電子部品をプリント配線基板に搭載する方法

【目的】電子部品のプリント基板への搭載に当たり、精密な半田付けと十分な電子部品保持力を得ること。
【構成】接着剤を含有しないクリーム半田をプリント基板の配線導体の対向した部分に塗布し、前記対向した導体部分の中間に水性エマルジョン接着剤を液滴の形で塗布し、電子部品を前記接着剤の部分に接着し、次いで前記クリーム半田を加熱融解して電子部品の外部端子に結合することを特徴とする、電子部品をプリント配線基板に搭載する方法。
【効果】（１）クリーム半田のフラックス成分から粘着付与成分を除くことで印刷性を改善することが出来る。
（２）エマルジョン型の粘着剤を使用して接着剤を別に塗布することにより糸引の問題を解決することが出来る。
（３）エマルジョンは自然乾燥により電子部品に対する保持力を容易に得ることが出来る。

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電子部品をプリント基板へ搭載して半田付けする方法に関する。
【０００２】
【従来技術】小型電子部品をプリント基板に搭載する方法には大別して、流動（フロー）半田法と、クリーム（リフロー）半田法がある。流動半田法では、プリント配線を施したプリント基板上の所定位置において、対向した配線導体の中間に接着剤を塗布し、その上に電子部品を仮付け又は接着し、ついで基板全体を流動する溶融半田に接触させて電子部品の外部端子と配線導体間の電気接続を行なう。一方、クリーム半田法は、プリント配線を施したプリント基板上の所定位置において対向した配線導体に粘着性接着剤を含有するクリーム状半田をスクリーン印刷法等の印刷法により予め半田を塗布し、次いで電子部品を搭載してクリーム半田上に仮付けし、プリント基板全体を空気又はＮ₂ 雰囲気の加熱炉に入れてクリーム半田を溶融し半田付けを完了する。場合により更に対向した配線導体の中間に接着剤を塗布して接着力の不足を補うこともある。
【０００３】
【発明が解決すべき課題】クリーム半田法は優れた作業性その他周知の利点を有するので広く使用されるに至っている。しかし、特有の欠点も有する。クリーム半田のフラックスには電子部品を仮付けするための粘着性を付与するために通常ロジン、ダンマー、コーパル、ロジンエステル、インデン、クマロンの固形粘着剤、ハーコリン、ブトン、キシレン樹脂、エポキシ樹脂等の流動性粘着剤が含有されている。ところが、最近の様に電子部品が小型化して配線導体間の間隔が狭くなると、クリーム半田の印刷は短絡を防ぐために精密化が必要となってきたが、クリーム半田に使用される粘着性接着剤は印刷時に糸引きを生じ、精度良い印刷を行なうことが出来ない。逆に接着剤の量を減少すると電子部品に対する保持力が充分に確保出来ない。
【０００４】粘着性接着剤を含有するクリーム半田を使用するかぎり、この問題は、クリーム半田の印刷後に対向した導体間の中間に接着剤を塗布する場合でも変わらない。更に、従来法使用されている接着剤は、エポキシ系熱硬化性接着剤や溶液粘着剤を塗布する方法が知られているが、前者は塗布直後には粘着力がないため熱硬化工程を必要とするが、これによりクリーム半田の特性が損なわれるので、望ましくない。後者は塗布時に糸引きを生じて導体部分に付着するので高精度化の障害になる。
【０００５】従って本発明の目的は、プリント基板のプリント配線導体上へのクリーム半田の精密印刷と、電子部品の仮付け又は接着を充分な保持力と精密度での接着剤の塗布を両立させた、電子部品をプリント配線基板に搭載する方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、接着剤を含有しないクリーム半田をプリント基板の配線導体の対向した部分に塗布し、前記対向した導体部分の中間に水性エマルジョン接着剤を液滴の形で塗布乾燥し、電子部品を前記接着剤の部分に接着し、次いで前記クリーム半田を加熱溶解して電子部品の外部端子に結合することを特徴とする、電子部品をプリント配線基板に搭載する方法である。本発明によると、（１）クリーム半田のフラックス成分から粘着付与成分を除くことで印刷性を改善することが出来る。
（２）エマルジョン型の粘着剤を使用して接着剤を別に塗布することにより糸引の問題を解決することが出来る。
（３）エマルジョンは自然乾燥により電子部品に対する保持力を容易に得ることが出来る。
以下に本発明の実施例を説明する。
【０００７】
【実施例】図１ないし図３は本発明の方法を示す。３１は絶縁性のプリント配線基板であり、３２は所定のパターンに形成された配線導体である。まず図１はスクリーン印刷法による半田印刷工程を示す。クリーム半田４１を所定のパターンを有するスクリーン３７に与え、スキージ３９によりプリント配線基板の電子部品を搭載すべき箇所の配線導体上にクリーム半田層３５を印刷する。使用するクリーム半田は、そのフラックスから粘着付与接着剤を除いてあり、糸引を生じない精密な印刷が可能なように低粘度に調整してある。
【０００８】図２は次の接着剤塗布工程を示す。従来の接着剤では糸引を避けることができないからである。接着剤はデイスペンサノズル１から液滴４３として対向した半田層３５の間に分与される。ここで使用される接着剤は水性エマルジョンでなければならない。水性エマルジョンは低粘性であるから糸引がなく所定箇所に精密に位置付けることができる。接着剤は、プリント基板を反転したり、加熱したりしても電子部品の脱落やずれを起こさない程度の充分な粘着力を要する一方、仮にずれても姿勢を矯正出来る程度の流動性を要する。又、能率の良い接着剤の供給が必要である。このための要件としては各種の因子があるが、主なものは接着剤の粘着性が充分に高いこと、接着剤が一度に調整可能な充分量で且つ再現性良く供給出来ること、接着剤の切れが良いこと（ディスペンサーノズルからの糸引のないこと）、などである。
【０００９】これらの要件を満足する接着剤には、本出願人の先願である特願平２−１１９２５、２−２３４４２１号などに記載されている熱可塑性又は熱硬化性アクリル変性エマルジョン接着剤がある。この接着剤は、分与後に乾燥すれば容易に水分を失い、十分な粘着力を生じる。同出願によればこうした接着剤は図４〜５に示したような接着剤供給装置を使用すれば、能率的に分与出来る。接着剤１５の供給槽２は電磁弁４の開放により接着剤の液滴が射出ノズル５から射出されるように所定の一定圧力に保持され、好ましくは射出ノズル５を通る接着剤の粘性を一定にするために他の部分も含めて一定温度に保持されている。接着剤１１は導管３から電磁弁４に導かれる。電磁弁４に於て開放時間を制御することにより計量された一定量の接着剤は射出ノズル５から放出される。不使用時の射出ノズル５の先端は、乾燥を防ぐために常時水で湿す。射出ノズル先端には液切れを良くするために好ましくは弗素樹脂等の撥水性の被覆を施す。接着剤は導管３からハウジング２５の内部通路１７を経て弁室１９に入る。射出ノズル５の上端は出口弁座２６と形成しており、弁体２０が常時圧縮ばね２１により下方へ偏位されているため常時は出口弁座２６を閉鎖している。弁体２０が電磁コイル２４により引き上げられると、弁体２０は接着剤の射出ノズル５への流れを可能にし、加圧下にある接着剤を液滴化して射出ノズル５から放出させる。弁体２０は軟磁性材料から構成され、その上方には同様に磁気コア２２がねじ込まれナット２３により固定されている。電磁コイル２４はリード２７により給電される。図示しない調整器により給電時間が任意の所定値に設定され、電子部品を仮止めするのに必要な接着剤の一滴あたりの供給量が任意に調整される。
【００１０】次の工程は図３に示した電子部品搭載工程である、この工程は電子部品４７を自動装着機により対向した半田層３５をブリッジするように搭載し、接着剤で接着する。この時電子部品の外部端子４９は半田層に接触する。半田層は粘着力を持たないがアクリル変性接着剤４３は十分な接着力を示す。
【００１１】その後、図３に示した基板と部品の全体を図示しない周知の不活性性雰囲気（Ｎ₂ ）等の加熱炉にいれて所定温度所定時間加熱する。
【００１２】
【作用効果】以上のように本発明の方法は、クリーム半田のフラックスから増粘剤または接着剤を除去するので半田層パターンの精密な印刷が可能になり、一方低粘度である水性エマルジョン接着剤を使用して電子部品を基板に取りつけるので十分な接着力が得られ且つ糸引に伴う問題もない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法のスクリーン印刷工程を示す図である。
【図２】本発明の方法の接着剤塗布工程を示す図である。
【図３】本発明の電子部品搭載工程を示す図である。
【図４】本発明の接着剤塗布工程に使用される接着剤供給装置を示す正面図である。
【図５】図４の接着剤供給装置の電磁弁の詳細を示す断面図である。
【符号の説明】
３１プリント配線基板
３３配線導体層
３５クリーム半田層
３７スクリーン
４３接着剤
４７電子部品

【特許請求の範囲】
【請求項１】接着剤を含有しないクリーム半田をプリント基板の配線導体の対向した部分に塗布し、前記対向した導体部分の中間に水性エマルジョン接着剤を液滴の形で塗布し、電子部品を前記接着剤の部分に接着し、次いで前記クリーム半田を加熱融解して電子部品の外部端子に結合することを特徴とする、電子部品をプリント配線基板に搭載する方法。
【請求項２】水性エマルジョン接着剤は塗布後に乾燥すること、クリーム半田の加熱溶融は不活性雰囲気の加熱炉中で行われる請求項１に記載の方法。
【請求項３】水性エマルジョン接着剤はアクリル変性熱可塑性接着剤又はアクリル変性熱硬化性接着剤の水性エマルジョンである請求項１または２に記載の方法。

【図１】