(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント配線基板上に混在する基板からの高さが異なる複数の種類のパッド群の表面に対する予備はんだ層形成方法において、
前記基板からの高さが異なる複数の種類のパッド群を基板表面から一定の高さの樹脂層でマスクする工程と、
基板からの高さが一番低い種類のパッド群の表面上から前記樹脂層を除去することによりパッド表面を露出させ、該パッド表面に対して、基板からの高さが二番目に低い種類のパッド群のパッド表面とほぼ同一の高さとなるように、仮の予備はんだ層を形成するようにせしめる方法を、順次、基板からの高さが低い順に行い、基板からの高さが二番目に高い種類のパッド群まで、該方法を繰り返し、全ての種類のパッド群の基板からの高さをほぼ同一の高さとする工程と、
基板からの高さが一番高い種類のパッド群の表面上から前記樹脂層を除去することによりパッド表面を露出させ、全ての種類のパッド群に対して、前記樹脂層の高さで規制される一定の高さの予備はんだ層を形成する工程と、を有することを特徴とする予備はんだ層形成方法。
【請求項２】
プリント配線基板上に混在する基板からの高さが異なる複数の種類のパッド群の表面に対する予備はんだ層形成方法において、
基板からの高さが一番低い種類のパッド群以外のパッド群を基板表面から一定の高さの樹脂層でマスクする工程と、
基板からの高さが一番低い種類のパッド群の表面に対して、基板からの高さが二番目に低い種類のパッド群のパッド表面とほぼ同一の高さとなるように、仮の予備はんだ層を形成するようにせしめる方法を、順次、基板からの高さが低い順に行い、基板からの高さが二番目に高い種類のパッド群まで、該方法を繰り返し、全ての種類のパッド群の基板からの高さをほぼ同一の高さとする工程と、
基板からの高さが一番高い種類のパッド群の表面上から前記樹脂層を除去することによりパッド表面を露出させ、全ての種類のパッド群に対して、前記樹脂層の高さで規制される一定の高さの予備はんだ層を形成する工程と、を有することを特徴とする予備はんだ層形成方法。
【請求項３】
レーザー光を照射することにより、前記樹脂層を除去することを特徴とする請求項１または２に記載の予備はんだ層形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、プリント配線基板のパッドに対する予備はんだ層形成方法に関し、特に、プリント配線基板上に混在する基板からの高さが異なる複数の種類のパッド群の表面に対し、プリント配線基板表面からの高さが一定な予備はんだ層を形成する予備はんだ層形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリント配線基板に電子部品を搭載する方法としては、はんだ付けが一般的である。このようなはんだ付けの場合、実装される電子部品のリード端子およびプリント配線板のパッドには、予めはんだ層を形成するようにしている。
この予備はんだ層を形成するために、一般的には、鍍金法、浸漬法（はんだディップ法）、はんだペースト印刷法等がある。
パッドへの予備はんだ層形成方法として最もよく行われるはんだペースト印刷法は、プリント配線基板の配線用に設けられたパッドに対し、マスクスクリーンを使用してはんだペーストを印刷し、パッド上に予備はんだ層を形成する方法である。
【０００３】
しかしながら、実装密度の高密度化およびビルドアップ基板の適用に伴い、プリント配線基板において、パッドが狭小なピッチで配置されたり、パッドに微細なビアが付属するようになり、複雑な形状のパッドが不規則に混在するようになると、上述のはんだペースト印刷法での対応は困難となっている。
プリント配線基板のパッドの配置が高密度で複雑な場合に好適なはんだ層の形成方法として無電界鍍金法が考えられるが、無電界鍍金法では、形成されるはんだ層の厚みが薄く予備はんだ層に必要な厚みを確保するのが困難であり、処理に要するコストも高い。
【０００４】
上述の方法に改良を加えた従来の方法が図３に示されている。図３は、小ピッチ間隔パッドへの予備はんだ層形成方法の従来例の工程を説明する断面図である。先ず、図３の（ａ）の下部に示されるように、０．２ｍｍピッチの多段数のＢＧＡ（Ball Grid Array）パッド（導体厚２０μｍ、パッド径１１０μｍ）を有するプリント配線基板５０を公知のビルドアップ工法によって作成する。
【０００５】
図３の（ａ）から明らかなように、プリント配線基板５０は、その上面に予備はんだ層を形成すべき２種類のパッドすなわち、平らなパッド６０と、微細ビアを具備するパッド７０とを有する。次に、プリント配線基板５０のパッド６０，７０に対応する位置にそれぞれ開口部８６を有するガラスマスク８０を準備する。
【０００６】
各開口部８６に、はんだ粉球９０（球径０．１ｍｍ）を１個ずつ充填する。図３の（ａ）の上部に示されるように、はんだ粉球９０を充填したガラスマスク８０をプリント配線基板５０の上に配置し、はんだ粉球９０の位置がパッド６０，７０の位置と一致するように設定する。
【０００７】
プリント配線基板５０と、はんだ粉球９０を充填したガラスマスク８０との位置合わせが完了したら、ガラスマスク８０の開口部８６に充填されたはんだ粉球９０を開放し、プリント配線基板５０のパッド６０，７０に転写する。はんだ粉球９０のパッド６０，７０への転写後、プリント配線基板５０を２４０℃で加熱し、はんだ粉球９０を溶融させ、図３の（ｂ）に示されるように、パッド６０，７０の上にそれぞれ予備はんだ層９６，９７（はんだ層の厚みは約４０μｍ）を形成する。
【０００８】
このような方法で予備はんだ層９６，９７を形成する場合、ガラスマスク８０にはんだ粉球９０を充填する際やガラスマスク８０からはんだ粉球９０をプリント配線基板５０のパッド６０，７０に転写する際に、余分なはんだ粉が静電気などにより付着し、パッド間に短絡を生じさせることがある。
【０００９】
また、上述のプリント配線基板のように、平らなパッド６０と、凹状の断面の微細ビアを有するパッド７０とが混在する場合、平らなパッド６０に合わせてはんだ層の厚みを調節すると、微細ビアを有するパッド７０においては、はんだ層が微細ビアの中にも充填されるので、パッド６０における高さと同じ高さを保つには、はんだ量が不足となる。
【００１０】
すなわち、微細ビアを有するパッド７０におけるはんだ層９７の高さは、平らなパッド６０におけるはんだ層９６の高さよりも低くなる。逆に、微細ビアを有するパッド７０に合わせてはんだ層の厚みを調節すると、平らなパッド６０においては、はんだ量が過剰となり短絡等を生じさせる場合がある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の予備はんだ層形成方法は、図３で示されたように、ガラスマスクからはんだ粉粒をプリント配線基板のパッドに転写する際に、短絡を生じさせ足り、基板からの高さが異なる複数の種類のパッド群が混在するプリント配線基板において、全てのパッドに同じような高さの予備はんだ層を形成するのが困難である。
【００１２】
この発明は、上記問題点を解決すべくなされたものであり、基板からの高さが異なる複数の種類のパッド群が混在し、特に、パッド間のピッチが小さいプリント配線基板において、短絡を生じさせず、全てのパッドに同じような高さの予備はんだ層を形成することができる予備はんだ層形成方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明に係る予備はんだ層形成方法は、「プリント配線基板上に混在する基板からの高さが異なる複数の種類のパッド群の表面に対する予備はんだ層形成方法において、前記基板からの高さが異なる複数の種類のパッド群を基板表面から一定の高さの樹脂層でマスクする工程と、基板からの高さが一番低い種類のパッド群の表面上から前記樹脂層を除去することによりパッド表面を露出させ、該パッド表面に対して、基板からの高さが二番目に低い種類のパッド群のパッド表面とほぼ同一の高さとなるように、仮の予備はんだ層を形成するようにせしめる方法を、順次、基板からの高さが低い順に行い、基板からの高さが二番目に高い種類のパッド群まで、該方法を繰り返し、全ての種類のパッド群の基板からの高さをほぼ同一の高さとする工程と、基板からの高さが一番高い種類のパッド群の表面上から前記樹脂層を除去することによりパッド表面を露出させ、全ての種類のパッド群に対して、前記樹脂層の高さで規制される一定の高さの予備はんだ層を形成する工程と、を有すること」（請求項１）、を特徴とし、これにより上記目的を達成することができる。
【００１４】
また、本発明に係る予備はんだ層形成方法は、「プリント配線基板上に混在する基板からの高さが異なる複数の種類のパッド群の表面に対する予備はんだ層形成方法において、基板からの高さが一番低い種類のパッド群以外のパッド群を基板表面から一定の高さの樹脂層でマスクする工程と、基板からの高さが一番低い種類のパッド群の表面に対して、基板からの高さが二番目に低い種類のパッド群のパッド表面とほぼ同一の高さとなるように、仮の予備はんだ層を形成するようにせしめる方法を、順次、基板からの高さが低い順に行い、基板からの高さが二番目に高い種類のパッド群まで、該方法を繰り返し、全ての種類のパッド群の基板からの高さをほぼ同一の高さとする工程と、基板からの高さが一番高い種類のパッド群の表面上から前記樹脂層を除去することによりパッド表面を露出させ、全ての種類のパッド群に対して、前記樹脂層の高さで規制される一定の高さの予備はんだ層を形成する工程と、を有すること」（請求項２）、を特徴とする。
【００１５】
さらに、
「前記パッドを露出させるステップにおいて、前記樹脂層の該当個所にレーザ光を照射する請求項１または２記載の予備はんだ層形成方法。」（請求項３）、
を特徴とするものである。
【００１６】
（作用）
上述の予備はんだ層形成方法によれば、基板からの高さが一番低い種類のパッド群（充填容量が大きいパッド）から順番に予備はんだ層を形成するはんだペーストが充填されるので、基板からの高さが異なる複数の種類のパッド群が混在していても、はんだペーストを塗布するときに、全てのパッドが同様な条件で塗布されるので、塗布が完了したときに、各パッドの上には樹脂層の厚みで規制された一定の高さの予備はんだ層が形成される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について添付図面に基づいて説明する。
図１は、この発明の予備はんだ層形成方法の実施の形態の（ａ）〜（ｄ）工程を説明する断面図である。
図２は、この発明の予備はんだ層形成方法の実施の形態の（ｅ）〜（ｇ）工程を説明する断面図である。
【００１８】
この実施の形態においては、ビルドアップ工法により高密度プリント配線基板を作成するが、説明する工程においては、プリント配線基板１０混在する基板からの高さが異なる２種類のパッド群が混在し、これら基板からの高さが異なる２種類のパッド群にそれぞれ属するパッド２０、パッド３０上に均一な高さの予備はんだ層を形成するものとする。
【００１９】
先ず、プリント配線基板１０に、パッド２０と、微細ビア３１を有するパッド３０とを形成する（図１の（ａ））。
この場合、パッド２０は、０．２ｍｍの小ピッチ、直径１１０μｍ、パッド間隔９０μｍで形成し、パッド３０の微細ビア３１は、ビア径７０μｍ、ビア深さ６０μｍで形成する。
【００２０】
次に、プリント配線基板１０の上に、はんだマスク用の樹脂層４０を形成する（図１の（ｂ））。この場合、パッド２０の上で厚み（基板面からの高さ）が約３０〜４０μｍとなるようにエポキシ系の熱硬化性樹脂をスクリーン印刷により塗布し、その後、９０℃で１５分間乾燥させる。スクリーン印刷により塗布された樹脂層４０の厚みが約３０〜４０μｍであることにより、後述のように、予備はんだ層の十分な厚みを得ることができ、また、隣接するパッドの間の隔壁となって予備はんだ層がブリッジしないようにすることができる。また、上述の乾燥のための温度と時間との設定は、樹脂層４０を完全に硬化させず、予備はんだ層を形成後に薬品処理により除去可能であるように行われている。
【００２１】
上述のように、予備はんだ層が形成されるべきパッド２０，３０が存在する領域は、樹脂層４０によって覆われているので、先ず、微細ビア３１を有する（はんだペーストの充填容積が大）パッド３０に対応する位置の樹脂層４０にレーザ光を照射することにより、ビア径と同一の開口部４１を形成する（図１の（ｃ））。
【００２２】
このように、微細ビア３１を有するパッド３０に対応する位置にのみ開口部４１を形成するのは、パッドの仕様毎に、適正なはんだ供給量が異なるので（例えば、パッド２０とパッド３０とでは、適正なはんだ供給量が異なる）、バッド毎にそれぞれ適正なはんだ供給量を設定するためである。
【００２３】
図１の場合、基板からの高さが異なるパッド群の種類は２種類なので、工程をパッド２０とパッド３０とに分割すればよいが、基板からの高さが異なるパッド群の種類が３種類以上の場合は（実質的には、はんだペーストの充填容積が異なる場合）、基板からの高さが異なるパッド群毎に工程を分割し、基板からの高さが低いものから順次、ビア径に合わせた開口部を形成し、その後の処理を進める必要がある。
【００２４】
図１の（ｃ）のように、プリント配線基板１０の上の樹脂層４０に開口部４１が形成されたら、その上にはんだペースト（含有されているはんだは、Ｓｎ／Ｐｂ共晶はんだ）を塗布する。この場合、塗布するはんだ量は、微細ビア３１の内部を均一に充填するために、微細ビア３１の容積の充填を満足させる量以上であり、微細ビア３１の部分には熱源が与えられた状態で塗布され、パッド３０の上には仮の予備はんだ層３２が形成される（図１の（ｄ））。このとき、パッド２０とパッド３０の基板からの高さはほぼ同一の高さとなる。
【００２５】
なお、後続の工程でもパッド３０へのはんだペーストの供給がなされるので、図１の（ｄ）でのはんだ量は、微細ビア３１を有するパッド３０に対する予備はんだ層として必要な量のはんだペーストが供給される必要はない。
【００２６】
開口部４１を通してパッド３０の上への仮の予備はんだ層３２の形成が完了すると、パッド２０に対応する位置の樹脂層４０にレーザ光を照射することによりパッド２０の形状と同一の形状をもった開口部４２を形成する（図２の（ｅ））。
【００２７】
パッド２０に対応する開口部４２が樹脂層４０に形成されたら、その上にはんだペースト（含有されているはんだは、Ｓｎ／Ｐｂ共晶はんだ）を塗布する。この場合、塗布するはんだ量がマスク用の樹脂層４０の厚み（基板面からの高さ）とほぼ同等以上の厚みとなるように塗布する。
【００２８】
この塗布の後に、加熱して、パッド２０の上には予備はんだ層２１を、パッド３０の上には予備はんだ層３３をそれぞれ形成する（図２の（ｆ））。
この工程において、パッド３０の微細ビア３１には、図１の（ｄ）で示される工程において、はんだペーストが既に供給され、微細ビア３１のもつ凹部は平らに埋められており、基板からの高さがほぼ同一の高さとなるので、パッド２０とパッド３０の上は、はんだペーストの塗布に対してほぼ同一の条件が設定されており、図２の（ｆ）の工程において、パッド２０とパッド３０とに対するはんだペーストの供給は同じように行われる。
【００２９】
図２の（ｆ）の工程において、除去されずに部分的に残っているはんだマスク用の樹脂層４０は、微小ピッチ間隔をもって配置されたパッドの上に形成される予備はんだ層の間に隔壁を形成し、予備はんだ層が互いに短絡するのを防止している。
【００３０】
また、樹脂層４０の厚みは、形成される予備はんだ層の高さを均一にするようにはんだ量を規制している。パッド３０に対するはんだペーストの供給は、２回に分けて塗布されているので、１回で行う場合に発生しやすいパッド３０の予備はんだ層３３の沈み込みは発生しない。
【００３１】
図２の（ｆ）の工程の後に、薬液処理によりマスク用の樹脂層４０が除去され、パッド２０，３０の上に予備はんだ層２１，３２が形成されたプリント配線基板が完成する（図２の（ｇ））。
【００３２】
上述の工程において、開口部を形成するために樹脂層４０にレーザ光を利用したことによって、開口ピッチが微細でも実行が容易になった。また、はんだマスクを樹脂層にしたことによって、マスクの厚みを自在に設定でき、はんだ量を決める予備はんだ層の高さを最適なものに調節するのが容易である。また、微小ピッチ間隔のパッド間に残されるマスク樹脂層は予備はんだ層の間の隔壁となり、パッド上の予備はんだ層の相互短絡を防止する。
【００３３】
本実施の形態においては、当初にパッド２０，３０を全て樹脂層４０でマスクしたが、パッド３０については、最初にはんだペーストを塗布するので、樹脂層４０によるマスクは、図１の（ｃ）のごとくに、パッド２０のみをマスクするように行ってもよい。図１の（ｃ）のように形成され９０℃で１５分間乾燥させ、それ以降は、既に説明した実施の形態と同様に行えばよい。その場合、パッド３０を露出させる工程が少なくなる。また、を開口部４２の形成にはレーザ光に換えて平行光を用いてもよい。
【００３４】
【発明の効果】
以上に詳述したように、本発明は、プリント配線基板上に混在する基板からの高さが異なる複数の種類のパッド群の表面に対する予備はんだ層形成方法において、前記基板からの高さが異なる複数の種類のパッド群を基板表面から一定の高さの樹脂層でマスクする工程と、基板からの高さが一番低い種類のパッド群の表面上から前記樹脂層を除去することによりパッド表面を露出させ、該パッド表面に対して、基板からの高さが二番目に低い種類のパッド群のパッド表面とほぼ同一の高さとなるように、仮の予備はんだ層を形成するようにせしめる方法を、順次、基板からの高さが低い順に行い、基板からの高さが二番目に高い種類のパッド群まで、該方法を繰り返し、全ての種類のパッド群の基板からの高さをほぼ同一の高さとする工程と、基板からの高さが一番高い種類のパッド群の表面上から前記樹脂層を除去することによりパッド表面を露出させ、全ての種類のパッド群に対して、前記樹脂層の高さで規制される一定の高さの予備はんだ層を形成する工程と、を有することにより、充填容量が大きいパッドから順番にはんだペーストが充填されるので、高さが異なる複数の種類のパッド群が混在していても、はんだペーストを塗布するときに、全てのパッド群が同様な条件で塗布されるので、塗布が完了したときに、各パッド群の上には樹脂層の厚みで規制された一定の高さの予備はんだ層が形成される。樹脂層を使用したことで予備はんだ層の高さ調整は容易である（請求項１）。
【００３５】
また、本発明は、プリント配線基板上に混在する基板からの高さが異なる複数の種類のパッド群の表面に対する予備はんだ層形成方法において、基板からの高さが一番低い種類のパッド群以外のパッド群を基板表面から一定の高さの樹脂層でマスクする工程と、基板からの高さが一番低い種類のパッド群の表面に対して、基板からの高さが二番目に低い種類のパッド群のパッド表面とほぼ同一の高さとなるように、仮の予備はんだ層を形成するようにせしめる方法を、順次、基板からの高さが低い順に行い、基板からの高さが二番目に高い種類のパッド群まで、該方法を繰り返し、全ての種類のパッド群の基板からの高さをほぼ同一の高さとする工程と、基板からの高さが一番高い種類のパッド群の表面上から前記樹脂層を除去することによりパッド表面を露出させ、全ての種類のパッド群に対して、前記樹脂層の高さで規制される一定の高さの予備はんだ層を形成する工程と、を有することにより、充填容量が大きいパッドから順番にはんだペーストが充填されるので、高さが異なる複数の種類のパッド群が混在していても、はんだペーストを塗布するときに、全てのパッド群が同様な条件で塗布されるので、塗布が完了したときに、各パッド群の上には樹脂層の厚みで規制された一定の高さの予備はんだ層が形成される。樹脂層を使用したことで予備はんだ層の高さ調整は容易であり、さらに、最初に最も充填容積の大きなパッド群を、最初から露出させておくので、露出させる工程がその分少なくでき、工程数が少なくて済む（請求項２）。
【００３６】
また、パッド露出のために除去された樹脂層以外の樹脂層は、隣り合うパッドの上の予備はんだ層を短絡させない隔壁となり、小ピッチのパッドの配置を可能にさせている。
【００３７】
また、レーザー光を照射することにより、前記樹脂層を除去すること（パッドを露出させるために樹脂層にレーザ光を利用して開口を設けること）によって、開口ピッチが微細でも実行が容易になった（請求項３）。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の予備はんだ層形成方法の実施の形態の（ａ）〜（ｄ）工程を説明する断面図である。
【図２】この発明の予備はんだ層形成方法の実施の形態の（ｅ）〜（ｇ）工程を説明する断面図である。
【図３】予備はんだ層形成方法の従来例の工程を説明する断面図である。
【符号の説明】
１０    プリント配線基板
２０，３０    パッド
２１，３２，３３    予備はんだ層
３１    微細ビア
４０    はんだマスク用の樹脂層
４１，４２    開口部
【図３】
0003543094.tif 000002
【図１】
0003543094.tif 000003
【図２】
0003543094.tif 000004