JP3136997U - 電子部品の三次元実装構造 - Google Patents

Abstract

【課題】マザーボードプリント板にモジュールプリント板、モジュールプリント板上に搭載する電子部品及びマザーボードプリント板に搭載する電子部品を精度よく半田バンプの破損なく一括実装及び一括半田リフローを実施することができる三次元実装構造の提供。
【解決手段】マザーボードプリント板とモジュールプリント板を接合する半田バンプを円錐形の挿入固定構造と球形の保護構造を有するコアを内蔵した半田バンプ構造とし、固定治具、位置読みとりマークにより実装位置ずれ精度を確保し、実装機の搭載ノズルの衝撃で半田バンプの破損なく、電子部品を一括実装及び一括半田リフローを実施することができる電子部品の三次元実装構造とした。
【選択図】図１

Description

モジュールプリント板をマザーボードプリント板に位置ずれ及び破損の防止構造を持つ半田バンプを使用し搭載する電子部品の三次元実装構造に関する。

プリント配線板の最小面積に製造原価を抑えて、電子部品を搭載する方法として、アナログ回路やロジック周辺回路などのディスクリート部品はマザーボードプリント板上またはモジュールプリント板などに搭載しコネクタなどの接合部品などを使用し電気的接続を行っていた。

また、ロジック回路などのＬＳＩ化の容易な電子回路は、ＬＳＩのベアチップをベアチップ上のパットとプリント配線板上のパットにワイアボンディングで接続しＬＳＩとプリント配線板との電気的接続を行っていた。

あるいは、電子部品と半田バンプをモジュールプリント配線板にあらかじめリフロー半田付し、マザーボードプリント板に電子部品とモジュールプリント板を搭載しリフロー半田付けし電気的接続を行っていた。

特開２００４−２４７６３７号公報

しかしながら、上記のような電子部品の三次元実装構造ではモジュールプリント板に搭載される電子部品とモジュールプリント板及びマザーボードプリント板に搭載される電子部品を一括実装及び一括フロー半田付けを行う場合、搭載時に位置精度を出せないことと、半田バンプを破損するという問題があった。

本考案は、モジュールプリント板に搭載される電子部品とモジュールプリント板及びマザーボードプリント板に搭載される電子部品を搭載時に位置精度を確保し、半田バンプの破損がなく、一括搭載、一括リフロー半田する電子部品の三次元実装構造を提供することを目的とする。

本考案は、モジュールプリント板とマザーボードプリント板を接合する半田バンプの一部に、球形の中心部と前記中心部の両端に円錐形の突起をもった形状からなる金属などのコア材に半田メッキを施した半田バンプを使用し、前記円錐形の突起を利用して前記半田バンプをモジュールプリント板に精度よく挿入、固定する固定冶具によりモジュールプリント板に前記半田バンプを精度よく固定した後、実装機によりマザーボードプリント板にモジュールプリント板を実装すると共に同一の実装機でマザーボードプリント板とモジュールプリント板に一括して電子部品を搭載する際に、モジュールプリント板、マザーボードプリント板及び半田バンプの製造寸法許容差による実装位置ずれを補正するためマザーボードプリント板及びモジュールプリント板に設けた位置読みとりマークを測定して、電子部品の実装座標を補正し搭載することを特徴とする電子部品の三次元実装構造である。

また、前記半田バンプの球形の中心部はマザーボードプリント板とモジュールプリント板を一定の距離に保ち、モジュールプリント板に実装機で電子部品を搭載する際の衝撃で他の半田バンプの破損を防ぐように作用することを特徴とする。

以上のような半田バンプの固定、位置補正、半田バンプ破損防止構造により、マザーボードプリント板にモジュールプリント板とマザーボードプリント板及びモジュールプリント板に搭載する電子部品を同一実装機で一括搭載、一括リフロー半田して三次元実装できる。

本考案の電子部品の三次元実装構造によれば、装置内の高集約回路や電気的に分離に必要な電子回路をモジュールプリント板に搭載し、マザーボードプリント板に多層プリント板を採用することなく高密度実装と安価なプリント配線板を提供し、モジュールプリント板に搭載される電子部品とモジュールプリント板及びマザーボードプリント板に搭載される電子部品を同一実装機で一括搭載し、一括してリフロー半田付することで製造コストの低減を図る効果がある。

以下、図面を参照して、本考案の実施の形態について詳細を説明する。

図１は、本考案に係わる実施形態の電子部品の三次元実装構造を説明した断面図および平面図である。図１（a）は平面図、図１（ｂ）はＡ−Ａ線に沿った断面図である。モジュールプリント板３とマザーボードプリント板８を固定接合する固定用半田バンプ１、接合用半田バンプ７、モジュールプリント板３とマザーボードプリント板８上の電子部品１０で構成され、それぞれリフロー半田により接合されている。

図２は、固定用半田バンプ１の断面図である。金属などのコア部２に半田メッキを施している。また、球形の接合用半田バンプ保護部１３と先端に丸みを持った円錐形のモジュールプリント板位置合わせ部１４を持っている。

図３は、モジュールプリント板３の断面図である。図３（ａ）は、モジュールプリント板３の構造を示し、固定用半田バンプを搭載する固定用半田バンプランド４、接合用半田バンプを搭載する接合用半田バンプランド１６、電子部品を搭載する電子部品ランド１５、実装機で位置を読みとる位置読みとりマーク１１を有する。図３（ｂ）は、固定用半田バンプランド４と接合用半田バンプランド１６にクリーム半田５を印刷した工程を示している。

図４は、モジュールプリント板３に固定用半田バンプ１を搭載する製造工程と構造を示す断面図である。図４（ａ）は、固定治具６の構造を示し、固定用半田バンプ固定穴１８及びモジュールプリント板固定部１７を有している。図４（ｂ）は、固定用半田バンプ１を固定する構造を示し、固定治具６の固定用半田バンプ固定穴１８に固定用半田バンプ１を挿入固定した工程を示す。図４（ｃ）は、モジュールプリント板３を挿入固定する構造を示し、モジュールプリント板固定部１７で、モジュールプリント板３の端面をガイド・固定し、固定用半田バンプ１を横ずれ無く搭載可能としている。図２に示す先端に丸みを持った円錐形のモジュールプリント板位置合わせ部１４の形状により固定用半田バンプ１がモジュールプリント板３の固定用半田バンプランド４にずれなく搭載することが出来る。図４（ｄ）は、図４（ｃ）で固定したモジュールプリント板３に半田リフローを施した工程を示し、固定用半田バンプ１が固定用半田バンプランド４に接合され、図３（ｂ）に示す接合用半田バンプランド１６に印刷されたクリーム半田５により接合用半田バンプ７が形成される。図４（ｅ）は、固定治具６からモジュールプリント板３を取り外し固定用半田バンプ１と接合用半田バンプ７形成が完了した状態を示す。図４（ｆ）は、電子部品ランド１５にクリーム半田５を印刷した工程を示す。

図５は、マザーボードプリント板８の断面図である。図５（ａ）は、マザーボードプリント板８の構造を示し、固定用半田バンプ１を搭載する固定用半田バンプランド４、接合用半田バンプを搭載する接合用半田バンプランド１６、電子部品を搭載する電子部品ランド１５、実装機で位置を読みとる位置読みとりマーク１１を有する。図５（ｂ）は、固定用半田バンプランド４と接合用半田バンプランド１６と電子部品ランド１５にクリーム半田５を印刷した工程を示す。

図６は、マザーボードプリント板８上に電子部品１０、図４（ｆ）に示した状態のモジュールプリント板３とモジュールプリント板３上に電子部品１０を搭載する製造工程を示す断面図である。図６（ａ）は、マザーボードプリント板８上に電子部品１０を実装機の吸着ノズル９で搭載している工程を示す。図６（ｂ）は、マザーボードプリント板８上に実装機の吸着ノズル９で固定用半田バンプ１と接合用半田バンプ７を搭載したモジュールプリント板３を吸着し、先端に丸みを持った円錐形のモジュールプリント板位置合わせ部１４を有する固定用半田バンプ１を固定用半田バンプランド４に精度よく搭載している工程を示す。

図６（ｃ）は、実装機のカメラ１２でマザーボードプリント板８とモジュールプリント板３の位置読みとりマーク１１を読みとり、マザーボードプリント板８とモジュールプリント板３の実装ずれを測定している工程を示す。図６（ｄ）は、モジュールプリント板３に電子部品１０を図６（ｃ）で測定したマザーボードプリント板８とモジュールプリント板３の実装ずれを計算して搭載座標を変換し実装機の吸着ノズル９で搭載している工程を示す。また、球形の接合用半田バンプ保護部１３でマザーボードプリント板８とモジュールプリント板３の距離を一定に固定し、モジュールプリント板３に電子部品１０を実装機の吸着ノズル９で搭載する際の衝撃から接合用半田バンプ７を保護している。

上記図６（ａ）〜（ｄ）の製造工程でマザーボードプリント板８上の電子部品１０と固定用半田バンプ１と接合用半田バンプ７を搭載したモジュールプリント板３とモジュールプリント板３上の電子部品１０を同一の実装機にて一括搭載している。図６（ｅ）は、モジュールプリント板３とマザーボードプリント板８を固定接合する固定用半田バンプ１、接合用半田バンプ７、モジュールプリント板３とマザーボードプリント板８に搭載した電子部品１０を一括リフロー半田し接合している工程を示す。

以上好ましい実施の状態を説明したが、モジュールプリント配線板及びマザーボードプリント配線板の位置固定用半田バンプコアは本考案の上記の実施形態に限定されるものではなく、さまざまな変更が可能である。たとえば、コア部の形状は問えば円柱形状などでもよい。コア部の材質は樹脂やアルミなどであってもよい。

本考案の実施の形態の電子部品の三次元実装構造を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。 固定用半田バンプの構造を説明した断面図である。 モジュールプリント板の構造を説明した断面図である。 モジュールプリント板に固定用半田バンプを搭載する製造工程と構造を示す断面図である。 マザーボードプリント板の構造を説明した断面図である。 マザーボードプリント板に電子部品とモジュールプリント板を搭載する製造工程と構造を示す断面図である。

符号の説明

１ 固定用半田バンプ
２ コア部
３ モジュールプリント板
４ 固定用半田バンプランド
５ クリーム半田
６ 固定治具
７ 接合用半田バンプ
８ マザーボードプリント板
９ 吸着ノズル
１０ 電子部品
１１ 位置読みとりマーク
１２ カメラ
１３ 接合用半田バンプ保護部
１４ モジュールプリント板位置合わせ部
１５ 電子部品ランド
１６ 接合用半田バンプランド
１７ モジュールプリント板固定部
１８ 固定用半田バンプ固定穴

Claims (1)

1. 球形の中心部と前記中心部の両端に円錐形の突起をもった形状からなる金属などのコア材に半田メッキを施した半田バンプと、前記円錐形の突起を利用して前記半田バンプをモジュールプリント板に精度よく挿入、固定する固定冶具と、実装機によりマザーボードプリント板にモジュールプリント板を実装すると共に同一の実装機でマザーボードプリント板とモジュールプリント板に一括して電子部品を搭載する際に、搭載座標を補正するための位置読みとりマークを有し、前記半田バンプの球形の中心部はマザーボードプリント板とモジュールプリント板を一定の距離に保ち、モジュールプリント板に実装機で電子部品を搭載する際の衝撃で他の半田バンプの破損を防ぐように作用することを特徴とする電子部品の三次元実装構造。

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