JP3629646B2

JP3629646B2 - Mask used for solder printing and solder printing apparatus

Info

Publication number: JP3629646B2
Application number: JP23652296A
Authority: JP
Inventors: 浩昭大西; 正人平野
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-09-06
Filing date: 1996-09-06
Publication date: 2005-03-16
Anticipated expiration: 2016-09-06
Also published as: JPH09135074A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半田印刷に用いられるマスクおよび半田印刷装置に係り、特に、狭ピッチで多数のリードを有する電子部品をプリント基板等の基板に実装する際に半田印刷に適用されるものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、２方向または４方向に複数のリードが並列して突設されている電子部品を、表面に前記リードに対応するランドを形成した基板に実装する際の実装方法については、種々の方法が提案されており、以下、その一例について図面を参照しつつ説明する。
【０００３】
図８(a)，(b)は一般的な電子部品の基板への実装状態を示す平面図および縦断面図、図９(a)，(b)は従来のクリーム半田印刷塗布工程中の基板の縦断面図、図10(a)，(b)は同電子部品の装着およびリフロー工程中の基板の縦断面図である。
【０００４】
各図において、10は電子部品、11は基板、12はランド、13は電子部品のリード、14はマスク、15はクリーム半田、16はスキージ、17はランド12，12間を短絡する半田を示している。
【０００５】
まず、最初に行われるクリーム半田印刷塗布工程は、図９(a)に示すようにマスク14を基板11上に位置決めして重ね合わせ、スキージ16をマスク14上に適正な印圧で接触させた状態で印刷方向に沿って直線移動させ、クリーム半田15をマスク14の開口部14aに充填させた後、基板11をマスク14から版離れさせることにより、図９(b)に示すようにマスク14を介して基板11上にクリーム半田15が印刷塗布される。
【０００６】
次に行われる電子部品装着工程は、装着用ノズルにより電子部品10を吸着して図10(a)に示すように、電子部品10のリード13が対応するランド12上に載置されるように装着し、この電子部品10のリード13をランド12に印刷塗布されたクリーム半田15上に載せ、その粘着力によりこの電子部品10のリード13を保持することにより、電子部品10は固定された状態で次の工程に進む。
【０００７】
最後に行われるリフロー工程は熱風や赤外線ヒ−タ等の熱源により電子部品10のリード13の部分を加熱して、前工程で印刷塗布を行ったクリーム半田15を溶融し、電子部品のリード13をランド12に半田接合するものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年ではＩＣパッケージ部品等の電子部品10において、その小型化，薄型化が急速に進み、電子部品10のリード13の狭ピッチ化が著しく、リードピッチは0.5mmから0.4mmへ、そして更に0.3mmピッチ以下のものまで出現してきている。
【０００９】
このような電子部品10を実装する基板11上のランド12も当然それに伴って狭ピッチに形成する必要があるが、現在のプリント基板製造技術では0.3mmピッチ以下のランドを形成することは容易であるものの、通常の0.5mmや0.4mmピッチで形成可能であったソルダーレジストは基板メーカー間で形成能力の差があり、全ての基板に対してこのような狭ピッチの形成が可能であるとは言えない。
【００１０】
そこで、ソルダーレジストが隣接するランド12，12間に形成されていない基板11を用いた狭ピッチ電子部品10の実装の場合、図９(a)に示すように基板11をマスク14に位置決めして重ね合わせた際に生じるランド12と開口部14aの位置ずれのために、スキージ16で開ロ部14aに充填されるクリーム半田15がランド12と開口部14aの隙間Ｘから流出し、図９(b)に示すように隣接するランド12の端部に接触してしまう。
【００１１】
このような状態で、図10(a)のように電子部品のリード13を対応するランド12上に載置し、リフローすると、図10(b)のＹに示すように隣接するランド12，12間が半田17で短絡してしまうおそれがあるという問題があった。
【００１２】
本発明は、前記従来の問題点を解決するものであり、ソルダーレジストが狭ピッチのランド間に形成されていない基板に対しても、そのリフロー後に隣接するランド間が半田で短絡することはなく、半田接合品質を向上させることができるようにした半田印刷に用いられるマスクおよび半田印刷装置を提供することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明に係る半田印刷に用いられるマスクは、半田印刷時において基板上に位置決めされて設置され、複数形成された開口部から前記基板のランド上に半田を印刷塗布する際に用いられるマスクであって、前記基板の互いに隣接する前記ランド間に対応する位置で、かつ隣接する前記開口部間の枠部の略中央部分の位置に、先端部が円弧形状の突起部をマスク本体と一体に形成したことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る半田印刷に用いられるマスクは、前記突起部の両側における前記枠部のいずれか一方が前記ランドに接触するように設置され、前記突起部により隣接するランド間で短絡を生じさせる半田の流出を防止することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係る半田印刷装置は、複数の開口部が形成されたマスクを使用して基板のランド上に半田を印刷塗布する半田印刷装置において、前記マスクが、前記基板の互いに隣接する前記ランド間に対応する位置で、かつ隣接する前記開口部間の枠部の略中央部分の位置に、先端部が円弧形状の突起部が一体に形成され、さらに前記突起部の両側における前記枠部のいずれか一方が前記ランドに接触するように設置され、前記突起部により隣接するランドとの間で短絡を生じさせる半田の流出を防止するものであることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係る半田印刷装置は、前記マスクの開口部の長さと前記ランドが略同一形状である場合、前記突起部の長さ寸法を、前記開口部の長さ寸法と略同一であるようにしたことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明に係る半田印刷装置は、前記マスクの開口部が前記ランドより小さい場合、前記突起部の長さ寸法を、前記開口部の長さ寸法と略同一であるようにしたことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明に係る半田印刷装置は、前記マスクの開口部が千鳥状に配置されている場合、前記突起部の長さ寸法を、隣接する開口部の長手方向両端部間にわたって延在する程度の寸法であるようにしたことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明に係る半田印刷装置は、前記突起部の高さを、前記ランドの高さ以下であるようにしたことを特徴とする。
【００２０】
また、本発明に係る半田印刷装置は、前記突起部の高さをｈとし、前記ランドの高さをＨとしたとき、(Ｈ−ｈ)の値を前記半田内の金属における平均粒径以下の値であるようにしたことを特徴とする。
【００２１】
また、本発明に係る半田印刷装置は、前記マスクの開口部の幅寸法を、前記ランドの幅寸法以下であるようにしたことを特徴とする。
【００２２】
そして、本発明に係る前記マスク，装置を用いることにより、ソルダーレジストがランド間に形成されていない基板とマスクの位置合わせ時に、ランドと開口部の位置ずれにより隙間が生じた場合でも、突起部をマスクの隣接する開口部間に配置して基板の互いに隣接するランド間に位置させることにより、突起部により半田が隣接するランドの端部に接触することを防ぐことができ、リフロー後に隣接するランド間が半田で短絡することをなくすことができる。
【００２３】
また、突起部をマスク本体と一体構造としたマスクを用いることにより、突起部の強度が高いので外的応力に対して強靱で、破損等に対して強く、耐久性があり、長期間使用することができる。
【００２４】
また、先端部が円弧形状の突起部が隣接する開口部間における枠部の略中央部分の位置に形成され、さらに突起部の両側における枠部のいずれか一方がランドに接触するため、前記の位置ずれがマスクの幅方向のいずれ側に生じても対応することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る半田印刷に用いられるマスクおよび半田印刷装置に好適な実施の形態について図面を参照しつつ説明するが、実装対象となる電子部品の構成、その他は、前記図８(a)，(b)に示したものと同様である。
【００２６】
図１(a)，(b)は本発明に係る半田印刷に用いられるマスクの一実施形態および半田印刷方法を説明するためのクリーム半田印刷塗布工程中の基板の縦断面図、図２(a)，(b)は電子部品の装着およびリフロー工程中の基板の縦断面図であり、１は基板、２はランド、３は電子部品のリード、４はマスク、５はクリーム半田、６はスキージ、７は溶着した半田を示している。
【００２７】
図３は本発明に係る半田印刷に用いられるマスクの一実施形態および半田印刷方法の一実施形態を採用したクリーム半田印刷装置の全体斜視図、図４は図３の装置における要部を示す構成図であり、100は装置本体、110は基板１およびマスク４等が載置される載置台部、120は、右方向印刷用のスキージ121と左方向印刷用のスキージ122とを備え、印刷方向に応じてスキージ121，122を降下させて使用可能にするスキージヘッド、130は基板１およびマスク４等や、それらの位置を認識するための認識センサ部、140はオペレータからのデータを入力し、各部をコントロールするためのコントロール部である。
【００２８】
図１(a)において、基板１の表面には多数の短冊状のランド２が0.3mmピッチ程度の狭ピッチで形成されている。隣接するランド２，２間にはソルダーレジストは形成されていない。本発明の特徴であるマスク４の基板面側には基板１の隣接するランド２，２間に対応した位置に、隣接するランド２との間で短絡を生じさせるクリーム半田５の流出を防止する突起部４bが形成されている。
【００２９】
マスク４の突起部４bの形成方法は、公知の方法、例えば板状の金属をエッチングしたり、メッキの要領でベースプレート上に金属を積層したり(以下、フルアディティブという)してマスクを形成した後、突起部４bを接着、または接合することにより形成することもできるが、複合構造にすると破損等、耐久性が低下するおそれがあるので一体構造である方が好ましい。
【００３０】
さらに一体構造で突起部４bを有するマスク４としては、突起部４bの厚みを含めたマスクを製作した後、突起部４bを残すようにして所望のマスク厚までエッチングする方法や、フルアディティブで製作する際にベースプレートにあらかじめ突起部４bに対応した凹部をエッチングや機械加工で形成しておき、そのベースプレート上に金属を積層する方法等により形成することができる。
【００３１】
次に、前記構成のマスク４を用いた前記クリーム半田印刷装置による実装方法を説明する。
【００３２】
まず、前記構成の基板１とマスク４を位置決めして重ね合わせ、スキージ６をマスク４上に適正な印圧で接触させた状態で印刷方向に沿って直線移動させ、クリーム半田５をマスク４の開ロ部４aに充填させた後、基板１をマスク４から版離れさせることにより、マスク４を介して基板１上にクリーム半田５を印刷塗布する。
【００３３】
この際、ランド２とマスク４の開口部４aの位置ずれのために隙間Ｘが発生し、クリーム半田５をスキージ６で開口部４aに充填する時にクリーム半田５が流出することがあっても突起部４bで止まるため、図１(b)に示すように隣接するランド２の端部に接触することなく、クリーム半田５が印刷塗布される。
【００３４】
次に、装着用ノズルにより電子部品を吸着して図２(a)に示すように、電子部品のリード３は対応するランド２上に載置されるように装着され、この電子部品のリード３は、ランド２に印刷塗布されたクリーム半田５上に載せられて、その粘着力により保持され、次の工程に進む。
【００３５】
最後に熱風や赤外線ヒータ等の熱源により加熱して、前工程で印刷塗布を行ったクリーム半田５を溶融し、電子部品のリード３をランド２に半田接合する。この際、クリーム半田５が隣接するランド２の端部に接触していないので、クリーム半田５の印刷工程時に基板１とマスク４の位置合わせが多少ずれた場合でも、リフロー後に隣接するランド２，２間が半田で短絡するおそれがなく、確実に実装される。
【００３６】
なお、図５に示すように、マスク４の開口部４aとランド２とが略同一形状の場合には、クリーム半田の流出によるランドとの接触を確実に防止するため、マスク４の突起部４bは開口部４aと略同一の長さ寸法とし、その幅方向においては、隣接する開口部４a間の枠部４cの略中央部分に位置するようにするのが好ましい。
【００３７】
この図５のような場合には、左端部の開口部４aの左側には隣接する開口部４aが存在しないため、突起部４bは不要である。
【００３８】
また、図６に示すように、マスク40の開口部40aがランド20より小さい場合には、クリーム半田の流出によるランドとの接触を確実に防止するため、突起部40bは開口部40aと大略同一長さ寸法とするのが好ましい。また１つの開口部40aの両側に突起部40bを配置するのが好ましい。
【００３９】
以上の説明では、マスク４の開口部４aの寸法はランド２の寸法と同等程度あるいは若干小さい寸法の場合を説明したが、狭ピッチ化に伴って、図７に示すように、印刷工程時のクリーム半田のマスク400の開口部400aからの抜け性を向上させる目的でランド２の寸法よりもマスク開口寸法を広くしたパターンを千鳥状に配置して、印刷塗布を行う場合がある。
【００４０】
このような場合においても、突起部400bの長さ寸法は、クリーム半田の流出によるランドとの接触を確実に防止するため、隣接する開口部400aの長手方向の両端部間にわたって延在する程度の寸法を有するように形成すればよい。このようにすれば、前記と同様にマスク400の突起部400bにより隣接するランド２の端部に接触することなくクリーム半田５が印刷塗布されるので、リフロー後に隣接するランド間が半田で短絡することはなく確実に実装される。
【００４１】
また、各突起部４b，40b，400bの高さ(厚さ)ｈは、ランド２，20の高さ(厚さ)Ｈ以下とするのが好ましい(図１(ａ)参照)。より好ましくは、両者の差(Ｈ−ｈ)の値がクリーム半田５内に存在する金属の平均粒径以下となるようにするとよい。例えばＱＦＰ用のクリーム半田では平均金属粒径が30μmならば、前記差(Ｈ−ｈ)は30μm以下とする。
【００４２】
このようにするのは、突起部４b，40b，400bの高さがそのような値より小さい場合には、突起部４b，40b，400bと基板１の表面との間の隙間が大きくなり過ぎて、クリーム半田５の流出が防止できなくなるからである。また、隣接ランド２，２間で短絡を生じさせるクリーム半田５の流出を確実に防止するため、開口部４a，40a，400aの幅寸法をランド２，20の幅寸法以下とするのが好ましいとともに、突起部４b，40b，400bを、その幅方向において隣接する開口部４a，40a，400aの枠部４c，40c，400cの略中央部分に位置させ、かつ、突起部４b，40b，400bの両側の枠部４c，40c，400cのいずれか一方が必ず前記ランド２，20に接触するようにするのが好ましい。これは突起部４b，40b，400bを枠部４c，40c，400cの略中央部分に配置することにより、マスク４，40，400が幅方向いずれの側に位置ずれしても対応できるようにするためである。
【００４３】
【発明の効果】
以上のように、本発明の半田印刷に用いられるマスクおよび半田印刷装置によれば、ソルダーレジストがランド間に形成されていない基板とマスクの位置合わせ時にランドと開口部の位置がずれて隙間が生じた場合や、ランド寸法よりも開口寸法を広くした場合でも、隣接する開口部間に突起部を配置したことにより、半田が隣接するランドの端部に接触することがないので、リフロー後に隣接するランド間が半田で短絡することはなく、狭ピッチの電子部品でも高品質な半田接合を確保することができる。
【００４４】
また、マスクにおける基板面側の突起部はマスク本体と一体構造であって強度が高いので、外的応力に対して強靭で、破損等に対して強く、耐久性があり、長期間使用することができるという効果がある。
【００４５】
また、先端部が円弧形状の突起部が隣接する開口部間における枠部の略中央部分の位置に形成され、さらに突起部の両側における枠部のいずれか一方がランドに接触するため、前記の位置ずれがマスクの幅方向のいずれ側に生じても対応することができるなどの実際上の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】(a)および(b)は、それぞれ、本発明の一実施形態を説明するためのクリーム半田印刷塗布工程中の基板の縦断面図である。
【図２】(a)および(b)は、それぞれ、本発明の一実施形態を説明するための電子部品装着工程およびリフロー工程中の基板の縦断面図である。
【図３】本発明の半田印刷装置の全体を示す斜視図である。
【図４】図３の装置における要部の構成図である。
【図５】図１，図２におけるマスクの開口部(斜線部分)とランドの配置関係を示す拡大平面図である。
【図６】マスクの開口部(斜線部分)とランドの配置関係における他例を示す拡大平面図である。
【図７】マスクの開口部(斜線部分)とランドの配置関係のさらに他例を示す拡大平面図である。
【図８】(a)および(b)は、それぞれ一般的な電子部品の基板への実装状態を示す平面図および縦断面図である。
【図９】(a)および(b)は、それぞれ従来の電子部品実装方法におけるクリーム半田印刷塗布工程中の基板の縦断面図である。
【図１０】(a)および(b)は、それぞれ従来の電子部品実装方法における電子部品装着工程およびリフロー工程中の基板の縦断面図である。
【符号の説明】
１…基板、２…ランド、３…電子部品のリード、４，40，400…マスク、４a，40a，400a…開口部、４b，40b，400b…突起部、４c，40c，400c…枠部、５…クリーム半田、６…スキージ、 100…装置本体、 120…スキージヘッド、 121，122…スキージ、Ｘ…隙間。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a mask and a solder printing apparatus used for solder printing, and particularly to solder printing when mounting an electronic component having a large number of leads at a narrow pitch on a substrate such as a printed board.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, there are various methods for mounting an electronic component having a plurality of leads protruding in parallel in two or four directions on a substrate having a land corresponding to the lead formed on the surface. In the following, an example will be described with reference to the drawings.
[0003]
8 (a) and 8 (b) are a plan view and a longitudinal sectional view showing a mounting state of a general electronic component on a substrate, and FIGS. 9 (a) and 9 (b) are substrates in a conventional cream solder printing application process. 10A and 10B are longitudinal sectional views of the substrate during the mounting and reflow process of the electronic component.
[0004]
In each figure, 10 is an electronic component, 11 is a board, 12 is a land, 13 is an electronic component lead, 14 is a mask, 15 is a cream solder, 16 is a squeegee, 17 is a solder that short-circuits between the lands 12 and 12 ing.
[0005]
First, as shown in FIG. 9A, in the cream solder printing application process performed first, the mask 14 is positioned and superimposed on the substrate 11, and the squeegee 16 is brought into contact with the mask 14 with an appropriate printing pressure. In this state, the substrate is moved linearly along the printing direction, the cream solder 15 is filled in the openings 14a of the mask 14, and then the substrate 11 is separated from the mask 14 to thereby remove the mask 14 as shown in FIG. The cream solder 15 is printed and applied onto the substrate 11 via
[0006]
In the next electronic component mounting step, the electronic component 10 is sucked by the mounting nozzle so that the lead 13 of the electronic component 10 is placed on the corresponding land 12 as shown in FIG. The electronic component 10 is fixed by mounting and mounting the lead 13 of the electronic component 10 on the cream solder 15 printed on the land 12 and holding the lead 13 of the electronic component 10 by its adhesive force. Then proceed to the next step.
[0007]
In the last reflow process, the lead 13 portion of the electronic component 10 is heated by a heat source such as hot air or an infrared heater to melt the cream solder 15 that has been printed and applied in the previous step, and the lead 13 of the electronic component is melted. Are soldered to the lands 12.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in recent years, electronic components 10 such as IC package components have been rapidly reduced in size and thickness, the pitch of leads 13 of electronic components 10 has been significantly narrowed, the lead pitch has been changed from 0.5 mm to 0.4 mm, and further Even those below 0.3mm pitch have appeared.
[0009]
Naturally, the lands 12 on the board 11 on which the electronic component 10 is mounted need to be formed with a narrow pitch, but with the current printed circuit board manufacturing technology, it is easy to form lands with a pitch of 0.3 mm or less. Although there are solder resists that can be formed at normal 0.5 mm and 0.4 mm pitches, there is a difference in forming ability among board manufacturers, and it is possible to form such narrow pitches on all boards. I can not say.
[0010]
Therefore, in the case of mounting the narrow pitch electronic component 10 using the substrate 11 where the solder resist is not formed between the adjacent lands 12, 12, the substrate 11 is positioned on the mask 14 as shown in FIG. Due to the positional deviation between the land 12 and the opening 14a generated when they are superimposed, the cream solder 15 filled in the opening 14a with the squeegee 16 flows out from the gap X between the land 12 and the opening 14a, and FIG. As shown in b), it comes into contact with the end of the adjacent land 12.
[0011]
In this state, when the electronic component lead 13 is placed on the corresponding land 12 as shown in FIG. 10 (a) and reflowed, the adjacent lands 12 and 12 as shown by Y in FIG. 10 (b). There is a problem that the gap may be short-circuited by the solder 17.
[0012]
The present invention solves the above-described conventional problems, and even when a solder resist is not formed between lands having a narrow pitch, adjacent lands are not short-circuited by solder after the reflow. It is an object of the present invention to provide a mask and a solder printing apparatus used for solder printing that can improve the solder joint quality.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a mask used for solder printing according to the present invention is positioned and installed on a substrate at the time of solder printing, and prints and applies solder onto a land of the substrate through a plurality of openings. A protrusion used with a circular arc at the tip at a position corresponding to the adjacent lands of the substrate and at a substantially central portion of the frame between the adjacent openings. Is formed integrally with the mask body.
[0014]
In addition, the mask used for solder printing according to the present invention is installed so that one of the frame portions on both sides of the protruding portion is in contact with the land, and the protruding portion causes a short circuit between adjacent lands. It is characterized by preventing outflow of solder.
[0015]
Further, the solder printing apparatus according to the present invention is a solder printing apparatus that prints and applies solder onto a land of a substrate using a mask in which a plurality of openings are formed, wherein the masks are adjacent to each other on the substrate. A protrusion having an arcuate tip is integrally formed at a position corresponding to between the lands and at a substantially central portion of the frame between adjacent openings, and the frame on both sides of the protrusion. Any one of these is installed in contact with the land, and the protrusion prevents the outflow of solder that causes a short circuit between adjacent lands.
[0016]
In the solder printing apparatus according to the present invention, when the length of the opening of the mask and the land have substantially the same shape, the length of the protrusion is substantially the same as the length of the opening. It is characterized by doing so.
[0017]
In the solder printing apparatus according to the present invention, when the opening of the mask is smaller than the land, the length of the protrusion is substantially the same as the length of the opening. And
[0018]
Further, in the solder printing apparatus according to the present invention, when the openings of the mask are arranged in a staggered manner, the length dimension of the protrusion extends between both longitudinal ends of the adjacent openings. It is characterized by the fact that the dimensions are as follows.
[0019]
The solder printing apparatus according to the present invention is characterized in that a height of the protruding portion is equal to or less than a height of the land.
[0020]
In the solder printing apparatus according to the present invention, when the height of the protrusion is h and the height of the land is H, the value of (H−h) is equal to or less than the average particle diameter of the metal in the solder. It is characterized by having a value of.
[0021]
The solder printing apparatus according to the present invention is characterized in that a width dimension of the opening of the mask is equal to or less than a width dimension of the land.
[0022]
Further, by using the mask and apparatus according to the present invention, even when a gap is generated due to the positional deviation between the land and the opening when the mask is aligned with the substrate on which the solder resist is not formed between the lands, the protruding portion Is placed between adjacent lands on the mask and positioned between adjacent lands on the substrate, so that the protrusions can prevent the solder from coming into contact with the ends of the adjacent lands and are adjacent after reflow. It is possible to eliminate a short circuit between the lands with solder.
[0023]
In addition, by using a mask in which the protrusion is integrated with the mask body, the protrusion has high strength, so it is strong against external stress, strong against damage, etc., durable, and used for a long time. be able to.
[0024]
In addition, since the protruding portion having a circular arc shape is formed at the position of the substantially central portion of the frame portion between the adjacent openings, and either one of the frame portions on both sides of the protruding portion is in contact with the land, It is possible to cope with any misalignment occurring on either side of the width direction of the mask.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a preferred embodiment of a mask and a solder printing apparatus used for solder printing according to the present invention will be described with reference to the drawings. The configuration of an electronic component to be mounted and the other components are described with reference to FIG. , (B).
[0026]
FIGS. 1A and 1B are longitudinal sectional views of a substrate during a cream solder printing application process for explaining an embodiment of a mask used for solder printing and a solder printing method according to the present invention, and FIG. ), (B) are longitudinal sectional views of the substrate during the mounting and reflow process of the electronic component, wherein 1 is the substrate, 2 is the land, 3 is the lead of the electronic component, 4 is the mask, 5 is the cream solder, and 6 is the squeegee , 7 indicate the welded solder.
[0027]
FIG. 3 is an overall perspective view of a cream solder printing apparatus adopting an embodiment of a mask and an embodiment of a solder printing method used for solder printing according to the present invention, and FIG. 4 is a configuration showing a main part of the apparatus of FIG. In the figure, 100 is an apparatus main body, 110 is a mounting table portion on which the substrate 1 and the mask 4 and the like are mounted, and 120 includes a squeegee 121 for right direction printing and a squeegee 122 for left direction printing. Squeegee heads that can be used by lowering squeegees 121 and 122 according to the above, 130 is a recognition sensor unit for recognizing the positions of the substrate 1 and the mask 4, etc., 140 is input data from the operator, It is a control part for controlling each part.
[0028]
In FIG. 1A, a large number of strip-like lands 2 are formed on the surface of a substrate 1 with a narrow pitch of about 0.3 mm. No solder resist is formed between adjacent lands 2 and 2. On the substrate surface side of the mask 4 which is a feature of the present invention, the outflow of the cream solder 5 causing a short circuit between the adjacent lands 2 is prevented at a position corresponding to the adjacent lands 2 and 2 of the substrate 1. A protrusion 4b is formed.
[0029]
A method for forming the protrusion 4b of the mask 4 is a known method, for example, etching a plate-like metal or laminating a metal on a base plate in the manner of plating (hereinafter referred to as full additive) to form a mask. Thereafter, the protrusion 4b can be formed by bonding or bonding, but if it is made into a composite structure, durability such as breakage may be reduced, so that it is preferably an integral structure.
[0030]
Further, as the mask 4 having the protrusion 4b in an integrated structure, a mask including the thickness of the protrusion 4b is manufactured and then etched to a desired mask thickness so as to leave the protrusion 4b, or manufactured in a full additive manner. In this case, a recess corresponding to the protrusion 4b is formed in the base plate in advance by etching or machining, and a metal is laminated on the base plate.
[0031]
Next, a mounting method by the cream solder printing apparatus using the mask 4 having the above configuration will be described.
[0032]
First, the substrate 1 and the mask 4 having the above-described structure are positioned and overlapped, and the squeegee 6 is linearly moved along the printing direction in a state where the squeegee 6 is brought into contact with the mask 4 with an appropriate printing pressure. After filling the opening 4a, the solder paste 5 is printed on the substrate 1 through the mask 4 by separating the plate from the mask 4.
[0033]
At this time, a gap X is generated due to the positional deviation between the land 2 and the opening 4 a of the mask 4, and the cream solder 5 flows out when the cream solder 5 is filled into the opening 4 a with the squeegee 6. Since it stops at the portion 4b, the cream solder 5 is printed and applied without contacting the end of the adjacent land 2 as shown in FIG. 1 (b).
[0034]
Next, the electronic component is sucked by the mounting nozzle, and the electronic component lead 3 is mounted so as to be placed on the corresponding land 2 as shown in FIG. Is placed on the cream solder 5 printed on the land 2 and held by its adhesive force, and proceeds to the next step.
[0035]
Finally, heat is applied by a heat source such as hot air or an infrared heater to melt the cream solder 5 that has been printed and applied in the previous process, and solder the lead 3 of the electronic component to the land 2. At this time, since the cream solder 5 is not in contact with the end portion of the adjacent land 2, even when the alignment of the substrate 1 and the mask 4 is slightly shifted during the printing process of the cream solder 5, There is no risk of short-circuiting between the two with solder, and mounting is ensured.
[0036]
As shown in FIG. 5, when the opening 4a of the mask 4 and the land 2 have substantially the same shape, the protrusion 4b of the mask 4 is surely prevented from coming into contact with the land due to the outflow of cream solder. Is substantially the same length as the opening 4a, and is preferably positioned at the substantially central portion of the frame 4c between the adjacent openings 4a in the width direction.
[0037]
In the case as shown in FIG. 5, since the adjacent opening 4a does not exist on the left side of the opening 4a at the left end, the protrusion 4b is unnecessary.
[0038]
Further, as shown in FIG. 6, when the opening 40a of the mask 40 is smaller than the land 20, the protrusion 40b is substantially the same as the opening 40a in order to reliably prevent contact with the land due to the outflow of cream solder. The length dimension is preferred. Moreover, it is preferable to arrange the protrusions 40b on both sides of one opening 40a.
[0039]
In the above description, the case where the size of the opening 4a of the mask 4 is the same as or slightly smaller than the size of the land 2 has been described. However, as the pitch becomes narrower, as shown in FIG. In some cases, a pattern having a mask opening size wider than the size of the land 2 is arranged in a zigzag pattern for the purpose of improving the ability of the cream solder mask 400 to be removed from the opening 400a.
[0040]
Even in such a case, the length dimension of the protrusion 400b is such that it extends between both ends in the longitudinal direction of the adjacent opening 400a in order to reliably prevent contact with the land due to the outflow of cream solder. What is necessary is just to form so that it may have a dimension. By doing so, the cream solder 5 is printed and applied without contacting the end of the adjacent land 2 by the protrusion 400b of the mask 400 as described above, and therefore, the adjacent lands are short-circuited by solder after reflow. It is implemented reliably.
[0041]
The height (thickness) h of each protrusion 4b, 40b, 400b is preferably set to be equal to or less than the height (thickness) H of the lands 2 and 20 (see FIG. 1A). More preferably, the value of the difference (H−h) between them is set to be equal to or less than the average particle diameter of the metal present in the cream solder 5. For example, in the case of cream solder for QFP, if the average metal particle size is 30 μm, the difference (H−h) is 30 μm or less.
[0042]
This is because, when the height of the protrusions 4b, 40b, 400b is smaller than such a value, the gap between the protrusions 4b, 40b, 400b and the surface of the substrate 1 becomes too large. This is because the outflow of the cream solder 5 cannot be prevented. Further, in order to reliably prevent the outflow of the cream solder 5 that causes a short circuit between the adjacent lands 2 and 2, it is preferable that the width dimension of the openings 4a, 40a, and 400a is made smaller than the width dimension of the lands 2 and 20. The protrusions 4b, 40b, and 400b are positioned substantially at the center of the frame parts 4c, 40c, and 400c of the openings 4a, 40a, and 400a adjacent in the width direction, and both sides of the protrusions 4b, 40b, and 400b It is preferable that any one of the frame portions 4c, 40c, and 400c be in contact with the lands 2 and 20 without fail. This is because the protrusions 4b, 40b, and 400b are arranged at substantially the center of the frame portions 4c, 40c, and 400c, so that the masks 4, 40, and 400 can cope with any displacement in the width direction. Because.
[0043]
【The invention's effect】
As described above, according to the mask and the solder printing apparatus used in the solder printing of the present invention, the position of the land and the opening is shifted and the gap is not formed when aligning the substrate and the mask on which the solder resist is not formed between the lands. Even if it occurs or when the opening size is wider than the land size, the protrusions are arranged between the adjacent openings, so that the solder does not contact the end of the adjacent land. There is no short circuit between the lands to be soldered, and high-quality solder joints can be ensured even with electronic components with a narrow pitch.
[0044]
Also, the protrusion on the substrate surface side of the mask is integrated with the mask body and has high strength, so it is strong against external stress, strong against damage, durable, and used for a long time. There is an effect that can be.
[0045]
In addition, since the protruding portion having a circular arc shape is formed at the position of the substantially central portion of the frame portion between the adjacent openings, and either one of the frame portions on both sides of the protruding portion is in contact with the land, There is an actual effect such that it is possible to cope with any positional deviation occurring on either side of the width direction of the mask.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A and 1B are longitudinal sectional views of a substrate during a cream solder printing application process for explaining an embodiment of the present invention, respectively.
FIGS. 2A and 2B are longitudinal sectional views of a substrate during an electronic component mounting process and a reflow process, respectively, for explaining an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a perspective view showing the entire solder printing apparatus of the present invention.
4 is a configuration diagram of a main part in the apparatus of FIG. 3;
5 is an enlarged plan view showing the positional relationship between the openings (shaded portions) of the mask and the lands in FIGS. 1 and 2. FIG.
FIG. 6 is an enlarged plan view showing another example of the arrangement relationship between the opening (shaded portion) of the mask and the land.
FIG. 7 is an enlarged plan view showing still another example of the positional relationship between the opening (shaded portion) of the mask and the land.
FIGS. 8A and 8B are a plan view and a longitudinal sectional view, respectively, showing a mounting state of a general electronic component on a substrate.
FIGS. 9A and 9B are longitudinal sectional views of a substrate during a cream solder printing application process in a conventional electronic component mounting method, respectively.
FIGS. 10A and 10B are longitudinal sectional views of a substrate during an electronic component mounting process and a reflow process in a conventional electronic component mounting method, respectively.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Board | substrate, 2 ... Land, 3 ... Electronic component lead 4, 40, 400 ... Mask, 4a, 40a, 400a ... Opening part, 4b, 40b, 400b ... Projection part, 4c, 40c, 400c ... Frame part, 5 ... Cream solder, 6 ... Squeegee, 100 ... Main unit, 120 ... Squeegee head, 121, 122 ... Squeegee, X ... Gap.

Claims

Placed is positioned on the substrate at the time of solder printing, a mask used when the semi-field print applied onto a plurality formed opening in the substrate land,
In the position corresponding to between the lands that are adjacent to each other of the substrate, and the position of the substantially central portion of the frame portion between adjacent said opening, the distal end portion is formed a protruding portion of an arc shape in the mask body and integrally masks used Handa printing you characterized.

And characterized in that to prevent the frame one of the portions is placed in contact with the land, outflow of Handa that cause short-circuit between adjacent run soil by the projections on both sides of the protrusion The mask used for solder printing according to claim 1 .

In a solder printing apparatus for printing and applying solder on a land of a substrate using a mask in which a plurality of openings are formed,
A protrusion having an arcuate tip is formed integrally with the mask at a position corresponding to the lands adjacent to each other on the substrate and at a substantially central position of the frame between the adjacent openings. Furthermore, either one of the frame portions on both sides of the projection is installed so as to contact the land, and the projection prevents the outflow of solder that causes a short circuit between adjacent lands. A solder printing apparatus characterized by the above .

4. The length dimension of the projection is made substantially the same as the length dimension of the opening when the length of the opening of the mask and the land have substantially the same shape. Handa printing device as claimed.

If the opening of the mask is smaller than the land, the length dimension of the protrusion, Handa printing apparatus according to claim 3, characterized in that as is substantially the same as the length dimension of the opening .

When the openings of the mask are arranged in a staggered manner, the length dimension of the protrusions is a dimension that extends between both longitudinal ends of adjacent openings. Handa printing apparatus according to claim 3 wherein.

The height of the protrusions, Handa printing apparatus according to any one of claims 3-5, characterized in that as is below the height of the land.

When the height of the protrusion is h and the height of the land is H, the value of ( H−h ) is set to a value equal to or less than the average particle diameter of the metal in the solder. Handa printing apparatus according to claim 7 wherein.

The width of the opening of the mask, Handa printing apparatus according to any one of claims 3-7, characterized in that as is less than the width dimension of the lands.