JPH0690079A - プリント基板への電子部品実装方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 プリント基板１のラフピッチパッド部４のパ
ッド３上にソルダーペースト８を印刷し、ファインピッ
チパッド部５に半田析出組成物１２をベタ塗りし、プリ
ント基板１を加熱してソルダーペースト８を熔融してラ
フピッチパッド部４のパッド３上に半田層１３を形成す
ると共に、半田析出組成物１２から半田を析出せしめて
パッド３に半田層１３を形成してプリコート基板１４を
得、該プリコート基板１４にフラックス１５を塗布して
電子部品１６を載置し、再度加熱して半田層１３を熔融
させてパッド３に電子部品１６のリード１７を接合す
る。 【効果】 不必要に多量の半田析出組成物１２を使用す
ることなく、ファインピッチパッド部５を有するプリン
ト基板１に半田層１３を形成したプリコート基板１４を
得ることができ、該プリコート基板１４に電子部品１６
を半田付けすることによりブリッジや半田ボールなどの
不具合のない回路基板１８を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はプリント基板のパッドに
電子部品を実装するための方法に関するものであって、
特にパッドが微細なピッチで配列されたファインピッチ
パッド部と通常のラフピッチパッド部とが混在したプリ
ント基板に対して実装するための方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来プリント基板上に電子部品を表面実
装する場合には、プリント基板のパッド上にソルダーペ
ーストをスクリーン印刷し、そのプリント基板上に電子
部品を搭載してリードをパッド上に載せてソルダーペー
ストの粘着力により仮止めし、これを加熱することによ
りソルダーペーストを熔融してパッドと電子部品のリー
ドとを半田付けしていた。

【０００３】しかしながらこの方法では、パッド間にブ
リッジなどの半田付け不良が生じ易い。また半田ボール
が生じるのでこれを除去するため、及び、リフロー後の
フラックスが厚く導通検査が困難であるのでこれを除去
するため、フロンによる洗浄が不可避であった。

【０００４】そこで近年、プリント基板のパッド上に半
田層を形成したプリコート基板を形成し、該プリコート
基板上にフラックスを塗布して電子部品を搭載し、電子
部品のリードをパッド上に載せて前記フラックスの粘着
力で仮止めし、そのプリコート基板を加熱して半田層を
リフローし、パッドにリードを半田付けすることが行わ
れている。

【０００５】而してプリコート基板を形成するために
は、一般にはプリント基板のパッド上にソルダーペース
トをスクリーン印刷し、そのプリント基板を加熱してソ
ルダーペースト中の半田粉を熔融し、これをパッド上に
付着せしめてパッド上に半田層を形成していた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこの方法
では、パッド配列ピッチが０．５mm程度より大きい場合
には適用できるが、それより微細なピッチでパッドが配
列されている場合には、個々のパッドの配列に従ってソ
ルダーペーストを印刷することが困難であり、またパッ
ド間のブリッジが頻発し、適正なプリコート基板を形成
することが困難であった。

【０００７】またパッド配列ピッチが小さい部分に適切
に半田層を形成するものとして、特開平１−１５７７９
６号公報に記載された方法がある。この方法は、ロジン
の鉛塩と錫粉とを主成分とする半田析出組成物を使用す
るものであって、当該半田析出組成物をパッド配列部に
ベタ塗りし、これを加熱することによりロジン鉛塩と錫
粉との置換反応によってパッド上に半田を析出せしめ、
半田層を形成しようとするものである。

【０００８】この方法ではパッド配列ピッチが０．５mm
未満の高密度のプリント基板であっても、ベタ塗りが可
能であるので個々のパッドの配列に従った高精度のスク
リーン印刷の必要がなく、またパッド間のブリッジも生
じ難く、適正なプリコート基板を形成することができ
る。

【０００９】しかしながら前記半田析出組成物は極めて
高価であり、プリント基板全体にこれを適用することは
極めて不経済である。一般にプリント基板には各種の形
状や配列のパッドが混在しており、パッド配列ピッチが
０．５mm未満である部分は限られているのであって、そ
の他の部分では通常のソルダーペーストを印刷し、ブリ
ッジを生じさせることなく半田層を形成することが可能
である。然るに極く限られた部分のパッドのために、他
の部分にまで不必要に高価な材料を使用することは経済
的でない。

【００１０】本発明はかかる事情に鑑みなされたもので
あって、パッド配列ピッチが０．５mm未満のファインピ
ッチパッド部と０．５mm以上のラフピッチパッド部とが
混在したプリント基板に、高価な半田析出組成物を不必
要に多量に使用することなくパッド上に半田層を形成
し、ブリッジなどの不具合のない状態で電子部品を実装
することを目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決する手段】而して本発明は、パッド配列ピ
ッチが０．５mm未満のファインピッチパッド部と、パッ
ド配列ピッチが０．５mm以上のラフピッチパッド部とを
有するプリント基板に対し、前記ラフピッチパッド部の
パッド上にソルダーペーストを印刷し、次いで前記ラフ
ピッチパッド部に有機酸鉛塩と錫粉とを主成分とする半
田析出組成物をベタ塗りし、然る後プリント基板を加熱
して、前記ソルダーペーストを熔融してラフピッチパッ
ド部のパッド上に半田層を形成すると共に、前記半田析
出組成物からファインピッチパッド部のパッド上に半田
を析出せしめて半田層を形成し、次いでそのプリント基
板上にフラックスを塗布し、そこに電子部品を搭載して
リードを前記フラックスの粘着力によりパッド上の半田
層に仮止めし、その電子部品を搭載したプリント基板を
加熱して半田層を熔融し、電子部品のリードをパッドに
半田付けすることを特徴とするものである。

【００１２】以下本発明を図面に従って説明する。図１
はプリント基板１であって、基板２の表面には複数のパ
ッド３が配列されている。そしてそのパッド３は、個々
のパッドのピッチが０．５mm以上であるラフピッチパッ
ド部４と、ピッチが０．５mm未満であるファインピッチ
パッド部５とが混在している。

【００１３】なお本発明におけるファインピッチパッド
部５は、主としてリードピッチが０．５mm未満のＱＦＰ
又はＳＯＰなどの部品を搭載するためのパッドである
が、それ以外のパッドであっても、１００５以下のチッ
プ部接合パッドのような、上記パッドと同程度の微細さ
を有するパッドも、ファインピッチパッド部５として扱
うことができる。

【００１４】本発明では先ずこのプリント基板１におけ
るラフピッチパッド部４のパッド３上にソルダーペース
トを印刷する。そのために先ず図２に示すように、プリ
ント基板１上にラフピッチパッド部４用のマスク６を載
置する。当該マスク６は、プリント基板１のファインピ
ッチパッド部５を覆っており、ラフピッチパッド部４の
パッド３の位置に透孔７が穿設されている。

【００１５】そしてそのマスク６の上からソルダーペー
スト８を刷込み、図３に示すように前記透孔７をソルダ
ーペースト８で埋める。そこでプリント基板１上からマ
スク６を取除くと、図４のようにラフピッチパッド部４
のパッド３上にソルダーペースト８が印刷される。

【００１６】ここで使用するソルダーペースト８は、従
来一般に使用されている金属半田粉とロジンなどのフラ
ックスとよりなるソルダーペーストを、そのまま使用す
ることができる。

【００１７】次いでこのラフピッチパッド部４のパッド
３にソルダーペースト８を印刷したプリント基板１に対
し、そのファインピッチパッド部５に半田析出組成物を
ベタ塗りする。

【００１８】先ず図５に示すように、ソルダーペースト
８を印刷したプリント基板１上に、ファインピッチパッ
ド部５用のマスク９を載置する。このマスク９はファイ
ンピッチパッド部５の位置に透孔１０が穿設されてい
る。この透孔１０は、ファインピッチパッド部５におけ
る個々のパッド３に対してではなく、複数のパッド３を
含むファインピッチパッド部５全体に対して形成されて
いる。

【００１９】またマスク９における前記ラフピッチパッ
ド部４の位置の裏面には凹部１１が形成されており、図
５に示すようにこの凹部１１がパッド３に印刷されたソ
ルダーペースト８に被さり、ソルダーペースト８がマス
ク９に付着しないようになっている。

【００２０】次いでこのマスク９上から半田析出組成物
１２を刷込み、図６に示すようにマスク９の透孔１０を
半田析出組成物１２で埋める。この状態でマスク９をプ
リント基板１上から取除くと、図７に示すようにラフピ
ッチパッド部４のパッド３上にソルダーペースト８が印
刷されると共に、ファインピッチパッド部５が半田析出
組成物１２でベタ塗りされたプリント基板１が得られ
る。

【００２１】なおファインピッチパッド部５に半田析出
組成物１２をベタ塗りするに際しては、ファインピッチ
パッド部５中の各パッド３が全て含まれる範囲に亙って
半田析出組成物１２を塗布することもできるが、各パッ
ド３の全体が含まれなくてもパッド３の面積の８０％以
上を含む範囲に塗布すればよい。

【００２２】またここで使用される半田析出組成物１２
は、有機酸鉛塩と錫粉とを主成分とするものであって、
有機酸鉛塩としてはロジン又はナフテン酸などの鉛塩が
適当である。そしてこの半田析出組成物１２を加熱する
と、有機酸鉛塩と金属錫粉との間でイオン交換反応を生
じ、析出した金属鉛と錫粉とで半田を生じる。

【００２３】而して図７においては、プリント基板１に
おけるラフピッチパッド部４のパッド３上にはソルダー
ペースト８が印刷されており、またファインピッチパッ
ド部５においては当該ファインピッチパッド部５内の各
パッド３を含んで半田析出組成物１２がベタ塗りされて
いる。

【００２４】ここでこのプリント基板１を加熱すると、
ソルダーペースト８中の半田粉が熔融してパッド３に付
着し、パッド３の表面に半田層１３を形成する。また半
田析出組成物１２においては、有機酸鉛塩と錫粉との間
でイオン交換反応を生じて金属鉛を析出し、その金属鉛
と錫粉とで半田合金を形成する。そしてその半田合金が
パッド３表面に移行して析出し、パッド３上に半田層１
３を形成する。この状態が図８に示されている。

【００２５】而してこの図８においては、ラフピッチパ
ッド部４においてもファインピッチパッド部５において
もパッド３上に半田層１３が形成されており、プリコー
ト基板１４を構成している。

【００２６】そしてこのプリコート基板１４は、界面活
性剤系、高級アルコール系溶剤、テルペン系溶剤などの
代替洗浄剤、水、代替フロンなどで洗浄し、ペースト残
渣や半田ボールなどを除去するのが好ましい。

【００２７】次にこのプリコート基板１４に、図９に示
すようにフラックス１５を塗布する。このフラックス１
５はそれ自体粘着性を有し、且つ半田による接合性を補
助する機能を有するものが使用され、例えば特開昭４−
１９０９９６号公報に記載されているような、熱可塑性
樹脂と活性剤とを溶剤に溶解してペースト状としたもの
が使用される。

【００２８】またこのフラックス１５を塗布した後、プ
リコート基板１４を加熱して、フラックス１５の粘着性
を上げるのが好ましい。

【００２９】またこのプリコート基板１４にフラックス
１５を塗布する手段としては、導通検査の難易度、半田
付け後の外観などより、フラックスを薄く塗布すること
が好ましく、ローラー塗布、発泡塗布、スポンジ転写塗
布などの方法を採るのが適当である。

【００３０】そして図１０に示されるようにこのプリコ
ート基板１４上に電子部品１６を搭載し、そのリード１
７をパッド３に形成された半田層１３上に載せて、前記
フラックス１５の粘着性により仮止めする。

【００３１】この状態で電子部品１６を搭載したプリコ
ート基板１４を加熱し、半田層１３をリフローさせる
と、その熔融半田は電子部品１６のリード１７に接合さ
れ、リード１７をパッド３に接続する。

【００３２】そして必要に応じてプリント基板１上に残
ったフラックス１５を洗浄して除去すると、図１１に示
されるように電子部品１６を搭載しリード１７をパッド
３に半田付けした回路基板１８が得られる。

【００３３】

【作用】本発明においては、プリント基板１のラフピッ
チパッド部４には従来の通常の方法によりパッド３上に
ソルダーペースト８を印刷するのであり、従来一般のソ
ルダーペースト８及びプリント基板へのソルダーペース
トの印刷技術をそのまま使用することができる。

【００３４】またプリント基板１のファインピッチパッ
ド部５には半田析出組成物１２をベタ塗りするので、微
細な構造のパッド３に合わせた精密な印刷を必要とせ
ず、容易に半田析出組成物１２を塗布することができ
る。

【００３５】そしてこれを加熱することによりソルダー
ペースト８中の半田粉を熔融し、また半田析出組成物１
２から半田を析出させ、ブリッジや半田ボールなどの不
具合を生じることなくラフピッチパッド部４及びファイ
ンピッチパッド部５のパッド３上に十分な厚みの半田層
１３を形成し、全てのパッド３に半田層１３を形成した
プリコート基板１４が得られる。

【００３６】而してこのプリコート基板１４の表面にフ
ラックス１５を塗布し、電子部品１６を搭載してそのリ
ード１７を所要のパッド３上の半田層１３の上に載置
し、この状態でプリコート基板１４を加熱して半田層１
３をリフローせしめることにより、半田層１３の半田が
熔融し、前記フラックス１５の補助を受けて電子部品１
６のリード１７に付着し、当該リード１７をパッド３に
対して半田付けにより接合する。

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば、ラフピッチパッド部４
には通常のソルダーペースト８の印刷技術により印刷
し、ファインピッチパッド部５にのみ半田析出組成物１
２を使用するので、高価な半田析出組成物１２を不必要
に多量に使用することなく、ファインピッチパッド部５
を含むプリント基板１のパッド３に半田層１３を形成す
ることができる。

【００３８】またファインピッチパッド部５においては
半田析出組成物１２をベタ塗りするので、個々のパッド
３の形状に合わせた精密な印刷を必要とせず、またパッ
ド３のピッチが小さくてもブリッジや半田ボールなどの
不具合が生じることなく、個々のパッド３に適切に半田
層１３を形成することができる。

【００３９】また一旦プリコート基板１４を形成した
後、当該プリコート基板１４にフラックス１５を塗布
し、電子部品１６を搭載して半田付けするので、プリコ
ート基板１４の段階で当該プリコート基板１４を洗浄
し、付着したフラックス残渣や半田ボールを除去するこ
とができ、そこに電子部品を半田付けすることにより清
浄な回路基板１８を得ることができる。

【００４０】本発明の方法により得られる実装基板は、
ブリッジや半田ボールがなく、フラックス残渣膜が薄い
ため、導通検査が非常に容易であり、本発明は無洗浄に
適した方法である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 プリント基板の拡大断面図

【図２】 プリント基板のラフピッチパッド部用マスク
を載置した状態の拡大断面図

【図３】 マスクにソルダーペーストを刷込んだ状態の
拡大断面図

【図４】 プリント基板のラフピッチパッド部にソルダ
ーペーストを印刷した状態の拡大断面図

【図５】 ソルダーペーストを印刷したプリント基板に
ファインピッチパッド部用マスクを載置した状態の拡大
断面図

【図６】 マスクに半田析出組成物を刷込んだ状態の拡
大断面図

【図７】 プリント基板のファインピッチパッド部に半
田析出組成物をベタ塗りした状態の拡大断面図

【図８】 プリコート基板の拡大断面図

【図９】 プリコート基板にフラックスを塗布した状態
の拡大断面図

【図１０】 フラックスを塗布したプリコート基板に電
子部品を載置した状態の拡大断面図

【図１１】 回路基板の拡大断面図

【符号の説明】

１ プリント基板 ３ パッド ４ ラフピッチパッド部 ５ ファインピッチパッド部 ８ ソルダーペースト １２ 半田析出組成物 １３ 半田層 １４ プリコート基板 １５ フラックス １６ 電子部品 １７ リード １８ 回路基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 福永 隆男 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 日笠 和人 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

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パッド配列ピッチが０．５mm未満のファ
   インピッチパッド部（５）と、パッド配列ピッチが０．
   ５mm以上のラフピッチパッド部（４）とを有するプリン
   ト基板（１）に対し、前記ラフピッチパッド部（４）の
   パッド（３）上にソルダーペースト（８）を印刷し、次
   いで前記ファインピッチパッド部（５）に有機酸鉛塩と
   錫粉とを主成分とする半田析出組成物（１２）をベタ塗
   りし、然る後プリント基板（１）を加熱して、前記ソル
   ダーペースト（８）を熔融してラフピッチパッド部
   （４）のパッド（３）上に半田層（１３）を形成すると
   共に、前記半田析出組成物（１２）からファインピッチ
   パッド部（５）のパッド（３）上に半田を析出せしめて
   半田層（１３）を形成し、次いでそのプリント基板
   （１）上にフラックス（１５）を塗布し、そこに電子部
   品（１６）を搭載してリード（１７）を前記フラックス
   （１５）の粘着力によりパッド（３）上の半田層（１
   ３）に仮止めし、その電子部品（１６）を搭載したプリ
   ント基板（１）を加熱して半田層（１３）を熔融し、電
   子部品（１６）のリード（１７）をパッド（３）に半田
   付けすることを特徴とする、プリント基板への電子部品
   実装方法