JP7462502B2 - Component mounting board and manufacturing method thereof - Google Patents

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  • Structures For Mounting Electric Components On Printed Circuit Boards (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Description

本発明は部品実装基板及びその製造方法に関し、特にプリント基板に電子部品が表面実装された部品実装基板及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a component mounting board and a manufacturing method thereof, and in particular to a component mounting board in which electronic components are surface-mounted on a printed circuit board, and a manufacturing method thereof.

電子機器モジュール及びそれらを搭載する部品実装基板の小型化及び軽量化の進展に伴い、搭載される半導体素子や電子コンポーネント等の個々の電子部品の小型化が推進されている。この種の部品実装基板においては、搭載されるモジュールや電子部品の小型化に見合った高密度実装を実現するために、プリント基板の両面のそれぞれに電子部品を表面実装する技術が採用されている。 As electronic device modules and the component mounting boards on which they are mounted become smaller and lighter, the individual electronic components, such as semiconductor elements and electronic components, are becoming smaller. In order to achieve high-density mounting that matches the miniaturization of the modules and electronic components mounted on these types of component mounting boards, technology is being adopted to surface-mount electronic components on both sides of the printed circuit board.

部品実装基板に実装される電子部品、例えば集積回路、容量素子、抵抗素子、発光素子、コネクタ、及び各種フィルタ等は、その電気特性に応じて様々な大きさを有する。その中で、リフロー工程の間に溶融した半田の表面張力だけでは保持することが困難な大型で重い部品については、挿入実装されることが一般的であった。しかしながら、部品実装基板の高密度化を推進するため、大型で重い部品であっても表面実装することが求められている。 Electronic components mounted on component mounting boards, such as integrated circuits, capacitive elements, resistive elements, light-emitting elements, connectors, and various filters, come in a variety of sizes depending on their electrical characteristics. Among these, large and heavy components that are difficult to hold in place using only the surface tension of the molten solder during the reflow process have generally been inserted and mounted. However, in order to promote the high density of component mounting boards, there is a demand for surface mounting of even large and heavy components.

例えば、そのような部品として、ライトアングルピンヘッダやピンソケットがある。このピンヘッダを表面実装するためには、その筐体を樹脂接着剤によりプリント基板に固定して重量を支える必要がある。その1つの方法として、半田リフローの熱処理の間に熱硬化性の樹脂接着剤を硬化させて筐体をプリント基板に固定する技術が、採用されている。 For example, such components include right-angle pin headers and pin sockets. In order to surface mount these pin headers, their housings must be fixed to the printed circuit board with a resin adhesive to support their weight. One method for doing this is to use a technology in which a thermosetting resin adhesive is hardened during the heat treatment of solder reflow to fix the housing to the printed circuit board.

このように、1度の熱処理の間に樹脂接着剤の硬化及び半田リフローの両方を行うためには、プリント基板の所定の位置に硬化前の樹脂接着剤が塗布され、且つ、リード端子を半田付けするランドに半田ペーストが印刷された状態で、その筐体が硬化前の樹脂接着剤を押し拡げて着接し、更に、リード端子がランドを覆う半田ペーストに没入するように、ピンヘッダをプリント基板に載置する必要がある。 In this way, in order to perform both the curing of the resin adhesive and the solder reflow during a single heat treatment, the uncured resin adhesive must be applied to a specified position on the printed circuit board, and solder paste must be printed on the lands to which the lead terminals are soldered. The housing must then spread the uncured resin adhesive and attach it to the lands, and the pin header must then be placed on the printed circuit board so that the lead terminals are immersed in the solder paste that covers the lands.

ピンヘッダは、例えば、直方体からなる筐体の1つの側面に外部機器とのコネクト用のピン端子が配置され、その反対側のもう1つの側面にプリント基板へ半田付けするリード端子が配置される構造を有する。このピンヘッダの筐体をマウンタで吸着して保持し、プリント基板に載置するときには、まず、筐体が硬化前の樹脂接着剤に接触すると共に、リード端子が半田ペーストに接触する。そして、その状態から、更に筐体を押圧して載置することになる。 A pin header has a structure in which, for example, pin terminals for connecting to an external device are arranged on one side of a rectangular parallelepiped housing, and lead terminals for soldering to a printed circuit board are arranged on the other opposite side. When the housing of this pin header is sucked and held by a mounter and placed on the printed circuit board, first the housing comes into contact with the uncured resin adhesive, and the lead terminals come into contact with the solder paste. Then, from this state, the housing is further pressed down to place it on the board.

このとき、ピンヘッダの筐体を載置するプリント基板の表面が、例えば図14に示すように、平坦面であると、リード端子が半田ペーストに十分に没入される前に、ピン端子側の側面が下がる方向に傾き、ピン端子側の筐体の下端部がプリント基板の表面に当接した時点で押圧が停止し、ピンヘッダが傾いたままの状態で載置される現象が生じる。 At this time, if the surface of the printed circuit board on which the pin header housing is placed is flat, as shown in FIG. 14, for example, the side surface on the pin terminal side will tilt downward before the lead terminal is fully immersed in the solder paste, and the pressure will stop when the bottom end of the pin terminal side housing abuts against the surface of the printed circuit board, causing the pin header to be placed in an inclined state.

ピンヘッダが傾いて載置されたまま半田のリフローを行うと、半田が溶融する間に、樹脂接着剤が熱硬化しピンヘッダが傾いたまま固定される。一方、半田への没入が不充分なリード端子は、半田が溶融するときに半田がリード端子から乖離し、プリント基板のランドにリード端子が電気的に接続されない不良を誘発する虞がある。 If solder reflow is performed while the pin header is placed at an angle, the resin adhesive heats and hardens while the solder melts, fixing the pin header at an angle. On the other hand, if the lead terminal is not sufficiently immersed in the solder, the solder may separate from the lead terminal as it melts, causing a defect in which the lead terminal is not electrically connected to the land on the printed circuit board.

このような課題を鑑みて、本発明では、非対称に配置されたリード端子を有する大型の電子部品、例えば、ライトアングルピンヘッダを、プリント基板に接着して固定すると共に、リード端子を確実にランドに接続して表面実装する部品実装基板及びその製造方法を提供することを目的とする。 In consideration of these problems, the present invention aims to provide a component mounting board and a manufacturing method thereof that adheres and fixes a large electronic component having asymmetrically arranged lead terminals, such as a right-angle pin header, to a printed circuit board and securely connects the lead terminals to lands for surface mounting.

1つの態様の部品実装基板は、底面と側面とを含む筐体と、その筐体の側面から突出するリード端子と、を有する電子部品と、その電子部品を実装するプリント基板であって、絶縁基板と、絶縁基板の表面に配置された第1のランドと、第1のランドから離間してその表面に配置されたベース層とを有するプリント基板と、を備え、ベース層の第1のランド側に隣接して、ベース層の上面とは段差を有する段差領域が配置され、筐体の底面は、段差領域に配置された樹脂接着剤により固定されるとともに、リード端子の先端部が、第1のランドに当接して半田により固定され、筐体の底面の、大部分を除く、リード端子から遠い側に位置する遠端側の一部分だけが、ベース層の上に配置されている、ことを特徴とする。 One embodiment of the component mounting board is characterized in that it comprises an electronic component having a housing including a bottom surface and sides and lead terminals protruding from the side surfaces of the housing, and a printed circuit board on which the electronic component is mounted, the printed circuit board having an insulating substrate, a first land arranged on the surface of the insulating substrate, and a base layer arranged on the surface of the insulating substrate and spaced apart from the first land, a step region having a step with the upper surface of the base layer is arranged adjacent to the first land side of the base layer, the bottom surface of the housing is fixed by a resin adhesive arranged in the step region, the tip of the lead terminal is fixed by solder in contact with the first land, and only a portion of the bottom surface of the housing on the far end side located farther from the lead terminal, excluding the majority of the bottom surface of the housing, is arranged on the base layer.

他の態様の部品実装基板の製造方法は、底面と側面とを含む筐体と、その筐体の側面から突出するリード端子とを有する電子部品を、プリント基板に表面実装する部品実装基板の製造方法であって、その表面に、第1のランドと、第1のランドから離間する第2のランドと、を有し、ソルダーレジスト塗布前のプリント基板を準備するステップと、第2のランドを覆うソルダーレジストを形成し、プリント基板に段差を形成するステップと、第1のランドを覆う半田ペーストを塗布するステップと、第1のランドと第2のランドとの間において、プリント基板の表面の第2のランドに隣接する位置に熱硬化樹脂を塗布するステップと、筐体の底面が第2のランドを覆うソルダーレジストに当接して熱硬化樹脂に着接し、リード端子が半田ペーストに没入するように、電子部品の筐体を押圧して、電子部品をプリント基板に載置するステップと、熱硬化樹脂を硬化させ、半田ペーストをリフローさせる熱処理を施すステップと、を備えることを特徴とする。 Another aspect of the method for manufacturing a component-mounted board is a method for surface-mounting an electronic component having a housing including a bottom surface and sides and lead terminals protruding from the side surfaces of the housing on a printed circuit board, and is characterized in that the method includes the steps of: preparing a printed circuit board having a first land and a second land spaced from the first land on its surface before applying solder resist; forming a solder resist covering the second land and forming a step on the printed circuit board; applying solder paste covering the first land; applying thermosetting resin between the first land and the second land at a position adjacent to the second land on the surface of the printed circuit board; pressing the housing of the electronic component so that the bottom surface of the housing abuts against the solder resist covering the second land and adheres to the thermosetting resin and the lead terminals are immersed in the solder paste, thereby placing the electronic component on the printed circuit board; and performing a heat treatment to harden the thermosetting resin and reflow the solder paste.

本開示の部品実装基板及びその製造方法によれば、非対称に配置されたリード端子を有する大型の電子部品、例えば、ライトアングルピンヘッダを、プリント基板に接着して固定すると共に、リード端子を確実にランドに接続して表面実装する部品実装基板及びその製造方法を提供する、という効果を奏することができる。 The component mounting board and manufacturing method thereof disclosed herein can provide an effect of providing a component mounting board and manufacturing method thereof that can adhere and fix a large electronic component having asymmetrically arranged lead terminals, such as a right-angle pin header, to a printed circuit board and can reliably connect the lead terminals to lands for surface mounting.

図1は、部品実装基板の一実施形態の平面図である。FIG. 1 is a plan view of an embodiment of a component mounting board. 図2は、図1の線分A-A´に沿った断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA' in FIG. 図3は、部品実装基板の一実施形態の電子部品の平面図である。FIG. 3 is a plan view of an electronic component of one embodiment of a component mounting board. 図4は、部品実装基板の一実施形態の電子部品の断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of an electronic component of an embodiment of a component mounting board. 図5は、部品実装基板の一実施形態のプリント基板の平面図である。FIG. 5 is a plan view of a printed circuit board according to an embodiment of the component mounting board. 図6は、部品実装基板の製造方法の製造工程順の断面図である。6A to 6C are cross-sectional views showing the manufacturing process of the component mounting board manufacturing method. 図7は、部品実装基板の製造方法の製造工程順の断面図である。7A to 7C are cross-sectional views showing the manufacturing process of the component mounting board manufacturing method. 図8は、部品実装基板の製造方法の製造工程順の断面図である。8A to 8C are cross-sectional views showing the manufacturing process of the component mounting board manufacturing method. 図9は、部品実装基板の製造方法の製造工程順の断面図である。9A to 9C are cross-sectional views showing the manufacturing process of the component mounting board manufacturing method. 図10は、部品実装基板の製造方法の製造工程順の断面図である。10A to 10C are cross-sectional views showing the manufacturing process of the component mounting board manufacturing method. 図11は、部品実装基板の製造方法の製造工程順の断面図である。11A to 11C are cross-sectional views showing the manufacturing process of a component mounting board in sequence. 図12は、部品実装基板の製造方法の製造工程順の断面図である。12A to 12C are cross-sectional views showing the manufacturing process of the component mounting board manufacturing method. 図13は、部品実装基板の製造方法の製造工程順の断面図である。13A to 13C are cross-sectional views showing the manufacturing process of the component mounting board manufacturing method. 図14は、従来の部品実装基板の平面図である。FIG. 14 is a plan view of a conventional component mounting board.

以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。 The following describes an embodiment of the present invention with reference to the drawings.

図1に、一実施形態の部品実装基板1の平面図を示す。図2は、図1の線分A-A´に沿った断面図である。部品実装基板1は、プリント基板20に電子部品10を表面実装して構成される。 Figure 1 shows a plan view of a component mounting board 1 of one embodiment. Figure 2 is a cross-sectional view taken along line A-A' in Figure 1. The component mounting board 1 is constructed by mounting electronic components 10 on the surface of a printed circuit board 20.

電子部品10は、筐体12を有する。筐体12は、底面12aと側面12bとを含み、側面12bから、リード端子14が突出している。プリント基板20は、絶縁基板21を基体とし、その表面に第1のランド23及びベース層24が配置されている。第1のランド23とベース層24とは互いに離間している。第1のランド23とベース層24との間には、第1のランド23側に隣接して、ベース層24の上面とは段差xを有する段差領域27bが配置されている。 The electronic component 10 has a housing 12. The housing 12 includes a bottom surface 12a and a side surface 12b, and a lead terminal 14 protrudes from the side surface 12b. The printed circuit board 20 has an insulating substrate 21 as a base, on whose surface a first land 23 and a base layer 24 are disposed. The first land 23 and the base layer 24 are spaced apart from each other. Between the first land 23 and the base layer 24, adjacent to the first land 23 side, a step region 27b having a step x with respect to the upper surface of the base layer 24 is disposed.

電子部品10のリード端子14は、プリント基板20に配置された第1のランドのそれぞれに、半田19を介して、電気的に接続されると共に機械的に固定されている。これらのリード端子14を通じて、電子部品10とプリント基板20との間で電源の供給や信号の伝達を行うことができる。 The lead terminals 14 of the electronic component 10 are electrically connected and mechanically fixed to each of the first lands arranged on the printed circuit board 20 via solder 19. Power can be supplied and signals can be transmitted between the electronic component 10 and the printed circuit board 20 through these lead terminals 14.

電子部品10の筐体12は、その底面12aのうち、リード端子14から遠い側に位置する遠端側のごく一部分12a1だけがベース層24に当接して載置されている。底面12aの大部分は、段差領域27bの上方を覆っており、底面12aは段差領域27bとは離間しており接触はしない。又、底面12aの遠端側もベース層24に当接するものの固定はされていない。 The housing 12 of the electronic component 10 is placed in contact with the base layer 24, with only a small portion 12a1 of the bottom surface 12a on the far end side located farther from the lead terminals 14. Most of the bottom surface 12a covers the upper part of the step region 27b, and the bottom surface 12a is separated from the step region 27b and does not contact it. In addition, the far end side of the bottom surface 12a also contacts the base layer 24, but is not fixed thereto.

底面12aと段差領域27bは、樹脂接着剤17により互いに固定されている。筐体12の側面12bから突出して延在するリード端子14の先端部は第1のランド23に半田19により固定されているもものの、電子部品10の重量全体を保持するためには、筐体12を樹脂接着剤17で直接プリント基板20(段差領域27b)に固定することが好ましい。特に、両面に部品を表面実装する基板では、半田19を再溶融させることがあり、その場合は筐体12を樹脂接着剤17でプリント基板20にあらかじめ固定しておくことが必須である。又、樹脂接着剤17は熱硬化樹脂であって良い。 The bottom surface 12a and the step region 27b are fixed to each other by a resin adhesive 17. Although the tip of the lead terminal 14 extending from the side surface 12b of the housing 12 is fixed to the first land 23 by solder 19, in order to support the overall weight of the electronic component 10, it is preferable to fix the housing 12 directly to the printed circuit board 20 (step region 27b) with the resin adhesive 17. In particular, in a board in which components are surface-mounted on both sides, the solder 19 may be remelted, in which case it is essential to fix the housing 12 to the printed circuit board 20 in advance with the resin adhesive 17. The resin adhesive 17 may be a thermosetting resin.

図3は、電子部品10の平面図である。又、図4は、図3に記載された線分A-A´に沿った断面図である。 Figure 3 is a plan view of electronic component 10. Figure 4 is a cross-sectional view taken along line A-A' in Figure 3.

電子部品10は、例えばピンヘッダであって良い。その筐体12は、概ね直方体形状を有するモールド樹脂からなる。筐体12の側面12bから突出したリード端子14は屈曲しながら延伸する。リード端子14の先端部には、一定の長さの直線形状部分がある。直線形状とすることにより第1のランド23との接触長を大きくし、リード端子14と第1のランド23の間の電気抵抗のばらつきを低減すると共に、半田19による機械的な固定強度も安定化することができる。 The electronic component 10 may be, for example, a pin header. Its housing 12 is made of molded resin having a roughly rectangular parallelepiped shape. The lead terminals 14 protruding from the side surface 12b of the housing 12 extend while bending. The tip of the lead terminal 14 has a straight-line portion of a certain length. By making it straight, the contact length with the first land 23 is increased, the variation in electrical resistance between the lead terminals 14 and the first land 23 is reduced, and the mechanical fixing strength by the solder 19 can also be stabilized.

又、リード端子14は、筐体12から一方向のみに突出する。リード端子14が突出する側面12bとは異なる側面12cからはピン端子15が突出して延伸している。ピン端子15は、例えば、部品実装基板1の外部と電気的接続を構成するためのソケットを接続する端子であり、その全体がプリント基板20とは離間し、直接接触することはない。電子部品10の仕様によっては、ピン端子15はプリント基板20の縁から外側に突出し得る。 The lead terminals 14 protrude in only one direction from the housing 12. A pin terminal 15 protrudes and extends from a side surface 12c different from the side surface 12b from which the lead terminals 14 protrude. The pin terminal 15 is, for example, a terminal that connects to a socket for establishing an electrical connection with the outside of the component mounting board 1, and is entirely separated from the printed circuit board 20 and does not come into direct contact with it. Depending on the specifications of the electronic component 10, the pin terminal 15 may protrude outward from the edge of the printed circuit board 20.

図5は、プリント基板20の平面図であり、部品実装基板1の断面図である図2も参照して、以下、プリント基板20について説明する。プリント基板20は、絶縁基板21とその表面21aに配置された第1のランド23を有する。プリント基板20の表面は、一般に絶縁性のソルダーレジスト27で覆われている。例えば、ソルダーレジストに開口27aを設けることで、第1のランド23の一部又は全部が露出される。 Figure 5 is a plan view of the printed circuit board 20, and the printed circuit board 20 will be described below with reference to Figure 2, which is a cross-sectional view of the component mounting board 1. The printed circuit board 20 has an insulating substrate 21 and a first land 23 arranged on its surface 21a. The surface of the printed circuit board 20 is generally covered with an insulating solder resist 27. For example, part or all of the first land 23 is exposed by providing an opening 27a in the solder resist.

ベース層24は、絶縁基板21の表面21aに、第1のランド23とは離間した第2のランド26を配置し、その第2のランド26をソルダーレジスト27で覆うことで構成することができる。又、段差領域27bは、ソルダーレジスト27の一部に開口を設けることで構成することができる。このとき、段差領域27bでは、絶縁基板21の表面21aが露出する。加えて、段差領域27bを配置する領域は、大面積の第2のランド26に開口を設けることにより画定することができる。そのとき、ソルダーレジスト27の開口からなる段差領域27bと第1のランド23との間には、第2のランド26の一部であるダミー部分25が残存していてもよい。 The base layer 24 can be constructed by arranging a second land 26 on the surface 21a of the insulating substrate 21, spaced apart from the first land 23, and covering the second land 26 with solder resist 27. The step region 27b can be constructed by providing an opening in a part of the solder resist 27. At this time, the surface 21a of the insulating substrate 21 is exposed in the step region 27b. In addition, the region in which the step region 27b is arranged can be defined by providing an opening in the large-area second land 26. At that time, a dummy portion 25, which is a part of the second land 26, may remain between the step region 27b formed by the opening in the solder resist 27 and the first land 23.

一般に、電子部品10の筐体12の底面12aと、リード端子14の先端の直線部分とは同一平面上にある。従って、ベース層24と第1のランド23のそれぞれの絶縁基板21の表面21aからの高さ(厚さ)が同等であれば、筐体12の底面12aと絶縁基板21の表面21aとが互いに平行をなすように、電子部品10をプリント基板20に実装することができる。 Generally, the bottom surface 12a of the housing 12 of the electronic component 10 and the straight portion of the tip of the lead terminal 14 are on the same plane. Therefore, if the height (thickness) of the base layer 24 and the first land 23 from the surface 21a of the insulating substrate 21 is the same, the electronic component 10 can be mounted on the printed circuit board 20 so that the bottom surface 12a of the housing 12 and the surface 21a of the insulating substrate 21 are parallel to each other.

また、電子部品10のリード端子14の先端の直線部分の全体が第1のランド23に接することが理想的であるが、リード端子14の形状によっては、リード端子14の先端部と第1のランド23との間には多少の半田が挟まることは不可避である、このことを考慮すると、ベース層24の厚さは第1のランド23の厚さよりも大きいことが好ましい。 In addition, it is ideal for the entire straight portion of the tip of the lead terminal 14 of the electronic component 10 to be in contact with the first land 23, but depending on the shape of the lead terminal 14, it is unavoidable that some solder will be sandwiched between the tip of the lead terminal 14 and the first land 23. Taking this into consideration, it is preferable that the thickness of the base layer 24 is greater than the thickness of the first land 23.

図6~図13は、部品実装基板の製造方法の実施形態の工程順の断面図である。 Figures 6 to 13 are cross-sectional views showing the process steps of an embodiment of a method for manufacturing a component mounting board.

まず、図6に示すソルダーレジストを形成する前のプリント基板20を準備する。このプリント基板20は、絶縁基板21を基体とし、その絶縁基板21の表面21aに第1のランド23及び第2のランド26が互いに離間して配置されている。第1のランド23及び第2のランド26は、絶縁基板21の表面21a全体に銅をめっきし、不要部分を除去することにより形成することができる。 First, prepare a printed circuit board 20 before forming the solder resist shown in FIG. 6. This printed circuit board 20 has an insulating substrate 21 as a base, and a first land 23 and a second land 26 are arranged at a distance from each other on the surface 21a of the insulating substrate 21. The first land 23 and the second land 26 can be formed by plating the entire surface 21a of the insulating substrate 21 with copper and removing unnecessary portions.

図7は、ソルダーレジスト27を形成した後の状態のプリント基板20の断面図である。絶縁基板21の表面21a、第1のランド23、及び第2のランド26を覆うソルダーレジスト27を塗布する。そして、そのソルダーレジスト27に、第1のランド23の一部又は全部を露出させるランド開口部27a及び第1のランド23と第2のランド26との間で絶縁基板21の表面21aを露出させる段差領域27bを構成する開口を設ける。 Figure 7 is a cross-sectional view of the printed circuit board 20 after the solder resist 27 has been formed. The solder resist 27 is applied to cover the surface 21a of the insulating substrate 21, the first land 23, and the second land 26. Then, the solder resist 27 is provided with an opening that constitutes a land opening 27a that exposes part or all of the first land 23, and a step region 27b that exposes the surface 21a of the insulating substrate 21 between the first land 23 and the second land 26.

このソルダーレジスト27は、フォトリソグラフィ法を用いて、プリント基板20の全体ソルダーレジシトを塗布し、所定の位置のソルダーレジストを除去してランド開口部27a及び段差領域27bのソルダーレジストを除去することで形成されてよい。又、ランド開口部27a及び段差領域27bを開口するパターンが形成されたスクリーンマスクを用いて、ランド開口部27a及び段差領域27bを除いた部分に選択的にソルダーレジストを塗布する方法を用いてもよい。なお、ここまではプリント基板の製造プロセスの過程で実施される。 The solder resist 27 may be formed by applying solder resist to the entire printed circuit board 20 using a photolithography method, and then removing the solder resist in predetermined positions to remove the solder resist in the land openings 27a and step regions 27b. Alternatively, a method may be used in which a screen mask having a pattern formed to open the land openings 27a and step regions 27b is used to selectively apply solder resist to the areas excluding the land openings 27a and step regions 27b. Note that the steps up to this point are carried out during the manufacturing process of the printed circuit board.

続いて、半田ペースト18を塗布する。図8は、第1のランド23に半田ペースト18を塗布した後のプリント基板20の断面図である。半田ペースト18は、第1のランド23の所定の部分に選択的に塗布するこができる。例えば、第1のランド23に対応する位置に開口が設けられたメタルマスクをプリント基板20に載置し、メタルマスク上に供給された半田ペーストを、スキージを摺動させてメタルマスクの開口内に充填することで、選択的に塗布し得る。 Next, solder paste 18 is applied. FIG. 8 is a cross-sectional view of the printed circuit board 20 after solder paste 18 has been applied to the first land 23. Solder paste 18 can be selectively applied to a predetermined portion of the first land 23. For example, a metal mask having openings at positions corresponding to the first land 23 is placed on the printed circuit board 20, and solder paste is supplied onto the metal mask, and the solder paste can be selectively applied by sliding a squeegee to fill the openings in the metal mask.

次に、樹脂接着剤17を塗布する。図9は、樹脂接着剤17を塗布した後のプリント基板20の断面図である。樹脂接着剤17、例えば、熱硬化樹脂は、第1のランド23と第2のランド26との間の段差領域27bに形成される。 Next, the resin adhesive 17 is applied. FIG. 9 is a cross-sectional view of the printed circuit board 20 after the resin adhesive 17 has been applied. The resin adhesive 17, for example, a thermosetting resin, is formed in the step region 27b between the first land 23 and the second land 26.

樹脂接着剤17は、段差領域27b内の絶縁基板21の表面21aの表面の所定の位置、例えば、ベース層24に隣接する位置に、ディスペンサの吐出口から所定の量を吐出して形成することができる。ディスペンサから吐出された状態では、樹脂接着剤17は、絶縁基板21の表面21aから上方に突起する半球状の断面形状を有する。この半球状の樹脂接着剤17は、段差領域27b内の複数個所に形成されてもよい。この樹脂接着剤17は、加熱することにより化学反応を生じて固化する熱硬化性であることが好ましい。 The resin adhesive 17 can be formed by discharging a predetermined amount from the outlet of a dispenser at a predetermined position on the surface 21a of the insulating substrate 21 in the step region 27b, for example, at a position adjacent to the base layer 24. When discharged from the dispenser, the resin adhesive 17 has a hemispherical cross-sectional shape that protrudes upward from the surface 21a of the insulating substrate 21. This hemispherical resin adhesive 17 may be formed at multiple locations in the step region 27b. The resin adhesive 17 is preferably thermosetting, which solidifies through a chemical reaction when heated.

ここて、樹脂接着剤17は、ソルダーレジスト27の上面よりも上方に突出するように塗布することが必要である。換言すれば、突出する高さは、段差領域27bの深さ、すなわち、第2のランド26の膜厚とそれを覆うソルダーレジスト27の膜厚との合計よりも十分に高くなければならない。その理由は以下のとおりである。 Here, it is necessary to apply the resin adhesive 17 so that it protrudes above the upper surface of the solder resist 27. In other words, the protruding height must be sufficiently higher than the depth of the step region 27b, i.e., the sum of the film thickness of the second land 26 and the film thickness of the solder resist 27 that covers it. The reason for this is as follows.

電子部品10は、図2を用いて説明したように、その底面12aの遠端部12a1が、第2のランド26を覆うソルダーレジスト27の表面に当接する。そして、底面12aのその他の部分は、ソルダーレジスト27の表面に当接した部分から、段差領域27bの上方を覆うように載置されている。そして、このような状態で、底面12aの段差領域27bの上方を覆う部分と絶縁基板21の表面21aとが樹脂接着剤17で固定されなければならないからである。 As explained with reference to FIG. 2, the electronic component 10 has the distal end 12a1 of its bottom surface 12a in contact with the surface of the solder resist 27 that covers the second land 26. The remaining part of the bottom surface 12a is placed so as to cover the upper part of the step region 27b from the part in contact with the surface of the solder resist 27. In this state, the part of the bottom surface 12a that covers the upper part of the step region 27b and the surface 21a of the insulating substrate 21 must be fixed with the resin adhesive 17.

次に、図10~図13を参照して、電子部品10をプリント基板20に載置するステップについて説明する。電子部品10は、マウンタを用いてプリント基板20に載置される。まず、電子部品10を、マウンタのマウンタノズル30で筐体12を真空吸着して保持する。そして、プリント基板20の上方の所定の位置に移動させる。その状態を、図10に示す。 Next, the steps of placing the electronic component 10 on the printed circuit board 20 will be described with reference to Figures 10 to 13. The electronic component 10 is placed on the printed circuit board 20 using a mounter. First, the electronic component 10 is held by vacuum suction to the housing 12 with the mounter nozzle 30 of the mounter. Then, the electronic component 10 is moved to a predetermined position above the printed circuit board 20. This state is shown in Figure 10.

次に、所定の位置へ移動した電子部品10をマウンタノズル30で保持したまま、プリント基板20に向かって降下させていく。そうすると、リード端子14の先端部がまず半田ペースト18に接触する。更に降下させると、リード端子14の先端部が半田ペースト18に載ったままの状態で、電子部品10が傾きながら、その筐体12の底面12aの遠端部12a1が、第2のランド26を覆うソルダーレジスト27の表面に当接する。その状態を、図11に示す。 Next, the electronic component 10, which has been moved to a specified position, is lowered toward the printed circuit board 20 while being held by the mounter nozzle 30. As a result, the tip of the lead terminal 14 first comes into contact with the solder paste 18. As it is lowered further, the electronic component 10 tilts with the tip of the lead terminal 14 still resting on the solder paste 18, and the far end 12a1 of the bottom surface 12a of the housing 12 comes into contact with the surface of the solder resist 27 covering the second land 26. This state is shown in Figure 11.

当接するまでの間に、底面12aと樹脂接着剤17が接触し、続いて、底面12aが樹脂接着剤17を押し拡げて着接した状態になっていることが好ましい。又、一時的な電子部品10の傾きは、マウンタノズル30による筐体12の真空吸着に不具合が生じない範囲で許容し得る。 Before the contact, it is preferable that the bottom surface 12a and the resin adhesive 17 come into contact, and then the bottom surface 12a spreads the resin adhesive 17 and adheres to it. In addition, temporary tilting of the electronic component 10 is acceptable to the extent that it does not cause problems with the vacuum suction of the housing 12 by the mounter nozzle 30.

ここで、半田ペースト18は、一時的に表面実装部品を保持し得る粘性を有する。それ故、リード端子14だけが半田ペースト18に接触し、それ以外に電子部品10を保持する構造物がない状態において、電子部品10の平行を維持したまま、半田ペースト18の粘性に打ち勝って、リード端子14をその内部へ没入させながら降下させることは困難である。従って、一時的に電子部品10が傾いた状態になる。 The solder paste 18 has a viscosity that can temporarily hold the surface-mounted components. Therefore, when only the lead terminals 14 are in contact with the solder paste 18 and there is no other structure to hold the electronic component 10, it is difficult to overcome the viscosity of the solder paste 18 and lower the lead terminals 14 while maintaining the parallelism of the electronic component 10 and immersing them inside the solder paste 18. As a result, the electronic component 10 is temporarily tilted.

しかし、図11に示されるように、第2のランド26を覆うソルダーレジスト27の表面に当接しているのは、筐体12の底面12aのごく一部である遠端部12a1だけである。一方、底面12aの大部分は、段差領域27bから離間してその上方に位置する。従って、図12に示されるように、マウンタノズル30により筐体12を更に押下することにより、底面12aの遠端部12a1がソルダーレジスト27の表面に当接した位置を中心として、リード端子14が図面上で下方に下がる方向に電子部品10を回動可能であり、リード端子14を半田ペースト18に十分に没入させることができる。マウンタノズル30により押下する位置は、平面視において、プリント基板20がソルダーレジスト27で覆われていない領域にあることが好ましい。 However, as shown in FIG. 11, only the distal end 12a1, which is a small part of the bottom surface 12a of the housing 12, is in contact with the surface of the solder resist 27 that covers the second land 26. Meanwhile, most of the bottom surface 12a is located above and away from the step region 27b. Therefore, as shown in FIG. 12, by further pressing down the housing 12 with the mounter nozzle 30, the electronic component 10 can be rotated in the direction in which the lead terminals 14 move downward in the drawing, centered on the position where the distal end 12a1 of the bottom surface 12a is in contact with the surface of the solder resist 27, and the lead terminals 14 can be sufficiently immersed in the solder paste 18. It is preferable that the position pressed down by the mounter nozzle 30 is in an area of the printed circuit board 20 that is not covered with the solder resist 27 in a plan view.

ここで、樹脂接着剤17、例えば、熱硬化樹脂の粘性は、リード端子14を半田ペースト18に没入させるために必要な押圧力より、十分に小さい力で押し拡げることが可能な範囲にあることが好ましい。 Here, it is preferable that the viscosity of the resin adhesive 17, for example, a thermosetting resin, is in a range that allows the lead terminals 14 to be spread with a force that is sufficiently smaller than the pressing force required to immerse them in the solder paste 18.

図13は、電子部品10をプリント基板20に載置して半田リフローを行った後の部品実装基板1の断面図である。部品実装基板1の断面図である。図11の状態から、熱処理を施して、半田ペースト18をリフローして半田19とし、リード端子14を第1のランド23に、電気的に導通した状態で機械的に固定する。同時に、熱硬化樹脂からなる樹脂接着剤17を硬化させて、電子部品10の筐体12を絶縁基板21の表面21a、すなわち、プリント基板20に固定する。 Figure 13 is a cross-sectional view of the component mounting board 1 after the electronic component 10 is placed on the printed circuit board 20 and solder reflow is performed. A cross-sectional view of the component mounting board 1. From the state of Figure 11, a heat treatment is performed to reflow the solder paste 18 to form solder 19, and the lead terminal 14 is mechanically fixed to the first land 23 in an electrically conductive state. At the same time, the resin adhesive 17 made of a thermosetting resin is hardened, and the housing 12 of the electronic component 10 is fixed to the surface 21a of the insulating substrate 21, i.e., the printed circuit board 20.

樹脂接着剤17は、半田ペースト18の溶融温度よりも低い温度で硬化する熱硬化樹脂としてよい。半田リフロー工程は、まず、熱硬化樹脂が硬化する温度で保持して、電子部品10の筐体12をプリント基板20にあらかじめ固定し、その後、温度を上昇させ半田ペースト18を溶融させる、という熱シーケンスで行うことができる。 The resin adhesive 17 may be a thermosetting resin that hardens at a temperature lower than the melting temperature of the solder paste 18. The solder reflow process can be performed using a thermal sequence in which the housing 12 of the electronic component 10 is first fixed to the printed circuit board 20 in advance by maintaining the temperature at which the thermosetting resin hardens, and then the temperature is raised to melt the solder paste 18.

以上説明したとおり、本発明の部品実装基板及びその製造方法によれば、非対称に配置されたリード端子を有する大型の電子部品、例えばライトアングルピンヘッダを、プリント基板に接着して固定すると共に、リード端子を確実にランドに接続して表面実装する部品実装基板及びその製造方法を提供する。 As described above, the component mounting board and manufacturing method of the present invention provide a component mounting board and manufacturing method that adheres and fixes a large electronic component with asymmetrically arranged lead terminals, such as a right-angle pin header, to a printed circuit board and securely connects the lead terminals to the lands for surface mounting.

1 部品実装基板
10 電子部品
12 筐体
12a 底面
12a1 遠端部
12a2 近端部
12b、12c 側面
14 リード端子
15 ピン端子
17 樹脂接着剤
18 半田ペースト
19 半田
20 プリント基板
20a プリント基板の終端
21 絶縁基板
21a 表面
23 第1のランド
24 ベース層
25 ダミー部分
26 第2のランド
27 ソルダーレジスト
27a ランド開口部
27b 段差領域
REFERENCE SIGNS LIST 1 component mounting board 10 electronic component 12 housing 12a bottom surface 12a1 far end 12a2 near end 12b, 12c side surface 14 lead terminal 15 pin terminal 17 resin adhesive 18 solder paste 19 solder 20 printed circuit board 20a end of printed circuit board 21 insulating substrate 21a surface 23 first land 24 base layer 25 dummy portion 26 second land 27 solder resist 27a land opening 27b step region

Claims (13)

底面と側面とを含む筐体と、前記筐体の前記側面から突出するリード端子と、を有する電子部品と、
前記電子部品を実装するプリント基板であって、絶縁基板と、前記絶縁基板の表面に配置された第1のランドと、前記第1のランドから離間して前記表面に配置されたベース層とを有するプリント基板と、
を備え、
前記ベース層の前記第1のランド側に隣接して、前記ベース層の上面とは段差を有する段差領域が配置され、
前記筐体の底面は、前記段差領域に配置された樹脂接着剤により固定されるとともに、前記リード端子の先端部が、前記第1のランドに当接して半田により固定され、
前記筐体の底面の、大部分を除く、前記リード端子から遠い側に位置する遠端側の一部分だけが、前記ベース層の上に配置されている、部品実装基板。
an electronic component having a housing including a bottom surface and a side surface, and a lead terminal protruding from the side surface of the housing;
a printed circuit board on which the electronic component is mounted, the printed circuit board having an insulating substrate, a first land arranged on a surface of the insulating substrate, and a base layer arranged on the surface at a distance from the first land;
Equipped with
a step region having a step with an upper surface of the base layer is disposed adjacent to the first land side of the base layer,
the bottom surface of the housing is fixed by a resin adhesive disposed in the step region, and the tip end of the lead terminal is in contact with the first land and fixed by solder,
A component mounting board, in which only a portion of the bottom surface of the housing, excluding most of the bottom surface of the housing on the far end side located away from the lead terminals, is disposed on the base layer.
前記ベース層は、前記絶縁基板の前記表面に配置された第2のランドと、前記第2のランドを覆うソルダーレジストからなる、請求項1に記載の部品実装基板。 The component mounting board according to claim 1, wherein the base layer is made of a second land arranged on the surface of the insulating substrate and a solder resist that covers the second land. 前記ベース層の厚さは、前記第1のランドの厚さよりも大きい、請求項2に記載の部品実装基板。 The component mounting board according to claim 2, wherein the thickness of the base layer is greater than the thickness of the first land. 前記段差領域は、前記ソルダーレジストの開口部からなり、前記段差領域では前記絶縁基板の前記表面が露出している、請求項2又は3に記載の部品実装基板。 The component mounting board according to claim 2 or 3, wherein the step region is an opening in the solder resist, and the surface of the insulating substrate is exposed in the step region. 前記筐体の前記底面と前記絶縁基板の前記表面とは概ね平行である、請求項1から4までのいずれか1項に記載の部品実装基板。 The component mounting board according to any one of claims 1 to 4, wherein the bottom surface of the housing and the surface of the insulating substrate are generally parallel. 前記樹脂接着剤は、前記段差領域において、前記絶縁基板の前記表面に配置される、請求項4又は5に記載の部品実装基板。 The component mounting board according to claim 4 or 5, wherein the resin adhesive is disposed on the surface of the insulating substrate in the step region. 前記樹脂接着剤は熱硬化樹脂からなる、請求項1から6までのいずれか1項に記載の部品実装基板。 The component mounting board according to any one of claims 1 to 6, wherein the resin adhesive is made of a thermosetting resin. 前記リード端子は、前記筐体の前記側面から一方向のみに突出する、請求項1から7までのいずれか1項に記載の部品実装基板。 The component mounting board according to any one of claims 1 to 7, wherein the lead terminals protrude in only one direction from the side surface of the housing. 前記電子部品は、前記筐体から前記リード端子が突出する方向とは異なる方向に突出し、前記プリント基板とは直接接触しないピン端子を、更に有する、請求項1から8までのいずれか1項に記載の部品実装基板。 The component mounting board according to any one of claims 1 to 8, wherein the electronic component further has a pin terminal that protrudes from the housing in a direction different from the direction in which the lead terminal protrudes and does not directly contact the printed circuit board. 前記電子部品の前記ピン端子は、前記プリント基板の縁の外側に突出している、請求項9に記載の部品実装基板。 The component mounting board according to claim 9, wherein the pin terminals of the electronic components protrude outside the edge of the printed circuit board. 底面と側面とを含む筐体と、前記筐体の前記側面から突出するリード端子とを有する電子部品を、プリント基板に表面実装する部品実装基板の製造方法であって、
表面に、第1のランドと、前記第1のランドから離間する第2のランドと、を有し、ソルダーレジスト塗布前のプリント基板を準備するステップと、
前記第2のランドを覆うソルダーレジストを形成し、プリント基板に段差を形成するステップと、
前記第1のランドを覆う半田ペーストを塗布するステップと、
前記第1のランドと前記第2のランドとの間において、前記プリント基板の前記表面の前記第2のランドに隣接する位置に熱硬化樹脂を塗布するステップと、
前記筐体の前記底面が前記第2のランドを覆う前記ソルダーレジストに当接して前記熱硬化樹脂に着接し、前記リード端子が前記半田ペーストに没入するように、前記電子部品の前記筐体を押圧して、前記電子部品を前記プリント基板に載置するステップと、
前記熱硬化樹脂を硬化させ、前記半田ペーストをリフローさせる熱処理を施すステップと、を備える部品実装基板の製造方法。
1. A method for manufacturing a component mounting board, comprising surface-mounting an electronic component having a housing including a bottom surface and a side surface and a lead terminal protruding from the side surface of the housing, on a printed circuit board, the method comprising the steps of:
preparing a printed circuit board having a first land and a second land spaced apart from the first land on a surface thereof, the printed circuit board being prior to application of a solder resist;
forming a solder resist covering the second lands and forming a step on the printed circuit board;
Applying a solder paste covering the first lands;
applying a thermosetting resin to a position adjacent to the second land on the front surface of the printed circuit board between the first land and the second land;
pressing the housing of the electronic component so that the bottom surface of the housing abuts against the solder resist covering the second lands and is attached to the thermosetting resin, and the lead terminals are immersed in the solder paste, thereby mounting the electronic component on the printed circuit board;
and performing a heat treatment to harden the thermosetting resin and reflow the solder paste.
前記電子部品の前記筐体を押圧する位置は、平面視において、前記プリント基板の前記ソルダーレジストで覆われていない領域にある、請求項11に記載の部品実装基板の製造方法。 The method for manufacturing a component mounting board according to claim 11, wherein the position at which the housing of the electronic component is pressed is in an area of the printed circuit board that is not covered by the solder resist in a plan view. 前記電子部品の前記筐体を押圧するとき、前記電子部品は、前記筐体の前記底面が前記ソルダーレジストに当接する位置を中心にして回動可能である、請求項12に記載の部品実装基板の製造方法。 The method for manufacturing a component mounting board according to claim 12, wherein when the housing of the electronic component is pressed, the electronic component is rotatable about a position where the bottom surface of the housing abuts against the solder resist.
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