(57)【要約】  離型処理された転写型１０の一方の面に設けられた凹部１１に、塗布によりソルダーペースト２０を充填する工程と、凹部１１と電子部品３０の接続電極３１とを位置合わせし、凹部１１に充填されたソルダーペースト２０上に接続電極３１を載置する工程と、ソルダーペースト２０に接続電極３１を押圧した状態でリフローする工程と、転写型１０と電子部品３０とを引き離して、転写型１０からソルダーペースト２０を剥離し、電子部品３０の接続電極３１にソルダーペースト２０を転写する工程と、接続電極３１と電子回路基板５０の配線パターン５１とをソルダーペースト２０を介して電気的に接続し、電子部品３０を前記電子回路基板５０に実装する工程とを含む電子部品実装体の製造方法。
2015052780.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
離型処理された転写型の一方の面に設けられた凹部に、塗布によりソルダーペーストを充填する工程と、
前記凹部と電子部品の接続電極とを位置合わせし、前記凹部に充填された前記ソルダーペースト上に前記接続電極を載置する工程と、
前記ソルダーペーストに前記接続電極を押圧した状態でリフローする工程と、
前記転写型と前記電子部品とを引き離して、前記転写型から前記ソルダーペーストを剥離し、前記電子部品の前記接続電極に前記ソルダーペーストを転写する工程と、
前記接続電極と電子回路基板の配線パターンとを前記ソルダーペーストを介して電気的に接続し、前記電子部品を前記電子回路基板に実装する工程
とを含む電子部品実装体の製造方法。
【請求項２】
離型処理された転写型の一方の面に設けられた凹部に、ディスペンサーによりソルダーペーストを充填する工程と、
前記凹部と電子部品の接続電極とを位置合わせし、前記凹部に充填された前記ソルダーペースト上に前記接続電極を載置する工程と、
前記ソルダーペーストに前記接続電極を押圧した状態でリフローする工程と、
前記転写型と前記電子部品とを引き離して、前記転写型から前記ソルダーペーストを剥離し、前記電子部品の前記接続電極に前記ソルダーペーストを転写する工程と、
前記接続電極と電子回路基板の配線パターンとを前記ソルダーペーストを介して電気的に接続し、前記電子部品を前記電子回路基板に実装する工程
とを含む電子部品実装体の製造方法。
【請求項３】
離型処理された転写型の一方の面に設けられた凹部に、スクリーン印刷によりソルダーペーストを充填する工程と、
前記凹部と電子部品の接続電極とを位置合わせし、前記凹部に充填された前記ソルダーペースト上に前記接続電極を載置する工程と、
前記ソルダーペーストに前記接続電極を押圧した状態でリフローする工程と、
前記転写型と前記電子部品とを引き離して、前記転写型から前記ソルダーペーストを剥離し、前記電子部品の前記接続電極に前記ソルダーペーストを転写する工程と、
前記接続電極と電子回路基板の配線パターンとを前記ソルダーペーストを介して電気的に接続し、前記電子部品を前記電子回路基板に実装する工程
とを含む電子部品実装体の製造方法。
【請求項４】
離型処理された転写型の一方の面に設けられた凹部に、前記転写型に設けられた充填用孔からソルダーペーストを充填する工程と、
前記凹部と電子部品の接続電極とを位置合わせし、前記凹部に充填された前記ソルダーペースト上に前記接続電極を載置する工程と、
前記ソルダーペーストに前記接続電極を押圧した状態でリフローする工程と、
前記転写型と前記電子部品とを引き離して、前記転写型から前記ソルダーペーストを剥離し、前記電子部品の前記接続電極に前記ソルダーペーストを転写する工程と、
前記接続電極と電子回路基板の配線パターンとを前記ソルダーペーストを介して電気的に接続し、前記電子部品を前記電子回路基板に実装する工程
とを含む電子部品実装体の製造方法。
【請求項５】
前記ソルダーペーストを充填する工程は、前記凹部から突出するように前記ソルダーペーストを充填する請求項１〜４のいずれかに記載の電子部品実装体の製造方法。
【請求項６】
前記凹部は、前記電子部品の前記接続電極に対応する間隔で複数設けられている請求項１〜５のいずれかに記載の電子部品実装体の製造方法。
【請求項７】
前記ソルダーペーストは、鉛フリー半田を含有する請求項１〜６のいずれかに記載の電子部品実装体の製造方法。
【請求項８】
前記リフローする工程は、前記凹部が設けられた面の反対面側から加熱する請求項１〜７のいずれかに記載の電子部品実装体の製造方法。
【請求項９】
前記転写型は、樹脂製のシート又は金属製のシートである請求項１〜８のいずれかに記載の電子部品実装体の製造方法。
【請求項１０】
前記ソルダーペーストは、粘度が５Ｐａ・ｓ以上１０００Ｐａ・ｓ以下である請求項１〜９のいずれかに記載の電子部品実装体の製造方法。
【請求項１１】
前記転写型の表面エネルギーが、前記ソルダーペーストの表面エネルギーよりも小さい請求項１〜１０のいずれかに記載の電子部品実装体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高密度実装を施す電子回路基板における電子部品実装体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器は小型軽量化、高機能化、高周波化に伴い、それを構成する電子回路基板はこれまで以上に高密度実装が要求されている。
電子回路基板を高密度実装するために、電子回路基板に実装する抵抗、コンデンサ、ＬＳＩ、ＩＣ等の電子部品の小型化が進められている。例えば、従来は「１００５」とよばれる縦１．０ｍｍ、横０．５ｍｍの電子部品が主流であったが、現在では「０６０３」（縦０．６ｍｍ、横０．３ｍｍ）や、「０４０２」（縦０．４ｍｍ、横０．２ｍｍ）とよばれるさらに小さな電子部品を実装する必要に迫られている。【０００３】
また、電子回路基板を高密度実装するために、電子回路基板の配線パターンは微細で複雑になってきている。配線パターンが微細で複雑になってきていることによって、電子部品を実装する際に、液状化した半田等の導電材の流れ出しによって配線間で短絡を引き起こすブリッジや、欠品、位置ずれ等の不良を生じることがある。そこで、電子部品と電子回路基板との接続強度を十分に確保しつつ、ブリッジが生じることを防止する電子部品実装体の製造方法が提案されている（例えば、特許文献１，２参照。）。【０００４】
ブリッジが生じることを防止する電子部品実装体の製造方法として、必要最小の導電材を接続部に供給することで、ブリッジが生じることを防止する電子部品実装体の製造方法も提案されている（例えば、特許文献３，４参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２７３８５３号公報
【特許文献２】特開２００５−５１２０４号公報
【特許文献３】特開２００６−３１９２５３号公報
【特許文献４】特開２００８−３４７５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１〜４では、依然として、特に、「０４０２」等の微小電子部品の実装には、ブリッジ、欠品、位置ずれ等の不良の課題が残っている。また、リフロー工程において、鉛フリー半田等では比熱が高く融点も高いため加熱する際に十分な溶融時間が必要であるが、十分な溶融時間を得ようとすると大気の影響で半田の酸化が進んでしまうことにより、実装不良等の不具合が生じてしまう問題がある。半田を加熱する際に、大気下に暴露される半田の領域が多い場合、半田の酸化が顕著に生じる。【０００７】
本発明は、電子部品と電子回路基板との接続強度を十分に確保し、かつ、安定した量で電子部品を接続するために必要最小の量のソルダーペーストを電子部品の接続端子に供給し、ブリッジ、欠品、位置ずれ等の不良が生じることを防止し、半田の酸化を低減できる電子部品実装体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】
本発明者らは、転写型の凹部内でリフローしたソルダーペーストを電子部品の接続端子に供給することで、上記課題を解決し得ることを見出した。
すなわち、本発明は、下記［１］〜［１１］を提供するものである。【０００９】
［１］離型処理された転写型の一方の面に設けられた凹部に、塗布によりソルダーペーストを充填する工程と、前記凹部と電子部品の接続電極とを位置合わせし、前記凹部に充填された前記ソルダーペースト上に前記接続電極を載置する工程と、前記ソルダーペーストに前記接続電極を押圧した状態でリフローする工程と、前記転写型と前記電子部品とを引き離して、前記転写型から前記ソルダーペーストを剥離し、前記電子部品の前記接続電極に前記ソルダーペーストを転写する工程と、前記接続電極と電子回路基板の配線パターンとを前記ソルダーペーストを介して電気的に接続し、前記電子部品を前記電子回路基板に実装する工程とを含む電子部品実装体の製造方法。
［２］離型処理された転写型の一方の面に設けられた凹部に、ディスペンサーによりソルダーペーストを充填する工程と、前記凹部と電子部品の接続電極とを位置合わせし、前記凹部に充填された前記ソルダーペースト上に前記接続電極を載置する工程と、前記ソルダーペーストに前記接続電極を押圧した状態でリフローする工程と、前記転写型と前記電子部品とを引き離して、前記転写型から前記ソルダーペーストを剥離し、前記電子部品の前記接続電極に前記ソルダーペーストを転写する工程と、前記接続電極と電子回路基板の配線パターンとを前記ソルダーペーストを介して電気的に接続し、前記電子部品を前記電子回路基板に実装する工程とを含む電子部品実装体の製造方法。
［３］離型処理された転写型の一方の面に設けられた凹部に、スクリーン印刷によりソルダーペーストを充填する工程と、前記凹部と電子部品の接続電極とを位置合わせし、前記凹部に充填された前記ソルダーペースト上に前記接続電極を載置する工程と、前記ソルダーペーストに前記接続電極を押圧した状態でリフローする工程と、前記転写型と前記電子部品とを引き離して、前記転写型から前記ソルダーペーストを剥離し、前記電子部品の前記接続電極に前記ソルダーペーストを転写する工程と、前記接続電極と電子回路基板の配線パターンとを前記ソルダーペーストを介して電気的に接続し、前記電子部品を前記電子回路基板に実装する工程とを含む電子部品実装体の製造方法。
［４］離型処理された転写型の一方の面に設けられた凹部に、前記転写型に設けられた充填用孔からソルダーペーストを充填する工程と、前記凹部と電子部品の接続電極とを位置合わせし、前記凹部に充填された前記ソルダーペースト上に前記接続電極を載置する工程と、前記ソルダーペーストに前記接続電極を押圧した状態でリフローする工程と、前記転写型と前記電子部品とを引き離して、前記転写型から前記ソルダーペーストを剥離し、前記電子部品の前記接続電極に前記ソルダーペーストを転写する工程と、前記接続電極と電子回路基板の配線パターンとを前記ソルダーペーストを介して電気的に接続し、前記電子部品を前記電子回路基板に実装する工程とを含む電子部品実装体の製造方法。
［５］前記ソルダーペーストを充填する工程は、前記凹部から突出するように前記ソルダーペーストを充填する［１］〜［４］のいずれかに記載の電子部品実装体の製造方法。
［６］前記凹部は、前記電子部品の前記接続電極に対応する間隔で複数設けられている［１］〜［５］のいずれかに記載の電子部品実装体の製造方法。
［７］前記ソルダーペーストは、鉛フリー半田を含有する［１］〜［６］のいずれかに記載の電子部品実装体の製造方法。
［８］前記リフローする工程は、前記凹部が設けられた面の反対面側から加熱する［１］〜［７］のいずれかに記載の電子部品実装体の製造方法。
［９］前記転写型は、樹脂製のシート又は金属製のシートである［１］〜［８］のいずれかに記載の電子部品実装体の製造方法。
［１０］前記ソルダーペースト２０は、粘度が５Ｐａ・ｓ以上１０００Ｐａ・ｓ以下である［１］〜［９］のいずれかに記載の電子部品実装体の製造方法。
［１１］前記転写型の表面エネルギーが、前記ソルダーペーストの表面エネルギーよりも小さい［１］〜［１０］のいずれかに記載の電子部品実装体の製造方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電子部品と電子回路基板との接続強度を十分に確保し、かつ、安定した量で電子部品を接続するために必要最小の量のソルダーペーストを電子部品の接続端子に供給し、ブリッジ、欠品、位置ずれ等の不良が生じることを防止し、半田の酸化を低減できる電子部品実装体の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１〜第３の実施の形態に係る電子部品実装体の製造方法の工程断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る転写型のサイズを示す模式的断面図である。
【図３】本発明の第４の実施の形態に係る電子部品実装体の製造方法の工程断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態に係る電子部品実装体の製造方法について、図１を参照しながら説明する。
【００１３】
まず、図１（ａ）に示すように、一方の面に凹部１１が設けられ、離型処理された転写型１０を用意する。転写型１０に設けられる凹部１１は、単数であってもよいが、通常、複数設けられている。凹部１１の形状は、断面がＵ字型、Ｖ字型等の種々の形状を採用することができる。
凹部１１のサイズは、図２に示すように、凹部ピッチＡ、凹部幅Ｂ、凹部高さＣによって決定される。凹部１１のサイズは、電子部品のサイズ及びソルダーペーストの転写量によって任意に決定されるが、電子部品のサイズが「０６０３」及び「０４０２」等の非常に微小なサイズである場合には、凹部ピッチＡが１００μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましく、凹部幅Ｂが５０μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましく、凹部高さＣが３０μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましい。凹部１１が複数である場合は、凹部１１と電子部品の接続電極との位置合わせを容易にし、接続電極へのソルダーペースト供給を容易にするという観点から、電子回路基板に実装する電子部品の接続電極に対応する間隔で設けられることが好ましい。
【００１４】
転写型１０の材質としては、樹脂及び金属を用いることができる。転写型１０として用いる樹脂としては、半田耐熱性を有する樹脂であり、例えばポリイミド、熱硬化性エポキシ樹脂、液晶ポリマー等を挙げることができる。また、転写型１０として用いる金属としては、鉄、銅、アルミニウム、マグネシウム等、及びそれらの合金を挙げることができる。転写型１０は、汎用性が高く、凹部１１が形成し易いという点から、樹脂製のシート又は金属製のシートであることが好ましい。
【００１５】
転写型１０は、離型性を有することが必須であるので、例えばフッ素系樹脂、シリコーン系樹脂、オレフィン系樹脂を塗布する等の離型処理が施されている。
フッ素系樹脂としては、フッ素シリコーン樹脂、フッ素ボロン樹脂等が挙げられる。シリコーン系樹脂としては、基本骨格としてジメチルポリシロキサンを有するシリコーン系樹脂が挙げられる。オレフィン系樹脂としては、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン−プロピレン共重合体樹脂等が挙げられる。転写型１０の表面エネルギーは、ソルダーペースト２０の表面エネルギーよりも小さいことが好ましい。これにより、ソルダーペースト２０が転写型１０に付着するのを防止することができ、後述の工程において、電子部品３０の接続電極３１にソルダーペースト２０を容易に転写することができる。
【００１６】
次に、図１（ｂ）に示すように、転写型１０の凹部１１にソルダーペースト２０を充填する。
凹部１１にソルダーペースト２０を充填する際には、凹部１１と電子部品の接続電極３１との位置合わせを容易に行えるという観点から、凹部１１から突出するようにソルダーペースト２０を充填することが好ましい。
凹部１１にソルダーペースト２０を充填する方法としては、ソルダーペースト２０を転写型１０上に塗布して凹部１１に充填させる方法を採用する。ソルダーペースト２０を転写型１０上に塗布する方法としては、公知の方法を用いることができ、例えば、グラビアコート法、バーコート法、スプレーコート法、スピンコート法、ロールコート法、ダイコート法、ナイフコート法、エアナイフコート法、カーテンコート法等が挙げられる。転写型１０に塗布されたソルダーペースト２０は、転写型１０の離型処理の影響と表面張力により、凹部１１内に自己充填する。
ソルダーペースト２０としては、鉛含有半田及び鉛フリー半田等の電気用半田を含有させて用いることができ、中でも鉛フリー半田が好適である。鉛フリー半田としては、ＳｎＡｇＣｕ系半田、ＳｎＺｎＢｉ系半田、ＳｎＣｕ系半田、ＳｎＡｇＩｎＢｉ系半田、ＳｎＺｎＡｌ系半田等が挙げられる。ソルダーペースト２０は、粘度が５Ｐａ・ｓ以上１０００Ｐａ・ｓ以下であることが好ましく、５０Ｐａ・ｓ以上１０００Ｐａ・ｓ以下であることがより好ましく、２５０Ｐａ・ｓ以上５００Ｐａ・ｓ以下であることがさらに好ましい。ソルダーペースト２０の粘度が上記範囲であれば、ソルダーペースト２０の表面張力により、凹部１１内にソルダーペースト２０を良好に充填することができる。
【００１７】
次に、図１（ｃ）に示すように、凹部１１と電子部品３０の接続電極３１とを位置合わせし、凹部１１に充填されたソルダーペースト２０上に接続電極３１を載置する。
電子部品３０は、電子回路基板５０に実装するチップ抵抗器、チップコンデンサ、チップＬＳＩ、チップＩＣ等のチップ状の回路部品が挙げられる。電子部品３０の両端側面には、電子回路基板５０から電力を受給するための接続電極３１が設けられている。電子部品３０のサイズとしては、ブリッジ、欠品、位置ずれ等の不良を防止する効果が顕著に得られるという観点から、縦１．０ｍｍ未満、横０．５ｍｍ未満の微小なサイズ（例えば、「０６０３」及び「０４０２」等）であることが好ましい。
【００１８】
次に、図１（ｄ）に示すように、ソルダーペースト２０に接続電極３１を押圧した状態で、ソルダーペースト２０をリフローする。
ソルダーペースト２０をリフローさせるために、ソルダーペースト２０を融点以上まで加熱する。ソルダーペースト２０を融点以上まで加熱する方法としては、ソルダーペースト２０を一様に加熱することができるという観点から、例えば、凹部１１が設けられた面の反対面側から加熱ステージ等の加熱装置４０で加熱することが好ましい。加熱温度は、ソルダーペースト２０の融点以上であればよく、例えば、ソルダーペースト２０がＳｎＡｇＣｕ系半田である場合は、２１７℃〜２２０℃程度まで加熱することでリフローさせることができる。
【００１９】
次に、図１（ｅ）に示すように、転写型１０と電子部品３０とを引き離して、転写型１０からソルダーペースト２０を剥離し、電子部品３０の接続電極３１にソルダーペースト２０を転写する。
接続電極３１に転写するソルダーペースト２０は、図１（ｅ）に示したように、凹部１１に充填されたソルダーペースト２０の一部分であってもよく、凹部１１に充填されたソルダーペースト２０の全部であってもよい。接続電極３１に転写するソルダーペースト２０の転写量制御は、ソルダーペースト２０の充填量、ソルダーペースト２０のリフロー加熱程度（温度、時間）を制御することにより行う。これにより、所望の量のソルダーペースト２０が、電子部品３０の接続電極３１に転写される。
【００２０】
次に、図１（ｆ）に示すように、接続電極３１と電子回路基板５０の配線パターン５１とをソルダーペースト２０を介して電気的に接続し、電子部品３０を電子回路基板５０に実装する。
接続電極３１と配線パターン５１とを電気的に接続する際には、再度加熱して、ソルダーペースト２０をリフローさせることで接続することができる。
以上の工程により、電子部品３０と電子回路基板５０が電気的に接続された電子部品実装体が作製される。
【００２１】
本発明の第１の実施の形態に係る電子部品実装体の製造方法によれば、転写型１０の凹部１１内に充填されたソルダーペースト２０に接続電極３１を押圧した状態で、ソルダーペースト２０をリフローすることで、ソルダーペースト２０が大気下に暴露される領域が少ないため、大気下リフローによる半田の酸化を低減することができる。
更に、本発明の第１の実施の形態に係る電子部品実装体の製造方法によれば、接続電極３１にソルダーペースト２０を転写する前にリフロー工程を行うことで、１回半田が溶融しているため、半田粒子の粒径の影響がなくなり、電子部品３０を電子回路基板５０に実装した際に、電子部品３０と電子回路基板５０との接続強度を十分に確保することができる。
更に、本発明の第１の実施の形態に係る電子部品実装体の製造方法によれば、必要最小のソルダーペースト２０を接続端子３１に供給することできるので、ソルダーペースト２０を溶融させた際のブリッジ発生を防止することができる。
【００２２】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態に係る電子部品実装体の製造方法は、第１の実施の形態で示した電子部品実装体の製造方法と比して、凹部１１にソルダーペースト２０を充填させる方法として、ディスペンサーにより凹部１１にソルダーペースト２０を充填させる方法を採用する点が異なる。その他については実質的に同様であるので記載を省略する。
【００２３】
本発明の第２の実施の形態に係る電子部品実装体の製造方法でも、第１の実施の形態に係る電子部品実装体の製造方法と同様の効果を得ることができる。
さらに、本発明の第２の実施の形態に係る電子部品実装体の製造方法によれば、ディスペンサーにより直接凹部１１にソルダーペースト２０を充填させることで、所望の量であって、必要最小のソルダーペースト２０を凹部１１に供給することできるため、ソルダーペースト２０を溶融させた際のブリッジ発生を防止することができる。
【００２４】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態に係る電子部品実装体の製造方法は、第１の実施の形態で示した電子部品実装体の製造方法と比して、凹部１１にソルダーペースト２０を充填させる方法として、スクリーン印刷により凹部１１にソルダーペースト２０充填させる方法を採用する点が異なる。その他については実質的に同様であるので記載を省略する。
【００２５】
本発明の第３の実施の形態に係る電子部品実装体の製造方法でも、第１の実施の形態に係る電子部品実装体の製造方法と同様の効果を得ることができる。
さらに、本発明の第３の実施の形態に係る電子部品実装体の製造方法によれば、スクリーン印刷を採用することで、転写型１０が硬いものでも柔らかいものでもソルダーペースト２０を凹部１１に供給することができる。また、スクリーン印刷を採用することで、所望の量のソルダーペースト２０を凹部１１に供給することができるため、ソルダーペースト２０を溶融させた際のブリッジ発生を防止することができる。
【００２６】
（第４の実施の形態）
本発明の第４の実施の形態に係る電子部品実装体の製造方法は、第１の実施の形態で示した電子部品実装体の製造方法と比して、図３に示すように、凹部１１にソルダーペースト２０を充填させる方法として、転写型１０に設けられた充填用孔１２からソルダーペースト２０を充填させる方法を採用する点が異なる。その他については実質的に同様であるので記載を省略する。
【００２７】
転写型１０は、図３（ａ）に示すように、凹部１１と連通していて、凹部１１にソルダーペースト２０を供給するための充填用孔１２が設けられている。
図３（ｂ）に示すように、転写型１０の凹部１１にソルダーペースト２０を充填する工程において、凹部１１にソルダーペースト２０を充填する方法として、転写型１０に設けられた充填用孔１２からソルダーペースト２０を充填させる方法を採用する。
【００２８】
本発明の第４の実施の形態に係る電子部品実装体の製造方法でも、第１の実施の形態に係る電子部品実装体の製造方法と同様の効果を得ることができる。
さらに、本発明の第４の実施の形態に係る電子部品実装体の製造方法によれば、転写型１０に設けられた充填用孔１２からソルダーペースト２０を充填させる方法を採用することで、所望の量のソルダーペースト２０を容易に凹部１１に供給することできるため、ソルダーペースト２０を溶融させた際のブリッジ発生を防止することができる。
【符号の説明】
【００２９】
１０…転写型
１１…凹部
１２…充填用孔
２０…ソルダーペースト
３０…電子部品
３１…接続電極
４０…加熱装置
５０…電子回路基板
５１…配線パターン
【図１】
2015052780.tif 000003
【図２】
2015052780.tif 000004
【図３】
2015052780.tif 000005
【国際調査報告】
2015052780.tif 000006
2015052780.tif 000007
2015052780.tif 000008
2015052780.tif 000009