(57)【要約】【課題】鉛フリーはんだは、Ｓｎ−Ｐｂはんだと比較してはんだの濡れ性が悪く、実装部品の端子にはんだがなじみくい。このため接合面積が少なくリフロー後の接合品質が落ちる。【解決手段】はんだペーストをノズルから吐出してプリント配線板の所定の位置に塗布する塗布装置を用いて、ランド部１０に対して実装部品９の端子形状に合わせてはんだペーストの塗布厚さを変えて、端子が被さる部分以外の縁部にはんだペーストを多く塗布する。このようにしてリフロー後の実装部品端子の側面に多くはんだをぬれさせることで接合強度を確保することができる電子部品の実装方法を提供する。【選択図】  図２
2004221378.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ペースト収納部と吐出ノズルを備え、前記ペースト収納部に充填されたはんだペーストを前記吐出ノズルから吐出してプリント配線板の所定の位置に塗布する実装方法で、前記プリント配線板上に設けられた少なくともひとつのランドパターン内において実装される電子部品の端子形状に合わせてペースト塗布厚さを変えたことを特徴とする電子部品の実装方法。
【請求項２】
異なる種類のはんだペーストが充填された複数のペースト収納部と吐出ノズルを備え、前記はんだペーストを前記吐出ノズルから吐出してプリント配線板の所定の位置に塗布する実装方法で、実装される電子部品のリフロー加熱温度に合わせて塗布されるはんだペーストの種類を変えたことを特徴とする電子部品の実装方法。
【請求項３】
異なる種類のはんだペーストが充填された複数のペースト収納部と吐出ノズルを備え、前記はんだペーストを前記吐出ノズルから吐出してプリント配線板の所定の位置に塗布する実装方法で、実装される電子部品の端子の表面処理方法によって塗布されるはんだペーストの種類を変えたことを特徴とする電子部品の実装方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子機器における表面実装型部品をプリント配線板に実装する方法に係り、特にはんだペーストをノズルから吐出してプリント配線板の所定の位置に塗布する実装方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電子部品の実装方法は、プリント配線板に抵抗、コンデンサ等の様々な電子部品を接続するために、一般にペースト収納部に充填されているはんだペーストをエアー圧などによってノズルから吐出していた。吐出量は、エアー圧を電子的に制御することで調整して、ノズルの先端に対向して配置されたプリント配線板上に設けられたそれぞれのランドに対して所定の量のはんだペーストを吐出していた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−３０１３２９号公報（第６頁、第２図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年では環境問題から、その成分が錫−鉛（Ｓｎ−Ｐｂ）のはんだではなく、鉛を成分に含まない、いわゆる「鉛フリーはんだ」が使われるようになってきている。
【０００５】
鉛フリーはんだは、前述した錫−鉛はんだ（Ｓｎ−Ｐｂはんだ）に比べてはんだの濡れ性が悪く、実装部品の端子にはんだがなじみにくい。このためはんだと端子の接合面積が少なくなるため、接合品質が落ちるという問題点を有していた。
【０００６】
また、はんだペーストを塗布し、部品を所定の位置に配置した後、リフロー加熱炉にてプリント配線板全体が加熱されるが、このときの加熱温度ははんだの溶融温度以上にしなければならないとともに、部品の耐熱温度以下にしなければならない。プリント配線板上の部品は大きさ、形状あるいは使われている材料によって温度上昇の速度が異なり、温度が上がりやすい部品と温度が上がりにくい部品とがあるため、温度のばらつきが生じる。鉛フリーはんだでは一般的に最も信頼性実績のあるとされている錫−銀（Ｓｎ−Ａｇ）系はんだの場合、溶融温度がおよそ２２０℃であり、Ｓｎ−Ｐｂはんだの溶融温度１８３℃よりかなり高くなり、はんだの溶融温度以上に加熱すると温度ばらつきがあるため耐熱温度以上に加熱されてしまう部品が発生し部品の信頼性を損なうという問題を有していた。
【０００７】
また、鉛フリーはんだには様々な合金組成が知られているが、はんだと部品の表面処理の組み合わせ、特にビスマスを１重量％以上含むはんだの合金組成の場合、接合される部品の端子の表面処理に鉛が含まれていると接合信頼性が得られないという問題点を有していた。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、本発明は、ペースト収納部と吐出ノズルを備え、前記ペースト収納部に充填されたはんだペーストを前記吐出ノズルから吐出してプリント配線板の所定の位置に塗布する実装方法で、前記プリント配線板上に設けられた少なくともひとつのランドパターン内において実装される電子部品の端子形状に合わせてペースト塗布厚さを変えたことを特徴とするものである。
【０００９】
また、異なる種類のはんだペーストが充填された複数のペースト収納部と吐出ノズルを備え、前記はんだペーストを前記吐出ノズルから吐出してプリント配線板の所定の位置に塗布する実装方法で、実装される電子部品のリフロー加熱温度に合わせて塗布されるはんだペーストの種類を変えたことを特徴とするものである。
【００１０】
また、異なる種類のはんだペーストが充填された複数のペースト収納部と吐出ノズルを備え、前記はんだペーストを前記吐出ノズルから吐出してプリント配線板の所定の位置に塗布する実装方法で、実装される電子部品の端子の表面処理方法によって塗布されるはんだペーストの種類を変えたことを特徴とするものである。
【００１１】
本発明によれば、鉛フリーはんだを用いた電子部品の実装において接合信頼性の高い電子部品の実装方法を提供できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、ペースト収納部と吐出ノズルを備え、前記ペースト収納部に充填されたはんだペーストを前記吐出ノズルから吐出してプリント配線板の所定の位置に塗布する実装方法で、前記プリント配線板上に設けられた少なくともひとつのランドパターン内において実装される電子部品の端子形状に合わせてペースト塗布厚さを変えたことを特徴とするもので、鉛フリーはんだを用いた電子部品の実装において濡れ性が劣ることによる接合品質の低下を防止することができるという効果を有する。
【００１３】
本発明の請求項２に記載の発明は、異なる種類のはんだペーストが充填された複数のペースト収納部と吐出ノズルを備え、前記はんだペーストを前記吐出ノズルから吐出してプリント配線板の所定の位置に塗布する実装方法で、実装される電子部品のリフロー加熱温度に合わせて塗布されるはんだペーストの種類を変えたことを特徴とするもので、鉛フリーはんだを用いた場合でも実装部品にかかるリフロー加熱温度を抑制し、熱ダメージを少なくすることができるという効果を有する。
【００１４】
本発明の請求項３に記載の発明は、異なる種類のはんだペーストが充填された複数のペースト収納部と吐出ノズルを備え、前記はんだペーストを前記吐出ノズルから吐出してプリント配線板の所定の位置に塗布する実装方法で、実装される電子部品の端子の表面処理方法によって塗布されるはんだペーストの種類を変えたことを特徴とするもので、鉛フリーはんだと実装部品の表面処理の組み合わせによる接合信頼性の低下を防ぐことができるという効果を有する。
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。
【００１６】
（実施の形態１）
図１、図２に本発明のはんだ塗布装置の一実施の形態例を示す。図１ははんだ塗布装置の概観図である。図２ははんだ塗布手順を示すプリント配線板断面図である。
【００１７】
はんだ塗布装置１は、ペースト収納部２の中にはんだペースト３が入っており、保持テーブル４の上に固定されたプリント配線板５にノズル６からはんだを所定の量供給する。保持テーブル４はコントローラ７によってＸ方向およびＹ方向に制御されて移動する。
【００１８】
ペースト収納部２はコントローラ７によってＺ方向に制御されて移動する。またペースト収納部２にはエアー圧が供給されており、コントローラ７によって制御された電磁弁８によって所定のエアー圧がかかることではんだペースト３が吐出され、保持テーブル４に置かれたプリント配線板５上に供給される。
【００１９】
次にはんだペーストの塗布手順を図２を用いて順々に説明する。図２ははんだ塗布装置１に固定されたプリント配線板５を側面から見た図であり、はんだペーストを塗布する過程を示したものである。図２において１０ははんだペースト３を塗布する領域、９はプリント配線板に設置するチップ抵抗である。はんだ塗布装置１は、保持テーブル４を移動させることによりチップ抵抗９のランド１０の形状に合わせてはんだペースト３をプリント配線板５に均一に供給する（図２（ａ））。
【００２０】
次にそのはんだペースト３を塗布した上に、チップ抵抗９が被さる部分以外の縁部にさらにはんだペースト３を追加で供給する（図２（ｂ））。追加されるはんだペースト３供給される位置は設置される電子部品の形状に応じて適宜かえることができる。
【００２１】
その後、チップ抵抗９を図２（ｂ）で作られた所定の領域に設置する（図２（ｃ））。さらにこれを加熱リフローし、チップ抵抗９の側面に上記過程で積層されたはんだペースト３が濡れ、チップ抵抗９がプリント配線板５に固定される。
【００２２】
以上の方法により、実装される電子部品の端子形状に合わせてペースト塗布厚さを変えてはんだ接合面積が十分に確保でき接合品質を得ることができる。
【００２３】
（実施の形態２）
図３〜図５に本発明のはんだ塗布装置の一実施の形態を示す。図３ははんだ塗布装置の概観図である。図４ははんだ塗布手順を示すプリント配線板断面図である。図５はリフロー加熱温度プロファイル図である。
【００２４】
はんだ塗布装置１００は、第１のペースト収納部１０１と第２のペースト収納部１０２を供え、第１のペースト収納部１０１の中にＡｇ３．５重量％、Ｃｕ０．５重量％、残部Ｓｎからなる溶融温度約２２０℃のＳｎ−Ａｇ系はんだペースト１１１が、第２のペースト収納部１０２にはＺｎ８重量％、Ｂｉ３重量％、残部Ｓｎからなる溶融温度約２００℃のＳｎ−Ｚｎ系はんだペースト１１２が入っており、保持テーブル１０４の上に固定されたプリント配線板１０５に、第１のペースト収納部１０１または第２のペースト収納部１０２のそれぞれのノズル１０６ａ、ノズル１０６ｂからはんだを所定の量ずつ供給する。
【００２５】
保持テーブル４はコントローラ７によってＸ方向およびＹの方向に制御されて移動する。第１のペースト収納部１０１、第２のペースト収納部１０２はそれぞれコントローラ７によってＺ方向に制御されて移動する。またそれぞれのペースト収納部１０１、ペースト収納部１０２にはそれぞれエアー圧が供給されており、コントローラ７によって制御された電磁弁８によって所定のエアー圧がかかることでＳｎ−Ａｇ系はんだペースト１１１およびＳｎ−Ｚｎ系はんだペースト１１２が吐出されプリント配線板１０５の上に供給される。
【００２６】
次にはんだペーストの塗布手順を図４を用いて説明する。図４ははんだ塗布装置１００に固定されたプリント配線板１０５を側面から見た図であり、まずプリント配線板１０５にＳｎ−Ａｇ系はんだペースト１１１を、プリント配線板１０５のエリアＡの領域に塗布する（図４（ａ））。
【００２７】
次にＳｎ−Ｚｎ系はんだペースト１１２をプリント配線板１０５のエリアＢの領域に塗布する（図４（ｂ））。エリアＡには、リフローの際に加熱温度の上がりやすい電解コンデンサ１３やトランジスタ部品１４をマウントする。またエリアＢには加熱温度の上がりにくいＢＧＡ１５のような半導体パッケージをマウントする。
【００２８】
このような状態にしてからリフロー加熱すると、図５のプロファイル図から温度の上がりやすいエリアＡと温度の上がりにくいエリアＢに温度ばらつきである温度差Ｃが生じても、エリアＢの加熱温度を約２００℃以上にまですればはんだ溶融がなされるため、エリアＡの加熱温度が上がりすぎることを防ぐことができるとともに信頼性実績のあるはんだを可能な限り使うことができる。なお、塗布されるはんだペーストは、溶融温度が異なるものであれば他の合金組成でも同様の効果が得られる。
【００２９】
（実施の形態３）
次に本発明のはんだ塗布方法の別の実施の形態例を図面を用いて説明する。図６ははんだ塗布手順を示すプリント配線板断面図である。なお本実施の形態においては、図３に示して説明したはんだ塗布装置１００を用いて実施する場合の説明をするため、はんだ塗布装置１００の構成、動作についてはほとんど同じであるので、その詳細な説明は省略する。
【００３０】
まずプリント配線板１０５のにエリアＤ領域にあるランド部上にＳｎ−Ａｇ系はんだペースト１１１を塗布する（図６（ａ））。次にプリント配線板１０５のにエリアＥ領域のランド部にＳｎ−Ｚｎ系はんだペースト１１２を塗布する（図６（ｂ））。エリアＤ領域には部品端子に鉛を含んだＳｎ−Ｐｂめっき処理をしてあるはんだめっき部品１１６のみをマウントする。またエリアＥ領域には、部品端子に鉛を含まないＳｎとＢｉによるめっき処理やパラジウムによるめっき処理をしてある鉛フリーめっき部品１７をマウントする。エリアＤの実装部品の接合部には鉛が含まれるがはんだペースト１１にはビスマスが含まれていないので十分な接合信頼性が得られる。同様にエリアＥの実装部品の接合部には鉛が含まれていないので、はんだペースト１２にビスマスが３重量％含まれていても十分な接合信頼性を得ることができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように、本発明の電子部品の実装方法とその方法を実現するはんだ塗布装置では、ランドパターンに塗布するはんだペーストを実装される電子部品の端子形状に合わせて、塗布の厚さを変えることで実装される電子部品の端子の側面にはんだが濡れることで接合信頼性を高めることができる。
【００３２】
また、本発明の電子部品の実装方法またははんだ塗布装置では、実装される電子部品のリフロー加熱温度に合わせて異なるはんだペーストを塗布することで、リフローでの電子部品の温度が上がりすぎることを防ぐことができるとともに信頼性実績のあるはんだを可能な限り使うことができる。
【００３３】
また、本発明の電子部品の実装方法では、実装される電子部品の端子の表面処理の種類に合わせて異なるはんだペーストを塗布することで、鉛とビスマスの組み合わせによる接合信頼性の低下を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施の形態例におけるはんだ塗布装置の概観図
【図２】本発明の第一実施の形態例におけるはんだ塗布手順を示すプリント配線板断面図
【図３】本発明の第二実施の形態例におけるはんだ塗布装置の概観図
【図４】本発明の第二実施の形態例におけるはんだ塗布手順を示すプリント配線板断面図
【図５】本発明の第二実施の形態例におけるリフロー加熱温度プロファイル図
【図６】本発明の第三の実施の形態例におけるはんだ塗布手順を示すプリント配線板断面図
【符号の説明】
１、１００  はんだ塗布装置
２、１０１、１０２  ペースト収納部
３、１１１、１１２  はんだペースト
４、１０４    保持テーブル
５、１０５  プリント配線板
６、１０６  ノズル
７、１０７  コントローラ
１０  ランド
１１１  Ｓｎ−Ａｇ系はんだペースト
１１２  Ｓｎ−Ｚｎ系はんだペースト
【図１】
2004221378.tif 000003
【図２】
2004221378.tif 000004
【図３】
2004221378.tif 000005
【図４】
2004221378.tif 000006
【図５】
2004221378.tif 000007
【図６】
2004221378.tif 000008