JP2018144101A - 部品の実装方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本願発明に係る実装方法において、先ず、プリント配線板のランド部を活性樹脂組成物にて被覆する。
クリーム半田には、活性樹脂組成物にて例示した添加剤を含有してよい。
ii)リフロー半田付け中に(リフロー加熱により)クリーム半田が半硬化し、リフロー半田付け後にクリーム半田を完全硬化させ、その後に活性樹脂組成物を硬化させる。
iii)リフロー半田付け後にクリーム半田の硬化を開始し、クリーム半田の硬化後に活性樹脂組成物を硬化させる。
硬化(加熱)条件は、クリーム半田については120〜160(特に130〜150)℃、30〜120(特に30〜90)分間、また活性樹脂組成物については150〜200(特に160〜180)℃、60〜180(特に90〜150)分間、が好ましい。
<活性樹脂組成物及びクリーム半田の調製>
・実施例1〜38、並びに比較例1及び2
表1〜4に示す配合組成に従い、各配合成分を均一に混合し、活性樹脂組成物(実施例1〜18、比較例1)及びクリーム半田(実施例19〜38、比較例2)、を調製した。
2)ビスフェノールA型エポキシ樹脂、日本化薬(株)製。
3)4官能グリシジルアミン型エポキシ樹脂、新日鉄化学(株)製。
4)3官能グリシジルアミン型エポキシ樹脂、住友化学(株)製。
5)ナフタレン型エポキシ樹脂、DIC(株)製。
6)ビスフェノールA型エポキシ樹脂(50質量%)とビスフェノールF型エポキシ樹脂(50質量%)の混合物、新日鉄化学(株)製。
7)エトキシ安息香酸(40質量%)とアルキルジビニルエーテル(60質量%)の反応生成物。
8)グルタル酸(35質量%)とアルキルジビニルエーテル(65質量%)の反応生成物、日油(株)製。
9)シクロヘキサンジカルボン酸(35質量%)とアルキルジビニルエーテル(65質量%)の反応生成物、日油(株)製。
10)配合組成(wt%)錫96.5+銀3+銅0.5、平均粒径10μm及び最大粒径25μm(何れも、レーザー回折法、JIS Z8825−1)、三井金属(株)製。
11)ビスコテスターVT−04(リオン社製、2号ローター)。
・製造例1〜34、製造比較例1及び2
ランド(0.25mm角、銅箔製)を200個(2個×100対)備えた、プリント配線板(100mm角)を用意した。
開口部3内の(1対の)各ランド4に対し、クリーム半田6をジェットディスペンスした(塗布量0.4mg)(図1C)。
表5〜7に、用いた活性樹脂組成物とクリーム半田の、組合せを示す。
加熱(160℃、150分間)により、樹脂を完全硬化した。
ディスペンスの替わりに、スクリーン印刷にて、活性樹脂組成物5を塗布した以外は、製造例1と同様にして、部品を実装したプリント配線板を作製した。
ランド(幅0.6mm、奥行き0.3mm、銅箔製を200個(2個×100対)備えた、高精細プリント配線板(100mm角)を用意した。
樹脂の加熱硬化(180℃、120分間)を、行った。
こうして、LED部品を実装した高精細プリント配線板を作製した。
活性樹脂組成物のディスペンス塗布工程を省いた以外は、製造例1と同様にして、部品を実装したプリント配線板を作製した。
ジェットディスペンスの替わりに、メタルマスクを用いたスクリーン印刷により、クリーム半田を塗布した以外は、製造例36と同様にして、LED部品を実装した高精細プリント配線板を作製した。
ランド(0.25mm角、銅箔製)を200個(2個×100対)備えた、プリント配線板(100mm角)を用意した。
こうして、部品を実装したプリント配線板を作製した。
部品の搭載工程前に、(隣り合う)クリーム半田とクリーム半田の間のソルダーレジスト上に、チップ接着剤(弘輝社製、「JU−110」)をディスペンスにて塗布(塗布形状、直径0.1mm×高さ0.2mmの円柱)する工程を追加した以外は、製造比較例5と同様にして、部品を実装したプリント配線板を作製した。
先ず、製造比較例5と同様にして、クリーム半田の塗布工程迄を、行った。
リフローを行ない、半田バンプを形成した。リフロー条件は、余熱温度(150〜180℃、30秒)、リフロー温度[220℃以上(ピーク温度245℃)、10秒]であった。
クリーム半田6を、ジェットディスペンスの替わりに、ディスペンスにて塗布した以外は、製造例1と同様にして、部品を実装したプリント配線板を作製した。
部品の実装工程途中において、又は部品が実装されたプリント配線板について、以下の各種性能評価試験を行った。試験結果を、表5〜7に示す。
リフロー後のプリント配線板を目視で検査し、転倒や脱落等の不具合のあった部品の個数を数えた。
ジェットディスペンス後、ランド部上に塗布されたクリーム半田の形状を、目視で検査した。表中、「○」は「広がることなく、形状が保持されていた」、「×」は「薄く広がってしまい、形状が保持されていなかった」、を示す。
クリーム半田をジェットディスペンスする際、半田紛粒子がランド部表面上で跳ねて周囲に飛び散るか否かを、目視で検査した。表中、「○」は「跳ねず飛び散らなかった」、「×」は「跳ねて飛び散った」、を示す。
部品が実装されたプリント配線板について、部品とランドの接続性、ランド間の短絡(ショート)の有無を、テスラーを用いて抵抗値を測定して、接続性を検査した。表中、「○」は「抵抗値が、部品の抵抗値の±20%以内の物」、「×」は「抵抗値が、部品の抵抗値の±20%を超える物」、を示す。
部品が実装されたプリント配線板について、部品の下に存在するボイドをX線顕微鏡を用いて100倍率で観察して、ボイドの発生の有無を検査した。表中、「○」は「直径10μm以上のボイドが無いもの」、「×」は「直径10μm以上のボイドが観察されたもの」、を示す。
連続して400回ディスペンスを行い、塗布されたクリーム半田の直径のばらつきを検査した。表中、「○」は「ばらつきが±20%以内のもの」、「×」は「ばらつきが±20%を超えるもの」、を示す。
2 ソルダーレジスト
3 開口部
4 ランド
5 活性樹脂組成物
6 クリーム半田
7 部品
8 部品ランド
9 半田層
<活性樹脂組成物及びクリーム半田の調製>
・調製例1〜38、並びに調製比較例1及び2
表1〜4に示す配合組成に従い、各配合成分を均一に混合し、活性樹脂組成物(調製例1〜18、調製比較例1)及びクリーム半田(調製例19〜38、調製比較例2)、を調製した。
Claims (23)
- プリント配線板のランド部を無溶剤の活性樹脂組成物にて被覆し、活性樹脂組成物の一部上に無溶剤のクリーム半田をジェットディスペンスし、クリーム半田及び活性樹脂組成物上に部品を搭載し、リフロー半田付けし、リフロー半田付け以後にクリーム半田及び活性樹脂組成物の硬化を行う、ことを特徴とするプリント配線板への部品の実装方法。
- 被覆をディスペンスにより行う、ことを特徴とする請求項1に記載された実装方法。
- 活性樹脂組成物の粘度(Pa・s、25℃)が1〜20である、ことを特徴とする請求項1又は2に記載された実装方法。
- 活性樹脂組成物が、液状エポキシ樹脂、硬化剤、及び(ブロック)カルボン酸化合物を含有する、ことを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載された実装方法。
- 活性樹脂組成物の硬化剤の硬化開始温度が130℃以上である、ことを特徴とする請求項4に記載された実装方法。
- 活性樹脂組成物のブロックカルボン酸化合物の解離温度が140〜200℃である、ことを特徴とする請求項4又は5に記載された実装方法。
- 活性樹脂組成物の(ブロック)カルボン酸化合物の濃度が、エポキシ樹脂100質量部に対し、20〜67質量部含有する、ことを特徴とする請求項4〜6の何れかに記載された実装方法。
- クリーム半田の粘度(Pa・s、25℃)が100〜550である、ことを特徴とする請求項1又は2に記載された実装方法。
- クリーム半田が、液状エポキシ樹脂、硬化剤、(ブロック)カルボン酸化合物、及び半田紛を含有する、ことを特徴とする請求項1、2又は8の何れかに記載された実装方法。
- クリーム半田の硬化剤の硬化開始温度が120℃以上である、ことを特徴とする請求項9に記載された実装方法。
- クリーム半田のブロックカルボン酸化合物の解離温度が130℃以上である、ことを特徴とする請求項9又は10に記載された実装方法。
- クリーム半田が、固体カルボン酸を含有する、ことを特徴とする請求項9〜11の何れかに記載された実装方法。
- クリーム半田の固体カルボン酸の融点が130〜150℃である、ことを特徴とする請求項12に記載された実装方法。
- クリーム半田の(ブロック)カルボン酸化合物の濃度が20〜67である、ことを特徴とする請求項9〜13の何れかに記載された実装方法。
- 活性樹脂組成物が請求項4〜7の何れかにおいて記載されたものであり、クリーム半田が請求項9〜14の何れかにおいて記載されたものであり、且つ液状エポキシ樹脂と(ブロック)カルボン酸化合物との硬化反応は、クリーム半田の方が活性樹脂組成物より速い、ことを特徴とする請求項1に記載された実装方法。
- 硬化剤の硬化開始温度は、クリーム半田の方が活性樹脂組成物より低い、ことを特徴とする請求項15に記載された実装方法。
- ブロックカルボン酸化合物の解離温度は、クリーム半田の方が活性樹脂組成物より低い、ことを特徴とする請求項15又は16に記載された実装方法。
- クリーム半田の固体カルボン酸の融点が、活性樹脂組成物のブロックカルボン酸化合物の解離温度より低い、ことを特徴とする請求項15〜17の何れかに記載された実装方法。
- (ブロック)カルボン酸化合物の濃度は、クリーム半田の方が活性樹脂組成物より高い、ことを特徴とする請求項15〜18の何れかに記載された実装方法。
- 部品底面のランド部の少なくとも一部がクリーム半田の硬化物にてプリント配線板に接合又は接着され、部品底面の少なくともそれ以外の部分が活性樹脂組成物の硬化物にてプリント配線板に接合又は接着されている、ことを特徴とするプリント配線板。
- 活性樹脂組成物が請求項3〜7の何れかにおいて記載されたものであり、クリーム半田が請求項8〜14の何れかにおいて記載されたものである、ことを特徴とする請求項20に記載されたプリント配線板。
- 請求項1の実装方法に専ら用いられる、請求項3〜7の何れかにおいて記載された活性樹脂組成物。
- 請求項1の実装方法に専ら用いられる、請求項8〜14の何れかにおいて記載されたクリーム半田。
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