JPH09130028A

JPH09130028A - 半田印刷用マスクおよびこのマスクを用いて製作したプリント回路基板を搭載した液晶表示装置

Info

Publication number: JPH09130028A
Application number: JP28210995A
Authority: JP
Inventors: Masaru Aso; 賢麻生; Hitoshi Kawaguchi; 仁川口; Tomio Osone; 富雄大曽根; Toshio Shiga; 俊夫志賀
Original assignee: Hitachi Device Engineering Co Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Japan Display Inc
Priority date: 1995-10-30
Filing date: 1995-10-30
Publication date: 1997-05-16

Abstract

(57)【要約】【課題】半田印刷の繰り返しを無くして高品質の半田膜
を印刷することができる半田印刷用マスクとこのマスク
で形成した半田膜に半田付けした電子部品を搭載したプ
リント回路基板を実装した液晶表示装置等の電子機器を
提供する。【解決手段】液晶表示装置等の電子機器に実装するプリ
ント回路基板１の印刷配線上に電子部品１１，１２，１
３，１４のリードピンを半田付けして搭載するための半
田膜を印刷形成する半田印刷用マスク５の板厚を、前記
電子部品および当該電子部品を搭載する印刷配線の近傍
で、搭載する前記電子部品のリードピン１１ａ，１２
ａ，１３ａ，１４ａのピッチの大きさに応じて局部的に
変化させた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半田印刷用マスク
およびこれを用いて製作したプリント回路基板を組込ん
だ液晶表示装置に係り、特に半田膜の膜厚を制御して配
線間の絶縁不良や短絡不良を解消した半田印刷用マスク
およびこれを用いて製作したプリント回路基板を組込ん
だ液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置、ビデオカメラ、その他の
電子機器は、小型軽量化のニーズが強く、それに伴っ
て、その信号回路や駆動制御回路を構成する半導体部品
を始めとする電子部品の小型化と、これら電子部品を搭
載するプリント回路基板の高密度実装とコスト低減が必
要となっている。

【０００３】図１２〜図１４は液晶表示装置を構成する
プリント回路基板への面実装型の半導体部品の半田付け
の説明図である。

【０００４】プリント回路基板へのＩＣ等の面実装型の
半導体部品やその他の部品（以下、単に部品とも言う）
の半田付け方法として、従来からフロー半田方式、半田
ペーストを用いた印刷方式が知られている。

【０００５】図１２は本発明を適用するプリント回路基
板の上面図であって、１はプリント回路基板、２は基板
側位置合わせマーク、３はマスク側位置合わせマーク、
４，４Ａはマスク、１１はＡ部品、１１ａはＡ部品のリ
ードピン、１１ｂはＡ開口、１２はＢ部品、１２ａはＢ
部品のリードピン、１２ｂはＢ開口、１３はＣ部品、１
３ａはＣ部品のリードピン、１３ｂはＣ開口、１４はＤ
部品（テープキャリアパッケージ：ＴＣＰ）である。

【０００６】同図（ａ）に示したように、プリント回路
基板１に形成した印刷配線（図示せず）にＡ部品１１、
Ｂ部品１２、Ｃ部品１３を搭載し、さらにＤ部品として
ＴＣＰ１４を半田付けで搭載する場合を説明する。な
お、プリント回路基板１の隅には基板側位置合わせマー
ク２が形成されている。

【０００７】Ａ部品１１とＢ部品１２はＳＯＪ形で、プ
リント回路基板１に形成した印刷配線に半田付けするリ
ードピン１１ａ、１２ａのピッチは１．２７ｍｍ、Ｃ部
品１３はＳＯＰ形でそのリードピン１３ａのピッチは
０．８ｍｍである。なお、Ｄ部品１４のリードピンのピ
ッチは０．３５ｍｍである。

【０００８】先ず、（ｂ）に示したように、Ａ部品１１
とＢ部品１２のリードピン１１ａ、１２ａと対応した部
分にＡ開口１１ｂ、Ｂ開口１２ｂを形成し、その隅にプ
リント回路基板１に形成した基板側位置合わせマーク２
と対応する位置にマスク側位置合わせマーク３を形成し
たマスク４を載置し、両者を位置合わせ後、半田ペース
トをスキージングしてＡ開口１１ｂ、Ｂ開口１２ｂから
プリント回路基板１に半田を印刷し、これを乾燥する。

【０００９】次に、（ｃ）に示したように、Ｃ開口１３
ｂおよびマスク側位置合わせマーク３を形成したマスク
４Ａをプリント回路基板１に載置し、両者の位置を合わ
せた後、半田ペーストをスキージングしてＣ開口１３ｂ
からプリント回路基板１に半田を印刷し、これを乾燥す
る。

【００１０】さらに、図示しないが、Ｄ部品１４を半田
付けするプリント配線部に、当該Ｄ部品１４のリードピ
ンに対応する位置に開口を有するマスクを介して半田を
印刷して乾燥する。

【００１１】必要とする全ての半田を印刷したプリント
回路基板１に、それぞれＡ部品１１、Ｂ部品１２、Ｃ部
品１３、Ｄ部品１４を搭載し、加熱処理して半田付けを
行う。

【００１２】なお、半田印刷用のマスク４、４Ａは金属
材料で形成するのを好適とするが、金属材料に限らず、
硬質の樹脂等の材料を使用することができる。

【００１３】図１３は上記した従来の半田付けの作業工
程の説明図であって、１はプリント回路基板、４，４Ａ
はマスク、１５は半田ペースト、１５ａ，１５ｂ，１５
ｃは印刷された半田膜、１６はスキージーである。な
お、同図では、Ｄ部品用の半田印刷は省略してある。

【００１４】先ず、ステップ１で、プリント回路基板
（同図では、単に基板とした）１にマスク４を載置し位
置合わせする。この位置合わせはプリント回路基板に形
成した基板側位置合わせマーク２とマスク側位置合わせ
マーク３を整合させることにより行う。

【００１５】ステツプ２では、マスク４の上面に半田ペ
ースト１５を載せ、スキージー１６を押し付け移動して
マスク４に形成したＡ開口とＢ開口から半田ペーストを
プリント回路基板１に形成されている配線のＡ部品とＢ
部品の半田付け部に半田膜１５ａと１５ｂを印刷塗布す
る。

【００１６】ステップ３では、プリント回路基板１から
マスク４を取り去り、印刷された半田膜１５ａと１５ｂ
を乾燥する。

【００１７】次に、ステツプ４で、プリント回路基板１
に別のマスク４Ａを載置して前記と同様に位置合わせす
る。

【００１８】ステツプ５で、マスク４Ａ上に半田ペース
ト１５を載せ、スキージー１６を押し付け移動してマス
ク４Ａに形成したＣ開口から半田ペーストをプリント回
路基板１に形成されている配線のＣ部品の半田付け部に
半田膜１５ｃを印刷塗布する。

【００１９】ステップ６では、プリント回路基板１から
マスク４Ａを取り去り、印刷された半田膜１５ｃを乾燥
する。

【００２０】ステップ７の次工程作業では、乾燥した半
田膜１５ａ，１５ｂ，１５ｃを有するプリント回路基板
１にＡ部品、Ｂ部品、Ｃ部品を搭載し、加熱処理して、
それぞれのリードピンをプリント回路基板１の対応配線
に半田付け固定する。

【００２１】このように、電子部品の半田付け密度、す
なわち電子部品のリードピンのピッチの大きさに応じた
開口を形成したマスクを用いて半田ペーストを繰り返し
印刷する。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】近年は、電子機器のニ
ーズに対応した電子部品も多様化しており、以下に例示
するプラスチックモールド部品に代表されるように、そ
のリードピンの形状、配置も様々な形態を有している。

【００２３】図１４、図１５はプラスチックモールドし
た各種の電子部品の形状とそのリードピンの配置例の説
明図である。

【００２４】図１４において、（ａ−１）はＤＩＰ形Ｉ
Ｃの上面図、（ａ−２）は（ａ−１）を矢印方向から見
た側面図であって、１７はＩＣ本体、１７ａはリードピ
ンである。

【００２５】また、（ｂ−１）はＳＯＰ形ＩＣの上面
図、（ｂ−２）は（ｂ−１）を矢印方向から見た側面図
であって、１８はＩＣ本体、１８ａはリードピンであ
る。

【００２６】そして、（ｃ−１）はＱＦＰ形ＩＣの上面
図、（ｃ−２）は（ｃ−１）を矢印方向から見た側面図
であって、１９はＩＣ本体、１９ａはリードピンであ
る。

【００２７】図１５において、（ｄ−１）はＰＬＣＣ形
ＩＣの上面図、（ｄ−２）は（ｄ−１）を矢印方向から
見た側面図であって、２０はＩＣ本体、２０ａはリード
ピンである。

【００２８】また、（ｅ−１）はＢＧＡ形ＩＣ（類似品
として、ＰＧＡ形ＩＣあり）の上面図、（ｅ−２）は
（ｅ−１）を矢印方向から見た側面図、（ｅ−３）は
（ｅ−２）を矢印方向から見た下面図であって、２１は
ＩＣ本体、２１ａはリードピンである。

【００２９】電子部品の高密度実装に伴う小型化に合わ
せて、そのリードピン数が増加し、そのピッチが小さく
なっている。

【００３０】図１６はプラスチックモールドのリードピ
ン形状とその平行度の説明図であって、（ａ−１）はＳ
ＯＰ形ＩＣの部分上面図、（ａ−２）は（ａ−１）の矢
印方向から見た側面図、（ｂ−１）はＳＯＪ形ＩＣの部
分上面図、（ｂ−２）は（ｂ−１）の矢印方向から見た
側面図である。なお、２２はＳＯＪ形ＩＣの本体、２２
ａはそのリードピンである。

【００３１】同図（ａ−２）に示したように、ＳＯＰ形
ＩＣの各リードピン１８ａの先端屈曲部は本体１８の平
面に対して０〜１０°の範囲（すなわち、平行度が０．
１０）にあり、また（ｂ−２）に示したように、ＳＯＪ
形ＩＣの各リードピン２２ａの先端湾曲部は本体２２の
平面に対して０．１５程度の誤差（すなわち、平行度が
０．１５）がある。

【００３２】このような各リードピンの平行度が電子部
品によって異なり、この平行度の相違が半田付けの信頼
度に大きく影響するため、半田膜の厚さを電子部品に対
応させて制御する必要がある。

【００３３】図１７はプリント回路基板と半田膜の厚さ
および電子部品のリードピン間の平行度の関係を説明す
る模式図であって、（ａ）は部分平面図、（ｂ）はその
断面図である。

【００３４】同図において、１はプリント回路基板、１
ａは配線パターン、１５ａ，１５ａ’は半田膜、２３は
電子部品、２３ａは半田付け部のリードピン、２４はリ
ードピンの平行度が低下した部分、２５は必要な半田膜
の厚さを示す。

【００３５】（ａ）に示したように、プリント回路基板
１の表面に配線パターン１ａが形成されており、リード
ピン２３ａの平行度が良好であれば上記配線パターン１
ａの上に半田膜１５ａを塗布して電子部品２３を半田付
けすることができる。

【００３６】しかし、（ｂ）に示したようにリードピン
の平行度が低下した部分２４では、当該リードピンと半
田膜１５ａとが離れてしまい、半田付けされないことに
なる。

【００３７】そのため、必要とする半田膜の厚さ２５は
半田膜１５ａに半田膜１５ａ’を足したものとしなけれ
ばならない。

【００３８】また、半田膜の厚さは電子部品のリードピ
ンの密度、すなわちリードピンのピッチに応じて制御す
る必要がある。

【００３９】図１８はリードピンのピッチが異なる電子
部品の半田付けにおけるリードピンのピッチと半田膜の
厚みとの関係を説明する模式図であって、電子部品とし
てフラットパッケージを例として示す。

【００４０】同図において、（ａ−１）はリードピンの
ピッチが例えば１．２７ｍｍの電子部品を半田付けする
プリント回路基板の部分上面図、（ｂ−１）はリードピ
ンのピッチが例えば０．８ｍｍの電子部品を半田付けす
るプリント回路基板の部分上面図、また、（ａ−２）は
（ａ−１）の半田付け前の断面図、（ａ−３）は（ａ−
１）の半田付け後の断面図、（ｂ−２）は（ｂ−１）の
半田付け前の断面図、（ｂ−３）は（ｂ−１）の半田付
け後の断面図である。

【００４１】（ａ−１）と（ｂ−１）に示したように、
プリント回路基板１に形成した配線パターン１ａの上に
マスクを用いた印刷で半田膜１５ａを塗布し、それぞれ
リードピン２３ａ，２３ａ’のピッチが異なる電子部品
２３、２３’を搭載して加熱することで半田付けする。
（ａ−２）と（ｂ−２）は電子部品を搭載し、半田付け
する前の状態を示している。

【００４２】（ａ−３）と（ｂ−３）に示したように、
電子部品を搭載した後、加熱してそれらのリードピン２
３ａ，２３ａ’を配線パターン１ａ，１ａ’に半田付け
した時、リードピンのピッチが１．２７ｍｍと大きい電
子部品２３では半田１５ａが配線パターン間に垂れても
隣接する配線パターン間が短絡することはない、しか
し、リードピンのピッチが０．８ｍｍと小さい電子部品
２３’では、部分２６に示したように半田１５ａ’が配
線パターン間に垂れて隣接する配線パターン間が短絡し
てしまうという問題があった。

【００４３】上記したリードピンの平行度による半田膜
の厚さ制御や、リードピンのピッチの精細化による配線
パターン間の短絡の問題を解決するために、前記図５、
図６で説明したマスクの板厚を電子部品のリードピンの
ピッチに応じて使い分ける方向が採用されている。

【００４４】しかし、電子部品の多様化、プリント回路
基板の多品種化に伴い、電子部品の種類ごとに多種類の
半田印刷用のマスクを使い分けることはコスト高にな
り、また半田印刷の繰り返しで品質が劣化するという問
題があった。

【００４５】本発明の第１の目的は、上記従来技術の諸
問題を解消し、半田印刷の繰り返しを無くして高品質の
半田膜を印刷することができる半田印刷用マスクを提供
することにある。

【００４６】また、本発明の第２の目的は、上記マスク
を用いて製作したプリント回路基板を搭載した液晶表示
装置を提供することにある。

【００４７】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために、請求項１に記載の第１の発明は、プリント回
路基板の印刷配線上に電子部品のリードピンを半田付け
して搭載するための半田膜を印刷形成する半田印刷用マ
スクにおいて、前記半田印刷用マスクの板厚を、前記電
子部品および当該電子部品を搭載する印刷配線の近傍
で、搭載する前記電子部品のリードピンのピッチの大き
さに応じて局部的に変化させてなることを特徴とする。

【００４８】また、上記第１の目的を達成するために、
請求項２に記載の第２の発明は、前記プリント基板の局
部的な板厚の変化が、前記電子部品のリードピンのピッ
チが大きい部分では厚く、小さい部分では薄くしたこと
を特徴とする。

【００４９】そして、上記第２の目的を達成するため
に、請求項３に記載の第３の発明は、一方の透明基板に
少なくともカラーフィルタ、共通透明電極、配向膜を形
成し、他方の透明基板に画素選択用透明電極、配向膜を
少なくとも形成した一対の透明基板の間に液晶層を挟持
してなる液晶セルと、前記液晶セルの前記一対の透明電
極の周縁に前記液晶セルの画素を駆動するための駆動信
号を印加する１または複数の電子部品を搭載したプリン
ト回路基板とを少なくとも有する液晶表示装置におい
て、前記プリント回路基板が、その印刷配線に搭載する
前記電子部品およびそれを半田付けする印刷配線の近傍
で、前記搭載する電子部品のリードピンのピッチの大き
さに応じて局部的に板厚を変えた半田印刷用マスクを用
いて形成した半田膜で半田付けしてなることを特徴とす
る。

【００５０】

【発明の実施の形態】図１は本発明による半田印刷用マ
スクを説明する模式図であって、（ａ）はプリント回路
基板、（ｂ）は半田印刷用マスク、（ｃ）は（ｂ）の側
面図、（ｄ）は（ｂ）のａ部の拡大平面図とそのＡ−
Ａ’断面図、（ｅ）は（ｂ）のｂ部の拡大平面図とその
Ｂ−Ｂ’断面図である。

【００５１】同図において、前記図１２と同様に、１は
プリント回路基板、２は基板側位置合わせマーク、３は
マスク側位置合わせマーク、５はマスク、１１はＡ部
品、１１ａはＡ部品のリードピン、１１ｂはＡ開口、１
２はＢ部品、１２ａはＢ部品のリードピン、１２ｂはＢ
開口、１３はＣ部品、１３ａはＣ部品のリードピン、１
３ｂはＣ開口、１４はＤ部品（テープキャリアパッケー
ジ：ＴＣＰ）である。

【００５２】同図（ａ）に示したように、プリント回路
基板１に形成した印刷配線（図示せず）にＡ部品１１、
Ｂ部品１２、Ｃ部品１３を搭載し、さらにＤ部品として
ＴＣＰ１４を半田付けで搭載する場合を説明する。な
お、プリント回路基板１の隅には基板側位置合わせマー
ク２が形成されている。

【００５３】Ａ部品１１とＢ部品１２はＳＯＪ形で、プ
リント回路基板１に形成した印刷配線に半田付けするリ
ードピン１１ａ、１２ａのピッチは１．２７ｍｍ、Ｃ部
品１３はＳＯＰ形でそのリードピン１３ａのピッチは
０．８ｍｍである。なお、Ｄ部品１４のリードピンのピ
ッチは０．３５ｍｍである。

【００５４】半田印刷用のマスク５は、（ｂ）に示した
ように、Ａ部品１１とＢ部品１２のリードピン１１ａ、
１２ａと対応した部分にＡ開口１１ｂ、Ｂ開口１２ｂを
形成し、その隅にプリント回路基板１に形成した基板側
位置合わせマーク２と対応する位置にマスク側位置合わ
せマーク３を形成してある。

【００５５】このマスク５は、（ｃ）の側面図に示した
ように、板厚が０．１５ｍｍで、リードピンのピッチが
大きいＡ部品とＢ部品のリードピンが半田付けされるプ
リント回路基板上の印刷配線に対応したＡ開口１１ｂ、
Ｂ開口１２ｂの形成部分（ｂ部分）はマスク５の板厚の
ままであるが、リードピンのピッチが小さいＣ部品のリ
ードピンが半田付けされるプリント回路基板上の印刷配
線に対応したＣ開口１３ｂの形成部分（ａ部分）の板厚
は薄くなっている。

【００５６】（ｄ）に示したように、リードピンのピッ
チが小さい（配置密度も高い）ａ部分のマスク板厚は
０．１ｍｍと薄くなっているが、（ｅ）に示したよう
に、リードピンのピッチが大きい（配置密度も低い）ｂ
部分のマスク板厚はそのままである。

【００５７】このマスク５をプリント回路基板１に重ね
合わせ、基板側位置合わせマーク２とマスク側位置合わ
せマーク３を整合させた後、半田ペーストをスキージン
グしてＡ開口１１ｂ、Ｂ開口１２ｂおよびＣ開口１３ｂ
からプリント回路基板１に半田を印刷し、これを乾燥す
る。

【００５８】印刷された半田膜の厚さ（したがって、そ
の量）はマスクに形成した開口部の厚さに応じたものと
なり、リードピンのピッチが大きい部分には厚く（０．
１５ｍｍ厚に）、リードピンのピッチが小さい部分には
薄く（０．１ｍｍ厚に）印刷されることになる。

【００５９】このように、本発明のマスクを用いること
で、一枚のマスクでリードピンのピッチが異なる電子部
品用の半田膜を印刷することができる。なお、Ｄ部品に
ついても同様であり、説明は省略する。

【００６０】したがって、電子部品を半田付けしたとき
の前記した従来技術のような隣接配線パターン間の短絡
が防止でき、かつマスクの枚数を一枚としたことで、工
程数も削減でき、全体として著しいコストダウンが得ら
れる。

【００６１】図２は本発明による半田印刷用のマスクを
用いた電子部品の半田付け作業工程の説明図であって、
１はプリント回路基板、５はマスク、１１はＡ部品、１
２はＢ部品、ＣはＣ部品、１５は半田ペースト、１５
ａ，１５ｂ，１５ｃは印刷された半田膜、１６はスキー
ジーである。なお、同図では、Ｄ部品用の半田印刷は省
略してある。

【００６２】先ず、ステップ１で、プリント回路基板
（同図では、単に基板とした）１にマスク５を載置し位
置合わせする。この位置合わせはプリント回路基板に形
成した基板側位置合わせマーク２とマスク側位置合わせ
マーク３を整合させることにより行う。

【００６３】ステツプ２では、マスク５の上面に半田ペ
ースト１５を載せ、スキージー１６を押し付け移動す
る。

【００６４】ステップ３では、マスク５を取り去ること
で、当該マスク５に形成したＡ開口、Ｂ開口およびＣ開
口から半田ペーストをプリント回路基板１に形成されて
いる配線のＡ部品とＢ部品およびＣ部品の半田付け部に
半田膜１５ａ、１５ｂ、１５ｃが印刷される。

【００６５】ステップ４では、プリント回路基板１の所
定部分に印刷された半田膜１５ａ、１５ｂ、１５ｃに所
定の電子部品（Ａ部品１１、Ｂ部品１２、Ｃ部品１３）
を搭載する。

【００６６】そして、ステップ５で、加熱処理して、そ
れぞれの電子部品のリードピンをプリント回路基板１の
対応配線に半田付け固定する。

【００６７】なお、図示しないが、Ｄ部品１４について
も同様である。

【００６８】図３は面実装型の電子部品の半田けするリ
ードピンのピッチと半田印刷用のマスクの板厚およびリ
ードピンの間隔の代表例の説明図であって、横軸にリー
ドピンのピッチ（ｍｍ）を、縦軸にマスクの板厚（●）
（ｍｍ）およびリードピンのピン間隔（〇）（ｍｍ）を
取って示す。

【００６９】電子部品の高集積化で、プリント回路基板
に形成した配線パターンに半田付けするリードピンの数
が増加し、その間隔同図の破線のグラフで示したように
小さくなっている。また、その形状も前記図１４〜１６
で説明したように多様化している。

【００７０】これに応じて、前記したリードピン間の短
絡を防止するための半田量を決める半田印刷用マスクの
板厚も薄くする必要がある。

【００７１】なお、半田印刷用のマスク５は金属材料で
形成するのを好適とするが、金属材料に限らず、硬質の
樹脂等の材料を使用することができる。

【００７２】このように、一枚のマスクで使用する電子
部品の精度に応じた前記マスクの板厚を変えることでリ
ードピン間の短絡や接続不良を無くし、作業工程を簡素
化でき、低コストで高品質のプリント回路基板が得られ
る。

【００７３】このように、半導体部品等の面実装の電子
部品をプリント回路基板に印刷方法で半田付けする条件
として、半田膜の厚さを当該電子部品の精度（リードピ
ンの間隔、平行度、ピッチ等）に対応した半田量（膜
厚、印刷幅）に制御することで、高品質、高信頼度の半
田付けが可能となる。

【００７４】この半田量は、印刷時に使用するマスクの
板厚を、電子部品単位、プリント回路基板の配線パター
ン単位の精度に適合させて局部的に変える。

【００７５】このプリント回路基板を用いることによ
り、高性能の液晶表面装置、その他の電子機器を得るこ
とができる。

【００７６】

【実施例】以下、本発明の実施例につき、図面を参照し
て詳細に説明する。

【００７７】図４は本発明による半田印刷用のマスクの
１実施例の説明図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は
側面図、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ’部分断面図、（ｄ）
は（ａ）のＢ−Ｂ’部分断面図、（ｅ）は（ａ）のＣ−
Ｃ’部分断面図である。

【００７８】同図において、６はマスク、３１は第１部
品、３２は第２部品、３３は第３部品であって、第１部
品３１のリードピンのピッチは０．４ｍｍ、第２部品３
２のリードピンのピッチは０．８ｍｍ、第３部品３３の
リードピンのピッチは１．２７ｍｍである。

【００７９】本実施例のマスク６は、印刷対象のプリン
ト回路基板が（ａ）に示した第３部品３３と同類の電子
部品３３を搭載数が多い場合についての事例である。

【００８０】マスク６の主要部の板厚は（ｂ）に示した
ように０．１５ｍｍで、第１部品３１の部分の板厚は
（ｃ）に示したように０．０７５ｍｍ、第２部品３２の
部分の板厚は（ｄ）に示したように０．１０ｍｍ、そし
て第３部品３３の搭載部分の板厚は主要部と同じ０．１
５ｍｍである。

【００８１】このように、本実施例によれば、半田印刷
用のマスクを、搭載数の多い電子部品のリードピンのピ
ッチに対応した板厚とし、それより小さいピッチの電子
部品に対してはマスク板厚を薄くすることで搭載する全
ての電子部品用の半田膜を１枚のマスクで印刷できる。

【００８２】図５は本発明による半田印刷用のマスクの
他の実施例の説明図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）
は側面図、（ｃ）は（ａ）のＤ−Ｄ’部分断面図であ
る。

【００８３】同図において、７はマスク、７’は補助マ
スク板、３４は第１部品、３５は第２部品、３６は第３
部品、３７は第４部品であって、第１部品３４、第２部
品３５、第３部品３６はリードピンのピッチが０．４ｍ
ｍ、第４部品３７のリードピンのピッチが１．２７ｍｍ
で、この第４部品３７の搭載数が少ない場合のプリント
回路基板に適用するマスクである。

【００８４】本実施例では、マスク７の板厚を０．０７
５ｍｍとし、搭載部品の少ない第４部品３７に対応した
半田印刷開口部分では、マスク７に０．０７５ｍｍ厚の
補助マスク板７’を重ねて板厚を０．１５と大きくして
いる。

【００８５】なお、補助マスク板７’に代えてマスク７
自体の該当部分の板厚を盛り上げた構造としてもよい。

【００８６】本実施例によれば、半田印刷用のマスク
を、搭載数の多い電子部品のリードピンのピッチに対応
した板厚とし、それより大きいピッチの電子部品に対し
てはマスク板厚を厚くすることで搭載する全ての電子部
品用の半田膜を１枚のマスクで印刷できる。

【００８７】次に、上記したマスクを用いて半田付けし
たプリント回路基板を実装した電子機器の一例としての
アクティブ・マスク方式の液晶表示装置を説明する。

【００８８】アクティブ・マトリクス方式の液晶表示装
置は、マトリクス状に配列された複数の画素電極のそれ
ぞれに対応して非線形素子（スイッチング素子）を設け
たものである。各画素における液晶は理論的には常時駆
動（デューティ比 1.0）されているので、時分割駆動方
式を採用している、いわゆる単純マトリクス方式と比べ
てアクティブ方式はコントラストが良く、特にカラー液
晶表示装置では欠かせない技術となりつつある。スイッ
チング素子として代表的なものとしては薄膜トランジス
タ（ＴＦＴ）がある。

【００８９】なお、薄膜トランジスタを使用したアクテ
ィブ・マトリクス方式の液晶表示装置は、例えば特開昭
６３−３０９９２１号公報や、「冗長構成を採用した1
2.5型アクティブ・マトリクス方式カラー液晶ディスプ
レイ」、日経エレクトロニクス、頁193〜210、1986年12
月15日、日経マグロウヒル社発行、で知られている。

【００９０】図６は本発明による半田印刷用マスクを用
いたプリント回路基板を実装した液晶表示装置を構成す
るＴＦＴ型液晶表示モジュールの構造例を説明する展開
斜視図である。

【００９１】同図において、ＭＤＬは液晶表示モジュー
ル、ＳＨＤは上フレームである金属製のシールドケー
ス、ＷＤは液晶表示モジュールの有効画面を画定する表
示窓、ＰＮＬは液晶表示素子からなる液晶パネル、ＰＣ
Ｂ１はドレイン側プリント回路基板、ＰＣＢ２はゲート
側プリント回路基板、ＰＣＢ３はインターフェースプリ
ント回路基板、ＰＲＳはプリズムシート、ＳＰＳは拡散
シート、ＧＬＢは導光体、ＲＦＳは反射シート、ＢＬは
バックライト、ＬＰはバックライトＢＬのランプを構成
する冷陰極蛍光灯、ＬＳは反射シート、ＧＣはゴムブッ
シュ、ＬＰＣはランプケーブル、ＭＣＡは導光体ＧＬＢ
を設置する開口ＭＯを有する下側ケース、ＪＮ１，ＪＮ
２，ＪＮ３はプリント回路基板の間を接続するジョイ
ナ、ＴＣＰ１，ＴＣＰ２はテープキャリアパッケージ、
ＩＮＳ１，ＩＮＳ２，ＩＮＳ３は絶縁シート、ＧＣはゴ
ムクッション、ＢＡＴは両面粘着テープ、ＩＬＳは遮光
スペーサである。

【００９２】上記の各構成材は、金属製のシールドケー
スＳＨＤと下側ケースＭＣＡの間に積層されて挟持固定
されて液晶表示モジュールＭＤＬを構成する。

【００９３】液晶パネルＰＮＬの周辺に各種のプリント
回路基板を取り付けて画像表示のための駆動がなされ
る。このプリント回路基板へのＩＣ等の電子部品の半田
付けのための半田膜の印刷に前記した本発明によるマス
クを用いている。

【００９４】また、液晶パネルＰＮＬの裏面には導光体
ＧＬＢに各種の光学シートを積層してなるバックライト
ＢＬが設置され、液晶表示パネルＰＮＬに形成された画
像を照明して表示窓ＷＤに表示する。

【００９５】図７は本発明による液晶表示モジュールの
表示マトリクス部の等価回路とその周辺回路の結線図を
示す。同図は回路図ではあるが、実際の幾何学的配置に
対応して描かれている。ＡＲは複数の画素を二次元状に
配列したマトリクス・アレイである。

【００９６】図中、Ｘは映像信号線ＤＬを意味し、添字
Ｇ、ＢおよびＲがそれぞれ緑、青および赤画素に対応し
て付加されている。Ｙは走査信号線ＧＬを意味し、添字
１，２，３，…，end は走査タイミングの順序に従って
付加されている。

【００９７】映像信号線Ｘ（添字省略）は交互に上側
（または奇数）映像信号駆動回路Ｈｅ、下側（または偶
数）映像信号駆動回路Ｈｏに接続されている。

【００９８】走査信号線Ｙ（添字省略）は垂直走査回路
Ｖに接続されている。

【００９９】ＳＵＰは１つの電圧源から複数の分圧した
安定化された電圧源を得るための電源回路やホスト（上
位演算処理装置）からのＣＲＴ（陰極線管）用の情報を
ＴＦＴ液晶表示装置用の情報に交換する回路を含む回路
である。

【０１００】保持容量素子Ｃadd は、薄膜トランジスタ
ＴＦＴがスイッチングするとき、中点電位（画素電極電
位）Ｖlcに対するゲート電位変化ΔＶg の影響を低減す
るように働く。この様子を式で表すと、次のようにな
る。

【０１０１】 ΔＶlc＝｛Ｃgs/(Ｃgs+ Ｃadd+Ｃpix)｝×ΔＶg ここで、Ｃgsは薄膜トランジスタＴＦＴのゲート電極Ｇ
Ｔとソース電極ＳＤ１との間に形成される寄生容量、Ｃ
pix は透明画素電極ＩＴＯ１（ＰＩＸ）と共通透明画素
電極ＩＴＯ２（ＣＯＭ）との間に形成される容量、ΔＶ
lcはΔＶg による画素電極電位の変化分を表わす。

【０１０２】この変化分ΔＶlcは液晶ＬＣに加わる直流
成分の原因となるが、保持容量Ｃadd を大きくすればす
る程、その値を小さくすることができる。また、保持容
量素子Ｃadd は放電時間を長くする作用もあり、薄膜ト
ランジスタＴＦＴがオフした後の映像情報を長く蓄積す
る。液晶ＬＣに印加される直流成分の低減は、液晶ＬＣ
の寿命を向上し、液晶表示画面の切り替え時に前の画像
が残るいわゆる焼き付きを低減することができる。

【０１０３】前述したように、ゲート電極ＧＴはｉ型半
導体層ＡＳを完全に覆うよう大きくされている分、ソー
ス電極ＳＤ１、ドレイン電極ＳＤ２とのオーバラップ面
積が増え、従って寄生容量Ｃgsが大きくなり、中点電位
Ｖlcはゲート（走査）信号Ｖgの影響を受け易くなると
いう逆効果が生じる。しかし、保持容量素子Ｃadd を設
けることによりこのデメリットも解消することができ
る。

【０１０４】保持容量素子Ｃadd の保持容量は、画素の
書込特性から、液晶容量Ｃpix に対して４〜８倍（４・
Ｃpix ＜Ｃadd ＜８・Ｃpix ）、寄生容量Ｃgsに対して
８〜３２倍（８・Ｃgs＜Ｃadd ＜３２・Ｃgs）程度の値
に設定する。

【０１０５】保持容量電極線としてのみ使用される初段
の走査信号線ＧＬ（Ｙ_O）は共通透明画素電極ＩＴＯ２
（Ｖcom ）と同じ電位にする。

【０１０６】図８は表示パネルに映像信号駆動回路用プ
リント回路基板と垂直走査回路用プリント回路基板を接
続した状態を示す上面図である。

【０１０７】ＣＨＩは表示パネルＰＮＬを駆動させる駆
動ＩＣチップ（下側の３個は垂直走査回路側の駆動ＩＣ
チップ、左右の６個ずつは映像信号駆動回路側の駆動Ｉ
Ｃチップ）である。

【０１０８】また、図９は駆動回路を構成するＩＣチッ
プをプリント回路基板に搭載したテープキャリアパッケ
ージの断面図、図１０はテープキャリアパッケージを液
晶表示パネルの映像信号回路用端子に接続した状態を示
す要部断面図である。

【０１０９】図８において、ＴＣＰは図９、図１０に示
したように駆動用ＩＣチップＣＨＩがテープ・オートメ
イティド・ボンディング法（ＴＡＢ）により実装された
テープキャリアパッケージ、ＰＣＢ１は上記ＴＣＰやコ
ンデンサＣＤＳ等が実装された駆動回路用のプリント回
路基板で、３つに分割されている。

【０１１０】ＦＧＰはフレームグランドパッドであり、
シールドケースＳＨＤに切り込んで設けられたバネ状の
破片ＦＧが半田付けされる。ＦＣは下側の駆動回路基板
ＰＣＢ１と左側の駆動回路基板ＰＣＢ１および下側の駆
動回路基板ＰＣＢ１と右側の駆動回路基板ＰＣＢ１とを
電気的に接続するフラットケーブルである。

【０１１１】フラットケーブルＦＣとしては、複数のリ
ード線（りん青銅の素材にＳｎ鍍金を施したもの）をス
トライプ状のポリエチレン層とポリビニルアルコール層
とでサンドイッチして支持したものを使用する。

【０１１２】図９において、走査信号駆動回路Ｖや映像
信号駆動回路Ｈｅ，Ｈｏを構成する集積回路チップＣＨ
Ｉは、フレキシブルなプリント回路基板に搭載されたテ
ープキャリアパッケージＴＣＰに搭載されている。

【０１１３】図１０に示したように、テープキャリアパ
ッケージＴＣＰは液晶表示パネルＰＮＬの映像信号回路
用端子ＤＴＭに接続されている。

【０１１４】ＴＴＢは集積回路ＣＨＩの入力端子・配線
部、ＴＴＭは集積回路ＣＨＩの出力端子・配線部であ
り、例えばＣｕから成り、それぞれの内側の先端部（通
称インナーリード）には集積回路ＣＨＩの配線パターン
の半田パッド（ボンディングパッド）ＰＡＤがいわゆる
フェースダウンボンディング法により接続されている。
端子ＴＴＢ，ＴＴＭの外側の先端部（通称アウターリー
ド）はそれぞれ半導体集積回路チップＣＨＩの入力及び
出力に対応し、半田付け等によりＣＲＴ／ＴＦＴ変換回
路・電源回路ＳＵＰに、異方性導電膜ＡＣＦによって液
晶表示パネルＰＮＬに接続される。

【０１１５】ＴＣＰは、その先端部がパネルＰＮＬ側の
接続端子ＤＴＭを露出した保護膜ＰＳＶ１を覆うように
パネルに接続されており、従って、外部接続端子ＤＴＭ
（ＧＴＭ）は保護膜ＰＳＶ１かパッケージＴＣＰの少な
くとも一方で覆われるので電触に対して強くなる。

【０１１６】ＢＦ１はポリイミド等からなるベースフィ
ルムであり、ＳＲＳは半田付けの際半田が余計なところ
へつかないようにマスクするためのソルダレジスト膜で
ある。シールパターンＳＬの外側の上下ガラス基板の隙
間は洗浄後エポキシ樹脂ＥＰＸ等により保護され、パッ
ケージＴＣＰと上側基板ＳＵＢ２の間には更にシリコー
ン樹脂ＳＩＬが充填され保護が多重化されている。

【０１１７】図１１は駆動回路用のプリント回路基板Ｐ
ＣＢ１と電源用のプリント回路基板ＰＣＢ２との接続状
態を説明する上面図である。

【０１１８】中間フレームＭＦＲに保持・収納される液
晶表示部ＬＣＤの駆動用のプリント回路基板ＰＣＢ２は
Ｌ字形をしており、ＩＣ、コンデンサ、抵抗等の電子部
品が搭載されている。

【０１１９】この駆動回路用のプリント回路基板ＰＣＢ
２には、１つの電圧源から複数の分圧した安定化された
電圧源を得るための電源回路や、ホスト（上位演算処理
装置）からのＣＲＴ（陰極線管）用の情報をＴＦＴ液晶
表示装置用の情報に変換する回路を含む回路ＳＵＰが搭
載されている。

【０１２０】また、ＣＪは外部と接続される図示しない
コネクタが接続されるコネクタ接続部である。

【０１２１】駆動回路用のプリント回路基板ＰＣＢ２と
インバータ回路用のプリント回路基板ＰＣＢ３とはバッ
クライトケーブルにより中間フレームＭＦＲに設けたコ
ネクタ穴を介して電気的に接続される。

【０１２２】駆動回路用のプリント回路基板ＰＣＢ１と
駆動回路用のプリント回路基板ＰＣＢ２とは折り曲げ可
能なフラットケーブルＦＣにより電気的に接続されてお
り、組立て時に、駆動回路用のプリント回路基板ＰＣＢ
２はフラットケーブルＦＣを180 °折り曲げることによ
り駆動回路用のプリント回路基板ＰＣＢ１の裏側に重ね
られる。

【０１２３】このように、本発明の液晶表示装置は、そ
のプリント回路基板に搭載される各種の電子部品の信頼
性が高く、低コストで長寿命の高品質の画像表示が可能
である。

【０１２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
リードピンのピッチ、その面積が異なる複数の電子部品
を搭載するプリント回路基板に形成した配線パターンに
半田膜を印刷するための印刷用マスクを一枚とすること
で作業工程が簡素化され、半田印刷工程での半田品質の
劣化が防止されると共に、隣接リードピン間の短絡の発
生も阻止して高精度の半田付けが可能となる。

【０１２５】また、上記本発明による半田印刷用のマス
クを用いて電子部品を半田付けして搭載したプリント回
路基板を実装することで、液晶表示装置、その他の精密
電子機器の品質、性能を向上させ、低コストかつ長寿命
化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による半田印刷用マスクを説明する模式
図である。

【図２】本発明による半田印刷用のマスクを用いた電子
部品の半田付け作業工程の説明図である。

【図３】面実装型の電子部品の半田けするリードピンの
ピッチと半田印刷用のマスクの板厚およびリードピンの
間隔の代表例の説明図である。

【図４】本発明による半田印刷用のマスクの１実施例の
説明図である。

【図５】本発明による半田印刷用のマスクの他の実施例
の説明図である。

【図６】本発明による半田印刷用マスクを用いたプリン
ト回路基板を実装した液晶表示装置を構成するＴＦＴ型
液晶表示モジュールの構造例を説明する展開斜視図であ
る。

【図７】本発明による液晶表示モジュールの表示マトリ
クス部の等価回路とその周辺回路の結線図を示す。

【図８】表示パネルに映像信号駆動回路用プリント回路
基板と垂直走査回路用プリント回路基板を接続した状態
を示す上面図である。

【図９】駆動回路を構成するＩＣチップをプリント回路
基板に搭載したテープキャリアパッケージの断面図であ
る。

【図１０】テープキャリアパッケージを液晶表示パネル
の映像信号回路用端子に接続した状態を示す要部断面図
である。

【図１１】駆動回路用のプリント回路基板ＰＣＢ１と電
源用のプリント回路基板ＰＣＢ２との接続状態を説明す
る上面図である。

【図１２】本発明を適用するプリント回路基板の上面図
である。

【図１３】従来の半田付けの作業工程の説明図である。

【図１４】プラスチックモールドした各種の電子部品の
形状とそのリードピンの配置例の説明図である。

【図１５】プラスチックモールドした各種の電子部品の
形状とそのリードピンの他の配置例の説明図である。

【図１６】プラスチックモールドのリードピン形状とそ
の平行度の説明図である。

【図１７】プリント回路基板と半田膜の厚さおよび電子
部品のリードピン間の平行度の関係を説明する模式図で
ある。

【図１８】リードピンのピッチが異なる電子部品の半田
付けにおけるリードピンのピッチと半田膜の厚みとの関
係を説明する模式図である。

【符号の説明】

１プリント回路基板２基板側位置合わせマーク３マスク側位置合わせマーク４，４Ａ，５，６，７半田印刷用のマスク７’ 補助マスク板１１Ａ部品１１ａＡ部品のリードピン１１ｂＡ開口１２Ｂ部品１２ａＢ部品のリードピン１２ｂＢ開口１３Ｃ部品１３ａＣ部品のリードピン１３ｂＣ開口１４Ｄ部品（テープキャリアパッケージ：ＴＣＰ）、１５半田ペースト１５ａ，１５ｂ，１５ｃ印刷された半田膜１６スキージー３１，３４第１部品３２，３５第２部品３３，３６第３部品３７第４部品ＭＤＬ液晶表示モジュールＳＨＤ上フレームである金属製のシールドケースＷＤ液晶表示モジュールの有効画面を画定する表示窓ＰＮＬ液晶表示素子からなる液晶パネル（または。液
晶表示パネル）ＰＣＢ１ドレイン側プリント回路基板ＰＣＢ２ゲート側プリント回路基板ＰＣＢ３インターフェースプリント回路基板ＰＲＳプリズムシートＳＰＳ拡散シートＧＬＢ導光体ＲＦＳ反射シートＢＬバックライトＬＰバックライトＢＬのランプを構成する冷陰極蛍光
灯ＬＳ反射シートＧＣゴムブッシュＬＰＣランプケーブルＭＣＡ導光体ＧＬＢを設置する開口ＭＯを有する下側
ケースＪＮ１，ＪＮ２，ＪＮ３プリント回路基板の間を接続
するジョイナＴＣＰ１，ＴＣＰ２テープキャリアパッケージＩＮＳ１，ＩＮＳ２，ＩＮＳ３絶縁シートＧＣゴムクッションＢＡＴ両面粘着テープＩＬＳ遮光スペーサＳＵＢ１，ＳＵＢ２透明ガラス基板ＧＬ走査信号線ＤＬ映像信号線ＰＳＶ１，ＰＳＶ２保護膜ＢＭ遮光膜ＬＣ液晶ｇ、ｄ導電膜Ｃadd 保持容量素子ＧＴＭゲート端子ＤＴＭドレイン端子。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大曽根富雄千葉県茂原市早野3681番地日立デバイスエンジニアリング株式会社内 (72)発明者志賀俊夫千葉県茂原市早野3681番地日立デバイスエンジニアリング株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プリント回路基板の印刷配線上に電子部品
のリードピンを半田付けして搭載するための半田膜を印
刷形成する半田印刷用マスクにおいて、前記半田印刷用マスクの板厚を、前記電子部品および当
該電子部品を搭載する印刷配線の近傍で、搭載する前記
電子部品のリードピンのピッチの大きさに応じて局部的
に変化させてなることを特徴とする半田印刷用マスク。
【請求項２】請求項１において、前記プリント基板の局
部的な板厚の変化が、前記電子部品のリードピンのピッ
チが大きい部分では厚く、小さい部分では薄くしたこと
を特徴とする半田印刷用マスク。
【請求項３】一方の透明基板に少なくともカラーフィル
タ、共通透明電極、配向膜を形成し、他方の透明基板に
画素選択用透明電極、配向膜を少なくとも形成した一対
の透明基板の間に液晶層を挟持してなる液晶セルと、前
記液晶セルの前記一対の透明電極の周縁に前記液晶セル
の画素を駆動するための駆動信号を印加する１または複
数の電子部品を搭載したプリント回路基板とを少なくと
も有する液晶表示装置において、前記プリント回路基板が、その印刷配線に搭載する前記
電子部品およびそれを半田付けする印刷配線の近傍で、
前記搭載する電子部品のリードピンのピッチの大きさに
応じて局部的に板厚を変えた半田印刷用マスクを用いて
形成した半田膜で半田付けしてなることを特徴とする液
晶表示装置。