JPH0783930B2 - 電子部品の基板への取り付け方法と装置 - Google Patents
電子部品の基板への取り付け方法と装置Info
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- JPH0783930B2 JPH0783930B2 JP2177658A JP17765890A JPH0783930B2 JP H0783930 B2 JPH0783930 B2 JP H0783930B2 JP 2177658 A JP2177658 A JP 2177658A JP 17765890 A JP17765890 A JP 17765890A JP H0783930 B2 JPH0783930 B2 JP H0783930B2
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- B23K35/36—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
- B23K35/3612—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest with organic compounds as principal constituents
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- B23K2101/40—Semiconductor devices
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は回路板のような基板に電子部品のような物品を
ハンダ付けする方法および装置に関する。
ハンダ付けする方法および装置に関する。
[従来の技術] 電子工業の分野では、表面実装構成部品(回路板の表面
のメタライゼーション領域にハンダ付けすることのでき
る導電性部材を有するのでこのように呼ばれる)は特別
上等の部品になりつつある。このような表面実装構成部
品は、名前から明らかなように、回路板の金属メッキス
ルーホールにハンダ付けするように設計されたリードを
有する。通常、表面実装構成部品は、その周囲に形成さ
れる“スルーホール”構成部品(スルーホール群)より
もサイズが小さい。対応するスルーホール構成部品に比
べて、一層小さな表面実装構成部品は、増大する機能性
を考慮に入れて、極めて多数のデバイスを所定のサイズ
の回路板に配置することができる。
のメタライゼーション領域にハンダ付けすることのでき
る導電性部材を有するのでこのように呼ばれる)は特別
上等の部品になりつつある。このような表面実装構成部
品は、名前から明らかなように、回路板の金属メッキス
ルーホールにハンダ付けするように設計されたリードを
有する。通常、表面実装構成部品は、その周囲に形成さ
れる“スルーホール”構成部品(スルーホール群)より
もサイズが小さい。対応するスルーホール構成部品に比
べて、一層小さな表面実装構成部品は、増大する機能性
を考慮に入れて、極めて多数のデバイスを所定のサイズ
の回路板に配置することができる。
現在、表面実装構成部品は次のような方法により回路板
にハンダ付けされている。最初に、各表面実装構成部品
の導電部材がハンダ付けされるべき回路板の主要表面上
のメタライゼーション領域にハンダペースト層を塗布す
る。次に、表面実装構成部品を回路板上に配置する。こ
れにより、各構成部品の各導電性部材は対応するハンダ
ペーストが塗布されたメタライゼーション領域と接触す
る。ハンダペーストは一般的に粘着性なので、構成部品
の導電性部材は回路板のメタライゼーション領域に保持
される。ペーストを塗布し、そして、構成部品を配置し
たら、ペーストを溶融、すなわちリフローする。例え
ば、リフロー用に設計されたオーブン中で回路板を加熱
することにより行う。
にハンダ付けされている。最初に、各表面実装構成部品
の導電部材がハンダ付けされるべき回路板の主要表面上
のメタライゼーション領域にハンダペースト層を塗布す
る。次に、表面実装構成部品を回路板上に配置する。こ
れにより、各構成部品の各導電性部材は対応するハンダ
ペーストが塗布されたメタライゼーション領域と接触す
る。ハンダペーストは一般的に粘着性なので、構成部品
の導電性部材は回路板のメタライゼーション領域に保持
される。ペーストを塗布し、そして、構成部品を配置し
たら、ペーストを溶融、すなわちリフローする。例え
ば、リフロー用に設計されたオーブン中で回路板を加熱
することにより行う。
[発明が解決しようとする課題] 現在市販されている殆どのハンダペーストはロジンおよ
びその他の有機成分を含有しているが、これらの成分は
ハンダ付け中にメタライゼーション領域を湿潤させるフ
ラックスとしての機能を果たす。ハンダペーストがリフ
ローされると、ペースト中のロジンおよびその他の有機
成分は必ず回路板上に残留物を残す。これら残留物は、
通常、固体と称され、ロジン及びその他有機成分の少な
いフラックスを低固体含有フラックスと称する。使用さ
れるハンダペーストのタイプにより、これらの残留物は
回路板の動作にとって有害となる場合がある。更に、残
留物は、回路板の試験に甚大な悪影響を及ぼし、また、
その外観も台無しにする。これらの理由により、多くの
製造者はハンダ付け後に、各回路板を洗浄し、回路板上
に残っている残留物を除去している。
びその他の有機成分を含有しているが、これらの成分は
ハンダ付け中にメタライゼーション領域を湿潤させるフ
ラックスとしての機能を果たす。ハンダペーストがリフ
ローされると、ペースト中のロジンおよびその他の有機
成分は必ず回路板上に残留物を残す。これら残留物は、
通常、固体と称され、ロジン及びその他有機成分の少な
いフラックスを低固体含有フラックスと称する。使用さ
れるハンダペーストのタイプにより、これらの残留物は
回路板の動作にとって有害となる場合がある。更に、残
留物は、回路板の試験に甚大な悪影響を及ぼし、また、
その外観も台無しにする。これらの理由により、多くの
製造者はハンダ付け後に、各回路板を洗浄し、回路板上
に残っている残留物を除去している。
一般的に、ハンダ付け後に各回路板上に残っている残留
物を除去する唯一の方法は、洗剤、塩素化溶剤またはク
ロロフルオロカーボン(CFC)のような極めて強力な脱
フラックス溶剤を使用することである。使用済み洗剤は
処理してからでなければ公共下水道に排出できない。こ
れにより製造コストが上昇する。また、塩素化溶剤およ
びCFCは環境に有害であることが確認されている。つい
最近、回路板上のロジン系残留物の溶解に使用すること
のできるテルペン系脱フラックス剤が開発された。洗
剤、塩素化溶剤およびCFCの使用に伴う多くの問題がこ
のテルペン系脱フラックス剤の使用により解決される
が、表面実装構成部品を有する回路板にこのような溶剤
類を使用することに伴う別の問題が依然として存在す
る。
物を除去する唯一の方法は、洗剤、塩素化溶剤またはク
ロロフルオロカーボン(CFC)のような極めて強力な脱
フラックス溶剤を使用することである。使用済み洗剤は
処理してからでなければ公共下水道に排出できない。こ
れにより製造コストが上昇する。また、塩素化溶剤およ
びCFCは環境に有害であることが確認されている。つい
最近、回路板上のロジン系残留物の溶解に使用すること
のできるテルペン系脱フラックス剤が開発された。洗
剤、塩素化溶剤およびCFCの使用に伴う多くの問題がこ
のテルペン系脱フラックス剤の使用により解決される
が、表面実装構成部品を有する回路板にこのような溶剤
類を使用することに伴う別の問題が依然として存在す
る。
一般的に、ロジン系フラックス剤はハンダ付け前に構成
部品に塗布されるので、構成部品を超音波溶着した後
に、スルーホール構成部品含有回路板上にも残留物が残
りやすい。超音波溶着後に回路板上に残る残留物を減ら
す一つの方法は、ロジンおよびその他の有機成分の含有
量が少ない低固体含有フラックスを用いて構成部品リー
ドを融着することである。低固体含有フラックスで構成
部品を融着した後、不活性雰囲気中で構成部品を回路板
に超音波溶着する。この不活性雰囲気には、フラックス
の作用を高めるために還元剤(例えば、水素または酸)
を添加することもできる。不活性雰囲気と還元剤を併用
すると、ハンダ付け後に残る残留物の量が激減されるこ
とが立証された。しかし、一般的に、超音波溶着は多数
本のリードを有する表面実装構成部品のハンダ付けには
不適当である。
部品に塗布されるので、構成部品を超音波溶着した後
に、スルーホール構成部品含有回路板上にも残留物が残
りやすい。超音波溶着後に回路板上に残る残留物を減ら
す一つの方法は、ロジンおよびその他の有機成分の含有
量が少ない低固体含有フラックスを用いて構成部品リー
ドを融着することである。低固体含有フラックスで構成
部品を融着した後、不活性雰囲気中で構成部品を回路板
に超音波溶着する。この不活性雰囲気には、フラックス
の作用を高めるために還元剤(例えば、水素または酸)
を添加することもできる。不活性雰囲気と還元剤を併用
すると、ハンダ付け後に残る残留物の量が激減されるこ
とが立証された。しかし、一般的に、超音波溶着は多数
本のリードを有する表面実装構成部品のハンダ付けには
不適当である。
従って、本発明の目的は、回路板上のロジン残留物の量
を減少させることのできる、回路板への表面実装構成部
品のハンダ付け方法を提供することである。
を減少させることのできる、回路板への表面実装構成部
品のハンダ付け方法を提供することである。
[課題を解決するための手段] 要するに、本発明によれば、ハンダ付け後に回路板上に
残る残留物の量を減少させることのできる、構成部品の
ような物品を回路板のような目的物の表面にハンダ付け
する方法が提供される。本発明の方法は最初に、ロジン
を少量しか含有しない低固体含有ハンダペーストを、物
品がハンダ付けされる目的物の表面に塗布する。その
後、物品を目的物のハンダペースト塗布領域に配置す
る。それから、目的物と物品を不活性雰囲気下に維持し
ながら、低固体含有ハンダペーストをリフローさせ、物
品を目的物の表面に接着する。低固体含有ハンダペース
トの塗布、これに続く、酸の塗布および不活性雰囲気中
におけるハンダペーストのリフローは、従来のリフロー
ハンダ付け方法に比べて、ペーストのリフロー後に残る
残留物の量を減少することが経験的に発見された。
残る残留物の量を減少させることのできる、構成部品の
ような物品を回路板のような目的物の表面にハンダ付け
する方法が提供される。本発明の方法は最初に、ロジン
を少量しか含有しない低固体含有ハンダペーストを、物
品がハンダ付けされる目的物の表面に塗布する。その
後、物品を目的物のハンダペースト塗布領域に配置す
る。それから、目的物と物品を不活性雰囲気下に維持し
ながら、低固体含有ハンダペーストをリフローさせ、物
品を目的物の表面に接着する。低固体含有ハンダペース
トの塗布、これに続く、酸の塗布および不活性雰囲気中
におけるハンダペーストのリフローは、従来のリフロー
ハンダ付け方法に比べて、ペーストのリフロー後に残る
残留物の量を減少することが経験的に発見された。
[実施例] 以下、図面を参照しながら本発明を更に詳細に説明す
る。
る。
第1図は電子工業分野で普遍的に使用されている常用
(従来技術)の回路板10の斜視図である。例えばエポキ
シ樹脂のような材料から作られた回路板10の主要表面14
および16の一方または両方に、メタライゼーション領域
12のパターン形成を行う。メタライゼーション領域12の
パターンは回路板にハンダ付けすべき表面実装構成部品
20の導電性部材18のパターンと完全に一致する。第1図
に示された実施例では、説明を簡単にするために、一組
みのパターン12と1個の構成部品20しか示されていな
い。実際には、回路板10は、極めて多数の構成部分20に
合わせて、複数のメタライゼーション領域パターンを有
する。
(従来技術)の回路板10の斜視図である。例えばエポキ
シ樹脂のような材料から作られた回路板10の主要表面14
および16の一方または両方に、メタライゼーション領域
12のパターン形成を行う。メタライゼーション領域12の
パターンは回路板にハンダ付けすべき表面実装構成部品
20の導電性部材18のパターンと完全に一致する。第1図
に示された実施例では、説明を簡単にするために、一組
みのパターン12と1個の構成部品20しか示されていな
い。実際には、回路板10は、極めて多数の構成部分20に
合わせて、複数のメタライゼーション領域パターンを有
する。
表面実装構成部品20の導電性部材18は通常、下記の方法
により、回路板10のメタライゼーション領域12にハンダ
付け接着される。最初に、メタライゼーション領域12を
ハンダペースト層22で被覆する。このハンダペーストは
例えば、ハンダ合金、ロジン、溶剤、活性剤および1種
類以上の流動性変性剤からなるRMA(中程度に活性化さ
れたロジン)タイプのペーストである。このようなRAM
タイプのハンダペーストは一般に広く市販されている。
実際は、ペースト層22は、周知の方法、例えば、スキー
ジーを用いるか、または、または最新の方法では、米国
特許第4622239号明細書に開示されているような、プリ
ントヘッド(図示されていない)を用いて、ペーストを
スクリーン印刷することにより形成される。
により、回路板10のメタライゼーション領域12にハンダ
付け接着される。最初に、メタライゼーション領域12を
ハンダペースト層22で被覆する。このハンダペーストは
例えば、ハンダ合金、ロジン、溶剤、活性剤および1種
類以上の流動性変性剤からなるRMA(中程度に活性化さ
れたロジン)タイプのペーストである。このようなRAM
タイプのハンダペーストは一般に広く市販されている。
実際は、ペースト層22は、周知の方法、例えば、スキー
ジーを用いるか、または、または最新の方法では、米国
特許第4622239号明細書に開示されているような、プリ
ントヘッド(図示されていない)を用いて、ペーストを
スクリーン印刷することにより形成される。
メタライゼーション領域12にハンダペースト層22を塗布
した後、構成部品20を回路板10の上に配置する。このよ
うにして、各導電性部材18を対応する一つのメタライゼ
ーション領域12上のハンダペースト層上に載置するか、
または層中に圧入させる。各メタライゼーション領域12
上のハンダペースト層22は粘着性なので、各導電性部材
18を下部のメタライゼーション領域に付着させることが
できる。このように構成部品20を回路板10に配置した
ら、例えば、リフロー用に設計されたオーブン(図示さ
れていない)中で回路板を加熱することにより、メタラ
イゼーション領域12上のハンダペースト層22をリフロー
させる。
した後、構成部品20を回路板10の上に配置する。このよ
うにして、各導電性部材18を対応する一つのメタライゼ
ーション領域12上のハンダペースト層上に載置するか、
または層中に圧入させる。各メタライゼーション領域12
上のハンダペースト層22は粘着性なので、各導電性部材
18を下部のメタライゼーション領域に付着させることが
できる。このように構成部品20を回路板10に配置した
ら、例えば、リフロー用に設計されたオーブン(図示さ
れていない)中で回路板を加熱することにより、メタラ
イゼーション領域12上のハンダペースト層22をリフロー
させる。
前記のようなハンダ付け方法では必ずハンダペースト層
22のリフロー後に回路板中に残る残留物が生成する。大
抵の製造者は回路板10から残留物を除去しなければなら
ず、製造コストの増大を招いている。第2図を参照す
る。第2図は本発明による新規なハンダ付け方法のフロ
ーチャートである。本発明の方法によれば、残留物を大
幅に減少させることができ、これによりハンダ付け後に
回路板10を清浄にする処理操作を行う必要がなくなるこ
とが発見された。
22のリフロー後に回路板中に残る残留物が生成する。大
抵の製造者は回路板10から残留物を除去しなければなら
ず、製造コストの増大を招いている。第2図を参照す
る。第2図は本発明による新規なハンダ付け方法のフロ
ーチャートである。本発明の方法によれば、残留物を大
幅に減少させることができ、これによりハンダ付け後に
回路板10を清浄にする処理操作を行う必要がなくなるこ
とが発見された。
第2図のハンダ付け方法は最初(工程24)に、従来から
使用されている常用のRMAタイプのペーストの代わり
に、低固体含有のハンダペースト層22のメタライゼーシ
ョン領域12のパターンに塗布する。低固体含有ペースト
(例えば、イングランドのハーフォードシアに所在のマ
ルチコア社から市販されているマルチコアタイプX−3
2)は、常用のRMAタイプのペーストに比べて、少量のロ
ジン、活性剤、および溶剤(集合的にフラックスとして
機能する)、並びに少量の流動性変性剤を含有してい
る。
使用されている常用のRMAタイプのペーストの代わり
に、低固体含有のハンダペースト層22のメタライゼーシ
ョン領域12のパターンに塗布する。低固体含有ペースト
(例えば、イングランドのハーフォードシアに所在のマ
ルチコア社から市販されているマルチコアタイプX−3
2)は、常用のRMAタイプのペーストに比べて、少量のロ
ジン、活性剤、および溶剤(集合的にフラックスとして
機能する)、並びに少量の流動性変性剤を含有してい
る。
工程24で低固体含有ペーストを塗布した後、第1図の構
成部品20を回路板10に配置し、各導電性部材18を対応す
るメタライゼーション領域12の上部の低固体含有ペース
ト層22上に載置するか、また圧入する(工程26)。回路
板10への構成部品20の配置は例えば、当業者に周知の構
成部品配置機械(図示されていない)により行われる。
成部品20を回路板10に配置し、各導電性部材18を対応す
るメタライゼーション領域12の上部の低固体含有ペース
ト層22上に載置するか、また圧入する(工程26)。回路
板10への構成部品20の配置は例えば、当業者に周知の構
成部品配置機械(図示されていない)により行われる。
第2図の工程26における構成部品20の配置後、酸(例え
ば、蟻酸または酢酸)を回路板10の低固体含有ペースト
層22と混合するために、該層22に塗布する(工程28)。
メタライゼーション領域12およびハンダペースト中の金
属成分が酸化することを防止するために、酸の回路板10
への塗布は、回路板を不活性雰囲気に暴露しながら行う
ことが望ましい。しかし、酸は大気中でも悪影響を受け
ることなく、回路板10に塗布することもできる。
ば、蟻酸または酢酸)を回路板10の低固体含有ペースト
層22と混合するために、該層22に塗布する(工程28)。
メタライゼーション領域12およびハンダペースト中の金
属成分が酸化することを防止するために、酸の回路板10
への塗布は、回路板を不活性雰囲気に暴露しながら行う
ことが望ましい。しかし、酸は大気中でも悪影響を受け
ることなく、回路板10に塗布することもできる。
本発明の方法の最終工程(工程30)は、例えば、第1図
の導電性部材18のメタライゼーション領域12に接着する
ために回路板10を加熱することにより、低固体含有ペー
スト層22をリフローすることからなる。酸化の程度を抑
えるために回路板1を不活性雰囲気に暴露しながらハン
ダペーストをリフローすることが重要である。工程28お
よび工程30が行われる正確な方法は第3図に極めて詳細
に説明されている。
の導電性部材18のメタライゼーション領域12に接着する
ために回路板10を加熱することにより、低固体含有ペー
スト層22をリフローすることからなる。酸化の程度を抑
えるために回路板1を不活性雰囲気に暴露しながらハン
ダペーストをリフローすることが重要である。工程28お
よび工程30が行われる正確な方法は第3図に極めて詳細
に説明されている。
各メタライゼーション領域12の低固体含有ペースト層22
に酸を塗布する目的は、メタライゼーション領域自体お
よびハンダペースト中に存在する金属酸化物を化学的に
還元することである。これらの金属酸化物は化学的には
式MeOで示される。式中、Meは存在する各種金属を総括
的に示すのに使用される。蟻酸(化学式はHCOOH)を200
℃未満の温度で、各メタライゼーション領域12のハンダ
ペースト層22に塗布すると、次の化学反応が起こるもの
と思われる。
に酸を塗布する目的は、メタライゼーション領域自体お
よびハンダペースト中に存在する金属酸化物を化学的に
還元することである。これらの金属酸化物は化学的には
式MeOで示される。式中、Meは存在する各種金属を総括
的に示すのに使用される。蟻酸(化学式はHCOOH)を200
℃未満の温度で、各メタライゼーション領域12のハンダ
ペースト層22に塗布すると、次の化学反応が起こるもの
と思われる。
MeO+2HCOOH →Me(COOH)2+H2O 回路板を工程30で200℃以上の温度に加熱し、低固体含
有ペーストをリフローさせると、次の化学反応が起こる
ものと思われる。
有ペーストをリフローさせると、次の化学反応が起こる
ものと思われる。
Me(COOH)2→Me+H2O+CO2 この結果、式MeOで総括的に示される様々な金属酸化物
の各々は各単体金属(Me)に還元され、第1図の導電性
部材18とメタライゼーション領域12の間のハンダ接着の
品質は大幅に向上する。酸の塗布工程(工程28)および
低固体含有ペースト層22のリフロー工程(工程30)を不
活性雰囲気中で行う理由は、大量の空気(酸素)が存在
していたら起こるかもしれない単体金属(Me)の再酸化
の可能性を除去するためである。前記で指摘したよう
に、一般的に不活性雰囲気中で行われる酸塗布工程(工
程28)は大気中で行うこともできる。実際は、酸塗布工
程は50℃以下の温度で行われるので、酸化量は少ない。
従って、不活性雰囲気中で酸塗布を行うことは望ましい
が、必須要件ではない。
の各々は各単体金属(Me)に還元され、第1図の導電性
部材18とメタライゼーション領域12の間のハンダ接着の
品質は大幅に向上する。酸の塗布工程(工程28)および
低固体含有ペースト層22のリフロー工程(工程30)を不
活性雰囲気中で行う理由は、大量の空気(酸素)が存在
していたら起こるかもしれない単体金属(Me)の再酸化
の可能性を除去するためである。前記で指摘したよう
に、一般的に不活性雰囲気中で行われる酸塗布工程(工
程28)は大気中で行うこともできる。実際は、酸塗布工
程は50℃以下の温度で行われるので、酸化量は少ない。
従って、不活性雰囲気中で酸塗布を行うことは望ましい
が、必須要件ではない。
金属酸化物MeOが対応する個々の単体金属Meに還元され
ることに加えて、酸を回路板10に塗布し、続いて回路板
を不活性雰囲気中で加熱することにより得られる予想も
されない重要な効果が存在する。RMAタイプのハンダペ
ーストを用いて従来の方法でハンダ付けされた回路板10
に比べて、第2図の方法によりハンダ付けされた回路板
上に残る残留物の量は遥かに少ないことが発見された。
実際、残っている残留物量は、低固体含有ペーストを使
用し、このペーストを空気中または窒素中でリフローさ
せた場合に予期される残留量よりも少ないことが発見さ
れた。残っている残留物は極めて少なく、回路板10の試
験可能性および外観は洗浄が不要なほど十分にクリーン
であった。表面絶縁抵抗の劣化は何れも全く認められな
かった。
ることに加えて、酸を回路板10に塗布し、続いて回路板
を不活性雰囲気中で加熱することにより得られる予想も
されない重要な効果が存在する。RMAタイプのハンダペ
ーストを用いて従来の方法でハンダ付けされた回路板10
に比べて、第2図の方法によりハンダ付けされた回路板
上に残る残留物の量は遥かに少ないことが発見された。
実際、残っている残留物量は、低固体含有ペーストを使
用し、このペーストを空気中または窒素中でリフローさ
せた場合に予期される残留量よりも少ないことが発見さ
れた。残っている残留物は極めて少なく、回路板10の試
験可能性および外観は洗浄が不要なほど十分にクリーン
であった。表面絶縁抵抗の劣化は何れも全く認められな
かった。
第3図を参照する。ここには、回路板10の低固体含有ハ
ンダペースト層22(第1図参照)に酸を塗布し、その
後、回路板を不活性雰囲気に暴露しながらハンダペース
トをリフローする装置が示されている。第3図に示され
ているように、装置32は当業者に周知なように、搬送路
36に沿って回路板10を搬送するためのコンベヤ34を含
む。コンベヤ34は酸塗布部38を通過する。ここでは回路
板10のハンダペーストに酸(例えば、蟻酸または酢酸)
が塗布され、酸はハンダペーストと反応する。好ましい
実施例では、酸塗布部38はステンレススチールのような
耐酸性材料で形成された箱状チャンバ40から構成されて
いる。チャンバ40は、コンベヤ34がチャンバ内を通過で
きるようにその前端と後端に入口と出口(図示されてい
ない)を有すること以外は概ね密閉状態になっている。
ガス給送管42はガス供給源(図示されていない)からチ
ャンバ40に不活性ガス(例えば、窒素)を送るのに使用
される。これにより、コンベヤ34でチャンバ内を搬送さ
れる回路板10の周囲のチャンバ内雰囲気はほぼ無酸素状
態になる。
ンダペースト層22(第1図参照)に酸を塗布し、その
後、回路板を不活性雰囲気に暴露しながらハンダペース
トをリフローする装置が示されている。第3図に示され
ているように、装置32は当業者に周知なように、搬送路
36に沿って回路板10を搬送するためのコンベヤ34を含
む。コンベヤ34は酸塗布部38を通過する。ここでは回路
板10のハンダペーストに酸(例えば、蟻酸または酢酸)
が塗布され、酸はハンダペーストと反応する。好ましい
実施例では、酸塗布部38はステンレススチールのような
耐酸性材料で形成された箱状チャンバ40から構成されて
いる。チャンバ40は、コンベヤ34がチャンバ内を通過で
きるようにその前端と後端に入口と出口(図示されてい
ない)を有すること以外は概ね密閉状態になっている。
ガス給送管42はガス供給源(図示されていない)からチ
ャンバ40に不活性ガス(例えば、窒素)を送るのに使用
される。これにより、コンベヤ34でチャンバ内を搬送さ
れる回路板10の周囲のチャンバ内雰囲気はほぼ無酸素状
態になる。
実際は、管42でチャンバ内に給送される窒素の流れの中
に酸を吹込むためのバブラー44を設けることにより、酸
は回路板10のハンダペーストと混合される。第3図に模
式的に示されているように、バブラー44は、所定量の蟻
酸または酢酸47が充填された再密封可能な容器46からな
る。不活性ガス(例えば、窒素)は管48により酸の液面
以下のレベルから容器46中に導入される。排出管49が酸
の液面以上のレベルの位置で容器46に取付られており、
不活性ガスを酸中に吹き込むことにより発生された酸蒸
気を管42に搬送する。これにより、酸蒸気は管42で給送
される窒素中に注入される。チャンバ40内に入る窒素中
に酸蒸気を注入する代わりに、回路板に向けて噴霧ノズ
ル(図示されていない)から酸を圧出することにより、
酸を回路板10に噴霧することもできる。別法として、酸
は回路板10を酸浴(図示されていない)を通過させるこ
とによっても塗布できる。
に酸を吹込むためのバブラー44を設けることにより、酸
は回路板10のハンダペーストと混合される。第3図に模
式的に示されているように、バブラー44は、所定量の蟻
酸または酢酸47が充填された再密封可能な容器46からな
る。不活性ガス(例えば、窒素)は管48により酸の液面
以下のレベルから容器46中に導入される。排出管49が酸
の液面以上のレベルの位置で容器46に取付られており、
不活性ガスを酸中に吹き込むことにより発生された酸蒸
気を管42に搬送する。これにより、酸蒸気は管42で給送
される窒素中に注入される。チャンバ40内に入る窒素中
に酸蒸気を注入する代わりに、回路板に向けて噴霧ノズ
ル(図示されていない)から酸を圧出することにより、
酸を回路板10に噴霧することもできる。別法として、酸
は回路板10を酸浴(図示されていない)を通過させるこ
とによっても塗布できる。
チャンバ40の直後に続くものはオーブン50であり、この
オーブンはコンベヤ34で搬送通過する回路板を加熱し、
回路板の低固体含有ハンダペースト層22(第1図参照)
をリフローするためのものである。箱状の構造を有する
オーブン50は少なくとも二つのゾーン52と54からなる。
各ゾーンは一組みの加熱素子56(例えば、ランプまたは
赤外線パネル)を有する。チャンバ40の直後に配置され
た第1のゾーン52における加熱素子56は一般的に、回路
板10は比較的低温度(例えば、100℃)にまで加熱す
る。これに対して、ゾーン54の加熱素子56は、回路板の
低固体含有ハンダペースト層22をリフローさせるため
に、回路板10を200℃程度の高温度にまで加熱する。前
記の説明から分かるように、ゾーン52における加熱素子
56は回路板10の“プレヒート”として作用し、これによ
り、ハンダペーストがリフローされる第2のゾーンに回
路板が進入するときに受ける熱衝撃を緩和する。回路板
10をゾーン54の前にゾーン52を通過させる別の利点は、
ハンダペースト中のフラックスに、存在する酸化物を還
元するのに十分な時間を与えられることである。実際
は、ゾーン52および54はしばしば、プレヒートゾーンお
よびリフローゾーンとそれぞれ呼ばれる。
オーブンはコンベヤ34で搬送通過する回路板を加熱し、
回路板の低固体含有ハンダペースト層22(第1図参照)
をリフローするためのものである。箱状の構造を有する
オーブン50は少なくとも二つのゾーン52と54からなる。
各ゾーンは一組みの加熱素子56(例えば、ランプまたは
赤外線パネル)を有する。チャンバ40の直後に配置され
た第1のゾーン52における加熱素子56は一般的に、回路
板10は比較的低温度(例えば、100℃)にまで加熱す
る。これに対して、ゾーン54の加熱素子56は、回路板の
低固体含有ハンダペースト層22をリフローさせるため
に、回路板10を200℃程度の高温度にまで加熱する。前
記の説明から分かるように、ゾーン52における加熱素子
56は回路板10の“プレヒート”として作用し、これによ
り、ハンダペーストがリフローされる第2のゾーンに回
路板が進入するときに受ける熱衝撃を緩和する。回路板
10をゾーン54の前にゾーン52を通過させる別の利点は、
ハンダペースト中のフラックスに、存在する酸化物を還
元するのに十分な時間を与えられることである。実際
は、ゾーン52および54はしばしば、プレヒートゾーンお
よびリフローゾーンとそれぞれ呼ばれる。
前記のように、オーブン50の構造は常用のものである。
図示されたオーブン50と市販のオーブンが異なる点は、
各々一対のガス給送管58と60がゾーン52および54の内部
にまで達しており、この管を通して窒素が給送され、各
ゾーン内の酸素を置換する。このようにすれば、回路板
10がプレヒートゾーン52およびリフローゾーン54をそれ
ぞれ通過するとき、回路板は不活性雰囲気に暴露され
る。
図示されたオーブン50と市販のオーブンが異なる点は、
各々一対のガス給送管58と60がゾーン52および54の内部
にまで達しており、この管を通して窒素が給送され、各
ゾーン内の酸素を置換する。このようにすれば、回路板
10がプレヒートゾーン52およびリフローゾーン54をそれ
ぞれ通過するとき、回路板は不活性雰囲気に暴露され
る。
オーブン50の上流側のチャンバ40内で回路板10に酸を塗
布するよりもむしろ、バブラー44を管42ではなく管58に
接続することにより、オーブン自体のプレヒートゾーン
52内で酸を塗布することもできる。このようにすれば、
チャンバ40およびこれに付随するガス給送管42を設ける
必要がなくなる。
布するよりもむしろ、バブラー44を管42ではなく管58に
接続することにより、オーブン自体のプレヒートゾーン
52内で酸を塗布することもできる。このようにすれば、
チャンバ40およびこれに付随するガス給送管42を設ける
必要がなくなる。
プレヒートゾーン52に導入される窒素に酸を直接注入す
れば酸塗布部38を設ける必要がなくなり一層望ましいよ
うに思われるが、このようにすると取り返しのつかない
ような不利益を被る。酸本来の性質により、回路板10の
低固体含有ハンダペーストに塗布される酸は腐食性であ
る。このため、酸は早くてもリフロー処理の直前に塗布
することが望ましい。しかし、酸がプレヒートゾーン52
に導入されると、オーブン50は早い時期に腐食してしま
うことがある。実際、回路板10がプレヒートゾーン52を
通過する前に酸を低固体含有ハンダペーストと混合した
としても、ペーストリフロー中に若干の非混合酸が気化
するので、多少の腐食は必ず起こる。しかし、この腐食
量は、プレヒートゾーン52において回路板10のプレヒー
ト中に酸を低固体含有ハンダペーストに塗布し、これと
混合した時に起こる腐食量に比べれば少ない。
れば酸塗布部38を設ける必要がなくなり一層望ましいよ
うに思われるが、このようにすると取り返しのつかない
ような不利益を被る。酸本来の性質により、回路板10の
低固体含有ハンダペーストに塗布される酸は腐食性であ
る。このため、酸は早くてもリフロー処理の直前に塗布
することが望ましい。しかし、酸がプレヒートゾーン52
に導入されると、オーブン50は早い時期に腐食してしま
うことがある。実際、回路板10がプレヒートゾーン52を
通過する前に酸を低固体含有ハンダペーストと混合した
としても、ペーストリフロー中に若干の非混合酸が気化
するので、多少の腐食は必ず起こる。しかし、この腐食
量は、プレヒートゾーン52において回路板10のプレヒー
ト中に酸を低固体含有ハンダペーストに塗布し、これと
混合した時に起こる腐食量に比べれば少ない。
プレヒートゾーン52内で酸を塗布するのではなく、チャ
ンバ40内で酸を塗布することにより、オーブン50よりも
むしろチャンバの方が著しく腐食される。一般的に、チ
ャンバ40の製造コストはオーブンの製造コストよりも遥
かに低い。従って、オーブンの寿命を延ばすために、酸
はチャンバ内で塗布することが望ましい。
ンバ40内で酸を塗布することにより、オーブン50よりも
むしろチャンバの方が著しく腐食される。一般的に、チ
ャンバ40の製造コストはオーブンの製造コストよりも遥
かに低い。従って、オーブンの寿命を延ばすために、酸
はチャンバ内で塗布することが望ましい。
以上、表面実装構成部品20をリフローによりハンダ付け
する回路板10のロジン残留物を減少させる方法について
説明した。すなわち、最初に低固体含有ハンダペースト
を回路板10に塗布し、それから不活性雰囲気中で酸をハ
ンダに添加し、その後、不活性雰囲気中でハンダをリフ
ローすることにより、ハンダ付け後に残る残留物の量を
減少させることができる。
する回路板10のロジン残留物を減少させる方法について
説明した。すなわち、最初に低固体含有ハンダペースト
を回路板10に塗布し、それから不活性雰囲気中で酸をハ
ンダに添加し、その後、不活性雰囲気中でハンダをリフ
ローすることにより、ハンダ付け後に残る残留物の量を
減少させることができる。
言うまでもなく、前記の実施例は本発明の原理を単に例
証するだけのものである。本発明にもとることなく、本
発明に対して様々な変更および改良などが為し得ること
は当業者に自明である。
証するだけのものである。本発明にもとることなく、本
発明に対して様々な変更および改良などが為し得ること
は当業者に自明である。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明の方法により、低固体含量
ハンダペーストを使用し、このハンダペースト層に酸を
塗布してからリフローさせると、従来のハンダペースト
に比べて回路基板上に残る残留物の量を大幅に減少させ
ることができる。その結果、従来行われていたようなリ
フロー後の残留物除去のための回路基板洗浄が不要にな
り、製造コストを低減させることができるばかりか、ス
ループットを向上させることができる。
ハンダペーストを使用し、このハンダペースト層に酸を
塗布してからリフローさせると、従来のハンダペースト
に比べて回路基板上に残る残留物の量を大幅に減少させ
ることができる。その結果、従来行われていたようなリ
フロー後の残留物除去のための回路基板洗浄が不要にな
り、製造コストを低減させることができるばかりか、ス
ループットを向上させることができる。
第1図は回路基板表面に実装された、表面実装構成部品
を示す従来技術の回路基板の斜視図である。 第2図は本発明のハンダ付け方法のブロック図である。 第3図は第2図のハンダ付け方法の数工程を実施するた
めの、本発明によるハンダ付け装置の模式的斜視図であ
る。
を示す従来技術の回路基板の斜視図である。 第2図は本発明のハンダ付け方法のブロック図である。 第3図は第2図のハンダ付け方法の数工程を実施するた
めの、本発明によるハンダ付け装置の模式的斜視図であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── 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 3/34 507 H 8718−4E (56)参考文献 特開 平3−243698(JP,A) 特開 平3−124395(JP,A) 特公 昭56−18077(JP,B2) 特公 昭52−33590(JP,B2) 米国特許5046658(US,A) 欧州特許出願公開410623
Claims (5)
- 【請求項1】基板(10)の主要表面(14)のメタライゼ
ーション領域(22)に表面実装構成部品(20)のリード
(18)をハンダ付けする電子部品の基板への取り付け方
法において、 ロジンおよびその他の有機成分からなるフラックスを含
有するハンダペーストを前記メタライゼーション領域
(22)に塗布するステップと、 前記リード(18)を前記ハンダペーストを塗布したメタ
ライゼーション領域(22)に配置するステップと、 前記基板(10)の主要表面(14)に搭載された表面実装
構成部品(20)をほぼ不活性な雰囲気に暴露するステッ
プと、 前記基板(10)の主要表面(14)に搭載された表面実装
構成部品(20)を不活性雰囲気に暴露しながら前記ハン
ダペーストをリフローさせるステップとからなり、 前記不活性雰囲気を形成する気体中に酸を含有させる ことを特徴とする電子部品の基板への取り付け方法。 - 【請求項2】前記ハンダペーストを塗布されたメタライ
ゼーション領域(22)に酸を塗布した後、前記ハンダペ
ーストをリフローさせる ことを特徴とする請求項1の電子部品の基板への取り付
け方法。 - 【請求項3】表面実装構成部品(20)のリード(18)が
配置されるロジンおよびその他の有機成分からなるフラ
ックスを含有するハンダペースト塗布メタライゼーショ
ン領域(22)を有する基板(10)をほぼ不活性な雰囲気
に暴露する手段(40,42)と、 前記メタライゼーション領域に酸を塗布する手段(44)
と、 前記表面実装構成部品(20)が搭載された基板(10)を
不活性雰囲気に暴露したまま、前記ハンダペーストをリ
フローさせる手段と、 からなることを特徴とする電子部品の基板への取り付け
装置。 - 【請求項4】酸を塗布する装置は、不活性ガス中に酸を
吹込む手段(44)からなる ことを特徴とする請求項3の電子部品の基板への取り付
け装置。 - 【請求項5】前記リフローさせる手段は、加熱する手段
(56)であることを特徴とする請求項3の電子部品の基
板への取り付け装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US386548 | 1989-07-27 | ||
US07/386,548 US5046658A (en) | 1989-07-27 | 1989-07-27 | Method and apparatus for soldering articles |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0360861A JPH0360861A (ja) | 1991-03-15 |
JPH0783930B2 true JPH0783930B2 (ja) | 1995-09-13 |
Family
ID=23526061
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2177658A Expired - Fee Related JPH0783930B2 (ja) | 1989-07-27 | 1990-07-06 | 電子部品の基板への取り付け方法と装置 |
Country Status (5)
Country | Link |
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EP (1) | EP0410623B1 (ja) |
JP (1) | JPH0783930B2 (ja) |
KR (1) | KR910002551A (ja) |
DE (1) | DE69007363T2 (ja) |
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---|---|---|---|---|
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US5249733A (en) * | 1992-07-16 | 1993-10-05 | At&T Bell Laboratories | Solder self-alignment methods |
US5604831A (en) * | 1992-11-16 | 1997-02-18 | International Business Machines Corporation | Optical module with fluxless laser reflow soldered joints |
WO1994014563A1 (en) * | 1992-12-25 | 1994-07-07 | Nippon Sanso Corporation | Soldering method and apparatus |
US5958151A (en) * | 1996-07-22 | 1999-09-28 | Ford Global Technologies, Inc. | Fluxing media for non-VOC, no-clean soldering |
JP3397313B2 (ja) * | 1999-12-20 | 2003-04-14 | 富士通株式会社 | 半導体装置の製造方法及び電子部品の実装方法 |
TW570856B (en) * | 2001-01-18 | 2004-01-11 | Fujitsu Ltd | Solder jointing system, solder jointing method, semiconductor device manufacturing method, and semiconductor device manufacturing system |
JP5262045B2 (ja) * | 2007-09-27 | 2013-08-14 | 富士通セミコンダクター株式会社 | 電極の形成方法及び半導体装置の製造方法 |
WO2012099771A1 (en) * | 2011-01-17 | 2012-07-26 | Orthodyne Electronics Corporation | Systems and methods for processing ribbon and wire in ultrasonic bonding systems |
JP5884448B2 (ja) * | 2011-12-01 | 2016-03-15 | 富士電機株式会社 | はんだ接合装置およびはんだ接合方法 |
CN108145268A (zh) * | 2018-01-19 | 2018-06-12 | 南京利景盛电子有限公司 | 基于空气回流的pcb板与金属壳体对焊的焊接工艺 |
US11465225B1 (en) | 2021-08-31 | 2022-10-11 | Yield Engineering Systems, Inc. | Method of using processing oven |
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---|---|---|---|---|
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US3970239A (en) * | 1975-08-14 | 1976-07-20 | General Instrument Corporation | Fluxing technique for removing lead oxide |
US4022371A (en) * | 1976-06-14 | 1977-05-10 | International Business Machines Corporation | Vapor bonding method |
DE3309648A1 (de) * | 1983-03-15 | 1984-09-20 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Verfahren zum loeten plattenfoermiger schaltungstraeger innerhalb einer schutzgasloeteinrichtung |
GB8324839D0 (en) * | 1983-09-16 | 1983-10-19 | Lucas Ind Plc | Mounting carrier for microelectronic silicon chip |
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-
1989
- 1989-07-27 US US07/386,548 patent/US5046658A/en not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-07-06 JP JP2177658A patent/JPH0783930B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1990-07-17 EP EP90307780A patent/EP0410623B1/en not_active Revoked
- 1990-07-17 DE DE69007363T patent/DE69007363T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-07-25 KR KR1019900011296A patent/KR910002551A/ko not_active Application Discontinuation
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Title |
---|
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---|---|
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EP0410623A1 (en) | 1991-01-30 |
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DE69007363T2 (de) | 1994-06-23 |
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