JPH0639583A - 半田ペースト及び回路基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、半田ペーストの材料の改善を行い、
それを回路基板の部品の固定に使用することにより、基
板からの部品の剥がれを防止し得る半田ペースト及び回
路基板を提供することを目的とする。 【構成】上記目的を達成するために、本発明における半
田ペースト（９）は、半田よりも融点が高いと共に大き
さをほぼ均一に揃えられた粒状物質を含有している。ま
た、本発明における回路基板は、上記の半田ペースト
（９）を搭載部品の基板（１）への固定に使用したこと
を特徴としている。 【効果】以上で詳述した様に本発明によれば、粒状物質
を含有する半田ペーストを、回路基板の部品の固定に使
用すれば部品が基板と平行に固定できるので、部品が基
板より剥がれにくい半田ペースト及び回路基板を提供で
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回路基板における実装
部品の基板への固定等に使用される半田ペースト及びそ
れを使用した回路基板に関する。

【０００２】

【従来の技術】今日、プリント基板や混成集積回路装置
等の回路基板は、電気機器の幅広い分野で利用されてい
る。

【０００３】この回路基板の従来技術として図１に示す
様な混成集積回路装置を例にあげて以下に述べる。この
混成集積回路装置は、高周波機能モジュールであり、特
に内部で発生する雑音をシールドする必要があるため、
基板（１）上に形成された混成集積回路を覆う様なシー
ルドカバー（２）を具備した構造となっている。

【０００４】この混成集積回路装置の細部構造は次の通
りである。図１におけるＡ−Ａ’断面図である図２にお
いて、アルミナ基板等の絶縁性の基板（１）上には導体
パターン（３）、グランドパターン（４）（７）、抵抗
体（５）等の厚膜パターンが形成されており、さらにそ
の表面にチップ部品（１０）やチップ半導体（１１）が
半田付けにより実装され混成集積回路が構成されてい
る。前記の半田付けは、予めパターン上に、半田金属と
有機溶剤を含んだ半田ペースト（８）をスクリーン印刷
して塗布した後に、基板（１）を加熱して半田を溶融さ
せるリフロー半田付けによるものである。ここで、半田
ペースト（９）を塗布する際、グランドパターン（４）
にも半田ペースト（９）を印刷する。そして、混成集積
回路を覆う様に金属性のシールドカバー（２）を前記半
田ペースト（９）上に載置し、他の部品と共に加熱して
基板（１）に固着させている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、パターン上
に印刷された半田ペースト（９）に部品を載置して、こ
れらを加熱した場合、半田ペースト（９）の溶融により
部品が基板近くまで沈み込むものであった。しかし、部
品の重量の偏りや、部品の半田付け部分の半田ぬれ性の
ムラ、さらに加熱前に既に部品が傾いていた場合など
に、これらの部品が基板（１）に対して斜めに沈んでし
まうことがあった。そして、この様な部品はそのまま固
定されてしまうものであった。

【０００６】この様に半田付けされるチップ部品（１
０）やチップ半導体（１１）等の部品が基板（１）に対
して斜めに固定されていると、基板と平行に固定された
部品と比較して部品剥がれが生じ易いという問題があっ
た。。

【０００７】また、上記の従来例で述べた高周波用混成
集積回路装置に限っては、シールドカバー（２）をはじ
めとする搭載部品が、基板（１）に対して斜めに固定さ
れると、搭載部品と他の部品やパターンとの間で発生す
る浮遊容量が変化するため、回路の周波数特性等の電気
的特性が乱れるという問題があった。

【０００８】そこで本発明は、半田ペーストの材料の改
善を行い、この半田ペーストを使用して部品を基板に平
行に固定することにより、部品が基板より剥がれにくい
回路基板とし、さらに高周波用混成集積回路装置に関し
ては、各部品により発生する浮遊容量を安定させて回路
の周波数特性の乱れを防止し得る半田ペースト及び回路
基板を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明における半田ペーストは、半田と、半田より
も融点が高いと共に大きさをほぼ均一に揃えられた粒状
物質と、これらを混練する有機溶剤とを有している。

【００１０】また、本発明における回路基板は、絶縁性
の基板と、前記基板上に形成されたパターン配線と、前
記基板上に実装される電気部品とを有する混成集積回路
装置であって、半田と、半田よりも融点が高いと共に大
きさをほぼ均一に揃えられた粒状物質とを有する半田部
材によって、前記部品が前記基板に固定されていること
を特徴としている。

【００１１】

【作用】半田よりも融点が高いと共に、大きさが揃えら
れた粒状物質を含んだ半田ペーストを、混成集積回路装
置の部品の固定に使用した場合、部品と基板との間隔
が、粒状物質の直径と同じ間隔で一様に形成される。こ
れにより部品が基板と平行に固定できるため、部品が基
板より剥がれにくくなる。また、搭載される部品と基板
との間隔を粒状部材の直径により任意の値に設定できる
ため、各部品と基板間の抵抗値を一定に規制できるの
で、回路の電気特性の変動を低減することができる。さ
らに、高周波用混成集積回路装置においては、各部品と
その他の部品もしくはパターンとの間で発生する浮遊容
量を安定させて、回路の周波数特性の乱れを防止するこ
とができる。

【００１２】

【実施例】以下に本発明における半田ペーストについ
て、回路基板の例えば高周波用混成集積回路装置に搭載
される各部品の固定に適用した場合の実施例を説明す
る。

【００１３】本実施例の回路基板は、高周波機能モジュ
ールであり、いわゆる高周波用混成集積回路である。こ
の回路基板は図１に示す様に、内部で発生する雑音をシ
ールドする必要があるため、基板（１）上に形成された
混成集積回路を覆う様にしてグランドパターンに固定さ
れたシールドカバー（２）を具備した構造となってい
る。

【００１４】この高周波用混成集積回路装置の細部構造
を、図１におけるＡ−Ａ’断面図である図２を参照して
製造工程を通して述べる。まず、アルミナ等の絶縁性の
基板（１）上にスクリーン印刷により導体パターン
（３）、第一のグランドパターン（４）、抵抗体（５）
を印刷し、基板（１）ごと焼成炉内に入れてそれぞれの
パターンを焼成する。また、基板のもう一方の面には、
前記第一のグランドパターン（４）とスルーホール
（６）により電気的に接続される、第二のグランドパタ
ーン（７）が前記と同様に形成される。

【００１５】上記の様に本混成集積回路装置は基板
（１）の両面にパターンが形成されるため、基板（１）
の材料には、高周波における誘電体損失が小さいアルミ
ナを使用している。

【００１６】また、パターンの材料は、マイグレーショ
ンの少ない銅系材料を使用するが、その他にも銀、銅、
銀パラジウム系等の導電性ペーストも使用できる。ま
た、スルーホール（６）もこれらの導電性ペーストによ
って導体層が形成されている。抵抗体（５）には酸化ル
テニウム系のペーストを使用する。

【００１７】次に導体パターン（３）の表面の電子部品
の端子と接続される半田付けランド（８）と、第一のグ
ランドパターン（４）のシールドカバー（２）が搭載さ
れる部分に、半田ペースト（９）を、スクリーン印刷に
より塗布する。

【００１８】ここで、前記半田ペースト（９）は、半田
と、粒状物質と、半田ぬれ性を向上させるフラックス等
の半田付け活性剤と、有機溶剤とを混練したものであ
る。、混成集積回路装置の半田ペーストとして使用する
場合、粒状物質の密度のムラによる半田部材の抵抗値変
化を低減するために、前記粒状物質は導電性の金属粒で
あることが好ましい。そして、その含有量は、半田ペー
ストをペースト状にするために、半田に対する体積比が
１対１を上限としているが、半田と金属粒との熱膨張率
の違いによりそれぞれの界面に発生する亀裂を防止する
ために、好ましくは半田ペーストの全容積に対して２０
％程度以内にするのが適当である。また、金属粒の含有
量が極端に少ないと、その含有密度にムラが発生した場
合に金属粒を殆ど含まない部分が発生する虞があるた
め、最低でも５％以上は金属粒を含有させることが望ま
しい。

【００１９】前記金属粒の材料は、例えば銅、真ちゅ
う、銀、鉛等の半田よりも融点の高い金属である。また
金属粒は、各粒が同じ大きさに揃えられたものが良く、
好ましくは真球体であることが望ましい。そして、その
直径はパターンと搭載部品との間隔と等しくなるもので
あり、本実施例においては、１００μｍ〜２００μｍ程
度としている。前記の直径の値の範囲については、各部
品が半田ペースト（８）中に沈み込む際、必ず金属粒と
接触するために最小値を約１００μｍに設定すると共
に、金属粒と半田との熱膨張率の違いによる影響を少な
くするように最大値を約２００μｍに設定したものであ
る。

【００２０】次に、チップ部品（１０）やチップ半導体
（１１）等の電子部品を、それぞれの部品の端子を所定
の半田ペースト（９）上に位置させて搭載する。そして
全ての部品を搭載して基板（１）上に混成集積回路が構
成された後に、シールドカバー（２）を前記混成集積回
路を覆う様に基板（１）上に搭載する。前記シールドカ
バー（２）は第一のグランドパターン（４）上の半田ペ
ースト（９）を挟んで配置される。ここで、シールドカ
バー（２）の例を図３に示すように、半田ペーストを介
して基板（１）上に搭載されたそれぞれの部品は、それ
らの端子もしくは底部で、金属粒（１２）を基板（１）
との間に挟んだ状態となっている。

【００２１】そして最後に、半田ペースト（８）を遠赤
外線炉等の加熱装置により溶融させ、その後に、これら
の半田が冷え固まることにより、本実施例の高周波用混
成集積回路装置が完成する。

【００２２】以上の様な構成の高周波機能モジュール
は、搭載部品のそれぞれが、その端子もしくは底部の基
板（１）との間隔が、金属粒（１２）の直径によって一
律に設定されるため、全ての部品が基板（１）と平行に
固定される。これにより、各部品の基板（１）間の半田
層の厚みが各所で均一となるため、搭載部品が剥がれに
くくなる。

【００２３】また、高周波機能モジュール等の高周波用
混成集積回路装置においては、搭載部品が基板（１）と
平行に固定されることによって、各部品とその他の部品
もしくはパターンとの間で発生する浮遊容量を安定させ
ることができ、回路の周波数特性の乱れを防止できる。
そして、上記実施例のシールドカバー（２）に関して
は、それと混成集積回路との間に発生する大きな浮遊容
量に影響を与えているため、特に高い効果を得ることが
できる。

【００２４】ところで、上記実施例は、本発明における
半田ペーストを高周波用混成集積回路装置に代表される
混成集積回路装置の部品の装着に使用した例であるが、
本発明の半田ペーストはこれに限らず、プリント基板等
の大型の回路基板について使用しても、上記の実施例の
様に部品剥がれの防止や、搭載部品の端子と基板との間
の抵抗値を一定値に規制することができる。

【００２５】また、上記実施例では粒状物質として金属
粒を使用しているが、半田の抵抗値が考慮されない場合
には、例えばセラミックやガラス等の絶縁性材料を使用
しても良い。

【００２６】

【発明の効果】以上で詳述した様に本発明によれば、粒
状物質を含有する半田ペーストを、回路基板の部品の固
定に使用すれば部品が基板と平行に固定できるため、部
品が基板より剥がれにくくなる。また、高周波用混成集
積回路装置においては、各部品とその他の部品もしくは
パターンとの間で発生する浮遊容量を安定させて、回路
の周波数特性の乱れを防止し得る回路基板を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における高周波用混成集積回路の斜視図
である。

【図２】本発明における高周波用混成集積回路の断面図
である。

【図３】本発明における高周波用混成集積回路の要部断
面図である。

【符号の説明】

１・・・基板 ２・・・シールドカバー ３・・・
導体パターン ４・・・第一のグランドパターン ５・・・抵抗体
６・・・スルーホール ７・・・第二のグランドパターン ８・・・半田付け
ランド ９・・・半田ペースト １０・・・チップ部品 １
１・・・チップ半導体 １２・・・金属粒

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半田と、前記半田よりも融点が高いと共に
   大きさをほぼ均一に揃えられた粒状物質と、これらを混
   練する有機溶剤とを有することを特徴とする半田ペース
   ト。
2. 【請求項２】絶縁性の基板と、前記基板上に形成された
   パターン配線と、前記基板上に搭載される部品とを有す
   る回路基板であって、 半田と、半田よりも融点が高いと共に大きさをほぼ均一
   に揃えられた粒状物質とを有する半田部材により、前記
   部品が前記基板に固定されていることを特徴とする回路
   基板。
3. 【請求項３】半田と、前記半田よりも融点が高いと共に
   大きさをほぼ均一に揃えられた金属粒と、これらを混練
   する有機溶剤とを有することを特徴とする半田ペース
   ト。
4. 【請求項４】絶縁性の基板と、前記基板上に形成された
   パターン配線と、前記基板上に搭載される部品とを有す
   る回路基板であって、 半田と、半田よりも融点が高いと共に大きさをほぼ均一
   に揃えられた金属粒とを有する半田部材により、前記部
   品が前記基板に固定されていることを特徴とする回路基
   板。
5. 【請求項５】絶縁性の基板と、前記基板上に形成された
   パターン配線と、前記基板上に搭載される部品とを有す
   る高周波用混成集積回路装置であって、 半田と、半田よりも融点が高いと共に大きさをほぼ均一
   に揃えられた粒状部材とを有する半田部材により、前記
   部品が前記基板に固定されていることを特徴とする高周
   波用混成集積回路装置。
6. 【請求項６】絶縁性の基板と、前記基板上に形成された
   パターン配線と、前記基板上に搭載される部品とを有す
   る高周波用混成集積回路装置であって、 半田と、半田よりも融点が高いと共に大きさをほぼ均一
   に揃えられた金属粒とを有する半田部材により、前記部
   品が前記基板に固定されていることを特徴とする高周波
   用混成集積回路装置。