JP2674421B2 - 無洗浄クリーム半田 - Google Patents

無洗浄クリーム半田

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JP2674421B2 JP13323792A JP13323792A JP2674421B2 JP 2674421 B2 JP2674421 B2 JP 2674421B2 JP 13323792 A JP13323792 A JP 13323792A JP 13323792 A JP13323792 A JP 13323792A JP 2674421 B2 JP2674421 B2 JP 2674421B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、リフロー半田付け工程
に利用し、電子部品実装後の洗浄を不要にするとともに
印刷性、リフロー性及び信頼性が向上する無洗浄クリー
ム半田に関する。
【0002】
【従来の技術】近時、プリント配線基板などの洗浄に使
用しているフロンの全廃対策が急務である。
【0003】次に、このように洗浄を必要とする従来の
リフロー半田付け工程について説明する。
【0004】図2は従来のリフロー半田付け工程を示し
ている。図2おいて、この例は、クリーム半田印刷工程
21、接着剤塗布工程22、部品搭載工程23、リフロ
ー工程24、外観検査工程25、洗浄工程26、電気検
査工程27からなる。
【0005】さらに、これらの工程を詳細に説明する。
クリーム半田印刷工程21では、クリーム半田をスクリ
ーン印刷によりプリント回路基板に供給する。続いて、
接着剤塗布工程22では、裏面リフロー時に落下の恐れ
のある部品のマウント部に接着剤を塗布する。部品搭載
工程23では、各部品をマウント機等により搭載する。
リフロー工程24では、赤外線、熱風等の種々の熱源に
より加熱してクリーム半田を溶融し、硬化させて接合す
る。外観検査工程25では、半田接合部にブリッジ、未
半田部、部品ズレ、半田ボール等の異常を目視し、又は
検査機を用いて外観検査を行う。洗浄工程26では、フ
ラックス残渣をフロン、トリクロロエタン等の溶剤を用
いて洗浄する。続いて、電気検査工程27では接続導
通、回路機能等の電気的検査を行う。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のリフロー半田付け工程では、半田付け後に半田付け
箇所及びランド等に相互の絶縁性を損なうフラックス残
渣が残留する。このため、フラックス残渣を除去する洗
浄工程26が必要となっている。
【0007】この洗浄には、(1)塩素系炭化水素(フ
ロン、トリクロロエタン等)洗浄、(2)アルコール洗
浄、(3)ケン化剤洗浄、(4)水洗浄、(5)準水系
溶剤洗浄が知られている。
【0008】このそれぞれの洗浄にあって、(1)塩素
系炭化水素洗浄では、成層圏のオゾンを破壊するためモ
ントリオール議定書により世界的に全廃することが義務
付けられているため利用不可能である。(2)アルコー
ル洗浄では、フラックス残渣の疎水成分(ロジン等有機
成分)に対する洗浄力が弱く、又引火性を有するため防
曝対策が必要となる。(3)ケン化剤洗浄及び(5)準
水系溶剤洗浄では、フラックス残渣の親水成分(活性
剤、イオン成分)、疎水成分共に洗浄力は有しているも
のの水処理装置が必要となる。(4)水洗浄ではクリー
ム半田剤を水溶性に変えなければならず、また水処理装
置が必要となる。このように洗浄はいずれも問題があっ
た。
【0009】本発明は、このような従来の技術における
問題を解決するものであり、洗浄を不要にしてリフロー
半田付けを実現し、かつ、印刷性、リフロー性及び信頼
性を向上できる優れた無洗浄クリーム半田の提供を目的
とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の無洗浄クリーム半田は、金属成分としてS
n、Pb、Agを62:36:2で含有する粒径30μ
m以上のSn/Pb/Ag合金をクリーム半田全重量の
88〜92重量%含有し、活性剤としてエチルアミン塩
酸塩、ジエチルアミン塩酸塩、ジメチルアミン塩酸塩、
トリメチルアミン塩酸塩、ジクロヘキシルアミン塩酸
塩、ジエチルアミン臭化水素酸塩、ジクロヘキシルアミ
ン臭化水素酸塩、n−プロピルアミン塩酸塩、ジ−n−
プロピルアミン塩酸塩、トリ−n−プロピルアミン塩酸
塩のうち単体あるいは複数を、フラックス全重量100
%に対して、0.01重量%以上、0.06重量%未満
含有し、かつ、フマル酸、酒石酸、ステアリン酸、タル
トロン酸、グルタミン酸、イソリンゴ酸、フタル酸、ク
エン酸のうち単体あるいは複数を、フラックス全重量を
100%に対して0.10重量%以上、0.60重量%
未満含有し、ロジンを50重量%以上含有し、金属成分
とフラックスとでクリーム半田が構成され、この両者を
合わせて100重量%となる。
【0011】
【作用】このような構成により、本発明の無洗浄クリー
ム半田は、洗浄を不要にしてリフロー半田付けを実現
し、かつ、印刷性にダレ及びにじみが発生せず高印刷性
と、半田ボールを阻止して良好なリフロー性及びリフロ
ー時の高信頼性が得られる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の無洗浄クリーム半田の実施例
を図面に基づいて詳細に説明する。図1は実施例に係る
リフロー半田付け工程を示している。図1において、こ
の例はクリーム半田印刷工程11、接着剤塗布工程1
2、部品搭載工程13、リフロー工程14、外観検査工
程15、電気検査工程16からなる。
【0013】さらに、これらの工程及びクリーム半田を
詳細に説明する。
【0014】
【表1】
【0015】
【表2】
【0016】この(表1)及び(表2)は、クリーム半
田の実施例及び比較例1、2、3、4、5、6、7にお
けるそれぞれのクリーム半田成分と、この実施例及び比
較例1〜7に対する印刷性、リフロー性、信頼性の結果
を示している。
【0017】(表1)及び(表2)において、クリーム
半田は、実施例の項目に示すようにSn、Pb、Agを
重量比62:36:2で含有する粒径37〜63μmの
Sn/Pb/Ag合金をクリーム半田全重量の90重量
%含有し、また、フラックス全重量100%に対して活
性剤として、ジエチルアミン塩酸塩単体を0.03重量
%及びフタル酸を0.30重量%含有し、ロジンを60
重量%含有した成分としている。
【0018】また、同金属成分、同ロジンを含有する比
較例1〜7における活性剤、活性剤量は(表1)及び
(表2)に示す通りである。
【0019】次に、この成分のクリーム半田をリフロー
半田付け工程及び比較例1〜7ともに説明する。
【0020】クリーム半田印刷工程11では、(表1)
及び(表2)の実施例の成分のクリーム半田を、スクリ
ーン印刷により部品実装用プリント回路基板及び櫛形電
極基板(JIS2型)にそれぞれ供給する。この際、印
刷直後のクリーム半田状態を観察し、印刷用のスクリー
ン版であるメタルマスクの開口面積に対し、印刷された
クリーム半田面積が20%以上広がっているパターン、
及び20%欠けているパターンの発生率をそれぞれ求め
た。
【0021】接着剤塗布工程12では、裏面リフロー時
に落下の恐れのある部品のマウント部に接着剤を塗布し
た。
【0022】続いて 部品搭載工程13では、0.65
mmピッチ100ピンQFP(フラットパッケージ)1
0個などの各部品をマウント機により搭載した。
【0023】さらにリフロー工程14では、熱風式のリ
フロー炉により加熱して半田を溶融し、硬化させて接合
した。
【0024】その後、外観検査工程15では、0.65
mmピッチQFPのリード線の半田接合部にブリッジ、
未半田部及び半田ボール等の発生を観察した。この際、
半田ブリッジは全リード間に対する発生率をカウント
し、未半田部は全リード接合部に対する発生率をカウン
トした。さらに半田ボールは任意10箇所のリード間に
発生する半田ボール数をカウントし、その平均値をそれ
ぞれ求めた。
【0025】ここで比較例1のみ従来方法である洗浄を
行う。この洗浄工程では、5%エタノールを含むフロン
113により煮沸してベイパー洗浄を行う。
【0026】最後に電気検査工程16では、上記実装基
板についてヒートサイクル試験を行う。条件は−40℃
で30分間放置後、1分以内に+85℃へ昇温し、30
分間放置し、再び−40℃へ降温する。このサイクルを
1000回繰り返す。試験後QFPリード剥離強度をボ
ンドテスターにより測定する。
【0027】櫛形電極基板については電圧印加耐湿性試
験を行った。この条件は60℃、90%RH、DC16
Vを印加して1000時間放置を行うものである。試験
後対抗電極間の絶縁抵抗を測定する。
【0028】印刷性、リフロー性、信頼性の結果は、
(表1)及び(表2)中の項目に示すように優れた効果
が得られている。
【0029】以上のように本実施例によれば、クリーム
半田金属成分の微粒径をカットし、37μm以上にし、
かつ、含有率を適量であるクリーム半田全重量の90重
量%にすることにより印刷時のダレが抑制できる。すな
わち、(表1)及び(表2)に示すようにメタルマスク
の開口面積に対し、印刷されたクリーム半田面積が20
%以上広がっているパターンの発生率が0%であった。
【0030】さらに、リフロー時の半田ボールの発生が
抑制される。すなわち、ICリード間平均発生数が10
個以下であった。
【0031】また、活性剤にハロゲン化物(ジエチルア
ミン塩酸塩等)を適量(0.01重量%以上、0.06
重量%未満)と、有機酸(フタル酸等)を適量(0.1
0重量%以上、0.60重量%未満)含有し、さらにロ
ジンを一定量(50重量%以上)含有することにより、
加熱時の金属成分及び基板ランド酸化を加え、半田ボー
ルの発生を抑制し、かつ、絶縁性を保持している。すな
わち、櫛形電極基板による電圧印加耐湿性試験、すなわ
ち、60℃、90%RH、DC16V印加、1000時
間放置試験後対抗電極間の絶縁抵抗が1×1012Ω以上
であった。
【0032】濡れ性・半田接合強度を保持している。す
なわち、ヒートサイクル試験における−40℃で30分
間放置、+85℃で30分間放置のサイクルを1000
回繰り返した後のQFPリード線の剥離強度が0.7k
g以上であった。
【0033】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の無洗浄クリーム半田は、金属成分としてSn、Pb、
Agを62:36:2で含有する粒径30μm以上のS
n/Pb/Ag合金をクリーム半田全重量の88〜92
重量%含有し、活性剤としてエチルアミン塩酸塩、ジエ
チルアミン塩酸塩、ジメチルアミン塩酸塩、トリメチル
アミン塩酸塩、ジクロヘキシルアミン塩酸塩、ジエチル
アミン臭化水素酸塩、ジクロヘキシルアミン臭化水素酸
塩、n−プロピルアミン塩酸塩、ジ−n−プロピルアミ
ン塩酸塩、トリ−n−プロピルアミン塩酸塩のうち単体
あるいは複数を、フラックス全重量100%に対して、
0.01重量%以上、0.06重量%未満含有し、か
つ、フマル酸、酒石酸、ステアリン酸、タルトロン酸、
グルタミン酸、イソリンゴ酸、フタル酸、クエン酸のう
ち単体あるいは複数を、フラックス全重量を100%に
対して0.10重量%以上、0.60重量%未満含有
し、ロジンを50重量%以上含有するようにしているた
め、洗浄を不要にしてリフロー半田付けを実現し、か
つ、クリーム半田の印刷時にダレ及びにじみが発生せず
高印刷性を確保できるとともに、リフロー半田付け時に
半田ボールの発生を阻止して良好なリフロー性及びリフ
ロー時の高信頼性が得られるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の無洗浄クリーム半田の実施例に係るリ
フロー半田付け工程を示す流れ図
【図2】従来のリフロー半田付け工程を示す流れ図
【符号の説明】
11 クリーム半田印刷工程 12 接着剤塗布工程 13 部品搭載工程 14 リフロー工程 15 外観検査工程 16 電気検査工程
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−290693(JP,A) 特開 平4−66291(JP,A) 特開 平4−94891(JP,A) 特開 平4−100692(JP,A) 特開 昭55−81097(JP,A) 特開 平6−170581(JP,A) 特開 平6−262386(JP,A) 特開 昭55−54298(JP,A) 特公 平6−75796(JP,B2) 特公 平3−67795(JP,B2) 竹本正ら監訳 「ソルダリング イン エレクトロニクス」 (昭61−8− 30)、日刊工業新聞社、第160−164頁

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属成分としてSn、Pb、Agを
    2:36:2で含有する粒径30μm以上のSn/Pb
    /Ag合金をクリーム半田全重量の88〜92重量%含
    有し、活性剤としてエチルアミン塩酸塩、ジエチルアミ
    ン塩酸塩、ジメチルアミン塩酸塩、トリメチルアミン塩
    酸塩、ジクロヘキシルアミン塩酸塩、ジエチルアミン臭
    化水素酸塩、ジクロヘキシルアミン臭化水素酸塩、n−
    プロピルアミン塩酸塩、ジ−n−プロピルアミン塩酸
    塩、トリ−n−プロピルアミン塩酸塩のうち単体あるい
    は複数を、フラックス全重量100%に対して、0.0
    1重量%以上、0.06重量%未満含有し、かつ、フマ
    ル酸、酒石酸、ステアリン酸、タルトロン酸、グルタミ
    ン酸、イソリンゴ酸、フタル酸、クエン酸のうち単体あ
    るいは複数を、フラックス全重量100%に対して0.
    10重量%以上、0.60重量%未満含有し、ロジンを
    50重量%以上含有することを特徴とする無洗浄クリー
    ム半田。
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JPH0929481A (ja) * 1995-07-20 1997-02-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd クリームはんだ
JPH0929486A (ja) * 1995-07-24 1997-02-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd クリームはんだ
CN104646863A (zh) * 2014-06-14 2015-05-27 柳州市奥凯工程机械有限公司 助焊剂

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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竹本正ら監訳 「ソルダリング イン エレクトロニクス」 (昭61−8−30)、日刊工業新聞社、第160−164頁

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