JPH0823189A - 電子部品実装用フィルム及び接合材料供給方法及び電 子部品実装方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回路基板のランドと電子部品の電極とを半田
等の接合材料により接合する電子部品の実装において、
ショートや未接合等の接合不良の発生を防止するととも
に接合材料の供給量を任意にコントロールして適正な量
の接合材料を供給することによって回路基板の接合品質
を向上させること。 【構成】 所望のパターンの開口部が形成されたフィル
ムが絶縁性及び耐熱性を有し、また、フィルムの断面に
おける寸法が上面部寸法Ａ＜下面部寸法Ｂである電子部
品実装用フィルムとこの実装用フィルムを回路基板上の
所望の位置に装着した後、フィルムの開口部上に任意の
量の接合材料を供給する接合材料供給方法および接合材
料供給工程と実装用フィルムの開口部と電極を位置合わ
せして電子部品を装着する工程と、加熱等によりランド
と電極とを接合する工程を含む電子部品実装方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は回路基板上のランドに
クリーム半田等の接合材料を供給するために用いる電子
部品実装用フィルムと該フィルムを用いた回路基板への
接合材料供給方法及びランドと電子部品の電極とを接合
材料により接合する電子部品実装方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電子回路基板の製造におい
て、回路基板上にＱＦＰ部品やチップ部品等の電子部品
を半田接合により実装する工程はクリーム半田印刷工
程、電子部品装着工程、およびリフロー工程によって行
われてきた。これを図に基づいて説明する。

【０００３】図８は、従来のクリーム半田印刷工程を示
し１は所望のパターン開口部２が形成された金属製マス
ク、３はマスク１上を印刷方向に沿って直線移動する印
刷用スキージ、４は回路基板、５はクリーム半田６を印
刷するランドである。この工程はまず回路基板４上にマ
スク１を位置決めして重ね合わせ、スキージ３をマスク
１上に適正な印圧で接触させた状態で印刷方向に沿って
直線移動させ、クリーム半田６をマスク１の開口部２に
充填させた後、図８（Ｂ）に示されるように回路基板４
をマスク１から版離れさせることにより、マスク１を介
して回路基板４上にクリーム半田６を所望のパターンに
印刷、塗布するものである。

【０００４】次に、電子部品装着工程は図９に示すよう
に電子部品装着用ノズル７により電子部品８を吸着して
位置決めした後、回路基板４上に装着を行うものであ
る。この際、電子部品８の電極９は前工程でランド５に
印刷されたクリーム半田６上に載せられ、このクリーム
半田６の粘着力により電子部品８は保持されて次の工程
に送られる。

【０００５】最後のリフロー工程は図１０に示すように
熱風や赤外線ヒータ等の熱源により加熱して、前工程で
印刷を行ったクリーム半田６を溶融し、回路基板４上に
電子部品８を半田接合するものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の実
装方法においては、各工程において下記に示す不良要因
が発生することにより、回路基板の半田接合の品質が低
下するという問題があった。近年、リード（ＱＦＰ部品
等の電極を示す）の狭ピッチ化が進んでいるＱＦＰ部品
の実装方法を例に挙げて説明すると、先ずクリーム半田
印刷工程では図８（Ｂ）に示すように、スキージ３によ
りマスク１の開口部２にクリーム半田６を充填した後の
版離れの際、開口部２に充填された全てのクリーム半田
６が回路基板４上に印刷、塗布されずに開口部２に残留
半田粒子６ａが付着するため印刷量の減少、ばらつき等
の版抜け不良が生じリフロー工程後に半田未接合等の半
田接合不良が発生する。また、マスク１の裏面にも半田
粒子が回り込んで残留半田粒子６ｂが付着するため連続
印刷を行うと印刷にじみやブリッジ等の印刷不良が生
じ、リフロー工程後にショート等の半田接合不良が発生
する。

【０００７】また、次の電子部品装着工程では回路基板
４上に電子部品８を装着する際、電子部品装着用ノズル
７により電子部品８をクリーム半田６に押し込んで装着
するため、図９に示すように印刷したクリーム半田６の
形状が変形してランドの幅方向に広がる。この時、前述
のように印刷にじみやブリッジ等の印刷不良または印刷
量が過剰であればリフロー工程後のショート等の半田接
合不良が発生し易くなる。

【０００８】最後のリフロー工程では図１０に示すよう
に熱風や赤外線ヒータ等の熱源により基板を加熱するた
め、クリーム半田６中のフラックスが熱により軟化して
ランド５間に流れ出し、さらにクリーム半田６の形状が
崩れて、いわゆるクリーム半田のだれが生じる。このた
め、図１０（Ｂ）に示すようにリフロー工程後のショー
トや半田未接合等の半田接合不良が発生し易くなる。

【０００９】このように、従来の実装方法ではショート
や半田未接合等の半田接合不良の発生により、回路基板
の半田接合品質を維持することが困難であった。また、
電子回路基板の小型・高密度化に伴ってリードピッチ
０．５ｍｍのＱＦＰ部品や１．０×０．５ｍｍのチップ
部品等、リードの狭ピッチ及び小型化が進み、最近では
リードピッチ０．３ｍｍのＱＦＰ部品が出現している。
リードピッチ０．５ｍｍＱＦＰ部品や１．０×０．５ｍ
ｍチップ部品等の小型部品では回路基板上へのクリーム
半田供給方法として、均一厚（通常、約０．１５ｍｍ前
後）の金属製マスクによるクリーム半田印刷方式を用い
ており、従来部品でも小型部品でも全ての電子部品に対
し印刷厚は一定であり、その厚みもマスクの厚みで決ま
り、印刷量（半田量）は開口部の寸法でコントロールす
るようになっている。しかし、リードピッチ０．３ｍｍ
のＱＦＰ部品では必要半田量が従来部品に比べ非常に少
ないのでマスク開口部の寸法を小さくするのは限界があ
り（マスクの製版限界はマスク厚：開口寸法＝１：１程
度）、また、マスクの厚みを薄くすると逆に従来部品の
半田量が少なくなって実装後の半田接合強度が弱くなり
接合信頼性が低下する結果となる。この様に、電子部品
のリードの狭ピッチ化により従来部品と狭ピッチ部品の
必要半田量の差が大きくなり、均一厚の金属製マスクに
よるクリーム半田印刷方式では従来及び狭ピッチの両者
の部品に対し、適正な量のクリーム半田を供給すること
はできなかった。そこで、図８に示したようなマスク１
の厚みを部分的に変えて狭ピッチ部品部分のマスク厚み
を薄くしたハーフ処理マスクの使用も考えられたが、従
来の均一厚の金属製マスクの場合と同様に印刷量のばら
つきや印刷にじみ、ブリッジ等の印刷不良が生じ、リフ
ロー工程後にショートや半田未接合等の半田接合不良が
発生した。

【００１０】この発明は上記の問題点を解決するもの
で、リフロー工程後のショートや半田未接合等の半田接
合不良の発生を防止し、回路基板の半田接合品質を向上
させ、また、個別に任意に半田量をコントロールして、
従来及び狭ピッチの両部品に対し、容易に適正な半田量
のクリーム半田を供給して従来部品及び狭ピッチ部品を
回路基板上に混載して実装することができる電子部品実
装用フィルム及び接合材料供給方法及び電子部品実装方
法を提供することを目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明は、絶縁性及び耐熱性を有し、所望のパタ
ーンの開口部が形成されたフィルムの開口部の断面にお
ける寸法が上面部寸法Ａ＜下面部寸法Ｂである実装用フ
ィルムを提供することを特徴とするものである。

【００１２】また、所望のパターンの開口部が形成され
たフィルムを回路基板上の所望の位置に装着した後、フ
ィルムの開口部上に任意の量の接合材料を供給すること
を特徴とするものである。また、所望のパターン開口部
が形成されたフィルムを用い、フィルムを回路基板上の
所望の位置に装着する工程と、フィルムの開口部上に任
意の量の接合材料を供給する工程と、フィルムの開口部
と電極を位置合わせして電子部品を装着する工程と、加
熱等によりランドと電極とを接合する工程を含むことを
特徴とするものである。

【００１３】さらに、また回路基板の従来部品用のラン
ドに対し、接合材料を印刷する工程と、所望のパターン
の開口部が形成されたフィルムを用い狹ピッチ用のラン
ドに対し接合材料を供給する工程と、従来部品および狹
ピッチ部品用ランドに対し各部品を装着する工程と加熱
等によりランドと電極とを接合する工程を含むことを特
徴とするものである。

【００１４】

【作用】上記手段により、所望のパターンの開口部が形
成された電子部品実装用フィルムが絶縁性及び耐熱性を
有し、断面における寸法が上面部寸法Ａ＜下面部寸法Ｂ
であるフィルムが隣接する電極間に配置されているので
フィルムの開口部に連続して接合材料を供給した場合や
電子部品装着時の接合材料の変形により隣接する電極間
で接合材料が連結した場合でも、リフロー時の加熱によ
る接合材料のだれ及びその後の溶融時においてフィルム
の断面の傾斜により各開口部毎に個別に接合材料が分離
するのでショート等の半田接合不良の発生を防止して回
路基板の接合品質を向上させることができる。また所望
のパターン開口部が形成された電子部品実装用フィルム
を回路基板上の所望の位置に装着した後、フィルムの開
口部上に任意の量の接合材料を供給することにより、従
来の印刷における版抜け不良やにじみ、ブリッジ等の印
刷不良がなく、かつ接合材料の供給を容易に行うことが
できる。また、必要部分のみに個別に接合材料の供給量
をコントロールして供給することができるので従来部品
及び狭ピッチ部品の各々に対して適正量の接合材料の供
給が行われ、半田接合不良が生ずることなく、従来部品
及び狭ピッチ部品を回路基板上に混載して実装すること
が可能となる。

【００１５】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面に基づいて
説明する。従来の実装方法を示す図８、図９、図１０に
おいて記載されたものと同じ構成のものについては同符
号を付し、その説明は省略する。図１は本実施例におけ
る所望のパターンの開口部が形成された電子部品実装用
フィルムを示す概略図であり、図２は図１の開口部の拡
大断面図である。電子部品実装用フィルムの形状やサイ
ズは実装する電子部品の形状、サイズに合わせて任意に
選択する。図１はその形状やサイズの一例を示してい
る。

【００１６】電子部品実装用フィルム１０は先ず、ポリ
イミド等の絶縁性及び耐熱性を有するフィルムに断面に
おける寸法が上面部寸法Ａ＜下面部寸法Ｂとなるように
エッチングやレーザ加工等により所望のパターンの開口
部３２を形成する。フィルム１０の厚みは供給する接合
材料量や電子部品のリード寸法、ピッチ等により任意に
選定する。

【００１７】電子部品実装用フィルム１０は図１に示し
たようなものの他に図３に示すように電子部品の本体部
分の範囲を除去したものでもよい。これは、例えば電子
部品を平面上に置いた時の平面と電子部品本体部分との
隙間（ＱＦＰ部分では通常スタンドオフ高さと言う）が
小さい場合等、実装時にフィルムと電子部品本体が接触
してちょうど電子部品が浮いたような状態になり、リー
ド浮き等の接合不良が発生し易くなるので、これを防止
するためのものである。

【００１８】なお、開口部３２の形成手段としてエッチ
ングやレーザ加工を示したが、金型による打ち抜きや成
形等の方法を用いてもよい。次に、接合材料供給方法の
一実施例のクリーム半田供給方法について説明する。図
４は本実施例におけるクリーム半田供給方法を示す概略
図である。先ず、図４（Ａ）に示すように電子部品実装
用フィルム１０を電子部品実装用フィルム装着用ノズル
１１により吸着して回路基板上の所要位置に位置決めし
た後、回路基板４上に装着する。その後、図４（Ｂ）に
示すようにクリーム半田吐出用ノズル１２より開口部３
２上にクリーム半田６を吐出して任意の量の材料を供給
する。クリーム半田６の供給量はクリーム半田吐出用ノ
ズル１２より吐出する量を変化させることにより任意に
コントロールすることができる。

【００１９】なお、電子部品実装用フィルム１０を回路
基板４上に装着する際に回路基板４上に接着剤を塗布し
たり、電子部品実装用フィルム１０の下面に粘着剤を付
与する等して電子部品実装用フィルム１０を回路基板４
上に固定するようにしてもよい。また、本実施例ではク
リーム半田６を開口部３２上に連続して吐出して供給を
行ったが、開口部３２に対して個別に吐出して供給を行
ってもよい。

【００２０】次に、電子部品実装方法の一実施例のクリ
ーム半田を用いた狭ピッチ部品と従来部品の混載の実装
方法について説明する。図４及び図５〜７は本実施例に
おける電子部品実装方法の各工程を示す概略図である。
クリーム半田供給工程は先ず、従来部品２８部分へのク
リーム半田供給を行う。図５（Ａ）に示すように従来部
品２８用のランド２５に対してはクリーム半田印刷方法
を行い、回路基板４をマスク２１に位置決めして重ね合
わし、スキージ３をマスク２１上に適正な印圧で接触さ
せた状態で印刷方向に沿って直線移動させ、クリーム半
田６をマスク２１の開口部２に充填させた後、図５
（Ｂ）に示すように回路基板４をマスク２１から版離れ
させることにより、マスク２１を介して回路基板４上に
クリーム半田６を印刷する。この際使用するマスク２１
には狭ピッチ部品３８用の開口部は設けられおらず従来
部品２８用のランド２５に対してのみクリーム半田供給
を行う。

【００２１】次に、狭ピッチ部品３８部分へのクリーム
半田供給を行う。図４（Ａ）に示すように、電子部品実
装用フィルム１０を電子部品実装用フィルム装着用ノズ
ル１１により吸着して位置決めした後、回路基板４上に
装着する。その後、図４（Ｂ）に示すようにクリーム半
田吐出用ノズル１２より開口部３２上にクリーム半田６
を吐出して狭ピッチ部品３８用のランド３５へクリーム
半田の供給を行う。クリーム半田６の供給量はクリーム
半田吐出用ノズル１２より吐出する量を変化させること
により任意にコントロールすることが出来る。

【００２２】以上のようにして従来部品２８及び狭ピッ
チ部品３８の各々の部品に対し、適正量のクリーム半田
６の供給を行う。次に、電子部品装着工程は図６に示す
ように、電子部品装着用ノズル７により電子部品２８，
３８を吸着して位置決めした後、回路基板４上に装着す
る。この際、電子部品２８，３８の電極２９，３９は前
工程でランド２５，３５に供給されたクリーム半田６上
に載せられ、このクリーム半田６の粘着力により電子部
品２８，３８は保持される。

【００２３】最後に、リフロー工程は図７（Ａ）に示す
ように、狭ピッチ部品３８においては電子部品実装用フ
ィルム１０が装着された状態のまま熱風や赤外線ヒータ
等の熱源により回路基板４全体を加熱して、前工程で供
給を行ったクリーム半田を溶融し、回路基板４上に電子
部品２８，３８を半田接合する。この際、前工程におい
て電子部品実装用フィルム１０の開口部３２上にクリー
ム半田６を連続吐出して供給した場合でも、絶縁性及び
耐熱性を有し、断面における寸法が上面部寸法Ａ＜下面
部寸法Ｂである電子部品実装用フィルム１０が隣接する
電極間に配置されていることにより、リフロー時の加熱
によるクリーム半田６のだれ及びその後の溶融時にはフ
ィルム断面の傾斜に沿って半田が流れて各開口部毎に個
別に半田が分離するので図７（Ｂ）に示すごとくショー
ト等の半田接合不良を生ずることなく電極３９とランド
３５を半田接合できる。電子部品実装用フィルム１０の
断面における寸法が上面部寸法Ａ≧下面部寸法Ｂである
場合にはフィルム上面部のフラット部分が大きくなるこ
とやフィルム断面の傾斜が逆になることにより、リフロ
ー時にショート等の半田接合不良が発生し易くなるので
電子部品実装用フィルム１０の断面における寸法が上面
部寸法Ａ＜下面部寸法Ｂであることが必要である。

【００２４】本実施例では回路基板４全体を加熱してリ
フローを行ったが、レーザ等により各電子部品を個別に
リフローしてもよい。なお、この発明では電子部品実装
用フィルムの断面における寸法を上面部寸法Ａ＜下面部
寸法Ｂとすればよいが、上面部寸法Ａを下面部寸法Ｂよ
りも極めて小さくすること、即ち、例えば断面形状を三
角形に近づけることにより、上面部のフラット部分が極
めて小さくなるのでリフロー時の接合材料の分離作用が
増し、ショート等の接合不良の発生を更に防止すること
ができる。

【００２５】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、絶縁
性及び耐熱性を有し所望のパターンの開口部が形成され
たフィルムの開口部の断面における寸法が上面部寸法Ａ
＜下面部寸法Ｂであることにより、リフロー時の加熱に
よる接合材料のだれ及びその後の溶融時に各開口部毎に
個別に接合材料が分離してショート等の半田接合不良の
発生を防止して回路基板の接合品質を向上させることが
できる効果がある。また所望のパターン開口部が形成さ
れたフィルムを回路基板上の所望の位置に装着した後、
フィルムの開口部上に任意の量の接合材料を供給するこ
とにより、接合材料の供給を容易に行うことが出来る効
果がある。さらに、従来部品および狹ピッチ部品に対し
個別に接合材料を供給するとともにその供給量をコント
ロールすることができるので従来部品及び狭ピッチ部品
の各々に適正量の接合材料の供給が行え、従来部品及び
狭ピッチ部品を回路基板上に混載して実装することがで
きる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の電子部品実装用フィルムを示
す概略図である。

【図２】本発明の実施例の電子部品実装用フィルムを示
す拡大図断面である。

【図３】本発明の電子部品実装用フィルムの他の実施例
を示す概略図である。

【図４】本発明の実施例のクリーム半田供給工程を示す
概略図である。（Ａ）は電子部品実装用フィルムの装着
工程を示し、（Ｂ）はクリーム半田供給工程を示す。

【図５】本発明の実施例の従来部品用のランドへのクリ
ーム半田供給工程を示す概略図である。（Ａ）はランド
へのクリーム半田供給工程を示し、（Ｂ）は回路基板を
マスクより版離れする工程を示す。

【図６】本発明の実施例の電子部品装着工程を示す概略
図である。

【図７】本発明の実施例のリフロー工程を示す概略図で
ある。（Ａ）は加熱工程を示し、（Ｂ）はリフロー後の
電極とランドとの半田接合状態を示す。

【図８】従来例のクリーム半田印刷工程を示す概略図で
ある。（Ａ）はクリーム半田印刷工程を示し、（Ｂ）は
回路基板をマスクから版離れした状態を示す。

【図９】従来例の電子部品装着工程を示す概略図であ
る。

【図１０】従来例のリフロー工程を示す概略図である。
（Ａ）は加熱工程を示し、（Ｂ）はリフロー後の電極と
ランドとの半田接合状態を示す。

【符号の説明】

１，２１ マスク ２，３２ 開口部 ３ スキージ ４ 回路基板 ５，２５，３５ ランド ６ クリーム半田 ６ａ，６ｂ 残留半田 ７ 電子部品装着用ノズル ８ 電子部品 ９，２９，３９ 電極 １０ 電子部品実装用フィルム １１ 電子部品実装用フィルム装着用ノズル １２ クリーム半田吐出用ノズル ２８ 従来部品 ３８ 狭ピッチ部品

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁性及び耐熱性を有し、所望のパター
   ンの開口部が形成されたフィルムの開口部断面における
   寸法が上面部寸法Ａ＜下面部寸法Ｂであることを特徴と
   する電子部品実装用フィルム。
2. 【請求項２】 所望のパターンの開口部が形成されたフ
   ィルムを回路基板上の所望の位置に装着した後、フィル
   ムの開口部上に任意の量の接合材料を供給することを特
   徴とする接合材料供給方法。
3. 【請求項３】 回路基板のランドと電子部品の電極とを
   半田等の接合材料により接合する電子部品の実装におい
   て、所望のパターンの開口部が形成されたフィルムを用
   い、フィルムを回路基板上の所望の位置に装着する工程
   と、フィルムの開口部上に任意の量の接合材料を供給す
   る工程と、フィルムの開口部と電極を位置合わせして電
   子部品を装着する工程と、加熱等によりランドと電極と
   を接合する工程を含むことを特徴とする電子部品実装方
   法。
4. 【請求項４】 回路基板の従来部品用のランドに対し、
   接合材料を印刷する工程と、所望のパターンの開口部が
   形成されたフィルムを用い狹ピッチ用のランドに対し接
   合材料を供給する工程と、従来部品および狹ピッチ部品
   用ランドに対し各部品を装着する工程と加熱等によりラ
   ンドと電極とを接合する工程を含むことを特徴とする請
   求項３記載の電子部品実装方法。