JP4017308B2

JP4017308B2 - 電子部品実装方法

Info

Publication number: JP4017308B2
Application number: JP2000019494A
Authority: JP
Inventors: 大山内; 秀規宮川; 義則和田; 洋一中村; 和弘森
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-01-28
Filing date: 2000-01-28
Publication date: 2007-12-05
Anticipated expiration: 2020-01-28
Also published as: JP2001210944A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、チップ状電子部品と部品本体からリードが突出状態に設けられたリード付き電子部品とを混載状態で回路基板に実装する場合の電子部品実装方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
回路基板に実装される電子部品には、チップ状電子部品の他に、部品本体の端面から複数本のリードが突出したアキシャルリード付き部品やラジアルリード付き部品などのリード付き電子部品が存在し、このようなリード付き電子部品は、安価であることから、大量に市場に出回っている。このリード付き電子部品は、一般に、各々のリードが一定間隔となる配置として各リードの先端部をテープで保持したテープ状集合体として市場に出される。そして、これらリード付き電子部品を電子部品実装機によって回路基板に自動的に実装するに際しては、部品供給機構で部品本体を保持しながらカッタでリードを所定の長さに切断することにより、各リード付き電子部品をテープから分離して取り出したのちに、実装ヘッドの吸着ノズルまたはチャックで部品本体を保持しながら実装位置まで搬送して、回路基板に形成された挿入孔にリードを挿入することによってリード付き電子部品を実装する手順で行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、リード付き電子部品とチップ状電子部品とを混載状態で実装する回路基板では、図６に示すように、リード付き電子部品２がそのリード２ｂを回路基板１の一面（図の上面）側から取付孔に挿入して装着されるとともに、チップ状電子部品３が回路基板１の他面（図の下面）側に装着され、これら各電子部品２，３は、回路基板１に対するフローによる半田接合工法によって一括して半田付けされる。このようにリード付き電子部品２とチップ状電子部品３とは、回路基板１における同一面に混載して実装されることがなく、回路基板１の互いに異なる面に実装スペースが設定されている。従来では、上述のような実装形態を採用していることが回路基板１の小型化を阻害する要因になっている。
【０００４】
また、上述のフローによる半田接合工法で電子部品２，３を実装する手段は、半田液面に回路基板１を接触させることによってリード２ｂやチップ状電子部品３の電極部を回路基板１の実装面にそれぞれ半田接合するため、サイズの小さなＩＣなどのチップ状電子部品３を0.5 ｍｍ以下の間隔で実装した場合には半田が隣接する二つのチップ状電子部品３間でにブリッジ状に連結する状態が発生し易く、半田の接合品質が安定しない問題がある。さらに、近年では、製造工程の環境に関しての見直しが図られているが、フローによる半田接合工程では、大量の半田を常時溶融状態に保っているので、半田ヒュームや酸化した半田粉が空気中に飛散し易く、作業環境が良いとは言い難い。
【０００５】
そこで、本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたもので、チップ状電子部品とリード付き電子部品とを回路基板の同一面に混載して実装できるようにして回路基板の小型化を可能とし、さらに、部品の接合品質および製造環境を共に向上させることのできる電子部品実装方法を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の電子部品実装方法は、回路基板にチップ状電子部品およびリード付き電子部品を混載して実装する電子部品実装方法において、前記回路基板の実装面の所定部位に電気接合用および部品保持用の粘性材料をそれぞれ供給して付着する工程と、前記チップ状部品を前記電気接合用粘性材料により装着する工程と、少なくとも２個のチップ状電子部品を、前記リード付き電子部品の円筒状の外形を有する部品本体を下方両側から支持できる配置で前記リード付き電子部品の装着に先立って装着する工程と、前記リード付き電子部品を、その部品本体を前記少なくとも２個のチップ状電子部品に下方両側から支持され、かつ、前記部品保持用粘性材料の上部に載せた状態としてリードの先端を電気接合用粘性材料に接触させて実装する工程と、リフローによる接合工法により前記チップ状電子部品および前記リード付き電子部品を前記電気接合用粘性材料を介して回路基板に電気的接続状態に固定する工程と、を有していることを１つの特徴としている。
【０００７】
この電子部品実装方法では、リード付き電子部品を、その部品本体を部品保持用粘性材料で支持した状態でリードを電気接合用粘性材料に接触させて装着するとともに、チップ状部品とリード付き電子部品とをリフローによる接合工法によって回路基板に固定して実装するので、回路基板の同一の実装面にチップ状電子部品とリード付き電子部品とを混載して実装することができる。そのため、回路基板の小型化を図ることができ、しかも、従来のフロー接合工法を用いないので、接合品質の向上と製造工程の環境の改善とを図ることができる上に、リード付き電子部品をこれのリードを回路基板の取付孔に挿入しない状態で表面実装するので、使用済みの実装回路基板の解体が容易となる利点もある。特に、リード付き電子部品は、一般に部品本体が円筒状の外形を有するものが多く、また、電解コンデンサやフィルムコンデンサのように大型のものも存在するが、このようなリード付き電子部品であっても、部品本体を下方両側から２個のチップ状電子部品で支持することによって安定に装着でき、従来のようにリード付き電子部品が外れて回路基板上を転がるといった不具合の発生を確実に防止できる。また、リード付き電子部品およびチップ状電子部品は、回路基板の同一の実装面においてそれぞれ上下に位置する立体的な配置で実装できるので、回路基板の一層の小型化を促進できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施の形態に係る電子部品実装方法を具現化するための工程の流れを示したフローチャートである。本発明に係る電子部品実装方法に用いる回路基板は、リード付き電子部品のリードを挿入するための取付孔を設けず、一面側のみに回路パターンが形成された実装面を備えたものである。
【００１５】
先ず、その回路基板の同一実装面におけるチップ状電子部品およびリード付き電子部品の各装着箇所には、クリーム半田や導電ペーストなどの電気接合用粘性材料を供給して付着させ（ステップＳ１）、続いて、リード付き電子部品を実装する際にその部品本体を支持するための接着剤などの部品保持用粘性材料を回路基板の所要箇所に供給して付着させる（ステップＳ２）。これら各粘性材料を供給して付着するに際しては、印刷方式またはディスペンサーによる塗布方式の何れかを用いて行われる。または、回路基板におけるチップ状電子部品の装着箇所には粘性材料を印刷方式で付着形成し、且つリード付き電子部品の装着箇所には粘性材料を塗布方式で付着形成するといったように、上記両方式を使い分けるようにしてもよい。
【００１６】
つぎに、回路基板の実装面には、先ずチップ状電子部品が電気接合用粘性材料に接触させる手段で装着される（ステップＳ３）。つぎに、リード付き電子部品は、それらのリードを切断してテープ集合体から取り出し（ステップＳ４）たのちに、そのリードを所要の方向に折り曲げるなどの整形処理を行う（ステップＳ５）。この工程の詳細については図２で後述する。なお、このリード付き電子部品のリードの切断および整形処理は、部品実装装置に搭載するのに先立って別工程で行ってもよいが、この実施の形態では、部品実装装置に搭載した後に行った方が部品供給が容易となることから、この方法を採用している。
【００１７】
上記リードの切断および整形処理が行われたリード付き電子部品は、回路基板におけるチップ状部品と同一の実装面における所定部位の電気接合用粘性材料にリードの先端を接触させることにより装着される。（ステップＳ６）。つぎに、回路基板はリフロー装置によって例えば熱風加熱や赤外線加熱されることにより、回路基板に装着しているチップ状電子部品およびリード付き電子部品は半田接合されて実装が完了し（ステップＳ７）、また、部品保持用粘性材料が加熱により硬化し、所要の実装回路基板が出来上がる。
【００１８】
この電子部品実装方法では、回路基板にリードの取付孔を設けずにチップ状部品とリード付き電子部品とを一括して半田接合して実装するので、回路基板の同一の実装面にチップ状電子部品とリード付き電子部品とを混載して実装することができ、しかも、従来のフロー接合工法を用いずにリフローによる半田接合工法を用いるので、半田の接合品質の向上と製造工程の環境の改善とを図ることができ、さらに、リード付き電子部品をこれのリードを取付孔に挿入しない状態で表面実装するので、使用済みの実装回路基板の解体が容易となる利点もある。
【００１９】
つぎに、上記実施の形態の具体例を、図２〜図５を参照しながら説明する。図２は、リード付き電子部品２のリード２ｂの切断および整形処理の手順を示す工程図である。リード付き電子部品２は、（ａ）に示すように、部品本体２ａの両端部からそれぞれ突出しているリード２ｂを一定間隔となる配置で各リード２ｂの先端部をテープ４で保持されたテープ状集合体として市場に出回っている。このリード付き電子部品２は、（ｂ）に示すように、リード２ｂにおけるテープ４の近接位置を切断してテープ４から分離される。
【００２０】
そののちに、各リード２ｂは、（ｃ）に示すように、所定部位を共に同一の直交方向に折り曲げられて回路基板に実装可能な状態に整形加工される。さらに、各リード２ｂは、（ｄ）に示すように、折曲部位から所定の長さとなる部位を切断される。すなわち、各リード２ｂは、部品本体２ａの下面から電気接合用粘性材料に接するのに必要な長さｈだけ突出した部位で切断される。但し、電気接合用粘性材料の高さを十分に確保できる場合には、リード２ｂにおける部品本体２ａの下面よりも上方部位を切断してもよい。この場合においても、リード２ｂの先端と電気接合用粘性材料とを電気的接続状態に接合することが可能である。
【００２１】
図３は、上記実施の形態の電子部品実装方法に基づき製造された実装回路基板における一部を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は左側面図である。この実施の形態では、回路基板９の同一の実装面９ａに、先ずチップ状電子部品３を装着したのちに、続いてリード付き電子部品２を混載状態に実装するので、リード付き電子部品２は、その部品本体２ａを装着済みのチップ状電子部品３の上方に位置させ、且つ回路基板９に予め設けた接着剤などの部品保持用粘性材料７上に載せて下方から支持された状態として、リード２ｂの先端を半田などの電気接合用粘性材料８に接触させて装着される。実装すべき全ての両部品２，３が回路基板９に装着されたのちに、リフローによる半田接合工法によって回路基板９に接合される。このように、両電子部品２，３は、回路基板９の同一の実装面９ａに上下に位置した立体的な配置で実装されるので、回路基板９の一層の小型化を促進できる。
【００２２】
図４は、実装回路基板における他の立体的な実装形態を示すもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図である。この例では、リード付き電子部品２の装着位置における部品本体２ａの配設位置の両側にそれぞれチップ状電子部品３を装着する回路パターンに設定して、リード付き電子部品２の部品本体２ａを、図３の部品保持用粘性材料７に代えて、予め装着した２個のチップ状電子部品３，３によって下方両側から支持するようにしたものである。リード付き電子部品２は、一般に部品本体２ａが円筒状の外形を有するものが多く、また、電解コンデンサやフィルムコンデンサのように大型のものも存在する。このようなリード付き電子部品２であっても、この例のように部品本体２ａを下方両側から２個のチップ状電子部品３，３で安定に支持する状態で装着すれば、従来のようにリード付き電子部品２が外れて回路基板９上を転がるといった不具合の発生を確実に防止できる。
【００２３】
なお、上記の場合には、チップ状電子部品３に位置ずれが発生するおそれがあるので、全てのチップ状電子部品３の装着が終了した時点でリフローによる半田接合工法によってチップ状電子部品３のみを予め回路基板９に固定しておくことが好ましい。
【００２４】
図５は、リード付き電子部品２を安定状態に実装するための他の例を示す斜視図である。（ａ）〜（ｃ）に示すリード付き電子部品２は、部品本体２ａの両端部からそれぞれリード２ｂ，２ｂが突設されたタイプのものであり、（ｄ）〜（ｆ）に示すリード付き電子部品２は、部品本体２ａの一端面から２本のリード２ｂ，２ｂが平行に突設されたタイプのものである。この例では、何れもリード２ｂ，２ｂを直交方向に２度折り曲げることにより、リード付き電子部品２を位置ずれや外れを防止した安定状態で回路基板９に実装しようとするものである。
【００２５】
（ａ），（ｄ）は、各リード２ｂ，２ｂを、部品本体２ａからの突出方向に対し同一の直交方向に折り曲げたのちに、部品本体２ａの両側を向いた互いに反対の直交方向に折り曲げたものである。このようにリード２ｂ，２ｂを折り曲げたリード付き電子部品２は、部品本体２ａが円筒状の外形を有することから部品保持用粘性材料７に不安定状態に支持される場合であっても、両リード２ｂ，２ｂの回路基板９への装着部分が部品本体２ａに対し互いに反対方向に突出しているので、部品本体２ａの部品保持用粘性材料７に対する位置ずれを確実に防止できる。この実装形態は、特に大型のリード付き電子部品２を位置ずれすることなく安定に実装するのに好適である。
【００２６】
また、例えば比較的小型のリード付き電子部品２の場合には、円筒状の外形を有する部品本体２ａを部品保持用粘性材料７で位置ずれすることなく安定に支持することが可能である。この場合には、（ｂ），（ｃ），（ｅ），（ｆ）に示すように、各リード２ｂ，２ｂを、部品本体２ａからの突出方向に対し同一の直交方向に折り曲げたのちに、部品本体２ａに平行な方向に折り曲げたものである。このようにリード２ｂ，２ｂを折り曲げたリード付き電子部品２は、両リード２ｂ，２ｂの回路基板９への装着部分が部品本体２ａに対し共に平行に配置されているので、半田接合の信頼性が向上する。上記（ａ）〜（ｆ）の何れの実装形態においても、リード２ｂ，２ｂと電気接合用粘性材料８との接触面積は、リード２ｂを回路基板１の取付孔に挿入して半田付けする場合に比較して格段に増大するので、リード付き電子部品２の接合強度が増して接合の信頼性が向上する。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように、本発明の電子部品実装方法によれば、リード付き電子部品を、その部品本体を部品保持用粘性材料で支持した状態でリードを電気接合用粘性材料に接触させて装着するとともに、チップ状部品とリード付き電子部品とをリフローによる接合工法によって回路基板に固定して実装するようにしたので、回路基板の同一の実装面にチップ状電子部品とリード付き電子部品とを混載して実装することができ、これに伴い回路基板を小型化でき、しかも、従来のフロー接合工法を用いないので、接合品質の向上と製造工程の環境の改善とを図ることができる上に、リード付き電子部品をこれのリードを回路基板の取付孔に挿入しない表面実装するので、使用済みの実装回路基板の解体が容易となる利点もある。特に、リード付き電子部品は、一般に部品本体が請求項２で特定している円筒状の外形を有するものが多く、また、電解コンデンサやフィルムコンデンサのように大型のものも存在するが、このようなリード付き電子部品であっても、部品本体を下方両側から２個のチップ状電子部品で支持することによって安定に装着でき、従来のようにリード付き電子部品が外れて回路基板上を転がるといった不具合の発生を確実に防止できる。また、リード付き電子部品およびチップ状電子部品は、回路基板の同一の実装面においてそれぞれ上下に位置する立体的な配置で実装できるので、回路基板の一層の小型化を促進できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る電子部品実装方法を具現化するための工程の流れを示したフローチャート。
【図２】同上実施の形態におけるリード付き電子部品のリードの切断および整形処理の手順を示す工程図。
【図３】同上実施の形態の電子部品実装方法に基づき製造された実装回路基板における一部を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は左側面図。
【図４】同上実装回路基板における他の一部を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図。
【図５】（ａ）〜（ｆ）は何れも同上実施の形態の電子部品実装方法におけるリード付き電子部品の実装状態を示す斜視図。
【図６】従来の電子部品実装方法に基づき製造された実装回路基板を示す正面図。
【符号の説明】
２リード付き電子部品
２ａ部品本体
２ｂリード
３チップ状電子部品
７部品保持用粘性材料
８電気接合用粘性材料
９回路基板
９ａ実装面

Claims

回路基板にチップ状電子部品およびリード付き電子部品を混載して実装する電子部品実装方法において、
前記回路基板の実装面の所定部位に電気接合用および部品保持用の粘性材料をそれぞれ供給して付着する工程と、
前記チップ状部品を前記電気接合用粘性材料により装着する工程と、
少なくとも２個のチップ状電子部品を、前記リード付き電子部品の円筒状の外形を有する部品本体を下方両側から支持できる配置で前記リード付き電子部品の装着に先立って装着する工程と、
前記リード付き電子部品を、その部品本体を前記少なくとも２個のチップ状電子部品に下方両側から支持され、かつ、前記部品保持用粘性材料の上部に載せた状態としてリードの先端を電気接合用粘性材料に接触させて実装する工程と、
リフローによる接合工法により前記チップ状電子部品および前記リード付き電子部品を前記電気接合用粘性材料を介して回路基板に電気的接続状態に固定する工程と、
を有していることを特徴とする電子部品実装方法。