KR20070011168A - 실장 기판 및 전자 부품의 실장 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실장 기판(mounting board) 및 전자 부품의 실장 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 전자 부품의 실장 방법은, 배선 패턴이 표면에 형성된 프린트 배선판(10)을 준비하고, 실장 위치 결정 마크(43)와, 납땜용 인쇄부(41, 42)를 땜납 인쇄용 마스크를 사용하여 랜드부(21, 22)에 인쇄하고, 실장 위치 결정 마크(43)를 기준으로 하여 납땜용 인쇄부(41, 42)와 대응하는 위치에 전자 부품(50)을 탑재하여 리플로우(reflow) 처리를 가한다. 이에 따라, 저비용이며 처리 시간이 짧고, 전자 부품의 위치 어긋남의 발생을 억제할 수 있는 전자 부품의 실장 방법을 제공한다.

납땜, 땜납, 전자 부품, 실장, 랜드, 리플로우, 위치 어긋남

Description

실장 기판 및 전자 부품의 실장 방법{MOUNTING BOARD AND ELECTRONIC PARTS MOUNTING METHOD}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전자 부품의 실장 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전자 부품의 실장 방법에서 사용되는 프린트 배선판을 나타낸 평면도이다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전자 부품의 실장 방법에서 사용되는 땜납 인쇄용 마스크를 나타낸 평면도이다.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전자 부품의 실장 방법에 있어서 프린트 배선판에 땜납 인쇄를 행한 상태를 나타낸 평면도이다.

도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전자 부품의 실장 방법에 있어서 프린트 배선판에 땜납 인쇄를 행한 후, 전자 부품을 탑재한 상태를 나타낸 평면도이다.

도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전자 부품의 실장 방법에 있어서 프린트 배선판에 전자 부품을 탑재한 후, 리플로우(reflow) 처리를 행하여 제작된 실장 기판을 나타낸 평면도이다.

도 7은 도 6의 A-A를 따라서 절단한 단면도이다.

도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전자 부품의 실장 방법에서 사용되는 프린트 배선판을 나타낸 평면도이다.

도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전자 부품의 실장 방법에서 사용되는 땜납 인쇄용 마스크를 나타낸 평면도이다.

도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전자 부품의 실장 방법에 있어서 프린트 배선판에 땜납 인쇄를 행한 상태를 나타낸 평면도이다.

도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전자 부품의 실장 방법에 있어서 프린트 배선판에 땜납 인쇄를 행한 후, 전자 부품을 탑재한 상태를 나타낸 평면도이다.

도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전자 부품의 실장 방법에 있어서 프린트 배선판에 전자 부품을 탑재한 후, 리플로우 처리를 행하여 제작된 실장 기판을 나타낸 평면도이다.

도 13은 도 12의 B-B를 따라서 절단한 단면도이다.

도 14는 전자 부품의 실장 방법의 비교예 1에 의해 땜납 인쇄를 행한 프린트 배선판 상에 전자 부품을 탑재한 상태를 나타낸 평면도이다.

도 15는 전자 부품의 실장 방법의 비교예 1에 있어서 리플로우 처리를 가한 상태를 나타낸 평면도이다.

도 16은 실시예 및 비교예 2의 납땜 위치를 어긋나게 한 상태를 나타낸 평면도이다.

도 17은 비교예 2의 평면도이다.

도 18은 실시예의 평면도이다.

본 발명은, 실장 기판 및 전자 부품의 실장 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 전자 부품을 납땜한 실장 기판 및 그 실장 기술에 관한 것이다.

최근, 전자 기기에서의 회로 기판의 고밀도 실장화에 따라서, 전자 부품의 소형화가 진행되고 있다. 그러므로, 회로 기판에 전자 부품을 실장 시에는, 극히 우수한 위치 정밀도가 요구되고 있다.

전자 부품의 실장 방법으로서는, 프린트 배선판 상에 전자 부품을 자동적으로 탑재하여 납땜을 행하는 방법이 알려져 있다.

본 발명은, 저비용이며 처리 시간이 짧고, 전자 부품의 위치 어긋남의 발생을 억제할 수 있는 회로 기판의 부품 실장 방법 및 실장 기판을 제공하는 것을 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 제1 특징은, 땜납과 결합성의 높은 금속으로 이루어진 배선 패턴이 표면에 형성된 회로 기판상에, 전자 부품이 납땜된 실장 기판으로서, 배선 패턴과 동일한 재료로 이루어지는 땜납 정착용 랜드가 표면에 형성되고, 땜납으로 이루어지는 실장 위치 결정 마크가 땜납 정착용 랜드 상에 형성되는 것을 요지로 한다.

또한, 본 발명의 제2 특징은, 배선 패턴이 표면에 형성된 회로 기판을 준비 하는 공정과, 회로 기판의 표면에 실장 위치 결정 마크와, 납땜 예정 영역과 대응하는 납땜용 인쇄부를 땜납 인쇄용 마스크를 사용하여 땜납 인쇄하는 인쇄 공정과, 실장 위치 결정 마크를 기준으로 하여 상기 납땜용 인쇄부와 대응하는 위치에 전자 부품을 탑재한 후, 땜납 용융 처리를 실시하는 접속 공정을 포함하는 것을 요지로 한다.

제1 특징에 따른 발명에 의하면, 전자 부품의 위치 어긋남이 억제된 실장 기판을 얻을 수 있다. 제2 특징에 따른 발명에 의하면, 전자 부품의 위치 어긋남의 발생을 억제할 수 있어서, 저비용이며 처리 시간이 짧은 실장 방법을 제공할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 실장 기판 및 전자 부품의 실장 방법을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

[제1 실시예]

도 1 ~ 도 7을 참조하여 제1 실시예에 따른 실장 기판 및 전자 부품의 실장 방법에 대하여 설명한다. 단, 도면은 모식적으로 나타낸 것이며, 배선 패턴(회로 패턴)의 랜드부의 형상이나 크기 등은 현실적이지 않으며, 랜드부(21)의 개수도 설명의 편의상 한쌍만 나타내고 있다. 또한, 도면 상호 간에 치수의 관계나 비율이 상이한 부분이 포함되어 있다.

(실장 기판)

먼저, 전자 부품의 실장 방법의 설명하기에 앞서, 도 6 및 도 7을 참조하여 실장 기판(60)의 구성에 대하여 설명한다.

도 6에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에 따른 실장 기판(60)은, 회로 기판으로서의 프린트 배선판(10) 상에, 접속용 땜납부(41A, 42A)와, 땜납 마크(43A)와, 각종 전자 부품(50)을 구비하여 대략적인 구성을 나타내고 있다.

프린트 배선판(10)은, 절연 기판(11)의 표면에, 회로 설계에 따라 형성된 회로 기판의 배선 패턴(도시 생략)과, 위치 결정 마크(23)와, 땜납 정착용 랜드(24)(도 7 참조)를 구비하여 이루어진다.

절연 기판(11)으로서는, 예를 들면 폴리이미드(polyimid), 액정 폴리머(Liquid Crystal Polymer; LCP) 등으로 이루어지는 가요성(可撓性) 기판이나, 유리 에폭시 수지(glass epoxy resin) 등의 프리 프레그(prepreg)로 이루어지는 리지드 기판을 사용할 수 있다.

접속용 땜납부(41A, 42A)는, 도시하지 않은 배선 패턴의 납땜한 부분(부품 실장을 행하는 랜드부)에 형성된 땜납층이며, 리플로우 공정에서 용융된 납땜의 셀프 얼라인먼트(자기 정합; self alignment) 기능에 의해 적정한 위치에서 전자 부품(50)을 배선 패턴에 접속하고 있다.

위치 결정 마크(23)는, 접속용 땜납부(41A, 42A) 를 프린트 배선판(10)의 배선 패턴 상에 인쇄할 때에 땜납 인쇄용 마스크의 위치 결정의 기준이 된다. 그리고, 상기 땜납 정착용 랜드(24)는, 위치 결정 마크(23)와 독립적으로 형성되어 있다.

그리고, 땜납 마크(43A)는, 위치 결정 마크(23)를 기준으로 하여 위치 결정된 땜납 인쇄용 마스크에 의해 인쇄되어, 땜납 정착용 랜드(24) 상에 인쇄된 것이 며, 상기 리플로우 공정을 거쳐 용융된 땜납의 셀프 얼라인먼트 기능에 의해 땜납 정착용 랜드(24)를 동심형으로 덮은 상태에서 고체화된 것이다. 그리고, 본 실시예에서는, 배선 패턴이, 예를 들면 동박(銅粕)을 패터닝하여 이루어지고, 땜납 정착용 랜드(24)도 동박 패턴으로 형성되어 있다. 그러므로, 땜납 마크(43A)가 리플로우 공정으로 용융한 상태일 때, 땜납 정착용 랜드(24)이 땜납과의 결합성이 높게 용융된 땜납의 비산(飛散)을 방지하는 구조로 되어 있다. 거기에 더하여, 땜납 정착용 랜드(24)는, 땜납이 고체화된 후에도 땜납 마크(43A)를 유지한다. 그리고, 상기 땜납 정착용 랜드(24)는, 동 이외에도 땜납과 결합성이 높은 금속을 사용하여 형성해도 된다.

전술한 바와 같이 구성되는 실장 기판(60)에서는, 위치 결정 마크(23)를 기준으로 하여 땜납 인쇄용 마스크의 위치를 맞출 수 있고, 동일한 땜납 인쇄용 마스크에서, 접속용 땜납부(41A, 42A)와 동시에 인쇄된 땜납 마크(43A)(리플로우 공정 전 상태)를 기준으로 하여 전자 부품(50)의 실장을 행할 수 있다. 즉, 전자 부품(50)의 실장은 땜납 마크(43A)(리플로우 공정의 전 상태)를 기준으로 하여 행하여지므로, 땜납 인쇄 후에 위치 결정 마크(23)를 기준으로 하여 전자 부품(50)을 실장하는 경우에 비하여 위치 어긋남이 작게 억제한 실장 기판(60)을 실현할 수 있다. 그러므로, 실장 기판(60)에서는, 땜납 마크(43A)를 구비하는 것이 효과적이다.

그리고, 본 실시예에서는, 한쪽 표면에만 배선 패턴을 형성한 경우에 대하여 설명하였으나, 양면 측에 배선 패턴이 형성된 실장 기판에 본 발명을 적용할 수도 있다.

(전자 부품의 실장 방법)

다음에, 도 1 ~ 도 7을 참조하여, 본 실시예에 따른 전자 부품의 실장 방법에 대하여 설명한다. 그리고, 본 실시예에 따른 전자 부품의 실장 방법은, 도 1의 흐름도에 나타낸 바와 같이, 스텝 S1 ~ S4에 따라서 이루어진다.

(1) 먼저, 도 2에 나타낸 바와 같이, 절연 기판(11)의 표면에 배선 패턴이 형성되어 이루어지는 회로 기판으로서의 프린트 배선판(10)을 준비한다(스텝 S1). 그리고, 도면에서, 설명을 간략하게 하기 위하여 배선 패턴의 한쌍의 랜드부(21, 22)만을 나타낸다.

절연 기판(11)으로서는, 예를 들면 폴리이미드, 액정 폴리머 등으로 이루어지는 가요성을 가지는 기판이나, 유리 에폭시 수지 등의 프리 프레그로 이루어지는 리지드 기판을 사용할 수 있다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에서는, 프린트 배선판(10)에서 서로 대향하는 각 코너부에, 제1 인식 마크로서의 땜납 위치 결정 마크(23), 및 땜납 정착용 랜드(24)를 형성하고 있다. 이들 땜납 위치 결정 마크(23) 및 땜납 정착용 랜드(24)는, 상기 랜드부(21, 22)를 가지는 배선 패턴과 동일한 재료, 예를 들면 동박으로 형성되어 있다. 땜납 정착용 랜드(24)에 대해서는 후술하는 제2 인식 마크로서의 실장 위치 결정 마크(43)가 비산되는 것을 방지하기 위하여, 실장 위치 결정 마크(43)를 수용할 수 있는 크기이면 되고, 땜납 위치 결정 마크(23)보다 작으면 된다.

그리고, 배선 패턴에서의 랜드부(21, 22) 이외의 부분은, 도시하지 않은 솔더 레지스트(solder resist)로 도포되어 있다. 땜납 위치 결정 마크(23)는, 솔더 레지스트로 도포되어도 되고 도포되지 않아도 되지만, 땜납 정착용 랜드(24)는 솔더 레지스트로 도포되지 않는다.

(2) 다음에, 도 3에 나타낸 바와 같은 땜납 인쇄용 마스크(메탈 마스크)(30)를 준비한다. 상기 땜납 인쇄용 마스크(30)에는, 프린트 배선판(10) 상의 랜드부(21, 22)와 대응하는 위치에 땜납 인쇄용 개구부(31, 32)가 형성되고, 땜납 정착용 랜드(24)와 대응하는 위치에 실장 위치 결정 마크(43)를 인쇄하기 위한 마크 개구부(33)가 형성되어 있다. 그리고, 마크 개구부(33)는, 실장 위치 결정 마크(43)를 위치 결정의 기준으로 하여 적절한 크기의 범위 내에서, 땜납 정착용 랜드(24)보다 직경 치수가 크게 설정되어 있다.

이와 같은 땜납 인쇄용 마스크(30)를, 프린트 배선판(10) 상의 땜납 위치 결정 마크(23)를 기준으로 하여 프린트 배선판(10) 상에 위치를 맞추어서 배치시킨다(스텝 S2).

(3) 다음에, 상기 공정에서 배치된 땜납 인쇄용 마스크(30)를 사용하여, 도 4에 나타낸 바와 같이, 프린트 배선판(10)의 랜드부(21, 22) 상에 납땜용 인쇄부(41, 42)를 크림 땜납으로 인쇄한다. 동시에, 프린트 배선판(10)의 상기 땜납 정착용 랜드(24) 상에 실장 위치 결정 마크(43)도 크림 땜납으로 인쇄한다(스텝 S3). 이 때, 도 4에 나타낸 바와 같이, 납땜용 인쇄부(41, 42)는 랜드부(21, 22)에 대해서, 실장 위치 결정 마크(43)는 땜납 정착용 랜드(24)에 대해서, 땜납 인쇄 용 마스크(30)의 위치 맞춤 정밀도 오차의 범위 내에서 위치가 어긋날 가능성이 있다. 그러나, 실장 위치 결정 마크(43)는, 땜납 정착용 랜드(24)보다 직경 치수가 크게 설정되어 있으므로, 땜납 인쇄용 마스크(30)의 위치 맞춤 정밀도의 범위 내에서 위치가 어긋나더라도 땜납 정착용 랜드(24)로부터 벗어나지 않도록 설정되어 있다. 그리고, 만일, 땜납 인쇄용 마스크(30)의 위치 어긋남이 발생할 경우, 땜납 인쇄용 개구부(31, 32) 및 마크 개구부(33)는, 동일한 땜납 인쇄용 마스크(30)에 형성되어 있으므로, 프린트 배선판(10) 상에 인쇄된 납땜용 인쇄부(41, 42)와 실장 위치 결정 마크(43)의 위치가 어긋나면, 동일한 방향 및 동일한 치수만큼 위치가 어긋나게 된다.

(4) 다음에, 실장기를 사용하여, 도 5에 나타낸 바와 같이, 크림 땜납으로 형성된 실장 위치 결정 마크(43)를 기준으로 하여, 상기 납땜용 인쇄부(41, 42)와 대응하는 위치에 전자 부품(50)의 외부 단자(도시 생략)가 탑재되도록 배치시킨다. 이 때, 전자 부품(50)은, 실장기의 실장 위치 결정 마크(43)를 기준으로 한 위치 맞춤 정밀도 오차의 범위 내에서 위치가 어긋날 가능성이 있지만, 납땜되는 실장 위치 결정 마크(43)를 기준으로 하고 있기 때문에, 납땜용 인쇄부(41, 42)로부터 크게 어긋나지 않는다.

덧붙여 말하면, 종래의 실장 방법에서는, 땜납 인쇄 공정도와 실장 공정이, 각각 독립적으로, 배선 패턴과 동시에 형성된 땜납 위치 결정 마크(23)를 기준으로 하고 있으므로, 땜납 인쇄 위치와 실장 위치가 서로 상이한 방향으로 위치가 어긋날 가능성이 있었다. 그러므로, 종래의 실장 방법에서는, 본 실시예의 실장 방법 의 2배만큼 위치가 어긋날 가능성이 있었다.

그 후, 납땜 용융 처리로서의 리플로우 처리를 실시하여 전자 부품(50)을 랜드부(21, 22) 상에 실장한다(스텝 S4).

상기 리플로우 처리를 실시한 결과, 전술한 바와 같이 랜드부(21, 22)에 대해서 납땜용 인쇄부(41, 42)의 위치가 다소 어긋나더라도, 용융된 땜납이 랜드부(21, 22)에 균등하게 접하도록 도포되어 퍼지므로, 납땜용 인쇄부(41, 42)가 각각 랜드부(21, 22)에 균등하게 접하는 위치로 이동한다. 이 결과, 납땜용 인쇄부(41, 42)는, 도 6에 나타낸 바와 같이, 랜드부(21, 22)에 자기 정합(셀프 얼라인먼트)되어 접속용 땜납부(41A, 42A)로서 정착한다. 이에 따라, 전자 부품(50)은 용융된 땜납의 표면 장력의 작용에 의해 접속용 땜납부(41A, 42A)의 무게 중심(중심)으로 이동하여 랜드부(21, 22)에 대해서 적정한 위치에 자기 정합(셀프 얼라인먼트)된다. 그리고, 용융된 땜납이 냉각되어 고체화됨으로써, 전자 부품(50)의 실장이 종료되어 실장 기판(60)이 완성된다.

상기 전자 부품(50)의 탑재 및 납땜의 공정에서는, 실장 위치 결정 마크(43)는, 땜납 정착용 랜드(24) 상에 인쇄되어 있으므로, 만일, 실장 위치 결정 마크(43)가 땜납 정착용 랜드(24)와 다소 어긋난 상태일지라도, 용융된 상태에서 땜납 정착용 랜드(24)와 균 등하게 접하도록 자기 정합(셀프 얼라인먼트)된다. 그리고, 이와 같이, 실장 위치 결정 마크(43)는, 용융된 상태에서 이동하고, 냉각에 의해 고체화되어 땜납 마크(43A)가 된다. 여기서, 땜납 정착용 랜드(24)는, 땜납과 결합성이 높은 금속, 예를 들면 동으로 형성되어 있으므로, 땜납 마크(43A)는 땜납 정착용 랜드(24)와 결합한다. 그러므로, 땜납 마크(43A)는, 땜납볼(solder ball) 등의 형태로 주변 회로로 비산되는 것이 방지되어 있다.

전술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 전자 부품의 실장 방법에 의하면, 땜납으로 형성된 실장 위치 결정 마크(43)를 전자 부품 실장 시의 위치 결정 기준으로 하기 때문에, 납땜용 인쇄부(41, 42)에 대한 위치 어긋남이 작고, 전자 부품(50)을 납땜용 인쇄부(41, 42) 상에 확실하게 탑재할 수 있다. 그러므로, 전자 부품(50)의 위치 어긋남의 발생을 억제할 수 있는 전자 부품의 실장 방법을 실현할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는, 땜납의 인쇄 어긋남을 촬상 장치 등으로 검출할 필요가 없고, 촬상 데이터에 따른 위치 보정 연산도 행할 필요가 없기 때문에, 저비용이며 처리 시간이 짧은 전자 부품의 실장 방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는, 실장 위치 결정 마크(43) 및 납땜용 인쇄부(41, 42)를 동일한 크림 땜납으로 인쇄하므로, 공정수를 적게 억제할 수 있다.

그리고, 상기 땜납 마크(43A)나 땜납 위치 결정 마크(23)는, 실장 기판(60)에 남겨도 되고, 실장 기판(60)의 둘레를 절단하여 제거하여도 된다.

[제2 실시예]

다음에, 도 1 및 도 8 ~ 도 13을 참조하여, 본 실시예에 따른 전자 부품의 실장 방법에 대하여 설명한다. 그리고, 본 실시예에 따른 전자 부품의 실장 방법은, 도 1의 흐름도에 나타낸 바와 같이, 스텝 S1 ~ S4에 따라서 이루어진다.

(1) 먼저, 도 8에 나타낸 바와 같이, 절연 기판(11)의 표면에 배선 패턴이 형성되어 이루어진 회로 기판으로서의 프린트 배선판(10)을 준비한다(스텝 S1). 그리고, 도면에는, 설명을 간략하게 하기 위해 배선 패턴의 한쌍의 랜드부(21, 22)만을 나타낸다.

절연 기판(11)으로서는, 예를 들면 폴리이미드, 액정 폴리머 등으로 이루어지는 가요성 기판이나, 유리 에폭시 수지 등의 프리 프레그로 이루어지는 리지드 기판을 사용할 수 있다.

도 8에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에서는, 프린트 배선판(10)의 서로 대향하는 각 코너부에, 제1 인식 마크로서의 땜납 위치 결정 마크(23) 및 땜납 정착용 랜드(24B)를 형성하고 있다. 이들 땜납 위치 결정 마크(23) 및 땜납 정착용 랜드(24B)는, 상기 랜드부(21, 22)를 가지는 배선 패턴과 동일한 재료, 예를 들면 동박으로 형성되어 있다. 땜납 정착용 랜드(24B)는, 후술하는 제2 인식 마크로서의 실장 위치 결정 마크(43)가 비산되는 것을 방지하기 위해, 실장 위치 결정 마크(43)를 모두 수용할 수 있는 크기이며, 땜납 위치 결정 마크(23)보다 큰 것이 바람직하다.

그리고, 배선 패턴에 있어서 랜드부(21, 22) 이외의 부분은, 도시하지 않은 솔더 레지스트로 도포되어 있다. 땜납 위치 결정 마크(23)은, 솔더 레지스트로 도포되어도 되고 도포되지 않아도 되지만, 땜납 정착용 랜드(24B)는 솔더 레지스트로 도포되지 않는다.

(2) 다음에, 도 9에 나타낸 바와 같은 땜납 인쇄용 마스크(메탈 마스크)(30)를 준비한다. 상기 땜납 인쇄용 마스크(30)는, 프린트 배선판(10) 상의 랜드 부(21, 22)와 대응하는 위치에 땜납 인쇄용 개구부(31, 32)가 형성되고, 땜납 정착용 랜드(24B)와 대응하는 위치에 실장 위치 결정 마크(43)를 인쇄하기 위한 마크 개구부(33)가 형성되어 있다. 그리고, 마크 개구부(33)는, 실장 위치 결정 마크(43)를 위치 결정의 기준으로 하여 적절한 크기의 범위 내에서, 땜납 정착용 랜드(24B)보다 직경 치수가 작게 설정되어 있다.

이와 같은 땜납 인쇄용 마스크(30)를, 프린트 배선판(10) 상의 땜납 위치 결정 마크(23)를 기준으로 하여 프린트 배선판(10) 상에 위치를 맞추어서 배치시킨다(스텝 S2).

(3) 다음에, 상기 공정에서 배치된 땜납 인쇄용 마스크(30)를 사용하여, 도 10에 나타낸 바와 같이, 프린트 배선판(10)의 랜드부(21, 22) 상에 납땜용 인쇄부(41, 42)를 크림 땜납으로 인쇄한다. 그와 동시에, 프린트 배선판(10)의 상기 땜납 정착용 랜드(24B) 상에 실장 위치 결정 마크(43)도 크림 땜납으로 인쇄한다(스텝 S3). 이 때, 도 10에 나타낸 바와 같이, 납땜용 인쇄부(41, 42)는 랜드부(21, 22)에 대해서, 실장 위치 결정 마크(43)는 땜납 정착용 랜드(24B)에 대해서, 땜납 인쇄용 마스크(30)의 위치 맞춤 정밀도의 오차의 범위 내에서 위치가 어긋날 가능성이 있다. 그러나, 실장 위치 결정 마크(43)는 땜납 정착용 랜드(24B)보다 직경 치수가 작게 설정되어 있으므로, 땜납 인쇄용 마스크(30)의 위치 맞춤 정밀도의 범위 내에서 위치가 어긋나더라도 땜납 정착용 랜드(24B)의 외형선으로부터 외측으로 돌출되지 않도록 설정되어 있다. 그리고, 만약 땜납 인쇄용 마스크(30)의 위치가 어긋났을 경우, 땜납 인쇄용 개구부(31, 32) 및 마크 개구부(33) 는, 동일한 땜납 인쇄용 마스크(30)에 형성되어 있으므로, 프린트 배선판(10) 상에 인쇄된 납땜용 인쇄부(41, 42)와 실장 위치 결정 마크(43)의 위치가 어긋날 경우, 동일한 방향 및 동일한 치수만큼 어긋나게 된다.

(4) 다음에, 실장기를 사용하여, 도 11에 나타낸 바와 같이, 크림 땜납으로 형성된 실장 위치 결정 마크(43)를 기준으로 하여, 상기 납땜용 인쇄부(41, 42)에 대응하는 위치에 전자 부품(50)의 외부 단자(도시하지 않음)가 탑재되도록 배치시킨다. 이 때, 전자 부품(50)은, 실장기의 실장 위치 결정 마크(43)를 기준으로 하여 위치 맞춤 정밀도의 오차의 범위 내에서 위치가 어긋날 가능성이 있지만, 땜납으로 이루어지는 실장 위치 결정 마크(43)를 기준으로 하고 있기 때문에, 납땜용 인쇄부(41, 42)로부터 크게 벗어나지는 않는다.

덧붙여서 말하면, 종래의 실장 방법에서는, 납땜 인쇄 공정도와 실장 공정이 각각 독립적이며, 배선 패턴과 동시에 형성된 땜납 위치 결정 마크(23)를 기준으로 하고 있으므로, 땜납 인쇄 위치와 실장 위치가 서로 상이한 방향으로 위치가 어긋날 가능성이 있었다. 그러므로, 종래의 실장 방법에서는, 본 실시예의 실장 방법의 2배만큼 위치가 어긋날 가능성이 있었다.

그 후, 납땜 용융 처리로서의 리플로우 처리를 가하여 전자 부품(50)을 랜드부(21, 22) 상에 실장한다(스텝 S4).

상기 리플로우 처리를 가한 결과, 전술한 바와 같이 랜드부(21, 22)에 대해서 납땜용 인쇄부(41, 42)의 위치가 다소 어긋나 있어도, 용융된 땜납이 랜드부(21, 22)에 균등하게 접하도록 도포되어 퍼지므로, 납땜용 인쇄부(41, 42)가 각 각 랜드부(21, 22)에 균등하게 접하는 위치로 이동한다. 이 결과, 납땜용 인쇄부(41, 42)는, 도 12에 나타낸 바와 같이, 랜드부(21, 22)에 자기 정합(셀프 얼라인먼트)되어 접속용 땜납부(41A, 42A)로서 정착된다. 이에 따라, 전자 부품(50)은 용융된 땜납의 표면 장력의 작용에 의해 접속용 땜납부(41A, 42A)의 무게 중심(중심)으로 이동하여 랜드부(21, 22)에 대해서 적절한 위치에 자기 정합(셀프 얼라인먼트)된다. 그리고, 용융된 납땜이 냉각되어 고체화됨으로써, 전자 부품(50)의 실장이 종료되어 실장 기판(60)이 완성된다.

상기 전자 부품(50)의 탑재 및 납땜의 공정에서, 실장 위치 결정 마크(43)는, 땜납 정착용 랜드(24B) 상에 인쇄되어 있으므로, 냉각에 의해 고체화되어 땜납 마크(43A)가 된다. 여기서, 땜납 정착용 랜드(24B)는, 땜납과 결합성이 높은 금속, 예를 들면 동으로 형성되어 있으므로, 땜납 마크(43A)는 땜납 정착용 랜드(24B)와 결합된다. 그러므로, 땜납 마크(43A)는, 땜납볼 등의 형태로 주변 회로로 비산되는 것이 방지되어 있다.

전술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 전자 부품의 실장 방법에 의하면, 땜납으로 형성된 실장 위치 결정 마크(43)를 전자 부품 실장 시의 위치 결정 기준으로 하기 때문에, 납땜용 인쇄부(41, 42)에 대한 위치 어긋남이 작고, 전자 부품(50)을 납땜용 인쇄부(41, 42) 상에 확실하게 탑재할 수 있다. 그러므로, 전자 부품(50)의 위치가 어긋나는 것을 억제할 수 있는 전자 부품의 실장 방법을 실현할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는, 땜납의 인쇄 어긋남을 촬상 장치로 검출할 필요가 없고, 촬상 데이터에 따른 위치 보정 연산도 행할 필요가 없기 때문에, 저비용이며 처리 시간이 짧은 전자 부품의 실장 방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는, 실장 위치 결정 마크(43) 및 납땜용 인쇄부(41, 42)를, 동일한 크림 땜납으로 인쇄하기 때문에, 공정수를 저감할 수 있다.

그리고, 상기 땜납 마크(43A)나 땜납 위치 결정 마크(23)는, 실장 기판(60)에 남겨도 되고, 실장 기판(60)의 둘레부를 절단하여 제거할 수도 있다.

(그 외의 실시예)

전술한 실시예의 명시된 일부를 이루는 기재 및 도면은 본 발명을 한정하는 것으로 이해되어서는 않된다. 이 개시로부터 당업자에게는 다양한 대체 실시 형태, 실시예 및 운용 기술이 분명하게 된다.

예를 들면, 전술한 제1 및 제2 실시예에서는, 실장 위치 결정 마크(43)가 원형이었지만, 타원, 직사각형 및 다른 임의의 형상일 수도 있다.

또한, 전술한 제1 및 제2 실시예에서는, 땜납 인쇄용 마스크(30)로서 메탈 마스크를 사용하였지만, 수지제의 인쇄 마스크일 수도 있고, 인쇄용 롤러를 사용하여 인쇄하는 것도 본 발명의 적용 범위 내에 속한다.

또한, 전술한 제1 및 제2 실시예에서는, 제작된 프린트 배선판(10)을 사용하였지만, 프린트 배선판(10)을 제조하는 공정을 포함하는 것도 본 발명의 적용 범위 내에 속한다.

또한, 전술한 제1 및 제2 실시예에서는, 회로 기판으로서 프린트 배선판을 적용하였지만, 본 발명은 액정 패널용의 유리 기판이나 플라스틱 기판, 유기 EL 표 시 장치에 사용되는 기판 등 실질적으로 납땜 인쇄를 수반하는 전자 부품의 실장을 행하는 회로 기판 전반에 적용이 가능하다.

그리고, 전술한 제1 실시예에서는, 땜납 정착용 랜드(24)가 실장 위치 결정 마크(43)보다 작게 설정되고, 구체적으로는, 땜납 인쇄용 마스크(30)가 위치 결정 정밀도의 오차 범위 내에서 배치될 때, 땜납 정착용 랜드(24)가 실장 위치 결정 마크(43)의 외형선으로부터 돌출되지 않는 크기이면 된다. 또한, 땜납 정착용 랜드(24)의 형상은, 원이나 직사각형 등의 대칭 형상인 것이 바람직하다.

[비교예 1]

도 14 및 도 15는, 실장 방법의 비교예 1을 나타내고 있다. 도 14에 나타낸 바와 같이, 프린트 배선판(100)의 배선 패턴의 랜드부(배선 패턴이 다른 부분의 도시는 생략한다.)(101)의 형성 시에 동시에 형성된 위치 인식 마크(102)를 촬상 장치를 사용하여 촬상함으로써 프린트 배선판(100)의 위치를 검출한다. 그 검출 결과에 따라서 납땜 인쇄기의 인쇄용 메탈 마스크(도시 생략)의 위치를 맞춘다. 그 후, 인쇄용 메탈 마스크를 프린트 배선판(100) 상에 밀착시켜서 땜납 인쇄부(103)를 납땜할 예정인 소정의 랜드부 상에 인쇄한다. 다음에, 다시 한번 상기 위치 인식 마크(102)를 촬상 장치로 촬상하고, 상기 위치 인식 마크(102)에 대한 상대 위치를 계산하여 개개의 부품 실장 위치를 산출하고, 그 산출 데이터에 따라서 부품 탑재기를 제어하여 전자 부품(104)을 탑재한다. 그리고, 마지막에 리플로우 장치로 땜납을 용융시켜, 탑재된 전자 부품(104)을 프린트 배선판(100) 상에 납땜한다. 리플로우 납땜 기술에 있어서는, 전자 부품(104)의 탑재 위치가 다소 어긋나 있어 도, 납땜 인쇄부(103)의 납땜 용융 시의 표면 장력에 의해 프린트 배선판(100) 상의 랜드부(101)에 대한 납땜 인쇄부(103)가 도포되어 퍼져서 전자 부품(104)을 소정의 위치에 정착시키므로, 결과적으로 정규의 설계 위치에 전자 부품이 정착(셀프 얼라인먼트)되는 특성을 가지고 있다.

실장 방법에서는, 납땜 인쇄와 부품 탑재는 독립된 두개의 공정으로서, 각각 동일한 위치 인식 마크(102)의 위치 정보에 따라서 독립된 상대 위치를 산출하고 있다. 그러므로, 납땜 인쇄에서의 인쇄용 메탈 마스크와 프린트 배선판(100)의 위치 맞춤에 의해 발생하는 인쇄 어긋남과, 부품 탑재 시의 랜드부(101)와 전자 부품(104)의 탑재 위치의 탑재 어긋남이 누적되는 경우, 납땜을 행하는 랜드부(101)의 위치, 인쇄 땜납 위치, 부품 탑재 위치의 3자의 위치 어긋남 량 및 밸런스에 따라서는(누적된 위치 어긋남이 허용 범위를 초과할 경우) 실장 불량이 발생한다. 도 14 및 도 15에 나타낸 참고 예와 같이, 전자 부품(104)이 한쪽의 납땜 인쇄부(103)에만 탑재되어 있는 경우에는, 전자 부품(104)이 랜드부(101) 상에 적절하게 실장되지 않는다. 이 외에, 위치 어긋남이 누적되어 발생하고 있는 경우, 프린트 배선판(100) 상에서 전자 부품(104)이 넘어진 상태에서 칩을 세우거나, 부품 단자 사이의 단락 등의 납땜 불량이 발생한다. 이와 같은 실장 불량은, 소형 경량인 전자 부품이나 좁은 피치 리드(pitch lead)를 가지는 커넥터 등에서 보다 현저하게 발생하게 된다.

이와 같은 실장 불량의 발생을 억제하는 시스템으로서는, 납땜 인쇄 후에 자동 납땜 외관 검사 장치를 사용하여 2차원 납땜 외관 검사를 실시하고, 인쇄용 메 탈 마스크에 의해 규정되는 설계상의 인쇄 좌표와 인쇄된 크림 땜납의 중심 좌표의 위치 어긋남 양을 측정한다. 그리고, 부품 탑재기가 인식한 프린트 배선판의 위치 인식 마크의 위치로부터 산출한 설계상의 부품 탑재 위치에, 인쇄 납땜가 어긋난 양만큼 보정된 보정 좌표에 부품을 탑재한다. 이 때, 자동 납땜 외관 검사 장치는, 부품 탑재기와 공통의 위치 인식 마크를 촬상 장치로 촬상하여 프린트 배선판 상의 위치를 인식한다. 그 후, 촬상 장치에 의해 판독된 납땜 외관 화상으로부터 설계상의 랜드 위치에 대한 인쇄 납땜 위치의 차이를 2차원 데이터로서 측정하고, 부품 탑재기에 보정 데이터를 전송하는 구조이다. 이에 따라, 땜납 인쇄 위치에 대하여 전자 부품의 탑재가 이루어지게 된다. 그리고, 리플로우 공정에서는, 땜납 인쇄의 위치 고정밀도에 차이가 생기는 경우라도, 땜납의 셀프 얼라인먼트 기능에 의해 전자 부품이 프린트 배선판에 정착되는 것을 개선하고, 납땜 불량을 억제한다.

상기 비교예 1에서는, 땜납 인쇄 후에 땜납 외관 검사를 행하고, 개개의 부품 탑재 위치에서의 땜납 위치의 어긋남 양을 X 방향, Y 방향, θ방향(회전 방향) 등의 데이터로서 부품 탑재기에 보정 데이터를 전송하고, 부품 탑재기의 부품 탑재 위치를 인쇄 땜납 위치에 맞추는 시스템이므로, 자동 땜납 외관 검사 장치가 필수적이며 비용이 높아진다. 그에 더하여, 자동 땜납 외관 검사 장치에서 방대한 양의 데이터를 처리할 필요가 있다. 그러므로, 처리 통과 시간이 길어져서, 부품 실장 라인의 처리 시간(스루풋)이 현저하게 악화되어, 시스템을 적용하는 탑재 부품을 한정하는 등 실용상의 제한을 둘 필요가 있다. 또한, 탑재 부품수가 많은 프린 트 배선판의 경우는, 자동 납땜 외관 검사 장치에 고가의 데이터 연산 유닛을 증설할 필요가 있고, 또한 비용 증가를 초래하는 문제점이 있다.

전술한 바와 같은 이유에 의하여, 상기 각 실시예에 의하면, 상기 비교예 1에 비하여, 저비용이며 처리 시간이 짧고, 전자 부품의 위치 어긋남의 발생을 억제할 수 있는 회로 기판의 부품 실장 방법, 및 전자 부품의 위치 어긋남 양이 억제된 실장 기판을 실현할 수 있다.

[실시예 및 비교예 2]

도 16 ~ 도 18은, 본 발명의 실시예와 비교예 2를 나타낸다. 먼저, 도 16에 나타낸 바와 같이, 절연 기판(201)의 표면에 복수 쌍의 랜드부(21, 22)가 형성되어 이루어진 회로 기판으로서의 복수개(2개)의 프린트 배선판(200)을 준비한다. 그리고 랜드부(2122)의 피치는 X 방향으로 0.65mm, Y 방향으로 0.55mm가 되도록 설정한다.

이들 프린트 배선판(200)으로서는, 도 17에 나타낸 바와 같은, 제1 인식 마크로서의 땜납 위치 결정 마크(23)만을 형성한 프린트 배선판(200A)(비교예 2)과, 도 18에 나타낸 바와 같은, 땜납 위치 결정 마크(23) 및 땜납 정착용 랜드(24)를 형성한 프린트 배선판(200B)(실시예)의 2종류를 준비한다.

또한, 도 16에 나타낸 바와 같이, 이들 프린트 배선판(200(200A, 200B)) 상의 랜드부(21, 22)에 대하여, X 방향, Y 방향으로 각각 0.2mm 어긋나게 하여 납땜용 인쇄부(41, 42)를 크림 땜납으로 인쇄해 둔다.

도 18에 나타낸 바와 같이, 프린트 배선판(200B)에서는, 땜납 정착용 랜 드(24) 상에 실장 위치 결정 마크(43)도 크림 땜납으로 인쇄한다. 그리고, 땜납 인쇄기로서, SP-60P-M(PFSC)을 사용한다.

다음에, 실장기로서 I-CubeII(YAMAHA제)를 사용하여, 도 17에 나타낸 바와 같이, 비교예 2에서는 땜납 위치 결정 마크(23)를 기준으로 하여 전자 부품(50)을 위치 결정하여 배치시킨다. 도 18에 나타낸 바와 같이, 실시예에서는, 크림 땜납으로 형성된 실장 위치 결정 마크(43)를 기준으로 하여, 상기 납땜용 인쇄부(41, 42)와 대응하는 위치에 전자 부품(50)이 탑재되도록 배치시킨다. 그 후, 납땜 용융 처리로서의 리플로우 처리를 가하였다.

상기 리플로우 처리를 실시한 결과, 도 17에 나타낸 비교예 2에서는 30개의 전자 부품(50) 중 22개의 위치가 어긋난 데 비하여, 실시예에서는, 전자 부품(50)이 랜드부(21, 22)에 대해서 위치가 어긋난 것이 하나도 없었다.

이상과 같이, 본 발명에 의하면, 땜납과의 결합성의 높은 금속으로 이루어진 배선 패턴이 표면에 형성된 회로 기판상에, 전자 부품이 납땜된 실장 기판으로서, 배선 패턴과 동일한 재료로 이루어지는 땜납 정착용 랜드가 표면에 형성되고, 땜납으로 이루어지는 실장 위치 결정 마크가 땜납 정착용 랜드 상에 형성되므로, 전자 부품의 위치 어긋남 양이 억제된 실장 기판을 얻을 수 있다.

Claims (6)

1. 땜납과 결합성이 높은 금속으로 이루어지는 배선 패턴이 표면에 형성된 회로 기판상에 전자 부품이 납땜된 실장 기판으로서,

   상기 표면에 상기 배선 패턴과 동일한 재료로 이루어지는 땜납 정착용 랜드가 형성되고,

   땜납으로 이루어지는 실장 위치 결정 마크가 상기 땜납 정착용 랜드 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 실장 기판.
2. 표면에 배선 패턴이 형성된 회로 기판을 준비하는 공정과,

   상기 회로 기판의 표면에, 실장 위치 결정 마크와, 납땜 예정 영역과 대응하는 납땜용 인쇄부를 땜납 인쇄용 마스크를 사용하여 납땜 인쇄하는 인쇄 공정과,

   상기 실장 위치 결정 마크를 기준으로 하여 상기 납땜용 인쇄부와 대응하는 위치에 전자 부품을 탑재한 후, 땜납 용융 처리를 가하는 접속 공정

   을 포함하는 전자 부품의 실장 방법.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 회로 기판의 표면에 상기 배선 패턴과 동일한 재료로 이루어지는 땜납 위치 결정 마크가 형성되고,

   상기 땜납 인쇄용 마스크를 상기 땜납 위치 결정 마크를 기준으로 하여 위치 를 맞추고,

   상기 실장 위치 결정 마크 및 상기 납땜용 인쇄부를 동일한 땜납으로 동시에 인쇄하는 것을 특징으로 하는 전자 부품의 실장 방법.
4. 제2항 또는 제 3항에 있어서,

   상기 회로 기판의 표면에 상기 배선 패턴과 동일한 재료로 이루어지는 땜납 정착용 랜드가 형성되고,

   상기 땜납 인쇄용 마스크에 상기 땜납 정착용 랜드와 대응하는 위치에, 상기 실장 위치 결정 마크를 인쇄하는 마크용 개구부를 형성하는 것을 특징으로 하는 전자 부품의 실장 방법.
5. 제4항에 있어서,

   상기 땜납 정착용 랜드는 상기 실장 위치 결정 마크보다 작으며,

   상기 회로 기판에 대해서 상기 땜납 인쇄용 마스크가 위치 결정 정밀도의 오차 범위 내의 위치 어긋남 상태일 때, 상기 실장 위치 결정 마크가 상기 땜납 정착용 랜드 전체를 덮도록 설정된 것을 특징으로 하는 전자 부품의 실장 방법.
6. 제 4항에 있어서,

   상기 땜납 정착용 랜드는 상기 실장 위치 결정 마크보다 크며,

   상기 회로 기판에 대해서 상기 땜납 인쇄용 마스크가 위치 결정 정밀도의 오 차 범위 내의 위치 어긋남 상태일 때, 상기 실장 위치 결정 마크가 상기 땜납 정착용 랜드의 외형선으로부터 내측으로 탑재되도록 설정된 것을 특징으로 하는 전자 부품의 실장 방법.

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