JPH0475772A

JPH0475772A - はんだ継手の製造方法

Info

Publication number: JPH0475772A
Application number: JP19147390A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Nishimura; 哲郎西村
Original assignee: NIPPON SUPERIASHIYA KK
Current assignee: NIPPON SUPERIASHIYA KK
Priority date: 1990-07-18
Filing date: 1990-07-18
Publication date: 1992-03-10

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、プリント基板などに高密度で半導体を表面実
装する際に、はんだ継手の信頼性を向上させるための製
造方法に関する。

〔従来の技術〕

半導体などの電子部品は、プリント基板に実装された状
態で利用される。そして従来の実装方法は、プリント基
板に予め穿設した孔にリード線を挿入ｊ〜、その部分を
はんだ付けするというリードスル一方式を採用していた
。（７かし、この方式では穿孔工程やリード線の挿入工
程など、はんだ付けの前工程を複数必要とし、時間効率
が悪い。従って、最近では面実装方式への変更が進んで
いる。

この面実装方式では、直径が２０〜５０μ位のはんだ粒
子と、粘りがあるフラックスを練り合わせたクリームは
んだ（練りはんだ）が多く用いられる。そして、この０
クリームはんだを接合箇所に対応させた透孔を有するス
テンレスまたはニッケル板のメタルマスクを用いて印刷
塗布し、あるいはデイスペンサーを用いて接合箇所に押
１−出し塗布し、この部分へフラックスの粘着力を利用
してリード線を仮止めする。続いてはんだ粒子を加熱溶
融してリード線を濡らすと共に、はんだ薄膜を形成し、
プリン１一基板とリード線とを接続するはんだ継手を構
成している。このよう６．て、最近の面実装方式では、
電子部品の実装効率を飛躍的Ｑこ向上させているのであ
る。

［発明が解決ｊ〜ようとする課題− ところで、上述したように面実装方式を採用すれば時間
効率は犬輻−二向上するが、はんだ継手として強度面で
の信顛性を確保することも同時に要求される。

ずなわち、フラックスに均一・にはんだ粒子を練り合わ
せた状態のクリ−１、はんだを加熱オれば、フラックス
が加熱分解してガスを発生ずる。このガスが適当に拡散
して表面から蒸発し、溶融したはんだ粒子同士が−・体
化し、て異物が残留：、／ない状態になれば強度面でも
問題はない。

１〜かし、現実には溶融はんだ内で発生したガスは自然
には拡散せず、ばんだ内部乙こ残留ガスムこよる多数の
穴が形成され、ボイドが発生ずることは避けられない。

また発生するガスのためにリード線の濡れが阻害され、
結果的に継手強度が低下ｊ７、熱および電気の伝導性が
悪化ｊ〜、質的信頼性を高めることができないという大
きな課題がある。さらにまた、フラックス中乙こ当初か
ら混在している異物が残留することもボイドの発生の原
因となる。

本発明では、面実装方式における継手の製造工程におい
て、新規な工程を追加することによってボイドの発生を
極力抑制し、信頼性の高い継手を製造するための方法を
提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明では上述した目的を達成するために、プリント基
板Ｑこクリームはんだを塗布し、電子部品のリード線を
所定の位置に仮固定した後に、リフローしてはんだを溶
融１〜、さらに冷却してはんだ継手を製造する方法にお
いて、上記リフロー中のピーク温度付近で溶融はんだに
対して振動を与えるという手段を用いることとした。

また、上述した構成のうち、振動を与える手段として、
プリン１一基板に対して機械的振動を与える振動機を用
いることによって問題を解決することとしている。

他方、別に振動を与える手段とし２で、スピーカから発
生ずる音波をプリン１一基板乙こ対ｊ７て放射すること
によって問題を解決しようよしている。

〔作　　　用〕

本発明乙こおいては、リフＩ７−中の加熱状態Ｃ５−お
いて、ピーク温度付近で溶融ばん水弟こ対（７て振すＪ
を与えるとい・う新規な手段を加えるご、と乙こよって
目的を達成しようとしているが、この振動は、ボイドの
原因となるフラ・ノクスの分解ガスや異物を溶融はんだ
表面から逃がす作用を行うものである。

また、機械的振動を与えるための振動椴番Ｊ１、プリン
ト基板を振動させ、その結果溶融はんだを振動させると
いう機能を行う。

さらに、スピーカから音波を発生させる手段では、プリ
ント基板、あるいは電子部品のリード線を共振させて溶
融はんだを振１Ｊさせ、さらには溶融はんだ自身を共振
させ、ガスなどを拡散さ（士るという機能を行うもので
ある。

Ｃ実　施　例〕以下、本発明の一実施例を添付した図面に従って詳述す
ると、第１図は振動を与λる手段と（−７て振動機を用
いたところを示す実施例、第２図は振動を与える手段と
してスピーカを用いたところを示す実施例である。

先ずｍ梳的振動を採用した第１図乙こおいて、１はプリ
ン［・基板、２は実装品である電子部品、３はそのリー
ド線、４はクリ−Ｊ、はんだ、あるいばりフローが進行
した場合には溶融はんだの部分、５は振動機である。振
動機５の構成としては、プリン１へ基板１を〜定周期で
小ハンマーで叩くものや、プリン１−基１１の表面に接
触し、一定周期で揺動するものが考えられる。ただし、
構成はこれらに限られず、プリント基板に一定の振動を
与えることができる公知の振動機であればよい。なお、
６は加熱のためのりフロー炉内の底面である。

次に、音波による共振を採用した第２図において、１０
はプリント基板１に対向して配置されたスピーカで、発
振器および増幅器によって設定された特定の周波数の音
波を発声する。そしてこの音波によってプリント基板１
、あるいは電子部品２を共振させ、または直接溶融はん
だ４を共振させるものである。プリンｌ−基板１や電子
部品２の大きさは、製品によ−って異なるため、共振周
波数も異なる。従って、発声周波数は可変にしておくこ
とが必要である。この第２実施例では、スピーカ１０か
らの音波乙こよってプリント基板１あるいは電子部品２
などの何れかを共振させればよいので、スピーカ１０を
リフロー炉内に設置せずに外部に設置することも可能で
あり、耐熱を考慮しなくともよくなった。

このように振動機によってプリント基板に振動を与える
ことで好結果を生ずる理由は、次の通りである。すなわ
ち、ボイドは−に述したように、主にフラツクスや、こ
れが分解して生成されるガスが溶融はんだ中に残留する
ことに起因するが、ガスは気体であるから比重ははんだ
の比重（約８〜９）に比べて非常に小さい。ところが、
溶融はんだは粘性が高く、たとえ比重の小さいガスであ
ってもその浮力よりも粘度が勝り、気泡状のガスははん
だ表面に逃げることができない。従って、溶融はんだの
粘度が一番低くなったときを見計らって、生成したガス
に浮力によってはんだ表面から拡散する機会を与えてや
れば、ボイドの発生を効果的に抑制できる志いうことに
着目し、振動という手段を採用したのである。また、振
動を与える前の溶融はんだは多数のはんだ粒子が溶融ｊ
−２だ状態であるから、はんだ同士がしっくりと一体化
（。

ていない部分もある。１〜かし、プリン［・基板などに
振動を与えると、溶融はんだにもその振動が伝達し、は
んだ同士の流動をよ＜１．て一体化が進み、理想のはん
だ薄膜を形成するのである。さらにまた、リード線の濡
れも、溶融はんだの流動によって改善されることになる
。ここで、振動周期乙ごついては、特別に限定的な範囲
はなく、溶融状態のはんだに流動性を与えることができ
ることが条件となる。

次に、振動を与えるタイミングについて詳述すると、上
述したように溶融はんだの粘度が低下していることが必
要となる。第３図にリフロー線図を示したが、ａはプレ
ヒート段階、ｂはヒート段階、Ｃはピーク温度５．ｄは
はんだの融点温度である。このリフロー中で、はんだの
融点温度ｄを越えた範囲でははんだが溶融した状態であ
るので、いつでも振動を与えて所定の効果を得ることが
できる。しかし、融点温度以上で、濡れが進行中のとき
よりも、フラツクスが活性で、かつはんだの表面張力が
最も低下しているピーク温度Ｃ付近で振動を与えるほう
が効果的である。この範囲でははんだの流動性が高く、
フラツクスの拡散性も高いからである。なお、振動を与
える時間はプリント基板のおおきさや、クリームはんだ
の量によって異なるが、数秒程度で十分である。

〔発明の効果〕

本発明では、面実装方式における通常のりフローに加え
て、リフロー中のピーク温度付近で溶融したはんだに対
して振動を与えるようにしたので、フラックスの異物や
ガスがはんだ表面から拡散し、溶融はんだ内に残留する
ことを抑制することができ、ボイドの発生を回避するこ
とができた。従って、時間効率の高い面実装方式を採用
しつつも、強度的にも優れた信軌性の高いはんだ継手を
製造することができるようになった。

また、振動を与える手段とし２て、プリン１一基板に対
して機械的振動を与える振動機を用いた場合には、確実
な処理ができるようになる。

さらに、振動を与える手段として、スピーカから発生ず
る音波をプリン）！板に対して放射する場合には、リフ
ロー炉の外部からの音波によって共振させることも可能
であるから、スピーカの耐熱を考慮することもなく、簡
単な工程とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法のための装置の概略図、第２図は別
の実施例のための装置の概略図、第３図は面実装方式に
よるリフロー線図である。尚、図中１・・・プリント基板、２・・・電子部品、３
・・・リード線、４・・・クリームはんだ（溶融はんだ
）、５・・・振動機、６・・・リフロー炉内の底面、１
０・・・スピーカ。　　　　　　　　　　　　　（以　
　上）特許出願人　　　株式会社日本スベリア社代理人
　弁理士　小　原　和　夫　外２名１・・・プリント基
板２・・・電子部品３・・・リード線４・・・クリームはんだ（溶融はんｆど）５・・・振動
機６・・・リフロー炉内の底面１０・・・スビ一カ

Claims

【特許請求の範囲】１、プリント基板にクリームはんだを塗布し、電子部品
のリード線を所定の位置に仮固定した後に、リフローし
てはんだを溶融し、さらに冷却してはんだ継手を製造す
る方法において、上記リフロー中のピーク温度付近で上
記溶融したはんだに対して振動を与えることを特徴とし
たはんだ継手の製造方法。２、振動を与える手段として、プリント基板に対して機
械的振動を与える振動機を用いた請求項１記載のはんだ
継手の製造方法。３、振動を与える手段として、スピーカから発声する音
波をプリント基板に対して放射することとした請求項１
記載のはんだ継手の製造方法。