JP2002185113A - 電子回路基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】本発明は、Ｓｎ−３７Ｐｂ共晶はんだの代替用
Ｐｂフリーはんだを用いた従来の回路基板への電子部品
の接続を高信頼に行うことを目的とするものである。 【解決手段】回路基板１の配線パターン３ａ，３ｂ，３
ｃの両方の端部もしくは一方の端部の形状を円弧状もし
くは円形状にすることにした。またははんだレジストコ
ートを回路基板に塗布して配線パターンを形成する場合
にも配線パターン部の開口部の両方の端部もしくは一方
の端部の形状を円弧状もしくは円形状になるようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉛−錫共晶はんだ
の代替の鉛（以下Ｐbと記す）フリーはんだ合金を用い
た電子部品の表面実装に係わるものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、Ｓn−37Ｐｂはんだに替わる鉛フ
リーはんだの開発・研究が行われ、Ｓｎ−Ｚｎ系、Ｓｎ
−Ａｇ系、Ｓｎ−Ｓｂ系、Ｓｎ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ａｇ−
Ｂｉ系等のはんだが取りあげられている。

【０００３】回路基板の配線パターンへのはんだの供給
は、印刷パターンに合わせたマスク形状により、はんだ
ペーストを転写することで行われ、 従来のＳｎ−３７
Ｐｂ共晶はんだでは回路基板の配線パターンと印刷マス
クパターンは同型形状が一般的であり、例えば、集積半
導体部品、リードレスチップ部品、幅広リード部品等の
表面実装基板の配線パターンの両端部は角状であった。
従来のＳｎ−３７Ｐｂ共晶はんだはぬれ拡がり性に優れ
るため、この形状であっても角状の端部までぬれ拡がり
問題は無かった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の印刷（転写）パターンでＰｂフリーはんだを供給す
ると、Ｓｎ−３７Ｐｂ共晶はんだに比べてぬれ拡がり悪
いため、リフローにより、 パターンの長手方向のはん
だの溶融状態は両サイドが円形状になり、はんだがパタ
ーン全体にぬれ拡がらず、パターンの両サイドの先端部
分にはんだのディウェッテング部分（未はんだ）が発生
し、外観検査で不良と判定される心配があった。

【０００５】本発明は、Ｓｎ−３７Ｐｂ共晶はんだの代
替用Ｐｂフリーはんだを用いた従来の回路基板への電子
部品の接続を高信頼に行うことを目的とするものであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、回路基板の配線パターンの両方の端部も
しくは一方の端部の形状を円形状もしくは円弧状もしく
はこれらの近似形状にすることにした。またははんだレ
ジストコートを回路基板に塗布して配線パターンを形成
する場合にも配線パターン部の開口部の両方の端部もし
くは一方の端部の形状を円弧状もしくは円形状になるよ
うにした。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施例により更に
詳細に説明する。

【０００８】（実施例１）図１はＰｂフリーはんだのぬ
れ性を見るため、ガラスエポキシからなる回路基板１に
パターンの両端を円弧状、円形状、もしくはこれらを近
似した形状にした配線パターン３ａ、３ｂ、３ｃを設け
た。該回路基板（１）に、同形の印刷用パターンが設け
られたはんだ印刷マスクでＳｎ−Ａｇ−Ｃｕはんだを印
刷・転写して、リフロー炉を通過させて、はんだを溶融
させた後の回路基板の表面である。パッド電極先端は約
０．１〜０．２Ｒが好ましい。本実施例では０．１６Ｒ
のものを用いた。以下、同様である。

【０００９】一般に鉛フリーはんだは、従来の鉛-錫は
んだに比べて濡れ性が悪いことが知られている。図６に
ＡｇあるいはＢｉを入れ,組成の違う各種鉛フリーはん
だのぬれ性を示す。特性はメニスコグラフ法で測定し
た。試験時のはんだ温度は230℃であり,縦軸はぬれ荷重
が０になる時間である。図からわかるように、Pbフリー
はんだのゼロクロス時間はSn-37Pb共晶はんだに比べて
長く、ぬれ性が悪いことが分かる。

【００１０】そこで、図１に示すように電極パターンの
両端をはんだの濡れ拡がる形状に合わせて、例えば円弧
状もしくは円形状とした。これにより、印刷されたＰｂ
フリーはんだは、パターン３ａ、３ｂ、３ｃ上を６ａ、
６ｂ、６ｃと示すように、一様にぬれ拡がり、ディウエ
ッテング（未はんだ部分）の発生が抑止されている。

【００１１】（実施例２）図２は、実施例１と同様にガ
ラスエポキシからなる回路基板１に長方形の配線パター
ン３が設けられている基板にはんだレジスト２を塗布
し、該配線パターン３の両サイドが円弧状、円形状、も
しくはこれらを近似した形状となるようにレジスト開口
部４を設けた回路基板に同形のパターンを有する印刷マ
スクを用いてはんだペーストを転写し、リフロー炉を通
過させた後の配線パターン上のはんだ６のぬれ拡がり状
態を見たものである。

【００１２】Ｐｂフリーはんだはぬれ拡がり性が悪いの
でマスクの形状の形をほぼ保持した状態でぬれる。この
ため溶融したはんだは円形状になり易く、配線パターン
が円弧状、円形状のため、はんだはパターン形状と相似
形にぬれ、ディウエッテング部分は目立たなくなり、外
観不良が減少する。

【００１３】（実施例３）図３は従来の配線パターン３
にＰｂフリーはんだペーストを転写印刷したものをリフ
ロー炉を通過させた後のはんだ６のぬれ状況を説明する
ものである。配線パターン３にはんだペーストを転写印
刷し、溶融したはんだは円弧状、円形状になりやすくそ
のまま冷却され、配線パターン３の四隅にはんだのディ
ウエッテング部分７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ が残りはん
だ付け外観が悪くなり、本実施例では外観不良と判定さ
れる。

【００１４】（実施例４）部品を搭載した場合のはんだ
のぬれ状況を図４，図５に示す。図４は,従来の配線パ
ターンを有する回路基板1に従来の印刷マスクパタ−ン
でSn-3Ag-0.5Cuはんだをパッド電極３に転写し, 208ピ
ンの半導体(QFP:Quad Flat Package)8を搭載した後、窒
素雰囲気中でリフローしたもののはんだ付け性を説明す
るものであるが、リード9の先端部分にはんだの表面が
デコボコ状になるはんだぬれ不良が発生した。

【００１５】図５は配線パターン3の両端を円形状にし,
図４の場合と同様にはんだ印刷してリフローしたものの
外観である。図５から,配線パターンの端部を円形にす
ることにより,リード9のはんだぬれ不良を,低減させる
ことができることが分かった。本効果はSn-2Ag-0.5Cu,
Sn-2.5Ag-0.5Cu ,Sn-3Ag-0.5Cu, Sn-3Ag-1Bi-0.5Cuとも
同程度であった。

【００１６】

【発明の効果】本発明により、電極パターンがはんだで
覆われることにより、外観だけでなく耐酸化、耐高温高
湿、耐マイグレーションでも優れた実装となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ｐｂフリーはんだ用配線配線パターンを示す図

【図２】Ｐｂフリーはんだ用配線配線パターンを示す

【図３】従来パターンを示す図

【図４】従来パターンを示す

【図５】Ｐｂフリーはんだ用配線配線パターンを示す

【図６】はんだぬれ性を示す図。

【符号の説明】

１………回路基板 ２………はんだレジスト ３、３ａ、３ｂ、３ｃ………配線パターン ４………レジスト開口部（配線パターン開口部） ５………はんだペースト ６、６ａ、６ｂ、６ｃ………溶融後のはんだ ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ………ディウエッテング部分

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２３Ｋ 35/26 ３１０ Ｂ２３Ｋ 35/26 ３１０Ａ (72)発明者 下川 英恵 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 中塚 哲也 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 Ｆターム(参考） 5E319 AA03 AB03 AC13 BB01 BB05 BB08 BB10 CC33 GG03

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定の配線パターンを形成した回路基板に
   はんだペーストを印刷してなる電子回路基板において、
   配線パターンの端部を円形状もしくは円弧状もしくはこ
   れらの近似形状に形成し、該配線パターンにＳｎ−Ａｇ
   系、Ｓｎ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｚｎ系
   もしくは、該はんだにＢｉ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｇｅの
   いずれか一つ以上を添加した鉛フリーはんだペーストを
   印刷してなることを特徴とする電子回路基板。
2. 【請求項２】はんだレジストを塗布することで前記配線
   パターンの端部を円形状もしくは円弧状もしくはこれら
   の近似形状に形成したことを特徴とする請求項１記載の
   電子回路基板。