JPH09323189A - Solder paste composition, production of printed circuit board having solder pad, and production of electronic part package circuit board - Google Patents

Solder paste composition, production of printed circuit board having solder pad, and production of electronic part package circuit board

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JPH09323189A
JPH09323189A JP8162460A JP16246096A JPH09323189A JP H09323189 A JPH09323189 A JP H09323189A JP 8162460 A JP8162460 A JP 8162460A JP 16246096 A JP16246096 A JP 16246096A JP H09323189 A JPH09323189 A JP H09323189A
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pad
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solder paste
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光一 若嶋
Takanori Tsunoda
貴徳 角田
Mayumi Hattori
真由美 服部
Takao Ono
隆生 大野
Shoichi Saito
彰一 斎藤
Tomohiko Kasahara
智彦 笠原
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    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/3457Solder materials or compositions; Methods of application thereof
    • H05K3/3485Applying solder paste, slurry or powder

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve packaging yield of a part by not generating solder bridge to a pad having narrow pitch of a printed circuit board mounting a narrow pitch part and forming a solder coated layer having uniform film thickness and composition. SOLUTION: The solder paste composition is a mixture of solder alloy powders having plural compositions different in melting temp. range and an eutectic temp. of 183±10 deg.C or its neighborhood temp. at fusing, further containing a ratio of flux in the total of the solder powder and flux of 10-50wt.%. It is the printed circuit board having a pad and the production method with using the composition. By this method, the productivity is good and cost is reduced.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、特に表面実装用ブ
リント配線板の狭ビッチのパッドにはんだコート層を予
め形成する、いわゆるはんだパッド用ソルダーペースト
組成物、このソルダーペースト組成物を用いて形成した
はんだパッドを有するプリント配線板の製造方法及びこ
れを用いた電子部品実装回路基板の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a so-called solder pad solder paste composition, in which a solder coat layer is formed in advance on a narrow-bitch pad of a surface mounting blind printed wiring board, and is formed using this solder paste composition. The present invention relates to a method for manufacturing a printed wiring board having a solder pad and a method for manufacturing an electronic component mounting circuit board using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】電子機器には電子部品を搭載した回路基
板が一つの機能を有する回路を構成する部品として用い
られおり、これを得るためには回路配線パターンを有す
るプリント配線板にコンデンサ、抵抗体、QFP、SO
P等の電子部品を搭載するが、その回路配線パターンの
銅箔ランド、すなわちはんだ付けランドとしてのバッド
にこれらの部品をはんだ付けして接続、固着している。
このようにプリント配線板に電子部品をはんだ付けする
には、プリント配線板の所定の箇所に両端に電極を有す
る、いわゆるチップ状電子部品や、フラット面にリード
を有する電子部品をはんだ付けするためのパッドを設
け、各パッドにソルダーペーストを塗布し、これら電子
部品の電極やフラット面のリードをパッドに位置するよ
うにして上記塗布したソルダーペースト膜の粘着力で仮
留めし、ついでエアリフロー、IRリフロー等のリフロ
ー装置で加熱し、そのソルダーペースト膜のはんだ粉末
を溶融してはんだ付けする、いわゆるリフローはんだ付
け方法が行われている。
2. Description of the Related Art In electronic equipment, a circuit board on which electronic parts are mounted is used as a part constituting a circuit having one function. To obtain this, a printed wiring board having a circuit wiring pattern is provided with a capacitor and a resistor. Body, QFP, SO
Electronic components such as P are mounted, but these components are soldered and connected and fixed to a copper foil land of the circuit wiring pattern, that is, a pad as a soldering land.
In order to solder electronic parts to the printed wiring board in this way, so-called chip-shaped electronic parts having electrodes at both ends at predetermined locations of the printed wiring board and electronic parts having leads on a flat surface are soldered. The pads are provided, the solder paste is applied to each pad, the electrodes of these electronic components and the leads of the flat surface are positioned on the pads, and temporarily fixed by the adhesive force of the applied solder paste film, and then air reflow, A so-called reflow soldering method is used in which the solder powder of the solder paste film is melted and heated by heating with a reflow device such as IR reflow.

【0003】近年、高度情報化の進展に伴って特にコン
ピュータや通信分野等において技術の飛躍的進歩があ
り、電子機器の小型化、軽量化、多機能化が図られてお
り、これに使用する電子部品の特に半導体デバイスの技
術の向上が著しく、最近のICパッケッージの多ピン
化、そのリードの狭ピッチ化は目ざましいものがある。
これに対応して、プリント配線板における電子部品の表
面実装は、電子部品を高密度に搭載する、いわゆる高密
度化が図られ、表面実装部品の中には0.3mmピッチ
以下の狭ピッチの部品も出現しており、その狭ピッチの
リードを電子回路基板のこれに対応する狭ピッチのパッ
ドに高精度にはんだ付けすることが求められている。こ
のような狭ピッチのパッドに上述したようにソルダーペ
ーストを通常行われているメタルマスクを用いてスクリ
ーン印刷すると、メタルマスクの厚さが厚い場合にはソ
ルダーペーストの供給が過剰になり易く、メタルマスク
の厚さが薄い場合にはかすれが生じ易い。前者にあって
はパッド間にソルダーペースト膜が跨がって印刷された
場合や、単にパッドをはみ出しているに過ぎない場合も
あるが、そのままにしてリフローはんだ付けを行うと、
パッド間にはんだの橋架けが生じる、いわゆるはんだブ
リッジを生じ、これは回路をショートさせる原因となる
ので、はんだ付け不良を起こすという点で問題である。
また、後者のかすれの場合にはパッドに盛られるはんだ
量の不足によりはんだ付け強度が不足し、部品とのはん
だ付け部が剥離するというような致命的な問題を生じ
る。このはんだブリッジは、隣接するバッドに印刷され
たソルダーペースト膜にリードが載せられ実装部品の重
みが加わると、そのソルダーペースト膜は型崩れを起こ
してはみ出し易く、そのため相互に融着し易いのて、こ
の点からも起こり易い。殊に、ソルダーペースト膜を形
成するときにソルダーペストを塗布した後溶剤を揮発さ
せる必要があること、また、実装部品をソルダーペース
ト膜を形成したパッドにはんだ付けするときに急激には
んだの溶融温度である200℃以上に加熱したときのそ
の部品に生じる熱ストレスを避けることのために、その
はんだの溶融温度に加熱する前に150℃前後で予備加
熱することが行われるので、パッドに塗布されたソルダ
ーペーストはその粘度低下や溶剤の滲み出しによりその
型崩れが起きやすい状況にあり、はんだブリッジは一層
起き易くなっている。
In recent years, technological advances have been made in the fields of computers and communications, especially with the progress of advanced information technology, and electronic devices have been made smaller, lighter and more multifunctional. The technological improvement of electronic parts, especially of semiconductor devices has been remarkably improved, and the recent increase in the number of pins of IC packages and the narrowing of the pitch of their leads are remarkable.
Correspondingly, the surface mounting of electronic components on a printed wiring board is achieved by so-called high density mounting of electronic components at a high density. Some of the surface mounting components have a narrow pitch of 0.3 mm pitch or less. Parts have also appeared, and it is required to solder the narrow pitch leads to the corresponding narrow pitch pads of the electronic circuit board with high precision. When the solder paste is screen-printed on such a narrow pitch pad by using the metal mask which is usually used as described above, when the thickness of the metal mask is large, the supply of the solder paste is likely to be excessive, and the metal If the mask is thin, fading is likely to occur. In the former case, there is a case where the solder paste film is printed across the pads, or there is a case where it is simply protruding the pad, but if reflow soldering is performed without changing it,
A so-called solder bridge, which causes bridging of solder between the pads, causes a short circuit, which is a problem in that a soldering failure occurs.
In the latter case, the soldering strength is insufficient due to the shortage of the amount of solder placed on the pad, which causes a fatal problem such as peeling of the soldered portion from the component. When the leads are placed on the solder paste film printed on the adjacent pad and the weight of the mounted component is added, this solder bridge causes the solder paste film to lose its shape and easily stick out, so that they are easily fused to each other. , It is easy to happen from this point. In particular, it is necessary to volatilize the solvent after applying the solder pes when forming the solder paste film, and also when the mounted component is soldered to the pad on which the solder paste film is formed, the melting temperature of the solder rapidly. In order to avoid the heat stress that occurs in the part when it is heated above 200 ° C, it is preheated to around 150 ° C before heating to the melting temperature of the solder, so it is applied to the pad. In addition, the solder paste is in a state where its shape is likely to be lost due to the decrease in its viscosity and the exudation of the solvent, and the solder bridge is more likely to occur.

【0004】このように狭ピッチのパッドに通常のよう
にソルダーペーストを塗布し、部品をはんだ付けする方
法により生じるはんだブリッジの問題を改善するため
に、プリント配線板のパッドに予めはんだコート層を形
成してはんだパッドを形成しておき、部品を搭載すると
きにプリント配線板にフラックスを塗布し、そのはんだ
パッドにフラックス膜を形成し、その粘着力により部品
のリードを仮留めし、それからリフロー装置で加熱する
方法が提案されている。このパッドに予めはんだコート
層を形成する、いわゆるはんだプリコート法としては、
はんだレベラー法、無電解メッキ法、電解メッキ
法、その他の方法がある。
In order to improve the problem of solder bridging caused by applying solder paste to the narrow pitch pads as usual and soldering the components, a solder coat layer is previously formed on the pads of the printed wiring board. Form a solder pad in advance, apply flux to the printed wiring board when mounting the component, form a flux film on the solder pad, temporarily fix the lead of the component by its adhesive force, and then reflow A method of heating with an apparatus has been proposed. As a so-called solder precoating method of forming a solder coat layer on this pad in advance,
There are a solder leveler method, an electroless plating method, an electrolytic plating method, and other methods.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、の方
法は、パッドを有するプリント配線板に水溶性フラック
スを塗布し、このフラックス膜を形成したプリント配線
板を溶融はんだに浸漬し、これによりパッドに溶融はん
だを付着させた後、ホットエアーをプリント配線板に吹
きつけて余分なはんだを吹き飛ばし、パッドにはんだコ
ート層を形成しようとするものであり、ホットエアーの
圧力でそのはんだ層の厚みをコントロールするものであ
るので、溶融はんだに対するエアーの当たり方等の相違
により均一な厚さのはんだコート層が得られず、同一プ
リント配線板のパッドに形成したはんだ層の厚さに25
μm程度のバラツキが生じることがある。一般に0.2
5mm〜0.3mmの狭ピッチのQFPやTCP等の部
品を実装する場合には、最低約20μmのはんだコート
層の厚さが必要であり、一方はんだコート層を厚くし過
ぎると隣接パッド間のはんだコート層相互が融着し易
く、その融着がないとしてもはんだ付け時の溶融による
はみ出しにより相互に融着することが起こり易い。ま
た、プリント配線板にスルーホールを有する場合にはそ
の内部のはんだ穴うまりが起こり易い。このことから、
例えば約30μmの厚さのはんだ層を形成しようとする
と、そのはんだ層に20μm以下の厚さの部分が生じる
ことがあり、これははんだ付け強度を低下させる原因に
なり、実質上はその厚さのはんだコート層の設計をする
ことができないという問題がある。また、の方法は、
無電解メッキ浴にプリント配線板を浸漬し、パッドの銅
金属の表面をはんだで置換するものであるので、銅の表
面が一通りはんだで置換されてしまうと、はんだの析出
速度が低下し、結果的には1μm程度の厚さのはんだ層
しか形成できず、必要なはんだ層の厚さが得られないと
いう問題や高額な設備投資を必要とするという問題があ
る。また、の方法は、パッドにはんだを電解メッキ法
により付着させるものであるが、プリント配線板に配置
したパッドを含む回路の密度により電流密度が異なるの
で、その回路の密度がはんだの膜厚、組成に影響を及ぼ
す。そのため、プリント配線板の種類毎にはんだ層の厚
さ、組成のバラツキが生じ易く、一定のものが得られ難
く、はんだ付け強度等のはんだ付け性能の管理をし難く
するという問題がある。また、の方法としては、特開
平1−157号公報に記載されているように、はんだ合
金成分のうちイオン化傾向の小さい金属の例えばロジン
酸鉛と、イオン化傾向の大きい金属の例えば錫粉との置
換反応を利用する方法が挙げられるが、高額な設備投資
を必要とするという問題がある。
However, according to the method of (1), a printed wiring board having a pad is coated with a water-soluble flux, and the printed wiring board having the flux film formed thereon is dipped in molten solder to melt the pad. After attaching the solder, hot air is blown onto the printed wiring board to blow off excess solder, and a solder coat layer is formed on the pad.The thickness of the solder layer is controlled by the pressure of hot air. Since a solder coat layer having a uniform thickness cannot be obtained due to a difference in how air is applied to molten solder, the thickness of the solder layer formed on the pad of the same printed wiring board is 25
A variation of about μm may occur. Generally 0.2
When mounting components such as QFP and TCP with a narrow pitch of 5 mm to 0.3 mm, a solder coat layer thickness of at least about 20 μm is required. On the other hand, if the solder coat layer is too thick, the space between adjacent pads will be large. The solder coat layers are easily fused to each other, and even if there is no such fusion, it is likely that the solder coat layers will be fused to each other due to protrusion due to melting at the time of soldering. Further, when the printed wiring board has through holes, solder hole filling inside the printed wiring boards is likely to occur. From this,
For example, when a solder layer having a thickness of about 30 μm is to be formed, a portion having a thickness of 20 μm or less may occur in the solder layer, which causes a decrease in soldering strength, and the thickness is substantially reduced. There is a problem that the solder coat layer cannot be designed. Also, the method of
The printed wiring board is immersed in the electroless plating bath, and the surface of the copper metal of the pad is replaced with solder.Therefore, if the surface of copper is replaced with solder, the deposition rate of solder decreases, As a result, there is a problem that only a solder layer having a thickness of about 1 μm can be formed, a required solder layer thickness cannot be obtained, and a large amount of capital investment is required. In addition, the method is to attach the solder to the pad by electrolytic plating, but since the current density differs depending on the density of the circuit including the pad arranged on the printed wiring board, the density of the circuit is the thickness of the solder, Affects composition. Therefore, there are problems in that the thickness and composition of the solder layer are likely to vary depending on the type of printed wiring board, it is difficult to obtain a constant value, and it is difficult to control soldering performance such as soldering strength. As the method, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-157, a metal having a low ionization tendency, such as lead rosinate, and a metal having a high ionization tendency, such as tin powder, among solder alloy components are used. Although a method using a substitution reaction can be mentioned, there is a problem that a large amount of capital investment is required.

【0006】本発明の第1の目的は、はんだブリッジの
発生がないようにして狭ピッチのパッドに一定の厚さ及
び組成のはんだコート層を形成できるソルダーペースト
組成物、はんだパッドを有するプリント配線板の製造方
法及び電子部品実装回路基板の製造方法を提供すること
にある。本発明の第2の目的は、ソルダーペーストをパ
ッドにスクリーン印刷する方法では印刷精度が良くな
く、また、その印刷によるソルダーペースト膜の加熱に
より型崩れを起こし易い場合でも、適合できるソルダー
ペースト組成物、はんだパッドを有するプリント配線板
の製造方法及び電子部品実装回路基板の製造方法を提供
することにある。本発明の第3の目的は、電子部品の実
装歩留まりが良く、工業的に容易に行われ、コスト高に
ならないようなはんだコート層を形成できるソルダーペ
ースト組成物、はんだパッドを有するプリント配線板の
製造方法及び電子部品実装回路基板の製造方法を提供す
ることにある。
A first object of the present invention is to provide a solder paste composition capable of forming a solder coat layer having a constant thickness and composition on a pad having a narrow pitch so as not to generate a solder bridge, and a printed wiring having a solder pad. It is intended to provide a method for manufacturing a board and a method for manufacturing an electronic component mounting circuit board. A second object of the present invention is a solder paste composition which can be applied even when the method of screen-printing a solder paste on a pad does not have good printing accuracy, and the solder paste film is likely to lose its shape due to heating due to the printing. Provided is a method for manufacturing a printed wiring board having a solder pad and a method for manufacturing an electronic component mounting circuit board. A third object of the present invention is to provide a solder paste composition capable of forming a solder coat layer that has a good electronic component mounting yield, is industrially easily performed, and does not increase the cost, and a printed wiring board having a solder pad. It is to provide a manufacturing method and a manufacturing method of an electronic component mounting circuit board.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、(1)、はんだ粉末とフラックスを含有
するソルダーペーストにおいて、(a)該はんだ粉末は
融点の温度範囲を有する異なる複数の組成の合金粉末の
混合物でありかつ該混合物の液相温度が高くて227℃
まででありかつ溶融時の固相を有する状態から全部が液
相になる液相温度が183±10℃の共晶温度又はその
近傍温度であり、(b)該はんだ粉末と該フラックスの
合計に占める該フラックスの割合が10〜60重量%で
あるソルダーペースト組成物を提供するものである。ま
た、本発明は、(2)、はんだ粉末とフラックスを含有
するソルダーペーストにおいて、(a)該はんだ粉末は
粒径が5〜150μmでありかつ融点の温度範囲を有す
る異なる複数の組成の合金粉末の混合物でありかつ該混
合物の液相温度が高くて227℃まででありかつ溶融時
の固相を有する状態から全部が液相になる液相温度が1
83±10℃の共晶温度又はその近傍温度であり、
(b)該はんだ粉末と該フラックスの合計に占める該フ
ラックスの割合が10〜60重量%であるソルダーペー
スト組成物、(3)、プリント配線板の狭ピッチのパッ
ドに請求項1又は2に記載のソルダーペースト組成物を
用いてスクリーン印刷するスクリーン印刷工程と、該ス
クリーン印刷工程を経て得られたソルダーペースト膜を
溶融する工程を有することによりはんだコート層を形成
するはんだパッドを有するプリント配線板の製造方法、
(4)、プリント配線板の狭ピッチのパッドに請求項1
又は2に記載のソルダーペースト組成物を用いてスクリ
ーン印刷するスクリーン印刷工程と、該スクリーン印刷
工程を経て得られたソルダーペースト膜を溶融する工程
を有することによりはんだコート層を形成したはんだパ
ッドを有するプリント配線板に該はんだコート層を形成
したパッドを含むバッドに電子部品をリフローはんだ付
けする工程を有することにより電子部品を実装した回路
基板を製造する電子部品実装回路基板の製造方法を提供
するものである。なお、上記(3)、(4)の発明は
「製造方法」であるが、上記(1)又は(2)の発明の
ソルダーペースト組成物の使用方法でもあり、上記
(3)において「パッドを有するプリント配線板の製造
方法」を「パッドを有するプリント配線板を製造するソ
ルダーペースト組成物の使用方法」とし、上記(4)に
おいて「電子部品を実装した回路基板を製造する電子部
品実装回路基板の製造方法」を「電子部品を実装した回
路基板を製造するソルダーペースト組成物の使用方法」
とすることもできる。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides (1) a solder paste containing a solder powder and a flux, wherein (a) the solder powder has a melting point in a temperature range different from each other. It is a mixture of alloy powders having a plurality of compositions and the mixture has a high liquidus temperature of 227 ° C.
Up to the eutectic temperature of 183 ± 10 ° C. or a temperature in the vicinity of the eutectic temperature at which the solid phase at the time of melting all becomes a liquid phase, and (b) the total of the solder powder and the flux. The present invention provides a solder paste composition in which the proportion of the flux is 10 to 60% by weight. Further, the present invention provides (2) a solder paste containing a solder powder and a flux, wherein (a) the solder powder has a grain size of 5 to 150 μm and alloy powders of different compositions having melting point temperature ranges. And the liquidus temperature of the mixture is up to 227 ° C., and the liquidus temperature at which all the liquid phase is changed from the state of having the solid phase at the time of melting is 1
A eutectic temperature of 83 ± 10 ° C. or a temperature in the vicinity thereof,
(B) The solder paste composition in which the ratio of the flux to the total of the solder powder and the flux is 10 to 60% by weight, (3), the pad with a narrow pitch of a printed wiring board according to claim 1 or 2. Of a printed wiring board having a solder pad for forming a solder coat layer by having a screen printing step of screen printing using the solder paste composition and a step of melting the solder paste film obtained through the screen printing step. Production method,
(4) The pad having a narrow pitch of the printed wiring board is formed.
Or a screen-printing step of screen-printing using the solder paste composition according to 2 and a step of melting the solder paste film obtained through the screen-printing step, thereby having a solder pad on which a solder coat layer is formed. Provided is a method for manufacturing an electronic component-mounted circuit board, which includes a step of reflow-soldering an electronic component on a pad including a pad having a solder coating layer formed on a printed wiring board, thereby manufacturing a circuit board on which an electronic component is mounted. Is. The inventions of (3) and (4) above are "production methods", but they are also methods of using the solder paste composition of the invention of (1) or (2) above. "The method for producing a printed wiring board having" is defined as "a method for using a solder paste composition for producing a printed wiring board having a pad", and in the above (4), "electronic component-mounted circuit board for producing a circuit board having electronic components mounted thereon". Manufacturing method "," method of using solder paste composition for manufacturing circuit board on which electronic components are mounted "
It can also be.

【0008】本発明において、上記(a)、(b)の構
成により得られる一つの特徴は、はんだパッド形成時の
ソルダーペースト膜溶融過程において、溶融はんだの表
面張力を低下させることができる点であるが、このよう
にすると図1ないし図3に基づいて説明する次の原理か
ら明らかなように、はんだブリッジを少なくできる。す
なわち、図1において、1、2は銅片からなるパッド、
1a、2aはそれぞれのパッド上に形成されたソルダー
ペースト膜を溶融することにより生じたパッド上の溶融
はんだ、3はその両者の間に生じた溶融はんだブリッジ
であるとし、そのブリッジの曲率半径をR1 とすると、
パッド1、2間の距離は2R1 と近似することができる
が、そのブリッジが溶融された場合の溶融はんだの内圧
ΔPBは、溶融はんだの表面張力をγとすると、 ΔPB =−(γ/R1 ) となり、ブリッジ部の溶融はんだの内圧は負圧になるの
に対し、パッド上の溶融はんだの内圧ΔPl は、図2に
示すように、その溶融はんだの曲率半径をR2 とする
と、 ΔPl =γ/R2 となり、正圧となる。これらの式から、一旦溶融はんだ
のブリッジが発生すると、ブリッジ部の溶融はんだの内
圧が低く、パッド部の溶融はんだの内圧が高いことか
ら、溶融はんだはパッド部からブリッジ部へと流れ、ブ
リッジはますます成長する。
In the present invention, one of the features obtained by the above configurations (a) and (b) is that the surface tension of the molten solder can be lowered in the process of melting the solder paste film when forming the solder pad. However, this makes it possible to reduce solder bridges, as will be apparent from the following principle described with reference to FIGS. 1 to 3. That is, in FIG. 1, 1 and 2 are pads made of copper pieces,
1a and 2a are the molten solder on the pad produced by melting the solder paste film formed on each pad, and 3 is the molten solder bridge formed between the two, and the radius of curvature of the bridge is If R 1
The distance between the pads 1 and 2 can be approximated to 2R 1 , but the internal pressure ΔP B of the molten solder when the bridge is melted is ΔP B = − (γ when the surface tension of the molten solder is γ. / R 1), and the molten solder in the internal pressure of the bridge portion whereas a negative pressure, the internal pressure [Delta] P l of the molten solder on the pad, as shown in FIG. 2, the curvature radius of the molten solder and R 2 Then, ΔP l = γ / R 2 and a positive pressure is obtained. From these equations, once the molten solder bridge occurs, the internal pressure of the molten solder in the bridge portion is low and the internal pressure of the molten solder in the pad portion is high, so the molten solder flows from the pad portion to the bridge portion, and the bridge Grow more and more.

【0009】また、溶融はんだがパッド上に濡れ広がっ
たその縁部の断面に注目すると、図3に示すように、そ
の縁部の曲率半径をR3 とすると、その濡れ広がり部の
溶融はんだの内圧ΔPC は、 ΔPC =−(γ/R3 ) と負圧になるので、パッド部の溶融はんだがパッドの周
辺に広がろうとする。これらの式から、パッド間のピッ
チR1 が小さくなればなるほど、また、幅の狭いパッド
に盛られる溶融はんだの曲率R2 が小さくなればなるほ
ど、ブリッジが発生し易くなる。ところが、ここで溶融
はんだの表面張力γを小さくすれば、上記の正圧、負圧
の圧力差は縮まり、ブリッジを起こし難くなり、生じた
ブリッジも切断され易くなる。また、溶融はんだのパッ
ド面に対する濡れ性を向上させると、R3 が大きくな
り、これにつれてブリッジ部の溶融はんだはその均衡状
態からその両側のバッド側に引き裂かれるような力を受
け、これによりのR1 が大きくなるのでブリッジ部の溶
融はんだの内圧ΔPB とパッド部の溶融はんだの内圧Δ
l の差は小さくなり、それだけブリッジの溶融はんだ
は切断され易くなる。そして切断された溶融はんだのブ
リッジの残部はパッド上の溶融はんだに吸収され易い。
これらのことから、溶融はんだの表面張力γを小さくす
ること、そのパッド面ヘの濡れ性を向上することが求め
られるが、前者のためには、固相を有する状態から全部
が液相化するまで液相の表面張力γを一時的に小さくす
ることが考えられ、そのためには液相と固相が共存する
温度範囲を広くし、ソルダーペースト膜が溶融する際の
温度変化に対してその全てが溶融するまでの時間を長く
できる時間的な余裕を持つようにすることが考えられ
る。また、純粋な溶融はんだの表面張力に比べればフラ
ックスの溶融物の表面張力は小さいので、溶融はんだに
対するフラックス成分の混入が多いとその混合物の表面
張力を小さくできる。後者のためには溶融はんだがパッ
ド面に良く濡れるようにフラックス成分を多くすること
が考えられる。これらの点に関し、従来は、例えば63
Sn37Pbの共晶はんだでは183℃で固相化するた
め、溶融はんだは短時間に固化するので、全溶融はんだ
の表面張力が働いている状態で固化されるためはんだブ
リッジが発生し易い。また、はんだ粉末とフラックスの
合計に対するフラックスの量も10%より少ないので、
この点からも表面張力の大きい溶融はんだの作用が支配
的になり、はんだブリッジが発生し易く、また、パッド
面に対する溶融はんだの濡れ性も改善の余地があった。
なお、フラックスはパッドの銅表面の酸化を防止し、銅
の酸化物を還元させて、清浄な銅表面に溶融はんだを接
触させる機能を有するものであるので、その配合量が多
いことによりパッド面における溶融はんだの濡れ性を改
善できることは明らかである。
Further, paying attention to the cross section of the edge portion of the molten solder that spreads wet on the pad, as shown in FIG. 3, when the radius of curvature of the edge portion is R 3 , the molten solder of the wet spread portion is Since the internal pressure ΔP C is a negative pressure ΔP C = − (γ / R 3 ), the molten solder in the pad portion tends to spread around the pad. From these equations, the smaller the pitch R 1 between the pads and the smaller the curvature R 2 of the molten solder deposited on the narrower pad, the more likely the bridge is to occur. However, if the surface tension γ of the molten solder is reduced here, the pressure difference between the positive pressure and the negative pressure is reduced, the bridge is less likely to occur, and the generated bridge is easily cut. Further, when the wettability of the molten solder to the pad surface is increased, R 3 becomes larger, and accordingly, the molten solder in the bridge portion receives a force such that it is torn from its equilibrium state to the pad sides on both sides thereof. Since R 1 becomes large, the internal pressure ΔP B of the molten solder in the bridge portion and the internal pressure Δ of the molten solder in the pad portion Δ
The difference in P l becomes smaller, and the molten solder in the bridge is more likely to be cut. The remaining portion of the cut molten solder bridge is easily absorbed by the molten solder on the pad.
From these things, it is required to reduce the surface tension γ of the molten solder and to improve the wettability to the pad surface, but for the former, the entire liquid phase is changed from the state of having a solid phase. It is conceivable to temporarily reduce the surface tension γ of the liquid phase until that time by widening the temperature range in which the liquid phase and the solid phase coexist, and making all of it against the temperature change when the solder paste film melts. It is conceivable to have a time margin so that the time it takes to melt can be extended. Further, since the surface tension of the molten material of the flux is smaller than the surface tension of the pure molten solder, the surface tension of the mixture can be reduced if the amount of the flux component mixed in the molten solder is large. For the latter, it is conceivable to increase the flux component so that the molten solder wets the pad surface well. With respect to these points, conventionally, for example, 63
Since the eutectic solder of Sn37Pb solidifies at 183 ° C., the molten solder is solidified in a short time, and is solidified while the surface tension of all the molten solder is working, so that a solder bridge is likely to occur. Also, since the amount of flux is less than 10% with respect to the total of solder powder and flux,
From this point as well, the action of the molten solder having a large surface tension becomes dominant, a solder bridge is likely to occur, and the wettability of the molten solder to the pad surface has room for improvement.
The flux has the function of preventing oxidation of the copper surface of the pad, reducing the copper oxide, and bringing molten solder into contact with the clean copper surface. It is clear that the wettability of the molten solder in 1 can be improved.

【0010】本発明において、上記(a)における「融
点の温度範囲を有する」とは、固相と液相が共存する状
態の温度範囲を有するの意味であり、相の変化を示す状
態図において全部が液相である液相線と、全部が固相に
なる固相線の間の温度範囲がこれに当たる。このような
融点の温度範囲を有する異なる2種類以上の組成の合金
粉末の混合物を用いるが、その混合物としては、溶融時
に「固相を有する状態から全部が液相になる液相温度が
183±10℃になる」ように、混合する合金粉末の組
成を選択する。例えばSnとPbからなるはんだ合金粉
末は、重量比でSn:Pb=63:37とすると、18
3℃の共晶点を有するので、その組成を中心にしたその
前後の組成のはんだ合金粉末を所定比率で混合すると、
その混合物をその全部が固相のものをその全部が液相に
なる183℃の共晶点にすることができる。本発明にお
ける「固相を有する状態から全部が液相になる液相温度
が183±10℃」とは、その共晶点の温度の183℃
を中心にし、実際にはその組成のわずかなずれや不純
物、さらには温度のコントロールの相違等もあるので、
その前後を含め±10℃とする趣旨である。このように
液相温度を183±10℃にすると、溶融はんだを固相
化した状態で上記の共晶はんだ組成あるいはこれに近似
した組成にすることができ、これによりはんだ金属組織
を均一にすることができるので、その強度を強く維持す
ることができる。このような異なる2種類の組成の合金
粉末の具体例としては、例えば表1に記載したものが挙
げられるが、それぞれに対応した融点の温度範囲を有
し、この表1に挙げたものの場合には、その混合物とし
ては、固相を有する状態から全部が液相になる液相温度
が183℃(共晶点)(No.1〜5)、176℃(共
晶点)(No.6)となるように、これらの2種類の合
金粉末の混合比を決めるが、その全部が液相になる液相
温度はそれぞれに対応して記載した温度にすることがで
きる。この表1から、本発明において、「はんだ合金粉
末の混合物の液相温度が高くて227℃まででありかつ
溶融時の固相を有する状態から全部が液相になる液相温
度が183±10℃の共晶温度又はその近傍温度であ
る」との限定を付する根拠が得られるが、「複数のはん
だ合金粉末はその一つの液相温度〜固相温度が224〜
183℃(又は融点の温度範囲が7〜41℃)、他の一
つの液相温度〜固相温度が227〜183℃(又は融点
の温度範囲が20〜44℃)である」(前者はNo.
3、4、後者はNo.5、2が根拠)との限定、「複数
のはんだ合金粉末は融点の温度範囲の差が15℃(表1
では13℃であるが同効の範囲を拡大)より小さい(又
は融点の温度範囲がほぼ同じ)」の限定を付することが
できる。複数のはんだ合金粉末は融点の温度範囲の差が
小さいと、溶融する時間差が少なく、両者の溶融物の混
合が速やかに行われ、均一になり易い。
In the present invention, “having a temperature range of melting point” in the above (a) means having a temperature range of a state in which a solid phase and a liquid phase coexist, and in a state diagram showing a phase change. This is the temperature range between the liquidus line, which is all liquid, and the solidus line, which is all solid. A mixture of alloy powders of two or more different compositions having such a melting point temperature range is used. As the mixture, a liquid phase temperature of 183 ± The composition of the alloy powder to be mixed is selected so as to be “10 ° C.”. For example, when the weight ratio of the solder alloy powder of Sn and Pb is Sn: Pb = 63: 37, it is 18
Since it has a eutectic point of 3 ° C., when the solder alloy powder having the composition before and after the composition is mixed at a predetermined ratio,
The mixture can be brought to the eutectic point at 183 ° C. where it is all solid and all liquid. In the present invention, "the liquidus temperature at which a solid phase is wholly a liquid phase is 183 ± 10 ° C." means that the temperature of the eutectic point is 183 ° C.
In fact, there are slight deviations in the composition, impurities, and differences in temperature control, so
The purpose is to set the temperature to ± 10 ° C including before and after that. When the liquidus temperature is 183 ± 10 ° C. in this manner, the above eutectic solder composition or a composition similar thereto can be obtained in a state where the molten solder is solidified, thereby making the solder metal structure uniform. Therefore, the strength can be strongly maintained. Specific examples of such alloy powders having two different compositions include those listed in Table 1. However, in the case of those listed in Table 1, the alloy powders have melting point temperature ranges corresponding to them. The liquid phase temperature of the mixture is 183 ° C. (eutectic point) (No. 1 to 5) and 176 ° C. (eutectic point) (No. 6). The mixing ratio of these two kinds of alloy powders is determined so that the liquid phase temperature at which all of them become a liquid phase can be set to the temperature described corresponding to each. From Table 1, in the present invention, "the liquidus temperature of the mixture of the solder alloy powder is high up to 227 ° C., and the liquidus temperature at which all the liquidus is changed from the state of having the solid phase at the time of melting is 183 ± 10". A eutectic temperature of ℃ or a temperature in the vicinity thereof can be obtained as a basis. However, "a plurality of solder alloy powders have a liquidus temperature to a solid phase temperature of 224 to
183 [deg.] C. (or melting point temperature range is 7 to 41 [deg.] C.), and another liquidus temperature to solid phase temperature is 227 to 183 [deg.] C. (or melting point temperature range is 20 to 44 [deg.] C.) (the former is No. .
Nos. 3, 4 and No. 5 and 2), "The difference in the melting point temperature range of a plurality of solder alloy powders is 15 ° C (Table 1
Is 13 ° C. but the range of the same effect is expanded) and is smaller (or the temperature range of the melting point is almost the same) ”. If the difference between the melting point temperature ranges of the plurality of solder alloy powders is small, the difference in melting time is small, and the melts of the two are quickly mixed, so that they are likely to be uniform.

【0011】[0011]

【表1】 [Table 1]

【0012】本発明において、はんだ粉末としては、粒
径が5〜150μmであることが好ましい。粒径がこれ
より小さいと、はんだボールを発生し易く、また、これ
より大きいとはんだ層の膜厚や合金組成比のバラツキが
生じ易い。
In the present invention, the solder powder preferably has a particle size of 5 to 150 μm. If the particle size is smaller than this, solder balls are likely to be generated, and if it is larger than this, variations in the thickness of the solder layer and the alloy composition ratio are likely to occur.

【0013】本発明のソルダーペースト組成物に含有さ
れる「フラックス」とは、はんだ粉末を除いた状態でフ
ラックスとしての機能を有し得るものをいい、フラック
ス用樹脂を含有し、このフラックス用樹脂とはフラック
スに用いることができる樹脂のことを言い、例えばロジ
ンや、ロジンエステル系のロジン系誘導体、石油樹脂,
テルペン系化合物その他の樹脂を挙げることができる。
このフラックス用樹脂には、添加剤を併用しても良く、
例えばエチレンジアミン等のポリアミン、シクロヘキシ
ルアミン等のアミンの有機酸塩、無機酸塩の少なくとも
1種を還元剤(活性剤)として添加することが好まし
い。その他の有機酸系化合物等の活性剤を使用しても良
い。チクソ剤を使用しても良く、硬化ヒマシ油等を挙げ
ることができる。フラックスには後述する溶剤を用いる
こともできる。フラックスの組成としては、フラックス
用樹脂40〜60重量%、活性剤1〜5重量%、チクソ
剤2〜10重量%、溶剤30〜50重量%が好ましく、
その固形分は50〜70重量%が好ましい。その得られ
るソルダーペーストの粘度は20〜200Pa.s (マル
コム粘度計)であることが好ましい。本発明において、
はんだ粉末とフラックスの合計に占めるフラックスの割
合は10〜60重量%である。これより少ないと、はん
だ粉末の配合量が相対的に多くなり、狭ピッチのバッド
間にはんだブリッジを形成し易く、また、パッドに形成
したソルダーペースト膜の溶融により生じた溶融はんだ
のパッド面に対する濡れ性の向上の度合も少なくなり、
また、その固化したはんだ層の膜厚の均一性も確保し難
くなる。また、60重量%より多くなると、相対的には
んだ粉末の配合量が減る結果、例えば20μm以下の膜
厚となり、はんだ付け強度に必要なはんだ層の厚さを確
保できないことがある。これらのことから、好ましくは
はんだ粉末とフラックスの合計に占めるフラックスの割
合は20〜50重量%である。本発明のソルダーペース
ト組成物を製造するには、はんだ合金粉末、フラックス
用樹脂のほかに、グリコールエーテル系溶剤、アルコー
ル系溶剤、芳香族系溶剤、エステル系溶剤等の中から適
当なものを少なくとも1種選択した溶剤を用い、そのほ
か活性剤、チクソ剤、沈殿分離防止剤等必要に応じてそ
の他添加剤も用いるが、これらのフラックス用樹脂、活
性剤等の添加剤、溶剤等は混合してフラックスを調製
し、そのフラックスと上記はんだ合金粉末を撹拌混合す
る。
The "flux" contained in the solder paste composition of the present invention means one that can function as a flux in the state where the solder powder is removed. Means a resin that can be used for flux, such as rosin, rosin ester-based rosin-based derivatives, petroleum resin,
There may be mentioned terpene compounds and other resins.
Additives may be used in combination with this resin for flux,
For example, it is preferable to add at least one of an organic acid salt and an inorganic acid salt of a polyamine such as ethylenediamine or an amine such as cyclohexylamine as a reducing agent (activator). Other activators such as organic acid compounds may be used. A thixotropic agent may be used, and examples thereof include hydrogenated castor oil. A solvent described below can also be used for the flux. The composition of the flux is preferably 40 to 60% by weight of resin for flux, 1 to 5% by weight of activator, 2 to 10% by weight of thixotropic agent, and 30 to 50% by weight of solvent,
The solid content is preferably 50 to 70% by weight. The viscosity of the obtained solder paste is preferably 20 to 200 P as (Malcol viscometer). In the present invention,
The ratio of the flux to the total of the solder powder and the flux is 10 to 60% by weight. If it is less than this, the amount of the solder powder compounded becomes relatively large, it is easy to form a solder bridge between the narrow-pitch pads, and the solder paste film formed on the pad is melted against the pad surface of the molten solder. The degree of improvement in wettability also decreases,
Further, it becomes difficult to secure the uniformity of the thickness of the solidified solder layer. On the other hand, if it exceeds 60% by weight, the blending amount of the solder powder is relatively reduced, resulting in a film thickness of, for example, 20 μm or less, and the thickness of the solder layer required for soldering strength may not be secured. From these facts, the proportion of the flux in the total of the solder powder and the flux is preferably 20 to 50% by weight. In order to produce the solder paste composition of the present invention, in addition to the solder alloy powder and the resin for the flux, at least a suitable one is selected from glycol ether solvents, alcohol solvents, aromatic solvents, ester solvents and the like. One kind of solvent is used, and other additives such as activator, thixotropic agent, and precipitation separation inhibitor are also used as necessary. However, these flux resins, additives such as activators, solvents, etc. are mixed. A flux is prepared, and the flux and the solder alloy powder are stirred and mixed.

【0014】このようにして得られたソルダーペースト
組成物はメタルマスクを用いた印刷等によりプリント配
線板のバッド上に塗布され、乾燥されてから、あるいは
そのまま通常のエアリフロー等のリフロー装置にて加熱
され、冷却されてはんだコート層が形成され、はんだパ
ッドが得られるようにしても良いが、図4に示すよう
に、パッド11、11・・・に横断的(一文字的)にソ
ルダーペースト膜をメタルマスクを用いた印刷等により
形成し、同様に処理しても良い。このようにすると、前
者において隣接パッド間にソルダーペースト膜が跨がっ
て形成された場合は勿論のこと、後者においても隣接パ
ッド間のソルダーペースト膜は、ソルダーぺースト膜が
溶融される過程で一部が液相なってから全てが液相にな
る際に、はんだ粉末は融点の温度範囲を有するので、徐
々に液相化され、その結果液相の表面張力が一時的に小
さく維持され、しかもフラックス成分が多いためその溶
融物によってもその表面張力が小さくなり、隣接パッド
間の溶融はんだはそのブリッジを維持しようとしても、
上述した原理から明らかのようにその均衡が崩れ、圧倒
的に多量のパッド上の溶融はんだの表面張力に引っ張ら
れ、分離して両側のバッド上に吸い込まれる。これが液
相が生じるごとに起こり、固化された状態でのはんだブ
リッジの発生を阻止あるいは抑制することができる。そ
して、はんだパッド上に吸い込まれた溶融はんだは全部
が液相になり混合された状態で冷却されるが、今度は共
晶はんだ組成になるようにされているので、183℃を
含むこれを中心にした前後で固化することができる。こ
の際、ソルダーペーストはフラックスが10〜60重量
%含有されているので、パッド面の濡れ性を向上するこ
とにより、はんだブリッジやはんだボールの発生を抑制
できるとともに、その塗膜の膜厚の均一性により出来上
がったはんだ層の膜厚の均一性も確保することができ
る。これらのことから、0.15mm狭ピッチのバッド
にも平均25μmのはんだコート層を形成することがで
き、その場合でもその膜厚のバラツキを実用に支障ない
程度にすることができる。このようにして、はんだパッ
ドを有するプリント配線基板が得られるが、これに電子
部品の狭ピッチのリードをはんだ付けするには、洗浄し
なくても良いが一般には洗浄後、フラックスを塗布し、
これにリードを仮留めし、以下通常のリフロー工程を行
えば良い。
The solder paste composition thus obtained is applied onto a pad of a printed wiring board by printing using a metal mask or the like, dried, or as it is, by a reflow device such as an ordinary air reflow. The solder coat layer may be formed by heating and cooling to obtain a solder pad, but as shown in FIG. 4, the solder paste film is transversely (single letter) across the pads 11, 11 ... May be formed by printing using a metal mask and processed in the same manner. By doing so, not only when the solder paste film is formed across the adjacent pads in the former case, but also in the latter case, the solder paste film between the adjacent pads is formed during the process in which the solder paste film is melted. When a part of the liquid phase becomes a liquid phase and then all become a liquid phase, the solder powder has a temperature range of melting point, so that the solder powder gradually becomes liquid phase, and as a result, the surface tension of the liquid phase is temporarily kept small, Moreover, since there are many flux components, the surface tension of the melt also becomes small, and even if the molten solder between adjacent pads tries to maintain the bridge,
As is clear from the above-mentioned principle, the balance is lost, and the surface tension of the molten solder on the pad is overwhelmingly large, and it is separated and sucked onto the pads on both sides. This occurs each time a liquid phase is generated, and it is possible to prevent or suppress the generation of solder bridges in the solidified state. Then, the molten solder sucked onto the solder pad is cooled in a mixed state where it is entirely in a liquid phase, but this time it is made to have a eutectic solder composition. It can be solidified before and after turning. At this time, since the solder paste contains 10 to 60% by weight of flux, by improving the wettability of the pad surface, the generation of solder bridges and solder balls can be suppressed, and the film thickness of the coating film can be made uniform. It is also possible to secure the uniformity of the thickness of the solder layer that is completed by the property. From these facts, the solder coat layer having an average thickness of 25 μm can be formed even on the pad having a narrow pitch of 0.15 mm, and even in that case, the variation in the film thickness can be made to such an extent that it does not hinder practical use. In this way, a printed wiring board having a solder pad is obtained, and in order to solder the narrow-pitch leads of the electronic component to this, it is not necessary to wash, but generally, after washing, applying flux,
The lead may be temporarily fixed to this, and a normal reflow process may be performed thereafter.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を以下の
実施例により説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the following examples.

【0016】[0016]

【実施例】【Example】

実施例1 はんだ粉末としては第1のはんだ合金粉末として重量比
でSn/Pb=90/10(融点の温度範囲31℃)を
33重量%、第2のはんだ合金粉末として重量比でSn
/Pb=50/50(融点の温度範囲32℃)を67重
量%混合した混合粉末を用いる。次に以下の組成のソル
ダーペーストを調製する。 フラックス用樹脂(ロジン) 25重量部 溶剤(グリコールエーテル) 20重量部 活性剤(シクロヘキシルアミン臭化水素酸塩及びコハク酸) 3重量部 チクソ剤(硬化ヒマシ油) 2重量部 はんだ合金粉末(粒径10〜25μm)合計 50重量部 実際の製造に当たっては、上記フラックス用樹脂、溶
剤、活性剤及びチクソ剤の4成分を上記所定重量部撹拌
混合してフラックスを製造し、これと上記はんだ合金粉
末を上記所定重量部撹拌混合し(両者の重量比50;5
0)、粘度50Pa.S (マルコム粘度計)のソルダーペ
ーストを得る。このソルダーペーストをプリント配線板
(1.6mm厚さの銅張りガラスエポキシ基板使用)1
0上のビッチが0.3mmの1mm×0.15mmの銅
箔のパッド上に0.10mm厚さのメタルマスクを用い
て、図4に示すようにパッド11、11・・・を横断し
て印刷(一文字印刷)し、膜厚100μmのソルダーペ
ースト膜12を形成する。次に、エアーリフローはんだ
付装置を用いて、ピーク温度220〜240℃、コンベ
アスピード80cm/分で加熱した後自然冷却した。こ
のようにして図5に示すようにはんだコート層13a、
13a・・・を有するはんだバッドを有するプリント配
線板14が得られたが、パッド上のはんだコート層の厚
さは40±10μm(図5の最大膜厚部)であって均一
であり、パッド間にはんだブリッジは認められなかっ
た。また、EPMA(X線マイクロアナライザー)によ
りはんだコート層のはんだ合金のマップを調べたとこ
ろ、Sn/Pbの比は63/37で共晶はんだ合金組成
と同じであった。
Example 1 As the solder powder, 33 wt% Sn / Pb = 90/10 (melting point temperature range 31 ° C.) was used as the first solder alloy powder, and Sn was used as the second solder alloy powder in the weight ratio.
A mixed powder in which 67% by weight of / Pb = 50/50 (melting point temperature range: 32 ° C.) is mixed is used. Next, a solder paste having the following composition is prepared. Flux resin (rosin) 25 parts by weight Solvent (glycol ether) 20 parts by weight Activator (cyclohexylamine hydrobromide and succinic acid) 3 parts by weight Thixo agent (hardened castor oil) 2 parts by weight Solder alloy powder (particle size) 10 to 25 μm) Total 50 parts by weight In actual production, the above-mentioned resin for flux, solvent, activator, and thixotropic agent are mixed by stirring in the predetermined parts by weight to produce a flux. The above predetermined parts by weight are mixed by stirring (weight ratio of both: 50; 5
0), a solder paste having a viscosity of 50 Pas (Malcolm viscometer) is obtained. This solder paste is printed wiring board (using a copper-clad glass epoxy board with a thickness of 1.6 mm) 1
0 on a pad of copper foil of 1 mm x 0.15 mm with a 0.3 mm bitch, using a metal mask of 0.10 mm thickness, as shown in Fig. 4, across the pads 11, 11 ... Printing (single character printing) is performed to form a solder paste film 12 having a film thickness of 100 μm. Next, using an air reflow soldering device, heating was carried out at a peak temperature of 220 to 240 ° C. and a conveyor speed of 80 cm / min, followed by natural cooling. Thus, as shown in FIG. 5, the solder coat layer 13a,
A printed wiring board 14 having a solder pad having 13a ... Was obtained, but the thickness of the solder coat layer on the pad was 40 ± 10 μm (the maximum film thickness portion in FIG. 5) and was uniform. No solder bridge was found between them. Further, when the map of the solder alloy of the solder coat layer was examined by EPMA (X-ray microanalyzer), the Sn / Pb ratio was 63/37, which was the same as the eutectic solder alloy composition.

【0017】このようにはんだブリッジが認められなか
ったのは、ソルダーぺースト膜が加熱されて溶融され、
215℃で全てが液相になるまでに、はんだ粉末は第1
のはんだ粉末が31℃、第2のはんだ粉末が32℃の融
点の温度範囲を有するので、徐々に液相化され、その結
果液相の表面張力が一時的に小さく維持され、フラック
スが多いことによる表面張力の低下効果もこれに重なっ
て、上述したように隣接パッド間の溶融はんだは分離し
て両側のバッド上に吸い込まれ、これが液相が生じるご
とに起こり、これにより固化された状態でのはんだブリ
ッジの発生を阻止することができる。そして、はんだパ
ッド上に吸い込まれた溶融はんだは全部が液相になり混
合された状態で冷却されるが、今度は共晶はんだ組成に
なるようにされているので、183℃で固化することが
でき、均一な共晶の合金組織とすることができる。この
際、ソルダーペーストはフラックスが50重量%含有さ
れているので、上述したようにパッド面の濡れ性を向上
することにより、はんだブリッジの発生を抑制できると
ともに、その塗膜の膜厚の均一性により出来上がったは
んだ層の膜厚の均一性も確保することができる。
The solder bridge was not observed in this manner because the solder paste film was heated and melted,
By the time 215 ° C everything is in the liquid phase, the solder powder is the first
The solder powder has a melting point of 31 ° C. and the second solder powder has a melting point of 32 ° C., so that it gradually becomes a liquid phase, and as a result, the surface tension of the liquid phase is temporarily kept small and there is a large amount of flux. The effect of lowering the surface tension due to this also overlaps with this, and as described above, the molten solder between adjacent pads separates and is sucked onto the pads on both sides, and this occurs each time a liquid phase is generated, which causes the solidified state in the solidified state. It is possible to prevent the occurrence of solder bridges. The molten solder sucked onto the solder pad is entirely cooled in a liquid phase and mixed, but since it is made to have a eutectic solder composition this time, it may solidify at 183 ° C. Thus, a uniform eutectic alloy structure can be obtained. At this time, since the solder paste contains 50% by weight of flux, by improving the wettability of the pad surface as described above, it is possible to suppress the occurrence of solder bridges, and the film thickness uniformity of the coating film. As a result, it is possible to secure the uniformity of the thickness of the completed solder layer.

【0018】このはんだパットを有するプリント配線板
について水系洗浄剤(界面活性剤、アルコール等含有)
によりフラックスの残さを洗浄除去する処理を行った
後、フラックスを塗布し、0.3mmピッチのリードの
電子部品(QFP)をそのリードをフラックス膜の粘着
力により保持することにより仮留めし、通常行うリフロ
ー工程を行うことによって電子部品表面実装回路基板を
製造した。はんだ付けした電子部品についてそのはんだ
付け強度を測定したところ、通常のはんだペーストを用
いた場合と同レベルであった。なお、実際には、プリン
ト配線板は他の実装部品を搭載するはんだ付け用のパッ
ドを有するので、フラックス塗布後、その部品も同様に
仮留めした後、リフロー工程を行うことによって実際の
電子部品表面実装回路基板を製造する。なお、表1に挙
げたはんだ合金粉末の組み合わせでも上記実施例1とほ
ぼ同様に良い結果が得られた。
Regarding a printed wiring board having this solder pad, an aqueous cleaning agent (containing a surfactant, alcohol, etc.)
After cleaning the residue of the flux by washing with, the flux is applied, and the electronic component (QFP) of the lead of 0.3 mm pitch is temporarily fastened by holding the lead by the adhesive force of the flux film. The electronic component surface-mounting circuit board was manufactured by performing the reflow process. When the soldering strength of the soldered electronic component was measured, it was at the same level as when a normal solder paste was used. Actually, since the printed wiring board has a pad for soldering on which other mounting components are mounted, after the flux is applied, the component is also temporarily fixed in the same manner, and then the reflow process is performed to perform the actual electronic component. Manufactures surface mount circuit boards. It should be noted that, even with the combinations of the solder alloy powders listed in Table 1, almost the same good results as in Example 1 were obtained.

【0019】比較例 はんだ粉末として重量比でSn/Pb=63/37(共
晶点183℃)の共晶合金粉末を用いたこと、はんだ粉
末と液状フラックスの比を92:8にした以外は実施例
1と同様にしてソルダーペーストを製造し、これを用い
て実施例1と同様にはんだバッドを有するプリント配線
板を製造した。その結果、はんだパッドのはんだ層の厚
さは10〜100μmとバラツキ、はんだブリッジも図
5の6個のパッド間に3個認められ、多発した。
Comparative Example A eutectic alloy powder having a weight ratio of Sn / Pb = 63/37 (eutectic point 183 ° C.) was used as the solder powder, and the ratio of the solder powder to the liquid flux was 92: 8. A solder paste was manufactured in the same manner as in Example 1, and a printed wiring board having a solder pad was manufactured in the same manner as in Example 1 using this. As a result, the thickness of the solder layer of the solder pad was varied from 10 to 100 μm, and three solder bridges were recognized between the six pads in FIG. 5 and frequently occurred.

【0020】[0020]

【発明の効果】本発明によれば、ソルダーペーストに融
点の温度範囲を有する異なる複数の組成のはんだ粉末を
用い、フラックスの配合量を多くしたので、はんだブリ
ッジの発生がないようにして狭ピッチのパッドに一定の
厚さ及び組成のはんだコート層を形成でき、これにより
このはんだコート層を形成したはんだパッドを有するプ
リント配線板及びこれを用いた電子部品実装回路基板を
提供することができる。また、ソルダーペーストをパッ
ドにスクリーン印刷する方法では印刷精度が良くなく、
また、その印刷によるソルダーペースト膜の加熱により
型崩れを起こし易い場合でも、上記性能を有するソルダ
ーペースト組成物を提供できる。そして、電子部品の実
装歩留まりが良く、工業的に容易に行われ、コスト高に
ならないようなはんだコート層を形成でき、そのはんだ
コート層を形成したはんだパッドを有するプリント配線
板及びこれを用いた電子部品実装回路基板を生産性良
く、工業的に安価に提供できる。
According to the present invention, a solder paste having a plurality of different compositions having different melting point temperature ranges is used in the solder paste, and the amount of the flux is increased. It is possible to form a solder coat layer having a constant thickness and composition on the pad, and thereby to provide a printed wiring board having a solder pad on which the solder coat layer is formed and an electronic component mounting circuit board using the same. In addition, the printing accuracy is not good with the method of screen printing the solder paste on the pad,
Further, even when the solder paste film is likely to lose its shape due to the heating due to the printing, it is possible to provide the solder paste composition having the above performance. Then, a printed wiring board having a solder pad having a good soldering yield of electronic parts, which is industrially easily performed, and which does not increase the cost, and a solder pad having the solder coat layer formed, and the same are used. An electronic component mounted circuit board can be provided with good productivity and at low cost industrially.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】はんだブリッジの発生メカニズムを説明するそ
の溶融はんだブリッジ部を主にした説明図である。
FIG. 1 is an explanatory view mainly illustrating a molten solder bridge portion for explaining a solder bridge generation mechanism.

【図2】そのパッド部の溶融はんだについての説明図で
ある。
FIG. 2 is an explanatory diagram of molten solder of the pad portion.

【図3】その溶融はんだの濡れ広がり部の図1のA−A
断面図である。
FIG. 3 is an AA of FIG. 1 of the wet spread portion of the molten solder.
It is sectional drawing.

【図4】本発明の方法の一実施例の一工程の印刷工程を
示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a printing step of one step of an embodiment of the method of the present invention.

【図5】本発明の方法の一実施例のはんだパッドを有す
るプリント配線板の断面説明図である。
FIG. 5 is a cross-sectional explanatory view of a printed wiring board having solder pads according to an embodiment of the method of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、2、11・・・ パッド 1a、2a パッド上の溶融はんだ 3 溶融はんだブリッジ 4 チップ部品 10 プリント配線板 12 ソルダーペースト膜 13a、13a・・ はんだコート層 14 はんだパッドを有するプリント配線板 1, 2, 11, ... Pads 1a, 2a Molten solder on pad 3 Melted solder bridge 4 Chip component 10 Printed wiring board 12 Solder paste film 13a, 13a ... Solder coat layer 14 Printed wiring board having solder pad

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 角田 貴徳 富山県下新川郡入善町入膳560 富山日本 電気株式会社内 (72)発明者 服部 真由美 東京都港区芝5丁目7番1号 日本電気株 式会社内 (72)発明者 大野 隆生 埼玉県入間市大字狭山ケ原16番地2 タム ラ化研株式会社内 (72)発明者 斎藤 彰一 埼玉県入間市大字狭山ケ原16番地2 タム ラ化研株式会社内 (72)発明者 笠原 智彦 埼玉県入間市大字狭山ケ原16番地2 タム ラ化研株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Takanori Kakuda 560, Irizen, Irizen-cho, Shimoshinagawa-gun, Toyama Prefecture Toyama Nippon Electric Co., Ltd. In-house (72) Inventor Takao Ohno 16 Sayamagahara, Ima, Saitama Prefecture 2 Tamura Kaken Co., Ltd. (72) Inventor Shoichi Saito 16 Sayamagahara, Iruma-shi, Saitama 2 Tamura Kaken shares In-house (72) Inventor Tomohiko Kasahara 16 Samuragahara, Iruma-shi, Saitama 2 Tamura Kaken Co., Ltd.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 はんだ粉末とフラックスを含有するソル
ダーペーストにおいて、(a)該はんだ粉末は融点の温
度範囲を有する異なる複数の組成の合金粉末の混合物で
ありかつ該混合物の液相温度が高くて227℃までであ
りかつ溶融時の固相を有する状態から全部が液相になる
液相温度が183±10℃の共晶温度又はその近傍温度
であり、(b)該はんだ粉末と該フラックスの合計に占
める該フラックスの割合が10〜60重量%であるソル
ダーペースト組成物。
1. A solder paste containing a solder powder and a flux, wherein (a) the solder powder is a mixture of alloy powders having different compositions having a melting point temperature range, and the liquidus temperature of the mixture is high. A liquidus temperature of 183 ± 10 ° C. or a temperature in the vicinity of the eutectic temperature, which is up to 227 ° C. and has a solid phase at the time of melting, and (b) the solder powder and the flux. A solder paste composition in which the proportion of the flux in the total is 10 to 60% by weight.
【請求項2】 はんだ粉末とフラックスを含有するソル
ダーペーストにおいて、(a)該はんだ粉末は粒径が5
〜150μmでありかつ融点の温度範囲を有する異なる
複数の組成の合金粉末の混合物でありかつ該混合物の液
相温度が高くて227℃まででありかつ溶融時の固相を
有する状態から全部が液相になる液相温度が183±1
0℃の共晶温度又はその近傍温度であり、(b)該はん
だ粉末と該フラックスの合計に占める該フラックスの割
合が10〜60重量%であるソルダーペースト組成物。
2. In a solder paste containing solder powder and flux, (a) the solder powder has a particle size of 5
A mixture of alloy powders of different compositions having a melting point temperature range of ˜150 μm and having a high liquidus temperature up to 227 ° C. and having a solid phase upon melting, The liquidus temperature which becomes a phase is 183 ± 1
A solder paste composition having a eutectic temperature of 0 ° C. or a temperature in the vicinity thereof, and (b) the ratio of the flux to the total of the solder powder and the flux is 10 to 60% by weight.
【請求項3】プリント配線板の狭ピッチのパッドに請求
項1又は2に記載のソルダーペースト組成物を用いてス
クリーン印刷するスクリーン印刷工程と、該スクリーン
印刷工程を経て得られたソルダーペースト膜を溶融する
工程を有することによりはんだコート層を形成するはん
だパッドを有するプリント配線板の製造方法。
3. A screen printing step of screen printing the pad having a narrow pitch of a printed wiring board using the solder paste composition according to claim 1 or 2, and a solder paste film obtained through the screen printing step. A method of manufacturing a printed wiring board having a solder pad for forming a solder coat layer by including a melting step.
【請求項4】プリント配線板の狭ピッチのパッドに請求
項1又は2に記載のソルダーペースト組成物を用いてス
クリーン印刷するスクリーン印刷工程と、該スクリーン
印刷工程を経て得られたソルダーペースト膜を溶融する
工程を有することによりはんだコート層を形成したはん
だパッドを有するプリント配線板に該はんだコート層を
形成したパッドを含むパッドに電子部品をリフローはん
だ付けする工程を有することにより電子部品を実装した
回路基板を製造する電子部品実装回路基板の製造方法。
4. A screen-printing step of screen-printing the pad having a narrow pitch of a printed wiring board using the solder paste composition according to claim 1 or 2, and a solder paste film obtained through the screen-printing step. An electronic component is mounted by having a step of reflow soldering an electronic component to a pad including a pad having the solder coat layer formed on a printed wiring board having a solder pad having a solder coat layer formed by having a melting step. A circuit board manufacturing method for manufacturing a circuit board.
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