JP2002120091A - ハンダ合金超微粒子の製造方法及びハンダペーストの製造方法 - Google Patents
ハンダ合金超微粒子の製造方法及びハンダペーストの製造方法Info
- Publication number
- JP2002120091A JP2002120091A JP2000313634A JP2000313634A JP2002120091A JP 2002120091 A JP2002120091 A JP 2002120091A JP 2000313634 A JP2000313634 A JP 2000313634A JP 2000313634 A JP2000313634 A JP 2000313634A JP 2002120091 A JP2002120091 A JP 2002120091A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solder alloy
- ultrafine
- resistant belt
- transport position
- particles
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Abstract
能とし、その量産性を高める。 【解決手段】 エンドレスの絶縁耐熱性ベルト上にハン
ダ合金成分を構成する所定種類の金属の島状の蒸着薄層
を積層し、その積層に帯電させ、加熱溶融し、その後に
帯電を除去し絶縁耐熱性ベルトから剥離しハンダ合金超
微粒子を回収する。
Description
能な鉛フリー(無鉛)のハンダ合金超微粒子の製造方法
及びハンダペーストの製造方法に関するものである。
フロー式がある。リフロー方式は、一般にハンダ合金粒
子とフラックスを混合したペースト状のものを塗布加熱
してハンダ接合するものである。フロー方式は、ハンダ
溶融槽で溶解したハンダを噴流させるなどして利用する
ものである。これらのハンダ付け方式に応じて、またハ
ンダ付けを行う電子部品の種類や要求される製品の信頼
性等に応じて、使用されるハンダ合金は種々異なってい
る。
点が低く、ハンダ付け時の加熱温度が低く、実装基板や
電子部品等に熱的悪影響を与えないものが主流である。
その金属成分は例えばSn60/Pb40やSn70/
Pb30などで、融点は183℃〜193℃前後であ
り、比較的低い温度でのハンダ付けが可能である。
ら、産業界に対し鉛を用いない鉛フリーのハンダ合金が
要求され、実用化が図られている。例えば、Sn96.
5/Ag3.5などのように融点が221℃前後のS
n、Agなどを主成分とした合金がある。
上記したSn/Pb系ハンダ合金と比較して融点が40
℃前後も高く、その分ハンダ付け温度を高くする必要が
あり、実装基板や電子部品に与える熱的悪影響が懸念さ
れる場合があった。また、ハンダ付け温度が高くなる
と、ハンダ付け時の電子部品や実装基板配線の酸化防止
の観点から、雰囲気ガスの制御がより厳格になる。
として、ハンダ合金の成分は変えないで、ハンダ合金を
超微粒子化して融点を下げるという工夫が考えられた。
一般的にハンダペースト中に混合されペースト状で実装
基板の接合部に塗布されるタイプのハンダ合金の粒子径
は数μm〜数10μm程度であるが、超微粒子化して融
点を下げる場合にはこれより更に微細化される。
分子にいたる前にもとの固体とは異なる性質を示すこと
が判明しており、粒径が2nm〜800nm程度の超微
粒子になると、固体としての性質と異なる性質になるこ
とが判明している。すなわち、表面積が体積に比べて大
きくなり、材料の表面状態がその性質に大きな影響を与
えることとなって、その性質は表面積の小さな従来の粒
径の大きな材料と著しく異なってくる(表面効果)。ま
た、小さな材料内にある電子は、そこから出られなくな
るため3次元方向の空間を自由に動き回れなくなり、電
子のエネルギーが連続ではなくなって、そのエネルギー
が領域のサイズとともに変化することが知られている
(量子サイズ効果)。
充填密度が高くよりコンパクトになるように原子の配列
が変化して結晶構造に変化が生じ、材料の性質も固体と
は異なることになる。そして、金属の超微粒子では、バ
ルクな物質よりもその融点が低下し、しかもその融点は
サイズが小さくなるほど低下することが多くの金属で確
認されている。
は、従来では、金属塩溶液の加水分解による方法、金属
アルコキシドをアルコール中で加水分解する方法、金属
塩溶液の酸化還元による方法、金属化合物の分解反応を
利用する方法などのように反応相を液相として合成する
方法や、エアロゾル法などのように反応相を気相として
合成する方法が知られている。
うな相反応を液相として合成したり、気相として合成す
る手法はその処理が複雑であるばかりか、連続的な製造
方法とすることができず、量産性に欠けていた。
されたもので、その目的は、容易かつ連続的に所望の組
成の超微粒子を製造することができ、量産性を実現でき
るようにした鉛フリーのハンダ合金超微粒子の製造方法
及びこれを利用したハンダペーストの製造方法を提供す
ることである。
に、本発明のハンダ合金超微粒子の製造方法は、間欠的
に一定方向に搬送される絶縁耐熱性ベルト上に第1搬送
位置でハンダ合金成分を構成する所定種類の金属の薄層
を1つの島状に積層する第1工程と、上記絶縁耐熱性ベ
ルトの第2搬送位置で上記積層及び上記絶縁耐熱性ベル
トの上記積層部分を帯電させる第2工程と、上記絶縁耐
熱性ベルトの第3搬送位置で上記積層を加熱溶融して溶
融ハンダ合金超微粒子を生成する第3工程と、上記絶縁
耐熱性ベルトの第4搬送位置で上記溶融ハンダ合金超微
粒子の静電気を除去し上記絶縁耐熱性ベルトから剥離し
てハンダ合金超微粒子を形成する第4工程と、上記絶縁
耐熱性ベルトの第5搬送位置で上記ハンダ合金超微粒子
を回収する第5工程と、を有するよう構成した。
ハンダ合金超微粒子を構成する所定種類の金属が、A
g、Sn、Cu、Bi、In、Sbの内から選択した2
以上の組み合わせから成るよう構成した。
て、上記絶縁耐熱性ベルトに代えて絶縁耐熱性平板を使
用し、該絶縁耐熱性平板を前記第1搬送位置に搬送して
前記第1工程を、前記第2搬送位置に搬送して前記第2
工程を、前記第3搬送位置に搬送して前記第3工程を、
前記第4搬送位置に搬送して前記第4工程を、前記第5
搬送位置に搬送して前記第5工程を順次処理するよう構
成した。
は、第1乃至第3の発明のいずれか1つの発明におい
て、請求項1乃至3のいずれかに記載の上記第5工程で
回収したハンダ合金超微粒子をハンダフラックス中に混
合させる第6工程を有するよう構成した。
Sn−Ag−Cu系、Sn−Ag−Bi−Cu系、Sn
−Ag系、Sn−Cu系、Sn−Bi系、Sn−In
系、Sn−Sb系、Bi−In系、Cu−Bi系などが
使用されているが、そのハンダ合金粒子径は、通常10
μm前後以上の50μmや80μmの大きさであり、前
記したように融点が高かった。本発明では、リフロー方
式のハンダ用として、粒径が0.5μm以下のハンダ合
金超微粒子を製造する。本発明の製造方法によれば、容
易にかつ連続的にハンダ合金超微粒子を生成できるの
で、量産性に向く。また、このような粒径のハンダ合金
超微粒子は従来の鉛フリーのハンダ合金の融点の1/3
程度と低融点の性質を呈するので、ハンダ付け時の加熱
温度を低下させ、基板や電子部品等の被加熱物に対する
熱的悪影響が排除できる。以下、詳しく説明する。
方法の説明図である。図1において、1はポリイミド樹
脂等より形成されたエンドレスの絶縁耐熱性ベルト、2
は図示しない真空チャンバー部を有する金属蒸着機構
部、3はコロナ放電機構部、4は加熱プレート部、5は
静電気除去機構を備えた超音波振動機構部、6はベルト
送り機構部、7は生成したハンダ合金超微粒子を回収す
る回収部である。
構部3、加熱プレート部4、超音波振動機構部5は、絶
縁性耐熱ベルト1の矢印Aで示す移動方向の上流から下
流にかけて所定の間隔Dで順次配置され、その絶縁性耐
熱ベルト1はその間隔Dだけ移動して一旦停止するよう
間欠的に駆動制御される。
いるとき(第1搬送位置)に、まず、金属蒸着機構部2
において、絶縁耐熱性ベルト1上にハンダ合金成分を構
成する数種類の金属薄層からなる独立した島状の積層を
蒸着により形成する(第1工程)。このときの積層は、
共晶合金となる所定の割合に設定して行う。例えばSn
を500オングストローム、Agを10オングストロー
ムを各々積層する。
方向に移動させる(第2搬送位置)と、金属蒸着機構部
2で形成した島状の積層がコロナ放電機構部3に送り込
まれるので、そこで絶縁耐熱性ベルト1を一旦停止させ
て、その絶縁耐熱製ベルト1及び積層の部分にコロナ放
電により静電気を帯電させる(第2工程)。コロナ帯電
の方法は、帯電させるべき表面(積層の表面と絶縁耐熱
性ベルト1の裏面)に対して所定の間隙をおいてステン
レス細線やタングステン細線などを対置し、その細線に
所要の極性で4〜8kVの直流高電庄を加えてコロナ放
電を行い、表面に電荷密度10-4〜10-3C/m2程度
の電荷を帯電させる。
だけA方向に移動させる(第3搬送位置)と、静電気を
帯電した積層が加熱プレート部4に送り込まれるので、
そこで絶縁耐熱性ベルト1を一旦停止させて、当該帯電
した積層をバルクでの共晶溶融温度よりやや高い230
℃程度の温度で加熱溶融させる。このとき、積層は共晶
合金となる所定の割合に設定して形成されているので、
容易に溶融し、かつ、帯電した静電気の作用で相互に反
発し合い、溶融状態のハンダ合金の超微粒子となる(第
3工程)。このようにハンダ合金超微粒子8が溶融状態
で互いに反発している状態を図2に示した。
だけA方向に移動させる(第4搬送位置)と、溶融状態
態になったハンダ合金超微粒子が次の超音波振動機構部
5に送り込まれるので、そこで絶縁耐熱性ベルト1を一
旦停止させ、自然又は強制冷却により固体状化させると
ともに、静電気除去機構を作動させて各超微粒子及び絶
縁耐熱性ベルト1に帯電した静電気を除去する。静電気
を除去されたハンダ合金超微粒子は、超音波振動が印加
されることにより絶縁耐熱性ベルト1より容易に剥離す
る(第4工程)。
だけA方向に移動させる(第5搬送位置)と、そのハン
ダ合金超微粒子は、回収部7に設けたブラシ(図示せ
ず)により剥離されて落下し、そこに回収される(第5
工程)。
ルト1を間欠駆動し、距離Dだけ移動して一旦停止させ
る毎に、金属蒸着機構部2、コロナ放電機構部3、加熱
プレート部4、超音波振動機構部5の各処理部分での同
時処理を繰り返すことによって、ハンダ合金超微粒子が
連続的に形成されて回収されることになる。
は、そのままでは互いにくっつき合うが、液体中に懸濁
させて遠心分離器(図示せず)に投入することにより、
非常に小さい超微粒子と比較的粒径の大きい微粒子とに
分離することができ、超微粒子を選別できる。また、そ
のハンダ合金超微粒子はそのままでは酸化しやすいが、
液状フラックス中に混合懸濁して遠心分離することによ
り、超微粒子がフラックスで表面をコーティングされた
ハンダペーストを作ることができる(第6工程)。
コロナ放電による静電気帯電量とを制御することによ
り、ハンダ合金超微粒子のサイズを制御することが可能
である。上述のハンダ合金の蒸着薄層では、0.5μm
以下程度の超微粒子の生成が可能である。
形成する基体としてエンドレスの絶縁耐熱性ベルト1を
使用したが、例えばポリイミド樹脂等より形成された所
定サイズの絶縁耐熱性平板を間欠送りできる搬送装置に
組み込み、上記の絶縁耐熱性ベルト1と同様に、絶縁耐
熱性平板上にて金属蒸着、コロナ放電による帯電、加熱
溶融、静電気除去/超音波振動を順次行ってハンダ合金
超微粒子を生成/剥離/回収することでも可能であるこ
とはいうまでもない。また、Ag、Sn、Cu、Bi、
In、Sbの内から選択した2以上の蒸着する金属の組
成、蒸着層の厚さ、加熱温度などを変更することで、所
望の組成のハンダ合金超微粒子を得ることができる。
に所望の組成のハンダ合金超微粒子を生成することがで
き、融点の低い超微粒子ハンダ合金を量産することが可
能となる。これにより、いわゆる鉛フリーハンダにおい
ても容易に低融点のものを得ることができ、ハンダ付け
温度の上昇が不要になり、被加熱物への熱的悪影響を低
減することが可能となる。更に、信頼性を要求される装
置に適用が要求される鉛フリーハンダの実用化が容易に
なるという利点もある。
図である。
図である。
ナ放電機構部、4:加熱プレート部、5:超音波振動機
構部、6:ベルト送り機構部、7:超微粒子回収部、
8:ハンダ合金超微粒子。
Claims (4)
- 【請求項1】間欠的に一定方向に搬送される絶縁耐熱性
ベルト上に第1搬送位置でハンダ合金成分を構成する所
定種類の金属の薄層を1つの島状に積層する第1工程
と、上記絶縁耐熱性ベルトの第2搬送位置で上記積層及
び上記絶縁耐熱性ベルトの上記積層部分を帯電させる第
2工程と、 上記絶縁耐熱性ベルトの第3搬送位置で上記積層を加熱
溶融して溶融ハンダ合金超微粒子を生成する第3工程
と、 上記絶縁耐熱性ベルトの第4搬送位置で上記溶融ハンダ
合金超微粒子の静電気を除去し上記絶縁耐熱性ベルトか
ら剥離してハンダ合金超微粒子を形成する第4工程と、 上記絶縁耐熱性ベルトの第5搬送位置で上記ハンダ合金
超微粒子を回収する第5工程と、を有することを特徴と
するハンダ合金超微粒子の製造方法。 - 【請求項2】上記ハンダ合金超微粒子を構成する所定種
類の金属が、Ag、Sn、Cu、Bi、In、Sbの内
から選択した2以上の組み合わせから成ることを特徴と
する請求項1記載のハンダ合金超微粒子の製造方法。 - 【請求項3】上記絶縁耐熱性ベルトに代えて絶縁耐熱性
平板を使用し、該絶縁耐熱性平板を前記第1搬送位置に
搬送して前記第1工程を、前記第2搬送位置に搬送して
前記第2工程を、前記第3搬送位置に搬送して前記第3
工程を、前記第4搬送位置に搬送して前記第4工程を、
前記第5搬送位置に搬送して前記第5工程を順次処理す
ることを特徴とする請求項1又は2記載のハンダ合金超
微粒子の製造方法。 - 【請求項4】請求項1乃至3のいずれか1つに記載の上
記第5工程で回収したハンダ合金超微粒子をハンダフラ
ックス中に混合させる第6工程を有することを特徴とす
るハンダペーストの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000313634A JP4509347B2 (ja) | 2000-10-13 | 2000-10-13 | ハンダ合金超微粒子の製造方法及びハンダペーストの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000313634A JP4509347B2 (ja) | 2000-10-13 | 2000-10-13 | ハンダ合金超微粒子の製造方法及びハンダペーストの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002120091A true JP2002120091A (ja) | 2002-04-23 |
JP4509347B2 JP4509347B2 (ja) | 2010-07-21 |
Family
ID=18793024
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000313634A Expired - Fee Related JP4509347B2 (ja) | 2000-10-13 | 2000-10-13 | ハンダ合金超微粒子の製造方法及びハンダペーストの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4509347B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008149365A (ja) * | 2006-12-20 | 2008-07-03 | Mitsubishi Materials Corp | ハンダ粉末及びこの粉末を用いたハンダ用ペースト |
JP2015096627A (ja) * | 2013-11-15 | 2015-05-21 | 尾池工業株式会社 | 鱗片状微粉体の製造方法および鱗片状微粉体の製造装置 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0466603A (ja) * | 1990-07-06 | 1992-03-03 | Nippon Steel Corp | 微細金属球の製造方法 |
JPH0754007A (ja) * | 1993-08-12 | 1995-02-28 | Agency Of Ind Science & Technol | 被覆金属粒子、金属基焼結体及びその製造法 |
JPH07268409A (ja) * | 1994-03-30 | 1995-10-17 | Ibiden Co Ltd | 半田ボールの製造方法 |
JPH09150296A (ja) * | 1995-11-27 | 1997-06-10 | Nec Corp | 金属ボールの形成方法 |
JPH11246901A (ja) * | 1998-03-02 | 1999-09-14 | Hitachi Zosen Corp | 金属微粒子の製造方法および同微粒子の多孔質担体への担持方法 |
JP2000094184A (ja) * | 1998-09-17 | 2000-04-04 | Senju Metal Ind Co Ltd | はんだ付け用フラックス |
-
2000
- 2000-10-13 JP JP2000313634A patent/JP4509347B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0466603A (ja) * | 1990-07-06 | 1992-03-03 | Nippon Steel Corp | 微細金属球の製造方法 |
JPH0754007A (ja) * | 1993-08-12 | 1995-02-28 | Agency Of Ind Science & Technol | 被覆金属粒子、金属基焼結体及びその製造法 |
JPH07268409A (ja) * | 1994-03-30 | 1995-10-17 | Ibiden Co Ltd | 半田ボールの製造方法 |
JPH09150296A (ja) * | 1995-11-27 | 1997-06-10 | Nec Corp | 金属ボールの形成方法 |
JPH11246901A (ja) * | 1998-03-02 | 1999-09-14 | Hitachi Zosen Corp | 金属微粒子の製造方法および同微粒子の多孔質担体への担持方法 |
JP2000094184A (ja) * | 1998-09-17 | 2000-04-04 | Senju Metal Ind Co Ltd | はんだ付け用フラックス |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008149365A (ja) * | 2006-12-20 | 2008-07-03 | Mitsubishi Materials Corp | ハンダ粉末及びこの粉末を用いたハンダ用ペースト |
JP2015096627A (ja) * | 2013-11-15 | 2015-05-21 | 尾池工業株式会社 | 鱗片状微粉体の製造方法および鱗片状微粉体の製造装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4509347B2 (ja) | 2010-07-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3800020A (en) | Method of making a circuit board | |
US3208835A (en) | Thermoelectric members | |
US5837119A (en) | Methods of fabricating dendritic powder materials for high conductivity paste applications | |
JP3764349B2 (ja) | 金属微粒子分散液を用いたメッキ代替導電性金属皮膜の形成方法 | |
EP2484795A2 (en) | Material and method of manufacture of a solder joint with high thermal conductivity and high electrical conductivity | |
JPWO2006109573A1 (ja) | 導電性フィラー、及びはんだ材料 | |
US10563292B2 (en) | Metal material for 3-dimensional printing, method for manufacturing the same, and method for 3-dimensional printing using the same | |
JP4637819B2 (ja) | スパッタリングターゲットを製造するための方法および装置 | |
WO2015149580A1 (zh) | 一种制造带有金属化过孔的挠性覆铜板的方法 | |
JPH10303518A (ja) | 電子部品実装用基板、電子部品実装基板、及び錫・亜鉛合金の接合方法 | |
US20150174686A1 (en) | Method and device for joining conductors to substrates | |
TWI663289B (zh) | Film formation method | |
KR101873491B1 (ko) | 3d 프린팅용 금속 소재, 그 제조 방법, 및 그를 이용하는 3d 프린터 | |
CN107835724A (zh) | 接合用构件和接合用构件的制造方法 | |
JP2012250240A (ja) | 金属フィラー、はんだペースト、及び接続構造体 | |
JP2002120091A (ja) | ハンダ合金超微粒子の製造方法及びハンダペーストの製造方法 | |
JP2006281292A (ja) | 導電性フィラー、及び低温はんだ材料 | |
RU2716176C2 (ru) | Припойная соединительная структура и способ пленкообразования | |
CN103187519A (zh) | 热电模块及其制造方法 | |
US3172385A (en) | Flux-coated soldering body and method of making the same | |
Liu et al. | Effects of Ag shell on electrical, thermal and mechanical properties of Cu@ Ag composite solder preforms by electromagnetic compaction for power electronics | |
JP2015172159A (ja) | 自己伝播発熱粒体およびその製造方法並びにハンダ接合方法並びにハンダペースト | |
WO2017022991A1 (ko) | 비정질 및 발열 특성을 갖는 금속 도금막을 이용한 초경재료의 접합방법 | |
JP4733392B2 (ja) | アルミニウム支持体バーに良好な接触面を形成する方法および支持体バー | |
JP2007067058A (ja) | 電子部品の集合体の製造方法および電子部品の集合体 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070807 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20091222 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100106 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100225 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100420 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100428 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130514 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 4509347 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160514 Year of fee payment: 6 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |