JPH0828565B2 - 電子部品のプリント基板への搭載方法 - Google Patents

電子部品のプリント基板への搭載方法

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JPH0828565B2 JP2234421A JP23442190A JPH0828565B2 JP H0828565 B2 JPH0828565 B2 JP H0828565B2 JP 2234421 A JP2234421 A JP 2234421A JP 23442190 A JP23442190 A JP 23442190A JP H0828565 B2 JPH0828565 B2 JP H0828565B2
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Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
本発明は電子部品をプリント基板に搭載するための方
法に関する。
【従来技術】
小型電子部品をプリント基板に搭載するには電子部品
を接着剤によりプリント基板上の所定位置に仮付けし、
ついで溶融半田による半田付けを行なって電子部品と配
線導体間の固定と電気接続を行なうことが広く行なわれ
ている。この工程を自動的に実施するために各種の方法
が行なわれるが、基本的には多数の電子部品を自動装着
装置により水平に置いたプリント基板上へ仮付けし、つ
いでプリント基板を裏返して電子部品の側を下向きに
し、プリント基板全体を溶融半田に接触させる工程から
なる。 従って仮付けを行なう接着剤は、プリント基板を反転
しても電子部品の脱落を起こさない程度の充分な粘着力
を要する。このための要件としては各種の因子がある
が、主なものは接着剤の粘着性、接着剤の分量の再現性
及び調節可能性、接着剤の切れ(ディスペンサーからの
糸引のないこと)、などである。他の要件は、電子部品
の向きが不適切なときに容易に再配向出来ることであ
る。 従来一般に使用される方法には、エポキシ等の熱硬化
性接着剤を例えば空気圧式のデイスペンサー装置のノズ
ルから静かに押出してノズル先端に保持させ、これをプ
リント基板の所定位置に押し付けて接着剤を基板上に転
写し、電子部品を仮付けし、硬化する方法がある(特開
昭55-110097号公報、特開昭61-268375号公報)。又、塗
布ピンを備え、熱硬化性接着剤を収容した容器より塗布
ピンの先端に付着させ、移動して基板上に転写し、電子
部品を仮付けし、硬化する方法がある(実開昭57-12783
号)。 他の方法にはエポキシアクリレート、ウレタンアクリ
レート等の光硬化性接着剤をプリント基板の所定箇所に
塗布し、ついで電子部品を接着剤の上に搭載して仮付け
し、紫外線等の光を照射して接着剤を硬化させる(ある
いはある程度光硬化してから電子部品を接着剤の上に搭
載)方法がある(特公昭63-61795号公報、特公昭58-111
14号公報、特開昭54-104573号公報、特開昭54-98969号
公報)。
【発明が解決すべき課題】
熱硬化性接着剤の問題は熱硬化性接着剤の粘度が経時
的に変動するのでディスペンサー押出圧力を頻繁に調整
して分与量を一定に維持しなければならないことであ
る。なお他の問題としては電子部品をプリント基板上に
仮付けしている状態の接着剤が硬化しているため電子部
品の方向の修正が可能でないことなどの問題がある。又
接着剤が熱硬化性の場合には、プリント基板装着時の部
品保持力を上げる目的で粘性を上げるとディスペンサー
による分与時に糸引等の問題が発生する。 このような接着剤をノズル先端等に保持させ基板上に
転写する接触式の分与装置の欠点を防止出来る分与方法
が研究されているが、その一つの提案としては特開昭63
-228699号に提案されているように、従来からプリンタ
ーに使用されているインクジェット法を転用する方法並
びに注射器状塗布ヘッドから所定量の液滴を吹きつける
方法がある。しかし前者のインクジェット法は接着剤を
圧電素子の振幅作用で微細粒子にして噴射するものであ
るから、微小液滴(10-8cc程度)しか得られないので、
所定量(約10-4cc程度)をプリント基板に付着するには
長時間を要するので現在のところ実用化は不可能と思わ
れる。 一方、後者の方法では、注射器状の塗布ヘッドに接着
剤を液状状態で収容し、空気圧等を短時間印加すること
によりピストンを押し、ノズルから接着剤を液滴化して
噴出させて吹きつけるが、空気圧等の正確な制御が困難
であるので、一定量の液滴を安定に分与することは困難
と思われる。 また、これらの何れの方法によるにしても、従来使用
されている通常の接着剤ではその粘性のためにインクジ
ェット状に微細粒子化したり、所定量の大きさに液滴化
して吹きつけることは困難と思われる。 従って、本発明の目的は、制御可能な一定分与量の接
着剤液滴を確保すること、電子部品をプリント基板上に
充分な接着力で保持させること、必要な時に電子部品の
方向規制を行なうこと、及び効率的な搭載方法を提供す
ることにある。
【課題を解決するための手段】
本発明は、熱可塑性アクリルシリコーン系エマルジョ
ン接着剤の所定分量の液滴を射出ノズルからプリント基
板上の所定箇所に射出し、部品保持に充分な粘着力を出
すために水分を乾燥除去し、電子部品を前記接着剤上に
搭載し、ついで電子部品を半田付けする工程からなるこ
とを特徴とする電子部品のプリント基板への搭載方法を
提供し、上記の問題点を解決する。 好ましくは接着剤は、接着剤貯蔵槽から加圧下に導管
を経て、該導管の出口に連通し且つ射出ノズルの入口に
連通している弁室へ導かれ、ついで前記弁室内にあって
前記ノズルの入口端に衝合し閉鎖している可動弁体の制
御された時間長の開放に応じて前記射出ノズルから射出
される。 アクリルシリコーン系エマルジョン接着剤は、低粘度
であるから、射出ノズルを使用して正確な所定分量の接
着剤をプリント配線基板の所定箇所に分与することが出
来る。又分与後に水分を除去することで粘着力を発揮す
るから反転したプリント基板に接着した電子部品に対す
る充分な保持力が得られるのみならず、仮付け状態で必
要なときに電子部品の方向を変えることが出来、あるい
は半田の表面張力により部品方向の自己規制ができる。
又アクリルシリコーン系エマルジョン接着剤は水性であ
るから従来のエポキシ接着剤あるいは光硬化性接着剤と
は違って糸引がないので、ノズルの汚れ及びプリント基
板の汚れを防止することが出来る。 以下に、本発明を図面を参照して詳しく説明する。 第1図ないし第4図を参照して本発明によりプリント
基板上への非接触での分与方式により接着剤をプリント
基板に分与し、ついで電子部品をプリント基板に搭載す
る方法を説明する。 先ず、第1図のように後で詳しく説明する分与装置
(ディスペンサー)1を使用して所定量の接着剤6を一
滴ずつプリント基板7の表面の所定位置に分与する。分
与装置1は一定圧力に加圧された接着剤供給槽2、そこ
から延びる導管3、導管に接続された電磁弁4、及び接
着剤を放出する射出ノズル5より構成される。電磁弁4
は開閉時間の調整可能な開閉弁(後で詳述)であり、供
給された加圧接着剤を開閉弁の設定された開放時間に比
例した量の接着剤の液滴6が射出ノズル5から放出さ
れ、プリント基板7上の所定位置に飛行する。液滴の量
は接着剤の粘度、圧力、射出ノズル5の流れ抵抗(抵抗
は射出ノズルの断面積に反比例し、長さに比例する)に
依存する。接着剤液滴6の量は10-4cc程度の量に及び、
1個の液滴で電子部品を支持するに必要な量を充分確保
出来る。 次に第2図に示したようにプリント基板7をマイクロ
波乾燥機(例えば電子レンジ)8に通して接着剤液滴6
の水分を除去乾燥させる。乾燥により接着剤は電子部品
の保持に必要な粘着力を生じる。 第3図の工程に移り、所定の電子部品9を所定位置に
割り付けて搭載し、水分を除去乾燥させた接着剤液滴6
に押し付けることにより、電子部品の搭載又は仮付けを
終る。 第4図の工程に於て、プリント基板7を上下反転さ
せ、電子部品9の搭載されている側を溶融半田10に接触
させると、電子部品9の外部端子9′とプリント基板7
上のプリント配線7′の間の必要な結線と固定が行なわ
れる。 熱可塑性接着剤であるアクリルシリコーン系エマルジ
ョン接着剤を使用して上記の搭載方法を実施することに
よって、従来の問題点の多くは克服出来る。アクリルシ
リコーン系エマルジョン接着剤は、糸引がなく、分与時
には充分な流動性を有し、圧力下に簡単に液滴化し得
る。液滴の水分を蒸発させると半田時の熱の作用下にも
充分な粘着力を発揮するが、なお電子部品の配向を変え
るに充分な柔らかさを有する。 次に第1図の接着剤分与工程で使用する接着剤分与装
置1を第5図及び第6図を参照して説明する。 第5図を参照するに、接着剤11の供給槽2は電磁弁4
の開放により接着剤の液滴が射出ノズル5から射出され
るように所定の一定圧力に保持され、好ましくは射出ノ
ズル5を通る接着剤の粘性を一定にするために他の部分
も含めて一定温度に保持されている。供給槽2を加圧す
ることにより槽内の容積変化による圧変動があっても無
視し得るため分与量に影響が出ないように設定されてい
る。 次に接着剤11は導管3から電磁弁4に導かれる。電磁
弁4に於て開放時間を制御することにより計量された一
定量の接着剤は射出ノズル5から放出される。好ましく
は、不使用時の射出ノズル5の先端は、乾燥を防ぐため
に常時水で湿す。又、射出ノズル先端には液切れを良く
するために好ましくは弗素樹脂等の撥水性の被覆を施
す。 第6図に電磁弁5の詳細を示す。接着剤は導管3から
ハウジング25の内部通路17を経て弁室19に入る。射出ノ
ズル5の上端は出口弁座26と形成しており、弁体20が常
時圧縮ばね21により下方へ偏位されているため常時は出
口弁座26を閉鎖している。弁体20が電磁コイル24により
引き上げられると、弁体20は接着剤の射出ノズル5への
流れを可能にし、加圧下にある接着剤を液滴化して射出
ノズル5から放出させる。弁体20は軟磁性材料から構成
され、その上方には同様に磁気コア22がねじ込まれナッ
ト23により固定されている。電磁コイル24はリード27に
より給電される。図示しない調整器により給電時間が任
意の所定値に設定される。 本発明者は、上記構成の装置を使用して種々の実験を
行なった。それによると電磁弁の開放時間を変えること
により電子部品の搭載に必要な量の接着剤をかなり広範
囲に調整出来ること、供給槽を充分に大きい容量に設定
しておくことにより常に一定の分与量を確保できること
など、先に述べた各種の作用を得ることが出来ることを
確認した。ある開放時間範囲では接着剤は連続した紐状
にならず、プリント基板に向けて飛行する間に表面張力
により球状に近い形の液滴となってプリント基板上に付
着することが分かった。
【実験例】
実験に使用したアクリルシリコーン系エマルジョン接
着剤の分子構造はメチルアクリレート、ブチルアクリレ
ート、及びスチレンの共重合体を主成分としたものであ
り、懸濁液としては水を使用した。不揮発分約45%であ
った。粘度は約20cpであった。液滴は上に述べた分与装
置を使用して所定量の液滴としてプリント基板上に分与
出来た。その際きれいな球状を成して飛行し、半球状に
プリント基板上に付着した。糸引は無く、プリント基板
を汚すおそれは無かった。電子部品を保持するのに必要
な所定の粘着力を生じるのに必要な乾燥時間は電子レン
ジを使用した場合約2分程度であった。得られた乾燥済
の接着剤は250℃でも充分な接着力を有し、半田条件下
での部品保持力は充分であった。一方接着状態で電子部
品の方向を変えることが出来る熱可塑性を有した。 なお、実験には、射出ノズルとして内径0.21mm、長さ
5.5mmの円筒管の先端に、内径0.2mm、外径0.8mm、長さ
0.8mmの弗素樹脂片を取り付けたものを使用した。接着
剤供給槽の圧力は0.5kg/cm2であった。
【作用効果】
本発明の作用効果をまとめると次の通りである。 (1)本発明によると、低粘度の熱可塑性アクリルシリ
コーン系エマルジョン接着剤を使用したので、正確な所
定分量の液滴を射出ノズルからプリント基板上の所定箇
所に分与させることが出来る。さらに、ノズル先端をプ
リント基板上に接触させる必要がなく、ノズルを昇降さ
せなくてもプリント基板上の所定箇所への移動が可能で
迅速で静粛な動作が得られる。 (2)この接着剤は接着剤の水分を除去することにより
半田付け温度でも電子部品を保持するに充分な粘着力を
生じる。 (3)接着剤は熱可塑性であるから仮付け状態で必要な
ときに電子部品の方向を変えることが出来、あるいは半
田の表面張力により部品方向の自己規制ができる。 (4)この接着剤は水性であるから従来のエポキシ接着
剤あるいは光硬化性接着剤とは違って糸引がないので、
ノズルの汚れ及びプリント基板の汚れを防止することが
出来る。 (5)総合的に極めて能率的であり、作業時間の大幅な
短縮が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の電子部品搭載方法における接着剤分与
工程を示す図、第2図は乾燥工程を示す図、第3図は電
子部品の搭載を示す図、第4図は半田工程を示す図、第
5図は本発明に使用する接着剤分与装置の全体図、及び
第6図は電磁弁の詳細を示す縦断面図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】プリント基板の電子部品を取り付けるべき
    所定箇所に接着剤を施し、電子部品を前記接着剤の施さ
    れた箇所に仮付けし、ついで電子部品の外部端子とプリ
    ント基板の所定の導電体との間に半田を施すことからな
    る、電子部品のプリント基板への搭載方法において、 貯蔵槽から加圧下に供給される水性アクリルシリコーン
    系エマルジョン接着剤を、計量弁の開閉により、射出ノ
    ズルから電子部品の仮付けに必要な所定分量の一滴の液
    滴として前記射出ノズルから一定距離離間したプリント
    基板上の所定箇所に射出し、該プリント基板上に付着し
    た接着剤が電子部品を保持するに充分な程度まで水分を
    乾燥除去し、電子部品を前記接着剤上に押しつけて搭載
    ・仮付けし、ついで電子部品の端子とプリント基板の導
    電パターンの所定箇所とを半田接続することを特徴とす
    る電子部品のプリント基板への搭載方法。
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