JPH07106750A - はんだボール及びその製造方法並びに接続構造 - Google Patents

はんだボール及びその製造方法並びに接続構造

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JPH07106750A JP24416193A JP24416193A JPH07106750A JP H07106750 A JPH07106750 A JP H07106750A JP 24416193 A JP24416193 A JP 24416193A JP 24416193 A JP24416193 A JP 24416193A JP H07106750 A JPH07106750 A JP H07106750A
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    • H05K3/3457Solder materials or compositions; Methods of application thereof

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 隣設する接続端子が短絡することなく対向す
る接続端子間を確実に接続することができ、しかも対向
する接続端子間の隙間を確実に確保することができるは
んだボールを、簡単な構造によって提供すること。 【構成】 プリント配線板40等の接続端子41の表面
に形成されたはんだボール100であって、前記接続端
子41に一部が溶着されたはんだ核10の表面に該はん
だ核10よりも溶融温度の低いはんだ層20を被覆し
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本各発明は、はんだボール及びそ
の製造方法並びに接続構造に関し、詳しくは、プリント
配線板や電子部品等の接続端子間を電気的に接続するは
んだボール、及びその製造方法、並びに接続端子間をは
んだボールによって電気的に接続する接続構造に関す
る。
【0002】
【従来の技術】例えば複数のプリント配線板を積層する
際に各プリント配線板の接続端子を電気的に接続した
り、プリント配線板に電子部品を実装する際にプリント
配線板の接続端子と電子部品の接続端子とを電気的に接
続する手段として、はんだボールによるものがある。こ
こで、従来のはんだボールは、例えば、組成がSn/P
b=6/4の所謂6/4はんだ、組成がSn/Pb=9
/1の所謂9/1はんだ、組成がSn/Pb=1/9の
所謂1/9はんだ等の単一組成のはんだによって形成さ
れたものであった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
はんだボールにあっては、接続端子間を接続するはんだ
ボールが単一組成のはんだにより形成されているため、
はんだボール全体が溶融して潰れる場合があり、隣設す
る接続端子において潰れたはんだボールが互いに接触し
て短絡してしまうという問題があった。特に、複数の接
続端子が細密に形成されている場合には、はんだボール
の潰れによる短絡が生じ易かった。
【0004】また、複数のプリント配線板を積層した際
やプリント配線板に電子部品を実装した際には、積層し
た各プリント配線板の間に隙間を設けたり、プリント配
線板と電子部品との間に隙間を設けて、電子部品から発
生する熱を効率よく放出させたり、プリント配線板の表
面の塵等を排除し易くする場合がある。しかしながら、
従来のはんだボールにあっては、はんだボール全体が溶
融によって潰れて前述した隙間を形成することができな
い場合があった。
【0005】本各発明は、このような課題を解決するた
めになされたものであり、その目的とするところは、ま
ず、請求項1の発明においては、隣設する接続端子が短
絡することなく対向する接続端子間を確実に接続するこ
とができ、しかも対向する接続端子間の隙間を確実に確
保することができるはんだボールを、簡単な構造によっ
て提供することである。
【0006】次に、請求項2の発明においては、前述し
た請求項1の発明に係る高品質なはんだボールを容易に
且つ確実に製造することができるはんだボールの製造方
法を、簡単な方法によって提供することである。
【0007】最後に、請求項3の発明においては、隣設
する接続端子に短絡が生じることなく、対向する接続端
子間に隙間を確実に確保することができる接続構造を、
簡単な構造によって提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに本各発明の採った手段を、図面に使用する符号を付
して説明すると、まず、請求項1の発明は、「プリント
配線板40等の接続端子41の表面に形成されたはんだ
ボール100であって、前記接続端子41に一部が溶着
されたはんだ核10の表面に該はんだ核10よりも溶融
温度の低いはんだ層20を被覆してなることを特徴とす
るはんだボール100」である。
【0009】次に、請求項2の発明は、「請求項1記載
のはんだボール100の製造方法であって、以下の各工
程を含むことを特徴とするはんだボール100の製造方
法、 (1)前記接続端子41を露呈するようにプリント配線
板40等に載置された容器30に前記はんだ核10とな
る第一のはんだボール10aを入れる工程; (2)前記第一のはんだボール10aを溶融してその一
部を接続端子41に溶着する工程; (3)前記容器30に第一のはんだボール10aよりも
溶融温度が低いはんだから形成された前記はんだ層20
となる第二のはんだボール20aを入れる工程; (4)第一のはんだボール10aの溶融温度よりも低い
温度で前記第二のはんだボール20aを溶融して第一の
はんだボール10aの表面にはんだを溶着し、はんだ核
10の表面にはんだ層20が被覆されたはんだボール1
00を形成する工程」である。
【0010】最後に、請求項3の発明は、「対向する接
続端子41間をはんだボール100によって電気的に接
続する接続構造であって、各接続端子41間に介在され
ると共にその一部が一方の接続端子41に溶着されたは
んだ核10と、このはんだ核10よりも溶融温度が低く
該はんだ核10の表面に被覆されると共に前記各接続端
子41に溶着されたはんだ層20とを備えたことを特徴
とする接続構造」である。
【0011】
【発明の作用】このように構成された本各発明に係るは
んだボール100及びその製造方法並びに接続構造は、
次のように作用する。
【0012】まず、請求項1の発明に係るはんだボール
100は、プリント配線板40等の接続端子41に溶着
されたはんだ核10の表面にはんだ層20を被覆したも
のであり、このはんだ層20をはんだ核10よりも溶融
温度の低いものとしたものである。このため、はんだボ
ール100を溶融して接続端子41間を接続する際に、
はんだ核10の溶融温度よりも低い温度ではんだ層20
を溶融し、この溶融したはんだ層20により接続端子4
1間を接続すれば、接続端子41間にははんだ核10が
確実に介在されることになる。これ故、対向する接続端
子41間には、はんだ核10によって隙間が確実に確保
されることになる。また、接続端子41間に介在された
はんだ核10によってはんだボール100全体の潰れが
防止されるため、潰れたはんだボール100によって隣
設する接続端子41が短絡することはなくなる。
【0013】次に、請求項2の発明に係るはんだボール
100の製造方法は、まず、容器30にはんだ核10と
なる第一のはんだボール10aを入れてこの第一のはん
だボール10aをプリント配線板40等の接続端子41
に溶着し、次いで、容器30に第一のはんだボール10
aよりも溶融温度の低い第二のはんだボール20aを入
れ、第一のはんだボール10aの溶融温度よりも低い温
度にて第二のはんだボール20aを溶融して第一のはん
だボール10aの表面にはんだを溶着することにより、
前述した請求項1の発明に係るはんだボール100を形
成するようにしたものである。このような方法によれ
ば、はんだ核10は確実に残存し、このはんだ核10の
表面にははんだ層20が確実に被覆されることになり、
プリント配線板40等の接続端子41の表面に高品質な
はんだボール100を容易に且つ確実に製造し得ること
になる。
【0014】最後に、請求項3の発明に係る接続構造
は、前述した請求項1の発明に係るはんだボール100
によって対向する接続端子41間を電気的に接続したも
のであり、対向する接続端子41間にはんだ核10が介
在され、各接続端子41にはんだ層20が溶着されたも
のである。このため、対向する接続端子41間には、は
んだ核10によって形成された隙間が確実に確保される
ことになる。また、はんだ核10によってはんだボール
100全体の潰れが防止されることになるため、はんだ
ボール100全体の潰れによって隣設する接続端子41
が短絡することはなくなる。さらに、各接続端子41に
は、はんだ層20が溶着されているため、電気的に確実
に接続されることになり、接続端子41間の接続信頼性
が低下することはない。
【0015】
【実施例】次に、本各発明のはんだボール100及びそ
の製造方法及び接続構造の実施例を、図面に従って詳細
に説明する。
【0016】図1には、請求項1の発明に係るはんだボ
ール100の一実施例を示してある。このはんだボール
100は、溶融温度が約215℃の9/1はんだにより
形成されプリント配線板40の接続端子に一部が溶着さ
れたはんだボールをはんだ核10とし、このはんだ核1
0の表面に、溶融温度が約185℃の6/4はんだによ
り形成されたはんだ層20を被覆したものである。な
お、本実施例においては、プリント配線板40の接続端
子41に形成されたはんだボール100の例を示した
が、これに限らず、例えば電子部品等の接続端子41に
形成されたものであってもよい。
【0017】このようなはんだボール100を製造する
際には、まず、プリント配線板40等の接続端子41に
はんだ核10を溶着し、電解めっきや無電解めっきによ
りはんだ核10の表面にはんだ層20を被覆してもよい
が、電解めっきや無電解めっきのようなめっきによりは
んだ層20を形成すると、十分な厚さのはんだ層20を
得るために長時間のめっき加工を必要とするばかりか、
はんだ層20にバラツキが生じ高品質なはんだボール1
00を形成するのが困難である。また、めっきの前処理
工程等の煩雑な工程も必要とする。このため、請求項2
の発明に係るはんだボール100の製造方法により製造
するとよい。
【0018】次に、請求項2の発明に係るはんだボール
100の製造方法に実施例を、図2に示す工程図に基づ
いて説明する。
【0019】まず、プリント配線板40等に、その接続
端子41が露呈するようにして直径0.9mm深さ1.
5mmの穴を有する容器30を載置し、この容器30
に、9/1はんだにより形成された直径0.6mmの第
一のはんだボール10aを入れる(a)。なお、容器3
0の内面には、テフロン加工やクロムめっき加工等が施
されいる。このため、容器30の内面は、はんだ濡れ性
が悪く、はんだボール100が溶着し難いものとなって
いる。
【0020】次に、容器30の表面温度が225℃とな
るように加熱して第一のはんだボール10aを溶融し、
第一のはんだボール10aの一部を接続端子41に溶着
する(b)。
【0021】次に、容器30に、6/4はんだにより形
成された直径0.7mmの第二のはんだボール20aを
入れ(c)、容器30の表面温度が200℃となるよう
に加熱して第二のはんだボール20aを溶融する
(d)。すると、第一のはんだボール10aの表面に第
二のはんだボール20aのはんだが溶着され、はんだ核
10の表面にはんだ層20が被覆されたはんだボール1
00が形成される(e)。
【0022】なお、第二のはんだボール20aを溶融す
る際に、容器30の表面温度を195℃以下にすると、
第二のはんだボール20aが完全に溶融されず、210
℃以上にすると、第一のはんだボール10aも溶融され
て混ざり合ってしまうため、容器30の表面温度が19
5〜210℃となるように加熱するのが好ましい。ま
た、容器30の表面温度が200℃で第二のはんだボー
ル20aが完全に溶融され、205℃で第一のはんだボ
ール10aの表面が溶融し始めるため、容器30の表面
温度が200〜205℃となるように加熱するのが特に
好ましい。
【0023】次に、図4には、請求項3の発明に係る接
続構造の一実施例を示してある。この接続構造は、複数
のプリント配線板40を積層する際に、各プリント配線
板40の対向する接続端子41をはんだボール100に
よって接続したものである。この接続構造においては、
対向する接続端子41間に、下側の接続端子41に一部
が溶着されたはんだ核10が介在されており、このはん
だ核10の表面に被覆されたはんだ層20が、各々上側
の接続端子41と下側の接続端子41とに溶着されてい
る。そして、はんだ核10によって接続端子41間の隙
間が確実に確保されており、はんだ層20によって接続
端子41間が電気的に確実に接続されている。なお、本
実施例の如く複数のプリント配線板40を積層する際に
限らず、例えばプリント配線板40に電子部品を実装す
る際に、プリント配線板40の接続端子41と電子部品
の接続端子41とを接続したものであってもよい。
【0024】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、まず、請求
項1の発明に係るはんだボールは、はんだ核の表面にこ
のはんだ核よりも溶融温度の低いはんだ層を被覆したも
のであり、接続端子間を接続する際に、溶融によるはん
だボール全体の潰れを防止できるようにしたものであ
る。
【0025】次に、請求項2の発明は、まず、第一のは
んだボールを容器に入れてプリント配線板等の接続端子
に第一のはんだボールを溶着し、次いで、第一のはんだ
ボールよりも溶融温度の低い第二のはんだボールを容器
に入れて第一のはんだボールの溶融温度よりも低い温度
で第二のはんだボールを溶融して、はんだ核の表面には
んだ層を被覆した請求項1の発明に係るはんだボールを
製造する方法であり、簡単な方法によって、はんだ核を
確実に残存させ、このはんだ核の表面にはんだ層を確実
に被覆できるようにしたものである。
【0026】最後に、請求項3の発明に係る接続構造
は、対向する接続端子間に介在されると共にその一部が
一方の接続端子に溶着されたはんだ核と、このはんだ核
の表面に被覆されると共に各接続端子に溶着されたはん
だ層とを備えたものであり、はんだ核によって接続端子
間の隙間が確実に確保され、はんだ層によって接続端子
間が電気的に確実に接続されたものである。
【0027】従って、まず、請求項1の発明によれば、
隣設する接続端子が短絡することなく対向する接続端子
間を確実に接続することができ、しかも対向する接続端
子間の隙間を確実に確保することができるはんだボール
を、簡単な構造によって提供することができる。
【0028】次に、請求項2の発明によれば、前述した
請求項1の発明に係る高品質なはんだボールを容易に且
つ確実に製造することができるはんだボールの製造方法
を、簡単な方法によって提供することができる。
【0029】最後に、請求項3の発明によれば、隣設す
る接続端子に短絡が生じることなく、対向する接続端子
間に隙間を確実に確保することができる接続構造を、簡
単な構造によって提供することができる。
【0030】
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1の発明に係るはんだボールの一実施例
を示す断面正面図である。
【図2】請求項2の発明に係るはんだボールの製造方法
の一実施例を示す工程図である。
【図3】請求項3の発明に係る接続構造の一実施例を示
す断面正面図である。
【符号の説明】
10 はんだ核 10a 第一のはんだボール 20 はんだ層 20a 第二のはんだボール 30 容器 40 プリント配線板 41 接続端子 100 はんだボール

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】プリント配線板等の接続端子の表面に形成
    されたはんだボールであって、 前記接続端子に一部が溶着されたはんだ核の表面に該は
    んだ核よりも溶融温度の低いはんだ層を被覆してなるこ
    とを特徴とするはんだボール。
  2. 【請求項2】請求項1記載のはんだボールの製造方法で
    あって、以下の各工程を含むことを特徴とするはんだボ
    ールの製造方法、 (1)前記接続端子を露呈するようにプリント配線板等
    に載置された容器に前記はんだ核となる第一のはんだボ
    ールを入れる工程; (2)前記第一のはんだボールを溶融してその一部を接
    続端子に溶着する工程; (3)前記容器に第一のはんだボールよりも溶融温度が
    低いはんだから形成された前記はんだ層となる第二のは
    んだボールを入れる工程; (4)第一のはんだボールの溶融温度よりも低い温度で
    前記第二のはんだボールを溶融して第一のはんだボール
    の表面にはんだを溶着し、はんだ核の表面にはんだ層が
    被覆されたはんだボールを形成する工程。
  3. 【請求項3】対向する接続端子間をはんだボールによっ
    て電気的に接続する接続構造であって、 各接続端子間に介在されると共にその一部が一方の接続
    端子に溶着されたはんだ核と、このはんだ核よりも溶融
    温度が低く該はんだ核の表面に被覆されると共に前記各
    接続端子に溶着されたはんだ層とを備えたことを特徴と
    する接続構造。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO1996037089A1 (en) * 1995-05-18 1996-11-21 Westaim Technologies Inc. A connective medium and a process for connecting electrical devices to circuit boards
WO1997001866A1 (en) * 1995-06-29 1997-01-16 Minnesota Mining And Manufacturing Company Ball grid array package utilizing solder coated spheres
CN113395841A (zh) * 2021-05-25 2021-09-14 佛山市国星光电股份有限公司 一种模组加工方法、模组及器件

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CN113395841B (zh) * 2021-05-25 2023-08-15 佛山市国星光电股份有限公司 一种模组加工方法、模组及器件

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