JP2017220574A - 電子部品実装基板の製造方法、基板およびメタルマスク - Google Patents
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Abstract
【課題】コスト高を招くことなく、端子間隔が狭い部品と端子間隔が広い部品とをそれぞれに対応するランド部に適切にはんだ接続された電子部品実装基板を製造することができる電子部品実装基板の製造方法、基板およびメタルマスクを提供する。【解決手段】端子間隔が狭い部品に接続されるランド部3が、端子間隔が広い部品に接続されるランド部2よりも厚く設けられて、これに対応するメタルマスク5の開口部7が、ランド部3よりも開口寸法が拡大されている。【選択図】図1
Description
この発明は、はんだペースト印刷を使用した電子部品実装基板の製造方法、基板およびメタルマスクに関する。
電子機器の小型化に伴い、電子機器に内蔵される電子部品の小型化も進んでいる。
例えば、端子数の多い集積回路(以下、ICと記載する)は、パッケージ自体を小型化するために、端子間隔と端子幅を小さくするか、ICの一面のみに端子を配置することで、小型化を実現している。このような電子部品の基板への実装には、リフロー法によるはんだ付けが一般的に用いられる。リフロー法は、メタルマスクを通してはんだペーストを基板に印刷し、その基板に電子部品を配置してからリフロー炉ではんだを加熱溶融して接合する。
例えば、端子数の多い集積回路(以下、ICと記載する)は、パッケージ自体を小型化するために、端子間隔と端子幅を小さくするか、ICの一面のみに端子を配置することで、小型化を実現している。このような電子部品の基板への実装には、リフロー法によるはんだ付けが一般的に用いられる。リフロー法は、メタルマスクを通してはんだペーストを基板に印刷し、その基板に電子部品を配置してからリフロー炉ではんだを加熱溶融して接合する。
また、電子機器に使用される電子部品実装基板には、端子間隔が狭い部品と端子間隔が広い部品とが混載されているものが多い。
このような基板では、端子間隔が狭い部品の基板ランド部に塗布するはんだペーストの量を少なくするために、端子間隔が狭い部品に合わせてメタルマスクのマスク厚みを薄くした場合、メタルマスクを通して基板に付着されるはんだペーストの印刷厚みも薄くすることができる。この場合、はんだペーストの付着量が減ってはんだによる隣り合う端子間の短絡が防止される。
このような基板では、端子間隔が狭い部品の基板ランド部に塗布するはんだペーストの量を少なくするために、端子間隔が狭い部品に合わせてメタルマスクのマスク厚みを薄くした場合、メタルマスクを通して基板に付着されるはんだペーストの印刷厚みも薄くすることができる。この場合、はんだペーストの付着量が減ってはんだによる隣り合う端子間の短絡が防止される。
また、端子間隔が狭い部品の基板ランド部に塗布するはんだペーストの量を少なくするためにメタルマスクの開口穴の径を小さくすると、はんだペーストが開口穴を通過できずにランド部に塗布できなくなる。この場合、メタルマスクの厚みを薄くすればはんだペーストの付着不良を防止できる。
ただし、端子間隔が広い部品にとっては、このマスク厚みでは基板に付着されるはんだペーストの印刷厚みが薄すぎる場合があり、この場合、接合不良を起こす可能性がある。
特に、大型の電子部品では反り量も大きくなるため、基板に付着されたはんだペーストの印刷厚みが過小になる。従って、はんだペーストの印刷厚みが適切であるか否かを確認しなければならず、不適切であれば反り量の小さい部品に変更しなければならない。
特に、大型の電子部品では反り量も大きくなるため、基板に付着されたはんだペーストの印刷厚みが過小になる。従って、はんだペーストの印刷厚みが適切であるか否かを確認しなければならず、不適切であれば反り量の小さい部品に変更しなければならない。
これに対して、特許文献1に記載される電子装置の製造方法では、一枚のメタルマスクを用いて、同一基板内の異なる部品搭載箇所ではんだペーストの印刷厚みを変えている。
なお、このメタルマスクは、端子間隔が広い部品に合わせたマスク厚みを有しており、端子間隔が狭い部品に対応する開口部には、この開口部の一部を横断するブリッジが設けられている。はんだペーストは、ブリッジの分だけ基板への付着量が減るため、実効的な印刷厚みが薄くなる。
なお、このメタルマスクは、端子間隔が広い部品に合わせたマスク厚みを有しており、端子間隔が狭い部品に対応する開口部には、この開口部の一部を横断するブリッジが設けられている。はんだペーストは、ブリッジの分だけ基板への付着量が減るため、実効的な印刷厚みが薄くなる。
しかしながら、端子間隔が狭い部品に対応する微細な開口部にブリッジを設けるには、高い加工精度が必要であり、メタルマスクがコスト高になるという課題があった。
特に、電子機器は小型化される傾向にあることから、これに伴いメタルマスクの開口部の微細化も進んでいる。このため、特許文献1に記載されるメタルマスクでは、さらなる加工精度が必要となり、コスト高になることが予想される。
特に、電子機器は小型化される傾向にあることから、これに伴いメタルマスクの開口部の微細化も進んでいる。このため、特許文献1に記載されるメタルマスクでは、さらなる加工精度が必要となり、コスト高になることが予想される。
この発明は上記課題を解決するものであり、コスト高を招くことなく、端子間隔が狭い部品と端子間隔が広い部品とをそれぞれに対応するランド部に適切にはんだ接続された電子部品実装基板を製造することができる電子部品実装基板の製造方法、基板およびメタルマスクを得ることを目的とする。
この発明に係る電子部品実装基板の製造方法は、メタルマスクを基板の実装面上に配置し、メタルマスクを通して基板の実装面に設けられた第1のランド部と第2のランド部とにはんだペーストを印刷する。第1のランド部は、部品に接続され、第2のランド部は、第1のランド部よりも厚く設けられて上記部品よりも端子間隔が狭い部品に接続される。メタルマスクは、第2のランド部よりも開口寸法が拡大された開口部を有する。そして、はんだペーストが印刷された基板に電子部品を配置してから、はんだペーストを加熱溶融して電子部品を基板にはんだ接続する。
この発明によれば、端子間隔が狭い部品に接続される第2のランド部が、端子間隔が広い部品に接続される第1のランド部よりも厚く設けられ、これに対応するメタルマスクの開口部が、第2のランド部よりも開口寸法が拡大されている。
このように構成することで、基板の実装面上にメタルマスクが配置されたときに第2のランド部が上記開口部に入り込んで、メタルマスクのスキージかけ面側から第2のランド部までの距離が短くなる。これにより、メタルマスクが、端子間隔が広い部品用のマスク厚みを有していても、端子間隔が狭い部品に接続される第2のランド部にはんだペーストを塗布しやすくなる。従って、端子間隔が狭い部品と端子間隔が広い部品とをそれぞれに対応するランド部に適切にはんだ接続された電子部品実装基板を製造することができる。
また、第1のランド部と第2のランド部を基板に設けるだけの簡易な構成で実現できることから、コスト高を抑制することができる。
このように構成することで、基板の実装面上にメタルマスクが配置されたときに第2のランド部が上記開口部に入り込んで、メタルマスクのスキージかけ面側から第2のランド部までの距離が短くなる。これにより、メタルマスクが、端子間隔が広い部品用のマスク厚みを有していても、端子間隔が狭い部品に接続される第2のランド部にはんだペーストを塗布しやすくなる。従って、端子間隔が狭い部品と端子間隔が広い部品とをそれぞれに対応するランド部に適切にはんだ接続された電子部品実装基板を製造することができる。
また、第1のランド部と第2のランド部を基板に設けるだけの簡易な構成で実現できることから、コスト高を抑制することができる。
実施の形態1.
この発明の実施の形態1に係る基板1の一例とメタルマスク5を示す断面図である。
基板1は、端子間隔が広い部品と端子間隔が狭い部品とが混載される基板であり、電子部品の実装面上にランド部2とランド部3とが設けられている。
ランド部2は、この発明における第1のランド部を具体化したものであり、端子間隔が広い部品の端子がはんだ接続される。ランド部3は、この発明における第2のランド部を具体化したものであり、端子間隔が狭い部品の端子がはんだ接続される。
また、ランド部3は、図1に示すように、ランド部2よりも厚く設けられている。
この発明の実施の形態1に係る基板1の一例とメタルマスク5を示す断面図である。
基板1は、端子間隔が広い部品と端子間隔が狭い部品とが混載される基板であり、電子部品の実装面上にランド部2とランド部3とが設けられている。
ランド部2は、この発明における第1のランド部を具体化したものであり、端子間隔が広い部品の端子がはんだ接続される。ランド部3は、この発明における第2のランド部を具体化したものであり、端子間隔が狭い部品の端子がはんだ接続される。
また、ランド部3は、図1に示すように、ランド部2よりも厚く設けられている。
また、基板1の実装面上には、ソルダレジスト膜4が形成されており、ソルダレジスト膜4におけるランド部2およびランド部3のそれぞれに対応する部分が開口されている。
なお、ランド部2よりも厚いランド部3は、基板1の実装面から突出しており、はんだペースト印刷領域3aの周囲を覆うようにソルダレジスト部4aが形成されている。
ここで、はんだペースト印刷領域3aは、ランド部3上ではんだペーストが印刷される領域である。
なお、ランド部2よりも厚いランド部3は、基板1の実装面から突出しており、はんだペースト印刷領域3aの周囲を覆うようにソルダレジスト部4aが形成されている。
ここで、はんだペースト印刷領域3aは、ランド部3上ではんだペーストが印刷される領域である。
はんだペーストを印刷するときに、メタルマスク5は基板1の実装面上に配置される。
また、メタルマスク5は、マスク厚みt1を有する。このマスク厚みt1は、端子間隔が広い部品のはんだ接続に適したはんだペースト印刷厚みが得られるマスク厚みであり、例えば、150μm程度の厚みである。
なお、はんだペースト印刷厚みとは、ランド部2,3に付着したはんだペーストの高さである。さらに、端子間隔が広い部品のはんだ接続に適したはんだペースト印刷厚みは、端子間隔が広い部品とランド部2とのはんだ接続に十分な量のはんだペーストがランド部2に付着されたときのはんだペーストの高さに相当する。
また、メタルマスク5は、マスク厚みt1を有する。このマスク厚みt1は、端子間隔が広い部品のはんだ接続に適したはんだペースト印刷厚みが得られるマスク厚みであり、例えば、150μm程度の厚みである。
なお、はんだペースト印刷厚みとは、ランド部2,3に付着したはんだペーストの高さである。さらに、端子間隔が広い部品のはんだ接続に適したはんだペースト印刷厚みは、端子間隔が広い部品とランド部2とのはんだ接続に十分な量のはんだペーストがランド部2に付着されたときのはんだペーストの高さに相当する。
また、メタルマスク5には、開口部6と開口部7とが設けられる。
開口部6は、はんだペーストを印刷する際に、ランド部2に塗布されるはんだペーストが通る開口部である。開口部7は、ランド部3に塗布されるはんだペーストが通る穴部であり、開口寸法がランド部3よりも拡大されている。
メタルマスク5が基板1の実装面上に配置されたとき、図1に示すように、ランド部3とその周囲のソルダレジスト部4aとが開口部7に入り込む。すなわち、メタルマスク5における、スキージかけ面からランド部3までの距離が短くなって、端子間隔が狭い部品に接続されるランド部3にはんだペーストが塗布されやすくなる。
開口部6は、はんだペーストを印刷する際に、ランド部2に塗布されるはんだペーストが通る開口部である。開口部7は、ランド部3に塗布されるはんだペーストが通る穴部であり、開口寸法がランド部3よりも拡大されている。
メタルマスク5が基板1の実装面上に配置されたとき、図1に示すように、ランド部3とその周囲のソルダレジスト部4aとが開口部7に入り込む。すなわち、メタルマスク5における、スキージかけ面からランド部3までの距離が短くなって、端子間隔が狭い部品に接続されるランド部3にはんだペーストが塗布されやすくなる。
ここで、端子間隔が狭い部品とは、端子幅が小さく端子間隔が予め定められた規定範囲の上限値以下となる電子部品である。
例えば、端子間隔が0.65mm以下のBGA(Ball Grid Array)型のIC、端子間隔が0.4mm以下のQFN(Quad Flat Non−leaded Package)が挙げられる。
また、端子間隔が0.4mm以下のTSOP(Thin Small Outline Package)、QFP(Quad Flat Package)も含まれる。
さらに、外形寸法が0.6mm(長辺)×0.3mm(短辺)以下のチップ型の抵抗、コンデンサ、コイルなどもはんだ接合される電極が小さく、ランド部も小さくなることから、2つの端子間隔が狭くなるため、端子間隔が狭い部品に分類される。
例えば、端子間隔が0.65mm以下のBGA(Ball Grid Array)型のIC、端子間隔が0.4mm以下のQFN(Quad Flat Non−leaded Package)が挙げられる。
また、端子間隔が0.4mm以下のTSOP(Thin Small Outline Package)、QFP(Quad Flat Package)も含まれる。
さらに、外形寸法が0.6mm(長辺)×0.3mm(短辺)以下のチップ型の抵抗、コンデンサ、コイルなどもはんだ接合される電極が小さく、ランド部も小さくなることから、2つの端子間隔が狭くなるため、端子間隔が狭い部品に分類される。
端子間隔が広い部品とは、端子間隔が上記規定範囲の上限値を超える電子部品である。
この上限値はパッケージごとに変わり、BGAは0.65mm、QFNは0.4mmというようにそれぞれ設けられる。
この上限値はパッケージごとに変わり、BGAは0.65mm、QFNは0.4mmというようにそれぞれ設けられる。
まず、従来のはんだペースト印刷の課題について詳細に説明する。
図2は、メタルマスク101Aを用いて従来の基板100にはんだペーストを印刷する工程を示す断面図であり、スキージ8をかける前の状態を示している。図3は、メタルマスク101Aを用いて従来の基板100にはんだペーストを印刷する工程を示す断面図であり、図2の矢印方向にスキージ8をかけた状態を示している。また、図4は、メタルマスク101Aによりはんだペースト9が印刷された従来の基板100の一例を示す断面図である。
図2は、メタルマスク101Aを用いて従来の基板100にはんだペーストを印刷する工程を示す断面図であり、スキージ8をかける前の状態を示している。図3は、メタルマスク101Aを用いて従来の基板100にはんだペーストを印刷する工程を示す断面図であり、図2の矢印方向にスキージ8をかけた状態を示している。また、図4は、メタルマスク101Aによりはんだペースト9が印刷された従来の基板100の一例を示す断面図である。
図2および図3において、メタルマスク101Aは、端子間隔が広い部品のはんだ接続に適したはんだペースト印刷厚みh1が得られるマスク厚みt1を有している。
また、基板100は、端子間隔が広い部品と端子間隔が狭い部品とが混載される基板である。ここで、端子間隔が広い部品には、例えば、端子間隔が0.8mm以上のBGA型ICが挙げられる。端子間隔が狭い部品としては、例えば、端子間隔が0.65mm以下のBGA型ICがある。
また、基板100は、端子間隔が広い部品と端子間隔が狭い部品とが混載される基板である。ここで、端子間隔が広い部品には、例えば、端子間隔が0.8mm以上のBGA型ICが挙げられる。端子間隔が狭い部品としては、例えば、端子間隔が0.65mm以下のBGA型ICがある。
メタルマスク101Aには、端子間隔が広い部品用の開口部6と端子間隔が狭い部品用の開口部7aとが形成されている。開口部6は、端子間隔が広い部品をランド部2にはんだ接続するためのはんだペースト9を通す穴部であり、マスク厚み方向にスキージかけ面側から印刷面側へ貫通されている。また、開口部7aは、端子間隔が狭い部品をランド部10にはんだ接続するためのはんだペースト9を通す穴部であり、マスク厚み方向にスキージかけ面側から印刷面側へ貫通されている。
端子間隔が広い部品の端子幅は、端子間隔が狭い部品の端子幅よりも大きいことから、開口部6は、図2に示すように、端子幅の大きさの違いに応じて開口部7aよりも大きい開口寸法で形成されている。開口部7aの開口寸法が小さすぎると、図3に示すように、スキージかけ面にスキージ8をかけたときに、開口部6には、はんだペースト9がランド部2に付着するまで充填されるが、開口部7aには、はんだペースト9がランド部10に付着するまで充填されない。この場合、図4に示すように、ランド部2には、はんだペースト9によってはんだ印刷部9aが形成されるが、ランド部10には、はんだペースト9がない状態となる。
ここで、はんだ印刷部9aは、はんだペースト印刷厚みh1を有しており、端子間隔が広い部品の端子とランド部2とのはんだ接続に十分な量のはんだペースト9で形成されている。一方、ランド部10には、図4に示すように、はんだペースト9が付着しないか、はんだペースト9が付着した場合であっても、端子間隔が狭い部品の端子とランド部10とのはんだ接続に十分な付着量にはならない。このため、はんだ接続不良が発生するか、あるいは、はんだ接続強度が弱く、外力の印加によってはんだ接続部が破断する可能性がある。
図5は、メタルマスク101Bを用いて従来の基板100にはんだペーストを印刷する工程を示す断面図であり、スキージ8をかける前の状態を示している。図6は、メタルマスク101Bを用いて従来の基板100にはんだペーストを印刷する工程を示す断面図であり、図5の矢印方向にスキージ8をかけた状態を示している。また、図7は、メタルマスク101Aによりはんだペースト9が印刷された従来の基板100の一例を示す断面図である。
図5および図6において、メタルマスク101Bは、端子間隔が狭い部品のはんだ接続に適したはんだペースト印刷厚みh2が得られるマスク厚みt2を有している。
マスク厚みt2は、例えば、マスク厚みt1よりも薄い、120μmあるいは80μm程度の厚みである。
マスク厚みt2は、例えば、マスク厚みt1よりも薄い、120μmあるいは80μm程度の厚みである。
メタルマスク101Bには、端子間隔が広い部品用の開口部6aと端子間隔が狭い部品用の開口部7bとが形成されている。開口部6aは、端子間隔が広い部品をランド部2にはんだ接続するためのはんだペースト9を通す穴部であって、開口部6と同様に、マスク厚み方向にスキージかけ面側から印刷面側へ貫通されている。開口部7bは、端子間隔が狭い部品をランド部10にはんだ接続するためのはんだペースト9を通す孔部であって、開口部7aと同様にマスク厚み方向にスキージかけ面側から印刷面側へ貫通されている。
図6に示すように、スキージかけ面にスキージ8をかけたときに、はんだペースト9は、開口部6aと開口部7bの双方に充填されてランド部2とランド部10に付着する。
これにより、図7に示すように、はんだ印刷部9bがランド部2に形成され、はんだ印刷部9cがランド部10に形成される。
はんだ印刷部9cは、端子間隔が狭い部品とランド部10とのはんだ接続に十分な量でかつ隣り合う端子間がはんだで短絡されない程度に付着されたはんだペースト9によって形成されている。このはんだ印刷部9cの高さがはんだペースト印刷厚みh2である。
これにより、図7に示すように、はんだ印刷部9bがランド部2に形成され、はんだ印刷部9cがランド部10に形成される。
はんだ印刷部9cは、端子間隔が狭い部品とランド部10とのはんだ接続に十分な量でかつ隣り合う端子間がはんだで短絡されない程度に付着されたはんだペースト9によって形成されている。このはんだ印刷部9cの高さがはんだペースト印刷厚みh2である。
はんだ印刷部9bは、はんだペースト印刷厚みh2を有しており、図4に示したはんだ印刷部9aよりも少ない付着量のはんだペースト9で形成されている。
このため、はんだ印刷部9bの加熱溶融で形成されたはんだ接続部は、はんだ接続強度が弱くなり、外力の印加によって破断する可能性がある。
また、端子間隔が広い部品は一般的に部品自体も大きく、部品の反り量は、端子間隔が狭い部品よりも大きい。従って、はんだペースト印刷厚みが薄いと、部品を基板100に配置しても、部品の反りによって部品の端子とランド部2,10とが離れて端子がはんだ印刷部9b,9cと十分に接触しない場合がある。この場合、はんだ接続不良が発生するか、あるいは、はんだ接続強度が弱く、外力の印加によってはんだ接合部が破断する可能性がある。
このため、はんだ印刷部9bの加熱溶融で形成されたはんだ接続部は、はんだ接続強度が弱くなり、外力の印加によって破断する可能性がある。
また、端子間隔が広い部品は一般的に部品自体も大きく、部品の反り量は、端子間隔が狭い部品よりも大きい。従って、はんだペースト印刷厚みが薄いと、部品を基板100に配置しても、部品の反りによって部品の端子とランド部2,10とが離れて端子がはんだ印刷部9b,9cと十分に接触しない場合がある。この場合、はんだ接続不良が発生するか、あるいは、はんだ接続強度が弱く、外力の印加によってはんだ接合部が破断する可能性がある。
そこで、実施の形態1に係る電子部品実装基板の製造方法において、基板1は、端子間隔が広い部品に接続されるランド部2と、このランド部2よりも厚く設けられて端子間隔が狭い部品に接続されるランド部3とを備えている。メタルマスク5が、端子間隔が広い部品のはんだ接続に適したマスク厚みt1を有しており、ランド部3に対応する開口部7が、ランド部3よりも開口寸法が拡大されている。
このように構成することで、基板1の実装面上にメタルマスク5が配置されたときに、ランド部3が開口部7に入り込むことで、スキージかけ面側からランド部3までの距離が短くなる。これにより、メタルマスク5が、端子間隔が広い部品用のマスク厚みt1を有していても、端子間隔が狭い部品に接続されるランド部3にはんだペースト9を塗布しやすくなる。従って、端子間隔が狭い部品とこれに対応するランド部3との間および端子間隔が広い部品とこれに対応するランド部2との間が適切にはんだ接続された電子部品実装基板を製造することができる。
また、ランド部の高さは、ランド部のメッキ厚みを厚くするなどで容易に変えることができるため、ランド部2とランド部3を基板1に設けるだけの簡易な構成で実現できる。これにより、コスト高を抑制することができる。
このように構成することで、基板1の実装面上にメタルマスク5が配置されたときに、ランド部3が開口部7に入り込むことで、スキージかけ面側からランド部3までの距離が短くなる。これにより、メタルマスク5が、端子間隔が広い部品用のマスク厚みt1を有していても、端子間隔が狭い部品に接続されるランド部3にはんだペースト9を塗布しやすくなる。従って、端子間隔が狭い部品とこれに対応するランド部3との間および端子間隔が広い部品とこれに対応するランド部2との間が適切にはんだ接続された電子部品実装基板を製造することができる。
また、ランド部の高さは、ランド部のメッキ厚みを厚くするなどで容易に変えることができるため、ランド部2とランド部3を基板1に設けるだけの簡易な構成で実現できる。これにより、コスト高を抑制することができる。
図8は、実施の形態1に係る基板1の一例とメタルマスク5とを示す図である。
図8に示すランド部3は、端子間隔が広い部品用のマスク厚みt1と端子間隔が狭い部品用のマスク厚みt2との差の分だけランド部2よりも厚く設けられている。
例えば、メタルマスク5がマスク厚みt1を有しており、このt1が150μmであるものとする。この基板1に実装される、端子間隔が狭い部品に推奨されるメタルマスクの厚みが120μmである場合、ランド部3は、差分Δt=150μm−120μm=30μmだけ、ランド部2よりも厚く形成される。
図8に示すランド部3は、端子間隔が広い部品用のマスク厚みt1と端子間隔が狭い部品用のマスク厚みt2との差の分だけランド部2よりも厚く設けられている。
例えば、メタルマスク5がマスク厚みt1を有しており、このt1が150μmであるものとする。この基板1に実装される、端子間隔が狭い部品に推奨されるメタルマスクの厚みが120μmである場合、ランド部3は、差分Δt=150μm−120μm=30μmだけ、ランド部2よりも厚く形成される。
また、端子間隔が広い部品は、端子間隔P1が0.8mmのBGA型IC11であり、端子間隔が狭い部品は、端子間隔P2が0.5mmのBGA型IC12とする。BGA型IC11の端子には、はんだボール部11aが形成されており、BGA型IC12の端子には、はんだボール部12aが形成されている。BGA型IC11の端子幅は、BGA型IC12の端子幅よりも広いことから、はんだボール部11aは、はんだボール部12aよりも大きく形成されている。
BGA型IC12を実装するためのランド部3におけるはんだペースト印刷領域3aの周囲を覆うソルダレジスト部4aは、開口径D1=0.25mmで開口しており、ソルダレジスト部4aの幅W1が0.3mmとなっている。この場合、メタルマスク5における開口部7の開口径D2を0.35mmとすれば、ソルダレジスト部4aを含むランド部3を開口部7に入れることができる。また、ランド部3は、ランド部2よりもマスク厚みの差分Δt(=30μm)だけ厚く形成されているので、開口部7における実質的なマスク厚みが120μm程度になる。
メタルマスク5を基板1の実装面上に配置し、はんだペースト9をスキージかけ面上にのせてスキージ8をかける。これにより、開口部6には、はんだペースト9がランド部2に付着するまで充填される。開口部7には、ソルダレジスト部4aを含むランド部3上にはんだペースト9が充填される。このとき、はんだペースト9は、ソルダレジスト部4aの開口部を介してランド部3に付着する。
次に、メタルマスク5を取り外すことで、ランド部2には、図4で示したはんだ印刷部9aが形成され、ランド部3におけるはんだペースト印刷領域3a上には、図7で示したはんだ印刷部9cが形成される。
はんだ印刷部9aは、前述したように端子間隔が広い部品のはんだ接続に適したはんだペースト印刷厚みh1を有しており、部品の端子とランド部2とのはんだ接続に十分な量のはんだペースト9で形成されている。
はんだ印刷部9cは、端子間隔が狭い部品のはんだ接続に適したはんだペースト印刷厚みh2を有している。すなわち、はんだ印刷部9cは、端子間隔が狭い部品とランド部3とのはんだ接続に十分な付着量であり、かつ隣り合う端子間がはんだで短絡されない程度の付着量のはんだペースト9で形成されている。
はんだ印刷部9aは、前述したように端子間隔が広い部品のはんだ接続に適したはんだペースト印刷厚みh1を有しており、部品の端子とランド部2とのはんだ接続に十分な量のはんだペースト9で形成されている。
はんだ印刷部9cは、端子間隔が狭い部品のはんだ接続に適したはんだペースト印刷厚みh2を有している。すなわち、はんだ印刷部9cは、端子間隔が狭い部品とランド部3とのはんだ接続に十分な付着量であり、かつ隣り合う端子間がはんだで短絡されない程度の付着量のはんだペースト9で形成されている。
続いて、はんだボール部11aが、はんだ印刷部9aを介してランド部2に重なるように、BGA型IC11を基板1に配置し、はんだボール部12aが、はんだ印刷部9cを介してランド部3に重なるように、BGA型IC12を基板1に配置する。
この後、基板1をリフロー炉などに通してはんだ印刷部9a,9cを加熱溶融することにより、BGA型IC11とBGA型IC12が基板1上に実装される。
このようにして端子間隔が広い部品と端子間隔が狭い部品とが適切にはんだ接続された電子部品実装基板を製造することができる。
この後、基板1をリフロー炉などに通してはんだ印刷部9a,9cを加熱溶融することにより、BGA型IC11とBGA型IC12が基板1上に実装される。
このようにして端子間隔が広い部品と端子間隔が狭い部品とが適切にはんだ接続された電子部品実装基板を製造することができる。
以上のように、実施の形態1に係る基板1は、端子間隔が狭い部品に接続されるランド部3が、端子間隔が広い部品に接続されるランド部2よりも厚く設けられて、これに対応するメタルマスク5の開口部7が、ランド部3よりも開口寸法が拡大されている。
このように構成することで、基板1の実装面上にメタルマスク5が配置されたときに、ランド部3が開口部7に入り込んで、メタルマスク5におけるスキージかけ面側からランド部3までの距離が短くなる。これにより、メタルマスク5が、端子間隔が広い部品用のマスク厚みt1を有していても、端子間隔が狭い部品に接続されるランド部3にはんだペースト9を塗布しやすくなる。従って、端子間隔が狭い部品とこれに対応するランド部3との間および端子間隔が広い部品とこれに対応するランド部2との間が適切にはんだ接続された電子部品実装基板を製造することができる。
また、ランド部2とランド部3とを基板1に設けるだけの簡易な構成で実現できることから、コスト高を抑制することができる。
このように構成することで、基板1の実装面上にメタルマスク5が配置されたときに、ランド部3が開口部7に入り込んで、メタルマスク5におけるスキージかけ面側からランド部3までの距離が短くなる。これにより、メタルマスク5が、端子間隔が広い部品用のマスク厚みt1を有していても、端子間隔が狭い部品に接続されるランド部3にはんだペースト9を塗布しやすくなる。従って、端子間隔が狭い部品とこれに対応するランド部3との間および端子間隔が広い部品とこれに対応するランド部2との間が適切にはんだ接続された電子部品実装基板を製造することができる。
また、ランド部2とランド部3とを基板1に設けるだけの簡易な構成で実現できることから、コスト高を抑制することができる。
また、実施の形態1に係る基板1において、ランド部3は、端子間隔が広い部品用のマスク厚みt1と端子間隔が狭い部品用のマスク厚みt2との差の分だけランド部2よりも厚く設けられている。また、メタルマスク5は、端子間隔が広い部品用のマスク厚みt1を有する。このように構成することで、ランド部3に対応する開口部7では、実質的に、端子間隔が狭い部品用のマスク厚みとなる。これにより、端子間隔が狭い部品とランド部3とのはんだ接続に十分な付着量かつ隣り合う端子間を短絡しない程度の付着量ではんだペースト9をランド部3に印刷することができる。
実施の形態2.
図9は、この発明の実施の形態2に係るメタルマスク5Aの一例と基板1を示す断面図である。実施の形態1に示したメタルマスク5では、その開口部6,7をマスク厚み方向に垂直な穴部としたが、実施の形態2に係るメタルマスク5Aでは、図9に示すように、開口部7aが、基板1の実装面に向かって開口寸法が拡大されている。すなわち、メタルマスク5Aの開口部7aには、基板1の実装面に向かってテーパ状に拡径されたテーパ部13が形成されている。
図9は、この発明の実施の形態2に係るメタルマスク5Aの一例と基板1を示す断面図である。実施の形態1に示したメタルマスク5では、その開口部6,7をマスク厚み方向に垂直な穴部としたが、実施の形態2に係るメタルマスク5Aでは、図9に示すように、開口部7aが、基板1の実装面に向かって開口寸法が拡大されている。すなわち、メタルマスク5Aの開口部7aには、基板1の実装面に向かってテーパ状に拡径されたテーパ部13が形成されている。
端子間隔が狭い部品が、端子間隔P2が0.50mmのBGA型IC12である場合、メタルマスク5における開口部7の開口径D2が0.35mmであると、開口部7のクリアランスは、0.50mm−0.35mm=0.15mmしか形成されない。
このとき、ソルダレジスト部4aの幅W1が0.35mm以上である基板1では、開口部7にランド部3が入らなくなる。また、ランド部3が入るように開口部7を拡げると、隣り合う開口部7同士が接触するか、メタルマスク5が破壊される可能性がある。
このとき、ソルダレジスト部4aの幅W1が0.35mm以上である基板1では、開口部7にランド部3が入らなくなる。また、ランド部3が入るように開口部7を拡げると、隣り合う開口部7同士が接触するか、メタルマスク5が破壊される可能性がある。
そこで、実施の形態2に係るメタルマスク5Aでは、BGA型IC12に対応する開口部7aを基板1の実装面に向かってテーパ状に拡径している。
図9の例では、開口部7aにおけるスキージかけ面側の開口径D3は、はんだペースト印刷領域3aより大きく、ソルダレジスト部4aの幅よりも小さい。
一方、開口部7aに連通する印刷面側の穴部は、基板1の実装面に向かって開口寸法が徐々に拡大されている。このように構成することで、開口部7aにおけるスキージかけ面側の開口径D3を拡大することなく、開口部7aにランド部3が入るようになる。
図9の例では、開口部7aにおけるスキージかけ面側の開口径D3は、はんだペースト印刷領域3aより大きく、ソルダレジスト部4aの幅よりも小さい。
一方、開口部7aに連通する印刷面側の穴部は、基板1の実装面に向かって開口寸法が徐々に拡大されている。このように構成することで、開口部7aにおけるスキージかけ面側の開口径D3を拡大することなく、開口部7aにランド部3が入るようになる。
図10は、実施の形態2の変形例であるメタルマスク5Bと基板1Aとを示す断面図である。図10に示す基板1Aでは、はんだペースト印刷領域3aの周囲を覆うソルダレジスト部4bが、基板1の実装面に平行方向な寸法が、メタルマスク5Bのスキージかけ面に向かって縮小されている。メタルマスク5Bにおける開口部7bは、ランド部3に対応する開口部であり、基板1の実装面に向かってテーパ状に拡径されたテーパ部13が形成されている。
図8に示したメタルマスク5では、開口部7の開口径D2がソルダレジスト部4aの幅W1よりも拡大されていた。このため、はんだペースト印刷において、はんだペースト印刷領域3aの周囲の広範囲にはんだペーストが塗布されることになる。
これに対して、基板1Aおよびメタルマスク5Bでは、ソルダレジスト部4bが先細りの形状になっているので、開口部7bのスキージかけ面側の開口径D4を、図9に示した開口径D3よりも縮小することができる。
これにより、はんだペースト印刷において、はんだペースト印刷領域3aの周囲に広範囲にはんだペーストが塗布されることを防止できる。
これに対して、基板1Aおよびメタルマスク5Bでは、ソルダレジスト部4bが先細りの形状になっているので、開口部7bのスキージかけ面側の開口径D4を、図9に示した開口径D3よりも縮小することができる。
これにより、はんだペースト印刷において、はんだペースト印刷領域3aの周囲に広範囲にはんだペーストが塗布されることを防止できる。
以上のように、実施の形態2に係るメタルマスク5A,5Bにおいて、基板1におけるランド部3に対応する開口部7a,7bは、基板1の実装面に向かって開口寸法が拡大されている。このように構成することで、開口部7aにおける実質的なマスク厚みを、端子間隔が狭い部品用のマスク厚みとすることができる。これにより、端子間隔が狭い部品とランド部3とのはんだ接続に十分な付着量かつ隣り合う端子間を短絡しない程度の付着量ではんだペーストをランド部3に印刷することができる。
また、実施の形態2に係る基板1Aにおいて、ランド部3におけるはんだペースト印刷領域3aの周囲を覆うソルダレジスト部4bは、基板1の実装面に平行方向な寸法がメタルマスク5Bのスキージをかける側の面に向かって縮小されている。このように構成することで、はんだペースト印刷において、はんだペースト印刷領域3aの周囲に広範囲にはんだペーストが塗布されることを防止できる。
このようにすることで、より端子間隔が狭い部品を使用しても、メタルマスクの厚みを変える必要がなく、端子間隔が広い部品の実装性を調べる必要もなくなって、端子間隔が狭い部品のメタルマスクの開口穴の大きさを決定するだけで済む。これにより、端子間隔が狭い部品を使用しやすくなる。
なお、本発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
1,1A,100 基板、2,3,10 ランド部、3a はんだペースト印刷領域、4 ソルダレジスト膜、4a,4b ソルダレジスト部、5,5A,5B,101A,101B メタルマスク、6,6a,7,7a,7b 開口部、8 スキージ、9 はんだペースト、9a〜9c はんだ印刷部、11,12 BGA型IC、11a,12a はんだボール部。
Claims (6)
- 部品に接続される第1のランド部と、当該第1のランド部よりも厚く設けられて前記部品よりも端子間隔が狭い部品に接続される第2のランド部とを有する基板の実装面上に、前記第2のランド部よりも開口寸法が拡大された開口部を有するメタルマスクを配置し、当該メタルマスクを通して前記第1のランド部と前記第2のランド部とにはんだペーストを印刷するステップと、
前記第1のランド部と前記第2のランド部とにはんだペーストが印刷された前記基板に電子部品を配置するステップと、
前記第1のランド部と前記第2のランド部とに印刷されたはんだペーストを加熱溶融して前記電子部品を前記基板にはんだ接続するステップと
を備えたことを特徴とする電子部品実装基板の製造方法。 - 前記メタルマスクは、前記第1のランド部に接続される前記部品のはんだ接続に適したはんだペースト印刷厚みが得られるマスク厚みを有しており、
前記第2のランド部は、当該部品のはんだ接続に適したはんだペースト印刷厚みが得られるマスク厚みと、当該部品よりも端子間隔が狭い部品のはんだ接続に適したはんだペースト印刷厚みが得られるマスク厚みとの差の分だけ、前記第1のランド部よりも厚く設けられていることを特徴とする請求項1記載の電子部品実装基板の製造方法。 - 前記メタルマスクにおける、前記第2のランド部に対応する開口部は、前記基板の実装面に向かって開口寸法が拡大されていることを特徴とする請求項1または請求項2記載の電子部品実装基板の製造方法。
- 前記第2のランド部のはんだペースト印刷領域の周囲を覆うソルダレジスト部は、前記基板の実装面に平行方向な寸法が前記メタルマスクのスキージをかける側の面に向かって縮小されていることを特徴とする請求項3記載の電子部品実装基板の製造方法。
- 電子部品の実装面上に設けられ、部品に接続される第1のランド部と、
電子部品の実装面上に前記第1のランド部よりも厚く設けられて、前記部品よりも端子間隔が狭い部品に接続される第2のランド部と
を備えたことを特徴とする基板。 - 請求項5記載の基板の実装面上に配置され、
部品に接続される第1のランド部に対応する第1の開口部と、
前記部品よりも端子間隔が狭い部品に接続される第2のランド部に対応する第2の開口部とを備え、
前記第2の開口部は、基板の実装面に向かって開口寸法が拡大されていること
を特徴とするメタルマスク。
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JP2016114326A JP2017220574A (ja) | 2016-06-08 | 2016-06-08 | 電子部品実装基板の製造方法、基板およびメタルマスク |
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- 2016-06-08 JP JP2016114326A patent/JP2017220574A/ja active Pending
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