JPH06132642A - Solder-connected part and soldering method - Google Patents
Solder-connected part and soldering methodInfo
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- JPH06132642A JPH06132642A JP30304192A JP30304192A JPH06132642A JP H06132642 A JPH06132642 A JP H06132642A JP 30304192 A JP30304192 A JP 30304192A JP 30304192 A JP30304192 A JP 30304192A JP H06132642 A JPH06132642 A JP H06132642A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、多数の端子を有する電
子部品，電気部品等をプリント基板上のパッドにハンダ
付けする際の接合部及びハンダ付け方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a joint portion and a soldering method for soldering an electronic component, an electrical component or the like having a large number of terminals to a pad on a printed board.
【０００２】[0002]
【従来の技術】電子部品，電気部品等には、多数の端子
が設けられている。たとえば、複数の端子を有するＱＦ
Ｐ，ＤＩＰ等の電子部品をプリント基板に面実装すると
き、基板表面に本体部分を接着剤等で仮付けした状態
で、プリント基板上に形成された個々のパッドに対応す
る端子がハンダ付けされる。ハンダ付け方法としては、
従来の手作業によるハンダ付けに替えて、浸漬法，噴流
式，リフロー法，光ビーム法等が採用されている。2. Description of the Related Art A large number of terminals are provided in electronic parts, electric parts and the like. For example, a QF with multiple terminals
When surface-mounting electronic components such as P and DIP on a printed circuit board, terminals corresponding to individual pads formed on the printed circuit board are soldered with the main body part temporarily attached to the surface of the printed circuit board with an adhesive or the like. It As a soldering method,
Instead of the conventional manual soldering, dipping method, jet method, reflow method, light beam method, etc. are adopted.
【０００３】たとえば、光ビーム法によるハンダ付けに
際して、図１（ａ）に示すように、プリント基板１の表
面に形成したパターンのパッド２に予めクリームハンダ
３を塗布し、パッド２上に電子部品の端子４を位置決め
する。端子４には、溶融ハンダに対する濡れ性を向上さ
せるため、ハンダめっき５を施す場合もある。For example, when soldering by the light beam method, as shown in FIG. 1A, cream solder 3 is applied in advance to a pad 2 having a pattern formed on the surface of a printed circuit board 1, and an electronic component is placed on the pad 2. Position the terminal 4 of. The terminal 4 may be subjected to solder plating 5 in order to improve wettability with respect to molten solder.
【０００４】接続部が光ビームで加熱されると、クリー
ムハンダ３が溶融し、パッド２と端子４との接合界面に
広がる。プリント基板１の上に電子部品が自由状態で載
置されているため、溶融したクリームハンダ３は、電子
部品の自重でパッド２の表面に押し付けられ、所定の接
合強度を呈するハンダ層６がパッド２と端子４との接合
界面に形成される。余剰のハンダは、接合界面から押し
出され、凝固してパッド２の側面とプリント基板１の角
部にフィレット７を形成する。When the connection portion is heated by the light beam, the cream solder 3 melts and spreads on the bonding interface between the pad 2 and the terminal 4. Since the electronic component is placed on the printed circuit board 1 in a free state, the melted cream solder 3 is pressed against the surface of the pad 2 by the weight of the electronic component, and the solder layer 6 having a predetermined bonding strength is applied to the pad. It is formed at the joint interface between 2 and the terminal 4. Excess solder is extruded from the bonding interface and solidifies to form fillets 7 on the side surfaces of the pads 2 and the corners of the printed board 1.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】パッド２と端子４との
間で凝固したハンダ層６は、端子４とパッド２との間に
形成されるハンダ接合部の接合強度に寄与する。しか
し、接合界面から流出したハンダは、フィレット７とな
るばかりでなく、表面張力によって凝集しハンダボール
となって隣接する端子の間をブリッジし易い。隣接する
端子がハンダブリッジで接続されると短絡が生じ、ハン
ダ付けされた電子部品に本来の機能を発揮させることが
できない。ハンダブリッジは、図２に示すような狭間隔
で多数の端子を設けた高密度集積の電子部品８ほど顕著
に発生するため、ハンダ付け作業を自動化する際のネッ
クになっていた。また、図１の（ａ）及び（ｂ）に示し
た方式では、フィレット７の形成が避けられないため、
フィレット７を見込んでパッド２の隣接間距離を定める
ことが要求される。換言すれば、フィレット７の発生
は、端子４のピッチｐを小さくする上での障害となって
いる。The solidified solder layer 6 between the pad 2 and the terminal 4 contributes to the joint strength of the solder joint portion formed between the terminal 4 and the pad 2. However, the solder flowing out from the joint interface not only becomes the fillet 7, but also aggregates due to the surface tension and becomes a solder ball, which easily bridges between the adjacent terminals. When adjacent terminals are connected by a solder bridge, a short circuit occurs, and the soldered electronic component cannot exert its original function. Solder bridges are more prominent in high-density integrated electronic components 8 in which a large number of terminals are provided at narrow intervals as shown in FIG. 2, so they have been a bottleneck in automating the soldering work. Further, in the method shown in FIGS. 1A and 1B, the formation of the fillet 7 is unavoidable.
It is required to set the distance between the adjacent pads 2 in consideration of the fillet 7. In other words, the generation of the fillet 7 is an obstacle to reducing the pitch p of the terminals 4.
【０００６】この点、たとえば図１（ｃ）に示すように
パッド２を端子４よりも若干幅広にし、プリント基板１
の表面に達しないフィレット７を形成する方法もある。
しかし、この方法では、パッド２自体が幅広となるた
め、電子部品に設けられる端子の個数が制約される。こ
のようなことから、多数の端子を備えた電子部品，電気
部品等のハンダ付けにあっては、端子間に形成されたハ
ンダブリッジを除去する修正工程が組み込まれている。
しかし、ハンダブリッジ除去時にハンダごてのチップが
端子に当り、端子形状が変形する場合がある。また、高
温に加熱されたチップが基板の配線部に接触し、配線パ
ターンを破壊することもある。In this regard, for example, as shown in FIG. 1C, the pad 2 is made slightly wider than the terminal 4, and the printed board 1
There is also a method of forming the fillet 7 that does not reach the surface of the.
However, in this method, since the pad 2 itself becomes wide, the number of terminals provided in the electronic component is limited. For this reason, in the soldering of electronic parts, electric parts and the like having a large number of terminals, a correction process for removing the solder bridge formed between the terminals is incorporated.
However, when the solder bridge is removed, the tip of the soldering iron may hit the terminal and the terminal shape may be deformed. In addition, the chip heated to a high temperature may come into contact with the wiring portion of the substrate and destroy the wiring pattern.
【０００７】特に最近の電子部品にあっては、各種機能
を作り込んでいることから、多数の端子を狭間隔、たと
えば間隙０．０５〜０．１５ｍｍ（０．１〜０．３ｍｍ
のピッチ）で配列している。このような狭間隔で配列さ
れた端子の間に発生したハンダブリッジは、ハンダごて
を使用した手作業によっても除去し難い。そのため、不
良品として処分される率が高くなり、歩留りを低下させ
る要因になる。Particularly in recent electronic parts, since various functions are built in, a large number of terminals are closely spaced, for example, a gap of 0.05 to 0.15 mm (0.1 to 0.3 mm).
Pitch). The solder bridge generated between the terminals arranged at such a narrow interval is difficult to remove even by manual work using a soldering iron. Therefore, the rate of disposal as defective products becomes high, which becomes a factor of reducing the yield.
【０００８】本発明は、このような問題を解消すべく案
出されたものであり、ハンダ付け時にパッドと端子との
間の接合界面から押し出されるハンダを極めて少なくす
ると共に、ハンダ付けされた接合部を絶縁性の樹脂で覆
うことにより、ハンダブリッジの原因となるフィレット
の発生を抑え、パッドに対する端子のハンダ付けを高精
度で且つ簡単に行うことを目的とする。The present invention has been devised in order to solve such a problem, in which the amount of solder extruded from the bonding interface between the pad and the terminal during soldering is extremely reduced, and the soldered bonding is performed. By covering the portion with an insulating resin, it is possible to suppress the generation of fillets that cause a solder bridge, and to solder the terminals to the pads with high accuracy and easily.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明のハンダ接合部
は、その目的を達成するため、基板上に形成されたパッ
ドと、該パッドにハンダ層を介して接続された端子と、
前記パッド及び前記端子の接続部を覆う樹脂層とを備
え、該樹脂層は、加熱された前記端子を前記パッドに押
し付けることによって前記パッドと前記端子との間の隙
間から側方に押し出されたものであることを特徴とす
る。また、本発明のハンダ付け方法は、基板上に形成さ
れ且つ樹脂層で覆われたパッドにハンダめっきされた端
子を押し付け、前記樹脂層を加熱・流動化させ前記パッ
ドと前記端子との間の隙間から側方に押し出し、溶融し
たハンダめっき層のハンダで前記端子を前記パッドにハ
ンダ付けすることを特徴とする。In order to achieve the object, a solder joint portion of the present invention includes a pad formed on a substrate and a terminal connected to the pad via a solder layer.
The pad and the resin layer covering the connecting portion of the terminal are provided, and the resin layer is extruded laterally from the gap between the pad and the terminal by pressing the heated terminal to the pad. It is characterized by being a thing. Further, the soldering method of the present invention is to press a solder-plated terminal on a pad formed on a substrate and covered with a resin layer to heat and fluidize the resin layer, thereby providing a space between the pad and the terminal. It is characterized in that the terminal is soldered to the pad with a solder of a molten solder plating layer extruded laterally from the gap.
【００１０】[0010]
【作用】本発明においては、図３に示すように端子４の
表面に形成したハンダめっき層９を接合材として使用す
る。そのため、ハンダめっき層９は、図１に示したハン
ダめっき５よりも若干厚く形成される。ハンダめっき層
９は、端子４とパッド２の被接合面を均一に濡らす量で
十分であり、端子４のピッチｐに拘らず一定した付着量
（具体的には、２〜２５μｍ程度）で設けられる。ピッ
チｐが０．３ｍｍ以上で設けられている端子４に対して
は電気めっきで、０．３ｍｍ以下のピッチｐで設けられ
ている端子４に対しては無電解めっきで、ハンダめっき
層９を形成することが好ましい。電気めっきの場合には
めっき条件やめっき時間等を調整することにより、無電
解めっきの場合にはめっき浴組成や浸漬時間等を調整す
ることにより、ハンダめっき層９の厚みを制御すること
ができる。In the present invention, the solder plating layer 9 formed on the surface of the terminal 4 as shown in FIG. 3 is used as a joining material. Therefore, the solder plating layer 9 is formed to be slightly thicker than the solder plating 5 shown in FIG. The solder plating layer 9 is sufficient to uniformly wet the surfaces to be joined of the terminals 4 and the pads 2, and is provided with a constant adhesion amount (specifically, about 2 to 25 μm) regardless of the pitch p of the terminals 4. To be The terminals 4 provided with the pitch p of 0.3 mm or more are electroplated, and the terminals 4 provided with the pitch p of 0.3 mm or less are electroless plated, and the solder plating layer 9 is formed. It is preferably formed. In the case of electroplating, the thickness of the solder plating layer 9 can be controlled by adjusting the plating conditions, plating time, etc., and in the case of electroless plating, adjusting the plating bath composition, immersion time, etc. .
【００１１】パッド２の表面に形成される樹脂層１０と
しては、常温では固化しており、ハンダの融点よりも低
い温度（具体的には、温度差３０℃以上）で流動化する
樹脂が使用される。たとえば、エポキシ系熱硬化性樹脂
は、軟化点が一般的に２００℃以下で絶縁性にも優れて
いるため、好適な材料である。また、アクリル系，ウレ
タン系等の熱硬化性樹脂やホットメルトタイプの熱可塑
性樹脂も同様に使用することができる。特に、熱可塑性
樹脂や溶剤可溶性樹脂を使用するとき、ハンダ付け後の
修正作業が容易になる。As the resin layer 10 formed on the surface of the pad 2, a resin that is solidified at room temperature and fluidized at a temperature lower than the melting point of solder (specifically, a temperature difference of 30 ° C. or more) is used. To be done. For example, an epoxy thermosetting resin is a suitable material because it generally has a softening point of 200 ° C. or lower and is excellent in insulation. Further, a thermosetting resin such as an acrylic resin or a urethane resin, or a hot-melt type thermoplastic resin can be similarly used. In particular, when using a thermoplastic resin or a solvent-soluble resin, correction work after soldering becomes easy.
【００１２】樹脂層１０は、適宜の溶媒に溶かして調製
した樹脂液やペースト等を導電パターンが形成されたプ
リント基板１の表面にブラシコーティング，ロールコー
ティング，浸漬法，スプレー法等で塗布することにより
形成される。或いは、フィルム状に成形した樹脂をプリ
ント基板１に張り付けることによっても、樹脂層１０を
形成することができる。たとえば、ロールコーターで樹
脂液を塗布するとき、プリント基板１の表面では比較的
厚い樹脂層１０が形成されるが、パッド２等を含むパタ
ーン上では薄い樹脂層１０となる。パッド２上の樹脂層
１０は、ハンダ付け時に流動化して接合界面から押し出
されることから、５〜５０μｍ程度の厚みに調整するこ
とが好ましい。The resin layer 10 is formed by applying a resin solution or paste prepared by dissolving it in an appropriate solvent to the surface of the printed circuit board 1 on which the conductive pattern is formed by brush coating, roll coating, dipping, spraying, or the like. Is formed by. Alternatively, the resin layer 10 can be formed also by sticking a resin molded in a film shape onto the printed circuit board 1. For example, when the resin liquid is applied by a roll coater, a relatively thick resin layer 10 is formed on the surface of the printed board 1, but a thin resin layer 10 is formed on the pattern including the pads 2 and the like. The resin layer 10 on the pad 2 is fluidized at the time of soldering and extruded from the bonding interface, so that it is preferable to adjust the thickness to about 5 to 50 μm.
【００１３】樹脂層１０で覆われたパッド２に、ハンダ
めっき層９が形成された端子４を押し付ける。加圧力Ｐ
は、端子４の材質，大きさ，強度等を考慮して端子４が
変形することなく、且つ流動化した樹脂が接合界面から
押し出される値（具体的には、２〜３ｋｇ／ｃｍ2 程
度）にすることが好ましい。加圧状態の接合部は、高エ
ネルギー密度の熱源で局部加熱される。加熱昇温によっ
て樹脂層１０が先ず流動化し、次いで温度上昇に伴って
ハンダが溶融する。加圧状態の溶融ハンダがパッド２に
接すると、パッド２に対する溶融ハンダと溶融樹脂の表
面張力の差によって、溶融ハンダが溶融樹脂を押し除け
るようにしてパッド２の表面に広がる。The terminal 4 having the solder plating layer 9 formed thereon is pressed against the pad 2 covered with the resin layer 10. Applied pressure P
Is a value at which the fluidized resin is extruded from the joining interface without deforming the terminal 4 in consideration of the material, size, strength, etc. of the terminal 4 (specifically, about 2 to 3 kg / cm 2 ). Is preferred. The pressurized joint is locally heated by a high energy density heat source. The resin layer 10 first fluidizes due to the heating and temperature rise, and then the solder melts as the temperature rises. When the molten solder under pressure contacts the pad 2, the molten solder spreads on the surface of the pad 2 so that the molten solder can push away the molten resin due to the difference in surface tension between the molten solder and the molten resin with respect to the pad 2.
【００１４】更に接合部の温度が上昇すると、ハンダめ
っき層９が溶融し、パッド２と端子４との間の接合界面
に広がる。流動化した溶融ハンダは、パッド２の表面に
残留している樹脂を押し出す力として作用する。接合界
面から押し出された樹脂１１は、図３（ｂ）に示すよう
にパッド２及び端子４の側面を覆っており、接合界面か
ら流出しようとする溶融ハンダに対するダムとして働
く。そのため、ハンダめっき層９は、実質的に端子４を
パッド２に接続するハンダ層６として消費され、接合部
の側面から流出することがない。したがって、従来のハ
ンダ付けにみられたハンダボールや過剰のフィレットの
発生が防止される。しかも、隣接する端子４間には、冷
却固化又は架橋硬化した絶縁性の樹脂１１が充填されて
いる。その結果、狭間隙で多数の端子４が配置された部
品にあっても、短絡を起こすことなく高信頼性のハンダ
接合部が形成される。また、パッド２は、ハンダ付け直
前まで樹脂層１０で覆われているので、酸化，汚染等に
よって不活性化することがない。したがって、得られた
ハンダ接合部は、接合強度が高く、接触抵抗が低いもの
となる。When the temperature of the joint portion further rises, the solder plating layer 9 melts and spreads to the joint interface between the pad 2 and the terminal 4. The fluidized molten solder acts as a force for pushing out the resin remaining on the surface of the pad 2. The resin 11 extruded from the bonding interface covers the side surfaces of the pad 2 and the terminal 4 as shown in FIG. 3B, and acts as a dam for the molten solder that is about to flow out from the bonding interface. Therefore, the solder plating layer 9 is substantially consumed as the solder layer 6 that connects the terminal 4 to the pad 2, and does not flow out from the side surface of the joint portion. Therefore, it is possible to prevent the generation of solder balls and excessive fillets, which are seen in conventional soldering. Moreover, a space between adjacent terminals 4 is filled with an insulating resin 11 that has been solidified by cooling or crosslinked. As a result, even in a component in which a large number of terminals 4 are arranged with a narrow gap, a highly reliable solder joint is formed without causing a short circuit. Further, since the pad 2 is covered with the resin layer 10 immediately before soldering, it is not inactivated by oxidation, contamination or the like. Therefore, the obtained solder joint has high joint strength and low contact resistance.
【００１５】[0015]
【実施例】プリント基板１に実装される電子部品８とし
て、図２に示すように４辺に多数の端子４を配列したＱ
ＦＰ型集積回路を使用した。電子部品８の本体は、縦２
０ｍｍ，横２０ｍｍ及び厚さ４ｍｍの平坦な矩形状で、
４側面に幅０．５ｍｍ，厚み０．３ｍｍの端子４が側方
に多数突出している。端子４の隣接間距離は、０．１ｍ
ｍであった。個々の端子４には、Ｐｂ−Ｓｎ系ハンダめ
っき層９（融点１８０℃）を形成した。他方、プリント
基板１にエポキシ系熱硬化性樹脂（軟化点１５０℃）を
塗布し、パッド２上に形成される樹脂層１０の厚みを５
０μｍに調整した。EXAMPLE As an electronic component 8 mounted on the printed circuit board 1, as shown in FIG. 2, a Q having a large number of terminals 4 arranged on four sides is arranged.
An FP type integrated circuit was used. The main body of the electronic component 8 is a vertical 2
It is a flat rectangular shape with 0 mm, width 20 mm, and thickness 4 mm.
A large number of terminals 4 having a width of 0.5 mm and a thickness of 0.3 mm are laterally projected on the four side surfaces. The distance between adjacent terminals 4 is 0.1 m
It was m. A Pb—Sn based solder plating layer 9 (melting point 180 ° C.) was formed on each terminal 4. On the other hand, an epoxy thermosetting resin (softening point 150 ° C.) is applied to the printed circuit board 1 so that the resin layer 10 formed on the pad 2 has a thickness of 5
It was adjusted to 0 μm.
【００１６】端子４をパッド２に位置合わせし、加圧力
２ｋｇ／ｃｍ2 で電子部品８をプリント基板１に押し付
けた。そして、端子４及びパッド２に光ビームを照射し
て加熱した。光ビーム照射開始後、２秒で加圧力Ｐに若
干の低下がみられた。これは、樹脂層１０が流動化し接
合界面から押し出されたことに起因するものと考えられ
る。更に光ビームの照射を続けると、４秒で接合部が温
度２００℃に達した。この加熱・加圧状態を６秒継続し
た後、接合部を放冷した。The terminal 4 was aligned with the pad 2, and the electronic component 8 was pressed against the printed board 1 with a pressing force of 2 kg / cm 2 . Then, the terminal 4 and the pad 2 were irradiated with a light beam to be heated. A slight decrease in the pressing force P was observed 2 seconds after the start of the light beam irradiation. It is considered that this is because the resin layer 10 was fluidized and extruded from the bonding interface. When the irradiation of the light beam was further continued, the temperature of the joint reached 200 ° C. in 4 seconds. After continuing this heating / pressurizing state for 6 seconds, the bonded portion was allowed to cool.
【００１７】ハンダ付け後の接合部を観察すると、図１
に示したフィレット７の発生がみられず、接合界面から
側方に流出したハンダはごく僅かであった。また、接合
されたパッド２及び端子４の側面は、図３（ｂ）に示す
ように樹脂１１で完全に覆われていた。このことから、
狭間隙で多数の端子４が配列された電子部品にあって
も、端子４間にハンダブリッジによる短絡を生じること
なく、パッド２に端子４をハンダ付けできることが判
る。しかも、形成されたハンダ接合部は、面接触抵抗が
４０ｍΩ以下と信頼性の高いものであった。When the joint after soldering is observed, FIG.
The formation of fillet 7 shown in Fig. 3 was not observed, and the amount of solder that flowed laterally from the joint interface was very small. The side surfaces of the bonded pad 2 and terminal 4 were completely covered with the resin 11 as shown in FIG. From this,
It can be seen that even in an electronic component in which a large number of terminals 4 are arranged with a narrow gap, the terminals 4 can be soldered to the pads 2 without causing a short circuit due to a solder bridge between the terminals 4. Moreover, the formed solder joint had a high surface contact resistance of 40 mΩ or less, which was highly reliable.
【００１８】[0018]
【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、樹脂層で覆われたパッドにハンダめっきされた端子
を押し付け、加熱によって接合界面から樹脂を押し出し
た後、溶融したハンダでパッドと端子とのハンダ付けを
行っている。接合界面から押し出された樹脂は、パッド
及び端子の側面を覆い、接合界面から滲み出ようとする
溶融ハンダに対するダムとして働く。そのため、極めて
小さなピッチで端子を配列した場合にあっても、隣接す
る端子間に発生しがちなハンダブリッジ等が皆無とな
る。また、パッドは、ハンダ付け直前まで樹脂層で覆わ
れているので、活性表面がハンダ付けに使用される。そ
のため、接合強度が高く接触抵抗が低い高信頼性のハン
ダ接続で電子部品，電気部品等をプリント基板に実装す
ることが可能となる。As described above, in the present invention, the solder-plated terminal is pressed against the pad covered with the resin layer, the resin is extruded from the bonding interface by heating, and then the pad is melted to form the pad. Soldering with terminals. The resin extruded from the bonding interface covers the side surfaces of the pad and the terminal, and acts as a dam for the molten solder that tries to ooze out from the bonding interface. Therefore, even when the terminals are arranged at an extremely small pitch, there is no solder bridge or the like that tends to occur between adjacent terminals. Also, since the pad is covered with the resin layer until just before soldering, the active surface is used for soldering. Therefore, it is possible to mount an electronic component, an electrical component, etc. on a printed circuit board by highly reliable solder connection with high bonding strength and low contact resistance.
【図１】 従来のハンダ付けにおける問題を説明する図FIG. 1 is a diagram illustrating a problem in conventional soldering.
【図２】 本発明実施例でハンダ付けしたＱＦＰ型電子
部品FIG. 2 is a QFP type electronic component soldered in an embodiment of the present invention.
【図３】 本発明に従ったハンダ付けによる接合過程を
示す図FIG. 3 is a diagram showing a joining process by soldering according to the present invention.
１ プリント基板 ２ パッド
４ 端子 ６ 接合界面にあるハンダ層 ９ ハンダめっき層
１０ 樹脂層 １１ 接合界面から流出した樹脂1 Printed circuit board 2 Pad
4 Terminal 6 Solder layer at the joint interface 9 Solder plating layer
10 Resin layer 11 Resin flowing out from the bonding interface
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成５年４月２１日[Submission date] April 21, 1993
【手続補正１】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】発明の詳細な説明[Name of item to be amended] Detailed explanation of the invention
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、多数の端子を有する電
子部品，電気部品等をプリント基板上のパッドにハンダ
付けする際の接合部及びハンダ付け方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a joint portion and a soldering method for soldering an electronic component, an electrical component or the like having a large number of terminals to a pad on a printed board.
【０００２】[0002]
【従来の技術】電子部品，電気部品等には、多数の端子
が設けられている。たとえば、複数の端子を有するＱＦ
Ｐ，ＤＩＰ等の電子部品をプリント基板に面実装すると
き、基板表面に本体部分を接着剤等で仮付けした状態
で、プリント基板上に形成された個々のパッドに対応す
る端子がハンダ付けされる。ハンダ付け方法としては、
従来の手作業によるハンダ付けに替えて、浸漬法，噴流
式，リフロー法，光ビーム法等が採用されている。2. Description of the Related Art A large number of terminals are provided in electronic parts, electric parts and the like. For example, a QF with multiple terminals
When surface-mounting electronic components such as P and DIP on a printed circuit board, terminals corresponding to individual pads formed on the printed circuit board are soldered with the main body part temporarily attached to the surface of the printed circuit board with an adhesive or the like. It As a soldering method,
Instead of the conventional manual soldering, dipping method, jet method, reflow method, light beam method, etc. are adopted.
【０００３】たとえば、光ビーム法によるハンダ付けに
際して、図１（ａ）に示すように、プリント基板１の表
面に形成したパターンのパッド２に予めクリームハンダ
３を塗布し、パッド２上に電子部品の端子４を位置決め
する。端子４には、溶融ハンダに対する濡れ性を向上さ
せるため、ハンダめっき５を施す場合もある。For example, when soldering by the light beam method, as shown in FIG. 1A, cream solder 3 is applied in advance to a pad 2 having a pattern formed on the surface of a printed circuit board 1, and an electronic component is placed on the pad 2. Position the terminal 4 of. The terminal 4 may be subjected to solder plating 5 in order to improve wettability with respect to molten solder.
【０００４】接続部が光ビームで加熱されると、クリー
ムハンダ３が溶融し、パッド２と端子４との接合界面に
広がる。プリント基板１の上に電子部品が自由状態で載
置されているため、溶融したクリームハンダ３は、電子
部品の自重でパッド２の表面に押し付けられ、所定の接
合強度を呈するハンダ層６がパッド２と端子４との接合
界面に形成される。余剰のハンダは、接合界面から押し
出され、端子４の側面とパッド２の上面の角部にフィレ
ット７を形成する（図１（ｃ）参照）。When the connection portion is heated by the light beam, the cream solder 3 melts and spreads on the bonding interface between the pad 2 and the terminal 4. Since the electronic component is placed on the printed circuit board 1 in a free state, the melted cream solder 3 is pressed against the surface of the pad 2 by the weight of the electronic component, and the solder layer 6 having a predetermined bonding strength is applied to the pad. It is formed at the joint interface between 2 and the terminal 4. Excess solder is extruded from the bonding interface to form fillets 7 on the side surfaces of the terminals 4 and the corners of the upper surfaces of the pads 2 (see FIG. 1C).
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】パッド２と端子４との
間で凝固したハンダ層６は、端子４とパッド２との間に
形成されるハンダ接合部の接合強度に寄与する。しか
し、接合界面から流出したハンダは、フィレット７とな
るばかりでなく、表面張力によって凝集しハンダボール
となって隣接する端子の間をブリッジし易い。隣接する
端子がハンダブリッジで接続されると短絡が生じ、ハン
ダ付けされた電子部品に本来の機能を発揮させることが
できない。ハンダブリッジは、図２に示すような狭間隔
で多数の端子を設けた高密度集積の電子部品８ほど顕著
に発生するため、ハンダ付け作業を自動化する際のネッ
クになっていた。また、図１の（ａ）及び（ｂ）に示し
た方式では、フィレット７の形成が避けられないため、
フィレット７を見込んでパッド２の幅及び隣接間距離を
定めることが要求される。換言すれば、フィレット７の
発生は、端子４のピッチｐを小さくする上での障害とな
っている。The solidified solder layer 6 between the pad 2 and the terminal 4 contributes to the joint strength of the solder joint portion formed between the terminal 4 and the pad 2. However, the solder flowing out from the joint interface not only becomes the fillet 7, but also aggregates due to the surface tension and becomes a solder ball, which easily bridges between the adjacent terminals. When adjacent terminals are connected by a solder bridge, a short circuit occurs, and the soldered electronic component cannot exert its original function. Solder bridges are more prominent in high-density integrated electronic components 8 in which a large number of terminals are provided at narrow intervals as shown in FIG. 2, so they have been a bottleneck in automating the soldering work. Further, in the method shown in FIGS. 1A and 1B, the formation of the fillet 7 is unavoidable.
It is required to allow for the fillet 7 and determine the width of the pad 2 and the distance between adjacent pads. In other words, the generation of the fillet 7 is an obstacle to reducing the pitch p of the terminals 4.
【０００６】特に今後の電子部品にあっては、各種機能
を作り込んでいることから、多数の端子を狭間隔、たと
えば間隙０．０５〜０．１５ｍｍ（０．１〜０．３ｍｍ
のピッチ）で配列することが予想される。このような狭
間隔で配列された端子の間には、ハンダブリッジが発生
し易い。そのため、不良品として処分される率が高くな
り、歩留りを低下させる要因になる。Particularly in future electronic parts, since various functions are built in, a large number of terminals are closely spaced, for example, a gap of 0.05 to 0.15 mm (0.1 to 0.3 mm).
Pitch) is expected to be arranged. A solder bridge is likely to occur between the terminals arranged at such narrow intervals. Therefore, the rate of disposal as defective products becomes high, which becomes a factor of reducing the yield.
【０００７】本発明は、このような問題を解消すべく案
出されたものであり、ハンダ付け時にパッドと端子との
間の接合界面から押し出されるハンダを極めて少なくす
ると共に、ハンダ付けされた接合部を絶縁性の樹脂で覆
うことにより、ハンダブリッジの原因となるフィレット
の発生を抑え、パッドに対する端子のハンダ付けを高精
度で且つ簡単に行うことを目的とする。The present invention has been devised in order to solve such a problem, in which the amount of solder extruded from the bonding interface between the pad and the terminal during soldering is extremely reduced, and the soldered bonding is performed. By covering the portion with an insulating resin, it is possible to suppress the generation of fillets that cause a solder bridge, and to solder the terminals to the pads with high accuracy and easily.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明のハンダ接合部
は、その目的を達成するため、基板上に形成されたパッ
ドと、該パッドにハンダ層を介して接続された端子と、
前記パッド及び前記端子の接続部を覆う樹脂層とを備
え、該樹脂層は、加熱された前記端子を前記パッドに押
し付けることによって前記パッドと前記端子との間の隙
間から側方に押し出されたものであることを特徴とす
る。また、本発明のハンダ付け方法は、基板上に形成さ
れ且つ樹脂層で覆われたパッドにハンダめっきされた端
子を押し付け、前記樹脂層を加熱・流動化させ前記パッ
ドと前記端子との間の隙間から側方に押し出し、溶融し
たハンダめっき層のハンダで前記端子を前記パッドにハ
ンダ付けすることを特徴とする。In order to achieve the object, a solder joint portion of the present invention includes a pad formed on a substrate and a terminal connected to the pad via a solder layer.
The pad and the resin layer covering the connecting portion of the terminal are provided, and the resin layer is extruded laterally from the gap between the pad and the terminal by pressing the heated terminal to the pad. It is characterized by being a thing. Further, the soldering method of the present invention is to press a solder-plated terminal on a pad formed on a substrate and covered with a resin layer to heat and fluidize the resin layer, thereby providing a space between the pad and the terminal. It is characterized in that the terminal is soldered to the pad with a solder of a molten solder plating layer extruded laterally from the gap.
【０００９】[0009]
【作用】本発明においては、図３に示すように端子４の
表面に形成したハンダめっき層９を接合材として使用す
る。そのため、ハンダめっき層９は、図１に示したハン
ダめっき５よりも若干厚く形成される。ハンダめっき層
９は、端子４とパッド２の被接合面を均一に濡らす量で
十分であり、端子４のピッチｐに拘らず一定した付着量
（具体的には、２〜２５μｍ程度）で設けられる。ピッ
チｐが０．３ｍｍ以上で設けられている端子４に対して
は電気めっきで、０．３ｍｍ以下のピッチｐで設けられ
ている端子４に対しては無電解めっきで、ハンダめっき
層９を形成することが好ましい。電気めっきの場合には
めっき条件やめっき時間等を調整することにより、無電
解めっきの場合にはめっき浴組成や浸漬時間等を調整す
ることにより、ハンダめっき層９の厚みを制御すること
ができる。In the present invention, the solder plating layer 9 formed on the surface of the terminal 4 as shown in FIG. 3 is used as a joining material. Therefore, the solder plating layer 9 is formed to be slightly thicker than the solder plating 5 shown in FIG. The solder plating layer 9 is sufficient to uniformly wet the surfaces to be joined of the terminals 4 and the pads 2, and is provided with a constant adhesion amount (specifically, about 2 to 25 μm) regardless of the pitch p of the terminals 4. To be The terminals 4 provided with the pitch p of 0.3 mm or more are electroplated, and the terminals 4 provided with the pitch p of 0.3 mm or less are electroless plated, and the solder plating layer 9 is formed. It is preferably formed. In the case of electroplating, the thickness of the solder plating layer 9 can be controlled by adjusting the plating conditions, plating time, etc., and in the case of electroless plating, adjusting the plating bath composition, immersion time, etc. .
【００１０】パッド２の表面に形成される樹脂層１０と
しては、ハンダが溶けたときには流動性があり、ハンダ
接合後に固化するものであればよい。たとえば、エポキ
シ系，アクリル系，ウレタン系等の熱硬化性樹脂やホッ
トメルトタイプの熱可塑性樹脂を使用することができ
る。特に、熱可塑性樹脂や溶剤可溶性樹脂を使用すると
き、ハンダ付け後の修正作業が容易になる。The resin layer 10 formed on the surface of the pad 2 may be one that has fluidity when the solder melts and solidifies after soldering. For example, a thermosetting resin such as an epoxy resin, an acrylic resin, a urethane resin or a hot-melt type thermoplastic resin can be used. In particular, when using a thermoplastic resin or a solvent-soluble resin, correction work after soldering becomes easy.
【００１１】樹脂層１０は、適宜の溶媒に溶かして調製
した樹脂液やペースト等を導電パターンが形成されたプ
リント基板１の表面にブラシコーティング，ロールコー
ティング，浸漬法，スプレー法等で塗布することにより
形成される。或いは、フィルム状に成形した樹脂をプリ
ント基板１に張り付けることによっても、樹脂層１０を
形成することができる。たとえば、ロールコーターで樹
脂液を塗布するとき、プリント基板１の表面では比較的
厚い樹脂層１０が形成されるが、パッド２等を含むパタ
ーン上では薄い樹脂層１０となる。パッド２上の樹脂層
１０は、ハンダ付け時に流動化して接合界面から押し出
されることから、５〜５０μｍ程度の厚みに調整するこ
とが好ましい。The resin layer 10 is formed by applying a resin solution or paste prepared by dissolving it in an appropriate solvent onto the surface of the printed circuit board 1 on which the conductive pattern is formed by brush coating, roll coating, dipping, spraying, or the like. Is formed by. Alternatively, the resin layer 10 can be formed also by sticking a resin molded in a film shape onto the printed circuit board 1. For example, when the resin liquid is applied with a roll coater, a relatively thick resin layer 10 is formed on the surface of the printed board 1, but a thin resin layer 10 is formed on the pattern including the pads 2 and the like. The resin layer 10 on the pad 2 is fluidized at the time of soldering and extruded from the bonding interface, so that it is preferable to adjust the thickness to about 5 to 50 μm.
【００１２】樹脂層１０で覆われたパッド２に、ハンダ
めっき層９が形成された端子４を押し付ける。加圧力Ｐ
は、端子４の材質，大きさ，強度等を考慮して端子４が
変形することなく、且つ流動化した樹脂が接合界面から
押し出される値（具体的には、２〜３ｋｇ／ｃｍ2 程
度）にすることが好ましい。加圧状態の接合部は、高エ
ネルギー密度の熱源で局部加熱される。加熱昇温によっ
て樹脂層１０が先ず流動化し、次いで温度上昇に伴って
ハンダが溶融する。加圧状態の溶融ハンダがパッド２に
接すると、パッド２に対する溶融ハンダと溶融樹脂の表
面張力の差によって、溶融ハンダが溶融樹脂を押し除け
るようにしてパッド２の表面に広がる。The terminal 4 having the solder plating layer 9 formed thereon is pressed against the pad 2 covered with the resin layer 10. Applied pressure P
Is a value at which the fluidized resin is extruded from the joining interface without deforming the terminal 4 in consideration of the material, size, strength, etc. of the terminal 4 (specifically, about 2 to 3 kg / cm 2 ). Is preferred. The pressurized joint is locally heated by a high energy density heat source. The resin layer 10 first fluidizes due to the heating and temperature rise, and then the solder melts as the temperature rises. When the molten solder under pressure contacts the pad 2, the molten solder spreads on the surface of the pad 2 so that the molten solder can push away the molten resin due to the difference in surface tension between the molten solder and the molten resin with respect to the pad 2.
【００１３】更に接合部の温度が上昇すると、ハンダめ
っき層９が溶融し、パッド２と端子４との間の接合界面
に広がる。流動化した溶融ハンダは、パッド２の表面に
残留している樹脂を押し出す力として作用する。接合界
面から押し出された樹脂１１は、図３（ｂ）に示すよう
にパッド２及び端子４の側面を覆っており、接合界面か
ら流出しようとする溶融ハンダに対するダムとして働
く。そのため、ハンダめっき層９は、実質的に端子４を
パッド２に接続するハンダ層６として消費され、接合部
の側面から流出することがない。したがって、従来のハ
ンダ付けにみられたハンダボールや過剰のフィレットの
発生が防止される。しかも、隣接する端子４間には、冷
却固化又は架橋硬化した絶縁性の樹脂１１が充填されて
いる。その結果、狭間隙で多数の端子４が配置された部
品にあっても、短絡を起こすことなく高信頼性のハンダ
接合部が形成される。また、パッド２は、ハンダ付け直
前まで樹脂層１０で覆われているので、酸化，汚染等に
よって不活性化することがない。したがって、得られた
ハンダ接合部は、接合強度が高く、接触抵抗が低いもの
となる。When the temperature of the joint portion further rises, the solder plating layer 9 melts and spreads to the joint interface between the pad 2 and the terminal 4. The fluidized molten solder acts as a force for pushing out the resin remaining on the surface of the pad 2. The resin 11 extruded from the bonding interface covers the side surfaces of the pad 2 and the terminal 4 as shown in FIG. 3B, and acts as a dam for the molten solder that is about to flow out from the bonding interface. Therefore, the solder plating layer 9 is substantially consumed as the solder layer 6 that connects the terminal 4 to the pad 2, and does not flow out from the side surface of the joint portion. Therefore, it is possible to prevent the generation of solder balls and excessive fillets, which are seen in conventional soldering. Moreover, a space between adjacent terminals 4 is filled with an insulating resin 11 that has been solidified by cooling or crosslinked. As a result, even in a component in which a large number of terminals 4 are arranged with a narrow gap, a highly reliable solder joint is formed without causing a short circuit. Further, since the pad 2 is covered with the resin layer 10 immediately before soldering, it is not inactivated by oxidation, contamination or the like. Therefore, the obtained solder joint has high joint strength and low contact resistance.
【００１４】[0014]
【実施例】プリント基板１に実装される電子部品８とし
て、図２に示すように４辺に多数の端子４を配列したＱ
ＦＰ型集積回路を使用した。電子部品８の本体は、縦２
０ｍｍ，横２０ｍｍ及び厚さ４ｍｍの平坦な矩形状で、
４側面に幅０．５ｍｍ，厚み０．３ｍｍの端子４が側方
に多数突出している。端子４の隣接間距離は、０．１ｍ
ｍであった。個々の端子４には、Ｐｂ−Ｓｎ系ハンダめ
っき層９（融点１８０℃）を形成した。他方、プリント
基板１にエポキシ系熱硬化性樹脂（軟化点１５０℃）を
塗布し、パッド２上に形成される樹脂層１０の厚みを５
０μｍに調整した。EXAMPLE As an electronic component 8 mounted on the printed circuit board 1, as shown in FIG. 2, a Q having a large number of terminals 4 arranged on four sides is arranged.
An FP type integrated circuit was used. The main body of the electronic component 8 is a vertical 2
It is a flat rectangular shape with 0 mm, width 20 mm, and thickness 4 mm.
A large number of terminals 4 having a width of 0.5 mm and a thickness of 0.3 mm are laterally projected on the four side surfaces. The distance between adjacent terminals 4 is 0.1 m
It was m. A Pb—Sn based solder plating layer 9 (melting point 180 ° C.) was formed on each terminal 4. On the other hand, an epoxy thermosetting resin (softening point 150 ° C.) is applied to the printed circuit board 1 so that the resin layer 10 formed on the pad 2 has a thickness of 5
It was adjusted to 0 μm.
【００１５】端子４をパッド２に位置合わせし、加圧力
２ｋｇ／ｃｍ2 で電子部品８をプリント基板１に押し付
けた。そして、端子４及びパッド２に光ビームを照射し
て加熱した。光ビーム照射開始後、２秒で加圧力Ｐに若
干の低下がみられた。これは、樹脂層１０が流動化し接
合界面から押し出されたことに起因するものと考えられ
る。更に光ビームの照射を続けると、４秒で接合部が温
度２００℃に達した。この加熱・加圧状態を６秒継続し
た後、接合部を放冷した。The terminal 4 was aligned with the pad 2, and the electronic component 8 was pressed against the printed board 1 with a pressing force of 2 kg / cm 2 . Then, the terminal 4 and the pad 2 were irradiated with a light beam to be heated. A slight decrease in the pressing force P was observed 2 seconds after the start of the light beam irradiation. It is considered that this is because the resin layer 10 was fluidized and extruded from the bonding interface. When the irradiation of the light beam was further continued, the temperature of the joint reached 200 ° C. in 4 seconds. After continuing this heating / pressurizing state for 6 seconds, the bonded portion was allowed to cool.
【００１６】ハンダ付け後の接合部を観察すると、図１
に示したフィレット７の発生がみられず、接合界面から
側方に流出したハンダはごく僅かであった。また、接合
されたパッド２及び端子４の側面は、図３（ｂ）に示す
ように樹脂１１で完全に覆われていた。このことから、
狭間隙で多数の端子４が配列された電子部品にあって
も、端子４間にハンダブリッジによる短絡を生じること
なく、パッド２に端子４をハンダ付けできることが判
る。しかも、形成されたハンダ接合部は、面接触抵抗が
４０ｍΩ以下と信頼性の高いものであった。When observing the joint after soldering, FIG.
The formation of fillet 7 shown in Fig. 3 was not observed, and the amount of solder that flowed laterally from the joint interface was very small. The side surfaces of the bonded pad 2 and terminal 4 were completely covered with the resin 11 as shown in FIG. From this,
It can be seen that even in an electronic component in which a large number of terminals 4 are arranged with a narrow gap, the terminals 4 can be soldered to the pads 2 without causing a short circuit due to a solder bridge between the terminals 4. Moreover, the formed solder joint had a high surface contact resistance of 40 mΩ or less, which was highly reliable.
【００１７】[0017]
【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、樹脂層で覆われたパッドにハンダめっきされた端子
を押し付け、加熱によって接合界面から樹脂を押し出し
た後、溶融したハンダでパッドと端子とのハンダ付けを
行っている。接合界面から押し出された樹脂は、パッド
及び端子の側面を覆い、接合界面から滲み出ようとする
溶融ハンダに対するダムとして働く。そのため、極めて
小さなピッチで端子を配列した場合にあっても、隣接す
る端子間に発生しがちなハンダブリッジ等が皆無とな
る。また、パッドは、ハンダ付け直前まで樹脂層で覆わ
れているので、活性表面がハンダ付けに使用される。そ
のため、接合強度が高くて接触抵抗が低く、且つ耐食性
が良い高信頼性のハンダ接続で電子部品，電気部品等を
プリント基板に実装することが可能となる。As described above, in the present invention, the solder-plated terminal is pressed against the pad covered with the resin layer, the resin is extruded from the bonding interface by heating, and then the pad is melted to form the pad. Soldering with terminals. The resin extruded from the bonding interface covers the side surfaces of the pad and the terminal, and acts as a dam for the molten solder that tries to ooze out from the bonding interface. Therefore, even when the terminals are arranged at an extremely small pitch, there is no solder bridge or the like that tends to occur between adjacent terminals. Also, since the pad is covered with the resin layer until just before soldering, the active surface is used for soldering. Therefore, it is possible to mount an electronic component, an electrical component, etc. on a printed circuit board by high reliability soldering, which has high bonding strength, low contact resistance, and good corrosion resistance.
【手続補正２】[Procedure Amendment 2]
【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing
【補正対象項目名】図１[Name of item to be corrected] Figure 1
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【図１】 [Figure 1]
Claims (2)
にハンダ層を介して接続された端子と、前記パッド及び
前記端子の接続部を覆う樹脂層とを備え、該樹脂層は、
加熱された前記端子を前記パッドに押し付けることによ
って前記パッドと前記端子との間の隙間から側方に押し
出されたものであることを特徴とするハンダ接合部。1. A pad formed on a substrate, a terminal connected to the pad via a solder layer, and a resin layer covering a connecting portion of the pad and the terminal, the resin layer comprising:
A solder joint part, which is extruded laterally from a gap between the pad and the terminal by pressing the heated terminal against the pad.
パッドにハンダめっきされた端子を押し付け、前記樹脂
層を加熱・流動化させ前記パッドと前記端子との間の隙
間から側方に押し出し、溶融したハンダめっき層のハン
ダで前記端子を前記パッドにハンダ付けすることを特徴
とするハンダ付け方法。2. A solder-plated terminal is pressed against a pad formed on a substrate and covered with a resin layer, and the resin layer is heated and fluidized to a side from a gap between the pad and the terminal. A soldering method, characterized in that the terminal is soldered to the pad with solder of an extruded and melted solder plating layer.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30304192A JPH06132642A (en) | 1992-10-15 | 1992-10-15 | Solder-connected part and soldering method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30304192A JPH06132642A (en) | 1992-10-15 | 1992-10-15 | Solder-connected part and soldering method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06132642A true JPH06132642A (en) | 1994-05-13 |
Family
ID=17916216
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30304192A Pending JPH06132642A (en) | 1992-10-15 | 1992-10-15 | Solder-connected part and soldering method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06132642A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH088521A (en) * | 1994-06-16 | 1996-01-12 | O K Print:Kk | Terminal for soldering |
| US6300678B1 (en) | 1997-10-03 | 2001-10-09 | Fujitsu Limited | I/O pin having solder dam for connecting substrates |
-
1992
- 1992-10-15 JP JP30304192A patent/JPH06132642A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH088521A (en) * | 1994-06-16 | 1996-01-12 | O K Print:Kk | Terminal for soldering |
| US6300678B1 (en) | 1997-10-03 | 2001-10-09 | Fujitsu Limited | I/O pin having solder dam for connecting substrates |
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