JP2006019449A - 基板固定用治具及び基板固定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 基板の取り付け作業を容易にする基板固定用治具及び基板固定方法を提供する。
【解決手段】 固定板３に複数のテープ１、１、…を貼着し、固定板３の位置決め穴３２、３２、…に基板２の位置決め穴２２、２２を合わせて、複数の基板２、２、…を載置する。テープ１の粘着力は、固定板３側の面の粘着力よりも基板２側の面の粘着力が弱いため、基板２を固定板３から取り外す際に、テープ１が固定板３から剥がれることがない。固定板３に基板２を固定する際には、テープ１、１、…を貼着してある固定板３上に、基板２をテープ１、１、…に貼着するだけで、基板２を固定することができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、回路部品を実装する基板を固定する基板固定用治具及び基板固定方法に関する。

情報端末装置又は携帯電話機などの小型化の要求に応じて、これらの機器に内蔵される実装基板には、限られた収容スペースを有効に活用するために、フレキシブル基板を用いて回路部品を実装したものが増加している。

フレキシブル基板への回路部品の実装は、フレキシブル基板を固定した固定板を載置した固定用台を、フレキシブル基板に半田をマスク印刷する半田印刷工程、回路部品をフレキシブル基板に実装する表面実装工程、及びフレキシブル基板に回路部品を半田付けするリフロー工程へ順次搬送することにより行われる。

固定板にフレキシブル基板を固定する場合には、位置決め治具に設けられた位置決め用のピンを、固定板及びフレキシブル基板に設けられた位置決め用の穴に通して、基板の位置決めを行い、基板の縁部の複数箇所に、基板の縁部及び該縁部近傍の固定板を覆って粘着テープを貼り付けて、基板を固定板に貼着している（特許文献１参照）。
特開平３−２６２１９４号公報

しかしながら、特許文献１の方法にあっては、フレキシブル基板を固定板に固定する場合に粘着テープを貼り付ける作業時間、及び回路部品が実装されたフレキシブル基板を固定板から外す場合に粘着テープを剥がす作業時間が必要となり作業効率を向上することが望まれていた。また、フレキシブル基板に貼り付けられた粘着テープを剥がす際に、粘着テープの表面に塗布された粘着剤の粘着力により、フレキシブル基板の縁部が持ち上げられ、前記縁部の幅が小さい場合には、フレキシブル基板を曲げてしまうという問題が生じる場合があった。また、機器への実装上の制限により、フレキシブル基板が細長い形状であるときは、フレキシブル基板が破損するという問題もあった。さらに、フレキシブル基板の縁部の複数箇所に粘着テープを貼着するため、半田印刷工程においてマスク版を基板に押圧した際に、粘着テープの厚みにより、粘着テープを貼着した部分と貼着していない部分とでマスク版の高さに不均衡が生じ、マスク版の半田用穴に流入する半田量が不均衡になり、印刷される半田量のばらつき、又は半田ブリッジが発生する原因にもなっていた。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、基板との対向面に両面に粘着力を有するシートを貼着した固定板を備えることにより、基板の取り付け作業を従来に比較して容易にすることができる基板固定用治具及び基板固定方法を提供することを目的とする。

また、本発明の他の目的は、回路部品が実装される実装範囲に対向してシートを貼着した固定板を備えることにより、基板の回路部品実装面の高さを均一にして、印刷される半田量を均一にすることができる基板固定用治具及び基板固定方法を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、基板との当接面の粘着力が、固定板との当接面の粘着力より弱いシリコン樹脂製のテープを貼着した固定板を備えることにより、粘着剤の粘着力による基板の曲がり又は破損などの問題を防止し、基板の取り外し作業を従来に比較して容易にし、繰り返し使用することができる基板固定用治具及び基板固定方法を提供することにある。

第１発明に係る基板固定用治具は、端子部を有し、回路部品を実装する基板を固定する固定板を備える基板固定用治具において、前記固定板は、前記基板との対向面に両面に粘着力を有する複数のシートを貼着してあり、前記シートに前記基板を固定するようにしてあることを特徴とする。

第２発明に係る基板固定用治具は、第１発明において、前記シートは、前記回路部品が実装される実装範囲に対向して貼着してあることを特徴とする。

第３発明に係る基板固定用治具は、第１発明又は第２発明において、前記シートは、シリコン樹脂製であって、前記基板側の粘着力は前記固定板側の粘着力よりも弱いことを特徴とする。

第４発明に係る基板固定方法は、端子部を有し、回路部品を実装する基板を固定板に固定する基板固定方法において、前記固定板の前記基板との対向面に両面に粘着力を有する複数のシートを貼着し、該シートに前記基板を固定することを特徴とする。

第５発明に係る基板固定方法は、第４発明において、前記シートを、前記回路部品が実装される実装範囲に対向して貼着することを特徴とする。

第６発明に係る基板固定方法は、第４発明又は第５発明において、前記シートは、シリコン樹脂製であって、前記基板側の粘着力を前記固定板側の粘着力よりも弱くすることを特徴とする。

第１発明及び第４発明にあっては、固定板の基板との対向面に両面に粘着力を有する複数のシートを貼着する。複数のシートを貼着することにより、基板の所要の範囲に合わせてテープの形状を裁断する必要がなく、基板を前記シートに貼り付けることにより固定板に固定する。

第２発明及び第５発明にあっては、シートを回路部品が実装される実装範囲に対向して貼着してある。基板を固定板に固定した場合、回路部品が実装される実装範囲には、シートが貼着されているため、該シートの厚みにより前記実装範囲の固定板からの高さは均一に保たれる。半田印刷工程において、マスク版を前記基板に当接して押圧した場合に、マスク版の高さが均一に保たれるとともに、マスク版と前記基板の実装範囲は密着し、マスク版から基板の実装面に流れ込む半田量が均一に保たれる。

第３発明及び第６発明にあっては、シリコン樹脂製テープを固定板に貼着してある。前記シリコン樹脂製テープには粘着剤が塗布されていないため、粘着剤が基板に付着することがなく、粘着剤の粘着力により基板の曲がり又は破損を防止する。また、シリコン樹脂製テープの基板との当接面の粘着力を、固定板との当接面の粘着力よりも弱くすることにより、前記基板を固定板から取り外す場合に、前記シリコン樹脂製テープは固定板から剥がれることはなく、従来のような粘着テープを剥がす作業が不要になり、固定板に貼着されたシリコン樹脂製テープを繰り返し使用する。

第１発明及び第４発明にあっては、固定板に貼着された複数のテープに基板を貼り付けることにより、前記テープの形状を基板の所要の範囲に合わせて裁断する必要がない。また、前記テープだけで基板を固定板に固定することができ、従来のように、基板を取り付ける都度複数の粘着テープを基板及び固定板に貼り付ける作業が不要になり、基板の取り付けを容易に行うことができる。

第２発明及び第５発明にあっては、基板に印刷される半田量のばらつき、又は半田ブリッジの発生を防止でき、基板の品質を従来よりも向上することができる。

第３発明及び第６発明にあっては、粘着剤の粘着力による基板の曲がり又は破損などの問題を防止することができ、基板の歩留まりが向上する。また、固定板に貼着したシートを繰り返し使用することができ、従来のように基板を固定する毎に粘着テープを貼着する場合に比較して、部品コストを低減することができる。また、基板の取り外し作業を容易に行うことができる。

図１は本発明に係る基板固定用治具の縦断面図である。図において４は固定用台である。固定用台４は、平面形状が長方形の水平な載置面４１を有し、載置面４１の四隅には固定ピン４２、４２、…を立設してある。固定板３は平面形状が載置面４１の寸法より小さい長方形をなし、四隅に固定ピン４２、４２、…を挿通する固定穴３１、３１、…を設けてあり、固定板３は、固定ピン４２、４２、…を固定穴３１、３１、…に挿通して載置面４１に載置される。固定用台４に載置された固定板３の上面には、耐熱性を有する複数のシリコン樹脂製のテープ１、１、…が貼着してあり、テープ１、１、…に複数の基板２、２、…が固定されている。

図２は基板２及び固定板３の平面形状を示す説明図である。固定板３は金属製で３００×２００×１ｍｍの寸法を有する。固定板３には、基板２、２、…を載置する場合に基板２、２、…の位置を合わせるための複数の位置決め穴３２、３２、…を設けてある。これにより、固定板３には、長手方向に３枚、２列に配置し、合計で６枚の基板２、２、…を配置する。

固定板３の上面には、基板２、２、…の回路部品を実装する長方形状の実装範囲２１、２１、…に合わせた形状を有する複数のテープ１、１、…を貼着してある。

テープ１の基板２側となる上面は、予め所定の温度による熱処理が施されている（例えば、テープの一面を１００度以上の高温槽に所定の時間露出する）。これにより、熱処理を施していないテープ１の固定板３側となる下面の粘着力よりも、基板２側となる上面の粘着力を弱くしてある。

基板２は、ポリエステルフィルム又はポリイミドフィルムなどの絶縁フィルムであり、
略長方形の一辺から先端に端子部２３を有し前記略長方形より寸法の小さい長方形状に延設した形状を有する。基板２の上面には、回路部品を実装するための半田用のランド部を回路パターンとともに形成してある。また、基板２は回路部品を実装する実装範囲２１、２１を有する。基板２の対向する辺の中央部には、固定板３に設けられた位置決め穴３２、３２、…に対応する位置決め穴２２、２２を設けている。位置決め穴２２、２２を位置決め穴３２、３２に合わせることにより、６枚の基板２、２、…が固定板３上に適幅の間隔を隔てて並置される。

図３は固定板３に基板２を固定した場合の平面形状を示す説明図である。所定の位置に位置合わせピンを立設した位置合わせ治具の前記位置合わせピンを、固定板３の位置決め穴３２、３２、…に挿通した後に、基板２夫々の位置決め穴２２、２２に挿通して、基板２、２、…の位置合わせを行い、６枚の基板２、２、…を固定板３上に載置する。固定板３の上面には、予めテープ１、１、…を所定の位置に貼着してあり、基板２、２…はテープ１、１、…に貼着して固定される。

次に基板２に回路部品を実装する工程について説明する。図４は回路部品を基板に実装する実装工程の例を示す模式図である。クリーム半田印刷機５０は、固定用台４を垂直方向及び水平方向に移動させるステージ５１、基板２のパターン上で半田印刷を行う箇所の位置に合わせて、予め半田用の開口部が形成されているマスク版５２、マスク版５２の上面に備えられたクリーム半田５３、及びクリーム半田５３をマスク版５２に沿って開口部に注入するスキージ５４を備えている。

予め基板２に含まれる水分を除去するために所定の温度によるエージング処理を基板２に施しておく。エージング処理が施された基板２を固定した固定用台４をクリーム半田印刷機５０に搬送すると、クリーム半田印刷機５０は、ステージ５１を移動させてマスク版５２の開口部と基板２のランド部との位置合わせを行う。クリーム半田印刷機５０は、マスク版５２を基板２上に押圧し、マスク版５２の上面に配置されたスキージ５４をマスク版５２の上面に沿って水平方向に移動させる。マスク版５２上のクリーム半田５３はマスク版５２の前記開口部に流れ込み、クリーム半田印刷機５０は、基板２のランド部に半田を印刷する。

表面実装機６０は、固定用台４を水平方向に移動させるステージ６１、及び回路部品を基板２上に配置する部品搭載ヘッド６２を備えている。

固定用台４を表面実装機６０に搬送すると、表面実装機６０は、部品搭載ヘッド６２で吸着した回路部品を基板２上の所定の位置に搭載する。

リフロー炉７０は、炉内に所定の温度（例えば、２３０度）の温風を供給する温風供給部７１を備えている。

固定用台４をリフロー炉７０に搬送すると、リフロー炉７０は、基板２を所定の時間及び温度で加熱する。リフロー炉７０は、基板２上に印刷された半田を溶融させて回路部品を基板２上のパターンに接続する。これにより、回路部品が基板２上に実装される。

リフロー工程後に、基板２を固定板３から剥がし、取り外す。

上述の通り、固定板３に基板２を固定する際には、テープ１、１、…を貼着してある固定板３上に、基板２をテープ１、１、…に貼着するだけで、基板２を固定することができる。従来のように粘着テープを長方形状の基板の外周に適長の間隔で貼り付ける場合には、少なくとも基板の四辺の縁部夫々に複数の粘着テープを貼り付ける必要があったため、粘着テープの貼り付けを不要にすることにより、基板２の取り付け作業は容易になる。

図５は半田印刷工程においてマスク版を基板２に押圧した場合の基板２の縦断面図である。固定板３に貼着した複数のテープ１、１に基板２を貼着してあり、基板２の上面からマスク版５２を押圧する。半田印刷工程の前工程であるエージング工程における温風により、テープ１、１により貼着されていない範囲２ａは下方に湾曲した反りが生じ、基板２とマスク版５２との間が密着しない場合がある。一方、テープ１、１を基板２の実装範囲２１、２１の形状に合わせて貼着した場合、実装範囲２１、２１はテープ１、１に貼着されているため、実装範囲２１、２１の固定板３からの高さは、テープ１、１の厚みにより均一に保たれ、実装範囲２１、２１とマスク版５２とは密着する。

半田印刷工程において、略５０μｍの厚みを有するマスク版５２を基板２に押圧してクリーム半田を基板２に印刷する場合に、従来のような粘着テープの厚みにより基板２からマスク版５２までの高さが基板２の粘着テープの近傍において不均一となることを防止し、基板２とマスク版５２は密着して、マスク版５２の高さは均一に保たれる。テープ１、１の粘着力は基板２との当接面において同じ粘着力を有するため、基板２はテープ１、１と密着して、基板２の実装範囲２１、２１にはテープ１、１が貼着される。テープ１、１の厚み寸法は均一であるため、実装範囲２１、２１の高さ方向の寸法は均一に保たれるとともに、マスク版５２と基板２の実装範囲２１、２１は密着するため、マスク版５２から基板２の実装面に流れ込む半田量が均一に保たれ、半田量のばらつき、又はランド間の半田ブリッジを防止できる。

従来は、少なくとも基板２の四辺の縁部夫々に粘着テープを貼り付けていたため、基板を固定板から取り外す際には、少なくとも４枚の粘着テープを剥がす必要があった。したがって、粘着テープの貼り付けを不要にすることにより、基板２の取り外し作業は容易になる。

テープ１には粘着剤が塗布されておらず、また、固定板３側よりも基板２側の粘着力が弱いため、基板２を固定板３から取り外す際に、基板２が粘着剤の粘着力により曲げられること、又は基板２が細長い形状である場合に基板２を破損することがない。

テープ１の粘着力は、固定板３側の面の粘着力よりも基板２側の面の粘着力が弱いため、基板２を固定板３から取り外す際に、テープ１が固定板３から剥がれることがない。また、テープ１の固定板３側の面の粘着力が強いため、基板２の取り付け、取り外しごとにテープ１を貼りなおす必要がなく、繰り返し基板２を固定することができる。従来のテープ５の場合には、基板２の取り付け、取り外しごとに使い捨てであったため、部品コストの低減が可能である。

上述の実施の形態においては、テープ１、１、…を固定板３に貼着し、テープ１、１、…に基板２、２、…を貼り付けて固定するものであったが、テープ１、１、…に加えて、基板２の縁部の１箇所に、該縁部及び該縁部近傍の固定板３を覆って粘着テープを貼着することが可能である。仮に、テープ１を固定板３の一面全体に貼着して基板２を固定し、基板２の縁部の１箇所に、該縁部及び該縁部近傍の固定板３を覆って粘着テープを貼着した場合において、粘着テープの粘着力がテープ１の粘着力より強いときには、粘着テープを剥がす際にテープ１も基板２から剥がれてしまう。テープ１、１、…を固定板３の一部に貼着することで、粘着テープがテープ１、１、…に貼着することがなく、粘着テープも使用することが可能になる。

上述の粘着テープにより基板２の固定を補強してもよい。例えば、固定板３に固定された基板２を半田印刷工程の前に、基板２が含有する水分を除去するためのエージング工程を施す場合は、エージング処理の温風により、基板２が反り、基板２の一部の面が固定板３から離れる場合がある。また、半田印刷が終了して、マスク版５２が基板２から離れる際に、基板２とマスク版５２とが密着していたために基板２の一部の面が固定板３から離れる場合がある。このような場合であっても、基板２をテープ１、１、…で固定することが可能であるが、テープ１による基板２の固定を補強する手段として、粘着テープを基板２の縁部の１箇所に貼り付けることもできる。この場合であっても、粘着テープの使用箇所を従来に比較して１箇所に低減することができ、従来の問題点を解決することが可能である。

上述の実施の形態においては、複数のテープ１を基板２の実装範囲２１に合わせて固定板３に貼着するものであったが、これに限らず、固定板３の全面にテープ１を貼着することも可能である。しかし、固定板３の全面にテープ１を貼着した場合には、次のようなデメリットがあるときがある。

テープ１の粘着力が一定の場合、基板２の形状、寸法によっては、基板２に対する粘着力が強すぎる場合、又は弱すぎる場合が生じ、使用する基板２に応じて、粘着力の異なるテープ１を使い分ける必要があり、煩雑である。これに対し、上述の実施の形態にあっては、基板２の形状、又は寸法に応じて、テープ１の寸法を変えることにより、適切な粘着力を実現することが可能である。

また、テープ１が全面に貼着された固定板３に、テープ５を貼り付けた場合において、テープ５を剥がすときに、テープ５の粘着力によりテープ１に傷をつけ、耐久性を悪化させることがある。これに対し、上述の実施の形態にあっては、テープ１を固定板３の全面ではなく、基板２の実装範囲２１に取り付けるため、テープ５を用いた場合であっても、テープ１を傷つけることはない。

上述の通り、テープ１の固定板３への貼着位置は、基板２の寸法又は形状に応じて適切な箇所に変更することができる。図６乃至図８はテープ１の貼着位置の例を示す平面図である。

図６において、基板２４の形状は図２における基板２と略同一形状であるが、回路部品を実装する実装範囲２１が異なる。すなわち、長手方向の対向する２辺に沿った部分に実装範囲があり、かつ、基板の延設された部分の先端部分に実装範囲があり、寸法の異なる四角形状のテープ１を６箇所に貼着してある。

図７において、基板２５は長方形状であり、実装範囲２１は基板２５の略中央部と中央部から長手方向の一辺に沿って設けてある。寸法の異なる四角形状の寸法のテープ１を２箇所に貼着してある。

図８において、基板２６は長方形状であり、実装範囲２１は基板２６の中央部と、基板２６の一辺に沿って設けてある。寸法の異なる四角形状のテープ１を３箇所に貼着してある。

本発明に係る基板固定用治具の縦断面図である。 基板及び固定板の平面形状を示す説明図である。 固定板に基板を固定した場合の平面形状を示す説明図である。 回路部品を基板に実装する実装工程の例を示す模式図である。 半田印刷工程においてマスク版を基板に押圧した場合の基板の縦断面図である。 テープの貼着位置の例を示す平面図である。 テープの貼着位置の例を示す平面図である。 テープの貼着位置の例を示す平面図である。

符号の説明

１ テープ
２ 基板
３ 固定板
４ 固定用台
２１ 実装範囲
２４、２５、２６ 基板

Claims (6)

1. 端子部を有し、回路部品を実装する基板を固定する固定板を備える基板固定用治具において、
   前記固定板は、前記基板との対向面に両面に粘着力を有する複数のシートを貼着してあり、
   前記シートに前記基板を固定するようにしてあることを特徴とする基板固定用治具。
2. 前記シートは、前記回路部品が実装される実装範囲に対向して貼着してあることを特徴とする請求項１に記載された基板固定用治具。
3. 前記シートは、シリコン樹脂製であって、前記基板側の粘着力は前記固定板側の粘着力よりも弱いことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載された基板固定用治具。
4. 端子部を有し、回路部品を実装する基板を固定板に固定する基板固定方法において、
   前記固定板の前記基板との対向面に、両面に粘着力を有する複数のシートを貼着し、
   該シートに前記基板を固定することを特徴とする基板固定方法。
5. 前記シートを、前記回路部品が実装される実装範囲に対向して貼着することを特徴とする請求項４に記載された基板固定方法。
6. 前記シートは、シリコン樹脂製であって、前記基板側の粘着力を前記固定板側の粘着力よりも弱くすることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載された基板固定方法。

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