JP5001113B2 - プリント配線基板上にハンダ層を形成する方法及びスラリーの吐出装置 - Google Patents

Description

本発明は、ハンダ回路基板の形成方法に関し、更に詳しくは、プリント配線板上の微細な導電性回路表面に、ハンダ層を形成する方法およびその方法に用いるハンダ粉末を含むスラリーの吐出装置に関する。

近年、プラスチック基板、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性基板上に、回路パターンを形成したプリント配線板が開発され、その回路パターン上にＩＣ素子、半導体チップ、抵抗、コンデンサ等の電子部品をハンダ接合して電子回路を構成させる手段が広く採用されている。

この場合、電子部品のリード端子を、回路パターンの所定の部分に接合させるためには、基板上の導電性回路表面に予めハンダ薄層を形成させておき、ハンダペーストまたはフラックスを印刷し、所定の電子部品を位置決め載置した後、ハンダ薄層またはハンダ薄層及びハンダペーストをリフローさせ、ハンダ接続させるのが一般的である。

また最近では電子製品の小型化のためハンダ回路基板にはファインピッチ化が要求され、ファインピッチの部品、例えば０．３ｍｍピッチのＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）タイプのＬＳＩ、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）、０．１５ｍｍピッチのＦＣ（Ｆｌｉｐ Ｃｈｉｐ）などが多く搭載されている。このため、ハンダ回路基板には、ファインピッチ対応の精細なハンダ回路パターンが要求されている。

プリント配線板にハンダ膜によるハンダ回路を形成するためには、メッキ法、ＨＡＬ（ホットエアーレベラ）法、あるいはハンダ粉末のペーストを印刷しリフローする方法などが行われている。しかし、メッキ法によるハンダ回路の製造方法は、ハンダ層を厚くするのが困難であり、ＨＡＬ法、ハンダペーストの印刷による方法は、ファインピッチパターンへの対応が困難である。

そのため、回路パターンの位置合わせ等の面倒な操作を必要とせずハンダ回路を形成する方法として、プリント配線板の導電性回路表面に、粘着性付与化合物を反応させることにより粘着性を付与し、該粘着部にハンダ粉末を付着させ、次いで該プリント配線板を加熱し、ハンダを溶解してハンダ回路を形成する方法が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１で開示された方法により、簡単な操作で微細なハンダ回路パターンを形成させ、信頼性の高い回路基板を提供することが可能となったが、この方法では乾式でハンダ粉末を回路基板に付着させるため、静電気により粉末が余分な部分に付着したり、粉末の飛散等が生じて、回路基板のファイン化の妨げとなったり、また粉末を効率に利用できないといった問題点があった。そのため本願発明者は、ハンダ粉末を含むスラリー中にプリント配線板を浸漬し、粘着性を付与した導電性回路表面にハンダ粉末を湿式プロセスで付着させる方法を出願している（例えば、特許文献２参照。）。

特開平７−７２４４号公報 特願２００５−９４６２２号明細書

ハンダ粉末を含むスラリー中にプリント配線板を浸漬し、粘着性を付与した導電性回路表面にハンダ粉末を付着させる方式の場合、ハンダ粉はスラリー中で浮力を受けるため乾式の場合に比べその付着力が低くなる。そのため、ハンダ粉末の付着に際して、ハンダ粉末を含むスラリーの吐出装置を用いて、スラリーに圧力を加え、ハンダ粉を粘着性を付与した回路部分に強固に付着させる方法が考えられる。しかしながら、この方法では、スラリー中のハンダ粉が、吐出装置内のポンプ等の機械部品により潰され、その形状がくずれることにより、ハンダ粉末の付着が不均一となる問題があった。

本願発明はこの問題点を解決し、ハンダ粉末の形状がくずれることがなく、均一に付着させることができ、より微細な回路パターンを実現できるハンダ回路基板のハンダ層の形成方法およびハンダ粉末を含むスラリーの吐出装置を提供することを目的とする。

本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意努力検討した結果、本発明に到達した。即ち本発明は、以下に関する。
（１） プリント配線板上の導電性回路表面にハンダ粉末を含むスラリーをタンク内から吐出し、前記回路表面にハンダ粉末を付着させ、加熱することにより該回路表面にハンダ層を形成する方法において、前記スラリーをスラリーのタンク内の圧力によって吐出することを特徴とするハンダ層を形成する方法。
（２） プリント配線板を液中に浸漬し、スラリーの吐出を液中で行うことを特徴とする上記（１）に記載のハンダ層を形成する方法。
（３） スラリーのタンク内の圧力を該タンクに気体または溶媒を送出入することによって調整することを特徴とする上記（１）または（２）に記載のハンダ層を形成する方法。

（４） プリント配線板上の導電性回路表面に粘着性を付与し、該粘着部にハンダ粉末を含むスラリーを吐出させてハンダ粉末を付着させ、次いで該プリント配線板を加熱し、ハンダを溶融してハンダ回路を形成する方法に用いるハンダ粉末を含むスラリーの吐出装置であって、該装置はスラリーを貯えるタンクにスラリーの吐出管及びタンク内の圧力を調整する気体または溶媒の送入管が取り付けられていることを特徴とするハンダ粉末を含むスラリーの吐出装置。
（５） 気体又は溶媒の送入管にポンプ及び／又は開閉バルブが設置されていることを特徴とする上記（４）に記載のスラリーの吐出装置。

（６） プリント配線板上の導電性回路表面に粘着性を付与し、該粘着部にハンダ粉末を含むスラリーを吐出させてハンダ粉末を付着させ、次いで該プリント配線板を加熱し、ハンダを溶融してハンダ回路を形成する方法に用いるハンダ粉末を含むスラリーの吐出装置であって、該吐出装置は、スラリーを貯えるタンク、該タンクに設けられたスラリーの吐出・吸引管、該タンクにスラリーを貯えるための気体または溶媒の吸引管、及びタンクに貯えられたスラリーを吐出・吸引管から放出するための気体または溶媒の送入管が設けられていることを特徴とするハンダ粉末を含むスラリーの吐出装置。
（７） 気体または溶媒の吸引管及び送入管にポンプ及び／または開閉バルブが設置されていることを特徴とする上記（６）に記載のハンダ粉末を含むスラリーの吐出装置。

（８） プリント配線板上の導電性回路表面に粘着性を付与し、該粘着部にハンダ粉末を含むスラリーを吐出させてハンダ粉末を付着させ、次いで該プリント配線板を加熱し、ハンダを溶融してハンダ回路を形成する方法に用いるハンダ粉末を含むスラリーの吐出装置であって、該吐出装置は、スラリーを貯えるタンク、該タンクに設けられたスラリーの吐出・吸引管、該タンクにスラリーを貯えるためのスラリー吸引用及びタンクに貯えられたスラリーを吐出・吸引管から放出するための気体または溶媒の送出入管が設けられ、かつ気体または溶媒の送出入管がタンクに設けられている位置の下部にハンダ粉末を通過させないフィルターが設けられていることを特徴とするハンダ粉末を含むスラリーの吐出装置。

（９） 気体または溶媒の送出入管に気体または溶媒の吸引及び送入が可能なポンプ及び／又は開閉バルブが設けられていることを特徴とする上記（８）に記載のハンダ粉末を含むスラリーの吐出装置。

本発明によるハンダ粉末を含むスラリーの吐出装置にを用いてハンダ回路基板を形成した場合、吐出装置から供給されるハンダ粉末の形状が均一であるため、微細なハンダ回路パターンを安定して形成することが可能となった。特に、微細な回路パターンにおいても、ハンダ層の厚さが均一となり、隣接する回路パターン間でのハンダ金属による短絡が減少する効果が得られ、ハンダ回路基板の信頼性が著しく向上した。また本発明のハンダ回路基板のハンダ層の形成方法により、電子部品を実装した回路基板の小型化と高信頼性化が実現でき、優れた特性の電子機器を提供することが可能となった。

本発明の対象となるプリント配線板は、プラスチック基板、プラスチックフィルム基板、ガラス布基板、紙基質エポキシ樹脂基板、セラミックス基板等に金属板を積層した基板、あるいは金属基材にプラスチックあるいはセラミックス等を被覆した絶縁基板上に、金属等の導電性物質を用いて回路パターンを形成した片面プリント配線板、両面プリント配線板、多層プリント配線板あるいはフレキシブルプリント配線板等である。その他、ＩＣ基板、コンデンサ、抵抗、コイル、バリスタ、ベアチップ、ウェーハ等への適用も可能である。

本発明は、上記プリント配線板上の導電性回路表面を、粘着性付与化合物と反応させることにより粘着性を付与し、該粘着部にハンダ粉末を付着させ、次いで該プリント配線板を加熱し、ハンダを溶融して回路基板にハンダ層を形成する方法である。

回路を形成する導電性物質としては、ほとんどの場合銅が用いられているが、本発明ではこれに限定されず、後述する粘着性付与物質により表面に粘着性が得られる導電性の物質であればよい。これらの物質として、例えば、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｎｉ−Ａｕ、ハンダ合金等を含む物質が例示できる。

本発明で用いることが好ましい粘着性付与化合物としては、ナフトトリアゾール系誘導体、べンゾトリアゾール系誘導体、イミダゾール系誘導体、べンゾイミダゾール系誘導体、メルカプトべンゾチアゾール系誘導体及びべンゾチアゾールチオ脂肪酸等が挙げられる。これらの粘着性付与化合物は特に銅に対しての効果が強いが、他の導電性物質にも粘着性を付与することができる。

本発明においては、べンゾトリアゾール系誘導体は一般式（１）で表される。

（但し、Ｒ１〜Ｒ４は、独立に水素原子、炭素数が１〜１６、好ましくは、５〜１６のアルキル基、アルコキシ基、Ｆ、Ｂｒ、Ｃｌ、Ｉ、シアノ基、アミノ基またはＯＨ基を表す。）

ナフトトリアゾール系誘導体は一般式（２）で表される。

（但し、Ｒ５〜Ｒ１０は、独立に水素原子、炭素数が１〜１６、好ましくは、５〜１６のアルキル基、アルコキシ基、Ｆ、Ｂｒ、Ｃｌ、Ｉ、シアノ基、アミノ基またはＯＨ基を表す。）

イミダゾール系誘導体は一般式（３）で表される。

（但し、Ｒ１１、Ｒ１２は、独立に水素原子、炭素数が１〜１６、好ましくは、５〜１６のアルキル基、アルコキシ基、Ｆ、Ｂｒ、Ｃｌ、Ｉ、シアノ基、アミノ基またはＯＨ基を表す。）

べンゾイミダゾール系誘導体は一般式（４）で表される。

（但し、Ｒ１３〜Ｒ１７は、独立に水素原子、炭素数が１〜１６、好ましくは、５〜１６のアルキル基、アルコキシ基、Ｆ、Ｂｒ、Ｃｌ、Ｉ、シアノ基、アミノ基またはＯＨ基を表す。）

メルカプトべンゾチアゾール系誘導体は一般式（５）で表される。

（Ｒ１８〜Ｒ２１は、独立に水素原子、炭素数が１〜１６、好ましくは、５〜１６のアルキル基、アルコキシ基、Ｆ、Ｂｒ、Ｃｌ、Ｉ、シアノ基、アミノ基またはＯＨ基を表す。）

べンゾチアゾールチオ脂肪酸系誘導体は一般式（６）で表される。

（但し、Ｒ２２〜Ｒ２６は、独立に水素原子、炭素数が１〜１６、好ましくは、１または２のアルキル基、アルコキシ基、Ｆ、Ｂｒ、Ｃｌ、Ｉ、シアノ基、アミノ基またはＯＨ基を表す。）

これらの化合物のうち、一般式（１）で示されるべンゾトリアゾール系誘導体としてはＲ１〜Ｒ４は、一般には炭素数が多いほうが粘着性が強い。
一般式（３）及び一般式（４）で示されるイミダゾール系誘導体及びべンゾイミダゾール系誘導体のＲ１１〜Ｒ１７においても、一般に炭素数の多いほうが粘着性が強い。
一般式（６）で示されるべンゾチアゾールチオ脂肪酸系誘導体においては、Ｒ２２〜Ｒ２６は炭素数１または２が好ましい。

本発明では、該粘着性付与化合物の少なくとも一つを水または酸性水に溶解し、好ましくはｐＨ３〜４程度の微酸性に調整して用いる。ｐＨの調整に用いる物質としては、導電性物質が金属であるときは塩酸、硫酸、硝酸、リン酸等の無機酸をあげることができる。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。該粘着性付与化合物の濃度は厳しく限定はされないが溶解性、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質量％〜２０質量％の範囲内の濃度が使用しやすい。これより低濃度にすると粘着性膜の生成が不十分となり、性能上好ましくない。

処理温度は室温よりは若干加温したほうが粘着性膜の生成速度、生成量が良い。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℃〜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〜３０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。

なおこの場合、溶液中に銅をイオンとして３０〜１０００ｐｐｍを共存させると、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。

処理すべきプリント配線板は、ハンダ不要の導電性回路部分をレジスト等で覆い、回路パターンの部分のみが露出した状態にしておき、粘着性付与化合物溶液で処理するのが好ましい。

ここで使用する前述の粘着性付与化合物溶液にプリント配線板を浸漬するか、または溶液を塗布すると、導電性回路表面が粘着性を示す。

本願発明では、導電性回路表面の粘着部にハンダ粉末を含むスラリーの吐出方法及びその方法に用いる装置に特徴を有する。回路表面の粘着部にハンダ粉末を付着させる場合、スラリー中にプリント配線板を浸漬してハンダ粉末を付着させる方法が考えられるが、前述したように、ハンダ粉末はスラリー中で浮力を受けるため乾式の場合に比べその付着力が低くなる。また吐出管にポンプやバルブを設けるとハンダ粉末がこわれる欠点がある。
そのため、本願発明は、ハンダ粉末の付着に際して、吐出管にポンプやバルブを設けず、スラリーをタンク内の圧力によって吐出する方法及びその方法に用いる装置である。これによってスラリーに圧力を加え、ハンダ粉を粘着性を付与した回路部分に強固に付着させることができる。

この場合の圧力の調整はタンク内に空気等の気体あるいは水等のスラリーの分散溶媒を送出入させれことにより行うことができる。即ち、圧力を上げたければ気体等を送入すればよく、下げる場合は気体等を抜き出せばよい。スラリーの吐出口の圧力はタンク内の液の高さと液上の気体圧力よって決まる。この圧力によってスラリーの吐出速度を制御できる。
本願発明で、ハンダ粉を回路部分に付着させるに際し、プリント配線板を水中に浸した状態で、スラリーを回路部分に吐出して行っても良い。この方法を採用した場合、吐出されたスラリー中のハンダ粉で、回路部分に付着しなかったものを、固化させずに効率的に回収することができる。
本願発明の、ハンダ粉末を含むスラリーの吐出装置は、図１に示すように、スラリー３（図１でスラリーは、タンク中で、ハンダ粉末部分と溶媒部分に分離している。）を貯えるタンク１、該タンクに設けられたスラリーの吐出管２、その吐出口２’、タンクに接続されている空気等の気体あるいは溶媒の送入管７，その送入管に設けられ、タンクに貯えられたスラリーを吐出口から放出するためのポンプ４または開閉バルブ５を有している。６はタンク１に、ハンダ粉末を含むスラリーを供給するための供給口である。

図１に示した装置では、供給口６からタンク１に導入されたスラリーを、ポンプ４および開閉バルブ５により供給する圧搾空気、または、スラリーを構成する溶媒により、タンク１を加圧することにより、スラリー吐出口２から放出する。すなわち、本構造のスラリー吐出装置によれば、スラリー中に含まれるハンダ粉末は、ポンプまおよび開閉バルブの何れも経由しないため、ハンダ粉末がポンプや開閉バルブの機械部分により押しつぶされることがなく、形状の安定したハンダ粉末を供給することが可能となる。

また本願発明の、ハンダ粉末を含むスラリーの吐出装置は、図２に示すように、スラリーを貯えるタンク２１、該タンクに設けられたスラリーの吐出とスラリーの吸引の共通に用いるスラリーの吐出・吸引管２２、該吐出・吸引管２２からスラリーを吸引しタンク２１に貯えるための空気等の吸引管２７，吸引管に設けられた第１のポンプ２３および開閉バルブ２４、タンクに貯えられたスラリーを吐出口から放出するための空気等の送入管２８，送入管に設けられた第２のポンプ２５および開閉バルブ２６を有している。

本構造の装置では、吐出・吸引管２２からタンク２１に導入されたスラリーを、第２のポンプ２５および第２の開閉バルブ２６により供給する圧搾空気、または、スラリーを構成する溶媒により、タンク２１を加圧することにより、スラリーの吐出・吸引管２２の管口２２’から放出できる。
上記した本構造のスラリー吐出装置によれば、タンク内に蓄積されるスラリー中に含まれるハンダ粉末は、ポンプまおよび開閉バルブの何れも経由しないため、ハンダ粉末がポンプや開閉バルブの機械部分により押しつぶされることがなく、形状の安定したハンダ粉末を供給することが可能となる。

また、図２に記載した構造のハンダ粉末を含むスラリーの吐出装置を、図３に示すように、空気等の吸引管、送入管、これらに設けられる第１のポンプおよび第１の開閉バルブと、第２のポンプおよび第２の開閉バルブとを、空気等の送出入管３６、ポンプ３１およびバルブ３２として共通にして設け、さらにタンク内のハンダ粉末を通過させないフィルター３３を設けた構造とすることができる。フィルターは送出入管３６がタンクに取付けられている位置の下部に設ける。これによってハンダ粉末がポンプ３１，バルブ３２を通過することがない。この装置では、スラリーの吐出・吸引管３４の吐出・吸引口３４’からのスラリーの吸引および吐出操作を、ポンプ３１の動作を反転させることにより行うことができ、またタンク３５に蓄積されたハンダ粉末が、ポンプ３１および開閉バルブ３２に流入して、ハンダ粉末がポンプや開閉バルブの機械部分により押しつぶされることがない。よって本構造の装置によっても、形状の安定したハンダ粉末を供給することが可能となる。

以上の吐出装置を用いることにより、プリント配線板上の導電性回路表面に粘着性を付与し、該粘着部にハンダ粉末を含むスラリーの吐出装置を用いてハンダ粉末を付着させ、次いで該プリント配線板を加熱し、ハンダを溶融してハンダ回路を形成する方法において、付着させるハンダ粉末を、吐出装置内のポンプまたは開閉バルブの何れも経由させないハンダ回路の形成方法を実現することができる。

本願発明に用いるハンダ粉末を含むスラリーは、液体中のハンダ粉末の濃度は、好ましくは０．５体積％〜１０体積％の範囲内、より好ましくは、３体積％〜８体積％の範囲内とする。

本願発明に用いるハンダ粉末を含むスラリーは、その溶媒として、水を用いるのが好ましい。また水によりハンダ粉末が酸化するのを防ぐため、脱酸素した水を用いたり、水に防錆剤を添加するのが好ましい。

本発明の処理方法は前述したハンダプリコート回路基板のみならず、ＢＧＡ（ボール・グリッド・アレイ）やＣＳＰ（チップ・サイズ・パッケージ）接合用等のバンプ形成しても有効に使用できるものであり、これらは本発明のハンダ回路基板に当然含まれるものである。

本発明のハンダ回路基板の製造方法に使用するハンダ粉末の金属組成としては、例えばＳｎ−Ｐｂ系、Ｓｎ−Ｐｂ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ｐｂ−Ｂｉ系、Ｓｎ−Ｐｂ−Ｂｉ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ｐｂ−Ｃｄ系が挙げられる。また最近の産業廃棄物におけるＰｂ排除の観点から、Ｐｂを含まないＳｎ−Ｉｎ系、Ｓｎ−Ｂｉ系、Ｉｎ−Ａｇ系、Ｉｎ−Ｂｉ系、Ｓｎ−Ｚｎ系、Ｓｎ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｓｂ系、Ｓｎ−Ａｕ系、Ｓｎ−Ｂｉ−Ａｇ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｇｅ系、Ｓｎ−Ｂｉ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｃｕ−Ｓｂ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｚｎ系、Ｓｎ−Ｃｕ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ｂｉ−Ｓｂ系、Ｓｎ−Ｂｉ−Ｓｂ−Ｚｎ系、Ｓｎ−Ｂｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｓｂ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｓｂ−Ｚｎ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｚｎ系、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系が好ましい。

上記の具体例としては、Ｓｎが６３質量％、Ｐｂが３７質量％の共晶ハンダ（以下６３Ｓｎ／３７Ｐｂと表す。）を中心として、６２Ｓｎ／３６Ｐｂ／２Ａｇ、６２．６Ｓｎ／３７Ｐｂ／０．４Ａｇ、６０Ｓｎ／４０Ｐｂ、５０Ｓｎ／５０Ｐｂ、３０Ｓｎ／７０Ｐｂ、２５Ｓｎ／７５Ｐｂ、１０Ｓｎ／８８Ｐｂ／２Ａｇ、４６Ｓｎ／８Ｂｉ／４６Ｐｂ、５７Ｓｎ／３Ｂｉ／４０Ｐｂ、４２Ｓｎ／４２Ｐｂ／１４Ｂｉ／２Ａｇ、４５Ｓｎ／４０Ｐｂ／１５Ｂｉ、５０Ｓｎ／３２Ｐｂ／１８Ｃｄ、４８Ｓｎ／５２Ｉｎ、４３Ｓｎ／５７Ｂｉ、９７Ｉｎ／３Ａｇ、５８Ｓｎ／４２Ｉｎ、９５Ｉｎ／５Ｂｉ、６０Ｓｎ／４０Ｂｉ、９１Ｓｎ／９Ｚｎ、９６．５Ｓｎ／３．５Ａｇ、９９．３Ｓｎ／０．７Ｃｕ、９５Ｓｎ／５Ｓｂ、２０Ｓｎ／８０Ａｕ、９０Ｓｎ／１０Ａｇ、９０Ｓｎ／７．５Ｂｉ／２Ａｇ／０．５Ｃｕ、９７Ｓｎ／３Ｃｕ、９９Ｓｎ／１Ｇｅ、９２Ｓｎ／７．５Ｂｉ／０．５Ｃｕ、９７Ｓｎ／２Ｃｕ／０．８Ｓｂ／０．２Ａｇ、９５．５Ｓｎ／３．５Ａｇ／１Ｚｎ、９５．５Ｓｎ／４Ｃｕ／０．５Ａｇ、５２Ｓｎ／４５Ｂｉ／３Ｓｂ、５１Ｓｎ／４５Ｂｉ／３Ｓｂ／１Ｚｎ、８５Ｓｎ／１０Ｂｉ／５Ｓｂ、８４Ｓｎ／１０Ｂｉ／５Ｓｂ／１Ｚｎ、８８．２Ｓｎ／１０Ｂｉ／０．８Ｃｕ／１Ｚｎ、８９Ｓｎ／４Ａｇ／７Ｓｂ、８８Ｓｎ／４Ａｇ／７Ｓｂ／１Ｚｎ、９８Ｓｎ／１Ａｇ／１Ｓｂ、９７Ｓｎ／１Ａｇ／１Ｓｂ／１Ｚｎ、９１．２Ｓｎ／２Ａｇ／０．８Ｃｕ／６Ｚｎ、８９Ｓｎ／８Ｚｎ／３Ｂｉ、８６Ｓｎ／８Ｚｎ／６Ｂｉ、８９．１Ｓｎ／２Ａｇ／０．９Ｃｕ／８Ｚｎなどが挙げられる。また本発明に用いるハンダ粉末として、異なる組成のハンダ粉末を２種類以上混合したものでもよい。

ハンダ粉末の粒径を変えることで形成されるハンダ膜厚を調整できることから、ハンダ粉末の粒径は形成するハンダコート厚から選定される。たとえば日本工業規格（ＪＩＳ）には、ふるい分けにより６３〜２２μｍ、４５〜２２μｍ及び３８〜２２μｍ等の規格が定められている粉末や、８０μｍ以上のボール等から選択する。本発明のハンダ粉末の平均粒径測定には通常、ＪＩＳにより定められた、標準ふるいと天秤による方法を用いることができる。また、この他にも顕微鏡による画像解析や、エレクトロゾーン法によるコールターカウンターでも行うことができる。コールターカウンターについては「粉体工学便覧」（粉体工学会編、第２版ｐ１９〜ｐ２０）にその原理が示されているが、粉末を分散させた溶液を隔壁にあけた細孔に通過させ、その細孔の両側で電気抵抗変化を測定することにより粉末の粒径分布を測定するもので、粉径の個数比率を再現性良く測定することが可能である。本発明のハンダ粉末の平均粒径は上述の方法を用いて定めることができる。

本発明で作製したハンダ回路基板は、電子部品を載置する工程と、ハンダをリフローして電子部品を接合する工程とを含む電子部品の実装方法に好適に用いることができる。例えば本発明で作製したハンダ回路基板の、電子部品の接合を所望する部分に、印刷法等でハンダペーストを塗布し、電子部品を載置し、その後加熱してハンダペースト中のハンダ粉末を溶融し凝固させることにより電子部品を回路基板に接合することができる。

ハンダ回路基板と電子部品の接合方法（実装方法）としては、例えば表面実装技術（ＳＭＴ）を用いることができる。この実装方法は、まず本発明方法またはハンダペーストを印刷法によりハンダ回路基板を準備する。例えば回路パターンの所望する箇所に塗布する。次いで、本発明方法によりハンダを付着またはリフローしたチップ部品やＱＦＰなどの電子部品を回路パターンハンダペースト上に載置し、リフロー熱源により一括してハンダ接合をする。リフロー熱源には、熱風炉、赤外線炉、蒸気凝縮ハンダ付け装置、光ビームハンダ付け装置等を使用することができる。

本発明のリフローのプロセスはプレヒートが温度１３０〜１８０℃、好ましくは、１３０〜１５０℃、プレヒート時間が６０〜１２０秒、好ましくは、６０〜９０秒、リフローは温度が用いる合金の融点に対し＋２０〜＋５０℃、好ましくは、合金の融点に対し＋２０〜＋３０℃、リフロー時間が３０〜６０秒、好ましくは、３０〜４０秒である。

上記のリフロープロセスを窒素中でも大気中でも実施することが可能である。窒素リフローの場合は酸素濃度を５体積％以下、好ましくは０．５体積％以下とすることで大気リフローの場合よりハンダ回路へのハンダの濡れ性が向上し、ハンダボールの発生も少なくなり安定した処理ができる。

この後、ハンダ回路基板を冷却し表面実装が完了する。この実装方法による電子部品接合物の製造方法においては、プリント配線基板の両面に接合を行ってもよい。なお、本発明の電子部品の実装方法に使用することができる電子部品としては、例えば、ＬＳＩ、抵抗器、コンデンサ、トランス、インダクタンス、フィルタ、発振子・振動子等があげられるが、これらに限定されるものではない。

以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（実施例）
最小電極間隔が５０μｍ、電極径が８０μｍのプリント配線板を作製した。導電性回路には銅を用いた。

粘着性付与化合物溶液として、一般式（３）のＲ１２のアルキル基がＣ₁₁Ｈ₂₃、Ｒ１１が水素原子であるイミダゾール系化合物の２質量％水溶液を、酢酸によりｐＨを約４に調整して用いた。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前記プリント配線板を３分間浸漬し、銅回路表面に粘着性物質を生成させた。

ハンダ粉末を含むスラリーは、９６．５Ｓｎ／３．５Ａｇの、平均粒径７０μｍのハンダ粉末（ハンダ粉末の平均粒径の測定には、マイクロトラックを用いた。）を、約２０ｇと、脱酸素した純水約１００ｇとを混合して製造した。
ハンダ粉末を含むスラリーの吐出装置は、図２に示す構造の装置を用いた。
上記製造したハンダ粉末を含むスラリーを、図２のスラリーの吐出・吸引管口２２より、開閉バルブ２４を開放して、タンク２１内に吸引した。その後粘着性を付与した基板上に吐出口２２’をセットし、今度は開閉バルブ２６を開放しハンダ粉末を含むスラリーを基板の回路が覆われるように吐出した。
その後基板上にある余分なハンダ粉末を純水で洗い流し、基板を乾燥させた。
洗い流した粉末は回収し、再度ハンダ粉末の付着に使用した。
このプリント配線板を２４０℃のオーブンに入れ、ハンダ粉末を溶融し、銅回露出部上に厚さ約５０μｍの９６．５Ｓｎ／３．５Ａｇハンダバンプを形成した。なお、ハンダ回路には、ブリッジ等は一切発生しなかった。

基板上の金属露出部に粘着性を付与し、該粘着部にハンダ粉末を付着させ、次いで該プリント配線板を加熱し、ハンダを溶解してハンダ回路を形成する電子回路基板の製造方法において、微細な回路パターンにおいても隣接する回路パターン間でのハンダ金属による短絡が減少する効果が得られ、信頼性が著しく向上した電子回路基板を製造することが出来た。この結果、微細な回路パターンを有し信頼性の高い電子部品を実装した回路基板の小型化と高信頼性化が実現でき、電子回路基板、高信頼性、高実装密度を実現できる電子部品を実装した回路基板、優れた特性の電子機器を提供することが可能となった。

本願発明のハンダ粉末を含むスラリーの吐出装置の一例である。 本願発明のハンダ粉末を含むスラリーの吐出装置の一例である。 本願発明のハンダ粉末を含むスラリーの吐出装置の一例である。

符号の説明

１ タンク
２ スラリーの吐出管
２’ スラリーの吐出口
３ スラリー
３’ 溶媒
４ ポンプ
５ 開閉バルブ
６ スラリーの供給口
７ 空気等の送入管
２１ タンク
２２ スラリーの吐出・吸引管
２２’ スラリーの吐出・吸引管口
２３ 第１のポンプ
２４ 開閉バルブ
２５ 第２のポンプ
２６ 開閉バルブ
２７ 空気等の吸引管
２８ 空気等の送入管
３１ ポンプ
３２ バルブ
３３ フィルター
３４ スラリーの吐出・吸引管
３４’ スラリーの吐出吸引管口
３５ タンク
３６ 空気等の送出入管

Claims (6)

1. プリント配線板上の導電性回路表面にハンダ粉末を含むスラリーをタンク内から吐出し、前記回路表面にハンダ粉末を付着させ、加熱することにより該回路表面にハンダ層を形成する方法において、タンクに設けられた気体又は溶媒の吸引管からタンク内の気体又は溶媒を吸引することにより、タンクに設けられたスラリーの吐出・吸引管を通してスラリーをタンク内に吸引し、次いで気体又は溶媒の送入管からタンク内に気体又は溶媒を送入することにより、スラリーを前記スラリーの吐出・吸引管から吐出することを特徴とする導電性回路表面にハンダ層を形成する方法。
2. プリント配線板を液中に浸漬し、スラリーの吐出を液中で行うことを特徴とする請求項１に記載の導電性回路表面にハンダ層を形成する方法。
3. プリント配線板上の導電性回路表面に粘着性を付与し、該粘着部にハンダ粉末を含むスラリーを吐出させてハンダ粉末を付着させ、次いで該プリント配線板を加熱し、ハンダを溶融してハンダ回路を形成する方法に用いるハンダ粉末を含むスラリーの吐出装置であって、該吐出装置は、スラリーを貯えるタンク、該タンクに設けられたスラリーの吐出・吸引管、該タンクに前記スラリーの吐出・吸引管を通してスラリーを貯えるための気体または溶媒の吸引管、及びタンクに貯えられたスラリーを前記スラリーの吐出・吸引管から吐出するための気体または溶媒の送入管が設けられていることを特徴とするハンダ粉末を含むスラリーの吐出装置。
4. 気体または溶媒の吸引管及び送入管に気体または溶媒の吸引及び送入が可能なポンプ及び／又は開閉バルブが設置されていることを特徴とする請求項３に記載のハンダ粉末を含むスラリーの吐出装置。
5. プリント配線板上の導電性回路表面に粘着性を付与し、該粘着部にハンダ粉末を含むスラリーを吐出させてハンダ粉末を付着させ、次いで該プリント配線板を加熱し、ハンダを溶融してハンダ回路を形成する方法に用いるハンダ粉末を含むスラリーの吐出装置であって、該吐出装置は、スラリーを貯えるタンク、該タンクに設けられたスラリーの吐出・吸引管、該タンクに前記スラリーの吐出・吸引管を通してスラリーを貯えるための気体または溶媒のタンク内からの吸引とタンクに貯えられたスラリーを前記スラリーの吐出・吸引管から吐出するためのタンク内への気体または溶媒の送入とを行う共通の送出入管が設けられ、かつ気体または溶媒の送出入管がタンクに設けられている位置の下部にハンダ粉末を通過させないフィルターが設けられていることを特徴とするハンダ粉末を含むスラリーの吐出装置。
6. 気体または溶媒の送出入管に気体または溶媒の吸引及び送入が可能なポンプ及び／又は開閉バルブが設けられていることを特徴とする請求項５に記載のハンダ粉末を含むスラリーの吐出装置。

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