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JP2773087B2 - 電子部品の実装方法 - Google Patents
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JP2773087B2 - 電子部品の実装方法 - Google Patents

電子部品の実装方法

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JP2773087B2
JP2773087B2 JP3062162A JP6216291A JP2773087B2 JP 2773087 B2 JP2773087 B2 JP 2773087B2 JP 3062162 A JP3062162 A JP 3062162A JP 6216291 A JP6216291 A JP 6216291A JP 2773087 B2 JP2773087 B2 JP 2773087B2
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    • H05K3/3465Application of solder

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  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電子部品の実装方法、特
にQFP(Quad Flat Package)、SOP(Single
Outline Package)等のプリント基板への電子部品実
装方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、電子機器の軽薄短小化の進展に伴
い面実装技術が普及しており、様々なICチップ部品の
ような面実装電子部品が使用されるようになった。
【0003】ICチップ部品特に上記ICパッケージの
プリント基板への実装方法としては、リフローハンダ
付、浸漬(dip)ハンダ付、コテハンダ付などが用い
られるが、最近では高密度実装が可能なリフローハンダ
付けが主流となっている。
【0004】ところで、面実装電子部品の中で半導体I
C電子部品では高集積化によりリード(ピン)数が増大
しており、リードピッチの狭小化が進んでいる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】これらの半導体IC電
子部品をプリント基板に実装する方法は、ペースト状ハ
ンダを用いたリフローハンダ付工法が用いられるが、各
リード間のピッチが狭くなっているため、ハンダ付工程
で各リード間でハンダブリッジなどの欠陥が発生しやす
くなっている。
【0006】図5はこの欠陥であるハンダブリッジを説
明するための工程断面図である。まず、図5(a1)お
よび(a2)に示すように、面実装電子部品例えばQF
Pを実装するプリント基板10上に形成された銅(C
u)からなるCuボンディングパッド(以下、Cuパッ
ドと記す)11上に図5(b1)および(b2)に示す
ようにペースト状ハンダ12を印刷する。
【0007】次に、図5(c1)および(c2)に示す
ように、QFPのリード13をプリント基板10に装着
する。このQFPの装着ではQFPのリード13をプリ
ント基板10のCuパッド11上のペースト状ハンダ1
2にセットする。次に、QFPを装着したプリント基板
10をリフロー炉(図示せず)内に搬送し、リフロー炉
内の高温雰囲気(183℃以上)で加熱してペースト状
ハンダを溶融(図5(d1)および(d2))して溶融
ハンダ14を形成し、その後プリント基板10を炉から
搬出することによりプリント基板10を冷却する。この
冷却により、リフロー工程で溶融したハンダが固化さ
れ、QFPのリード13がプリント基板10のCuパッ
ド11に接合される。
【0008】しかし、上記リフロー炉内の温度分布は一
様でなく、リフロー炉を通過する面実装電子部品も各部
位により温度差を生じ、ハンダの溶融状態にばらつきを
生じると、図5(e1)および(e2)に示すように、
ある隣り合うリード13間でハンダ同士が接合する、い
わゆるハンダブリッジ15を生じる。16は固着ハンダ
である。従来ハンダ接合するプリント基板上のペースト
状ハンダの材質とリードのメッキ等の被覆材質としては
同質の例えばSn−Pb(7:3)ハンダ共晶合金を用
いていた。
【0009】上記ハンダブリッジ対策として、 (1)ペースト状ハンダの供給量を減らす。 (2)ハンダ粒径の均一化、微粒化により印刷精度を向
上させる。 等があるが、上記ハンダブリッジを一掃することは不可
能であった。
【0010】そこで、本発明は、上記リフローハンダ付
工程において、電子部品の接続端子であるリード間で生
ずる欠陥の1つであるハンダブリッジを防止できる電子
部品の実装方法を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記課題は本発明によれ
ば、基板上にペースト状ハンダを供給し、リフローハン
ダ付法によって電子部品を接合実装するに際し、前記ペ
ースト状ハンダとして前記電子部品の接合部表面材料の
融点より高い融点のハンダを用いることを特徴とする電
子部品の実装方法によって解決される。
【0012】本発明では、プリント基板上に実装される
電子部品のリードの表面材料としては、例えばSn−P
b−Bi系ハンダ(固相線温度(ST):120〜13
0℃、液相線温度(LT):152〜168℃)が好ま
しく、プリント基板上に設ける上記リード表面材料の融
点より高い融点のペースト状ハンダとしてはSn−Pb
系の共晶ハンダ(融点183℃)が好ましい。本発明で
はプリント基板に被着させるペースト状ハンダの融点は
リードの表面材料の融点より10〜30℃程度高いこと
が共晶ハンダ粒が一挙に溶融凝集する力を緩和するのに
好ましい。
【0013】
【作用】本発明によれば、プリント基板1のハンダ接合
部に形成されるペースト状ハンダ3の融点が実装される
電子部品のリード4の表面材料の融点より高く選択され
ている。従って、リフロー工程のプリヒートの昇温工程
(約100〜170℃)において、リード4表面の低溶
融ハンダの溶融部へ共晶ハンダ粒子が徐々に拡散せしめ
られて本加熱時(183℃以上)に共晶ハンダ粒が一挙
に溶融凝集する力が緩和される。この溶融凝集力の緩和
によって、従来問題であった実装密度高低による部分的
温度不均一が起因して高温度リード部へのハンダが集中
することにより生ずるブリッジ現象が防止される。
【0014】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
【0015】図1は本発明に係る電子部品実装方法の実
施例を示す断面図である。図2は本発明に係る実施例に
使用された電子部品QFP(Quad Flat Package)の
一例を示す斜視図であり、図2で示したQFP7のリー
ド本数はわかりやすくするため16本となっているが、
実際は48本のものを使用した。
【0016】本実施例では、まず図1(a)に示すよう
に、プリント基板1にランドとして形成されたCuボン
ディングパッド(以下、Cuパッドと記す)2の上に例
えば融点が183℃のSn−Pb(7:3)系合金ハン
ダ状ペーストを予め印刷被着しておき、従来技術で説明
した工程と同様の方法で、QFP7をプリント基板1に
接合実装する。
【0017】すなわち、QFP7のセラミックICパッ
ケージ6に具備され、材質が42合金で表面に上記Sn
−Pb系合金ハンダより融点が低いSn−Pb−Bi系
合金を約10μmの厚さにメッキしたリード4を図1
(a)のCuパッド2上のSn−Pb系のペースト状ハ
ンダ部に装着させ、リフロー炉に装入した。
【0018】本実施例で使用したリード表面材料用のS
n−Pb−Bi3元合金組成は表1に示す通りA,B,
CおよびDの4種類とした。なお、それぞれの合金の固
相線温度(ST)および液相線温度(LT)も表1に示
す。
【0019】
【表1】
【0020】
【0021】図4に使用ペースト状ハンダの共晶点と共
に上記リード表面材料のA,B,C,DのST,LT温
度の関係を示す。
【0022】本実施例で用いたQFP7は、0.5mm
ピッチの48本のリード(ピン)のものでリフロー工程
によるハンダ付工程ではリード表面材料として上記A,
B,C,Dの他に、従来例としてペースト状ハンダと同
一のSn−Pb(7:3)合金を使用した。
【0023】本実施例及び従来例を用いたリフローハン
ダ付工程のリフロー温度プロファイルを図3に示す。
【0024】図3に示すように、100〜170℃をプ
リヒート域とし、210〜240℃をリフロー域とし、
リフローピーク温度は230〜240℃であった。
【0025】リフローハンダ付工程の結果をQFPリフ
ローハンダブリッジ発生率について、(A)QFPの個
数当り及び(B)QFPのリードギャップ当りのリフロ
ーハンダブリッジ発生率をそれぞれ表2に示す。
【0026】尚、QFPの試料数は200個であり、Q
FPの個数当りのリフローハンダブリッジ発生率(A)
及びQFPのリードギャップ当りのリフローハンダブリ
ッジ発生率(B)は次式によりそれぞれ与えられる。 (A)QFPの個数当りのリフローハンダブリッジ発生
率(%)=(ハンダブリッジが発生したQFPの個数/
200個)×100% (但し、同一QFPにおいて複数箇所のブリッジが発生
したとしても、1個としてカウントする。) (B)QFPのリードギャップ当りのリフローハンダブ
リッジ発生率(%)=(ブリッジの発生した箇所/20
0個×44)×100% 図1(b)には、ハンダブリッジを起していないリード
4とCuパッドとのハンダ接合状態を示す。5はその固
着ハンダである。
【0027】
【表2】
【0028】
【0029】表2に示すように、リード表面材料A,
B,C,D合金を用いた本発明の場合は、通常のSn−
Pb(3:1)合金を用いた従来例の場合よりリフロー
ブリッジ発生数が非常に低下した。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
リフローハンダ付において、リードへのハンダの偏在化
が防止され、各リード間で発生するハンダブリッジの発
生が防止される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る電子部品の実装方法の実施例を示
す図である。
【図2】本発明に係る実施例に使用されたQFP(Qua
d Flat Package)の一例を示す斜視図である。
【図3】実施例で用いたリフローハンダ付工程のリフロ
ー温度プロファイルを示す図である。
【図4】使用リードの表面材料(メッキ材)の融点と使
用ペースト状ハンダの融点との関係を示す図である。
【図5】従来技術の説明図である。
【符号の説明】
1,10 プリント基板 2,11 Cuボンディングパッド 3 ペースト状ハンダ(Sn−Pb系) 4 リード(表面にSn−Pb−Bi系合金メッキ) 5,16 固着ハンダ 6 セラミックICパッケージ 7 QFP(Quad Flat Package) 12 ペースト状ハンダ(Sn−Pb系) 14 溶融ハンダ 15 ハンダブリッジ(欠陥)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H05K 3/34 505 H05K 3/34 507

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上にペースト状ハンダを供給し、リ
    フローハンダ付法によって電子部品を接合実装するに際
    し、前記ペースト状ハンダとして前記電子部品の接合部
    表面材料の融点より高い融点のハンダを用いることを特
    徴とする電子部品の実装方法。
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