JP2000176676A - やに入りはんだとその製造方法 - Google Patents

やに入りはんだとその製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、溶融温度の低い鉛フリーはんだ合
金で、はんだ径の細い糸状のやに入りはんだを製造し、
はんだごてによるはんだ不良部の修正時に熱衝撃により
プリント基板の品質を低下させないことを目的とする。 【解決手段】 フラックス3を添加したSn−Zn合金
1からなるやに入りはんだのまわりに、溶融したSn−
Bi合金の中を通過させることによりSn−Bi合金2
を形成し、同心円状やに入りはんだを作製する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、各種電子部品をプ
リント配線板に実装するためのやに入りはんだに関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年、電子機器の小型軽量化により、表
面実装型電子部品のファインピッチ化、小型化が進み、
プリント配線板製造時の不良は、半導体のリード間がつ
ながるはんだブリッジが多くなっている。そのため、プ
リント配線板を良品とするため、はんだごてでフラック
スを添加した糸状のやに入りはんだを用いてはんだブリ
ッジを修正している。
【0003】このやに入りはんだは、図3に示すよう
に、はんだ付け部の酸化膜を除去しはんだ濡れ性を向上
させるためのフラックス32が3重量%添加し残りがは
んだ合金31からなり、はんだ径の太いやに入りはんだ
を作製し、所定の太さになるまで圧延により細くして作
製している。太さは修正する対象部品により異なり、半
導体のリードピッチが狭くなるほど細いやに入りはんだ
が必要となる。また、接合部の信頼性、部品の耐熱性、
はんだ溶融温度からはんだ合金の組成を選択して使用し
ている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、昨今の
環境問題、特に鉛入りはんだ製品は、廃棄による環境へ
の鉛汚染の問題が提起されてきており、鉛フリーはんだ
の検討がはじめられてきているが、上記した従来のやに
入りはんだでは、径の細いやに入りはんだを製造するこ
とは困難である。
【0005】つまり、鉛フリーはんだの候補として検討
されているはんだ組成は、ほとんどが現在使用のSn−
Pb合金より融点が高いため、修正時に熱量が必要とな
り、はんだごての新設、電子部品への熱衝撃等考えられ
る。そのため、低融点化するために例えばBiを添加す
ることを検討されているが、Biを合金に添加すると融
点は低下するが、機械的強度が増し伸びが低下するた
め、やに入りはんだを細く糸状に圧延することが難し
く、リードピッチの細い半導体の修正には使用できない
という問題を有していた。
【0006】また、Bi以外の低融点化が可能な合金で
やに入りはんだ作製すると、例えばIn等考えられてい
るが、圧延は可能となるが、コストが高くなるという問
題を有していた。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のやに入りはんだは、断面が同心円状になっ
ており、中心部の金属組成と外側の金属組成が異なり、
2種類以上の金属層からなることを特徴とするものであ
る。ここで、金属とは、単元素でも、また合金でもよ
い。
【0008】本発明によれば、中心部の金属でやに入り
はんだを作製し糸状に細くした後、外側の金属を形成す
ることにより、中心部の金属にはBiを添加しない鉛フ
リーはんだ合金でやに入りはんだを形成し、外側の金属
にBiを添加した鉛フリーはんだを形成することが可能
であり、はんだごてにより同心円状のやに入りはんだを
溶融すると、中心部の金属と外側の金属で新しい組成の
合金を形成し低い温度で溶融し、実装してある電子部品
に対する熱衝撃の少ない信頼性の高いはんだ付けが可能
であり、また、中心部のやに入りはんだの金属にはBi
を添加していないので細い糸状のやに入りはんだを提供
することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、糸状のやに入りはんだにおいて、同心円状の中心部
にフラックスを有しその外側の層に第1の合金層を、さ
らにその外側の層には第2の合金層を配したことを特徴
とするやに入りはんだであり、はんだごてで半導体リー
ド部のはんだブリッジを修正する際、第1合金層の金属
と第2合金層の金属が溶融し、混ざり合うことにより融
点の低い合金を形成することにより、はんだ付け温度を
低くし、半導体への熱衝撃を少なくするという作用を有
し、また、第1合金層の金属を第2合金層の金属でカバ
ーすることにより第1合金層の金属の酸化を防止するこ
とが可能となり、はんだ濡れ性を向上するという作用を
有している。
【0010】本発明の請求項2に記載の発明は、第1の
合金層の溶融温度が第2の合金層の溶融温度より高いこ
とを特徴とするやに入りはんだであり、第2合金層の金
属を形成する際に、第1合金層の金属の方が第2合金層
の金属より融点が高いので、第1合金層の金属と第2合
金層の金属が混ざり合うことがなく、はんだ径およびは
んだ組成が一定になるという作用を有している。
【0011】本発明の請求項3に記載の発明は、第1の
合金層となる金属でやに入りはんだを形成し、このやに
入りはんだの外側にフラックスを塗布し、第2の合金層
となる金属を溶融させた浴を通過させることにより形成
することを特徴とするやに入りはんだの製造方法であ
り、伸びの劣る合金を含んだはんだの径を糸状に細いや
に入りはんだを提供できるという作用を有している。
【0012】以下、本発明の実施の形態について図面に
基づいて説明する。 (実施の形態1)図1は本発明の第一実施の形態例を示
すやに入りはんだの断面図である。本発明は、糸状のや
に入りはんだにおいて、同心円状の中心部にフラックス
を有しその外側の層に第1の合金層を、さらにその外側
の層には第2の合金層を配したことを特徴とするやに入
りはんだであり、半導体のリード間のはんだブリッジを
はんだごてにて修正する際に、第1合金層の金属と第2
合金層の金属が溶融し混ざり合い、新しい組成の合金を
形成することにより、溶融温度の低いはんだ付けが可能
となる。また、大気中に放置すると第2合金層の金属で
第1合金層の金属の酸化を防ぐためはんだ濡れ性をよく
することを特徴とするものである。
【0013】すなわち、図1に示すように、はんだ付け
場所の酸化膜を除去し塗れ性をよくするためのフラック
ス3を添加した第1合金層であるSn−Zn合金1から
なる糸状のやに入りはんだを中心として、まわりに第2
合金層であるSn−Bi合金2を設け、同心円状やに入
りはんだ4を形成している。
【0014】従来のやに入りはんだの形状で鉛フリーは
んだを作ると、例えば、はんだ合金としてSn−Ag合
金やSn−Zn合金でフラックスを添加して形成する
と、溶融温度がSn−Pb合金より高いため、はんだ付
け時に電子部品に熱衝撃が加わり信頼性の低いプリント
配線板となる。また、低融点化のためにBiを添加すれ
ば、合金の伸びが低下して圧延によりはんだ径を細く糸
状にすることが不可能であり、太いやに入りはんだで
は、リードピッチの狭い半導体のブリッジの修正には使
用することができないという問題を有していた。さら
に、酸化しやすいSn−Zn合金では、大気中に放置す
るとZnが酸化し、はんだ濡れ性が劣化するという問題
を有していた。
【0015】本発明のやに入りはんだでは、Biを添加
しないSn−Zn合金1でやに入りはんだを作製し、細
く圧延した後Sn−Bi合金2を形成するので、細いや
に入りはんだを作ることが可能である。また、中心部の
Sn−Zn合金1と外側のSn−Bi合金2は、はんだ
ごてで溶融することにより、新しい合金Sn−Zn−B
iを形成し、低い温度ではんだ付けが可能とる。はんだ
付け温度は、ZnとBiの添加量により決定され、Sn
−Zn合金1に対してSn−Bi合金2の形成量を変え
ることにより調整することが可能である。 さらに、Z
nをSn−Bi合金2でカバーしているので、大気中に
放置してもZnの酸化を防止することが可能であり、は
んだ濡れ性が劣化することはない。
【0016】尚、この実施例では、第1合金層としてS
n−Zn合金、第2合金層としてSn−Bi合金で示し
ているが、他の金属、合金でも同等の効果を有してい
る。
【0017】以上のように、同心円状やに入りはんだと
することにより、コストの安い低融点の鉛フリーやに入
りはんだを形成することができ、電子部品に対して熱衝
撃が少なく、濡れ性の高いはんだ付けが可能となり、信
頼性の高いプリント配線板を提供することが可能であ
る。
【0018】(実施の形態2)図2は本発明の第二実施
の形態例を示すやに入りはんだの製造方法の模式図であ
る。 本発明のやに入りはんだの製造方法は、第1の合
金層となる金属でやに入りはんだを形成し、このやに入
りはんだの外側にフラックスを塗布し、第2の合金層と
なる金属を溶融させた浴を通過させることにより形成す
ることを特徴とするやに入りはんだの製造方法であり、
Bi等の伸びを低下する金属を添加しない第1合金層の
金属でやに入りはんだを形成するので、従来のやに入り
はんだ(例えばSn−Pb合金)と同等に細く圧延する
ことが可能であり、圧延したやに入りはんだの周りに低
融点化する金属を含んだ第2合金層の金属で外側を形成
するので、細い低融点の鉛フリーやに入りはんだを製造
することを特徴とするものである。
【0019】すなわち、図2において、従来のやに入り
はんだの製造方法で第1合金層であるSn−Zn合金1
1にフラックス12を添加したやに入りはんだ13を製
造した後、圧延ローラー14によりやに入りはんだ13
を目標の径まで細く圧延し、この細く圧延したやに入り
はんだ13を芯として第2合金層の外側に金属を形成し
て同心円状やに入りはんだを形成する。
【0020】形成する方法は、やに入りはんだ13のま
わりにフラックス塗布機15によりディップ用フラック
ス16を塗布し、はんだ浴17にて溶融状態に保った第
2合金層の溶融Sn−Bi合金18を通過することによ
り、フラックス21を添加したSn−Zn合金20のま
わりにSn−Bi合金19を形成した同心円状やに入り
はんだ22を作製している。
【0021】従来のやに入りはんだの製造方法では、フ
ラックスを添加した1種類の合金を圧延してやに入りは
んだを製造していたため、この合金の機械的特性、特に
伸びによりやに入りはんだの径の限界、使用できる合金
の限界があるという問題を有していた。
【0022】本発明では、圧延可能な金属組成で細く糸
状にしたやに入りはんだを製造した後、外側に、別の金
属をディップングにより形成することができるので、金
属の機械的特性にかかわらず、同心円状やに入りはんだ
の径は、中心部のやに入りはんだの径と外側に形成した
金属の厚みにより制御することが可能である。
【0023】さらに、第1合金層の金属の溶融温度が第
2合金層の金属より高いことにより、外側の金属を形成
するときに中心部と外側が混ざり合うことがなく、中心
部のやに入りはんだの形状も変化することがないので、
組成が均一で、細いやに入りはんだを作ることができ
る。 この実施例では、2種類の金属で示しているが、
層数が増えても同等の効果を有している。 以上のよう
に、やに入りはんだを形成した後に外側に金属をディッ
ピングにより形成することにより、伸びの低い金属でも
細いやに入りはんだを作ることが可能となる。
【0024】
【発明の効果】以上のように、本発明のやに入りはんだ
では、2種類以上の金属を同心円状に形成することによ
り、機械的特性の劣る金属を添加した合金でも細い糸状
にすることが可能であり、鉛フリーはんだで、融点の低
い合金組成のやに入りはんだが作製でき、コストの安
い、品質信頼性の高い、はんだ修正を行うことができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一実施の形態例におけるやに入りは
んだの断面図
【図2】本発明の第二実施の形態例におけるやに入りは
んだの製造方法の模式図
【図3】従来のやに入りはんだの断面図
【符号の説明】
1 Sn−Zn合金 2 Sn−Bi合金 3 フラックス 4 同心円状やに入りはんだ 11 Sn−Zn合金 12 フラックス 13 やに入りはんだ 14 圧延ローラー 15 フラックス塗布機 16 ディップ用フラックス 17 はんだ浴 18 溶融Sn−Bi合金 19 Sn−Bi合金 20 Sn−Zn合金 21 フラックス 22 同心円状やに入りはんだ 31 はんだ合金 32 フラックス7
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野口 博司 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 大橋 孝司 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 5E319 BB01

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 糸状のやに入りはんだにおいて、同心円
    状の中心部にフラックスを有しその外側の層に第1の合
    金層を、さらにその外側の層には第2の合金層を配した
    ことを特徴とするやに入りはんだ。
  2. 【請求項2】 第1の合金層の溶融温度が第2の合金層
    の溶融温度より高いことを特徴とする請求項1記載のや
    に入りはんだ。
  3. 【請求項3】 第1の合金層となる金属でやに入りはん
    だを形成し、このやに入りはんだの外側にフラックスを
    塗布し、第2の合金層となる金属を溶融させた浴を通過
    させることにより形成することを特徴とする請求項1記
    載のやに入りはんだの製造方法。
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