JP2005286147A - 治具付プリント配線板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＦＰＣを始めとする薄板のプリント配線板が、この表面に電子部品等が実装されるリフロー工程を経る場合において、高効率かつ低コスト生産を実現できる。
【解決手段】 表面に複数の導体パターン１１が印刷された絶縁フィルム１２と、絶縁フィルム１２より剛性の高い支持体１３、および支持体１３の表面に形成された弱粘着性接着剤層１４を備えた治具部１５とを備え、絶縁フィルム１２を、弱粘着性接着剤層１４の表面に保持した状態で、導体パターンの印刷領域１２ａの外周縁に沿って切断することにより、フィルム状の絶縁基板表面に導体パターン１１を有する複数のプリント配線板１６が、治具部１５に着脱可能に保持されてなる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、フレキシブルプリント配線板を始めとする薄板のプリント配線板が、この表面に電子部品等が実装されるリフロー工程を経る場合において好適な治具付プリント配線板およびその製造方法に関するものである。

周知のように、プリント配線板は、絶縁基板表面に導体パターンを備えた構成をなし、あらゆる電子機器に使用されている。近年、電子機器の小型化，軽量化に対応すべく、フィルム状の絶縁基板表面に導体パターンを備えた、いわゆるフレキシブルプリント配線板（以下、「ＦＰＣ」という）が提供されている。このＦＰＣにおいては、前記導体パターン表面に電子部品等を実装する、いわゆる表面実装方式が広く採用されている。

この表面実装方式は、一般に次のようにして行われる。
まず、プレート状の治具表面に複数のＦＰＣを位置決めしながら載置した後に、これらのＦＰＣのそれぞれの外周縁部に、この外周縁近傍に位置する治具ごと、耐熱性粘着テープを貼着し、これらのＦＰＣを治具表面に保持する。これにより、後述する、電子部品等をＦＰＣ表面に搭載する際にこのＦＰＣ表面に作用する押圧力や、リフロー工程を経ることによる加熱、冷却によってＦＰＣに生ずる熱ひずみにより、剛性が非常に低いＦＰＣに反りや曲げが発生することが抑制される。

次に、これらのＦＰＣの導体パターン表面のうち、搭載する電子部品等の配設位置に対応した部分にクリームハンダを塗布した後に、この塗布部分に電子部品等を搭載し、その後、これら全体を加熱してクリームハンダを溶融、硬化させることにより、電子部品等をＦＰＣの導体パターンに接合する（リフロー工程）。その後、前記粘着テープを治具から引き剥がし、複数のＦＰＣを治具から各別に取外す。

ところで、前記治具では、この治具表面にＦＰＣを保持する際に粘着テープを貼着したり、リフロー工程後に、この粘着テープを治具およびＦＰＣから引き剥がす必要があり、製造工数の増大を招来するという問題があった。

これらの問題を解決する手段として、治具表面全体に、例えばシリコーン系樹脂からなる弱粘着性接着剤層を形成し、この層の表面にＦＰＣを載置，保持する方法が提案されている（例えば、下記特許文献１参照）。この場合、耐熱性およびＦＰＣの治具表面からの剥離性が良好なため、低コストかつ高効率生産を実現できることが期待される。
特開平０１−１９８０９４号公報

ところで、ＦＰＣがリフロー工程を経るに先立って、クリームハンダの配設位置に電子部品等を搭載させる手段として、現在、自動化された装置が使用されるのが一般的である。したがって、複数のＦＰＣを治具表面に保持する際には、この治具の表面に沿った方向における所定の位置に、所定の配列となるように、すなわち整列状態となるように各別に位置決めする必要がある。
しかしながら、治具表面全体に弱粘着性接着剤層が形成された従来の構成では、リフロー工程に先立って、前述した位置決めを行う必要があることに変わりはなく、実装工程全体の工数を大幅に削減できるまでには至っていない。

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、ＦＰＣを始めとする薄板のプリント配線板が、この表面に電子部品等が実装されるリフロー工程を経る場合において、高効率かつ低コスト生産を実現できる治具付プリント配線板およびその製造方法を提供することを目的とする。

前記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は以下の手段を提案している。
請求項１に係る発明は、表面に複数の導体パターンが印刷された絶縁フィルムと、該絶縁フィルムより剛性の高い支持体、および該支持体の表面に形成された弱粘着性接着剤層を備えた治具部とを備え、前記絶縁フィルムは、前記弱粘着性接着剤層の表面に保持された状態で、前記複数の導体パターンの各印刷領域の外周縁に沿って切断されることにより、フィルム状の絶縁基板表面に導体パターンを有する複数のプリント配線板が、前記治具部に、着脱可能に保持されてなることを特徴とする。

この治具付プリント配線板では、表面に複数の導体パターンが印刷された絶縁フィルムに基づいて形成されるので、導体パターンの印刷領域を絶縁フィルムの表面に沿った方向における所定位置に高精度に配設することが可能になる。さらに、この絶縁フィルムを弱粘着性接着剤層の表面に保持した状態で、高精度に配設された導体パターンの印刷領域の外周縁に沿って切断することにより、複数のプリント配線板を形成するので、これらのプリント配線板を、治具部の弱粘着性接着剤層に、分割され、かつ位置決めされた状態（整列状態）で着脱可能に保持することが可能になる。
以上により、リフロー工程に先立って、複数のプリント配線板を治具に位置決めしながら保持する工程を削除することが可能になるとともに、この保持用の治具をリフロー工程を経るに当たって新たに製作、準備する必要がない。したがって、プリント配線板の導体パターン表面に電子部品等を実装する工数の大幅な削減を図ることができ、電子部品等が接合されたプリント配線板自体の製造コストの低減を図ることができる。

請求項２に係る発明は、請求項１記載の治具付プリント配線板において、前記複数の導体パターンの印刷領域のうち、互いに隣合う導体パターンの印刷領域同士の間に、これらの各領域の外周縁に接する枠体領域が設けられていることを特徴とする。

この治具付プリント配線板では、互いに隣合う導体パターンの印刷領域同士の間に、これらの外周縁に接する枠体領域が配設されているので、絶縁フィルムのうち、導体パターンの印刷領域の外周縁を切断して複数のプリント配線板を形成する際に、これらが位置ずれすることを抑制することが可能になる。したがって、複数のプリント配線板が治具に高精度に位置決めされた状態で保持された治具付プリント配線板を確実に実現することが可能になる。

請求項３に係る発明は、前記治具部には、保持している前記絶縁フィルムの前記導体パターンの印刷領域に対応する裏面側の領域のうち少なくとも一部に、貫通孔が穿設されていることを特徴とする。

この治具付プリント配線板では、治具部に前記貫通孔が穿設されているので、導体パターン表面に電子部品等を接合するリフロー工程を経た後に、この貫通孔にエジェクタピンを挿入し、このピンの先端面によりプリント配線板の裏面を押圧することにより、この配線板を治具部から離脱させることが可能になり、更なる高効率生産を実現することができる。

請求項４に係る発明は、請求項１から３のいずれかに記載の治具付プリント配線板において、前記弱粘着性接着剤層は、シリコーン系樹脂またはフッ素系樹脂からなることを特徴とする。

この治具付プリント配線板では、弱粘着性接着剤層がシリコーン系樹脂またはフッ素系樹脂により形成されているので、リフロー工程という高温下での使用においても、粘着力が増大し、弱粘着性接着剤層とプリント配線板とが密着することを抑制することが可能になるとともに、この層の組成成分の一部が溶融し、この溶融分が、プリント配線板の導体パターン表面に転写することを抑制することが可能になる。
したがって、リフロー工程後に治具部から容易にプリント配線板を離脱させることが可能になるとともに、導体パターンと電子部品等との接合不良の発生を回避することができる。

請求項５に係る発明は、絶縁フィルム表面に複数の導体パターンを印刷する印刷工程と、前記絶縁フィルムより剛性の高い支持体と、該支持体の表面に形成された弱粘着性接着剤層とを備える治具部の前記弱粘着性接着剤層の表面に、前記絶縁フィルムを保持する保持工程と、前記絶縁フィルム表面のうち、前記複数の導体パターンの各印刷領域の外周縁に沿って切断することにより、フィルム状の絶縁基板表面に導体パターンを有する複数のプリント配線板が、前記治具部に、着脱可能に保持される切断工程とを有することを特徴とする。

この治具付プリント配線板の製造方法では、複数のプリント配線板が分割され、かつ位置決めされた状態で、治具部に着脱可能に保持された構成を確実に実現することができる。

請求項６に係る発明は、請求項５記載の治具付プリント配線板の製造方法において、前記切断工程で、前記絶縁フィルムを切断することにより、互いに隣合う前記プリント配線板の外周縁に接する枠体が形成されることを特徴とする。

この治具付プリント配線板の製造方法では、互いに隣合うプリント配線板の外周縁に接する枠体が形成されるので、前記切断により得られたプリント配線板が治具部の表面に沿った方向に位置ずれすることを抑制することが可能になる。これにより、プリント配線板の導体パターン表面のうち所定位置にクリームハンダを塗布した後に、この塗布部分に電子部品等を搭載させる際に、この電子部品等の把持部がプリント配線板に接触することによって、この配線板に治具部の表面に沿った方向に位置ずれする力が作用したとしても、前記枠体によりこの位置ずれを拘束することが可能になる。したがって、例えばプリント配線板を搬送しながら、この配線板に複数の電子部品等を各別に、自動化された装置により搭載する場合において、全ての電子部品等を適切な位置に配置することができるので、高精度実装を実現することが可能になる。

この発明に係る治具付プリント配線板およびその製造方法によれば、ＦＰＣを始めとする薄板のプリント配線板が、この表面に電子部品等が実装されるリフロー工程を経る場合において、高効率かつ低コスト生産を実現することができる。

以下、本発明に係る治具付プリント配線板の一実施形態を、図１および図２を参照しながら説明する。
治具付プリント配線板１０は、これらの図に示すように、フィルム状の絶縁基板表面に導体パターン１１を有する複数のプリント配線板１６、および隣合うプリント配線板１６,１６同士の間に、これらの配線板１６,１６の外周縁に接するように配設された枠体１７を有する絶縁フィルム１２と、この絶縁フィルム１２より剛性の高い支持体１３、およびこの支持体１３の表面に形成された弱粘着性接着剤層１４を有する治具部１５とを備え、弱粘着性接着剤層１４の表面に絶縁フィルム１２が保持された構成となっている。
複数のプリント配線板１６はそれぞれ、絶縁フィルム１２の表面に沿った方向のうち一定方向を向いて治具部１５に保持されており、かつ隣合うプリント配線板１６,１６同士の間隔は全て略同一となっている。すなわち、複数のプリント配線板１６は、分割され、かつ整列状態で治具部１６に保持されている。

治具部１５には、保持している絶縁フィルム１２のプリント配線板１６に対応する裏面側の領域１５ａの略中央部に貫通孔１５ｂが穿設されている。
治具部１５の弱粘着性接着剤層１４は、加熱前後での粘着力の変動が小さく、かつ例えば３００℃以上の加熱温度下において、この接着剤層１４を組成する成分の溶出量を最小限に抑制できる材質として、例えばシリコーン系樹脂またはフッ素系樹脂により形成されている。なお、この弱粘着性接着剤層１４の粘着力は例えば１０ｇ／ｃｍ^２以上２０００ｇ／ｃｍ^２以下に設定されている。また、フッ素系樹脂の場合、未重合の低分子量成分が含有されていないため、プリント配線板１６への前記低分子量成分の転写発生を抑制することができるとともに、加熱前後での粘着力の変動発生を抑制することができる。

治具部１５の支持体１３は、リフロー工程における熱負荷により溶融、変形することがない材質として、例えばガラス繊維が含有されたエポキシ樹脂等により形成され、この厚さは、プリント配線板１６の導体パターン１１に接合する電子部品等の種類、数量等に応じて適宜決定される。例えば、電子部品等をプリント配線板１６に搭載する際に支持体１３に負荷される押圧力や、リフロー工程における加熱温度、加熱時間により支持体１３に発生する熱ひずみによって、支持体１３に曲げや反りが生じないような厚さに設定される。

以上のように構成された治具付プリント配線板１０の製造方法について説明する。
まず、絶縁フィルム１２の表面のうち、整列状態で設定された複数の導体パターンの印刷領域１２ａ内に各別に、この絶縁フィルム１２の表面に沿った方向のうち一定方向に向けて導体パターン１１を印刷する（印刷工程）。ここで、複数の導体パターンの印刷領域１２ａのうち、互いに隣合う導体パターンの印刷領域１２ａ同士の間は、所定の距離を有した枠体領域１７とされており、絶縁フィルム１２全体の外周縁部も同様の枠体領域１７とされている。すなわち、絶縁フィルム１２の表面のうち、導体パターンの印刷領域１２ａの非形成部が、枠体領域１７とされている。
また、支持体１３の表面に弱粘着性接着剤層１４を形成した後に、保持した絶縁フィルム１２の導体パターンの印刷領域１２ａに対応する裏面側の領域１５ａの略中央部に、貫通孔１５ｂを穿設して治具部１５を形成する。

そして、治具部１５の弱粘着性接着剤層１４の表面に、絶縁フィルム１２を載置、保持した後に（保持工程）、絶縁フィルム１２の表面のうち、導体パターンの印刷領域１２ａの外周縁に沿って切断する（切断工程）。これにより、フィルム状の絶縁基板表面に導体パターン１１を有する複数のプリント配線板１６と、隣合うプリント配線板１６同士の間に、これらの配線板１６,１６の外周縁に接した状態で配設される枠体１７とを備える絶縁フィルム１２が形成されることによって、治具部１５に、複数のプリント配線板１６が、分割され、かつ整列状態で保持されてなる治具付プリント配線板１０が形成される。ここで、前記切断の際に、絶縁フィルム１２の厚さ方向の全域のみならず、弱粘着性接着剤層１４の表面部分までを、少なくとも弱粘着性接着剤層１４を平面視したときに視認できる程度まで切断する。

このように形成された治具付プリント配線板１０は、プリント配線板１６を治具部１５の表面に沿った方向に位置決めして保持する工程を経ることなく、この状態で直接、図示しない搬送路に配置、搬送され、クリームハンダ塗布工程、電子部品等搭載工程、およびリフロー工程等を順次経る。その後、治具付プリント配線板１０は同様にして搬送され、図示しないエジェクタ部の配設位置に到達したときに、一旦搬送を停止し、図１に示すエジェクタ部のピン２０を前進移動させて貫通孔１５ｂ内に挿入させる。そして、このピン２０の先端面によりプリント配線板１６の裏面を押圧し、この配線板１６を治具部１５から離脱させ取り外す。

以上説明したように本実施形態による治具付プリント配線板１０によれば、表面に複数の導体パターン１１が印刷された絶縁フィルム１２に基づいて形成されるので、導体パターンの印刷領域１２ａを絶縁フィルム１２の表面に沿った方向における所定位置に高精度に配設することが可能になる。さらに、この絶縁フィルム１２を弱粘着性接着剤層１４の表面に保持した状態で、高精度に配設された導体パターンの印刷領域１２ａの外周縁に沿って切断することにより、複数のプリント配線板１６を形成するので、これらのプリント配線板１６を、治具部１５の弱粘着性接着剤層１４に、分割され、かつ位置決めされた状態（整列状態）で着脱可能に保持することが可能になる。
以上により、リフロー工程に先立って、複数のプリント配線板１６を治具に位置決めしながら保持する工程を削除することが可能になるとともに、この保持用の治具をリフロー工程を経るに当たって新たに製作、準備する必要がない。したがって、プリント配線板１６の導体パターン１１の表面に電子部品等を実装する工数の大幅な削減を図ることができ、電子部品等が接合されたプリント配線板１６自体の製造コストの低減を図ることができる。

また、互いに隣合う導体パターンの印刷領域１２ａ同士の間、および絶縁フィルム１２の外周縁部が、導体パターンの印刷領域１２ａの外周縁に接する枠体領域１７とされているので、絶縁フィルム１２のうち、導体パターンの印刷領域１２ａの外周縁を切断して複数のプリント配線板１６を形成する際に、これらのプリント配線板１６が絶縁フィルム１２の表面に沿った方向に位置ずれすることを抑制することが可能になる。したがって、複数のプリント配線板１６が治具部１５に高精度に位置決めされた状態で、着脱可能に保持された治具付プリント配線板１０を確実に形成することが可能になる。

さらに、前記切断により形成された枠体１７により、プリント配線板１６が治具部１５の表面に沿った方向に位置ずれすることを抑制することが可能になる。これにより、プリント配線板１６の導体パターン１１表面のうち所定位置にクリームハンダを塗布した後に、この塗布部分に電子部品等を搭載させる際に、この電子部品等の把持部がプリント配線板１６に接触することによって、この配線板１６に治具部１５の表面に沿った方向に位置ずれする力が作用したとしても、枠体１７によりこの位置ずれを拘束することが可能になる。したがって、例えばプリント配線板１６を搬送しながら、この配線板１６に複数の電子部品等を各別に、自動化された装置により搭載する場合において、全ての電子部品等を適切な位置に配置することができ、高精度実装を実現することが可能になる。

また、治具部１５に貫通孔１５ｂが穿設されているので、導体パターン１１の表面に電子部品等を接合するリフロー工程を経た後に、この貫通孔１５ｂにエジェクタピン２０を挿入し、このピン２０の先端面によりプリント配線板１６の裏面を押圧することにより、この配線板１６を治具部１５から離脱させることが可能になり、更なる高効率生産を実現することができる。

さらに、弱粘着性接着剤層１４がシリコーン系樹脂またはフッ素系樹脂により形成されているので、リフロー工程という高温下での使用においても、粘着力が増大し、弱粘着性接着剤層１４とプリント配線板１６とが密着することを抑制することが可能になるとともに、この層１４の組成成分の一部が溶融し、この溶融分が、プリント配線板１６の導体パターン１１の表面に転写することを抑制することが可能になる。
したがって、リフロー工程後に治具部１５から容易にプリント配線板１６を離脱させることが可能になるとともに、導体パターン１１と電子部品等との接合不良の発生を回避することができる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、前記実施形態では、絶縁フィルム１２の一方の表面に導体パターン１１を形成した構成を示したが、両面に導体パターン１１を形成した構成であってもよい。なお、この場合、弱粘着性接着剤層１４の表面のうち、導体パターン１１の配設位置に対応する部分に溝を形成し、この溝に導体パターン１１を収納することによって、プリント配線板１６を治具部１５に平坦な状態で安定して保持することができる。
また、隣合うプリント配線板１６同士の間に、この外周縁に接する枠体１７を配設した構成を示したが、枠体１７を配設する必要は必ずしも必要ではない。

フレキシブルプリント配線板を始めとする薄板のプリント配線板が、この表面に電子部品等が実装されるリフロー工程を経る場合において、高効率かつ低コスト生産を実現できる。

本発明の一実施形態として示した治具付プリント配線板の側面断面図およびエジェクタピンの側面図である。 図１の治具付プリント配線板の一部を示す平面図である。

符号の説明

１０ 治具付プリント配線板
１１ 導体パターン
１２ 絶縁フィルム
１２ａ 導体パターンの印刷領域
１３ 支持体
１４ 弱粘着性接着剤層
１５ 治具部
１５ｂ 貫通孔
１６ プリント配線板
１７ 枠体,枠体領域

Claims (6)

1. 表面に複数の導体パターンが印刷された絶縁フィルムと、
   該絶縁フィルムより剛性の高い支持体、および該支持体の表面に形成された弱粘着性接着剤層を備えた治具部とを備え、
   前記絶縁フィルムは、前記弱粘着性接着剤層の表面に保持された状態で、前記複数の導体パターンの各印刷領域の外周縁に沿って切断されることにより、
   フィルム状の絶縁基板表面に導体パターンを有する複数のプリント配線板が、前記治具部に、着脱可能に保持されてなることを特徴とする治具付プリント配線板。
2. 請求項１記載の治具付プリント配線板において、
   前記複数の導体パターンの印刷領域のうち、互いに隣合う導体パターンの印刷領域同士の間に、これらの各領域の外周縁に接する枠体領域が設けられていることを特徴とする治具付プリント配線板。
3. 請求項１または２に記載の治具付プリント配線板において、
   前記治具部には、保持している前記絶縁フィルムの前記導体パターンの印刷領域に対応する裏面側の領域のうち少なくとも一部に、貫通孔が穿設されていることを特徴とする治具付プリント配線板。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の治具付プリント配線板において、
   前記弱粘着性接着剤層は、シリコーン系樹脂またはフッ素系樹脂からなることを特徴とする治具付プリント配線板。
5. 絶縁フィルム表面に複数の導体パターンを印刷する印刷工程と、
   前記絶縁フィルムより剛性の高い支持体と、該支持体の表面に形成された弱粘着性接着剤層とを備える治具部の前記弱粘着性接着剤層の表面に、前記絶縁フィルムを保持する保持工程と、
   前記絶縁フィルム表面のうち、前記複数の導体パターンの各印刷領域の外周縁に沿って切断することにより、フィルム状の絶縁基板表面に導体パターンを有する複数のプリント配線板が、前記治具部に、着脱可能に保持される切断工程とを有することを特徴とする治具付プリント配線板の製造方法。
6. 請求項５記載の治具付プリント配線板の製造方法において、
   前記切断工程で、前記絶縁フィルムを切断することにより、
   互いに隣合う前記プリント配線板の外周縁に接する枠体が形成されることを特徴とする治具付プリント配線板の製造方法。
   

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