(57)【要約】【課題】配線基板に対する粘着固定効果を確保し、かつ完成した配線基板からの剥離を容易化して、作業性の向上化と配線基板の変形防止を図り信頼性の向上化を得る配線基板の保持治具および配線基板の製造方法を提供する。【解決手段】板体からなる治具本体１の表面に粘性層２を形成し、この粘性層に配線基板Ｓを剥離自在に粘着固定する粘着プレート（配線基板の保持治具）Ｐであって、上記治具本体および粘性層を複数の小片部ｐに分割化し、これら小片部は、配線基板の粘着固定面とは反対側の面が柔軟性を有するシート材からなる粘着シート１１で一体に連結化する。【選択図】    図７
2005012122.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板体からなる治具本体の表面に粘性層が形成され、この粘性層に配線基板を剥離自在に粘着固定する配線基板の保持治具において、
上記治具本体および粘性層は複数の小片部に分割化され、
これら小片部は、配線基板の粘着固定面とは反対側の面が柔軟性を有するシート材からなる連結手段で一体に連結化されることを特徴とする配線基板の保持治具。
【請求項２】
請求項１記載の保持治具を構成する粘性層の表面に配線基板を粘着固定する配線基板セット工程と、
この配線基板セット工程で粘性層の表面に粘着固定された上記配線基板上にメタルマスクを位置合せしたうえで載せ、配線基板上に半田ペーストを供給してスキージを所定の速度と圧力及び角度で移動し、半田ペーストをメタルマスクの孔部に充填する半田印刷工程と、
上記メタルマスクを取外し、配線基板の表面に付着した半田ペースト上に電子部品を載せるマウント工程と、
上記保持治具ごと配線基板を加熱して、電子部品を半田付け固定するリフロー工程と、
上記保持治具の一端を掴持し、この掴持部分を配線基板から離間する方向に移動することにより、各小片部を順次配線基板から剥離させ、配線基板から保持治具を取外す保持治具取外し工程と
を具備したことを特徴とする配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配線基板に電子部品を実装する際に用いられ、配線基板を位置決め保持する保持治具と、この保持治具を用いて電子部品を実装する配線基板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
配線基板に電子部品を実装するには、配線基板を搬送手段に支持して搬送し、半田印刷工程と、マウント工程と、リフロー工程を順次経て、完成するようになっている。
【０００３】
搬送される配線基板は、本来必要な配線基板部の周縁に所定間隔を存して一体にランナ（つなぎ部）が設けられ、さらにこのランナの先端に一体に搬送手段に支持される捨て基板部が設けられてなる。
【０００４】
上記各工程を経て完了したあと、電子部品を実装した配線基板部と上記ランナとの連結部に沿って切断をなす切断工程が必要であり、切断されたランナおよび捨て基板部は廃棄処分される。
【０００５】
そのため、たとえ必要な配線基板部の面積が小さいものであっても、搬送手段に支持するための必要最低限の面積を確保しなければならないから、基板全体としての面積が大となり、無駄な材料費が嵩んでしまう。
【０００６】
そこで、［特許文献１］に開示されるような、プリント配線基板実装用治具およびプリント配線基板実装方法が提供されるに至った。この種の技術を採用することにより、ランナや捨て基板部などが不要となって、本来、必要な配線基板部の面積だけがあればよい。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００１−１４４４３０（特許請求の範囲および図１〜図９参照）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
この［特許文献１］は、板体よりなる治具ベースの表面に弱貼着性接着剤層を形成した配線基板実装用治具であって、この配線基板実装用治具の表面に弱貼着性接着剤層を介して配線基板を貼着固定する。
【０００９】
この状態で搬送手段に載せて搬送し、上述の一連の工程を経て電子部品を実装した後、弱貼着性接着剤層から配線基板を剥がして、配線基板実装用治具を取外すことにより作業が完了する。
【００１０】
この技術において問題は、配線基板を弱貼着性接着剤層から剥離する工程にある。すなわち、電子部品をマウントした配線基板を加熱炉に搬入し加熱する、いわゆるリフロー工程をなし、常温に戻ったところで配線基板を弱貼着性接着剤層から剥離する。
【００１１】
このとき、シリコーン系素材からなる弱貼着性接着剤層が加熱収縮して配線基板との密着性が強固になり過ぎ、配線基板を無理に剥がすようになる。したがって、配線基板が変形して反りが発生し易くなり、実装された電子部品の半田フィレットに応力が集中して亀裂が入り易く、信頼性を損なう虞れがある。
【００１２】
そこで、配線基板実装用治具とともに弱貼着性接着剤層に複数の透孔を設けて、配線基板との必要な貼着面積を確保しながら、貼着面積を低減し剥離の容易性を高めることが考えられる。
【００１３】
しかしながら、透孔の合計面積が大であれば剥離が容易になる反面、貼着効果が弱まって配線基板の位置ずれが生じ易く、透孔の合計面積が小であれば貼着効果を確保できるが剥離の困難性が継続してしまう。
【００１４】
本発明は上記事情に着目してなされたものであり、その目的とするところは、配線基板に対する粘着固定効果を確保し、かつ完成した配線基板からの剥離を容易化して、作業性の向上化と配線基板の変形防止を図り信頼性の向上化を得る配線基板の保持治具および配線基板の製造方法を提供しようとするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し目的を達成するために、本発明の配線基板の保持治具は、板体からなる治具本体の表面に粘性層を形成し、この粘性層に配線基板を剥離自在に粘着固定する配線基板の保持治具であって、上記治具本体および粘性層を複数の小片部に分割化し、これら小片部は配線基板の粘着固定面とは反対側の面が柔軟性を有するシート材からなる連結手段で一体に連結化する。
【００１６】
上記課題を解決し目的を達成するために、本発明の配線基板の製造方法は、請求項１記載の保持治具を構成する粘性層の表面に配線基板を粘着固定する配線基板セット工程と、この配線基板セット工程で粘性層の表面に粘着固定された配線基板上にメタルマスクを位置合せしたうえで載せ配線基板上に半田ペーストを供給してスキージを所定の速度と圧力及び角度で移動し半田ペーストをメタルマスクの孔部に充填する半田印刷工程と、メタルマスクを取外し配線基板の表面に付着した半田ペースト上に電子部品を載せるマウント工程と、保持治具ごと配線基板を加熱して電子部品を半田付け固定するリフロー工程と、保持治具の一端を掴持しこの掴持部分を配線基板から離間する方向に移動することにより各小片部を順次配線基板から剥離させ配線基板から保持治具を取外す保持治具取外し工程とを具備した。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図面にもとづいて説明する。
図１から図３までは保持治具の製造工程を順に説明する図、図４から図５は配線基板の製造工程を順に説明する図、図６から図７は保持治具を配線基板から取外す工程を説明する図である。
【００１８】
図１（Ａ）に示すように、耐熱性素材（たとえば、ガラスエポキシ樹脂材）で厚さが約１．６ｍｍの板体（Ｇ１０基板とも呼ばれる）からなる治具本体１の表面に、シリコーン系粘着樹脂材である粘性層２が塗着形成され保持治具を構成していて、ここでは保持治具を粘着プレートＰと呼ぶ。
【００１９】
上記粘性層２を上側にして粘着プレートＰを位置決め固定した状態で、鋭利な刃たとえばカッターナイフ３を用意し、粘性層２を所定の間隔を存して切断する。粘性層２は一方向に細長い複数の短冊状に切断されるが、治具本体１に塗着形成されたままであるので、切断筋ａのみが入れられることになる。
【００２０】
このとき、後述するように治具本体１にロケートピン用の孔部４や、位置合わせマーク５が設けられているので、これら孔部４やマーク５を避けて粘性層２を切断しなければならない。
【００２１】
つぎに、図１（Ｂ）に示すように切断した粘性層２全体に亘ってダイサーテープ６を貼着し、個々の粘性層２切断部分の移動を規制したうえで、粘着プレートＰを裏返しする。そして、ダイシングソウ７を用いて治具本体を１切断する。
【００２２】
この治具本体１に対する切断箇所ｂは粘性層２に対する切断箇所ａと全く同一である。したがって、ダイサーテープ６によって一応は連結されているが、粘着プレートＰは複数の短冊状に形成された小片部ｐに分割されることとなる。
【００２３】
図１（Ｃ）は、図１（Ｂ）の平面図である。治具本体１の隅部にはロケートピン用の孔部４が設けられていて、後述する電子部品を装着する際に使用される。上記孔部４の近傍位置には位置合わせマーク５が設けられていて、後述する半田印刷工程で使用される。
【００２４】
図２は、分割化して小片部ｐの集合体となった粘着プレートＰを、別途用意される粘着プレート位置決め治具８に位置合せする状態を示している。
上記粘着プレート位置決め治具８は別途用意されていて、これは、たとえばステンレス製の板体であるプレート本体９の所定位置に、同じステンレス製の位置決めガイドピン１０が設けられてなる。
【００２５】
プレート本体９上には、連結手段である片面に粘着性を有する耐熱性フレキシブル粘着シート（たとえば、厚さ０．２ｍｍの粘着性テフロンテープ）１１が、粘着面を上にして取付けられている。
【００２６】
この粘着シート１１を介して粘着プレート位置決め治具８上に、分割化した小片部ｐを粘着シート１１を介して支持する。すなわち、粘着プレートＰからダイサーテープ６を剥離して短冊状の小片部ｐを１枚づつ粘着シート１１を介してプレート本体９上に敷き詰めていく。
【００２７】
敷き詰めの順序として、一番初めにプレート本体９の一側部に粘着プレートＰの一側部の小片部ｐを対向し、プレート本体９の位置決めガイドピン１０に上記小片部ｐに設けられるロケートピン用の孔部４を挿入し、かつ小片部ｐを粘着シート１１に粘着固定する。
【００２８】
つぎに、隣接した位置にある小片部ｐをプレート本体９上に粘着固定した小片部ｐに隣接し、粘着シート１１を介してプレート本体９上に粘着固定する。これ以降は、別の小片部ｐを順次隙間なく隣接して粘着固定する。
【００２９】
最後に、プレート本体９の他側部に設けられる位置決めガイドピン１０に他側部の小片部ｐを対向して、ロケートピン用の孔部４を挿入する。粘着プレート位置決め治具８上に全ての小片部ｐを位置決めしたら、位置決め用治具８から小片部ｐの集合体である粘着プレートＰを取出す。
【００３０】
すなわち、プレート本体９の位置決めガイドピン１０からロケートピン用の孔部４を抜き出す。粘着プレートＰ全体は分割化された小片部ｐからなることは変りがないが、上記粘着シートＰによって小片部ｐ相互が連結状態にあるので、個々に分離分解するようなことはない。
【００３１】
図３（Ａ）（Ｂ）に示すように、別途、固定クリップ１２を２本用意して、これら固定クリップ１２を粘着プレートＰの切断側端部に嵌め込む。上記固定クリップ１２は、厚さが０．１ｍｍのステンレス板を板金加工により断面コ字状に形成していて、ある程度のばね力を有している。
【００３２】
上記固定クリップ１２を粘着プレートＰを構成する治具本体１の両側部で、かつ切断側端部に嵌め込むことにより、短冊状の小片部ｐが一体化して粘着プレートＰは見かけ上現状の１枚ものに復帰する。
【００３３】
なお、固定クリップ１２は後述する表面実装工程で半田印刷機及び電子部品装着用マウンターに備えた配線基板搬送停止用のストッパーが当接する部分を避けて取付けることになる。
このようにして、粘着プレートＰである保持治具を製造する工程があり、この粘着プレートＰを用いて以下に述べるようにして配線基板Ｓを製造する。
【００３４】
図４（Ａ）は配線基板位置合わせ治具１３に配線基板Ｓを支持したうえで、粘着プレートＰを配線基板Ｓに取付ける、配線基板セット工程を示している。
上記配線基板位置合せ治具１３は別途用意されていて、上面の所定位置に配線基板位置合せガイドピン１４および粘着プレート位置合わせガイドピン１５が設けられている。さらに、上記位置合せ治具１３上には薄いテフロンシート１６が載設され、上記各ガイドピン１４，１５を突き破る状態にして固定される。
【００３５】
このような配線基板位置合せ治具１３上に配線基板Ｓが上記テフロンシート１６を介して支持される。配線基板Ｓには、配線基板位置合せガイドピン１４に挿入して掛合する位置決め用凹部ｃが設けられていて、配線基板Ｓの位置決めが確実になされている。
【００３６】
上記配線基板Ｓの一面側に配線パターンが形成されていて、後述するように電子部品が実装される実装面となる。この状態で、配線基板Ｓの配線パターン形成面を下面側とし、上記テフロンシート１６に重ね合わせることによって配線パターン面が保護される。
【００３７】
上記粘着プレートＰは粘性層２を下面側とし、粘着シート１１を上面側として配線基板位置合せ治具１３に対向する。同図では図示していないが、粘着プレートＰの両側部に上記固定クリップ１２が掛合したままであり、小片部ｐに分割化された粘着プレートＰの一体化状態が保持される。
【００３８】
粘着プレートＰに備えられるロケート用の孔部５を、配線基板位置合せ治具１３に備えられる粘着プレート位置合せガイドピン１５に挿入して、配線基板Ｓに対して粘着プレートＰを位置合せする。そして、配線基板Ｓに対して粘着プレートＰを押し付け、粘性層２と配線基板Ｓとの粘着固定を確実になす。
【００３９】
図４（Ｂ）は、配線基板位置合せ治具１３から配線基板Ｓと粘着プレートＰとの一体化物を取出して、上記一体化物を上下反転させた図である。
すなわち、粘着プレートＰ上に実装面を上面側として配線基板Ｓが重なり、かつ粘性層２によって配線基板Ｓは粘着プレートＰに強固に粘着固定される。この状態で配線基板Ｓに対する電子部品の実装工程に移る。
【００４０】
依然として粘着プレートＰの下面側には粘着シート１１が粘着されたまま残り、図示しない固定クリップ１２が粘着プレートＰの両側部に掛合している。配線基板Ｓ上にテフロンシート１６が貼着していたら、これを剥がす必要がある。
【００４１】
図５（Ａ）は半田印刷工程を示し、図５（Ｂ）はマウント工程を示し、図５（Ｃ）はリフロー工程を示している。
【００４２】
上記半田印刷工程では、配線基板Ｓ上にメタルマスク２０を位置合せしたうえで載置固定し、そのあと溶融した半田ペースト２１をメタルマスク２０の一側部上に供給する。そして、スキージ２２を移動してメタルマスク２０に形成される配線パターン孔部２３に半田ペースト２１を充填していく。
【００４３】
マウント工程では、半田印刷工程を完了した配線基板Ｓ上からメタルマスク２０を取外し、実装すべき電子部品Ｄを半田ペースト２１上に載せる。全ての電子部品Ｄの装着が終了したら、リフロー工程に移る。
【００４４】
リフロー工程では、配線基板Ｓに粘着プレートＰを粘着固定し、かつ配線基板Ｓ上に電子部品Ｄを装着した状態のままで加熱炉に入れて加熱する。半田ペースト２１は溶融して電子部品Ｄに対する半田フレットｆを形成する。
【００４５】
図６は粘着プレートの取外し工程における、前取外し工程を示している。
加熱炉から配線基板Ｓと粘着プレートＰの一体化物を取出して放置すると、半田フレットｆが硬化して配線基板Ｓに電子部品Ｄが実装された状態になる。そこで、固定クリップ１２を粘着プレートＰから取外す。
【００４６】
両側部の固定クリップ１２を粘着プレートＰから取外すことで小片部ｐ相互の連結強度が低下するが、依然として粘着シート１１が各小片部ｐを連結しているので、各小片部ｐが個々に分離分解することはない。
【００４７】
また、配線基板Ｓに対する粘着プレート小片部ｐの位置が強固なものとはならないが、既に配線基板Ｓ上には電子部品Ｄが実装されているので、互いの位置合せに係る何らの問題も生じない。
【００４８】
図７は粘着プレートＰの取外し工程における、後取外し工程を示している。  粘着プレートＰの一端部を掴持して配線基板Ｓから離間する方向に掴持部分を移動する。実際には、基板本体１の一側部を掴持して配線基板Ｓの面方向とは直交する方向に移動することになる。
【００４９】
各小片部ｐに分割化された粘着プレートＰは、小片部ｐ自体が配線基板Ｓに対する粘着面積が小さいので、比較的小さい力で容易に配線基板Ｓから剥離でき、作業性の向上化を図れる。
【００５０】
そして、粘着プレートＰの剥離時に配線基板Ｓに対して無理な力がかかることがなく、したがって配線基板Ｓの反り変形等を確実に防止できる。半田フレットｆに応力が集中して亀裂が発生することもなく、実装不良の削減ができ、信頼性の向上を図れる。
【００５１】
順次、小片部ｐを取外して、全ての小片部ｐを取外しすれば、配線基板Ｓの製造工程が完了する。分割された粘着プレートＰである小片部ｐは粘着シート１１によって連結しているから、粘着プレートＰ全体を配線基板Ｓから剥離してもそのまま連結状態が残る。
【００５２】
取外した粘着プレートＰを再び平板状にして、図３に示すようにこの両側部に固定クリップ１２を嵌め込めば、再び図４に説明した工程に移ることができ、繰り返して配線基板の製造に用いることができる。
【００５３】
図８は他の実施の形態の粘着プレートＰａを示している。
ここでは、粘性層２と治具本体１を碁盤目状に切断して略正方形状の小片部ｐ１に分割した粘着プレートＰａを形成してなる。上記電子部品Ｄの実装にあたっては、粘着プレートＰａの四辺それぞれに固定クリップ１２を嵌め込んで粘着プレートＰａを一体化する。
【００５４】
したがって、先に説明した実施の形態の粘着プレートＰと何ら変ることなく配線基板Ｓの製造を得られる。この粘着プレートＰａの取外し工程では、治具本体１の隅部を掴持して配線基板Ｓの面方向とは直交する方向に移動することにより、配線基板Ｓに対して略扇状に剥離面積が拡大して速やかに剥離できる。
【００５５】
作業時間の短縮化を得られ作業性が向上する一方で、個々の小片部ｐ１の面積が先に説明した実施の形態のものよりも極く小さくなり、その分、粘着プレートＰａの剥離時に配線基板Ｓにかかる力がさらに小さくなり、配線基板Ｓに変形が生じる程度がほとんど皆無になって、信頼性の向上をより確実に得られる。
【００５６】
図９は、分割した粘着プレートＰａを一体化するのに、粘着テープ２５を用いた例を示す。
すなわち、先に説明した固定クリップ１２を用いることなく、その代用として帯状に形成した耐熱性粘着テープ２５を治具本体１の粘性層２側の両側部に粘着固定する。分割化した小片部ｐ１を一体化するのに何らの問題もなく、したがって同様の作用効果が得られる。
【００５７】
また、分割した粘着プレートＰを粘着プレート位置決め治具８に位置決めするため、上記治具８上に粘着シート１１を敷き、その上に粘着プレート小片部ｐを１枚づつ並べるようにしたが、上記粘着シート１１は必ずしも必要なものではなく、固定クリップ１２による一体化だけであってもよい。
【００５８】
また、粘着プレートＰを構成する治具本体１は、耐熱性素材で、たとえばガラスエポキシ樹脂材を選択するようにしたが、これに限定されるものではなく、たとえばセラミックス板や、アルミニユム板、もしくは銅板を用いることができ、さらには板厚も１．６ｍｍに限定されない。
この他、本発明は、その要旨を変更しない程度で種々実施可能なことは勿論である。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、配線基板に対する粘着固定効果を確保し、かつ完成した配線基板からの剥離を容易化して、作業性の向上化と配線基板の変形防止を図り信頼性の向上化を得る等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る、配線基板の保持治具の製造工程を順に説明する図。
【図２】同実施の形態に係り、図１に引き続いて配線基板の保持治具の製造工程を順に説明する図。
【図３】同実施の形態に係り、図２に引き続いて配線基板の保持治具の製造工程を順に説明する図。
【図４】同実施の形態に係り、上記保持治具を用いて配線基板の製造工程を順に説明する図。
【図５】同実施の形態に係り、図４に引き続いて配線基板の製造工程を順に説明する図。
【図６】同実施の形態に係り、図５に引き続いて配線基板の製造工程を順に説明する図。
【図７】同実施の形態に係り、配線基板から粘着プレートを取外す工程を説明する図。
【図８】本発明の他の実施の形態に係る、粘着プレートの製造工程を説明する図。
【図９】さらに他の実施の形態に係る、粘着プレートの製造工程を説明する図。
【符号の説明】
１…治具本体、２…粘性層、Ｓ…配線基板、Ｐ…粘着プレート（保持治具）、ｐ…小片部、１１…粘着シート（連結手段）、２０…メタルマスク、Ｄ…電子部品。
【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６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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