JPH02201997A - 両面実装回路基板の半田付け方法 - Google Patents

両面実装回路基板の半田付け方法

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JPH02201997A
JPH02201997A JP1019747A JP1974789A JPH02201997A JP H02201997 A JPH02201997 A JP H02201997A JP 1019747 A JP1019747 A JP 1019747A JP 1974789 A JP1974789 A JP 1974789A JP H02201997 A JPH02201997 A JP H02201997A
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JP
Japan
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solder
board
soldering
reflow
heating
Prior art date
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Application number
JP1019747A
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English (en)
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Satoyuki Sato
佐藤 聡幸
Tadahiko Oaku
大阿久 忠彦
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Taiyo Yuden Co Ltd
Original Assignee
Taiyo Yuden Co Ltd
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Publication date
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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
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/341Surface mounted components
    • H05K3/3415Surface mounted components on both sides of the substrate or combined with lead-in-hole components
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors
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    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/3465Application of solder

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  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ 本発明は、配線基板の両面に面実装用チップ部品を搭載
してなるハイブリッドIC等を製造する目的で、チップ
部品と配線基板とを半田付けによって接続する方法に関
する。
[従来の技術] 従来、配線基板の両面に面実装用チップ部品(以下部品
と称する)を搭載し、これらを基板に半田付けして成る
ハイブリッドICにおいては、基板の第1面の電極ラン
ド上にクリーム半田を印刷し、該ランド間に接着剤を塗
布した後、部品を搭載し、その後、該接着剤を硬化させ
て部品を固定する。次に第2面の電極ランド上にクリー
ム半田を印刷し部品を搭載した後、リフロー炉を通して
第1面及び第2面を一括して半田付けする。上記従来の
方法では接着剤塗布時のはみ出しにより、半田付は不良
が発生しやすく、これを防止する為、第3図a −fの
半田付は工程説明図に示すように、片面ずつ部品を搭載
・半田付けを行う手法が一般的であった。すなわち、基
板1の第1面にクリーム半田2を印刷し、その面に部品
3Aを搭載(同図a及びb)したちのをリフロー炉を通
して加熱(同図C)半田付けした後、これを反転し、次
いで第1面と同様に第2面に半田印刷し部品3Bを搭載
(同図d及びe)後、再びリフロー炉を通して第2面に
部品3Bを半田付けする(同図f)ものである。この際
、上記第1、第2面で融点温度が同じ半田を使用する場
合には同図f′に示すように第1面(下側)の半田の形
状がくずれてしまうことが多い。
[発明が解決しようとする課題] 先の説明においても触れたが、従来使用されていた半田
付は方法においては、部品半田付けのためのリフロー加
熱が基板の表裏それぞれの面ごとに行われることから、
最初のリフロー面については、基板反転後の加熱により
再度半田の溶融が起り、その結果束じる以下のような問
題点があった。
(1)半田再溶融により、半田接合部において、半田〜
電極ランド材料間の相互拡散が進行し、完成品状態での
製品に熱ストレスによる信頼性の低下が生じること。こ
の現象はセラミックス基板上に形成した厚膜電極材料の
場合、温度サイクルにより熱ストレスが加メられたとき
に特に顕著である。
(n)半田再溶融により、半田表面の平滑性が失なわれ
、視覚的観点からの商品価値の低下を招くこと。
以上のような問題に対する改善策として、公開特許公報
昭80−192389号、同昭81−194797号、
同昭62−31193号、同昭82−35695号及び
同昭63−177584号に記載の半田付は方法が提案
されている。
これらの提案は要約すると、 (A)  各リフロー面で溶融温度が異なる半田を使用
し、最初のリフロー面に用いた半田が2度目のリフロー
時に再溶融しないようにする方法、(B)  基板の下
面側に搭載する部品を治具等を使用して支持し、−括リ
フローする方法、(C)  基板の下面側に搭載する部
品に対し、フラックスを粘着補助剤として用いることに
より部品を仮固定する方法(第4図a −eはこの方法
による両面半田付は方法の工程を説明する断面図であっ
て、基板1の第1面に半田2を印刷し、チップ部品3A
を搭載する際これを仮止めするペースト状の半田フラッ
クス5を基板上に塗布しく同図a及びb)、基板を反転
しく同図C)、第2面に半田印刷、部品3B搭載(同図
d及びe)してから基板の両面に搭載したチップ部品を
リフロー法により半田付けする方法である)、 などにより対処する方法であるが、これらの方法におい
ても、以下に述べるような制限・制約事項が存在する。
(A)の方法について:11回目2回目のリフロー面に
それぞれ使用する半田の融点に数10’Cの温度差があ
ることが必要であり、一方各種面実装部品の耐熱温度の
上限値及び両面の半田付は終了以後の工程での加熱温度
、あるいは信頼性が保証される限界耐熱温度という観点
から、使用可能な半田及び部品に制約を受ける。
CB)の方法について:製品毎に治具が必要であり、ま
たリフロー時の治具吸熱に対する対応が必要である。
(C)の方法について:フラックスは本質的に接告剤で
ないため(100℃以下で軟化する)、部品を支える機
能があまり期待できず、また、基板予熱時にクリーム半
日またはフラックス中の揮発成分が急激に抜は出すため
部品を基板から引き離す力が作用するので、重量部品の
場合にはリフロー時に部品落下のおそれがある(この方
法の工程を説明した第4図のfには第1面(リフロー時
には下側)に施されたフラックスが十分にチップ部品を
支え切れず、部品が落下する様子を、同図f′には基板
から部品を引き離す上述のような力が半田に作用する様
子が模式的に示されている)。
[課題を解決するための手段及び作用]本発明者らは、
両面半田付は方法における前述のような課題を解決すべ
く、これまでの半田付はプロセスを仔細に観察し分析し
た結果、基板の第1面にクリーム半田印刷、チップ部品
搭載後、クリーム半田を所定温度で乾燥し、次いで第2
面にクリーム半田印刷、チップ部品搭載したものを−括
リフロー加熱処理すれば、前述の課題を解決でき、信頓
性の高い両面半田付けが可能であることを見出し本発明
に到達した。
すなわち、本発明の両面半田付は方法は、回路基板の第
1面にクリーム半田を印刷し、チ、ノブ部品を搭載した
のち、加熱・乾燥により第1面のクリーム半田中の揮発
成分を減少させ、次いで基板の第2而にクリーム半田を
印刷し、チ・ノブ部品を搭載したのち、基板の第1面と
第2面を−括してリフロー加熱することを特徴とする。
本発明の半田付は方法では、基板の第1面にクリーム半
田印刷、部品搭載後、クリーム半田の不完全乾燥を行な
って、クリーム半田中の揮発成分割合を減少させ、これ
により基板と部品とを強固に仮固定する。
次いで基板を反転し、第2面にクリーム半田を印刷、部
品を搭載してから第1面と第2面とを−括リフロー加熱
処理して一挙に両面の半田付けを行なう。
半田付けの際、第1面(基板反転後の下面側)では上記
乾燥処理により既にクリーム半田中の揮発成分が減少し
て半田中に空孔ができているため、その後のリフロー加
熱時において、クリーム半田に含まれているフラックス
からの溶剤揮発は上記空孔部を通して行われる。
したがって、従来方法でのリフロー加熱時に見られたよ
うに、クリーム半田中に含まれるフラックスからの揮発
成分の急激なガス化によって、基板から部品を引離そう
とする力が発生するようなことはなく、重量のある部品
の場合でも落下を生じない。
なお、上記乾燥工程における乾燥条件は、使用するクリ
ーム半田の種類に応じそれぞれに決定すべきであるが、
通常含まれる溶剤の少なくとも約50%が乾燥により揮
発するような乾燥温度及び時間の組合せを適宜選定する
ことができる。Sn ・Pb共晶半田の場合は150℃
、5分間が好ましい乾燥条件の一例である。
次に本発明を実施例に基づき詳細に説明する。
[実 施 例] 第1図a −fは本発明の画面半田付は方法における工
程を説明する断面図であって、まず同図a −cに示す
如く、基板1の第1面上の電極ランド7にクリーム半田
(Sn−Pb共晶半田)2を印刷し、その上に部品3A
を搭載し、クリーム半田2の加熱乾燥を行う。この乾燥
は150℃で5分間行ったが、この際のクリーム半田中
からの溶剤揮発量は当初半田中に含まれていた溶剤量の
約50%であった(第2図は加熱乾燥による半田中の溶
剤揮発量%と加熱温度との関係を示すグラフである)。
第1図すにおいて円で囲んだ部分を拡大した同図b′に
見られるように、クリーム半田粒4の周囲をフラックス
5(固形分と揮発分からなる)で満たされていたクリー
ム半田2は、乾燥による溶剤の一部除去後には同図Cに
おいて円で囲んだ部分を拡大した同図C′に示すように
、フラックス5中に多数の空孔6が見られる状態となる
次いで、基板1を反転後、基板の第2面上の電極ランド
7に第1面と同様にクリーム半田(Sn−Pb共晶半田
)2を印刷、部品3Bを搭載(同図d及びe)してから
、第1面、第2面の−括リフロー加熱処理(同図f)を
行うことによって搭載部品の両面半田付けを行った。
尚、積層コンデンサー、QFP−IC,及び5OP−I
C等の各種の部品についても実験により部品の落下限界
を調べて見たが、実験に用いたすべての部品において部
品落下は認められず、正常な半田付けが行われていたこ
とが確認された。
また、実験に用いたチップ部品の自重は最大665 t
ng、端子電極の面積荷重はloomg/−程度であり
、これらの値は現在−数的に使用されている殆んどの面
実装部品に対応可能な重量であることは当業者が熟知し
ているところである。
[発明の効果] 以上説明した如く、本発明の半田付は方法によれば、基
板の第1面のクリーム半田を部品搭載後乾燥し、半田中
の揮発成分の量を減じ、クリーム半田の半田粒間に空孔
を設けるようにしたので、第1面を下向きとし、リフロ
ー加熱を行った際に、予熱時の溶剤揮発を前記空孔から
行うことを可能とした。
したがって、溶剤揮発の際に発生する基板と部品を引き
離す力が減殺され、部品落下が阻止され、重量部品を基
板の下面側に配置したリフロー加熱が可能となるので、
本発明の方法は作業性にすぐれているとともに、従来方
法のような半田の再溶融に基づくトラブルが発生せず、
信頼性の高い半田付は完成品を提供できる方法である。
【図面の簡単な説明】
第1図a −fは本発明の両面半田付は方法における工
程を説明する断面図である。第2図は本発明の方法にお
いて、半田中の溶剤揮発量とクリーム半田加熱乾燥温度
との関係を示すグラフである。 第3図および第4図は、共に従来の両面半田付は方法の
工程を説明する断面図であり、前者は一般的に採用され
ていた方法、後者はフラックスを粘着補助剤として部品
の仮固定に応用した例を示すものである。 符号の説明 1・・・基 板        2・・・クリーム半田
3A、3B・・・チップ部品 4・・・半田粒5・・・
フラックス 7・・・電極ランド

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)回路基板の第1面にクリーム半田を印刷し、チッ
    プ部品を搭載したのち、加熱・乾燥により第1面のクリ
    ーム半田中の揮発成分を減少させ、次いで上記基板の第
    2面にクリーム半田を印刷し、チップ部品を搭載したの
    ち、基板の第1面と第2面とを一括してリフロー加熱す
    ることを特徴とする両面実装回路基板の半田付け方法。
  2. (2)上記第1面のクリーム半田の加熱・乾燥条件とし
    て、該半田中から揮発する揮発成分の一括リフロー加熱
    前の揮発量が少なくとも50%となるように加熱温度及
    び時間が選定される請求項1記載の方法。
JP1019747A 1989-01-31 1989-01-31 両面実装回路基板の半田付け方法 Pending JPH02201997A (ja)

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JP (1) JPH02201997A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5155904A (en) * 1991-04-03 1992-10-20 Compaq Computer Corporation Reflow and wave soldering techniques for bottom side components

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5155904A (en) * 1991-04-03 1992-10-20 Compaq Computer Corporation Reflow and wave soldering techniques for bottom side components

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