JPH05226825A - 半田コート回路基板 - Google Patents
半田コート回路基板Info
- Publication number
- JPH05226825A JPH05226825A JP5723692A JP5723692A JPH05226825A JP H05226825 A JPH05226825 A JP H05226825A JP 5723692 A JP5723692 A JP 5723692A JP 5723692 A JP5723692 A JP 5723692A JP H05226825 A JPH05226825 A JP H05226825A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solder
- pad
- solder layer
- ionization tendency
- metal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- 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
Landscapes
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 パッド２上に部品リードの半田付けに必要な
厚さの半田層３を有する半田コート回路基板において、
前記半田層３が有機酸鉛塩と錫粉との置換反応により析
出させた半田からなり、パッド２の長さＬと幅Ｗが（Ｌ
／Ｗ）＜10なる関係にあるもの。 【効果】 回路基板のパッド上に、有機酸鉛塩と錫粉と
の置換反応により半田層を形成する場合に、特に全部品
の一括リフロー実装を行うのに必要な厚さの半田層を確
実に、かつ一様な厚さに形成できる。このためオープン
不良等のない信頼性の高い部品実装が行える。
厚さの半田層３を有する半田コート回路基板において、
前記半田層３が有機酸鉛塩と錫粉との置換反応により析
出させた半田からなり、パッド２の長さＬと幅Ｗが（Ｌ
／Ｗ）＜10なる関係にあるもの。 【効果】 回路基板のパッド上に、有機酸鉛塩と錫粉と
の置換反応により半田層を形成する場合に、特に全部品
の一括リフロー実装を行うのに必要な厚さの半田層を確
実に、かつ一様な厚さに形成できる。このためオープン
不良等のない信頼性の高い部品実装が行える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、パッド上に部品リード
の半田付けに必要な厚さの半田層を有する半田コート回
路基板に関するものである。
の半田付けに必要な厚さの半田層を有する半田コート回
路基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、回路基板に表面実装部品を実装す
るには、パッド上に印刷方式によりクリーム半田をコー
トした後、その上に部品のリードを載せ、その後加熱し
てクリーム半田を溶融させることにより半田付けしてい
る。しかし最近、部品リードの配列ピッチの微細化に伴
い、パッドの配列ピッチも微細化してきており、パッド
の配列ピッチが0.5 mm以下になると、クリーム半田の印
刷が困難になり、ブリッジ等の半田付け不良が多発する
という問題が生じている。
るには、パッド上に印刷方式によりクリーム半田をコー
トした後、その上に部品のリードを載せ、その後加熱し
てクリーム半田を溶融させることにより半田付けしてい
る。しかし最近、部品リードの配列ピッチの微細化に伴
い、パッドの配列ピッチも微細化してきており、パッド
の配列ピッチが0.5 mm以下になると、クリーム半田の印
刷が困難になり、ブリッジ等の半田付け不良が多発する
という問題が生じている。
【０００３】またＴＡＢ等のファインパターン部品の回
路基板への実装方法としては、パッド上に電解メッキま
たは無電解メッキにより半田層を形成し、その上に部品
のリードを載せ、その上から加熱治具等を押しつけて半
田付けするいわゆるギャングボンディング法も公知であ
る。しかしこの方法は半田層の形成に問題がある。すな
わち電解メッキにより半田層を形成するためには各パッ
ドに通電用の配線を引き回す必要があり、回路高密度化
の妨げとなるだけでなく、その配線の形成と除去が面倒
であり、また半田層をある程度厚く形成するためにはメ
ッキ処理に時間がかかる。
路基板への実装方法としては、パッド上に電解メッキま
たは無電解メッキにより半田層を形成し、その上に部品
のリードを載せ、その上から加熱治具等を押しつけて半
田付けするいわゆるギャングボンディング法も公知であ
る。しかしこの方法は半田層の形成に問題がある。すな
わち電解メッキにより半田層を形成するためには各パッ
ドに通電用の配線を引き回す必要があり、回路高密度化
の妨げとなるだけでなく、その配線の形成と除去が面倒
であり、また半田層をある程度厚く形成するためにはメ
ッキ処理に時間がかかる。
【０００４】一方無電解メッキでは、半田層を厚く形成
することが困難であり、0.5 mm以下の微細なピッチのＱ
ＦＰ（クワッドフラットパッケージ）やＴＣＰ（テープ
キァリアパッケージ）等と、従来の部品との一括リフロ
ー接合による部品リードの半田付けに必要な厚さの半田
層を実用レベルで形成することはできない。
することが困難であり、0.5 mm以下の微細なピッチのＱ
ＦＰ（クワッドフラットパッケージ）やＴＣＰ（テープ
キァリアパッケージ）等と、従来の部品との一括リフロ
ー接合による部品リードの半田付けに必要な厚さの半田
層を実用レベルで形成することはできない。
【０００５】また回路基板のパッド上に半田層を形成す
る方法として、半田合金成分のうちイオン化傾向の小さ
い金属の有機酸塩（例えば有機酸鉛塩）とイオン化傾向
の大きい金属の粉末（例えば錫粉）との置換反応を利用
する方法が公知である（特開平1-157796号公報）。
る方法として、半田合金成分のうちイオン化傾向の小さ
い金属の有機酸塩（例えば有機酸鉛塩）とイオン化傾向
の大きい金属の粉末（例えば錫粉）との置換反応を利用
する方法が公知である（特開平1-157796号公報）。
【０００６】この方法は、例えば有機酸鉛塩と錫粉を主
成分とするペースト状半田析出組成物を回路基板のパッ
ド領域にベタ塗り状に塗布して、加熱すると、有機酸鉛
塩と錫粉の置換反応によりパッド上に半田合金が選択的
に析出するという現象を利用したものである。この方法
によると、パッドの配列ピッチが0.5 mm以下でも、ブリ
ッジを生じさせることなく、しかも短時間で半田層を形
成することができる。
成分とするペースト状半田析出組成物を回路基板のパッ
ド領域にベタ塗り状に塗布して、加熱すると、有機酸鉛
塩と錫粉の置換反応によりパッド上に半田合金が選択的
に析出するという現象を利用したものである。この方法
によると、パッドの配列ピッチが0.5 mm以下でも、ブリ
ッジを生じさせることなく、しかも短時間で半田層を形
成することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしこの方法は、有
機酸鉛塩と錫粉との置換反応によりパッド上に半田を析
出させるものであるため、析出する半田層の形状がパッ
ドの形状に大きく左右される。通常、パッドの長手方向
に均一な厚さの半田層を設けようとする場合、その半田
層はパッドの幅Ｗの 0.1〜0.3 倍の厚さに限定される。
機酸鉛塩と錫粉との置換反応によりパッド上に半田を析
出させるものであるため、析出する半田層の形状がパッ
ドの形状に大きく左右される。通常、パッドの長手方向
に均一な厚さの半田層を設けようとする場合、その半田
層はパッドの幅Ｗの 0.1〜0.3 倍の厚さに限定される。
【０００８】その理由は、溶融した半田の表面張力に起
因しており、半田層の厚さをパッド幅Ｗの0.1 倍以下に
すべくペースト状半田析出組成物の供給量を少なくして
パッド上に半田を析出させると、表面張力により半田層
がパッド長手方向でいくつかに分割されてしまい、いわ
ゆる「くびれ」が発生し、また半田層の厚さをパッド幅
Ｗの 0.3倍以上にすべくペースト状半田析出組成物の供
給量を多くしてパッド上に半田を析出させると、局部的
に半田層の厚さが大きくなってしまい、いわゆる「ふく
れ」が発生するためである。これらの半田層の厚さのバ
ラツキは部品実装時にリード浮き（オープン不良）等が
発生する原因となり、大きな問題であった。
因しており、半田層の厚さをパッド幅Ｗの0.1 倍以下に
すべくペースト状半田析出組成物の供給量を少なくして
パッド上に半田を析出させると、表面張力により半田層
がパッド長手方向でいくつかに分割されてしまい、いわ
ゆる「くびれ」が発生し、また半田層の厚さをパッド幅
Ｗの 0.3倍以上にすべくペースト状半田析出組成物の供
給量を多くしてパッド上に半田を析出させると、局部的
に半田層の厚さが大きくなってしまい、いわゆる「ふく
れ」が発生するためである。これらの半田層の厚さのバ
ラツキは部品実装時にリード浮き（オープン不良）等が
発生する原因となり、大きな問題であった。
【０００９】一方、高密度実装回路基板への微細ピッチ
(0.5mmピッチ以下) 部品の接合方法としては、ＴＡＢ等
で用いられているギャングボンディング（ヒートツール
による熱圧着）法が一般的である。また最近ではレーザ
ーによる接合も試みられている。しかしこれらの接合方
法は個別実装方式であるため、微細ピッチ部品と従来の
部品とを別々の方式（例えば前者はヒートツール、後者
はリフロー炉）で加熱接合する必要が生じ、設備コスト
がかかり、また製造工程が煩雑になる欠点があった。
(0.5mmピッチ以下) 部品の接合方法としては、ＴＡＢ等
で用いられているギャングボンディング（ヒートツール
による熱圧着）法が一般的である。また最近ではレーザ
ーによる接合も試みられている。しかしこれらの接合方
法は個別実装方式であるため、微細ピッチ部品と従来の
部品とを別々の方式（例えば前者はヒートツール、後者
はリフロー炉）で加熱接合する必要が生じ、設備コスト
がかかり、また製造工程が煩雑になる欠点があった。
【００１０】そこで微細ピッチ部品と従来の部品を一括
してリフロー炉で加熱し、接合する方法が提唱されてい
る。この方式は回路基板の微細ピッチ部品搭載用パッド
には半田を前もってコートしておき、他の従来部品搭載
用パッドにはクリーム半田を印刷し、全部品を搭載し、
一括してリフロー炉等で加熱、接合するものである。こ
の場合、微細ピッチ部品搭載用パッドには予め部品リー
ドのＺ軸方向のバラツキ以上の厚さの半田をコートして
おかなければ、半田が溶融して部品リードが半田中に沈
み込んでも半田に接触しないリードが残り、オープン不
良が発生する。
してリフロー炉で加熱し、接合する方法が提唱されてい
る。この方式は回路基板の微細ピッチ部品搭載用パッド
には半田を前もってコートしておき、他の従来部品搭載
用パッドにはクリーム半田を印刷し、全部品を搭載し、
一括してリフロー炉等で加熱、接合するものである。こ
の場合、微細ピッチ部品搭載用パッドには予め部品リー
ドのＺ軸方向のバラツキ以上の厚さの半田をコートして
おかなければ、半田が溶融して部品リードが半田中に沈
み込んでも半田に接触しないリードが残り、オープン不
良が発生する。
【００１１】ところが部品が微細化するにつれてパッド
幅Ｗはますます小さくなっているため、前述した半田層
の厚さの上限（パッド幅の0.3 倍）では、全てのリード
を確実に半田接合すること（オープン不良ゼロ）はでき
ないという問題がある。
幅Ｗはますます小さくなっているため、前述した半田層
の厚さの上限（パッド幅の0.3 倍）では、全てのリード
を確実に半田接合すること（オープン不良ゼロ）はでき
ないという問題がある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記のような
課題を解決した半田コート回路基板を提供するもので、
その構成は、図１に示すように、絶縁基板１上に銅箔の
パターンエッチング等により形成されたパッド２上に、
部品リードの半田付けに必要な厚さの半田層３を形成す
る場合に、半田層３を半田合金成分のうちイオン化傾向
の小さい金属の有機酸塩とイオン化傾向の大きい金属の
粉末（以下、有機酸鉛塩と錫粉の組み合わせで説明す
る）の置換反応により析出させることとし、パッド２の
長さＬと幅Ｗが（Ｌ／Ｗ）＜10なる関係にあるようにし
たものである。
課題を解決した半田コート回路基板を提供するもので、
その構成は、図１に示すように、絶縁基板１上に銅箔の
パターンエッチング等により形成されたパッド２上に、
部品リードの半田付けに必要な厚さの半田層３を形成す
る場合に、半田層３を半田合金成分のうちイオン化傾向
の小さい金属の有機酸塩とイオン化傾向の大きい金属の
粉末（以下、有機酸鉛塩と錫粉の組み合わせで説明す
る）の置換反応により析出させることとし、パッド２の
長さＬと幅Ｗが（Ｌ／Ｗ）＜10なる関係にあるようにし
たものである。
【００１３】
【作用】このようにすると、従来のものが図２に示すよ
うにパッド２の長さＬ方向において半田層３の厚さが一
様であるのに対して、図１のようにパッド２の長さＬ方
向の中央部が最大厚さとなるように盛り上がった半田層
３が得られる。この形状においては各パッドとも均一に
パッド幅Ｗの0.3 倍以上の厚さを持った半田層３が形成
できる。これは溶融半田の表面張力によるものである。
うにパッド２の長さＬ方向において半田層３の厚さが一
様であるのに対して、図１のようにパッド２の長さＬ方
向の中央部が最大厚さとなるように盛り上がった半田層
３が得られる。この形状においては各パッドとも均一に
パッド幅Ｗの0.3 倍以上の厚さを持った半田層３が形成
できる。これは溶融半田の表面張力によるものである。
【００１４】これに対し（Ｌ／Ｗ）＞10なるパッドに、
厚さがパッド幅Ｗの0.3 倍以上の半田層を形成しようと
すると、図３のように局部的に半田層３の厚さが厚くな
るふくれＡが発生する。このふくれＡの発生箇所が各パ
ッドで全て一定であれば問題ないが、実際には不特定な
箇所に発生することが多く、部品接合時にオープン不良
等の問題を生じる。なおパッドの長さＬおよび幅Ｗは搭
載する部品のリードピッチ、リード形状を勘案して前記
の関係に設計される。
厚さがパッド幅Ｗの0.3 倍以上の半田層を形成しようと
すると、図３のように局部的に半田層３の厚さが厚くな
るふくれＡが発生する。このふくれＡの発生箇所が各パ
ッドで全て一定であれば問題ないが、実際には不特定な
箇所に発生することが多く、部品接合時にオープン不良
等の問題を生じる。なおパッドの長さＬおよび幅Ｗは搭
載する部品のリードピッチ、リード形状を勘案して前記
の関係に設計される。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
【００１６】実施例１ 0.3 mmピッチＱＦＰ型 160ピンの部品を実装するための
銅パッド列を有する回路基板を製作した。各パッドの長
さＬは 900μm 、幅Ｗは150 μm 、すなわち（Ｌ／Ｗ）
＝６とした。また部品のリードのＺ軸方向の最大バラツ
キは50μm であった。
銅パッド列を有する回路基板を製作した。各パッドの長
さＬは 900μm 、幅Ｗは150 μm 、すなわち（Ｌ／Ｗ）
＝６とした。また部品のリードのＺ軸方向の最大バラツ
キは50μm であった。
【００１７】この銅パッド列に有機酸鉛塩と錫粉を主成
分とするペースト状半田析出組成物を 500μm の厚さに
塗布し、215 ℃で２分間加熱した。その後、残渣をトリ
クロロエタンで洗浄し、パッド上の半田層の厚さを測定
したところ、各パッドとも70μm であった。その後、こ
の半田コート銅パッド上にＲＭＡ系フラックスを塗布
し、前記ＱＦＰ型部品を搭載し、リフロー炉にてリード
を加圧せずに加熱して、半田付け接続を行った。その結
果、リードが半田より浮いているオープン不良は一切発
生しなかった。
分とするペースト状半田析出組成物を 500μm の厚さに
塗布し、215 ℃で２分間加熱した。その後、残渣をトリ
クロロエタンで洗浄し、パッド上の半田層の厚さを測定
したところ、各パッドとも70μm であった。その後、こ
の半田コート銅パッド上にＲＭＡ系フラックスを塗布
し、前記ＱＦＰ型部品を搭載し、リフロー炉にてリード
を加圧せずに加熱して、半田付け接続を行った。その結
果、リードが半田より浮いているオープン不良は一切発
生しなかった。
【００１８】実施例２ 銅パッド列の各パッドの長さＬを 1.5mm、幅Ｗを 160mm
とした（Ｌ／Ｗ＝9.5)こと以外は実施例１と同じ条件で
半田層を形成した後、パッド上の半田層の厚さを測定し
たところ、各パッドとも60μm であった。その後、実施
例１と同様にＱＦＰ型部品を半田付け接続した結果、オ
ープン不良は一切発生しなかった。
とした（Ｌ／Ｗ＝9.5)こと以外は実施例１と同じ条件で
半田層を形成した後、パッド上の半田層の厚さを測定し
たところ、各パッドとも60μm であった。その後、実施
例１と同様にＱＦＰ型部品を半田付け接続した結果、オ
ープン不良は一切発生しなかった。
【００１９】比較例１ 銅パッド列の各パッドの長さＬを２mmとした（Ｌ／Ｗ＝
13.3）こと以外は実施例１と同じ条件で半田層を形成し
た。その結果、各パッドとも長さ方向の不特定の箇所に
ふくれが発生した。この回路基板に実施例１と同じ部品
を同じ方法で搭載し半田付け接続を行ったところ、一部
のリードとパッドが半田付けされないオープン不良が発
生した。
13.3）こと以外は実施例１と同じ条件で半田層を形成し
た。その結果、各パッドとも長さ方向の不特定の箇所に
ふくれが発生した。この回路基板に実施例１と同じ部品
を同じ方法で搭載し半田付け接続を行ったところ、一部
のリードとパッドが半田付けされないオープン不良が発
生した。
【００２０】比較例２ 比較例１と同じ回路基板に、ふくれが発生しない最大の
厚さ 300μm でペースト状半田析出組成物を塗布し、実
施例１と同じ条件で半田層を形成したところ、半田層の
厚さは各パッドとも45μm （パッド幅Ｗ＝150 μm の0.
3 倍）であった。この回路基板に実施例１と同じ部品を
同じ方法で搭載し半田付け接続を行ったところ、比較例
１と同様に一部のリードとパッドが半田付けされないオ
ープン不良が発生した。
厚さ 300μm でペースト状半田析出組成物を塗布し、実
施例１と同じ条件で半田層を形成したところ、半田層の
厚さは各パッドとも45μm （パッド幅Ｗ＝150 μm の0.
3 倍）であった。この回路基板に実施例１と同じ部品を
同じ方法で搭載し半田付け接続を行ったところ、比較例
１と同様に一部のリードとパッドが半田付けされないオ
ープン不良が発生した。
【００２１】比較例３ 銅パッド列の各パッドの長さＬを 1.5mm、幅Ｗを 140mm
とした（Ｌ／Ｗ＝11）こと以外は実施例１と同じ条件で
半田層を形成した。その結果、各パッドとも長さ方向の
不特定の箇所にふくれが発生した。この回路基板に実施
例１と同じ部品を同じ方法で搭載し半田付け接続を行っ
たところ、一部のリードとパッドが半田付けされないオ
ープン不良が発生した。
とした（Ｌ／Ｗ＝11）こと以外は実施例１と同じ条件で
半田層を形成した。その結果、各パッドとも長さ方向の
不特定の箇所にふくれが発生した。この回路基板に実施
例１と同じ部品を同じ方法で搭載し半田付け接続を行っ
たところ、一部のリードとパッドが半田付けされないオ
ープン不良が発生した。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、回
路基板のパッド上に、半田合金成分のうちイオン化傾向
の小さい金属の有機酸塩とイオン化傾向の大きい金属の
粉末との置換反応により半田層を形成する場合に、特に
部品の一括リフロー実装を行うのに必要な厚さの半田層
を確実に、かつ一様な厚さに形成できる。このためオー
プン不良等のない信頼性の高い部品実装が行える利点が
ある。
路基板のパッド上に、半田合金成分のうちイオン化傾向
の小さい金属の有機酸塩とイオン化傾向の大きい金属の
粉末との置換反応により半田層を形成する場合に、特に
部品の一括リフロー実装を行うのに必要な厚さの半田層
を確実に、かつ一様な厚さに形成できる。このためオー
プン不良等のない信頼性の高い部品実装が行える利点が
ある。
【図１】 本発明に係る半田コート回路基板のパッド部
分を示す斜視図。
分を示す斜視図。
【図２】 従来の半田コート回路基板のパッド部分を示
す斜視図。
す斜視図。
【図３】 従来の半田コート回路基板のパッドに過剰の
半田が供給された場合を示す斜視図。
半田が供給された場合を示す斜視図。
１：絶縁基板 ２：パッド ３：半田層 Ａ：ふくれ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小原 裕一 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内 (72)発明者 布施 憲一 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内 (72)発明者 河野 政直 兵庫県加古川市野口町水足671番地の４ ハリマ化成株式会社中央研究所内 (72)発明者 入江 久夫 兵庫県加古川市野口町水足671番地の４ ハリマ化成株式会社中央研究所内 (72)発明者 隈元 聖史 兵庫県加古川市野口町水足671番地の４ ハリマ化成株式会社中央研究所内 (72)発明者 藤原 孝浩 兵庫県加古川市野口町水足671番地の４ ハリマ化成株式会社中央研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】パッド上に部品リードの半田付けに必要な
厚さの半田層を有する半田コート回路基板において、前
記半田層が半田合金成分のうちイオン化傾向の小さい金
属の有機酸塩とイオン化傾向の大きい金属の粉末との置
換反応により析出させた半田からなり、パッドの長さＬ
と幅Ｗが（Ｌ／Ｗ）＜10なる関係にあることを特徴とす
る半田コート回路基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5723692A JPH05226825A (ja) | 1992-02-12 | 1992-02-12 | 半田コート回路基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5723692A JPH05226825A (ja) | 1992-02-12 | 1992-02-12 | 半田コート回路基板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05226825A true JPH05226825A (ja) | 1993-09-03 |
Family
ID=13049906
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5723692A Pending JPH05226825A (ja) | 1992-02-12 | 1992-02-12 | 半田コート回路基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05226825A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007073617A (ja) * | 2005-09-05 | 2007-03-22 | Tamura Seisakusho Co Ltd | 電極構造体、実装用基板及び突起電極並びにこれらの製造方法 |
-
1992
- 1992-02-12 JP JP5723692A patent/JPH05226825A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007073617A (ja) * | 2005-09-05 | 2007-03-22 | Tamura Seisakusho Co Ltd | 電極構造体、実装用基板及び突起電極並びにこれらの製造方法 |
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