(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面から複数の位置決めピンを突出させた位置決め治具と、粘着層に薄い回路板を着脱自在に粘着保持するキャリア治具とを用いる回路板の実装接合方法であって、
位置決め治具に回路板を複数の位置決めピンを介して位置決め配置し、位置決め治具にキャリア治具を複数の位置決めピンを介して積層するとともに、回路板にキャリア治具の粘着層を粘着し、位置決め治具を取り外して回路板から引き離し、その後、キャリア治具から電子部品の実装された回路板を取り外すことを特徴とする回路板の実装接合方法。
【請求項２】
キャリア治具の粘着面に粘着保持された回路板に、はんだを塗布し、キャリア治具の粘着層に粘着保持された回路板に電子部品を搭載し、回路板のはんだを溶融させて電子部品をはんだ付けする請求項１記載の回路板の実装接合方法。
【請求項３】
表面から位置決めピンと分離ピンとをそれぞれ複数突出させた分離治具に、キャリア治具を複数の位置決めピンを介して積層するとともに、複数の分離ピンによりキャリア治具から電子部品の実装された回路板を押し上げて取り外す請求項１又は２記載の回路板の実装接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＦＰＣやＰＣＢ（プリント回路板）等からなる回路板の実装接合方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気、電子、通信等の分野で使用されるフレキシブルプリント回路板（ＦＰＣ）は、複数のコンデンサ、抵抗素子、ＩＣ、ＬＳＩ等の電子部品が実装されるが、可撓性や軽量性に優れ、しかも、薄いので、部品実装ラインに単独で投入するのが困難であるという特徴がある。
この点に鑑み、従来においては、図示しない硬質のキャリア上にアクリル系の両面粘着テープを介して仮固定され、この仮固定の状態で部品実装ラインに投入され、リフローソルダリング（ｒｅｆｌｏｗ  ｓｏｌｄｅｒｉｎｇ）される（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２‐３３８９１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来におけるフレキシブルプリント回路板は、以上のようにキャリア上に単に仮固定されるが、キャリアが硬質ではあるものの、アクリル系の両面粘着テープが耐熱性に欠けるので、繰り返して使用することができないという問題がある。また、キャリア上に仮固定される際、手作業なので加圧力が不均一に作用し、良好な仮固定の状態を得ることができないという問題もある。
【０００４】
本発明は上記に鑑みなされたもので、繰り返して使用することができ、しかも、良好な仮固定の状態を得ることのできる回路板の実装接合方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明においては上記課題を解決するため、表面から複数の位置決めピンを突出させた位置決め治具と、粘着層に薄い回路板を着脱自在に粘着保持するキャリア治具とを用いる回路板の実装接合方法であって、
位置決め治具に回路板を複数の位置決めピンを介して位置決め配置し、位置決め治具にキャリア治具を複数の位置決めピンを介して積層（積み重ねる）するとともに、回路板にキャリア治具の粘着層を粘着し、位置決め治具を取り外して回路板から引き離し、その後、キャリア治具から電子部品の実装された回路板を取り外すことを特徴としている。
【０００６】
なお、キャリア治具の粘着面に粘着保持された回路板に、はんだを塗布し、キャリア治具の粘着層に粘着保持された回路板に電子部品を搭載し、回路板のはんだを溶融（加熱して溶かす）させて電子部品をはんだ付けすることが好ましい。
また、表面から位置決めピンと分離ピンとをそれぞれ複数突出させた分離治具に、キャリア治具を複数の位置決めピンを介して積層するとともに、複数の分離ピンによりキャリア治具から電子部品の実装された回路板を押し上げて取り外すことが好ましい。
【０００７】
ここで、特許請求の範囲における薄い回路板には、少なくとも単数複数のＦＰＣ、ＰＣＢ、高密度フレキシブル基板等が含まれる。この回路基板は、可撓性、片面基板、両面基板等を特に問うものではない。位置決め治具に回路板を位置決め配置する際、１枚の回路板を配置しても良いし、回路板を１×２、１×３、２×２等のマトリックスに並べて配置しても良いし、さらには複数枚の回路板を着脱自在に積層し、この積層した状態で１×２、２×２、２×３等のマトリックスに並べても良い。
【０００８】
電子部品には、少なくとも単数複数のコンデンサや抵抗素子等からなる受動部品、耐電圧が低く、静電気に弱いＩＣ、ＬＳＩ、フォトダイオード等からなる能動部品が含まれる。さらに、分離治具、位置決めピン、及び又は分離ピンは、導電性が付与され、接地されて静電対策の施されることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、例え熱が強く作用する工程でもキャリア治具を繰り返して使用することができ、しかも、回路板を良好に仮固定することができるという効果がある。
また、キャリア治具の粘着層に粘着保持された回路板に、はんだを塗布し、キャリア治具の粘着層に粘着保持された回路板に電子部品を搭載し、回路板のはんだを溶融させて電子部品をはんだ付けするので、不純物の汚染なくして高密度実装することができ、しかも、微小箇所を略正確かつ能率的に接合することができる。
【００１０】
さらに、表面から位置決めピンと分離ピンとをそれぞれ複数突出させた分離治具に、キャリア治具を複数の位置決めピンを介して積層するとともに、複数の分離ピンによりキャリア治具から電子部品の実装された回路板を押し上げて取り外すので、手作業で回路板が折れたり、汚染するのを抑制あるいは防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態を説明すると、本実施形態における回路板の実装接合方法は、図１ないし図１０に示すように、表面から複数の位置決めピン２を突出させた位置決め治具１と、粘着層２１に可撓性のフレキシブルプリント回路板１０を着脱自在に粘着保持するキャリア治具２０と、表面から位置決めピン２と分離ピン３２とをそれぞれ複数突出させた導電性の分離治具３０とを用いて絶縁性のフレキシブルプリント回路板１０に各種の電子部品１２を実装接合するようにしている。
【００１２】
位置決め治具１は、図１等に示すように、例えば硬質の材料を使用して少なくとも表面が平坦な平面矩形の板に形成され、表面の四隅部に円柱形の位置決めピン２がそれぞれ起立して突出形成されており、この複数の位置決めピン２にフレキシブルプリント回路板１０やキャリア治具２０の四隅部が着脱自在に嵌通される。
【００１３】
フレキシブルプリント回路板１０は、図１、図３、図６、図７等に示すように、例えばポリイミドフィルム、銅箔、銅張積層板等を使用して薄く軽く形成され、位置決め治具１の表面よりもやや小さく形成されており、四隅部には、位置決め治具１の位置決めピン２に貫通される位置決め孔１１がそれぞれ丸く穿孔される。
【００１４】
キャリア治具２０は、図２や図４等に示すように、例えばアルミ等の金属やガラエポ等の材料を使用して少なくとも表面が平坦な平面矩形の板に形成され、位置決め治具１の表面と略同等の大きさに形成されており、平坦な表面には、対向するフレキシブルプリント回路板１０を着脱自在に粘着保持する耐熱性の粘着層２１が接着される。このキャリア治具２０は、その表面にフレキシブルプリント回路板１０取り外し用のアライメントホール２２やフレキシブルプリント回路板１０の端子部との接触を回避する矩形の貫通孔２３がそれぞれ複数穿孔され、四隅部には、位置決め治具１の位置決めピン２に貫通される位置決め孔２４がそれぞれ丸く穿孔される。
【００１５】
粘着層２１は、例えばシリコーン、フッ素ゴム、アクリルゴム、ポリイミドシリコーン、ウレタンゴム等からなり、粘着面である表面が鏡面加工により弱粘着面２５に形成されており、キャリア治具２０の表面に接着層と補強層とを介して接着される。この粘着層２１は、静電破壊防止の観点から導電性が好ましいが、絶縁性でも良い。また、接着層は、例えば未硬化のシリコーン樹脂等により厚さ５００μｍ以下のフィルム形に形成される。補強層は、例えば樹脂フィルム、金属薄膜、ガラスクロス等を使用して厚さ５０μｍ以下のフィルム形に形成しても良い。
【００１６】
分離治具３０は、図８ないし図１０に示すように、例えばアルミ等の金属やガラエポ等の材料を使用して少なくとも表面が平坦な平面多角形の板に形成され、表面の四隅部には、キャリア治具２０の位置決め孔２４を着脱自在に貫通する位置決めピン３１がそれぞれ起立して突出形成されており、表面には、キャリア治具２０のアライメントホール２２を貫通する複数の分離ピン３２が所定の間隔で並べて突出形成される。分離ピン３２は、導電性の材料を使用して円柱形の位置決めピン３１よりも低く形成され、先端部が略半球形に湾曲されており、グラウンド電位にするため低インピーダンス化されて接地される。
【００１７】
上記において、フレキシブルプリント回路板１０に複数の各種電子部品１２を実装接合する場合には、先ず、位置決め治具１の表面にフレキシブルプリント回路板１０を複数の位置決めピン２を介し上方から位置決め配置（図１参照）し、位置決め治具１の表面に、表裏逆にしたキャリア治具２０を複数の位置決めピン２を介して上方から均一に圧下積層（図３参照）するとともに、フレキシブルプリント回路板１０の裏面に粘着層２１の弱粘着面２５を粘着し、位置決め治具１を下方に取り外してフレキシブルプリント回路板１０やキャリア治具２０から引き離す（図５参照）。
【００１８】
次いで、キャリア治具２０を反転させて粘着層２１に粘着保持されたフレキシブルプリント回路板１０を上向きにし（図６参照）、このフレキシブルプリント回路板１０の表面に、リフローはんだをスクリーン印刷法等により塗布し、このフレキシブルプリント回路板１０に複数の電子部品１２をマウンタによりそれぞれ搭載する（図７参照）。
【００１９】
こうして電子部品１２を装着したら、フレキシブルプリント回路板１０を粘着保持したキャリア治具２０を図示しないコンベヤタイプのリフローマシンにセットして加熱し、フレキシブルプリント回路板１０のリフローはんだを熱雰囲気状態で溶融させて電子部品１２をはんだ付けし、リフローマシンの下流で冷却して取り外す。この際、リフローマシンからフレキシブルプリント回路板１０に熱風が吹き付けられるので、フレキシブルプリント回路板１０が熱風との摩擦に伴い否応なく帯電する。
【００２０】
そしてその後、分離治具３０の表面に、キャリア治具２０を複数の位置決めピン３１を介し上方から積層（図８参照）するとともに、接地された分離ピン３２とキャリア治具２０のアライメントホール２２とを嵌通させて分離ピン３２を電子部品１２の表面実装されたフレキシブルプリント回路板１０に圧接し、このフレキシブルプリント回路板１０を分離ピン３２により押し上げて剥離すれば（図９参照）、フレキシブルプリント回路板１０に複数の電子部品１２を実装接合する一連の作業が終了する。
【００２１】
上記によれば、耐熱性に欠けるアクリル系の両面粘着テープではなく、粘着層２１に耐熱性を付与して用いるので、熱が強く作用するリフロー工程等にキャリア治具２０を反復使用することができ、これを通じて作業性や利便性を著しく向上させたり、ランニングコストの大幅な削減を図ることができる。また、位置決め治具１の表面に、キャリア治具２０を上方から均一に圧下し、フレキシブルプリント回路板１０に粘着層２１を上方から粘着するので、専用の治具を使用することなく、フレキシブルプリント回路板１０に加圧力を均一に作用させることができ、これを通じて良好な仮固定の状態を容易に得ることができる。
【００２２】
また、フレキシブルプリント回路板１０を手やピンセットではなく、複数の分離ピン３２により押し上げてキャリア治具２０から剥がすので、作業性や利便性が向上する他、フレキシブルプリント回路板１０の汚染や損傷を有効に抑制防止することが可能になる。また、分離治具３０の分離ピン３２が静電破壊防止の観点から接地されているので、帯電したフレキシブルプリント回路板１０がキャリア治具２０からの剥離に伴い放電し、その結果、電子部品１２が電荷の放電により損傷したり、破壊するのをきわめて有効に防ぐことが可能になる。さらに、電子部品１２をリフローソルダリングするので、不純物の汚染なくして高密度実装することができる他、微小箇所を正確かつ能率的に接合することができる。
【００２３】
次に、図１１は本発明の第２の実施形態を示すもので、この場合には、分離治具３０の全部又は一部の位置決めピン３１の先端部を長手方向に切り欠いて径方向に拡縮可能に割りピン化し、この割られて外方向にやや広がる先端部をキャリア治具２０の位置決め孔２４に密嵌させるようにし、かつこの位置決めピン３１をも接地するようにしている。その他の部分については、上記実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００２４】
本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しかも、割ピン化された位置決めピン３１がキャリア治具２０の位置決め孔２４に密接するので、帯電したキャリア治具２０の電荷を確実にＧＮＤに落とし、静電破壊をより確実に防止することができるのは明らかである。
【００２５】
なお、上記実施形態では位置決め治具１の四隅部に位置決めピン２をそれぞれ突出形成したが、何らこれに限定されるものではなく、位置決め治具１の周縁部に複数の位置決めピン２を突出形成しても良い。また、フレキシブルプリント回路板１０の四隅部ではなく、周縁部に複数の位置決め孔１１を穿孔しても良いし、キャリア治具２０の周縁部に複数の位置決め孔２４を穿孔しても良い。
【００２６】
また、粘着層２１をキャリア治具２０に接着層と補強層とを介して接着したが、何らこれに限定されるものではなく、キャリア治具２０の表面に直接接着することもできる。また、キャリア治具２０の表面に作業者が必要に応じて単数複数の粘着層２１を接着するようにしても良い。さらに、電子部品１２の静電破壊を防止することができるのであれば、分離治具３０に導電性を付与して接地し、位置決めピン３１や分離ピン３２に絶縁性を付与することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る回路板の実装接合方法の実施形態を示す斜視全体説明図である。
【図２】本発明に係る回路板の実装接合方法の実施形態におけるキャリア治具を示す斜視説明図である。
【図３】本発明に係る回路板の実装接合方法の実施形態における位置決め治具にキャリア治具を上方から積層する状態を示す斜視説明図である。
【図４】本発明に係る回路板の実装接合方法の実施形態におけるキャリア治具を示す断面説明図である。
【図５】本発明に係る回路板の実装接合方法の実施形態における位置決め治具を取り外してキャリア治具から引き離す状態を示す斜視説明図である。
【図６】図５のキャリア治具を反転させた状態を示す斜視説明図である。
【図７】図６のキャリア治具に電子部品を搭載した状態を示す斜視説明図である。
【図８】本発明に係る回路板の実装接合方法の実施形態における分離治具にキャリア治具を介し上方から積層する状態を示す斜視説明図である。
【図９】図８のフレキシブルプリント回路板を分離ピンにより押し上げて剥離する状態を示す斜視説明図である。
【図１０】本発明に係る回路板の実装接合方法の実施形態における分離治具を示す断面説明図である。
【図１１】本発明に係る回路板の実装接合方法の第２の実施形態における分離治具を示す断面説明図である。
【符号の説明】
【００２８】
１          位置決め治具
２          位置決めピン
１０        フレキシブルプリント回路板（回路板）
１１        位置決め孔
１２        電子部品
２０        キャリア治具
２１        粘着層
２２        アライメントホール
２３        貫通孔
２４        位置決め孔
３０        分離治具
３１        位置決めピン
３２        分離ピン
【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】
0004454549.tif 000008
【図８】
0004454549.tif 000009
【図９】
0004454549.tif 000010
【図１０】
0004454549.tif 000011
【図１１】
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