專利名稱：使用了導(dǎo)電性涂料的印刷電路基板的回流焊方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在使用了導(dǎo)電性涂料的印刷電路基板上安裝電子部件的 表面安裝焊料的焊接方法。
背景技術(shù)：
就對(duì)覆銅板進(jìn)行蝕刻處理形成電路圖案的印刷電路基板的制造來(lái)說(shuō)，化 學(xué)性蝕刻處理對(duì)環(huán)境造成的負(fù)荷大，還需要特殊的處理設(shè)備，由此，研究了 使用導(dǎo)電性涂料形成電路圖案的技術(shù)。
但是，導(dǎo)電性涂料的焊料的潤(rùn)濕性不好，在表面安裝焊料領(lǐng)域難以利用。
日本特開2006-28213號(hào)公開的導(dǎo)電性涂料是作為填料配合了 Ag涂層Ni 粉末和Ag粉末的涂料，將酚醛樹脂等固化性樹脂作為粘合劑，用丁基卡必 醇等有機(jī)溶劑調(diào)整粘度，以能夠進(jìn)行絲網(wǎng)印刷。
另外，還配合有油酸等不飽和脂肪酸，據(jù)說(shuō)可去除在金屬粉末表面上形 成的自然氧化膜。
本申請(qǐng)的申請(qǐng)人用配合有不飽和脂肪酸的上述導(dǎo)電性涂料實(shí)施了回流焊 評(píng)價(jià)。
回流焊是在焊盤圖案(land pattern)上印刷焊膏，在該焊盤上載放電子 部件，通過(guò)使其加熱回流來(lái)進(jìn)行表面安裝的方法。
這種場(chǎng)合，為了使焊膏中含有的熔劑活化， 一般采用的工序是在大氣氛 圍中在150- 190。C下進(jìn)行約95~ 120秒的預(yù)加熱，接著正式加熱到焊料的焊 接溫度230 240。C。
對(duì)于使用上述配合有不飽和脂肪酸的導(dǎo)電性涂料進(jìn)行絲網(wǎng)印刷的電路圖 案的焊盤圖案，用這種以往實(shí)施的回流爐試行回流焊時(shí)，遺憾的是焊盤部的 焊料的滲漏性不充分。
因此，努力研究了回流條件并完成了本發(fā)明。
在日本特開平6-37440號(hào)公報(bào)中，就回流焊方法公開了為了防止預(yù)加熱后的部件接合部等的再氧化而從預(yù)加熱溫度連續(xù)逐漸上升至回流溫度的技 術(shù)。
但是，該公報(bào)中的發(fā)明的技術(shù)思想雖是防止預(yù)加熱后的接合部的再氧化， 但預(yù)加熱時(shí)間短，有在熔劑的活化上會(huì)產(chǎn)生不均的問(wèn)題，不能適用于使用了 導(dǎo)電性涂料的焊盤圖案。
專利文獻(xiàn)1:日本特開2006-28213號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)2:日本特開平6-37440號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可有效地改善對(duì)電路圖案、焊盤圖案使用導(dǎo)電 性涂料時(shí)的焊料的滲漏性的回流焊方法。
使用了本發(fā)明涉及的導(dǎo)電性涂料的印刷電路基板的回流焊方法的特征在 于在絕緣體基板上面使用導(dǎo)電性涂料絲網(wǎng)印刷電路圖案，在電路圖案的焊 盤部印刷焊膏，在該焊盤部上載放部件，在實(shí)施接下來(lái)的回流焊的工序中， 將使熔劑活化的預(yù)加熱溫度設(shè)定在150 190。C范圍內(nèi)，且將預(yù)加熱時(shí)間設(shè)定 在6O士30秒的范圍內(nèi)。
在本發(fā)明中，將預(yù)加熱時(shí)間設(shè)定在30 ~ 90秒的范圍內(nèi)是因?yàn)槿绻槐３?30秒以上，則不能得到導(dǎo)電性涂料中的金屬粉末的表面活性，但意外的是如 果預(yù)加熱時(shí)間超過(guò)90秒，焊料的滲漏性又會(huì)再次惡化。
推斷這是因?yàn)?，與以往的銅箔焊盤圖案一般是進(jìn)行IOO秒左右的預(yù)加熱 相比，導(dǎo)電性涂料的情況會(huì)因空氣中的氧而使涂料中的金屬粉末的表面氧化。
根據(jù)詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)，預(yù)加熱時(shí)間為25秒時(shí)，不能得到金屬粉末的活性，預(yù) 加熱時(shí)間為95秒時(shí)，焊盤部氧化，焊料的潤(rùn)濕性惡化。
因此，預(yù)加熱時(shí)間以60±30秒為好，優(yōu)選為55~75秒的范圍。
因此，為了抑制焊盤部的氧化而在氮?dú)夥罩性陬A(yù)加熱溫度150~ 190。C下 預(yù)加熱約95秒的結(jié)果，這時(shí)的焊盤的焊料滲漏性也良好。
另外，這時(shí)的回流爐的氧濃度為3500ppm。
因此，本發(fā)明涉及的另一回流焊方法的特征在于在絕緣體基板上面使 用導(dǎo)電性涂料絲網(wǎng)印刷電路圖案，在電路圖案的焊盤部印刷焊膏，在該焊盤 部上載放部件，在實(shí)施接下來(lái)的回流焊的工序中，是在氮?dú)夥罩羞M(jìn)行使熔劑
4活化的預(yù)加熱。
因此，回流爐的預(yù)加熱也可以在氧濃度4000ppm以下的氮?dú)夥罩羞M(jìn)行。 另夕卜，雖然也受到氮?dú)夥罩械难鯘舛鹊挠绊?，但在氧濃?000 ~ 4000ppm
程度的范圍內(nèi)，預(yù)加熱時(shí)間優(yōu)選為30 ~ 120秒之間。
在本發(fā)明中，在用導(dǎo)電性涂料印刷形成焊盤圖案的情況，將焊膏印刷后
的回流爐中的預(yù)加熱條件設(shè)定成在大氣氛圍中為150~1卯"、60±30秒，或
通過(guò)在氮?dú)夥罩羞M(jìn)行預(yù)加熱，使焊盤的焊料滲漏性變得良好，焊料接合強(qiáng)度
也優(yōu)越。


圖1表示回流爐中的焊料滲漏性的評(píng)價(jià)結(jié)果。 圖2是在遙控基板上安裝了部件的外觀照片。 圖3表示焊料部分的剖面EPMA照片。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明涉及的回流焊方法能夠適用于將導(dǎo)電性涂料用于焊盤圖案的各種 電子基板，但在本實(shí)施例中，是以作為遠(yuǎn)程操作電子儀器用的遙控器的基板 使用的情況為例進(jìn)行了評(píng)價(jià)，以下進(jìn)行說(shuō)明。
作為使酚醛樹脂滲透到紙基材中的酚醛紙基板素材，準(zhǔn)備了在厚度 1.6mm、吸收率2.0%的基板素材(利昌工業(yè)抹式會(huì)社制，PS-1131)上面涂層 處理有抗蝕劑層(田村制作所制抗蝕劑，F(xiàn)INEDELDSR-330R14-13 )的基板 素材，用導(dǎo)電性涂料絲網(wǎng)印刷布線圖案。
在評(píng)價(jià)中使用的導(dǎo)電性涂料是麥克賽爾北陸精器抹式會(huì)社制的導(dǎo)電涂 料，將涂層了 Ag的Ni粉末和Ag粉末配合，用酚醛樹脂作為粘合劑，配合 油酸和丁基卡必醇的有機(jī)溶劑而成的導(dǎo)電性涂料(專利文獻(xiàn)1記載的涂料)。
使用導(dǎo)電性涂料絲網(wǎng)印刷布線圖案及焊盤圖案后，用千燥爐在16(TC干 燥約30分鐘。
用無(wú)鉛焊料(千住金屬制，M705 )在焊盤上印刷焊膏，用回流爐(Hdler 制，1812EXL-N2/UL)進(jìn)行回流焊試驗(yàn)，結(jié)果如圖1所示。
圖l(a)是在使氧濃度成為3500ppm程度的氮?dú)夥罩羞M(jìn)行了 150~190°C、 95秒的預(yù)加熱后，在230 ~ 240。C下使其回流的情況，焊盤的焊料滲漏性良好。圖1 (b)是在大氣氛圍中進(jìn)行了 150 1卯。C、 55 60秒的預(yù)加熱后，在 230 240。C下使其回流的情況。這種場(chǎng)合也與圖1 (a)同樣，焊料的滲漏性 良好。
圖l(c)是在大氣氛圍中進(jìn)行了 150 190。C、95秒的預(yù)加熱后，在230 240。C下使其回流的情況，但焊剩-對(duì)焊盤的滲漏性不充分。
圖2是表示實(shí)際在遙控器用基板上將一部分進(jìn)行安裝評(píng)價(jià)的狀態(tài)的外觀 照片。
在大氣氛圍中進(jìn)行預(yù)加熱的情況，通過(guò)將加熱時(shí)間控制在30 ~卯秒之 間，能夠?qū)崿F(xiàn)如圖2(1)所示的良好的部件安裝。
另外，在氮?dú)夥罩羞M(jìn)行預(yù)加熱的話，如圖2(2)所示，顯示了更加良好 的焊料性。
另夕卜，從側(cè)面加壓圖2(1)所示的芯片部件，評(píng)價(jià)焊料接合強(qiáng)度的結(jié)果， 在剝離強(qiáng)度8.5 ~ 25.5N下剝離的面為酚醛紙與導(dǎo)電涂料的粘合面。
只要芯片部件的焊接強(qiáng)度為10N/mm"以上，品質(zhì)上就沒(méi)有問(wèn)題，在圖2 (1)所示的焊盤表面積的情況，6.4N以上為基準(zhǔn)，而這次試驗(yàn)結(jié)果是8.5 25.5N,所以可以確認(rèn)焊接強(qiáng)度是充分的。
圖3顯示了圖1 (b)所示的試驗(yàn)樣品的剖面EPMA觀察的結(jié)果。
可以確認(rèn)導(dǎo)電性涂料層中擴(kuò)散有Sn、 Ag、 Cu等。
Sn、 Ag、 Cu之所以擴(kuò)散在導(dǎo)電性涂料中是由于在這次的試驗(yàn)評(píng)價(jià)中使 用的焊料是Sn-Ag-Cu系的3元系無(wú)鉛焊料。
另外，只要是回流用焊料，并不特別限定，即便是以往廣泛使用的Sn-Pb 系焊料也可以。
權(quán)利要求
1.一種使用了導(dǎo)電性涂料的印刷電路基板的回流焊方法，其特征在于在絕緣體基板上面使用導(dǎo)電性涂料絲網(wǎng)印刷電路圖案，在電路圖案的焊盤部印刷焊膏，在該焊盤部上載放部件，在實(shí)施接下來(lái)的回流焊工序中，將使焊劑活化的預(yù)加熱溫度設(shè)定在150～190℃的范圍內(nèi)，且將預(yù)加熱時(shí)間設(shè)定在60±30秒的范圍內(nèi)。
2. —種使用了導(dǎo)電性涂料的印刷電路基板的回流焊方法，其特征在于 在絕緣體基板上面使用導(dǎo)電性涂料絲網(wǎng)印刷電路圖案，在電路圖案的焊盤部 印刷焊膏，在該焊盤部上載放部件，在實(shí)施接下來(lái)的回流焊工序中，在氮?dú)?氛中進(jìn)行使焊劑活化的預(yù)加熱。
全文摘要
本發(fā)明提供一種回流焊方法，該回流焊方法可有效地改善對(duì)電路圖案、焊盤圖案使用導(dǎo)電性涂料時(shí)的焊料的滲漏性。其特征在于在實(shí)施回流焊的工序中，將活化熔劑的預(yù)加熱溫度設(shè)定在150～190℃范圍內(nèi)，且將預(yù)加熱時(shí)間設(shè)定在60±30秒的范圍內(nèi)。或者在氮?dú)夥罩羞M(jìn)行預(yù)加熱。
文檔編號(hào)H05K3/34GK101321441SQ20081010890
公開日2008年12月10日 申請(qǐng)日期2008年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月8日
發(fā)明者橋本賢一, 笠置延生 申請(qǐng)人:Smk株式會(huì)社