(57)【要約】【課題】準ミリ波〜ミリ波帯用電子部品の表面実装において、ＢＧＡのようなリードレス部品を隣接部品に干渉せず位置決めする治具を提供する。【解決手段】実装位置決め治具１は板状部材であり、略中央にはリードレス部品４を落とし込み位置を拘束するための部品ガイド窓、端部の４箇所には基板３に設けられた取付穴２と嵌合し板状部材の底面を隣接部品５より高い位置で固定する脚部を備えている。実装は、実装位置決め治具１を搭載済みの隣接部品５に覆い被さるように装着し、そこにリードレス部品４を落とし込む。その後リフロー等で隣接部品５と纏めて半田付けする。【選択図】  図１
2004349480.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リードレス部品を配線基板に表面実装するための実装位置決め治具において、
前記リードレス部品の最も外側の側面の一部に接し、前記リードレス部品の前記配線基板面に対する水平位置を拘束する部品ガイド窓と、
リードレス部品に隣接するいずれかの実装部品よりも外側に、前記配線基板に設けられた穴と嵌合して位置を固定する複数の脚部と、を備える実装位置決め治具。
【請求項２】
リードレス部品を配線基板に表面実装するための実装位置決め治具において、
前記リードレス部品の前記配線基板面に対する水平位置を拘束して、上方から落とし込まれた前記リードレス部品を前記配線基板の所定位置に搭載する部品ガイド窓と、
前記配線基板に設けられた穴と嵌合して位置を固定する複数の脚部と、
前記リードレス部品に隣接するいずれかの実装部品よりも高い位置に少なくとも一部が形成された底面と、を備える実装位置決め治具。
【請求項３】
前記実装位置決め治具は、金属製板から前記部品ガイド窓を打ち抜き、前記脚部を折り曲げ加工して形成されるとともに、実装状態において前記リードレス部品と前記配線基板の接合部分の隙間を露出させる開口部を備え、
前記部品ガイド窓は、前記打ち抜かれた金属製板の端面で前記リードレス部品の位置を拘束することを特徴とする請求項１又は２記載の実装位置決め治具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、準ミリ波〜ミリ波帯で使用するＲＦ部品で、リードレスパッケージの実装構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
準ミリ波〜ミリ波帯で使用する部品は近年、リードレスパッケージのものが多くなっている。リードレスパッケージは、デジタルのデバイスに言われるＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）等と同様で、部品底面にのみ端子が構成されているものである。これは、一般的に使用されている表面実装部品で、パッケージの側方にリードが突出させたものでは、パッケージ自体の寄生成分（インダクタンス、抵抗、容量）が多く、デバイスの性能が出ないためであり、実装面積の増大にもつながる。ベアチップの部品はデバイスの性能を出しやすいが、実装方法がボンディング等を使用するため容易ではなかった。それらに変わり、従来工法（半田リフローなど）で通常部品と同様に扱え、寄生成分が少なく、高密度実装が容易に対応できるリードレスパッケージが増えてきた。
【０００３】
しかし、リードレスパッケージのデバイスをプリント基板上に搭載する際、プリント基板上のパッドと、部品底面の端子の位置が目視で確認できないため、手作業による搭載は困難となる、また、実装したデバイスに不具合があった場合、以前のリードパッケージのデバイスでは半田ゴテなどを用いて手作業で取り外し再実装できたが、リードレスパッケージに対しては半田ゴテでの作業は不可能である。そのため、リードレスパッケージの搭載には、他の表面実装部品同様に搭載器を用い、実装若しくは取り外しにはリフローを用いる。ここでいう搭載とは、プリント基板上の部品パッドにクリーム半田が塗布され、マウンタ等のチップ搭載機で搭載された状態であり、実装とは、搭載された部品がリフロー等で半田付け、固定された状態の意味である。
【０００４】
本発明で想定する準ミリ波〜ミリ波帯用のリードレスパッケージは、大きさがデジタルで用いるＢＧＡなどのように規格化された大きさのもので無いため、通常の自動搭載機では対応できず、異形マウンタと呼ばれる特殊な搭載機が必要になるが、量産する場合以外は稼動させる手間や設備投資の問題から、他の部品が搭載された後、人の手によって搭載することが多い。人手により実装するための治具に関し、従来技術として特許文献１及び２が知られる。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２９４３４０号公報
【特許文献２】特開平１１−１７７２０４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ＲＦで使用するリードレスパッケージ・デバイスは、デジタルで使用する通常のＢＧＡ部品とは違い、リードレスパッケージデバイスのすぐ傍に、その他の部品を実装する事が多い。これは、準ミリ波〜ミリ波と高い周波数になるほど、損失や浮遊成分が増えるため、プリント基板上のパターンを極力短くするためである。また、ＢＧＡのように部品底面に半田バンプを形成したものではないものや、プリント基板上のパッドが部品サイズからはみ出しているものも多い。そのため、従来の特許文献１又は２のような構造では、すぐ傍に部品を配置することが困難になったり、搭載用カバーあるいは枠体がパッド上に重なって半田付けに影響が出たりする問題があった。
【０００７】
また、特許文献１のように搭載用カバーを高くすると、ＲＦで使用するリードレスパッケージはデジタルで使用するＢＧＡと異なり部品サイズが数ミリ角程度と小さいので、落としこむ距離が長いためにかえって搭載が困難になるほか、カバーの上面開口から熱風を吹き付ける方法では、熱にあまり強くないパッケージ上面のみ過熱され半田面に効率的に熱が伝わらないという問題があった。
【０００８】
本発明は上記された問題に鑑みなされたもので、手作業での搭載が容易で、部品端子とプリント基板上のパッドとのずれが少なく、リードレスパッケージ部品の傍に部品を実装可能とし、リードレスパッケージ部品の位置決め実装構造を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明では、リードレス部品を配線基板に表面実装するための実装位置決め治具において、前記リードレス部品の最も外側の側面の一部に接し、前記リードレス部品の前記配線基板面に対する水平位置を拘束する部品ガイド窓と、リードレス部品に隣接するいずれかの実装部品よりも外側に、前記配線基板に設けられた穴と嵌合して位置を固定する複数の脚部と、を備える。
【００１０】
また、リードレス部品を配線基板に表面実装するための実装位置決め治具において、前記リードレス部品の前記配線基板面に対する水平位置を拘束して、上方から落とし込まれた前記リードレス部品を前記配線基板の所定位置に搭載する部品ガイド窓と、前記配線基板に設けられた穴と嵌合して位置を固定する複数の脚部と、前記リードレス部品に隣接するいずれかの実装部品よりも高い位置に少なくとも一部が形成された底面と、を備える。
【００１１】
また、前記実装位置決め治具は、金属製板から前記部品ガイド窓を打ち抜き、前記脚部を折り曲げ加工して形成されるとともに、実装状態において前記リードレス部品と前記配線基板の接合部分の隙間を露出させる開口部を備え、前記部品ガイド窓は、前記打ち抜かれた金属製板の端面で前記リードレス部品の位置を拘束することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図１は本発明におけるリードレス部品の位置決め実装構造を示す斜視図である。リードレス部品４は、ＲＦデバイスであり、部品底面に四角い導体の端子、または半田バンプの端子が構成されている。本実施例で示すリードレス部品４は、５ｍｍ角で厚さが１．２ｍｍ程度のものを示している。これを、実装位置決め治具１をガイドにして実装する。
【００１３】
図２に本発明の実装位置決め治具１の３面図を示す。実装位置決め治具１は板状の金属を折り曲げたものあるいは、耐熱性のある樹脂で構成されるが、本実施例では前者の板金加工によるものを示す。実装位置決め治具１は、リードレス部品４の搭載時にガイドとしての役割をする部品ガイド窓１１と、プリント基板に設けられた取付穴２に嵌合するための治具脚部１２とを備える。本実施例では治具脚部１２が４箇所設けられているが、最低２箇所あれば位置決めに支障は無い。部品ガイド窓１１は、リードレス部品４のサイズにあわせてあり、５．１ｍｍ角で公差が＋０．０５ｍｍ、−０．０ｍｍとしている。実際は、部品の大きさの公差から求め、そのサイズを決定する。実装位置決め治具１自体は板厚０．４ｍｍで大きさは８．８ｍｍ×１１ｍｍ、高さは全体が２．８ｍｍあるが、プリント基板３上に搭載した場合、リードレス部品４傍まで配置できる部品の高さを１ｍｍ取っている。準ミリ波〜ミリ波帯の周辺に配置される部品は、最大でも１．６ｍｍ×０．８ｍｍ×０．８ｍｍ程度なので、高さは十分である。治具脚部１２は０．４ｍｍ角になっており、φ０．６の穴に収まるようになっている。一方、脚部を形成しない側の辺は上へ折り曲げられ、これにより強度を確保すると共に、リフロー時に高温の雰囲気がリードレス部品４の底面まで達し易くなる。本実施例の実装位置決め治具１の材質としては安価で、加工が容易で、半田がぬれないものが望ましく、一般的なめっき鋼板が利用できる。
【００１４】
図１に戻ると、プリント基板３には、リードレス部品４の部品パッドが導体パターンで設けられており、実装位置決め治具１の治具脚部１２が挿入され、位置を合わせるための取付穴２が設けられている。取付穴２は特に指定は無いがスルーホールでもノンスルーホールでもかまわない。
【００１５】
次に、本発明の実装手順を説明する。まず、プリント基板３の部品パッドにメタルマスクなどを使用して、クリーム半田を塗布する。次に、周辺実装部品５を自動搭載装置（チップマウンター）で搭載する。その状態で実装位置決め治具１を搭載する。実装位置決め治具１は、治具脚部１２をプリント基板３上に設けられた取付穴４に挿入される。０．４ｍｍ角の治具脚部１２は、φ０．６ｍｍの取付穴２に挿入されることで、ガタツキが無い状態になる。他周辺実装部品５は、実装位置決め治具１下方の十分な空間により干渉されることは無い。そこに、リードレス部品４を手作業によって搭載する。リードレス部品４を部品ガイド窓１１に落とし込むと図３に示すような状態になり、プリント基板３上の部品パッドに対して最適な位置に搭載される。部品をこのように搭載した後、リフロー方式などでクリーム半田を熔解させる。リフローにおいては、実装位置決め治具１側方の開口した部分から高温の雰囲気が流入できるようになっている。その後冷却し半田が固体化すれば、リードレス部品４の端子とプリント基板３上の部品パッドが正確な位置で接続される。実装後においては、実装位置決め治具は取り外し、再利用することができる。
【００１６】
本実施例を要約すれば、実装位置決め治具１は板状部材であり、その略中央にはリードレス部品４を落とし込み位置を拘束するための部品ガイド窓１１、端部の４箇所には基板３に設けられた取付穴２と嵌合する脚部１２を備え、板状部材の底面を隣接部品より高い位置で固定するようにしたので、実装位置決め治具１を搭載若しくは実装済みの隣接部品に覆い被さるように装着でき、リフロー等による隣接部品と同時の実装、若しくは適切な局部加熱あるいは半田融点温度の設定によりリードレス部品４の再実装を行うことができる。また、プリント基板上のパッドが部品サイズからはみ出していても問題なく半田付けできる。
なお、本発明の実装の方法は半田付けに限るものではなく導電接着剤を用いても良い。また実装する部品は部品底面のみに端子を有するものに限らず、側面に端子を有する部品に対しても適用できる場合がある。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によれば、リードレスパッケージ部品を手作業によって正確にプリント基板上に位置決めをして搭載でき、プリント基板上の部品パッドと正確な半田付けが可能となり、リードレスパッケージ部品傍に他周辺実装部品を搭載しても干渉することなく、製品としての信頼性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例におけるリードレス部品の位置決め実装構造を示す斜視図。
【図２】本発明の実施例の実装位置決め治具の３面図。
【図３】本発明の実施例の実装位置決め治具の実装状態を示す断面概略図。
【符号の説明】
１  実装位置決め治具、１１  部品ガイド窓、１２  治具脚部、２  取付穴、  ３  プリント基板、４  リードレス部品、５  周辺実装部品
【図１】
2004349480.tif 000003
【図２】
2004349480.tif 000004
【図３】
2004349480.tif 000005