專(zhuān)利名稱(chēng)：：在電路板的焊盤(pán)上形成焊料層的方法以及在電路板上安裝電子零件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及在電路板的焊盤(pán)上形成焊料層的方法，也涉及在電路板上安裝電子零件的方法。一般來(lái)說(shuō)，在電路板上安裝電子零件之前，為了防止焊盤(pán)被氧化和改進(jìn)用來(lái)安裝電子零件的焊料浸濕性，在電路板焊盤(pán)上形成薄焊料層，該薄焊料層用熱氣平整法、電鍍法或其它類(lèi)似方法形成。在熱氣平整法中，首先，把電路板浸在熔化的焊料中，以使形成在該電路板上的焊盤(pán)陣列上涂復(fù)焊料。把電路板從熔化的焊料中拉出之后，在焊料硬化之前用熱氣噴射在電路板上，由此，從焊盤(pán)和相鄰焊盤(pán)相的隙縫上吹掉多余的焊料。結(jié)果，僅在焊盤(pán)上形成薄焊料層。該方法的缺點(diǎn)是很難形成厚度均勻的焊料層。該焊料層的厚度往往引起很大的變化。特別是，如果焊盤(pán)的間距是精細(xì)的，容易發(fā)生跨接(焊盤(pán)間通過(guò)焊料導(dǎo)電)。為了避免跨接必需形成薄焊料層。然而，如果由于焊料層厚度的變化產(chǎn)生了厚度為1μm或更小的區(qū)域，在銅焊盤(pán)與焊料層之間形成的諸如Cu3Sn金屬間化合物層可能被暴露，而焊料層表面可能被氧化。因此，在下一步安裝零件時(shí)焊料的浸濕性大大降低。另一方面，電鍍法的優(yōu)點(diǎn)是在精細(xì)的圖形上能形成焊料層。然而，它必須在電鍍之后加熱和熔化該焊料層，因此，沒(méi)有形成用于焊盤(pán)銅箔與焊料層相粘結(jié)的金屬間化合物。在加熱步驟中往往導(dǎo)致電路板的保護(hù)層產(chǎn)生氣泡以及上面所提到的跨接。此外，其制造成本為熱氣平整法所要求的兩倍。當(dāng)電子零件安裝在電路板兩面時(shí)，首先，在兩面的焊盤(pán)上形成焊料層，把零件安裝在一面之后再在另一面上安裝(同時(shí)在兩面安裝零件是不可能的)。當(dāng)零件安裝到第一面上的焊料層時(shí)，隨后將要安裝零件的第二面上的焊料層在軟熔爐流程中加熱到高溫。在這個(gè)時(shí)間，如果在第二面上的焊料層有的地方厚度太薄，金屬間化合物可能暴露，那么，在這個(gè)地方發(fā)生氧化，并且該焊料層的浸濕性趨向于降低。因此，需要一個(gè)制造具有相當(dāng)大厚度且均勻的予涂焊料層的方法。在最近幾年，為了把電子器件制造的輕些、薄些和更緊湊些，電子零件的引線間距已經(jīng)減小到0.8mm，0.65mm或0.5mm。已經(jīng)設(shè)計(jì)出具有0.36mm、0.3mm和0.15mm的引線間距的電子部件。傳統(tǒng)的方法，如在每個(gè)焊盤(pán)涂復(fù)焊料糊的印刷法，能夠應(yīng)用到引線間距約為0.5mm或更大些的部件上。然而，在每個(gè)焊盤(pán)上供給適當(dāng)量的焊料糊是困難的。如果焊料糊太多，相鄰焊盤(pán)之間有形成跨接的趨勢(shì)。另一方面，如果焊料糊量太少，那就不能把部件安裝在電路板上。因此，需要發(fā)展能適用于具有引線間距精細(xì)的零件的安裝方法。本發(fā)明的目的是提供一種在電路板焊盤(pán)上均勻形成焊料層的方法(這里使用的名詞“焊盤(pán)”是對(duì)零件-安裝部件，包括例如往里要裝零件的通孔，的通用名詞。以后的名詞“焊盤(pán)”仍采用上面的意思)，該焊料層具有相當(dāng)大的厚度，即使在加熱焊料層時(shí)，金屬間化合物也不被暴露。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種在電路板上安裝零件的方法，該方法適用于具有引線間距精細(xì)的零件安裝。按照本發(fā)明提供的在電路板焊盤(pán)上形成焊料層的方法包括下列步驟在電路板焊盤(pán)陣列區(qū)涂復(fù)含有有機(jī)酸鉛鹽和錫粉的類(lèi)糊狀混合物;加熱該混合物使焊料沉積，由此，由Sn-Pb合金組成的焊料層基本上僅僅在焊盤(pán)上形成，該沉積是在這種狀態(tài)下進(jìn)行的，即當(dāng)加熱使類(lèi)糊狀混合物液化時(shí)，在焊盤(pán)陣列區(qū)上形成液池，而Sn粉被沉降(issettled)在液池中。提供在電路板上安裝電子零件的方法包括下列步驟由Sn-Pb合金組成的予涂焊料層基本上僅在電路板焊盤(pán)上形成;在予涂焊料層上涂復(fù)含有有機(jī)酸鉛鹽和錫粉的類(lèi)糊狀混合物;把電子零件放置在類(lèi)糊狀混合物上;加熱混合物使焊料沉積，由此，焊盤(pán)與電子零件的引線進(jìn)行焊接。提供的另一個(gè)在電路板上安裝電子零件的方法包括下列步驟在電路板焊盤(pán)陣列區(qū)涂復(fù)含有有機(jī)酸鉛鹽和錫粉的類(lèi)糊狀混合物;加熱該混合物使焊料沉積，由此，按零件安裝在電路板焊盤(pán)上的所需量形成由Sn-Pb合金組成的焊料層;在焊料層上或在要安裝到焊盤(pán)的電子零件引線上涂復(fù)焊劑;把電子零件放在焊盤(pán)上;加熱焊料層并使焊盤(pán)與電子零件引線進(jìn)行焊接。本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)將陳述在以下的說(shuō)明中，有的從說(shuō)明中可顯而易見(jiàn)或由本發(fā)明的實(shí)施例可知。從附加權(quán)利要求特別指出的手段和組合中，可以了解和獲得本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)。組成和構(gòu)成說(shuō)明書(shū)部分的了本發(fā)明現(xiàn)有的最佳實(shí)施例，并結(jié)合上述一般說(shuō)明和以下對(duì)實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明解釋了本發(fā)明的原理。圖1是表示用于本發(fā)明電路板一部分的平面圖;圖2是表示在一個(gè)焊盤(pán)上有一個(gè)類(lèi)半園部分焊料層的剖面圖;圖3表示焊盤(pán)寬度與沉積在其上的焊料層厚度之間的關(guān)系曲線。本發(fā)明提供一種僅僅在焊盤(pán)上沉積由Sn-Pb合金構(gòu)成的焊料的方法(由未審查的日本專(zhuān)利申請(qǐng)NO1-157796公開(kāi)了)。在該方法中，將包含有機(jī)酸鉛鹽和錫粉的類(lèi)糊狀混合物涂復(fù)在電路板的一個(gè)焊盤(pán)陣列上，加熱該混合物。結(jié)果，Sb-Pb焊盤(pán)基本上僅僅沉積在焊盤(pán)上。按照本發(fā)明形成焊料層的方法是基于上述沉積焊料的方法，其特征在于，用于沉積焊料的類(lèi)糊狀混合物的狀態(tài)是限定的。特別是，當(dāng)類(lèi)糊狀混合物被加熱以及由于加熱而變成液體時(shí)，一個(gè)沉降錫粉的液池在焊盤(pán)陣列區(qū)上形成，且在錫粉沉降于液體的情況中，即錫粉被液體覆蓋的情況下進(jìn)行焊料沉積。按照本發(fā)明的方法，在焊盤(pán)間距為0.5mm或更小的精細(xì)圖形上均勻地形成相對(duì)厚的焊料層。該方法作為本發(fā)明者的研究成果首先被發(fā)明。通常，當(dāng)將熔化的焊料涂復(fù)在電路板焊料盤(pán)上形成焊料層時(shí)，在銅箔制成的焊盤(pán)表面上形成1到2μM厚度的，由Cu和Sn組成的化合物層(一種金屬間化合物，諸如Cu3Sn或Cu6Sn5)。因此，為防止化合物暴露，最好該焊料層為5μm厚或更厚。在傳統(tǒng)方法中，焊料層由再熔化Sn-Pb合金形成，與之相比，本發(fā)明的方法基于以下原理在含有錫粉和有機(jī)酸鉛鹽的高溫溶液中，由于Sn和Pb之間的電離電平不同而彼此相互置換，從而形成Pb沉積;沉積的Pb和Sn粉在原子狀態(tài)被熔化，由此形成一種Sn-Pb合金。一般使用的傳統(tǒng)焊糊在溫度升高時(shí)會(huì)出現(xiàn)瞬時(shí)再熔化，并由于表面張力而使熔化的焊料隆起。按照本發(fā)明，因?yàn)槌练e反應(yīng)要求相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間周期，因此，焊料是逐漸沉積的，故可形成均勻厚度的焊料層。沉積的焊料混合物主要包含組成焊料合金的有機(jī)酸鉛鹽和錫粉，至少有松香和胺中的一種以及一種保持糊狀混合物調(diào)合的粘度調(diào)節(jié)劑。這些材料經(jīng)混合后在室溫下形成糊狀物。用固態(tài)涂復(fù)方式將該糊狀物涂復(fù)在電路板的焊盤(pán)陣列區(qū)上，同時(shí)加熱，由此，沉積的焊料基本上僅在焊盤(pán)上。對(duì)該過(guò)程來(lái)說(shuō)，重要的是由于加熱而使糊狀物液化，此時(shí)在其中沉降錫粉的液池將在焊盤(pán)陣列區(qū)上形成，且沉積是在這種狀態(tài)下進(jìn)行，即使錫粉沉降在液體中，也就是說(shuō)，錫粉被液體所覆蓋。其理由如下當(dāng)加熱糊狀物時(shí)，其粘度顯著下降。當(dāng)粘度太低時(shí)，該液體在焊盤(pán)陣列區(qū)上和其附近的寬范圍內(nèi)延伸。結(jié)果導(dǎo)致在焊盤(pán)上的有機(jī)酸鉛鹽的量不足以與錫粉起反應(yīng)，且不能獲得足夠量的焊料。少量的延伸是允許的。然而，為了形成相對(duì)厚度而均勻的焊料層(例如5μm)，必須有大量的錫粉沉降在焊盤(pán)陣列區(qū)上并保持被熔化的液體覆蓋。在上述的工藝過(guò)程中，用前面提到過(guò)的置換反應(yīng)，從有機(jī)酸鉛鹽中分離出的Pb原子碰撞錫粉，由此形成Pb-Sn合金。這是焊料進(jìn)行沉積的機(jī)理。因此，碰撞的機(jī)率決定沉積合金的量。為了這個(gè)緣故，最好在焊盤(pán)陣列區(qū)上存儲(chǔ)的錫粉被含有有機(jī)酸鉛鹽和松香的液體完全覆蓋。接著下面將說(shuō)明在焊盤(pán)上安裝電子零件的方法。這個(gè)方法也是基于在公開(kāi)的未審查的日本專(zhuān)利申請(qǐng)NO1-157796中披露的方法。為了在焊盤(pán)上安裝電子零件的焊接步驟中，公開(kāi)在該參考文獻(xiàn)中的焊料進(jìn)行沉積反應(yīng)已形成。該方法的第一實(shí)施例包括下列步驟基本上僅在焊盤(pán)上形成由Sn-Pb合金組成的予涂焊料層，在該予涂焊料層上涂復(fù)含有有機(jī)酸鉛鹽和錫粉的類(lèi)糊狀混合物，把電子零件放置在涂復(fù)了類(lèi)糊狀混合物的予涂焊料層上，加熱類(lèi)糊狀混合物以沉積焊料，由此使電子零件的引線焊接到焊盤(pán)上。如前所述，在傳統(tǒng)的焊接方法中，當(dāng)溫度升高時(shí)焊糊馬上再熔化，而且焊料在一個(gè)較短于該焊料伸展到整個(gè)焊盤(pán)所需要的時(shí)間周期內(nèi)完全熔化。因此，由于表面張力使熔化的焊料降起。當(dāng)焊料隆起超過(guò)表面張力極限時(shí)，焊料擴(kuò)散出焊盤(pán)，這樣在精細(xì)的圖形上可能產(chǎn)生跨接。另外，由于加熱，焊接糊狀物液化的焊劑成分流到焊盤(pán)之間。此刻，流動(dòng)的焊料顆粒與焊劑一起瞬間熔化，這是造成跨接的一個(gè)原因。相比之下，本發(fā)明的方法利用焊料沉積反應(yīng)，是基于下述原理在含有錫粉和有機(jī)酸鉛鹽的高溫溶液中，由于Pb和Sn之間的電離電平不同，Sn與Pb彼此相置換，因此進(jìn)行了Pb沉積;而沉積的Pb和Sn是在原子狀態(tài)被熔化，由此，形成Sn-Pb合金。在這個(gè)方法中，由于需要一個(gè)長(zhǎng)的時(shí)間周期使Pb置換Sn，并熔合帶有沉積Pb的錫粉的每個(gè)顆粒。這樣，該沉積過(guò)程比前面提到的傳統(tǒng)技術(shù)是更為緩慢。其次，由于沉積反應(yīng)在高溫下進(jìn)行，焊盤(pán)上沉積的Sn-Pb合金焊料與焊盤(pán)表面上焊盤(pán)材料的Cu產(chǎn)生直接地反應(yīng)，由此，形成一個(gè)金屬間化合物層，諸如Cu3Sn、Cu6Sn5或類(lèi)似物。然后，通過(guò)沉積在金屬間化合物上的Sn-Pb合金焊料在金屬間化合物上層上形成焊料層，與此同時(shí)，在合金焊料與金屬間化合物層之間化學(xué)結(jié)合力起作用。這個(gè)方法與傳統(tǒng)方法之間的最大差別如下在傳統(tǒng)的焊糊中，焊料顆粒馬上并同時(shí)熔化，由此形成焊料層。相比之下，在本發(fā)明中，精細(xì)的焊料顆粒沉積在焊盤(pán)上，這些焊料顆粒在焊盤(pán)上沉積成為焊料且具有不同的時(shí)間周期。然后彼此相鄰的焊料顆粒相互間擴(kuò)散并被結(jié)合，由此，在焊盤(pán)上形成焊料層，也就是說(shuō)，形成焊料層所用的時(shí)間周期比在傳統(tǒng)方法中的較長(zhǎng)些。另外，在本發(fā)明的這種情況下，由于沉積的焊料顆粒有各種成分，這些顆粒熔化和結(jié)合是困難的，不象在傳統(tǒng)方法中，即使焊料顆粒在焊盤(pán)之間沉積亦如此。由于上述理由，按照本發(fā)明，焊盤(pán)之間的跨接很難發(fā)生。另外，當(dāng)沉積的Pb撞著焊盤(pán)附近或相鄰焊盤(pán)間存在的Sn粉時(shí)，在那此區(qū)域上就形成Sn-Pb合金，這樣形成的Sn-Pb合金接近沉積在焊盤(pán)上的焊料并被它吸收。在這種情況下，焊料層基本僅在精細(xì)間距(即0.5mm或更小)的焊盤(pán)上形成，而不形成跨接。希望在焊盤(pán)上焊接電子零件的步驟中焊料層的形成用這樣的方法進(jìn)行，即用按照本發(fā)明形成焊料層的上述方法進(jìn)行。按照本方法，由于均勻地形成相對(duì)厚的焊料層，電子零件的引線間距可以精細(xì)些。另外還希望采用含有有機(jī)酸鉛鹽和錫粉的類(lèi)糊狀混合物涂復(fù)在電路板的焊盤(pán)陣列區(qū)上，然后加熱該類(lèi)糊狀混合物在電路板的焊盤(pán)上形成一予涂焊料層。換言之，把上述焊料沉積反應(yīng)也應(yīng)用在形成予涂焊料層的步驟中。結(jié)果，按照一個(gè)精細(xì)的線路圖形可以形成一個(gè)予涂焊料層。在這個(gè)實(shí)施例中，例如，在焊盤(pán)上形成均勻厚度的相對(duì)厚的予涂焊料層，在其上涂復(fù)含有有機(jī)酸鉛鹽和錫粉的糊狀混合物，然后，將電子部件放置在糊狀混合物上并接著加熱該混合物，由此，電子零件的引線與焊盤(pán)焊接上?；蛘哂没瘜W(xué)鍍的方式可以形成予涂焊料層，因?yàn)?，化學(xué)鍍也能按照精細(xì)線路圖形在焊盤(pán)形成予涂焊料層，且在相鄰焊盤(pán)之間不形成跨接。然后，在焊盤(pán)上形成予涂焊料層后，盡管把含有有機(jī)酸鉛鹽和錫粉的糊狀物涂復(fù)在焊盤(pán)上，還可把該糊狀物涂復(fù)到將要裝到焊盤(pán)上的電子零件引線上。此外，這也是可能的，即在電路板焊盤(pán)上形成予涂焊料層，將上述糊狀物涂復(fù)到電子零件的引線上并加熱，也在引線表面上形成予涂焊料層，而后把焊劑涂復(fù)到焊盤(pán)和引線中的至少一個(gè)上，接著該焊盤(pán)和該引線被加熱和焊接上。在電子零件引線上形成予涂焊料層的情況下，最好也應(yīng)用上述沉積焊料方法或化學(xué)鍍法。在焊盤(pán)上安裝電子零件方法的第二個(gè)實(shí)施例包括下列步驟在電路板焊盤(pán)陣列區(qū)涂復(fù)含有有機(jī)酸鉛鹽和錫粉的類(lèi)糊狀合成物;加熱該糊狀混合物;由此，基本上僅在焊盤(pán)上形成焊料層，該焊料層由Sn-Pb合金組成，其量必須滿足在焊盤(pán)上安裝電子零件之需用;在焊料層上涂復(fù)焊劑，把電子零件放置在焊劑上并加熱和熔化該焊料層，由此，將電子零件的引線焊接在焊盤(pán)上。該焊劑也可涂復(fù)在電子零件的引線表面上。換言之，該焊劑可以涂復(fù)在焊盤(pán)焊料層上和引線表面中的至少一個(gè)。在這個(gè)實(shí)施例中，用上述相同方法形成焊料層，其量必須滿足在焊盤(pán)上安裝電子零件之用量。由于不象在第一實(shí)施例中，它不形成予涂焊料層，因此在比第一實(shí)施例少的步驟下可將一個(gè)電子零件安裝到焊盤(pán)上。如果使用非鹵焊劑、焊接之后不需要清潔電路板，或者至少可用氟利昂之外的清潔劑清潔，這樣，本發(fā)明的貢獻(xiàn)在于防止常說(shuō)的大氣污染。假如電路板包含焊盤(pán)間距0.5mm或更小的小間距區(qū)和較大間距區(qū)的焊盤(pán)陣列區(qū)，則可以應(yīng)用下述方法。首先，在小間距區(qū)形成焊接層，該焊接層有一定的厚度，例如數(shù)十微米(其量必須滿足焊接用量)、同時(shí)在大間距區(qū)形成一個(gè)厚度約為5到10μm的予涂焊料層，然后將焊料糊狀物印刷在大間距區(qū)的予涂焊料層上，借助焊料糊的粘結(jié)性將電子零件臨時(shí)固定在焊盤(pán)陣列區(qū)上。此后，在軟熔爐或類(lèi)似爐中加熱電路板，由此，該電子零件與焊盤(pán)焊接上。另一方面，在焊盤(pán)上涂復(fù)焊劑，該焊盤(pán)上焊料層有數(shù)十微米的厚度，這是用上面提到方法焊接所需要的，同時(shí)，用焊劑的粘結(jié)性將電子零件臨時(shí)固定到焊盤(pán)上。此后，在軟熔爐或類(lèi)似爐中加熱電路板，由此，該電子零件與焊盤(pán)焊接上。另外，因?yàn)楹副P(pán)面積或焊盤(pán)間距的不同，單個(gè)焊盤(pán)陣列區(qū)可要求有大不相同厚度的焊料層。在這種情況下，在每個(gè)焊盤(pán)陣列區(qū)上，相應(yīng)于所要求的厚度涂復(fù)不同量的糊狀混合物，此后加熱，這樣不同厚度的焊料層可以在焊盤(pán)陣列區(qū)分別形成。另一方面，有數(shù)十微米厚的焊料層有時(shí)具有象半園形的截面，如圖2所示。在這種情況下，如果把電子零件的引線放在焊料層上，僅僅用焊劑的粘結(jié)性是不能把電子零件精確地臨時(shí)固定到焊盤(pán)上。就是說(shuō)，有時(shí)不能完全防止焊盤(pán)與引線之間的位移。在圖2中，標(biāo)號(hào)1是一個(gè)電絕緣基板，2是焊盤(pán)，4是焊料層，H是焊料層的厚度，W是焊盤(pán)的寬度。這個(gè)問(wèn)題用下列工藝可以克服。具有大厚度的(如數(shù)十微米厚)焊料層，在具有小面積或小間距的焊盤(pán)上沉積，而后，從上表面來(lái)的壓力加到該焊料層上，由此，使得焊料層的表面平坦。在這個(gè)變平的步驟中，當(dāng)焊料層達(dá)到指定的厚度和寬度時(shí)，在加熱該焊料層的同時(shí)對(duì)該層施加壓力是有效的。這個(gè)溫度取決于焊料結(jié)構(gòu)，具有小面積或小間距時(shí)，最好使焊料層在20℃-40℃下加熱，它低于使沉積的焊料變形的溫度。為了使隆起變平所要求的壓力和時(shí)間周期，可按照焊料層的厚度和面積來(lái)決定。這樣，用一個(gè)簡(jiǎn)單的工藝就能防止電子零件的位移。當(dāng)用第一實(shí)施例的方法安裝電子零件時(shí)，能在低于用傳統(tǒng)焊料糊狀物情況的溫度下使電子零件與焊盤(pán)焊接。特別是在使用具有高熔點(diǎn)富鉛成分的焊料合金情況下，這個(gè)優(yōu)點(diǎn)是非常突出的。例如，為了制造集成電路裝置，如用塑料的或多片的模件封裝的針柵格陣列(PGA)，假如借助具有富鉛成分的焊料合金形成的凸緣把集成電路芯片以一個(gè)組件焊接到電路上，最好在電路板上，而不是集成電路芯片上形成凸緣，其理由是，如果在電路板上形成凸緣，集成電路裝置可以低成本生產(chǎn)，而對(duì)集成電路芯片無(wú)有害作用。然而，在電路板上形成凸緣，電路板必須能抗熱，所加熱是為形成具有高熔點(diǎn)富鉛成分焊料層的，為此，需要一種能抗高溫的昂貴基片材料，則導(dǎo)致在總體上的高成本。在傳統(tǒng)方法中，使用一種焊接糊狀物，它必須在高于焊料熔點(diǎn)的30到60℃溫度下加熱。這是因?yàn)樵诤噶先刍^(guò)程中，銅原子從燭盤(pán)向焊料層的擴(kuò)散，以及Pb和Sn原子從焊料向焊盤(pán)的擴(kuò)散必須在一個(gè)短的時(shí)間周期內(nèi)完成。按照本發(fā)明，通過(guò)在上述糊狀混合物材料中適當(dāng)?shù)剡x擇有機(jī)酸鉛鹽和錫粉之間的成分比率，焊接基本上能在與焊料進(jìn)行沉積的相同溫度下完成，而與形成的焊料層的Sn/Pb比率是什么無(wú)關(guān)。例如，在具有高熔點(diǎn)的富鉛焊料情況下，焊料層能在比沉積形成的焊料熔點(diǎn)低的多的情況下形成。其次，由于借助焊料與銅之間的擴(kuò)散而形成一個(gè)金屬間化合物，該銅是為建立焊料層的焊盤(pán)材料。當(dāng)隨后利用焊料層實(shí)現(xiàn)焊接時(shí)，在傳統(tǒng)電鍍方法中需要補(bǔ)加能量，例如熔化，而對(duì)于用后加熱方法形成金屬間化合物來(lái)說(shuō)，則不再需要補(bǔ)加能量。這樣，工藝步驟數(shù)量可減少，整個(gè)工藝流程的成本也降低。按照本發(fā)明的在電路板焊盤(pán)上形成焊料層的方法和在電路板上安裝電子零件的方法已被應(yīng)用，例如，如圖1所示的電路板。在圖1中標(biāo)號(hào)1是電絕緣基板，在其上形成用于安裝電子零件的焊盤(pán)2，在焊盤(pán)陣列區(qū)3中對(duì)應(yīng)將要安裝零件的一個(gè)個(gè)排列著的焊盤(pán)2。下面將說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)例。例1下面是形成焊料層方法的實(shí)例?；旌?6%(按重量)的有機(jī)酸鉛鹽、18%的催化劑、25%的錫粉和11%的粘度調(diào)節(jié)劑，由此生成一種粘度約為280000到290000CPS的糊狀混合物。把該糊狀混合物以0.5mm的厚度涂復(fù)到電路板焊盤(pán)陣列區(qū)上，以組成焊盤(pán)尺寸為0.26mm×2mm和焊盤(pán)間距為0.36mm的284一針QFP(284-pinsQFP)。然后，在215℃的溫度下，使電路板加熱2分鐘。觀察該糊狀混合物認(rèn)為該糊狀物已變?yōu)橐后w，但是很少擴(kuò)散，而是成疊積累在焊盤(pán)陣列區(qū)及其附近，且錫粉被沉降在積累的液體中，因此，在焊盤(pán)上逐漸形成焊料層。在焊盤(pán)上均勻形成的焊料層具有平均厚度為9到10μm，其偏差量σ約為1到2μm。該焊料層含有64到69%(按重量)的錫。在焊料層中不形成跨接。用同樣的方法，在焊盤(pán)間距為0.15mm的焊盤(pán)陣列區(qū)的焊盤(pán)上形成焊料層。并無(wú)跨接。作為一個(gè)比較例，用傳統(tǒng)熱-氣平整方法，在如上述的相同條件下，在焊盤(pán)上形成焊料層，在某種意義上講，同樣不形成跨接。均勻形成的該焊料層具有厚度為1到5μm。這樣，該厚度有大的偏差量，并且金屬間化合物層從焊料層的較薄部分露出。當(dāng)大量的焊料涂復(fù)在焊盤(pán)上以形成一個(gè)較厚的層時(shí)，則形成大量的跨接。進(jìn)一步，假定電子零件安裝在電路板的兩面，某些樣品備用作檢驗(yàn)加熱前后焊料的浸濕性，加熱前(假設(shè)為第一安裝)和加熱后(假設(shè)為第二安裝，它是第一安裝之后在電路板的背面進(jìn)行的安裝)。這些樣品如下A用本發(fā)明方法在其上形成焊料層的電路板。該板有一個(gè)0.3mm厚的銅板和一個(gè)焊料層。該焊料層是將糊狀混合物(它含有37%的有機(jī)酸鉛鹽、10%的催化劑，40%的錫粉和13%的粘度調(diào)節(jié)劑)涂復(fù)在銅板上，該涂層厚度為300μm，然后在一個(gè)熱板上使該銅板在220℃的溫度下加熱2分鐘形成。B如用A所說(shuō)的電路板，用熱-氣平整方法形成焊料層。C一個(gè)0.3mm厚無(wú)焊料層的銅板。樣品A到C各準(zhǔn)備5片，在其上涂復(fù)無(wú)鹵素型焊料糊狀物，然后，加熱全部樣品片，此后以日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(JIS)E3197為準(zhǔn)測(cè)量焊料的擴(kuò)散率。接著，樣品A到C(每種5片)在150℃的熱干燥空氣中加熱1小時(shí)。然后，在其上涂復(fù)無(wú)鹵素焊料糊狀物，此后測(cè)量其焊料擴(kuò)散率。本試驗(yàn)結(jié)果在下表1中表明表1</tables>從表1中可看出，按照本發(fā)明的焊料層保持著高的擴(kuò)散性(浸濕性)，甚至在假設(shè)的電子零件第二安裝受熱之后。這樣對(duì)于用在把電子零件焊接到電路板兩面的予涂焊料來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的糊狀混合物是適合的。例2下面是按照第一實(shí)施例在電路板上焊接電子零件方法的實(shí)例?；旌?6%(按重量)的有機(jī)酸鉛鹽、18%的催化劑、25%的錫粉和11%的粘度調(diào)節(jié)劑，由此，形成一種粘度約為280000到290000CPS的糊狀物，把該糊狀物以0.5mm的厚度涂復(fù)到電路板的全部焊盤(pán)陣列上，該電路板是為安裝284一針QFP的，它具有的焊盤(pán)尺寸為0.26mm×2mm和焊盤(pán)間距為0.36mm然后，該電路板在215℃溫度下加熱2分鐘，由此在焊盤(pán)陣列區(qū)上形成予涂焊料層。該予涂焊料層含有64到69%(按重量)的Sn，它的平均厚度為9到10μm，其偏差量σ約為1到2μm，不形成跨接。然后，一種含有40%有機(jī)酸鉛鹽、33%的催化劑、18.4%的錫粉和8.6%的粘度調(diào)劑的糊狀混合物涂復(fù)在所有焊盤(pán)陣列區(qū)的予涂焊料層上。引線間距為0.36mm的284一針QFP臨時(shí)固定在該糊狀混合物上。然后，電路板在軟熔爐中215℃溫度下加熱30秒鐘并接著在220℃溫度下保持2分鐘，由此進(jìn)行焊料沉積，用該焊料把284-針QFP焊接到焊盤(pán)陣列上。結(jié)果，不形成跨接，而且284-針QFP的引線良好地焊接到焊盤(pán)陣列上。例3下面是按照第二實(shí)施例的在電路板上焊接電子零件方法的實(shí)例。在電路板上焊接的零件如下1)一個(gè)具有100針的QFP，它的引線間距為0.65mm，它的整個(gè)尺寸為20mm×13mm。2)整個(gè)尺寸為4.2mm×7mm的芯片。3)有20個(gè)針的SOP，它的引線間距為0.8mm，它的整個(gè)尺寸為9mm×8mm。首先，準(zhǔn)備一個(gè)尺寸為200mm×250mm的環(huán)氧玻璃板，在其上形成對(duì)應(yīng)于上述3個(gè)元件的焊盤(pán)，用于QFP的焊盤(pán)尺寸為0.5mm×2mm，用于芯片的焊盤(pán)尺寸為1.5mm×1.5mm，用于SOP的焊盤(pán)尺寸為1.2mm×0.8mm。用于這個(gè)實(shí)例的糊狀混合物含有40%的有機(jī)酸鉛鹽、33%的催化劑、18.4%的Sn粉和8.6%的粘度調(diào)節(jié)劑。按每一個(gè)焊盤(pán)陣列區(qū)用0.5到0.9克的比率在焊盤(pán)陣列區(qū)上涂復(fù)該糊狀混合物。然后，電路板在具有遠(yuǎn)紅外輻射熱源的軟熔爐中215℃溫度下加熱30秒，并接著在220℃溫度下保持2分鐘，由此進(jìn)行焊料沉積。結(jié)果形成含有74%(按重量)Sn的厚度為30μm的焊料層。然后，在該焊料層上涂上松香焊劑(由HARIMACHEMICALS，ZNC生產(chǎn)的微焊料F-40)，它具有水溶液電阻為100000Ω·Cm或更大些。上面提到的電子零件放置在焊劑上，并在軟熔爐中加熱該電路板使焊料熔化，由此每個(gè)零件的引線焊接到焊盤(pán)陣列區(qū)上。結(jié)果，這些引線焊接到焊盤(pán)陣列上而無(wú)跨接和焊料珠，甚至在焊接之后，在未清洗處理焊料層的情況下用Ω計(jì)(Omegameter)(由USAKENKOCorporation生產(chǎn)的600型)測(cè)量其剩余電離性。測(cè)量出的值是相當(dāng)小的，即0.1到0.3μgNaCl/sq.in。在這個(gè)實(shí)例中，焊料沉積量取決于在焊盤(pán)上及其附近沉積的Sn粉量，不象傳統(tǒng)焊料糊狀物的情況。更具體地說(shuō)，沉積在焊盤(pán)上的焊料厚度H與焊盤(pán)寬度有一個(gè)如圖3所示的關(guān)系。當(dāng)該關(guān)系表示為H＝aw時(shí)，a值的范圍必須是0.05＜a＜0.5，而0.1＜a＜0.3更好。如果a＜0.05，該沉積的焊料層局部地將會(huì)有一個(gè)或幾個(gè)凹陷(該區(qū)域沉積的焊料極少)，它對(duì)焊接需要形成隆起有影響。如果a＞0.5，焊料層局部地將會(huì)有一個(gè)或幾個(gè)增高區(qū)域，它會(huì)妨礙電子零件的引線使之產(chǎn)生位移。例4下面是一個(gè)在電路板安裝電子零件之前，形成含有富鉛成分的焊料層方法的實(shí)例。1)在銅板上涂復(fù)厚度為400到500μm的糊狀混合物，該糊狀混合物含有67%的有機(jī)酸鉛鹽、10%的催化劑、13%的錫粉和10%的粘度調(diào)節(jié)劑，在220℃的溫度下加熱2分鐘，由此形成焊料層。所獲得的焊料層有8到10μm厚，并含有Sn和Pb的比率2∶8。它的熔點(diǎn)為293℃。當(dāng)用傳統(tǒng)焊料糊狀物形成上述焊料層時(shí)，要求把電路板浸入熔化了的焊料中(Sn/Pb＝2/8)保持293℃的溫度或更高，這個(gè)溫度大大高于在本發(fā)明中的220℃。結(jié)果，電路板的可靠性大大降低。2)在銅板上涂復(fù)厚度為300到400μm的一種糊狀混合物，它含有55%的有機(jī)酸鉛鹽、15%的催化劑、13%的錫粉和17%的粘度調(diào)節(jié)劑，在220℃溫度下加熱2分鐘，由此形成焊料層。所獲得的焊料層為4到8μm厚并含Sn與Pb的比率為3∶7，它的熔點(diǎn)為278℃。在使用含有上述同樣比率成分的焊料糊狀物的傳統(tǒng)方法中，要求在320℃溫度下加熱電路板。注意，環(huán)烷酸鉛、松脂酸鉛、辛酸鉛、油酸鉛、硬脂酸鉛或類(lèi)似物可用作有機(jī)酸鉛鹽。松香、有機(jī)酸、鏈烷醇酰胺、胺酸或類(lèi)似物可用作催化劑。Custer臘、纖維素粉末、丁基卡必醇、己基卡必醇、三十六碳六烯或類(lèi)似物可用作粘度調(diào)節(jié)劑。最好錫粉末用噴霧方法形成直徑為80μm或更小的球形顆粒結(jié)構(gòu)，直徑為25μm或更小最佳，其含氧率為1500ppm或更少，最好為1000ppm或更少。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，其它的優(yōu)點(diǎn)和變形將會(huì)是容易想到的。因此，從廣義的角度看，本發(fā)明不限于專(zhuān)門(mén)詳述的，以及這里指出和說(shuō)明過(guò)的實(shí)例。因此，只要不脫離附加權(quán)利要求和它們的等同物所限定的本發(fā)明總構(gòu)思的思想和范圍就可以做出各種變形。權(quán)利要求1.一種在電路板的焊盤(pán)上形成焊料層的方法，包括下列步驟在電路板的焊盤(pán)陣列區(qū)上涂復(fù)含有有機(jī)酸鉛鹽和錫粉的糊狀混合物；加熱該混合物使焊料沉積，由此，基本上僅僅在焊盤(pán)上形成由Sn-Pb合金組成的焊料層；為形成焊料合金，所說(shuō)焊料沉積是在這種狀態(tài)下進(jìn)行的，即當(dāng)由于加熱而使糊狀混合物液化時(shí)，在焊盤(pán)陣列區(qū)上形成液池，錫粉沉降在液池中。2.按照權(quán)利要求1的在電路板的焊盤(pán)上形成焊料層的方法，其特征在于，所說(shuō)的焊料層含有富鉛成分的Sn-Pb合金。3.一種在電路板上安裝電子零件的方法，包括下列步驟基本上僅在電路板焊盤(pán)陣列區(qū)的焊盤(pán)上形成由Sn-Pb合金組成的予涂焊料層;在該予涂焊料層上涂復(fù)含有有機(jī)酸鉛鹽和錫粉的糊狀混合物;把電子零件放置在糊狀混合物上;加熱混合物使焊料沉積而形成焊料合金，由此，焊盤(pán)與電子零件的引線焊接。4.按照權(quán)利要求3的方法，其特征在于借助在焊盤(pán)陣列區(qū)上涂復(fù)含有有機(jī)酸鉛鹽和錫粉的糊狀混合物，并加熱該糊狀混合物的方法形成所說(shuō)的予涂焊料層。5.按照權(quán)利要求3所說(shuō)的方法，其特征在于用化學(xué)鍍法形成所說(shuō)的予涂焊料層。6.按照權(quán)利要求3的方法，其特征在于所說(shuō)的焊料沉積是在這種狀態(tài)下進(jìn)行的，即當(dāng)由于加熱而使糊狀混合物液化時(shí)，在焊盤(pán)陣列區(qū)上形成液池，錫粉被沉降在液池中。7.按照權(quán)利要求3的方法，其特征在于所說(shuō)的焊料合金是含有具有富鉛成分的Sn-Pb合金。8.一種在電路板上安裝電子零件的方法，包括下列步驟基本上僅在電路板焊盤(pán)陣列區(qū)的焊盤(pán)上形成由Sn-Pb合金組成的予涂焊料層;把含有有機(jī)酸鉛鹽和錫粉的糊狀混合物涂復(fù)到電子零件的引線上以使之與焊盤(pán)焊接;把電子零件放置在予涂焊料層上;為形成焊料合金加熱混合物使焊料沉積，由此，焊盤(pán)與電子零件的引線焊接。9.按照權(quán)利要求8的方法，其特征在于借助在焊盤(pán)陣列區(qū)上涂復(fù)含有有機(jī)酸鉛鹽和錫粉的糊狀混合物并加熱該混合物的方法形成予涂焊料層。10.按照權(quán)利要求8的方法，其特征在于所說(shuō)的予涂焊料層用化學(xué)鍍法形成。11.按照權(quán)利要求8的方法，其特征在于所說(shuō)的焊料沉積是在這種狀態(tài)下進(jìn)行的，即當(dāng)由于加熱而使糊狀混合物變成液體時(shí)在焊盤(pán)陣列區(qū)上形成液池，錫粉沉降在液池中。12.按照權(quán)利要求8的方法，其特征在于所說(shuō)的焊料合金含有具有富鉛成分的Sn-Pb合金。13.一種在電路板上安裝電子零件的方法，包括下列步驟基本上僅在電路板焊盤(pán)陣列區(qū)的焊盤(pán)上形成由Sn-Pb組成的予涂焊料層;把含有有機(jī)酸鉛鹽和錫粉的糊狀混合物涂復(fù)到電子零件的引線上，使之與焊盤(pán)焊接;加熱該糊狀混合物使焊料沉積，而在引線上形成焊料層;在焊盤(pán)上的予涂焊料層和引線上的予涂焊料層中的至少一層上涂復(fù)焊劑;把電子零件放置在焊盤(pán)上的予涂焊料層上;加熱焊盤(pán)上的和引線上的予涂焊料層，由此，焊盤(pán)與電子零件的引線焊接上。14.按照權(quán)利要求13的方法，其特征在于借助涂復(fù)含有有機(jī)酸鉛鹽和錫粉的糊狀混合物并加熱該糊狀混合物的方法形成在焊盤(pán)上的予涂焊料層。15.按照權(quán)利要求13的方法，其特征在于所說(shuō)的在焊盤(pán)上的予涂焊料層用化學(xué)鍍法形成。16.按照權(quán)利要求13的方法，其特征在于所說(shuō)的焊料沉積是在這種狀態(tài)下進(jìn)行的，即當(dāng)由于加熱該糊狀混合物變成液體時(shí)在焊盤(pán)陣列區(qū)上形成液池，錫粉沉降在液池中。17.按照權(quán)利要求13的方法，其特征在于所說(shuō)的焊料合金含有具有富鉛成分的Sn-Pb合金。18.一種在電路板上安裝電子零件的方法，包括下列工序在電路板的焊盤(pán)陣列區(qū)上涂復(fù)含有有機(jī)酸鉛鹽和錫粉的糊狀混合物;加熱該糊狀混合物使焊料沉積，由此，形成焊料層，該焊料層由Sn-Pb合金組成，其量必須滿足在焊盤(pán)陣列區(qū)的焊盤(pán)上安裝電子零件之需用;把焊劑涂復(fù)在焊料層和欲安裝在焊盤(pán)上的電子零件引線中的至少一個(gè)上;把電子零件放置在焊盤(pán)上;加熱該焊料層并使焊盤(pán)與電子零件的引線焊接上。19.按照權(quán)利要求18的方法，其特征在于所說(shuō)的焊料沉積是在這種狀態(tài)下進(jìn)行的，即當(dāng)由于加熱使糊狀混合物變成液體時(shí)，在焊盤(pán)陣列區(qū)上形成液池，且錫粉沉降在液池中。20.按照權(quán)利要求18的方法，其特征在于所說(shuō)的焊劑是非鹵素型的。21.按照權(quán)利要求18的方法，其特征在于所說(shuō)的焊料合金含有具有富鉛成分的Sn-Pb合金。22.按照權(quán)利要求18的方法，其特征在于，在形成焊料層步驟之后與把電子零件放置在焊盤(pán)上的步驟之前，還包括一個(gè)對(duì)焊料層上表面加壓的步驟。23.按照權(quán)利要求22的方法，其特征在于，在加熱該焊料層時(shí)，對(duì)焊料層的上表面加壓。全文摘要在電路板的焊盤(pán)陣列區(qū)上涂敷含有有機(jī)酸鉛鹽和錫粉的糊狀混合物。然后，加熱該糊狀混合物使之產(chǎn)生沉積，由此基本上僅在焊盤(pán)上形成由Sn-Pb合金組成的焊料層。這個(gè)沉積是在這種狀態(tài)下進(jìn)行的，即當(dāng)由于加熱使該糊狀混合物變成液體時(shí)，在焊盤(pán)陣列區(qū)上形成液池，且錫粉沉降在液池中。當(dāng)欲把電子零件安裝在焊盤(pán)時(shí)，首先，用上述沉積工藝在焊盤(pán)上形成預(yù)涂焊料層，隨后將糊狀混合物涂敷在預(yù)涂焊料層上，把電子零件旋置在糊狀混合物上。然后，加熱該糊狀混合物，由此電子零件的引線與焊盤(pán)焊接上。文檔編號(hào)B23K35/22GK1052765SQ9011029公開(kāi)日1991年7月3日申請(qǐng)日期1990年11月30日優(yōu)先權(quán)日1989年11月30日發(fā)明者布施憲一,福永隆男,河野政直,入江久夫申請(qǐng)人:古河電氣工業(yè)株式會(huì)社,哈利馬化學(xué)株式會(huì)社