WO2011090031A1 - はんだ粉末付着装置および電子回路基板に対するはんだ粉末の付着方法 - Google Patents

はんだ粉末付着装置および電子回路基板に対するはんだ粉末の付着方法 Download PDF

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WO2011090031A1
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solder powder
container
electronic circuit
circuit board
adhering
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PCT/JP2011/050769
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孝志 荘司
丈和 堺
Original Assignee
昭和電工株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a solder powder attaching apparatus for finely attaching solder powder to an electronic circuit board and a method for attaching the solder powder to the electronic circuit board.
  • an electronic circuit board in which an electronic circuit pattern is formed on an insulating substrate such as an electronic circuit board, a plastic substrate (including a film), a ceramic substrate, or a metal substrate coated with plastic has been developed. Accordingly, means for forming an electronic circuit by soldering electronic components such as an IC element, a semiconductor chip, a resistor, and a capacitor on the circuit pattern is widely adopted.
  • the lead terminals of the electronic component must be bonded in advance to a predetermined conductive circuit electrode surface portion of the circuit pattern.
  • a method of printing a solder paste or flux after forming a solder thin layer in advance on the surface of a conductive circuit electrode on an electronic circuit board is known. Thereafter, the lead terminal is soldered to the surface portion of the conductive circuit electrode by performing positioning and reflow on a predetermined electronic component.
  • a method of forming a solder circuit made of a solder film on an electronic circuit board for example, a plating method, a HAL (hot air leveler) method, a method of reflowing after printing a solder powder paste, etc. are known. ing.
  • a plating method for example, a plating method, a HAL (hot air leveler) method, a method of reflowing after printing a solder powder paste, etc.
  • HAL hot air leveler
  • solder paste printing are difficult to cope with the fine pitch pattern.
  • Patent Document 1 As a solder circuit forming method capable of supporting a fine pitch pattern, a method using a tackifying compound is known (Patent Document 1). This imparts tackiness to the surface of the conductive circuit electrode by reacting the tackifier compound with the electronic circuit board. Thereby, solder powder can be made to adhere only to the surface of the conductive circuit electrode. Thereafter, by heating the electronic circuit board, a fine solder circuit can be formed. According to this method, it is possible to form a fine solder circuit without requiring troublesome operations such as alignment of circuit patterns.
  • a method using a tackifier compound a method in which a solder powder and an electronic circuit board are placed in a tank having a rotation / vibration mechanism and rotated is known.
  • the electronic circuit board is buried in the solder powder by rotating the tank with the rotating shaft provided at the center of the tank. Further, by making the rotation axis of the tank substantially parallel to the surface of the electronic circuit board, the solder powder flows between the electronic circuit boards, and each electronic circuit board is evenly buried. Then, a solder powder adheres to the adhesion part of an electronic circuit board by vibrating a tank with a rotating shaft (patent document 2).
  • solder powder is attached to the adhesive part of an electronic circuit board and then immersed in a liquid to which vibration is applied (Patent Document 4). Thereby, the solder powder adhering to an unnecessary location can be removed. Therefore, it is possible to prevent a short circuit between adjacent circuit patterns.
  • solder powder having a particle size of about 10 ⁇ m the solder powders tend to aggregate due to static electricity. Therefore, even if the container is tilted or rotated, the solder powder moves while agglomerating, and the adhesion to the electronic circuit board becomes insufficient. Moreover, since solder powder aggregates, it does not spread evenly to a fine part and adhesion to the adhesion part of the back surface of an electronic circuit board becomes inadequate.
  • the frictional force between the particles increases because the particle diameter of the powder is too small. Therefore, the solder suspension is easily solidified, and even if the container is tilted or rotated, the movement is not sufficiently performed. Moreover, since the surface of the electronic circuit board is moved in the solidified state, the adhesion of the solder powder to the adhesive portion becomes insufficient.
  • the solder powder tends to adhere to unnecessary portions of the electronic circuit board.
  • the fine solder powder easily aggregates, excess solder powder easily adheres to the electronic circuit board.
  • the solder dissolves between adjacent circuit patterns, so that a short circuit is likely to occur.
  • the conventional method requires insufficient removal or requires another process. Therefore, it has been difficult to efficiently prevent a short circuit.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an electronic circuit board having a fine fine pitch pattern is provided with a solder powder adhering device for finely adhering solder powder and a method for adhering solder powder to an electronic circuit board.
  • the issue is to provide.
  • a container for storing an electronic circuit board and solder powder a board holding part that is provided in the container and holds the electronic circuit board so that a board surface thereof is substantially directed in the vertical direction, and an initial position of the container Is tilted in the first direction, the container is tilted from the initial position in a second direction opposite to the first direction, and then the container is tilted again in the first direction.
  • a tilting mechanism an eccentric motor that is provided at the center of the bottom portion to vibrate the bottom portion of the container by rotating the rotating shaft, and the rotational axis of the eccentric motor is the same direction as the tilting direction of the container
  • a vibration mechanism comprising a control means for setting to a solder powder adhering device.
  • solder powder adhering device according to any one of [1] to [7], wherein the support portion is made of an elastic body.
  • the container is provided with a lid and has a sealed space inside the container.
  • solder powder attaching method for attaching solder powder to an adhesive part of an electronic circuit board the solder powder is disposed on one side inside the container, and the electronic circuit board is placed on the board holding part inside the container.
  • a second step of tilting the container again in the first direction and a solder powder adhering method characterized by comprising: [11] The adhesion of the solder powder according to [10], wherein in the second step, the tilting in the first direction is performed at an inclination angle larger than the tilting in the second direction. Method. [12] Solder powder adhesion according to [10] or [11], wherein in the first step and the second step, a plurality of the eccentric motors are used and all of them are rotated in the same direction. Method. [13] The solder powder according to any one of [10] to [12], wherein in the first step and the second step, the tilt angle is controlled to an arbitrary value by the tilt mechanism. Adhesion method.
  • the amplitude and frequency of the eccentric motor are controlled to arbitrary values by a control means.
  • solder powder according to any one of [10] to [16], wherein the solder powder has a particle size in the range of 4 ⁇ m to 20 ⁇ m.
  • solder powder has a particle size in the range of 5 ⁇ m to 10 ⁇ m.
  • the container containing the solder powder and the electronic circuit board can be tilted at an arbitrary inclination angle.
  • the control means of the eccentric motor is interlocked with the tilting mechanism, the rotation direction of the rotating shaft of the eccentric motor can be the same direction as the tilting direction of the container.
  • a vibration can be given with a perpendicular
  • the solder powder spreads evenly to the fine part, and can sufficiently adhere to the surface of the electronic circuit board between the bottom part of the container.
  • the solder powder is pushed up from the bottom and behaves as if it jumps up.
  • the solder powder collides with the electronic circuit board at a vertical angle and effectively adheres to the adhesive portion.
  • it is unnecessary to incline in the direction of the first direction at an inclination angle larger than the inclination in the second direction. It is possible to efficiently remove the solder powder adhering to the location and the excess solder powder.
  • an electronic circuit board having a fine fine pitch pattern can be efficiently manufactured. Further, a short circuit due to molten solder can be effectively prevented between adjacent circuit patterns. As a result, the reliability of the electronic circuit board can be improved, and the electronic circuit board can be downsized. Thereby, an electronic device having excellent characteristics can be provided.
  • the solder powder adhering apparatus 100 is generally configured by a container 1, a substrate holding unit (not shown) for holding the electronic circuit board 10, a vibration mechanism 3, and a tilting mechanism 4.
  • a container 1 a substrate holding unit for holding the electronic circuit board 10
  • a vibration mechanism 3 a vibration mechanism 4
  • a tilting mechanism 4 a tilting mechanism 4.
  • a lid 1b is provided on the upper portion of the container 1, and a closed space is formed inside the container 1 and the lid 1b by fitting them.
  • the lid 1b can be opened and closed, and the solder powder 20 can be accommodated inside the container 1 through the opening.
  • the container 1 has a substrate holding portion, which will be described later, disposed therein, and can accommodate the electronic circuit board 10.
  • an eccentric motor 3a described later is provided at a position corresponding to the center of the bottom 1a outside the container 1.
  • the substrate holding part is provided in the container 1 and any existing one may be used as long as it has a configuration that can hold the plurality of electronic circuit boards 10 so that the substrate surfaces thereof face substantially in the vertical direction. . Moreover, it is still more preferable if it is the structure hold
  • FIG. 1A shows an electronic circuit board 10 with the upper substrate surface (one surface side 10a) facing the lid 1b side of the container 1 and the other surface side 10b facing the bottom 1a side.
  • the electronic circuit board 10 is held between the other surface side 10 b and the bottom portion 1 a of the container 1 with a space therebetween.
  • the electronic circuit board 10 is arranged such that the lower substrate surface (other surface side 10 b) is parallel to the bottom 1 a of the container 1.
  • the electronic circuit boards 10 are arranged in parallel with each other and at a constant interval.
  • the electronic circuit board 10 which is the object of the present invention has, for example, a strip-like configuration, and the material thereof is a metal plate on a plastic substrate, a plastic film substrate, a glass cloth substrate, a paper substrate epoxy resin substrate, a ceramic substrate, or the like.
  • Single-sided circuit board, double-sided circuit board, multilayer circuit board, or flexible circuit board in which a circuit pattern is formed using a conductive material such as metal on a laminated substrate or an insulating substrate with a metal base coated with plastic or ceramics Etc. can be used.
  • an IC substrate, a capacitor, a resistor, a coil, a varistor, a bare chip, a wafer, and the like can be applied.
  • a circuit pattern (not shown) made of, for example, copper or a copper alloy is formed on the surface (one surface side 10a, the other surface side 10b) of the electronic circuit board 10.
  • the conductive material forming the circuit pattern is not limited to these, and other materials may be used as long as they are conductive materials whose surface can be obtained with a tackifier that will be described later. Examples of such a conductive substance include a substance containing Ni, Sn, Ni—Au, flash gold, Pd, Ag solder alloy, and the like.
  • an adhesive portion (not shown) for attaching the solder powder 20 is formed on the surface of the circuit pattern.
  • This pressure-sensitive adhesive part is formed by reacting a later-described tackifier compound with the circuit pattern part.
  • tackifying compounds it is possible to use naphthotriazole derivatives, benzotriazole derivatives, imidazole derivatives, benzoimidazole derivatives, mercaptobenzothioazole derivatives, benzothiazole thio fatty acids, etc. it can. These tackifying compounds have a particularly strong effect on copper, but can also provide tackiness to other conductive substances.
  • the vibration mechanism 3 includes an eccentric motor 3a and a control means 3b.
  • the eccentric motor 3a is provided outside the container 1 and at a position corresponding to the center of the bottom 1a. Further, the rotation direction, amplitude and frequency of the rotation shaft of the eccentric motor 3a are controlled by the control means 3b which will be described later.
  • the rotation axis of the eccentric motor 3a is controlled by the control means 3b so as to rotate in the same direction as the tilting direction of the container 1, and the rotation direction is also changed according to the tilting direction of the container 1. Is done.
  • one eccentric motor 3a may be provided outside the container 1 and at a position corresponding to the center of the bottom 1a, but a plurality of eccentric motors 3a may be provided. In this case, it is preferable that all the eccentric motors 3a are controlled by the control means 3b so as to rotate in the same direction. In addition, it is preferable that the plurality of eccentric motors 3a are arranged at positions corresponding to directly below the substrate holding portion and at equal intervals. As a result, the plurality of eccentric motors 3a can vibrate evenly and at an angle perpendicular to the bottom 1a.
  • Control means 3b is a means for controlling the rotation direction, amplitude and frequency of the eccentric motor 3a.
  • the control means 3b is interlocked with a tilting mechanism 4 described later, and controls the rotation direction of the rotation shaft of the eccentric motor 3a according to the tilting of the container 1. Thereby, the rotation shaft of the eccentric motor 3a is controlled to rotate in the same direction as the tilting direction of the container 1. As a result, the eccentric motor 3a is configured to vibrate at a perpendicular angle with respect to the bottom 1a of the container 1.
  • the amplitude and frequency of the rotation shaft of the eccentric motor 3a can be arbitrarily set according to the state of the solder powder 20, and the settable frequency may be in the range of 50 Hz to 60 Hz.
  • the range of 0.5 Hz to 100 kHz is preferable. If the frequency is less than 0.5 Hz, the effect of vibration cannot be obtained, and if it exceeds 100 kHz, the amplitude becomes small, which makes it difficult to move the solder powder 20, which is not preferable.
  • tilt mechanism 4 As shown in FIG. 1A, the tilting mechanism 4 is provided outside the container 1.
  • the tilting mechanism 4 is composed of, for example, a tilting shaft 4a, a tilting means 4b, and a tilting plate 4c.
  • the tilting plate 4c is configured to be connected to the container 1 by a support portion 2 described later.
  • the configuration of the tilting mechanism 4 is not limited to that shown here, and other configurations may be used as long as the container 1 can tilt.
  • the tilting mechanism 4 shown here is provided outside and below the container 1 and is connected to the container 1 via a support part 2 described later.
  • the tilting means 4b includes, for example, a drive motor (not shown) and is configured to rotate the tilting shaft 4a. Since the tilt shaft 4a and the tilt plate 4c are connected, the tilt plate 4c is tilted by the rotation of the tilt shaft 4a. Thereby, the tilting plate 4c tilts in the first direction A or the second direction B at an arbitrary tilt angle set by the tilting means 4b. Further, the tilting plate 4 c is connected to the container 1 via the support portion 2. Therefore, the container 1 is configured to be interlocked with the tilting of the tilting plate 4c.
  • the support part 2 is comprised by elastic bodies, such as a spring, for example.
  • the support portion 2 made of an elastic body can expand and contract in response to the weight when the container 1 is tilted. Therefore, the flow of the solder powder 20 and the collision of the solder powder 20 into the container 1 in the tilting process can be reduced.
  • the support part 2 is not restricted to a spring, The weight of the container 1 can be supported, and if it is an elastic body, you may be comprised from another thing.
  • the arrangement of the support portion 2 is not particularly limited, but it is preferable that at least both ends of the bottom portion 1a of the container 1 are supported and that they are arranged at equal intervals. With these configurations, the tilting mechanism 4 can tilt the container 1 at an arbitrary tilt angle. Further, the tilt angle can be arbitrarily set according to the tilt direction.
  • the solder powder adhering apparatus 100 of the present embodiment can tilt the container 1 containing the solder powder 20 and the electronic circuit board 10 at an arbitrary inclination angle. Further, since the control means 3 b of the eccentric motor 3 a is interlocked with the tilt mechanism 4, the rotation direction of the eccentric motor 3 a can be the same as the tilt direction of the container 1. Thereby, according to tilting of the container 1, a vibration can be given at an angle perpendicular to the bottom 1a.
  • solder powder adhering apparatus 100 of the present embodiment even when the solder powder 20 is fine, aggregation at the time of dry adhesion to the electronic circuit board 10 can be prevented. Moreover, solidification of the suspension (solder suspension) of the solder powder 20 is prevented during wet adhesion. That is, by using the solder powder adhering apparatus 100 of the present embodiment, the solder powder 20 can flow in the container 1 in accordance with the tilt of the container 1. Thereby, the solder powder 20 is uniformly distributed to the fine part, and is also distributed between the other surface side 10b of the electronic circuit board 10 and the bottom 1a of the container 1. Therefore, the solder powder 20 can be sufficiently adhered to the adhesive portion on the other surface side 10b.
  • the eccentric motor 3a of the present embodiment is configured to apply vibration at a vertical angle directly below the electronic circuit board 10. Therefore, the solder powder 20 is pushed up from the bottom and behaves so as to jump up. Thereby, the solder powder 20 collides with the electronic circuit board 10 at a vertical angle and effectively adheres to the adhesive portion. In addition, after the solder powder 20 is attached, it is tilted in the opposite direction at a larger inclination angle than that when the solder powder 20 is attached, and the eccentric motor 3a is reversed to apply vibrations, thereby adding extra portions. The adhered solder powder 20 and excess solder powder 20 can be efficiently removed.
  • solder powder adhering apparatus 100 of the present embodiment even the fine solder powder 20 can be easily fluidized and uniformly adhered to the adhesive portion of the electronic circuit board 10.
  • another process for removing the solder powder 20 is not necessary, and the number of inclinations can be reduced.
  • the solder powder 20 only needs to reciprocate at least once in the container 1, and the process can be simplified as compared with the conventional method.
  • the solder powder adhesion apparatus 100 of this embodiment can be horizontally arranged, the process can be automated.
  • the electronic circuit board 10 having a fine fine pitch pattern can be efficiently manufactured. Further, a short circuit due to molten solder can be effectively prevented between adjacent circuit patterns. Therefore, the reliability of the electronic circuit board 10 can be improved, and the electronic circuit board 10 can be downsized. Therefore, it is possible to provide an electronic device having excellent characteristics.
  • the method for adhering the solder powder 20 to the electronic circuit board 10 of the present embodiment includes a step of applying a tackifier compound to the surface of the terminal on the electronic circuit board 10 to form an adhesive layer, and one side inside the container 1.
  • the second step of moving from the second direction B inside the container 1 to the first direction A is schematically configured.
  • the structure illustrated in the following description is an example, Comprising: This invention is not limited to them, It can change suitably in the range which does not change the summary.
  • the preparation step further includes a step of applying a tackifier compound to the surface of the terminal on the electronic circuit board 10 to form an adhesive layer, a step of placing the solder powder 20 at a predetermined position inside the container 1, and an inside of the container 1
  • the process generally comprises a step of holding the electronic circuit board 10 on the board holding portion at a position facing the solder powder 20. Details of each configuration will be described below.
  • the electronic circuit board 10 which is the object of the present invention has, for example, a strip-like configuration, and the material thereof is a metal plate on a plastic substrate, a plastic film substrate, a glass cloth substrate, a paper substrate epoxy resin substrate, a ceramic substrate, or the like.
  • Single-sided circuit board, double-sided circuit board, multilayer circuit board, or flexible circuit board in which a circuit pattern is formed using a conductive material such as metal on a laminated substrate or an insulating substrate with a metal base coated with plastic or ceramics Etc. can be used.
  • an IC substrate, a capacitor, a resistor, a coil, a varistor, a bare chip, a wafer, and the like can be applied.
  • a circuit pattern (not shown) made of, for example, copper or a copper alloy is formed on the surface (one surface side 10a, the other surface side 10b) of the electronic circuit board 10.
  • the conductive material forming the circuit pattern is not limited to these, and other materials may be used as long as they are conductive materials whose surface can be obtained with a tackifier that will be described later. Examples of these metals include substances including Ni, Sn, Ni—Au, flash gold, Pd, Ag solder alloy, and the like.
  • an adhesive layer is formed on the surface of a conductive circuit electrode (not shown) of the electronic circuit board 10.
  • a conductive circuit electrode (not shown) of the electronic circuit board 10.
  • the tackifying compounds shown below are dissolved in water or acidic water to prepare a pressure-sensitive adhesive solution adjusted to be slightly acidic.
  • the hydrogen ion concentration index of the adhesive solution is preferably about pH 3-4.
  • the electronic circuit board 10 is immersed in the adhesive solution, or the adhesive solution is applied to the electronic circuit board 10. Thereby, an adhesive layer is formed on the circuit pattern of the electronic circuit board 10.
  • tackifier compound naphthotriazole derivatives, benzotriazole derivatives, imidazole derivatives, benzoimidazole derivatives, mercaptobenzothioazole derivatives, benzothiazole thio fatty acids, etc. may be used. it can.
  • tackifying compounds have a particularly strong effect on copper, but can also provide tackiness to other conductive substances.
  • a benzotriazole derivative represented by the general formula (1) can be preferably used.
  • R1 to R4 in the formula (1) are independently hydrogen atoms, alkyl groups having 1 to 16 carbon atoms (preferably 5 to 16), alkoxy groups, F, Br, Cl, I, cyano groups, amino groups Group or OH group.
  • a naphthotriazole derivative represented by the general formula (2) can be preferably used.
  • R5 to R10 in the formula (2) are independently hydrogen atoms, alkyl groups having 1 to 16 carbon atoms (preferably 5 to 16), alkoxy groups, F, Br, Cl, I, cyano groups, amino groups Group or OH group.
  • an imidazole derivative represented by the general formula (3) can be preferably used.
  • R11 and R12 in the formula (3) are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 16 carbon atoms (preferably 5 to 16), an alkoxy group, F, Br, Cl, I, a cyano group, amino Group or OH group.
  • a benzoimidazole derivative represented by the general formula (4) can be preferably used.
  • R13 to R17 in the formula (4) are independently hydrogen atoms, alkyl groups having 1 to 16 carbon atoms (preferably 5 to 16), alkoxy groups, F, Br, Cl, I, cyano groups, amino groups Group or OH group.
  • a mercaptobenzothiazole derivative represented by the general formula (5) can be preferably used.
  • R18 to R21 in the formula (5) are independently hydrogen atoms, alkyl groups having 1 to 16 carbon atoms (preferably 5 to 16), alkoxy groups, F, Br, Cl, I, cyano groups, amino groups Group or OH group.
  • a benzothiazole thio fatty acid derivative represented by the general formula (6) can be preferably used.
  • R22 to R26 in the formula (4) are independently hydrogen atoms, alkyl groups having 1 to 16 carbon atoms (preferably 1 or 2), alkoxy groups, F, Br, Cl, I, cyano groups, amino groups Group or OH group.
  • R22 to R26 preferably have 1 or 2 carbon atoms.
  • examples of the substance used for adjusting the pH of the adhesive solution include inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, and phosphoric acid.
  • organic acid formic acid, lactic acid, acetic acid, propionic acid, malic acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, tartaric acid and the like can be used.
  • the concentration of the tackifier compound in the adhesive solution is not particularly limited, and may be appropriately adjusted according to solubility and use conditions. At this time, the concentration of the tackifying compound is preferably in the range of 0.05% by mass to 20% by mass as a whole. On the other hand, if the concentration is lower than 0.05% by mass, the tackifier compound is not preferable because sufficient tackiness cannot be imparted.
  • the treatment temperature for attaching the adhesive solution to the conductive circuit electrode is slightly higher than room temperature. This is because the formation speed and the formation amount of the adhesive layer become sufficient values.
  • the optimum processing temperature varies depending on the concentration of the tackifier compound and the type of metal constituting the conductive circuit electrode, but generally it is preferably in the range of 30 ° C to 60 ° C. It is.
  • the immersion time in the adhesive solution is preferably in the range of about 5 seconds to 5 minutes. Therefore, it is preferable to adjust other conditions so that the immersion time is within this range.
  • solder powder 20 (Process of arranging the solder powder 20 inside the container 1) Next, the container 1 is tilted in the first direction A to open the lid 1b, and the solder powder 20 is disposed as shown in FIG. 1A.
  • the metal composition of the solder powder 20 include Sn—Pb, Sn—Pb—Ag, Sn—Pb—Bi, Sn—Pb—Bi—Ag, and Sn—Pb—Cd. . Further, from the viewpoint of eliminating Pb in recent industrial wastes, Sn—In, Sn—Bi, In—Ag, In—Bi, Sn—Zn, Sn—Ag, Sn—, which does not contain Pb, are included.
  • 62Sn / 36Pb / 2Ag, 62.6Sn / 37Pb centering on eutectic solder hereinafter referred to as 63Sn / 37Pb
  • 63Sn / 37Pb eutectic solder
  • solder powder 20 used in the present invention a mixture of two or more kinds of solder powders having different compositions may be used.
  • the particle size of the solder powder 20 is preferably in the range of 4 ⁇ m to 20 ⁇ m, and particularly preferably in the range of 5 ⁇ m to 10 ⁇ m.
  • the particle size of the solder powder 20 is not particularly limited to this value, and may be larger than this value.
  • the solder powder 20 is disposed on the first direction A side inside the container 1. At this time, it is preferable that the solder powder 20 does not come into contact with the substrate holding part.
  • the lid 1b is opened every time the solder powder 20 is attached to the electronic circuit board 10, and the solder powder 20 and the electronic circuit board 10 are taken into and out of the container 1 from there.
  • the solder powder 20 when the solder powder 20 is attached by a wet method, the solder powder 20 is added after the container 1 is tilted and a dispersion liquid such as water is put into the container 1. Thereby, the solder powder 20 is dispersed in the dispersion to become a solder suspension. In the present embodiment, it is preferable to put the solder powder 20 in the container 1 before the electronic circuit board 10. Thereby, even if the lid 1b is opened and closed in the step of holding the electronic circuit board 10 in the board holding portion described later, the scattering of the solder powder 20 is suppressed.
  • the electronic circuit board 10 is held by a board holding unit (not shown).
  • this substrate holding part is provided in the container 1 and is configured to be able to hold the plurality of electronic circuit boards 10 from the bottom 1a of the container 1 and to hold the substrate surface substantially vertically, An existing one may be used. Further, in such a substrate holding portion, it is preferable to use a small portion such as a protrusion or a pin that does not cause a major obstacle when the electronic circuit board 10 is inserted.
  • the other surface side 10b of the electronic circuit board 10 is held in parallel with the bottom 1a of the container 1 and with a gap between the bottom 1a. Is done.
  • the substrate surface on the lid 1b side of the electronic circuit board 10 is defined as one surface side 10a, and the substrate surface on the bottom 1a side is defined as the other surface side 10b.
  • the electronic circuit board 10 becomes a structure arrange
  • the solder powder 20 is stored in the lower part of the container 1 and is arranged away from the lid 1 b. For this reason, when the lid 1b is opened and closed, scattering of the solder powder 20 to the outside is suppressed. Thereafter, the lid 1b is closed, and the sealed space inside the container 1 is filled with an inert gas such as N 2 . Further, the lid 1b remains closed until the electronic circuit board 10 is taken out in the subsequent process. This is to prevent the solder powder 20 from being oxidized by leaving the interior of the container 1 filled with an inert gas.
  • FIGS. 1A to 1D the solder powder 20 is moved from the first direction A side inside the container 1 to the second direction B side.
  • FIG. 1A shows a state in which the solder powder 20 or the solder suspension and the electronic circuit board 10 are arranged inside the container 1.
  • a vibration mechanism 3 including an eccentric motor 3a and a control means 3b is provided outside the container 1, and at least the eccentric motor 3a is provided at a position corresponding to the center of the bottom 1a.
  • the rotation direction, amplitude and frequency of the rotation shaft of the eccentric motor 3a are controlled by the control means 3b.
  • the rotation axis of the eccentric motor 3a is controlled to rotate in the same direction as the tilt direction of the container 1, and the rotation direction is also changed according to the change of the tilt direction.
  • a tilting mechanism 4 including a tilting shaft 4a, a tilting means 4b, and a tilting plate 4c is provided outside the container 1, and the container 1 is tilted via a support portion 2 described later. Further, the tilting means 4b can arbitrarily set the tilt angle.
  • the container 1 is tilted from the horizontal direction from the first direction A side to the second direction B side, for example, at an angle of 5 °.
  • the tilting shaft 4a is rotated by, for example, a drive motor (not shown) of the tilting means 4b.
  • the tilting plate 4c joined to the tilting shaft 4a tilts toward the second direction B side.
  • the tilting plate 4c can be tilted at an arbitrary tilt angle set by the tilting means 4b.
  • the container 1 is connected with the tilting plate 4c by the support part 2 which consists of elastic bodies, such as a spring, for example. Thereby, the container 1 tilts in conjunction with the tilting plate 4c.
  • the support part 2 is not restricted to a spring, The weight of the container 1 can be supported, and if it is an elastic body, you may be comprised from another thing.
  • the arrangement of the support portion 2 is not particularly limited, but it is preferable that at least both ends of the bottom portion 1a of the container 1 are supported and that they are arranged at equal intervals.
  • the vibration mechanism 3 including the eccentric motor 3a and the control means 3b vibrates the bottom 1a of the container 1.
  • the control means 3b is interlocked with a tilting mechanism 4 described later, and is configured to control the rotation direction of the rotating shaft of the eccentric motor 3a according to the tilting of the container 1.
  • the rotation axis of the eccentric motor 3a is controlled by the control means 3b so as to rotate in the same direction as the tilting direction of the container 1.
  • the rotational axis of the eccentric motor 3a changes its rotational direction in accordance with the tilting direction of the container 1, and always vibrates at a perpendicular angle with respect to the bottom 1a.
  • the solder powder 20 is pushed up from below and behaves so as to jump up. Thereby, aggregation of the solder powder 20 is prevented, and the solder powder 20 can move as the container 1 tilts. As a result, the solder powder 20 is evenly distributed to the fine part, so that it is also distributed between the other surface side 10 b of the electronic circuit board 10 and the bottom 1 a of the container 1. Therefore, the solder powder 20 can be sufficiently adhered to the adhesive portion on the other surface side 10b. Further, since the solder powder 20 is pushed up from below and behaves so as to jump up, it collides with the electronic circuit board 10 at a vertical angle and effectively adheres to the adhesive portion.
  • the solder powder 20 when using the solder suspension, the solder powder 20 is pushed up from the bottom and behaves as if it jumps up, so that solidification of the solder suspension is prevented. Therefore, the solder suspension liquefies and flows to the fine part as the container 1 tilts. Moreover, since the solder powder 20 collides with the electronic circuit board 10 at a perpendicular angle, it effectively adheres to the adhesive portion.
  • the amplitude and frequency of the rotating shaft of the eccentric motor 3a may be arbitrarily set according to the state of the solder powder 20.
  • the frequency may be set in the range of 50 Hz to 60 Hz, but it is particularly preferable that the frequency can be set in the range of 0.5 Hz to 100 kHz. If the frequency is less than 0.5 Hz, the vibration effect cannot be obtained, and if it exceeds 100 kHz, movement of the solder powder 20 becomes difficult, which is not preferable.
  • the solder powder 20 moves while contacting the surface of the electronic circuit board 10 and adheres to the adhesive portion.
  • the frequency is set at an AC frequency of 50 Hz, for example.
  • the eccentric motor 3a should just be provided in the position corresponding to the outer side of the container 1 and the bottom part 1a center, the structure provided with the several eccentric motor 3a may be sufficient. . In this case, it is preferable to control the eccentric motor 3a to rotate in the same direction by the control means 3b. In addition, it is preferable that the plurality of eccentric motors 3a are arranged at positions corresponding to directly below the substrate holding portion and at equal intervals. This is because the plurality of eccentric motors 3a can impart vibrations evenly and at an angle perpendicular to the bottom 1a.
  • the solder powder 20 hits the side wall of the container 1 in the second direction B and ends its movement.
  • the support part 2 expands and contracts in response to the weight when the container 1 is tilted, the flow of the solder powder 20 and the collision of the solder powder 20 into the container 1 can be reduced.
  • FIGS. 2A to 2C the solder powder 20 is moved from the second direction B inside the container 1 to the first direction A.
  • FIG. 2A shows a state after the first step, in which the solder powder 20 or the solder suspension and the electronic circuit board 10 are arranged on the second direction B side inside the container 1.
  • the container 1 is tilted from the horizontal state toward the first direction A at an angle of 30 °, for example. This tilt is in the opposite direction to the tilt in the first step. Further, this tilting is preferably performed at a larger tilt angle than the tilting in the second direction B in the first step.
  • the bottom 1 a of the container 1 is vibrated by the vibration mechanism 3.
  • the rotating shaft of the eccentric motor 3a is rotated in the same direction as the second direction of the container 1 by the control means 3b.
  • the first direction A is opposite to the second direction B.
  • the eccentric motor 3a vibrates at an angle perpendicular to the bottom 1a.
  • the solder powder 20 behaves so as to jump up and moves as the container 1 tilts as shown in FIG. 2B.
  • the tilting of the container 1 is preferably performed at a larger tilt angle than the tilting of the container 1 in the first step.
  • the solder powder 20 adhering to the extra portion and the excess solder powder 20 jump up by vibration and move in the container 1 in the first direction A.
  • the solder powder 20 adhering to places other than the adhesion part can be effectively removed.
  • the solder powder 20 can be effectively attached to the adhesive portion of the electronic circuit board 10, and the solder powder 20 attached to an extra portion can be removed.
  • the first step and the second step may be performed at least once, but the number of times may be adjusted as appropriate according to the state of adhesion.
  • the amplitude and frequency of the eccentric motor 3a may be arbitrarily set according to the moving state and the jumping state of the solder powder 20.
  • An electronic circuit board is obtained by heating and fixing the solder powder 20, applying a flux to the electronic circuit board 10, and heating the electronic circuit board 10 to melt the solder powder 20. 10 is manufactured.
  • the container 1 containing the solder powder 20 and the electronic circuit board 10 can be tilted at an arbitrary inclination angle. Further, the eccentric motor 3 a can be rotated in the same direction as the tilting direction of the container 1. Thereby, according to tilting of the container 1, a vibration can be given at an angle perpendicular to the bottom 1a.
  • the solder powder 20 behaves so as to jump up. Therefore, even if it is the fine solder powder 20, the aggregation is prevented. Moreover, even if it is the suspension of the solder powder 20, the solidification is prevented. Therefore, according to this embodiment, the solder powder 20 can be uniformly distributed in the container 1 according to the tilt of the container 1 and can be caused to collide with the adhesive portion of the electronic circuit board 10 vertically. Therefore, in the first step, the solder powder 20 can be sufficiently adhered to the fine part of the adhesive portion including the other surface side 10b of the electronic circuit board 10. Further, in the second step, by tilting the container 1 with a larger inclination angle than in the first step, it is possible to efficiently remove the solder powder 20 adhering to an extra portion and the excess solder powder 20. Become.
  • solder powder 20 Even the fine solder powder 20 can be uniformly attached to the adhesive portion of the electronic circuit board 10. In addition, another process for removing the solder powder 20 is not necessary, and the number of inclinations can be reduced. According to this method, the solder powder 20 only needs to reciprocate at least once in the container 1, and the process can be simplified as compared with the conventional method. Moreover, since the solder powder adhesion apparatus 100 of this embodiment can be horizontally arranged, the process by it can be automated.
  • the electronic circuit board 10 having a fine fine pitch pattern can be efficiently manufactured. Further, a short circuit due to molten solder can be effectively prevented between adjacent circuit patterns. Therefore, the reliability of the electronic circuit board 10 can be improved, and the electronic circuit board 10 can be downsized. This makes it possible to provide an electronic device with excellent characteristics.
  • Example 1 a strip-shaped electronic circuit board 10 having a width of 50 mm, a length of 200 mm, and a thickness of 0.4 mm was prepared. The minimum width of the electrodes of the electronic circuit board 10 was 20 ⁇ m, and the minimum distance between the electrodes was 20 ⁇ m. Next, the electronic circuit board 10 was pretreated with hydrochloric acid water.
  • a 2% by mass aqueous solution of an imidazole compound in which the alkyl group of R12 in the general formula (3) is C 11 H 23 and R11 is a hydrogen atom is prepared as an adhesive solution containing the tackifier compound, and the pH thereof is adjusted with acetic acid.
  • this adhesive solution was heated to 40 ° C., and the electronic circuit board 10 was immersed for 3 minutes. Thereby, the adhesive layer was formed in the electronic circuit of the one surface side 10a and the other surface side 10b of the electronic circuit board 10.
  • the container 1 having an inner dimension of 200 mm in length, 120 mm in width, and 150 mm in height was tilted toward the first direction A to open the lid 1b.
  • about 400 g of solder powder 20 having a composition of 96.5 Sn / 3.5 Ag and a particle size of 5 ⁇ m was disposed on the first direction A side in the container 1 from the opening of the lid 1 b.
  • the solder powder 20 was not brought into contact with a substrate holding portion (not shown).
  • 1600 ml of water was put into the container 1 to form a solder suspension of the solder powder 20.
  • the solder powder adhering device 100 is prepared, and the one surface side 10a of the three electronic circuit boards 10 is directed upward (on the lid 1b side of the container 1) to the board holding part (not shown) and spaced from the bottom part 1a. It was made to hold by the composition which keeps. This state is shown in FIG. 1A.
  • the tilting shaft 4a was driven by, for example, a driving motor (not shown) of the tilting means 4b.
  • a driving motor not shown
  • the container 1 tilted toward the second direction B from the horizontal state at an inclination angle of 5 °.
  • the eccentric motor 3 a was rotated in the same direction as the tilting direction of the container 1.
  • the bottom 1a was vibrated at a vertical angle from the outside.
  • the frequency of the eccentric motor 3a at this time was set to an AC frequency of 50 Hz.
  • the container 1 was tilted from the horizontal state to the first direction A side at an inclination angle of 5 °. Further, along with this, the eccentric motor 3 a was rotated in the tilting direction of the container 1. The tilting in the first direction A and the tilting in the second direction B were performed once. The period of these tilts was 10 seconds.
  • the electronic circuit board 10 was taken out of the container 1 and lightly washed with pure water and then dried. Next, an activator was applied to both the one side 10a and the other side 10b of the electronic circuit board 10. Next, the electronic circuit board 10 was dried in air, placed in an oven heated to 240 ° C., and heated in air for 1 minute to melt the solder powder 20. Thereafter, the electronic circuit of the electronic circuit board 10 was confirmed, but no short circuit or dropout was observed.
  • Example 1 The same method as in Example 1 was adopted except that the eccentric motor 3a was not rotated. However, as shown in FIG. 3, the solder powder 20 was not sufficiently diffused even when the container 1 was tilted. Thereafter, after the electronic circuit board 10 was manufactured and the electronic circuit was confirmed, short-circuiting and dropping were observed.

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Abstract

　電子回路基板に、精細にはんだ粉末を付着させるためのはんだ粉末付着装置および電子回路基板に対するはんだ粉末の付着方法を提供する。本発明のはんだ粉末付着装置は、電子回路基板およびはんだ粉末を収容する容器と、前記容器内に備え付けられ、前記電子回路基板をその基板面がほぼ上下方向を向くように保持する基板保持部と、前記容器の初期位置を第一の方向に傾動させた傾斜位置とし、前記初期位置から前記第一の方向と反対の第二の方向に前記容器を傾動させてから、前記容器を前記第一の方向に再び傾動させる傾動機構と、回転軸を回転させることにより前記容器の底部に振動を与える、前記底部の中心に設けられた偏芯モーターと、前記偏芯モーターの前記回転軸を前記容器の傾動方向と同じ方向に設定する制御手段からなる振動機構と、を具備してなることを特徴とする。

Description

はんだ粉末付着装置および電子回路基板に対するはんだ粉末の付着方法
　本発明は、電子回路基板に、精細にはんだ粉末を付着させるためのはんだ粉末付着装置および電子回路基板に対するはんだ粉末の付着方法に関する。
  本願は、２０１０年１月２０日に、日本に出願された特願２０１０－０１０２７０号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　近年、電子回路基板、プラスチック基板（フィルムも含む）、セラミック基板、あるいはプラスチック等をコートした金属基板等の絶縁性基板上に、電子回路パターンを形成した電子回路基板が開発されている。また、それに伴い、それらの回路パターン上にＩＣ素子、半導体チップ、抵抗、コンデンサ等の電子部品をはんだ接合することで電子回路を形成する手段が広く採用されている。
　このような手段により電子回路を形成する場合は、電子部品のリード端子を、回路パターンの所定の導電性回路電極表面部分に予め接合させる必要がある。その一般的な方法としては、電子回路基板上の導電性回路電極表面に予めはんだ薄層を形成したのち、はんだペーストまたはフラックスを印刷する手法が知られている。この後、所定の電子部品への位置決め載置とリフローを行うことにより、リード端子は導電性回路電極表面部分にはんだ接合される。
　また、近年では電子製品の小型化に伴い、電子回路のファインピッチ化が要求されている。このようなものではたとえば、小面積内にファインピッチの部品として、０．３ｍｍピッチのＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）タイプのＬＳＩや、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）、０．１５ｍｍピッチのＦＣ（Ｆｌｉｐ Ｃｈｉｐ）などが搭載されたものが知られている。そのため、電子回路基板にはファインピッチに対応可能な、精細なはんだ回路パターンが要求されている。
　従来、電子回路基板に、はんだ膜からなるはんだ回路を形成する方法としては、たとえば、メッキ法、ＨＡＬ（ホット・エアー・レベラ）法、はんだ粉末のペーストを印刷した後にリフローする方法などが知られている。しかし、メッキ法によるはんだ回路の製造方法は、はんだ層を必要な厚さに形成するのが困難である。また、ＨＡＬ法、はんだペーストの印刷による方法は、ファインピッチパターンへの対応が困難である。
　これら従来の方法に対し、ファインピッチパターンへの対応が可能なはんだ回路形成方法としては、粘着性付与化合物を用いるものが知られている（特許文献１）。これは、電子回路基板に粘着性付与化合物を反応させることにより、導電性回路電極表面に粘着性を付与するものである。これにより導電性回路電極表面にのみ、はんだ粉末を付着させることができる。その後、電子回路基板を加熱することにより、微細なはんだ回路を形成することができる。この方法によれば、回路パターンの位置合わせ等の面倒な操作を必要とせず、かつ、微細なはんだ回路を形成することができる。
　このように、粘着性付与化合物を用いる方法としては、回転・振動機構を備えるタンク内に、はんだ粉末と電子回路基板を入れて回転させるものが知られている。
　この方法によれば、タンクの中心部に備え付けられた回転軸によりタンクを回転させることにより、電子回路基板ははんだ粉末内に埋没される。また、タンクの回転軸を電子回路基板表面とほぼ平行とすることにより、はんだ粉末は電子回路基板同士の間に流入し、各電子回路基板はまんべんなく埋没される。その後、回転軸によりタンクを振動させることで、電子回路基板の粘着部にはんだ粉末が付着する（特許文献２）。
　また、その他には、容器内に電子回路基板とはんだ粉末またははんだ懸濁液を入れて傾動させることにより、粘着部にはんだ粉末を付着させる方法が知られている。この方法においては、電子回路基板を、はんだ粉末またははんだ懸濁液が流れる方向と平行になるように設置するとともに、傾動の際に容器を振動させる。これにより、電子回路基板の粘着部にはんだ粉末が付着される（特許文献３）。
　また、電子回路基板の粘着部にはんだ粉末を付着させた後に、振動を付与した液体中に浸漬する方法も知られている（特許文献４）。これにより、不要な箇所に付着したはんだ粉末を除去することができる。そのため、隣接する回路パターン間での短絡を防ぐことが可能となる。
特開平07-007244号公報 特開2003-332375号公報 特開2006-278650号公報 特開2007-149818号公報
　しかし、近年では、ファインピッチパターンの微細化に伴い、はんだ粉末の粒径も小さくなっている。それに伴い、従来の方法では粘着部への付着が困難となっている。
　たとえば、粒径１０μｍ程度のはんだ粉末の付着を行うと、はんだ粉末同士が静電気により凝集しやすい。そのため、容器を傾動もしくは回転させても、はんだ粉末は凝集しながら移動し、電子回路基板への付着が不十分となる。また、はんだ粉末同士が凝集するため、微細部まで均一に行き渡らず、電子回路基板裏面の粘着部への付着が不十分となる。
　また、湿式ではんだ粉末の付着を行うと、粉末の粒粒径が小さすぎるために粒子同士の摩擦力が大きくなる。そのため、はんだ懸濁液が固形化しやすくなり、容器を傾動もしくは回転させても移動が十分に行われない。また、固形化した状態のまま電子回路基板表面を移動するので、粘着部へのはんだ粉末の付着が不十分となる。
　また、ファインピッチパターンの微細化に伴い、はんだ粉末が電子回路基板の不要な箇所に付着しやすくなっている。また、微細なはんだ粉末が凝集しやすくなるため、余分なはんだ粉末が電子回路基板に付着しやすくなる。これらにより、リフローの際に、隣接する回路パターン間ではんだが溶解するため、短絡が生じやすくなる。
　また、このような余分なはんだ粉末を除去するためには、従来の方法ではその除去が不十分、もしくは別の工程が必要となる。そのため、短絡を効率的に防ぐことが困難であった。
　本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、微細なファインピッチパターンを有する電子回路基板において、精細にはんだ粉末の付着させるためのはんだ粉末付着装置および電子回路基板に対するはんだ粉末の付着方法を提供することを課題とする。
　上記の目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
〔１〕　電子回路基板およびはんだ粉末を収容する容器と、前記容器内に備え付けられ、前記電子回路基板をその基板面がほぼ上下方向を向くように保持する基板保持部と、前記容器の初期位置を第一の方向に傾動させた傾斜位置とし、前記初期位置から前記第一の方向と反対の第二の方向に前記容器を傾動させてから、前記容器を前記第一の方向に再び傾動させる傾動機構と、回転軸を回転させることにより前記容器の底部に振動を与える、前記底部の中心に設けられた偏芯モーターと、前記偏芯モーターの前記回転軸を前記容器の傾動方向と同じ方向に設定する制御手段からなる振動機構と、を具備してなることを特徴とするはんだ粉末付着装置。
〔２〕　前記振動機構が、前記傾動機構が前記容器を傾動させる際に前記容器を振動させる機能を有することを特徴とする〔１〕に記載のはんだ粉末付着装置。
〔３〕　前記傾動機構が、傾動の角度を任意の値に制御するものであることを特徴とする〔１〕または〔２〕に記載のはんだ粉末付着装置。
〔４〕　前記制御手段が、前記偏芯モーターの振幅および周波数を任意の値に制御するものであることを特徴とする〔１〕乃至〔３〕のいずれか一項に記載のはんだ粉末付着装置。
〔５〕　前記周波数が０．５Ｈｚ～１００ｋＨｚの範囲であることを特徴とする〔４〕に記載のはんだ粉末付着装置。
〔６〕　前記偏芯モーターが複数設けられ、全てが同じ方向に回転することを特徴とする〔１〕乃至〔５〕のいずれか一項に記載のはんだ粉末付着装置。
〔７〕　前記基板保持部が、複数の前記電子回路基板を保持する構成であることを特徴とする〔１〕乃至〔６〕のいずれか一項に記載のはんだ粉末付着装置。
〔８〕　前記支持部が弾性体からなることを特徴とする〔１〕乃至〔７〕のいずれか一項に記載のはんだ粉末付着装置。
〔９〕　前記容器に蓋が設けられ、前記容器内側に密閉空間を有することを特徴とする〔１〕乃至〔８〕のいずれか一項に記載のはんだ粉末付着装置。
〔１０〕　電子回路基板の粘着部にはんだ粉末を付着させるはんだ粉末の付着方法において、容器内部の一方側にはんだ粉末を配置するとともに、前記容器内部の基板保持部に前記電子回路基板をその基板面がほぼ上下方向を向くように保持する準備工程と、前記容器の初期位置を第一の方向に傾動させた傾斜位置とし、傾動機構により前記初期位置から前記第一の方向と反対の第二の方向に、前記容器を傾動させる第一工程と、前記容器を前記第一の方向に再び傾動させる第二工程と、を具備することを特徴とするはんだ粉末の付着方法。
〔１１〕　前記第二工程において、前記第二の方向への傾動よりも大きい傾斜角度で、前記第一の方向への傾動を行うことを特徴とする、〔１０〕に記載のはんだ粉末の付着方法。
〔１２〕　前記第一工程と第二工程において、前記偏芯モーターを複数用い、かつ、それらを全て同じ方向に回転させることを特徴とする〔１０〕または〔１１〕に記載のはんだ粉末の付着方法。
〔１３〕　前記第一工程と第二工程において、前記傾動機構により、傾動の角度を任意の値に制御することを特徴とする〔１０〕乃至〔１２〕のいずれか一項に記載のはんだ粉末の付着方法。
〔１４〕　前記第一工程と第二工程において、前記偏芯モーターの振幅および周波数を、制御手段により任意の値に制御することを特徴とする、〔１０〕乃至〔１３〕のいずれか一項に記載のはんだ粉末の付着方法。
〔１５〕　前記周波数を０．５Ｈｚ～１００ｋＨｚの範囲とすることを特徴とする〔１４〕に記載のはんだ粉末の付着方法。
〔１６〕　前記準備工程において、前記容器に蓋を設けるとともに、前記容器内側の密閉空間に不活性ガスを充填することを特徴とする〔１０〕乃至〔１４〕のいずれか一項に記載のはんだ粉末の付着方法。
〔１７〕　前記はんだ粉末の粒径が４μｍ～２０μｍの範囲であることを特徴とする〔１０〕乃至〔１６〕のいずれか一項に記載のはんだ粉末の付着方法。
〔１８〕　前記はんだ粉末の粒径が５μｍ～１０μｍの範囲であることを特徴とする〔１７〕に記載のはんだ粉末の付着方法。
　本発明のはんだ粉末付着装置および電子回路基板に対するはんだ粉末の付着方法によれば、はんだ粉末と電子回路基板を入れた容器を任意の傾斜角度で傾動させることができる。また、偏芯モーターの制御手段が傾動機構と連動していることにより、偏芯モーターの回転軸の回転方向を容器の傾動方向と同じ方向とすることができる。これにより、容器の傾動に応じて、その底部に対し垂直の角度で振動を与えることができる。
　これにより、微細なはんだ粉末であっても、その凝集や固形化が防がれ、はんだ粉末を容器の傾動に合わせて流動させることができる。そのため、はんだ粉末は微細部まで均一に行き渡り、電子回路基板の、容器の底部との間の面にも十分付着させることができる。
　また、本発明によれば、偏芯モーターで電子回路基板の直下に垂直の角度で振動を与えることができる。そのため、はんだ粉末は下から上に突き上げられ、跳ね上がるように挙動する。これにより、はんだ粉末は電子回路基板に垂直の角度で衝突し、粘着部に効果的に付着する。
　また、第一の方向から第二の方向に傾動させてはんだ粉末を付着させた後に、第二の方向への傾動よりも大きい傾斜角度で第一の方向の方向に傾動させることにより、余計な箇所に付着したはんだ粉末や、余分なはんだ粉末を効率的に除去することができる。
　これらにより、微細なファインピッチパターンを有する電子回路基板を効率的に製造することができる。また、隣接する回路パターン間において、溶融はんだによる短絡を効果的に防ぐことができる。そのため、電子回路基板の信頼性を向上させることができるとともに、電子回路基板の小型化を実現することが可能となる。これにより、優れた特性の電子機器を提供することができる。
本発明のはんだ粉末の付着方法の製造工程の一例を説明するための工程断面図である。 本発明のはんだ粉末の付着方法の製造工程の一例を説明するための工程断面図である。 本発明のはんだ粉末の付着方法の製造工程の一例を説明するための工程断面図である。 本発明のはんだ粉末の付着方法の製造工程の一例を説明するための工程断面図である。 本発明のはんだ粉末の付着方法の製造工程の一例を説明するための工程断面図である。 本発明のはんだ粉末の付着方法の製造工程の一例を説明するための工程断面図である。 本発明のはんだ粉末の付着方法の製造工程の一例を説明するための工程断面図である。 実施例のはんだ粉末の付着方法の製造工程の一例を説明するための工程断面図である。
　まず、はんだ粉末付着装置１００の構成について、図１Ａを用いて詳細に説明する。なお、以下の説明において参照する図面は、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などは実際と同じであるとは限らない。また、以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。
　本実施形態のはんだ粉末付着装置１００は、容器１と、電子回路基板１０を保持するための図示しない基板保持部と、振動機構３と、傾動機構４と、から概略構成されている。
以下、それぞれの構成について説明する。
（容器１）
　図１Ａに示すように、容器１の上部には蓋１ｂが備えられており、これらを嵌合することにより、容器１と蓋１ｂの内側に密閉空間が構成される。また、蓋１ｂは開閉できる構成となっており、その開口部より、容器１の内部に、はんだ粉末２０を収容することができる。また、容器１は、その内部に後述する基板保持部が配置されており、電子回路基板１０を収容できる構成となっている。また、容器１の外側の底部１ａ中央に対応する位置には、後述する偏芯モーター３ａが設けられている。
（基板保持部）
　基板保持部は容器１内に設けられており、複数の電子回路基板１０を、その基板面がほぼ上下方向を向くように保持できる構成のものであれば、既存のものを用いても構わない。また、容器１の底部１ａから間隔を空けて保持する構成であれば、なお好ましい。このようなものとしてはたとえば、電子回路基板１０部分に対応する部分が打ち抜かれた電子回路基板１０の保持板と、電子回路基板１０の挿入具と電子回路基板１０の抑え部からなるものを用いることができる。なお、このような基板保持部においては、その抑え部は電子回路基板１０を挿入する際に大きな障害とならないような突起、ピンなど、小型のものを用いることが好ましい。
　図１Ａに、容器１の蓋１ｂ側に上側の基板面（一面側１０ａ）を向け、底部１ａ側に他面側１０ｂを向けた電子回路基板１０を示す。ここで示すように、電子回路基板１０は、その他面側１０ｂと容器１の底部１ａとの間に間隔を保って保持される。また、電子回路基板１０は、その下側の基板面（他面側１０ｂ）が、容器１の底部１ａと並行となるように配置される。
　また、このような基板保持部に複数の電子回路基板１０を保持する際は、電子回路基板１０同士は並行に並び、かつ、互いに一定の間隔を保って配置されることが好ましい。
（電子回路基板１０）
　本発明の対象となる電子回路基板１０はたとえば短冊状の構成であり、また、その材料としては、プラスチック基板、プラスチックフィルム基板、ガラス布基板、紙基質エポキシ樹脂基板、セラミックス基板等に金属板を積層した基板、あるいは金属基材にプラスチックあるいはセラミックス等を被覆した絶縁基板上に、金属等の導電性物質を用いて回路パターンを形成した片面回路基板、両面回路基板、多層回路基板あるいはフレキシブル回路基板等を用いることができる。また、その他に、IC基板、コンデンサ、抵抗、コイル、バリスタ、ベアチップ、ウェーハ等の適用も可能である。
　また、電子回路基板１０の表面（一面側１０ａ、他面側１０ｂ）には、たとえば銅、または銅合金からなる図示しない回路パターンが形成されている。回路パターンを形成する導電性物質としては、これらに限定されず、後述する粘着性付与物質により表面に粘着性が得られる導電性の物質であれば他のものを用いても構わない。このような導電性の物質としては、例えば、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｎｉ－Ａｕ、フラッシュ金、Ｐｄ、Ａｇはんだ合金等を含む物質等を挙げることができる。
　また、この回路パターンの表面には、はんだ粉末２０を付着させるための図示しない粘着部が形成されている。この粘着部は、回路パターン部分に後述する粘着性付与化合物を反応させて形成したものである。
　このような粘着性付与化合物としては、ナフトトリアゾール系誘導体、べンゾトリアゾール系誘導体、イミダゾール系誘導体、べンゾイミダゾール系誘導体、メルカプトべンゾチアゾール系誘導体およびべンゾチアゾールチオ脂肪酸等を用いることができる。これらの粘着性付与化合物は特に銅に対しての効果が強いが、他の導電性物質にも粘着性を付与することができる。
（振動機構３）
　振動機構３は偏芯モーター３ａと制御手段３ｂから構成されている。
　偏芯モーター３ａは容器１の外側で、かつ、底部１ａ中央に対応する位置に設けられている。また、この偏芯モーター３ａの回転軸は、後述する制御手段３ｂにより、その回転方向と振幅および周波数を制御されている。本実施形態においては、制御手段３ｂにより、偏芯モーター３ａの回転軸は容器１の傾動方向と同じ方向に回転するように制御され、また、容器１の傾動方向に応じてその回転方向も変更される。
　また、偏芯モーター３ａは容器１の外側で、かつ、底部１ａ中央に対応する位置に一つが設けられていればよいが、複数の偏芯モーター３ａが設けられていても構わない。この場合は、偏芯モーター３ａは全て同じ方向に回転するように制御手段３ｂにより制御されていることが好ましい。また、複数の偏芯モーター３ａは、基板保持部の直下に対応する位置で、かつ、互いに等間隔で配置されていることが好ましい。これらにより、複数の偏芯モーター３ａは均等に、かつ、底部１ａに対し垂直の角度で振動を与えることができる。
　制御手段３ｂは偏芯モーター３ａの回転方向と振幅および周波数を制御する手段である。また、制御手段３ｂは後述する傾動機構４と連動しており、容器１の傾動に応じて偏芯モーター３ａの回転軸の回転方向を制御する。これにより、偏芯モーター３ａの回転軸は容器１の傾動方向と同じ方向に回転するように制御される。これらにより、偏芯モーター３ａは容器１の底部１ａに対し垂直の角度で振動を与える構成となる。
　また、偏芯モーター３ａの回転軸の振幅および周波数は、はんだ粉末２０の状態に応じて任意に設定できる構成となっており、設定可能な周波数は５０Ｈｚ～６０Ｈｚの範囲であれば構わないが、０．５Ｈｚ～１００ｋＨｚの範囲であることが好ましい。周波数が０．５Ｈｚ未満であると振動の効果が得られず、１００ｋＨｚを超えると振幅が小さくなるためにはんだ粉末２０の移動が困難となり、好ましくない。
（傾動機構４）
　図１Ａに示すように、傾動機構４は容器１の外側に設けられている。傾動機構４はたとえば傾動軸４ａと傾動手段４ｂと傾動板４ｃから構成されており、このうち傾動板４ｃは後述する支持部２によって容器１と連結した構成となっている。なお、傾動機構４の構成はここに示すものに限られず、容器１を傾動可能なものであれば他の構成でもかまわない。
　ここに示す傾動機構４は、容器１の外側かつ下部に設けられており、後述する支持部２を介して、容器１と連結した構成となっている。傾動手段４ｂは、例えば図示しない駆動モーターを備え、傾動軸４ａを回転させる構成となっている。傾動軸４ａと傾動板４ｃは連結しているため、傾動軸４ａの回転により、傾動板４ｃは傾動する。これにより、傾動板４ｃは、傾動手段４ｂで設定した任意の傾斜角度で、第一の方向Ａまたは第二の方向Ｂへ傾動する。また、傾動板４ｃは支持部２を介して容器１と連結している。そのため、容器１は傾動板４ｃの傾動に連動する構成となっている。
　ここで、支持部２は、たとえばバネなどの弾性体により構成されることが好ましい。弾性体からなる支持部２は、容器１が傾動した際の重量を受けて伸縮することができる。そのため、傾動過程における、はんだ粉末２０の流動、および、はんだ粉末２０の容器１内への衝突を緩和することができる。また、支持部２はバネに限られず、容器１の重量を支えることができ、かつ、弾性体であれば他のものから構成されていても構わない。
　また、支持部２の配置は特に限定されないが、少なくとも容器１の底部１ａの両端を支持するとともに、互いが等間隔で配置されていることが好ましい。
　これらの構成により、傾動機構４は任意の傾斜角度で容器１を傾動させることができる。また、傾動方向に応じて、その傾斜角度を任意に設定することも可能である。
　本実施形態のはんだ粉末付着装置１００は、はんだ粉末２０と電子回路基板１０を入れた容器１を任意の傾斜角度で傾動させることができる。また、偏芯モーター３ａの制御手段３ｂが傾動機構４と連動していることにより、偏芯モーター３ａの回転方向を、容器１の傾動方向と同じ方向とすることができる。
　これにより、容器１の傾動に応じて、その底部１ａに対し垂直の角度で振動を与えることができる。
　よって、本実施形態のはんだ粉末付着装置１００を用いることにより、微細なはんだ粉末２０であっても、電子回路基板１０への乾式の付着の際の凝集を防ぐことができる。また、湿式の付着の際には、はんだ粉末２０の懸濁液（はんだ懸濁液）の固形化が防がれる。つまり、本実施形態のはんだ粉末付着装置１００を用いることにより、はんだ粉末２０は容器１の傾動に合わせて容器１内を流動することができる。これにより、はんだ粉末２０は微細部まで均一に行き渡り、電子回路基板１０の他面側１０ｂと、容器１の底部１ａとの間にも行き渡る。そのため、はんだ粉末２０を、他面側１０ｂの粘着部にも十分付着させることができる。
　また、本実施形態の偏芯モーター３ａは、電子回路基板１０の直下に垂直の角度で振動を与える構成となっている。そのため、はんだ粉末２０は下から上に突き上げられ、跳ね上がるように挙動する。これにより、はんだ粉末２０は電子回路基板１０に垂直の角度で衝突し、粘着部に効果的に付着する。
　また、はんだ粉末２０を付着させた後に、はんだ粉末２０を付着させる際よりも大きい傾斜角度で反対の方向に傾動させるとともに、偏芯モーター３ａを反転させて振動を加えることにより、余計な箇所に付着したはんだ粉末２０や、余分なはんだ粉末２０を効率的に除去することができる。
　以上により、本実施形態のはんだ粉末付着装置１００を用いることにより、微細なはんだ粉末２０であっても、流動化させやすくするとともに、電子回路基板１０の粘着部に均一に付着させることができる。また、はんだ粉末２０を除去するための別の工程が不要となるのみならず、傾斜の回数を少なくすることができる。この方法によれば、はんだ粉末２０が容器１内を少なくとも一往復すればよく、従来の方法よりも工程を簡略化させることができる。また、本実施形態のはんだ粉末付着装置１００は水平配置が可能なため、工程を自動化することができる。
　これらにより、微細なファインピッチパターンを有する電子回路基板１０を効率的に製造することができる。また、隣接する回路パターン間において、溶融はんだによる短絡を効果的に防ぐことができる。そのため、電子回路基板１０の信頼性を向上させることができるとともに、電子回路基板１０の小型化を実現することができる。そのため、優れた特性の電子機器を提供することが可能となる。
　次いで、電子回路基板１０に対するはんだ粉末２０の付着方法について図１Ａ～図１Ｄおよび図２Ａ～図２Ｃを用いて説明する。
　本実施形態の電子回路基板１０に対するはんだ粉末２０の付着方法は、電子回路基板１０上の端子の表面に粘着性付与化合物を塗布して粘着層を形成する工程と、容器１内部の一方側にはんだ粉末２０を配置する工程と、容器１内部のはんだ粉末２０に対向する位置の基板保持部に電子回路基板１０をその基板面がほぼ上下方向を向くように保持させる工程（準備工程）と、容器１の初期位置を第一の方向Ａに傾動させた傾斜位置とし、はんだ粉末２０を容器１内部の第一の方向Ａから第二の方向Ｂへ移動させる第一工程と、はんだ粉末２０を容器１内部の第二の方向Ｂから第一の方向Ａへ移動させる第二工程と、から概略構成されている。なお、以下の説明において例示される構成は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。
＜準備工程＞
　準備工程はさらに、電子回路基板１０上の端子の表面に粘着性付与化合物を塗布して粘着層を形成する工程と、容器１内部の所定位置にはんだ粉末２０を配置する工程と、容器１内部のはんだ粉末２０に対向する位置の基板保持部に電子回路基板１０を保持させる工程から概略構成されている。以下それぞれの構成についてその詳細を説明する。
（粘着層を形成する工程）
　まず、はじめに、電子回路基板１０の図示しない導電性回路電極の表面を粘着性付与化合物で処理する。
　はじめに、電子回路基板１０を準備する。本発明の対象となる電子回路基板１０はたとえば短冊状の構成であり、また、その材料としては、プラスチック基板、プラスチックフィルム基板、ガラス布基板、紙基質エポキシ樹脂基板、セラミックス基板等に金属板を積層した基板、あるいは金属基材にプラスチックあるいはセラミックス等を被覆した絶縁基板上に、金属等の導電性物質を用いて回路パターンを形成した片面回路基板、両面回路基板、多層回路基板あるいはフレキシブル回路基板等を用いることができる。また、その他に、IC基板、コンデンサ、抵抗、コイル、バリスタ、ベアチップ、ウェーハ等の適用も可能である。
　また、電子回路基板１０の表面（一面側１０ａ、他面側１０ｂ）には、たとえば銅、または銅合金からなる、図示しない回路パターンが形成されている。また、回路パターンを形成する導電性物質としては、これらに限定されず、後述する粘着性付与物質により表面に粘着性が得られる導電性の物質であれば他のものを用いても構わない。これらの金属としては、例えば、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｎｉ－Ａｕ、フラッシュ金、Ｐｄ、Ａｇはんだ合金等を含む物質等を挙げることができる。
　次いで、電子回路基板１０の図示しない導電性回路電極の表面に粘着層を形成する。まず、水または酸性水に、以下に示す粘着性付与化合物のうち少なくとも１種または２種以上を溶解し、微酸性に調整した粘着性溶液を作成する。このとき、粘着性溶液の水素イオン濃度指数は、ｐＨ３～４程度とすることが好ましい。
　次いで、粘着性溶液に電子回路基板１０を浸漬するか、または電子回路基板１０に粘着性溶液を塗布する。これにより、電子回路基板１０の回路パターンに粘着層が形成される。
　このとき、粘着性付与化合物としては、ナフトトリアゾール系誘導体、べンゾトリアゾール系誘導体、イミダゾール系誘導体、べンゾイミダゾール系誘導体、メルカプトべンゾチアゾール系誘導体及びべンゾチアゾールチオ脂肪酸等を用いることができる。これらの粘着性付与化合物は特に銅に対しての効果が強いが、他の導電性物質にも粘着性を付与することができる。
　また、本発明においては、一般式（１）で表されるべンゾトリアゾール系誘導体を好適に用いることができる。但し、式（１）中のＲ１～Ｒ４は、独立に水素原子、炭素数が１～１６（好ましくは５～１６）のアルキル基、アルコキシ基、Ｆ、Ｂｒ、Ｃｌ、Ｉ、シアノ基、アミノ基またはＯＨ基となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
　また、本発明においては、一般式（２）で表されるナフトトリアゾール系誘導体を好適に用いることができる。但し、式（２）中のＲ５～Ｒ１０は、独立に水素原子、炭素数が１～１６（好ましくは５～１６）のアルキル基、アルコキシ基、Ｆ、Ｂｒ、Ｃｌ、Ｉ、シアノ基、アミノ基またはＯＨ基となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
　また、本発明においては、一般式（３）で表されるイミダゾール系誘導体を好適に用いることができる。但し、式（３）中のＲ１１、Ｒ１２は、独立に水素原子、炭素数が１～１６（好ましくは５～１６）のアルキル基、アルコキシ基、Ｆ、Ｂｒ、Ｃｌ、Ｉ、シアノ基、アミノ基またはＯＨ基となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
　また、本発明においては、一般式（４）で表されるべンゾイミダゾール系誘導体を好適に用いることができる。但し、式（４）中のＲ１３～Ｒ１７は、独立に水素原子、炭素数が１～１６（好ましくは５～１６）のアルキル基、アルコキシ基、Ｆ、Ｂｒ、Ｃｌ、Ｉ、シアノ基、アミノ基またはＯＨ基となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
　また、本発明においては、一般式（５）で表されるメルカプトべンゾチアゾール系誘導体を好適に用いることができる。但し、式（５）中のＲ１８～Ｒ２１は、独立に水素原子、炭素数が１～１６（好ましくは５～１６）のアルキル基、アルコキシ基、Ｆ、Ｂｒ、Ｃｌ、Ｉ、シアノ基、アミノ基またはＯＨ基となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
　また、本発明においては、一般式（６）で表されるべンゾチアゾールチオ脂肪酸系誘導体を好適に用いることができる。但し、式（４）中のＲ２２～Ｒ２６は、独立に水素原子、炭素数が１～１６（好ましくは１または２）のアルキル基、アルコキシ基、Ｆ、Ｂｒ、Ｃｌ、Ｉ、シアノ基、アミノ基またはＯＨ基となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
　これらの化合物のうち、一般式（１）で示されるべンゾトリアゾール系誘導体においては、一般には、Ｒ１～Ｒ４の炭素数が多いほど粘着性が強くなる。
　また、一般式（３）及び一般式（４）で示されるイミダゾール系誘導体及びべンゾイミダゾール系誘導体においても、一般には、Ｒ１１～Ｒ１７の炭素数が多いほど粘着性が強くなる。
　また、一般式（６）で示されるべンゾチアゾールチオ脂肪酸系誘導体においては、Ｒ２２～Ｒ２６の炭素数は、１または２であることが好ましい。
　また、粘着性溶液のｐＨ調整に用いる物質としては、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸等の無機酸等をあげることができる。また有機酸としては、蟻酸、乳酸、酢酸、プロピオン酸、リンゴ酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、酒石酸等を用いることができる。ここで、粘着性溶液における粘着性付与化合物の濃度は特に限定されず、溶解性、使用状況に応じて適宜調整して用いればよい。このとき、粘着性付与化合物の濃度としては全体として０．０５質量％～２０質量％の範囲内の濃度であることが好ましい。また、０．０５質量％より低濃度にすると、粘着性付与化合物は十分な粘着性を付与できなくなるため好ましくない。
　また、粘着性溶液を導電性回路電極に付着させる際の処理温度については、室温より若干高めにすることが好ましい。これにより、粘着層の形成速度、形成量が十分な値となるためである。また、この処理温度は、粘着性付与化合物の濃度や導電性回路電極を構成する金属の種類などに応じてその最適値は変化するが、一般的には３０℃～６０℃位の範囲が好適である。また、この粘着性溶液への浸漬時間は５秒～５分間位の範囲であることが好ましい。そのため、浸漬時間がこの範囲内となるように他の条件を調整することが好ましい。
　また、粘着性溶液中には、銅イオンを５０～１０００ｐｐｍ共存させることが好ましい。銅イオンを共存させることにより、粘着層の形成速度、形成量などの形成効率が高まるためである。
（容器１内部にはんだ粉末２０を配置する工程）
　次いで、容器１を第一の方向Ａ側に傾けて蓋１ｂを開放し、図１Ａに示すようにはんだ粉末２０を配置する。ここで、はんだ粉末２０の金属組成としては、例えばＳｎ－Ｐｂ系、Ｓｎ－Ｐｂ－Ａｇ系、Ｓｎ－Ｐｂ－Ｂｉ系、Ｓｎ－Ｐｂ－Ｂｉ－Ａｇ系、Ｓｎ－Ｐｂ－Ｃｄ系が挙げられる。また、最近の産業廃棄物におけるＰｂ排除の観点から、Ｐｂを含まないＳｎ－Ｉｎ系、Ｓｎ－Ｂｉ系、Ｉｎ－Ａｇ系、Ｉｎ－Ｂｉ系、Ｓｎ－Ｚｎ系、Ｓｎ－Ａｇ系、Ｓｎ－Ｃｕ系、Ｓｎ－Ｓｂ系、Ｓｎ－Ａｕ系、Ｓｎ－Ｂｉ－Ａｇ－Ｃｕ系、Ｓｎ－Ｇｅ系、Ｓｎ－Ｂｉ－Ｃｕ系、Ｓｎ－Ｃｕ－Ｓｂ－Ａｇ系、Ｓｎ－Ａｇ－Ｚｎ系、Ｓｎ－Ｃｕ－Ａｇ系、Ｓｎ－Ｂｉ－Ｓｂ系、Ｓｎ－Ｂｉ－Ｓｂ－Ｚｎ系、Ｓｎ－Ｂｉ－Ｃｕ－Ｚｎ系、Ｓｎ－Ａｇ－Ｓｂ系、Ｓｎ－Ａｇ－Ｓｂ－Ｚｎ系、Ｓｎ－Ａｇ－Ｃｕ－Ｚｎ系、Ｓｎ－Ｚｎ－Ｂｉ系を用いることが特に好ましい。
　また、上記金属組成の具体例としては、Ｓｎが６３質量％、Ｐｂが３７質量％の共晶ハンダ（以下６３Ｓｎ／３７Ｐｂと表す。）を中心として、６２Ｓｎ／３６Ｐｂ／２Ａｇ、６２．６Ｓｎ／３７Ｐｂ／０．４Ａｇ、６０Ｓｎ／４０Ｐｂ、５０Ｓｎ／５０Ｐｂ、３０Ｓｎ／７０Ｐｂ、２５Ｓｎ／７５Ｐｂ、１０Ｓｎ／８８Ｐｂ／２Ａｇ、４６Ｓｎ／８Ｂｉ／４６Ｐｂ、５７Ｓｎ／３Ｂｉ／４０Ｐｂ、４２Ｓｎ／４２Ｐｂ／１４Ｂｉ／２Ａｇ、４５Ｓｎ／４０Ｐｂ／１５Ｂｉ、５０Ｓｎ／３２Ｐｂ／１８Ｃｄ、４８Ｓｎ／５２Ｉｎ、４３Ｓｎ／５７Ｂｉ、９７Ｉｎ／３Ａｇ、５８Ｓｎ／４２Ｉｎ、９５Ｉｎ／５Ｂｉ、６０Ｓｎ／４０Ｂｉ、９１Ｓｎ／９Ｚｎ、９６．５Ｓｎ／３．５Ａｇ、９９．３Ｓｎ／０．７Ｃｕ、９５Ｓｎ／５Ｓｂ、２０Ｓｎ／８０Ａｕ、９０Ｓｎ／１０Ａｇ、９０Ｓｎ／７．５Ｂｉ／２Ａｇ／０．５Ｃｕ、９７Ｓｎ／３Ｃｕ、９９Ｓｎ／１Ｇｅ、９２Ｓｎ／７．５Ｂｉ／０．５Ｃｕ、９７Ｓｎ／２Ｃｕ／０．８Ｓｂ／０．２Ａｇ、９５．５Ｓｎ／３．５Ａｇ／１Ｚｎ、９５．５Ｓｎ／４Ｃｕ／０．５Ａｇ、５２Ｓｎ／４５Ｂｉ／３Ｓｂ、５１Ｓｎ／４５Ｂｉ／３Ｓｂ／１Ｚｎ、８５Ｓｎ／１０Ｂｉ／５Ｓｂ、８４Ｓｎ／１０Ｂｉ／５Ｓｂ／１Ｚｎ、８８．２Ｓｎ／１０Ｂｉ／０．８Ｃｕ／１Ｚｎ、８９Ｓｎ／４Ａｇ／７Ｓｂ、８８Ｓｎ／４Ａｇ／７Ｓｂ／１Ｚｎ、９８Ｓｎ／１Ａｇ／１Ｓｂ、９７Ｓｎ／１Ａｇ／１Ｓｂ／１Ｚｎ、９１．２Ｓｎ／２Ａｇ／０．８Ｃｕ／６Ｚｎ、８９Ｓｎ／８Ｚｎ／３Ｂｉ、８６Ｓｎ／８Ｚｎ／６Ｂｉ、８９．１Ｓｎ／２Ａｇ／０．９Ｃｕ／８Ｚｎなどが挙げられる。また本発明に用いるはんだ粉末２０としては、異なる組成のはんだ粉末を２種類以上混合させたものを用いてもよい。
　また、はんだ粉末２０の粒径は４μｍ～２０μｍの範囲であることが好ましく、５μｍ～１０μｍの範囲であることが特に好ましい。はんだ粉末２０の粒径は特にこの値に制限されず、これより大きいものであってもかまわない。
　また、このときの容器１の傾斜角度は、はんだ粉末２０の量や、後述する第一工程における傾斜角度に応じて適宜設定すればよい。
　次いで、容器１内部の第一の方向Ａ側に、はんだ粉末２０を配置する。このとき、はんだ粉末２０は、基板保持部に接触しないようにすることが好ましい。この蓋１ｂは、電子回路基板１０へはんだ粉末２０を付着させる処理を行うたびに開放し、そこからはんだ粉末２０および電子回路基板１０を容器１内に出し入れする。
　また、湿式ではんだ粉末２０の付着を行う場合は、容器１を傾けて水等の分散液を容器１内に入れた後に、はんだ粉末２０を添加する。これにより、はんだ粉末２０は分散液中に分散してはんだ懸濁液となる。
　また、本実施形態においては、はんだ粉末２０を電子回路基板１０よりも先に容器１内部に入れておくことが好ましい。これにより、後述する基板保持部に電子回路基板１０を保持させる工程において蓋１ｂを開閉しても、はんだ粉末２０の飛散が抑制されるためである。
（基板保持部に電子回路基板１０を保持させる工程）
　次いで、図示しない基板保持部に電子回路基板１０を保持させる。この基板保持部は容器１内に設けられており、複数の電子回路基板１０を容器１の底部１ａから間隔を空けるとともに、その基板面をほぼ上下方向を向くように保持できる構成であれば、既存のものを用いても構わない。また、このような基板保持部においては、その抑え部は電子回路基板１０を挿入する際に大きな障害とならないような突起、ピンなど、小型のものを用いることが好ましい。
　このような基板保持部に電子回路基板１０を保持させることにより、電子回路基板１０の他面側１０ｂは、容器１の底部１ａと並行に、かつ、底部１ａとの間で間隔を保って保持される。
　このとき、電子回路基板１０の蓋１ｂ側の基板面を一面側１０ａ、底部１ａ側の基板面を他面側１０ｂとする。また、このような基板保持部に複数の電子回路基板１０を保持する際は、電子回路基板１０同士を並行に、かつ、互いに一定の間隔を保って配置することが好ましい。これにより、電子回路基板１０は、後述する偏芯モーター３ａの直上に配置された構成となる。以上により、電子回路基板１０は底部１ａに対して並行に取り付けられる。
　ここで、電子回路基板１０を容器１内部に出し入れする際、はんだ粉末２０は容器１の下部に貯蔵され、蓋１ｂから離間した配置となる。このため、蓋１ｂが開閉される際、はんだ粉末２０の外部への飛散は抑制される。
　この後、蓋１ｂを閉じて、容器１内部の密閉空間にたとえばＮ２などの不活性ガスを充填させる。また、この後の工程において電子回路基板１０を取り出すまで、蓋１ｂは閉じたままとする。容器１内部を不活性ガスで充填させたままにすることで、はんだ粉末２０の酸化を防止するためである。
＜第一工程＞
　次いで、図１Ａ～図１Ｄに示すように、はんだ粉末２０を容器１内部の第一の方向Ａ側から第二の方向Ｂ側へ移動させる。
　図１Ａは、容器１内部にはんだ粉末２０もしくははんだ懸濁液と電子回路基板１０を配置した状態である。容器１の外側には、偏芯モーター３ａと制御手段３ｂからなる振動機構３が設けられており、このうち少なくとも偏芯モーター３ａは底部１ａ中央に対応する位置に設けられている。
　また、偏芯モーター３ａの回転軸は制御手段３ｂにより、その回転方向と振幅および周波数を制御されている。本実施形態においては、偏芯モーター３ａの回転軸は容器１の傾動方向と同じ方向に回転するように制御され、傾動方向の変更に応じてその回転方向も変更される。
　また、容器１の外側には、傾動軸４ａと傾動手段４ｂと傾動板４ｃからなる傾動機構４が設けられており、後述する支持部２を介して容器１を傾動させる構成となっている。また、その傾動手段４ｂは、傾斜角度を任意に設定可能である。
　まず、容器１を第一の方向Ａ側から第二の方向Ｂ側へ水平状態からたとえば５°の角度で傾動させる。はじめに、傾動手段４ｂの例えば図示しない駆動モーターにより傾動軸４ａを回転させる。これにより、傾動軸４ａに接合された傾動板４ｃはら第二の方向Ｂ側へ傾動する。このとき傾動板４ｃは、傾動手段４ｂで設定した任意の傾斜角度で傾動させることができる。
　ここで、容器１はたとえばバネなどの弾性体からなる支持部２により傾動板４ｃと連結している。これにより、容器１は傾動板４ｃに連動して傾動する。また、支持部２はバネに限られず、容器１の重量を支えることができ、かつ、弾性体であれば他のものから構成されていても構わない。また、支持部２の配置は特に限定されないが、少なくとも容器１の底部１ａの両端を支持するとともに、互いが等間隔で配置されていることが好ましい。
　また、容器１の傾動に伴い、偏芯モーター３ａと制御手段３ｂからなる振動機構３は、容器１の底部１ａを振動させる。制御手段３ｂは後述する傾動機構４と連動しており、容器１の傾動に応じて偏芯モーター３ａの回転軸の回転方向を制御する構成となっている。
　また、偏芯モーター３ａの回転軸は制御手段３ｂにより、容器１の傾動方向と同じ方向に回転するように制御されている。これにより、偏芯モーター３ａの回転軸は容器１の傾動方向に応じてその回転方向を変化させ、底部１ａに対し常に垂直の角度で振動を与える。
　この振動により、はんだ粉末２０は下から上に突き上げられ、跳ね上がるように挙動する。これにより、はんだ粉末２０の凝集は防がれ、容器１の傾動に伴って移動することができる。また、これにより、はんだ粉末２０は微細部まで均一に行き渡るため、電子回路基板１０の他面側１０ｂと、容器１の底部１ａとの間にも行き渡る。そのため、はんだ粉末２０を、他面側１０ｂの粘着部にも十分付着させることができる。
　また、はんだ粉末２０は下から上に突き上げられ、跳ね上がるように挙動するため、電子回路基板１０に垂直の角度で衝突し、粘着部に効果的に付着する。
　また、はんだ懸濁液を用いる際は、はんだ粉末２０は下から上に突き上げられ、跳ね上がるように挙動するため、はんだ懸濁液の固形化は防がれる。そのため、はんだ懸濁液は液状化し、容器１の傾動に伴って微細部にまで流動する。また、はんだ粉末２０は電子回路基板１０に垂直の角度で衝突するため、粘着部に効果的に付着する。
　このとき、偏芯モーター３ａの回転軸の振幅および周波数は、はんだ粉末２０の状態に応じて任意に設定すればよい。周波数は５０Ｈｚ～６０Ｈｚの範囲で設定できれば構わないが、０．５Ｈｚ～１００ｋＨｚの範囲で設定できれることが特に好ましい。周波数を０．５Ｈｚ未満とすると振動の効果が得られず、また、１００ｋＨｚを超えるとはんだ粉末２０の移動が困難となるため、好ましくない。
　以上により、図１Ｂ～図１Ｃに示すように、はんだ粉末２０は電子回路基板１０の表面に接しながら移動し、その粘着部に付着する。なお、偏芯モーター３ａの振幅および周波数は、はんだ粉末２０の移動状態や跳ね上がりの状態に応じて任意に設定すればよい。ここでは周波数については、たとえば交流周波数５０Ｈｚで設定する。
　また、偏芯モーター３ａは容器１の外側で、かつ、底部１ａ中央に対応する位置に一つが設けられていればよいが、複数の偏芯モーター３ａが設けられた構成であっても構わない。この場合は、制御手段３ｂにより、偏芯モーター３ａを全て同じ方向に回転させるように制御することが好ましい。また、複数の偏芯モーター３ａは、基板保持部の直下に対応する位置で、かつ、互いに等間隔で配置されていることが好ましい。これらにより、複数の偏芯モーター３ａは均等に、かつ、底部１ａに対し垂直の角度で振動を与えることができるためである。
　この後、図１Ｄに示すように、はんだ粉末２０は容器１の第二の方向Ｂの側の側壁に当たり、その移動を終了する。このとき、支持部２は容器１が傾動した際の重量を受けて伸縮するため、はんだ粉末２０の流動、および、はんだ粉末２０の容器１内への衝突を緩和することができる。
＜第二工程＞
　次いで、図２Ａ～図２Ｃに示すように、はんだ粉末２０を容器１内部の第二の方向Ｂから第一の方向Ａへ移動させる。図２Ａは、第一工程の後の状態であり、容器１内部の第二の方向Ｂの側に、はんだ粉末２０もしくははんだ懸濁液と電子回路基板１０が配置された状態である。
　まず、容器１を水平状態からたとえば３０°の角度で第一の方向Ａの側へ傾動させる。
　この傾動は、第一工程での傾動とは逆の方向である。また、この傾動は、第一工程での第二の方向Ｂへの傾動よりも大きい傾斜角度で行うことが好ましい。
　また、容器１の傾動に伴い、振動機構３により容器１の底部１ａを振動させる。偏芯モーター３ａの回転軸は制御手段３ｂにより、容器１の第二の方と同じ方向へ回転する。このとき、第一の方向Ａは、第二の方向Ｂとは反対の向きとなる。これにより、偏芯モーター３ａは底部１ａに対し垂直の角度で振動を与える。
　これにより、はんだ粉末２０は跳ね上がるように挙動し、図２Ｂに示すように容器１の傾動に伴って移動する。
　このとき、容器１の傾動は、第一工程での容器１の傾動よりも大きい傾斜角度で行うことが好ましい。それにより、余計な箇所に付着したはんだ粉末２０や、余分なはんだ粉末２０は振動により跳ね上がるとともに、容器１内を第一の方向Ａの方向へ移動する。これにより、粘着部以外の箇所に付着したはんだ粉末２０を効果的に除去することができる。
　以上により、はんだ粉末２０を電子回路基板１０の粘着部に効果的に付着させることができるとともに、余計な箇所に付着したはんだ粉末２０を除去することができる。この第一工程、第二工程は少なくとも１回行えばよいが、その付着状況に応じて適宜その回数を調整すればよい。
　また、偏芯モーター３ａの振幅および周波数は、はんだ粉末２０の移動状態や跳ね上がりの状態に応じて任意に設定すればよい。また、偏芯モーター３ａが複数設けられている場合は、偏芯モーター３ａは全て同じ方向に回転するように制御手段３ｂにより制御することが好ましい。
　この後、図２Ｃに示すように、はんだ粉末２０は容器１の第一の方向Ａの側壁に当たり、その移動を終了する。
　この後、容器１から電子回路基板１０を取り出す工程と、電子回路基板１０に有機酸塩基のハロゲン化水素酸塩を含む活性剤を塗布する工程と、電子回路基板１０を、はんだの融点以下で加熱して、はんだ粉末２０を定着させる工程と、電子回路基板１０にフラックスを塗布する工程と、電子回路基板１０にを加熱して、はんだ粉末２０を溶融する工程を行うことにより、電子回路基板１０が製造される。
　本実施形態の電子回路基板１０に対するはんだ粉末２０の付着方法によれば、はんだ粉末２０と電子回路基板１０を入れた容器１を任意の傾斜角度で傾動させることができる。
　また、偏芯モーター３ａを、容器１の傾動方向と同じ方向で回転させることができる。これにより、容器１の傾動に応じて、その底部１ａに対し垂直の角度で振動を与えることができる。
　これによりはんだ粉末２０は跳ね上がるように挙動する。そのため、微細なはんだ粉末２０であっても、その凝集が防がれる。また、はんだ粉末２０の懸濁液であっても、その固形化が防がれる。そのため、本実施形態によれば、はんだ粉末２０を容器１の傾動に合わせて容器１内を均一に行き渡らせることができるとともに、電子回路基板１０の粘着部に垂直に衝突させることができる。そのため、第一工程において、電子回路基板１０の他面側１０ｂをはじめ、粘着部の微細な部分にもはんだ粉末２０を十分付着させることができる。
　また、第二工程において、第一工程よりも大きい傾斜角度で容器１を傾動させることにより、余計な箇所に付着したはんだ粉末２０や、余分なはんだ粉末２０を効率的に除去することが可能となる。
　以上により、微細なはんだ粉末２０であっても、電子回路基板１０の粘着部に均一に付着させることができる。また、はんだ粉末２０を除去するための別の工程が不要となるのみならず、傾斜の回数を少なくすることができる。この方法によれば、はんだ粉末２０は容器１内を少なくとも一往復すればよく、従来の方法よりも工程を簡略化させることができる。また、本実施形態のはんだ粉末付着装置１００は水平配置が可能なため、それによる工程を自動化することができる。
　これらにより、微細なファインピッチパターンを有する電子回路基板１０を効率的に製造することができる。また、隣接する回路パターン間において、溶融はんだによる短絡を効果的に防ぐことができる。そのため、電子回路基板１０の信頼性を向上させることができるとともに、電子回路基板１０の小型化を実現することができる。これにより、優れた特性の電子機器を提供することが可能となる。
　以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
（実施例１）
　まず、幅５０ｍｍ、縦２００ｍｍ、厚さ０．４ｍｍの大きさの短冊状の電子回路基板１０を準備した。なお、電子回路基板１０の電極の最小幅は２０μｍであり、電極間の最小間隔は２０μｍであった。
　次いで、塩酸水により電子回路基板１０の前処理を行った。次いで、粘着性付与化合物を含む粘着性溶液として一般式（３）のＲ１２のアルキル基がＣ１１Ｈ２３、Ｒ１１が水素原子であるイミダゾール系化合物の２質量％水溶液を準備し、酢酸によりそのｐＨを約４に調整した。次いで、この粘着性溶液を４０℃に加温し、電子回路基板１０を３分間浸漬した。これにより、電子回路基板１０の一面側１０ａおよび他面側１０ｂの電子回路に粘着層が形成された。
　次いで、内寸法が縦２００ｍｍ、横１２０ｍｍ、高さ１５０ｍｍの大きさの容器１を第一の方向Ａの側に傾けて蓋１ｂを開放した。次いで、蓋１ｂの開口部より、組成が９６．５Ｓｎ／３．５Ａｇ、粒径が５μｍのはんだ粉末２０を、容器１内の第一の方向Ａの側に約４００ｇ配置した。このとき、はんだ粉末２０は、図示しない基板保持部に接触しないようにした。次いで、容器１内に水１６００ｍｌを投入し、はんだ粉末２０のはんだ懸濁液を形成した。
　次いではんだ粉末付着装置１００を準備し、図示しない基板保持部に、三枚の電子回路基板１０の一面側１０ａを上方（容器１の蓋１ｂ側）に向け、かつ、底部１ａとの間で間隔を保つ構成で保持させた。この状態を図１Ａに示す。
　次いで、傾動手段４ｂの例えば図示しない駆動モーターにより傾動軸４ａを駆動させた。これにより容器１は第二の方向Ｂの側へ、水平状態から５°の傾斜角度で傾動した。また、これに伴い、偏芯モーター３ａを容器１の傾動方向と同じ方向で回転させた。これにより、底部１ａはその外側から垂直の角度で振動を与えられた。また、このときの偏芯モーター３ａの周波数は、交流周波数５０Hzとした。
　次いで、容器１を第一の方向Ａの側へ、水平状態から５°の傾斜角度で傾動させた。また、これに伴い、偏芯モーター３ａを容器１の傾動方向で回転させた。
　この第一の方向Ａへの傾動と第二の方向Ｂの方向への傾動は一回ずつ行った。また、これら傾動の周期はそれぞれ１０秒とした。
　この後、容器１から電子回路基板１０を取り出して純水で軽く洗浄した後、乾燥させた。
　次いで、電子回路基板１０の一面側１０ａと他面側１０ｂの両面に活性剤を塗布した。
　次いで電子回路基板１０を空気中で乾燥させ、２４０℃に加熱したオーブンに入れて空気中で１分加熱し、はんだ粉末２０を融解させた。この後、電子回路基板１０の電子回路の確認を行ったが、短絡や脱落は見られなかった。
（比較例１）
　偏芯モーター３ａを回転させない以外は、実施例１と同じ方法を採用したが、図３に示すように、容器１を傾動させても、はんだ粉末２０は十分に拡散しなかった。また、この後、電子回路基板１０を製造したのちに電子回路の確認を行ったところ、短絡や脱落が観察された。
１…容器、１ａ…底部、１ｂ…蓋、２…支持部、３…振動機構、３ａ…偏芯モーター、３ｂ…制御手段、４…傾動機構、４ａ…傾動軸、４ｂ…傾動手段、４ｃ…傾動板、１０…電子回路基板、２０…はんだ粉末、１００…はんだ粉末付着装置、Ａ…第一の方向、Ｂ…第二の方向

Claims (18)

  1. 　電子回路基板およびはんだ粉末を収容する容器と、
    　前記容器内に備え付けられ、前記電子回路基板をその基板面がほぼ上下方向を向くように保持する基板保持部と、
    　前記容器の初期位置を第一の方向に傾動させた傾斜位置とし、前記初期位置から前記第一の方向と反対の第二の方向に前記容器を傾動させてから、前記容器を前記第一の方向に再び傾動させる傾動機構と、
    　回転軸を回転させることにより前記容器の底部に振動を与える、前記底部の中心に設けられた偏芯モーターと、前記偏芯モーターの前記回転軸を前記容器の傾動方向と同じ方向に設定する制御手段からなる振動機構と、を具備してなることを特徴とするはんだ粉末付着装置。
  2. 　前記振動機構が、前記傾動機構が前記容器を傾動させる際に前記容器を振動させる機能を有することを特徴とする請求項１に記載のはんだ粉末付着装置。
  3. 　前記傾動機構が、傾動の角度を任意の値に制御するものであることを特徴とする請求項１に記載のはんだ粉末付着装置。
  4. 　前記制御手段が、前記偏芯モーターの振幅および周波数を任意の値に制御するものであることを特徴とする請求項１に記載のはんだ粉末付着装置。
  5. 　前記周波数が０．５Ｈｚ～１００ｋＨｚの範囲であることを特徴とする請求項４に記載のはんだ粉末付着装置。
  6. 　前記偏芯モーターが複数設けられ、全てが同じ方向に回転することを特徴とする請求項１に記載のはんだ粉末付着装置。
  7. 　前記基板保持部が、複数の前記電子回路基板を保持する構成であることを特徴とする請求項１に記載のはんだ粉末付着装置。
  8. 　前記支持部が弾性体からなることを特徴とする請求項１項に記載のはんだ粉末付着装置。
  9. 　前記容器に蓋が設けられ、前記容器内側に密閉空間を有することを特徴とする請求項１に記載のはんだ粉末付着装置。
  10. 　電子回路基板の粘着部にはんだ粉末を付着させるはんだ粉末の付着方法において、
    　容器内部の一方側にはんだ粉末を配置するとともに、前記容器内部の基板保持部に前記電子回路基板をその基板面がほぼ上下方向を向くように保持する準備工程と、
    　前記容器の初期位置を第一の方向に傾動させた傾斜位置とし、傾動機構により前記初期位置から前記第一の方向と反対の第二の方向に、前記容器を傾動させる第一工程と、
    　前記容器を前記第一の方向に再び傾動させる第二工程と、を具備することを特徴とするはんだ粉末の付着方法。
  11. 　前記第二工程において、前記第二の方向への傾動よりも大きい傾斜角度で、前記第一の方向への傾動を行うことを特徴とする、請求項１０に記載のはんだ粉末の付着方法。
  12. 　前記第一工程と第二工程において、前記偏芯モーターを複数用い、かつ、それらを全て同じ方向に回転させることを特徴とする請求項１０に記載のはんだ粉末の付着方法。
  13. 　前記第一工程と第二工程において、前記傾動機構により、傾動の角度を任意の値に制御することを特徴とする、請求項１０に記載のはんだ粉末の付着方法。
  14. 　前記第一工程と第二工程において、前記偏芯モーターの振幅および周波数を、制御手段により任意の値に制御することを特徴とする、請求項１０に記載のはんだ粉末の付着方法。
  15. 　前記周波数を０．５Ｈｚ～１００ｋＨｚの範囲とすることを特徴とする請求項１４に記載のはんだ粉末の付着方法。
  16. 　前記準備工程において、前記容器に蓋を設けるとともに、前記容器内側の密閉空間に不活性ガスを充填することを特徴とする請求項１０に記載のはんだ粉末の付着方法。
  17. 　前記はんだ粉末の粒径が４μｍ～２０μｍの範囲であることを特徴とする請求項１０に記載のはんだ粉末の付着方法。
  18. 　前記はんだ粉末の粒径が５μｍ～１０μｍの範囲であることを特徴とする請求項１７に記載のはんだ粉末の付着方法。
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