JPH07263852A - はんだ層の形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 はんだシートによって高品質なはんだ層を正
確且つ確実に形成することができるはんだ層の形成方法
を、簡単な方法によって提供すること。 【構成】 プリント配線板２０の表面に設けられたパッ
ド２２にはんだ層を形成するはんだ層の形成方法であっ
て、シート状の基材１１の表面に貼着されたはんだ箔か
らエッチングにより形成されたはんだパターン１３を有
するはんだシート１０上に前記プリント配線板２０を載
置し、前記はんだパターン１３を溶融して前記パッド２
２にはんだを転写する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、はんだ層の形成方法に
関し、詳しくは、プリント配線板の表面に設けられたパ
ッドにはんだ層を形成するはんだ層の形成方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】プリント配線板に電子部品を実装する際
には、プリント配線板の表面にパッドを設け、このパッ
ドにはんだ層を形成し、このはんだ層によって電子部品
をプリント配線板に実装する場合がある。例えば、プリ
ント配線板の表面にはんだバンプを形成して、このはん
だバンプによって電子部品を実装する場合等である。こ
こで、従来より、はんだ層の形成方法としては、以下の
各方法があった。

【０００３】（１）ペースト状に溶融されたはんだをス
クリーン印刷等の印刷法によってプリント配線板のパッ
ドに転写してはんだ層を形成する方法。

【０００４】（２）ペースト状に溶融されたはんだにプ
リント配線板のパッドを接触させてパッドにはんだを溶
着させる所謂ウェーブソルダリングやはんだディップに
よってはんだ層を形成する方法。

【０００５】（３）低圧気体中の金属を加熱またはイオ
ン衝撃すると、蒸発または衝突により金属面から原子が
気体中に飛散して付近の物体面に付着する現象を利用し
て、はんだをパッドに付着させて所望のはんだ量となる
まで成長させる所謂スパッタリング（金属蒸着）によっ
てはんだ層を形成する方法。

【０００６】（４）電気めっきによりプリント配線板の
パッドにはんだめっきをしてはんだ層を形成する方法。

【０００７】（５）無電解めっきによりプリント配線板
のパッドにはんだめっきをしてはんだ層を形成する方
法。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来の各方法にあっては、以下のような問題があっ
た。

【０００９】（１）スクリーン印刷等の印刷法による
と、印刷時にペースト状のはんだがにじみ、隣設するパ
ッドに形成されたはんだ層に接触してしまう虞がある。
特に、近年のプリント配線板の小型化や高密度化の要望
に対応するための回路の細密化に伴ってパッドが狭ピッ
チに配設されると、前述した理由により、パッドに十分
なはんだ量のはんだ層を形成することが困難になる。

【００１０】（２）ウェーブソルダリングによると、前
述したように狭ピッチに配設されたパッドにはんだ層を
形成することが困難であるばかりか、パッドがプリント
配線板表面全体の面積に比して微少であるため、形成さ
れたはんだ層のはんだ量にバラツキが生じ、接続媒体と
してのはんだ層の品質を確保することができない。ま
た、プリント配線板の表面にワイヤーボンディング用の
金パッド等が配設されている場合には、金パッド等のは
んだ層を形成してはならない部分にもはんだ層が形成さ
れてしまう。

【００１１】（３）スパッタリング（金属蒸着）による
と、前述したウェーブソルダリングの問題に加えて、所
望のはんだ量を得るためには多大な時間を必要とし、そ
れ故コストも高くなり、大量生産に適さない。

【００１２】（４）電気めっきによると、狭ピッチに配
設されたパッドにおいても正確なはんだ量の高品質なは
んだ層を形成することができるのであるが、所望のはん
だ量を得るためは多大な時間を必要とする。また、電気
めっきのためのダミー回路が必要なため、ダミー回路の
引き回しにより回路の細密化が困難となり、プリント配
線板の小型化や高密度化の要望に十分に対応することが
できない。

【００１３】（５）無電解めっきによると、狭ピッチに
配設されたパッドにおいても正確なはんだ量の高品質な
はんだ層を形成することができ、しかも、ダミー回路が
不要なため回路を細密化することができるが、所望のは
んだ量を得るためは多大な時間を必要とするばかりか、
金パッド等のはんだ層を形成してはならない部分にもは
んだ層が形成されてしまう。

【００１４】そこで、このような従来の各方法が有する
問題を全て解決するために、本発明者等は、シート状の
基材の表面に貼着されたはんだ箔からエッチングにより
形成されたはんだパターンを有するはんだシートなるも
のを案出し、このはんだシートをプリント配線板に重ね
合わせ、はんだシートのはんだパターンを溶融してプリ
ント配線板のパッドに転写することによりはんだ層を形
成する方法を案出した。このようなはんだシートにより
はんだ層を形成する方法によると、以下のような利点が
得られる。

【００１５】（１）印刷法の如くはんだのにじみが生じ
ることはないため、形成されたはんだ層は、パッドが狭
ピッチに配設された場合であっても、隣設するパッドに
形成されたはんだ層に接触することがなく、回路の細密
化に十分対応できる。

【００１６】（２）はんだ層のはんだ量は、はんだパタ
ーンの大きさ及びはんだ箔の厚みにより決定されるた
め、正確なはんだ量を確実に得ることができ、はんだ層
の品質を容易に確保することができる。ここで、近年に
おいては、非常に均一な厚さのはんだ箔が提供されてお
り、このようなはんだ箔を使用すれば、はんだ箔の厚さ
のバラツキによりはんだ層のはんだ量の均一さが損なわ
れることはない。

【００１７】（３）均一な厚さのはんだ箔を使用すれ
ば、一つのはんだシートに形成された複数のはんだパタ
ーンは、互いに均一な高さのものとなる。このため、は
んだパターンをパッドに転写する際に、各はんだパター
ンは、対応するパッドに同時に当接されることになり、
複数のパッド全てに確実にはんだ層を形成することがで
きる。すなわち、一部のはんだパターンがパッドに当接
しないために転写されず、一部のパッドにはんだ層が形
成されないといった問題は生じない。

【００１８】（４）所望の形状のはんだパターンを有す
るはんだシートをプリント配線板に重ね合わせ、はんだ
パターンを溶融してプリント配線板のパッドにはんだを
転写するため、はんだ層が金パッド等のはんだ層が形成
されてはならない部分に形成されることはなく、はんだ
層を所望の部分のみに形成することができる。

【００１９】（５）転写によりはんだ層を形成するた
め、従来のスパッタリング、電気めっき或は無電解めっ
きに比して、非常に短時間ではんだ層を形成することが
でき、大量生産に適する。

【００２０】（６）はんだシートのはんだパターンは、
シート状の基材の表面に貼着されたはんだ箔からエッチ
ングによって形成されるため、はんだパターンを高精度
に形成することができる。また、図５に示すように、エ
ッチングにより形成されたはんだパターンの断面は、略
台形状になるため、パッドにはんだパターンを転写する
際にプリント配線板とはんだシートとに多少の位置ズレ
が生じていても（ａ）、はんだパターンとパッドとが確
実に当接するため（ｂ）、パッドにはんだ層を確実に形
成することができる（ｃ）。すなわち、はんだパターン
とパッドとが当接しさえすれば、溶融したはんだ自体の
粘性及び表面張力による所謂セルフアライメント効果に
よってはんだがパッドの表面に確実に転写されるため、
パッドにはんだ層を確実に形成することができる。この
ような理由からも、狭ピッチに配設されたパッドにおい
ても正確にはんだ層を形成することができ、回路の細密
化に十分対応することができる。

【００２１】ところが、前述したはんだ層の形成方法に
あっても、次のような問題を有するものであった。

【００２２】はんだシートとプリント配線板とを重ね合
わせてはんだパターンを転写する際に、はんだシートを
プリント配線板の上側に配設すると、溶融されたはんだ
パターンが不用意に落下し、はんだパターンを正確に転
写することができなくなる虞があった。ここで、はんだ
シートのはんだパターンは、はんだ濡れ性に劣る接着剤
等を介して基材に貼着されているため、溶融されると基
材から容易に落下してしまうのである。

【００２３】本発明は、このような実状を鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、はんだシート
によって高品質なはんだ層を正確且つ確実に形成するこ
とができるはんだ層の形成方法を、簡単な方法によって
提供することである。

【００２４】

【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、「プリント配線板２０の表面に設けられ
たパッド２２にはんだ層３０を形成するはんだ層３０の
形成方法であって、シート状の基材１１の表面に貼着さ
れたはんだ箔１３ａからエッチングにより形成されたは
んだパターン１３を有するはんだシート１０上に前記プ
リント配線板２０を載置し、前記はんだパターン１３を
溶融して前記パッド２２にはんだを転写することを特徴
とするはんだ層３０の形成方法」である。

【００２５】

【発明の作用】このように構成された本発明のはんだ層
３０の形成方法は、次のように作用する。

【００２６】まず、シート状の基材１１の表面に貼着さ
れたはんだ箔１３ａからエッチングにより形成されたは
んだパターン１３を有するはんだシート１０によってパ
ッド２２にはんだ層３０を形成するため、前述したよう
に、回路の細密化に十分対応し得る、正確なはんだ量を
容易に得られる、短時間ではんだ層３０を形成し得る等
の数々の利点が得られる。

【００２７】次に、はんだシート１０上にプリント配線
板２０を載置してプリント配線板２０のパッド２２には
んだシート１０のはんだパターン１３を転写するため、
溶融されたはんだパターン１３が基材１１から不用意に
落下することはなく、はんだパターン１３はパッド２２
に正確且つ確実に転写されることになる。

【００２８】また、プリント配線板２０が、例えば、一
方の面に半導体チップ等の電子部品２３が実装され、他
方の面にはんだ層３０が形成されるパッドを有する電子
部品搭載用基板等である場合には、一般に、はんだ層３
０を形成する前に電子部品２３が実装されるのであるが
（はんだ層３０を形成した後に電子部品２３を実装する
と、電子部品２３を実装する工程へ搬送される際等に、
はんだ層３０が損傷して品質が低下する虞があるた
め）、はんだ層３０の形成工程を電子部品２３の実装工
程等の後工程の製造ラインに容易に接続し得ることにな
る。次に、この理由を説明する。

【００２９】電子部品２３の実装工程においては、プリ
ント配線板２０の電子部品２３を実装する側の面が上側
でパッド２２側の面が下側となっているため、はんだシ
ート１０をプリント配線板２０の上側に配設してはんだ
層３０を形成する場合には、プリント配線板２０をはん
だ層３０の形成工程に搬送する際に、その姿勢を反転さ
せてパッド２２側の面が上側になるようにしなければな
らず、製造ラインに複雑な機構を設けなければならな
い。ところが、本発明の場合には、はんだシート１０が
プリント配線板２０の下側に配設されているため、電子
部品２３の実装工程と同じ姿勢のままプリント配線板２
０をはんだ層３０の形成工程に搬送すればよく、製造ラ
インに前述したようなプリント配線板２０の姿勢を反転
させる複雑な機構を必要とせず、はんだ層３０の形成工
程を電子部品２３の実装工程等の後工程の製造ラインに
接続することができるからである。

【００３０】

【実施例】次に、本発明のはんだ層３０の形成方法の実
施例を、図面に従って詳細に説明する。なお、本実施例
においては、プリント配線板２０として、図４に示すよ
うに、基材２１の一方の面に半導体チップ等の電子部品
２３が搭載され、基材２１の他方の面にはんだ層３０が
形成されるパッド２２を有する電子部品搭載用基板を採
用した例を示すが、本発明におけるプリント配線板２０
は、これに限るものではない。

【００３１】図１には、はんだシート１０の一例を、そ
の製造工程と共に示してある。この製造工程を説明する
と、まず、透過性を有する例えばポリイミド基材やガラ
スエポキシ基材等により基材１１をシート状に形成し
（ａ）、この基材１１の表面に、透過性を有し且つアル
カリ溶剤や酸溶剤等の薬品に耐え得る耐薬品性を有する
例えばエポキシ樹脂を主成分とする接着剤１２を塗布し
（ｂ）、この接着剤１２を介して貼着面が粗化されたは
んだ箔１３ａを基材１１の表面に貼着する（ｃ）。そし
て、はんだ箔１３ａの表面に印刷法により液体レジスト
を形成し、或は写真法によりドライフィルムレジストを
形成し、硝酸＋ホウフッ化水素酸＋過酸化水素（ＨＢＦ
₄ ＋ＨＮＯ₃ ＋Ｈ₂ Ｏ₂ ）等のはんだ剥離液によりはん
だ箔１３ａをエッチングした後、レジストを剥離して所
望の形状のはんだパターン１３を形成する（ｄ）。この
ようにエッチングにより形成されたはんだパターン１３
は、図２に示すように、断面が略台形状になる。

【００３２】なお、シート状の基材１１を長尺状のもの
とし、これをロール状に巻回して取り扱うと、はんだシ
ート１０を連続的に生産することができ、その生産性を
向上させることができる。また、はんだシート１０をロ
ール状に巻回して取り扱うと、後述するようにプリント
配線板２０にはんだ層３０を形成する際においても、複
数のプリント配線板２０に連続的にはんだ層３０を形成
することができ、その生産性を向上させることができ
る。

【００３３】図３及び図４には、前述したように形成さ
れたはんだシート１３を使用した本発明に係るはんだ層
３０の形成方法の一実施例を示してあり、次にこれを説
明する。

【００３４】まず、ロール状に巻回されたはんだシート
１０上にプリント配線板２０を位置合わせして載置し、
レーザー、赤外線、ホットプレート等のヒーター４０に
よってはんだパターン１３を溶融してパッド２２にはん
だを転写する。そして、プリント配線板２０のパッド２
２にはんだ層３０を形成した後は、ロール状に巻回され
たはんだシート１０を送り（図３における矢印Ｃ）、は
んだシート１０上にプリント配線板２０が搬送される毎
に、前述したようにプリント配線板２０のパッド２２に
順次はんだ層３０を形成する。

【００３５】ここで、はんだシート１０の基材１１及び
接着剤１２を前述したような透過性を有する材料にて形
成した場合には、はんだシート１０の下側から顕微鏡に
よる目視等によって光学的に位置合わせをすることがで
きる。なお、光学的な位置合わせに限らず、位置決めピ
ン等による機械的な位置合わせを行ってもよく、この場
合には、はんだシート１０の基材１１及び接着剤１２を
透過性を有する材料にて形成する必要はない。

【００３６】また、プリント配線板２０のパッド２２の
表面に水溶性フラックスを塗布する等して、パッド２２
の表面のはんだ濡れ性をはんだシート１０の接着剤１２
のはんだ濡れ性より優れさせると、転写の際にはんだパ
ターン１３がはんだシート１０側に残存することなくパ
ッド２２に円滑に完全に転写されるため、はんだ層３０
のはんだ量を確実に確保することができる。なお、これ
に限らず、はんだシート１０の接着剤１２として、パッ
ド２２よりはんだ濡れ性の劣るものを使用してもよい。

【００３７】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明のは
んだ層の形成方法は、はんだ箔をエッチングして形成し
たはんだパターンを有するはんだシートを使用し、この
はんだシート上にプリント配線板を載置してはんだシー
トのはんだパターンをプリント配線板のパッドに転写す
るようにしたものであり、転写の際に、溶融されたはん
だパターンが基材から不用意に落下することを防止でき
るようにしたものである。

【００３８】従って、本発明によれば、はんだシートに
よって高品質なはんだ層を正確且つ確実に形成すること
ができるはんだ層の形成方法を、簡単な方法によって提
供することができる。

【００３９】また、プリント配線板が、例えば、一方の
面に半導体チップ等の電子部品が実装され、他方の面に
はんだ層が形成されるパッドを有する電子部品搭載用基
板等である場合には、はんだ層の形成工程を電子部品の
実装工程等の後工程の製造ラインに容易に接続できると
いう効果をも奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】はんだシートの製造工程の一例を示す断面正面
図である。

【図２】図１におけるＡ部拡大図である。

【図３】本発明に係るはんだ層の形成方法の一実施例を
示す正面図である。

【図４】図３におけるＢ部拡大図である。

【図５】プリント配線板とはんだシートとに位置ズレが
生じている場合のはんだ層の形成方法を示す断面正面図
である。

【符号の説明】

１０ はんだシート １１ 基材 １２ 接着剤 １３ はんだパターン １３ａ はんだ箔 ２０ プリント配線板 ２１ 基材 ２２ パッド ２３ 電子部品 ３０ はんだ層 ４０ ヒーター

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プリント配線板の表面に設けられたパッ
   ドにはんだ層を形成するはんだ層の形成方法であって、 シート状の基材の表面に貼着されたはんだ箔からエッチ
   ングにより形成されたはんだパターンを有するはんだシ
   ート上に前記プリント配線板を載置し、前記はんだパタ
   ーンを溶融して前記パッドにはんだを転写することを特
   徴とするはんだ層の形成方法。