JPS588157B2 - 印刷配線板およびその製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は絶縁板の表面に形成した導電層にチップ部品の
電極を半田付けするようにした印刷配線板およびその製
造法に関するものであり、その目的とするところは前記
チップ部品の電極を前記絶縁板の表面に形成した導電層
に対して効率的に半田付けすることができ、かつそのチ
ップ部品の絶縁板への半田付け後の信頼性を高めること
にある。

一搬に印刷配線板の絶縁板として有機系のものを使用し
た場合には半田耐熱条件は３００℃で２〜３秒、２６０
℃で５〜１０秒となっている。

また、印刷配線板にインダクタンス素子、キャパシタン
ス素子、レジスタンス素子等の個別部品を塔載するに際
して、そのリード線、キャップ、保護塗膜等を廃止して
前記個別部品をチップにすることが行なわれている。

そして、チップ部品を印刷配線板に実装するに際しては
、チップ部品の電極と印刷配線板の導電層とを対向させ
て電気的に接続するアツセンブリ形態が採用されている
。

ところで、印刷配線板に電気部品を接続するに際しては
溶融半田中に電気部品を定置化した印刷配線板を浸漬す
る方法が採用されているが、チップ部品を印刷配線板に
実装するに際してはチップ部品の電極に対して溶融半田
が充分にまわり込まない惧れがあるために、半田ペース
トを印刷配線板の導電層、チップ部品の電極のいづれか
に予じめ塗布しておくとか、ペースト入り半田をワツシ
ャー化して印刷配線板の導電層とチップ部品の電極間に
はさみ込む方法が採用されていた、印刷配線板に電気部
品を接続するに際してはフラットデイツプあるいはフロ
ウソルダリング等の多点を同時に半田付けするマスソル
ダリング方式を採用することがマスプロ的に重要なこと
であるが、チップ部品を印刷配線板に実装するに際して
は印刷配線板の下面にチップ部品を固定することができ
ないため、印刷配線板の土間にチップ部品を定置して高
温雰囲気、赤外線放射加熱等の加熱手段を用いてリフロ
ウ半田付け方式を採用せざるを得なかった。

ところが、リフロウ半田付け方式の場合には印刷配線板
の絶縁板が磁器であれば前記加熱手段に耐えるが、フェ
ノール・エポキシなどの樹脂による絶縁板では耐えるこ
とができず、導電層のはぐり、絶縁板のこげ、ふくれ、
層間はくりを起す恐れがある。

また、信頼性を確保する上の問題点としては半田付けに
使用したアツセンブリ用フラツクスがチップ部品と印刷
配線板との間に侵入して電極、導電層を腐食したり、絶
縁抵抗の低下を招く原因となる。

また、半田の付着がチップ部品の端面部にまで及ぶので
半田付け部に過度に付着した半田がここの支点として働
らき、印刷配線板にしばしば負荷され、軽度の曲げ力に
よってチップ部品が印刷配線板から脱落するおそれがあ
る。

また、チップ部品の銀電極が半田によりくわれて消失し
易くなる。

さらにまた、チップ部品の多くが銀を７００℃〜８００
℃で焼き付けた電極を備えているので電極銀が印刷配線
板の他の導電部分より高電位となる場合にはチップ部分
の表面ばかりでなく、印刷配線板の絶縁面をも移行し、
汚染とか絶縁劣化の要因となるという欠点があった。

本発明はこのような従来の欠点を解消するものであり、
以下、本発明を実施例の図面と共に説明する。

実施例 まず、第１図に示すように紙基材フェノール樹脂積層板
１に所定の形状の導電層２を準備し、この絶縁板１上の
導電層２の全部、もしくは半田付けに必要な箇所以外を
マスクして第２図に示すように少くとも半田付け予定部
分のみに錫−鉛系はんだ合金で予備めっきまたは予備は
んだする公知の技術を用いてはんだ層３を形成した。

次に磁器コンデンサとか抵抗器の角型チツプ５の電極部
分６が接続される部分に第２図に示すように樹脂系フラ
ツクスを印刷し乾燥してフラツクス樹脂層４を形成した
印刷できない場合には全面にローラまたはスプレイによ
りフラツクス樹脂層４をコートしてもよい。

チップ部品５は第３図に示すようにその電極６が接続す
べお導電層２に対応するように治具８によって押接した
り、チップ部品５と絶縁板１上の導電層２とをクロスオ
ーバー配線する場合には前もってチップ部品５あるいは
導電層２に印刷ししておいた接着材７を用いて接着する
ことにより絶縁板１の所定箇所に定置化した。

ここに、チップ部品５は絶縁板１の上面あるいは下面の
いづれにおいて定置化されていてもよい。

次にチップ部品５が絶縁板１上に定置化された状態にお
いて第４図に示すように浴槽１１内でヒ一ター１０で２
６０°Ｃに加熱したシリコンオイル９中に５〜６秒間前
記絶縁板１のチップ部品５が定置化された片面を浸漬し
た。

ここに、絶縁板１はその両面をシリコンオイル９中に浸
漬してもよい。

このように絶縁板１にチップ部品５を定置化した状態で
シリコンオイル９中に浸漬すると、第５図に示すように
絶縁板１の導電層２上に定量付着している錫−鉛系の半
田層３が溶解し、チップ部品５の電極６を絶縁板１上の
導電層２に電気的に接続するように固定することができ
た。

この時、錫−鉛系の半田層３の表面に形成されているフ
ラツクス層４も溶解するのでチップ部品５の電極６の面
に存在する酸化物に作用してはんだの拡がり易い面を形
成する。

そして前記の半田層３によるチップ部品５の電極６と絶
縁板１の導電層２との間には金属間化合物層１２を形成
した。

一方、はんだの熔解に使用したシリコンオイル９の１部
は、絶縁板１の絶縁面やチップ部品５の絶縁面を含めた
面をはんだ加熱により焼き付けられた形でおおうように
表面保護膜１３として作用する。

このようにチップ部品５の電極６と絶縁板１のチップ部
品接続用導電層２部分との間に限定して半田付け部分を
形成すると、はんだの純度とか付着量が一定化するから
半田付けによるチップ部品５の接続の品質が均一化でき
、チップ部品５の端面へのはんだ付着が少なくなり、絶
縁板１の曲げ負荷によるチップ部品５の脱落が解消でき
る。

また、半田デイツプ法にくらべて半田の使用量が少なく
経済的となる。

さらにまた、チップ部品５の実装をおこなうとき、フラ
ツクスとか半田の供給をする時間がなくなり、フラツク
ス、はんだの比重とか純度管理も不必要となり、電子機
器の組立が著じるしく簡略化できる。

一方、チップ部品５の銀電極に対しては銀電極のはんだ
によるくわれ量が一定となるのでそのチップ部品５の半
田による接続の信頼性が向上し、印刷配線板のオイル浴
後に残溜するシリコンオイルは、洗浄除去することなく
、印刷導電層間、印刷導電層とチップ部品の銀電極間、
チップ部品の電極間において吸湿性、水分の吸着性を防
げ電圧印加によるチップ部品の銀電極のマイグレイショ
ンを大幅に抑制することができ、チップ部品の実装後の
印刷配線板への保護コーティングの省略を可能とするな
ど信頼性向上の面でも著じるしい効果を有する。

尚、ＰＰ−７級の印刷配線板を使用し、その表面に形成
した厚さ３５μの銅箔に厚さ１０μの錫−鉛系の半田層
を設けると共に極を薄くフラツクス層を設け、前記鋼箔
に対して４×８ｍｍで静電容量１００ＰＦのチタン磁器
よりなるチップコンデンサの両端２ｍｍ幅に形成した銀
電極を対向させ、前記チップコンデンサを前記印刷配線
板に定置化した状態で高温オイル中に浸漬し、前記印刷
配線板上の錫一鉛系、半田層とフラツクス層を利用して
前記チップコンデンサの銀電極と前記印刷配線板の銅箔
間に金属間化物層を形成して両者を接合した。

この時、チップコンデンサの接着強度は銅箔の面積３ｍ
ｍ当り８．２ｋｇであり、１０回の曲げに耐え、かつ銀
の移行はシリコンオイルがない場合には直流１００■印
加で１１５〜２３０時間であったが１８２０〜２２３０
時間に延長された。

以上のように本発明によれば、チップ部品及び絶縁板の
表面にオイルが表面保護膜として形成されるので、チッ
プ部品の電極が銀等のものであってもその移行を充分に
抑圧することができ、半田によるチップ部品の接続状態
の信頼性を高めることができる。

また、半田付けに際しては予じめ絶縁板上の導電層に設
けたものを使用し、これを加熱したオイル中で溶解する
ので、半田純度等の工程管理がしやすく、しかも多点を
同時に接続するにも通しているなど、その工業的利用価
値は極めて大なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図及び第４図は本発明の印刷配線
板の製造法を説明するための図、第５図は同方法により
得た印刷配線板の要部断面図である。 １・・・・・・絶縁板、２・・・・・・導電層、３・・
・・・・半田層、４・・・・・・フラツクス層、５・・
・・・・チップ部品、６・・・・・・電極、７・・・・
・・接着剤、８・・・・・・治具、９・・・・・・加熱
したオイル、１３・・・・・・表面保護膜。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 絶縁板の表面に形成した導電層にチップ部品の電極
   を対向せしめて半田付けし、前記絶縁板および前記チッ
   プ部品の表面をオイルでなる表面保護膜で被覆している
   印刷配線板。 ２ 絶縁板の表面に形成した導電層のチップ部品の電極
   が対向される部分に予じめ半田層を形成したのちにフラ
   ツクス層を塗布し、前記絶縁板に形成した導電層に前記
   チップ部品の電極が対向するように前記絶縁板に対して
   前記チップ部品を定置させた状態で前記絶縁板を加熱さ
   れたオイル中に浸漬することにより、前記半田層及びフ
   ラツクス層を溶解して前記チップ部品を前記絶縁板上の
   導電層に電気的に接続するように固定し、かつ前記絶縁
   板および前記チップ部品の表面に前記加熱媒体として使
   用したオイルを表面保護膜として被覆することを特徴と
   する印刷配線板の製造法。