JP2573289B2 - はんだ線入りフラックスシートとその製造方法,および,このはんだ線入りフラックスシートを用いたはんだ付け方法 - Google Patents

はんだ線入りフラックスシートとその製造方法,および,このはんだ線入りフラックスシートを用いたはんだ付け方法

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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は,たとえばリードを有する電子部品をプリン
ト板へ装着するときに用いるはんだ線入りフラックスシ
ートに関する。
(従来の技術) 近年,半導体素子を高密度に集積して電子部品を形成
する技術が目覚ましく進展している。たとえば,正方形
パッケージから四方向へ向けて複数のリードを突出させ
るQFP(Quad Flat Package)型IC(以下QFP)では,リ
ード間のピッチが0.65mmから0.5mm,そして0.4mmと徐々
に微細化されてきている。また,TAB(Tape Automated B
onding)用薄形パッケージや液晶モジュールなどのリー
ド間ピッチは0.25〜0.2mmと上記QFPに比べて非常に狭い
ものも出現している。
このように,電子部品の各リード間ピッチが小さくな
ると(たとえば0.8mm以下になると)はんだ付けに際し
て,はんだブリッジ,はんだ量過不足,等のはんだ付け
不良が発生し易くなり,ひいては接合の信頼性に大きな
影響を及ぼしてくる。
また,TAB用薄形パッケージや液晶モジュールなどの場
合,従来のはんだ付け方法で接合することはほとんど不
可能となるため,TAB用薄形パッケージや液晶モジュール
などのプリント板への接合には異方性導電製の利用がな
されている。
しかし,この異方性導電膜は,熱的要因による影響が
大であり,すなわち,熱膨張や熱による材質の変性など
が生じ易く,また,絶縁性が不安定なことや保管が困難
であることなどから接合の信頼性が低い欠点を有してい
る。また,異方性導電膜はクリップするためのスペース
の確保などその固定方法が繁雑であり,さらに,異方性
導電膜の使用は微小電流回路用として限定されるもので
ある。
(発明が解決しようとする課題) 上述のように近年,電子部品のリード間ピッチの微細
化が急速に進んできているため,従来のはんだ付け技術
と方法では,はんだ量過不足やはんだブリッジの発生が
多く,はんだ付けの修正が多かった。
また,極微細なリード間ピッチを有する電子部品の接
合には異方性導電膜を利用しているが,異方性導電膜の
利用に際しては,接合の信頼性が低いことや,微小電流
回路に限定されることなど種々の制約があった。
本発明の目的とするところは,はんだ量過不足やはん
だブリッジが生じることなく,また,各リード間ピッチ
の大きさにかかわらずに電子部品をプリント板へはんだ
付け接続できるはんだ付け方法を提供することにあり,
さらに,このはんだ付け方法に用いるフラックスシー
ト,および,その製造方法を提供するとにある。
〔発明の構成〕
(課題を解決するための手段及び作用) 上記目的を達成するために本発明は、所定の間隔で並
列に配置した複数のはんだ線と、上記複数のはんだ線の
間に充填されてシート状に固化したフラックスと、この
フラックスの少なくとも一方の表面に貼着された剥離紙
とを具備したことを特徴とするはんだ線入りフラックス
シートを提供するものであり、上記剥離紙は、その貼着
面側に上記フラックスよりも粘度の高い剥離紙貼着用フ
ラックスが塗布されていることを特徴とするものであっ
ても良い。
また、本発明のはんだ線入りフラックスシートの製造
方法は、容器内に複数のはんだ線を並列に位置決め固定
する第1の工程と、上記容器内に溶融したフラックスを
流し込んで上記はんだ線の間に充填する第2工程と、上
記容器内に流し込んだ上記フラックスを固化させる第3
の工程とを具備したことを特徴とする。
また、さらに、この発明は、上記はんだ線入りフラッ
クスシートを、電子部品とこの電子部品がはんだ付けさ
れるプリント板との間に上記剥離紙を取り除いた状態で
位置決め載置し、このはんだ線入りフラックスシートを
加熱して溶融させることにより上記電子部品を上記プリ
ント板へはんだ付けすることを特徴とするはんだ線入り
フラックスシートのはんだ付け方法を提供するものであ
る。
上記のように構成されたフラックスシートを剥離紙を
取り除いた状態で,例えば抵抗加熱方式で,加熱すると
フラックスの溶融に促されてはんだ線が溶け,これによ
って,電子部品の複数のリード線とプリント板の導電性
パターンとが各リード同量のはんだ量ではさまれ,表面
張力作用ではんだ付けできるため,はんだ量過不足やは
んだブリッジを生じることなく,同時に接合されるよう
になる。
(実施例) 以下,本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第1図に示すのは,所定の間隔で並列に置いた複数の
はんだ線1…を内包するはんだ線入りフラックスシート
2であり,その製造方法は次のようである。
先ず,第2図(a)に示すように,ステンレスなどか
らなる箱体の容器3の内底部4に複数のはんだ線1…を
一定の間隔をあけて並列に置く。このはんだ線1…は上
記容器3の一対の側壁3a,3aの奥行きとほぼ同じ長さに
切断されたものであり,上記側壁3a,3aと平行に配置し
固定する。このとき,容器3の内底部4にはんだ線1…
に対応、すなわち、第2図(a)に示すように、はんだ
線1…の外径に対応するように溝5…を設けておくこと
により、はんだ線1…を所望の間隔で位置決めし並列に
置くことが容易にできる。つぎに,はんだ線1…を並べ
た容器3内に各はんだ線1…間に隙間なく充填されるよ
うに,また,図示しないが,その深さが上記はんだ線径
とほぼ一致するまで(フラックスシート厚がはんだ線の
径と略一致するまで)液状のフラックス6を注ぎ入れ
る。
ここで,このフラックス6は,主成分として活性成
分,不揮発性成分,および特殊効果成分を含み,また,
補助成分として溶剤,および作業性調節成分を含んでい
る。活性成分としては酸化膜の除去,および接合時間を
維持するため塩酸アニリン,トリエタトルアミン塩酸
塩,トリエチレンテトラミン塩酸塩など,また,不揮発
性成分としては酸化の保護,および耐熱性向上のための
ロジン変性合成樹脂などが混入されている。特殊効果成
分としては難燃化のためオレイン酸,クロレンド酸など
が混入されている。さらに,溶剤には有機溶剤を用い,
また,作業性調節成分としては酸化防止,表面張力の低
下,および発砲低下防止のためにジターシャリーブチル
クレゾールなどを混入する。
そして,このフラックス6には更に熱可塑性樹脂(た
とえば,塩化ビニル,ポリエーテルスルホン等)を混入
し,一定温度で一定時間撹拌することにより液状化させ
る。
なお,このときの温度と時間は各種成分の混入比によ
って定まる。
つぎに,第2図(b)に示すように,容器3に注ぎ込
まれた液状フラックス6をシート状にするため熱風処理
することにより固化させる。これにより,上記フラック
ス6ははんだ線1…の直径とほぼ一致する厚さになり,
容器3の内周壁の形状とほぼ同一な外形のシートができ
あがる。なお,固化した,あるいは固化しつつあるフラ
ックス6の上面7に凹凸のうねりがあっても,上面7に
ローラ(図示しない)を一定圧力で平行に滑らせれば容
易に平坦度を得ることができる。その後固化して後この
はんだ線1…を内包して固化したフラックス6を容器3
から取出し,第1図に示したように,上記上面7を含む
両表面のほぼ全域に剥離紙8,8を貼着する。このとき,
固化したフラックス6には,剥離紙8,8を貼着するだけ
の粘度がなくなっている。したがって,この剥離紙8,8
の貼着面側には上記フラックス6の溶剤の混入量を少な
くして粘度を高めた液状のフラックス(剥離紙貼着用フ
ラックス)を薄く塗布する。剥離紙8,8は塗布したフラ
ックスは高粘度になっているため上記フラックスシート
6に剥離可能な形で貼着することができる。ここで,第
1図は一方の剥離紙8の隅部9を剥離し固化したフラッ
クスシート6の一部を露出させた外観状態を示してい
る。
以上のようにして,はんだ線入りフラックスシート2
が製造される。なお,このはんだ線入りフラックスシー
ト6を容器3の長さ方向を長くすることによりリール状
のもの(図示しない)に巻回して収納できるようにすれ
ば上記フラックスシート6を量産しておくことが容易と
なる。
つぎに,上記はんだ線入りフラックスシート2を用い
て電子部品例えばQFP11をプリント板12へはんだ付けす
る方法を説明する。
先ず,はんだ線入りフラックスシート2から剥離紙8,
8をはがして取除き,つぎに,このはんだ線入りフラッ
クスシート2の一部をQFP11の一側に並んで同一方向に
突出されたリード13…を一纏めとする大きさに合せて切
出す。つまり,はんだ線1…の長さが上記リード13…の
プリント板12との接合部13a…の長さにほぼ一致させ,
また,はんだ線1…の数が上記リード13の数に一致させ
る大きさに上記フラックスシート2をカッター(図示し
ない)などを用いて切取る。このときには,はんだ線1
…のリード間隔が上記リード線13のリード間隔に対応す
るよう製造したはんだ線入りフラックスシート2を用い
る必要がある。
そして,上記フラックスシート2をQFP11の同方向へ
突出する各リード13…の纏まりAに対応するように4つ
切出す。なお,所定寸法で切出した4つのフラックスシ
ート2a…の剥離紙8,8は,切出した後で取除くようにし
てもよい。第3図(a)は,切出したフラックスシート
2a…を各はんだ線1…が各リード13…の接合部13aの下
面中央に位置するように配置し,この状態で上記フラッ
クスシート2a…の一方の表面を上記一纏まりのリードA
に対して接着するところを示している。このとき,上記
フラックスシート2a…は,剥離板8を取除いた後に表面
に残る粘着力を利用して上記リードAに接着する。その
後,第3図(b)に示すように,QFP11をフラックスシー
ト2a…を接着したままプリント基板12上の所定の位置に
載置し,QFP11のリード13…とプリント基板12の導電性パ
ターン14…とをフラックスシート2a…を介在させた状態
で対向させることになる。このとき,フラックスシート
2a…の他方の表面は残存する粘着力により上記導電性パ
ターン14…に接着される状態になる。こうしてQFP11は
プリント板12上に仮固定される。
つぎに,上記フラックスシート2aを溶融させるために
加熱する。このときの加熱は,接触式であれば抵抗加熱
方式により,また,非接触式であればVPS(Vapor Phase
Soldering),遠赤外線リフロー,あるいはレーザ等を
熱源として用いるとよい。この加熱によりはんだ線1…
とフラックス6が溶融し,更にフラックスは分解すると
同時にフラックスシート2a中にあるはんだが溶けてQFP1
1のリード13…とがプリント板12のパターン14…をはん
だ付け接続することになる。なお,上記はんだ線入りフ
ラックスシート2をQFP11に適用する場合には,四辺同
時に行なうことができる。
このようにして行われるはんだ付けでは,一定量のは
んだが各リード13…に均一につくためはんだ量過不足も
なく,しかも,各種の成分を含む溶剤の作用がはんだの
ぬれ性をよくする。したがって,はんだ量の過不足を生
じたり,はんだブリッジを発生することなくはんだ付け
を行うことができる。
また,複数のリード13…(および導電性パターン14
…)をほぼ同時にはんだ付けできるので,はんだ付けの
作業が容易にでき,かつ迅速に作業できるため効率が向
上する。
また,はんだ付け作業を行なうのに際して,プリント
板12の反りや,QFP11のリード13…の平行度をあまり考慮
する必要がなくなるので,作業性,さらには歩留りが向
上する。
なお,本実施例では切出しフラックスシート2a…をQF
P11のリードA…に接着した後にプリント板12へ仮固定
しているが,本発明はこれに限定されるものではなく,
第4図に示すように,フラックスシート2a…を先にプリ
ント板12の導電性パターン14…に各はんだ線1…が対応
した状態で接着し,その後にQFP11をフラックスシート2
a…に接着するようにしてもよい。このようにすること
によって,HAL(Hot Air Leveler)処理,または,はん
だペースト印刷を行なう必要がなくなるので,そのため
の設備が不要となる。
また,本実施例ではQFP11をプリント基板12へはんだ
付けする場合を用いて説明したが,本発明はこれに限定
されるものではなく,他の電子部品,例えば半導体チッ
プ,抵抗,コンデンサ,インダクタ,および小型トラン
ジスタなどをはんだ付けする場合にも適用が可能であ
る。
また,本発明はスルーホールやバイヤホールへはんだ
を埋込む場合や,あるいは挿入部品に対しても応用でき
る。
また,電子機器以外の構造物のはんだ付けにも適用で
きる。
〔発明の効果〕
本発明は,以上説明したように構成されているので,
以下に記載されるような効果を奏する。
所定の間隔で並列に設置した予め調量が可能なはんだ
線と,各種の成分を含んで上記はんだ線を内包するフラ
ックスとを備えたはんだ線入りフラックスシートを用い
てはんだ付けしているので,はんだ量の過不足を生じた
り,はんだブリッジを発生することがなくはんだ付けす
ることができる。
また,複数のはんだ線をほぼ同時に溶融させることが
できるので,はんだ付けの作業が容易に,かつ迅速にで
きるため品質が一定し,能率向上ができる。
また,上記はんだ線入りフラックスシートは,容器内
に並列に配置したはんだ線に溶融したフラックスを流し
込みこれを固化させる方法によりなるものであるので,
製造方法が容易である。
【図面の簡単な説明】
第1図ははんだ線入りフラックスシートの斜視図,第2
図(a)および第2図(b)ははんだ線入りフラックス
シートの製造工程を示す側断面図,第3図(a)および
第3図(b)ははんだ付け方法を示すものであり,第3
図(a)は斜視図,第3図(b)は側面図,第4図は同
じくはんだ付け方法の変形例を示す斜視図である。 1……はんだ線,2……はんだ線入りフラックスシート,3
……容器,6……フラックス,8,8……剥離紙,11……QFP型
IC(電子部品),12……プリント基板。

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】所定の間隔で並列に配置した複数のはんだ
    線と、上記複数のはんだ線の間に充填されてシート状に
    固化したフラックスと、このフラックスの少なくとも一
    方の表面に貼着された剥離紙とを具備したことを特徴と
    するはんだ線入りフラックスシート。
  2. 【請求項2】上記剥離紙は、その貼着面側に上記フラッ
    クスよりも粘度の高い剥離紙貼着用フラックスが塗布さ
    れていることを特徴とする請求の範囲(1)項記載のフ
    ラックスシート。
  3. 【請求項3】容器内に複数のはんだ線を並列に位置決め
    固定する第1の工程と、上記容器内に溶融したフラック
    スを流し込んで上記はんだ線の間に充填する第2の工程
    と、上記容器内に流し込んだ上記フラックスを固化させ
    る第3の工程とを具備したことを特徴とするはんだ線入
    りフラックスシートの製造方法。
  4. 【請求項4】請求の範囲(1)項記載のはんだ線入りフ
    ラックスシートを、電子部品とこの電子部品がはんだ付
    けされるプリント板との間に上記剥離紙を取り除いた状
    態で位置決め載置し、このはんだ線入りフラックスシー
    トを加熱して溶融させることにより上記電子部品を上記
    プリント板へはんだ付けすることを特徴とするはんだ線
    入りフラックスシートを用いたはんだ付け方法。
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