(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品の底面に設けられた底面電極を半田を介して回路基板に接続固定させる部品の実装構造において、上記回路基板における上記部品の実装領域にはその中央部に上記底面電極と接続される半田接続用電極の半田形成部位が設けられると共に、その半田形成部位の周囲に上記部品の底面電極に接続されないスルーホールを含む回路形成用導電部が設けられており、また、上記部品の実装領域には、上記半田接続用電極の半田形成部位を除き、かつ、上記回路形成用導電部を含む絶縁被覆領域に、絶縁膜が積層形成されている構成と成し、上記絶縁膜の表面における回路形成用導電部の上側の窪み部分のすべてを覆うように、スクリーン印刷によって半田形成阻止用絶縁材料が上記半田形成部位を囲むドーナツ状に充填形成されていることを特徴とした部品の実装構造。
【請求項２】
半田形成阻止用絶縁材料は絶縁膜の表面よりも盛り上がり形成される構成と成し、回路基板の表面からの上記半田形成阻止用絶縁材料の盛り上がり高さは、回路基板の表面から部品の底面までの高さよりも低いことを特徴とする請求項１記載の部品の実装構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＩＣ等の部品を回路基板に実装する部品の実装構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２（ａ）には回路基板における部品の実装領域の一例が模式的な上面図により示され、図２（ｂ）には図２（ａ）に示すＡ−Ａ部分の断面図が部品の実装状態により示されている。この例では、回路基板１の部品の実装領域には、図２（ｂ）に示すような部品２、つまり、底面に固定用電極（底面電極）３が形成されると共に、部品の両側部にはそれぞれ複数本（例えば７本）ずつ端子（図示せず）が突出形成されているタイプの部品（例えばＩＣ等の電子部品）２が実装される。
【０００３】
上記部品の実装領域において、図２（ａ）、（ｂ）に示されるように、回路基板１にはスルーホール４が貫通形成され、また、回路基板１の表面には上記スルーホール４に形成される導電材料の頭部部分５と、上記部品２の端子の接続用ランド６と、回路パターン７とが形成されると共に、これらスルーホール４（導電材料の頭部部分５）および端子接続用ランド６および回路パターン７に間隔を介して導電パターン８が形成されている。
【０００４】
この導電パターン８は半田接続用電極として機能するものであり、この導電パターン８には半田を形成する半田形成部位１０が予め定められている。この半田形成部位１０と上記端子接続用ランド６の形成領域を除いた部分が絶縁被覆領域として設定されており、この絶縁被覆領域には絶縁膜（例えばレジスト）１１が積層形成されている。なお、この図２に示す例では、部品の実装領域に形成される上記スルーホール４は部品２の固定用電極３に接続しないタイプのものであり、上記の如く、スルーホール４の上側には絶縁膜１１が積層形成されている。
【０００５】
上記回路基板１の部品の実装領域に部品２を実装する際には、例えば、まず、図２（ｂ）に示すように、上記導電パターン８（半田接続用電極）の半田形成部位１０と上記部品２の固定用電極３とを半田１２を介して対向配置させ、また、部品２の上記各端子をそれぞれ対応する端子接続用ランド６に半田を介して対向配置させて部品２の位置合わせを行う。
【０００６】
そして、そのように部品２の位置合わせが成されている状態で、リフロー等によって上記半田を加熱する。これにより、上記固定用電極３と半田形成部位１０間の半田１２が溶融して固定用電極３と半田形成部位１０にそれぞれ接合し、上記固定用電極３は半田１２を介して半田形成部位１０に接続される。また、同様に、上記加熱によって上記部品２の端子と端子接続用ランド６間の半田が溶融して、部品２の端子と端子接続用ランド６とにそれぞれ接合し、上記各端子は半田によりそれぞれ対応する端子接続用ランド６に接続される。
【０００７】
このように、部品２は、その底面の固定用電極３が半田１２によって上記半田形成部位１０に接続固定され、かつ、各端子が半田によって端子接続用ランド６に接続固定されている状態で、回路基板１に実装される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図２（ａ）、（ｂ）に示す例では、部品２の実装領域における絶縁膜１１の表面には、上記スルーホール４（導電材料の頭部部分５）の上側や、スルーホール４と導電パターン８間の間隙の上側や、回路パターン７と導電パターン８間の間隙の上側となる位置に、図２（ｂ）に示すような窪み１４が生じる。この窪み１４に起因して次に示すような問題が発生する場合がある。
【０００９】
すなわち、上記のように固定用電極３と半田形成部位１０間の半田１２を加熱溶融した際に、例えば部品２の重さ等に起因した押圧力によって、上記溶融状態の半田１２の一部分が上記半田形成部位１０から絶縁膜１１の上側に食み出す場合がある。そのように絶縁膜１１の上側に食み出した半田は、上記加熱後の冷却工程において、半田の表面張力により、元の半田形成部位１０に戻ろうとするが、上記食み出し半田の一部が上記絶縁膜１１の表面の窪み１４に入り込んでいる場合には、その窪み１４に入り込んだ半田は上記半田形成部位１０に戻らずに、その窪み１４部分で表面張力によってまとまって硬化し、当該窪み１４部分に残留してしまうことがある。
【００１０】
この残留半田は、回路を形成するための回路形成用導電部、つまり、スルーホール４や回路パターン７等の導電部の近傍に形成されるために、その回路形成用導電部と残留半田との間に高周波的に容量が発生し、該容量が回路に悪影響を与えてしまうという問題が発生する。
【００１１】
上記部品２の実装領域における上記絶縁膜１１の表面の窪み１４部分は部品２の下に隠れてしまうので、検査工程において、上記窪み１４の残留半田の有無を目視により確認することができず、例えば上記窪み１４部分の半田残留不良によって回路が誤動作を起こす虞がある状態のままで製品が出荷されてしまうという事態が発生することがあり、重大な問題であった。
【００１２】
本発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その目的は、絶縁膜の表面の窪みに半田が残留形成されてしまう事態を確実に防止することができる部品の実装構造を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明は次に示す構成をもって前記課題を解決する手段としている。すなわち、第１の発明は、部品の底面に設けられた底面電極を半田を介して回路基板に接続固定させる部品の実装構造において、上記回路基板における上記部品の実装領域にはその中央部に上記底面電極と接続される半田接続用電極の半田形成部位が設けられると共に、その半田形成部位の周囲に上記部品の底面電極に接続されないスルーホールを含む回路形成用導電部が設けられており、また、上記部品の実装領域には、上記半田接続用電極の半田形成部位を除き、かつ、上記回路形成用導電部を含む絶縁被覆領域に、絶縁膜が積層形成されている構成と成し、上記絶縁膜の表面における回路形成用導電部の上側の窪み部分のすべてを覆うように、スクリーン印刷によって半田形成阻止用絶縁材料が上記半田形成部位を囲むドーナツ状に充填形成されている構成をもって前記課題を解決する手段としている。
【００１５】
第２の発明は、上記第１の発明の構成を備え、半田形成阻止用絶縁材料は絶縁膜の表面よりも盛り上がり形成される構成と成し、回路基板の表面からの上記半田形成阻止用絶縁材料の盛り上がり高さは、回路基板の表面から部品の底面までの高さよりも低いことを特徴として構成されている。
【００１６】
上記構成の発明において、絶縁膜の表面の窪み部分にはスクリーン印刷によって半田形成阻止用絶縁材料が充填形成されており、このスクリーン印刷により形成される半田形成阻止用絶縁材料はその表面が平坦な面と成すことから、半田接続用電極の半田形成部位に形成された半田が、加熱溶融時に、上記半田形成部位から絶縁膜上に食み出したとしても、その絶縁膜の表面には上記半田が残留するような窪みは無く、これにより、絶縁膜の表面の窪みに起因した従来のような半田残留不良を防止することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明に係る実施形態例を図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１（ａ）には、この実施形態例の部品の実装構造を構成する回路基板の部品の実装領域が模式的な上面図により示され、図１（ｂ）には図１（ａ）に示すＡ−Ａ部分の断面図が部品の実装状態により示されている。
【００１９】
この実施形態例において特徴的なことは、図１（ａ）、（ｂ）に示されるように、絶縁膜１１の表面の窪み１４部分に半田形成阻止用絶縁材料１５をスクリーン印刷によって形成したことである。それ以外の構成は前記従来例と同様であり、この実施形態例の説明において、前記従来例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の詳細な説明は省略する。
【００２０】
この実施形態例では、部品２の底面にはその中央部に底面電極である固定用電極３が形成されており、回路基板１の部品の実装領域にはその中央部に上記固定用電極３の形成位置に対応させて、導電パターン（半田接続用電極）８の半田形成部位１０が配置されている。また、その半田形成部位１０の周囲に回路形成用導電部であるスルーホール４と回路パターン７が上記導電パターン８と間隙を介して配置形成されている。
【００２１】
この実施形態例において特徴的な半田形成阻止用絶縁材料１５は絶縁膜１１の上側に、上記半田形成部位１０を囲み、かつ、絶縁膜１１の表面の窪み１４に充填されるように、ドーナツ状にスクリーン印刷により形成されている。この半田形成阻止用絶縁材料１５はスクリーン印刷によって上記絶縁膜１１の表面に形成することができる材料であれば特に限定されるものではないが、例えば、その一例としてシルクが挙げられる。
【００２２】
この実施形態例では、図１（ｂ）に示されるように、上記半田形成阻止用絶縁材料１５は絶縁膜１１の表面よりも盛り上がり形成されており、回路基板１の表面からの上記半田形成阻止用絶縁材料１５の盛り上がり高さＨは、回路基板１の表面から部品２の底面までの高さｈよりも低くなっている。
【００２３】
なお、リフロー等により加熱溶融する前の半田には揮発性の溶剤が混入されている場合があり、この場合には、その溶剤混入の半田（半田クリーム）を加熱することによって上記溶剤が蒸発するために、半田の体積が減少して部品２の高さ位置が下がることから、回路基板１の表面から部品２の底面までの高さｈは、加熱前よりも加熱後の方が低くなる。このことを考慮して、上記半田形成阻止用絶縁材料１５の盛り上がり高さＨが設定される。
【００２４】
この実施形態例によれば、絶縁膜１１の表面の窪み１４には上記半田形成阻止用絶縁材料１５が充填形成され、しかも、その半田形成阻止用絶縁材料１５はスクリーン印刷によって形成されて該半田形成阻止用絶縁材料１５の表面は平坦であることから、部品の実装領域の表面には前記したような半田が残留する窪みは無く、窪みに起因した半田残留不良の問題を防止することができる。
【００２５】
また、この実施形態例では、半田形成阻止用絶縁材料１５は絶縁膜１１の表面よりも盛り上がり形成されているので、その半田形成阻止用絶縁材料１５は、溶融状態の半田が半田形成部位１０から広がり出ることを抑制するためのダムとして機能することができる。特に、この実施形態例では、上記半田形成阻止用絶縁材料１５は上記半田形成部位１０を囲むドーナツ状に形成されているために、より確実にダムとして機能することができる。
【００２６】
ところで、部品実装時の搭載機の精度によって、部品２が設定の実装位置からずれてしまうことがあるが、リフロー等の加熱によって半田が溶融すると、上記部品２には半田の表面張力に起因した力が作用して、当該部品２はほぼ設定の実装位置に移動することができる。これはセルフアライメントと呼ばれている。
【００２７】
これに対して、図３に示すような構成の場合には、セルフアライメントが正常に行われないという問題が発生する。つまり、図３に示す構成では、回路基板１と部品２との間にスペーサ１７が配設されており、部品２の搭載時の押圧力が加わる際でも、その部品２の底面がスペーサ１７に当接するように形成されており、該スペーサ１７によって上記部品２から半田への押圧力の軽減を図り、上記のような溶融半田が半田形成領域から食み出てしまうという事態を抑制する構成となっている。この構成では、半田の溶融工程において、部品２とスペーサ１７間の摩擦のために部品２が円滑に移動することができず、これにより、部品２は実装されるべき位置に移動することができないという問題（換言すれば、セルフアライメントが正常に行われないという問題）が発生する。
【００２８】
この実施形態例では、上記半田形成阻止用絶縁材料１５は絶縁膜１１の表面よりも盛り上がり形成されているけれども、回路基板１の表面からの半田形成阻止用絶縁材料１５の盛り上がり高さＨは、回路基板１の表面から部品２の底面までの高さｈよりも低くなっているので、上記のように部品２のセルフアライメントが行われる際に、上記半田形成阻止用絶縁材料１５が部品２の底面に接触することはなく、部品２は設定の実装位置に円滑に移動することができる。これにより、部品２を設定の実装位置に実装固定することができて、部品２の実装の信頼性を高めることができる。
【００２９】
なお、この発明は上記実施形態例に限定されるものではなく、様々な実施の形態を採り得る。例えば、上記実施形態例では、回路基板１に実装する部品２には両側部からそれぞれ複数本の端子が突出形成されていたが、回路基板１に実装する部品２の形態は上記実施形態例に限定されるものではなく、底面を半田により回路基板に接続固定するタイプのものであればよく、例えば、端子が突出形成されていない形態でもよい。
【００３０】
また、上記実施形態例では、半田形成阻止用絶縁材料１５は半田形成部位１０を囲むドーナツ状に形成されていたが、上記半田形成阻止用絶縁材料１５は少なくとも上記窪み１４部分に形成されていればよく、例えば、絶縁膜１１の表面の窪み１４部分のみに充填形成してもよい。また、上記半田形成阻止用絶縁材料１５は絶縁膜１１の表面よりも盛り上がり形成されていたが、半田形成阻止用絶縁材料１５は、少なくとも上記絶縁膜１１の窪み１４部分を充填することができればよいので、該半田形成阻止用絶縁材料１５の表面と絶縁膜１１の表面とがほぼ同一面となるように形成してもよい。
【００３１】
さらに、上記実施形態例では、回路基板１における部品の実装領域には回路形成用導電部としてスルーホール４と回路パターン７が形成されていたが、例えば、スルーホール４のみを形成してもよい。また、その部品の実装領域に形成されるスルーホール４は数に限定されるものではない。
【００３２】
【発明の効果】
この発明によれば、部品の実装領域に形成されている絶縁膜の表面の窪み部分には半田形成阻止用絶縁材料が窪み部分のすべてを覆うように充填形成され、しかも、その半田形成阻止用絶縁材料はスクリーン印刷によって形成されて該半田形成阻止用絶縁材料の表面は平坦な面と成すことから、半田接続用電極の半田形成部位に形成された半田が、加熱により溶融し、前記の如く半田形成部位から絶縁膜の上側に食み出した場合に、その食み出し半田が前述したように残留する窪みは無く、窪みに起因した半田残留不良の問題を確実に防止することができる。
【００３３】
これにより、上記窪み部分に残留した半田に起因して、例えば回路基板の回路が誤動作を起こすという事態発生を無くすことができて、上記回路の信頼性を高めることができる。
【００３４】
また、半田形成阻止用絶縁材料が上記半田形成部位を囲むドーナツ状に形成されているので、その半田形成阻止用絶縁材料を絶縁膜の表面よりも盛り上がり形成することにより、半田が半田形成部位から広がり出ることを抑制するためのダムとして確実に機能することができる。
【００３５】
半田形成阻止用絶縁材料は絶縁膜の表面よりも盛り上がり形成される構成と成し、回路基板の表面からの上記半田形成阻止用絶縁材料の盛り上がり高さは、回路基板の表面から部品の底面までの高さよりも低いものにあっては、上記半田形成阻止用絶縁材料は絶縁膜の表面よりも盛り上がり形成されているけれども、部品のセルフアライメントが行われている際に、その半田形成阻止用絶縁材料が部品の底面に接触することが防止されて、部品は円滑に設定の実装位置に向けて移動することができることとなり、部品は設定の実装位置に接続固定されることとなる。これにより、部品の実装の信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る部品の実装構造の一実施形態例を模式的に示す説明図である。
【図２】部品の実装構造の従来例を模式的に示す説明図である。
【図３】セルフアライメントが円滑に行われないという問題を説明するための図である。
【符号の説明】
１  回路基板
２  部品
４  スルーホール
８  導電パターン
１０  半田形成部位
１１  絶縁膜
１２  半田
１４  窪み
１５  半田形成阻止用絶縁材料
【図１】
0004529279.tif 000002
【図２】
0004529279.tif 000003
【図３】
0004529279.tif 000004