(57)【要約】【課題】簡易な方法で防湿剤の濡れ広がりを抑えることが可能なプリント回路板の製造方法を提供する。【解決手段】プリント回路板の製造方法であって、基板の配線パターンが形成された１の面に電子部品を実装する工程と、電子部品の実装位置の周囲に、１の面に接合される基部及び１の面と基部とが接合された際に１の面から離間して伸張する架部を有する部材を実装する工程と、電子部品及び部材を実装後、電子部品を覆うように防湿剤を塗布する工程と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント回路板の製造方法であって、
基板の配線パターンが形成された１の面に電子部品を実装する工程と、
前記電子部品の実装位置の周囲に、前記１の面に接合される基部及び前記１の面と前記基部とが接合された際に前記１の面から離間して伸張する架部を有する部材を実装する工程と、
前記電子部品及び前記部材を実装後、前記電子部品を覆うように防湿剤を塗布する工程と、
を有することを特徴とするプリント回路板の製造方法。
【請求項２】
前記部材は、２以上の前記基部を有し、
前記架部は、当該２以上の前記基部を繋ぐように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のプリント回路板の製造方法。
【請求項３】
前記部材は、前記１の面からの高さが前記電子部品よりも高く、
前記架部が前記配線パターンを跨ぐように配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のプリント回路板の製造方法。
【請求項４】
前記部材は、一対の前記基部と、平板状の頂面部及び当該頂面部と前記基部とを接続する側壁部を有する前記架部と、からなるハット型の形状を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１に記載のプリント回路板の製造方法。
【請求項５】
前記部材を実装する工程は、前記基板にはんだを塗布する工程と、前記はんだをリフロー処理により溶解させて前記基板及び前記部材を接合する工程と、を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１に記載のプリント回路板の製造方法。
【請求項６】
前記部材を実装する工程では、前記電子部品の実装位置を挟むように一対の前記部材を実装し、
前記防湿剤を塗布する工程では、前記一対の前記部材の間に前記防湿剤を塗布することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１に記載のプリント回路板の製造方法。
【請求項７】
配線パターンが形成された基板と、
前記基板の前記配線パターンが形成された１の面に実装された電子部品と、
前記電子部品の実装位置の周囲に実装され、前記１の面に接合された基部及び前記１の面から離間して伸張する架部を有する部材と、
前記電子部品を被覆するように塗布された防湿剤と、
を有することを特徴とするプリント回路板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント回路板の製造方法及びプリント回路板に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品が実装されたプリント基板（すなわち、プリント回路板）を高湿度の環境下等で使用するため、電子部品の表面に防湿剤を塗布することが行われている。塗布された防湿剤は、塗布対象の領域以外の領域に濡れ広がるおそれがあり、本来防湿剤の塗布対象ではない部品に防湿剤が付着すると、部品の接触不良等を引き起こす原因となる。そこで、防湿剤の塗布対象領域以外の領域への濡れ広がりを防止するための方法が考えられている。
【０００３】
例えば、リフローにより溶解したはんだを、防湿剤の流出を阻止するためのはんだ壁として活用する方法が提案されている（例えば、特許文献１）。また、防湿剤の濡れ広がりを堰き止めるための堤部を形成し、基板に形成した孔部に当該堤部を押通させてその先端部を潰し広げることにより固定する方法が提案されている（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１８３０７９号公報
【特許文献２】特開昭６２−０６９６９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
リフローにより溶解したはんだをはんだ壁として活用する方法では、はんだ壁の厚みが１００μｍ〜３００μｍと低いため、防湿剤を薄く塗った場合でない限り、防湿剤の濡れ広がりを抑えることができないという問題があった。加えて、はんだ壁の直下は配線パターンを通せないため、配線パターンを迂回させたり、配線層を切り返すためのビアを介して配線を引き回したりする必要がある。そのため、配線の自由度が下がり、基板サイズが大きくなるという問題や、デバイス間の配線長が長くなり、高速信号伝送時の伝送品質の劣化が生じる可能性があるという問題があった。
【０００６】
また、堤部を形成して孔部に押通させる方法では、堤部の先端部を潰し広げる加工が追加の加工として必要になる。その際、潰し広げる加工には相応の力がかかるため、周囲の微小な部品（例えば、チップ部品）への応力が懸念されるという問題があった。加えて、堤部の形状は安価な板金加工（例えば、曲げ、抜き）では製造できないため、実装の加工費や部材コストが高くなるという問題があった。
【０００７】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、簡易な方法で防湿剤の濡れ広がりを抑えることが可能なプリント回路板の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るプリント回路板の製造方法は、プリント回路板の製造方法であって、基板の配線パターンが形成された１の面に電子部品を実装する工程と、前記電子部品の実装位置の周囲に、前記１の面に接合される基部及び前記１の面と前記基部とが接合された際に前記１の面から離間して伸張する架部を有する部材を実装する工程と、前記電子部品及び前記部材を実装後、前記電子部品を覆うように防湿剤を塗布する工程と、を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明に係るプリント回路板は、配線パターンが形成された基板と、前記基板の前記配線パターンが形成された１の面に実装された電子部品と、前記電子部品の実装位置の周囲に実装され、前記１の面に接合された基部及び前記１の面から離間して伸張する架部を有する部材と、前記電子部品を被覆するように塗布された防湿剤と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、プリント回路板を製造する際に、簡易な方法で防湿剤の濡れ広がりを抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施例のプリント回路板の斜視図である。
【図２】図１におけるＸ−Ｘ線での断面を表す断面図である。
【図３】ハット型部材の形状を示す斜視図である。
【図４】本実施例のプリント回路板の斜視図である。
【図５】本実施例のプリント回路板の製造フロー図である。
【図６Ａ】ソルダーレジスト塗布工程の断面模式図である。
【図６Ｂ】マスク露光工程の断面模式図である。
【図６Ｃ】現像工程の断面模式図である。
【図７Ａ】はんだ塗布工程の断面模式図である。
【図７Ｂ】電子部品実装工程の断面模式図である。
【図７Ｃ】ハット型部材実装工程の断面模式図である。
【図８Ａ】はんだ溶解工程の断面模式図である。
【図８Ｂ】防湿剤塗布工程の断面模式図である。
【図８Ｃ】防湿剤塗布の結果を示す断面模式図である。
【図９】比較例１のプリント回路板の断面図である。
【図１０】比較例１のプリント回路板の斜視図である。
【図１１】比較例２のプリント回路板の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施例について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施例における説明及び添付図面においては、実質的に同一又は等価な部分には同一の参照符号を付している。
【００１３】
図１は、本実施例のプリント回路板１００の斜視図である。プリント回路板１００は、基板１１と、基板１１の１の面（以下、表面と称する）に実装された電子部品１２と、電子部品１２の実装位置の周囲に実装されたハット型の機構部品であるハット型部材１３と、を有する。
【００１４】
電子部品１２は、例えばＬＳＩやコンデンサ、抵抗器又はインダクタ等をチップ化したチップ部品である。電子部品１２は、基板１１上に形成された部品パッド（図１では図示を省略）上にはんだ部を介して接合されている。
【００１５】
ハット型部材１３は、基板１１上に形成された配線パターンの一種であるパターン１４上にはんだ部１５を介して接合されている。本実施例では、電子部品１２の実装位置から所定間隔を隔てた位置（以下、単に実装位置の周囲と称する）に一対のハット型部材１３が接合されている。
【００１６】
なお、基板１１の表面には、電子部品１２を覆うように防湿剤が塗布されているが、図１では図示を省略している。
【００１７】
図２は、図１のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。ここでは、電子部品１２を破線で示している。
【００１８】
基板１１は、プリント回路板１１の土台部分であり、例えばフェノールやエポキシ等の絶縁材料から構成されている。基板１１の１の表面には、ハット型部材１３を接合するためのパターン１４及び電子部品１２を接合するための部品パッド１６が形成されている。パターン１４及び部品パッド１６は、例えば銅箔等から構成されている。
【００１９】
図３は、ハット型部材１３の形状を示す斜視図である。ハット型部材１３は、基板１１と接合される面を有する一対の基部１３１と、当該一対の基部１３１をつなぐ架部とを有する。架部は、平板状の頂面部１３２と、基部１３１及び頂面部１３２に対して略９０度の角度をなす側壁部１３３と、から構成されている。ハット型部材１３は、例えば厚さ０．５ｍｍの板状のステンレス鋼材を折り曲げ加工することにより形成されている。
【００２０】
ハット型部材１３は、基部１３１の底面から頂面部１３２の上面側までの高さが例えば１ｍｍ程度となるように形成されている。これに対し、電子部品１２は、例えば０．５ｍｍ〜１ｍｍの間の高さを有する。すなわち、ハット型部材１３は、基板１１に搭載された状態で電子部品１２よりも十分に高い高さを有する。
【００２１】
また、ハット型部材１３は、基部１３１の底面から頂面部１３２の下面側までの間（すなわち、基板１１に搭載された状態において、基板１１の表面から頂面部１３２の下面側までの間）に０．５ｍｍ程度の間隙部分を有する。この間隙部分は、ハット型部材１３が基板１１に搭載された状態において、電子部品同士を接続する配線パターンを通すことが可能な高さを有している。
【００２２】
図４は、プリント回路板１００において、ハット型部材１３の間隙部分に配線パターンを通した場合を模式的に示す斜視図（すなわち、図１とは異なる場所を切り取った斜視図）である。ハット型部材１３は、例えば基板１１の表面において電子部品１２ａ及び１２ｂの各々の下部の部品パッドから伸びる配線パターン１９を跨ぐように配置される。その際、ハット型部材１３は、例えば頂面部１３２が基板１１の表面とほぼ平行になるように、基部１３１がはんだ部１５及びパターン１４を介して基板１１の表面に接着される。
【００２３】
再び図２を参照すると、基板１１の表面には、電子部品１２及びハット型部材１３の各々の周囲を所定のマージン領域を隔てて囲むようにソルダーレジスト膜１７が形成されている。
【００２４】
基板１１の上面には、電子部品１２の実装位置を覆うように防湿剤１８が塗布されている。防湿剤１８は、例えばシリコンを含有している。防湿剤１８は、その端部がハット型部材１３の頂面部１３２の下側の間隙部分に進入するように広がっており、一対のハット型部材１３の間にダムのような形状となるように形成されている。以下の説明では、防湿剤１８が塗布される領域を「塗布領域」と称する。
【００２５】
上記の通り、ハット型部材１３は、基板１１上に実装された状態において、電子部品１２よりも高い十分な高さ（例えば、１ｍｍ程度）を有する。このため、防湿剤１８のダムを、電子部品１２を覆うのに十分な高さに形成することができる。そして、本実施例ではハット型部材１３の間隙部分が防湿剤１８のダムと比べて十分に低い高さ（例えば、０．５ｍｍ程度）に形成されているため、防湿剤１８の表面張力により、防湿剤１８が塗布領域の外部に流れ出ることが防止されている。
【００２６】
次に、本実施例のプリント回路板１００の製造方法について、図５に示す製造フロー図と、図６Ａ〜Ｃ、図７Ａ〜Ｃ及び図８Ａ〜Ｃに示す断面模式図とに沿って説明する。
【００２７】
まず、パターン１４及び部品パッド１６が形成されている基板１１の表面に液状のソルダーレジストを乗せ、これを図６Ａに示すようにスキージＳＪで延ばしながら加圧することで、ソルダーレジストＳＲを塗布する（ＳＴＥＰ１０１）。
【００２８】
次に、図６Ｂに示すように、基板１１の表面において、パターン１４及び部品パッド１６の上方、すなわち電子部品１２及びハット型部材１３の形成予定領域をマスクする露光用フィルムＰＦを用いて、紫外線による露光を行う（ＳＴＥＰ１０２）。これにより、電子部品１２及びハット型部材１３の実装予定領域を除く領域に形成されているソルダーレジストＳＲが硬化する。
【００２９】
次に、アルカリ性水溶液等によってソルダーレジストＳＲを溶解する、いわゆる現像を行う（ＳＴＥＰ１０３）。これにより、パターン１４及び部品パッド１６の表面に塗布されていたソルダーレジストＳＲのみが溶解し、図６Ｃに示すように、パターン１４及び部品パッド１６の表面が露出する。一方、パターン１４及び部品パッド１６の形成領域以外の領域に塗布されていたソルダーレジストＳＲは、ＳＴＥＰ１０２の露光処理によって硬化しているので溶解せず、図６Ｃに示すようなソルダーレジスト膜１７となる。
【００３０】
次に、図７Ａに示すように、パターン１４及び部品パッド１６の形成領域に対向した部分のみに開口部を有するメタルマスクＭＭで基板１１の上面を覆い、メタルマスクＭＭの上面にクリームはんだを乗せ、これをスキージＳＪで伸ばしながら下方向に加圧する。これにより、パターン１４及び部品パッド１６の各々の上にクリームはんだＣＳを塗布する（ＳＴＥＰ１０４）。
【００３１】
次に、図７Ｂに示すように、電子部品１２をマウンタＭＴの先端部で吸着させ、マウンタＭＴを下方向に移動させる。これにより、電子部品１２の外部接続端子（図示せず）でクリームはんだＣＳを押し込み、電子部品１２を実装する（ＳＴＥＰ１０５）。
【００３２】
次に、図７Ｃに示すように、ハット型部材１３をマウンタＭＴの先端部で吸着させ、マウンタＭＴを下方向に移動させる。これにより、クリームはんだＣＳを押し込むことで、ハット型部材１３を実装する（ＳＴＥＰ１０６）。
【００３３】
次に、電子部品１２及びハット型部材１３が実装された基板１１をリフロー炉内で加熱し、その後冷却する。これにより、クリームはんだＣＳが溶解し、その後凝固するため、図８Ａに示すように、電子部品１２の外部接続端子と部品パッド１６との間及びハット型部材１３とパターン１４との間が、凝固したはんだで接合される（ＳＴＥＰ１０７）。
【００３４】
次に、電子部品１２の上面に防湿剤１８を塗布する（ＳＴＥＰ１０８）。例えば、図８Ｂに示すように、ノズルを用いて防湿剤１８を吹き付けることにより、塗布を行う。図８Ｃに示すように、電子部品１２の実装位置を含む塗布領域と他の領域とを画定するようにハット型部材１３が形成されており、当該ハット型部材１３の間隙部分には、防湿剤１８の端部が入り込むように進入する。このため、防湿剤１８の表面張力により、防湿剤１８の濡れ広がりが防止される。
【００３５】
以上のように、図６Ａ〜Ｃ、図７Ａ〜Ｃ及び図８Ａ〜Ｃに示す一連の工程（ＳＴＥＰ１０１〜１０８）によるプリント回路板の製造では、防湿剤１８の塗布に先立って、防湿剤１８の塗布領域の外側にハット型部材１３を実装している。これにより、ハット型部材１３により防湿剤１８の広範な濡れ広がりが抑えられるため、塗布領域以外の領域や防湿剤１８の塗布対象ではない他の部品に防湿剤１８が付着することを防ぐことが可能となる。
【００３６】
図９は、本実施例とは異なり、防湿剤の濡れ広がりを抑えるためにはんだ壁を形成した第１の比較例のプリント回路板２００を示す断面模式図である。プリント回路板２００では、リフローにより溶解したはんだを用いて形成されたはんだ壁２１が、電子部品１２の実装位置と他の領域との境界部分に形成されている。
【００３７】
このようなプリント回路板２００の構成によれば、防湿剤１８が薄く塗布される場合には、防湿剤１８の濡れ広がりを抑えることができる。しかし、はんだを塗布してリフロー加工することにより形成されるはんだ壁２１の高さは約１００μｍ〜３００μｍ程度であるため、これよりも厚く防湿剤１８を塗布した場合には、はんだ壁２１を超えて防湿剤１８が濡れ広がってしまう。
【００３８】
これに対し、図２に示す本実施例のプリント回路板１００では、電子部品１２よりも高い十分な高さ（例えば、１ｍｍ程度の高さ）を有するハット型部材１３を形成するため、防湿剤１８をある程度の厚さ（例えば、５００μｍ以上且つ１ｍｍ未満の厚さ）に塗布した場合にも、防湿剤１８の濡れ広がりを抑えることができる。従って、本実施例のプリント回路板１００によれば、粘度の低い防湿剤をある程度厚く塗布することができるため、耐湿性の向上を図ることができる。
【００３９】
また、本実施例によれば、ハット型部材１３を実装することにより、防湿剤１８を塗布する領域と塗布しない領域との境界部分を画定することができるため、塗布領域を精度よく設定することが可能である。
【００４０】
また、第１の比較例のプリント回路板２００では、はんだ壁２１と基板１１の表面との間には間隙部分がない。このため、配線パターンをはんだ壁２１の直下に通すことができない。このため、図１０に示す斜視図のように、配線パターン１９を形成する際には、はんだ壁２１を迂回させたり、配線層を切り返すためのビアを介して引き回したりする必要がある。
【００４１】
これに対し、本実施例のプリント回路板１００では、図４に示すように、ハット型部材１３の間隙部分（すなわち、頂面部の直下）に配線パターン１９を通すことができる。これにより、デバイス間の表層配線が可能となり、配線密度を上げることができる。また、配線の自由度が上がり、基板サイズを小さくすることができる。また、デバイス間の配線長を短くし、ビアの追加を避けることにより、高速信号伝送時の伝送品質の劣化を避けることができる。
【００４２】
また、図１１は、本実施例とは異なり、防湿剤１８の濡れ広がりを抑えるために堤部を形成した第２の比較例のプリント回路板３００を示す断面模式図である。プリント回路板３００では、堤部３１が基板１１の孔部を通るように形成され、先端部が潰し広げるように固定されている。
【００４３】
このようなプリント回路板３００を作成するためには、堤部３１の先端部を潰し広げる加工工程が、本来のプリント回路板３００の製造工程に追加して必要になる。かかる加工を行う際には基板に相応の力が加わるため、他の部分（例えば、電子部品１２等）も応力の影響を受けることになる。また、かかる形状の堤部を形成するための加工費や部材コストも別途必要になる。
【００４４】
これに対し、本実施例のプリント回路板１００におけるハット型部材１３は、通常のリフロー工程で搭載することが可能である。また、特別な加工費等のコストを要せず、安価に製造することが可能である。従って、本実施例のプリント回路板１００によれば、第２の比較例と比べて、実装加工費や部材コストを低く抑えることができる。
【００４５】
なお、本発明の実施形態は、上記実施例に記載したものに限られない。例えば、上記実施例では、ハット型部材１３の基部１３１の底面から頂面部１３２の上面側までの高さが約１ｍｍであり、基部１３１の底面から頂面部１３２の下面側までの間に０．５ｍｍ程度の間隙を有する場合を例として説明した。しかし、ハット型部材１３の寸法はこれに限られない。すなわち、ハット型部材１３は、基部１３１の底面から頂面部１３２の上面までの高さが防湿剤の厚みよりも十分に高くなるように形成されていればよい。また、基部１３１の底面から頂面部１３２の下面側までの間に配線パターンを通せるだけの十分な間隙部分が形成されていればよい。
【００４６】
また、上記実施例では、ハット型の形状の機構部品であるハット型部材１３を搭載する場合を例として説明した。しかし、当該部材の形状は必ずしもハット型形状のものに限定されず、基板の表面に接合可能な面を有する基部と、基板の表面から離間するように基部から伸びる架部とを有していればよい。すなわち、本実施例のプリント回路板は、防湿剤を塗布したい領域に合わせた形状で、且つ間隙部分を設けた機構部品を搭載する場合にも適用が可能である。
【００４７】
また、上記実施例では、電子部品１２の実装位置を挟むように一対のハット型部材１３が実装されている場合を例として説明した。しかし、１つの電子部品１２の周囲に実装されるハット部材１３の数はこれに限られない。ハット型部材１３は、防湿剤１８の塗布対象である電子部品１２の実装位置の周囲に少なくとも１つ実装されればよい。また、当該電子部品１２の周囲に３以上のハット型部材１３を実装してもよい。電子部品１２の実装位置の周囲に複数のハット型部材１３を実装した場合、防湿剤１８がハット型部材同士の間の領域に挟まれることになり、濡れ広がりの抑制効果をより高めることが可能となる。
【符号の説明】
【００４８】
１００  プリント基板
１１  基板
１２  電子部品
１３  ハット型部材
１４  パターン
１５  はんだ部
１６  部品パッド
１７  ソルダーレジスト
１８  防湿剤
１３１  基部
１３２  頂面部
１３３  側壁部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
2020115526.tif 000015
【図８Ｃ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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