WO2020121971A1 - 電子部品接合用材料の塗布方法、及び電子部品が実装された回路基板 - Google Patents

電子部品接合用材料の塗布方法、及び電子部品が実装された回路基板 Download PDF

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孝光 岡
浩司 野崎
徹 高野
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Ｊｏｈｎａｎ株式会社
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    • H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering

Definitions

  • an electronic component bonding material is provided on the circuit board.
  • the present invention relates to a coating method for coating, and particularly to a coating method for drawing and coating a highly viscous electronic component bonding material. Furthermore, the present invention relates to a circuit board on which electronic components are mounted.
  • the mounting structure for mounting a surface mount component on a circuit board described in Patent Document 1 has a structure in which a large number of component land portions provided on the circuit board are provided with conductive leads having leads whose ends are inclined downward.
  • the conductive adhesive coating pattern is applied to adjacent land portions including a region corresponding to the tip side of the lead. And the coating applied excluding the area are alternately repeated, and the lead portion whose tip side is inclined downward is bonded to the land portion coated with the conductive adhesive in this pattern. Is characterized by.
  • the solder paste application method described in Patent Document 2 is a solder paste application method for connecting a surface mount component to an electronic circuit board by a reflow method, and the component provided on the electronic circuit board is used.
  • the solder paste is partially applied to the surface of the land to which the terminal is connected, at least in the overlapping region with the terminal.
  • Hard printed circuit boards and flexible boards had heat resistance that could be applied to the reflow method, but a type that does not require heating to mount electronic parts on film materials (such as PET) with low heat resistance. It is necessary to use a conductive adhesive or the like. Since such a conductive adhesive generally has a high viscosity, wire-drawing coating is suitable (see, for example, Patent Documents 3 and 4).
  • FIG. 6A and 6B are a plan view and a side view schematically showing the states before and after the application of the conductive adhesive 20 by the conventional wire drawing application and after the mounting of the electronic component 30, respectively.
  • FIG. 7 is a plan view and a side view showing a more accurate state after applying the conductive adhesive 20. Note that, in FIG. 6, only two adjacent lands 10 are illustrated, and the circuit board itself on which these lands 10 are provided is not illustrated. In FIG. 7, illustration of the land 10 is also omitted.
  • the viscosity of the conductive adhesive 20 is high, as shown in FIG. 6, when the wire 10 is applied to the land 10 on the circuit board by the dispenser 40 (only the tip nozzle is shown), the conductive adhesive near the end point 20a is applied. The amount of the agent 20 applied tends to increase. When the electronic component 30 is mounted thereafter, the conductive adhesive 20 may protrude from the land 10, and if the space between the adjacent lands 10 is narrow, a short circuit due to a so-called bridge may occur.
  • the end point 20a is illustrated as widened in the plan view of FIG. 6 after the conductive adhesive 20 is applied, the end point 20a is exaggerated for the sake of explanation (the same applies to other drawings of the present application).
  • the spread of the end point 20a is not often observed.
  • the end point 20a of the conductive adhesive 20 rises upward in a substantially conical shape.
  • the conductive adhesive 20 spreads in all directions at the center of the cone of the end point 20a.
  • an object of the present invention is to use an electronic component bonding material (for example, a conductive adhesive, a silver paste, a cream solder, etc.) used when bonding an electronic component and a circuit board, It is an object of the present invention to provide a coating method for preventing a circuit short circuit failure due to interference between electronic component bonding materials. A further object is to provide a circuit board on which electronic components are mounted.
  • an electronic component bonding material for example, a conductive adhesive, a silver paste, a cream solder, etc.
  • a method for applying a material for joining electronic components of the present invention is a method for applying a surface mounting electronic component having a plurality of terminals to a circuit board provided with a substrate electrode to which the terminals are electrically connected.
  • a method for applying an electronic component bonding material to the circuit board by wire drawing for mounting, wherein the electronic component bonding material is applied onto the substrate electrode to be narrower than the substrate electrode width It is characterized in that the center interval of each application end point on the substrate electrode is made larger than the total value of the distance between the substrate electrodes and the substrate electrode width. Further, the center interval between the application end points of the adjacent substrate electrodes may be made larger than the total value by an estimated amount by which the electronic component bonding material applied to the application end points by the mounting of the electronic component spreads. preferable.
  • examples of the electronic component joining material include, but are not limited to, a conductive adhesive and a metal paste (particularly a silver paste).
  • the electronic component bonding material used when the electronic component and the circuit board are bonded can be prevented from causing a circuit short circuit failure due to interference between the electronic component bonding materials. It can be prevented.
  • the electronic component bonding material may be applied to the substrate electrode a plurality of times by changing the direction, orientation or angle for each application.
  • a portion where the electronic component bonding material spreads near the application end point may be arranged so as to be off the substrate electrode.
  • the circuit board on which the electronic component of the present invention is mounted is a circuit board on which a surface mounting electronic component having a plurality of terminals is mounted, and a substrate electrode to which the terminals are electrically connected is provided.
  • the electronic component is mounted on the substrate electrode by an electronic component bonding material, and in each of the application regions of the electronic component bonding material in the adjacent substrate electrode of each end of the wide one The center interval is larger than the sum of the distance between the substrate electrodes and the substrate electrode width.
  • the scope of the present invention also includes a circuit board on which the electronic component is mounted by using the method for applying the electronic component bonding material as described above, and an apparatus including the circuit board.
  • the electronic component bonding materials used when the electronic component and the circuit board are bonded are It is possible to prevent a circuit short circuit failure due to the interference of the.
  • FIG. 3 is a plan view schematically showing each state before and after applying the conductive adhesive 21 and after mounting the electronic component 30 by the applying method according to the embodiment of the present invention. It is a schematic explanatory drawing of how to determine the space
  • FIG. (A)-(c) is an explanatory view showing another application example of the conductive adhesive 21 on two adjacent lands 10.
  • (A), (b) is explanatory drawing which shows another example of application of the electroconductive adhesive agent 21 on two adjacent lands 10. It is explanatory drawing which shows another example of application of the electroconductive adhesive agent 21 on four land 10 which adjoins.
  • 9A and 9B are a plan view and a side view schematically showing the states before and after the application of the conductive adhesive 20 by the conventional wire drawing application and after the mounting of the electronic component 30, respectively.
  • 9A and 9B are a plan view and a side view showing a more accurate state after applying the conductive adhesive 20.
  • FIG. 1 is a plan view schematically showing each state before and after applying the conductive adhesive 21 and after mounting the electronic component 30 by the applying method according to the embodiment of the present invention. Similar to FIG. 6, only two adjacent lands 10 are shown, and the circuit board itself on which these lands 10 are provided is not shown.
  • the conductive adhesive 21 By applying the conductive adhesive 21 in this manner, even if the electronic component 30 is mounted thereafter, the conductive adhesive 21 does not protrude from the land 10, so that a so-called bridge is formed between the adjacent lands 10. It is possible to prevent a short circuit.
  • the conductive adhesive 21 is an example of a paste-like material that can be electrically conducted to bond electronic components.
  • Other examples include metal pastes (particularly silver pastes). It does not prevent the use of cream solder, but when melted it has a slight difference in that it has a self-alignment effect.
  • FIG. 2 is a schematic explanatory diagram illustrating an example of how to determine the interval between the end points 21a when the conductive adhesive 21 is applied to two adjacent lands 10 by drawing.
  • the width of the land 10 in the adjoining direction is W1
  • the space between the two lands 10 is W2. If each end point 21a is on the center line of the land 10 in the adjoining direction as in the conventional case, the interval between the end points 21a at that time is as follows.
  • W1/2+W2+W1/2 W1+W2
  • W1/2+W2+W1/2 W1+W2
  • the electronic component 30 is mounted on the land 10 by the conductive adhesive 21 applied narrower than the width of the land 10, and the conductive adhesive on the adjacent land 10 is mounted. It is characterized in that the center distance between the ends (corresponding to the end points 21a) of the wider ones in each of the coating areas 21 is larger than the total value of the distance between the lands 10 and the width of the lands 10.
  • FIGS. 3A to 3C are explanatory views showing another application example of the conductive adhesive 21 on two adjacent lands 10.
  • the direction of wire drawing application is changed between the upper land 10 and the lower land 10 in the figure.
  • the angle is changed and the wire drawing application is performed twice.
  • the land 10 on the upper side and the land 10 on the lower side are arranged in opposite directions along the adjoining direction of the lands 10 (so as to be orthogonal to the longitudinal direction) (in the directions away from each other).
  • the center interval between the application end points 21a of the conductive adhesive 21 in the upper land 10 and the lower land 10 is larger than the total value of the distance between the lands 10 and the width of the land 10. ..
  • FIGS. 4A and 4B are explanatory views showing another application example of the conductive adhesive 21 on two adjacent lands 10.
  • each land 10 is divided into two elongated regions each having a width of about half, and the direction or direction is changed in each region to apply the wire drawing twice.
  • the direction of the other area is changed and the line drawing is applied. Since the width of the wire drawing application becomes about half of the normal width, the spread of the conductive adhesive 21 when the electronic component 30 is mounted is also reduced, so that the conductive adhesives 21 contact each other between the adjacent lands 10. Can be prevented.
  • a portion where the conductive adhesive 21 applied near each end point 21 a spreads when the electronic component 30 is mounted is arranged so as to be separated from the land 10. This is suitable when there is no other land in the direction away from the land.
  • FIG. 5 is an explanatory view showing still another application example of the conductive adhesive 21 on the four adjacent lands 10.
  • the four lands 10 alternately change the drawing application directions. Also in this application example, wire drawing application and its application are performed so that the conductive adhesives 21 applied to the respective application end points 21a on the adjacent lands 10 may not spread even when the conductive adhesives 21 spread due to the mounting of the electronic component 30. The position, range, direction, orientation, etc. of the end point 21a are determined.

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Abstract

複数の端子を有する表面実装用の電子部品３０を端子が電気的に接続されるランド１０が設けられた回路基板に実装するために、回路基板上に導電性接着剤２１を線引き塗布する塗布方法であって、ランド１０上にその幅より狭く導電性接着剤２１を塗布するとともに、隣接するランド１０における各塗布終点の中心間隔をランド１０間の距離とランド１０の幅との合計値より大きくする。

Description

電子部品接合用材料の塗布方法、及び電子部品が実装された回路基板
　本発明は、複数の端子を有する表面実装用の電子部品を前記端子が電気的に接続される基板電極が設けられた回路基板に実装するために、前記回路基板上に電子部品接合用材料を塗布する塗布方法に関し、特に、粘度の高い電子部品接合用材料を線引き塗布する塗布方法に関する。さらに、電子部品が実装された回路基板に関する。
　従来、表面実装部品を回路基板へ実装するために導電性接着剤やはんだペーストなどの電子部品接合用材料を回路基板に設けられたランド（基板電極）に塗布する際、ブリッジ（ショート）や接続不良などの防止策が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
　この特許文献１に記載されている表面実装部品の回路基板への実装構造は、回路基板上に併設された多数の部品ランド部に、先端側が下方に向いて傾斜したリードを導電性接着剤により電気的に接続する表面実装部品の回路基板への実装構造であって、隣接するランド部について、前記導電性接着剤塗布パタ－ンを前記リードの先端側に対応する領域を含めて塗布されたものと、該領域を除いて塗布されたものとを交互に繰り返したものとし、このパターンで導電性接着剤の塗布されたランド部に対して先端側を下方に傾斜したリード部を接着したことを特徴とする。
　特許文献２に記載されている半田ペースト塗布方法は、リフロー方式による表面実装部品の電子回路基板への接続のための半田ペースト塗布方法であって、前記電子回路基板上に設けられた、前記部品の端子が接続されるランドの表面における少なくとも前記端子との重なり領域に部分的に半田ペーストを塗布することを特徴とする。
　硬質のプリント回路基板やフレキシブル基板にはリフロー方式などが適用可能な耐熱性があったが、耐熱温度が低いフィルム材（例えばＰＥＴ）などに電子部品を実装するには、加熱を必要としないタイプの導電性接着剤などを使用する必要がある。このような導電性接着剤は一般に粘度が高いので、線引き塗布が好適である（例えば、特許文献３、４参照）。
実開平５－３８９５１号公報 特開２００８－１０３５４７号公報 国際公開第２０１５／１３７２７１号公報 特開平８－１２６８６０号公報
　図６は、従来の線引き塗布による導電性接着剤２０の塗布前後と電子部品３０の実装後の各状態などをそれぞれ模式的に示す平面図及び側面図である。図７は、導電性接着剤２０の塗布後のより正確な状態を示す平面図及び側面図である。なお、図６では、隣接する２つのランド１０のみを図示するとともに、これらのランド１０が設けられている回路基板自体は図示を省略している。図７では、ランド１０の図示も省略している。
　導電性接着剤２０の粘度が高い場合、この図６に示すように、回路基板上のランド１０にディスペンサ４０（先端のノズルのみを図示）による線引き塗布を行う際、終点２０ａ付近で導電性接着剤２０の塗布量が増えやすい。その後に電子部品３０を実装すると、導電性接着剤２０がランド１０上からはみ出すことがあり、隣接するランド１０の間隔が狭いと、いわゆるブリッジによるショートが発生する可能性がある。なお、導電性接着剤２０の塗布後、図６の平面図では終点２０ａが広がっているように図示しているが、説明のために多少誇張してある（本願の他の図面でも同様）。導電性接着剤２０の粘度にも依存するが、実際には図７の平面図に示すように、終点２０ａの広がりがあまり見られない場合が多い。導電性接着剤２０の塗布直後では、図７の側面図に示すように、導電性接着剤２０の終点２０ａが上方へ略円錐状に盛り上がっている。電子部品３０が上から搭載されて潰れると、終点２０ａの円錐中心に導電性接着剤２０が八方へ広がる。
　従来技術のこのような課題に鑑み、本発明の目的は、電子部品と回路基板を接合する際に使用する電子部品接合用材料（例えば導電性接着剤、銀ペースト、クリームはんだ、など）について、電子部品接合用材料同士の干渉による回路ショート不良などを未然防止する塗布方法を提供することである。さらなる目的は、電子部品が実装された回路基板を提供することである。
　上記目的を達成するため、本発明の電子部品接合用材料の塗布方法は、複数の端子を有する表面実装用の電子部品を前記端子が電気的に接続される基板電極が設けられた回路基板に実装するために、前記回路基板上に電子部品接合用材料を線引き塗布する塗布方法であって、前記基板電極上にその基板電極幅より狭く前記電子部品接合用材料を塗布するとともに、隣接する前記基板電極における各塗布終点の中心間隔を前記基板電極間の距離と前記基板電極幅との合計値より大きくすることを特徴とする。さらに、隣接する前記基板電極における各塗布終点の前記中心間隔を、前記電子部品の実装によって前記塗布終点に塗布された前記電子部品接合用材料が広がる想定量だけ前記合計値よりさらに大きくすることが好ましい。
　ここで、前記電子部品接合用材料としては、導電性接着剤や金属ペースト（特に銀ペースト）が挙げられるが、これらに限るわけではない。
　このような構成の電子部品接合用材料の塗布方法によれば、電子部品と回路基板を接合する際に使用する電子部品接合用材料について、電子部品接合用材料同士の干渉による回路ショート不良などを未然防止することができる。
　本発明の電子部品接合用材料の塗布方法において、前記基板電極に前記電子部品接合用材料を塗布毎に方向、向き又は角度を変更して複数回塗布してもよい。また、前記塗布終点付近で前記電子部品接合用材料が広がる部分を前記基板電極上から外れるように配置してもよい。
　あるいは、本発明の電子部品が実装された回路基板は、複数の端子を有する表面実装用の電子部品が実装された回路基板であって、前記端子が電気的に接続される基板電極が設けられており、前記電子部品が電子部品接合用材料によって前記基板電極上に実装されており、隣接する前記基板電極における前記電子部品接合用材料の各塗布領域でそれぞれ幅の広い方の各端部の中心間隔が前記基板電極間の距離と前記基板電極幅との合計値より大きいことを特徴とする。
　なお、上記のような電子部品接合用材料の塗布方法を用いて前記電子部品が実装された回路基板、及びそのような回路基板を備える装置も本発明の範疇である。
　本発明の電子部品接合用材料の塗布方法、及び電子部品が実装された回路基板によれば、電子部品と回路基板を接合する際に使用する電子部品接合用材料について、電子部品接合用材料同士の干渉による回路ショート不良などを未然防止することができる。
本発明の一実施形態に係る塗布方法による導電性接着剤２１の塗布前後と電子部品３０の実装後の各状態などをそれぞれ模式的に示す平面図である。 隣接する２つのランド１０に導電性接着剤２１の線引き塗布を行う際、各終点２１ａの間隔の定め方の概略説明図である。 （ａ）～（ｃ）は隣接する２つのランド１０上への導電性接着剤２１の別の塗布例を示す説明図である。 （ａ）、（ｂ）は隣接する２つのランド１０上への導電性接着剤２１のまた別の塗布例を示す説明図である。 隣接する４つのランド１０上への導電性接着剤２１のさらに別の塗布例を示す説明図である。 従来の線引き塗布による導電性接着剤２０の塗布前後と電子部品３０の実装後の各状態などをそれぞれ模式的に示す平面図及び側面図である。 導電性接着剤２０の塗布後のより正確な状態を示す平面図及び側面図である。
　以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
　図１は本発明の一実施形態に係る塗布方法による導電性接着剤２１の塗布前後と電子部品３０の実装後の各状態などをそれぞれ模式的に示す平面図である。なお、図６と同様に、隣接する２つのランド１０のみを図示するとともに、これらのランド１０が設けられている回路基板自体は図示を省略している。
　この図１に示すように、回路基板上で隣接する２つのランド１０に導電性接着剤２１の線引き塗布を行う際、始点では塗布する領域の間隔を最も狭くするとともに、その間隔を徐々に広げるように塗布を続け、各終点２１ａの間隔が図６の場合よりも広くなるようにする。どの程度広くすべきかは後述する。
　このように導電性接着剤２１を塗布することで、その後に電子部品３０を実装しても導電性接着剤２１がランド１０上からはみ出さないので、隣接するランド１０の間にいわゆるブリッジができてショートが発生することを防止できる。
　導電性接着剤２１は、ペースト状で電気的に導通が可能な電子部品接合用材料の一例である。他にも、金属ペースト（特に銀ペースト）が挙げられる。クリームはんだの使用も妨げないが、溶融するとセルフアライメント効果を有する点でやや性質が異なる。
　図２は隣接する２つのランド１０に導電性接着剤２１の線引き塗布を行う際、各終点２１ａの間隔の定め方を例示する概略説明図である。
　この図２に示すように、ランド１０の隣接方向の幅をＷ１、２つのランド１０の間隔をＷ２とする。仮に、従来のように各終点２１ａがランド１０の隣接方向の中心線上にあれば、そのときの各終点２１ａの間隔は次のとおりである。
　　　　Ｗ１／２＋Ｗ２＋Ｗ１／２　＝　Ｗ１＋Ｗ２
　隣接するランド１０の間でショートが発生することを防止するには、少なくとも各終点２１ａの間隔をこれより広げる必要がある。つまり、各終点２１ａの間隔をＷ１＋Ｗ２より大きくしておく。具体的には、電子部品３０が実装されたときに各終点２１ａ付近に塗布された導電性接着剤２１が広がる量を想定し、その分の余裕を持つように各終点２１ａの間隔をさらに広げておくことが好ましい。
　このようにして電子部品３０が実装された回路基板では、ランド１０上にその幅より狭く塗布された導電性接着剤２１によって電子部品３０が実装されており、隣接するランド１０における導電性接着剤２１の各塗布領域でそれぞれ幅の広い方の各端部（終点２１ａに対応）の中心間隔がランド１０間の距離とランド１０の幅との合計値より大きいことが特徴となる。
　図３（ａ）～（ｃ）は隣接する２つのランド１０上への導電性接着剤２１の別の塗布例を示す説明図である。
　図３（ａ）に示す例では、図中で上側のランド１０と下側のランド１０とで線引き塗布の向きを変えている。図３（ｂ）に示す例では、角度を変更して２回の線引き塗布を行っている。図３（ｃ）に示す例では、ランド１０の隣接方向に沿って（長手方向とは直交するように）上側のランド１０と下側のランド１０とで逆向きに（それぞれ互いに離れる向きに）線引き塗布を行っている。これらの塗布例でも、上側のランド１０と下側のランド１０とで、導電性接着剤２１の各塗布終点２１ａの中心間隔が、ランド１０間の距離とランド１０の幅との合計値より大きい。
　図４（ａ）、（ｂ）は隣接する２つのランド１０上への導電性接着剤２１のまた別の塗布例を示す説明図である。
　図４（ａ）に示す例では、各ランド１０をおよそ半分ずつの幅の２つの細長い領域に分けて考え、各領域で方向又は向きを変更して２回の線引き塗布を行っている。つまり、一方の領域に線引き塗布した後、他方の領域では向きを変更して線引き塗布を行う。線引き塗布の幅が通常の半分程度になることで、電子部品３０が実装されたときの導電性接着剤２１の広がりも少なくなるので、隣接するランド１０間で導電性接着剤２１同士が接触することを防止できる。
　一方、図４（ｂ）に示す例では、電子部品３０が実装されたときに各終点２１ａ付近に塗布された導電性接着剤２１が広がる部分をランド１０から外れるように配置している。これは、その外れる方向に他のランドが存在しない場合に好適である。
　図４（ａ）及び図４（ｂ）の塗布例では、隣接するランド１０において各塗布終点２１ａに塗布された導電性接着剤２１が電子部品３０の実装によってそれぞれ広がっても導電性接着剤２１同士が接触しないように、線引き塗布やその終点２１ａの位置、範囲、方向、向き又は角度などを決めている。
　図５は隣接する４つのランド１０上への導電性接着剤２１のさらに別の塗布例を示す説明図である。
　この図５に示す例では、４つのランド１０で線引き塗布の向きを交互に変えている。この塗布例でも、隣接するランド１０において各塗布終点２１ａに塗布された導電性接着剤２１が電子部品３０の実装によってそれぞれ広がっても導電性接着剤２１同士が接触しないように、線引き塗布やその終点２１ａの位置、範囲、方向、向きなどを決めている。
　なお、本発明は、その主旨または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文にはなんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
　この出願は、日本で２０１８年１２月１１日に出願された特願２０１８－２３１５７３号に基づく優先権を請求する。その内容はこれに言及することにより、本出願に組み込まれるものである。また、本明細書に引用された文献は、これに言及することにより、その全部が具体的に組み込まれるものである。
１０　　　　　　ランド
２０、２１　　　導電性接着剤
２０ａ、２１ａ　導電性接着剤の線引き塗布終点
３０　　　　　　電子部品
４０　　　　　　ディスペンサ

Claims (3)

  1. 　複数の端子を有する表面実装用の電子部品を前記端子が電気的に接続される基板電極が設けられた回路基板に実装するために、前記回路基板上に電子部品接合用材料を線引き塗布する塗布方法であって、
    　前記基板電極上にその基板電極幅より狭く前記電子部品接合用材料を塗布するとともに、隣接する前記基板電極における各塗布終点の中心間隔を前記基板電極間の距離と前記基板電極幅との合計値より大きくすることを特徴とする、電子部品接合用材料の塗布方法。
  2. 　請求項１に記載の電子部品接合用材料の塗布方法において、
    　隣接する前記基板電極における各塗布終点の前記中心間隔を、前記電子部品の実装によって前記塗布終点に塗布された前記電子部品接合用材料が広がる想定量だけ前記合計値よりさらに大きくすることを特徴とする、電子部品接合用材料の塗布方法。
  3. 　複数の端子を有する表面実装用の電子部品が実装された回路基板であって、
    　前記端子が電気的に接続される基板電極が設けられており、
    　前記電子部品が電子部品接合用材料によって前記基板電極上に実装されており、隣接する前記基板電極における前記電子部品接合用材料の各塗布領域でそれぞれ幅の広い方の各端部の中心間隔が前記基板電極間の距離と前記基板電極幅との合計値より大きいことを特徴とする、電子部品が実装された回路基板。
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JPH105655A (ja) * 1996-06-25 1998-01-13 Hitachi Techno Eng Co Ltd ペースト塗布機

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