JP7432609B2 - 電子回路装置の製造方法 - Google Patents
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Description
本明細書は、配線パターンが形成された傾斜実装面に回路素子がリフロー半田付けにより実装された電子回路装置の製造方法に関する技術を開示したものである。
近年、配線パターンが形成された立体的な樹脂成形品であるＭＩＤ（Molded Interconnect Device）が電子機器の小型化、部品点数削減、組立工数削減等を実現する実装技術として注目されている。このＭＩＤの実装技術は、特許文献１（国際公開ＷＯ２０１８／１６３３２３号公報）等に提案されている。このＭＩＤの実装面に半導体部品等の回路素子を実装する工程は、一般的な平板状の回路基板に回路素子を実装する工程と同様に、ＭＩＤの実装面の電極にクリーム状の半田を塗布してから、その実装面に回路素子を搭載した後、ＭＩＤをリフロー炉に搬入して回路素子の端子を実装面の電極にリフロー半田付けするようにしている。
ところで、ＭＩＤの実装面は、水平面になるとは限らず、傾斜面になる場合もある。ＭＩＤの傾斜実装面に搭載した回路素子をリフロー炉内でリフロー半田付けする場合、半田リフロー時に回路素子が傾斜実装面を滑って位置ずれすることがある。この半田リフロー時の回路素子の位置ずれは、回路素子の半田接続信頼性を低下させたり、接続不良を発生させたりする要因となっている。この半田リフロー時の回路素子の位置ずれの問題は、回路素子の重量が重くなるほど顕著な問題となっている。
上記課題を解決するために、配線パターンが形成された傾斜実装面に複数の回路素子がリフロー半田付けにより実装された電子回路装置を製造する方法であって、前記複数の回路素子のうち、半田リフロー時に前記傾斜実装面を滑って位置ずれする可能性のある所定重量以上又は所定サイズ以上の回路素子の位置ずれを防止する手段として、前記傾斜実装面のうちの前記回路素子のずれ方向側の側縁に当接する位置に位置ずれ防止用のストッパ部が設けられた電子回路装置を製造する方法において、
前記傾斜実装面に半田を付着する半田付着工程と、
前記回路素子を前記傾斜実装面に搭載する搭載工程と、
前記傾斜実装面に搭載した前記回路素子の端子を前記傾斜実装面の配線パターンの電極にリフロー半田付けするリフロー工程と
を含み、
前記半田付着工程及び前記搭載工程では、前記傾斜実装面が形成された立体成形品を前記傾斜実装面が水平になるまで傾けた状態で前記半田の付着及び前記回路素子の搭載を実行し、
前記リフロー工程では、前記立体成形品を搬送パレットに載せて前記傾斜実装面が傾斜した状態でリフロー炉に搬入してリフロー半田付けすることを特徴とするものである。
前記傾斜実装面に半田を付着する半田付着工程と、
前記回路素子を前記傾斜実装面に搭載する搭載工程と、
前記傾斜実装面に搭載した前記回路素子の端子を前記傾斜実装面の配線パターンの電極にリフロー半田付けするリフロー工程と
を含み、
前記半田付着工程及び前記搭載工程では、前記傾斜実装面が形成された立体成形品を前記傾斜実装面が水平になるまで傾けた状態で前記半田の付着及び前記回路素子の搭載を実行し、
前記リフロー工程では、前記立体成形品を搬送パレットに載せて前記傾斜実装面が傾斜した状態でリフロー炉に搬入してリフロー半田付けすることを特徴とするものである。
この製造方法で製造した電子回路装置は、傾斜実装面に実装する複数の回路素子のうち、半田リフロー時に前記傾斜実装面を滑って位置ずれする可能性のある所定重量以上又は所定サイズ以上の回路素子の位置ずれを防止する手段として、前記傾斜実装面のうちの前記回路素子のずれ方向側の側縁に当接する位置に位置ずれ防止用のストッパ部が設けられているため、半田リフロー時に回路素子が傾斜実装面を滑って位置ずれするのを防止することができて、回路素子の半田接続信頼性を向上でき、半田リフロー時の回路素子の位置ずれに起因する接続不良を未然に防止できる。
以下、本明細書に開示した３つの実施例１～３を説明する。
実施例１を図１及び図２に基づいて説明する。
まず、図１に基づいて配線パターンが形成された立体的な樹脂成形品であるＭＩＤの構成を説明する。
ＭＩＤの樹脂部１１は、絶縁性樹脂の射出成形、型成形等により傾斜面のある立体的な形状に成形されている。この樹脂部１１の表面のうちの傾斜面は、電気回路を構成する複数の回路素子１３，１４を実装する傾斜実装面１２となっている。各回路素子１３，１４は、例えば、半導体部品、コンデンサ、抵抗器、コネクタ等の様々な回路構成部品である。
ＭＩＤの樹脂部１１は、絶縁性樹脂の射出成形、型成形等により傾斜面のある立体的な形状に成形されている。この樹脂部１１の表面のうちの傾斜面は、電気回路を構成する複数の回路素子１３，１４を実装する傾斜実装面１２となっている。各回路素子１３，１４は、例えば、半導体部品、コンデンサ、抵抗器、コネクタ等の様々な回路構成部品である。
傾斜実装面１２には、配線パターン形成技術により配線パターン（図示せず）が形成され、更に、傾斜実装面１２のうちの回路素子１３，１４の端子１３ａ，１４ａ（リード、バンプ等）をリフロー半田付けする位置には、配線パターンにつながる電極１５，１６（パッド、ランド等）が形成されている。回路素子１３，１４の端子１３ａ，１４ａは、傾斜実装面１２の電極１５，１６に半田１７で接続されている。ＭＩＤの樹脂部１１の形状は、傾斜実装面１２を持つ立体的形状であれば、どの様な形状であっても良い。
傾斜実装面１２には、複数の回路素子１３，１４がリフロー半田付けにより実装され、それら複数の回路素子１３，１４のうち、半田リフロー時に傾斜実装面１２を滑って位置ずれする可能性のある所定重量以上又は所定サイズ以上の回路素子１３を実装する位置には、位置ずれ防止部として接着部１９が設けられ、当該回路素子１３が接着部１９により傾斜実装面１２に接着されている。
本実施例１では、接着部１９は、回路素子１３のうちの端子１３ａ以外の部分（ボディ部分）と傾斜実装面１２とを絶縁性の接着剤により接着している。
次に、図２に基づいてＭＩＤ部品実装プロセスを説明する。
まず、傾斜実装面１２の電極１５，１６にクリーム状の半田１７を付着する。この際、例えば転写ピン（図示せず）の下端にクリーム状の半田１７を付着して傾斜実装面１２の電極１５，１６に転写する。転写以外の付着方法を用いてクリーム状の半田１７を電極１５，１６に付着しても良い。
まず、傾斜実装面１２の電極１５，１６にクリーム状の半田１７を付着する。この際、例えば転写ピン（図示せず）の下端にクリーム状の半田１７を付着して傾斜実装面１２の電極１５，１６に転写する。転写以外の付着方法を用いてクリーム状の半田１７を電極１５，１６に付着しても良い。
この後、傾斜実装面１２のうち、搭載する回路素子１３のボディ部分に対向する所定位置に接着部１９となる絶縁性の接着剤を付着する。この際、例えば転写ピン（図示せず）の下端に絶縁性の接着剤１９を付着して傾斜実装面１２の所定位置に転写する。転写以外の付着方法を用いて絶縁性の接着剤１９を付着しても良い。
尚、傾斜実装面１２の所定位置に絶縁性の接着剤１９を付着する工程と、傾斜実装面１２の電極１５，１６にクリーム状の半田１７を付着する工程との順序を逆にして、絶縁性の接着剤１９を傾斜実装面１２の所定位置に付着した後に、クリーム状の半田１７を傾斜実装面１２の電極１５，１６に付着するようにしても良い。
クリーム状の半田１７と絶縁性の接着剤１９を付着する工程では、ＭＩＤをロボット（図示せず）で保持して傾斜実装面１２が水平になるまで傾けた状態でクリーム状の半田１７と絶縁性の接着剤１９を付着する。
クリーム状の半田１７と絶縁性の接着剤１９を付着した後、部品実装機（図示せず）を使用して傾斜実装面１２に回路素子１３，１４を搭載する。これにより、半田リフロー時に傾斜実装面１２を滑って位置ずれする可能性のある所定重量以上又は所定サイズ以上の回路素子１３のボディ部分が絶縁性の接着剤１９により傾斜実装面１２に接着された状態となる。
回路素子１３，１４を搭載する工程では、ＭＩＤをロボット（図示せず）で保持してＭＩＤを傾斜実装面１２が水平になるまで傾けた状態で傾斜実装面１２に回路素子１３，１４を搭載する。
この後、ＭＩＤをリフロー炉（図示せず）に搬入して回路素子１３，１４の端子１３ａ，１４ａを傾斜実装面１２の電極１５，１６にリフロー半田付けする。この半田リフロー工程では、ＭＩＤは搬送パレット（図示せず）上に載せられているだけで傾斜実装面１２が傾斜した状態のまま半田１７がリフローされる。何故なら、リフロー炉にはＭＩＤを傾けた状態に保持するロボットを配置するスペースがない。また、搬送パレット上で治具等によりＭＩＤを傾けた状態でリフロー炉に搬入することが考えられるが、一般にＭＩＤを傾けた状態にすると、ＭＩＤの高さ寸法が高くなるため、ＭＩＤがリフロー炉の入口と干渉してリフロー炉に搬入できない。
本実施例１では、半田リフロー時に傾斜実装面１２を滑って位置ずれする可能性のある所定重量以上又は所定サイズ以上の回路素子１３については、当該回路素子１３のボディ部分が絶縁性の接着剤１９により傾斜実装面１２に接着されているため、半田リフロー時に当該回路素子１３が傾斜実装面１２を滑って位置ずれすることを防止できて、当該回路素子１３の半田接続信頼性を向上でき、半田リフロー時の回路素子１３の位置ずれに起因する接続不良を未然に防止できる。
尚、本実施例１では、半田リフロー時に傾斜実装面１２を滑って位置ずれする可能性のない小型軽量の回路素子１４については、傾斜実装面１２に接着していないが、この小型軽量の回路素子１４についても傾斜実装面１２に接着するようにしても良いことは勿論である。
次に、図３に基づいて実施例２を説明する。但し、上記実施例１と実質的に同じ部分については同一の符号を付して説明を省略又は簡略化し、主として異なる部分について説明する。
上記実施例１では、回路素子１３のボディ部分を絶縁性の接着剤１９により傾斜実装面１２に接着するようにしたが、図３に示す実施例２では、回路素子１３の少なくとも１つの端子１３ａと傾斜実装面１２の電極１５とを導電性の接着剤２１（接着部）により接着している。この場合、導電性の接着剤２１は、電極１５の一部についてのみ転写等で付着し、電極１５の残りの部分にクリーム状の半田１７を転写等で付着する。この場合、導電性の接着剤２１を用いることで、回路素子１３の端子１３ａと電極１５との間の半田接続信頼性を確保できる。
以上説明した本実施例２においても、前述した実施例１と同様の効果を得ることができる。
次に、図４に基づいて実施例３を説明する。但し、前記実施例１，２と実質的に同じ部分については同一の符号を付して説明を省略又は簡略化し、主として異なる部分について説明する。
前記実施例１，２では、回路素子１３を接着部１９，２１により傾斜実装面１２に接着することで半田リフロー時の回路素子１３の位置ずれを防止するようにしたが、図４に示す実施例３では、傾斜実装面１２のうちの回路素子１３のずれ方向側の側縁（本実施例３では回路素子１３のずれ方向側に位置する端子１３ａの側縁）に当接する位置に、位置ずれ防止用のストッパ部３１を位置ずれ防止部として設け、このストッパ部３１によって半田リフロー時の回路素子１３の位置ずれを防止するようにしている。このストッパ部３１の上部のうちの回路素子１３側には、回路素子１３の端子１３ａを傾斜実装面１２の電極１５側へガイドする傾斜状のガイド面３１ａが形成されている。
この場合、ストッパ部３１は、ＭＩＤの樹脂部１１の傾斜実装面１２に一体成形しても良いし、或は、ＭＩＤの樹脂部１１とは別体に形成したストッパ部３１を樹脂部１１に接着、融着、ねじ止め、係合等により固定するようにしても良い。ストッパ部３１の形状は、半田リフロー時の回路素子１３の位置ずれを防止できる凸形状であれば、どの様な形状であっても良い。
或は、回路素子１３の端子１３ａ以外の部分であるボディ部分の側縁に当接するストッパ部を傾斜実装面１２に設けて、このストッパ部によって半田リフロー時の回路素子１３の位置ずれを防止するようにしても良い。
以上説明した本実施例３においても、前述した実施例１と同様の効果を得ることができる。
尚、本発明は、上記各実施例１～３に限定されず、例えば、ＭＩＤの樹脂部１１の形状を変更したり、樹脂部１１の傾斜実装面１２に実装する回路素子１３，１４の種類や個数を変更したり、ＭＩＤの樹脂部１１、配線パターン及び電極１５，１６を３Ｄプリンタで形成しても良い等、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勿論である。
１１…樹脂部、１２…傾斜実装面、１３，１４…回路素子、１３ａ，１４ａ…端子、１５，１６…電極、１７…半田、１９…接着部（絶縁性の接着剤）、２１…接着部（導電性の接着剤）、３１…位置ずれ防止用のストッパ部、３１ａ…ガイド面
Claims (1)
- 配線パターンが形成された傾斜実装面に複数の回路素子がリフロー半田付けにより実装された電子回路装置を製造する方法であって、
前記複数の回路素子のうち、半田リフロー時に前記傾斜実装面を滑って位置ずれする可能性のある所定重量以上又は所定サイズ以上の回路素子の位置ずれを防止する手段として、前記傾斜実装面のうちの前記回路素子のずれ方向側の側縁に当接する位置に位置ずれ防止用のストッパ部が設けられた電子回路装置を製造する方法において、
前記傾斜実装面に半田を付着する半田付着工程と、
前記回路素子を前記傾斜実装面に搭載する搭載工程と、
前記傾斜実装面に搭載した前記回路素子の端子を前記傾斜実装面の配線パターンの電極にリフロー半田付けするリフロー工程と
を含み、
前記半田付着工程及び前記搭載工程では、前記傾斜実装面が形成された立体成形品を前記傾斜実装面が水平になるまで傾けた状態で前記半田の付着及び前記回路素子の搭載を実行し、
前記リフロー工程では、前記立体成形品を搬送パレットに載せて前記傾斜実装面が傾斜した状態でリフロー炉に搬入してリフロー半田付けする、電子回路装置の製造方法。
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