(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応器と該反応器内に着脱可能に配設した載置棚とを有し，上記載置棚に治具を用いてプリント配線板を配置して，該プリント配線板にプラズマ照射するよう構成したプリント配線板用プラズマ照射装置において，
上記プリント配線板は樹脂封止される電子部品搭載用のキャビティを有し，
上記治具は基台の表面に形成された枠を有し，上記枠の内周には基台を貫通する開口穴が設けてあり，更に上記枠の表面は上記プリント配線板におけるキャビティの開口部周縁のトップコア層表面部に当接するよう構成されていることを特徴とするプリント配線板用プラズマ照射装置。
【請求項２】
請求項１において，上記枠の表面には弾性体が設けてあることを特徴とするプリント配線板用プラズマ照射装置。
【請求項３】
請求項１又は２において，上記枠は位置決め枠に取り付けてあることを特徴とするプリント配線板用プラズマ照射装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項において，上記枠の側端面は上記トップコア層表面部の側端面よりもキャビティ側に０．１５〜０．３０ｍｍ突出した状態にあることを特徴とするプリント配線板用プラズマ照射装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項において，上記枠は１つの治具に対し複数個設けてあることを特徴とするプリント配線板用プラズマ照射装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は，樹脂封止される電子部品搭載用のキャビティを有するプリント配線板用のプラズマ照射装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
プリント配線板において，キャビティに電子部品を配設した後，封止用樹脂を流し込むことがある。この時のキャビティ内の樹脂の濡れ性を高めるために，予めキャビティ内にプラズマ照射を施すことが広く行われている。
プラズマ照射によりキャビティ内より不純物が飛ばされるため，樹脂の濡れ性が高まる。これにより，封止用樹脂が速やかにキャビティを充填することができ，キャビティ内に充填された封止用樹脂中におけるバブル発生が抑制され，高い封止性能を得ることができる。
【０００３】
【解決しようとする課題】
しかしながら，プラズマ照射の際にキャビティの開口部周縁におけるトップコア層表面部もキャビティの内部と同様に不純物が飛ばされる。
プラズマ照射によりトップコア層表面部の濡れ性が高まるため，封止用の樹脂がキャビティから溢れてトップコア層表面部に広がってしまい，樹脂封止の歩留まり率低下の原因となっていた。
【０００４】
本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので，キャビティの樹脂封止を確実に実現可能なプリント配線板を得ることができるプラズマ照射装置を提供しようとするものである。
【課題の解決手段】
請求項１記載の発明は，反応器と該反応器内に着脱可能に配設した載置棚とを有し，上記載置棚に治具を用いてプリント配線板を配置して，該プリント配線板にプラズマ照射するよう構成したプリント配線板用プラズマ照射装置において，
上記プリント配線板は樹脂封止される電子部品搭載用のキャビティを有し，
上記治具は基台の表面に形成された枠を有し，上記枠の内周には基台を貫通する開口穴が設けてあり，更に上記枠は上記プリント配線板におけるキャビティの開口部周縁のトップコア層表面部に対し当接するよう構成されていることを特徴とするプリント配線板用プラズマ照射装置にある。
【０００５】
本発明において最も注目すべきことは，プラズマ照射装置の反応器にプリント配線板を設置する治具において，該治具は基台と枠を有し，内周には基台を貫通する開口穴が設けてあり，更に上記枠の表面はキャビティの開口部周縁のトップコア層表面部と当接するよう構成されていることである。
【０００６】
上記反応器はプラズマ照射が行われる場所で，低圧のアルゴン等の不活性ガスが充填されており，後述する実施形態例に示すごとく，１対の電極が設けてある。電極に通電することにより不活性ガス等がイオン化され，プラズマ状態となる。発生したイオンはプリント配線板のキャビティ等の表面に衝突し，反応する。
この反応により表面の不純物等が除去されるのである。
【０００７】
次に，本発明の作用につき説明する。
上記治具の枠がプリント配線板のトップコア層と当接しているため，トップコア層表面部へのプラズマ照射を防止することができる。よって，トップコア層表面部はプラズマによる不純物除去が行われず，樹脂封止の際に封止用の樹脂がキャビティから溢れることが防止される。よって，本発明にかかるプラズマ照射装置を用いることで，電子部品の搭載後の樹脂封止における歩留率の高いプリント配線板を得ることができる。
【０００８】
更に，本発明にかかるプラズマ照射装置を用いることで，プリント配線板のキャビティ内に対し開口穴を介して充分にプラズマ照射を施すことができる。よって，キャビティ内の封止用樹脂の濡れ性が高いプリント配線板を得ることができる。よって，キャビティ内に充填された封止用樹脂の中でバブル等が発生することなく樹脂封止を行なうことができる優れたプリント配線板を得ることができる。
【０００９】
以上，本発明によれば，キャビティの樹脂封止を確実に行なうことができる，プリント配線板を得ることができるプラズマ照射装置を提供することができる。
【００１０】
また，本発明にかかるプラズマ照射装置は，ＢＧＡ（ボールグリッドアレイ），ＣＰＧＡ（セラミックピングリッドアレイ），ＰＰＧＡ（プラスチックピングリッドアレイ）等，各種のプリント配線板に対するプラズマ照射を行なうことができる。
【００１１】
上記枠はプラズマ照射に支障がなければ特にどんな材質で構成してもよい。例えば金属で構成することができる。
【００１２】
次に，請求項２に記載の発明のように，上記枠の表面には弾性体が設けてあることが好ましい。
弾性体が変形することで，枠とトップコア層表面部との間を確実に封止することができる。よって，本発明の効果を確実に得ることができる
なお，上記弾性体としては，ゴム類，樹脂類，エラストマ類等を用いることができる。
【００１３】
次に，請求項３に記載の発明のように，上記枠は位置決め枠に取り付けてあることが好ましい。
これにより，プリント配線板の開口部周縁に対する枠の配置作業を容易とすることができる。
なお，基台，枠，位置決め枠とを一体品として構成することもできる（図６参照）。
【００１４】
次に請求項４記載の発明のように，上記枠の側端面は上記トップコア層表面部の側端面よりもキャビティ側に０．１５〜０．３０ｍｍ突出した状態にあることが好ましい（図３参照）。
プラズマはある程度までは物体の背後に回り込むことができるため，枠の側端面を突出させることで，回り込んだプラズマがトップコア層表面部に照射されることを確実に防止できる。
０．１５ｍｍ未満であるとプラズマの回り込みを防止できず，トップコア層表面部がプラズマ照射されてしまうおそれがある。一方，０．３０ｍｍより大きいと開口部直下のキャビティが枠の影となって，プラズマ照射の効果が弱くなるおそれがある。
なお，枠の表面に弾性体を設けた場合には，より開口部周縁に近い弾性体の側端面を基準とする（図３参照）。
【００１５】
次に，請求項５に記載の発明のように，上記枠は１つの治具に対し複数個設けてあることが好ましい。
これにより，１つの治具に複数個のプリント配線板を配置して，一度に大量のプリント配線板のプラズマ照射を実行することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
実施形態例１
本発明の実施形態例にかかるプリント配線板用プラズマ照射装置につき，図１〜図１１を用いて説明する。
本例のプリント配線板用プラズマ照射装置３９を用いてプラズマ照射を行なうプリント配線板は１，後述する図４，図５に示すごとく，ＰＰＧＡタイプで，樹脂封止される電子部品搭載用のキャビティ１０を有する。
【００１７】
上記プラズマ照射装置３９は，反応器３と該反応器３内に着脱可能に配設した載置棚３１とを有し，上記載置棚３１に治具２を用いて該プリント配線板１にプラズマ照射するよう構成されている。
【００１８】
図８に示すごとく，上記治具２は基台２２０の表面に形成された枠２１を有し，上記枠２１の内周には基台２２０を貫通する開口穴２４が設けてあり，更に上記枠２１の表面は上記プリント配線板１におけるキャビティ１０の開口部周縁１４５のトップコア層表面部１４０に当接するよう構成されている。そして，上記プラズマ照射装置３９の載置棚３１において，開口穴２４を介してキャビティ１０内にプラズマ照射が行なわれた。
【００１９】
以下，詳細に説明する。
本例にかかるプリント配線板１は，図４，図５に示すごとく，ＰＰＧＡ（プラスチックピングリッドアレイ）式である。
プリント配線板１の中央には電子部品搭載用のキャビティ１０が設けてある。このキャビティ１０の内側面は各コア層１２１〜１２３の側端面が露出することで形成された段差状である。
また，トップコア層表面部１４０の外周は多数の導体ピン１７が配設されている。
【００２０】
また，本例のプリント配線板１は，図５に示すごとく，ベース層１２０，第１コア層１２１〜第３コア層１２３及びトップコア層１４よりなり，各コア層１２１〜１２３間はプリプレグ層１３１〜１３３により接合されている。上記プリプレグ層１３１〜１３３は隣接する各コア層１２１〜１２３のキャビティ１０内に面する側端面よりも突出した状態，またはへこんだ状態等に構成された部分がある。この部分を図５に符号ｘ，ｙで示した。
なお，各コア層１２１〜１２３間には図示を略した配線や回路等が形成されている。
【００２１】
次に本例で使用したプラズマ照射装置３９について説明する。
図８〜図１０に示すごとく，このプラズマ照射装置３９は，反応器３と該反応器３内に着脱可能に配設した載置棚３１とを有し，上記載置棚３１に治具２を用いてプリント配線板１を設置するよう構成されている。
【００２２】
本例のプラズマ照射装置３９は，図１０に示すごとく，反応器３と該反応器３に接続されたポンプ３８とを有し，反応器３と隣接する位置に各種制御装置を内蔵した筐体３６，３７を設けてある。
【００２３】
反応器３は，図８（ａ）に示すごとく，反応器３の側壁３２１に設けた複数のレール溝３２２と該レール溝３２２にスライド挿入される載置棚３１，３２を有する。図９に示すごとく，反応器３の奥の内壁部３３は載置棚３１の係止部３１０を係止する係止穴３３０と，載置棚３２の係止部３１１を係止する係止穴３３１とが設けてあり，また，この部分がパワード電極として機能するよう高周波電源とつながっている。また，載置棚３２はグランド電極として機能するよう構成されている。
高周波電源が作動することで，図８（ｂ）に示すごとく，載置棚３１から載置棚３２へ向けてプラズマ照射が行われる。
【００２４】
図６，図７に示すごとく，上記治具２は４個の枠２１と位置決め枠２２とよりなり，両者はＡｌ合金より一体形成されている。
上記位置決め枠２２は基台２２０と該基台２２０の角部，辺部中央，中央部にそれぞれ設けたＬ字，Ｔ字，十字状の位置決め部２２１，２２２，２２３とよりなる。これら位置決め部２２１，２２２，２２３は枠２１の方向に向かう側面に段差２２５が設けてあり，該段差２２５によって，プリント配線板１を治具２に設置する際の位置決めが行われる。
【００２５】
各枠２１の内周には基台２２０を貫通する開口穴２４が設けてある。上記枠２１の上端表面にはクロロプレンゴムよりなる弾性体２３が設けてあり，上記プリント配線板１におけるキャビティ１０の開口部周縁１４５と当接可能となるよう構成されている。
【００２６】
また，上記枠２１をプリント配線板１に配置した際には，図３に示すごとく，上記枠２１に設けた弾性体２３の側端面２３６は上記トップコア層表面部１４０の側端面１４６よりもキャビティ１０内に突出した状態にある。
この突出の長さは図３に示す符号ｄであり，本例においては，ｄ＝０．３ｍｍである。
【００２７】
次に，本例のプラズマ照射装置３９を用いたプリント配線板１のプラズマ照射について説明する。
まず，図４，図５に示すごときキャビティ１０を持ったプリント配線板１を準備する。
次いで，図１，図２に示すごとく，治具２の枠２１表面の弾性体２３にキャビティ１０の開口部周縁１４５が接するように上記プリント配線板１を配置する。
この時，キャビティ１０と枠２１内周の開口穴２４とが対面し，導体ピン１７はＬ字，Ｔ字，十字位置決め部２２１，２２２，２２３と枠２１との間の空間に収納される。
同様に治具の他の枠２１についてもプリント配線板１を配置する。
【００２８】
次いで，図８に示すごとく，プリント配線板１を配置した治具２を，治具２が上，プリント配線板１が下となるような方向で反応器３の載置棚３１に置く。
なお，図８には１枚の載置棚３１，３２しか記載されていないが，所望の枚数の載置棚３１，３２を同様に反応器３内にセットすることができる。
【００２９】
反応器３の蓋をしめて密閉し，プラズマ照射装置３９のポンプ３８を始動，反応器３の真空排気を行なう。約１分３０秒経過後，図示を略した外部タンクよりアルゴンガスを反応器３１内に導入する。約４０秒経過後，パワード電極である内壁面３３とグランド電極である載置棚３２とに対し２００Ｗの電力を印加し，プラズマ照射を開始する。照射は約４０秒間継続する。
これによりアルゴンガス等がイオン化され，プラズマ状態となる。発生したイオンはプリント配線板１のキャビティ１０等の表面に衝突し，反応する（図８（ｂ）参照）。
この反応により表面の不純物等が除去される
【００３０】
その後，電圧印加を停止し，アルゴンガスの導入を停止する。ポンプ３８を作動させて反応器３内を真空排気し，残留ガスを除去する。
約１分３０秒経過後，今度は別の図示を略したタンクから反応器３内にドライエアーを導入し，約４０秒経過後，反応器３の蓋を開けて，治具２ごとプリント配線板１を取出す。
【００３１】
本例にかかる作用効果について説明する。
治具２の枠２１がプリント配線板１のトップコア層１４と当接しているため，トップコア層表面部１４０へのプラズマ照射を防止することができる。よって，トップコア層表面部１４０はプラズマによる不純物除去が行われず，樹脂封止の際に封止用の樹脂がキャビティ内から溢れることが抑制される。よって，本例にかかるプラズマ照射装置３９を用いることで，電子部品の搭載後の樹脂封止における歩留率の高いプリント配線板１を得ることができる。
【００３２】
更に，本例のプラズマ照射装置３９を用いることで，プリント配線板１のキャビティ１０内に対し開口穴２４を介して充分にプラズマ照射を施すことができる。よって，キャビティ１０内の封止用樹脂の濡れ性が高いプリント配線板１を得ることができ，キャビティ１０内に充填された封止用樹脂中でバブル等が発生することなく樹脂封止を行なうことができる優れたプリント配線板１を得ることができる。
【００３３】
また，上記枠２１に設けた弾性体２３の側端面２３６は上記トップコア層表面部１４０の側端面１４６よりもキャビティ１０側に０．３ｍｍ突出した状態にあるため，プラズマが回り込んでトップコア層表面部１４０に到達することが防止できる。
【００３４】
また，本例の治具２において，枠２１の表面は弾性体２３が設けてある。更に，治具２はアルミニウム合金よりなり，相応の重量を持っている。プラズマ照射は，図２や図８に示すごとく，治具２を上に，プリント配線板１を下にして行なうため，弾性体３２は治具２の重量により圧縮変形される。
これにより，弾性体３２とプリント配線板１のトップコア層表面部１４０との間が充分密着され，隙間からのプラズマの進入等も防止できる。
【００３５】
以上，本例によれば，キャビティの樹脂封止を確実に行なうことができる，プリント配線板を得ることができるプラズマ照射装置を提供することができる。
【００３６】
なお，本例ではＰＰＧＡタイプのプリント配線板について説明したが，図１１に示すごときＢＧＡあるいはＬＧＡタイプのプリント配線板１についても本例と同様にプラズマ照射を行なうことができる。
また，プリント配線板１を配置した治具２をラックより連続的かつ自動的に反応器３の載置棚に導入できるような自動供給機をプラズマ照射装置３９に対し設置することができる。
【００３７】
実施形態例２
本例はプラズマ照射の前後におけるトップコア層表面部１４０やキャビティ１０内の濡れ性について説明する。
実施形態例１に記載したものと同形の図４に示すプリント配線板１を３２枚準備し，実施形態例１に記載したプラズマ照射装置を用いてプラズマ照射を行なった。
この時，載置棚に治具を８個セットした。１つの治具にセットされるプリント配線板１は４枚で，これらは同じロット番号を持つ。
プラズマ照射のその他の条件は実施形態例１に記載した通りである。
【００３８】
プラズマ照射前後のプリント配線板１における濡れ角度を次のようにして測定した。
ここに濡れ角度について説明する。
図１２に示すごとく，対象物の表面４０に付着した水滴４１と対象物表面４０との当接点をＡとする。Ａにおける水滴４１の接線をＢとする。Ａと水滴４１の底面中心Ｏから対象物表面４０に対して垂直に伸ばした線と水滴４１の表面との交点をＣとする。ＣとＡとを通る直線をＤとする。
ＢとＤとの角度，Ｄと対象物表面４１との為す角度はそれぞれθとなり，等しい。この場合の２θが濡れ角度である。
そして，本例ではプラズマ照射前後でのプリント配線板１のキャビティ１０内の濡れ角度をエルマ販売（株）製ＴＹＰＥ：Ｇ−Ｉ−１０００接触角測定器を用いて測定した。
【００３９】
まずトップコア層表面部１４０の濡れ角度であるが，前述の図４に示すごとく，これは略長方形状のキャビティ１０の４辺の中央に面する符号５１〜５４にかかる部分の濡れ角度を測定し，もっとも小さい値を採用した。
このように測定した結果をロット番号別，プラズマ照射前後別に整理して，図１３にかかる線図に記載した。
【００４０】
図１３におけるもっとも左側の区画で下方に『１』と記載された部分は，ロット番号１の治具２にセットされてプラズマ照射された４枚のプリント配線板１についての結果である。『前』とはプラズマ照射前の濡れ角度，『後』とは照射後の濡れ角度である。
２本の横方向の実線の間に横方向の破線があるが，上方の実線はロット内で最も高い濡れ角度，下方の実線は最も低い濡れ角度，まん中の破線は平均である。
他の２〜８のロット番号の線図も同様である。
【００４１】
また，全プリント配線板１における濡れ角度の平均値はプラズマ照射前で９７．７度，プラズマ照射後で９５．５度であった。また，濡れ角度の標準偏差は照射前で２．１４，照射後で２．６２であった。
【００４２】
続いて，キャビティ１０の内部である，図４に示した符号５５の部分における濡れ角度を上記と同様に測定し，同様の記載方法で図１４に記載した。
キャビティ１０内部の濡れ角度の平均値はプラズマ照射前で１０２．６度，照射後で３８．０度となった。また，標準偏差は照射前で３．９６，照射後で３．３７であった。
【００４３】
以上，図１３，図１４より知れることは，実施形態例１に示すごとき開口穴２４を設けた枠２１を配置し，上記開口穴２４を介してキャビティ１０内にプラズマ照射を行なうことで，トップコア層表面部１４０の濡れ角度を照射前後であまり変えることなく，キャビティ１０内だけの濡れ角度を低下させることができることが分かった。
【００４４】
従って，実施形態例１に示すごときプラズマ照射装置を利用してプリント配線板１にプラズマ照射を施せば，樹脂封止の際に封止用樹脂がキャビティ内より溢れ出す等のトラブルの生じ難い優れたプリント配線板１を得ることができる。
【００４５】
【発明の効果】
上述のごとく，本発明によれば，キャビティの樹脂封止を確実に行なうことができる，プリント配線板を得ることができるプラズマ照射装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態例１における，プリント配線板を治具の枠に配置する状態の説明図。
【図２】実施形態例１における，枠を配置したプリント配線板の側面説明図。
【図３】実施形態例１における，枠を配置した開口部周縁の要部説明図。
【図４】実施形態例１における，プリント配線板の平面図。
【図５】実施形態例１における，プリント配線板のキャビティ要部断面説明図。
【図６】実施形態例１における，治具の平面図。
【図７】実施形態例１における，枠及び開口穴近傍の断面説明図（図６のＡ−Ａ矢視断面図）。
【図８】実施形態例１における，反応器，載置棚及び治具の斜視説明図。
【図９】実施形態例１における，反応器の内壁面の説明図。
【図１０】実施形態例１における，プラズマ照射装置の全体説明図。
【図１１】実施形態例１における，ＢＧＡタイプのプリント配線板の説明図。
【図１２】実施形態例２における，濡れ角度の説明図。
【図１３】実施形態例２における，トップコア層表面部における濡れ角度の分布を示す線図。
【図１４】実施形態例２における，キャビティにおける濡れ角度の分布を示す線図。
【符号の説明】
１．．．プリント配線板，
１０．．．キャビティ，
１４．．．トップコア層，
１４０．．．トップコア層表面部，
１４５．．．開口部周縁，
２１．．．枠，
２２．．．位置決め枠，
２３．．．弾性体，
２３６．．．側端面，
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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