KR100489152B1 - 전자 부품들이 장착된 프린팅된 회로 기판을 포함하는구조체 및 이를 제조하기 위한 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 구조체는 기판의 표면상에 제공되는 랜드부를 갖는 프린팅된 회로 기판을 가지며, 상기 랜드부상에 솔더 페이스트가, 랜드부에 연결될 전자 부품의 연결 단자의 길이 방향에 대해, 솔더 페이스트(solder paste)가 상기 연결 단자의 선단부측에서는 상기 랜드부의 에지로부터 밖으로 돌출하고/또는 솔더 페이스트가 상기 연결 단자의 후단부측에서는 상기 랜드부의 에지 내측으로 물러 들어가는 상태로 프린팅된다. 연결 단자의 선단부측상의 랜드부의 에지로부터 돌출하는 솔더는 필렛에 의해 연결 단자의 선단부가 확실히 커버되는 필렛을 형성하기 위해 사용된다. 또한, 솔더 페이스트가 연결 단자의 후단부측상의 랜드부의 에지로부터 물러 들어감에 따라, 솔더링된 결합을 형성하기 위해 필수적인 솔더를 제외한 어떤 여분의 솔더가 발생되지 않는다.

Description

전자 부품들이 장착된 프린팅된 회로 기판을 포함하는 구조체 및 이를 제조하기 위한 방법{A structure comprising a printed circuit board with electronic components mounted thereon and a method for manufacturing the same}

발명의 배경

1. 발명의 분야

본 발명은 솔더링(soldering)으로 프린팅된 회로 기판 상(통상 PCB로 칭함)에 다양한 전자 부품들을 장착하여 얻어진 구조체와 이를 제조하는 방법에 관한 것이며, 특히, 리플로우(reflowing)에 의해 PCB 상에 전자 부품들이 장착되는 구조체와 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.

2. 관련 기술의 설명

지금까지는 PCB상에 전자 부품들을 확고하게 장착하기 위해 소프트 솔더링이 사용되고 있다. 소프트 솔더링의 사용에 의해 전자 부품들을 장착하는 방법의 예의 설명이 도 1을 참조하여 지금부터 제공된다. 여기에서, 솔더링이 공지된 리플로우 기술에 의해 PCB의 두 표면들에 각각 적용되는 경우의 설명이 제공된다.

먼저, PCB의 랜드부(land portion)들에 대응하는 위치들에만 개구들이 제공되는 메탈 마스크(metal mask)가 이 랜드부들 상에 솔더 페이스트(solder paste)를 프린팅하기 위해 사용된다(단계 101). 다음으로, 칩들 QFP(Quad Flat Package), SOP(Small Outline Package) 등과 같은 전자 부품들이 PCB상에 장착되어, 이들 전자 부품들의 전자 단자들 및 리드들(leads)이 프린팅된 솔더 페이스트 상에 장착된다(단계 102). 그후, PCB의 랜드부들에 전자 부품들의 전극들을 솔더링하도록 솔더 페이스트를 녹이기 위해, 전자 부품들이 장착된 PCB가 고온 리플로우 노(furnace)를 통해 통과되도록 된다(단계 103).

설명된 공정은 PCB의 두 표면들 중 하나 상에 전자 부품들의 장착을 완료하도록 한다. 그러므로, 이 다음에 전자 부품들이 장착되지 않은 다른 표면이 위로 유지되도록 PCB가 뒤집힌다(단계 104).

다음에, 설명된 단계들 101 및 102와 유사하게, 솔더 페이스트의 프린팅(단계 105), 전자 부품들의 장착(단계 106)들이 구현된다. 그후, 그들의 전자 리드들을 갖는 부품들이 관통공들 내에 삽입된다(단계 107). 그후, 단계 103과 유사하게, 부품들의 솔더링을 완성하기 위해 PCB가 노를 통해 통과되도록 된다(단계 108).

마지막으로, 리플로우 노 내의 고온을 견딜 수 없는 일부 전자 부품들은 PCB 상에 전자 부품들의 장착을 완성하기 위해 이들 부품들을 수동으로 솔더링하는 처리를 갖게된다(단계 109).

위에 설명된 공지 기술에 따른 전자 부품들의 장착 방법에서, 주석과 납(Sn-Pb)의 솔더를 포함하는 솔더 페이스트가 통상 사용된다. 그러나, Sn-Pb 솔더가 독성 중금속인 납(Pb)을 포함하기 때문에, 사용 후 전자 장비들이 적절히 버려지지 않는 한, 지구환경에 부정적인 영향을 제공하는 문제 같은 것이 발생된다. 이것을 고려하여, 최근에, 어떤 환경적인 문제가 발생하는 것을 사전에 방지하기 위해 위에 설명된 문제를 해결하기 위해서 납성분을 포함하지 않는 Pb없는 솔더의 사용이 간절히 요구된다.

이러한 관점에서, 주석과 은(Sn-Ag)형 솔더가 일반적으로 Pb없는 솔더로 알려져 있다. 은(Ag)의 특성이 안정적이기 때문에, Sn-Ag형 솔더가 Sn-Pb형 솔더의 대신에 전자 부품들을 장착하기 위해 사용될 때, 종래의 장착 방법과 동일한 정도의 신뢰성을 보증할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 약 183℃인 Sn-Pb형 솔더의 녹는점에 비하면, Sn-Ag형 솔더의 녹는점은 약 220℃로서 더 높다. 그러므로, Sn-Pb형 솔더를 사용한 종래의 장착 장치 및 방법은 Sn-Ag형 솔더가 사용될 때 직접 적용될 수 없다.

만약 220℃ 만큼 높은 녹는점을 갖는 Sn-Ag형 솔더가 전자 부품들의 솔더링을 구현하기 위해 리플로우 노에서 녹는다면, 부품들의 온도가 종종 240℃ 보다 높을 수 있다. 전자 부품들의 내열 온도가 보통 약 230℃이기 때문에, Sn-Ag형 솔더가 전자 부품들을 장착하기 위해 사용될 때, 다양한 종류의 전자 부품들의 내열 온도가 올라가야 한다는 문제에 직면할 것이다.

위에서 언급한 높은 녹는점을 갖는 Sn-Ag형 솔더와는 다른 또 다른 Pb없는 솔더 즉, 주석-아연(Sn-Zn)형 솔더가 있다. Sn-Zn형 솔더의 녹는점이 약 197℃이기 때문에, Sn-Zn형 솔더가 전자 부품들의 장착을 위해 사용될 때, 종래의 장비 및 전자 부품들이 어떤 변경들도 없이 직접 사용될 수 있다.

그럼에도 불구하고, Sn-Zn형 솔더가 통상 사용되는 Sn-Pb형 솔더에 비할 때, 아연(Zn)이 산화되기 쉽다는 것과 Sn-Zn형 솔더의 가용성(wettability)이 다소 빈약하다. 따라서, 전자 부품들의 장착이 종래의 장비와 종래의 장착 방법을 직접 사용하여 행해질 때, 장착 신뢰성이 종래의 신뢰성과 동등하다는 보증을 할 수 없다.

여기에서, Sn-Pb형 솔더의 사용으로 구현된 것과 Sn-Zn형 솔더의 사용으로 구현된 전자 부품들의 장착 사이의 비교의 설명이 아래에 제공된다.

도면들 2a 내지 2c들은 전자 부품인 QFP의 리드가 Sn-Pb형 솔더의 사용에 의해 기판(board)의 랜드에 전기적으로 연결되는 방식을 도시하는 개략적인 단면도들이다. 도 2a는 기판의 랜드에 연결되기 전의 QFP의 리드를 도시하고, 도 2b는 기판의 랜드에 연결된 후의 QFP의 랜드를 도시하고, 도 2c는 도 2b에 도시된 리드의 극단에서 제공되는 Sn-Pb형 솔더의 필렛(fillet)을 확대하여 도시한다.

도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같이, 배선 패턴이 구리박(copper foil) 등에 의해 기판(104) 상에 생성되고, 생성된 패턴의 부분이 랜드(103)에 형성되고 이 랜드에 다양한 종류의 전자 부품들의 전기적 리드 단자들이 전기적으로 연결된다. 랜드(103) 상에, 전기적 부품의 단자들을 전기적으로 결합하고 연결하기 위한 Sn-Pb형 솔더가 포함되는 솔더 페이스트가 프린팅된다. 여기서, 기판(104)상의 배선 패턴이 절연성 레지스트의 층에 의해 커버되고 랜드(103)가 이 배선 패턴의 부분에서 레지스트층을 제거하여 형성된다. 한편, 즉석 도면들과 다른 도면들은 레지스트층을 생략한 개략적인 도시임을 주지해야한다.

여기서, 위에서 언급한 솔더 페이스트의 프린팅 공정이 도면 3a 내지 3c를 참조하여 설명된다.

먼저, 도 3a에 도시된 바와 같이, 프린팅 마스크(150)가 기판(104)상에 장착되고 위치되어, 프린팅 마스크(150)의 각 개구들(150a)이 각 랜드들(103)에 대응한다. 다음에, 솔더 페이스트(151)의 미리 정해진 양이 기판(104) 상에 장착된 프린팅 마스크(150) 상에 위치되고, 도 3b에 도시된 바와 같이, 스퀴즈(squeegee ; 152)가 솔더 페이스트(151)가 끝에서부터 반대편 끝까지 프린팅 마스크(150)의 표면상으로 구르며 이동하도록 하기 위해 사용된다.

프린팅 마스크(150)의 표면상으로 솔더 페이스트(151)의 구르고 이동하는 동안에, 페이스트(151)는 스퀴즈(152)에 의해 각 개구들(150a) 내로 찍혀서, 개구들(150a)을 채운다. 그후, 도 3c에 도시된 바와 같이, 프린팅 마스크(150)가 기판(104)으로부터 분리될 때, 솔더 페이스트(151)의 미리 정해진 양이 기판(104)의 각 랜드들(103)상에 프린팅되고, 그 후, 솔더 페이스트의 프린팅 공정이 완료된다.

그후, 위에서 언급한 부품 장착 공정과 리플로우 공정의 방식으로, QFP(101)의 리드(101a)가 랜드(103)에 솔더링될 때(도 2b 참조), 필렛이 그 자체 Sn-Pb 형 솔더(102a)의 표면 장력의 활동에 의해 랜드(103) 상에 높인 리드(101a)의 선단부 및 후단부들에 형성된다(도 2c 참조). 이 때, 리드(101a)는 솔더 필렛의 충분한 양으로 커버된다. 즉, 일반적으로, 1/3 이상 리드의 두께가 커버된다. 그러므로, 리드(101a)의 랜드(103)에의 결합 강도가 얻어질 수 있다.

도 4a 내지 4c는, 도 2a 내지 2c의 예와 다른 Sn-Zn 형 솔더의 사용에 의해 전자 부품인 QFP의 리드가 기판상의 랜드에 전기적으로 연결되는 방식을 도시하는 계략적인 단면도이다.

도 4a는 기판의 랜드에 연결되기 전의 상태에서 QFP의 리드를 도시하고, 도 4b는 기판의 랜드에 연결된 후의 상태에서 QFP의 리드를 도시하고, 도 4c는 도 4b에 도시된 리드의 극단에 제공되는 Sn-Zn형 솔더의 필렛을 확대하여 도시한다.

본 예에서, QFP(101)의 리드(101a)가 앞서 언급한 프린팅 공정, 부품 장착 공정, 및 리플로우 공정의 방식으로 랜드(103)에 솔더링될 때(도 4b 참조), 필렛이 랜드(103) 상에 놓인 리드(101a)의 선단부 및 후단부들에서 그 자체 Sn-Zn형 솔더(102b)의 표면 장력에 의해 형성된다(도 4c 참조). 그럼에도 불구하고, Sn-Zn형 솔더(102b)가 앞서 설명한 바와 같이 그 가용성이 빈약하기 때문에, 리드(101a)는 충분한 양의 솔더 필렛으로 커버될 수 없고(일반적으로 리드의 두께의 1/3 이상), 그러므로, 랜드(103)로의 리드(101a)의 충분한 결합 강도가 얻어질 수 없다. 그 결과, 결함있는 결합 또는 결합의 파손이 리드(101a)와 랜드(103) 사이에 발생할 수 있다.

또한, 도 5a 및 도 5b는 전자 부품인 컨넥터 부품이 Sn-Pb형 솔더의 사용에 의해 선행기술에 따라 기판의 랜드에 연결되는 방식을 도시한다. 도 5a는 기판 상의 랜드에 연결되기 전의 상태의 컨넥터 부품의 리드를 도시하고, 도 5b는 기판의 랜드에 연결된 후의 상태의 컨넥터 부품의 리드를 도시한다.

본 예에서, 도 2a 내지 도 2c에 도시된 예와 유사하게, 배선 패턴이 구리박 등의 사용으로 기판(204)상에 생성되고, 생성된 패턴의 일부가 랜드(203)로서 형성되며 이 랜드에는 다양한 전자 부품들의 리드 단자들이 전기적 결합들을 형성하기 위해 연결된다. 이러한 랜드(203)상에, 전자 부품들의 단자들을 연결하기 위한 Sn-Pb형 솔더(202a)를 포함하는 솔더 페이스트가 프린팅된다.

앞서 설명한 프린팅 공정, 부품 장착 공정과 리플로우 공정의 방법으로, 컨넥터 부품(201)의 리드(201a)가 랜드(203)에 솔더링될 때 필렛들이 랜드(203) 상에 놓인 리드(201a)의 선단부 및 후단부들에서 자체의 Sn-Pb 솔더의 표면장력에 의해 형성된다. 그러므로, 도면 2a 내지 2c의 예와 유사하게, 랜드(203)로의 리드(201a)의 결합 강도가 얻어질 수 있다.

도 5a와 5b와 다른 도 6a와 6b는 전자 부품인 컨넥터 부품의 리드가 Sn-Zn 형 솔더의 사용에 의해 기판의 랜드에 연결되는 방식을 도시한다. 도 6a는 기판의 랜드에 연결되기 전의 상태의 컨넥터 부품의 리드를 도시하고, 도 6은 기판의 랜드에 연결된 후의 상태의 컨넥터 부품의 리드들 도시한다.

본 예에서, 컨넥터 부품(201)의 리드(201a)가 앞서 설명한 프린팅 공정, 부품 장착 공정 및 리플로우 공정에 의해 랜드(203)에 솔더링될 때(도 6b 참조), 필렛이 랜드(203)상에 놓인 리드(201a)의 선단부 및 후단부들에서 자체의 Sn-Zn형 솔더(202b)의 표면장력에 의해 형성된다. 그럼에도 불구하고, Sn-Zn형 솔더(202b)는 앞서 설명한 바와 같이 그 가용성이 빈약하므로, 리드(201a)는 충분한 양의 솔더 필렛에 의해 커버될 수 없고(일반적으로, 리드 두께의 1/3이상), 따라서, 랜드(203)로의 리드(201a)의 결합 강도가 충분히 얻어질 수 없다.

또한, 컨넥터 부품(201)의 경우에, 컨넥터 부품(201)의 바디의 하부면과 리드(201a)의 하부면 사이의 높이 차가 일반적으로 작고, 이 바디 자체의 일부분이 위에 놓이고 랜드(203)의 일부를 커버하기 때문에, 도 6b에 도시된 바와 같이, 컨넥터 부품(201)이 기판(204)상에 장착될 때, Sn-Zn형 솔더(202b)의 일부가 컨넥터 부품(201)의 바디의 하부면에 형편없이 부착된다.

Sn-Pb형 솔더의 경우에서(도 5a 및 5b 참조), 이것의 가용성이 다소 높음에 따라, 컨넥터 부품의 바디 아래에 존재하는 솔더는 솔더 필렛을 형성하기 위해 리드의 후단부에 인접한 위치로 이동할 것이다. 그러나, Sn-Zn형 솔더의 경우에, 이것의 가용성이 낮거나 빈약하며, 따라서, 컨넥터 부품의 바디 아래에 존재하는 솔더가 많이 움직이지 않고 그곳에 머물러 이것이 컨넥터 부품(201)의 바디와 랜드(203) 사이에 샌드위치되는 결과를 갖는다.

도 7은 도 6b에 도시된 구성의 투시 평면도이다.

위에 설명된 바와 같이, 솔더의 낮은 가용성으로 인해, 컨넥터 부품(201)의 바다와 랜드(203) 사이에 샌드위치된 Sn-Zn형 솔더(202b)가 이웃 랜드들(203) 사이의 공간에 넘쳐흘러 들어갈 것이고, 때로는 솔더의 브릿지(205)가 이웃 랜드들(203) 사이의 단락회로를 만들도록 형성된다. 반대로, Sn-Pb형 솔더의 경우에, 이것의 가용성이 좋고, 따라서, 솔더 브릿지가 전혀 형성되지 않는다.

그러므로, 만약 Sn-Zn형 솔더의 사용에 의해 전자 부품의 솔더 결합이 종래 Sn-Pb형 솔더의 사용에 의한 솔더 결합의 응용과 유사한 방식으로 적용된다면, 위에서 설명한 일부 결함이 Sn-Zn형 솔더의 낮거나 빈약한 가용성의 원인에 의해 반드시 발생할 것이다는 것은 명확하다.

발명의 요약

본 발명의 목적은 Sn-Zn형 솔더와 같은 빈약한 가용성을 갖는 솔더가 사용될 때 조차도 만족할만하게 솔더링되는 전자 부품들이 위에 장착된 프린팅된 회로 기판을 포함하는 구성과 이를 제조하기 위한 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 실시예에 따라, 본 발명의 구조체는 전자 부품의 연결 단자의 길이 방향이 랜드부에 연결되어야 하는 것에 대해, 솔더 페이스트는 이 연결 단자의 선단부측에서는 이 랜드부의 에지로부터 밖으로 돌출하고/또는 솔더 페이스트가 이 연결 단자의 후단부측에서는 이 랜드부의 에지 내로 물러 들어가는 이런 상태로, 솔더 페이스트가 위에 프린팅되는 표면 위에 제공되는 랜드부를 갖는 프린팅된 회로 기판을 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에 따라, 구조체를 제조하기 위한 방법은 전자 부품의 연결 단자의 길이 방향이 랜드부에 연결되어야 하는 것에 대해, 솔더 페이스트는 이 연결 단자의 선단부측에서는 이 랜드부의 에지로부터 밖으로 돌출하게 되고/또는 솔더 페이스트가 이 연결 단자의 후단부측에서는 이 랜드부의 에지 내로 물러 들어가게 되는 이런 상태로, 프린팅된 회로 기판의 표면상에 제공되는 랜드부 상에 솔더 페이스트의 프린팅 단계를 포함한다.

본 발명의 위의 설명으로부터 이해되는 바와 같이, 솔더 페이스트가 연결 단자의 선단부측 상의 랜드부의 에지로부터 돌출하기 위해 제공되기 때문에, 솔더의 필렛이 리플로우 공정 동안 연결 단자의 선단부측에 형성될 때, 랜드부의 에지로부터 돌출하는 솔더의 부분이 또한 필렛의 형성에 공헌한다. 그러므로, 연결 단자의 선단부측에 필렛의 형성을 위해 사용되는 솔더의 양이 통상적으로 사용되는 것보다 많을 수 있다. 그러므로, 솔더 페이스트 내에 포함된 솔더 물질이 그 가용성이 빈약하더라도, 솔더의 형성된 필렛은 연결 단자의 선단부를 확실히 커버하고, 따라서, 랜드부로의 연결 단자의 솔더링된 결합의 충분한 강도가 얻어질 수 있다.

또한, 솔더 페이스트가 연결 단자의 후단부측 상의 랜드부의 에지 내로 물러 들어가도록 제공되기 때문에, 연결 단자의 후단부측 상의 랜드부에 연결 단자를 결합하기 위해 필수적인 솔더를 제외한 솔더의 어떤 여분의 양의 발생을 억제할 수 있다. 결과적으로, 예를 들어, 장착된 전자 부품에, 연결 단자의 하부면까지의 높이에서의 차이가 작은 하부면을 갖는 바디가 제공될 때, 그리고 바디의 부분이 랜드부의 일부를 커버하기 위해 배열될 때, 솔더가 바디와 랜드부 사이에 샌드위치되는 발생 가능성이 적고, 또한, 어떤 이웃 랜드부들 사이의 공간 내로 솔더의 넘쳐 흘러들어 감에 의한 솔더 브릿지의 형성을 억제할 수 있다.

앞서 설명한 솔더 페이스트 내에 포함된 솔더는 어떠한 납 성분(Pb)을 포함하지 않는 Sn-Zn형 솔더일 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따라, 본 발명의 프린팅 마스크가 형성되는데, 그 방식은 다음과 같다: 프린팅 마스크가 프린팅된 회로 기판상에 미리 정해진 위치에 위치되는 상태로 장착될 때, 전자 부품의 연결 단자의 길이 방향이 랜드부에 연결되는 것에 대해, 프린팅된 회로 기판의 랜드부상의 솔더 페이스트를 프린팅하기 위해 사용되는 프린팅 마스크의 개구의 에지가 이 연결 단자의 선단부측 상의 랜드부의 에지의 외부에 위치되고/또는 개구의 에지가 이 연결 단자의 후단부측 상의 랜드부의 에지 내에 위치된다.

본 발명의 위에 설명한 프린팅 마스크에 따라, 랜드부에 연결된 전자 부품의 연결 단자의 길이 방향에 관해, 솔더 페이스트가 다음과 같은 상태로 프린팅된다. 즉, 이것이 연결 단자의 선단부측 상의 랜드부의 에지로부터 밖으로 돌출하고, 연결 단자의 후단부측 상의 랜드부의 에지 내로 물러들어 가는 상태로 프린팅 된다. 그러므로, Sn-Zn형 솔더와 같은 빈약한 가용성을 갖는 솔더가 사용될 때 조차도, 전자 부품의 솔더링된 결합은 만족할 만하게 성공적으로 구현될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따라, 본 발명의 프린팅 방법은 본 발명의 위에서 설명한 프린팅 마스크의 사용으로 프린팅된 회로 기판의 랜드부 상에 솔더 페이스트를 프린팅한다.

본 발명의 상기 및 다른 목적들, 특성들, 및 장점들은 본 발명의 예들을 도시하는 첨부된 도면들을 참조하여 다음의 설명으로부터 명확해질 것이다.

양호한 실시예들의 설명

(제 1 실시예)

도 8a 내지 8c는 본 발명의 구조체를 제조하기 위한 방법의 제 1 실시예에 따라, 전자 부품인 QFP의 리드가 Pb-없는 솔더인 Sn-Zn형 솔더의 사용에 의해 기판 상의 랜드에 연결되는 방식을 도시하는 개략적인 단면도이다. 도 8a는 기판 상의 랜드에 연결되기 전의 상태의 QFP의 리드를 도시하고, 도 8b는 기판 상의 랜드에 연결된 후의 상태의 QFP의 리드를 도시하고, 도 8c는 도 8b에 도시된 리드의 선단부에 제공되는 Sn-Zn형 솔더의 필렛을 확대하여 도시한다.

도 8a에 도시된 바와 같이, 배선 패턴이 구리 박 등에 의해 기판(4)상에 생성되고, 생성된 패턴의 일부는 다양한 전자 부품들의 리드 단자들이 연결되는 랜드(3)를 형성한다. 또한, 이러한 랜드(3) 상에, 전자 부품의 단자들을 연결하기 위한 Sn-Zn형 솔더(2)를 포함하는 솔더 페이스트가 프린팅된다. 본 실시예에서, 랜드(3)상에 프린팅된 Sn-Zn형 솔더(2)가 랜드(3)에 연결된 리드(1a)의 길이 방향의 선단부측상의 길이(X) 만큼 랜드(3)의 에지로부터 돌출한다. 길이(X)는 예를 들어 약 0.1mm일 수 있다. 반면에, 리드(1a)의 길이 방향 내의 후단부측 상에서 Sn-Zn형 솔더(2)의 에지는 랜드(3)의 에지에 대응한다.

본 발명에서, 랜드(3)상의 솔더 페이스트의 프린팅은 도 3a 내지 3c를 참조하여 설명된 바와 같은 프린팅 공정에 의해 구현된다는 것을 주지해야한다. 그러나, 본 발명에 사용되는 프린팅 마스크는, 기판(4) 상의 미리 정해진 위치에 위치되는 상태로 마스크가 장착될 때 이것의 개구의 에지가 리드(1a)의 길이 방향에 대해 랜드(3)에 연결될 리드(1a)의 선단부측상의 랜드(3)의 에지 밖으로 위치된다.

QFP(1)의 리드(1a)가 앞서 설명한 프린팅 공정, 부품 장착 공정 및 리플로우 공정의 방법으로 랜드(3)에 솔더링될 때(도 8b 참조), 필렛이 자체의 Sn-Zn형 솔더(2)의 표면 장력에 의해 랜드(3) 상에 놓인 리드(1a)의 선단부 및 후단부들에 형성된다(도 8c 참조).

랜드(3)의 에지로부터 돌출하는 Sn-Zn형 솔더(2)의 일부는 또한 리플로우 공정 동안 녹고, 위에서 언급한 필렛을 형성하기 위해 그 자체의 솔더의 표면 장력에 의해 리드(1a)의 선단부로 향해 이동한다. 그러므로, 리드(1a)의 선단부 주위에 존재하는 솔더의 양이 도 4a 내지 4c에 도시된 경우에서 보다 많고, 따라서, 비록 Sn-Zn형 솔더(2)가 사용된다 하더라도, 리드(1a)의 선단부는 충분한 양의 필렛에 의해 커버되어(일반적으로, 리드 두께의 1/3이상), 랜드(3)로의 리드(1a)의 만족할 만한 결합 강도가 얻어질 수 있다.

앞에서, 전자 부품으로서 QFP를 사용하는 특정 실시예가 설명되었지만, 본 발명의 응용은 QFP에만 제한되지 않는다. 그러므로, 본 실시예는 예를 들어 SOP와 같은 다른 전자 부품에도 적용될 수 있다.

(제 2 실시예)

도 9a 및 9b는 본 발명의 구조체를 제조하기 위한 방법의 제 2 실시예에 따라, 전자 부품인 컨넥터 부품의 리드가 Pb-없는 솔더인 Sn-Zn형 솔더의 사용에 의해 기판 상의 랜드에 연결되는 방식을 도시하는 개략적인 단면도이다. 도 9a는 기판 상의 랜드에 연결되기 전의 상태의 컨넥터 부품의 리드를 도시하고, 도 9b는 기판 상의 랜드에 연결된 후의 상태의 컨넥터 부품의 리드를 도시한다.

도 9a에 도시된 바와 같이 역시 본 실시예에서, 전자 부품을 연결하기 위한 Sn-Zn형 솔더(12)를 포함하는 솔더 페이스트가 기판(14)상에 형성된 랜드(13)상에 프린팅된다. 본 실시예에서, 랜드(13)에 연결될 리드(11a)의 길이 방향의 선단부측 상에, 랜드(13)상에 프린팅된 Sn-Zn형 솔더(12)가 길이(X) 만큼 랜드(13)의 에지로부터 밖으로 돌출하도록 제공된다. 길이(X)는 예를 들어 약 0.1mm일 수 있다. 반면에, 리드(11a)의 길이 방향 내의 후단부측 상에서 Sn-Zn형 솔더(12)가 길이(Y) 만큼 랜드(13)의 에지 내로 물러 들어가도록 제공된다. 길이(Y)는 예를 들어 약 0.2mm일 수 있다.

이 단계에서, 또한 본 발명에서, 랜드(13)에 솔더 페이스트의 프린팅은 도 3a 내지 3c를 참조하여 설명된 바와 같은 프린팅 공정에 의해 구현된다. 그러나, 본 발명에 사용되는 마스크는, 기판(14) 상의 미리 정해진 위치에 위치되는 상태로 마스크가 장착될 때, 이것의 개구의 에지가 리드(11a)의 길이 방향이 랜드(13)에 연결되는 것에 대해 리드(11a)의 선단부측상의 랜드(13)의 에지 밖으로 위치되고, 개구의 에지가 리드(11a)의 후단부측상의 랜드(13)의 에지 내에 위치된다.

컨넥터 부품(11)의 리드(11a)가 랜드(13) 상에 놓인 리드(11a)의 선단부 및 후단부들에서 앞서 설명한 프린팅 공정, 부품 장착 공정 및 리플로우 공정의 방법으로 랜드(13)에 솔더링될 때(도 9b 참조), 필렛이 자체의 Sn-Zn형 솔더(12)의 표면 장력에 의해 형성된다.

리드(11a)의 길이 방향의 선단부측 상의 랜드(13)의 에지로부터 돌출하는 Sn-Zn형 솔더(12)의 일부는 또한 리플로우 공정 동안 녹고, 위에서 언급한 필렛을 형성하기 위해 그 자체의 솔더의 표면 장력의 활동에 의해 리드(11a)의 선단부 주위로 향해 이동한다. 따라서, 리드(11a)의 선단부 주위에 존재하는 솔더의 양이 도 6a 내지 6c에 도시된 경우에서 보다 많을 수 있고, 따라서, 비록 Sn-Zn형 솔더(12)가 사용된다 하더라도, 리드(11a)의 선단부는 충분한 양의 솔더 필렛에 의해 커버되어(일반적으로, 리드 두께의 1/3이상), 랜드(13)로의 리드(11a)의 만족할 만한 결합 강도가 얻어질 수 있다.

반면에, Sn-Zn형 솔더(12)가 리드(11a)의 길이 방향으로 후단부측 상의 길이(Y) 만큼 랜드(13)의 에지로부터 물러 들어가고, 따라서, 컨넥터 부품(11)의 바디 아래에 존재하는 솔더의 양이 도 6a와 6b에 도시된 예에서 보다 작다. 그러므로, 솔더(2)가 컨넥터 부품(11)의 바디와 랜드(13) 사이에 샌드위치될 가능성을 줄일 수 있고, 그 결과, 도 7에 도시된 솔더 브릿지의 형성이 억제될 수 있다.

본 발명의 양호한 실시예들이 특정 용어들을 사용하여 설명되는 동안, 이러한 설명은 예시적인 목적일 뿐이며, 변경들과 변화들이 다음의 청구항들의 범위 또는 제공된 정신으로부터 벗어나지 않고 당업자에 의해 이루어질 수 있음을 이해해야 한다.

본 발명의 효과는 Sn-Zn형 솔더와 같은 빈약한 가용성을 갖는 솔더가 사용될 때 조차도 만족할만하게 솔더링되는 전자 부품들이 위에 장착된 프린팅된 회로 기판을 포함하는 구조체와 이를 제조하기 위한 방법을 제공할 수 있는 것이다.

도 1은 전자 부품들이 솔더의 사용으로 장착되는 전자 부품들의 장착 방법의 예를 나타내는 흐름도이다.

도 2a 내지 2c들은 선행 기술에 따라, 전자 부품인 QFP의 리드가 Sn-Pb형 솔더의 사용에 의해 기판 상의 랜드에 연결되는 방식을 도시하는 개략적인 단면도이다.

도 3a 내지 3c들은 솔더 페이스트의 프린팅 공정을 도시하는 도면이다.

도 4a 내지 4c들은 선행 기술에 따라, 전자 부품인 QFP의 리드가 Sn-Zn형 솔더의 사용에 의해 기판 상의 랜드에 연결되는 방식을 도시하는 개략적인 단면도이다.

도 5a와 5b들은 선행 기술에 따라, 전자 부품인 컨넥터 부품의 리드가 Sn-Pb형 솔더의 사용에 의해 기판 상의 랜드에 연결되는 방식을 도시하는 개략적인 단면도이다.

도 6a 및 6b들은 선행 기술에 따라, 전자 부품인 컨넥터 부품의 리드가 Sn-Zn형 솔더의 사용에 의해 기판 상의 랜드에 연결되는 방식을 도시하는 개략적인 단면도이다.

도 7은 도 6b의 구성을 도시하는 투시 평면도이다.

도 8a 내지 8c는 본 발명의 제 1 실시예에 따라, 전자 부품인 QFP의 리드가 Pb-없는 솔더인 Sn-Zn형 솔더의 사용에 의해 기판 상의 랜드에 연결되는 방식을 도시하는 개략적인 단면도이다.

도 9a 및 9b는 본 발명의 제 2 실시예에 따라, 전자 부품인 컨넥터 부품의 리드가 Pb-없는 솔더인 Sn-Zn형 솔더의 사용에 의해 기판 상의 랜드에 연결되는 방식을 도시하는 개략적인 단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

2 : 솔더 11 : 컨넥터 부품

11a : 리드 12 : Sn-Zn형 솔더

13 : 랜드 14 : 기판

Claims (21)

1. 표면에 랜드부가 형성되고, 상기 랜드부의 위의 전체에, 또한 상기 랜드부에 접속되는 전자 부품의 연결 단자의 길이 방향에 관하여, 상기 연결 단자의 선단부측에서는 상기 랜드부의 에지로부터 외측으로 돌출한 상태로, Pb를 포함하지 않는 Sn-Zn계 솔더를 포함하는 솔더 페이스트가 프린팅된 프린트 배선기판과,

   상기 프린트 배선기판에 실장되는 전자 부품을 갖는, 실장 구조체.
2. 삭제
3. 표면에 랜드부가 형성되고, 상기 랜드부의 위에, 본체 부분이 상기 랜드의 일부를 덮도록 배치되는 전자 부품의 상기 랜드부에 접속되는 연결 단자의 길이 방향에 관해서, 상기 연결 단자의 선단부측에서는 상기 랜드부의 에지로부터 외측으로 돌출하고, 또한, 상기 연결 단자의 후단부측에서는 상기 랜드부의 에지로부터 상기 전자 부품의 본체 부분으로 덮이는 영역보다도 내측으로 압인된 상태로 솔더 페이스트가 프린팅된 프린트 배선기판과,

   상기 프린트 배선기판에 실장되는 전자 부품을 갖는, 실장 구조체.
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 3 항에 있어서,

   상기 솔더 페이스트에 포함되는 솔더는, Pb를 포함하지 않는 Sn-Zn계 솔더인, 실장 구조체.
7. 프린트 배선기판의 랜드부에 대응하는 개구를 갖는 마스크를 상기 프린트 배선기판상의 소정의 위치에 위치 결정한 상태로 배치하고, 상기 개구내에 Pb를 포함하지 않는 Sn-Zn계 솔더를 포함하는 솔더 페이스트를 충전한 후에, 상기 마스크를 상기 프린트 배선기판으로부터 박리함으로써, 상기 랜드부의 위의 전체에, 또한 상기 랜드부에 접속되는 전자 부품의 연결 단자의 길이 방향에 관해서, 상기 접속-단자의 선단부측에서는 상기 랜드부의 에지로부터 외측으로 돌출한 상태로, 상기 솔더 페이스트를 프린팅하는 단계와,

   상기 전자 부품의 연결 단자가 상기 솔더 페이스트의 위에 실리도록, 상기 전자 부품을 상기 프린트 배선기판상에 탑재하는 단계와,

   리플로우에 의해 상기 전자 부품의 연결 단자와 상기 랜드부의 납땜을 하는 단계를 갖는, 실장 구조체의 제조방법.
8. 삭제
9. 프린트 배선기판의 랜드부에 대응하는 개구를 갖는 마스크를 상기 프린트 배선기판상의 소정의 위치에 위치 결정한 상태로 배치하고, 상기 개구내에 솔더 페이스트를 충전한 후에, 상기 마스크를 상기 프린트 배선기판으로부터 박리함으로써, 상기 랜드부의 위에, 본체 부분이 상기 랜드의 일부를 덮도록 배치되는 전자 부품의 상기 랜드부에 접속되는 연결 단자의 길이 방향에 관해서, 상기 연결 단자의 선단부측에서는 상기 랜드부의 에지로부터 외측으로 돌출하고, 또한, 상기 연결 단자의 후단부측에서는 상기 랜드부의 에지로부터 상기 전자 부품의 본체 부분으로 덮이는 영역보다도 내측으로 압인된 상태로 상기 솔더 페이스트를 프린팅하는 단계와,

   상기 전자 부품의 본체 부분이 상기 랜드부의 상기 솔더 페이스트가 프린팅되지 않은 영역에 배치되고, 또한 상기 전자 부품의 연결 단자가 상기 솔더 페이스트의 위에 실리도록, 상기 전자 부품을 상기 프린트 배선기판상에 탑재하는 단계와,

   리플로우에 의해 상기 전자 부품의 연결 단자와 상기 랜드부의 납땜을 하는 단계를 갖는, 실장 구조체의 제조방법.
10. 삭제
11. 삭제
12. 제 9 항에 있어서,

    상기 솔더 페이스트에 포함되는 솔더는, Pb를 포함하지 않는 Sn-Zn계 솔더인, 실장 구조체의 제조방법.
13. 프린트 배선기판의 랜드부상에 Pb를 포함하지 않는 Sn-Zn계 솔더를 포함하는 솔더 페이스트를 프린팅하기 위한 개구가 형성된 프린팅 마스크에 있어서,

    상기 개구는, 상기 프린팅 마스크가 상기 프린트 배선기판상의 소정의 위치에 위치 결정된 상태로 배치되었을 때에, 상기 랜드부의 전체를 덮는 동시에, 상기 랜드부에 접속되는 전자 부품의 연결 단자의 길이 방향에 관해서, 상기 연결 단자의 선단부측에서는 상기 개구의 에지가 상기 랜드부의 에지보다도 외측에 위치하도록 형성되어 있는, 프린팅 마스크.
14. 삭제
15. 프린트 배선기판의 랜드부상에 솔더 페이스트를 프린팅하기 위한 개구가 형성된 프린팅 마스크에 있어서,

    상기 개구는, 상기 프린팅 마스크가 상기 프린트 배선기판상의 소정의 위치에 위치 결정된 상태로 배치되었을 때에, 본체 부분이 상기 랜드의 일부를 덮도록 배치되는 전자 부품의 상기 랜드부에 접속되는 연결 단자의 길이 방향에 관해서, 상기 연결 단자의 선단부측에서는 상기 개구의 에지가 상기 랜드부의 에지보다도 외측에 위치하고, 또한, 상기 연결 단자의 후단부측에서는 상기 개구의 에지가 상기 랜드부의 에지로부터 상기 전자 부품의 본체 부분으로 덮이는 영역보다도 내측에 위치하도록 형성되어 있는, 프린팅 마스크.
16. 삭제
17. 삭제
18. 제 15 항에 있어서,

    상기 솔더 페이스트에 포함되는 솔더는, Pb를 포함하지 않는 Sn-Zn계 솔더인, 프린팅 마스크.
19. 제 13 항에 기재된 프린팅 마스크를 사용하여, 프린트 배선기판의 랜드부상에 솔더 페이스트를 프린팅하는, 프린팅 방법.
20. 삭제
21. 제 15 항에 기재된 프린팅 마스크를 사용하여, 프린트 배선기판의 랜드부상에 솔더 페이스트를 프린팅하는, 프린팅 방법.