[发明专利]模块基板的钎焊方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钎焊方法，防止将搭载有采用了无铅焊料合金封装部件、尤其是作为引线部件以焊料补片(vamp)的BGA、CSP为代表的电子部件的模块基板对钢性印刷线路板进行安装·加热溶解接合时，因熔合不良而发生的连接不良。

背景技术

模块基板、刚性印刷线路板是在经济产业部的生产动态统计调查中也使用的电子部件的用语。所谓刚性印刷线路板是指装入各种电子部件而构成电子电路，通常在一个机器上只有一个，其被称为主板。与之相对，所谓模块基板是指将一个半导体元件用焊料球补片形成的被称为单芯片的BGA(Ball Grid Array)、CSP(Chip Size Package)基板和配置有多个芯片的MCM(Multi-Chip Module)基板等，相应地也称为辅助基板。

作为在刚性印刷线路板上安装的封装部件，有引线部件的BGA、CSP、晶片补片等部件存在。其中，对于CSP和BGA等引线部件(以下称为BGA等)，利用焊料补片形成电极。即，在BGA等中，预先在模块基板的电极上形成焊料补片，在向印刷基板安装时，将模块基板设置于刚性印刷线路板的钎焊部。

而且，当用回流炉那样的加热装置进行加热时，在模块基板上形成焊料补片和在刚性印刷线路板上印刷的焊料膏熔融、熔合，将模块基板和刚性印刷线路板的钎焊部这两者间进行钎焊使之导通。

作为在BGA等模块基板上形成焊料补片的方法，通常使用焊料球或焊料膏。

现有的补片形成用焊料合金是Pb-Sn类焊料合金，Pb-Sn类焊料合金多用于作为上述BGA等及晶片的焊料补片用的焊料球、或焊料膏。该Pb-Sn类焊料合金的钎焊性优异，因此，在进行工件和印刷基板的钎焊时，进行钎焊不良的发生少的这样的可靠性优异的钎焊。

用Pb-Sn类焊料合金钎焊的电子器件在发生老朽化和故障时，几乎都被废弃处理。在废弃处理的电子器件的构成材料中，将构架金属、壳体的塑料、显示的玻璃等进行回收再使用，但由于印刷基板不能再利用，故大多进行填埋处理。这是由于，就印刷基板而言，是将树脂和铜箔粘接，另外，在铜箔上金属性接合焊料，从而不能将它们进行分离。

当该填埋处理的印刷基板与侵入地下的酸性雨接触时，焊料中的Pb因酸性雨而溶出，含有Pb成分的酸性雨再一次侵入地下而混入地下水。若人和家畜长年饮用含有该Pb成分的地下水，则Pb积蓄在体内，最终引起Pb中毒。因此，在世界范围内限制Pb的使用，开始使用不含Pb的所谓“无铅焊料”。

所谓无铅焊料是以Sn为主要成分，此外适当添加Ag、Bi、Cu、Sb、In、Ni、Zn等焊料。

目前，作为无铅焊料，有以Sn为主要成分的Sn-Cu、Sn-Sb、Sn-Bi、Sn-Zn、Sn-Ag等二元合金和在该二元合金中添加了其它元素的多元类的无铅焊料。通常，Sn-Cu、Sn-Sb无铅焊料由于焊料合金的融点高，因此，在同样条件下，与现有的Sb-Sn焊料相比，其钎焊性显著劣化。

另外，就Sn-Bi类而言，由于焊料变脆，故当对钎焊部作用冲击时，其容易破坏，而且，在引线部件中，当由镀敷混入少量的Pb时有时产生上升。而且，就Sn-Zn类而言，由于Zn是贱金属，因此在作为焊料膏时，存在因经时变化而不能进行印刷涂敷，或者在钎焊后与钎焊部之间引起电腐蚀的问题。

因此，作为以Sn为主要成分的无铅焊料，Sn-Ag类与其它二元类无铅焊料相比，在机械特性和融点方面优异，从而最好使用在此中添加了Cu的Sn-Ag-Cu焊料。

在使用BGA等的安装中，通常采用如下工序，在安装基板上印刷焊料合金粉末，例如由Sn-Ag-Cu合金粉末和焊剂构成的焊料膏，在BGA等上装载形成有Sn-Ag-Cu类的焊料合金补片的电子部件，通过进行加热溶解，进行钎焊。

最近，在该工序中，存在即使在充分超过了焊料合金的融点的温度下进行安装时，CSP·BGA等模块基板的焊料补片和焊料膏、或引线部件和焊料膏也不能融合，从而引起导通不良这样的融合不良现象的问题。不用说也引起导通不良，从二不能满足作为电子机械制品的机能，根据情况，可能发展成为市场缺陷。模块基板和刚性印刷线路板的钎焊的特征是，和刚性印刷线路板和翘曲少的芯片部件的钎焊不同，模块基板和刚性印刷线路板都因回流炉的加热而发生大的翘曲。该现象在部件电极进行无铅化以前也已被确认，但是，由于在部件电极的无铅化的发生已被更多地确认，故今后成为主流的无铅钎焊电极的对策成为当务之急。