JPH09214115A - ファインピッチ部品のはんだコート方法 - Google Patents

ファインピッチ部品のはんだコート方法

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JPH09214115A
JPH09214115A JP3569596A JP3569596A JPH09214115A JP H09214115 A JPH09214115 A JP H09214115A JP 3569596 A JP3569596 A JP 3569596A JP 3569596 A JP3569596 A JP 3569596A JP H09214115 A JPH09214115 A JP H09214115A
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JP
Japan
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solder
pitch component
fine
land
fine pitch
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JP3569596A
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Masaki Wata
正樹 綿
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Senju Metal Industry Co Ltd
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Senju Metal Industry Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/3452Solder masks
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05K3/3457Solder materials or compositions; Methods of application thereof
    • H05K3/3468Applying molten solder

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  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フリップチップのはんだバンプ形成や微小な
QFPを搭載するプリント基板のランドに、均一でブリ
ッジのないはんだコートを施す。 【解決手段】 ファインピッチ部品のランド以外にレジ
ストを塗布して硬化後、超音波ホーンが設置されたはん
だ槽に浸漬することによりランドにはんだを付着させ
る。その後ファインピッチ部品からレジストを除去し、
さらに必要に応じてはんだコートを再溶融させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、フリップチップ部
品、BGA等の微小電子部品や微小QFPを搭載するプ
リント基板(以下、ファインピッチ部品という)のラン
ドに一定量のはんだを付着させるはんだコート方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】ファインピッチ部品を電気的に接合する
には、はんだ付け、導電接着剤、圧着等があるが、信頼
性、電気導電性、生産性、経済性の面ではんだ付けに勝
るものはなく、現在ほとんどのファインピッチ部品の接
合には、はんだ付けが用いられている。
【0003】ファインピッチ部品のはんだ付け方法とし
ては、リフロー法、浸漬法等があり、それぞれ一長一短
があるため、はんだ付け部、大きさ、形状、はんだ付け
箇所の数等によって使い分けている。
【0004】リフロー法とは、ファインピッチ部品のラ
ンドに粉末はんだとペースト状フラックスからなるソル
ダペーストを印刷や吐出で塗布し、該塗布部にファイン
ピッチ部品を搭載してから、リフロー炉、熱風装置、赤
外線照射装置、レーザー光線、高温蒸気発生装置等の加
熱装置で加熱することにより、ソルダペーストを溶融さ
せてはんだ付けする方法である。
【0005】このリフロー法は、ソルダペースト塗布部
だけにはんだを付着させることができるため、不必要な
箇所にはんだやフラックスの付着がなく、その点での信
頼性に優れている。また品質の良いソルダペーストを用
いればダレが少なく、隣接したリード間ではんだが跨が
って付着するというブリッジの発生も少なくすることが
できる。しかしながら、リフロー法は、ソルダペースト
の材料となる粉末はんだの製造に多大な手間がかかるば
かりでなく、ファインピッチ部品のランドに合わせた精
密なマスクが必要であるため、イニシャルコストやラン
ニングコストが高いという問題があった。
【0006】浸漬法とは、フラクサー、プレヒーター、
はんだ槽、冷却機等の処理装置が設置された自動はんだ
付け装置ではんだ付けする方法である。浸漬法では、リ
ードのあるディスクリート部品はファインピッチ部品の
ランドに穿設した穴にリードを挿入し、またリードのな
い表面実装部品は接着剤でファインピッチ部品に固定し
た後、フラックスでフラックス塗布、プリヒーターで予
備加熱、はんだ槽ではんだの付着、冷却機ではんだとフ
ァインピッチ部品の冷却を行ってはんだ付けをするもの
である。
【0007】ところで上述した全てのはんだ付け方法で
は、リードピッチが0.3mm以下、ランド径が0.1mm
以下のファインピッチ部品に対しては、不良のないはん
だ付けができなかった。
【0008】なぜならばリフロー法では、0.3mm以下
のピッチのリードに合わせた狭い穴のマスクを作ること
が難しく、また該マスクの穴からソルダペーストをファ
インピッチ部品に移すという版抜けも困難であった。さ
らには、たとえ0.3mmピッチ以下のマスクができ、こ
のランドにソルダペーストを印刷塗布できたとしても、
これを加熱装置で加熱したときに、ソルダペーストが多
少軟化しただけで隣接したランドのソルダペーストと合
流し、やはりブリッジを形成してしまうものであった。
【0009】そして浸漬法は、リード間隔の広い電子部
品に対するはんだ付けは、リード間に付着したはんだが
溶融はんだの表面張力でそれぞれのリードに引っ張られ
るため、リード間に付着したはんだを切ってブリッジを
形成させないが、ファインピッチ部品に対しては、リー
ド間が余りにも狭いため、表面張力ではんだを切ること
ができずにブリッジを形成してしまうものであった。
【0010】従来よりファインピッチ部品のはんだ付け
でブリッジを発生させない有効な手段としては、ランド
に予めはんだを付着させておくという「はんだコート」
がある。
【0011】はんだコートしたファインピッチ部品をプ
リント基板や部品本体とはんだ付けするには、はんだ付
け部に粘着性のフラックスを塗布し、該塗布部にファイ
ンピッチ部品を搭載して粘着性フラックスの粘着力でフ
ァインピッチ部品を仮固定する。その後、加熱装置でフ
ァインピッチ部品を加熱してはんだコートを溶融するこ
とによりファインピッチ部品をはんだ付けするものであ
る。はんだコートでのはんだ付けは、ランド上だけには
んだが付着しているため、はんだコートを溶融させても
決してブリッジを発生させないという信頼性があり、ま
たりフロー法でのはんだ付けのように高価なソルダペー
ストやマスクの必要がないため、経済的にも有利である
という優れた特長を有している。
【0012】このはんだコートの方法としては、浸漬コ
ート法、リフローコート法、電気メッキコート法等があ
る。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】浸漬コート法は、ファ
インピッチ部品にフラックスを塗布した後、溶融はんだ
中にファインピッチ部品を垂直に浸漬し、はんだをラン
ドに付着させる。そしてファインピッチ部品を溶融はん
だから引き上げるときに圧縮空気をファインピッチ部品
に吹き付けて、リード間に跨がって付着したはんだや余
剰のはんだを吹き飛ばすものである。
【0014】リフローコート法は、ファインピッチ部品
の上にファインピッチ部品のランドと同一箇所に穴が穿
設されたマスクを乗せ、該マスクの上にソルダペースト
を置いてからソルダペーストをスキージで掻き、マスク
の穴を通してファインピッチ部品のランドにソルダペー
ストを印刷塗布する。そしてソルダペーストが塗布され
たファインピッチ部品を適宜な加熱装置で加熱してソル
ダペーストを溶融させることによりランドにソルダペー
ストを付着させるものである。
【0015】電気メッキコート法は、ホウフッ化錫やホ
ウフッ化鉛を電解液とし、陽極にランドを接続し、陰極
にはんだの地金を接続して電気メッキを行うものであ
る。
【0016】しかしながら、浸漬コート法は、ランド間
に形成したブリッジを切るために、圧縮空気の勢いを相
当強くしなければならないが、圧縮空気の勢いが強くな
るとランドに付着したはんだが吹き飛ばされて、はんだ
の量が少なくなり、はんだ付け時にランドとはんだ付け
部を充分に接合することができなくなってしまう。
【0017】リフローコート法は、前述リフロー法と同
様、高価なソルダペーストや印刷用マスクの調達、ソル
ダペーストの版抜け性の悪さ、ブリッジの形成という問
題があり、0.3mm以下のファインピッチのランドや微
小ランドに対しては、はんだコートができなかった。
【0018】 電気メッキコート法は、狭いピッチのラ
ンドでもブリッジを形成することなくはんだを付着させ
ることができるが、ランドとはんだ付け部を強固にはん
だ付けするに足りるだけのはんだを付着させることはで
きなかった。また該法は、はんだコートがランド上に単
なる析出だけ、つまりランドと金属的な接合がなされて
いないため、ファインピッチ部品を搭載してはんだ付け
したときに、はんだがランドから離れるというディウッ
ト現象を起こしてしまう。
【0019】本発明は、ファインピッチのランドや微小
ランドでもブリッジを形成させることなく、はんだ付け
に必要な充分量のはんだを付着させることができるファ
インピッチ部品のはんだコート方法を提供することにあ
る。
【0020】
【課題を解決するための手段】本発明者は、超音波のホ
ーンを溶融はんだ中に浸漬し、該溶融はんだ中にファイ
ンピッチ部品を浸漬すると、ファインピッチ部品のラン
ドには均一にはんだが付着し、しかも超音波がブリッジ
を切る作用があることに着目して本発明を完成させた。
【0021】本発明の第1発明は、ファインピッチ部品
を溶融はんだ中に浸漬してランドにはんだをコートする
方法において、ファインピッチ部品のランド以外にレジ
ストを被着する工程;レジストが被着されたファインピ
ッチ部品を溶融はんだ中に浸漬するとともに、溶融はん
だに超音波を付加してランドにはんだを付着させる工
程;ファインピッチ部品のレジストを除去する工程;か
らなることを特徴とするファインピッチ部品のはんだコ
ート方法である。
【0022】本発明の第2発明は、ファインピッチ部品
を溶融はんだ中に浸漬してランドにはんだをコートする
方法において、ファインピッチ部品のランド以外にレジ
ストを被着する工程;レジストが被着されたファインピ
ッチ部品を溶融はんだ中に浸漬するとともに、溶融はん
だに超音波を付加してランドにはんだを付着させる工
程;ファインピッチ部品のレジストを除去する工程;レ
ジストを除去したファインピッチ部品をはんだの溶融温
度以上に再加熱して、はんだを球状化させる工程;から
なることを特徴とするファインピッチ部品のはんだコー
ト方法である。
【0023】
【発明の実施の形態】本発明でファインピッチ部品に塗
布するレジストとは、溶融はんだに浸漬したときに、変
質したり、剥がれたりしない耐熱性のあるものでなけれ
ばならない。レジストの塗布方法としては、シルクスク
リーンでの印刷塗布が適している。ここで使用するシル
クスクリーンは、ファインピッチ部品のランドと一致し
たところの部分だけが残り、他の部分があいているもの
である。またレジストは、熱硬化性、或は紫外線硬化性
のもので、硬化後に被膜が簡単に剥がれたり、水や溶剤
で容易に溶解したりするものでなければならない。
【0024】本発明での好ましいレジストの塗布厚さは
20〜100μmである。この厚さが20μmよりも薄
いと、はんだコートの量が少なく、はんだ付け時に未は
んだのようなはんだ付け不良の原因となってしまう。し
かるに100μmよりも厚くなると、はんだコートの量
が多くなり過ぎて、はんだ付け時にブリッジ形成の原因
となってしまう。
【0025】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明を説明する。図
1〜4は本発明のはんだコート方法の工程を説明する図
である。
【0026】○レジスト塗布工程(図1) ファインピッチ部品1のランド2と同一形状で同一箇所
が残った図示しないシルクスクリーンをファインピッチ
部品の上に置き、レジスト3を印刷塗布する。レジスト
印刷後、加熱、或は紫外線照射してレジストを硬化させ
る。するとファインピッチ部品1はランド2の上部が空
隙で、ランド以外がレジストで覆われた状態となる。
【0027】○はんだ付着工程(図2) はんだ槽4には溶融はんだ5が投入されており、はんだ
槽の側壁からは超音波ホーン6が挿入されて設置されて
いる。前述のレジストが塗布されたファインピッチ部品
1をはんだ槽4の上方から矢印Aのように溶融はんだ5
中に浸漬する。このときファインピッチ部品は、レジス
ト3の塗布部が超音波ホーン6の設置された側に向くよ
うにしなければならない。はんだ槽中では、溶融はんだ
が超音波振動をファインピッチ部品に伝播し、ランド2
表面の酸化物を除去して清浄な面にする。すると溶融は
んだ5は、ランド2と金属的に濡れて付着するようにな
る。その後、ファインピッチ部品1を矢印Bのようには
んだ槽4から上昇させる。このとき溶融はんだは狭いラ
ンド間に跨がって付着していても、超音波振動がこれを
切ってブリッジをなくすようになる。
【0028】○レジスト除去工程(図3) はんだ槽から引き上げてファインピッチ部品とはんだを
完全に冷却させるとランド2に付着したはんだは、レジ
スト3の穴と略同一形状のはんだコート7を形成してい
る。その後、レジスト3をファインピッチ部品1から矢
印Cのように剥がしてはんだコートが終了する。この形
状のはんだコートはQFP搭載用のプリント基板では、
このまま使用できるものである。
【0029】○はんだコートの再溶融工程(図4) フリップチップやBGAのようにはんだコートをバンプ
として使用する場合は、形状を球状にして頂部を揃える
ようにした方が好ましい。はんだコートを球状にするた
めに、図3のファインピッチ部品をリフロー炉のような
加熱装置ではんだの溶融温度以上に加熱して再溶融す
る。すると図4に示すように、はんだコートは、球状の
はんだバンプ8となる。
【0030】本発明の第1発明の方法で50μmのはん
だコートを施したQFP搭載用のプリント基板(リード
ピッチ0.3mm、リード幅0.1mm)、および本発明の
第2発明の方法で直径約0.12μmのはんだバンプを
形成したBGA(ランド径0.1mm)をそれぞれはんだ
付け部に搭載してはんだ付けを行ったところ、未はんだ
やブリッジの発生は皆無であった。
【0031】
【発明の効果】以上説明した如く、本発明によれば、フ
ァインピッチ部品を実装するためのランドに一定量のは
んだコートを付着させることができるばかりでなく、は
んだコート自体、はんだ付け後にもブリッジの発生がな
く、しかも安価に製造できるという信頼性、経済性に富
むはんだ付けができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のはんだコート方法におけるレジスト塗
布工程
【図2】本発明のはんだコート方法におけるはんだ付着
工程
【図3】本発明のはんだコート方法におけるレジスト除
去工程
【図4】本発明のはんだコート方法におけるはんだコー
ト再溶融工程
【符号の説明】
1 ファインピッチ部品 2 ランド 3 レジスト 4 はんだ槽 5 溶融はんだ 6 超音波ホーン 7 はんだコート 8 はんだバンプ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ファインピッチ部品を溶融はんだ中に浸
    漬してランドにはんだをコートする方法において、 ファインピッチ部品のランド以外にレジストを被着する
    工程;レジストが被着されたファインピッチ部品を溶融
    はんだ中に浸漬するとともに、溶融はんだに超音波を付
    加して超音波でランドにはんだを付着させる工程;ファ
    インピッチ部品のレジストを除去する工程;からなるこ
    とを特徴とするファインピッチ部品のはんだコート方
    法。
  2. 【請求項2】 ファインピッチ部品を溶融はんだ中に浸
    漬してランドにはんだをコートする方法において、 ファインピッチ部品のランド以外にレジストを被着する
    工程;レジストが被着されたファインピッチ部品を溶融
    はんだ中に浸漬するとともに、溶融はんだに超音波を付
    加して超音波でランドにはんだを付着させる工程;ファ
    インピッチ部品のレジストを除去する工程;レジストを
    除去したファインピッチ部品をはんだの溶融温度以上に
    再加熱して、はんだを球状化させる工程;からなること
    を特徴とするファインピッチ部品のはんだコート方法。
JP3569596A 1996-01-31 1996-01-31 ファインピッチ部品のはんだコート方法 Pending JPH09214115A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100527989B1 (ko) * 2003-07-25 2005-11-09 동부아남반도체 주식회사 반도체 장치의 실장 방법
KR101138585B1 (ko) * 2010-07-21 2012-05-10 삼성전기주식회사 범프의 형성 방법
JP2013187254A (ja) * 2012-03-06 2013-09-19 Tamura Seisakusho Co Ltd はんだバンプの形成方法
WO2013187362A1 (ja) 2012-06-11 2013-12-19 千住金属工業株式会社 溶融はんだ薄膜被覆装置、薄膜はんだ被覆部材及びその製造方法

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KR20150028986A (ko) 2012-06-11 2015-03-17 센주긴조쿠고교 가부시키가이샤 용융 땜납 박막 피복 장치, 박막 땜납 피복 부재 및 그 제조 방법
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