JP3514670B2 - 半田付け方法 - Google Patents
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Description
田付け方法に関するものである。
けして実装する際には、不ぬれ( Non-wetting)の防止
を目的として、部品に予め予備半田を施し、この予備半
田された部品を実装個所の前記実装面に近接または当接
させた状態で溶融した半田をこの個所に供給して本半田
付けしている。この場合の予備半田の成分は、本半田と
同じである。
には、接合強度の向上を目的として、例えば図6(a)
に示すようにプリント配線板1のCuの実装面2を、共
晶半田よりも錫含有率の小さな高温半田(Sn−Pb)
で予備半田3を施し、次に図6(b)に示すようにこの
予備半田面に共晶半田4を付けて、この共晶半田4に温
風を吹き付けるリフロー処理を施し、図6(c)に示す
ように共晶半田4が溶融しチップ部品5の電極5aの周
りに固まってチップ部品5を本半田付けする技術が記載
されている。
田4のCuの実装面2へのぬれ( wetting)に比べて共
晶半田4の予備半田3へのぬれが良好で、予備半田した
場合の接合界面の方が予備半田しなかった場合よりも強
固に接合できる。図6(c)では強固な接合界面を符号
J1で表している。
示すような構成では接合強度の幾らかの向上を実現でき
るが、より強固な接合強度を要求されているのが現状で
ある。特に、家電リサイクルの観点から、家庭電化製品
に使用する半田材料として注目されている鉛フリー半田
による半田付けにおいても、強固な接合強度を要求され
ている。
られる半田付け方法を提供することを目的とする。
は、実装面に予備半田して部品を半田付けするに際し、
予備半田としては、部品を半田付けする本半田に比べて
高融点で、実装面の成分ならびに本半田成分の少なくと
も一部の成分を含有したものを使用し、この予備半田さ
れた後の面に部品を本半田で半田付けすることを特徴と
する。
(Sn−Ag−Cu−Bi),(Sn−Ag系+添加
物),(Sn−Zn系+添加物),(Sn−Bi系+添
加物),(Sn−In系+添加物)の何れか、予備半田
成分をSn−Cuとしたことを特徴とする。また、部品
に予備半田して実装面に半田付けするに際し、予備半田
としては、部品を半田付けする本半田成分に比べて高融
点で、部品の半田付け部の成分ならびに本半田成分の少
なくとも一部の成分を含有したものを使用し、この予備
半田された部品を本半田で実装面に半田付けすることを
特徴とする。
u、本半田成分が(Sn−Ag−Cu−Bi),(Sn
−Ag系+添加物),(Sn−Zn系+添加物),(S
n−Bi系+添加物),(Sn−In系+添加物)の何
れかで、予備半田成分をSn−Cuとしたことを特徴と
する。また、実装面に部品を半田付けするに際し、Cu
の実装面をSn−Cuで予備半田し、部品のCuの半田
付け部をSn−Cuで予備半田し、予備半田された部品
を予備半田された実装面に(Sn−Ag−Cu−B
i),(Sn−Ag系+添加物),(Sn−Zn系+添
加物),(Sn−Bi系+添加物),(Sn−In系+
添加物)の何れかの本半田で半田付けすることを特徴と
する。
体的な実施の形態に基づいて説明する。 (実施の形態1)図1と図2は(実施の形態1)を示
す。図6に示した従来例と同じようにプリント配線板1
にチップ部品5を実装するに際し、図1(a)ではCu
の実装面2にSn−Cuを主成分とした予備半田6を施
す。膜厚は3〜50μmである。
田面7の上に溶融したSn−Ag−Cu−Biの本半田
8を付け、実装すべきチップ部品5を本半田8に載置す
る。なお、予備半田6の融点は227℃で、本半田4a
の融点約217℃よりも高融点である。図1(b)の状
態で本半田8に温風を吹き付けるリフロー処理を施し、
本半田8が冷えて固化した状態を図1(c)示してい
る。図2は図1(c)の拡大の模式図で、強固な接合界
面を符号J2,J3で表している。
との接合界面J2は、Cuの実装面2に予備半田6の成
分の一部であるCuがなじんでCuがリッチなSn−C
uで形成されて強固な接合強度が得られた。また、実装
面2の側がCuがリッチなSn−Cuで形成されたこと
によって予備半田6の本半田8の側はSnがリッチなS
n−Cuで形成されており、Sn−Cuの予備半田6と
Sn−Ag−Cu−Biの本半田8の接合界面J3は、
本半田8の成分の一部であるSnが、SnがリッチなS
n−Cuに馴染んで強固な接合強度が得られた。
るためにBiが添加されているが、図1(b)から図1
(c)に凝固する際には、本半田8の成分の一部である
SnがリッチなSn−Cuの予備半田6に迅速に馴染ん
で予備半田面7を覆い、接合界面J3に前記Biが集中
して偏析することが無く、接合界面J3として強固な接
合強度が得られた。
比較例は、(実施の形態1)における予備半田を施さず
にSn−Ag−Cu−Biの本半田8による半田付けを
実施した場合を示している。なお、本半田8の各成分の
個別の融点は、Sn=232℃,Ag=962℃,Cu
=1084℃,Bi=271℃である。
−Biの本半田8でチップ部品5をリフロー処理で半田
付けすると、本半田8が外側から冷えて凝固する際に
は、低融点のBiがCuの実装面2に集中して集まった
状態で固化する。このような半田付け状態においては、
粒子が大きくて脆いBiがCuの実装面2に集中するこ
とによって接合界面の接合強度が著しく低下する。
態2)を示す。上記の(実施の形態1)ではチップ部品
5の電極5aには予備半田されていなかったが、この
(実施の形態2)ではチップ部品5の電極5aにも予備
半田されている。ここで電極5aの母材または母材上に
施される材料はCuである。
にSn−Cuを主成分とした予備半田6(膜厚3〜50
μm)を施し、予備半田6の予備半田面7の上に溶融し
たSn−Ag−Cu−Biの本半田8を付ける。チップ
部品5のCuの電極5aの表面にもSn−Cuで予備半
田9を施す。次に図3(b)では、実装すべきチップ部
品5を本半田8に載置してリフロー処理する。
合界面J2,J3が(実施の形態1)と同様に得られる
と共に、チップ部品の電極5aと本半田8との接合界面
J4も同様の理由で強固なものが得られる。 (実施の形態3)上記の各実施の形態では本半田8はS
n−Ag−Cu−Biであったが、融点が予備半田6の
融点よりも低いものであれば本半田成分が(Sn−Ag
系+添加物),(Sn−Zn系+添加物),(Sn−B
i系+添加物),(Sn−In系+添加物)などを使用
することもできる。
(実施の形態3)ではプリント配線板1の実装面2とチ
ップ部品の電極5aの両方に予備半田6,9が施されて
いたが、チップ部品の電極5aだけに予備半田9を施し
た場合であっても、従来の半田付け方法に比べて接合強
度の向上を期待できる。
に対する半田付けの説明を行ったが、半導体もしくは電
子部品の各々のリードまたは電極の半田付けに適用され
るものである。
れば、実装面に予備半田して部品を半田付けするに際
し、予備半田としては、部品を半田付けする本半田に比
べて高融点で、実装面の成分ならびに本半田成分の少な
くとも一部の成分を含有したものを使用し、この予備半
田された後の面に部品を本半田で半田付けするので、予
備半田面と本半田との接合界面で強固な接合強度が得ら
れるだけでなく、実装面と予備半田との接合界面におい
ても強固な接合強度が得られる。
g−Cu−Bi),(Sn−Ag系+添加物),(Sn
−Zn系+添加物),(Sn−Bi系+添加物),(S
n−In系+添加物)の何れかで、予備半田をSn−C
uとした場合には、鉛フリー半田による半田付けにおい
ても、強固な接合強度が得られる。
図
Claims (5)
- 【請求項1】実装面に予備半田して部品を半田付けする
に際し、 予備半田としては、部品を半田付けする本半田に比べて
高融点で、実装面の成分ならびに本半田成分の少なくと
も一部の成分を含有したものを使用し、 この予備半田された後の面に部品を本半田で半田付けす
る半田付け方法。 - 【請求項2】実装面がCu、本半田成分が(Sn−Ag
−Cu−Bi),(Sn−Ag系+添加物),(Sn−
Zn系+添加物),(Sn−Bi系+添加物),(Sn
−In系+添加物)の何れかで、予備半田成分をSn−
Cuとした請求項1記載の半田付け方法。 - 【請求項3】部品に予備半田して実装面に半田付けする
に際し、 予備半田としては、部品を半田付けする本半田成分に比
べて高融点で、部品の半田付け部の成分ならびに本半田
成分の少なくとも一部の成分を含有したものを使用し、 この予備半田された部品を本半田で実装面に半田付けす
る半田付け方法。 - 【請求項4】部品の半田付け部の成分がCu、本半田成
分が(Sn−Ag−Cu−Bi),(Sn−Ag系+添
加物),(Sn−Zn系+添加物),(Sn−Bi系+
添加物),(Sn−In系+添加物)の何れかで、予備
半田成分をSn−Cuとした請求項3記載の半田付け方
法。 - 【請求項5】実装面に部品を半田付けするに際し、 Cuの実装面をSn−Cuで予備半田し、 部品のCuの半田付け部をSn−Cuで予備半田し、 予備半田された部品を予備半田された実装面に(Sn−
Ag−Cu−Bi),(Sn−Ag系+添加物),(S
n−Zn系+添加物),(Sn−Bi系+添加物),
(Sn−In系+添加物)の何れかの本半田で半田付け
する半田付け方法。
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