JPH02151389A

JPH02151389A - 半田材

Info

Publication number: JPH02151389A
Application number: JP63307534A
Authority: JP
Inventors: Shoshichi Saito; 斉藤　昭七; Kazuhiko Watanabe; 和彦渡辺
Original assignee: Sony Chemicals Corp
Current assignee: Dexerials Corp
Priority date: 1988-12-05
Filing date: 1988-12-05
Publication date: 1990-06-11

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、半田材特に互いに離間して対向する導電接続
部間の半田付けに適用して好適な半田材に関する。

〔発明の概要〕

本発明は、導電接続部間を電気的に接続する半田材にお
いて、半田より融点の高い微細導電性物質を半田に対し
て特定量混合して構成することによって、互いに離間し
ている端子間の半田付けをも可能にしたものである。

〔従来の技術〕

従来、例えば第１０図に示すように導電パターン（４２
）が形成された回路基板（４１）上に、フラットコイル
等のチップ部品（５０）を実装する場合、そのチップ部
品（５０）の端子（４９）と導電パターン（４２）の接
続部分（４２ａ）　間の電気的接続は半田例えばクリー
ム半田（６１）によって行われている。（４３）はチッ
プ部品（５０）を仮固定する接着剤である。

又、第１２図に示すように基板（６２）上の互いに間隔
りが離れすぎている両端子（６３）及び（６４）間を接
続する場合には、単に通常のクリーム半田（６１）を用
いて半田付けするのみではクリーム半田（６１）が凝集
して分離してしまうため（同図Ａ参照）、両端子（６３
）及び（６４）間にリード線（６５）を差し渡して後、
リード線（６５）を含むようにクリーム半田（６１）を
盛って半田付けを行っている（同図Ｂ参照）。

このようなりリーム半田（６１）は通常スズと鉛を主体
とした合金が用いられる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし乍ら、例えば上述のチップ部品（５０）を回路基
板（４１）上に実装する際に、第１１図へに示すように
仮固定用の接着剤（４３）がチップ部品（５０）の端子
（４９）と導電パターン（４２）の接続部分（４２ａ）
　　との間よりはみ出し、半田ぬれ性のない部分（５１
）が生じる場合がある。このとき通常のクリーム半田（
６１）では、第１１図已に示すようにクリーム半田（６
１）がチップ部品（５０）の端子（４９）と導電パター
ン（４２）の接続部分（４２ａ）　　と互いに分離され
て電気的接続がなされない櫂れが生ずる。

又、第１２図に示すように基板（６２）上の互いに間隔
りをおいて形成されている端子（６３）及び（６４）の
接続にはリード線（６５）を介して半田付けしなければ
ならず、リード線（６５）を必要とすると共にリード線
（６５）を配する工程が増し接続作業が煩雑となる。

本発明は、かかる点に鑑み、互いに離間されているよう
な導電接続部間の半田付けをも可能にした半田材（所謂
半田ペースト）を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕本発明の半田材（５４〉は、半田（５２）より融点の高
い微細導電性物質（５３）　（導電性粒子、導電性ファ
イバー等を含む）を、上記半田（５２）１００重量部に
対して１０〜１００　重量部混合して成るものである。

微細導電性物質（５３）が１０重債部より少ないと半田
材としての流動性が増し、凝集して半田切れが生じ易く
なり、微細導電性物質（５３）を含有せしめた効果が得
られない。又、１００重量部より多いと半田材としての
流動性が不足して端子、導電パターン等への接着性が弱
まる。又、半田材をスクリーン印刷するときに半田材（
半田ペースト）がスクリーン版を通して落ちにくくなり
印刷しにくくなる。

〔作用〕

上述の半田材を互いに離間している導電接続部に付着し
て加熱すると、半田（５２）中に混合されている半田ぬ
れ性の有る微細導電性物質（５３）が結合剤の働きをな
し、半田材（５４）は夫々に分離することなく両端子間
を良好に接続する。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

本発明に係る半田材くいわゆるクリーム半田）（５４）
は、第１図に示すように通常のスズー鉛を主体とするク
リーム半田（５２）中に半田ぬれ性を有し、クリーム半
田（５２）より融点の高い例えば導電性粒子あるいは導
電性ファイバー等による微細導電性物質（５３）を混合
して構成する。微細導電性物質（５３）としては、半田
ぬれ性をある程度有し且つ溶融半田中への固溶率が低く
、半田（５２）を融かしても形状例えば粒状、繊維状を
維持できる材質が望ましく、例えばＰｔ、Ａｕ等の貴金
属、カーボン、Ａ　１　、　Ｎｉ、　Ｃｒ、　Ｚｎ、　
Ｆｅ、　Ｃｕ等を用いることができる。又、微細導電性
物質（５３）はクリーム半田（５２）に対して１０重量
部〜１００重畳部混合するのがよい。微細導電性物質（
５３）の粒径、形状は用途により適宜選び、クリーム半
田供給時の印刷用スクリーンや、デイスペンサーの目詰
まりを起こさぬ程度に小さく、且つ供給した半田の山が
溶融時も崩れない程度に大きいものを選ぶ事が望ましい
。

従って、微細導電性物質（５３）の粒径としては５μｍ
〜７５μｍ程度とするを可とする。

次に、この半田材（５４）を用いてフラントコイルの回
路基板上への実装に適用した場合を説明する。

先ず、フラットコイル（１）について述べる。・このフ
ラットコイル（１）は、第５図に示すように、所望の特
性が得られる厚さに巻回積層した銅箔（２）の巻始めと
巻終わりの部分に半田層からなる端子（３）５（４）を
コイル幅を方向でコイル全幅に亘って一体的に設けて構
成される。

フラットコイル（１）のコイル部を形成する銅箔（２）
には、第６図に示すように、絶縁層となる接着剤層（１
２）、　（１３）　　がラミネートされている。本実施
例では、絶縁層を確実なものとするためにポリイミドフ
ィルムの如き高分子フィルム（１１）を挾んで二層の接
着剤層（１２）、　（１３）　がコーティングされてい
る。ここで、上記銅箔（２）の厚さは３５μｍ１接着剤
層（１２）、　（１３）　　の厚さは各々６μｍとし、
また高分子フィルム（１１）には厚さ１３μｍのポリイ
ミドフィルムを使用しである。なお、高分子フィルム（
１１）は、必ずしも必要でなく、例えば図示せざるも銅
箔（２）の両面に接着剤層（１２）、　（１３）　　を
コーティングするだけでもよい。

銅箔（２）の巻始め位置くすなわちコイルの内周面）及
び巻終わり位置くすなわちコイルの外周面）にそれぞれ
取付けた各端子（３）、　（４）は、本例では厚さＱ、
　２ｍｍ以下、例えば厚さＱ、　１ｍｍの半田層として
形成される。このように本実施例では厚さ０．１ｍｍの
半田層として端子（３）を形成しているので、後述する
芯材（７）に幾重にも巻付ける工程を経て製造した場合
でも、銅箔（２〕の千切れ等がない信頼性の高いフラッ
トコイル（１）とすることができる。

かかるフラットコイル（１）を作成する工程を説明する
。先ず、フラットコイルの原料となる銅箔（２）に高分
子フィルム（１１）あるいは接着剤（１２）、　（１３
）を第７図に示すような装置を用いてラミネートを行う
。すなわち、巻出しロール（２１）より供給される高分
子フィルム（１１）を接着剤塗布器（２２）に導き、そ
の両面に接着剤をコーティングする。次いで乾燥機（２
３）を通して上記接着剤を嵌挿（半軟化状態）させ、さ
らにラミネー）　（２４）により巻出しロール（２５）
から供給される銅箔（２）と圧着接合し巻取りロール（
２６）に巻取る。以上により、銅箔（２）、高分子フィ
ルム（１１）、接着剤層（１２）、　（１３）　　から
なる積層体（６）の原反ロールが得られる。

そして、積層体（６）の原反ロールを裁断機により所定
の幅に裁断し、原反ロールとされた積層体（６）の一端
（コイルの巻始め位置）に例えば棒状半田又はクリーム
半田を溶融し、第８図に示すように、前記端子（３）と
なる半田層（３１）を形成する。半田層（３１）の幅は
、本例の場合的２ｍｍとしており、また、上記棒状半田
又はクリーム半田は溶融温度は約１８０℃前後のものを
使用して半田層（３１）を形成する。

すなわち、例えば棒状半田を使用する場合において、割
合の半田はスズ６０％、鉛４０％、溶融温度は１８３℃
とする条件で、半田付ロボットを使用し、塗布幅０．５
ｍｍ　〜１０ｍｍ　Ｓ塗布厚み０．００５ｍｍ　〜０．
２ｍｍになるよう塗布する。なお、半田層の厚みを０．
００５ｍｍ未満とすると、積層体（６）の表面に均一に
塗布できないことから、この厚みの下限は０．００５ｍ
Ｉｎとする。上限は、前述のように積層体（６）の巻回
時の問題による。またクリーム半田の場合にあっては、
スズ６０％、鉛４０％のクリーム半田をシルク又は抜き
板を使用して銅箔（２）面上に印刷する。この場合、印
刷幅は０．５ｍ＋ｎ〜ｌＱｍｍ　、印刷の厚みは、０．
０２ｍｍからＱ、　２ｍｍになるようにする。なお、ク
リーム半田の厚みは０．０釦ｍ未満とすると印刷が困難
であることから、この厚みの下限は０．０２ｍｍとする
。そして、この印刷した部分に３００℃の温度を加え溶
融する。

なお、上記棒状半田及びクリーム半田の組成及び溶融温
度を例えば以下の表に示す値に設定して行っても同様の
結果を得ることができる。なお、この表においては半田
の各成分の割合を重量％で示した。

■棒状半田の場合 ■クリーム半田の場合続いて第８図に示すような芯材（シャツ））（７）に例
えば水溶性接着剤を介して積層体（６）を巻付ける。芯
材（７）の断面形状は、所望のコイルの形状に合わせれ
ばよく、三角形、円形、楕円形、多角形等の種々の形状
とすればよい。

次いで、芯材（７）に積層体（６）を所望の特性が得ら
れる厚さに幾重にも巻付た後、第９図に示すように、終
端部（コイルの巻終わり位置）に前記端子（４）となる
半田層（３２）を形成する。半田層（３２）の幅は、前
記コイルの巻始め位置に形成されたものと同じように、
約２ｍｍとする。なお、本例では、芯材（７）の巻付け
の際、図示しないエアシリンダにより三方より圧着し後
述するコイルブロック（９）の巻回状態を整える。

なお、本例では半田色（３１）の厚みを約０．１ｍｍと
しているので、上述のように芯材（７）に幾重にも巻付
けた場合であっても、この半田層（３１）の部分に於い
て大きく膨出することがないので、上記銅箔（２）の千
切れ等が発生することがない。

以上の工程で得られた全体をコイルブロック（９〕とし
　このコイルブロック（９）は第１０図に示すように所
定の幅ｔを有するコイル（１）に切断され、第５図に示
すような外観のフラットコイル（１）となる。

なお、端子（３）、　（４）を除く全面（上下面、周面
）は絶縁塗装される。切断方法としてはワイヤソー等に
よる機械的切断法、放電加工法、レーザによる切断法等
、種々の手法を取り得る。切断後、−水に入れれば芯材
（７）が離れ、フラットコイル（１）が完成する。この
ようにして製造されたフラットコイル（１）は、銅箔（
２）と接着剤層（１２＞、（１３）　　、高分子フィル
ム（１１）が緻密に積層されており、且つ、銅箔（２）
と前記端子（３）、　　（４）との離脱も生ずることの
ない信頼性の高いフラットコイル（１）となる。このフ
ラットコイル（１）においては、コイルの内周面及び外
周面にコイルの幅を方向に延在される薄い半田層からな
る端子（３）、　（４）を形成しているので、製造工程
の巻回時において銅箔（２）等からなる積層体（６）が
破れたり、また切断する等の危険性がないとともに、端
子を積層体〔６）の原反に取り付けた後、巻取った場合
でも銅箔（２）の歪、皺等が原因となって生ずる寸法不
良が防止される。また端子（３）、　（４）は半田層か
らなるので、積層体（６）に半田付けされない部分には
なくなり切断部における導通不良を生ずることがない。

さらに、端子（３）、　（４）は厚さ０．２ｍｍ以下の
半田層からなるので、積層体（６）の原反に取付けた後
、芯材（７）に幾重にも巻き付けた場合であっても端子
部分のみが大きく膨出することはなく銅箔（２）が千切
れ断線することが防止される。

そして、上述のように構成したフラットコイル（１）は
第２図及び第３図に示すようにして回路基板（４１）に
実装される。即ち、先ず第２図Ａに示すように絶縁基板
（４３）の面に導電パターン（４２）が形成された回路
基板（４１）に対して、そのフラットコイル（１）を配
置する部分に仮固定用の接着剤（４４）を印刷により塗
布する。また、フラットコイル（１）の端子（３）、　
　（４）を電気的に接続されるべき導電パ、ターン（４
２）の接続部分（４２ａ）　　の面に本発明に係る微細
導電性物！　（５３）入りのクリーム半田（５４）を例
えば印刷により付着する。尚、図では端子（３）側のみ
を示すが、端子（４）側も同様である〈以下においても
）。

このクリーム半田（５４）の厚さｄはフラットコイル（
１）の端子（３〕、（４）の幅（即ち高さ）ｔよりも小
とすることができる。次に、第２図Ｂに示すようにフラ
ットコイル（１）を、その端子（３）、　（４）がクリ
ーム半田（５４）が付された接続部分（４２ａ）　　に
近接し且つ接続部分（４２ａ）　　の面に対して垂直と
なるように、回路基板（４１）上に配置する。このとき
接着剤（４４）によりフラットコイル（１）が仮固定さ
れると同様に端子（３）、　　（４）と導電パターン（
４２）の接続部分（４２ａ）　　間に接着剤（４４）が
はみ出す場合もある。

次に、第２図Ｃに示すようにフラットコイル（１）を仮
固定した状態で加熱炉に入れてクリーム半田（５４）を
溶融し、端子（３）、（４）と之等と対応する導電パタ
ーン（４２）の接続部分（４２ａ）　　とを半田付けす
る。

このとき、コイル端子（３）、　　（４）と導電パター
ンの接続部分（４２ａ）　　間に接着剤（４４）のはみ
出しによって半田ぬれ性のない部分（５１）が生じてい
ても、半田（５２）中に微細導電性物質（５３）が含ま
れていることによって、クリーム半田（５４）は分離す
ることでなく端子（３）、　　（４）及び接続部分（４
２ａ）　　間を半田付けすることができる。また、フラ
ットコイル（１）の端子（３）、（４）が半田層で構成
されているので、溶融したクリーム半田（４５）は端子
（３）、（４）とのなじみが良く、せり上がるようにし
て端子（３）、　　（４）の全幅（即ち全高さ）にわた
って溶着し、良好な半田付けがなされる。

上述の微細導電性物質（５３）入りのクリーム半田（５
４）を用いただフラットコイルの実装によれば、クリー
ム半田（４５）を印刷で付着し、フラットコイル（１）
を仮固定した状態で加熱炉に通すことにより、容易且つ
確実に半田付けされ、この種フラットコイルの実装を簡
略化することができる。またフラットコイル（１）の端
子（３）、　、　（４）を半田層で形成しているので、
クリーム半田（４５）とのなじみが良く、端子（３）、
　　（４）の高さｔより薄い厚さｄのクリーム半田（４
５）を付着しても確実に半田される。

尚、第２図及び第３図の例では本発明に係るクリーム半
田（５４）をフラットコイル（１）の実装に適用したが
、フラットコイル以外のチップ部品の実装にも適用でき
ることは勿論である。

また、本発明に係るクリーム半田（５４）は、第４図に
示すように回路基板等において互いに離れた状態にある
端子（６３〉及び（６４）間を半田付けによって接続す
る場合にも適用できる。このときには半田（５２）中の
導電性物質（５３）が端子（６３）及び（６４）間を埋
め、且つ結合剤として作用してリード線的な働きをする
ため、リード線（６５）を使用することなく端子（６３
）及び（６４）間を半田付けのみによる接続が可能とな
る。従って、半田付は時にリード線、リード線を付ける
工程を削減することができる。

〔発明の効果〕

本発明の半田材によれば、通常の半田より融点の高い微
細導電性物質を上記半田１００重量部に対して１０〜１
００重量ｍ混合して成ることにより、半田ぬれ性のない
部分を挟んで離間せる導電接続部間を半田付けする場合
においても、半田材が両端子に夫々凝集分離することな
く、良好に半田付けすることができる。従って、例えば
チップ部品の実装、基板上の離間している導電接続部間
の接続等に用いて好適ならしめるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による半田材の例を示す断面図、第２図
は本発明に係る半田材をフラットコイルの実装に適用し
た工程図、第３図はフラットコイルの実装状態の平面図
、第４図は本発明に係る半田材の他の使用例の平面図、
第５図は本発明のフラットコイルの外観斜視図、第６図
はコイル原反の要部拡大断面図、第７図ないし第１Ｏ図
はフラットコイルの製造工程の一例を工程順序に従って
示すもので、第７図は銅箔への絶縁層形成工程を示す模
式図、第８図は芯材への銅箔の巻回工程を示す斜視図、
第９図はコイルブロックの斜視図、第１Ｏ図は切断後の
コイルブロックを示す外観斜視図、第１１図は従来のチ
ップ部品の実装を示す断面図、第１２囚人及びＢは本発
明の説明に供する半田付けの状態を示す工程図、第１３
囚人及びＢは本発明の説明に供する半田付は状態の他の
例を示す平面図である。（１）はフラットコイル、（３）、　（４）は端子、（
４１）は回路基板、（４２）は導電パターン、（６１）
は通常のクリーム半田、（５２）は半田、（５３）は微
細導電性物質、（５４）は本発明に係る半田材である。代　　理　　人　　　　　伊　　藤　　　　　頁間　　
　　　　　　松　　隈　　秀　　盛第４図第２図 −・・・フラットコイルＪ、４・・鳴子４１・・１洛に組４２・・・・−４１ＬＪＶターン第図Ｕ第１３図第１１図第１２図手続補正書平成１年２月１７日

Claims

【特許請求の範囲】

半田より融点の高い微細導電性物質を上記半田１００重
量部に対して１０〜１００重量部混合して成る半田材。