JP7462502B2

JP7462502B2 - Component mounting board and manufacturing method thereof

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Publication number: JP7462502B2
Application number: JP2020123933A
Authority: JP
Inventors: 広文望月; 真吾木田; 祥朗齋藤
Original assignee: FDK Corp
Current assignee: FDK Corp
Priority date: 2020-07-20
Filing date: 2020-07-20
Publication date: 2024-04-05
Anticipated expiration: 2040-07-20
Also published as: JP2022020441A

Description

本発明は部品実装基板及びその製造方法に関し、特にプリント基板に電子部品が表面実装された部品実装基板及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a component mounting board and a manufacturing method thereof, and in particular to a component mounting board in which electronic components are surface-mounted on a printed circuit board, and a manufacturing method thereof.

電子機器モジュール及びそれらを搭載する部品実装基板の小型化及び軽量化の進展に伴い、搭載される半導体素子や電子コンポーネント等の個々の電子部品の小型化が推進されている。この種の部品実装基板においては、搭載されるモジュールや電子部品の小型化に見合った高密度実装を実現するために、プリント基板の両面のそれぞれに電子部品を表面実装する技術が採用されている。 As electronic device modules and the component mounting boards on which they are mounted become smaller and lighter, the individual electronic components, such as semiconductor elements and electronic components, are becoming smaller. In order to achieve high-density mounting that matches the miniaturization of the modules and electronic components mounted on these types of component mounting boards, technology is being adopted to surface-mount electronic components on both sides of the printed circuit board.

部品実装基板に実装される電子部品、例えば集積回路、容量素子、抵抗素子、発光素子、コネクタ、及び各種フィルタ等は、その電気特性に応じて様々な大きさを有する。その中で、リフロー工程の間に溶融した半田の表面張力だけでは保持することが困難な大型で重い部品については、挿入実装されることが一般的であった。しかしながら、部品実装基板の高密度化を推進するため、大型で重い部品であっても表面実装することが求められている。 Electronic components mounted on component mounting boards, such as integrated circuits, capacitive elements, resistive elements, light-emitting elements, connectors, and various filters, come in a variety of sizes depending on their electrical characteristics. Among these, large and heavy components that are difficult to hold in place using only the surface tension of the molten solder during the reflow process have generally been inserted and mounted. However, in order to promote the high density of component mounting boards, there is a demand for surface mounting of even large and heavy components.

例えば、そのような部品として、ライトアングルピンヘッダやピンソケットがある。このピンヘッダを表面実装するためには、その筐体を樹脂接着剤によりプリント基板に固定して重量を支える必要がある。その１つの方法として、半田リフローの熱処理の間に熱硬化性の樹脂接着剤を硬化させて筐体をプリント基板に固定する技術が、採用されている。 For example, such components include right-angle pin headers and pin sockets. In order to surface mount these pin headers, their housings must be fixed to the printed circuit board with a resin adhesive to support their weight. One method for doing this is to use a technology in which a thermosetting resin adhesive is hardened during the heat treatment of solder reflow to fix the housing to the printed circuit board.

このように、１度の熱処理の間に樹脂接着剤の硬化及び半田リフローの両方を行うためには、プリント基板の所定の位置に硬化前の樹脂接着剤が塗布され、且つ、リード端子を半田付けするランドに半田ペーストが印刷された状態で、その筐体が硬化前の樹脂接着剤を押し拡げて着接し、更に、リード端子がランドを覆う半田ペーストに没入するように、ピンヘッダをプリント基板に載置する必要がある。 In this way, in order to perform both the curing of the resin adhesive and the solder reflow during a single heat treatment, the uncured resin adhesive must be applied to a specified position on the printed circuit board, and solder paste must be printed on the lands to which the lead terminals are soldered. The housing must then spread the uncured resin adhesive and attach it to the lands, and the pin header must then be placed on the printed circuit board so that the lead terminals are immersed in the solder paste that covers the lands.

ピンヘッダは、例えば、直方体からなる筐体の１つの側面に外部機器とのコネクト用のピン端子が配置され、その反対側のもう１つの側面にプリント基板へ半田付けするリード端子が配置される構造を有する。このピンヘッダの筐体をマウンタで吸着して保持し、プリント基板に載置するときには、まず、筐体が硬化前の樹脂接着剤に接触すると共に、リード端子が半田ペーストに接触する。そして、その状態から、更に筐体を押圧して載置することになる。 A pin header has a structure in which, for example, pin terminals for connecting to an external device are arranged on one side of a rectangular parallelepiped housing, and lead terminals for soldering to a printed circuit board are arranged on the other opposite side. When the housing of this pin header is sucked and held by a mounter and placed on the printed circuit board, first the housing comes into contact with the uncured resin adhesive, and the lead terminals come into contact with the solder paste. Then, from this state, the housing is further pressed down to place it on the board.

このとき、ピンヘッダの筐体を載置するプリント基板の表面が、例えば図１４に示すように、平坦面であると、リード端子が半田ペーストに十分に没入される前に、ピン端子側の側面が下がる方向に傾き、ピン端子側の筐体の下端部がプリント基板の表面に当接した時点で押圧が停止し、ピンヘッダが傾いたままの状態で載置される現象が生じる。 At this time, if the surface of the printed circuit board on which the pin header housing is placed is flat, as shown in FIG. 14, for example, the side surface on the pin terminal side will tilt downward before the lead terminal is fully immersed in the solder paste, and the pressure will stop when the bottom end of the pin terminal side housing abuts against the surface of the printed circuit board, causing the pin header to be placed in an inclined state.

ピンヘッダが傾いて載置されたまま半田のリフローを行うと、半田が溶融する間に、樹脂接着剤が熱硬化しピンヘッダが傾いたまま固定される。一方、半田への没入が不充分なリード端子は、半田が溶融するときに半田がリード端子から乖離し、プリント基板のランドにリード端子が電気的に接続されない不良を誘発する虞がある。 If solder reflow is performed while the pin header is placed at an angle, the resin adhesive heats and hardens while the solder melts, fixing the pin header at an angle. On the other hand, if the lead terminal is not sufficiently immersed in the solder, the solder may separate from the lead terminal as it melts, causing a defect in which the lead terminal is not electrically connected to the land on the printed circuit board.

このような課題を鑑みて、本発明では、非対称に配置されたリード端子を有する大型の電子部品、例えば、ライトアングルピンヘッダを、プリント基板に接着して固定すると共に、リード端子を確実にランドに接続して表面実装する部品実装基板及びその製造方法を提供することを目的とする。 In consideration of these problems, the present invention aims to provide a component mounting board and a manufacturing method thereof that adheres and fixes a large electronic component having asymmetrically arranged lead terminals, such as a right-angle pin header, to a printed circuit board and securely connects the lead terminals to lands for surface mounting.

１つの態様の部品実装基板は、底面と側面とを含む筐体と、その筐体の側面から突出するリード端子と、を有する電子部品と、その電子部品を実装するプリント基板であって、絶縁基板と、絶縁基板の表面に配置された第１のランドと、第１のランドから離間してその表面に配置されたベース層とを有するプリント基板と、を備え、ベース層の第１のランド側に隣接して、ベース層の上面とは段差を有する段差領域が配置され、筐体の底面は、段差領域に配置された樹脂接着剤により固定されるとともに、リード端子の先端部が、第１のランドに当接して半田により固定され、筐体の底面の、大部分を除く、リード端子から遠い側に位置する遠端側の一部分だけが、ベース層の上に配置されている、ことを特徴とする。 One embodiment of the component mounting board is characterized in that it comprises an electronic component having a housing including a bottom surface and sides and lead terminals protruding from the side surfaces of the housing, and a printed circuit board on which the electronic component is mounted, the printed circuit board having an insulating substrate, a first land arranged on the surface of the insulating substrate, and a base layer arranged on the surface of the insulating substrate and spaced apart from the first land, a step region having a step with the upper surface of the base layer is arranged adjacent to the first land side of the base layer, the bottom surface of the housing is fixed by a resin adhesive arranged in the step region, the tip of the lead terminal is fixed by solder in contact with the first land, and only a portion of the bottom surface of the housing on the far end side located farther from the lead terminal, excluding the majority of the bottom surface of the housing, is arranged on the base layer.

他の態様の部品実装基板の製造方法は、底面と側面とを含む筐体と、その筐体の側面から突出するリード端子とを有する電子部品を、プリント基板に表面実装する部品実装基板の製造方法であって、その表面に、第１のランドと、第１のランドから離間する第２のランドと、を有し、ソルダーレジスト塗布前のプリント基板を準備するステップと、第２のランドを覆うソルダーレジストを形成し、プリント基板に段差を形成するステップと、第１のランドを覆う半田ペーストを塗布するステップと、第１のランドと第２のランドとの間において、プリント基板の表面の第２のランドに隣接する位置に熱硬化樹脂を塗布するステップと、筐体の底面が第２のランドを覆うソルダーレジストに当接して熱硬化樹脂に着接し、リード端子が半田ペーストに没入するように、電子部品の筐体を押圧して、電子部品をプリント基板に載置するステップと、熱硬化樹脂を硬化させ、半田ペーストをリフローさせる熱処理を施すステップと、を備えることを特徴とする。 Another aspect of the method for manufacturing a component-mounted board is a method for surface-mounting an electronic component having a housing including a bottom surface and sides and lead terminals protruding from the side surfaces of the housing on a printed circuit board, and is characterized in that the method includes the steps of: preparing a printed circuit board having a first land and a second land spaced from the first land on its surface before applying solder resist; forming a solder resist covering the second land and forming a step on the printed circuit board; applying solder paste covering the first land; applying thermosetting resin between the first land and the second land at a position adjacent to the second land on the surface of the printed circuit board; pressing the housing of the electronic component so that the bottom surface of the housing abuts against the solder resist covering the second land and adheres to the thermosetting resin and the lead terminals are immersed in the solder paste, thereby placing the electronic component on the printed circuit board; and performing a heat treatment to harden the thermosetting resin and reflow the solder paste.

本開示の部品実装基板及びその製造方法によれば、非対称に配置されたリード端子を有する大型の電子部品、例えば、ライトアングルピンヘッダを、プリント基板に接着して固定すると共に、リード端子を確実にランドに接続して表面実装する部品実装基板及びその製造方法を提供する、という効果を奏することができる。 The component mounting board and manufacturing method thereof disclosed herein can provide an effect of providing a component mounting board and manufacturing method thereof that can adhere and fix a large electronic component having asymmetrically arranged lead terminals, such as a right-angle pin header, to a printed circuit board and can reliably connect the lead terminals to lands for surface mounting.

図１は、部品実装基板の一実施形態の平面図である。FIG. 1 is a plan view of an embodiment of a component mounting board. 図２は、図１の線分Ａ－Ａ´に沿った断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA' in FIG. 図３は、部品実装基板の一実施形態の電子部品の平面図である。FIG. 3 is a plan view of an electronic component of one embodiment of a component mounting board. 図４は、部品実装基板の一実施形態の電子部品の断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of an electronic component of an embodiment of a component mounting board. 図５は、部品実装基板の一実施形態のプリント基板の平面図である。FIG. 5 is a plan view of a printed circuit board according to an embodiment of the component mounting board. 図６は、部品実装基板の製造方法の製造工程順の断面図である。6A to 6C are cross-sectional views showing the manufacturing process of the component mounting board manufacturing method. 図７は、部品実装基板の製造方法の製造工程順の断面図である。7A to 7C are cross-sectional views showing the manufacturing process of the component mounting board manufacturing method. 図８は、部品実装基板の製造方法の製造工程順の断面図である。8A to 8C are cross-sectional views showing the manufacturing process of the component mounting board manufacturing method. 図９は、部品実装基板の製造方法の製造工程順の断面図である。9A to 9C are cross-sectional views showing the manufacturing process of the component mounting board manufacturing method. 図１０は、部品実装基板の製造方法の製造工程順の断面図である。10A to 10C are cross-sectional views showing the manufacturing process of the component mounting board manufacturing method. 図１１は、部品実装基板の製造方法の製造工程順の断面図である。11A to 11C are cross-sectional views showing the manufacturing process of a component mounting board in sequence. 図１２は、部品実装基板の製造方法の製造工程順の断面図である。12A to 12C are cross-sectional views showing the manufacturing process of the component mounting board manufacturing method. 図１３は、部品実装基板の製造方法の製造工程順の断面図である。13A to 13C are cross-sectional views showing the manufacturing process of the component mounting board manufacturing method. 図１４は、従来の部品実装基板の平面図である。FIG. 14 is a plan view of a conventional component mounting board.

以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。 The following describes an embodiment of the present invention with reference to the drawings.

図１に、一実施形態の部品実装基板１の平面図を示す。図２は、図１の線分Ａ－Ａ´に沿った断面図である。部品実装基板１は、プリント基板２０に電子部品１０を表面実装して構成される。 Figure 1 shows a plan view of a component mounting board 1 of one embodiment. Figure 2 is a cross-sectional view taken along line A-A' in Figure 1. The component mounting board 1 is constructed by mounting electronic components 10 on the surface of a printed circuit board 20.

電子部品１０は、筐体１２を有する。筐体１２は、底面１２ａと側面１２ｂとを含み、側面１２ｂから、リード端子１４が突出している。プリント基板２０は、絶縁基板２１を基体とし、その表面に第１のランド２３及びベース層２４が配置されている。第１のランド２３とベース層２４とは互いに離間している。第１のランド２３とベース層２４との間には、第１のランド２３側に隣接して、ベース層２４の上面とは段差ｘを有する段差領域２７ｂが配置されている。 The electronic component 10 has a housing 12. The housing 12 includes a bottom surface 12a and a side surface 12b, and a lead terminal 14 protrudes from the side surface 12b. The printed circuit board 20 has an insulating substrate 21 as a base, on whose surface a first land 23 and a base layer 24 are disposed. The first land 23 and the base layer 24 are spaced apart from each other. Between the first land 23 and the base layer 24, adjacent to the first land 23 side, a step region 27b having a step x with respect to the upper surface of the base layer 24 is disposed.

電子部品１０のリード端子１４は、プリント基板２０に配置された第１のランドのそれぞれに、半田１９を介して、電気的に接続されると共に機械的に固定されている。これらのリード端子１４を通じて、電子部品１０とプリント基板２０との間で電源の供給や信号の伝達を行うことができる。 The lead terminals 14 of the electronic component 10 are electrically connected and mechanically fixed to each of the first lands arranged on the printed circuit board 20 via solder 19. Power can be supplied and signals can be transmitted between the electronic component 10 and the printed circuit board 20 through these lead terminals 14.

電子部品１０の筐体１２は、その底面１２ａのうち、リード端子１４から遠い側に位置する遠端側のごく一部分１２ａ１だけがベース層２４に当接して載置されている。底面１２ａの大部分は、段差領域２７ｂの上方を覆っており、底面１２ａは段差領域２７ｂとは離間しており接触はしない。又、底面１２ａの遠端側もベース層２４に当接するものの固定はされていない。 The housing 12 of the electronic component 10 is placed in contact with the base layer 24, with only a small portion 12a1 of the bottom surface 12a on the far end side located farther from the lead terminals 14. Most of the bottom surface 12a covers the upper part of the step region 27b, and the bottom surface 12a is separated from the step region 27b and does not contact it. In addition, the far end side of the bottom surface 12a also contacts the base layer 24, but is not fixed thereto.

底面１２ａと段差領域２７ｂは、樹脂接着剤１７により互いに固定されている。筐体１２の側面１２ｂから突出して延在するリード端子１４の先端部は第１のランド２３に半田１９により固定されているもものの、電子部品１０の重量全体を保持するためには、筐体１２を樹脂接着剤１７で直接プリント基板２０（段差領域２７ｂ）に固定することが好ましい。特に、両面に部品を表面実装する基板では、半田１９を再溶融させることがあり、その場合は筐体１２を樹脂接着剤１７でプリント基板２０にあらかじめ固定しておくことが必須である。又、樹脂接着剤１７は熱硬化樹脂であって良い。 The bottom surface 12a and the step region 27b are fixed to each other by a resin adhesive 17. Although the tip of the lead terminal 14 extending from the side surface 12b of the housing 12 is fixed to the first land 23 by solder 19, in order to support the overall weight of the electronic component 10, it is preferable to fix the housing 12 directly to the printed circuit board 20 (step region 27b) with the resin adhesive 17. In particular, in a board in which components are surface-mounted on both sides, the solder 19 may be remelted, in which case it is essential to fix the housing 12 to the printed circuit board 20 in advance with the resin adhesive 17. The resin adhesive 17 may be a thermosetting resin.

図３は、電子部品１０の平面図である。又、図４は、図３に記載された線分Ａ－Ａ´に沿った断面図である。 Figure 3 is a plan view of electronic component 10. Figure 4 is a cross-sectional view taken along line A-A' in Figure 3.

電子部品１０は、例えばピンヘッダであって良い。その筐体１２は、概ね直方体形状を有するモールド樹脂からなる。筐体１２の側面１２ｂから突出したリード端子１４は屈曲しながら延伸する。リード端子１４の先端部には、一定の長さの直線形状部分がある。直線形状とすることにより第１のランド２３との接触長を大きくし、リード端子１４と第１のランド２３の間の電気抵抗のばらつきを低減すると共に、半田１９による機械的な固定強度も安定化することができる。 The electronic component 10 may be, for example, a pin header. Its housing 12 is made of molded resin having a roughly rectangular parallelepiped shape. The lead terminals 14 protruding from the side surface 12b of the housing 12 extend while bending. The tip of the lead terminal 14 has a straight-line portion of a certain length. By making it straight, the contact length with the first land 23 is increased, the variation in electrical resistance between the lead terminals 14 and the first land 23 is reduced, and the mechanical fixing strength by the solder 19 can also be stabilized.

又、リード端子１４は、筐体１２から一方向のみに突出する。リード端子１４が突出する側面１２ｂとは異なる側面１２ｃからはピン端子１５が突出して延伸している。ピン端子１５は、例えば、部品実装基板１の外部と電気的接続を構成するためのソケットを接続する端子であり、その全体がプリント基板２０とは離間し、直接接触することはない。電子部品１０の仕様によっては、ピン端子１５はプリント基板２０の縁から外側に突出し得る。 The lead terminals 14 protrude in only one direction from the housing 12. A pin terminal 15 protrudes and extends from a side surface 12c different from the side surface 12b from which the lead terminals 14 protrude. The pin terminal 15 is, for example, a terminal that connects to a socket for establishing an electrical connection with the outside of the component mounting board 1, and is entirely separated from the printed circuit board 20 and does not come into direct contact with it. Depending on the specifications of the electronic component 10, the pin terminal 15 may protrude outward from the edge of the printed circuit board 20.

図５は、プリント基板２０の平面図であり、部品実装基板１の断面図である図２も参照して、以下、プリント基板２０について説明する。プリント基板２０は、絶縁基板２１とその表面２１ａに配置された第１のランド２３を有する。プリント基板２０の表面は、一般に絶縁性のソルダーレジスト２７で覆われている。例えば、ソルダーレジストに開口２７ａを設けることで、第１のランド２３の一部又は全部が露出される。 Figure 5 is a plan view of the printed circuit board 20, and the printed circuit board 20 will be described below with reference to Figure 2, which is a cross-sectional view of the component mounting board 1. The printed circuit board 20 has an insulating substrate 21 and a first land 23 arranged on its surface 21a. The surface of the printed circuit board 20 is generally covered with an insulating solder resist 27. For example, part or all of the first land 23 is exposed by providing an opening 27a in the solder resist.

ベース層２４は、絶縁基板２１の表面２１ａに、第１のランド２３とは離間した第２のランド２６を配置し、その第２のランド２６をソルダーレジスト２７で覆うことで構成することができる。又、段差領域２７ｂは、ソルダーレジスト２７の一部に開口を設けることで構成することができる。このとき、段差領域２７ｂでは、絶縁基板２１の表面２１ａが露出する。加えて、段差領域２７ｂを配置する領域は、大面積の第２のランド２６に開口を設けることにより画定することができる。そのとき、ソルダーレジスト２７の開口からなる段差領域２７ｂと第１のランド２３との間には、第２のランド２６の一部であるダミー部分２５が残存していてもよい。 The base layer 24 can be constructed by arranging a second land 26 on the surface 21a of the insulating substrate 21, spaced apart from the first land 23, and covering the second land 26 with solder resist 27. The step region 27b can be constructed by providing an opening in a part of the solder resist 27. At this time, the surface 21a of the insulating substrate 21 is exposed in the step region 27b. In addition, the region in which the step region 27b is arranged can be defined by providing an opening in the large-area second land 26. At that time, a dummy portion 25, which is a part of the second land 26, may remain between the step region 27b formed by the opening in the solder resist 27 and the first land 23.

一般に、電子部品１０の筐体１２の底面１２ａと、リード端子１４の先端の直線部分とは同一平面上にある。従って、ベース層２４と第１のランド２３のそれぞれの絶縁基板２１の表面２１ａからの高さ（厚さ）が同等であれば、筐体１２の底面１２ａと絶縁基板２１の表面２１ａとが互いに平行をなすように、電子部品１０をプリント基板２０に実装することができる。 Generally, the bottom surface 12a of the housing 12 of the electronic component 10 and the straight portion of the tip of the lead terminal 14 are on the same plane. Therefore, if the height (thickness) of the base layer 24 and the first land 23 from the surface 21a of the insulating substrate 21 is the same, the electronic component 10 can be mounted on the printed circuit board 20 so that the bottom surface 12a of the housing 12 and the surface 21a of the insulating substrate 21 are parallel to each other.

また、電子部品１０のリード端子１４の先端の直線部分の全体が第１のランド２３に接することが理想的であるが、リード端子１４の形状によっては、リード端子１４の先端部と第１のランド２３との間には多少の半田が挟まることは不可避である、このことを考慮すると、ベース層２４の厚さは第１のランド２３の厚さよりも大きいことが好ましい。 In addition, it is ideal for the entire straight portion of the tip of the lead terminal 14 of the electronic component 10 to be in contact with the first land 23, but depending on the shape of the lead terminal 14, it is unavoidable that some solder will be sandwiched between the tip of the lead terminal 14 and the first land 23. Taking this into consideration, it is preferable that the thickness of the base layer 24 is greater than the thickness of the first land 23.

図６～図１３は、部品実装基板の製造方法の実施形態の工程順の断面図である。 Figures 6 to 13 are cross-sectional views showing the process steps of an embodiment of a method for manufacturing a component mounting board.

まず、図６に示すソルダーレジストを形成する前のプリント基板２０を準備する。このプリント基板２０は、絶縁基板２１を基体とし、その絶縁基板２１の表面２１ａに第１のランド２３及び第２のランド２６が互いに離間して配置されている。第１のランド２３及び第２のランド２６は、絶縁基板２１の表面２１ａ全体に銅をめっきし、不要部分を除去することにより形成することができる。 First, prepare a printed circuit board 20 before forming the solder resist shown in FIG. 6. This printed circuit board 20 has an insulating substrate 21 as a base, and a first land 23 and a second land 26 are arranged at a distance from each other on the surface 21a of the insulating substrate 21. The first land 23 and the second land 26 can be formed by plating the entire surface 21a of the insulating substrate 21 with copper and removing unnecessary portions.

図７は、ソルダーレジスト２７を形成した後の状態のプリント基板２０の断面図である。絶縁基板２１の表面２１ａ、第１のランド２３、及び第２のランド２６を覆うソルダーレジスト２７を塗布する。そして、そのソルダーレジスト２７に、第１のランド２３の一部又は全部を露出させるランド開口部２７ａ及び第１のランド２３と第２のランド２６との間で絶縁基板２１の表面２１ａを露出させる段差領域２７ｂを構成する開口を設ける。 Figure 7 is a cross-sectional view of the printed circuit board 20 after the solder resist 27 has been formed. The solder resist 27 is applied to cover the surface 21a of the insulating substrate 21, the first land 23, and the second land 26. Then, the solder resist 27 is provided with an opening that constitutes a land opening 27a that exposes part or all of the first land 23, and a step region 27b that exposes the surface 21a of the insulating substrate 21 between the first land 23 and the second land 26.

このソルダーレジスト２７は、フォトリソグラフィ法を用いて、プリント基板２０の全体ソルダーレジシトを塗布し、所定の位置のソルダーレジストを除去してランド開口部２７ａ及び段差領域２７ｂのソルダーレジストを除去することで形成されてよい。又、ランド開口部２７ａ及び段差領域２７ｂを開口するパターンが形成されたスクリーンマスクを用いて、ランド開口部２７ａ及び段差領域２７ｂを除いた部分に選択的にソルダーレジストを塗布する方法を用いてもよい。なお、ここまではプリント基板の製造プロセスの過程で実施される。 The solder resist 27 may be formed by applying solder resist to the entire printed circuit board 20 using a photolithography method, and then removing the solder resist in predetermined positions to remove the solder resist in the land openings 27a and step regions 27b. Alternatively, a method may be used in which a screen mask having a pattern formed to open the land openings 27a and step regions 27b is used to selectively apply solder resist to the areas excluding the land openings 27a and step regions 27b. Note that the steps up to this point are carried out during the manufacturing process of the printed circuit board.

続いて、半田ペースト１８を塗布する。図８は、第１のランド２３に半田ペースト１８を塗布した後のプリント基板２０の断面図である。半田ペースト１８は、第１のランド２３の所定の部分に選択的に塗布するこができる。例えば、第１のランド２３に対応する位置に開口が設けられたメタルマスクをプリント基板２０に載置し、メタルマスク上に供給された半田ペーストを、スキージを摺動させてメタルマスクの開口内に充填することで、選択的に塗布し得る。 Next, solder paste 18 is applied. FIG. 8 is a cross-sectional view of the printed circuit board 20 after solder paste 18 has been applied to the first land 23. Solder paste 18 can be selectively applied to a predetermined portion of the first land 23. For example, a metal mask having openings at positions corresponding to the first land 23 is placed on the printed circuit board 20, and solder paste is supplied onto the metal mask, and the solder paste can be selectively applied by sliding a squeegee to fill the openings in the metal mask.

次に、樹脂接着剤１７を塗布する。図９は、樹脂接着剤１７を塗布した後のプリント基板２０の断面図である。樹脂接着剤１７、例えば、熱硬化樹脂は、第１のランド２３と第２のランド２６との間の段差領域２７ｂに形成される。 Next, the resin adhesive 17 is applied. FIG. 9 is a cross-sectional view of the printed circuit board 20 after the resin adhesive 17 has been applied. The resin adhesive 17, for example, a thermosetting resin, is formed in the step region 27b between the first land 23 and the second land 26.

樹脂接着剤１７は、段差領域２７ｂ内の絶縁基板２１の表面２１ａの表面の所定の位置、例えば、ベース層２４に隣接する位置に、ディスペンサの吐出口から所定の量を吐出して形成することができる。ディスペンサから吐出された状態では、樹脂接着剤１７は、絶縁基板２１の表面２１ａから上方に突起する半球状の断面形状を有する。この半球状の樹脂接着剤１７は、段差領域２７ｂ内の複数個所に形成されてもよい。この樹脂接着剤１７は、加熱することにより化学反応を生じて固化する熱硬化性であることが好ましい。 The resin adhesive 17 can be formed by discharging a predetermined amount from the outlet of a dispenser at a predetermined position on the surface 21a of the insulating substrate 21 in the step region 27b, for example, at a position adjacent to the base layer 24. When discharged from the dispenser, the resin adhesive 17 has a hemispherical cross-sectional shape that protrudes upward from the surface 21a of the insulating substrate 21. This hemispherical resin adhesive 17 may be formed at multiple locations in the step region 27b. The resin adhesive 17 is preferably thermosetting, which solidifies through a chemical reaction when heated.

ここて、樹脂接着剤１７は、ソルダーレジスト２７の上面よりも上方に突出するように塗布することが必要である。換言すれば、突出する高さは、段差領域２７ｂの深さ、すなわち、第２のランド２６の膜厚とそれを覆うソルダーレジスト２７の膜厚との合計よりも十分に高くなければならない。その理由は以下のとおりである。 Here, it is necessary to apply the resin adhesive 17 so that it protrudes above the upper surface of the solder resist 27. In other words, the protruding height must be sufficiently higher than the depth of the step region 27b, i.e., the sum of the film thickness of the second land 26 and the film thickness of the solder resist 27 that covers it. The reason for this is as follows.

電子部品１０は、図２を用いて説明したように、その底面１２ａの遠端部１２ａ１が、第２のランド２６を覆うソルダーレジスト２７の表面に当接する。そして、底面１２ａのその他の部分は、ソルダーレジスト２７の表面に当接した部分から、段差領域２７ｂの上方を覆うように載置されている。そして、このような状態で、底面１２ａの段差領域２７ｂの上方を覆う部分と絶縁基板２１の表面２１ａとが樹脂接着剤１７で固定されなければならないからである。 As explained with reference to FIG. 2, the electronic component 10 has the distal end 12a1 of its bottom surface 12a in contact with the surface of the solder resist 27 that covers the second land 26. The remaining part of the bottom surface 12a is placed so as to cover the upper part of the step region 27b from the part in contact with the surface of the solder resist 27. In this state, the part of the bottom surface 12a that covers the upper part of the step region 27b and the surface 21a of the insulating substrate 21 must be fixed with the resin adhesive 17.

次に、図１０～図１３を参照して、電子部品１０をプリント基板２０に載置するステップについて説明する。電子部品１０は、マウンタを用いてプリント基板２０に載置される。まず、電子部品１０を、マウンタのマウンタノズル３０で筐体１２を真空吸着して保持する。そして、プリント基板２０の上方の所定の位置に移動させる。その状態を、図１０に示す。 Next, the steps of placing the electronic component 10 on the printed circuit board 20 will be described with reference to Figures 10 to 13. The electronic component 10 is placed on the printed circuit board 20 using a mounter. First, the electronic component 10 is held by vacuum suction to the housing 12 with the mounter nozzle 30 of the mounter. Then, the electronic component 10 is moved to a predetermined position above the printed circuit board 20. This state is shown in Figure 10.

次に、所定の位置へ移動した電子部品１０をマウンタノズル３０で保持したまま、プリント基板２０に向かって降下させていく。そうすると、リード端子１４の先端部がまず半田ペースト１８に接触する。更に降下させると、リード端子１４の先端部が半田ペースト１８に載ったままの状態で、電子部品１０が傾きながら、その筐体１２の底面１２ａの遠端部１２ａ１が、第２のランド２６を覆うソルダーレジスト２７の表面に当接する。その状態を、図１１に示す。 Next, the electronic component 10, which has been moved to a specified position, is lowered toward the printed circuit board 20 while being held by the mounter nozzle 30. As a result, the tip of the lead terminal 14 first comes into contact with the solder paste 18. As it is lowered further, the electronic component 10 tilts with the tip of the lead terminal 14 still resting on the solder paste 18, and the far end 12a1 of the bottom surface 12a of the housing 12 comes into contact with the surface of the solder resist 27 covering the second land 26. This state is shown in Figure 11.

当接するまでの間に、底面１２ａと樹脂接着剤１７が接触し、続いて、底面１２ａが樹脂接着剤１７を押し拡げて着接した状態になっていることが好ましい。又、一時的な電子部品１０の傾きは、マウンタノズル３０による筐体１２の真空吸着に不具合が生じない範囲で許容し得る。 Before the contact, it is preferable that the bottom surface 12a and the resin adhesive 17 come into contact, and then the bottom surface 12a spreads the resin adhesive 17 and adheres to it. In addition, temporary tilting of the electronic component 10 is acceptable to the extent that it does not cause problems with the vacuum suction of the housing 12 by the mounter nozzle 30.

ここで、半田ペースト１８は、一時的に表面実装部品を保持し得る粘性を有する。それ故、リード端子１４だけが半田ペースト１８に接触し、それ以外に電子部品１０を保持する構造物がない状態において、電子部品１０の平行を維持したまま、半田ペースト１８の粘性に打ち勝って、リード端子１４をその内部へ没入させながら降下させることは困難である。従って、一時的に電子部品１０が傾いた状態になる。 The solder paste 18 has a viscosity that can temporarily hold the surface-mounted components. Therefore, when only the lead terminals 14 are in contact with the solder paste 18 and there is no other structure to hold the electronic component 10, it is difficult to overcome the viscosity of the solder paste 18 and lower the lead terminals 14 while maintaining the parallelism of the electronic component 10 and immersing them inside the solder paste 18. As a result, the electronic component 10 is temporarily tilted.

しかし、図１１に示されるように、第２のランド２６を覆うソルダーレジスト２７の表面に当接しているのは、筐体１２の底面１２ａのごく一部である遠端部１２ａ１だけである。一方、底面１２ａの大部分は、段差領域２７ｂから離間してその上方に位置する。従って、図１２に示されるように、マウンタノズル３０により筐体１２を更に押下することにより、底面１２ａの遠端部１２ａ１がソルダーレジスト２７の表面に当接した位置を中心として、リード端子１４が図面上で下方に下がる方向に電子部品１０を回動可能であり、リード端子１４を半田ペースト１８に十分に没入させることができる。マウンタノズル３０により押下する位置は、平面視において、プリント基板２０がソルダーレジスト２７で覆われていない領域にあることが好ましい。 However, as shown in FIG. 11, only the distal end 12a1, which is a small part of the bottom surface 12a of the housing 12, is in contact with the surface of the solder resist 27 that covers the second land 26. Meanwhile, most of the bottom surface 12a is located above and away from the step region 27b. Therefore, as shown in FIG. 12, by further pressing down the housing 12 with the mounter nozzle 30, the electronic component 10 can be rotated in the direction in which the lead terminals 14 move downward in the drawing, centered on the position where the distal end 12a1 of the bottom surface 12a is in contact with the surface of the solder resist 27, and the lead terminals 14 can be sufficiently immersed in the solder paste 18. It is preferable that the position pressed down by the mounter nozzle 30 is in an area of the printed circuit board 20 that is not covered with the solder resist 27 in a plan view.

ここで、樹脂接着剤１７、例えば、熱硬化樹脂の粘性は、リード端子１４を半田ペースト１８に没入させるために必要な押圧力より、十分に小さい力で押し拡げることが可能な範囲にあることが好ましい。 Here, it is preferable that the viscosity of the resin adhesive 17, for example, a thermosetting resin, is in a range that allows the lead terminals 14 to be spread with a force that is sufficiently smaller than the pressing force required to immerse them in the solder paste 18.

図１３は、電子部品１０をプリント基板２０に載置して半田リフローを行った後の部品実装基板１の断面図である。部品実装基板１の断面図である。図１１の状態から、熱処理を施して、半田ペースト１８をリフローして半田１９とし、リード端子１４を第１のランド２３に、電気的に導通した状態で機械的に固定する。同時に、熱硬化樹脂からなる樹脂接着剤１７を硬化させて、電子部品１０の筐体１２を絶縁基板２１の表面２１ａ、すなわち、プリント基板２０に固定する。 Figure 13 is a cross-sectional view of the component mounting board 1 after the electronic component 10 is placed on the printed circuit board 20 and solder reflow is performed. A cross-sectional view of the component mounting board 1. From the state of Figure 11, a heat treatment is performed to reflow the solder paste 18 to form solder 19, and the lead terminal 14 is mechanically fixed to the first land 23 in an electrically conductive state. At the same time, the resin adhesive 17 made of a thermosetting resin is hardened, and the housing 12 of the electronic component 10 is fixed to the surface 21a of the insulating substrate 21, i.e., the printed circuit board 20.

樹脂接着剤１７は、半田ペースト１８の溶融温度よりも低い温度で硬化する熱硬化樹脂としてよい。半田リフロー工程は、まず、熱硬化樹脂が硬化する温度で保持して、電子部品１０の筐体１２をプリント基板２０にあらかじめ固定し、その後、温度を上昇させ半田ペースト１８を溶融させる、という熱シーケンスで行うことができる。 The resin adhesive 17 may be a thermosetting resin that hardens at a temperature lower than the melting temperature of the solder paste 18. The solder reflow process can be performed using a thermal sequence in which the housing 12 of the electronic component 10 is first fixed to the printed circuit board 20 in advance by maintaining the temperature at which the thermosetting resin hardens, and then the temperature is raised to melt the solder paste 18.

以上説明したとおり、本発明の部品実装基板及びその製造方法によれば、非対称に配置されたリード端子を有する大型の電子部品、例えばライトアングルピンヘッダを、プリント基板に接着して固定すると共に、リード端子を確実にランドに接続して表面実装する部品実装基板及びその製造方法を提供する。 As described above, the component mounting board and manufacturing method of the present invention provide a component mounting board and manufacturing method that adheres and fixes a large electronic component with asymmetrically arranged lead terminals, such as a right-angle pin header, to a printed circuit board and securely connects the lead terminals to the lands for surface mounting.

１部品実装基板
１０電子部品
１２筐体
１２ａ底面
１２ａ１遠端部
１２ａ２近端部
１２ｂ、１２ｃ側面
１４リード端子
１５ピン端子
１７樹脂接着剤
１８半田ペースト
１９半田
２０プリント基板
２０ａプリント基板の終端
２１絶縁基板
２１ａ表面
２３第１のランド
２４ベース層
２５ダミー部分
２６第２のランド
２７ソルダーレジスト
２７ａランド開口部
２７ｂ段差領域 REFERENCE SIGNS LIST 1 component mounting board 10 electronic component 12 housing 12a bottom surface 12a1 far end 12a2 near end 12b, 12c side surface 14 lead terminal 15 pin terminal 17 resin adhesive 18 solder paste 19 solder 20 printed circuit board 20a end of printed circuit board 21 insulating substrate 21a surface 23 first land 24 base layer 25 dummy portion 26 second land 27 solder resist 27a land opening 27b step region

Claims

底面と側面とを含む筐体と、前記筐体の前記側面から突出するリード端子と、を有する電子部品と、
前記電子部品を実装するプリント基板であって、絶縁基板と、前記絶縁基板の表面に配置された第１のランドと、前記第１のランドから離間して前記表面に配置されたベース層とを有するプリント基板と、
を備え、
前記ベース層の前記第１のランド側に隣接して、前記ベース層の上面とは段差を有する段差領域が配置され、
前記筐体の底面は、前記段差領域に配置された樹脂接着剤により固定されるとともに、前記リード端子の先端部が、前記第１のランドに当接して半田により固定され、
前記筐体の底面の、大部分を除く、前記リード端子から遠い側に位置する遠端側の一部分だけが、前記ベース層の上に配置されている、部品実装基板。 an electronic component having a housing including a bottom surface and a side surface, and a lead terminal protruding from the side surface of the housing;
a printed circuit board on which the electronic component is mounted, the printed circuit board having an insulating substrate, a first land arranged on a surface of the insulating substrate, and a base layer arranged on the surface at a distance from the first land;
Equipped with
a step region having a step with an upper surface of the base layer is disposed adjacent to the first land side of the base layer,
the bottom surface of the housing is fixed by a resin adhesive disposed in the step region, and the tip end of the lead terminal is in contact with the first land and fixed by solder,
A component mounting board, in which only a portion of the bottom surface of the housing, excluding most of the bottom surface of the housing on the far end side located away from the lead terminals, is disposed on the base layer.

前記ベース層は、前記絶縁基板の前記表面に配置された第２のランドと、前記第２のランドを覆うソルダーレジストからなる、請求項１に記載の部品実装基板。 The component mounting board according to claim 1, wherein the base layer is made of a second land arranged on the surface of the insulating substrate and a solder resist that covers the second land.

前記ベース層の厚さは、前記第１のランドの厚さよりも大きい、請求項２に記載の部品実装基板。 The component mounting board according to claim 2, wherein the thickness of the base layer is greater than the thickness of the first land.

前記段差領域は、前記ソルダーレジストの開口部からなり、前記段差領域では前記絶縁基板の前記表面が露出している、請求項２又は３に記載の部品実装基板。 The component mounting board according to claim 2 or 3, wherein the step region is an opening in the solder resist, and the surface of the insulating substrate is exposed in the step region.

前記筐体の前記底面と前記絶縁基板の前記表面とは概ね平行である、請求項１から４までのいずれか１項に記載の部品実装基板。 The component mounting board according to any one of claims 1 to 4, wherein the bottom surface of the housing and the surface of the insulating substrate are generally parallel.

前記樹脂接着剤は、前記段差領域において、前記絶縁基板の前記表面に配置される、請求項４又は５に記載の部品実装基板。 The component mounting board according to claim 4 or 5, wherein the resin adhesive is disposed on the surface of the insulating substrate in the step region.

前記樹脂接着剤は熱硬化樹脂からなる、請求項１から６までのいずれか１項に記載の部品実装基板。 The component mounting board according to any one of claims 1 to 6, wherein the resin adhesive is made of a thermosetting resin.

前記リード端子は、前記筐体の前記側面から一方向のみに突出する、請求項１から７までのいずれか１項に記載の部品実装基板。 The component mounting board according to any one of claims 1 to 7, wherein the lead terminals protrude in only one direction from the side surface of the housing.

前記電子部品は、前記筐体から前記リード端子が突出する方向とは異なる方向に突出し、前記プリント基板とは直接接触しないピン端子を、更に有する、請求項１から８までのいずれか１項に記載の部品実装基板。 The component mounting board according to any one of claims 1 to 8, wherein the electronic component further has a pin terminal that protrudes from the housing in a direction different from the direction in which the lead terminal protrudes and does not directly contact the printed circuit board.

前記電子部品の前記ピン端子は、前記プリント基板の縁の外側に突出している、請求項９に記載の部品実装基板。 The component mounting board according to claim 9, wherein the pin terminals of the electronic components protrude outside the edge of the printed circuit board.

底面と側面とを含む筐体と、前記筐体の前記側面から突出するリード端子とを有する電子部品を、プリント基板に表面実装する部品実装基板の製造方法であって、
表面に、第１のランドと、前記第１のランドから離間する第２のランドと、を有し、ソルダーレジスト塗布前のプリント基板を準備するステップと、
前記第２のランドを覆うソルダーレジストを形成し、プリント基板に段差を形成するステップと、
前記第１のランドを覆う半田ペーストを塗布するステップと、
前記第１のランドと前記第２のランドとの間において、前記プリント基板の前記表面の前記第２のランドに隣接する位置に熱硬化樹脂を塗布するステップと、
前記筐体の前記底面が前記第２のランドを覆う前記ソルダーレジストに当接して前記熱硬化樹脂に着接し、前記リード端子が前記半田ペーストに没入するように、前記電子部品の前記筐体を押圧して、前記電子部品を前記プリント基板に載置するステップと、
前記熱硬化樹脂を硬化させ、前記半田ペーストをリフローさせる熱処理を施すステップと、を備える部品実装基板の製造方法。 1. A method for manufacturing a component mounting board, comprising surface-mounting an electronic component having a housing including a bottom surface and a side surface and a lead terminal protruding from the side surface of the housing, on a printed circuit board, the method comprising the steps of:
preparing a printed circuit board having a first land and a second land spaced apart from the first land on a surface thereof, the printed circuit board being prior to application of a solder resist;
forming a solder resist covering the second lands and forming a step on the printed circuit board;
Applying a solder paste covering the first lands;
applying a thermosetting resin to a position adjacent to the second land on the front surface of the printed circuit board between the first land and the second land;
pressing the housing of the electronic component so that the bottom surface of the housing abuts against the solder resist covering the second lands and is attached to the thermosetting resin, and the lead terminals are immersed in the solder paste, thereby mounting the electronic component on the printed circuit board;
and performing a heat treatment to harden the thermosetting resin and reflow the solder paste.

前記電子部品の前記筐体を押圧する位置は、平面視において、前記プリント基板の前記ソルダーレジストで覆われていない領域にある、請求項１１に記載の部品実装基板の製造方法。 The method for manufacturing a component mounting board according to claim 11, wherein the position at which the housing of the electronic component is pressed is in an area of the printed circuit board that is not covered by the solder resist in a plan view.

前記電子部品の前記筐体を押圧するとき、前記電子部品は、前記筐体の前記底面が前記ソルダーレジストに当接する位置を中心にして回動可能である、請求項１２に記載の部品実装基板の製造方法。 The method for manufacturing a component mounting board according to claim 12, wherein when the housing of the electronic component is pressed, the electronic component is rotatable about a position where the bottom surface of the housing abuts against the solder resist.