JP2011151220A - Flow soldering method - Google Patents

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JP2011151220A JP2010011606A JP2010011606A JP2011151220A JP 2011151220 A JP2011151220 A JP 2011151220A JP 2010011606 A JP2010011606 A JP 2010011606A JP 2010011606 A JP2010011606 A JP 2010011606A JP 2011151220 A JP2011151220 A JP 2011151220A
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Kenichiro Suetsugu
憲一郎 末次
Masaaki Nakatani
公明 中谷
Arata Kishi
新 岸
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve a problem wherein, for a liquid flux reduced in the amount of a VOC or not using the same, the conventional actual soldering achievement can not be applied to it, because it uses water difficult to evaporate relative to alcohol, and the water content cannot be perfectly removed before input to a jet-flow solder tank, under the pre-heating temperature of the conventional flux. <P>SOLUTION: This flow soldering method is performed as follows. A land 12b of a through-hole of a board 8 and a land 12a of a component mounting surface 10 are irradiated with plasma 1; a metal mask 14 is installed on a soldering surface 11 of the through-hole 9; solder paste 15 is applied through the metal mask 14 by a solder dispenser 16; thereafter an insertion component 17 is mounted from the component mounting surface 10 being a surface opposite to the soldering surface 11 of the board 8; and the board 8 is soldered in a jet-flow solder tank 20. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、電子回路基板に溶融はんだを接触させてはんだ付けを行う電子回路基板のフローはんだ付け方法を示す。特に電子回路基板のはんだ付け面に揮発性有機化合物が5重量%以下である低VOCはんだペースト(VOC:Volatile Organic Compaounds 揮発性有機化合物)を塗布することで、VOCフリーフラックスおよび低VOCフラックスを塗布しなくとも電子回路基板のフローはんだ付けを行う方法に関する。   The present invention shows a flow soldering method for an electronic circuit board in which molten solder is brought into contact with the electronic circuit board for soldering. In particular, a VOC free flux and a low VOC flux are applied by applying a low VOC solder paste (VOC: Volatile Organic Compounds volatile organic compound) having a volatile organic compound content of 5% by weight or less to the soldering surface of the electronic circuit board. The present invention relates to a method of performing flow soldering of an electronic circuit board at least.

電子回路基板のフローはんだ付けには、VOCフリーフラックスまたは低VOCフラックスが用いられている。しかしながら現在のフローはんだ付け装置においては、噴流はんだ槽投入前の電子回路基板に塗布されたこれらのフラックスの水分を完全に除去することが困難であった。本出願人は、VOCフリーフラックスまたは低VOCフラックスの水分を完全に除去し難い問題点解決に向けて、既に未公開自社出願の特願2008−277950で提案している。それは、スルーホールが設けられた基板のはんだ付け面にメタルマスクを設置し、前記メタルマスクを介してはんだペーストを塗布した後、前記基板の部品装着面から挿入部品を装着し、前記基板を噴流はんだ槽にてはんだ付けを行うフローはんだ付け方法である。   VOC free flux or low VOC flux is used for flow soldering of electronic circuit boards. However, in the current flow soldering apparatus, it has been difficult to completely remove the moisture of these fluxes applied to the electronic circuit board before the injection of the jet solder bath. The present applicant has already proposed in Japanese Patent Application No. 2008-277950, an unpublished in-house application, for solving the problem that it is difficult to completely remove the moisture of the VOC free flux or the low VOC flux. It is a method of installing a metal mask on the soldering surface of a substrate provided with a through hole, applying a solder paste through the metal mask, mounting an insertion component from the component mounting surface of the substrate, and jetting the substrate This is a flow soldering method in which soldering is performed in a solder bath.

しかしながら、未公開自社出願の特願2008−277950に記載のフローはんだ付け方法では、VOCフリーフラックスまたは低VOCフラックスを用いることなくはんだ付けが可能となったが、塗布されたはんだペーストがスルーホールの壁面を通り、部品装着面側のランド上で濡れ拡がり不足を発生させることも見受けられた。しかしながら、はんだ接合の信頼性を考慮すれば、はんだペーストは部品装着面側のランド全面に濡れ拡がることが必要であることが望ましい。   However, in the flow soldering method described in Japanese Patent Application No. 2008-277950 filed unpublished in-house, soldering is possible without using VOC free flux or low VOC flux. It was also observed that wetting and spreading deficiencies occurred on the lands on the component mounting surface side through the wall surface. However, in consideration of the reliability of solder bonding, it is desirable that the solder paste needs to spread over the entire land on the component mounting surface side.

本発明は、前記課題を解決するもので、はんだペーストが部品装着面のランドに濡れ拡がるフローはんだ付け方法を提供することを目的とする。   This invention solves the said subject, and it aims at providing the flow soldering method in which a solder paste spreads to the land of a component mounting surface.

上記目的を達成するために、本発明のフローはんだ付け方法は、基板のスルーホールの壁面ランド及び前記基板の部品装着面のランドにプラズマを照射し、前記基板のはんだ付け面にメタルマスクを設置し、前記メタルマスクを介してはんだペーストをはんだディスペンサで塗布した後、前記基板の部品装着面から挿入部品を装着し、前記基板を噴流はんだ槽にてはんだ付けを行うフローはんだ付け方法であって、前記はんだぺーストは、沸点が200〜300℃の揮発性有機化合物(Volatile Organic Compaounds:VOC)であるMを0重量%<M≦5重量%含み、鉛フリーはんだ共晶合金を前記VOCと混合した粘度80〜250Pa・sであることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the flow soldering method of the present invention irradiates plasma to the wall land of the through hole of the substrate and the land of the component mounting surface of the substrate, and installs a metal mask on the soldering surface of the substrate. A soldering method in which a solder paste is applied via a metal dispenser with a solder dispenser, an insertion component is mounted from a component mounting surface of the substrate, and the substrate is soldered in a jet solder bath. The solder paste contains 0% by weight <M ≦ 5% by weight of M, which is a volatile organic compound (VOC) having a boiling point of 200 to 300 ° C., and a lead-free solder eutectic alloy and the VOC. The mixed viscosity is 80 to 250 Pa · s.

なお、ここで使用するはんだペーストは、VOCを0重量%よりも大きく5重量%以下含むはんだペーストであり、以降「低VOCはんだペースト」とする。   Note that the solder paste used here is a solder paste containing VOC greater than 0% by weight and 5% by weight or less, and hereinafter referred to as “low VOC solder paste”.

以上のように、本発明のフローはんだ付け方法によれば、部品装着面のランド上に低VOCはんだペーストが非ニュートン流体特有のバラス効果により、わずかに膨らんで部品装着面に出てきてバラツキを発生させるものの、0.5〜2.0mmΦのスルーホール部のランド及び基板の部品装着面のランドに、プラズマによって表面改質ならびに表面清浄化を行うことによって、バラツキのない濡れ広がりと濡れ上がりを可能にし、接合性の良いはんだ付けが可能となる。   As described above, according to the flow soldering method of the present invention, the low VOC solder paste slightly swells on the component mounting surface due to the ballistic effect peculiar to the non-Newtonian fluid and appears on the component mounting surface. Although it is generated, we perform surface modification and surface cleaning by plasma on the land of 0.5 to 2.0 mmΦ through-hole part and the land of the component mounting surface of the board, so that wetting spread and wetting without unevenness are achieved. This enables soldering with good bonding properties.

本発明の実施の形態1におけるフローはんだ付け方法を示したフローチャートThe flowchart which showed the flow soldering method in Embodiment 1 of this invention 本発明の実施形態1におけるプラズマ発生装置の模式図Schematic diagram of the plasma generator in Embodiment 1 of the present invention プラズマ発生装置を電子回路基板に設置した構成を示した断面図Sectional view showing the configuration in which the plasma generator is installed on the electronic circuit board 電子回路基板にメタルマスクを設置した図Figure with metal mask installed on electronic circuit board 低VOCはんだペーストをスルーホールにディスペンスするはんだ供給方法を説明するための図The figure for demonstrating the solder supply method which dispenses a low VOC solder paste to a through hole 本発明の実施の形態2におけるフローはんだ付け方法を示したフローチャートThe flowchart which showed the flow soldering method in Embodiment 2 of this invention 超音波振動を基板に加振する超音波装置を示した図The figure which showed the ultrasonic device which vibrates ultrasonic vibration to a substrate 超音波装置が基板に接している状態を示した図The figure which showed the state where the ultrasonic device is in contact with the substrate メタルマスクのマスク形状の一例を示した図The figure which showed an example of the mask shape of a metal mask メタルマスクのマスク形状の一例を示した図The figure which showed an example of the mask shape of a metal mask メタルマスクのマスク形状の一例を示した図The figure which showed an example of the mask shape of a metal mask メタルマスクのマスク形状の一例を示した図The figure which showed an example of the mask shape of a metal mask

以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1におけるフローはんだ付け方法を示したフローチャートである。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a flowchart showing a flow soldering method according to Embodiment 1 of the present invention.

まず全体のステップ1〜5の概略説明をしてから後述にて詳細に述べる。ステップ1は、基板のランドにプラズマを照射する工程である。ステップ2は、基板のはんだ付け面にメタルマスクを設置する工程である。ステップ3は、基板のはんだ付け面に低VOCはんだペーストをはんだディペンサで塗布する工程である。ステップ4は、上方に基板の部品装着面、下方にはんだ付け面となるように基板を裏返し、基板の部品装着面からスルーホールに挿入部品を装着する工程である。ステップ5は、基板を予備加熱し、噴流はんだ槽で溶融はんだに接触させるフローはんだ付けする工程である。   First, the overall steps 1 to 5 are outlined, and then described in detail later. Step 1 is a process of irradiating the land of the substrate with plasma. Step 2 is a step of installing a metal mask on the soldering surface of the substrate. Step 3 is a process of applying a low VOC solder paste to the soldering surface of the substrate with a solder dispenser. Step 4 is a process in which the board is turned over so that the component mounting surface of the board is on the upper side and the soldering surface is on the lower side, and the insertion component is mounted on the through hole from the component mounting surface of the board. Step 5 is a process of pre-heating the substrate and performing flow soldering to contact the molten solder in a jet solder bath.

次に、各ステップについて詳細に述べる。ステップ1は、基板のランドにプラズマを照射する工程である。基板は、フローはんだ付けに用いられる基板であり、スルーホール径が0.5〜2.0mmΦのスルーホール径を設けている。プラズマは、この基板の部品挿入面(以降「部品装着面」と称する)のランド及びスルーホール部の壁面ランドに照射する。以下に詳細については図を用いて後述する。   Next, each step will be described in detail. Step 1 is a process of irradiating the land of the substrate with plasma. The substrate is a substrate used for flow soldering, and has a through hole diameter of 0.5 to 2.0 mmΦ. The plasma irradiates the land on the component insertion surface (hereinafter referred to as “component mounting surface”) of this substrate and the wall surface land of the through hole portion. Details will be described later with reference to the drawings.

次に本発明の実施の形態1におけるプラズマ発生装置の模式図を図2に示す。プラズマ発生装置の一例として、次のような形態のものを用いた。セラミックで形成された誘電体2を誘電体電極3ではさみ、この誘電体電極3に交流発生電源4を用いて13.56MHZの交流電圧をかける。水素とアルゴンの流量比4:96の混合ガス5をガス管6によって誘電体2内の流路に導入すると、プラズマノズル口7からプラズマ1が得られる形態となっている。   Next, FIG. 2 shows a schematic diagram of the plasma generator according to Embodiment 1 of the present invention. As an example of the plasma generator, the following configuration was used. The dielectric 2 made of ceramic is sandwiched between the dielectric electrodes 3, and an AC voltage of 13.56 MHZ is applied to the dielectric electrodes 3 using the AC generation power supply 4. When the mixed gas 5 having a flow rate ratio of 4:96 of hydrogen and argon is introduced into the flow path in the dielectric 2 by the gas pipe 6, the plasma 1 is obtained from the plasma nozzle port 7.

上記プラズマ発生装置を電子回路基板に設置した構成を示した断面図を図3に示す。ここで用いる電子回路基板8(以降「基板8」と称する)は、スルーホール9が貫通して設けられている部品装着面10およびはんだ付け面11を有し、この部品装着面10とはんだ付け面11をランド12(部品装着面のランド12a、スルーホール壁面ランド12b、はんだ付け面のランド12cを併せたもの)が貫通した基板8である。プラズマ1を基板8に照射する。ここでプラズマ1によって、ランド12の表面正常化と表面改質がなされた領域13が形成される。この領域13は、部品装着面のランド12a全体と、スルーホール壁面ランド12b全体に対して少なくとも1/3〜1/2の面積を占める部分である。スルーホール壁面ランド12bの表面改質は、その後の工程においてはんだペーストが供給されたときに部品装着面のランド12aにはんだの濡れ上がりを良好とすることを目的としている。部品装着面からスルーホール壁面ランド12b全体に対する少なくとも1/3の面積を占める部分にプラズマ照射されていればはんだの濡れ上がりが可能であり、またスルーホール壁面ランド12b全体に対する1/2の面積を占める部分よりも大きな領域にプラズマ照射をしていても、はんだの濡れ上がり状態に大幅な変化は見られない。つまりは良好の状態であることからプラズマ照射の領域を決定した。   FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration in which the plasma generator is installed on an electronic circuit board. The electronic circuit board 8 (hereinafter referred to as “board 8”) used here has a component mounting surface 10 and a soldering surface 11 through which a through hole 9 is provided. This is a substrate 8 through which a land 12 (a part mounting surface land 12a, a through-hole wall surface land 12b, and a soldering surface land 12c are combined) passes through the surface 11. The substrate 1 is irradiated with plasma 1. Here, the plasma 1 forms a region 13 where the surface of the land 12 is normalized and surface-modified. This region 13 is a portion that occupies an area of at least 1/3 to 1/2 with respect to the entire land 12a on the component mounting surface and the entire through hole wall surface land 12b. The surface modification of the through-hole wall surface land 12b is intended to improve the solder wetting on the land 12a on the component mounting surface when a solder paste is supplied in a subsequent process. If the plasma is applied to a portion occupying at least 1/3 of the entire area of the through-hole wall land 12b from the component mounting surface, the solder can be wetted, and 1/2 of the area of the through-hole wall land 12b can be reduced. Even if plasma irradiation is performed on a larger area than the occupied area, there is no significant change in the solder wet-up state. In other words, the plasma irradiation region was determined because it was in a good state.

ステップ2は、電子回路基板のはんだ付け面にメタルマスクを設置する工程である。図4は、本発明の実施の形態1におけるフローはんだ付け方法を説明するための電子回路基板にメタルマスクを設置した図である。   Step 2 is a step of installing a metal mask on the soldering surface of the electronic circuit board. FIG. 4 is a diagram in which a metal mask is installed on the electronic circuit board for explaining the flow soldering method according to the first embodiment of the present invention.

図4(b)の電子回路基板にメタルマスクを設置した構成を示した断面図に示すように、ここで用いるメタルマスク14は、後述にて説明するが、基板8のスルーホール9の孔径の中心を含み、少なくともスルーホール9の一部を覆う開口形状を備えたもの(一例として図4(a)メタルマスクの開口形状を示した図を示す。白抜き部Aは、開口部分である)、基板8のはんだ付け面11側に設置する。   As shown in a cross-sectional view showing a configuration in which a metal mask is installed on the electronic circuit board of FIG. 4B, the metal mask 14 used here will be described later. An opening shape including the center and covering at least a part of the through hole 9 is shown (as an example, FIG. 4A shows a view showing the opening shape of the metal mask. The white portion A is the opening portion) It is installed on the soldering surface 11 side of the substrate 8.

次のステップ3では、はんだペーストを用いる。なお、ここで使用するはんだペーストは、VOCを0重量%よりも大きく5重量%以下含むはんだペーストであり、以降「低VOCはんだペースト」とする。   In the next step 3, a solder paste is used. Note that the solder paste used here is a solder paste containing VOC greater than 0% by weight and 5% by weight or less, and hereinafter referred to as “low VOC solder paste”.

ステップ3は、基板8のはんだ付け面11に低VOCはんだペースト15をはんだディペンサ16で塗布する工程である。この低VOCはんだペーストをスルーホールにディスペンスするはんだ供給方法を説明するための図が図5であり、塗布された低VOCはんだペースト15の状態を図5(b)に示す。   Step 3 is a step of applying the low VOC solder paste 15 to the soldering surface 11 of the substrate 8 with the solder dispenser 16. FIG. 5 is a diagram for explaining a solder supply method for dispensing the low VOC solder paste into the through hole, and FIG. 5B shows the state of the applied low VOC solder paste 15.

ここで用いる低VOCはんだペースト15は、沸点が200〜300℃のVOCを5重量%以下含み、鉛フリーはんだ共晶合金をVOCと混合した粘度80〜250Pa・sのはんだペーストである。この低VOCはんだペースト15全体での鉛フリーはんだ共晶合金は、約90重量%である。この粘度の低VOCはんだペースト15を基板8のはんだ付け面11に塗布することにより、基板8のスルーホール9の壁面ランド12bを通り、部品装着面のランド12a上に低VOCはんだペースト15が広がった。これは、非ニュートン流体特有のバラス効果によるものであり、細管であるスルーホール9からわずかに膨らんで低VOCはんだペースト15が部品装着面10に出てくるからである。   The low VOC solder paste 15 used here is a solder paste having a viscosity of 80 to 250 Pa · s containing 5% by weight or less of VOC having a boiling point of 200 to 300 ° C. and a lead-free solder eutectic alloy mixed with VOC. The lead-free solder eutectic alloy in the entire low VOC solder paste 15 is about 90% by weight. By applying this low viscosity VOC solder paste 15 to the soldering surface 11 of the substrate 8, the low VOC solder paste 15 spreads on the land 12 a of the component mounting surface through the wall surface land 12 b of the through hole 9 of the substrate 8. It was. This is due to the ballast effect peculiar to the non-Newtonian fluid, and is because the low VOC solder paste 15 appears on the component mounting surface 10 by slightly swelling from the through hole 9 which is a thin tube.

ここで、バラス効果と前述のプラズマ照射の説明を受けて、今回用いられる基板8のスルーホール9の径の大きさについて説明する。スルーホール9の径が0.5mmΦより小さい基板では、プラズマを照射しても、低VOCはんだペースト15は基板8のスルーホール9の壁面を通り、部品装着面10のランド12a上にほとんど広がらなかった。また2.0mmΦより大きい場合では、低VOCはんだペースト15が基板8のスルーホール9の壁面を通り、部品装着面10のランド12a上に非ニュートン流体特有のバラス効果で容易に広がる傾向があり、プラズマ1の表面清浄化および表面改質の効果がない傾向があった。   Here, in response to the explanation of the ballast effect and the above-described plasma irradiation, the size of the diameter of the through hole 9 of the substrate 8 used this time will be described. In a substrate having a diameter of the through hole 9 smaller than 0.5 mmΦ, even when the plasma is irradiated, the low VOC solder paste 15 passes through the wall surface of the through hole 9 of the substrate 8 and hardly spreads on the land 12a of the component mounting surface 10. It was. When the diameter is larger than 2.0 mmΦ, the low VOC solder paste 15 tends to spread easily through the wall surface of the through hole 9 of the substrate 8 and onto the land 12a of the component mounting surface 10 due to the ballistic effect unique to the non-Newtonian fluid. There was a tendency that there was no effect of surface cleaning and surface modification of plasma 1.

また一般に低VOCはんだペーストに用いるVOCは、通常沸点が250℃未満になると、後の工程であるフローはんだ付けのはんだ槽の高熱によりVOCの逃散が激しくなる。したがって、低VOCはんだペースト15が基板8のスルーホール9の壁面を通り、バラス効果による部品装着面10のランド12a上への広がりが不十分となる。しかしながら、プラズマ1によって、部品装着面10のランド12aへ処理をすることによって、VOCが逃散しても200℃までのランド12a上への広がりが可能となった。200℃未満では、上記のようにVOCの逃散が激しくなるために、低VOCはんだペースト15は基板8のスルーホール9上への広がりが不十分となる。次に沸点が300℃より高い場合では、VOCの逃散は小さいものの、はんだ槽の高熱により基板8に塗布された低VOCはんだペースト15の印刷形状がダレてブリッジやツララを形成する。   In general, when the boiling point of VOC generally used for a low VOC solder paste is less than 250 ° C., the escape of VOC becomes intense due to the high heat of the soldering bath for flow soldering, which is a subsequent process. Therefore, the low VOC solder paste 15 passes through the wall surface of the through hole 9 of the substrate 8, and the spread of the component mounting surface 10 on the land 12 a due to the ballast effect becomes insufficient. However, processing to the lands 12a of the component mounting surface 10 with the plasma 1 enables the spread of the lands 12a up to 200 ° C. even if the VOC escapes. If the temperature is lower than 200 ° C., the VOC escape becomes severe as described above, so that the low VOC solder paste 15 is insufficiently spread on the through hole 9 of the substrate 8. Next, when the boiling point is higher than 300 ° C., although the escape of VOC is small, the printed shape of the low VOC solder paste 15 applied to the substrate 8 due to the high heat of the solder bath sags to form bridges and wiggles.

また低VOCはんだペーストは、材料の粘度を80Pa・s未満にすると、粘性が低すぎて通常の印刷形状が得られなかった。   Further, when the viscosity of the material of the low VOC solder paste is less than 80 Pa · s, the viscosity is too low to obtain a normal printed shape.

次に、一般に粘度が200Pa・sより大きくなると、次の工程である基板8の部品装着面10から挿入部品17のリードを挿入した際に粘度が高すぎて、リードがはんだをはんだ付け面11側に押し出してしまう結果となる。しかしながらプラズマ1によって、部品装着面10のランド12aおよびスルーホール9の壁面ランド12bへプラズマにより界面処理を行うために、低VOCはんだペースト15がプラズマ処理スルーホール部壁面ランド12bとの密着性が良好となる。このために低VOCはんだペースト15はリードにより、ほとんど押し出されることなく、この粘度が250Pa・sまで可能となっている。これより粘度が高くなると、次工程である基板8の部品装着面10から挿入部品17のリードを挿入した際に粘度が高すぎて、リードがはんだをはんだ付け面11側に押し出してしまう結果となった。   Next, in general, when the viscosity exceeds 200 Pa · s, the viscosity is too high when the lead of the insertion component 17 is inserted from the component mounting surface 10 of the substrate 8 in the next step, and the lead solders the soldering surface 11. The result will be pushed to the side. However, since the interface treatment is performed by plasma 1 to the lands 12a of the component mounting surface 10 and the wall lands 12b of the through holes 9, the low VOC solder paste 15 has good adhesion to the plasma treatment through hole wall lands 12b. It becomes. For this reason, the viscosity of the low VOC solder paste 15 can be increased up to 250 Pa · s with almost no extrusion by the lead. If the viscosity is higher than this, the viscosity is too high when the lead of the insertion component 17 is inserted from the component mounting surface 10 of the substrate 8 which is the next process, and the lead pushes the solder to the soldering surface 11 side. became.

同様に、塗布された低VOCはんだペーストのメタルマスクからのヌケ易さの指標であるチキソ比を0.4以下にすると、メタルマスク14に低VOCはんだペーストが残存し、0.6以上にすると、今度は材料の粘度が80Pa・s以上200Pa・s以下にならなかった。   Similarly, when the thixo ratio, which is an index of the ease of removal from the metal mask of the applied low VOC solder paste, is 0.4 or less, the low VOC solder paste remains on the metal mask 14 and is 0.6 or more. This time, the viscosity of the material did not become 80 Pa · s or more and 200 Pa · s or less.

ステップ4は、上方に基板8の部品装着面10、下方にはんだ付け面11となるように基板8を裏返し、基板8の部品装着面10からスルーホール9に挿入部品17を装着する工程である。   Step 4 is a process of turning the substrate 8 upside down so that the component mounting surface 10 of the substrate 8 is on the upper side and the soldering surface 11 on the lower side and mounting the insertion component 17 from the component mounting surface 10 of the substrate 8 to the through hole 9. .

ステップ5は、基板8を予備加熱し、噴流はんだ槽20で溶融はんだに接触させるフローはんだ付けする工程である。   Step 5 is a process of pre-heating the substrate 8 and performing flow soldering in which the substrate 8 is brought into contact with the molten solder in the jet solder bath 20.

このフローに従って低VOCはんだペーストを用いたフローはんだ付け方法についての具体的な事例を説明する。   A specific example of the flow soldering method using the low VOC solder paste according to this flow will be described.

プラズマ1は、セラミックで形成された誘電体電極3に、交流発生電源4を用いて13.56MHZの交流電圧をかけた。水素とアルゴンの流量比4:96の混合ガス5をガス管6によって誘電体内の流路に導入し、プラズマノズル口7から、プラズマ1が発生させた。プラズマノズル口7を基板8と2mmの距離に設置し、基板8の部品装着面10のランド12a及びスルーホール径が0.8mmΦのスルーホール9のランド12bに、10秒間プラズマ1を照射させた。ここでスルーホール9のランド12bは、部品装着面10から1/3より少し多いくらいの領域にプラズマ1が照射された。このプラズマ1によって、ランド12a及びランド12bの表面正常化と表面改質を行いプラズマ処理された領域13を形成した。   In the plasma 1, an AC voltage of 13.56 MHZ was applied to the dielectric electrode 3 made of ceramic using an AC generating power source 4. A mixed gas 5 having a flow rate ratio of 4:96 of hydrogen and argon was introduced into the flow path in the dielectric body by the gas pipe 6, and plasma 1 was generated from the plasma nozzle port 7. The plasma nozzle port 7 was installed at a distance of 2 mm from the substrate 8, and the plasma 1 was irradiated for 10 seconds to the land 12 a of the component mounting surface 10 of the substrate 8 and the land 12 b of the through hole 9 having a through hole diameter of 0.8 mmΦ. . Here, the land 1 b of the through hole 9 was irradiated with the plasma 1 in a region slightly larger than 1/3 from the component mounting surface 10. With this plasma 1, the surface 13 of the land 12a and the land 12b was subjected to normalization and surface modification to form a plasma-treated region 13.

次に、ここで用いる低VOCはんだペースト15は、フラックス用溶剤として沸点が270℃の高沸点溶剤であるグリコールエーテルを0.5重量%使用して作製した。またはんだの合金成分としては、平均粒径28μmで20μm〜40μmの分布を有するSn―0.7重量%Cu共晶合金を用いた。これらの材料を調整して混練し、ペースト粘度が187Pa・sであり、またチキソ比が0.47のものを使用した。   Next, the low VOC solder paste 15 used here was prepared by using 0.5% by weight of glycol ether which is a high boiling point solvent having a boiling point of 270 ° C. as a flux solvent. As an alloy component of the solder, Sn-0.7 wt% Cu eutectic alloy having an average particle size of 28 μm and a distribution of 20 μm to 40 μm was used. These materials were adjusted and kneaded, and those having a paste viscosity of 187 Pa · s and a thixo ratio of 0.47 were used.

次にメタルマスク14としては、厚み140ミクロンでレーザー加工したメタルマスク14の作製を行った。ここでメタルマスク14のマスク開口形状は、対応する1個のスルーホールの断面積Sに対して、基板にはんだペーストを塗布したときに裏面(はんだ付け面)から表面(部品装着面)に細孔が形成されるようにスルーホールの中心部を覆いかつ1個のスルーホールの断面積Sの30〜50%を覆うことを特徴とする。また、メタルマスクの開口形状は、低VOCはんだペーストを塗布したときに基板のランドに濡れ広がるように、スルーホールの断面積Sを4分割して均等に開口したものでも良いし、2分割して均等に開口したものでも良い。しかしながらはんだ付け面11のスルーホール径が1mm未満の場合、細孔が形成されるようにスルーホールの断面全てを覆うようにし、はんだ付け面11のスルーホール径が1mm以上の場合は、はんだ充填後のスルーホール9において、はんだ付け面11から部品装着面10に細孔が形成されるように、前述に示した図4(a)に示すようなマスク形状のものを準備した。   Next, as the metal mask 14, a metal mask 14 that was laser-processed with a thickness of 140 microns was prepared. Here, the mask opening shape of the metal mask 14 is narrower from the back surface (soldering surface) to the front surface (component mounting surface) when the solder paste is applied to the substrate with respect to the cross-sectional area S of one corresponding through hole. The center of the through hole is covered so that a hole is formed, and 30 to 50% of the cross-sectional area S of one through hole is covered. In addition, the opening shape of the metal mask may be one in which the cross-sectional area S of the through hole is equally divided into two so that it wets and spreads over the land of the substrate when the low VOC solder paste is applied, or divided into two. Can be evenly opened. However, when the through-hole diameter of the soldering surface 11 is less than 1 mm, the entire cross-section of the through-hole is covered so as to form a pore, and when the through-hole diameter of the soldering surface 11 is 1 mm or more, the solder filling In the subsequent through hole 9, a mask-shaped one as shown in FIG. 4A was prepared so that pores were formed from the soldering surface 11 to the component mounting surface 10.

次に上記メタルマスク14を基板8のはんだ付け面11に設置し、印刷機によって上記低VOCはんだペースト15を印刷した。上記のどちらの径の場合も、非ニュ―トン流体特有のバラス効果により、部品装着面10側に流出した低VOCはんだペースト15は部品装着面10のランド12a上に広がった。この断面の状態を図5bに示している。このような状態となった基板8に対して、次に、上方に基板8の部品装着面10、下方にはんだ付け面11となるように基板8を裏返し、基板8の部品装着面10からスルーホール9に挿入部品17を装着した。   Next, the metal mask 14 was placed on the soldering surface 11 of the substrate 8, and the low VOC solder paste 15 was printed by a printing machine. In any of the above-mentioned diameters, the low VOC solder paste 15 that has flowed out to the component mounting surface 10 side spread on the lands 12a of the component mounting surface 10 due to the ballast effect unique to the non-Newtonian fluid. This cross-sectional state is shown in FIG. Next, the substrate 8 is turned over so that the component mounting surface 10 of the substrate 8 is located on the upper side and the soldering surface 11 is disposed on the lower side. The insertion part 17 was installed in the hole 9.

次に挿入部品17が装着された基板8を加熱し、噴流はんだ槽で溶融はんだに接触させるフローはんだ付けを行った。   Next, the substrate 8 on which the insertion component 17 was mounted was heated, and flow soldering was performed so as to contact the molten solder in a jet solder bath.

ここで用いる溶融はんだは、鉛フリーはんだ材料であれば良い。しかしながら噴流はんだ槽の溶融はんだの成分を、低VOCはんだペーストに含まれる鉛フリーはんだ共晶合金と同様にすれば、既に基板のはんだ付け面に低VOCはんだペーストが塗布されていることにより部品装着面への濡れ上がりが良好となる。ここでは、噴流はんだ槽の溶融はんだをSn−0.7重量%Cuとした。   The molten solder used here may be a lead-free solder material. However, if the component of the molten solder in the jet solder bath is made the same as that of the lead-free solder eutectic alloy contained in the low VOC solder paste, the component is mounted because the low VOC solder paste has already been applied to the soldering surface of the board. Good wetting to the surface. Here, the molten solder in the jet solder bath was Sn-0.7 wt% Cu.

以上のように沸点が200〜300℃のVOCを5重量%以下含み、鉛フリーはんだ共晶合金をVOCと混合した粘度80〜250Pa・sである低VOCはんだペーストを、基板のはんだ付け面に塗布することにより、低VOCを用いた接合性の良いはんだ付けが可能となった。   As described above, a low VOC solder paste containing 5% by weight or less of VOC having a boiling point of 200 to 300 ° C. and having a viscosity of 80 to 250 Pa · s mixed with lead-free solder eutectic alloy with VOC is applied to the soldering surface of the substrate. By applying, soldering with good bondability using low VOC became possible.

(実施の形態2)
図6は、本発明の実施の形態2におけるフローはんだ付け方法を示したフローチャートである。本発明の実施の形態2におけるフローはんだ付け方法は、前述の本発明の実施の形態1におけるフローはんだ付け方法に、基板に超音波振動を加振する工程(ステップA)を加えたものである。
(Embodiment 2)
FIG. 6 is a flowchart showing a flow soldering method according to Embodiment 2 of the present invention. The flow soldering method according to the second embodiment of the present invention is obtained by adding a step (step A) of applying ultrasonic vibration to the substrate to the above-described flow soldering method according to the first embodiment of the present invention. .

またこの超音波振動を基板に加振する超音波装置を示した図が図7である。図7においては、挿入部品17が装着された基板8は、超音波装置18を通過し、プリヒーター19で基板8が温められ、噴流はんだ槽20で溶融はんだに接触し、冷却装置21にて冷却されてはんだ付けが完成される。   FIG. 7 is a diagram showing an ultrasonic apparatus for exciting this ultrasonic vibration to the substrate. In FIG. 7, the substrate 8 on which the insertion component 17 is mounted passes through the ultrasonic device 18, the substrate 8 is heated by the preheater 19, contacts the molten solder in the jet solder bath 20, and is cooled by the cooling device 21. It is cooled and soldering is completed.

まず、実施の形態1と同様に基板8の部品装着面10のランド12a及びスルーホールの壁面ランド12bにプラズマ1を照射し(ステップ1)、続いて基板8のはんだ付け面11にメタルマスク14を設置する工程(ステップ2)の後、基板8のはんだ付け面11に低VOC(揮発性有機化合物)はんだペースト15をはんだディスペンサ16で塗布する工程(ステップ3)の後、上方に基板8の部品装着面10、下方にはんだ付け面11となるように基板8を裏返し、基板8の部品装着面10からスルーホール9に挿入部品17を装着する工程(ステップ4)を行う。   First, the plasma 1 is irradiated to the land 12a of the component mounting surface 10 and the wall surface land 12b of the through hole as in the first embodiment (step 1), and then the soldering surface 11 of the substrate 8 is subjected to the metal mask 14. After the step (step 2), the low VOC (volatile organic compound) solder paste 15 is applied to the soldering surface 11 of the substrate 8 with the solder dispenser 16 (step 3), and then the substrate 8 is A step (step 4) is performed in which the substrate 8 is turned over so that the component mounting surface 10 and the soldering surface 11 are located below, and the insertion component 17 is mounted from the component mounting surface 10 of the substrate 8 to the through hole 9.

ここで用いる低VOCはんだペースト15は、沸点が200〜300℃のVOCを5重量%以下含み、鉛フリーはんだ共晶合金をVOCと混合した粘度80〜250Pa・sのはんだペーストであり、この粘度の低VOCはんだペースト15を基板8のはんだ付け面11に塗布することにより、基板8のスルーホール9の壁面を通り、部品装着面10のランド12a上に低VOCはんだペースト15が広がった。これは、非ニュートン流体特有のバラス効果によるものであり、細管であるスルーホール9の径よりもわずかに膨らんで低VOCはんだペースト15が部品装着面10に出てくるからである。   The low VOC solder paste 15 used here is a solder paste having a viscosity of 80 to 250 Pa · s containing 5% by weight or less of VOC having a boiling point of 200 to 300 ° C. and a lead-free solder eutectic alloy mixed with VOC. By applying the low VOC solder paste 15 to the soldering surface 11 of the substrate 8, the low VOC solder paste 15 spreads on the land 12 a of the component mounting surface 10 through the wall surface of the through hole 9 of the substrate 8. This is because of the ballast effect peculiar to the non-Newtonian fluid, and the low VOC solder paste 15 comes out on the component mounting surface 10 by slightly expanding from the diameter of the through hole 9 which is a thin tube.

しかしながら、はんだ付け面11に塗布された余分な低VOCはんだペースト15がはんだ付け面11から一部垂れ下がる場合がある。この余分な低VOCはんだペースト15は、はんだ付けの濡れ性を悪くし、良好なはんだ付け基板を得ることができなくなる。そのため、噴流はんだ槽20に投入される前に基板8が予備加熱されるプリヒーターゾーンの投入口に超音波装置18を設置する。図8は超音波装置が基板に接している状態を示した図であり、図8(a)は断面図、図8(b)は上面図である。図8に示すように、はんだ付け面11側に反り防止バーが設置されている基板8のセンターラインの部品装着面10側に超音波装置18のホーン端子先端部22を接するようにした。   However, the extra low VOC solder paste 15 applied to the soldering surface 11 may partially hang down from the soldering surface 11. This extra low VOC solder paste 15 deteriorates the wettability of soldering and makes it impossible to obtain a good soldering substrate. Therefore, the ultrasonic device 18 is installed at the inlet of the preheater zone where the substrate 8 is preheated before being introduced into the jet solder bath 20. 8A and 8B are diagrams showing a state in which the ultrasonic apparatus is in contact with the substrate. FIG. 8A is a cross-sectional view, and FIG. 8B is a top view. As shown in FIG. 8, the horn terminal tip 22 of the ultrasonic device 18 is in contact with the component mounting surface 10 side of the center line of the substrate 8 on which the warpage prevention bar is installed on the soldering surface 11 side.

このとき、ホーン端子先端部22が部品装着面10側センターライン上に接して、2〜5キロHzの周波数、1〜10μmの振幅の超音波で振動させた。これによって、超音波装置18によって余分な低VOCはんだペースト15を除去することが可能となった。   At this time, the horn terminal tip portion 22 was in contact with the component mounting surface 10 side center line, and was vibrated with ultrasonic waves having a frequency of 2 to 5 kHz and an amplitude of 1 to 10 μm. This makes it possible to remove excess low VOC solder paste 15 by the ultrasonic device 18.

ここで超音波振動の周波数が、2キロHz未満の場合では、余分な低VOCはんだペースト15を基板8から除去することができず、5キロHzより大きい場合は、基板8に塗布した低VOCはんだペースト15を剥ぎ取るばかりでなく、挿入された挿入部品17を基板8に対して不安定な状況にすることとなり、はんだ付け後の品質を低下させることになった。   Here, when the frequency of the ultrasonic vibration is less than 2 kHz, the extra low VOC solder paste 15 cannot be removed from the substrate 8, and when it is greater than 5 kHz, the low VOC applied to the substrate 8. Not only the solder paste 15 is peeled off, but also the inserted inserted component 17 becomes unstable with respect to the substrate 8, and the quality after soldering is lowered.

上記のフローに従って低VOCはんだペーストを用いたフローはんだ付け方法についての具体的な事例を説明する。   A specific example of the flow soldering method using the low VOC solder paste according to the above flow will be described.

ここで使用する低VOCはんだペースト15は、VOCとして沸点が280℃の高沸点溶剤であるジプロピレングリコールを0.4重量%使用して作製した。またはんだの合金成分としては、平均粒径29μで22μ〜39μの分布を有するSn―0.7重量%Cu共晶合金を用いた。これらの材料を調整して混練し、ペースト粘度が180Pa・sであり、またチキソ比が0.52のものを使用した。   The low VOC solder paste 15 used here was prepared by using 0.4% by weight of dipropylene glycol which is a high boiling point solvent having a boiling point of 280 ° C. as VOC. As an alloy component of the solder, Sn-0.7 wt% Cu eutectic alloy having an average particle size of 29 μ and a distribution of 22 μ to 39 μ was used. These materials were adjusted and kneaded, and those having a paste viscosity of 180 Pa · s and a thixo ratio of 0.52 were used.

次にメタルマスク14としては、厚み140ミクロンでレーザー加工したメタルマスク14の作製を行った。ここで使用するメタルマスク14は、前述の実施の形態1で用いた図4(a)に示すようなマスク形状のものを準備した。   Next, as the metal mask 14, a metal mask 14 that was laser-processed with a thickness of 140 microns was prepared. The metal mask 14 used here was prepared in a mask shape as shown in FIG. 4A used in the first embodiment.

次に上記メタルマスク14をフロー用基板のはんだ付け面11に設置し、はんだディスペンサ16によって上記低VOCはんだペースト15を塗布した。非ニュ―トン流体特有のバラス効果により、部品装着面10側に流出したはんだは部品装着面10のランド12a上に広がった。この断面の状態を図5(b)に示している。このような状態となった基板8に対して、次に、上方に基板8の部品装着面10、下方にはんだ付け面11となるように基板8を裏返し、基板8の部品装着面10からスルーホール9に挿入部品17を装着した。   Next, the metal mask 14 was placed on the soldering surface 11 of the flow substrate, and the low VOC solder paste 15 was applied by a solder dispenser 16. Due to the ballistic effect peculiar to the non-Newtonian fluid, the solder that has flowed out toward the component mounting surface 10 spread on the lands 12a of the component mounting surface 10. The state of this cross section is shown in FIG. Next, the substrate 8 is turned over so that the component mounting surface 10 of the substrate 8 is located on the upper side and the soldering surface 11 is disposed on the lower side. The insertion part 17 was installed in the hole 9.

部品装着面10から挿入部品17をスルーホール9に挿入したとき、はんだ付け面11に塗布された余分な低VOCはんだペースト15がはんだ付け面11から一部垂れ下がった。この余分な低VOCはんだペースト15を取り除くために、プリヒーターゾーンの投入口に超音波装置18を設置して、本発振機ホーン端子先端部を基板8のセンターラインの部品装着面10側に接するようにし、4キロHzの周波数、2μmの振幅で振動させた。この振動により、基板8のはんだ付け面11に垂れた余分な低VOCはんだペースト15が除去された。この基板8を噴流はんだ槽20に浸漬させ、フローはんだ付けを行った。   When the insertion component 17 was inserted into the through hole 9 from the component mounting surface 10, a part of the excessive low VOC solder paste 15 applied to the soldering surface 11 hanged down from the soldering surface 11. In order to remove this extra low VOC solder paste 15, an ultrasonic device 18 is installed at the inlet of the preheater zone, and the tip of the oscillator horn terminal is in contact with the component mounting surface 10 side of the center line of the substrate 8. Thus, it was vibrated with a frequency of 4 kHz and an amplitude of 2 μm. Due to this vibration, the excessive low VOC solder paste 15 dripping on the soldering surface 11 of the substrate 8 was removed. This board | substrate 8 was immersed in the jet solder tank 20, and the flow soldering was performed.

以上のように沸点が200〜300℃のVOCを5重量%以下含み、鉛フリーはんだ共晶合金をVOCと混合した粘度80〜250Pa・sである低VOCはんだペースト15を、基板8のはんだ付け面11に塗布し、部品装着面10から挿入部品17をスルーホール9に挿入したときの余分な低VOCはんだペースト15を超音波の加振することにより除去することで、良好な低VOCを用いたはんだ付けが可能となった。   As described above, a low VOC solder paste 15 containing VOC having a boiling point of 200 to 300 ° C. and containing 5% by weight or less and having a viscosity of 80 to 250 Pa · s mixed with a lead-free solder eutectic alloy with VOC is soldered to the substrate 8. Applying to the surface 11 and removing the extra low VOC solder paste 15 when the insert 17 is inserted into the through hole 9 from the component mounting surface 10 by applying ultrasonic waves, a good low VOC is used. It was possible to solder.

(実施の形態3)
本発明の実施の形態3におけるフローはんだ付け方法について説明する。前述の本発明の実施の形態1および2におけるフローはんだ付け方法では、基板8のはんだ付け面11にメタルマスク14を設置した後、低VOCはんだペースト15塗布していた。
(Embodiment 3)
A flow soldering method according to Embodiment 3 of the present invention will be described. In the above-described flow soldering methods according to the first and second embodiments of the present invention, the low VOC solder paste 15 is applied after the metal mask 14 is placed on the soldering surface 11 of the substrate 8.

本発明の実施の形態3におけるフローはんだ付け方法において使用するメタルマスク14は、そのメタルマスク14のマスク開口形状は、対応する1個のスルーホールの断面積Sに対して、基板にはんだペーストを塗布したときに裏面(はんだ付け面)から表面(部品装着面)に細孔が形成されるようにスルーホールの中心部を覆いかつ1個のスルーホールの断面積Sの30〜50%を覆うことを特徴とする。また基板に複数のスルーホールがある場合は、メタルマスク14に対応する全てのスルーホールに対して上記の開口形状となるように備えたメタルマスクである。   The metal mask 14 used in the flow soldering method according to Embodiment 3 of the present invention is such that the mask opening shape of the metal mask 14 is such that the solder paste is applied to the substrate with respect to the cross-sectional area S of one corresponding through hole. Cover the center of the through hole and cover 30 to 50% of the cross-sectional area S of one through hole so that pores are formed from the back surface (soldering surface) to the front surface (component mounting surface) when applied. It is characterized by that. When the substrate has a plurality of through holes, the metal mask is provided so as to have the above-described opening shape for all the through holes corresponding to the metal mask 14.

また、メタルマスクの開口形状は、低VOCはんだペースト15を塗布したときに基板8のランド12に濡れ広がるように、スルーホールの断面積Sを4分割して均等に開口したものでも良いし、2分割して均等に開口したものでも良い。しかしながらはんだ付け面11のスルーホール径が1mm未満の場合、細孔を形成されるようにスルーホールの断面全てを覆うようにし、はんだ付け面11のスルーホール径が1mm以上の場合は、はんだ充填後のスルーホール9において、はんだ付け面11から部品装着面10に細孔が形成されるようにする。   Further, the opening shape of the metal mask may be one in which the cross-sectional area S of the through hole is equally opened by dividing into four so that the land 12 of the substrate 8 is wet spread when the low VOC solder paste 15 is applied, What divided into 2 and opened equally may be used. However, when the through-hole diameter of the soldering surface 11 is less than 1 mm, the entire cross-section of the through-hole is covered so as to form a pore, and when the through-hole diameter of the soldering surface 11 is 1 mm or more, the solder filling In the subsequent through hole 9, pores are formed from the soldering surface 11 to the component mounting surface 10.

またこのメタルマスク14は、ランド12にはんだペースト15が塗布できるように開口した形状が望ましいが、スルーホール中心部を覆うためランド12の少なくとも一部は覆う形状を有している。メタルマスク14のマスク形状の例として図9〜図12に示した形状がある。   In addition, the metal mask 14 preferably has an opening shape so that the solder paste 15 can be applied to the land 12, but at least a part of the land 12 covers the center of the through hole. Examples of the mask shape of the metal mask 14 include the shapes shown in FIGS.

いずれの形状であっても、バラス効果により、低VOCはんだペースト15を部品装着面10のランド12に盛り上げることができた。   Regardless of the shape, the low VOC solder paste 15 could be raised on the land 12 of the component mounting surface 10 due to the ballast effect.

また、メタルマスク14の開口の中央につくられた、スルーホール9におけるはんだ付け面11から部品装着面10までの細孔をつくるための、低VOCはんだペースト15を供給しないスルーホール9中心部のマスク面積は、30%未満では挿入部品17のリードが挿入できる細孔が形成できず、50%より大きい場合では、バラス効果による部品装着面10のランド12a上への低VOCはんだペースト15の盛り上がりができなかった。   Further, the central portion of the through hole 9 that does not supply the low VOC solder paste 15 is formed in the center of the opening of the metal mask 14 to form a pore from the soldering surface 11 to the component mounting surface 10 in the through hole 9. If the mask area is less than 30%, the pores into which the leads of the insertion component 17 can be inserted cannot be formed. If the mask area is greater than 50%, the low VOC solder paste 15 swells on the land 12a of the component mounting surface 10 due to the ballast effect. I could not.

このことからメタルマスク14のマスク形状として最適な大きさは、スルーホール9の断面積Sの30〜50%を覆う開口形状であることがわかり、はんだ付け後に十分な濡れ上がりを可能とした。   From this, it can be seen that the optimal size of the metal mask 14 as the mask shape is an opening shape covering 30 to 50% of the cross-sectional area S of the through hole 9, and sufficient wetting after soldering is possible.

本発明のフローはんだ付け方法は、低VOCはんだペーストを用い、プラズマを基板に照射させ、フロー用基板のはんだ付け面にメタルマスクを搭載後、低VOCはんだペーストを印刷した後、挿入部品を装着し、噴流はんだ槽ではんだ付けを行う方法であって、はんだ付けされている片面基板、両面基板、リフロー・フロー混載基板に対しても、利用可能である。また本発明は、上記フロー基板のみならず、材質としてセラミックを用いるようなデバイス用フロー基板や部分ディップ基板など、いわゆるはんだ溶融槽へ浸漬によるはんだ付けに使われているもの全てに適用可能である。   The flow soldering method of the present invention uses a low VOC solder paste, irradiates the substrate with plasma, mounts a metal mask on the soldering surface of the flow substrate, prints the low VOC solder paste, and then mounts the insert part. However, it is a method of soldering in a jet solder bath, and can be applied to a soldered single-sided board, double-sided board, and reflow / flow mixed board. The present invention can be applied not only to the above-mentioned flow board but also to all devices used for soldering by soaking in a so-called solder melting tank, such as a device flow board or a partial dip board using ceramic as a material. .

1 プラズマ
2 誘電体
3 誘電体電極
4 交流発生電源
5 混合ガス
6 ガス管
7 プラズマノズル口
8 基板
9 スルーホール
10 部品装着面
11 はんだ付け面
12 ランド
13 領域
14 メタルマスク
15 低VOCはんだペースト
16 はんだディスペンサ
17 挿入部品
18 超音波装置
19 プリヒーター
20 噴流はんだ槽
21 冷却装置
22 ホーン端子先端部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Plasma 2 Dielectric 3 Dielectric electrode 4 AC generating power supply 5 Mixed gas 6 Gas pipe 7 Plasma nozzle port 8 Board | substrate 9 Through hole 10 Component mounting surface 11 Soldering surface 12 Land 13 Area | region 14 Metal mask 15 Low VOC solder paste 16 Solder Dispenser 17 Insertion part 18 Ultrasonic device 19 Pre-heater 20 Jet solder bath 21 Cooling device 22 Horn terminal tip

Claims (4)

基板のスルーホールの壁面ランド及び前記基板の部品装着面のランドにプラズマを照射し、前記基板のはんだ付け面にメタルマスクを設置し、前記メタルマスクを介してはんだペーストをはんだディスペンサで塗布した後、
前記基板の部品装着面から挿入部品を装着し、前記基板を噴流はんだ槽にてはんだ付けを行うフローはんだ付け方法であって、
前記はんだぺーストは、
沸点が200〜300℃の揮発性有機化合物(Volatile Organic Compaounds:VOC)であるMを0重量%<M≦5重量%含み、鉛フリーはんだ共晶合金を前記VOCと混合した粘度80〜250Pa・sであることを特徴とするフローはんだ付け方法。
After irradiating the wall surface land of the substrate through-hole and the land of the component mounting surface of the substrate with a plasma, setting a metal mask on the soldering surface of the substrate, and applying a solder paste through the metal mask with a solder dispenser ,
A flow soldering method of mounting an insertion part from a component mounting surface of the substrate and soldering the substrate in a jet solder bath,
The solder paste is
Volatile organic compounds (VOC) having a boiling point of 200 to 300 ° C. containing 0 wt% <M ≦ 5 wt%, and a viscosity of 80 to 250 Pa · in which a lead-free solder eutectic alloy is mixed with the VOC s, a flow soldering method.
はんだペーストに含まれる鉛フリーはんだ共晶合金は、
10μm〜40μmの粒度を有するSn−0.7重量%Cu共晶合金であり、
前記噴流はんだ槽のはんだ材料をSn−Cuはんだとすることを特徴する請求項1に記載のフローはんだ付け方法。
The lead-free solder eutectic alloy contained in the solder paste is
A Sn-0.7 wt% Cu eutectic alloy having a particle size of 10 μm to 40 μm,
The flow soldering method according to claim 1, wherein the solder material of the jet solder bath is Sn—Cu solder.
基板の部品装着面から挿入部品を装着した後、
2〜5kHzの周波数、1〜10μmの振幅の超音波で前記基板を振動させた後、前記基板を噴流はんだ槽にてはんだ付けを行うことを特徴とする請求項1に記載のフローはんだ付け方法。
After mounting the insertion component from the component mounting surface of the board,
2. The flow soldering method according to claim 1, wherein after the substrate is vibrated with an ultrasonic wave having a frequency of 2 to 5 kHz and an amplitude of 1 to 10 μm, the substrate is soldered in a jet solder bath. .
メタルマスクは、
1個のスルーホールの中心部を覆いかつ、前記スルーホールの断面積Sの30〜50%を覆う開口形状であり、前記メタルマスクに対応する前記基板の全てのスルーホールに対して前記開口形状とすることを特徴とする請求項1に記載のフローはんだ付け方法。
Metal mask
The opening shape covers the center of one through hole and covers 30 to 50% of the cross-sectional area S of the through hole, and the opening shape for all the through holes of the substrate corresponding to the metal mask. The flow soldering method according to claim 1, wherein:
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