(57)【要約】【課題】弱い光ビームでも速やかにリード端子をランドに半田付けすることができる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は、ランドを有するプリント配線板を準備する工程と、ランドのうちリード端子の踵部後方の領域を除く領域上に半田を塗布する工程と、リード端子を有する表面実装部品をプリント配線板上に載せる工程と、リード端子上に半田を塗布する工程と、塗布された半田に光ビームを照射することによりリード端子をランドに半田付けする工程とを備える。【選択図】図５
2011119560.tif 000002
【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、
ランドを有するプリント配線板を準備する工程と、
リード端子を有する表面実装部品を前記プリント配線板上に載せる工程と、
前記リード端子上に半田を塗布する第１の半田塗布工程と、
前記塗布された半田に光ビームを照射することにより前記リード端子を前記ランドに半田付けする工程とを備える、プリント回路板の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のプリント回路板の製造方法であって、
前記リード端子は、
前記表面実装部品から下方へ延びる連結部と、
前記連結部と所定角度で連結され、前記ランドに半田付けされるべき接合部とを含み、
前記製造方法はさらに、
前記ランドのうち前記連結部の下方の領域を除く領域上に半田を塗布する第２の半田塗布工程を備える、プリント回路板の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載のプリント回路板の製造方法であって、
前記第２の半田塗布工程は、前記接合部に対向する領域のみに半田を塗布する、プリント回路板の製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載のプリント回路板の製造方法であってさらに、
前記ランド上に導電性接着剤を塗布する工程を備える、プリント回路板の製造方法。
【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に関し、さらに詳しくは、光ビームを照射して半田を溶融させることにより表面実装部品を半田付けするプリント回路板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
表面実装部品(SMD; Surface Mount Device)をプリント配線板上に直接半田付けする表面実装技術(SMT; Surface Mount Technology)において、近年、無鉛半田の使用が要求されている。無鉛半田の融点は約２２０℃と、有鉛半田のそれよりも高いため、通常のリフロー法で半田付けを行うと、表面実装部品が熱で損傷するという問題がある。
【０００３】
この問題を解決する方法の１つとして、レーザリフロー法が注目されている。レーザリフロー法は、レーザビームを照射して半田を溶融させることにより表面実装部品を半田付けする方法である。レーザビームは半田付け箇所だけに照射されるため、表面実装部品はほとんど加熱されない。
【０００４】
特許第２８５９９７８号公報（特許文献１）には、電子部品の外部リードを基板上の回路パターンに光ビームを用いて接合する電子部品の半田付け方法が記載されている。この方法は、外部リードの先端部から基端部に向かってリード幅程度に集光されたレーザビームを走査する。この方法はさらに、多数の外部リードに対して外部リード幅程度に集光された光ビームを順次操作する。
【０００５】
特開２００８−１６６４８９号公報（特許文献２）には、レーザユニット内に設けられたレーザ光源からのレーザビームを光ファイバを介して一対の照射ユニットに光伝送し、各照射ユニットからプリント基板上に載置された表面実装部品の両側縁部の端子部に向けてレーザビームを照射するレーザリフロー装置が記載されている。
【０００６】
特開２００４−１０３９２０号公報（特許文献３）には、加熱対象部品を載置する表面と反対側の裏面に対して加熱光を照射する光加熱装置が記載されている。
【０００７】
特開２００６−４０９２０号公報（特許文献４）には、フレキシブル基板を保持する基板保持板に対して赤外線を放射し、基板保持板を貫通して設けられる貫通穴を介して弱耐熱部品における被半田付け部分を直接加熱するリフロー半田付け装置が記載されている。
【０００８】
特公平７−１９６８３号公報（特許文献５）には、表側の導体パターンのランドが裏側に露出するように開口部を形成したフレキシブル配線基板を用意し、導体パターンのランドを表側から加熱して半田を溶融させることにより導体パターンのランドと電子部品の端子とを電気的に接続する電子部品の半田付け方法が記載されている。
【０００９】
特開平５−４８２６０号公報（特許文献６）には、プリント基板上の半田付けを行わない部分に、光ビームを反射させるマーキングインキ（材質：エポキシ）白色を印刷し、プリント基板に熱的ダメージを与えないで、光ビームにより加熱して半田付けすることが記載されている。
【００１０】
特開２００１−１１１２０７号公報（特許文献７）には、電熱ヒータ内蔵コテによって、電子部品が実装される実装基板の実装面の裏側から実装基板を局所的に加熱し、その熱によって半田ペーストを溶解させて電子部品を実装基板に半田付けする電子部品実装方法が記載されている。
【００１１】
特開平６−２６２７４３号公報（特許文献８）には、ガラスパネルとＩＣチップの接合において、接合面に直接光ビームを照射し加熱するとともに、ＩＣ上面からも光ビームを照射し加熱する接合装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特許第２８５９９７８号公報
【特許文献２】特開２００８−１６６４８９号公報
【特許文献３】特開２００４−１０３９２０号公報
【特許文献４】特開２００６−４０９２０号公報
【特許文献５】特公平７−１９６８３号公報
【特許文献６】特開平５−４８２６０号公報
【特許文献７】特開２００１−１１１２０７号公報
【特許文献８】特開平６−２６２７４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、半田はランドとリード端子との間に挟まれているため、レーザリフロー法ではレーザビームを半田に直接照射することは困難である。前掲のほとんどの先行技術では、レーザビームをリード端子に照射してリード端子の温度を上昇させることにより半田を溶融させている。一般に、半田付けに適した９８０ｎｍの波長を有するレーザビームに対するリード端子の反射率は約５５〜９５％である。このようにリード端子の表面は高い反射率を有するため、リード端子の温度を速やかに上昇させることは困難である。リード端子の温度を速やかに上昇させるためには、レーザビームの強度を大きくする必要がある。特に無鉛半田の場合、融点が有鉛半田のそれよりも高いため、レーザビームの強度をもっと大きくする必要がある。しかしながら、レーザビームの強度を大きくすると、ランド等がない部分にレーザビームが直接照射された場合、基板が熱で損傷するおそれがある。
【００１４】
本発明の目的は、弱い光ビームでも速やかにリード端子をランドに半田付けすることができるプリント回路板の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【００１５】
本発明によるプリント回路板の製造方法は、ランドを有するプリント配線板を準備する工程と、リード端子を有する表面実装部品をプリント配線板上に載せる工程と、リード端子上に半田を塗布する第１の半田塗布工程と、塗布された半田に光ビームを照射することによりリード端子をランドに半田付けする工程とを備える。レーザビームのような光ビームのほか、レンズ等で収束された光ビームが用いられてもよい。
【００１６】
本発明によれば、半田がリード端子上に塗布されるため、光ビームが半田に直接照射される。その結果、弱い光ビームでも速やかにリード端子をランドに半田付けすることができる。
【００１７】
好ましくは、リード端子は、連結部と、接合部とを含む。連結部は、表面実装部品から下方へ延びる。接合部は、連結部と所定角度で連結され、ランドに半田付けされる。プリント回路板の製造方法はさらに、ランドのうち連結部の下方の領域を除く領域上に半田を塗布する第２の半田塗布工程を備える。
【００１８】
この場合、連結部とランドとの間に十分なフィレットが形成されるため、リード端子はランドと強固に半田付けされる。
【００１９】
好ましくは、第２の半田塗布工程は、接合部が対向する領域のみに半田を塗布する。
【００２０】
この場合、接合部とランドとの間に十分なフィレットが形成されるため、リード端子はランドと強固に半田付けされる。
【００２１】
好ましくは、プリント回路板の製造方法はさらに、ランド上に導電性接着剤を塗布する工程を備える。
【００２２】
この場合、リード端子はランドに導電性接着剤で予め固定されるため、リード端子はランドと確実に半田付けされる。
【００２３】
本発明の説明においては、JIS C 5603及びIEC60914に従い、「プリント配線板」(printed wiring board)は、基板と、基板上に形成される配線パターンとを含み、表面実装部品を含まない。「プリント回路板」(printed circuit board)は、プリント配線板と、表面実装部品とを含む。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態による方法で製造されたプリント回路板の構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示したプリント回路板の製造工程を示す断面図である。
【図３】図２に示した工程の次の工程を示す断面図である。
【図４】図３に示した工程の次の工程を示す断面図である。
【図５】図４に示した工程の次の工程を示す断面図である。
【図６】図１中のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００２６】
[プリント回路板の構成]
まず図１を参照して、本発明の実施の形態による方法で製造されたプリント回路板１００の構成を説明する。プリント回路板１００は、プリント配線板１と、表面実装部品２とを備える。
【００２７】
プリント配線板１は、基板３と、配線パターン４と、レジストマスク５とを備える。基板３は、フレキシブル基板又はリジッド基板であり、樹脂等の絶縁性材料からなる。フレキシブル基板は、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）などからなる。リジッド基板は、エポキシ樹脂などからなる。配線パターン４及びレジストマスク５は、基板３の一主面上に形成される。配線パターン４は、銅等の金属その他の導電性材料からなる。配線パターン４は、表面実装部品２を実装するためのランド４１を含む。レジストマスク５は、配線パターン４以外の領域に半田が付かないように形成される。
【００２８】
表面実装部品２は、プリント配線板１上に載せられる。表面実装部品２としては、特に限定されないが、ＣＳＰ(Chip Size Package)、ＭＣＰ(Multi Chip Package)、ＰｏＰ(Package on Package)、ＳＯＰ(Small Outline Package)、ＱＦＰ(Quad Flat Package)、コネクタなどが用いられる。表面実装部品２は、複数のリード端子７を有する。各リード端子７は、連結部７１と、接合部７２とを含む。連結部７１は、表面実装部品２から下方に延びる。接合部７２は、連結部７１と所定角度で連結され、ランド４１に半田付けされる。すなわち、各リード端子７は「足」のような形状を有する。ランド４１のサイズは、リード端子７の接合部７２のサイズよりも大きい。
【００２９】
[プリント回路板の製造方法]
次に図２〜図６を参照し、プリント回路板１００の製造方法を説明する。
【００３０】
まず図２に示されるように、ランド４１を有するプリント配線板１を準備する。
【００３１】
次に図３に示されるように、半田印刷機等によりランド４１のうち接合部７２に対向する領域のみにクリーム状の半田８１を塗布する。より具体的には、ランド４１のうち連結部の下方（リード端子７の踵部後方）の領域上には半田を塗布しない。また、接合部７２の先端部（リード端子７のつま先部）前方の領域上にも半田を塗布しない。
【００３２】
ここで、半田８１の代わりに、導電性接着材を塗布してもよい。この場合、リード端子７はランド４１に導電性接着剤で予め固定されるため、リード端子７はランド４１と確実に半田付けされる。導電性接着剤は、金粉、銀粉、銅粉、ニッケル粉、アルミ粉、メッキ粉、カーボン粉、グラファイト粉等の導電性フィラーを含む。また、半田８１及び導電性接着剤の代わりに、半田フラックスを塗布してもよい。また、半田８１、導電性接着剤及び半田フラックスの中から選ばれる２つ以上を塗布してもよい。また、何も塗布しなくてもよい。
【００３３】
次に図４に示されるように、表面実装部品２をプリント配線板１上に載せる。このとき、各リード端子７の接合部７２は対応するランド４１上に位置付けられる。
【００３４】
次に図５に示されるように、半田ディスペンサ等によりリード端子７上にクリーム状の半田（半田ペースト）８０を塗布する。半田８０及び８１としては、好ましくは無鉛半田が用いられるが、有鉛半田が用いられてもよい。
【００３５】
最後に、リード端子７上の半田８０にレーザビームＬＢを照射することにより、図６に示されるようにリード端子７をランド４１に半田付けする。ここで、レーザビームＬＢのような光ビームに代えて、レンズ等で集光された光ビームが用いられてもよい。
【００３６】
より具体的には、リード端子７上の半田８０が溶融し、ランド４１上に流れ落ち、リード端子７下の溶融した半田８１と一体になる。リード端子７の踵部後方のランド４１上に半田を塗布していないため、ランド４１側の表面張力が強くなり過ぎない。その結果、連結部７１とランド４１との間に十分な高さの半田フィレット８２が形成される。また、リード端子７のつま先部前方にも半田を塗布していないため、接合部７２とランド４１との間にも十分な高さの半田フィレット８３が形成される。このように十分な高さの半田フィレット８２及び８３が形成されるため、リード端子７はランド４１に強固に半田付けされる。
【００３７】
[実施の形態の効果]
本実施の形態によれば、半田８０がリード端子７上に塗布されるため、レーザビームＬＢが半田８０に直接照射される。その結果、弱いレーザビームＬＢでも速やかにリード端子をランドに半田付けすることができる。
【００３８】
また、リード端子７上に塗布されたクリーム状の半田（半田ペースト）８０は多数の半田粒子からなるので、レーザビームＬＢは半田ペースト８０の中で乱反射を繰り返す。半田ペースト８０はレーザビームＬＢに対して高い吸収率を有するので、半田ペースト８０及びリード端子７の温度は速やかに上昇する。
【００３９】
また、リード端子７の表面で反射されたレーザビームＬＢが表面実装部品２に照射され、表実装部品２が熱で損傷することもない。また、レーザビームＬＢの強度を小さくすることができるので、ランド４１等がない部分にレーザビームＬＢが直接照射されても、基板３が熱で損傷することもない。
【００４０】
[他の実施の形態]
上記実施の形態では、プリント配線板１は、基板３の片面に配線パターン４が形成されているが、両面に配線パターン４が形成されていてもよい。すなわち、片面プリント配線板１の代わりに両面プリント配線板が用いられてもよい。また、多層プリント配線板が用いられてもよい。
【００４１】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。
【符号の説明】
【００４２】
１  プリント配線板
２  表面実装部品
３  基板
４  配線パターン
４１  ランド
７  リード端子
７１  連結部
７２  接合部
８０，８１  半田
８２，８３  半田フィレット
１００  プリント回路板
【図１】
2011119560.tif 000003
【図２】
2011119560.tif 000004
【図３】
2011119560.tif 000005
【図４】
2011119560.tif 000006
【図５】
2011119560.tif 000007
【図６】
2011119560.tif 000008