JP3414263B2 - Manufacturing method of electronic circuit board - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】電子回路基板へのLSI、部品
等を実装した電子回路基板の製造方法に係り、特にPbフ
リーのBi系はんだを用いて実装した電子回路基板の製造
方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing an electronic circuit board on which an LSI, components, etc. are mounted on an electronic circuit board, and more particularly to a method for manufacturing an electronic circuit board mounted using Pb-free Bi solder.

【０００２】[0002]

【従来の技術】PbフリーのBi系はんだを通常のフロープ
ロセスではんだ付けすると、基板のCuランド部とはんだ
とが剥離する(リフトオフと呼ばれている）ことが知ら
れている。また、リフトオフはSn-Bi系はんだのBiの偏
析により生じることが知られている(菅沼：回路実装学
術講演大会講演論文集、p67、H10.3.24)。2. Description of the Related Art It is known that when a Pb-free Bi-based solder is soldered by a normal flow process, the Cu land portion of the substrate and the solder are separated (called lift-off). It is known that lift-off is caused by the segregation of Bi in Sn-Bi solder (Suganuma: Proceedings of the Circuit Packaging Academic Conference, p67, H10.3.24).

【０００３】このリフトオフのメカニズムは複雑で明確
にされた訳ではないが、水、水蒸気噴霧で急冷してリフ
トオフ発生を防止できることが知られている（Ｈ１０。
４．２７日刊工業新聞、阪大）。The mechanism of this lift-off is complicated and not clarified, but it is known that the lift-off can be prevented by quenching with water or steam spray (H10).
4.27 Nikkan Kogyo Shimbun, Osaka University).

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、単純に水や水
蒸気噴霧で急冷すると、Biの偏析はなくなるがはんだに
クラックを発生させたり、部品への熱衝撃、冷却液によ
る悪影響（接点、腐食等）の問題がある。However, if the material is rapidly cooled with water or steam spray, the segregation of Bi disappears, but cracks occur in the solder, thermal shock to the parts, and adverse effects of the cooling liquid (contact, corrosion, etc.). ) Problem.

【０００５】本発明は、Biを含んだ鉛フリーはんだを用
いた電子部品と回路基板との接続信頼性を向上させ、接
続不良の少ない電子回路基板の製造方法を提供すること
を目的とする。特にはんだ接続時の温度プロファイルを
適正化することによりその接続信頼性を向上させ、接続
不良の少ない電子回路基板の製造方法を提供することを
目的とする。It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing an electronic circuit board which improves the connection reliability between an electronic component and a circuit board using a lead-free solder containing Bi and has few connection failures. In particular, it is an object of the present invention to improve the connection reliability by optimizing the temperature profile at the time of solder connection and to provide a method for manufacturing an electronic circuit board with few connection failures.

【０００６】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、Biを含有するPbフリーはんだを用いて電
子部品と回路基板とを接続する電子回路基板の製造方法
であって、該はんだを約10〜20℃/sの冷却速度で冷却し
て該電子部品と該回路基板と接続したものである。In order to achieve the above object, the present invention is a method for manufacturing an electronic circuit board for connecting an electronic component and a circuit board using Pb-free solder containing Bi, The solder is cooled at a cooling rate of about 10 to 20 ° C./s to connect the electronic component and the circuit board.

【０００７】また、Biを含有するPbフリーはんだを用い
て電子部品と回路基板とを接続する電子回路基板の製造
方法であって、該はんだの液相線温度近傍から固相線温
度近傍までを約10〜20℃/sの冷却速度で冷却して該電子
部品と該回路基板と接続したものである。A method of manufacturing an electronic circuit board, in which an electronic component and a circuit board are connected by using Pb-free solder containing Bi, wherein a temperature from near the liquidus temperature of the solder to near the solidus temperature is obtained. The electronic component and the circuit board are connected by cooling at a cooling rate of about 10 to 20 ° C./s.

【０００８】また、Biを含有するPbフリーはんだを用い
て電子部品と回路基板とを接続する電子回路基板の製造
方法であって、該はんだの液相線温度近傍から固相線温
度近傍までの温度域を約10〜20℃/sの第一の冷却速度で
冷却し、その後、第一の冷却速度よりも遅い第二の冷却
速度で冷却して該電子部品と該回路基板と接続したもの
である。[0008] A method of manufacturing an electronic circuit board for connecting an electronic component and a circuit board by using Pb-free solder containing Bi, wherein the temperature from near the liquidus temperature of the solder to near the solidus temperature One in which the temperature range is cooled at a first cooling rate of about 10 to 20 ° C / s, and then at a second cooling rate slower than the first cooling rate to connect the electronic component and the circuit board. Is.

【０００９】また、前記第二の冷却速度が０．１〜５℃
/sであるものである。The second cooling rate is 0.1 to 5 ° C.
That is / s.

【００１０】また、Biを含有するPbフリーはんだを用い
て電子部品と回路基板とを接続する電子回路基板の製造
方法であって、該はんだの固相線温度近傍以下の温度域
を０．１〜５℃/sの冷却速度で冷却するものである。A method of manufacturing an electronic circuit board, in which a Pb-free solder containing Bi is used to connect an electronic component and a circuit board, wherein a temperature range below a solidus temperature of the solder is 0.1 or less. It cools at a cooling rate of ~ 5 ° C / s.

【００１１】また、前述の冷却を、エア、不活性ガス、
噴霧液、蒸気、液体、液体窒素、ドライアイスなどの少
なくとも室温以下の冷媒により行うものである。In addition, the above-mentioned cooling is performed by air, an inert gas,
It is performed by using a refrigerant such as spray liquid, vapor, liquid, liquid nitrogen, dry ice, etc., at least at room temperature or lower.

【００１２】また、前記不活性ガスが、液体窒素、ドラ
イアイス、液体窒素、ドライアイスのいずれか一つを含
む混合体であるものである。Further, the inert gas is a mixture containing any one of liquid nitrogen, dry ice, liquid nitrogen and dry ice.

【００１３】また、フロリナート液などの少なくとも室
温以下のフラックス洗浄液を噴霧又はシャワーで供給し
て冷却するものである。Further, a flux cleaning liquid such as a Fluorinert liquid at least at room temperature or lower is supplied by spraying or showering to cool it.

【００１４】このように10〜20℃/sで急冷すれば、Biを
含んだ鉛フリーはんだを用いて電子部品と回路基板とを
接続したとしても、はんだにクラック等は発生しないこ
とが実験により確認された。すなわち、10〜20℃/sで急
冷することで、接続不良の少ない電子回路基板の製造方
法を提供することが可能であることが確認された。According to an experiment, if the material is rapidly cooled at 10 to 20 ° C./s in this manner, even if the electronic component and the circuit board are connected using the lead-free solder containing Bi, the solder does not crack. confirmed. That is, it was confirmed that it is possible to provide a method for manufacturing an electronic circuit board with few defective connections by rapid cooling at 10 to 20 ° C./s.

【００１５】また、固相線温度以下を０．１〜５℃/sで
徐冷すれば、 Biを含んだ鉛フリーはんだを用いて電子
部品と回路基板とを接続したとしても、固相線温度から
室温までの温度差による応力が緩和されはんだにクラッ
ク等は発生しないことも実験により確認された。すなわ
ち、固相線温度以下を０．１〜５℃/sで徐冷すること
で、接続不良の少ない電子回路基板の製造方法を提供す
ることが可能であることが確認された。If the temperature below the solidus temperature is gradually cooled at 0.1 to 5 ° C./s, even if the electronic component and the circuit board are connected using the lead-free solder containing Bi, the solidus line It was also confirmed by experiments that the stress due to the temperature difference from the temperature to the room temperature is relaxed and the solder does not crack. That is, it was confirmed that it is possible to provide a method for manufacturing an electronic circuit board with few connection defects by gradually cooling below the solidus temperature at 0.1 to 5 ° C./s.

【００１６】さらに、この２つの急冷と徐冷を組み合わ
せることで、総合的に優れた電子回路実装基板の製造が
可能となる。Furthermore, by combining these two types of rapid cooling and gradual cooling, it becomes possible to manufacture a comprehensively excellent electronic circuit mounting board.

【００１７】[0017]

【発明の実施の形態】まず、リフトオフのメカニズムを
図２で説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, a lift-off mechanism will be described with reference to FIG.

【００１８】(a)はスルーホール断面のランド部のクラ
ックを示し、(b)ははんだの外観をSEM( 走査型電子顕微
鏡)観察したものであり、ランド部のリフトオフを示し
ている。(c)は、 (a) (b)で示したＣｕパッドを形成し
たスルーホールと、そのスルーホールに挿入したＣｕリ
ードとをはんだ接続した例をモデル化したものである。(A) shows cracks in the land portion of the through-hole cross section, and (b) shows SEM (scanning electron microscope) observation of the appearance of the solder, showing lift-off of the land portion. (c) is a model of an example in which a through hole having the Cu pad shown in (a) and (b) and a Cu lead inserted in the through hole are connected by soldering.

【００１９】図２(c)に示すように、リフトオフの発生
要因としては、基板の厚さ方向の熱膨張係数の差がリー
ド(ピン)に比べ著しく大きいことから、拘束の始まるは
んだの固相線温度から室温までの温度差が大きいために
起きる場合（）と、冷却時にはんだ凝固の時間差で起
きる場合（（-1）：部品側は金属であるため、図中で
示したようにフィレット先端部で先に凝固して、凝固し
ない部分を引っ張る形になる。この間基板の収縮に伴
い、ランド部が容易に剥離する）と、Biがランド部に集
まる場合（（-2）：生成物(Bi)が形成される場合と生
成物(Bi)が形成されなくても、Biの影響で強度低下を起
こす場合）とがある。なお、-1）は液相線と固相線と
の温度差と凝固プロセスに起因し、-2）はBiの偏析に
起因するものである（後述する図４にこれらの関係を示
す）。As shown in FIG. 2C, the cause of lift-off is that the difference in the coefficient of thermal expansion in the thickness direction of the substrate is significantly larger than that of the leads (pins). When it occurs due to a large temperature difference from the line temperature to room temperature (), and when it occurs due to the time difference of solder solidification during cooling ((-1): Since the component side is metal, the fillet tip as shown in the figure If the Bi part collects on the land part ((-2): product ( Bi) is formed, and even if the product (Bi) is not formed, strength is reduced due to the influence of Bi). Note that -1) is due to the temperature difference between the liquidus and solidus lines and the solidification process, and -2) is due to the segregation of Bi (the relationship is shown in FIG. 4 described later).

【００２０】次に、PbフリーのBi系はんだのリフトオフ
現象を解明するため、Sn-3mass％ Ag （以下、単にSn-
Agと略す）にBi量をパラメータにしたはんだの各種実験
を行いデータと材料物性値から現象を考察した。Next, in order to elucidate the lift-off phenomenon of Pb-free Bi-based solder, Sn-3mass% Ag (hereinafter, simply referred to as Sn-
Various experiments were conducted on solder with Ag as an abbreviated parameter) and Bi content as a parameter, and the phenomenon was considered from the data and physical properties of the material.

【００２１】リフトオフ実験用サンプルはDIP(Dual Inl
ine Package)のピンを6層で1.6tのガラスエポキシ基板
のスルーホールに挿入し、ロジンに僅かに酸が入ったフ
ラックスを塗布しはんだ浴に浸漬して、継手の冷却速度
を変えて作製した。冷却速度を変えた実験は、実験が容
易な大気及び水(湯)で行った。冷却速度は熱電対先端を
ランド上に耐熱テープで固定して測定した。はんだ付け
条件はすべての組成に対して、250℃で、3秒間である。
基板の穴径は1.0mmで、ランド径は1.6mmである。リフト
オフは低倍率の電子顕微鏡観察で外観を観察し、ランド
周辺の剥離部の長さを尺度とした。The lift-off test sample is a DIP (Dual Inl
Pins of (ine Package) were inserted into a through hole of a 1.6t glass epoxy board with 6 layers, flux with a little acid was applied to rosin, and it was immersed in a solder bath to change the cooling rate of the joint. . The experiment in which the cooling rate was changed was performed in the atmosphere and water (hot water) where the experiment was easy. The cooling rate was measured by fixing the tip of the thermocouple on the land with heat-resistant tape. Soldering conditions are 250 ° C. for 3 seconds for all compositions.
The hole diameter of the board is 1.0 mm and the land diameter is 1.6 mm. For the lift-off, the appearance was observed with a low-magnification electron microscope, and the length of the peeled portion around the land was used as a scale.

【００２２】図１はSn-3AgはんだにBi量を0,2,4,7,10,1
5%添加したときのBi量とリフトオフの剥離部の長さ(き
裂長さ)の関係を示したものである。FIG. 1 shows Sn-3Ag solder with Bi content of 0, 2, 4, 7, 10, 1.
4 shows the relationship between the Bi amount when 5% is added and the length of the lift-off peeled portion (crack length).

【００２３】通常のフローソルダリングにおける冷却速
度である１℃/s(黒丸印)程度ではすべての組成でリフト
オフを発生していることが分かった。It was found that lift-off occurred in all compositions at a cooling rate of about 1 ° C./s (black circles), which is the cooling rate in normal flow soldering.

【００２４】次に、冷却速度を大きく変えるため、水
(室温)および湯中(100℃)で試みた。水及び湯では5〜40
℃/sの範囲で変えることができた。この実験により、冷
却速度が10〜20℃/sの湯冷(黒四角印)ではリフトオフが
なく、かつ外観（クラックが発生しないこと）も優れて
いることがわかった。また、冷却速度が約40℃/s(黒三
角印)の水冷では、リフトオフは起こらないが外観上
は、湯冷ほど良好ではないことが分かった。すなわち、
冷却速度が40℃/sでは、冷却速度が速すぎることからク
ラックを発生するものがあり、実用的ではないことが分
かった。Next, in order to greatly change the cooling rate, water is added.
Tried at room temperature and in hot water (100 ° C). 5-40 for water and hot water
It could be changed in the range of ° C / s. From this experiment, it was found that there is no lift-off and the appearance (no cracks occur) is excellent in hot water cooling (black square mark) with a cooling rate of 10 to 20 ° C / s. It was also found that water cooling with a cooling rate of about 40 ° C / s (black triangle mark) does not cause lift-off, but is not as good in appearance as water cooling. That is,
It was found that when the cooling rate was 40 ° C / s, cracking occurred because the cooling rate was too fast, which was not practical.

【００２５】なお、冷却速度を速めるほどBiの偏析は防
止できた。As the cooling rate was increased, the segregation of Bi could be prevented.

【００２６】以上のように、リフトオフの一要因と考え
られるBiの偏析を抑制するには、冷却速度を速めた方が
良いが、はんだのクラックを抑制するには冷却速度は約
40℃/sよりも遅い方が良いことが分かった。特に10〜20
℃/sの冷却速度が良いことが分かった。また、急冷する
ことではんだ凝固の部分的な時間差がなくなることか
ら、図２に示したの要因を解決できることが分かっ
た。As described above, in order to suppress the segregation of Bi, which is considered to be one factor of lift-off, it is better to increase the cooling rate, but in order to suppress solder cracking, the cooling rate is about.
It turned out that it is better to be slower than 40 ° C / s. Especially 10 ~ 20
It was found that the cooling rate of ° C / s was good. Further, it was found that the factor shown in FIG. 2 can be solved because the partial time difference of solder solidification disappears by quenching.

【００２７】一方、Sn-3Agの場合、Biが存在しなくても
リフトオフが発生するのは図２に示すの要因によるも
のであり、221℃から室温までの温度差が大きいことに
よる大きな熱応力に耐えきれずリフトオフが起きること
が分かった。即ち、基板の厚さ方向の熱膨張係数(70×1
0-6/℃)が、リード材(42アロイ:4×10-6/℃、Cu系:17×10-
6/℃)、はんだ(20×10-6/℃)に比べ極端に大きいことか
ら、はんだが221℃で凝固してから室温に下がるまで基
板は厚さ方向に大きく収縮することにより起こることが
分かった。従って、リフトオフの一要因と考えられる熱
応力を抑制するには、はんだの固層線温度以下を０．１
〜５℃／ｓで徐冷することが良いことが分かった。On the other hand, in the case of Sn-3Ag, the reason why lift-off occurs even when Bi does not exist is due to the factor shown in FIG. 2, and a large thermal stress due to a large temperature difference from 221 ° C. to room temperature. I couldn't stand it, and found that lift-off occurred. That is, the thermal expansion coefficient (70 × 1
0-6 / ° C) is lead material (42 alloy: 4 × 10-6 / ° C, Cu-based: 17 × 10-)
6 / ° C) and solder (20 × 10-6 / ° C) are much larger than that of the solder.Therefore, it may occur because the board shrinks greatly in the thickness direction until the solder solidifies at 221 ° C and cools down to room temperature. Do you get it. Therefore, in order to suppress thermal stress, which is considered to be one factor of lift-off, the temperature below the solid layer wire temperature of the solder is set to 0.1
It has been found that slow cooling at ~ 5 ° C / s is preferable.

【００２８】次に、図４は図１、図２の結果をより明確
にしたものであり、Sn-Ag-Bi系はんだ組成と物性値、溶
融特性、強度等の関係を示す。なお、図中の３元共晶(S
n-1Ag-57Bi)の比率は、図３に示すようにSn-3AgにBiが1
5%入った組成における組織（粗大なSn晶と微細なSn-1Ag
-57Biの３元共晶）と、示差熱(DSC)曲線における137℃
の３元共晶(Sn-1Ag-57Bi)反応域の面積Q1を求め、３元
共晶のDSCから得た面積Q0を100%として、両者の面積比
を求めたものである。Next, FIG. 4 shows the results of FIG. 1 and FIG. 2 more clearly and shows the relationship between the Sn—Ag—Bi solder composition and the physical properties, melting characteristics, strength and the like. The ternary eutectic (S
The ratio of (n-1Ag-57Bi) is that Sn-3Ag has 1 Bi as shown in FIG.
Structure in 5% composition (coarse Sn crystal and fine Sn-1Ag
-57Bi ternary eutectic) and differential heat (DSC) curve at 137 ℃
The area Q1 of the reaction region of the ternary eutectic (Sn-1Ag-57Bi) was determined, and the area ratio of the two was determined with the area Q0 obtained from the DSC of the ternary eutectic as 100%.

【００２９】図４に示すように、Biが7.5%以上では界面
の強度は小さく（-1）)、３元共晶が存在してくる。
また、液相線と固相線との温度差ΔＴ（）も増してリ
フトオフが発生しやすい方向になる。しかし、Biを多量
に含んだ３元共晶(Sn-1Ag-57Bi)になると、温度差ΔＴ
がなくなるため、かつ、のモードの固相線温度(137
℃)から室温(20℃)までの温度差が小さいため、リフト
オフの発生はなくなる。一方、Biが少ない組成、例えば
2%前後では冷却速度が10℃/s以下でもほぼ良好な結果が
得られた。即ち、Biが少ない組成は固相線温度が高く、
液相線と固相線との温度差も少なく、かつ、接合界面の
強度も高い。このため、リフトオフが起こりにくい状況
下にあるので、冷却速度は5℃/s前後でも可能である。
これより、リフトオフは液相線と固相線との温度差と、
冷却速度と、界面の強度の相互関係に依存しており、当
然、組成にも影響してくることが分かった。As shown in FIG. 4, when Bi is 7.5% or more, the interface strength is low (-1), and a ternary eutectic exists.
In addition, the temperature difference ΔT () between the liquidus line and the solidus line also increases, and lift-off tends to occur. However, when it becomes a ternary eutectic (Sn-1Ag-57Bi) containing a large amount of Bi, the temperature difference ΔT
And the solidus temperature (137
Since the temperature difference from (° C) to room temperature (20 ° C) is small, lift-off does not occur. On the other hand, a composition containing less Bi, for example,
At around 2%, almost good results were obtained even when the cooling rate was 10 ° C / s or less. That is, the composition with less Bi has a higher solidus temperature,
The temperature difference between the liquidus line and the solidus line is small, and the strength of the bonding interface is high. For this reason, lift-off is less likely to occur, and the cooling rate can be around 5 ° C / s.
From this, lift-off is due to the temperature difference between the liquidus and solidus lines,
It was found that it depends on the interrelationship between the cooling rate and the strength of the interface, and naturally, it also affects the composition.

【００３０】このように接合界面の強度低下原因はBi量
で異なる。図１からも分かるように、4〜6%Bi前後を境
に曲線が折れ曲がっていることが分かる。この変曲点を
境に現象が異なっていることが予想される。この変曲点
以上では融点の低いBiを多量(57%)に含んだ３元共晶が
存在することから、Bi同志が結合して粗大化し、界面に
沿って偏析することが予想される。本来Cuと反応しにく
いBiがCu界面に集まると、Cuとの密着力がないことから
容易に剥離を起こすことは明らかである。As described above, the cause of the decrease in the strength of the joint interface depends on the Bi amount. As can be seen from Fig. 1, it can be seen that the curve is bent around 4 to 6% Bi. It is expected that the phenomenon will be different at this inflection point. Above this inflection point, since there is a ternary eutectic containing a large amount (57%) of Bi with a low melting point, it is expected that Bi will bond with each other and become coarse, and segregate along the interface. It is clear that when Bi, which is originally hard to react with Cu, gathers at the Cu interface, it easily peels off due to lack of adhesion with Cu.

【００３１】一方、Biがこの変曲点以下の場合、即ち比
較的に融点の高いはんだの場合、均一なBi相は界面で観
察されない。しかし、Biの少ないはんだでも、最終凝固
のランド界面では、凝固のプロセスとしてBiを界面に偏
析する程の量は無いが、Biが界面近傍に集まってくるこ
とは予想される。この結果として、図４のBiが０〜変曲
点における強度低下の原因として関係してくる。On the other hand, when Bi is below this inflection point, that is, when the solder has a relatively high melting point, a uniform Bi phase is not observed at the interface. However, even with a solder having a small amount of Bi, at the land interface of final solidification, although there is not enough amount to segregate Bi at the interface as a solidification process, it is expected that Bi will gather near the interface. As a result, Bi in FIG. 4 is related to the cause of strength reduction at 0 to the inflection point.

【００３２】この範囲ではBiが増すと、直線的に強度低
下を示しているが、この範囲では接合界面でのBiはXMA
分析にはかからないレベルであり、Biの偏析ではないと
みなされる。これまでもSn-Pb系はんだにおいて、はん
だ中のBiの存在がCu-Snとの化合物形成を阻害し、強度
低下の一因になっていることが確認されており、しかも
界面強度がはんだのBi含有量の増加に伴って減少してい
ることが確認されている(山本他：回路実装学会誌、Vo
l.10,No6(1995.9)))ことから、この場合も現象的に類似
したケースと考えられる。即ち、Biが増えるにつれて、
界面において、分子レベルの極く薄い層でCuとSnとの正
味の接合部が少なくなり、強度低下を起こしているもの
と推定する。はんだのバルク材として、DSCカーブによ
る３元共晶の存在の有無が、昇温、冷却の温度勾配でも
異なるが、ほぼこの近傍で現れれることから、一連の関
連があるものと思われる。界面におけるこのBiの境界値
は微妙であり、熱処理、エージング有無で拡散にも大き
く影響を及ぼすことから多少のズレは予想される。When Bi increases in this range, the strength decreases linearly, but in this range, Bi at the bonding interface is XMA.
It is a level that cannot be analyzed and is not considered to be the segregation of Bi. So far, in Sn-Pb based solder, it has been confirmed that the presence of Bi in the solder inhibits the compound formation with Cu-Sn, which is one of the causes of the strength reduction, and the interface strength of the solder It has been confirmed that the Bi content decreases as the Bi content increases (Yamamoto et al .: Journal of Japan Circuit Packaging Society, Vo
It is considered that this case is also phenomenologically similar, since l.10, No6 (1995.9))). That is, as Bi increases,
At the interface, it is presumed that the net joint between Cu and Sn is reduced in a very thin layer at the molecular level, resulting in a decrease in strength. The presence or absence of a ternary eutectic according to the DSC curve as the bulk material of the solder differs depending on the temperature gradient of heating and cooling, but since it appears almost in this vicinity, it is considered that there is a series of relationships. The boundary value of this Bi at the interface is delicate, and it is expected that some deviation will occur because it greatly affects the diffusion depending on the presence or absence of heat treatment and aging.

【００３３】以上の実験結果から、リフトオフをなくす
プロセスの条件としては、凝固が完了する固相線温度ま
でを１０〜２０℃／ｓで急冷させることにより、Biの界
面への析出を避け、即ち、はんだ中にBiを分散させるこ
とにより、界面のBiの偏析に起因した強度低下を防止す
ることが望ましいことが分かった。これにより本来は界
面に析出されるBi層は無く、急冷によりBiがはんだ中の
広範囲に分散していることを実験で確認できた。また、
はんだにクラックが発生しないことも確認できた。From the above experimental results, as a process condition for eliminating lift-off, precipitation of Bi at the interface is avoided by quenching at a solidus temperature at which solidification is completed at 10 to 20 ° C./s. It was found that it is desirable to disperse Bi in the solder to prevent the decrease in strength due to the segregation of Bi at the interface. As a result, it was confirmed experimentally that there was no Bi layer that was originally deposited at the interface, and that Bi was dispersed in a wide range in the solder due to rapid cooling. Also,
It was also confirmed that the solder did not crack.

【００３４】一方、急冷して欠陥を起こす主要因は短時
間の温度変化である。そこで、熱応力の発生を少なくす
るため、固相線温度以下は０．１〜５℃／ｓで徐冷する
ことで短時間の温度変化による応力を緩和することが望
ましいことが分かった。On the other hand, the main factor causing defects upon rapid cooling is temperature change in a short time. Therefore, in order to reduce the generation of thermal stress, it has been found that it is desirable to gradually cool the temperature below the solidus temperature at 0.1 to 5 ° C./s to relax the stress due to the temperature change for a short time.

【００３５】ところで、冷却速度は基板の熱容量にも関
係してくるので、冷却効果を上げるため固相線温度以下
の冷媒で冷やす必要がある。特に、冷媒が気体の場合は
気体の熱容量が小さいので、冷却効果を上げるには温度
を室温以下に下げて初期における冷却効果を上げないこ
とには急冷できない。室温より冷えた気体を最初の段階
で使用しても、部品、基板への熱衝撃による悪影響は少
ない。気体を用いるメリットははんだ付け後に被覆され
て保護膜として形成されているフラックスを破壊しない
こと、コネクター内部の接点部等への影響がないこと等
である。By the way, since the cooling rate is related to the heat capacity of the substrate, it is necessary to cool the substrate with a refrigerant having a solidus temperature or lower in order to enhance the cooling effect. In particular, when the refrigerant is a gas, the heat capacity of the gas is small. Therefore, in order to enhance the cooling effect, the temperature cannot be rapidly cooled unless the temperature is lowered to room temperature or lower and the initial cooling effect is not enhanced. Even if a gas cooled to below room temperature is used in the first stage, the thermal shock to the components and the substrate is not bad. The advantage of using gas is that it does not destroy the flux that is coated as a protective film after soldering and does not affect the contact parts inside the connector.

【００３６】従って、望ましいプロセスとしては冷却時
に液相線近傍から固相線温度まで急激に冷却して短時間
で凝固させ、その後は徐冷することにより、応力を解放
させながら冷却することが望ましい。冷却性能として理
想的な冷媒は液体であり、はんだの固相線温度近くで沸
点を持つものが冷却性能としては理想的で、フロリナー
トの場合、材料を選ぶことはある程度可能である。液体
から急激に蒸気となることにより、潜熱を奪われて冷却
効果を挙げることができる。Therefore, as a desirable process, it is desirable to cool rapidly from the vicinity of the liquidus line to the solidus temperature during cooling, solidify in a short time, and then gradually cool to release the stress. . The ideal cooling medium is a liquid, and one having a boiling point near the solidus temperature of the solder is ideal for cooling performance. In the case of Fluorinert, it is possible to select the material to some extent. By rapidly becoming vapor from the liquid, latent heat is taken away and a cooling effect can be achieved.

【００３７】Biが7.5%より多い系では３元共晶が析出さ
れるので、ここでの固相線温度は137℃である。冷却効
果を上げるためには同様に、基板及び部品等への熱影響
のない範囲で冷却温度を下げることができる。但し、は
んだ自体の機械的性質、特に伸びはBiの変化に対して、
図４に示す界面強度特性とほぼ同様な傾向を示すことか
ら、基板、部品の寸法・構造によっては、Biの多い組成
に対してはリフトオフは避けられても、はんだ自体のク
ラック(粒界割れ)、Sn結晶粒界の欠陥(マイクロボイド
発生)が現れる。15%Biはんだの場合、100℃の湯に漬け
た急冷の場合(10℃/s)でも、図５の上段に示された水中
の場合に限られず、同様にはんだにクラックを発生して
いる。この原因は、大きなストレスをはんだ全体で緩和
できたことによるが、Biが多いことによりはんだ自体の
機械的特性が劣るために起きる欠陥である。従って、Bi
が多い系で理想的なプロセスに近付けるには、固相線ま
で急冷して、その後徐冷することが必要である。15%Bi
入りはんだで100℃と、シリコーンオイルを用いた137℃
での急冷効果を確認したところ、外観上でも137℃の優
位性が認められた。Since the ternary eutectic is precipitated in the system in which Bi is more than 7.5%, the solidus temperature here is 137 ° C. Similarly, in order to improve the cooling effect, the cooling temperature can be lowered within a range in which there is no thermal influence on the substrate and components. However, the mechanical properties of the solder itself, especially elongation, are
Since a tendency similar to the interface strength characteristics shown in Fig. 4 is exhibited, lift-off can be avoided for compositions with a large amount of Bi depending on the dimensions and structure of the substrate and parts, but cracks (grain boundary cracks) in the solder itself can be avoided. ), Sn crystal grain boundary defects (micro void generation) appear. In the case of 15% Bi solder, even in the case of rapid cooling immersed in 100 ° C. hot water (10 ° C./s), it is not limited to the case of water shown in the upper part of FIG. . The cause of this is that large stress can be relaxed in the whole solder, but it is a defect that occurs because the mechanical properties of the solder itself are poor due to the large amount of Bi. Therefore Bi
In order to approach an ideal process in a system with a lot of solids, it is necessary to quench to the solidus and then slowly cool. 15% Bi
100 ℃ with solder containing solder and 137 ℃ with silicone oil
As a result of confirming the effect of quenching in, the superiority of 137 ° C was recognized in appearance.

【００３８】他方、Biが7.5%以下の4%Bi入りはんだの場
合は固相温度は200℃であるが、100℃の湯(10℃/s)で
も、室温の水(40℃/s)でもリフトオフを防止でき、かつ
クラック(粒界割れ)、マイクロボイド等の欠陥は見つか
らない。但し、両者の外観写真を比較すると、100℃の
湯に漬けた場合(図５中段) Biが少ない系には水に漬け
た場合(図５下段) より明らかに優れる。従って、Biが
少ない系においては、冷却効果を上げるため、固相線温
度にとらわれないで、それ以下の100〜150℃まで下げる
ことが可能である。欠陥が生じにくい原因はバルクはん
だの機械的特性の良さにあるものと思われる。即ち、Bi
が少ない程良好な継手が得られる。On the other hand, in the case of solder containing 4% Bi containing Bi of 7.5% or less, the solid phase temperature is 200 ° C. However, even with 100 ° C. hot water (10 ° C./s), room temperature water (40 ° C./s) However, lift-off can be prevented, and defects such as cracks (grain boundary cracks) and micro voids cannot be found. However, comparing the appearance photographs of both, it is clearly superior to the case of dipping in water at 100 ° C. (middle row in FIG. 5) to the system containing less Bi (lower row in FIG. 5). Therefore, in a system with a small amount of Bi, it is possible to lower the solidus temperature to 100 to 150 ° C, which is lower than that, in order to improve the cooling effect. The reason why defects are less likely to occur is that the bulk solder has good mechanical properties. That is, Bi
The smaller the number, the better the joint can be obtained.

【００３９】フラックスを洗浄する方式の場合は、はん
だの固相線温度近くもしくはBiが少ない系において100
〜150℃で可能なフロリナート等を噴霧、又はシャワー
で供給することにより、洗浄と冷却効果が同時に期待で
きる。この洗浄、冷却工程においては、冷却洗浄液の回
収システムが必須である。洗浄方式の場合、フラックス
の成分が洗浄液に溶けることが必要条件である。In the case of the method of cleaning the flux, 100 is used near the solidus temperature of the solder or in a system with little Bi.
By spraying or showering with Fluorinert or the like that can be carried out at up to 150 ° C, the cleaning and cooling effects can be expected at the same time. In this cleaning and cooling process, a cooling cleaning liquid recovery system is essential. In the case of the cleaning method, it is a necessary condition that the flux components are dissolved in the cleaning liquid.

【００４０】水もしくは水の噴霧の場合は、水溶性のフ
ラックスを使用する必要があるが、中途半端な洗浄は問
題となる。水の場合、低コストであるがコネクター等の
接点への付着の汚れ、腐食、錆等の課題が残るので、構
造的にも限定される。In the case of water or water spraying, it is necessary to use a water-soluble flux, but halfway cleaning is a problem. In the case of water, the cost is low, but problems such as dirt, corrosion, and rust on the contact points of the connector and the like remain, so that the structure is also limited.

【００４１】フラックスの洗浄レス化が主流であるが、
洗浄レス方式の場合、冷媒としては冷却したエアもしく
は高温での酸化防止用に窒素を基板両面から吹き付ける
のが望ましい。最初は冷却したエアもしくは窒素を吹き
付け、はんだの固相線温度レベルに達した時、通常のエ
アで徐冷することで、フラックス保護膜を破壊させない
で、かつ基板、部品等への熱衝撃を与えないで可能であ
る。冷媒として液体、例えば水を使用すると、フラック
スの被覆保護膜が高温の水、シャワー、噴霧水で局所的
に破壊したり、付着のむらを起こすと絶縁性の劣化を起
こす可能性があり厄介な問題となる。フラックスの被覆
にクラックを与えないで可能な冷却方法にする必要があ
る。水を使用する場合、瞬時に蒸発させ、不純物が接点
部に残らないようにすることが重要であり、残さの影響
を考えて純度も考慮するプロセスとする。The mainstream is the flux-less cleaning,
In the case of the cleaning-less system, it is desirable to blow cooled air or nitrogen as a refrigerant from both sides of the substrate to prevent oxidation at high temperatures. At first, cool air or nitrogen is blown, and when the solidus temperature level of the solder is reached, by gradually cooling with normal air, the flux protective film is not destroyed and thermal shock to the board, parts, etc. is prevented. It is possible without giving. When a liquid such as water is used as the refrigerant, the coating film for the flux may be locally damaged by hot water, shower, spray water, or uneven adhesion may cause deterioration of the insulation, which is a troublesome problem. Becomes It is necessary to make the cooling method possible without cracking the flux coating. When water is used, it is important to evaporate instantly so that impurities do not remain at the contact point. Considering the influence of the residue, the process should also consider purity.

【００４２】液体に浸漬する方法としては、主にはんだ
付け面側を冷却する方式も可能である。コネクターを使
用する場合、液体がコネクターの中に入らないようにす
るため、はんだ付けと同様なやり方ではんだ付け面を液
体に浸漬するプロセスも可能である。また、このとき、
部品側は気体、噴霧、シャワー等を組み合わせても良
い。なお、液体の温度は一定に管理する必要がある。As a method of immersing in a liquid, a method of mainly cooling the soldering surface side is also possible. When using a connector, a process of dipping the soldering surface in the liquid in a manner similar to soldering is also possible to prevent liquid from entering the connector. Also, at this time,
On the component side, gas, spray, shower or the like may be combined. The temperature of the liquid needs to be controlled to be constant.

【００４３】次に、ダブルウエーブの窒素雰囲気のフロ
ーソルダリングへの適用例を図６に示す。１は窒素チャ
ンバーユニットで、ピン８付き部品７を搭載したプリン
ト基板６が一次噴流ノズル９及び二次噴流ノズル１０を
経て、冷却工程に移る断面(上段)、平面図(下段)を示
す。Sn-3Ag-7.5Bi（液相線：210℃,固相線：188℃）を
用いた場合の例を示す。基板をフロー直後、窒素雰囲気
の流れを乱さないで急冷させるため、炉と冷却機構の間
に熱遮蔽板３のカーテンを設け、先端には耐熱性のフィ
ルム１５が取り付けられ、搭載部品の通過に支障がない
ように設計されている。熱遮蔽板の間及び、その後の冷
却板２間にクーラーから導入した冷却エア５，４がノズ
ル１４から流れる。窒素チャンバー１から出てくる窒素
１１は上側及び下側に吸引される（一部、熱遮蔽板から
でてくる窒素もしくはエア５も混入）ことにより、冷却
効果を上げている。熱遮蔽板の間からでてくる窒素もし
くはエア、及び冷却板間からでてくるエアは基板が存在
するときは主に両側１２で吸引される仕組みになってい
る。１３は各部を通過するときの基板のランド部の温度
で、はんだ付け部は245℃、熱遮蔽板３通過直後ははん
だの液相線温度の210℃に合わせた。冷却板を通過した
時点でははんだの固相線温度の188℃より低めの180℃程
度とした。なお、サンプルによっては150℃(137℃以上)
で冷却しても効果がある。この間、10℃/sで冷却するこ
とにより、リフトオフを防止できる。図６の下段に温度
(t)と時間(s)のプロフィルを示した。急冷されるA点の
位置での基板ランド部の温度勾配が10℃/sとなる。な
お、３元共晶が出る場合は固相線温度として137℃を考
慮する必要がある。冷却性能アップのために、冷媒温度
を下げること、流量を増すこと、基板の速度を遅くする
ことは有効である。急冷には、冷媒を液体にすることは
効果がある。場合によっては、液相線温度での保温部を
設けると、フロー部への乱れの影響がなくなるので急冷
しやすくなる。なお、180℃以下は残留応力、ひずみを
緩和させながら冷却する必要があるため、約1℃/sで徐
冷した。これにより、健全な継手が得られる。他のはん
だ組成においても同様な方法で、はんだの溶融特性に合
ったリフトオフ防止プロセス制御が可能である。Next, FIG. 6 shows an example of application of double wave nitrogen atmosphere to flow soldering. Reference numeral 1 denotes a nitrogen chamber unit, which shows a cross section (upper stage) and a plan view (lower stage) in which the printed circuit board 6 on which the component 7 with the pin 8 is mounted passes through the primary jet nozzle 9 and the secondary jet nozzle 10 and shifts to the cooling step. An example of using Sn-3Ag-7.5Bi (liquidus line: 210 ° C, solidus line: 188 ° C) is shown. Immediately after the flow of the substrate, a curtain of the heat shield plate 3 is provided between the furnace and the cooling mechanism to cool the substrate rapidly without disturbing the flow of the nitrogen atmosphere, and a heat resistant film 15 is attached to the tip of the substrate to pass the mounted components. It is designed so that it will not interfere. Cooling air 5 and 4 introduced from the cooler flows between the heat shield plates and between the cooling plates 2 thereafter flows from the nozzle 14. The nitrogen 11 coming out of the nitrogen chamber 1 is sucked upward and downward (a part of the nitrogen or the air 5 coming out from the heat shield plate is also mixed) to enhance the cooling effect. Nitrogen or air coming out between the heat shield plates and air coming out between the cooling plates are mainly sucked on both sides 12 when the substrate is present. 13 is the temperature of the land part of the substrate when passing through each part, which was adjusted to 245 ° C. at the soldering part and 210 ° C. which is the liquidus temperature of the solder immediately after passing through the heat shield plate 3. At the time of passing through the cooling plate, the temperature was set to about 180 ° C, which is lower than the solidus temperature of the solder of 188 ° C. Depending on the sample, 150 ℃ (137 ℃ or higher)
It is effective even if cooled in. During this time, by cooling at 10 ° C / s, lift-off can be prevented. Temperature in the lower part of Fig. 6
The profiles of (t) and time (s) are shown. The temperature gradient of the board land at the point A where the material is rapidly cooled becomes 10 ° C / s. When a ternary eutectic appears, it is necessary to consider 137 ° C as the solidus temperature. In order to improve the cooling performance, it is effective to lower the temperature of the coolant, increase the flow rate, and slow the substrate speed. For quenching, it is effective to make the refrigerant liquid. In some cases, if a heat-retaining part at the liquidus temperature is provided, the influence of the turbulence on the flow part is eliminated, so that the cooling is facilitated. It should be noted that at 180 ° C. or lower, it is necessary to cool while relaxing the residual stress and strain, so it was slowly cooled at about 1 ° C./s. This provides a healthy joint. With other solder compositions, the lift-off prevention process control suitable for the melting characteristics of the solder can be performed in the same manner.

【００４４】次に、窒素を使用しないフラックス洗浄レ
スプロセスに導入した例を図７に示す。熱遮蔽板３を境
に沸点の高いフロリナート液１７に浸漬して冷却するモ
デルを示し、部品７面は窒素、エア１６を吹き付けても
良く、あるいはフロリナートを噴霧、もしくはシャワー
で散布しても良い。一連の流れ工程で可能であり、フロ
リナートのフロー浴は冷却機で一定温度に保たれてい
る。基板の温度制御プロセスは図６に示したものと同じ
やりかたが可能である。この場合、フロリナートの代わ
りに水を用いる場合、温度管理、不純物管理が重要とな
る。Next, FIG. 7 shows an example of introduction into a flux cleaning-less process which does not use nitrogen. A model is shown in which the heat shield plate 3 is immersed in the Fluorinert liquid 17 having a high boiling point for cooling, and the surface of the component 7 may be sprayed with nitrogen or air 16, or Fluorinert may be sprayed or sprayed by a shower. . This is possible with a series of flow steps, and the Fluorinert flow bath is kept at a constant temperature by a cooler. The substrate temperature control process can be the same as that shown in FIG. In this case, when water is used instead of Fluorinert, temperature control and impurity control are important.

【００４５】このようにフローにおける急冷プロセスを
導入することにより、すでに接合されてあるリフロー継
手に及ぼすフローの急冷効果の影響も期待できる。急冷
によるリフローによる継手のBiの偏析を防止できるの
で、高信頼化が期待できる。By introducing the quenching process in the flow as described above, the effect of the quenching effect of the flow on the already joined reflow joint can be expected. Since it is possible to prevent segregation of Bi in the joint due to reflow caused by rapid cooling, high reliability can be expected.

【００４６】なお、これまでSn-Ag-Bi系の鉛フリーはん
だを一例として説明してきたが、リフトオフ現象はBiの
無い系でも液相線と固相線との温度差で起きていること
から、このことは他のSn系、例えばSn-Sb系、Sn-Cu系、
Sn-Zn系、Sn-In系等においても起こり得ることであり、
同様な対策、手法の適用が可能であることは言うまでも
ない。当然のことながら、Agにおいては3％に限定する
ものではない。Although the Sn-Ag-Bi lead-free solder has been described above as an example, the lift-off phenomenon occurs due to the temperature difference between the liquidus line and the solidus line even in a system without Bi. , This means that other Sn systems, such as Sn-Sb system, Sn-Cu system,
It is also possible in Sn-Zn system, Sn-In system, etc.,
It goes without saying that similar measures and methods can be applied. As a matter of course, Ag is not limited to 3%.

【００４７】[0047]

【発明の効果】本発明によれば、Biを含んだ鉛フリーは
んだを用いた電子部品と回路基板との接続信頼性を向上
させ、接続不良の少ない電子回路基板の製造方法を提供
することができる。特にはんだ接続時の温度プロファイ
ルを適正化することによりその接続信頼性を向上させ、
接続不良の少ない電子回路基板の製造方法を提供するこ
とができる。According to the present invention, it is possible to improve the connection reliability between an electronic component and a circuit board using a lead-free solder containing Bi and to provide a method for manufacturing an electronic circuit board with few connection failures. it can. Especially by optimizing the temperature profile during solder connection, the connection reliability is improved,
It is possible to provide a method for manufacturing an electronic circuit board with few connection failures.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】Bi量とランド部はんだき裂長さの関係である。FIG. 1 is a relationship between Bi amount and land solder crack length.

【図２】ガラスエポキシ基板のリフトオフ現象とそのメ
カニズムを示す。FIG. 2 shows a lift-off phenomenon of a glass epoxy substrate and its mechanism.

【図３】Bi系はんだ中に含まれる３元共晶の量の測定法
の原理を示す。FIG. 3 shows the principle of the method for measuring the amount of ternary eutectic contained in Bi solder.

【図４】Sn-Ag-Bi系はんだのBi量と物性値、溶融特性、
強度等の関係を示す。[Fig. 4] Bi content and physical properties, melting characteristics, and Sn-Ag-Bi solder
The relationship of strength etc. is shown.

【図５】SEM写真によるスルーホール継手の外観観察を
示す。FIG. 5 shows an appearance observation of a through hole joint by a SEM photograph.

【図６】窒素雰囲気のフローソルダリングへの適用例を
示す断面、平面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view and a plan view showing an application example of a nitrogen atmosphere to flow soldering.

【図７】フローソルダリングへの適用例を示す断面図で
ある。FIG. 7 is a cross-sectional view showing an application example to flow soldering.

【符号の説明】 １…窒素チャンバー １０…二次噴流ノズル ２…冷却板 １１…窒素 ３…熱遮蔽板 １２…吸引 ４…冷却エア １３…温度 ５…冷却エア １４…ノズル ６…プリント基板 １５…フィルム ７…部品 １６…窒素、エア ８…ピン １７…フロリナート液 ９…一次噴流ノズル １８…移動方向[Explanation of symbols] 1 ... Nitrogen chamber 10 ... Secondary jet nozzle 2 ... Cooling plate 11 ... Nitrogen 3 ... Heat shield plate 12 ... Suction 4 ... Cooling air 13 ... Temperature 5 ... Cooling air 14 ... Nozzle 6 ... Printed circuit board 15 ... Film 7 ... Parts 16 ... Nitrogen, air 8 ... Pin 17 ... Fluorinert liquid 9 ... Primary jet nozzle 18 ... Moving direction

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 下川 英恵 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 芹沢 弘二 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 天野 泰雄 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 坂口 勝 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 山口 博司 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (56)参考文献 特開 平９−326554（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−150493（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H05K 3/34 B23K 31/02 B23K 35/26 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Hidee Shimokawa, 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama, Kanagawa Prefecture, Ltd. Production Engineering Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Koji Serizawa, 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama, Kanagawa Incorporated company Hitachi Ltd., Production Technology Laboratory (72) Inventor Yasuo Amano 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama City, Kanagawa Prefecture Incorporated Production Technology Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Satoshi Sakaguchi Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture 292 In stock production company Hitachi, Ltd. Production Technology Research Laboratory (72) Inventor Hiroshi Yamaguchi 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama, Kanagawa Prefecture Inside Production Technology Research Laboratory Hitachi, Ltd. (56) Reference JP-A-9-326554 (JP , A) JP-A-8-150493 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. ⁷ , DB name) H05K 3/34 B23K 31/02 B23K 35 / 26

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 Biを含有するPbフリーはんだを用いて電
子部品と回路基板とを接続する電子回路基板の製造方法
であって、該はんだの液相線温度近傍から固相線温度近
傍までを約10〜20℃/sの冷却速度で冷却して該電子部品
と該回路基板と接続したことを特徴とする電子回路基板
の製造方法。1. A method of manufacturing an electronic circuit board for connecting an electronic component and a circuit board using a Pb-free solder containing Bi, comprising: from a liquidus temperature of the solder to a solidus temperature thereof. A method of manufacturing an electronic circuit board, characterized in that the electronic component is connected to the circuit board by cooling at a cooling rate of about 10 to 20 ° C./s. 【請求項２】 Biを含有するPbフリーはんだを用いて電
子部品と回路基板とを接続する電子回路基板の製造方法
であって、該はんだの液相線温度近傍から固相線温度近
傍までの温度域を約10〜20℃/sの第一の冷却速度で冷却
し、その後、第一の冷却速度よりも遅い第二の冷却速度
で冷却して該電子部品と該回路基板と接続したことを特
徴とする電子回路基板の製造方法。2. A method of manufacturing an electronic circuit board for connecting an electronic component and a circuit board using a Pb-free solder containing Bi, comprising: from a liquidus temperature of the solder to a solidus temperature thereof. The temperature range is cooled at a first cooling rate of about 10 to 20 ° C / s, and then at a second cooling rate slower than the first cooling rate to connect the electronic component and the circuit board. A method for manufacturing an electronic circuit board, comprising: 【請求項３】 前記第二の冷却速度が０．１〜５℃/sで
あることを特徴とする請求項２記載の電子回路基板の製
造方法。3. The method for manufacturing an electronic circuit board according to claim 2, wherein the second cooling rate is 0.1 to 5 ° C./s. 【請求項４】 エア、不活性ガス、噴霧液、蒸気、液
体、液体窒素、ドライアイスなどの少なくとも室温以下
の冷媒により冷却したことを特徴とする請求項１から３
のいずれかに記載の電子回路基板の製造方法。Wherein air, an inert gas, spray, vapor, liquid, liquid nitrogen, according to claim 1, characterized in that cooled by at least below room temperature of the refrigerant such as dry ice 3
A method for manufacturing an electronic circuit board according to any one of 1. 【請求項５】 前記不活性ガスが、液体窒素、ドライア
イス、液体窒素、ドライアイスのいずれか一つを含む混
合体であることを特徴とする請求項４記載の電子回路基
板の製造方法。5. The method of manufacturing an electronic circuit board according to claim 4 , wherein the inert gas is a mixture containing any one of liquid nitrogen, dry ice, liquid nitrogen, and dry ice. 【請求項６】 フロリナート液などの少なくとも室温以
下のフラックス洗浄液を噴霧又はシャワーで供給して冷
却することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記
載の電子回路基板の製造方法。6. The Fluorinert solution method of manufacturing an electronic circuit board according to any one of claims 1 to 4, characterized in that cooling is supplied by spraying or shower at least below room temperature flux cleaning liquid, such as.