(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光硬化樹脂組成物を用いる光造形により得られるプリント配線板受け台であって、前記プリント配線板受け台の２３℃における圧縮弾性率に面積充填率を乗じた値が５０ｋｇｆ／ｍｍ２〜３０００ｋｇｆ／ｍｍ２であり、かつ減圧排気口を設けてなることを特徴とするプリント配線板受け台。
【請求項２】
プリント配線板と当接する面の受け台製作時における高さ精度が０．２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１記載のプリント配線板受け台。
【請求項３】
プリント配線板と当接する部分が凸面であり、電子部品受入部が凹部であることを特徴とする請求項１及び２記載のプリント配線板受け台。
【請求項４】
プリント配線板と当接する部分がピンであることを特徴とする請求項１及び２記載のプリント配線板受け台。
【請求項５】
光硬化性樹脂組成物として、エポキシ樹脂組成物を使用して光造形したことを特徴とする請求項１記載のプリント配線板受け台。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は両面に電子部品が実装されたプリント配線板の製造において、プリント配線板の第２の面にクリームハンダ印刷や電子部品を搭載するにあたり、プリント配線板の第１面を確実に支持するプリント配線板受け台に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近時、電子回路の小型軽量化の要請から、プリント配線板の両面に電子部品を実装する、いわゆる両面実装が広くおこなわれている。この両面実装においては、まず、プリント配線板の第１の面に電子部品を実装した後、第２の面に電子部品の搭載、実装を行う。
【０００３】
プリント配線板の第２の面に電子部品を実装するには、第１の面に電子部品が実装されているプリント配線板を裏返し、第１の面を受け台もしくは治具により支持しておいて裏面、すなわち、第２の面にクリームハンダ印刷を行い、次いで電子部品を搭載、固定させる。
【０００４】
プリント配線板の裏面を支持するための受け台もしくは治具としては次の方式が知られている。
従来ピン支持方式のプリント配線板受け台、アルミニウム製の削出し方式のプリント配線板受け台が使用されていたが、電子回路の小型軽量化の要請を受けて、プリント基板１の厚みが益々薄くなり、かつ電子部品の実装密度が高くなった両面実装プリント配線板に対してこれら従来のプリント配線板支持方式には次の様な問題点生じた。
【０００５】
例えば、ピン支持方式は、上述のようにプリント配線板の基板が薄くなるにしたがって多数の支持ピンでプリント配線板を支持する必要がある。しかし高密度実装板では、電子部品が実装されている部分が局在しているプリント配線板が多く、電子部品が実装されていない部分は狭く、しかもこの部分は主として線条であるために、細い支持ピンしか立設できないので、ハンダ印刷時の印刷圧でプリント配線板が局所的に撓み、印刷ズレや印刷かすれ等のハンダ印刷欠陥が生じた。
また、アルミニウム製の削出し方式のプリント配線板受け台は、アルミニウム板に電子部品に対応する凹部をフライス加工等により削りだしたものであるが、高密度実装プリント配線板に対して、隣接した実装電子部品を合体させた削出し加工にならざるを得ず、かつ削出し箇所数が増加するので加工コストが高価となり、実用的でなくなった。
【０００６】
このような状況に対して本発明者等は鋭意検討を重ねて特開平１０−２７５９７５や実用新案登録第３０７３３７６号において、両面実装プリント配線板を製造するに当たり、裏面にハンダ印刷する際基板の撓みを防止して、良好なハンダ印刷が得られるプリント配線板受け台及びその製造方法を提供した。
【０００７】
図５に、前記プリント配線板受け台３を示す。なお、図において符号１０はスキージ、１１はハンダクリームを、１２は印刷版を示す。受け台３は、軟質及び硬質の少なくとも２種以上のプラスチック積層体からなり、軟質プラスチックシート１３にはプリント配線板１に実装された電子部品２，２１，及び２２の大きさよりも大きな電子部品受入部４，４１，および４２を有し、それらの受入部以外の面でプリント配線板を支持するようにしたプリント配線板受け台及びその製造方法である。
【０００８】
しかしながら、前記受け台がプラスチックシートの平面精度が、例えばＡ４版サイズで０．２ｍｍにも達することがあり、さらに受け台への加工時に接着等の処理をすることによりさらに増長される恐れがあった。したがって、１ｍｍより薄くて、反りのあるプリント配線板を減圧排気操作等により受け台に十分に接触固定することが困難であった。また、複雑な形状の受け台では、加工時間が長くなり、短納期対応が困難であった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、プリント配線板の裏面に電子部品を実装するためのクリームハンダ印刷や電子部品の搭載する際に、一部反りのあるプリント配線板でも、それを受け台に十分に接触固定することにより、印刷時の印刷圧や部品搭載時の押圧によるプリント配線板の撓みを防止して良好な電子部品実装が得られるプリント配線板受け台を提供しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記の目的を達成するために、実装電子部品の損傷の恐れがなく、欠陥のないクリームハンダ印刷や電子部品の搭載を行うことができるプリント配線板受け台を発明した。
【００１１】
本発明は、光硬化樹脂組成物を用いる光造形により得られるプリント配線板受け台であって、２３℃における圧縮弾性率に面積充填率を乗じた値が５０ｋｇｆ／ｍｍ２〜３０００ｋｇｆ／ｍｍ２であり、かつ減圧排気口を設けてなることを特徴とするプリント配線板受け台にある。
【００１２】
さらに、本発明は、プリント配線版と当接する面の高さ精度が０．２ｍｍ以下であることを特徴とするプリント配線板受け台にある。
【００１３】
本発明は、プリント配線版と当接する部分が凸面であり、電子部品受入部が凹部であることを特徴とするプリント配線板受け台であってもよいし、あるいはプリント配線版と当接するピンであることを特徴とするプリント配線板受け台であってもよい。
【００１４】
また、本発明は、光硬化樹脂組成物として、エポキシ樹脂組成物を使用して光造形したことを特徴とするプリント配線板受け台にある。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のプリント配線板受け台の実施態様を図１〜４を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
図２は、 本発明の一実施態様である凹型電子部品受入部４〜４３を有するプリント配線板受け台の断面模式図である。   図２（ａ）は、プリント配線板受け台の断面模式図である。
そして 図２（ｂ）は、片面に電子部品が実装されたプリント配線板が本発明のプリント配線板受け台で支持される様子を示す断面模式図である。減圧排気口５から内部の空気を排気することにより、吸引口６〜６３でプリント配線板１を受け台３に固定する。
【００１７】
図３は、本発明の別の実施態様である太さの異なるピン７〜７４を有するプリント配線板受け台の断面模式図である。  図３（ａ）は、プリント配線板受け台の断面模式図である。ピン７〜７４には、吸引口６〜６４が設けられており、減圧排気口５を通して内部の空気を吸引することによりプリント配線板１を受け台３に固定する（図３（ｂ））。
【００１８】
図４は、本発明の別の実施態様である太さの等しいピン８を有するプリント配線板受け台の模式断面図である。  図４（ａ）は、プリント配線板受け台３の断面模式図である。図４（ｂ）は、片面に電子部品が実装されたプリント配線板１が本発明のプリント配線板受け台３で支持される様子を示す断面模式図である。この場合、ピン８は、プリント配線板１に電子部品がない位置に可能な範囲で均等に立設して印刷圧を支えるように設計されている。
【００１９】
これらの実施態様のプリント配線板受け台３は、いずれも光硬化樹脂組成物を用いて、光造形して得られるプリント配線板受け台である。その圧縮弾性率は、その樹脂組成物を使用して同じく光造形法によって四角柱状の試験片を作成し、必要に応じてポストキュアを施したのちに、２３℃で圧縮弾性率を測定し、それに受け台の上面から見た、樹脂の面積充填率を乗じた値が、５０ｋｇｆ／ｍｍ２〜３０００ｋｇｆ／ｍｍ２の範囲の値を示す光硬化樹脂特性を有するプリント配線板受け台である。
【００２０】
例えば、後述の〔実施例１〕の受け台３は、電子部品支持部における上記樹脂の面積充填率５０％で、壁面厚０．６ｍｍ正方形からなるハニカム構造であるので、上記の範囲を示す樹脂としては、圧縮弾性率が１００ｋｇｆ／ｍｍ２〜６０００ｋｇｆ／ｍｍ２の樹脂が使用出来る。樹脂の面積充填率７５％のハニカム構造の場合は、上記の範囲を示す樹脂としては、圧縮弾性率が６６．７ｋｇｆ／ｍｍ２〜８０００ｋｇｆ／ｍｍ２の樹脂が使用出来る。なお、ハニカム構造としては、正方形の他に円形や菱形形状、六角形状を取らせてもよい。
【００２１】
このような樹脂を使用することにより、本発明の受け台３は、印刷時にスキージ当たり３ｋｇ〜５ｋｇの印刷圧をうけて最も大きく圧縮変形する図４（ａ）のピン支持型の受け台でも、その圧縮変形を０．１ｍｍ以下に抑制することが出来る。なお、圧縮変形がこのような小さい範囲であるので、本発明の圧縮弾性率は引張弾性率で近似してもよい。
【００２２】
また、ピン８は、印刷時のスキージングの際に剪断応力を受ける。スキージ角８０度でスキージングし、これを１ｍｍφ、長さ２０ｍｍのピン２個で支持した際の剪断応力は、理論上０．６２ｋｇｆ／ｍｍ２である。上記の圧縮弾性率からなるピン８は、安全係数を２としても十分にその剪断応力を支持する。
【００２３】
かかる樹脂としては、光造形用アクリル樹脂組成物、エポキシ樹脂組成物、ウレタン樹脂組成物等あげられ、特に光造形用エポキシ樹脂組成物を光硬化した樹脂が好ましい。またこれらの樹脂組成物にシリカ等の充填材を混入して光硬化後の樹脂の圧縮弾性率を上記の範囲にしたものでもよい。ＪＳＲ（株）製デソライトＳＣＲ７１０やＳＣＲ７３５が好適に使用できる。
【００２４】
本発明のプリント配線板受け台３において、プリント配線板１と当接する面９の高さ精度が０．２ｍｍ以下である。したがって、図２（ａ）の当接する面９〜９４の高さ精度が０．２ｍｍ以下となる。さらに、図２（ａ）は、受け台３の一つの断面模式図であるので、本発明の高さ精度は、受け台３の全面にわたってその当接面の高さ精度が０．２ｍｍ以下に設計・製作された受け台を意味するものである。
【００２５】
本発明のプリント配線板受け台３は、プリント配線板１に実装されている各電子部品２の位置情報とそのサイズ情報とをステレオリソグラフィー情報に変換し、所定のレーザビームを走査させることにより、光造形される。例えば、本発明の受け台３は、光造形装置「ソリッドクリエータＳＣＳ−８０００」（ソニー（株））を使用して、ＪＳＲ（株）製デソライトＳＣＲ７１０光硬化樹脂を光硬化厚０．２ｍｍ〜０．１ｍｍで光造形する。
【００２６】
本発明の受け台３は、必要に応じて帯電防止剤の塗布、金属の蒸着、あるいは、帯電防止ゴムシートの貼付等により帯電防止処理を施す。例えば、帯電防止ゴムシートの貼付は、後述の実施例１で形成した受け台３の全ての当接面９に、厚さ０．１〜０．２ｍｍの帯電防止性ゴムシートを貼付したのち、必要に応じてハニカム構造内に導線を通して印刷機に接地させる。
【００２７】
【実施例】
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。ただし、本発明は、これらの実施例により限定されるものではない。
【００２８】
[実施例１]  ＪＳＲ（株）製エポキシ系光硬化性樹脂ＳＣＲ８０２を用いて、アルゴンイオンレーザよりなる照射用光源を搭載した光造形装置「ソリッドクリエータＳＣＳ２０００」（ソニー（株）製）を使用し、照射面（液面）におけるレーザパワー１５０ｍＷ、走査速度６００〜１２５０ｍｍ／秒の条件で、光硬化性樹脂組成物に対して選択的にレーザ光を照射して硬化樹脂層（厚さ０．２ｍｍ）を形成する工程を繰り返すことにより、図２（ａ）に示す、外形サイズがＡ４版で厚さが３０ｍｍのハニカム構造からなる受け台を造形した。この受け台は、上面から見た際に硬化樹脂中に１辺が１．４ｍｍの正方形の空隙が形成されたハニカム構造であり、その樹脂がしめる面積充填率が５０％であった。レーザ光の走査速度及び走査間隙は、樹脂組成物が硬化して十分な強度を有する立体形状物となるような条件を選択し、また受け台の外面及び吸引口６から減圧排気口５に至る減圧系の内面は全て硬化樹脂層になるようにした。次いで、イソプロパノールにより付着している未硬化樹脂組成物を洗浄除去したのち、５０℃で減圧乾燥した。
得られた受け台３の高さ精度は、受け台３の全面にわたってその当接面の高さ精度が０．０６ｍｍであった。  図２（ｂ）に示すように対応するプリント配線板１を受け台に乗せて、減圧排気口５より受け台内部の空気を排気したところ、プリント配線板１は受け台３に十分に固定された。
【００２９】
また、上記光造形装置を使用し、同様な条件下で、幅１０ｍｍ、厚さ４ｍｍで、長さが５０ｍｍの四角柱からなる圧縮試験片を光造形し、その試験片に付着している未硬化樹脂組成物をイソプロパノールで洗浄除去したのち、５０℃で減圧乾燥した。得られた試験片をＪＩＳ７１８１に準拠して圧縮試験を行ったところ、２３℃における圧縮弾性率は、９３８ｋｇｆ／ｍｍ２であった。本実施例で作成した受け台は、樹脂の面積充填率は５０％であるので、その圧縮弾性率は４６９ｋｇｆ／ｍｍ２となった。
【００３０】
［実施例２］  実施例１と同じ条件で図２に示す受け台を造形した。この受け台は、上面から見た際に硬化樹脂がしめる面積充填部が１００％であった。レーザ光の走査速度及び走査間隙は、樹脂組成物が硬化して十分な強度を有する立体形状物となるような条件を選択した。次いで、イソプロパノールにより付着している未硬化樹脂組成物を洗浄除去したのち、５０℃で減圧乾燥した。得られた受け台３の高さ精度は、実施例１と同様に受け台３の全面にわたってその当接面の高さ精度が０．０５ｍｍであった。  図２（ｂ）に示すように対応するプリント配線板１を受け台に載せて、減圧排気口５より受け台内部の空気を排気したところ、プリント配線板１は受け台３に十分に固定された。
【００３１】
［実施例３］  実施例１と同じ条件で図３に示すピン型の受け台を造形した。この受け台は、上面から見た際に硬化樹脂がしめる面積充填部が１００％であり、また最も小さいサイズのピンは２ｍｍφ×２０ｍｍとした。レーザ光の走査速度及び走査間隙は、樹脂組成物が硬化して十分な強度を有する立体形状物となるような条件を選択した。次いで、イソプロパノールにより付着している未硬化樹脂組成物を洗浄除去したのち、５０℃で減圧乾燥した。
得られた受け台３の高さ精度は、実施例１と同様に受け台３の全面にわたってその当接面の高さ精度が０．０５ｍｍであった。  図２（ｂ）に示すように対応するプリント配線板１を受け台に載せて、減圧排気口５より受け台内部の空気を排気したところ、プリント配線板１は受け台３に十分に固定された。
【００３２】
［実施例４］  実施例１で作成したプリント配線板受け台３のプリント配線版と対向する面及び外面に、帯電防止スプレーＳＰＥＣ−ＳＴＡＴ  ＥＣＤ（Specialty Coating Co., Inc. 製）を使用して、厚さ０．０２ｍｍの塗膜を形成した。
得られた受け台３の高さ精度は、受け台３の全面にわたってその当接面の高さ精度が０．０６ｍｍで、実施例1と同一であった。  図２（ｂ）に示すように対応するプリント配線板１を受け台に載せて、減圧排気口５より受け台内部の空気を排気したところ、プリント配線板１は受け台３に十分に固定された。
【００３３】
［使用例］  また、実施例１で作成した本発明の受け台をセットにした電子部品の搭載装置に用いて、プリント配線板の第２の面に電子部品の搭載を行った。そのプリント配線板は、少し反っていたので、図２（ｂ）に示したように受け台３にプリント配線版１をセットしたのち減圧排気口５より受け台内部の空気を排気することによりプリント配線板の反りを矯正して部品の実装を行ったところ、位置精度が確保でき、良好な部品搭載結果が得られた。
【００３４】
【発明の効果】
本発明のプリント配線板受け台は、高密度両面実装プリント配線板の製造において、プリント配線板の片面に電子部品が実装されており、該電子部品に対応する位置に、対応する電子部品受入部を持ち、該電子部品を除いた面を光硬化樹脂で支持されるために、クリームハンダ印刷時や電子部品の搭載時に該電子部品に損傷を与えない。そして、ハンダ印刷時の印刷圧や電子部品の搭載時の押圧によるプリント配線板の撓みが抑制されて、欠陥のない良好なハンダ印刷や電子部品の良好な搭載が可能となった。そして、１ｍｍより薄くて一部反りの発生したプリント配線板に対しても、良好な電子部品の実装が可能となった。さらに、本発明の受け台は、複雑な形状であっても、加工時間が短く、短納期対応ができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】片面に電子部品が実装されたプリント配線板の模式断面図である。
【図２】本発明の一実施態様である凹型電子部品受入部を有するプリント配線板受け台の模式断面図である。
（ａ）  プリント配線板受け台の模式断面図である。
（ｂ）  片面に電子部品が実装されたプリント配線板が本発明のプリント配線板受け台で支持される様子を示す模式断面図である。
【図３】本発明の別の実施態様である凹型電子部品受入部を有するプリント配線板受け台の模式断面図である。
（ａ）プリント配線板受け台の模式断面図である。
（ｂ）片面に電子部品が実装されたプリント配線板が本発明のプリント配線板受け台で支持される様子を示す模式断面図である。
【図４】本発明の別の実施態様である凹型電子部品受入部を有するプリント配線板受け台の模式断面図である。
（ａ）プリント配線板受け台の模式断面図である。
（ｂ）片面に電子部品が実装されたプリント配線板が本発明のプリント配線板受け台で支持される様子を示す模式断面図である。
【図５】プリント配線板が特開平１０−２７５９７５のプリント配線板受け台で支持された状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１          プリント配線板
２          電子部品
２１〜２３  別の電子部品
３          プリント配線板受け台
４          電子部品受入部
４１〜４３  別の電子部品受入部
５          減圧排気口
６          プリント配線板吸引口
６１〜６３  別のプリント配線板吸引口
６３        別のプリント配線板吸引口
７          吸引口付ピン
７１〜７４  別の吸引口付ピン
８          ピン
９          プリント配線板との当接面
９１〜９４  別の当接面
１０        スキージ
１１        ハンダクリーム
１２        印刷版
【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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