JPH05161992A - 入り子形はんだシート - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】プリント基板の，主として微細かつ多数のはん
だ付けパッド上に，所望厚さのはんだを供給すること。
特にリペア用微細はんだを供給すること。 【構成】薄い銅箔等の入り子をパッドと照合するパター
ンにエッチングし，それにはんだめっきしたキャリアテ
ープを製造し，それをパッド上に重ねて必要部を切断，
加圧加熱してはんだ付けする構造と，シートの構成，供
給方法を提供する。 【効果】本方法により製作したはんだコートを使用する
することにより，微細かつ多数のはんだ付けパッドを有
する場合の微細はんだの一括供給，特にリペア用はんだ
の一括供給が容易になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】電子機器の高密度，小形，高性能
化に対してもっともドライビングフォースとなっている
のはＬＳＩパッケージの多ピン，狭ピッチ化である。本
発明はこのようなＬＳＩパッケージのはんだ付けを行う
プリント基板の，微細面積を有するはんだ付けパッド
に，所望厚さでかつ良質なはんだを供給する方法に関
し，特にリペア向けに最適である。

【０００２】

【従来の技術】上記はんだ付けパッドのメタライズ方法
は，２つのフェイズがある。そのひとつは，最初から基
板の必要部を所定厚さにメタライズにする方法で，他の
ひとつは一旦はんだ付けしたあとに要求されるリペアを
目的にするメタライズ方法とである。前者に対しては多
様な方法が用いられてきた。例えば（１）はんだの電気
めっき（２）溶融はんだに浸漬して，これを引き上げな
がら熱風を吹き付ける方法（はんだレベラー）で，この
方法は当初，基板を垂直に引き上げる設備として開発さ
れた。またこの方法は，スルホールを有するプリント基
板にリード付き部品を挿入して溶融はんだ槽上に浮かべ
てはんだ付けする方法に対して，薄いはんだコートを施
す技術として開発されたものである。しかしながら，い
わゆる表面実装が採用されるようになって，リード挿入
するはんだ付けと混合した形態のプリント基板メタライ
ズ方法として利用されるようになり，コート厚さの不均
一さなどが，製造上の欠点になってきた。たとえばスル
ホール内にはんだが充填すると部品挿入ができないため
に，熱風を強くしてスルホール内からはんだを除去する
が，これによって表面実装用のパッド上ではんだが極端
に薄くなって，はんだぬれ性の劣る金属間化合物層しか
残らなくなる欠点があった。一方では基板を引上げる時
に重力によるはんだの落下で，コート厚さのむらが生じ
るなどの欠点があった。これを改良するため，最近はい
わゆる水平型レベラーが開発され，例えば特開昭６３−
９１８８，「プリント基板を半田処理する方法」（米国
テレダイン社）や特開平２−１４８８８３（９０−６−
７），「プリント回路板を半田付するシステム」（米国
テレダイン社）にその装置が提案されている。

【０００３】（３）他の方法としては，錫めっきした上
に鉛の酢酸塩の溶液を塗布し加熱しながら置換反応を起
こさせることによってはんだメタライズする，いわゆる
無電解めっき方法が，特開昭６４−１１９８０，「無電
解めっき法」（古河電気工業，播磨化成工業）及び特開
平１−１５７７９６，「半田析出方法」（古河電気工
業，播磨化成工業）に提案されている。この方法は最
近，錫めっきの代わりに微細な錫の粒子を上記の鉛の酢
酸塩の溶液中に混合する方法に転じているが，その理由
は錫めっき厚さの制御が困難なためである。このほか
に，（４）はんだペースト印刷後のリフロー（５）蒸着
等，はんだメタライズ等の方法等従来から知られている
はんだ供給方法は多く，それぞれ実用化上の利点・欠点
を有しながら使用されている。しかるに，上記の方法を
微細パッド上のメタライズ，特に所定厚さを有する微細
量のはんだ供給方法として利用する場合には，前述の多
くの方法について，その厚さばらつきが大きく，またそ
の断面形状が円弧状になることによる実用上の悪影響が
顕著である。

【０００４】次にこの方法は，後者のリペア用途には不
向きである。この目的には，予めはんだ付けした部品を
除去し，パッド上のはんだを平らに均した後，所望厚さ
のはんだを局部的に供給する必要がある。この目的に
は，公知のＴＣＰ（ＴａｐｅＣａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋ
ａｇｅ）に用いるスプロケット付きの透明キャリアフィ
ルムテープ（ポリイミドほか）を搬送母材として，その
上にはんだとはぬれにくい剥離容易な薄い金属をコート
し，これに所望のパターンのはんだをめっきしたものが
提案されている（特公平３−４１２７３，「はんだシー
トおよび製造方法，ＩＢＭ，ＵＳＡ１０５０４，ＮＹ，
Ｂｏｘ３７２，ＩＤ２）。この提案は，はんだ厚さが１
０−６５μｍであるが，その形成には公知の電気めっき
を，またはんだマスクとしてはドライフィルム−レジス
トを採用している。したがって，該請求の範囲は本質的
に「はんだには直ちにぬれない表面エネルギーをゆうす
る導電性の，主として薄い金属フィルムに，弱くはんだ
を接着すること」にある。

【０００５】

【発明が解決しょうとする課題】しかしながら上記の特
公平３−４１２７３に示す方法では，はんだとはぬれに
くい剥離容易な薄い金属をコートの製作方法がキーポイ
ントで，そのためには高価な蒸着やＣＶＤ技術を採用し
なければならない。またはんだとはぬれにくい薄い金属
がはんだの上に残存すると，はんだ付け時のぬれ性を阻
害する恐れがある。そこで以下には製作容易で，かつは
んだぬれ性にすぐれたはんだシートの製造方法とそれを
使用したはんだ付け構造を提供する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は，多様なパッド
形状について前記の欠陥を改善するために，比較的簡単
な方法でもってパッドの上にはんだを供給する方法なら
びに構造，部品はんだ付け部の構造を提供するにある。

【０００７】

【作用】本発明により，微細ピッチかつ多数のパッド上
に所望厚さのはんだを，必要な時期に供給して，信頼性
の高いはんだ付け構造を得ることが可能になる。

【０００８】

【実施例】本発明の実施例１の構成を図１（断面図）に
ついて説明する。図は入り子形はんだシートを基板５の
パッド４の上に仮固定した状態を示している。１は入り
子材であり，２および３は入り子材の両面に電気めっき
でコートしたはんだ（代表的にはＰｂ−６３ｗｔ％共晶
組成）である。

【０００９】入り子材は銅合金箔を用い，厚さの一実施
例は１８μｍ，はんだコート厚さは２０−３０μｍとす
る。入り子材の材質は，はんだとのぬれ性に優れ，かつ
適切な剛性を有するならば銅合金箔である必要はなく，
はんだにぬれ安く，できれば生成する金属間化合物層が
強固な材料を選べば良い。例えばＮｉ合金であってもよ
い。またはんだ厚さは任意である。

【００１０】またパッド上への仮固定はシートをパッド
上に位置合わせした後に，パッド上部を加熱可能かつナ
イフエツジを有する押し圧ヘッドを用いて加圧・加熱
し，該ヘッド下部のはんだコートを溶融ないし半溶融状
態にすると同時に周辺を切断することで達成できる。

【００１１】本発明の実施例２を図２（断面図）につい
て説明する。この図は，パッド４の上にはんだ６が残っ
ていた場合を示していて，実施例１の仮固定方法により
生成した状態を示す。このような場合にも，入り子形は
んだシートにより局部的にはんだを供給できる。

【００１２】図３は，実施例１および２の実施後に，部
品を搭載し，はんだ付けした後の断面を示す。部品リー
ド８と入り子材１との間にははんだ７が，パッド４と入
り子材１との間にははんだ７’が介在した入り子構造の
はんだ付け構造を得るとともに，該入り子材１の周辺に
はんだフィレットが形成される。したがって，入り子材
が露出することはない。

【００１３】入り子形はんだシートの構造と製造方法を
図４に示す。この実施例３において，ＴＣＰ用に用いる
スプロケット付きキャリアテープとしてポリイミドテー
プ９を搬送母材とし，銅箔をエッチングして基板のパッ
ド幅に相当するパターン１０に形成，その後必要な銅箔
長さを残してその両周辺部を耐熱性を有するソルダーレ
ジスト１１，１１’でコーティングする。ただし上記の
銅箔は本発明の説明に必要なパッド部を除いて図示を省
略してあるが，極薄の銅箔をキャリアテープに接着し，
これを所望のパターンにエッチングで形成する公知の方
法によるため，レジストでコーテイグされていない裸銅
の個所が分離されないパターンに形成することは当然で
ある。この一連の方法は，公知の方法による。しかる
後，露出した銅箔パターン部１０に電気めっきを施し，
その両面にＰｂ−Ｓｎ共晶組成のはんだをコートする。
はんだの組成は，Ｐｂ−Ｓｎ共晶組成に限定する必要は
ないが，その後のはんだ付け作業ならびに接続寿命の面
から見て，Ｐｂ−Ｓｎ共晶組成がもっとも適している。
図５は，該シートから所望のパターンに形成したはんだ
部のみを切断した形状を示していて，銅箔が１８μｍ，
はんだ厚さが上下とも３０μｍの場合に，ピッチ８０μ
ｍを得る。銅箔やはんだ厚さを薄くすれば，ピッチを減
少できることは言う迄もない。

【００１４】リペア向けの場合に，実施例３に述べたキ
ャリアフィルムのスプロットは本質的に不要である。な
ぜなら，フィルムを供給しようとする周辺には，背の高
い部品が配置されていたり，リペアしようとする部品に
近接して他の部品が配置されていることすが多い。そこ
で上記のスプロケットを使用すると，フィルムをたわま
せる必要が生じるため，実際には１ケおき程度にしか使
えない。一般にプリント基板上には部品アライメント用
の認識マークを有する。そこで本実施例４はスプロケッ
トの代わりに上記認識マークに対抗した図６に示すよう
な開口部１２をキャリアフィルムに設けた。またその外
辺にはフィルムを供給，加圧・加熱するためのツールに
保持するための開口部１３を設けている。これらのスプ
ロケットに代わる開口部は，パターン内容や寸法につい
てその形状，配置を最適ならしめる必要があるが，その
内容は本発明の主張するところではない。

【００１５】図７は，ツールによる加圧切断を容易にす
るため，使用する長さの銅箔部を残してその両側の幅を
狭めた実施例５で，使用部の幅１００μｍに対して，そ
の両端を６０μｍとした場合を表す。この形状の決定に
はパッド幅，長さ等により強度を損なう恐れに対処して
若干の試行が必要がある。

【００１６】実施例６において，入り子形はんだの個々
のパッドに対応する部分をツールで保持する場合に，磁
気を有するＦｅ−Ｎｉ系合金を入り子材にも用いる。ツ
ールに磁気材料を使用することにより，加圧切断したあ
との保持を容易にするし，実施例６の方法で一旦パッド
側に固着した後には容易にツールを除去できる利点を有
している。なお，ツールに消磁機構を設けることは，本
実施例から当然予測される方法である。

【００１７】

【発明の効果】本発明によれば，プリント基板の微細ピ
ッチのパッド列上に所望のはんだ量を容易に供給でき，
多ピン，狭ピッチの表面実装部品，なかんずくＬＳＩパ
ッケージのリードを高精度で搭載，はんだ付けできると
ともに，特にそのリペアが容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す断面図である。

【図２】本発明の第２の実施例を示す断面図である。

【図３】本発明の実施例によって得られる部品リードの
ハンダ付け部構造を示す断面図である。

【図４】入り子形はんだシートの構造と製造方法を示す
一実施例を示す図である。

【図５】本発明の実施例のひとつであるスプロケット付
きキャリアフィルムを用いた入り子形シートの構成を示
す平面図である。

【図６】部品アライメント用の認識マークを有する構造
を表わすシートの平面図である。

【図７】本発明の実施のための入り子形シートの切断を
容易にするための構成を示す平面図である。

【符号の説明】

１・・入り子材， ２・・上面のはんだコート， ３・・下面のはんだコート， ４・・パッド， ５・・基板， ６・・リペア時にパッドに残ったはんだ， ７・・部品リードをはんだ付けした後の入り子上のはん
だ， ７’・・部品リードをはんだ付けした後の入り子下のは
んだ， ８・・リード， ９・・スプロケット付きキャリアテープ， １０・・・使用する入り子部， １１・・ソルダレジスト， １２・・部品用位置合わせマーク用開口部， １３・・シートを保持するための吸着用開口部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プリント基板用はんだ付けパッド上にパッ
   ド幅に見合う寸法のはんだを供給するために，必要なパ
   ッドを有するパターン形状の入り子材の両面に所望厚さ
   のはんだをコートし，そのまま必要部を切断してパッド
   上に供給することを特徴とする入り子形はんだシート。
2. 【請求項２】請求項１において、入り子材が，磁性材料
   より構成されることを特徴とする入り子形はんだシー
   ト。