JP2002214122A - はんだペースト特性試験方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 種々のはんだペーストについて、含有される
はんだ合金の融点の温度幅に関わらず、当該はんだペー
ストのぬれ特性の評価を同一の指標によって行うことが
できるはんだペースト特性試験方法を提供すること。 【解決手段】 上記の課題は、水平な試験台上に形成さ
れた、試験すべきはんだペーストよりなるペースト層
に、試験片を接触させて所定の深さに浸入させると共
に、試験片およびペースト層の界面と試験台の表面との
距離が一定となるよう保持した状態で、ペースト層を加
熱しながら、試験片に対して垂直方向に作用する応力の
変化を検出する工程を有し、この工程中において、ペー
スト層の加熱を開始した後、ペースト層によって試験片
に作用される引き力が最大値に達した後、試験片をペー
スト層から引き離した後、試験片をペースト層に再度接
触させることを特徴とするはんだペースト特性試験方法
により解決される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばプリント回
路基板に電子部品を表面実装するために用いられるはん
だペーストの特性を試験するためのはんだペースト特性
試験方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器の小型化および高機能化
に伴って、プリント回路基板上に小型の電子部品を高密
度で実装することが要求されており、そのため、プリン
ト回路基板に小型の電子部品を実装する方法として表面
実装法が採用されている。この表面実装法においては、
例えばプリント回路基板に形成された接続用電極上に、
例えばスクリーン印刷によってはんだペーストを塗布し
てペースト層を形成し、その後、当該プリント回路基板
上に電子部品をその電極がペースト層上に位置するよう
配置し、この状態で、ペースト層中のはんだ合金をリフ
ローさせる。具体的には、予め設定された温度プロファ
イルに従ってペースト層を加熱・冷却することにより、
当該ペースト層中のはんだ合金を溶融・再固化させ、こ
れにより、プリント回路基板の接続用電極と電子部品の
電極とがはんだ合金によって接続される。而して、この
ような表面実装法においては、使用されるはんだペース
トの特性、とりわけ実装すべき電子部品の電極に対する
はんだペーストのぬれ特性を予め評価することが極めて
重要である。

【０００３】従来、はんだペーストの特性を試験する方
法としては、予め加熱溶融したはんだ中に試験片を浸漬
し、当該試験片に対してその垂直方向に作用する応力の
経時的変化を測定するメニスコグラフ法が知られてい
る。然るに、このメニスコグラフ法は、溶融した状態の
はんだのぬれ特性を評価する方法であって、リフローに
よるはんだペーストのぬれ特性を評価する方法ではな
い。すなわち、表面実装法におけるリフロー工程におい
ては、はんだペーストは電子部品の電極と接触した状態
で加熱されることにより、ぬれる過程において、電気部
品の電極の表面温度ははんだペーストの温度と常に同等
であり、しかも、はんだペースト中のはんだ合金が溶融
しながら当該溶融したはんだ合金によって電子部品がぬ
れると考えられるため、予め加熱溶融したはんだ中に試
験片を浸漬するメニスコグラフ法では、表面実装におけ
るリフロー工程の実態に即したぬれ特性の評価を行うこ
とはできない。

【０００４】このような問題を解決するため、試験すべ
きはんだペーストよりなるペースト層に試験片を接触さ
せて所定の深さに浸入させた状態で、ペースト層を予め
設定された温度プロファイルに従って加熱しながら、前
記試験片に対して垂直方向に作用する応力の変化を検出
するはんだペースト特性試験方法（以下、「温度プロフ
ァイル法」という。）が提案されている（特開平６−２
０７９００号公報参照）。ここで、上記の温度プロファ
イルは、表面実装におけるリフロー工程の加熱条件に応
じて設定され、具体的には、プリヒート温度までの昇温
工程、プリヒート温度保持工程、本加熱昇温工程、本加
熱ピーク温度保持工程により構成される（図４参照）。
このような温度プロファイル法においては、はんだペー
スト中のはんだ合金が溶融し始めてから当該溶融したは
んだ合金による試験片のぬれが終了するまでの過程にお
いて、当該試験片に作用する垂直方向の応力の変化を検
出することにより、当該はんだペーストの特性の評価を
行うことができる。

【０００５】図８は、温度プロファイル法によって測定
された、はんだペーストの特性曲線を示す図である。こ
の図において、縦軸は試験片に対して垂直方向に作用す
る応力であり、正の方向は、ペースト層によって試験片
を下方に引く力（引き力）を示し、負の方向は、ペース
ト層によって試験片を上方に押す力（押し力）を示す。
横軸は加熱時間である。図８について具体的に説明する
と、本加熱昇温工程において、ペースト層中のはんだ合
金が溶融する前にあっては、ペースト層の加熱温度を昇
温するに連れて、当該ペースト層が形成された試験台が
熱変形し、これにより、試験片には押し力が作用する。
その後、ペースト層の加熱温度を更に昇温することによ
り、ペースト層中のはんだ合金の溶融が開始すると、は
んだ合金が固相から液相に転換する過程において、ペー
スト層の体積が急激に減少し、これにより、試験片には
引き力が作用する（以下、この引き力を「液相転換力」
ともいう。）。この液相転換力は、ペースト層の体積の
減少に伴って増加するが、はんだ合金の溶融が進行する
に連れてペースト層の流動性が増加して液相転換力は減
衰する。一方、はんだ合金の溶融が開始すると、溶融し
たはんだ合金によって試験片がぬれ始め、当該溶融した
はんだ合金の表面張力によって、試験片に引き力が作用
する。この引き力は、ぬれが進行するに従って増加し、
十分にぬれた状態では安定した値を示す。

【０００６】上記の特性曲線から、例えば、試験片に対
して当該試験片がはんだ合金によって十分にぬれた状態
で作用する引き力の値Ｆ_m を、はんだペーストによる最
大ぬれ力として測定する。また、試験片に対して試験台
の熱変形による押し力が作用した後、当該押し力が減少
して０となる時点ｔ_s を、ぬれが開始する時点（以下、
「ぬれ開始点」という。）とみなし、試験片がはんだ合
金によって十分にぬれた時点、すなわち試験片に作用す
る引き力が最大ぬれ力（Ｆ_m ）に達した時点ｔ_e を、ぬ
れが終了した時点（以下、「ぬれ終了点」という。）と
みなし、ぬれ開始点（ｔ_s ）からぬれ終了点（ｔ_e ）ま
での時間Ｔ_w をぬれ時間として測定する。そして、最大
ぬれ力（Ｆ_m ）およびぬれ時間（Ｔ_w ）の値は、試験片
すなわち電子部品の電極の表面活性度およびはんだペー
スト中に含まれるフラックスの種類等によって異なるた
め、これらの値から、はんだペーストのぬれ特性の評価
を行うことかできる。

【０００７】このような温度プロファイル法によれば、
ペースト層に試験片を接触させた状態で当該ペースト層
を加熱するため、ぬれる過程において、試験片の表面温
度はペースト層の温度と常に同等であり、しかも、ペー
スト層中のはんだ合金が溶融しながら当該溶融したはん
だ合金によって試験片がぬれるため、表面実装における
リフロー工程の実態に即したぬれ特性の評価を行うこと
が可能である。

【０００８】一方、表面実装に使用されるはんだペース
トは、従来、錫−鉛系共晶はんだ合金を含有してなるも
のが主流であったが、最近においては、環境保全上の観
点から、無鉛系はんだ合金を含有してなるものを使用す
ることが求められている。しかしながら、無鉛系はんだ
合金を含有してなるはんだペーストのぬれ特性試験を温
度プロファイル法によって行う場合には、以下のような
問題があることが判明した。

【０００９】無鉛系はんだ合金には、非共晶性のものが
多く、このようなはんだ合金はその融点に大きな温度幅
を有する。具体的な例を挙げると、Ｓｎ−３７Ｐｂはん
だ合金の融点は１８３℃であるのに対し、Ｓｎ−２Ａｇ
−０．７５Ｃｕ−３Ｂｉはんだ合金の融点は２０６〜２
２０℃であって、１４℃の温度幅を有する。このような
はんだ合金を含有してなるはんだペーストの特性試験を
行う場合には、本加熱昇温工程において、Ｓｎ−３７Ｐ
ｂはんだ合金の溶融時間（溶融が開始してから終了する
までの時間）は、理論的には潜熱を吸収する時間と同等
であるため、一定でかつ短い時間であるのに対し、Ｓｎ
−２Ａｇ−０．７５Ｃｕ−３Ｂｉはんだ合金の溶融時間
は、潜熱を吸収する時間に、融点の最小値から最大値ま
でに昇温する時間を加えたものとなる。例えば、本加熱
昇温工程における昇温速度を３℃／ｓｅｃに設定した場
合には、Ｓｎ−２Ａｇ−０．７５Ｃｕ−３Ｂｉはんだ合
金の溶融時間は、潜熱を吸収する時間＋４．７秒間であ
って、Ｓｎ−３７Ｐｂはんだ合金の溶融時間と比較して
相当に大きい値となる。

【００１０】そして、温度プロファイル法においては、
はんだ合金の溶融が開始してからはんだ合金によって試
験片がぬれるまでの時間をぬれ時間として測定するた
め、Ｓｎ−３７Ｐｂはんだ合金とＳｎ−２Ａｇ−０．７
５Ｃｕ−３Ｂｉはんだ合金とを比較した場合には、実際
のぬれ時間すなわちはんだ合金によって試験片がぬれ始
めてからぬれ終わるまでの時間が同等であっても、測定
されるぬれ時間は大きく異なる。このように、温度プロ
ファイル法では、融点の温度幅の異なるはんだ合金を含
有するはんだペーストのぬれ特性について、同一の指標
で評価を行うことができない。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な事情に基づいてなされたものであって、その目的は、
種々のはんだペーストについて、含有されるはんだ合金
の融点の温度幅に関わらず、当該はんだペーストのぬれ
特性の評価を同一の指標によって行うことができるはん
だペースト特性試験方法を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明のはんだペースト
特性試験方法は、水平な試験台上に、試験すべきはんだ
ペーストよりなるペースト層を形成し、このペースト層
に試験片を接触させて所定の深さに浸入させると共に、
当該試験片および当該ペースト層の界面と前記試験台の
表面との距離が一定となるよう保持し、この状態で、前
記ペースト層を加熱しながら、当該試験片に対して垂直
方向に作用する応力の変化を検出する工程を有し、この
工程中において、前記ペースト層の加熱を開始した後、
当該ペースト層によって前記試験片に作用される引き力
が最大値に達した後、当該試験片を当該ペースト層から
引き離し、その後、当該試験片を当該ペースト層に再度
接触させることを特徴とする。

【００１３】本発明のはんだペースト特性試験方法にお
いては、予め設定された温度プロファイルに従って前記
ペースト層を加熱することが好ましい。また、前記試験
片に作用される引き力が、その最大値の７０〜３０％の
値に減少したときに、当該試験片をペースト層から引き
離すことが好ましい。また、前記試験片を前記ペースト
層から引き離してから当該ペース層に再度接触させるま
での時間が０．２〜１．０秒間であることが好ましい。
また、前記試験片を前記ペースト層に再度接触させてか
ら、当該試験片に作用する引き力が所定の値に増加する
までの時間を測定することが好ましい。また、本発明の
はんだペースト特性試験方法においては、不活性ガス雰
囲気中において試験を行ってもよい。

【００１４】

【作用】上記の方法によれば、はんだ合金の溶融に伴っ
てペースト層の体積が減少することによって試験片に作
用する引き力がピークを越えた後に、試験片をペースト
層から引き離して再度接触させるため、ペースト層中の
はんだ合金が溶融する過程と当該溶融したはんだ合金に
よって試験片がぬれる過程とを実質的に分離することが
できる。そして、試験片をペースト層に再度接触したと
きを起点として、当該試験片に作用する垂直方向の応力
の変化を測定することにより、種々のはんだペーストに
ついて、含有されるはんだ合金の融点の温度幅に関わら
ず、当該はんだペーストのぬれ特性の評価を同一の指標
によって行うことができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明のはんだペースト特
性試験方法について詳細に説明する。図１は、本発明に
よるペースト特性試験を実行するために用いられる試験
装置の一例における構成を示す説明図である。この図に
おいて、１０は、試験室Ｒを形成する試験ユニットであ
って、水平に配置された基台１１と、この基台１１の上
方の空間を取り囲むよう配置されたカバー材１２とを有
する。この試験ユニット１０における基台１１の下面お
よびカバー材１２の天井面の各々には、ヒーター１３，
１４が設けられている。また、カバー材１２には、試験
室Ｒ内にガスを供給するガス供給管１５，１６が設けら
れ、更に試験室Ｒ内のガスを採取してその成分濃度を検
出するためのガス採取口（図示省略）が設けられてい
る。

【００１６】２０は昇降機構であって、試験ユニット１
０の下方に設けられたステッピングモーター２１と、こ
のステッピングモーター２１から突出して垂直方向に伸
びるよう配置され、ステッピングモーター２１が駆動さ
れることによって回転して上下方向に移動する可動回転
軸２２を有する。この昇降機構２０の回転支持軸２２の
上端には、試験ユニット１０が支持されており、昇降機
構２０が制御されることによって、試験ユニット１０全
体が上下方向に移動して基台１１が所定の高さに位置さ
れる。２５は、試験ユニット１０における基台１１上に
配置された試験台１の高さレベルを検出する高さレベル
センサであって、試験ユニット１０の基台１１上に載置
される試験台１の上方において、カバー部材１２を貫通
して垂直方向に伸びるよう配置されている。

【００１７】３０は、試験片３を試験室Ｒ内の所定の位
置に保持する断熱性の保持部材であり、この保持部材３
０には、試験ユニット１０におけるカバー部材１２を貫
通して垂直方向に伸びる支持棒３１を介して、ペースト
層２によって試験片３に作用する応力を検出する応力検
出センサ３５が接続されている。

【００１８】本発明においては、上記のような試験装置
を用い、以下のようにしてはんだペーストの特性試験が
行われる。先ず、試験台１の表面における所定の箇所
に、試験すべきはんだペーストを塗布することによって
ペースト層２を形成し、このペースト層２が形成された
試験台１を、試験ユニット１０の基台１１上における所
定の位置に載置すると共に、試験片３を保持部材３０に
保持させる。次いで、図２に示すように、昇降機構２０
によって試験ユニット１０を上方に移動させ、試験片３
がペースト層２に接触すると、この接触による応力を応
力検出センサ３５によって検出することにより、試験ユ
ニット１０の移動を一旦停止させ、その後、昇降機構２
０によって試験ユニット１０を所定の距離だけ移動させ
る。これにより、図３にも拡大して示すように、試験片
３がペースト層２の表面に接触して所定の深さｄに浸入
した状態となり、更に、試験片３およびペースト層２の
界面と試験台１の表面との距離ｈが一定となるよう保持
される。

【００１９】以上において、試験台１としては、実装に
供される回路基板、または金属板等の代替物を用いるこ
とができる。試験片３としては、実装に供される電子部
品、またはこの金属板等の代替物を用いることができ
る。試験台１にはんだペーストを塗布する方法として
は、例えばスクリーン印刷等の印刷法を利用することが
できる。形成されるペースト層２の寸法は特に限定され
るものではないが、ペースト層２の径が３〜８ｍｍ、ペ
ースト層２の厚みが０．１〜０．４ｍｍであることが好
ましい。ペースト層２に対する試験片３の浸入深さｄ
は、ペースト層２の厚みによって異なるが、０．０５〜
０．２ｍｍの範囲で設定されることが好ましい。

【００２０】そして、試験すべきはんだペーストが使用
される表面実装におけるリフロー工程の条件に応じて、
ガス供給管１５，１６から例えば窒素ガス等の不活性ガ
スまたは空気を試験室Ｒ内に供給し、この状態で、ヒー
ター１３，１４により、リフロー工程の加熱条件に応じ
て予め設定された温度プロファイルに従ってペースト層
２を加熱しながら、応力検出センサ３５によって、試験
片３に対して垂直方向に作用する応力の変化を検出す
る。

【００２１】図４は、ペースト層２を加熱するための温
度プロファイルを示す図である。この図において、Ａは
プリヒート温度Ｋ₁ までの昇温工程の時間であって、こ
の昇温工程における昇温速度は例えば１〜４℃／ｓｅｃ
である。Ｂはプリヒート温度保持工程の時間であって、
この時間Ｂは例えば３０〜１５０秒間であり、プリヒー
ト温度Ｋ₁ は、試験すべきはんだペースト中のはんだ合
金の融点（温度幅を有する場合にはその最低値）よりも
低い温度に設定される。Ｃは本加熱昇温工程の時間であ
って、この昇温工程における昇温速度は例えば１〜４℃
／ｓｅｃである。Ｄは本加熱ピーク温度保持工程の時間
であって、この時間Ｄは例えば３〜１０秒間であり、本
加熱ピーク温度Ｋ₂ は、はんだペーストの融点（温度幅
を有する場合にはその最高値）よりも高い温度に設定さ
れる。

【００２２】図５は、本発明のはんだペースト特性試験
方法によって測定された、本加熱工程におけるはんだペ
ーストの特性曲線を示す図である。この図において、縦
軸は試験片３に対して垂直方向に作用する応力であり、
正の方向は、ペースト層２によって試験片３を下方に引
く力（引き力）を示し、負の方向は、ペースト層２によ
って試験片３を上方に押す力（押し力）を示す。横軸は
加熱時間である。以下、この図を参照しながら本発明の
方法を説明する。本加熱昇温工程において、ペースト層
２中のはんだ合金が溶融する前にあっては、ペースト層
２の加熱温度を昇温するに連れて、試験台１が熱変形
し、これにより、試験片３には押し力が作用する。その
後、ペースト層２の加熱温度を更に昇温することによ
り、ペースト層２中のはんだ合金の溶融が開始すると、
はんだ合金が固相から液相に転換する過程において、ペ
ースト層２の体積が急激に減少し、これにより、試験片
３には液相転換力による引き力が作用する。この液相転
換力はペースト層２の体積の減少に伴って増加するが、
はんだ合金の溶融が進行するに連れてペースト層２の流
動性が増加し始め、これにより、液相転換力は減衰す
る。そして、液相転換力が最大値に達した後、すなわち
試験片に作用する引き力が最大値に達した後、当該引き
力が所定の値Ｆ₂ となった時に、図６に示すように、試
験片３をペースト層２から引き離し、その後、図７に示
すように、試験片３をペースト層２に再度接触させる。
ここで、試験片３をペースト層２に再度接触させたとき
の試験片３およびペースト層２の界面と試験台１の表面
との距離ｈは、引き離す前の距離と同等である。そし
て、試験片３をペースト層２に再度接触させると、溶融
したはんだ合金によって試験片３がぬれ始め、当該溶融
したはんだ合金の表面張力によって、試験片に引き力が
作用する。この引き力は、ぬれが進行するに従って増加
し、十分にぬれた状態では安定した値を示す。

【００２３】以上において、試験片３をペースト層２か
ら引き離すときの引き力Ｆ₂ の値は、引き力の最大値Ｆ
₁ の７０〜３０％であることが好ましい。また、試験片
３をペースト層２から引き離した時点ｔ₁ から試験片３
をペースト層２に再度接触させた時点ｔ₂ までの時間Ｔ
₁ は、０．２〜１．０秒間であることが好ましい。

【００２４】上記の特性曲線から、例えば、試験片３に
対して当該試験片３がはんだ合金によって十分にぬれた
状態で作用する引き力Ｆ₃ を、はんだペーストによる最
大ぬれ力として測定する。また、試験片３をペースト層
２に再度接触させた時点ｔ₂ を、ぬれ開始点とみなし、
試験片３に作用する引き力が所定の値Ｆ₄ に増加した時
点ｔ₃ をぬれ終了点とみなし、ぬれ開始点からぬれ終了
点までの時間Ｔ₂ をぬれ時間として測定する。以上にお
いて、ぬれ終了点（ｔ₃ ）を測定するための引き力の値
Ｆ₄ は、最大ぬれ力（Ｆ₃ ）の６０〜９０％の範囲で設
定されることが好ましい。そして、最大ぬれ力およびぬ
れ時間の値から、はんだペーストのぬれ特性の評価を行
う。

【００２５】上記のような試験方法によれば、液相転換
力による試験片に作用する引き力がピークを越えた後
に、試験片３をペースト層２から引き離して再度接触さ
せるため、ペースト層２中のはんだ合金が溶融する過程
と当該溶融したはんだ合金によって試験片３がぬれる過
程とを実質的に分離することができるので、試験片３を
ペースト層２に再度接触したときを起点として、当該試
験片３に作用する垂直方向の応力の変化を測定すること
により、はんだ合金の溶融時間による影響を排除した条
件下で、はんだペーストのぬれ特性の試験を行うことが
できる。従って、種々のはんだペーストについて、含有
されるはんだ合金の融点の温度幅に関わらず、当該はん
だペーストのぬれ特性の評価を同一の指標によって行う
ことができる。

【００２６】

【実施例】以下、本発明のはんだペースト特性試験方法
の具体的な実施例について説明するが、本発明はこれら
の実施例に限定されるものではない。

【００２７】はんだペーストとして、下記のものを用意
した。 ペースト１：ＲＭＡ（Ｍｉｌｄｌｙ ａｃｔｉｖａｔｅ
ｄ ｒｏｓｉｎ ｂａｓｅ）を基剤とするフラックス中
に粉状のＳｎ−３．５Ａｇはんだ合金（融点２２１℃）
が含有されてなるはんだペースト， ペースト２：ＲＭＡ（Ｍｉｌｄｌｙ ａｃｔｉｖａｔｅ
ｄ ｒｏｓｉｎ ｂａｓｅ）を基剤とするフラックス中
に粉状のＳｎ−３．５Ａｇ−０．７５Ｃｕはんだ合金
（融点２１７〜２１９℃）が含有されてなるはんだペー
スト， ペースト３：ＲＭＡ（Ｍｉｌｄｌｙ ａｃｔｉｖａｔｅ
ｄ ｒｏｓｉｎ ｂａｓｅ）を基剤とするフラックス中
に粉状のＳｎ−２Ａｇ−０．７５Ｃｕ−３Ｂｉはんだ合
金（融点２０６〜２２０℃）が含有されてなるはんだペ
ースト， ペースト４：ＲＭＡ（Ｍｉｌｄｌｙ ａｃｔｉｖａｔｅ
ｄ ｒｏｓｉｎ ｂａｓｅ）を基剤とするフラックス中
にＳｎ−３７Ｐｂはんだ合金（融点１８３℃）が含有さ
れてなるはんだペースト

【００２８】〈実施例１〉ペースト１について、下記の
条件に従って特性試験を５回ずつ行い、ぬれ力およびぬ
れ時間の各々の平均値を求めた。その結果を後記表１に
示す。

【００２９】〔試験装置〕 「ＳＰ−２型ぬれ特性試験装置」（株式会社マルコム
製） 〔試験台〕 材質：リン脱酸銅（Ｃ１２０１Ｐ），寸法：２５ｍｍ×
３１ｍｍ×０．３ｍｍ 〔試験片〕 試験片１：寸法が１０ｍｍ×３ｍｍ×０．３ｍｍの銅板
を５％塩酸水溶液中に６０秒間浸漬することによって表
面洗浄処理したもの， 試験片２：寸法が１０ｍｍ×３ｍｍ×０．３ｍｍの銅板
を５％塩酸水溶液中に６０秒間浸漬することによって洗
浄処理した後、１５０℃の恒温槽内に３０分間放置する
ことによって表面酸化処理したもの 〔試験条件〕試験台の表面に、はんだペーストを塗布す
ることによって直径が８ｍｍで厚みが０．３ｍｍの円板
状のペースト層を形成し、このペースト層に試験片を接
触した後、浸入深さが１００μｍ（試験片およびペース
ト層の界面と試験台の表面との距離が０．２ｍｍ）とな
るよう浸入させ、この状態で、下記の条件に従って、ペ
ースト層を加熱しながら、当該試験片に作用する応力の
経時的変化を検知する。 加熱条件：３℃／ｓｅｃの昇温速度で１５０℃（プリヒ
ート温度）まで昇温した後、１５０℃で６０秒間保持
し、次いで、３℃／ｓｅｃの昇温速度で２４０℃（本加
熱ピーク温度）まで昇温した後、２４０℃で３秒間保持
する。試験片をペースト層から引き離す時点の引き力の
値（Ｆ₂ ）：液相転換力による引き力の最大値（Ｆ₁ ）
の５０％，試験片をペースト層から引き離して再度接触
させるまでの時間（Ｔ₁ ）：０．５秒間，ぬれ終了点
（ｔ₃ ）を測定するための引き力の値（Ｆ₄ ）：最大ぬ
れ力の８６％

【００３０】〈実施例２〜４〉ペースト１の代わりに、
それぞれペースト２（実施例２）、ペースト３（実施例
３）およびペースト４（実施例４）を用いたこと以外
は、実施例１と同様にしてぬれ力およびぬれ時間の各々
の平均値を求めた。その結果を後記表１に示す。

【００３１】

【表１】

【００３２】表１の結果から明らかなように、実施例１
〜４の全てにおいて、表面が洗浄処理された試験片１に
ついてのぬれ時間と表面が酸化処理された試験片２につ
いてのぬれ時間とを比較すると、両者の間には顕著な差
が認められた。また、各実施例における試験片１につい
てのぬれ時間を比較すると、いずれも１〜２．５秒間の
範囲内にあり、ぬれ時間が同一の指標により測定されて
いることが確認された。

【００３３】〈実施例５〉試験片として、寸法が１０ｍ
ｍ×１ｍｍ×０．３ｍｍの銅板を５％塩酸水溶液中に６
０秒間浸漬することによって表面洗浄処理したもの（試
験片１の１／３の体積のもの）を用いたこと以外は、実
施例１と同様にしてぬれ力およびぬれ時間の各々の平均
値を求めた。その結果は、最大ぬれ力の値が０．８２９
ｍＮ、ぬれ時間が２．０１秒間であり、最大ぬれ力は、
試験片の体積すなわち熱容量に比例して１／３となる
が、ぬれ時間は同程度であり、試験片の熱容量によって
ぬれ時間に差が生じないことが確認された。

【００３４】〈実施例６〉試験片として、２０１２のチ
ップ抵抗（電子部品）を用いたこと以外は、実施例３と
同様にしてぬれ力およびぬれ時間の各々の平均値を求め
た。その結果は、最大ぬれ力の値が０．８３４ｍＮ、ぬ
れ時間が１．８秒間であった。

【００３５】〈実施例７〉試験片として、２０１２のチ
ップコンデンサ（電子部品）を用いたこと以外は、実施
例３と同様にしてぬれ力およびぬれ時間の各々の平均値
を求めた。その結果は、最大ぬれ力の値が１．７６１ｍ
Ｎ、ぬれ時間が３．０秒間であった。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のはんだペ
ースト試験方法によれば、はんだ合金の溶融に伴ってペ
ースト層の体積が減少することによって試験片に作用す
る引き力がピークを越えた後に、試験片をペースト層か
ら引き離して再度接触させるため、ペースト層中のはん
だ合金が溶融する過程と当該溶融したはんだ合金によっ
て試験片がぬれる過程とを実質的に分離することができ
る。そして、試験片をペースト層に再度接触したときを
起点として、当該試験片に作用する垂直方向の応力の変
化を測定することにより、種々のはんだペーストについ
て、含有されるはんだ合金の融点の温度幅に関わらず、
当該はんだペーストのぬれ特性の評価を同一の指標によ
って行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるペースト特性試験を実行するため
に用いられる試験装置の一例における構成を示す説明図
である。

【図２】図１に示す試験装置において、試験片をペース
ト層に浸入させた状態を示す説明図である。

【図３】試験片をペースト層に浸入させた状態を拡大し
て示す説明用断面図である。

【図４】ペースト層を加熱するための温度プロファイル
を示す図である。

【図５】本発明のはんだペースト特性試験方法によって
測定された、はんだペーストの特性曲線を示す図であ
る。

【図６】ペースト層から試験片を引き離した状態を拡大
して示す説明用断面図である。

【図７】ペースト層に試験片を再度接触させた状態を示
す説明用断面図である。

【図８】従来のはんだペースト特性試験方法によって測
定された、はんだペーストの特性曲線を示す図である。

【符号の説明】

１ 試験台 ２ ペースト層 ３ 試験片 １０ 試験ユニット １１ 基台 １２ カバー材 １３，１４ ヒーター １５，１６ ガス供給管 ２０ 昇降機構 ２１ ステッピングモーター ２２ 可動回転軸 ２５ 高さレベルセンサ ３０ 保持部材 ３１ 支持棒 ３５ 応力検出センサ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水平な試験台上に、試験すべきはんだペ
   ーストよりなるペースト層を形成し、このペースト層に
   試験片を接触させて所定の深さに浸入させると共に、当
   該試験片および当該ペースト層の界面と前記試験台の表
   面との距離が一定となるよう保持し、この状態で、前記
   ペースト層を加熱しながら、当該試験片に対して垂直方
   向に作用する応力の変化を検出する工程を有し、 この工程中において、前記ペースト層の加熱を開始した
   後、当該ペースト層によって前記試験片に作用される引
   き力が最大値に達した後、当該試験片を当該ペースト層
   から引き離し、その後、当該試験片を当該ペースト層に
   再度接触させることを特徴とするはんだペースト特性試
   験方法。
2. 【請求項２】 予め設定された温度プロファイルに従っ
   てペースト層を加熱することを特徴とする請求項１に記
   載のはんだペースト特性試験方法。
3. 【請求項３】 試験片に作用される引き力が、その最大
   値の７０〜３０％の値に減少したときに、当該試験片を
   ペースト層から引き離すことを特徴とする請求項１また
   は請求項２に記載のはんだペースト特性試験方法。
4. 【請求項４】 試験片をペースト層から引き離してから
   当該ペース層に再度接触させるまでの時間が０．２〜
   １．０秒間であることを特徴とする請求項１乃至請求項
   ３のいずれかに記載のはんだペースト特性試験方法。
5. 【請求項５】 試験片をペースト層に再度接触させてか
   ら、当該試験片に作用する引き力が所定の値に増加する
   までの時間を測定することを特徴とする請求項１乃至請
   求項４のいずれかに記載のはんだペースト特性試験方
   法。
6. 【請求項６】 不活性ガス雰囲気中において試験を行う
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記
   載のはんだペースト特性試験方法。