(57)【要約】【課題】  ランドとはんだとの界面に低強度・低融点合金層が形成されることを抑制し、はんだ接合の品質や信頼性を充分に確保する。【解決手段】  リフロー処理では、ＰＣＢ３上に付着されたはんだペーストを加熱溶融するための加熱工程と、この加熱工程により加熱溶融されたはんだペーストを溶融状態から１．５℃／秒以上の冷却速度をもって強制的に冷却、凝固する冷却工程とを経る。なお、はんだペーストとしては、Ｂｉ含有量が３％未満のＳｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系合金を用い、好適には２種類以上のはんだ粉末を組み合わせてペースト化したものを用いる。なお、その後にフロー処理を行う場合は、リフロー処理で先に実装された電子部品のはんだ接続部分の温度を１７０℃以下としてフロー処理を行うフロー工程を経る。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント基板に電子部品がはんだ付けされて実装された実装構造体を製造する実装構造体の製造方法において、
前記プリント基板にＳｎ−Ｚｎ系合金からなるはんだペーストを付着するとともに前記電子部品を搭載する搭載工程と、
前記プリント基板上に付着された前記はんだペーストを２１０℃以上に加熱溶融する加熱工程と、
前記加熱工程により加熱溶融された前記はんだペーストを溶融状態から１．５℃／秒以上の冷却速度をもって強制的に冷却、凝固する冷却工程とを経る実装構造体の製造方法。
【請求項２】
前記冷却工程は、はんだペーストを１９０℃以下に冷却する、請求項１に記載の実装構造体の製造方法。
【請求項３】
前記はんだペーストは、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系合金からなる、請求項１から２のいずれか１項に記載の実装構造体の製造方法。
【請求項４】
前記はんだペーストは、前記Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系合金のＢｉ含有量が３％未満であるとともに、２種類以上のはんだ粉末を組み合わせてペースト化したものである、請求項３に記載の実装構造体の製造方法。
【請求項５】
前記プリント基板の一方の面に前記搭載工程を経て搭載された電子部品を、前記加熱工程および前記冷却工程を経てはんだ付けして実装する第１のリフロー工程と、
前記プリント基板の他方の面に前記搭載工程を経て搭載された電子部品を、前記加熱工程および前記冷却工程を経てはんだ付けして実装する第２のリフロー工程とを有し、
前記第２のリフロー工程における前記冷却工程は、前記第２のリフロー工程における前記加熱工程により加熱溶融された前記プリント基板の両方の面側のはんだを、溶融状態から前記冷却速度をもって強制的に冷却、凝固するように調整をする、請求項１から４のいずれか１項に記載の実装構造体の製造方法。
【請求項６】
前記プリント基板の一方の面に前記搭載工程を経て搭載された電子部品を、前記加熱工程および前記冷却工程を経てはんだ付けして実装するリフロー工程と、
前記プリント基板の一方の面側から当該プリント基板のスルーホールにリードを挿通して搭載した電子部品を、前記プリント基板の一方の面側のはんだの温度を１７０℃以下とした状態でフローによりはんだ付けするフロー工程とを有し、
前記フロー工程は、前記プリント基板の一方の面側の前記はんだペーストに冷却風を送風することで、前記はんだの温度調整を行う、請求項１から４のいずれか１項に記載の実装構造体の製造方法。
【請求項７】
前記冷却風は、Ｎ２ガスである、請求項６に記載の実装構造体の製造方法。
【請求項８】
前記フロー工程は、前記プリント基板の一方の面側に実装された電子部品を前記プリント基板の他方の面側から覆うように、該他方の面側に断熱材を配置することで、前記はんだの温度調整を行う、請求項６から７のいずれか１項に記載の実装構造体の製造方法。
【請求項９】
前記断熱材は、前記プリント基板に貼り付けられるマスキングテープである、請求項８に記載の実装構造体の製造方法。
【請求項１０】
前記断熱材は、前記プリント基板が設置されるトレイである、請求項８に記載の実装構造体の製造方法。
【請求項１１】
前記プリント基板には、リードにＰｂ系のメッキ膜が形成された電子部品が実装される、請求項１から１０のいずれか１項に記載の実装構造体の製造方法。
【請求項１２】
プリント基板に電子部品がはんだ付けされて実装された実装構造体において、
前記プリント基板に前記電子部品を接合するためのＳｎ−Ｚｎ系合金からなるはんだペーストは、２１０℃以上に加熱された溶融状態から１．５℃／秒以上の冷却速度をもって強制的に冷却、凝固されたことを特徴とする実装構造体。
【請求項１３】
前記はんだペーストは、前記冷却速度で１９０℃以下に冷却された、請求項１２に記載の実装構造体。
【請求項１４】
前記はんだペーストは、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系合金からなる、請求項１２から１３のいずれか１項に記載の実装構造体。
【請求項１５】
前記はんだペーストは、前記Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系合金のＢｉ含有量が３％未満であるとともに、２種類以上のはんだ粉末を組み合わせてペースト化したものである、請求項１４に記載の実装構造体。
【請求項１６】
前記プリント基板の一方の面側には、前記はんだペーストにより前記電子部品が接合され、
前記プリント基板の他方の面側には、前記一方の面側で前記電子部品が接合された後、前記はんだペーストにより前記電子部品が接合され、
前記他方の面側のはんだが前記冷却速度をもって冷却される際に、前記一方の面側のはんだも前記冷却速度をもって冷却されるように調整された、請求項１２から１５のいずれか１項に記載の実装構造体。
【請求項１７】
前記プリント基板の一方の面側には、前記はんだペーストにより前記電子部品が接合され、
前記プリント基板の他方の面側には、前記一方の面側で前記電子部品が接合された後、前記一方の面側から前記プリント基板のスルーホールにリードが挿通されて搭載された電子部品が、前記一方の面側のはんだの温度を１７０℃以下とした状態でフロー処理により接合され、
前記フロー処理時の前記はんだの温度は、前記はんだに冷却風を送風することで調整された、請求項１２から１５のいずれか１項に記載の実装構造体。
【請求項１８】
前記冷却風は、Ｎ２ガスである、請求項１７に記載の実装構造体。
【請求項１９】
前記フロー処理時の前記はんだの温度は、前記プリント基板の一方の面側に実装された電子部品を前記プリント基板の他方の面側から覆うように、該他方の面側に断熱材を配置することで調整された、請求項１７から１８のいずれか１項に記載の実装構造体。
【請求項２０】
前記断熱材は、前記プリント基板に貼り付けられるマスキングテープである、請求項１９に記載の実装構造体。
【請求項２１】
前記断熱材は、前記プリント基板が設置されるトレイである、請求項１９に記載の実装構造体。
【請求項２２】
前記プリント基板には、リードにＰｂ系のメッキ膜が形成された電子部品が実装される、請求項１２から２１のいずれか１項に記載の実装構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント配線基板（Printed Circuit Board：以下ＰＣＢと称する。）に各種の電子部品がはんだ付けされて実装された実装構造体の製造方法および実装構造体に関し、特に、ＰＣＢの少なくとも一方の面側で電子部品がリフローによりはんだ付けされた実装構造体の製造方法および実装構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、各種の電子部品をＰＣＢ上に実装するためにはんだ付けが用いられている。このように、はんだ付けを用いて電子部品を実装するための電子部品の実装方法について図面を参照して以下に説明する。
【０００３】
最初に、ＰＣＢの両面に対してリフローによりはんだ付けを行う両面リフロープロセスの一例について図８を参照して説明する。
【０００４】
まず、ＰＣＢ８０のランド（不図示）に対応する位置にだけ開口が設けられた印刷用マスク（不図示）を用いて、はんだペースト８１をランドに印刷する（図８（ａ））。
【０００５】
次に、ランドに印刷されたはんだペースト８１の上に、チップ部品、ＱＦＰ（Quad Flat Package）、ＳＯＰ（Small Outline Package）等の表面実装部品８２を搭載する（図８（ｂ））。
【０００６】
そして、表面実装部品８２を搭載したＰＣＢ８０を高温の炉室内を通過させることではんだペースト８１を溶融させ、表面実装部品８２のリードとＰＣＢ８０の銅箔とのはんだ付けを行う（図８（ｃ））。ここまでの各工程によりＰＣＢ８０の一方の面に対するリフローによるはんだ付けが終了する。
【０００７】
次に、ＰＣＢ８０を反転させ、電子部品が未だ実装されていない他方の面に対し、図８（ａ）、図８（ｂ）と同様の工程により、はんだペースト８３の印刷（図８（ｄ））、表面実装部品８４の搭載（図８（ｅ））を行った後に、図８（ｃ）の工程と同様にしてＰＣＢ８０を炉室内を通過させて表面実装部品８４のはんだ付けを行う（図８（ｆ））。
【０００８】
なお、上述のリフロー処理の炉室による高温に耐えることができない電子部品については、リフロー処理終了後に手作業ではんだ付けを行う。
【０００９】
次に、ＰＣＢの一方の面に対してリフローによりはんだ付けを行った後、ＰＣＢの他方の面に対してフローによりはんだ付けを行うリフロー・フロー複合プロセスの一例について図９を参照して説明する。
【００１０】
まず、図８（ａ）、図８（ｂ）と同様の工程により、ＰＣＢ８０の一方の面に対し、はんだペースト８１の印刷（図９（ａ））、表面実装部品８２の搭載（図９（ｂ））を行った後に、図８（ｃ）の工程と同様にしてＰＣＢ８０を炉室内を通過させて表面実装部品８２のはんだ付けを行う（図９（ｃ））。ここまでの各工程によりＰＣＢ８０の一方の面に対するリフローによるはんだ付けが終了する。
【００１１】
次に、ＰＣＢ８０の表面実装部品８２が実装された一方の面側から、電子部品８５（以下、スルーホール部品と称する。）のリードをＰＣＢ８０のスルーホールに挿通し、スルーホール部品８５を搭載する（図９（ｄ））。
【００１２】
その後、スルーホール部品８５が搭載されたＰＣＢ８０を炉室内のはんだ槽の上方を通過させ、はんだ槽からＰＣＢ８０の他方の面上のスルーホール部品８５のリード部分に溶融状態のはんだ８６を噴射して、スルーホール部品８５のリードとＰＣＢ８０の銅箔とのはんだ付けを行う（図９（ｅ））。
【００１３】
なお、上述のリフロー処理の炉室内による高温に耐えることができない電子部品やフロー処理での実装が困難な電子部品については、フロー処理終了後に手作業ではんだ付けを行う。
【００１４】
上述した従来の電子部品の実装方法では、Ｓｎ−Ｐｂ系はんだが一般的に使用されてきた。しかし、このＳｎ−Ｐｂ系はんだは、毒性を有する重金属であるＰｂを含有しているため、使用後の電子機器が適切に廃棄されない場合に、地球環境に悪影響を及ぼすという問題を有していた。このため、近年では、このような問題を解決して環境汚染を未然に防ぐためにＰｂを含まないＰｂフリーはんだ（Ｐｂレスはんだ）の使用が望まれている。
【００１５】
このＰｂフリーはんだとしては、一般に、Ｓｎ−Ａｇ系はんだが広く知られている。このＳｎ−Ａｇ系はんだは、特性が比較的安定しているため、Ｓｎ−Ｐｂ系はんだの代わりとして電子部品の実装のために使用した場合にも従来と同程度の信頼性を確保することができる。しかし、Ｓｎ−Ｐｂ系はんだの融点が約１８３℃程度であるのに対して、Ｓｎ−Ａｇ系はんだの融点は２２０℃弱程度と高くなってしまう。そのため、Ｓｎ−Ｐｂ系はんだを使用していた実装装置や実装方法をそのまま使用することが困難であった。特に、一般的な電子部品は、耐熱温度が約２３０℃程度であるため、融点が２２０℃にもなるＳｎ−Ａｇ系はんだを炉室内で溶融させてはんだ付けを行ったとき、場合によっては電子部品の温度が２４０℃以上にもなってしまうことがあり得る。そのため、Ｓｎ−Ａｇ系はんだを用いて電子部品の実装を行おうとする場合には、使用する各種の電子部品の耐熱温度を上げなければならないという問題が生じてしまう。
【００１６】
このような融点が高いＳｎ−Ａｇ系はんだとは別のＰｂフリーはんだとして、Ｓｎ−Ｚｎ系はんだがある。このＳｎ−Ｚｎ系はんだの融点は２００℃弱程度であるため、このＳｎ−Ｚｎ系はんだを用いて電子部品の実装を行うことにより、従来の設備、電子部品をそのまま使用することができる。
【００１７】
しかしながら、上述したＳｎ−Ｚｎ系はんだは、従来から使用されてきたＳｎ−Ｐｂ系はんだに比較して、Ｚｎが酸化し易く、ぬれ性が乏しいという問題点を有しており、従来の設備や実装方法により電子部品の実装を行った場合に、従来と同様なはんだ付け品質や信頼性を確保することが困難であった。
【００１８】
【特許文献１】特開２００１−００７５０７号公報（段落００１５）
【特許文献２】特開２０００−３４９４３３号公報（段落００１５、表１の実施例１）
【特許文献３】特開平１１−３５４９１９号公報（段落００４３、００４６）
【特許文献４】特開平１１−２４５０７９号公報（段落００３４）
【特許文献５】特開平０９−０２９４８０号公報
【特許文献６】特開平１１−１３８２９２号公報
【特許文献７】特開平０３−２６８３８６号公報
【特許文献８】特開平０４−１０９６９５号公報
【特許文献９】特開２００１−３５８４５６号公報
【特許文献１０】特開平０２−３０７６７１号公報
【特許文献１１】実願平０３−１０５９０９号（実開平０５−０４８３７６号）のＣＤ−ＲＯＭ（マスキングテープ１０）
【特許文献１２】特開平１１−０２６９２４号公報（断熱性ホルダー２１）
【特許文献１３】特開平０９−０８２７５１号公報（段落００４４乃至００４８）
【特許文献１４】特開平０９−２６６３７３号公報（段落０００６乃至０００８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
ところで、Ｓｎ−Ｚｎ系はんだのぬれ性を改善する方法として、Ｓｎ−Ｚｎ系はんだにＢｉを含有させる方法が一般に知られており、このようなＳｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系はんだを用いてリフロー処理を行う技術が一部で開示されている。
【００２０】
しかしながら、従来のリフロー処理では、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系はんだをリフロー処理する際、電子部品として、現時点で最も一般的なＳｎ−Ｐｂメッキが施されたリードを有するものを使用した場合に、このメッキ膜の成分であるＰｂとＳｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系はんだの成分であるＳｎ−Ｚｎ−ＢｉとによるＳｎ−Ｚｎ−ＰｂやＳｎ−Ｐｂ−Ｂｉが、ランドとはんだとの界面付近に偏析し、これらの界面部分の低強度・低融点合金層が実装品質や信頼性に悪影響を及ぼすという問題があった。
【００２１】
特に、上述の両面リフロープロセスにおける２回目のリフロー処理や、リフロー・フロー複合プロセスにおけるフロー処理では、先に実装した一方の面側でＳｎ−Ｚｎ−ＰｂやＳｎ−Ｐｂ−Ｂｉ等の低融点合金の偏析現象がより進行してしまう。このため、両面リフロープロセスにおける２回目のリフロー処理や、リフロー・フロー複合プロセスにおけるフロー処理では、その冷却過程において前述の低融点合金のみがランドとはんだとの界面に未凝固のまま存在する状態が発生し、ＰＣＢに反りや捻れが発生した場合に、この界面部分で部分的に剥離もしくは完全に未接合となってしまうという問題が発生し易くなる。この現象は、ＰＣＢの反りや捻れによる応力の影響を受け易いＱＦＰ、ＳＯＰ等の電子部品の四隅に位置するリードで顕著に発生する。
【００２２】
本発明の目的は、ランドとはんだとの界面付近に前述の低強度・低融点合金層が形成されることを抑制して、はんだ接合の品質や信頼性を十分に確保することができる実装構造体の製造方法および実装構造体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上述した目的を達成するため、本発明に係る実装構造体の製造方法は、プリント基板に電子部品がはんだ付けされて実装された実装構造体を製造する実装構造体の製造方法において、前記プリント基板にはんだペーストを付着するとともに前記電子部品を搭載する搭載工程と、前記プリント基板上に付着された前記はんだペーストを加熱溶融する加熱工程と、前記加熱工程により加熱溶融された前記はんだペーストを溶融状態から１．５℃／秒以上の冷却速度をもって強制的に冷却、凝固する冷却工程とを経ることを特徴とするものである。
【００２４】
以上のように構成した実装構造体の製造方法においては、加熱工程により加熱溶融されたはんだペーストを１．５℃／秒以上の冷却速度をもって急速に冷却、凝固させることにより、前述の低強度・低融点合金層のランドとはんだとの界面部分への偏析が抑制され、はんだ接合の品質や信頼性が確保される。
【００２５】
この場合、前記加熱工程は、はんだペーストを２１０℃以上に加熱することとしても良く、また、前記冷却工程は、はんだペーストを１９０℃以下に冷却することとしても良い。
【００２６】
また、前記はんだペーストは、Ｓｎ−Ｚｎ系合金からなることが、Ｐｂフリーの観点から好ましく、さらに、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系合金からなることが、Ｓｎ−Ｚｎ系はんだのぬれ性を改善できる点で好ましい。
【００２７】
なお、はんだペーストとして、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系合金を用い、電子部品として、リードのメッキ膜にＰｂが被覆されているものを用いた場合には、前述の低強度・低融点合金層として、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｐｂ（融点１７７℃）やＳｎ−Ｐｂ−Ｂｉ（融点９８℃）の偏析が抑えられることになる。
【００２８】
また、前記はんだペーストは、前記Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系合金のＢｉ含有量が３％未満であることが好ましく、これにより、Ｓｎ−Ｐｂ−Ｂｉの偏析をさらに抑えることが可能である。
【００２９】
また、前記はんだペーストは、２種類以上のはんだ粉末を組み合わせてペースト化したものであることが好ましく、これにより、液相線と固相線との温度差が大きくなるため、チップ立ち不良を抑制することが可能となる。
【００３０】
また、前記プリント基板の一方の面に前記搭載工程を経て搭載された電子部品を、前記加熱工程および前記冷却工程を経てはんだ付けして実装する第１のリフロー工程と、前記プリント基板の他方の面に前記搭載工程を経て搭載された電子部品を、前記加熱工程および前記冷却工程を経てはんだ付けして実装する第２のリフロー工程とを有し、前記第２のリフロー工程における前記冷却工程は、前記第２のリフロー工程における前記加熱工程により加熱溶融された前記プリント基板の両方の面側のはんだを、溶融状態から前記冷却速度をもって強制的に冷却、凝固するように調整をすることとしても良い。
【００３１】
この場合、第１のリフロー工程により先に電子部品が実装された前記プリント基板の一方の面側では、第２のリフロー工程を経た後にも、Ｓｎ−Ｚｎ−ＰｂやＳｎ−Ｐｂ−Ｂｉ等の低強度・低融点合金層のランドとはんだとの界面部分への偏析が抑制され、はんだ接合の品質や信頼性が確保される。
【００３２】
また、前記プリント基板の一方の面に前記搭載工程を経て搭載された電子部品を、前記加熱工程および前記冷却工程を経てはんだ付けして実装するリフロー工程と、前記プリント基板の一方の面側から当該プリント基板のスルーホールにリードを挿通して搭載した電子部品を、前記プリント基板の一方の面側のはんだの温度を１７０℃以下とした状態でフローによりはんだ付けするフロー工程とを有することとしても良い。
【００３３】
この場合、リフロー工程により先に電子部品が実装された前記プリント基板の一方の面側では、微量に形成されたＳｎ−Ｚｎ−Ｐｂがフロー工程により再溶融することが抑えられるため、フロー工程を経た後にも、はんだ接合の品質や信頼性が確保される。
【００３４】
なお、前記フロー工程は、前記プリント基板の一方の面側の前記はんだに冷却風を送風することで、前記はんだの温度調整を行うこととしても良く、その場合、前記冷却風は、Ｎ２ガスであることが好ましい。
【００３５】
また、前記フロー工程は、前記プリント基板の一方の面側に実装された電子部品を前記プリント基板の他方の面側から覆うように、該他方の面側に断熱材を配置することで、前記はんだの温度調整を行うこととしても良い。また、前記断熱材は、前記プリント基板に貼り付けられるマスキングテープであることとしても良く、前記プリント基板が設置されるトレイであることとしても良い。
【００３６】
なお、本発明は、前記プリント基板に、リードにＰｂ系のメッキ膜が形成された電子部品が実装されているものに適用されて好適である。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、溶融状態のはんだペーストを１．５℃／秒以上の冷却速度をもって強制的に冷却、凝固させることにより、低強度・低融点合金層のランドとはんだとの界面部分への偏析が抑制されるため、はんだ接合の品質や信頼性を確保することができる。例えば、はんだペーストとして、Ｓｎ−Ｚｎ系Ｐｂフリーはんだおよびぬれ性改善の観点からＳｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系合金からなるものを用い、電子部品として、リードのメッキ膜にＰｂが被覆されているものを用いた場合には、低強度・低融点合金層として、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｐｂ（融点１７７℃）やＳｎ−Ｐｂ−Ｂｉ（融点９８℃）の偏析を抑えることができる。
【００３８】
また、はんだペーストとして、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系合金のＢｉ含有量が３％未満であるものを用いた場合には、Ｓｎ−Ｐｂ−Ｂｉの偏析をさらに抑えることができる。また、Ｂｉの含有量を３ｗｔ％未満とした場合には、Ｓｎ−Ｐｂ−Ｂｉ系はんだの柔軟性を向上させることができるため、周囲温度などの環境変化に対する耐性も改善することができる。
【００３９】
また、はんだペーストとして、２種類以上のはんだ粉末を組み合わせてペースト化したものを用いた場合には、液相線と固相線との温度差が大きくなるため、チップ立ち不良を抑制することができる。
【００４０】
また、プリント基板の一方の面に対する第１のリフロー工程と、他方の面に対する第２のリフロー工程とによる両面リフロープロセスを行う際、第２のリフロー工程で、プリント基板の両方の面側のはんだを、溶融状態から１．５℃／秒以上の冷却速度をもって強制的に冷却、凝固する場合には、第１のリフロー工程により先に電子部品が実装されたプリント基板の一方の面側で、第２のリフロー工程を経た後にも、Ｓｎ−Ｚｎ−ＰｂやＳｎ−Ｐｂ−Ｂｉ等の低強度・低融点合金層のランドとはんだとの界面部分への偏析が抑制されるため、はんだ接合の品質や信頼性を確保することができる。
【００４１】
また、プリント基板の一方の面に対するリフロー工程と、他方の面に対するフロー工程とによるリフロー・フロー複合プロセスを行う際、フロー工程で、プリント基板の一方の面側のはんだの温度を１７０℃以下とした状態でフロー処理する場合には、リフロー工程で先に電子部品が実装されたプリント基板の一方の面側で、微量に形成されたＳｎ−Ｚｎ−Ｐｂが再溶融することを防止することができる。そのため、プリント基板の一方の面側では、フロー工程を経た後にも、はんだ接合の品質や信頼性を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００４３】
（第１の実施形態）本実施形態では、ＰＣＢの両面に対してリフローによりはんだ付けを行う両面リフロープロセスで実装構造体を製造する。
【００４４】
図１は、本実施形態に係るリフロー処理で用いるリフロー装置を示す図である。なお、このリフロー装置は、前工程ではんだペーストがランドに印刷されて各種の電子部品が搭載されたＰＣＢをリフロー処理する。また、はんだペーストとしては、Ｓｎ−Ｚｎ系合金にＢｉを含有したＳｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系合金が用いられている。また、ＰＣＢに実装される電子部品としては、Ｐｂを含有するメッキ膜がリードに被覆された電子部品が用いられる。
【００４５】
図１に示すように、リフロー装置１は、ＰＣＢ３のリフロー処理を行う炉室６を備えている。炉室６は、一端側にリフロー処理されるＰＣＢ３が搬入される搬入口７が設けられており、他端側にリフロー処理されたＰＣＢ３が搬出される搬出口８が設けられている。この炉室６は、室内の気密性が確保されている。
【００４６】
また、リフロー装置１は、炉室６内でＰＣＢ３を搬送する搬送機構１１と、ＰＣＢ３のはんだペーストを加熱溶融する加熱部１２と、加熱溶融されたＰＣＢ３上の溶融状態のはんだペーストを冷却、凝固する冷却部１３とを備えている。
【００４７】
搬送機構１１は、ＰＣＢ３が載置される搬送台１５と、この搬送台１５を搬送路に沿って図１中矢印ａ方向に所定の搬送速度で駆動する駆動機構（図示せず）とを有している。炉室６内には、搬送台１５の搬送路が搬入口７から搬出口８に亘って設けられている。この搬送機構１１は、例えば０．７ｍ／分程度の搬送速度でＰＣＢ３を搬送する。
【００４８】
加熱部１２および冷却部１３は、炉室６内の搬送路に沿ってそれぞれ配設されている。加熱部１２は、搬入口７側に位置されて、搬送路を挟んで対向する位置にそれぞれ設けられている。冷却部１３は、搬出口８側に位置されて、搬送路を挟んで対向する位置にそれぞれ設けられている。
【００４９】
加熱部１２は、搬送機構１１による搬送路順に、はんだペーストを所定の温度に予備的に加熱して保温する予備加熱ヒータ１６と、はんだペーストを溶融させる融点以上に加熱する加熱ヒータ１７とを有している。
【００５０】
冷却部１３は、ＰＣＢ３に冷却風を送風する冷却ファン１８と、この冷却ファン１８から送風された冷却風を冷却するため冷却回路（図示せず）とを有している。冷却回路は、所定の冷却液が巡回する回路を構成している。そして、この冷却部１３は、およそ２１０℃以上に加熱されたＰＣＢ３上のはんだペーストを、１．５℃／秒以上の冷却速度をもって冷却、凝固するように設定されている。
【００５１】
以下に、図１に示したリフロー装置１を用いた両面リフロープロセス、およびリフロー処理時の温度変化について図面を参照して説明する。なお、図２において、縦軸がＰＣＢ３上の電子部品のリード近傍のはんだペーストの温度（℃）を示し、横軸が時間（秒）を示す。また、図２において、本実施形態に係るリフロー装置１の温度変化曲線を実線Ｌ1で示し、従来のリフロー装置の温度変化曲線を破線Ｌ2で示す。
【００５２】
まず、リフロー装置１の炉室６には、前工程で一方の面側にはんだペーストが印刷されて電子部品が搭載されたＰＣＢ３が搬入される。
【００５３】
炉室６に搬入されたＰＣＢ３は搬送機構１１によって搬送路に沿って搬送されて、加熱部１２によってＰＣＢ３上のはんだペーストが加熱される。
【００５４】
図２中の実線Ｌ1に示すように、ＰＣＢ３に印刷されたはんだペーストとして例えば融点が２００℃弱のＳｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系はんだが用いられた場合、搬送機構１１によって搬入口７から搬入されたＰＣＢ３上のはんだペーストは、加熱部１２の予備加熱ヒータ１６により加熱されて、搬入から１３５秒〜１４５秒（時間ｔ1）後に例えば１５０℃〜１７０℃（温度ｘ1）程度まで加熱される。温度ｘ1程度まで加熱されたＰＣＢ３上のはんだペーストは、予備加熱ヒータ１６によって温度ｘ1程度で８０秒〜１００秒間保温される。
【００５５】
そして、搬入から２１５秒〜２４５秒（時間ｔ2）後に予備加熱が完了し、保温されたＰＣＢ３が搬送機構１１によって更に搬送されて、搬入から２６５秒〜３０５秒（時間ｔ3）後、加熱部１２の加熱ヒータ１７によりおよそ２１０℃（温度ｘ3）以上まで加熱されて、はんだペーストが溶融される。
【００５６】
その後、ＰＣＢ３上の溶融状態のはんだペーストは、温度ｘ3まで加熱された後、搬送機構１１によって更に搬送されて、冷却部１３の冷却ファン１８によりおよそ１９０℃（温度ｘ2）以下まで１３秒程度（冷却時間Ｔ）で冷却される。このとき、冷却部１３は、ＰＣＢ３上のはんだペーストを、１．５℃／秒以上の冷却速度をもって冷却して凝固させる。
【００５７】
ＰＣＢ３は、溶融状態のはんだペーストが冷却部１３によって融点以下に冷却されて凝固されることで、電子部品が実装される。リフロー装置１は、搬入から２７８秒〜３１８秒（時間ｔ4）後、冷却されたＰＣＢ３が搬出口８から搬出されて、常温で所定の時間放置される。ＰＣＢ３に実装された電子部品は、リードのメッキ膜の成分であるＰｂとＳｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系はんだの成分であるＳｎ−Ｚｎ−ＢｉとによるＳｎ−Ｚｎ−Ｐｂ（融点１７７℃）やＳｎ−Ｐｂ−Ｂｉ（融点９８℃）が偏析することによってランドとはんだとの界面に低強度・低融点合金層が形成されることが抑制されて、確実に接合される。
【００５８】
一方、図２中破線Ｌ2で示すように、従来のリフロー処理によれば、冷却部１３によってＰＣＢ３上のはんだペーストが０．５℃〜０．８℃／秒程度の冷却速度をもって冷却、凝固されていた。この冷却速度をもってはんだペーストが冷却、凝固されたＰＣＢ３には、Ｓｎ−Ｚｎ−ＰｂやＳｎ−Ｐｂ−Ｂｉが、ランドとはんだとの界面に偏析して低強度・低融点合金層が形成されてしまった。
【００５９】
すなわち、本実施形態に係るリフロー処理では、冷却速度である冷却曲線の勾配が、従来のリフロー処理による冷却曲線の勾配に比較して急峻とされており、従来に比して２倍弱〜３倍程度の冷却速度をもって急速に冷却、凝固を行っている。このため、ＰＣＢ３に実装される電子部品のリードのメッキ膜からＰｂが拡散し、このメッキ膜のＰｂとはんだペーストのＳｎ−Ｚｎ−ＢｉとによるＳｎ−Ｚｎ−ＰｂやＳｎ−Ｐｂ−Ｂｉがランドとはんだとの界面に偏析する前に、はんだペーストを均一な組成のまま凝固させることが可能となる。
【００６０】
これにより、ランドとはんだとの界面にＳｎ−Ｚｎ−ＰｂやＳｎ−Ｐｂ−Ｂｉの偏析による低強度・低融点合金層が形成されることが抑えられるため、ＰＣＢ３の一方の面に実装された電子部品は、はんだによる充分な接合強度が確保されて、はんだ付け不良が発生することが防止される。
【００６１】
続いて、リフロー装置１の炉室６には、前工程で一方の面側にリフローにより電子部品が実装され、他方の面側にはんだペーストが印刷されて別の電子部品が搭載されたＰＣＢ３が搬入される。
【００６２】
以降、リフロー装置１の炉室６内で、ＰＣＢ３の一方の面に対する上述のリフロー処理と同様に、ＰＣＢ３の他方の面に対してリフロー処理を行うことにより、ＰＣＢ３の他方の面に実装された電子部品も、はんだによる充分な接合強度が確保され、はんだ付け不良が発生することが防止される。
【００６３】
このとき、ＰＣＢ３の一方の面にリフローで先に実装された電子部品のリードのはんだペーストも、冷却部１３によって１．５℃／秒以上の冷却速度をもって急速に冷却される。そのため、このはんだペーストは加熱部１２による加熱によって再溶融したとしても、急速に冷却され凝固することになる。それにより、ＰＣＢ３の一方の面に先に実装された電子部品は、その後に行われるＰＣＢ３の他方の面に対するリフロー処理を経た後にも、はんだによる充分な接合強度が確保されて、はんだ付け不良が発生することが防止される。
【００６４】
なお、ＰＣＢ３の他方の面に対する２回目のリフロー処理時には、ＰＣＢ３の一方の面に対する１回目のリフロー処理で実装された電子部品の影響により、１回目のリフロー処理時よりもＰＣＢ３全体としての熱容量が大きくなり、はんだペーストの温度が下がりにくい状態になっている。そのため、冷却部１３の設定を１回目のリフロー処理と２回目のリフロー処理とで単純に同一とした場合、冷却速度は２回目のリフロー処理の方が小さくなってしまう。そこで、２回目のリフロー処理時には、冷却部１３の設定を、１回目のリフロー処理時よりも冷却速度が高くなるようにすることが望ましい。
【００６５】
本実施形態に係るリフロー処理においては、冷却部１３による冷却速度を１．５℃／秒以上とすることによって、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｐｂ（融点１７７℃）やＳｎ−Ｐｂ−Ｂｉ（融点９８℃）の偏析を抑えているが、このうちＳｎ−Ｐｂ−Ｂｉの偏析については、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系はんだのＢｉ含有量を３ｗｔ％未満に低減することによって、さらに抑えることができる。
【００６６】
ここで、はんだペーストとして、Ｂｉの含有量が３ｗｔ％であるＳｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系はんだを用い、電子部品のリードに被覆するメッキ膜として、Ｓｎ−Ｐｂ系合金を用いた場合の、電子部品のリードのはんだ接続部分の状態について、図３および図４を参照して説明する。
【００６７】
図３は、電子部品のリードのはんだ接続部分の組成を説明する図である。なお、図３は、ＰＣＢの一方の面に対する１回目のリフロー処理で実装された電子部品のリードのはんだ接続部分の組成を、ＰＣＢの他方の面に対する２回目のリフロー処理を行う前に確認したものである。ここでは、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系はんだの最適なＢｉ含有量を確認するために、リフロー装置として、溶融状態のはんだペーストを０．５℃／秒〜０．８℃／秒程度の冷却速度をもって冷却、凝固する従来のリフロー装置を用いている。また、図３において、一番上の図面は、電子部品のリードのはんだ接続部分の拡大断面図であり、「ＳＥＭ」と付された図面は、一番上の図面において点線で囲まれた部分（ＰＡＤ）のさらなる拡大断面図である。また、「Ｐｂ」等の元素名が付された図面は、「ＳＥＭ」と付された図面が示す領域において、当該元素が存在しているか否かを示す図面であり、白っぽく見える部分に当該元素が存在していることを示している。
【００６８】
図３に示すように、電子部品のリードのはんだ接続部分には、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｐｂの他、Ｂｉも微量ながら検出されていることから、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｐｂの他、Ｓｎ−Ｐｂ−Ｂｉの偏析も起こっていることがわかる。なお、図３において、Ｃｕ，Ｆｅ，Ｎｉも検出されているが、これは、ＰＣＢの銅箔部分の成分である銅や、電子部品のリードの成分であるＦｅ，Ｎｉが検出されたことを示している。
【００６９】
図４は、図３の電子部品が一方の面に実装されたＰＣＢの他方の面に対する２回目のリフロー処理を行った後に、図３の電子部品のリードのはんだ接続部分を拡大した図である。
【００７０】
図４に示すように、図３の電子部品のリードのはんだ接続部分では、ＰＣＢに対する２回目のリフロー処理を行った後、剥離が発生していることがわかる。
【００７１】
このように、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系はんだのＢｉ含有量を３ｗｔ％とした場合には、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｐｂの他、Ｓｎ−Ｐｂ−Ｂｉの偏析が起こるが、このときのＢｉ検出量は微量であることから、Ｓｎ−Ｐｂ−Ｂｉの偏析をさらに抑えるためには、Ｂｉ含有量は３ｗｔ％未満が好適な範囲である。
【００７２】
ただし、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系はんだは、表１に示すように、Ｂｉの含有量が少なくなるにしたがって、液相線と固相線との温度差が小さくなる。
【００７３】
【表１】
2004158898.tif 000003
例えば、２極の電極を備える電子部品に対してリフローによりはんだ付けを行う際、ＰＣＢ上の温度差によりどちらか一方の電極側のはんだが先に溶解を開始した場合に、溶融したはんだの表面張力に他方の電極が引っ張られることで電子部品が浮き上がる、いわゆるチップ立ち不良が発生する。そのため、液相線と固相線との温度差が大きいほど、溶け始めのはんだ量を小さくし、はんだの表面張力を小さくすることができるため、チップ立ちの抑制には有利となる。
【００７４】
そこで本実施形態においては、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系はんだペーストを作成する際、２種類以上のはんだ粉末を組み合わせ、これらをペースト化することで、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系はんだにおけるＢｉの含有量を３ｗｔ％未満に調整し、液相線と固相線との温度差を大きくすることとしている。
【００７５】
具体的には、Ｂｉの含有量が２％であるＳｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系のはんだペーストを作成する場合、例えば、次のような重量比で２つのはんだ粉末をブレンドしてペースト化することではんだペーストを作成する。
Ｓｎ−８Ｚｎ−３Ｂｉ：６７ｗｔ％
Ｓｎ−９Ｚｎ：３３ｗｔ％
また、Ｂｉの含有量が１％であるＳｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系のはんだペーストを作成する場合、例えば、次のような重量比で２つのはんだ粉末をブレンドしてペースト化することではんだペーストを作成する。
Ｓｎ−８Ｚｎ−３Ｂｉ：３３ｗｔ％
Ｓｎ−９Ｚｎ：６７ｗｔ％
上記の例で作成されたはんだペーストは、Ｂｉの含有量が１％もしくは２％であるにもかかわらず、液相線と固相線との温度差がＳｎ−８Ｚｎ−３Ｂｉと同じになり、溶け始めのはんだ量を少なくすることができるため、はんだの表面張力を小さくすることができ、それにより、チップ立ち不良を抑制することができる。なお、上記の組成および重量比はあくまで一例であり、その他の組成および重量比であっても、上記と同様の効果を得られることは言うまでもない。
【００７６】
上述したように本実施形態においては、リフロー装置１の冷却部１３による冷却速度を１．５℃／秒以上とすることによって、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｐｂ（融点１７７℃）やＳｎ−Ｐｂ−Ｂｉ（融点９８℃）が偏析する前に、溶融状態のはんだペーストを急速に冷却、凝固している。
【００７７】
したがって、Ｓｎ−Ｐｂ−ＢｉやＳｎ−Ｚｎ−Ｐｂの偏析により、ランドとはんだとの界面に低強度・低融点合金層が形成されることが抑えられるため、ＰＣＢ３に実装される電子部品は、はんだ接合の品質や信頼性が確保される。
【００７８】
また、はんだペーストとして、Ｂｉの含有量が３ｗｔ％未満のＳｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系はんだを用いた場合には、Ｓｎ−Ｐｂ−Ｂｉの偏析をさらに抑えることができる。また、Ｂｉの含有量が多くなると、硬くて脆くなるために柔軟性が損なわれ、環境変化に対する耐性が劣化してしまうが、Ｂｉの含有量を３ｗｔ％未満とすることで、柔軟性を向上させることができるため、周囲温度などの環境変化に対する耐性をも改善することができる。
【００７９】
また、２種類以上のはんだ粉末を組み合わせてペースト化してＢｉ含有量が３ｗｔ％未満のＳｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系はんだペーストを作成する場合には、液相線と固相線との温度差が大きくなるため、チップ立ち不良を抑制することができる。
【００８０】
なお、本実施形態は、ＰＣＢの両面に対してリフローで電子部品を実装する両面リフロープロセスに適用されたが、ＰＣＢの片面のみに対してリフローで電子部品を実装する片面リフロープロセスに適用されて好適である。
【００８１】
また、本実施形態は、リードのメッキ膜がＳｎ−Ｐｂ等のＰｂを含有する電子部品を接合するために適用されたが、はんだペーストが付着する箇所にＰｂを含有する他の部品を接合するために適用されて好適である。
【００８２】
（第２の実施形態）本実施形態では、ＰＣＢ３の一方の面に対してリフローによりはんだ付けを行った後、ＰＣＢ３の他方の面に対してフローによりはんだ付けを行うリフロー・フロー複合プロセスで実装構造体を製造する。
【００８３】
図５は、本実施形態に係るフロー処理で用いるフロー装置を示す図である。なお、このフロー装置は、ＰＣＢのスルーホールに各種の電子部品のリードが挿通されて当該電子部品が搭載されたＰＣＢをフロー処理する。また、フロー処理に用いるはんだとしては、Ｐｂフリーの観点から、Ｓｎ−Ａｇ系合金、Ｓｎ−Ｃｕ系合金、Ｓｎ−Ｚｎ合金等が好適に用いられる。また、ＰＣＢに実装される電子部品としては、Ｐｂを含有するメッキ膜がリードに被覆された電子部品が用いられる。
【００８４】
図５に示すように、フロー装置２０は、ＰＣＢ３のフロー処理を行う炉室２１を備えている。炉室２１は、一端側にフロー処理されるＰＣＢ３が搬入される搬入口２２が設けられており、他端側にフロー処理されたＰＣＢ３が搬出される搬出口２３が設けられている。
【００８５】
また、フロー装置２０は、炉室２１内でＰＣＢ３を搬送する搬送機構２４と、内部に貯蔵しているはんだを溶融状態でＰＣＢ３に向けて噴射するはんだ槽２５と、ＰＣＢ３上の溶融状態のはんだを冷却、凝固する冷却部２６とを備えている。
【００８６】
搬送機構２４は、ＰＣＢ３が載置される搬送台２７と、この搬送台２７を搬送路に沿って図５中矢印ｂ方向に所定の搬送速度で駆動する駆動機構（図示せず）とを有している。炉室２１内には、搬送台２７の搬送路が搬入口２２から搬出口２３に亘って設けられている。この搬送機構２４は、例えば１．０ｍ／分程度の搬送速度でＰＣＢ３を搬送する。
【００８７】
はんだ槽２５は、炉室２１内の搬送路の下方に配設されている。このはんだ槽２５は、ノズル２８，２９を備えており、ノズル２８からのはんだの噴流（１次噴流）とノズル２９からのはんだの噴流（２次噴流）とのダブルウェーブ方式で、ＰＣＢ３に向けて溶融状態のはんだを噴射する。
【００８８】
冷却部２６は、炉室２１内の搬送路に沿って、搬出口２３側に配設されている。この冷却部２６は、例えば、冷却ファンを用いて構成することができるが、ＰＣＢ３に冷却風を送風するものであれば、その他の構成としても良い。
【００８９】
なお、本実施形態に係るリフロー処理で用いるリフロー装置およびはんだペーストは、上述の第１の実施形態と同様のものを使用する。
【００９０】
以下に、図１に示したリフロー装置１および図２に示したフロー装置２０を用いたリフロー・フロー複合プロセスについて説明する。
【００９１】
まず、図１に示したリフロー装置１の炉室６に、前工程で一方の面側にはんだペーストが印刷されて電子部品が搭載されたＰＣＢ３が搬入される。
【００９２】
炉室６内に搬入されたＰＣＢ３は搬送機構１１によって搬送路に沿って搬送されて、ＰＣＢ３上のはんだペーストが加熱部１２によって融点以上に加熱溶融される。
【００９３】
次に、搬送機構１１によって搬送されるＰＣＢ３は、溶融状態のはんだペーストが冷却部１３によって１．５℃／秒以上の冷却速度をもって融点以下に急速に冷却されて凝固されることで、電子部品が実装される。
【００９４】
これにより、ＰＣＢ３の一方の面側では、Ｓｎ−Ｐｂ−Ｂｉ（融点９８℃）やＳｎ−Ｚｎ−Ｐｂ（融点１７７℃）の偏析を抑えることができる。また、はんだペーストとして、Ｂｉの含有量が３ｗｔ％未満のＳｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系はんだを用いた場合には、Ｓｎ−Ｐｂ−Ｂｉの偏析をさらに抑えることができ、さらに、２種類以上のはんだ粉末をペースト化してＳｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系はんだペーストを作成した場合には、チップ立ち不良を抑制することができる。
【００９５】
続いて、フロー装置２０の炉室２１に、前工程で一方の面側にリフローにより電子部品が実装され、その一方の面側からＰＣＢ３のスルーホールに別の電子部品のリードが挿通されて当該別の電子部品が搭載されたＰＣＢ３が搬入される。
【００９６】
炉室２１内に搬入されたＰＣＢ３は、搬送機構２４によって炉室２１内の搬送路に沿ってはんだ槽２５の上方に搬送される。
【００９７】
そして、ＰＣＢ３の一方の面にリフローにより実装された電子部品のはんだ接続部分の温度を１７０℃以下とした状態で、はんだ槽２５のノズル２８，２９から溶融状態のはんだがＰＣＢ３に噴射される。
【００９８】
前述のリフロー処理での冷却速度の調整によりＳｎ−Ｚｎ−Ｐｂ（融点１７７℃）の偏析は抑制されるが、完全には抑えきれない。このため、フロー処理でのＰＣＢ３の一方の面側の先に実装された電子部品のはんだ接続部分を１７０℃以下にすることで、この一方の面側に微量に形成されたＳｎ−Ｚｎ−Ｐｂが再溶融することを防止し、はんだ接続部分の品質・信頼性を確保することができる。なお、Ｓｎ−Ｐｂ−Ｂｉ（融点９８℃）の偏析については、上述したようにＢｉの含有量が３ｗｔ％未満のＳｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系はんだを用いることで、抑えることができる。
【００９９】
その後、搬送機構２４によって搬送されるＰＣＢ３は、冷却部２６によって溶融状態のはんだが融点以下に冷却されて凝固されることで、電子部品が実装される。
【０１００】
ここで、リフロー・フロー複合プロセスにおけるフロー処理時に、ＰＣＢ３の一方の面側のはんだ接続部分を上記温度に調整する方法について説明する。
【０１０１】
図６は、リフロー・フロー複合プロセスにおけるフロー処理時に、ＰＣＢの一方の面側のはんだ接続部分の温度を調整する方法の一例を説明する図である。
【０１０２】
図６に示したフロー装置３０は、フロー装置３０内に、ＰＣＢ３を上方から冷却するための冷却部３１を設けた点が、図５のフロー装置２０とは異なる。この冷却部３１は、例えば、冷却ファンを用いて構成することができるが、ＰＣＢ３に冷却風を送風するものであれば、その他の構成としても良い。なお、図６において、図５と同様の部分については同一の符号を付し説明を省略する。
【０１０３】
図６に示した例では、冷却部３１によって、ＰＣＢ３の一方の面に先にリフローで実装した電子部品のはんだ接続部分に対して上方から冷却風を吹きつけた状態でフロー処理を行うことにより、はんだ槽２５から噴射されたはんだの熱によりはんだ接続部分の温度が上昇することを抑制している。なお、フロー装置の炉室内は、リフロー装置の炉室内とは異なり、室内の気密性が確保されていない。そこで、冷却風により、はんだ槽２５内部のはんだが酸化されることを防止するため、冷却風としてＮ２ガスを用いることが好ましい。
【０１０４】
図７は、リフロー・フロー複合プロセスにおけるフロー処理時に、ＰＣＢの一方の面側のはんだ接続部分の温度を調整する方法の他の例を説明する図である。
【０１０５】
図７に示した例では、ＰＣＢ３の一方の面側に先に実装された表面実装部品７０をＰＣＢ３の他方の面側から覆うように、当該他方の面側に断熱材を配置した状態でフロー処理を行うことにより、はんだ槽２５のノズルから噴射されたはんだの熱がはんだ接続部分に伝導することを抑制している。
【０１０６】
例えば、図７（ａ）に示した例では、表面実装部品７０を覆うように、ＰＣＢ３の他方の面側に断熱材としてのマスキングテープ７２を貼り付け、この状態でフロー処理を行う。なお、マスキングテープ７２としては、熱容量が大きいもの、もしくは熱伝導率が低いものを使用し、例えば、紙テープやアルミテープ等が使用可能である。
【０１０７】
また、図７（ｂ）に示した例では、ＰＣＢ３を断熱材としてのトレイ７３に設置し、この状態でフロー処理を行う。なお、トレイ７３としては、熱容量が大きいもの、もしくは熱伝導率が低いものを使用し、スルーホール部品７１のリードが突出しているＰＣＢ３のスルーホール部分に開口部を設けておく。なお、断熱材としては、上述のマスキングテープやトレイ以外にも、はんだ槽２５から噴射されたはんだの熱伝導を抑制するものであれば、その他のものを使用しても良い。
【０１０８】
その他の方法としては、搬送機構２４によるＰＣＢ３の搬送速度を上げる方法（標準の搬送速度が１．０ｍ／分程度であるのに対し、例えば、１．５ｍ／分程度）や、フロー処理で一般に用いられているノズル２８，２９によるダブルウェーブ方式を、２次噴流（ノズル２９の噴流）のみのシングルウェーブに変更する方法等が挙げられる。なお、上述の方法は、単独で用いることとしても良く、複数組み合わせて用いることとしても良い。
【０１０９】
上述したように本実施形態においては、ＰＣＢ３の一方の面に対するリフロー処理時に、冷却部１３による冷却速度を１．５℃／秒以上とすることによって、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｐｂ（融点１７７℃）やＳｎ−Ｐｂ−Ｂｉ（融点９８℃）の偏析により、ランドとはんだとの界面に低強度・低融点合金層が形成されることが抑えられるため、ＰＣＢ３の一方の面に先に実装された電子部品は、はんだ接合の品質や信頼性が確保される。
【０１１０】
また、はんだペーストとして、Ｂｉの含有量が３ｗｔ％未満のＳｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系はんだを用いた場合には、Ｓｎ−Ｐｂ−Ｂｉの偏析をさらに抑えることができ、さらに、２種類以上のはんだ粉末をペースト化してＳｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系はんだペーストを作成する場合には、チップ立ち不良を抑制することができる。
【０１１１】
また、本実施形態においては、ＰＣＢ３の他方の面に対するフロー処理時に、ＰＣＢ３の一方の面にリフローにより先に実装された電子部品のはんだ接続部分の温度を１７０℃以下としているため、この一方の面側で微量に形成されたＳｎ−Ｚｎ−Ｐｂが再溶融することを防止することができる。それにより、ＰＣＢ３の一方の面側の先に実装された電子部品は、その後に行われるＰＣＢ３の他方の面に対するフロー処理を経た後にも、はんだ接合の品質や信頼性が確保される。
【０１１２】
なお、本実施形態は、リードのメッキ膜がＳｎ−Ｐｂ等のＰｂを含有する電子部品を接合するために適用されたが、はんだペーストが付着する箇所にＰｂを含有する他の部品を接合するために適用されて好適である。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】第１および第２の実施形態で用いるリフロー装置を示す模式図である。
【図２】図１に示したリフロー装置における温度変化曲線を示す図である。
【図３】電子部品のリードのはんだ接続部分の組成を説明する図である。
【図４】図３の電子部品のリードのはんだ接続部分の拡大図である。
【図５】第２の実施形態で用いるフロー装置を示す模式図である。
【図６】リフロー・フロー複合プロセスにおけるフロー処理時に、ＰＣＢの一方の面にリフローにより先に実装された電子部品のはんだ接続部分の温度を調整する方法の一例を説明する図である。
【図７】リフロー・フロー複合プロセスにおけるフロー処理時に、ＰＣＢの一方の面にリフローにより先に実装された電子部品のはんだ接続部分の温度を調整する方法の他の例を説明する図である。
【図８】両面リフロープロセスの概要を説明する図である。
【図９】リフロー・フロー複合プロセスの概要を説明する図である。
【符号の説明】
【０１１４】
１  リフロー装置
３  ＰＣＢ
６  炉室
７  搬入口
８  搬出口
１１  搬送機構
１２  加熱部
１３  冷却部
１５  搬送台
１６  予備加熱ヒータ
１７  加熱ヒータ
１８  冷却ファン
２０    フロー装置
２１    炉室
２２    搬入口
２３    搬出口
２４    搬送機構
２５    はんだ槽
２６    冷却部
２７    搬送台
２８，２９    ノズル
３０    フロー装置
３１    冷却部
【図１】
2004158898.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2004158898.tif 000011
【図９】
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