CN102714922A - 钎焊粉附着装置和钎焊粉对电子电路基板附着的附着方法 - Google Patents
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- H05K2203/1554—Rotating or turning the PCB in a continuous manner
Abstract
本发明提供一种用于在电子电路基板上精细地附着钎焊粉的钎焊粉附着装置和钎焊粉对电子电路基板附着的附着方法。本发明的钎焊粉附着装置，其特征在于，具备：容器，其用于收纳电子电路基板和钎焊粉；基板保持部，其安装在所述容器内，用于保持所述电子电路基板，使其基板面大致面向上下方向；跷动机构，其使所述容器的初始位置为向第一方向跷动后的倾斜位置，使所述容器从所述初始位置向与所述第一方向相反的第二方向跷动，然后使所述容器再次向所述第一方向跷动；偏心电动机，其通过使转轴旋转来对所述容器的底部施加振动，其设置在所述底部的中心；和、振动机构：其包含将所述偏心电动机的所述转轴设定成与所述容器的跷动方向相同的方向的控制单元。
Description
技术领域
本发明涉及用于在电子电路基板上精细地附着钎焊粉的钎焊粉附着装置和钎焊粉对电子电路基板附着的附着方法。
本申请基于2010年1月20日在日本提出的专利申请特愿2010-010270号要求优先权，将其内容援引于本申请中。
背景技术
近年来，开发出了在塑料基板(也包括薄膜)、陶瓷基板或者涂覆了塑料等的金属基板等绝缘性基板上形成了电子电路图案的电子电路基板。另外，与其相伴，在这些电路图案上焊接IC元件、半导体芯片、电阻、电容器等电子部件来形成电子电路的手段被广泛采用。
在通过这样的手段形成电子电路的情况下，需要将电子部件的引线端子预先与电路图案的规定的导电性电路电极表面部分接合。作为其通常的方法，已知在电子电路基板上的导电性电路电极表面预先形成焊料薄层后，印刷焊膏或助焊剂(flux)的方法。其后，通过进行向规定的电子部件定位载置和回流焊(reflow)，引线端子被焊接到导电性电路电极表面部分。
另外，近年来，随着电子制品的小型化，要求电子部件的细间距化。这样的电子部件，已知例如搭载了作为小面积内细间距的部件的、0.3mm间距的QFP(Quad Flat Package，四列扁平封装)型的LSI、CSP(Chip SizePackage，芯片尺寸封装)、0.15mm间距的FC(Flip Chip，倒装片)等的电子部件。因此，在电子电路基板中要求可与细间距相对应的精细的焊料电路图案。
以往，作为在电子电路基板上形成由焊料膜构成的焊料电路的方法，已知例如镀覆法、HAL(热空气均涂)法、在印刷上钎焊粉的膏后进行回流焊的方法等。但是，采用镀覆法的焊料电路的制造方法难以将焊料层形成为需要的厚度。另外，HAL法、印刷焊膏的方法难以应对细间距图案。
相对于这些现有方法，作为可与细间距图案相对应的电路形成方法，已知使用粘接性赋予化合物的方法(专利文献1)。这是通过使粘接性赋予化合物在电子电路基板上反应来对导电性电路电极表面赋予粘接性的方法。由此可以仅在导电性电路电极表面附着钎焊粉。其后，通过加热电子电路基板，可以形成微细的焊料电路。根据该方法，不需要电路图案的定位等麻烦的操作，并且可以形成微细的焊料电路。
这样，作为使用粘接性赋予化合物的方法，已知向具备旋转和振动机构的罐内放入钎焊粉和电子电路基板并使其旋转的方法。
根据该方法，通过利用安装在罐中心部的转轴使罐旋转，从而使电子电路基板被埋没在钎焊粉内。另外，通过使罐的转轴与电子电路基板表面大致平行，钎焊粉流入到电子电路基板之间，各电子电路基板被充分地埋没。其后，通过转轴使罐振动，从而在电子电路基板的粘接部上附着钎焊粉(专利文献2)。
另外，除此以外，已知通过向容器内放入电子电路基板和钎焊粉或者焊料悬浊液并使其跷动，从而在粘接部附着钎焊粉的方法。在该方法中，将电子电路基板设置成与钎焊粉或者焊料悬浊液流动的方向平行，并且在跷动时使容器振动。由此，在电子电路基板的粘接部附着钎焊粉(专利文献3)。
另外，还已知在对电子电路基板的粘接部附着了钎焊粉后，在赋予了振动的液体中浸渍的方法(专利文献4)。由此，可以除去附着在不需要的部位上的钎焊粉。因此，可防止在相邻的电路图案间短路。
现有技术文献
专利文献1：日本特开平07-007244号公报
专利文献2：日本特开2003-332375号公报
专利文献3：日本特开2006-278650号公报
专利文献4：日本特开2007-149818号公报
发明内容
但是，近年来，伴随着细间距图案的微细化，钎焊粉的粒径也不断变小。与其相伴，现有方法变得难以进行向粘接部的附着。
例如，在进行粒径为10μm左右的钎焊粉附着时，钎焊粉彼此容易通过静电而凝聚。因此，即使将容器跷动或者旋转，钎焊粉也会一边凝聚一边移动，在电子电路基板上的附着变得不充分。另外，由于钎焊粉彼此凝聚，因此不能均匀地遍布到微细部，在电子电路基板背面的粘接部上附着变得不充分。
另外，如果利用湿式进行钎焊粉附着，则由于粉末的粒径过小，使粒子彼此的摩擦力变大。因此，焊料悬浊液容易固体化，即使将容器跷动或者旋转，移动也不充分进行。另外，由于以保持固体化的状态在电子电路基板表面移动，因此钎焊粉对粘接部的附着变得不充分。
另外，伴随细间距图案的微细化，钎焊粉容易附着到电子电路基板不需要的部位上。另外，由于微细的钎焊粉容易凝聚，因此电子电路基板上容易附着多余的钎焊粉。由此，在回流焊时，在相邻的电路图案间焊料熔化，因此容易发生短路。
另外，为了除去这样的多余钎焊粉，用以往的方法除去不充分，或者需要另外的工序。因此，难以有效地防止短路。
本发明是鉴于上述课题完成的，其课题在于提供一种用于在具有微细的细间距图案的电子电路基板上精细地附着钎焊粉的钎焊粉附着装置和钎焊粉对电子电路基板的附着方法。
为了实现上述目的，本发明提供以下的手段。
[1]、一种钎焊粉附着装置，其特征在于，具备：
容器，其用于收纳电子电路基板和钎焊粉；
基板保持部，其安装在所述容器内，用于保持所述电子电路基板，使其基板面大致面向上下方向；
跷动机构，其使所述容器的初始位置为向第一方向跷动后的倾斜位置，使所述容器从所述初始位置向与所述第一方向相反的第二方向跷动，然后使所述容器再次向所述第一方向跷动；
偏心电动机，其通过使转轴旋转来对所述容器的底部施加振动，其设置在所述底部的中心；和
振动机构：其包含将所述偏心电动机的所述转轴设定成与所述容器的跷动方向相同的方向的控制单元。
[2]、根据[1]所述的钎焊粉附着装置，其特征在于，所述振动机构具有在所述跷动机构使所述容器跷动时使所述容器振动的功能。
[3]、根据[1]或[2]所述的钎焊粉附着装置，其特征在于，所述跷动机构用于将跷动的角度控制在任意值。
[4]、根据[1]~[3]的任一项所述的钎焊粉附着装置，其特征在于，所述控制单元用于将所述偏心电动机的振幅和频率控制在任意值。
[5]、根据[4]所述的钎焊粉附着装置，其特征在于，所述频率为0.5Hz～100kHz的范围。
[6]、根据[1]~[5]的任一项所述的钎焊粉附着装置，其特征在于，设置多个所述偏心电动机，它们全部沿相同方向旋转。
[7]、根据[1]~[6]的任一项所述的钎焊粉附着装置，其特征在于，所述基板保持部具有可以保持多个所述电子电路基板的结构。
[8]、根据[1]~[7]的任一项所述的钎焊粉附着装置，其特征在于，所述支持部由弹性体形成。
[9]、根据[1]~[8]的任一项所述的钎焊粉附着装置，其特征在于，所述容器上设置有盖，在所述容器内侧具有封闭空间。
[10]、一种钎焊粉附着方法，是使钎焊粉附着在电子电路基板的粘接部上的钎焊粉附着方法，其特征在于，具备：
准备工序，在容器内部的一侧配置钎焊粉，并且在所述容器内部的基板保持部上保持所述电子电路基板，使其基板面大致面向上下方向；
第一工序，使所述容器的初始位置为向第一方向跷动后的倾斜位置，利用跷动机构使所述容器从所述初始位置向与所述第一方向相反的第二方向跷动；和
第二工序，使所述容器再次向所述第一方向跷动。
[11]、根据[10]所述的钎焊粉附着方法，其特征在于，在所述第二工序中，以比向所述第二方向跷动更大的倾斜角度向所述第一方向进行跷动。
[12]、根据[10]或[11]所述的钎焊粉附着方法，其特征在于，在所述第一工序和第二工序中，使用多个所述偏心电动机，并且使它们全部沿相同方向旋转。
[13]、根据[10]～[12]的任一项所述的钎焊粉附着方法，其特征在于，在所述第一工序和第二工序中，利用所述跷动机构将跷动的角度控制在任意值。
[14]、根据[10]～[13]的任一项所述的钎焊粉附着方法，其特征在于，在所述第一工序和第二工序中，利用控制单元将所述偏心电动机的振幅和频率控制在任意值。
[15]、根据[14]所述的钎焊粉附着方法，其特征在于，将所述频率设为0.5Hz~100kHz的范围。
[16]、根据[10]～[14]的任一项所述的钎焊粉附着方法，其特征在于，在所述准备工序中，在所述容器上设置盖，并且向所述容器内侧的封闭空间填充惰性气体。
[17]、根据[10]～[16]的任一项所述的钎焊粉附着方法，其特征在于，所述钎焊粉的粒径为4μm~20μm的范围。
[18]、根据[17]所述的钎焊粉附着方法，其特征在于，所述钎焊粉的粒径为5μm~10μm的范围。
根据本发明的钎焊粉附着装置和钎焊粉对电子电路基板附着的附着方法，能够以任意的倾斜角度使放入了钎焊粉和电子电路基板的容器跷动。另外，通过使偏心电动机的控制单元与跷动机构连动，可以使偏心电动机的转轴的旋转方向成为与容器的跷动方向相同的方向。由此，可以根据容器的跷动对其底部以垂直的角度施加振动。
由此，即使是微细的钎焊粉，也可防止其凝聚和固体化，可以使钎焊粉配合容器的跷动流动。因此，钎焊粉均匀地遍布到微细部，在电子电路基板的与容器的底部之间的面上也能够充分地附着钎焊粉。
另外，根据本发明，可以利用偏心电动机在电子电路基板的正下方以垂直的角度施加振动。因此，钎焊粉被从下向上颠起来，以跳起来的方式运动。由此，钎焊粉以垂直的角度撞击电子电路基板，在粘接部有效地附着。
另外，在从第一方向向第二方向跷动使钎焊粉附着后，通过以比向第二方向跷动更大的倾斜角度向第一方向的方向跷动，可以有效地除去附着在多余部位上的钎焊粉和多余的钎焊粉。
由此，可以有效地制造具有微细的细间距图案的电子电路基板。另外，在相邻的电路图案间，可以有效地防止由熔融焊料造成的短路。因此，能够提高电子电路基板的可靠性，并且能够实现电子电路基板的小型化。由此，可以提供优异特性的电子设备。
附图说明
图1A是用于说明本发明的钎焊粉附着方法的制造工序的一例的工序截面图。
图1B是用于说明本发明的钎焊粉附着方法的制造工序的一例的工序截面图。
图1C是用于说明本发明的钎焊粉附着方法的制造工序的一例的工序截面图。
图1D是用于说明本发明的钎焊粉附着方法的制造工序的一例的工序截面图。
图2A是用于说明本发明的钎焊粉附着方法的制造工序的一例的工序截面图。
图2B是用于说明本发明的钎焊粉附着方法的制造工序的一例的工序截面图。
图2C是用于说明本发明的钎焊粉附着方法的制造工序的一例的工序截面图。
图3是用于说明实施例的钎焊粉附着方法的制造工序的一例的工序截面图。
具体实施方式
首先，对于钎焊粉附着装置100的结构，使用图1A详细地说明。再者，在以下的说明中参照的附图，为方便起见有时将成为特征的部分放大显示，各构成要素的尺寸比率等未必与实际相同。另外，在以下的说明中例示的材料、尺寸等是一例，本发明不被它们限定，在不变更其要点的范围可以适当变更来实施。
本实施方式的钎焊粉附着装置100大致由容器1、用于保持电子电路基板10的图中未示出的基板保持部、振动机构3和跷动机构4构成。
以下，对各结构进行说明。
(容器1)
如图1A所示，在容器1的上部具备盖1b，通过将它们嵌合，在容器1和盖1b的内侧构成封闭空间。另外，盖1b呈可以开闭的结构，通过该开口部，可以将钎焊粉20装入容器1的内部。另外，容器1在其内部配置有后述的基板保持部，呈可以收纳电子电路基板10的结构。另外，在容器1的外侧的与底部1a中央对应的位置，设置有后述的偏心电动机3a。
(基板保持部)
基板保持部设置在容器1内，只要是能够保持多个电子电路基板10使它们的基板面大致面向上下方向的结构即可，也可以使用现有的结构。另外，如果是与容器1的底部1a有间隔地进行保持的结构则更加优选。作为这样的结构，可以使用例如，由对应于电子电路基板10部分的部分被穿孔的电子电路基板10的保持板、电子电路基板10的插入件和电子电路基板10的抑制部构成的结构。再者，这样的基板保持部，其抑制部优选使用在将电子电路基板10插入时不会成为大的障碍的突起、销等小型部件。
图1A显示出上侧的基板面(一面侧10a)面向容器1的盖1b侧、另一面侧10b面向底部1a侧的电子电路基板10。如在此所示，电子电路基板10，以其另一面侧10b和容器1的底部1a之间保持间隔的方式被保持。另外，电子电路基板10，其下侧的基板面(另一面侧10b)被配置成与容器1的底部1a并行。
另外，当在这样的基板保持部保持多个电子电路基板10时，优选：电子电路基板10彼此并行地排列，并且相互保持一定间隔而配置。
(电子电路基板10)
成为本发明的对象的电子电路基板10为例如长条状的结构，另外，作为其材料，可以使用通过在塑料基板、塑料薄膜基板、玻璃布基板、纸基质环氧树脂基板、陶瓷基板等层叠了金属板的基板、或者在金属基材上被覆有塑料或陶瓷等的绝缘基板上使用金属等导电性物质而形成电路图案的单面电路基板、双面电路基板、多层电路基板或者柔性电路基板等。另外，除此以外，还可以应用IC基板、电容器、电阻、线圈、变阻器、裸芯片、晶片等。
另外，在电子电路基板10的表面(一面侧10a、另一面侧10b)，形成有例如由铜或者铜合金构成的、图中未示出的电路图案。作为形成电路图案的导电性物质，不限于此，只要是利用后述的粘接性赋予物质可在表面得到粘接性的导电性物质即可，也可以使用其他物质。作为这样的导电性物质，例如，可例举含有Ni、Sn、Ni-Au、闪镀金、Pd、Ag焊料合金等的物质等。
另外，在该电路图案的表面形成有用于附着钎焊粉20的图中未示出的粘接部。该粘接部是通过在电路图案部分使后述的粘接性赋予化合物发生反应而形成的。
作为这样的粘接性赋予化合物，可以使用萘并三唑系衍生物、苯并三唑系衍生物、咪唑系衍生物、苯并咪唑系衍生物、巯基苯并噻唑系衍生物和苯并噻唑硫杂脂肪酸等。这些粘接性赋予化合物，特别是对铜的效果强，但对其他导电性物质也可赋予粘接性。
(振动机构3)
振动机构3由偏心电动机3a和控制单元3b构成。
偏心电动机3a设置在容器1的外侧的、与底部1a中央相对应的位置。另外，该偏心电动机3a的转轴，通过后述的控制单元3b控制其旋转方向和振幅以及频率。在本实施方式中，通过控制单元3b，偏心电动机3a的转轴被控制为向与容器1的跷动方向相同的方向旋转，并且其旋转方向还根据容器1的跷动方向而改变。
另外，偏心电动机3a可以在容器1的外侧的、与底部1a中央相对应的位置上设置一个，也可以设置多个偏心电动机3a。该情况下，优选通过控制单元3b控制成偏心电动机3a全部向相同方向旋转。另外，多个偏心电动机3a优选在与基板保持部的正下方相对应的位置、相互等间隔地配置。由此，多个偏心电动机3a可以均等地对底部1a以垂直的角度施加振动。
控制单元3b是控制偏心电动机3a的旋转方向和振幅以及频率的单元。另外，控制单元3b与后述的跷动机构4连动，根据容器1的跷动控制偏心电动机3a的转轴的旋转方向。由此，偏心电动机3a的转轴被控制成向与容器1的跷动方向相同的方向旋转。由此，偏心电动机3a呈能够对容器1的底部1a以垂直的角度施加振动的结构。
另外，虽然成为偏心电动机3a的转轴的振幅和频率能够根据钎焊粉20的状态任意地设定的结构，可设定的频率可以为50Hz~60Hz，优选为0.5Hz~100kHz的范围。如果频率低于0.5Hz则得不到振动的效果，如果超过100kHz则振幅变小，因此钎焊粉20的移动变困难，不优选。
(跷动机构4)
如图1A所示，跷动机构4设置在容器1的外侧。跷动机构4由例如跷动轴4a、跷动单元4b和跷动板4c构成，其中跷动板4c是通过后述的支持部2与容器1连接的结构。再者，跷动机构4的结构不限于在此表示的结构，只要能够将容器1跷动即可，也可以是其他结构。
在此所示的跷动机构4设置在容器1的外侧且为下部，成为通过后述的支持部2与容器1连接的结构。跷动单元4b具备例如图中未示出的驱动电动机，成为使跷动轴4a旋转的结构。由于跷动轴4a和跷动板4c连接，因此通过跷动轴4a的旋转，跷动板4c发生跷动。由此，跷动板4c以由跷动单元4b设定的任意的倾斜角度，向第一方向A或第二方向B跷动。另外，跷动板4c通过支持部2与容器1连接。因此，容器1成为与跷动板4c的跷动连动的结构。
在此，优选支持部2由例如弹簧等弹性体构成。由弹性体构成的支持部2，在受到容器1跷动中的重量时可以伸缩。因此，可以缓和跷动过程中的、钎焊粉20的流动、和钎焊粉20对容器1内的撞击。另外，支持部2不限于弹簧，只要可以支持容器1的重量并且是弹性体，则即使由其他构成也没关系。
另外，对支持部2的配置没有特别限定，但优选至少支持容器1的底部1a的两端，并且相互以等间隔配置。
通过这些结构，跷动机构4能够以任意的倾斜角度使容器1跷动。另外，也可以根据跷动方向，任意地设定其倾斜角度。
本实施方式的钎焊粉附着装置100，能够以任意的倾斜角度使装有钎焊粉20和电子电路基板10的容器1跷动。另外，通过偏心电动机3a的控制单元3b与跷动机构4连动，可以将偏心电动机3a的旋转方向设为与容器1的跷动方向相同的方向。
由此，可以根据容器1的跷动，对该底部1a以垂直的角度施加振动。
因此，通过使用本实施方式的钎焊粉附着装置100，即使是微细的钎焊粉20，也可防止其向电子电路基板10干式附着时的凝聚。另外，在湿式附着时，可防止钎焊粉20的悬浊液(焊料悬浊液)的固体化。也就是说，通过使用本实施方式的钎焊粉附着装置100，钎焊粉20可以配合容器1的跷动在容器1内流动。由此，钎焊粉20均匀地遍布到微细部，也遍布在电子电路基板10的另一面侧10b和容器1的底部1a之间。因此，可以使钎焊粉20也充分附着在另一面侧10b的粘接部。
另外，本实施方式的偏心电动机3a呈在电子电路基板10的正下方以垂直的角度施加振动的结构。因此，钎焊粉20被从下向上颠起来，象跳起来那样活动。由此，钎焊粉20对电子电路基板10以垂直的角度撞击，有效地附着在粘接部。
另外，在使钎焊粉20附着后，通过与使钎焊粉20附着时相比、以更大的倾斜角度向相反方向跷动，并且使偏心电动机3a反转来施加振动，可以有效地除去在多余部位附着上的钎焊粉20和多余的钎焊粉20。
由以上来看，通过使用本实施方式的钎焊粉附着装置100，即使是微细的钎焊粉20，也可以使其容易流动，并且在电子电路基板10的粘接部均匀地附着。另外，不仅不需要用于除去钎焊粉20的另外工序，还可以减少倾斜的次数。根据该方法，只要使钎焊粉20在容器1内往返至少一次即可，与现有方法相比可以使工序简化。另外，本实施方式的钎焊粉附着装置100由于能够水平配置，因此可以将工序自动化。
由此，可以有效地制造具有微细的细间距图案的电子电路基板10。另外，可以在相邻的电路图案间有效地防止由熔融焊料造成的短路。因此，可以提高电子电路基板10的可靠性，并且可以实现电子电路基板10的小型化。因此，可以提供优异特性的电子设备。
接着，针对钎焊粉20对电子电路基板10的附着方法，利用图1A~图1D和图2A~图2C进行说明。
本实施方式的钎焊粉20对电子电路基板10的附着方法，大致由下述工序构成：在电子电路基板10上的端子的表面涂布粘接性赋予化合物，形成粘接层的工序；在容器1内部的一侧配置钎焊粉20的工序；在容器1内部的与钎焊粉20相对的位置的基板保持部上保持电子电路基板10，使其基板面大致面向上下方向的工序(准备工序)；将容器1的初始位置设为向第一方向A跷动后的倾斜位置，使钎焊粉20从容器1内部的第一方向A向第二方向B移动的第一工序；使钎焊粉20从容器1内部的第二方向B向第一方向A移动的第二工序。再者，在以下的说明中例示的结构是其一例，本发明不限于此，在不变更其要点的范围可以适当变更来实施。
＜准备工序＞
准备工序进一步大致由下述工序构成：在电子电路基板10上的端子的表面涂布粘接性赋予化合物，形成粘接层的工序；在容器1内部的规定位置配置钎焊粉20的工序；和在容器1内部的与钎焊粉20相对的位置的基板保持部上保持电子电路基板10的工序。以下对各个结构说明其详情。
(形成粘接层的工序)
首先，先用粘接性赋予化合物处理电子电路基板10的图中未示出的导电性电路电极的表面。
先准备电子电路基板10。成为本发明的对象的电子电路基板10是例如长条状的结构，另外，作为其材料，可以使用通过在塑料基板、塑料薄膜基板、玻璃布基板、纸基质环氧树脂基板、陶瓷基板等层叠了金属板的基板、或者在金属基材上被覆有塑料或陶瓷等的绝缘基板上使用金属等的导电性物质形成了电路图案的单面电路基板、双面电路基板、多层电路基板或者柔性电路基板等。另外，除此以外，还可以应用IC基板、电容器、电阻、线圈、变阻器、裸芯片、晶片等。
另外，在电子电路基板10的表面(一面侧10a、另一面侧10b)，形成有例如由铜或者铜合金构成的图中未示出的电路图案。作为形成电路图案的导电性物质，不限于此，只要是利用后述的粘接性赋予物质，可在表面得到粘接性的导电性物质即可，也可以使用其他物质。作为这样的金属，例如，可例举含有Ni、Sn、Ni-Au、闪镀金、Pd、Ag焊料合金等的物质等。
接着，在电子电路基板10的图中未示出的导电性电路电极的表面形成粘接层。首先，在水或者酸性水中溶解以下所示的粘接性赋予化合物之中的至少一种或者两种以上，制成调整为微酸性的粘接性溶液。此时，粘接性溶液的氢离子浓度指数优选设为pH3~4左右。
接着，在粘接性溶液中浸渍电子电路基板10，或者向电子电路基板10涂布粘接性溶液。由此，在电子电路基板10的电路图案上形成粘接层。
此时，作为粘接性赋予化合物，可以使用萘并三唑系衍生物、苯并三唑系衍生物、咪唑系衍生物、苯并咪唑系衍生物、巯基苯并噻唑系衍生物和苯并噻唑硫杂脂肪酸等。这些粘接性赋予化合物，特别是对铜的效果强，但对其他导电性物质也可赋予粘接性。
另外，在本发明中，可以很好地使用由通式(1)表示的苯并三唑系衍生物。其中，式(1)中的R1~R4独立地为氢原子、碳原子数为1~16(优选5~16)的烷基、烷氧基、F、Br、Cl、I、氰基、氨基或OH基。
另外，在本发明中，可以很好地使用由通式(2)表示的萘并三唑系衍生物。其中，式(2)中的R5~R10独立地为氢原子、碳原子数为1~16(优选5~16)的烷基、烷氧基、F、Br、Cl、I、氰基、氨基或OH基。
另外，在本发明中，可以很好地使用由通式(3)表示的咪唑系衍生物。其中，式(3)中的R11、R12独立地为氢原子、碳原子数为1~16(优选5~16)的烷基、烷氧基、F、Br、Cl、I、氰基、氨基或OH基。
另外，在本发明中，可以很好地使用由通式(4)表示的苯并咪唑系衍生物。其中，式(4)中的R13~R17独立地为氢原子、碳原子数为1~16(优选5~16)的烷基、烷氧基、F、Br、Cl、I、氰基、氨基或OH基。
另外，在本发明中，可以很好地使用由通式(5)表示的巯基苯并噻唑系衍生物。其中，在式(5)中的R18~R21独立地为氢原子、碳原子数为1~16(优选5~16)的烷基、烷氧基、F、Br、Cl、I、氰基、氨基或OH基。
另外，在本发明中，可以很好地使用由通式(6)表示的苯并噻唑硫杂脂肪酸系衍生物。其中，在式(4)中的R22~R26独立地为氢原子、碳原子数为1~16(优选1或2)的烷基、烷氧基、F、Br、Cl、I、氰基、氨基或OH基。
这些化合物之中的由通式(1)表示的苯并三唑系衍生物中，通常R1~R4的碳原子数越多粘接性就越强。
另外，在由通式(3)和通式(4)表示的咪唑系衍生物和苯并咪唑系衍生物中，通常也是R11~R17的碳原子数越多粘接性就越强。
另外，在由通式(6)表示的苯并噻唑硫杂脂肪酸系衍生物中，R22~R26的碳原子数优选为1或2。
另外，作为用于调整粘接性溶液的pH值的物质，可以例举盐酸、硫酸、硝酸、磷酸等无机酸等。另外，作为有机酸，可以使用甲酸、乳酸、乙酸、丙酸、苹果酸、草酸、丙二酸、琥珀酸、酒石酸等。在此，粘接性溶液中的粘接性赋予化合物的浓度没有特别限定，只要根据溶解性、使用状况适当调整来使用即可。此时，作为粘接性赋予化合物的浓度优选整体上为0.05质量%~20质量%范围内的浓度。另外，如果是比0.05质量%低的浓度，则粘接性赋予化合物不能够赋予充分的粘接性，因此不优选。
另外，对于在导电性电路电极上附着粘接性溶液时的处理温度，优选为比室温高一些。这是由于，这样可以使粘接层的形成速度、形成量变为充分的值的缘故。另外，该处理温度会根据粘接性赋予化合物的浓度、构成导电性电路电极的金属种类等其最佳值发生变化，但一般优选为30℃~60℃左右的范围。另外，优选在该粘接性溶液中的浸渍时间为5秒～5分钟左右的范围。因此，优选调整其他条件，使得浸渍时间落在该范围内。
另外，优选：使粘接性溶液中共存50~1000ppm的铜离子。因为通过共存铜离子，可以提高粘接层的形成速度、形成量等的形成效率。
(在容器1内部配置钎焊粉20的工序)
接着，将容器1向第一方向A侧倾斜并打开盖1b，如图1A所示地配置钎焊粉20。在此，作为钎焊粉20的金属组成，例如可举出Sn-Pb系、Sn-Pb-Ag系、Sn-Pb-Bi系、Sn-Pb-Bi-Ag系、Sn-Pb-Cd系。另外，从最近的排除产业废弃物中的Pb的观点来看，特别优选使用不含有Pb的Sn-In系、Sn-Bi系、In-Ag系、In-Bi系、Sn-Zn系、Sn-Ag系、Sn-Cu系、Sn-Sb系、Sn-Au系、Sn-Bi-Ag-Cu系、Sn-Ge系、Sn-Bi-Cu系、Sn-Cu-Sb-Ag系、Sn-Ag-Zn系、Sn-Cu-Ag系、Sn-Bi-Sb系、Sn-Bi-Sb-Zn系、Sn-Bi-Cu-Zn系、Sn-Ag-Sb系、Sn-Ag-Sb-Zn系、Sn-Ag-C u-Zn系、Sn-Zn-Bi系。
另外，作为上述金属组成的具体例，以Sn为63质量%、Pb为37质量%的共晶焊料(以下表示为63Sn/37Pb)为中心，可以例举62Sn/36Pb/2Ag、62.6Sn/37Pb/0.4Ag、60Sn/40Pb、50Sn/50Pb、30Sn/70Pb、25Sn/75Pb、10Sn/88Pb/2Ag、46Sn/8Bi/46Pb、57Sn/3Bi/40Pb、42Sn/42Pb/14Bi/2Ag、45Sn/40Pb/15Bi、50Sn/32Pb/18Cd、48Sn/52In、43Sn/57Bi、97In/3Ag、58Sn/42In、95In/5Bi、60Sn/40Bi、91Sn/9Zn、96.5Sn/3.5Ag、99.3Sn/0.7Cu、95Sn/5Sb、20Sn/80Au、90Sn/10Ag、90Sn/7.5Bi/2Ag/0.5Cu、97Sn/3Cu、99Sn/1Ge、92Sn/7.5Bi/0.5Cu、97Sn/2Cu/0.8Sb/0.2Ag、95.5Sn/3.5Ag/1Zn、95.5Sn/4Cu/0.5Ag、52Sn/45Bi/3Sb、51Sn/45Bi/3Sb/1Zn、85Sn/10Bi/5Sb、84Sn/10Bi/5Sb/1Zn、88.2Sn/10Bi/0.8Cu/1Zn、89Sn/4Ag/7Sb、88Sn/4Ag/7Sb/1Zn、98Sn/1Ag/1Sb、97Sn/1Ag/1Sb/1Zn、91.2Sn/2Ag/0.8Cu/6Zn、89Sn/8Zn/3Bi、86Sn/8Zn/6Bi、89.1Sn/2Ag/0.9Cu/8Zn等。另外，作为用于本发明的钎焊粉20，也可以是混合了2种以上的不同组成的粉末。
另外，钎焊粉20的粒径优选为4μm~20μm的范围，特别优选为5μm~10μm的范围。钎焊粉20的粒径不特别限制于该值，即使是比该值大的粒径也没关系。
另外，此时的容器1的倾斜角度根据钎焊粉20的量和后述的第一工序中的倾斜角度适当设定即可。
接着，在容器1内部的第一方向A侧配置钎焊粉20。此时，钎焊粉20优选不与基板保持部接触。该盖1b每当进行向电子电路基板10附着钎焊粉20的处理时就打开，从这里将钎焊粉20和电子电路基板10取出或装入容器1内。
另外，在利用湿式进行钎焊粉20的附着的情况下，倾斜容器1，将水等的分散液放入容器1内，其后添加钎焊粉20。由此，钎焊粉20在分散液中分散成为焊料悬浊液。
另外，在本实施方式中，优选钎焊粉20比电子电路基板10先放入到容器1内部。因为由此，在后述的在基板保持部保持电子电路基板10的工序中，即使盖1b开闭，也可抑制钎焊粉20的飞散。
(在基板保持部保持电子电路基板10的工序)
接着，在图中未示出的基板保持部上保持电子电路基板10。该基板保持部设置在容器1内，只要是能够将多个电子电路基板10保持成与容器1的底部1a有间隔，并且它们的基板面大致面向上下方向的结构即可，使用现有的结构也没关系。另外，这样的基板保持部，其抑制部优选使用在将电子电路基板10插入时，不成为大的障碍的突起、销等小型的部件。
通过在这样的基板保持部上保持电子电路基板10，从而保持成电子电路基板10的另一面侧10b与容器1的底部1a并行，并且其与底部1a之间保持间隔。
此时，以电子电路基板10的盖1b侧的基板面为一面侧10a，以底部1a的基板面为另一面侧10b。另外，当在这样的基板保持部上保持多个电子电路基板10时，优选将电子电路基板10彼此并行地、并且以相互保持一定间隔的方式配置。由此，电子电路基板10成为配置在后述的偏心电动机3a的正上方的结构。经以上方式，电子电路基板10相对于底部1a被并行地安装。
在此，在将电子电路基板10从容器1内部取出或进入时，钎焊粉20被储存在容器1的下部，成为与盖1b分离开的配置。因此，可抑制盖1b开闭时钎焊粉20向外部飞散。
其后，关闭盖1b，向容器1内部的封闭空间填充例如N2等惰性气体。另外，在其后的工序中，直到取出电子电路基板10，盖1b都保持关闭。这是因为，通过保持容器1内部被惰性气体填充，可防止钎焊粉20的氧化。
＜第一工序＞
接着，如图1A~图1D所示，将钎焊粉20从容器1内部的第一方向A侧向第二方向B侧移动。
图1A是在容器1内部配置了钎焊粉20或者焊料悬浊液、和电子电路基板10的状态。在容器1的外侧，设置有由偏心电动机3a和控制单元3b构成的振动机构3，其中至少偏心电动机3a被设置在与底部1a中央相对应的位置。
另外，偏心电动机3a的转轴通过控制单元3b控制其旋转方向和振幅以及频率。在本实施方式中，偏心电动机3a的转轴被控制成向容器1的跷动方向的相同方向旋转，其旋转方向也可根据跷动方向的变更而变更。
另外，在容器1的外侧设置有由跷动轴4a、跷动单元4b和跷动板4c构成的跷动机构4，成为通过后述的支持部2使容器1跷动的结构。另外，该跷动单元4b可以任意地设定倾斜角度。
首先，将容器1从第一方向A侧向第二方向B侧以距水平状态为例如5°的角度跷动。先利用跷动单元4b的例如图中未示出的驱动电动机使跷动轴4a旋转。由此，与跷动轴4a接合的跷动板4c向第二方向B侧跷动。此时跷动板4c能够以由跷动单元4b设定的任意的倾斜角度跷动。
在此，容器1通过例如由弹簧等弹性体构成的支持部2与跷动板4c连接。由此，容器1以与跷动板4c连动的方式跷动。另外，支持部2不限于弹簧，只要可以支持容器1的重量并且是弹性体，则即使由其他结构构成也没关系。另外，支持部2的配置没有特别限定，但优选至少支持容器1的底部1a的两端，并且相互以等间隔配置。
另外，伴随容器1的跷动，由偏心电动机3a和控制单元3b构成的振动机构3使容器1的底部1a振动。控制单元3b与后述的跷动机构4连动，成为根据容器1的跷动来控制偏心电动机3a的转轴的旋转方向的结构。
另外，偏心电动机3a的转轴通过控制单元3b被控制为向容器1的跷动方向的相同方向旋转。由此使偏心电动机3a的旋转轴根据容器1的跷动方向改变其旋转方向，对底部1a以始终垂直的角度施加振动。
通过该振动，钎焊粉20被从下向上颠起来，以跳起来的方式运动。由此，可以防止钎焊粉20的凝聚，可以使钎焊粉20伴随容器1的跷动而移动。另外，由此使得钎焊粉20均匀地遍布到微细部，因此也遍布在电子电路基板10的另一面侧10b和容器1的底部1a之间。因此，可以使钎焊粉20在另一面侧10b的粘接部也充分附着。
另外，由于钎焊粉20被从下向上颠起来，以跳起来的方式运动，因此，钎焊粉20对电子电路基板10以垂直的角度撞击，在粘接部有效地附着。
另外，在使用焊料悬浊液时，钎焊粉20被从下向上颠起来，以跳起来的方式运动，因此可防止焊料悬浊液的固体化。因此，焊料悬浊液为液状化，伴随容器1的跷动流动到微细部。另外，由于钎焊粉20对电子电路基板10以垂直的角度撞击，因此钎焊粉20有效地附着在粘接部。
此时，偏心电动机3a的转轴的振幅和频率根据钎焊粉20的状态任意地设定即可。频率可以在50Hz~60Hz的范围设定，特别优选在0.5Hz~100kHz的范围设定。如果将频率设为低于0.5Hz则得不到振动效果，另外，如果超过100kHz则钎焊粉20的移动变困难，因此不优选。
如上所述，如图1B~图1C所示，钎焊粉20一边接触电子电路基板10的表面一边移动，从而附着在其粘接部。再者，偏心电动机3a的振幅和频率根据钎焊粉20的移动状态和/或跳起来的状态任意地设定即可。在此对于频率，设定在例如50Hz的交流频率。
另外，偏心电动机3a可以在容器1的外侧的、与底部1a中央相对应的位置设置一个，但也可以是设置多个偏心电动机3a的结构。该情况下，优选通过控制单元3b控制成偏心电动机3a全部沿相同方向旋转。另外，优选多个偏心电动机3a在与基板保持部的正下方相对应的位置以相互等间隔的方式配置。因为由此，多个偏心电动机3a可以均等地对底部1a以垂直的角度施加振动。
其后，如图1D所示，钎焊粉20撞上容器1的第二方向B侧的侧壁，其移动结束。此时，由于支持部2受到容器1跷动时的重量而伸缩，因此可以缓和钎焊粉20的流动和钎焊粉20对容器1内的撞击。
＜第二工序＞
接着，如图2A~图2C所示，使钎焊粉20从容器1内部的第二方向B向第一方向A移动。图2A是第一工序后的状态，是在容器1内部的第二方向B侧，配置钎焊粉20或者焊料悬浊液、和电子电路基板10的状态。
首先，使容器1以距水平状态为例如30°的角度向第一方向A侧跷动。
该跷动与第一工序中的跷动反方向。另外，优选该跷动与第一工序中向第二方向B的跷动相比、以更大的倾斜角度进行。
另外，伴随容器1的跷动，通过振动机构3使容器1的底部1a振动。偏心电动机3a的转轴通过控制单元3b向容器1的第二方向的相同方向旋转。此时，第一方向A与第二方向B反方向。由此，偏心电动机3a对底部1a以垂直的角度施加振动。
由此，钎焊粉20以跳起来的方式运动，如图2B所示、钎焊粉20随容器1的跷动而移动。
此时，优选容器1的跷动以比第一工序中容器1的跷动更大的倾斜角度进行。由此，使附着在多余部位的钎焊粉20和多余的钎焊粉20通过振动跳起来，同时在容器1内向第一方向A的方向移动。由此，可以有效地除去附着在粘接部以外的位置上的钎焊粉20。
由以上操作，可以使钎焊粉20有效地附着在电子电路基板10的粘接部，并且可以除去附着在多余部位上的钎焊粉20。该第一工序、第二工序至少进行一次即可，可以根据其附着状况适当地调整其次数。
另外，偏心电动机3a的振幅和频率根据钎焊粉20的移动状态和跳起来的状态任意地设定即可。另外，在设置有多个偏心电动机3a的情况下，优选通过控制单元3b控制成偏心电动机3a全部沿相同方向旋转。
其后，如图2C所示，钎焊粉20撞上容器1的第一方向A的侧壁，其移动结束。
其后，通过进行下述工序来制造电子电路基板10：从容器1取出电子电路基板10的工序；对电子电路基板10涂布含有有机酸碱的氢卤酸盐的活性剂的工序；将电子电路基板10在焊料的熔点以下加热，使钎焊粉20固定的工序；对电子电路基板10涂布助焊剂的工序；和、对电子电路基板10加热，使钎焊粉20熔融的工序。
根据本实施方式的钎焊粉20对电子电路基板10的附着方法，能够以任意的倾斜角度跷动放入了钎焊粉20和电子电路基板10的容器1。
另外，可以使偏心电动机3a以容器1的跷动方向的相同方向旋转。由此，可根据容器1的跷动，对其底部1a以垂直的角度施加振动。
由此，钎焊粉20以跳起来的方式运动。因此，即使是微细的钎焊粉20，也可防止其凝聚。另外，即使是钎焊粉20的悬浊液，也可防止其固体化。因此，根据本实施方式，可以使钎焊粉20配合容器1的跷动而在容器1内均匀地遍布，并且可以垂直地撞击电子电路基板10的粘接部。因此，在第一工序中，包括电子电路基板10的另一面侧10b，在粘接部的微细部分可以充分地附着钎焊粉20。
另外，在第二工序中，通过以比第一工序更大的倾斜角度使容器1跷动，可有效地除去附着在多余部位上的钎焊粉20和多余的钎焊粉20。
通过以上操作，即使是微细的钎焊粉20，也可均匀地附着在电子电路基板10的粘接部。另外，不仅不需要用于除去钎焊粉20的另外工序，还可以减少倾斜的次数。根据该方法，钎焊粉20在容器1内往返至少一次即可，与现有方法相比可以使工序简化。另外，本实施方式的钎焊粉附着装置100由于能够水平配置，因此可以将其工序自动化。
由此，可以有效地制造具有微细的细间距图案的电子电路基板10。另外，可以有效地防止在相邻的电路图案间由熔融焊料造成的短路。因此，可以提高电子电路基板10的可靠性，并且可以实现电子电路基板10的小型化。由此，可以提供优异特性的电子设备。
实施例
以下，通过实施例说明本发明，但本发明不限定于此。
(实施例1)
首先，准备大小为宽50mm、长200mm、厚0.4mm的长条状电子电路基板10。再者，电子电路基板10的电极的最小宽度为20μm，电极间的最小间隔为20μm。
接着，通过盐酸水进行电子电路基板10的预处理。接着，作为含有粘接性赋予化合物的粘接性溶液，准备通式(3)的R12的烷基为C11H23、R11为氢原子的咪唑系化合物的2质量%水溶液，利用乙酸将其pH调整为约4。接着，将该粘接性溶液加热到40℃，将电子电路基板10浸渍3分钟。由此，在电子电路基板10的一面侧10a和另一面侧10b的电子电路上形成粘接层。
接着，将内尺寸大小为长200mm、宽120mm、高150mm的容器1向第一方向A侧倾斜，打开盖1b。接着，通过盖1b的开口部，将组成为96.5Sn/3.5Ag、粒径为5μm的钎焊粉20在容器1内的第一方向A侧配置约400g。此时，使钎焊粉20不接触图中未示出的基板保持部。接着，向容器1内投入1600毫升水，形成钎焊粉20的焊料悬浊液。
接着，准备钎焊粉附着装置100，在图中未示出的基板保持部，使三张电子电路基板10的一面侧10a面向上方(容器1的盖1b侧)，并且，以与底部1a之间保持间隔的方式保持。将该状态示于图1A。
接着，通过跷动单元4b的例如图中未示出的驱动电动机来驱动跷动轴4a。由此，容器1向第二方向B侧以距水平状态为5°的倾斜角度跷动。另外，与其相伴，使偏心电动机3a以容器1的跷动方向的相同方向旋转。由此，底部1a被从其外侧以垂直的角度施加振动。另外，此时的偏心电动机3a的频率为交流频率50Hz。
接着，使容器1向第一方向A侧以距偏水平状态为5°的倾斜角度跷动。另外，与其相伴，使偏心电动机3a以容器1的跷动方向旋转。
该向第一方向A的跷动和向第二方向B的方向的跷动各进行一次。另外，这些跷动的周期分别为10秒。
其后，从容器1取出电子电路基板10，用纯水轻轻地洗净后使其干燥。
接着，向电子电路基板10的一面侧10a和另一面侧10b的两面涂布活性剂。
接着，使电子电路基板10在空气中干燥，放入加热到240℃的烤炉中在空气中加热1分钟，使钎焊粉20熔化。其后，进行电子电路基板10的电子电路的确认，没有见到短路和脱落。
(比较例1)
除了不使偏心电动机3a旋转以外，采用了与实施例1相同的方法，但如图3所示，即使使容器1跷动，钎焊粉20也没有充分地扩散。另外，其后，在制造出电子电路基板10后进行电路的确认，观察到短路、脱落。
附图标记说明
1...容器、1a...底部、1b...盖、2...支持部、3...振动机构、3a...偏心电动机、3b...控制单元、4...跷动机构、4a...跷动轴、4b...跷动单元、4c...跷动板、10...电子电路基板、20...钎焊粉、100...钎焊粉附着装置、A...第一方向、B...第二方向
Claims (18)
1.一种钎焊粉附着装置，其特征在于，具备：
容器，其用于收纳电子电路基板和钎焊粉；
基板保持部，其安装在所述容器内，用于保持所述电子电路基板，使其基板面大致面向上下方向；
跷动机构，其使所述容器的初始位置为向第一方向跷动后的倾斜位置，使所述容器从所述初始位置向与所述第一方向相反的第二方向跷动，然后使所述容器再次向所述第一方向跷动；
偏心电动机，其通过使转轴旋转来对所述容器的底部施加振动，其设置在所述底部的中心；和
振动机构：其包含将所述偏心电动机的所述转轴设定成与所述容器的跷动方向相同的方向的控制单元。
2.根据权利要求1所述的钎焊粉附着装置，其特征在于，所述振动机构具有在所述跷动机构使所述容器跷动时使所述容器振动的功能。
3.根据权利要求1所述的钎焊粉附着装置，其特征在于，所述跷动机构用于将跷动的角度控制在任意值。
4.根据权利要求1所述的钎焊粉附着装置，其特征在于，所述控制单元用于将所述偏心电动机的振幅和频率控制在任意值。
5.根据权利要求4所述的钎焊粉附着装置，其特征在于，所述频率为0.5Hz～100kHz的范围。
6.根据权利要求1所述的钎焊粉附着装置，其特征在于，设置多个所述偏心电动机，它们全部沿相同方向旋转。
7.根据权利要求1所述的钎焊粉附着装置，其特征在于，所述基板保持部具有可以保持多个所述电子电路基板的结构。
8.根据权利要求1所述的钎焊粉附着装置，其特征在于，所述支持部由弹性体形成。
9.根据权利要求1所述的钎焊粉附着装置，其特征在于，所述容器上设置有盖，在所述容器内侧具有封闭空间。
10.一种钎焊粉附着方法，是使钎焊粉附着在电子电路基板的粘接部上的钎焊粉附着方法，其特征在于，具备：
准备工序，在容器内部的一侧配置钎焊粉，并且在所述容器内部的基板保持部上保持所述电子电路基板，使其基板面大致面向上下方向；
第一工序，使所述容器的初始位置为向第一方向跷动后的倾斜位置，利用跷动机构使所述容器从所述初始位置向与所述第一方向相反的第二方向跷动；和
第二工序，使所述容器再次向所述第一方向跷动。
11.根据权利要求10所述的钎焊粉附着方法，其特征在于，在所述第二工序中，以比向所述第二方向跷动更大的倾斜角度向所述第一方向进行跷动。
12.根据权利要求10所述的钎焊粉附着方法，其特征在于，在所述第一工序和第二工序中，使用多个所述偏心电动机，并且使它们全部沿相同方向旋转。
13.根据权利要求10所述的钎焊粉附着方法，其特征在于，在所述第一工序和第二工序中，利用所述跷动机构将跷动的角度控制在任意值。
14.根据权利要求10所述的钎焊粉附着方法，其特征在于，在所述第一工序和第二工序中，利用控制单元将所述偏心电动机的振幅和频率控制在任意值。
15.根据权利要求14所述的钎焊粉附着方法，其特征在于，将所述频率设为0.5Hz~100kHz的范围。
16.根据权利要求10所述的钎焊粉附着方法，其特征在于，在所述准备工序中，在所述容器上设置盖，并且向所述容器内侧的封闭空间填充惰性气体。
17.根据权利要求10所述的钎焊粉附着方法，其特征在于，所述钎焊粉的粒径为4μm~20μm的范围。
18.根据权利要求17所述的钎焊粉附着方法，其特征在于，所述钎焊粉的粒径为5μm~10μm的范围。
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