(57)【要約】【課題】  電子部品の実装を確実に行うことができる基板固定用治具を提供することを目的とする。【解決手段】  基板固定用治具１は、表面に凹部３が形成されている治具基板２と、凹部３内に固着された粘着性層４とを備えている。また、治具基板２の上面にも、粘着性層７が形成されている。そして、粘着性層４の上面は、治具基板２の表面よりも低くなっており、凹部３の側面３ｂと粘着性層４との間には間隙Ｓが形成されている。粘着性層４は、予め硬化されたシート状の粘着性層を、治具基板２の凹部３の形状に対応させて加工されたものであり、液状シリコーンゴム６によって凹部３に固着されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面に凹部が形成されている治具基板と、
前記凹部内に固着された粘着性層とを備え、
前記粘着性層の幅は、前記凹部の幅よりも小さく形成されており、前記凹部の側面と前記粘着性層との間には、熱による前記粘着性層の膨張分を逃がすための間隙が形成されていることを特徴とする基板固定用治具。
【請求項２】
前記粘着性層の上面は、前記治具基板の上面よりも低いことを特徴とする請求項１に記載の基板固定用治具。
【請求項３】
前記治具基板の上面に、さらに粘着性層が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の基板固定用治具。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板固定用治具を製造する基板固定用治具の製造方法であって、
予め硬化された前記粘着性層を、前記凹部に固着することを特徴とする基板固定用治具の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に電子部品の基板への実装工程において、基板を固定するために使用される基板固定用治具及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような分野の技術として、特開２００１−１４４４３０号公報がある。この公報に記載されたプリント配線基板実装用治具において、治具ベースの中央部にはザグリ部が形成されており、そのザグリ部には、治具ベースの表面と面一となるように、弱粘着性接着剤層が塗布されて形成されている。また、治具ベースには、プリント配線基板に形成された凸部を嵌合させるためのザグリ部が形成されているが、このザグリ部の下方には、弱粘着性接着剤層は形成されていない。
【特許文献１】特開２００１−１４４４３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
裏面に凸部が形成されているプリント配線基板を、このようなプリント配線基板実装用治具に装着すると、弱粘着性接着剤層は周囲を治具ベースや凸部により囲まれているため、リフロー時に発生する熱により弱粘着性接着剤層が膨張したとき、膨張する弱粘着性接着剤層によるプリント配線基板の支持が不安定となり、電子部品の実装不良の原因となるおそれがあった。また、プリント配線基板の凸部の下方には、弱粘着性接着剤層が形成されていないため、プリント配線基板は不安定となり、クリーム半田の塗布量にバラツキが生じやすく、電子部品の実装不良の原因となるおそれがあった。
【０００４】
そこで、本発明は、電子部品の実装を確実に行うことができる基板固定用治具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】
【０００５】
本発明に係る基板固定用治具は、上面に凹部が形成されている治具基板と、凹部内に固着された粘着性層とを備え、粘着性層の幅は、凹部の幅よりも小さく形成されており、凹部の側面と粘着性層との間には、熱による粘着性層の膨張分を逃がすための間隙が形成されていることを特徴とする。
【０００６】
この基板固定用治具によれば、例えば、リフロー時に熱によって粘着性層が膨張しても、粘着性層の膨張分が、凹部の側面と粘着性層との間の間隙に逃げるため、基板固定用治具に固定しているプリント配線基板等の基板と粘着性層との密着性は維持される。そのため、粘着性層の粘着力により、基板の基板固定用治具に対する保持力は維持され、実装不良を防止することができる。
【０００７】
このような基板固定用治具において、粘着性層の上面は、治具基板の上面よりも低いと好適である。この基板固定用治具によれば、粘着性層の上面は治具基板の表面よりも低いため、粘着性層の上方に凹部が形成されることになる。したがって、基板固定用治具に、プリント配線基板等の基板を装着する際、その粘着性層の上方に形成された凹部に、基板に形成された裏打ち補強部を収容して、クリーム半田を塗布すれば、裏打ち補強部が粘着性層によって保持されて、クリーム半田を均一に塗布することができる。したがって、基板の表側に電子部品を確実に実装することができる。
【０００８】
また、治具基板の上面には、さらに粘着性層が形成されていることが好ましい。このことにより、基板固定用治具に装着された基板は、治具基板の上面に形成された粘着性層によっても保持されるため、基板をより確実に基板固定用治具に装着することができる。
【０００９】
さらに、基板固定用治具を製造するには、予め硬化された粘着性層を、凹部に固着すると好適である。治具基板に形成された凹部に対して直接、液状の粘着性層を塗布して硬化させるよりも、粘着性層を凹部に合わせて形成し易いため、基板固定用治具を簡易に製造することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電子部品の実装を確実に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照しつつ本発明に係る基板固定用治具の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１２】
[ 基板固定用治具の構成 ]
図１は、本実施形態における基板固定用治具１の断面図であり、図２は、基板固定用治具１の平面図である。図１及び図２に示すように、厚さ０．８ｍｍのアルミ製の治具基板２の上面（プリント配線基板８の搭載面）に、ザグリ加工によって深さ０．３ｍｍの凹部３が形成されている。この凹部３の底面３ａには、シリコーンゴムコンパウンド（信越化学工業製  製品名KE-153U）によって形成され、弱粘着性を有する粘着性層４が、液状シリコーンゴム（信越化学工業製  製品名KE-1800）６によって固着されている。プリント配線基板８の裏打ち補強部９（参照図３）を嵌合して収容するために、粘着性層４の上面は、治具基板２の上面よりも低くなっている。この粘着性層４の幅は、凹部３の幅よりも０．５ｍｍ程度小さく、凹部３の側面３ｂと粘着性層４との間には、粘着性層４の全周にわたって、リフロー時の熱による粘着性層４の膨張分を逃がすための間隙Ｓが形成されている。また、治具基板２の上面には、粘着性層７が形成されている。
【００１３】
[ 基板固定用治具の製造方法 ]
次いで、基板固定用治具１の製造方法について説明する。まず、厚さ０．８ｍｍのアルミ製の治具基板２の上面であって、プリント配線基板８の裏打ち補強部９を嵌合する位置に、ザグリ加工によって深さ０．３ｍｍの凹部３を形成する。
【００１４】
続いて、シリコーンゴムコンパウンド（信越化学工業製  製品名KE-153U）をカレンダーロールによって０．１ｍｍの厚さに分出し、加熱硬化することで、厚さ０．１ｍｍのシート状の粘着性層４を作製する。そのシート状の粘着性層４の片面に、液状シリコーンゴム（信越化学工業製  製品名KE-1800）をスクリーン印刷法によって厚さ０．０２ｍｍで印刷する。そして、凹部３の外形よりも縁が０．５ｍｍ程度小さく形成されたトムソン刃を用い、液状シリコーンゴム６がスクリーン印刷されたシート状の粘着性層４に抜き加工を施す。さらに、液状シリコーンゴム６を凹部３の底面３ａに当接するように、粘着性層４を凹部３の底面３ａに貼り合わせる。このとき、凹部３の側面３ｂと粘着性層４との間に間隙Ｓを形成するようにする。そのうえで、粘着性層４を底面３ａに加圧しながら加熱して、粘着性層４を底面３ａに固着する。
【００１５】
このように、予めシート状に硬化された粘着性層４を作製し、上面が平らな部分を選択して、その部分を治具基板２の凹部３の形状に対応させて加工すれば、上面が平らな粘着性層４を治具基板２の凹部３に固着することができる。したがって、凹部３に直接液状の粘着性層を塗布し硬化させた場合のように上面が湾曲することがないため、プリント配線基板８を支持するうえで好適である。また、小さい凹部３に直接液状の粘着性層を塗布して硬化させるよりも、予め粘着性層４を形成する方が、粘着性層４を凹部３に合わせて形成し易い。
【００１６】
さらに、治具基板２の上面に、液状シリコーンゴム（信越化学工業製  製品名KE-1800）７を厚さ０．０２ｍｍでスクリーン印刷によって印刷する。液状シリコーンゴム７はアルミ製の治具基板２に対し接着性を有する。また、液状シリコーンゴム７の表面は、その液状シリコーンゴム７自体のレベリングにより鏡面状態となる。さらに、液状シリコーンゴム７は表面タック力（粘着性）を有する。したがって、治具基板２上面の液状シリコーンゴム７は、弱粘着性層として機能する。
【００１７】
[ プリント配線基板の電子部品実装方法 ]
次に、図３〜図６を参照して、プリント配線基板８に電子部品を実装する方法について説明する。なお、プリント配線基板８のコネクタやＬＥＤ等を実装する部分の裏側には、凸状に裏打ち補強部（スティフナー）９が貼り合わされている。
【００１８】
まず、図３に示すように、裏打ち補強部９を粘着性層４の上面に当接するように、裏打ち補強部９を凹部３に嵌合して収容することにより、プリント配線基板８を基板固定用治具１の上面に載置する。このとき、粘着性層７は、プリント配線基板８の裏面に当接する。
【００１９】
そして、図４に示すように、プリント配線基板８の上面に、メタルマスク１１を被覆する。このメタルマスク１１には、クリーム半田１２をプリント配線基板８に塗布する位置に、孔１３が形成されている。このようなメタルマスク１１上に、スキージ１４を走査して、クリーム半田１２を塗布する。すると、クリーム半田１２は、孔１３に充填され、プリント配線基板８に付着する。このとき、裏打ち補強部９は、下方にある平坦な粘着性層４に支持されると共に、凹部３に嵌め合わされているため、クリーム半田１２をメタルマスク１１上に対して均一に塗布することができる。したがって、孔１３において、意図した量のクリーム半田１２を塗布することができ、塗布量のバラツキを低減することができる。その後、メタルマスク１１をプリント配線基板８から取り剥がす。
【００２０】
続いて、図５に示すように、クリーム半田１２にコネクタ等の電子部品１６を装着し、加熱してクリーム半田１２を溶融、硬化させることにより、電子部品１６を半田１５によってプリント配線基板８に実装する。ここで、凹部３の側面３ｂと粘着性層４との間には、粘着性層４の全周にわたって、間隙Ｓが形成されているので、リフロー時に熱によって粘着性層４が膨張しても、粘着性層４の膨張分はこの間隙Ｓに逃げる。そのため、裏打ち補強部９が押し上げられることを防止することができると共に、粘着性層４の裏打ち補強部９への密着度を維持して、粘着性層４の粘着力による裏打ち補強部９の保持力を維持でき、実装不良を防止することができる。特に、粘着性層４が耐熱性エラストマーである場合、耐熱性エラストマーの線膨張係数は大きいため、凹部３の側面３ｂと粘着性層４との間に間隙Ｓが形成されていないと、粘着性層４の膨張により、粘着性層４の表面は大きくうねり、裏打ち補強部９と粘着性層４との密着性が低下する。そのため、粘着性層４の粘着力によるプリント配線基板８の保持力は低下するおそれがあるが、凹部３の側面３ｂと粘着性層４との間に間隙Ｓを形成することで、このような問題を回避することができる。
【００２１】
そして、図６に示すように、クリーム半田１２が硬化したら、プリント配線基板８を基板固定用治具１から取り外す。
【００２２】
なお、本発明に係る基板固定用治具１は、上記実施形態に限られない。
【００２３】
上記実施形態では、治具基板２は、アルミ製であったが、耐熱性を有していれば、他の金属製であっても、プラスチック製であっても、セラミック製であってもよい。治具基板２に用い得る金属製材料としては、ステンレス鋼、鉄、銅等が挙げられる。治具基板２に用い得るプラスチック製材料としては、ガラスエポキシ、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルフィド、ポリアリレート、ポリイミド等の耐熱性プラスチックを挙げることができる。治具基板２に用い得るセラミック製材料としては、例えば、アルミナ、サイアロン、ジルコニア、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素、窒化チタンを挙げることができる。
【００２４】
また、上記実施形態では、治具基板２の凹部３は、ザグリ加工によって形成されているが、これに限らず、プレス加工や射出成形により凹部３を形成しても良い。また、上記実施形態では、粘着性層４は長方形であったが、凹部３よりも小さければよく、例えば、円状、楕円状、正方形等であってもよい。
【００２５】
また、治具基板２に用いる粘着性層４,７は、半田リフロー温度に対する耐熱性が必要とされ、例えば、ポリイミドシリコーン樹脂、硬化性官能基を有するフッ素化ポリエーテルの骨格を有するフッ素系エラストマーを用いると良い。
【００２６】
また、上記実施形態では、粘着性層７を治具基板２に対し、スクリーン印刷によって形成したが、これに限らず、硬化性組成物をディップ法、ドクターブレード法、ナイフコート法、バーコード法、スピンコート法等で、治具基板２に塗布し、硬化させてもよい。あるいは、粘着性層７をカレンダー装置、押出装置、又はプレス装置等で予めフィルム状に形成した後で、治具基板２の上面に貼り合わせても良い。この場合、粘着性層７の粘着力を均一にするために、表面の状態を均一にする。
【００２７】
また、プリント配線基板８の裏面に電子部品が実装されている状態で、リフローを行う場合には、治具基板２に、その電子部品に接触しないように、別途、凹部を形成しても良い。また、プリント配線基板８を基板固定用治具１に位置決めするために、基板固定用治具１にピンを設けて、そのピンを受ける孔をプリント配線基板８に形成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本実施形態による基板固定用治具の断面図である。
【図２】図１に示す基板固定用治具の平面図である。
【図３】基板固定用治具にプリント配線基板を装着した状態の断面図である。
【図４】プリント配線基板にクリーム半田を塗布する様子を示す断面図である。
【図５】プリント配線基板に電子部品を実装した様子を示す断面図である。
【図６】基板固定用治具から取り外されたプリント配線基板の断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１…基板固定用治具、２…治具基板、３…凹部、４，７…粘着性層、Ｓ…間隙。
【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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