JP3896696B2 - 電子部品の実装方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、回路基板上の所定の実装領域に電子部品をマスク印刷により塗布された接着剤で実装する電子部品の実装方法に関する。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】
近年、回路基板上の実装領域にマスク印刷により接着剤を塗布し、その接着剤が塗布された実装領域に電子部品を搭載することによって、回路基板上に電子部品を実装する実装方法が考えられている。
【0003】
ところで、この場合、マスク印刷で使用するマスクの開口部にあってスキ−ジの移動方向の幅が比較的大きいと、接着剤が回路基板上に塗布されるにあたって、スキ−ジの移動方向の幅が比較的大きく塗布されるようになり、そうなると、図10に示すように、スキージ1がマスク2上を移動したときに、回路基板3上に塗布された接着剤4の一部、特には、中央部分の接着剤が抉り取られてしまう虞がある。そのため、マスク2の開口部5の幅(図10中、wにて示す)は、ある程度の大きさ(例えば約2.5mm以下)に制限する必要が想定される。
【0004】
また、このような事情から、回路基板上に電子部品を接着剤で実装するにあたって、その電子部品の実装面積が比較的大きい場合には、図11に示すように、マスク6にあって実装領域に対応する領域(図11中、二点鎖線Aにて示す領域)に、上述したような条件を満たす複数(図11では4個)の矩形の開口部6a〜6dを形成し、このようなマスク6を使用することによって、図12に示すように、回路基板7上の実装領域(図12中、二点鎖線Bにて示す領域)に接着剤を分割して塗布する方法が考えられる。
【0005】
このような実装方法では、回路基板7上に接着剤を分割して塗布したのち、電子部品8を搭載すると、分割塗布された接着剤9〜12(図12中、斜線を付して示している)にそれぞれ圧力が加わることによって、接着剤9〜12が広がるようになる。ところが、このとき、最初に、実装領域の端側に塗布された部分が隣接する接着剤9〜12に連結してしまうと(図12中、(c),(d)参照)、回路基板7、電子部品8および接着剤13との間に空気が残留して気泡(ボイド)14が発生し(図12中、(e),(f)参照)、場合によっては、その気泡14の膨張および収縮に起因して、回路基板7と電子部品8との間の機械的な接続強度が低下するという虞がある。
【0006】
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、回路基板上に電子部品を接着剤で実装するにあたって、回路基板と電子部品との間に気泡が発生することを未然に防止でき、その気泡に起因した不具合の発生を効果的に防止できる電子部品の実装方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載した電子部品の実装方法によれば、まず、接着剤を実装領域に塗布する塗布工程が行われる。このとき、この塗布工程で使用するマスクは、実装領域に対応した領域に、開口部同士の間に位置するマスク部における実装領域に対応した端側が中央側よりも幅広となるように複数の開口部が形成されており、つまり、マスク部が、その実装領域に対応した中央側が相対的に幅狭に形成され、その実装領域に対応した端側が相対的に幅広に形成されている。そのため、接着剤は、実装領域の中央側では隣接する接着剤との間隔が相対的に小さく塗布されるようになり、実装領域の端側では隣接する接着剤との間隔が相対的に大きく塗布されるようになる。
【0008】
次いで、この塗布工程が行われたのちに、電子部品を実装領域に搭載する搭載工程が行われる。このとき、上述した塗布工程が行われたことによって、接着剤は、実装領域の中央側では隣接する接着剤との間隔が相対的に小さく塗布され、実装領域の端側では隣接する接着剤との間隔が相対的に大きく塗布されているので、この搭載工程が行われるにあたって、分割塗布された接着剤は、最初に、実装領域の中央側の部分が隣接する接着剤と連結し、次いで、実装領域の端側の部分が隣接する接着剤と連結するようになる。
【0009】
したがって、このように先に実装領域の中央側の部分が隣接する接着剤と連結するようになるので、実装領域の中央側に留まっている空気は、実装領域の中央側から外側に向かって吐出されるようになる。これによって、回路基板、電子部品および接着剤の間に空気が残留して気泡が発生することを防止でき、結果的に、気泡の膨張および収縮に起因して回路基板と電子部品との間の機械的な接続強度が低下することを防止できる。
【0010】
請求項2に記載した電子部品の実装方法によれば、まず、接着剤を実装領域に塗布する塗布工程が行われる。このとき、塗布工程で使用するマスクは、マスク部が実装領域に対応した中央側から端側に向かうにしたがってテーパ状に幅広に形成されているので、接着剤は、実装領域の中央側から端側に向かうにしたがって隣接する接着剤との間隔が順次大きくなるように塗布されるようになる。
【0011】
次いで、この塗布工程が行われたのちに、電子部品を実装領域に搭載する搭載工程が行われる。このとき、上述した塗布工程が行われたことによって、接着剤は、実装領域の中央側から端側に向かうにしたがって隣接する接着剤との間隔が順次大きくなるように塗布されているので、この搭載工程が行われるにあたって、分割塗布された接着剤は、まず、実装領域の中央側の部分が隣接する接着剤と連結し、次いで、実装領域の中央側から端側にかけての部分が隣接する接着剤と中央側の部分から順次連結するようになる。
【0012】
したがって、この場合も、このように先に実装領域の中央側の部分が隣接する接着剤と連結し、次いで、実装領域の中央側から端側にかけての部分が隣接する接着剤と中央側の部分から順次連結するようになるので、実装領域の中央側に留まっている空気は、実装領域の中央側から外側に向かって吐出されるようになり、上述した請求項1に記載した電子部品の実装方法と同様の作用効果を得ることができる。
【0013】
しかも、この場合は、上述したように実装領域の中央側から端側にかけての部分が隣接する接着剤と中央側の部分から順次連結するようになるので、実装領域の中央側に留まっている空気は、実装領域の中央側から外側に向かって円滑に吐出されるようになる。
【0014】
請求項3に記載した電子部品の実装方法によれば、まず、接着剤を実装領域に塗布する第1の塗布工程が行われる。このとき、この第1の塗布工程で使用するマスクは、実装領域に対応した領域に複数の開口部が形成されているので、接着剤は、分割して塗布されるようになる。
【0015】
次いで、この第1の塗布工程が行われたのちに、接着剤を実装領域に塗布する第2の塗布工程が行われる。このとき、この第2の塗布工程では、接着剤は、第1の塗布工程により分割塗布された接着剤が実装領域の中央側で連結するように塗布される。
【0016】
次いで、この第2の塗布工程が行われたのちに、電子部品を実装領域に搭載する搭載工程が行われる。このとき、上述した第1の塗布工程および第2の塗布工程が行われたことによって、接着剤は、実装領域の中央側で連結しており、しかも、実装領域の中央側では相対的に量が多く、実装領域の端側では相対的に量が少なく塗布されているので、この搭載工程が行われるにあたって、実装領域の中央側から端側に向かって流動するようになる。
【0017】
したがって、このように接着剤が実装領域の中央側から端側に向かって流動するようになるので、実装領域の中央側に留まっている空気は、実装領域の中央側から外側に向かって吐出されるようになり、この場合も、上述した請求項1および2に記載した電子部品の実装方法と同様の作用効果を得ることができる。
【0018】
請求項4に記載した電子部品の実装方法によれば、第2の塗布工程がディスペンサを使用して行われるので、周知の簡単な方法により、接着剤を塗布することができる。
【0019】
請求項5に記載した電子部品の実装方法によれば、接着剤を導電性にしたので、回路基板と電子部品とを機械的に接続することに加えて、電気的に接続することもできる。
【0020】
【発明の実施の形態】
(第1の実施の形態)
以下、本発明の第1実施例について図1ないし図4を参照して説明する。
まず、図2には、本実施例によって得られた電子部品の実装形態を模式的に示している。図2において、回路基板21は、セラミック基板上にCu厚膜ペースト材料が印刷・焼成されて形成されたもので、その所定部位には、導体ランド(本発明でいう実装領域)22が設けられている。そして、ICチップ(本発明でいう電子部品)23は、導電性接着剤24を介して導体ランド22上に接着されている。尚、導電性接着剤24は、Agフィラーが充填されたアミン硬化系のエポキシ樹脂であり、その粘度は、150Pa・S(パスカル・秒)である。
【0021】
このような実装形態は、図3に示すように、塗布工程A1および搭載工程A2を順次実行することによりなされるもので、以下、各工程A1,A2の具体的な内容について説明する。
【0022】
まず、塗布工程A1では、導電性接着剤24をマスク印刷により回路基板21の導体ランド22上に塗布する。さて、この塗布工程A1で使用するマスクは、図4に示すようなパターンに形成されている。すなわち、マスク25にあって導体ランド22に対応する領域(図4中、二点鎖線Cにて示す領域)には、4個の開口部26〜29が形成されており、それら4個の開口部26〜29同士の間に位置する各マスク部30〜33は、それぞれ導体ランド22に対応する領域の中央側から端側に向かうにしたがってテーパ状に幅広になっている。尚、この場合、マスク25の厚さは、70μmであり、図4中、それぞれa=0.1mm,b=2.0mm,c=0.5mmおよびd=0.3mmとなっている。
【0023】
しかして、このマスク25を使用してマスク印刷を実行し、図1に示すように、回路基板21の導体ランド22上に導電性接着剤34〜37を塗布する。尚、このとき、印刷条件としては、メタルスキージを使用し、印刷荷重は1N、スキージの移動速度は30mm/秒、オンコンタクトであり、また、分割塗布された導電性接着剤34〜37の厚さ(膜厚)は、70±10μmである。
【0024】
次いで、搭載工程A2では、ICチップ23を導体ランド22上に、つまり、導体ランド22上に分割塗布された導電性接着剤34〜37上に搭載する。尚、このとき、搭載条件としては、荷重は6N、荷重付加時間は1秒である。
【0025】
さて、このとき、上述したような塗布工程A1が行われたことによって、導電性接着剤34〜37は、導体ランド22の中央側から端側に向かうにしたがって隣接する導電性接着剤34〜37との間隔が順次大きくなるように塗布されている。したがって、ICチップ23を導電性接着剤34〜37上に搭載すると、最初に、導体ランド22の中央側の部分が隣接する導電性接着剤34〜37と連結し、次いで、導体ランド22の中央側から端側にかけての部分が隣接する導電性接着剤34〜37と中央側の部分から順次連結するようになるので、導体ランド22の中央側に留まっている空気は、導体ランド22の中央側から外側に向かって吐出されるようになる(図1中、(c),(d)参照)。尚、図1中、(a),(c)および(e)では、ICチップ23は、省略している。
【0026】
このように第1実施例によれば、導電性接着剤34〜37を導体ランド22の中央側から端側に向かうにしたがって隣接する導電性接着剤34〜37との間隔が順次大きくなるように分割塗布する塗布工程A1を行い、次いで、ICチップ23を分割塗布された導電性接着剤34〜37上に搭載する搭載工程A2を行うようにしたから、搭載工程A2では、分割塗布された導電性接着剤34〜37は、最初に、導体ランド22の中央側の部分が隣接する導電性接着剤34〜37と連結し、次いで、導体ランド22の中央側から端側にかけての部分が隣接する導電性接着剤34〜37と中央側の部分から順次連結するようになる。
【0027】
これに伴って、導体ランド22の中央側に留まっている空気は、導体ランド22の中央側から外側に向かって吐出されるようになり、したがって、導体ランド22、ICチップ23、導電性接着剤24との間に空気が残留して気泡が発生することを防止でき、結果的に、気泡の膨張および収縮に起因して導体ランド22とICチップ23との間の機械的な接続強度が低下することを防止できる。
【0028】
特に、この場合は、導電性接着剤34〜37を導体ランド22の中央側から端側に向かうにしたがって隣接する導電性接着剤34〜37との間隔が順次大きくなるように塗布することによって、上述したように、分割塗布された導電性接着剤34〜37は、最初に、導体ランド22の中央側の部分が隣接する導電性接着剤34〜37と連結し、次いで、導体ランド22の中央側から端側にかけての部分が隣接する導電性接着剤34〜37と中央側の部分から順次連結するようになるので、導体ランド22の中央側に留まっている空気は、導体ランド22の中央側から外側に向かって円滑に吐出されるようになる。
【0029】
さらに、この場合は、接着剤として導電性接着剤34〜37を使用しているので、導体ランド22とICチップ23とを機械的に接続することに加えて、電気的に接続することもできる。
【0030】
(第2の実施の形態)
次に、本発明の第2実施例について、図5を参照して説明する。尚、第1実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下、異なる部分について説明する。
この第2実施例では、塗布工程A1で、図5に示すマスク41を使用する。このマスク41にあって導体ランド22に対応する領域(図5中、二点鎖線Dにて示す領域)には、2個の開口部42,43が形成されており、それら2個の開口部42,43の間に位置するマスク部44,45は、それぞれ導体ランド22に対応する領域の中央側から端側に向かうにしたがってテーパ状に幅広になっている。尚、この場合、マスク41の厚さは、70μmであり、図5中、それぞれa=0.1mm,b=2.0mm,c=0.5mmおよびd=0.3mmとなっている。
【0031】
このように第2実施例によれば、マスク41を、そのマスク部44,45が導体ランド22に対応する領域の中央側から端側に向かうにしたがってテーパ状に幅広に形成し、つまり、上述した第1実施例で説明したマスク25と作用的に同じ構成としたので、第1実施例と同様の作用効果を得ることができる。
【0032】
(第3の実施の形態)
次に、本発明の第3実施例について、図6ないし図9を参照して説明する。尚、第1実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下、異なる部分について説明する。
この第3実施例では、図6に示すように、第1の塗布工程B1、第2の塗布工程B2および搭載工程B3を順次実行することにより、上述した図2に示した実装形態がなされるものである。以下、各工程B1〜B3の具体的な内容について説明する。
【0033】
まず、第1の塗布工程B1では、導電性接着剤24の一部をマスク印刷により回路基板21の導体ランド22上に塗布する。さて、この塗布工程で使用するマスクは、図7に示すようなパターンに形成されており、これは、「発明が解決しようとする課題」で説明したものと同様であり、つまり、マスク51にあって導体ランド22に対応する領域(図7中、破線Eにて示す領域)には、4個の矩形の開口部52〜55が形成されている。尚、この場合、マスク51の厚さは、70μmであり、図7中、それぞれa=0.1mm,b=2.0mmおよびc=0.5mmとなっている。
【0034】
しかして、このマスク51を使用してマスク印刷を実行し、図8に示すように、回路基板21の導体ランド22上に導電性接着剤56〜59を塗布する。尚、このときも、印刷条件としては、メタルスキージを使用し、印刷荷重は1.0N、スキージの移動速度は30mm/秒、オンコンタクトであり、また、分割塗布された導電性接着剤56〜59の厚さ(膜厚)は、70±10μmである。
【0035】
次いで、第2の塗布工程B2では、導電性接着剤24の残りの部分である導電性接着剤60を、ディスペンサを使用することによって、分割塗布された導電性接着剤56〜59が導体ランド22の中央部分で連結するように塗布する(図8中、(c),(d)参照)。
【0036】
次いで、搭載工程B3では、ICチップ23を導体ランド22上に、つまり、導体ランド22上に塗布された導電性接着剤56〜60上に搭載する。
さて、このとき、上述したような第1の塗布工程および第2塗布工程が行われたことによって、導体ランド22の中央側では、導電性接着剤56〜59が導電性接着剤60を介して連結し、しかも、導電性接着剤60の分だけ量が多く塗布されている。したがって、ICチップ23を導電性接着剤56〜60上に搭載すると、導電線接着剤60が実装領域の中央側から端側に向かって流動するようになるので、導体ランド22の中央側に留まっている空気は、導体ランド22の中央側から外側に向かって吐出されるようになる(図9中、(e),(f)参照)。尚、図8中、(a),(c)および図9中、(e),(g)では、ICチップ23は、省略している。
【0037】
このように第3実施例によれば、導電性接着剤56〜59を分割して塗布する第1の塗布工程B1を行い、次いで、分割塗布された導電性接着剤56〜59が導体ランド22の中央側で連結するように導電性接着剤60を塗布する第2の塗布工程B2を行い、そして、ICチップ23を搭載する搭載工程B3を行うようにしたから、搭載工程B3では、導電線接着剤60は、導体ランド22の中央側から端側に向かって流動するようになる。
【0038】
これに伴って、導体ランド22の中央側に留まっている空気は、導体ランド22の中央側から外側に向かって吐出されるようになり、したがって、導体ランド22、ICチップ23、導電性接着剤24との間に空気が残留して気泡が発生することを防止でき、結果的に、気泡の膨張および収縮に起因して導体ランド22とICチップ23との間の機械的な接続強度が低下することを防止できる。
【0039】
特に、この場合は、第2の塗布工程B2を、ディスペンサを使用して実行するようにしたから、周知の簡単な方法により、導電性接着剤60を塗布することができる。
【0040】
(その他の実施の形態)
本発明は、上記した実施例にのみ限定されるものでなく、次のように変形または拡張することができる。
接着剤としては、導電性接着剤に限らず、絶縁性の接着剤を使用しても良く、つまり、回路基板と電子部品とを機械的にのみ接続する構成としても良い。
【0041】
第1実施例および第2実施例において、マスクにおける開口部の個数を、2個や4個に限らず、それ以外の個数にしても良く、また、マスク部を、中央側から端側に向かって幅広となる階段状に形成しても良い。
第1実施例や第2実施例と、第3実施例とを組合わせて回路基板上に電子部品を実装するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例の作用を示す平面図(a),(c),(e)および断面図(b),(d),(f)
【図2】実装形態を模式的に示す断面図
【図3】工程の流れを示す流れ図
【図4】マスクの平面図
【図5】本発明の第2実施例を示す図4相当図
【図6】本発明の第3実施例を示す図3相当図
【図7】図4相当図
【図8】作用を示す平面図(a),(c)および断面図(b),(d)
【図9】作用を示す平面図(e),(g)および断面図(f),(h)
【図10】従来例の塗布工程を概略的に示す図
【図11】図4相当図
【図12】作用を示す平面図(a),(c),(e)および断面図(b),(d),(f)
【符号の説明】
図面中、21は回路基板、22は導体ランド(実装領域)、23はICチップ(電子部品)、24は導電性接着剤、25はマスク、26〜29は開口部、30〜33はマスク部、34〜37は導電性接着剤、41はマスク、42,43は開口部、44,45はマスク部、51はマスク、52〜55は開口部、56〜60は導電性接着剤である。
Claims (5)
- 回路基板上の所定の実装領域に電子部品をマスク印刷により塗布された接着剤で実装する電子部品の実装方法において、
前記実装領域に対応して形成された開口部同士の間に位置するマスク部における当該実装領域に対応した端側が中央側よりも幅広となるように複数の開口部が形成されたマスクを使用して当該実装領域に接着剤を塗布する塗布工程と、
最初に前記実装領域の中央側の部分が隣接する接着剤と連結し、次いで当該実装領域の中央側から端側にかけての部分が隣接する接着剤と中央側の部分から順次連結するように、前記電子部品を前記実装領域に搭載する搭載工程とを順次実行することを特徴とする電子部品の実装方法。 - 前記塗布工程を、前記マスク部が前記実装領域に対応した中央側から端側に向かうにしたがってテーパ状に幅広に形成されたマスクを使用して実行することを特徴とする請求項1記載の電子部品の実装方法。
- 回路基板上の所定の実装領域に電子部品をマスク印刷により塗布された接着剤で実装する電子部品の実装方法において、
前記実装領域に対応した領域に複数の開口部が形成されたマスクを使用して当該実装領域に接着剤を塗布する第1の塗布工程と、
前記第1の塗布工程によって分割塗布された接着剤が前記実装領域の中央側で連結するように接着剤を塗布する第2の塗布工程と、
前記電子部品を前記実装領域に搭載する搭載工程とを順次実行することを特徴とする電子部品の実装方法。 - 前記第2の塗布工程を、ディスペンサを使用して実行することを特徴とする請求項3記載の電子部品の実装方法。
- 前記接着剤は、導電性であることを特徴する請求項1ないし4のいずれかに記載の電子部品の実装方法。
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