はんだ粉末付着装置および電子回路基板に対するはんだ粉末の付着方法
【課題】電子回路基板に、精細にはんだ粉末を付着させるためのはんだ粉末付着装置および電子回路基板に対するはんだ粉末の付着方法を提供する。
【解決手段】本発明のはんだ粉末付着装置は、電子回路基板およびはんだ粉末を収容する容器と、前記容器内に備え付けられ、前記電子回路基板をその基板面がほぼ上下方向を向くように保持する基板保持部と、前記容器の初期位置を第一の方向に傾動させた傾斜位置とし、前記初期位置から前記第一の方向と反対の第二の方向に前記容器を傾動させてから、前記容器を前記第一の方向に再び傾動させる傾動機構と、回転軸を回転させることにより前記容器の底部に振動を与える、前記底部の中心に設けられた偏芯モーターと、前記偏芯モーターの前記回転軸を前記容器の傾動方向と同じ方向に設定する制御手段からなる振動機構と、を具備してなることを特徴とする。
【解決手段】本発明のはんだ粉末付着装置は、電子回路基板およびはんだ粉末を収容する容器と、前記容器内に備え付けられ、前記電子回路基板をその基板面がほぼ上下方向を向くように保持する基板保持部と、前記容器の初期位置を第一の方向に傾動させた傾斜位置とし、前記初期位置から前記第一の方向と反対の第二の方向に前記容器を傾動させてから、前記容器を前記第一の方向に再び傾動させる傾動機構と、回転軸を回転させることにより前記容器の底部に振動を与える、前記底部の中心に設けられた偏芯モーターと、前記偏芯モーターの前記回転軸を前記容器の傾動方向と同じ方向に設定する制御手段からなる振動機構と、を具備してなることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子回路基板に、精細にはんだ粉末を付着させるためのはんだ粉末付着装置および電子回路基板に対するはんだ粉末の付着方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子回路基板、プラスチック基板（フィルムも含む）、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性基板上に、電子回路パターンを形成した電子回路基板が開発されている。また、それに伴い、それらの回路パターン上にＩＣ素子、半導体チップ、抵抗、コンデンサ等の電子部品をはんだ接合することで電子回路を形成する手段が広く採用されている。
【０００３】
このような手段により電子回路を形成する場合は、電子部品のリード端子を、回路パターンの所定の導電性回路電極表面部分に予め接合させる必要がある。その一般的な方法としては、電子回路基板上の導電性回路電極表面に予めはんだ薄層を形成したのち、はんだペーストまたはフラックスを印刷する手法が知られている。この後、所定の電子部品への位置決め載置とリフローを行うことにより、リード端子は導電性回路電極表面部分にはんだ接合される。
【０００４】
また、近年では電子製品の小型化に伴い、電子回路のファインピッチ化が要求されている。このようなものではたとえば、小面積内にファインピッチの部品として、０．３ｍｍピッチのＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）タイプのＬＳＩや、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）、０．１５ｍｍピッチのＦＣ（Ｆｌｉｐ Ｃｈｉｐ）などが搭載されたものが知られている。そのため、電子回路基板にはファインピッチに対応可能な、精細なはんだ回路パターンが要求されている。
【０００５】
従来、電子回路基板に、はんだ膜からなるはんだ回路を形成する方法としては、たとえば、メッキ法、ＨＡＬ（ホット・エアー・レベラ）法、はんだ粉末のペーストを印刷した後にリフローする方法などが知られている。しかし、メッキ法によるはんだ回路の製造方法は、はんだ層を必要な厚さに形成するのが困難である。また、ＨＡＬ法、はんだペーストの印刷による方法は、ファインピッチパターンへの対応が困難である。
【０００６】
これら従来の方法に対し、ファインピッチパターンへの対応が可能なはんだ回路形成方法としては、粘着性付与化合物を用いるものが知られている（特許文献１）。これは、電子回路基板に粘着性付与化合物を反応させることにより、導電性回路電極表面に粘着性を付与するものである。これにより導電性回路電極表面にのみ、はんだ粉末を付着させることができる。その後、電子回路基板を加熱することにより、微細なはんだ回路を形成することができる。この方法によれば、回路パターンの位置合わせ等の面倒な操作を必要とせず、かつ、微細なはんだ回路を形成することができる。
【０００７】
このように、粘着性付与化合物を用いる方法としては、回転・振動機構を備えるタンク内に、はんだ粉末と電子回路基板を入れて回転させるものが知られている。
この方法によれば、タンクの中心部に備え付けられた回転軸によりタンクを回転させることにより、電子回路基板ははんだ粉末内に埋没される。また、タンクの回転軸を電子回路基板表面とほぼ平行とすることにより、はんだ粉末は電子回路基板同士の間に流入し、各電子回路基板はまんべんなく埋没される。その後、回転軸によりタンクを振動させることで、電子回路基板の粘着部にはんだ粉末が付着する（特許文献２）。
【０００８】
また、その他には、容器内に電子回路基板とはんだ粉末またははんだ懸濁液を入れて傾動させることにより、粘着部にはんだ粉末を付着させる方法が知られている。この方法においては、電子回路基板を、はんだ粉末またははんだ懸濁液が流れる方向と平行になるように設置するとともに、傾動の際に容器を振動させる。これにより、電子回路基板の粘着部にはんだ粉末が付着される（特許文献３）。
【０００９】
また、電子回路基板の粘着部にはんだ粉末を付着させた後に、振動を付与した液体中に浸漬する方法も知られている（特許文献４）。これにより、不要な箇所に付着したはんだ粉末を除去することができる。そのため、隣接する回路パターン間での短絡を防ぐことが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平07-007244号公報
【特許文献２】特開2003-332375号公報
【特許文献３】特開2006-278650号公報
【特許文献４】特開2007-149818号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、近年では、ファインピッチパターンの微細化に伴い、はんだ粉末の粒径も小さくなっている。それに伴い、従来の方法では粘着部への付着が困難となっている。
たとえば、粒径１０μｍ程度のはんだ粉末の付着を行うと、はんだ粉末同士が静電気により凝集しやすい。そのため、容器を傾動もしくは回転させても、はんだ粉末は凝集しながら移動し、電子回路基板への付着が不十分となる。また、はんだ粉末同士が凝集するため、微細部まで均一に行き渡らず、電子回路基板裏面の粘着部への付着が不十分となる。
また、湿式ではんだ粉末の付着を行うと、粉末の粒粒径が小さすぎるために粒子同士の摩擦力が大きくなる。そのため、はんだ懸濁液が固形化しやすくなり、容器を傾動もしくは回転させても移動が十分に行われない。また、固形化した状態のまま電子回路基板表面を移動するので、粘着部へのはんだ粉末の付着が不十分となる。
【００１２】
また、ファインピッチパターンの微細化に伴い、はんだ粉末が電子回路基板の不要な箇所に付着しやすくなっている。また、微細なはんだ粉末が凝集しやすくなるため、余分なはんだ粉末が電子回路基板に付着しやすくなる。これらにより、リフローの際に、隣接する回路パターン間ではんだが溶解するため、短絡が生じやすくなる。
また、このような余分なはんだ粉末を除去するためには、従来の方法ではその除去が不十分、もしくは別の工程が必要でとなる。そのため、短絡を効率的に防ぐことが困難であった。
【００１３】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、微細なファインピッチパターンを有する電子回路基板において、精細にはんだ粉末の付着させるためのはんだ粉末付着装置および電子回路基板に対するはんだ粉末の付着方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
〔１〕 電子回路基板およびはんだ粉末を収容する容器と、前記容器内に備え付けられ、前記電子回路基板をその基板面がほぼ上下方向を向くように保持する基板保持部と、前記容器の初期位置を第一の方向に傾動させた傾斜位置とし、前記初期位置から前記第一の方向と反対の第二の方向に前記容器を傾動させてから、前記容器を前記第一の方向に再び傾動させる傾動機構と、回転軸を回転させることにより前記容器の底部に振動を与える、前記底部の中心に設けられた偏芯モーターと、前記偏芯モーターの前記回転軸を前記容器の傾動方向と同じ方向に設定する制御手段からなる振動機構と、を具備してなることを特徴とするはんだ粉末付着装置。
〔２〕 前記振動機構が、前記傾動機構が前記容器を傾動させる際に前記容器を振動させる機能を有することを特徴とする〔１〕に記載のはんだ粉末付着装置。
〔３〕 前記傾動機構が、傾動の角度を任意の値に制御するものであることを特徴とする〔１〕または〔２〕に記載のはんだ粉末付着装置。
〔４〕 前記制御手段が、前記偏芯モーターの振幅および周波数を任意の値に制御するものであることを特徴とする〔１〕乃至〔３〕のいずれか一項に記載のはんだ粉末付着装置。
〔５〕 前記周波数が０．５Ｈｚ〜１００ｋＨｚの範囲であることを特徴とする〔４〕に記載のはんだ粉末付着装置。
〔６〕 前記偏芯モーターが複数設けられ、全てが同じ方向に回転することを特徴とする〔１〕乃至〔５〕のいずれか一項に記載のはんだ粉末付着装置。
〔７〕 前記基板保持部が、複数の前記電子回路基板を保持する構成であることを特徴とする〔１〕乃至〔６〕のいずれか一項に記載のはんだ粉末付着装置。
〔８〕 前記支持部が弾性体からなることを特徴とする〔１〕乃至〔７〕のいずれか一項に記載のはんだ粉末付着装置。
〔９〕 前記容器に蓋が設けられ、前記容器内側に密閉空間を有することを特徴とする〔１〕乃至〔８〕のいずれか一項に記載のはんだ粉末付着装置。
〔１０〕 電子回路基板の粘着部にはんだ粉末を付着させるはんだ粉末の付着方法において、容器内部の一方側にはんだ粉末を配置するとともに、前記容器内部の基板保持部に前記電子回路基板をその基板面がほぼ上下方向を向くように保持する準備工程と、前記容器の初期位置を第一の方向に傾動させた傾斜位置とし、傾動機構により前記初期位置から前記第一の方向と反対の第二の方向に、前記容器を傾動させる第一工程と、前記容器を前記第一の方向に再び傾動させる第二工程と、を具備することを特徴とするはんだ粉末の付着方法。
〔１１〕 前記第二工程において、前記第二の方向への傾動よりも大きい傾斜角度で、前記第一の方向への傾動を行うことを特徴とする、〔１０〕に記載のはんだ粉末の付着方法。
〔１２〕 前記第一工程と第二工程において、前記偏芯モーターを複数用い、かつ、それらを全て同じ方向に回転させることを特徴とする〔１０〕または〔１１〕に記載のはんだ粉末の付着方法。
〔１３〕 前記第一工程と第二工程において、前記傾動機構により、傾動の角度を任意の値に制御することを特徴とする〔１０〕乃至〔１２〕のいずれか一項に記載のはんだ粉末の付着方法。
〔１４〕 前記第一工程と第二工程において、前記偏芯モーターの振幅および周波数を、制御手段により任意の値に制御することを特徴とする、〔１０〕乃至〔１３〕のいずれか一項に記載のはんだ粉末の付着方法。
〔１５〕 前記周波数を０．５Ｈｚ〜１００ｋＨｚの範囲とすることを特徴とする〔１４〕に記載のはんだ粉末の付着方法。
〔１６〕 前記準備工程において、前記容器に蓋を設けるとともに、前記容器内側の密閉空間に不活性ガスを充填することを特徴とする〔１０〕乃至〔１４〕のいずれか一項に記載のはんだ粉末の付着方法。
〔１７〕 前記はんだ粉末の粒径が４μｍ〜２０μｍの範囲であることを特徴とする〔１０〕乃至〔１６〕のいずれか一項に記載のはんだ粉末の付着方法。
〔１８〕 前記はんだ粉末の粒径が５μｍ〜１０μｍの範囲であることを特徴とする〔１７〕に記載のはんだ粉末の付着方法。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のはんだ粉末付着装置および電子回路基板に対するはんだ粉末の付着方法によれば、はんだ粉末と電子回路基板を入れた容器を任意の傾斜角度で傾動させることができる。また、偏芯モーターの制御手段が傾動機構と連動していることにより、偏芯モーターの回転軸の回転方向を容器の傾動方向と同じ方向とすることができる。これにより、容器の傾動に応じて、その底部に対し垂直の角度で振動を与えることができる。
これにより、微細なはんだ粉末であっても、その凝集や固形化が防がれ、はんだ粉末を容器の傾動に合わせて流動させることができる。そのため、はんだ粉末は微細部まで均一に行き渡り、電子回路基板の、容器の底部との間の面にも十分付着させることができる。
【００１６】
また、本発明によれば、偏芯モーターで電子回路基板の直下に垂直の角度で振動を与えることができる。そのため、はんだ粉末は下から上に突き上げられ、跳ね上がるように挙動する。これにより、はんだ粉末は電子回路基板に垂直の角度で衝突し、粘着部に効果的に付着する。
また、第一の方向から第二の方向に傾動させてはんだ粉末を付着させた後に、第二の方向への傾動よりも大きい傾斜角度で第一の方向の方向に傾動させることにより、余計な箇所に付着したはんだ粉末や、余分なはんだ粉末を効率的に除去することができる。
【００１７】
これらにより、微細なファインピッチパターンを有する電子回路基板を効率的に製造することができる。また、隣接する回路パターン間において、溶融はんだによる短絡を効果的に防ぐことができる。そのため、電子回路基板の信頼性を向上させることができるとともに、電子回路基板の小型化を実現することが可能となる。これにより、優れた特性の電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明のはんだ粉末の付着方法の製造工程の一例を説明するための工程断面図である。
【図２】本発明のはんだ粉末の付着方法の製造工程の一例を説明するための工程断面図である。
【図３】実施例のはんだ粉末の付着方法の製造工程の一例を説明するための工程断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
まず、はんだ粉末付着装置１００の構成について、図１（ａ）を用いて詳細に説明する。なお、以下の説明において参照する図面は、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などは実際と同じであるとは限らない。また、以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。
本実施形態のはんだ粉末付着装置１００は、容器１と、電子回路基板１０を保持するための図示しない基板保持部と、振動機構３と、傾動機構４と、から概略構成されている。以下、それぞれの構成について説明する。
【００２０】
（容器１）
図１（ａ）に示すように、容器１の上部には蓋１ｂが備えられており、これらを嵌合することにより、容器１と蓋１ｂの内側に密閉空間が構成される。また、蓋１ｂは開閉できる構成となっており、その開口部より、容器１の内部に、はんだ粉末２０を収容することができる。また、容器１は、その内部に後述する基板保持部が配置されており、電子回路基板１０を収容できる構成となっている。また、容器１の外側の底部１ａ中央に対応する位置には、後述する偏芯モーター３ａが設けられている。
【００２１】
（基板保持部）
基板保持部は容器１内に設けられており、複数の電子回路基板１０を、その基板面がほぼ上下方向を向くように保持できる構成のものであれば、既存のものを用いても構わない。また、容器１の底部１ａから間隔を空けて保持する構成であれば、なお好ましい。このようなものとしてはたとえば、電子回路基板１０部分に対応する部分が打ち抜かれた電子回路基板１０の保持板と、電子回路基板１０の挿入具と電子回路基板１０の抑え部からなるものを用いることができる。なお、このような基板保持部においては、その抑え部は電子回路基板１０を挿入する際に大きな障害とならないような突起、ピンなど、小型のものを用いることが好ましい。
【００２２】
図１（ａ）に、容器１の蓋１ｂ側に上側の基板面（一面側１０ａ）を向け、底部１ａ側に他面側１０ｂを向けた電子回路基板１０を示す。ここで示すように、電子回路基板１０は、その他面側１０ｂと容器１の底部１ａとの間に間隔を保って保持される。また、電子回路基板１０は、その下側の基板面（他面側１０ｂ）が、容器１の底部１ａと並行となるように配置される。
また、このような基板保持部に複数の電子回路基板１０を保持する際は、電子回路基板１０同士は並行に並び、かつ、互いに一定の間隔を保って配置されることが好ましい。
【００２３】
（電子回路基板１０）
本発明の対象となる電子回路基板１０はたとえば短冊状の構成であり、また、その材料としては、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、紙基質エポキシ樹脂基板、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、金属等の導電性物質を用いて回路パターンを形成した片面回路基板、両面回路基板、多層回路基板あるいはフレキシブル回路基板等を用いることができる。また、その他に、IC基板、コンデンサ、抵抗、コイル、バリスタ、ベアチップ、ウェーハ等の適用も可能である。
【００２４】
また、電子回路基板１０の表面（一面側１０ａ、他面側１０ｂ）には、たとえば銅、または銅合金からなる図示しない回路パターンが形成されている。回路パターンを形成する導電性物質としては、これらに限定されず、後述する粘着性付与物質により表面に粘着性が得られる導電性の物質であれば他のものを用いても構わない。このような導電性の物質としては、例えば、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｎｉ−Ａｕ、フラッシュ金、Ｐｄ、Ａｇはんだ合金等を含む物質等を挙げることができる。
【００２５】
また、この回路パターンの表面には、はんだ粉末２０を付着させるための図示しない粘着部が形成されている。この粘着部は、回路パターン部分に後述する粘着性付与化合物を反応させて形成したものである。
このような粘着性付与化合物としては、ナフトトリアゾール系誘導体、べンゾトリアゾール系誘導体、イミダゾール系誘導体、べンゾイミダゾール系誘導体、メルカプトべンゾチアゾール系誘導体およびべンゾチアゾールチオ脂肪酸等を用いることができる。これらの粘着性付与化合物は特に銅に対しての効果が強いが、他の導電性物質にも粘着性を付与することができる。
【００２６】
（振動機構３）
振動機構３は偏芯モーター３ａと制御手段３ｂから構成されている。
偏芯モーター３ａは容器１の外側で、かつ、底部１ａ中央に対応する位置に設けられている。また、この偏芯モーター３ａの回転軸は、後述する制御手段３ｂにより、その回転方向と振幅および周波数を制御されている。本実施形態においては、制御手段３ｂにより、偏芯モーター３ａの回転軸は容器１の傾動方向と同じ方向に回転するように制御され、また、容器１の傾動方向に応じてその回転方向も変更される。
【００２７】
また、偏芯モーター３ａは容器１の外側で、かつ、底部１ａ中央に対応する位置に一つが設けられていればよいが、複数の偏芯モーター３ａが設けられていても構わない。この場合は、偏芯モーター３ａは全て同じ方向に回転するように制御手段３ｂにより制御されていることが好ましい。また、複数の偏芯モーター３ａは、基板保持部の直下に対応する位置で、かつ、互いに等間隔で配置されていることが好ましい。これらにより、複数の偏芯モーター３ａは均等に、かつ、底部１ａに対し垂直の角度で振動を与えることができる。
【００２８】
制御手段３ｂは偏芯モーター３ａの回転方向と振幅および周波数を制御する手段である。また、制御手段３ｂは後述する傾動機構４と連動しており、容器１の傾動に応じて偏芯モーター３ａの回転軸の回転方向を制御する。これにより、偏芯モーター３ａの回転軸は容器１の傾動方向と同じ方向に回転するように制御される。これらにより、偏芯モーター３ａは容器１の底部１ａに対し垂直の角度で振動を与える構成となる。
【００２９】
また、偏芯モーター３ａの回転軸の振幅および周波数は、はんだ粉末２０の状態に応じて任意に設定できる構成となっており、設定可能な周波数は５０Ｈｚ〜６０Ｈｚの範囲であれば構わないが、０．５Ｈｚ〜１００ｋＨｚの範囲であることが好ましい。周波数が０．５Ｈｚ未満であると振動の効果が得られず、１００ｋＨｚを超えると振幅が小さくなるためにはんだ粉末２０の移動が困難となり、好ましくない。
【００３０】
（傾動機構４）
図１（ａ）に示すように、傾動機構４は容器１の外側に設けられている。傾動機構４はたとえば傾動軸４ａと傾動手段４ｂと傾動板４ｃから構成されており、このうち傾動板４ｃは後述する支持部２によって容器１と連結した構成となっている。なお、傾動機構４の構成はここに示すものに限られず、容器１を傾動可能なものであれば他の構成でもかまわない。
【００３１】
ここに示す傾動機構４は、容器１の外側かつ下部に設けられており、後述する支持部２を介して、容器１と連結した構成となっている。傾動手段４ｂは、例えば図示しない駆動モーターを備え、傾動軸４ａを回転させる構成となっている。傾動軸４ａと傾動板４ｃは連結しているため、傾動軸４ａの回転により、傾動板４ｃは傾動する。これにより、傾動板４ｃは、傾動手段４ｂで設定した任意の傾斜角度で、第一の方向Ａまたは第二の方向Ｂへ傾動する。また、傾動板４ｃは支持部２を介して容器１と連結している。そのため、容器１は傾動板４ｃの傾動に連動する構成となっている。
【００３２】
ここで、支持部２は、たとえばバネなどの弾性体により構成されることが好ましい。弾性体からなる支持部２は、容器１が傾動した際の重量を受けて伸縮することができる。そのため、傾動過程における、はんだ粉末２０の流動、および、はんだ粉末２０の容器１内への衝突を緩和することができる。また、支持部２はバネに限られず、容器１の重量を支えることができ、かつ、弾性体であれば他のものから構成されていても構わない。
また、支持部２の配置は特に限定されないが、少なくとも容器１の底部１ａの両端を支持するとともに、互いが等間隔で配置されていることが好ましい。
これらの構成により、傾動機構４は任意の傾斜角度で容器１を傾動させることができる。また、傾動方向に応じて、その傾斜角度を任意に設定することも可能である。
【００３３】
本実施形態のはんだ粉末付着装置１００は、はんだ粉末２０と電子回路基板１０を入れた容器１を任意の傾斜角度で傾動させることができる。また、偏芯モーター３ａの制御手段３ｂが傾動機構４と連動していることにより、偏芯モーター３ａの回転方向を、容器１の傾動方向と同じ方向とすることができる。
これにより、容器１の傾動に応じて、その底部１ａに対し垂直の角度で振動を与えることができる。
【００３４】
よって、本実施形態のはんだ粉末付着装置１００を用いることにより、微細なはんだ粉末２０であっても、電子回路基板１０への乾式の付着の際の凝集を防ぐことができる。また、湿式の付着の際には、はんだ粉末２０の懸濁液（はんだ懸濁液）の固形化が防がれる。つまり、本実施形態のはんだ粉末付着装置１００を用いることにより、はんだ粉末２０は容器１の傾動に合わせて容器１内を流動することができる。これにより、はんだ粉末２０は微細部まで均一に行き渡り、電子回路基板１０の他面側１０ｂと、容器１の底部１ａとの間にも行き渡る。そのため、はんだ粉末２０を、他面側１０ｂの粘着部にも十分付着させることができる。
【００３５】
また、本実施形態の偏芯モーター３ａは、電子回路基板１０の直下に垂直の角度で振動を与える構成となっている。そのため、はんだ粉末２０は下から上に突き上げられ、跳ね上がるように挙動する。これにより、はんだ粉末２０は電子回路基板１０に垂直の角度で衝突し、粘着部に効果的に付着する。
また、はんだ粉末２０を付着させた後に、はんだ粉末２０を付着させる際よりも大きい傾斜角度で反対の方向に傾動させるとともに、偏芯モーター３ａを反転させて振動を加えることにより、余計な箇所に付着したはんだ粉末２０や、余分なはんだ粉末２０を効率的に除去することができる。
【００３６】
以上により、本実施形態のはんだ粉末付着装置１００を用いることにより、微細なはんだ粉末２０であっても、流動化させやすくするとともに、電子回路基板１０の粘着部に均一に付着させることができる。また、はんだ粉末２０を除去するための別の工程が不要となるのみならず、傾斜の回数を少なくすることができる。この方法によれば、はんだ粉末２０が容器１内を少なくとも一往復すればよく、従来の方法よりも工程を簡略化させることができる。また、本実施形態のはんだ粉末付着装置１００は水平配置が可能なため、工程を自動化することができる。
【００３７】
これらにより、微細なファインピッチパターンを有する電子回路基板１０を効率的に製造することができる。また、隣接する回路パターン間において、溶融はんだによる短絡を効果的に防ぐことができる。そのため、電子回路基板１０の信頼性を向上させることができるとともに、電子回路基板１０の小型化を実現することができる。そのため、優れた特性の電子機器を提供することが可能となる。
【００３８】
次いで、電子回路基板１０に対するはんだ粉末２０の付着方法について図１（ａ）〜図１（ｄ）および図２（ａ）〜図２（ｃ）を用いて説明する。
本実施形態の電子回路基板１０に対するはんだ粉末２０の付着方法は、電子回路基板１０上の端子の表面に粘着性付与化合物を塗布して粘着層を形成する工程と、容器１内部の一方側にはんだ粉末２０を配置する工程と、容器１内部のはんだ粉末２０に対向する位置の基板保持部に電子回路基板１０をその基板面がほぼ上下方向を向くように保持させる工程（準備工程）と、容器１の初期位置を第一の方向Ａに傾動させた傾斜位置とし、はんだ粉末２０を容器１内部の第一の方向Ａから第二の方向Ｂへ移動させる第一工程と、はんだ粉末２０を容器１内部の第二の方向Ｂから第一の方向Ａへ移動させる第二工程と、から概略構成されている。なお、以下の説明において例示される構成は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。
【００３９】
＜準備工程＞
準備工程はさらに、電子回路基板１０上の端子の表面に粘着性付与化合物を塗布して粘着層を形成する工程と、容器１内部の所定位置にはんだ粉末２０を配置する工程と、容器１内部のはんだ粉末２０に対向する位置の基板保持部に電子回路基板１０を保持させる工程から概略構成されている。以下それぞれの構成についてその詳細を説明する。
【００４０】
（粘着層を形成する工程）
まず、はじめに、電子回路基板１０の図示しない導電性回路電極の表面を粘着性付与化合物で処理する。
はじめに、電子回路基板１０を準備する。本発明の対象となる電子回路基板１０はたとえば短冊状の構成であり、また、その材料としては、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、紙基質エポキシ樹脂基板、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、金属等の導電性物質を用いて回路パターンを形成した片面回路基板、両面回路基板、多層回路基板あるいはフレキシブル回路基板等を用いることができる。また、その他に、IC基板、コンデンサ、抵抗、コイル、バリスタ、ベアチップ、ウェーハ等の適用も可能である。
【００４１】
また、電子回路基板１０の表面（一面側１０ａ、他面側１０ｂ）には、たとえば銅、または銅合金からなる、図示しない回路パターンが形成されている。また、回路パターンを形成する導電性物質としては、これらに限定されず、後述する粘着性付与物質により表面に粘着性が得られる導電性の物質であれば他のものを用いても構わない。これらの金属としては、例えば、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｎｉ−Ａｕ、フラッシュ金、Ｐｄ、Ａｇはんだ合金等を含む物質等を挙げることができる。
【００４２】
次いで、電子回路基板１０の図示しない導電性回路電極の表面に粘着層を形成する。まず、水または酸性水に、以下に示す粘着性付与化合物のうち少なくとも１種または２種以上を溶解し、微酸性に調整した粘着性溶液を作成する。このとき、粘着性溶液の水素イオン濃度指数は、ｐＨ３〜４程度とすることが好ましい。
次いで、粘着性溶液に電子回路基板１０を浸漬するか、または電子回路基板１０に粘着性溶液を塗布する。これにより、電子回路基板１０の回路パターンに粘着層が形成される。
【００４３】
このとき、粘着性付与化合物としては、ナフトトリアゾール系誘導体、べンゾトリアゾール系誘導体、イミダゾール系誘導体、べンゾイミダゾール系誘導体、メルカプトべンゾチアゾール系誘導体及びべンゾチアゾールチオ脂肪酸等を用いることができる。これらの粘着性付与化合物は特に銅に対しての効果が強いが、他の導電性物質にも粘着性を付与することができる。
また、本発明においては、一般式（１）で表されるべンゾトリアゾール系誘導体を好適に用いることができる。但し、式（１）中のＲ１〜Ｒ４は、独立に水素原子、炭素数が１〜１６（好ましくは５〜１６）のアルキル基、アルコキシ基、Ｆ、Ｂｒ、Ｃｌ、Ｉ、シアノ基、アミノ基またはＯＨ基となる。
【００４４】
【化１】
【００４５】
また、本発明においては、一般式（２）で表されるナフトトリアゾール系誘導体を好適に用いることができる。但し、式（２）中のＲ５〜Ｒ１０は、独立に水素原子、炭素数が１〜１６（好ましくは５〜１６）のアルキル基、アルコキシ基、Ｆ、Ｂｒ、Ｃｌ、Ｉ、シアノ基、アミノ基またはＯＨ基となる。
【００４６】
【化２】
【００４７】
また、本発明においては、一般式（３）で表されるイミダゾール系誘導体を好適に用いることができる。但し、式（３）中のＲ１１、Ｒ１２は、独立に水素原子、炭素数が１〜１６（好ましくは５〜１６）のアルキル基、アルコキシ基、Ｆ、Ｂｒ、Ｃｌ、Ｉ、シアノ基、アミノ基またはＯＨ基となる。
【００４８】
【化３】
【００４９】
また、本発明においては、一般式（４）で表されるべンゾイミダゾール系誘導体を好適に用いることができる。但し、式（４）中のＲ１３〜Ｒ１７は、独立に水素原子、炭素数が１〜１６（好ましくは５〜１６）のアルキル基、アルコキシ基、Ｆ、Ｂｒ、Ｃｌ、Ｉ、シアノ基、アミノ基またはＯＨ基となる。
【００５０】
【化４】
【００５１】
また、本発明においては、一般式（５）で表されるメルカプトべンゾチアゾール系誘導体を好適に用いることができる。但し、式（５）中のＲ１８〜Ｒ２１は、独立に水素原子、炭素数が１〜１６（好ましくは５〜１６）のアルキル基、アルコキシ基、Ｆ、Ｂｒ、Ｃｌ、Ｉ、シアノ基、アミノ基またはＯＨ基となる。
【００５２】
【化５】
【００５３】
また、本発明においては、一般式（６）で表されるべンゾチアゾールチオ脂肪酸系誘導体を好適に用いることができる。但し、式（４）中のＲ２２〜Ｒ２６は、独立に水素原子、炭素数が１〜１６（好ましくは１または２）のアルキル基、アルコキシ基、Ｆ、Ｂｒ、Ｃｌ、Ｉ、シアノ基、アミノ基またはＯＨ基となる。
【００５４】
【化６】
【００５５】
これらの化合物のうち、一般式（１）で示されるべンゾトリアゾール系誘導体においては、一般には、Ｒ１〜Ｒ４の炭素数が多いほど粘着性が強くなる。
また、一般式（３）及び一般式（４）で示されるイミダゾール系誘導体及びべンゾイミダゾール系誘導体においても、一般には、Ｒ１１〜Ｒ１７の炭素数が多いほど粘着性が強くなる。
また、一般式（６）で示されるべンゾチアゾールチオ脂肪酸系誘導体においては、Ｒ２２〜Ｒ２６の炭素数は、１または２であることが好ましい。
【００５６】
また、粘着性溶液のｐＨ調整に用いる物質としては、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸等の無機酸等をあげることができる。また有機酸としては、蟻酸、乳酸、酢酸、プロピオン酸、リンゴ酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、酒石酸等を用いることができる。ここで、粘着性溶液における粘着性付与化合物の濃度は特に限定されず、溶解性、使用状況に応じて適宜調整して用いればよい。このとき、粘着性付与化合物の濃度としては全体として０．０５質量％〜２０質量％の範囲内の濃度であることが好ましい。また、０．０５質量％より低濃度にすると、粘着性付与化合物は十分な粘着性を付与できなくなるため好ましくない。
【００５７】
また、粘着性溶液を導電性回路電極に付着させる際の処理温度については、室温より若干高めにすることが好ましい。これにより、粘着層の形成速度、形成量が十分な値となるためである。また、この処理温度は、粘着性付与化合物の濃度や導電性回路電極を構成する金属の種類などに応じてその最適値は変化するが、一般的には３０℃〜６０℃位の範囲が好適である。また、この粘着性溶液への浸漬時間は５秒〜５分間位の範囲であることが好ましい。そのため、浸漬時間がこの範囲内となるように他の条件を調整することが好ましい。
【００５８】
また、粘着性溶液中には、銅イオンを５０〜１０００ｐｐｍ共存させることが好ましい。銅イオンを共存させることにより、粘着層の形成速度、形成量などの形成効率が高まるためである。
【００５９】
（容器１内部にはんだ粉末２０を配置する工程）
次いで、容器１を第一の方向Ａ側に傾けて蓋１ｂを開放し、図１（ａ）に示すようにはんだ粉末２０を配置する。ここで、はんだ粉末２０の金属組成としては、例えばＳｎ−Ｐｂ系、Ｓｎ−Ｐｂ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ｐｂ−Ｂｉ系、Ｓｎ−Ｐｂ−Ｂｉ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ｐｂ−Ｃｄ系が挙げられる。また、最近の産業廃棄物におけるＰｂ排除の観点から、Ｐｂを含まないＳｎ−Ｉｎ系、Ｓｎ−Ｂｉ系、Ｉｎ−Ａｇ系、Ｉｎ−Ｂｉ系、Ｓｎ−Ｚｎ系、Ｓｎ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｓｂ系、Ｓｎ−Ａｕ系、Ｓｎ−Ｂｉ−Ａｇ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｇｅ系、Ｓｎ−Ｂｉ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｃｕ−Ｓｂ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｚｎ系、Ｓｎ−Ｃｕ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ｂｉ−Ｓｂ系、Ｓｎ−Ｂｉ−Ｓｂ−Ｚｎ系、Ｓｎ−Ｂｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｓｂ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｓｂ−Ｚｎ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｚｎ系、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系を用いることが特に好ましい。
【００６０】
また、上記金属組成の具体例としては、Ｓｎが６３質量％、Ｐｂが３７質量％の共晶ハンダ（以下６３Ｓｎ／３７Ｐｂと表す。）を中心として、６２Ｓｎ／３６Ｐｂ／２Ａｇ、６２．６Ｓｎ／３７Ｐｂ／０．４Ａｇ、６０Ｓｎ／４０Ｐｂ、５０Ｓｎ／５０Ｐｂ、３０Ｓｎ／７０Ｐｂ、２５Ｓｎ／７５Ｐｂ、１０Ｓｎ／８８Ｐｂ／２Ａｇ、４６Ｓｎ／８Ｂｉ／４６Ｐｂ、５７Ｓｎ／３Ｂｉ／４０Ｐｂ、４２Ｓｎ／４２Ｐｂ／１４Ｂｉ／２Ａｇ、４５Ｓｎ／４０Ｐｂ／１５Ｂｉ、５０Ｓｎ／３２Ｐｂ／１８Ｃｄ、４８Ｓｎ／５２Ｉｎ、４３Ｓｎ／５７Ｂｉ、９７Ｉｎ／３Ａｇ、５８Ｓｎ／４２Ｉｎ、９５Ｉｎ／５Ｂｉ、６０Ｓｎ／４０Ｂｉ、９１Ｓｎ／９Ｚｎ、９６．５Ｓｎ／３．５Ａｇ、９９．３Ｓｎ／０．７Ｃｕ、９５Ｓｎ／５Ｓｂ、２０Ｓｎ／８０Ａｕ、９０Ｓｎ／１０Ａｇ、９０Ｓｎ／７．５Ｂｉ／２Ａｇ／０．５Ｃｕ、９７Ｓｎ／３Ｃｕ、９９Ｓｎ／１Ｇｅ、９２Ｓｎ／７．５Ｂｉ／０．５Ｃｕ、９７Ｓｎ／２Ｃｕ／０．８Ｓｂ／０．２Ａｇ、９５．５Ｓｎ／３．５Ａｇ／１Ｚｎ、９５．５Ｓｎ／４Ｃｕ／０．５Ａｇ、５２Ｓｎ／４５Ｂｉ／３Ｓｂ、５１Ｓｎ／４５Ｂｉ／３Ｓｂ／１Ｚｎ、８５Ｓｎ／１０Ｂｉ／５Ｓｂ、８４Ｓｎ／１０Ｂｉ／５Ｓｂ／１Ｚｎ、８８．２Ｓｎ／１０Ｂｉ／０．８Ｃｕ／１Ｚｎ、８９Ｓｎ／４Ａｇ／７Ｓｂ、８８Ｓｎ／４Ａｇ／７Ｓｂ／１Ｚｎ、９８Ｓｎ／１Ａｇ／１Ｓｂ、９７Ｓｎ／１Ａｇ／１Ｓｂ／１Ｚｎ、９１．２Ｓｎ／２Ａｇ／０．８Ｃｕ／６Ｚｎ、８９Ｓｎ／８Ｚｎ／３Ｂｉ、８６Ｓｎ／８Ｚｎ／６Ｂｉ、８９．１Ｓｎ／２Ａｇ／０．９Ｃｕ／８Ｚｎなどが挙げられる。また本発明に用いるはんだ粉末２０としては、異なる組成のはんだ粉末を２種類以上混合させたものを用いてもよい。
【００６１】
また、はんだ粉末２０の粒径は４μｍ〜２０μｍの範囲であることが好ましく、５μｍ〜１０μｍの範囲であることが特に好ましい。はんだ粉末２０の粒径は特にこの値に制限されず、これより大きいものであってもかまわない。
【００６２】
また、このときの容器１の傾斜角度は、はんだ粉末２０の量や、後述する第一工程における傾斜角度に応じて適宜設定すればよい。
次いで、容器１内部の第一の方向Ａ側に、はんだ粉末２０を配置する。このとき、はんだ粉末２０は、基板保持部に接触しないようにすることが好ましい。この蓋１ｂは、電子回路基板１０へはんだ粉末２０を付着させる処理を行うたびに開放し、そこからはんだ粉末２０および電子回路基板１０を容器１内に出し入れする。
【００６３】
また、湿式ではんだ粉末２０の付着を行う場合は、容器１を傾けて水等の分散液を容器１内に入れた後に、はんだ粉末２０を添加する。これにより、はんだ粉末２０は分散液中に分散してはんだ懸濁液となる。
また、本実施形態においては、はんだ粉末２０を電子回路基板１０よりも先に容器１内部に入れておくことが好ましい。これにより、後述する基板保持部に電子回路基板１０を保持させる工程において蓋１ｂを開閉しても、はんだ粉末２０の飛散が抑制されるためである。
【００６４】
（基板保持部に電子回路基板１０を保持させる工程）
次いで、図示しない基板保持部に電子回路基板１０を保持させる。この基板保持部は容器１内に設けられており、複数の電子回路基板１０を容器１の底部１ａから間隔を空けるとともに、その基板面をほぼ上下方向を向くように保持できる構成であれば、既存のものを用いても構わない。また、このような基板保持部においては、その抑え部は電子回路基板１０を挿入する際に大きな障害とならないような突起、ピンなど、小型のものを用いることが好ましい。
このような基板保持部に電子回路基板１０を保持させることにより、電子回路基板１０の他面側１０ｂは、容器１の底部１ａと並行に、かつ、底部１ａとの間で間隔を保って保持される。
【００６５】
このとき、電子回路基板１０の蓋１ｂ側の基板面を一面側１０ａ、底部１ａ側の基板面を他面側１０ｂとする。また、このような基板保持部に複数の電子回路基板１０を保持する際は、電子回路基板１０同士を並行に、かつ、互いに一定の間隔を保って配置することが好ましい。これにより、電子回路基板１０は、後述する偏芯モーター３ａの直上に配置された構成となる。以上により、電子回路基板１０は底部１ａに対して並行に取り付けられる。
【００６６】
ここで、電子回路基板１０を容器１内部に出し入れする際、はんだ粉末２０は容器１の下部に貯蔵され、蓋１ｂから離間した配置となる。このため、蓋１ｂが開閉される際、はんだ粉末２０の外部への飛散は抑制される。
この後、蓋１ｂを閉じて、容器１内部の密閉空間にたとえばＮ２などの不活性ガスを充填させる。また、この後の工程において電子回路基板１０を取り出すまで、蓋１ｂは閉じたままとする。容器１内部を不活性ガスで充填させたままにすることで、はんだ粉末２０の酸化を防止するためである。
【００６７】
＜第一工程＞
次いで、図１（ａ）〜図１（ｄ）に示すように、はんだ粉末２０を容器１内部の第一の方向Ａ側から第二の方向Ｂ側へ移動させる。
図１（ａ）は、容器１内部にはんだ粉末２０もしくははんだ懸濁液と電子回路基板１０を配置した状態である。容器１の外側には、偏芯モーター３ａと制御手段３ｂからなる振動機構３が設けられており、このうち少なくとも偏芯モーター３ａは底部１ａ中央に対応する位置に設けられている。
【００６８】
また、偏芯モーター３ａの回転軸は制御手段３ｂにより、その回転方向と振幅および周波数を制御されている。本実施形態においては、偏芯モーター３ａの回転軸は容器１の傾動方向と同じ方向に回転するように制御され、傾動方向の変更に応じてその回転方向も変更される。
また、容器１の外側には、傾動軸４ａと傾動手段４ｂと傾動板４ｃからなる傾動機構４が設けられており、後述する支持部２を介して容器１を傾動させる構成となっている。また、その傾動手段４ｂは、傾斜角度を任意に設定可能である。
【００６９】
まず、容器１を第一の方向Ａ側から第二の方向Ｂ側へ水平状態からたとえば５°の角度で傾動させる。はじめに、傾動手段４ｂの例えば図示しない駆動モーターにより傾動軸４ａを回転させる。これにより、傾動軸４ａに接合された傾動板４ｃはら第二の方向Ｂ側へ傾動する。このとき傾動板４ｃは、傾動手段４ｂで設定した任意の傾斜角度で傾動させることができる。
ここで、容器１はたとえばバネなどの弾性体からなる支持部２により傾動板４ｃと連結している。これにより、容器１は傾動板４ｃに連動して傾動する。また、支持部２はバネに限られず、容器１の重量を支えることができ、かつ、弾性体であれば他のものから構成されていても構わない。また、支持部２の配置は特に限定されないが、少なくとも容器１の底部１ａの両端を支持するとともに、互いが等間隔で配置されていることが好ましい。
【００７０】
また、容器１の傾動に伴い、偏芯モーター３ａと制御手段３ｂからなる振動機構３は、容器１の底部１ａを振動させる。制御手段３ｂは後述する傾動機構４と連動しており、容器１の傾動に応じて偏芯モーター３ａの回転軸の回転方向を制御する構成となっている。また、偏芯モーター３ａの回転軸は制御手段３ｂにより、容器１の傾動方向と同じ方向に回転するように制御されている。これにより、偏芯モーター３ａの回転軸は容器１の傾動方向に応じてその回転方向を変化させ、底部１ａに対し常に垂直の角度で振動を与える。
【００７１】
この振動により、はんだ粉末２０は下から上に突き上げられ、跳ね上がるように挙動する。これにより、はんだ粉末２０の凝集は防がれ、容器１の傾動に伴って移動することができる。また、これにより、はんだ粉末２０は微細部まで均一に行き渡るため、電子回路基板１０の他面側１０ｂと、容器１の底部１ａとの間にも行き渡る。そのため、はんだ粉末２０を、他面側１０ｂの粘着部にも十分付着させることができる。
また、はんだ粉末２０は下から上に突き上げられ、跳ね上がるように挙動するため、電子回路基板１０に垂直の角度で衝突し、粘着部に効果的に付着する。
【００７２】
また、はんだ懸濁液を用いる際は、はんだ粉末２０は下から上に突き上げられ、跳ね上がるように挙動するため、はんだ懸濁液の固形化は防がれる。そのため、はんだ懸濁液は液状化し、容器１の傾動に伴って微細部にまで流動する。また、はんだ粉末２０は電子回路基板１０に垂直の角度で衝突するため、粘着部に効果的に付着する。
【００７３】
このとき、偏芯モーター３ａの回転軸の振幅および周波数は、はんだ粉末２０の状態に応じて任意に設定すればよい。周波数は５０Ｈｚ〜６０Ｈｚの範囲で設定できれば構わないが、０．５Ｈｚ〜１００ｋＨｚの範囲で設定できれることが特に好ましい。周波数を０．５Ｈｚ未満とすると振動の効果が得られず、また、１００ｋＨｚを超えるとはんだ粉末２０の移動が困難となるため、好ましくない。
【００７４】
以上により、図１（ｂ）〜図１（ｃ）に示すように、はんだ粉末２０は電子回路基板１０の表面に接しながら移動し、その粘着部に付着する。なお、偏芯モーター３ａの振幅および周波数は、はんだ粉末２０の移動状態や跳ね上がりの状態に応じて任意に設定すればよい。ここでは周波数については、たとえば交流周波数５０Ｈｚで設定する。
【００７５】
また、偏芯モーター３ａは容器１の外側で、かつ、底部１ａ中央に対応する位置に一つが設けられていればよいが、複数の偏芯モーター３ａが設けられた構成であっても構わない。この場合は、制御手段３ｂにより、偏芯モーター３ａを全て同じ方向に回転させるように制御することが好ましい。また、複数の偏芯モーター３ａは、基板保持部の直下に対応する位置で、かつ、互いに等間隔で配置されていることが好ましい。これらにより、複数の偏芯モーター３ａは均等に、かつ、底部１ａに対し垂直の角度で振動を与えることができるためである。
【００７６】
この後、図１（ｄ）に示すように、はんだ粉末２０は容器１の第二の方向Ｂの側の側壁に当たり、その移動を終了する。このとき、支持部２は容器１が傾動した際の重量を受けて伸縮するため、はんだ粉末２０の流動、および、はんだ粉末２０の容器１内への衝突を緩和することができる。
【００７７】
＜第二工程＞
次いで、図２（ａ）〜図２（ｃ）に示すように、はんだ粉末２０を容器１内部の第二の方向Ｂから第一の方向Ａへ移動させる。図２（ａ）は、第一工程の後の状態であり、容器１内部の第二の方向Ｂの側に、はんだ粉末２０もしくははんだ懸濁液と電子回路基板１０が配置された状態である。
まず、容器１を水平状態からたとえば３０°の角度で第一の方向Ａの側へ傾動させる。この傾動は、第一工程での傾動とは逆の方向である。また、この傾動は、第一工程での第二の方向Ｂへの傾動よりも大きい傾斜角度で行うことが好ましい。
【００７８】
また、容器１の傾動に伴い、振動機構３により容器１の底部１ａを振動させる。偏芯モーター３ａの回転軸は制御手段３ｂにより、容器１の第二の方と同じ方向へ回転する。このとき、第一の方向Ａは、第二の方向Ｂとは反対の向きとなる。これにより、偏芯モーター３ａは底部１ａに対し垂直の角度で振動を与える。
【００７９】
これにより、はんだ粉末２０は跳ね上がるように挙動し、図２（ｂ）に示すように容器１の傾動に伴って移動する。
このとき、容器１の傾動は、第一工程での容器１の傾動よりも大きい傾斜角度で行うことが好ましい。それにより、余計な箇所に付着したはんだ粉末２０や、余分なはんだ粉末２０は振動により跳ね上がるとともに、容器１内を第一の方向Ａの方向へ移動する。これにより、粘着部以外の箇所に付着したはんだ粉末２０を効果的に除去することができる。
【００８０】
以上により、はんだ粉末２０を電子回路基板１０の粘着部に効果的に付着させることができるとともに、余計な箇所に付着したはんだ粉末２０を除去することができる。この第一工程、第二工程は少なくとも１回行えばよいが、その付着状況に応じて適宜その回数を調整すればよい。
また、偏芯モーター３ａの振幅および周波数は、はんだ粉末２０の移動状態や跳ね上がりの状態に応じて任意に設定すればよい。また、偏芯モーター３ａが複数設けられている場合は、偏芯モーター３ａは全て同じ方向に回転するように制御手段３ｂにより制御することが好ましい。
この後、図２（ｃ）に示すように、はんだ粉末２０は容器１の第一の方向Ａの側壁に当たり、その移動を終了する。
【００８１】
この後、容器１から電子回路基板１０を取り出す工程と、電子回路基板１０に有機酸塩基のハロゲン化水素酸塩を含む活性剤を塗布する工程と、電子回路基板１０を、はんだの融点以下で加熱して、はんだ粉末２０を定着させる工程と、電子回路基板１０ににフラックスを塗布する工程と、電子回路基板１０にを加熱して、はんだ粉末２０を溶融する工程を行うことにより、電子回路基板１０が製造される。
【００８２】
本実施形態の電子回路基板１０に対するはんだ粉末２０の付着方法によれば、はんだ粉末２０と電子回路基板１０を入れた容器１を任意の傾斜角度で傾動させることができる。また、偏芯モーター３ａを、容器１の傾動方向と同じ方向で回転させることができる。これにより、容器１の傾動に応じて、その底部１ａに対し垂直の角度で振動を与えることができる。
【００８３】
これによりはんだ粉末２０は跳ね上がるように挙動する。そのため、微細なはんだ粉末２０であっても、その凝集が防がれる。また、はんだ粉末２０の懸濁液であっても、その固形化が防がれる。そのため、本実施形態によれば、はんだ粉末２０を容器１の傾動に合わせて容器１内を均一に行き渡らせることができるとともに、電子回路基板１０の粘着部に垂直に衝突させることができる。そのため、第一工程において、電子回路基板１０の他面側１０ｂをはじめ、粘着部の微細な部分にもはんだ粉末２０を十分付着させることができる。
また、第二工程において、第一工程よりも大きい傾斜角度で容器１を傾動させることにより、余計な箇所に付着したはんだ粉末２０や、余分なはんだ粉末２０を効率的に除去することが可能となる。
【００８４】
以上により、微細なはんだ粉末２０であっても、電子回路基板１０の粘着部に均一に付着させることができる。また、はんだ粉末２０を除去するための別の工程が不要となるのみならず、傾斜の回数を少なくすることができる。この方法によれば、はんだ粉末２０は容器１内を少なくとも一往復すればよく、従来の方法よりも工程を簡略化させることができる。また、本実施形態のはんだ粉末付着装置１００は水平配置が可能なため、それによる工程を自動化することができる。
【００８５】
これらにより、微細なファインピッチパターンを有する電子回路基板１０を効率的に製造することができる。また、隣接する回路パターン間において、溶融はんだによる短絡を効果的に防ぐことができる。そのため、電子回路基板１０の信頼性を向上させることができるとともに、電子回路基板１０の小型化を実現することができる。これにより、優れた特性の電子機器を提供することが可能となる。
【実施例】
【００８６】
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
（実施例１）
まず、幅５０ｍｍ、縦２００ｍｍ、厚さ０．４ｍｍの大きさの短冊状の電子回路基板１０を準備した。なお、電子回路基板１０の電極の最小幅は２０μｍであり、電極間の最小間隔は２０μｍであった。
次いで、塩酸水により電子回路基板１０の前処理を行った。次いで、粘着性付与化合物を含む粘着性溶液として一般式（３）のＲ１２のアルキル基がＣ１１Ｈ２３、Ｒ１１が水素原子であるイミダゾール系化合物の２質量％水溶液を準備し、酢酸によりそのｐＨを約４に調整した。次いで、この粘着性溶液を４０℃に加温し、電子回路基板１０を３分間浸漬した。これにより、電子回路基板１０の一面側１０ａおよび他面側１０ｂの電子回路に粘着層が形成された。
【００８７】
次いで、内寸法が縦２００ｍｍ、横１２０ｍｍ、高さ１５０ｍｍの大きさの容器１を第一の方向Ａの側に傾けて蓋１ｂを開放した。次いで、蓋１ｂの開口部より、組成が９６．５Ｓｎ／３．５Ａｇ、粒径が５μｍのはんだ粉末２０を、容器１内の第一の方向Ａの側に約４００ｇ配置した。このとき、はんだ粉末２０は、図示しない基板保持部に接触しないようにした。次いで、容器１内に水１６００ｍｌを投入し、はんだ粉末２０のはんだ懸濁液を形成した。
次いではんだ粉末付着装置１００を準備し、図示しない基板保持部に、三枚の電子回路基板１０の一面側１０ａを上方（容器１の蓋１ｂ側）に向け、かつ、底部１ａとの間で間隔を保つ構成で保持させた。この状態を図１（ａ）に示す。
【００８８】
次いで、傾動手段４ｂの例えば図示しない駆動モーターにより傾動軸４ａを駆動させた。これにより容器１は第二の方向Ｂの側へ、水平状態から５°の傾斜角度で傾動した。また、これに伴い、偏芯モーター３ａを容器１の傾動方向と同じ方向で回転させた。これにより、底部１ａはその外側から垂直の角度で振動を与えられた。また、このときの偏芯モーター３ａの周波数は、交流周波数５０Hzとした。
【００８９】
次いで、容器１を第一の方向Ａの側へ、水平状態から５°の傾斜角度で傾動させた。また、これに伴い、偏芯モーター３ａを容器１の傾動方向で回転させた。
この第一の方向Ａへの傾動と第二の方向Ｂの方向への傾動は一回ずつ行った。また、これら傾動の周期はそれぞれ１０秒とした。
【００９０】
この後、容器１から電子回路基板１０を取り出して純水で軽く洗浄した後、乾燥させた。
次いで、電子回路基板１０の一面側１０ａと他面側１０ｂの両面に活性剤を塗布した。次いで電子回路基板１０を空気中で乾燥させ、２４０℃に加熱したオーブンに入れて空気中で１分加熱し、はんだ粉末２０を融解させた。この後、電子回路基板１０の電子回路の確認を行ったが、短絡や脱落は見られなかった。
【００９１】
（比較例１）
偏芯モーター３ａを回転させない以外は、実施例１と同じ方法を採用したが、図３に示すように、容器１を傾動させても、はんだ粉末２０は十分に拡散しなかった。また、この後、電子回路基板１０を製造したのちに電子回路の確認を行ったところ、短絡や脱落が観察された。
【符号の説明】
【００９２】
１…容器、１ａ…底部、１ｂ…蓋、２…支持部、３…振動機構、３ａ…偏芯モーター、３ｂ…制御手段、４…傾動機構、４ａ…傾動軸、４ｂ…傾動手段、４ｃ…傾動板、１０…電子回路基板、２０…はんだ粉末、１００…はんだ粉末付着装置、Ａ…第一の方向、Ｂ…第二の方向
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子回路基板に、精細にはんだ粉末を付着させるためのはんだ粉末付着装置および電子回路基板に対するはんだ粉末の付着方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子回路基板、プラスチック基板（フィルムも含む）、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性基板上に、電子回路パターンを形成した電子回路基板が開発されている。また、それに伴い、それらの回路パターン上にＩＣ素子、半導体チップ、抵抗、コンデンサ等の電子部品をはんだ接合することで電子回路を形成する手段が広く採用されている。
【０００３】
このような手段により電子回路を形成する場合は、電子部品のリード端子を、回路パターンの所定の導電性回路電極表面部分に予め接合させる必要がある。その一般的な方法としては、電子回路基板上の導電性回路電極表面に予めはんだ薄層を形成したのち、はんだペーストまたはフラックスを印刷する手法が知られている。この後、所定の電子部品への位置決め載置とリフローを行うことにより、リード端子は導電性回路電極表面部分にはんだ接合される。
【０００４】
また、近年では電子製品の小型化に伴い、電子回路のファインピッチ化が要求されている。このようなものではたとえば、小面積内にファインピッチの部品として、０．３ｍｍピッチのＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）タイプのＬＳＩや、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）、０．１５ｍｍピッチのＦＣ（Ｆｌｉｐ Ｃｈｉｐ）などが搭載されたものが知られている。そのため、電子回路基板にはファインピッチに対応可能な、精細なはんだ回路パターンが要求されている。
【０００５】
従来、電子回路基板に、はんだ膜からなるはんだ回路を形成する方法としては、たとえば、メッキ法、ＨＡＬ（ホット・エアー・レベラ）法、はんだ粉末のペーストを印刷した後にリフローする方法などが知られている。しかし、メッキ法によるはんだ回路の製造方法は、はんだ層を必要な厚さに形成するのが困難である。また、ＨＡＬ法、はんだペーストの印刷による方法は、ファインピッチパターンへの対応が困難である。
【０００６】
これら従来の方法に対し、ファインピッチパターンへの対応が可能なはんだ回路形成方法としては、粘着性付与化合物を用いるものが知られている（特許文献１）。これは、電子回路基板に粘着性付与化合物を反応させることにより、導電性回路電極表面に粘着性を付与するものである。これにより導電性回路電極表面にのみ、はんだ粉末を付着させることができる。その後、電子回路基板を加熱することにより、微細なはんだ回路を形成することができる。この方法によれば、回路パターンの位置合わせ等の面倒な操作を必要とせず、かつ、微細なはんだ回路を形成することができる。
【０００７】
このように、粘着性付与化合物を用いる方法としては、回転・振動機構を備えるタンク内に、はんだ粉末と電子回路基板を入れて回転させるものが知られている。
この方法によれば、タンクの中心部に備え付けられた回転軸によりタンクを回転させることにより、電子回路基板ははんだ粉末内に埋没される。また、タンクの回転軸を電子回路基板表面とほぼ平行とすることにより、はんだ粉末は電子回路基板同士の間に流入し、各電子回路基板はまんべんなく埋没される。その後、回転軸によりタンクを振動させることで、電子回路基板の粘着部にはんだ粉末が付着する（特許文献２）。
【０００８】
また、その他には、容器内に電子回路基板とはんだ粉末またははんだ懸濁液を入れて傾動させることにより、粘着部にはんだ粉末を付着させる方法が知られている。この方法においては、電子回路基板を、はんだ粉末またははんだ懸濁液が流れる方向と平行になるように設置するとともに、傾動の際に容器を振動させる。これにより、電子回路基板の粘着部にはんだ粉末が付着される（特許文献３）。
【０００９】
また、電子回路基板の粘着部にはんだ粉末を付着させた後に、振動を付与した液体中に浸漬する方法も知られている（特許文献４）。これにより、不要な箇所に付着したはんだ粉末を除去することができる。そのため、隣接する回路パターン間での短絡を防ぐことが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平07-007244号公報
【特許文献２】特開2003-332375号公報
【特許文献３】特開2006-278650号公報
【特許文献４】特開2007-149818号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、近年では、ファインピッチパターンの微細化に伴い、はんだ粉末の粒径も小さくなっている。それに伴い、従来の方法では粘着部への付着が困難となっている。
たとえば、粒径１０μｍ程度のはんだ粉末の付着を行うと、はんだ粉末同士が静電気により凝集しやすい。そのため、容器を傾動もしくは回転させても、はんだ粉末は凝集しながら移動し、電子回路基板への付着が不十分となる。また、はんだ粉末同士が凝集するため、微細部まで均一に行き渡らず、電子回路基板裏面の粘着部への付着が不十分となる。
また、湿式ではんだ粉末の付着を行うと、粉末の粒粒径が小さすぎるために粒子同士の摩擦力が大きくなる。そのため、はんだ懸濁液が固形化しやすくなり、容器を傾動もしくは回転させても移動が十分に行われない。また、固形化した状態のまま電子回路基板表面を移動するので、粘着部へのはんだ粉末の付着が不十分となる。
【００１２】
また、ファインピッチパターンの微細化に伴い、はんだ粉末が電子回路基板の不要な箇所に付着しやすくなっている。また、微細なはんだ粉末が凝集しやすくなるため、余分なはんだ粉末が電子回路基板に付着しやすくなる。これらにより、リフローの際に、隣接する回路パターン間ではんだが溶解するため、短絡が生じやすくなる。
また、このような余分なはんだ粉末を除去するためには、従来の方法ではその除去が不十分、もしくは別の工程が必要でとなる。そのため、短絡を効率的に防ぐことが困難であった。
【００１３】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、微細なファインピッチパターンを有する電子回路基板において、精細にはんだ粉末の付着させるためのはんだ粉末付着装置および電子回路基板に対するはんだ粉末の付着方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
〔１〕 電子回路基板およびはんだ粉末を収容する容器と、前記容器内に備え付けられ、前記電子回路基板をその基板面がほぼ上下方向を向くように保持する基板保持部と、前記容器の初期位置を第一の方向に傾動させた傾斜位置とし、前記初期位置から前記第一の方向と反対の第二の方向に前記容器を傾動させてから、前記容器を前記第一の方向に再び傾動させる傾動機構と、回転軸を回転させることにより前記容器の底部に振動を与える、前記底部の中心に設けられた偏芯モーターと、前記偏芯モーターの前記回転軸を前記容器の傾動方向と同じ方向に設定する制御手段からなる振動機構と、を具備してなることを特徴とするはんだ粉末付着装置。
〔２〕 前記振動機構が、前記傾動機構が前記容器を傾動させる際に前記容器を振動させる機能を有することを特徴とする〔１〕に記載のはんだ粉末付着装置。
〔３〕 前記傾動機構が、傾動の角度を任意の値に制御するものであることを特徴とする〔１〕または〔２〕に記載のはんだ粉末付着装置。
〔４〕 前記制御手段が、前記偏芯モーターの振幅および周波数を任意の値に制御するものであることを特徴とする〔１〕乃至〔３〕のいずれか一項に記載のはんだ粉末付着装置。
〔５〕 前記周波数が０．５Ｈｚ〜１００ｋＨｚの範囲であることを特徴とする〔４〕に記載のはんだ粉末付着装置。
〔６〕 前記偏芯モーターが複数設けられ、全てが同じ方向に回転することを特徴とする〔１〕乃至〔５〕のいずれか一項に記載のはんだ粉末付着装置。
〔７〕 前記基板保持部が、複数の前記電子回路基板を保持する構成であることを特徴とする〔１〕乃至〔６〕のいずれか一項に記載のはんだ粉末付着装置。
〔８〕 前記支持部が弾性体からなることを特徴とする〔１〕乃至〔７〕のいずれか一項に記載のはんだ粉末付着装置。
〔９〕 前記容器に蓋が設けられ、前記容器内側に密閉空間を有することを特徴とする〔１〕乃至〔８〕のいずれか一項に記載のはんだ粉末付着装置。
〔１０〕 電子回路基板の粘着部にはんだ粉末を付着させるはんだ粉末の付着方法において、容器内部の一方側にはんだ粉末を配置するとともに、前記容器内部の基板保持部に前記電子回路基板をその基板面がほぼ上下方向を向くように保持する準備工程と、前記容器の初期位置を第一の方向に傾動させた傾斜位置とし、傾動機構により前記初期位置から前記第一の方向と反対の第二の方向に、前記容器を傾動させる第一工程と、前記容器を前記第一の方向に再び傾動させる第二工程と、を具備することを特徴とするはんだ粉末の付着方法。
〔１１〕 前記第二工程において、前記第二の方向への傾動よりも大きい傾斜角度で、前記第一の方向への傾動を行うことを特徴とする、〔１０〕に記載のはんだ粉末の付着方法。
〔１２〕 前記第一工程と第二工程において、前記偏芯モーターを複数用い、かつ、それらを全て同じ方向に回転させることを特徴とする〔１０〕または〔１１〕に記載のはんだ粉末の付着方法。
〔１３〕 前記第一工程と第二工程において、前記傾動機構により、傾動の角度を任意の値に制御することを特徴とする〔１０〕乃至〔１２〕のいずれか一項に記載のはんだ粉末の付着方法。
〔１４〕 前記第一工程と第二工程において、前記偏芯モーターの振幅および周波数を、制御手段により任意の値に制御することを特徴とする、〔１０〕乃至〔１３〕のいずれか一項に記載のはんだ粉末の付着方法。
〔１５〕 前記周波数を０．５Ｈｚ〜１００ｋＨｚの範囲とすることを特徴とする〔１４〕に記載のはんだ粉末の付着方法。
〔１６〕 前記準備工程において、前記容器に蓋を設けるとともに、前記容器内側の密閉空間に不活性ガスを充填することを特徴とする〔１０〕乃至〔１４〕のいずれか一項に記載のはんだ粉末の付着方法。
〔１７〕 前記はんだ粉末の粒径が４μｍ〜２０μｍの範囲であることを特徴とする〔１０〕乃至〔１６〕のいずれか一項に記載のはんだ粉末の付着方法。
〔１８〕 前記はんだ粉末の粒径が５μｍ〜１０μｍの範囲であることを特徴とする〔１７〕に記載のはんだ粉末の付着方法。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のはんだ粉末付着装置および電子回路基板に対するはんだ粉末の付着方法によれば、はんだ粉末と電子回路基板を入れた容器を任意の傾斜角度で傾動させることができる。また、偏芯モーターの制御手段が傾動機構と連動していることにより、偏芯モーターの回転軸の回転方向を容器の傾動方向と同じ方向とすることができる。これにより、容器の傾動に応じて、その底部に対し垂直の角度で振動を与えることができる。
これにより、微細なはんだ粉末であっても、その凝集や固形化が防がれ、はんだ粉末を容器の傾動に合わせて流動させることができる。そのため、はんだ粉末は微細部まで均一に行き渡り、電子回路基板の、容器の底部との間の面にも十分付着させることができる。
【００１６】
また、本発明によれば、偏芯モーターで電子回路基板の直下に垂直の角度で振動を与えることができる。そのため、はんだ粉末は下から上に突き上げられ、跳ね上がるように挙動する。これにより、はんだ粉末は電子回路基板に垂直の角度で衝突し、粘着部に効果的に付着する。
また、第一の方向から第二の方向に傾動させてはんだ粉末を付着させた後に、第二の方向への傾動よりも大きい傾斜角度で第一の方向の方向に傾動させることにより、余計な箇所に付着したはんだ粉末や、余分なはんだ粉末を効率的に除去することができる。
【００１７】
これらにより、微細なファインピッチパターンを有する電子回路基板を効率的に製造することができる。また、隣接する回路パターン間において、溶融はんだによる短絡を効果的に防ぐことができる。そのため、電子回路基板の信頼性を向上させることができるとともに、電子回路基板の小型化を実現することが可能となる。これにより、優れた特性の電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明のはんだ粉末の付着方法の製造工程の一例を説明するための工程断面図である。
【図２】本発明のはんだ粉末の付着方法の製造工程の一例を説明するための工程断面図である。
【図３】実施例のはんだ粉末の付着方法の製造工程の一例を説明するための工程断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
まず、はんだ粉末付着装置１００の構成について、図１（ａ）を用いて詳細に説明する。なお、以下の説明において参照する図面は、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などは実際と同じであるとは限らない。また、以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。
本実施形態のはんだ粉末付着装置１００は、容器１と、電子回路基板１０を保持するための図示しない基板保持部と、振動機構３と、傾動機構４と、から概略構成されている。以下、それぞれの構成について説明する。
【００２０】
（容器１）
図１（ａ）に示すように、容器１の上部には蓋１ｂが備えられており、これらを嵌合することにより、容器１と蓋１ｂの内側に密閉空間が構成される。また、蓋１ｂは開閉できる構成となっており、その開口部より、容器１の内部に、はんだ粉末２０を収容することができる。また、容器１は、その内部に後述する基板保持部が配置されており、電子回路基板１０を収容できる構成となっている。また、容器１の外側の底部１ａ中央に対応する位置には、後述する偏芯モーター３ａが設けられている。
【００２１】
（基板保持部）
基板保持部は容器１内に設けられており、複数の電子回路基板１０を、その基板面がほぼ上下方向を向くように保持できる構成のものであれば、既存のものを用いても構わない。また、容器１の底部１ａから間隔を空けて保持する構成であれば、なお好ましい。このようなものとしてはたとえば、電子回路基板１０部分に対応する部分が打ち抜かれた電子回路基板１０の保持板と、電子回路基板１０の挿入具と電子回路基板１０の抑え部からなるものを用いることができる。なお、このような基板保持部においては、その抑え部は電子回路基板１０を挿入する際に大きな障害とならないような突起、ピンなど、小型のものを用いることが好ましい。
【００２２】
図１（ａ）に、容器１の蓋１ｂ側に上側の基板面（一面側１０ａ）を向け、底部１ａ側に他面側１０ｂを向けた電子回路基板１０を示す。ここで示すように、電子回路基板１０は、その他面側１０ｂと容器１の底部１ａとの間に間隔を保って保持される。また、電子回路基板１０は、その下側の基板面（他面側１０ｂ）が、容器１の底部１ａと並行となるように配置される。
また、このような基板保持部に複数の電子回路基板１０を保持する際は、電子回路基板１０同士は並行に並び、かつ、互いに一定の間隔を保って配置されることが好ましい。
【００２３】
（電子回路基板１０）
本発明の対象となる電子回路基板１０はたとえば短冊状の構成であり、また、その材料としては、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、紙基質エポキシ樹脂基板、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、金属等の導電性物質を用いて回路パターンを形成した片面回路基板、両面回路基板、多層回路基板あるいはフレキシブル回路基板等を用いることができる。また、その他に、IC基板、コンデンサ、抵抗、コイル、バリスタ、ベアチップ、ウェーハ等の適用も可能である。
【００２４】
また、電子回路基板１０の表面（一面側１０ａ、他面側１０ｂ）には、たとえば銅、または銅合金からなる図示しない回路パターンが形成されている。回路パターンを形成する導電性物質としては、これらに限定されず、後述する粘着性付与物質により表面に粘着性が得られる導電性の物質であれば他のものを用いても構わない。このような導電性の物質としては、例えば、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｎｉ−Ａｕ、フラッシュ金、Ｐｄ、Ａｇはんだ合金等を含む物質等を挙げることができる。
【００２５】
また、この回路パターンの表面には、はんだ粉末２０を付着させるための図示しない粘着部が形成されている。この粘着部は、回路パターン部分に後述する粘着性付与化合物を反応させて形成したものである。
このような粘着性付与化合物としては、ナフトトリアゾール系誘導体、べンゾトリアゾール系誘導体、イミダゾール系誘導体、べンゾイミダゾール系誘導体、メルカプトべンゾチアゾール系誘導体およびべンゾチアゾールチオ脂肪酸等を用いることができる。これらの粘着性付与化合物は特に銅に対しての効果が強いが、他の導電性物質にも粘着性を付与することができる。
【００２６】
（振動機構３）
振動機構３は偏芯モーター３ａと制御手段３ｂから構成されている。
偏芯モーター３ａは容器１の外側で、かつ、底部１ａ中央に対応する位置に設けられている。また、この偏芯モーター３ａの回転軸は、後述する制御手段３ｂにより、その回転方向と振幅および周波数を制御されている。本実施形態においては、制御手段３ｂにより、偏芯モーター３ａの回転軸は容器１の傾動方向と同じ方向に回転するように制御され、また、容器１の傾動方向に応じてその回転方向も変更される。
【００２７】
また、偏芯モーター３ａは容器１の外側で、かつ、底部１ａ中央に対応する位置に一つが設けられていればよいが、複数の偏芯モーター３ａが設けられていても構わない。この場合は、偏芯モーター３ａは全て同じ方向に回転するように制御手段３ｂにより制御されていることが好ましい。また、複数の偏芯モーター３ａは、基板保持部の直下に対応する位置で、かつ、互いに等間隔で配置されていることが好ましい。これらにより、複数の偏芯モーター３ａは均等に、かつ、底部１ａに対し垂直の角度で振動を与えることができる。
【００２８】
制御手段３ｂは偏芯モーター３ａの回転方向と振幅および周波数を制御する手段である。また、制御手段３ｂは後述する傾動機構４と連動しており、容器１の傾動に応じて偏芯モーター３ａの回転軸の回転方向を制御する。これにより、偏芯モーター３ａの回転軸は容器１の傾動方向と同じ方向に回転するように制御される。これらにより、偏芯モーター３ａは容器１の底部１ａに対し垂直の角度で振動を与える構成となる。
【００２９】
また、偏芯モーター３ａの回転軸の振幅および周波数は、はんだ粉末２０の状態に応じて任意に設定できる構成となっており、設定可能な周波数は５０Ｈｚ〜６０Ｈｚの範囲であれば構わないが、０．５Ｈｚ〜１００ｋＨｚの範囲であることが好ましい。周波数が０．５Ｈｚ未満であると振動の効果が得られず、１００ｋＨｚを超えると振幅が小さくなるためにはんだ粉末２０の移動が困難となり、好ましくない。
【００３０】
（傾動機構４）
図１（ａ）に示すように、傾動機構４は容器１の外側に設けられている。傾動機構４はたとえば傾動軸４ａと傾動手段４ｂと傾動板４ｃから構成されており、このうち傾動板４ｃは後述する支持部２によって容器１と連結した構成となっている。なお、傾動機構４の構成はここに示すものに限られず、容器１を傾動可能なものであれば他の構成でもかまわない。
【００３１】
ここに示す傾動機構４は、容器１の外側かつ下部に設けられており、後述する支持部２を介して、容器１と連結した構成となっている。傾動手段４ｂは、例えば図示しない駆動モーターを備え、傾動軸４ａを回転させる構成となっている。傾動軸４ａと傾動板４ｃは連結しているため、傾動軸４ａの回転により、傾動板４ｃは傾動する。これにより、傾動板４ｃは、傾動手段４ｂで設定した任意の傾斜角度で、第一の方向Ａまたは第二の方向Ｂへ傾動する。また、傾動板４ｃは支持部２を介して容器１と連結している。そのため、容器１は傾動板４ｃの傾動に連動する構成となっている。
【００３２】
ここで、支持部２は、たとえばバネなどの弾性体により構成されることが好ましい。弾性体からなる支持部２は、容器１が傾動した際の重量を受けて伸縮することができる。そのため、傾動過程における、はんだ粉末２０の流動、および、はんだ粉末２０の容器１内への衝突を緩和することができる。また、支持部２はバネに限られず、容器１の重量を支えることができ、かつ、弾性体であれば他のものから構成されていても構わない。
また、支持部２の配置は特に限定されないが、少なくとも容器１の底部１ａの両端を支持するとともに、互いが等間隔で配置されていることが好ましい。
これらの構成により、傾動機構４は任意の傾斜角度で容器１を傾動させることができる。また、傾動方向に応じて、その傾斜角度を任意に設定することも可能である。
【００３３】
本実施形態のはんだ粉末付着装置１００は、はんだ粉末２０と電子回路基板１０を入れた容器１を任意の傾斜角度で傾動させることができる。また、偏芯モーター３ａの制御手段３ｂが傾動機構４と連動していることにより、偏芯モーター３ａの回転方向を、容器１の傾動方向と同じ方向とすることができる。
これにより、容器１の傾動に応じて、その底部１ａに対し垂直の角度で振動を与えることができる。
【００３４】
よって、本実施形態のはんだ粉末付着装置１００を用いることにより、微細なはんだ粉末２０であっても、電子回路基板１０への乾式の付着の際の凝集を防ぐことができる。また、湿式の付着の際には、はんだ粉末２０の懸濁液（はんだ懸濁液）の固形化が防がれる。つまり、本実施形態のはんだ粉末付着装置１００を用いることにより、はんだ粉末２０は容器１の傾動に合わせて容器１内を流動することができる。これにより、はんだ粉末２０は微細部まで均一に行き渡り、電子回路基板１０の他面側１０ｂと、容器１の底部１ａとの間にも行き渡る。そのため、はんだ粉末２０を、他面側１０ｂの粘着部にも十分付着させることができる。
【００３５】
また、本実施形態の偏芯モーター３ａは、電子回路基板１０の直下に垂直の角度で振動を与える構成となっている。そのため、はんだ粉末２０は下から上に突き上げられ、跳ね上がるように挙動する。これにより、はんだ粉末２０は電子回路基板１０に垂直の角度で衝突し、粘着部に効果的に付着する。
また、はんだ粉末２０を付着させた後に、はんだ粉末２０を付着させる際よりも大きい傾斜角度で反対の方向に傾動させるとともに、偏芯モーター３ａを反転させて振動を加えることにより、余計な箇所に付着したはんだ粉末２０や、余分なはんだ粉末２０を効率的に除去することができる。
【００３６】
以上により、本実施形態のはんだ粉末付着装置１００を用いることにより、微細なはんだ粉末２０であっても、流動化させやすくするとともに、電子回路基板１０の粘着部に均一に付着させることができる。また、はんだ粉末２０を除去するための別の工程が不要となるのみならず、傾斜の回数を少なくすることができる。この方法によれば、はんだ粉末２０が容器１内を少なくとも一往復すればよく、従来の方法よりも工程を簡略化させることができる。また、本実施形態のはんだ粉末付着装置１００は水平配置が可能なため、工程を自動化することができる。
【００３７】
これらにより、微細なファインピッチパターンを有する電子回路基板１０を効率的に製造することができる。また、隣接する回路パターン間において、溶融はんだによる短絡を効果的に防ぐことができる。そのため、電子回路基板１０の信頼性を向上させることができるとともに、電子回路基板１０の小型化を実現することができる。そのため、優れた特性の電子機器を提供することが可能となる。
【００３８】
次いで、電子回路基板１０に対するはんだ粉末２０の付着方法について図１（ａ）〜図１（ｄ）および図２（ａ）〜図２（ｃ）を用いて説明する。
本実施形態の電子回路基板１０に対するはんだ粉末２０の付着方法は、電子回路基板１０上の端子の表面に粘着性付与化合物を塗布して粘着層を形成する工程と、容器１内部の一方側にはんだ粉末２０を配置する工程と、容器１内部のはんだ粉末２０に対向する位置の基板保持部に電子回路基板１０をその基板面がほぼ上下方向を向くように保持させる工程（準備工程）と、容器１の初期位置を第一の方向Ａに傾動させた傾斜位置とし、はんだ粉末２０を容器１内部の第一の方向Ａから第二の方向Ｂへ移動させる第一工程と、はんだ粉末２０を容器１内部の第二の方向Ｂから第一の方向Ａへ移動させる第二工程と、から概略構成されている。なお、以下の説明において例示される構成は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。
【００３９】
＜準備工程＞
準備工程はさらに、電子回路基板１０上の端子の表面に粘着性付与化合物を塗布して粘着層を形成する工程と、容器１内部の所定位置にはんだ粉末２０を配置する工程と、容器１内部のはんだ粉末２０に対向する位置の基板保持部に電子回路基板１０を保持させる工程から概略構成されている。以下それぞれの構成についてその詳細を説明する。
【００４０】
（粘着層を形成する工程）
まず、はじめに、電子回路基板１０の図示しない導電性回路電極の表面を粘着性付与化合物で処理する。
はじめに、電子回路基板１０を準備する。本発明の対象となる電子回路基板１０はたとえば短冊状の構成であり、また、その材料としては、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、紙基質エポキシ樹脂基板、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、金属等の導電性物質を用いて回路パターンを形成した片面回路基板、両面回路基板、多層回路基板あるいはフレキシブル回路基板等を用いることができる。また、その他に、IC基板、コンデンサ、抵抗、コイル、バリスタ、ベアチップ、ウェーハ等の適用も可能である。
【００４１】
また、電子回路基板１０の表面（一面側１０ａ、他面側１０ｂ）には、たとえば銅、または銅合金からなる、図示しない回路パターンが形成されている。また、回路パターンを形成する導電性物質としては、これらに限定されず、後述する粘着性付与物質により表面に粘着性が得られる導電性の物質であれば他のものを用いても構わない。これらの金属としては、例えば、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｎｉ−Ａｕ、フラッシュ金、Ｐｄ、Ａｇはんだ合金等を含む物質等を挙げることができる。
【００４２】
次いで、電子回路基板１０の図示しない導電性回路電極の表面に粘着層を形成する。まず、水または酸性水に、以下に示す粘着性付与化合物のうち少なくとも１種または２種以上を溶解し、微酸性に調整した粘着性溶液を作成する。このとき、粘着性溶液の水素イオン濃度指数は、ｐＨ３〜４程度とすることが好ましい。
次いで、粘着性溶液に電子回路基板１０を浸漬するか、または電子回路基板１０に粘着性溶液を塗布する。これにより、電子回路基板１０の回路パターンに粘着層が形成される。
【００４３】
このとき、粘着性付与化合物としては、ナフトトリアゾール系誘導体、べンゾトリアゾール系誘導体、イミダゾール系誘導体、べンゾイミダゾール系誘導体、メルカプトべンゾチアゾール系誘導体及びべンゾチアゾールチオ脂肪酸等を用いることができる。これらの粘着性付与化合物は特に銅に対しての効果が強いが、他の導電性物質にも粘着性を付与することができる。
また、本発明においては、一般式（１）で表されるべンゾトリアゾール系誘導体を好適に用いることができる。但し、式（１）中のＲ１〜Ｒ４は、独立に水素原子、炭素数が１〜１６（好ましくは５〜１６）のアルキル基、アルコキシ基、Ｆ、Ｂｒ、Ｃｌ、Ｉ、シアノ基、アミノ基またはＯＨ基となる。
【００４４】
【化１】
【００４５】
また、本発明においては、一般式（２）で表されるナフトトリアゾール系誘導体を好適に用いることができる。但し、式（２）中のＲ５〜Ｒ１０は、独立に水素原子、炭素数が１〜１６（好ましくは５〜１６）のアルキル基、アルコキシ基、Ｆ、Ｂｒ、Ｃｌ、Ｉ、シアノ基、アミノ基またはＯＨ基となる。
【００４６】
【化２】
【００４７】
また、本発明においては、一般式（３）で表されるイミダゾール系誘導体を好適に用いることができる。但し、式（３）中のＲ１１、Ｒ１２は、独立に水素原子、炭素数が１〜１６（好ましくは５〜１６）のアルキル基、アルコキシ基、Ｆ、Ｂｒ、Ｃｌ、Ｉ、シアノ基、アミノ基またはＯＨ基となる。
【００４８】
【化３】
【００４９】
また、本発明においては、一般式（４）で表されるべンゾイミダゾール系誘導体を好適に用いることができる。但し、式（４）中のＲ１３〜Ｒ１７は、独立に水素原子、炭素数が１〜１６（好ましくは５〜１６）のアルキル基、アルコキシ基、Ｆ、Ｂｒ、Ｃｌ、Ｉ、シアノ基、アミノ基またはＯＨ基となる。
【００５０】
【化４】
【００５１】
また、本発明においては、一般式（５）で表されるメルカプトべンゾチアゾール系誘導体を好適に用いることができる。但し、式（５）中のＲ１８〜Ｒ２１は、独立に水素原子、炭素数が１〜１６（好ましくは５〜１６）のアルキル基、アルコキシ基、Ｆ、Ｂｒ、Ｃｌ、Ｉ、シアノ基、アミノ基またはＯＨ基となる。
【００５２】
【化５】
【００５３】
また、本発明においては、一般式（６）で表されるべンゾチアゾールチオ脂肪酸系誘導体を好適に用いることができる。但し、式（４）中のＲ２２〜Ｒ２６は、独立に水素原子、炭素数が１〜１６（好ましくは１または２）のアルキル基、アルコキシ基、Ｆ、Ｂｒ、Ｃｌ、Ｉ、シアノ基、アミノ基またはＯＨ基となる。
【００５４】
【化６】
【００５５】
これらの化合物のうち、一般式（１）で示されるべンゾトリアゾール系誘導体においては、一般には、Ｒ１〜Ｒ４の炭素数が多いほど粘着性が強くなる。
また、一般式（３）及び一般式（４）で示されるイミダゾール系誘導体及びべンゾイミダゾール系誘導体においても、一般には、Ｒ１１〜Ｒ１７の炭素数が多いほど粘着性が強くなる。
また、一般式（６）で示されるべンゾチアゾールチオ脂肪酸系誘導体においては、Ｒ２２〜Ｒ２６の炭素数は、１または２であることが好ましい。
【００５６】
また、粘着性溶液のｐＨ調整に用いる物質としては、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸等の無機酸等をあげることができる。また有機酸としては、蟻酸、乳酸、酢酸、プロピオン酸、リンゴ酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、酒石酸等を用いることができる。ここで、粘着性溶液における粘着性付与化合物の濃度は特に限定されず、溶解性、使用状況に応じて適宜調整して用いればよい。このとき、粘着性付与化合物の濃度としては全体として０．０５質量％〜２０質量％の範囲内の濃度であることが好ましい。また、０．０５質量％より低濃度にすると、粘着性付与化合物は十分な粘着性を付与できなくなるため好ましくない。
【００５７】
また、粘着性溶液を導電性回路電極に付着させる際の処理温度については、室温より若干高めにすることが好ましい。これにより、粘着層の形成速度、形成量が十分な値となるためである。また、この処理温度は、粘着性付与化合物の濃度や導電性回路電極を構成する金属の種類などに応じてその最適値は変化するが、一般的には３０℃〜６０℃位の範囲が好適である。また、この粘着性溶液への浸漬時間は５秒〜５分間位の範囲であることが好ましい。そのため、浸漬時間がこの範囲内となるように他の条件を調整することが好ましい。
【００５８】
また、粘着性溶液中には、銅イオンを５０〜１０００ｐｐｍ共存させることが好ましい。銅イオンを共存させることにより、粘着層の形成速度、形成量などの形成効率が高まるためである。
【００５９】
（容器１内部にはんだ粉末２０を配置する工程）
次いで、容器１を第一の方向Ａ側に傾けて蓋１ｂを開放し、図１（ａ）に示すようにはんだ粉末２０を配置する。ここで、はんだ粉末２０の金属組成としては、例えばＳｎ−Ｐｂ系、Ｓｎ−Ｐｂ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ｐｂ−Ｂｉ系、Ｓｎ−Ｐｂ−Ｂｉ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ｐｂ−Ｃｄ系が挙げられる。また、最近の産業廃棄物におけるＰｂ排除の観点から、Ｐｂを含まないＳｎ−Ｉｎ系、Ｓｎ−Ｂｉ系、Ｉｎ−Ａｇ系、Ｉｎ−Ｂｉ系、Ｓｎ−Ｚｎ系、Ｓｎ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｓｂ系、Ｓｎ−Ａｕ系、Ｓｎ−Ｂｉ−Ａｇ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｇｅ系、Ｓｎ−Ｂｉ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｃｕ−Ｓｂ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｚｎ系、Ｓｎ−Ｃｕ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ｂｉ−Ｓｂ系、Ｓｎ−Ｂｉ−Ｓｂ−Ｚｎ系、Ｓｎ−Ｂｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｓｂ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｓｂ−Ｚｎ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｚｎ系、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系を用いることが特に好ましい。
【００６０】
また、上記金属組成の具体例としては、Ｓｎが６３質量％、Ｐｂが３７質量％の共晶ハンダ（以下６３Ｓｎ／３７Ｐｂと表す。）を中心として、６２Ｓｎ／３６Ｐｂ／２Ａｇ、６２．６Ｓｎ／３７Ｐｂ／０．４Ａｇ、６０Ｓｎ／４０Ｐｂ、５０Ｓｎ／５０Ｐｂ、３０Ｓｎ／７０Ｐｂ、２５Ｓｎ／７５Ｐｂ、１０Ｓｎ／８８Ｐｂ／２Ａｇ、４６Ｓｎ／８Ｂｉ／４６Ｐｂ、５７Ｓｎ／３Ｂｉ／４０Ｐｂ、４２Ｓｎ／４２Ｐｂ／１４Ｂｉ／２Ａｇ、４５Ｓｎ／４０Ｐｂ／１５Ｂｉ、５０Ｓｎ／３２Ｐｂ／１８Ｃｄ、４８Ｓｎ／５２Ｉｎ、４３Ｓｎ／５７Ｂｉ、９７Ｉｎ／３Ａｇ、５８Ｓｎ／４２Ｉｎ、９５Ｉｎ／５Ｂｉ、６０Ｓｎ／４０Ｂｉ、９１Ｓｎ／９Ｚｎ、９６．５Ｓｎ／３．５Ａｇ、９９．３Ｓｎ／０．７Ｃｕ、９５Ｓｎ／５Ｓｂ、２０Ｓｎ／８０Ａｕ、９０Ｓｎ／１０Ａｇ、９０Ｓｎ／７．５Ｂｉ／２Ａｇ／０．５Ｃｕ、９７Ｓｎ／３Ｃｕ、９９Ｓｎ／１Ｇｅ、９２Ｓｎ／７．５Ｂｉ／０．５Ｃｕ、９７Ｓｎ／２Ｃｕ／０．８Ｓｂ／０．２Ａｇ、９５．５Ｓｎ／３．５Ａｇ／１Ｚｎ、９５．５Ｓｎ／４Ｃｕ／０．５Ａｇ、５２Ｓｎ／４５Ｂｉ／３Ｓｂ、５１Ｓｎ／４５Ｂｉ／３Ｓｂ／１Ｚｎ、８５Ｓｎ／１０Ｂｉ／５Ｓｂ、８４Ｓｎ／１０Ｂｉ／５Ｓｂ／１Ｚｎ、８８．２Ｓｎ／１０Ｂｉ／０．８Ｃｕ／１Ｚｎ、８９Ｓｎ／４Ａｇ／７Ｓｂ、８８Ｓｎ／４Ａｇ／７Ｓｂ／１Ｚｎ、９８Ｓｎ／１Ａｇ／１Ｓｂ、９７Ｓｎ／１Ａｇ／１Ｓｂ／１Ｚｎ、９１．２Ｓｎ／２Ａｇ／０．８Ｃｕ／６Ｚｎ、８９Ｓｎ／８Ｚｎ／３Ｂｉ、８６Ｓｎ／８Ｚｎ／６Ｂｉ、８９．１Ｓｎ／２Ａｇ／０．９Ｃｕ／８Ｚｎなどが挙げられる。また本発明に用いるはんだ粉末２０としては、異なる組成のはんだ粉末を２種類以上混合させたものを用いてもよい。
【００６１】
また、はんだ粉末２０の粒径は４μｍ〜２０μｍの範囲であることが好ましく、５μｍ〜１０μｍの範囲であることが特に好ましい。はんだ粉末２０の粒径は特にこの値に制限されず、これより大きいものであってもかまわない。
【００６２】
また、このときの容器１の傾斜角度は、はんだ粉末２０の量や、後述する第一工程における傾斜角度に応じて適宜設定すればよい。
次いで、容器１内部の第一の方向Ａ側に、はんだ粉末２０を配置する。このとき、はんだ粉末２０は、基板保持部に接触しないようにすることが好ましい。この蓋１ｂは、電子回路基板１０へはんだ粉末２０を付着させる処理を行うたびに開放し、そこからはんだ粉末２０および電子回路基板１０を容器１内に出し入れする。
【００６３】
また、湿式ではんだ粉末２０の付着を行う場合は、容器１を傾けて水等の分散液を容器１内に入れた後に、はんだ粉末２０を添加する。これにより、はんだ粉末２０は分散液中に分散してはんだ懸濁液となる。
また、本実施形態においては、はんだ粉末２０を電子回路基板１０よりも先に容器１内部に入れておくことが好ましい。これにより、後述する基板保持部に電子回路基板１０を保持させる工程において蓋１ｂを開閉しても、はんだ粉末２０の飛散が抑制されるためである。
【００６４】
（基板保持部に電子回路基板１０を保持させる工程）
次いで、図示しない基板保持部に電子回路基板１０を保持させる。この基板保持部は容器１内に設けられており、複数の電子回路基板１０を容器１の底部１ａから間隔を空けるとともに、その基板面をほぼ上下方向を向くように保持できる構成であれば、既存のものを用いても構わない。また、このような基板保持部においては、その抑え部は電子回路基板１０を挿入する際に大きな障害とならないような突起、ピンなど、小型のものを用いることが好ましい。
このような基板保持部に電子回路基板１０を保持させることにより、電子回路基板１０の他面側１０ｂは、容器１の底部１ａと並行に、かつ、底部１ａとの間で間隔を保って保持される。
【００６５】
このとき、電子回路基板１０の蓋１ｂ側の基板面を一面側１０ａ、底部１ａ側の基板面を他面側１０ｂとする。また、このような基板保持部に複数の電子回路基板１０を保持する際は、電子回路基板１０同士を並行に、かつ、互いに一定の間隔を保って配置することが好ましい。これにより、電子回路基板１０は、後述する偏芯モーター３ａの直上に配置された構成となる。以上により、電子回路基板１０は底部１ａに対して並行に取り付けられる。
【００６６】
ここで、電子回路基板１０を容器１内部に出し入れする際、はんだ粉末２０は容器１の下部に貯蔵され、蓋１ｂから離間した配置となる。このため、蓋１ｂが開閉される際、はんだ粉末２０の外部への飛散は抑制される。
この後、蓋１ｂを閉じて、容器１内部の密閉空間にたとえばＮ２などの不活性ガスを充填させる。また、この後の工程において電子回路基板１０を取り出すまで、蓋１ｂは閉じたままとする。容器１内部を不活性ガスで充填させたままにすることで、はんだ粉末２０の酸化を防止するためである。
【００６７】
＜第一工程＞
次いで、図１（ａ）〜図１（ｄ）に示すように、はんだ粉末２０を容器１内部の第一の方向Ａ側から第二の方向Ｂ側へ移動させる。
図１（ａ）は、容器１内部にはんだ粉末２０もしくははんだ懸濁液と電子回路基板１０を配置した状態である。容器１の外側には、偏芯モーター３ａと制御手段３ｂからなる振動機構３が設けられており、このうち少なくとも偏芯モーター３ａは底部１ａ中央に対応する位置に設けられている。
【００６８】
また、偏芯モーター３ａの回転軸は制御手段３ｂにより、その回転方向と振幅および周波数を制御されている。本実施形態においては、偏芯モーター３ａの回転軸は容器１の傾動方向と同じ方向に回転するように制御され、傾動方向の変更に応じてその回転方向も変更される。
また、容器１の外側には、傾動軸４ａと傾動手段４ｂと傾動板４ｃからなる傾動機構４が設けられており、後述する支持部２を介して容器１を傾動させる構成となっている。また、その傾動手段４ｂは、傾斜角度を任意に設定可能である。
【００６９】
まず、容器１を第一の方向Ａ側から第二の方向Ｂ側へ水平状態からたとえば５°の角度で傾動させる。はじめに、傾動手段４ｂの例えば図示しない駆動モーターにより傾動軸４ａを回転させる。これにより、傾動軸４ａに接合された傾動板４ｃはら第二の方向Ｂ側へ傾動する。このとき傾動板４ｃは、傾動手段４ｂで設定した任意の傾斜角度で傾動させることができる。
ここで、容器１はたとえばバネなどの弾性体からなる支持部２により傾動板４ｃと連結している。これにより、容器１は傾動板４ｃに連動して傾動する。また、支持部２はバネに限られず、容器１の重量を支えることができ、かつ、弾性体であれば他のものから構成されていても構わない。また、支持部２の配置は特に限定されないが、少なくとも容器１の底部１ａの両端を支持するとともに、互いが等間隔で配置されていることが好ましい。
【００７０】
また、容器１の傾動に伴い、偏芯モーター３ａと制御手段３ｂからなる振動機構３は、容器１の底部１ａを振動させる。制御手段３ｂは後述する傾動機構４と連動しており、容器１の傾動に応じて偏芯モーター３ａの回転軸の回転方向を制御する構成となっている。また、偏芯モーター３ａの回転軸は制御手段３ｂにより、容器１の傾動方向と同じ方向に回転するように制御されている。これにより、偏芯モーター３ａの回転軸は容器１の傾動方向に応じてその回転方向を変化させ、底部１ａに対し常に垂直の角度で振動を与える。
【００７１】
この振動により、はんだ粉末２０は下から上に突き上げられ、跳ね上がるように挙動する。これにより、はんだ粉末２０の凝集は防がれ、容器１の傾動に伴って移動することができる。また、これにより、はんだ粉末２０は微細部まで均一に行き渡るため、電子回路基板１０の他面側１０ｂと、容器１の底部１ａとの間にも行き渡る。そのため、はんだ粉末２０を、他面側１０ｂの粘着部にも十分付着させることができる。
また、はんだ粉末２０は下から上に突き上げられ、跳ね上がるように挙動するため、電子回路基板１０に垂直の角度で衝突し、粘着部に効果的に付着する。
【００７２】
また、はんだ懸濁液を用いる際は、はんだ粉末２０は下から上に突き上げられ、跳ね上がるように挙動するため、はんだ懸濁液の固形化は防がれる。そのため、はんだ懸濁液は液状化し、容器１の傾動に伴って微細部にまで流動する。また、はんだ粉末２０は電子回路基板１０に垂直の角度で衝突するため、粘着部に効果的に付着する。
【００７３】
このとき、偏芯モーター３ａの回転軸の振幅および周波数は、はんだ粉末２０の状態に応じて任意に設定すればよい。周波数は５０Ｈｚ〜６０Ｈｚの範囲で設定できれば構わないが、０．５Ｈｚ〜１００ｋＨｚの範囲で設定できれることが特に好ましい。周波数を０．５Ｈｚ未満とすると振動の効果が得られず、また、１００ｋＨｚを超えるとはんだ粉末２０の移動が困難となるため、好ましくない。
【００７４】
以上により、図１（ｂ）〜図１（ｃ）に示すように、はんだ粉末２０は電子回路基板１０の表面に接しながら移動し、その粘着部に付着する。なお、偏芯モーター３ａの振幅および周波数は、はんだ粉末２０の移動状態や跳ね上がりの状態に応じて任意に設定すればよい。ここでは周波数については、たとえば交流周波数５０Ｈｚで設定する。
【００７５】
また、偏芯モーター３ａは容器１の外側で、かつ、底部１ａ中央に対応する位置に一つが設けられていればよいが、複数の偏芯モーター３ａが設けられた構成であっても構わない。この場合は、制御手段３ｂにより、偏芯モーター３ａを全て同じ方向に回転させるように制御することが好ましい。また、複数の偏芯モーター３ａは、基板保持部の直下に対応する位置で、かつ、互いに等間隔で配置されていることが好ましい。これらにより、複数の偏芯モーター３ａは均等に、かつ、底部１ａに対し垂直の角度で振動を与えることができるためである。
【００７６】
この後、図１（ｄ）に示すように、はんだ粉末２０は容器１の第二の方向Ｂの側の側壁に当たり、その移動を終了する。このとき、支持部２は容器１が傾動した際の重量を受けて伸縮するため、はんだ粉末２０の流動、および、はんだ粉末２０の容器１内への衝突を緩和することができる。
【００７７】
＜第二工程＞
次いで、図２（ａ）〜図２（ｃ）に示すように、はんだ粉末２０を容器１内部の第二の方向Ｂから第一の方向Ａへ移動させる。図２（ａ）は、第一工程の後の状態であり、容器１内部の第二の方向Ｂの側に、はんだ粉末２０もしくははんだ懸濁液と電子回路基板１０が配置された状態である。
まず、容器１を水平状態からたとえば３０°の角度で第一の方向Ａの側へ傾動させる。この傾動は、第一工程での傾動とは逆の方向である。また、この傾動は、第一工程での第二の方向Ｂへの傾動よりも大きい傾斜角度で行うことが好ましい。
【００７８】
また、容器１の傾動に伴い、振動機構３により容器１の底部１ａを振動させる。偏芯モーター３ａの回転軸は制御手段３ｂにより、容器１の第二の方と同じ方向へ回転する。このとき、第一の方向Ａは、第二の方向Ｂとは反対の向きとなる。これにより、偏芯モーター３ａは底部１ａに対し垂直の角度で振動を与える。
【００７９】
これにより、はんだ粉末２０は跳ね上がるように挙動し、図２（ｂ）に示すように容器１の傾動に伴って移動する。
このとき、容器１の傾動は、第一工程での容器１の傾動よりも大きい傾斜角度で行うことが好ましい。それにより、余計な箇所に付着したはんだ粉末２０や、余分なはんだ粉末２０は振動により跳ね上がるとともに、容器１内を第一の方向Ａの方向へ移動する。これにより、粘着部以外の箇所に付着したはんだ粉末２０を効果的に除去することができる。
【００８０】
以上により、はんだ粉末２０を電子回路基板１０の粘着部に効果的に付着させることができるとともに、余計な箇所に付着したはんだ粉末２０を除去することができる。この第一工程、第二工程は少なくとも１回行えばよいが、その付着状況に応じて適宜その回数を調整すればよい。
また、偏芯モーター３ａの振幅および周波数は、はんだ粉末２０の移動状態や跳ね上がりの状態に応じて任意に設定すればよい。また、偏芯モーター３ａが複数設けられている場合は、偏芯モーター３ａは全て同じ方向に回転するように制御手段３ｂにより制御することが好ましい。
この後、図２（ｃ）に示すように、はんだ粉末２０は容器１の第一の方向Ａの側壁に当たり、その移動を終了する。
【００８１】
この後、容器１から電子回路基板１０を取り出す工程と、電子回路基板１０に有機酸塩基のハロゲン化水素酸塩を含む活性剤を塗布する工程と、電子回路基板１０を、はんだの融点以下で加熱して、はんだ粉末２０を定着させる工程と、電子回路基板１０ににフラックスを塗布する工程と、電子回路基板１０にを加熱して、はんだ粉末２０を溶融する工程を行うことにより、電子回路基板１０が製造される。
【００８２】
本実施形態の電子回路基板１０に対するはんだ粉末２０の付着方法によれば、はんだ粉末２０と電子回路基板１０を入れた容器１を任意の傾斜角度で傾動させることができる。また、偏芯モーター３ａを、容器１の傾動方向と同じ方向で回転させることができる。これにより、容器１の傾動に応じて、その底部１ａに対し垂直の角度で振動を与えることができる。
【００８３】
これによりはんだ粉末２０は跳ね上がるように挙動する。そのため、微細なはんだ粉末２０であっても、その凝集が防がれる。また、はんだ粉末２０の懸濁液であっても、その固形化が防がれる。そのため、本実施形態によれば、はんだ粉末２０を容器１の傾動に合わせて容器１内を均一に行き渡らせることができるとともに、電子回路基板１０の粘着部に垂直に衝突させることができる。そのため、第一工程において、電子回路基板１０の他面側１０ｂをはじめ、粘着部の微細な部分にもはんだ粉末２０を十分付着させることができる。
また、第二工程において、第一工程よりも大きい傾斜角度で容器１を傾動させることにより、余計な箇所に付着したはんだ粉末２０や、余分なはんだ粉末２０を効率的に除去することが可能となる。
【００８４】
以上により、微細なはんだ粉末２０であっても、電子回路基板１０の粘着部に均一に付着させることができる。また、はんだ粉末２０を除去するための別の工程が不要となるのみならず、傾斜の回数を少なくすることができる。この方法によれば、はんだ粉末２０は容器１内を少なくとも一往復すればよく、従来の方法よりも工程を簡略化させることができる。また、本実施形態のはんだ粉末付着装置１００は水平配置が可能なため、それによる工程を自動化することができる。
【００８５】
これらにより、微細なファインピッチパターンを有する電子回路基板１０を効率的に製造することができる。また、隣接する回路パターン間において、溶融はんだによる短絡を効果的に防ぐことができる。そのため、電子回路基板１０の信頼性を向上させることができるとともに、電子回路基板１０の小型化を実現することができる。これにより、優れた特性の電子機器を提供することが可能となる。
【実施例】
【００８６】
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
（実施例１）
まず、幅５０ｍｍ、縦２００ｍｍ、厚さ０．４ｍｍの大きさの短冊状の電子回路基板１０を準備した。なお、電子回路基板１０の電極の最小幅は２０μｍであり、電極間の最小間隔は２０μｍであった。
次いで、塩酸水により電子回路基板１０の前処理を行った。次いで、粘着性付与化合物を含む粘着性溶液として一般式（３）のＲ１２のアルキル基がＣ１１Ｈ２３、Ｒ１１が水素原子であるイミダゾール系化合物の２質量％水溶液を準備し、酢酸によりそのｐＨを約４に調整した。次いで、この粘着性溶液を４０℃に加温し、電子回路基板１０を３分間浸漬した。これにより、電子回路基板１０の一面側１０ａおよび他面側１０ｂの電子回路に粘着層が形成された。
【００８７】
次いで、内寸法が縦２００ｍｍ、横１２０ｍｍ、高さ１５０ｍｍの大きさの容器１を第一の方向Ａの側に傾けて蓋１ｂを開放した。次いで、蓋１ｂの開口部より、組成が９６．５Ｓｎ／３．５Ａｇ、粒径が５μｍのはんだ粉末２０を、容器１内の第一の方向Ａの側に約４００ｇ配置した。このとき、はんだ粉末２０は、図示しない基板保持部に接触しないようにした。次いで、容器１内に水１６００ｍｌを投入し、はんだ粉末２０のはんだ懸濁液を形成した。
次いではんだ粉末付着装置１００を準備し、図示しない基板保持部に、三枚の電子回路基板１０の一面側１０ａを上方（容器１の蓋１ｂ側）に向け、かつ、底部１ａとの間で間隔を保つ構成で保持させた。この状態を図１（ａ）に示す。
【００８８】
次いで、傾動手段４ｂの例えば図示しない駆動モーターにより傾動軸４ａを駆動させた。これにより容器１は第二の方向Ｂの側へ、水平状態から５°の傾斜角度で傾動した。また、これに伴い、偏芯モーター３ａを容器１の傾動方向と同じ方向で回転させた。これにより、底部１ａはその外側から垂直の角度で振動を与えられた。また、このときの偏芯モーター３ａの周波数は、交流周波数５０Hzとした。
【００８９】
次いで、容器１を第一の方向Ａの側へ、水平状態から５°の傾斜角度で傾動させた。また、これに伴い、偏芯モーター３ａを容器１の傾動方向で回転させた。
この第一の方向Ａへの傾動と第二の方向Ｂの方向への傾動は一回ずつ行った。また、これら傾動の周期はそれぞれ１０秒とした。
【００９０】
この後、容器１から電子回路基板１０を取り出して純水で軽く洗浄した後、乾燥させた。
次いで、電子回路基板１０の一面側１０ａと他面側１０ｂの両面に活性剤を塗布した。次いで電子回路基板１０を空気中で乾燥させ、２４０℃に加熱したオーブンに入れて空気中で１分加熱し、はんだ粉末２０を融解させた。この後、電子回路基板１０の電子回路の確認を行ったが、短絡や脱落は見られなかった。
【００９１】
（比較例１）
偏芯モーター３ａを回転させない以外は、実施例１と同じ方法を採用したが、図３に示すように、容器１を傾動させても、はんだ粉末２０は十分に拡散しなかった。また、この後、電子回路基板１０を製造したのちに電子回路の確認を行ったところ、短絡や脱落が観察された。
【符号の説明】
【００９２】
１…容器、１ａ…底部、１ｂ…蓋、２…支持部、３…振動機構、３ａ…偏芯モーター、３ｂ…制御手段、４…傾動機構、４ａ…傾動軸、４ｂ…傾動手段、４ｃ…傾動板、１０…電子回路基板、２０…はんだ粉末、１００…はんだ粉末付着装置、Ａ…第一の方向、Ｂ…第二の方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子回路基板およびはんだ粉末を収容する容器と、
前記容器内に備え付けられ、前記電子回路基板をその基板面がほぼ上下方向を向くように保持する基板保持部と、
前記容器の初期位置を第一の方向に傾動させた傾斜位置とし、前記初期位置から前記第一の方向と反対の第二の方向に前記容器を傾動させてから、前記容器を前記第一の方向に再び傾動させる傾動機構と、
回転軸を回転させることにより前記容器の底部に振動を与える、前記底部の中心に設けられた偏芯モーターと、前記偏芯モーターの前記回転軸を前記容器の傾動方向と同じ方向に設定する制御手段からなる振動機構と、を具備してなることを特徴とするはんだ粉末付着装置。
【請求項２】
前記振動機構が、前記傾動機構が前記容器を傾動させる際に前記容器を振動させる機能を有することを特徴とする請求項１に記載のはんだ粉末付着装置。
【請求項３】
前記傾動機構が、傾動の角度を任意の値に制御するものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のはんだ粉末付着装置。
【請求項４】
前記制御手段が、前記偏芯モーターの振幅および周波数を任意の値に制御するものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のはんだ粉末付着装置。
【請求項５】
前記周波数が０．５Ｈｚ〜１００ｋＨｚの範囲であることを特徴とする請求項４に記載のはんだ粉末付着装置。
【請求項６】
前記偏芯モーターが複数設けられ、全てが同じ方向に回転することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のはんだ粉末付着装置。
【請求項７】
前記基板保持部が、複数の前記電子回路基板を保持する構成であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のはんだ粉末付着装置。
【請求項８】
前記支持部が弾性体からなることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のはんだ粉末付着装置。
【請求項９】
前記容器に蓋が設けられ、前記容器内側に密閉空間を有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載のはんだ粉末付着装置。
【請求項１０】
電子回路基板の粘着部にはんだ粉末を付着させるはんだ粉末の付着方法において、
容器内部の一方側にはんだ粉末を配置するとともに、前記容器内部の基板保持部に前記電子回路基板をその基板面がほぼ上下方向を向くように保持する準備工程と、
前記容器の初期位置を第一の方向に傾動させた傾斜位置とし、傾動機構により前記初期位置から前記第一の方向と反対の第二の方向に、前記容器を傾動させる第一工程と、
前記容器を前記第一の方向に再び傾動させる第二工程と、を具備することを特徴とするはんだ粉末の付着方法。
【請求項１１】
前記第二工程において、前記第二の方向への傾動よりも大きい傾斜角度で、前記第一の方向への傾動を行うことを特徴とする、請求項１０に記載のはんだ粉末の付着方法。
【請求項１２】
前記第一工程と第二工程において、前記偏芯モーターを複数用い、かつ、それらを全て同じ方向に回転させることを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載のはんだ粉末の付着方法。
【請求項１３】
前記第一工程と第二工程において、前記傾動機構により、傾動の角度を任意の値に制御することを特徴とする、請求項１０乃至１２のいずれか一項に記載のはんだ粉末の付着方法。
【請求項１４】
前記第一工程と第二工程において、前記偏芯モーターの振幅および周波数を、制御手段により任意の値に制御することを特徴とする、請求項１０乃至１３のいずれか一項に記載のはんだ粉末の付着方法。
【請求項１５】
前記周波数を０．５Ｈｚ〜１００ｋＨｚの範囲とすることを特徴とする請求項１４に記載のはんだ粉末の付着方法。
【請求項１６】
前記準備工程において、前記容器に蓋を設けるとともに、前記容器内側の密閉空間に不活性ガスを充填することを特徴とする請求項１０乃至１４のいずれか一項に記載のはんだ粉末の付着方法。
【請求項１７】
前記はんだ粉末の粒径が４μｍ〜２０μｍの範囲であることを特徴とする請求項１０乃至１６のいずれか一項に記載のはんだ粉末の付着方法。
【請求項１８】
前記はんだ粉末の粒径が５μｍ〜１０μｍの範囲であることを特徴とする請求項１７に記載のはんだ粉末の付着方法。
【請求項１】
電子回路基板およびはんだ粉末を収容する容器と、
前記容器内に備え付けられ、前記電子回路基板をその基板面がほぼ上下方向を向くように保持する基板保持部と、
前記容器の初期位置を第一の方向に傾動させた傾斜位置とし、前記初期位置から前記第一の方向と反対の第二の方向に前記容器を傾動させてから、前記容器を前記第一の方向に再び傾動させる傾動機構と、
回転軸を回転させることにより前記容器の底部に振動を与える、前記底部の中心に設けられた偏芯モーターと、前記偏芯モーターの前記回転軸を前記容器の傾動方向と同じ方向に設定する制御手段からなる振動機構と、を具備してなることを特徴とするはんだ粉末付着装置。
【請求項２】
前記振動機構が、前記傾動機構が前記容器を傾動させる際に前記容器を振動させる機能を有することを特徴とする請求項１に記載のはんだ粉末付着装置。
【請求項３】
前記傾動機構が、傾動の角度を任意の値に制御するものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のはんだ粉末付着装置。
【請求項４】
前記制御手段が、前記偏芯モーターの振幅および周波数を任意の値に制御するものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のはんだ粉末付着装置。
【請求項５】
前記周波数が０．５Ｈｚ〜１００ｋＨｚの範囲であることを特徴とする請求項４に記載のはんだ粉末付着装置。
【請求項６】
前記偏芯モーターが複数設けられ、全てが同じ方向に回転することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のはんだ粉末付着装置。
【請求項７】
前記基板保持部が、複数の前記電子回路基板を保持する構成であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のはんだ粉末付着装置。
【請求項８】
前記支持部が弾性体からなることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のはんだ粉末付着装置。
【請求項９】
前記容器に蓋が設けられ、前記容器内側に密閉空間を有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載のはんだ粉末付着装置。
【請求項１０】
電子回路基板の粘着部にはんだ粉末を付着させるはんだ粉末の付着方法において、
容器内部の一方側にはんだ粉末を配置するとともに、前記容器内部の基板保持部に前記電子回路基板をその基板面がほぼ上下方向を向くように保持する準備工程と、
前記容器の初期位置を第一の方向に傾動させた傾斜位置とし、傾動機構により前記初期位置から前記第一の方向と反対の第二の方向に、前記容器を傾動させる第一工程と、
前記容器を前記第一の方向に再び傾動させる第二工程と、を具備することを特徴とするはんだ粉末の付着方法。
【請求項１１】
前記第二工程において、前記第二の方向への傾動よりも大きい傾斜角度で、前記第一の方向への傾動を行うことを特徴とする、請求項１０に記載のはんだ粉末の付着方法。
【請求項１２】
前記第一工程と第二工程において、前記偏芯モーターを複数用い、かつ、それらを全て同じ方向に回転させることを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載のはんだ粉末の付着方法。
【請求項１３】
前記第一工程と第二工程において、前記傾動機構により、傾動の角度を任意の値に制御することを特徴とする、請求項１０乃至１２のいずれか一項に記載のはんだ粉末の付着方法。
【請求項１４】
前記第一工程と第二工程において、前記偏芯モーターの振幅および周波数を、制御手段により任意の値に制御することを特徴とする、請求項１０乃至１３のいずれか一項に記載のはんだ粉末の付着方法。
【請求項１５】
前記周波数を０．５Ｈｚ〜１００ｋＨｚの範囲とすることを特徴とする請求項１４に記載のはんだ粉末の付着方法。
【請求項１６】
前記準備工程において、前記容器に蓋を設けるとともに、前記容器内側の密閉空間に不活性ガスを充填することを特徴とする請求項１０乃至１４のいずれか一項に記載のはんだ粉末の付着方法。
【請求項１７】
前記はんだ粉末の粒径が４μｍ〜２０μｍの範囲であることを特徴とする請求項１０乃至１６のいずれか一項に記載のはんだ粉末の付着方法。
【請求項１８】
前記はんだ粉末の粒径が５μｍ〜１０μｍの範囲であることを特徴とする請求項１７に記載のはんだ粉末の付着方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−１５１１４０（Ｐ２０１１−１５１１４０Ａ）
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１０２７０（Ｐ２０１０−１０２７０）
【出願日】平成２２年１月２０日（２０１０．１．２０）
【出願人】（０００００２００４）昭和電工株式会社 (3,251)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２０日（２０１０．１．２０）
【出願人】（０００００２００４）昭和電工株式会社 (3,251)
【Ｆターム（参考）】
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