JP2019165043A - 電子回路装置および回路基板の製造方法 - Google Patents

電子回路装置および回路基板の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2019165043A
JP2019165043A JP2018050392A JP2018050392A JP2019165043A JP 2019165043 A JP2019165043 A JP 2019165043A JP 2018050392 A JP2018050392 A JP 2018050392A JP 2018050392 A JP2018050392 A JP 2018050392A JP 2019165043 A JP2019165043 A JP 2019165043A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
intermediate bonding
circuit board
insulating film
film
bonding film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2018050392A
Other languages
English (en)
Inventor
公則 武藤
Kiminori Muto
公則 武藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Astemo Ltd
Original Assignee
Hitachi Automotive Systems Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Automotive Systems Ltd filed Critical Hitachi Automotive Systems Ltd
Priority to JP2018050392A priority Critical patent/JP2019165043A/ja
Priority to CN201980020324.2A priority patent/CN111919520A/zh
Priority to PCT/JP2019/009849 priority patent/WO2019181626A1/ja
Priority to US16/981,751 priority patent/US20210037651A1/en
Publication of JP2019165043A publication Critical patent/JP2019165043A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/303Surface mounted components, e.g. affixing before soldering, aligning means, spacing means
    • H05K3/305Affixing by adhesive
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/18Printed circuits structurally associated with non-printed electric components
    • H05K1/181Printed circuits structurally associated with non-printed electric components associated with surface mounted components
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/12Mountings, e.g. non-detachable insulating substrates
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0271Arrangements for reducing stress or warp in rigid printed circuit boards, e.g. caused by loads, vibrations or differences in thermal expansion
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/11Printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
    • H05K1/111Pads for surface mounting, e.g. lay-out
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/22Secondary treatment of printed circuits
    • H05K3/28Applying non-metallic protective coatings
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/341Surface mounted components
    • H05K3/3431Leadless components
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0266Marks, test patterns or identification means
    • H05K1/0269Marks, test patterns or identification means for visual or optical inspection
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/01Dielectrics
    • H05K2201/0104Properties and characteristics in general
    • H05K2201/0133Elastomeric or compliant polymer
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10007Types of components
    • H05K2201/10015Non-printed capacitor
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10613Details of electrical connections of non-printed components, e.g. special leads
    • H05K2201/10621Components characterised by their electrical contacts
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/05Patterning and lithography; Masks; Details of resist
    • H05K2203/0502Patterning and lithography
    • H05K2203/0522Using an adhesive pattern
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/341Surface mounted components
    • H05K3/3415Surface mounted components on both sides of the substrate or combined with lead-in-hole components
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
  • Non-Metallic Protective Coatings For Printed Circuits (AREA)

Abstract

【課題】リフローハンダ付けする大型電子部品を固定するための接着剤23の硬化時の収縮による配線パターン25aの破断を抑制する。【解決手段】回路基板3の部品実装面にランド22と配線パターン25aとが形成されており、配線パターン25aはソルダレジスト層26に覆われている。アルミ電解コンデンサ21の電極部21cはハンダ27を介してランド22にハンダ付けされている。ソルダレジスト層26の上にシルクパターン24の一部からなる中間接合膜24aが印刷されており、熱硬化型の接着剤23によってアルミ電解コンデンサ21が中間接合膜24aに接合されている。中間接合膜24aによって接着剤23の熱収縮時の応力が緩和される。【選択図】図7

Description

この発明は、回路基板をハウジング内に収容してなる電子回路装置および回路基板の製造方法に関する。
回路基板に電子部品をリフローハンダ付け法によって表面実装するに際して、リフローハンダ付け工程での電子部品の脱落防止等を目的として、予め接着剤によって電子部品を回路基板に固定することがしばしば行われている。
例えば、特許文献1には、BGA型電子部品をリフローハンダ付けする際に、電子部品のパッケージの一部を熱硬化性樹脂を主体とした接着剤によって固定することが記載されている。
特開2008−78431号公報
上記のように電子部品の固定のために接着剤を回路基板の表面に塗布すると、接着剤の硬化時の収縮によって当該接着剤が接合している回路基板の表面に応力が発生する、という問題がある。
例えば、接着剤の塗布領域の下に絶縁膜(いわゆるソルダレジスト)に覆われた細い配線パターンが存在する場合には、接着剤の収縮によって配線パターンに基板の面方向に沿って力が作用することとなり、配線パターンの破断の懸念が生じる。また、接着剤の塗布領域を避けて配線パターンを形成するようにすると、それだけ配線パターンの配線可能な面積が減少してしまう。
本発明に係る電子回路装置は、ハウジングと、このハウジング内に収容され、表面実装された電子部品を有する回路基板と、を備えた電子回路装置であって、
上記回路基板の部品実装面には、配線パターンを覆う絶縁膜とこの絶縁膜から露出するランドとが設けられており、
上記電子部品は、上記ランドに電極部がハンダ接続されているとともに、非電極部が接着要素を介して上記絶縁膜上に固定されており、
上記回路基板表面において上記接着要素が配置される部位には、上記絶縁膜に重ねて中間接合膜が設けられており、上記接着要素と上記絶縁膜との間に上記中間接合膜が介在している。
このような構成では、接着要素と絶縁膜との間に中間接合膜が介在するので、接着要素の収縮によって絶縁膜に作用する応力が弱くなる。
また、本発明に係る回路基板の製造方法は、
回路基板の第1の面および第2の面にそれぞれ配線パターンおよびランドを形成するとともに、配線パターンを覆うように絶縁膜を塗布し、
上記第1の面の第1の電子部品の実装位置に対応する部位に、上記絶縁膜に重ねて中間接合膜を形成し、
上記第1の面を上向きとした姿勢でもって、上記第1の電子部品を接着要素を介して上記中間接合膜の上に接着固定した上で、リフローハンダ付け法によって上記第1の電子部品の電極部を上記ランドにハンダ付けし、
上記第2の面を上向きとした姿勢でもって、上記第2の面のランドに、第2の電子部品の電極部をリフローハンダ付け法によってハンダ付けする。
この製造方法では、第2の電子部品をリフローハンダ付けする際の第1の電子部品の脱落を防止するために第1の電子部品が接着要素を介して固定されることとなるが、上述したように接着要素と絶縁膜との間に中間接合膜が介在するので、接着要素の収縮により回路基板に作用する応力が弱くなる。
この発明によれば、電子部品を固定するための接着要素と絶縁膜との間に中間接合膜を介在させるようにしたので、接着要素の収縮によって絶縁膜に作用する応力が弱くなる。従って、例えば接着要素が配線パターンに重なって設けられている場合でも、配線パターンの破断の懸念が少なくなる。
この発明に係る電子回路装置の分解斜視図。 回路基板におけるアルミ電解コンデンサの取付状態を示す斜視図。 回路基板の製造工程を示すフローチャート。 シルクパターンを印刷形成した段階での回路基板のA面を示す平面図。 シルクパターンを印刷形成した段階での回路基板のB面を示す平面図。 アルミ電解コンデンサの取付工程を示す工程説明図。 アルミ電解コンデンサを取り付けた回路基板の要部の断面を模式的に示した説明図。
以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
図1は、この発明の一実施例である電子回路装置1の分解斜視図である。この電子回路装置1は、例えば車両用自動変速機のコントローラとして車両の適宜位置に取り付けられるものであって、ハウジング2と、このハウジング2の内部に収容される回路基板3と、を備えている。ハウジング2は、矩形状の底壁6の上面の複数箇所に部分的に厚肉としたヒートシンク部6aを有する金属製のボディ4と、底壁6の上面を覆うように膨らんだ形状をなす比較的薄肉の金属製のカバー5と、から構成されている。回路基板3は、周囲に複数の取付孔7を備えた矩形状をなし、取付孔7を貫通するネジ8によってボディ4に固定されている。回路基板3の一端部には、電源ラインや信号ラインをまとめて接続するための合成樹脂製コネクタ9が取り付けられている。ボディ4とカバー5との間は、枠状に連続した形に成形されたガスケット10およびU字形をなすコネクタ用ガスケット11によってシールされている。コネクタ用ガスケット11は、コネクタ9とカバー5との間に介在している。
回路基板3は、ガラスエポキシ樹脂等の樹脂基材や金属基材を用いた多層基板ないし両面基板であって、カバー5側へ向いた第1の面(以下、これをA面と呼ぶ)3Aと、ボディ4側へ向いた第2の面(以下、これをB面と呼ぶ)3Bと、の双方の面を部品実装面としてそれぞれの面に電子部品が表面実装されている。詳しくは、A面3Aには、複数のアルミ電解コンデンサ21等の相対的に大型の(換言すれば実装面からの高さが高い)電子部品が実装されており、B面3Bには、CPUやICチップ等の相対的に小型の(換言すれば実装面からの高さが低い)電子部品が実装されている。このような電子部品の高さの相違に対応して、カバー5の中央部分は上方へ膨らんでおり、A面3Aとカバー5との間にアルミ電解コンデンサ21等の電子部品と干渉しないだけの十分な間隔が確保されている。逆に、B面3Bは、ボディ4の底壁6に比較的小さな間隔で接近しており、CPU等の発熱量の大きな電子部品のパッケージ頂面がヒートシンク部6aの表面に伝熱シートや伝熱グリスを介して接した状態となるように構成されている。
回路基板3のA面3AおよびB面3Bのいずれも、電子部品のハンダ付けを行うべきランドやスルーホールを除く全面に、絶縁膜としてソルダレジストが塗布されている。つまり回路基板3を構成する基材の表面には、金属箔層(例えば銅箔)のエッチング等によってランドと配線パターンとが形成されているが、配線パターンはソルダレジスト層によって覆われており、ランドはソルダレジスト層から露出している。
図2は、A面3Aに実装される大型電子部品の例として円筒形をなすアルミ電解コンデンサ21を実装状態で示している。このアルミ電解コンデンサ21は、円筒部21aの中心軸線が回路基板3の面に対して直交した起立状態で取り付けられるものであって、円筒部21aの一端に矩形の台座部21bを備え、この台座部21bの互いに対向する2辺の中央部からそれぞれ電極部21cが外側へ突出している。この一対の電極部21cは、回路基板3のA面3Aに設けられたランド22にそれぞれハンダ付けされている。この2箇所のハンダ付けによって、電極部21cとランド22との電気的接続がなされると同時に、アルミ電解コンデンサ21が回路基板3に固定されている。さらに、アルミ電解コンデンサ21が大型電子部品であることから、回路基板3に対する取付を確実なものとするために、台座部21bが回路基板3に対して接着要素例えば熱硬化性の接着剤23によって接着されている。具体的には、一対のハンダ付け部(つまり電極部21c)の配置方向と直交する方向に沿った2箇所において、それぞれ略円形をなすように接着剤23が配置されており、この2箇所の接着剤23によって台座部21bの裏面が回路基板3の表面に接着固定されている。回路基板3の表面には、ハンダ付けすべきランド22を除く全面に絶縁膜としてソルダレジストが塗布されているので、アルミ電解コンデンサ21は、接着剤23を介してソルダレジスト層の上に接着されている。
ここで、回路基板3のA面3Aにおいて接着剤23が配置される部位には、ソルダレジスト層の上に局部的に中間接合膜(図2には図示していない)が設けられている。従って、実際には、接着剤23とソルダレジスト層との間に中間接合膜が介在している。
また、接着剤23が配置される部位が回路基板3のA面3Aにおける配線パターンと重なることもあり得る。図2の例では、説明のために符号25でもって示す帯状の範囲に複数本の細い配線パターンが形成されており、ソルダレジスト層で覆われたこれら配線パターンの上に重なるように中間接合膜を介して接着剤23が塗布されている。
中間接合膜は、一例では、ソルダレジスト層の上に印刷形成された塗膜からなる。より具体的には、絶縁膜であるソルダレジスト層の上に表示される文字ないし数字を含むシルクパターンの一部からなる。
図4は、アルミ電解コンデンサ21等の電子部品が実装される前の回路基板3のA面3Aの構成を示している。なお、理解を容易にするために、実装されるアルミ電解コンデンサ21等の電子部品の外形を実線でもって示してある。この図4に示すように、回路基板3の部品実装面となる表面には、アルミ電解コンデンサ21等の電子部品の電極部(例えば電極部21c)がハンダ付けされるランド22が形成されている。ここで、図4では、特にアルミ電解コンデンサ21の電極部21cに対応するランド22に符号22aを付し、他の電子部品の電極部に対応するランド22に符号22bを付してある。これらのランド22は、当該ランド22とともに金属箔層から形成された多数の配線パターンによって適宜に接続されている。そして、ランド22を除くA面3Aの全面にソルダレジスト層が設けられており、配線パターンは、このソルダレジスト層によって覆われている。回路基板3は、また該回路基板3を貫通する複数のスルーホール28を備えており、このスルーホール28の周囲の金属箔層部分もランド22と同様にソルダレジスト層に覆われずに露出している。図4では、ソルダレジスト層から露出しているランド22等の金属箔層をハッチングを施して示してある。
ソルダレジスト層は、例えばレジストインキをスプレー塗布した後にマスクを通して紫外線を照射し、現像処理することで必要箇所にソルダレジスト層を形成するいわゆる現像型ソルダレジストからなる。
硬化したソルダレジスト層の表面には、製品番号を表す文字・数字(例えば図4の「AB123456−B」)や実装される部品の番号を表す文字・数字(例えば図4の「C218」等)あるいは図示しないバーコード等がいわゆるシルクパターン24として印刷形成されている。そして、上述した接着剤23のための中間接合膜が、このシルクパターン24の一部として印刷形成されている。図4では、接着剤23のための中間接合膜となるシルクパターン24の部分を符号24aを付して示し、他の一般的なシルクパターン24の文字等を符号24bを付して示している。換言すれば、文字・数字等のシルクパターン24bと中間接合膜24aとは、同じインキ材料によって同時に印刷形成されている。
個々のアルミ電解コンデンサ21の領域に対応して設けられる中間接合膜24aは、前述したように、一対の電極部21cに対応した一対のランド22(22a)が並ぶ方向に対し直交する方向に沿って一対設けられている。接着剤23は、部品実装工程においてディスペンサによって点状に供給され、接着時に円形に拡がるので、個々の中間接合膜24aは、それぞれ円形に形成されている。特に、接着時に円形に拡がる接着剤23が中間接合膜24aから外へはみ出ることがないように、接着剤23の最終的な形成範囲よりも大きな範囲に中間接合膜24aが形成されている。図4では、これらのシルクパターン24a,24bをランド22等の金属箔層とは傾斜方向が異なるハッチングを施して示してある。
なお、図示例では、A面3Aにおいて、アルミ電解コンデンサ21以外の他の電子部品に対しては接着剤23は用いられず、従って中間接合膜24aも形成されていないが、保持強度等の点から必要があれば、接着剤23および対応する中間接合膜24aを設けるようにしてもよい。
図5は、電子部品が実装される前の回路基板3のB面3Bの構成を示している。図4と同じく、理解を容易にするために実装される電子部品の外形を実線でもって示してあり、例えば、CPU31やドライバ用ICチップ32がB面3Bに実装される。このB面3Bにおいても、複数のランド22bや配線パターン(図示せず)が金属箔層のエッチングによって形成されており、この金属箔層の上には、ランド22bおよびスルーホール28周囲部分を除くB面3Bの全面に絶縁膜となるソルダレジスト層が形成されている。
また、A面3Aと同様に、ソルダレジスト層の上に、製品番号や部品番号等を表す文字・数字がシルクパターン24bとして印刷形成されている。但し、B面3Bにおける高さの小さな電子部品に対しては接着剤23は用いられず、従って接着剤23に対応した中間接合膜24aは具備していない。
A面3Aにおける電子部品の実装およびB面3Bにおける電子部品の実装は、いずれもリフローハンダ付け法によって行われている。すなわち、部品実装面となるA面3AおよびB面3Bのランド22(22a,22b)にハンダペースト等としてハンダ材料を予め配置した上で、電子部品をマウント(仮置き)し、リフロー炉内で加熱してハンダ材料を溶融させることで、ハンダ付けしてある。このリフローハンダ付けつまり電子部品の実装は、A面3AおよびB面3Bの順で順次に行われる。
図3は、回路基板3の製造工程の一例を示したフローチャートである。図3の(a)は、図4,図5に示した部品実装前の回路基板3を得るまでの工程を示している。ステップ1として示す工程では、A面3AおよびB面3Bの各々について、基材表面の金属箔層のエッチングによってランド22および配線パターンの形成を行う。また必要に応じ、スルーホール28のメッキ処理を行う。
次にステップ2において、A面3AおよびB面3Bの各々について、ソルダレジスト層の形成を行う。このソルダレジスト層は、前述したように、レジストインキをスプレー塗布した後にマスクを通して紫外線を照射し、現像処理することで必要箇所にソルダレジスト層を形成するいわゆる現像型ソルダレジストからなる。従って、ステップ2のソルダレジスト層の形成工程は、レジストインキのスプレー塗布、80℃程度での乾燥(プレキュア)、露光、現像、水洗、150℃程度での硬化(ポストキュア)、の各工程を含む。
ソルダレジストとしては、例えば、埼玉県に所在の太陽インキ製造株式会社から入手可能な静電スプレー塗布用2液性現像型ソルダレジストである「PSR−4000 AM02SP/CA−40 AM02SP−K」を用いることができる。硬化後の膜厚は、10〜20μmであることが望ましい。
次に、ステップ3において、A面3AおよびB面3Bの各々について、シルクパターン24の印刷形成を行う。このシルクパターン24は、例えば熱硬化型インキを用い、文字・数字等を含む所定のパターンにスクリーン印刷した後に、加熱乾燥して硬化させたものである。このシルクパターン24の一部として、接着剤23のための中間接合膜24aが形成される。ステップ3のシルクパターン形成工程は、基板の前処理、スクリーン印刷による塗布、140℃程度での熱風による硬化、の各工程を含む。シルクパターン24用のインキとしては、例えば、埼玉県に所在の太陽インキ製造株式会社から入手可能な熱硬化型マーキングインキである「S−100Y N8−240Ps」を用いることができる。硬化後の膜厚は、15〜20μmであることが望ましい。
図3の(b)は、ステップ1〜3で形成された回路基板3に電子部品を実装する工程を示している。ステップ4では、A面3Aの各ランド22(22a,22b)にハンダ材料例えばハンダペーストを配置する。なお、ステップ4〜ステップ7の各工程は、回路基板3をそのA面3Aが上方へ向いた姿勢として行う。
次に、ステップ5において、A面3Aの中間接合膜24aの上にディスペンサを用いて点状に接着剤23を配置する。ここでは、接着要素として熱硬化型の接着剤23を用いる。そして、ステップ6において、接着剤23の硬化前に、A面3Aに実装すべきアルミ電解コンデンサ21を含む電子部品をマウンタを用いて各ランド22(22a,22b)に対応した位置にマウント(仮置き)する。このとき、アルミ電解コンデンサ21は、接着剤23の上に置かれる形となり、接着剤23を介して回路基板3の表面具体的には中間接合膜24aの表面に付着する。アルミ電解コンデンサ21の台座部21bが点状の接着剤23を押し潰すので、接着剤23は個々の中間接合膜24aの中で円形に拡がる。なお、接着剤23の供給をステップ4のハンダペーストの配置の前に行うようにしてもよい。
次に、ステップ7として、電子部品をマウントした回路基板3をリフロー炉内において熱風により加熱し、ハンダ材料を溶融させてリフローハンダ付けを行う。このステップ7のリフローハンダ付けは、150℃前後での予熱、240℃前後での本加熱、冷却、の各工程を含む。アルミ電解コンデンサ21の台座部21bと中間接合膜24aとの間で両者に付着していた接着剤23は、リフロー炉内で加熱されることにより硬化し、アルミ電解コンデンサ21を回路基板3上に固定する。従って、アルミ電解コンデンサ21は、ランド22(22a)にハンダ付けされた一対の電極部21cと一対の接着剤23との4点において回路基板3に支持されることとなる。
接着剤23としては、例えば、Henkel社から入手可能な熱硬化型エポキシ接着剤である「LOCTITE3621」を用いることができる。この材料は、100℃以上例えば150℃程度で硬化する。
A面3Aにおける電子部品の実装が終了したら、ステップ8において回路基板3の姿勢を反転させ、B面3Bが上方へ向いた姿勢とする。ステップ9では、B面3Bの各ランド22(22b)にハンダ材料例えばハンダペーストを配置する。そして、ステップ10において、B面3Bに実装すべきCPU31等の電子部品をマウンタを用いて各ランド22(22b)に対応した位置にマウント(仮置き)する。
次に、ステップ11として、B面3Bに電子部品をマウントした回路基板3をステップ7と同様にリフロー炉内において熱風により加熱し、ハンダ材料を溶融させてリフローハンダ付けを行う。このステップ7のリフローハンダ付けは、150℃前後での予熱、240℃前後での本加熱、冷却、の各工程を含む。
このステップ11のB面3Bのリフローハンダ付け工程においては、先にハンダ付けが完了しているA面3Aにおける電子部品のハンダ付け部分も熱を受け、ハンダ材料が軟化することがある。特に、A面3Aが下向きの姿勢であることから、ハンダ材料が軟化すると電子部品が自重により脱落する懸念がある。しかし、上記実施例では、大型部品であるアルミ電解コンデンサ21は接着剤23で回路基板3に接合されているので、ハンダ材料が軟化することによる脱落が抑制される。
一方、上記のように大型電子部品(例えばアルミ電解コンデンサ21)の脱落防止に有効な接着剤23は、熱硬化に伴って収縮し、接着剤23が接合した面に対し、その面に沿った方向の応力を与える。接着剤23の下側に金属箔層からなる配線パターンが存在する場合には、この収縮に伴う応力によって配線パターンの破断が生じる懸念がある。このような問題に対し、上記実施例の構成では、配線パターンを覆うソルダレジスト層に接着剤23が直接に接合しておらず、ソルダレジスト層と接着剤23との間にシルクパターン24からなる中間接合膜24aが介在している。この中間接合膜24aは、シルクパターン24のインキからなる一種の弾性皮膜とみなすことができ、接着剤23が熱収縮したときに中間接合膜24aが介在することによってソルダレジスト層ひいては配線パターンに外力として作用する応力が緩和される。中間接合膜24aは、硬化状態において、同じく硬化後のソルダレジスト層よりも硬度が低い材料からなることが望ましい。
図6は、上記の接着剤23が用いられるアルミ電解コンデンサ21の接着工程を示した工程説明図である。工程(a)の図は、部品実装前の回路基板3の要部を示しており、金属箔層(例えば銅箔)によって一対の配線パターン25aとランド22(22a)とが形成されており、配線パターン25aを覆うようにソルダレジスト層26が設けられている。そして、接着剤23の塗布部位に対応してソルダレジスト層26の上に円形をなす中間接合膜24aが設けられている。このような回路基板3に対して、工程(b)に示すように、円形の中間接合膜24aの中心に接着剤23を点状に供給する。そして、工程(c)に示すように、アルミ電解コンデンサ21をマウント(仮置き)する。これにより、工程(d)に示すように、アルミ電解コンデンサ21が接着される。
図7は、上記のようにして回路基板3のA面3Aに取り付けられたアルミ電解コンデンサ21の接着部ならびにハンダ付け部の断面構造を模式的に示した説明図である。図示するように、アルミ電解コンデンサ21の電極部21cは、リフローハンダ付け法によるハンダ27を介してランド22aにハンダ付けされている。ランド22aと同じ金属箔層からなる配線パターン25aは、ソルダレジスト層26によって覆われており、その上にシルクパターン24からなる中間接合膜24aが積層されている。電子部品つまりアルミ電解コンデンサ21は、熱硬化型の接着剤23を介して中間接合膜24aに接合されている。
このように中間接合膜24aが介在することで、接着剤23の熱収縮による応力が緩和される。そのため、接着剤23の下に配線パターン25aが存在していても、配線パターン25aの破断のおそれが少なくなる。
また、仮に中間接合膜24aの弾性によって応力を十分に吸収できなかった場合でも、中間接合膜24aを重ねることで界面が増えるため、界面での剥離が期待される。特に、中間接合膜24aと接着剤23との界面41における接合力および中間接合膜24aとソルダレジスト層26との界面42における接合力の少なくとも一方が、ソルダレジスト層26と回路基板3の基材表面との界面43における接合力よりも小さいことが望ましい。好ましい例では、中間接合膜24aと接着剤23との界面41における接合力が、ソルダレジスト層26と回路基板3の基材表面との界面43における接合力よりも小さい。あるいは、中間接合膜24aとソルダレジスト層26との界面42における接合力が、ソルダレジスト層26と回路基板3の基材表面との界面43における接合力よりも小さい。このような構成によれば、ソルダレジスト層26で覆われた配線パターン25aの破断が生じる前に界面41,42での剥離が生じる。なお、アルミ電解コンデンサ21は2箇所で回路基板3に接着されているとともに2箇所の電極部21cがランド22aにハンダ付けされているので、接着剤23の一部が界面で剥離しても、アルミ電解コンデンサ21の脱落は必ずしも生じない。
このように上記実施例では、接着剤23とソルダレジスト層26との間に中間接合膜24aを介在させることで、ソルダレジスト層26の応力が低減し、ひいてはソルダレジスト層26に覆われた配線パターン25aに外力が作用することを抑制できる。そのため、接着剤23の下を通して配線パターン25aを設けることが可能となり、配線パターン25aの設計の自由度が高くなって回路基板3の小型化が図れる。
上記実施例では、シルクパターン24の一部として中間接合膜24aが印刷形成されている。従って、中間接合膜24aを形成するための実質的な工数の増加がなく、回路基板3の製造装置の実質的な変更も不要である。つまり、シルクパターン24の印刷パターンの変更のみで対応することができる。
但し、本発明においては、シルクパターン24とは別に、適当な材料でソルダレジスト層26の上に中間接合膜を形成するようにしてもよい。
以上、この発明の一実施例を詳細に説明したが、この発明は上記実施例に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。例えば、接着要素として熱硬化型以外の接着剤や接着性を有する樹脂材料等を用いることもでき、絶縁膜としてソルダレジスト以外のものを用いることもできる。また、電子部品としてアルミ電解コンデンサ21以外の電子部品の実装に本発明を適用することも可能である。
以上のように、本発明の電子回路装置は、ハウジングと、このハウジング内に収容され、表面実装された電子部品を有する回路基板と、を備えた電子回路装置であって、上記回路基板の部品実装面には、配線パターンを覆う絶縁膜とこの絶縁膜から露出するランドとが設けられており、上記電子部品は、上記ランドに電極部がハンダ接続されているとともに、非電極部が接着要素を介して上記絶縁膜上に固定されており、上記回路基板表面において上記接着要素が配置される部位には、上記絶縁膜に重ねて中間接合膜が設けられており、上記接着要素と上記絶縁膜との間に上記中間接合膜が介在している。
好ましい一つの態様では、上記中間接合膜は、上記絶縁膜の上に印刷形成された塗膜からなる。
さらに好ましくは、上記塗膜は、上記絶縁膜の上に表示される文字ないし数字を含むシルクパターンの一部からなる。
上記中間接合膜は、上記絶縁膜よりも硬度が低い材料からなることが好ましい。
また好ましい一つの態様では、上記中間接合膜と上記接着要素との界面における接合力および上記中間接合膜と上記絶縁膜との界面における接合力の少なくとも一方が、上記絶縁膜と上記回路基板との界面における接合力よりも小さい。
例えば、上記中間接合膜と上記接着要素との界面における接合力が上記中間接合膜と上記絶縁膜との界面における接合力よりも小さい。
あるいは、上記中間接合膜と上記絶縁膜との界面における接合力が上記中間接合膜と上記接着要素との界面における接合力よりも小さい。
好ましくは、上記中間接合膜は、上記接着要素の形成範囲よりも大きな範囲に設けられている。
本発明の回路基板の製造方法は、回路基板の第1の面および第2の面にそれぞれ配線パターンおよびランドを形成するとともに、配線パターンを覆うように絶縁膜を塗布し、上記第1の面の第1の電子部品の実装位置に対応する部位に、上記絶縁膜に重ねて中間接合膜を形成し、上記第1の面を上向きとした姿勢でもって、上記第1の電子部品を接着要素を介して上記中間接合膜の上に接着固定した上で、リフローハンダ付け法によって上記第1の電子部品の電極部を上記ランドにハンダ付けし、上記第2の面を上向きとした姿勢でもって、上記第2の面のランドに、第2の電子部品の電極部をリフローハンダ付け法によってハンダ付けする。
好ましい一つの態様では、上記中間接合膜を、上記絶縁膜の上に表示される文字ないし数字を含むシルクパターンの一部として印刷形成する。
1…電子回路装置、2…ハウジング、3…回路基板、4…ボディ、5…カバー、21…アルミ電解コンデンサ、21c…電極部、22,22a,22b…ランド、23…接着剤、24…シルクパターン、24a…中間接合膜、25a…配線パターン、26…ソルダレジスト層、41,42,43…界面。

Claims (10)

  1. ハウジングと、
    このハウジング内に収容され、表面実装された電子部品を有する回路基板と、
    を備えた電子回路装置であって、
    上記回路基板の部品実装面には、配線パターンを覆う絶縁膜とこの絶縁膜から露出するランドとが設けられており、
    上記電子部品は、上記ランドに電極部がハンダ接続されているとともに、非電極部が接着要素を介して上記絶縁膜上に固定されており、
    上記回路基板表面において上記接着要素が配置される部位には、上記絶縁膜に重ねて中間接合膜が設けられており、上記接着要素と上記絶縁膜との間に上記中間接合膜が介在している、電子回路装置。
  2. 上記中間接合膜は、上記絶縁膜の上に印刷形成された塗膜からなる、請求項1に記載の電子回路装置。
  3. 上記塗膜は、上記絶縁膜の上に表示される文字ないし数字を含むシルクパターンの一部からなる、請求項2に記載の電子回路装置。
  4. 上記中間接合膜は、上記絶縁膜よりも硬度が低い材料からなる、請求項1〜3のいずれかに記載の電子回路装置。
  5. 上記中間接合膜と上記接着要素との界面における接合力および上記中間接合膜と上記絶縁膜との界面における接合力の少なくとも一方が、上記絶縁膜と上記回路基板との界面における接合力よりも小さい、請求項1〜3のいずれかに記載の電子回路装置。
  6. 上記中間接合膜と上記接着要素との界面における接合力が上記中間接合膜と上記絶縁膜との界面における接合力よりも小さい、請求項5に記載の電子回路装置。
  7. 上記中間接合膜と上記絶縁膜との界面における接合力が上記中間接合膜と上記接着要素との界面における接合力よりも小さい、請求項5に記載の電子回路装置。
  8. 上記中間接合膜は、上記接着要素の形成範囲よりも大きな範囲に設けられている、請求項1〜7のいずれかに記載の電子回路装置。
  9. 回路基板の第1の面および第2の面にそれぞれ配線パターンおよびランドを形成するとともに、配線パターンを覆うように絶縁膜を塗布し、
    上記第1の面の第1の電子部品の実装位置に対応する部位に、上記絶縁膜に重ねて中間接合膜を形成し、
    上記第1の面を上向きとした姿勢でもって、上記第1の電子部品を接着要素を介して上記中間接合膜の上に接着固定した上で、リフローハンダ付け法によって上記第1の電子部品の電極部を上記ランドにハンダ付けし、
    上記第2の面を上向きとした姿勢でもって、上記第2の面のランドに、第2の電子部品の電極部をリフローハンダ付け法によってハンダ付けする、
    回路基板の製造方法。
  10. 上記中間接合膜を、上記絶縁膜の上に表示される文字ないし数字を含むシルクパターンの一部として印刷形成する、請求項9に記載の回路基板の製造方法。
JP2018050392A 2018-03-19 2018-03-19 電子回路装置および回路基板の製造方法 Pending JP2019165043A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018050392A JP2019165043A (ja) 2018-03-19 2018-03-19 電子回路装置および回路基板の製造方法
CN201980020324.2A CN111919520A (zh) 2018-03-19 2019-03-12 电子电路装置以及电路基板的制造方法
PCT/JP2019/009849 WO2019181626A1 (ja) 2018-03-19 2019-03-12 電子回路装置および回路基板の製造方法
US16/981,751 US20210037651A1 (en) 2018-03-19 2019-03-12 Electric circuit device and method for producing circuit board

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018050392A JP2019165043A (ja) 2018-03-19 2018-03-19 電子回路装置および回路基板の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2019165043A true JP2019165043A (ja) 2019-09-26

Family

ID=67987324

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018050392A Pending JP2019165043A (ja) 2018-03-19 2018-03-19 電子回路装置および回路基板の製造方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20210037651A1 (ja)
JP (1) JP2019165043A (ja)
CN (1) CN111919520A (ja)
WO (1) WO2019181626A1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111730920A (zh) * 2020-07-30 2020-10-02 宁波瑞凌新能源科技有限公司 功能膜结构及其制备方法、制冷膜和制冷制品
JP2021040931A (ja) * 2019-09-11 2021-03-18 株式会社三共 遊技機
JP2021040932A (ja) * 2019-09-11 2021-03-18 株式会社三共 遊技機

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022111603A (ja) * 2021-01-20 2022-08-01 セイコーエプソン株式会社 センサーモジュール

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5726379Y2 (ja) * 1978-09-21 1982-06-08
JPS5837178U (ja) * 1981-09-02 1983-03-10 株式会社東芝 電子回路装置
JPH06216513A (ja) * 1992-11-24 1994-08-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電子部品の仮止め用ボンド
JP2005116894A (ja) * 2003-10-09 2005-04-28 Murata Mfg Co Ltd セラミック電子部品の実装方法及び実装構造
WO2014119379A1 (ja) * 2013-01-30 2014-08-07 日立オートモティブシステムズ株式会社 車載用電子モジュール

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5726379Y2 (ja) * 1978-09-21 1982-06-08
JPS5837178U (ja) * 1981-09-02 1983-03-10 株式会社東芝 電子回路装置
JPH06216513A (ja) * 1992-11-24 1994-08-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電子部品の仮止め用ボンド
JP2005116894A (ja) * 2003-10-09 2005-04-28 Murata Mfg Co Ltd セラミック電子部品の実装方法及び実装構造
WO2014119379A1 (ja) * 2013-01-30 2014-08-07 日立オートモティブシステムズ株式会社 車載用電子モジュール

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021040931A (ja) * 2019-09-11 2021-03-18 株式会社三共 遊技機
JP2021040932A (ja) * 2019-09-11 2021-03-18 株式会社三共 遊技機
CN111730920A (zh) * 2020-07-30 2020-10-02 宁波瑞凌新能源科技有限公司 功能膜结构及其制备方法、制冷膜和制冷制品
CN111730920B (zh) * 2020-07-30 2020-11-17 宁波瑞凌新能源科技有限公司 功能膜结构及其制备方法、制冷膜和制冷制品

Also Published As

Publication number Publication date
CN111919520A (zh) 2020-11-10
US20210037651A1 (en) 2021-02-04
WO2019181626A1 (ja) 2019-09-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2019181626A1 (ja) 電子回路装置および回路基板の製造方法
JP5142119B2 (ja) 放熱構造を備えたプリント基板の製造方法および該方法で製造されたプリント基板の放熱構造
US20100319974A1 (en) Printed wiring board, electronic device, and method for manufacturing electronic device
JP2009212124A (ja) プリント配線板、プリント配線板のフレームグランド形成方法および電子機器
JP2005101125A (ja) 半導体装置の製造方法及び半導体装置、回路基板並びに電子機器
JP2009164287A (ja) 多層プリント配線板及びその製造方法
JP2006517348A5 (ja)
JP2844778B2 (ja) 片面プリント基板に2種類の部品を半田付けする方法
JPH1065300A (ja) インタポーザ基板及びその製造方法
JP2003218405A (ja) 電子部品の実装構造及び実装方法
JP3965148B2 (ja) 電子部品実装用プリント配線基板およびその製造方法ならびに半導体装置
CN106332442B (zh) 电路板及其制作方法
JP2010021392A (ja) 半導体装置及びその製造方法
KR19990025691A (ko) 인쇄회로 기판
JPH0918123A (ja) プリント基板と電子部品の実装方法及び実装構造
JP2007123780A (ja) 緩衝部を有する回路基板および製造方法
JPH0430494A (ja) 印刷配線板及びその製造法
JP4211629B2 (ja) 基板の製造方法
US7827679B1 (en) Thermal management circuit board and methods of producing the same
JP2005032943A (ja) 表面実装素子用基板
JPH0565078B2 (ja)
JPH09129990A (ja) 実装基板及び実装方法
JPH04246885A (ja) パッドグリッドアレイパッケージの基板実装方法
KR20110073312A (ko) 접적 회로 구성요소를 표면 탑재하는 방법 및 장치
JPH06283834A (ja) 配線回路板、その製造方法及びリード接続方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200914

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210608

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20211130