JP2854782B2 - 電子部品の固定方法、回路基板の製造方法及び回路基板 - Google Patents

電子部品の固定方法、回路基板の製造方法及び回路基板

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    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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    • H05K3/3431Leadless components

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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、リード部品や面実装部
品等を電子回路基板にフラックスを用いないではんだ付
けすることのできる電子部品の固定方法、そのような固
定方法を用いた回路基板の製造方法及び回路基板に関す
る。
【0002】
【従来の技術】電子部品を、電子回路基板にはんだ付け
を行う場合、はんだ付けの前工程で電子部品の搬送等の
ショックによる位置ずれ、移動、落下等を防ぐために、
一時的に、仮に電子回路基板に固定することが必要であ
る。従来、このような目的に用いる固定方法として、
(1)フラックスの粘性を利用する方法、(2)エポキ
シ樹脂のような熱硬化性樹脂を用いる方法、(3)紫外
線硬化型のアクリル系樹脂を用いる方法、等が知られて
いる。なお、この種の従来技術に関連するものとして、
特開平1−150493号公報等が挙げられる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、それ
ぞれ次のような問題があった。すなわち、上記(1)に
記載のフラックスの粘性を利用する方法は、はんだ材や
被接合面がフラックスに覆われているため、リフロー中
に酸化を防止する等の利点はあるが、フラックスの付着
による搬送系のトラブルがあり、また、はんだ付け後の
フラックス残渣による腐食防止のために、有機溶剤によ
る洗浄が必要である等の問題があった。有機溶剤による
洗浄については、今後環境保全の立場から有機溶剤の使
用が困難になること、はんだ付け部の微細化、高密度化
により信頼性確保のために洗浄が困難になること等から
より大きな問題となる可能性がある。
【0004】上記(2)、(3)に記載の各種の樹脂を
用いる方法は、接着剤が電子部品と電子回路基板間に残
ることから、はんだ付け部への応力が発生するという問
題があった。また、フリップチップのような部品のはん
だ付けを行う場合等では、被接合面にこれらの接着剤を
塗布しなければならないため、はんだ付け不良が発生す
る等の問題があった。
【0005】本発明の第1の目的は、フラックスを用い
ないではんだ付けを行う方法で、充分な部品の固定力
(粘着力)を有し、はんだ付け後に洗浄工程を必要とし
ない電子部品の固定方法を提供することにある。本発明
の第2の目的は、そのような固定方法を用いた回路基板
の製造方法を提供することにある。本発明の第3の目的
は、接続信頼性に優れた回路基板を提供することにあ
る。
【0006】上記第1の目的を達成するために、本発明
の電子部品の固定方法は、少なくとも一方にはんだ材が
付与された電子部品と基板を、はんだ材の融点以下の沸
点を持つ物質で仮固定し、基板と電子部品をはんだ材の
融点以上に加熱してはんだ付けするようしたものであ
る。また、上記第1の目的を達成するために、本発明の
電子部品の固定方法は、少なくとも一方にはんだ材が付
与された電子部品と基板を、はんだ付け時の加熱により
蒸発する物質を用いて基板と電子部品を仮固定し、基板
と電子部品を加熱することにより、はんだ付けをするよ
うにしたものである。また、上記第2の目的を達成する
ために、本発明の回路基板の製造方法は、予めはんだ材
が付与された電子部品を、はんだ付け時の加熱により蒸
発する物質が供給された基板の接続パターン上に載置
し、基板と電子部品を加熱することにより、電子部品と
接続パターンを接続するようにしたものである。この加
熱は、第1の温度でプリヒートし、さらに第1の温度よ
りも高い第2の温度ではんだ材を加熱溶融するように
し、上記の物質をはんだ材の融点以下、かつ、第1の温
度以上の沸点を有する物質とすることが好ましい。ま
た、上記第2の目的を達成するために、本発明の回路基
板の製造方法は、予めはんだ材が付与された電子部品
を、はんだ付け時の加熱により蒸発する物質が供給され
た基板の接続パターン上に載置し、基板と電子部品を加
熱して、はんだ材を溶融させると共に上記物質を蒸発さ
せ、電子部品と接続パターンを接続することにより、上
記物質の残渣の洗浄工程を省略するようにしたものであ
る。また、上記第3の目的を達成するために、本発明の
回路基板は、予めはんだ材が付与された電子部品が、回
路基板の接続パターンに、はんだ付け時の加熱により蒸
発する物質を介して仮固定された状態で加熱されること
により、電子部品と接続パターンが接続されてなるもの
である。
【0007】上記物質は、常温で液体であることが好ま
しい。そして、リフロー前は搭載した電子部品の振動に
耐え得る粘度を持つことが好ましい。例えば、粘度とし
て、20℃で10ポアズ以上あることが好ましい。ま
た、その沸点は、プリヒートの温度以上であることが好
ましく、150℃以上、はんだ材の融点以下であること
がより好ましい。また、この物質は、はんだ材を覆うこ
とのできる量を用いることが好ましい。これにより、は
んだ材の酸化を防ぐことができる。さらにまた、この液
体は、毒性がないか又は極めて小さいか、かつ分解して
も毒性がないか又は極めて小さいものが好ましい。この
ような液体として、エチレングリコールやトリメチレン
グリコール等が挙げられる。
【0008】
【作用】電子部品を搭載したときに、液体の表面張力及
び粘性が部品をずらさないように保持する働きをし、は
んだ材と被接合面を完全に覆うことで、はんだ付け部を
保護し、はんだ材が溶融するまでその効力を維持する。
さらに、溶融直前に液体は蒸発するため、リフロー後に
は残渣がない。
【0009】
【実施例】以下、本発明を図面を用いて詳細に説明す
る。図1は、本発明の電子部品の固定方法の一実施例を
説明するための電子部品を搭載したセラミック基板の部
分断面図、図2は、本発明を説明するための工程図であ
る。
【0010】本実施例の固定方法は、図1に示すよう
に、接続パターン2が設けられたセラミック基板1の上
に、予めはんだ材3が供給されたLSI等の複数の電子
部品5を液体4により保持して行うものである。このよ
うな方法でのはんだ付け時の固定方法は、従来はフラッ
クス等を液体4の代わりに用いる方法が広く一般に行わ
れている。本実施例は、表1に示すエチレングリコー
ル、トリメチレングリコール等を液体4として用いる方
法であり、以下図2によりその方法を説明する。
【0011】
【表1】
【0012】図2(a)に示すように、セラミック基板
1上に、ディスペンサーにより液体4の予めコントロー
ルされた量を供給する。この供給量は、はんだ材3と接
続パターン2を完全に覆い、なおかつ後の工程で、液体
4の表面張力等で電子部品5を持ち上げない量にコント
ロールする。
【0013】次に、図2(b)に示すように、予めはん
だ材3が供給されたLSI等の複数の電子部品5を、液
体4が塗布されたセラミック基板1上の接続パターン2
に位置合わせを行い搭載する。その際、液体4は接続パ
ターン2とはんだ材3を完全に覆い大気と遮断する。そ
の後、フラックスを用いる場合と同様にリフローはんだ
付け(例えばN2雰囲気を用いたガスリフロー等)を行
う。電子部品5を搭載したセラミック基板1は、リフロ
ー炉内で120℃程度にプリヒートされ、搬送される。
この間は、はんだ材3は液体4に覆われており、はんだ
材3の酸化等を防止している。液体4は、はんだ材3の
溶融直前に蒸発を開始し、はんだ材3と接続パターン2
が接合を始める。このとき、はんだ材3と接続パターン
2は位置合わせのとき多少ずれていても、本来はんだ材
3と接続パターン2が接合するときに働くセルフアライ
メント効果を助長する形で、液体4が電子部品5に対し
て浮力としてうまく働く。
【0014】リフロー後は図2(c)に示すように、液
体4の残渣はなく、液体4を除去するための洗浄工程は
必要としない。また、はんだ付け部の接合性は液体4に
なんら阻害されておらず、所定の接続パターン2に確実
にはんだ付けすることができる。液体4として、表1記
載のエチレングリコール、トリメチレングリコールのい
ずれを用いても確実にはんだ付けができた。
【0015】本実施例は、フラックスを用いないはんだ
付けであり、液体4はフラックスのようにはんだ材3や
接続パターン2の酸化膜等を除去する作用はないので、
予め何らかの方法でこれらの表面を清浄化してある。ま
た、本実施例で説明した液体4は、毒性、はんだ付け性
等に関し予め選定したものを使用している。さらに、前
述した作用を持つ液体であれば、実施例で述べてきたよ
うな液体である必要はなく、常温では固体等でもよい。
また、はんだ材3は電子部品5に付与されている例を述
べたが、セラミック基板1の接続パターン2に付与され
ているときも、両者に付与されているときも同様に処理
できる。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
フラックスを用いないで、LSI等電子部品をはんだ付
けする際の固定に、使用するはんだ材の融点以下の沸点
と粘性を持つ物質を使用することで、はんだ付けの前工
程における搬送等のショックによる位置ずれ、移動、落
下等を防止し、電子部品等を確実に接続パターンに保
持、固定することができた。また、電子部品を電子回路
基板に搭載後のリフロー工程で、はんだ材が溶融する直
前に固定用に塗布した物質は蒸発し、リフロー後の洗浄
工程を省略できるほか、接着剤のように接合面に残るこ
ともないから、はんだ付け不良や、接合面への応力発生
による接続信頼性の問題等は発生しない。さらに、はん
だ付け工程が簡単になることから低コスト化につなが
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電子部品の固定方法の一実施例を説明
するための電子部品を搭載したセラミック基板の部分断
面図。
【図2】本発明の電子部品の固定方法の一実施例を説明
するための工程図。
【符号の説明】
1……セラミック基板 2……接続パターン 3……はんだ材 4……液体 5……電子部品
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−236636(JP,A) 特開 平1−102994(JP,A) 特開 平1−102995(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H05K 3/34 C07C 31/20 C07C 31/22

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも一方にはんだ材が付与された電
    子部品と基板をはんだ付けする電子部品の固定方法にお
    いて、上記はんだ材の融点以下の沸点を有する物質で、
    上記基板と上記電子部品を仮固定させ、上記基板と上記
    電子部品を上記はんだ材の融点以上に加熱してはんだ付
    することを特徴とする電子部品の固定方法。
  2. 【請求項2】少なくとも一方にはんだ材が付与された電
    子部品と基板をはんだ付けする電子部品の固定方法にお
    いて、はんだ付け時の加熱により蒸発する物質を用い
    て、上記基板と上記電子部品を仮固定させ、上記基板と
    上記電子部品を加熱することにより、はんだ付けをする
    ことを特徴とする電子部品の固定方法。
  3. 【請求項3】請求項1又は2記載の電子部品の固定方法
    において、上記物質は、常温で液体であることを特徴と
    する電子部品の固定方法。
  4. 【請求項4】少なくとも一方にはんだ材が付与された電
    子部品と基板をはんだ付けする電子部品の固定方法にお
    いて、エチレングリコール又はトリメチレングリコール
    を含む液体で上記基板と上記電子部品を仮固定させ、上
    記基板と上記電子部品を上記はんだ材の融点以上に加熱
    してはんだ付けをすることを特徴とする電子部品の固定
    方法。
  5. 【請求項5】接続パターンが形成された基板と電子部品
    を接続することにより回路基板を製造する方法におい
    て、はんだ付け時の加熱により蒸発する物質を上記基板
    に供給し、予めはんだ材が付与された上記電子部品を上
    記物質が供給された上記接続パターン上に載置し、上記
    基板と上記電子部品を加熱することにより、上記電子部
    品と上記接続パターンを接続することを特徴とする回路
    基板の製造方法。
  6. 【請求項6】請求項5記載の回路基板の製造方法におい
    て、上記加熱は、第1の温度でプリヒートする工程と、
    該第1の温度よりも高い第2の温度で上記はんだ材を加
    熱溶 融する工程とを行うものであって、上記物質は、上
    記はんだ材の融点以下、かつ、上記第1の温度以上の沸
    点を有する物質であることを特徴とする回路基板の製造
    方法。
  7. 【請求項7】接続パターンが形成された基板と電子部品
    を接続することにより回路基板を製造する方法におい
    て、はんだ付け時の加熱により蒸発する物質を上記基板
    に供給し、予めはんだ材が付与された上記電子部品を上
    記物質が供給された上記接続パターン上に載置し、上記
    基板と上記電子部品を加熱して、上記はんだ材を溶融さ
    せると共に上記物質を蒸発させ、上記電子部品と上記接
    続パターンを接続することにより、上記物質の残渣の洗
    浄工程を省略することを特徴とする回路基板の製造方
    法。
  8. 【請求項8】接続パターンに接続された電子部品を有す
    る回路基板において、はんだ付け時の加熱により蒸発す
    る物質が上記基板に供給され、予めはんだ材が付与され
    た上記電子部品が上記物質を介して上記接続パターン上
    に仮固定された状態で加熱されることにより、上記電子
    部品と上記接続パターンが接続されてなることを特徴と
    する回路基板。
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