JP2001205481A - フラックス付きはんだ及びその製造方法 - Google Patents

フラックス付きはんだ及びその製造方法

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JP2001205481A JP2000016018A JP2000016018A JP2001205481A JP 2001205481 A JP2001205481 A JP 2001205481A JP 2000016018 A JP2000016018 A JP 2000016018A JP 2000016018 A JP2000016018 A JP 2000016018A JP 2001205481 A JP2001205481 A JP 2001205481A
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Yoshito Hamada
好人 浜田
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Uchihashi Estec Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】線状はんだの集合体にフラックスを含浸した構
成であるにもかかわらず、やに入りはんだに匹敵する濡
れ性、はんだ付け接合部の機械的強度や耐熱性を保証で
きるフラックス付きはんだを提供する。 【解決手段】溶融はんだジェットを回転冷却液層中に噴
射して紡糸する回転液中紡糸法により製造した線状はん
だ1を束ね、この束体にフラックス2を含浸した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はフラックス付きはん
だ及びその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】はんだ付けにおいて、フラックスは酸化
膜の除去、酸化防止、界面張力の減少による濡れ促進等
の作用を営み、不可欠である。従来、フラックスを担持
させたはんだとして、やに入りはんだ、すなわち、中空
状で、その中空部にフラックスを充填したはんだが伝統
的に使用されている。しかしながら、やに入りはんだで
は、はんだ付け時の加熱でフラックスが膨張して飛散し
易く、例えば、プリント基板実装後の修正やあと付けは
んだ作業に使用する場合、著しい作業性の低下が避けら
れない。そこで、細い線状はんだを束ね、液状フラック
スを含浸・凝固させてフラックスを担持させたフラック
ス付きはんだが提案されている(実公昭44−2679
号公報)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このフ
ラックス付きはんだについての本発明者の検討結果によ
れば、上記のやに入りはんだに較べ、濡れ性が悪く、は
んだ接合部の機械的強度や耐熱性に劣ることが判明し
た。その理由は、やに入りはんだでは実際上問題となら
ない伸線時の表面酸化に基づく酸化物量が表面積の増加
のために増大すること、及び束状のために断面内に当初
から酸化物を含み、これがはんだ付け接合部内に巻き込
まれることが原因であると推定される。
【0004】本発明の目的は、線状はんだの集合体にフ
ラックスを含浸した構成であるにもかかわらず、やに入
りはんだに匹敵する濡れ性、はんだ付け接合部の機械的
強度や耐熱性を保証できるフラックス付きはんだを提供
することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明に係るフラックス
付きはんだは、溶融はんだジェットを回転冷却液層中に
噴射して紡糸する回転液中紡糸法により製造した線状は
んだを束ね、この束体にフラックスを含浸したことを特
徴とする構成であり、フラックスには可撓性のフラック
ス、例えば、ロジンまたは/および変性ロジンと活性剤
とメルトフロ−レ−ト500g/10min以上のエチレン・
酢酸ビニル共重合体1〜50重量%とを含有する組成物
を使用すること、線状はんだを線径を異にする二種以上
とすること、線状はんだの直径を0.05〜0.3mm
とすることが好ましい。
【0006】本発明に係る別のフラックス付きはんだの
製造方法は、溶融はんだジェットを回転冷却液層中に噴
射して紡糸する回転液中紡糸法により製造した線状はん
だを束ね、この束体をフラックス浴に浸漬し、引上げ
後、フラックスを凝固させることを特徴とする構成であ
る。
【0007】本発明に係る他の別のフラックス付きはん
だの製造方法は、溶融はんだジェットを回転冷却液層中
に噴射して紡糸する回転液中紡糸法により製造した線状
はんだをフラックス浴に浸漬し、この浸漬中または引上
げ後に束ね、而るのち、フラックスを凝固させることを
特徴とする構成である。
【0008】本発明に係る他の別のフラックス付きはん
だの製造方法は、溶融はんだジェットを回転冷却液層中
に噴射して紡糸する回転液中紡糸法により製造した線状
はんだをフラックス浴に浸漬し、引上げ、フラックスを
半凝固させ、而るのち、半凝固フラックス付着線状はん
だを束ねたうえで、フラックスを最終的に凝固させるこ
とを特徴とする構成である。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態について説明する。図1の(イ)は本発明に
係るフラックス付きはんだの一例を示す平面図、図1の
(ロ)は図1の(イ)におけるロ−ロ断面図である。図
1において、1,…は回転液中紡糸法により製造された
線状はんだであり、その直径は0.05〜0.3mmと
されている。2は線状はんだ1,…の撚合わせ間隙に含
浸したフラックスであり、撚合線の外周もフラックスで
覆われている。
【0010】上記線状はんだ1は、図2に示す回転液中
紡糸装置により製造でき、回転ドラム31の内周面に遠
心力により形成保持させた冷却液層32に、ノズル(例
えば、石英ノズル)33から噴射した溶融はんだジェッ
ト10を冷却液層32の周速と同速・同方向で入射さ
せ、この液層入射ジェットを冷却液層32で急冷・凝固
させて紡糸していく。この場合、ノズルから冷却液層に
至る空間でのジェットは、ノズルの円形形状が溶融金属
の表面張力により保持されて円形断面となる。更に、ジ
ェットの表面張力による円形保持力を冷却液層の動圧
(ジェットを扁平化しようとする圧力)よりも大とする
ように、冷却液層周速、ジェットの冷却液層入射角等を
調整してあり、冷却液層に入射されたジェットも、断面
円形を保持しつつ冷却・凝固されていく。このようにし
て紡糸された線状はんだの直径は、通常、0.05〜
0.3mmである。
【0011】上記の紡糸中、ノズルから冷却液層に至る
空間においては、ジェットが溶融状態にあるためにダイ
ス伸線に較べて著しく過酷な易酸化条件に曝されるが、
後述の実施例と比較例との対比から明らかなように、酸
素含有量を線引加工の場合のほぼ1/50に抑えること
ができる。これは、ジェットの滞空時間が極めて短く、
かつ冷却液層中の酸素濃度が希薄なために、酸化の進行
が僅かにとどめられるためであると推定される。
【0012】上記の実施例では、線状はんだを撚合せて
いるが、図3に示すように、撚りを加えること無くフラ
ックスの凝集力で集合することもできる。上記線状はん
だの配列や線径の多種類化により線間間隙を調整して、
はんだに対するフラックス量を調整することもできる。
【0013】上記フラックス付きはんだに可撓性を付与
してボビンによる巻取り等を容易にし、また曲げ時での
フラックス割れを防止するために、可撓性に優れたフラ
ックスを使用することが好ましい。更に、はんだ付け後
のフラックス残渣をそのまま絶縁皮膜として利用できる
ものを使用することが望ましい。かかるフラックスとし
ては、ロジンまたは/および変性ロジンと活性剤とメル
トフロ−レ−ト500g/10min以上のエチレン・酢酸ビ
ニル共重合体1〜50重量%好ましくは5〜30重量%
とを含有し、必要に応じ脂肪酸アミドまたは/および脂
肪酸ビスアミド5〜30重量%、好ましくは10〜25
重量%を含有させた組成物のものが好適である。上記メ
ルトフロ−レ−トは、JISK7210−1976に基
づき測定され、内径φ9.50±0.03mmの貫通孔
を有し、その孔の下端に内径φ2.095±0.005
mmのダイを装着したヒ−タ付きシリンダ−の孔に試料
を充填し、上端に錘を取り付けたピストンの下端部を上
記の孔に挿入する試験装置にを使用して、錘の重量32
5gf{3.185N}とし、試験温度を125℃とし
たときの10分間における押出量W(g)を測定し、W
g/10分から求められる。上記の脂肪酸アミド/脂肪
酸ビスアミドは、フラックス残渣の粘着性を抑制すると
共にフラックス切れ(フラックス含浸欠在箇所の発生)
を防止するために用いられ、例えば、ステアリン酸アミ
ド/ステアリン酸ビスアミド、パルミチン酸アミド等の
一種または二種以上を使用できる。上記ロジンまたは/
および変性ロジンには、天然ロジン、重合ロジン、フェ
ノ−ル変性ロジン、マレイン化ロジン、水素添加ロジン
等を使用できる。上記活性剤としては、有機アミンのハ
ロゲン化水素酸塩、有機酸、有機酸と有機アミンの塩等
を使用できる。例えば、ジエチルアミン塩酸塩、シクロ
ヘキシルアミン塩酸塩、ジオクチルアミン塩酸塩、プロ
ピルアミン塩酸塩、ジエチルアミン臭化水素酸塩、シク
ロヘキシルアミン臭化水素酸塩、ジオクチルアミン臭化
水素酸塩、プロピルアミン臭化水素酸塩、グルタル酸、
アジピン酸、セバシン酸、メチルマレイン酸、アジピン
酸シクロヘキシルアミン塩等を使用できる。更に、フラ
ックス残渣による導体腐食を抑制するための腐食抑制剤
(例えば、フタル酸、ベンゾトリアゾ−ル化合物、没食
子酸エステル例えば没食子酸n−プロピル等)、酸化防
止剤(例えば、ジブチルクレゾール等)等を添加するこ
ともでき、その添加量は前記主成分100重量部に対し
1〜3重量部とされる。
【0014】本発明における線状はんだの合金組成とし
ては、回転液中紡糸法により紡糸可能なものであれば、
特に制限なく使用できる。勿論、環境保全上、鉛フリ−
乃至は鉛低減のために注目されているSn−Ag系はん
だ、Sn−Zn系はんだも使用でき、特に、プリント基
板実装上、Biの添加によって液相線温度を低下させた
Sn−Ag系はんだ、Sn−Zn系はんだ等を好適に使
用できる。
【0015】図4は本発明において使用するフラックス
付きはんだの製造装置の一例を示している。図4におい
て、41は供給ボビンであり、前工程で回転液中紡糸法
により製造した線状はんだの撚合線を巻き取ってある。
42はフラックス浴、43はガイドロ−ルである。44
はウイパ−であり、ダイスを使用できる。45は冷却
器、例えば風冷器である。46は巻取りホビンである。
この製造装置を使用して本発明に係るフラックス付きは
んだを製造するには、槽420内におけるフラックスを
ヒ−タにより溶融状態に保持し、供給ボビン41から繰
り出したはんだ撚合線100を溶融フラックス42中に
浸漬させて線間間隙に溶融フラックスを含浸させ、余分
のフラックスをダイスウイパ−44で拭い取り、含浸フ
ラックスを冷却器45によって冷却凝固させたうえで、
巻取りボビン46に巻き取っていく。上記ダイスウイパ
−44による余剰フラックスの拭い取りに代え、熱風の
吹き付けにより余剰フラックスを拭い取ることもでき
る。
【0016】上記において、フラックス浴に、低沸点溶
剤、例えばキシレン、イソプロピルアルコ−ル等で溶解
したフラックスを使用し、上記の熱風の吹き付けにより
溶剤を蒸発させてフラックスを凝固させることもでき
る。
【0017】図5は本発明において使用するフラックス
付きはんだの製造装置の別例を示している。図5におい
て、41,…は並列配設の供給ボビンであり、回転液中
紡糸法により製造したはんだ単線を巻き取ってある。4
2はフラックス浴、43,…は各はんだ単線に対する浴
中ガイドロ−ル、47は浴中集合用ダイスである。44
はウイパ−であり、ダイスや熱風ブロワ等を使用でき
る。45は冷却器、46は巻取りホビンである。この製
造装置を使用して本発明に係るフラックス付きはんだを
製造するには、槽420内のフラックスをヒ−タにより
溶融状態に保持し、各供給ボビン41,…から繰り出し
たはんだ単線1,…を溶融フラックス中にガイドロ−ル
43,…で押さえて浸漬させ、溶融フラックス42中で
ダイス47により集合し、フラックス浴外で余分のフラ
ックスをダイスウイパ−44で拭い取り、冷却器44に
よって冷却凝固させたうえで、巻取りボビン46で巻き
取っていく。この場合も、ダイスウイパ−による余剰フ
ラックスの拭い取りに代え、熱風の吹き付けにより余剰
フラックスを拭い取ることもできる。また、フラックス
浴に、低沸点溶剤、例えばキシレン、イソプロピルアル
コ−ル等で溶解したフラックスを使用し、上記の熱風の
吹き付けにより溶剤を蒸発させてフラックスを凝固させ
ることもできる。
【0018】上記実施例では、フラックス浴中ではんだ
単線を集合しているが、集合用ダイスをフラックス浴外
に配設し、フラックス付着はんだ単線群を、フラックス
が凝固前の粘着性を呈している段階で集合用ダイスに通
して集合し、しかるのち、冷却固化や加熱による溶剤蒸
発によってフラックスを凝固させることもできる。ま
た、フラックス浴から出てくるフラックス付着はんだ単
線群を冷却や加熱してフラックスを半凝固させ、而るの
ち、集合用ダイスに通して半凝固フラックスの粘着力で
集合状態を保持させ、再度の冷却や加熱によりフラック
スを最終的に凝固させることも可能である。
【0019】上記実施例では、横型のフラックス浴槽を
使用しているが、縦型のフラックス浴槽を使用すること
もできる。例えば、図6に示すように、フラックス槽4
20の底壁に複数個のニップル421,…を取付け、複
数本のはんだ単線1,…を下方側からニップル421,
…を経てフラックス浴42に導入し、これらのはんだ単
線を溶融フラックス42中においてダイス47で集合
し、浴槽を出たフラックス含浸集合はんだ線の余分のフ
ラックスをダイスウイパ−44で拭い取り、冷却器45
によって冷却凝固させたうえで、巻取りボビン46に巻
き取っていくこともできる。
【0020】
【実施例】〔実施例〕はんだ組成には、Ag3重量%,
Bi5重量%,残部Snを使用した。回転液中紡糸装置
には、図2に示したものを使用し、内径500mm,巾
45mmのドラムを200rpmで回転させて約150
0mlのイソプロピルアルコ−ルを層状に形成し、この
冷却液層中に、ヒ−タにて溶融させた前記のはんだを窒
素ガス加圧により、内径9mm,長さ150mmの石英
ガラスノズルからジェットとして上記冷却液層周速と同
速度で噴射して直径約0.2mmの線状はんだを得た。
この線状はんだ20本を加熱溶融フラックスに浸漬し、
引上げのうえ、ダイスで集合し、而るのち、風冷しフラ
ックスを凝固させてフラックス付きはんだを製造した。
フラックスには、天然ロジン24重量%、水添ロジン2
5重量%、ステアリン酸アミド30重量%、メルトフロ
−レ−ト1000g/10minのエチレン・酢酸ビニル共重
合体20重量%、シクロヘキシルアミン臭化水素酸塩
0.5重量%(活性剤)、ジブロモプロパノ−ル0.5
重量%(活性剤)の組成物を使用した。
【0021】〔比較例〕ダイスによる伸線加工により得
た直径約0.2mmの線状はんだを用いた以外、実施例
と同様にしてフラックス付きはんだを製造した。
【0022】実施例で使用した回転液中紡糸法による線
状はんだと比較例で使用した伸線加工による線状はんだ
との酸素量を堀場製作所製金属中酸素分析装置EMGA
−2200によって測定したところ、前者が4.6pp
m、後者が274.3ppmであり、実施例品の線状は
んだの表面酸化物量が極めて少ないと推定できる。ま
た、実施例の線状はんだと比較例の線状はんだのそれぞ
れについて、JISZ 3197−1986はんだ付け
用樹脂系フラックス試験方法6.10広がり試験に基づ
き広がり率を測定したところ(各試料数は20個とし
た)、実施例品が90%、比較例品が87%であり、実
施例品が優れた濡れ性を呈した。これは、線状はんだの
酸化物量が前記の通り極めて少ないことに基づくものと
推定される。
【0023】
【発明の効果】本発明に係るフラックス付きはんだにお
いては、線状はんだの束にフラックスを含浸したもので
あるが、線状はんだに回転液中紡糸法により製造したも
のを用いているから、上記実施例と比較例との対比から
も明らかな通り、従来の伸線加工はんだの束にフラック
スを含浸したものに較べ極めて優れた濡れ性を呈する。
また、やに入りはんだとは異なり、フラックスをはんだ
内に充填せずにはんだ表面に付着させてあるから、はん
だ付け時のフラックス飛散を排除できる。従って、フラ
ックス飛散のない優れた濡れ性を保証できる。特に、フ
ラックスに可撓性に優れたものを使用することにより、
巻取りを円滑に行うことができ、本発明に係るフラック
ス付きはんだの製造方法によれば、可撓性フラックスの
使用のもとで、フラックス飛散のない優れた濡れ性を有
するフラックス付きはんだを連続製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るフラックス付きはんだの一例を示
す図面である。
【図2】本発明に係るフラックス付きはんだのはんだ単
線の製造に使用する回転液中紡糸装置を示す図面であ
る。
【図3】本発明に係るフラックス付きはんだの別例を示
す図面である。
【図4】本発明に係るフラックス付きはんだの製造方法
において使用する装置の一例を示す図面である。
【図5】本発明に係るフラックス付きはんだの製造方法
において使用する装置の上記とは別の例を示す図面であ
る。
【図6】本発明に係るフラックス付きはんだの製造方法
において使用する装置の上記とは別の例を示す図面であ
る。
【符号の説明】
1 線状はんだ 2 フラックス

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】溶融はんだジェットを回転冷却液層中に噴
    射して紡糸する回転液中紡糸法により製造した線状はん
    だを束ね、この束体にフラックスを含浸したことを特徴
    とするフラックス付きはんだ。
  2. 【請求項2】フラックスが可撓性フラックスである請求
    項1記載のフラックス付きはんだ。
  3. 【請求項3】フラックスに、ロジンまたは/および変性
    ロジンと活性剤とメルトフロ−レ−ト500g/10min以
    上のエチレン・酢酸ビニル共重合体1〜50重量%とを
    含有する組成物が使用されている請求項1記載のフラッ
    クス付きはんだ。
  4. 【請求項4】線状はんだが、線径を異にする二種以上と
    されている請求項1乃至3何れか記載のフラックス付き
    はんだ。
  5. 【請求項5】線状はんだの直径が0.05〜0.3mm
    である請求項1乃至4何れか記載のフラックス付きはん
    だ。
  6. 【請求項6】溶融はんだジェットを回転冷却液層中に噴
    射して紡糸する回転液中紡糸法により製造した線状はん
    だを束ね、この束体をフラックス浴に浸漬し、引上げ
    後、フラックスを凝固させることを特徴とするフラック
    ス付きはんだの製造方法。
  7. 【請求項7】溶融はんだジェットを回転冷却液層中に噴
    射して紡糸する回転液中紡糸法により製造した線状はん
    だをフラックス浴に浸漬し、この浸漬中または引上げ後
    に束ね、而るのち、フラックスを凝固させることを特徴
    とするフラックス付きはんだの製造方法。
  8. 【請求項8】溶融はんだジェットを回転冷却液層中に噴
    射して紡糸する回転液中紡糸法により製造した線状はん
    だをフラックス浴に浸漬し、引上げ、フラックスを半凝
    固させ、而るのち、半凝固フラックス付着線状はんだを
    束ねたうえで、フラックスを最終的に凝固させることを
    特徴とするフラックス付きはんだの製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017503658A (ja) * 2013-11-12 2017-02-02 アルファ・メタルズ・インコーポレイテッドAlpha Metals, Inc. フラックス配合物

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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