JP2001077522A

JP2001077522A - 電子部品の実装方法

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Publication number: JP2001077522A
Application number: JP24594199A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Matsumura; 靖松村; Takuya Sakuta; 拓也作田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1999-08-31
Filing date: 1999-08-31
Publication date: 2001-03-23

Abstract

(57)【要約】【課題】電子部品のマウント後やリフロー前の予熱後
に半田が繋がることを抑制することにより、半田ブリッ
ジを低減し、かつ、半田の量の減少を最小限に留めオー
プン不良を発生させない電子部品の実装方法を提供す
る。【解決手段】ＱＦＰ１と、ＱＦＰ１のマウント位置に
合わせて複数のパッド部４が設けられたプリント基板３
とを用意する。そして、マスク部材８を用いて、プリン
ト基板３のパッド部４上に半田ペーストを印刷し、印刷
体２を形成する。印刷体２の形状は、略帯状であり、Ｑ
ＦＰ１のリード端子５の接地部５ａが接触する部分にお
いて、その幅が他の部分と比較して１０〜２０％程度狭
くなるように括れ６が形成されている。そして、リード
端子５の接地部５ａを、印刷体２における括れ６が形成
されて細くなっている部分に半田付けすることにより電
気的に接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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り、より詳しく
は、リード端子を有する電子部品を、リフローソルダリ
ング法によりプリント基板に実装する場合における半田
の形状に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図９は従来の一般的なリフローソルダリ
ング法による実装構造を示す模式図であって、（ａ）は
断面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＢ矢視図であ
る。この実装構造は、電子部品Ｊ１から所定間隔を隔て
て引き出されている複数のリード端子Ｊ２を、プリント
基板Ｊ３上におけるリード端子Ｊ２に相当する位置に設
けられた複数のパッド部Ｊ４に対して、パッド部Ｊ４上
に予め印刷された半田ペーストＪ５を介して電気的に接
続してなる（以下、この実装方法をリフローソルダリン
グ法によりリード端子をパッド部に接続する電子部品の
実装方法という）。

【０００３】ここで、電子部品Ｊ１内の電気回路の高密
度化により電子部品Ｊ１の周辺から引き出されるリード
端子Ｊ２の数が増え、例えば、ＱＦＰ（ＱｕａｄＦｌａ
ｔＰａｃｋａｇｅ）やＳＯＰ（ＳｍａｌｌＯｕｔｌｉｎ
ｅＰａｃｋａｇｅ）では、リード端子Ｊ２のピッチが狭
くなってきている。その結果、プリント基板に印刷した
半田を溶融する時に、過剰な半田がプリント基板のパッ
ド部やリード端子から溢れ出し、リード端子間で半田が
繋がってブリッジを形成しショートしてしまうブリッジ
不良が問題となっている。

【０００４】このブリッジ不良に対する対策としては、
プリント基板に印刷する半田ペーストの量を減らせば良
いが、この場合、半田の量やフラックスの量が不足する
ことによりリード端子がパッド部に接続されない状態で
あるオープン不良が発生することになる。例えば、特許
第２６８９５９３号公報において示されたリフローソル
ダリング法では、リード端子が接続される部分におい
て、パッド部幅全体に渡って半田を供給しない様にする
ために、パッド部上の両端に分割した状態で半田を供給
している。この場合、過剰な半田によるブリッジは発生
しなくなるが、半田の量が大きく減ってオープン不良が
発生し、また、接合強度や信頼性に低下を来たす。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ブリッジの発生につい
て、発明者等が詳細に検討した結果を以下に示す。図１
０は、従来の実装方法における半田ペーストＪ５の印刷
状態を示す上面図である。図１０に示すように、従来の
一般的なリフローソルダリング法では、パッド部Ｊ４上
の全面に半田ペーストＪ５を印刷していた。しかし、こ
の半田ペーストＪ５の量が多い場合、電子部品Ｊ１をマ
ウントした後にプリント基板Ｊ３の上方から見た図であ
る図９（ｂ）に示すように、電子部品Ｊ１をマウントす
る際にマウントの荷重により、つまり、リード端子Ｊ２
が半田ペーストＪ５を押さえることにより、半田ペース
トＪ５がつぶれて横方向にはみ出し、同様にはみ出した
隣のパッド部Ｊ４上に印刷された半田ペーストＪ５と繋
がってしまう。

【０００６】あるいは、この時点で繋がっていなくて
も、通常、半田を溶融する際には、１５０℃前後で一旦
予熱した後、２３０℃前後にして半田の溶融を行うが、
この様な加熱の温度プロファイルの中の予熱の際に、半
田ペーストが軟化し繋がってしまう。そして、この状態
で半田が溶融すると、半田ブリッジになってしまうこと
が判った。換言すれば、従来、余剰であると考えられて
いた量の半田を与えても、予熱段階までに隣接するパッ
ド部間の半田ペーストが繋がらなければ、半田を溶融す
る際に半田がふくれてブリッジになることはない。

【０００７】本発明は、上記問題点に鑑み、電子部品の
マウント後やリフロー前の予熱後に半田が繋がることを
抑制することにより、半田ブリッジを低減し、かつ、半
田の量の減少を最小限に留めオープン不良を発生させな
い電子部品の実装方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明では、リフローソルダリング
法によりリード端子をパッド部に接続する電子部品の実
装方法において、半田（２）におけるリード端子（５）
と当接する部分の幅を、半田（２）の他の部分よりも狭
くすることを特徴としている。これにより、電子部品
（１）のマウントやリフロー前の予熱により隣の半田
（２）と繋がることを抑制することができ、半田ブリッ
ジを低減し、かつ、半田（２）の量の減少を最小限に留
めオープン不良を発生させない電子部品の実装方法を提
供することができる。

【０００９】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の発明において、半田（２）におけるリード端子
（５）と当接する部分の幅を狭くすることにより減少し
た半田の量を補うように、半田（２）をその長さ方向に
長くすることを特徴としている。これにより、全体の半
田（２）の量が減少しないため、確実にオープン不良を
防止することができる。

【００１０】また、請求項３に記載の発明によれば、上
記請求項１に記載の実装方法に用いて好適なマスク部材
（８）を提供することができる。本発明のマスク部材
（８）を用いれば、請求項１の実装方法を適切に実行す
ることができる。

【００１１】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すも
のである。

【００１２】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）本実施形態で
は、電子部品としてＱＦＰ１を用い、本発明でいう半田
２を半田ペーストを用いて供給する場合について示す。
図１は、本実施形態の実装方法を用いた場合の断面図で
ある。図２はＱＦＰ１の概略上面図である。図３は、本
実施形態におけるプリント基板３における複数のパッド
部４上に半田ペーストが印刷されてなる印刷体（本発明
でいう半田）２の上面図であり、ＱＦＰ１を実装する前
の状態を示す。図１に示すように、本実施形態の実装構
造は、図２の様にＱＦＰ１から所定間隔を隔てて引き出
されている複数のリード端子５の接地部５ａが、各々プ
リント基板３の各パッド部４上に形成された印刷体２に
よって電気的に接続されてなるものである。

【００１３】ここで、本例のＱＦＰ１はリードピッチが
０．４ｍｍである。また、ＱＦＰ１から引き出されてい
るリード端子５は、例えば４２合金（鉄−ニッケル合
金）であり、これに半田メッキが施されている。図４
は、半田ペーストを印刷する前のプリント基板３の部分
的な上面図であるが、パッド部４は帯状であり、ＱＦＰ
１の複数のリード端子５の位置に合わせてプリント基板
３上に設けられている。また、パッド部４は銅等からな
り、例えば、図３に示すように、パッド部４の長さＬ１
は、１．８ｍｍ、幅Ｗ１は０．２３ｍｍであり、パッド
部４の間隔Ｗ２は０．１７ｍｍである。

【００１４】また、ＱＦＰ１が実装される前の印刷体２
の形状は、図３に示すように、略帯状であり、リード端
子５の接地部５ａが接触する部分において、その幅が他
の部分と比較して１０〜２０％程度狭くなるような形状
となっている。具体的には、パッド部４の２つの長辺側
から内部方向に直角に切り込むようにして矩形状の括れ
６が形成されている。以下、この印刷体２において括れ
６が形成されて細くなっている部分を切り込み部７とい
う。本例では切り込み部７の長さＬ２は０．９ｍｍとな
っている。

【００１５】また、図３では、印刷体２がパッド部４よ
りも一回り小さく示されているが、これは、分かりやす
く図示したためであり、実際は、切り込み部７以外にお
ける印刷体２の外縁はパッド部４とほぼ一致している。
従って、上記寸法Ｌ１およびＷ１は、各々、印刷体２の
長さおよび切り込み部７以外の部分の幅に相当する。ま
た、半田ペーストは半田粉とフラックスとを混錬してな
るものである。

【００１６】次に、本実施形態の実装方法について述べ
る。ＱＦＰ１と、ＱＦＰ１のマウント位置に合わせて複
数のパッド部４が設けられたプリント基板３とを用意す
る。そして、メタルマスクあるいはスクリーンマスク等
のマスク部材８を用いて、プリント基板３のパッド部４
上に半田ペーストを印刷し、印刷体２を形成する。ここ
で、図５はマスク部材８の一部分を示す図であるが、マ
スク部材８においては、印刷体２が上述の切り込み部７
を有する形状となるようなパターン９が形成されてい
る。

【００１７】次に、ＱＦＰ１から引き出されている複数
のリード端子５の接地部５ａを、印刷体２の切り込み部
７に押し付けて仮装着する。その後、赤外線炉等の加熱
炉に入れて、１５０℃前後で一旦予熱した後、２３０℃
前後にして半田ペーストを溶融させて半田付けを行う。
以上の様にして、ＱＦＰ１のプリント基板３への実装が
完了する。

【００１８】本実施形態によれば、リード端子５を接続
する部分（切り込み部７）の半田ペーストの量が印刷体
２の他の部分よりも少ないため、ＱＦＰ１をマウントし
た時のリード端子５による半田ペーストのつぶれが抑制
され、マウント時に隣の半田ペーストと繋がることを減
少させることができる。また、上記予熱の際に半田ペー
ストが軟化して繋がることも抑制できる。従って、半田
ブリッジが形成されることを大幅に低減することができ
る。

【００１９】また、切り込み部７以外では印刷体２の幅
を減少させないため、全体の半田ペーストの量をそれほ
ど減らすことがなく、オープン不良を招かずに済む。さ
らに、印刷体２の切り込みによって半田がなかった部分
についても、半田付け後には半田がぬれ広がって、リー
ド端子５とパッド部４との接合状態は従来の方法と何ら
変わりない。

【００２０】ここで、印刷体２を本実施形態のような形
状にするに至った検討例について以下に示す。ＱＦＰ１
としては上記したように、リードピッチが０．４ｍｍの
ものを用い、プリント基板３としては、このＱＦＰ１に
対応した上記寸法例を有するパッド部４をもつものを用
いた。そして、パッド部４上に半田ペーストを印刷して
略帯状の印刷体を形成した後、上記の様にＱＦＰ１をプ
リント基板３上にマウントして半田付けを行った。ここ
で、略帯状の印刷体の幅は長さ方向に渡って一様とし、
その幅を変化させていくことによってブリッジの発生を
調べた。

【００２１】図６は、印刷体の幅を様々に変化させた時
のブリッジ発生率を示すグラフである。この図で、マウ
ント後とは、印刷体にリード端子５の接地部５ａを押し
付けた後であり、予熱後とは、上述の様に、半田付けす
る際の加熱の温度プロファイルにおける予熱の後を示
す。これによると、印刷体の幅を０．２１ｍｍ以下に細
くするとブリッジ発生率が非常に低下し、０．２ｍｍ以
下に細くすると予熱後もブリッジが発生しないことが分
かる。そして、上述の発明者等の検討の様に、予熱後に
おいてブリッジが発生しないということは、半田ペース
トの溶融によりブリッジが発生することがないというこ
とである。

【００２２】ただし、この様に、一様に印刷体の幅を狭
くすると半田ペーストの量が減るため、オープン不良が
起こってしまう。また、ブリッジの発生原因が、印刷体
におけるリード端子５の接地部５ａが当接する部分にお
いて半田ペーストが繋がることであることを考慮すれ
ば、その接地部５ａが当接する部分の印刷体の幅を狭く
すれば良い。

【００２３】従って、オープン不良とブリッジ不良をと
もに抑制するために、本実施形態の様に、印刷体２の形
状をリード端子５の接地部５ａと当接する部分のみの幅
を狭くするようにした。例えば、上記図６の例に基づけ
ば、印刷体２は、切り込み部７以外の幅（図３のＷ１に
相当）を０．２３ｍｍとし、切り込み部７の幅を０．２
１ｍｍ以下、好ましくは、０．２ｍｍ程度とした形状と
なる。なお、オープン不良の発生を抑制するため、必要
以上に細くしないようにする。

【００２４】なお、本実施形態では、印刷体２の括れ６
を矩形にしたが、印刷体２のその他の形状を示す上面図
である図７の様に、括れ６を台形にしたり、三角形にし
たり、曲線を含む形状にしたりしても良い。ただし、印
刷体２に供給される半田ペーストの量は矩形の場合とほ
ぼ同じになるようにしている。そして、この様な形状に
するためには、マスク部材８におけるパターン９の形状
を変えるのみで良い。また、半田付けを行う際の加熱熱
源として例えば赤外線を使用したが、蒸気の凝縮潜熱を
利用して加熱するＶＰＳ装置を使用しても良いし、ホッ
トプレートを当てるようにしても良い。

【００２５】また、パッド部４も銅に限らず、例えば共
晶半田をプリント基板３にコーティングしたものでも良
い。リード端子５も、例えば銅合金などでも良い。ま
た、電子部品１としてはＳＯＰ等のフラットタイプのも
のを用いることができる。さらに、上記、パッド部４や
印刷体２の寸法は、一例を示したものであり、この値に
限定されるものではなく、適宜変化させることができ
る。

【００２６】（第２実施形態）本実施形態は、第１実施
形態において、印刷体２の形状を変形したものである。
図８は、本実施形態の印刷体２の上面図である。図８に
示すように、第１実施形態と同様に、印刷体２にはリー
ド端子５の接地部５ａが接続される部分において矩形状
の括れ６が形成されている。さらに、ＱＦＰ１をマウン
トした時にリード端子５の先端部方向となる部分（図８
におけるＡ部）の印刷体２の長さを延長し、印刷体２に
おいて括れ６が形成されることにより減少した半田ペー
ストの量を補うようにする。つまり、半田ペーストの印
刷量が括れ６を形成しない場合と同じ量となるようにし
ている。その他、パッド部４の寸法や括れ６の程度等
は、全て第１実施形態と同様であり、また、実装方法に
ついても第１実施形態と同様である。

【００２７】本実施形態によれば、第１実施形態の発明
と同様の効果を発揮することができる。さらに、ブリッ
ジの形成に影響しない部分において、括れ６の形成によ
り減った分の半田ペーストを供給して半田ペーストの量
を減らさない様にしているため、より確実にオープン不
良を防止することができる。なお、本例では、印刷体２
の長さはリード端子５の先端部方向に延長しているが、
反対方向に延長した場合、ブリッジが形成される可能性
がある。従って、本例の様にリード端子５の先端部方向
に延長するのが好ましい。また、括れ６の形状には第１
実施形態と同様に様々な形状を適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態の実装方法を用いた場合の断面図
である。

【図２】ＱＦＰの概略上面図である。

【図３】第１実施形態における印刷体の上面図である。

【図４】半田ペーストを印刷する前のプリント基板の部
分的な上面図である。

【図５】マスク部材の一部分を示す図である。

【図６】印刷体の幅とブリッジ発生率との関係を示すグ
ラフである。

【図７】第１実施形態における印刷体のその他の形状を
示す上面図である。

【図８】第２実施形態の印刷体の上面図である。

【図９】従来の一般的なリフローソルダリング法による
実装構造を示す模式図である。

【図１０】従来の実装方法における半田ペーストの印刷
状態を示す上面図である。

【符号の説明】

１…電子部品、２…半田、３…プリント基板、４…パッ
ド部、５…リード端子、８…マスク部材、９…パター
ン。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子部品（１）から所定間隔を隔てて引
き出されている複数のリード端子（５）を、プリント基
板（３）上における前記リード端子（５）に相当する位
置に設けられた複数の帯状のパッド部（４）に対して、
前記パッド部（４）上に予め供給された略帯状の半田
（２）を介して電気的に接続する電子部品の実装方法に
おいて、前記半田（２）における前記リード端子（５）と当接す
る部分の幅を、前記半田（２）の他の部分よりも狭くす
ることを特徴とする電子部品の実装方法。
【請求項２】前記半田（２）における前記リード端子
（５）と当接する部分の幅を狭くすることにより減少し
た半田の量を補うように、前記半田（２）をその長さ方
向に長くすることを特徴とする請求項１に記載の電子部
品の実装方法。
【請求項３】電子部品（１）から所定間隔を隔てて引
き出されている複数のリード端子（５）を、プリント基
板（３）上における前記リード端子（５）に相当する位
置に設けられた複数の帯状のパッド部（４）に対して、
前記パッド部（４）上に予め供給された略帯状の半田
（２）を介して電気的に接続する際に、前記パッド部
（４）に前記半田（２）を供給するために用いられるマ
スク部材であって、前記半田（２）の供給パターンに対応した略帯状のパタ
ーン（９）を有し、前記パターン（９）は、供給された前記半田（２）のう
ち前記リード端子（５）が当接する位置に相当する部分
の幅が、前記パターン（９）の他の部分よりも狭くなっ
ていることを特徴とするマスク部材。