JPS6345892A - 面実装型電子素子の実装方法および面実装型電子素子を実装した電子装置 - Google Patents
面実装型電子素子の実装方法および面実装型電子素子を実装した電子装置Info
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- JPS6345892A JPS6345892A JP19016986A JP19016986A JPS6345892A JP S6345892 A JPS6345892 A JP S6345892A JP 19016986 A JP19016986 A JP 19016986A JP 19016986 A JP19016986 A JP 19016986A JP S6345892 A JPS6345892 A JP S6345892A
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Landscapes
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、面実装型半導体素子、各種チップ部品等の面
実装型電子素子を、所定の導電体パターンを設けた基板
上に、固定し、相互接続する面実装型電子素子の実装方
法の改良に関する。
実装型電子素子を、所定の導電体パターンを設けた基板
上に、固定し、相互接続する面実装型電子素子の実装方
法の改良に関する。
[従来の技術]
従来、フラット・パッケージ、チップ・キャリア、フィ
ルム・キャリア型等の面実装型半導体素子や、抵抗器、
コンデンサー、トランジスター等の各種チップ部品等の
面実装型電子素子を、所定の回路パターン、相互接続パ
ターン等の導電体パターンを設けたプリント基板上に、
固定し、相互接続する面実装型電子素子の実装方法の代
表例として、次の(A>、(B)の方法があげられる。
ルム・キャリア型等の面実装型半導体素子や、抵抗器、
コンデンサー、トランジスター等の各種チップ部品等の
面実装型電子素子を、所定の回路パターン、相互接続パ
ターン等の導電体パターンを設けたプリント基板上に、
固定し、相互接続する面実装型電子素子の実装方法の代
表例として、次の(A>、(B)の方法があげられる。
(より詳細については、例えば、田中和古著、日刊工業
新聞社、昭和60年9月発行[マイクロソルダリング]
、電子材料編集部編著、工業調査会1984年6月発行
[最新ハイブリッドIC技術JP106〜109(チッ
プ部品の自動搭載技術)の項等を参照。) (A>基板の導電体パターン上の所定箇所に半田クリー
ムを印刷塗布する。→上記基板上にチップ部品および面
実装型半導体素子等の面実装型電子素子を搭載する。→
上記電子素子を搭載した基板を加熱してリフロー半田付
けを行なう。
新聞社、昭和60年9月発行[マイクロソルダリング]
、電子材料編集部編著、工業調査会1984年6月発行
[最新ハイブリッドIC技術JP106〜109(チッ
プ部品の自動搭載技術)の項等を参照。) (A>基板の導電体パターン上の所定箇所に半田クリー
ムを印刷塗布する。→上記基板上にチップ部品および面
実装型半導体素子等の面実装型電子素子を搭載する。→
上記電子素子を搭載した基板を加熱してリフロー半田付
けを行なう。
(B)基板の導電体パターン上の所定箇所に半田クリー
ムを印刷塗布する。→上記基板上の所定箇所に熱硬化型
または紫外線(LJV)硬化型の硬化型接着剤を印刷塗
布する。→上記基板上にチップ部品、面実装型半導体素
子等の面実装型電子素子を搭載する。→上記接着剤に熱
又は紫外線等の硬化条件を与えて硬化して上記電子素子
を上記基板上に固定する。→上記電子素子を搭載した基
板を加熱してリフロー半田付けを行なう。
ムを印刷塗布する。→上記基板上の所定箇所に熱硬化型
または紫外線(LJV)硬化型の硬化型接着剤を印刷塗
布する。→上記基板上にチップ部品、面実装型半導体素
子等の面実装型電子素子を搭載する。→上記接着剤に熱
又は紫外線等の硬化条件を与えて硬化して上記電子素子
を上記基板上に固定する。→上記電子素子を搭載した基
板を加熱してリフロー半田付けを行なう。
[発明が解決しようとする問題点]
前者(A>の実装方法では、熱又は紫外線硬化型接着剤
による電子素子の固定が無いので、半田クリームのりフ
ロ一時に溶融した半田の表面張力によって、溶融した半
田は導電体上に引寄せられて自己位置合せ(自己位置修
正、セルフ・アラインメント)が行われるので、電子素
子の基板上での位置合せが緩和される利点が有るが、一
方では電子素子と基板との固定が半田接合部分だけに依
存しているために、撮動、衝撃、温度サイクル、その他
の原因による各種の荷重の印加により、半田付は以後に
半田接合部分が金属滑り割れや、疲労割れを生じる傾向
がある欠点がある。
による電子素子の固定が無いので、半田クリームのりフ
ロ一時に溶融した半田の表面張力によって、溶融した半
田は導電体上に引寄せられて自己位置合せ(自己位置修
正、セルフ・アラインメント)が行われるので、電子素
子の基板上での位置合せが緩和される利点が有るが、一
方では電子素子と基板との固定が半田接合部分だけに依
存しているために、撮動、衝撃、温度サイクル、その他
の原因による各種の荷重の印加により、半田付は以後に
半田接合部分が金属滑り割れや、疲労割れを生じる傾向
がある欠点がある。
また後者(B)の熱硬化型又は紫外線硬化型接着剤を用
いて電子素子を基板上に接着固定した後に、クリーム半
田をリフロー半田付けする場合には、上記欠点は除去さ
れる利点が有るが、上記硬化型接着剤による仮固定の精
度がそのまま基板上での位置精度となるため、半田付は
強度の確保、位置づれによるショート又はオープンを避
けるために、高い位置合せが要求されることになる。
いて電子素子を基板上に接着固定した後に、クリーム半
田をリフロー半田付けする場合には、上記欠点は除去さ
れる利点が有るが、上記硬化型接着剤による仮固定の精
度がそのまま基板上での位置精度となるため、半田付は
強度の確保、位置づれによるショート又はオープンを避
けるために、高い位置合せが要求されることになる。
更に硬化型接着剤による電子素子の固定を行なうと、半
田をリフロー(再加熱)しても電子素子を取り外すこと
が出来ないので、電子素子を交換するのが困難となる欠
点がある。
田をリフロー(再加熱)しても電子素子を取り外すこと
が出来ないので、電子素子を交換するのが困難となる欠
点がある。
[発明が解決するための手段]
本発明は、以上に述べた従来の技術(A>および(B)
の両者の欠点を除去すると共に、両者の利点を合せて持
つ面実装型電子素子の新しい実装方法を提供することを
主な目的とする。
の両者の欠点を除去すると共に、両者の利点を合せて持
つ面実装型電子素子の新しい実装方法を提供することを
主な目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の面実装型電子素子
の実装方法では、第1の温度で溶融する半田を含むクリ
ーム状の半田を、導電体パターンを設けた基板の第1の
所定箇所に塗布する工程と、第2の温度で溶融する熱可
塑性樹脂を含むクリーム状のホットメルト接着剤を上記
基板上の第2の所定箇所に塗布する工程と、上記基板上
に任意の面実装型電子素子を搭載する工程と、電子素子
を搭載した上記基板を、上記第1及び第2の温度のいず
れか高い方の温度以上に加熱して、上記半−田および上
記ホットメルト接着剤の両方を溶融する工程と、上記基
板を冷却して、上記半田および上記ホットメルト接着剤
を固化する工程とを備え、上記電子素子を上記基板上に
実装するものである。
の実装方法では、第1の温度で溶融する半田を含むクリ
ーム状の半田を、導電体パターンを設けた基板の第1の
所定箇所に塗布する工程と、第2の温度で溶融する熱可
塑性樹脂を含むクリーム状のホットメルト接着剤を上記
基板上の第2の所定箇所に塗布する工程と、上記基板上
に任意の面実装型電子素子を搭載する工程と、電子素子
を搭載した上記基板を、上記第1及び第2の温度のいず
れか高い方の温度以上に加熱して、上記半−田および上
記ホットメルト接着剤の両方を溶融する工程と、上記基
板を冷却して、上記半田および上記ホットメルト接着剤
を固化する工程とを備え、上記電子素子を上記基板上に
実装するものである。
本発明で用いられる接着剤は、上記従来技術(B)で用
いられる熱又は紫外線硬化型の硬化型接着剤のように一
旦硬化した後は加熱によって溶融しないものとは異なり
、第2の温度に加熱すると溶融する熱可塑性樹脂を主材
とし、この熱可塑性樹脂を液状媒体中に溶解又は分散さ
せてクリーム(ペースト)状にした、クリーム状ホット
メルト接着剤である。ホットメルト接着剤をクリーム状
にしたのは、上記クリーム状半田の場合と同じように印
刷又は吐出しにより基板上に定量のホットメルト接着剤
を容易に供給塗布し易くするためである。上記ホットメ
ルト接着剤の主材である熱可塑性樹脂としては、例えば
ポリアミド樹脂、エチレン・ビニルアセテート共重合樹
脂、エチレン・エチレンアクリレート共重合樹脂、飽和
ポリエステル樹脂などの周知の熱可塑性樹脂が用いられ
る。(例えば、深田著、高分子刊行会、1983年4月
発行、新島分子文庫16「ホットメルト接着の実際」を
参照。) 第1の温度で溶融する半田を含む上記クリーム状半田と
しては、市販の半田クリーム(即ち半田ペースト、クリ
ームはんだ、ペーストはんだ)が使用できる。
いられる熱又は紫外線硬化型の硬化型接着剤のように一
旦硬化した後は加熱によって溶融しないものとは異なり
、第2の温度に加熱すると溶融する熱可塑性樹脂を主材
とし、この熱可塑性樹脂を液状媒体中に溶解又は分散さ
せてクリーム(ペースト)状にした、クリーム状ホット
メルト接着剤である。ホットメルト接着剤をクリーム状
にしたのは、上記クリーム状半田の場合と同じように印
刷又は吐出しにより基板上に定量のホットメルト接着剤
を容易に供給塗布し易くするためである。上記ホットメ
ルト接着剤の主材である熱可塑性樹脂としては、例えば
ポリアミド樹脂、エチレン・ビニルアセテート共重合樹
脂、エチレン・エチレンアクリレート共重合樹脂、飽和
ポリエステル樹脂などの周知の熱可塑性樹脂が用いられ
る。(例えば、深田著、高分子刊行会、1983年4月
発行、新島分子文庫16「ホットメルト接着の実際」を
参照。) 第1の温度で溶融する半田を含む上記クリーム状半田と
しては、市販の半田クリーム(即ち半田ペースト、クリ
ームはんだ、ペーストはんだ)が使用できる。
この半田クリームは、例えば5n−Pb合金、5n−P
b−AO合金等の組成の半田粉末をフラックス中に分散
させたものである。(例えば、日刊工業新聞社発行「電
子技術J1985年12月号、P71〜75頁(はんだ
)の項、「電子技術」1982年6月号、P33〜37
頁、(ハンダペーストと印刷技術)の項、上記「マイク
ロツル 5ダリング」P11〜19、(はんだ組成と形
状)の項等を参照。) 本発明の最適実施例では、上記第2の温度、即ちホット
メルト接着剤の融点を、第1の温度、即ちクリーム状半
田の融点より低く設定している。
b−AO合金等の組成の半田粉末をフラックス中に分散
させたものである。(例えば、日刊工業新聞社発行「電
子技術J1985年12月号、P71〜75頁(はんだ
)の項、「電子技術」1982年6月号、P33〜37
頁、(ハンダペーストと印刷技術)の項、上記「マイク
ロツル 5ダリング」P11〜19、(はんだ組成と形
状)の項等を参照。) 本発明の最適実施例では、上記第2の温度、即ちホット
メルト接着剤の融点を、第1の温度、即ちクリーム状半
田の融点より低く設定している。
従って、基板上のそれぞれ異なる第1及び第2の所定箇
所に塗布したクリーム状半田及びクリーム状ホットメル
ト接着剤上に、電子素子を搭載した後に、上記半田の融
点以上の最適なりフロ一作業m度で電子素子を搭載した
基板を加熱するときに、上記ホットメルト接着剤は同時
にその融点(第2の温度)以上に加熱されて十分に溶融
してその溶融粘度が低下し、溶融した半田がその表面張
力により基板の導電体パターン上に引寄せられ、電子素
子はこのリフロー加熱時に自動位置合せ(自動位置修正
、セルフ・アライメント)される。
所に塗布したクリーム状半田及びクリーム状ホットメル
ト接着剤上に、電子素子を搭載した後に、上記半田の融
点以上の最適なりフロ一作業m度で電子素子を搭載した
基板を加熱するときに、上記ホットメルト接着剤は同時
にその融点(第2の温度)以上に加熱されて十分に溶融
してその溶融粘度が低下し、溶融した半田がその表面張
力により基板の導電体パターン上に引寄せられ、電子素
子はこのリフロー加熱時に自動位置合せ(自動位置修正
、セルフ・アライメント)される。
このリフロー加熱以後に、強制的に、又は自然に冷却す
ると、溶融した半田及び溶融したホットメルト接着剤が
固体化して、電子素子は基板上に実装される。
ると、溶融した半田及び溶融したホットメルト接着剤が
固体化して、電子素子は基板上に実装される。
電子素子は、そのパッケージ部等の本体がホットメルト
接着剤により基板上に固定されると共に、電子素子の外
部接続用導電体部が基板上の導電体パターンと相互接続
されることになる。
接着剤により基板上に固定されると共に、電子素子の外
部接続用導電体部が基板上の導電体パターンと相互接続
されることになる。
また本発明では、ホットメルト型接着剤を用いているた
めに、基板に複数の電子素子を実装した以後に、実装ミ
スや故障した電子素子のみを、熱風、赤外線などにより
半田の融点以上にリフロー加熱することにより、半田及
びホットメルト接着剤を同時に再び溶融して、電子素子
を容易に交換することが可能である。
めに、基板に複数の電子素子を実装した以後に、実装ミ
スや故障した電子素子のみを、熱風、赤外線などにより
半田の融点以上にリフロー加熱することにより、半田及
びホットメルト接着剤を同時に再び溶融して、電子素子
を容易に交換することが可能である。
[実施例コ
本発明の実施例を図面と共に以下に説明する。
(実施例1)
第1図は、本発明の一実施例を概略的に示す断面図であ
る。
る。
第1図Aは半田クリーム塗布工程を示し、1はガラス・
エポキシ基板、セラミック基板、金属板の表面に絶縁被
覆をした基板等の基板、1aは基板1の一表面1b上に
設けられた所定の回路パターン、相互接続パターンなど
の所定の導電体パターンである。
エポキシ基板、セラミック基板、金属板の表面に絶縁被
覆をした基板等の基板、1aは基板1の一表面1b上に
設けられた所定の回路パターン、相互接続パターンなど
の所定の導電体パターンである。
第1の溶融温度(例えば、5n63:Pb37wt%の
共晶半田、溶融温度183度C)を持つより塗布される
。
共晶半田、溶融温度183度C)を持つより塗布される
。
第1図Bは、ホットメルト接着剤クリームの塗布工程を
示し、上記基板1の半田クリーム2を塗布した同一表面
1bの異なる第2の所定箇所にホットメルト接着剤クリ
ーム3がスクリーン印刷等の印刷法により塗布される。
示し、上記基板1の半田クリーム2を塗布した同一表面
1bの異なる第2の所定箇所にホットメルト接着剤クリ
ーム3がスクリーン印刷等の印刷法により塗布される。
本実施例で使用されるホットメルト接着剤クリーム(ク
リーム状ホットメルト接着剤)としては、例えばポリア
ミド樹脂、・エチレン・ビニルアセテート共重合樹脂、
エチレン・エチレンアクリレート共重合樹脂、飽和ポリ
エステル樹脂等の、例えば溶融温度約180度C以下の
熱可塑性樹脂をアルコール等の溶剤中に微粉末状に分散
させたもの又は溶解させたものが用いられる。
リーム状ホットメルト接着剤)としては、例えばポリア
ミド樹脂、・エチレン・ビニルアセテート共重合樹脂、
エチレン・エチレンアクリレート共重合樹脂、飽和ポリ
エステル樹脂等の、例えば溶融温度約180度C以下の
熱可塑性樹脂をアルコール等の溶剤中に微粉末状に分散
させたもの又は溶解させたものが用いられる。
上記ホットメルト接着剤クリームの具体例としては、例
えば特公昭46−38348号公報に記載のアルコール
可溶性共重合ナイロンを、少なくとも部分的に溶解させ
たアルコール顔中に微粉末状に分散させたポリアミド樹
脂懸濁組成物、特公昭47−28904号公報に記載の
50%のNメトキシメチル化ナイロンのアルコール溶解
液、又は粉末状もしくは微細に粉砕された固体のホット
メルト接着剤(ナイロン共重合体、エチレン・ビニルア
セテート共重合体等)を、水溶性樹脂(ポリビニル・ア
ルコール、メチルセルローズ等)を溶かした溶剤、水等
の液状媒体中に分散させたもの等があげられる。
えば特公昭46−38348号公報に記載のアルコール
可溶性共重合ナイロンを、少なくとも部分的に溶解させ
たアルコール顔中に微粉末状に分散させたポリアミド樹
脂懸濁組成物、特公昭47−28904号公報に記載の
50%のNメトキシメチル化ナイロンのアルコール溶解
液、又は粉末状もしくは微細に粉砕された固体のホット
メルト接着剤(ナイロン共重合体、エチレン・ビニルア
セテート共重合体等)を、水溶性樹脂(ポリビニル・ア
ルコール、メチルセルローズ等)を溶かした溶剤、水等
の液状媒体中に分散させたもの等があげられる。
第2図は、軟化点と分子量の異なる3種の市販のホット
メルト接着剤用のポリアミド樹脂の温度と粘性の関係を
示す粘度一温度曲線を示す。
メルト接着剤用のポリアミド樹脂の温度と粘性の関係を
示す粘度一温度曲線を示す。
第2図に示すように、ポリアミド樹脂(高分子N:符号
A、中分子量:符号B、低分子量:符号C)は、その軟
化点以上の温度で粘度が急激に低下し、金属、プラスチ
ックなどの表面に対する「ぬれ」が良くなる。ポリアミ
ド樹脂の特に優れた性質は、軟化点の範囲が他の熱可塑
性樹脂と異なり著しく狭い。即も加熱−冷却による溶融
−固化の可逆変化の状態が狭い温度範囲内で起こる。こ
の性質は、融点に掻く近い温度までは、はとんど温度に
よる影響はなく、逆にある温度(融点)より少し低くな
ると急速に固化が起り、一般の熱可塑性樹脂のように逐
次硬化または軟化現象が起こらない。
A、中分子量:符号B、低分子量:符号C)は、その軟
化点以上の温度で粘度が急激に低下し、金属、プラスチ
ックなどの表面に対する「ぬれ」が良くなる。ポリアミ
ド樹脂の特に優れた性質は、軟化点の範囲が他の熱可塑
性樹脂と異なり著しく狭い。即も加熱−冷却による溶融
−固化の可逆変化の状態が狭い温度範囲内で起こる。こ
の性質は、融点に掻く近い温度までは、はとんど温度に
よる影響はなく、逆にある温度(融点)より少し低くな
ると急速に固化が起り、一般の熱可塑性樹脂のように逐
次硬化または軟化現象が起こらない。
第1図Cは、面実装型電子素子の搭載工程を示し、上記
基板1上の異なる箇所に塗布した半田クリーム2及びホ
ットメルト接着剤クリーム3の上に、例えばチップ部品
4、フッットφパッケージ半導体5などの任意の面実装
型電子素子4.5が、その端子電極4b、リード端子5
b等の外部接続用導電体と、基板1の導電体パターン1
aとが対応するように位置合せして、基板1上に搭載さ
れる。
基板1上の異なる箇所に塗布した半田クリーム2及びホ
ットメルト接着剤クリーム3の上に、例えばチップ部品
4、フッットφパッケージ半導体5などの任意の面実装
型電子素子4.5が、その端子電極4b、リード端子5
b等の外部接続用導電体と、基板1の導電体パターン1
aとが対応するように位置合せして、基板1上に搭載さ
れる。
即ち、チップ部品4の本体4aとフラット・パッケージ
半導体5のパッケージ本体5aは、ホットメルト接着剤
クリーム3の上に、またチップ部品4の端子電極4bと
上記半導体5のリード端子5bは、半田クリーム2の上
に搭載される。
半導体5のパッケージ本体5aは、ホットメルト接着剤
クリーム3の上に、またチップ部品4の端子電極4bと
上記半導体5のリード端子5bは、半田クリーム2の上
に搭載される。
半田クリーム2及びホットメルト接着剤クリーム3の粘
性のために電子素子4.5は、次の加熱工程まで仮固定
される。
性のために電子素子4.5は、次の加熱工程まで仮固定
される。
第1図りは、半田及びホットメルト接着剤のりフロー加
熱工程を示す。上記電子素子4.5を搭載した上記基板
1を、耐熱ベルトなどの搬送手段により順次、予熱ゾー
ン、半田リフロー・ゾーン、冷却ゾーンを通過する周知
の半田リフロー加熱装置内に入れる。(例えば、日刊工
業新聞社、昭和60年9月発行、田中著「マイクロソル
ダリング」P81〜106(リフローはんだ付け)の項
、「電子技術」1986年2月号、PIOI〜107の
(はんだリフロー装置)の項等を参照。)上記半田リフ
ロー加熱装置の温度設定条件は、第3図に示すように、
使用する半田クリーム2が例えば5n−Pb共晶合金(
融点183度C)で、ホットメルト接着剤クリーム3の
融点が例えば約150度Cの場合に、上記予熱ゾーン7
1は基板温度を常温から約160度Cに加熱する加熱立
上り領域Z1aと、約160度Cの温度に保温する保温
領域Z1bとからなり、所要時間は例えば、加熱立上り
領域Z1aが約30秒、保温領域Z1bが約50秒とす
る。
熱工程を示す。上記電子素子4.5を搭載した上記基板
1を、耐熱ベルトなどの搬送手段により順次、予熱ゾー
ン、半田リフロー・ゾーン、冷却ゾーンを通過する周知
の半田リフロー加熱装置内に入れる。(例えば、日刊工
業新聞社、昭和60年9月発行、田中著「マイクロソル
ダリング」P81〜106(リフローはんだ付け)の項
、「電子技術」1986年2月号、PIOI〜107の
(はんだリフロー装置)の項等を参照。)上記半田リフ
ロー加熱装置の温度設定条件は、第3図に示すように、
使用する半田クリーム2が例えば5n−Pb共晶合金(
融点183度C)で、ホットメルト接着剤クリーム3の
融点が例えば約150度Cの場合に、上記予熱ゾーン7
1は基板温度を常温から約160度Cに加熱する加熱立
上り領域Z1aと、約160度Cの温度に保温する保温
領域Z1bとからなり、所要時間は例えば、加熱立上り
領域Z1aが約30秒、保温領域Z1bが約50秒とす
る。
予熱ゾーンZ1は、半田クリーム中の7ラツクス溶剤の
揮発、活性化促進、急激な加熱による電子素子、基板へ
の熱衝撃の防止、及びホットメルト接着剤クリーム中の
溶剤の揮発、保温領域Z1bでのホットメルト接着剤の
溶融を目的とする。
揮発、活性化促進、急激な加熱による電子素子、基板へ
の熱衝撃の防止、及びホットメルト接着剤クリーム中の
溶剤の揮発、保温領域Z1bでのホットメルト接着剤の
溶融を目的とする。
即ち保m領域Z1bはホットメルト接着剤のり70−φ
ゾーンでもある。
ゾーンでもある。
半田リフロー・ゾーンz2では、基板温度の最高値を約
230度Cとし、200度C度以上の時間を約20秒以
下の条件で加熱し、基板上の半田クリームを溶融するの
が好ましい。
230度Cとし、200度C度以上の時間を約20秒以
下の条件で加熱し、基板上の半田クリームを溶融するの
が好ましい。
ホットメルト接着剤は、既に保)Ω領域Z1bで溶融、
又は軟化して粘度が非常に低い状態なので、半田リフロ
ー・ゾーンZ2で加熱溶融した半田はそ・の表面張力に
より、ホットメルト接着剤の存在にほとんど影響される
ことがなく、自由に基板上の導電体の所定箇所に引き寄
せられて、自己位置合せ(自己位置修正)が行われる。
又は軟化して粘度が非常に低い状態なので、半田リフロ
ー・ゾーンZ2で加熱溶融した半田はそ・の表面張力に
より、ホットメルト接着剤の存在にほとんど影響される
ことがなく、自由に基板上の導電体の所定箇所に引き寄
せられて、自己位置合せ(自己位置修正)が行われる。
この自己位置合せ効果は、従来のように硬化型接着剤に
より電子素子を基板に固定する方法では、不可能であっ
たことに注目されたい。
より電子素子を基板に固定する方法では、不可能であっ
たことに注目されたい。
最後に、冷却ゾーンz3では溶融した半田及びホットメ
ルト接着剤を均−及び急速に冷却して凝固させ固体化し
、電子素子のずれを防止する。
ルト接着剤を均−及び急速に冷却して凝固させ固体化し
、電子素子のずれを防止する。
第4図は、上記周知の半田リフロー加熱装置の予熱ゾー
ンZ1と半田リフロー・ゾーンZ2との間に、ホットメ
ルト接着剤を溶融するためのホットメルト接着剤リフロ
ー・ゾーンZ4を追加した場合の温度設定条件例を示す
。使用する半田クリーム2が例えば5n−Pb共共合合
金融点183度C)で、ホットメルト接着剤クリーム3
の融点が例えば約160度Cの場合に、上記予熱ゾーン
71は基板温度を常温から約150度Cに加熱する加熱
立上り領域Z1aと、約150度Cの温度に保温する保
温領[Zlbとからなり、予熱ゾーンZ1は、半田クリ
ーム中のフラックス溶剤の揮発、活性化促進、急激な加
熱による電子素子、基板への熱衝撃の防止、及びホット
メルト接着剤クリーム中の溶剤の揮発を目的とする。次
にホットメルト接着剤リフロー・ゾーンZ4では、ホッ
トメルト接着剤をその融点140度以下上、半田の融点
183度C以下の中間の温度、例えば約170度Cに加
熱して溶融する。ホットメルト接着剤リフロー・ゾーン
Z4で溶融したホットメルト接着剤は、粘度が非常に低
い状態なので、次の半田リフロー・ゾーンZ2で加熱溶
融した半田はその表面張力により、ホットメルト接着剤
の存在にほとんど影響されることがなく、自由に基板上
の導電体の所定箇所に引き寄せられて、自己位置合せく
自己位置修正)が行われる。この場合には、ホットメル
ト接着剤リフロー・ゾーンZ4が独立しであるために、
ホットメルト接着剤に最適なりフロ一温度、リフロ一時
開を自由に設定できる。
ンZ1と半田リフロー・ゾーンZ2との間に、ホットメ
ルト接着剤を溶融するためのホットメルト接着剤リフロ
ー・ゾーンZ4を追加した場合の温度設定条件例を示す
。使用する半田クリーム2が例えば5n−Pb共共合合
金融点183度C)で、ホットメルト接着剤クリーム3
の融点が例えば約160度Cの場合に、上記予熱ゾーン
71は基板温度を常温から約150度Cに加熱する加熱
立上り領域Z1aと、約150度Cの温度に保温する保
温領[Zlbとからなり、予熱ゾーンZ1は、半田クリ
ーム中のフラックス溶剤の揮発、活性化促進、急激な加
熱による電子素子、基板への熱衝撃の防止、及びホット
メルト接着剤クリーム中の溶剤の揮発を目的とする。次
にホットメルト接着剤リフロー・ゾーンZ4では、ホッ
トメルト接着剤をその融点140度以下上、半田の融点
183度C以下の中間の温度、例えば約170度Cに加
熱して溶融する。ホットメルト接着剤リフロー・ゾーン
Z4で溶融したホットメルト接着剤は、粘度が非常に低
い状態なので、次の半田リフロー・ゾーンZ2で加熱溶
融した半田はその表面張力により、ホットメルト接着剤
の存在にほとんど影響されることがなく、自由に基板上
の導電体の所定箇所に引き寄せられて、自己位置合せく
自己位置修正)が行われる。この場合には、ホットメル
ト接着剤リフロー・ゾーンZ4が独立しであるために、
ホットメルト接着剤に最適なりフロ一温度、リフロ一時
開を自由に設定できる。
(実施例2)
半田クリーム2及び、又はホットメルト接着剤クリーム
3をディスペンサー(吐出し型供給装置)により基板1
の異なる所定箇所に供給する点以外は、上記実施例1と
同じである。
3をディスペンサー(吐出し型供給装置)により基板1
の異なる所定箇所に供給する点以外は、上記実施例1と
同じである。
(実施例3)
第1図と共に説明した上記実施例1によりて、基板1の
一表面1bに電子素子4.5を実装した後に、第1図り
の基板1を裏返しにして、基板1の他表面1Cを上側に
し、上記M1図に示した工程A−Dを繰返すことにより
、基板1の両面1b及び1Cに多数の面実装型電子素子
を実装する。
一表面1bに電子素子4.5を実装した後に、第1図り
の基板1を裏返しにして、基板1の他表面1Cを上側に
し、上記M1図に示した工程A−Dを繰返すことにより
、基板1の両面1b及び1Cに多数の面実装型電子素子
を実装する。
但し、この場合に基板1の他表面に塗布する半田クリー
ム及びホットメルト接着剤クリームの溶融温度は、基板
1の一表面1bで使用したものと比較して低いものを使
用し、かつより低い温度で加熱リフローする必要がある
。もしそのようにしないと、基板1の他の表面1Cの半
田及びホットメルト接着剤を加熱リフローするときに、
基板1の下側になった実装済みの電子素子4.5が、半
田2とホットメルト接着剤3とが再び溶融することによ
り電子素子4.5の重量によって落下してしまう。
ム及びホットメルト接着剤クリームの溶融温度は、基板
1の一表面1bで使用したものと比較して低いものを使
用し、かつより低い温度で加熱リフローする必要がある
。もしそのようにしないと、基板1の他の表面1Cの半
田及びホットメルト接着剤を加熱リフローするときに、
基板1の下側になった実装済みの電子素子4.5が、半
田2とホットメルト接着剤3とが再び溶融することによ
り電子素子4.5の重量によって落下してしまう。
基板1の他の表面1Cに塗布するための半田ペーストと
しては、例えば上記共晶半田の融点183度Cより低い
低温半田クリーム(融点143度C)を用い、かつホッ
トメルト接着剤として融点140度以下のものを用い、
半田リフロー加熱温度を約150度C1,:設定すれば
よい。
しては、例えば上記共晶半田の融点183度Cより低い
低温半田クリーム(融点143度C)を用い、かつホッ
トメルト接着剤として融点140度以下のものを用い、
半田リフロー加熱温度を約150度C1,:設定すれば
よい。
この実施例3において、半田クリーム及びホットメルト
接着剤クリームを基板1の他表面1Cに供給塗布するに
は、上記の印刷法及び又はディスベンサー法による。
接着剤クリームを基板1の他表面1Cに供給塗布するに
は、上記の印刷法及び又はディスベンサー法による。
(実施例4)
第5図、第6図は、本発明の他の実施例を示す断面図で
ある。
ある。
第5図に示すように、基板1の一表面1b上の導電体パ
ターン1aの所定箇所に融点183度Cの第1の共晶半
田クリーム2を印刷法、又はディスペンサー法により塗
布する(第5図へ)。次いで融点約165度Cの第1の
ホットメルト接着剤クリーム3を基板1の一表面1b上
の所定箇所に印刷法又はディスペンサー法により塗布す
る(第5図B)。次いでチップ部品等の電子素子4を上
記半田クリーム2及び上記ホットメルト接着剤クリーム
3上に搭載する(第5図C)。次いで約230度Cの第
1のりフロ一温度で半田2及びホットメルト接着剤3を
溶融し、その後に半田2及びホットメルト接着剤3を冷
却し固化する(第5図D)。次に第6図に示すように、
上記電子素子4を実装した基板1の同一表面1b上の他
の導電体パターン1a上の所定箇所に融点143度Cの
・第2の低温半田クリーム2′をディスペンサー法によ
り塗布する(第6図A)。次いで同一表面1b上の他の
所定箇所に融点約120度Cの第2のホットメルト接着
剤クリーム3′をディスペンサー法により塗布する(第
6図B)。次いでテープキャリアIC等の電子素子5−
を、半田2′及びホットメルト接着剤3′上に搭載し、
第1のホットメルト接着剤3の融点より低い、約150
度Cの第2のりフロ一温度で加熱し、冷却すると、半田
2′及びホットメルト接着剤3′が固化し、電子素子5
′のアウタ−リード5′btfi導電体1a上に接合さ
れると共に、電子素子5′が基板1上に接着される。、
(第6図C)。
ターン1aの所定箇所に融点183度Cの第1の共晶半
田クリーム2を印刷法、又はディスペンサー法により塗
布する(第5図へ)。次いで融点約165度Cの第1の
ホットメルト接着剤クリーム3を基板1の一表面1b上
の所定箇所に印刷法又はディスペンサー法により塗布す
る(第5図B)。次いでチップ部品等の電子素子4を上
記半田クリーム2及び上記ホットメルト接着剤クリーム
3上に搭載する(第5図C)。次いで約230度Cの第
1のりフロ一温度で半田2及びホットメルト接着剤3を
溶融し、その後に半田2及びホットメルト接着剤3を冷
却し固化する(第5図D)。次に第6図に示すように、
上記電子素子4を実装した基板1の同一表面1b上の他
の導電体パターン1a上の所定箇所に融点143度Cの
・第2の低温半田クリーム2′をディスペンサー法によ
り塗布する(第6図A)。次いで同一表面1b上の他の
所定箇所に融点約120度Cの第2のホットメルト接着
剤クリーム3′をディスペンサー法により塗布する(第
6図B)。次いでテープキャリアIC等の電子素子5−
を、半田2′及びホットメルト接着剤3′上に搭載し、
第1のホットメルト接着剤3の融点より低い、約150
度Cの第2のりフロ一温度で加熱し、冷却すると、半田
2′及びホットメルト接着剤3′が固化し、電子素子5
′のアウタ−リード5′btfi導電体1a上に接合さ
れると共に、電子素子5′が基板1上に接着される。、
(第6図C)。
本実施例で使用できる、半田粉末にロジン系等の7ラツ
クスを混合した市販の半田クリーム(半田ペースト)と
しては、例えば、千住金属工業(株)製のスパークル・
プリントSPTシリーズ(スクリーン印刷用:5PT−
51タイプ、5PT−57タイプ、ディスペンサニ用:
5PT−43タイプ、5PT−45タイプ。半田組成は
、5n63、Pb37wt%(融点183℃)、銀入ハ
ンダS−2063(融点183℃)、銀入ハンダS−2
56(融点194℃)、低温ハンダ143(融点143
℃)、高温ハンダ220(融点194℃))、(株)ア
サと化学研究所製のソルダーペーストAM−10(Sn
62.Pb36.Aa2wt%、融点180℃) 、A
M−20(Sn60、Pb70wt%、Cu微量、融点
190℃)、タムラ化研製の5S−3210(Sn63
.Pb37wt%、融点183℃) 、 5S−322
0(Sn63.Pb34.5.AG2.5wt%、融点
189℃)などがあげられる。
クスを混合した市販の半田クリーム(半田ペースト)と
しては、例えば、千住金属工業(株)製のスパークル・
プリントSPTシリーズ(スクリーン印刷用:5PT−
51タイプ、5PT−57タイプ、ディスペンサニ用:
5PT−43タイプ、5PT−45タイプ。半田組成は
、5n63、Pb37wt%(融点183℃)、銀入ハ
ンダS−2063(融点183℃)、銀入ハンダS−2
56(融点194℃)、低温ハンダ143(融点143
℃)、高温ハンダ220(融点194℃))、(株)ア
サと化学研究所製のソルダーペーストAM−10(Sn
62.Pb36.Aa2wt%、融点180℃) 、A
M−20(Sn60、Pb70wt%、Cu微量、融点
190℃)、タムラ化研製の5S−3210(Sn63
.Pb37wt%、融点183℃) 、 5S−322
0(Sn63.Pb34.5.AG2.5wt%、融点
189℃)などがあげられる。
以上に述べた全ての実施例では、ホットメルト接着剤の
融点(第φの温度)を、クリーム状半田の融点(第一の
温度)より低く設定しているが、これとは反対に第2の
温度を第1の温度より高く設定してもその効果はほとん
ど変わらない。
融点(第φの温度)を、クリーム状半田の融点(第一の
温度)より低く設定しているが、これとは反対に第2の
温度を第1の温度より高く設定してもその効果はほとん
ど変わらない。
ホットメルト接着剤の融点(第2の温度)を、クリーム
状半田の融点(第1の温度)より高く設定した場合の実
施例を、第7図のりフロー加熱装置の温度一時間特性曲
線に基づいて説明する。
状半田の融点(第1の温度)より高く設定した場合の実
施例を、第7図のりフロー加熱装置の温度一時間特性曲
線に基づいて説明する。
本実施例で使用する半田クリーム2の融点を183度C
1ホツトメルト接着剤3の融点を200度Cとした場合
に、予熱ゾーンZ1は基板温度を室温から160度Cに
加熱する加熱立上り領域Z1aと、160度Cに保温す
る保温領域Z1bとからなる。リフ0−−ゾーンZ2′
では、基板温度の最高値を240度として加熱する。リ
フロー・ゾーンZ2”では、183度Cになった時に半
田2が溶融を開始し、次に200度Cになった時にホッ
トメルト接着剤3が溶融を開始する。基板が最高240
度になると半田2とホットメルト接着剤3が共に溶融し
て共に粘度が非常に低い状態になり、溶融した半田2は
その表面張力により、ホットメルト接着剤3の存在にほ
とんど影響されることなく、自由に基板上の導電体パタ
ーンの所定箇所に引き寄せられて、自己位置合せ(自己
位置修正)が行われる。
1ホツトメルト接着剤3の融点を200度Cとした場合
に、予熱ゾーンZ1は基板温度を室温から160度Cに
加熱する加熱立上り領域Z1aと、160度Cに保温す
る保温領域Z1bとからなる。リフ0−−ゾーンZ2′
では、基板温度の最高値を240度として加熱する。リ
フロー・ゾーンZ2”では、183度Cになった時に半
田2が溶融を開始し、次に200度Cになった時にホッ
トメルト接着剤3が溶融を開始する。基板が最高240
度になると半田2とホットメルト接着剤3が共に溶融し
て共に粘度が非常に低い状態になり、溶融した半田2は
その表面張力により、ホットメルト接着剤3の存在にほ
とんど影響されることなく、自由に基板上の導電体パタ
ーンの所定箇所に引き寄せられて、自己位置合せ(自己
位置修正)が行われる。
冷却ゾーンZ3では、183度Cになった時に半田の固
化が始まる。なお、この時にはホットメルト接着剤は既
に固化している。
化が始まる。なお、この時にはホットメルト接着剤は既
に固化している。
[発明の効果]
以上に説明した本発明の実施例から明らかなように、本
発明は以下の表1に示すように、従来の技術A、Bと比
較して、ホットメルト接着剤を巧みに使用することによ
り、接着剤により電子素子を基板に固定して半田接合部
の高い信頼性を確保しているにもかかわらず、自己位置
合せ機催と電子素子の交換容易性とを有している優れた
効果が有る。
発明は以下の表1に示すように、従来の技術A、Bと比
較して、ホットメルト接着剤を巧みに使用することによ
り、接着剤により電子素子を基板に固定して半田接合部
の高い信頼性を確保しているにもかかわらず、自己位置
合せ機催と電子素子の交換容易性とを有している優れた
効果が有る。
表1
図面は本発明の面実装型電子素子の実装方法を説明する
ためのものである。
ためのものである。
第1図は本発明の第1実施例の工程を示す略図的断面図
、第2図は本発明で使用するホットメルト型接着剤の粘
度一温度曲線、第3図、第4図、は本実施例で使用する
りフロー加熱装置の炉内の温度設定条件を示す温度一時
間特性曲線、第5図、第6図は本発明の第4実施例の工
程を示す略図的断面図、第7図は他の実施例で使用する
りフロー加熱装置の炉内の温度設定条件を示す温度一時
間特性曲線である。
、第2図は本発明で使用するホットメルト型接着剤の粘
度一温度曲線、第3図、第4図、は本実施例で使用する
りフロー加熱装置の炉内の温度設定条件を示す温度一時
間特性曲線、第5図、第6図は本発明の第4実施例の工
程を示す略図的断面図、第7図は他の実施例で使用する
りフロー加熱装置の炉内の温度設定条件を示す温度一時
間特性曲線である。
(主な符号の説明)
1・・・・・・基板、1a・・・・・・導電体パターン
、1b・・・・・・基板1の一表面、1C・・・・・・
基板1の地表面、2.2′・・・・・・半田クリーム、
3.3′・・・・・・ホットメルト接着剤クリーム、4
,5.5”・・・・・・面実装型電子素子、Zl・・・
・・・予熱ゾーン、Z2・・・・・・半田リフロー・ゾ
ーン、Z3・・・・・・冷却ゾーン、Z4・・・・・・
ホットメルト接着剤リフ〇−・ゾーン。
、1b・・・・・・基板1の一表面、1C・・・・・・
基板1の地表面、2.2′・・・・・・半田クリーム、
3.3′・・・・・・ホットメルト接着剤クリーム、4
,5.5”・・・・・・面実装型電子素子、Zl・・・
・・・予熱ゾーン、Z2・・・・・・半田リフロー・ゾ
ーン、Z3・・・・・・冷却ゾーン、Z4・・・・・・
ホットメルト接着剤リフ〇−・ゾーン。
以上
第1図
工 誌 ]C
第2図
温度(度C)
ホット ル の −温
第3図
温 度 (度C)
← zl (予熱ゾーン) → ← Z2→ ← z3
→(半田リフロー (冷却 ゾーン) ゾーン) 1フロー 、置の炉 の温 一時間 性曲線第4図 温 度 (度C) ←Z1a→←zib→ 時間←Zl(予熱
ゾーン)→ ←Z4→ ←z2→ ← z3 →(ホッ
トメルト(半田リフロー(冷却 接着剤リフロー ゾーン) ゾーン)ゾーン) 塁Δ去力七づ叶SIV壜ツ赳lI上j1月並血複第5図 第6図 1 Δ 1C第7図 温 度 (度C) ←→←Z1b→ 時間 1a ←z1予熱予熱ゾーン軸 Z2− → ← z3
→(リフロー (冷却 ゾーン) ゾーン)
→(半田リフロー (冷却 ゾーン) ゾーン) 1フロー 、置の炉 の温 一時間 性曲線第4図 温 度 (度C) ←Z1a→←zib→ 時間←Zl(予熱
ゾーン)→ ←Z4→ ←z2→ ← z3 →(ホッ
トメルト(半田リフロー(冷却 接着剤リフロー ゾーン) ゾーン)ゾーン) 塁Δ去力七づ叶SIV壜ツ赳lI上j1月並血複第5図 第6図 1 Δ 1C第7図 温 度 (度C) ←→←Z1b→ 時間 1a ←z1予熱予熱ゾーン軸 Z2− → ← z3
→(リフロー (冷却 ゾーン) ゾーン)
Claims (4)
- (1)第1の温度で溶融する半田を含むクリーム状の半
田を、導電体パターンを設けた基板の第1の所定箇所に
塗布する工程と; 第2の温度で溶融する熱可塑性樹脂を含むクリーム状の
ホットメルト接着剤を上記基板上の第2の所定箇所に塗
布する工程と; 上記基板上に任意の面実装型電子素子を搭載する工程と
; 電子素子を搭載した上記基板を、上記第1及び第2の温
度のいずれか高い方の温度以上に加熱して、上記半田お
よび上記ホットメルト接着剤の両方を溶融する工程と; 上記基板を冷却して、上記半田および上記ホットメルト
接着剤を固化する工程とを備え; 上記電子素子を上記基板上に実装することを特徴とする
、面実装型電子素子の実装方法。 - (2)クリーム状の半田および、またはクリーム状のホ
ットメルト接着剤を、上記基板上に印刷法により塗布す
る、特許請求の範囲第1項に記載の面実装型電子素子の
実装方法。 - (3)クリーム状の半田および、またはクリーム状のホ
ットメルト接着剤を上記基板上にディスペンサーにより
塗布することを特徴とする、特許請求の範囲第1項に記
載の面実装型電子素子の実装方法。 - (4)クリーム状ホットメルト接着剤が、ポリアミド樹
脂、エチレン・ビニルアセテート共重合樹脂、エチレン
・エチレンアクリレート共重合樹脂、飽和ポリエステル
樹脂などの熱可塑性樹脂を液状媒体中に溶解または分散
させたものである、特許請求の範囲第1項に記載の面実
装型電子素子の実装方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61190169A JP2573829B2 (ja) | 1986-08-12 | 1986-08-12 | 面実装型電子素子の実装方法および面実装型電子素子を実装した電子装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JPS6345892A true JPS6345892A (ja) | 1988-02-26 |
JP2573829B2 JP2573829B2 (ja) | 1997-01-22 |
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ID=16253581
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Country | Link |
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JP (1) | JP2573829B2 (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1986
- 1986-08-12 JP JP61190169A patent/JP2573829B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2573829B2 (ja) | 1997-01-22 |
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