JP7062030B2 - Electronic board unit and its manufacturing method - Google Patents
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Description
この発明は、電子基板ユニット及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to an electronic substrate unit and a method for manufacturing the same.
表面実装部品であるリードレス部品およびリード付き部品をプリント配線板の電極パッドに固着されて形成される接合部に使用される接合材の塗布方法及び工程順、表面実装部品の実装方法および工程順には様々のものがある。例えば、下記の特許文献1「電子部品実装基板および電子部品の実装方法」によれば、塗布工程で実装基板にソルダーペーストが電極ランドに塗布され、仮マウント工程で電子部品が電極ランドに実装され、リフロー工程でリフロー炉においてソルダーペーストをリフローさせる一連の工程を電子部品の区分毎に繰り返され、一のリフロー工程より前のリフロー工程でのリフロー炉内の加熱温度よりも低く設定できるとされている。
Application method and process order of the joint material used for the joint formed by fixing leadless parts and leaded parts, which are surface mount parts, to the electrode pads of the printed wiring board, mounting method and process order of the surface mount parts. There are various things. For example, according to the following
また、下記の特許文献2「クリームはんだ供給方法」によれば、厚みの異なる2枚のメタルマスクを用いて、単位面積当たりのクリーム半田供給体積を第1工程と第2工程とで変化させることができ、また、第2工程で用いるメタルマスクの裏面に凹分を設けることにより、第1工程で基板上に供給されているクリーム半田とメタルマスクとの干渉を避け、高精度で半田を塗布することができるとされている。 Further, according to the following Patent Document 2 "Cream Solder Supply Method", the cream solder supply volume per unit area is changed between the first step and the second step by using two metal masks having different thicknesses. In addition, by providing a recess on the back surface of the metal mask used in the second step, it is possible to avoid interference between the cream solder supplied on the substrate in the first step and the metal mask, and apply the solder with high accuracy. It is said that it can be done.
更に、下記の特許文献3「印刷配線板のクリームはんだ塗布方法」によれば、薄マスク材を使用した微細電極パターンへのクリームはんだ塗布と、通常電極パターンの位置に電極部の開口部とメタルマスクの印刷配線板と接触する面側の微細電極パターンの位置に凹部とを有するクリームはんだ印刷メタルマスクを使用したクリームはんだ印刷とを別工程で行うようにし、微細電極パターンに塗布するクリームはんだと通常電極パターンに塗布するクリームはんだと別種のものを使用可能にするとされている。
Further, according to the following
(1)従来技術の課題の説明
しかしながら、前記特許文献1による電子部品を実装する方法においては、片面当たり二度のリフロー工程であり、電子部品を実装する場合は少なくとも3回のリフロー工程になるため、実装基板および一のリフロー工程より前に実装した電子部品に対して熱ストレスが過大になるという問題が発生する。また、一のリフロー工程でのリフロー炉内の加熱温度よりも後の工程は低く設定するために、一のリフロー工程で使用するソルダーペーストの融点は後の工程のソルダーペーストより高いものを使用する必要があり、リフロー工程で実装される電子部品は一のリフロー工程の後で実装される電子部品よりも高い耐熱性が必要になるという問題が発生する。さらに、片面当たり少なくとも二度のリフロー工程になるため、生産時間が長くなるという問題が発生する。
(1) Explanation of Problems of Conventional Techniques However, in the method of mounting an electronic component according to
また、前記特許文献2による複数回クリーム半田を基板上に供給する方法においては、微小部品と従来部品の塗布量は多種にわたる電子部品に対して常にクリーム半田を最適量で供給するメタルマスクを最適量毎に準備する必要があり、塗布量調整回数が多くなるという問題が発生する。また、クリーム半田を最適量で供給することに重点を置いているため、電極の平坦度が大きい大型部品に対しては供給不足になる可能性があり、実装信頼性を損なうという問題が発生する。 Further, in the method of supplying the cream solder multiple times on the substrate according to Patent Document 2, the optimum amount of application of the minute parts and the conventional parts is a metal mask that always supplies the cream solder in the optimum amount to various electronic parts. It is necessary to prepare for each amount, which causes a problem that the number of times the coating amount is adjusted increases. In addition, since the emphasis is on supplying the optimum amount of cream solder, there is a possibility that the supply will be insufficient for large parts with large flatness of the electrodes, which causes a problem of impairing mounting reliability. ..
また、前記特許文献3による微細電極パターンに塗布するクリーム半田と通常電極パターンに塗布するクリーム半田とが別種を塗布する方法においては、リフロー炉の炉設定温度上限と接合材の加熱溶解する温度と実装する部品のリフロー耐熱性能の関係が示されておらず、実装される部品の信頼性を損なうという問題が発生する。
Further, in the method of applying different types of cream solder applied to the fine electrode pattern and the cream solder applied to the normal electrode pattern according to
(2)発明の目的の説明
この発明の目的は、プリント配線板に端子形状又は平坦度の精度が異なる端子の実装部品を同一実装面で実装して1回のリフロー加熱により固着出来るようにして、生産性が向上され、実装部品の接合信頼性が向上され、実装部品とプリント配線板への熱ストレスが低減されて信頼性が向上された電子基板ユニット及びその製造方法を提供することである。
(2) Description of Purpose of the Invention An object of the present invention is to mount mounting components of terminals having different terminal shapes or flatness accuracy on a printed wiring board on the same mounting surface so that they can be fixed by one reflow heating. It is an object of the present invention to provide an electronic circuit board unit and a manufacturing method thereof in which productivity is improved, bonding reliability of mounted components is improved, thermal stress on mounted components and printed wiring boards is reduced, and reliability is improved. ..
この発明による電子基板ユニットは、素子が内蔵された直方体の形状で、表面に電極が形成されたリードレス電極を備えたリードレス部品と、素子から引き出された金属端子により電極が2端子以上形成されたリード付き電極を備えたリード付き部品と、リフロー炉による加熱溶解用の接合材と、片面若しくは両面に電極パッドが設けられたプリント配線板と、リードレス電極と電極パッド、及びリード付き電極と電極パッドとが接合材によって固着されて形成された接合部とを備えた電子基板ユニットであって、リードレス部品及びリード付き部品は、接合材の溶解温度以上の耐熱性能を備え、接合部は、接合材の体積を電極パッドの面積で割った値である面積換算塗布厚が段階的に一致するようにグループ化された第1から第n(nは3以上の整数)までの複数の塗布厚グループを備え、複数の塗布厚グループの面積換算塗布厚の関係は、第1塗布厚グループ<第2塗布厚グループ<第n塗布厚グループであり、第1塗布厚グループの接合材、及び第2塗布厚グループ又は第2塗布厚グループから第n塗布厚グループの接合材は、同種又は二種以上の材料からなるものである。 The electronic substrate unit according to the present invention has a rectangular shape with a built-in element, and has two or more electrodes formed by a leadless component having a leadless electrode having an electrode formed on the surface and a metal terminal drawn from the element. Leaded parts with leaded electrodes, bonding materials for heating and melting in a reflow furnace, printed wiring boards with electrode pads on one or both sides, leadless electrodes and electrode pads, and leads with leads. An electronic board unit having a joint portion formed by fixing an electrode pad and an electrode pad with a joint material, and the leadless parts and leaded parts have heat resistance performance equal to or higher than the melting temperature of the joint material, and the joint portion. Is a plurality of first to nth (n is an integer of 3 or more) grouped so that the area-equivalent coating thickness, which is the value obtained by dividing the volume of the bonding material by the area of the electrode pad, coincides stepwise. The coating thickness group is provided, and the relationship between the area-converted coating thicknesses of the plurality of coating thickness groups is that the first coating thickness group <second coating thickness group <nth coating thickness group, and the bonding material of the first coating thickness group, and The bonding material of the second coating thickness group or the second coating thickness group to the nth coating thickness group is made of the same type or two or more kinds of materials.
この発明による電子基板ユニットの製造方法は、素子が内蔵された直方体の形状で、表面にリードレス電極を備えたリードレス部品と、素子から引き出された金属からなる2つ以上の端子であるリード付き電極を備えたリード付き部品と、リフロー炉による加熱溶解用の接合材と、片面若しくは両面に接合材が塗布される電極パッドが設けられたプリント配線板と、リードレス電極と電極パッド、及びリード付き電極と電極パッドとが接合材によって固着されて形成された接合部とを備え、リードレス部品及びリード付き部品は、リフロー炉の炉設定温度の上限以上の耐熱性能を備え、リフロー炉の炉設定温度の上限の温度は、接合材の加熱溶解する温度以上の温度であり、電極パッドに塗布された接合材は、接合材の体積を矩形状の電極パッドの面積で割った値である面積換算塗布厚がそれぞれ異なる厚みにグループ化された第1から第n(nは3以上の整数)までの複数の塗布厚グループを備え、リードレス電極を固着する、第1塗布厚グループの接合材の塗布厚は、複数のリードレス部品の中でリードレス電極の面積が最も狭いリードレス部品が固着される電極パッドの短辺の側の接合材の塗布幅を接合材の塗布厚で割った比であるアスペクト比が1よりも大きい塗布厚であり、リード付き電極を固着する、第2塗布厚グループ又は第2塗布厚グループから第n塗布厚グループの接合材の塗布厚は、電極パッドが設けられたプリント配線板に垂直方向のリード付き電極の高さのばらつきの度合いであるリード付き電極の平坦度以上の塗布厚であり、複数の塗布厚グループの塗布厚の関係は、第1塗布厚グループ<第2塗布厚グループ<第n塗布厚グループであり、接合材の加熱溶解される温度は、リフロー炉の炉設定温度よりも低い温度であり、第1塗布厚グループの接合材、及び第2塗布厚グループ又は第2塗布厚グループから第n塗布厚グループの接合材は、同種又は二種以上の材料からなる電子基板ユニットの製造方法であって、リードレス部品のリードレス電極が固着される電極パッドに第1塗布厚グループの塗布厚で接合材を塗布する工程と、リード付き部品のリード付き電極が固着される電極パッドに第2塗布厚グループの塗布厚で接合材を塗布する工程と、リード付き部品のリード付き電極が固着される電極パッドに第n塗布厚グループの塗布厚で接合材を塗布する工程と、リードレス部品のリードレス電極及びリード付き部品のリード付き電極を、それぞれが固着される電極パッドに設けられた接合材の上に実装する工程と、リフロー炉において1回のリフロー加熱により接合材を加熱溶解して、リードレス電極と電極パッド、及びリード付き電極と電極パッドを溶解された接合材によって固着する接合部を形成する工程とを備えたものである。 The method for manufacturing an electronic substrate unit according to the present invention is a rectangular body having a built-in element, a leadless component having a leadless electrode on the surface, and a lead which is two or more terminals made of metal drawn from the element. Parts with leads equipped with attached electrodes, bonding materials for heating and melting by a reflow furnace, printed wiring boards provided with electrode pads to which the bonding materials are applied on one or both sides, leadless electrodes and electrode pads, and The leaded electrode and the electrode pad are provided with a joint formed by being fixed by a bonding material, and the leadless parts and the leaded parts have heat resistance performance equal to or higher than the upper limit of the furnace set temperature of the reflow furnace. The upper limit of the furnace set temperature is a temperature equal to or higher than the temperature at which the bonding material is heated and melted, and the bonding material applied to the electrode pad is a value obtained by dividing the volume of the bonding material by the area of the rectangular electrode pad. Joining of the first coating thickness group, which comprises a plurality of coating thickness groups from the first to the nth (n is an integer of 3 or more) in which the area-converted coating thickness is grouped into different thicknesses and fixes the leadless electrode. The coating thickness of the material is obtained by dividing the coating width of the bonding material on the short side side of the electrode pad to which the leadingless component having the narrowest area of the leadless electrode is fixed by the coating thickness of the bonding material. The coating thickness of the bonding material of the second coating thickness group or the second coating thickness group to the nth coating thickness group to which the electrode with the lead is fixed is the electrode pad. The coating thickness is equal to or greater than the flatness of the leaded electrode, which is the degree of variation in the height of the leaded electrode in the direction perpendicular to the printed wiring board provided with. The coating thickness group <second coating thickness group <nth coating thickness group, and the temperature at which the bonding material is heated and melted is lower than the furnace set temperature of the reflow furnace, and the bonding material of the first coating thickness group, And the second coating thickness group or the bonding material of the second coating thickness group to the nth coating thickness group is a method for manufacturing an electronic substrate unit made of the same type or two or more kinds of materials, and the leadless electrode of the leadless component is used. The process of applying the bonding material to the electrode pad to be fixed with the coating thickness of the first coating thickness group and the bonding material to the electrode pad to which the leaded electrode of the lead-attached component is fixed with the coating thickness of the second coating thickness group. The process of applying the bonding material to the electrode pad to which the leaded electrode of the leaded component is fixed with the coating thickness of the nth coating thickness group, and the leadless of the leadless component. The step of mounting the leaded electrode and the leaded electrode of the leaded component on the jointing material provided on the electrode pad to which each is fixed, and the joining material is heated and melted by one reflow heating in the reflow furnace. It includes a step of forming a joint portion to which a leadless electrode and an electrode pad, and a leaded electrode and an electrode pad are fixed by a melted bonding material.
以上の通り、この発明による電子基板ユニット及びその製造方法は、前記リフロー炉の前記炉設定温度以上のリフロー耐熱性能を有したリードレス部品およびリード付き部品と、プリント配線板に塗布される接合材の体積を電極パッドの面積で割った値である塗布厚が段階的に一致する第1塗布厚グループ及び第2塗布厚グループ若しくは第2塗布厚グループから第n塗布厚グループからなる接合部と、前記リフロー炉の前記炉設定温度未満で加熱溶解する同種又は二種以上からなる接合材とを備えている。従って、端子形状又は平坦度の精度が異なる端子の実装部品を同一実装面で実装して1回のリフロー加熱により固着出来るため、リフロー回数削減および接合材不足を補う工程が不要となり生産性が向上する効果がある。また、実装部品及びプリント配線板への熱ストレスが低減できる効果がある。また、実装部品及びプリント配線板の故障率が低減できる効果がある。 As described above, the electronic circuit board unit and its manufacturing method according to the present invention include leadless parts and lead-attached parts having a reflow heat resistance of the reflow furnace at a temperature higher than the furnace set temperature, and a bonding material applied to a printed wiring board. A joint portion consisting of a first coating thickness group and a second coating thickness group or a second coating thickness group to an nth coating thickness group in which the coating thicknesses, which are the values obtained by dividing the volume of the electrode pad by the area of the electrode pad, are stepwise matched. It is provided with a bonding material of the same type or two or more types that are heated and melted at a temperature lower than the set temperature of the reflow oven. Therefore, since mounting components of terminals with different terminal shapes or flatness accuracy can be mounted on the same mounting surface and fixed by one reflow heating, the process of reducing the number of reflows and compensating for the shortage of bonding material becomes unnecessary and productivity is improved. Has the effect of In addition, there is an effect that the thermal stress on the mounted parts and the printed wiring board can be reduced. In addition, there is an effect that the failure rate of mounted parts and printed wiring boards can be reduced.
以下、この発明の実施の形態による電子基板ユニット及びその製造方法を図に基づいて説明する。なお、各図において同一、または相当部材、部位については同一符号を付して説明する。 Hereinafter, an electronic substrate unit according to an embodiment of the present invention and a method for manufacturing the same will be described with reference to the drawings. In each figure, the same or corresponding members and parts will be described with the same reference numerals.
実施の形態1.
(1)構成と作用の詳細な説明
まず、この発明の実施の形態1による部品のリフロー耐熱性能240とリフロー炉の炉設定温度741の関係を示したものである図1および図1の変形の形態を示したものである図2と、部品の電極の平坦度と接合材300の塗布厚グループ410の関係について示したものである図3と、接合材300のアスペクト比に関して説明する図4と、当該工程を模式化した図8とにおいて、その構成と作用を詳細に説明する。
(1) Detailed Description of Configuration and Operation First, the modifications of FIGS. 1 and 1 showing the relationship between the reflow
図1は、リフロー炉の炉設定温度741と実装される各部品であるリードレス部品201およびリード付き電極212A、212Bのリフロー耐熱性能240と接合材300の溶解温度の関係を示していて、接合材300と塗布厚グループ410が一対一のときの図である。
FIG. 1 shows the relationship between the furnace set temperature 741 of the reflow furnace, the reflow
接合材300の体積をプリント配線板100に設けられた電極パッド101の面積で割った値である面積換算塗布厚600が段階的に略一致するようにグループ化された塗布厚グループ410が、第1塗布厚グループ411と第2塗布厚グループ412と第n塗布厚グループ(nは3以上の整数)41nになっていて、第1塗布厚グループ411には第1種接合材の溶解温度311を有する第1種接合材301、第2塗布厚グループ412には第2種接合材の溶解温度312を有する第2種接合材302、第n塗布厚グループ41nには第n種接合材の溶解温度31nを有する第n種接合材30nが用いられていて、それぞれの溶解温度はリフロー工程731で設定されたリフロープロファイル740の炉設定温度上限742よりも低い溶解温度になっている。
The coating thickness group 410, which is grouped so that the area-converted coating thickness 600, which is the value obtained by dividing the volume of the
図3に示す平坦度と塗布厚の関係より、第1塗布厚グループ411と第2塗布厚グループ412と第n塗布厚グループ41nとリードレス部品201のリードレス電極の平坦度231とリード付き部品202Aのリード付き電極の平坦度232Aとリード付き部品202Bのリード付き電極の平坦度232Bとしたとき、第1塗布厚グループ411の第1種接合材301の塗布厚みはリードレス部品201のリードレス電極の平坦度231よりも厚く、リード付き部品202Aのリード付き電極の平坦度232Aよりも薄く塗布されるように設定されていて、第2塗布厚グループ412の第2種接合材302の塗布厚みはリード付き部品202Aのリード付き電極の平坦度232Aよりも厚く、リード付き部品202Bのリード付き電極の平坦度232Bよりも薄く塗布されるように設定されていて、第n塗布厚グループ41nの第n種接合材30nの塗布厚みはリード付き部品202Bのリード付き電極の平坦度232Bよりも厚く塗布されるように設定されている。
From the relationship between the flatness and the coating thickness shown in FIG. 3, the
図4において、プリント配線板100に設けられた電極パッド101に塗布される塗布厚グループ410の塗布厚401は、後述のメタルマスク500を用いて接合材300を塗布する接合材塗布工程710で安定した塗布量で塗布できるように塗布厚401と塗布幅402の関係は塗布幅402を塗布厚401で割った比であるアスペクト比が1より大きくなるようになっている。
In FIG. 4, the
リードレス部品の耐熱性能221を有しているリードレス部品201は、素子が内蔵された直方体の表面に直接電極が形成されたリードレス電極211を備えていて、リード付き部品の耐熱性能222A、222Bをそれぞれ有しているリード付き部品202A、202Bは、素子から引き出された2端子以上の金属端子で形成されたリード付き電極212A、212Bをそれぞれが備えていて、それぞれの耐熱性能はリフロー工程731で設定されたリフロープロファイル740の炉設定温度上限742よりも高い耐熱性能を有している。
The
したがって、リードレス部品201およびリード付き部品202A、202Bはリフロー工程731の炉設定温度上限742よりも耐熱性能は高く、さらに、リフロー工程731の炉設定温度上限742よりも加熱溶解して接合する第1種接合材301、第2種接合材302、および第n種接合材30nの溶解温度は低いので、一度のリフロー工程731でプリント配線板100にそれぞれの部品を実装することが可能になる。
Therefore, the
図2は図1の実施の形態1に対し、接合材300と塗布厚グループ410の組合せが一対複数の実施の形態である。以下、図1との異なる部分について記載する。
FIG. 2 shows a one-to-many embodiment in which the combination of the joining
第1塗布厚グループ411には第1種接合材の溶解温度311を有する第1種接合材301、第2塗布厚グループ412と第n塗布厚グループ41nには第2種接合材の溶解温度312を有する第2種接合材302が用いられていて、それぞれの溶解温度はリフロー工程731で設定されたリフロープロファイル740の炉設定温度上限742よりも低い溶解温度になっている。
The first
図2における実施の形態においても、図1の実施の形態1と同様に、図3に示す平坦度と塗布厚の関係より、第1塗布厚グループ411の第1種接合材301の塗布厚みはリードレス部品201のリードレス電極の平坦度231よりも厚く、リード付き部品202Aのリード付き電極の平坦度232Aよりも薄く設定されていて、第2塗布厚グループ412の第2種接合材302の塗布厚みはリード付き部品202Aのリード付き電極の平坦度232Aよりも厚く、リード付き部品202Bのリード付き電極の平坦度232Bよりも薄く設定されていて、第n塗布厚グループ41nの第2種接合材302の塗布厚みはリード付き部品202Bのリード付き電極の平坦度232Bよりも厚く設定されている。
Also in the embodiment shown in FIG. 2, the coating thickness of the first
プリント配線板100に設けられた電極パッド101に塗布される塗布厚グループ410の塗布厚401は、図4より塗布厚401と塗布幅402の関係において塗布幅402を塗布厚401で割った比であるアスペクト比が1より大きくなるようになっているので、実施の形態1と同様に後述のメタルマスク500を用いて接合材300を塗布する接合材塗布工程710で、安定した塗布量で接合材300を塗布することが可能になっている。
The
そして、リードレス部品の耐熱性能221を有しているリードレス部品201は、素子が内蔵された直方体の表面に直接電極が形成されたリードレス電極211を備えていて、リード付き部品の耐熱性能222A、222Bを有しているリード付き部品202A、202Bは、素子から引き出された2端子以上の金属端子で形成されたリード付き電極212A、212Bをそれぞれが備えていて、それぞれの耐熱性能はリフロー工程731で設定されたリフロープロファイル740の炉設定温度上限742よりも高い耐熱性能を有している。
The
したがって、実施の形態1と同様にリードレス部品201およびリード付き部品202A、202Bはリフロー工程731の炉設定温度上限742よりも耐熱性能が高く、さらに、リフロー工程731の炉設定温度上限742よりも加熱溶解して接合する第1種接合材301および第2種接合材302の溶解温度は低いので、一度のリフロー工程731でプリント配線板100にそれぞれの部品を実装することが可能になる。
Therefore, similarly to the first embodiment, the
以上より、端子形状および平坦度の精度が異なる端子の実装部品をプリント配線板100の同一実装面に実装して1回のリフロー加熱により固着出来るため、リフロー回数削減および接合材不足を補う工程が不要となり生産性が向上する効果がある。
From the above, mounting components of terminals with different terminal shapes and flatness accuracy can be mounted on the same mounting surface of the printed
また、実装部品及びプリント配線板100への熱ストレスが低減できる効果がある。
Further, there is an effect that the thermal stress on the mounted component and the printed
また、実装部品及びプリント配線板100の故障率が低減できる効果がある。
Further, there is an effect that the failure rate of the mounted component and the printed
次に、接合材300の材料について図5、図6を用いて説明する。
Next, the material of the joining
図5は接合材300が金属合金であるはんだ321であって、二種以上の溶解前粒子径で構成されている場合を示したものである。図5では、溶解前の粒子径が小径である小径はんだを第1種接合材301Aに、溶解前の粒子径が大径である大径はんだを第2種接合材302Aに用いている。
FIG. 5 shows a case where the
例えば、塗布される接合材300の金属合金の粒子径を小さくしていけば、塗布後の金属合金粒子の充填効率が高くなっていき、単位体積当たりの金属合金密度は高くなっていくが、塗布厚みを厚くしていったときに塗布形状が崩れやすくなっていくのと同時に版抜け性が悪くなっていく。また、単位体積当たりの金属合金の表面積が広くなっていき、酸化しやすくなり、交換頻度が上がっていく。
For example, if the particle size of the metal alloy of the bonded
例えば、塗布される接合材300の金属合金の粒子径を大きくしていけば、塗布後の金属合金粒子の充填効率は低くなっていくが、塗布厚みを厚くしていったときに塗布形状が保たれやすくなっていくのと同時に版抜け性が良くなっていく。また、金属合金粒子の単位体積当たりの表面積が狭くなっていくので、酸化しにくくなっていき、交換頻度が下がっていくため、廃棄量が少なくなっていく。
For example, if the particle size of the metal alloy of the
プリント配線板100に設けられた電極パッド101に第1のメタルマスク501を用いて塗布される第1種接合材301Aは、第2のメタルマスク502を用いて塗布される第2種接合材302Aよりも小さい粒子径の接合材300が選択できるようになっている。
The
従って、塗布厚みが薄く、塗布面積が狭い場合は小径はんだを使用し、高い充填効率で金属合金であるはんだ321を塗布できる。また、塗布厚みが厚く、塗布面積が広い場合は大径はんだを使用するため、塗布厚みを厚くしていっても、安定した塗布形状で塗布できる。さらに、塗布する接合材300の廃棄量を削減できる。
Therefore, when the coating thickness is thin and the coating area is narrow, small-diameter solder can be used and the
図6は、接合材300が二種以上の異なった材料で構成されている場合を示したものである。
FIG. 6 shows a case where the joining
プリント配線板100に実装されたリードレス部品201およびリード付き部品202A、202Bはそれぞれ固有の線膨張係数があり、その線膨張係数の差によって接合材300を加熱硬化した後に収縮応力が発生する。また、その線膨張係数の差によって、製品の使用環境で受ける環境温度変化および部品から発生する自己発熱等の繰り返し温度変化による歪ストレスが発生する。
The
加熱硬化後に発生する収縮応力又は繰り返し温度変化による歪ストレスは、例えば、リード付き部品202A、202Bの場合は、実装後はリードで緩和することができるが、リードレス部品201の場合は実装後の繰り返し応力を緩和するリードを持たないため、繰り返し応力に対して変形して応力緩和しにくい金属合金の接合材300を用いたときはリードレス部品201を破壊する恐れがある。
For example, in the case of lead-attached
また、小型化が進むセラミックを主体としたリードレス部品201においては、繰り返し温度変化による歪ストレスに起因したリードレス電極211への歪ストレス集中によるクラックが、小型になればなるほど発生しやすくなっていて、繰り返し温度変化に強い接合材300を用いたときはリードレス部品201を破壊する恐れがある。
Further, in the
例えば、柔らかく繰り返し応力を緩和しやすい合金組成のはんだ321を用いれば、リードレス部品201の破壊を防ぐことが可能であるが、サイズが大きいリードレス部品201又は大型のリード付き部品202A、202Bの場合は、柔らかく繰り返し応力を緩和しやすい合金組成のはんだ321に応力が集中して、変形量が大きくなって、繰り返し応力による金属疲労によって、接合部400が破壊してしまうおそれがある。
For example, if
また、応力を緩和しやすい導電性フィラーを含有する樹脂からなる導電性接着剤323を用いれば、リードレス部品201の破壊を防ぐことが可能であるが、大型のリード付き部品202A、202Bの場合は、導電性接着剤323は固着強度が金属合金からなるはんだ321よりも劣るため、落下又は振動などの機械的ストレスで接合部400が破壊してしまう恐れがある。
Further, if a
例えば、一般的な高耐久はんだは、貴金属である銀の含有率が高かったり、希土類であるインジウム等の高価な金属が含有されたりしていて、高価である。 For example, general high-durability solder has a high content of silver, which is a precious metal, and contains an expensive metal such as indium, which is a rare earth element, and is expensive.
また、一般的な導電性接着剤は、フィラー状の貴金属である銀が高含有率で混ぜられていて、さらに高価である。 Further, the general conductive adhesive is more expensive because silver, which is a noble metal in the form of a filler, is mixed in at a high content.
図6の実施例ではプリント配線板100に設けられた電極パッド101に第1のメタルマスク501を用いて塗布される第1種接合材301Bと第2のメタルマスク502を用いて塗布される第2種接合材302Bは異なった材料が塗布できるようになっている。
In the embodiment of FIG. 6, the first
従って、プリント配線板100に実装される部品とその接合材300と塗布厚グループ410との関係において、高価な金属の含有比率が高い合金組成のはんだ321と高価な金属の含有比率が低い合金組成のはんだ321を使い分けることができ、材料費を削減することができる。また、固着強度が高い合金組成のはんだ321と応力緩和性能が高い合金組成のはんだ321を使い分けることができ、小型部品から大型部品までの高低温繰り返しストレスに対する耐久性能を向上することができる。
Therefore, in the relationship between the parts mounted on the printed
また、プリント配線板100に実装される部品とその接合材300と塗布厚グループ410との関係において、高価な導電性接着剤と安価なはんだ321を使い分けることができ、材料費を削減することができる。また、固着強度が高いはんだ321と応力緩和性能が導電性接着剤323を使い分けることができ、小型部品の高低温繰り返しストレスに対する緩和と大型部品の落下又は振動などの機械的ストレスに対する固着強度維持を両立することができる。
Further, in relation to the parts mounted on the printed
尚、接合材300に複数種のはんだ321を使う場合、一度のリフロー工程で加熱溶解させるため、はんだ321の種類別に使用するフラックス322は活性温度領域又は失活温度などの耐熱性能をはんだ321の種類別に設定する必要がなく、同じものが使用できるため、リフロー温度設定の管理が容易になる。
When a plurality of types of
次に、接合材塗布工程710について図7及び図8を用いて説明する。
Next, the bonding
塗布厚グループ410はリード付き部品202A、202Bのリード付き電極212A、212Bの平坦度に合わせて段階的に設定されていて、接合材塗布工程710は第1接合材塗布工程711で第1塗布厚グループ411、第2接合材塗布工程712で第2塗布厚グループ412、第n接合材塗布工程71nで第n塗布厚グループ41nの順で接合材300が塗布されるようになっている。
The coating thickness group 410 is set stepwise according to the flatness of the
第2接合材塗布工程712で使用する、第2塗布厚グループ412の塗布に用いる第2のメタルマスク502は、第1接合材塗布工程711で第1のメタルマスク501を用いて塗布される第1塗布厚グループ411の第1種接合材301を避けるように凹型の掘り込み加工された掘り込み部510を備えている。
The
また、第2接合材塗布工程712でスキージ521を用いて塗布する際に第2のメタルマスク502がたわんで第1接合材塗布工程711で塗布された第1種接合材301に触れるのを防ぐため、第2のメタルマスク502の凹型の掘り込み加工されている掘り込み部510に第1塗布厚グループ411の第1種接合材301を避けるように凸型の突起部511が設けられている。
Further, when the
また、プリント配線板100には第2のメタルマスク502の凹型の掘り込み加工されている掘り込み部510に第1塗布厚グループ411の第1種接合材301を避けるように設けられた凸型の突起部511の位置に略一致する位置に銅箔ランド102が設けられていて、プリント配線板100の銅箔厚み分の沈み込みを防ぐことができるようになっている。
Further, the printed
さらに銅箔ランド102の表面にはソルダーレジスト104が設けられていて、第2のメタルマスク502の凸型の突起部511と銅箔ランド102のこすれによって発生する導電性異物の発生抑制が行われている。
Further, a solder resist 104 is provided on the surface of the
従って、接合材300は接合部位の厚みに応じて第1塗布厚グループ411から順に塗布されているので、リード付き部品202A、202Bの平坦度が複数階層で実装ができるようになり、後の工程で使用されるメタルマスク500には、前の工程で塗布された接合材300を避ける凹型の掘り込み部510が設けられているので、第1塗布厚グループ411から始まり、第2、第n-1、第n塗布厚グループ41nの順で接合材300を塗布することができ、後の工程で使用されるメタルマスク500には先に塗布された接合材300を避けるように凸型の突起部511が設けられているので、広範囲に凹型の掘り込みが設けられていてもメタルマスク500のたわみによる先に塗布された接合材300に接触することを防ぐことができ、プリント配線板100には凸型の突起部511の位置と略一致する位置に銅箔ランド102を設けられているので、銅箔ランド102によってメタルマスク500が銅箔厚み分沈み込むことが防げて接合材300の塗布量の誤差を減らすことができ、その銅箔ランド102にはソルダーレジスト104が設けられているので、銅箔ランド102とメタルマスク500が削れることを防止できて金属製異物発生を抑制できる。
Therefore, since the
また、図7において、スルーホール103の銅箔ランド102の表面には、第2種接合材302であるはんだ321が第1塗布厚グループ411よりも厚く塗布されるようになっている。
Further, in FIG. 7, the
スルーホールリフロー工法によるはんだ付けは一般的にはスルーホールのランドよりも広範囲にはんだを塗布して、はんだの表面張力によって部品電極およびスルーホールに吸い寄せて接合形成されるようになっているが、スルーホールのランドよりも広範囲にはんだを塗布して接合形成させたとき、余剰はんだがはんだボールとなったり、周囲に部品が実装できないなどの高密度実装に対する弊害があった。 Soldering by the through-hole reflow method generally applies solder to a wider area than the land of the through-hole, and the surface tension of the solder attracts the solder to the component electrodes and the through-hole to form a joint. When solder was applied over a wider area than the lands of the through holes to form a joint, there were adverse effects on high-density mounting, such as excess solder becoming solder balls and parts not being able to be mounted around.
しかしながら、スルーホール103の銅箔ランド102の表面にははんだ321が第1塗布厚グループ411よりも厚く塗布されるようになっていて、スルーホール挿入部品であるリード付き部品202Cを接合する際のスルーホール103内に流し込むために必要なはんだ321の量をスルーホール103の銅箔ランド102をはみ出して塗布しなくても確保することができ、スルーホール103の銅箔ランド102をはみ出してはんだ321を塗布する必要がないため、余剰はんだがはんだボールとなって、導電性異物として残ることを防げ、さらに、近接して他の部品を配置することが可能になり、部品実装密度を向上させることができる。
However, the
また、はんだ321がスルーホール103の穴に入らない様に塗布されるようになっていて、スルーホール103内に入り込むはんだ321が無いのでリード付き部品202Cのリード付き電極212Cの挿入時にはんだ321が垂れ落ちるのを防げ、また、接合に必要な量をコントロールすることができるため、スルーホール103内のはんだ321が予測でき、スルーホール103のはんだ塗布側の反対側を監視することではんだ付け状態を検査することができる。
Further, the
次に、電子基板ユニット1の製造方法について図8及び図9を用いて説明する。製造される電子基板ユニット1は、素子が内蔵された直方体の形状で、表面にリードレス電極211を備えたリードレス部品201と、素子から引き出された金属からなる2つ以上の端子であるリード付き電極212A、212Bを備えたリード付き部品202A、202Bと、リフロー炉による加熱溶解用の接合材300と、片面若しくは両面に接合材300が塗布される電極パッド101が設けられたプリント配線板100と、リードレス電極211と電極パッド101、及びリード付き電極212A、212Bと電極パッド101とが接合材300によって固着されて形成された接合部400とを備える。
Next, the manufacturing method of the
リードレス部品201及びリード付き部品202A、202Bは、リフロー炉の炉設定温度741の上限以上の耐熱性能を備え、リフロー炉の炉設定温度741の上限の温度は、接合材300の加熱溶解する温度以上の温度である。電極パッド101に塗布された接合材300は、接合材300の体積を矩形状の電極パッド101の面積で割った値である面積換算塗布厚600がそれぞれ異なる厚みにグループ化された第1から第n(nは3以上の整数)までの複数の塗布厚グループ410を備える。
The
リードレス電極211を固着する、第1塗布厚グループ411の接合材300の塗布厚401は、複数のリードレス部品201の中でリードレス電極211の面積が最も狭いリードレス部品201が固着される電極パッド101の短辺の側の接合材300の塗布幅402を接合材300の塗布厚401で割った比であるアスペクト比が1よりも大きい塗布厚401である。リード付き電極212A、212Bを固着する、第2塗布厚グループ412又は第2塗布厚グループ412から第n塗布厚グループ41nの接合材300の塗布厚401は、電極パッド101が設けられたプリント配線板100に垂直方向のリード付き電極212A、212Bの高さのばらつきの度合いであるリード付き電極の平坦度232A、232B以上の塗布厚である。
In the
複数の塗布厚グループ410の塗布厚401の関係は、第1塗布厚グループ411<第2塗布厚グループ412<第n塗布厚グループ41nである。接合材300の加熱溶解される温度は、リフロー炉の炉設定温度741よりも低い温度であり、第1塗布厚グループ411の接合材300、及び第2塗布厚グループ412又は第2塗布厚グループ412から第n塗布厚グループ41nの接合材300は、同種又は二種以上の材料からなる。
The relationship between the
電子基板ユニット1の製造方法は、接合材塗布工程710と、部品実装工程721と、リフロー工程731とを備える。接合材塗布工程710は、第1接合材塗布工程711と、第2接合材塗布工程712と、第n接合材塗布工程71nとを備える。リフロー工程731は、予備加熱743、本加熱744、及び冷却745を備える。接合材300は、本加熱744において加熱溶解する。
The method for manufacturing the
まず、電子基板ユニット1を製造する装置にプリント配線板100を搬入する搬入701を行う。次に、リードレス部品201のリードレス電極211が固着される電極パッド101に第1塗布厚グループ411の塗布厚401で第1種接合材301を塗布する工程である第1接合材塗布工程711を行う(ステップS101)。第1種接合材301は、第1のメタルマスク501を利用して塗布される。次に、リード付き部品202Aのリード付き電極212Aが固着される電極パッド101に第2塗布厚グループ412の塗布厚401で第2種接合材302を塗布する工程である第2接合材塗布工程712を行う(ステップS102)。第2種接合材302は、第2のメタルマスク502を利用して塗布される。次に、リード付き部品202Bのリード付き電極212Bが固着される電極パッド101に第n塗布厚グループ41nの塗布厚401で第n種接合材30nを塗布する工程である第n接合材塗布工程71nを行う(ステップS103)。第n種接合材30nは、第3のメタルマスク503を利用して塗布される。
First, carry-in 701 for carrying the printed
次に、リードレス部品201のリードレス電極211及びリード付き部品202A、202Bのリード付き電極212A、212Bを、それぞれが固着される電極パッド101に設けられた接合材300の上に実装する工程である部品実装工程721を行う(ステップS104)。次に、リフロー炉において1回のリフロー加熱により接合材300を加熱溶解して、リードレス電極211と電極パッド101、及びリード付き電極212A、212Bと電極パッド101を溶解された接合材300によって固着する接合部400を形成する工程であるリフロー工程731を行う(ステップS105)。最後に、電子基板ユニット1を製造する装置から電子基板ユニット1を搬出する搬出751を行う。
Next, in the step of mounting the
接合材300は、例えば、金属合金からなるはんだであり、一方の塗布厚グループである第1塗布厚グループ411の第1種接合材301Aと他方の塗布厚グループである第2塗布厚グループ412の第2種接合材302Aとでは、図5に示すように、はんだ321の粒子径が異なっていても構わない。また、接合材300は、例えば、金属合金からなるはんだであり、一方の塗布厚グループである第1塗布厚グループ411の第1種接合材301Bと他方の塗布厚グループである第2塗布厚グループ412の第2種接合材302Bとでは、図6に示すように、はんだ321の合金組成が異なっていても構わない。また、図10に示すように、第1塗布厚グループ411の第1種接合材301は、導電性フィラーを含有する樹脂からなる導電性接着剤323であり、第2塗布厚グループ412の第2種接合材302Aは、金属合金からなるはんだ321であっても構わない。
The joining
第2接合材塗布工程712において、接合材300の塗布に用いる第2のメタルマスク502は、図7に示すように、第1接合材塗布工程711においてリードレス電極211が固着される電極パッド101に塗布されている第1種接合材301を取り囲んで設けられた掘り込み部510を有している。第2のメタルマスク502の掘り込み部510の底部に、第1塗布厚グループ411の第1種接合材301が設けられた電極パッド101と第1塗布厚グループ411の第1種接合材301が設けられた電極パッド101との間のプリント配線板100の部分と接する突起部511が設けられている。また、突起部511と接するプリント配線板100の部分に銅箔ランド102が設けられている。また、銅箔ランド102にソルダーレジスト104が設けられている
As shown in FIG. 7, the
プリント配線板100はスルーホール103を備え、スルーホール103を取り囲むプリント配線板100の表面の部分に銅箔ランド102を設けても構わない。第2接合材塗布工程712において、第2塗布厚グループ412の塗布厚401の第2種接合材302である金属合金からなるはんだ321を銅箔ランド105に塗布し、部品実装工程721において、リード付き部品202Cのリード付き電極212Cをスルーホール103に挿入してリード付き部品202Cを実装する。スルーホール103の穴の部分を避けて、銅箔ランド105の表面にはんだ321は塗布される。
The printed
(2)実施の形態の要点と特徴
本発明の請求項1、および請求項8によれば、電子基板ユニット1は、リフロー炉の炉設定温度741以上のリフロー耐熱性能240を有したリードレス部品201およびリード付き部品202A、202Bと、電極パッド101が設けられたプリント配線板100と、実装部品に応じ、プリント配線板100に塗布される接合材300の体積を電極パッド101の面積で割った値である塗布厚401が段階的に略一致する第1塗布厚グループ411及び第2塗布厚グループ412若しくは第2塗布厚グループ412から第n塗布厚グループ41nからなる接合部400と、リフロー炉の炉設定温度741未満で加熱溶解する同種又は二種以上からなる接合材300と、を備えている。
(2) Key points and features of the embodiment According to
従って、端子形状又は平坦度の精度が異なる端子を備えた実装部品を同一実装面で実装して1回のリフロー加熱により固着出来るため、リフロー回数削減および接合材不足を補う工程が不要となり生産性が向上する効果がある。また、実装部品及びプリント配線板への熱ストレスを低減できる効果がある。また、実装部品及びプリント配線板の故障率を低減できる効果がある。 Therefore, mounting components equipped with terminals having different terminal shapes or flatness accuracy can be mounted on the same mounting surface and fixed by one reflow heating, which eliminates the need for a process of reducing the number of reflows and compensating for a shortage of joint materials, resulting in productivity. Has the effect of improving. In addition, it has the effect of reducing thermal stress on the mounted components and the printed wiring board. It also has the effect of reducing the failure rate of mounted components and printed wiring boards.
本発明の請求項2、および請求項9によれば、塗布厚グループ410の第1塗布厚グループ411の接合材300、及び塗布厚グループ410の第2塗布厚グループ412又は第2塗布厚グループ412から第n塗布厚グループ41nの接合材300は金属合金からなるはんだであり、塗布厚グループ410に応じて、二種以上の溶解前粒子径で構成されている。接合材300は金属合金の溶解前粒子径が二種以上であるはんだ321で構成されている。
According to claims 2 and 9 , the
従って、塗布厚みが薄く、塗布面積が狭い場合は小径はんだを使用できるため、高い充填効率で塗布できる効果がある。また、塗布厚みが厚く、塗布面積が広い場合は大径はんだを使用できるため、安定した塗布形状で塗布できる効果がある。 Therefore, when the coating thickness is thin and the coating area is narrow, small-diameter solder can be used, so that there is an effect that coating can be performed with high filling efficiency. Further, when the coating thickness is thick and the coating area is large, a large-diameter solder can be used, so that there is an effect that the coating can be performed in a stable coating shape.
本発明の請求項3、および請求項10によれば、塗布厚グループ410の第1塗布厚グループ411の接合材300、及び塗布厚グループ410の第2塗布厚グループ412又は第2塗布厚グループ412から第n塗布厚グループ41nの接合材300は金属合金からなるはんだであり、実装部品と塗布厚グループ410との関連で、接合材300は組成が二種以上であるはんだ321で構成されている。
According to
従って、貴金属の含有比率が高い合金組成のはんだと貴金属の含有比率が低い合金組成のはんだを使い分けることができ、材料費を削減することができる効果がある。また、固着強度が高い合金組成と応力緩和性能が高いはんだを使い分けることができ、小型部品から大型部品までの高低温繰り返しストレスに対する耐久性能を向上することができる効果がある。 Therefore, it is possible to properly use the solder having an alloy composition having a high noble metal content and the solder having an alloy composition having a low noble metal content, which has the effect of reducing the material cost. Further, it is possible to properly use an alloy composition having a high fixing strength and a solder having a high stress relaxation performance, and there is an effect that the durability performance against high and low temperature repeated stress from small parts to large parts can be improved.
本発明の請求項4、および請求項11によれば、塗布厚グループ410の第1塗布厚グループ411の接合材300は実装部品に応じ導電性接着剤323とし、塗布厚グループ410の第2塗布厚グループ412又は第2塗布厚グループ412から第n塗布厚グループ41nの接合材300は金属合金からなるはんだ321で構成されている。
According to claims 4 and 11 , of the present invention, the
従って、高価な導電性接着剤と安価なはんだを使い分けることができ、高価な導電性接着剤の使用量を削減できる効果がある。 Therefore, it is possible to properly use an expensive conductive adhesive and an inexpensive solder, and there is an effect that the amount of the expensive conductive adhesive used can be reduced.
本発明の請求項5、および請求項12によれば、はんだ321の種類が複数種あっても、はんだ321に混ぜ合わせているフラックス322は同じものが使用されている。
According to claims 5 and 12 , even if there are a plurality of types of
従って、融点が低温のはんだと融点が高温のはんだで同じ耐熱性を有したフラックスが使用できるため、融点が高温のはんだに合わせたリフロー温度設定で加熱溶解できる効果がある。 Therefore, since a flux having the same heat resistance can be used for solder having a low melting point and solder having a high melting point, there is an effect that the solder can be heated and melted by setting the reflow temperature according to the solder having a high melting point.
本発明の請求項13によれば、接合材300は接合部位の厚みに応じて第1塗布厚グループ411から順に塗布されている。
According to claim 13, the joining
従って、リード付き部品の平坦度が複数階層で実装ができる効果がある。 Therefore, there is an effect that the flatness of the leaded component can be mounted in a plurality of layers.
本発明の請求項14によれば、メタルマスク500には前の工程で塗布された接合材300を避ける凹型の掘り込み部510が設けられている。
According to claim 14 , the
従って、第1塗布厚グループから始まり、第2、第n-1、第n塗布厚グループの順で接合材を塗布することができ、全ての塗布工程後に部品実装が可能になる効果がある。さらに、接合材の塗布と部品実装を繰り返さないため、前の実装工程の部品を避けることが不要になり、高密度実装が可能になる効果がある。さらに、接合材の塗布と部品実装を繰り返さないため、接合材塗布厚みが前の実装工程の部品の高さ以上になることがなく、接合材の使用量が多くなることを防ぐ効果がある。 Therefore, the joining material can be applied in the order of the first coating thickness group, the second n-1, and the nth coating thickness group, and there is an effect that the component can be mounted after all the coating steps. Further, since the coating of the joining material and the component mounting are not repeated, it is not necessary to avoid the components in the previous mounting process, which has the effect of enabling high-density mounting. Further, since the application of the joining material and the mounting of the parts are not repeated, the coating thickness of the joining material does not exceed the height of the parts in the previous mounting process, and there is an effect of preventing the amount of the joining material from being used.
本発明の請求項15によれば、メタルマスク500には先に塗布された接合材300を避けるように凸型の突起部511が設けられている。
According to claim 15 , the
従って、広範囲に凹型の掘り込み部があっても、接合材塗布時のメタルマスクのたわみによって、先に塗布された接合材にメタルマスクが接触することを防ぐ効果がある。 Therefore, even if there is a concave digging portion in a wide range, there is an effect of preventing the metal mask from coming into contact with the previously applied joint material due to the deflection of the metal mask when the joint material is applied.
本発明の請求項16によれば、プリント配線板100には凸型の突起部511の位置と略一致する位置に銅箔ランド102が設けられている。
According to claim 16 , the printed
従って、銅箔ランドによってメタルマスクが銅箔厚み分沈み込むことを防ぎ、接合材塗布量の誤差を減らすことができる効果がある。 Therefore, the copper foil land has the effect of preventing the metal mask from sinking by the thickness of the copper foil and reducing the error in the coating amount of the joining material.
本発明の請求項17によれば、銅箔ランド102にはソルダーレジスト104が設けられている。
According to claim 17 of the present invention, the
従って、銅箔ランドが削れることを防止でき、金属製異物発生を抑制する効果がある。 Therefore, it is possible to prevent the copper foil land from being scraped, and it is effective in suppressing the generation of metal foreign matter.
本発明の請求項6、および請求項18によれば、スルーホール103の銅箔ランド102の表面にははんだ321が第1塗布厚グループ411よりも厚く塗布されるようになっている。
According to claims 6 and 18 , the
従って、スルーホール挿入部品であるリード付き部品を接合する際のスルーホール内に流し込むために必要なはんだの量をスルーホールの銅箔ランドをはみ出して塗布しなくても確保することができる効果がある。また、スルーホールの銅箔ランドをはみ出してはんだを塗布する必要がないため、余剰はんだがはんだボールとなって、導電性異物として残ることを防ぐ効果がある。さらに、近接して他の部品を配置することが可能になり、部品実装密度を向上させることが可能になる効果がある。 Therefore, there is an effect that the amount of solder required for pouring into the through hole when joining the lead-attached parts, which are the through hole insertion parts, can be secured without sticking out the copper foil land of the through hole and applying the solder. be. Further, since it is not necessary to apply the solder by sticking out of the copper foil land of the through hole, there is an effect of preventing the excess solder from becoming a solder ball and remaining as a conductive foreign substance. Further, it becomes possible to arrange other parts in close proximity to each other, which has the effect of improving the component mounting density.
本発明の請求項7、および請求項19によれば、はんだ321がスルーホール103の穴に入らない様に塗布されるようになっている。
According to
従って、スルーホール内に入り込むはんだが無いため、端子挿入時にはんだが垂れ落ちることを防ぐ効果がある。また、塗布量を定量にすることができるため、スルーホール内のはんだが予測でき、塗布側の反対面を監視することではんだ付け状態を検査することができる効果がある。 Therefore, since there is no solder that enters the through hole, there is an effect of preventing the solder from dripping when the terminal is inserted. Further, since the coating amount can be quantified, the solder in the through hole can be predicted, and there is an effect that the soldering state can be inspected by monitoring the opposite surface on the coating side.
また本願は、様々な例示的な実施例が記載されているが、1つの実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも1つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも1つの構成要素を抽出し、他の実施例の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
Also, although various exemplary embodiments are described in the present application, the various features, embodiments, and functions described in one embodiment are not limited to the application of a particular embodiment. It can be applied alone or in various combinations.
Therefore, innumerable variations not exemplified are envisioned within the scope of the techniques disclosed herein. For example, it is assumed that at least one component is modified, added or omitted, and further, at least one component is extracted and combined with the components of other embodiments.
1 電子基板ユニット、100 プリント配線板、101 電極パッド、102 銅箔ランド、103 スルーホール、104 ソルダーレジスト、105 銅箔ランド、201 リードレス部品、202A リード付き部品、202B リード付き部品、202C リード付き部品、211 リードレス電極、212A リード付き電極、212B リード付き電極、212C リード付き電極、221 リードレス部品の耐熱性能、222A リード付き部品の耐熱性能、222B リード付き部品の耐熱性能、231 リードレス電極の平坦度、232A リード付き電極の平坦度、232B リード付き電極の平坦度、240 リフロー耐熱性能、300 接合材、301 第1種接合材、302 第2種接合材、30n 第n種接合材、311 第1種接合材の溶解温度、312 第2種接合材の溶解温度、31n 第n種接合材の溶解温度、321 はんだ、322 フラックス、323 導電性接着剤、400 接合部、401 塗布厚、402 塗布幅、410 塗布厚グループ、411 第1塗布厚グループ、412 第2塗布厚グループ、41n 第n塗布厚グループ、500 メタルマスク、501 第1のメタルマスク、502 第2のメタルマスク、503 第3のメタルマスク、510 掘り込み部、511 突起部、521 スキージ、600 面積換算塗布厚、701 搬入、710 接合材塗布工程、711 第1接合材塗布工程、712 第2接合材塗布工程、71n 第n接合材塗布工程、721 部品実装工程、731 リフロー工程、740 リフロープロファイル、741 炉設定温度、742 炉設定温度上限、743 予備加熱、744 本加熱、745 冷却、751 搬出 1 Electronic board unit, 100 printed wiring board, 101 electrode pad, 102 copper foil land, 103 through hole, 104 solder resist, 105 copper foil land, 201 leadless part, 202A lead part, 202B lead part, 202C lead part Parts, 211 Leadless Electrodes, 212A Leaded Electrodes, 212B Leaded Electrodes, 212C Leaded Electrodes, 221 Leaded Parts Heat Resistant Performance, 222A Leaded Parts Heat Resistant Performance, 222B Leaded Parts Heat Resistant Performance, 231 Leadless Electrodes Flatness of 232A Leaded Electrode Flatness, 232B Flatness of Leaded Electrode, 240 Reflow Heat Resistant Performance, 300 Bonding Material, 301 Class 1 Bonding Material, 302 Class 2 Bonding Material, 30n Class n Bonding Material, 311 Melting temperature of type 1 bonding material, 312 Melting temperature of type 2 bonding material, Melting temperature of 31n type n bonding material, 321 solder, 322 flux, 323 conductive adhesive, 400 joint, 401 coating thickness, 402 coating width, 410 coating thickness group, 411 first coating thickness group, 412 second coating thickness group, 41n nth coating thickness group, 500 metal mask, 501 first metal mask, 502 second metal mask, 503rd 3 metal masks, 510 digging parts, 511 protrusions, 521 squeegees, 600 area conversion coating thickness, 701 carry-in, 710 bonding material coating process, 711 first bonding material coating process, 712 second bonding material coating process, 71n first n Bonding material coating process, 721 component mounting process, 731 reflow process, 740 reflow profile, 741 furnace set temperature, 742 furnace set temperature upper limit, 743 preheating, 744 heating, 745 cooling, 751 unloading
Claims (19)
素子から引き出された金属端子で電極が2端子以上形成されたリード付き電極を備えたリード付き部品と、
リフロー炉によって加熱溶解される接合材と、
片面若しくは両面に電極パッドが設けられたプリント配線板と、
前記リードレス電極及び前記リード付き電極と前記電極パッドを前記接合材によって固着されて形成された接合部と、を備えた電子基板ユニットであって、
前記リードレス部品及び前記リード付き部品は、前記リフロー炉の炉設定温度上限以上のリフロー耐熱性能を備え、
前記リフロー炉の前記炉設定温度上限は前記接合材の加熱溶解する温度以上であり、
前記接合部は、前記接合材の体積を前記電極パッドの面積で割った値である面積換算塗布厚が段階的に略一致するようにグループ化された塗布厚グループを備え、
前記塗布厚グループの第1塗布厚グループの塗布厚は、前記リードレス部品の電極面積が最も狭い部品の前記接合材の塗布幅を塗布厚で割った比であるアスペクト比が1よりも大きくなる塗布厚であり、
前記塗布厚グループの第2塗布厚グループ又は第2塗布厚グループから第n塗布厚グループ(nは3以上の整数)の塗布厚は前記リード付き電極の平坦度以上であり、
前記塗布厚グループの塗布厚みの関係は、
第1塗布厚グループ<第2塗布厚グループ<第n塗布厚グループであり、
さらに,前記接合部は、前記リフロー炉によって加熱溶解される温度が前記炉設定温度未満の前記接合材を備え、
前記塗布厚グループの前記第1塗布厚グループ及び前記第2塗布厚グループ又は前記第2塗布厚グループから前記第n塗布厚グループの前記接合材は同種又は二種以上であり、
前記塗布厚グループの前記接合材が段階的に塗布されて前記プリント配線板の片面当たり1回のリフロー加熱によって加熱溶解されて前記リフロー耐熱性能を有する前記リードレス部品及び前記リード付き部品が片面若しくは両面に設けられた前記電極パッドに固着されて形成された前記接合部を備えた電子基板ユニット。 A rectangular parallelepiped shape with a built-in element, a leadless component with a leadless electrode with electrodes directly formed on the surface, and a leadless component.
Leaded parts equipped with leaded electrodes in which two or more electrodes are formed from metal terminals drawn from the element, and
The joining material that is heated and melted by the reflow oven,
A printed wiring board with electrode pads on one or both sides,
An electronic substrate unit comprising the leadless electrode, the leaded electrode, and a joint portion formed by fixing the electrode pad with the joint material.
The leadless parts and the lead-attached parts have reflow heat resistance performance equal to or higher than the furnace set temperature upper limit of the reflow furnace.
The upper limit of the furnace set temperature of the reflow furnace is equal to or higher than the temperature at which the bonding material is heated and melted.
The joint comprises a coating thickness group grouped so that the area-equivalent coating thickness, which is the volume of the bonding material divided by the area of the electrode pad, substantially matches in stages.
The coating thickness of the first coating thickness group of the coating thickness group has an aspect ratio of more than 1, which is the ratio of the coating width of the joining material of the component having the narrowest electrode area of the leadless component divided by the coating thickness. It is a coating thickness,
The coating thickness of the second coating thickness group or the nth coating thickness group (n is an integer of 3 or more) of the coating thickness group is equal to or greater than the flatness of the lead-attached electrode.
The relationship between the coating thickness of the coating thickness group is
1st coating thickness group <2nd coating thickness group <nth coating thickness group,
Further, the joint portion comprises the joint material whose temperature at which the temperature is heated and melted by the reflow furnace is lower than the temperature set in the furnace.
The first coating thickness group and the second coating thickness group of the coating thickness group or the second coating thickness group to the nth coating thickness group of the bonding material are of the same type or two or more types.
The joint material of the coating thickness group is applied stepwise and is heated and melted by one reflow heating per one side of the printed wiring board, and the leadless component and the leaded component having the reflow heat resistance performance are one-sided or An electronic substrate unit provided with the joint portion formed by being fixed to the electrode pads provided on both sides.
前記塗布厚グループの前記第2塗布厚グループ又は前記第2塗布厚グループから前記第n塗布厚グループの接合材は、金属合金からなるはんだである請求項1に記載の電子基板ユニット。 The bonding material of the first coating thickness group of the coating thickness group is a conductive adhesive made of a resin containing a conductive filler.
The electronic substrate unit according to claim 1, wherein the bonding material of the second coating thickness group or the second coating thickness group to the nth coating thickness group of the coating thickness group is a solder made of a metal alloy.
前記スルーホールの銅箔ランドの表面には前記塗布厚グループの前記第2塗布厚グループ又は前記第2塗布厚グループから前記第n塗布厚グループの接合材である金属合金からなるはんだが塗布される請求項1に記載の電子基板ユニット。 A through hole is provided in the printed wiring board, and the printed wiring board is provided with a through hole.
The surface of the copper foil land of the through hole is coated with solder made of a metal alloy which is a joining material of the second coating thickness group of the coating thickness group or the nth coating thickness group from the second coating thickness group. The electronic board unit according to claim 1.
素子から引き出された金属からなる2つ以上の端子であるリード付き電極を備えたリード付き部品と、
リフロー炉による加熱溶解用の接合材と、
片面若しくは両面に前記接合材が塗布される電極パッドが設けられたプリント配線板と、
前記リードレス電極と前記電極パッド、及び前記リード付き電極と前記電極パッドとが前記接合材によって固着されて形成された接合部と、を備え、
前記リードレス部品及び前記リード付き部品は、前記リフロー炉の炉設定温度の上限以上の耐熱性能を備え、
前記リフロー炉の前記炉設定温度の上限の温度は、前記接合材の加熱溶解する温度以上の温度であり、
前記電極パッドに塗布された前記接合材は、前記接合材の体積を前記電極パッドの面積で割った値である面積換算塗布厚がそれぞれ異なる厚みにグループ化された第1から第n(nは3以上の整数)までの複数の塗布厚グループを備え、
前記リードレス電極を固着する、第1塗布厚グループの前記接合材の塗布厚は、複数の前記リードレス部品の中で前記リードレス電極の面積が最も狭い前記リードレス部品が固着される前記電極パッドの前記接合材の塗布幅を塗布厚で割った比であるアスペクト比が1よりも大きい塗布厚であり、
前記リード付き電極を固着する、第2塗布厚グループ又は第2塗布厚グループから第n塗布厚グループの前記接合材の塗布厚は、前記電極パッドが設けられた前記プリント配線板に垂直方向の前記リード付き電極の高さのばらつきの度合いである前記リード付き電極の平坦度以上の塗布厚であり、
複数の前記塗布厚グループの塗布厚の関係は、
第1塗布厚グループ<第2塗布厚グループ<第n塗布厚グループであり、
前記接合材の加熱溶解される温度は、前記リフロー炉の炉設定温度よりも低い温度であり、
前記第1塗布厚グループの前記接合材、及び前記第2塗布厚グループ又は前記第2塗布厚グループから前記第n塗布厚グループの前記接合材は、同種又は二種以上の材料からなる電子基板ユニットの製造方法であって、
前記リードレス部品の前記リードレス電極が固着される前記電極パッドに前記第1塗布厚グループの塗布厚で前記接合材を塗布する工程と、
前記リード付き部品の前記リード付き電極が固着される前記電極パッドに前記第2塗布厚グループの塗布厚で前記接合材を塗布する工程と、
前記リード付き部品の前記リード付き電極が固着される前記電極パッドに前記第n塗布厚グループの塗布厚で前記接合材を塗布する工程と、
前記リードレス部品の前記リードレス電極及び前記リード付き部品の前記リード付き電極を、それぞれが固着される前記電極パッドに設けられた前記接合材の上に実装する工程と、
前記リフロー炉において前記プリント配線板の片面当たり1回のリフロー加熱により前記接合材を加熱溶解して、前記リードレス電極と前記電極パッド、及び前記リード付き電極と前記電極パッドを溶解された前記接合材によって固着する接合部を形成する工程と、を備えた電子基板ユニットの製造方法。 A rectangular parallelepiped shape with a built-in element, a leadless component with a leadless electrode with electrodes directly formed on the surface, and a leadless component.
Leaded components with leaded electrodes, which are two or more terminals made of metal drawn from the element.
Joining material for heating and melting in a reflow oven,
A printed wiring board provided with an electrode pad to which the joining material is applied on one or both sides, and a printed wiring board.
The leadless electrode and the electrode pad, and the leaded electrode and the electrode pad are provided with a joint portion formed by the bonding material.
The leadless parts and the lead-attached parts have a heat resistance performance equal to or higher than the upper limit of the furnace set temperature of the reflow furnace.
The upper limit temperature of the furnace set temperature of the reflow furnace is a temperature equal to or higher than the temperature at which the bonding material is heated and melted.
The bonding material applied to the electrode pad is a value obtained by dividing the volume of the bonding material by the area of the electrode pad, and the area-equivalent coating thickness is grouped into different thicknesses from the first to n (n). Has multiple coating thickness groups up to 3)
The coating thickness of the bonding material of the first coating thickness group to which the leadless electrode is fixed is the electrode to which the leadless component having the narrowest area of the leadless electrode among the plurality of leadless components is fixed. The aspect ratio, which is the ratio of the coating width of the bonding material of the pad divided by the coating thickness, is a coating thickness larger than 1.
The coating thickness of the bonding material of the second coating thickness group or the second coating thickness group to the nth coating thickness group to which the lead-attached electrode is fixed is the said in the direction perpendicular to the printed wiring board provided with the electrode pad. The coating thickness is equal to or greater than the flatness of the leaded electrode, which is the degree of variation in the height of the leaded electrode.
The relationship between the coating thicknesses of the plurality of coating thickness groups is as follows.
1st coating thickness group <2nd coating thickness group <nth coating thickness group,
The temperature at which the bonding material is heated and melted is lower than the furnace set temperature of the reflow furnace.
The joining material of the first coating thickness group and the joining material of the second coating thickness group or the second coating thickness group to the nth coating thickness group are electronic substrate units made of the same type or two or more kinds of materials. It is a manufacturing method of
A step of applying the bonding material to the electrode pad to which the leadless electrode of the leadless component is fixed with the coating thickness of the first coating thickness group.
A step of applying the bonding material to the electrode pad to which the lead-attached electrode of the lead-attached component is fixed with the coating thickness of the second coating thickness group.
A step of applying the bonding material to the electrode pad to which the lead-attached electrode of the lead-attached component is fixed with the coating thickness of the nth coating thickness group.
A step of mounting the leadless electrode of the leadless component and the leaded electrode of the leaded component on the bonding material provided on the electrode pad to which each is fixed.
In the reflow furnace, the bonding material is heated and melted by one reflow heating per one side of the printed wiring board, and the leadless electrode and the electrode pad, and the leaded electrode and the electrode pad are melted. A method for manufacturing an electronic substrate unit, comprising a step of forming a joint portion to be fixed by a material.
一方の塗布厚グループの前記接合材と他方の塗布厚グループの前記接合材とでは、前記はんだの粒子径が異なっている請求項8に記載の電子基板ユニットの製造方法。 The joining material is a solder made of a metal alloy.
The method for manufacturing an electronic substrate unit according to claim 8 , wherein the bonding material of one coating thickness group and the bonding material of the other coating thickness group have different particle diameters of the solder.
一方の塗布厚グループの前記接合材と他方の塗布厚グループの前記接合材とでは、前記はんだの合金組成が異なっている請求項8又は9に記載の電子基板ユニットの製造方法。 The joining material is a solder made of a metal alloy.
The method for manufacturing an electronic substrate unit according to claim 8 or 9 , wherein the bonding material of one coating thickness group and the bonding material of the other coating thickness group have different alloy compositions of the solder.
前記第2塗布厚グループの前記接合材、又は前記第2塗布厚グループから前記第n塗布厚グループの前記接合材は、金属合金からなるはんだである請求項8に記載の電子基板ユニットの製造方法。 The joining material of the first coating thickness group is a conductive adhesive made of a resin containing a conductive filler.
The method for manufacturing an electronic substrate unit according to claim 8 , wherein the joining material of the second coating thickness group or the joining material of the second coating thickness group to the nth coating thickness group is a solder made of a metal alloy. ..
前記スルーホールを取り囲む前記プリント配線板の表面の部分に銅箔ランドが設けられ、
前記リード付き部品の前記リード付き電極が固着される前記電極パッドに前記第2塗布厚グループの塗布厚で前記接合材を塗布する工程、又は前記リード付き部品の前記リード付き電極が固着される前記電極パッドに前記第n塗布厚グループの塗布厚で前記接合材を塗布する工程において、前記第2塗布厚グループの塗布厚の前記接合材又は前記第n塗布厚グループの塗布厚の前記接合材である金属合金からなるはんだを前記銅箔ランドに塗布し、
前記リードレス部品の前記リードレス電極及び前記リード付き部品の前記リード付き電極を、それぞれが固着される前記電極パッドに設けられた前記接合材の上に実装する工程において、前記リード付き部品の前記リード付き電極を前記スルーホールに挿入して前記リード付き部品を実装する請求項8に記載の電子基板ユニットの製造方法。 The printed wiring board has a through hole and has a through hole.
A copper foil land is provided on the surface portion of the printed wiring board that surrounds the through hole.
The step of applying the bonding material to the electrode pad to which the lead-attached electrode of the lead-attached component is fixed with the coating thickness of the second coating thickness group, or the lead-attached electrode of the lead-attached component is fixed. In the step of applying the bonding material to the electrode pad with the coating thickness of the nth coating thickness group, the bonding material having the coating thickness of the second coating thickness group or the bonding material having the coating thickness of the nth coating thickness group is used. A solder made of a certain metal alloy is applied to the copper foil land, and the solder is applied.
In the step of mounting the leadless electrode of the leadless component and the leaded electrode of the leaded component on the bonding material provided on the electrode pad to which each is fixed, the leaded component is said to have the leaded component. The method for manufacturing an electronic board unit according to claim 8 , wherein an electrode with a lead is inserted into the through hole to mount the component with a lead.
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