WO2022249408A1

WO2022249408A1 - 半田接続方法

Info

Publication number: WO2022249408A1
Application number: PCT/JP2021/020266
Authority: WO
Inventors: 藍柳原; 賢哉鈴木
Original assignee: 日本電信電話株式会社
Priority date: 2021-05-27
Filing date: 2021-05-27
Publication date: 2022-12-01

Abstract

本発明は、ＳＭＴ実装部品を半田接続において、半田ペーストのスクリーン印刷で用いるメタルマスクの開口部の特徴的な大きさまたは形状により、搭載する電子部品のリードピン部の接続強度を高めた半田接続方法を提供する。表面実装部品の半田接続方法であって、複数の電極パッドを有する基板の上に、前記複数の電極パッドに対応する開口部を有するマスクを配置するステップと、前記開口部に、半田ペーストを塗布するステップと、前記基板をリフロー加熱するステップとを備え、前記複数のパッドの内の少なくとも１つのパッドの面積Ｓpadと、前記少なくとも１つのパッドに対応する開口部の面積Ｓmaskとの間に、Ｓmask＞Ｓpadが成り立つように前記パッドが構成される。

Description

半田接続方法

　本発明は、電子部品の半田接続方法および実装構造に関する。

　電子基板上に搭載される電子部品の表面実装化が、電子機器の小型化および低コスト化に貢献してきた。スマートフォン等に代表される小型の通信機器では、電子回路や配線パターンの微細化、電子部品のリードピンピッチの微細化が進んでいる。電子機器ではエポキシガラス積層板（以下、ガラエポ基板）一般的だったが、ガラエポ基板以外の基板の上電子部品を半田実装したデバイスも増えてきた。

　光通信機器においても、光デバイスと電子デバイスの多様な集積化が進んでいる。例えば特許文献１には、石英ガラスを用いた平面光波回路上に電気コネクタを半田実装した構造が開示されている。また半田を用いて電子部品以外の部材を基板上に固定したり、封止構造の接着部に半田を用いたりするなど、半田実装技術の用途が多様化している（非特許文献１）。電子部品の半田実装には、表面実装技術（ＳＭＴ：Surface Mount Technology）を用いるのが一般的である（非特許文献２）。

国際公開公報　Ｗ２０１９／１０７５７１

Lars Brusberg et al., "Glass Substrate With Integrated Waveguides for Surface Mount Photonic Packaging", JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY, VOL. 39, NO. 4, ２０２１年２月１５日 Huijun Gao et al., "A Line-Based-Clustering Approach for Ball Grid Array Component Inspection in Surface-Mount Technology", IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS, 3030, VOL. 64, NO. 4, ２０１７年４月

　ＳＭＴによる実装工程は、全工程が高速かつ自動で行われるため非常に量産性に優れた手法である。電子回路や配線パターンの微細化、電子部品のリードピンピッチの微細化が進むにつれて、ＳＭＴ工程で使用される製造ツールであるメタルマスクの開口部面積も小さくなる。メタルマスク開口部の面積が小さくなると、メタルマスクを基板から除去する際に、開口部から半田ペーストが抜けにくくなる。半田ペーストの「抜け」不良が生じると半田塗布量が不足したり、リードピン間で半田量がばらついたりしてしまう。半田量の不足やばらつきは、半田接続部の接続強度の低下や、リードピン同士の応力差による特定リードピンの半田のクラック発生などの問題を生じさせていた。

　本発明は、上述のような問題に鑑み、ＳＭＴ工程における搭載部品や関連する製造ツールの微細化が進んでも、半田量の不足やばらつきを抑えた、高信頼で高品質な半田接続を実現する製造方法を提示する。

　本発明の１つの態様は、表面実装部品の半田接続方法であって、複数の電極パッドを有する基板の上に、前記複数の電極パッドに対応する開口部を有するマスクを配置するステップと、前記開口部に、半田ペーストを塗布するステップと、前記基板をリフロー加熱するステップとを備え、前記複数のパッドの内の少なくとも１つのパッドの面積Ｓpadと、前記少なくとも１つのパッドに対応する開口部の面積Ｓmaskとの間に、Ｓmask＞Ｓpad
が成り立つように前記パッドが構成されたことを特徴とする半田接続方法である。

　ＳＭＴ実装部品の電極パッド上で半田量の不足やばらつきを抑えた、高信頼で高品質な半田接続を実現する製造方法を提供する。

一般的なＳＭＴ実装部品の半田接続工程の一部を示す図である。一般的なＳＭＴ実装部品の半田接続工程の一部を示すもう１つの図である。基板上の電極パッドとメタルマスクの開口部の寸法関係を示す図である。本開示の半田接続方法で用いられるメタルマスク開口部を示す図である。リードピン部における半田接続部の断面観察個所を説明する図である。本開示の半田接続方法で形成された半田接続部の断面を示す図である。メタルマスクの３種類の開口部の形状のパラメータを一覧する表である。実施例２の半田接続方法で用いられるメタルマスク開口部を示す図である。

　本発明は、ＳＭＴ実装部品を半田接続する工程において、半田ペーストのスクリーン印刷で用いるメタルマスクの開口部に、特徴的な大きさまたは形状を採用し、搭載する電子部品のリードピン部の接続強度を安定化した半田接続方法を提供する。開口部が微細化したメタルマスクにおいても、半田ペーストの抜けによる、電極パッド上の半田量ばらつきの発生を抑えることができる。

　以下では、まずＳＭＴ実装部品における一般的な実装工程を概観し、メタルマスクの開口部が微細化することで生じていた問題を確認する。次に、本発明の半田接続方法を説明する。さらに、本発明の半田接続方法で使用するのに好適なマスク開口部の形状についても説明する。

　図１は、一般的なＳＭＴ実装部品の半田接続工程の一部を示す図である。図１では、基板上に部品を搭載する前の半田ペーストの塗布工程を示しており、（ａ）にアラインメント、（ｂ）にスクリーン印刷前、（ｃ）にスクリーン印刷後の状態をそれぞれ模式的に示している。いずれも、ＳＭＴ実装部品を搭載する基板２の上面および側面を示している。

　図２は、一般的なＳＭＴ実装部品の半田接続工程の一部を示すもう１つの図である。図２では、図１の半田ペーストの塗布工程に引き続く、部品を搭載した後のリフロー工程を示しており、（ａ）に部品実装状態、（ｂ）にリフロー前後の半田の状態を示す。図１および図２で、ＳＭＴ実装部品を基板上に半田接続する一連の工程が説明される。ＳＭＴ実装部品の実装フローは、以下の通りである。

　最初に図１の（ａ）に示したように、搭載先の基板２の上の電極パッド３とメタルマスク１の位置合わせを行う。電極パッド３とメタルマスクの開口部４の位置合わせは、開口部４が電極パッド３の領域内に収まるように行われる。次に、図１の（ｂ）に示したように、スクリーン印刷として、スキージ（へら）を使って半田ペースト６ａを開口部４内に充填する。図１の（ｃ）はスキージを図の右方向に移動完了して、電極パッド３上の各々の開口部内に半田６ｂが充填された状態を示している。この状態で、メタルマスク１を基板から除去すると、半田ペーストが開口部から抜けて電極パッド上に、電極パッドの形状に合わせて、半田ペーストがパターニングされた状態となる。

　次に図２の（ａ）に示したように、チップマウンターによって、周囲にリードピンが配置された電子部品１０を基板２の上に搭載する。図２の（ｂ）および（ｃ）は、（ａ）の点線部分を拡大して、基板上面および基板側面を見た図である。（ｂ）のリフロー工程前の状態では、ペースト状の半田６ｂの上に電子部品のリードピン１１が載っている状態となっている。この状態で、リフロー炉内で、所定の移動速度で基板全体を流すことによって、半田ペースト内の半田粒が溶け、電極パッド上で一体の半田６ｃとなり、電極パッドとリードピン１１との間の半田付けが完了する。上述のＳＭＴ実装部品の半田接続工程は、図１～図２に示した全工程が高速かつ自動で行われるため、非常に量産性に優れた手法である。

　しかしながら、配線パターンの微細化、電子部品のリードピンの微細化により、ＳＭＴ実装部品の実装難易度が高くなり、様々な問題を生じていた。半田量の不足やばらつきによる接続不良や、半田接続部にクラックによる信頼性の低下の問題である。これらの問題の原因の１つは、図１の（ｂ）、（ｃ）に示した半田ペーストのスクリーン印刷時に生じる、半田ペーストのパターニング不良である。

　各電極パッドに塗布される半田ペースト量Ｖは、パターニング時のメタルマスクの開口部面積Ｓとメタルマスクの厚さＴによって制御される。このときの半田ペースト量Ｖは、次式で表される。
　Ｖ＝Ｓ × Ｔ　　　　　　　　式（１）

　図２に示した各リードピン１１に対する電極パッド３への半田量を、図１のメタルマスク１の開口部４の面積と、メタルマスクの厚さを適切に設定することによって制御することができる。

　図３は、基板上の電極パッドとメタルマスクの開口部の寸法関係を示す図である。図３の（ａ）は、電極パッド３を有する基板２の上面図と、対応するメタルマスク１の上面および側面図を示しており、（ｂ）は、基板２とメタルマスク１を位置合わせして、重ねた状態を示す。通常は、電極パッド３の面積（Ｌpad_x×Ｌpad_y）に対して、開口部の面積Ｓ（Ｌmask_x×Ｌmask_y）が小さくなるようにメタルマスクが構成される。すなわち電極パッドと開口部の寸法の間に、Ｌmask_x＜Ｌpad_xおよびＬmask_y＜Ｌpad_yの関係が成立している。ＳＭＴ実装部品のリードピンサイズおよびリードピン間のピッチの微細化に伴い、電極パッド３のサイズおよびビッチも微細化される。同時に、メタルマスク１の開口部４の面積Ｓ（Ｌmask_x×Ｌmask_y）も小さくなる。メタルマスクの開口部の面積Ｓが小さくなれば、図１の（ｃ）の状態の後でメタルマスクを基板から除去する時に、メタルマスクの開口部４から半田ペーストが抜けにくくなる。

　式（１）の関係から、開口部の面積が小さくなった時、一定量の半田ペースト量Ｖを確保するために、メタルマスクの厚さＴを増やすことができる。しかしながら、メタルマスクの厚さ（図３のＴmask）を増やすと、半田ペーストの界面張力が大きくなるため、半田ペーストはメタルマスクから抜けにくくなる。半田ペーストの粘度は、約１０～２００Ｐａ・Ｓ程度と比較的高い。このため、メタルマスクの厚さＴmaskが増えるにつれて、開口部内から半田が抜け切らず、メタルマスク側の開口部内に半田が残ってしまう。このように、ＳＭＴ実装部品のリードピンサイズおよびリードピン間のピッチの微細化とともに、開口部内に一部の半田が残存することによって、電極パッド上の半田塗布量不足や、電極パッド間で半田量にばらつきが発生してしまう。

　ＳＭＴ実装部品に接続されている複数のリードピンが均一に電極パッドに半田接続されていれば、応力は各リードピンに均一に分散し、一部のリードピンに局所的に応力が加わることはない。しかしながら、リードピン間で半田量にばらつきがあれば、一部のリードピンに応力が集中して掛かり、半田接続部にクラックが発生し、導通不良などが生じる可能性もある。

　本開示の半田接続方法は、ＳＭＴ実装部品の電極パッドよりも大きい開口部を有するマスクを用いて、電極パッドとＳＭＴ実装部品のリードピンを半田接続する。従来技術の半田接続方法で使用していたメタルマスクよりも大きなサイズの開口部とすることで、メタルマスクを基板から除去する時の開口部内の半田ペーストの残存量を減らすことができる。さらに、一定の半田ペースト量Ｖを得るためのメタルマスク厚をより薄くすることが可能となり、電極パッドの上に塗布される半田ペースト量が安定化する。以下、より具体的なメタルマスクの構造と、半田接続方法を説明する。

　本開示の半田接続方法は、典型的には、スクリーン印刷を用いて電極パッド上に半田ペーストを塗布し、リフロー工程を経ることによって、ＳＭＴ実装部品を半田接続する。本開示の半田接続方法では、特徴的な開口部を有するメタルマスクを使用する。本開示の半田接続方法を適用できる、電子部品が表面実装される基板は、ガラエポ基板などの一般的な電子回路基板、特殊な半導体ウエハ、Ｓｉウエハ等、任意の材質や品種のものであり得る。これらの基板上に搭載されるＳＭＴ実装部品も、電気コネクタなどの機構部品や、ダイオードなどの電子部品等、その種類は限定されない。さらに、基板上の複数の電極パッドと半田接続される限り、ＳＭＴ実装部品のリードピンの形状や極数、リードピン間のピッチについても限定されない。

　以下の実施例では、ガラエポ基板上にピッチ４００μｍで配列された８０極を有する電子コネクタを搭載する半田接続方法の例を示す。８０極の電極パッドは、ｙ方向に２個列、各列においてｘ方向に４０個アレイ状に配置されている。本実施例では汎用的な鉛フリー半田の銀含有量が３％のＳｎ３．０Ａｇ０．５Ｃｕで、半田ペーストのフラックス含有量が１０％程度、比重が７４ｇ．／ｃｍ^３のものを用いた。

　図４は、本開示の半田接続方法で用いられるメタルマスクの開口部を示す図である。図４の（ａ）は従来技術の電極パッドと開口部の構造を、（ｂ）は本開示の半田接続方法で使用される第１の構造を、（ｃ）は第２の構造を示している。いずれも、アレイ状に並んだ４０個の電極バッドの内の２つを実線で、対応するメタルマスクの開口部を点線で示している。

　図４の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の３つの構造で、電極パッド４ａ、４ｂ、４ｃの寸法のＬpad_x、Ｌpad_y、および隣接する電極パッドの中心位置間の電極ピッチＰxは共通である。メタルマスクの対応する開口部のｘ方向（パッド長手方向）、ｙ方向（パッドの配列方向）の寸法および厚さを、Ｌmask_x、Ｌmask_y、Ｔmaskとする。図７は、本実施例で使用される上述の３種類の開口部の形状の各パラメータを一覧する表である。

　本実施例の半田接続方法において、基板上に搭載する電子コネクタの電極パッドサイズは、Ｌpad_x＝２００μｍ、Ｌpad_y＝６００μｍ、Ｐx＝４００μｍ、Ｐy＝１０００μｍである。図４の（ａ）に示した従来技術のメタルマスクにおいては、開口部の寸法はＬmask_x＝２００μｍ、Ｌmask_y＝６００μｍ、Ｔmask＝１２０μｍで、半田塗布量は式（１）からＶ＝０．１４４ｍｍ^３となる。従来技術の半田接続方法では、使用するメタルマスクの開口部は、それぞれの開口部が、対応する電極パッド領域内に収まるように設計されていた。すなわちＬmask_x≦Ｌpad_x、Ｌmask_y ≦Ｌpad_yの関係が成り立つように開口部の形状・サイズが構成されていた。この時、開口部に充填され、電極パッド上に塗布される半田量Ｖは、Ｌmask_x×Ｌmask_y×Ｔmaskである。

　これに対して、本開示の半田接続方法におけるメタルマスクの開口部は、次式の少なくとも一方の関係が成り立つように開口部の形状・サイズが構成される。すなわち、開口部は、その少なくとも１辺において、電極パッドよりも広い幅を持っている。
　Ｌmask_x＞Ｌpad_x　　　　　　式（２）
　Ｌmask_y＞Ｌpad_y　　　　　　式（３）

　さらに、メタルマスクの厚さを従来技術のメタルマスクと同等に維持する場合、開口部のサイズは、次式を同時に満たすのが好ましい。
　Ｌmask_x×Ｌmask_y≧Ｌpad_x×Ｌpad_y　　式（４）

　式（４）において、左辺は開口部の面積Ｓmask＝Ｌmask_x×Ｌmask_yを示しており、右辺は電極パッドの面積Ｓpad＝Ｌpad_x×Ｌpad_yを示している。

　図３で説明したように、半田ペーストを塗布後にメタルマスクを基板から除去する際に、開口部から半田ペーストが抜けやすくするためには、メタルマスクの厚さが薄くするか、または、メタルマスクの開口部の面積を広くするのが好ましい。

　図４の（ｂ）に示した本開示の半田接続方法におけるメタルマスクの開口部の構造１では、Ｌmask_x＝２００μｍ、Ｌmask_y＝７２０μｍ、Ｔmask＝１００μｍとして、ｙ方向において式（３）が成立している。式（４）も同時に満たしており、半田塗布量Ｖとして従来技術構成のＶ＝０．１４４ｍｍ^３を維持すれば、メタルマスクの厚さをＴmask＝１００μｍとし、従来技術比で１７％減らすことができる。

　図４の（ｃ）に示したメタルマスクの開口部の構造２では、Ｌmask_x＝２５０μｍ、Ｌmask_y＝７２０μｍ、Ｔmask＝８０μｍとして、ｘ方向で式（２）およびｙ方向で式（３）がそれぞれ成立している。当然に式（４）も同時に満たしており、半田塗布量Ｖとして従来技術構成のＶ＝０．１４４ｍｍ^３を維持すれば、メタルマスクの厚さをＴmask＝８０μｍとし、従来技術比で３４％減らすことができる。半田ペーストの同じ塗布量を維持しながら、メタルマスク開口部の面積がより大きく、かつ、メタルマスクの厚さをより薄くできるため、従来技術のメタルマスクに比べて、開口部内から半田を抜け易くすることができる。

　本開示の半田接続方法は、典型的には、スクリーン印刷を用いて電極パッド上に半田ペーストを塗布し、リフロー工程を経ることで、ＳＭＴ実装部品を基板上に半田接続する。したがって本開示の半田接続方法は、以下のステップからなる。
ステップ１：　複数の電極パッドを有する基板の上に、前記複数の電極パッドに対応する開口部を有するマスクを配置するステップ
ステップ２：　前記開口部に、半田ペーストを塗布するステップ
ステップ３：　前記基板をリフロー加熱するステップ

　上記の各ステップは、従来技術のＳＭＴ実装部品のリフローによる半田付けの工程と同じである。本開示の半田接続方法は、前記複数のパッドの内の少なくとも１つのパッドの面積Ｓpadと、前記少なくとも１つのパッドに対応する開口部の面積Ｓmaskとの間に、Ｓmask＞Ｓpadの関係が成り立つように前記パッドが構成されているものとして実施できる。

　メタルマスクの複数の開口部は、いずれの方向でも隣接する開口部と重複せずに、つながらない寸法にする必要がある。本実施例の８０極の電極パッドの場合、Ｐx＝４００μｍ、Ｐy＝１０００μｍなので、Ｌmask_xは４００μｍ以下、Ｌmask_yは１０００μｍ以下にそれぞれ設定する必要がある。メタルマスクの最小加工精度の誤差幅分（１００μｍ程度）もさらに考慮すると、Ｌmask_xは３００μｍ以下、Ｌmask_yは９００μｍ以下となる。

　実施例１のｙ方向に２個列の電極パッド構成であり、各電極パッドの形状が矩形である場合、隣接する開口部が重複しない条件は、メタルマスクの最小加工精度を考慮しなければ、次式となる。
　Ｌpad_x≦Ｌmask_x＜Ｌmask_x＋(Ｐx－Ｌpad_x)／２　　　式（５―１）
　Ｌpad_y＜Ｌmask_y＋(Ｐy－Ｌpad_y)／２　　　　　　　　式（５―２）

　本開示の半田接続方法で用いられるメタルマスクの開口部によって、電極パッドの領域をはみ出して、半田ペーストが塗布されることになる。このような半田ペーストの塗布状態でも、電極パッド部と、電極パッドの外の領域との濡れ性の差により、電極パッド外の半田ペーストも、リフロー工程において電極パッド上に移動して半田接続に寄与する。電極パッド外から電極パッド部中心へ、つまりリードピンに向かって半田が移動するため、リードピンの角部分に半田がより多く付くことになる。

　図５は、リードピン部における半田接続部の断面観察個所を説明する図である。次の図６で示すリードピンを含む断面図の断面線を示しており、基板２の上面に向かって、リードピン１１が載った状態の電極パッドを見ている。図６では、リードピンの足の長さ方向に沿ったｉ－ｉ線と、電極パッドの中央位置付近でｉ－ｉ線に垂直なii－ii線での断面が示される。ｉ－ｉ線を含む基板面に垂直な断面で側面Ａが観察され、ii－ii線を含む基板面に垂直な断面で側面Ｂが観察される。

　図６は、本開示の半田接続方法で形成された半田接続部の断面を示す図である。図４に示した３つの異なる開口部、すなわち従来技術、構造１、構造２のメタルマスクを使用して得られた半田接続部の断面構成を、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示している。図６の（ａ）は、従来技術の開口部を持つメタルマスクを使用して作製された半田接続部の、リードピンと半田との接続状態を示しており、これが基準となる。

　図６の（ｂ）は、本開示の半田接続方法におけるメタルマスクの構造１の開口部を使用して作製された半田接続部の断面を示す。図４の（ｂ）に示したｙ方向（リードピン長さ方向）に拡張した開口部を使用することで、作製された半田接続部のｉ－ｉ断面で、電極パッド面に接触するピン部分の両方の側面Ａにより多くの半田６が付いている。

　また図６の（ｃ）は、本開示の半田接続方法におけるメタルマスクの構造２の開口部を使用して作製された半田接続部の断面を示す。図４の（ｃ）に示したｘ方向（リードピン幅方向）にも拡張した開口部を使用することで、作製された半田接続部のii－ii断面で、ピン部分の両方の側面Ｂにも、より多くの半田が付いている。一般に電極パッド内において応力の加わりやすいリードピン部の角の部分の半田量を増やすことができ、接続強度を高めることができる。

　従来技術の半田接続方法では、使用するメタルマスクの開口部は、電極パッド領域内に対応する開口部が収まるように設計されていた。このため、半田塗布量Ｖを増やすためには、メタルマスクを厚くするしかない。しかしながら、開口部内の半田ペーストの「抜け」不良のため、かえって電極パッド上で半田量不足やばらつきを生じていた。これに対して、本開示の半田接続方法では、使用するメタルマスクの開口部は、電極パッド領域を越えて広がっており、半田ペーストの「抜け」不良を緩和して、半田塗布量Ｖを増やすことができる。同じ半田塗布量として、より薄いメタルマスクを使用することもできる。しかもリフロー工程時に、電極パッド外に塗布された半田が電極パッド部中心へリードピンの位置に向かって移動するため、図６の（ｂ）、（ｃ）に示したようにリードピンの角部分に半田がより多く付くことになる。

　上述のように、メタルマスクが図４の（ｂ）、（ｃ）に示した開口部を備えることで、メタルマスクを基板から除去する時の開口部内の残存してしまう半田ペーストの量を減らし、塗布される半田パースト量の電極パッド間のばらつきも抑えることができる。さらに、所定の半田ペースト量Ｖを塗布するためのメタルマスク厚をより薄くすることが可能となり、この点でも、電極パッドの上に塗布される半田ペーストの量が安定化する。しかも、電極パッド外から電極パッド部中心への半田の移動により、リードピン（電極パッド）の角部分の強度を強化できる。

　搭載する部品のリードピンの形状にもよるが、通常は、半田ペーストを塗布する側の電極パッド形状は矩形である。電極パッドが矩形状の場合、メタルマスクの開口部の形状も矩形にするのが一般的である。しかしながら、メタルマスクの開口部の角の部分は開口部の内側面の界面張力を受けやすく、半田ペーストが抜けにくい。上述のように、電子回路や配線パターンの微細化、電子部品のリードピンピッチの微細化が進むにつれ、メタルマスク開口部から半田ペーストが抜けにくくなる。この問題は、開口部の角（かど）の部分で顕著である。

　そこで本実施例の半田接続方法におけるメタルマスクの開口部の形状は、開口部に角をなくすことによって、メタルマスク除去時の半田ペーストの「抜け」不良を改善する。半田ペーストの抜けの悪化を抑えた開口部形状とすることで、電極パッド上の半田量不足や、電極パッド間での半田量ばらつきを低減した半田接続構造を実現する。

　図８は、実施例２の半田接続方法におけるメタルマスクの開口部形状を示す図である。開口部の内側面に角が無いメタルマスク形状の３つの例を（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す。
（ａ）は、開口部の角を丸めた楕円型とした例を示す。電極パッドの配列方向（ｘ方向）については、実施例１の半田接続方法におけるメタルマスクと同様に、Ｌmask_x＞Ｌpad_xの関係を満たし、少なくとも１辺でパッド幅よりも拡張された開口部幅を持っている。

　図８の（ｂ）は、矩形のパッドの長辺（Ｙ方向）における両端部に、円径部１５を有している。実施例１の半田接続方法におけるメタルマスクと同様に、Ｌmask_ｙ＞Ｌpad_ｙの関係を満たし、少なくとも１辺でパッド幅よりも拡張された開口部幅を持っている。

　図８の（ｃ）は、開口部の矩形の４つの角の部分を斜めに切り取って、開口部全体を八角形として、角の角度を９０°よりも大きくした構造である。この場合も、Ｌmask_x＞Ｌpad_xの関係を満たし、少なくとも１辺でパッド幅よりも拡張された開口部幅を持っている。

　図８のいずれの開口部も、ベースとなる形状の矩形における角の部分を、曲線、開口部の４辺に対する傾斜線、または、曲線および傾斜線の組み合わせとして、開口部周囲に角を無くするか、内角を９０°よりも大きくしたものである。このような開口部の形状によって、メタルマスク除去時の半田ペーストの「抜け」不良を改善し、電極パッド上の半田量不足や、電極パッド間での半田量ばらつきを減らすことができる。

　本開示の半田接続方法は、光通信部品、車載用部品、センサ、電気装置等の様々な用途に応用可能な電子部品の半田実装に利用できる。本開示の半田接続方法を用いて、接続強度を高めた半田接続部と、信頼性の高い装置を実現する。

　本発明は、電子部品を含む装置の製造に利用できる。

Claims

　表面実装部品の半田接続方法であって、
　複数の電極パッドを有する基板の上に、前記複数の電極パッドに対応する開口部を有するマスクを配置するステップと、
　前記開口部に、半田ペーストを塗布するステップと、
　前記基板をリフロー加熱するステップと
　を備え、
　前記複数のパッドの内の少なくとも１つのパッドの面積Ｓpadと、前記少なくとも１つのパッドに対応する開口部の面積Ｓmaskとの間に、
Ｓmask＞Ｓpad
が成り立つように前記パッドが構成されたことを特徴とする半田接続方法。
　前記複数のパッドはそれぞれ矩形状であって、前記複数のパッドの一辺に平行な第１の方向（ｘ方向）と、前記第１の方向に直交する第２の方向（ｙ方向）について、ｘ方向のマスクの長さをＬmask_x、ｙ方向のマスクの長さをＬmask_y、ｘ方向の前記開口部の長さをＬpad_x、ｘ方向の前記開口部の長さをＬpad_y、とするとき、
Ｌmask_x＞Ｌpad_x　または
Ｌmask_y＞Ｌpad_y　
　の少なくともいずれか一方の関係が成立することを特徴とする請求項１に記載の方法。
　前記複数のパッドはそれぞれ矩形の形状であって、前記開口部の角の部分を、曲線、前記矩形の４辺に対する傾斜線、または、曲線および傾斜線の組み合わせとしたことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
　前記開口部の周囲の内角が９０°よりも大きいことを特徴とする請求項３に記載の方法。