JP2002368399A - 電子部品の実装方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板上に半田を用いて電子部品を実装する場
合に、半田の飛散やフラックスの流出による基板の汚染
を適切に防止できるようにする。 【解決手段】 基板１の一面１ａのうち少なくとも半田
ペーストが配置されない非半田配置領域９をプラズマク
リーニングする第１の工程、プラズマクリーニングされ
た非半田配置領域９を覆うようにビニル系樹脂等よりな
る保護膜１０を形成する第２の工程、基板１の一面１ａ
上の所定領域８に半田ペースト２ａを配置する第３の工
程、配置された半田ペースト２ａの上に電子部品３を搭
載する第４の工程の４つの工程を行った後、半田ペース
ト２ａを溶融させることにより電子部品３と基板２とを
接続し、その後、保護膜１０を基板１から剥がす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板の一面上に半
田を介して電子部品を接続する電子部品の実装方法に関
し、回路が形成されている実装基板や同一基板上にて半
田接続とワイヤボンディング接続とが混在する実装基板
等に用いて好適である。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種の実装方法は、一般
に、基板の一面上の所定領域に半田ペーストを印刷等に
て配置し、配置された半田ペーストの上に電子部品を搭
載した後、半田ペーストを溶融させることにより、電子
部品を基板に接続するようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この実
装方法においては、半田ペーストを溶融させる際に、半
田が飛散したり、半田ペースト中のフラックスが流出し
たりすることにより、半田ペーストを配置すべき所定領
域（半田配置領域）以外の領域（非半田配置領域）が、
飛散した半田や流入してくるフラックスにより汚染され
るという問題がある。

【０００４】例えば、回路が形成されている実装基板や
同一基板上にて半田接続とワイヤボンディング接続とが
混在する実装基板では、非半田配置領域に位置する回路
配線やボンディングパッドが汚染され、回路の短絡やワ
イヤボンディングの接合性の低下等の不具合が生じる。

【０００５】このような問題に対して、特開平１０−２
４７７７号公報や特開平４−２２５２９４号公報等に
は、ワックスやレジスト等の保護膜で非半田配置領域を
被覆する手段が提案されているが、半田接続を行った
後、当該保護膜を除去する際に保護膜の残渣が残るとい
う問題がある。

【０００６】そこで、本発明は上記問題に鑑み、基板上
に半田を用いて電子部品を実装する場合に、半田の飛散
やフラックスの流出による基板の汚染を適切に防止でき
るようにすることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者等の鋭意検討の
結果、保護膜を用いて非半田配置領域を保護する方法に
おいては、保護膜を形成する下地面が汚れ等にて荒れた
面となっている場合、保護膜と下地との密着力が過大と
なり、その結果、保護膜を剥がす際に残渣が残ってしま
うことがわかった。本発明は、この知見に基づいて考案
されたものである。

【０００８】上記目的を達成するため、請求項１に記載
の発明では、基板（１）の一面上の所定領域（８）に半
田ペースト（２ａ）を介して電子部品（３）を実装する
電子部品の実装方法において、基板の一面のうち少なく
とも半田ペーストが配置されない非半田配置領域（９）
をプラズマクリーニングする第１の工程と、プラズマク
リーニングされた非半田配置領域を覆うように樹脂より
なる保護膜（１０）を形成する第２の工程と、基板の一
面上の所定領域に半田ペーストを配置する第３の工程
と、配置された半田ペーストの上に電子部品を搭載する
第４の工程と、第１から第４の工程を行った後、半田ペ
ーストを溶融させることにより電子部品と基板とを接続
する第５の工程と、この第５の工程の後、保護膜を基板
から剥がす第６の工程、とを備えることを特徴とする。

【０００９】それによれば、樹脂よりなる保護膜にて非
半田配置領域を被覆した状態で、半田ペーストの溶融を
行うことができるため、飛散してくる半田や流入してく
るフラックスから非半田配置領域を保護することができ
る。

【００１０】そして、第１の工程にて、非半田配置領域
の表面が清浄化され、この清浄化された表面に保護膜を
形成するため、保護膜と下地との密着力が過大となるの
を防止でき、第６の工程にて保護膜を基板から剥がす際
に、保護膜の残渣が残りにくくなる。

【００１１】従って、本発明の実装方法によれば、基板
上に半田を用いて電子部品を実装する場合に、半田の飛
散やフラックスの流出による基板の汚染を適切に防止す
ることができる。

【００１２】また、更に検討を進めた結果、保護膜とし
てビニル系樹脂を用いた場合、その膜厚が７０μｍ以下
であると、保護膜が薄すぎて、剥がす場合に保護膜が途
中から切れてしまい作業性が悪くなる可能性が高くなる
ことがわかった。

【００１３】また、当該膜厚が２００μｍ以上である
と、保護膜が厚すぎて、基板と保護膜との間の線膨張係
数の差により、保護膜の端部に反りが発生し、その隙間
から、半田やフラックスが侵入して汚染されやすくなる
こともわかった。

【００１４】従って、請求項２に記載の発明のように、
保護膜（１０）がビニル系樹脂よりなる場合、その膜厚
が７０μｍよりも厚く２００μｍ未満であることが好ま
しい。

【００１５】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一
例である。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施形態
について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る電
子部品の実装構造を示す概略断面図である。

【００１７】図１において、１は、セラミック回路基
板、プリント回路基板等よりなる基板であり、基板１の
一面１ａ上には、半田２を介して、コンデンサや抵抗素
子等の電子部品（図示例ではコンデンサ）３が電気的に
接続されている。半田２としては、半田ペーストで印刷
可能な通常のものを用いることができる。

【００１８】また、基板１の一面１ａ上には、ＩＣチッ
プ４が、Ａｇペースト等よりなる導電性接着剤５を介し
て固定されており、基板１の一面１ａ上に形成されたＣ
ｕやＡｌ等よりなるパッド６とＩＣチップ４とは、Ａｕ
やＡｌ等よりなるボンディングワイヤ７により結線され
電気的に接続されている。

【００１９】ここで、基板１の一面１ａのうち電子部品
３が半田接続されている領域は、後述する半田ペースト
２ａが配置される半田配置領域８であり、ＩＣチップ４
がワイヤボンディング接続されている領域は、半田ペー
スト２ａが配置されない非半田配置領域９である。

【００２０】次に、図１に示す実装構造の実装方法につ
いて、図２の説明図も参照して説明する。図２は本実装
方法を上記図１に対応した断面にて示す図である。ま
ず、パッド６が形成された基板１を用意する。

【００２１】そして、この基板１の一面１ａの全部また
は、基板１の一面１ａのうち少なくとも半田ペーストが
配置されない非半田配置領域９の部分をプラズマクリー
ニングする（プラズマクリーニング工程、本発明でいう
第１の工程）。このプラズマクリーニングは、通常のプ
ラズマ装置を用いて行うことができる。

【００２２】すなわち、対向する一対の電極間に基板を
配置し、該一対の電極間に電界を印加し、プラズマ放電
によって発生するイオン粒子（Ａｒ+、Ｈ+等）を、基板
１の一面１ａに衝突させることにより、該一面１ａを清
浄化する。それにより、基板１の一面１ａのうち少なく
とも非半田配置領域９の表面に初期的に存在する汚れ、
酸化膜などを除去することができる。

【００２３】次に、図２（ａ）に示す様に、基板１の一
面１ａ上のうち半田配置領域８に、最終的に半田２とな
る半田ペースト２ａを印刷等により配置し（半田印刷工
程、本発明でいう第３の工程）、続いて、配置された半
田ペースト２ａの上に電子部品３を搭載する（部品搭載
工程、本発明でいう第４の工程）。

【００２４】次に、プラズマクリーニングされた非半田
配置領域９を覆うように樹脂よりなる保護膜（半田防止
膜）１０を形成する（保護膜形成工程、本発明でいう第
２の工程）。

【００２５】この保護膜１０は、半田防止剤となるビニ
ル系樹脂やシリコーン系樹脂の熱硬化性樹脂を、ディス
ペンスや印刷等により塗布し、溶媒を蒸発させることに
より、成膜するものである。本例では、ビニル系樹脂と
して例えば塩化ビニルを主成分とし、耐熱性、チクソ性
等を考慮した他の材料（ＳｉＯ₂微粉末、ＣａＣＯ₃等）
や消泡剤（Ｓｉ消泡剤、メタクリル酸デカン等の樹脂）
が微量添加されたものを用いている。

【００２６】こうして、上記したプラズマクリーニン
グ、半田印刷、部品搭載、保護膜形成の各工程（第１か
ら第４の工程）を行うと、図２（ｂ）に示す様な状態と
なり、続いて、この状態にて、半田ペースト２ａを溶融
（リフロー）させ、電子部品３と基板１とを接続する
（リフロー工程、本発明でいう第５の工程）。

【００２７】このリフロー工程では、図２（ｂ）に示す
様に、半田ペースト２ａの溶融時に、半田配置領域８か
ら非半田配置領域９へ向かって、半田２が飛散したり、
半田ペースト２ａ中のフラックス２ｂが流出したりす
る。

【００２８】ここにおいて、本実施形態では、保護膜１
０によって、上記したように非半田配置領域９を被覆し
ているため、飛散してくる半田２や流出してくるフラッ
クス２ｂから非半田配置領域９を保護することができ、
その汚染を防止することができる。

【００２９】そして、リフロー工程の後、人手や治具等
を用いて、保護膜１０を基板１から機械的に剥がす（保
護膜剥離工程、本発明でいう第６の工程）。続いて、基
板１を洗浄する（基板洗浄工程）。

【００３０】次に、非半田配置領域９にＡｇペースト等
の導電性接着剤５を塗布し（導電性接着剤塗布工程）、
ＩＣチップ４を導電性接着剤５の上に搭載して（チップ
搭載工程）、導電性接着剤５を硬化させる（導電性接着
剤硬化工程）。次に、ＩＣチップ４とパッド６とをワイ
ヤボンディングする（ＷＢ工程）。こうして、上記図１
に示す実装構造ができあがる。

【００３１】ところで、上記実装方法によれば、樹脂よ
りなる保護膜１０にて非半田配置領域９を被覆した状態
で、半田ペースト２ａの溶融を行うことができるため、
飛散してくる半田２や流入してくるフラックス２ｂから
非半田配置領域９を保護することができる。

【００３２】また、プラズマクリーニング工程（第１の
工程）にて、非半田配置領域９の表面が清浄化され、こ
の清浄化された表面に保護膜１０を形成するため、保護
膜１０と下地との密着力が過大となるのを防止できる。
そのため、保護膜剥離工程（第６の工程）にて保護膜１
０を基板１から剥がす際に、保護膜１０の残渣が残りに
くくなる。

【００３３】従って、本実施形態の実装方法によれば、
基板１上に半田２を用いて電子部品３を実装する場合
に、半田２の飛散やフラックス２ｂの流出による基板１
の汚染を適切に防止することができる。

【００３４】また、本発明者等の検討によれば、保護膜
１０がビニル系樹脂よりなる場合、その膜厚が７０μｍ
よりも厚く２００μｍ未満であることが好ましい。これ
は、次の理由による。

【００３５】保護膜１０としてビニル系樹脂を用いた場
合、その膜厚が７０μｍ以下であると、保護膜１０が薄
すぎて、保護膜剥離工程にて、保護膜１０を剥がす場合
に保護膜１０が途中から切れてしまい、作業性が悪くな
る可能性が高い。また、パッド６がＣｕ等の場合、保護
膜１０が薄すぎるとリフロー工程の熱等によるパッドの
酸化を抑制する効果が無くなる。

【００３６】また、当該膜厚が２００μｍ以上である
と、保護膜１０が厚すぎて、基板１と保護膜１０との間
の線膨張係数の差により、保護膜１０の端部に反りが発
生し、その隙間から、半田２やフラックス２ｂが侵入し
て汚染されやすくなる。

【００３７】また、保護膜１０が厚すぎると、保護膜１
０のチクソ性が高い場合、塗布したときに保護膜１０内
に発生する内部ボイドが抜けきれず、そのボイドにより
パッド６の酸化抑制効果が無くなる可能性がある。従っ
て、保護膜１０がビニル系樹脂よりなる場合、その膜厚
を７０μｍよりも厚く２００μｍ未満とすることが好ま
しい。

【００３８】（他の実施形態）なお、プラズマクリーニ
ング、半田印刷、部品搭載、保護膜形成の各工程（第１
から第４の工程）の実行順序は、上記実施形態の順序以
外にも、プラズマクリーニング工程、保護膜形成工程、
半田印刷工程、部品搭載工程の順に行っても良いし、ま
た、半田印刷工程、部品搭載工程、プラズマクリーニン
グ工程、保護膜形成工程の順に行っても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る電子部品の実装構造を
示す概略断面図である。

【図２】上記実施形態に係る電子部品の実装方法を示す
工程図である。

【符号の説明】

１…基板、２ａ…半田ペースト、３…電子部品、８…半
田配置領域、９…非半田配置領域、１０…保護膜。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大谷 祐司 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） 5E314 AA24 BB06 BB11 CC03 CC06 FF02 5E319 AA03 AC04 BB05 CC33 CD01 CD06 GG15

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板（１）の一面上の所定領域（８）に
   半田ペースト（２ａ）を介して電子部品（３）を実装す
   る電子部品の実装方法において、 前記基板の一面のうち少なくとも前記半田ペーストが配
   置されない非半田配置領域（９）をプラズマクリーニン
   グする第１の工程と、 前記プラズマクリーニングされた前記非半田配置領域を
   覆うように樹脂よりなる保護膜（１０）を形成する第２
   の工程と、 前記基板の一面上の前記所定領域に前記半田ペーストを
   配置する第３の工程と、 配置された前記半田ペーストの上に前記電子部品を搭載
   する第４の工程と、 前記第１から第４の工程を行った後、前記半田ペースト
   を溶融させることにより前記電子部品と前記基板とを接
   続する第５の工程と、 この第５の工程の後、前記保護膜を前記基板から剥がす
   第６の工程、とを備えることを特徴とする電子部品の実
   装方法。
2. 【請求項２】 前記保護膜（１０）は、ビニル系樹脂よ
   りなり、その膜厚が７０μｍよりも厚く２００μｍ未満
   であることを特徴とする請求項１に記載の電子部品の実
   装方法。