JP2007250732A - 電子部品およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】キャップへのはんだ付けと接続用ランドの予備はんだを同時に実施でき、その際の各予備はんだの高さが均一になるようにする。
【解決手段】回路基板１の実装部品１４がキャップ５内に収容され、キャップ５の係合部６が回路基板１に接続される構造を有し、且つ、係合部６は回路基板１の導電スルーホール２の内周部に係合されると共に、回路基板１の部品実装面と反対側の面に導電スルーホール２と導通する接続用ランド１３が形成されている。接続用ランド１３は、同一ランド上において、絶縁材３ａにより係合部６とのはんだ付けを行うキャップ接続ランド領域１３ａと、外部との接続を行う外部接続ランド領域１３ｂとに区分けされている。キャップ接続ランド領域１３ａと係合部６がはんだ９付けされ、外部接続ランド領域１３ｂの表面に予備はんだ８ａ、８ｂが形成されている。
【選択図】図５

Description

本発明は、回路基板に実装した部品をキャップ内に収容した構造の電子部品およびその製造方法に関するものである。

上述した、表面実装部品をシールドケース内に収容した電子部品を製造する方法として、例えば、特許文献１、特許文献２が開示されている。

特許文献１によれば、図１１に示すように、複数の部品搭載用基板５１を備える集合基板６１上に表面実装部品６４を搭載してはんだ付けし、次に、この集合基板６１のスルーホール６２内にはんだペースト６７を充填すると共に、このスルーホール６２内に複数のシールドケース６５の爪（係合部）６６を挿入する。
次いで、はんだペースト６７中のはんだを溶融し、複数のシールドケース６５を集合基板６１にはんだ付けにて接続固定すると共に、ダイシングマシン等で集合基板６１を図中に示す線Ａ−Ａに沿って切断することにより、図１０に示すような表面実装部品６４をシールドケース６５内に収容した構造の電子部品６０を複数製造するようにしている。

他方、特許文献２によれば、図１２に示すように、集合基板７１の一方の面の部品搭載用電極８２上と、シールドケース７５の係合部７６が挿入される係合孔７２の周辺領域、および係合孔７２の一部を覆う領域に、スクリーン印刷法により、係合孔７２には実質的に充填されないような態様ではんだペーストを付与すると共に、複数の表面実装部品７４を搭載して、リフローによりはんだ付けする。尚、この際、係合孔７２内のケース固定用電極８３の表面にメッキ膜状の予備はんだ膜８７が形成される。
次ぎに、複数のシールドケース７５の爪状の係合部７６を集合基板７１の係合孔７２に挿入して、再度リフローすることにより、シールドケース７５の係合部７６を係合孔７２にはんだ付けすると共に、この集合基板７１を各シールドケース７５が搭載された領域ごとに切断して分割することにより、図１３に示すような電子部品８０を複数製造するようにしている。
特開平１０−１３０７８号公報 特開２００３−７８２４３号公報

ところが、上記特許文献１の製造方法では、スルーホール６２内にはんだペースト６７を充填した後にシールドケース６５を挿入してはんだ付けするため、スルーホール６２内のはんだ量にばら付きが生じたり、また、集合基板６１を切断、分割する際に、はんだのバリやはんだの引きずり等が発生する等の問題があった。

また、特許文献２の製造方法では、集合基板７１を切断、分割する際に生じるはんだのバリやはんだの引きずり等の問題は防止できるが、シールドケース７５の係合部７６のはんだ量にばら付きが生じること、ばら付きによるはんだ量の不足で係合部７６の接続強度が低下し、例えば、電子部品８０の落下衝撃試験でシールドケース７５が脱落すること等の問題があった。

他方、近年、外部（マザーボード）にはんだ接続される回路基板の大型化、薄型化に伴い、回路基板の反りやうねりが無視できなくなってきており、その対策の一つとして、回路基板上の外部接続用ランドに予備はんだを形成することにより、マザーボードとのはんだ接続時の基板の反りやうねりによる接続不良を回避することが行なわれている。
しかしながら、予備はんだの形成において、上述したシールドケースをはんだ付けするランドをも外部接続ランドとして使用する場合には、シールドケースを接続しない他のランドに形成される予備はんだとの高さを均一揃える必要があるが、全ての予備はんだの高さを均一に揃えることは困難であった。

本願発明は、上記問題を解消すると共に、複雑な製造設備や製造工程を必要とせず、キャップへのはんだ付けと外部接続ランド領域の予備はんだ形成を一括して同時に実施でき、且つ、各予備はんだの高さを均一にできる電子部品の製造方法およびその製造方法により製造される信頼性の高い電子部品を提供することを目的とする。

すなわち、請求項１に記載の発明は、回路基板に実装された部品がキャップ内に収容され、当該キャップの係合部が前記回路基板に接続される構造を有し、且つ、前記係合部は前記回路基板に設けた導電スルーホールの内周部に係合されると共に、前記回路基板の部品実装面と反対側の面に前記導電スルーホールと導通する接続用ランドが形成された電子部品であって、前記接続用ランドは、同一ランド上において、絶縁材により前記係合部とのはんだ付けを行うためのキャップ接続ランド領域と外部との接続を行うための外部接続ランド領域とに区分けされていると共に、前記キャップ接続ランド領域と前記係合部がはんだ付けにて接続され、且つ、前記外部接続ランド領域の表面に予備はんだが形成されていることを特徴としている。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電子部品において、前記回路基板は、前記導電スルーホールを二分割する位置にて切断することにより複数の電子部品に分割される集合基板であり、且つ、前記キャップの係合部は前記電子部品の基板外周部よりも内側に配置されていることを特徴としている。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２の何れかに記載の電子部品において、前記キャップの係合部が曲折または湾曲され、および／または前記キャップの係合部に突起部が形成されており、且つ、前記曲折または湾曲部分、または前記突起部は、前記導電スルーホールの内周面に当接または近接されて成ることを特徴としている。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３までの何れかに記載の電子部において、前記絶縁材として、ソルダーレジストまたはマーキングインクを用いることを特徴としている。

また、請求項５に記載の発明は、回路基板に実装された部品がキャップ内に収容され、当該キャップの係合部が前記回路基板に接続される構造を有し、且つ、前記係合部は前記回路基板に設けた導電スルーホールの内周部に係合されると共に、前記回路基板の部品実装面と反対側の面に前記導電スルーホールと導通する接続用ランドが形成された電子部品の製造方法であって、前記接続用ランドに絶縁材を付設して、当該接続用ランドを、前記係合部とのはんだ付けを行うためのキャップ接続ランド領域と外部との接続を行うための外部接続ランド領域とに区分けする工程と、前記回路基板に形成された前記部品の実装用ランドにはんだペーストを付与すると共に、前記実装用ランドに前記部品を搭載する工程と、前記部品が搭載された前記回路基板をリフローすることにより部品を前記実装用ランドにはんだ付けする工程と、前記キャップ接続ランド領域および前記外部接続ランド領域にはんだペーストを付与する工程と、前記部品が実装された前記回路基板の部品実装面に前記キャップを搭載する工程と、前記キャップが搭載された前記回路基板をリフローすることにより前記キャップを前記回路基板にはんだ付けすると同時に前記外部接続ランド領域の表面に予備はんだを形成する工程とを備えることを特徴としている。

また、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の電子部品の製造方法において、前記回路基板は、複数の電子部品に分割される集合基板であって、前記導電スルーホールを二分割する位置で切断する際に、前記キャップの係合部が前記電子部品の基板外周部よりも内側に位置するように切断することを特徴としている。

また、請求項７に記載の発明は、請求項５または請求項６の何れかに記載の電子部品の製造方法において、前記キャップの係合部を曲折または湾曲させる、または係合部に突起部を設けるの内の少なくとも一方の手段により、前記係合部を前記導電スルーホールの内周面に当接または近接させるようにすることを特徴としている。

また、請求項８に記載の発明は、請求項５から請求項７までの何れかに記載の電子部品の製造方法において、前記絶縁材として、ソルダーレジストまたはマーキングインクを用いることを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、導電スルーホールと導通する接続用ランドを絶縁材（ソルダーレジストまたはマーキングインク）によってキャップ接続ランド領域と外部接続ランド領域とに区分したので、各々予備はんだの高さを均一化することが可能となり、電子部品を外部接続する際の電気的接続性が向上し、信頼性の高い電子部品を提供することができる。

また、請求項２に記載の発明によれば、キャップの係合部を電子部品を構成する基板外周部より内側に配置したので、回路基板を切断、分割する際の係合部への損傷を防止できるため、係合部の電気的接続性が向上し、信頼性の高い電子部品を提供することができる。また、回路基板の切断も容易になる。

また、請求項３に記載の発明によれば、キャップの係合部を導電スルーホールに係合した時、係合部の曲折または湾曲した部分、または、突起部が導電スルーホールの内周面に当接するため、その際の弾性接触力によって、係合部は導電スルーホールの内周面に確実にはんだ付けされることになり、係合部の電気的接続性が向上し、信頼性の高い電子部品を提供することができる。

また、請求項５に記載の発明によれば、キャップを回路基板（キャップ接続ランド領域）にはんだ付けするのと同時に外部接続ランド領域の表面に予備はんだを形成するようにしたので、電子部品を効率よく製造することができる。加えて、絶縁材（ソルダーレジストまたはマーキングインク）によりキャップ接続ランド領域と外部接続ランド領域とを区分けするようにしたので、係合部へ広がるはんだ量と予備はんだ量をバランスさせることができ、これにより、各々予備はんだの高さを均一化することができるため、電子部品を外部接続する際の電気的接続性が向上し、信頼性の高い電子部品を製造できるようになる。
さらには、上述した区分けのためのソルダーレジスト等の形成は、回路基板の一般的なソルダーレジスト形成工程にて行うことができるため、新たに特別な工程を追加することなく、よって、電子部品を効率良く製造することができる。

また、請求項６に記載の発明によれば、導電スルーホールを二分割する位置で回路基板を切断する際に、キャップの係合部が個々の電子部品の基板外周部よりも内側に位置するようにして切断したので、回路基板を切断、分割する際の係合部への損傷を防止でき、且つ、切断も容易に行なうことができる。これにより、係合部の電気的接続性が向上し、信頼性が高い電子部品を製造できるようになると共に、生産性を向上することができる。

また、請求項７に記載の発明によれば、キャップの係合部を曲折または湾曲させる、または係合部に突起部を設けるの内の少なくとも一方の手段により、係合部を導電スルーホールの内周面に当接させるようにしたので、その際の弾性接触力によって係合部はスルーホールの内周面に確実にはんだ付けされるため、係合部の電気的接続性が向上し、信頼性の高い電子部品を製造できるようになる。

以下、図１〜図９に基づいて本願発明の実施形態を説明する。
図１は、本実施形態による電子部品の回路基板を部品実装面と反対側の面より見た模式図、図２〜図５は電子部品の製造方法の工程を示す図、図６は当製造方法により製造された電子部品を示す図、図７はキャップの構造を示す図、図８はキャップの係合部を回路基板の導電スルーホールに挿入した状態を示す図、図９は電子部品の製造方法を示すフローチャートである。

図１において、符号１は本実施形態の電子部品に用いる回路基板、符号２はキャップ５（図６参照）の係合部６が係合される導電スルーホール、符号１３は外部（マザーボード）への接続を行う接続用ランドで、その内、導電スルーホール２に隣接する部位の接続用ランド１３は、その導電スルーホール２と導通している。この導電スルーホール２に隣接する上述の接続用ランド１３上には、後述するキャップ接続ランド領域１３ａと外部接続ランド領域１３ｂの２つの領域に区分するための絶縁材３ａ（ソルダーレジスト３ａ）が付設されている。
尚、本実施形態の回路基板１は、切断部２０に沿って縦横に切断することにより、複数の電子部品に分割される集合基板であって、符号３０は、分割された個々の回路基板１の外周部分、すなわち、キャップ５の外周部に当たる。

以下、図２〜図５（図１のＡ−Ａ断面部位）、図６を参照しつつ、図９のフリーチャートに基づいて本実施形態による電子部品の製造方法を説明する。

先ず、図９のステップ１では、図２に示すように、回路基板（集合基板）１にキャップ５の係合部６が挿入される導電スルーホール２を形成すると共に、回路基板１の部品実装面（上面）に配線パターン（図示せず）、実装部品搭載用ランド１２等を形成し、反対側の面（下面）にマザーボード（図示せず）とのはんだ接続を行うための複数のはんだ接続用ランド１３を形成する。

次ぎに、ステップ２では、図２に示すように、回路基板１の部品実装面においては、必要部分（例えば、部品実装面の実装部品搭載用ランド１２と導電スルーホール２の間）にソルダーレジスト３を付設すると共に、部品実装面の反対側の面においては、接続用ランド１３間に上述したソルダーレジスト３を付設すると共に、導電スルーホール２に隣接する接続用ランド１３には、当接続用ランド１３をキャップ５の係合部６をはんだ付けするためのキャップ接続ランド領域１３ａ（導電スルーホール２の周辺部位）と、その外側のマザーボードとの接続を行うための外部接続ランド領域１３ｂとに区分けするためのソルダーレジスト３ａを付設する。

次ぎに、ステップ３では、図３に示すように、実装部品搭載用ランド１２上にはんだペースト（図示せず）を印刷し、その上に自動実装機等を用いて複数の実装部品１４を搭載する。尚、はんだペーストの印刷は、メタルマスクを用いた印刷法により行うが、その他、塗布装置を用いてはんだペーストを塗布すことも勿論可能である。

次ぎに、ステップ４では、図３に示すように、実装部品１４が搭載された回路基板１をリフロー炉に通して、実装部品１４を回路基板１にはんだ付けする。

次ぎに、ステップ５では、図３に示すように、部品実装面の反対側の基板面において区分け形成されたキャップ接続ランド領域１３ａと外部接続ランド領域１３ｂにはんだペースト７を印刷する。この場合、キャップ接続ランド領域１３ａのはんだペースト７の印刷は、導電スルーホール２の周辺および導電スルーホール２の一部を含む。

次ぎに、ステップ６では、図４に示すように、キャップ５に設けた爪状の係合部６を回路基板１の部品実装面より導電スルーホール２内に挿入することにより、内部に所定の実装部品１４を収容した状態で複数のキャップ５を回路基板１の所定部位に搭載する。この際、反対側の基板面に係合部６の先端が突出しないように係合部６を導電スルーホール２の長さ寸法より幾分短くしている（図６参照）。

次ぎに、ステップ７では、図５に示すように、部品実装面を上向きにした状態で回路基板１をリフロー炉に通し、キャップ５の係合部６を回路基板１（すなわち、キャップ接続ランド領域１３ａ）にはんだ９付けすると同時に、はんだ接続用ランド１３上にマザーボードとの接続用の予備はんだ８ｂを形成する。
この時、導電スルーホール２に隣接するはんだ接続用ランド１３の外部接続ランド領域１３ｂにも、他のはんだ接続用ランド１３と同様に予備はんだ８ａが形成される。

最後に、ステップ８では、図６に示すように、各キャップ５が搭載された領域毎に（導電スルーホール２を二分割する図１の切断部２０に沿って）回路基板１を縦横切断して複数に分割する。ここで、回路基板１の切断の際は、キャップ５の係合部６を図１に示す基板外周部３０よりも内側に位置させるように配置して行う。

上述したステップ１〜８の製造工程を経ることにより、回路基板１上に搭載された実装部品１４がキャップ５内に収容され、且つ、部品実装面と反対側の基板面にマザーボードとの接続用に予備はんだ８ａ、８ｂが形成された構造の電子部品１０を複数製造することができる。

以上、本実施形態の電子部品１０およびその製造方法によれば、キャップ５を回路基板１（すなわち、キャップ接続ランド領域１３ａ）にはんだ９付けするのと同時に、はんだ接続用ランド１３の表面に予備はんだ８ｂを形成し、外部接続ランド領域１３ｂの表面に予備はんだ８ａを形成するようにしたので、電子部品を効率よく製造することができる。
この際、ソルダーレジスト３ａにより、キャップ接続ランド領域１３ａと外部接続ランド領域１３ｂとを区分けするようにしたので、係合部６へ広がるはんだ量と予備はんだ量をバランスさせることができ、これにより、各々予備はんだ８ａ、８ｂの高さを均一化することができるため、キャップ５と回路基板１の電気的接続性および電子部品１０をマザーボードに接続する際の電気的接続性が共に向上し、よって、信頼性の高い電子部品１０を得ることができる。
さらには、上述したステップ２における区分け用ソルダーレジスト３ａの形成は、回路基板１の一般的なソルダーレジスト形成工程にて行うことができるため、新たに特別な工程を追加する必要はなく、よって、電子部品１０を効率良く製造することができる。

さらには、回路基板１を切断する際に、キャップ５の係合部６が個々の電子部品１０の基板外周部３０よりも内側に位置するようにして切断したので、回路基板１を切断、分割する際の係合部６への損傷を防止でき、且つ、切断も容易に行なうことができるため、係合部６の電気的接続性が向上し、信頼性が高い電子部品１０を製造できるようになると共に、生産効率を向上することができる。

また、上記実施形態では、図６に示すように、キャップ５の係合部６を垂直な突起片としたが、図７（ａ）に示すように、この突起片をくの字状に曲折した形状（キンク形状）としたり、図８（ｂ）に示すように、突起片の内側先端部に相対向する突起４を設けた形状（ダボ付き形状）としても良い。

係る構造では、キャップ５の係合部６を導電スルーホール２に挿入した時に、例えば、図８（ａ）、図８（ｂ）に示すように、係合部６を導電スルーホール２の内周面２ａに当接させることができ、その際の弾性接触力によって係合部６は導電スルーホール２の内周面２ａに確実にはんだ付けされるため、係合部６の電気的接続性が向上し、信頼性の高い電子部品１０を製造できるようになる。

また、本実施形態では、キャップ接続ランド領域１３ａと外部との接続を行なうための外部接続ランド領域１３ｂとを区分けする手段として、ソルダーレジスト３の付設を例にあげ説明したが、上述の区分けする材料は本発明の用途に適しているものであれば何れでも良く、例えば、回路基板上に記号や文字を印刷法によって形成するような材料、例えば、マーキングインク（シルクレジスト）等であっても構わない。

次ぎに、上述したソルダーレジスト３ａによる接続用ランド１３の区分け効果を確認するため、導電スルーホール２に隣接する接続用ランド１３にソルダーレジスト３ａを付設した本発明の電子部品と、ソルダーレジスト３ａを付設しない比較例の電子部品とで、キャップ接続ランド領域１３ａを有する外部接続ランド領域１３ｂと、キャップ接続ランド領域１３ａをを持たない外部接続用ランド１３における予備はんだ８ａ、８ｂの高さを測定し、表１に示した。尚、測定した電子部品数は各々１００個とし、ソルダーレジスト３ａの有無以外は上述した本実施形態による電子部品と同じ構成および製造方法によるものである。

表１より明らかなように、本発明の電子部品は、比較例の電子部品に比べ、予備半田８ａ、８ｂの高さのばら付きが極めて少なく、均一化されていることが分かる。

本発明に係る電子部品に用いる回路基板の部品実装面と反対側の面を示す模式図。 同、電子部品の製造方法の一工程を示す図。 同、電子部品の製造方法の他の一工程を示す図。 同、電子部品の製造方法のさらに他の一工程を示す図。 同、電子部品の製造方法のさらに他の一工程を示す図。 同、電子部品の製造方法により製造された電子部品を示す図。 同、電子部品のキャップの構造を示す図。 図７に示すキャップの係合部を回路基板の導電スルーホールに挿入した状態を示す図。 本発明に係る電子部品の製造方法を示すフローチャート。 従来の電子部品を示す図。 図１０に示す電子部品の製造方法を示す図。 図１０とは別の従来の電子部品の製造方法を示す図。 図１２の製造方法により製造された電子部品を示す図。

符号の説明

１ 回路基板（集合基板）
２ 導電スルーホール
２ａ 内周面
３、３ａ ソルダーレジスト
４ 突起部
５ キャップ
６ 係合部
７ はんだペースト
８ａ、８ｂ 予備はんだ
１０ 電子部品
１２ 実装用ランド
１３ 接続用ランド
１３ａ キャップ接続ランド領域
１３ｂ 外部接続ランド領域
１４ 部品（実装部品）
３０ 基板外周部

Claims (8)

1. 回路基板に実装された部品がキャップ内に収容され、当該キャップの係合部が前記回路基板に接続される構造を有し、且つ、前記係合部は前記回路基板に設けた導電スルーホールの内周部に係合されると共に、前記回路基板の部品実装面と反対側の面に前記導電スルーホールと導通する接続用ランドが形成された電子部品であって、
   前記接続用ランドは、同一ランド上において、絶縁材により前記係合部とのはんだ付けを行うためのキャップ接続ランド領域と外部との接続を行うための外部接続ランド領域とに区分けされていると共に、前記キャップ接続ランド領域と前記係合部がはんだ付けにて接続され、且つ、前記外部接続ランド領域の表面に予備はんだが形成されていることを特徴とする電子部品。
2. 前記回路基板は、前記導電スルーホールを二分割する位置にて切断することにより複数の電子部品に分割される集合基板であり、且つ、前記キャップの係合部は前記電子部品の基板外周部よりも内側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電子部品。
3. 前記キャップの係合部が曲折または湾曲され、および／または前記キャップの係合部に突起部が形成されており、且つ、前記曲折または湾曲部分、または前記突起部は、前記導電スルーホールの内周面に当接または近接されて成ることを特徴とする請求項１または請求項２の何れかに記載の電子部品。
4. 前記絶縁材として、ソルダーレジストまたはマーキングインクを用いることを特徴とする請求項１から請求項３までの何れかに記載の電子部品。
5. 回路基板に実装された部品がキャップ内に収容され、当該キャップの係合部が前記回路基板に接続される構造を有し、且つ、前記係合部は前記回路基板に設けた導電スルーホールの内周部に係合されると共に、前記回路基板の部品実装面と反対側の面に前記導電スルーホールと導通する接続用ランドが形成された電子部品の製造方法であって、
   前記接続用ランドに絶縁材を付設して、当該接続用ランドを、前記係合部とのはんだ付けを行うためのキャップ接続ランド領域と外部との接続を行うための外部接続ランド領域とに区分けする工程と、
   前記回路基板に形成された前記部品の実装用ランドにはんだペーストを付与すると共に、前記実装用ランドに前記部品を搭載する工程と、
   前記部品が搭載された前記回路基板をリフローすることにより部品を前記実装用ランドにはんだ付けする工程と、
   前記キャップ接続ランド領域および前記外部接続ランド領域にはんだペーストを付与する工程と、
   前記部品が実装された前記回路基板の部品実装面に前記キャップを搭載する工程と、
   前記キャップが搭載された前記回路基板をリフローすることにより前記キャップを前記回路基板にはんだ付けすると同時に前記外部接続ランド領域の表面に予備はんだを形成する工程とを備えることを特徴とする電子部品の製造方法。
6. 前記回路基板は、複数の電子部品に分割される集合基板であって、前記導電スルーホールを二分割する位置で切断する際に、前記キャップの係合部が前記電子部品の基板外周部よりも内側に位置するように切断することを特徴とする請求項５に記載の電子部品の製造方法。
7. 前記キャップの係合部を曲折または湾曲させる、または係合部に突起部を設けるの内の少なくとも一方の手段により、前記係合部を前記導電スルーホールの内周面に当接または近接させるようにすることを特徴とする請求項５または請求項６の何れかに記載の電子部品の製造方法。
8. 前記絶縁材として、ソルダーレジストまたはマーキングインクを用いることを特徴とする請求項５から請求項７までの何れかに記載の電子部品の製造方法。

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