JP3797140B2 - 端面電極の形成方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、端面電極の形成方法に関し、特に、たとえば、モジュール部品などのような電子部品を搭載した基板の端面に半田による端面電極を形成するための、端面電極の形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図９は、従来の端面電極の形成方法に用いられる親基板の一例を示す平面図である。親基板１には、複数の直線状の間隙２が形成される。これらの間隙２によって、親基板１には、複数の矩形のモジュール用基板３が形成され、その周囲に捨て基板４が形成される。間隙２を介して捨て基板４に対向するモジュール用基板３の端面には、間隔を隔てて複数の側面電極５が形成される。モジュール用基板３上には、電極パターン（図示せず）が形成される。そして、モジュール用基板３上に電子部品（図示せず）が搭載されて、電子部品と電極パターンとが接続され、回路が形成される。形成された回路を外部回路に接続するために、モジュール用基板３の端部に形成された側面電極５に電極パターンが接続される。
【０００３】
モジュール用基板３の側面電極５には、半田によって、親基板１に対して凸状の端面電極が形成される。そのため、図１０に示すように、親基板１上に固形半田を固定するための固定用治具６が載置される。なお、親基板１には、予めフラックスが塗布される。固定用治具６には、側面電極５に対応した位置に貫通孔７が形成され、この貫通孔７に球状の固形半田８が挿入される。この状態で加熱することにより、固形半田８は溶融し、側面電極５に垂れ下がった状態となる。そののち、親基板１を冷却することにより、図１１に示すように、側面電極５に、半田による端面電極９が形成される。
【０００４】
端面電極９が形成されたのち、親基板１をカットすることにより、複数のモジュール部品が得られる。このとき、捨て基板４は除去される。このようにして得られたモジュール部品をマザーボード上に実装する際に、マザーボードに形成された電極上に端面電極９が載置され、リフローによって、マザーボードとモジュール部品とが接続される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、親基板に固定用治具を重ねた状態で、固形半田を溶融するために加熱されるため、固定用治具に熱変形が発生する場合がある。また、熱処理を行うときに、フラックスが固定用治具に付着する場合がある。このように、固定用治具が変形したり、フラックスが固定用治具に付着したりすると、端面電極の形成不良が発生する。
【０００６】
それゆえに、この発明の主たる目的は、固形半田を保持するための固定用治具を用いることなく、正確な位置に固形半田を保持した基板を熱処理することができる、端面電極の形成方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は、間隙を有し、間隙を介して対向する端部の一方に側面電極が形成された基板を準備する工程と、側面電極が形成された部分に対応して固形半田を振込むための振込み孔が形成された振込みプレートを準備する工程と、基板上に振込みプレートを重ね合わせる工程と、振込みプレートの振込み孔から固形半田を間隙に振込む工程と、振込みプレートの上から固形半田を間隙に圧入する工程と、固形半田が圧入された基板を加熱して固形半田を溶融することにより基板の面に対して凸状の端面電極を側面電極に形成する工程とを含む、端面電極の形成方法である。
このような端面電極の形成方法において、基板上に振込みプレートを重ね合わせた後、振込みプレートの上からローラで固形半田を間隙に圧入することができる。
また、基板上に振込みプレートを重ね合わせた後、振込みプレートの上から平板で固形半田を間隙に圧入してもよい。
また、基板上に振込みプレートを重ね合わせた後、振込み孔に対応する突起部を有するプレス板を用いて、突起部を振込み孔に挿入することにより固形半田を間隙に圧入することもできる。
ローラや平板を用いて固形半田を基板に圧入する場合、固形半田が基板の間隙に圧入された後、振込みプレートを取り外し、固形半田上から本プレスにより再度の圧入を行なうことが好ましい。
【０００８】
振込み孔が形成された振込みプレートを用いることにより、側面電極が形成された位置において、基板の間隙に固形半田を振込むことができる。この状態で、振込みプレートの上から固形半田を間隙内に圧入することにより、正確な位置に固形半田を保持することができる。その後、基板を熱処理することにより、固形半田が溶融し、基板に対して凸状の端面電極が形成される。固形半田が基板の正確な位置に圧入されているため、基板の熱処理時に、固形半田を固定するための治具を用いる必要がない。そのため、固定用の治具の反りなどによる影響をなくし、端面電極の形成不良を低減することができる。
固形半田の圧入は、振込みプレートの上からローラで固形半田を間隙に圧入してもよいし、平板を用いて固形半田を間隙に圧入してもよい。また、振込みプレートの振込み孔に対応した部分に突起部が形成されたプレス板を用いて、振込み孔に突起部を挿入することにより、固形半田を間隙に圧入してもよい。
振込みプレートの上からの圧入だけでは不十分な場合、振込みプレートを取り外して、固形半田が完全に間隙内に圧入されるように本プレスを行なってもよい。
【０００９】
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明の実施の形態の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の端面電極の形成方法に用いられる親基板の一例を示す平面図である。親基板１０には、必要とするモジュール基板の外形に沿って、複数の直線状の間隙１２が形成される。これらの間隙１２によって、複数の矩形のモジュール用基板１４が形成され、その周囲に捨て基板１６が形成される。親基板１０としては、たとえば厚み０．７ｍｍのものが用いられ、間隙１２としては、たとえば０．８５ｍｍのものが形成される。
【００１１】
モジュール用基板１４の間隙１２側の端部には、間隔を隔てて複数の半円状の凹部１８が形成される。凹部１８としては、たとえば０．７ｍｍの直径を有するものが形成される。凹部１８には、その端面から１つの主面または両主面に回り込むようにして、側面電極２０が形成される。モジュール用基板１４の一方面上には、電極パターン（図示せず）が形成され、この電極パターンに電子部品（図示せず）が取り付けられて、複数の回路が形成される。そして、形成された回路を外部回路に接続するために、電極パターンが側面電極２０に接続される。これらの複数の回路をカットすることにより、複数のモジュール部品が形成される。
【００１２】
最終的に得られるモジュール部品をマザーボードなどに実装するため、側面電極２０に半田による端面電極が形成されるが、そのため、図２に示すように、側面電極２０部分に、たとえば直径１．１ｍｍの球状の固形半田２２が載置される。このとき、側面電極２０に対応した位置に振込み孔２４ａが形成された振込みプレート２４が親基板１０に重ね合わされる。振込み孔２４ａの直径は、たとえば１．５ｍｍとなるように形成される。この振込みプレート２４の振込み孔２４ａに固形半田２２を振込むことにより、固形半田２２が側面電極２０部分に載置される。
【００１３】
親基板１０上に振込みプレート２４を重ねた状態で、図３に示すように、ローラ２６を一方向に移動または往復させることにより、固形半田２２が親基板１０の間隙１２内に圧入される。ここで、ローラ２６によって固形半田２２を間隙１２内に圧入するためには、固形半田２２が振込みプレート２４の上に突出している必要がある。そこで、振込みプレート２４としては、たとえば０．３ｍｍの厚みを有するものが用いられる。
【００１４】
ローラ２６としては、たとえば直径４０ｍｍのステンレス鋼製のハンドローラが用いられ、作業者によってローラ２６の移動が行なわれる。このとき、親基板１０の破損を防ぐために、親基板１０の下面には、プレス用下板２８が設けられる。なお、固形半田２２の数が多いと、１つの固形半田２２に加わる力が小さくなるため、完全に親基板１０内に固形半田２２を圧入することはできないが、親基板１０の間隙１２内で固形半田２２が動かない程度に圧入することができる。固形半田２２の圧入の程度は、たとえばローラ２６の移動回数を設定しておくことにより調整することができる。
【００１５】
次に、図４に示すように、振込みプレート２４が取り外され、機械的に圧力が加えられる平板状のプレス用上板３０を用いて、固形半田２２上から本プレスが行なわれる。本プレスは、たとえば固形半田１個当り９８Ｎの力で圧力を加えることにより行なわれる。この本プレスによって、固形半田２２が、親基板１０の間隙１２を塞ぐようにして、間隙１２内に充填される。
【００１６】
固形半田２２が親基板１０の間隙１２内に充填された後、図５に示すように、フラックス３２が塗布され、加熱することにより、固形半田２２が溶融して側面電極２０に付着する。このとき、親基板１０に反りなどが発生しないように、親基板１０の下面に、反り防止用治具３４を設けることが好ましい。反り防止用治具３４には、親基板１０の間隙１２に対応する位置に凹部３６が形成され、溶融した半田が反り防止用治具３４に付着しないようになっている。そして、溶融した半田が側面電極２０に付着したところで冷却することにより、図６に示すように、親基板１０の下面に凸状となる端面電極３８が形成される。
【００１７】
端面電極３８が形成された親基板１０には、ＩＣやその他の電子部品が搭載され、モジュール用基板１４と捨て基板１６とが分割されるようにカットすることにより、複数のモジュール部品が得られる。このとき、捨て基板１６は除去される。モジュール部品をマザーボードなどに実装する際には、端面電極３８がマザーボードの電極パターン上に載置され、リフローによってモジュール部品の側面電極２０とマザーボードの電極パターンとが半田付けされる。
【００１８】
このような端面電極の形成方法を採用すれば、振込みプレート２４の上からローラ２６によって固形半田２２が間隙１２内に圧入されるため、固形半田２２を所定の位置に確実に圧入することができる。したがって、熱処理を行って端面電極３８を形成する際に、固形半田２２を固定するための治具が不要となる。しかも、固形半田２２は所定の位置に圧入されているため、位置ずれすることなく、側面電極２０部分に確実に端面電極３８を形成することができる。
【００１９】
また、振込みプレート２４上から固形半田２２を圧入するには、図７に示すように、平板状のプレス用上板３０を用いて、機械的に圧力を加えてもよい。この場合、全ての固形半田２２に均一に力を加えることができ、短時間で作業を行なうことができる。なお、この場合においても、振込みプレート２４の厚み分だけ、固形半田２２が親基板１０上に突出した状態となるため、振込みプレート２４を取り除いた後、本プレスが行なわれる。上述のローラ２６を用いた場合や、プレス用上板３０を用いた場合において、熱処理時に溶融した半田が側面電極２０に付着するのであれば、必ずしも本プレスを行なう必要はない。
【００２０】
さらに、図８に示すように、突起部４０が形成されたプレス用上板３０を用いてもよい。突起部４０は、振込みプレート２４の振込み孔２４ａに対応する位置に形成される。そして、突起部４０を振込みプレート２４の振込み孔２４ａに挿入するようにして加圧することにより、固形半田２２を親基板１０の間隙１２内に圧入することができる。この場合、振込みプレート２４を取り除いて本プレスを行なうことなく、固形半田２２を間隙２４ａ内に完全に圧入することができる。このときの圧力としては、たとえば１個の固形半田２２について９８Ｎの圧力で圧入される。
【００２１】
また、突起部４０を有するプレス用上板３０を用いた場合、固形半田２２が振込みプレート２４の上に突出している必要はなく、親基板１０の厚み、固形半田２２の直径、振込みプレート２４の厚みなどにおいて、制約を緩和することができる。
【００２２】
このように、振込みプレート２４の上から固形半田２２に圧力を加えることにより、親基板１０の正確な位置に固形半田２２を圧入することができる。したがって、親基板１０の正確な位置に端面電極３８を形成することができる。そのため、端面電極３８の位置ずれなどを防ぐことができ、良品率を向上させることができる。また、固形半田２２が間隙１２内に圧入された状態で熱処理されるため、固形半田を保持するための固定用治具が不要であり、熱による固定用治具の変形の影響がなく、端面電極３８の形成不良を低減することができる。
【００２３】
なお、親基板１０に半円状の凹部１８が形成されたが、このような凹部は必ずしも形成される必要はない。つまり、親基板１０に形成された直線状の間隙１２に一定間隔で側面電極２０を形成したものであっても、振込みプレートによって、正確な位置に固形半田２２を振込むことができる。さらに、捨て基板１６側に凹部が形成されてもよい。このように、モジュール基板１４側や捨て基板１６側に凹部を形成することにより、固形半田２２の安定性を高めることができる。また、凹部の形状としては、半円状に限らず、三角形状や四角形状などの他の形状に形成してもよい。
【００２４】
【発明の効果】
この発明によれば、基板に端面電極を形成する際に、基板の正確な位置において、基板に形成された間隙に固形半田を圧入することができる。したがって、基板を熱処理して固形半田を溶融させるときに、固形半田を保持するための治具が不要となる。そのため、熱処理時に発生する固定用治具の反りなどの影響がなく、端面電極の形成不良の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の端面電極の形成方法が適用される親基板の一例を示す平面図である。
【図２】図１に示す親基板上に振り込み用治具を重ねて固形半田を載置した状態を示す断面図解図である。
【図３】図２に示す固形半田の上をローラで加圧する状態を示す断面図解図である。
【図４】親基板に固形半田をローラで圧入した後に、平板状のプレス用上板で本プレスする状態を示す断面図解図である。
【図５】図４に示す本プレスの後に、固形半田上にフラックスを塗布した状態を示す断面図解図である。
【図６】固形半田を圧入した親基板を熱処理して端面電極を形成した状態を示す断面図解図である。
【図７】図２に示す固形半田の上を平板状のプレス用上板で加圧する状態を示す断面図解図である。
【図８】図２に示す固形半田の上を突起部を有するプレス用上板で加圧する状態を示す断面図解図である。
【図９】従来の端面電極の形成方法に用いられる親基板の一例を示す平面図である。
【図１０】従来の方法で親基板上に固形半田を保持した状態を示す図解図である。
【図１１】従来の方法で側面電極に半田による端面電極を形成した状態を示す図解図である。
【符号の説明】
１０ 親基板
１２ 間隙
１４ モジュール用基板
１６ 捨て基板
１８ 凹部
２０ 側面電極
２２ 固形半田
２４ 振込みプレート
２４ａ 振込み孔
２６ ローラ
３０ プレス用上板
３８ 端面電極
４０ 突起部

Claims (5)

1. 間隙を有し、前記間隙を介して対向する端部の一方に側面電極が形成された基板を準備する工程、
   前記側面電極が形成された部分に対応して固形半田を振込むための振込み孔が形成された振込みプレートを準備する工程、
   前記基板上に前記振込みプレートを重ね合わせる工程、
   前記振込みプレートの前記振込み孔から固形半田を前記間隙に振込む工程、
   前記振込みプレートの上から前記固形半田を前記間隙に圧入する工程、および
   前記固形半田が圧入された前記基板を加熱して前記固形半田を溶融することにより前記基板の面に対して凸状の端面電極を前記側面電極に形成する工程を含む、端面電極の形成方法。
2. 前記基板上に前記振込みプレートを重ね合わせた後、前記振込みプレートの上からローラで前記固形半田が前記間隙に圧入される、請求項１に記載の端面電極の形成方法。
3. 前記基板上に前記振込みプレートを重ね合わせた後、前記振込みプレートの上から平板で前記固形半田が前記間隙に圧入される、請求項１に記載の端面電極の形成方法。
4. 前記基板上に前記振込みプレートを重ね合わせた後、前記振込み孔に対応する突起部を有するプレス板を用いて、前記突起部を前記振込み孔に挿入することにより前記固形半田が前記間隙に圧入される、請求項１に記載の端面電極の形成方法。
5. 前記固形半田が前記基板の前記間隙に圧入された後、前記振込みプレートを取り外し、前記固形半田上から本プレスにより再度の圧入が行なわれる、請求項２または請求項３に記載の端面電極の形成方法。

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