JP2556971B2

JP2556971B2 - 半田転写キャリア．フィルムと、半田転写キャリア、フィルムの再生方法

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Publication number: JP2556971B2
Application number: JP61190168A
Authority: JP
Inventors: 恵次飯村; 朝安中野
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-08-12
Filing date: 1986-08-12
Publication date: 1996-11-27
Anticipated expiration: 2011-11-27
Also published as: JPS6345891A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、例えば電子回路素子、電子回路基板、電子
表示素子等の各種電子装置において、ハンダを形成する
必要がある所定箇所にのみ、適量の半田を供給できる、
新しい半田転写キャリア・フィルムと、この半田転写キ
ャリア・フィルムを用いて電子装置等の被転写体の所定
箇所に半田を転写する方法を提供するものである。

［従来の技術］従来、例えば電子回路素子を電子回路基板に実装する
場合に、電子回路基板の導体（及び、又は電子回路素子
の導体）の所定箇所に予め予備半田を設けておき、上記
電子回路素子を上記電子回路基板上に乗せて上記半田を
再び加熱溶融させて、電気的接続をする半田リフロー法
（リフロー・ソルダリング法）が広く採用されている。

そして上記予備半田を供給するには、（従来例Ｉ）と
して、多数の半田粉末とフラックス等の溶剤とを含む半
田ペーストを上記電子回路基板の所定導体部にスクリー
ン印刷する方法や、また、（従来例II）として、予め上
記電子回路基板を溶融半田槽中に浸漬し予備半田を設け
る方法などがある。

いずれの場合にも予備半田をリフロー（再加熱溶融）
するまで上記電子回路素子を上記電子回路基板上に仮止
め（仮固定）しておく。

前者の半田ペーストを用いる場合にはペーストの粘着
性を利用し、後者の半田浸漬法を用いる場合には予備半
田上にフラックスを塗布してその粘着性を利用し、又は
接着剤を利用して上記電子回路素子を上記電子回路基板
に仮止めしておく。

［発明が解決しようとする問題点］しかしながら、前者（従来例Ｉ）の半田ペーストを印
刷する方法は、（I.1）リフロー時に半田ボールが発生
しやすく、ショートの原因になる恐れがある、（I.2）
微小な面積の導体パターンへの半田ペーストの印刷が困
難である、（I.3）互いに隣接する複数の導体間の間隔
（ピッチ）が微小な場合に半田ペーストが導体の外には
み出すと、ショートや半田ボールの発生の原因となりや
すい、（I.4）半田を設けるべき導体面積が小さい場
合、印刷できる半田量が少なくなるので得られる半田厚
が小となる、（I.5）供給する半田量を正確にコントロ
ールするのが困難である、（I.6）半田ペーストが揮発
性のの溶剤を含むベースト（クリーム）状のために基板
に半田ペーストを印刷してから通常数時間、特に長いも
ので高々数日間と短い可使時間以内に素子を基板に搭載
する必要があるなど欠点がある。

また後者（従来例II）の半田浸漬法は、（II.1）半田
を設けるべき所定箇所以外の不必要な箇所に余分な半田
の付着を無くすために特別なソルダ・レジスト処理を行
なう必要がある、（II.2）溶融半田槽に浸漬する時に、
熱衝撃で基板や素子に損傷を与える場合がある等の欠点
がある。

［発明が解決するための手段］本発明は以上の全ての欠点を除去することを主な目的
とするもので、半田耐熱性の有る支持体フィルムと、前
記支持体フィルム表面の複数の所定箇所に選択的に付着
させた複数の半田層とからなる半田転写キャリア・フィ
ルムを用い、この半田転写キャリア・フィルムを電子回
路素子、電子回路基板等の被転写体上に配置し、前記半
田層を加熱溶融することにより、前記半田を前記被転写
体の所定箇所に転写するものである。

本発明の半田転写キャリア・フィルムの実施例には大
別して次の２種類がある。

（Ａ）ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂等の半田耐熱
性のある有機樹脂フィルム上に、半田耐熱性のある接着
剤を介して又は介さずして、半田耐熱性のある金属層を
設け、この金属層上に所定のパターン状の複数の半田層
を設けたもの。

（Ｂ）半田耐熱性のある金属フィルム上に、所定のパタ
ーン状の複数の半田層を設けたもの。

上記Ａの半田転写キャリア・フィルムは、半田耐熱性
のある樹脂フィルム上に、半田耐熱性のある金属を、蒸
着法、スパッタリング法等の気相メッキ法や、無電界メ
ッキ法により、樹脂フィルム上に付着させて金属層とす
るか、又は半田耐熱性のある金属フィルムを、半田耐熱
性のある接着剤を介して接着し、次いで周知のホトレジ
ストを半田層を設けるべき所定箇所を除いて形成し、最
後に上記金属層を電極として、通常の電界メッキ法によ
り半田層を電解メッキすることにより得ることができ
る。この電解メッキによって得られた予備半田層は、浸
漬法による半田層が溶融半田槽中に溶けている不純物を
含むために保存性が悪く、また半田厚の均一性が得られ
にくいのに対して、半田汚染が無いので、保存性がよ
く、高い信頼性と組成の均一性が得られ、また半田厚の
均一性が得られる。

上記Ｂの半田転写キャリア・フィルムは、半田耐熱性
のある金属フィルム上に、周知のホトレジストを半田層
を設けるべき所定箇所を除いて形成し、上記金属フィル
ムを電極として、電解メッキ法により半田を電解メッキ
することにより得ることができる。

上記樹脂フィルム、接着剤層、金属層、又は金属フィ
ルムとしては、半田層をその溶融温度以上の加熱により
被転写体に転写する際の温度に耐える必要がある。

また上記金属層又は金属フィルム上に付着している上
記半田層が被転写体に完全に熱転写するのが望ましく、
このために上記金属層又は金属フィルムとしては、少な
くともその表面が被転写体上の銅、錫等の半田濡れ性の
良い被転写金属層部分よりも、半田濡れ性の悪いニッケ
ル、コバール、ステンレス等の金属を用いるのが望まし
い。

［実施例］第１図及び第２図により本発明の半田転写キャリア・
フィルム10（10a）の一実施例を詳細に説明する。

第１図は半田転写キャリア・フィルム10aの平面図、
第２図は第１図のＡ−Ａ線にそう断面図である。

第１図、第２図において、半田転写キャリア・フィル
ム10aは長尺のフレキシブル・フィルムの表面上の所定
箇所に矩形、円形等所定パターンの島状の多数の半田層
20と、搬送及び位置決め用のスプロケットホール90を持
っており、通常のリール（図示せず）に巻取ることが出
来る。

図では半田層20は２行、４列の島状の矩形パターンの
複数の半田層20n、20（ｎ＋１）をそれぞれ１組として
いる。

半田転写キャリア・フィルム10aは、例えばポリイミ
ド、ポリエーテル・イミド、ふっ素樹脂、ポリエステル
（ポリエチレン・テレフタレート）等の耐熱性の樹脂フ
ィルム40上にエポキシ樹脂等の耐熱性接着剤層60を介し
て、例えば銅、アルミニーム等の金属箔等の金属層30a
を積層し、また周知のホトリソグラフィー法、スクリー
ン印刷法等により金属層30a上に所定のパターン状半田
層形成予定箇所を残して約１〜100ミクロンのポリイミ
ド樹脂、感光性ポリイミド樹脂、環化ポリブタジエン樹
脂等の耐熱性レジスト層50を設け、またホトレジスト層
50を形成していない金属層30aの露出面に、例えば厚み
約５〜500ミクロンの半田層20を設けたものである。

上述の樹脂フィルム40上に接着剤層60を介して銅箔30
aを積層したものとして、市販のフレキシブル印刷配線
基板（FPC）が使用できる。例えば市販のポリイミド・
ベース、ポリエステル・ベースFPCの半田耐熱温度は、
それぞれ320度C,30秒、190度C,20秒以上、ベースの厚み
12,25,50,75,100,125ミクロン、銅箔の厚み18,35ミクロ
ン、接着剤層の厚み20ミクロン前後である。

少なくとも金属層30aの露出面に、後で説明する加熱
による半田転写時に半田が被転写体に転写しやすいニッ
ケル、コパール、ステンレス等の半田付け性の良くない
金属をメッキなどで被覆しておくのが望ましい。金属層
30aを電極として半田付け性の良くない金属で電解メッ
キすると、金属層30aの露出面のみに半田付け性の良く
ない、即ち半田層20が熱転写しやすい金属メッキ層が形
成される。

多数の半田層20は、金属層30aを共通の電極として半
田を電解メッキすることにより、例えば５〜500ミクロ
ンの任意の所定の厚さに形成することが出来る。

金属層30aの露出面側を、溶融半田槽に入れるか、又
は半田ペーストを印刷した後に加熱しより半田を溶融し
冷却することにより、半田層20を形成することもでき
る。しかしながら、この場合には少なくともその表面が
銅等の半田付け性が良い金属である必要があり、そうす
ると相反して転写時には半田層20が完全に被転写体に転
写しにくくなる。

従って、少なくとも露出表面に半田付け性の良くない
金属をメッキなどで被覆した金属層30a上に前者の電解
メッキ法により半田層20aを形成した場合には、半田転
写時に半田層20の完全な転写が可能である。

上記半田層20の材料としては、錫63−鉛37％共晶合金
（溶融点:183度Ｃ、半田付け温度：通常200〜300度Ｃ）
等の最も一般的な錫−鉛系半田、融点を低くするため
に、上記Sn、PbにBi、In、Cdなどの低融点金属を付加し
た、周知の低融点半田（融点70〜170度Ｃ）等が用いら
れる。

上記樹脂フィルム40の半田耐熱温度は、例えばポリイ
ミド樹脂が320度C,30秒以上、ポリエステル樹脂が190度
C,20秒以上、また上記ふっ素樹脂、ポリエーテル・イミ
ド樹脂がポリイミドとポリエステルの中間に位置するか
ら、上記樹脂の半田耐熱温度を考慮して上記半田材料を
選択して使用する。即ち、例えばポリイミドの場合には
上記の融点183度の共晶合金が使用でき、ポリエステル
の場合にはより融点の低い上記低融点半田を用いるのが
望ましい。

上記の半田転写キャリア・フィルム10aの半田層20上
には、予め半田付け用フラックスを塗布しておくのが望
ましい。

第３図、第４図により、上記の半田転写キャリア・フ
ィルム10aを用いて、任意の被転写体70上に半田層を転
写する方法の一実施例を説明する。

第３図、第４図において、10aは樹脂フィルム40上に
接着剤層60を介して金属層30aを設け、金属層30a上のレ
ジスト層50を形成していない露出面（開口部）に半田層
20を形成した半田転写キャリア・フィルム（第１図のＢ
−Ｂ線に沿う断面図）、70は銅、錫メッキ銅、銀、銀−
パラジユーム等の半田付け性の良い金属から成る被転写
部70aを設けた被転写体、また80は加圧を兼ねる加熱工
具（熱板）である。

ここで上記被転写体70は、導体ランド、導体リード等
の被転写部70aを設けた樹脂ベース、セラミック・ベー
ス等のプリント回路基板（即ち、印刷回路又はプリント
基板又は配線基板）を意味するが、金属酸化物のリード
電極上に半田付け性の良い金属膜を予め形成した被転写
部70aをもつ液晶表示装置等の平板型表示装置をも含む
ものとする。

被転写体70の被転写部70aのパターンに対応させて半
田層20を形成させた半田転写キャリア・フィルム10aを
位置決めして被転写体70の上に搭載して、複数の被転写
部70aと複数の半田層20とを一対一に対応させて接触さ
せ、加熱工具80を半田転写キャリア・フィルム10aの上
から加圧して、半田層20をその溶融温度以上の例えば約
190〜300度Ｃに加熱すると、半田転写キャリア・フィル
ム10a上の複数の半田層20は溶融して、被転写体70上の
複数の被転写部70a上に一括して転写され、例えば加熱
時間約３〜20秒後に被転写体70から半田転写キャリア・
フィルム10a及び加熱工具80を取去ると、複数の転写半
田層20aが被転写体70上の被転写部70a上に形成される。

なお、半田転写時間を短くし、半田を完全に転写させ
るために、被転写体70の下側からホット・プレート、赤
外線等により半田溶融温度以下に加熱しておくのが望ま
しい。

半田層20aの表面にツララ状の突起や、隣接した異な
る複数の転写半田層20aが短絡するブリッジが生じるの
を防ぐために、上記の半田の熱転写作業を半田溶融温度
以下に加熱した窒素等の不活性ガス雰囲気中で行なうの
が望ましい。

第４図に示す半田が転写されてほとんど無くなった使
用済みの半田転写キャリア・フィルム10aは、金属層30a
を電極として半田を再び電解メッキすることにより、複
数回、再使用することができるので、経済的である。

第５図は、本発明の半田転写キャリア・フィルムの他
の実施例を示し、上記の実施例と比較して主に樹脂フィ
ルム40を削除した点が異なる。

第５図に示す半田転写キャリア・フィルム10bの断面
図において、40aは銅、、アルミニューム等の金属フィ
ルム、50は金属フィルム40aの上面に半田付着予定箇所
を残して形成されたホトレジスト層、20はホトレジスト
層50の形成されていない金属フィルム40aの一表面の露
出部（開口部）に電解メッキ法等により形成された半田
層である。

上記実施例と同様にして、この実施例でも金属フィル
ム40aの露出面に半田付け性の良くない金属を電解メッ
キしておくことが望ましい。このようにすることによ
り、半田転写時に半田転写キャリア・フィルム10b上の
半田層20を完全に被転写体70に転写することができる。

この実施例の半田転写キャリア・フィルム10bは、第
３図、第４図に示す上記実施例と同様にして加圧及び加
熱により複数の半田層20を一括して、被転写体70上の複
数の被転写部70aに溶融して転写することができる。

また従来技術として特開昭51−50466号公開特許公報
が知られており、これは半田付けができないセラミッ
ク、レンジン、ペーパー等の半田付けのできない物体
（間接体）の表面に半田ペーストを印刷したものを用意
し、この間接体の半田ペーストの付着した面を配線基板
に密着させ、その状態で加熱処理して、この配線基板上
に半田を転写するものである。

そして間接体の表面に粉末状の半田とフラックスとを
混合して作った半田ペーストをスクリーン印刷により印
刷している。

しかしながら、この従来技術では、導電パターンを設
けた基板上に直接、半田ペーストを印刷して部品を搭載
後にリフロー半田付けする場合と同様に、半田ペースト
が揮発性とペースト状（クリーム状）のために、間接体
に半田ペーストを印刷してから通常数時間の短い可使時
間内に、導電パターンを設けた基板上に半田を加熱転写
しなければならない制約があり、また粘性のある半田ペ
ーストを印刷した間接体の取扱が面倒であった。

またこの従来技術では導電パターンを設けた基板上に
直接、半田ペーストを印刷して部品を搭載後にリフロー
半田付けする場合と同様に、リフロー時に半田ボールが
発生し易いこと、微小な面積のパターンの半田層を形成
するのが困難なこと、転写された半田厚の均一性が得ら
れにくいなどの欠点があった。

これに対して、本発明では支持体フィルムの表面に固
体化した半田層を設けて半田転写キャリア・フィルムと
しているので、上記従来技術の欠点の全てを除去し、可
使時間の制約が全く無く、半田ボールが発生しにくいこ
と、微小な面積のパターンの半田層を形成するのが容易
なこと、転写された半田厚の均一性が得られるなどの利
点がある。

［発明の効果］以上に説明したように、本発明は耐熱性の支持体フィ
ルムの表面の複数の所定箇所に半田層を付着させた半田
転写キャリア・フィルムと、これを用いた半田転写方法
を提供するものであり、非常に簡単な熱転写法により乾
式に、上記半田転写キャリア・フィルム上の半田層を、
電子回路素子、電子回路基板等の被転写体上の所定箇所
に転写し、上記被転写体上に半田層を歩留り良く設ける
ことができる。

また本発明では、半田ペーストを電子回路基板、素子
等の所定導電体上に印刷する従来例Ｉと比べて、予め固
体の半田層を設けた半田転写キャリア・フィルムを用い
るので、従来例Ｉの欠点（I.1）〜（I.6）を除去でき
る。

更に本発明では、電子回路基板、素子等を溶融半田槽
に浸漬する従来例IIと比べて、所定箇所にのみ予め半田
層を形成させた半田転写キャリア・フィルムを用いてい
るので、従来例IIの欠点（II.1）〜（II.2）を除去でき
る。

更に本発明では、半田転写キャリア・フィルム上の半
田層が、電解メッキ法により形成されているので、従来
例Ｉ、従来例IIと比べて均一な厚さで、保存性の良い半
田層が得られ、従って被転写体上には半田厚の均一な、
保存性の良い半田層が得られる。

また本発明の実施例のように、半田転写キャリア・フ
ィルム上の金属層又はフィルムの少なくとも露出面が半
田付性の悪い金属であって、その上に半田層を電解メッ
キした場合には、半田転写キャリア・フィルム上の半田
層を被転写体上に完全に熱転写でき、一旦熱転写した後
には半田転写キャリア・フィルム上には半田層が残らな
い。

更に本発明の電子回路基板用、半田転写キャリア・フ
ィルム10は、耐熱性の有る金属層を設けた耐熱性の有る
樹脂フィルム又は耐熱性の有る金属フィルムからなり複
数のスプロケット・ホールを持つ長尺な支持体フィルム
を持っている。

既に述べたように、この長尺な支持体フィルムに設け
た複数のスプロケット・ホールは、搬送及び、又は位置
決め用に用いることができる利点がある。また、これに
より通常の半田転写キャリア・フィルム10は、通常のリ
ールに巻取ることが可能となり、本発明の電子回路基板
用、半田転写キャリア・フィルム10は、コンパクトなリ
ールの状態で供給することができる。

また本発明の電子回路基板用、半田転写キャリア・フ
ィルム10（10a、10b）は、半田転写キャリア・フィルム
10上の固体状の半田層20が電子回路基板からなる被転写
体70の導体ランド部、導体リード部等からなる被転写部
70a上に加熱により固体状の半田が溶融転写されて転写
半田20aとなる。

この使用済みとなった電子回路基板用、半田転写キャ
リア・フィルムは、金属層30a又は金属フィルム40aを電
極として半田を再び電解メッキして、その金属層30a又
は金属フィルム40aの前記耐熱性レジスト層を設けてい
な前記露出面に、再度、半田層20を付着させることによ
り、その電子回路基板用、半田転写キャリア・フィルム
10（10a、10b）を複数回、再利用することができる。

従って、本発明の電子回路基板用、半田転写キャリア
・フィルム10は、複数回、リサイクルして使用可能なの
で、本発明は、経済的であり、かつ廃棄材料と破棄処分
の必要性とをほとんど無くすことが可能な地球環境に優
しいものである。

又本発明の電子回路基板用、半田転写キャリア・フィ
ルム10を、既に述べたコンパクトなリールの状態で供給
できることは、即ち半田転写キャリア・フィルム10を、
順次、別の通常のリールに巻取ることにより、コンパク
トな状態で使用済みの半田転写キャリア・フィルム10
を、回収することができ、再度、半田を電解メッキをす
ることにより半田転写キャリア・フィルム10を、再度再
生することができ、再使用が可能となる。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明の半田転写キャリア・フィルムと半田転
写方法を説明するためのものである。第１図は、本発明の半田転写キャリア・フィルムの一実
施例を示す平面図、第２図は第１図のＡ−Ａ線に沿う断
面図である。第３図、第４図は、半田転写キャリア・フィルムを用い
た本発明の半田転写方法を示す断面図（第３図は転写
前、及び第４図は転写後を示す）である。第５図は、本発明の半田転写キャリア・フィルムの他の
実施例を示す断面図である。（符号の説明） 10,10a,10b……半田転写キャリア・フィルム、20,20a,2
0n,20（ｎ＋１）……半田層、30a……金属層、40a……
金属フィルム、50……レジスト層、60……接着剤層、70
……被転写体（電子回路基板、電子回路素子等）、70a
……被転写部、90……スプロケット・ホール。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】電子回路基板からなる被転写体の複数の所
定箇所に、加熱により半田層を転写し得る半田転写キャ
リア・フィルムにおいて、耐熱性の有る金属層を設けた耐熱性の有る樹脂フィルム
又は耐熱性の有る金属フィルムからなり複数のスプロケ
ット・ホールを持つ長尺な支持体フィルムと、前記支持体フィルム上に、前記所定箇所の金属層又は金
属フィルムを露出させるように、半田を付着すべき複数
の所定箇所を除いて設けた耐熱性レジスト層と、前記金属層又は前記金属フィルムの少なくとも露出面が
半田付け性の良くない金属面である前記露出面に、電解
メッキ法によって設けた複数の半田層とを備えたことを
特徴とする、電気回路基板転写用、半田転写キャリア・
フィルム。
【請求項２】電子回路基板からなる被転写体の複数の所
定箇所に、加熱により半田層を転写し得る半田転写キャ
リア・フィルムにおいて、耐熱性の有る金属層を設けた耐熱性の有る樹脂フィルム
又は耐熱性の有る金属フィルムからなり複数のスプロケ
ット・ホールを持つ長尺な支持体フィルムと、前記支持体フィルム上に、前記所定箇所の金属層又は金
属フィルムを露出させるように、半田を付着すべき複数
の所定箇所を除いて設けた耐熱性レジスト層と、前記金属層又は前記金属フィルムの少なくとも露出面が
半田付け性の良くない金属面である前記露出面に、電解
メッキ法によって設けた複数の半田層とを備えた電子回
路基板転写用、半田転写キャリア・フィルムを用い、前記半田転写キャリア・フィルム上の前記半田層を前記
被転写体に転写した後に、前記金属層又は前記金属フィルムを電極として前記金属
層又は前記金属フィルム上の前記耐熱性レジスト層を設
けていない前記露出面に、再度、半田層を電解メッキに
より形成することを特徴とする、半田転写キャリア・フ
ィルムの再生方法。