JP2007123354A - 電子機器用プリント板の製造方法およびこれを用いた電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 電子機器全体の信頼性を確保できるハンダ技術、特に電子機器全体の信頼性を確保できる鉛フリーのハンダ技術を提供する。
【解決手段】 接続端子の金属組成が異なる複数の電子部品を基板上にハンダ付け接合する電子機器用プリント板の製造方法において、電子部品の接続端子の金属組成毎に、組成の異なるハンダ成分を含んでなる複数のハンダペースト４，６を使用し、第１のハンダペースト４を基板上に塗布した後、当該基板を加熱処理し、次いで、組成の異なる第２のハンダペースト６を当該基板に塗布した後、電子部品を搭載し、次いで、当該基板を加熱処理する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、新規な電子機器用プリント板の製造方法およびこれを用いた電子機器に関する。

電子機器用プリント板の製造方法として、表面実装法がある。表面実装法は、高密度に電子部品を搭載できることから、電子機器の小型軽量化が図れるというメリットがある。

表面実装法によるプリント板製造（アセンブリ）の工程は、まず電子部品をハンダ付け接合する対象であるプリント板（本発明では、電子部品をハンダ付け接合する対象であるプリント板を「基板」と呼称する。）に、ハンダペーストを、メタルマスクを介して印刷し、印刷したハンダペースト上に電子部品を載せ、ついで、ハンダ成分の融点以上に加熱することで、部品を基板に接合する。

ハンダペーストは、ハンダ成分とペースト用フラックスが混ざったクリーム状の物質であり、ハンダ成分の融点以上に加熱すると、通常粉末状態のハンダ成分が融解して一体化し、ハンダ接合部を形成する。メタルマスクは、基板の電極位置に対応した貫通開口部を有する金属板であり、これを用いることで、基板の電極にハンダペーストを供給、塗布することができる。

従来から、このハンダペーストには鉛（Ｐｂ）が使用されている。しかしながら、環境汚染への配慮から、最近では鉛フリーハンダへのニーズが強くなってきている。たとえば、ＥＵでは、２００６年７月よりＲｏＨＳ指令が施行され、一般の電子機器には、鉛（Ｐｂ）の使用が禁止されて、プリント板のアセンブリには、鉛フリーハンダの適用が必須となる。

鉛フリーハンダとしては、Ｓｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕハンダ（融点２１８℃）の製品適用が進められているが、従来のＳｎ−３７Ｐｂハンダ（融点１８３℃）と比べて融点が３５℃高いことから、耐熱性の低い電子部品が存在する場合に、その部品への熱的ダメージという点から製品適用できないという問題がある。

他の系として、Ｓｎ−５７Ｂｉ−１Ａｇハンダ（融点１３８℃）は、低融点の鉛フリーハンダであるＳｎ−５８Ｂｉハンダ（融点１３９℃）に１重量％のＡｇを添加したものであり、Ａｇ添加によって、金属組織が微細化して疲労寿命が大幅に向上する。なお、Ａｇ添加量が１重量％を超えると、金属間化合物であるＡｇ_３Ｓｎの粗大結晶が晶出するため、疲労寿命が低下することが知られている（特許文献１参照）。

しかしながら、これまでＳｎ−５７Ｂｉ−１Ａｇハンダの適用は限定されていた。その理由は、従来の電子部品の接続端子にＳｎ−１０Ｐｂメッキが施されているものがあり、その場合には、ハンダ接合時にハンダ接合部に融点１００℃以下のＢｉ−Ｐｂ−Ｓｎ合金が生成してハンダ接合部の接続信頼性を確保できないという問題があったためである。

また、表面実装用の電子部品として、部品本体の底面にハンダボールを有しているＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）／ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｃａｌｅ Ｐａｃｋａｇｅ）といったＬＳＩパッケージがあるが、そのハンダボールの材料はＳｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ組成である。この場合には、たとえばＳｎ−５７Ｂｉ−１Ａｇ組成をハンダペーストに使用した場合、ハンダ接合時に、Ｓｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ組成中のＡｇの移動により、ハンダ接合部におけるＡｇ濃度が１重量％を超え、疲労寿命が低下する問題が生じる。

一方、接続端子の金属組成にＡｇを含まないＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ−ｌｅａｄｅｄ Ｐａｃｋａｇｅ）部品をＳｎ−５８Ｂｉハンダペーストで実装すると、ハンダ接合部にＡｇが含まれないため、高い接続信頼性が得られないという問題がある。

このように、Ｓｎ−５８ＢｉハンダペーストまたはＳｎ−５７Ｂｉ−１Ａｇハンダペーストのどちらか一方だけを用いてプリント板をアセンブリすると、一部に接続信頼性の乏しいハンダ接合部が生じ、装置全体の信頼性が低下する。
特許第３３４７５１２号明細書（段落番号［００１２］）

本発明は、電子機器全体の信頼性を確保したハンダ技術、特に電子機器全体の信頼性を確保した鉛フリーのハンダ技術を提供することを目的としている。本発明のさらに他の目的および利点は、以下の説明から明らかになるであろう。

本発明の第一の態様によれば、接続端子の金属組成が異なる複数の電子部品を基板上にハンダ付け接合する電子機器用プリント板の製造方法において、組成の異なるハンダ成分を含んでなる複数のハンダペーストを使用し、当該電子部品を当該基板にハンダ付け接合するに当たり、電子部品の接続端子の金属組成毎に、組成の異なるハンダ成分を含んでなるハンダペーストを使用することを含むプリント板の製造方法が提供される。

本発明態様により、電子機器全体の信頼性を確保できる電子機器用プリント板の製造方法が実現する。

製造するプリント板が鉛フリーのものであること、前記組成の異なるハンダ成分を含んでなる複数のハンダペーストが、Ａｇを含まないＳｎ−Ｂｉ系ハンダ成分を含んでなるハンダペーストと、Ｓｎ−Ｂｉ−Ａｇ系ハンダ成分を含んでなるハンダペーストとを含むこと、ハンダ接合すべき電子部品の接続端子にＡｇが存在する場合には、対応する基板電極に前記Ａｇを含まないＳｎ−Ｂｉ系ハンダ成分を含んでなるハンダペーストを塗布し、ハンダ接合すべき電子部品の接続端子にＡｇが存在しない場合には、対応する基板電極に前記Ｓｎ−Ｂｉ−Ａｇ系ハンダ成分を含んでなるハンダペーストを塗布することを含むこと、前記Ａｇを含まないＳｎ−Ｂｉ系ハンダ成分の組成がＳｎ−５８Ｂｉであり、前記Ｓｎ−Ｂｉ−Ａｇ系ハンダ成分の組成がＳｎ−５７Ｂｉ−１Ａｇであること、前記ハンダ接合すべき電子部品の接続端子にＡｇが存在する場合の当該接続端子の金属組成がＳｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕであり、前記ハンダ接合すべき電子部品の接続端子にＡｇが存在しない場合の当該接続端子の金属組成がＳｎ−３Ｂｉであること、前記Ｓｎ−Ｂｉ−Ａｇ系ハンダ成分中に、Ａｇが０．１〜１．０重量％の範囲で含まれていること、組成の異なるハンダ成分を含んでなる複数のハンダペーストを前記基板上に塗布した後、電子部品を当該基板に載置し、ついで、当該基板を加熱処理することを含むこと、第一のハンダペーストを前記基板上に塗布した後、当該基板を加熱処理し、ついで、第二のハンダペーストを当該基板上に塗布した後、電子部品を当該基板に載置し、ついで、当該基板を加熱処理することを含むこと、ハンダペースト１を前記基板上に塗布し、ハンダペースト２を電子部品の接続端子に塗布し、ハンダペースト１でハンダ接合すべき電子部品および当該ハンダペースト２を塗布した電子部品を当該基板に載置し、ついで、当該基板を加熱処理することを含むこと、前記電子部品を前記基板にハンダ付け接合するに当たり、前記組成の異なるハンダ成分を含んでなるハンダペースト毎に異なるメタルマスクを使用して基板上に塗布することを含むこと、基板接触面に非貫通の凹部を有するメタルマスクを使用することを含むこと、が好ましい。

本発明の他の一態様によれば、上記のプリント板製造方法によって製造されたプリント板を用いた電子機器が提供される。本発明態様により、電子機器全体の信頼性を確保できる電子機器が得られる。

本発明により、電子機器全体の信頼性を確保できるハンダ技術、特に電子機器全体の信頼性を確保した鉛フリーのハンダ技術を得ることができる。より具体的には、電子機器用プリント板の製造において、一部に接続信頼性の乏しいハンダ接合部が生じ、電子機器全体の信頼性が低下する問題を解決することができる。

以下に、本発明の実施の形態を図、実施例等を使用して説明する。これらの図、実施例等および説明は本発明を例示するものであり、本発明の範囲を制限するものではない。本発明の趣旨に合致する限り他の実施の形態も本発明の範疇に属し得る。図中、同一の符号は同一の要素を表す。

以下の本発明の諸態様は、組成の異なる二組のハンダ成分を含んでなるハンダペーストについて説明される場合が多いが、組成の異なる三組以上のハンダ成分を含んでなるハンダペーストについても適用できる。また、本発明の趣旨に反しない限り、本発明の諸態様同士を組み合わせて適用し、あるいは他の方法と組み合わせて適用してもよい。

まず、従来技術の問題点について図４を使用して説明する。なお、以下の説明に共通して、電子部品７としては、ボール接続端子７ａを有するＢＧＡ部品を、電子部品８としては、ＱＦＰ部品を想定しているが、その他の電子部品についても本発明を適用できることは言うまでもない。

従来技術の一例では、図４（１）に従い、基板電極２ａを設けた基板２上の適切な位置にメタルマスク１２を配置し、印刷用スキージ３を用いて、メタルマスクの開口部１２ａを介してハンダペースト６を印刷する。これにより、図４（２）に示すように、ハンダ接合が必要なすべての基板電極上にハンダペースト６が塗布される。

ついで、図４（３）に示すように、電子部品７，８をハンダペースト上に載置してから、加熱処理を施し、図４（４）に示すように、ハンダ接合を完成する。

このようにすると、図４（５）に示すように、一部の接続に破断１３等の欠陥を招くような接続信頼性の乏しいハンダ接合部が生じる場合がある。これは、上述のごとく、接続信頼性の乏しいハンダ組成が生じるためと考えられる。

これに対し、本発明の一態様では、接続端子の金属組成が異なる複数の電子部品を基板上にハンダ付け接合する電子機器用プリント板の製造方法において、組成の異なるハンダ成分を含んでなる複数のハンダペーストを使用し、これらの電子部品を上記基板にハンダ付け接合するに当たり、電子部品の接続端子の金属組成毎に、組成の異なるハンダ成分を含んでなるハンダペーストを使用する。

基板の材質や形状については特に制限はなく、公知の基板材料の中から適宜選択することができる。

接合する電子部品についても特に制限はなく、公知の電子部品の中から適宜選択することができる。なお、本発明において「接続端子の金属組成」とは、接続端子上でハンダ接合される表面に存在する金属組成のことを意味する。通常、電子部品の接続端子上にはハンダを容易にするためメッキが施されている場合が多いが、その場合にはそのメッキの金属組成が接続端子の金属組成に該当する。

本発明に係るハンダペーストはハンダ成分とペースト用フラックスからなり、通常クリーム状の物質である。ペースト用フラックスについては特に制限はなく、公知の材料から適宜選択することができる。

接合する電子部品の接続端子の金属組成毎に、組成の異なるハンダ成分を含んでなるハンダペーストを使用するとは、たとえば、接合する電子部品として、接続端子の金属組成の異なるものが二種類存在する場合には、その接続端子の金属組成の異なるそれぞれの電子部品に対し、それぞれ組成の異なるハンダ成分を含んでなるハンダペーストを使用することを意味する。

たとえば、組成の異なるハンダ成分を含んでなるハンダペーストとして、Ａｇを含まないＳｎ−Ｂｉ系ハンダ成分を含んでなるハンダペーストを使用し、これとＳｎ−Ｂｉ−Ａｇ系ハンダ成分を含んでなるハンダペーストとを組み合わせて使用することができる。なお、Ａｇを含まないＳｎ−Ｂｉ系ハンダ成分およびＳｎ−Ｂｉ−Ａｇ系ハンダ成分には、本発明の趣旨に反しない限り、その他の金属成分が共存してもよい場合もある。

接続端子の金属組成の異なるものが三種類存在する場合には、同様に、その接続端子の金属組成の異なるそれぞれの電子部品に対し、それぞれ組成の異なるハンダ成分を含んでなるハンダペーストを使用することを意味する。

このようにすると、ハンダ接合部のハンダ中の金属組成を容易に最適化でき、同一組成のハンダ成分を含んでなるハンダペーストを一様に使用して製造したプリント板に起こるような、一部に接続信頼性の乏しいハンダ接合部が生じ、電子機器全体の信頼性が低下する問題を解決することができる。すなわち、電子機器全体の信頼性を確保できる。本発明態様は、特に、鉛フリーのプリント板を製造する場合における適用が好ましく、ＲｏＨＳ指令に対応したプリント板製品の鉛フリー化が可能となる。

例としては、たとえば、ある電子部品の接続端子の金属組成中にＡｇが含まれる場合には、対応する基板の電極にＡｇを含まないＳｎ−Ｂｉ系ハンダ成分を含んでなるハンダペーストを供給、塗布し、そうでない場合、すなわち、ある電子部品の接続端子の金属組成中にＡｇが含まれない場合には、対応する基板の電極にＳｎ−Ｂｉ−Ａｇ系ハンダ成分を含んでなるハンダペーストを供給、塗布するのである。このようにしてプリント板をアセンブリすることにより、全てのハンダ接合部で好適なＡｇ組成が得られ、高い接続信頼性が得られる。

Ａｇを含まないＳｎ−Ｂｉ系ハンダ成分の組成としてはＳｎ−５８Ｂｉを、Ｓｎ−Ｂｉ−Ａｇ系ハンダ成分の組成としてはＳｎ−５７Ｂｉ−１Ａｇを好ましいものとして例示できる。

また、ハンダ接合すべき電子部品の接続端子にＡｇが存在する場合の接続端子の金属組成としては、Ｓｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕを、ハンダ接合すべき電子部品の接続端子にＡｇが存在しない場合の接続端子の金属組成としてはＳｎ−３Ｂｉを、それぞれ好ましい例として挙げることができる。

なお、本発明において「塗布」の具体的方法については特に制限はなく公知の方法から適宜選択することができる。メタルマスクと印刷の組合せが一般的である。このため、本明細書では塗布に代えて「印刷」と記す場合が多いが、本発明はこれらの説明により狭く解釈されるべきものではない。

また、本発明におけるハンダ成分は複数の金属よりなり、通常、単一の組成の合金の形態を取るが、加熱処理で所望の合金組成になり、本発明の趣旨に反しない限り、組成が不均一であっても、単一の金属を含んでいても、混合物を含んでいてもよい。なお、全体として単一の組成の合金のみでない場合のハンダ成分の融点は、全成分が液状に変化する温度と定義することができる。

上記Ｓｎ−Ｂｉ−Ａｇ系ハンダ成分中に、Ａｇが０．１〜１．０重量％の範囲で含まれていることが好ましい。Ａｇが０．１重量％未満では、金属組織の微細化による疲労寿命の向上を期待し難い。Ａｇが１重量％を超えると、粗大結晶の晶出による疲労寿命の低下の問題が生じ易い。

上記条件によるプリント板の製造方法としては、具体的には、組成の異なるハンダ成分を含んでなる複数のハンダペーストを基板上に塗布した後、電子部品を当該基板に載置し、ついで、当該基板を加熱処理する方法を挙げることができる。このようにすれば、加熱処理を一度で済ますことができ、工程が複雑にならない。

この場合、加熱処理には、使用される複数のハンダペースト中のハンダ成分の融点の内最も高い温度以上の温度を適用すべきであることは言うまでもない。

上記において、「電子部品」は、必ずしも、その基板に使用するすべての電子部品を指すものではなく、その一部の場合もあり得る。また、「組成の異なるハンダ成分を含んでなる複数のハンダペーストを基板上に塗布した後」とは、その基板に使用するすべての「組成の異なるハンダ成分を含んでなる複数のハンダペースト」を基板上に塗布した後であっても、一部の「組成の異なるハンダ成分を含んでなる複数のハンダペースト」を前記基板上に塗布した後であってもよい。たとえば、本発明に係る「組成の異なるハンダ成分を含んでなる複数のハンダペースト」が三組以上あり、本発明に係る「電子部品」が三種類以上ある場合に、その内の二組の「組成の異なるハンダ成分を含んでなるハンダペースト」と二組の「電子部品」とについて上記条件を満たす場合も上記態様の範疇に含まれる。

上記条件に該当しない電子部品やハンダペーストを共用する場合には、これらの条件に該当しない電子部品やハンダペーストについてのペーストの塗布と加熱処理との関係は任意的に定めることができる。たとえば、後述する「第一のハンダペーストを前記基板上に塗布した後、当該基板を加熱処理し、ついで、第二のハンダペーストを前記基板上に塗布した後、電子部品を当該基板に載置し、ついで、当該基板を加熱処理する」方法と組み合わせる場合がこのケースに該当する。

本発明に係るプリント板の製造方法には、電子部品を基板にハンダ付け接合するに当たり、組成の異なるハンダ成分を含んでなるハンダペースト毎に異なるメタルマスクを使用して基板上に塗布することを含めることが好ましい。このようにすることにより、組成の異なるハンダ成分を含んでなる複数のハンダペーストを容易に基板上に塗布することができる。

なお、あるメタルマスクを使用して一旦ハンダペーストの塗布を行った後に、別のメタルマスクを使用して、他の基板電極上にハンダペーストの塗布を行う時には、すでにハンダペーストの塗布を行った基板電極上については、塗布がなされないように、メタルマスクの該当部分を非貫通の状態（塗布用の貫通穴のない状態）にする必要があるが、先に塗布されたハンダペーストがメタルマスクと衝突するため、メタルマスクを適切に配置できない場合が生じる。このような場合には、基板接触面に非貫通の凹部を有するメタルマスクを使用することが好ましい。

以下に、図３を使用して、電子部品を基板にハンダ付け接合するに当たり、組成の異なる二組のハンダペースト毎に異なるメタルマスクを使用してこれら二組のハンダペーストを基板上に印刷する方法であって、二番目のメタルマスクとして、基板接触面に非貫通の凹部を有するものを使用するケースについて説明する。

なお、以下の説明に共通して、ハンダペースト４とハンダペースト６とは、本発明に係る「組成の異なるハンダ成分を含んでなる複数のハンダペースト」を構成する、互いに組成の異なるハンダ成分を含んでなるハンダペーストである。

まず、図３（１）に従い、基板電極２ａを設けた基板２上の適切な位置にメタルマスク１０を配置し、印刷用スキージ３を用いて、メタルマスクの開口部１０ａを介してハンダペースト４を印刷する。この場合、一部の基板電極（図３（１）ではその左側の基板電極）に該当するメタルマスクの部分は非貫通の状態にする。これにより、図３（２）のように、一部の基板電極上にハンダペースト４が塗布される。

この状態では、図３（２）の左と右の基板電極上の状態を比較すれば分かるように、基板電極の高さと基板電極＋ハンダペーストの高さが大きく異なることになる。従って、もし、単なる板状のメタルマスクを次の印刷のために使用しようとすると、基板電極＋ハンダペーストの高さがメタルマスクの配置の邪魔になる場合がある。

このような場合には、二番目のメタルマスクとして、図３（３）に示すように、基板接触面に非貫通の凹部１１ｂを有するものを使用することができる。すなわち、図３（３）に従い、基板電極２ａを設けた基板２上の適切な位置に、非貫通の凹部１１ｂを有するメタルマスク１１を配置し、印刷用スキージ３を用いて、メタルマスクの開口部１１ａを介してハンダペースト６を印刷する。

ついで、図３（４）に示すように、電子部品７，８をハンダペースト上に載置してから、加熱処理を施し、図３（５）に示すように、ハンダ接合を完成する。

基板接触面に非貫通の凹部を有するメタルマスクを採用する代わりに、基板電極上に塗布したハンダペーストを一旦ハンダ成分の融点以上に加熱して、粉末状態のハンダ成分を融解させて一体化し、その後、基板接触面に非貫通の凹部のない通常の板状のメタルマスクを使用する方法も本発明の一態様であり、好ましい方法である。すなわち、第一のハンダペーストを前記基板上に塗布した後、基板を加熱処理し、ついで、第二のハンダペーストを基板上に塗布した後、電子部品を基板に載置し、ついで、基板を加熱処理する方法である。なお、組成の異なるハンダ成分を含んでなるハンダペーストを三種類以上使用する場合には、その内のいずれか二つが上記第一のハンダペーストと第二のハンダペーストに関する条件を満足すれば、その他のハンダペーストの使用については任意的に定めることができる。

この様子を図２を用いて説明する。まず、図２（１）に従い、基板電極２ａを設けた基板２上の適切な位置にメタルマスク５を配置し、印刷用スキージ３を用いて、メタルマスクの開口部５ａを介してハンダペースト４を印刷する。この場合、一部の基板電極（図２（１）ではその左側の基板電極）に該当するメタルマスクの部分は非貫通の状態にする。これにより、図２（２）のように、一部の基板電極上にハンダペースト４が塗布される。

この状態で、基板を加熱処理し、ハンダペーストを溶融固化して予備ハンダ４ａとすることにより、図２（３）に示すようにハンダペーストの高さ（厳密には予備ハンダ４ａの高さ）を減じることができる。

このようにすると、図２（４）に示すように、二番目のメタルマスクとして、単なる板状のメタルマスクを使用しても、メタルマスクを適切に配置できるようになる場合が多くなる。従って、この方法を採用すれば、基板接触面に非貫通の凹部を有するメタルマスクを使用する必要性がなくなる。そこで、貫通開口部９ａを形成したメタルマスク９を介して、基板にハンダペースト６を印刷する。

ついで、図２（５）に従い、電子部品７，８をハンダペースト上に載置してから、加熱処理を施し、図２（６）に示すように、ハンダ接合を完成する。

また、二つのメタルマスクを使用する代わりに、ハンダペースト１を基板上に塗布し、ハンダペースト２を電子部品の接続端子に塗布し、ハンダペースト１でハンダ接合すべき電子部品およびハンダペースト２を塗布した電子部品を基板に載置し、ついで、基板を加熱処理することを含む方法も本発明の一態様であり、好ましい方法である。特に、「ハンダペーストを電子部品の接続端子に塗布する」方法は、ボール接続端子を有するＢＧＡ部品に適用することが好ましい。ＢＧＡ部品のボール接続端子へのハンダペースト供給量に多少のバラツキが生じても、ボール接続端子のハンダ量が、ＱＦＰ部品に較べ相対的に多い（約７倍）ことから、その影響が出にくく、接続信頼性への影響を最小限に止めることができるからである。

なお、組成の異なるハンダ成分を含んでなるハンダペーストを三種類以上使用する場合には、その内のいずれか二つが上記ハンダペースト１とハンダペースト２に関する条件を満足すれば、その他のハンダペーストの使用については任意的に定めることができる。

この様子を図１を用いて説明する。まず、図１（１）に従い、基板電極２ａを設けた基板２上の適切な位置にメタルマスク１を配置し、印刷用スキージ３を用いて、メタルマスクの開口部１ａを介してハンダペースト６を印刷する。この場合、一部の基板電極（図１（１）ではその右側の基板電極）に該当するメタルマスクの部分は非貫通の状態にする。これにより、図１（２）のように、一部の基板電極上にハンダペースト６が塗布される。

ついで、図１（3）に示すように、電子部品７の接続端子上に、転写法等によりハンダペースト４を塗布する。また、別途、図１（4）に示すように、電子部品８をハンダペースト６上に載置する。図１（１），（２），（４）のステップと図１（３）のステップとは、互いに独立に行うことができる。

ついで、図１（５）に示すように、ハンダペーストを塗布した電子部品を適切な基板電極上に載置してから、加熱処理を施し、図２（６）に示すように、ハンダ接合を完成する。

以上に示した諸態様を採用することにより、一部に接続信頼性の乏しいハンダ接合部が生じることを防止でき、鉛フリーのプリント板の場合にもその信頼性を高めることができる。

従って、このようなプリント板を使用すれば、信頼性の高い電子機器、特に信頼性の高い鉛フリーの電子機器を実現することができる。このような電子機器としては特に制限はなく、公知のどのような電子機器でもよい。たとえば、音声情報、文字情報、映像情報等の諸情報を処理する電子機器、より具体的には、コンピュータ、テレビ受像器、携帯電話等を挙げることができる。

次に本発明の実施例および比較例を詳述する。試験条件は下記の通りである。

以下において、ハンダペースト６として、Ｓｎ−５７Ｂｉ−１Ａｇハンダペーストを使用し、ハンダペースト４としてＳｎ−５８Ｂｉハンダペーストを使用したが、これは本発明の範囲を制限するものではない。

Ｓｎ−５７Ｂｉ−１Ａｇハンダペースト６が、本発明に係るＳｎ−Ｂｉ−Ａｇ系ハンダ成分を含んでなるハンダペーストに、Ｓｎ−５８Ｂｉハンダペースト４が、本発明に係るＡｇを含まないＳｎ−Ｂｉ系ハンダ成分を含んでなるハンダペーストに該当する。

（熱サイクル試験）
温度条件−６５℃〜１２５℃、サイクル時間６０分で、試験サイクル数５０回毎に、ハンダ接合部の電気的導通チェックを行い、計５００サイクルまで調査した。

［実施例１］
図１に示す工程を採用した。２０８ピンのＱＦＰ部品に対応した貫通開口部１ａを形成したメタルマスク１（０．１５ｍｍ厚さ）を介して、基板２にＳｎ−５７Ｂｉ−１Ａｇハンダペースト６を印刷し、リード接続端子のメッキがＳｎ−３ＢｉのＱＦＰ部品（２０８ピン）８をハンダペースト上に載せた。

続いて、ボール接続端子の金属組成がＳｎ−３Ａｇ−０．５ＣｕのＢＧＡ部品（３５２ピン）７について、そのボール接続端子にＳｎ−５８Ｂｉハンダペースト４を転写法で供給、塗布して、所定の基板上電極２ａ上に載せ、基板を１８０℃に加熱しハンダ接合を行った。

作製したプリント板試料について、温度条件−６５℃〜１２５℃の熱サイクル試験を行ったところ、いずれのハンダ接合部も１０年相当の接続信頼性が得られた。

［実施例２］
図２に示す工程を採用した。３５２ピンのＢＧＡ部品に対応した貫通開口部５ａを形成したメタルマスク（０．１５ｍｍ厚さ）５を介して、基板２にＳｎ−５８Ｂｉハンダペースト４を印刷した。次に、基板を１８０℃に加熱し、その基板上電極に予備ハンダ４ａを形成した。その後、２０８ピンのＱＦＰ部品に対応した貫通開口部９ａを形成したメタルマスク（０．１５ｍｍ厚さ）９を介して、基板にＳｎ−５７Ｂｉ−１Ａｇハンダペースト６を印刷した。

続いて、ボール接続端子の金属組成がＳｎ−３Ａｇ−０．５ＣｕのＢＧＡ部品（３５２ピン）７を予備ハンダ４ａを載置した基板上電極上に載せ、リード接続端子のメッキがＳｎ−３ＢｉのＱＦＰ部品（２０８ピン）８をＳｎ−５７Ｂｉ−１Ａｇハンダペースト６を印刷した電極上に載せ、ついで、基板を１８０℃に加熱しハンダ接合を行った。なお、ＢＧＡ部品の搭載に先立って、基板のＳｎ−Ｂｉ予備ハンダ４ａには、ロジン系の液状フラックスを塗布した。

作製したプリント板試料について、温度条件−６５℃〜１２５℃の熱サイクル試験を行ったところ、いずれのハンダ接合部も１０年相当の接続信頼性が得られた。

［実施例３］
図３に示す工程を採用した。３５２ピンのＢＧＡ部品に対応した貫通開口部１０ａを形成したメタルマスク（０．１ｍｍ厚さ）１０を介して、基板２にＳｎ−５８Ｂｉハンダペースト４を印刷した。次に、そのＳｎ−５８Ｂｉペースト印刷部に相当する箇所がハーフエッチングされた非貫通の凹部１１ｂとなっており、２０８ピンのＱＦＰ部品に対応した貫通開口部１１ａを有するメタルマスク（０．１５ｍｍ厚さ）１１を介して、基板にＳｎ−５７Ｂｉ−１Ａｇハンダペースト６を印刷した。

ついで、ボール接続端子の金属組成がＳｎ−３Ａｇ−０．５ＣｕのＢＧＡ部品（３５２ピン）７をＳｎ−５８Ｂｉハンダペースト４を印刷した電極上に載せ、リード接続端子のメッキがＳｎ−３ＢｉのＱＦＰ部品（２０８ピン）８を、Ｓｎ−５７Ｂｉ−１Ａｇハンダペースト６を印刷した電極上に載せて、基板を１８０℃に加熱しハンダ接合を行った。

作製したプリント板試料について、温度条件−６５℃〜１２５℃の熱サイクル試験を行ったところ、いずれのハンダ接合部も１０年相当の接続信頼性が得られた。

［比較例１］
図４に示す工程を採用した。３５２ピンのＢＧＡ部品と２０８ピンのＱＦＰ部品に対応した貫通開口部１２ａを形成したメタルマスク（０．１５ｍｍ厚さ）１２を介して、基板にＳｎ−５７Ｂｉ−１Ａｇハンダペースト６を印刷した。

ついで、ボール接続端子の金属組成がＳｎ−３Ａｇ−０．５ＣｕのＢＧＡ部品（３５２ピン）７と、リード接続端子のメッキがＳｎ−５８ＢｉのＱＦＰ部品（２０８ピン）８とを載せて基板を１８０℃に加熱しハンダ接合を行った。

作製したプリント板試料について、温度条件−６５℃〜１２５℃の熱サイクル試験を行ったところ、３５２ピンのＢＧＡ部品では５年相当の接続信頼性しか得られなかった。

この結果は、ＢＧＡ部品のハンダ接合部では、ＢＧＡ部品のＳｎ−Ａｇ−Ｃｕボールが液相となったＳｎ−Ｂｉ−Ａｇハンダに接して、その一部が溶解する結果、ハンダ接合部のＡｇ組成が１重量％を大幅に超えたためと考えられる。

なお、上記に開示した内容から、下記の付記に示した発明が導き出せる。

（付記１）
接続端子の金属組成が異なる複数の電子部品を基板上にハンダ付け接合する電子機器用プリント板の製造方法において、
組成の異なるハンダ成分を含んでなる複数のハンダペーストを使用し、
当該電子部品を当該基板にハンダ付け接合するに当たり、電子部品の接続端子の金属組成毎に、組成の異なるハンダ成分を含んでなるハンダペーストを使用する
ことを含むプリント板の製造方法。

（付記２）
鉛フリーのプリント板を製造する、付記１に記載のプリント板の製造方法。

（付記３）
前記組成の異なるハンダ成分を含んでなる複数のハンダペーストが、Ａｇを含まないＳｎ−Ｂｉ系ハンダ成分を含んでなるハンダペーストと、Ｓｎ−Ｂｉ−Ａｇ系ハンダ成分を含んでなるハンダペーストとを含む、付記１または２に記載のプリント板の製造方法。

（付記４）
ハンダ接合すべき電子部品の接続端子にＡｇが存在する場合には、対応する基板電極に前記Ａｇを含まないＳｎ−Ｂｉ系ハンダ成分を含んでなるハンダペーストを塗布し、
ハンダ接合すべき電子部品の接続端子にＡｇが存在しない場合には、対応する基板電極にＳｎ−Ｂｉ−Ａｇ系ハンダ成分を含んでなるハンダペーストを塗布する
ことを含む、付記３記載のプリント板の製造方法。

（付記５）
前記Ａｇを含まないＳｎ−Ｂｉ系ハンダ成分の組成がＳｎ−５８Ｂｉであり、前記Ｓｎ−Ｂｉ−Ａｇ系ハンダ成分の組成がＳｎ−５７Ｂｉ−１Ａｇである、付記３または４に記載のプリント板の製造方法。

（付記６）
前記ハンダ接合すべき電子部品の接続端子にＡｇが存在する場合の当該接続端子の金属組成がＳｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕであり、前記ハンダ接合すべき電子部品の接続端子にＡｇが存在しない場合の当該接続端子の金属組成がＳｎ−３Ｂｉである、付記４または５に記載のプリント板の製造方法。

（付記７）
前記Ｓｎ−Ｂｉ−Ａｇ系ハンダ成分中に、Ａｇが０．１〜１．０重量％の範囲で含まれている、付記３〜６のいずれかに記載のプリント板の製造方法。

（付記８）
組成の異なるハンダ成分を含んでなる複数のハンダペーストを前記基板上に塗布した後、電子部品を当該基板に載置し、
ついで、当該基板を加熱処理する
ことを含む、付記１〜７のいずれかに記載のプリント板の製造方法。

（付記９）
第一のハンダペーストを前記基板上に塗布した後、当該基板を加熱処理し、
ついで、第二のハンダペーストを当該基板上に塗布した後、電子部品を当該基板に載置し、
ついで、当該基板を加熱処理する
ことを含む、付記１〜８のいずれかに記載のプリント板の製造方法。

（付記１０）
ハンダペースト１を前記基板上に塗布し、
ハンダペースト２を電子部品の接続端子に塗布し、
ハンダペースト１でハンダ接合すべき電子部品および当該ハンダペースト２を塗布した電子部品を当該基板に載置し、
ついで、当該基板を加熱処理する
ことを含む、付記１〜９のいずれかに記載のプリント板の製造方法。

（付記１１）
前記電子部品を前記基板にハンダ付け接合するに当たり、
前記組成の異なるハンダ成分を含んでなるハンダペースト毎に異なるメタルマスクを使用して基板上に塗布する、
ことを含む、付記１〜１０のいずれかに記載のプリント板の製造方法。

（付記１２）
基板接触面に非貫通の凹部を有するメタルマスクを使用することを含む、付記１〜１１のいずれかに記載のプリント板の製造方法。

（付記１３）
付記１〜１２のいずれかに記載のプリント板製造方法によって製造されたプリント板を用いた電子機器。

本発明の一態様を説明するためのプリント板の製造工程を示す略図である。 本発明の他の一態様を説明するためのプリント板の製造工程を示す略図である。 本発明の他の一態様を説明するためのプリント板の製造工程を示す略図である。 従来技術を説明するためのプリント板の製造工程を示す略図である。

符号の説明

１，５，９，１０，１１，１２
メタルマスク
２ 基板
３ スキージ
４ ハンダペースト
６ ハンダペースト
７ 電子部品
８ 電子部品
９ メタルマスク
１３ 破断

Claims (10)

1. 接続端子の金属組成が異なる複数の電子部品を基板上にハンダ付け接合する電子機器用プリント板の製造方法において、
   組成の異なるハンダ成分を含んでなる複数のハンダペーストを使用し、
   当該電子部品を当該基板にハンダ付け接合するに当たり、電子部品の接続端子の金属組成毎に、組成の異なるハンダ成分を含んでなるハンダペーストを使用する
   ことを含むプリント板の製造方法。
2. 鉛フリーのプリント板を製造する、請求項１に記載のプリント板の製造方法。
3. 前記組成の異なるハンダ成分を含んでなる複数のハンダペーストが、Ａｇを含まないＳｎ−Ｂｉ系ハンダ成分を含んでなるハンダペーストと、Ｓｎ−Ｂｉ−Ａｇ系ハンダ成分を含んでなるハンダペーストとを含む、請求項１または２に記載のプリント板の製造方法。
4. ハンダ接合すべき電子部品の接続端子にＡｇが存在する場合には、対応する基板電極に前記Ａｇを含まないＳｎ−Ｂｉ系ハンダ成分を含んでなるハンダペーストを塗布し、
   ハンダ接合すべき電子部品の接続端子にＡｇが存在しない場合には、対応する基板電極に前記Ｓｎ−Ｂｉ−Ａｇ系ハンダ成分を含んでなるハンダペーストを塗布する
   ことを含む、請求項３に記載のプリント板の製造方法。
5. 前記Ｓｎ−Ｂｉ−Ａｇ系ハンダ成分中に、Ａｇが０．１〜１．０重量％の範囲で含まれている、請求項３または４に記載のプリント板の製造方法。
6. 第一のハンダペーストを前記基板上に塗布した後、当該基板を加熱処理し、
   ついで、第二のハンダペーストを当該基板上に塗布した後、電子部品を当該基板に載置し、
   ついで、当該基板を加熱処理する
   ことを含む、請求項１〜５のいずれかに記載のプリント板の製造方法。
7. ハンダペースト１を前記基板上に塗布し、
   ハンダペースト２を電子部品の接続端子に塗布し、
   ハンダペースト１でハンダ接合すべき電子部品および当該ハンダペースト２を塗布した電子部品を当該基板に載置し、
   ついで、当該基板を加熱処理する
   ことを含む、請求項１〜６のいずれかに記載のプリント板の製造方法。
8. 前記電子部品を前記基板にハンダ付け接合するに当たり、
   前記組成の異なるハンダ成分を含んでなるハンダペースト毎に異なるメタルマスクを使用して基板上に塗布する、
   ことを含む、請求項１〜７のいずれかに記載のプリント板の製造方法。
9. 基板接触面に非貫通の凹部を有するメタルマスクを使用することを含む、請求項１〜８のいずれかに記載のプリント板の製造方法。
10. 請求項１〜９のいずれかに記載のプリント板製造方法によって製造されたプリント板を用いた電子機器。

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