JPH02303183A - 電子部品の実装方法 - Google Patents

電子部品の実装方法

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JPH02303183A
JPH02303183A JP1127217A JP12721789A JPH02303183A JP H02303183 A JPH02303183 A JP H02303183A JP 1127217 A JP1127217 A JP 1127217A JP 12721789 A JP12721789 A JP 12721789A JP H02303183 A JPH02303183 A JP H02303183A
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pad
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    • 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
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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〕 この発明はリード端子を有する電子部品の実装方法に関
するものである。
〔従来の技術〕
近年、印刷配線基板に電子部品を実装するのにリフロー
はんだ付は方法が多く採用されるようになった。このリ
フロー半田付は方法ト躬3図と第4図を参照して一般的
に説明丁示。第8図は印tell配線基板111を示す
平面図で、第4図^IB+はそれぞれこの基板+1)に
実装されるフラットタイプの電子部品を示示平面図であ
る。基板Illにはパッド部tll+が設けられている
。パッド部(21は例えば露出した銅層からなる。図示
の左下の二列に配列された短冊形のパッド部の群は第4
図囚に示された二方向のフラットタイプの電子部品に刈
するものである。図示の基板111の右上のパッド部の
群は第4図tBlに示された四方向の7ラツトタイプの
電子部品に討するものである。
M鴫図^および+Blに示すクロくフラットタイプの電
子部品はその周辺に多数のリード端子、5)を有する。
さて、これらフラットタイプの電子部品?基板に実装す
るには、基板(11のパッド部(2)にメタルマスクあ
るいはスクリーンマスク等を用いてソルダ・ペーストラ
印刷し、これに電子部品のリード端子?押し付け、ソル
ダ・ペーストの持つ粘着力により仮装着し、その後、赤
外線や蒸気等を用いた加熱工程によってソルダ・べ−ス
トを溶融し、その後、凝固させるというものである。第
5図囚〜tD+は従来のりフローはんだ付は方法を、ソ
ルダ・ペースト (はんだ)の挙#を主に、順に示す断
面説明図で、囚はツル(最終形状)の状態を表わしてい
る。図中、I3)ソルダ・ペースト、(5)H電子部品
(41のリード端子、161iリード端子1!1)の接
続部である。
リード端子で有するリフローはんだ付は方法の王な問題
点は第6図の実装後のバッド14j5+21とリード端
子、51を示す斜視図に記これたブリッジ(7)不良(
リード端子間にはんだがgリショートさせること)の発
生とオープン不良(リード端子がパッド部に接続されず
浮いた状態になっていること)の発生である。−子部品
内の4気回路の集積度が増すにつれて電子部品の周辺か
ら引き出されるリード端子の数が増えてリード端子の配
列の間隔が狭くなる。かくして高密度実装が行われるよ
うになると、一般的に言ってはんだの量が多すぎるとブ
リッジ不良が発生し、はんだの電が少なすき゛るとオー
プン不良が発生する。
従来の(¥術はブリッジ不良を防止するためパッド部か
らソルダ・ペーストがはみ出さないように供給する。あ
るいははんだの着を少なくするとrうことが基本であっ
た。例えば特公昭57−219072号公報に示された
りフローはんだ付は方法の特徴はパッド部から溢れない
ようにパッド部にソルダ・ペーストをスクリーン印刷す
るということである。
それまで半田メッキによりパッド部全域にわたってしか
もパッド部周辺において!彫れ上がるように存在してい
たはんだの量を、前述の叩くソルダ・ペーストをスクリ
ーン印刷することにより減少させ、かくして例えば0.
685atgの叩き狭いリード端子間隔でもブリッジ不
良の発生を見なくなったと報告している。
しかし、この方法は、極端にはんだ供給喰が少ない場合
には、ブリッジ不良は発生しないが接合部の強さが低下
し、信頼性の面から問題となり、信頼性上も問題ない強
度を確保しうるはんだ供給醗の場合にはブリッジ不良が
発生すムなぜなら、現状のプロセスではソルダ・ペース
トを精度良く供給することは困難で、仮にソルダ・ペー
ストをパッド部からはみ出さないように印刷しても、そ
の後、部品を押しつけた時にソルダ・ペーストがはみ出
したり、加熱中にソルダ・ペーストの粘度が低下するこ
とによりパッド部からはみ出し、ブリッジ不良となるの
である。
特開昭58−182940号公報では、リード端子を有
する電子部品を基板に実装するに際して、リード端子の
接続部の長さより狭い1鴫のソルダ・ペースト層と基板
にパッド部の在る区域面にべたいちに一様に被着すると
いうことを特徴とするものである。それまではリード端
子の接続部の長さより広い幅のソルダ・ペースト層t 
一様に被着していたのである。つまり、この特開昭ss
55−1s+o%mもはんだの酸?少なくしようという
ものである。
しかし、リード端子の接続部の長さは非常に短いので、
接続部の長さより狭い幅のソルダ・ペーストラ印刷する
この方法では、リード端子がパッド部に接合していても
、はんだの量が少ないためにその接合は不安定で永ff
−vc亘る品質の保証を為しえないのである。
一万、ソルダ・ペーストの厚み?増して多くすると、融
けたはんだは隣接するパッド部VCせたがったままで安
定し、ブリッジ不良を除去しえないのである。
然して、供給はんだの量を調整してパッド部とリード端
子の接続部との接合をしっかりと安定させ永年にぼり維
持するに十分なものとなし、しかもブリッジ不良の発生
を押えるリフローはんだ付は方法の開発が求められてい
たのである。
〔発明が解決しようとする課題〕 つまり、印刷配線基板VC電子部品全実装する際に用い
られる従来の大徽生産におけるリフローはんだ付は方法
でははんだの童が多くなるとブリッジ不良があり、はん
だの敏が少なくなるとオープン不良がありかつ永年に吐
る接合安定性が得られないという問題点があるというこ
とである。
この発明は、かかる問題点を解消するためになされたも
ので、リード端子を有する電子部品を十分なはんだ量で
しっかりと印刷配線基板に実装し、しかも隣接するリー
ド端子間合ショートさせるブリッジ不良の発生分なくす
りフローはんだ付は方法により、信頼性に富む接台が得
られる電子部品の実装方法を提供することを目的とする
現在のソルダ・ペースト?印刷する技術では。
ソルダ・ペーストのチクソ性(剪断応力妙;加わつって
いる時に粘度が低下する性質、即ち印刷していると粘度
が低下する性質)のため、高精度に印glJ量、印刷精
Kを管理することf″i黒しく、印刷bO返しているう
ちに垂れが生じてソルダ・ペーストがパッド部からはみ
出る。
この垂れは大量生産する上で不可、透である。
史には磁子部品搭載時、および加熱時にも垂れは生じる
。そして現状のプロセスでばかかる圭れけ不=rlll
である。
ここで、はんだの絶対量が少なければ、垂れも少なく、
べたいちに一様に被着させる方法でモフリッジ不良vc
 6らないが逆にオープン不良が見られ、また接合強度
およびイρ顆性が落ちる。
オープン不良はリード端子の接続部の高さに多少のバラ
ツキが有ることにより生じる。そしてオープン不良は導
通検査でプローブビンr当てた時vC#i記接続部が押
し下げられて導通してOKの町定か出て発見しにくいの
である。これに対しブリッジ不良は検出しやすい。従っ
てオープン不良と回道した、かつ接合強度および信頼性
7il−圀保丁べくはんだの量を多めにした所定量が決
まるのである。
この所定量に対してソルダ・ペーストの印刷を行うが、
高精度に印刷量、印刷精度を管理すいる。
これを第7図を参照してざらに詳しく説明する。第7図
1A・B)は従来法によるはんだの体積(供袷酸)とそ
の充填可能容積の関係?示す説明図で、[Aliリード
端子+51とパッド部121との接合前、ソルダ・ペー
スト溶融直前の状態を示し、iBlは接合後、ソルダ・
ペースト溶融後の状態を示している。ソルダ・ペースト
の金属成分の全体積(ソルダ・ペースト溶融面11fJ
の体積にほぼ一致) Vaが、充填可能容1V1)より
大きい場合は、すなわち /Va < 1の場合はパッ
ド間Kまたがってショートしてブリッジとなる。1≦衣
<A(1ホ数)の場合は、パッドからはみ出したりソル
ダ・ペーストの量、すなちわ垂れの程度によって、ブリ
ッジとなる場合とならない場合があり−vb//va≦
Aの場合はブリッジとならないのである。ここで%Aは
lより大きい定数である。
つ1す、印刷精度が悪いために、はんだ供給ML カ4
 、t・vb/va<1になったり、あるいは個々パッ
ド上[ソルダ・ペーストラ印刷する方法でも現状のプロ
セスで不可礎である垂れが加熱リフロ一時点迄に生じて
、垂れ?伴う7ンva/Aの場合となり、ブリッジが発
生しているのである。
vbに関しては、大きい値である程ブリッジレス化に対
しては有利であるが、通線接合を諺笑なものにする為、
リードははんだが考れ易い材料、あるいは表面処理?し
ているため、はんだ高融時にパッド上で拡がらずリード
の方へ向うためvbは小さな値となっているのである。
さて1問題はいかにして、パッドからはみ出しているは
んだ金パッド内VC吸収するかということになる。
〔課題を解決する之めの手段〕
この発明の電子部品の実長方法は、所定間隔を隔てて突
出する複数のリード端子を有する電子部品全印刷配線基
板の上記リード端子に対応したパッド部にリフローはん
だ付けにより実装するもので、予め上記パッド部に供給
したはんだを溶融させ之後、上記リード端子?上記パツ
ド邪に載置し、その後冷却して接合するよう番でしたも
のである。
〔作用〕
この発明しζ2いては、はんだ溶融開始時にリード端子
がない次め、耐融はんだはパッド部上で拡がり、リード
端子がある場合よりもはんだと充填できる許容tを大き
くできる。その結果、はんだが多めに供給されたり、垂
れが多少生じたりして、パッド部からはみ吊し、パッド
間でショートしているはんだをパッド部上に吸収でき、
一旦シヨードがきれるとその後−子部品を搭載してもブ
リッジ不良は発生せず、安定な状態?維持できる。
口実FA FIIJ ) 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第1
図(4)〜p)はこの発明の一実施例の電子部品の実装
方法を工程順に示す要部断面構成図であり、tAlはソ
ルダ・ペースト供給後、tBlははんだ溶融時、CIV
′i電子部品搭載時、(Dlは電子部品接合後(最終形
状)の状態を表わす。
第2図IAI tBlはそれぞれ第1図[Al tBl
の状態を基板上面から見た説明図である。
図において、111は印刷配線基板、12+はパッド部
、+31i1ソルダ・ペースト、+411”rフラット
タイプの電子部品、【61は電子部品(41から出され
たりであるはんだ接続部 一ド端子、(6)ハリード端子、61の先端−iである
◇接続部(61の傾斜角度は8〜4度である。パッド部
;2)は銅である。ソルダ・ペースト・31に一一鉛共
晶はんだ(g点188℃)10〜150μmの粒子粉末
(約90重量パーセント)とフラックス成分(イ)10
重散バーセント)および特殊な添加剤等とを練り混ぜて
なるペースト状のものである。フラックスけ50重盪パ
ーセントの固形分と50重量パーセントの溶剤分とから
なる。・司形分としてはロジン、活性剤、チクソ刈、お
よび安定剤である。溶剤分としてはグリコール等である
。特殊な添加剤は印刷性、常温での粘性を考慮したもの
である。この実施例で用いたソルダ・ペーストは″材温
で10万〜907jCポアズ、183°Cで2〜5Cポ
アズである。リード端子、51は42アロイ (扶−ニ
ッケル合金)であり、これに908n−1opb半田メ
ツキ(融点215℃)が施されている。パッド部の1扁
は0.40=m、パッド部間隔rri0.25 msで
ある。それで隣接するパッド部ピッチ及びリードピッチ
は0.61$flである。
さて、従来の第5図に示す方法と異なる点は電子部品1
4)のリード端子、5)が載置される以前にはんだヲD
ロ熱各融させ、その後でリード端子+51を載置してい
ることである。
つまり、この実施例ではまず基板+tl iでソルダ・
ペース) 41 f印刷供給しく第1図A)、ソルダ・
ペースト131を印刷した基板111を赤外線炉←て入
れてソルダ・ペースト「31を加熱啓融させる(第1図
B)。次いで電子部品・4)を搭載しく第1図C)、冷
却して電子部品141を基板にはんだ付けする(第1図
D)。
さて、このような方法ではんだ付けを行うと、第2図囚
で示すようにパッド部(21間に連ねてべたいちにはん
だを供給していても、はんだが浴融した時にはんだ(3
1が慮れ易いリード端子+51かないため、第2図旧(
に示すようにパッド部31上を矢印で示すように拡がっ
ていき、従来の方法よりはんだ(31の充填可能容積が
大きい値mになって、パッド部1′11間Kまたがって
いる分も富め、全てのはんだ・3jはパッド部(2)上
に吸収される。また電子部品141搭載時にはリード端
子(5)ははんだ・31が有れ易いため、はんだはパッ
ド部(2)外[はみ出す心配もなくリード端子16)に
引き寄せられ、従来のようにソルダ・ペーストの垂れも
生じないのである。また、はんだは一旦パッド部(2)
上で拡がっているため、リード端子(51を載置し乏際
のばんだ充填可能容積は結果的に従来のvbより大きい
値のVb’(Vb+’> Vb)になる。
即チハッド部間にまたがってブリッジしていた余分なは
んだをパッド部のはんだ充填oT能容槙Vtnが大きい
ため全てパッド部上に吸収し、電子部品搭載時にはパッ
ド部外17i!:はみ出しているはんだがないため、 
Vb’ / Va≧1ならブリッジを抑止することがで
きる。
従来ならVb/va≧A、あるいは垂れの程度が小さい
1≦vb/Va<Aの場合でないとブリッジレスにでき
ず、Vaが多くなつ九場合y−1vbが小さいためブリ
ッジになっていたのである。
なお、上記実施例ではソルダ・ペーストラパッド部上に
印刷する際に、パッド部とパッド部間に連ねてべたいち
に印刷したが1個々のパッド部上に印刷する方法でもよ
く、その場合、ソルダ・ペーストがパッド部からはみ出
してもかまわない。
また、ソルダ・ペーストの厚みが多少増しても問題はな
い。
なお、上記実施列では加熱源として赤外4iAを利用し
たが、蒸気の凝縮潜熱を利用して加熱するVPS装置装
置用利用もよいし、ホットエアー、あるいはホットプレ
ートを当てるようにしてもよい。また、ソルダ・ペース
トの材料VC−−鉛共晶はんだを用いたが、これとは異
なる配合比のはんだであってもよいし、成分の異なるI
n系の低融点はんだ等でもよい。パッド部(2)も@に
限らず1例えば表面に共晶はんだをコーティングしても
良い。リード端子151も42アロイに90 Sn −
10pbはんだメッキしたものでなくても1例えば銅合
金等でもよい。
さらに上記実施列では0.65椙ピツチリードの部品に
ついて説明したが、0.50 、0.401ピツチ等の
一層狭小なピッチと有する部品にも適用できることはい
うまでもない。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、所定間隔?隔てて突
出する複数のリード端子を有する電子部品を印刷配線基
板の上記リード端子に対応したパッド部Vでリフローは
んだ付けにより実装する方法において、予め上記パッド
部に供給したはんだ?溶融させた後、上記リード端子全
上記パッド部に載置し、その後冷却して接合するように
し念ので、オープン不良、ブリッジ不良を防止でき、信
頼性に冨む接合が得られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図^〜p)はこの発明の一実施例の′電子部品の実
装方法を工程順に示す要部所面溝成図、第2図囚+Bl
はそれぞれ第1図囚+Blにおける説明図、第8図は印
刷配線基板?示す平面図、第4図IAI tBlはそれ
ぞれ電子部品を示す平面図、第5図^〜tDl l’f
従来法を順に示す断面説明図、第6図はブリッジ不良の
一例を示す斜視図、第γ図囚iBlは従来法によるはん
だ供給量と充填可能容積の関係を示す説明図である。 図において、;11は印刷配線基板、・2)はパッド部
、・31ははんだ、(4(け電子部品、151はリード
端子である。 なお1図中、同一符号は同−又は相当部分を示す◎

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 所定間隔を隔てて突出する複数のリード端子を有する電
    子部品を印刷配線基板の上記リード端子に対応したパッ
    ド部にリフローはんだ付けにより実装する方法において
    、予め上記パッド部に供給したはんだを溶融させた後、
    上記リード端子を上記パッド部に載置し、その後冷却し
    て接合するようにしたことを特徴とする電子部品の実装
    方法。
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JP2007067145A (ja) * 2005-08-31 2007-03-15 Mitsubishi Materials Corp Au−Sn合金はんだペーストを用いた基板と素子の接合方法
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