KR930005518B1 - 전자부품의 실장방법 및 이 방법에 사용하는 접착제 - Google Patents

전자부품의 실장방법 및 이 방법에 사용하는 접착제 Download PDF

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마쯔시다덴기산교 가부시기가이샤
다니이 아끼오
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Abstract

내용 없음.

Description

전자부품의 실장방법 및 이 방법에 사용하는 접착제
제1도와 제3도는 본 발명의 2개의 실시예에 있어서의 각 공정을 표시한 블록도.
제2도와 제4도는 각각 제1도와 제3도의 각 공정에 있어서의 상세한 것을 표시한 프린트기판의 측면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 프린트기판 2 : 납땜랜드
3 : 접착제 4 : 전자부품
5 : 분류땜납흐름 6 : 전극
7 : 납땜페이스트
본 발명은 프린트기판에의 전자부품의 실장방법과, 이 방법에 사용되는 접착제에 관한 것이다.
일본국 특개소 63-72195호 공보등으로 알려져 있는 바와같이, 칩저항이나 칩콘덴서 등의 전자부품을 프린트 기판에 납땜할 때, 접착제로서 다른 종류의 광중합성 관능기와 일중합성 관능기를 함유한 광중합성으로 또한 일종합성의 접착제를 사용해서 전자부품을 프린트기판에 임시 고정하는 방법이 행하여지고 있다. 이 방법에서는 프린트기판의 전자부품 탑재위치에 상기 접착제를 도포하고, 이 접착제를 광조사에 의해 겔화시켜 놓고, 즉 중점시켜두고, 이 점성을 가진 접착제에 대해서 전자부품을 압압해서 임시 고정하고, 그후에 상기 프린트기판과 전자부품을 납땜하나, 이 납땜시에 동시에 상기 접착제를 열경화시키도록 하고 있다. 즉, 이 실장방법에서는 접착제의 도포시에는 디스펜서 등에 의한 도포작업을 용이하게 하기 위하여 접착제의 점도를 낮은 그대로 해놓고, 전자부품의 탑재시에는 전자부품의 어긋남을 방지하기 위하여 접착제의 점도를 높게해서 접착제의 유동성을 감소시켜, 감압접착성을 발휘시키도록 하고 있다. 그리고, 납땜시에는 상기 접착제를 열경화시키므로서, 내열성을 부여함과 동시에 전자부품의 어긋남을 방지하도록 하고 있는 것이다. 이 방법에 사용가능한 접착제로서는, 일본국 특개소 63-15948호 공보등에 공개되어 있는 것이 알려져 있다.
상기의 실장방법은 전자부품의 장착을 용이하게 하는데 있어서 소정의 효과를 충분히 가져 왔으나, 전자부품의 실장불량이 거의 없도록 하는데 있어서, 더욱 개선이 요망되고 있었다. 즉, 접착제에 있어서의 유동성의 개선이 더욱 요망된다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본발명의 그와같은 전자부품의 실장방법은 프린트기판의 부품탑재부에 광중합성이며, 또한 열중합성의 액상의 접착제를 도포한 후, 상기 접착제에 자외선을 조사하고 동접착제에 광중합성 관능기를 반응시켜서 동접착제를 겔화시키므로서 동접착제에 감압 접착성을 부여하고, 그 위에 전자부품을 탑재해서 임시 고정한 후, 상기 프린트기판과 상기 전자부품을 납땜하는 방법에 있어서, 상기 접착제로서, 적어도 하기 ①∼⑥의 6성분을 하기의 배합비로 함유하는 것을 사용하도록 하고 있다.
① 하기 일반식 〔A〕로 표시되는 단관능 아크릴계(메타크릴계를 포함) 모노머 : 그 배합비는 성분 ①∼④의 4성분합계 100중량부에 대해서 10∼60 중량부.
Figure kpo00001
단, n=1∼3의 정수, R1=H, CH3, R2=CH2, C2H4, C3H6, R3=알킬기.
Figure kpo00002
또는
Figure kpo00003
여기 R4=수소, 알킬기, R5=수소, 알킬기, R6=알킬기
② 1분자속에 적어도 2개 이상의 아크릴로일기(메타크릴로일기를 포함)를 가진 화합물 : 그 배합하는 성분 ①∼④의 4성분합계 100중량부에 대해서 0.01∼10 중량부.
③ 내열성에폭시수지 : 그 배합비는 성분 ①∼④의 4성분합계 100중량부에 대해서 30∼80중량부.
④ 이미다졸화합물 : 그 배합비는 성분 ①∼④의 4성분합계 100중량부에 대해서 0.1∼20중량부.
⑤ 광개시제 : 그 배합비는 성분 ①∼④의 성분합계 100중량부에 대해서 0.001∼10중량부.
⑥ 탁소성부여제 : 그 배합비는 성분 ①∼④의 4성분합계 100중량부에 대해서 0.01∼20중량부.
이하에 본 발명에 관한 상기 접착제의 구성에 대해서 상세하게 설명한다.
상기 일반식 [A]로 표시되는 단관능(메타) 아크릴계모노머 ①는 자외선 조사에 의해 중합해서, 본 발명에 관한 전자부품 실장용 접착제를 겔화시켜 중점시키고, 감압접착성을 발휘시키는 성분이다. 이와같은 단관능(메타)아크릴계 모노머로서는, 예를들면 메톡시에틸(메타)아크릴레이트, 메톡시프로필(메타)아크릴레이트, 에톡시에틸(메타)아크릴레이트, 에톡시프로필(메타)아크릴레이트, 부톡시에틸(메타)아크릴레이트, 부톡시프로필(메타)아크릴레이트, 페톡시에틸(메타)아크릴레이트, 페녹시프로필(메타)아크릴레이트, 노닐페녹시에틸(메타)아크릴레이트, 노닐페녹시프로필(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트 부틸카르바마토, 에틸(메타)아크릴레이트 프로필카르바마토, 프로필(메타)아크릴레이트 부틸카르바마토, 프로필(메타)아크릴레이트 프로필카르바마토 등이 사용 가능하다.
1분자속에 적어도 2개 이상의 (메타)아크릴로일기를 가진 화합물 ②는, 자외선조사에 의해 중합해서 본 발명에 관한 전자부품실장용 접착제를 겔화시켜 증점(增粘)시키고, 감압접착성을 조정하는 성분이다. 이와같은 아크릴화합물로서는 구조적으로 특히 한정되는 것은 아니지만, 예를들면 폴리올폴리(메타)아크릴레이트, 변성폴리올폴리(메타)아크릴레이트, 폴리에스테르(메타)아크릴레이트, 에폭시(메타)아크릴레이트, 우레탄(메타)아크릴레이트 등이 유효하게 사용된다. 상기 폴리올폴리(메타)아크릴레이트에는 폴리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 네오벤틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 트리메틸롤프로판트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트 등이 있다. 상기 변성폴리올폴리(메타)아크릴레이트에는, 트리메틸 롤프로판의 프로필렌옥시드 부가물의 트리(메타)아크릴레이트, 비스페놀 A의 에틸렌옥시드부가물의 디(메타)아크릴레이트 등이 있다.
내열성에폭시수지 ③은, 가열에 의해 경화해서 전자부품의 어긋남을 방지하는 성분이나, 상기 단관능(메타)아크릴계모노머 ①와 상용하고, 또한 자외선 조사시에는 상기 아크릴화합물 ②의 경화를 방해하지 않는 것이면 안된다. 또, 가열경화후의 내열성을 올리기 위해서 사용하는 에폭시수지도 또, 내열성을 가진 것이 아니면 안된다. 이와같은 내열성에폭시수지로서는 하기 (a)-(e)에 표시한 에폭시수지가 특히 유효하게 사용된다.
(a) 트리페닐메탄트리글리시딜에테르
Figure kpo00004
(b) 레조르신디글리시딜에테르
Figure kpo00005
(c) 페놀노모락영에폭시수지
Figure kpo00006
(d) 히드록시에틸이소시아누레이트트리글리시딜에테르
Figure kpo00007
(e) EHPE-3150 다이셀가가구
Figure kpo00008
상기 에폭시수지의 경화제의 경화제로서 사용되는 것은, 단시간에 경화가능하고 또한 저장안정성에 뛰어난 것이 아니면 안된다. 그래서, 본 발명에서는 에폭시수지의 경화제로서, 이미다졸화합물 ④가 사용된다. 이미다졸화합물로서는 특별히 한정되는 것은 아니나, 큐아졸 2MZ-AZINE (시고구 파인케이컬(주)제), 큐아졸 2P4MHZ (시고구 파인 케이컬(주) 제)가 특히 유효하게 사용된다.
상기 아크릴화합물 ②를 자외선 조사로 광중합시키기 위해서 광개시제 ⑤가 사용되나, 이와같은 광개시제로서는 특히 한정되는 것은 아니나, 개열(開裂)타이프의 것, 수소빼내기타이프의 것 등이 유효하게 사용된다. 개열타이프의 것으로는, 예를들면 벤조인에틸에테르, 디에톡시아세트페논, 벤질디메틸케탈, 2-히드록시-2-메틸프로피온페논, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤 등이 있다. 수소빼내기 타이프에서 벤질 벤조페논, 2,4-디에틸티옥산 등이 있다.
프린트기판에 있어서의 침부품 등의 임시 고정위치에 접착제를 도포할 때는 자동기가 사용될 때가 많다. 이 자동기는 노즐로부터 접착제를 토출해서 도포한다. 이 작업속도를 고속화하기 위해서는 소위 실이 끌리는 현상이 있어서는 안된다. 또, 좁은 장소에 도포한 것이 주위에 흘러내리거나 퍼지거나하면 도통 불량 등의 지장을 초래하므로, 이와같은 일도 일어나지 않도록 하지 않으면 안된다. 즉, 전자부품의 임시고정에 사용되는 접착제에는 틱소성이 요구되는 것이다. 그래서 본 발명에 관한 전자부품 실장용 접착제에는 틱소성부여제 ⑥이 배합되는 것이다. 이와같은 틱소성부여제로서는 특히 한정되는 것은 아니나, 포화지방산 아미드가 유효하게 사용된다. 특히 카프르산, 라우르산, 스테아르산, 아라킨산, 베헨산 등의 아미드를 들 수 있다. 상기 포화지방산아미드는 지방족알코올, 방향족용제, 또는 이들의 혼합용제에 의해 팽윤시킨 것이 유효하게 사용된다.
본 발명에 관한 전자부품실장용 접착제는 상기 각 성분의 배합비를 하기와 같이 설정되는 일이 필요하다. 이기 배합비는 상기 4성분 ①∼④의 합계 100중량부에 대한 비율로 된다. 먼저, 단관능(메타)아크릴모노머 ①은, 그 배합량이 많을수록 자외선 조사후의 접착성 발휘에 뛰어나나, 너무 많으면 에폭시수지의 가열경화를 방해할 염려가 있다. 그래서 단관능(메타)아크릴모노머 ①와 내열성에폭시수지 ③의 배합비는 단관능(메타)아크릴모노머 10∼60중량부, 에폭시수지 30∼80중량부에 설정할 것이 필요하다. 그리고 바람직하게는 단관능(메타)아크릴모노머 10∼50중량부, 에폭시수지 30∼80중량부에 설정하는 일이다.
광경화에 의해 감압접착성을 발휘시키는 아크릴화합물 ②의 배합비는 그 (메타)아크릴로일기의 수나 그 분자량에 의해서 다르나, 0.01∼10중량부의 범위내에서 설정된다.
에폭시수지의 잠재성경화제인 이미다졸화합물 ④는, 배합량이 많을수록 가열시의 경화시간을 짧게 하므로 바람직하나, 포트라이프를 짧게 하는 것이 된다. 그래서, 이미다졸화합물 ④의 배합비는, 0.1∼20중량부로 설정될 필요가 있다.
광개시제 ⑤의 배합비는 0.001∼10중량부에 설정될 필요가 있다. 바람직하게는 0.01∼5중량부이다.
틱소성부여제 ⑥의 배합비는 0.01~20중량부에 설정될 것이 필요하다. 바람직하게는 0.1~20중량부이다.
본 발명에 관한 전자부품 실장용 접착제는 목적으로 하는 효과를 변경하지 않는 범위에 있어서, 중합금지제, 충전제, 분산제, 안료, 노화방지제, 유기과산물 등을 첨가할 수 있다.
접착제가 광경화성성분과 열경화성성분을 가지고 있으며, 양성분이 다같이 미경화단계에서는 디스펜서 등의 사용을 가능케하는 저점도이나, 자외선조사를 끝낸 단계에서는, 광경화성 성분은 적어도 일부 경화하고 있으나 열경화성 성분은 경화되어 있지 않고, 이 미경화의 열경화성 성분이 가소재적인 작용을 발현해서 접착제는 전자부품의 임시고정을 행할 정도로 적정도로 중점하고, 전자부품을 압압했을 때는 이것을 임시 고정할 수 있는 정도의 감압접착성을 가진 상태가 된다. 그리고, 납땜시의 가열에 의해 열경화성 성분도 경화하면, 접착제는 전자부품의 위치 어긋남을 유효하게 방지할 수 있다.
접착제속의 단관능(메타)아크릴계모노미논, 접착제의 점도를 적성으로 조정해서 그 유동성을 크게 개선한다.
또한, 접착제속에 스테아르산 아미드와 같은 포화지방산아미드가 함유되어 있으면, 이 포화지방산아미드가 접착제속에 그물코와 같이 되어서 분산하여, 접착제의 광경화성의 지연을 초래하고, 광경화속도를 느리게해서 접착제에 대해서 안정적인 점착성을 발현시킨다.
이하에 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명의 범위는 이들에게 한정되지 않는다.
[실시예 1]
단관능 아크릴모노머 ①로서, 하기식으로 표시한
CH2=CH-CO-O-CH2CH2-O-CO-NH-C4H9
에탈아크릴레이트 부틸카르바마토(NISSOCURE UM-1 : 일본국 신닛소 가고오(주) 제)24g, 1분자속에 적어도 2개 이상의 아크릴로일기를 가진 화합물 ②로서 폴리프로필렌글리콜 디아크릴레이트(분자량 약 1000) 1g, 내열성에폭시수지 ③으로서 트리페닐메탄트리글리시딜에테르(TACTI×742 : 일본국 다우케미컬 재팬(주) 제)70g, 에폭시수지 경화제 ④로서 큐아졸 2MZ-AZINE(일본국, 시고구 파인 케미컬즈(주) 제5g와, 광개시제 ⑤로서 2-히드록시시클로헥실 벤조페논 3g, 틱소성부여제 ⑥으로서 스테아르산 아미드의 크실렌 팽윤용액 10g, 충전제로서 활석 50g을 배합교반해서, 접착제를 조합하였다.
이 접착제를 사용해서 제1도에 표시한 각 공정을 거쳐 전자부품을 실장하였다. 즉, 가압토출형의 디스펜서를 사용해서, 제2a도와 같이 상기 접착제(3)을 프린기판(1)의 전자부품을 탑재해야될 위치로 순차 도포하고, 그후 블랙라이트를 사용해서 10초간 자외선 조사해서, 접착제(3)을 겔화시켜 유동성을 소실시킴과 동시에 감압접착성을 부여하였다. 또한, 자외선조사는 케이컬램프, 선램프, 조명수은등 등에 의해서 행할 수도 있다. 또, 고압수은등이나 메탈할라이드 램프 등의 조사 강도가 강한 것으로 단시간 조사하는 것으로 된다. 이 프린트기판(1)을 칩부품의 자동탑재기에 세트하고, 제2b도와 같이 칩형의 전자부품(4)를 겔화한 접착제(3)의 위에 순차 탑재하고, 마운트헤드로 충분히 가압해서, 칩형의 전자부품(4)를 임시 멈춤하였다. 이 상태에서는 프린트기판(1)이 진동하고, 또는 평면방향으로 고속으로 이동해도, 전자부품(4)는 위치 어긋남하는 일이 없다. 이어서, 이 프린트기판(1)을 150℃에서 3분간 가열하고, 접착제(3)를 경화시켜서, 내열성을 향상시킴과 동시에 감압 접착성을 소멸시켰다. 그후 제2c도와 같이 프린트기판(1)의 전자부품(4) 접착면을 아래로 해서 분류땜납 흐름(5)을 대고, 이에 의해 제2d와 같이, 프린트기판(1)의 납땜랜드(2)와, 전자부품(4)의 전극(6)을 납땜(5′)하고, 동시에 접착제(3)를 열경화시켰다.
또한, 접착제의 가열경화공정은 분류납땜전에 있어서의 플럭스를 도포한 프린트기판의 프리히이트에 의해서 만으로도 되고, 이것과 상기의 땜납흐름의 일에 의해서 행하도록 하여서도 된다.
[실시예 2]
실시예 1과 마찬가지로 해서 접착제를 조합하였다.
이 접착제를 사용해서 제3도에 표시한 각 공정을 거쳐서 전자부품을 실장하였다. 즉, 먼저, 제4a도와 같이 땝납페이스트(7)를 스크리인 인쇄법에 의해 프린트기판(1)의 납땜랜드(2)에 도포해둔다. 그리고, 가압토출형의 디스펜서를 사용해서, 제4b도와 같이 상기 접착제(3)를 프린트기판(1)의 전자부품을 탑재해야될 위치에 순차 도포하고, 그후 블랙라이트에 의해 10초간 자외선 조사해서 접착제(3)를 겔화시키고, 유동성을 소실시킴과 동시에 감압 접착성을 부여하였다. 이 경우도, 자외선조사는 케이컬램프, 선램프, 조명수은등 등에 의해서 행할 수도 있고, 또 고압수은등이나 메탈할라이드램프 등의 조사강도가 강한 것으로 단시간 조사하므로서 해도 좋다. 이 프린트기판(1)을 칩부품의 자동탑재에 세트하고, 제4c도와 같이 칩형의 전자부품(4)을 겔화한 접착제(3)의 위에 순차 탑재하고, 마운트헤드로 충분히 가압해서 전자부품(4)를 임시고정하였다. 이 상태에서는 프린트기판(1)이 진동하고, 또는 평면방향으로 고속 유동해도 칩형의 전자부품(4)는 위치가 어긋나는 일이 없다. 또, 후공정의 가열에 의한 땜납페이스트(7)의 리플로우시에도, 전자부품(4)의 들뜸이나 직립현상, 및 근접한 전자부품(4) 끼리의 접촉에 의한 도통 불량의 발생이 방지되었다. 납땜리플로우 공정에서는 일풍에 의해 프린트 기판(1)을 가열해서 땝납페이스트를 용융하고, 제4d도와 같이 프린트 기판(1)의 납땜랜드(2)와 전자부품(4)의 전극(6)을 납땜(7′)하도록 하였다. 이때, 접착제(3)은 땜납리플로우 공정에 있어서의 프레히이트시의 프린트기판(1)의 가열에 의해 경화해서 내열성이 향상됨과 동시에 감압 접착제가 소멸하였다.
이상 설명해온 바와같이 본 발명은 상술한 배합에 관한 신규의 전자부품실장용 접착제를 사용하므로서, 칩형 전자부품의 탑재시의 위치 어긋남을 방지하고, 납땜시의 실장불량을 방지토록 하는 것이다.

Claims (2)

  1. 프린트기판의 부품탑재부에 광중합성이며 또한 열중합성인 액상의 접착제를 도포하는 공정과, 상기 접착제에 자외선을 조사해서 겔화시키므로서 감압접착성을 부여하는 공정과, 감압접착성이 부여된 상기 접착제의 위에 전자부품을 탑재하는 공정과, 상기 프린트기판과 상기 전자부품을 납땜하는 공정을 포함하는 전자부품의 실장방법에 있어서, 상기 접착제로서 적어도 하기 ①∼⑥의 6성분을 하기 배합비로 함유하는 접착제를 사용하는 것을 특징으로 하는 전자부품의 실장방법.
    ① 하기 일반식 [A]로 표시되는 단관능아크릴계(메타크릴계를 포함)모노머 : 그 배합비는 성분 ①∼④의 4성 분합계 100중량부에 대해서 10∼60중량부.
    Figure kpo00009
    단, n=1∼3의 정수, R1=H, CH3, R2=CH2, C2H4, C3H6, R3=알킬기
    Figure kpo00010
    또는
    Figure kpo00011
    여기 R4=수소, 알킬기, R5=수소, 알킬기, R6=알킬기
    ② 1분자속에 적어도 2개 이상의 아크릴로일기(메타크릴로일기를 포함)를 가진 화합물 : 그 배합하는 성분 ①∼④의 4성분합계 100중량부에 대해서 0.01∼10 중량부.
    ③ 내열성에폭시수지 : 그 배합비는 성분 ①∼④의 4성분합계 100중량부에 대해서 30∼80중량부.
    ④ 이미다졸화합물 : 그 배합비는 성분 ①∼④의 4성분합계 100중량부에 대해서 0.1∼20중량부.
    ⑤ 광개시제 : 그 배합비는 성분 ①∼④의 4성분합계 100중량부에 대해서 0.001∼10중량부.
    ⑥ 틱소성부여제 : 그 배합비는 성분 ①∼④의 4성분합계 100중량부에 대해서 0.01∼20중량부.
  2. 적어도 하기 ①∼⑥의 6성분을 하기 배합비로 함유하는 전자 부품실장용 접착제.
    ① 하기 일반식 [A]로 표시되는 단관능아크릴계(메타크릴계를 포함)모노머 : 그 배합비는 성분 ①∼④의 4성 분합계 100중량부에 대해서 10∼60중량부.
    Figure kpo00012
    단, n=1∼3의 정수, R1=H, CH3, R2=CH2, C2H4, C3H6, R3=알킬기
    Figure kpo00013
    또는
    Figure kpo00014
    여기 R4=수소, 알킬기, R5=수소, 알킬기, R6=알킬기
    ② 1분자속에 적어도 2개 이상의 아크릴로일기(메타크릴로일기를 포함)를 가진 화합물 : 그 배합하는 성분 ①∼④의 4성분합계 100중량부에 대해서 0.01∼10중량부.
    ③ 내열성에폭시수지 : 그 배합비는 성분 ①∼④의 4성분합계 100중량부에 대해서 30∼80중량부.
    ④ 이미다졸화합물 : 그 배합비는 성분 ①∼④의 4성분합계 100중량부에 대해서 0.1∼20중량부.
    ⑤ 광개시제 : 그 배합비는 성분 ①∼④의 4성분합계 100중량부에 대해서 0.001∼10중량부.
    ⑥ 틱소성부여제 : 그 배합비는 성분 ①∼④의 4성분합계 100중량부에 대해서 0.01∼20중량부.
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