JPH11307923A - 表面実装基板組立体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 部品ランドを形状変更しかつシルクマスク印
刷加工を採用することで、半田ブリッジや半田ボール等
の半田不良を防止し、量産に適した表面実装を可能にす
る。 【解決手段】 六角形状の部品ランド１３をシルクマス
ク１５の四角形状の転写窓１４がほぼ囲繞しており、半
田ペースト２０の表面張力効果とシルクマスク１５のバ
リヤ効果とにより、六角形状の部品ランド１３とその上
に載せた電子部品４のリード端子５とを半田ペースト２
０によりしっかりと被覆するとともに、リード端子５が
部品ランド１３から離間する箇所に十分な半田フィレッ
トを形成することができ、また塗布した半田ペースト２
０の分離が抑制されるので、分離が少ない分だけ半田ペ
ースト２０の使用量も減量することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品を半田不
良を招くことなく確実に表面実装できるようにした表面
実装基板組立体に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体パッケージ等の電子部品をプリン
ト配線板の表面に実装する場合、プリント配線板のリー
ド接続部に半導体パッケージを載せ、半田ペーストを印
刷し、炉内温度が半田ペーストの融点以上に制御された
リフロー炉内を通過させて半田接続を行う表面実装技術
が用いられる。リフロー半田付けに用いる半田ペースト
は、例えば粉末状の半田合金と高粘度の特殊フラックス
とを混合したものであり、ポット寿命や印刷抜け性或い
は粒径や粘度さらには粘着性等に所要特性が要求され
る。また、この種の表面実装では、隣接するリード端子
どうしを半田ペーストが橋絡してしまう半田ブリッジは
絶対に回避する必要があり、このため基板の表面は半田
付け箇所を除いてメタルマスクで覆う方法が用いられ
る。メタルマスクは、基板上の部品ランドに対応する形
状の転写窓を有しており、スキージにより掻き均した半
田ペーストを転写窓内に充填することで、半田ペースト
が転写窓の開口パターンに従って基板表面に転写すなわ
ち印刷される。

【０００３】図３（Ａ），（Ｂ）は、上記メタルマスク
により半田ペーストを印刷する従来の表面実装基板組立
体の一例を示す平面図及び側面図である。同図に示す表
面実装基板組立体１は、半田付け前の状態を示すもので
あるが、電子部品を表面実装する基板２の表面に、四角
形状平面をなす部品ランド３が僅かな段差をもって一体
的に突設されており、電子部品４の半導体パッケージ本
体４ａから延出するリード端子５の足部５ａを部品ラン
ド３の上面に載置した状態で半田付けが行われる。リー
ド端子５は、半導体パッケージ本体４ａの側部から斜め
下方に延出する脚部５ｂと、この脚部５ｂの先端から水
平方向に延出する前述の足部５ａからなる。本例に示し
た部品ランド４は、リード端子５の延出方向に沿う側辺
とリード端子５の幅よりも若干大きな上辺及び下辺を有
する四角形状の平面を有する。また、メタルマスク６
は、図中点線で示したように、部品ランド３の平面形状
とリード端子５の足部５ａの平面形状の中間の大きさを
もった転写窓７をメタル板に穿設したものであり、この
転写窓７を介して半田ペーストの転写が行われる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】電子部品４の表面実装
技術における深刻な問題として、基板２上で近接するリ
ード端子５の間に半田の橋がかかってしまう半田フリッ
ジ問題があることは既に述べたが、こうした半田ブリッ
ジは、電子部品４の隣接するリード端子５間の寸法間隔
を短くするほど多発しやすく、従来から、メタルマスク
６に穿設する転写窓７の部品ランド３に対する平面比率
すなわち開口率を小さくし、部品ランド３に転写される
半田ペーストを減量することで半田ブリッジを防止する
対策が講じられてきた。しかしながら、上記開口率の設
定を誤ると、半田ペーストの過剰塗布或いはその逆の半
田不足を招くことがあり、リード端子５の接触不良や半
田フィレットの未形成等が重なり、量産時の品質を大い
に損なうことがあるといった課題を抱えるものであっ
た。

【０００５】一方また、基板２上に形成する部品ランド
３の形状を、楕円形や円形といった角部をもたない平面
形状とし、半田ブリッジ形成要因を排除する方法も提案
されている。しかしながら、近年の表面実装技術と実装
部品の高密度化の速度は目まぐるしく、リード端子５の
増加に伴い隣接端子間の距離もますます狭まってきてお
り、楕円形や円形の部品ランド３をもった基板２を用い
たにしても、隣接するリード端子５どうしが半田ブリッ
ジを生じたり、半田ボール等の半田接続不良に基づく製
造不良が発生していた。特に、量産品ほど点検或いは修
正工程の追加が要求され、こうした追加工程が生産性を
大きく阻害する一因となっていた。

【０００６】本発明は、上記課題を解決したものであ
り、部品ランドを形状変更しかつシルクマスク印刷加工
を採用することで、半田ブリッジや半田ボール等の半田
不良を防止し、量産に適した表面実装を可能にすること
を目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、電子部品を表面実装する基板と、該基板
の表面に六角形状平面をなす段差をもって一体的に突設
され、前記電子部品から延出するリード端子の半田付け
ベースとなる部品ランドと、該部品ランドの六角形状平
面をほぼ囲繞する形状の転写窓が穿設され、該転写窓を
前記部品ランドに合致させた状態で前記基板に被覆させ
たシルクマスクと、前記リード端子を前記部品ランドに
載せた状態で前記シルクマスクの転写窓に充填され、加
熱後に冷却固化させた半田ペーストとを具備することを
特徴とするものである。

【０００８】また、本発明は、前記部品ランドが、前記
リード端子の延出方向に沿う側辺と該リード端子の幅よ
りも大きな上辺及び下辺を有する四角部と、該四角部の
上辺と下辺にそれぞれ底辺を合わせて連接形成され、頂
角が鋭角をなす一対の三角部とを具備することを特徴と
するものである。

【０００９】さらにまた、本発明は、前記シルクマスク
の転写窓は、前記部品ランドの三角部にほぼ外接する四
角形状窓部及び前記部品ランドの四角部とほぼ同一形状
の四角形状窓部からなることを特徴とするものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図１，
２を参照して説明する。図１（Ａ），（Ｂ）は、本発明
の表面実装基板組立体の一実施形態を半田ペーストを塗
布した段階にて示す平面図及び側面図、図２（Ａ），
（Ｂ）は、図１に示した表面実装基板組立体の半田付け
前の状態を示す平面図及び側面図である。

【００１１】図１（Ａ），（Ｂ）に示す表面実装基板組
立体１１は、基板１２の表面にＩＣパッケージ等の電子
部品４を実装したものであり、基板１２の表面には六角
形状平面をなす部品ランド１３が段差をもって一体的に
突設されており、さらにこの部品ランド１３をほぼ囲繞
する形状の転写窓１４を有するシルクマスク１５が基板
全体にコーティング（被覆）してある。本実施形態に示
す電子部品４は、半導体パッケージ本体４ａの両側に列
状にリード端子６が延出しており、各リード端子６の足
部６ａが基板１２の部品ランド１３に半田付け接続され
る。リード端子６は、前述したように、半導体パッケー
ジ本体４ａから斜め下方に延出する脚部５ｂと脚部５ｂ
の先端から水平に延びる足部５ａからなり、脚部５ｂの
一部と足部５ａを覆って半田付けを行う必要がある。な
お、梨地模様を付して示した箇所は、加熱する前のペー
スト状半田すなわち半田ペースト２０を指すものであ
り、炉内温度が半田ペースト２０の融点以上に制御され
たリフロー炉内を通過させた後、冷却の進行とともに固
化することで接続状態を固定する。

【００１２】基板１２の部品ランド１３は、従来の楕円
形或いは円形のものと異なり、リード端子５の延出方向
に沿う側辺とリード端子５の幅よりも大きな上辺及び下
辺を有する四角部１３ａと、四角部１３ａの上辺と下辺
にそれぞれ底辺を合わせて連接形成され、頂角が鋭角を
なす一対の三角部１３ｂとからなる。また、シルクマス
ク１５の転写窓１４は、部品ランド１３の三角部１３ｂ
にほぼ外接する四角形状窓部１４ｂと、部品ランド１３
の四角部１３ａより若干小さな形状の四角形状窓部１４
ａとからなる。

【００１３】シルクマスク１５は、転写窓１４を基板１
２の部品ランド１３に重ねるようにして予め基板１２に
被覆（コーティング）してある。ただし、このシルクマ
スク１５は、部品ランド１３より高位置になるようコー
ティングされており、部品ランド１３の中心部に転写窓
１４の中心部を合致させた状態でシルクマスク１５を配
置したときに、図２（Ａ），（Ｂ）に示したように、部
品ランド１３の四角部１３ａは両側線が転写窓１４の外
側に僅かにはみ出すが、三角部１３ｂは底辺両端部を除
き転写窓１４の内側に位置する。

【００１４】ここで、半田ペースト２０を塗布するた
め、シルクマスク１５上に半田ペースト２０を盛り、ス
キージ（図示せず）により圧し均すと、半田ペースト２
０の表面張力効果とシルクマスク１５のバリア効果とに
より、リード端子５の足部５ａの上面及びこの上面より
外側の部品ランド１３の四角部１３ａの上面と、脚部５
ｂにより覆われていない方の三角部１３ｂの上面が半田
ペースト２０によって覆われる。また、リード端子５の
脚部５ｂの下側に位置する他方の三角部１３ｂは、脚部
５ｂの両側から半田ペースト２０が回り込み、フィレッ
トを形成する。すなわち、脚部５ｂの両側から回り込ん
だ半田ペースト２０は、リード端子５の脚部５ｂの裏側
と部品ランド１３の三角部１３ｂの底辺部近辺に侵入
し、加熱後冷却したときに脚部５ｂの底辺部を部品ラン
ド１３上にしっかりと半田付け固定する。

【００１５】なお、脚部５ｂにより覆われていない方の
三角部１３ｂは先端が鋭角をなすため、半田ペースト２
０の表面張力により、三角部１３ｂの上面にのみ盛ら
れ、転写窓１４内側の基板１２表面に漏れ落ちることは
ない。すなわち、半田ペースト２０の表面張力効果と転
写窓１４のバリヤ効果とにより、半田ペースト２０は所
定箇所にのみ塗布され、隣接するリード端子５どうしが
半田ブリッジにより結ばれてしまうといった不都合を排
除することができる。

【００１６】このように、上記表面実装基板組立体１１
は、六角形状の部品ランド１３をシルクマスク１５の四
角形状の転写窓１４がほぼ囲繞しており、半田ペースト
２０の表面張力効果とシルクマスク１５のバリヤ効果と
により、六角形状の部品ランド１３とその上に載せた電
子部品４のリード端子５とを半田ペースト２０によりし
っかりと被覆するとともに、リード端子５が部品ランド
１３から離間する箇所に十分な半田フィレットを形成す
ることができる。また、塗布した半田ペースト２０の分
離が抑制されるので、分離が少ない分だけ半田ペースト
２０の使用量も減量することができ、さらにまた部品ラ
ンド１３を囲繞するシルクマスク１５のバリヤ効果によ
り、隣接する部品ランド１３への半田の移動を防止する
ことができ、特に量産時の半田不良を最小限に抑えるこ
とができる。

【００１７】また、部品ランド１３が、リード端子５の
延出方向に沿う側辺とリード端子５の幅よりも大きな上
辺及び下辺を有する四角部１３ａと、四角部１３ａの上
辺と下辺にそれぞれ底辺を合わせて連接形成され、頂角
が鋭角をなす一対の三角部１３ｂとを有するので、部品
ランド１３の上に当接させたリード端子５を覆う半田ペ
ースト２０が四角部１３ａの側辺部と一方の三角部１３
ｂに滑らかに連なる。このため、リード端子５と部品ラ
ンド１３とは単に当接し合うだけであるが、リード端子
５を覆う半田ペースト２０がリード端子５を部品ランド
１３にしっかりと接続することができる。また、三角部
１３ｂが部品リード突出方向および逆方向に鋭角の頂点
を有するため、半田ペースト２０の切れがよく、半田ペ
ースト２０を塗布したときに、半田ペースト２０の分離
を抑制することができ、分離が少ない分だけ半田ペース
ト２０の使用量も減量することができる。

【００１８】さらにまた、シルクマスク１５の転写窓１
４が、部品ランド１３の三角部１３ｂにほぼ外接する四
角形状窓部１４ｂ及び部品ランド１３の四角部１３ａと
ほぼ同一形状の四角形状窓部１４ａからなるので、部品
ランド１３の上に当接させたリード端子５を覆う半田ペ
ースト２０が四角部１３ａの側辺部とリード端子５に覆
われていない方の三角部１３ｂとに連なり、しかも半田
ペースト２０自体の表面張力効果により、頂角が鋭角の
三角部１３ｂとこれにほぼ外接する四角形状窓部１４ｂ
との間の隙間には半田ペースト２０が漏れ出ないので、
リード端子５を覆う半田ペースト２０によりリード端子
５を部品ランド１３にしっかりと接続することができ
る。

【００１９】なお、上記実施形態では、半導体パッケー
ジ本体４ａの側部から斜め下方に延出する脚部５ｂとこ
の脚部５ｂから水平に延出する足部５ａからなるリード
端子５を有する電子部品４を用いた場合を例にとった
が、他の例えば半導体パッケージ本体４ａの側部から水
平に延出する水平脚部と、この水平脚部から垂直に下方
に延出する垂直脚部と、この垂直脚部から水平に延出す
る足部とからなるリード端子を有する電子部品を適用す
ることもできる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
六角形状の部品ランドをシルクマスクの四角形状の転写
窓がほぼ囲繞しており、半田ペーストの表面張力効果と
シルクマスクのバリヤ効果とにより、六角形状の部品ラ
ンドとその上に載せた電子部品のリード端子とを半田ペ
ーストによりしっかりと被覆するとともに、リード端子
が部品ランドから離間する箇所に十分な半田フィレット
を形成することができ、また塗布した半田ペーストの分
離が抑制されるので、分離が少ない分だけ半田ペースト
の使用量も減量することができ、さらにまた部品ランド
を囲繞するシルクマスクのバリヤ効果により、隣接する
部品ランドへの半田の移動を防止することができ、特に
量産時の半田不良を最小限に抑えることができる等の優
れた効果を奏する。

【００２１】また、部品ランドが、リード端子の延出方
向に沿う側辺と該リード端子の幅よりも大きな上辺及び
下辺を有する四角部と、該四角部の上辺と下辺にそれぞ
れ底辺を合わせて連接形成され、頂角が鋭角をなす一対
の三角部とを具備するので、部品ランドの上に当接させ
たリード端子を覆う半田ペーストが四角部の側辺部と一
方の三角部に滑らかに連なり、これによりリード端子と
部品ランドとは単に当接し合うだけであるが、リード端
子を覆う半田ペーストがリード端子を部品ランドにしっ
かりと接続することができ、また三角部が部品リード突
出方向および逆方向に鋭角の頂点を有するため、半田ペ
ーストの切れがよく、半田ペーストを塗布したときに、
半田ペーストの分離を抑制することができ、分離が少な
い分だけ半田ペーストの使用量も減量することができる
等の効果を奏する。

【００２２】さらにまた、シルクマスクが、前記シルク
マスクの転写窓は、前記部品ランドの三角部にほぼ外接
する四角形状窓部及び前記部品ランドの四角部とほぼ同
一形状の四角形状窓部からなるので、部品ランドの上に
当接させたリード端子を覆う半田ペーストが四角部の側
辺部とリード端子に覆われていない方の三角部とに連な
り、しかも半田ペースト自体の表面張力効果により、頂
角が鋭角の三角部とこれにほぼ外接する四角形状窓部と
の間の隙間には半田ペーストが漏れ出ないので、リード
端子を覆う半田ペーストによりリード端子を部品ランド
にしっかりと接続することができる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（Ａ），（Ｂ）は、本発明の表面実装基板
組立体の一実施形態を半田ペーストを塗布した段階にて
示す平面図及び側面図である。

【図２】図２（Ａ），（Ｂ）は、図１に示した表面実装
基板組立体の半田付け前の状態を示す平面図及び側面図
である。

【図３】図３（Ａ），（Ｂ）は、従来の表面実装基板組
立体の一例の半田付け前の状態を示す平面図及び側面図
である。

【符号の説明】

４ 電子部品 ４ａ 半導体パッケージ本体 ５ リード端子 ５ａ 足部 ５ｂ 脚部 １１ 表面実装基板組立体 １２ 基板 １３ 部品ランド １３ａ 四角部 １３ｂ 三角部 １４ 転写窓 １５ シルクマスク ２０ 半田ペースト

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子部品を表面実装する基板と、該基板
   の表面に六角形状平面をなす段差をもって一体的に突設
   され、前記電子部品から延出するリード端子の半田付け
   ベースとなる部品ランドと、該部品ランドの六角形状平
   面をほぼ囲繞する形状の転写窓が穿設され、該転写窓を
   前記部品ランドに合致させた状態で前記基板に被覆させ
   たシルクマスクと、前記リード端子を前記部品ランドに
   載せた状態で前記シルクマスクの転写窓に充填され、加
   熱後に冷却固化させた半田ペーストとを具備することを
   特徴とする表面実装基板組立体。
2. 【請求項２】 前記部品ランドは、前記リード端子の延
   出方向に沿う側辺と該リード端子の幅よりも大きな上辺
   及び下辺を有する四角部と、該四角部の上辺と下辺にそ
   れぞれ底辺を合わせて連接形成され、頂角が鋭角をなす
   一対の三角部とを具備することを特徴とする請求項１記
   載の表面実装基板組立体。
3. 【請求項３】 前記シルクマスクの転写窓は、前記部品
   ランドの三角部にほぼ外接する四角形状窓部及び前記部
   品ランドの四角部とほぼ同一形状の四角形状窓部からな
   ることを特徴とする請求項１記載の表面実装基板組立
   体。