TWI450665B - 焊粉附著裝置及對電子電路基板之焊粉附著方法 - Google Patents
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Description
本發明是有關可對電子電路基板精細地附著焊粉用的焊粉附著裝置及對電子電路基板之焊粉附著方法。
本申請案是根據2010年1月20日在日本提出申請的特願2010-010270號主張優先權，在此援用其內容。
近年來，在電子電路基板、塑膠基板(也含薄膜)、陶瓷基板或者塑膠等塗層用的金屬基板等的絕緣性基板上，開發出形成電子電路圖案的電子電路基板。並隨之廣泛採用在該等電路圖案上軟焊IC元件、半導體晶片、電阻、電容器等的電子零件接合形成電子電路的手段。
根據以上的手段形成電子電路的場合是有將電子零件的簧片端子預先接合在電路圖案的預定的導電性電極表面部份的必要。其一般的方法是在電子電路基板上的導電性電路電極表面預先形成軟焊薄層之後，印刷焊糊或焊劑焊藥的手法已為人熟知。此後，進行對預定電子零件的定位載放與逆流，將簧片端子軟焊接合在導電性電路電極表面部份。
又，近年來隨著電子製品的小型化，則要求電子電路的微間距化。如以上製品例如，已知有在小面積內搭載0.3mm間距的QFP(Quad Flat Package)型式的LSI，或CSP(Chip Size Package)、0.15mm間距的FC(Flip Chip)等作為微間距的零件。為此，對電子電路基板要求可對應微間距之精細的軟焊電路圖案。
以往，在電子電路基板形成焊膜所成的軟焊電路的方法已知有例如電鍍法、HAL(Hot‧Air‧Level)法、印刷焊粉的焊糊之後逆流的方法等。但是，根據電鍍法的軟焊電路之製造方法在將焊層形成所需的厚度上困難。又，藉HAL法、焊糊之印刷的方法，則是在微間距圖案的對應上困難。
相對於該等習知的方法，作為可對應微間距圖案的軟焊電路形成方法已知有使用黏著性賦予化合物(專利文獻1)。這是藉著使黏著性賦予化合物對電子電路基板的反應，將黏著性賦予導電性電路電極表面。藉此可僅對導電性電路電極表面附著焊粉。隨後，將電子電路基板加熱，可形成細微的軟焊電路。根據此一方法，可不需要電路圖案的定位等繁雜的操作，並可形成細微的軟焊電路。
如上述，使用黏著性賦予化合物的方法已知有在具備旋轉暨振動機構的槽內，放入焊粉與電子電路基板並予以旋轉的方法。
根據此一方法，藉著槽中心部所配備的轉軸使得槽旋轉，藉此將電子電路基板埋沒於焊粉內。並藉著使槽的轉軸與電子電路基板表面大致成平行，使焊粉流入電子電路基板彼此之間，將各電子電路基板完全地埋沒。隨後，藉轉軸使槽振動，在電子電路基板的黏著部附著有焊粉(專利文獻2)。
並且，其他已知有藉著在容器內放入電子電路基板與焊粉或焊粉懸浮液使其傾動，將焊粉附著在黏著部的方法。該方法是設置使電子電路基板與焊粉或焊粉懸浮液的流動方向大致平行，並在傾動時使容器振動。藉此，使焊粉附著在電子電路基板的黏著部(專利文獻3)。
並已知有在將焊粉附著於電子電路基板的黏著部之後，在賦予振動的液體中浸漬的方法(專利文獻4)。藉此，可除去附著於不需要處的焊粉。因此，可防止鄰接之電路圖案間的短路。
[專利文獻1] 日本特開平07-007244號公報
[專利文獻2] 日本特開2003-332375號公報
[專利文獻3] 日本特開2006-278650號公報
[專利文獻4] 日本特開2007-149818號公報
但是，近年來，隨著微間距圖案的細微化，焊粉的粒徑也變得越小。隨此，習知的方法會有對於黏著部的附著困難。
例如，進行粒徑10μm左右之焊粉的附著時，焊粉彼此因靜電而容易凝聚。所以即使容器傾動或旋轉，焊粉會一邊凝聚一邊旋轉，使得對電子電路基板的附著不足。又，因為焊粉彼此會凝聚而不能均一地遍及至細微部為止，使得對電子電路基板內面的黏著部的附著不足。
另外，以濕式進行焊粉的附著時，因粉末粒的粒徑過小而導致粒子彼此的摩擦力增大。因此，容易造成焊粉懸浮液的固態化，即使傾動或旋轉容器仍不能充分進行移動。又，固態化的狀態下在電子電路基板表面移動，因此對黏著部之焊粉的附著不足。
此外，隨著微間距圖案的細微化，焊粉容易附著在電子電路基板的不須附著處。並且，微小的焊粉容易凝聚，因此多餘的焊粉容易附著在電子電路基板上。因此，在逆流時，在鄰接的電路圖案間會使焊粉溶解而容易造成短路。
另外，為了除去上述多餘的焊粉，以往的方法所進行的除去不足，或必須要另外的步驟。因此，有效地防止短路困難。
本發明是有鑒於上述課題所研創而成，在具有細微的微間距圖案的電子電路基板中，提供可對電子電路基板精細地附著焊粉用的焊粉附著裝置及對電子電路基板之焊粉附著方法為課題。
為了達成上述目的，本發明提供以下的手段。
[1] 一種焊粉附著裝置，其特徵為，具備：收容電子電路基板及焊粉的容器；具備於上述容器內，保持使上述電子電路基板之其基板面大致朝著上下方向的基板保持部；以上述容器的初期位置作為朝著第一方向傾動的傾斜位置，使上述容器從上述初期位置朝著與上述第一方向相反的第二方向傾動之後，使上述容器再次朝著上述第一方向傾動的傾動機構；藉轉軸的旋轉對上述容器的底部賦予振動而設置在上述底部中心的偏心馬達；及將上述偏心馬達的上述轉軸設定在與上述容器的傾動方向相同方向的控制手段所成的振動機構。
[2]如[1]項記載的焊粉附著裝置，其特徵為：上述振動機構，具有：上述傾動機構使上述容器傾動時讓上述容器振動的功能。
[3]如[1]或[2]項記載的焊粉附著裝置，其特徵為：上述傾動機構是控制傾動的角度成任意的值。
[4]如[1]至[3]項任一項記載的焊粉附著裝置，其特徵為：上述控制手段是控制上述偏心馬達的振幅及頻率成任意的值。
[5]如[4]項記載的焊粉附著裝置，其特徵為：上述頻率在0.5Hz~100kHz的範圍。
[6]如[1]至[5]項任一項記載的焊粉附著裝置，其特徵為：設有複數的上述偏心馬達，所有馬達皆朝著相同方向旋轉。
[7]如[1]至[6]項任一項記載的焊粉附著裝置，其特徵為：上述基板保持部是保持複數的上述電子電路基板的
構成。
[8]如[1]至[7]項任一項記載的焊粉附著裝置，其特徵為：上述支撐部為彈性體所構成。
[9]如[1]至[8]項任一項記載的焊粉附著裝置，其特徵為：在上述容器設置蓋，在上述容器內側具有密閉空間。
[10]一種焊粉附著方法，係於電子電路基板的黏著部附著焊粉的焊粉附著方法，其特徵為，具備：在容器內部的一方側配置焊粉，並在上述容器內部的基板保持部保持上述電子電路基板使其基板面大致朝著上下方向的準備步驟；以上述容器的初期位置作為朝著第一方向傾動的傾斜位置，藉傾動機構使上述容器從上述初期位置朝著與上述第一方向相反的第二方向傾動的第一步驟；及使上述容器再次朝著上述第一方向傾動的第二步驟。
[11]如[10]項記載的焊粉附著方法，其特徵為：上述第二步驟中，以朝著比上述第二方向傾動還大的傾斜角度，進行朝上述第一方向的傾動。
[12]如[10]或[11]項記載的焊粉附著方法，其特徵為：上述第一步驟與第二步驟中，使用複數的上述偏心馬達，並使該等馬達皆朝著相同方向旋轉。
[13]如[10]至[12]項任一項記載的焊粉附著方法，其特徵為：上述第一步驟與第二步驟中，藉上述傾動機構控制傾動的角度成任意的值。
[14]如[10]至[13]項任一項記載的焊粉附著方法，其特徵為：上述第一步驟與第二步驟中，藉控制手段控制上述偏心馬達的振幅及頻率成任意的值。
[15] 如[10]至[14]項任一項記載的焊粉附著方法，其特徵為：上述頻率在0.5Hz~100kHz的範圍。
[16] 如[10]至[14]項任一項記載的焊粉附著方法，其特徵為：上述準備步驟中，在上述容器設置蓋，並在上述容器內側的密閉空間填充惰性氣體。
[17] 如[10]至[16]項任一項記載的焊粉附著方法，其特徵為：上述焊粉的粒徑在4μm~20μm的範圍。
[18] 如[10]至[17]項任一項記載的焊粉附著方法，其特徵為：上述焊粉的粒徑在5μm~10μm的範圍。
根據本發明的焊粉附著裝置及對電子電路基板之焊粉附著方法，可使放入焊粉與電子電路基板的容器以任意的傾斜角度傾動。並藉著偏心馬達的控制手段與傾動機構的連動，可以使偏心馬達之轉軸的旋轉方向形成與容器的傾動方向相同的方向。藉此，可對應容器的傾動，以相對於其底部呈垂直的角度賦予振動。
藉此，即使是細微的粉末，仍可防止其凝聚或固態化，使焊粉配合容器的傾動而流動。因此，焊粉可均勻遍及到細微部為止，也可充分地附著到電子電路基板與容器底部之間的面上。
並且，根據本發明，藉偏心馬達在電子電路基板的正下方可以垂直的角度賦予振動。因此，使焊粉具有由下而上地突起，呈跳躍的舉動。藉以使焊粉以垂直的角度與電子電路基板衝突，可有效附著在黏著部。
並從第一方向朝著第二方向傾動附著有焊粉之後，以比朝著第二方向的傾動還大的傾斜角度朝第一方向的方向傾動，可藉此有效除去附著在不相關處的焊粉，或多餘的焊粉。
藉此，可有效地製造具有細微之微間距圖案的電子電路基板。並在鄰接的電路圖案中，可有效防止因熔融焊粉造成的短路。因此，可提升電子電路基板的可靠性，並可實現電子電路基板的小型化。藉此，可提供具優異特性的電子機器。
首先，針對焊粉附著裝置100的構成，使用第1A圖詳細說明如下。再者，以下的說明中所參照的圖式是為方便起見而放大其特徵顯示的場合，各構成元件的尺寸比例等與實際上並不一定相同。又，以下說明中所例示的材料、尺寸等僅為一例，本發明不僅限於此，在不變更其主旨的範圍內可適當變更加以實施。
本實施形態的焊粉附著裝置100，係由：容器1、保持電子電路基板10用的未圖示的基板保持部、振動機構3及傾動機構4等概略構成。
以下，針對各個構成加以說明。
如第1A圖表示，在容器1的上部具備蓋1b，藉著該等的嵌合，在容器1與蓋1b的內側構成密閉空間。又，蓋1b是形成可開合的構成，藉其開口部，可在容器1的內部收容焊粉20。並且，容器1在其內部配置有後述的基板保持部，形成可收容電子電路基板10的構成。並在對應容器1外側的底部1a中央的位置，設有後述的偏心馬達3a。
基板保持部是設置在容器1內，只要構成可保持複數的電子電路基板10使其基板面大致朝著上下方向，使用既有的保持部即可。並只要構成從容器1的底部1a隔著間隔保持，則更為理想。如此一來例如，可以使用沖壓出對應電子電路基板10部份之部份的電子電路基板10的保持板，及電子電路基板10的插件與電子電路基板10的壓制部所構成物。再者，以上的基板保持部中，其壓制部是以使用***電子電路基板10時不會造成大阻礙的突起、銷等的小型物為佳。
第1A圖是表示將上側的基板面(一面側10a)朝向容器1的蓋1b側，將另一面側10b朝向容器1的底部1a側的電子電路基板10。如在此表示，電子電路基板10是保持著間隔被保持在其另一面側10b與容器1的底部1a之間。又，電子電路基板10是將其下側的基板面(另一面側10b)配置與容器1的底部1a平行。
並且，在以上的基板保持部保持著複數電子電路基板10時，電子電路基板10彼此是以平行排列，且彼此保持著一定間隔配置為佳。
構成本發明對象的電子電路基板10是例如薄長方形的構成，並且，其材料可以使用在塑膠基板、塑膠膜基板、玻璃布基板、紙基質環氧樹脂基板、陶瓷基板等層疊金屬板的基板，或在金屬基材上包覆塑膠或陶瓷等的絕緣基板上，使用金屬等的導電性物質形成電路圖案的單面電路基板、雙面電路基板、多層電路基板或撓性電路基板等。並且，另外也可運用IC基板、電容器、電阻、線圈、變阻器、裸晶片、晶圓等。
此外，在電子電路基板10的表面(一面側10a、另一面側10b)，例如形成有銅，或銅合金所成未圖示的電路圖案。形成電路圖案的導電性物質不限於該等，只要是藉著後述的黏著性賦予物質在表面可獲得黏著性的導電性的物質則也可以使用其他物質。以上的導電性物質可舉例如含Ni、Sn、Ni-Au、閃鍍金、Pd、Ag釺焊合金等的物質等。
並且，在該電路圖案的表面形成有附著焊粉20用的未圖示的黏著部。該黏著部是對應電路圖案部份使後述的黏著性賦予化合物產生反應所形成。
上述的黏著性賦予化合物可使用萘***系衍生物、苯并***系衍生物、咪唑系衍生物、苯并咪唑系衍生物、巰基苯并噻唑系衍生物及苯并噻唑硫代脂肪酸等。該等黏著性賦予化合物對於銅的效果尤其較強，但是其他的導電性物質也可賦予黏著性。
振動機構3是由偏心馬達3a與控制手段3b所構成。
偏心馬達3a是在容器1的外側，且設置在對應底部1a中央的位置。又，該偏心馬達3a的轉軸是藉著後述的控制手段3b，控制其旋轉方向與振幅及頻率。本實施形態是藉控制手段3b，控制使偏心馬達3a的轉軸朝著與容器1的傾動方向相同的方向旋轉，並可對應容器1的傾動方向變更其旋轉方向。
另外，偏心馬達3a只要在容器1的外側，且對應底部1a中央的位置設置一個即可，但也可以設置複數偏心馬達3a。此時，藉控制手段3b控制使所有的偏心馬達3a皆朝著同一方向旋轉為佳。又，複數偏心馬達3a是以在對應基板保持部正下方的位置，且彼此以等間隔配置為佳。藉此，複數偏心馬達3a可以均等並以垂直的角度賦予底部1a振動。
控制手段3b為控制偏心馬達3a的旋轉方向與振幅及頻率的手段。並且，控制手段3b是與後述的傾動機構4連動，對應容器1的傾動來控制偏心馬達3a的轉軸的旋轉方向。藉此，控制使偏心馬達3a的轉軸朝著與容器1的傾動方向相同的方向旋轉。藉此，偏心馬達3a形成對容器1的底部1a以垂直的角度賦予振動的構成。
此外，偏心馬達3a的轉軸的振幅及頻率是形成可因應焊粉20的狀態任意設定的構成，可設定的頻率只要在50Hz~60Hz的範圍即可，但以0.5Hz~100kHz的範圍為佳。頻率低於0.5Hz時不能獲得振動的效果，高於100kHz時振幅變小而導致焊粉20移動的困難而不理想。
如第1A圖表示，傾動機構4是設置在容器1的外側。傾動機構4是例如由傾動軸4a與傾動手段4b與傾動板4c所構成，其中傾動板4c是藉著後述的支撐部2與容器1連結的構成。再者，傾動機構4的構成不限於在此所表示，只要使容器1傾動即可不論其他的構成。
在此表示的傾動機構4是設置在容器1的外側且下部，透過後述的支撐部2，形成與容器1連結的構成。傾動手段4b例如具備未圖示的驅動馬達，形成使傾動軸4a旋轉的構成。由於傾動軸4a與傾動板4c成連結，藉傾動軸4a的旋轉，使傾動板4c傾動。藉此，傾動板4c是以傾動手段4b設定的任意傾斜角度，朝第一方向A或第二方向B傾動。且傾動板4c是透過支撐部2與容器1連結。因此，容器1是形成與傾動板4c的傾動連動的構成。
在此，支撐部2是例如以彈簧等的彈性體構成為佳。彈性體所成的支撐部2可承受容器1傾動時的重量而伸縮。因此，可緩和傾動過程中焊粉20的流動及焊粉20對容器1內的衝突。並且，支撐部2不限於彈簧，只要可支撐容器1的重量，且為彈性體也可以是其他的構成。
另外，對支撐部2的配置尤其不加以限定，但是以至少可支撐容器1的底部1a的兩端，並彼此以等間隔配置為佳。
藉著該等的構成，傾動機構4可以任意的角度使容器1傾動。並可對應傾動方向，任意設定其傾斜角度。
本實施形態的焊粉附著裝置100可使放入焊粉20與電子電路基板10的容器1以任意的傾斜角度傾動。又，偏心馬達3a的控制手段3b是與傾動機構4連動，可藉以使偏心馬達3a的旋轉方向與容器1的傾動方向形成同一方向。
藉此，對應容器1的傾動，可以對其底部1a成垂直的角度賦予振動。
如此一來，藉本實施形態的焊粉附著裝置100的使用，即使是細微的焊粉20也可以防止對電子電路基板10之乾式附著時的凝聚。又，於濕式附著時，可防止焊粉20的懸浮液(焊粉懸浮液)的固態化。亦即，藉著本實施形態的焊粉附著裝置100的使用，可使焊粉20配合容器1的傾動而在容器1內流動。藉以使焊粉20均勻遍及至細微部為止，也可遍及到電子電路基板10的另一面側10b與容器1的底部1a之間。因此，對其他面側10b的黏著部也可以使焊粉20充分地附著。
並且，本實施形態的偏心馬達3a是形成在電子電路基板10的正下方以垂直的角度賦予振動的構成。因此，可使焊粉20由下而上地突起，呈跳躍的舉動。藉以使焊粉20以垂直的角度與電子電路基板衝突，有效附著在黏著部。
又，在焊粉20附著之後，以比焊粉20附著時還大的傾斜角度朝著相反方向傾動，並使得偏心馬達3a逆轉施以振動，可有效除去附著在不相關處的焊粉20，或多餘的焊粉20。
如上述，藉著本實施形態的焊粉附著裝置100的使用，即使細微的焊粉20，可容易使其流動化，並且均勻附著在電子電路基板10的黏著部。且不但不須除去焊粉20用的其他步驟，並可減少傾斜的次數。根據此一方法，只要使焊粉20在容器1內至少一往返即可，可較以往的方法簡化其步驟。並且，由於本實施形態的焊粉附著裝置100可水平配置，因此可使其步驟自動化。
根據以上的說明，可有效製造具有細微的微間距圖案的電子電路基板10。又在鄰接的電路圖案間，可有效防止因熔融焊粉造成短路。可提升電子電路基板10的可靠性，並實現電子電路基板10的小型化。因此，可提供具優異特性的電子機器。
接著，針對電子電路基板10的焊粉20的附著方法使用第1A圖~第1D圖及第2A圖~第2C圖說明如下。
對本實施形態的電子電路基板10的焊粉20的附著方法，概略由：在電子電路基板10上的端子表面塗抹黏著性賦予化合物以形成黏著層的步驟；容器1內側的一方側配置焊粉20的步驟；在與容器1內部的焊粉20相對位置之的基板保持部保持電子電路基板10使其基板面朝大致上下方向的步驟(準備步驟)；以容器1的初期位置作為朝第一的方向A傾動的傾斜位置，使焊粉20從容器1內部的第一方向A移動到第二方向B的第一步驟；及使焊粉20從容器1內部的第二方向B移動到第一方向A的第二步驟所構成。再者，以下的說明中所例示的構成為其中一例，本發明不僅限於此，在變更其主旨的範圍內可適當變更加以實施。
準備步驟，進一步概略由：在電子電路基板10上的端子表面塗抹黏著性賦予化合物以形成黏著層的步驟；在容器1內部的預定位置配置焊粉20的步驟；在與容器1內部的焊粉20相對的位置之基板保持部保持電子電路基板10的步驟所構成。以下，針對各個構成說明其詳細。
首先，以黏著性賦予化合物處理電子電路基板10之未圖示的導電性電路電極的表面。
最初，準備電子電路基板10。構成本發明對象的電子電路基板10是例如薄長方形的構成，且其材料可以使用在塑膠基板、塑膠膜基板、玻璃布基板、紙基質環氧樹脂基板、陶瓷基板等層疊金屬板的基板，或在金屬基材上包覆塑膠或陶瓷等的絕緣基板上，使用金屬等的導電性物質形成電路圖案的單面電路基板、雙面電路基板、多層電路基板或撓性電路基板等。並且，另外也可運用IC基板、電容器、電阻、線圈、變阻器、裸晶片、晶圓等。
此外，在電子電路基板10的表面(一面側10a、另一面側10b)，例如形成有銅，或銅合金所成未圖示的電路圖案。形成電路圖案的導電性物質不限於該等，只要是藉著後述的黏著性賦予物質在表面可獲得黏著性的導電性的物質則也可以使用其他物質。該等的金屬可舉例如含Ni、Sn、Ni-Au、閃鍍金、Pd、Ag釺焊合金等的物質等。
接著，在電子電路基板10的未圖示的導電性電路電極的表面形成黏著層。首先，在水或酸性水溶解以下表示黏著性賦予化合物中的至少1種或2種以上，製成調整成微酸性的黏著性溶液。此時，黏著性溶液的氫離子濃度指數是以pH3~4程度為佳。
接著，將電子電路基板10浸漬在黏著性溶液，或在電子電路基板10塗抹黏著性溶液。藉此，在電子電路基板10的電路圖案形成黏著層。
此時，黏著性賦予化合物可使用萘***系衍生物、苯并***系衍生物、咪唑系衍生物、苯并咪唑系衍生物、巰基苯并噻唑系衍生物及苯并噻唑硫代脂肪酸等。該等黏著性賦予化合物對於銅的效果尤其較強，但是其他的導電性物質也可賦予黏著性。
又，本發明中，可適當使用以一般式(1)表示的苯并***系衍生物。但是，式(1)中的R1~R4是獨立形成氫原子、碳數為1~16(以5~16為佳)的烷基、烷氧基、F、Br、Cl、I、氰基、氨基或OH基。
【化1】
又，本發明中，可適當使用以一般式(2)表示的萘***系衍生物。但是，式(2)中的R5~R10是獨立形成氫原子、碳數為1~16(以5~16為佳)的烷基、烷氧基、F、Br、Cl、I、氰基、氨基或OH基。
【化2】
又，本發明中，可適當使用以一般式(3)表示的咪唑系衍生物。但是，式(3)中的R11、R12是獨立形成氫原子、碳數為1~16(以5~16為佳)的烷基、烷氧基、F、Br、Cl、I、氰基、氨基或OH基。
【化3】
又，本發明中，可適當使用以一般式(4)表示的苯并咪唑系衍生物。但是，式(4)中的R13~R17是獨立形成氫原子、碳數為1~16(以5~16為佳)的烷基、烷氧基、F、Br、Cl、I、氰基、氨基或OH基。
【化4】
又，本發明中，可適當使用以一般式(5)表示的巰基苯并噻唑系衍生物。但是，式(5)中的R18~R21是獨立形成氫原子、碳數為1~16(以5~16為佳)的烷基、烷氧基、F、Br、Cl、I、氰基、氨基或OH基。
【化5】
又，本發明中，可適當使用以一般式(6)表示的苯并噻唑硫代脂肪酸系衍生物。但是，式(4)中的R22~R26是獨立形成氫原子、碳數為1~16(以1或2為佳)的烷基、烷氧基、F、Br、Cl、I、氰基、氨基或OH基。
【化6】
該等化合物之中，一般式(1)表示的苯并***系衍生物中，R1~R4的碳數越多則黏著性越強。
此外，一般式(3)及一般式(4)表示的咪唑系衍生物及苯并咪唑系衍生物中，一般也是R11~R17的碳數越多黏著性越強。
又，一般式(6)表示的苯并噻唑硫代脂肪酸系衍生物中，R22~R26的碳數是以1或2為佳。
另外，黏著性溶液的pH調整所使用的物質可舉例如鹽酸、硫酸、硝酸、磷酸等的無機酸等。且有機酸則可使用蟻酸、乳酸、醋酸、丙酸、頻果酸、草酸、丙二酸、琥珀酸、酒石酸等。在此，黏著性溶液的黏著性賦予化合物的濃度尤其不加以限定，只要可對應溶解性、使用狀況適當調整使用即可。此時，作為黏著性化合物的濃度以整體為0.05質量%~20質量%範圍內的濃度為佳。又，形成較0.05質量%的低濃度時，黏著性賦予化合物不能賦予充分的黏著性則不理想。
並且，將黏著性溶液附著於導電性電路電極時的處理溫度則是以若干高於室溫為佳。可藉以使黏著層的形成速度、形成量成為足夠的值。又，該處理溫度雖是根據構成黏著性化合物的濃度與導電性電路電極的金屬種類等使其最適當值加以變化，但是一般是在30℃~60℃左右的範圍為佳。又，對此黏著性溶液的浸漬時間是以5秒~5分鐘之間左右的範圍為佳。為此，調整其他的條件使浸漬時間在此範圍內為佳。
另外，黏著性溶液中，以共存著銅離子50~1000ppm為佳。共存有銅離子是為了提高黏著層的形成速度、形成量等的形成效率。
接著，使容器1朝著第一方向A側傾斜開放蓋1b，如第1A圖表示配置焊粉20。在此，焊粉20的金屬組成可舉例如Sn-Pb系、Sn-Pb-Ag系、Sn-Pb-Bi系、Sn-Pb-Bi-Ag系、Sn-Pb-Cd系。並從最近產業廢棄物的Pb排出的觀點來看，尤其以使用不含Pb的Sn-In系、Sn-Bi系、In-Ag系、In-Bi系、Sn-Zn系、Sn-Ag系、Sn-Cu系、Sn-Sb系、Sn-Au系、Sn-Bi-Ag-Cu系、Sn-Ge系、Sn-Bi-Cu系、Sn-Cu-Sb-Ag系、Sn-Ag-Zn系、Sn-Cu-Ag系、Sn-Bi-Sb系、Sn-Bi-Sb-Zn系、Sn-Bi-Cu-Zn系、Sn-Ag-Sb系、Sn-Ag-Sb-Zn系、Sn-Ag-Cu-Zn系、Sn-Zn-Bi系為佳。
另外，上述金屬組成的具體例是以Sn的63質量%、Pb的37質量%的共晶焊接(以下表示成63Sn/37Pb)為中心，62Sn/36Pb/2Ag、62.6Sn/37Pb/0.4Ag、60Sn/40Pb、50Sn/50Pb、30Sn/70Pb、25Sn/75Pb、10Sn/88Pb/2Ag、46Sn/8Bi/46Pb、57Sn/3Bi/40Pb、42Sn/42Pb/14Bi/2Ag、45Sn/40Pb/15Bi、50Sn/32Pb/18Cd、48Sn/52In、43Sn/57Bi、97In/3Ag、58Sn/42In、95In/5Bi、60Sn/40Bi、91Sn/9Zn、96.5Sn/3.5Ag、99.3Sn/0.7Cu、95Sn/5Sb、20Sn/80Au、90Sn/10Ag、90Sn/7.5Bi/2Ag/0.5Cu、97Sn/3Cu、99Sn/1Ge、92Sn/7.5Bi/0.5Cu、97Sn/2Cu/0.8Sb/0.2Ag、95.5Sn/3.5Ag/1Zn、95.5Sn/4Cu/0.5Ag、52Sn/45Bi/3Sb、51Sn/45Bi/3Sb/1Zn、85Sn/10Bi/5Sb、84Sn/10Bi/5Sb/1Zn、88.2Sn/10Bi/0.8Cu/1Zn、89Sn/4Ag/7Sb、88Sn/4Ag/7Sb/1Zn、98Sn/1Ag/1Sb、97Sn/1Ag/1Sb/1Zn、91.2Sn/2Ag/0.8Cu/6Zn、89Sn/8Zn/3Bi、86Sn/8Zn/6Bi、89.1Sn/2Ag/0.9Cu/8Zn等。並使用本發明的焊粉20也可將不同組成的焊粉混合2種類以上。
另外，焊粉20的粒徑以在4μm~20μm的範圍為佳，尤其以5μm~10μm的範圍更佳。焊粉20的粒徑尤其不限定於該值，也可以比該值還大的值。
此時的容器1的傾斜角度只要對應焊粉20的量及後述的第一步驟的傾斜角度適當設定即可。
接著，在容器1內部的第一方向A側配置焊粉20。此時，焊粉20以不接觸基板保持部為佳。此蓋1b在每進行對電子電路基板10附著焊粉20的處理時開放，由此進使得粉20及電子電路基板10進出於容器1內。
又，以濕式進行焊粉20附著的場合是使容器1傾斜將水等的分散液放入到容器1內之後，添加焊粉20。藉此，將焊粉20分散於分散液中形成焊粉懸浮液。
並且，本實施形態中，將焊粉20較電子電路基板10預先放入到容器1內部為佳。藉此，在後述的基板保持部保持著電子電路基板10的步驟中即可進行蓋1b的開合，可抑制焊粉20的飛散之用。
接著，在未圖示的基板保持部保持著電子電路基板10。該基板保持部是設置在容器1內，只要將複數電子電路基板10從容器1的底部1a隔著間隔，並可將其基板面保持大成朝著上下方向的構成即可，也可使用既有的構成。又，以上的基板保持部中，其抑制部是以使用在電子電路基板10***時不會造成大的阻礙的突起、銷等小型物為佳。
在上述基板保持部保持著電子電路基板10，藉以使電子電路基板10的另一面側10b與容器1的底部1a保持著平行，並與底部1a之間維持著間隔。
此時，以電子電路基板10的蓋1b側的基板面作為一面側10a，以底部1a側的基板面作為另一面側10b。並且，在上述基板保持部保持著複數電子電路基板10時，以使得電子電路基板10彼此平行，且彼此保持著一定的間隔配置為佳。藉以使電子電路基板10形成配置在後述的偏心馬達3a的正上方的構成。如上述，電子電路基板10是相對於底部1a成平行安裝。
在此，使電子電路基板10出入於容器1內部時，焊粉20被儲存在容器1的下部，形成由蓋1b分開的配置。因此，在蓋1b開合時，可抑制焊粉20朝著外部的飛散。
之後，關閉蓋1b，在容器1內部的密閉空間例如填充N2等的惰性氣體。並在之後的步驟中取出電子電路基板10為止，蓋1b維持著關閉的狀態。容器1內部填充著惰性氣體的狀態是為了防止焊粉20的氧化。
接著，如第1A圖~第1D圖表示，使焊粉20從容器1內部的第一方向A側移動至第二方向的B側。
第1A圖是在容器1內部配置焊粉20或焊粉懸浮液與電子電路基板10的狀態。容器1的外側設有偏心馬達3a與控制手段3b所成的振動機構3，其中至少偏心馬達3a是設置在對應底部1a中央的位置。
又，偏心馬達3a的轉軸藉著控制手段3b，控制其旋轉方向與振幅及頻率。本實施形態中，控制使偏心馬達3a的轉軸朝著與容器1的傾動方向相同的方向旋轉，對應傾動方向的變更也可變更其旋轉方向。
並且，在容器1的外側設有傾動軸4a與傾動手段4b與傾動板4c所成的傾動機構4，形成透過後述的支撐部2使容器1傾動的構成。且其傾動手段4b為可任意設定傾斜角度。
首先，使容器1從第一方向A側朝著第二方向B側以和水平狀態例如成5°的角度傾動。最初，藉著傾動手段4b的例如未圖示的驅動馬達使傾動軸4a旋轉。藉以使接合於傾動軸4a的傾動板4c朝第二方向B傾動。此時傾動板4c可以傾動手段4b所設定任意的傾斜角度傾動。
在此，容器1例如是藉著彈簧等的彈性體所成的支撐部2與傾動板4c連結。藉此，容器1與傾動板4c連動而傾動。且支撐部2不限於彈簧，只要可支撐容器1的重量，並只要是彈性體也可使用其他的構成。又，支撐部2的配置尤其不加以限定，但以至少支撐容器1的底部1a的兩端，且彼此以等間隔配置為佳。
另外，隨著容器1的傾動，偏心馬達3a與控制手段3b所成的振動機構3使容器1的底部1a振動。控制手段3b是與後述的傾動機構4連動，形成對應容器1的傾動來控制偏心馬達3a轉軸的旋轉方向的構成。
又，偏心馬達3a的轉軸藉控制手段3b，控制朝著與容器1的傾動方向相同的方向旋轉。藉此，偏心馬達3a的轉軸可對應容器1的傾動方向使其旋轉方向變化，而對底部1a經常以垂直的角度賦予振動。
藉此振動，使焊粉20具有由下而上地突起，呈跳躍的舉動。藉此防止焊粉20的凝聚，可隨著容器1的傾動而移動。並且，可藉以使焊粉20，均勻地遍及至細微部為止，並可遍及至電子電路基板10的另一面側10b與容器1的底部1a之間。因此，也可以使焊粉20充分地附著於另一面側10b的黏著部。
又，焊粉20具有由下而上地突起，呈跳躍的舉動，可以垂直的角度與電子電路基板10衝突，有效地附著於黏著部。
此外，使用焊粉懸浮液時，焊粉20具有由下而上地突起，呈跳躍的舉動，所以可防止焊粉懸浮液的固態化。因此，焊粉懸浮液是呈液狀態，隨著容器1的傾動而流動至細微部為止。又，焊粉20是以垂直的角度與電子電路基板10衝突，因此可有效附著於黏著部。
此時，偏心馬達3a的轉軸的振幅及頻率對應焊粉20的狀態任意地設定即可。頻率雖可設定於50Hz~60Hz的範圍，但尤其以設定在0.5Hz~100kHz的範圍更佳。頻率低於0.5Hz時不能獲得振動的效果，且高於100kHz時會使得焊粉20的移動困難而不理想。
根據上述，如第1B圖~第1C圖表示，焊粉20是一邊接觸電子電路基板10的表面一邊移動，附著於其黏著部。再者，偏心馬達3a的振幅及頻率對應焊粉20的移動狀態及跳躍的狀態任意設定即可。在此針對頻率例如以交流頻率50Hz來設定。
並且，偏心馬達3a是於容器1的外側，且在對應底部1a中央的位置設置一個即可，但也可以設置複數偏心馬達3a的構成。此時，藉控制手段3b，以控制使偏心馬達3a皆朝著相同方向旋轉為佳。又，複數偏心馬達3a是以對應於基板保持部正下方的位置，並彼此以等間隔配置為佳。藉此，複數偏心馬達3a可均等，且相對於底部1a以垂直的角度賦予振動。
之後，如第1D圖表示，焊粉20接觸於容器1的第二方向B側的側壁，結束其移動。此時，支撐部2承受容器1傾動時的重量而伸縮，因此可緩和焊粉20的流動及焊粉20對容器1內的衝突。
接著，如第2A圖~第2C圖表示，將焊粉20從容器1內部的第二方向B朝著第一方向A移動。第2A圖為第一步驟之後的狀態，在容器1內的第二方向B側，配置焊粉20或焊粉懸浮液與電子電路基板10的狀態。
首先，使容器1從水平狀態例如以30°的角度朝著第一方向A側傾動。
該傾動是和第一步驟的傾動相反方向。並且，該傾動是以比第一步驟朝著第二方向B的傾動還大的傾斜角度進行為佳。
另外，隨著容器1的傾動，藉著振動機構3使容器1的底部1a振動。偏心馬達3a的轉軸是藉著控制手段3b，朝著與容器1的第二方向相同的方向旋轉。此時，第一方向A是與第二方向B成相反的朝向。藉此，偏心馬達3a可以垂直的角度賦予底部1a振動。
藉此，焊粉20具有跳躍的舉動，如第2B圖表示隨著容器1的傾動而移動。
此時，容器1的傾動是以較第一步驟之容器1的傾動還大的傾斜角度進行為佳。因此，可藉振動使附著在不相關處的焊粉20及多餘的焊粉20跳躍，並在容器1內朝著第一方向移動。藉此有效除去附著在黏著部以外之處的焊粉20。
如上述，可使焊粉20有效地附著在電子電路基板10的黏著部，並除去附著在多餘之處的焊粉20。該第一步驟、第二步驟雖至少進行1次即可，但只要根據其附著狀態適當調整其次數即可。
又，偏心馬達3a的振幅及頻率只要對應焊粉20的移動狀態或跳躍的狀態任意設定即可。且設置複數偏心馬達3a的場合，以藉著控制手段3b控制使偏心馬達3a所有皆朝著相同方向旋轉為佳。
之後，如第2C圖表示，焊粉20抵接於容器1的第一方向A的側壁，結束其移動。
其後，進行：從容器1取出電子電路基板10的步驟；對電子電路基板10塗抹含有機酸鹽基的氫鹵酸鹽的活性劑的步驟；將電子電路基板10以焊粉的熔點以下加熱，使焊粉20固定的步驟；在電子電路基板10塗抹焊劑焊藥的步驟；及對電子電路基板10加熱，進行使焊粉20熔融的步驟，藉此製造電子電路基板10。
根據本實施形態對電子電路基板10之焊粉20的附著方法，可以任意的傾斜角度使放入焊粉20與電子電路基板10的容器1傾動。
並且，可使偏心馬達3a朝著與容器1的傾動方向相同的方向旋轉。藉此，可對應容器1的輕動而以相對於其底部1a成垂直的角度賦予振動。
藉以使焊粉20具有跳躍的舉動。因此，即使是細微的粉末20也可防止其凝聚。又，即使焊粉20的懸浮液也可防止其固態化。因此，根據本實施形態，可使焊粉20配合容器1的傾動均勻地遍及於容器1內，並可與電子電路基板10的黏著部垂直衝突。所以，第一步驟中，以電子電路基板10的另一面側10b開始，可使黏著部的細微的部份充分地附著焊粉20。
又，第二步驟中，使容器1以大於第一步驟的傾角度傾動，藉此可有效地除去附著在不相關處的焊粉20或多餘的焊粉20。
如上述，即使是細微的焊粉20，仍可均勻地附著在電子電路基板10的黏著部。且不僅不須除去焊粉20用的其他步驟，並可減少傾斜的次數。根據此一方法，只要使焊粉20在容器1內至少一往返即可，可較以往的方法簡化其步驟。並且，由於本實施形態的焊粉附著裝置100可水平配置，因此可使其步驟自動化。
根據以上的說明，可有效製造具有細微的微間距圖案的電子電路基板10。又在鄰接的電路圖案間，可有效防止因熔融焊粉造成短路。可提升電子電路基板10的可靠性，並實現電子電路基板10的小型化。因此，可提供具優異特性的電子機器。
以下，雖藉著實施例來說明本發明，但本發明不限於此。
首先，準備寬度50mm、縱長200mm、寬度0.4mm的大的薄長方形電子電路基板10。再者，電子電路基板10的電極的最小寬度為20μm，電極間的最小間隔為20μm。
接著，以鹽酸水進行電子電路基板10的前處理。其次，作為含黏著性賦予化合物的黏著性溶液是準備一般式(3)的R12的烷基為C11
H23
，R11為氫原子的咪唑系化合物的2質量%水溶液，以醋酸調整其pH至大約4。接著，將此黏著性溶液加溫至40℃，將電子電路基板10浸漬3分鐘，藉此，在電子電路基板10的一面側10a及另一面側10b的電子電路形成黏著層。
其次，使內尺寸為縱長200mm、橫長120mm、高度150mm大小的容器1朝著第一方向A側傾斜開啟蓋1b。接著，由蓋1b的開口部，將組成為96.5Sn/3.5Ag、粒徑5μm的焊粉20配置約400g至容器1內的第一方向A側。此時，使焊粉20不接觸未圖示的基板保持部。接著，在容器1內投入水1600ml，形成焊粉20的焊粉懸浮液。
接著準備焊粉附著裝置100，在未圖示的基板保持部，使三片的電子電路基板10的一面側10a朝向上方(容器1的蓋1b側)，並在與底部1a之間以維持著間隔的構成予以保持。將此狀態表示於第1A圖。
其次，藉傾動手段4b之例如未圖示的驅動馬達來驅動傾動軸4a。藉以使容器1朝向第二方向B側，由水平狀態以5°的傾斜角度傾動。並隨此，使偏心馬達3a在與容器1的傾動方向相同的方向旋轉。藉此，底部1a可由其外側以垂直的角度賦予振動。又，此時的偏心馬達3a的頻率為交流頻率50Hz。
接著，將容器1朝向第一方向A側，由水平狀態以5°的傾斜角度傾動。並隨此，使偏心馬達3a以容器1的傾動方向旋轉。
朝著該第一方向A的傾動與朝第二方向B的傾動各進行一次。又該等傾動的週期分別為10秒。
之後，從容器1取出電子電路基板10以純水清洗之後，乾燥。
接著，在電子電路基板10的一面側10a與另一面側10b的兩面塗抹活性劑。
其次使電子電路基板10在空氣中乾燥，放入加熱至240℃的烤箱在空氣中加熱1分鐘，使焊粉20熔解。隨後進行電子電路基板10的電子電路的確認，未發現有短路與脫落。
除了不使偏心馬達3a旋轉之外，採用與實施例1相同的方法，但是如第3圖表示，即使傾動容器1，仍不能使焊粉20充分地擴散。並隨後，在製造電子電路基板10之後進行電子電路的確認時，觀察出短路與脫落。
1．．．容器
1a．．．底部
1b．．．蓋
2．．．支撐部
3．．．振動機構
3a．．．偏心馬達
3b．．．控制手段
4．．．傾動機構
4a．．．傾動軸
4b．．．傾動手段
4c．．．傾動板
10．．．電子電路基板
20．．．焊粉
100．．．焊粉附著裝置
A．．．第一方向
B．．．第二方向
第1A圖是說明本發明的焊粉附著方法的製造步驟之一例的步驟剖視圖。
第1B圖是說明本發明的焊粉附著方法的製造步驟之一例的步驟剖視圖。
第1C圖是說明本發明的焊粉附著方法的製造步驟之一例的步驟剖視圖。
第1D圖是說明本發明的焊粉附著方法的製造步驟之一例的步驟剖視圖。
第2A圖是說明本發明的焊粉附著方法的製造步驟之一例的步驟剖視圖。
第2B圖是說明本發明的焊粉附著方法的製造步驟之一例的步驟剖視圖。
第2C圖是說明本發明的焊粉附著方法的製造步驟之一例的步驟剖視圖。
第3圖是說明實施例的焊粉附著方法的製造步驟之一例的步驟剖視圖。
Claims (18)
- 一種焊粉附著裝置，其特徵為，具備：容器，收容電子電路基板及焊粉；基板保持部，具備於上述容器內，保持使上述電子電路基板之其基板面大致朝著上下方向；傾動機構，以上述容器的初期位置作為朝著第一方向傾動的傾斜位置，使上述容器從上述初期位置朝著與上述第一方向相反的第二方向傾動之後，使上述容器再次朝著上述第一方向傾動；振動機構，係由：偏心馬達及控制手段所構成，該偏心馬達，藉轉軸的旋轉對上述容器的底部賦予振動而設置在上述底部中心；及該控制手段，將上述偏心馬達的上述轉軸設定在與上述容器的傾動方向相同的方向。
- 如申請專利範圍第1項記載的焊粉附著裝置，其中，上述振動機構，具有：上述傾動機構使上述容器傾動時使上述容器振動的功能。
- 如申請專利範圍第1項記載的焊粉附著裝置，其中，上述傾動機構是控制傾動的角度成任意的值。
- 如申請專利範圍第1項記載的焊粉附著裝置，其中，上述控制手段是控制上述偏心馬達的振幅及頻率成任意的值。
- 如申請專利範圍第4項記載的焊粉附著裝置，其中：上述頻率在0.5Hz~100kHz的範圍。
- 如申請專利範圍第1項記載的焊粉附著裝置，其中，設有複數的上述偏心馬達，所有馬達皆朝著相同方向旋轉。
- 如申請專利範圍第1項記載的焊粉附著裝置，其中，上述基板保持部是保持複數的上述電子電路基板的構成。
- 如申請專利範圍第1項記載的焊粉附著裝置，其中，具備有將上述容器與上述傾動機構連結的支撐部，上述支撐部為彈性體所構成。
- 如申請專利範圍第1項記載的焊粉附著裝置，其中，在上述容器設置蓋，在上述容器內側具有密閉空間。
- 一種焊粉附著方法，係於電子電路基板的黏著部附著焊粉的焊粉附著方法，其特徵為，具備：在容器內部的一方側配置焊粉，並在上述容器內部的基板保持部保持上述電子電路基板使其基板面大致朝著上下方向的準備步驟；以上述容器的初期位置作為朝著第一方向傾動的傾斜位置，藉傾動機構使上述容器從上述初期位置朝著與上述第一方向相反的第二方向傾動的第一步驟；及使上述容器再次朝著上述第一方向傾動的第二步驟，在第一步驟及第二步驟的至少其中一個步驟中，於上述容器的外側設有由偏心馬達與控制手段所構成的振動機構，並且進一步地具備：藉由使上述偏心馬達的轉軸進行旋轉來對上述容器的底部賦予振動之步驟。
- 如申請專利範圍第10項記載的焊粉附著方法， 其中，上述第二步驟中，以朝著比上述第二方向傾動還大的傾斜角度，進行朝上述第一方向的傾動。
- 如申請專利範圍第10項記載的焊粉附著方法，其中，上述第一步驟與第二步驟中，使用複數的上述偏心馬達，並使該等馬達皆朝著相同方向旋轉。
- 如申請專利範圍第10項記載的焊粉附著方法，其中，上述第一步驟與第二步驟中，藉上述傾動機構控制傾動的角度成任意的值。
- 如申請專利範圍第10項記載的焊粉附著方法，其中，上述第一步驟與第二步驟中，藉控制手段控制上述偏心馬達的振幅及頻率成任意的值。
- 如申請專利範圍第14項記載的焊粉附著方法，其中，上述頻率在0.5Hz~100kHz的範圍。
- 如申請專利範圍第10項記載的焊粉附著方法，其中，上述準備步驟中，在上述容器設置蓋，並在上述容器內側的密閉空間填充惰性氣體。
- 如申請專利範圍第10項記載的焊粉附著方法，其中，上述焊粉的粒徑在4μm~20μm的範圍。
- 如申請專利範圍第17項記載的焊粉附著方法，其中，上述焊粉的粒徑在5μm~10μm的範圍。
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