JP2006332254A

JP2006332254A - クリーム半田の塗布方法

Info

Publication number: JP2006332254A
Application number: JP2005152560A
Authority: JP
Inventors: Seiichi Yokoyama; 清一横山; Akinobu Adachi; 明伸足立
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2005-05-25
Filing date: 2005-05-25
Publication date: 2006-12-07

Abstract

【課題】貫通孔内へのクリーム半田の充填が確実で、精度の良いクリーム半田の塗布方法を提供する。
【解決手段】本発明のクリーム半田の塗布方法は、凹部１ｂ、及び凹部１ｂの底面に設けられたランド部２ａを有する回路基板１と、平坦部３ａに繋がって、凹部１ｂに対応して設けられた凸状の突出部３ｂを有するメタルマスク３と、メタルマスク３上を転動するローラ４とを備え、突出部３ｂは、平坦部３ａから延びる側板３ｃと、この側板３ｃの下端部を塞ぐ底板３ｄと、底板３ｄに設けられた複数の貫通孔３ｅと、側板３ｃと底板３ｄとで囲まれた凹状部３ｆを有し、クリーム半田６がローラ４の転動によって回路基板１側に押圧されて、クリーム半田６が貫通孔３ｅ内に確実に押し込まれて、精度の良いクリーム半田の塗布が出来る。
【選択図】図１

Description

本発明は種々の電子機器や電子回路ユニット等に使用される回路基板に適用して好適なクリーム半田の塗布方法に関する。

図６は従来のクリーム半田の塗布方法を示す斜視図、図７は従来のクリーム半田の塗布方法を示す断面図であり、次に、従来のクリーム半田の塗布装置の構成を図６，図７に基づいて説明すると、基板５１は、幅広の上面５１ａと、上面５１ａの中央部に設けられた凹部５１ｂを有する。

金属板からなるメタルマスク５２は、上面５１ａ上に配置される幅広の平坦部５２ａと、この平坦部５２ａに繋がり、凹部５１ｂに対応して設けられた凹状部５２ｂと、この凹状部５２ｂに設けられた貫通孔５２ｃを有し、このメタルマスク５２上には、下部に凸部５３ａを有するスキージ５３が配置されて、従来のクリーム半田の塗布装置が形成されている。（例えば、特許文献１参照）

次に、従来のクリーム半田の塗布方法について説明すると、先ず、クリーム半田５４がメタルマスク５２の平坦部５２ａ上に設けられ、次に、スキージ５３が矢印Ｚ方向に水平移動すると、クリーム半田５４がスキージ５３の凸部５３ａによって凹状部５２ｂ側に移動（払われるような移動）される。

次に、スキージ５３の凸部５３ａが凹状部５２ｂの位置に来た時、凸部５３ａは、凹状部５２ｂ内に落ち込み、この状態で水平移動し、また、凸部５３ａが凹状部５２ｂから抜け出ると、再び、平坦部５２ａ上を水平移動するようになるが、凸部５３ａが凹状部５２ｂ内を移動することによって、クリーム半田５４が貫通孔５２ｃを通って凹部５１ｂの底面に塗布されて、従来のクリーム半田の塗布が完了する。（例えば、特許文献１参照）

特開２００３−３００３０１号公報

従来のクリーム半田の塗布方法は、クリーム半田５４の塗布がスキージ５３の水平方向の移動によって行われるため、貫通孔５２ｃ内へのクリーム半田５４の充填が不十分となり、特に、スキージ５３が最初に位置する貫通孔５２ｃの角部でのクリーム半田５４の充填不足を生じるばかりか、スキージ５３の凸部５３ａが回路基板５１の凹部５１ｂ（凹状部５３ｂ）に来た時、その段差部を飛び越して、凹状部５３ｂ内に落ち込むようになり、このため、段差部近傍における貫通孔５２ｃ内へのクリーム半田５４の充填不足が生じるという問題がある。

そこで、本発明は貫通孔内へのクリーム半田の充填が確実で、精度の良いクリーム半田の塗布方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための第１の解決手段として、一面側に設けられた凹部、及び少なくとも前記凹部の底面に設けられたランド部を有する回路基板と、平坦部に繋がって、前記凹部に対応して設けられた凸状の突出部を有するメタルマスクと、このメタルマスク上に設けられたクリーム半田を前記回路基板方向に押圧するように転動するローラとを備え、前記メタルマスクの前記突出部は、前記平坦部から下方に延びる側板と、この側板の下端部を塞ぐ底板と、この底板に設けられた貫通孔と、前記側板と前記底板とで囲まれた凹状部を有し、前記メタルマスクの前記平坦部が前記回路基板の前記一面側に載置されると共に、前記突出部が前記凹部内に載置された状態で、前記ローラの転動によって、前記メタルマスク上に設けられた前記クリーム半田が前記回路基板側に押圧され、前記クリーム半田が前記貫通孔を通して前記ランド部上に塗布された塗布方法とした。

また、第２の解決手段として、前記メタルマスクは、電鋳法によって形成された金属板部と、レーザ加工によって形成された前記貫通孔を有し、前記メタルマスクを使用して、前記クリーム半田が前記ランド部上に塗布された塗布方法とした。

また、第３の解決手段として、前記ローラは、円筒状の軟質弾性体で形成されると共に、前記ローラの中心部に挿通されたシャフトによって、前記ローラが保持された塗布方法とした。
また、第４の解決手段として、前記ローラは、前記メタルマスクの前記平坦部上を弾接しながら転動し、前記凹部上を通過する際においても、前記ローラは、前記平坦部上を弾接しながら転動するようにした塗布方法とした。

本発明のクリーム半田の塗布方法は、一面側に設けられた凹部、及び少なくとも凹部の底面に設けられたランド部を有する回路基板と、平坦部に繋がって、凹部に対応して設けられた凸状の突出部を有するメタルマスクと、このメタルマスク上に設けられたクリーム半田を回路基板方向に押圧するように転動するローラとを備え、メタルマスクの突出部は、平坦部から下方に延びる側板と、この側板の下端部を塞ぐ底板と、この底板に設けられた貫通孔と、側板と底板とで囲まれた凹状部を有し、メタルマスクの平坦部が回路基板の一面側に載置されると共に、突出部が凹部内に載置された状態で、ローラの転動によって、メタルマスク上に設けられたクリーム半田が回路基板側に押圧され、クリーム半田が貫通孔を通してランド部上に塗布された塗布方法とした。
即ち、ローラが転動すると共に、クリーム半田がローラの転動によって回路基板側に押圧されるようになるため、凹状部内にはクリーム半田が押し込まれ、且つ、凹状部内のクリーム半田が貫通孔内に押し込まれるようになって、貫通孔内へのクリーム半田の充填が確実にできると共に、貫通孔内の角部においても、クリーム半田が確実に充填できて、精度の良いクリーム半田の塗布が出来る。

また、メタルマスクは、電鋳法によって形成された金属板部と、レーザ加工によって形成された貫通孔を有し、メタルマスクを使用して、クリーム半田がランド部上に塗布されたため、金属板部の板厚は、電鋳法によって精度の良いものが得られると共に、貫通孔は、レーザ加工によって精度の良いものが得られるため、高密度で精度の良いクリーム半田の塗布が出来る。

また、ローラは、円筒状の軟質弾性体で形成されたため、ローラの転動が確実に行えると共に、クリーム半田の回路基板側への押圧をローラによって確実に行うことができて、貫通孔内へのクリーム半田の充填を確実に行うことができる。

また、ローラは、メタルマスクの平坦部上を弾接しながら転動し、凹部上を通過する際においても、ローラは、平坦部上を弾接しながら転動するようにしたため、ローラの転動が確実に行えると共に、クリーム半田が凹状部内全体に充填できて、凹部内でのクリーム半田の塗布が確実に出来る。

本発明のクリーム半田の塗布方法に係る図面を説明すると、図１は本発明のクリーム半田の塗布方法の概要を示す側面図、図２は本発明のクリーム半田の塗布方法に係るメタルマスクの要部の拡大断面図、図３は本発明のクリーム半田の塗布方法に係り、クリーム半田の塗布後の状態を示す断面図、図４は本発明のクリーム半田の塗布方法に係り、電子部品を取り付けた状態を示す断面図、図５は本発明のクリーム半田の塗布方法によって製造された回路基板の斜視図である。

次に、本発明のクリーム半田の塗布装置の構成を図１〜図３に基づいて説明すると、絶縁材からなる回路基板１は、単体の回路基板１，或いは複数の回路基板１を形成するための集合基板で構成されており、この実施例では、集合基板が使用されている。
そして、回路基板１は、一面（上面）１ａ側に設けられた複数の凹部１ｂと、隣り合う回路基板１間に設けられた複数の孔１ｃを有し、この回路基板１の凹部１ｂの底面には、配線パターン２の一部を構成するランド部２ａが設けられている。

この配線パターン２は、図５に示すように、回路基板１の凹部１ｂの底面に設けられたランド部２ａと、このランド部２ａに繋がった状態で、凹部１ｂの側壁に設けられた第１の引出部２ｂと、この第１の引出部２ｂに繋がった状態で、回路基板１の上面１ａに設けられた第２の引出部２ｃとで形成されている。

金属板部からなるメタルマスク３は、上面１ａ上に配置される幅広の平坦部３ａと、この平坦部３ａに繋がり、凹部１ｂに対応して設けられた凸状の突出部３ｂを有する。
この突出部３ｂは、平坦部３ａから下方に延びる側板３ｃと、この側板３ｃの下端部を塞ぐ底板３ｄと、ランド部２ａに対応して、底板３ｄに設けられた複数の貫通孔３ｅと、側板３ｃと底板３ｄとで囲まれた凹状部３ｆを有する。
そして、このメタルマスク３は、金属板部が電鋳法によって形成されると共に、貫通孔３ｅがレーザ加工によって形成されて、精度の良いメタルマスク３が構成されている。

円筒状をなしたローラ４は、ウレタン、フッ素ゴム、シリコンゴム等の軟質弾性材で形成され、ショア硬度が６０度程度の硬さで形成されており、このローラ４の中心部には、金属製のシャフト５が挿通されて、ローラ４がシャフト５を軸として回転可能となっている。
そして、ローラ４は、メタルマスク３上に配置されて、メタルマスク３の平坦部３ａ上を転動するようになって、本発明のクリーム半田の塗布装置が形成されている。

次に、本発明のクリーム半田の塗布方法について説明すると、先ず、メタルマスク３の平坦部３ａが回路基板１の一面１ａ上に載置されると共に、凸状の突出部３ｂが凹部１ｂ内に載置した状態で、クリーム半田６がメタルマスク３の平坦部３ａ上に設けられ、次に、ローラ４がメタルマスク３の平坦部３ａ上に弾接した状態で、ローラ４側、或いは回路基板１側を移動すると、ローラ４が矢印Ａ１方向に回転しながら矢印Ａ２方向に平坦部３ａ上を転動しながら移動する。

すると、クリーム半田６がローラ４の円周面で回路基板１側に押圧され、押圧されたクリーム半田６は、凹状部３ｆ内に押し込まれると共に、凹状部３ｆ内のクリーム半田６が貫通孔３ｅ内に押し込まれて、クリーム半田６が貫通孔３ｅ内に充填される。
また、ローラ４が凹部１ｂ（突出部３ｂ）上を通過する際においても、ローラ４は、平坦部３ａ上を弾接しながら転動して、クリーム半田６が凸状の突出部３ｂ内に押し込まれて充填されるようになって、図３に示すように、クリーム半田６がランド部２ａ上に塗布されて、本発明のクリーム半田の塗布が完了する。

そして、クリーム半田６が塗布された後は、図４に示すように、例えば、回路基板１の凹部１ｂ内には、ＩＣ部品の能動部品やチップ部品等からなる電子部品７が収納された状態で、電子部品７の端子部７ａがクリーム半田６上に載置され、しかる後、これ等がリフロー炉内に搬送されて、クリーム半田６を溶融して、電子部品７がランド部２ａに半田付けされるようになっている。

その結果、図４に示すように、電子部品７の全体が凹部１ｂ内に収納された状態で、電子部品７が回路基板１に取り付けられる。
また、この実施例のように集合基板を用いたものでは、ここでは図示しないが、メタルマスク３の平坦部３ａには、孔１ｃに対応した位置に貫通孔３ｅが設けられると共に、ローラ４によって、孔１ｃ内にもクリーム半田６が充填され、そして、リフロー炉内に搬送した後、隣り合う回路基板１間（孔１ｃの位置）で、集合基板が切断されて、図５に示すように、個々の回路基板１が形成された時、回路基板１の側面には、第２の引出部２ｃに接続されたサイド電極８が形成されるようになっている。

本発明のクリーム半田の塗布方法の概要を示す側面図。本発明のクリーム半田の塗布方法に係るメタルマスクの要部の拡大断面図。本発明のクリーム半田の塗布方法に係り、クリーム半田の塗布後の状態を示す断面図。本発明のクリーム半田の塗布方法に係り、電子部品を取り付けた状態を示す断面図。本発明のクリーム半田の塗布方法によって製造された回路基板の斜視図。従来のクリーム半田の塗布方法を示す斜視図。従来のクリーム半田の塗布方法を示す断面図。

符号の説明

１：回路基板
１ａ：一面（上面）
１ｂ：凹部
１ｃ：孔
２：配線パターン
２ａ：ランド部
２ｂ：第１の引出部
２ｃ：第２の引出部
３：メタルマスク
３ａ：平坦部
３ｂ突出部
３ｃ：側板
３ｄ：底板
３ｅ：貫通孔
３ｆ：凹状部
４：ローラ
５：シャフト
６：クリーム半田
７：電子部品
７ａ：端子部
８：サイド電極

Claims

一面側に設けられた凹部、及び少なくとも前記凹部の底面に設けられたランド部を有する回路基板と、平坦部に繋がって、前記凹部に対応して設けられた凸状の突出部を有するメタルマスクと、このメタルマスク上に設けられたクリーム半田を前記回路基板方向に押圧するように転動するローラとを備え、前記メタルマスクの前記突出部は、前記平坦部から下方に延びる側板と、この側板の下端部を塞ぐ底板と、この底板に設けられた貫通孔と、前記側板と前記底板とで囲まれた凹状部を有し、前記メタルマスクの前記平坦部が前記回路基板の前記一面側に載置されると共に、前記突出部が前記凹部内に載置された状態で、前記ローラの転動によって、前記メタルマスク上に設けられた前記クリーム半田が前記回路基板側に押圧され、前記クリーム半田が前記貫通孔を通して前記ランド部上に塗布されたことを特徴とするクリーム半田の塗布方法。
前記メタルマスクは、電鋳法によって形成された金属板部と、レーザ加工によって形成された前記貫通孔を有し、前記メタルマスクを使用して、前記クリーム半田が前記ランド部上に塗布されたことを特徴とする請求項１記載のクリーム半田の塗布方法。
前記ローラは、円筒状の軟質弾性体で形成されると共に、前記ローラの中心部に挿通されたシャフトによって、前記ローラが保持されたことを特徴とする請求項１、又は２記載のクリーム半田の塗布方法。
前記ローラは、前記メタルマスクの前記平坦部上を弾接しながら転動し、前記凹部上を通過する際においても、前記ローラは、前記平坦部上を弾接しながら転動するようにしたことを特徴とする請求項３記載のクリーム半田の塗布方法。