(57)【要約】【課題】熱に弱い電子部品が熱により損なわれることなく配線基板上に実装された、半田付け実装構造等を実現する。【解決手段】本発明のカメラモジュール構造１００は、プリント配線基板１上に、熱に弱いカメラモジュール２が、半田接合部３を介して接合された構成である。プリント配線基板１には、貫通孔１１が形成されているとともに、貫通孔１１によって、プリント配線基板１の実装面に形成された表面開口を閉ざすように、端子１２が形成されている。半田接合部３は、この端子１２上に設けられている。半田接合部３は、プリント配線基板１の裏側から照射された光（熱線）により、プリント配線基板１上の端子を介して、加熱されて形成されるため、カメラモジュール２には熱は伝わらない。【選択図】図１
2007180239.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線基板上に半田接合部を介して電子部品が実装された半田付け実装構造であって、
上記配線基板には、電子部品を実装する実装面からその裏面まで貫通する貫通孔が形成されているとともに、上記貫通孔によって上記実装面に形成された表面開口を閉ざすように、端子が形成されており、
上記端子上に、上記半田接合部が設けられていることを特徴とする半田付け実装構造。
【請求項２】
上記配線基板の裏面に、その配線基板の裏面から照射される光を反射する反射層を備えており、
上記反射層は、上記貫通孔によって配線基板の裏面に形成された裏面開口を閉ざさないように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の半田付け実装構造。
【請求項３】
上記裏面開口を閉ざすように、補強板が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の半田付け実装構造。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の半田付け実装構造の製造方法であって、
上記配線基板の裏面からの光照射により、上記端子を介して半田接合部を加熱する加熱工程を含むことを特徴とする半田付け実装構造の製造方法。
【請求項５】
上記加熱工程では、半田接合部が設けられた全ての端子を同時に加熱することを特徴とする請求項４に記載の半田付け実装構造の製造方法。
【請求項６】
上記加熱工程では、光照射により、赤外線または近赤外線を照射することを特徴とする請求項４に記載の半田付け実装構造の製造方法。
【請求項７】
上記加熱工程では、ハロゲンランプを用いて光照射することを特徴とする請求項６または６に記載の半田付け実装構造の製造方法。
【請求項８】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の半田付け実装構造の製造装置であって、
上記配線基板を載置し、上記配線基板の貫通孔に通じるステージ貫通孔が形成されたステージと、
上記配線基板の裏面から光照射により半田接合部を加熱する光照射部とを備えていることを特徴とする半田付け実装構造の製造装置。
【請求項９】
上記ステージの裏面に、光照射部から照射される光を反射する第１反射部を備えていることを特徴とする請求項８に記載の半田付け実装構造の製造装置。
【請求項１０】
第１反射部によって反射された反射光を、ステージ方向に反射させる第２反射部を備えていることを特徴とする請求項９に記載の半田付け実装構造の製造装置。
【請求項１１】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の半田付け実装構造を備えた電子機器。
【請求項１２】
半田接合部を介して電子部品を実装するための配線基板であって、
電子部品を実装する実装面からその裏面まで貫通する貫通孔が形成されており、
上記貫通孔によって実装面に形成された表面開口を閉ざすように、半田接合部を形成するための端子を備えていることを特徴とする配線基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱に弱い電子部品が熱により損なわれることなく配線基板上に実装された、半田付け実装構造とその製造方法および製造装置，それを備えた電子機器，並びにその半田付け実装構造に好適な配線基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プリント基板上に、集積回路（ＩＣ），抵抗，コンデンサ等の電子部品を半田付けにより実装する方式として、リフロー装置や半田フロー槽を用いた半田付けが行われてきた。特に、リフロー装置は、最近頻繁に用いられている。
【０００３】
リフロー装置は、プリント基板に電子部品を実装した状態でこのリフロー炉内に投入し、半田付けを行う。このため、リフロー装置は、複雑な形状のプリント基板の半田付けなどに、柔軟に対応できる点で有用である。
【０００４】
これらの半田付け方式を用いる大きなメリットは、セルフアライメントにある。セルフアライメントとは、プリント基板と電子部品との位置合わせを、半田溶融時の表面張力と粘度とを利用する技術である。セルフアライメントは、面実装半田技術において、よく利用される。
【０００５】
一方、別の半田付け方式として、半田付けする部分のみを局所的に加熱して半田付けを行う、スポット方式の半田付けも提案されている。この方式の半田付けでは、ハロゲンランプや熱風による加熱が行われる。
【０００６】
例えば、特許文献１には、ハロゲンランプを用いる半田付けが開示されている。特許文献１に開示された半田付けは、ハロゲンランプの光を集光し、プリント基板上のＩＣパッケージに、スポット的に熱線を照射して対象を加熱する技術である。
【０００７】
また、特許文献２には、パルスヒートによる熱圧着方式の溶接機の構成が開示されている。この構成では、パルスヒートによる熱圧着方式で、ヒータチップにパルス状の電流を通電し、半田付け部分に瞬時に熱を与え半田付けを行う。通常、この構成では、プリント基板の裏面か、または、プリント基板の基材（例えば、フレキシブルプリント配線基板の場合はポリイミド樹脂）を伝導させることによって、半田付け部分に熱を与え半田付けを行っている。
【特許文献１】特開２００５−８５７０８号公報（２００５年３月３１日公開）
【特許文献２】特開平９−１６２５３８号公報（１９９７年６月２０日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の方法は、プリント基板上に、熱に弱い部品（例えば、カメラモジュールなど）を実装するのには適していない。
【０００９】
例えば、カメラモジュールは、レンズ，赤外線カットフィルタなどの光学部品と、ズーム，オートフォーカスなどの駆動部とから構成される。この駆動部には、磁石が使用されている。
【００１０】
ここで、リフロー装置を用いた半田付けは、半田溶融温度程度（２３０℃程度）まで加熱されたリフロー炉内で、半田を溶融させ半田付けする技術であり、リフロー炉内は２００℃を超える温度になる。
【００１１】
しかしながら、カメラモジュールの光学部品の耐熱温度（光学機能や特性を保持できる温度）は、８０℃であり、リフロー炉内の温度よりも低い。さらに、カメラモジュールの駆動部に使用される磁石は、高温にさらされると消磁される可能性がある。
【００１２】
一般に、全く磁力が無くなる温度をキューリー温度といい通常、フェライト磁石で約４５０℃、アルニコ磁石で８５０℃である。しかし、キューリー温度は、磁力が全く無くなる温度であって、これより低い温度でも磁力はなくならないまでも弱くなる傾向がある。特に、フェライト磁石の熱減磁が大きい磁石であって、２０℃での磁力を100％とした場合、５０℃で約９０％、１００℃で約８０％、２００℃で約５０％に低下する。しかし、２００℃程度までなら概ね元の磁力を回復すると言われている。
【００１３】
このように、リフロー装置では、プリント基板上に実装されるカメラモジュールごと、リフロー炉内に投入される。また、カメラモジュールは、熱に弱い光学部品や磁石を備えている。このため、カメラモジュールを、携帯電話やデジタルスチルカメラへ装着する際の中継接続基板に、リフロー装置を用いて半田付けすることはできない。
【００１４】
なお、リフロー装置は、小さなメモリーカード（例えば、２．７ｍｍ×３．７ｍｍ）から、パソコンのマザーボード（３０５ｍｍ×２４５ｍｍ）等まで、様々な大きさの基板の半田付けに適用されるのが前提とされている。さらに、リフロー装置は、プリント基板全体とそれに実装された電子部品とを、まんべんなく加熱する必要がある。このように、リフロー装置は、広範囲に加熱する必要があるため、広範囲の温度管理（温度調節、恒温、温度分布を均一にする）も必要となる。このため、リフロー装置は大きくならざるを得ない。また、近年、環境を考慮して利用が促進されている、鉛フリー半田を使用する場合、半田の溶融温度（２３０℃）とＩＣ部品の耐熱温度（２６０℃）との差の制約で温度制御が難しくなってきている。
【００１５】
一方、特許文献１は、ＩＣパッケージ（ＱＦＰ，ＰＧＡなど）を、半田付けではなく、半田の付け直しすることを目的としており、半田付けを行う技術ではない。また、仮に、この技術を、半田付けに適用したとしても、カメラモジュールのような熱に弱い電子部品をプリント基板に実装することはできない。すなわち、特許文献１では、リフロー装置と同様に、プリント基板に電子部品を実装した状態で、プリント基板のＩＣパッケージ（電子部品）が実装される面側から、ハロゲンランプの光が照射される。つまり、特許文献１でも、電子部品全体が、加熱される。このため、加熱によって、カメラモジュールの光学部品が損なわれるばかりでなく、ハロゲンランプの光を集光した強力な光でセンサーデバイス（ＩＣ）も損なわれてしまう。
【００１６】
従って、特許文献１の技術を、熱に弱い電子部品の半田付けに、適用することはできない。
【００１７】
一方、特許文献２の構成は、特に、カメラモジュールの光学部分に熱ストレスを与えないという意味で現時点では優れている。このため、現状では、カメラモジュールをプリント基板に半田付けするには、特許文献２の構成を応用して用いられる。
【００１８】
しかしながら、特許文献２の構成では、プリント基板の裏側から加熱して、半田を溶融させている。この方法では、半田を溶融させるために、基板の裏側を、半田の溶融温度よりもかなり高温に加熱する必要がある。その結果、プリント基板が過剰に加熱され、熱ストレスにより、プリント基板の半田接合部分に気泡が生じる。このため、プリント基板の変形や半田付けが不十分となり、半田不良の原因となる。
【００１９】
さらに、プリント基板にカメラモジュールを半田付けする際に、プリント基板とカメラモジュールとが、機械的に押さえつけられる。これにより、プリント基板とカメラモジュールと位置ずれも生じる。
【００２０】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、熱に弱い電子部品が熱により損なわれることなく配線基板上に実装された、半田付け実装構造とその製造方法および製造装置、並びにその半田付け実装構造に好適な配線基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明に係る半田付け実装構造は、上記の課題を解決するために、配線基板上に半田接合部を介して電子部品が実装された半田付け実装構造であって、上記配線基板には、電子部品を実装する実装面からその裏面まで貫通する貫通孔が形成されているとともに、上記貫通孔によって上記実装面に形成された表面開口を閉ざすように、端子が形成されており、上記端子上に、上記半田接合部が設けられていることを特徴としている。
【００２２】
上記の構成によれば、配線基板に貫通孔が形成されており、この貫通孔によって配線基板の実装面側に形成された開口（表面開口）は、端子によって閉ざされている。そして、この端子上に、半田接合部が形成されている。これにより、配線基板の裏面から端子を介して半田接合部を加熱することによって、電子部品を半田実装することができる。つまり、電子部品を直接加熱する必要はない。従って、熱に弱い電子部品が熱により損なわれることなく、その電子部品が配線基板上に実装された半田付け実装構造を提供できる。
【００２３】
本発明の半田付け実装構造では、上記配線基板の裏面に、その配線基板の裏面から照射される光を反射する反射層を備えており、上記反射層は、上記貫通孔によって、配線基板の裏面に形成された裏面開口を閉ざさないように形成されていることが好ましい。
【００２４】
上記の構成によれば、貫通孔によって配線基板の裏面に形成された開口（裏面開口）を閉ざさないように、反射層が形成されている。これにより、配線基板の裏面からの光照射により半田接合部を加熱すると、反射層が形成された部分に照射された光は反射されるため、反射層が形成された部分は加熱されない。これに対し、配線基板の裏面開口は、反射層で閉ざされていないため、照射された光は貫通孔を経て端子まで達し、端子を介して半田接合部が加熱される。従って、加熱すべき領域（つまり端子）を確実に加熱することができ、それ以外の加熱する必要のない領域に反射層を形成して、加熱されないようにすることができる。さらに、反射層によって反射された光を、半田接合部を加熱するために再利用することもできる。なお、反射層は、配線基板の裏面の開口部周辺に形成することが好ましい。
【００２５】
本発明の半田付け実装構造では、上記裏面開口を閉ざすように、補強板が形成されていることが好ましい。
【００２６】
上記の構成によれば、配線基板の裏面に、補強板が形成されている。これにより、半田付け実装構造を押さえつけたときに、プリント基板の端子や半田接合部が剥離するのを防ぐことができる。また、配線基板に形成された配線パターンの断線を防止したりすることもができる。
【００２７】
本発明に係る半田付け実装構造の製造方法は、上記の課題を解決するために、前記いずれかの半田付け実装構造の製造方法であって、上記配線基板の裏面からの光照射により、上記端子を介して半田接合部を加熱する加熱工程を含むことを特徴としている。
【００２８】
上記の方法によれば、配線基板の配線基板の裏面から、光照射により半田接合部を加熱している。つまり、配線基板の裏面から、端子を介して半田接合部を加熱するため、電子部品は直接加熱されない。これにより、電子部品が加熱により破損することなく、配線基板に電子部品を実装できる。従って、熱に弱い電子部品が熱により損なわれることなく、その電子部品が配線基板上に実装された半田付け実装構造を好適に製造できる。
【００２９】
上記加熱工程では、半田接合部が設けられた全ての端子を同時に加熱してもよい。
【００３０】
上記の方法によれば、半田接合部が形成される複数の端子を同時に加熱するため、半田接合部の半田が同時に溶融する。これにより、溶融半田のセルフアライメントにより、配線基板と電子部品とを高精度に位置合わせすることができる。
【００３１】
上記加熱工程では、光照射により、赤外線または近赤外線を照射することが好ましい。
【００３２】
上記の方法によれば、赤外線または近赤外線のような熱線により加熱を行うため、確実に端子に熱線を到達させて、半田接合部を加熱することができる。
【００３３】
上記加熱工程では、ハロゲンランプを用いて光照射することが好ましい。
【００３４】
上記の方法では、ハロゲンランプを用いて、赤外線（好ましくは近赤外線）を照射して、端子を介して半田接合部を加熱することができる。さらに、ハロゲンランプを用いるため、加熱温度の制御も容易である。
【００３５】
本発明に係る半田付け実装構造の製造装置は、上記の課題を解決するために、前記いずれかの半田付け実装構造の製造装置であって、上記配線基板を載置し、上記配線基板の貫通孔に通じるステージ貫通孔が形成されたステージと、上記配線基板の裏面から光照射により半田接合部を加熱する光照射部とを備えていることを特徴とする半田付け実装構造の製造装置。
【００３６】
上記の構成によれば、ステージには、配線基板の貫通孔に連通するステージ貫通孔が形成されている。このため、光照射部によって配線基板の裏面から照射された光は、ステージ貫通孔から配線基板の貫通孔を経て、端子に達する。これにより、端子を介して、半田接合部を加熱することができる。つまり、配線基板の裏面から、端子を介して半田接合部を加熱するため、電子部品は直接加熱されない。これにより、電子部品が加熱により破損することなく、配線基板に電子部品を実装できる。従って、熱に弱い電子部品が熱により損なわれることなく、その電子部品が配線基板上に実装された半田付け実装構造を好適に製造できる。
【００３７】
本発明の半田付け実装構造の製造装置では、上記ステージの裏面に、光照射部から照射される光を反射する第１反射部を備えていることが好ましい。
【００３８】
上記の構成によれば、ステージの裏面に第１反射部を備えているため、第１反射部に照射された光照射部からの光は反射される。これにより、ステージ貫通孔に光照射部の光を照射できる一方、それ以外の領域に照射された光は第１反射部によって反射することができる。従って、光照射すべき領域に確実に光照射することができ、それ以外の光照射する必要のない領域に第１反射部を形成して、第１反射部に照射された光を反射できる。
【００３９】
本発明の半田付け実装構造の製造装置では、第１反射部によって反射された反射光を、ステージ方向に反射させる第２反射部を備えていることが好ましい。
【００４０】
前述のように、第１反射部によって反射される光は、ステージ貫通孔以外の領域に照射された光である。上記の構成よれば、第２反射部は、第１反射部によって反射された反射光を、この光を再度、ステージ方向に反射させる。これにより、第１反射部によって反射された光を、半田接合部を加熱するために再利用することができる。
【００４１】
本発明に係る電子機器は、前記いずれかの半田付け実装構造を備えている。これにより、熱によって電子部品が損なわれていない半田付け実装構造を、携帯電話やデジタルスチルカメラ等の電子機器として提供できる。
【００４２】
本発明に係る配線基板は、上記の課題を解決するために、半田接合部を介して電子部品を実装するための配線基板であって、電子部品を実装する実装面からその裏面まで貫通する貫通孔が形成されており、上記貫通孔によって実装面に形成された表面開口を閉ざすように、半田接合部を形成するための端子を備えていることを特徴としている。
【００４３】
上記の構成によれば、配線基板に貫通孔が形成されており、この貫通孔によって配線基板の実装面側に形成された開口（表面開口）は、端子によって閉ざされている。この端子は、半田接合部が形成される。これにより、配線基板の裏面から端子を介して半田接合部を加熱することによって、電子部品を半田実装することができる配線基板を提供できる。従って、熱に弱い電子部品が熱により損なわれることなく、その電子部品が配線基板上に実装された半田付け実装構造に好適な配線基板を提供できる。
【発明の効果】
【００４４】
本発明に係る半田付け実装構造は、以上のように、貫通孔によって配線基板の実装面に形成された表面開口を閉ざすように、端子が形成されており、この端子上に、半田接合部が設けられている構成である。
【００４５】
また、本発明に係る半田付け実装構造の製造方法は、配線基板の裏面からの光照射により、上記端子を介して半田接合部を加熱する加熱工程を含んでいる。
【００４６】
また、本発明に係る半田付け実装構造の製造装置は、配線基板を載置し、この配線基板の貫通孔に通じるステージ貫通孔が形成されたステージと、配線基板の裏面から光照射により半田接合部を加熱する光照射部とを備えた構成である。
【００４７】
上記各構成によれば、配線基板の裏面から、端子を介して半田接合部を加熱するため、電子部品は直接加熱されない。これにより、電子部品が加熱により破損することなく、配線基板に電子部品を実装できる。従って、熱に弱い電子部品が熱により損なわれることなく、その電子部品が配線基板上に実装された半田付け実装構造を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
以下、本発明の実施形態について、図１〜図１２に基づいて説明する。なお、本発明は、これに限定されるものではない。
【００４９】
本実施形態では、携帯電話およびデジタルスチルカメラ等の電子機器に備えられる、カメラモジュール構造（半田付け実装構造）について説明する。図１は、本実施形態のカメラモジュール構造１００の部分断面図である。
【００５０】
本実施形態のカメラモジュール構造（半田付け実装構造）１００は、プリント配線基板（配線基板）１と、カメラモジュール（電子部品；光学部品）３とが、半田接合部（半田パッド）５により、接合された構成である。また、カメラモジュール構造１００は、プリント配線基板１のカメラモジュール２の実装面と反対の面に、補強板４を備えている。以下では、プリント配線基板１におけるカメラモジュール２の実装面を表面（おもて面），その反対面を裏面として説明する。
【００５１】
図２は、プリント配線基板１の表面および裏面を示す平面図である。図３は、図２におけるプリント配線基板１のＡ−Ａ断面図と、その部分拡大図である。図４は、図３のプリント配線基板１に半田接合部３が形成された断面図と、その部分拡大図である。
【００５２】
プリント配線基板１は、図２および図３に示されるような、シート状の基板である。プリント配線基板１は、例えば、フレキシブル配線基板（Flexible Print Circuit ：ＦＰＣとも称される）である。プリント配線基板１の種類や材質は、特に限定されるものではない。
【００５３】
プリント配線基板１は、その表面（実装面）から裏面まで貫通した貫通孔１１が形成されている。そして、プリント配線基板１のその表面（実装面）には、複数の端子１２と、配線パターン１３（図２には示さず）と、コネクタ１６とが形成されている。
【００５４】
端子１２は、カメラモジュール２が実装される領域の周囲に、複数形成されている。端子１２は、貫通孔１１によりプリント配線基板１の実装面側に形成された開口（表面開口）１１ａを閉ざすように形成されている。端子１２は、例えば、金メッキ処理された銅箔などの金属からなるものである。なお、図４に示されるように、端子１２上には、カメラモジュール２を半田接合するための半田接合部３が形成される。また、端子１２は、配線パターン１３に接触しているため、半田接合部３を介して、プリント配線基板１とカメラモジュール２とが導通する。
【００５５】
コネクタ１６（図２）は、カメラモジュール構造１００と別の部品とを電気的に接続するためのものである。コネクタ１６は、カメラモジュール２が実装される領域以外の部分に形成されている。コネクタ１６は、例えば、カメラモジュール２で撮影した画像データを、別の部材に送信する。つまり、プリント配線基板１は、中継基板としても機能する。
【００５６】
一方、図３に示すように、プリント配線基板１の裏面には、反射層１４が形成されている。反射層１４は、貫通孔１１によりプリント配線基板１の裏面に形成された開口（裏面開口）１１ｂの周囲に形成されている。反射層１４は、プリント配線基板１の裏面から照射される光（具体的には、後述のように、ハロゲンランプによる熱線）を反射する。例えば、反射層１４は、ハロゲンランプから照射される赤外線（近赤外線）を反射する赤外線反射層であってもよい。近赤外線は選択性が高く、白い物は近赤外線を反射する。このため、近赤外線を反射させたい場合には、反射層１４は、例えば、シルク印刷等により形成された白色の層とすればよい。
【００５７】
カメラモジュール２は、携帯電話またはデジタルスチルカメラ等に搭載されるレンズ部材（光学部品）である。カメラモジュール２の底面には、プリント配線基板１の端子１２に対応して、図示しない複数の端子が形成されている。そして、プリント配線基板１に形成された端子１２と、カメラモジュール２に形成された端子とが、互いに対向するように配置され、それらの間に設けられた半田接合部３によって、プリント配線基板１とカメラモジュール２とが互いに接合されている。これにより、カメラモジュール２の電気信号は、半田接合部３を介して、プリント配線基板１に送られる。つまり、プリント配線基板１およびカメラモジュール２の電気信号は、いずれも半田接合部３を介して出入りする。
【００５８】
このように、カメラモジュール構造１００は、プリント配線基板１の表面に、半田接合部３を介して、カメラモジュール２が接合された構成である。
【００５９】
一方、プリント配線基板１の裏面には、補強板４が形成されている。補強板４は、裏面開口１１ｂを閉ざすように設けられる。補強板４は、例えば、ポリイミド樹脂などからなることが好ましく、カメラモジュール２負荷された衝撃を緩和する役割を有する。
【００６０】
次に、カメラモジュール構造１００の製造方法の一例について説明する。図５〜図１１は、この製造方法の製造工程図である。
【００６１】
従来は、配線基板に電子部品が半田接合によって面実装される場合、主に実装面側から半田付け箇所が加熱されていた。しかし、この場合、カメラモジュールのように熱に弱い電子部品を実装しようとすると、加熱によって電子部品が損なわれてしまう。
【００６２】
そこで、本実施形態のカメラモジュール構造１００の製造方法では、プリント配線基板１の裏面から、端子１２を介して半田接合部３を加熱する。これにより、半田接合部３のみを選択的に加熱できるため、カメラモジュール２が熱により損なわれるのを防ぐことが可能となる。
【００６３】
以下、カメラモジュール構造１００の製造方法を詳細に説明する。
【００６４】
まず、貫通孔１１および端子１２が形成されたプリント配線基板１に、半田接合部（半田パッド）３を形成する。図５（ａ）および図５（ｂ）は、半田接合部３の形成方法を示す図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。半田接合部３の形成は、図５（ａ）に示すような、半田マスク５を用いた半田印刷によって行う。半田マスク５には、プリント配線基板１の端子１２に対応する開口５１が形成されている。開口５１の面積は、端子１２の面積よりも、やや小さくなっている。
【００６５】
この半田マスク５を、図５（ａ）の破線で示すように、半田接合部３を形成する部分に当て、プリント配線基板１の端子１２上に、開口５１を配置する。このとき、図５（ｂ）に示すように、プリント配線基板１は、台５４に載置しておく。次に、半田マスク５上に供給した半田ペースト（クリーム半田）５２を、スキージ（へら）５３で、左右になすりつけるように塗布する。これにより、開口５１に確実に半田ペーストが供給され、一定時間経過後に、半田マスク５を取り除くと、端子１２上に、半田接合部３が形成される。
【００６６】
なお、貫通孔１１の形成と端子１２の形成の順序は、どちらを先に行ってもよい。貫通孔１１を端子１２の形成後に行う場合は、端子１２を貫通しないように、貫通孔１１を形成する。
【００６７】
次に、このようにして半田接合部３を形成したプリント配線基板１を、図６に示すようなステージ８に載置する。このステージ８にも、ステージ貫通孔８１が形成されている。ステージ貫通孔８１は、プリント配線基板１の貫通孔１１に連通するように形成されている。ステージ貫通孔８１は、プリント配線基板１の裏面開口１１ｂを含むようになっている。つまり、ステージ貫通孔８１の水平方向の幅は、貫通孔１１の水平方向の幅よりも大きくなっている。
【００６８】
また、ステージ８の裏面（プリント配線基板１の載置面とは反対の面）には、プリント配線基板１の反射層１４と同様の反射層（第１反射部）８２が形成されている。
【００６９】
次に、図７および図８に示すように、ステージ８に載置されたプリント配線基板１上に、カメラモジュール２を配置する。カメラモジュール２は、図示しないカメラモジュール２の端子と半田接合部３とが略対応するように配置する。後述のように、本実施形態では、半田のセルフアライメントを利用するので、カメラモジュール２の端子と、半田接合部３とを厳密に一致させる必要はない。
【００７０】
次に、図９に示すように、ステージ８の裏側（背面側）から、半田接合部３を、加熱する。つまり、プリント配線基板１の裏側から、端子１２を介して、半田接合部３を選択的に加熱する。具体的には、本実施形態では、ステージ８の裏側に、ハロゲンランプ（光照射部）６が設けられている。つまり、本実施形態では、ハロゲンランプ６の熱線を照射することで、半田接合部３を加熱する。ハロゲンランプ６は、熱線（赤外線または近赤外線）を照射する。このように、ハロゲンランプ６は、光照射によって半田接合部３を加熱する加熱する光加熱装置である。
【００７１】
また、ハロゲンランプ６の周囲には、ステージ８側を除いて、凹面鏡（第２反射部）７が設けられている。凹面鏡７は、反射層８２によって反射された反射光を、ステージ８の方向に反射させる。
【００７２】
これにより、ハロゲンランプ６から照射された光は、図９の矢印で示すように、ステージ貫通孔８１およびプリント配線基板１の貫通孔１１を経て、端子１２に達する。ハロゲンランプ６は、強力な熱線を照射するため、端子１２に達した熱により、半田接合部３が加熱される。端子１２は、金属で形成されているため熱伝導性に優れている。このため、半田接合部３への熱伝導効率も高い。
【００７３】
そして、端子１２を介して半田接合部３が加熱されると、溶融した半田のセルフアライメント効果により、プリント配線基板１とカメラモジュールとが高精度に位置合わせされる。なお、このセルフアライメント効果を得るには、ステージ８に形成された全てのステージ貫通孔８１に対してハロゲンランプ６の光が照射され、プリント配線基板１に形成された全ての端子１２が、同時に加熱されるようにすればよい。つまり、半田接合部３が設けられた全ての端子１２を同時に加熱すればよい。
【００７４】
一方、ハロゲンランプ６から照射された光のうち、ステージ貫通孔８１に達しなかった光は、図９の破線矢印に示すように、ステージ８の裏面に形成された反射層８２に反射される。さらに、反射層８２に反射された光は、凹面鏡７に達すると、凹面鏡７に反射される。凹面鏡７に反射された光は、再びステージ８の方向に反射され、半田接合部３の加熱に利用される。このように、ステージ８の反射層８２および凹面鏡７によって、ハロゲンランプ６の光を半田接合部３の加熱に効率的に利用することができる。
【００７５】
このようにして、プリント配線基板１とカメラモジュール２との半田付けが完了する。
【００７６】
次に、図１０に示すように、接合されたプリント配線基板１とカメラモジュール２とをステージ８から持ち上げる。そして、図１１に示すように、プリント配線基板１の裏側に、補強板４を貼り付けることによって、図１に示すカメラモジュール構造１００の製造が終了する。
【００７７】
なお、補強板４は、プリント配線基板１の裏側の開口が閉ざされるように、形成される。この補強板４は、例えば、カメラモジュール２をプリント配線基板１に半田付け後に携帯電話に組み込む時、取り付けにかかる負荷によって、カメラモジュール２が剥離するのを防いだり、プリント配線基板１に形成された配線パターン１３の断線を防止したりすることができる。また、補強板４を形成する前に、貫通孔１１に、腐食防止の処理等を施してもよい。
【００７８】
本実施形態のカメラモジュール構造１００の製造に用いた、ステージ８およびハロゲンランプ６，好ましくはそれらに加えて凹面鏡７は、カメラモジュール構造１００の製造装置ともいえる。
【００７９】
なお、本実施形態のカメラモジュール構造１００の製造装置では、図９のように、１つのハロゲンランプ６が、１つのプリント配線基板１を加熱する構成である。しかし、この製造装置は、図１２に示すように、１つのハロゲンランプ６が、複数のプリント配線基板１を同時に加熱する構成となっていることが好ましい。これにより、同時に複数のカメラモジュール構造１００を製造することができ、生産性が向上する。
【００８０】
以上のように、本実施形態のカメラモジュール構造１００は、貫通孔１１によって廃プリント配線基板１の実装面に形成された表面開口１１ａを閉ざすように、端子１２が形成されており、端子１２上に、半田接合部３が設けられている。このため、プリント配線基板１の裏面からの光照射により、端子１２を介して半田接合部３を加熱することができる。これにより、プリント配線基板１の裏面から端子１２を介して半田接合部３を加熱することによって、カメラモジュール２を半田実装することができる。つまり、カメラモジュール２を直接加熱せずに、プリント配線基板１上に実装できる。従って、カメラモジュール２が熱により損なわれることなく、カメラモジュール２をプリント配線基板１上に実装できる。
【００８１】
また、本実施形態では、反射層１４が、裏面開口１１ｂを閉ざさないように形成されている。この反射層１４は、裏面開口１１ｂの周囲に形成されていることが好ましい。前述のように、ステージ貫通孔８１は、裏面開口１１ｂを含むようになっている。このため、ステージ貫通孔８１を経た光は、裏面開口１１ｂの周囲にも照射される。すなわち、プリント配線基板１の裏面にも光が照射される。そこで、裏面開口１１ｂの周囲に反射層１４が形成されていれば、プリント配線基板１の裏面に照射される光を反射させることができる。これにより、プリント配線基板１の裏面からカメラモジュール２への熱伝導を防ぐことができる。従って、端子１２のみを加熱することができ、半田接合部３を選択的に加熱できる。
【００８２】
また、本実施形態では、裏面開口１１ｂを閉ざすように、補強板４が形成されている。これにより、カメラモジュール構造１００を押さえつけたときに、半田接合部３が剥離するのを防ぐことができる。また、プリント配線基板１に形成された配線パターン１３の断線を防止したりすることもができる。この補強板４は、半田溶融温度に耐えることのできるポリイミド樹脂からなることが好ましい。補強板４として、ガラスファイバーなどの繊維を含む樹脂を用いると、製造時に補強板を４を切断する際に、ささくれができ、プリント配線基板１を傷つけてしまう場合がある。補強板４としてポリイミド樹脂を用いれば、プリント配線基板１が傷つくのを防ぐことができる。
【００８３】
また、本実施形態では、ハロゲンランプ６により、赤外線または近赤外線のような熱線により加熱を行うため、確実に端子１２に熱線を到達させて、半田接合部３を選択的に加熱することができる。また、ハロゲンランプ６を用いるため、加熱温度制御も容易となる。このため、加熱温度を制御して、溶融半田によるセルフアライメント効果を、従来のリフロー方式よりも、高めることができる。
【００８４】
従来のリフロー方式では、加熱に対流熱(即ち熱風)が用いられる。このため、熱効率を上げるには、熱風の流量を増やなければならない。しかし、熱風の流量を増加させる、すなわち熱風が強くなると、搭載する部品が、その熱風の影響で位置ずれをしてしまう。
【００８５】
これに対し、本実施形態では、ハロゲンランプ６を用い、光を媒体として熱を裏面から照射加熱する。従って、熱風の影響もなく、搭載する部品の位置ずれの心配もない。
【００８６】
ハロゲンランプ６は、ハロゲンガス（又は元素）を高圧で封入した電球の、２０００〜２８００℃に熱せられた発熱体（フィラメント）から放射される光（電磁波：近赤外線（２．５μｍ以下の赤外線））を利用する。この光のピーク波長は、約１μｍ（０．００１ｍｍ）で、０．５３μｍ程度の範囲に分布する。つまり、ハロゲンランプ６は、可視光を含んでおり、広義には温度放射を利用した赤外線ヒータと言える。温度放射とは、物質を高温にしたときに、そこから放射される電磁波（広い意味での光）を意味している。温度放射以外の光加熱方法としてはレーザ加熱などがある。本実施形態では、光照射による加熱に、ハロゲンランプ６を用いたが、タングステンランプや、レーザ（半導体レーザ）などを用いることもできる。
【００８７】
ただし、ハロゲンランプ６などの近赤外線ヒータを用いた加熱の特徴として、例えば、印字した紙に照射した場合、印刷文字の部分が強く加熱されて白紙の部分は加熱されない性質をもつ。これに対し、遠赤外線ヒータの場合には、用紙全体が加熱される。つまり、近赤外線は、被加熱物の表面状態（色など）により吸収されやすさの差が大きい、つまり加熱度合いに選択性があると言う性質がある。具体的には、近赤外線の吸収率は、加熱対象によって異なり、印字した紙の白い部分では１０％、印字部分では９０％である他、ステンレスの光沢面では３０％、酸化面では８０％程度である。また、ハロゲンランプ６が、電力を光にする効率は、約８５％と高い。従って、ハロゲンランプ６を用いることが、特に好ましい。
【００８８】
また、本実施形態では、プリント配線基板１を載置するステージ８に、プリント配線基板１の貫通孔１１に通じるステージ貫通孔８１が形成されている。このため、ハロゲンランプ６によってプリント配線基板１の裏面から照射された光は、ステージ貫通孔８１からプリント配線基板１の貫通孔１１を経て、端子１２に達する。これにより、端子１２を介して、半田接合部３を加熱することができるため、カメラモジュール２は直接加熱されない。
【００８９】
また、本実施形態では、ステージ８の裏面には、ハロゲンランプ６から照射される光（熱線）を反射する反射層８２が形成されている。これにより、ステージ貫通孔８１にハロゲンランプ６の光を照射できる一方、それ以外の領域に照射された光は反射層８２によって反射することができる。従って、光照射すべき領域に確実に光照射することができ、それ以外の光照射する必要のない領域に反射層８２を形成して、第１反射部に照射された光を反射できるという効果がある。なお、反射層８２を、ステージ８の裏面のうち、ステージ貫通孔８１の開口以外の領域に形成すれば、この効果は最大となる。
【００９０】
また、本実施形態では、反射層８２によって反射された反射光を、ステージ８の方向に反射させる凹面鏡７を備えている。これにより、反射層８２によって反射された光を、半田接合部３を加熱するために再利用することができる。
【００９１】
なお、本実施形態において、半田接合部３の加熱温度および加熱時間は、用いる半田の溶融温度，プリント配線基板１に実装する電子部品の耐熱温度（耐熱性）などを考慮して設定すればよい。つまり、プリント配線基板１およびカメラモジュール２が熱により破損しない範囲で設定すればよく、特に限定されるものではない。
【００９２】
半田接合部３の加熱（端子１２の加熱）は、半田を溶融する温度プロファイルによって行えばよい。例えば、一旦、半田接合部３の半田溶融温度以下の予備加熱温度（Ｔｐ）に保持し、端子１２上の温度分布を均一化する（予備加熱）。その後、半田接合部３の半田溶融温度（Ｔ１）以上に加熱し、半田の粒化防止の為に急冷する（本加熱）。
【００９３】
なお、半田接合部３の半田の溶融温度は、特に限定されるものではないが、例えば、１４０℃〜２１９℃であることが好ましく、１８３℃〜１９０℃であることがより好ましい。
【００９４】
また、半田接合部３に用いる半田の種類は、特に限定されるものではないが、環境に配慮して、いわゆる鉛フリー半田であることが好ましい。鉛フリー半田としては、例えば、Ｓｎ−Ａｇ系半田，Ｓｎ−Ｚｎ系半田，Ｓｎ−Ｂｉ系半田，Ｓｎ−Ｉｎ系半田，Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系半田等が例示されるが、特に限定されるものではない。また、各半田成分の組成比も特に限定されるものではない。
【００９５】
また、半田接合部３の半田は、フラックスが混入されたものであってもよい。言い換えれば、この半田は、フラックス剤等が含まれていた半田ペースト（クリーム半田）であってもよい。これにより、半田の濡れ性および流動性が向上するため、より高いセルフアライメント効果が得られる。
【００９６】
フラックスの種類は、電子部品および基板のそれぞれに形成された電極の成分によって設定すればよく、特に限定されるものではない。フラックスとしては、例えば、腐食性フラックス（ＺｎＣｌ２−ＮＨ４Ｃｌ系の混合塩など），緩性フラックス（有機酸およびその誘導体など），非腐食性フラックス（松やに（ロジン））とイソプロピルアルコールとの混合物など），水溶性フラックス（ロジン系フラックスなど），低残渣フラックス（固形成分が５％以下で有機酸を活性剤とする、ロジン系または樹脂系のフラックス等）などを用いることができる。
【００９７】
なお、本実施形態では、プリント配線基板１に実装される電子部品として、カメラモジュール２を例に説明したが、この電子部品は、カメラモジュール２に限定されるものではない。電子部品としては、例えば、半導体チップ，ＩＣチップ等であってもよく、特に、熱に弱い光学素子（光学部品）であることが好ましい。このような光学素子としては、例えば、レンズ，赤外線カットフィルタ，およびセンサーデバイスがセットになったレンズモジュールなどを挙げることができる。
【００９８】
なお、本発明の目的は、固体撮像装置（カメラモジュール２）を、基板（プリント配線基板１）その他への実装半田付けに関して熱に弱い光学部品を損なうことなく良好な半田付けをする技術を提供することともいえる。
【００９９】
この目的を達成するための本発明の構成を、カメラモジュール２等の電子部品が半田付けされる端子１２部分の裏面から穴（貫通孔１１）があけられている基板（プリント配線基板１）と、穴（貫通孔１１）が貫通していない端子（金メッキを施した銅箔）１２とを備え、基板（プリント配線基板１）の端子面の裏側の穴の周辺に、近赤外線を反射する処理が施されていることを特徴とするを表現することもできる。
【０１００】
なお、固体撮像装置に用いられるＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサは強い光に弱く、固体撮像装置は、熱に弱いフィルタを備えている。このため、固体撮像装置を直接加熱することはできない。本発明では、プリント配線基板１の裏面から加熱するため、このような固体撮像装置の半田実装にも好適である。
【０１０１】
〔１〕本発明のカメラモジュール構造の製造方法は、光加熱装置（ハロゲンランプ６）と、電子部品（カメラモジュール２）が半田付けされる端子１２の裏面から穴（貫通孔１１）があけられており、この穴（貫通孔１１）が貫通していない端子１２を有する基板（プリント配線基板１）と、その基板の端子形成面（電子部品を実装する面）の裏側に形成された穴（貫通孔１１）の開口周辺に、光源装置の光（近赤外線）を反射する処理が施されている（反射層１４が形成されている）ことを特徴としているともいえる。
【０１０２】
〔２〕上記〔１〕において、光加熱装置が赤外線加熱装置であってもよい。
【０１０３】
〔３〕上記〔１〕において、基板（プリント配線基板１）と電子部品（カメラモジュール２）とのセットを、複数セット同時に半田付けを行ってもよい。
【０１０４】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１０５】
本発明では、配線基板の裏側からの加熱による半田付けが可能である。それゆえ、あらゆる半田実装に適用可能であり、電子部品産業にて利用可能である。例えば、デジタルスチルカメラおよび携帯電話等の撮像用のレンズと固体撮像素子とが一体となったカメラモジュールなどの、熱に弱い電子部品を配線基板に接合するため等の半田付けに、特に好適である。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】本発明にかかるカメラモジュールの断面図である。
【図２】図１のカメラモジュールにおけるプリント配線基板の断面図である。
【図３】図２のプリント配線基板のＡ−Ａ断面図とその部分拡大図である。
【図４】図３のプリント配線基板に半田接合部が形成された断面図と、その部分拡大図である。
【図５】図５（ａ）および図５（ｂ）は、半田接合部の形成方法を示す図である。
【図６】図１のカメラモジュール構造の製造工程を示す断面図である。
【図７】図１のカメラモジュール構造の製造工程を示す断面図である。
【図８】図１のカメラモジュール構造の製造工程を示す断面図である。
【図９】図１のカメラモジュール構造の製造工程を示す断面図である。
【図１０】図１のカメラモジュール構造の製造工程を示す断面図である。
【図１１】図１のカメラモジュール構造の製造工程を示す断面図である。
【図１２】図１のカメラモジュール構造の製造装置を示す図である。
【符号の説明】
【０１０７】
１    配線基板
２    カメラモジュール（電子部品）
３    半田パッド（半田接合部）
４    補強板
５    半田マスク
６    ハロゲンランプ（光照射部）
７    凹面鏡（第２反射部）
８    ステージ
１１    貫通孔
１１ａ  開口（表面開口）
１１ｂ  開口（裏面開口）
１２    端子
１３    配線パターン
１４    反射層
５１    開口
５２    半田
５３    スキージ
５４    台
８１    ステージ貫通孔
８２    反射層（第１反射部）
【図１】
2007180239.tif 000003
【図２】
2007180239.tif 000004
【図３】
2007180239.tif 000005
【図４】
2007180239.tif 000006
【図５】
2007180239.tif 000007
【図６】
2007180239.tif 000008
【図７】
2007180239.tif 000009
【図８】
2007180239.tif 000010
【図９】
2007180239.tif 000011
【図１０】
2007180239.tif 000012
【図１１】
2007180239.tif 000013
【図１２】
2007180239.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成19年3月19日(2007.3.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線基板上に半田接合部を介して電子部品が実装された半田付け実装構造であって、
上記配線基板には、電子部品を実装する実装面からその裏面まで貫通する貫通孔が形成されているとともに、上記貫通孔によって上記実装面に形成された表面開口を閉ざすように、端子が形成されており、
上記端子上に、上記半田接合部が設けられ、
上記配線基板の裏面に、その配線基板の裏面から照射される熱線を反射する反射層を備えており、
上記反射層は、上記貫通孔によって配線基板の裏面に形成された裏面開口を閉ざさないように形成されていることを特徴とする半田付け実装構造。
【請求項２】
上記反射層は、上記裏面開口の周囲に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の半田付け実装構造。
【請求項３】
上記裏面開口を閉ざすように、補強板が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の半田付け実装構造。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の半田付け実装構造の製造方法であって、
上記反射層が形成された配線基板の裏面からの熱線の照射により、上記端子を介して半田接合部を加熱する加熱工程を含むことを特徴とする半田付け実装構造の製造方法。
【請求項５】
上記加熱工程では、半田接合部が設けられた全ての端子を同時に加熱することを特徴とする請求項４に記載の半田付け実装構造の製造方法。
【請求項６】
上記加熱工程では、熱線として、赤外線または近赤外線を照射することを特徴とする請求項４に記載の半田付け実装構造の製造方法。
【請求項７】
上記加熱工程では、ハロゲンランプを用いて熱線を照射することを特徴とする請求項６に記載の半田付け実装構造の製造方法。
【請求項８】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の半田付け実装構造の製造装置であって、
上記配線基板を載置し、上記配線基板の貫通孔に通じるステージ貫通孔が形成されたステージと、
上記反射層が形成された配線基板の裏面から熱線の照射により半田接合部を加熱する照射部と、
上記ステージの裏面に、照射部から照射される熱線を反射する第１反射部と、
第１反射部によって反射された熱線を、ステージ方向に反射させる第２反射部とを備えていることを特徴とする半田付け実装構造の製造装置。
【請求項９】
上記照射部は、半田接合部が設けられた全ての端子を同時に加熱することを特徴とする請求項８に記載の半田付け実装構造の製造装置。
【請求項１０】
上記照射部は、赤外線または近赤外線を照射することを特徴とする請求項８に記載の半田付け実装構造の製造装置。
【請求項１１】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の半田付け実装構造を備えた電子機器。
【請求項１２】
半田接合部を介して電子部品を実装するための配線基板であって、
電子部品を実装する実装面からその裏面まで貫通する貫通孔が形成されており、
上記貫通孔によって実装面に形成された表面開口を閉ざすように、半田接合部を形成するための端子を備え、
上記配線基板の裏面に、その配線基板の裏面から照射される熱線を反射する反射層を備えており、
上記反射層は、上記貫通孔によって配線基板の裏面に形成された裏面開口を閉ざさないように形成されていることを特徴とする配線基板。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱に弱い電子部品が熱により損なわれることなく配線基板上に実装された、半田付け実装構造とその製造方法および製造装置，それを備えた電子機器，並びにその半田付け実装構造に好適な配線基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プリント基板上に、集積回路（ＩＣ），抵抗，コンデンサ等の電子部品を半田付けにより実装する方式として、リフロー装置や半田フロー槽を用いた半田付けが行われてきた。特に、リフロー装置は、最近頻繁に用いられている。
【０００３】
リフロー装置は、プリント基板に電子部品を実装した状態でこのリフロー炉内に投入し、半田付けを行う。このため、リフロー装置は、複雑な形状のプリント基板の半田付けなどに、柔軟に対応できる点で有用である。
【０００４】
これらの半田付け方式を用いる大きなメリットは、セルフアライメントにある。セルフアライメントとは、プリント基板と電子部品との位置合わせを、半田溶融時の表面張力と粘度とを利用する技術である。セルフアライメントは、面実装半田技術において、よく利用される。
【０００５】
一方、別の半田付け方式として、半田付けする部分のみを局所的に加熱して半田付けを行う、スポット方式の半田付けも提案されている。この方式の半田付けでは、ハロゲンランプや熱風による加熱が行われる。
【０００６】
例えば、特許文献１には、ハロゲンランプを用いる半田付けが開示されている。特許文献１に開示された半田付けは、ハロゲンランプの光を集光し、プリント基板上のＩＣパッケージに、スポット的に熱線を照射して対象を加熱する技術である。
【０００７】
また、特許文献２には、パルスヒートによる熱圧着方式の溶接機の構成が開示されている。この構成では、パルスヒートによる熱圧着方式で、ヒータチップにパルス状の電流を通電し、半田付け部分に瞬時に熱を与え半田付けを行う。通常、この構成では、プリント基板の裏面か、または、プリント基板の基材（例えば、フレキシブルプリント配線基板の場合はポリイミド樹脂）を伝導させることによって、半田付け部分に熱を与え半田付けを行っている。
【特許文献１】特開２００５−８５７０８号公報（２００５年３月３１日公開）
【特許文献２】特開平９−１６２５３８号公報（１９９７年６月２０日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の方法は、プリント基板上に、熱に弱い部品（例えば、カメラモジュールなど）を実装するのには適していない。
【０００９】
例えば、カメラモジュールは、レンズ，赤外線カットフィルタなどの光学部品と、ズーム，オートフォーカスなどの駆動部とから構成される。この駆動部には、磁石が使用されている。
【００１０】
ここで、リフロー装置を用いた半田付けは、半田溶融温度程度（２３０℃程度）まで加熱されたリフロー炉内で、半田を溶融させ半田付けする技術であり、リフロー炉内は２００℃を超える温度になる。
【００１１】
しかしながら、カメラモジュールの光学部品の耐熱温度（光学機能や特性を保持できる温度）は、８０℃であり、リフロー炉内の温度よりも低い。さらに、カメラモジュールの駆動部に使用される磁石は、高温にさらされると消磁される可能性がある。
【００１２】
一般に、全く磁力が無くなる温度をキューリー温度といい通常、フェライト磁石で約４５０℃、アルニコ磁石で８５０℃である。しかし、キューリー温度は、磁力が全く無くなる温度であって、これより低い温度でも磁力はなくならないまでも弱くなる傾向がある。特に、フェライト磁石の熱減磁が大きい磁石であって、２０℃での磁力を１００％とした場合、５０℃で約９０％、１００℃で約８０％、２００℃で約５０％に低下する。しかし、２００℃程度までなら概ね元の磁力を回復すると言われている。
【００１３】
このように、リフロー装置では、プリント基板上に実装されるカメラモジュールごと、リフロー炉内に投入される。また、カメラモジュールは、熱に弱い光学部品や磁石を備えている。このため、カメラモジュールを、携帯電話やデジタルスチルカメラへ装着する際の中継接続基板に、リフロー装置を用いて半田付けすることはできない。
【００１４】
なお、リフロー装置は、小さなメモリーカード（例えば、２．７ｍｍ×３．７ｍｍ）から、パソコンのマザーボード（３０５ｍｍ×２４５ｍｍ）等まで、様々な大きさの基板の半田付けに適用されるのが前提とされている。さらに、リフロー装置は、プリント基板全体とそれに実装された電子部品とを、まんべんなく加熱する必要がある。このように、リフロー装置は、広範囲に加熱する必要があるため、広範囲の温度管理（温度調節、恒温、温度分布を均一にする）も必要となる。このため、リフロー装置は大きくならざるを得ない。また、近年、環境を考慮して利用が促進されている、鉛フリー半田を使用する場合、半田の溶融温度（２３０℃）とＩＣ部品の耐熱温度（２６０℃）との差の制約で温度制御が難しくなってきている。
【００１５】
一方、特許文献１は、ＩＣパッケージ（ＱＦＰ，ＰＧＡなど）を、半田付けではなく、半田の付け直しすることを目的としており、半田付けを行う技術ではない。また、仮に、この技術を、半田付けに適用したとしても、カメラモジュールのような熱に弱い電子部品をプリント基板に実装することはできない。すなわち、特許文献１では、リフロー装置と同様に、プリント基板に電子部品を実装した状態で、プリント基板のＩＣパッケージ（電子部品）が実装される面側から、ハロゲンランプの光が照射される。つまり、特許文献１でも、電子部品全体が、加熱される。このため、加熱によって、カメラモジュールの光学部品が損なわれるばかりでなく、ハロゲンランプの光を集光した強力な光でセンサーデバイス（ＩＣ）も損なわれてしまう。
【００１６】
従って、特許文献１の技術を、熱に弱い電子部品の半田付けに、適用することはできない。
【００１７】
一方、特許文献２の構成は、特に、カメラモジュールの光学部分に熱ストレスを与えないという意味で現時点では優れている。このため、現状では、カメラモジュールをプリント基板に半田付けするには、特許文献２の構成を応用して用いられる。
【００１８】
しかしながら、特許文献２の構成では、プリント基板の裏側から加熱して、半田を溶融させている。この方法では、半田を溶融させるために、基板の裏側を、半田の溶融温度よりもかなり高温に加熱する必要がある。その結果、プリント基板が過剰に加熱され、熱ストレスにより、プリント基板の半田接合部分に気泡が生じる。このため、プリント基板の変形や半田付けが不十分となり、半田不良の原因となる。
【００１９】
さらに、プリント基板にカメラモジュールを半田付けする際に、プリント基板とカメラモジュールとが、機械的に押さえつけられる。これにより、プリント基板とカメラモジュールと位置ずれも生じる。
【００２０】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、熱に弱い電子部品が熱により損なわれることなく配線基板上に実装された、半田付け実装構造とその製造方法および製造装置、並びにその半田付け実装構造に好適な配線基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明に係る半田付け実装構造は、上記の課題を解決するために、配線基板上に半田接合部を介して電子部品が実装された半田付け実装構造であって、上記配線基板には、電子部品を実装する実装面からその裏面まで貫通する貫通孔が形成されているとともに、上記貫通孔によって上記実装面に形成された表面開口を閉ざすように、端子が形成されており、上記端子上に、上記半田接合部が設けられていることを特徴としている。
【００２２】
上記の構成によれば、配線基板に貫通孔が形成されており、この貫通孔によって配線基板の実装面側に形成された開口（表面開口）は、端子によって閉ざされている。そして、この端子上に、半田接合部が形成されている。これにより、配線基板の裏面から端子を介して半田接合部を加熱することによって、電子部品を半田実装することができる。つまり、電子部品を直接加熱する必要はない。従って、熱に弱い電子部品が熱により損なわれることなく、その電子部品が配線基板上に実装された半田付け実装構造を提供できる。
【００２３】
本発明の半田付け実装構造では、上記配線基板の裏面に、その配線基板の裏面から照射される光を反射する反射層を備えており、上記反射層は、上記貫通孔によって、配線基板の裏面に形成された裏面開口を閉ざさないように形成されていることが好ましい。
【００２４】
上記の構成によれば、貫通孔によって配線基板の裏面に形成された開口（裏面開口）を閉ざさないように、反射層が形成されている。これにより、配線基板の裏面からの光照射により半田接合部を加熱すると、反射層が形成された部分に照射された光は反射されるため、反射層が形成された部分は加熱されない。これに対し、配線基板の裏面開口は、反射層で閉ざされていないため、照射された光は貫通孔を経て端子まで達し、端子を介して半田接合部が加熱される。従って、加熱すべき領域（つまり端子）を確実に加熱することができ、それ以外の加熱する必要のない領域に反射層を形成して、加熱されないようにすることができる。さらに、反射層によって反射された光を、半田接合部を加熱するために再利用することもできる。なお、反射層は、配線基板の裏面の開口部周辺に形成することが好ましい。
【００２５】
本発明の半田付け実装構造では、上記裏面開口を閉ざすように、補強板が形成されていることが好ましい。
【００２６】
上記の構成によれば、配線基板の裏面に、補強板が形成されている。これにより、半田付け実装構造を押さえつけたときに、プリント基板の端子や半田接合部が剥離するのを防ぐことができる。また、配線基板に形成された配線パターンの断線を防止したりすることもができる。
【００２７】
本発明に係る半田付け実装構造の製造方法は、上記の課題を解決するために、前記いずれかの半田付け実装構造の製造方法であって、上記配線基板の裏面からの光照射により、上記端子を介して半田接合部を加熱する加熱工程を含むことを特徴としている。
【００２８】
上記の方法によれば、配線基板の配線基板の裏面から、光照射により半田接合部を加熱している。つまり、配線基板の裏面から、端子を介して半田接合部を加熱するため、電子部品は直接加熱されない。これにより、電子部品が加熱により破損することなく、配線基板に電子部品を実装できる。従って、熱に弱い電子部品が熱により損なわれることなく、その電子部品が配線基板上に実装された半田付け実装構造を好適に製造できる。
【００２９】
上記加熱工程では、半田接合部が設けられた全ての端子を同時に加熱してもよい。
【００３０】
上記の方法によれば、半田接合部が形成される複数の端子を同時に加熱するため、半田接合部の半田が同時に溶融する。これにより、溶融半田のセルフアライメントにより、配線基板と電子部品とを高精度に位置合わせすることができる。
【００３１】
上記加熱工程では、光照射により、赤外線または近赤外線を照射することが好ましい。
【００３２】
上記の方法によれば、赤外線または近赤外線のような熱線により加熱を行うため、確実に端子に熱線を到達させて、半田接合部を加熱することができる。
【００３３】
上記加熱工程では、ハロゲンランプを用いて光照射することが好ましい。
【００３４】
上記の方法では、ハロゲンランプを用いて、赤外線（好ましくは近赤外線）を照射して、端子を介して半田接合部を加熱することができる。さらに、ハロゲンランプを用いるため、加熱温度の制御も容易である。
【００３５】
本発明に係る半田付け実装構造の製造装置は、上記の課題を解決するために、前記いずれかの半田付け実装構造の製造装置であって、上記配線基板を載置し、上記配線基板の貫通孔に通じるステージ貫通孔が形成されたステージと、上記配線基板の裏面から光照射により半田接合部を加熱する光照射部とを備えていることを特徴としている。
【００３６】
上記の構成によれば、ステージには、配線基板の貫通孔に連通するステージ貫通孔が形成されている。このため、光照射部によって配線基板の裏面から照射された光は、ステージ貫通孔から配線基板の貫通孔を経て、端子に達する。これにより、端子を介して、半田接合部を加熱することができる。つまり、配線基板の裏面から、端子を介して半田接合部を加熱するため、電子部品は直接加熱されない。これにより、電子部品が加熱により破損することなく、配線基板に電子部品を実装できる。従って、熱に弱い電子部品が熱により損なわれることなく、その電子部品が配線基板上に実装された半田付け実装構造を好適に製造できる。
【００３７】
本発明の半田付け実装構造の製造装置では、上記ステージの裏面に、光照射部から照射される光を反射する第１反射部を備えていることが好ましい。
【００３８】
上記の構成によれば、ステージの裏面に第１反射部を備えているため、第１反射部に照射された光照射部からの光は反射される。これにより、ステージ貫通孔に光照射部の光を照射できる一方、それ以外の領域に照射された光は第１反射部によって反射することができる。従って、光照射すべき領域に確実に光照射することができ、それ以外の光照射する必要のない領域に第１反射部を形成して、第１反射部に照射された光を反射できる。
【００３９】
本発明の半田付け実装構造の製造装置では、第１反射部によって反射された反射光を、ステージ方向に反射させる第２反射部を備えていることが好ましい。
【００４０】
前述のように、第１反射部によって反射される光は、ステージ貫通孔以外の領域に照射された光である。上記の構成よれば、第２反射部は、第１反射部によって反射された反射光を、再度、ステージ方向に反射させる。これにより、第１反射部によって反射された光を、半田接合部を加熱するために再利用することができる。
【００４１】
本発明に係る電子機器は、前記いずれかの半田付け実装構造を備えている。これにより、熱によって電子部品が損なわれていない半田付け実装構造を、携帯電話やデジタルスチルカメラ等の電子機器として提供できる。
【００４２】
本発明に係る配線基板は、上記の課題を解決するために、半田接合部を介して電子部品を実装するための配線基板であって、電子部品を実装する実装面からその裏面まで貫通する貫通孔が形成されており、上記貫通孔によって実装面に形成された表面開口を閉ざすように、半田接合部を形成するための端子を備えていることを特徴としている。
【００４３】
上記の構成によれば、配線基板に貫通孔が形成されており、この貫通孔によって配線基板の実装面側に形成された開口（表面開口）は、端子によって閉ざされている。この端子は、半田接合部が形成される。これにより、配線基板の裏面から端子を介して半田接合部を加熱することによって、電子部品を半田実装することができる配線基板を提供できる。従って、熱に弱い電子部品が熱により損なわれることなく、その電子部品が配線基板上に実装された半田付け実装構造に好適な配線基板を提供できる。
【発明の効果】
【００４４】
本発明に係る半田付け実装構造は、以上のように、貫通孔によって配線基板の実装面に形成された表面開口を閉ざすように、端子が形成されており、この端子上に、半田接合部が設けられている構成である。
【００４５】
また、本発明に係る半田付け実装構造の製造方法は、配線基板の裏面からの光照射により、上記端子を介して半田接合部を加熱する加熱工程を含んでいる。
【００４６】
また、本発明に係る半田付け実装構造の製造装置は、配線基板を載置し、この配線基板の貫通孔に通じるステージ貫通孔が形成されたステージと、配線基板の裏面から光照射により半田接合部を加熱する光照射部とを備えた構成である。
【００４７】
上記各構成によれば、配線基板の裏面から、端子を介して半田接合部を加熱するため、電子部品は直接加熱されない。これにより、電子部品が加熱により破損することなく、配線基板に電子部品を実装できる。従って、熱に弱い電子部品が熱により損なわれることなく、その電子部品が配線基板上に実装された半田付け実装構造を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
以下、本発明の実施形態について、図１〜図１２に基づいて説明する。なお、本発明は、これに限定されるものではない。
【００４９】
本実施形態では、携帯電話およびデジタルスチルカメラ等の電子機器に備えられる、カメラモジュール構造（半田付け実装構造）について説明する。図１は、本実施形態のカメラモジュール構造１００の部分断面図である。
【００５０】
本実施形態のカメラモジュール構造（半田付け実装構造）１００は、プリント配線基板（配線基板）１と、カメラモジュール（電子部品；光学部品）２とが、半田接合部（半田パッド）３により、接合された構成である。また、カメラモジュール構造１００は、プリント配線基板１のカメラモジュール２の実装面と反対の面に、補強板４を備えている。以下では、プリント配線基板１におけるカメラモジュール２の実装面を表面（おもて面），その反対面を裏面として説明する。
【００５１】
図２は、プリント配線基板１の表面および裏面を示す平面図である。図３は、図２におけるプリント配線基板１のＡ−Ａ断面図と、その部分拡大図である。図４は、図３のプリント配線基板１に半田接合部３が形成された断面図と、その部分拡大図である。
【００５２】
プリント配線基板１は、図２および図３に示されるような、シート状の基板である。プリント配線基板１は、例えば、フレキシブル配線基板（Flexible Print Circuit ：ＦＰＣとも称される）である。プリント配線基板１の種類や材質は、特に限定されるものではない。
【００５３】
プリント配線基板１は、その表面（実装面）から裏面まで貫通した貫通孔１１が形成されている。そして、プリント配線基板１のその表面（実装面）には、複数の端子１２と、配線パターン１３（図２には示さず）と、コネクタ１６とが形成されている。
【００５４】
端子１２は、カメラモジュール２が実装される領域の周囲に、複数形成されている。端子１２は、貫通孔１１によりプリント配線基板１の実装面側に形成された開口（表面開口）１１ａを閉ざすように形成されている。端子１２は、例えば、金メッキ処理された銅箔などの金属からなるものである。なお、図４に示されるように、端子１２上には、カメラモジュール２を半田接合するための半田接合部３が形成される。また、端子１２は、配線パターン１３に接触しているため、半田接合部３を介して、プリント配線基板１とカメラモジュール２とが導通する。
【００５５】
コネクタ１６（図２）は、カメラモジュール構造１００と別の部品とを電気的に接続するためのものである。コネクタ１６は、カメラモジュール２が実装される領域以外の部分に形成されている。コネクタ１６は、例えば、カメラモジュール２で撮影した画像データを、別の部材に送信する。つまり、プリント配線基板１は、中継基板としても機能する。
【００５６】
一方、図３に示すように、プリント配線基板１の裏面には、反射層１４が形成されている。反射層１４は、貫通孔１１によりプリント配線基板１の裏面に形成された開口（裏面開口）１１ｂの周囲に形成されている。反射層１４は、プリント配線基板１の裏面から照射される光（具体的には、後述のように、ハロゲンランプによる熱線）を反射する。例えば、反射層１４は、ハロゲンランプから照射される赤外線（近赤外線）を反射する赤外線反射層であってもよい。近赤外線は選択性が高く、白い物は近赤外線を反射する。このため、近赤外線を反射させたい場合には、反射層１４は、例えば、シルク印刷等により形成された白色の層とすればよい。
【００５７】
カメラモジュール２は、携帯電話またはデジタルスチルカメラ等に搭載されるレンズ部材（光学部品）である。カメラモジュール２の底面には、プリント配線基板１の端子１２に対応して、図示しない複数の端子が形成されている。そして、プリント配線基板１に形成された端子１２と、カメラモジュール２に形成された端子とが、互いに対向するように配置され、それらの間に設けられた半田接合部３によって、プリント配線基板１とカメラモジュール２とが互いに接合されている。これにより、カメラモジュール２の電気信号は、半田接合部３を介して、プリント配線基板１に送られる。つまり、プリント配線基板１およびカメラモジュール２の電気信号は、いずれも半田接合部３を介して出入りする。
【００５８】
このように、カメラモジュール構造１００は、プリント配線基板１の表面に、半田接合部３を介して、カメラモジュール２が接合された構成である。
【００５９】
一方、プリント配線基板１の裏面には、補強板４が形成されている。補強板４は、裏面開口１１ｂを閉ざすように設けられる。補強板４は、例えば、ポリイミド樹脂などからなることが好ましく、カメラモジュール２負荷された衝撃を緩和する役割を有する。
【００６０】
次に、カメラモジュール構造１００の製造方法の一例について説明する。図５〜図１１は、この製造方法の製造工程図である。
【００６１】
従来は、配線基板に電子部品が半田接合によって面実装される場合、主に実装面側から半田付け箇所が加熱されていた。しかし、この場合、カメラモジュールのように熱に弱い電子部品を実装しようとすると、加熱によって電子部品が損なわれてしまう。
【００６２】
そこで、本実施形態のカメラモジュール構造１００の製造方法では、プリント配線基板１の裏面から、端子１２を介して半田接合部３を加熱する。これにより、半田接合部３のみを選択的に加熱できるため、カメラモジュール２が熱により損なわれるのを防ぐことが可能となる。
【００６３】
以下、カメラモジュール構造１００の製造方法を詳細に説明する。
【００６４】
まず、貫通孔１１および端子１２が形成されたプリント配線基板１に、半田接合部（半田パッド）３を形成する。図５（ａ）および図５（ｂ）は、半田接合部３の形成方法を示す図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。半田接合部３の形成は、図５（ａ）に示すような、半田マスク５を用いた半田印刷によって行う。半田マスク５には、プリント配線基板１の端子１２に対応する開口５１が形成されている。開口５１の面積は、端子１２の面積よりも、やや小さくなっている。
【００６５】
この半田マスク５を、図５（ａ）の破線で示すように、半田接合部３を形成する部分に当て、プリント配線基板１の端子１２上に、開口５１を配置する。このとき、図５（ｂ）に示すように、プリント配線基板１は、台５４に載置しておく。次に、半田マスク５上に供給した半田ペースト（クリーム半田）５２を、スキージ（へら）５３で、左右になすりつけるように塗布する。これにより、開口５１に確実に半田ペースト５２が供給され、一定時間経過後に、半田マスク５を取り除くと、端子１２上に、半田接合部３が形成される。
【００６６】
なお、貫通孔１１の形成と端子１２の形成の順序は、どちらを先に行ってもよい。貫通孔１１を端子１２の形成後に行う場合は、端子１２を貫通しないように、貫通孔１１を形成する。
【００６７】
次に、このようにして半田接合部３を形成したプリント配線基板１を、図６に示すようなステージ８に載置する。このステージ８にも、ステージ貫通孔８１が形成されている。ステージ貫通孔８１は、プリント配線基板１の貫通孔１１に連通するように形成されている。ステージ貫通孔８１は、プリント配線基板１の裏面開口１１ｂを含むようになっている。つまり、ステージ貫通孔８１の水平方向の幅は、貫通孔１１の水平方向の幅よりも大きくなっている。
【００６８】
また、ステージ８の裏面（プリント配線基板１の載置面とは反対の面）には、プリント配線基板１の反射層１４と同様の反射層（第１反射部）８２が形成されている。
【００６９】
次に、図７および図８に示すように、ステージ８に載置されたプリント配線基板１上に、カメラモジュール２を配置する。カメラモジュール２は、図示しないカメラモジュール２の端子と半田接合部３とが略対応するように配置する。後述のように、本実施形態では、半田のセルフアライメントを利用するので、カメラモジュール２の端子と、半田接合部３とを厳密に一致させる必要はない。
【００７０】
次に、図９に示すように、ステージ８の裏側（背面側）から、半田接合部３を、加熱する。つまり、プリント配線基板１の裏側から、端子１２を介して、半田接合部３を選択的に加熱する。具体的には、本実施形態では、ステージ８の裏側に、ハロゲンランプ（照射部）６が設けられている。つまり、本実施形態では、ハロゲンランプ６の熱線を照射することで、半田接合部３を加熱する。ハロゲンランプ６は、熱線（赤外線または近赤外線）を照射する。このように、ハロゲンランプ６は、光照射によって半田接合部３を加熱する加熱する光加熱装置である。
【００７１】
また、ハロゲンランプ６の周囲には、ステージ８側を除いて、凹面鏡（第２反射部）７が設けられている。凹面鏡７は、反射層８２によって反射された反射光を、ステージ８の方向に反射させる。
【００７２】
これにより、ハロゲンランプ６から照射された光は、図９の矢印で示すように、ステージ貫通孔８１およびプリント配線基板１の貫通孔１１を経て、端子１２に達する。ハロゲンランプ６は、強力な熱線を照射するため、端子１２に達した熱により、半田接合部３が加熱される。端子１２は、金属で形成されているため熱伝導性に優れている。このため、半田接合部３への熱伝導効率も高い。
【００７３】
そして、端子１２を介して半田接合部３が加熱されると、溶融した半田のセルフアライメント効果により、プリント配線基板１とカメラモジュール２とが高精度に位置合わせされる。なお、このセルフアライメント効果を得るには、ステージ８に形成された全てのステージ貫通孔８１に対してハロゲンランプ６の光が照射され、プリント配線基板１に形成された全ての端子１２が、同時に加熱されるようにすればよい。つまり、半田接合部３が設けられた全ての端子１２を同時に加熱すればよい。
【００７４】
一方、ハロゲンランプ６から照射された光のうち、ステージ貫通孔８１に達しなかった光は、図９の破線矢印に示すように、ステージ８の裏面に形成された反射層８２に反射される。さらに、反射層８２に反射された光は、凹面鏡７に達すると、凹面鏡７に反射される。凹面鏡７に反射された光は、再びステージ８の方向に反射され、半田接合部３の加熱に利用される。このように、ステージ８の反射層８２および凹面鏡７によって、ハロゲンランプ６の光を半田接合部３の加熱に効率的に利用することができる。
【００７５】
このようにして、プリント配線基板１とカメラモジュール２との半田付けが完了する。
【００７６】
次に、図１０に示すように、接合されたプリント配線基板１とカメラモジュール２とをステージ８から持ち上げる。そして、図１１に示すように、プリント配線基板１の裏側に、補強板４を貼り付けることによって、図１に示すカメラモジュール構造１００の製造が終了する。
【００７７】
なお、補強板４は、プリント配線基板１の裏側の開口１１ｂが閉ざされるように、形成される。この補強板４は、例えば、カメラモジュール２をプリント配線基板１に半田付け後に携帯電話に組み込む時、取り付けにかかる負荷によって、カメラモジュール２が剥離するのを防いだり、プリント配線基板１に形成された配線パターン１３の断線を防止したりすることができる。また、補強板４を形成する前に、貫通孔１１に、腐食防止の処理等を施してもよい。
【００７８】
本実施形態のカメラモジュール構造１００の製造に用いた、ステージ８およびハロゲンランプ６，好ましくはそれらに加えて凹面鏡７は、カメラモジュール構造１００の製造装置ともいえる。
【００７９】
なお、本実施形態のカメラモジュール構造１００の製造装置では、図９のように、１つのハロゲンランプ６が、１つのプリント配線基板１を加熱する構成である。しかし、この製造装置は、図１２に示すように、１つのハロゲンランプ６が、複数のプリント配線基板１を同時に加熱する構成となっていることが好ましい。これにより、同時に複数のカメラモジュール構造１００を製造することができ、生産性が向上する。
【００８０】
以上のように、本実施形態のカメラモジュール構造１００は、貫通孔１１によってプリント配線基板１の実装面に形成された表面開口１１ａを閉ざすように、端子１２が形成されており、端子１２上に、半田接合部３が設けられている。このため、プリント配線基板１の裏面からの光照射により、端子１２を介して半田接合部３を加熱することができる。これにより、プリント配線基板１の裏面から端子１２を介して半田接合部３を加熱することによって、カメラモジュール２を半田実装することができる。つまり、カメラモジュール２を直接加熱せずに、プリント配線基板１上に実装できる。従って、カメラモジュール２が熱により損なわれることなく、カメラモジュール２をプリント配線基板１上に実装できる。
【００８１】
また、本実施形態では、反射層１４が、裏面開口１１ｂを閉ざさないように形成されている。この反射層１４は、裏面開口１１ｂの周囲に形成されていることが好ましい。前述のように、ステージ貫通孔８１は、裏面開口１１ｂを含むようになっている。このため、ステージ貫通孔８１を経た光は、裏面開口１１ｂの周囲にも照射される。すなわち、プリント配線基板１の裏面にも光が照射される。そこで、裏面開口１１ｂの周囲に反射層１４が形成されていれば、プリント配線基板１の裏面に照射される光を反射させることができる。これにより、プリント配線基板１の裏面からカメラモジュール２への熱伝導を防ぐことができる。従って、端子１２のみを加熱することができ、半田接合部３を選択的に加熱できる。
【００８２】
また、本実施形態では、裏面開口１１ｂを閉ざすように、補強板４が形成されている。これにより、カメラモジュール構造１００を押さえつけたときに、半田接合部３が剥離するのを防ぐことができる。また、プリント配線基板１に形成された配線パターン１３の断線を防止したりすることもができる。この補強板４は、半田溶融温度に耐えることのできるポリイミド樹脂からなることが好ましい。補強板４として、ガラスファイバーなどの繊維を含む樹脂を用いると、製造時に補強板４を切断する際に、ささくれができ、プリント配線基板１を傷つけてしまう場合がある。補強板４としてポリイミド樹脂を用いれば、プリント配線基板１が傷つくのを防ぐことができる。
【００８３】
また、本実施形態では、ハロゲンランプ６により、赤外線または近赤外線のような熱線により加熱を行うため、確実に端子１２に熱線を到達させて、半田接合部３を選択的に加熱することができる。また、ハロゲンランプ６を用いるため、加熱温度制御も容易となる。このため、加熱温度を制御して、溶融半田によるセルフアライメント効果を、従来のリフロー方式よりも、高めることができる。
【００８４】
従来のリフロー方式では、加熱に対流熱(即ち熱風)が用いられる。このため、熱効率を上げるには、熱風の流量を増やなければならない。しかし、熱風の流量を増加させる、すなわち熱風が強くなると、搭載する部品が、その熱風の影響で位置ずれをしてしまう。
【００８５】
これに対し、本実施形態では、ハロゲンランプ６を用い、光を媒体として熱を裏面から照射加熱する。従って、熱風の影響もなく、搭載する部品の位置ずれの心配もない。
【００８６】
ハロゲンランプ６は、ハロゲンガス（又は元素）を高圧で封入した電球の、２０００〜２８００℃に熱せられた発熱体（フィラメント）から放射される光（電磁波：近赤外線（２．５μｍ以下の赤外線））を利用する。この光のピーク波長は、約１μｍ（０．００１ｍｍ）で、０．５３μｍ程度の範囲に分布する。つまり、ハロゲンランプ６は、可視光を含んでおり、広義には温度放射を利用した赤外線ヒータと言える。温度放射とは、物質を高温にしたときに、そこから放射される電磁波（広い意味での光）を意味している。温度放射以外の光加熱方法としてはレーザ加熱などがある。本実施形態では、光照射による加熱に、ハロゲンランプ６を用いたが、タングステンランプや、レーザ（半導体レーザ）などを用いることもできる。
【００８７】
ただし、ハロゲンランプ６などの近赤外線ヒータを用いた加熱の特徴として、例えば、印字した紙に照射した場合、印刷文字の部分が強く加熱されて白紙の部分は加熱されない性質をもつ。これに対し、遠赤外線ヒータの場合には、用紙全体が加熱される。つまり、近赤外線は、被加熱物の表面状態（色など）により吸収されやすさの差が大きい、つまり加熱度合いに選択性があると言う性質がある。具体的には、近赤外線の吸収率は、加熱対象によって異なり、印字した紙の白い部分では１０％、印字部分では９０％である他、ステンレスの光沢面では３０％、酸化面では８０％程度である。また、ハロゲンランプ６が、電力を光にする効率は、約８５％と高い。従って、ハロゲンランプ６を用いることが、特に好ましい。
【００８８】
また、本実施形態では、プリント配線基板１を載置するステージ８に、プリント配線基板１の貫通孔１１に通じるステージ貫通孔８１が形成されている。このため、ハロゲンランプ６によってプリント配線基板１の裏面から照射された光は、ステージ貫通孔８１からプリント配線基板１の貫通孔１１を経て、端子１２に達する。これにより、端子１２を介して、半田接合部３を加熱することができるため、カメラモジュール２は直接加熱されない。
【００８９】
また、本実施形態では、ステージ８の裏面には、ハロゲンランプ６から照射される光（熱線）を反射する反射層８２が形成されている。これにより、ステージ貫通孔８１にハロゲンランプ６の光を照射できる一方、それ以外の領域に照射された光は反射層８２によって反射することができる。従って、光照射すべき領域に確実に光照射することができ、それ以外の光照射する必要のない領域に反射層８２を形成して、第１反射部に照射された光を反射できるという効果がある。なお、反射層８２を、ステージ８の裏面のうち、ステージ貫通孔８１の開口以外の領域に形成すれば、この効果は最大となる。
【００９０】
また、本実施形態では、反射層８２によって反射された反射光を、ステージ８の方向に反射させる凹面鏡７を備えている。これにより、反射層８２によって反射された光を、半田接合部３を加熱するために再利用することができる。
【００９１】
なお、本実施形態において、半田接合部３の加熱温度および加熱時間は、用いる半田の溶融温度，プリント配線基板１に実装する電子部品の耐熱温度（耐熱性）などを考慮して設定すればよい。つまり、プリント配線基板１およびカメラモジュール２が熱により破損しない範囲で設定すればよく、特に限定されるものではない。
【００９２】
半田接合部３の加熱（端子１２の加熱）は、半田を溶融する温度プロファイルによって行えばよい。例えば、一旦、半田接合部３の半田溶融温度以下の予備加熱温度（Ｔｐ）に保持し、端子１２上の温度分布を均一化する（予備加熱）。その後、半田接合部３の半田溶融温度（Ｔ１）以上に加熱し、半田の粒化防止の為に急冷する（本加熱）。
【００９３】
なお、半田接合部３の半田の溶融温度は、特に限定されるものではないが、例えば、１４０℃〜２１９℃であることが好ましく、１８３℃〜１９０℃であることがより好ましい。
【００９４】
また、半田接合部３に用いる半田の種類は、特に限定されるものではないが、環境に配慮して、いわゆる鉛フリー半田であることが好ましい。鉛フリー半田としては、例えば、Ｓｎ−Ａｇ系半田，Ｓｎ−Ｚｎ系半田，Ｓｎ−Ｂｉ系半田，Ｓｎ−Ｉｎ系半田，Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系半田等が例示されるが、特に限定されるものではない。また、各半田成分の組成比も特に限定されるものではない。
【００９５】
また、半田接合部３の半田は、フラックスが混入されたものであってもよい。言い換えれば、この半田は、フラックス剤等が含まれていた半田ペースト（クリーム半田）であってもよい。これにより、半田の濡れ性および流動性が向上するため、より高いセルフアライメント効果が得られる。
【００９６】
フラックスの種類は、電子部品および基板のそれぞれに形成された電極の成分によって設定すればよく、特に限定されるものではない。フラックスとしては、例えば、腐食性フラックス（ＺｎＣｌ２−ＮＨ４Ｃｌ系の混合塩など），緩性フラックス（有機酸およびその誘導体など），非腐食性フラックス（松やに（ロジン））とイソプロピルアルコールとの混合物など），水溶性フラックス（ロジン系フラックスなど），低残渣フラックス（固形成分が５％以下で有機酸を活性剤とする、ロジン系または樹脂系のフラックス等）などを用いることができる。
【００９７】
なお、本実施形態では、プリント配線基板１に実装される電子部品として、カメラモジュール２を例に説明したが、この電子部品は、カメラモジュール２に限定されるものではない。電子部品としては、例えば、半導体チップ，ＩＣチップ等であってもよく、特に、熱に弱い光学素子（光学部品）であることが好ましい。このような光学素子としては、例えば、レンズ，赤外線カットフィルタ，およびセンサーデバイスがセットになったレンズモジュールなどを挙げることができる。
【００９８】
なお、本発明の目的は、固体撮像装置（カメラモジュール２）を、基板（プリント配線基板１）その他への実装半田付けに関して熱に弱い光学部品を損なうことなく良好な半田付けをする技術を提供することともいえる。
【００９９】
この目的を達成するための本発明の構成を、カメラモジュール２等の電子部品が半田付けされる端子１２部分の裏面から穴（貫通孔１１）があけられている基板（プリント配線基板１）と、穴（貫通孔１１）が貫通していない端子（金メッキを施した銅箔）１２とを備え、基板（プリント配線基板１）の端子面の裏側の穴の周辺に、近赤外線を反射する処理が施されていることを特徴とするを表現することもできる。
【０１００】
なお、固体撮像装置に用いられるＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサは強い光に弱く、固体撮像装置は、熱に弱いフィルタを備えている。このため、固体撮像装置を直接加熱することはできない。本発明では、プリント配線基板１の裏面から加熱するため、このような固体撮像装置の半田実装にも好適である。
【０１０１】
〔１〕本発明のカメラモジュール構造の製造方法は、光加熱装置（ハロゲンランプ６）と、電子部品（カメラモジュール２）が半田付けされる端子１２の裏面から穴（貫通孔１１）があけられており、この穴（貫通孔１１）が貫通していない端子１２を有する基板（プリント配線基板１）と、その基板の端子形成面（電子部品を実装する面）の裏側に形成された穴（貫通孔１１）の開口周辺に、光源装置の光（近赤外線）を反射する処理が施されている（反射層１４が形成されている）ことを特徴としているともいえる。
【０１０２】
〔２〕上記〔１〕において、光加熱装置が赤外線加熱装置であってもよい。
【０１０３】
〔３〕上記〔１〕において、基板（プリント配線基板１）と電子部品（カメラモジュール２）とのセットを、複数セット同時に半田付けを行ってもよい。
【０１０４】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１０５】
本発明では、配線基板の裏側からの加熱による半田付けが可能である。それゆえ、あらゆる半田実装に適用可能であり、電子部品産業にて利用可能である。例えば、デジタルスチルカメラおよび携帯電話等の撮像用のレンズと固体撮像素子とが一体となったカメラモジュールなどの、熱に弱い電子部品を配線基板に接合するため等の半田付けに、特に好適である。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】本発明にかかるカメラモジュールの断面図である。
【図２】図１のカメラモジュールにおけるプリント配線基板の断面図である。
【図３】図２のプリント配線基板のＡ−Ａ断面図とその部分拡大図である。
【図４】図３のプリント配線基板に半田接合部が形成された断面図と、その部分拡大図である。
【図５】図５（ａ）および図５（ｂ）は、半田接合部の形成方法を示す図である。
【図６】図１のカメラモジュール構造の製造工程を示す断面図である。
【図７】図１のカメラモジュール構造の製造工程を示す断面図である。
【図８】図１のカメラモジュール構造の製造工程を示す断面図である。
【図９】図１のカメラモジュール構造の製造工程を示す断面図である。
【図１０】図１のカメラモジュール構造の製造工程を示す断面図である。
【図１１】図１のカメラモジュール構造の製造工程を示す断面図である。
【図１２】図１のカメラモジュール構造の製造装置を示す図である。
【符号の説明】
【０１０７】
１    プリント配線基板（配線基板）
２    カメラモジュール（電子部品）
３    半田接合部
４    補強板
５    半田マスク
６    ハロゲンランプ（照射部）
７    凹面鏡（第２反射部）
８    ステージ
１１    貫通孔
１１ａ  開口（表面開口）
１１ｂ  開口（裏面開口）
１２    端子
１３    配線パターン
１４    反射層
５１    開口
５２    半田
５３    スキージ
５４    台
８１    ステージ貫通孔
８２    反射層（第１反射部）
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2007180239.tif 000015
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
2007180239.tif 000016
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図９】
2007180239.tif 000017
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１１】
2007180239.tif 000018
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１２】
2007180239.tif 000019