(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
はんだ付けすべき金属回路のみが露出したはんだ回路を有するプリント配線基板を、金属と作用して粘着性を発現する化合物で処理することにより金属回路露出部のみに粘着性を付与し、次いで該プリント配線基板上にはんだ粉末を供給し、振動させて金属回路露出部にはんだ粉末を緊密に付着させ、該ハンダ粉末を溶融することを特徴とするはんだ回路基板の形成方法。
【請求項２】
振動する床上に、はんだ付けすべき金属回路のみが露出したはんだ回路を有するプリント配線基板を、金属と作用して粘着性を発現する化合物で処理することにより金属回路露出部のみに粘着性を付与して得たプリント配線基板を載せ、移動させながら該基板の上にはんだ粉末を供給し、振動、移動させることで粘着性を付与した金属回路露出部のみにはんだ粉末を緊密に付着させ、該ハンダ粉末を溶融することを特徴とするはんだ回路基板の形成方法。
【請求項３】
両面またはスルーホール部の金属露出部を、金属と作用して粘着性を発現する化合物で処理することにより、金属回路露出部に粘着性が付与したプリント配線基板を、はんだ粉末層上にプリント配線基板を載せ、更に基板上にはんだ粉末を供給し、振動させ、金属回路露出部にはんだ粉末を緊密に付着させ、該ハンダ粉末を溶融する請求項１または２記載のはんだ回路基板の形成方法。
【請求項４】
流動及び／または振動を与えられたはんだ粉末層に、はんだ付けすべき金属回路のみが露出したはんだ回路を有するプリント配線基板を、金属と作用して粘着性を発現する化合物で処理することにより金属回路露出部のみ粘着性を付与して得た電子回路基板を、該はんだ粉末層中に押し込むことにより、粘着性を付与した金属回路露出部のみにはんだ粉末を緊密に付着させ、該ハンダ粉末を溶融することを特徴とするはんだ回路基板の形成方法。」
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、プリント配線基板にはんだ回路（プリント回路板に電子部品を取りつけるため、金属回路のパッド面にあらかじめはんだ薄層を形成したもの）を形成する方法において、金属回路露出部に粘着性を付与した後、これにはんだ粉末を緊密に付着させる方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年プラスチック基板（フィルムもある。）、セラミック基板、あるいはプラスチック等をコートした金属基板等の絶縁基板上に、適当な方法により電子回路を形成したプリント配線基板（プリント基板あるいは印刷配線板とも言う。）が開発され、その配線面上にＩＣ素子、半導体チップ、抵抗、コンデンサー等の電子部品をはんだ付けして電子機器を構成させる手段が広く採用されている。
【０００３】
ところで上記実装回路装置の製造において、電子部品のリード端子を所定のパッドにはんだ付けするためには、前記パッド面にあらかじめはんだ薄層を形成しておき、所要の電子部品を位置決め配置した後、はんだ薄層をリフローさせてはんだ付けを行うのが普通である。
【０００４】
このはんだ回路（はんだ薄層）を形成するためには、メッキ法、はんだ浴ディップ法（浸漬法）あるいははんだ粉末のペーストを印刷する方法などが行われてきたが、実装密度の向上に伴い、要求されるはんだ回路のパターンはますます微細となり、作業効率、オンスペック率の向上の要求、回路パターンの縮小の要求などのためこれらの方法では対応が困難になりつつある。
【０００５】
これら従来のはんだ回路形成法の中で高精細なパターンなはんだ回路に適用可能な方法としては、メッキ法がある。メッキ法には電解メッキ、無電解メッキ法があるが実際のプリント回路板のはんだ回路部となる対象部分が独立したパターンとして存在する場合が多く、電解メッキの適用は電気導通の点で困難を伴う。一方、無電解メッキは上記電解メッキにおける電気導通の問題点は解決されるが、メッキはんだ層の厚さが薄く、簡単には必要な厚さを得ることが困難であるという技術上の問題がある。
【０００６】
また表面をフラックスでコーティングしたはんだ粉末を静電塗装法により回路部分に塗布する方法（特開平３−５０８５３号）の提案があるが、この方法ではまだ高精度の微細パターンを得ることは容易でない。
【０００７】
さらに、回路部分にフラックスを印刷、塗布し、その上にはんだ粉末を付着させた後、はんだの融点以上に加熱して溶融させ、このはんだ溶融面上に気体を吹きつけてレベリングを行い、はんだ回路を形成する方法（特開平４−１０６９４号）の提案がある。この方法においては高精度でもってパッド面にフラックスを印刷することが困難なだけでなく、はんだ融液のレベリングの際に微小間隔のパターンのブリッジの危険もあり、高度の熟練した作業が要求される。このように数多くの提案があるが、高精細なパターンのはんだ回路形成には問題がある。
【０００８】
本発明者らはこれらの問題をプリント配線基板の金属露出部のみ選択的に粘着性付与することによりはんだ粉末を正確にその部分にのみ付着させた後、これを加熱溶融してはんだ回路を形成させることに成功し、先に特願平５−１９３６６号として先に出願した。この方法によるときは、高精細なはんだパターンを得ることは容易である。しかし、単に、はんだ粉末をふりかけるだけでは粘着性の付与された金属回路部分全体にはんだ粉末がボイドを形成せずに緊密に付着することが容易でなく、特にスルーホール部や両面基板に金属回路露出部があるときにはスルーホール部や裏面部への緊密な付着が困難であった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、プリント配線基板の金属露出部を、トリアゾール系誘導体、イミダゾール系誘導体、またはチアゾール系誘導体等粘着性化合物の少なくとも一種を含む溶液に浸漬処理または塗布処理をすることにより該金属露出部に粘着性を付与し、これにボイドを形成させることなく、緊密にはんだ粉末を付着させ、高精細なはんだ粉末パターンを得るための高精細なはんだ回路形成方法の開発を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、
［１］  はんだ付けすべき金属回路のみが露出したはんだ回路を有するプリント配線基板を、金属と作用して粘着性を発現する化合物で処理することにより金属回路露出部のみに粘着性を付与し、次いで該プリント配線基板上にはんだ粉末を供給し、振動させて金属回路露出部にはんだ粉末を緊密に付着させ、該ハンダ粉末を溶融することを特徴とするはんだ回路基板の形成方法、
［２］  振動する床上に、はんだ付けすべき金属回路のみが露出したはんだ回路を有するプリント配線基板を、金属と作用して粘着性を発現する化合物で処理することにより金属回路露出部のみに粘着性を付与して得たプリント配線基板を載せ、移動させながら該基板の上にはんだ粉末を供給し、振動、移動させることで粘着性を付与した金属回路露出部のみにはんだ粉末を緊密に付着させ、該ハンダ粉末を溶融することを特徴とするはんだ回路基板の形成方法、
［３］  両面またはスルーホール部の金属露出部を、金属と作用して粘着性を発現する化合物で処理することにより、金属回路露出部に粘着性が付与したプリント配線基板を、はんだ粉末層上にプリント配線基板を載せ、更に基板上にはんだ粉末を供給し、振動させ、金属回路露出部にはんだ粉末を緊密に付着させ、該ハンダ粉末を溶融する上記［１］または［２］に記載のはんだ回路基板の形成方法、及び
［４］  流動及び／または振動を与えられたはんだ粉末層に、はんだ付けすべき金属回路のみが露出したはんだ回路を有するプリント配線基板を、金属と作用して粘着性を発現する化合物で処理することにより金属回路露出部のみ粘着性を付与して得た電子回路基板を、該はんだ粉末層中に押し込むことにより、粘着性を付与した金属回路露出部のみにはんだ粉末を緊密に付着させ、該ハンダ粉末を溶融することを特徴とするはんだ回路基板の形成方法、を開発することにより上記の目的を達成した。
【００１１】
本発明の対象とするプリント配線基板は、プラスチック基板、プラスチックフィルム基板、ガラス布基板、紙基材エポキシ樹脂基板、セラミックス基板等に金属板を積層した基板あるいは金属基材にプラスチックあるいはセラミックス等を被覆した絶縁基板上に適当な方法により回路を形成した片面プリント配線基板、両面プリント配線基板、多層プリント配線基板あるいはフレキシブルプリント配線基板に適用できる。
【００１２】
はんだ粉末付着の際の振動は振幅が０．０１ｍｍ以上、１５ｍｍ以下で使用できるが、図２のように該基板を振動により移動させる場合は、好ましくは約１ｍｍ以上１０ｍｍ以下がよい。振動数は２０００ｃｐｍ以上、５０００ｃｐｍ以下であれば良いが、好ましくは３０００ｃｐｍｃｐｍ近辺が良い。振動角は基板の移動方向により変わる。基板が水平に移動する場合は基板に対し０度以上９０度以下で有効で、図２のような該基板を振動により移動させる場合は好ましくは３０度以上６０度以下が良い。
【００１３】
一方、基板を流動及び／または振動するはんだ粉末層に押し込む場合は、横方向の振動であっても良いが、はんだ粉末が上下に流動及び／または振動する方が好ましい。流動にあっては窒素ガスのごとき不活性ガスを吹き込むだけで行っても良いし、これに振動を併用して行っても良い。
【００１４】
なお振動だけではんだ付着を行う際であってもはんだ粉末層に不活性ガスが行きわたるように、例えばはんだ粉末層の底部から窒素等の不活性ガスを吹き込むと酸化防止ができるので好ましい。
【００１５】
不活性ガスだけで流動させるときは大量のガスと必要とするので循環使用することも考慮する必要がある。
【００１６】
回路を形成する金属としてはほとんどの場合銅が主として用いられており、本発明の粘着性付与化合物（ナフトトリアゾール系誘導体、ベンゾトリアゾール系誘導体、イミダゾール系誘導体、ベンゾイミダゾール系誘導体、メルカプトベンゾチアゾール系誘導体およびベンゾチアゾールチオ脂肪酸等）に対してもっとも好ましい金属材料であるが、これらに限らず他の金属であっても良い。他の金属にあっては該粘着性付与化合物との結合が銅に比して弱い傾向がある。
【００１７】
本発明で使用する粘着性付与化合物としては金属と作用して粘着性を発現する化合物であれば限定はないが、例えば一般式（１）で表されるベンゾトリアゾール系誘導体、
【化１】
0003838672.tif 000002
一般式（２）で表されるナフトトリアゾール系誘導体、
【化２】
0003838672.tif 000003
一般式（３）で表されるイミダゾール系誘導体、
【化３】
0003838672.tif 000004
一般式（４）で表されるベンゾイミダゾール系誘導体、
【化４】
0003838672.tif 000005
一般式（５）で表されるメルカプトベンゾチアゾール系誘導体、
【化５】
0003838672.tif 000006
一般式（６）で表されるベンゾチアゾールチオ脂肪酸系誘導体などを挙げることができる。
【化６】
0003838672.tif 000007
【００１８】
これら粘着性付与化合物の少なくとも一つを水に溶解し、酸性、好ましくはｐＨ３〜５程度の微酸性に調整して用いる。処理に際して回路の金属が銅であるときは塩酸、硫酸、硝酸、リン酸等の無機酸を挙げることができる。また有機酸としては蟻酸、酢酸、プロピオン酸、リンゴ酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、酒石酸、乳酸等が使用できる。該粘着性付与化合物の濃度は厳しく限定はされず、溶解性、使用状況に応じて適宜調整して用いるが、好ましくは全体として０．０５重量％乃至２０重量％くらいのものが使用し易い。
【００１９】
処理温度は室温よりは若干加温したほうが粘着成膜の生成速度、生成量もよく、粘着性付与化合物濃度、金属の種類になどにより変わり限定的でないが、一般的には３０℃乃至６０℃くらいの範囲が好適である。浸漬時間は限定的でないが、作業効率から５秒乃至５分間位の範囲になるように他の条件を調整することが好ましい。
【００２０】
処理すべきプリント回路板は、他の金属回路部分はレジスト等で覆われ、はんだ回路の部分の金属回路のみが露出した状態にしておき、はんだ回路形成用液で処理する。
【００２１】
ここで使用する前述の粘着性付与化合物を含む溶液中に浸漬または塗布すると、金属露出表面に粘着性付与化合物が付着して粘着性を示す。これを水洗、乾燥して金属露出面が粘着性のある表面となったプリント回路板が得られる。
【００２２】
プリント配線基板の粘着性を付与した金属回路が片面であるときは、その面を上面とし、これにはんだ粉末を供給し、振動させて粘着性部にはんだ粉末をボイドなどの発生しないように緊密に付着させる。また連続的にこれを行いたいときは振動する床上に基板を載せ、床を移動させるか、床面を傾斜させておき、振動させることによりはんだ粉末と共に基板を移動させながら、連続的にプリント配線基板粘着性付与部にはんだ粉末を供給し、振動により緊密に付着させることによっても良い。
【００２３】
流動及び／または振動するはんだ層に電子回路基板を押し込む場合は、粘着性付与面が片面であれ、両面であれあまり影響を受けないが、流動するはんだ粉末あるいは振動するはんだ粉末層に方向は上下あるいは水平方向のいずれでも良いが、均一に接触するようにすれば良い。
【００２４】
またプリント配線基板の粘着性を付与した金属回路がスルーホール部や両面にも設けられているときは、はんだ粉末層上にプリント配線基板を載せ、その基板上にはんだ粉末を供給しながら振動させる。これを連続的にしたいときは傾斜した床面上のはんだ粉末層上にプリント配線基板をおくが、振動を斜め方向に与え、はんだ層を振動させる方法であっても良い。
【００２５】
流動及び／または振動するはんだ粉末層の場合には、粘着性を付与した金属回路がスルーホールあるいは両面に設けられている場合でも問題なく付着させることができる。
【００２６】
このようにプリント配線基板とはんだ粉末層を振動させながら接触させることにより、粘着性面上にはんだ粉末を緊密に粉末同士がもっとも密着した状態に付着させることができる。
【００２７】
次いで該はんだ粉末を溶融し、レベリングしてはんだ回路を形成させる。この際に使用するはんだの材質としては共晶、銀入り、ビスマス入り等用途により任意に選択できる。
【００２８】
以下、図面を用いてその実施方法を説明する。
図１および図２において１はスルーホール部を有するか両面の金属回路露出部に粘着性を付与したプリント配線基板である。これをバイブレーター４上のはんだ粉末層３上に載せ、その上面からはんだ粉末２を供給しながら振動を与え、緊密に付着させる。この場合に振動は上下方向、水平方向（往復あるいは円運動）または斜め上下方向のいずれであっても良い。はんだ層を一方向に移動させるときは床に傾斜を与え、振動は斜め上下にすれば自然に全体を移動させることができる。
【００２９】
このような処理を行えばスルーホール部においても図３に示すように絶縁体基板１１の両面の銅回路１２はスルーホール部を通して連結されており、この表面は粘着性付与化合物の粘着剤層１３が形成され、これにはんだ粉末１４が緊密に付着させることが可能である。
【００３０】
【作用】
本発明は、プリント回路板のはんだ回路を形成するのに回路を形成する金属露出部に粘着性を付与し、そこにはんだ粉末を付着させることにより精確微細なはんだ回路を形成させる場合に、単なるふりかけだけでははんだ付着層のボイドができ易く、このためリフローし、レベリングした場合においてもはんだ層の厚みに不均一性の危険があったが、はんだ粉末層の重さを利用し、振動付着させることにより、あるいは流動及び／または振動するはんだ粉末層に金属回路露出部に粘着性を付与した電子回路基板を押し込むことによりはんだ粉末が緊密に、もっとも密着した状態に付着させることに成功したものである。
【００３１】
【実施例】
（実施例１）
一般式（３）においてＲ4 のアルキル基がＣ11Ｈ23（ウンデシル基）、Ｒ5 が水素原子であるイミダゾール系化合物の２重量％水溶液を、酢酸によりｐＨを約４に調整し、はんだ回路形成用液とした。該水溶液を４０℃に加温し、これに塩酸水溶液により前処理したスルーホール部を有するピッチ０．３ｍｍの銅箔張両面プリント基板を３分間浸漬し、粘着性物質を生成させ、次いで該プリント基板を水洗し、乾燥した。この基板を図１に示す方法で粒径約４０ミクロンの共晶はんだ粉末を付着させたところ、両面同時にはんだ粉末を緊密に付着させることができた。また、直径０．３ｍｍのスルーホールの内壁にも図３のようにはんだ粉末を緊密に付着させることができた。
【００３２】
（実施例２）
銅箔張両面プリント基板に粘着性付与までを実施例１と同様に行い、図２に示す方法で４０ミクロンの共晶はんだ粉末を付着させた。このときの振動数は１０００ｃｐｍ、振幅４ｍｍ、振動角３０度である。粉末付着の際基板は、粉末と同方向に付着されながら移動し、基板の両面は緊密にはんだ粉末が付着した。また、０．３ｍｍのスルーホール内壁にも緊密に付着させることができた。
【００３３】
（実施例３）
一般式（３）においてＲ4 のアルキル基がＣ11Ｈ23Ｃウンデシル基、Ｒ5 が水素原子であるイミダゾール系化合物の２重量％水溶液を酢酸により、ｐＨを約４．５に調整し、はんだ回路形成用溶液とした。該水溶液を４０℃に加温し、これに塩酸水溶液により前処理したスルーホール部を有するピッチ０．３ｍｍの銅箔張両面プリント基板を３分間浸漬し、粘着性物質を生成させ、次いで該プリント基板を水洗し、乾燥した。
粒径約２５ミクロンの共晶はんだ粉末を入れた槽を振動機上に設置し、振動数３，０００ｃｐｓ、振り幅１ｍｍで振動されているはんだ粉末層に該プリント基板を上部から押し込み、引き出したところ、両面同時にはんだ粉末を緊密に付着させることができた。またスルーホール部内壁においてもはんだ粉末は緊密に付着していた。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によるはんだ回路形成方法は、従来行われていたはんだ回路形成方法と全く異なる原理に基づくものであって、処理操作は金属回路露出部を有するプリント配線基板を所定の粘着性付与化合物を含むはんだ回路形成用液に浸漬、または該液を塗布し、該プリント配線基板の金属回路露出部に粘着性を付与した後、はんだ粉末をはんだ回路部分に付着させ、次いでリフロー炉等を用いてはんだ粉末を溶融し、はんだ回路を形成させる方法である。
【００３５】
本発明は特に金属回路露出部に粘着性を付与した後、流動及び／または振動を与えたはんだ粉末層中で処理することにより、容易にかつ確実に該粘着部にはんだ粉末を緊密に粉末同士がもっとも密接に付着させることが可能としたものである。この結果、プリント配線基板上およびスルーホールの内壁に、精確にはんだ薄層を形成することが可能となった。
【００３６】
またこのような付着方法で、両面同時にはんだ粉末を付着させることが可能となり、生産工程を簡素にできると共に、精確にスルーホールの内壁にもはんだ薄層を形成することができ生産効率を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】プリント配線基板をはんだ粉末層上で、はんだ粉末を供給しながら付着させる概念図。
【図２】はんだ粉末層を移動させながら付着させる概念図。
【図３】はんだ粉末を付着させたスルーホール部の拡大図。
【図４】はんだ粉末層を流動及び／または振動させ、基板を押し込みながらはんだ粉末を付着させる概念図。
【符号の説明】
１  プリント配線基板
２  はんだ粉末
３  はんだ粉末
４  バイブレーター
１１  基板
１２  銅板
１３  粘着層
１４  はんだ粉末
【図１】
0003838672.tif 000008
【図２】
0003838672.tif 000009
【図３】
0003838672.tif 000010
【図４】
0003838672.tif 000011