(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ペースト状印刷剤の通過孔が隣接し、かつ前記通過孔は、印刷すべき基板上の、幅が実装される部品の幅より小さい電極における前記部品が実装される実装箇所に対応する部分を、前記実装箇所に比べて６０％〜９０％の範囲の小さな面積で、かつ、直径が前記電極の幅と同一の半円形状とし、前記部品が実装されない部分に対応する部分を、前記電極と同一形状としたスクリーンマスク。
【請求項２】
前記通過孔の隣接間隔は０．０８〜０．１５ｍｍである請求項１記載のスクリーンマスク。
【請求項３】
部品を実装すべき電極間隔が隣接した基板の、幅が前記部品の幅より小さい前記電極に対してスクリーンマスクを介してペースト状印刷剤を印刷するスクリーン印刷方法であって、印刷すべき前記基板の前記電極における前記部品が実装される実装箇所に対して、前記実装箇所に比べて６０％〜９０％の範囲の小さな面積で、かつ、直径が前記電極の幅と同一の半円形状に前記ペースト状印刷剤を印刷するとともに、前記電極の、前記部品が実装されない部分に対して、前記部品が実装されない部分と同一の形状に前記ペースト状印刷剤を印刷するスクリーン印刷方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回路基板上の部品搭載用ランドに印刷されたペーストに、部品を搭載した回路基板に関し、特にランドが挟ピッチで配された場合に安定した品質で部品搭載できるようにした部品搭載方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器の小型化、高機能化の要求に伴って電子部品は高密度実装化され、リード線のない表面実装型の電子部品が注目されつつあり、クリーム半田、導電性ペーストなどの印刷剤による電子部品実装技術の進歩とともに回路基板への電子部品の高密度実装化に一段と弾みがかかっている。特に近年は、携帯電話やムービーなどの高機能、高速処理を可能としながら小型・軽量化による携帯可能な電子機器が要望されつつあり、益々、実装部品サイズの小型化、回路基板の電極であるランド間隔が挟ピッチ及びそれに伴う部品の実装間隔も狭くなるという部品実装の傾向が大きくなっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、実装される部品間の隣接間距離が狭くなると、図７（ａ）、（ｂ）に示すような問題が発生する。図７（ａ）は実装工程中の回路基板を上面から見たものであり、図７（ｂ）は実装工程中の回路基板の断面図である。まず第１ステップとして回路基板１のランド上にクリーム半田や導電性ペーストなどのペースト状印刷剤２が印刷される。第２ステップとして回路基板１のペースト状印刷剤２上に部品３が実装される。このとき部品３がペースト状印刷剤２を押しつぶすため、実装される部品間隔が狭い場合、すなわちランド間隔が狭い場合にランド４上に印刷されたペースト状印刷剤２が隣のランド４上に印刷されたペースト状印刷剤２と接触し、ブリッジなどの導通不良が発生しやすくなるという問題がある。
【０００４】
また第３ステップとしてリフロー工程により前記部品実装回路基板のペースト状印刷剤２が溶融されるが、実装される部品間隔が狭い場合、すなわちランド間隔が狭い場合に溶融された印刷剤による部品実装後のブリッジを生じ、リフロー工程後の部品間のショートを発生させる。
【０００５】
このことは小型、高密度化の回路基板を実現するためには重要な課題である。
現実、携帯電話の高周波モジュールタイプの基板では、０．１５ｍｍという部品間距離（ピッチ間）に０．６ｍｍ×０．３ｍｍの部品を実装している。
【０００６】
本発明の目的は、実装時に部品がペースト状印刷剤を押しつぶす量を調整し、部品実装時のペースト潰れによるブリッジ発生数、リフロー時のショート発生数を低減するとともに、実装時の部品と回路基板との接合信頼性を確保することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
ペースト状印刷剤の通過孔が隣接し、かつ通過孔は、印刷すべき基板上の、幅が実装される部品の幅より小さい電極における部品が実装される実装箇所に対応する部分を、実装箇所に比べて６０％〜９０％の範囲の小さな面積で、かつ、直径が電極の幅と同一の半円形状とし、部品が実装されない部分に対応する部分を、電極と同一形状とした上記スクリーンマスクを用いる。
また、通過孔の隣接間隔は０．０８〜０．１５ｍｍである上記スクリーンマスクを用いる。
また、部品を実装すべき電極間隔が隣接した基板の、幅が部品の幅より小さい電極に対してスクリーンマスクを介してペースト状印刷剤を印刷するスクリーン印刷方法であって、印刷すべき基板の電極における部品が実装される実装箇所に対して、この実装箇所に比べて６０％〜９０％の範囲の小さな面積で、かつ、直径が電極の幅と同一の半円形状にペースト状印刷剤を印刷するとともに、電極の、部品が実装されない部分に対して、この部品が実装されない部分と同一の形状にペースト状印刷剤を印刷するスクリーン印刷方法を用いる。
【００１０】
この発明によれば、実装時に部品がペースト状印刷剤を押しつぶす量を調整し、部品実装時のペースト潰れによるブリッジ発生数、リフロー時のショート発生数を低減するとともに、実装時の部品と回路基板との接合信頼性を確保する。このことにより近年の挟隣接電極の基板に部品を実装場合に信頼性のある部品実装が可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、比較例について図面を参照しながら説明する。
【００１３】
ここで基板の電極としてランドを用いて説明する。
【００１４】
図１に示すような部品実装時に生じるペースト状印刷剤（以下、特に別段の説明がない限り印刷剤と称す）の潰れによる広がりはペースト印刷条件（例えばペースト状印刷剤の粘度やペースト状印刷剤の粉末の径度など）、部品実装条件（例えば部品実装時の部品の押込み量など）◆により異なるが、発明者の実験によると部品幅方向の印刷剤の寸法５が部品実装後においては部品実装前と比べて１０〜４０％ほど大きくなる事がわかった。この時生じる実装される部品３からはみ出る印刷剤２の広がり長さ６を抑制するために本願の発明者はランド４上の印刷剤２の印刷量を調整した。
【００１５】
比較例ではランドとして丸型ランドを例にとって説明する。
【００１６】
図２（ａ）のように丸型ランド７上に印刷するペースト状印刷剤２について部品が実装されうる部分２ａを台形にするとペースト状印刷剤２の印刷量は減少する。この時の印刷量の一例を説明する。
【００１７】
一例として印刷すべき基板の電極箇所に比べて小さな面積で印刷剤を印刷するものを用いて説明する。
【００１８】
台形の上辺を底辺の長さの１／３にする場合は、従来の丸型ランド全体に印刷剤を印刷した場合を１００％と考えて比較すると、印刷量は８５％となる。そしてこの状態で部品を実装した場合の印刷剤２の広がり長さ６は、１７％程減少した。
【００１９】
すなわち部品が実装されうるランド上の印刷剤を減少させる事により部品実装時に印刷剤がランド上に押し広げられて部品からはみ出る部分（本実施形態で言う印刷剤２の広がり長さ６）が減少する。
【００２０】
このために従来問題であった挟ピッチ間での部品実装において印刷剤がはみ出る事が抑制され、結果としてブリッジやショートなどの不良が生じることがなくなる。このことは情報通信機器や映像機器などの小型化、携帯機器の普及に多いに貢献するものである。
【００２１】
また比較例では部品実装されうる箇所の印刷剤を減少し、その他の印刷剤は通常の印刷状態（図２の２ｂに示すように全体に印刷されている）にすることにより部品実装後、この部分の印刷剤が部品の表面を覆う事により部品とランドを有する基板との接合強度を向上させることができる。但し多少印刷剤がランドからはみ出ても良い。
【００２２】
このように部品を実装すべき電極間隔が隣接した基板の前記電極に対してスクリーンマスクを介してペースト状印刷剤を印刷するスクリーン印刷方法であって、印刷すべき基板の電極箇所に比べて小さな面積で印刷剤を一部だけ印刷するとともに他の部分は印刷すべき基板の電極箇所と略等しい面積以上で印刷することが好ましい。
【００２３】
他の比較例の印刷形状として図２（ｂ）、（ｃ）に示すようなものも考えられる。
【００２４】
そして、部品と基板とのある程度の接合強度が保てればよい場合は図２（ｄ）のように全体の印刷剤の量を減少させることも考えられる。
【００２５】
ここで図２（ｃ）、（ｄ）は、角型ランド８に部品実装該当箇所が台形形状、あるいは印刷剤全体が台形形状の印刷剤を設けたものである。
【００２６】
尚、図２〜４における点線は実装されるべき部品の仮想線である。
【００２７】
更に別の印刷形状として図３（ａ）〜（ｃ）に示すような円の半径を小さくしたものも有用である。この時の印刷量の一例を説明する。
【００２８】
一例として従来の丸型ランド全体に印刷剤を印刷した場合を１００％と考えて比較すると、部品が実装されうる印刷部分２ａの半径を、実装されない印刷部分２ｂの半径の８０％にすることにより、実装されうる印刷部分の印刷量はランド全体印刷と比べるのでは８０％程度となる。そしてこの状態で部品を実装した場合の印刷剤２の広がり長さ６は、３５％程減少した。
【００２９】
また比較例として、図３（ａ）に示す印刷形状を図３（ｂ）に示すように角型ランド８に用いた場合は、半円形状の印刷形状にすることにより部品が実装されうるべき印刷部分の印刷量は８０％程度になり、この状態で部品を実装した場合の印刷剤２の広がり長さ６は、５０％程減少した。
【００３０】
実施例として、図３（ｃ）に示すように部品が実装されるべき印刷部分を部品が実装されない部分の角型ランド８の幅と同じ直径の円にする。
【００３１】
このように図３（ａ）〜（ｃ）に示す比較例、実施例によっても上記図２で説明したような部品が実装されうるランド上の印刷剤を減少させる事により部品実装時に印刷剤がランド上に押し広げられて部品からはみ出る部分が減少し、挟ピッチ間での部品実装においてブリッジやショートなどの不良が生じること、更に部品実装されうる箇所の印刷剤を減少し、その他の印刷剤は通常の印刷状態にすることにより部品実装後、この部分の印刷剤が部品の表面を覆う事により部品とランドを有する基板との接合強度を向上させることができる。
【００３２】
また別の比較例として図４（ａ）〜（ｄ）に示す丸型ランド７、角型ランド８に三角形状の印刷剤を設けることも可能である。
【００３３】
この場合は図３に示すものに比べて広がり長さが小さくなるという効果を奏する。
【００３４】
以上のように比較例は、部品実装部分（本実施形態ではランド）上の印刷剤の印刷量を減らす為、部品を実装する印刷剤の部分には部品実装時に印刷剤の広がりを調整する機能をもたせ、部品を実装しない印刷剤は部品実装時の接合強度を向上させるための機能を持たせることができる。このような印刷剤の印刷から部品実装までの一連の工程を図５（ａ）〜（ｃ）に示す。図５（ａ）はランド４上の印刷剤２の様子を示したものであり、部品実装時に印刷剤の広がりを調整する機能箇所（以下調整箇所という）１０と部品実装時の接合強度を向上させるための機能箇所（以下向上箇所という）９とを模式的にしめしたものである。そして部品実装時には図５（ｂ）に示すように印刷剤の調整箇所１０がはみ出るのを防止しながらランド４と部品の電極１１との間に介在し、印刷剤の向上箇所９が部品の外周面を覆い接合強度を向上させる。
【００３５】
そして、リフロー時、図５（ｃ）に示すように印刷剤は溶融接合し部品と基板との実装が完了する。
【００３６】
図６は挟隣接のランドが存在する場合の本願発明の効果を説明するものであり、図７（ｂ）に示すように挟隣接間のランド間で印刷剤が結合することがない。
【００３７】
本実施の形態では基板の隣接電極間隔が０．１５ｍｍ以下で効果が得られることがわかったが、本発明はこの間隔に限るものではない。
【００３８】
更に印刷すべき基板の電極箇所に比べて８０％や９０％で実施したが６０％〜９０％の範囲でも同様の効果が得られる。
【００３９】
尚、比較例で説明したスクリーン印刷方法を本願実施形態で実現するために印刷剤の通過孔が隣接し、かつ印刷すべき基板の電極箇所に比べて小さな面積の印刷剤の通過孔を有するスクリーンマスクを用いた。このマスクに関して通過孔の隣接間隔は０．０８〜０．１５ｍｍであり、印刷すべき基板の電極箇所に比べて６０％〜９０％の範囲で小さな面積の印刷剤の通過孔を有するようにする。
【００４０】
次に、このような印刷剤について部品を実装する方法を説明する。
【００４１】
図２〜図４に示すような印刷を基板のランド上に行った後、印刷剤の形状を認識し、部品の実装されるべき位置が上記調整箇所９となる印刷剤上になるように補正し、実装する。このことにより印刷剤の調整機能が更に活かされることになる。
【００４２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、実装時に部品がペースト状印刷剤を押しつぶす量を調整し、部品実装時のペースト潰れによるブリッジ発生数、リフロー時のショート発生数を低減するとともに、実装時の部品と回路基板との接合信頼性を確保する。このことにより近年の挟隣接電極の基板に部品を実装場合に信頼性のある部品実装が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】部品実装時に発生するペースト印刷剤のつぶれ広がりの状態を示す図
【図２】本実施の形態の一例（例１）である基板のランド上に印刷されたペースト状印刷剤の様子を示す図
【図３】本実施の形態の一例（例２）である基板のランド上に印刷されたペースト状印刷剤の様子を示す図
【図４】本実施の形態の一例（例３）である基板のランド上に印刷されたペースト状印刷剤の様子を示す図
【図５】本発明の印刷から部品実装までの様子を示す概念図
【図６】本実施の形態による挟隣接の電極におけるペースト状印刷剤のつぶれ広がりの状態を示す図
【図７】従来の挟隣接の電極におけるペースト状印刷剤のつぶれ広がりの状態を示す図
【符号の説明】
１  回路基板
２  ペースト状印刷剤
３  部品
４  ランド
【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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