんだ付けするリフロー工程である。

そして、５は、リフロー工程の後に設けられたクリームはんだ転写工程であり、カバーをはんだ付けするシート基板のランドと対向する位置に孔を有した転写板を用いて、シート基板１上へクリームはんだを転写する工程である。

ここで、転写工程５について以下図面を用いて説明する。図１１は、この転写工程５における転写手段の断面図である。このクリームはんだ転写工程５では、約１ｍｍの厚みの転写板１１の孔１２へクリームはんだ１３を埋め込み、その孔１２に挿通可能な押し出しピン１４を下方（図１１矢印Ａ方向）へ移動することによって孔１２に埋め込んだクリームはんだ１３をプリント基板２２上へ押し出すことでクリームはんだ１３をプリント基板２２上へ転写するものである。なお、このときクリームはんだ１３を確実にプリント基板２２上へ転写するために、プリント基板２２上でクリームはんだ１３ａは押し出しピン１４によってプリント基板２２へ押し付けられる。

そして、クリームはんだ転写工程で転写されたクリームはんだ上へカバー装着工程６によりカバーを装着し、溶融工程７によって加熱し、転写したクリームはんだを溶かしてカバーをシート基板へはんだ付けしていた。

そして、カバーがはんだ付けされたシート基板１を分割工程８で分割し、検査工程９によって電気特性を検査することでモジュールを完成する。その後、包装工程１０でテーピングなどの包装が施されていた。

なお、この出願の発明に関連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。
特開２００１−３１３２２４号公報

しかしながらこのような従来のモジュールの製造方法では、転写プレート１１の厚みが厚く、接続部へ転写されるクリームはんだ１３ａの量は多くなるので、押し出しピン１４による押さえつけや、カバーを装着したときのクリームはんだの押さえつけによりクリームはんだ１３ａが接続部より溢れ、カバーの内部で電子部品などとショートを発生するという問題を有していた。

そこで本発明は、この問題を解決したもので、接続部のはんだによる接続部と電子部品とのショートを防止することができるモジュールの製造方法を提供することを目的としたものである。

この目的を達成するために本発明のモジュールの製造方法は、複数のプリント基板が連結されたシート基板の電子部品のはんだけ箇所と前記接続部とにクリームはんだを印刷する印刷工程と、この印刷工程の後で前記プリント基板の一方の面に電子部品を装着する装着工程と、この装着工程の後で前記クリームはんだをはんだ付けするリフロー工程と、このリフロー工程の後で前記接続部へフラックスを塗布し、前記カバーをその側面部の端部と前記接続部とを対向する位置で装着するカバー装着工程と、このカバー装着工程の後で前記接続部のはんだを再度溶融させる再溶融工程と、この再溶融工程の後で前記シート基板を複数のプリント基板へ分割する分割工程と、この分割したプリント基板を検査する検査工程とを有したものである。

これにより、接続部へフラックスを塗布する塗布工程を有しているので、印刷工程で供給されたはんだによって接続部とカバーとを接続することができ、接続部のはんだによる接続部と電子部品とのショートを防止することができる。

本発明の請求項１に記載の発明は、プリント基板と、プリント基板の一方の面に装着された電子部品と、この電子部品の上方を覆うように設けられた金属製のカバーと、このカバーの４方全ての側面部先端に設けられた端部と対向するとともに前記プリント基板の一方の面上に設けられた接続部と、この接続部が接続されるとともに前記プリント基板の方の面に形成されたグランド電極とを備えたモジュールの製造方法において、前記モジュールの製造方法は、複数のプリント基板が連結されたシート基板の電子部品のはんだ付け箇所と前記接続部とにクリームはんだを印刷する印刷工程と、この印刷工程の後で前記プリント基板の一方の面に電子部品を装着する装着工程と、この装着工程の後で前記クリームはんだをはんだ付けするリフロー工程と、このリフロー工程の後で前記接続部へフラックスを塗布し、前記カバーをその側面部の端部と前記接続部とを対向する位置で装着するカバー装着工程と、このカバー装着工程の後で前記接続部のはんだを再度溶融させる再溶融工程と、この再溶融工程の後で前記シート基板を複数のプリント基板へ分割する分割工程と、この分割したプリント基板を検査する検査工程とを有したモジュールの製造方法であり、これにより、接続部へフラックスを塗布する塗布工程を有しているので、印刷工程で供給されたはんだによって接続部とカバーとを接続することができる。従って、接続部のはんだによる接続部と電子部品とのショートを防止することができるモジュールの製造方法を実現できる。

また、カバー４面全周に設けられた端部が接続部とはんだ付け接合されるので、シールド性の良好なモジュールを得ることができるモジュールの製造方法を実現できる。

請求項２に記載の発明は、カバーは絞り加工によって成形された請求項１に記載のモジュールの製造方法であり、カバーを孔や隙間なく成形することができるのでシールド性が良い。

請求項３に記載の発明は、カバーの端部には接続部と対向した曲げ部を有し、この曲げ部が接続部とはんだ付け接続される請求項１に記載のモジュールの製造方法であり、カバー側面の先端部が折り曲げられているので、接続部と対向する面積を大きくすることができる。従って、接続部においてカバーを確りとはんだ付けすることができる。

請求項４に記載の発明は、前記接続部には、カバーとの接続を阻止する欠落部が略等間隔で形成された請求項１に記載のモジュールの製造方法であり、欠落部が等間隔で設けられているので、リフロー工程において接続部におけるはんだの高さを略均一にすることができる。従って、カバーの装着位置の精度が良くできる。また、カバーの端部全周を隙間なくはんだ付けすることができる。

請求項５に記載の発明は、欠落部はカバー側面部の内側に形成された請求項１に記載のモジュールの製造方法であり、カバーの内側にも確実にはんだフィレットを形成できるので、熱衝撃サイクルなどに対してはんだ付け部の信頼性は高くなる。

以上のように本発明によれば、複数のプリント基板が連結されたシート基板の電子部品のはんだ付け箇所と前記接続部とにクリームはんだを印刷する印刷工程と、この印刷工程の後で前記プリント基板の一方の面に電子部品を装着する装着工程と、この装着工程の後で前記クリームはんだをはんだ付けするリフロー工程と、このリフロー工程の後で前記接続部へフラックスを塗布し、前記カバーをその側面部の端部と前記接続部とを対向する位置で装着するカバー装着工程と、このカバー装着工程の後で前記接続部のはんだを再度溶融させる再溶融工程と、この再溶融工程の後で前記シート基板を複数のプリント基板へ分割する分割工程と、この分割したプリント基板を検査する検査工程とを有したものである。

これにより、接続部へフラックスを塗布する塗布工程を有しているので、印刷工程で供給されたはんだによって接続部とカバーとを接続することができる。従って、接続部のはんだによる接続部と電子部品とのショートを防止することができるモジュールの製造方法を実現できる。

また、カバー４面全周に設けられた端部が接続部とはんだ付け接合されるので、シールド性の良好なモジュールを得ることができるモジュールの製造方法を実現できる。

（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１について、図面を用いて説明する。図２は、本実施の形態１における電圧制御発振器の断面図である。図２において、２１は、電圧制御発振器（以下ＶＣＯと言う。なおここではモジュールの一例として用いた）であり、携帯電話などに用いられるものであり、１．８ＧＨｚの高周波信号を発振するものである。そして、モジュール２１は携帯電話に搭載されるために、その大きさは、縦が１１ｍｍで、幅が１２ｍｍであり、高さが１．９ｍｍと非常に小さくしている。

次に２２は、ＶＣＯ２１のプリント基板であり、厚みが０．６ｍｍの４層基板を用いている。そして、２３は、プリント基板２２の一方の面２２ａ面側に設けられたランドであり、このランド２３上には電子部品２４がクリームはんだ２５によって接続されている。２６は、プリント基板２２の一方の面２２ａに設けられたカバー接続用のランド（接続部の一例として用いた）であり、ＶＣＯ２１を構成する回路を囲むように設けられている。なお、本実施の形態１におけるクリームはんだ６１ａ、６１ｂは、錫・銀系の鉛フリーはんだを用いている。

２７は、金属製のカバーであり、本実施の形態１においては絞り加工によって成形されたものである。このように、ＶＣＯに絞り加工によるカバー２７を用いているので、加工による隙間などがなく、シールド性が良好である。従って、発振信号の漏洩が小さなＶＣＯが実現できる。

そして、カバー２７の側面部２７ａの先端には曲げ部２８が設けられ、この曲げ部２８とランド２６とは対向するような位置となる。そして、これらの曲げ部２８とランド２６とがクリームはんだ２５ａによって接続される。なお、この曲げ部２８はカバー２７の側面２７ａの周囲全てに対して形成することで、カバー２７の全周でランド２６と接続されるので、確りとシールドすることができる。

２９は、プリント基板２２の他方の面２２ｂに形成された電極であり、この電極によってＶＣＯ２１が装着されるマザー基板と接続される。

なお、本実施の形態においてこの電極２９は、１．６ｍｍの角形のランドとしている。

次に図３は、本実施の形態１におけるグランド電極の拡大図である。図３において、グランド電極２９ａの周りには導体の非形成部３１が４隅に形成され、その非形成部の間に幅０．８ｍｍのグランドとの接続部３２を形成している。そして、１．７５ｍｍ角のソルダーレジスト膜の非形成部３３を設けてある。これにより、非形成部３１がＶＣＯをマザー基板へはんだ付けするときの熱が拡散し難くなるので、はんだが溶融し易くなる。なお、このグランド電極２９ａとランド２６は電気的に接続されることによって、カバー２７で確りとシールドできることとなる。

次に図４は、本実施の形態１におけるプリント基板の上面図を示す。図４において、図２と同じものは同じ番号を付しその説明は簡略化する。図４において、４１は、ランド２６欠落部であり、約１．８ｍｍの略等間隔に設けられている。本実施の形態１においてはこの欠落部４１は、ランド２６の所定の位置に幅０．３ｍｍでソルダーレジスト膜を形成しておくことで得ている。なお、この欠落部は、ソルダーレジストで形成したが、これはランド２６の銅箔自体を欠落させることや、スルーホールを設けることによって形成しても良い。

次に、本発明の実施の形態１におけるモジュールの製造方法について図面を用い説明する。図１は、本実施の形態１のフローチャートであり、図５は部品装着工程でクリームはんだの上に電子部品が装着された状態のプリント基板の上面図である。そして、図６から図９は各工程におけるクリームはんだの断面図である。図１から図９において、図２、図３や図１０と同じものについては同じ番号を付しその説明は簡略化してある。

５２は、スクリーン印刷工程であり、プリント基板２２が４９枚連結したシート基板５１にクリームはんだ６１ａ、６１ｂ（図５に示す）が印刷される印刷工程である。なおこの印刷工程５２では、約１００ミクロンメートルとメタルスクリーンを用いてクリームはんだを印刷している。これは、ＶＣＯ２１を小形化のために、電子部品２４同士の間隔６２は約０．１５ｍｍとしている。また、クリームはんだ６１には約０．５ｍｍ〜１．０ｍｍの非塗布部６３を設けておく。

次に、部品装着工程３で、印刷工程５２でスクリーン印刷されたシート基板５１に電子部品２４を装着し、リフロー工程４によってこれらのクリームはんだ６１ａ、６１ｂを溶融させ、電子部品２４をプリント基板２２へ装着する。

そして図６は、このリフロー工程４が完了した状態におけるランド２６の横断面図であり、図７は同縦断面図である。図６、図７において、図２から図５と同じものは同じ番号を付しその説明は簡略化してある。図６、図７において、７１はソルダーレジスト膜であり、その一部がランド２６上まで延在して形成されることによって欠落部４１が形成されている。

そして、リフロー工程４が完了すると、クリームはんだ６１ａは一旦溶融し、欠落部４１を除いてランド２６上全体に拡がる。このとき、クリームはんだ６１ａはその表面張力などによって、ランド２６の角近傍へ集中しやすくなる。そこで本実施の形態１においては、ランド２６に欠落部４１を設けることによってクリームはんだ６１ａの溶融による集中を防ぎ、リフロー工程４の後でのランド全体の高さ７２を略等しくすることができる。従って、カバー２７を精度良く装着することができ、ＶＣＯ２１の回路とのショートなどが発生し難くなるので、ＶＣＯを小型化することができる。

５３は、リフロー工程４の後に設けられたレーザトリミング工程であり、ＶＣＯ２１の回路のパターンインダクタンス（図示せず）をレーザ加工によってトリミングし、発振周波数を所定の周波数へ調整する工程である。

５４は、レーザトリミング工程５３の後で、リフローはんだ付けによる微小なはんだボールや、フラックスの残渣やレーザトリミングによる銅箔屑などを除去する洗浄工程である。この洗浄工程５４により、はんだボールや、フラックス残渣やトリミング屑などを除去することによって、回路間のショートや湿度などによる周波数のドリフトなどを小さくすることができる。

次に５５は、フラックス塗布工程であり、カバー２７の曲げ部２８にフラックスを塗布する工程である。このフラックス塗布工程５５では、フラックス皿の中でスキージを掻き、皿上に約０．５ｍｍのフラックス膜を形成させる。そして、曲げ部２８をフラックス膜に浸漬することで曲げ部２８にフラックスを付着させる。

そして、カバー装着工程５６によって、フラックス塗布工程５５でフラックスが塗布されたカバー２７をプリント基板２２上に装着する。なお、このときランド２６と曲げ部２８とが対向する位置に装着する。つまり、本実施の形態においては、カバー２７側にフラックスを塗布することによってカバー２７とランド２６との接続部にフラックスが供給されることとなる。

なお、ここで図８は、本実施の形態１におけるカバー装着された状態を上面から見た要部断面図である。図８において、カバー２７の内面２７ｂ（図８）内に、欠落部４１の先端４１ａが収まる位置に装着される。これによって欠落部４１の間のクリームはんだ６１ａが拡がってはんだ付けされることを防ぐことができる。従って、カバー２７とランド２６とを確りとはんだ付け接続することができる。

５７は、再溶融工程であり、一度硬化したクリームはんだ６１ａを再溶融させる工程である。ただし、このときフラックスがカバー２７に塗布しているので、クリームはんだ６１ａは容易に再溶融する。なお、本実施の形態１におけるクリームはんだ６１ａは融点が２１７℃〜２１９℃の鉛フリーはんだであるので、再溶融工程における再溶融温度は、２４５℃±５℃としている。また、フラックスはカバー２７側に塗布しているので、フラックスはクリームはんだ６１ａにのみ塗布することができる。従って、洗浄工程５４で清浄化したプリント基板のフラックスによる汚れは発生し難くなる。

図９（ａ）、（ｂ）は、本実施の形態１におけるＶＣＯを再溶融完了後に側面から見た要部断面図である。なお、図９（ｂ）は欠落部４１の断面を示している。まず図９（ａ）に示したように、欠落部４１の間においては、曲げ部２８とランド２６とが対向する部分以外に、ランド２６とカバー２７の内面２７ｂとの間にも、クリームはんだ６１ａによるフィレット６１が形成される。これによりカバー２７とランド２６とは確りとはんだ付けされる。

一方、欠落部４１においては、曲げ部２８とランド２６とが対向する部分ではんだ付けされる。つまりこの欠落部４１によって隣接するランド２６同士が分割されることとなるので、クリーム半田６１ａが隣接するランド２６へ流れない。従って確りとカバー２７とランド２６とを半田付けすることができる。

以上のような構成によって、印刷工程５２で印刷されたクリームはんだ６１ａを用いてカバー２７をはんだ付けしているので、ランド２６のはんだ６１ａによって、電子部品２４間でショートを発生し難くなる。

なお、フラックスはカバー２７の曲げ部２８に塗布することにより、クリームはんだ６１ａを再溶融することができ、カバー２７とランド２６とをはんだ付けできる。

また、カバー２７には曲げ部２８を有しているので、ランド２６との対向する面積を大きくできる。従って、確りとカバー２７をはんだ付けできる。

さらに、欠落部４１を設けることによって、カバー２７の装着時にクリームはんだ６１ａの高さ７２を略均一にできるとともに、欠落部の間でフィレットを確実に形成することができ、カバー２７とランド２６との間を確りとはんだ付けすることができる。

本発明にかかるモジュールの製造方法は、接続部のはんだによる接続部と電子部品とのショートを防止することができるという効果を有し、特にＶＣＯや高周波モジュール等のシールドカバーを装着するモジュール等に対して利用すると有用である。

本発明の実施の形態１におけるモジュールの製造方法のフローチャート 同、断面図 同、要部詳細図 同、プリント基板の上面図 同、部品装着後におけるプリント基板を上面から見た図 同、要部拡大断面図 同、要部拡大断面図 同、上面から見た要部拡大断面図 （ａ）同、断面図、（ｂ）同、欠落部の断面図 従来のモジュールにおける製造フローチャート 転写工程における転写手段の断面図

符号の説明

３ 装着工程
４ リフロー工程
８ 分割工程
９ 検査工程
２１ ＶＣＯ
２２ プリント基板
２４ 電子部品
２６ ランド
２７ カバー
２８ 曲げ部
２９ａ グランド電極
５２ 印刷工程
５５ フラックス塗布工程
５６ カバー装着工程

Claims (5)

1. プリント基板と、プリント基板の一方の面に装着された電子部品と、この電子部品の上方を覆うように設けられた金属製のカバーと、このカバーの４方全ての側面部先端に設けられた端部と対向するとともに前記プリント基板の一方の面上に設けられた接続部と、この接続部が接続されるとともに前記プリント基板の方の面に形成されたグランド電極とを備えたモジュールの製造方法において、前記モジュールの製造方法は、複数のプリント基板が連結されたシート基板の電子部品のはんだ付け箇所と前記接続部とにクリームはんだを印刷する印刷工程と、この印刷工程の後で前記プリント基板の一方の面に電子部品を装着する装着工程と、この装着工程の後で前記クリームはんだをはんだ付けするリフロー工程と、このリフロー工程の後で前記接続部へフラックスを塗布し、前記カバーをその側面部の端部と前記接続部とを対向する位置で装着するカバー装着工程と、このカバー装着工程の後で前記接続部のはんだを再度溶融させる再溶融工程と、この再溶融工程の後で前記シート基板を複数のプリント基板へ分割する分割工程と、この分割したプリント基板を検査する検査工程とを有したモジュールの製造方法。
2. カバーは絞り加工によって形成された請求項１に記載のモジュールの製造方法。
3. カバーの端部には接続部と対向した曲げ部を有し、この曲げ部が接続部とはんだ付け接続される請求項１に記載のモジュールの製造方法。
4. 前記接続部には、カバーとの接続を阻止する欠落部が略等間隔で形成された請求項１に記載のモジュールの製造方法。
5. 欠落部はカバー側面部の内側に形成された請求項１に記載のモジュールの製造方法。

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