JPH0537135A

JPH0537135A - プリント配線板の半田付け方法

Info

Publication number: JPH0537135A
Application number: JP18733791A
Authority: JP
Inventors: Yukio Matsuno; 幸男松野
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1991-07-26
Filing date: 1991-07-26
Publication date: 1993-02-12
Anticipated expiration: 2016-11-05
Also published as: JP3226298B2

Abstract

(57)【要約】【目的】良好な半田濡れ性による信頼性の高い電気的接
続とプリント配線板の良好な電気絶縁性を得られるプリ
ント配線板の半田付け方法を提供する。【構成】電子部品のプリント配線板への半田による実装
時に、塩素分等の活性化剤を含有したフラックスを使用
する。従って、半田の濡れ性が良好となって信頼性の高
い確実な電気的接続を得られる。部品実装後の洗浄工程
において、洗浄溶剤の活性端の吸着性によりフラックス
中の活性化剤を吸着し、その後に濯ぎ溶剤により活性化
剤を除去するので、プリント配線板の良好な電気絶縁性
を得ることができ、且つ経時劣化を防止することもでき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリント配線板に電子
部品を実装するための半田付け方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】斯かる半田付けにおいて重要なことは、
信頼性の高い確実な電気的接続を行うことの他に、部品
実装後のプリント配線板の清浄性である。即ち、プリン
ト配線板および実装電子部品に残存した不純物が高温、
高湿のもとに長時間さらされると、水分や酸素の影響を
受けて電気良導体となるために、プリント配線板の基材
樹脂の電気絶縁性を劣化させることになる。

【０００３】この電気絶縁性の劣化について詳述する
と、市販の多くのフラックスには、半田の濡れ性を高め
る目的で０．１〜０．３（ｗｔパーセント）程度の塩素
分を活性化剤として含有している。この活性化剤は半田
付け温度において銅の酸化物と反応してそれを有機酸塩
のような同溶性化合物に転化させ、銅面を清浄化して半
田が濡れ易くなる。ところが、このフラックスに含有し
ている塩素分は半田付け時の加熱により全部が塩素ガス
として分離せずに残存するので、この塩素分を含有した
フラックスの残渣が部品実装後のプリント配線板に存在
した場合、「図３」に示すように、プリント配線板１の
導体の＋側端子１ａと−側端子１ｃとの間にバイアスを
かけると、電解質である塩素イオンにより＋側端子１ｂ
から−側端子１ｃに向けて絶縁体１ａに銅粒子Ｇが移行
するマイグレーションが発生し易くなり、前述のように
プリント配線板１の絶縁性の劣化を招くことになる。こ
の絶縁性の劣化の実測結果を「図２」に示してあり、Ａ
で示す実線の曲線は、前述の塩素分を０．１〜０．３
（ｗｔパーセント）程度含有するフラックスの残渣が存
在するプリント配線板の電気絶縁抵抗値の経時劣化の特
性で、Ｂで示す破線の曲線は、無塩素タイプのフラック
スの残渣が存在するプリント配線板の電気絶縁抵抗値の
経時劣化の特性である。この両特性曲線の比較から明ら
かなように、フラックス中の塩素分が電気絶縁性に悪影
響を与えることを示している。

【０００４】そこで、従来のプリンは配線板への電子部
品の半田付けは、図４に示すような工程を経て行われ
る。ここでは、半田デイップ法による工程を例示してあ
り、先ず、同図（ａ）に示すように、塩素分を含有した
フラックス２内にプリント配線板１を浸漬した後に、所
要の電子部品（図示せず）を挿入したプリント配線板１
を同図（ｂ）に示すように溶融半田３上に浮かべ、所定
時間経過後に同図（ｃ）に示すようにプリント配線板１
を取り出すと、プリント配線板１に付着した半田３によ
り各電子部品が該プリント配線板１に半田付けされる。
その後に、同図（ｄ）に示すように、１，１，１トリク
ロロエタン（クロロセン）やフロン等の有機溶剤５をス
プレーノズル４から噴射させて実装後のプリント配線板
１を洗浄し、所要の除去物と共に塩素分を洗い落とす。
この洗浄作業は、前述の電気絶縁性の低下を防止するた
めに念入りに行われる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】然し乍ら、前述の洗浄
工程後のプリント配線板１上に残存する物質の例えばイ
オノグラフ法による定性・定量分析の結果、塩素分のロ
ジン系有機溶剤５に対する溶解性が良くないことが判っ
ている。これは、クロロセン系やフロン系の有機溶剤５
が主として非極性の物質を溶解する特性を有している
が、塩素分のような塩素イオン化し易い極性の物質の溶
解には適さないからである。従って、有機溶剤５による
洗浄を念入りに行っているにも拘わらず電気絶縁特性が
さほど良くならない問題がある。しかも、近年の国際的
なフロン規制およびクロロセン規制により、このような
有機溶剤５の使用にも問題がある。

【０００６】そこで、塩素分を全く含有しないフラック
スを用いた半田付けも行われている。この半田付け方法
を図５を参照して説明すると、同図（ａ）に示すように
塩素分を全く含有しないフラックス６内にプリント配線
板１を浸漬した後に、所要の電子部品を挿入したプリン
ト配線板１を同図（ｂ）に示すように溶融半田３上に浮
かべ、所定時間経過後に同図（ｃ）に示すようにプリン
ト配線板１を取り出すと、プリント配線板１に付着した
半田３により各電子部品が該プリント配線板１に半田付
けされる。ここで、プリント配線板１にはフラックス６
の残渣が存在するが、塩素分を全く含有しないことによ
り洗浄を行わない。

【０００７】ところで、前述の無洗浄で良好な結果を得
るためには、フラックス６の残渣が粘着的でないこ
と、非腐食性フラックスしか残らないこと、半田付
け歩留りが許容範囲内であること、フラックス６の残
渣が最小量で且つ無色であること、等の要件を満足する
ことが必要となる。このうち，の各要件は、フラッ
クス６の固形分の重量比、比重、塗布法および新鮮度の
各管理を各々厳重に行うことにより達成可能であるが、
，の各要件は互いに相反する条件である。即ち、
の要件の非腐食性のフラックスしか残らないということ
は、配線パターンに腐食を発生する活性化剤としての塩
素分を抜くことであり、この塩素含有量と半田濡れ性と
の関係は、塩素含有量が飽和点である一定値に達するま
では正の相関にあるため、半田濡れ性が悪くなって半田
付き性の悪さに帰結する。

【０００８】そこで、半田付き性を向上させるために、
例えば半田付け設定温度を上げ且つ半田付け時間を長く
するといったように半田付け条件を厳しくすれば、それ
がプリント配線板１に強い熱履歴となって残存し、それ
がその後のプリント配線板１の耐熱性、耐燃性および電
気絶縁性等に悪影響を与え、プリント配線板の信頼性を
低下させて歩留りを悪くする。

【０００９】そこで本発明は、塩素分を含有したフラッ
クスを用いて良好な半田濡れ性により信頼性の高い電気
的接続を行ないながらも塩素分の悪影響を除去して良好
な電気絶縁性を得ることができるプリント配線板の半田
付け方法を提供することを技術的課題とするものであ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記した課題
を達成するための技術的手段として、プリント配線板の
半田付け方法を次のような工程を経て製造するようにし
た。即ち、所要の電子部品を、塩素分等の活性化剤を含
有したフラックスを使用して半田によりプリント配線板
に固着し、その後に、この電子部品を実装した該プリン
ト配線板を、活性炭を含有した洗浄溶剤中に浸漬させ、
この洗浄溶剤から取り出した該プリント配線板を、前記
活性化剤の易落な濯ぎ溶剤により濯ぐ洗浄工程を経るこ
とを特徴としている。

【００１１】

【作用】活性化剤を含有したフラックスを用いて半田に
より電子部品をプリント配線板に実装するので、活性化
剤が銅箔面を活性化させて半田の濡れ性が良好となり、
確実な電気的接続を確保できる。そして、部品実装後の
洗浄工程において、液固吸着クロロマトグラフ法により
洗浄溶剤の固定相の活性炭の吸着性によりフラックス中
の活性化剤を効率的に吸着するとともに、濯ぎ溶剤によ
り活性化剤を除去する。従って、プリント配線板の良好
な電気絶縁性を得ることができ、且つ経時劣化も防止で
きる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明に係わる好適な一実施例につい
て図１を参照しながら詳述する。同図において、図４お
よび図５と同一若しくは同等のものには同一の符号を付
してある。ここでは、半田デイップ法による工程を例示
してあり、先ず、同図（ａ）に示すように、塩酸アニリ
ン等の形態で塩素分を０．１〜０．３（ｗｔパーセン
ト）含有したフラックス２内にプリント配線板１を浸漬
した後に、所要の電子部品（図示せず）を挿入したプリ
ント配線板１を同図（ｂ）に示すように溶融半田３上に
浮かべ、所定時間経過後に同図（ｃ）に示すようにプリ
ント配線板１を取り出すと、プリント配線板１に付着し
た半田３により各電子部品が該プリント配線板１に半田
付けされる。ここまでの工程は「図４」（ａ）〜（ｃ）
と同様である。

【００１３】次に洗浄工程において、先ず同図（ｄ）に
示すように、活性炭を含有した洗浄溶剤７に、半田付け
済みのプリント配線板１を浸漬し、洗浄溶剤７を矢印で
示すように攪拌する。溶剤７に含有している活性炭は、
無数の微細孔を有して単位容積当りの表面積が非常に大
きいことから吸着性を備えており、この固定相である活
性炭の表面に、フラックス２中に含有された塩素分が液
固吸着クロマトグラフ法による分子間力（Ｖａｎｄｅ
ｒＷａａｌｓ）により効率的に吸着される。即ち、プ
リント配線板１と塩素イオンとの間に作用する力よりも
活性炭と塩素イオンとの間に作用する力の方がはるかに
大きいため、固体である活性炭の表面に塩素イオンが効
率的に吸着される。

【００１４】続いて、同図（ｅ）に示すように、洗浄溶
剤７から取り出したプリント配線板１にノズル４から塩
素分の易落なエタノール等の溶剤８を噴射して濯ぎを行
う。この時、移動相であるエタノールに溶解されること
により塩素イオンがプリント配線板１の表面から効率的
に除去される。尚、前記実施例では半田ディプ法につい
て説明しているが、糸半田による手半田付けや半田ペー
ストによる半田リフローを行う場合にも同様の洗浄工程
を適用することができるのは勿論である。

【００１５】

【発明の効果】以上のように本発明のプリント配線板の
半田付け方法によると、活性化剤を含有したフラックス
を用いて半田により電子部品をプリント配線板に実装す
るので、活性化剤が銅箔面を活性化させて半田の濡れ性
が良好となり、確実な電気的接続を確保できる。また、
部品実装後の洗浄工程において、液固吸着クロロマトグ
ラフ法により洗浄溶剤の固定相の活性炭の吸着性により
フラックス中の活性化剤を効率的に吸着するとともに、
濯ぎ溶剤により活性化剤を除去するので、プリント配線
板の良好な電気絶縁性を得ることができ、且つ経時劣化
も防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係わる半田付け方法を工程
順に示した断面図である。

【図２】無塩素タイプのフラックスと塩素分を含有した
フラックスを各々使用して半田付けした各プリント配線
板のそれぞれの電気絶縁抵抗値の経時劣化の特性図であ
る。

【図３】マイグレーションの発生の説明図である。

【図４】従来の半田付け方法を工程順に示した断面図で
ある。

【図５】従来の他の半田付け方法を工程順に示した断面
図である。

【符号の説明】

１プリント配線板２フラックス３半田７洗浄溶剤８濯ぎ溶剤

Claims

【特許請求の範囲】【請求項１】所要の電子部品を、塩素分等の活性化剤
を含有したフラックスを使用して半田によりプリント配
線板に固着し、その後に、この電子部品を実装した該プ
リント配線板を、活性炭を含有した洗浄溶剤中に浸漬さ
せ、この洗浄溶剤から取り出した該プリント配線板を、
前記活性化剤の易落な濯ぎ溶剤により濯ぐ洗浄工程を経
ることを特徴とするプリント配線板の半田付け方法。