JP2002018569A - はんだ接合方法及びはんだ接合部の合金層構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低コストで済ませながらも、はんだ接合部の
強度面での信頼性の向上を図る。 【解決手段】 プリント基板１３は、ＣＳＰ部品１１の
はんだボール１２に対応した多数個の電極１４を、アレ
イ状に有して構成される。電極１４を、銅箔からなる電
極下地１６の表面に、無電解ニッケルメッキ層１７を形
成し、更に無電解金メッキ層１８を形成して構成する
（ａ）。プリント基板１３の電極１４にはんだペースト
１９を印刷塗布し（ｂ）、ＣＳＰ部品１１をマウントす
る（ｃ）。そして、プリント基板１３をリフロー炉内を
所定速度で通すリフローはんだ付け工程を行なうことに
より、はんだ接合部２０が形成される（ｄ）。このと
き、プリント基板１３の移動速度の管理により、１８５
℃以上となるリフロー温度帯を通過する時間即ちはんだ
ペースト１９が溶融状態となっている時間を、６０秒以
上この場合９０〜１００秒程度確保する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無電解ニッケルメ
ッキが施された電極に、リフローはんだ付けにより電子
部品をはんだ接合するものにあって、はんだ接合部の信
頼性を向上させることができるはんだ接合方法及びはん
だ接合部の合金層構造に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】近年の小型電子機器、
特に携帯電話機やモバイルパソコンをはじめとする情報
通信分野を中心とした携帯機器における部品実装技術に
おいては、製品の小型化、軽量化のために、従来のＱＦ
Ｐ（Quad Flat Package ）等のリード接合を行なう表面
実装部品から、ＣＳＰ（Chip Size Package ）やＢＧＡ
（Ball Grid Array Package ）等のボール接合（いわゆ
るマイクロソルダリング）を行なう表面実装部品へと変
わりつつある。その結果、使用環境下で製品に加わる熱
又は機械的ストレスによるはんだ接合部への信頼性低下
が大きな問題となってきている。

【０００３】具体的には、回路基板の表面にＣＳＰ等の
部品を実装するにあたっては、一般に、はんだ接合を行
なう回路基板の電極表面の処理として、耐酸化性及びコ
ストを考慮して、銅箔からなる下地上に、無電解ニッケ
ルメッキを施し、さらにその上に薄く無電解（置換）金
メッキを施すことが行なわれる。

【０００４】ところが、このように無電解ニッケルメッ
キが施された電極においては、はんだ接合部の強度のば
らつきや強度低下が著しくなることが判明している。こ
の場合、電解ニッケルメッキや電解金メッキを施した場
合にはそのような問題は生じず、はんだ接合部の強度低
下の要因として、無電解ニッケルメッキ中に還元剤（次
亜リン酸塩等）として含まれるリンが何らかの形で関与
しているものと推測される。

【０００５】このような問題に対処するため、従来で
は、はんだ接続の信頼性低下が問題となる箇所について
は、無電解ニッケルメッキ及び金メッキを行なわずに、
銅電極の表面にフラックスを塗布すると共に、コネクタ
等の表面接触抵抗が問題となる箇所についてのみ部分的
に無電解ニッケルメッキ及び金メッキを施すという手段
を採用する場合があった。また、別の対策として、部品
のはんだ接合後に、部品と基板との間隙部に液状樹脂を
注入し硬化させることにより、はんだ接合部を補強する
方法が採用される場合もあった。しかしながら、これら
対策は、いずれも基板コストあるいは実装コストの上昇
につながる問題点があった。

【０００６】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、低コストで済ませながらも、はんだ接
合部の強度面での信頼性の向上を図ることができるはん
だ接合方法及びはんだ接合部の合金層構造を提供するに
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、無電解ニ
ッケルメッキが施された電極にリフローはんだ付けによ
り電子部品をはんだ接合した場合における、はんだ接合
部の強度低下の原因を詳細に解析し、その結果、強度低
下の原因が、はんだ接合部の無電解ニッケルメッキ層と
の界面に、比較的脆いＳｎ（スズ）−Ｎｉ（ニッケル）
系の合金層が形成されることにあることを確認した。そ
して、さらなる研究により、そのはんだ接合部界面の合
金層をどのような状態とすれば接合強度の向上を可能と
するかを見い出し、本発明を成し遂げたのである。

【０００８】即ち、まず、本発明者等は、プリント基板
上に設けられたＣＳＰ部品実装用の電極（ランド）にお
けるはんだ接合部の接合強度と、その破面状態を調べる
試験を行なった。その結果を図１に示す。この試験は、
表面に、ＣＳＰ部品が実装（はんだ接合）される電極
（ランド）１を有しそれ以外の部分をソルダレジスト２
で覆ったプリント基板３が用いられる。この場合、ソル
ダレジスト２は、電極の電極下地４（図２参照）の縁部
に被さるように設けられる。

【０００９】前記電極１は、銅箔（例えば厚み２０〜４
０μｍ）からなる電極下地４上に、無電解ニッケルメッ
キ層５（例えば厚み３〜６μｍ；図２参照）を形成し、
更に無電解金メッキ層（例えば厚み０．０５μ、但し、
はんだ付け工程ではんだ接合部に拡散されるので図示さ
れない）を形成したものである。尚、前記無電解ニッケ
ルメッキ層５には、Ｎｉの他に還元剤（次亜リン酸塩
等）からの混入成分としてＰ（リン）が例えば７〜１０
wt％含まれている。

【００１０】そして、前記各電極１上に、例えばＳｎ／
Ｐｂ重量比が６３／３７の共晶はんだからなるはんだペ
ーストを塗布し、そのはんだペーストの上部に、図示し
ない試験ピンをその下端部を埋込むように設け、従来よ
り行なわれていると同様のリフローはんだ付け工程を実
行してはんだペーストを溶融後、冷却，凝固させてはん
だ接合部６を形成した。この後、前記試験ピンをはんだ
接合部６が破壊するまで引張って、引っ張り強度及び破
面状態を調べた。

【００１１】この図１の結果から、強度の最も高いはん
だ接合部６においては、はんだ接合部６における凝集破
壊（母材破壊）が起こり、強度の高いはんだ接合部６に
おいては、電極１（無電解ニッケルメッキ層５）の表面
からやや上部の位置にてやはり凝集破壊（針状破面）が
見られた。そして、強度の低いはんだ接合部６において
は、電極１（無電解ニッケルメッキ層５）の表面部にて
界面剥離（へき開破面）が見られた。

【００１２】次に、強度の高いはんだ接合部６及び強度
の低いはんだ接合部６について、破面からはんだ層側、
メッキ層（基板）側夫々に対してオージェ・デプスプロ
ファイル分析を行ない、合金が形成されている様子を調
べた。その結果を図２に示す。この図２では、強度の低
いはんだ接合部６の結果を上段側、強度の高いはんだ接
合部６の結果を下段側に示している。尚、図２の左側部
には、はんだ接合部６により接合されるＣＳＰ部品７の
電極８についても図示している。

【００１３】ここで、リフローはんだ付け工程において
は、無電解ニッケルメッキ層５中のＮｉがはんだ接合部
６側に拡散すると共に、はんだ層（はんだ接合部６）内
のＳｎがニッケルメッキ層５側に拡散し、接合界面部分
において合金を形成する。なお、無電解ニッケルメッキ
層５中のＰははんだ層側に拡散することはなく、また、
ごく薄い金メッキ層は、はんだ接合部６に拡散されて層
として残ることはない。

【００１４】図２の結果から、強度の低いはんだ接合部
６においては、Ｎｉ−Ｓｎ−Ｐ共存層（メッキ界面）に
おいて剥離が生じており、これに対し、強度の高いはん
だ接合部６においては、Ｎｉ−Ｓｎ−Ｐ共存層よりもは
んだ（ＣＳＰ）側に近い部分（Ｎｉ−Ｓｎ合金層）で剥
離が生じている。そして、強度の高いはんだ接合部６に
おける、Ｎｉ−Ｓｎ−Ｐ共存層（合金層）は、その厚み
が、強度の低いはんだ接合部６のＮｉ−Ｓｎ−Ｐ共存層
の厚みに比べて２倍以上と厚くなっていることが判明し
た。この結果から、はんだ接合面６の強度面の信頼性
を、製品製造工程中及び製品の使用環境下で共に保証す
るためには、Ｎｉ−Ｓｎ−Ｐ共存層の厚みが、３００ｎ
ｍ以上である必要があることが確認されたのである。

【００１５】このように、無電解ニッケルメッキ層のは
んだ接合部との界面部分に、Ｎｉ−Ｓｎ−Ｐ共存層が３
００ｎｍ以上の厚みで形成されている合金層構造とする
ことにより（本発明の請求項６のはんだ接合部の合金層
構造）、はんだ接合部の合金状態を最適化することがで
き、強度面での信頼性を十分に高いものとすることがで
きるのである。

【００１６】さらに、強度の高いはんだ接合部６（ＯＫ
品）及び強度の低いはんだ接合部６（剥がれ発生ＮＧ品
の未剥がれ部）について、それぞれ機械的研磨とＦＩＢ
（Focused Ion Beam）加工によって断面を平滑に仕上げ
たはんだ接合部６と無電解ニッケルメッキ層５との接合
界面部分におけるオージェによるスポット分析を行な
い、Ｓｎ，Ｎｉ，Ｐの夫々の元素についての濃度を調べ
た。その結果を図３に示す。この結果から、Ｎｉのはん
だ層側への拡散量として、はんだ接合部界面に形成され
るＰ高濃度層の表面よりも、４００ｎｍはんだ側に入っ
た位置においても、５０atom％以上のＮｉが存在してい
れば、より一層のはんだ接合部の信頼性が確保されるこ
とが確認されたのである（請求項７の発明）。

【００１７】さて、上記のようにはんだ接合部の合金状
態を最適化するためには、リフローはんだ付け工程にお
いて、無電解ニッケルメッキ層５中のＮｉのはんだ接合
部６側への拡散、及び、はんだ層内のＳｎのニッケルメ
ッキ層５側への拡散が良好に行なわれる必要がある。こ
のようにＮｉ元素，Ｓｎ元素の拡散を良好に行なわせる
方法としては、リフローはんだ付け工程において、はん
だの溶融状態が保持される時間を長く確保するように管
理すれば良い。

【００１８】そこで、図４は、リフローはんだ付け工程
における、はんだ溶融保持時間とはんだ接合部６の引っ
張り強度との関係を調べた試験結果を示している。尚、
この試験は、一般的な、Ｓｎ／Ｐｂ重量比が６３／３７
の共晶はんだを使用し、温度プロファイルの変更によ
り、融点である１８３℃以上を確保する時間を変更しな
がら各３０点について調べ、その平均を算出している。
この結果から、はんだの溶融時間を６０秒以上確保した
場合に、高い引っ張り強度が得られることが理解でき
る。

【００１９】また、図５は、プリント基板３上にＣＳＰ
部品７をはんだ溶融時間をいくつか異ならせながら実装
し、その後、ＣＳＰ部品７をプリント基板３から剥離さ
せ、多数個の電極１のうちどれだけ界面剥がれが生じた
かの界面剥がれ率を調べた試験結果を示している。この
結果からも、はんだの溶融時間が短い（２０〜３０秒）
ものでは、界面剥離が多数見受けられ、リフローはんだ
付け工程におけるはんだの溶融状態を６０秒以上確保す
ることにより、界面剥がれを零にすることができること
が確認されたのである。

【００２０】従って、リフローはんだ付けの工程におい
て、はんだの溶融状態を６０秒以上確保する構成とする
ことにより（本発明の請求項１のはんだ接合方法）、電
極の界面部分でのはんだ接合部の合金状態を最適化する
ことができ、はんだ接合部の強度面での信頼性の向上を
図ることができるものである。また、従来と同様の無電
解ニッケルメッキを採用することができるので、低コス
トで済ませ得ることは勿論である。

【００２１】より具体的には、リフローはんだ付け工程
の温度プロファイルのピーク温度の温度設定を高くする
ように管理することにより、はんだの溶融状態を６０秒
以上確保することができる（請求項２の発明）。あるい
は、リフローはんだ付け工程におけるリフロー温度帯の
移動速度を遅くするように管理することによっても、は
んだの溶融状態を６０秒以上確保することができる（請
求項３の発明）。

【００２２】また、電極の面積が比較的大きいと、その
分、熱容量も大きくなってリフローはんだ付け工程にお
ける電極部分の昇温が遅くなり、ひいては、はんだの溶
融時間が短くなってしまう事情がある。これに対し、電
極の面積をできるだけ小さくするように調整することに
より、電極部分の熱容量を小さくして昇温を速やかに行
なわせることが可能となり、簡単な構成で、はんだの溶
融状態を６０秒以上確保することができる（請求項４の
発明）。

【００２３】さらには、電極から導出される配線が比較
的太いと、電極部分から配線を通して逃げてしまう熱が
大きくなり、ひいては、はんだの溶融時間が短くなって
しまう事情がある。これに対し、電極から導出される配
線の太さをできるだけ小さくするように調整することに
より、電極部分から配線を通した熱の逃げを抑制して、
電極の高温を長い時間維持することが可能となり、簡単
な構成で、はんだの溶融状態を６０秒以上確保すること
ができる（請求項５の発明）。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を、プリント基板に
ＣＳＰ（Chip Size Package ）部品を実装する場合に適
用した第１の実施例について、図６及び図７を参照して
説明する。まず、電子部品たるＣＳＰ部品１１は、図７
（ｃ）に一部示すように、パッケージ１１ａの下面の電
極１１ｂに、はんだボール１２を有する周知構成を備え
ている。詳しく図示はしないが、このはんだボール１２
（電極１１ｂ）は、多数個がアレイ状に設けられてい
る。

【００２５】これに対し、前記ＣＳＰ部品１１が実装さ
れるプリント基板１３は、図７（ａ）に概略的に示すよ
うに、絶縁基材１３ａ上に、前記ＣＳＰ部品１１のはん
だボール１２に対応した多数個の電極（ランド）１４
を、アレイ状に有して構成される。また、その表面の前
記電極１４を除いた部分は、ソルダレジスト１５により
覆われるようになっている。

【００２６】この場合、前記電極１４は、絶縁基材１３
ａ上に貼付けられた銅箔をエッチングして形成された例
えば厚みが２０〜４０μｍの電極下地１６の表面に、例
えば厚み３〜６μｍの無電解ニッケルメッキ層１７を形
成し、更に例えば厚み０．０５μの無電解金メッキ層１
８を形成して構成されている。尚、前記無電解ニッケル
メッキ層１７には、Ｎｉの他に還元剤（次亜リン酸塩
等）からの混入成分としてＰ（リン）が例えば７〜１０
wt％含まれている。また、前記電極下地１６は、電極１
４の露出面よりも若干大きく形成されており、その外周
縁部に前記ソルダレジスト１５が被さった状態とされる
ようになっている。

【００２７】さて、後の工程説明でも述べるように、前
記プリント基板１３にＣＳＰ部品１１を実装するにあた
っては、まず、プリント基板１３の電極１４上にはんだ
ペースト１９（図７（ｂ）参照）を印刷により塗布する
はんだペースト印刷工程が実行される。次に、プリント
基板１３上に、ＣＳＰ部品１１を位置決め状態で搭載す
るマウント工程が実行され、その後、図示しないリフロ
ー炉を通してプリント基板１３の電極１４にＣＳＰ部品
１１をリフローはんだ付けするリフローはんだ付け工程
が実行されるようになっている。

【００２８】このとき、後述のように、前記リフローは
んだ付け工程においては、最適な温度プロファイル（温
度−時間曲線）に管理され、前記はんだペースト１９の
溶融状態（この場合１８５℃以上）が６０秒以上確保さ
れるようになっている。尚、本実施例では、前記はんだ
ペースト１９として、例えばＳｎ／Ｐｂ重量比が６３／
３７で、融点が１８３℃である一般的な共晶はんだが採
用されている。

【００２９】次に、上記のように構成されたプリント基
板１３の電極１４に、ＣＳＰ部品１１を実装（はんだ接
合）する工程について述べる。図７は、１つの電極１４
に関する実装手順を示しており、まず、上記のように構
成されたプリント基板１３の電極１４に対し（ａ）、周
知の方法（スクリーン印刷等）により、はんだペースト
１９を印刷塗布するはんだペースト印刷工程が実行され
る（ｂ）。

【００３０】次いで、はんだペースト１９が塗布された
プリント基板１３上に、ＣＳＰ部品１１をマウント（搭
載）するマウント工程が実行される（ｃ）。このマウン
ト工程は、例えばチップマウンタを用いて行なわれ、視
覚認識装置を用いた制御により、ＣＳＰ部品１１下面の
各はんだボール１２が、各電極１４上に高精度に位置決
めされた状態に配置される。

【００３１】そして、ＣＳＰ部品１１がマウントされた
プリント基板１３を、リフロー加熱するリフローはんだ
付け工程が実行される。このリフローはんだ付け工程
は、プリント基板１３を、図示しないリフロー炉内を所
定速度で通すことにより行なわれるのであるが、このと
き、リフロー炉内は、その温度分布によって大きく分け
てプリヒートゾーン、リフローゾーン、冷却ゾーン等の
温度帯が設けられており、それら各温度ゾーンを順に通
過することにより、プリント基板１３上の半田ペースト
１９が溶融しＣＳＰ部品１１のはんだボール１２と一体
化した状態で硬化してはんだ接合部２０が形成され、電
極１４に対するはんだ接合が行なわれるのである。

【００３２】本実施例では、このリフローはんだ付け工
程において、例えば図６（ａ）に示すような温度プロフ
ァイル（温度−時間曲線）が採用される。尚、この図６
には、実際に実施した３種類の温度プロファイルを示し
ている。これにて、ＣＳＰ部品１１がマウントされたプ
リント基板１３は、常温からプリヒートゾーンにて所定
のカーブをもって加熱されていき、リフローゾーンにお
いてピーク温度（例えば約２３０℃）まで加熱されて半
田ペースト１９が溶融し、その後の冷却ゾーンにおいて
所定のカーブをもって冷却されていくことにより、はん
だ接合部２０が凝固されるようになっている。

【００３３】ここで、図６（ｂ）には、同等の製品にお
いて従来より採用されている標準的な温度プロファイル
を示している。従来では、プリント基板の移動速度（ベ
ルトスピード）が例えば０．８０ｍ／min に管理され、
リフローゾーン（１８５℃以上となるリフロー温度帯）
を通過する時間が３５秒程度とされていた。これに対
し、本実施例においては、プリント基板１３の移動速度
（ベルトスピード）が例えば０．４０ｍ／min に管理さ
れることにより、１８５℃以上となるリフロー温度帯を
通過する時間即ちはんだペースト１９が溶融状態となっ
ている時間が、６０秒以上この場合９０〜１００秒程度
確保されるようになっているのである。

【００３４】しかして、上記リフローはんだ付け工程に
おいては、はんだ接合部２０と電極１４との界面部分に
合金層が形成される。具体的には、無電解ニッケルメッ
キ層１７中のＮｉがはんだ接合部２０側に拡散すると共
に、はんだペースト１９（はんだ接合部２０）内のＳｎ
が無電解ニッケルメッキ層１７側に拡散し、接合界面部
分において合金を形成する。尚、無電解ニッケルメッキ
層１７中のＰははんだ接合部２０側に拡散することはな
く、また、ごく薄い無電解金メッキ層１８は、はんだ接
合部２０に拡散されて層として残ることはない。

【００３５】このとき、本実施例では、はんだペースト
１９の溶融状態が６０秒以上確保されることにより、無
電解ニッケルメッキ層１７に対するはんだペースト１９
側からのＳｎの拡散が良好に行なわれ、無電解ニッケル
メッキ層１７のはんだ接合部２０との接合界面にて、Ｎ
ｉ−Ｓｎ−Ｐ共存層が３００ｎｍ以上の厚みで形成され
るようになる。さらに、はんだ接合部２０に対する無電
解ニッケルメッキ層１７からのＮｉの拡散が良好に行な
われ、無電解ニッケルメッキ層１７の接合界面に形成さ
れるＰ高濃度層の表面よりも、４００ｎｍはんだ接合部
２０側に入った位置においても、５０atom％以上のＮｉ
が存在するようになるのである。

【００３６】従って、本実施例によれば、接合界面部分
の合金層構造を最適なものとすることができ、はんだ接
合部２０の引っ張り強度を十分に高いものとすることが
できる。この結果、はんだ接合部２０の強度面での信頼
性を大幅に向上させることができ、ひいては、はんだ接
合部２０の剥がれによる製品不良をなくすことが可能と
なるものである。また、電極１４に対する処理として、
従来と同様の無電解ニッケルメッキを採用することがで
きるので、低コストで済ませ得ることは勿論である。

【００３７】尚、上記した実施例では、リフローはんだ
付け工程において、はんだペースト１９が溶融状態とな
っている時間を６０秒以上確保するために、プリント基
板１３の移動速度（ベルトスピード）を管理するように
したが、リフローはんだ付け工程の温度プロファイルの
ピーク温度の設定を高くするように管理することによっ
ても、リフローゾーン（１８５℃以上となるリフロー温
度帯）を長くすることができてはんだの溶融状態を６０
秒以上確保することが可能となり、上記第１の実施例と
同様の効果を得ることができる。

【００３８】そして、同様に、はんだペーストの溶融状
態を６０秒以上確保するための具体的な手段として、プ
リント基板側において以下のような工夫を施すことも有
効である。即ち、図８（ａ）は、本発明の第２の実施例
を示すもので、プリント基板１３の電極２１部分の平面
図及び断面図を上下に並べて示したものである。また、
図８（ｂ）には、従来の一般的な電極２２部分の構成を
併せて示している。

【００３９】ここで、上記第１の実施例で述べたよう
に、電極２１，２２は、銅箔からなる電極下地の表面
に、無電解ニッケルメッキ層及び無電解金メッキ層（い
ずれも図示を省略）を形成して構成されるのであるが、
その表面部の外周縁部にソルダレジスト１５が被さった
状態とされ、ＣＳＰ部品１１のはんだボール１２が半田
接合される円形の領域（接合面２１ａ，２２ａ）のみが
露出するようになっている。つまり、電極２１，２２
は、夫々接合面２１ａ，２２ａよりも大きく構成される
のであるが、電極の面積が比較的大きくなると、その
分、熱容量も大きくなってリフローはんだ付け工程にお
ける電極部分の昇温が遅くなり、ひいては、はんだの溶
融時間が短くなってしまう事情がある。

【００４０】この場合、接合面２１ａ，２２ａは全く同
じ大きさでも、従来の電極２２は、幅寸法がａ１の四角
形状に形成され、接合面２２ａと外縁部（コーナー部）
との間の寸法ｂ１も比較的大きくなっていた。これに対
し、本実施例における電極２１は、直径寸法が上記ａ１
よりも小さいａ２である円形に形成されることにより、
接合面２１ａと外周縁部との間の寸法ｂ２も小さくな
り、従来の電極２２に比べて、面積を十分に小さくして
いるのである。

【００４１】このように、電極２１の面積をできるだけ
小さくするように調整することにより、電極２１部分の
熱容量を小さくして昇温を速やかに行なわせることが可
能となり、簡単な構成で、はんだの溶融状態を６０秒以
上確保することができるのである。ちなみに、具体例を
上げておくと、寸法ａ１が４００μｍであるのに対し、
直径寸法ａ２が３００μｍとされ、寸法ｂ１が１１５μ
ｍであるのに対し、寸法ｂ２が５０μｍとされている。

【００４２】また、図９は、本発明の第３の実施例にお
ける電極２３部分を示しており、電極２３部分の平面図
とそのＸ−Ｘ線に沿う縦断面図とを上下に並べて示して
いる。この実施例では、同様に、電極２３の面積を小さ
く調整するために、例えば従来と同等の大きさの四角形
の電極２３のうち、接合面２３ａの外側部分つまりソル
ダレジスト１５に覆われる部分に、複数個（この場合四
隅部に４個）の抜き穴２３ｂを形成するようにしてい
る。これによっても、電極２３の面積を小さくすること
ができ、上記第２の実施例と同様の効果を得ることがで
きる。

【００４３】さらに、図１０（ａ）は、本発明の第４の
実施例を示しており、電極１４から導出される配線（引
出し線）２４部分を示している。また、図１０（ｂ）に
は、従来の配線２５部分を併せて示している。ここで、
図１０（ｂ）に示す従来のものでは、配線２５の太さ
（幅寸法）がｃ１とされ、この実施例における配線２４
は、それよりも細い幅寸法ｃ２とされている。具体例を
上げておくと、従来の配線２５の幅寸法ｃ１が１２５μ
ｍであるのに対し、本実施例の配線２４の幅寸法ｃ２は
局部的に７５μｍとされている。

【００４４】このとき、図１０（ｂ）のように電極１４
から導出される配線２５が比較的太いと、電極１４部分
から配線２５を通して逃げてしまう熱が大きくなり、ひ
いては、はんだの溶融時間が短くなってしまう事情があ
る。これに対し、本実施例では、電極１４から導出され
る配線２４の太さをできるだけ小さくするように調整す
ることにより、電極１４部分から配線２４を通した熱の
逃げを抑制して、電極１４の高温を長い時間維持するこ
とが可能となる。この結果、上記各実施例と同様に、簡
単な構成で、はんだの溶融状態を６０秒以上確保するこ
とができるのである。

【００４５】その他、本発明は上記した各実施例に限定
されるものではなく、例えば、プリント基板にＣＳＰ部
品を実装する場合に限らず、電子部品をリフローはんだ
付けする場合全般に適用することができ、また、半田ペ
ーストの材質についても、各種のものが使用でき、この
場合、融点ひいてはリフロー半田付け工程における温度
プロファイルも異なってくることは勿論である等、要旨
を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得るものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の作用を説明するためのもので、はんだ
接合部の接合強度とその破面状態を調べた試験結果を示
す図

【図２】破面の両側に対するオージェ・デプスプロファ
イル分析の結果を示す図

【図３】接合界面部分におけるオージェによるスポット
分析の結果を示す図

【図４】はんだ溶融保持時間とはんだ接合部の引っ張り
強度との関係を調べた試験結果を示す図

【図５】はんだ溶融時間と界面剥がれ率との関係を調べ
た試験結果を示す図

【図６】本発明の第１の実施例を示すもので、リフロー
はんだ付け工程の温度プロファイル（ａ）を従来の標準
的な温度プロファイル（ｂ）と併せて示す図

【図７】プリント基板に対するＣＳＰ部品の実装手順を
示す図

【図８】本発明の第２の実施例を示すもので、プリント
基板の電極部分の構成（ａ）を従来のもの（ｂ）と併せ
て示す図

【図９】本発明の第３の実施例を示すもので、プリント
基板の電極部分の構成を示す図

【図１０】本発明の第４の実施例を示すもので、プリン
ト基板の電極から引出される配線部分の構成（ａ）を従
来のもの（ｂ）と併せて示す図

【符号の説明】

図面中、１１はＣＳＰ部品（電子部品）、１２ははんだ
ボール、１３はぴ輪と基板、１４，２１，２３は電極、
１６は電極下地、１７は無電解ニッケルメッキ層、１８
は無電解金メッキ層、１９ははんだペースト、２０はは
んだ接合部、２４は配線を示す。

フロントページの続き (72)発明者 秋田 直幸 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 松永 泰明 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 原田 敏一 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 Ｆターム(参考） 5E319 AC01 BB05 CC33 GG03

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 無電解ニッケルメッキが施された電極
   に、リフローはんだ付けにより電子部品をはんだ接合す
   る方法であって、 前記リフローはんだ付けの工程において、はんだの溶融
   状態を６０秒以上確保するようにしたことを特徴とする
   はんだ接合方法。
2. 【請求項２】 前記リフローはんだ付け工程の温度プロ
   ファイルのピーク温度の管理により、はんだの溶融状態
   を６０秒以上確保することを特徴とする請求項１記載の
   はんだ接合方法。
3. 【請求項３】 前記リフローはんだ付け工程におけるリ
   フロー温度帯の移動速度の管理により、はんだの溶融状
   態を６０秒以上確保することを特徴とする請求項１記載
   のはんだ接合方法。
4. 【請求項４】 前記電極の面積の調整により、前記はん
   だの溶融状態を６０秒以上確保することを特徴とする請
   求項１記載のはんだ接合方法。
5. 【請求項５】 前記電極から導出される配線の太さの調
   整により、前記はんだの溶融状態を６０秒以上確保する
   ことを特徴とする請求項１記載のはんだ接合方法。
6. 【請求項６】 無電解ニッケルメッキが施された電極
   に、リフローはんだ付けにより電子部品をはんだ接合し
   たはんだ接合部の合金層構造であって、 前記無電解ニッケルメッキ層の前記はんだ接合部との界
   面部分に、Ｎｉ−Ｓｎ−Ｐ共存層が３００ｎｍ以上の厚
   みで形成されていることを特徴とするはんだ接合部の合
   金層構造。
7. 【請求項７】 前記はんだ接合部には、前記無電解ニッ
   ケルメッキ層の表面から４００ｎｍ離れた深さ位置に
   も、５０atom％以上のニッケルが存在していることを特
   徴とする請求項６記載のはんだ接合部の合金層構造。