JP2001102738A

JP2001102738A - 電子部品実装半田付け方法

Info

Publication number: JP2001102738A
Application number: JP27869599A
Authority: JP
Inventors: Seiji Tokii; 誠治時井
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-09-30
Filing date: 1999-09-30
Publication date: 2001-04-13

Abstract

(57)【要約】【課題】プリント基板上に実装される大小さまざまな
電子部品に対応して、安定した実装半田付けが可能な方
法を提供するものである。【解決手段】本発明の表面実装半田付け方法は、大型
電子部品８と接続する導箔ランド２と、小型電子部品１
４と接続する導箔ランド３とを有するプリント基板１の
導箔ランドに薄くクリーム半田層６を形成し、小型電子
部品１４は裸の電極端子１６を対応する小型導箔ランド
３に載置し、大型電子部品８は電極端子９にクリーム半
田１３を塗布した後、導箔ランド２に載置するものであ
る。簡単な塗布工程を追加することによって実質的に小
型電子部品接続部と、大型電子部品接続部とでのクリー
ム半田量を変化させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、異形部品と称され
る大型の電子部品と、狭ピッチ小型電子部品とが混在す
るプリント基板を実装半田付けする方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】近年、プリント基板への高密度実装化、
半導体部品の高集積化は目覚しいものがあり、実装部品
の電極端子の多ピン化、狭ピッチ化、微細部品化が進ん
でいる。このように高密度実装された基板においても、
異型部品等の大型部品も混在して実装されている。異型
部品の代表的なものは、コンピュータ機器等に使用され
る外部とのインターフェースとしての接続コネクタであ
る。これら大型部品に使用される電極端子（リード端
子、ボール端子）の平坦度は、微細部品の電極端子の平
坦度に比較すると劣悪である。

【０００３】図４によって、微細部品と異型部品とが混
在したプリント基板における半田付け方法について説明
する。

【０００４】図４において、２０はプリント基板、２１
は広ピッチ導箔ランド、２２は狭ピッチ導箔ランド、２
３は大型部品、２４は大型部品２３の電極端子、２５は
微細部品、２６は微細部品２５の電極端子、２７は広ピ
ッチ導箔ランド２１の上に塗布したクリーム半田、２８
は狭ピッチ導箔ランド２２の上に塗布したクリーム半田
である。

【０００５】電極端子２４は広ピッチに配列され、背の
高さのばらつきが大きい（背の低い電極端子を２４ｓと
して示す）。これに対して、電極端子２６は狭ピッチに
配列されているが、背の高さばらつきは小さい。従っ
て、図４のようにクリーム半田層２７とクリーム半田層
２８の厚みを薄くした場合には、背の低い電極端子２４
ｓが接続不良になり易い。これを防止するために、クリ
ーム半田層２７とクリーム半田層２８の厚みを大きくす
れば電極端子２４ｓの接続不良はなくなるが、逆に電極
端子２２で過剰のクリーム半田２７のために隣接電極間
で、短絡不良が発生する。

【０００６】勿論、一回の印刷によって、クリーム半田
層２７を厚く、クリーム半田層２８を薄く塗布すること
ができれば、大小部品混在プリント基板を歩留よく製造
することができる。このために、ハーフエッチングと呼
ばれる段付き加工を施したメタルマスクを使用して、ク
リーム半田層の印刷厚さの調整を行う方法も提案されて
いるが、この方法ではメタルマスク８の表面に凹凸が発
生し印刷性を安定することが困難であり、その要因でリ
フロー半田付け状態も安定しなかった。

【０００７】また、二工程かけて、クリーム半田層２７
を厚く、クリーム半田層２８を薄く塗布することも可能
であるが、工数が増加する課題がある。

【０００８】現在、製造工程において一般に行われてい
る方法は、クリーム半田層２７、２８を薄く塗布し、電
極端子２４で発生する接続不良は手直しによる修正をし
ているのが実態である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した課題
を解決する目的でなされ、プリント基板上に実装される
大小さまざまな電子部品に応じて安定した実装半田付け
方法を提供するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の表面実装半田付け方法は、大型電子部品と接
続する導箔ランドと小型電子部品と接続する導箔ランド
とを有するプリント基板の導箔ランドに薄くクリーム半
田層を形成し、小型電子部品は裸の電極端子を対応する
小型導箔ランドに載置し、大型電子部品は大型電子部品
の電極端子にクリーム半田、またはフラックスを塗布し
た後、対応する大型導箔ランドに載置するもので、簡単
な塗布工程を追加することによって実質的に小型電子部
品接続部と、大型電子部品接続部とでのクリーム半田量
を変化させることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、広ピッチ・大型電子部品と、狭ピッチ・小型電子部
品とを混在して実装するプリント基板の実装半田付け方
法において、前記プリント基板に設けた大型電子部品用
導箔ランドと、小型電子部品用導箔ランドとにクリーム
半田を均一の厚みに塗布するプリント基板印刷工程と、
前記大型電子部品の電極端子に前記クリーム半田を塗布
する端子電極印刷工程と、前記小型電子部品用導箔ラン
ドに前記小型電子部品の電極端子を載置する小型部品載
置工程と、前記大型電子部品用導箔ランドに前記大型電
子部品の電極端子を載置する大型部品載置工程と、前記
プリント基板を加熱して前記クリーム半田を熔融するリ
フロー工程とを有することを特徴とするものであり、平
坦度精度の悪い大型部品に対して、個別にクリーム半田
量を多く供給・調整する作用を有する。従って、狭ピッ
チ、微細部品の混在した実装半田付けにおいて高品質、
高信頼性の半田付け実装品が得られる。

【００１２】本発明の請求項２に記載の発明は、大型電
子部品の電極端子にクリーム半田を塗布する代わりに、
フラックスを塗布するものであり、フラックスの表面張
力で電極端子側にクリーム半田を引き付け、電極端子と
クリーム半田との相互の濡れ性を向上させる作用を有
し、接続不良をなくすことができる。

【００１３】本発明の請求項３に記載の発明は、請求項
１の記載の発明において、端子電極印刷工程で使用する
クリーム半田の粘度が低粘度であることを特徴とするも
ので、電子部品の電極端子へのクリーム半田の塗布工程
が、容易で、かつ安定した塗布厚が得られる作用を有す
る。

【００１４】以下、本発明の実施の形態を、図１から図
２に示す電子部品実装を一例に用いて詳細に説明する。

【００１５】（実施の形態１）図１は本発明の実施の形
態１に係る電子部品実装半田付け方法を示す工程フロー
図である。

【００１６】広ピッチ・大型電子部品と、狭ピッチ・小
型電子部品とを混在して実装する本発明の実施の形態に
おける工程を追って説明する（図１（ａ）〜図１
（ｃ））。

【００１７】図１（ａ）は、導箔ランドにクリーム半田
を塗布するプリント基板印刷工程を説明する断面図であ
り、１はプリント基板、２は大型電子部品のリード端子
と接続する導箔ランド、３は小型電子部品のリード端子
と接続する導箔ランド、４はメタルマスク、５は開口
部、６はクリーム半田、７はスキージである。

【００１８】図１（ｂ）は、大型電子部品のリード電極
にクリーム半田を塗布する端子電極印刷工程を説明する
断面図であり、８は大型電子部品、９はそのリード端
子、９ｓは背の低いリード端子、１０はリード端子の折
り返し部、１１は塗布皿、１２は底面、１３は粘度調整
したクリーム半田である。

【００１９】図１（ｃ）は、プリント基板印刷工程を済
んだプリント基板に小型電子部品と、端子電極印刷工程
を済んだ大型部品とを載置する電子部品載置工程を説明
する断面図であり、１４は小型電子部品、１５はリード
端子、１６はリード端子の折り返し部である。

【００２０】図１（ａ）におけるプリント基板印刷工程
は、通常実施されているクリーム半田塗布方法であり、
プリント基板１の導箔ランド２、３とメタルマスク４の
開口部５とを位置合わせした後、スキージ７にてクリー
ム半田６を開口部５に充填する。充填後、メタルマスク
４を取り去ると導箔ランド２、３の上にクリーム半田層
６が形成される。クリーム半田層６の厚みは、狭ピッチ
の導箔ランド３の接続信頼性を基準として設定される。
従って、この上に大型電子部品と小型電子部品とを載置
してリフロー加熱すると、小型電子部品の接続信頼性は
高く、大型電子部品のリード端子で背の低いものが接続
不良を起こしやすい条件となっている。

【００２１】図１（ｂ）の端子電極印刷工程は、半田不
足によって接続不良を発生しやすいリード端子９に半田
成分を補充する工程である。リード端子９の先端はほぼ
直角折り曲げられ、折り返し部１０を有する（図２）。
図２は大型電子部品８を横方向より見た側面図である。
折り返し部１０は、導箔ランド２と対向した接触面であ
り、折り返し部１０と導箔ランド２との間に充填された
半田を介して電気的に接続される。

【００２２】平坦な底面１２を有する塗布皿１１には、
低粘度のクリーム半田１３が所定の高さに液面調節され
ている。大型部品８を塗布皿１１に入れると、リード端
子９が底面１２と当接して、リード端子９の先端部はク
リーム半田１３の中に沈む。背の低いリード端子９ｓは
沈みが少なく、背の高いリード端子９の沈みは大きい。
大型部品８を塗布皿１１から引き上げると、リード端子
９の先端部にはクリーム半田１３とリード端子９との接
触面積に比例した量のクリーム半田１３が付着する。ク
リーム半田１３とリード端子９との接触面積の大半が、
折り返し部１０に依存するため（図２）、リード端子９
とリード端子９ｓとに付着するクリーム半田１３の量
は、略同じである。

【００２３】図１（ｃ）の電子部品載置工程を説明す
る。導箔ランド３の上に、狭ピッチのリード端子１５の
折り返し部１６を精度よく位置合わせして載置する。折
り返し部１６と導箔ランド３とはクリーム半田層６を介
して均一な仮接着状態となる。

【００２４】大型部品８の場合に、導箔ランド２の上に
広ピッチのリード端子９の折り返し部１０がクリーム半
田層６の中に沈むように載置すると、この時、標準的な
背の高さのリード端子９と導箔ランド２とは間に少量の
クリーム半田層６を介して、略当接状態となる。背の低
いリード端子９ｓはリード端子９と接続ランド２とによ
って隙間が規制されるため、導箔ランド２と直接当接す
ることはないが、折り返し部１０と導箔ランド２とが対
向する隙間には、クリーム半田層６とクリーム半田層１
３とが一体となったクリーム半田によって充填されてい
る。

【００２５】最後に、仮接着状態の実装体を加熱する
と、クリーム半田６、クリーム半田１３の揮発成分が蒸
発後、半田合金が熔融して実装体の自重で下方に沈んだ
状態でリード端子１５と導箔ランド３、リード端子９、
９ｓと導箔ランド２とが半田によって電気的に接続され
る。

【００２６】図３は、大型電子部品８の接続部の拡大断
面図である。図３に示すように、標準的な背の高さのリ
ード端子９においては、導箔ランド２との隙間は狭く、
大型電子部品８の自重で押出された半田はリード端子
９、導箔ランド２の周囲を取り囲んでいる。背の低いリ
ード端子９ｓにおいては、高さが低いため生じた隙間に
半田が充填される。このようにして良好な接続を得るこ
とができる。

【００２７】端子電極印刷工程で使用するクリーム半田
は、プリント基板印刷工程で使用するクリーム半田より
粘度の低いものが好ましい。図１（ｃ）に示すように、
大型電子部品８を塗布皿１１より引き上げ、表面張力に
よってリード端子９の下部に溜り部を形成させ、適当に
溶剤成分が蒸発した後に導箔ランド３の上に載置する。
これによって、接続部の半田不足による接続不良と、半
田のにじみによる隣接電極端子間の短絡不良を防止する
ことができる。端子電極印刷工程で使用するクリーム半
田の好ましい粘度は、５０Ｐａ・ｓ〜１７０Ｐａ・ｓで
ある。なお、プリント基板印刷工程で使用するクリーム
半田の粘度は、１７０Ｐａ・ｓ〜２３０Ｐａ・ｓであ
る。

【００２８】プリント基板に実装される大型部品の数
は、小型部品の数に比べると少ない。従って、本発明で
は端子電極印刷工程が追加されている分工数が増える
が、大型電子部品は数が少ない上、簡単なディップ塗布
を採用しているので、工数の増加分は許容することがで
きる。

【００２９】なお、本実施の形態では塗布皿１１の底面
１２にリード端子９を当接させるようにしてディップ深
さを決めたが、他の方法によってディップ深さを決める
こともできる。

【００３０】また、本実施の形態においてはリード端子
の半田付けを例として説明したが、ＢＧＡ、ＣＳＰのよ
うなボール端子、あるいはＬＧＡ（ランドグリッドアレ
イ）のようにランドによる接続部位を有する部品におい
ても有効なことはいうまでもない。勿論、ＬＧＡのよう
な平面電極の場合には、ディップ塗布が使用できない。

【００３１】またさらに、端子電極印刷工程で使用する
クリーム半田に替えて、半田活性向上力のあるフラック
スに置きかえることも可能である。図１（ｂ）の塗布皿
にフラクッスを入れ、リード端子９、９ｓに所定量のフ
ラックスを塗布した後、折り返し部１０にフラックス溜
りを形成する。導箔ランド２の上に置くと、標準高さの
リード端子９ではフラックスがクリーム半田層６を覆
い、背の低いリード端子９ｓではクリーム半田層６とフ
ラックスとが表面張力によってつながる。これをリフロ
ー加熱すると、クリーム半田６がリード端子９ｓに吸い
上げられ、リード端子９ｓと導箔ランド２とが半田によ
って接続される。フラックス等の溶剤は、導電成分を含
有していないので、狭ピッチの部品にも使用可能であ
る。

【００３２】これらフラックスとしては、プリント配線
板用ＲＭＡポストフラックスが使用でき、固形分含有量
２０〜４０％のものが好ましい。

【００３３】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
大型電子部品と小型電子部品とが混在実装されるプリン
ト基板の実装半田付けにおいて、製造工数を大幅に増加
させることなく、実装される電子部品のピッチ、平坦度
に応じて安定した高品質、高信頼性の半田付け実装を提
供するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）本発明の実施の形態におけるプリント基
板印刷工程を説明する断面図（ｂ）本発明の実施の形態における端子電極印刷工程を
説明する断面図（ｃ）本発明の実施の形態における電子部品載置工程を
説明する断面図

【図２】本発明の実施の形態における大型電子部品の側
面図

【図３】本発明の実施の形態におけるリフロー後の半田
接合部の拡大断面図

【図４】従来の電子部品実装半田付け方法を説明する断
面図

【符号の説明】

１プリント基板２広ピッチ導箔ランド３狭ピッチ導箔ランド４狭ピッチ微細部品６、１３クリーム半田８大型電子部品９、１５リード端子１０、１６折り返し部１１塗布皿

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】広ピッチ・大型電子部品と、狭ピッチ・小
型電子部品とを混在して実装するプリント基板の実装半
田付け方法において、前記プリント基板に設けた大型電子部品用導箔ランド
と、小型電子部品用導箔ランドとにクリーム半田を均一
の厚みに塗布するプリント基板印刷工程と、前記大型電
子部品の電極端子に前記クリーム半田を塗布する端子電
極印刷工程と、前記小型電子部品用導箔ランドに前記小型電子部品の電
極端子を載置する小型部品載置工程と、前記大型電子部品用導箔ランドに前記大型電子部品の電
極端子を載置する大型部品載置工程と、前記プリント基板を加熱して前記クリーム半田を熔融す
るリフロー工程とを有することを特徴とする実装半田付
け方法。
【請求項２】広ピッチ・大型電子部品と、狭ピッチ・小
型電子部品とを混在して実装するプリント基板の実装半
田付け方法において、前記プリント基板に設けた大型電子部品用導箔ランド
と、小型電子部品用導箔ランドとにクリーム半田を均一
の厚みに塗布するプリント基板印刷工程と前記大型電子部品の電極端子にフラックスを塗布するフ
ラックス塗布工程と、前記小型電子部品用導箔ランドに
前記小型電子部品の電極端子を載置する小型部品載置工
程と、前記大型電子部品用導箔ランドに前記大型電子部品の電
極端子を載置する大型部品載置工程と、前記プリント基板を加熱して前記クリーム半田を熔融す
るリフロー工程とを有することを特徴とする実装半田付
け方法。
【請求項３】端子電極印刷工程で使用するクリーム半田
の粘度が５０Ｐａ・ｓ〜１７０Ｐａ・ｓであることを特
徴とする請求項１に記載の実装半田付け方法。
【請求項４】電子部品の電極端子にディップ法によって
クリーム半田、またはフラックスを塗布することを特徴
とする請求項２、または請求項３に記載の実装半田付け
方法。
【請求項５】所定の液面高さにクリーム半田、またはフ
ラックスを満たした平坦な底面を有する皿の中に、電子
部品の電極端子が前記底面に当接するように前記電子部
品を載置し、前記電子部品を前記皿より取り出すことに
よって、前記クリーム半田、またはフラックスを前記電
極端子に塗布することを特徴とする請求項４に記載の実
装半田付け方法。
【請求項６】電子部品がコネクタ部品であることを特徴
とする請求項１、または請求項２に記載の実装半田付け
方法。