JP2001170792A - Solder paste, and soldering method - Google Patents

Solder paste, and soldering method

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JP2001170792A
JP2001170792A JP35151299A JP35151299A JP2001170792A JP 2001170792 A JP2001170792 A JP 2001170792A JP 35151299 A JP35151299 A JP 35151299A JP 35151299 A JP35151299 A JP 35151299A JP 2001170792 A JP2001170792 A JP 2001170792A
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JP
Japan
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solder
solder paste
particles
flux
flat
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Toshiyuki Abe
寿之 阿部
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TDK Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide solder paste to avoid generation of solder balls, and a soldering method using the solder paste. SOLUTION: The solder paste contains the solder powder, and the solder powder contains flat solder grains.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、はんだぺ一スト及
びはんだ付け方法に関する。
The present invention relates to a solder paste and a soldering method.

【0002】[0002]

【従来の技術】はんだペーストは、特開平11−121
915号公報等に開示されているように、はんだ粉末、
フラックス及び溶剤等を混合した組成になる。はんだ粉
末としては、不定形または球形のはんだ粒子が用いられ
る。
2. Description of the Related Art Solder paste is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-121.
No. 915, etc., solder powder,
The composition is a mixture of a flux, a solvent, and the like. As the solder powder, irregular or spherical solder particles are used.

【0003】ところで、各種電子機器の高密度実装に対
応すべく、搭載部品が小型化され、部品の配置間隔が狭
ピッチ化されつつある。このような条件下で、従来のは
んだペーストを用いて、部品を搭載基板にはんだ付けし
た場合、従来は考慮する必要のなかった種々の問題を生
じる。そのうちの一つに、はんだボールの発生、それに
よる回路短絡現象がある。
Meanwhile, in order to cope with high-density mounting of various electronic devices, mounted components have been miniaturized, and the pitch between components has been narrowed. Under these conditions, when components are soldered to a mounting board using a conventional solder paste, various problems that have not conventionally been considered arise. One of them is the generation of solder balls and the resulting short circuit.

【0004】従来のはんだペーストは、上述したよう
に、はんだ粉末として、不定形または球形のはんだ粒子
を含んでいる。このはんだペーストをリフローさせて部
品を基板にはんだ付けした場合、リフロー前にはんだペ
ースト中で独立していたはんだ粒子が、リフロープロセ
スにおいて互いに凝集し、はんだ粒子よりも大きなはん
だボールが生成される。はんだボールが発生すると、狭
小化された配置間隔で隣接する部品の端子電極間または
搭載基板上のランド間等がはんだボールによって短絡さ
れ、回路短絡による不良を発生してしまう。
[0004] As described above, the conventional solder paste contains irregular or spherical solder particles as solder powder. When the component is soldered to the board by reflowing the solder paste, the solder particles that were independent in the solder paste before reflow agglomerate with each other in the reflow process, and a solder ball larger than the solder particles is generated. When the solder ball is generated, the solder ball short-circuits between terminal electrodes of adjacent components or lands on the mounting board at a narrow arrangement interval, thereby causing a failure due to a circuit short circuit.

【0005】仮に、リフロー時には、未だ、はんだボー
ルによる回路短絡を生じていなかったとしても、その後
の取り扱い、搬送、またはユーザにおける使用等に、僅
かな衝撃が加わっただけで、はんだボールが搭載基板上
で転動し、回路短絡を招いてしまう。
[0005] Even if a short circuit has not yet occurred due to the solder ball at the time of reflow, the solder ball can be mounted on the mounting board by a slight impact during subsequent handling, transportation, or use by the user. Rolling on the top, resulting in a short circuit.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、はん
だボールの発生を回避し得るはんだペースト及びはんだ
付け方法を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a solder paste and a soldering method capable of avoiding generation of solder balls.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ため、本発明に係るはんだはんだペーストは、はんだ粉
末に扁平状はんだ粒子を含む。
In order to solve the above-mentioned problems, a solder solder paste according to the present invention contains flat solder particles in a solder powder.

【0008】上述したように、扁平状はんだ粒子を含む
はんだ粉末を用いると、はんだボールの発生を回避でき
ることが解った。その理由は、扁平状はんだ粒子は、リ
フロー等による加熱によって溶融した場合、互いに凝集
しにくいためと推測される。また、一般的なはんだペー
ストへの適用において、扁平状はんだ粒子を不定形また
は球形状はんだ粒子と併存させた場合は、扁平状はんだ
粒子が、不定形または球形状はんだ粒子間を橋絡し、不
定形または球形状はんだ粒子同士の凝集を阻止すること
になるためと推測される。
As described above, it has been found that the use of the solder powder containing the flat solder particles can avoid the generation of solder balls. The reason is presumed that the flat solder particles are unlikely to aggregate with each other when melted by heating such as reflow. In addition, in the case of application to a general solder paste, when flat solder particles coexist with irregular or spherical solder particles, the flat solder particles bridge between the irregular or spherical solder particles, This is presumed to be because aggregation of the irregular or spherical solder particles is prevented.

【0009】はんだ粉末中の前記扁平状はんだ粒子の含
有量は、前記はんだ粉末の全体に対する重量比で、25
wt%乃至100wt%である。25wt%未満では、
はんだボールが発生した。扁平状はんだ粒子の含有量を
100wt%とし、はんだ粉末の全体を扁平状はんだ粒
子が占めていてもよい。
The content of the flat solder particles in the solder powder is 25% by weight based on the total weight of the solder powder.
wt% to 100 wt%. If it is less than 25 wt%,
Solder balls occurred. The content of the flat solder particles may be 100 wt%, and the entire solder powder may be occupied by the flat solder particles.

【0010】前記はんだ粉末は、扁平状はんだ粒子と共
に、球形状はんだ粒子を含んでいてもよい。この場合
も、上述した扁平状はんだ粒子の含有量を満たすことに
より、はんだボールの生成を回避できる。
[0010] The solder powder may include spherical solder particles together with the flat solder particles. Also in this case, generation of solder balls can be avoided by satisfying the content of the flat solder particles described above.

【0011】この場合、一つの態様であるが、扁平状は
んだ粒子は、球形状はんだ粒子と、重量がほぼ同じにな
るようにすることができる。このような条件は、球形状
はんだ粒子を扁平状に押し潰して扁平状はんだ粒子とす
ることにより、容易に満たすことができる。球形状はん
だ粒子を扁平状に押し潰した場合、楕円形状の扁平状は
んだ粒子が得られる。
In this case, in one embodiment, the flat solder particles can be made to have substantially the same weight as the spherical solder particles. Such conditions can be easily satisfied by flattening the spherical solder particles into flat solder particles. When the spherical solder particles are crushed flat, elliptical flat solder particles are obtained.

【0012】扁平状はんだ粒子は、最大径Dmと厚みt
との比(Dm/t)が、2<(Dm/t)≦13の範囲
となるように選定することが好ましい。このようなアス
ペクト比であれば、はんだボールの生成を確実に回避し
得ることが解った。
The flat solder particles have a maximum diameter Dm and a thickness t.
Is preferably selected such that the ratio (Dm / t) to the range of 2 <(Dm / t) ≦ 13. It has been found that with such an aspect ratio, generation of solder balls can be reliably avoided.

【0013】具体的な態様として、扁平状はんだ粒子
は、最大径Dmが30μm以上45μm未満で厚みtが
10〜20μmの範囲にある粒子、最大径Dmが45μ
m以上65μm未満の範囲で、厚みtが7〜14μmの
範囲にある粒子、及び、最大径Dmが65μm以上80
μm以下で厚みtが5μm〜10μmの範囲にある粒子
の少なくとも一種を含むことができる。
As a specific embodiment, the flat solder particles have a maximum diameter Dm of 30 μm or more and less than 45 μm and a thickness t in the range of 10 to 20 μm, and a maximum diameter Dm of 45 μm.
particles having a thickness t in the range of 7 to 14 μm in a range of m to less than 65 μm, and a maximum diameter Dm of 65 μm to 80 μm.
It can contain at least one kind of particles having a thickness t of 5 μm or less and a thickness of 5 μm to 10 μm.

【0014】実験データによると、最大径Dmが65μ
m以上で厚みtが5μm〜10μmの範囲にある粒子群
を含むことが、はんだボールの発生を回避するのに、極
めて有用であることが解った。
According to the experimental data, the maximum diameter Dm is 65 μm.
It has been found that the inclusion of particles having a thickness t of at least m and a thickness in the range of 5 μm to 10 μm is extremely useful for avoiding generation of solder balls.

【0015】本発明に係るはんだペーストは、その一般
的な組成として、はんだフラックスを含む。はんだフラ
ックスの含有量は、5wt%〜45wt%の範囲が好ま
しい。特に、10wt%〜35wt%で、優れたはんだ
ボール抑制効果が得られる。はんだフラックスの含有量
が45wt%を越えると、はんだボール抑制効果はなく
なる。
The solder paste according to the present invention contains a solder flux as its general composition. The content of the solder flux is preferably in the range of 5 wt% to 45 wt%. In particular, an excellent solder ball suppression effect can be obtained at 10 wt% to 35 wt%. If the solder flux content exceeds 45% by weight, the effect of suppressing solder balls is lost.

【0016】本発明に係るはんだペーストにおいて、フ
ラックスとしては、従来より知られている種々のタイプ
のものを用いることができる。その他、接着性樹脂と、
硬化剤とを含有するフラックス(以下接着性フラックス
と称する)を用いることもできる。本発明は、更に、上
述した接着性フラックスの詳細、及び、上述したはんだ
ペーストを用いたはんだ付け方法についても開示する。
In the solder paste according to the present invention, various types of conventionally known fluxes can be used. In addition, adhesive resin,
A flux containing a curing agent (hereinafter referred to as an adhesive flux) can also be used. The present invention also discloses details of the above-mentioned adhesive flux and a soldering method using the above-mentioned solder paste.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】図1は本発明に係るはんだペース
トに含まれる扁平状はんだ粒子を模式的に示す図であ
る。図1(a)は平面図、図1(b)は正面図である。
扁平状はんだ粒子の外形形状は、任意でよい。図示で
は、外形が楕円状である扁平状はんだ粒子を示してい
る。このような形状を持つ扁平状はんだ粒子は、通常、
はんだ粉メーカから供給される球形状はんだ粒子を、扁
平状に押し潰すことにより、容易に得ることができる。
球形状はんだ粒子を扁平状に押し潰した場合、楕円形状
の扁平状はんだ粒子が得られる。扁平状はんだ粒子は、
最大径がDmで、厚みがtの楕円形状である。扁平状は
んだ粒子は、Sn、Cu、Ag、Sb、Pb、In及び
Biから選択することができる。Pbフリーのはんだペ
ーストを得る場合には、はんだ粉末はPb以外のはんだ
粉末で構成する。扁平状はんだ粒子と併存させる他のは
んだ粒子も同様の組成から選択する。
FIG. 1 is a view schematically showing flat solder particles contained in a solder paste according to the present invention. FIG. 1A is a plan view, and FIG. 1B is a front view.
The external shape of the flat solder particles may be arbitrary. In the drawing, flat solder particles having an elliptical outer shape are shown. Flat solder particles having such a shape are usually
The spherical solder particles supplied from the solder powder maker can be easily obtained by crushing them flat.
When the spherical solder particles are crushed flat, elliptical flat solder particles are obtained. The flat solder particles are
It has an elliptical shape with a maximum diameter of Dm and a thickness of t. The flat solder particles can be selected from Sn, Cu, Ag, Sb, Pb, In and Bi. To obtain a Pb-free solder paste, the solder powder is composed of a solder powder other than Pb. Other solder particles coexisting with the flat solder particles are selected from the same composition.

【0018】図2は図1に示した扁平状はんだ粒子と他
の形状を持つはんだ粒子とを含むはんだペーストの組成
を模式的に示す図である。図示されたはんだペースト
は、扁平状はんだ粒子110と、球形状はんだ粒子12
0とを含んでいる。これらのはんだ粒子110、120
はフラックス130と混合されている。
FIG. 2 is a diagram schematically showing the composition of a solder paste containing the flat solder particles shown in FIG. 1 and solder particles having other shapes. The illustrated solder paste includes flat solder particles 110 and spherical solder particles 12.
0 is included. These solder particles 110, 120
Is mixed with the flux 130.

【0019】次に、上述したはんだペーストを用いて部
品をはんだ付けした場合のはんだボール発生状況につい
て、実施例を参照して説明する。
Next, a description will be given, with reference to examples, of the state of occurrence of solder balls when components are soldered using the above-mentioned solder paste.

【0020】<実施例1>粒径20〜30μmの球形は
んだ粒子からなるはんだ粉末を、ボールミルを用いて潰
し、最大径Dm(図1参照)が30〜80μmの扁平状
はんだ粒子からなるはんだ粉末を得た。但し、扁平状は
んだ粉末の製造方法は、上述したボールミル法に限らな
い。
Example 1 Solder powder composed of flat solder particles having a maximum diameter Dm (see FIG. 1) of 30 to 80 μm was crushed by using a ball mill to crush solder powder composed of spherical solder particles having a particle diameter of 20 to 30 μm. I got However, the manufacturing method of the flat solder powder is not limited to the above-mentioned ball mill method.

【0021】次に、得られた扁平状はんだ粉末を、メッ
シュを用いて分級し、最大径Dmが30μm以上45μ
m未満のはんだ粒子群からなるはんだ粉末A1、最大径
Dmが45μm以上65μm未満の範囲のはんだ粒子群
からなるはんだ粉末B1、及び、最大径Dmが65μm
以上80μm以下のはんだ粒子群からなるはんだ粉末C
1の3種を得た。
Next, the obtained flat solder powder is classified using a mesh, and the maximum diameter Dm is 30 μm or more and 45 μm or more.
solder powder A1 composed of a group of solder particles less than m, solder powder B1 composed of a group of solder particles having a maximum diameter Dm of 45 μm or more and less than 65 μm, and a maximum diameter Dm of 65 μm
Solder powder C consisting of solder particles having a size of not less than 80 μm
1 was obtained.

【0022】上述の3種のはんだ粉末A1〜C1におい
て、はんだ粒子の扁平化の程度は次の通りである。ま
ず、最大径Dmが30μ以上45μm未満のはんだ粒子
は、厚みtが10μm〜20μmの範囲にあり、最大径
Dmと厚みtとの比(Dm/t)は、 1.5≦(Dm/t)≦4.5 の範囲となる。
In the above three types of solder powders A1 to C1, the degree of flattening of the solder particles is as follows. First, solder particles having a maximum diameter Dm of 30 μm or more and less than 45 μm have a thickness t in the range of 10 μm to 20 μm, and the ratio (Dm / t) between the maximum diameter Dm and the thickness t is 1.5 ≦ (Dm / t ) ≦ 4.5.

【0023】最大径Dmが45μm以上65μm未満の
範囲にあるはんだ粒子は、厚みtが7〜14μmの範囲
にあり、比(Dm/t)は 3.2≦(Dm/t)≦9.2 となる。
The solder particles having a maximum diameter Dm in a range of 45 μm or more and less than 65 μm have a thickness t in a range of 7-14 μm, and a ratio (Dm / t) of 3.2 ≦ (Dm / t) ≦ 9.2. Becomes

【0024】最大径Dmが65μm以上80μm以下の
範囲にあるはんだ粒子は、厚みtが5μm〜10μmの
範囲にあり、比(Dm/t)は 6.5≦(Dm/t)≦16 となる。
The solder particles having a maximum diameter Dm in the range of 65 μm to 80 μm have a thickness t in the range of 5 μm to 10 μm, and the ratio (Dm / t) is 6.5 ≦ (Dm / t) ≦ 16. .

【0025】総合すると、はんだ粉末A1〜C1の全体
として見た扁平化の程度は、 1.5≦(Dm/t)≦16 の範囲となる。
In total, the degree of flattening of the solder powders A1 to C1 as a whole is in the range of 1.5 ≦ (Dm / t) ≦ 16.

【0026】次に、上述したはんだ粉末を用いて調製し
たはんだペーストについて、実施例を挙げて説明する。
Next, a solder paste prepared using the above-mentioned solder powder will be described with reference to examples.

【0027】<実施例2>最大径Dmが30μm以上4
5μm未満のはんだ粒子群からなるはんだ粉末A1に、
粒径20〜30μmの範囲にある球形状はんだ粒子から
なるはんだ粉末を加えて混合し、混合はんだ粉末A2を
得た。
<Embodiment 2> Maximum diameter Dm is 30 μm or more 4
Solder powder A1 consisting of a group of solder particles less than 5 μm
Solder powder composed of spherical solder particles having a particle size in the range of 20 to 30 μm was added and mixed to obtain a mixed solder powder A2.

【0028】はんだ粉末全重量に対する扁平状はんだ粒
子の含有量は、25wt%、50wt%、75wt%及
び100wt%の4段階に選定した。残部は球状はんだ
粒子を含むはんだ粉末である。
The content of the flat solder particles with respect to the total weight of the solder powder was selected in four stages of 25 wt%, 50 wt%, 75 wt% and 100 wt%. The remainder is a solder powder containing spherical solder particles.

【0029】次に、混合はんだ粉末A2に熱可塑性のロ
ジンフラックスを加えて、はんだペーストA3を得た。
Next, a thermoplastic rosin flux was added to the mixed solder powder A2 to obtain a solder paste A3.

【0030】<実施例3>最大径Dmが45μm以上6
5μm未満の範囲のはんだ粒子群からなるはんだ粉末B
1に、粒径20〜30μmの範囲にある球形状はんだ粒
子からなるはんだ粉末を加えて混合し、混合はんだ粉末
B2を得た。
<Embodiment 3> The maximum diameter Dm is 45 μm or more and 6
Solder powder B consisting of solder particles in a range of less than 5 μm
1 and a solder powder composed of spherical solder particles having a particle size in the range of 20 to 30 μm was added and mixed to obtain a mixed solder powder B2.

【0031】はんだ粉末全重量に対する扁平状はんだ粒
子の含有量は、25wt%、50wt%、75wt%及
び100wt%の4段階に選定した。残部は球状はんだ
粒子を含むはんだ粉末である。
The content of the flat solder particles with respect to the total weight of the solder powder was selected in four stages of 25 wt%, 50 wt%, 75 wt% and 100 wt%. The remainder is a solder powder containing spherical solder particles.

【0032】次に、混合はんだ粉末B2に熱可塑性のロ
ジンフラックスを加えて、はんだペーストB3を得た。
Next, a thermoplastic rosin flux was added to the mixed solder powder B2 to obtain a solder paste B3.

【0033】<実施例4>最大径Dmが65μm以上8
0μm以下のはんだ粒子群からなるはんだ粉末C1に、
粒径20〜30μmの範囲にある球形状はんだ粒子から
なるはんだ粉末を加えて混合し、混合はんだ粉末C2を
得た。
<Embodiment 4> The maximum diameter Dm is 65 μm or more and 8
Solder powder C1 consisting of solder particles of 0 μm or less,
Solder powder composed of spherical solder particles having a particle diameter in the range of 20 to 30 μm was added and mixed to obtain a mixed solder powder C2.

【0034】はんだ粉末全重量に対する扁平状はんだ粒
子の含有量は、25wt%、50wt%、75wt%及
び100wt%の4段階に選定した。残部は球状はんだ
粒子を含むはんだ粉末である。
The content of the flat solder particles with respect to the total weight of the solder powder was selected in four stages of 25 wt%, 50 wt%, 75 wt% and 100 wt%. The remainder is a solder powder containing spherical solder particles.

【0035】次に、混合はんだ粉末C2に熱可塑性のロ
ジンフラックスを加えて、はんだペーストC3を得た。
Next, a thermoplastic rosin flux was added to the mixed solder powder C2 to obtain a solder paste C3.

【0036】<比較例1>比較のため、粒径20〜30
μmの球形状はんだ粒子のみからなるはんだ粉末を用
い、このはんだ粉末に熱可塑性のロジンフラックスを加
えて、はんだペーストD3を得た。フラックスの含有量
は、はんだ粉末の重量に対し、10wt%に固定した。
<Comparative Example 1> For comparison, a particle size of 20 to 30 was used.
Solder powder consisting of only μm spherical solder particles was used, and a thermoplastic rosin flux was added to the solder powder to obtain a solder paste D3. The content of the flux was fixed at 10 wt% with respect to the weight of the solder powder.

【0037】上述した実施例2〜4及び比較例1につい
て、はんだボール発生を判定した。判定に当たって、図
3(a)に示すように、実施例2〜4のはんだペースト
A3〜C3及び比較例1のはんだペーストD3を、Cu
ランド上に、印刷等の手段によって塗布し、リフロー炉
内を通炉させた。そして、通炉後に、図3(b)に示す
ようにはんだの周りのCuランドの上にはんだボールが
発生したか否かを目視により観察した。
The occurrence of solder balls was determined for Examples 2 to 4 and Comparative Example 1 described above. In the determination, as shown in FIG. 3A, the solder pastes A3 to C3 of Examples 2 to 4 and the solder paste D3 of Comparative Example 1 were
It was applied onto the land by printing or the like, and was passed through a reflow furnace. Then, after passing the furnace, it was visually observed whether or not a solder ball was generated on the Cu land around the solder as shown in FIG. 3B.

【0038】図4は実施例2〜4及び比較例1のはんだ
ボール発生率(%)を示す図である。図において、横軸
に扁平状はんだ含有量(wt%)をとり、縦軸にはんだ
ボール発生率(%)をとってある。横軸の扁平状はんだ
粒子含有量(wt%)のプロット点は、上述したよう
に、25wt%、50wt%、75wt%及び100w
t%の4点である。はんだボール発生率は、はんだペー
ストA3〜B3のそれぞれにおいて、扁平状はんだ粒子
の各含有量毎に、100個のサンプルを用意し、はんだ
ボールを発生した個数を%表示したものである。
FIG. 4 is a diagram showing the solder ball generation rates (%) of Examples 2 to 4 and Comparative Example 1. In the figure, the horizontal axis represents the flat solder content (wt%), and the vertical axis represents the solder ball generation rate (%). The plot points of the flat solder particle content (wt%) on the horizontal axis are 25 wt%, 50 wt%, 75 wt%, and 100 w
4% of t%. The solder ball generation rate is obtained by preparing 100 samples for each content of the flat solder particles in each of the solder pastes A3 to B3, and expressing the number of solder balls generated by%.

【0039】曲線L11は最大径Dmが30μm以上4
5μm未満の扁平状はんだ粒子群からなるはんだ粉末A
1を用いた場合のはんだボール発生率、曲線L12は最
大径Dmが45μm以上65μm未満の範囲の扁平状は
んだ粒子群からなるはんだ粉末B1を用いた場合のはん
だボール発生率、曲線L13は最大径Dmが65μm以
上80μm以下の扁平状はんだ粒子群からなるはんだ粉
末C1を用いた場合のはんだボール発生率である。
The curve L11 has a maximum diameter Dm of 30 μm or more and 4
Solder powder A consisting of flat solder particles less than 5 μm
1, the curve L12 represents the solder ball generation rate when using the solder powder B1 composed of the flat solder particles having a maximum diameter Dm of 45 μm or more and less than 65 μm, and the curve L13 represents the maximum diameter. This is the solder ball generation rate when the solder powder C1 composed of the flat solder particles having a Dm of 65 μm or more and 80 μm or less is used.

【0040】図4に示すように、粒径20〜30μmの
球形状はんだ粒子のみ(球形状はんだ粒子100wt
%)からなるはんだ粉末を用い、このはんだ粉末に熱可
塑性のロジンフラックスを加えたはんだペーストD3を
用いた比較例1では、はんだボール発生確率は100%
である。
As shown in FIG. 4, only spherical solder particles having a particle diameter of 20 to 30 μm (spherical solder particles of 100 wt.
%), And the solder ball generation probability is 100% in Comparative Example 1 using the solder paste D3 in which a thermoplastic rosin flux is added to the solder powder.
It is.

【0041】これに対して、最大径Dmが30μm以上
45μm未満の扁平状はんだ粒子群からなるはんだ粉末
A1を用いた実施例2のはんだペーストA3の場合は、
曲線L11に示すように、扁平状はんだ粒子含有量(w
t%)が、25wt%、50wt%、75wt%及び1
00wt%のように増加するにつれて、はんだボール発
生率が低下する。平状はんだ粒子含有量(wt%)が7
5〜100wt%の範囲では、はんだボール発生率は約
80%前後まで低下する。
On the other hand, in the case of the solder paste A3 of Example 2 using the solder powder A1 composed of the flat solder particles having a maximum diameter Dm of 30 μm or more and less than 45 μm,
As shown by the curve L11, the flat solder particle content (w
t%) is 25 wt%, 50 wt%, 75 wt% and 1 wt%
As the content increases, such as 00 wt%, the solder ball generation rate decreases. Flat solder particle content (wt%) is 7
In the range of 5 to 100 wt%, the solder ball generation rate decreases to about 80%.

【0042】次に、最大径Dmが45μm以上65μm
未満の範囲の扁平状はんだ粒子群からなるはんだ粉末B
1を用いた実施例3のはんだペーストB3の場合は、曲
線L12に示すように、曲線L11の場合よりも、更に
優れたはんだボール抑制作用が得られる。具体的には、
扁平状はんだ粒子含有量25wt%の付近で、既に、は
んだボール発生率は80%前後に低下する。扁平状はん
だ粒子含有量25wt%を越えると、はんだボール発生
率は更に低下し、50wt%以上の含有量では約70%
前後まで低下する。
Next, the maximum diameter Dm is not less than 45 μm and not more than 65 μm.
Powder B comprising a group of flat solder particles in a range of less than
In the case of the solder paste B3 of Example 3 using No. 1, as shown by the curve L12, a more excellent solder ball suppressing action can be obtained than in the case of the curve L11. In particular,
In the vicinity of the flat solder particle content of 25 wt%, the solder ball generation rate already drops to about 80%. When the flat solder particle content exceeds 25 wt%, the solder ball generation rate further decreases, and when the content is 50 wt% or more, about 70%
It drops to around.

【0043】最大径Dmが65μm以上80μm以下の
扁平状はんだ粒子群からなるはんだ粉末C1を用いた実
施例4のはんだペーストC3の場合は、曲線L13に示
すように、はんだ粉末A1、B1を用いた曲線L11、
L12の場合よりも、更に優れたはんだボール抑制効果
が得られる。具体的には、扁平状はんだ粒子含有量25
wt%の付近で、はんだボール発生率は70%前後に低
下し、50wt%以上の含有量では35〜50%前後ま
で低下する。特に、扁平状はんだ粒子含有量75wt
%、球状はんだ粒子25wt%の配合比の場合、はんだ
ボール発生率は約35%の最低値を示す。
In the case of the solder paste C3 of Example 4 using the solder powder C1 composed of a group of flat solder particles having a maximum diameter Dm of not less than 65 μm and not more than 80 μm, as shown by a curve L13, the solder powders A1 and B1 are used. Curve L11,
An even better solder ball suppressing effect can be obtained than in the case of L12. Specifically, the flat solder particle content 25
In the vicinity of wt%, the solder ball generation rate decreases to about 70%, and when the content is 50 wt% or more, it decreases to about 35 to 50%. In particular, the flat solder particle content is 75 wt.
% And the spherical solder particles 25 wt%, the solder ball generation rate shows the lowest value of about 35%.

【0044】扁平状はんだ粒子を含むはんだ粉末を用い
ると、はんだボールの発生が回避できる理由は、扁平状
はんだ粒子は、リフロー等による加熱によって溶融した
場合、互いに凝集しにくいためと推測される。また、扁
平状はんだ粒子を不定形または球形状はんだ粒子と併存
させた場合は、扁平状はんだ粒子が、不定形または球形
状はんだ粒子間を橋絡し、不定形または球形状はんだ粒
子同士の凝集を阻止することになるためと推測される。
It is presumed that the use of solder powder containing flat solder particles avoids the generation of solder balls because the flat solder particles are less likely to aggregate together when melted by heating such as reflow. In addition, when the flat solder particles coexist with the amorphous or spherical solder particles, the flat solder particles bridge between the amorphous or spherical solder particles and cause the agglomeration of the amorphous or spherical solder particles. It is presumed that it will prevent.

【0045】また、図4を見ると、曲線L11〜L13
の何れにおいても、はんだ粉末中の扁平状はんだ粒子の
含有量は、前記はんだ粉末の全体に対する重量比で、2
5wt%以上が好ましいことが解る。25wt%未満で
は、はんだボール発生率が80%以上になる。また、扁
平状はんだ粒子の含有量を100wt%とし、はんだ粉
末の全体を扁平状はんだ粒子が占めている場合、極めて
良好な結果が得られる。
Referring to FIG. 4, the curves L11 to L13
In any case, the content of the flat solder particles in the solder powder is 2% by weight based on the total weight of the solder powder.
It turns out that 5 wt% or more is preferable. If it is less than 25 wt%, the solder ball generation rate will be 80% or more. Further, when the content of the flat solder particles is set to 100 wt% and the entire solder powder is occupied by the flat solder particles, extremely good results can be obtained.

【0046】<実施例5>実施例1において、最もはん
だボール発生率の低かったはんだ粉末及び配合比、即
ち、最大径Dmが65μm以上80μm以下の扁平状は
んだ粒子群からなるはんだ粉末C1を用いた場合であっ
て、扁平状はんだ粒子含有量75wt%、球状はんだ粒
子25wt%の配合比の場合について、フラックス含有
率別に、はんだペーストを調製し、フラックス含有率と
はんだボール発生率との関係を調べた。
<Example 5> In Example 1, the solder powder having the lowest solder ball generation rate and the compounding ratio, that is, the solder powder C1 composed of flat solder particles having a maximum diameter Dm of 65 μm to 80 μm were used. In the case of a flat solder particle content of 75 wt% and a spherical solder particle content of 25 wt%, a solder paste was prepared for each flux content, and the relationship between the flux content and the solder ball generation rate was determined. Examined.

【0047】図5はフラックス含有率とはんだボール発
生率との関係を示すデータである。曲線L21は従来の
半田ペーストを用いた場合のはんだボール発生率、曲線
L21は本発明に係る半田ペーストを用いた場合のはん
だボール発生率である。図5を参照すると、はんだフラ
ックスの含有量は、5wt%〜45wt%の範囲が好ま
しいことが解る。特に、10wt%〜35wt%で、優
れたはんだボール抑制効果が得られる。はんだフラック
スの含有量が45wt%を越えると、はんだボール抑制
効果はなくなる。
FIG. 5 is data showing the relationship between the flux content and the solder ball generation rate. A curve L21 indicates the solder ball generation rate when the conventional solder paste is used, and a curve L21 indicates the solder ball generation rate when the solder paste according to the present invention is used. Referring to FIG. 5, it is understood that the content of the solder flux is preferably in a range of 5 wt% to 45 wt%. In particular, an excellent solder ball suppression effect can be obtained at 10 wt% to 35 wt%. If the solder flux content exceeds 45% by weight, the effect of suppressing solder balls is lost.

【0048】部品のはんだ付けに当たっては、部品搭載
基板の一面上に、本発明に係るはんだペーストを塗布
し、次に、このはんだペーストの上に部品を載せて熱処
理する。これにより、はんだボールの発生を回避しなが
ら部品をはんだ付けすることができる。
In soldering the components, the solder paste according to the present invention is applied on one surface of the component mounting board, and then the components are placed on the solder paste and heat-treated. Thereby, components can be soldered while avoiding generation of solder balls.

【0049】本発明に係るはんだペーストにおいて、フ
ラックスとしては、従来より知られている種々のタイプ
のものを用いることができる。フラックスの主な機能
は、部品搭載基板に設けられた金属導体及び部品のはん
だ付け用金属の表面の酸化皮膜を除去し、はんだの濡れ
性を向上させることにある。フラックスとしては、ロジ
ンを主成分とするものが最もよく知られている。ロジン
には、アビエチン酸、レボビマル酸等のカルボン酸が含
まれており、カルボキシル基の働きにより、はんだ付け
される金属表面の酸化膜を除去する。本発明に係るはん
だペーストでは、このようなロジン系のフラックスを用
いることができる。
In the solder paste according to the present invention, various types of conventionally known fluxes can be used. The main function of the flux is to remove the oxide film on the surface of the metal conductor provided on the component mounting board and the metal for soldering the component, thereby improving the wettability of the solder. As the flux, those containing rosin as a main component are best known. Rosin contains a carboxylic acid such as abietic acid and levobimaric acid, and the function of a carboxyl group removes an oxide film on a metal surface to be soldered. In the solder paste according to the present invention, such a rosin-based flux can be used.

【0050】フラックスには、通常、上述したロジンの
外、印刷性の向上及び仮止め強度を得る目的で、溶剤、
可塑剤またはチキソ剤等の各種の添加物が配合される。
例えば、特開平11−121915号公報は、粘性を、
アルコール添加によって調整するタイプのフラックスを
開示している。本発明に係るはんだペーストには、この
ような技術を適用することができる。
The flux generally contains a solvent, in addition to the rosin described above, for the purpose of improving printability and obtaining temporary fixing strength.
Various additives such as a plasticizer or a thixotropic agent are blended.
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-121915 discloses that
A type of flux that is adjusted by adding alcohol is disclosed. Such a technique can be applied to the solder paste according to the present invention.

【0051】更に、別のフラックスとして、ミル規格で
規定されているRMA(ハロゲンフリー)系フラックス
も知られている。このフラックスの場合、リフロー後、
フラックス等の洗浄工程が省略される。本発明では、こ
のようなフラックスも用いることができる。
Further, as another flux, an RMA (halogen-free) flux defined by the mill standard is also known. In the case of this flux, after reflow
The step of cleaning flux and the like is omitted. In the present invention, such a flux can also be used.

【0052】更に、特殊な例として、接着性樹脂と、硬
化剤とを含有する接着性フラックスを用いることもでき
る。この接着性フラックスは、接着性樹脂と、硬化剤と
を含有するから、はんだ付け後に、接着性樹脂を、部品
搭載基板と部品を固定する接着剤として機能させること
ができる。このため、衝撃や熱ストレスに対し、部品の
剥離、脱落を防ぎ、はんだ接合の信頼性を向上させるこ
とができる。この点、はんだ付け後に、接着機能を持た
ない従来のロジン系フラックスと著しく異なる。
Further, as a special example, an adhesive flux containing an adhesive resin and a curing agent can be used. Since this adhesive flux contains an adhesive resin and a curing agent, after soldering, the adhesive resin can function as an adhesive for fixing the component mounting board and the component. For this reason, it is possible to prevent the components from peeling or falling off due to impact or thermal stress, and to improve the reliability of the solder joint. This point is significantly different from the conventional rosin flux having no bonding function after soldering.

【0053】しかも、接着性フラックスによれば、フィ
レット部がなくても、十分な固着強度を確保できる。こ
のため、部品搭載基板上に形成される部品接続用導体
(ランド)に、フィレット部を生じさせるための領域を
設ける必要がなくなるので、実装密度を向上させること
が可能となる。
Further, according to the adhesive flux, a sufficient fixing strength can be ensured even without a fillet portion. For this reason, it is not necessary to provide a region for generating a fillet portion in the component connection conductor (land) formed on the component mounting board, so that the mounting density can be improved.

【0054】接着性フラックスに含まれる接着性樹脂と
しては、多数の樹脂材料から、温度に応じて、高い接着
力を示す樹脂を選択し、これを接着性樹脂として用いる
ことができる。従って、両面実装タイプの部品搭載基板
の1面目に接着性フラックスを含有するはんだペースト
を用いて、部品をはんだ付けした後、部品搭載基板の2
面目に通常の共晶はんだを用い、リフロー炉を通炉した
場合でも、1面目に搭載された部品がシフティング、マ
ンハッタン現象(部品立ち現象)または脱落等の不具合
を起こすことはない。勿論、1面目及び2面目の両はん
だ付け処理において、接着性フラックスを含有するはん
だペーストを用いることができる。
As the adhesive resin contained in the adhesive flux, a resin having a high adhesive strength can be selected from a large number of resin materials in accordance with the temperature, and can be used as the adhesive resin. Therefore, after the components are soldered on the first side of the component mounting board of the double-sided mounting type using a solder paste containing an adhesive flux, the component mounting board 2
Even when a normal eutectic solder is used for the surface and the reflow furnace is used, the components mounted on the first surface do not cause problems such as shifting, Manhattan phenomenon (part standing phenomenon) or falling off. Of course, in both the first and second soldering processes, a solder paste containing an adhesive flux can be used.

【0055】接着性フラックスにおいて、好ましい接着
性樹脂は、熱硬化性樹脂である。熱硬化性樹脂の具体例
としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド
樹脂、シリコン樹脂または変性樹脂またはアクリル樹脂
から選択された少なくとも一種を挙げることができる。
例示された樹脂材料の種類及び配合量は、接着温度帯及
び目標とする皮膜硬度等に応じて選択することができ
る。
In the adhesive flux, a preferred adhesive resin is a thermosetting resin. Specific examples of the thermosetting resin include at least one selected from an epoxy resin, a phenol resin, a polyimide resin, a silicone resin, a modified resin, and an acrylic resin.
The types and amounts of the exemplified resin materials can be selected according to the bonding temperature range, the target film hardness, and the like.

【0056】接着性フラックスに含まれる硬化剤は、接
着性樹脂を硬化させるものであればよい。好ましくは、
カルボン酸を含む。カルボン酸を含む硬化剤は、熱硬化
性樹脂に対する硬化作用のみならず、はんだ付けされる
金属表面の酸化膜を除去するフラックス作用も兼ね備え
る。
The curing agent contained in the adhesive flux may be any as long as it cures the adhesive resin. Preferably,
Contains carboxylic acids. The curing agent containing a carboxylic acid has not only a hardening action on the thermosetting resin but also a flux action for removing an oxide film on the surface of the metal to be soldered.

【0057】接着性フラックスは、溶剤、可塑剤及びチ
キソ剤等を含んでいてもよい。溶剤は、接着性樹脂の硬
化温度及び硬化速度を調整すると共に、塗布形態に応じ
て粘度を調整するために加えられる。可塑剤及びチキソ
剤も、塗布形態に応じて、粘度を調整するために加えら
れる。溶剤、可塑剤及びチキソ剤等は、その使用目的に
合うように、配合量が選択される。
The adhesive flux may contain a solvent, a plasticizer, a thixotropic agent and the like. The solvent is added to adjust the curing temperature and the curing speed of the adhesive resin and to adjust the viscosity according to the application form. Plasticizers and thixotropic agents are also added to adjust the viscosity depending on the form of application. The amounts of the solvent, plasticizer, thixotropic agent and the like are selected according to the purpose of use.

【0058】次に、上述した接着性フラックスを用いた
はんだペーストについて、実施例6〜9及び比較例2、
3を参照して説明する。実施例6〜9を通して、はんだ
粉末としては、最もはんだボール発生率の低かったはん
だ粉末及び配合比、即ち、最大径Dmが65μm以上8
0μm以下の扁平状はんだ粒子群からなるはんだ粉末を
用い、扁平状はんだ粒子含有量75wt%、球状はんだ
粒子25wt%の配合比とした。但し、実施例1で示さ
れたはんだ粉末であってもよいことはいうまでもない。
Next, solder pastes using the above-mentioned adhesive flux were used in Examples 6 to 9 and Comparative Example 2,
3 will be described. Throughout Examples 6 to 9, as the solder powder, the solder powder having the lowest solder ball generation rate and the compounding ratio, that is, the maximum diameter Dm was 65 μm or more and 8 or more.
A solder powder composed of a group of flat solder particles having a particle size of 0 μm or less was used, and the compounding ratio of the flat solder particles was 75 wt% and the spherical solder particles was 25 wt%. However, it goes without saying that the solder powder shown in the first embodiment may be used.

【0059】<実施例6>熱硬化性樹脂としてビスフェ
ノールAを用い、硬化剤にはカルボン酸の無水物を使用
した。熱硬化性樹脂及び硬化剤の配合比は重量比で1:
1とした。また、粘性を確保するために、少量の溶剤及
びチキソ剤を配合した。
Example 6 Bisphenol A was used as a thermosetting resin, and a carboxylic acid anhydride was used as a curing agent. The mixing ratio of the thermosetting resin and the curing agent is 1: 1:
It was set to 1. In addition, a small amount of a solvent and a thixotropic agent were blended to ensure viscosity.

【0060】この接着性フラックスと、はんだ粉末とを
混合し、はんだぺーストを調製した。はんだ粉末に対す
るフラックスの配合量は10wt%とした。
The adhesive flux and the solder powder were mixed to prepare a solder paste. The mixing amount of the flux with respect to the solder powder was 10 wt%.

【0061】このはんだペーストを用いて、チップ部品
を部品搭載基板上にはんだ付けした。図6(a)〜
(c)は部品搭載基板の詳細と、部品搭載基板に対する
チップ部品のはんだ付け工程を示す部分断面図である。
部品搭載基板1は、Cu膜51(52)、Ni膜61
(62)及びAu膜71(72)を順次に積層して形成
した2つのランドを有する。
Using this solder paste, a chip component was soldered on a component mounting board. FIG.
(C) is a partial sectional view showing details of the component mounting board and a step of soldering the chip component to the component mounting board.
The component mounting board 1 includes a Cu film 51 (52) and a Ni film 61.
(62) and two lands formed by sequentially laminating the Au film 71 (72).

【0062】上述した部品搭載基板1のランドの上に、
本発明に係るはんだペースト81(82)を塗布した
(図6(a)参照)。はんだペースト81(82)の塗
布に当たっては、厚み100μmのメタルマスクを用い
て印刷した。メタルマスクの開口寸法は0.5mm×
0.3mmとし、電子部品4の搭載されるランド寸法と
同寸法とした。
On the land of the component mounting board 1 described above,
The solder paste 81 (82) according to the present invention was applied (see FIG. 6A). When applying the solder paste 81 (82), printing was performed using a metal mask having a thickness of 100 μm. The opening size of the metal mask is 0.5mm x
0.3 mm, which is the same as the land size on which the electronic component 4 is mounted.

【0063】そして、はんだペースト81(82)の上
に、長さ1mm、幅0.5mmの電子部品4を搭載(図
6(b)参照)し、リフロー炉に通炉することにより、
電子部品4を部品搭載基板1上にはんだ付けした(図6
(c)参照)。この後、横押し強度を測定した。図6
(c)において、参照符号3は、はんだペースト81
(82)に含まれていた本発明に係るフラックスを示
し、端部電極41、42の外側でフィレット状になる。
Then, the electronic component 4 having a length of 1 mm and a width of 0.5 mm is mounted on the solder paste 81 (82) (see FIG. 6B), and is passed through a reflow furnace.
The electronic component 4 was soldered on the component mounting board 1 (FIG. 6).
(C)). Thereafter, the lateral pressing strength was measured. FIG.
In (c), reference numeral 3 denotes a solder paste 81.
The flux according to the present invention included in (82) is shown, and becomes a fillet shape outside the end electrodes 41 and 42.

【0064】<比較例2>比較のため、従来のロジン系
フラックスを含むはんだペーストを用い、チップ部品を
部品搭載基板にはんだ付けした。はんだ粉末に対するロ
ジン系フラックスの配合量は10wt%とした。
Comparative Example 2 For comparison, a chip component was soldered to a component mounting board using a conventional solder paste containing a rosin-based flux. The blending amount of the rosin flux with respect to the solder powder was 10 wt%.

【0065】図7(a)〜(c)は部品搭載基板の詳細
と、部品搭載基板に対するチップ部品のはんだ付け工程
を示す部分断面図である。図示するように、部品搭載基
板1は、Cu膜51(52)、Ni膜61(62)及び
Au膜71(72)を順次に積層した2つのランドを有
する。この部品搭載基板1のランドの上に、ロジン系フ
ラックスを含有するはんだペースト91(92)を塗布
した(図7(a)参照)。
FIGS. 7A to 7C are partial cross-sectional views showing details of the component mounting board and a step of soldering the chip component to the component mounting board. As illustrated, the component mounting board 1 has two lands in which a Cu film 51 (52), a Ni film 61 (62), and an Au film 71 (72) are sequentially stacked. A solder paste 91 (92) containing a rosin-based flux was applied onto the lands of the component mounting board 1 (see FIG. 7A).

【0066】そして、ロジン系フラックスを含有するは
んだペースト91(92)の上に、長さ1mm、幅0.
5mmの電子部品4を搭載(図7(b)参照)し、リフ
ロー炉に通炉することにより、電子部品4を部品搭載基
板1上にはんだ付けした(図7(c)参照)。この後、
部品横押し強度を測定した。
Then, on the solder paste 91 (92) containing the rosin-based flux, a length of 1 mm and a width of 0.1 mm were applied.
The electronic component 4 of 5 mm was mounted (see FIG. 7B) and passed through a reflow furnace to solder the electronic component 4 onto the component mounting board 1 (see FIG. 7C). After this,
The lateral pressing strength of the part was measured.

【0067】図8は実施例6及び比較例2の部品横押し
強度試験の結果を示す図である。図示するように、比較
例2の横押し強度の平均値は600g程度であったが、
実施例6では平均値1500g程度の強度を得ることが
できた。
FIG. 8 is a view showing the results of a lateral pressing strength test of the components of Example 6 and Comparative Example 2. As shown in the figure, the average value of the lateral pressing strength of Comparative Example 2 was about 600 g,
In Example 6, an average strength of about 1500 g could be obtained.

【0068】<実施例7>実施例6で調製した接着性フ
ラックスと、はんだ粉末とを混合し、はんだぺ一ストを
調製した。はんだ粉末に対する接着性フラックスの配合
量は、20〜35wt%まで増やした。
Example 7 The adhesive flux prepared in Example 6 was mixed with a solder powder to prepare a solder paste. The amount of the adhesive flux to the solder powder was increased to 20 to 35 wt%.

【0069】このはんだぺ一ストを用い、図9に従っ
て、電子部品4を部品搭載基板1に搭載し、はんだ付け
した。図9を参照して具体的に述べると、部品搭載基板
1は、Cu膜51(52)、Ni膜61(62)及びA
u膜71(72)を順次に積層して形成した2つのラン
ドを有する(図9(a)参照)。
Using this solder paste, the electronic component 4 was mounted on the component mounting board 1 and soldered according to FIG. More specifically, referring to FIG. 9, the component mounting board 1 includes a Cu film 51 (52), a Ni film 61 (62),
It has two lands formed by sequentially laminating u films 71 (72) (see FIG. 9A).

【0070】上述した部品搭載基板1のランドの上に、
本発明に係るはんだペースト81(82)を塗布した
(図9(a)参照)。はんだペースト81(82)の塗
布に当たっては、厚み100μmのメタルマスクを用い
て印刷した。メタルマスクの開口寸法は0.5mm×
0.3mmとし、電子部品4の搭載されるランド寸法と
同寸法とした。
On the land of the component mounting board 1 described above,
The solder paste 81 (82) according to the present invention was applied (see FIG. 9A). When applying the solder paste 81 (82), printing was performed using a metal mask having a thickness of 100 μm. The opening size of the metal mask is 0.5mm x
0.3 mm, which is the same as the land size on which the electronic component 4 is mounted.

【0071】そして、はんだペースト81(82)の上
に、長さ1mm、幅0.5mmの電子部品4を搭載(図
9(b)参照)し、リフロー炉に通炉することにより、
電子部品4を部品搭載基板1上にはんだ付けした(図9
(c)参照)。
Then, the electronic component 4 having a length of 1 mm and a width of 0.5 mm is mounted on the solder paste 81 (82) (see FIG. 9B), and is passed through a reflow furnace.
The electronic component 4 was soldered onto the component mounting board 1 (FIG. 9).
(C)).

【0072】はんだ付け後の外観は、図10に示す通り
である。図10は図9(c)の10ー10線に沿った断
面図である。実施例7では、意図的にフラックス含有量
を増やしたはんだぺ一ストを用いたものであるが、実
質、はんだ量が少なくて済み、電子部品4は、図10に
示すように、傾斜することなく、正常な状態ではんだ付
けされた。図9(c)及び図10において、参照符号3
は、はんだペースト81(82)に含まれていた接着性
フラックスを示し、端部電極41、42の外側でフィレ
ット状になる。
The appearance after soldering is as shown in FIG. FIG. 10 is a sectional view taken along line 10-10 of FIG. 9C. In the seventh embodiment, a solder paste whose flux content is intentionally increased is used. However, the solder amount is substantially small, and the electronic component 4 is inclined as shown in FIG. No, it was soldered in normal condition. In FIG. 9 (c) and FIG.
Indicates an adhesive flux contained in the solder paste 81 (82), and becomes a fillet shape outside the end electrodes 41 and 42.

【0073】また、接着性フラックスを含有するはんだ
ペーストを用いたことにより、はんだ付け後の電子部品
4の周辺を、接着性フラックスが覆い、部品横押し強度
の向上も認められた。このように、はんだぺ一スト中の
接着性フラックス含有率を故意に向上させることによ
り、はんだ厚みを、はんだぺ一ストによって制御も可能
となる。特に、接着性フラックスの含有量が35wt%
以上の領域で、斜めはんだ付けを回避し、かつ、従来品
と同等以上の接合強度を得ることができた。
Further, by using the solder paste containing the adhesive flux, the periphery of the electronic component 4 after soldering was covered with the adhesive flux, and the improvement of the lateral pressing strength of the component was also recognized. In this way, by intentionally increasing the adhesive flux content in the solder paste, the thickness of the solder can be controlled by the solder paste. Particularly, the content of the adhesive flux is 35 wt%.
In the above region, oblique soldering was avoided, and a bonding strength equal to or higher than that of the conventional product was obtained.

【0074】<比較例3>比較のために、従来のロジン
系フラックス含有のはんだペーストを用い、図11に従
って、電子部品4を部品搭載基板1に搭載し、はんだ付
けした。図11を参照して具体的に述べると、部品搭載
基板1は、Cu膜51(52)、Ni膜61(62)及
びAu膜71(72)を順次に積層して形成した2つの
ランドを有する(図11(a)参照)。
Comparative Example 3 For comparison, an electronic component 4 was mounted on the component mounting board 1 and soldered according to FIG. 11 using a conventional rosin-based flux-containing solder paste. Specifically, referring to FIG. 11, the component mounting board 1 includes two lands formed by sequentially laminating a Cu film 51 (52), a Ni film 61 (62), and an Au film 71 (72). (See FIG. 11A).

【0075】上述した部品搭載基板1のランドの上に、
ロジン系フラックス含有のはんだペースト91(92)
を塗布した(図11(a)参照)。はんだペースト91
(92)の塗布に当たっては、厚み100μmのメタル
マスクを用いて印刷した。メタルマスクの開口寸法は
0.5mm×0.3mmとし、電子部品4の搭載される
ランド寸法と同寸法とした。
On the land of the component mounting board 1 described above,
Rosin flux-containing solder paste 91 (92)
Was applied (see FIG. 11A). Solder paste 91
In the application of (92), printing was performed using a metal mask having a thickness of 100 μm. The opening size of the metal mask was 0.5 mm × 0.3 mm, and was the same as the land size on which the electronic component 4 was mounted.

【0076】そして、はんだペースト91(92)の上
に、長さ1mm、幅0.5mmの電子部品4を搭載(図
11(b)参照)し、リフロー炉に通炉することによ
り、電子部品4を部品搭載基板1上にはんだ付けした
(図11(c)参照)。
Then, the electronic component 4 having a length of 1 mm and a width of 0.5 mm is mounted on the solder paste 91 (92) (see FIG. 11 (b)) and passed through a reflow furnace to obtain the electronic component. 4 was soldered onto the component mounting board 1 (see FIG. 11C).

【0077】リフローはんだ付け後の外観は、図12に
示す通りである。図12は図11(c)の12ー12線
に沿った部分断面図である。図12に示すように、従来
のロジン系フラックス含有はんだぺ一ストではんだ付け
したものは、はんだ量が多すぎ、電子部品4が斜めには
んだ付けされた。図11(c)及び図12において、参
照符号93は、はんだペースト91(92)に含まれて
いたロジン系フラックスを示す。
The appearance after reflow soldering is as shown in FIG. FIG. 12 is a partial cross-sectional view taken along line 12-12 of FIG. As shown in FIG. 12, in the case of soldering with the conventional rosin-based flux-containing solder paste, the amount of solder was too large, and the electronic component 4 was obliquely soldered. 11C and FIG. 12, reference numeral 93 indicates a rosin-based flux contained in the solder paste 91 (92).

【0078】<実施例8>実施例6で調製した接着性フ
ラックスと、はんだ粉末とを混合し、はんだペーストを
調製した。はんだ粉末としては、Sn(96.5)Ag
(3.5)を用いた。接着性フラックスの含有量は25
wt%とした。これを実施例8とする。
Example 8 A solder paste was prepared by mixing the adhesive flux prepared in Example 6 with a solder powder. As the solder powder, Sn (96.5) Ag
(3.5) was used. Adhesive flux content is 25
wt%. This is Example 8.

【0079】図13は実施例8のはんだペーストを用い
てチップ部品をはんだ付けした場合、及び、従来のロジ
ン系はんだペーストを用いてチップ部品をはんだ付けし
た場合について、リフロー温度と部品横押し強度との関
係を示す図である。図において、曲線L1は実施例8の
はんだペーストを用いた場合の特性、曲線L2は従来の
ロジン系はんだペーストを用いた場合の特性である。
FIG. 13 shows the reflow temperature and the lateral pressing strength of the case where the chip parts were soldered using the solder paste of Example 8 and the case where the chip parts were soldered using the conventional rosin-based solder paste. FIG. In the drawing, a curve L1 shows the characteristics when the solder paste of Example 8 is used, and a curve L2 shows the characteristics when the conventional rosin-based solder paste is used.

【0080】図13に示すように、接着性フラックスを
含有するはんだぺ一ストは、220〜260℃のリフロ
ー温度範囲において、従来のロジン系はんだペーストよ
りも高い接合強度を示す。特に、リフロー温度230℃
以上で高い接合強度を確保することができた。
As shown in FIG. 13, the solder paste containing the adhesive flux has a higher bonding strength than the conventional rosin-based solder paste in the reflow temperature range of 220 to 260 ° C. Especially, the reflow temperature is 230 ℃
As described above, a high bonding strength could be secured.

【0081】<実施例9>実施例8に示したはんだペー
ストを用いて、チップ部品を部品搭載基板にはんだ付け
し、部品搭載基板とチップ部品の端子極の接合性につい
て観察したところ、接着性フラックスを含有するはんだ
ペーストは、ロジン系はんだペーストと同様の接合性を
有していた。因に、従来の導電性接着剤や異方性導電ぺ
一ストを上記フラックスと同様に評価した場合、部品搭
載基板と部品の端子との接合は得られなかった。
<Embodiment 9> Using the solder paste shown in Embodiment 8, a chip component was soldered to a component mounting board, and the bondability between the component mounting board and the terminal electrode of the chip component was observed. The solder paste containing the flux had the same bonding properties as the rosin-based solder paste. By the way, when the conventional conductive adhesive and anisotropic conductive paste were evaluated in the same manner as the above-mentioned flux, joining of the component mounting board and the terminal of the component was not obtained.

【0082】上記実施例では、部品搭載基板1の一面に
電子部品4を搭載する例を示したが、部品搭載基板1の
両面に電子部品4を搭載することができる。この場合、
部品搭載基板1の一面上に、本発明に係るはんだペース
トによるはんだ付け処理を実行した後、部品搭載基板1
の他面上で、本発明に係るはんだペーストとは異なるは
んだ、例えば、従来のロジン系はんだペーストを用い
て、電子部品4をはんだ付けすることができる。これと
は異なって、部品搭載基板1の両面側において、本発明
に係るはんだペーストを用いて、電子部品4をはんだ付
けすることもできる。何れの場合も、電子部品4がシフ
ティング、マンハッタン現象(部品立ち現象)または脱
落等の不具合を起こすことはない。
In the above embodiment, the electronic component 4 is mounted on one surface of the component mounting board 1, but the electronic component 4 can be mounted on both surfaces of the component mounting board 1. in this case,
After performing a soldering process using the solder paste according to the present invention on one surface of the component mounting board 1, the component mounting board 1
On the other side, the electronic component 4 can be soldered using a solder different from the solder paste according to the present invention, for example, a conventional rosin-based solder paste. Alternatively, the electronic component 4 can be soldered on both sides of the component mounting board 1 using the solder paste according to the present invention. In any case, the electronic component 4 does not cause a problem such as shifting, a Manhattan phenomenon (component standing phenomenon), or falling off.

【0083】[0083]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、は
んだボールの発生を回避し得るはんだペースト及びはん
だ付け方法を提供することができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a solder paste and a soldering method capable of avoiding generation of solder balls.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係るはんだペーストに含まれる扁平状
はんだ粒子を模式的に示す図である。
FIG. 1 is a view schematically showing flat solder particles contained in a solder paste according to the present invention.

【図2】図1に示した扁平状はんだ粒子と他の形状を持
つはんだ粒子とを含むはんだペーストの組成を模式的に
示す図である。
FIG. 2 is a diagram schematically showing a composition of a solder paste containing the flat solder particles shown in FIG. 1 and solder particles having other shapes.

【図3】はんだボール発生の判定方法について示す図で
ある。
FIG. 3 is a diagram showing a method for determining the occurrence of solder balls.

【図4】実施例2〜4及び比較例1のはんだボール発生
率(%)を示す図である。
FIG. 4 is a view showing a solder ball generation rate (%) of Examples 2 to 4 and Comparative Example 1.

【図5】フラックス含有率とはんだボール発生率との関
係を示すデータである。
FIG. 5 is data showing a relationship between a flux content and a solder ball generation rate.

【図6】本発明に係るフラックスを含有するはんだペー
ストを用いた場合について、部品搭載基板の詳細と、部
品搭載基板に対するチップ部品のはんだ付け工程を示す
部分断面図である。
FIG. 6 is a partial cross-sectional view showing details of a component mounting board and a step of soldering a chip component to the component mounting board when a solder paste containing a flux according to the present invention is used.

【図7】従来のロジン系フラックスを含有するはんだペ
ーストを用いた場合について、部品搭載基板の詳細と、
部品搭載基板に対するチップ部品のはんだ付け工程を示
す部分断面図である。
FIG. 7 shows details of a component mounting board when a conventional solder paste containing a rosin-based flux is used;
It is a fragmentary sectional view showing the soldering process of a chip part to a parts mounting board.

【図8】図4に示す本発明に係るはんだ付け方法と、図
5に示す従来のはんだ付け方法とについて、部品横押し
強度試験の結果を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing the results of a component lateral pressing strength test for the soldering method according to the present invention shown in FIG. 4 and the conventional soldering method shown in FIG.

【図9】本発明に係るフラックスを含有するはんだペー
ストを用いたはんだ付け方法を示す部分断面図である。
FIG. 9 is a partial cross-sectional view showing a soldering method using a solder paste containing a flux according to the present invention.

【図10】図9に示した本発明に係るはんだ付け方法に
よって、チップ部品を部品搭載基板上にはんだ付けした
場合の外観を示す図であって、図9の10ー10線に沿
った部分断面図である。
FIG. 10 is a view showing an appearance when a chip component is soldered on a component mounting board by the soldering method according to the present invention shown in FIG. 9, and a portion along a line 10-10 in FIG. 9; It is sectional drawing.

【図11】従来のロジン系フラックス含有のはんだペー
ストを用いたはんだ付け方法を示す部分断面図である。
FIG. 11 is a partial cross-sectional view illustrating a conventional soldering method using a rosin-based flux-containing solder paste.

【図12】図11に示した従来のはんだ付け方法によっ
て、チップ部品を部品搭載基板上にはんだ付けした場合
の外観を示す図であって、図11の12ー12線に沿っ
た部分断面図である。
12 is a view showing an appearance when a chip component is soldered on a component mounting board by the conventional soldering method shown in FIG. 11, and is a partial cross-sectional view along line 12-12 in FIG. 11; It is.

【図13】本発明に係るはんだペーストを用いてチップ
部品をはんだ付けした場合と、従来のロジン系フラック
ス含有はんだペーストを用いてチップ部品をはんだ付け
した場合のリフロー温度と部品横押し強度との関係を示
す図である。
FIG. 13 is a graph showing the relationship between the reflow temperature and the component lateral pressing strength when a chip component is soldered using the solder paste according to the present invention and when a chip component is soldered using a conventional rosin-based flux-containing solder paste. It is a figure showing a relation.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

110 扁平状はんだ粒子 120 不定形状または球形状はんだ粒子 130 フラックス 1 部品搭載基板 3 フラックス 4 チップ部品 81、82 はんだペースト 110 Flat solder particles 120 Irregular or spherical solder particles 130 Flux 1 Component mounting board 3 Flux 4 Chip components 81, 82 Solder paste

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 はんだ粉末を含むはんだペーストであっ
て、 前記はんだ粉末は、扁平状はんだ粒子を含むはんだペー
スト。
1. A solder paste containing solder powder, wherein the solder powder contains flat solder particles.
【請求項2】 請求項1に記載されたはんだペーストで
あって、 前記扁平状はんだ粒子の含有量は、前記はんだ粉末の全
体に対する重量比で、25wt%乃至100wt%であ
るはんだペースト。
2. The solder paste according to claim 1, wherein the content of the flat solder particles is 25% by weight to 100% by weight based on the total weight of the solder powder.
【請求項3】 請求項1または2の何れかに記載された
はんだペーストであって、 前記はんだ粉末は、球形状はんだ粒子を含むはんだペー
スト。
3. The solder paste according to claim 1, wherein the solder powder contains spherical solder particles.
【請求項4】 請求項3に記載されたはんだペーストで
あって、 前記扁平状はんだ粒子及び前記球形状はんだ粒子は、重
量がほぼ同じであるはんだペースト。
4. The solder paste according to claim 3, wherein the flat solder particles and the spherical solder particles have substantially the same weight.
【請求項5】 請求項1乃至4の何れかに記載されたは
んだペーストであって、 前記扁平状はんだ粒子は、最大径Dmと厚みtとの比
(Dm/t)が、1.5≦(Dm/t)≦16の範囲に
あるはんだペースト。
5. The solder paste according to claim 1, wherein a ratio (Dm / t) of a maximum diameter Dm to a thickness t of the flat solder particles is 1.5 ≦ 1.5. Solder paste in the range of (Dm / t) ≦ 16.
【請求項6】 請求項1乃至5の何れかに記載されたは
んだペーストであって、 扁平状はんだ粒子は、最大径Dmが30μm以上45μ
m未満で厚みtが10〜20μmの範囲にある粒子、最
大径Dmが45μm以上65μm未満の範囲で、厚みt
が7〜14μmの範囲にある粒子、及び、最大径Dmが
65μm以上80μm以下で厚みtが5μm〜10μm
の範囲にある粒子の少なくとも一種を含むはんだペース
ト。
6. The solder paste according to claim 1, wherein the flat solder particles have a maximum diameter Dm of 30 μm to 45 μm.
m, and the thickness t is in the range of 10 to 20 μm, and the maximum diameter Dm is 45 μm or more and less than 65 μm.
Are in the range of 7 to 14 μm, and the maximum diameter Dm is 65 μm to 80 μm and the thickness t is 5 μm to 10 μm.
Solder paste containing at least one kind of particles in the range.
【請求項7】 請求項1乃至6の何れかに記載されたは
んだペーストであって、 はんだフラックスを含むはんだペースト。
7. The solder paste according to claim 1, wherein the solder paste contains a solder flux.
【請求項8】 請求項7に記載されたはんだペーストで
あって、 前記はんだフラックスの含有量は、5wt%〜45wt
%の範囲であるはんだペースト。
8. The solder paste according to claim 7, wherein the content of the solder flux is 5 wt% to 45 wt%.
% Solder paste in the range of%.
【請求項9】 請求項7または8の何れかに記載された
はんだペーストであって、 前記はんだフラックスは、接着性樹脂と、硬化剤とを含
有するはんだペースト。
9. The solder paste according to claim 7, wherein the solder flux contains an adhesive resin and a curing agent.
【請求項10】 請求項9に記載されたはんだペースト
であって、 前記接着性樹脂は、熱硬化性樹脂を含むフラックス。
10. The flux according to claim 9, wherein the adhesive resin includes a thermosetting resin.
【請求項11】 請求項10に記載されたはんだペース
トであって、 前記熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、
ポリイミド樹脂、シリコン樹脂、変性樹脂またはアクリ
ル樹脂から選択された少なくとも一種を含むはんだペー
スト。
11. The solder paste according to claim 10, wherein the thermosetting resin is an epoxy resin, a phenol resin,
A solder paste containing at least one selected from a polyimide resin, a silicon resin, a modified resin, and an acrylic resin.
【請求項12】 請求項9に記載されたフラックスであ
って、 前記硬化剤は、カルボン酸を含むフラックス。
12. The flux according to claim 9, wherein the curing agent contains a carboxylic acid.
【請求項13】 請求項1乃至12の何れかに記載され
たはんだペーストであって、 前記はんだ粉末は、Sn、Cu、Ag、Sb、Pb、I
nまたはBiから選択された少なくとも一種を含むはん
だペースト。
13. The solder paste according to claim 1, wherein the solder powder is composed of Sn, Cu, Ag, Sb, Pb, and I.
a solder paste containing at least one selected from n and Bi.
【請求項14】 請求項1乃至13の何れかに記載され
たはんだペーストを用いてはんだ付けする方法。
14. A soldering method using the solder paste according to claim 1.
【請求項15】 請求項14に記載された方法であっ
て、 部品搭載基板の上に電子部品をはんだ付けするはんだ付
け方法。
15. The method according to claim 14, wherein the electronic component is soldered on the component mounting board.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2017045543A (en) * 2015-08-24 2017-03-02 積水化学工業株式会社 Conducive material and connection structure
US11285569B2 (en) 2003-04-25 2022-03-29 Henkel Ag & Co. Kgaa Soldering material based on Sn Ag and Cu

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