JPH04206682A - プリント配線板のはんだコーティング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、ホットエアレベリング法、またはソルダーコ
ート法を使用して、プリント配線板にはんだをコーティ
ングするプリント配線板のはんだコーティング方法に関
する。

〈従来の技術〉 従来、プリント配線板の製造工程において、導体表面を
保護し、部品実装時のはんだぬれ性を確保する目的で、
導体表面にはんだコーティングを行なう方法にホットエ
アレベリング法、またはソルダーコート法（以下ホット
エアレベリング法とのみ示す）がある。

この方法は、導体回路を作成したプリント配線板を溶融
はんだに浸漬し、次いでホットエアを吹きつけてはんだ
を再分布させるとともに、はんだの不要な部分を除去す
るという方法である。

そして、従来のホットエアレベリング法は、プリント配
線板をすず濃度５５〜７０％のすず一鉛系はんだに２３
０〜２４０℃で３〜５秒浸漬し、次イテ、温度１９０−
２３０℃、圧力１〜４１（ｇｆ’／ｃｍ２のホットエア
（または空気）を吹きつけ、その後、室温で放置してプ
リント配線板の冷却を行ない、はんだコーティングを行
なうというものである。

そして、溶融はんだの温度、浸漬時間、すず濃度はプリ
ンｊ・配線板への部品実装はんだ付けにおいて多く使わ
れる条件に近いものが使用されている。

また、ホットエアの温度はホットエアレベリングの溶融
はんだとはんだの共晶温度の間の温度が使用されている
。

さらに、ホットエアの圧力は、望ましいはんだコーティ
ング膜厚が得られる値に決定され、通常Ｉ　Ｋｇｆ’　
／ｃｍ　２以下では、はんだの不要な部分を除去できな
くなり、４Ｋｇｆ　／ｃｍ　２以上では、はんだ膜厚が
極めて薄くなるため、」二記の範囲で行なわれているの
か実情である。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、従来、ホットエアレベリング法によって
プリント配線板にはんだコーティングを行なったにもか
かわらず、部品実装の段階ではんだぬれ性か悪いことか
あり、そのためはんだ付は不良が多発するという問題点
が指摘されている。

この理由としては、種々考えられるが、主なものとして
は、ホットエアレベリング法を用いると、コーティング
したはんだの膜厚が不均一となり、はんだ膜厚の薄い部
分かてきやすいこと、および、プリント配線板が高温に
なることにより、Ｃｕ−３ｎ合金層（またはＣｕ−３ｎ
金属間化合物）の成長やはんだ等の酸化か起こるためで
あると考えられている。

本発明は、」−記の課題を解決するためになされたもの
で、本発明の目的とするところは、はんだぬれ性を向上
させることにより、はんだ接続における信頼性を著しく
高めたプリント配線板のはんだコーティング方法を提供
することにある。

く課題を解決するための手段〉 上記目的を達成するために、本発明は、プリント配線板
を溶融はんだに浸漬し、次いて空気を吹きつけてはんだ
を再分布させるとともに、はんだの不要な部分を除去す
るプリント配線板のはんだコーティング方法において、 前記溶融はんだの温度を１８３〜２２５℃、吹きつける
空気の温度を１００℃以下に設定するとともに、空気を
吹きつけた後、３０秒以内にプリント配線板を１００℃
以下の液体に浸漬して冷却することを特徴とする。

く作用〉 以上の構成から明らかなように、本発明方法によれば、
ホットエアレベリング時におけるプリント配線板の温度
を低くすることかでき、そのため、プリント配線板にコ
ーティングされたはんだの粘度が高くなり、コーティン
グされてから冷却されるまでの間はんだがより流動しに
くくなり、はんだ膜厚が均一化する作用がある。

また、高温状態におけるＣｕ−８ｎ合金層成長を抑制し
、はんだの組成が部分的に変化したり、Ｃｕ−８１重金
属か端子表面に露出することを抑制する作用がある。

さらに、高温状態におけるはんだとＣｎ−３ｎ合金層お
よび銅の酸化を抑制する作用がある。

このような作用により、最終的に部品実装時のはんだぬ
れ性を向上させることが可能となる〈実施例〉 以下、本発明方法について、実施例に基づき詳細に説明
する。

本発明方法の特徴を工程順に説明していくと、まず第１
に、溶融はんだの温度を従来の２３０〜２４０°Ｃに対
して、１８３〜２２５℃に設定したことが特徴である。

ここで、溶融はんだの温度は、すず−鉛系はんだの共晶
温度１８３℃から従来の使用温度の下限値２３０℃近く
までが使用でき、より低温の方が望ましい。

したがって、溶融はんだの温度を従来より低くすること
により、 （１）Ｃｕ−８ｎ合金層の成長が少なくなる。

（２）はんだとＣｕ−３ｎ合金層および銅の酸化が少な
くなる。

（３）はんだの粘度が大きくなり、空気吹きつけ時、お
よび吹きつけ後に、はんだがより流動しにくくなり、膜
厚が均一化する。

等の効果があると考えられる。

用いるはんだは、すず濃度５５〜７０％のすず−鉛系の
はんたて、特に従来と変える必要はない。

第２に、プリント配線板を溶融はんだに浸漬した後、過
剰のはんたを除去するために吹きつける空気を、従来の
温度１９０〜２３０℃、圧力１〜４Ｋｇｒ／Ｃｍ　２の
いわゆるホットエアに対し、温度１００℃以下、望まし
くは１０℃〜１００°Ｃ１圧力１〜４Ｋｇ１’　／Ｃｍ
　２の空気にしたことが特徴である。

このとき、空気の温度が低いほどプリント配線板の冷却
効果が大きく、１００℃以下で効果的であるが、１０℃
以下ではプリント配線板への熱衝撃が大きくなり、他の
不具合を発生するおそれがあるため、１０〜１００°Ｃ
がより望ましい。なお、圧力は特に従来と変える必要は
ない。

第３に、プリント配線板に空気を吹きつけて過剰のはん
だを除去した後、３０秒以内に１００℃以下、望ましく
は１０℃〜１００℃の液体に浸漬して冷却することが特
徴である。

ここで、プリント配線板の温度はホットエアレベリング
装置から取り出した後、自然冷却によって徐々に下がっ
ていくので、温度の高い取り出し直後に液体に浸漬する
と冷却効果が大きく、３０秒以」二経過すると効果か小
さくなる。

そのため、３０秒以内に冷却する必要がある。

液体の温度が低いはと、プリント配線板の冷却効果か大
きく、１００℃以下で効果的であるか、１０℃以下では
プリント配線板への熱衝撃か大きくなり、他の不具合を
発生するおそれがあるため、１０〜１００℃がより望ま
しい。なお、液体は一般的にはプリント配線板への化学
的作用か少なく、比熱が大きくてかつ安価な水が好適で
ある。

次に、本発明によるはんだコーティング方法を使用した
実施例について詳細に説明する。

実施例１ ０．６５ｍｍピッチＱＦＰ用の表面実装端子を有する両
面プリント配線板（日立化成工業（株）製）を、ソルダ
ーコーターＨ３Ｃ−６０１（大日本スクリーン製造（株
）製）にフラックスＷ−２２１（メック（株）製）、は
んだにＪＩＳ　　Ｚ　　３２８２によるＨ６３Ａ　（ソ
ルダーコート（株）製）を使用して、はんた浸漬を２３
０°Ｃ５５秒間、空気吹きつけを圧力３Ｋｇ１’　／Ｃ
ｍ　２て４０℃、３秒間行ない、１５秒後に２０°Ｃの
水槽に浸漬して１０分間冷却してはんだコーティングを
行なった。

その結果、Ｃｕ−５％合金層の厚さが０．５μｍ、Ｃｕ
−３％合金層を含めたはんだ膜厚の平均値が２．５μｍ
、標準偏差が１．０μｍであった。

そして、このプリント配線板に部品実装を行なった結果
、はんだぬれ不良になった表面実装端子数は全端子数の
０．１９６であった。

比較例１ 従来のホットエアレベリング法の典型的な方法として、
浸漬するはんだの温度を２３５℃にし、吹きつける空気
の温度を２２０℃にし、空気吹きつけ後、２０°Ｃの室
温で放置して、水槽での浸漬冷却は行なわなかった。

それ以外は実施例と同一の方法ではんだコーティングを
行なった。

その結果、Ｃｕ−３％合金層の厚さが１．２μｍ、Ｃｕ
−３％合金層を含めたはんだ膜厚の平均値が２．２μｍ
、標準偏差が２．５１ｚｍであった。

このプリント配線板に部品実装を行なった結果、はんだ
ぬれ不良になった表面実装端子数は全端子数の１５，３
％であった。

このように、実施例１と比較例１とを対比すれば、明ら
かなように、実施例１の方が比較例１に比べ、Ｃｕ−３
％合金層を薄くすることができ、かつ部品を実装した際
のはんだぬれ不良率を著しく減少させることができる。

〈発明の効果〉 以上説明した通り、本発明によるプリント配線板のはん
だコーティング方法によれば、はんだ付けを行なう端子
表面のはんだぬれ性を著しく向」ニさせることができ、
プリント配線板の部品実装において、はんだ付は不良率
の低下と、はんだ接続信頼性の向上に大きく寄与するこ
とができるという効果を有する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．プリント配線板を溶融はんだに浸漬し、次いで空気
   を吹きつけてはんだを再分布させるとともに、はんだの
   不要な部分を除去するプリント配線板のはんだコーティ
   ング方法において、 前記溶融はんだの温度を１８３〜２２５℃、吹きつける
   空気の温度を１００℃以下に設定するとともに、空気を
   吹きつけた後、３０秒以内にプリント配線板を１００℃
   以下の液体に浸漬して冷却することを特徴とするプリン
   ト配線板のはんだコーティング方法。