技术领域 本发明涉及构成电子电路的安装布线衬底的制造方法，特别是 涉及适合于使用无铅焊锡的安装的方法。 背景技术 一般，在电子仪器中，使用在玻璃环氧树脂等的衬底材料上形 成布线图案、电子元件搭载用的端子部、连接多层布线图案间或用于 连接电子元件的通孔等，在该布线衬底上搭载电子元件，通过焊接进 行电和机械接合而制作的电子电路。而且，在该焊接步骤中，加热温 度需要是焊锡熔化温度以上的温度，并且有必要是搭载的电子元件的 耐热温度以下的温度。 可是，以往，作为用于在这样的安装布线衬底中进行布线图案 和电子元件的接合的焊锡材料，是Sn-Pb共晶焊锡，但是对电极材料 的浸湿性、接合可靠性、焊接温度等方面优异，所以广泛使用。可 是，如果在电子仪器中使用的该含铅含即材料被废弃，则对人体有害 的铅进入环境中，很有可能引起重金属污染，所以近年不含铅的所谓 无铅材料的采用正在急速进展(参照非专利文献1)。 [非专利文献1] “本番を迎ぇるPbフリ-化ぃょぃょ本命ハンダが名乘 り”日经电子2002.9.9 p.69-76 现在作为在回流安装中使用的无铅焊锡材料，知道有Sn-Ag-Cu类(熔点219℃)、Sn-Ag-Bi-In类、Sn-Zn-Bi类等的材料。这些无 铅焊锡材料比Sn-Pb焊锡的熔点(183℃)高，希望提高焊接温度。 而耐热性比较低的电子元件的耐热温度为240℃前后，在该电子元件 的安装时，使焊接温度为240℃以上会损害电子元件的可靠性，所以 无法接受，因此，在使用无铅焊锡的安装方法中，焊接的温度界限为 顶多为20℃左右，与以往的Sn-Pb类的焊锡材料的温度界限50℃相 比，焊接条件变得严格。 混合搭载了热容量大的CPU、大容量存储器、变压器、LSI元 件、热容量小的芯片元件等的电子电路根据这些电子元件配置的粗 密，在局部热容量不同，在回流安装步骤中浸渍在焊锡中时，或者在 回流安装步骤中搬入回流炉中时，根据布线衬底的部分，升温速度不 同，在布线衬底平面内产生温度分布的差。 以往，通过设计电路的布线，选择适当的电子元件后，决定布 线图案，以便使布线衬底上，电特性变得最好，配置电子元件的步 骤，设计、制造电子仪器的电子电路搭载安装布线衬底。 可是，通过这样的步骤设计的安装布线衬底作为电特性满足所 需的电特性，但是当搬入回流炉中，为了焊接而加热时，如上所述， 有时布线衬底的各焊接部间的温度分布差根据地方而大不相同。当使 用以往的锡铅类的焊锡材料时，如上所述，温度界限比较大，所以关 于布线衬底面内的在回流炉内的布线衬底表面温度分布，即使不特别 考虑进行焊接，也不会成为问题，但是在无铅焊锡中，如上所述，因 为温度界限比较小，所以，如果为了确保焊接可靠性而使焊接温度上 升，则无法避免变为电子元件耐热温度以上的焊接温度的焊接区域的 产生。或如果在避免耐热温度以上的温度的加热的温度范围中进行焊 接，在布线衬底内的区域中有时发生焊接不良。 而且，在以往使用无铅焊锡的安装中，没有用于提高成品率的 一般手法，有必要对在每次发生问题时，追究问题发生的原因，采取 措施，结果，工艺开发的周期变长，效率差。 发明内容 本发明是为了解决使用无铅焊锡的电子电路安装布线衬底的工 艺设计和批量生产中的所述问题而提出的，其目的在于：使安装使用 不会引起环境问题的无铅焊锡的电子电路的安装布线衬底的制造工艺 设计和批量生产工艺的确立变得容易，并且在安装布线衬底的批量生 产过程中，提供防止由焊接不良的发生而引起的成品率下降的管理手 法。 第一发明是一种基于回流安装的安装布线衬底的制造方法，使 用无铅焊锡，其特征在于：依次执行以下步骤： 调查和确认搭载在所述安装布线衬底上的预定元件的元件调查 和确认步骤； 调查和确认所述安装布线衬底中使用的预定印刷电路板的印刷 电路板调查和确认步骤； 调查和确认在所述安装布线衬底的批量生产中使用的预定的批 量生产设备的批量生产设备调查和确认步骤； 根据在所述元件调查和确认步骤、所述印刷电路板调查和确认 步骤、所述批量生产设备调查和确认步骤中取得的信息，确定无铅焊 锡的组成，当无法确定适当的焊锡的组成时，执行采取从所搭载的预 定元件和所使用的预定印刷电路板的变更、所使用的批量生产设备的 改良、以及新批量生产设备的导入中选择的至少一个措施的对策步骤 后，从所述元件调查和确认步骤继续进行处理；而当能选择适当的焊 锡的组成时，判断为从下一步骤继续进行处理的焊锡组成确定步骤； 选定在所述回流焊接中使用的焊膏的焊膏选定和确认步骤； 将工艺条件优化的工艺条件优化步骤； 根据在所述工艺界限评价步骤中取得的评价，判定所述工艺界 限是否有实用性，当判断为没有实用性时，执行变更焊锡焊膏的焊锡 焊膏变更步骤后，从所述焊膏选定步骤继续进行处理；而当判断为所 述工艺界限有实用性时，判断为确立了无铅焊锡的基本工艺并从下一 步骤继续进行处理的基本工艺确立判断步骤； 使无铅焊锡的温度曲线最优化的温度曲线最优化步骤； 验证产品的产品验证步骤； 关于在所述产品验证步骤中取得的产品，研究是否发生焊接不 良，当发生焊接不良时，执行进行焊接工艺的改善的温度曲线改善步 骤后，从所述工艺条件优化步骤继续进行处理；而当未发生焊接不良 时，判断为从下一步骤继续进行处理的无铅化技术确立判断步骤； 进行批量生产性的验证的批量生产性验证步骤； 进行批量生产管理基准的制作和确认的批量生产管理基准制作 和确认步骤； 如果在所述批量生产性验证步骤和所述批量生产管理基准制作 和确认步骤中的任意一个步骤中发生障碍，就执行修正管理基准的管 理基准修正步骤后，回到所述批量生产性验证步骤并继续进行处理； 当在所述批量生产性验证步骤和所述批量生产管理基准制作和确认步 骤中的任意一个步骤中没有故障时，判断为批量生产开始或继续进行 的批量生产技术确立判断步骤。 在所述第一发明的基于回流安装的安装布线衬底的制造方法 中， 在所述焊锡组成确定步骤和所述焊膏选定和确认步骤之间执 行： 进行评价用安装衬底的试制的评价用安装衬底试制步骤； 评价在所述步骤中取得的安装衬底的外观的外观评价步骤； 评价焊接后的接合可靠性的焊接可靠性评价步骤； 在所述外观评价步骤和所述焊接可靠性评价步骤中，当无法取 得应该满足的结果时，执行所述对策步骤后，从所述元件调查和确认 步骤继续进行处理；而当在所述外观评价步骤和所述焊接可靠性评价 步骤中取得了应该满足的结果时，判断为把所选择的元件和所选择的 印刷电路板确定为标准规格并从下一步骤继续进行处理的元件和衬底 规格确定步骤。 第二发明是一种基于流程安装的安装布线衬底的制造方法，使 用无铅焊锡，其特征在于：依次执行以下步骤： 调查和确认搭载在所述安装布线衬底上的元件的元件调查和确 认步骤； 调查和确认所述安装布线衬底中使用的印刷电路板的印刷电路 板调查和确认步骤； 调查和确认在所述安装布线衬底的批量生产中使用的批量生产 设备的批量生产设备调查和确认步骤； 根据在所述元件调查和确认步骤、所述印刷电路板调查和确认 步骤、所述批量生产设备调查和确认步骤中取得的信息，确定无铅焊 锡的组成，当无法确定适当的焊锡的组成时，执行采取从所搭载的元 件和所使用的印刷电路板的变更、所使用的批量生产设备的改良、以 及新批量生产设备的导入中选择的至少一个措施的对策步骤后，从所 述元件调查和确认步骤继续进行处理；而当焊锡的组成适当时，判断 为从下一步骤继续进行处理的焊锡组成确定步骤； 调查和确认焊接中使用的焊剂的焊剂选定和确认步骤； 研究能否充分满足采用所述焊剂时的无铅焊锡的基本工艺，当 其结果为不能满足所述基本工艺时，执行变更所述焊剂的焊剂变更步 骤后，从所述焊剂调查和确认步骤继续进行处理；而当能满足所述焊 锡的基本工艺时，判断为没必要修正无铅焊锡的基本工艺并从下一步 骤继续进行处理的基本工艺确立判断步骤； 谋求温度条件等工艺界限评价和工艺条件的最优化的温度条件 最优化步骤； 进行产品验证的产品验证步骤； 当所述温度条件的最优化和所述产品验证的结果判断为对象产 品中的无铅化技术未确立时，执行改善在所述步骤中最优化的温度条 件的温度条件改善步骤后，从所述温度条件最优化步骤继续进行处 理；而当判断为确立了对象产品中的无铅化技术时，从下一步骤继续 进行处理的无铅化技术确立判断步骤； 进行批量生产性的验证的批量生产性验证步骤； 进行批量生产管理基准的制作和确认的批量生产管理基准制作 和确认的步骤； 如果在所述批量生产性验证步骤和所述批量生产管理基准制作 和确认的步骤中的任意一个步骤中产生障碍，就执行修正管理基准的 管理基准修正步骤后，回到所述批量生产性验证步骤并继续进行处 理；当所述批量生产性验证步骤和所述批量生产管理基准制作和确认 的步骤中的任意一个步骤中不存在障碍时，判断为批量生产开始或继 续进行的批量生产技术确立判断步骤。 在第二发明的基于流程安装的安装布线衬底的制造方法中，在 所述焊锡组成确定步骤和所述焊剂选定和确认步骤之间执行： 进行评价用安装衬底的试制的评价用安装衬底试制步骤； 评价在所述步骤中取得的安装衬底的外观的外观评价步骤； 评价所述评价用安装衬底试制步骤中取得的焊接的可靠性的焊 接可靠性评价步骤； 当在所述外观评价步骤和所述焊接可靠性评价步骤中，当无法 取得应该满足的结果时，执行所述对策步骤后，从所述元件调查和确 认步骤继续进行处理；而当在所述外观评价步骤和所述焊接可靠性评 价步骤中取得了应该满足的结果时，判断为把这些元件和衬底的规格 确定为标准规格并从下一步骤继续进行处理的元件和衬底规格确定步 骤。 第三发明是一种基于混合安装的安装布线衬底的制造方法，使 用无铅焊锡，其特征在于：依次执行以下步骤： 调查和确认搭载在所述安装布线衬底上的元件的元件调查和确 认步骤； 调查和确认所述安装布线衬底中使用的印刷电路板的印刷电路 板调查和确认步骤； 调查和确认预定在所述安装布线衬底的批量生产中使用的批量 生产设备的批量生产设备调查和确认步骤； 根据在所述元件调查和确认步骤、所述印刷电路板调查和确认 步骤、所述批量生产设备调查和确认步骤中取得的信息，确定无铅焊 锡的组成，当无法确定适当的焊锡的组成时，执行采取从所搭载的元 件和所使用的印刷电路板的变更、所使用的批量生产设备的改良、以 及新批量生产设备的导入中选择的至少一个措施的对策步骤后，从所 述元件调查和确认步骤继续进行处理；而当焊锡的组成适当时，判断 为从下一步骤继续进行处理的焊锡组成确定步骤； 选择所述焊接中使用的辅助材料的辅助材料选择和确认步骤； 求出适当的工艺条件的工艺条件优化步骤； 根据所述工艺条件优化步骤中取得的结果，判定该工艺的工艺 界限是否有实用性，当判断为没有实用性时，执行变更辅助材料的辅 助材料变更步骤后，从所述辅助材料选择和确认步骤继续进行处理； 而当判断为所述工艺界限有实用性时，判断为不需要变更无铅焊锡的 基本工艺并从下一步骤继续进行处理的基本工艺确立判断步骤； 使无铅焊锡的温度曲线最优化的温度曲线最优化步骤； 验证产品的产品验证步骤； 关于在所述产品验证步骤中取得的产品，研究是否发生焊接不 良，当发生焊接不良时，执行进行温度曲线的改善的温度曲线改善步 骤后，从所述温度曲线最优化步骤继续进行处理；而当未发生焊接不 良时，判断为从下一步骤继续进行处理的无铅化技术确立判断步骤； 进行批量生产性的验证的批量生产性验证步骤； 进行批量生产管理基准的制作和确认的批量生产管理基准制作 和确认步骤； 如果在所述批量生产性验证步骤和所述批量生产管理基准制作 和确认步骤中的任意一个步骤中发生障碍，就执行修正管理基准的管 理基准修正步骤后，回到所述批量生产性验证步骤并继续进行处理， 当在所述批量生产性验证步骤和所述批量生产管理基准制作和确认步 骤中的任意一个步骤中没有故障时，判断为批量生产继续进行的批量 生产技术确立判断步骤。 在所述第三发明的基于混合安装的安装布线衬底的制造方法 中，在所述焊锡组成确定步骤和所述辅助材料调查和确认步骤之间执 行： 进行评价用安装衬底的试制的评价用安装衬底试制步骤； 评价在所述步骤中取得的安装衬底的外观的外观评价步骤； 评价焊接后的接合可靠性的焊接可靠性评价步骤； 在所述外观评价步骤和所述焊接可靠性评价步骤中，当无法取 得应该满足的结果时，执行所述对策步骤后，从所述元件调查和确认 步骤继续进行处理；而当在所述外观评价步骤和所述焊接可靠性评价 步骤中取得了应该满足的结果时，判断为把所选择的元件和所选择的 印刷电路板确定为标准规格并从下一步骤继续进行处理的元件和衬底 规格确定步骤。 如上所述，本发明在进行安装了使用无铅焊锡的电子电路的回 流安装、流程安装或混合安装的布线衬底的制造方法中，通过定期地 实施所述发明的管理手法，预先防止焊接不良的发生，防止成品率下 降，并且在问题发生时，能提供通过最小限度的对策解决问题的管理 手法。在所述安装布线衬底的制造工艺设计中，不用强制进行试行错 误引起的问题的解决，能以最小限度的措施容易地实现最优化的工艺 设计。 附图说明 下面简要说明附图。 图1是表示基于回流安装的安装布线衬底的制造方法的流程 图。 图2是表示基于流程安装的安装布线衬底的制造方法的流程 图。 图3是表示基于混合安装的安装布线衬底的制造方法的流程 图。 具体实施方式 下面，参照流程图说明本发明的三个实施例。本发明是安装衬 底的制造方法，但是其特征的步骤在于安装衬底制造工艺的设计。在 以下的步骤中，“调查和确认”是指在工艺设计中，当未取得必要 的信息时，进行调查，通过实验和测定等取得必要的信息，当已经进 行制造，取得了必要的信息时，确认实施的状况。 [实施例1：回流安装] 下面，参照图1的流程图，说明本发明的与回流安装有关的布 线衬底的制造方法。在以下的说明中，说明采用基于回流安装的焊接 工艺的布线衬底的制造方法，但是该流程图的步骤再次研究进入批量 生产阶段的工艺，使焊接不良发生的原因的查明变得容易，能在提高 制造成品率时使用，但是在设计采用回流安装的安装布线衬底的制造 方法的制造工艺时，也能应用该流程图。 (s111：元件调查和确认步骤) 第一步骤(s111)是调查和确认预定在安装布线衬底上搭载或 使用的元件的步骤。在该步骤中，调查和确认元件的耐热条件(耐热 温度、耐热时间、耐回流次数)、引线和引线电镀材料、保管条件 (温度、湿度、期间等)。在该步骤中，元件的耐热体条件是从熔点 决定能在焊接步骤中使用的焊锡所必要的信息，此外，引线材料和电 镀材料在这些材料和特定的焊锡材料的组合中，存在使焊接可靠性下 降的组合，为能排除它的信息。 (s112：印刷电路板的调查和确认步骤) 该步骤(s112)是调查和确认印刷电路板的步骤。在该步骤 中，调查和确认印刷电路板中使用的基体材料的特性(电导率、玻化 温度、波松比、热膨胀率(面内方向和厚度方向)、电极的表面处理 种类的信息。根据基体材料的特性，能判断热传导率和热膨胀率，预 测焊接炉中的衬底表面温度、热膨胀引起的尺寸变化，取得对于焊接 可靠性的信息。此外，从表面处理的种类能预测焊锡的浸湿性。 (s113：批量生产设备调查和确认步骤) 该步骤(s113)是调查和确认批量生产设备的步骤。在该步骤 中，使用焊锡焊膏的印刷时的温度湿度及其变动范围、在步骤s112、 s113中取得的元件和衬底的参数，进行回流仿真，取得回流炉内的布 线衬底的面内温度曲线和炉内气氛的信息。根据这些信息，取得关于 能使用的焊锡焊膏的选择和能使用的焊锡材料熔点的判断基准。 (s114：焊锡组成决定步骤) 该步骤(s114)是决定无铅焊锡的组成的步骤。在该步骤中， 综合在所述元件调查和确认步骤、印刷电路板调查和确认步骤、批量 生产设备调查和确认步骤中掌握的所述信息，决定最适当的焊锡组 成。在决定该焊锡组成时，从材料和特性不同的多个焊锡组成，选择 具有在所述过程中研究的元件耐热温度以下的熔点，并且不会与电镀 材料或者电极材料等反应而生成不利于焊接的物质的材料。 在该步骤中，当未发现适合于所述条件的焊锡材料时，在以下 的对策步骤(s115)中，实施元件的变更、设备的改良或新设备的导 入等措施后，回到所述元件调查确认步骤(s111)，继续处理。 (s115：对策步骤) 该步骤(s115)是在未在所述焊锡组成决定步骤(s114)中发现 适合的焊锡组成时进行的步骤。在该步骤中，进行使用的元件的再研 究、印刷电路板的再研究、焊膏印刷机的改良、回流炉的改良或者更 适合的新设备的导入等，扩大焊锡材料的选择范围。该步骤结束后， 回到所述元件调查和确认步骤，继续处理。 (s121：评价用安装衬底制作步骤) 该步骤(s121)是制作评价用安装衬底的步骤。在该步骤中， 使用由所述焊锡组成决定步骤之前决定的使用元件、使用的印刷电路 板、使用的批量生产设备、决定的焊锡材料，制作安装布线衬底的步 骤。 该步骤中试制的安装布线衬底没必要忠实地再现批量生产时的 电子电路，但是希望制作尽可能接近实际的安装布线衬底的衬底。此 外，为了评价焊接可靠性，作为比较例，希望也使用以往的Sn-Pb焊 锡焊膏，试制焊接衬底。与此同时，调查几个元件主体、几个元件的 铅、衬底表面内的几个焊接部位的温度曲线。关于元件，特别希望调 查QFP(Quad Flat Package)。 (s122：外观评价步骤) 该步骤(s122)是评价所述步骤中试制的安装衬底的外观的步 骤。在该步骤中，观察焊接部的外观，确认焊锡的浸湿状态、焊锡表 面的凹凸状态、焊锡桥发生的状态、未熔化焊锡的存在等。在该步骤 中，取得焊接可靠性的初始评价数据。 (s123：焊接可靠性评价步骤) 该步骤(s123)是评价焊接的可靠性的步骤。在该步骤中，使 用在所述评价用安装衬底制作步骤中试制的安装衬底，进行温度周期 实验、高温放置实验等加速恶化试验，测定焊接强度，评价焊接的可 靠性。同时，加上在所述外观评价步骤中取得的信息，判断焊接可靠 性。 (s124：元件和衬底的规格决定步骤) 该步骤(s124)是根据所述外观评价步骤和所述焊接可靠性评 价步骤中取得的信息，判断是否取得与以往的Sn-Pb焊锡同等或以上 的外观状态和焊接强度，当满足所需的条件时，把所述元件衬底决定 为标准规格的步骤。 在该步骤中，当判断为外观和接合强度不充分时，回到所述对 策步骤，进行元件的变更、设备的改良、新设备的导入等措施，从元 件调查和确认步骤继续处理。 须指出的是，从所述步骤s121到步骤s124的步骤并不一定必 要，但是当新开始批量生产工艺时，或在想彻底改善已经存在的工艺 时实施，能确立制造工艺，从而在早期就取得好的成品率。 (s131：焊膏选定和确认步骤) 该步骤(s131)是选定或确认焊锡焊膏的步骤。该步骤是因为 回流安装中的焊剂成分与以往的Sn-Pb焊锡不同，所以选择最佳的焊 膏材料的步骤。通常，焊锡焊膏通过印刷而应用到布线衬底的所需部 位，所以印刷性能特别重要，关于水溶液电阻、扩散性、焊锡球、迁 移、印刷性、定位焊等的特性，确认对于在步骤s124中决定的规格 的适合，决定最佳的焊锡焊膏。 (s132：工艺条件适合化步骤) 该步骤(s132)是评价工艺界限，使其适合的步骤。在该步骤 中，作为工艺条件，使回流峰温度、熔化时间、预热温度和时间、氧 浓度的范围等条件适合，没必要调整全部，有必要根据实验计划法， 发现对各种工艺条件内最对安装质量造成影响的工艺条件，作为该工 艺条件，决定最适合的条件并进行管理。 (s133：基本工艺确立判断步骤) 该步骤(s133)判定到所述步骤为止决定的无铅焊锡的基本工 艺是否为能充分满足的结果，当不满足时，即在适合条件的焊接步骤 中多次发生不良时，为了变更焊锡焊膏，所以回到焊膏选定步骤 (s134)中，继续处理。而当作为基本工艺取得了能满足的结果时， 作为确立了无铅焊锡的基本工艺，从下一步骤s141：温度曲线最优化 步骤继续处理。这时的判断基准因为焊锡焊膏性能具有与以往的Sn-Pb焊锡同等的性能，所以这时如果根据此前的工艺决定焊锡组成， 则即使返回到焊锡组成，在原则上也不会发现其他适当的组成，所以 作为步骤s134的匹配，有时新的焊剂材料的开发成为必要。 (s134：焊锡焊膏变更步骤) 该步骤(s134)是如果在所述步骤(s133)中发生焊接不良等，判 断为焊锡焊膏为不适合时，就变更焊锡焊膏的步骤。在该步骤中，根 据在所述焊膏选定步骤(s131)中收集的焊膏的数据，选择代替的焊 锡焊膏，也可以收集其他焊锡焊膏的信息，选定焊锡焊膏。此外，也 能根据实验改良焊锡焊膏。 (s141：温度曲线最优化步骤) 该步骤s141是决定无铅焊锡的温度曲线的步骤。该步骤是根据 此前的步骤中决定的工艺条件，使用批量生产设备实施焊接步骤时， 一边把用焊锡安装了实际使用的元件的衬底通过，一边使回流炉内的 温度即回流温度的曲线最优化，决定使回流温度不超过耐热温度低的 元件的耐热温度，在热容量大的元件的附近，焊接部的温度不变为焊 接的下限温度以下的温度曲线的步骤。 (s142：产品验证步骤) 该步骤(s142)是验证产品的步骤。在该步骤中，关于用批量 生产设备制造的布线衬底，实施产品的可靠性实验即温度周期实验、 高温放置实验、振动实验等，评价搭载在该布线衬底上的电子电路是 否进行给定的动作，主要研究焊接部的机械可靠性、产品功能的可靠 性。作为评价的尺度，能把以往的Sn-Pb焊锡作为标准进行评价。 (s143：无铅化技术确立步骤) 该步骤(s143)是判断对象产品的无铅化技术是否已经确立的 步骤。即在该步骤中，研究所述产品验证步骤中作为产品是否取得了 能充分满足的(s143)，在该过程中，当未取得充分满足的产品时， 为了进行改善，实施后面描述的工艺改善步骤(s144)，而当在步骤 s143中，作为产品能取得满足的时，从下一步骤s151：批量生产验 证步骤继续处理。 该步骤中的判定基准为产品衬底满足可靠性保证条件、生产线 的步骤能力(安装质量、成品率、修正工作量等)变为判断材料。此 外，希望就焊接部的机械可靠性(接合强度、接合部的裂纹损伤、接 合面的组织)加以评价。 (s144：温度曲线改善步骤) 该步骤(s144)是当在前面的步骤中，关于对象产品未取得能 充分满足的产品时，进行回流温度曲线的改善的步骤。如果根据本发 明的工艺决定条件，则关于此前决定的其他工艺条件没有变更的余 地，所以该步骤中实施的工艺改善停留在所述工艺条件的最优化步骤 (s141)中变更的条件。 (s151：批量生产性验证步骤) 该步骤(s151)是进行批量生产的验证的步骤。在该步骤中， 评价用到所述步骤为止决定的条件使工艺运转时的工艺条件的稳定 性，最终确认。该稳定性确认把多个衬底按此前决定的工艺条件实际 焊接时，该工艺条件的变动少，此外，实际产品的质量稳定。在该步 骤中，印刷步骤、装配步骤、回流步骤中，抽取安装衬底进行检查。 须指出的是，关于回流后的安装衬底，进行全数检查。 (s152：批量生产管理基准制作和确认步骤) 该步骤(s152)是进行批量生产管理基准的生成和重新估价的 步骤。在该步骤中，在本发明的无铅焊锡工艺中，与以往的Sn-Pb焊 锡工艺比较，印刷步骤和回流步骤的管理条件大不相同，具体而言， 关于焊膏的保管、印刷步骤的连续使用时间、放置时间等条件、回流 步骤的回流温度曲线、气氛条件、安装质量等条件，进行管理基准的 生成和重新估价。 (s153：批量生产技术确立判断步骤) 如果在所述批量生产性验证步骤、批量生产管理基准生成步骤 的任意一个步骤中产生障碍，即该工艺不满足作为目标的步骤能力或 焊接不良率时，或随着批量生产的时间的经过，步骤能力或焊接不良 率大幅度变动时，重新估价管理基准(s154)，回到步骤s151，从批 量生产性的研究重新开始。而当判断为批量生产技术完成时，开始批 量生产。 (s154：管理基准修正步骤) 该步骤(s154)是当在所述步骤(s153)的批量生产性验证中发 生问题时，重新估价在所述步骤s152中生成的批量生产管理基准， 修正不恰当的地方的步骤。 在本实施例中，通过执行所述步骤，关于采用回流安装的安装 衬底的制造方法，损害批量生产性的问题的发现和原因的掌握成为可 能，能进行成品率高的布线衬底的制造。此外，根据本工艺，即使回 流安装中的制造工艺中发生焊接的问题，也能通过最小限度的改善， 谋求问题的解决，能提供作业性高的制造工艺。须指出的是，当 s124、s134、s144不能解决问题时，有必要返回到元件或衬底的设 计，再次从设计开始。 [实施例2：流程安装] 参照图2的流程图说明发明的与流程安装有关的布线衬底的制 造方法。在以下的说明中，说明采用基于流程安装的焊接工艺的布线 衬底的制造方法，但是该流程图的步骤再次研究进入批量生产阶段的 工艺，使焊接不良发生的原因的查明变得容易，能在提高制造成品率 时使用，但是与所述实施例1同样，在设计采用流程安装的安装布线 衬底的制造方法的制造工艺时，也能应用该流程图。 (s211：元件调查和确认步骤) 第一步骤(s211)是调查和确认预定在安装布线衬底上搭载或 使用的元件的步骤。在该步骤中，调查和确认元件的耐热条件(耐热 温度、耐热时间、耐流程次数)、引线和引线电镀材料、保管条件 (温度、湿度、期间等)。在该步骤中，元件的耐热体条件是从熔点 决定能在焊接步骤中使用的焊锡所必要的信息，此外，引线材料和电 镀材料在这些材料和特定的焊锡材料的组合中，存在使焊接可靠性下 降的组合，为能排除它的信息。 (s212：印刷电路板的调查和确认步骤) 该步骤(s212)是调查和确认印刷电路板的步骤。在该步骤 中，调查和确认印刷电路板中使用的基体材料的特性(电导率、玻化 温度、波松比、热膨胀率(面内方向和厚度方向))、电极的表面处 理的信息。根据基体材料的特性，能判断热传导率和热膨胀率，预测 焊接炉中的衬底表面温度、热膨胀引起的尺寸变化，取得对于焊接可 靠性的信息。此外，从表面处理的种类不仅能预测焊锡的浸湿性，而 且在焊接步骤中能把握有可能从基体材料中析出的元素，能预测焊锡 炉的组成变化。 (s213：批量生产设备调查和确认步骤) 该步骤(s213)是调查和确认批量生产设备的步骤。在该步骤 中，无铅焊锡一般熔点高，此外适当的焊接温度的允许范围窄，所以 需要比Sn-Pb焊接工艺更严密的温度管理。此外，无铅焊锡与Sn-Pb焊锡相比，浸湿性或流动性差，所以在存在通孔的衬底中，有必要确 认焊锡材料对通孔内部的填充状况。因此，使用浸渍测定器、表面温 度计、热电偶等，测定焊锡槽的浸渍温度，调查焊锡的喷流形状、波 的高度、喷嘴的平行度等。 (s214：焊锡组成决定步骤) 该步骤(s214)是决定无铅焊锡的组成的步骤。在该步骤中， 根据使用的元件的耐热温度和焊锡槽的浸渍温度，从另外准备的无铅 焊锡的焊接温度信息决定采用的无铅焊锡的组成。 (s215：对策步骤) 当在步骤(s214)中无法决定无铅焊锡的组成时，经过采取使 用的元件的再研究、印刷电路板的再研究、流程槽的再研究、设备的 改良、新设备的导入等措施的步骤(s215)，回到元件调查和确认步 骤(s211)，再度继续元件的调查确认。 (s221：评价用安装衬底制作步骤) 该步骤(s221)是制作评价用安装衬底的步骤。该步骤是使用 由所述焊锡组成决定步骤之前决定的使用元件、使用的印刷电路板、 使用的批量生产设备、决定的焊锡材料，制作安装布线衬底的步骤。 该步骤中试制的安装布线衬底没必要忠实地再现批量生产时的 电子电路，但是希望制作尽可能接近实际的安装布线衬底的衬底。此 外，为了评价焊接可靠性，作为比较例，希望也使用以往的Sn-Pb焊 锡焊膏，试制焊接衬底。 (s222：外观评价步骤) 该步骤(s222)是评价所述步骤中试制的安装衬底的外观的步 骤。在该步骤中，观察焊接部的外观，确认焊锡光泽度、焊锡的浸湿 状态、焊锡表面的凹凸状态、焊锡桥发生的状态、未熔化焊锡焊膏的 存在等。在该步骤中，取得焊接可靠性的初始评价数据。 (s223：焊接可靠性评价步骤) 该步骤(s223)是评价焊接的可靠性的步骤。在该步骤中，使 用在所述评价用安装衬底制作步骤中试制的安装衬底，进行温度周期 实验、高温放置实验等加速恶化试验，测定焊接强度，评价焊接的可 靠性。 同时，加上在所述外观评价步骤中取得的信息，判断焊接可靠 性。 (s224：元件和衬底的规格决定步骤) 接着，如果根据这些评价取得了充分的结果，就把这些元件和 衬底的规格决定为标准规格，从下一步骤s231：焊剂选定和确认步骤 继续处理。当在到s223为止的阶段的评价中未取得充分的结果时， 回到s215：对策步骤，采取元件的变更、设备的改良、新设备的导入 等措施，从s211的元件的调查和确认步骤再度执行各步骤。 须指出的是，从所述步骤s221到步骤s224的步骤并不一定必 要，当新开始批量生产工艺时，或在想彻底改善已经存在的工艺时实 施，能确立制造工艺，从而在早期就取得好的成品率。 (s231：焊剂选定和确认步骤) 该步骤(s231)是选定焊锡中使用的焊剂的步骤。在无铅焊锡 中，对于衬底电极或元件引线的浸湿性、焊锡的表面张力与Sn-Pb焊 锡不同，所以有必要选定无铅焊锡专用的焊剂。此外，为了使该焊剂 的浸湿性好，增加卤素或有机酸，一并把握焊剂残渣引起的对接合部 的影响的有无。 (s232：基本工艺确立步骤) 该步骤(s232)判定无铅焊锡的基本工艺是否为能充分满足的 结果，当不能满足时，变更焊剂(s233)。而如果作为基本工艺取得 了能满足的结果，作为确立了无铅焊锡的基本工艺，从下一步骤 s241：温度条件最优化步骤继续处理。在该步骤(s232)中成为判断 基准的是与使用以往的Sn-Pb焊锡安装时的安装质量水平的比较判 断，当明显比Sn-Pb焊锡的安装质量差时，变更所述的焊剂。 (s233：焊剂变更步骤) 该步骤(s233)是当在所述步骤中评价的基本工艺不能满足 时，变更焊剂的步骤。 (s241：温度条件最佳化步骤) 该步骤(s241)是谋求温度条件等的工艺界限评价和工艺条件 的最佳化的步骤。抽出对使用无铅焊锡时的安装质量造成影响的要 因，把它最佳化。具体而言，调查预热温度、焊锡浴温度、传送带速 度等要因和安装质量的相关，把各要因最佳化，并且进行焊剂的涂敷 量、氧浓度的适合化。重点研究在后面的步骤中难以修复的树脂材料 的热变形、通孔内的焊锡涂敷不足等。 (s242：产品验证步骤) 该步骤(s242)是验证产品的步骤。关于根据到所述步骤为止 而决定的规格制造的安装衬底，进行接合部的可靠性实验和产品性能 实验。特别希望实施温度周期实验、高温环境下的振动实验等。把这 些实验数据与以往的Sn-Pb焊锡比较评价。 (s243：无铅化技术确立判断步骤) 当所述步骤的安装衬底的评价和验证结果未判断为已经确立了 对象产品的无铅化技术时，进入工艺改善步骤(s244)后，从s241 的工艺界限的评价和工艺条件的最佳化步骤重新开始。而当在s243： 无铅化技术确立判断步骤中判断为已经确立了对象产品的无铅化技术 时，从下一步骤s251：批量生产性验证步骤继续处理。 (s244：温度条件改善步骤) 该步骤(s244)是当在所述步骤s243中判断为安装衬底的评价 不充分时，进行温度条件的改善的步骤。该工艺改善关于s241中进 行工艺条件最优化的条件进行。即关于预热温度、焊锡浴温度、传送 带速度等条件再进行研究，进行产品验证步骤s243中判断为不充分 的部分的改善。接着该步骤，再度从工艺界限评价和工艺条件的最优 化步骤继续处理。 (s251：批量生产性验证步骤) 该步骤(s251)是进行批量生产性的验证的步骤。在该步骤 中，评价用到所述步骤为止决定的条件使工艺运转时的工艺条件的稳 定性，最终确认。在该步骤中，确认焊锡浴温度、预热温度、焊剂比 重等工艺条件的稳定性、安装产品的质量稳定。 具体而言，全数检查流程安装后的布线衬底，测定从作业开始 到结束时的焊锡浴温度曲线或氧浓度，把握工艺条件的变动。 (s252：批量生产管理基准制作和确认步骤) 该步骤(s252)是进行批量生产管理基准的生成和重新估价确 认的步骤。在该步骤中，关于焊锡浴温度、预热温度、传送带温度、 气氛条件、焊剂涂敷条件等的点，生成管理基准并重新估价。此外， 在批量生产时，从元件析出铅、铜等元素，焊锡浴的组成变化，所以 定期分析焊锡浴的组成，明确组成变动和安装质量的关系，生成管理 基准，或者进行重新估价。 (s253：批量生产技术确立判断步骤) 该步骤(s253)是以根据到所述步骤为止决定的工艺条件进行 批量生产时的步骤能力、焊接不良率满足给定的基准和这些评价基准 不大幅度变动为中心进行研究。如果这些方面发生障碍，就重新估价 管理基准(步骤s254)，回到步骤s251，从批量生产性的研究重新 开始。而当判断为完成了批量生产技术时，开始或继续批量生产。 (s254：管理基准修正步骤) 该步骤(s254)是当在所述步骤s253中判断是否确立了批量生 产技术的结果是判断为满足给定的基准时，关于所述步骤s252中制 作和重新估价的管理基准进行重新估价的步骤。而且，根据进行重新 估价的管理基准，再度回到批量生产性的验证步骤s251，继续处理。 在本实施例中，通过执行所述步骤，关于采用流程安装的安装 衬底的制造方法，损害批量生产性的问题的发现和原因的掌握成为可 能，能进行成品率高的布线衬底的制造。此外，根据本工艺，即使流 程安装中的制造工艺中发生焊接的问题，也能通过最小限度的改善， 谋求问题的解决，能提供作业性高的制造工艺。 [实施例3：混合安装] 参照图3的流程图说明发明的与混合安装有关的布线衬底的制 造方法。在以下的说明中，说明采用基于混合安装的焊接工艺的布线 衬底的制造方法，但是该流程图的步骤再次研究进入批量生产阶段的 工艺，使焊接不良发生的原因的查明变得容易，能在提高制造成品率 时使用，但是在设计采用混合安装的安装布线衬底的制造方法的制造 工艺时，也能应用该流程图。 (s311：元件调查和确认步骤) 第一步骤(s311)是调查和确认预定在安装布线衬底上搭载或 使用的元件的步骤。在该步骤中，调查和确认元件的耐热条件(耐热 温度、耐热时间、耐流程或回流次数)、引线和引线电镀材料、保管 条件(温度、湿度、期间等)。在该步骤中，元件的耐热体是从熔点 决定能在焊接步骤中使用的焊锡所必要的信息，此外，引线材料和电 镀材料在这些材料和特定的焊锡材料的组合中，存在使焊接可靠性下 降的组合，为能排除它的信息。 (s312：印刷电路板的调查和确认步骤) 该步骤(s312)是调查和确认印刷电路板的步骤。在该步骤 中，调查和确认印刷电路板中使用的基体材料的特性(电导率、玻化 温度、波松比、热膨胀率(面内方向和厚度方向))、电极的表面处 理种类的信息。根据基体材料的特性，能判断热传导率和热膨胀率， 预测焊接炉中的衬底表面温度、热膨胀引起的尺寸变化，取得对于焊 接可靠性的信息。此外，从表面处理的信息不仅能预测焊锡的浸湿 性，而且在焊接步骤中能把握有可能从基体材料中析出的元素，能预 测焊锡槽的组成变化。 (s313：批量生产设备调查和确认步骤) 该步骤(s313)是调查和确认批量生产设备的步骤。在该步骤 中，取得关于焊锡焊膏的印刷机而预测的温度湿度、回流炉中的温度 曲线信息。这些信息取得关于能使用的焊锡焊膏的选择、能使用的焊 锡材料的熔点的判断基准。 (s314：焊锡组成决定步骤) 该步骤(s314)是决定无铅焊锡的组成的步骤。在该步骤中， 综合在所述元件调查和确认步骤(s311)、印刷电路板调查和确认步 骤(s312)、批量生产设备调查和确认步骤(s313)中掌握的所述信 息，决定最适合的焊锡组成。在该焊锡组成的决定中，从材料和特性 不同的多种焊锡组成选择具有所述过程中研究的元件耐热温度以下的 熔点，并且不会与引线材料、电镀材料或者电极等反应生成不良物质 的材料。 在该步骤中，当未发现适合于所述条件的材料时，在接着的对 策步骤(s315)中实施构件的变更、设备的改良或者新设备的导入等 措施后，回到所述元件调查和确认步骤(s311)，继续处理。 (s315：对策步骤) 该步骤(s315是在所述焊锡组成决定步骤中未发现适当的焊锡 组成时进行的对策步骤。在该步骤中，进行使用的元件的再研究、印 刷电路板的再研究、焊膏印刷机的改良、回流炉和流程炉的改良、或 者进行适当的新设备的导入等，扩大焊锡材料的选择范围。该步骤结 束后，回到所述元件调查、确认步骤(s311)，继续处理。 (s321：评价用安装衬底制作步骤) 该步骤(s321)是试制评价用安装衬底的步骤。该步骤是使用 由所述焊锡组成决定步骤之前决定的使用元件、使用的印刷电路板、 使用的批量生产设备、决定的焊锡材料，制作安装布线衬底的步骤。 从该步骤到后面描述的元件和衬底的规格决定步骤(s324)的步骤即 使不采用，也对工艺设计、批量生产没有障碍，但是通过经过这些步 骤，能谋求更可靠的工艺设计和批量生产。 用该步骤制作的安装布线衬底没必要忠实地再现批量生产时的 电子电路，但是希望制作尽可能接近实际的安装布线衬底的衬底。此 外，为了评价焊接可靠性，作为比较例，希望也使用以往的Sn-Pb焊 锡焊膏，试制焊接衬底。 (s322：外观评价步骤) 该步骤(s322)是评价所述步骤中试制的安装衬底的外观的步 骤。在该步骤中，观察焊接部的外观，确认焊锡的浸湿状态、焊锡表 面的凹凸状态、焊锡桥发生的状态、未熔化焊锡的存在等。在该步骤 中，关于回流安装元件的再熔化剥落的有无，需要严密进行检查。在 该步骤中，取得焊接可靠性的评价数据。 (s323：焊接可靠性评价步骤) 该步骤(s323)是评价焊接的可靠性的步骤。在该步骤中，使 用在所述评价用安装衬底制作步骤中试制的安装衬底，进行温度周期 实验、高温放置实验等加速恶化试验，测定焊接强度，评价焊接的可 靠性。 (s324：元件和衬底的规格决定步骤) 该步骤(s324)是根据所述外观评价步骤(s322)和所述焊接可 靠性评价步骤(s323)中取得的信息，判断是否取得与以往的Sn-Pb焊 锡同等外观状态和焊接强度，当满足所需的条件时，把所述元件衬底 决定为标准规格的步骤。 在该步骤中，当判断为外观和接合强度不充分时，回到所述对 策步骤(s315)，进行元件的变更、设备的改良、新设备的导入等措 施，从所述元件调查和确认步骤(s311)继续处理。 须指出的是，从所述步骤s321到步骤s324的步骤并不一定总必 要，但是当新开始批量生产工艺时，或在想彻底改善已经存在的工艺 时实施，能确立制造工艺，从而在早期就取得好的成品率。 (s331：辅助材料选定和确认步骤) 该步骤(s331)是选定焊锡中使用的焊膏或焊剂等辅助材料的 规格的步骤。使用无铅焊锡的焊接作业中的焊膏成分或焊剂成分与以 往的Sn-Pb焊锡不同，所以有必要选定最佳的焊膏材料或焊剂材料。 为了选定焊锡中使用的焊膏材料，通常焊锡焊膏通过印刷应用 在布线衬底的所需地方，所以印刷性能特别重要，关于水溶液电阻、 扩散性、焊锡球、迁移、印刷性、定位焊等的特性，评价焊锡焊膏， 决定最佳的焊锡高。此外，当选定焊锡中使用的焊剂时，在无铅焊锡 中，对衬底电极或元件引线的浸湿性、焊锡的表面张力等与Sn-Pb焊 锡不同，所以有必要选定无铅焊锡专用的焊剂。此外，为了使该焊剂 的浸湿性好，有必要增加卤素或有机酸，一并把握焊剂残渣引起的对 接合部的影响的有无。 (s332：工艺条件适合化步骤) 该步骤(s332)是发现适合的工艺条件，决定并管理的步骤。 在该步骤中，以回流安装用焊锡焊膏的工艺条件的适合化为中心进 行。关于流程安装，再熔化引起的焊锡剥落的防止和焊锡材料对通孔 的填充是相反的关系，所以希望在后面描述的回流温度曲线最佳化步 骤(s341)中进行。作为该工艺条件，有回流峰温度、熔化时间、预 热温度和时间、氧浓度的范围等条件。 (s333：基本工艺确立判断步骤) 在该步骤(s333)中，判定到所述步骤为止决定的无铅焊锡的 基本工艺是否为能充分满足的结果，当不能满足时，变更辅助材料 (s334)，而当作为基本工艺取得了能满足的结果时，作为确立了无 铅焊锡的基本工艺，进入下一步骤。 (s341：温度曲线最优化步骤) 该步骤s341是使无铅焊锡的工艺条件即温度曲线的最佳化的步 骤。该步骤是根据此前的步骤中决定的工艺条件，使用批量生产设备 实施焊接步骤时，使回流温度的曲线最佳化，确认使回流温度不超过 耐热温度低的元件的耐热温度，在热容量大的元件的附近，焊接部的 温度不变为焊接的下限温度以下，决定最佳的温度曲线，把握回流槽 的预热温度、焊锡浴温度、传送带速度等要因和安装质量的相关、焊 剂涂敷量和氧浓度的适当范围的步骤。 (s342：产品验证步骤) 该步骤(s342)是验证产品的步骤。在该步骤中，关于用批量 生产设备制造的布线衬底，实施产品的可靠性实验即温度周期实验、 高温放置实验、振动实验等，评价搭载在该布线衬底上的电子电路是 否进行给定的动作，主要研究焊接部的机械可靠性、产品功能的可靠 性。作为评价的尺度，能把以往的Sn-Pb焊锡作为标准进行评价。 (s343：无铅化技术确立步骤) 该步骤(s343)是判断所述产品验证步骤(s342)中是否取得了能 充分满足的产品，在该步骤中，当未取得充分满足的产品时，进行温 度曲线的改善(s344)。而当在s343：无铅化技术确立步骤中能取得 满足的产品时，从下一步骤s351：批量生产性验证步骤继续处理。 (s351：批量生产性验证步骤) 该步骤(s351)是进行批量生产性验证的步骤。在该步骤中，评价 用到所述步骤为止决定的条件使工艺运转时的工艺条件的稳定性，最 终确认。该稳定性确认工艺条件的变动少，此外，实际产品的质量稳 定。在该步骤中，在回流安装步骤后，关于回流后的安装衬底，进行 全数检查。 (s352：批量生产管理基准制作和确认步骤) 该步骤(s352)是进行批量生产管理基准的生成和重新确认的 步骤。在该步骤中，在本发明的无铅焊锡工艺中，与以往的Sn-Pb焊 锡工艺比较，印刷步骤和回流步骤的管理条件大不相同，以这些为中 心生成或重新估价管理基准是重要的。具体而言，关于焊膏的保管、 印刷步骤的连续使用时间、放置时间等条件、或者回流步骤的回流温 度曲线、气氛条件、安装质量等条件、流程步骤的焊锡浴温度、预热 温度、传送带速度、气氛条件、焊剂涂敷条件等点，生成管理基准和 重新估价。此外，在批量生产时，因为从元件析出铅、铜等元素，所 以焊锡浴的组成变化，所以定期分析焊锡浴组成，明确组成变动和安 装质量的关系，制作管理基准，或者重新估价。 (s353：批量生产技术确立判断步骤) 本步骤(s353)以根据到所述步骤为止决定的工艺条件进行批 量生产时的不中能力或焊接不良率满足给定的基准、这些评价基准不 大幅度变动为中心，进行研究。如果判断为在这些方面产生了障碍， 就重新估价管理基准(s354)，回到步骤s351：批量生产性验证步 骤，从批量生产性的研究重新开始。而当判断为批量生产技术完成 时，开始或继续批量生产。 (s354：管理基准修正步骤) 是把在前一步骤(s353)中判断为有必要修正的管理基准修改 为适当的基准，然后，继续执行s351的批量生产性验证步骤以下的 步骤。 在本实施例中，通过执行所述步骤，关于采用混合安装的安装 衬底的制造方法，损害批量生产性的问题的发现和原因的掌握成为可 能，能进行成品率高的布线衬底的制造。此外，根据本工艺，即使回 流安装中的制造工艺中发生焊接的问题，也能通过最小限度的改善， 谋求问题的解决，能提供作业性高的制造工艺。 根据本发明，使用不引起环境问题的无铅焊锡的电子电路安装 布线衬底的制造工艺的设计变得容易，并且在批量生产过程中，放置 焊接不良的发生引起的制造成品率的下降，能快速建立生产线。