CN1985551A - 低耐热性表面安装部件以及与其进行凸点连接的安装基板 - Google Patents

Abstract

要对于电路基板或低耐热性表面安装部件的性能不施加影响，而能够从电路基板拆下焊接在电路基板上的低耐热性表面安装部件。在低耐热性表面安装部件1的面的外周附近2的焊料凸点3，是用比中央附近的焊料凸点3低熔点的焊料形成的。对电路基板的低耐热性表面安装部件1的部分进行局部加热，熔化焊料凸点而将其拆下时，相对于低耐热性表面安装部件1的中央附近，在其外周附近加热温度较低。因此，在外周附近采用由熔点低的焊料构成的焊料凸点，即便在这种低加热温度下焊料凸点也熔化。由此，低耐热性表面安装部件1的整个面的焊料凸点熔化。

Description

低耐热性表面安装部件以及与其进行凸点连接的安装基板

技术领域

本发明是关于利用毒性少的无Pb焊料合金、混载安装于电路基板上的低耐热性表面安装部件以及与其进行凸点连接的安装基板。

背景技术

无铅焊料合金，可以适用于电子部件向有机基板等电路基板的连接，是用于220℃附近的焊接的Sn-37Pb(单位：质量％)焊料的替代品。

作为过去的电气化产品的向有机基板等电路基板的焊接方法，由向电路基板吹热风、使印刷于电极上的焊料凸点熔化而进行表面安装部件的焊接(凸点连接)的回流焊接工序，和令熔化了的焊料喷流接触电路基板、进行插入安装部件或芯片部件等一部分的表面安装部件的焊接的流动焊接工序构成。这种焊接方法称为混载安装方法。

但是，逐渐产生了用于该混载安装方法中的回流焊接工序的钎焊膏、和用于流动焊接工序的熔化的焊料的喷流都使用毒性少的无铅焊料合金的要求。

作为关于使用了无铅焊料的安装方法的过去技术，作为无铅焊料已知有Sn-Ag-Bi系列焊料、或者Sn-Ag-Bi-Cu系列焊料合金(例如，参照专利文件1)。

另外，作为另一过去的例子，已知在基板的A面通过回流焊接来表面连接安装电子部件、接着在基板的B面把从A面侧插入的电子部件的导线流动焊接到电极上进行连接安装的方法中，A面侧的回流焊接中所用的焊料为以Sn-(1.5～3.5wt％)Ag-(0.2～0.8wt％)Cu-(0～4wt％)In-(0～2wt％)Bi的成分构成的无铅焊料，在B侧用于流动焊接的焊料为以Sn-(0～3.5wt％)-Ag(0.2～0.8wt％)Cu的成分构成的无铅焊料(例如，参照专利文件2)。

但是，由于无铅焊料中代表性的Sn-3Ag-0.5Cu焊料具有高连接可靠性(在-55～125℃、1循环/h的条件的热循环试验中)，所以在进行凸点连接的低耐热性表面安装部件的焊料凸点全部由该Sn-3Ag-0.5Cu焊料形成时，在回流焊接等进行基板整体加热之际，要使得连接部的结构上热风难以到达、温度难以上升的部件的靠近中央的焊料凸点也熔化，则有可能出现该表面安装部件封装的温度超过该封装的耐热温度的情况。

作为消除以上问题的方法，提议有如下方法：作为用于向基板焊接电子部件的焊料凸点，在该电子部件的角落部，使用具有Sn-(2～5wt％)Ag-(0～1wt％)Cu-(0～1wt％)Bi的成分组成的高熔点型焊料凸点(熔点温度220℃)，在内部时使用具有Sn-(2～5wt％)Ag-(0～1wt％)Cu-(5～15wt％)Bi的成分组成的低熔点型焊料凸点(熔点温度200℃)；把基板加热到低于电子部件的耐热温度(230℃)且超过高熔点型焊料的熔化温度(约220℃)而设定的回流温度、并进行焊接(凸点连接)时，即便在导热状态较差的电子部件内部，焊料凸点也会没有滞后地熔化(例如，参照专利文件3)。

专利文件1：特开平10-166178号公报

专利文件2：特开2001-168519号公报

专利文件3：特开2002-141652号公报

[本发明要解决的课题]

另一方面，也在进行从凸点连接了低耐热性表面安装部件的电路基板拆下该表面安装部件，对该电路基板或表面安装部件进行再利用。如此，从电路基板拆除表面安装部件时，对电路基板的该表面安装部件周边进行局部加热。

但是，如上述的过去例子这样，由于无铅焊料中代表性的Sn-3Ag-0.5Cu焊料具有高连接稳定性(在-55～125℃、1循环/h的条件的热循环试验中)，所以作为用于向电路基板凸点连接低耐热性表面安装部件的焊料凸点，全部由高熔点的Sn-3Ag-0.5Cu焊料形成，因此，如为了从电路基板拆下该表面安装部件，对该表面安装部件周边进行局部加热，使得温度难以上升的表面安装部件的周边附近的焊料凸点也熔化，则有可能出现该表面安装部件封装的温度超过该封装的耐热温度的情况，产生该表面安装部件的性能劣化、被破坏等问题。

发明内容

本发明的目的在于消除上述问题，提供可以不影响电路基板或低耐热表面安装部件的性能、从电路基板拆下焊接在电路基板上的低耐热表面安装部件的低耐热性表面安装部件以及与其进行凸点连接的安装基板。

由此，为了达成上述目的，本发明是凸点连接到电路基板上的低耐热性表面安装部件，用于该凸点连接的焊料凸点的熔点在该低耐热性表面安装部件的耐热温度以下，且该低耐热性表面安装部件的凸点形成面的外周附近的熔点比中央附近低。

为了达成上述目的，本发明是低耐热性表面安装基板被凸点连接到电路基板上而成的安装基板，用于该凸点连接的焊料凸点由熔点在该低耐热性表面安装部件的耐热温度以下的焊料构成，

且该低耐热性表面安装部件的焊料凸点形成面的外周附近的焊料凸点的熔点低于中央附近的焊料凸点的熔点。

另外，在所述电路基板上设置焊料膏，通过焊料膏与焊料凸点的熔合，使低耐热性表面安装基板被凸点连接到电路基板上。

另外，焊料凸点和焊料膏，由Sn-Ag-Cu-In系列、Sn-Ag-Bi系列、Sn-Ag-Bi-Cu系列、Sn-Ag-Cu-In-Bi系列、Sn-Zn系列、Sn-Zn-Bi系列的任一种焊料构成。

另外，焊料凸点以及焊料膏，由In含量为0～9质量％的Sn-Ag-Cu-In系列的焊料形成。

另外，低耐热性表面安装基板的焊料凸点形成面的外周附近的焊料凸点以及焊料膏，由Sn-Ag-Cu-In系列焊料的In含量为7～9质量％的焊料构成。

发明的效果

根据本发明，即便低耐热性表面安装部件的外周附近比中央附近加热温度低，在其整个面上，焊料凸点也会熔化，可以顺利地进行该低耐热性表面安装基板从电路基板的拆卸。

具体实施方式

下面，参照附图，说明本发明的实施方式。

图1(a)是表示根据本发明的低耐热性表面安装部件的实施方式的主主要部分分的平面图，1是含有该实施方式的低耐热性部件的表面安装部件、即低耐热性表面安装部件，1a为封装，2为角落部，3为焊料凸点。

图1(a)表示作为包含低耐热性部件、安装(凸点连接)到电路基板(未图示)的低耐热性表面安装部件1的封装1a的一个具体例子，在该具体例子中，球状的焊料凸点3设在封装1a的面的周边部(如此，下面把设有焊料凸点3侧的面称为凸点形成面)。

如此，把设在周边部的焊料凸点3称为周边凸点。作为低耐热性表面安装部件的一种封装中，存在把封装的管脚部分制成焊料凸点的BGA(球栅阵列)，把这种在凸点形成面侧的周边部设有凸点3的BGA称为周边凸点配置型BGA。

图1(b)表示作为低耐热性表面安装部件1的封装1a的另一具体例子，在该具体例子中，球状的焊料凸点3设在封装1a的整个凸点形成面上。如此配列的焊料凸点3称为全栅凸点，如此配置有焊料凸点3的表面安装部件称为全栅型。因此，设有这种全栅凸点3的BGA称为全栅型BGA。

在此实施方式中，在图1(a)、(b)所示的封装1a的凸点形成面处的外周附近的凸点3，由熔点比其他地方的焊料凸点3低的焊料形成。另外，在此，以角落部2表示该“外周附近”。由此，为了进行从该低耐热性表面安装部件1被凸点连接、并安装到电路基板上的安装基板(未图示)拆下该低耐热性表面安装部件1、并再利用电路基板的作业，在局部加热电路基板处的该低耐热性表面安装部件1的部分时，该耐热性表面安装部件1的、如下所述、配置在温度难以上升的外周附近的焊料凸点3也容易熔化。

在此，对形成焊料凸点3的焊料进行说明。

在利用焊料膏向电路基板上焊接(凸点连接)低耐热性表面安装部件1的回流焊接工序中，作为回流用的焊料，较多使用与过去的Sn-3Ag-0.5Cu等成分(液相线温度：220℃)相比熔点低、且连接可靠性与使用该Sn-3Ag-0.5Cu时相比并不明显降低的Sn-Ag-Cu-In系列焊料等(液相线温度：约210℃)。

另外，作为Sn-3Ag-0.5Cu焊料以外的熔点低的焊料，也可以考虑使用Sn-Ag-Bi系列、Sn-Ag-Bi-Cu系列、Sn-Ag-Cu-In-Bi系列、Sn-Zn系列、Sn-Zn-Bi系。

不过，使用含有较多Bi的焊料的情况下，当为了改善焊料向安装部件的电极(部件电极)等的湿润性，预先施加到该部件电极等中的镀层中含有Pb时，该镀层中的Pb和焊料中的Bi形成低熔点共晶相，存在由回流焊接后的插入安装部件等的另一焊接时的热影响等引起成分偏析、连接部断裂的情况。另外，为了保护低耐热性表面安装部件，为了产生使焊料温度降低的效果、防止所述连接部断裂，Bi含有量、和含有Bi的焊料可以适用的电路基板的种类受到很大的限制。

另外，使用含有较多Zn的焊料的情况下，由于向电极的湿润性一般较差，所以在要确保充分的湿润性、并实现使焊料温度降低的效果时，Zn含有量、和含有Zn的焊料可以适用的电路基板的种类受到很大的限制。

从以上可知，在向电路基板安装低耐热性表面安装部件时，需要在以保护低耐热性表面安装部件为目的的低温下进行焊接时，多数情况下优选把Sn-Ag-Cu-In系列的焊料膏化后进行使用。

但是，即便把熔点低的Sn-Ag-Cu-In系列的焊料作为焊料膏使用，在向电路基板凸点连接表面安装部件时，如果以Sn-3Ag-0.5Cu(液相线温度：220℃)等熔点高的焊料形成设在该表面安装部件上的焊料凸点，则在回流焊接过程中开始熔化的焊料膏与该焊料凸点接触的部分，焊料膏与焊料凸点相熔合，焊料膏的熔点接近焊料凸点、即Sn-3Ag-0.5Cu的熔点并变高，引起熔融不良。为了防止这个问题，优选表面安装部件侧的焊料凸点也由与焊料膏相同系列的Sn-Ag-Cu-In系列焊料形成。

另外，已知如果该Sn-Ag-Cu-In系列焊料膏中In的含量超过7～9质量％，则In自身就成为形成上述低熔点共晶相的原因。另外，为了保护低耐热性表面安装部件，需要尽可能令焊料膏的In含量较多、使焊料温度降低。为此，作为对应低耐热性表面安装部件的回流用焊料，优选In含量为7～9质量％。

如此一来，通过使表面安装部件侧的焊料凸点接近与焊料膏相同的成分，可以抑制由于焊料膏和焊料凸点的融合导致的熔点上升、即焊料膏的熔融不良。不过，表面安装部件侧的焊料凸点的In含量，为了防止连接可靠性降低，优选不超过焊料膏侧的In含量，需要在0～9质量％的范围内选定合适的含量。

如此，表面安装部件侧的焊料凸点由与焊料膏相同的Sn-Ag-Cu-In系列焊料形成，在该表面安装部件的凸点形成面处的外周附近其In含量接近7～9质量％，则在为了进行从安装基板拆除表面安装部件、再利用电路基板的作业而对安装基板的该表面安装部件部分进行局部加热时，温度难以上升的表面安装部件的外周附近的焊料凸点也能较易熔化。

接着，对图1(a)、(b)所示的低耐热性表面安装部件1的从电路基板的拆卸进行说明。

在此，作为根据本发明的安装基板的一个实施方式，以由焊料凸点3和未图示的焊料膏(供给厚度：0.15mm)把图1(a)所示的低耐热性表面安装部件、即周边凸点配置型BGA1(耐热温度：220℃，部件规格：30mm×30mm，凸点间距：1.27mm，凸点数：256)焊接(凸点连接)到未图示的电路基板上而成的安装基板作为对象物。

该安装基板上的焊料凸点和焊料膏，如上所述，从Sn-Ag-Cu-In系列的焊料形成，其In含量，焊料膏和焊料凸点为0～9质量％，焊料凸点中In含量比焊料膏的In含量少，该周边凸点配置型BGA1的凸点形成面处的外周附近(即，图1(a)中角落部2处的)的焊料凸点3的In含量为7～9质量％，与其他地方的焊料凸点3相比熔点较低。

另外，从电路基板拆除之前的安装基板上的所述周边凸点配置型BGA1中，该周边凸点配置型BGA1侧的焊料凸点和电路基板侧的焊料膏并没有完全融合，而焊料膏以完全熔化的状态与焊料凸点相连接。

另外，周边凸点配置型BGA1是利用回流焊接装置连接到电路基板上的，该回流焊接装置是加热区域(存在于基板传送带上下的加热器对)兼用红外线和热风，该加热区域数为10，焊接气氛使用氮气且氧气浓度为100ppm的方式的。

图2是表示用于从基板拆除表面安装部件的部件拆除装置的一个具体例子的结构图，4为电路基板，5为部件拆除装置，6为载置台，7为局部加热喷嘴，8为加热喷嘴。

在该图中，如上所述，周边凸点配置型BGA1凸点连接到电路基板4上而成的上述安装基板，以该周边凸点配置型BGA1位于上下对置的局部加热喷嘴7和加热喷嘴8之间地、载置在载置台4a上。然后，由设在载置台6上的红外线灯(未图示)从下面侧对该电路基板4中周边凸点配置型BGA1的周围进行加热，并且，通过由局部加热喷嘴7和加热喷嘴8吹拂热风，对周边凸点配置型BGA1从上下进行加热。

图3是表示图2所示的部件拆卸装置中载置台6的结构的分解立体图，6a是开口部，6b是红外线灯，6c是安装金属件，6d是支持台，6e是安装金属件，6f是支持栓，与图2相对应的部分附加相同的符号。

在该图中，载置台6形成为例如横长的长方形，其中央部设有从该载置台6的上面贯通到下面的、形成例如剖面形状为正方形或圆形等的开口部6a。该开口部6a中嵌入加热喷嘴8的前端部。另外，载置台6内除了该开口部6a，还设有规定个数的红外线灯6b。这些红外线灯6b，也可以露出在上方侧，另外也可以在载置台6的透射红外线的上面覆盖。

支持台6d固定于安装金属件6c上，利用该安装金属件6c，支持台6d的较长方向位于载置台6的宽度方向地、安装在该载置台6上。使用2个具有该安装金属件6c的支持台6d，其安装于载置台6上分别关于开口部6a成左右对称的位置上(参照图2)。另外，2个支持栓6f固定于安装金属件6e上，通过该安装金属件6e，2个支持栓6f其长方向为载置台6的宽度方向地、即固定在该相同安装金属件6e上的2个支持栓6f配置在载置台6的宽度方向上地、安装在该载置台6上。使用了2个安装有该支持栓6f的安装金属件6e，它们安装于载置台6上2个支持台6d之间、分别关于开口部6a成左右对称的位置上(参照图2)。另外，支持台6d设有吸附单元。

图2中所示的电路基板4，其周边凸点配置型BGA1与开口部6a对置地、由2个支持台6d和4根支持栓6f所支持。此时，电路基板4通过设置在支持台6d上的吸附单元，保持固定。

如此，电路基板4在被支持的状态下，该电路基板4上的安装了周边凸点配置型BGA1的部分，通过介由开口部6a从加热喷嘴8吹拂热风，而从电路基板4的下面侧被加热。另外，由支持台6d和支持栓6f所支持的电路基板4，与开口部6a对置的区域的周围部分，从红外线灯6b照射红外线，从下面侧被加热。

图4是表示图2所示的装置中局部加热喷嘴7的前端部的结构的立体图，7a是吹出口，7b是吸引喷嘴，7c是吸附盘，7d是吸引口。

在该图中，在局部加热喷嘴7的前段部，其中央部设有吸引喷嘴7b，其周边设有多个(在此为4个)吹出热风的吹出口7a。另外，吸附盘7c由橡胶等构成，嵌在吸引喷嘴7b内。在该吸附盘7c中心，设有吸引口7d，该吸附盘7c嵌入到吸引喷嘴7b内，则吸引喷嘴7b从该吸引口7d与外部连通。利用未图示的真空泵从吸引喷嘴7b吸气。

回到图2，局部加热喷嘴7，在箭头A、B方向(载置台6的宽度方向)上可以移动，当在载置台6上载置电路基板4时，向箭头A方向移动，置于从载置台6偏离的位置上。在此状态下，凸点连接了周边凸点配置型BGA1的电路基板4，以该周边凸点配置型BGA1与载置台6的开口部6a对置的方式被载置，由支持台6d和支持栓6f(图3)所支持。同时，支持台6d的吸引单元进行工作，固定基板4被吸引到支持台6d上而固定。

然后，局部加热喷嘴7，在与箭头A反方向的箭头B方向上移动，与电路基板4上的周边凸点配置型BGA1对置，设定在接近该周边凸点配置型BGA1的位置上。然后，从该局部加热喷嘴7的吹出口7a(图4)向周边凸点配置型BGA1上从上侧吹热风，而且从加热喷嘴8向电路基板4的下面吹热风。由此，把周边凸点配置型BGA1固定在电路基板4上的焊料加热熔化。加热规定的时间，到周边凸点配置型BGA1可以从电路基板4拆下的状态时，通过局部加热喷嘴7的吸引喷嘴7b(图4)吸气，吸引力作用到周边凸点配置型BGA1并使其离开电路基板4，被安装在吸引喷嘴7b中的吸引盘7c所吸引保持。

这样，当周边凸点配置型BGA1成为由吸引盘7c所吸引保持的状态时，停止由局部加热喷嘴7和加热喷嘴8所进行的加热，局部加热喷嘴7向箭头A方向移动，周边凸点配置型BGA1从安装基板拆下。

另外，在电路基板4上，除了该周边凸点配置型BGA外，由于在电路基板上连接条件最困难的封装长边侧上还凸点连接有设有导线的56导线TSOP(薄型小外廓封装)，作为焊料膏使用了Sn-3Ag-0.5Cu-7In焊料，In含量为可以确保该TSOP在-55～125℃的热循环寿命1000循环的最大量、即7质量％。

但是，为了利用上述的部件拆卸装置5从电路基板4拆卸周边凸点配置型BGA1，在利用局部加热喷嘴7和加热喷嘴8加热周边凸点配置型BGA1的部分时，温度最高的部分是与局部加热喷嘴7的吹出热风的前端面的中心部对置的部分(即，周边凸点配置型BGA1的面的中心部)，越往周边凸点配置型BGA1的外周附近温度越低。因此，在该外周附近处使用熔点高的焊料凸点，当该外周附近处的温度加热到该焊料凸点的熔点以上时，在周边凸点配置型BGA1的中心部侧处就超过了该周边凸点配置型BGA1的耐热温度，对周边凸点配置型BGA1的性能带来不好的影响，甚至进行了破坏。因此，在该实施方式中，如图1所说明的，使用了越靠近周边凸点配置型BGA1的外周附近熔点温度越低的Sn-Ag-Cu-In系列的焊料构成的焊料凸点。

在Sn-Ag-Cu-In系列的焊料中，In含有量越大，其熔点越低。因此，如上所述，在不超过使用相同焊料的焊料膏中的In含量的范围内、且在周边凸点配置型BGA1凸点形成面上越靠近外周，构成焊料凸点的Sn-Ag-Cu-In系列的焊料的In焊有量越大。不过，如前所述，该In含量超过7～9质量％时In自身成为产生上述低熔点共晶相的原因，所以在0～9质量％范围内设定可以得到下面所说明的熔点的In含量。

在此，周边凸点配置型BGA1中使用比其中央部使用的焊料凸点熔点低的焊料凸点的外周附近，如图5(a)所示，是以周边凸点配置型BGA1的中央点O为圆心的半径为R的圆周外侧的区域。作为该半径R，是根据例如在图2～图4所示的部件拆除装置5中、利用局部加热喷嘴7、加热喷嘴8以及红外线灯6b加热电路基板4时该电路基板4中的温度分布决定的。

然后，在该半径R的圆周内侧的区域(即、中央附近)加热到该处的焊料凸点的熔点以上、且比该周边凸点配置型BGA1的耐热温度(在上述例子中，为220℃)低的温度时，在周边凸点配置型BGA1的凸点形成面处的半径R的圆周外侧的区域(即、外周附近)，加热到比中央附近的该加热温度低的温度；在该外周附近设置由该低加热温度以下的熔点的Sn-Ag-Cu-In系列的焊料构成的焊料凸点3。在图1(a)所示的周边凸点配置型BGA1中把该外周附近区域表示为角落部2。

如此，设定外周附近的区域、该外周附近区域的焊料凸点3由比中央附近的焊料凸点3熔点低的焊料形成的情况下，以图2～图4所示的部件拆卸装置5从电路基板4拆下该周边凸点配置型BGA1时，该周边凸点配置型BGA1的凸点形成面的中心点O与局部加热喷嘴7的中心(即、吸引喷嘴7b)对置地、把在电路基板4上凸点连接有该周边凸点配置型BGA1的安装基板载置到载置台6上。在此状态下，把周边凸点配置型BGA1加热至在其凸点形成面的中央附近比该周边凸点配置型BGA1的耐热温度低、且为焊料凸点3的熔点以上的温度，则即便在该凸点形成面的外周附近也被加热到该处的焊料凸点3的熔点以上的温度。由此，周边凸点配置型BGA1的凸点形成面整体的焊料凸点3熔化，能够从周边凸点配置型BGA1的电路基板4拆下。

另外，如图5(b)所示，也可以用以周边凸点配置型BGA1的中心点O为圆心、不同半径R1、R2(不过，R1＞R2)的圆周区分出3个区域，这些区域中越靠近外周附近的区域的焊料凸点3越以熔点低的焊料形成。即，设半径R2的圆周内侧的焊料凸点的熔点为Ta、半径R1、R2的圆周间的区域的焊料凸点的熔点为Tb、半径R1圆周外侧的区域的焊料凸点的熔点为Tc，则有Ta＞Tb＞Tc。当然，也可以把上述区域设为3个以上，随着靠近外周附近、其上面的焊料凸点的熔点依次变低；也可以不区分区域，而随着离开周边凸点配置型BGA1的中心点越远，焊料凸点3的熔点顺次变低。

在利用图2～图4所示的部件拆卸装置5拆卸如此设定了熔点、利用焊料凸点3凸点连接到电路基板4上的周边凸点配置型BGA1时，成为通过局部加热喷嘴7和加热喷嘴8向周边凸点配置型BGA1吹热风进行加热，同时以吸附盘7c(图4)吸引该周边凸点配置型BGA1的状态。由此，周边凸点配置型BGA1的焊料凸点3熔化时，通过由该吸附盘7c进行吸附，周边凸点配置型BGA1从电路基板4拆下。

以图2～图4所示的部件拆卸装置5拆卸利用如此设定了熔点的焊料凸点3、凸点连接到电路基板4上的周边凸点配置型BGA1时，形成用局部加热喷嘴7和加热喷嘴8向周边凸点配置型BGA1吹拂热风进行加热、同时用吸附盘7c(图4)吸引该周边凸点配置型BGA1的状态。由此，周边凸点配置型BGA1的焊料凸点3熔化后，通过利用该吸附盘7c的吸引，周边凸点配置型BGA1从电路基板4上拆下。

在此，如上所述，在图2～图4所说明的部件拆卸装置5上安置上述周边凸点配置型BGA1焊接(凸点连接)到了电路基板4上的安装基板，设置用于测定该周边凸点配置型BGA1的凸点形成面的中央部和角落部的温度的热电对。然后，如上所述，通过局部加热喷嘴7和加热喷嘴8加热该周边凸点配置型BGA1，而且通过红外线灯6b加热电路基板4，利用上述热电对的测定结果，把周边凸点配置型BGA1的凸点形成面的中央部处的峰值温度调整到该周边凸点配置型BGA1的耐热温度220℃时，该周边凸点配置型BGA1的凸点形成面的角落部处的峰值温度为205℃。

然后，在该周边凸点配置型BGA1的焊料凸点中使用了Sn-3Ag-0.5Cu焊料时，在其角落部的焊料连续部7点处产生了焊料膏的熔化不良，而在周边凸点配置型BGA1的凸点形成面处的外周附近的焊料凸点为Sn-3Ag-0.5Cu-(4～7质量％)In时，不发生角落部处的焊料膏的熔化不良、可以良好地从电路基板4拆下周边凸点配置型BGA1。进一步，实施凸点焊料的In含量为0质量％、4质量％、7质量％各种情况时的周边凸点配置型BGA1的角落部焊料连接部的在-55～125℃的热循环试验，结果，如图6所示，可知可以确保合格基准的1000循环。

如上，通过对于在电路基板4上凸点连接了周边凸点配置型BGA1的安装基板、用与在中央附近加热到可以熔化焊料凸点的温度时该外周附近的加热温度相应的熔点(即上述In含量)的焊料、形成作为在该周边凸点配置型BGA1的凸点形成面的中央附近和外周附近的焊料凸点，在周边凸点配置型BGA1整体上焊料凸点熔化，从电路基板4拆除周边凸点配置型BGA1也可以容易地进行；而且，可以对电路基板4和周边凸点配置型BGA1的性能没有影响地、从电路基板4拆下周边凸点配置型BGA1。

另外，以上是图1(a)所示的周边凸点配置型BGA1的情况，如图1(b)所示，在BGA的整个面上设置了焊料凸点的全栅型BGA(例如，为耐热温度：220℃、部件尺寸：23mm×23mm、凸点间距：1.0mm、凸点数：484，且通过供给厚：0.15mm的焊料膏凸点连接到电路基板上的BGA)的情况下也是相同的。

接着，对低耐热性表面安装部件向电路基板的回流焊接进行说明。

在回流焊接中，如上所述，由于无Pb焊料中代表性的Sn-3Ag-0.5Cu焊料具有高连接可靠性(在-55℃～125℃、1循环/h的条件的热循环试验中)，所以用该Sn-3Ag-0.5Cu焊料来形成低耐热性表面安装部件的焊料凸点。但是，为了利用该焊料凸点把低耐热性表面安装部件回流焊接到电路基板上，向电路基板整体吹热风进行加热，则低耐热性表面安装部件和电路基板的连接部的结构上，低耐热性表面安装部件和电路基板之间的低耐热性表面安装部件的中心附近热风难以到达，温度上升困难。因此，如果要使该中央附近的焊料凸点熔化，则低耐热性表面安装部件的封装的温度超过其耐热温度，给封装的性能带来坏影响。

因此，在根据本发明的低耐热性表面安装部件中，由于与该设置了焊料凸点的面上的外周附近的焊料凸点相比，中央附近的焊料凸点是利用低熔点的焊料形成的，并把该低耐热性表面安装部件焊接到电路基板上，所以在加热该电路基板整体时，温度上升困难的低耐热性表面安装部件的中央附近的焊料凸点也变得容易熔化。

下面，对为此的焊料的组成进行说明。

在利用焊料膏把含有进行凸点连接的低耐热部件的低耐热性表面安装部件焊接到电路基板上的回流焊接工序中，作为回流用的焊料，多数情况下使用熔点比过去的Sn-3Ag-0.5Cu等成分(液相线温度：220℃)低、连接可靠性比使用该Sn-3Ag-0.5Cu的情况并没有显著下降的Sn-Ag-Cu-In系列焊料等(液相线温度：约210℃)。

但是，作为Sn-Ag-Cu-In系列焊料以外的低熔点的焊料，也可以考虑使用Sn-Ag-Bi系列、Sn-Ag-Bi-Cu系列、Sn-Ag-Cu-In-Bi系列、Sn-Zn系列、Sn-Zn-Bi系。

不过，使用含有较多Bi的焊料时，在为了改善向表面安装部件的电极等的焊料湿润性，预先施加到该部件电极等中的镀层中含有Pb的情况下，该镀层中的Pb和焊料中的Bi形成低熔点共晶相，已知存在回流焊接后的插入安装部件等的另一焊接时的热影响等引起成分偏析、连接部断裂的情况。另外，为了保护低耐热性表面安装部件，为了产生使焊料温度降低的效果、并防止所述连接部断裂，Bi含有量、和含有Bi的焊料可以适用的电路基板的种类受到很大的限制。

另外，使用含有较多Zn的焊料的情况下，由于向表面安装部件的电极的湿润性一般较差，所以在要确保充分的湿润性、并实现使焊料温度降低的效果时，同样地Zn含有量、和含有Zn的焊料可以适用的电路基板的种类受到很大的限制。

从以上可知，在需要以保护低耐热性表面安装部件为目的的低温下焊接时，多数情况下优选把Sn-Ag-Cu-In系列的焊料膏化后进行使用。

但是，通常认为焊接时的上述熔融不良是由下列原因引起的：即便把熔点低的Sn-Ag-Cu-In系列的焊料作为焊料膏使用，在进行凸点连接的表面安装部件情况下，如果以Sn-3Ag-0.5Cu(液相线温度：220℃)等熔点高的焊料形成该表面安装部件的焊料凸点，则在回流焊接过程中开始熔化的焊料膏、在与该焊料凸点接触的部分、与该焊料凸点相熔合，焊料膏的熔点接近Sn-3Ag-0.5Cu并变高。

因此，需要该融合部分的焊料组成成分为从焊料膏本来的成分不易逸散的状态。为此，优选表面安装部件侧的焊料凸点也由与焊料膏相同系列的Sn-Ag-Cu-In系列焊料形成。

另外，已知如果该Sn-Ag-Cu-In系列焊料构成的焊料膏中In的含量超过7～9质量％，则In自身就成为形成上述低熔点共晶相的原因。另外，为了保护低耐热性表面安装部件，需要尽可能令焊料膏的In含量较多、使焊接温度降低，因此优选作为对应低耐热性表面安装部件的回流用焊料，其In含量为7～9质量％。

如此一来，使低耐热性表面安装部件侧的焊料凸点接近与焊料膏相同的成分，则由于焊料膏和焊料凸点的融合导致的上述熔点上升、即焊料膏的熔融不良就不容易发生。不过，低耐热性表面安装部件侧的焊料凸点的In含量，为了防止连接可靠性降低，优选不超过焊料膏侧的In含量，需要在0～9质量％的范围内选定合适的含量。

图7是表示低耐热性表面安装部件的封装的具体例子的平面图，该图(a)、图(b)分别表示周围凸点配置型BGA、全栅型BGA，与图1对应的部分上附加相同符号。不过，2a是外周附近，2b是中央附近，8是外周附近2a和中央附近2b的界线。

在该图(a)、(b)中，把离BGA1外边一定距离的位置作为界线8，该界线的外侧为外周附近2a，内侧为中央附近2b。然后，中央附近2b的焊料凸点3是由与外周附近2a的焊料凸点3熔点低的焊料构成的。

在此，虽然与图1所示的实施方式中的焊料凸点3有重复说明的部分，仍对焊料凸点3进行说明。

在利用焊料膏向电路基板上焊接(凸点连接)低耐热性表面安装部件1的回流焊接工序中，作为回流用的焊料，较多使用与过去的Sn-3Ag-0.5Cu等成分(液相线温度：220℃)相比熔点低、且连接可靠性与使用该Sn-3Ag-0.5Cu时相比并不明显降低的Sn-Ag-Cu-In系列焊料等(液相线温度：约210℃)。

另外，作为Sn-3Ag-0.5Cu焊料以外的熔点低的焊料，也可以考虑使用Sn-Ag-Bi系列、Sn-Ag-Bi-Cu系列、Sn-Ag-Cu-In-Bi系列、Sn-Zn系列、Sn-Zn-Bi系。

不过，已知使用含有较多Bi的焊料的情况下，当为了改善安装部件的向电极(部件电极)等的焊料的湿润性，预先施加到该部件电极等中的镀层中含有Pb时，该镀层中的Pb和焊料中的Bi形成低熔点共晶相，存在回流焊接后的插入安装部件等的另一焊接时的热影响等引起成分偏析、发生连接部断裂的情况。另外，为了保护低耐热性表面安装部件，为了产生使焊料温度降低的效果、并防止所述连接部断裂，Bi含有量、和含有Bi的焊料可以适用的电路基板的种类受到很大的限制。

另外，使用含有较多Zn的焊料的情况下，由于向电极的湿润性一般较差，所以在要确保充分的湿润性、并实现使焊料温度降低的效果时，Zn含有量、和含有Zn的焊料可以适用的电路基板的种类同样受到很大的限制。

从以上可知，在需要以保护低耐热性表面安装部件为目的的低温下焊接时，多数情况下优选把Sn-Ag-Cu-In系列的焊料膏化后进行使用。

但是，即便把熔点低的Sn-Ag-Cu-In系列的焊料作为焊料膏使用，在向电路基板凸点连接表面安装部件时，如果以Sn-3Ag-0.5Cu(液相线温度：220℃)等熔点高的焊料形成焊料凸点，则在回流焊接过程中开始熔化的焊料膏在与该焊料凸点接触的部分，焊料膏与焊料凸点相熔合，焊料膏的熔点接近焊料凸点、即Sn-3Ag-0.5Cu的熔点而变高，引起熔融不良。为了防止这个问题，优选表面安装部件侧的焊料凸点也由与焊料膏相同系列的Sn-Ag-Cu-In系列焊料形成。

另外，已知如果该Sn-Ag-Cu-In系列焊料膏中In的含量超过7～9质量％，则In自身就成为形成上述低熔点共晶相的原因。另外，为了保护低耐热性表面安装部件，需要尽可能令焊料膏的In含量较多、使焊料温度降低。为此，作为对应低耐热性表面安装部件的回流用焊料，优选In含量为7～9质量％。

如此一来，通过使表面安装部件侧的焊料凸点接近与焊料膏相同的Sn-Ag-Cu-In系列焊料的组成成分，可以抑制由于焊料膏和焊料凸点的融合导致的熔点上升、即焊料膏的熔融不良。不过，表面安装部件侧的焊料凸点的In含量，为了防止连接可靠性降低，优选不超过焊料膏侧的In含量，需要在0～9质量％的范围内选定合适的含量。

然后，由于通过相对于外周附近的焊料凸点、采用In含量多(即、In含量接近7～9质量％)且熔点低的焊料来形成表面安装部件的面中央附近的焊料凸点，并向电路基板焊接(凸点连接)表面安装部件，所以在加热该电路基板整体时，温度上升困难的低耐热性表面安装部件的中央附近的焊料凸点也变得容易熔化，该焊料凸点与焊料膏熔合，获得良好的凸点连接。

接着，对于回流焊接工序的具体例子进行说明。

在此，以图7(b)所示的全栅型BGA(耐热温度：220℃，部件规格：23mm×23mm，凸点间距：1.0mm，凸点数：484)作为低耐热性表面安装部件1。在回流焊接工序中，把该全栅型BGA1搭载在印刷了焊料膏(供给厚度：0.15mm)的电路基板(未图示)上，供给的焊料膏在可以进行回流的最低温度条件下进行回流焊接。

用于回流焊接的装置，是5个加热区域(存在于基板传送带上下的加热器对)兼用红外线和热风，焊接气氛使用氮气且氧气浓度为100ppm的方式的。

另外，除了该全栅型BGA1外，由于在电路基板上连接条件最困难的封装长边侧上还连接有设有导线的48导线TSOP，使用了焊料膏中的In含量为可以确保该TSOP在-55～125℃的热循环寿命1000循环的最大量即7质量％的、组成成分为Sn-3Ag-0.5Cu-7In的焊料。

另外，回流焊接时，温度最低的部分是存在于该全栅型BGA1的中央附近2b(图7)的焊料连接部，全栅型BGA1中温度最高的部分是其外周附近2a(特别是角落部：图7)，该部分的温度不可以超过全栅型BGA1的耐热温度、即220℃。

因此，在向电路基板回流焊接全栅型BGA1之际，全栅型BGA1的中央附近2b的焊料连接部和该全栅型BGA1的封装1a的角落部分别设置热电对、分别测定了温度，当把全栅型BGA1的封装1a的角落部的峰值温度调整到了220℃时，该全栅型BGA1的中央附近2b处的焊料连接部的峰值温度为204℃。

另外，在由该周回流焊接得到的全栅型BGA1中，使用Sn-3Ag-0.5Cu系列焊料形成了焊料凸点3的情况下，在全栅型BGA1的中央附近2b的焊料连续部5点处产生了焊料膏的熔化不良，而如上所述以Sn-3Ag-0.5Cu-(4～7)In的焊料形成焊料凸点3的情况下，没有发生所述焊料膏的熔化不良。

进一步，实施焊料凸点3中的In含量为0质量％、4质量％、7质量％各种情况时的全栅型BGA1的中央附近2b的焊料连接部的在-55～125℃的热循环试验，得到如图8所示的结果，可以确认能够确保合格基准的1000循环。

另外，以上内容对于图7(a)所示的周边凸点配置型表面安装部件1也是相同的。

产业上的可利用性

如上述所详细说明的，根据本发明，由于可以不影响电路基板和低耐热表面安装部件的性能地、从电路基板拆下焊接在电路基板上的低耐热表面安装部件，所以能够循环利用可靠性出色的低耐热性表面安装部件以及凸点连接其的安装基板，能够实现资源的有效活用，经济性方面很出色。

附图说明

图1是表示根据本发明的低耐热性表面安装部件的具体例子的正面图。

图2是表示用于从电路基板拆除图1所示的低耐热性表面安装部件的装置的一个具体例子的主主要部分分的图。

图3是表示图2所示的装置中载置台的结构的分解立体图。

图4是表示图2所示的装置中局部加热喷嘴的前端部的结构的图。

图5是说明图1中的低耐热性表面安装部件的周边附近和中央附近的图。

图6是表示用图2所示的装置可以从电路基板拆除低耐热性表面安装部件时的、安装基板在-55℃～125℃的热循环试验的结果的图。

图7是表示回流焊接工序中焊接的低耐热性表面安装部件的具体例子的正面图。

图8是表示向电路基板回流焊接图7所示的低耐热性表面安装部件而得到的安装基板在-55℃～125℃的热循环试验的结果的图。

标号说明

1  低耐热性表面安装部件

1a 封装

2  角落部

2a 外周附近

2b 中央附近

3  焊锡凸点

4  电路基板

5  部件拆除装置

6  载置台

6a 开口部

6b 红外线灯

6c 安装金属件

6d 支持台

6e 安装金属件

6f 支持栓

7  局部加热喷嘴

7a 吹出口

7b 吸引喷嘴

7c 吸附盘

7d 吸引口

8  界线

Claims (6)

1.一种低耐热性表面安装部件，是凸点连接到电路基板上的低耐热性表面安装部件，其特征在于，

用于该凸点连接的焊料凸点的熔点在该低耐热性表面安装部件的耐热温度以下，且该低耐热性表面安装部件的凸点形成面的外周附近的熔点比中央附近低。

2.一种安装基板，是低耐热性表面安装基板凸点连接到电路基板上而成的安装基板，其特征在于，

用于该凸点连接的焊料凸点由熔点在该低耐热性表面安装部件的耐热温度以下的焊料构成，

且该低耐热性表面安装部件的焊料凸点形成面的外周附近的焊料凸点的熔点低于中央附近的焊料凸点的熔点。

3.根据权利要求2所述的安装基板，其特征在于，

在所述电路基板上设置焊料膏，

通过该焊料膏与所述焊料凸点的熔合，使低耐热性表面安装基板凸点连接到电路基板上。

4.根据权利要求3所述的安装基板，其特征在于，

所述焊料凸点和所述焊料膏，由Sn-Ag-Cu-In系列、Sn-Ag-Bi系列、Sn-Ag-Bi-Cu系列、Sn-Ag-Cu-In-Bi系列、Sn-Zn系列、Sn-Zn-Bi系中的任一种焊料构成。

5.根据权利要求3或4所述的安装基板，其特征在于，

所述焊料凸点以及所述焊料膏，由In含量为0～9质量％的Sn-Ag-Cu-In系列的焊料形成。

6.根据权利要求5所述的安装基板，其特征在于，

所述低耐热性表面安装基板的所述焊料凸点形成面的外周附近的所述焊料凸点以及所述焊料膏，由Sn-Ag-Cu-In系列焊料的In含量为7～9质量％的焊料构成。

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