JPH06152121A - プリント基板の半田塗布方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 ファインピッチパッド部４を有するプリント
基板１において、当該ファインピッチパッド部４におけ
るパッド３間にレジスト５を介在せしめると共に、当該
レジスト５の表面をパッド３の表面よりも突出せしめ、
少くともそのファインピッチパッド部４に、液状又はペ
ースト状フラックス２５〜８０重量％と半田粉末残部と
よりなるソルダーペースト６をベタ塗りし、そのソルダ
ーペースト６を加熱してパッド３表面に半田層７を形成
する。 【効果】 パッド３の間隔がファインピッチで配列され
たものであっても、そのパッド３上にソルダーペースト
６をベタ塗りして半田層７を形成し、ブリッジを生じる
ことなくプリント基板１に半田のプリコートを施すこと
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は微細なピッチでパッドを
並設したファインピッチパッド部を有するプリント基板
に対し、そのファインピッチパッド部を形成する個々の
パッドに半田層をプリコートする方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来一般にプリント基板に各種電子部品
を半田付けするには、プリント基板のパッドの形状に従
ってソルダーペーストを印刷し、そのパッドに面実装電
子部品を載置し、加熱してソルダーペースト中の半田粉
末を熔融させ、その熔融半田でパッドと電子部品とを半
田付けしていた。

【０００３】しかしながらこの方法では、半田ボールが
生じ易く、パッド間のブリッジが生じるので、フロン洗
浄が不可欠であるが、近年フロンによる環境汚染が問題
視されており、好ましくない。

【０００４】そこで最近、プリント基板のパッドに予め
半田をプリコートして半田層を形成しておき、そこに電
子部品を載置して再加熱し、半田層をリフローさせて電
子部品を半田付けすることが行われるようになってき
た。

【０００５】この方法では半田をプリコートしたプリン
ト基板は、高圧水洗浄が可能であるためにフロンによる
環境汚染の問題が生じることはなく、また半田ボールの
無いクリーンなプリコート基板を得ることができるの
で、半田ブリッジの問題も生じにくい。

【０００６】而してこのようなプリコート基板を得る場
合、従来はプリント基板のパッドの形状に合わせて孔を
あけたマスクをプリント基板に重ね、そのマスク上にソ
ルダーペーストを置いて孔に刷込んで、パッド上にソル
ダーペーストを印刷塗布し、これを加熱してソルダーペ
ースト内の半田粉末を熔融し、パッド表面に半田層を形
成することが行われていた。

【０００７】そしてこの方法においては、ソルダーペー
ストとしては、液状又はペースト状のフラックス７〜１
２重量％と、金属半田粉末残部とよりなるものが使用さ
れている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】この方法においては、
パッドが相当の大きさを有し、パッド間に相当程度の間
隔があるようなプリント基板においては十分に有効であ
る。しかしながら多数の微細なパッドを微小なファイン
ピッチで配列した部分においては、マスクの加工精度や
ソルダーペーストの流動性などのために、そのような小
さいパッドの一つ一つの形状に合わせてソルダーペース
トを精密に印刷塗布することは、極めて困難である。

【０００９】またこのようファインピッチでパッドを配
列した部分において、個々のパッドの形状に合わせるこ
となく、全体にソルダーペーストをベタ塗りすることも
検討されているが、パッドの間隔が小さいために、隣接
するパッドに形成された半田層がブリッジを生じること
が多い。

【００１０】近年、小さいプリント基板に多数の電子部
品を高密度で搭載することが行われており、それに伴っ
てプリント基板上のパッドのピッチが小さくなり、最近
では０．３〜０．５mm程度のファインピッチでパッドを
配列したものも多くなっており、このようなプリント基
板においては上述のような方法でプリコートすることは
事実上不可能である。

【００１１】特にファインピッチで配列されたパッドに
半田層をプリコートする方法としては、ロジンの鉛塩と
錫粉末とを混合した有機半田をファインピッチで配列さ
れたパッド全体にベタ塗りし、これを加熱して金属イオ
ンの置換反応を利用してパッド表面に半田層を形成する
方法（特開平１−１５７７９６号）や、電解メッキ又は
無電解メッキによる方法が知られている。

【００１２】しかしながら前者の方法はコスト高にな
り、また電解メッキでは予め全てのパッドを電気的に導
通させる必要があり、無電解メッキでは十分な厚みの半
田層を形成することが困難である。

【００１３】本発明はかかる事情に鑑みなされたもので
あって、ファインピッチで配列されたパッド上にソルダ
ーペーストをベタ塗りして半田層を形成し、ブリッジを
生じることなくプリント基板に半田のプリコートを施す
ための方法を提供することを目的とするものである。

【００１４】

【課題を解決する手段】而して本発明は、パッド配列の
ピッチが１mm未満であるファインピッチパッド部を有す
るプリント基板において、当該ファインピッチパッド部
におけるパッド間にレジストを介在せしめると共に、当
該レジストの表面をパッドの表面よりも突出せしめ、少
くともそのファインピッチパッド部に、液状又はペース
ト状フラックス２５〜８０重量％と半田粉末残部とより
なるソルダーペーストをベタ塗りし、そのソルダーペー
ストを加熱してパッド表面に半田層を形成することを特
徴とするものである。

【００１５】本発明は、ファインピッチパッド部を有す
るプリント基板に適用するものである。本発明に言うフ
ァインピッチパッド部は、パッド配列のピッチが１mm未
満の部分を言うものである。パッドのピッチが１mm以上
であれば、そのパッドの形状に合わせて従来法によりソ
ルダーペーストを印刷することに困難はなく、また強い
て本発明を適用すれば、パッドの間隔が大きいために当
該間隔部において半田ボールが生じ易く、本発明を適用
するのは好ましくない。

【００１６】なお本発明の方法は、パッドのピッチが
０．５mm以下の超ファインピッチパッド部に適用するの
が好ましい。０．５〜１mmのピッチのパッド部では、本
発明を適用することも可能であるが、従来法によるパッ
ド形状に合わせた印刷も困難性が小さい。

【００１７】従ってピッチの異るパッド部が混在したプ
リント基板においては、０．５〜１mmの適当なピッチを
ボーダーラインとして、そのボーダーライン以上のピッ
チの部分については従来法により、ボーダーライン以下
のピッチの部分についてのみ本発明を適用するのが良
い。

【００１８】本発明の方法は、従来法ではプリコートし
得ない超ファインピッチパッド部についても適用できる
が、そのピッチの限界は０．２５mm程度であると考えら
れる。０．２５mm未満のピッチの場合には、本発明によ
っても十分な厚みを有する半田層を形成することが困難
である。

【００１９】而して本発明においては、前記ファインピ
ッチパッド部におけるパッド間にレジストを介在せしめ
ると共に、当該レジストの表面をパッドの表面よりも突
出せしめる。

【００２０】図１はそのプリント基板のファインピッチ
パッド部を示すものである。このプリント基板１は、絶
縁基板２の表面に、金属銅のパッド３が微小ピッチで配
列されており、ファインピッチパッド部４が形成されて
いる。そのパッド３のピッチｐは、０．２５〜１mmであ
る。

【００２１】そして絶縁基板２の表面におけるパッド３
の間には絶縁材料よりなるレジスト５が配置されてお
り、該レジスト５の表面は前記パッド３の表面よりも高
く突出している。レジスト５とパッド３との表面高さの
段差ｔは、１０〜５０μ程度が適当である。

【００２２】而して本発明においては、このプリント基
板１におけるファインピッチパッド部４にソルダーペー
スト６を塗布する。このソルダーペースト６を塗布した
状態が図２に示されている。

【００２３】本発明におけるソルダーペースト６は、従
来一般に使用されているソルダーペーストに比べてフラ
ックスの含有量が多いものを使用する。一般に使用され
るソルダーペーストは、液状又はペースト状のフラック
スが７〜１２重量％と、半田粉末が残部とよりなるもの
であるが、本発明において使用されるソルダーペースト
６はフラックスの含有量が２５〜８０重量％のものであ
り、一般のものに比べて大巾に多いものとなっている。

【００２４】フラックスの含有量が２５重量％未満で
は、加熱して半田層を形成したときにパッド３間にブリ
ッジが生じ易い。またフラックスの含有量が８０％を越
えると、半田粉末の含有量が少いために、十分な厚みを
有する半田層を形成することができない。

【００２５】ファインピッチパッド部４におけるパッド
３のピッチｐが大きい場合には、比較的フラックス含有
量が小さい（粉末半田の含有量が大きい）ソルダーペー
スト６であってもブリッジを生じることがないが、パッ
ド３のピッチｐが小さくなるに従ってブリッジが生じ易
くなり、そのブリッジの発生を防止するためにはフラッ
クス含有量の大きい（粉末半田の含有量が小さい）ソル
ダーペースト６を使用する必要がある。

【００２６】また本発明においてファインピッチパッド
部４にソルダーペースト６を塗布する場合には、そのフ
ァインピッチパッド部４におけるパッド３及びレジスト
５の部分をも含めて、全体にベタ塗りする。

【００２７】ソルダーペースト６の塗布厚みは、パッド
３の表面から２０〜２００μ程度が適当である。ソルダ
ーペースト６の塗布厚みを設定するに当っては、当該ソ
ルダーペースト６中に含有される半田粉末が全てパッド
３表面に半田層を形成したときに、その半田層の表面が
レジスト５の表面より若干突出する程度の半田量となる
ようにするのが適当である。

【００２８】またソルダーペースト６をファインピッチ
パッド部４に塗布する場合、ファインピッチパッド部４
の全面に亙って塗布するのが好ましいが、図３に示すよ
うに、各パッド３の中央部を横切って帯状に塗布し、各
パッド３の両端部にはソルダーペースト６を塗布しない
こともできる。

【００２９】ファインピッチパッド部４の全面にソルダ
ーペースト６を塗布しようとすると、半田量の関係でソ
ルダーペースト６の塗布厚みを薄くする必要があり、そ
の塗布厚みのコントロールが困難となる。

【００３０】このような場合には、前述のように各パッ
ド３の中央部のみに塗布することにより、ソルダーペー
スト６を小さい面積に塗布することになるのでその塗布
厚みを大きくすることができ、厚みのコントロールが容
易になると共に、後工程で加熱したときに熔融半田のパ
ッド３に対する濡れ性によりパッド３の全面に半田層を
形成することができる。

【００３１】而してファインピッチパッド部４にソルダ
ーペースト６をベタ塗りした後、そのソルダーペースト
６を加熱して半田粉末を熔融する。

【００３２】これによりフラックスがパッド３の表面を
還元して清浄にすると共に、その浄化されたパッド３表
面に熔融された半田粉末が付着し、銅に対する半田の濡
れ性により熔融半田はパッド３全面に拡がり、図４に示
されるように、パッド３の表面に半田層７が形成され
る。

【００３３】

【作用】本発明においては、ファインピッチパッド部４
の表面においてパッド３の部分が窪み、その間において
レジスト５が突出しているので、ソルダーペースト６を
ベタ塗りした状態においては、図２に示されるようにパ
ッド３の上部に多量のソルダーペースト６が塗布され、
レジスト５の上部には少量のソルダーペースト６しか塗
布されていない。

【００３４】従ってソルダーペースト６中の半田粉末の
大部分は、そのままパッド３に付着して半田層７を形成
する。またレジスト５の上部のソルダーペースト６中の
半田粉末もフラックス中を流動して、その大部分はパッ
ド３の表面の半田層７の形成に寄与するが、極く一部は
半田層７と合体せず、孤立したハンダボールを形成す
る。しかしながらレジスト５上部のソルダーペースト６
の絶対量が少いため、ハンダボールの生成は少い。

【００３５】さらにパッド３間に突出したレジスト５が
無い場合には、パッド３の表面に十分な厚みを有する半
田層７を形成しようとすると、熔融半田とパッド３表面
との接触角が大きくなり、熔融半田が不安定になってパ
ッド３の縁から溢れ、隣接するパッド３との間にブリッ
ジを形成する可能性が大きい。

【００３６】しかしながら本発明においては、パッド３
の縁にレジスト５による段差があるため、その段差ｔを
埋める量の半田についてはパッド３から溢れる可能性は
なく、半田層７が厚くなってもブリッジが生じることは
ない。

【００３７】

【発明の効果】従って本発明によれば、ファインピッチ
で配列されたパッド上にソルダーペーストをベタ塗りし
て半田層を形成し、ブリッジを生じることなくプリント
基板に半田のプリコートを施すことができる。

【００３８】

【実施例】プリント基板１に０．３mm，０．４mm，０．
５mm，１．０mmの各ピッチでパッド３を配列したファイ
ンピッチパッド部４を形成し、当該ファインピッチパッ
ド部４におけるパッド３間に、パッド３の表面から約３
０μ突出するレジスト５を介在せしめた。

【００３９】このプリント基板１におけるファインピッ
チパッド部４に、フラックス含有量が９．５％，３０
％，４０％，５０％，６０％，８０％の各ソルダーペー
スト６をパッド３の表面から約５０μの厚みで塗布し、
これを加熱して半田粉末を熔融し、パッド３表面に半田
層７を形成した。

【００４０】ファインピッチパッド部４において得られ
た半田層７の状態を観察し、その結果を表１に示す。

【００４１】表１における結果の表示は、次の通りであ
る。 ××： パッド３間にブリッジが多発した。 × ： パッド３間にブリッジが見られた。 △ ： 半田層７に部分的に膨れが生じた。 ○ ： パッド３表面に良好な半田層７が形成された。 ▽ ： 半田層７の厚みが不十分であった。

【００４２】

【表１】

【００４３】表１からも明らかなように、フラックス含
有量が９．５％のソルダーペースト６では、０．５mm以
下の超ファインピッチのパッド部においてはブリッジが
多発し、１．０mmのピッチでもブリッジの発生が避けら
れない。

【００４４】これに対しフラックス含有量が３０％以上
になると、ブリッジのない良好な半田層が形成される。
ただしパッド３のピッチが小さい場合には、フラックス
含有量が小さい範囲ではブリッジが生じ易く、フラック
スの含有量を大きくする必要がある。

【００４５】またフラックス含有量が大きいと、半田層
７の厚みが不十分となり勝ちであり、特にパッド３のピ
ッチが大きい場合にその傾向が大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明において使用するプリント基板のファ
インピッチパッド部の拡大中央縦断面図

【図２】 図１のプリント基板にソルダーペーストを塗
布した状態の拡大中央縦断面図

【図３】 ファインピッチパッド部にソルダーペースト
をベタ塗りした状態のプリント基板の主要部の平面図

【図４】 図１のプリント基板のパッドに半田層を形成
した状態の拡大中央縦断面図

【符号の説明】

１ プリント基板 ３ パッド ４ ファインピッチパッド部 ５ レジスト ６ ソルダーペースト ７ 半田層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤原 孝浩 兵庫県加古川市野口町水足671番地の４ ハリマ化成株式会社中央研究所内 (72)発明者 布施 憲一 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内 (72)発明者 福永 隆男 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内 (72)発明者 日笠 和人 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パッド（３）配列のピッチが１mm未満で
   あるファインピッチパッド部（４）を有するプリント基
   板（１）において、当該ファインピッチパッド部（４）
   におけるパッド（３）間にレジスト（５）を介在せしめ
   ると共に、当該レジスト（５）の表面をパッド（３）の
   表面よりも突出せしめ、少くともそのファインピッチパ
   ッド部（４）に、液状又はペースト状フラックス２５〜
   ８０重量％と半田粉末残部とよりなるソルダーペースト
   （６）をベタ塗りし、そのソルダーペースト（６）を加
   熱してパッド（３）表面に半田層（７）を形成すること
   を特徴とする、プリント基板の半田塗布方法
2. 【請求項２】 請求項１において、ファインピッチパッ
   ド部（４）における各パッド（３）の中央部の位置に、
   ソルダーペースト（６）をベタ塗りすることを特徴とす
   る、プリント基板の半田塗布方法