JPH10305364A - Soldering test for electronic parts and device therefor - Google Patents

Soldering test for electronic parts and device therefor

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JPH10305364A
JPH10305364A JP11564497A JP11564497A JPH10305364A JP H10305364 A JPH10305364 A JP H10305364A JP 11564497 A JP11564497 A JP 11564497A JP 11564497 A JP11564497 A JP 11564497A JP H10305364 A JPH10305364 A JP H10305364A
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JP
Japan
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solder paste
test pieces
test
test piece
electronic component
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JP11564497A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshinori Kagami
佳法 鏡
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
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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
    • H05K1/00Printed circuits
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    • H05K1/11Printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
    • H05K1/117Pads along the edge of rigid circuit boards, e.g. for pluggable connectors
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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    • 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
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make a quantitative evaluation of the soldering highly accurate by evaluating the soldering based on the difference of powers generated between the solder paste and two pieces of testing parts under the circumstance that only a longer portion of the longer electric conductive pattern of the two testing parts is sticking out above the solder paste surface. SOLUTION: The testing parts 21a and 21b, conductive patterns of which are different, are to be held by the testing part holding methods 12a and 12b, and a micro crucible 13 is moved upward by a driving unit 15. The bottom edges of the testing parts 21a and 21b are put in positions to touch on the upper face of the micro crucible 13. The micro crucible 13 is descended by the driving unit 15 by micro gap distance and is heated by a heater 14. Viscosity of soldering paste is decreased, and wetting to the testing metal conductive parts proceeds by the soldering paste. Since the testing part 21a receives an extra power than that of the part 21b in proportion to the one the sticking out portion is affected, the surface tension can be detected as a difference of the powers the testing parts 21a and 21b respectively receive.

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、電子部品とりわけ
プリント配線板の半田付け性を定量的かつ高精度に評価
する方法および装置に係わる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for quantitatively and highly accurately evaluating the solderability of an electronic component, especially a printed wiring board.

【0002】[0002]

【従来の技術】電子部品とりわけプリント配線板に対す
るはんだ付け性を評価するための方法としては、はんだ
濡れ広がり法、各種浸漬法、接触角法等、種々の方法が
提案されており、規格化されている。これらは何れも、
はんだ付け性の評価を定性的に行うものである。 一
方、はんだ付け性を定量的に評価する方法としては、短
冊状の試験片や、プリント配線板にテストクーポンとし
て組み込んだ試験片をリフローソルダリングテスタ(S
S−ST)で測定する方法などがある。これらは、何れ
も一時に一本を測定するものとなっている。
2. Description of the Related Art Various methods have been proposed as methods for evaluating the solderability of electronic components, especially printed wiring boards, such as a solder wetting spread method, various immersion methods, and a contact angle method. ing. These are all
This is to qualitatively evaluate the solderability. On the other hand, as a method of quantitatively evaluating the solderability, a strip-shaped test piece or a test piece incorporated as a test coupon on a printed wiring board is reflow soldering tester (S
S-ST). Each of these measures one at a time.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、実装に使用
するプリント配線板の定量的なはんだ付け性の評価に
は、前記のようなプリント配線板の捨て基板の中にテス
トクーポンを組み込んだものを切り取って行うという方
法が広く適用されているが、同じ表面処理を施したプリ
ント配線板から抽出したテストクーポンであっても、複
数枚を測定すると、その波形や濡れ時間など各種測定デ
ータに相当なばらつきが発生することがあった。
In order to quantitatively evaluate the solderability of a printed wiring board used for mounting, a printed circuit board having a test coupon incorporated in a discarded board is used. Although the method of cutting and performing is widely applied, even if test coupons are extracted from a printed wiring board that has been subjected to the same surface treatment, measuring multiple Variation sometimes occurred.

【0004】これは、試験片に加わる力が、溶解しつつ
あるソルダペーストからの表面張力のみならず浮力やそ
の他のノイズの影響を受けるからであり、この結果、目
的とする必要な表面張力データが隠されてしまうという
不都合があった。このため、何点かデータを得た上で、
蓋然性があると判断できる原データのみを選んでデータ
処理が行われているが、精度において問題が生じてい
た。
This is because the force applied to the test piece is affected not only by the surface tension from the melting solder paste but also by buoyancy and other noises. There was a disadvantage that was hidden. Therefore, after obtaining some data,
Data processing is performed by selecting only original data that can be determined to be probable, but there has been a problem in accuracy.

【0005】本発明は、前記のような従来技術における
問題点を解決するためなされたもので、二基の検出手段
にそれぞれ異なった導体パターンを持った試験片を取付
け、各々の試験片に加わる力の差分を利用して浮力やそ
の他のノイズをキャンセルし、精度の高い表面張力値の
測定が可能な、電子部品の半田付け性試験方法および試
験装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems in the prior art. A test piece having a different conductor pattern is attached to each of two detection means, and the test pieces are applied to each test piece. An object of the present invention is to provide a method and an apparatus for testing solderability of electronic components, which can cancel buoyancy and other noises by using a difference in force and can measure a surface tension value with high accuracy.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】前記従来技術の課題を解
決するため、本発明に係る電子部品の半田付け性試験方
法は、電子部品の導電パターン部を下端に設け、少なく
とも下端が同寸法の試験片を二基用い、前記二基の試験
片の前記導電パターン部の形状は、一方の試験片では下
端から長く、他方の試験片では下端から短く形成され、
前記二基の試験片を、二基の外力検出手段により夫々吊
下し、前記吊下された二基の試験片夫々の下端をソルダ
ペースト載置部に未溶融状態で載置されたソルダペース
ト中に進入させ、かつ前記ソルダペースト載置部表面か
ら所定量のマイクロギャップを形成するように支持し、
ついで前記ソルダペーストを加熱溶融させて前記二基の
試験片夫々の下端が溶融したソルダペースト中に浸漬
し、かつ前記二基の試験片のうち長い導電パターン部の
みがソルダペースト液面から突出した状態とし、前記二
基の外力検出手段を用いて前記ソルダペーストと前記二
基の試験片との間に発生する力を夫々検出し、前記二基
の試験片に加わる力の差分に基づき半田付け性を評価す
ることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems of the prior art, a method for testing the solderability of an electronic component according to the present invention comprises providing a conductive pattern portion of the electronic component at a lower end, and at least the lower end having the same size. Using two test pieces, the shape of the conductive pattern portion of the two test pieces is formed longer from the lower end in one test piece and shorter from the lower end in the other test piece,
The two test pieces are suspended by the two external force detecting means, respectively, and the lower ends of the suspended two test pieces are placed on the solder paste placement portion in a non-melted solder paste. Into, and supported so as to form a predetermined amount of micro-gap from the solder paste mounting part surface,
Then, the solder paste was heated and melted, and the lower ends of each of the two test pieces were immersed in the molten solder paste, and only the long conductive pattern portion of the two test pieces protruded from the solder paste liquid level. State, detecting the force generated between the solder paste and the two test pieces using the two external force detecting means, and soldering based on a difference between the forces applied to the two test pieces. It is characterized by evaluating sex.

【0007】前記の電子部品の半田付け性試験方法によ
れば、試験片に加わる力のうちの、溶解しつつあるソル
ダペーストからの表面張力以外の成分、例えば浮力やそ
の他のノイズ分が相殺されるから、表面張力の測定に影
響を及ぼすことが排除される。
According to the method for testing the solderability of an electronic component, components other than the surface tension from the melting solder paste, such as buoyancy and other noise components, of the force applied to the test piece are offset. Therefore, it does not affect the measurement of the surface tension.

【0008】また、前記電子部品がプリント配線板であ
る場合は、とりわけ広面積で位置によってバラツキの大
きいプリント配線板に対しても、本発明の半田付け性試
験方法の適用がなされる。
Further, when the electronic component is a printed wiring board, the solderability test method of the present invention is applied to a printed wiring board having a large area and a large variation depending on the position.

【0009】また、本発明に係る電子部品の半田付け性
試験装置は、電子部品の導電パターン部の形状に差異を
設けた二基の試験片を夫々保持する二基の試験片保持手
段と、前記二基の試験片保持手段を夫々支持する二基の
外力検出手段と、ソルダペーストが載置されたソルダペ
ースト載置部と、前記各試験片保持手段と前記ソルダペ
ースト載置部との距離を調節可能な支持機構と、前記ソ
ルダペーストを加熱する加熱手段とを備え、前記外力検
出手段からの2種の出力信号に基づいて前記二基の試験
片に作用する浮力や表面張力を測定し、差分を検出する
ことで前記試験片の半田濡れ性を測定可能としたことを
特徴とする。
Further, the apparatus for testing solderability of an electronic component according to the present invention comprises: two test piece holding means for holding two test pieces each having a difference in the shape of the conductive pattern portion of the electronic component; Two external force detecting means respectively supporting the two test piece holding means, a solder paste mounting part on which solder paste is mounted, and a distance between each of the test piece holding means and the solder paste mounting part. And a heating mechanism for heating the solder paste, and measures buoyancy and surface tension acting on the two test pieces based on two types of output signals from the external force detection means. In addition, the solder wettability of the test piece can be measured by detecting the difference.

【0010】前記の電子部品の半田付け性試験装置によ
れば、試験片に加わる力のうちの、溶解しつつあるソル
ダペーストからの表面張力以外の成分、例えば浮力やそ
の他のノイズ分が相殺された測定がなされるから、これ
ら浮力やノイズ分から表面張力値が有効に分離される。
According to the above-described soldering test apparatus for electronic components, components other than the surface tension from the melting solder paste, such as buoyancy and other noise components, of the force applied to the test piece are offset. The surface tension value is effectively separated from these buoyancy and noise components.

【0011】また、前記電子部品がプリント配線板であ
る場合は、とりわけ広面積で位置によってバラツキの大
きいプリント配線板に対しても、本発明の半田付け性試
験装置の適用がなされる。
Further, when the electronic component is a printed wiring board, the solderability test apparatus of the present invention can be applied to a printed wiring board having a large area and a large variation depending on the position.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施形態
を添付図を参照して詳細に説明する。なお、以下に述べ
る実施形態は、この発明の好適な具現例の一部であり、
技術構成上好ましい種々の限定が付されているが、この
発明の範囲は、以下の説明において特にこの発明を限定
する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるもの
ではない。
Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiment described below is a part of a preferred embodiment of the present invention,
Although various limitations that are preferable in terms of the technical configuration are given, the scope of the present invention is not limited to these embodiments unless otherwise specified in the following description.

【0013】図1は、本発明に係るはんだ付け性試験装
置の一実施形態のブロック構成図である。図1に示され
るように、本発明に係るはんだ付け性試験装置10は、
外力検出手段としての二基の電子天秤11a、11b
と、電子天秤11a、11bからの信号が入力される二
基の検出回路16a、16bと、これらの信号の差を取
る差分回路17と、二基の試験片保持手段12a、12
bと、ソルダペースト載置部であるマイクロルツボ13
と、このマイクロルツボ13の下方に配設されたヒータ
(加熱手段)として作用する溶融はんだ槽14とを有し
ている。
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of a solderability test apparatus according to the present invention. As shown in FIG. 1, a solderability test apparatus 10 according to the present invention comprises:
Two electronic balances 11a and 11b as external force detecting means
And two detection circuits 16a and 16b to which signals from the electronic balances 11a and 11b are inputted, a difference circuit 17 for taking a difference between these signals, and two test piece holding means 12a and 12b.
b and a micro crucible 13 serving as a solder paste mounting portion
And a molten solder tank 14 disposed below the micro crucible 13 and acting as a heater (heating means).

【0014】二基の外力検出手段としての電子天秤11
a、11bは、高速切り換えが可能ならば一基構成でも
よい。さらに、このマイクロルツボ13を上下動させる
支持手段として駆動装置15が設けられている。なお、
駆動装置15はこの構成以外にも、例えばマイクロルツ
ボ13を固定として、前記電子天秤11a、11bや試
験片保持手段12a、12b等を上下動させるようにす
ることもできる。
Electronic balance 11 as two external force detecting means
Each of a and 11b may have a single structure if high-speed switching is possible. Further, a driving device 15 is provided as a support means for moving the micro crucible 13 up and down. In addition,
In addition to this configuration, the driving device 15 can also move the electronic balances 11a and 11b, the test piece holding means 12a and 12b, and the like up and down with the micro crucible 13 fixed, for example.

【0015】電子天秤11a、11bは固定保持されて
いるとともに、この電子天秤11a、11bの出力信号
および、差分回路17からの差分信号は、外部の図示し
ない処理装置に入力されることにより、作用力変化が記
録できるようになっている。
The electronic balances 11a and 11b are fixed and held, and the output signals of the electronic balances 11a and 11b and the difference signal from the difference circuit 17 are input to an external processing unit (not shown) to operate. Force changes can be recorded.

【0016】前記の試験片保持手段12a、12bは、
はんだ付け性試験用の二基の試験片21aと21bを保
持する二基のチャック12a−1、12b−1と、これ
ら二基のチャックを支持する伸縮可能な二基のスライド
シャフト機構12a−2、12b−2と、これら二基の
スライドシャフト機構をロックする二基の電磁クラッチ
12a−3、12b−3とから構成されている。そし
て、この試験片保持手段12a、12bは、スライドシ
ャフト機構12a−2、12b−2の上端が、上記電子
天秤11a、11bに吊下げられている。
The test piece holding means 12a and 12b are
Two chucks 12a-1 and 12b-1 for holding two test pieces 21a and 21b for solderability test, and two extendable slide shaft mechanisms 12a-2 for supporting these two chucks , 12b-2, and two electromagnetic clutches 12a-3, 12b-3 for locking the two slide shaft mechanisms. In the test piece holding means 12a, 12b, the upper ends of the slide shaft mechanisms 12a-2, 12b-2 are suspended from the electronic balances 11a, 11b.

【0017】また、マイクロルツボ13には所定量の未
溶融ソルダペースト(ここでは便宜的にバルクと称す
る)が載置される。ヒータ(加熱手段)14は、図示し
ない制御手段によって制御され、マイクロルツボ13を
加熱して、そのソルダペーストを溶融し、かつ、一定温
度の溶融状態に保持するようになっている。
A predetermined amount of unmelted solder paste (herein, referred to as a bulk for convenience) is placed on the micro crucible 13. The heater (heating means) 14 is controlled by a control means (not shown) to heat the micro crucible 13 to melt the solder paste and to keep the solder paste at a constant temperature.

【0018】検出回路16a、16bは、電子天秤11
a、11bからの検出信号に基づいて、濡れ時間を検出
するものであり、例えば、電子天秤11a、11bから
の検出信号に基づいて、作用力変化曲線を描画して、そ
の変化によって、濡れ時間を読み取るように構成されて
いる。
The detection circuits 16a and 16b are connected to the electronic balance 11
a for detecting the wetting time based on the detection signals from the electronic balances 11a and 11b. For example, an action force change curve is drawn based on the detection signals from the electronic balances 11a and 11b. Is configured to read.

【0019】差分回路17は、検出回路16a、16b
からのデータを比較して差を求めることで、浮力やノイ
ズ分を相殺し、これら浮力やノイズ分によって隠されて
いた信号を抽出するものである。
The difference circuit 17 includes detection circuits 16a and 16b
By subtracting the buoyancy and noise components from each other by comparing the data from, the signals hidden by these buoyancy and noise components are extracted.

【0020】図2〜図5は、試験片保持手段12a、1
2bにより保持される試験片21a、21bの構成例を
示している。図2は、一方の試験片の構成例を示す正面
図、図3はこの試験片の側面図である。また図4は、他
方の試験片の構成例を示す正面図、図5はこの試験片の
側面図である。
FIGS. 2 to 5 show test piece holding means 12a, 1
2 shows a configuration example of test pieces 21a and 21b held by 2b. FIG. 2 is a front view showing a configuration example of one test piece, and FIG. 3 is a side view of this test piece. FIG. 4 is a front view showing a configuration example of the other test piece, and FIG. 5 is a side view of this test piece.

【0021】試験片21a、21bは実際に使用される
電子部品、たとえばプリント基板と同様の構成であっ
て、短冊状に縦長に細く形成された絶縁基板21a−
1、21b−1と、この下端付近の表面に形成された銅
箔等による導電パターン21a−2、21b−2を備え
ている。
Each of the test pieces 21a and 21b has the same structure as an electronic component actually used, for example, a printed board, and has an insulating board 21a-
1 and 21b-1, and conductive patterns 21a-2 and 21b-2 made of copper foil or the like formed on the surface near the lower end.

【0022】図中、絶縁基板21a−1の長さL1の寸
法は約20mm程度であり、幅Wは1.0〜3.0mm
程度、基板厚tは0.6〜1.8mm程度である。L
2、L3の長さは任意であるが、ここで、導電パターン
21a−2、21b−2の形状に差を設ける。例えば、
導電パターン21a−2は、ソルダペーストの溶融面か
ら数ミリ上まで突出して導電パターンがあるようにし、
一方、導電パターン21b−2はソルダペーストの溶融
面と同じ高さまでしか導電パターンがないようにする。
In the figure, the length L1 of the insulating substrate 21a-1 is about 20 mm, and the width W is 1.0 to 3.0 mm.
And the substrate thickness t is about 0.6 to 1.8 mm. L
2, the length of L3 is arbitrary, but a difference is provided here between the shapes of the conductive patterns 21a-2 and 21b-2. For example,
The conductive pattern 21a-2 projects from the molten surface of the solder paste to several millimeters above, so that the conductive pattern is present.
On the other hand, the conductive pattern 21b-2 has a conductive pattern only up to the same height as the molten surface of the solder paste.

【0023】本発明の一実施形態によるはんだ付け性試
験装置10は、以上のように構成されている。既存のリ
フローソルダリングテスタ(SS−ST)は、1本のテ
ストピースを測定するものであったが、本発明は同時に
2本のテストピースを測定し、力の差分を求めることで
ノイズ部分を打ち消し、データの高精度化をはかること
を特徴とするものである。
The solderability test apparatus 10 according to one embodiment of the present invention is configured as described above. The existing reflow soldering tester (SS-ST) measures one test piece. However, the present invention measures two test pieces at the same time and obtains a difference in force to reduce a noise portion. It is characterized by canceling and improving the accuracy of data.

【0024】このはんだ付け性試験装置10を用いて、
はんだ付け性を試験するには、以下のように行う。試験
片保持手段12a、12bに、前記図2〜図5に示した
ような導体パターンの異なる試験片21a、21bを保
持させるとともに、マイクロルツボ13内に、一定量の
未溶融(バルク)のソルダペースト13aを載置する。
Using this solderability test apparatus 10,
The test for solderability is performed as follows. The test piece holding means 12a and 12b hold test pieces 21a and 21b having different conductor patterns as shown in FIGS. 2 to 5, and a predetermined amount of unmelted (bulk) solder is placed in the micro crucible 13. The paste 13a is placed.

【0025】この状態から、駆動装置15によって、マ
イクロルツボ13を上方に移動させる。これにより、こ
のマイクロルツボ13の移動中に、上記試験片21a、
21bの下端が、マイクロルツボ13内のソルダペース
ト13aを貫通してマイクロルツボ13の表面に当接す
る。その後は、マイクロルツボ13の上昇によって、マ
イクロルツボ13が試験片21a、21bを押し上げ
る。
From this state, the micro crucible 13 is moved upward by the driving device 15. Thereby, during the movement of the micro crucible 13, the test pieces 21a,
The lower end of 21 b penetrates the solder paste 13 a in the micro crucible 13 and contacts the surface of the micro crucible 13. Thereafter, as the micro crucible 13 is raised, the micro crucible 13 pushes up the test pieces 21a and 21b.

【0026】これにより、試験片保持手段12a、12
bのスライドシャフト機構12a−2、12b−2は、
試験片21a、21bの上昇分だけ短縮され、マイクロ
ルツボ13の上昇が停止したとき、電磁クラッチ12a
−3、12b−3により、スライドシャフト機構12a
−2、12b−2がロックされる。
As a result, the test piece holding means 12a, 12
b, the slide shaft mechanisms 12a-2 and 12b-2
When the lifting of the micro crucible 13 is stopped by being shortened by the rise of the test pieces 21a and 21b, the electromagnetic clutch 12a
-3, 12b-3, the slide shaft mechanism 12a
-2 and 12b-2 are locked.

【0027】この状態にて、試験片21a、21bの下
端はマイクロルツボ13の上面に当接する位置にある。
これがゼロレベルとなる。ついで、駆動装置15によっ
てマイクロルツボ13がマイクロギャップ分だけ、例え
ば数十μm乃至数百μmだけ下降される。このようにし
て、試験片21a、21bの下端とマイクロルツボ13
の上面との間には、所定寸法のマイクロギャップが形成
されることになる。
In this state, the lower ends of the test pieces 21a and 21b are at positions where they come into contact with the upper surface of the micro crucible 13.
This is the zero level. Next, the driving device 15 lowers the micro crucible 13 by the micro gap, for example, several tens μm to several hundred μm. Thus, the lower ends of the test pieces 21a and 21b and the micro crucible 13
A micro gap having a predetermined dimension is formed between the upper surface and the upper surface.

【0028】このとき、電子天秤11a、11bには、
試験保持手段12a、12bおよび、試験片21a、2
1bの重量が荷重として印加されることになるので、こ
の荷重分を風袋としてりセットして荷重ゼロに設定す
る。
At this time, the electronic balances 11a and 11b
Test holding means 12a, 12b and test pieces 21a, 2
Since the weight of 1b is applied as a load, this load is set as a tare and set to zero.

【0029】その後、ヒータ(加熱手段)14を上昇さ
せて、マイクロルツボ13の底面に接触させて、マイク
ロルツボ13、ソルダペースト13a、そして試験片2
1a、21bを加熱する。ソルダペースト13aはこの
ヒータ14がマイクロルツボ13の底面に接触すると、
短時間で溶解される。
Thereafter, the heater (heating means) 14 is raised and brought into contact with the bottom surface of the micro crucible 13 so that the micro crucible 13, the solder paste 13a and the test piece 2
Heat 1a, 21b. When the heater 14 comes into contact with the bottom of the micro crucible 13, the solder paste 13 a
Dissolves in a short time.

【0030】その際、ソルダペースト13aが溶解する
過程において、試験片21a、21bとの間に発生する
浮力、濡れ力等の作用力が発生する。図6は、このうち
の一方の試験片、例えば21aに加わる作用力変化曲線
を示す線図である。
At this time, in the process of dissolving the solder paste 13a, action forces such as buoyancy and wetting force generated between the test pieces 21a and 21b are generated. FIG. 6 is a diagram showing an acting force change curve applied to one of the test pieces, for example, 21a.

【0031】図6で、カーブCV1(作用力変化曲線)
は例えば電子天秤11aによって検出され、電気信号と
して出力されたものである。なお同図でカーブCV2は
マイクロポットの加熱曲線であり、横軸は経過時間を示
す。
In FIG. 6, curve CV1 (acting force change curve)
Are, for example, detected by the electronic balance 11a and output as electric signals. In the same figure, a curve CV2 is a heating curve of the micropot, and the horizontal axis indicates an elapsed time.

【0032】加熱開始直後は、試験片周辺のバルク状の
ソルダーペーストの一部分が最初に溶け、溶融した部分
の密度が高くなって、占める体積減少が発生すると、試
験片周辺のバルクが下方に微小移動し、このときバルク
移動に引かれて過渡的に試験片全体が下方に引かれる。
Immediately after the start of heating, a portion of the bulk solder paste around the test piece melts first, and the density of the melted portion increases and the volume occupied decreases. At this time, the whole test piece is pulled downward transiently by the bulk movement.

【0033】この結果、電子天秤で測定中の試験片に加
わる下方向の見掛けの力が過渡的に増加し、これが図示
されるようなインパルス状の波形(時間t0における極
大値A)となって現われる。
As a result, the apparent downward force applied to the test piece being measured by the electronic balance transiently increases, and becomes an impulse-like waveform (maximum value A at time t0) as shown in the figure. Appear.

【0034】インパルス状の極大値A以降、加熱が続行
されるにつれて、バルク状のソルダーペーストが各部分
において溶融しはじめるが、この溶融化は均一には進行
しないため、ソルダーペーストの溶融化の進行にともな
い、試験片に加わる力は不規則な変動を繰り返すことに
なる。この結果、図示されるような、試験片に加わる力
CV1に不規則な変動が現われる。
After the impulse-shaped maximum value A, as the heating is continued, the bulk solder paste starts to be melted in each part. As a result, the force applied to the test piece repeats irregular fluctuations. As a result, an irregular variation appears in the force CV1 applied to the test piece as shown.

【0035】このようにして、時間t0以降、ソルダー
ペーストの溶融がさらに進行するが、加熱温度CV2が
未だ低いので、溶融したソルダーベーストの粘度は高
く、よってソルダーペーストと試験片表面との接触部分
において、いまだソルダーペーストの試験片導体金属面
への濡れが発生していない。
In this manner, after time t0, the melting of the solder paste further proceeds, but since the heating temperature CV2 is still low, the viscosity of the molten solder base is high, and thus the contact area between the solder paste and the surface of the test piece is high. In the above, the solder paste of the solder paste to the test piece conductor metal surface has not yet occurred.

【0036】前記のように、この温度条件でのソルダー
ベーストは高粘度のため、凝集力すなわちソルダーベー
スト自体の表面張力が大であり、このため試験片の下端
は濡れず、試験片の下端がソルダーベーストの表面張力
面上に載った状態となって、上方への押し上げ力を受け
ている。この上方向へのプッシュ力は、後において発生
する浮力よりも大であり、これによって測定される試験
片に加わる力は、時間t0’において極小値A’とな
る。
As described above, since the solder base under this temperature condition has a high viscosity, the cohesive force, that is, the surface tension of the solder base itself is large, so that the lower end of the test piece is not wet and the lower end of the test piece is not wet. It is placed on the surface tension surface of the solder base and receives an upward pushing force. This upward push force is greater than the buoyancy generated later, and the force applied to the test piece measured by this push force has a minimum value A 'at time t0'.

【0037】この状態で、さらに加熱が続行されると、
溶融体の温度が上昇するにつれ、ソルダーベーストの粘
度が低下する。この粘度低下によって、ソルダーベース
ト自体の表面張力(すなわち凝集力)は減少し、溶融し
たソルダーベーストが試験片を浮かべる状態となって、
浮力が発生する。そして温度上昇にともなう、さらなる
粘度の漸減につれて試験片のソルダーベースト内への浸
積は進行し、浮力はさらに大となり、やがて時間t1に
おいて浮力と重力とが釣り合うゼロラインにいたる(点
B参照)。
In this state, if heating is further continued,
As the temperature of the melt increases, the viscosity of the solder base decreases. Due to this decrease in viscosity, the surface tension (that is, cohesive force) of the solder base itself decreases, and the molten solder base floats on the test piece.
Buoyancy occurs. Then, as the temperature rises, the immersion of the test piece into the solder base progresses as the viscosity further decreases, the buoyancy further increases, and the buoyancy and the gravity balance at time t1 until the zero line is reached (see point B). .

【0038】この状態から、さらに加熱が進行すると、
ソルダーベーストの粘度がさらに低下し、試験片の金属
性の導体パターン部分へのソルダーベーストの親和力が
大となる。この結果、ソルダーベーストによる試験片の
金属導体パターン部分への濡れが進行する。
From this state, if heating further proceeds,
The viscosity of the solder base further decreases, and the affinity of the solder base for the metallic conductive pattern portion of the test piece increases. As a result, wetting of the test piece to the metal conductor pattern by the solder base proceeds.

【0039】ゼロラインをクロスした時間(前記t1)
から、濡れの飽和状態(後述する濡れ上がり)で測定さ
れる力Fmax(点D参照)の0.632倍の力発生ま
での時間t2が、濡れ上がり時間T1とされる。
Time when the zero line is crossed (t1)
From time t2, the time t2 until the generation of a force that is 0.632 times the force Fmax (see point D) measured in the saturated state of the wetting (wetting described later) is defined as the wetting time T1.

【0040】前記は一方の試験片、たとえば試験片21
aについてのものであったが、本実施形態による構成で
は、試験片21aと21bには同様の作用力が働き、さ
らに前記したように試験片21aと21bの導電パター
ンの差は、試験片21aの導電パターン21a−2がソ
ルダペースト溶融面より上に出ており、試験片21bの
導電パターン21b−2がソルダペースト溶融面より上
に出ていない差となっている。
The above is one test piece, for example, test piece 21
However, in the configuration according to the present embodiment, the same acting force acts on the test pieces 21a and 21b, and as described above, the difference between the conductive patterns of the test pieces 21a and 21b is the same as the test piece 21a. The conductive pattern 21a-2 of the test piece 21b protrudes above the solder paste melting surface, and the difference is that the conductive pattern 21b-2 of the test piece 21b does not protrude above the solder paste melting surface.

【0041】したがって、試験片21aの方には突出し
ている部分に作用する力が試験片21bよりも余分に加
わることから、表面張力を試験片21aと21bへの作
用力の差異として検出できることになる。
Therefore, since a force acting on the protruding portion is applied to the test piece 21a more than the test piece 21b, the surface tension can be detected as a difference between the force acting on the test pieces 21a and 21b. Become.

【0042】前記のような、ソルダーベーストによる試
験片の金属導体パターン部分への濡れは、液状化したソ
ルダーベースト自身の凝集力と、ソルダーベースト〜平
面状の導体金属表面とで発生する表面張力との相克とし
て現われるもので、ファンデルワールズ力のうちでも主
として分散効果に因るものと説明されている。
As described above, the wetting of the test piece by the solder base on the metal conductor pattern portion depends on the cohesive force of the liquefied solder base itself and the surface tension generated between the solder base and the flat conductive metal surface. It is described as a contradiction, and among the van der Waals forces is mainly due to the dispersion effect.

【0043】液状化したソルダーベーストは、自身の凝
集力と均衡する高さまで導体金属表面を濡らして上方に
せり上がる。この結果、金属導体パターンの、ソルダー
ベースト溶融面から上の部分までが、濡れ力によってソ
ルダーベースト付着状態となるが、一方、溶融面高さに
あるソルダーベーストの凝集力により、金属導体パター
ンに付着した部分には下方に引き込まれる力が作用す
る。
The liquefied solder base wets the conductive metal surface to a height balanced with its own cohesive force and rises upward. As a result, the solder base adheres to the metal conductor pattern due to the wetting force from the solder base molten surface to the upper part of the metal conductor pattern, but adheres to the metal conductor pattern due to the cohesive force of the solder base at the molten surface height. The force that is drawn downward acts on the portion that has been drawn.

【0044】これによって、試験片には下方に引かれる
力が働いて、電子天秤の測定する作用力は増加を示すこ
とになる。この作用力増加分を、濡れ力に対応した成分
と見做すことができる。
As a result, a downwardly applied force acts on the test piece, and the acting force measured by the electronic balance increases. This increase in the acting force can be regarded as a component corresponding to the wetting force.

【0045】ところで、同一のソルダーベーストを用
い、また同一の溶融温度条件下では、ソルダーベースト
の金属導体パターンへの濡れ力は、金属導体部分のはん
だ親和性に依存し、一方、半田親和性は金属導体パター
ンの表面特性、たとえば酸化膜の形成状態や、導体パタ
ーン表面への不純物の析出、あるいは導体パターン表面
への不純物の付着や、表面粗度といった、金属導体パタ
ーンの表面状態に依存する。
When the same solder base is used and under the same melting temperature condition, the wettability of the solder base to the metal conductor pattern depends on the solder affinity of the metal conductor portion. It depends on the surface properties of the metal conductor pattern, for example, the state of formation of the oxide film, the deposition of impurities on the surface of the conductor pattern, the attachment of impurities to the surface of the conductor pattern, and the surface roughness such as surface roughness.

【0046】したがって、検査によりソルダーベースト
の金属導体パターンへの測定された濡れ力が大であれ
ば、当該金属導体パターンの表面状態が良好であり、よ
って優れたプリント配線板であるとすることができる。
Therefore, if the wettability of the solder-based metal conductor pattern measured by the inspection is large, the surface condition of the metal conductor pattern is good, and the printed circuit board is considered to be excellent. it can.

【0047】なお、前記の他にも、試験片21aと21
bの導電パターン形状/寸法に種々の差異を設けること
で、各種の力を切り分けることが可能である。
In addition to the above, the test pieces 21a and 21a
By providing various differences in the shape / dimensions of the conductive pattern b, it is possible to separate various forces.

【0048】[0048]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の請求項1
に係る電子部品の半田付け性試験方法は、二基の試験片
による測定値を相殺する構成とするものであるから、表
面張力以外の成分、例えば浮力やその他のノイズ分が相
殺され、これら力の表面張力測定への影響を排除するこ
とができ、よって電子部品の半田付け性を評価すること
ができるという効果を奏する。
As described in detail above, claim 1 of the present invention
Since the method for testing the solderability of electronic components according to the present invention is configured to cancel out the measured values of the two test pieces, components other than surface tension, for example, buoyancy and other noise components are offset, and these forces are removed. This has an effect that the influence on the surface tension measurement can be eliminated, and the solderability of the electronic component can be evaluated.

【0049】また、本発明の請求項2に係る電子部品の
半田付け性試験方法は、前記電子部品をプリント配線板
とするものであるから、とりわけ広面積で位置によって
バラツキの大きいプリント配線板に対しても、本発明の
半田付け性試験方法を有効に適用することが可能にな
る。
In the method for testing the solderability of an electronic component according to the second aspect of the present invention, the electronic component is used as a printed wiring board. Also, the solderability test method of the present invention can be effectively applied.

【0050】本発明の請求項3に係る電子部品の半田付
け性試験装置は、二基の試験片による測定値を相殺する
構成とするものであるから、表面張力以外の成分、例え
ば浮力やその他のノイズ分を相殺でき、これら力の表面
張力測定への影響を排除することができる。この結果、
電子部品の半田付け性を評価することが可能になる。
The apparatus for testing solderability of an electronic component according to claim 3 of the present invention is configured to cancel out the measured values of two test pieces. Can be canceled, and the influence of these forces on the surface tension measurement can be eliminated. As a result,
It becomes possible to evaluate the solderability of the electronic component.

【0051】本発明の請求項4に係る電子部品の半田付
け性試験装置は、前記電子部品をプリント配線板とする
ものであるから、とりわけ広面積で位置によってバラツ
キの大きいプリント配線板に対しても、本発明の半田付
け性試験装置を用いての測定を可能にするという効果を
奏する。
The electronic component solderability test apparatus according to claim 4 of the present invention uses the electronic component as a printed wiring board, and particularly for a printed wiring board having a large area and a large variation in position. This also has the effect of enabling measurement using the solderability test apparatus of the present invention.

【0052】以上のように、本発明によれば、電子部
品、とりわけ実装に用いるプリント配線板のはんだ付け
性の定量評価を定量的かつ高精度に行うことができ、よ
ってプリント配線板に対する種々の処理効果を定量的に
評価できる結果、処理効果の解析に利用できるのみなら
ず、プリント配線板の受け入れ検査や、実装工程の不良
解析に使用することができるという効果がある。
As described above, according to the present invention, it is possible to quantitatively and highly accurately evaluate the solderability of an electronic component, particularly, a printed wiring board used for mounting. As a result of being able to quantitatively evaluate the processing effect, it can be used not only for analyzing the processing effect, but also for receiving inspection of a printed wiring board and failure analysis of a mounting process.

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

【図1】本発明に係る半田付け性試験装置の一実施形態
のブロック構成図である。
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of a solderability test apparatus according to the present invention.

【図2】一方の試験片の構成例を示す正面図である。FIG. 2 is a front view showing a configuration example of one test piece.

【図3】図2の試験片の側面図である。FIG. 3 is a side view of the test piece of FIG. 2;

【図4】他方の試験片の構成例を示す正面図である。FIG. 4 is a front view showing a configuration example of the other test piece.

【図5】図4の試験片の側面図である。FIG. 5 is a side view of the test piece of FIG. 4;

【図6】図1に示す評価装置の動作時の、一方の試験片
に加わる作用力変化曲線を示す線図である。
FIG. 6 is a diagram showing a change curve of an acting force applied to one test piece when the evaluation apparatus shown in FIG. 1 operates.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…半田付け性試験装置、11a…電子天秤、11b
…電子天秤、12a…試験片保持手段、12a−1…チ
ャック、12a−2…スライドシャフト、12a−3…
電磁クラッチ、12b…試験片保持手段、12b−1…
チャック、12b−2…スライドシャフト、12b−3
…電磁クラッチ、13…マイクロ坩堝(ソルダペースト
載置部)、13a…ソルダペースト、14…ヒータ(加
熱手段)、15…駆動装置、16a…検出回路、16b
…検出回路、17…差分回路、21a…試験片、21a
−1…絶縁基板、21a−2…導電性パターン部、21
a−3…マイクロギャップ、21b…試験片、21b−
1…絶縁基板、21b−2…導電性パターン部、21b
−3…マイクロギャップ。
10 solderability tester, 11a electronic balance, 11b
... Electronic balance, 12a ... Test piece holding means, 12a-1 ... Chuck, 12a-2 ... Slide shaft, 12a-3 ...
Electromagnetic clutch, 12b ... Test piece holding means, 12b-1 ...
Chuck, 12b-2 ... Slide shaft, 12b-3
... electromagnetic clutch, 13 ... micro crucible (solder paste mounting part), 13a ... solder paste, 14 ... heater (heating means), 15 ... drive device, 16a ... detection circuit, 16b
... Detection circuit, 17 ... Difference circuit, 21a ... Test piece, 21a
-1: insulating substrate, 21a-2: conductive pattern portion, 21
a-3: Micro gap, 21b: Test piece, 21b-
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Insulating substrate, 21b-2 ... Conductive pattern part, 21b
-3: Micro gap.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電子部品の導電パターン部を下端に設
け、少なくとも下端が同寸法の試験片を二基用い、 前記二基の試験片の前記導電パターン部の形状は、一方
の試験片では下端から長く、他方の試験片では下端から
短く形成され、 前記二基の試験片を、二基の外力検出手段により夫々吊
下し、 前記吊下された二基の試験片夫々の下端をソルダペース
ト載置部に未溶融状態で載置されたソルダペースト中に
進入させ、 かつ前記ソルダペースト載置部表面から所定量のマイク
ロギャップを形成するように支持し、 ついで前記ソルダペーストを加熱溶融させて前記二基の
試験片夫々の下端が溶融したソルダペースト中に浸漬
し、かつ前記二基の試験片のうち長い導電パターン部の
みがソルダペースト液面から突出した状態とし、 前記二基の外力検出手段を用いて前記ソルダペーストと
前記二基の試験片との間に発生する力を夫々検出し、 前記二基の試験片に加わる力の差分に基づき半田付け性
を評価することを特徴とする電子部品の半田付け性試験
方法。
1. A conductive pattern part of an electronic component is provided at a lower end, and two test pieces having at least a lower end of the same size are used. The shape of the conductive pattern part of the two test pieces is the lower end of one of the test pieces. And the other test piece is formed short from the lower end. The two test pieces are respectively suspended by two external force detecting means, and the lower ends of the suspended two test pieces are solder paste. The solder paste is allowed to enter into the solder paste placed in an unmelted state on the mounting portion, and is supported so as to form a predetermined amount of micro gap from the surface of the solder paste mounting portion, and then the solder paste is heated and melted. The lower end of each of the two test pieces is immersed in the molten solder paste, and only the long conductive pattern portion of the two test pieces protrudes from the solder paste liquid surface. Detecting a force generated between the solder paste and the two test pieces using a detecting unit, and evaluating solderability based on a difference between forces applied to the two test pieces. Test method for soldering of electronic components.
【請求項2】 前記電子部品がプリント配線板であるこ
とを特徴とする請求項1記載の電子部品の半田付け性試
験方法。
2. The method for testing solderability of an electronic component according to claim 1, wherein said electronic component is a printed wiring board.
【請求項3】 電子部品の、導電パターン部の形状に差
異を設けた二基の試験片を夫々保持する二基の試験片保
持手段と、 前記二基の試験片保持手段を夫々支持する二基の外力検
出手段と、 ソルダペーストが載置されたソルダペースト載置部と、 前記各試験片保持手段と前記ソルダペースト載置部との
距離を調節可能な支持機構と、 前記ソルダペーストを加熱する加熱手段とを備え、 前記外力検出手段からの2種の出力信号に基づいて前記
二基の試験片に作用する浮力や表面張力を測定し、差分
を検出することで前記試験片の半田濡れ性を測定可能と
したことを特徴とする電子部品の半田付け性試験装置。
3. Two test piece holding means for holding two test pieces each having a difference in the shape of the conductive pattern portion of the electronic component, and two test pieces each supporting the two test piece holding means. A base external force detecting means, a solder paste mounting part on which solder paste is mounted, a support mechanism capable of adjusting a distance between each of the test piece holding means and the solder paste mounting part, and heating the solder paste Heating means for measuring the buoyancy and surface tension acting on the two test pieces based on the two types of output signals from the external force detecting means, and detecting the difference to obtain solder wetting of the test pieces. An electronic component solderability test apparatus characterized in that the solderability can be measured.
【請求項4】 前記電子部品がプリント配線板であるこ
とを特徴とする請求項3記載の電子部品の半田付け性試
験装置。
4. The apparatus according to claim 3, wherein the electronic component is a printed wiring board.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2475600A (en) * 2009-11-21 2011-05-25 Graham Naisbitt Synchronous testing of the solderability of components and solder paste usability

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