JP3537871B2 - はんだコートおよびその形成方法 - Google Patents
はんだコートおよびその形成方法Info
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- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
- H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
- H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
- H05K3/3457—Solder materials or compositions; Methods of application thereof
Description
形成したはんだコートおよびはんだコートを形成する方
法及びこのはんだコート形成に使用する処理液に関す
る。
る)、セラミック基板、あるいはプラスチック等をコー
トした金属基板等の絶縁基板上に、適当な方法により電
子回路を形成したプリント配線板(プリント基板あるい
は印刷配線板とも言う)が開発され、その配線面上にI
C素子、半導体チップ、抵抗、コンデンサー等の電子部
品をはんだ付けして電子機器を構成させる手段が広く採
用されている。
は、電子部品のリード端子を所定のパッドにはんだ付け
するためには、前記パッド面にあらかじめはんだ薄層を
形成するか、あるいは該リードの端子側にはんだコート
を形成するか、または両者にはんだコートしたものと用
いるのが普通である。
るためには、メッキ法、はんだ浴ディップ法(浸漬法)
あるいははんだ粉末のペーストを印刷する方法などが行
われてきたが、実装密度の向上に伴い、要求されるはん
だコートする部分はますます微細となり、作業効率、オ
ンスペック率の向上と共に電子部品の小型化、パターン
の小型化の要求のためこれらの方法では対応が困難にな
りつつある。
子部品の小型化に対応して高精細なはんだコートに適用
可能な方法としてはメッキ法がある。
あるが、実際の電子部品のはんだコートの対象部分は、
それぞれが独立した部分として存在する場合が多く、電
解メッキの適用は電気導通の点で困難を伴うことが多
い。一方、無電解メッキは上記電解メッキにおける電気
導通の問題点は解決されるが、得られるはんだ薄層の厚
さが薄く、必要な厚さを得ることが困難であるという技
術上の問題がある。
だ粉末を静電塗装法により対象部分に付着させる方法
(特開平3−50853号)の提案があるが、この方法
ではまだ高精度の微細パターンを得ることは容易でな
い。
印刷、塗布し、その上にはんだ粉末を付着させた後、は
んだの融点以上に加熱して溶融させ、このはんだ溶融面
上に気体を吹きつけてレベリングを行い、はんだコート
を形成する方法(特開平4−10694号)の提案があ
る。この方法においては高精度でもって対象部にフラッ
クスを印刷することが困難なだけでなく、はんだ融液の
レベリングの際に微小間隔のパターンのブリッジの危険
もあり、高度の熟練した作業が要求されている。
ートすべき部分の微細化に伴って、その精度を向上させ
るため種々検討した結果、最も精度の高いメッキ法にお
いてもいくつかの問題があり、作業効率などの点におい
て改良することが要求されていることが明らかとなっ
た。
らず他の物であってもよいがはんだコートすべき金属露
出部のみに粘着性を付与することにより、はんだ粉末を
正確にその部分にのみ付着させることに成功したことを
基礎とするものであり、これに基づいて精度の高いはん
だコートを得るとともにその形成方法の開発、更に金属
露出部に作用して粘着性を発現する化合物を見いだすと
共に、はんだコートすべき金属露出部に適当な粘着性を
付与するはんだコート形成用液の開発を目的とするもの
である。
形成用液を塗布処理または浸漬処理してはんだコートす
べき金属露出部のみに選択的に粘着性を付与し、該粘着
性付与部にはんだ粉末を付着させた後、これを加熱溶融
して形成したはんだコート。 (2) 金属と作用して粘着性を発現するはんだコート
形成用液を塗布または浸漬してはんだコートすべき金属
露出部のみに選択的に粘着性を付与し、該粘着性付与部
にはんだ粉末を付着させた後、これを加熱溶融すること
を特徴とするはんだコート形成方法。 (3) 金属と作用して、金属部に粘着性を発現させる
ための、ナフトトリアゾール系誘導体、ベンゾトリアゾ
ール系誘導体、イミダゾール系誘導体、ベンゾイミダゾ
ール系誘導体、メルカプトベンゾチアゾール系誘導体及
びベンゾチアゾールチオ脂肪酸系誘導体の少なくとも一
種を0.05〜20重量%を含むことを特徴とするはん
だコート形成用液。を開発することにより上記の目的を
達成した。
しては、DIP(デュアル・インライン・パッケー
ジ)、SIP(シングル・インライン・パッケージ)、
PGA(ピン・グリッド・アレー)、SOP(スモール
・オンライン・パッケージ)、QFP(クォード・フラ
ット・パッケージ)、TAB(テープ・オートメーテッ
ド・パッケージ)等の各種パッケージ等、はんだコート
が必要とされる一般の電子部品を挙げることができる。
本発明は、これらに限らず、金属露出部を有し、その部
分のみはんだコートが必要とされる場合に利用すること
ができる。以下電子部品を例に説明する。
る金属としては、ほとんどの場合42アロイ(ニッケル
40%、鉄60%)またはスズ添加銅で作られている
が、本発明の粘着性付与化合物(ナフトトリアゾール系
誘導体、ベンゾトリアゾール系誘導体、イミダゾール系
誘導体、ベンゾイミダゾール系誘導体、メルカプトベン
ゾチアゾール系誘導体及びベンゾチアゾールチオ脂肪酸
等)に対して好ましい金属材料であるが、これに限らず
銅など他の金属であってもよい。またはんだコートする
部分は金属部分の全面であっても一部分であってもよ
い。
は、金属と作用して粘着性を発現する化合物であれば限
定はないが、例えば一般式(1)で表されるベンゾトリ
アゾール系誘導体、
誘導体
誘導体などを挙げることができる。
されるベンゾトリアゾール系誘導体としてはR1 は水素
原子でもよいが、一般には炭素数の多いアルキル基のほ
うが粘着性が強いようである。
イミダゾール系誘導体及びベンゾイミダゾール系誘導体
のR4 、R5 、R6 およびR7 のアルキル基またはアル
キルチオ基においては一般には炭素数の多いほうが粘着
性が強いので好ましい。
チオ脂肪酸系誘導体においては、R10は炭素数1または
2が好ましい。
に溶解し、酸性、好ましくはpH3〜5程度の微酸性に
調整して用いる。酸性の調整に際して通常は塩酸、硫
酸、硝酸、リン酸等の無機酸を使用することができる。
また有機酸としては、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、リン
ゴ酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、酒石酸等が使用
できる。これより低濃度にすると粘着性薄膜の生成が不
十分となり、性能上好ましくない。粘着性付与処理は、
はんだコートすべき金属露出部に該溶液を塗布するか、
該溶液に浸漬することにより行う。
されないが溶解性、使用状況に応じて適宜調整して用い
るが、好ましくは全体として0.05重量%乃至20重
量%くらいのものが使用しやすい。
粘着性膜の生成速度、生成量もよく、粘着性付与化合物
濃度、金属の種類などにより変わり限定的でないが、一
般的には30℃乃至60℃位の範囲が好適である。浸漬
時間は限定的でないが、作業効率から5秒乃至5分間位
の範囲になるように他の条件を調整することが好まし
い。
銅イオンとして20〜5000ppm、好ましくは50
〜1000ppmを共存させるときは粘着性膜の生成速
度、生成量などの生成効率が高まるので好ましい。
どにおいては、はんだコートの対象となる部分以外の金
属部分ははんだコート形成用溶液と接しないようにモー
ルディング樹脂等で覆われた状態にしておいてから、は
んだコート形成用液で処理する。
含む溶液中に浸漬または塗布すると、金属露出表面に粘
着性付与化合物が付着して粘着性を示す。
金属露出面が粘着性のある表面となった電子部品が得ら
れる。この電子部品にはんだ粉末をふりかけ、粘着面に
付着させ、余分のはんだ粉末を除いた後加熱し、該はん
だ粉末を溶融しレベリングしてはんだコートを形成させ
る。この際に使用するはんだの材質としては共晶、銀入
り、ビスマス入りはんだ等用途により任意に選択でき
る。
対しても粘着面を形成するので、はんだ層が要求の厚さ
に達しないときは、二回以上の複数回処理をすることに
より目的とする厚さのはんだコートとすることができ
る。
形粉の何れでも良いが、好ましくは球形に近い方がはん
だブリッジが起こりにくいので良い。酸素濃度に付いて
は低い方がはんだの溶融性が良く、1000ppm以下
であれば使用できるが、望ましくは300ppm以下で
ある。
粒径で制御することが望ましく、必要とするはんだコー
ト膜厚の1.2〜2.5倍の平均粒径(50%通過粒
径)をもったはんだ粉末を使用すると良い。
一なはんだ層を形成する為にホールの内径が小さいほど
はんだ粉末の粒径を小さくすることが好ましい。
成するのに、はんだコートすべき金属露出部に粘着性を
付与し、そこにはんだ粉末を付着させることにより精確
微細なはんだコートを形成させるという全く新規な手段
を開発したものである。
性付与化合物を含有するはんだコート形成用液を用い、
浸漬または塗布処理することにより、化学的手段でその
処理した表面のみに粘着性物質を生成させ、これにはん
だ粉末を付着させてはんだコートを形成することに成功
したものである。
が、金属と本発明の粘着性付与化合物がキレート化合物
を作り、これが粘着性を示す物質であろうと考えてい
る。
用液で処理された露出した金属表面部分(電子部品のリ
ードフレーム部分等)のみにしか生成しないため、電子
部品に対して粘着性物質析出の位置合わせなどは不要で
あり、リードフレーム等のピッチが微細になってもこれ
に充分追随可能となった。
形式をとるため、はんだ粉末をペーストとしたインキを
使用した印刷法と異なり、はんだ粉末の粒度を越えたブ
リッジの生成はなく、微細なはんだコートを簡単に形成
することができる。
基がC11H23、R5 が水素原子であるイミダゾール系化
合物の2重量パーセント水溶液を、酢酸によりpHを約
4に調整し、はんだコート形成用液とした。該水溶液を
40℃に加温し、これに塩酸水溶液により前処理したピ
ッチ0.3mmのQFP(Quad Flat Pac
kage)を3分間浸漬し、粘着性物質を生成させた。
ろ、粘着性物質は精確にリードフレーム部分のみに生成
していることが確かめられた。この乾燥QFPに平均粒
径約40ミクロンの共晶はんだ粉末をふりかけ、軽くブ
ラッシングして粘着性物質部分に選択的に付着させた
後、240℃のオーブン中で該はんだ粉末を溶融し、リ
ードフレーム上に厚さ約20ミクロンの共晶はんだ薄層
を高精度に形成することができた。
とするように加え、実施例1で用いた粘着性付与化合物
の濃度を0.5重量%とし、浸漬時間を30秒とした以
外はすべて実施例1と同じ操作を行った。実施例1に比
し、イミダゾール系化合物濃度が低く、浸漬時間も短い
にもかかわらず粘着性膜生成は、はんだ粉末の付着に良
好なレベルであり、はんだ薄層の厚さも約20ミクロン
あって、実施例1とほぼ同一の共晶はんだ薄層を高精度
に形成できた。
チル基、R5 として4位にメチル基であるイミダゾール
系化合物0.2重量%水溶液を用い、塩酸水溶液により
前処理したピッチ0.25mmのTAB(Tape A
utomated Bonding)を用いた他は実施
例1と同様の操作を行った。得られたはんだコート部分
は0.25mmのピッチに充分追随していた。
チルチオ基、R7 として水素原子であるベンゾイミダゾ
ール系化合物を用いたほかは実施例3と同様な操作を行
った。得られたはんだコート部分は実施例3と同様に高
精細な0.25mmピッチのはんだコートを形成してい
た。
リルベンゾトリアゾール0.5重量%を硫酸及びメチル
アルコールの存在下でpH約3に調整した水溶液を用い
て、処理液とした。該処理液を50℃に加温し、以降実
施例1と同様の操作を行った。得られたはんだコートは
実施例1と同様良好な結果が得られた。
ル−2−メルカプトベンゾチアゾール0.2重量%をメ
チルアルコール及びトリエタノールアミン存在下でpH
約4の水溶液とした。該水溶液を実施例5と同様の操作
を行い、実施例1と同様良好なはんだコートを得た。
ル−ナフトトリアゾール0.5重量%を硫酸、トリエタ
ノールアミン、メタノール存在下でpH約3の水溶液と
した。該水溶液を実施例5と同様な操作を行い、実施例
1と同様良好な結果を得た。
−(ベンゾチアゾリル)チオ]プロピオン酸0.5重量
%をメタノール存在下でpH約4の水溶液とした。該水
溶液を用いて実施例5と同様に操作を行い実施例1と同
様良好な結果を示した。
だ粉末の酸素濃度を約700ppm,500ppm,3
00ppm,200ppmの粉末を使用し、溶融後のは
んだ膜の表面を観察し、はんだの濡れ性を評価した。 図中 ◎印 濡れ性が良く表面が滑らかで、良く拡がっ
ているもの。 ○印 表面に凹みが発生。
んだ粉末を平均粒径(50%通過粒径)約20μm、3
0μm、40μm、50μmのものを使用した。その結
果、膜厚が16μmないし30μmのはんだコートを得
た。
はんだ粉末付着、はんだ粉末溶融のサンプルを作製し、
再び実施例1と同様の操作をくり返し、はんだ粉末を付
着、溶融しはんだコートを作製した。この時のはんだ膜
厚は約30μmとなり、実施例1よりも厚くすることが
できた。
従来行われていたはんだコート形成方法と全く異なる原
理に基づくものであって、処理操作ははんだコートすべ
き金属露出を所定の粘着性付与化合物を含むはんだコー
ト形成用液に浸漬し、または該液を塗布し、該はんだコ
ートすべき金属露出部に粘着性を付与した後はんだ粉末
を該部分に付着させ、該粉末を溶融、レベリングするだ
けの簡単な操作により、位置合わせなどの面倒な操作は
せずに、精密であり、かつ微細なパターンを精確に形成
することが可能となった。
子部品は、ブリッジがなく、オフスペックの少ない製品
が生産効率高く得られる。また更に上記はんだコート形
成に好適なはんだコート形成用液も開発した。
Claims (9)
- 【請求項1】 金属と作用して粘着性を発現するはんだ
コート形成用液を塗布処理または浸漬処理してはんだコ
ートすべき金属露出部のみに選択的に粘着性を付与し、
該粘着性付与部にはんだ粉末を付着させた後、これを加
熱溶融して形成したはんだコート。 - 【請求項2】 金属と作用して粘着性を発現するはんだ
コート形成用液を塗布または浸漬してはんだコートすべ
き金属露出部のみに選択的に粘着性を付与し、該粘着性
付与部にはんだ粉末を付着させた後、これを加熱溶融す
ることを特徴とするはんだコート形成方法。 - 【請求項3】 はんだコートすべき金属露出部を、ナフ
トトリアゾール系誘導体、ベンゾトリアゾール系誘導
体、イミダゾール系誘導体、ベンゾイミダゾール系誘導
体、メルカプトベンゾチアゾール系誘導体及びベンゾチ
アゾールチオ脂肪酸系誘導体の少なくとも一種を含むは
んだコート形成用液に浸漬処理または塗布処理すること
によりはんだコートすべき金属露出部に粘着性を付与す
ることを特徴とする請求項2に記載のはんだコート形成
方法。 - 【請求項4】 処理温度30〜60℃、処理時間5se
c〜5minで処理することを特徴とする請求項2又は
3に記載のはんだコート形成方法。 - 【請求項5】 酸素濃度が1000ppm以下のはんだ
粉末を使用することを特徴とする請求項2〜4のいずれ
か1項に記載のはんだコート形成方法。 - 【請求項6】 必要なはんだ膜厚の1.2〜2.5倍の
平均粒径(50%通過粒径)をもつはんだ粉末を使用す
ることを特徴とする請求項2〜5のいずれか1項に記載
のはんだコート形成方法。 - 【請求項7】 請求項2記載の方法をくり返し行うこと
により、はんだ膜厚を厚くすることを特徴とするはんだ
コート形成方法。 - 【請求項8】 金属と作用して、金属部に粘着性を発現
させるための、ナフトトリアゾール系誘導体、ベンゾト
リアゾール系誘導体、イミダゾール系誘導体、ベンゾイ
ミダゾール系誘導体、メルカプトベンゾチアゾール系誘
導体及びベンゾチアゾールチオ脂肪酸系誘導体の少なく
とも一種を0.05〜20重量%を含むことを特徴とす
るはんだコート形成用液。 - 【請求項9】 銅イオン50〜1000ppmを含有
し、微酸性の液体であることを特徴とする請求項8に記
載のはんだコート形成用液。
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JP5-191704 | 1993-07-05 | ||
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Publications (2)
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP17612094A Expired - Lifetime JP3537871B2 (ja) | 1993-07-05 | 1994-07-05 | はんだコートおよびその形成方法 |
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