JPH0823160A - プリント配線板と電子部品の接続方法 - Google Patents

プリント配線板と電子部品の接続方法

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JPH0823160A
JPH0823160A JP7097469A JP9746995A JPH0823160A JP H0823160 A JPH0823160 A JP H0823160A JP 7097469 A JP7097469 A JP 7097469A JP 9746995 A JP9746995 A JP 9746995A JP H0823160 A JPH0823160 A JP H0823160A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＴＣＰのように微小ピッチで多数のリードを
有するＩＣ部品を、ボンディングツールを用いた局部加
熱方式でプリント配線板に良好に接続する。 【構成】 プリント配線板２のランド８の上に設けられ
たはんだ層１１の上面を平坦に形成し、その上に実装す
る電子部品のリード７を載せる。これらをボンディング
ツール１３によって加圧しかつ加熱することによって、
はんだ付けする。プリント配線板のボンディングツール
底面２３に対応する範囲の領域２１を、少なくともラン
ドに重ねたリードの高さより低くすることによって、ボ
ンディングツール底面のプリント配線板に対する平行度
を確保する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、プリント配線板に電子
部品類を高密度に実装する技術に関し、特にＩＣパッケ
ージ、ＴＡＢ方式のＴＣＰ（Tape Carrier Package）等
を表面実装する方法及びそれに使用するプリント配線板
の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、プリント配線板に電子部品類
を実装するために、はんだ付けが広く採用されている。
はんだ付けによる実装技術は、ＳＩＰ、ＤＩＰ等のリー
ド付き部品を配線板に挿入実装する初期の方法から、半
導体ＩＣの高集積化技術の発達により部品の小型化、複
合化が進むにつれて、最近ではパッケージ型及びベアチ
ップ型のＩＣ部品を表面実装する方法が、組立の自動化
や電気的特性の面で有利であることから中心的になって
いる。特にＴＣＰは、チップ面積が大きくかつ多ピンに
適しており、しかもリードピッチを小さくできることか
ら、高密度実装に有利である。
【０００３】表面実装部品（ＳＭＤ（Surface Mount De
vice））は、多くの場合リフローはんだ付けにより配線
板に接続される。このリフロー方式では、その上に予め
はんだ層を形成した配線板の電極パッド（ランド）上に
ＳＭＤを装着し、リフロー炉に入れてはんだ層を溶融さ
せてはんだ付けする。他方ＴＣＰは、アウタリードが非
常に軟らかく変形し易いので、局部加熱方式により、同
様にその上に予めはんだ層を形成した配線板のランドに
ボンディングツールを用いてアウタリードを押し当て、
加圧しつつ加熱することによって接合するのが一般的で
ある。これらのはんだ層は、配線板に部品類を全く搭載
しない状態で例えばクリームはんだを印刷することによ
って、一括して形成される。はんだのぬれ性向上のた
め、一般にフラックスが使用されるが、最近では、地球
環境保護の観点から、はんだ付けに水溶性や無洗浄タイ
プのフラックスが使用されている。また、はんだ付け以
外の接続方法として、熱圧着による合金化、及び異方性
導電シートや光硬化性絶縁樹脂を用いる方法等が使用さ
れている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の実装方法では、１つの配線板にＳＭＤとＴＣＰ
とを混載する場合に、ＳＭＤを接続するリフロー工程よ
り後に別の工程でＴＣＰの接続を行うのが通例である。
このため、ＴＣＰを接続するランド上のはんだ層が、先
のリフロー工程で一度溶融し、その表面張力によって、
図１２に示すように半球状に丸くなる。このようなはん
だ層３１の上に載せたＴＣＰのアウタリード３２は、ボ
ンディングツール３３が配線板３４に対して垂直に押圧
しても、左右にずれ落ちて対応するランド３５に正確に
接合されず、配線がショートする等の接続不良を生じる
虞がある。このため、歩留りが低下して、製造コストが
増大するという問題があった。特に、ＩＣの高集積化、
高密度化によってＴＣＰのアウタリードがファイン化し
かつ狭ピッチ化すると、配線板に対する位置合せが一層
困難になり、リードがずれ易くなる。また、そのために
特別な位置決め手段や固定手段等を使用すれば、作業が
面倒になって手間や労力が増大するだけでなく、製造コ
ストが高くなる。
【０００５】また、ＳＭＤについても同様に多ピン化、
ファインピッチ化が進んだことにより、特に多数の部品
を一括して表面実装する場合に、配線板に装着する際に
正確な位置決めが困難になり、そのためにはんだブリッ
ジや位置ずれを生じる虞がある。更に、ＳＭＤとＴＣＰ
とを混載する場合には、それらをそれぞれ別個の接合工
程で実装するため、全体として工数が多くなりかつ多大
の時間を要する。
【０００６】そこで、本発明のプリント配線板は、上述
した従来の問題点に鑑みてなされたものであり、その目
的とするところは、リードの狭ピッチ化、高密度化に対
応して、はんだ付けされるＳＭＤ、ＴＣＰ等の電子部品
を常に正確に位置決めし、かつ良好な接続状態で表面実
装することができるプリント配線板を提供することにあ
る。
【０００７】また、本発明の電子部品の接続方法は、プ
リント配線板に実装されるＳＭＤ、ＴＣＰ等の電子部品
を、常に正確に位置決めしてかつ良好な接続状態で、非
常に簡単かつ低コストではんだ付けできる方法を提供す
ることを目的としている。特に本発明の目的は、従来の
実装工程を大幅に変更したり工数を増やすことなく、ま
た特別な位置決め手段や固定手段等を用いることなく、
ＴＣＰをプリント配線板に実装するのに適した方法を提
供することにある。更に本発明の目的は、多数の電子部
品を同時に一括して、はんだ付けにより良好な接続状態
で表面実装することができる方法を提供することにあ
る。
【０００８】また、プリント配線板のランドに電子部品
のリードをはんだ付けする場合、例えば図１３Ａに示す
ように、先ずディスペンサ３６を用いてプリント配線板
上のランド３４付近にフラックス３７を供給する。とこ
ろが、特に上述したような水溶性や無洗浄タイプのフラ
ックスは、比較的粘性が低いために周囲のレジスト層３
８の上にまで広がってしまう。このため、はんだ層３１
の上に載置したリード３２先端の接合部は、十分にフラ
ックスに浸漬されない場合があり、この状態でボンディ
ングツール３９により加圧・加熱してもはんだがリード
に十分に濡れ上がらず、そのために接続不良を生じ、歩
留りが低下するという問題があった。特にＴＣＰのよう
に微小ピッチで多数のリードを有する部品の場合、１個
のリードでも接続不良の修正には多大の手間と時間を要
する。
【０００９】そこで、本発明のプリント配線板は、これ
らの問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とす
るところは、ボンディングツールを用いた局部加熱方式
によりに電子部品のリードをはんだ付けする場合に、比
較的簡単な手段によりリードが十分に浸漬されるように
フラックスを供給でき、はんだのぬれ性を改善して、電
子部品の各リードを良好な状態で接続し得るプリント配
線板を提供することにある。更に、本発明の目的は、比
較的簡単にフラックスを十分に供給することができ、電
子部品の各リードとランドとを良好に接続できる電子部
品の接続方法を提供することにある。
【００１０】更に、上述したようにボンディングツール
を用いてリードとランドとを加圧する場合、ボンディン
グツール底面のプリント配線板表面に対する平行度が重
要である。図１４に示すように、ボンディングツール３
９の底面４０が配線板３４に対して傾斜した状態で電子
部品のリード３２を押圧すると、各リードが対応するラ
ンド３５のはんだ層３１の上からずれ落ちてしまい、接
続不良や配線のショートを生じる虞があった。特に、Ｔ
ＣＰのような微小ピッチのリードでは、僅かな傾きでも
容易にずれが生じる。例えば、ランドの近傍にスルーホ
ールが形成されていたり、図示されるように配線パター
ン４１の上に塗布されたレジスト３８の上にシルクスク
リーン印刷で文字等４２が付されている場合、ランドの
高さより２０μｍ以上高いだけで、ボンディングツール
底面４０が、文字４２等の突出部に片当たりしてその平
行度が失われる。また、図１４のように、多数のリード
及びランドが狭ピッチで配列されている場合、その配列
に適合した寸法・形状の底面を有するボンディングツー
ルを用いれば、上述した平行度の問題は生じ難いが、ツ
ールの汎用性が無くなるので、多種類のツールを準備し
て各工程毎にそれらを交換しかつ位置合せする必要が生
じ、多大の労力及び時間を要しかつ大幅なコスト増を招
くので、実際上好ましくない。
【００１１】そこで、本発明の別の目的は、ボンディン
グツールの汎用性を維持しつつ、ボンディングツール底
面の平行度を適当に確保して、接合されるランドに対す
る電子部品のリードの位置のずれを解消し、常に良好な
接続状態が得られるプリント配線板を提供することにあ
る。
【００１２】また、プリント配線板には、接続する電子
部品を正確に位置決めするために複数のマークが付され
ている。これらの位置決め用マークは、配線パターンの
一部分を利用することもあるが、通常は配線パターンか
ら独立したマークとして配線板上に設けられる。特開昭
６０−１６１６９３号公報には、このような認識用の標
識（マーク）を基板上の任意の位置に、特に電子部品の
実装部近傍に設けて電子部品を正確に位置決めできるよ
うにしたプリント基板が開示されている。しかしなが
ら、かかる位置決め用のマークを単に任意の位置に設け
ただけでは、プリント配線板はより大きな面積を必要と
し、実装密度・配線密度の向上が図れず、回路の配線が
複雑になると共に、回路設計の自由度が小さくなり、基
板及び半導体装置の小型化に十分対応できないという問
題があった。また、位置決め用マークは、センサによっ
て光学的に検出されるから、より明瞭に認識し得るよう
に形成しなければならない。
【００１３】そこで、本発明の更に別の目的は、プリン
ト配線板の面積を有効に利用して、より明確に認識し得
る位置決め用マークを設け、回路設計の自由度を高め、
基板の小型化、高密度化に適したプリント配線板を提供
することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述した目的
を達成するためのものであり、以下にその内容を図面に
示した実施例を用いて説明する。
【００１５】請求項１記載のプリント配線板は、実装さ
れる電子部品のリードを接合するためのランドと、ラン
ドの上に形成されたはんだ層とを有し、リードを載せる
はんだ層の上面が平坦であることを特徴とする。
【００１６】請求項２記載のプリント配線板は、上述し
た請求項１の特徴点に加え、電子部品のリードを接続す
る以前の平坦な上面を有するはんだ層及びランドを、除
去可能な耐熱性樹脂材料で被覆したことを特徴とする。
【００１７】本発明の別の側面によれば、請求項３記載
の電子部品の接続方法は、ランドとランドの上に形成さ
れたはんだ層とを有するプリント配線板に電子部品を実
装するための方法であって、先ずはんだ層の上面を平坦
に形成し、そのはんだ層上面に電子部品のリードを載せ
た後、はんだ付けによりランドとリードとを接合するこ
とを特徴とする。
【００１８】請求項４記載の電子部品の接続方法は、上
述した請求項３の特徴点に加え、はんだ層上面をプレス
加工により平坦に形成することを特徴とする。特に請求
項５記載の方法によれば、ローラを用いることによって
はんだ層上面のプレス加工を行うことを特徴とする。更
に請求項６記載の方法によれば、ローラの長さが、プリ
ント配線板の一辺の長さより長く、プリント配線板の全
面を一度にプレス加工し、請求項７記載の方法によれ
ば、ローラを用いてプリント配線板を部分的にプレス加
工する。
【００１９】また、請求項８記載の方法によれば、ボン
ディングツールを用いることによってプレス加工を行う
ことを特徴とする。更に、請求項９記載の方法によれ
ば、複数のプリント配線板を積層し、ボンディングツー
ルにより一度にプレス加工することを特徴とする。
【００２０】また、請求項１０記載の方法によれば、プ
リント配線板を金属板の間に挟み込んでプレス加工を行
うことを特徴とする。更に請求項１１記載の方法では、
複数のプリント配線板を積層し、かつこれらを金属板を
用いてプレス加工することを特徴とする。また、請求項
１２記載の方法は、金属板によりプリント配線板の全面
を一度にプレス加工し、請求項１３記載の方法は、同じ
く金属板によりプリント配線板を部分的にプレス加工す
ることを特徴とする。
【００２１】更に、請求項１４記載の電子部品の接続方
法は、プレス加工と同時に加熱することによって、はん
だ層上面を平坦に形成することを特徴とする。
【００２２】請求項１５記載の電子部品の接続方法は、
上述した請求項３の特徴点に加え、はんだ層上面に載せ
たリードとランドとを、加熱することによりはんだ付け
することを特徴とする。更に、請求項１６記載の電子部
品の接続方法は、複数の電子部品のリードをそれぞれ対
応するランドの上に載せ、一括してはんだ付けすること
を特徴とする。これに加え、請求項１７記載の電子部品
の接続方法は、複数の電子部品がＴＣＰ型の部品を含む
ことを特徴とする。また、請求項１８記載の電子部品の
接続方法は、加熱と同時に加圧することによって、リー
ドとランドとをはんだ付けすることを特徴とする。
【００２３】更に、請求項１９記載の電子部品の接続方
法は、電子部品がＴＣＰ型の部品であり、リフロー工程
より後に接続されることを特徴とする。
【００２４】また、請求項２０記載の電子部品の接続方
法は、はんだ層上面を平坦に形成した後に、はんだ層及
びランドを耐熱性樹脂材料で一旦被覆し、その後樹脂材
料を除去してから電子部品のリードをはんだ層上面に載
せて接合することを特徴とする。
【００２５】また、本発明の別の側面によれば、請求項
２１記載のプリント配線板は、電子部品のリードを接合
するためのランドと、該ランドの上に形成されたはんだ
層とを有し、更にランドを囲繞するように、はんだ層の
高さよりも高いフレームを形成したことを特徴とする。
【００２６】請求項２２記載のプリント配線板は、上述
した請求項２１の特徴点に加え、フレームがシルクスク
リーン印刷により形成されたものであることを特徴とす
る。
【００２７】更に、請求項２３記載の電子部品の接続方
法は、上述した請求項２１の特徴点を有するプリント配
線板において、フレームに囲繞される領域内にフラック
スを供給し、このフラックスに少なくとも部分的に浸漬
するように電子部品のリードをはんだ層に載せ、これら
を加圧しかつ加熱することによって、ランドとリードと
をはんだ付けにより接合することを特徴とする。
【００２８】また、請求項２４記載のプリント配線板
は、実装される電子部品のリードとランドとを加圧して
接合するためのボンディングツールの底面に対応する範
囲に、ランドの高さよりも低い領域を設けたことを特徴
とする。
【００２９】請求項２５記載のプリント配線板は、上述
した請求項２４の特徴点に加え、電子部品がその全４辺
にリードを有し、該リードに対応するランドを含むロ字
形の範囲に、ランドの高さよりも低い領域を設けたこと
を特徴とする。
【００３０】請求項２６記載のプリント配線板は、電子
部品を実装する際に位置決めするためのマークを有する
基板からなり、電子部品のチップを直接固定するための
基板上の領域より内側に、位置決め用マークが配設され
ていることを特徴とする。
【００３１】請求項２７記載のプリント配線板は、電子
部品を実装する際に位置決めするためのマークを有する
基板からなり、該基板が、位置決め用マークを設けた位
置に対応して黒化処理した内層を有する多層構造である
ことを特徴とする。
【００３２】
【作用】従って、請求項１記載のプリント配線板によれ
ば、実装される電子部品のリードをはんだ層の上に載せ
たときに、リードのずれ落ちが防止されるので、常にリ
ードとランドとを安定して良好に接合することができ
る。
【００３３】これに加え、請求項２記載のプリント配線
板によれば、他の電子部品を接続するために先にリフロ
ー工程等の熱処理を行う場合に、後の工程で使用するは
んだ層の上面を平坦に維持することができる。
【００３４】また、請求項３記載の電子部品の接続方法
によれば、従来の実装工程に従ってはんだ層上面に電子
部品のリードを載せた際に、リードがはんだ層からずれ
落ちる虞が無く、正確に位置決めした状態ではんだ付け
することができ、はんだ層の平坦化するために僅かに工
数を増やすだけで、非常に簡単かつ確実にリードとラン
ドとを良好に接合することができる。
【００３５】これに加え、請求項４記載の電子部品の接
続方法によれば、従来の実装工程をそのまま利用し、電
子部品のリードを載せる前にプレス加工する過程を加え
るだけで、はんだ層を簡単に平坦化することができる。
このプレス加工は、請求項５記載の方法によれば、はん
だ層上面にローラをかけることにより、又は請求項８記
載の方法によれば、電子部品のリードを接続するための
ボンディングツールを利用することにより、又は請求項
１０記載の方法によれば、プリント配線板を金属板の間
に挟み込むことによって、従来工程に大幅に手を加える
ことなく簡単に行なうことができる。また、請求項９、
請求項１１記載の方法によれば、複数のプリント配線板
を積層してプレス加工することによって、多数のプリン
ト配線板のはんだ層を一度に平担化処理することができ
る。更に請求項１４記載の電子部品の接続方法によれ
ば、加熱によりはんだ層を部分的に溶融させることによ
って、はんだ層の平坦化をより簡単にすることができ
る。
【００３６】請求項１５記載の電子部品の接続方法によ
れば、電子部品のリードを載せたはんだ層を加熱により
溶融させて、リフローによりはんだ付けすることができ
る。更に請求項１６記載の電子部品の接続方法によれ
ば、複数の電子部品を一つの工程で同時に良好な接続状
態ではんだ付けすることができる。また、請求項１７記
載の電子部品の接続方法によれば、ＳＭＤとＴＣＰとを
同時に一つのリフロー工程で良好な状態で表面実装する
ことができる。請求項１８記載の電子部品の接続方法に
よれば、電子部品のリードをランド上から位置ずれさせ
ることなく、局部加熱方式により接合することができ
る。
【００３７】更に、請求項１９記載の電子部品の接続方
法によれば、ＴＣＰをリフロー工程より後で接合する場
合に、その熱処理による影響を受けることなく、多ピン
かつ狭リードピッチのＴＣＰを良好にプリント配線板に
接続することができる。
【００３８】請求項２０記載の電子部品の接続方法によ
れば、はんだ層上面を平坦に形成した後に、他の電子部
品を接続するべくリフロー工程等による熱処理をプリン
ト配線板に加えても、被覆した樹脂材料を除去するまで
はんだ層上面を平坦に維持することができる。
【００３９】また、請求項２１記載のプリント配線板に
よれば、比較的粘性の低い水溶性または無洗浄タイプの
フラックスを用いた場合でも、フレームによりその流れ
が規制されて十分な量のフラックスがランド付近に供給
されるので、リードをフラックスに十分浸漬させること
ができる。
【００４０】請求項２２記載のプリント配線板によれ
ば、その表面に付される様々な文字・記号をシルクスク
リーン印刷する際に、同時にフレームを形成することが
できる。
【００４１】請求項２３記載の電子部品の接続方法によ
れば、フレームによってランドとリードとの接合部に十
分な量のフラックスが供給されるので、はんだがリード
に濡れ上がって良好にはんだ付けすることができる。
【００４２】請求項２４記載のプリント配線板によれ
ば、ボンディングツールを用いてランド及びその上に載
せたリードを加圧する際に、ボンディングツール底面が
リード以外の配線板表面の部分に引っかかる虞が無いの
で、その配線板表面に対する平行度を適正に維持するこ
とができる。
【００４３】請求項２５記載のプリント配線板によれ
ば、ボンディングツールによって電子部品の全４辺に設
けられた全リードを一度の加圧動作で対応するランドに
接合する場合でも、ボンディングツール底面の平行度を
適正に確保することができる。
【００４４】請求項２６記載のプリント配線板によれ
ば、電子部品のチップを直接固定するための基板上の領
域より内側の領域は、専ら該チップの放熱用及び／また
はグランドラインの接続に使用され、信号線が配線され
ないから、基板の回路設計に何ら支障を生じることなく
位置決め用マークを設けることができ、かつ該マークが
基板の配線パターンから独立して形成されるので、より
認識性を高めることができる。
【００４５】また、請求項２７記載のプリント配線板に
よれば、位置決め用マークが黒化処理した内層とのコン
トラストによって、より明瞭に認識することができる。
【００４６】
【実施例】図１は、本発明を適用したプリント回路基板
の実施例を概略的に示している。このプリント回路基板
１は、所謂カード型コンピュータとして使用するもので
あり、本発明によるプリント配線板２に、前記コンピュ
ータのＣＰＵからなるＴＣＰ３、例えばＥＰＲＯＭ等の
いくつかの電子部品を搭載したサブ基板４、及び図示さ
れないその他の電子部品類が実装されている。プリント
回路基板１は、多層構造を有する両面実装型の基板であ
り、図示されない裏側の面にも、同様のＴＣＰやサブ基
板、その他の電子部品類が実装されている。また、プリ
ント回路基板１の一方の長辺には、前記コンピュータの
メインメモリを構成するメモリ基板（図示せず）を接続
するための接続端子部５がＴＣＰ３近傍に形成され、か
つ他方の長辺には、外部の装置に接続するためのコネク
タ６が全長に亘って設けられている。
【００４７】図２には、ＴＣＰ３、サブ基板４、その他
の電子部品類を実装する前のプリント配線板２が示され
ている。プリント配線板２の表面には、ＴＣＰ３の全４
辺に設けられた狭ピッチのアウタリード７を接続するた
めのランド８が、ＴＣＰ３の４辺のアウタリード７に対
応する位置に形成されている。更にプリント配線板２の
表面には、サブ基板４の周囲に設けられた端子９を接続
するための多数のランド１０が、その対応する位置に形
成されている。本実施例では、サブ基板４は、図示され
ないその他の表面実装部品と共に一括してリフローはん
だ付けにより接続される。ＴＣＰ３は、サブ基板４等が
リフロー工程により及びその他の電子部品類がフロー工
程によりそれぞれはんだ付けされた後に、後述するよう
に公知のボンディングツールを用いて接合部のみを加圧
・加熱する局部加熱方式により、一連の実装工程の最後
に接続される。
【００４８】図３Ａに示すように、ランド８は、プリン
ト配線板２上に狭いピッチで配列され、かつその上に
は、はんだ層１１がそれぞれ形成されている。はんだ層
１１は、部品類の実装を開始する前に、プリント配線板
２上のはんだ付けによる他の接続部と共に、例えば前記
各ランド表面に接着させた多数の微小なはんだ粒を溶融
させることによって予め形成される。そのため、はんだ
層１１が、上述したサブ基板４等のリフロー工程によっ
て溶融する際に、その表面張力によって半球状になった
まま、図３Ａに示すように固化している。本発明によれ
ば、図３Ｂに示すように、ローラ１２を転動させつつプ
リント配線板２上を水平に移動させることによって、丸
くなった各はんだ層１１の上面に垂直に一定の荷重を加
えて、これを平坦にプレス加工する。
【００４９】また、上記実施例では、固定したプリント
配線板２の上にローラ１２を転動させたが、別の実施例
では、ローラを所定位置に固定し、かつプリント配線板
を移動させてプレス加工することができる。この場合、
ローラは、プリント配線板の上面側に１個だけ配置し、
又は平行な２個のローラの間にプリント配線板を通過さ
せてプレス加工することもできる。
【００５０】このようにして平坦化したはんだ層１１の
上面にＴＣＰ３のアウタリード７を載せても、図１２に
示す従来のプリント配線板のように、リードのずれ落ち
を生じることがなく、これらを安定して良好にはんだ付
けすることができる。このローラによるプレス加工は、
前記はんだ層に対して一回または必要に応じて複数回行
なう。また、プリント配線板２及びローラ１２の寸法・
形状やはんだ層・搭載される部品等の配置、作業上の都
合等に応じて、プリント配線板の全面に亘ってまたは選
択した領域のみを上述したようにプレス加工することも
できる。プリント配線板全面を一度にプレス加工するた
めには、前記ローラの長さが、プリント配線板の一辺の
長さより長くなければならない。また、別の実施例で
は、クリームはんだの印刷によってはんだ層１１を形成
することができる。
【００５１】図４には、はんだ層１１上面を平坦化する
ための別の実施例が示されている。この実施例では、Ｔ
ＣＰ３のアウタリード７とプリント配線板２のランド８
とを接続するためのボンディングツール１３を使用し、
アウタリード７を載せる前にはんだ層１１上面にボンデ
ィングツール１３底面を押し付けて加圧する。これによ
り、はんだ層１１の上面を簡単に平坦化することができ
る。この方法では、図３のようにローラ等のプレス手段
を新たに用意する必要がなく、ボンディングツール１３
を利用して工数を１つ増やすだけで良い。別の実施例で
は、ボンディングツール１３の加圧と同時に加熱するこ
とによって、はんだ層１１が溶融するので、より簡単に
はんだ層１１を平坦化できる。前記ボンディングツール
は、はんだ層１１を溶融させた後冷却し、はんだ層１１
が固化した後上昇させる。また、別の実施例では、複数
のプリント配線板を積層し、かつこれらをボンディング
ツールを用いてプレス加工することにより、多数のプリ
ント配線板のはんだ層を一度に平坦化することもでき
る。
【００５２】また、図５に示す別の実施例では、プリン
ト配線板２に例えばリフロー工程のような熱処理、即ち
はんだ層１１に熱が加わる工程を行う前に、ランド８及
びはんだ層１１全体を、後で比較的容易に除去可能な耐
熱性樹脂層１４で被覆する。被覆する樹脂としては、ア
クリル系やＵＶ硬化型の樹脂材料が適当である。被覆し
た樹脂層１４は、熱処理工程が終了した後でＴＣＰ３を
接続する前に、配線板表面から剥して除去すればよい。
【００５３】耐熱性樹脂層１４で被覆する際に、はんだ
層１１の上面が既に平坦化されていると好都合である。
このはんだ層１１の平担化は、例えばプリント配線板２
に部品類を全く搭載されていない状態で、図３に関して
上述したと同様に、その全面に一回又は必要に応じて複
数回ローラを用いてプレス加工することによって可能で
ある。また、平担化する必要のあるはんだ層のみに選択
的にローラを用いることができ、その場合に、平坦化を
必要としないはんだ層を事前に前記耐熱性樹脂で被覆し
ておくこともできる。更に、はんだ層１１がもとより平
担に形成されているプリント配線板を用いた場合には、
そのまま耐熱性樹脂膜を被覆することができる。
【００５４】また、プリント配線板２には、サブ基板４
を接続するためのランド１０及び前記他の表面実装部品
を接続するためのランドにも、ＴＣＰ接続用のランド８
と同様に、その上に予めはんだ層が形成されている。こ
れらのはんだ層は、プリント配線板２に部品類が搭載さ
れていない状態で、ランド８のはんだ層１１と同時に一
括して上述した方法により形成される。本発明の別の実
施例によれば、ランド８以外の前記はんだ層について
も、サブ基板４及び前記他の表面実装部品の実装前に、
その上面を平坦化することができる。
【００５５】平坦化は、ランド８のはんだ層１１につい
て上述したと同様に、図３Ｂに示すようなローラをプリ
ント配線板全面にまたはその必要な部分に、一回または
必要に応じて複数回かけることによって行う。また、図
４のボンディングツールのような加圧ツールをプリント
配線板全面にまたはその必要な部分に一回または複数回
用いることによって、同様に前記はんだ層を平坦化する
ことができる。本実施例では、ＴＣＰ３及びサブ基板４
用のランド８、１０を含むプリント配線板２上の全ての
前記ランドを一括して平坦化すると、好都合である。
【００５６】プリント配線板全面を一度に加圧する場合
は、プリント配線板をそれ以上の大きさの平板で挟み込
み、プリント配線板全面に均等な圧力がかかるようにプ
レス等して加工する。平板には、例えば鉄板のような或
程度の外力に対して実質的に変形しない程度の強度を有
する金属板を用いる。金属板が、前述のようにプリント
配線板以上の大きさであれば、配線板全面のはんだ層を
一度に平担化でき、逆に必要個所のはんだ層のみを平担
化すればよい場合には、プリント配線板より小さい寸法
であっても良い。また、プリント配線板上に突起物等が
あって全面を一度にプレスすることが困難な場合には、
前記平板を部分的に切り抜いたりして所望の形状に加工
することもできる。更に本発明によれば、複数のプリン
ト配線板を積層し、前記平板を用いてプレスすることに
よって、全部のプリント配線板のはんだ層を一度に平坦
化することができる。また、これらのいずれの場合に
も、加圧と同時に加熱することができる。
【００５７】このようにランド８以外の前記ランドの上
面を平坦にすることによって、サブ基板４及び前記他の
表面実装部品を正確に位置決めして装着することが容易
になり、常に良好な状態で接続することができる。更
に、これらの表面実装部品と同時にＴＣＰ３をランド８
上に載置し、かつ同時に一括してリフロー方式ではんだ
付けすることもでき、図４のボンディングツールを用い
た場合と同様にリードのずれを生じることなく良好に接
続することができる。このリフロー工程には、公知の様
々な技術、即ち赤外線や熱風を用いた全体加熱方式や、
レーザ法、光ビーム法等の局部加熱方式を用いることが
できる。当然ながら、ＴＣＰ３が、例えばキャリアテー
プの耐熱性の問題からサブ基板４等と一括で実装できな
いような場合には、図２に関連して上述した実施例の場
合と同様に、前記表面実装部品より後に別個の工程で接
続することもできる。
【００５８】更に、本発明のプリント配線板２は、図６
及び図７に示すように、ＴＣＰ３のアウタリード７の配
列に対応する形状、本実施例では概ね正方形の各１辺を
構成するランド８の配列に沿って、その外側及び内側か
ら前記ランドの配列を囲繞するように樹脂フレーム１
５、１６が配設されている。ランド８の配列が、上述し
た正方形以外の形状、例えばＴＣＰ３のアウタリードの
配列に対応して長方形の各１辺を構成する場合や、正方
形または長方形の対向するもしくは隣接する２辺である
場合にも、同様に樹脂フレームが形成される。図７に良
く示されるように、樹脂フレーム１５、１６は、プリン
ト配線板２の表面に形成されたレジスト層１７の上に、
はんだ層１１の高さよりも十分に高く形成されている。
樹脂フレーム１５、１６は、プリント配線板２の表面に
付される文字・記号等に共にシルクスクリーン印刷によ
って、同じ印刷用材料を使用し、工数を増やすことな
く、従って多大な手間や労力を要せず簡単にかつ低コス
トで形成することができる。
【００５９】ＴＣＰ３を接続する場合には、先ず、図８
Ａに示すように、公知のディスペンサ１８を用いて、フ
ラックス１９をランド８及びはんだ層１１の上に供給す
る。フラックス１９は、粘性の低いものを使用した場合
でも、その流れが樹脂フレーム１５、１６によってそれ
らの間に制限されるので、はんだ層１１を完全に浸漬さ
せ、従ってその上に載せたアウタリード７を少なくとも
部分的に浸漬させるだけの十分な量が供給される。この
ような状態で、ボンディングツール１３でアウタリード
７とランド８とを加圧・加熱すると、図８Ｂに示すよう
に、はんだ２０が十分にアウタリード７を濡れ上がっ
て、両者が良好に接続される。
【００６０】上述した実施例では、樹脂フレーム１５、
１６をランド８の両側にその全長に亘って設けたが、ラ
ンドのいずれか一方の側が、プリント配線板上に先に設
けられている別の構成要素によってフラックスの流れを
制限し得るようになっている場合には、その一方の側は
樹脂フレームを省略し、かつ他方の側のみに樹脂フレー
ムを配設することができる。また、ランドのいずれか一
方または両側が、部分的に別の構成要素によってフラッ
クスの流れを制限し得る場合にも、その部分について樹
脂フレームを省略することができる。
【００６１】また、本発明によれば、ＴＣＰ３の全４辺
のアウタリード７を対応するランド８に一括して１回の
加圧動作で接続するために、アウタリード７の配置に対
応する概ね正方形のロ字形底面を有する４辺型のボンデ
ィングツールを使用する。本実施例では、前記ボンディ
ングツールの底面４辺が一体に成形されているが、別の
実施例では、各１辺毎に分割可能な４個の部材をロ字形
に結合させて構成することができる。また、別の実施例
では、前記各１辺を更に複数の部材で構成することもで
きる。
【００６２】プリント配線板２は、図９及び図１０に示
すように、ボンディングツール１３の底面形状に対応す
る範囲に設けられたロ字形の領域２１に、ランド８のみ
が形成され、その他の部分はプリント配線板２の上面２
２が露出している。このように、プリント配線板上に、
ランド８の配列に沿ってその延長線上から、スルーホー
ル、配線パターンやレジスト、その上にシルクスクリー
ン印刷される文字表示部分等を完全に排除した領域２１
を、ボンディングツール１３の底面に対応して設けるこ
とによって、図１０に示すように、ボンディングツール
底面２３が接続しようとするＴＣＰのアウタリード７を
押圧する際に、プリント配線板２に対する適正な平行度
が維持される。従って、特にリードピッチの細かいＴＣ
Ｐのようなパッケージ部品であっても、接合時のリード
の位置ずれが生じないから、接続不良の発生を有効に防
止することができる。また、当然ながら、ボンディング
ツール底面２３の正常な加圧動作を妨げない高さであれ
ば、即ちランド８にリード７の厚さを加えた高さより低
い高さであれば、領域２１内に配線パターン等を設けて
も差し支えない。
【００６３】同じく図９に示されるように、本発明によ
るプリント配線板２には、前記ＴＣＰを実装したときに
そのＣＰＵが占有することになるプリント配線板２上
の、図面において想像線で示される領域２４内に、該Ｔ
ＣＰを設置する際の位置決め用の標識として４個のマー
ク２５が設けられている。本実施例において、マーク２
５は、概ね正方形をなす領域２４の各隅部に各１個ずつ
設けられている。この領域２４は、特に本発明のように
前記ＴＣＰを実装する場合、そのＣＰＵを放熱させまた
はグランドラインに接続するために、該ＣＰＵを前記プ
リント配線板に熱伝導性樹脂または導電性ペースト等を
用いてダイボンディングにより接着固定するための領域
である。前記想像線は、このためのダイパッドまたは接
着部の外周を示している。
【００６４】プリント配線板２のランド８と領域２４と
の間の領域には、前記ランドから内向きに配線を引き出
し、かつ／またはスルーホールを設けることができるの
に対し、領域２４は通常、前記ダイパッドに熱伝達可能
に接続されるサーマルビアやグランドラインの接点を設
けるだけで、信号線は配線しない。従って、この領域に
位置決め用のマーク２５を設けても、プリント配線板の
回路設計上何ら支障が無く、逆に回路設計の自由度が高
くなる利点がある。また、マークの認識はＴＣＰを設置
する以前の段階で行われるので、本発明のようにＣＰＵ
を固定する領域の内側に設けても何ら問題は無い。
【００６５】従来、このような位置決め用マークは、図
９において符号２６で示されるように、ランド８の外側
の領域に設けられることが多く、またランド８より内側
に設ける場合でも、信号線の配線領域を含めたプリント
配線板上の任意の位置に配置されていた。本発明によれ
ば、このように信号線を配線しない基板面積部分を有効
に利用して、半導体装置の小型化、実装密度及び配線密
度の向上を図ることができるので、好都合である。ま
た、本発明の位置決め用マークは、ＴＣＰ以外の電子部
品であっても、チップを基板上に接着固定する場合には
同様に適用できることは云うまでもない。
【００６６】また、マーク２５は、配線パターンと同様
に、プリント配線板上の銅箔をパターニングすることに
よって形成され、かつ各マーク２５の周囲はレジストが
除去されている。更に、マーク２５の認識性の向上を図
るため、プリント配線板２の内層、本実施例では直ぐ下
側の内層に黒化処理によるＣｕＯ膜を形成するように、
その向きを整合させつつプリント配線板のラミネート順
を決定する。これにより、各マーク２５が光学センサ等
によってより明確に認識され、半導体装置の小型化・高
密度実装化にも拘わらずより正確かつ高精度に実装する
ことができる。
【００６７】図１１には、実装されるＩＣパッケージの
対向する２辺にのみリードが設けられている場合の実施
例が示されている。この場合、プリント配線板上には、
ランド２７が前記リードに対応して対向する２列に設け
られている。そして、ランド２７により画定される領域
２８内には、図９に関連して上述したと同様に、前記Ｉ
Ｃパッケージの実装時にそのチップを接着固定するダイ
パッドまたは接着部の領域２９の一方の対角線上の各隅
部に、２個の位置決め用マーク３０がそれぞれ配置され
ている。本実施例の場合にも、図９の場合と同様に、４
個のマークを各隅部に１個ずつ配置することができる。
また、図９の実施例において、４個のマーク２５をいず
れかの対角線上の２個に減らすこともできる。
【００６８】以上、本発明について好適な実施例を用い
て詳細に説明したが、本発明は、その技術的範囲内にお
いて上記各実施例に様々な変形・変更を加えて実施でき
ることは、当業者であれば容易に理解される。例えば、
上記実施例では、ＴＣＰを実装する場合についてのみ説
明したが、多数の微小ピッチのリードを有するＩＣパッ
ケージに同様に適用できることは言うまでもない。
【００６９】
【発明の効果】本発明は、以上のように構成されている
ので、以下に記載されるような効果を奏する。
【００７０】本発明のプリント配線板によれば、請求項
１記載のように構成することによって、はんだ付けによ
りＳＭＤ、ＴＣＰ等の電子部品を表面実装する際に、リ
ードが接合するべきランドから位置ずれを生じる虞が解
消され、常に安定してリードとランドとの良好な接合状
態が確保されるので、歩留りが向上しかつコストを低減
できる。特に、最近の半導体装置の高機能化に伴う実装
密度・配線密度の向上、基板のファインパターン化、部
品のリードの狭ピッチ化に対応することができるので、
有利である。
【００７１】また、本発明による電子部品の接続方法
は、請求項３記載のように構成することによって、電子
部品のリードが狭ピッチ化しかつ配線板がファインパタ
ーン化しても、はんだ層上に載せた電子部品のリードが
位置ずれしないようにすることができ、リフロー方式ま
たはボンディングツールを用いた局部加熱方式等のはん
だ付けにより、電子部品を配線板に常に正確にかつ良好
な接続状態で表面実装することができる。しかも、従来
の実装工程をそのまま利用して、それに僅かな工数が増
えるだけであるから、非常に簡単かつ低コストで大幅な
生産性の向上を図ることができる。
【００７２】更に、本発明によれば、請求項２１記載の
ようにプリント配線板にランドを囲繞するフレームを設
けることによって、ランド付近に十分な量のフラックス
を供給してリードを十分に浸漬させ、はんだのぬれ性を
向上させることができるから、ＴＣＰのように多ピン・
狭ピッチの部品を接続する場合でも、はんだがリードに
十分に濡れ上がって良好な接続状態ではんだ付けするこ
とができ、歩留りが向上する。
【００７３】また、本発明のプリント配線板によれば、
請求項２４記載のように構成することによって、常にボ
ンディングツール底面の平行度が維持されるので、特に
狭リードピッチのＴＣＰのような電子部品を接続する場
合でも、リードのずれが発生せず、常に良好にはんだ付
けすることができる。
【００７４】また、本発明のプリント配線板によれば、
請求項２６記載のように電子部品の実装時にそのチップ
を直接固定するための、ダイパッド等を配置する基板上
の領域内に位置決め用マークを設けることによって、プ
リント配線板の回路設計に何ら支障を生じることなく、
基板面積を有効に利用できるので、回路基板の設計の自
由度を高め、より一層基板の小型化・高密度化を図るこ
とができる。更に請求項２７記載のように、位置決め用
マークを設けた位置に対応して黒化処理した内層を有す
る多層構造の基板からなり、かつ位置決め用マークが黒
化処理した内層とのコントラストにより極めて明確に認
識できることによって、基板のファインパターン化、リ
ードの狭ピッチ化に対応して、電子部品をより正確に実
装することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したプリント回路基板を概略的に
示す斜視図である。
【図２】図１のプリント回路基板に使用されるプリント
配線板を概略的に示す斜視図である。
【図３】プリント配線板上のランドの上に形成されたは
んだ層を平坦化する本発明の方法を示す断面図である。
【図４】同じくはんだ層を平坦化する図３と別の方法を
示す断面図である。
【図５】同じくはんだ層を平坦化する更に別の方法を示
す断面図である。
【図６】本発明のプリント配線板上に形成されたランド
及びフレームを示す平面図である。
【図７】図６のVII−VII線における断面図である。
【図８】図７のランドにフラックスを用いてアウタリー
ドをはんだ付けする工程を示す拡大断面図である。
【図９】本発明のプリント配線板上に形成された位置決
め用のマークを示す平面図である。
【図１０】本発明のプリント配線板において、ボンディ
ングツールを用いてアウタリードとランドとを接合する
状態を示す、図９のＸ−Ｘ線における断面図である。
【図１１】図１０の別の実施例を示す平面図である。
【図１２】従来のプリント配線板において、ＴＣＰのア
ウタリードとランドとを接合する状態を示す断面図であ
る。
【図１３】従来のプリント配線板において、フラックス
を用いてアウタリードをランドにはんだ付けする工程を
示す拡大断面図である。
【図１４】従来のプリント配線板において、ボンディン
グツールを用いてアウタリードとランドとを接合する状
態を示す断面図である。
【符号の説明】
１ プリント回路基板 ２ プリント配線板 ３ ＴＣＰ ４ サブ基板 ５ 接続端子部 ６ コネクタ ７ アウタリード ８ ランド ９ 端子 １０ ランド １１ はんだ層 １２ ローラ １３ ボンディングツール １４ 樹脂層 １５、１６ 樹脂フレーム １７ レジスト層 １８ ディスペンサ １９ フラックス ２０ はんだ ２１ 領域 ２２ 上面 ２３ ボンディングツール底面 ２４ 領域 ２５、２６ 位置決め用マーク ２７ ランド ２８、２９ 領域 ３０ 位置決め用マーク ３１ はんだ層 ３２ アウタリード ３３ ボンディングツール ３４ 配線板 ３５ ランド ３６ ディスペンサ ３７ フラックス ３８ レジスト層 ３９ ボンディングツール ４０ 底面 ４１ 配線パターン ４２ 文字

Claims (27)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 実装される電子部品のリードを接合する
    ためのランドと、前記ランドの上に形成されたはんだ層
    とを有するプリント配線板であって、 前記はんだ層の上面を平坦に形成したことを特徴とする
    プリント配線板。
  2. 【請求項２】 前記はんだ層及び前記ランドが、除去可
    能な耐熱性樹脂材料で被覆されていることを特徴とする
    請求項１記載のプリント配線板。
  3. 【請求項３】 ランドと前記ランドの上に形成されたは
    んだ層とを有するプリント配線板に電子部品を実装する
    ための方法であって、 前記はんだ層の上面を平坦に形成し、前記電子部品のリ
    ードを前記はんだ層上面に載せ、はんだ付けにより前記
    ランドと前記リードとを接合することを特徴とする電子
    部品の接続方法。
  4. 【請求項４】 前記はんだ層上面をプレス加工により平
    坦に形成することを特徴とする請求項３記載の電子部品
    の接続方法。
  5. 【請求項５】 ローラを用いて前記プレス加工を行なう
    ことを特徴とする請求項４記載の電子部品の接続方法。
  6. 【請求項６】 前記ローラの長さが、前記プリント配線
    板の一辺の長さより長く、前記プリント配線板の全面を
    一度にプレス加工することを特徴とする請求項５記載の
    電子部品の接続方法。
  7. 【請求項７】 前記ローラを用いて前記プリント配線板
    を部分的にプレス加工することを特徴とする請求項５又
    は請求項６記載の電子部品の接続方法。
  8. 【請求項８】 ボンディングツールを用いて前記プレス
    加工を行うことを特徴とする請求項４記載の電子部品の
    接続方法。
  9. 【請求項９】 複数の前記プリント配線板を積層し、前
    記ボンディングツールを用いて前記複数のプリント配線
    板を一度にプレス加工することを特徴とする請求項８記
    載の電子部品の接続方法。
  10. 【請求項１０】 前記プリント配線板を金属板の間に挟
    み込んで前記プレス加工を行うことを特徴とする請求項
    ４記載の電子部品の接続方法。
  11. 【請求項１１】 複数の前記プリント配線板を積層し、
    前記金属板を用いてプレス加工することを特徴とする請
    求項１０記載の電子部品の接続方法。
  12. 【請求項１２】 前記金属板を用いて前記プリント配線
    板の全面を一度にプレス加工することを特徴とする請求
    項１０又は請求項１１記載の電子部品の接続方法。
  13. 【請求項１３】 前記金属板を用いて前記プリント配線
    板を部分的にプレス加工することを特徴とする請求項１
    ０又は請求項１１記載の電子部品の接続方法。
  14. 【請求項１４】 前記はんだ層上面を前記プレス加工と
    同時に加熱することを特徴とする請求項４記載の電子部
    品の接続方法。
  15. 【請求項１５】 前記はんだ層上面に載せた前記リード
    と前記ランドとを、加熱することによりはんだ付けする
    ことを特徴とする請求項３記載の電子部品の接続方法。
  16. 【請求項１６】 複数の前記電子部品のリードをそれぞ
    れ対応する前記ランドの上に載せ、一括してはんだ付け
    することを特徴とする請求項１５記載の電子部品の接続
    方法。
  17. 【請求項１７】 前記複数の電子部品がＴＣＰ（Tape C
    arrier Package）型の部品を含むことを特徴とする請求
    項１６記載の電子部品の接続方法。
  18. 【請求項１８】 前記リードと前記ランドとを前記加熱
    と同時に加圧することによりはんだ付けすることを特徴
    とする請求項１５記載の電子部品の接続方法。
  19. 【請求項１９】 前記電子部品がＴＣＰ型の部品であ
    り、かつリフロー工程より後で接続されることを特徴と
    する請求項１５または請求項１８記載の電子部品の接続
    方法。
  20. 【請求項２０】 前記はんだ層上面を平坦に形成した後
    に、前記はんだ層及び前記ランドを耐熱性樹脂材料で一
    旦被覆し、前記樹脂材料を除去した後に前記電子部品の
    リードを前記はんだ層上面に載せることを特徴とする請
    求項３乃至請求項１４のいずれか記載の電子部品の接続
    方法。
  21. 【請求項２１】 実装される電子部品のリードを接合す
    るためのランドと、前記ランドの上に形成されたはんだ
    層とを有するプリント配線板であって、 前記ランドを囲繞するように前記はんだ層より高く形成
    されたフレームを有することを特徴とするプリント配線
    板。
  22. 【請求項２２】 前記フレームがシルクスクリーン印刷
    により形成されていることを特徴とする請求項２１記載
    のプリント配線板。
  23. 【請求項２３】 請求項２１記載のプリント配線板に電
    子部品を実装するための方法であって、 前記フレームに囲繞される領域内にフラックスを供給
    し、前記電子部品のリードを少なくとも部分的に前記フ
    ラックスに浸漬するように前記はんだ層に載せ、これら
    を加圧しかつ加熱することによって、前記ランドと前記
    リードとを接合することを特徴とする電子部品の接続方
    法。
  24. 【請求項２４】 電子部品のリードをボンディングツー
    ルにより加圧して接合するためのランドを有するプリン
    ト配線板であって、 前記ランドの高さより低い領域を、前記ボンディングツ
    ールの底面に対応する範囲に設けたことを特徴とするプ
    リント配線板。
  25. 【請求項２５】 前記電子部品がその全４辺にリードを
    有し、前記領域が、前記リードに対応する前記ランドを
    含むロ字形の範囲に設けられていることを特徴とする請
    求項２４記載のプリント配線板。
  26. 【請求項２６】 電子部品を実装する際に位置決めする
    ためのマークを基板上に有するプリント配線板であっ
    て、 前記位置決め用マークが、前記電子部品のチップを直接
    固定するための前記基板上の領域より内側に配設されて
    いることを特徴とするプリント配線板。
  27. 【請求項２７】 電子部品を実装する際に位置決めする
    ためのマークを基板上に有するプリント配線板であっ
    て、 前記基板が、前記位置決め用マークの位置に対応して黒
    化処理した内層を有する多層構造からなることを特徴と
    するプリント配線板。
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