JP6319812B2 - 大型部品実装構造及び大型部品実装方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板に大型部品を半田付けした大型部品実装構造及び大型部品実装方法に関する発明である。

特許文献１（特開２０１０−２７２７７４号公報）に記載されているように、基板上に実装された電子部品を保護するシールド部品（シールドケース）を該基板に実装するようにしたものがある。この特許文献１のシールド部品の実装方法は、基板の上面のランドパターンの所定部位に半田ペーストをスクリーン印刷して半田印刷部を形成した後、シールド部品の接合面を基板の半田印刷部に重ね合わせるように位置合わせして該大型部品を該基板に搭載し、その後、シールド部品が搭載された基板をリフロー装置内に搬入して該基板の半田印刷部を加熱して該シールド部品を該基板にリフロー半田付けするようにしている。

更に、この特許文献１には、シールド部品の表面に、リフロー処理時の溶融半田の濡れ性を良くするために、１０〜３０μｍ程度の薄い半田コート層を形成することが記載されている。また、この特許文献１には、基板の半田印刷部だけでは、半田量不足によってシールド部品の実装不良が発生する可能性のある箇所に、半田チップを実装することが記載されている。

特開２０１０−２７２７７４号公報

ところで、シールド部品を基板に半田付けする半田印刷部は、他の搭載部品を実装する半田印刷部と同時にスクリーン印刷されて形成されるため、近年の搭載部品の超小型化に伴い、シールド部品を半田付けする半田印刷部も薄くなっている。このため、大型のシールド部品のひねりや反り等により、基板の半田印刷部だけでは半田量不足によってシールド部品の実装不良が発生しやすい状況となっている。

この場合、特許文献１では、基板の半田印刷部だけでは、半田量不足によってシールド部品の実装不良が発生する可能性のある箇所に、半田チップを実装するようになっているが、半田チップは、高価であり、コストアップする欠点がある。

また、シールド部品を半田付けする半田印刷部上にディスペンサ等で半田を追加塗布する方法もあるが、１枚の基板には、シールド部品を半田付けする半田印刷部が複数箇所に存在するため、複数箇所の半田印刷部上にディスペンサ等で半田を追加塗布する作業に時間がかかり、その分、サイクルタイムが長くなって生産性が低下する欠点がある。

このような課題は、シールド部品以外の大型部品を基板に半田付けする場合でも、同様に生じる課題である。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、大型部品を基板に半田付けする場合の半田付け信頼性向上、製造コスト低減及び生産性向上を実現できる大型部品実装構造及び大型部品実装方法を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明は、枠状、カバー状又はケース状に形成された部品（以下「大型部品」という）を基板の実装面に半田付けした大型部品実装構造において、前記基板の実装面のうちの前記大型部品を半田付けする部分に印刷法で形成された半田印刷部と、前記大型部品のうちの前記基板の半田印刷部に半田付けされる部分に転写法で形成された半田転写部とをリフロー半田付けした大型部品実装構造であって、前記大型部品のうちの前記半田転写部を形成する部分に、下向きに突出する凸状部が形成されて、該凸状部の下端部分に前記半田転写部が形成され、前記凸状部の高さ寸法は、該凸状部以外の前記大型部品の下端面に半田が転写されない高さ寸法に設定され、前記大型部品を前記基板の実装面に半田付けした状態において前記凸状部以外の前記大型部品の下端面と該基板の実装面との間に隙間が空けられるように構成されていることを特徴とするものである。この構成では、大型部品のうちの基板の半田印刷部に半田付けされる凸状部の下端部分に転写法で半田転写部が形成されているため、基板の半田印刷部と大型部品の凸状部との間の隙間を半田転写部で埋めることができて、両者を確実に半田付けすることができ、半田付け信頼性を向上できる。しかも、大型部品に転写法で半田転写部を形成するため、大型部品に形成する複数箇所の半田転写部を一括して能率良く形成することができ、製造コスト低減及び生産性向上を実現できる。
しかも、大型部品のうちの半田転写部を形成する部分に形成した凸状部の高さ寸法は、該凸状部以外の大型部品の下端面に半田が転写されない高さ寸法に設定されているため、転写法で大型部品の凸状部の下端部分のみに確実に且つ容易に半田転写部を形成でき、半田転写部を精度良く形成しやすくなる利点がある。

本発明を適用可能な大型部品は、基板上に実装された電子部品を保護するシールド部品に限定されず、シールド部品以外の大型部品であっても良い。大型のシールド部品は、ひねりや反りが生じやすく、基板の半田印刷部との間の隙間が大きくなる傾向があるため、本発明を適用する効果が大きい。

また、本発明は、大型部品のうちの重心位置又はそれに近い位置に、該大型部品の実装時に部品実装機の吸着ノズルで吸着する吸着面部を形成しても良い。

本発明の大型部品実装方法は、基板の実装面のうちの大型部品の凸状部の下端部分を半田付けする部分に半田を印刷して半田印刷部を形成する印刷工程と、前記大型部品のうちの前記凸状部の下端部分を転写槽内の半田に浸して当該凸状部の下端部分に半田転写部を形成する転写工程と、前記大型部品の半田転写部を前記基板の半田印刷部に重ね合わせるように位置合わせして該大型部品を該基板に搭載する搭載工程と、前記大型部品が搭載された前記基板をリフロー装置内に搬入して前記半田転写部及び前記半田印刷部を加熱して該大型部品を該基板にリフロー半田付けするリフロー工程とを実行するようにすれば良い。

図１（ａ）乃至（ｄ）は本発明の一実施例のシールド部品の実装工程を示す工程図である。 図２はシールド部品の斜視図である。

以下、本発明を実施するための形態をシールド部品の実装構造及び実装方法に適用して具体化した一実施例を説明する。

まず、シールド部品１１の実装構造を説明する。
図１（ｄ）に示すように、基板１２の実装面に形成されたランド１３（導体パターン）の表面には、シールド部品１１を半田付けするための半田印刷部１４がスクリーン印刷等の印刷法で形成されている。

一方、図１（ｄ）及び図２に示すように、基板１２上に半田付けされるシールド部品１１は、基板１２上に実装された電子部品（図示せず）を保護するために枠状又はカバー状（ケース状）に形成されている。このシールド部品１１の下端面には、下向きに突出する複数の凸状部１５が所定の間隔で形成され、各凸状部１５の下方への突出寸法が一定となっている。従って、シールド部品１１にひねりや反りが無い状態では、各凸状部１５の下端面が同一平面内に位置するようになっている。各凸状部１５の下端面には、それぞれ半田転写部１７が転写法（ディップ法）で形成されている。
この場合、図１（ｂ）に示すように、凸状部１５の高さ寸法は、該凸状部１５以外のシールド部品１１の下端面に半田が転写されない高さ寸法に設定されている。これにより、図１（ｃ）、（ｄ）に示すように、シールド部品１１を基板１２の実装面に半田付けした状態において前記凸状部１５以外のシールド部品１１の下端面と該基板１２の実装面との間に隙間が空けられるように構成されている。

シールド部品１１の半田転写部１７が基板１２の半田印刷部１４上に重ね合わされた状態で半田転写部１７及び半田印刷部１４が加熱されてリフローされ、シールド部品１１が基板１２にリフロー半田付けされている。

尚、シールド部品１１のうちの重心位置又はそれに近い位置には、該シールド部品１１の実装時に部品実装機の吸着ノズル（図示せず）で吸着する吸着面部１８が形成されている。

次に、図１（ａ）乃至（ｄ）を用いてシールド部品１１の実装方法を説明する。
使用する部品実装ラインは、基板１２の搬送経路の上流側にスクリーン印刷装置（図示せず）が配置され、その下流側に１台又は複数台の部品実装機（図示せず）が配置され、その下流側にリフロー装置（図示せず）が配置されている。各部品実装機には、それぞれ基板１２に実装する電子部品を供給するテープフィーダ、トレイフィーダ等の部品供給装置（図示せず）がセットされ、更に、シールド部品１１を実装する部品実装機には、シールド部品１１を供給するトレイフィーダ、テープフィーダ等の部品供給装置（図示せず）と、シールド部品１１下面の各凸状部１５の下端面に半田転写部１７を形成する転写装置（図示せず）がセットされている。

まず、図１（ａ）に示すように、部品実装ラインに投入した基板１２をスクリーン印刷装置（図示せず）に搬入して、基板１２の実装面のうちのシールド部品１１を半田付けするランド１３に、半田ペースト（クリーム半田）をスクリーン印刷して半田印刷部１４を形成する印刷工程を実行する。この印刷工程では、他の搭載部品を実装する半田印刷部（図示せず）も同時にスクリーン印刷される。

このようにして半田印刷部１４が形成された基板１２は、スクリーン印刷装置の下流側に配置された１台又は複数台の部品実装機に搬送され、該基板１２に搭載部品が順次実装される。

シールド部品１１を実装する部品実装機では、図１（ｂ）に示すように、部品供給装置により供給されるシールド部品１１の吸着面部１８を該部品実装機の吸着ノズル（図示せず）で吸着して、該シールド部品１１を転写装置の転写槽（転写テーブル）の上方へ移動させ、該吸着ノズルの下降動作により該シールド部品１１を下降させて該シールド部品１１下面の各凸状部１５の下端部分を該転写槽内の液状又はペースト状の半田に浸して、各凸状部１５の下端面に半田を付着させて、半田転写部１７を形成する転写工程を実行する。

この後、図１（ｃ）に示すように、半田転写部１７が形成されたシールド部品１１を吸着ノズルに吸着したまま基板１２の上方へ移動させて、該シールド部品１１の半田転写部１７を基板１２の半田印刷部１４に重ね合わせるように位置合わせして該シールド部品１１を該基板１２に搭載する搭載工程を実行する。

この後、図１（ｄ）に示すように、シールド部品１１が搭載された基板１２をリフロー装置（図示せず）内に搬入して半田転写部１７及び半田印刷部１４を加熱して該シールド部品１１を該基板１２にリフロー半田付けするリフロー工程を実行する。

以上説明した本実施例では、シールド部品１１のうちの基板１２の半田印刷部１４に半田付けされる凸状部１５に転写法で半田転写部１７が形成されているため、基板１２の半田印刷部１４とシールド部品１１の凸状部１５との間の隙間を半田転写部１７で埋めることができて、両者を確実に半田付けすることができ、半田付け信頼性を向上できる。しかも、シールド部品１１に転写法で半田転写部１７を形成するため、シールド部品１１に形成する複数箇所の半田転写部１７を一括して能率良く形成することができ、製造コスト低減及び生産性向上を実現できる。

しかも、本実施例では、シールド部品１１のうちの半田転写部１７を形成する部分に、下向きに突出する凸状部１５を形成したので、転写法でシールド部品１１の凸状部１５のみに確実に且つ容易に半田転写部１７を形成でき、半田転写部１７を精度良く形成しやすくなる利点がある。

尚、本発明を適用可能な大型部品は、上記実施例のようなシールド部品に限定されず、シールド部品以外の大型部品であっても良い。部品が大型になるほど、ひねりや反りが生じやすく、基板１２の半田印刷部１４との間の隙間が大きくなる傾向があるため、本発明を適用する効果が大きい。

その他、本発明は、上記実施例に限定されず、シールド部品（大型部品）の形状を変更したり、半田転写部１７の個数を変更しても良い等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できることは言うまでもない。

１１…シールド部品（大型部品）、１２…基板、１３…ランド、１４…半田印刷部、１５…凸状部、１７…半田転写部、１８…吸着面部

Claims (4)

1. 枠状、カバー状又はケース状に形成された部品（以下「大型部品」という）を基板の実装面に半田付けした大型部品実装構造において、
   前記基板の実装面のうちの前記大型部品を半田付けする部分に印刷法で形成された半田印刷部と、前記大型部品のうちの前記基板の半田印刷部に半田付けされる部分に転写法で形成された半田転写部とをリフロー半田付けした大型部品実装構造であって、
   前記大型部品のうちの前記半田転写部を形成する部分に、下向きに突出する凸状部が形成されて、該凸状部の下端部分に前記半田転写部が形成され、
   前記凸状部の高さ寸法は、該凸状部以外の前記大型部品の下端面に半田が転写されない高さ寸法に設定され、
   前記大型部品を前記基板の実装面に半田付けした状態において前記凸状部以外の前記大型部品の下端面と該基板の実装面との間に隙間が空けられるように構成されていることを特徴とする大型部品実装構造。
2. 前記大型部品は、基板上に実装された電子部品を保護するシールド部品であることを特徴とする請求項１に記載の大型部品実装構造。
3. 前記大型部品のうちの重心位置又はそれに近い位置には、該大型部品の実装時に部品実装機の吸着ノズルで吸着する吸着面部が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の大型部品実装構造。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の大型部品実装構造を製造する大型部品実装方法において、
   前記基板の実装面のうちの前記大型部品の凸状部の下端部分を半田付けする部分に半田を印刷して半田印刷部を形成する印刷工程と、
   前記大型部品のうちの前記凸状部の下端部分を転写槽内の半田に浸して当該凸状部の下端部分に半田転写部を形成する転写工程と、
   前記大型部品の半田転写部を前記基板の半田印刷部に重ね合わせるように位置合わせして該大型部品を該基板に搭載する搭載工程と、
   前記大型部品が搭載された前記基板をリフロー装置内に搬入して前記半田転写部及び前記半田印刷部を加熱して該大型部品を該基板にリフロー半田付けするリフロー工程と
   を含むことを特徴とする大型部品実装方法。

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