JPS62179889A - クリ−ムはんだ - Google Patents
クリ−ムはんだInfo
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- JPS62179889A JPS62179889A JP61018187A JP1818786A JPS62179889A JP S62179889 A JPS62179889 A JP S62179889A JP 61018187 A JP61018187 A JP 61018187A JP 1818786 A JP1818786 A JP 1818786A JP S62179889 A JPS62179889 A JP S62179889A
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Classifications
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- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/36—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- B23K35/0222—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape for use in soldering, brazing
- B23K35/0244—Powders, particles or spheres; Preforms made therefrom
- B23K35/025—Pastes, creams, slurries
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
- H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
- H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
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- H05K3/3442—Leadless components having edge contacts, e.g. leadless chip capacitors, chip carriers
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- H—ELECTRICITY
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- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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- H05K3/3485—Applying solder paste, slurry or powder
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- H—ELECTRICITY
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-
- H—ELECTRICITY
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- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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- H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
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- H05K2201/10234—Metallic balls
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
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。
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〕
本発明は電子機器のはんだ付けに適したクリームはんだ
に関する。
に関する。
近時の電子機器では、電子部品を直接取付けたプリント
基板や放熱板を有する電子部品が多く用いられてきてお
り、プリント基板への電子部品の取付けや放熱板と電子
部品素子との接合にはクリームはんだが使用されている
。
基板や放熱板を有する電子部品が多く用いられてきてお
り、プリント基板への電子部品の取付けや放熱板と電子
部品素子との接合にはクリームはんだが使用されている
。
一般に電子機器のはんだ付けに用いるクリームはんだの
多くは、粉末はんだがＳｎとｐｂの合金であるが、はん
だ付は時に電子部品やプリント基板に対して熱影響が少
いようにＳｎ、 Ｐｂ合全中でも融点の低い６３Ｓｎ
−Ｐｂ組成のものが多く用いられている。
多くは、粉末はんだがＳｎとｐｂの合金であるが、はん
だ付は時に電子部品やプリント基板に対して熱影響が少
いようにＳｎ、 Ｐｂ合全中でも融点の低い６３Ｓｎ
−Ｐｂ組成のものが多く用いられている。
この６３５ｎ −Ｐｂ！成のはんだは融点が１８３℃と
低く、しかもはんだ付は性に優れているものである。ま
た、放熱板を有するような電子部品では、電子機器の使
用時に温度が上昇するため、該電子部品には５Ｓｎ−Ｐ
ｂ（融点ｉｌｏ℃）や５Ａｇ−Ｐｂ（ａ点３６５℃）の
ように融点の高い粉末はんだを含んだクリームはんだが
使われることもある。
低く、しかもはんだ付は性に優れているものである。ま
た、放熱板を有するような電子部品では、電子機器の使
用時に温度が上昇するため、該電子部品には５Ｓｎ−Ｐ
ｂ（融点ｉｌｏ℃）や５Ａｇ−Ｐｂ（ａ点３６５℃）の
ように融点の高い粉末はんだを含んだクリームはんだが
使われることもある。
チップ部品をプリント基板にはんだ付けしたり、部品素
子を放熱板にはんだ付けする場合、プリント基板や放熱
板の所定の箇所にスクリーン印刷や孔版印刷、或いはデ
ィスペンサー吐出てクリームはんだを適量塗布し、その
上にチップ部品や部品素子を載置する。そしてチップ部
品が載置されたプリント基板や部品素子が載置された放
熱板なりフロー炉や赤外線のような加熱装置で加熱して
りリームはんだをｌｉｄさせ、はんだ付けを行うもので
ある。
子を放熱板にはんだ付けする場合、プリント基板や放熱
板の所定の箇所にスクリーン印刷や孔版印刷、或いはデ
ィスペンサー吐出てクリームはんだを適量塗布し、その
上にチップ部品や部品素子を載置する。そしてチップ部
品が載置されたプリント基板や部品素子が載置された放
熱板なりフロー炉や赤外線のような加熱装置で加熱して
りリームはんだをｌｉｄさせ、はんだ付けを行うもので
ある。
ところが従来のクリームはんだではんだ付けした電子部
品は、剥離強度に弱く、少しの衝撃でも容騒に脱落する
ことがあったし、また、従来のクリームはんだてはんだ
１１けした放熱板を有する電子部品は電子機器の使用中
に、はんだにクラックが入って接触不良や素子の脱落と
いう事故を起こすことが往々にしてあった。
品は、剥離強度に弱く、少しの衝撃でも容騒に脱落する
ことがあったし、また、従来のクリームはんだてはんだ
１１けした放熱板を有する電子部品は電子機器の使用中
に、はんだにクラックが入って接触不良や素子の脱落と
いう事故を起こすことが往々にしてあった。
本発明者らがこれらの事故原因について追求してみたと
ころ、チップ部品の剥離強度が弱いのは、はんだ付は部
であるプリント基板のマウントとチップ部品の電極間の
クリアランスが狭くてはんだの呈が少なかったり、或い
は、はんだ付は部にフラックスフユームや空気が残る所
謂ボイドが存在するがためであ、ることが分った。また
、放熱板を有する電子部品において、放熱板と素子との
間のはんだにクラックが入るのは、電子機器の使用時、
電子部品に通電すると電子部品自体が昇温しで素子や放
熱板が熱膨張し、そして電子部品への通電を止めると温
度が下がるため収縮するが、この様なヒートサイクルで
熱膨張収縮が繰り返えされることにより、はんだ付は部
にはんだが少なかったり、素子が傾斜して取付けられて
いると、はんだは熱膨張収縮に耐えることができずにク
ラックが入ってしまうことも分かった。
ころ、チップ部品の剥離強度が弱いのは、はんだ付は部
であるプリント基板のマウントとチップ部品の電極間の
クリアランスが狭くてはんだの呈が少なかったり、或い
は、はんだ付は部にフラックスフユームや空気が残る所
謂ボイドが存在するがためであ、ることが分った。また
、放熱板を有する電子部品において、放熱板と素子との
間のはんだにクラックが入るのは、電子機器の使用時、
電子部品に通電すると電子部品自体が昇温しで素子や放
熱板が熱膨張し、そして電子部品への通電を止めると温
度が下がるため収縮するが、この様なヒートサイクルで
熱膨張収縮が繰り返えされることにより、はんだ付は部
にはんだが少なかったり、素子が傾斜して取付けられて
いると、はんだは熱膨張収縮に耐えることができずにク
ラックが入ってしまうことも分かった。
本発明は、はんだ付は部に適量のはんだを存在させ、し
かもチップ部品や部品素子を傾斜させずに載置できるば
かりでなくボイドの発生やクラックの発生が極めて少な
いというクリームはんだを提供することにある。
かもチップ部品や部品素子を傾斜させずに載置できるば
かりでなくボイドの発生やクラックの発生が極めて少な
いというクリームはんだを提供することにある。
（問題を解決するための手段〕
本発明は、はんだの融点よりも高い融点をもち、しかも
表面が溶融はんだに濡れることができる直径０．０７〜
０．３ｍｍの金属球をクリームはんだ中に０．５Ｎ５重
量％混入しであるクリームはんだである。
表面が溶融はんだに濡れることができる直径０．０７〜
０．３ｍｍの金属球をクリームはんだ中に０．５Ｎ５重
量％混入しであるクリームはんだである。
ところで従来より粉末はんだと該粉末はんだよりも融点
の高い金属粉末を混合したはんだは提案されていた（特
公昭４７−２８３０７号）。このはんだは広間隙を充填
するためのものであり、このはんだの広間隙を充填する
メカニズムは、加熱で粉末はんだが溶融すると溶融はん
だは金属粉同志を接続させて金属粉を動かないようにす
るとともに、溶融はんだが金属粉間に充填される結果、
広間隙部でもはんだは流れ出ないようになっている。従
って、広間防用はんだに用いられる金属粉はなるべく細
かく（６４μよりも細かい）、また粉末はんだとの混合
割合も５重量％以上は必要である。しかも金属粉同志が
滑りあわないためには金属粉の形状は球形でなく不定形
であることが好ましいものである。
の高い金属粉末を混合したはんだは提案されていた（特
公昭４７−２８３０７号）。このはんだは広間隙を充填
するためのものであり、このはんだの広間隙を充填する
メカニズムは、加熱で粉末はんだが溶融すると溶融はん
だは金属粉同志を接続させて金属粉を動かないようにす
るとともに、溶融はんだが金属粉間に充填される結果、
広間隙部でもはんだは流れ出ないようになっている。従
って、広間防用はんだに用いられる金属粉はなるべく細
かく（６４μよりも細かい）、また粉末はんだとの混合
割合も５重量％以上は必要である。しかも金属粉同志が
滑りあわないためには金属粉の形状は球形でなく不定形
であることが好ましいものである。
本発明クリームはんだ中の金属球は、はんだ付は部の間
隙に存在するため必然的にそのクリアランスは金属球の
直径と同じになる。本発明では直径力旬、０７〜０．３
ｍｍの金属球を使用するが、重ね合せ接合における最も
適正なりリアランスは０．０７〜０．３ｍｍであり、該
直径の金属球がはんだ付は部に存在することはクリアラ
ンスを最も適正に保つことができることとなり、信頼の
あるはんだ付けが得られる。また、はんだ付は部に金属
球が存在していると、加熱時に発生したフラックスフユ
ームや残留空気は金属球の間を縫ってはんだ付は部の外
方に抜は出るようになリポイドが残るようなことはない
。
隙に存在するため必然的にそのクリアランスは金属球の
直径と同じになる。本発明では直径力旬、０７〜０．３
ｍｍの金属球を使用するが、重ね合せ接合における最も
適正なりリアランスは０．０７〜０．３ｍｍであり、該
直径の金属球がはんだ付は部に存在することはクリアラ
ンスを最も適正に保つことができることとなり、信頼の
あるはんだ付けが得られる。また、はんだ付は部に金属
球が存在していると、加熱時に発生したフラックスフユ
ームや残留空気は金属球の間を縫ってはんだ付は部の外
方に抜は出るようになリポイドが残るようなことはない
。
本発明で用いる金属球は、加熱時にもはんだ付は部に残
っていなければならないため融点は少なくともクリーム
はんだのはんだよりも高くなければならない。また、金
属球は溶融はんだに濡れないと金属球の周囲にフラック
スフユームや空気が残ってしまったり、金属球が溶融は
んだに排斥されて偏析し金属球の効果を発揮することが
できなくなるため、金属球の表面は必ず溶融はんだに濡
れることが条件となる。溶融はんだに１需れる一般的な
金属としてはＡｇ、Ｎｉ、Ｃｕ等がある。Ａｇ、Ｎｉは
単体で使用できるが、Ｃｕは融点がはんだより高くても
溶融はんだに接触すると拡散してしまって、はんだ付は
後、加熱エージングによりＣｕ−５ｎ金属間化合物を形
成し、この化合物は硬くて非常にもろいものであり、各
応力によってその部分よりクラツクが入ることがあるた
め表面にＮ１メッキを施して使用する方が良い。その他
の高融点金属でも溶融はんだに濡れなかったり、クリー
ムはんだ中で銹びを発生しやすいものは表面に溶融はん
だに濡れる金属をメッキすれば使用できるものである。
っていなければならないため融点は少なくともクリーム
はんだのはんだよりも高くなければならない。また、金
属球は溶融はんだに濡れないと金属球の周囲にフラック
スフユームや空気が残ってしまったり、金属球が溶融は
んだに排斥されて偏析し金属球の効果を発揮することが
できなくなるため、金属球の表面は必ず溶融はんだに濡
れることが条件となる。溶融はんだに１需れる一般的な
金属としてはＡｇ、Ｎｉ、Ｃｕ等がある。Ａｇ、Ｎｉは
単体で使用できるが、Ｃｕは融点がはんだより高くても
溶融はんだに接触すると拡散してしまって、はんだ付は
後、加熱エージングによりＣｕ−５ｎ金属間化合物を形
成し、この化合物は硬くて非常にもろいものであり、各
応力によってその部分よりクラツクが入ることがあるた
め表面にＮ１メッキを施して使用する方が良い。その他
の高融点金属でも溶融はんだに濡れなかったり、クリー
ムはんだ中で銹びを発生しやすいものは表面に溶融はん
だに濡れる金属をメッキすれば使用できるものである。
本発明に用いる金属球の直径は前述の如く適正なりリア
ランスを保つために０．０７〜０．３ｍｍである。
ランスを保つために０．０７〜０．３ｍｍである。
金属球の直径が０．０７ｍｍよりも小さいと剥離強度が
弱くなるばかりでなく、ボイドが抜けきらない。
弱くなるばかりでなく、ボイドが抜けきらない。
しかるに該直径が０．３ｍｍを越えるとクリアランスが
大きくなりすぎてかえって剥離強度を弱めることになる
。
大きくなりすぎてかえって剥離強度を弱めることになる
。
クリ−１１はんだ中への金属球の混合割合は、０．５１
童％よりも少ないとはんだ付は部での金属球の存在個数
が少なくなり金属球の効果が現れない。
童％よりも少ないとはんだ付は部での金属球の存在個数
が少なくなり金属球の効果が現れない。
５重量％を越えて金属球を混合するとはんだ付は部に金
属球が多くなり過ぎて剥離強度を弱める結果となる。従
ってクリームはんだ中への金属球の混入は０．５〜５重
量％が適当である。
属球が多くなり過ぎて剥離強度を弱める結果となる。従
ってクリームはんだ中への金属球の混入は０．５〜５重
量％が適当である。
実施例Ｉ
Ａｇ球（直径０．１ｍｍ ） ２重
量％実施例２ Ｃｕ球（表面にＮ１メツへ、直径０．２ｍｍ ）
３重量％実施例３ Ｆｅ球く表面にＮｉメッキ、直径０．３ｍｍ ）
１ｆｆｉｆｆｉ％実施例４ Ｎ１球（直径０．２ｍｍ）） ２重
量％比較例１ Ａｇ粉末（不定形２５０メツシユ） ２重
量％比較例２ Ｗ球（直径０．３ｍｍ ） ２重量
％比較例３ 上記実施例、比較例における特性試験の結果を第１表に
示す。
量％実施例２ Ｃｕ球（表面にＮ１メツへ、直径０．２ｍｍ ）
３重量％実施例３ Ｆｅ球く表面にＮｉメッキ、直径０．３ｍｍ ）
１ｆｆｉｆｆｉ％実施例４ Ｎ１球（直径０．２ｍｍ）） ２重
量％比較例１ Ａｇ粉末（不定形２５０メツシユ） ２重
量％比較例２ Ｗ球（直径０．３ｍｍ ） ２重量
％比較例３ 上記実施例、比較例における特性試験の結果を第１表に
示す。
※ｌ、特性試験
プリント基板上にチップ部品を実施例、比較例のクリー
ムはんだではんだ付けしたものを特性試験の試料とした
。
ムはんだではんだ付けしたものを特性試験の試料とした
。
※２．搭載状態
試料のはんだ付は部を縦方向に切断し、該切断部を研磨
後、顕ＲＡＭでクリアランスが平行となっているか否か
を観察する。
後、顕ＲＡＭでクリアランスが平行となっているか否か
を観察する。
※３．クリアランス
上記顕微鏡試料において、クリアランスのバラツキを観
察する。
察する。
※４．剥離強度
チップ下部のプリント基板に穴をあけ、プリント基板を
固定するとともに、線入に引張強度測定用冶具のブツシ
ュ部をセットし、ブツシュ部を押してチップ部品を剥離
することによりその強度を測定する。
固定するとともに、線入に引張強度測定用冶具のブツシ
ュ部をセットし、ブツシュ部を押してチップ部品を剥離
することによりその強度を測定する。
※５．ボイド率
上記剥離試験後、剥離面におけるボイド占有状態を調べ
る。
る。
※６．ｉ′１熱サイクル寿命
試料に冷熱サイクル（−５５℃〜１２５℃）をかけ、は
んだ付は部にクラックが入るまでのサイクル数を測定す
る。
んだ付は部にクラックが入るまでのサイクル数を測定す
る。
本発明は以下のような優れた効果を奏する。
Ｏはんだ付は部の剥離強度が強い。はんだ付は部のクリ
アランスがはんだ付けて強い強度を得ることができる０
、０７〜０ 、３ｍｍに保て、しかもはんだ付は部にボ
イドを発生させることがないため剥離強度が強くなる。
アランスがはんだ付けて強い強度を得ることができる０
、０７〜０ 、３ｍｍに保て、しかもはんだ付は部にボ
イドを発生させることがないため剥離強度が強くなる。
■ ヒートサイクルのかかるものでもはんだ付は部に信
頼性がある。電子部品が傾斜することなく搭載でき、ま
たはんだ付は部に適量のはんだが存在することから、ヒ
ートサイクルのかかるようなものでも適量のはんだが熱
膨張収縮を緩衝してはんだにクラックが入るようなこと
はない。
頼性がある。電子部品が傾斜することなく搭載でき、ま
たはんだ付は部に適量のはんだが存在することから、ヒ
ートサイクルのかかるようなものでも適量のはんだが熱
膨張収縮を緩衝してはんだにクラックが入るようなこと
はない。
Claims (1)
- はんだの融点よりも高い融点をもち、しかも表面が溶
融はんだに濡れることができる直径０．０７〜０．３ｍ
ｍの金属球をクリームはんだ中に０．５〜５重量％混入
してあることを特徴とするクリームはんだ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61018187A JPS62179889A (ja) | 1986-01-31 | 1986-01-31 | クリ−ムはんだ |
| US07/009,979 US4740252A (en) | 1986-01-31 | 1987-02-02 | Solder paste for electronic parts |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61018187A JPS62179889A (ja) | 1986-01-31 | 1986-01-31 | クリ−ムはんだ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62179889A true JPS62179889A (ja) | 1987-08-07 |
Family
ID=11964610
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61018187A Pending JPS62179889A (ja) | 1986-01-31 | 1986-01-31 | クリ−ムはんだ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4740252A (ja) |
| JP (1) | JPS62179889A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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