JPH06326451A

JPH06326451A - はんだ付け方法

Info

Publication number: JPH06326451A
Application number: JP11025593A
Authority: JP
Inventors: Takashi Sakaki; 隆榊; Kazuhiro Nakada; 和宏中田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-05-12
Filing date: 1993-05-12
Publication date: 1994-11-25

Abstract

(57)【要約】【目的】大ピッチのはんだ付けは当然のことながら、
狭ピッチ、多ピンにも対応でき、かつ回路基板の設計の
自由度や工程の自由度を増すことができるはんだ付け方
法を提供する。【構成】電気回路部品５の電極部６と、回路基板の電
極部とをはんだ付けするはんだ付け方法において、回路
基板の電極部に対応させて形成される凹部１を有したは
んだペースト転写用部材２に対してはんだペースト３を
供給して凹部１内にはんだペーストを充填する充填工程
と、電気回路部品５の電極６を充填されたはんだペース
ト３に対して接触させることで、凹部１内のはんだペー
スト３を電気回路部品５の電極部６へ転写する転写工程
と、転写後までの間の任意の一定時間、はんだペースト
３に含有されるはんだの融点未満の温度で加熱する加熱
工程と、はんだペーストを有する電気回路部品の電極部
をそれぞれ対応する回路基板の電極部へ載置する載置工
程と、はんだペーストを加熱溶融させて、電気回路部品
の電極部と該回路基板の電極部のはんだ付けを行なう工
程とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は回路基板に実装される電
気回路部品のはんだ付け方法に係り、特に表面実装に好
適なハンダ付け方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、回路基板上へ電気回路部品を
電気的に接続する方法としては、はんだ付け等によるろ
う付け方法、また機械的に圧着する方法、コネクタを用
いる方法などが知られている。これらの内、その生産性
の高さから、はんだ付け方法が一般的であり、具体的に
は、フローはんだ付け法、スクリーン印刷やプリコート
を用いたリフローはんだ付け法、ロボットはんだ付け法
などが用いられている。

【０００３】フローはんだ付け法は、電気回路部品を仮
に搭置した回路基板の一方の面を溶融はんだ上に浸漬す
る、はんだ漬け方法であり、比較的に高速に処理できる
ものであるが、０．６５〜１．２７ｍｍピッチ程度以下
になると、はんだブリッジ等の不良が多く発生する結
果、良好なはんだ付けができにくくなる欠点が指摘され
ている。さらに、耐熱性に劣る電気回路部品を高温状態
の溶融はんだ内に浸漬することはできないため、耐熱性
に劣る電気回路部品は回路基板のはんだ浸漬面裏側に搭
置せざるを得なくなり、設計上の自由度がなくなる問題
点も指摘されている。

【０００４】次に、リフローはんだ漬けは、スクリーン
印刷を用いたものであり、上記の欠点を解消すべく開発
されたものである。図１０はリフローはんだ付け法にお
けるはんだペースト供給の様子を示した側面図であり、
本図において、基台１０３上に回路基板８が載置固定さ
れており、所定の配線パターンを形成したスクリーンマ
スク１０１上にはんだペースト３（図中の塗り潰しで示
す）をのせて、スキージ４に一定の力を加えながら矢印
Ｙ方向へ移動させ、スクリーン開口部１０２を介しては
んだペースト３を下方に押し出し回路基板８の電極上に
はんだペースト３を印刷するものである。

【０００５】その後、回路基板８の電極上に電気回路部
品を載置してから、はんだペーストを加熱溶融し、リフ
ローはんだ付けを行なうことで所望の実装済の基板を得
るものである。ここで、このリフローはんだ漬け加熱溶
融方式としては、赤外線、遠赤外線を利用する方法、熱
風を利用するホットエアー方式による方法、不活性溶剤
の気化潜熱を利用するベーパーフェイズ方式による方
法。加熱部材を利用するホットラムやホットプレート方
式による方法、または、ＹＡＧ、ＣＯ₂ レーザ等の熱源
を利用する方法などが知られている。

【０００６】一方、回路基板８の電極９上に前もっては
んだを供給しておく予備はんだ方法としてプリコート法
が知られている。その一例としては、溶融はんだ槽の中
に回路基板を浸漬し、引き上げ時にホットガスを吹き付
けることによって電極上の余分なはんだを除去するホッ
トガスレベラーによるプリコートが代表的である。次に
ロボットはんだ付け法の代表例を、図１２の概略構成側
面図と図１２の要部拡大斜視図であって図１２のこて先
付近の様子を示した外観図である図１３を参照して述べ
る。両図において、回路基板８の電極９上に電気回路部
品５に一体的に設けられた電極６を接触状態に載置し
て、電気回路部品の電極６に対して加熱されたこて先１
０５に糸はんだ１０６を矢印Ｈ方向へ送ながら順次供給
する。

【０００７】以上の構成において、こて先１０５で溶融
されたはんだによって電気回路部品５の電極６と回路基
板の電極９のはんだ付けが行なわれる。このように、こ
て先１０５を電気回路部品の電極６、または回路基板の
電極９、または回路基板８に接触させたまま矢印Ｔ方向
（図１３）にスライドさせつつ連続的に行なうことによ
ってはんだ付けする方法ものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
各従来例のはんだ付けには以下のような欠点があった。
まず、スクリーン印刷法のうち、電極の１本毎にはんだ
ペーストを供給するセパレート印刷法（電極１本ごとに
対応させた開口部を有するスクリーンマスクを用いて印
刷し、印刷されたはんだペーストは電極毎に、はんだペ
ーストが塗布された状態に印刷する）においては、電気
回路部品および回路基板の電極ピッチ（隣接する電極の
中心間の距離）が０．６５ｍｍ，０．５ｍｍと小さくな
るにしたがってスクリーンマスクの開口面積も同様に小
さくなるが、このように開口面積が小さくなると、はん
だペーストがマスクから抜けにくくなることから印刷性
が悪くなる。この結果、回路基板の電極の１本ごとに印
刷されたはんだペースト量のバラツキが大きくなるた
め、リフロー後において電極間ブリッジ、未はんだ（後
述する）等が生じ、接合の信頼性が悪くなる。また、ス
クリーンマスクのテンション、マスクと回路基板間のギ
ャップ、スキージの方向、角度、速度、印圧等のはんだ
ペースト印刷のための条件出しや、使用はんだペースト
量のコントロールがより極めて難しくなる欠点がある。

【０００９】例えば、１例を挙げると、スクリーンマス
クと回路基板とのギャップが大きい場合には、スキージ
の通過直後の版離れが急になるために、はんだペースト
がマスクに付着して、印刷パターンにおいて部分的なは
がれ（印刷されたものが部分的に欠けてしまったり、印
刷厚みが異なってしまい、はんだペースト量が部分的に
異なる状態）が生じてしまい、リフローはんだ付け後に
未はんだ（はんだ量不足またははんだ未接続）が生じる
原因の１つとなる（日刊工業新聞社編”９１ＳＭＴ・は
んだ付け技術”日刊工業新聞社Ｐ３７〜４３１９９
１年３月別冊春号）。

【００１０】一方、スキージの印圧が高すぎると、マス
クが変形して、マスクのシール性が低下し、マスクの開
口部から異なる面へはんだペーストがまわり込むように
なるため、回路基板上の電極部の印刷された周辺にニジ
ミが生じ易くなり、リフローはんだ付け後にブリッジし
易くなる（プレスジャーナル編“サーフェイスマウント
テクノロジー”プレスジャーナルＰ９４〜９８、１９
９０年秋号）。

【００１１】そこで、上記のセパレート印刷法によるは
んだ付け不良を改善する方法として一文字印刷と呼ばれ
る方法が用いられている。この一文字印刷法によれば、
回路基板の複数の電極部に電極毎にはんだペーストを塗
布するのではなく、電極間にまたがって、はんだペース
トを塗布するものであり、前述のセパレート印刷法に比
べ、スクリーンマスクの開口面積が大きくなるために印
刷性が改善される利点がある。

【００１２】ところが、この一文字印刷法によっても、
印刷後におけるはんだペーストの加熱溶融時において、
隣接する電極部間に存在するはんだが隣接する各電極部
へ均等に分離しにくいことからはんだブリッジや、未は
んだや、さらには電極部へ引き寄せられないはんだが隣
接する電極間に残存することから、はんだがボール状に
なるはんだボールが生ずる問題点がある。

【００１３】またさらに、これら狭ピッチ電気回路部品
と比較的大きい部分を混在させたものを同時に印刷する
必要性がある場合において、電極間寸法が非常に小さな
狭ピッチ電気回路部品に合わせた同一厚みのスクリーン
マスクでは、そのメッシュの関係から比較的大きい部分
のはんだペースト量が不足する時があるため、スクリー
ンマスクの厚みを部分的に変えた印刷をしなければなら
ない場合があるが、このように厚みを部分的に変える
と、異なる部分での印刷不良が生じやすく接合不良とな
りやすい問題がある。

【００１４】次に、ホットガスレベラーと呼ばれる方法
のプリコート方法では回路基板の各電極に作用するホッ
トガス圧力が均一に設定できないため、はんだ厚みバラ
ツキが数μｍ〜数十μｍと大きくなってしまい、電気回
路部品の電極形状バラツキを吸収できなくなる。例え
ば、１例を挙げると図１１に示すように０．５ｍｍピッ
チ程度のＱＦＰ（電気回路部品の一種、後述）の場合、
電極リードの高さバラツキ１００μｍ程度で、はんだ１
６の厚みバラツキが４０μｍ程度であった場合に、たと
えはんだが十分に溶融した場合においても、はんだ１６
と電極リード６は最大６０μｍ離れていて、はんだ付け
ができなくなってしまう不具合が発生することになる。

【００１５】次にロボットはんだ付け法は、こて先での
糸はんだ溶融量が安定しない場合が多いため、０．８ｍ
ｍ程度未満のピッチでは、はんだブリッジや未はんだ等
の不良が多く発生してしまう。即ち、図１３に示すよう
に、こて先１０５を電極６または回路基板に接触させた
まま、スライド（矢印Ｔ方向）させて連続的に行なう
と、狭ピッチの電極リード６は細く弱いため、こて先に
電極を引っかけてしまい電極リード６を図示のように曲
げてしまう不良が発生する。そこで、微妙な接触圧の調
整やスピードを速くすることが考えられるが、このよう
にするためには高感度センサーや高速モータが必要とな
る結果、ロボット全体のコストが高くなってしまう。

【００１６】以上説明のように、例えば、０．５ｍｍピ
ッチ程度以下の狭ピッチ電気回路部品のはんだ付けは上
記のいずれの従来方法においても、微小量のはんだペー
ストを定量供給し、はんだブリッジやはんだボールの発
生を防止し、未はんだ等の不良なしに確実に行なうこと
は極めて難しいものであった。したがって、本発明は上
述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とする
ところは、大ピッチのはんだ付けは当然のことながら、
狭ピッチ、多ピンにも対応でき、かつ回路基板の設計の
自由度や工程の自由度を増すことができるはんだ付け方
法を提供する点にある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決し、目
的を達成するために本発明のはんだ付け方法は、少なく
とも１以上の電極部を有する電気回路部品の電極部と少
なくとも１以上の電極部を有する回路基板の電極部とを
はんだ付けし、接続する方法において、回路基板の電極
部に対応させた１以上の所望凹部を有するはんだペース
ト転写用部材にはんだペーストを充填し、電気回路部品
の電極をそれぞれに対応するはんだペーストに接触さ
せ、凹部内のはんだペーストを電気回路部品の電極部へ
転写する工程ではんだペーストがはんだペースト転写用
部材に充填後から電気回路部品の電極に転写後までの間
の任意の一定時間、はんだペーストに含有されるはんだ
の融点未満の温度で加熱される工程と、はんだペースト
を有する電気回路部品の電極部をそれぞれ対応する回路
基板の電極部へ載置する工程と、はんだペーストを加熱
溶融させて、電気回路部品の電極部と回路基板の電極
部のはんだ付けを行なう工程と具備することを特徴とす
る。

【００１８】また、好ましくは、はんだ付け方法は、少
なくとも１以上の電極部を有する電気回路部品の電極部
と少なくとも１以上の電極部を有する回路基板の、電極
部とをはんだ付けし、接続する方法において、回路基板
の電極部に対応させた１以上の所望凹部を有するはんだ
ペースト転写用部材の凹部内に充填されたはんだペース
トを電気回路部品の電極へ転写する工程と、はんだペー
ストを電気回路部品の電極へ転写する際に、はんだペー
ストを電気回路部品の電極方向へ加圧する手段を備えた
はんだペースト転写用部材を用いる工程と、はんだペー
ストを有する電気回路部品の電極部をそれぞれ対応する
回路基板の電極部へ載置する工程と、はんだペーストを
加熱溶融させて、電気回路部品の電極部と回路基板の
電極部のはんだ付けを行なう工程とを具備することを特
徴とする。

【００１９】また、好ましくは、はんだ付け方法は、は
んだペーストを電気回路部品の電極方向へ加圧する手段
は、はんだペースト転写用部材が凹部の内面側に連通す
る穴を少なくとも１以上有するか、あるいは凹部の少な
くとも１部分が多孔質部分を有することのいずれか一方
又は両方の手段を備えていることを特徴とする。そし
て、好ましくは、はんだペースト転写用部材の凹部の少
なくとも１部分が撥水性、撥油性材料の１種又は複数種
の材料からなることを特徴とする。

【００２０】

【作用】上記の構成において、電気回路部品の電極に対
応した所望形状の凹部を有するはんだペースト転写用部
材あるいは所望形状の凹部の内面側に連通する穴を有す
るはんだペースト転写用部材、あるいは多孔質からなる
部分と所望形状の凹部を有するはんだペースト転写用部
材を準備し、その凹部内にはんだペーストを充填する。
その後、充填されたはんだペーストに電気回路部品の電
極を接触させ、各ピンごとの電極上にはんだペーストを
転写する。転写の際には、穴あるいは多孔質部から気体
あるいは液体を噴射する方法、またはんだペーストを加
熱や冷却する方法などを用いることにより、より確実
な、はんだペーストの定量供給が可能となる。その後、
回路基板の電極に対応させて接触載置後、加熱リフロー
はんだ付けを行なうことによって、はんだブリッジやは
んだボール、未はんだのない信頼性の高いはんだ付けが
可能となる。また、このことから、大ピッチ部品、狭ピ
ッチ多ピン部品が混在した場合、大ピッチ部品は公知の
方法ではんだペースト印刷を行ない、次に電極にはんだ
ペーストが転写された狭ピッチ多ピン部品を載置しリフ
ローする、という方法によってこの効果は顕著となる。

【００２１】転写による供給量の制御は凹部寸法を変化
させた部材を用いることによって容易に行なうことがで
きる。また凹部表面を撥水性あるいは撥油性材料等で被
覆することにより確実に定量供給が可能となる。またさ
らに、電気回路部品が回路基板の一方または他方の面の
いずれかの面にも載置でき、また電気回路部品をはんだ
付けした後に別の電気回路部品をさらにはんだ付けする
という事情がある場合でも容易にはんだ付け可能となる
ことより、回路基板の設計や工程の自由度が増すはんだ
付け方法が提供される。

【００２２】

【実施例】以下に本発明の各実施例に付き図面を参照し
て述べる、先ず図１は第１実施例にかかる模式的外観斜
視図であって、部品１個に対応しているが多数の部品に
も対応するものである。また、図２は図１のＸ−Ｘ矢視
断面図である。図１、２において、両図ははんだペース
ト転写用部材２上にはんだペースト３を塗り込む途中の
状態を示したものであり、後述する所定形状の凹部１内
にはんだペースト３を充填させる様子を示している。

【００２３】このためにステンレス金属材料のＳＵＳ３
０４から形成される転写用部材２の左側端面上に、はん
だペースト３の適量分を置いてから、スキージ４をはん
だペースト転写用部材２に密着させつつ、図中の矢印Ｙ
方向へ移動することによってはんだペースト３を凹部１
に充填させるようにしている。この凹部１内面側にはは
んだペースト転写用部材２の底面１７に連通する孔部１
３が図示のように穿設されている。また凹部１とはんだ
ペースト転写用部材２上にはフッ素系シラン化合物から
なる被覆層が形成されている。

【００２４】これらの凹部１は、転写される電気回路部
品の電極部のピッチに合致されて設けられる一方、その
形状は電気回路部品の電極部に応じて適宜設定されるも
のであって、標準的な電極に対しては凹部１の開口上面
１８の一辺が０．２５ｍｍの正方形、凹部１の底面１９
の一辺が０．１５ｍｍの正方形、深さが０．０５〜０．
３ｍｍの範囲とし、凹部１の側面に傾斜部１ａを持たせ
るようにしている。

【００２５】一方、上述の孔部１３ははんだペースト転
写用部材２の底面１７から凹部１内の底面１９へ連通す
る底辺縁部に連通する貫通孔からなり、それらの間隙は
０．０１〜０．５ｍｍの範囲となるように設定されてい
る。被覆層は図示はされていないが、孔部１３を形成し
た後にはんだペースト転写用部材２をフッ素系シラン化
合物溶液中に浸漬して、ディップコーティングした後に
２０〜２５℃で自然乾燥させる工程を合計で３回分繰り
返した後に、１５０℃で３０分加熱乾燥させることで被
覆層が形成されている。

【００２６】また、スキージ４は図示のようにスキージ
４の両端に広がるはんだペースト３を中心方向に戻すた
めのスカート１２を有しているものを用いて充填を行う
ようにしており、スキージスピードを１〜７００ｍｍ／
ｓｅｃ、スキージ圧力を０．１〜４．５ｋｇ／ｃｍ² 、
スキージ角度を０〜６０度、スキージ斜め刷り角度を±
４５度の範囲に設定して行なうことで、凹部１内に略均
一に充填されることを確認した。そして、はんだペース
ト３用にはニホンハンダ製の品名ＲＸ３６２−ＣＲ５
Ｆ、（はんだ組成Ｓｕ６２％，Ｐｂ３６％，Ａｇ２％の
φ２５〜４５μｍの球状はんだ）を用いることで良い結
果を得た。

【００２７】次に、図３は以上のようにして準備された
はんだペースト転写用部材２上に電気回路部品を位置合
わせする模式的断面図であって、本図において、吸着保
持具７で真空吸着保持された電気回路部５と凹部１内は
んだペースト３を近接させて行き、電気回路部品５の電
極６が各凹部１内に充填されているはんだペースト３に
対応するように位置合わせされる。この位置合わせは、
はんだペースト転写用部材の位置合わせマーク２０と電
気回路部品５の複数の電極６とを位置合わせして行なっ
た。電気回路部品５は０．５ｍｍピッチの２４ピンＱｕ
ａｄＦｌａｔＰａｃｋａｇｅ（ＱＦＰ）を用いている
が、これに限定されないことは無論でる。

【００２８】次に、図４は図３に続く工程であって、電
気回路部品５をはんだペースト３に対して接触させてか
ら、上記の穴部１３を介して気体を噴射させている状態
の模式的断面図である。本図において、図３に示す工程
により位置合わせが行なわれた電気回路部品５を下降
（矢印Ｄ方向）し、電気回路部品５の電極６とはんだペ
ースト３を接触させている。この工程に合い前後して、
凹部１内に充填されているはんだペースト３が融点以下
の範囲で加熱される。

【００２９】これに続いて、矢印Ｐに示すように孔部１
３から凹部１内に不活性ガスである窒素が噴射される。
以上の工程の具体的な条件値としては、接触圧力が０．
１〜５００ｇ／ｍｍ² の範囲、はんだペースト３の加熱
開始時期は接触１分前〜１分後、あるいは電気回路部品
５の電極６と、凹部１内はんだペースト３の距離が１ｍ
ｍ〜０ｍｍにある範囲、はんだペースト３の加熱温度は
５０〜１７０℃の範囲で行なった。窒素の噴射は、はん
だペースト３の加熱後に行ないその噴射開始時期は接触
３０秒前〜２分後あるいは電気回路部品の電極６と凹部
１内はんだペースト３の距離が０．５ｍｍ〜０ｍｍの範
囲で行なった。噴射圧力は０．１ｋｇｆ／ｃｍ² の一定
圧で連続噴射し、この時の窒素温度は、はんだペースト
３の加熱温度とほぼ同じで行なった。以上の条件により
凹部１内に充填されたはんだペースト３は電気回路部品
５の電極６に均一に転写される。

【００３０】次に、図５の模式的外観斜視図と図６の模
式的断面図に示される様に、図４に示された工程におい
てはんだペースト３に接触させた電気回路部品５を凹部
１底面に対して略垂直方向に上昇（図中の矢印Ｕ方向）
させる。この時点で凹部１内のはんだペースト３が電気
回路部品の電極６上に転写された。このとき、矢印Ｐ
（図４）に示されるように、窒素噴射は引き続き行なっ
たが、噴射窒素温度およびはんだペースト転写用部材２
の加熱温度を下げる一方、転写されたはんだペースト３
を冷却しながら行なうことで良い結果を得ることができ
た。またこの時の冷却温度は０〜１７０℃の範囲で行な
い、また温度下降開始時期は電気回路部品５のはんだペ
ースト３への接触後から、約１０ｍｍ上昇した位置に到
達するまでの間の範囲で行ない、上昇スピードは０．１
ｍｍ〜３００ｍｍ／ｓｅｃの範囲で行なった。

【００３１】次に、図７は電気回路部品５と回路基板８
を位置合わせした状態の模式的断面図を示している。本
図において、電気回路部品５のはんだペースト３が転写
された面側の電極部６を回路基板の電極９に対向させて
位置合わせが行なわれる。この位置合わせ方法は、電気
回路部品の電極６上のはんだペースト３と回路基板の電
極９が接触しない状態で、図３、４で用いたようにマー
キングと電極を位置合わせする方法で行なわれる。ま
た、回路基板８は０．５ｍｍピッチ２４ピンの電極９を
有しており、ＮＥＭＡ規格のガラスポキシ基板のＣＥＭ
−３を用いた。

【００３２】以上のように位置合わせされた後に、図８
に示すように位置合わせ後の電気回路部品５を下降させ
て、回路基板の電極９上に載置してから、吸着保持具７
の吸着を解除する。その後、電気回路部品５が載置され
た回路基板８を、表面実装技術である遠赤外線と温風併
用加熱リフロー方式などを用いることにより、はんだペ
ースト３を溶融させて、電気回路部品５の電極６と回路
基板８の電極９のはんだ付けが完了する。

【００３３】なお、この実施例では、はんだペースト転
写用部材を形成する材料としてＳＵＳ３０４を用いた
が、ＳＵＳ３０４Ｌ，ＳＵＳ３１６，ＳＵＳ３１６Ｌ，
Ａｌ，モリブデン，Ｆｅ等の金属材料や、Ｓ_i Ｏ₂ ，Ｂ
₂ Ｏ₃ ，Ａｌ₂ Ｏ₃ 等のセラミックやダイヤモンド、ガ
ラス等の無機材料や有機材料を用いてもよい。また被覆
層にフッ素系シラン化合物を用いたが、他のシランカッ
プリング材やチタンカップリング材、ノンオン界面活性
材、カルナバロウ等の天然ワックスを主成分とするノニ
オン・ワックス・エマルジョン、脂肪酸アミド系の天然
油脂誘導体、フッ素系樹脂ポリテトラフルオロエチレン
（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン（ＰＦＡ，ＦＥ
Ｐ，ＥＰＥ，ＥＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチ
レン（ＰＣＴＦＥ）、クロロトリフルオロエチレン（Ｅ
ＣＴＦＥ）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤ
Ｆ）、ポリビニルフルオライド（ＰＶＦ）、シリコン系
樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂等の
撥水性撥油性に優れた材料を被覆してもよい。

【００３４】被覆層の形成方法は上記のように、ディッ
プコーディング後、加熱乾燥させたが、この方法に限定
されず、蒸着、スプレー、ブラシ、貼り合せ等の方法を
用いても良く、自然乾燥、加熱乾燥、焼き付け等のそれ
ぞれに適した乾燥方法で行ない、気体の噴出する孔部１
３を塞がない厚みで形成できれば方法は特に限定されな
い。さらにまた、孔部１３の内径寸法は０．０１〜０．
５ｍｍの範囲で行ったがこれに限定されず、はんだペー
スト３の粘度やはんだ粒径、形状、気体の噴射圧力に応
じて適宜選定される。

【００３５】また、本実施例でははんだペーストの加熱
温度および加熱時の噴射窒素温度を５０〜１７０℃の範
囲で、また各冷却温度を０〜１７０℃の範囲で行なった
が、この温度に限定されず、用いられるはんだペースト
材料の融点以下であれば何度でもよい。また、上記第１
実施例では加熱と冷却の両工程を行なったがどちらか一
方でもよいし、加熱、冷却を交互に複数回繰り返しても
よい。

【００３６】以上述べたように、はんだペーストを加熱
することによって、一時的に粘度が低下し、電気回路部
品５の電極６に対するつきまわり性が向上することを確
認できた。また、その後の加熱によって、はんだペース
ト内の溶剤分が揮発減少することによって、粘度が再び
増加し、松やに等の粘着力ではんだ粒子が電気回路部品
の電極に固着する。さらにまた、冷却することによっ
て、まわり込んだ溶剤等が冷却されて、転写されたはん
だペーストの凝固性が増す。さらに、凹部１内に気体を
噴射することによって凹部１とはんだペースト３との間
に気体層となるようなものを形成し、離型性、剥離性が
格段に向上することを確認でき、転写性を向上できた。

【００３７】次に、第２実施例に付き図９の電気回路部
品５と回路基板８を位置合わせした状態の模式的断面図
に基づき述べると、本実施例は上記の第１第１実施例で
説明した工程と略同様な工程で行なわれるものである
が、若干の相違点があるので、この点について述べる
と、電気回路部品５の種類と個数とはんだペースト転写
用部材の形状と材質と、はんだペースト転写時の温度、
噴射する材料と方法、はんだペースト材料が異なってい
る。具体的には、図９において、電気回路部品５は第１
実施例で用いた種類と同様の右側に図示された０．５ｍ
ｍピッチ２４ピンＱＦＰに加えて左側に図示された電気
回路部品５のチップ抵抗が各１ケずつ準備されている。

【００３８】また、はんだペースト転写用部材２はポリ
テトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）からなり、底面１
７と凹部底面１９とが連通する部分に多孔質材料１４で
あるセラミックを用いている。凹部１の形状はＱＦＰに
対応した第１実施例と同様のものと、チップ抵抗に対応
した寸法の凹部１の開口上面１８の一辺が０．１５ｍｍ
の正方形、凹部底面１９の一辺が０．１ｍｍの正方形、
深さ０．０５〜０．２ｍｍと下ものを２ケ所設けてい
る。はんだペースト転写時のはんだペースト転写用部材
および噴射気体の加熱、冷却は行なわず２０〜２５℃の
室温で行なった。噴射気体はクリーンエアーを用い、噴
射圧力は０．０１〜５ｋｇｆ／ｃｍ² の範囲で噴射開始
から徐々に加圧し、その後徐々に減圧して噴射停止をし
た。

【００３９】噴射は連続して行なわず、０．０１秒間隔
で行なった。はんだペースト３はタムラ製作所製の品名
ＳＱ−２０３０ＳＺＨ−１を用いた。なお、本実施例で
は、電気回路部品に０．５ｍｍピッチ２４ピンのＱＦＰ
を用いたが、ＴａｐｅＡｕｔｏｍａｔｅｄＢｏｎｄ
ｉｎｇ（ＴＡＢ）によるパッケージやＳｈｒｉｎｋＳ
ｍａｌｌＯｕｔｌｉｎｅＰａｃｋａｇｅ（ＳＳＯ
Ｐ）、ＴｈｉｎＳｍａｌｌＯｕｔｌｉｎｅＰａｃ
ｋａｇｅ（ＴＳＯＰ），ＳｍａｌｌＯｕｔｌｉｎｅ
Ｊ−ｌｅａｄｅｄＰａｃｋａｇｅ（ＳＯＪ）等のパッ
ケージＩＣやチップコンデンサー等のＳｕｒｆａｃｅ
ＭｏｕｎｔＤｅｖｉｃｅ（ＳＭＤ）表面実装部品やベ
アチップでもよく、パッケージＩＣのピン数は２４ピン
を用いたが、これに限定されず１００〜１０００ピンで
もよい。

【００４０】また、本実施例では、はんだペースト転写
用部材の材料にＰＴＦＥを用いたが、このような有機材
料に限定されず、金属材料、無機材料でもよい。有機材
料ならば他のフッ素系樹脂テトラフルオロエチレン（Ｐ
ＦＡ，ＦＥＰ，ＥＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエ
チレン（ＰＣＴＦＥ）、クロロトリフルオロエチレン
（ＥＣＴＦＥ）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤ
Ｆ）、ポリビニルフルオライド（ＰＶＦ）、シリコン系
樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂を用
いてもよい。

【００４１】また、はんだペースト転写用部材２の凹部
１の形状は、凹部１の開口上面の一辺、凹部底面の一
辺、深さがそれぞれ０．２５ｍｍの正方形、０．１５ｍ
ｍの正方形、０．０５〜０．３ｍｍの形状のものと、
０．１５ｍｍの正方形、０．１ｍｍの正方形、０．０５
〜０．２ｍｍの形状のものとを用いたが、これに限定さ
れず、電気回路部品５の電極６の形状に適合した適正は
んだ量にできるものであれば、半球状の曲面であった
り、底面に行くほど階段状に小さくなるものであっても
よい。

【００４２】また、本実施例では多孔質材料１４にセラ
ミックを用いたが、グラファイト、カーボン、金属粉末
の焼結体、火成岩等でもよい。さらにまた、本実施例で
は噴射する材料にクリーンエアーを用いたが、液体窒素
やはんだペーストに含有される油脂、溶剤等の液体でも
よい。噴射圧力は０．０１〜５ｋｇｆ／ｃｍ² で行なっ
たが、適正な圧力としては電気回路部品の電極の少なく
とも一面をはんだペースト中に埋没させるような圧力が
望ましい。

【００４３】また、はんだペーストは、組成がＳｕ６２
％，Ｐｂ３６％，Ａｇ２％のφ２５〜４５μｍの球状は
んだを用いたが、ビスマス系低融点であっても、インジ
ウム系であってもよく、含有されるはんだ形状は電気回
路部品の電極への付着性を増すため、不定形であって
も、球状と不定形の混合であってもよい。一方、回路基
板用にはＣＥＭ−３を用いたが、これに限定されずガラ
スポリイミド基板のＧＰＹ、ガラスエポキシ基板のＦＲ
−４・Ｇ−１０、ガラス紙エポキシ基板のＣＥＭ−１、
紙エポキシ基板のＦＲ−３、紙フェノール基板のＦＲ−
１・ＦＲ−２・ＸＸＸＰＣ・ＸＰＣ、ガラスフッ素樹脂
基板等のプリント基板やフレキシブルプリント基板、ま
た、セラミック基板やシリコン基板、ガラス基板でもよ
い。

【００４４】また、電気回路部品の上昇スピードは、
０．１〜３００ｍｍ／ｓｅｃの範囲で連続的に行なった
が、はんだペーストの電極へのつきまわりをさらに安定
させるために、停止時間をおきながらステップ的に行な
ってもよい。また、本実施例では電気回路部品を回路基
板状に載置する際、電気回路部品仮止用接着剤を用いな
かったが、載置時に位置ズレを起こすようでようであれ
ば用いてもよい。

【００４５】以上詳述したように、電気回路部品の回路
基板へのはんだ付けにおいて、電気回路部品の各電極毎
に対応してあらかじめ決められた形状の凹部内に充填さ
れたはんだペーストを電気回路部品の各電極上へ個々に
転写するために凹部内に充填されたはんだペースト分が
そのまま電極に転写され、電極の数、形状、大きさ、ピ
ッチに影響されずに常に最適量のはんだペースト定量供
給を行なうことができる。また、転写の際は、充填され
たはんだペーストの加熱や冷却を行なったり、凹部底面
に連通するよう設けられた孔部や多孔質部から気体ある
いは液体を噴射することによって定量供給の効果がより
顕著となる。

【００４６】また、供給量は、凹部の寸法を変化させれ
ばコントロール可能となる。また、はんだペースト転写
用部材またははんだペースト転写用部材の凹部表面に撥
水性、撥油性材料を用いることにより、はんだペースト
と撥水性、撥油性材料との剥れが容易になり、定量供給
の効果がさらに顕著となる。これらの効果は狭ピッチ多
ピンを有する電気回路部品のはんだ付けにおいてより顕
著となり、はんだブリッジ、はんだボール、未はんだが
起こりにくい、品質の高いはんだ付けが可能となる。す
なわち、大ピッチ部品、狭ピッチ多ピン部品が混在した
場合、大ピッチ部品は公知の方法ではんだペースト印刷
を行ない、次に電極にはんだペーストが転写された狭ピ
ッチ多ピン部品を載置し、リフローするという方法によ
ってこの効果はより顕著となる。また、電気回路部品の
電極部における、はんだペーストの転写された面を回路
基板の電極部に接触載置した後、はんだペーストを加熱
溶融し、はんだ付けを行なうことによってはんだブリッ
ジやはんだボールが少なくなる効果が増す。

【００４７】またさらに、電気回路部品が回路基板の一
方または他方の面のいずれかの面にも載置でき、また電
気回路部品をはんだ付けした後に、別の電気回路部品を
さらにはんだ付けするという事情がある場合でも、容易
にはんだ付け可能となることより、回路基板の設計や工
程の自由度が増し、ひいては歩留りが向上し、コストの
低減が計られるものである。

【００４８】

【発明の効果】以上説明のように、本発明によれば、大
ピッチのはんだ付けは当然のことながら、狭ピッチ、多
ピンにも対応でき、かつ回路基板の設計の自由度や工程
の自由度を増すことができるはんだ付け方法を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例に係る模式的外観斜視図であり、は
んだペースト転写用部材にはんだペーストを充填させて
いる様子を示す図である。

【図２】図１のＸ−Ｘ矢視断面図である。

【図３】、

【図４】はんだペースト転写用部材に電気回路部品を位
置合わせする状態の模式的断面図である。

【図５】はんだペースト転写用部材の孔部から気体を噴
射させている状態の模式的外観斜視図である。

【図６】電気回路部品にはんだペーストが転写された後
の状態の模式的断面図である。

【図７】、

【図８】電気回路部品を回路基板に位置合わせした状態
の模式的断面図である。

【図９】第２実施例に係る模式的断面図である。

【図１０】従来のスクリーン印刷法の要部断面図であ
る。

【図１１】プリコート法による不良例の平面図である。

【図１２】従来のロボットはんだ付け法の外観図であ
る。

【図１３】ロボットはんだ付け法による不良例の外観図
である。

【符号の説明】

１凹部、２はんだペースト転写用部材、３はんだペースト、４スキージ、５電気回路部品、６電気回路部品の電極、７電気回路部品の吸着保持具、８回路基板、９回路基板の電極、１３孔部、１４多孔質材料、１８開口上面、１９底面、２０位置合わせマークである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電気回路部品の電極部と、回路基板の電
極部とをはんだ付けするはんだ付け方法において、前記回路基板の電極部に対応させて形成される凹部を有
したはんだペースト転写用部材に対してはんだペースト
を供給して前記凹部内にはんだペーストを充填する充填
工程と、前記電気回路部品の電極を前記充填されたはんだペース
トに対して接触させることで、前記凹部内のはんだペー
ストを前記電気回路部品の電極部へ転写する転写工程
と、前記転写後までの間の任意の一定時間、はんだペースト
に含有されるはんだの融点未満の温度で加熱する加熱工
程と、はんだペーストを有する前記電気回路部品の該電極部を
それぞれ対応する前記回路基板の該電極部へ載置する載
置工程と、該はんだペーストを加熱溶融させて、該電気回路部品の
電極部と該回路基板の電極部のはんだ付けを行なう工程
と、を有することを特徴とするはんだ付け方法。
【請求項２】はんだペーストを前記電気回路部品の電
極へ転写する際に、はんだペーストを前記電気回路部品
の電極方向へ加圧する加圧工程をさらに具備することを
特徴とする請求項１に記載のはんだ付け方法。
【請求項３】前記加圧する手段は、前記はんだペース
ト転写用部材が前記凹部の内面側に連通する少なくとも
１以上の貫通孔または前記凹部内に設けられる多孔質体
のいずれか一方又は両方の手段と、前記貫通孔または多
孔質体を介して所定圧力気体を印加する気体印加手段と
から構成されることを特徴とする請求項２に記載のはん
だ付け方法。
【請求項４】前記凹部の少なくとも１部分に撥水性層
を設けたことを特徴とする請求項１、２、３に記載のは
んだ付け方法。