JPH07193365A - 半田コーティング方法及び該コーティングにおける使用に適切な半田ペースト - Google Patents
半田コーティング方法及び該コーティングにおける使用に適切な半田ペーストInfo
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- JPH07193365A JPH07193365A JP6293864A JP29386494A JPH07193365A JP H07193365 A JPH07193365 A JP H07193365A JP 6293864 A JP6293864 A JP 6293864A JP 29386494 A JP29386494 A JP 29386494A JP H07193365 A JPH07193365 A JP H07193365A
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 基板上に設けられた金属パッドを半田コーテ
ィングする方法及びそれに用いるペーストの提供。 【構成】 基板上の金属パッド５に半田ペーストを付着
させ、加熱溶融することによりパッド上に半田コーティ
ングを行なう。このペーストは溶融状態の場合、金属パ
ッドの臨界エネルギよりも低いが、パッド外側の基板表
面の臨界エネルギよりも高い表面エネルギを持つ半田粒
子のサスペンションを有している。これにより、半田粒
子は溶融し、金属パッド上に融合するが、基板上の半田
粒子は相互に絶縁された半田ビードとして付着する。こ
の半田ビードは基板表面から容易に除去することができ
る。
ィングする方法及びそれに用いるペーストの提供。 【構成】 基板上の金属パッド５に半田ペーストを付着
させ、加熱溶融することによりパッド上に半田コーティ
ングを行なう。このペーストは溶融状態の場合、金属パ
ッドの臨界エネルギよりも低いが、パッド外側の基板表
面の臨界エネルギよりも高い表面エネルギを持つ半田粒
子のサスペンションを有している。これにより、半田粒
子は溶融し、金属パッド上に融合するが、基板上の半田
粒子は相互に絶縁された半田ビードとして付着する。こ
の半田ビードは基板表面から容易に除去することができ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、基板上に設けられた金
属パッドを半田コーティングする方法に関し、これによ
り、少なくとも該パッドの表面には半田ペーストの付着
層が設けられ、この後、該基板は少なくとも部分的に加
熱処理を受ける。この加熱処理は、上記半田ペーストか
ら本質的に連続する金属半田層の局部的な沈澱を引き起
こす。この局部的な沈澱は前記パッド上には生じるが、
該パッドとの境界から外側の前記基板表面上には生じな
い。次いで、上記パッドとの境界の外側の前記基板表面
上のいかなる望ましくない半田ペーストのくずは除去さ
れる。
属パッドを半田コーティングする方法に関し、これによ
り、少なくとも該パッドの表面には半田ペーストの付着
層が設けられ、この後、該基板は少なくとも部分的に加
熱処理を受ける。この加熱処理は、上記半田ペーストか
ら本質的に連続する金属半田層の局部的な沈澱を引き起
こす。この局部的な沈澱は前記パッド上には生じるが、
該パッドとの境界から外側の前記基板表面上には生じな
い。次いで、上記パッドとの境界の外側の前記基板表面
上のいかなる望ましくない半田ペーストのくずは除去さ
れる。
【０００２】本発明はまた、この形式の方法においての
使用に適している半田ペーストにも関する。
使用に適している半田ペーストにも関する。
【０００３】
【従来の技術】上記で参照されるような半田コーティン
グされた金属パッドは、電気部品の脚に対する固定べー
スとして使用することが可能である。一般的に使用され
るプリント回路基板（及びフレキシブルプリント回路
箔）は、規定されたパターンに従って配置される複数の
金属パッドが設けられ、選択的に導電トラックのネット
ワークを介して相互接続される基板を有している。この
ような回路基板のパッドが前述の方法で半田コーティン
グがされている場合、適切な電気部品を”リフロー”半
田付け処理を使用することにより該基板に固定すること
が可能である。この処理は、上記基板上の所定の位置へ
上記電気部品を配置し、所望の半田コーティングされた
金属パッド上への該部品の脚を配置し、その後加熱す
る。この場合、各脚と対応するパッドとの間の半田層は
溶融し、これにより、該脚は次なる冷却の後に前記パッ
ド上に半田付けされる。リフロー半田付けのさらなる情
報は、"AScientific Guide to Surface Mount Technolo
gy" by C. Lea, Electrochemical Publications Limite
d (1988), ISBN 0 901150 223の特に第７章から与えら
れる。
グされた金属パッドは、電気部品の脚に対する固定べー
スとして使用することが可能である。一般的に使用され
るプリント回路基板（及びフレキシブルプリント回路
箔）は、規定されたパターンに従って配置される複数の
金属パッドが設けられ、選択的に導電トラックのネット
ワークを介して相互接続される基板を有している。この
ような回路基板のパッドが前述の方法で半田コーティン
グがされている場合、適切な電気部品を”リフロー”半
田付け処理を使用することにより該基板に固定すること
が可能である。この処理は、上記基板上の所定の位置へ
上記電気部品を配置し、所望の半田コーティングされた
金属パッド上への該部品の脚を配置し、その後加熱す
る。この場合、各脚と対応するパッドとの間の半田層は
溶融し、これにより、該脚は次なる冷却の後に前記パッ
ド上に半田付けされる。リフロー半田付けのさらなる情
報は、"AScientific Guide to Surface Mount Technolo
gy" by C. Lea, Electrochemical Publications Limite
d (1988), ISBN 0 901150 223の特に第７章から与えら
れる。
【０００４】現代のプリント回路基板（及び箔）は、し
ばしば非常に複雑であり、しばしば部品の非常に高い実
装密度(packing-density)を伴う。これは、このような
基板上における金属パッドが、しばしば非常に多くな
り、互いに非常に近接して存在するであろうことを意味
している。これに関し、前記選択的半田コーティング法
は、一度に全てのパッドを効果的にコーティングする
（前記基板に対しては行わない）ことができる利点を持
つ。このことは、時間が係る上、非常に細かい各パッド
に基づいて半田を提供する必要性を省いている。
ばしば非常に複雑であり、しばしば部品の非常に高い実
装密度(packing-density)を伴う。これは、このような
基板上における金属パッドが、しばしば非常に多くな
り、互いに非常に近接して存在するであろうことを意味
している。これに関し、前記選択的半田コーティング法
は、一度に全てのパッドを効果的にコーティングする
（前記基板に対しては行わない）ことができる利点を持
つ。このことは、時間が係る上、非常に細かい各パッド
に基づいて半田を提供する必要性を省いている。
【０００５】冒頭に記載のような半田コーティング法及
び該方法においての使用に適している半田ペーストは、
未審査の日本特許公開JP-A-2-310991号（福永、他）に
説明されている。上記文献によると、Ｓｎ粉末及び有機
酸Ｐｂ塩の混合物を有している半田ペーストは前記プリ
ント回路基板の金属パッド上に塗布され、この場合、該
ペーストを専ら該パッドに限定する必要はない。ここ
で、上記ペーストが塗布された回路基板は、約２２０°
Ｃの温度に数分間さらされ、これにより、局部的な化学
反応が前述のＳｎ粉末とＰｂ塩との間に生じ、この結
果、前記ペーストからＳｎＰｂ合金の沈澱を伴う。この
反応及びこれに伴う前述の沈澱は、ただ前記パッドの金
属表面上にのみ生じ、該パッドとの境界から外側の裸非
金属基板表面上には生じない。
び該方法においての使用に適している半田ペーストは、
未審査の日本特許公開JP-A-2-310991号（福永、他）に
説明されている。上記文献によると、Ｓｎ粉末及び有機
酸Ｐｂ塩の混合物を有している半田ペーストは前記プリ
ント回路基板の金属パッド上に塗布され、この場合、該
ペーストを専ら該パッドに限定する必要はない。ここ
で、上記ペーストが塗布された回路基板は、約２２０°
Ｃの温度に数分間さらされ、これにより、局部的な化学
反応が前述のＳｎ粉末とＰｂ塩との間に生じ、この結
果、前記ペーストからＳｎＰｂ合金の沈澱を伴う。この
反応及びこれに伴う前述の沈澱は、ただ前記パッドの金
属表面上にのみ生じ、該パッドとの境界から外側の裸非
金属基板表面上には生じない。
【０００６】上記方法により前記パッド上に沈澱したＳ
ｎＰｂ合金は、かなりＳｎ濃度が高いため、第２の処理
ステップ実施される。これにより、Ｐｂイオンを含む種
油フラックス(seed oil flux)が前記合金がコーティン
グされたパッドと接触し、次いで加熱される。これは、
前記存在しているＳｎＰｂ合金のＳｎ含有量を犠牲にし
て、該合金のＰｂ含有量を増加させる化学反応を引き起
こす。この場合、最終的な半田合金の組成は所望のＳｎ
対Ｐｂ比を持つべきである。
ｎＰｂ合金は、かなりＳｎ濃度が高いため、第２の処理
ステップ実施される。これにより、Ｐｂイオンを含む種
油フラックス(seed oil flux)が前記合金がコーティン
グされたパッドと接触し、次いで加熱される。これは、
前記存在しているＳｎＰｂ合金のＳｎ含有量を犠牲にし
て、該合金のＰｂ含有量を増加させる化学反応を引き起
こす。この場合、最終的な半田合金の組成は所望のＳｎ
対Ｐｂ比を持つべきである。
【０００７】本発明者により実行された評価テストは、
この既知の方法がある欠点を持っていることを示してい
る。これらの欠点のいくつかは以下のように要約するこ
とができる。 （１） ナフテン酸塩鉛のような、有機酸Ｐｂ塩は特に
有毒である。それゆえ、特別な事前注意が、処理作業者
の健康を守るために必要である。 （２） 相対的に高い温度及び必然的に伴われる長く熱
にさらされることにより、加熱が化学的に不活性な雰囲
気中において実行されなければ、前記必要とされる熱処
理は前記プリント回路基板の重大な変色を引き起こす結
果となり得る。 （３） 前記プリント回路基板が、該基板に半田ペース
トを塗布する前にエッチ洗浄されなければ、前記金属パ
ッドの半田塗布は満足の行かない結果になり得る。これ
は、全体のコーティング処理に対してさらなるステップ
を付加している。 （４） 前記金属パッドの相互間隔が２００μｍまたは
それよりも短い場合、前記金属パッドの半田汚れ(solde
r blobs)が原因による望ましくない短絡の危険性が許容
できないレベルに増加する。脚ピッチの絶えまない減少
を伴っているような複数の脚を持つ表面実装部品を使用
する電子工業界の現代の傾向を鑑みて、上記許容できな
い半田塗布は、前記既知の方法によりもたらされる半田
コーティングされたプリント回路基板上における使用を
目的とする部品の脚間隔により低い限界を置いている。
この既知の方法がある欠点を持っていることを示してい
る。これらの欠点のいくつかは以下のように要約するこ
とができる。 （１） ナフテン酸塩鉛のような、有機酸Ｐｂ塩は特に
有毒である。それゆえ、特別な事前注意が、処理作業者
の健康を守るために必要である。 （２） 相対的に高い温度及び必然的に伴われる長く熱
にさらされることにより、加熱が化学的に不活性な雰囲
気中において実行されなければ、前記必要とされる熱処
理は前記プリント回路基板の重大な変色を引き起こす結
果となり得る。 （３） 前記プリント回路基板が、該基板に半田ペース
トを塗布する前にエッチ洗浄されなければ、前記金属パ
ッドの半田塗布は満足の行かない結果になり得る。これ
は、全体のコーティング処理に対してさらなるステップ
を付加している。 （４） 前記金属パッドの相互間隔が２００μｍまたは
それよりも短い場合、前記金属パッドの半田汚れ(solde
r blobs)が原因による望ましくない短絡の危険性が許容
できないレベルに増加する。脚ピッチの絶えまない減少
を伴っているような複数の脚を持つ表面実装部品を使用
する電子工業界の現代の傾向を鑑みて、上記許容できな
い半田塗布は、前記既知の方法によりもたらされる半田
コーティングされたプリント回路基板上における使用を
目的とする部品の脚間隔により低い限界を置いている。
【０００８】
【発明の目的及び概要】本発明の目的は、非常に有毒な
有機酸Ｐｂ塩の使用に依存しない、冒頭において説明し
たような半田コーティング方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、そのような方法が、重大な基板変
色を妨げるのに十分緩やかな熱処理条件を使用すべきこ
とである。さらに、本発明は、２００μｍよりも小さい
相互パッド間隔で、パッドに半田コーティングするより
も前に該半田にエッチ洗浄する必要がない上記のような
方法の満足のいく適用を目標とする。
有機酸Ｐｂ塩の使用に依存しない、冒頭において説明し
たような半田コーティング方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、そのような方法が、重大な基板変
色を妨げるのに十分緩やかな熱処理条件を使用すべきこ
とである。さらに、本発明は、２００μｍよりも小さい
相互パッド間隔で、パッドに半田コーティングするより
も前に該半田にエッチ洗浄する必要がない上記のような
方法の満足のいく適用を目標とする。
【０００９】これらの及びその他の目的は、基板上に設
けられた金属パッドを半田コーティングする方法であっ
て、これにより、少なくとも該パッドの表面には半田ペ
ーストの付着層が設けられ、この後に、該基板は加熱処
理を少なくとも部分的に受け、該加熱処理は該半田ペー
ストから本質的に連続する金属半田層の沈澱を局部的に
引き起こし、該局部的沈澱は前記パッド上に生じるが該
パッドとの境界から外側の前記基板表面上には生じず、
その後、該パッドとの境界から外側の前記基板表面上の
いかなる望ましくない半田ペーストのくずが除去される
ような半田コーティング法において、半田ペーストは、
溶融状態の場合に前記金属パッドの臨界表面エネルギよ
りは低いが該パッドとの境界から外側の前記基板表面の
臨界表面エネルギよりは高い表面エネルギを持つ金属半
田粒子のサスペンションを有する半田ペーストが使用さ
れ、前記加熱処理は、前記パッド上に存する半田ペース
ト内の前記金属半田粒子を本質的に連続する金属半田層
に溶融し且つ融合し、前記パッドとの境界から外側の前
記基板表面上に存するいかなる半田ペースト内の前記金
属半田粒子は、伴って層に融合しないが、代わりに相互
に絶縁された半田ビードとして付着し、上記ビードは、
次いで前記加熱処理の完了の後に前記基板表面から除去
することができることを特徴とする冒頭で説明したよう
な方法において実現される。
けられた金属パッドを半田コーティングする方法であっ
て、これにより、少なくとも該パッドの表面には半田ペ
ーストの付着層が設けられ、この後に、該基板は加熱処
理を少なくとも部分的に受け、該加熱処理は該半田ペー
ストから本質的に連続する金属半田層の沈澱を局部的に
引き起こし、該局部的沈澱は前記パッド上に生じるが該
パッドとの境界から外側の前記基板表面上には生じず、
その後、該パッドとの境界から外側の前記基板表面上の
いかなる望ましくない半田ペーストのくずが除去される
ような半田コーティング法において、半田ペーストは、
溶融状態の場合に前記金属パッドの臨界表面エネルギよ
りは低いが該パッドとの境界から外側の前記基板表面の
臨界表面エネルギよりは高い表面エネルギを持つ金属半
田粒子のサスペンションを有する半田ペーストが使用さ
れ、前記加熱処理は、前記パッド上に存する半田ペース
ト内の前記金属半田粒子を本質的に連続する金属半田層
に溶融し且つ融合し、前記パッドとの境界から外側の前
記基板表面上に存するいかなる半田ペースト内の前記金
属半田粒子は、伴って層に融合しないが、代わりに相互
に絶縁された半田ビードとして付着し、上記ビードは、
次いで前記加熱処理の完了の後に前記基板表面から除去
することができることを特徴とする冒頭で説明したよう
な方法において実現される。
【００１０】このような方法において、前記使用された
半田ペーストに含まれる金属半田粒子は既に、最終的な
半田コーティングに望まれる化学組成を有している。そ
れ故、ひとたびこれらの粒子が層として付着された場合
は、そのような層は、さらに濃縮したり他の組成に変更
する必要はないであろう。このように既知の技術とは対
照的に、有毒な有機酸Ｐｂ塩からまたは別個に供給され
るＰｂイオンを含む溶剤からＰｂ含有物を得る必要がな
い。
半田ペーストに含まれる金属半田粒子は既に、最終的な
半田コーティングに望まれる化学組成を有している。そ
れ故、ひとたびこれらの粒子が層として付着された場合
は、そのような層は、さらに濃縮したり他の組成に変更
する必要はないであろう。このように既知の技術とは対
照的に、有毒な有機酸Ｐｂ塩からまたは別個に供給され
るＰｂイオンを含む溶剤からＰｂ含有物を得る必要がな
い。
【００１１】本発明の方法において、半田コーティング
が前記半田ペーストから沈澱することが原因であるよう
な機構は、化学反応よりむしろ物理的処理により実現さ
れる。一方においては、前記金属パッド上に位置される
半田ペースト内の溶融した半田粒子は、薄い膜に融合す
ることにより該パッドの表面を適度に湿潤(wet)するこ
とが可能である。この作用は、前記半田粒子の表面エネ
ルギ（表面張力）が前記パッドの該エネルギよりも小さ
く、故に、上記のような”湿潤(wetting)”に非常に有
利である事実に起因する。他方においては、前記パッド
との境界から外側の裸基板表面上に位置されるいかなる
ペースト付着層内の溶融した半田粒子は、当該基板表面
と融合せず湿潤しないだろうが、その代わりに小さな相
互絶縁半田ビードの形態で該基板表面上に存するであろ
う。このことは、前記半田粒子の表面エネルギは前記裸
基板表面の該エネルギを越え、故に、該粒子によるその
ような表面の湿潤に非常に不利である事実に基づいてい
る。さらなる明確化と実例のみを目的として、このよう
な表面エネルギ効果は、部分的にワックスがけされた自
動車の表面上に付着した雨水により説明されるエネルギ
効果と見なすことが可能である。そのような水は、ワッ
クスがけされていない自動車の表面上に拡張膜を形成す
る傾向があるにも関わらず、ワックスがけされたいかな
る領域においては無数の小さなビードが形成させられ
る。表面の”湿潤"に関する表面エネルギの詳細な説明
は、"Rev. Mod. Phys. 57(1985)' by P.G. de Gennes,
pages 827-865により与えられる。さらなる情報は、"Co
ntact Angle, Wettability, andAdheshion", by W.A. Z
isman, Advances in Chemistry Series 43, American C
hemical Society (1964), LCCC 63-14481, pages 1-51
により与えられる。
が前記半田ペーストから沈澱することが原因であるよう
な機構は、化学反応よりむしろ物理的処理により実現さ
れる。一方においては、前記金属パッド上に位置される
半田ペースト内の溶融した半田粒子は、薄い膜に融合す
ることにより該パッドの表面を適度に湿潤(wet)するこ
とが可能である。この作用は、前記半田粒子の表面エネ
ルギ（表面張力）が前記パッドの該エネルギよりも小さ
く、故に、上記のような”湿潤(wetting)”に非常に有
利である事実に起因する。他方においては、前記パッド
との境界から外側の裸基板表面上に位置されるいかなる
ペースト付着層内の溶融した半田粒子は、当該基板表面
と融合せず湿潤しないだろうが、その代わりに小さな相
互絶縁半田ビードの形態で該基板表面上に存するであろ
う。このことは、前記半田粒子の表面エネルギは前記裸
基板表面の該エネルギを越え、故に、該粒子によるその
ような表面の湿潤に非常に不利である事実に基づいてい
る。さらなる明確化と実例のみを目的として、このよう
な表面エネルギ効果は、部分的にワックスがけされた自
動車の表面上に付着した雨水により説明されるエネルギ
効果と見なすことが可能である。そのような水は、ワッ
クスがけされていない自動車の表面上に拡張膜を形成す
る傾向があるにも関わらず、ワックスがけされたいかな
る領域においては無数の小さなビードが形成させられ
る。表面の”湿潤"に関する表面エネルギの詳細な説明
は、"Rev. Mod. Phys. 57(1985)' by P.G. de Gennes,
pages 827-865により与えられる。さらなる情報は、"Co
ntact Angle, Wettability, andAdheshion", by W.A. Z
isman, Advances in Chemistry Series 43, American C
hemical Society (1964), LCCC 63-14481, pages 1-51
により与えられる。
【００１２】既知の方法においては、前記半田ペースト
がＳｎＰｂ合金の沈澱を生じさせるために加熱される温
度（処理温度）は、Ｓｎ粉末と有機酸Ｐｂ塩との間の所
望の化学反応の活性化温度（典型的には約２２０°Ｃ）
により表される。加えて、そのような熱にさらされるこ
とに要求される最小継続時間は前述の反応速度に依存
し、典型的には約２乃至４分の値を持つ。他方において
は、本発明の方法における最小処理温度は、前記使用さ
れる半田ペーストにおける金属半田粒子の融点により決
定され、これは、上記で引用された２２０°Ｃの活性化
温度よりも著しく小さくすることが可能である。さら
に、この熱処理の継続時間は、必然的に伴われる化学反
応がないために、既知の方法よりも著しく短くすること
が可能である。これら２つの要因のために、既知の方法
において認められた基板変色を、本発明の方法を使用す
ることにより非常に大幅に回避することが可能である。
がＳｎＰｂ合金の沈澱を生じさせるために加熱される温
度（処理温度）は、Ｓｎ粉末と有機酸Ｐｂ塩との間の所
望の化学反応の活性化温度（典型的には約２２０°Ｃ）
により表される。加えて、そのような熱にさらされるこ
とに要求される最小継続時間は前述の反応速度に依存
し、典型的には約２乃至４分の値を持つ。他方において
は、本発明の方法における最小処理温度は、前記使用さ
れる半田ペーストにおける金属半田粒子の融点により決
定され、これは、上記で引用された２２０°Ｃの活性化
温度よりも著しく小さくすることが可能である。さら
に、この熱処理の継続時間は、必然的に伴われる化学反
応がないために、既知の方法よりも著しく短くすること
が可能である。これら２つの要因のために、既知の方法
において認められた基板変色を、本発明の方法を使用す
ることにより非常に大幅に回避することが可能である。
【００１３】本発明の方法の信頼性及び有効性について
の数多くの広範囲に渡るテストが、とりわけ以下の模範
的な実施例において説明されているように行われてい
る。そのような全てのテストは、前記金属パッドにエッ
チ洗浄処理を最初に受けさせる必要なく、該当の金属パ
ッドの優れた半田塗布を示していた。２００μｍ未満の
相互パッド間隔においても非常に満足のいく半田塗布が
そのようなテストにおいて認められた。
の数多くの広範囲に渡るテストが、とりわけ以下の模範
的な実施例において説明されているように行われてい
る。そのような全てのテストは、前記金属パッドにエッ
チ洗浄処理を最初に受けさせる必要なく、該当の金属パ
ッドの優れた半田塗布を示していた。２００μｍ未満の
相互パッド間隔においても非常に満足のいく半田塗布が
そのようなテストにおいて認められた。
【００１４】前記半田ペースト内の金属半田粒子の濃度
は、本発明の方法において重要なパラメータである。こ
の濃度の相対的に高い値に関しては、前記裸基板表面上
に付着した半田ビードが、相互に物理的接触してしまう
ように互いに非常に近接して生じ得る可能性があり、こ
の結果として導電トラックを形成する危険性を伴う。他
方においては、前記半田ペースト内の金属半田粒子の濃
度が相対的に低い場合、前記金属パッドの適切な表面
の”湿潤”が妨げられ、該パッドの欠陥のある半田塗布
になる。
は、本発明の方法において重要なパラメータである。こ
の濃度の相対的に高い値に関しては、前記裸基板表面上
に付着した半田ビードが、相互に物理的接触してしまう
ように互いに非常に近接して生じ得る可能性があり、こ
の結果として導電トラックを形成する危険性を伴う。他
方においては、前記半田ペースト内の金属半田粒子の濃
度が相対的に低い場合、前記金属パッドの適切な表面
の”湿潤”が妨げられ、該パッドの欠陥のある半田塗布
になる。
【００１５】前記半田ペースト内における金属半田粒子
の平均直径は、このような考え方の中における同様の役
割を果たしている。これらの粒子が相対的に小さい場
合、前記金属パッド上に付着した金属半田層は連続的で
はなく、不適格に薄い半田塗布の開口斑点または領域を
示すかも知れない。他方においては、前記粒子が相対的
に大きい場合、これら粒子の局部的な”凝集(clumping
together)"が、２つのパッドの間における望ましくない
導電路を形成する可能性を持って発生し、この結果とし
て短絡を生じるかも知れない。
の平均直径は、このような考え方の中における同様の役
割を果たしている。これらの粒子が相対的に小さい場
合、前記金属パッド上に付着した金属半田層は連続的で
はなく、不適格に薄い半田塗布の開口斑点または領域を
示すかも知れない。他方においては、前記粒子が相対的
に大きい場合、これら粒子の局部的な”凝集(clumping
together)"が、２つのパッドの間における望ましくない
導電路を形成する可能性を持って発生し、この結果とし
て短絡を生じるかも知れない。
【００１６】これらの考え方を鑑みて、本出願人は、本
発明による方法において効果的に使用可能な新しい半田
ペーストを開発し、この結果、前記金属パッドの非常に
満足のいく半田コーティングを実現した。本発明は、当
該半田ペースト内における濃度がＳＴＰにおいて５乃至
１１ｖｏｌ％の範囲内ににあり、平均直径が１０乃至４
０μｍの範囲内にある金属半田粒子のサスペンションを
有することを特徴とする新規の半田ペーストにも関す
る。ここで、”ＳＴＰ”は、”標準温度及び圧力(Stand
ard Temperature and Pressure)”を表し、温度２６°
Ｃ（室温）及び圧力１気圧のように規定される。この半
田ペーストは、相対的に低い毒性（有機酸Ｐｂ塩がな
い）及び相対的に簡素な構造（金属半田粒子は、該ペー
スト内における化学反応により生じるというより既に存
在している）。
発明による方法において効果的に使用可能な新しい半田
ペーストを開発し、この結果、前記金属パッドの非常に
満足のいく半田コーティングを実現した。本発明は、当
該半田ペースト内における濃度がＳＴＰにおいて５乃至
１１ｖｏｌ％の範囲内ににあり、平均直径が１０乃至４
０μｍの範囲内にある金属半田粒子のサスペンションを
有することを特徴とする新規の半田ペーストにも関す
る。ここで、”ＳＴＰ”は、”標準温度及び圧力(Stand
ard Temperature and Pressure)”を表し、温度２６°
Ｃ（室温）及び圧力１気圧のように規定される。この半
田ペーストは、相対的に低い毒性（有機酸Ｐｂ塩がな
い）及び相対的に簡素な構造（金属半田粒子は、該ペー
スト内における化学反応により生じるというより既に存
在している）。
【００１７】本発明の半田ペーストの好ましい実施例
は、前記半田ペースト内における金属半田粒子の量は、
ＳＴＰにおいて７乃至９ｖｏｌ．％の範囲内にあり、前
述の粒子の平均直径は２０乃至３０μｍの範囲内にある
ことを特徴とする
は、前記半田ペースト内における金属半田粒子の量は、
ＳＴＰにおいて７乃至９ｖｏｌ．％の範囲内にあり、前
述の粒子の平均直径は２０乃至３０μｍの範囲内にある
ことを特徴とする
【００１８】本発明による半田ペーストの特に適した実
施例は、前記金属半田粒子がＳｎ及びＰｂの合金を有す
ることを特徴とする。とりわけ有利なのは、ＳｎＰｂ合
金の融点が相対的に低く、これにより、本発明の方法に
おいてこれに対応する低処理温度の使用を可能にするこ
とである。このような合金の適切な１例は、６０乃至６
５ｗｔ．％のＳｎと３５乃至４０ｗｔ．％のＰｂを含
み、約１８０乃至１９０°Ｃの融点を持つ。
施例は、前記金属半田粒子がＳｎ及びＰｂの合金を有す
ることを特徴とする。とりわけ有利なのは、ＳｎＰｂ合
金の融点が相対的に低く、これにより、本発明の方法に
おいてこれに対応する低処理温度の使用を可能にするこ
とである。このような合金の適切な１例は、６０乃至６
５ｗｔ．％のＳｎと３５乃至４０ｗｔ．％のＰｂを含
み、約１８０乃至１９０°Ｃの融点を持つ。
【００１９】本発明の半田ペーストの優先的な実施例
は、該半田ペーストがフラックス溶液を有することを特
徴とする。フラックス溶液は、"Soldering in Electron
ics",by R.J. Klein Wassink, 2nd Edition, Electroch
emical Publications Limited(1989), ISBN 0 901150 2
4 Xの特に第５章に詳細に説明されているように従来技
術である。典型的なフラックス溶液は、例えば、コロホ
ニウム(colofonium)樹脂、増粘剤及び溶剤を有しても良
い。前記半田ペースト内におけるフラックス溶液の含有
物は、前記金属パッドの表面を”湿潤”させるための前
記金属半田粒子の能力を向上させている。本発明の半田
ペースト内に存在する前記金属半田粒子の形式に依存し
て、前記フラックス溶液は典型的に該ペーストの４０乃
至６０ｗｔ．％を構成しても良い。
は、該半田ペーストがフラックス溶液を有することを特
徴とする。フラックス溶液は、"Soldering in Electron
ics",by R.J. Klein Wassink, 2nd Edition, Electroch
emical Publications Limited(1989), ISBN 0 901150 2
4 Xの特に第５章に詳細に説明されているように従来技
術である。典型的なフラックス溶液は、例えば、コロホ
ニウム(colofonium)樹脂、増粘剤及び溶剤を有しても良
い。前記半田ペースト内におけるフラックス溶液の含有
物は、前記金属パッドの表面を”湿潤”させるための前
記金属半田粒子の能力を向上させている。本発明の半田
ペースト内に存在する前記金属半田粒子の形式に依存し
て、前記フラックス溶液は典型的に該ペーストの４０乃
至６０ｗｔ．％を構成しても良い。
【００２０】本発明による半田ペーストの他の実施例
は、該半田ペーストが活性剤混合物を有することを特徴
とする。活性剤混合物も、Klein Wassinkによる前述の
引用文献の第５章のセクション5.5.3において説明され
ているように従来技術である。典型的な活性剤混合物
は、例えば、活性剤、加湿剤、増粘剤、コロホニウム樹
脂及び様々な溶剤を有しても良い。このような活性剤の
存在は、前記金属パッドから及び前記半田ペースト内に
おける金属半田粒子からありうる酸化物を除去すること
に役立ち、該ペースト内において存するフラックス溶液
の作用を向上する。本発明の半田ペースト内に存在する
金属半田粒子の形式に再び依存して、前記使用される活
性剤混合物は典型的に該ペーストの５乃至２５ｗｔ．％
を形成しても良い。
は、該半田ペーストが活性剤混合物を有することを特徴
とする。活性剤混合物も、Klein Wassinkによる前述の
引用文献の第５章のセクション5.5.3において説明され
ているように従来技術である。典型的な活性剤混合物
は、例えば、活性剤、加湿剤、増粘剤、コロホニウム樹
脂及び様々な溶剤を有しても良い。このような活性剤の
存在は、前記金属パッドから及び前記半田ペースト内に
おける金属半田粒子からありうる酸化物を除去すること
に役立ち、該ペースト内において存するフラックス溶液
の作用を向上する。本発明の半田ペースト内に存在する
金属半田粒子の形式に再び依存して、前記使用される活
性剤混合物は典型的に該ペーストの５乃至２５ｗｔ．％
を形成しても良い。
【００２１】ＳｎＰｂ合金は、本発明による半田ペース
トにおいての使用に特に適しているが、該ＳｎＰｂ合金
は、決してそのような使用に適用される唯一の金属半田
材料ではない。適した特性の他の代表的な金属半田材料
は、Ａｕ、（合金成分の相対的な濃度の調和がとれてい
る）ＳｎＡｇ、ＳｎＣｕ、ＳｎＢｉ及びＳｎＮｉ等の様
々の合金並びにこれらの混合物を含んでいる。
トにおいての使用に特に適しているが、該ＳｎＰｂ合金
は、決してそのような使用に適用される唯一の金属半田
材料ではない。適した特性の他の代表的な金属半田材料
は、Ａｕ、（合金成分の相対的な濃度の調和がとれてい
る）ＳｎＡｇ、ＳｎＣｕ、ＳｎＢｉ及びＳｎＮｉ等の様
々の合金並びにこれらの混合物を含んでいる。
【００２２】本発明の方法を用いる使用に適した基板材
料は、例えば、電気絶縁高分子材料（樹脂及びプラスチ
ック）及び無機物質を用いて強化されたポリマーを有す
る複合材料（例えば、ガラス粒子またはファイバーで強
化されたエポキシ樹脂）を含んでいる。このような材料
の特定の例は、ＦＲ２フェノール紙及びＦＲ４ガラスエ
ポキシをあげることができ、ここで、両者は共に難燃剤
(flame retardant:FR)である。他の例は、少なくとも部
分的に絶縁材料の層が設けられ、次いで該絶縁材料の最
上部に金属パッドが供給される、導電基板べースを使用
することが可能である。適切なパッド材料は、例えば、
Ｃｕ、Ｃｕ含有合金、ＡｇＰｄ及びこれらの混合物を含
んでいる。
料は、例えば、電気絶縁高分子材料（樹脂及びプラスチ
ック）及び無機物質を用いて強化されたポリマーを有す
る複合材料（例えば、ガラス粒子またはファイバーで強
化されたエポキシ樹脂）を含んでいる。このような材料
の特定の例は、ＦＲ２フェノール紙及びＦＲ４ガラスエ
ポキシをあげることができ、ここで、両者は共に難燃剤
(flame retardant:FR)である。他の例は、少なくとも部
分的に絶縁材料の層が設けられ、次いで該絶縁材料の最
上部に金属パッドが供給される、導電基板べースを使用
することが可能である。適切なパッド材料は、例えば、
Ｃｕ、Ｃｕ含有合金、ＡｇＰｄ及びこれらの混合物を含
んでいる。
【００２３】もちろん、もし所望ならば、予め選択され
る金属パッド以外のパッドが加熱よりも前に半田ペース
トの付着層を受けないことを確実にすることにより、所
定の基板上の該予め選択された金属パッドのみをを半田
塗布するために本発明を使用することが可能である。無
駄を最小にするために、本発明の方法はまた、ステンシ
ルまたはプリントスクリーン(printing screen)を使用
し、ゆえに、裸基板の大きな開放領域（または、半田塗
布されることを目的としないパッド）に対して半田ペー
ストの不必要な適用を回避するように該半田ペーストを
供給することを可能にしている。
る金属パッド以外のパッドが加熱よりも前に半田ペース
トの付着層を受けないことを確実にすることにより、所
定の基板上の該予め選択された金属パッドのみをを半田
塗布するために本発明を使用することが可能である。無
駄を最小にするために、本発明の方法はまた、ステンシ
ルまたはプリントスクリーン(printing screen)を使用
し、ゆえに、裸基板の大きな開放領域（または、半田塗
布されることを目的としないパッド）に対して半田ペー
ストの不必要な適用を回避するように該半田ペーストを
供給することを可能にしている。
【００２４】本発明による方法における最小限必要とさ
れる処理温度は、当該使用される半田ペースト内の金属
半田粒子の融点により主に決定されるが、もちろん、該
融点よりも高い処理温度を使用することも可能である。
このように上昇された温度を使用することは、液化した
金属半田の粘性が減少され、ゆえに、前記金属パッド
を”湿潤”させるための当該半田の能力が向上する利点
を有している。低温における熱処理の補助として使用さ
れる場合、上記のように上昇された温度におけるいかな
る熱処理は、相対的に短い継続時間（数秒）のみを必要
とし、そのような該半田の融点より非常に高い温度に当
該基板をさらす時間が短いことは、必ずしも大幅な基板
変色になる結果にはならない。例えば、Ｃｕパッドを持
つＦＲ４ガラスエポキシ基板を使用し、１８３°Ｃの融
点を持つＳｎＰｂ合金を有する（本発明による）半田ペ
ーストを使用する本発明の方法のテストにおいて、本発
明者は満足行くように、２５０°Ｃの（補助的な）処理
温度を１０秒間適用させ、これは、重大な基板変色には
ならなかった。従来技術から既知である方法を使用する
場合は、しかしながら、前記と同一の基板材料は、既知
の方法が必要とするより長い熱処理時間（４分）のため
に、わずか２２０°Ｃの温度にさらした後に広範囲の変
色を示した。
れる処理温度は、当該使用される半田ペースト内の金属
半田粒子の融点により主に決定されるが、もちろん、該
融点よりも高い処理温度を使用することも可能である。
このように上昇された温度を使用することは、液化した
金属半田の粘性が減少され、ゆえに、前記金属パッド
を”湿潤”させるための当該半田の能力が向上する利点
を有している。低温における熱処理の補助として使用さ
れる場合、上記のように上昇された温度におけるいかな
る熱処理は、相対的に短い継続時間（数秒）のみを必要
とし、そのような該半田の融点より非常に高い温度に当
該基板をさらす時間が短いことは、必ずしも大幅な基板
変色になる結果にはならない。例えば、Ｃｕパッドを持
つＦＲ４ガラスエポキシ基板を使用し、１８３°Ｃの融
点を持つＳｎＰｂ合金を有する（本発明による）半田ペ
ーストを使用する本発明の方法のテストにおいて、本発
明者は満足行くように、２５０°Ｃの（補助的な）処理
温度を１０秒間適用させ、これは、重大な基板変色には
ならなかった。従来技術から既知である方法を使用する
場合は、しかしながら、前記と同一の基板材料は、既知
の方法が必要とするより長い熱処理時間（４分）のため
に、わずか２２０°Ｃの温度にさらした後に広範囲の変
色を示した。
【００２５】本発明による方法において、熱処理の完了
の後に前記裸基板表面上に残っている相互に絶縁された
半田ビードは、例えば、該基板に洗浄処理を受けさせる
ことにより除去することが可能である。この目的のため
の適切な洗浄材料は、例えば、洗浄剤の水溶液を含んで
いる。所望ならば、この洗浄処理は、前記基板の緩やか
なブラッシングまたはスポンジング(sponging)を伴って
も良い。前記金属パッド上の半田コーティングは、反対
にこのような洗浄処理により影響は受けないであろう。
半田コーティングされたプリント回路基板の洗浄は一般
的に、Klein Wassinkによる前述の引用文献の第５章の
セクション5.7により詳細に述べられている。
の後に前記裸基板表面上に残っている相互に絶縁された
半田ビードは、例えば、該基板に洗浄処理を受けさせる
ことにより除去することが可能である。この目的のため
の適切な洗浄材料は、例えば、洗浄剤の水溶液を含んで
いる。所望ならば、この洗浄処理は、前記基板の緩やか
なブラッシングまたはスポンジング(sponging)を伴って
も良い。前記金属パッド上の半田コーティングは、反対
にこのような洗浄処理により影響は受けないであろう。
半田コーティングされたプリント回路基板の洗浄は一般
的に、Klein Wassinkによる前述の引用文献の第５章の
セクション5.7により詳細に述べられている。
【００２６】本発明の半田ペースト内の金属半田粒子の
濃度が相対的に低いため、該ペーストはかなり低い粘性
を持つことができる。上記ペーストが、ステンシルまた
はプリンティングスクリーンとスキージーとを組み合わ
せて使用することにより供給される場合、そのような低
粘性は、前記金属パッドの半田塗布の好ましくない結果
を伴う、該ステンシルまたはプリンティングスクリーン
における開口外にペーストが相対的に容易にすくいださ
れ得る(scooping)。このようなすくいだしの程度は、上
記ステンシルまたはプリンティングスクリーンの厚さを
慎重に選ぶことにより及び相対的に強固なスキージーを
使用することにより減少させることが可能である。さら
に、必要ならば、上記ステンシルにおける開口は、主開
口を構成要素をなすより小さい開口にそれぞれ細分する
対角線状方向の”ダム”によりある間隔をおいて区切る
ことが可能である。半田ペーストはそのようなより小さ
い開口にはそれほど容易にすくいだされず、この対角線
状方向の”ダム”の幅は、半田ペーストが依然各パッド
の主領域に非常に良好に行き渡ることを確実にするため
に十分な小ささである。
濃度が相対的に低いため、該ペーストはかなり低い粘性
を持つことができる。上記ペーストが、ステンシルまた
はプリンティングスクリーンとスキージーとを組み合わ
せて使用することにより供給される場合、そのような低
粘性は、前記金属パッドの半田塗布の好ましくない結果
を伴う、該ステンシルまたはプリンティングスクリーン
における開口外にペーストが相対的に容易にすくいださ
れ得る(scooping)。このようなすくいだしの程度は、上
記ステンシルまたはプリンティングスクリーンの厚さを
慎重に選ぶことにより及び相対的に強固なスキージーを
使用することにより減少させることが可能である。さら
に、必要ならば、上記ステンシルにおける開口は、主開
口を構成要素をなすより小さい開口にそれぞれ細分する
対角線状方向の”ダム”によりある間隔をおいて区切る
ことが可能である。半田ペーストはそのようなより小さ
い開口にはそれほど容易にすくいだされず、この対角線
状方向の”ダム”の幅は、半田ペーストが依然各パッド
の主領域に非常に良好に行き渡ることを確実にするため
に十分な小ささである。
【００２７】本発明による方法において固有の加熱処理
は、非常に様々の方法で実施することが可能である。例
えば、前記基板（ペーストが塗布されたパッドを持つ）
を加熱素子から熱放射を部分的または全体的に受けさせ
ることが可能であり、または、該基板を加熱されたガス
または蒸気にさらすことも可能である。他の例において
は、レーザビームを、例えば前記ペーストが塗布された
パッド及びこれらのすぐ周辺のみを選択的に加熱するた
めに使用することが可能である。そのような加熱方法
は、電気部品を該部品に対応する半田コーティングされ
たパッドに対してリフロー半田付けすることに使用する
ことも可能である。これらの加熱処理の温度、継続時間
及びプロファイルを当該使用される半田ペーストの特定
の特性に適合させることは可能である。
は、非常に様々の方法で実施することが可能である。例
えば、前記基板（ペーストが塗布されたパッドを持つ）
を加熱素子から熱放射を部分的または全体的に受けさせ
ることが可能であり、または、該基板を加熱されたガス
または蒸気にさらすことも可能である。他の例において
は、レーザビームを、例えば前記ペーストが塗布された
パッド及びこれらのすぐ周辺のみを選択的に加熱するた
めに使用することが可能である。そのような加熱方法
は、電気部品を該部品に対応する半田コーティングされ
たパッドに対してリフロー半田付けすることに使用する
ことも可能である。これらの加熱処理の温度、継続時間
及びプロファイルを当該使用される半田ペーストの特定
の特性に適合させることは可能である。
【００２８】
実施例１ 図１は、本発明による方法を使用して部分的に半田コー
ティングされるべきプリント回路基板１を示している。
図２乃至図５には、この方法の後に続く様々な段階が描
写されている。図６は、その後の上記回路基板の半田コ
ーティングされた金属パッドに対して適切な電気部品が
固定された状態を図示している。これら様々な図の同一
の部分には同一の参照記号が示されている。
ティングされるべきプリント回路基板１を示している。
図２乃至図５には、この方法の後に続く様々な段階が描
写されている。図６は、その後の上記回路基板の半田コ
ーティングされた金属パッドに対して適切な電気部品が
固定された状態を図示している。これら様々な図の同一
の部分には同一の参照記号が示されている。
【００２９】図１は、自身の一方の表面上に複数のＣｕ
パッド５が設けられている難燃性ＦＲ４ガラスエポキシ
基板３を示している。これらのパッド５は、所定の電気
部品の脚の配列に対応する規定されたパターンで配列さ
れ、選択的にＣｕトラック７を介して相互接続される。
これらパッド５はサイズが変化し、典型的には長さが約
１乃至２ｍｍで幅が約５０乃至２００μｍである。ここ
で描写されているパッド５は、集積回路部品（例えば、
マイクロプロセッサチップ、メモリチップ等）の脚の配
列に対応することを目的とするため、該パッド５は規定
された長さ方向の配列５’で並べられている。各長さ方
向の配列５’におけるパッド５のピッチ（すなわち、中
心から中心までの最小の距離）は、３００乃至６００μ
ｍの範囲内にある。
パッド５が設けられている難燃性ＦＲ４ガラスエポキシ
基板３を示している。これらのパッド５は、所定の電気
部品の脚の配列に対応する規定されたパターンで配列さ
れ、選択的にＣｕトラック７を介して相互接続される。
これらパッド５はサイズが変化し、典型的には長さが約
１乃至２ｍｍで幅が約５０乃至２００μｍである。ここ
で描写されているパッド５は、集積回路部品（例えば、
マイクロプロセッサチップ、メモリチップ等）の脚の配
列に対応することを目的とするため、該パッド５は規定
された長さ方向の配列５’で並べられている。各長さ方
向の配列５’におけるパッド５のピッチ（すなわち、中
心から中心までの最小の距離）は、３００乃至６００μ
ｍの範囲内にある。
【００３０】パッド５及びトラック７は、良く知られて
いる技術を使用して前記基板３上に設けられる。例え
ば、上記基板３の前記対応面にはＣｕの薄い連続層を設
けることが可能であり、その後、この場合該層上にはパ
ッド５及びトラック７の様々な所望のパターン及びネッ
トワークが耐エッチングインク(etch-resistant ink)で
印される。この後、上記Ｃｕ層はエッチングを受け、結
果として上記Ｃｕ層の上記様々な耐エッチングマーキン
グ(etch-resistant marking)の外側に位置された部分は
除去される。これらマーキングは、裸金属パッド及びト
ラックをさらすために洗浄(cleaning)により最終的に除
去される。
いる技術を使用して前記基板３上に設けられる。例え
ば、上記基板３の前記対応面にはＣｕの薄い連続層を設
けることが可能であり、その後、この場合該層上にはパ
ッド５及びトラック７の様々な所望のパターン及びネッ
トワークが耐エッチングインク(etch-resistant ink)で
印される。この後、上記Ｃｕ層はエッチングを受け、結
果として上記Ｃｕ層の上記様々な耐エッチングマーキン
グ(etch-resistant marking)の外側に位置された部分は
除去される。これらマーキングは、裸金属パッド及びト
ラックをさらすために洗浄(cleaning)により最終的に除
去される。
【００３１】図２において、前記金属パッド５には、本
発明による半田ペーストの付着層９が設けられている。
これら付着層９はパッド５に重なり、これにより、該付
着層は該パッドとの境界から外側の前記裸基板表面上に
部分的に位置する。
発明による半田ペーストの付着層９が設けられている。
これら付着層９はパッド５に重なり、これにより、該付
着層は該パッドとの境界から外側の前記裸基板表面上に
部分的に位置する。
【００３２】この場合に使用される特定の半田ペースト
は、フラックス溶液及び活性剤混合物と共に約７．５ｖ
ｏｌ％のＳｎＰｂ粉末合金を有していた。前記金属半田
粒子の平均直径は約２５μｍであった。上記ＳｎＰｂ合
金自身は、略々６３ｗｔ．％のＳｎと３７ｗｔ．％のＰ
ｂを有していた。上記ペーストは、４８ｇのフラックス
溶液及び１２ｇの活性剤混合物（両者ともにKlein Wass
inkによる前述の引用文献から既知である）に４０ｇの
前記半田粉末を加えて混合することにより作られた。
は、フラックス溶液及び活性剤混合物と共に約７．５ｖ
ｏｌ％のＳｎＰｂ粉末合金を有していた。前記金属半田
粒子の平均直径は約２５μｍであった。上記ＳｎＰｂ合
金自身は、略々６３ｗｔ．％のＳｎと３７ｗｔ．％のＰ
ｂを有していた。上記ペーストは、４８ｇのフラックス
溶液及び１２ｇの活性剤混合物（両者ともにKlein Wass
inkによる前述の引用文献から既知である）に４０ｇの
前記半田粉末を加えて混合することにより作られた。
【００３３】無駄を省くために、前記半田ペースト付着
層９は、ステンシル及び金属スキージーを使用して該配
列５に適用され、これにより、該付着層９を前記配列５
の近傍に限定する。ここで使用されるステンシルは厚さ
５０μｍであり、長方形状の該ステンシルの開口は各
々、長方形状の対応する配列５’の輪郭より４つ全ての
角に沿って約０．２μｍ越えていた。ペースト付着層５
を設けることができる他の手段は、例えば、ブラッシン
グ、ドービング(daubing)及び流し込み(pouring)をあげ
ることができる。もちろん、基板１の全面（または該基
板の大部分）に、例えば浸漬(dipping)により半田ペー
ストの”全面(global)”付着層を設けることも可能であ
ろう。
層９は、ステンシル及び金属スキージーを使用して該配
列５に適用され、これにより、該付着層９を前記配列５
の近傍に限定する。ここで使用されるステンシルは厚さ
５０μｍであり、長方形状の該ステンシルの開口は各
々、長方形状の対応する配列５’の輪郭より４つ全ての
角に沿って約０．２μｍ越えていた。ペースト付着層５
を設けることができる他の手段は、例えば、ブラッシン
グ、ドービング(daubing)及び流し込み(pouring)をあげ
ることができる。もちろん、基板１の全面（または該基
板の大部分）に、例えば浸漬(dipping)により半田ペー
ストの”全面(global)”付着層を設けることも可能であ
ろう。
【００３４】図１及び２における領域”Ａ”の部分は、
図３乃至５においてより詳細に描写されている。これら
の図は、前記金属パッド５の２つの配列５”の概要図を
与えている。
図３乃至５においてより詳細に描写されている。これら
の図は、前記金属パッド５の２つの配列５”の概要図を
与えている。
【００３５】図３は、半田ペーストの２つの付着層９に
より覆われ部分的に囲まれる、金属パッド５の２つの配
列５’を示している。これら付着層９が設けられた後、
前記基板１は、リフローオーブン内において該基板１を
赤外線にさらすことにより加熱を受ける。この熱処理は
連続的に以下のような手順からなる。 ａ）１３０°Ｃの温度を１００秒間さらす ｂ）２１０°Ｃの温度を１５秒間さらす ｃ）室温まで冷却 これらの処理ステップにより、前記基板３の目立った変
色は生じない。
より覆われ部分的に囲まれる、金属パッド５の２つの配
列５’を示している。これら付着層９が設けられた後、
前記基板１は、リフローオーブン内において該基板１を
赤外線にさらすことにより加熱を受ける。この熱処理は
連続的に以下のような手順からなる。 ａ）１３０°Ｃの温度を１００秒間さらす ｂ）２１０°Ｃの温度を１５秒間さらす ｃ）室温まで冷却 これらの処理ステップにより、前記基板３の目立った変
色は生じない。
【００３６】図４は、前記熱処理の結果を図示してい
る。各パッド５の金属表面上には、金属半田の本質的に
連続し且つ均一な層１１が、前記付着した半田ペースト
から沈澱している。しかしながら、前記パッド５との境
界から外側の前記裸基板表面状に付着したいかなる半田
ペーストは、略々個々の直径が２５μｍの無数の小さな
金属半田ビード１３を残している。
る。各パッド５の金属表面上には、金属半田の本質的に
連続し且つ均一な層１１が、前記付着した半田ペースト
から沈澱している。しかしながら、前記パッド５との境
界から外側の前記裸基板表面状に付着したいかなる半田
ペーストは、略々個々の直径が２５μｍの無数の小さな
金属半田ビード１３を残している。
【００３７】これらの半田ビード１３は、溶剤を用いた
洗浄(washing)により前記基板３の表面から除去され
た。図５は、前記ビード１３の除去後の該金属パッド５
の近辺を示し、これにより、各パッド５は自身の金属半
田のコーティング層を保持している。
洗浄(washing)により前記基板３の表面から除去され
た。図５は、前記ビード１３の除去後の該金属パッド５
の近辺を示し、これにより、各パッド５は自身の金属半
田のコーティング層を保持している。
【００３８】図６においては、複数の脚を持つ電気部品
１５が、該部品の脚１７が前記金属パッド５の配列５’
上に適切に位置するように配置されている。熱を加える
ことにより、各パッド５上の半田層１１を溶融させるこ
とが可能である。次いで冷却の後に、各層１１は再凝固
し、これにより各脚１７は対応する金属パッド５に半田
付けされるであろう。このリフロー半田付け処理は従来
技術として良く知られているので、ここではさらに説明
は必要ないであろう。
１５が、該部品の脚１７が前記金属パッド５の配列５’
上に適切に位置するように配置されている。熱を加える
ことにより、各パッド５上の半田層１１を溶融させるこ
とが可能である。次いで冷却の後に、各層１１は再凝固
し、これにより各脚１７は対応する金属パッド５に半田
付けされるであろう。このリフロー半田付け処理は従来
技術として良く知られているので、ここではさらに説明
は必要ないであろう。
【００３９】実施例２ 図７及び８は、プリント回路基板の表面上に位置された
金属パッドの２つの配列の平面図を与えている。これら
パッドのピッチは２００μｍであり、連続するパッドの
相互間隔は約１００μｍである（これら両方の値は実施
例１により生じる値より著しく小さい）。これらの配列
は、リフロー半田付け法を使用して前記パッド上に表面
実装されるべきマイクロプロセッサ装置の脚の構造に対
応している。これら両図は、本発明により取られた写真
の正確なスケッチである。
金属パッドの２つの配列の平面図を与えている。これら
パッドのピッチは２００μｍであり、連続するパッドの
相互間隔は約１００μｍである（これら両方の値は実施
例１により生じる値より著しく小さい）。これらの配列
は、リフロー半田付け法を使用して前記パッド上に表面
実装されるべきマイクロプロセッサ装置の脚の構造に対
応している。これら両図は、本発明により取られた写真
の正確なスケッチである。
【００４０】図７においては、前記金属パッドは本発明
による方法を使用して半田コーティングされている。こ
こで使用される基板材料、パッド材料、半田ペーストの
組成、ペースト適用法、加熱処理手順及び後続する洗浄
処理手順は、前述の実施例１において説明されたものと
同一であった。
による方法を使用して半田コーティングされている。こ
こで使用される基板材料、パッド材料、半田ペーストの
組成、ペースト適用法、加熱処理手順及び後続する洗浄
処理手順は、前述の実施例１において説明されたものと
同一であった。
【００４１】前記写真は、各パッド上における半田コー
ティングが平坦で連続的且つ均一であることを示してい
る。この場合、前記パッド上においては短絡もなく、望
ましくない半田の汚れもない。
ティングが平坦で連続的且つ均一であることを示してい
る。この場合、前記パッド上においては短絡もなく、望
ましくない半田の汚れもない。
【００４２】実施例３（本発明によらない） 図８においては、描写された金属パッドは、前述で引用
したの従来技術の文献（福永、他）から既知である方法
及び半田ペーストを使用して半田コーティングされてい
る。基板材料及びパッド材料は実施例２において使用し
たものと同一であった。
したの従来技術の文献（福永、他）から既知である方法
及び半田ペーストを使用して半田コーティングされてい
る。基板材料及びパッド材料は実施例２において使用し
たものと同一であった。
【００４３】これらパッドは、４５ｗｔ．％のナフテン
酸鉛、１０ｗｔ．％のすず粉末、２５ｗｔ．％のForal
AX（コロホニウム樹脂）、７ｗｔ．％のダイラタント(d
ilatant)及び５ｗｔ．％のYarmor 302（油）を有してい
る、半田ペーストの適用に先立ち（６０秒間）エッチン
グ洗浄された。これらすず粒子の平均直径は約３５μｍ
であった。このペーストは、プリンティングスクリーン
(printing screen)を使用して前記配列に適用され、こ
の適用されたペースト層の厚さは約２００μｍであっ
た。この後の処理温度は２１５°Ｃであり、２００秒間
維持された。
酸鉛、１０ｗｔ．％のすず粉末、２５ｗｔ．％のForal
AX（コロホニウム樹脂）、７ｗｔ．％のダイラタント(d
ilatant)及び５ｗｔ．％のYarmor 302（油）を有してい
る、半田ペーストの適用に先立ち（６０秒間）エッチン
グ洗浄された。これらすず粒子の平均直径は約３５μｍ
であった。このペーストは、プリンティングスクリーン
(printing screen)を使用して前記配列に適用され、こ
の適用されたペースト層の厚さは約２００μｍであっ
た。この後の処理温度は２１５°Ｃであり、２００秒間
維持された。
【００４４】多くのパッド上に相対的に大きな半田の汚
れが存在しているのが明白に見られる。２００μｍ以下
の小さなピッチにおいては、このような汚れは互いの物
理的接触により短絡を引き起こし、これにより、望まし
くない２つのパッドの相互接続を生じ得る。まさに、こ
れに関して、図８において矢印により指示される汚れ
は、既に現在のピッチにおいて危険な状態で互いに近接
している。
れが存在しているのが明白に見られる。２００μｍ以下
の小さなピッチにおいては、このような汚れは互いの物
理的接触により短絡を引き起こし、これにより、望まし
くない２つのパッドの相互接続を生じ得る。まさに、こ
れに関して、図８において矢印により指示される汚れ
は、既に現在のピッチにおいて危険な状態で互いに近接
している。
【図１】 図１は、本発明による方法を使用して部分的
に半田コーティングされるべきプリント回路基板の一部
の平面図を描写している。
に半田コーティングされるべきプリント回路基板の一部
の平面図を描写している。
【図２】 図２は、本発明の方法による第１の処理ステ
ップ実施後の、図１において与えられたプリント回路基
板を示している。
ップ実施後の、図１において与えられたプリント回路基
板を示している。
【図３】 図３は、本発明の半田コーティング処理の金
属パッドの配列に半田ペーストが付着した段階の、図１
及び２に示されるプリント回路基板のある特定部分の透
視図を示している。
属パッドの配列に半田ペーストが付着した段階の、図１
及び２に示されるプリント回路基板のある特定部分の透
視図を示している。
【図４】 図４は、本発明の半田コーティング処理の図
３に示した段階の熱処理後の結果を表す、図１及び２に
示されるプリント回路基板のある特定部分の透視図を示
している。
３に示した段階の熱処理後の結果を表す、図１及び２に
示されるプリント回路基板のある特定部分の透視図を示
している。
【図５】 図５は、本発明の半田コーティング処理の図
４に示した段階の洗浄処理後の結果を表す、図１及び２
に示されるプリント回路基板のある特定部分の透視図を
示している。
４に示した段階の洗浄処理後の結果を表す、図１及び２
に示されるプリント回路基板のある特定部分の透視図を
示している。
【図６】 図６は、図５に示された半田コーティングさ
れた金属パッドの配列上に複数の脚を持つ電気部品が配
置された状態を描写している。
れた金属パッドの配列上に複数の脚を持つ電気部品が配
置された状態を描写している。
【図７】 図７は、一方の本発明による方法及び半田ペ
ーストを使用して半田コーティングされている微少ピッ
チの金属パッドの２つの配列の平面図を示している。
ーストを使用して半田コーティングされている微少ピッ
チの金属パッドの２つの配列の平面図を示している。
【図８】 図８は、他方の従来技術から既知である方法
及び半田ペーストを使用して半田コーティングされてい
る微少ピッチの金属パッドの２つの配列の平面図を示し
ている。
及び半田ペーストを使用して半田コーティングされてい
る微少ピッチの金属パッドの２つの配列の平面図を示し
ている。
【符号の説明】 １…プリント回路基板 ３ …エポキシ基板 ５…金属（Ｃｕ）パッド ５’…長さ方向の配列 ７…Ｃｕトラック ９ …半田ペースト付着
層 １１…金属半田層 １３…半田ビード １５…電気部品 １７…脚
層 １１…金属半田層 １３…半田ビード １５…電気部品 １７…脚
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０５Ｋ 3/24 Ｂ 7511−4Ｅ (72)発明者 ミヒャエル テオドラス ウィルヘルムス デ ランゲン オランダ国 5621 ベーアー アインドー フェン フルーネヴァウツウェッハ １
Claims (8)
- 【請求項１】 基板上に設けられた金属パッドを半田コ
ーティングする方法であって、これにより、少なくとも
該パッドの表面には半田ペーストの付着層が設けられ、
この後に、該基板は加熱処理を少なくとも部分的に受
け、該加熱処理は該半田ペーストから本質的に連続する
金属半田層の沈澱を局部的に引き起こし、該局部的沈澱
は前記パッド上に生じるが該パッドとの境界から外側の
前記基板表面上には生じず、その後、該パッドとの境界
から外側の前記基板表面上のいかなる望ましくない半田
ペーストのくずが除去されるような半田コーティング法
において、 半田ペーストは、溶融状態の場合に前記金属パッドの臨
界表面エネルギよりは低いが該パッドとの境界から外側
の前記基板表面の臨界表面エネルギよりは高い表面エネ
ルギを持つ金属半田粒子のサスペンションを有する半田
ペーストが使用され、 前記加熱処理は、前記パッド上に存する半田ペースト内
の前記金属半田粒子を本質的に連続する金属半田層に溶
融し且つ融合し、 前記パッドとの境界から外側の前記基板表面上に存する
いかなる半田ペースト内の前記金属半田粒子は、伴って
層に融合しないが、代わりに相互に絶縁された半田ビー
ドとして付着し、 上記ビードは、次いで前記加熱処理の完了の後に前記基
板表面から除去することができることを特徴とする基板
上に設けられた金属パッドを半田コーティングする方
法。 - 【請求項２】 前記半田ペーストは、該半田ペースト内
における濃度がＳＴＰにおいて５乃至１１ｖｏｌ．％の
範囲内にあり、平均直径が１０乃至４０μｍの範囲内に
ある金属半田粒子のサスペンションを有することを特徴
とする請求項１に記載の方法における使用に適している
半田ペースト。 - 【請求項３】 前記半田ペースト内における金属半田粒
子の量は、ＳＴＰにおいて７乃至９ｖｏｌ．％の範囲内
にあり、前述の粒子の平均直径は２０乃至３０μｍの範
囲内にあることを特徴とする請求項２に記載の半田ペー
スト。 - 【請求項４】 前記金属半田粒子は、Ｓｎ及びＰｂの合
金を有することを特徴とする請求項２または３に記載の
半田ペースト。 - 【請求項５】 前記半田ペーストは、フラックス溶液を
有することを特徴とする請求項２乃至４の何れか一項に
記載の半田ペースト。 - 【請求項６】 前記半田ペーストは、活性剤混合物を有
することを特徴とする請求項２乃至５の何れか一項に記
載の半田ペースト。 - 【請求項７】 少なくとも第１のパッドは、請求項１に
記載の方法を使用して半田コーティングされることを特
徴とする、絶縁基板上に設けられた複数の金属パッドを
有するプリント回路基板または箔。 - 【請求項８】 少なくとも第２のパッドも請求項１に記
載の方法を使用して半田コーティングされ、 これにより、前記第１及び第２のパッドの相互間隔は２
００μｍよりも小さいことを特徴とする請求項７に記載
のプリント回路基板または箔。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL93203059.6 | 1993-11-02 | ||
| EP93203059A EP0651600B1 (en) | 1993-11-02 | 1993-11-02 | Solder-coating method, and solder paste suitable for use therein |
| SG1996009384A SG59992A1 (en) | 1993-11-02 | 1993-11-02 | Solder-coating method and solder paste suitable for use therein |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07193365A true JPH07193365A (ja) | 1995-07-28 |
Family
ID=26134049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6293864A Ceased JPH07193365A (ja) | 1993-11-02 | 1994-11-01 | 半田コーティング方法及び該コーティングにおける使用に適切な半田ペースト |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5551628A (ja) |
| EP (1) | EP0651600B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07193365A (ja) |
| CN (1) | CN1108025A (ja) |
| BR (1) | BR9404291A (ja) |
| CA (1) | CA2134632A1 (ja) |
| SG (1) | SG59992A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007243084A (ja) * | 2006-03-13 | 2007-09-20 | Ricoh Microelectronics Co Ltd | はんだ層形成方法及び電子部品実装方法 |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69326009T2 (de) * | 1993-11-02 | 2000-02-24 | Koninklijke Philips Electronics N.V., Eindhoven | Verfahren zur Lotbeschichtung und Lötpaste dafür |
| TW362342B (en) * | 1997-10-27 | 1999-06-21 | Sony Video Taiwan Co Ltd | Method for combining e-mail network with pager |
| JP3422297B2 (ja) * | 1999-08-31 | 2003-06-30 | 株式会社村田製作所 | ペースト塗布方法及びペースト塗布装置 |
| US6369345B1 (en) * | 2000-08-18 | 2002-04-09 | Motorola, Inc. | Method and apparatus for reflowing solder paste using a light source |
| US6680457B2 (en) * | 2002-01-15 | 2004-01-20 | Agilent Technologies, Inc. | Reflowing of solder joints |
| CN100542692C (zh) * | 2003-07-09 | 2009-09-23 | 福莱金属公司 | 包覆金属颗粒 |
| JP5430268B2 (ja) * | 2008-08-21 | 2014-02-26 | キヤノン株式会社 | プリント基板 |
| JP6370619B2 (ja) * | 2014-06-26 | 2018-08-08 | 日東電工株式会社 | 回路付サスペンション基板およびその製造方法 |
| CN108702862B (zh) * | 2016-02-19 | 2021-03-09 | 爱法组装材料公司 | 具有选择性集成焊料的rf屏蔽件 |
| CN112105172B (zh) * | 2020-09-11 | 2021-11-09 | 衡阳华灏新材料科技有限公司 | 一种cof柔性印刷线路板的锡焊油涂抹处理方法 |
| CN115555759B (zh) * | 2022-01-18 | 2024-07-16 | 上海华庆焊材技术股份有限公司 | 一种含有垫高球的无残留焊膏及其制备方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59136990A (ja) * | 1983-01-26 | 1984-08-06 | オムロン株式会社 | リフロ−半田付け方法 |
| JPS61264743A (ja) * | 1985-05-20 | 1986-11-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体集積回路への突起電極形成方法 |
| US4607782A (en) * | 1985-05-24 | 1986-08-26 | Contact Systems, Inc. | Method and apparatus for soldering electrical components to circuit boards |
| JPH0671134B2 (ja) * | 1989-05-26 | 1994-09-07 | 古河電気工業株式会社 | 電子部品表面実装方法 |
| US5118029A (en) * | 1989-11-30 | 1992-06-02 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Method of forming a solder layer on pads of a circuit board and method of mounting an electronic part on a circuit board |
-
1993
- 1993-11-02 SG SG1996009384A patent/SG59992A1/en unknown
- 1993-11-02 EP EP93203059A patent/EP0651600B1/en not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-10-28 CA CA002134632A patent/CA2134632A1/en not_active Abandoned
- 1994-10-31 BR BR9404291A patent/BR9404291A/pt not_active Application Discontinuation
- 1994-10-31 US US08/331,823 patent/US5551628A/en not_active Expired - Fee Related
- 1994-11-01 JP JP6293864A patent/JPH07193365A/ja not_active Ceased
- 1994-11-02 CN CN94118128A patent/CN1108025A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007243084A (ja) * | 2006-03-13 | 2007-09-20 | Ricoh Microelectronics Co Ltd | はんだ層形成方法及び電子部品実装方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5551628A (en) | 1996-09-03 |
| SG59992A1 (en) | 1999-02-22 |
| CA2134632A1 (en) | 1995-05-03 |
| CN1108025A (zh) | 1995-09-06 |
| BR9404291A (pt) | 1995-06-20 |
| EP0651600A1 (en) | 1995-05-03 |
| EP0651600B1 (en) | 1999-08-11 |
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