KR20020002495A

KR20020002495A - 접합 구조체 및 전자 회로 기판

Info

Publication number: KR20020002495A
Application number: KR1020017014130A
Authority: KR
Inventors: 스에츠구겐이치로; 고시마스오; 도도로키겐이치로; 히비노순지; 다카노히로아키; 나카타미키야; 마에다유키오
Original assignee: 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤
Priority date: 2000-03-15
Filing date: 2001-03-14
Publication date: 2002-01-09
Also published as: DE60111330T2; WO2001069990A1; JP4718091B2; JP4463319B2; EP1206170B1; DE60111330D1; JP2009088573A; EP1206170A1; US6657135B2; US20020187689A1; JP2008252134A; EP1206170A4; JP4669535B2

Abstract

본 발명의 접합 구조체는 스루홀이 설치된 기판과, 스루홀의 주위에 설치된 랜드와, 전자부품으로부터 인출되어, 스루홀의 내부에 배치되는 리드를 구비한다. 랜드는 스루홀의 벽면에 있는 벽면 랜드 부분, 기판의 표면 및 이면상에 있는 표면 및 이면 랜드 부분에 의해 구성된다. 랜드와 리드를 접속시키는 필릿은 표면 랜드 부분과 접촉하는 상부 필릿 및 이면 랜드 부분과 접촉하는 하부 필릿을 포함하며, 상부 필릿의 외형은 하부 필릿의 외형 보다도 작고, 스루홀의 크기 이상으로 된다. 이러한 구성에 의해서, 납이 안들어간 납땜 재료를 사용하는 경우에, 리프트오프의 발생을 종래 보다도 효과적으로 저감시키는 것이 가능하게 된다.

Description

접합 구조체 및 전자 회로 기판{BONDED STRUCTURE AND ELECTRONIC CIRCUIT BOARD}

종래, 전자부품을 프린트 기판 등의 기판에 접합하여 전자 회로 기판을 제작하는 하나의 방법으로서, 소위 「흐름 납땜 작업」을 이용하는 방법이 있다. 도 13은 종래의 흐름 납땜 작업 방법에 따라서 제작된 전자 회로 기판의 개략 부분 단면도이고, 도 14(b)는 도 13의 부분 확대 단면도이며, 도 14(a)는 도 14(b)의 필릿(fillet)을 제거한 개략 상면도이다.

도 13 및 도 14에 나타내는 바와 같이, 일반적인 종래의 흐름 납땜 작업 방법에 있어서는 우선, 전자부품(67)으로부터 인출된 리드(lead)(65)(예를 들면 전극)를 기판(61)에 관통하여 설치된 스루홀(through-hole)(62)의 공동(空洞)에 기판(61)의 표면(도면 중의 상측 면)으로부터 삽입하여 이면(裏面)(도면 중의 하측 면)으로 통하게 한다. 이때, 스루홀(62)의 벽면 및 상기 벽면의 주위에 위치하는 기판(61)의 표면 및 이면 상의 영역에는 예를 들면 동박(銅箔) 등으로 이루어진 랜드(land)(63)(도 13)가 형성되어 있으며, 각각 벽면 랜드 부분(63c), 표면 랜드 부분(63a), 이면 랜드 부분(63b)이라고 한다(도 14(b)). 이 랜드(63)는 기판(61)의 표면 또는 이면에 형성된 회로 패턴(나타내지 않음)에 접속되어 있다. 또한, 랜드(63)를 제외한 기판(61)의 표면 및 이면상에는 솔더레지스트(solder-resist)(64)(도 13에 사선을 붙혀 나타냄)에 의해서 덮혀져 있다.

그후, 기판(61)의 이면측으로부터, 가열에 의해서 용융된 납땜 재료를 분류(噴流)의 형태로서 기판(61)에 접촉시킨다. 용융 상태의 납땜 재료는 리드(65)가 삽입된 스루홀(62)의 내부의 환상(環狀) 공간(도 14(a)를 참조할 것)을 모세관 현상에 의해서 흘러 올라오고, 표면 랜드 부분(63a) 및 이면 랜드 부분(63b)의 표면에서 흘러 퍼진다. 그 후, 납땜 재료는 온도 저하에 의해 고체화되어, 도 13 및 도 14(b)에 나타낸 바와 같이 접합부(66)(도 14(a)에 나타내지 않음)를 형성한다. 이때, 솔더레지스트(64)로써 덮혀진 영역에는 납땜 재료가 부착하지 않는다.

이상과 같이 하여서, 납땜 재료로서 이루어진 접합부, 소위 「필릿」(이하, 이와 같은 접합부를 간단히 「필릿」이라고 말하는 것으로 한다)(66)이 형성된다. 이것으로써, 전자부품(67)의 리드(65)와 기판(61)에 형성된 랜드(63)를 전기적 및 물리적으로 접합하여, 전자 회로 기판(70)을 제작한다.

본 발명은 흐름 납땜 작업(flow soldering)에 의해서 전자부품이 기판에 접합된 접합 구조체, 및 이것을 포함하는 전자 회로 기판에 관한 것이다.

도 1(a)는 본 발명의 다른 실시형태에 있어서의 접합 구조체를 갖는 전자 회로 기판을 나타내는(필릿을 제외한) 개략 상면도.

도 1(b)는 도 1(a)의 개략 단면도.

도 2(a)는 본 발명의 다른 실시형태에 있어서의 접합 구조체를 갖는 전자 회로 기판을 나타내는(필릿을 제외한) 개략 상면도.

도 2(b)는 도 2(a)의 개략 단면도.

도 3(a)는 본 발명의 다른 실시형태에 있어서의 접합 구조체를 갖는 전자 회로 기판을 나타내는(필릿을 제외한) 개략 상면도.

도 3(b)는 도 3(a)의 개략 단면도.

도 4(a)는 본 발명의 다른 실시형태에 있어서의 접합 구조체를 갖는 전자 회로 기판을 나타내는(필릿을 제외한) 개략 상면도.

도 4(b)는 도 4(a)의 개략 단면도.

도 5는 본 발명의 다른 실시형태에 있어서의 접합 구조체를 갖는 전자 회로 기판을 나타내는 개략 부분 단면도.

도 6은 본 발명의 다른 실시형태에 있어서의 접합 구조체를 갖는 전자 회로 기판을 나타내는 개략 부분 단면도.

도 7은 본 발명의 다른 실시형태에 있어서의 접합 구조체를 갖는 전자 회로 기판을 나타내는 개략 부분 단면도.

도 8은 본 발명의 다른 실시형태에 있어서의 접합 구조체를 갖는 전자 회로 기판을 나타내는 개략 부분 단면도.

도 9(a)는 본 발명의 다른 실시형태에 있어서의 접합 구조체를 갖는 전자 회로 기판을 나타내는 개략 부분 단면도.

도 9(b)는 도 9(a)의 부분 확대도.

도 10은 본 발명의 다른 실시형태에 있어서의 접합 구조체를 갖는 전자 회로 기판을 나타내는 개략 부분 단면도.

도 11은 본 발명의 다른 실시형태에 있어서의 접합 구조체를 갖는 전자 회로기판을 나타내는 개략 부분 단면도.

도 12는 본 발명의 다른 실시형태에 있어서의 접합 구조체를 갖는 전자 회로 기판을 나타내는 개략 부분 단면도.

도 13은 종래의 전자 회로 기판에 있어서, 1개의 전자부품이 기판에 접합되어 있는 모양을 나타내는 개략 부분 단면도.

도 14(a)는 도 13의 필릿 근방의(필릿을 제외한) 상면 확대도.

도 14(b)는 도 14(a)의 개략 단면도.

상술한 바와 같이 하여서 제작된 전자 회로 기판에 있어서는 종래, Sn 및 Pb를 주요 구성 성분으로 하는 Sn-Pb계의 납땜 재료, 특히 Sn-Pb 공정(共晶) 납땜 재료가 일반적으로 이용되고 있다. 그러나, Sn-Pb계 납땜 재료에 포함되는 납은 부적절한 폐기물 처리에 의해 환경 오염을 초래할 가능성이 있기 때문에, 납을 포함하는 납땜 재료의 대체로서, 납을 포함하지 않은 납땜 재료, 소위 「납이 안들어간 납땜 재료」가 공업 규격에서 사용되기 시작하고 있다. 그러나, 납이 안들어간 납땜 재료를 사용하여서, 상기와 같은 흐름 납땜 작업 방법에 의해 전자 회로 기판을 제작하면, 도 14(b)에 나타낸 바와 같이, 상부 필릿(66a) 및/또는 하부 필릿(66b)이 각각 표면 랜드 부분(63a) 및/또는 이면 랜드 부분(63b)으로부터 박리(剝離) 되어, 랜드와 필릿 사이의 접합이 불충분하게 된다고 하는 문제가 있다. 이러한 현상은 일반적으로「리프트오프(lift off)」라고 불리우며, 전자 회로 기판의 높은 신뢰성을 얻기 위해서는 전자부품의 리드와 랜드간에 충분히 높은 접합 강도가 요구되기 때문에 바람직하지 못하다. Sn-Pb 공정(共晶) 납땜 재료를 사용하는 경우에는 이러한 리프트오프는 거의 발생하지 않고, 문제시 되지 않으나, 근년, 납이 안들어간 납땜 재료를 사용하는 경우에 리프트오프가 현저하게 발생하는 것이 공지되어, 리프트오프의 발생이 문제로 되고 있다. 현재, 종래의 Sn-Pb 납땜 재료로부터 납이 안들어간 납땜 재료로의 이행이 추진되고 있으며, 납이 안들어간 납땜 재료를 사용하는 경우에 특유의 문제인 리프트오프를 방지하는 것은 전자 회로 기판의 제작에 있어서 매우 중요하다.

납이 안들어간 납땜 재료를 사용하는 경우에 상술한 바와 같은 리프트오프가 발생하는 요인에 관하여는 일반적으로 이하의 2개 형태가 고려되어 있다.

하나의 요인으로서는 흐름 납땜 작업에 사용하는 납이 안들어간 납땜 재료 그 자체의 조성에 기인하는 것으로 생각된다. 더욱 상세하게는 납땜 재료로서 예를 들어 Sn-Ag-Bi계 합금을 사용하면, 이 Sn-Ag-Bi계 합금을 구성하는 각각의 금속 원소(즉, Sn, Ag, Bi) 및 이들 금속 원소의 임의의 조합으로서 구성되어 이루어진 합금(즉, Sn-Ag계 합금, Sn-Bi계 합금, Ag-Bi계 합금) 중, Sn-Bi 공정(共晶) 합금은 원래의 Sn-Ag-Bi계 합금의 융점(약 200℃) 보다도 낮은 융점(약 138℃)을 갖는다. 이하, 이와 같이, 원래의 납땜 재료보다도 낮은 융점을 갖는 금속 및/또는 합금을 간단히 저융점 금속(또는 저융점 합금)이라고도 하는 것으로 한다. Sn-Ag-Bi계 합금에 관하여는 Sn-Bi 공정(共晶) 합금이 저융점 금속으로 된다.

따라서, 이 경우, 용융 상태에서 기판에 공급된 Sn-Ag-Bi계 합금이 서서히 고체화될 때, 원래의 Sn-Ag-Bi계 합금에 비해서 저융점의 Sn-Bi 공정(共晶) 합금은 필릿 내의 온도 구배에 의해서, 아직 고체화되지 않은 용융 부분에 이동하여 농축된다. 이 결과, Sn-Bi 공정 합금은 필릿 내의 최고 고온부, 즉 제일 고체화가 늦게 되는 부분에 모여서 편석(偏析) 된다. 여기서, 필릿의 상방 부분(상부 필릿)에 있어서의 최고 고온부는 열의 양호한 도체인 동박으로 이루어진 랜드 및 필릿간의 경계면(이하, 간단히 랜드/필릿 계면(界面)이라고도 한다)의 근방이고, 도 14(b)에 나타낸 바와 같이, 이 랜드/필릿 계면의 근방에 Sn-Bi 공정 합금등의 저융점 합금(75)이 모여서 편석된다. 필릿이 응고하는 과정에서, 아직 용융 상태에 있어서 강도가 약한 기판 면상의 랜드/필릿 계면 부근의 저융점 합금에, 응고 수축에 의한 장력(도 14(b)에 파선 화살표 인(印)으로 모식적으로 상부 필릿(66a)에 관하여만 나타냄)이 작용하면, 랜드/필릿 계면의 외주부(外周部)로부터 균열이 발생하고, 응고가 외주부로부터 내부에 진행됨에 따라서 균열도 필릿(66a) 및 필릿(66b)의 내부(또는 중앙부)를 향해서 확대하여 간다. 이와 같이 하여서 필릿에 형성된 균열때문에, 도 14(b)에 나타낸 바와 같이, 필릿의 외주 단부(端部)(71)가 랜드(72)의 외주 단부로부터 박리되어 리프트오프가 발생한다고 생각된다.

또 하나의 요인으로서는 리드(65)의 재료와 필릿(66)의 납땜 재료와의 조합에 기인하는 것을 들게 된다. 리드(65)와 용융 상태에서 접촉하는 납땜 재료로서, 예를 들어 Sn-0.7Cu 공정 합금(즉, 0.7 중량 %의 Cu 및 나머지 부분의 Sn으로서 이루어진 합금)을 사용하는 경우에는 이 납땜 재료를 구성하는 전체로서의 금속 원소 및 이들 금속 원소의 임의의 조합으로 구성되는 합금 중, 원래의 Sn-Cu 공정 합금의 융점(약 227℃) 보다도 융점이 낮은 저융점 금속 또는 저융점 합금은 존재하지 않기 때문에, 상술한 요인은 맞지 않는다. 그러나, 이와 같은 경우에 있어서도 상기와 같은 균열이 형성되며, 리프트오프가 발생된다. 이것은 리드 재료, 예를 들어 리드의 도금 재료와 흐름 납땜 작업에 사용하는 재료와의 조합에 의해서 일어난다고 생각된다.

일반적으로, 리드(65)는 모재(母材)와 상기 모재를 피복하는 도금(이하, 간단히 「도금」이라고도 말하는 것으로 한다)으로서 이루어진다. 통상, 리드는 Sn-Pb계의 도금이 실시되어 있지만, 이 경우, 용융 상태의 고온의 납땜 재료가 스루홀(62)내를 흘러 올라 갈 때, 납땜 재료와 도금이 접촉하여 도금 성분이 납땜 재료 중에 용출된다. Sn-Pb 공정 합금은 납땜 재료인 Sn-Cu 공정 합금의 융점(약 227℃) 보다도 낮은 융점(약 183℃)을 갖기 때문에, 용융된 Sn-Cu 공정 합금이 고체화(응고)할 때, 상기와 마찬가지의 과정을 거쳐서, 저융점의 Sn-Pb 공정 합금이 랜드/필릿 계면 근방에 편석되어, 리프트오프를 발생시킨다.

상술한 Sn-Cu계 납땜 재료와 Sn-Pb계 도금 재료와의 조합 이외에도, 예를 들어 Sn-Cu(융점 약 227℃), Sn-Ag-Cu(융점 약 220℃) 등의 흐름 납땜 작업에 일반적으로 사용되고 있는 납이 안들어간 납땜 재료와 Bi, Zn, 또는 In 금속 원소를 포함하는 도금을 사용하는 경우, Sn-Bi(융점 약 138℃), Sn-Zn(융점 약 199℃) 또는 Sn-In(융점 약 118℃) 등의 저융점 합금을 구성하게 된다. 이와 같이, 납땜 재료만이 아니고, 납땜 재료 및 리드(예를 들면 도금)를 구성하는 모든 금속 원소 및 이들 금속 원소의 2개 또는 그것 이상의 임의의 조합으로서 구성되는 합금 중, 원래 납땜 재료보다도 낮은 융점의 것이 존재하는 경우에 리프트오프가 발생한다.

이들 2개의 요인은 어느 것도 랜드/필릿 계면 근방에, 필릿 본체를 구성하는 합금의 조성(실질적인 원래의 납땜 재료의 조성에 동등한)과 상이한 조성의 저융점 합금(또는 저융점 금속)이 석출되는 것에 기인한다. 또한, 실제로는 이들 2개의 요인이 조합되는 경우도 있다.

종래의 Sn-Pb 공정 납땜 재료 및 Sn-Pb계 도금 재료의 조합에서는 상기와 같은 2개의 요인의 어느 것도 없이, 리프트오프의 발생이 문제로 되지 않았던 것도 고려된다. 리프트오프의 발생은 납이 안들어간 납땜 재료를 사용하는 경우에 현저하게 발생하고, 납이 안들어간 납땜 재료에 특유의 문제로 된다고 말할 수 있다.

본 발명은 상기의 종래의 과제를 해결하고자 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 흐름 납땜 작업에 의해서 전자부품이 기판에 접합된 접합 구조체로서, 리프트오프의 발생이 효과적으로 저감된 구조체 및 그와 같은 접합 구조체를 포함하는 전자 회로 기판을 제공하는 것에 있다.

본 발명자들은 흐름 납땜 작업에 있어서의 리프트오프의 발생을 효과적으로 저감시켜야 할, 접합 구조체의 구조면 및 재료면의 각각, 및 이들의 양면으로부터 접근하여서, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

본 발명의 하나의 요지(要旨)에 있어서는 스루홀이 관통하여 설치되어 있는 표면 및 이면을 갖는 기판과; 스루홀의 벽면상에 있는 벽면 랜드 부분, 스루홀 주위의 기판의 표면 및 이면상에 각각 있는 표면 랜드 부분 및 이면 랜드 부분으로 이루어진 랜드와; 전자부품으로부터 인출되어, 기판의 표면으로부터 이면을 향해서 스루홀을 관통하여 배치되는 리드와; 랜드 및 리드를 접속하도록 흐름 납땜 작업에 의해서 납땜 재료를 사용하여 형성되는 기판의 표면상에 있는 상부 필릿과 기판의 이면상에 있는 하부 필릿을 포함하는 필릿을 갖는 접합 구조체로서: 표면 랜드 부분과 접촉하는 상부 필릿의 외형이, 이면 랜드 부분과 접촉하는 하부 필릿의 외형 보다도 작고, 스루홀의 크기 이상인 접합 구조체를 제공한다.

또한, 본 명세서에 있어서 상부 필릿 및 하부 필릿의 외형은 기판의 주면(主面)(또는 표면 혹은 이면)에 대하여 실질적으로 평행한 단면에 있어서, 필릿의 면적이 최대로 될 때의 필릿 단면의 외측의 윤곽 또는 그 단면적을 말하고, 일반적으로는 흐름 납땜 작업에 의해 기판에 공급된 용융 상태의 납땜 재료가 흘러 넓어지는 표면 랜드 부분 또는 이면 랜드 부분의 노출부 외측의 윤곽 또는 납땜 재료에 의해 흐른 면적에 동등하다. 상부 필릿 또는 하부 필릿의 외경은 통상, 표면 랜드 부분 또는 이면 랜드 부분의 노출부가 링(ring) 형상의 형상을 갖는(따라서 원형의 외측 윤곽을 갖는) 경우에는 노출부의 외경(직경)으로서 대표된다. 본 명세서에 있어서, 표면 랜드 부분 또는 이면 랜드 부분의 「노출부」라는 것은 흐름 납땜 작업에 의해 납땜 재료를 공급하는 때에 노출되어 있고, 납땜 재료와 접촉하도록 되는 부분을 말하는 것으로 한다.

상기와 같은 본 발명의 접합 구조체에 있어서는 상부 필릿의 외경이 하부 필릿의 외경 보다도 작기 때문에, 상부 필릿의 외경이 하부 필릿의 외경에 대하여 큰 경우 또는 동등한 경우 보다도, 상부 필릿의 경사되어 있는 노출 영역을 더욱 작게 할 수 있고, 따라서, 납땜 재료의 응고 수축에 의해 발생하는 장력을 저감시킬 수 있다. 이로써, 납이 안들어간 납땜 재료를 사용하는 경우에 현저한 리프트오프의 발생을 종래 보다도 효과적으로 저감시키는 것이 가능하게 된다.

본 발명의 하나의 특징에 있어서는 표면 랜드 부분의 외형이 이면 랜드 부분의 외형 보다도 작고, 및/또는 표면 랜드 부분의 외측 가장자리부가 솔더레지스트로서 덮혀져 있다. 표면 랜드 부분의 외경이 이면 랜드 부분의 외경 보다 작게 되도록 랜드를 형성하여 두는 것에 의해서, 상부 필릿의 외경을 하부 필릿의 외경 보다 작게 할 수 있다. 또한, 표면 랜드 부분의 외측 가장자리부를 솔더레지스트로 덮어서, 표면 랜드 부분의 노출부 외경을 표면 랜드 부분 자체의 외경 보다 작게 하여, 또한 표면 랜드 부분의 노출부 외경이 이면 랜드 부분의 외경 보다 작게 하는 것에 의해서도, 상부 필릿의 외경을 하부 필릿의 외경 보다 작게 할 수 있다. 또한, 표면 랜드 부분 또는 이면 랜드 부분의 외경이라는 것은 기판의 표면 또는 이면에 형성된 대로의 랜드 외측의 윤곽, 또는 표면 또는 이면에 평행한 면상의 면적을 말하는 것으로 한다.

바람직한 특징에 있어서는 벽면 랜드 부분이 그 기판 표면측의 단부에서 테이퍼(taper) 형상을 갖는다. 이와 같은 테이퍼 형상을 설치함으로써, 응고 과정에 있어서 납땜 재료는 테이퍼 형상의 근방 영역에서 최고 고온으로 되고, 저융점 금속이 그 영역에 남아서, 필릿의 외주 단부 부근에 석출되는 것을 저감시킬 수 있다. 또한, 이와 같은 테이퍼 형상에 의해서, 필릿과 랜드와의 사이의 접합 강도를 향상시켜서, 필릿과 랜드와의 사이의 접합이 납땜 재료의 응고 수축에 의한 장력에 저항할 수 있다. 이것으로써, 리프트오프의 발생을 더욱 저감시킬 수 있다.

바람직한 특징에 있어서는 상기 스루홀의 근방에 별도의 스루홀이 기판을 관통하여 설치되며, 상기 랜드가 상기 별도의 스루홀의 벽면을 덮고, 또한 기판의 표면 및 이면상에서 이들 스루홀간을 접속하여 형성되며, 상기 랜드의 기판 표면의 스루홀간을 접속하는 부분이 솔더레지스트로써 덮혀져 있다. 이와 같은 구성에 있어서는 응고 과정에 있어서 납땜 재료는 2개의 스루홀의 접속부에서 최고 고온으로 되고, 따라서, 2개의 스루홀의 접속부의 근방에 저융점 금속을 적극적으로 편석시켜, 기타 랜드/필릿 계면 근방에서 석출하는 저융점 금속을 상대적으로 감소시킬 수 있다. 이것으로써, 균열의 발생을 스루홀의 접속부에 집중시킬 수 있고, 리프트오프가 약간 발생하여도, 극히 일부의 영역, 즉 스루홀의 접속부의 근방 영역에서 적극적으로 일으켜서, 기타의 영역에서 일어나기 어렵게 하여, 전면적인 리프트오프의 발생을 회피하는 것이 가능하게 된다.

본 발명의 다른 요지에 있어서는 표면 랜드 부분과 접촉하는 상부 필릿의 외형이, 이면 랜드 부분과 접촉하는 하부 필릿의 외형 보다도 작고, 스루홀의 크기이상인 것에 대신하여, 또는 이것에 추가해서, 표면 랜드 부분의 온도 상승을 억제하도록 하는 구조를 갖는 접합 구조체를 제공한다. 구체적으로는 이하에서 나타내는 바와 같은 특징이 있다.

본 발명의 하나의 특징에 있어서는 표면 랜드 부분과 접촉하는 상부 필릿의 외형은 표면 랜드 부분의 외형 보다도 작다. 이것으로써, 상부 필릿과 접촉하지 않는 표면 랜드 부분의 영역을 통해서 납땜 재료의 열을 발산시킬 수 있기 때문에, 표면 랜드 부분의 온도를 낮추어서, 온도 상승을 억제할 수 있고, 이 영역에 편석되는 저융점 금속을 저감시킬 수 있다. 이 결과, 납이 안들어간 납땜 재료를 사용하는 경우에 현저한 리프트오프의 발생을 종래 보다도 효과적으로 저감시키는 것이 가능하게 된다. 예를 들면, 표면 랜드 부분의 외측 가장자리부를 솔더레지스트 등으로서 미리 덮은 기판을 흐름 납땜 작업함으로써 상부 필릿의 외형을 표면 랜드 부분의 외형 보다도 작게 할 수 있다.

본 발명의 또 하나의 특징에 있어서는 기판은 표면 랜드 부분과 접촉하여 형성된 방열판을 포함한다. 이 경우, 납땜 재료로부터 표면 랜드 부분에 전달된 열을 방열판으로 발산시킬 수 있기 때문에, 상기 특징과 마찬가지로 표면 랜드 부분의 온도 상승을 억제할 수 있고, 납이 안들어간 납땜 재료를 사용하는 경우에 현저한 리프트오프의 발생을 종래 보다도 효과적으로 저감시키는 것이 가능하게 된다. 방열판은 예를 들면, 랜드를 형성하기 전에 미리 기판에 매입하여 설치하고, 이 방열판에 표면 랜드 부분이 접촉하도록 랜드를 형성하면 된다.

본 발명의 또 하나의 특징에 있어서는 벽면 랜드 부분에 노치(notch)부가 형성되어 있다. 납땜 재료가 방열에 의해 온도가 저하되어, 그 노출부로부터 다음에 응고할 때, 필릿 전체에서는 상부 필릿 및 하부 필릿 사이의 필릿 부분이 최고 고온으로 되고, 종래, 이 부분의 납땜 재료의 열이 벽면 랜드 부분을 통해서 표면 랜드 부분에 전해짐으로써, 표면 랜드 부분/필릿 계면 근방이 고온으로 되고 있었다. 그러나, 본 특징과 같이 벽면 랜드 부분에 노치부를 설치함으로써, 상부 필릿 및 하부 필릿 사이의 필릿 부분으로부터의 벽면 랜드 부분을 사이에 끼운 열의 공급을 차단하고, 따라서, 표면 랜드 부분의 온도를 종래 보다도 속히 저하시켜, 표면 랜드 부분의 온도 상승을 억제할 수 있다. 이것으로써, 이 영역에 편석하는 저융점 금속을 저감시키고, 납이 안들어간 납땜 재료를 사용하는 경우에 현저한 리프트오프의 발생을 종래 보다도 효과적으로 저감시키는 것이 가능하게 된다.

본 발명의 다른 요지에 있어서는 표면 랜드 부분과 접촉하는 상부 필릿의 외형이, 이면 랜드 부분과 접촉하는 하부 필릿의 외형 보다도 작고, 스루홀의 크기 이상인 것에 대신하여, 혹은 이것에 추가해서, 표면 랜드 부분 및 이면 랜드 부분의 적어도 어느 한쪽의 위에 적어도 1개의 돌기부(突起部)가 설치되어 있는 접합 구조체를 제공한다. 본 특징에 의하면, 표면 랜드 부분 및/또는 이면 랜드 부분에 돌기부가 설치되어 있기 때문에, 랜드/필릿 계면에 있어서의 외주단(外周端)으로부터 리드의 방향을 향한 균열의 진행을 돌기에 의해 정지시키고, 랜드와 필릿과의 접합 강도를 향상시킬 수 있다. 따라서, 필릿과 랜드간의 접합이 납땜 재료의 응고 수축에 의한 장력에 견딜 수 있고, 납이 안들어간 납땜 재료를 사용하는 경우에 현저한 리프트오프의 발생을 효과적으로 저감시킬 수 있다.

본 발명의 하나의 특징에 있어서는 상기 돌기부가 표면 랜드 부분 및 이면 랜드 부분의 적어도 어느 한쪽의 외측 가장자리부에 위치한다. 본 특징에 의하면, 표면 랜드 부분 및/또는 이면 랜드 부분의 외측 가장자리부에 돌기부가 설치되어 있기 때문에, 균열의 진행 방향을 랜드/필릿 계면에 있어서의 랜드의 외주단으로부터 리드의 방향을 향하는 방향이 아니고, 돌기부/필릿 계면에 있어서의 하향 방향으로 할 수 있고, 랜드와 필릿과의 접합 강도를 향상시킬 수 있다. 따라서, 필릿과 랜드 사이의 접합이 납땜 재료의 응고 수축에 의한 장력에 견딜 수 있고, 납이 안들어간 납땜 재료를 사용하는 경우에 현저한 리프트오프의 발생을 효과적으로 저감시킬 수 있다.

본 발명의 다른 요지에 있어서는 표면 랜드 부분과 접촉하는 상부 필릿의 외형이, 이면 랜드 부분과 접촉하는 하부 필릿의 외형 보다도 작고, 스루홀의 크기 이상인 것에 대신하여, 혹은 이것에 추가해서, 리드의 스루홀에 삽입되지 않은 부분에서, 기판의 표면측에 위치하는 부분이 솔더레지스트로써 덮혀져, 상기 솔더레지스트에 의해서 기판 표면으로부터의 필릿의 높이가 제한되어 있는 접합 구조체를 제공한다. 본 특징에 의하면, 솔더레지스트로써 필릿의 높이가 제한되어 있기 때문에, 상부 필릿/표면 랜드 부분의 계면 단부에 걸린 납땜 재료의 응고 수축에 의한 장력의 방향이, 기판의 표면에 대하여 더욱 예각으로 되고, 따라서, 이 장력의 수직 성분을 작게 하여, 랜드/필릿 계면에서 박리되는 것이 어렵게 될 수 있다. 이것으로써, 납이 안들어간 납땜 재료를 사용하는 경우에 현저한 리프트오프의 발생을 효과적으로 저감시킬 수 있다.

본 발명의 다른 요지에 있어서는 표면 랜드 부분과 접촉하는 상부 필릿의 외형이, 이면 랜드 부분과 접촉하는 하부 필릿의 외형 보다도 작고, 스루홀의 크기 이상인 것에 대신하여, 혹은 이것에 추가해서, 랜드가 금속 피막으로써 덮혀 있는 접합 구조체를 제공한다. 본 특징에 의하면, 랜드가, 바람직하게는 랜드 전체가 납땜 재료와 접촉하지 않도록 금속 피막으로써 덮혀져 있기 때문에, 금속 피막과 랜드와의 사이에서 확산층(擴散層)을 형성하고, 이 확산층은 흐름 납땜 작업시에, 용융된 납땜 재료 중에 용출(溶出)되지 않고, 랜드/필릿의 계면에 저융점 금속이 편석하는 것을 회피할 수 있다. 이것으로써, 납이 안들어간 납땜 재료를 사용하는 경우에 현저한 리프트오프의 발생을 종래 보다도 효과적으로 저감시키는 것이 가능하게 된다. 이 금속 피막은 바람직하게는 Sn, Sn-Cu, 및 Sn-Ag로서 이루어진 군(群)으로부터 선택되는 금속으로 된 피막, 예를 들어 이와 같은 재료로서 이루어진 레벨러(leveller)이다.

상기와 같은 본 발명의 여러 종류의 구조를 갖는 접합 구조체는 그들 특징을 단독으로 사용하여도 좋으나, 상호 조합시켜 사용할 수도 있다.

본 발명의 또한 다른 요지에 의하면, 스루홀이 관통하여 설치되어 있는 표면 및 이면을 갖는 기판과; 스루홀의 벽면 및 그 주위의 기판의 표면 및 이면상에 형성된 랜드와; 전자부품으로부터 인출되어, 스루홀의 내부에 배치되는 리드와; 납땜 재료를 사용하는 흐름 납땜 작업에 의해서 형성된, 랜드 및 리드를 접속하는 필릿을 갖고, 납땜 재료를 구성하는 모든 금속 원소 및 상기 금속 원소로서 이루어진 군(群)으로부터 선택되는 2개 또는 그것 이상의 금속 원소로서 이루어진 모든 합금이, 상기 납땜 재료의 융점 이상의 융점을 갖는 접합 구조체를 제공한다.

상기와 같은 본 발명의 접합 구조체에 있어서는 납땜 재료를 구성하는 모든 금속 원소 및 이들 금속 원소의 임의의 조합으로써 구성되는 모든 합금 중에, 원래의 납땜 재료 보다도 융점이 낮은 저융점 금속 또는 저융점 합금이 존재하지 않고, 따라서, 흐름 납땜 작업에 사용하는 납땜 재료 그 것의 조성에 기초한 리프트오프의 하나의 발생 요인을 없앨 수 있기 때문에, 납이 안들어간 납땜 재료를 사용하는 경우에 현저한 리프트오프의 발생을 종래 보다도 효과적으로 저감시키는 것이 가능하게 된다.

바람직한 특징에 있어서는 리드가 모재 및 상기 모재를 피복하는 도금으로서 이루어지고, 납땜 재료 및 도금 재료를 구성하는 모든 금속 원소 및 상기 금속 원소로서 이루어진 군(群)으로부터 선택되는 2개 또는 그것 이상의 금속 원소로서 된 모든 합금이, 상기 납땜 재료의 융점 이상의 융점을 갖는다. 이 경우에는 리드의 도금 재료의 조성과 흐름 납땜 작업에 사용하는 납땜 재료의 조성과의 조합에 기초한 리프트오프의 당연한 발생 요인을 없앨 수 있기 때문에, 리프트오프의 발생을 더욱 저감시키는 것이 가능하게 된다.

더욱 바람직한 특징에 있어서는 납땜 재료, 모재 재료 및 도금 재료를 구성하는 모든 금속 원소 및 상기 금속 원소로서 이루어진 군(群)으로부터 선택되는 2개 또는 그것 이상의 금속 원소로서 된 모든 합금이, 상기 납땜 재료의 융점 이상의 융점을 갖는다. 이 경우에는 납땜 재료 및 도금 재료에 추가해서, 리드 모재의 재료의 조성도 고려함으로써, 리프트오프의 발생을 더욱 저감시키는 것이 가능하게된다.

납땜 재료는 Sn-Cu, Sn-Ag-Cu, Sn-Ag, 및 Sn-Ag-Bi-Cu로서 이루어진 군(群)으로부터 선택되는 재료로서 이루어진 납이 안들어간 납땜 재료인 것이 바람직하다. 도금 재료는 Sn, Sn-Cu, 및 Sn-Ag로서 이루어진 군(群)으로부터 선택되는 금속인 것이 바람직하다. 모재의 재료는 Cu, Fe, 및 Fe-Cu 합금으로서 이루어진 군(群)으로부터 선택되는 금속인 것이 바람직하다. 납땜 재료/도금 재료/모재 재료의 바람직한 조합으로서는 Sn-Cu/Sn-Cu/Cu, Sn-Cu/Sn/Cu, Sn-Cu/Sn-Cu/Fe, Sn-Cu/Sn/Fe, Sn-Cu/Sn-Ag/Cu, 및 Sn-Cu/Sn-Ag/Fe 등을 들수 있다.

또 하나의 바람직한 특징에 있어서는 리드는 모재 및 상기 모재를 피복하는 도금으로서 이루어지고, 모재를 구성하는 금속 원소의 적어도 하나가, 및/또는 납땜 재료 및 도금을 구성하는 금속 원소로서 이루어진 군(群)으로부터 선택되는 금속 원소와 모재를 구성하는 금속 원소와의 합금의 적어도 하나가, 상기 납땜 재료의 융점 보다 낮은 융점을 갖고, 리드가, 모재를 구성하는 금속 원소를 필릿 내에 용융시키지 않는 수단을 또한 구비한다. 예를 들면, 모재가 Zn계 합금으로서 이루어진 경우, 상기 수단은 모재와 도금과의 사이에 배치된 Ni로서 이루어진 하지(下地) 도금으로 할 수 있다. 이 경우, 모재를 구성하는 Zn 원소가 납땜 재료 중에 용출되지 않고, 저융점 금속의 형성을 회피할 수 있다. 이것으로써, 납이 안들어간 납땜 재료를 사용하는 경우에 현저한 리프트오프의 발생을 종래 보다도 효과적으로 저감시키는 것이 가능하게 된다.

이와 같은 본 발명의 접합 구조체의 재료적인 특징은 상기의 구조적 특징을갖는 여러 종류의 본 발명의 접합 구조체와 조합시켜서 사용하는 것이 바람직하며, 이것으로써, 납이 안들어간 납땜 재료를 사용하는 경우에 현저한 리프트오프의 발생을 종래 보다도 현저히 저감시키는 것이 가능하게 된다.

상술한 바와 같은 본 발명의 전체의 접합 구조체는 전자부품이 기판에 접합된 접합 구조체를 포함하는 전자 회로 기판에 알맞게 사용된다.

또한, 본 발명의 전체의 접합 구조체는 납이 안들어간 납땜 재료를 사용하여 전자부품을 기판에 흐름 납땜 작업하는 것에 알맞게 사용된다. 또한, 본 명세서에 있어서, 납이 안들어간 납땜 재료라는 것은 실질적으로 납을 함유하지 않고, 일반적으로는 납 함유량이 0.1 중량 % 이하인 납땜 재료를 말한다. 납땜 재료에는 예를 들면, Sn-Cu, Sn- Ag-Cu, Sn- Ag, Sn- Ag-Bi, 및 Sn- Ag-Bi-Cu, Sn- Ag-Bi-In 등의 납땜 재료가 포함된다.

본 발명은 이하의 특징 1 내지 특징 33을 포함하는 것으로 한다.

(특징 1) 스루홀이 관통하여 설치되어 있는 표면 및 이면을 갖는 기판과; 스루홀의 벽면상에 있는 벽면 랜드 부분, 스루홀 주위의 기판 표면 및 이면상에 각각 있는 표면 랜드 부분 및 이면 랜드 부분으로서 이루어진 랜드와; 전자부품으로부터 인출되어, 기판의 표면으로부터 이면을 향해서 스루홀을 관통하여 배치되는 리드와; 납땜 재료를 사용하는 흐름 납땜 작업에 의해서 형성되며, 랜드 및 리드를 접속하고, 또한 기판의 표면상에 있는 상부 필릿과 기판의 이면상에 있는 하부 필릿을 포함하는 필릿을 갖는 접합 구조체로서: 표면 랜드 부분과 접촉하는 상부 필릿의 외형이, 이면 랜드 부분과 접촉하는 하부 필릿의 외형 보다도 작고, 스루홀의내경(또는 직경) 이상인 것을 특징으로 하는 접합 구조체.

(특징 2) 표면 랜드 부분의 외형이 이면 랜드 부분의 외형 보다도 작은 특징1에 기재한 접합 구조체.

(특징 3) 표면 랜드 부분의 외측 가장자리부가 솔더레지스트로서 덮혀져 있는 특징1에 기재한 접합 구조체.

(특징 4) 벽면 랜드 부분이 그 기판 표면측의 단부에서 테이퍼 형상을 갖는 특징1 내지 특징3의 어느 것에 기재한 접합 구조체.

(특징 5) 상기 스루홀의 근방에 별도의 스루홀이 기판을 관통하여 설치되며, 상기 랜드가 상기 별도의 스루홀의 벽면을 덮고, 또한 기판의 표면 및 이면상에서 이들 스루홀간을 접속하여 형성되며, 상기 랜드의 기판 표면의 스루홀간을 접속하는 부분이 솔더레지스트로써 덮혀져 있는 특징 1 내지 특징 4의 어느 것에 기재한 접합 구조체.

(특징 6) 스루홀이 관통하여 설치되어 있는 표면 및 이면을 갖는 기판과; 스루홀의 벽면상에 있는 벽면 랜드 부분, 스루홀 주위의 기판 표면 및 이면상에 각각 있는 표면 랜드 부분 및 이면 랜드 부분으로서 이루어진 랜드와; 전자부품으로부터 인출되어, 기판의 표면으로부터 이면을 향해서 스루홀을 관통하여 배치되는 리드와; 납땜 재료를 사용하는 흐름 납땜 작업에 의해서 형성되며, 랜드 및 리드를 접속하고, 또한 기판의 표면상에 있는 상부 필릿과 기판의 이면상에 있는 하부 필릿을 포함하는 필릿을 갖는 접합 구조체로서: 표면 랜드 부분의 온도 상승을 억제하는 구조를 갖는 접합 구조체.

(특징 7) 표면 랜드 부분과 접촉하는 상부 필릿의 외형이 표면 랜드 부분의 외형 보다도 작은 특징 6에 기재한 접합 구조체.

(특징 8) 기판이 표면 랜드 부분과 접촉하여 형성된 방열판을 포함하는 특징 6 또는 특징 7에 기재한 접합 구조체.

(특징 9) 벽면 랜드 부분에 노치부가 형성되어 있는 특징 6 내지 특징 8의 어느 것에 기재한 접합 구조체.

(특징 10) 스루홀이 관통하여 설치되어 있는 표면 및 이면을 갖는 기판과; 스루홀의 벽면상에 있는 벽면 랜드 부분, 스루홀 주위의 기판 표면 및 이면상에 각각 있는 표면 랜드 부분 및 이면 랜드 부분으로서 이루어진 랜드와; 전자부품으로부터 인출되어, 기판의 표면으로부터 이면을 향해서 스루홀을 관통하여 배치되는 리드와; 납땜 재료를 사용하는 흐름 납땜 작업에 의해서 형성되며, 랜드 및 리드를 접속하고, 또한 기판의 표면상에 있는 상부 필릿과 기판의 이면상에 있는 하부 필릿을 포함하는 필릿을 갖는 접합 구조체로서: 표면 랜드 부분 및 이면 랜드 부분의 적어도 어느 한쪽의 위에 적어도 1개의 돌기부가 설치되어 있는 접합 구조체.

(특징 11) 상기 돌기부가 표면 랜드 부분 및 이면 랜드 부분의 적어도 어느 한쪽의 외측 가장자리부에 위치하는 특징10에 기재한 접합 구조체.

(특징 12) 스루홀이 관통하여 설치되어 있는 표면 및 이면을 갖는 기판과; 스루홀의 벽면상에 있는 벽면 랜드 부분, 스루홀 주위의 기판 표면 및 이면상에 각각 있는 표면 랜드 부분 및 이면 랜드 부분으로서 이루어진 랜드와; 전자부품으로부터 인출되어, 기판의 표면으로부터 이면을 향해서 스루홀을 관통하여 배치되는리드와; 납땜 재료를 사용하는 흐름 납땜 작업에 의해서 형성되며, 랜드 및 리드를 접속하고, 또한 기판의 표면상에 있는 상부 필릿과 기판의 이면상에 있는 하부 필릿을 포함하는 필릿을 갖는 접합 구조체로서: 리드의 스루홀에 삽입되지 않은 부분으로서, 기판의 표면측에 위치하는 부분이 솔더레지스트로써 덮혀지고, 상기 솔더레지스트에 의해서 기판 표면으로부터의 필릿의 높이가 제한되어 있는 접합 구조체.

(특징 13) 스루홀이 관통하여 설치되어 있는 표면 및 이면을 갖는 기판과; 스루홀의 벽면상에 있는 벽면 랜드 부분, 스루홀 주위의 기판 표면 및 이면상에 각각 있는 표면 랜드 부분 및 이면 랜드 부분으로서 이루어진 랜드와; 전자부품으로부터 인출되어, 기판의 표면으로부터 이면을 향해서 스루홀을 관통하여 배치되는 리드와; 납땜 재료를 사용하는 흐름 납땜 작업에 의해서 형성되며, 랜드 및 리드를 접속하고, 또한 기판의 표면상에 있는 상부 필릿과 기판의 이면상에 있는 하부 필릿을 포함하는 필릿을 갖는 접합 구조체로서: 랜드가 피막(예를 들어 금속 피막)으로써 덮혀 있는 접합 구조체.

(특징 14) 상기 피막이, Sn, Sn-Cu, 및 Sn-Ag로서 이루어진 군(群)으로부터 선택되는 금속으로 되는 특징 13에 기재한 접합 구조체.

(특징 15) 특징 1 내지 특징 14의 어느 것에 기재한 접합 구조체를 포함하는 전자 회로 기판.

(특징 16) 납땜 재료를 구성하는 모든 금속 원소 및 상기 금속 원소의 조합으로서 이루어진 합금이, 상기 납땜 재료의 융점 이상의 융점을 갖는 특징 1 내지특징 14의 어느 것에 기재한 접합 구조체.

(특징 17) 납땜 재료가, Sn-Cu, Sn-Ag-Cu, Sn-Ag, 및 Sn- Ag-Bi-Cu로서 이루어진 군(群)으로부터 선택되는 특징 16에 기재한 접합 구조체.

(특징 18) 리드가 모재 및 상기 모재를 피복하는 도금으로서 이루어지고, 납땜 재료 및 도금을 구성하는 모든 금속 원소 및 상기 금속 원소의 조합으로서 이루어진 합금이, 상기 납땜 재료의 융점 이상의 융점을 갖는 특징 16 또는 특징 17에 기재한 접합 구조체.

(특징 19) 도금이, Sn, Sn-Cu, 및 Sn-Ag로서 이루어진 군(群)으로부터 선택되는 금속으로 이루어지는 특징 18에 기재한 접합 구조체.

(특징 20) 납땜 재료, 모재 및 도금을 구성하는 모든 금속 원소 및 상기 금속 원소의 조합으로서 이루어지는 합금이, 상기 납땜 재료의 융점 이상의 융점을 갖는 특징 18 또는 특징 19에 기재한 접합 구조체.

(특징21) 모재가, Cu, Fe, 및 Fe-Cu 합금으로서 이루어진 군(群)으로부터 선택되는 특징 18 내지 특징 20의 어느 것에 기재한 접합 구조체.

(특징 22) 리드가 모재 및 상기 모재를 피복하는 도금으로서 이루어지고, 납땜 재료, 모재 및 도금을 구성하는 모든 금속 원소 및 상기 금속 원소의 조합으로서 이루어진 합금이, 상기 납땜 재료의 융점 보다 낮은 융점을 갖고, 리드가, 모재를 구성하는 금속 원소를 필릿 내에 용융시키지 않는 수단을 구비하는 특징 16 또는 특징 17에 기재한 접합 구조체.

(특징 23) 모재가 Zn계 합금으로서 이루어지고, 상기 수단이, 모재와 도금과의 사이에 배치된 Ni로서 이루어진 하지(下地) 도금인, 특징 22에 기재한 접합 구조체.

(특징 24) 특징 16 내지 특징 23의 어느 것에 기재한 접합 구조체를 포함하는 전자 회로 기판.

(특징 25) 스루홀이 관통하여 설치되어 있는 표면 및 이면을 갖는 기판과; 스루홀의 벽면 및 그 주위의 기판의 표면 및 이면상에 형성된 랜드와; 전자부품으로부터 인출되어, 스루홀의 내부에 배치되는 리드와; 납땜 재료를 사용하는 흐름 납땜 작업에 의해서 형성되며, 랜드 및 리드를 접속하는 필릿을 갖는 접합 구조체로서: 납땜 재료를 구성하는 모든 금속 원소 및 상기 금속 원소의 조합으로서 이루어진 합금이, 상기 납땜 재료의 융점 이상의 융점을 갖는 접합 구조체.

(특징 26) 납땜 재료가, Sn-Cu, Sn-Ag-Cu, Sn-Ag, 및 Sn-Ag-Bi-Cu로서 이루어진 군(群)으로부터 선택되는 특징25에 기재한 접합 구조체.

(특징 27) 리드가 모재 및 상기 모재를 피복하는 도금으로서 이루어지고, 납땜 재료 및 도금을 구성하는 모든 금속 원소 및 상기 금속 원소의 조합으로서 이루어진 합금이, 상기 납땜 재료의 융점 이상의 융점을 갖는 특징 25 또는 특징 26에 기재한 접합 구조체.

(특징 28) 도금이, Sn, Sn-Cu, 및 Sn-Ag로서 이루어진 군(群)으로부터 선택되는 금속으로 이루어지는 특징 27에 기재한 접합 구조체.

(특징 29) 납땜 재료, 모재 및 도금을 구성하는 모든 금속 원소 및 상기 금속 원소의 조합으로서 이루어지는 합금이, 상기 납땜 재료의 융점 이상의 융점을갖는 특징 27 또는 특징 28에 기재한 접합 구조체.

(특징 30) 모재가, Cu, Fe, 및 Fe-Cu 합금으로서 이루어진 군(群)으로부터 선택되는 특징 27 내지 특징 29의 어느 것에 기재한 접합 구조체.

(특징 31) 리드가 모재 및 상기 모재를 피복하는 도금으로서 이루어지고, 납땜 재료, 모재 및 도금을 구성하는 모든 금속 원소 및 상기 금속 원소의 조합으로서 이루어지는 합금이, 상기 납땜 재료의 융점 보다 낮은 융점을 갖고, 리드가, 모재를 구성하는 금속 원소를 필릿 내에 용융시키지 않는 수단을 구비하는 특징 25 또는 특징 26에 기재한 접합 구조체.

(특징 32) 모재가 Zn계 합금으로서 이루어지고, 상기 수단이, 모재와 도금과의 사이에 배치된 Ni로서 이루어진 하지(下地) 도금인, 특징 31에 기재한 접합 구조체.

(특징 33) 특징 25 내지 특징 32의 어느 것에 기재한 접합 구조체를 포함하는 전자 회로 기판.

이하, 본 발명의 실시형태에 관하여 도면을 참조하여 가면서 설명한다. 도 1 내지 도 12에 있어서, 동일 부재에는 동일 참조 번호를 부여하고 있다. 각각의 실시형태에 있어서, 마찬가지의 구성에 관하여는 설명을 생략하고, 상이한 점을 중심으로 기재한다.

(제1실시형태)

본 실시형태는 표면 랜드 부분과 접촉하는 상부 필릿의 외형이, 이면 랜드 부분과 접촉하는 하부 필릿의 외형 보다도 작고, 스루홀의 크기 이상인 접합 구조체를 포함하는 전자 회로 기판에 관한 것이다. 도 1(b)는 본 실시형태의 전자 회로 기판의 개략 단면도이고, 도 1(a)는 도 1(b)의 필릿을 제외한 개략 상면도이다. 도 1(a)는 흐름 납땜 작업에 의해 납땜 재료를 공급하기 전(前) 상태의 기판 상면도와 동등하며, 후술하는 도 2(a), 도 3(a) 및 도 4(a)에 관하여도 마찬가지이다.

도 1(a) 및 도 1(b)에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태의 전자 회로 기판(20)에 있어서는 스루홀(2)이 기판(1)을 관통하여 설치되어 있다. 스루홀(2)의 벽면상 및 스루홀(2)을 둘러싸는 기판(1)의 표면(도면 중의 상측면) 및 이면(도면 중의 하측면) 상에 각각 위치하는 벽면 랜드 부분(3c), 표면 랜드 부분(3a) 및 이면 랜드 부분(3b)으로 이루어진 랜드가 일체적으로 형성되어 있다. 이 표면 랜드 부분(3a) 및/또는 이면 랜드 부분(3b)은 기판(1)의 표면 및/또는 이면상에 형성된 배선 패턴(나타내지 않음)에 접속되어 있다. 한편, 전자부품(나타내지 않음)으로부터 인출된 리드(전극)(5)가, 기판(1)의 표면으로부터 이면을 향해서 스루홀(2)을 통해 배치되며, 상부 필릿(6a) 및 하부 필릿(6b)을 포함하는 필릿에 의해서 랜드와 전기적 및 물리적으로 접합되어 있다. 더욱 상세하게는 필릿은 필릿의 거의 중앙을 통한 리드(5)를 제외하여, 대략 원추 형상을 갖는 상부 필릿(6a) 및 하부 필릿(6b)과 이들 상부 필릿(6a) 및 하부 필릿(6b)을 연결하는 원통 형상(스루홀에 동등한)의 필릿 부분으로서 구성된다. 이 필릿은 납땜 재료로서 이루어지며, 흐름 납땜 작업에 의해서 형성된다.

스루홀(2)은 리드(5)가 통과할 수 있고, 또한 리드(5)와 스루홀(2)과의 환상(環狀) 공간을 납땜 재료가 흘러 올라가는 것에 적합한 임의의 형상을 갖는다. 예를 들면, 직경 약 0.5㎜의 원형 단면을 갖는 리드(5)를 사용하는 경우, 스루홀(2)은 직경(D) 약 0.9㎜ ∼1.0㎜의 원통 형상을 갖는다.

표면 랜드 부분(3a) 및 이면 랜드 부분(3b)의 기판(1)의 주면(主面)에 평행한 평면 형상은 스루홀(2)의 부분을 제외하고, 예를 들어 원형, 타원형, 및 구형(矩形) 등의 임의의 형상이어도 된다. 본 실시형태에서는 표면 랜드 부분(3a) 및 이면 랜드 부분(3b)의 형상은 스루홀(5)의 부분을 제외하여 원형(표면 랜드 부분(3a) 및 이면 랜드 부분(3b)의 외측의 윤곽이 원형)이고, 따라서, 스루홀(5)을 고려하면 링 형상의 형상을 갖는 것으로 된다(도 1(a)를 참조할 것).

랜드는 예를 들어 약 30㎛의 두께를 갖는 동박(銅箔) 등의 여러가지 금속 재료 등으로 이루어진다.

또한, 상부 필릿(6a)의 외형(A)은 본 실시형태와 같이 표면 랜드 부분(3a)의 외측의 윤곽이 원형이고, 표면 랜드 부분(3a)이 솔더레지스트(4) 등에 의해 덮혀지지 않은 표면 랜드 부분(3a)의 전면에 납땜 재료가 흐르는 경우에는 표면 랜드 부분의 외경으로써 대표된다. 하부 필릿(6b)의 외형(B)은 상부 필릿(6a)과 마찬가지로, 본 실시형태와 같이 이면 랜드 부분(3b)의 외측의 윤곽이 원형이고, 이면 랜드 부분(3b)이 솔더레지스트(4) 등에 의해 덮혀지지 않은 이면 랜드 부분(3b)의 전면에 납땜 재료가 흐르는 경우에는 이면 랜드 부분(3b)의 외경으로써 대표된다. 본 실시형태와 같이 스루홀(2)이 원형 단면을 갖는 경우에는 그 직경으로써 대표된다. 본 실시형태에 의하면, 상부 필릿(6a)의 외경(A)은 하부 필릿(6b)의 외경(B) 보다도 작고, 스루홀(2)의 직경(D) 이상으로 되며, 따라서, 표면 랜드 부분(3a)과 접촉하는 상부 필릿(6a)의 외형이, 이면 랜드 부분(3b)과 접촉하는 하부 필릿(6b)의 외형 보다도 작고, 스루홀(2)의 크기 이상으로 되어 있다.

리프트오프는 납이 안들어간 납땜 재료를 사용하는 경우에 기판의 표면과 이면의 양 쪽의 랜드/필릿 계면에서 발생하지만, 예를 들어 Sn-Cu, Sn-Ag, 또는 Sn-Ag-Cu 등의 납땜 재료를 사용하는 경우에는 기판의 표면측에만 발생하는 것이 많다. 이것은 스루홀을 흐른 뒤를 따라 리드의 도금 재료 등이 납땜 재료 중에 더욱 많이 용출하는 것에 의한다고 생각된다. 리프트오프의 발생율을 보다 감소시키기 위해서는 상부 필릿(6a)/표면 랜드 부분(3a)의 계면에서의 균열 발생을 저감시키는 것이 효과적인 것이 본 발명자들에 의해 풀려져 있다. 상부 필릿(6a)/표면 랜드 부분(3a)의 계면에서의 균열 발생을 저감시키기 위해서는 상부 필릿(6a)의 외경을 더욱 작게 하는 것이 바람직하다. 종래의 전자 회로 기판에서는 상부 필릿의 외경은 일반적으로 스루홀 직경의 약 1.5배 보다도 크며, 리프트오프의 발생율을 종래 보다도 저감시키기 위해서는 상부 필릿(6a)의 외경을 더욱 작게 하여, 1.5배 이하로 하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1.2배 이하이다. 또한, 상부 필릿(6a)은 스루홀을 메우도록 형성되는 것이 요망되기 때문에 스루홀(2)의 직경 이상의 외경을 갖는 것이 바람직하다. 따라서, 상부 필릿(6a)의 외경(A)은 스루홀(2)의 직경(D)에 대하여, 바람직하게는 1.0 ∼1.5배, 더욱 바람직하게는 1.1∼1.2배이다.

다른 한편, 하부 필릿(6b)의 외경(B)은 이면측에서는 그다지 리프트오프가 발생하지 않기 때문에, 종래의 것과 동일 정도로서 좋다. 그러나, 상부 필릿과 표면 랜드 부분과의 접촉 면적이 종래 보다도 감소한 것에 기초하여 필릿과 랜드와의 보합 강도의 감소를 보상하고, 접합 강도를 확보하기 위해서, 하부 필릿(6b)의 외경을 더욱 크게 하여 하부 필릿과 이면 랜드와의 접촉 면적을 크게하는 것이 바람직하다. 하부 필릿(6b)의 외경(B)은 스루홀(2)의 직경(D)에 대하여, 바람직하게는 1.5배 보다 크게, 더욱 바람직하게는 2∼3배이다.

기판(1)에는 예를 들면 약 1.6㎜의 두께를 갖는 유리 에폭시 수지, 종이 페놀 등으로 이루어진 기판이 사용된다. 기판(1)에 접합된 전자부품으로서는 저항, 콘덴서, 트랜지스터, 인덕터 등의 리드 부착 칩 부품 및 커넥터 등으로 된다.

본 실시형태에 의하면, 표면 랜드 부분과 접촉하는 상부 필릿의 외형이, 이면 랜드 부분과 접촉하는 하부 필릿의 외형 보다도 작고, 스루홀의 크기 이상인 구조를 제공한다. 이러한 구조에 의해서, 상부 필릿의 외경이 하부 필릿의 어느 외경에 대하여 큰 경우 또는 동등한 경우 보다도, 상부 필릿의 경사되어 있는 노출 영역을 보다 작게 할 수 있고, 따라서, 납땜 재료의 응고 수축에 의해 상부 필릿/표면 랜드 계면에 가해지는 장력을 저감시킬 수 있다. 리프트오프의 발생은 균열 발생을 적어도 표면측에 있어서 방지하면 효과적으로 저감시키는 것이 본 발명자들에 의해 풀려져 있기 때문에, 본 실시형태와 같이 상부 필릿/표면 랜드 계면에 가해지는 장력을 작게 하여 균열의 발생을 저감시킴으로써, 납이 안들어간 납땜 재료를 사용하는 경우에 현저한 리프트오프의 발생이 종래 보다도 효과적으로 저감된다고 하는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 본 실시형태의 접합 구조체는 제조가 비교적 용이하고, 특별한 설비를 필요로 하지 않는다고 하는 이점이 있다.

이것에 추가해서, 이와 같은 전자 회로 기판(20)에 있어서, 필릿의 납땜 재료를 구성하는 모든 금속 원소 및 상기 금속 원소로서 이루어진 군(群)으로부터 선택되는 2개 또는 그것 이상의 금속 원소로서 이루어진 모든 합금이, 납땜 재료의 융점 이상의 융점을 갖도록, 납땜 재료를 선택하는 것이 바람직하다. 구체적인 재료로서는 납땜 재료에는 예를 들면 Sn-Cu, Sn-Ag-Cu, Sn-Ag, 및 Sn-Ag-Bi-Cu 등을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 일반적으로 리드(5)는 모재(나티내지 않음)와 상기 모재를 피복하는 도금(나티내지 않음)에 의해 구성되지만, 필릿을 형성하는 때에 도금 재료가 납땜 재료 중에 용융되는 경우, 납땜 재료 및 도금 재료를 구성하는 모든 금속 원소 및 상기 금속 원소로서 이루어진 군(群)으로부터 선택되는 2개 또는 그것 이상의 금속 원소로서 이루어진 모든 합금이, 상기 납땜 재료의 융점 이상의 융점을 갖도록, 납땜 재료 및 도금 재료를 선택하는 것이 바람직하다. 또한, 도금 및 모재의 양 쪽의 재료가 납땜 재료 중으로 용융되는 경우에는 납땜 재료, 모재 및 도금 재료를 구성하는 모든 금속 원소 및 상기 금속 원소로서 이루어진 군(群)으로부터 선택되는 2개 또는 그것 이상의 금속 원소로서 이루어진 모든 합금이, 상기 납땜 재료의 융점 이상의 융점을 갖도록, 납땜 재료, 모재 및 도금 재료를 선택하는 것이 바람직하다.

구체적인 재료로서는 리드(5)의 모재의 재료에는 예를 들면 Cu, Fe, 및 Fe-Cu 합금 등이, 도금 재료에는 예를 들면 Sn, Sn-Cu, 및 Sn-Ag 등이 사용된다. 납땜 재료/도금 재료/모재 재료의 조합이, Sn-Cu/Sn-Cu/Cu, Sn-Cu/Sn/Cu, Sn-Cu/Sn-Cu/Fe, Sn-Cu/Sn/Fe, Sn-Cu/Sn-Ag/Cu, 또는 Sn-Cu/Sn-Ag/Fe 등인 것이 더욱 바람직하다.

이와 같이 바람직한 납땜 재료, 더욱 바람직한 납땜 재료 및 도금 재료의 조합, 또한 바람직한 납땜 재료, 도금 재료 및 모재 재료의 조합을 선택함으로써, 필릿 내의 온도 구배에 기인하여 랜드/필릿 계면 근방에 저융점 금속이 편석하지 않는다. 이것으로써, 납이 안들어간 납땜 재료를 사용하는 경우에 현저한 리프트오프의 발생을 더욱 효과적으로 저감시키는 것이 가능하게 된다.

그러나, 본 발명은 이것으로 한정되지 않고, 납땜 재료, 모재 재료 및 도금 재료를 구성하는 모든 금속 원소 및 상기 금속 원소로서 이루어진 군(群)으로부터 선택되는 2개 또는 그것 이상의 금속 원소로서 이루어진 모든 합금 중의 하나 또는 그것 이상이, 원래 납땜 재료의 융점 보다 낮은 융점을 갖고 있어도 된다.

예를 들면, 리드(5)의 모재가, 납땜 재료 중에 용융하여 저융점 금속(Sn-Zn 합금: 융점 199℃)를 형성하도록 Zn 계 합금으로서 이루어진 것을 사용하여도 좋다. 이와 같이, 모재 재료를 구성하는 원소가 납땜 재료 및/또는 도금 재료를 구성하는 금속 원소와 합금을 형성하여 저융점 합금으로 되는 경우, 또는 모재를 구성하는 금속 원소 그것이 저융점 금속으로 되는 경우에는 모재와 도금 간에 Ni 로서 이루어진 하지(下地) 도금을 실시하여, 그 위로부터 예를 들어 Sn, Sn-Cu, 및 Sn-Ag 등의 재료로서 이루어진 도금을 실시하는 것이 바람직하다. 이것으로써, 모재 재료의 Zn 원소가 납땜 재료 중에 용출하지 않고, 저융점 금속의 형성을 회피할 수 있으며, 이것으로써, 납이 안들어간 납땜 재료를 사용하는 경우에 현저한 리프트오프의 발생을 종래 보다도 효과적으로 저감시키는 것이 가능하게 된다.

(제2실시형태)

본 실시형태는 표면 랜드 부분과 접촉하는 상부 필릿의 외형이, 이면 랜드 부분과 접촉하는 하부 필릿의 외형 보다도 작고, 스루홀의 크기 이상인 접합 구조체를 포함하는 전자 회로 기판에 관한 또 하나의 실시형태이다. 도 2(b)는 본 실시형태의 전자 회로 기판의 개략 단면도이고, 도 2(a)는 도 2(b)의 필릿을 제외한 개략 상면도이다.

도 2(a) 및 도 2(b)에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태의 전자 회로 기판(21)에 있어서는 표면 랜드 부분(3a)의 외측 가장자리부가 솔더레지스트(4)로써 덮혀져 있다. 더욱 상세하게는 도 2(a)에 나타낸 바와 같이, 도면 중에 점선으로 나타낸 원형의 경계와, 스루홀(2)의 윤곽에 동등한 원형의 경계와의 사이의 영역에 있는 표면 랜드 부분(3a) 중, 그 외측 가장자리부가 솔더레지스트(4)(도면 중에 사선으로써 나타냄)에 의해 덮혀짐으로써, 표면 랜드 부분(3a)의 노출부가 솔더레지스트(4)에 의해 제한되어 있다. 본 실시형태와 같이 표면 랜드 부분(3a)의 외측 가장자리부가 솔더레지스트(4)에 의해 덮혀져 있고, 표면 랜드 부분(3a)의 노출부의 윤곽이 원형으로서 그 노출부 만을 납땜 재료가 흐르는 경우에는 상부 필릿(6a)의 외형(A)은 표면 랜드 부분의 노출부의 외경으로써 대표된다. 하부 필릿(6b)의 외형(B)은 제1실시형태와 마찬가지로 이면 랜드 부분(3b)의 외측의 윤곽이 원형이고 그 전면에 납땜 재료가 흐르는 경우에는 이면 랜드 부분(3b)의 외경으로써 대표된다. 스루홀(2)의 크기(D)는 제1실시형태와 마찬가지로, 스루홀(2)이 원형 단면을 갖는 경우에는 그 직경으로써 대표된다. 실시형태에 의하면, 상부 필릿(6a)의 외경(A)은 하부 필릿(6b)의 외경(B) 보다도 작고, 스루홀(2)의 직경(D) 이상으로 되며, 따라서, 표면 랜드 부분(3a)과 접촉하는 상부 필릿(6a)의 외형이, 이면 랜드 부분(3b)과 접촉하는 하부 필릿(6b)의 외형 보다도 작고, 스루홀(2)의 크기 이상으로 되어 있다.

본 실시형태에 있어서도 제1실시형태와 마찬가지로, 스루홀(2)의 직경(D)에대하여, 상부 필릿(6a)의 외형(A)은 바람직하게는 1.0∼1.5배, 더욱 바람직하게는 1.1∼1.2배이고, 하부 필릿(6b)의 외형(B)은 바람직하게는 1.5배 보다 크고, 더욱 바람직하게는 2 ∼3배이다.

또한, 도 2에 있어서는 표면 랜드 부분(3a)의 외경이 이면 랜드 부분(3b)의 외경에 거의 동등한 것으로서 나타내고 있으나, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 표면 랜드 부분(3a)의 외형(예를 들면 외경)이 이면 랜드 부분(3b)의 외형(외경) 보다 크거나, 작아도 좋다. 표면 랜드 부분(3a)의 외형(예를 들면 외경)을 이면 랜드 부분(3b)의 외형(외경) 보다 크게 하는 경우에는 후술하는 제5실시형태에 의한 효과도 달성하는 것이 가능하게 된다.

본 실시형태의 접합 구조체에 의해서도, 제1실시형태와 마찬가지로, 표면 랜드 부분과 접촉하는 상부 필릿의 외형이, 이면 랜드 부분과 접촉하는 하부 필릿의 외형 보다도 작고, 스루홀의 크기 이상인 구조가 제공되며, 따라서, 납이 안들어간 납땜 재료를 사용하는 경우에 현저한 리프트오프의 발생이 종래 보다도 효과적으로 저감된다고 하는 효과를 이룬다. 더욱이, 본 실시형태의 접합 구조체도 또한, 제1실시형태와 마찬가지로 제조가 비교적 용이하고, 특별한 설비를 필요로 하지 않는다고 하는 이점이 있다.

(제3실시형태)

본 실시형태는 제2실시형태를 개변(改變)한 것이다. 도 3(b)는 본 실시형태의 전자 회로 기판의 개략 단면도이고, 도 3(a)는 도 3(b)의 필릿을 제외한 개략 상면도이다.

도 3(a) 및 도 3(b)에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태의 전자 회로 기판(22)에 있어서는 스루홀(2)의 기판(1)의 표면측 단부(端部)가 면취(面取)되어, 벽면 랜드 부분(3c)이 표면측 단부에 테이퍼 형상(또는 경사부)(7)를 갖고, 이 테이퍼 형상을 통해서 표면 랜드 부분(3a)과 연결되어 있다.

본 실시형태에 있어서는 벽면 랜드 부분의 표면측 단부를 테이퍼 형상이 되게 함으로써, 납땜 재료가 응고하는 과정에 있어서 테이퍼 형상의 근방 영역이 최고 고온으로 되고, 저융점 금속이 그 영역에 잔류되어서, 필릿의 외주 단부 부근에 석출하는 것을 저감시킬 수 있다. 또한, 이와 같은 테이퍼 형상에 의해서, 필릿과 랜드간의 접합 강도를 향상시켜서, 필릿과 랜드간의 접합이 납땜의 응고 수축에 의한 장력에 저항할 수 있다. 이것으로써, 제2실시형태의 경우 보다도 더욱 리프트오프의 발생을 저감시킬 수 있다.

본 실시형태에 있어서는 테이퍼 형상을 벽면 랜드 부분의 기판 표면측의 단부에만 설치한 것이지만, 이면측 단부에만, 혹은 이들 양 쪽에 설치하여도 좋다. 리프트오프의 발생은 균열 발생을 적어도 표면측에서 방지하면 효과적으로 저감되는 것이 본 발명자들에 의해 알려져 있기 때문에, 테이퍼 형상을 적어도 기판 표면측에 설치하는 것이 바람직하다.

또한, 본 실시형태의 특징은 제1실시형태의 전자 회로 기판의 접합 구조체에 조합시켜 이용하는 것도 가능하다.

(제4실시형태)

본 실시형태는 제2실시형태를 개변한 것이다. 도 4(b)는 본 실시형태의 전자회로 기판의 개략 단면도이고, 도 4(a)는 도 4(b)의 필릿을 제외한 개략 상면도이다.

도 4(a) 및 도 4(b)에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태의 전자 회로 기판(23)에 있어서는 스루홀(2)의 근방에 별도의 스루홀(8)이 기판(1)을 관통하여 설치되어 있다. 랜드(3)는 스루홀(2)만이 아니고, 스루홀(8)의 벽면도 덮으며, 기판(1)의 표면 및 이면상에서 스루홀(2) 및 스루홀(8)의 사이(도면 중 3d 및 3e의 부분)에서 접속되어 일체적으로 형성되어 있다. 기판(1)의 표면에 있어서, 랜드(3)의 스루홀(2) 및 스루홀(8) 사이를 접속하는 부분(3d)은 솔더레지스트(4)로써 덮혀져 있다.

본 실시형태의 접합 구조체에 있어서도, 제2실시형태와 마찬가지로, 표면 랜드 부분(3a)과 접촉하는 상부 필릿(6a)의 외형이, 이면 랜드 부분(3b)과 접촉하는 하부 필릿(6b)의 외형 보다도 작고, 스루홀(2)의 크기 이상이다. 이것으로써, 제2실시형태와 마찬가지로, 납이 안들어간 납땜 재료를 사용하는 경우에 현저한 리프트오프의 발생이 종래 보다도 효과적으로 저감된다고 하는 효과를 얻게 된다.

더욱이, 본 실시형태의 구조체에 의하면, 이하와 같은 효과를 얻을 수 있다.

일반적으로는 납땜 재료로서 이루어진 필릿을 형성하는 때, 용융 상태의 납땜 분류로부터 높은 열전도성을 갖는 랜드(예를 들면 동(銅))를 통해서 전도된 열은 표면 랜드 부분(3a)의 외측 가장자리로부터 방출된다. 그러나, 본 실시형태에 의하면, 스루홀 간의 랜드 부분(3d)은 스루홀(2)만이 아니고 스루홀(8)을 통해서도 열이 공급되기 때문에, 스루홀(2) 및 스루홀(8)의 사이를 접속하는 랜드 부분(3d)이, 스루홀(2)의 주위에 있는 다른 표면 랜드 부분(3a) 보다도 높은 온도를 갖는다. 따라서, 국소적으로 온도가 높은 부분(즉, 스루홀(2) 및 스루홀(8) 간의 랜드 부분(3d))을 기판 표면에 설치할 수 있으며, 이것으로써, 저융점 금속의 편석을 상기 고온 부분(3d)에 집중시켜서, 균열의 발생 개소를 상기 부분 (3d)에 적극적으로 집중시킴으로써, 다른 부분에서의 균열 발생을 상대적으로 저감시킬 수 있다. 이것으로써, 리프트오프가 발생하여도, 부분(3d)의 근방에서만 박리가 일어나고, 필릿이 완전이 리프트오프되는 것을 회피할 수 있다.

또한, 본 실시형태의 특징은 제1 및 제3실시형태의 전자 회로 기판의 접합 구조에 조합시켜서 이용하는 것도 가능하다.

(제5실시형태)

본 실시형태는 표면 랜드 부분의 온도 상승을 억제하는 구조를 갖는 접합 구조체를 포함하는 전자 회로 기판에 관한 것이다. 도 5는 본 실시형태의 전자 회로 기판의 개략 단면도이다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태의 전자 회로 기판(24)에 있어서는 표면 랜드 부분(3a)의 외측 가장자리부가 솔더레지스트(4)로써 덮혀져 있으며, 이 솔더레지스트(4)에 의해서 필릿(6)의 형성이 제한되어, 표면 랜드 부분(3a)과 접촉하는 상부 필릿(6a)의 외형(예를 들면 외경)(A)이, 표면 랜드 부분(3a)의 외형(예를 들면 외경)(E) 보다도 각게 되어 있다. 표면 랜드 부분(3a)의 외형(E)은 바람직하게는 이면 랜드 부분(3b)의 외형(F) 보다도 크다. 스루홀(2)의 직경(D)에 대하여, 상부 필릿(6a)의 외형(A)은 바람직하게는 1∼5배, 더욱 바람직하게는 1∼1.5배이고, 이면 랜드 부분(3b)(또는 하부 필릿(6b))의 외형(F)은 바람직하게는 2∼5배이다. 표면 랜드 부분(3a)의 외형(E)은 이면 랜드 부분(3b)(또는 하부 필릿(6b))의 외형(F)에 대하여 바람직하게는 1∼3배이다.

본 실시형태에 의하면, 표면 랜드 부분(3a)이 필릿(6a)에 접촉하지 않는 외측 가장자리부를 갖고, 납땜 재료로서 이루어진 필릿을 형성하는 때에, 용융 상태의 납땜 분류로부터 랜드를 통해서 전도된 열을 표면 랜드 부분(3a)의 외측 가장자리부로부터 효과적으로 방출시킬 수 있다. 이것으로써, 표면 랜드 부분(3a)의 온도 상승이 억제되어, 표면 랜드 부분(3a)/상부 필릿(6a) 계면에서의 저온 합금의 편석을 완화시키고, 납이 안들어간 납땜 재료를 사용하는 경우에 현저한 리프트오프의 발생을 효과적으로 저감시킬 수 있다. 더욱이, 본 실시형태의 접합 구조체는 제조가 비교적 용이하고, 특별한 설비를 필요로 하지 않는다고 하는 이점이 있다.

본 실시형태에 있어서는 필릿에 접촉하지 않는 방열용 외측 가장자리부를 표면 랜드 부분에만 설치한 것으로 하였으나, 이면 랜드 부분에만, 혹은 이들 양 쪽에 설치하여도 좋다. 그러나, 방열용 외측 가장자리부는 적어도 표면 랜드 부분에 설치하는 것이 바람직하며, 표면 및 이면 랜드 부분의 양 쪽에 설치하는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 본 실시형태의 특징은 제2 내지 제4실시형태의 전자 회로 기판의 접합 구조에 조합시켜서 이용하는 것도 가능하다.

(제6실시형태)

본 실시형태는 표면 랜드 부분의 온도 상승을 억제하는 구조를 갖는 접합 구조체를 포함하는 전자 회로 기판에 관한 또 하나의 실시형태이다. 도 6은 본 실시형태의 전자 회로 기판의 개략 단면도이다.

도 6에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태의 전자 회로 기판(25)에서는 표면 랜드 부분(3a)에 접촉하는 방열판(9)이 기판(1)에 매설되어 있다.

본 실시형태에 의하면, 상기와 같은 방열판(9)에 의해서, 제5실시형태와 마찬가지로, 용융 상태의 납땜 분류로부터 랜드를 통해서 전도된 열을 효과적으로 발산시킬 수 있다. 이것으로써, 제5실시형태와 마찬가지로, 표면 랜드 부분(3a)의 온도 상승이 억제되어, 표면 랜드 부분(3a)/상부 필릿(6a) 계면에서의 저온 합금의 편석을 완화시키고, 납이 안들어간 납땜 재료를 사용하는 경우에 현저한 리프트오프의 발생을 효과적으로 저감시킬 수 있다.

본 실시형태에 있어서는 방열판을 표면 랜드 부분에 접촉시켜 기판 표면에만 설치한 것으로 하였으나, 이면 랜드 부분에 접촉시켜 기판 이면에만 설치하여도 좋고, 혹은 이들 양 쪽에 설치하여도 좋다. 그러나, 방열판은 적어도 표면 랜드 부분에 설치하는 것이 바람직하며, 표면 및 이면 랜드 부분의 양 쪽에 설치하는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 본 실시형태의 특징은 제1 내지 제5실시형태의 전자 회로 기판의 접합 구조에 조합시켜서 이용하는 것도 가능하다.

(제7실시형태)

본 실시형태는 표면 랜드 부분의 온도 상승을 억제하는 구조를 갖는 접합 구조체를 포함하는 전자 회로 기판에 관한 또 하나의 다른 실시형태이다. 도 7은 본실시형태의 전자 회로 기판의 개략 단면도이다.

도 7에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태의 전자 회로 기판(26)에서는 벽면 랜드 부분(3c)에 노치부(10)를 형성하여 랜드의 모서리부가 떨어져 있으며, 이것으로써, 표면 랜드 부분(3a)과 이면 랜드 부분(3b)이 적어도 부분적으로 격리되어 있다.

본 실시형태에 의하면, 상기와 같은 노치부(10)에 의해서, 용융 상태의 납땜 분류로부터 랜드를 통해서 공급되는 열의 전도 경로를 제한(표면 랜드 부분(3a)이 완전히 격리된 경우에는 단절)함으로써, 표면 랜드 부분(3a)으로의 열 공급량을 감소시킬 수 있다. 이것으로써, 제5실시형태와 마찬가지로, 표면 랜드 부분(3a)의 온도 상승이 억제되어, 표면 랜드 부분(3a)/상부 필릿(6a) 계면에서의 저온 합금의 편석을 완화시키고, 납이 안들어간 납땜 재료를 사용하는 경우에 현저한 리프트오프의 발생을 효과적으로 저감시킬 수 있다.

본 실시형태에 있어서는 노치부를 벽면 랜드 부분의 기판 표면측의 모서리에 설치하는 것으로 하였으나, 벽면 랜드 부분의 임의의 위치에 형성할 수 있으며, 노치부는 임의의 형상을 하고 있어도 좋다. 표면 랜드 부분과 이면 랜드 부분과의 도통은 잃어버려도, 유지하여도 좋다.

또한, 본 실시형태의 특징은 제1 내지 제6실시형태의 전자 회로 기판의 접합 구조에 조합시켜서 이용하는 것도 가능하다.

(제8실시형태)

본 실시형태는 표면 랜드 부분 및 이면 랜드 부분상에 적어도 1개의 돌기부가 설치되어 있는 접합 구조체를 포함하는 전자 회로 기판에 관한 것이다. 도 8은 본 실시형태의 전자 회로 기판의 개략 단면도이다.

도 8에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태의 전자 회로 기판(27)에서는 표면 랜드 부분(3a) 및 이면 랜드 부분(3b)에 2개의 링 형상 돌기부(11)를 각각 갖는다.

본 실시형태에 의하면, 상기와 같은 돌기부(11)에 의해서 랜드/필릿 계면에서의 균열의 진행을 정지시키고, 상부 필릿(6a)과 표면 랜드 부분(3a), 및 하부 필릿(6b)과 이면 랜드 부분(3b)과의 접합 강도를 향상시킬 수 있다. 이것으로써, 납이 안들어간 납땜 재료를 사용하는 경우에 현저한 리프트오프의 발생을 효과적으로 저감시킬 수 있다.

다만, 돌기부(11)의 수 및 형상은 이것으로 한정되는 것은 아니고, 표면 랜드 부분(3a) 및 이면 랜드 부분(3b)의 위에 요철(凹凸)이 형성되는 것이면 좋으며, 예를 들면, 돌기부가 표면 랜드 부분(3a) 및 이면 랜드 부분(3b)의 위에 점(dot) 형상으로 형성되어 있어도 좋다.

또한, 표면 랜드 부분(3a) 및 이면 랜드 부분(3b)의 양 쪽의 위에 돌기부가 설치되어 있을 필요는 없고, 어느 한 쪽의 위에 설치되어 있어도 좋다. 그러나, 돌기부는 적어도 표면 랜드 부분에 설치되어 있는 것이 바람직하며, 표면 및 이면 랜드 부분의 양 쪽에 설치되어 있는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 본 실시형태의 특징은 제1 내지 제7실시형태의 전자 회로 기판의 접합 구조에 조합시켜서 이용하는 것도 가능하다.

(제9실시형태)

본 실시형태는 제8실시형태를 개변한 것이다. 도 9(a)는 본 실시형태의 전자 회로 기판의 개략 단면도이고, 도 9(b)는 도 9(a)의 부분 확대도이다.

도 9(a)에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태의 전자 회로 기판(28)에서는 표면 랜드 부분(3a) 및 이면 랜드 부분(3b)의 외측 가장자리부에 1개의 링 형상 돌기부(12)를 각각 갖는다.

본 실시형태에 의하면, 상기와 같은 돌기부(12)에 의해서, 필릿이 응고하는 과정에 있어서의 응고 수축에 의한 장력(도 9(b)에 파선 화살표로 나타냄)은 상부 필릿(6a) 및 돌기부(12)의 계면에 작용하고, 여기서 발생된 균열의 확대(진행) 방향은 상부 필릿(6a)/돌기부(12)의 계면을 따라 하부 방향으로 된다. 이것으로써, 균열의 진행 방향을 상부 필릿(6a)/표면 랜드 부분(3a)의 계면을 따른 방향이 아니고, 상부 필릿(6a)/돌기부(12)의 계면을 따른 방향으로 할 수 있으며, 랜드와 필릿과의 접합 강도를 향상시킬 수 있다. 따라서, 본 실시형태에 의해서도, 제8실시형태와 마찬가지로, 납이 안들어간 납땜 재료를 사용하는 경우에 현저한 리프트오프의 발생을 효과적으로 저감시킬 수 있다.

또한, 본 실시형태의 특징은 제1, 제6, 제7 및 제8실시형태의 전자 회로 기판의 접합 구조체에 조합시켜서 이용하는 것도 가능하다.

(제10실시형태)

본 실시형태는 리드가 부분적으로 솔더레지스트로써 덮혀진 접합 구조체를 포함하는 전자 회로 기판에 관한 것이다. 도 10은 본 실시형태의 전자 회로 기판의 개략 단면도이다.

도 10에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태의 전자 회로 기판(29)에서는 리드(5)의 스루홀(2)에 삽입되지 않은 부분에 있어서, 기판(1)의 표면측에 위치하는 부분이 솔더레지스트(13)로써 덮혀지고, 이것으로써 상부 필릿(6a)의 기판(1) 표면으로부터의 높이가 제한되어 있다.

본 실시형태에 의하면, 상기와 같은 솔더레지스트(13)로써 필릿(6a)의 높이가 제한되는 것에 의해, 상부 필릿(6a)/표면 랜드 부분(3a)의 계면 단부에 걸리는 납땜 재료의 응고 수축에 의한 장력(도 10(b)에 파선 화살표로 나타냄)의 방향을 기판(1)의 주면에 대하여 종래보다 예각으로 하여, 상기 장력의 수직 성분을 작게 하여, 랜드/필릿 계면을 박리시키기 어렵게 할 수 있다. 이것으로써, 납이 안들어간 납땜 재료를 사용하는 경우에 현저한 리프트오프의 발생을 효과적으로 저감시킬 수 있다.

또한, 본 실시형태의 특징은 제1 내지 제9실시형태의 전자 회로 기판의 접합 구조에 조합시켜서 이용하는 것도 가능하다.

(제11실시형태)

본 실시형태는 랜드와 납땜 재료가 직접 접촉하지 않도록 랜드가 금속 피막으로써 덮혀져 있는 접합 구조체를 포함하는 전자 회로 기판에 관한 것이다. 도 11은 본 실시형태의 전자 회로 기판의 개략 단면도이다.

도 11에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태의 전자 회로 기판(30)에서는 랜드 위, 즉 표면 랜드 부분(3a), 벽면 랜드 부분(3c), 및 이면 랜드 부분(3b)의 위에 금속 피막(14)이 형성되어 있다. 금속 피막(14)은 예를 들면 소위 「레벨러」 등의 금속 피막일 수 있고, 바람직하게는 Sn, Sn-Cu, 및 Sn-Ag로 이루어진 군(群)으로부터 선택되는 금속으로서 이루어지며, 약 10∼100㎛의 두께를 갖는다.

본 실시형태에 의하면, 상기와 같은 금속 피막(14)으로써 랜드가 덮혀 있는 것에 의해서 금속 피막과 랜드와의 사이에서 확산층을 형성하고, 이것으로써 표면 랜드 부분(3a), 이면 랜드 부분(3b) 및 벽면 랜드 부분(3c)의 어느 것이나, 납땜 재료와 직접적으로 접촉하지 않는다. 이 확산층에 의해서, 흐름 납땜 작업시에, 용융된 납땜 재료 중에 용출되지 않고, 상부 필릿(6a)/표면 랜드 부분(3a)의 계면에 저융점 금속이 편석하는 것을 회피할 수 있다. 이것으로써, 납이 안들어간 납땜 재료를 사용하는 경우에 현저한 리프트오프의 발생을 효과적으로 저감시킬 수 있다.

상기와 같은 레벨러(금속 피막)는 당해 기술 분야에 있어서 기지(旣知)의 방법에 의해서 형성할 수 있다.

또한, 본 실시형태에 있어서는 표면, 벽면 및 이면 랜드 부분으로서 이루어진 랜드의 표면 전부를 덮는 것으로 하였으나, 표면 랜드 부분만을 금속 피막으로써 덮도록 하여도 리프트오프를 어느 정도 저감시킬 수 있다. 이 경우, 크림 납땜 등의 납땜 재료를 기판 표면에 인쇄하는 공정에 있어서, 금속 피막(레벨러)을 표면 랜드 부분에 동시에 형성할 수도 있다.

또한, 본 실시형태의 특징은 제1 내지 제10실시형태의 전자 회로 기판의 접합 구조에 조합시켜서 이용하는 것도 가능하다.

(제12실시형태)

본 실시형태는 종래의 전자 회로 기판과 실질적으로 마찬가지의 구조(또는 구성)을 갖지만, 리드의 모재 및 도금 및 납땜 재료의 재료 조합이 적절히 선택되어 있는 점에서 상이한 것이다.

도 12에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태의 전자 회로 기판(31)에 있어서는 스루홀(2)이 기판(1)을 관통하여 설치되어 있다. 스루홀(2)의 벽면상 및 그 주위의 기판(1)의 표면(도면 중의 상측면) 및 이면(도면 중의 하측면) 상에, 각각 벽면 랜드 부분(3c), 표면 랜드 부분(3a) 및 이면 랜드 부분(3b)으로 이루어진 랜드가 일체적으로 형성되어 있다. 이 랜드는 예를 들면 동(銅)으로서 되며, 기판(1)의 표면 및/또는 이면상에 형성된 배선 패턴(나타내지 않음)에 접속되어 있다. 한편, 전자부품(나타내지 않음)으로부터 인출된 리드(전극)(5)가, 스루홀(2)을 통해서 배치되며, 납땜 재료로서 이루어진, 상부 필릿(6a) 및 하부 필릿(6b)을 포함하는 필릿에 의해서 기판(1)의 랜드(3)와 전기적 및 물리적으로 접합되어 있다. 도 12에는 표면 랜드 부분(3a) 및 이면 랜드 부분(3b)은 동일한 외형을 갖는 것으로 나타냈으나, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 대표적으로는 표면 랜드 부분(3a) 및 이면 랜드 부분(3b)은 외경 2㎜∼3㎜의 링 형상의 평면 형상을 갖는다. 또한 랜드는 예를 들면 약 30㎛의 두께를 가질 수 있다.

기판(1)에는 예를 들면 약 1.6㎜의 두께를 갖는 유리 에폭시 수지, 종이 페놀 등으로 이루어진 기판이 사용된다. 또한 스루홀(2)은 리드(5)가 통과할 수 있고, 또한 리드(5)와 스루홀(2)과의 사이의 환상 공간을 납땜 재료가 흘러 올라가는 데 적합한 임의의 형상을 가질 수 있으나, 예를 들면 직경 약 0.5㎜의 원형 단면을 갖는 리드(5)를 사용하는 경우, 직경 약 0.9㎜∼1.0㎜의 원통 형상을 갖는다. 기판(1)에 접합되는 전자부품(5)으로서는 저항, 콘덴서, 트랜지스터, 인덕터 등의 리드 부착 부품 및 커넥터 등으로서 되어도 좋다.

이와 같은 전자 회로 기판(31)에 있어서는 필릿(6)의 납땜 재료를 구성하는 모든 금속 원소 및 상기 금속 원소로서 이루어진 군(群)으로부터 선택되는 2개 또는 그것 이상의 금속 원소로서 이루어진 모든 합금이, 납땜 재료의 융점 이상의 융점을 갖도록, 납땜 재료가 선택되고 있다.

구체적인 재료로서는 납땜 재료에는 예를 들면 Sn-Cu, Sn-Ag-Cu, Sn-Ag, 및 Sn-Ag-Bi-Cu 등을 사용할 수 있다.

또한, 일반적으로 리드(5)는 모재(나타내지 않음)와 상기 모재를 피복하는 도금(나타내지 않음)에 의해 구성되나, 필릿이 형성될 때 도금의 재료가 납땜 재료 중에 용융되는 경우, 납땜 재료 및 도금을 구성하는 모든 금속 원소 및 상기 금속 원소로서 이루어진 군(群)으로부터 선택되는 2개 또는 그것 이상의 금속 원소로서 이루어진 모든 합금이, 상기 납땜 재료의 융점 이상의 융점을 갖도록, 납땜 재료 및 도금의 재료가 선택되는 것이 바람직하다. 또한, 도금 및 모재 재료의 양 쪽이 납땜 재료 중에 용융되는 경우에는 납땜 재료, 모재 및 도금을 구성하는 모든 금속 원소 및 상기 금속 원소로서 이루어진 군(群)으로부터 선택되는 2개 또는 그것 이상의 금속 원소로서 이루어진 모든 합금이, 상기 납땜 재료의 융점 이상의 융점을 갖도록, 납땜 재료, 모재 및 도금의 재료가 선택되는 것이 바람직하다.

구체적인 재료로서는 리드(5)의 모재에는 예를 들면 Cu, Fe, 및 Fe-Cu 합금 등이, 도금에는 예를 들면 Sn, Sn-Cu, 및 Sn-Ag 등으로서 이루어진 것을 사용할 수 있다.

납땜 재료/도금 재료/모재 재료의 바람직한 조합으로서는 Sn-Cu/Sn-Cu/Cu, Sn-Cu/Sn/Cu, Sn-Cu/Sn-Cu/Fe, Sn-Cu/Sn/Fe, Sn-Cu/Sn-Ag/Cu, 및 Sn-Cu/Sn-Ag/Fe 등을 들게 된다.

본 실시형태에 의하면, 납땜 재료, 바람직하게는 납땜 재료 및 도금 재료, 더욱 바람직하게는 납땜 재료, 모재 재료 및 도금 재료는 각각의 재료를 구성하는 금속 원소 및 상기 금속 원소로서 이루어진 군(群)으로부터 선택되는 2개 또는 그것 이상의 금속 원소로서 이루어진 모든 합금이 납땜 재료의 융점 이상의 융점을 갖도록 선택되고 있다. 따라서, 저융점 금속이 형성되지 않고, 필릿 내의 온도 구배에 기인하여 랜드/필릿 계면 근방에 저융점 금속이 편석하지 않는다. 이것으로써, 납이 안들어간 납땜 재료를 사용하는 경우에 현저한 리프트오프의 발생을 종래 보다도 효과적으로 저감시키는 것이 가능하게 된다.

(제13실시형태)

본 실시형태는 제12실시형태와 마찬가지의 구성을 갖고 있으나, 납땜 재료 및 도금을 구성하는 금속 원소로서 이루어진 군(群)으로부터 선택되는 금속 원소와, 모재를 구성하는 금속 원소와의 합금이, 상기 납땜 재료의 융점 보다 낮은 융점을 갖는 점에서 상이하다.

구체적으로는 본 실시형태에서는 리드의 모재로서, 예를 들면 Zn 계 합금 등의 재료를 사용하고 있다. Zn 계 합금에 포함되는 Zn 금속 원소는 납땜 재료 중에 용융하여, 예를 들면 납땜 재료 및/또는 도금을 구성하는 Sn 금속 원소와 함께 Sn-Zn 합금(융점 199℃)을 형성한다. 납땜 재료는 예를 들면 Sn-Cu, Sn-Ag-Cu, Sn-Ag, Sn-Ag-Bi, Sn-Ag-Bi-Cu 등의 납이 안들어간 납땜 재료이고, 이 경우 Sn-Zn 합금은 납땜 재료 보다도 융점이 낮은 저융점 합금으로 된다. 또한, 본 실시형태에 있어서는 모재와 도금 간에 Ni의 하지(下地) 도금을 실시하여, 그 위로부터, 예를 들어 Sn, Sn-Cu, 및 Sn-Ag 등의 재료로서 이루어진 도금을 실시하고 있는 점에서 제12실시형태와 상이하다. Ni는 매우 높은 융점을 갖기 때문에, Ni의 하지(下地) 도금에서 모재를 덮음으로써, 모재의 Zn 금속 원소가 납땜 재료 중에 용출하는 것을 회피시킨다.

이와 같은 구성에 의해, 모재를 구성하는 Zn 금속 원소가 납땜 재료 중에 용출되지 않고, Zn 금속 원소를 포함하는 Sn-Zn 저융점 합금의 형성을 회피할 수 있다. 이것으로써, 납이 안들어간 납땜 재료를 사용하는 경우에 현저한 리프트오프의 발생을 종래 보다도 효과적으로 저감시키는 것이 가능하게 된다.

(실시예 1)

제1실시형태에 관하여, 흐름 납땜 작업에 사용하는 납땜 재료 및 상부 필릿의 외형을 여러가지로 변화시켜서 접합 구조체를 제작하고, 그 리프트오프의 발생율을 조사하였다.

기판으로서, 두께 약 1.6㎜, 세로 약 180㎜, 가로 약 300㎜의 치수를 갖는 유리 에폭시 수지로서 이루어진 기판을 사용한다. 이 기판에는 직경 약 1.3㎜의 원통 형상의 스루홀이 기판의 주면에 대하여 수직으로 설치되어 있다. 기판에 설치된 랜드의 재료는 동(銅)으로 하였다. 표면 랜드 부분 및 이면 랜드 부분은 어느것이나 중앙부에 스루홀이 위치하는 링 형상으로 하였다. 이면 랜드 부분의 외경(링 외경)을 약 2.0㎜로 하고, 이면 랜드 부분의 전체가 노출되도록 이면 랜드 부분을 제외한 기판의 이면을 솔더레지스트로써 덮었다. 이 이면 랜드 부분의 외경은 스루홀 직경의 약 1.54배로 된다. 표면 랜드 부분의 링 외경을 약 1.5㎜, 1.7㎜, 및 2.0㎜로 하고, 표면 랜드 부분의 전체가 노출되도록 표면 랜드 부분을 제외한 기판의 표면을 솔더레지스트로써 덮었다. 이들 표면 랜드 부분의 외경은 스루홀 직경의 각각 약 1.15배, 1.31배, 및 1.54배로 된다. 기판에 접합하는 전자부품으로서는 다이오드를 사용하였다. 다이오드로부터 인출된 리드는 직경 약 0.8㎜의 원형 단면을 갖는 봉(棒) 형상체이고, Cu로서 이루어진 모재에 Sn-Pb 도금(Pb 5∼15%, Sn 나머지부분)이 실시되어 구성되어 있다. 다이오드로부터 인출된 리드를 기판의 스루홀에 삽입시키고, 흐름 납땜 작업에 의해 다이오드의 리드와 기판의 랜드를 접합시켜 전자 회로 기판을 제작하였다. 이 흐름 납땜 작업은 Sn-3Ag-0.5Cu(즉, 약 3 중량(重量) %의 Ag, 약 0.5 중량 %의 Cu 및 나머지 부분이 Sn으로서 이루어진 합금) 및 Sn-0.7Cu(즉, 약 0.7 중량 %의 Cu 및 나머지 부분이 Sn으로서 이루어진 합금)를 납땜 재료로서 사용하며, 이들 2개의 납땜 재료의 각각에 붙혀 링 외형이 상이한 3종의 기판에 대하여 흐름 납땜 작업을 실시하였다. 얻어진 전자 회로 기판의 상부 필릿의 외형은 표면 랜드 부분의 외경에 실질적으로 동등하였다.

이상과 같이 하여 얻어진 전자 회로 기판의 리프트오프의 발생율을 조사하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.

표 1 실시예 1의 전자 회로 기판에 있어서의 리프트오프의 발생율(%)

	상부 필릿의 외경(스루홀 직경 기준의 크기)
납땜 재료	1.5㎜(1.15배)	1.7㎜(1.31배)	2.0㎜(1.54배)
Sn-3Ag-0.5Cu	0%	6%	31%
Sn-0.7Cu	0%	14%	28%

표 1로부터, 상부 필릿의 외경(본 실시예에서는 표면 랜드 부분의 외경에 동등함)을 1.54배로 하는 것 보다도, 1.31배, 더욱이는 1.15배로 하는 쪽이 리프트오프의 발생율이 저하되는 것으로 해석된다. 이것으로부터, 상부 필릿의 외경을 작게 하는 것이 더욱 리프트오프의 발생율을 감소시키는 경향이 있는 것을 이해할 것이다.

(실시예 2)

제2실시형태에 관하여, 흐름 납땜 작업에 사용하는 납땜 재료 및 상부 필릿의 외형을 여러가지로 변화시켜서 접합 구조체를 제작하고, 그 리프트오프의 발생율을 조사하였다. 본 실시형태는 표면 랜드 부분의 외경을 전부 약 2.0㎜로 하고, 표면 랜드 부분의 외측 가장자리부를 솔더레지스트로써 덮어서, 표면 랜드 부분의 솔더레지스트로부터 노출되어 있는 부분의 외경을 약 1.5㎜, 1.7㎜, 및 2.0㎜로 한 것을 제외하고, 실시예 1과 마찬가지로 하여서 전자 회로 기판을 제작하였다. 이들표면 랜드 부분의 노출부의 외경은 스루홀 직경의 각각 약 1.15배, 1.31배, 및 1.54배로 되며, 얻어진 전자 회로 기판의 상부 필릿의 외형은 표면 랜드 부분의 외경에 실질적으로 동등하였다.

이상과 같이 하여 얻어진 전자 회로 기판의 리프트오프의 발생율을 조사하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.

표 2 실시예 2의 전자 회로 기판에 있어서의 리프트오프의 발생율(%)

	상부 필릿의 외경(스루홀 직경 기준의 크기)
납땜 재료	1.5㎜(1.15배)	1.7㎜(1.31배)	2.0㎜(1.54배)
Sn-3Ag-0.5Cu	19%	28%	31%
Sn-0.7Cu	19%	14%	28%

표 2로부터, 상부 필릿의 외경(본 실시예에서는 표면 랜드 부분의 솔더레지스트에 덮혀져 있지 않는 노출부의 외경에 동등함)을 1.54배로 하는 것 보다도, 1.31배, 또는 1.15배로 하는 쪽이 리프트오프의 발생율이 저하되는 것으로 해석된다. 이것으로부터, 실시예 1과 마찬가지로, 상부 필릿의 외경을 작게 하는 것이 더욱 리프트오프의 발생율을 감소시키는 경향이 있는 것을 이해할 것이다.

본 발명은 흐름 납땜 작업에 의해서 전자부품이 기판에 접합되며, 리프트오프의 발생이 효과적으로 저감된 접합 구조체, 및 그와 같은 접합 구조체를 포함하는 전자 회로 기판을 제공한다. 이것으로써, 납이 안들어간 납땜 재료를 사용하는 경우에 현저한 리프트오프의 발생을 종래 보다도 효과적으로 저감시키는 것이 가능하게 된다.

Claims

스루홀이 관통하여 설치되어 있는 표면 및 이면을 갖는 기판과,

스루홀의 벽면상에 있는 벽면 랜드 부분, 스루홀 주위의 기판 표면 및 이면상에 각각 있는 표면 랜드 부분 및 이면 랜드 부분으로서 이루어진 랜드와,

전자부품으로부터 인출되어, 기판의 표면으로부터 이면을 향해서 스루홀을 관통하여 배치되는 리드와,

랜드 및 리드를 접속하도록 흐름 납땜 작업에 의해서 납땜 재료를 사용하여서 형성되며, 기판의 표면상에 있는 상부 필릿과 기판의 이면상에 있는 하부 필릿을 포함하는 필릿을 갖는 접합 구조체로서,

표면 랜드 부분과 접촉하는 상부 필릿의 외형이, 이면 랜드 부분과 접촉하는 하부 필릿의 외형 보다도 작고, 스루홀의 크기 이상인 접합 구조체.
제1항에 있어서, 표면 랜드 부분의 외형이 이면 랜드 부분의 외형 보다도 작은 접합 구조체.
제1항에 있어서, 표면 랜드 부분의 외측 가장자리부가 솔더레지스트로서 덮혀져 있는 접합 구조체.
제1항에 있어서, 납땜 재료가, Sn-Cu, Sn-Ag-Cu, Sn-Ag, 및 Sn-Ag-Bi-Cu로서이루어진 군(群)으로부터 선택되는 납이 안들어간 납땜 재료인, 접합 구조체.
제1항에 있어서, 납땜 재료를 구성하는 모든 금속 원소 및 상기 금속 원소로서 이루어진 군(群)으로부터 선택되는 2개 또는 그것 이상의 금속 원소로서 이루어진 모든 합금이, 상기 납땜 재료의 융점 이상의 융점을 갖는 접합 구조체.
제5항에 있어서, 리드가 모재 및 상기 모재를 피복하는 도금으로서 이루어지고, 납땜 재료 및 도금을 구성하는 모든 금속 원소 및 상기 금속 원소로서 이루어진 군(群)으로부터 선택되는 2개 또는 그것 이상의 금속 원소로서 이루어진 모든 합금이, 상기 납땜 재료의 융점 이상의 융점을 갖는 접합 구조체.
제6항에 있어서, 도금이, Sn, Sn-Cu, 및 Sn-Ag로서 이루어진 군(群)으로부터 선택되는 금속으로 이루어진, 접합 구조체.
제6항에 있어서, 납땜 재료, 모재 및 도금을 구성하는 모든 금속 원소 및 상기 금속 원소로서 이루어진 군(群)으로부터 선택되는 2개 또는 그것 이상의 금속 원소로서 이루어진 모든 합금이, 상기 납땜 재료의 융점 이상의 융점을 갖는 접합 구조체.
제6항에 있어서, 모재가, Cu, Fe, 및 Fe-Cu 합금으로서 이루어진 군(群)으로부터 선택되는 금속으로서 이루어진, 접합 구조체.
제1항에 있어서, 리드가 모재 및 상기 모재를 피복하는 도금으로서 이루어지고, 모재를 구성하는 금속 원소, 및 납땜 재료 및 도금을 구성하는 금속 원소로서 이루어진 군(群)으로부터 선택되는 금속 원소와 모재를 구성하는 합금 중 적어도 1개가, 상기 납땜 재료의 융점 보다 낮은 융점을 갖고, 리드가, 모재를 구성하는 금속 원소를 필릿 내에 용융시키지 않는 수단을 구비하는 접합 구조체.
제10항에 있어서, 모재가 Zn계 합금으로서 이루어지고, 상기 수단이, 모재와 도금과의 사이에 배치된 Ni로서 이루어진 하지(下地) 도금인, 접합 구조체.
제1항 내지 제11항의 어느 것에 기재한 접합 구조체를 포함하는 전자 회로 기판.