(57)【要約】【課題】  従来の、回路基板におけるはんだ付けでは、回路基板が受ける熱的負荷が大きくなると、はんだの濡れ性が悪くなって、はんだ付け部での気泡発生が増加し、はんだ付けの強度や信頼性が低下することがあった。【解決手段】  回路基板１におけるはんだ付け部であるランド１２の金属膜表面に塗布して、金属膜表面の酸化を防止する表面保護剤１３であって、該表面保護剤１３は、０．０００２〜０．００１ｗｔ％の消泡剤を含有する。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板におけるはんだ付け部の金属膜表面に塗布して、金属膜表面の酸化を防止する表面保護剤であって、該表面保護剤は消泡剤を含有することを特徴とする回路基板の表面保護剤。
【請求項２】
前記表面保護剤は、０．０００２〜０．００１ｗｔ％の消泡剤を含有することを特徴とする請求項１に記載の回路基板の表面保護剤。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の表面保護剤を、はんだ付け部の金属膜表面に塗布したことを特徴とする回路基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、はんだ付け時に発生する気泡を減少して、はんだ付け性の向上を可能とする回路基板の表面保護剤および回路基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
回路基板は、例えば、銅張積層基板に回路パターンを形成したものであり、そのパターン上に電子部品を実装して回路ユニットを形成可能とするものである。
このような回路基板に実装される電子部品は、一般的にはんだ付けにて基板表面に実装されるため、回路基板表面には、回路パターンを構成する銅箔を表面に露出させた、はんだ付け用のランドが形成されている。
そして、表面に露出した銅箔表面は空気酸化され易いため、回路基板の表面にプリフラックスと称される表面保護剤を塗布して銅箔表面の酸化を防ぎ、良好なはんだ付け性を得るようにしている（特許文献１参照）。
【０００３】
また、はんだ付けにて回路基板に電子部品を実装する際には、はんだ付け部におけるはんだの濡れ性を確保するべく、回路基板の表面にフラックスが塗布される。
回路基板へのフラックスの塗布方法としては、例えば、フラックスを発泡させて気泡状のフラックス層を形成し、このフラックス層に回路基板を接触させることで塗布するものがある。気泡状のフラックス層を形成する場合には、フラックスに消泡剤を添加して発泡度合いを調整することが行われている（特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３１９２９号公報
【特許文献２】特開平９−１９２８８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年は、環境問題への取り組みの一環として、鉛成分を含まない、いわゆる鉛フリーはんだを用いることが多くなってきているが、鉛フリーはんだは、鉛成分を含む通常のはんだに比べて融点が高く、はんだ付け温度も高温となっている。
また、回路基板の高密度実装化が進むにつれて、回路基板の両面に電子部品を実装する両面実装を行うケースが多くなっているが、両面実装する場合は、回路基板が高温に晒されるリフロー工程等のはんだ付け工程を二回通過することとなり、はんだ付け工程を一回しか通過しない片面実装の場合に比べて、回路基板が受ける熱的負荷が大きくなっている。
【０００６】
このように、以前に比べて回路基板が受ける熱的負荷が大きくなることにより、ランド部の酸化を防止するプリフラックスが劣化して防錆効果が低下し、銅箔表面の錆びによりはんだの濡れ性が悪くなって、はんだ付け部での気泡（ボイド）の発生が増加する
また、フラックスを回路基板に塗布する場合には塗布むらが生じることがあるが、このような場合には、フラックスが塗布されていない箇所ではんだの濡れ性が悪くなって気泡が発生する。気泡が発生すると、ランド部とはんだとの接触面積が少なくなり、はんだ付けの強度や信頼性が低下するため好ましくない。
【０００７】
そこで、本発明では、熱負荷によりプリフラックスの防錆効果が低下したり、フラックスに塗布むらが生じたりした場合でも、良好なはんだ付け性を確保することができるプリフラックス（表面保護剤）及び回路基板を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する回路基板の表面保護剤および回路基板は、以下の特徴を有する。
即ち、請求項１記載の如く、回路基板におけるはんだ付け部の金属膜表面に塗布して、金属膜表面の酸化を防止する表面保護剤であって、該表面保護剤は消泡剤を含有する。
これにより、回路基板に電子部品を実装する場合に、はんだ付け部に発生する気泡を、表面保護剤が含有する消泡剤により消滅させることができるので、はんだ付け部全体に溶融はんだを回り込ませることができるとともに、はんだ付け部に気泡が残留することもない。
そして、回路基板のはんだ付け部とはんだとの接触面積を十分に確保することができ、回路基板におけるはんだ付けの強度や信頼性を確保することができる。
【０００９】
また、請求項２記載の如く、前記表面保護剤は、０．０００２〜０．００１ｗｔ％の消泡剤を含有する。
これにより、消泡剤の発泡を抑えつつ、はんだ付け時の消泡効果を十分に得ることができる。
【００１０】
また、請求項３記載の如く、請求項１または請求項２に記載の表面保護剤を、はんだ付け部の金属膜表面に塗布した。
これにより、回路基板に電子部品を実装する場合に、はんだ付け部に発生する気泡を、表面保護剤が含有する消泡剤により消滅させることができるので、はんだ付け部全体に溶融はんだを回り込ませることができるとともに、はんだ付け部に気泡が残留することもない。
そして、回路基板のはんだ付け部とはんだとの接触面積を十分に確保することができ、回路基板におけるはんだ付けの強度や信頼性を確保することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、回路基板に電子部品を実装する場合に、はんだ付け部に発生する気泡を、表面保護剤が含有する消泡剤により消滅させることができるので、はんだ付け部全体に溶融はんだを回り込ませることができるとともに、はんだ付け部に気泡が残留することもない。そして、回路基板のはんだ付け部とはんだとの接触面積を十分に確保することができ、回路基板におけるはんだ付けの強度や信頼性を確保することができる。
また、消泡剤の発泡を抑えつつ、はんだ付け時の消泡効果を十分に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、本発明を実施するための形態を、添付の図面を用いて説明する。
図１には、本発明の表面保護剤が塗布された回路基板１を示している。回路基板１の表面および裏面には、回路パターン１１が形成されている。回路パターン１１は、銅箔等で構成されており、ソルダーレジスト膜１５に覆われている。
【００１３】
また、回路基板１には、表面と裏面とを貫通するスルーホール１ａが形成されており、スルーホール１ａの部分には、はんだ付け用のランド１２が形成されている。
ランド１２は、回路基板１の表裏面のスルーホール１ａ周縁部に形成されているランド部１２ａと、スルーホール１ａの内周面に形成され、表面のランド部１２ａと裏面のランド部１２ａとを電気的に接続する接続部１２ｂとで構成されている。
ランド１２も、回路パターン１１と同様に銅箔等で構成されている。
【００１４】
ランド１２は、電子部品を回路基板１に実装する際に、電子部品の端子部やリードとはんだ付けされる部分であるので、ソルダーレジスト膜１５に覆われておらず、露出している。
表面に露出した銅箔表面は空気酸化され易く、銅箔表面が酸化するとはんだ付け時における溶融はんだの濡れ性が悪くなるため、ランド１２には銅箔表面の酸化を防止して良好なはんだ付け性を得るための表面保護剤（以降「プリフラックス」と記載する）１３を塗布している。
【００１５】
プリフラックス１３は、例えばイミダゾール系の水溶性プリフラックスに構成されており、その成分中に消泡剤を含んでいる。つまり、プリフラックス１３は、公知のプリフラックスの成分に、消泡剤を添加して構成されている。
【００１６】
消泡剤としては、例えばエチレングリコールが用いられ、プリフラックスに対して、０．０００２〜０．００１ｗｔ％の消泡剤が添加されている。
これは、消泡剤の添加量が０．０００２ｗｔ％よりも少ないと、はんだ付け時の消泡効果を十分に得ることができず、０．００１ｗｔ％よりも多いと消泡剤の濃度が濃くなりすぎて、逆に消泡剤が発泡してしまう恐れがあるためである。
【００１７】
このように構成される回路基板１に電子部品を実装する場合、はんだ付け作業は以下のように行う。
まず、図２に示すように、電子部品のリード２１を回路基板１のスルーホール１ａに挿入する。リード２１を挿入した状態で、回路基板１の一面側からランド１２の形成部分へ向かってフラックス１６を噴霧等して塗布する。
これにより、ランド１２のランド部１２ａおよび接続部１２ｂの各部にフラックス１６が付着する。
【００１８】
しかし、スルーホール１ａの内周面とリード２１との隙間ｓが狭く、隙間ｓに対するスルーホールの深さｄが大きいため、フラックス１６の付着むらが生じて、フラックス１６が付着していない未着部１６ａが発生することがある。
特に、図３に示すように、スルーホール１ａにリード２１を挿入した電子部品が脱落するのを防止するために、リード２１の先端部２１ａを折り曲げた場合には、リード２１の先端部２１ａの影になる範囲Ｒには、フラックス１６が届きにくく、未着部１６ａが多く発生することとなる。
【００１９】
図４に示すように、フラックス１６を塗布した後は、回路基板１の裏面（図４における下面）を溶融はんだ２５に浸漬して、リード２１のスルーホール１ａ部分へのはんだ付けを行う。回路基板１の裏面に接触した溶融はんだ２５は、スルーホール１ａ内を上昇していく。
【００２０】
ここで、回路基板１の裏面を溶融はんだ２５に浸漬してはんだ付けを行う場合、溶融はんだ２５の熱によりフラックス１６が蒸発してランド２１近傍には気泡（ボイド）２６が発生する。
ランド２１におけるはんだの濡れ性が良ければ、発生した気泡２６は溶融はんだ２５の上面まで抜けてはんだ付け部分に残ることはないが、フラックス１６の未着部１６ａ等のはんだ濡れ性が悪い箇所があると、発生した気泡２６はその部分に留まってしまい、溶融はんだ２５はスルーホール１ａ内をそれ以上上昇できなくなってしまう。
【００２１】
また、発生した気泡２６が抜けずに留まってしまうと、図５に示すように、はんだ付けが終了してはんだ２５ａが凝固した後にも空洞２７として残留してしまう。
このように、はんだ付け部に気泡２６が存在していると、スルーホール１ａ内面とはんだ２５ａとの接触面積が少なくなり、はんだ付けの強度低下や信頼性低下につながってしまうため、好ましくない。
【００２２】
しかし、回路基板１のランド１２には、消泡剤を含有するプリフラックス１３が塗布されているので、図６に示すように、ランド１２近傍に発生した気泡２６は、プリフラックス１３の消泡剤の作用により消滅する。
【００２３】
このように、発生した気泡２６は消泡剤により消滅するので、図７に示すように、溶融はんだ２５はスルーホール１ａの上端まで容易に上昇することができて、はんだ付け部全体に溶融はんだを回り込ませることができるとともに、はんだ付け部に気泡が残留することもない。
これにより、スルーホール１ａ内面とはんだ２５ａとの接触面積を十分に確保することができ、はんだ付けの強度や信頼性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の表面保護剤をランドに塗布した回路基板を示す側面断面図である。
【図２】スルーホールに電子部品のリードが挿入されるとともに、フラックス塗布が行われた状態の回路基板を示す側面断面図である。
【図３】スルーホールに挿入した電子部品のリードの先端部を折り曲げた状態でフラックス塗布が行われた回路基板のフラックスの付着状況を示す側面断面図である。
【図４】はんだ付け時に、回路基板のはんだ付け部に発生する気泡を示す側面断面図である。
【図５】はんだ付け時に、回路基板のはんだ付け部に発生した気泡が、はんだ凝固後も残留して空洞となった状態を示す側面断面図である。
【図６】表面保護剤に含まれる消泡剤により、回路基板のはんだ付け部に発生した気泡が消滅する様子を示す側面断面図である。
【図７】気泡が消滅してスルーホールの上端まで溶融はんだが上昇した、回路基板のはんだ付け部を示す側面断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  回路基板
１ａ  スルーホール
１２  ランド
１３  表面保護剤（プリフラックス）
１６  フラックス
２１  （電子部品の）リード
【図１】
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【図２】
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【図３】
2005158877.tif 000005
【図４】
2005158877.tif 000006
【図５】
2005158877.tif 000007
【図６】
2005158877.tif 000008
【図７】
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