JPH07251290A - インジウムはんだペースト - Google Patents
インジウムはんだペーストInfo
- Publication number
- JPH07251290A JPH07251290A JP4456894A JP4456894A JPH07251290A JP H07251290 A JPH07251290 A JP H07251290A JP 4456894 A JP4456894 A JP 4456894A JP 4456894 A JP4456894 A JP 4456894A JP H07251290 A JPH07251290 A JP H07251290A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- indium
- rosin
- solder paste
- paste
- acid value
- Prior art date
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- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 インジウムはんだペーストに関し、棚置き寿
命の向上を目的とする。 【構成】 インジウムまたはインジウム合金よりなる金
属粉末とフラックスビヒクルとを混練してなるはんだペ
ーストにおいて、フラックスビヒクルを形成するロジン
として酸価が40以下のものを使用することを特徴として
インジウムはんだペーストを構成する。
命の向上を目的とする。 【構成】 インジウムまたはインジウム合金よりなる金
属粉末とフラックスビヒクルとを混練してなるはんだペ
ーストにおいて、フラックスビヒクルを形成するロジン
として酸価が40以下のものを使用することを特徴として
インジウムはんだペーストを構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は棚置き寿命（Shelf-lif
e) を向上したインジウム(In)はんだペーストに関す
る。
e) を向上したインジウム(In)はんだペーストに関す
る。
【０００２】半導体部品は他の回路部品に較べて熱の影
響を受け易いことから回路基板への装着に当たっても加
熱による劣化を抑制するために色々な工夫が施されてい
る。すなわち、部品の装着や部品間の回路接続には一般
にはんだが使用され、この材料として鉛（Pb) と錫(Sn)
の合金であるPb-63 ％Sn( 融点183 ℃) が使用されるこ
とが多いが、半導体部品用のはんだとしてIn( 融点156.
6 ℃) やIn合金例えばIn-48 ％Sn( 融点117 ℃) が使用
されることが多い。
響を受け易いことから回路基板への装着に当たっても加
熱による劣化を抑制するために色々な工夫が施されてい
る。すなわち、部品の装着や部品間の回路接続には一般
にはんだが使用され、この材料として鉛（Pb) と錫(Sn)
の合金であるPb-63 ％Sn( 融点183 ℃) が使用されるこ
とが多いが、半導体部品用のはんだとしてIn( 融点156.
6 ℃) やIn合金例えばIn-48 ％Sn( 融点117 ℃) が使用
されることが多い。
【０００３】こゝで、Inが用いられる理由は融点が低
く、また、相変態をもたないからであり、はんだ金属と
してそのまゝ使用される場合もあるが、リフローソルダ
ーリングなどの目的に便利なように、はんだ粉末とフラ
ックスビヒクルとを混合したはんだペーストが使用され
ている。
く、また、相変態をもたないからであり、はんだ金属と
してそのまゝ使用される場合もあるが、リフローソルダ
ーリングなどの目的に便利なように、はんだ粉末とフラ
ックスビヒクルとを混合したはんだペーストが使用され
ている。
【０００４】
【従来の技術】はんだペーストははんだ金属粉末とフラ
ックスビヒクルとを約９：１の比率で混練して形成され
ているが、こゝで、フラックスビヒクルはロジン（Rosi
n), 増粘剤, 酸化防止剤, 活性剤および溶剤などより形
成されている。
ックスビヒクルとを約９：１の比率で混練して形成され
ているが、こゝで、フラックスビヒクルはロジン（Rosi
n), 増粘剤, 酸化防止剤, 活性剤および溶剤などより形
成されている。
【０００５】こゝで、Inはんだペーストを使用すると20
0 ℃以下の低温でリフローソルダーリングを行なうこと
ができ、半導体部品の特性劣化を抑制できることから有
効なはんだペーストと思われているが、ペーストの使用
可能期間である棚置き寿命（Shelf-life) が著しく短い
ことが問題であった。
0 ℃以下の低温でリフローソルダーリングを行なうこと
ができ、半導体部品の特性劣化を抑制できることから有
効なはんだペーストと思われているが、ペーストの使用
可能期間である棚置き寿命（Shelf-life) が著しく短い
ことが問題であった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】半導体デバイスには加
熱により特性の劣化するなど耐熱性の劣るものが多い、
例えば、撮像素子と光電変換素子との組合せよりなるデ
バイスはこれに相当し、Inよりなるバンプを用いて両者
の回路接続が行なわれている。
熱により特性の劣化するなど耐熱性の劣るものが多い、
例えば、撮像素子と光電変換素子との組合せよりなるデ
バイスはこれに相当し、Inよりなるバンプを用いて両者
の回路接続が行なわれている。
【０００７】然し、アルミナなどよりなる回路基板に複
数の半導体デバイスを搭載する方法としては、はんだペ
ーストを接着面に塗布してトンネル炉を通すリフローソ
ルダーリングが最も量産に適している。
数の半導体デバイスを搭載する方法としては、はんだペ
ーストを接着面に塗布してトンネル炉を通すリフローソ
ルダーリングが最も量産に適している。
【０００８】然し、Inはんだペーストは棚置き寿命が著
しく短く、直ちにペーストの硬化が始まるためにこのよ
うな目的に使用できない。そこで、この改善が課題であ
る。
しく短く、直ちにペーストの硬化が始まるためにこのよ
うな目的に使用できない。そこで、この改善が課題であ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の課題はフラックス
ビヒクルを形成するロジンとして酸価が40以下のものを
使用することを特徴としてInはんだペーストを形成する
ことにより解決することができる。
ビヒクルを形成するロジンとして酸価が40以下のものを
使用することを特徴としてInはんだペーストを形成する
ことにより解決することができる。
【００１０】
【作用】発明者等はInはんだペーストの棚置き寿命が著
しく短い原因について研究し、Inがハロゲン系活性剤の
存在の下でカルボン酸と反応してカルボン酸インジウム
塩を形成することによりペーストの硬化が生ずることが
判った。
しく短い原因について研究し、Inがハロゲン系活性剤の
存在の下でカルボン酸と反応してカルボン酸インジウム
塩を形成することによりペーストの硬化が生ずることが
判った。
【００１１】こゝで、はんだ付けを行なうに当たっては
対象とする金属の表面に存在する酸化皮膜を除去するた
めと、はんだ粉末の表面に存在する酸化皮膜を除去する
ためにペーストの構成剤としてハロゲン系活性剤例えば
アミンハロゲン化水素酸が添加されているが、このハロ
ゲン系活性剤がIn粉末上に存在する酸化皮膜と反応して
除去されるとInが非常に活性となり、周囲にカルボン酸
が存在すると容易に反応してカルボン酸インジウム塩が
形成されることが判った。
対象とする金属の表面に存在する酸化皮膜を除去するた
めと、はんだ粉末の表面に存在する酸化皮膜を除去する
ためにペーストの構成剤としてハロゲン系活性剤例えば
アミンハロゲン化水素酸が添加されているが、このハロ
ゲン系活性剤がIn粉末上に存在する酸化皮膜と反応して
除去されるとInが非常に活性となり、周囲にカルボン酸
が存在すると容易に反応してカルボン酸インジウム塩が
形成されることが判った。
【００１２】こゝでカルボン酸はロジンの中に存在する
ことから、発明者等はこのロジン中のカルボン酸がInと
反応すると推定した。図１はこれを証明するもので、プ
ロトン核磁気共鳴（Ｈ+ −ＮＭＲ）を用いてロジン中に
含まれるカルボキシル基の挙動を調べたものであり、横
軸には共鳴波長（ppm)を、また、縦軸には共鳴強度をと
ってある。
ことから、発明者等はこのロジン中のカルボン酸がInと
反応すると推定した。図１はこれを証明するもので、プ
ロトン核磁気共鳴（Ｈ+ −ＮＭＲ）を用いてロジン中に
含まれるカルボキシル基の挙動を調べたものであり、横
軸には共鳴波長（ppm)を、また、縦軸には共鳴強度をと
ってある。
【００１３】すなわち、上段はロジンについての共鳴吸
収を示すもので矢印はカルボキシル基の共鳴ピークを示
しており、10〜13ppm の位置に存在する。次に、中段は
フラックスビヒクルについてのもので、カルボキシル基
の共鳴ピークは６〜８ppm に移行しており、このこと
は、ロジンのカルボキシル基が活性剤と反応しているこ
とを示しており、また、下段は硬化したはんだペースト
についてのもので、カルボキシル基の共鳴ピークは５〜
７ppm に移行しており、ロジンのカルボキシル基がInと
反応したためと考えられる。
収を示すもので矢印はカルボキシル基の共鳴ピークを示
しており、10〜13ppm の位置に存在する。次に、中段は
フラックスビヒクルについてのもので、カルボキシル基
の共鳴ピークは６〜８ppm に移行しており、このこと
は、ロジンのカルボキシル基が活性剤と反応しているこ
とを示しており、また、下段は硬化したはんだペースト
についてのもので、カルボキシル基の共鳴ピークは５〜
７ppm に移行しており、ロジンのカルボキシル基がInと
反応したためと考えられる。
【００１４】こゝで、ロジンのカルボキシル基と活性剤
との反応を無くするために活性剤として有機酸を用いて
はんだペーストを形成すると、有機酸はカルボキシル基
を有することから、カルボン酸インジウム塩を形成し硬
化が促進された。
との反応を無くするために活性剤として有機酸を用いて
はんだペーストを形成すると、有機酸はカルボキシル基
を有することから、カルボン酸インジウム塩を形成し硬
化が促進された。
【００１５】そこで、本発明はカルボキシル基の含有量
を減らしたロジン、すなわち酸価（Acid value）を低く
したロジン、具体的にはカルボシキ基をエステル化した
ロジンを使用してはんだペーストを形成するものであ
る。こゝで、酸価とは油脂類１ｇ中に含まれる遊離脂肪
酸を中和するのに必要な水酸化カリウム（ＫＯＨ）のmg
数である。
を減らしたロジン、すなわち酸価（Acid value）を低く
したロジン、具体的にはカルボシキ基をエステル化した
ロジンを使用してはんだペーストを形成するものであ
る。こゝで、酸価とは油脂類１ｇ中に含まれる遊離脂肪
酸を中和するのに必要な水酸化カリウム（ＫＯＨ）のmg
数である。
【００１６】次に、発明者等の実験によると酸価が40以
下のロジンを使用することによりペーストの硬化を抑制
することができたが、かゝるロジンを入手するには酸価
を指定して購入してもよいし、また、ロジンを購入した
後、エステル化して酸価を調整して使用してもよい。
下のロジンを使用することによりペーストの硬化を抑制
することができたが、かゝるロジンを入手するには酸価
を指定して購入してもよいし、また、ロジンを購入した
後、エステル化して酸価を調整して使用してもよい。
【００１７】
【実施例】実施例：試作したフラックスビヒクルの組成
は次の通りである。 ロジン ： エステル化ロジン( 酸価32.9) ・・・・・・・・・・・60ｇ 増粘剤 ： 硬化ひまし油 ・・・・・・・・・・・1.0 ｇ 酸化防止剤：ブチルヒドロキシトルエン ・・・・・・・・・・・1.0 ｇ 〃 ：t-ブチルヒドロキノン ・・・・・・・・・・・1.0 ｇ 活性剤 ： 臭化水素酸2-アミノエチルブロミド ・・・・・・・0.2wt ％Br 溶剤 ： ジエチレングリコールモノブチルエーテル ・・・・・・36ｇ ロジンを溶剤で溶解した後、上記の添加剤を加え、よく
混練してフラックスビヒクルを作り、次に、In-48 ％Sn
合金粉末( 粒径20〜45μm ) とフラックスビヒクルとを
９：１の重量比で混練してはんだペーストを作った。
は次の通りである。 ロジン ： エステル化ロジン( 酸価32.9) ・・・・・・・・・・・60ｇ 増粘剤 ： 硬化ひまし油 ・・・・・・・・・・・1.0 ｇ 酸化防止剤：ブチルヒドロキシトルエン ・・・・・・・・・・・1.0 ｇ 〃 ：t-ブチルヒドロキノン ・・・・・・・・・・・1.0 ｇ 活性剤 ： 臭化水素酸2-アミノエチルブロミド ・・・・・・・0.2wt ％Br 溶剤 ： ジエチレングリコールモノブチルエーテル ・・・・・・36ｇ ロジンを溶剤で溶解した後、上記の添加剤を加え、よく
混練してフラックスビヒクルを作り、次に、In-48 ％Sn
合金粉末( 粒径20〜45μm ) とフラックスビヒクルとを
９：１の重量比で混練してはんだペーストを作った。
【００１８】次に、棚置き寿命を評価するため、はんだ
ペーストを室温で密閉して静置し、状態変化を調べたと
ころ、２週間後においても初期の状態を保持しており、
印刷が可能であった。また、はんだ付け性をみるために
金（Au) の蒸着膜を形成してあるガラス基板の上にはん
だペーストを置き、不活性ガス（弗化炭素, 商品名ガル
デン) 雰囲気中で155 ℃に加熱して拡がり状態を観察し
た。その結果、はんだは一様に拡がっており、はんだボ
ールの発生は認められなかった。 比較例：試作したフラックスビヒクルの組成は次の通り
である。 ロジン ： 市販のロジン( 酸価約170) ・・・・・・・・・・・60ｇ 増粘剤 ： 硬化ひまし油 ・・・・・・・・・・・1.0 ｇ 酸化防止剤：ブチルヒドロキシトルエン ・・・・・・・・・・・1.0 ｇ 〃 ：t-ブチルヒドロキノン ・・・・・・・・・・・1.0 ｇ 活性剤 ： 臭化水素酸2-アミノエチルブロミド ・・・・・・・0.2wt ％Br 溶剤 ： ジエチレングリコールモノブチルエーテル ・・・・・・36ｇ ロジンを溶剤で溶解した後、上記の添加剤を加え、よく
混練してフラックスビヒクルを作り、次に、In-48 ％Sn
合金粉末( 粒径20〜45μm ) とフラックスビヒクルとを
９：１の重量比で混練してはんだペーストを作った。
ペーストを室温で密閉して静置し、状態変化を調べたと
ころ、２週間後においても初期の状態を保持しており、
印刷が可能であった。また、はんだ付け性をみるために
金（Au) の蒸着膜を形成してあるガラス基板の上にはん
だペーストを置き、不活性ガス（弗化炭素, 商品名ガル
デン) 雰囲気中で155 ℃に加熱して拡がり状態を観察し
た。その結果、はんだは一様に拡がっており、はんだボ
ールの発生は認められなかった。 比較例：試作したフラックスビヒクルの組成は次の通り
である。 ロジン ： 市販のロジン( 酸価約170) ・・・・・・・・・・・60ｇ 増粘剤 ： 硬化ひまし油 ・・・・・・・・・・・1.0 ｇ 酸化防止剤：ブチルヒドロキシトルエン ・・・・・・・・・・・1.0 ｇ 〃 ：t-ブチルヒドロキノン ・・・・・・・・・・・1.0 ｇ 活性剤 ： 臭化水素酸2-アミノエチルブロミド ・・・・・・・0.2wt ％Br 溶剤 ： ジエチレングリコールモノブチルエーテル ・・・・・・36ｇ ロジンを溶剤で溶解した後、上記の添加剤を加え、よく
混練してフラックスビヒクルを作り、次に、In-48 ％Sn
合金粉末( 粒径20〜45μm ) とフラックスビヒクルとを
９：１の重量比で混練してはんだペーストを作った。
【００１９】次に、棚置き寿命を評価するため、はんだ
ペーストを室温で密閉して静置し状態変化を調べたとこ
ろ、作製後２時間でペーストが硬化し印刷不可能になっ
た。また、はんだ付け性をみるために金（Au) の蒸着膜
を形成してあるガラス基板の上にはんだペーストを置
き、不活性ガス（弗化炭素, 商品名ガルデン) 雰囲気中
で155 ℃に加熱して拡がり状態を観察した。その結果、
顕著なはんだボールの発生が認められた。
ペーストを室温で密閉して静置し状態変化を調べたとこ
ろ、作製後２時間でペーストが硬化し印刷不可能になっ
た。また、はんだ付け性をみるために金（Au) の蒸着膜
を形成してあるガラス基板の上にはんだペーストを置
き、不活性ガス（弗化炭素, 商品名ガルデン) 雰囲気中
で155 ℃に加熱して拡がり状態を観察した。その結果、
顕著なはんだボールの発生が認められた。
【００２０】
【発明の効果】本発明の実施によりInはんだペーストに
ついても従来のPb-63 ％Snペーストと同様に棚置き寿命
の長いペーストを作ることができ、これにより半導体デ
バイスのリフローソルダーリング工程の効率を向上する
ことができる。
ついても従来のPb-63 ％Snペーストと同様に棚置き寿命
の長いペーストを作ることができ、これにより半導体デ
バイスのリフローソルダーリング工程の効率を向上する
ことができる。
【図１】 Ｈ+ −ＮＭＲによるはんだペーストの分析結
果である。
果である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北嶋 雅之 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 竹居 成和 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 インジウムまたはインジウム合金よりな
る金属粉末とフラックスビヒクルとを混練してなるはん
だペーストにおいて、 前記フラックスビヒクルを形成するロジンとして酸価が
40以下のものを使用することを特徴とするインジウムは
んだペースト。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4456894A JPH07251290A (ja) | 1994-03-16 | 1994-03-16 | インジウムはんだペースト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4456894A JPH07251290A (ja) | 1994-03-16 | 1994-03-16 | インジウムはんだペースト |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07251290A true JPH07251290A (ja) | 1995-10-03 |
Family
ID=12695113
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4456894A Withdrawn JPH07251290A (ja) | 1994-03-16 | 1994-03-16 | インジウムはんだペースト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07251290A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001039922A1 (en) * | 1999-12-03 | 2001-06-07 | Fry's Metals, Inc. D.B.A. Alpha Metals, Inc. | Soldering flux |
| JP2021049581A (ja) * | 2019-09-20 | 2021-04-01 | 株式会社タムラ製作所 | はんだ組成物および電子基板 |
| CN113809481A (zh) * | 2021-09-07 | 2021-12-17 | 厦门海辰新能源科技有限公司 | 负极极柱盘、锂离子电池和锂电池的焊接方法 |
-
1994
- 1994-03-16 JP JP4456894A patent/JPH07251290A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001039922A1 (en) * | 1999-12-03 | 2001-06-07 | Fry's Metals, Inc. D.B.A. Alpha Metals, Inc. | Soldering flux |
| JP2021049581A (ja) * | 2019-09-20 | 2021-04-01 | 株式会社タムラ製作所 | はんだ組成物および電子基板 |
| CN113809481A (zh) * | 2021-09-07 | 2021-12-17 | 厦门海辰新能源科技有限公司 | 负极极柱盘、锂离子电池和锂电池的焊接方法 |
| CN113809481B (zh) * | 2021-09-07 | 2023-01-24 | 厦门海辰储能科技股份有限公司 | 负极极柱盘、锂离子电池和锂电池的焊接方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010605 |