JPH0142154B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は回路基板両面に高密度でかつ量産に
適した方法で部品を接続する回路基板への部品実
装方法に関する。

第１図は従来の部品実装方法による部品接続状
態を示すものであり、第２図は第１図の主な製造
工程を示すものである。第１図及び第２図を用い
て従来の方法と欠点について以下に説明する。

第１図で１は回路基板、２，３は各々両面の導
電体、４はリード４０を有する電解コンデンサ等
の低耐ハンダ溶融熱性部品、３０は直方体形状や
円筒形状をした抵抗、コンデンサ等のリードレス
チツプ部品、６は部品３０の固定用非導電接着
剤、７はハンダである。ここに回路基板１として
はガラスエポキシあるいはセラミツク等が用いら
れ導電体２，３としては前者の回路基板の場合
Cu箔が、後者の回路基板の場合Pd‐Ag等が用い
られる。又２０はスルーホールを示している。

次に第２図でこれらの部品実装工程を説明す
る。工程Ａは非導電接着剤６の塗布工程で、回路
基板１の両面導電体の内、導電体３側にのみ印刷
あるいはデイスペンサで塗布される。次に工程Ｐ
の部品仮固定工程でチップ部品３０が接着剤６に
押えつけられるように配置され仮固定される。こ
のあと工程Ｄでリード付の部品４が挿入され、第
１図で示すようなリード形状で固定される。次い
で工程Ｆのフローソルダにかけられ導電体３側の
部品接続が行なわれ組立が完了する。

この従来の方法の欠点は、フローソルダによる
場合、噴流を基板裏面（即ち導電体３側）で押え
つける形でハンダ接続されるので、片面しか接続
出来ないことである。さらに、リード付の部品４
が導電体２側から挿入されているのはチツプ部品
３０と同時に接続することの他、部品４の耐熱性
が低いためでもある。すなわち、回路基板１全体
を溶融ハンダ槽中に浸漬するデイツプハンダ法は
導電体２及び３の両面にハンダ膜が得られるが部
品４全体も浸漬される必要があることは云う迄も
ない。ここに例えばリード付の部品４として電解
コンデンサを用いる場合が極めて多いが、通常85
℃が最大許容温度であり、ハンダ溶融温度230℃
〜250℃では内部電解液の急速な気化膨張により
ほぼ瞬時にパンクに至ることがある。また、タン
タルコンデンサやコイル、トランス、ボリユー
ム、リレー等の摺動部、可動部を有するもの、素
子自体にハンダを用いているもの、あるいはプラ
スチツク等低耐ハンダ溶融熱材料を用いているも
のなど本体部分を直接溶融ハンダ槽中に浸漬出来
ないものがリード付部品には極めて多い。

また、これらの低耐ハンダ溶融熱性部品４を、
チツプ部品３０のハンダ接続後挿入して組立てる
場合上記溶融ハンダ熱の影響は無視出来るが部品
４のリード挿入用スルーホール２０はすでにデイ
ツプハンダで穴がふさがれてしまつていることに
なり組立不可能である。

これらの理由により部品４とチツプ部品３０は
いずれも回路基板１のいずれか一方の側の同一導
電体表面上で行なわれている。従つて従来方法で
は多くの部品を実装する必要がある場合基板面積
は大きくなり、片側だけハンダコートされるため
基板の反りが大きくなり部品取付後の信頼性低下
することがあつた。特にチツプ抵抗やチツプコン
デンサなどのチツプ部品３０はリードが設けられ
ていないため、これらの基板表裏面でアンバラン
スな熱的、機械的ストレスを生じ、リード付の部
品４のように柔軟なリードで吸収されるようなこ
とがないため、直接的に薄いチツプ電極メタライ
ズ層に外力が加わり接合不良に至ることが多い。
更に基板の片側のみで接続されるために部品接続
を必要とする導体線はすべてこの片面にスルーホ
ールを径由して導いて来る必要がある。このため
スルーホールや、バイヤホールが多くなり、これ
らを設けるために、基板面積を大きくする必要が
あつた。これらのホール数やホール密度の増加は
生産性や信頼性の低下につながつていた。

この発明は上記の欠点を除去するためになされ
たもので回路基板の一面の導電体上に、ハンダペ
ーストを用いることにより部品を両面に高密度で
実装でき、しかも部品または基板に加わるストレ
スを軽減できる部品実装方法を提供せんとするも
のである。

以下この発明の一実施例を第３図及び第４図で
説明する。

なお図中第１図及び第２図と同一または相当す
る部分は同一符号を付す。また、第４図は第３図
の主な製造工程を示すものである。

第３図において回路基板１の裏面導電体３には
チツプコンデンサ等の耐ハンダ溶融熱性部品３０
が非導電接着剤６で保持されている。

たとえばリード付部品等の低耐ハンダ溶融熱性
部品４は、スルーホール２０にリード４０が差し
込まれ導電体３側で部品３０と同様ハンダ７で接
続されている。一方導電体２側のチツプ部品２０
０はハンダペースト７０で表面導電体２に接続さ
れている。

次に第４図でこれらの部品実装工程を説明す
る。工程Ｓはハンダペーストの付着工程であるハ
ンダペースト印刷工程で回路基板１の表面導電体
２上の部品取付部など必要箇所に対して行なわ
れ、その後、工程P₁の部品配置工程で例えばチ
ツプ部品等の部品２００がハンダペースト７０上
に配置される。工程F₁はハンダペースト７０の
溶融工程であり、ハンダペースト７０上に配置さ
れた部品２００はこの工程でハンダペーストが溶
融し導電体２にハンダ接続される。

この後、工程Ａで非導電接着剤６が導電体３側
に塗布あるいは印刷され、工程P₂で例えばチツ
プ部品等の耐ハンダ溶融熱性部品３０が配置さ
れ、仮固定される。さらに工程Ｄでリード付部品
等の低耐ハンダ溶融熱性部品４がスルーホール２
０を利用して植設され、工程F₂でフローソルダ
により、導電体３側で上記部品３０が導電体３に
接続され、回路基板１の両面部品実装が完了す
る。

この場合、導電体２側へのハンダペースト印刷
は任意のパターンで可能であるため、部品４のリ
ード４０挿入用ホルーホール２０の穴はハンダペ
ースト溶融工程F₁中にハンダでふさがることは
ない。又フローソルダ工程F₂の温度プロフアイ
ルを適当に選定することにより、導電体３側から
２側への熱伝導により工程F₂で導電体２側のハ
ンダを再度溶融することが可能である。このこと
は導電体２側への部品２００接続で発生した回路
基板１の反りを回復せしめ、又部品２００側のス
トレスも軽減せしめる効果を有する。

また外部より強制的に加えられる機械的ストレ
スに対しても両面のハンダ７，７０とそれらによ
つて接続された部品３０，２００によつて等価的
に補強され回路基板の厚みを増したのと同様の効
果が得られ、強固なものとなる。

以上のように、この発明の一実施例によれば１
枚の回路基板の両面に部品を実装することが可能
となるため、所要基板寸法は約1/2の面積に減少
出来、小型、高密度実装が達成される。この面積
の小型化と両面部品実装は回路板強度を等価的に
大きくし信頼性が向上する。

回路パターン設計においても両面実装が可能で
あるため従来穴をあける場所がないといつたバイ
アホールネツクの問題が解消すると同時にスルー
ホールの数をも大巾に減少し得ることは云う迄も
なく設計自由度が向上すると共に信頼性の向上に
寄与し得る。

とくに実装し得る部品としては制限がなく、ケ
ミカルコンデンサー、リレー等のハンダ浸漬でき
ない部品を含め任意の電気部品、機溝部品を回路
基板の片側に集めて突設させることにより実装可
能であるとともに円筒形や直方体形状のチツプ状
コンデンサや抵抗、更にはミニモールドトランジ
スタやフラツトパツクIC等のリード付耐熱性部
品は表裏いずれの面でも実装が可能となる。

また最近特に高密度化され４方向に数10Pinが
出ているフラツトパツクICやワイヤレスボンデ
イングタイプのフリツプチツプICを用いる場合
は、ハンダペースト側に実装することによつて正
確なハダ供給量をもつてブリツヂすることなしに
表面張力で容易に位置修正され確実に実装され得
る。

この発明の一実施例に用いる非導電接着剤やハ
ンダペーストの供給、更には種々のチツプ部品の
配置、また個別部品の挿入等はいずれも自動化し
易すい工程であり、汎用性のある量産性に優れた
両面実装が達成される。

回路基板としてはプリント基板、セラミツク基
板、などをはじめポーセレン基板等のメタルコア
基板等両面に導電体が形成出来ハンダ耐熱性があ
る材質のものはすべて使用出来る。

次に第５図はこの発明の他の一実施例を示すも
のである。なお、図中第１図及び第３図と同一又
は相当する部分は同一符号を付す。

第５図に於いて回路基板１０は表層導電体２，
３の他内層導電体８，９を有する多層回路板が用
いられている。２０はスルーホール、２１はバイ
アホールを示しており、共に内層導電体８，９と
適宜回路接続される。

また部品２０１はフラツトパツクIC、２０２
はフリツプチツプICである。

この第５図の接続工程は第３図及び第４図のも
のと全く同様にして両面実装され、同様の効果を
生じるものである。

なお、第３図〜第５図で非導電接着剤を塗布し
た例を説明したがこの他裏面側の部品保持にはフ
ローソルダ工程F₂中で落下しなければこの他の
方でも同様に達成され得る。

また、第３図〜第５図で、ハンダペースト印刷
工程Ｓ、部品配置工程P₁、ハンダペースト溶融
工程F₁と続く回路基板１の表面導電体上の部品
取付方法はあらかじめチツプ部品２００側にハン
ダペーストを塗布したものを配置しても同様に構
成され得る。またハンダペースト印刷後溶融させ
てから部品を配置し再度溶融させる方法は工程は
複雑となるがハンダペーストの洗浄性が良いため
に用いられ同様に構成され得る。

以上述べたようにこの発明によれば、両面に導
電体が設けられた回路基板の第１面の導電体にハ
ンダペーストを付着させる工程と、このハンダペ
ースト上に部品を配置する工程と、上記ハンダペ
ーストを溶融して部品を導電体に接続する工程
と、上記基板の第二面に耐ハンダ溶融熱性部品を
仮固定する工程と、上記基板の第一面側に低耐ハ
ンダ溶融熱性部品の本体部分を突設させて上記回
路基板に上記低耐ハンダ溶融熱性部品を植設する
工程と、上記耐ハンダ溶融熱性部品と上記低耐ハ
ンダ溶融熱性部品とを第二面の導電体に溶融ハン
ダ接続する工程とを有し、しかもこの溶融ハンダ
接続の際にハンダペーストを用いて接続した第１
面のハンダ付け部を再溶融するようにしたので、
低耐ハンダ溶融熱性部品の本体部分を、ハンダペ
ーストで部品が接続される側に突設させて溶融ハ
ンダによる高温雰囲気にさらさずに回路基板への
実装が可能となり、上記低耐ハンダ溶融熱性部品
と耐ハンダ溶融熱性部品とを同一回路基板の両面
に高密度実装でき、しかも基板又は第１面の部品
に加わるストレスが緩和される効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来方法による回路基板の断面図、第
２図は第１図の主な製造工程を示す工程図、第３
図はこの発明の一実施例による回路基板の断面
図、第４図は第３図の主な製造工程を示す工程
図、第５図はこの発明の他の実施例による回路基
板の断面図である。 図において、１は回路基板、２，３は導電体、
４は低耐ハンダ溶融熱性部品、７はハンダ、３０
は耐ハンダ溶融熱性部品、７０はハンダペース
ト、２００は部品、P₁は部品３０の仮固定の工
程、P₂は部品２００の配置工程、Ｓはハンダペ
ーストの付着工程、F₁はハンダペースト溶融工
程、F₂は溶融ハンダ接続工程である。 なお、図中、同一符号は同一、または相当部分
を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 両面に導電体が設けられた回路基板の第一面
   の導電体にハンダペーストを付着させる工程、上
   記ハンダペースト上に部品を配置する工程、上記
   ハンダペーストを溶融して上記部品を導電体に接
   続する工程、これら工程を経て、上記部品がハン
   ダペーストを介して第一面の導電体に固着された
   回路基板の第二面に耐ハンダ溶融熱性部品を非導
   電接着剤にて仮固定するとともに第一面側に低耐
   ハンダ溶融熱性部品の本体部分を突設させて上記
   回路基板に上記低耐ハンダ溶融熱性部品を植設す
   る工程、および上記耐ハンダ溶融熱性部品と上記
   低耐ハンダ溶融熱性部品とを第二面の導電体に、
   上記第一面の導電体と部品とを固着しているハン
   ダペーストが再溶触する温度条件にて溶融ハンダ
   接続する工程とを有してなる回路基板への部品実
   装方法。