JP4407385B2 - はんだ付け部の引け巣防止方法とはんだ合金と電子機器用モジュール部品 - Google Patents
はんだ付け部の引け巣防止方法とはんだ合金と電子機器用モジュール部品 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4407385B2 JP4407385B2 JP2004161396A JP2004161396A JP4407385B2 JP 4407385 B2 JP4407385 B2 JP 4407385B2 JP 2004161396 A JP2004161396 A JP 2004161396A JP 2004161396 A JP2004161396 A JP 2004161396A JP 4407385 B2 JP4407385 B2 JP 4407385B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solder
- concentration
- mass
- soldering
- shrinkage
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 title claims description 139
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims description 46
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims description 46
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 30
- 238000005476 soldering Methods 0.000 claims description 44
- 239000002932 luster Substances 0.000 claims description 21
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 12
- 229910017944 Ag—Cu Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 5
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 5
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 4
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910020888 Sn-Cu Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910019204 Sn—Cu Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 2
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 2
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 2
- RSWGJHLUYNHPMX-UHFFFAOYSA-N Abietic-Saeure Natural products C12CCC(C(C)C)=CC2=CCC2C1(C)CCCC2(C)C(O)=O RSWGJHLUYNHPMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 102000018779 Replication Protein C Human genes 0.000 description 1
- 108010027647 Replication Protein C Proteins 0.000 description 1
- KHPCPRHQVVSZAH-HUOMCSJISA-N Rosin Natural products O(C/C=C/c1ccccc1)[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O1 KHPCPRHQVVSZAH-HUOMCSJISA-N 0.000 description 1
- 229910020816 Sn Pb Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910020922 Sn-Pb Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910008783 Sn—Pb Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000013008 thixotropic agent Substances 0.000 description 1
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 description 1
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 description 1
- KHPCPRHQVVSZAH-UHFFFAOYSA-N trans-cinnamyl beta-D-glucopyranoside Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OCC=CC1=CC=CC=C1 KHPCPRHQVVSZAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
Description
(1)SnとAgとCuからなるSn-Ag-Cu鉛フリーはんだ合金を用いてフロー法ではんだ付けをする際に、はんだ浴のはんだ組成をAg濃度が3.8 質量%超4.2 質量%以下、Cu濃度が0.8 〜1.2 質量%に管理しながら、該はんだ浴にCu濃度が0.8 質量%未満のはんだを追加供給することを特徴とする、はんだ付け部の金属光沢を確保するとともにはんだ付け部の引け巣を防止する方法。
(2)前記、Cu濃度が0.8 質量%未満のはんだを追加供給することは、はんだ浴の一部を取り出し、取り出したはんだ浴にCuの含有量が0.2 質量%以下のはんだを供給して行う、はんだ浴のはんだ組成をAg濃度が3.8 質量%超4.2 質量%以下、Cu濃度が0.8 〜1.2 質量%に管理する上記(1)に記載のはんだ付け部の金属光沢を確保するとともにはんだ付け部の引け巣を防止する方法。
(3)前記鉛フリーはんだ合金が、さらに、P,Ge,およびGaの少なくとも1種をそれぞれ0.03質量%以下含有することを特徴とする上記(1)または(2)記載の方法。
(1)はんだ付け時の引け巣を抑制し、さらに、表面金属光沢を得ることができる。
(2)表面金属光沢より、Cu濃度を推定でき、槽内のCu濃度を容易に管理できる。
引け巣抑制効果を有するSn-Ag-Cu系合金の組成を規定する理由は次の通りである。
また、耐酸化性を改善するために、本発明にかかるはんだ合金およびはんだ浴には、さらに、P、Ge、およびGaの少なくとも1種をそれぞれ0.03質量%以下含有させてもよい。
フロー法、特に噴流式フロー法によるはんだ付けでは、はんだ付けすべき基板のCu電極よりCuが溶出し、はんだ浴中のCu濃度が増加することが知られている。一方で、極端にCu濃度が低いはんだを大量に供給しつづけると、Cu濃度が低下することがあるため、適切な供給材のCu濃度を選択しなければならない。
ロジン 60質量%
チキソ剤 4質量%
活性剤 1質量%
溶剤 35質量%
本発明にかかるこのようなはんだ合金およびはんだぺーストは、一般に電子機器のはんだ付けに用いることができるが、特に各種部品をはんだ付けして構成するいわゆるモジュール部品のはんだ付けには、はんだ付け部の引け巣防止および金属光沢保持という点から、信頼性の高いモジュール部品を製造でき、特に優れた効果を発揮できる。
Sn-4Ag-1.15Cu のはんだが入った300kg のはんだ槽内のCu濃度を0.95%に調整するために、52.6kgの槽内はんだを抜き出し、同量のSn-4Ag-0.01Cu を投入し、250 ℃で30分噴流をした。計算ではCu濃度は0.95%と推定され、実際にICP 発光分析を実施すると0.96%であり、ほぼ一致した。
Sn-3.5Ag-0.75Cu のはんだが入った300kg のはんだ浴のAg濃度を4.0 %に調整するために、43kgの槽内はんだを抜き出し、同量の液相線が270 ℃程度のSn-7Ag-0.75Cu を投入し、270 ℃で30分噴流をした。計算ではAg濃度は4.0 %と推定され、実際にICP 発光分析を実施すると4.0 %であり、一致した。
表2はSn-4Ag-Cu はんだ合金におけるCu濃度と引け巣との関連を示すデータをまとめたものである。
リフローはんだ付けの場合には、基板上の電子部品が搭載される所定位置に、メタルマスクを用いて、はんだペーストを自動印刷機により印刷した。次いで、実装部品を自動実装装置を使って所定の位置に実装( マウント) した。このときの実装部品は、基板表面上に実装されてはんだ付けされる、いわゆるSMT 部品( 表面実装部品) であり、総数240 点をはんだ付けした。
このときのリフロー炉の温度プロファイルは図2に示す通りであった。
実施例8および9においてはんだ付けを行ったモジュール部品についてはんだ付け部の評価試験を次のようにして行った。
まず. 引け巣の検査は、実体顕微鏡を用い、20倍の倍率ではんだ付け部を観察して行った。その結果、本発明の場合には全てのはんだ付け部において、20倍の倍率で確認できる引け巣は皆無であった。従来のはんだ合金を使った場合には、引け巣が顕著に発生していた。
5:はんだフィレット全体に光沢がある
4:はんだフィレットの80%以上に光沢部分がある
3:はんだフィレットの50〜80%に光沢部分がある
2:はんだフィレットの20〜50%に光沢部分がある
1:はんだフィレットのほぼ全域に光沢部分が見られない。
そのときの評価結果、つまり代表的な部品におけるはんだ光沢の度合いを観察した結果を表3に示す。いずれの部品のはんだ付け部においても、はんだフィレット全体に光沢が見られた。
Claims (3)
- SnとAgとCuからなるSn-Ag-Cu鉛フリーはんだ合金を用いてフロー法ではんだ付けをする際に、はんだ浴のはんだ組成をAg濃度が3.8 質量%超4.2 質量%以下、Cu濃度が0.8 〜1.2 質量%に管理しながら、該はんだ浴にCu濃度が0.8 質量%未満のはんだを追加供給することを特徴とする、はんだ付け部の金属光沢を確保するとともにはんだ付け部の引け巣を防止する方法。
- 前記、Cu濃度が0.8 質量%未満のはんだを追加供給することは、はんだ浴の一部を取り出し、取り出したはんだ浴にCuの含有量が0.2 質量%以下のはんだを供給して行う、はんだ浴のはんだ組成をAg濃度が3.8 質量%超4.2 質量%以下、Cu濃度が0.8 〜1.2 質量%に管理する請求項1記載のはんだ付け部の金属光沢を確保するとともにはんだ付け部の引け巣を防止する方法。
- 前記鉛フリーはんだ合金が、さらに、P,Ge,およびGaの少なくとも1種をそれぞれ0.03質量%以下含有することを特徴とする請求項1または2記載の方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004161396A JP4407385B2 (ja) | 2003-12-01 | 2004-05-31 | はんだ付け部の引け巣防止方法とはんだ合金と電子機器用モジュール部品 |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003401925 | 2003-12-01 | ||
JP2004161396A JP4407385B2 (ja) | 2003-12-01 | 2004-05-31 | はんだ付け部の引け巣防止方法とはんだ合金と電子機器用モジュール部品 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009200353A Division JP5182258B2 (ja) | 2003-12-01 | 2009-08-31 | はんだ合金と電子機器用モジュール部品 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005186160A JP2005186160A (ja) | 2005-07-14 |
JP4407385B2 true JP4407385B2 (ja) | 2010-02-03 |
Family
ID=34797470
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004161396A Expired - Lifetime JP4407385B2 (ja) | 2003-12-01 | 2004-05-31 | はんだ付け部の引け巣防止方法とはんだ合金と電子機器用モジュール部品 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4407385B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10319888A1 (de) | 2003-04-25 | 2004-11-25 | Siemens Ag | Lotmaterial auf SnAgCu-Basis |
EP2275224B1 (en) | 2008-04-23 | 2014-01-22 | Senju Metal Industry Co., Ltd | Lead-free solder alloy suppressed in occurrence of shrinkage cavity |
JP6241477B2 (ja) * | 2013-04-16 | 2017-12-06 | 千住金属工業株式会社 | 鉛フリーはんだボール及び鉛フリーはんだボールの検査方法 |
-
2004
- 2004-05-31 JP JP2004161396A patent/JP4407385B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2005186160A (ja) | 2005-07-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101318454B1 (ko) | 수축공이 억제된 납프리 땜납 합금 | |
JP4613823B2 (ja) | ソルダペーストおよびプリント基板 | |
KR101436714B1 (ko) | 납프리 솔더 페이스트 | |
TWI457192B (zh) | Solder connector | |
KR100999331B1 (ko) | 납프리 땜납 합금 | |
WO2014013632A1 (ja) | はんだ合金、ソルダペーストおよび電子回路基板 | |
US20080292492A1 (en) | Solder Alloy | |
JPWO2009051240A1 (ja) | 鉛フリーはんだ | |
JP2006289493A (ja) | Sn−Zn系はんだ、鉛フリーはんだ、そのはんだ加工物、ソルダーペースト及び電子部品はんだ付け基板 | |
US6474537B1 (en) | Soldering method using a Cu-containing lead-free alloy | |
EP1724050B1 (en) | Solder paste | |
JP2010103377A (ja) | はんだバンプを有する電子部材 | |
JP4407385B2 (ja) | はんだ付け部の引け巣防止方法とはんだ合金と電子機器用モジュール部品 | |
JP5182258B2 (ja) | はんだ合金と電子機器用モジュール部品 | |
Nobari et al. | Effect of fine and ultra-fine lead-free solder powder characteristics on the reflow property of pastes | |
JP5825265B2 (ja) | プリント基板のはんだ付け方法 | |
JP7007623B1 (ja) | はんだ合金及びはんだ継手 | |
Troxel et al. | Acceptance Testing Of Low-Ag Reflow Solder Alloys | |
Faure et al. | Lead-free wave soldering | |
JP2007038228A (ja) | はんだ合金 | |
JP2008283017A (ja) | 部品実装基板のはんだ付け方法および部品実装基板 | |
JPH1133774A (ja) | はんだ合金、ソルダーペースト及びやに入りはんだ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20061218 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090618 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090630 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090831 |
|
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: 20091020 |
|
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: 20091102 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4407385 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121120 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121120 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131120 Year of fee payment: 4 |
|
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 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
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 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
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 |