JP2003019591A - 錫―亜鉛系鉛フリーはんだ合金粉末およびその製造方法 - Google Patents

錫―亜鉛系鉛フリーはんだ合金粉末およびその製造方法

Info

Publication number
JP2003019591A
JP2003019591A JP2001200361A JP2001200361A JP2003019591A JP 2003019591 A JP2003019591 A JP 2003019591A JP 2001200361 A JP2001200361 A JP 2001200361A JP 2001200361 A JP2001200361 A JP 2001200361A JP 2003019591 A JP2003019591 A JP 2003019591A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
zinc
tin
alloy powder
solder alloy
powder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2001200361A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4590133B2 (ja
Inventor
Kazuhiro Sato
一博 佐藤
Masaaki Yoshikawa
雅明 吉川
Masahiro Sasaki
雅啓 佐々木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Metal Industry Co Ltd
Original Assignee
Nippon Metal Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Metal Industry Co Ltd filed Critical Nippon Metal Industry Co Ltd
Priority to JP2001200361A priority Critical patent/JP4590133B2/ja
Publication of JP2003019591A publication Critical patent/JP2003019591A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4590133B2 publication Critical patent/JP4590133B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Chemically Coating (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 クリームはんだの良好な濡れ性を保持しつつ
保存性にも優れた錫―亜鉛系鉛フリーはんだ合金粉末を
提供する 【解決手段】 錫―亜鉛系鉛フリーはんだ合金粉末とし
て、錫を主成分とし、少なくとも7〜10重量%の亜鉛
を必須に含有するはんだ合金粉末を用い、この化学組成
のはんだ合金粉末を酸溶液に浸漬して表面処理を施し、
適宜種類・濃度の酸溶液に浸漬したとき、イオン化傾向
の高い亜鉛がイオンとして錫よりも優先的に溶け出して
粉末表面の亜鉛量が減少するように構成する。そして、
このはんだ合金粉末を原料として、クリームはんだに加
工するとき、室温以下では亜鉛―活性剤間の反応を抑え
て保存性を高め、且つ加熱時において、はんだが溶融す
るまで粉末内部の亜鉛を酸化させないで、良好な濡れ性
をも保持する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】 本発明は、環境調和型の錫
―亜鉛系鉛フリーはんだ粉末およびその製造方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】 従来、各種機器のはんだ付けには、融
点が低く、酸化性雰囲気の中でも濡れ性が良好であるこ
と等の点から、錫―鉛系はんだ合金粉末が多用されてい
た。しかし、鉛は毒性を有していることから、近年、特
に環境汚染防止の観点から、鉛を含むはんだ合金粉末を
用いた各種機器、中でも電子機器の廃棄処理の弊害が問
題になっている。
【0003】そこで、このような環境汚染防止の観点か
ら、最近、はんだの鉛フリー化が急速に進んでいる。こ
の鉛フリー化の中でも、電子回路素子の実装工程の1つ
であるリフローはんだ付けに使用する鉛フリーはんだ合
金粉末の実用化が進んでいる。従来、このリフローはん
だ付け用の鉛フリーはんだ合金粉末の中に、たとえば亜
鉛を9重量%(共晶点組成)前後含有した錫―亜鉛系の
ものがある。錫―亜鉛合金の共晶温度は199℃であ
り、錫を主成分とした鉛フリーはんだの中では、最も錫
―鉛合金の共晶点に近いものであり、原料コストの面で
も、他の鉛フリーはんだ合金粉末より安価である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】 ところで、一般に、
上記リフローはんだ付けに用いられるクリームはんだ
は、はんだ粉末とフラックスを混合したものであるが、
フラックスには、はんだ溶融時に、はんだ付け対象物の
表面を清浄にし、はんだの濡れ性を良くするための活性
剤が添加されている。また、錫―鉛系はんだよりも濡れ
性の点で劣る鉛フリーはんだにおいては、濡れ性を向上
させるために、活性剤を強化せざるを得ないが、この活
性剤と、はんだ粉末がクリームはんだの保存中に反応す
ると、反応生成物によってクリームはんだの粘性が著し
く増加し、プリント基板への印刷が不可能になってしま
うという問題がある。
【0005】しかも、上述した従来の錫―亜鉛系はんだ
の場合、製造されたはんだ粉末の表面および内部に亜鉛
を主成分とする相が存在し、表面には亜鉛が酸化物を形
成している。したがって、このはんだ粉末をフラックス
と混合してクリームはんだに加工すると、亜鉛が活性な
金属元素であるため、保存中に、フラックス中の活性剤
と容易に反応し、クリームはんだの粘度上昇が錫―鉛系
はんだよりも急速且つ大幅に発生してしまう。この粘度
上昇を防止するために活性剤の強さや添加量を抑える
と、はんだ加熱時に生成する亜鉛酸化物を還元すること
ができず、はんだの濡れ広がり性が低下してしまう問題
があった。
【0006】すなわち、従来の錫―亜鉛系鉛フリーはん
だ材料は、粉末の状態では酸素との親和力の強い亜鉛が
粉末表面で酸化物となることが避けられない。これをフ
ラックスと混合してクリームはんだに加工すると、亜鉛
酸化物と活性剤とが反応することによってクリームはん
だの濡れ性並びに長期の保存性の点で問題が発生してい
まう。従来、これら濡れ性と長期保存性の両立が極めて
困難で、それが有効な鉛フリーのクリームはんだが普及
しない大きな障害となっていた。
【0007】そこで、本発明の目的は、クリームはんだ
の良好な濡れ性を保持しつつ保存性にも優れた錫―亜鉛
系鉛フリーはんだ合金粉末を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】 本発明者らは、上述し
た従来の課題を解決すべく、鋭意研究を重ねた結果、亜
鉛が酸化しやすい一方、イオン化傾向が高いことに着目
し、錫を主成分とし、少なくとも7〜10重量%の亜鉛
を必須に含有する錫―亜鉛系はんだ合金粉末を、適宜の
種類・濃度の酸溶液に浸漬すると、イオン化傾向の高い
亜鉛がイオンとして錫よりも優先的に溶け出し、表層の
亜鉛量が減少することを見出し、本発明を完成させるに
至った。
【0009】すなわち、請求項1に記載の発明による錫
―亜鉛系鉛フリーはんだ粉末は、たとえば以下に示す実
施の形態のとおり、錫を主成分とし、少なくとも7〜1
0重量%の亜鉛を必須に含有するはんだ合金粉末であっ
て、該はんだ合金粉末を酸溶液に浸漬して粉末表面の亜
鉛量を低減する表面処理を施してなることを特徴とす
る。
【0010】請求項2に記載の発明による錫―亜鉛系鉛
フリーはんだ粉末は、たとえば以下に示す実施の形態の
とおり、請求項1に記載した前記はんだ合金粉末を、錫
金属塩の溶液に浸漬して粉末表面を錫で覆ってなること
を特徴とする。
【0011】請求項3に記載の発明による錫―亜鉛系鉛
フリーはんだ粉末の製造方法は、たとえば以下に示す実
施の形態のとおり、錫を主成分とし、少なくとも7〜1
0重量%の亜鉛を必須に含有するはんだ合金粉末を、酸
溶液に浸漬して粉末表面の亜鉛量を低減する表面処理を
施し、次いで洗浄して後に、乾燥させてなることを特徴
とする。
【0012】請求項4に記載の発明による錫―亜鉛系鉛
フリーはんだ粉末の製造方法は、たとえば以下に示す実
施の形態のとおり、錫を主成分とし、少なくとも7〜1
0重量%の亜鉛を必須に含有するはんだ合金粉末を、酸
溶液に浸漬して粉末表面の亜鉛量を低減する表面処理を
施した後、さらに錫金属塩の溶液に浸漬して粉末表面を
錫で覆い、次いで洗浄して後に、乾燥させてなることを
特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】 以下、本発明の実施の形態につ
いて詳細に説明する。
【0014】本発明によるはんだ合金粉末は、化学組成
が、たとえば錫を主成分とし、少なくとも7〜10重量
%の亜鉛を必須に含有するはんだ合金粉末で、これを酸
溶液に浸漬して粉末表面の亜鉛量を低減する表面処理を
施して構成してなる錫―亜鉛系鉛フリーはんだ合金粉末
である。
【0015】また、本発明は、化学組成が、錫を主成分
とし、少なくとも7〜10重量%の亜鉛と0〜4重量%
のビスマスを必須に含有するはんだ合金粉末で、これを
酸溶液に浸漬して粉末表面の亜鉛量を低減する表面処理
を施した錫―亜鉛系鉛フリーはんだ合金粉末であっても
よい。使用する酸溶液としては、たとえば酢酸、ギ酸、
硫酸、硝酸などが考えられ、それら酸溶液のいずれか1
つ若しくは2つ以上を用いる。
【0016】上記に例示した化学組成(重量%)のはん
だ合金粉末は、上記適宜種類・濃度の酸溶液に浸漬する
と、イオン化傾向の高い亜鉛がイオンとして錫よりも優
先的に溶け出し、極表層の亜鉛量が減少する。したがっ
て、このはんだ合金粉末を原料として、クリームはんだ
に加工するとき、室温以下では亜鉛―活性剤間の反応が
抑えられるため保存性に優れ、且つ加熱時において、は
んだが溶融するまで粉末内部の亜鉛が著しく酸化するこ
とがなく、濡れ性も阻害されることがない。加えて、は
んだ合金粉末の平均組成は初期の値を維持しているの
で、低融点という錫―亜鉛系はんだの長所が生かされる
のである。
【0017】ところで、本発明は、前記酸溶液に浸漬し
た前記化学組成のはんだ合金粉末を、錫金属塩の溶液に
浸漬して粉末表面を錫で覆った構成にすることもでき
る。この他の例では、酸溶液に浸漬して表面処理した前
記化学組成のはんだ合金粉末を、さらに錫金属塩の溶液
に浸漬すると、上述したと同様に、イオン化傾向の高い
亜鉛がイオンとして溶け出し、溶液中の錫イオンが粉末
表面に析出し、極表層の亜鉛量はさらに減少する。この
場合、金属塩の種類、濃度、浸漬時間を調整することに
より、任意の厚みの錫コーティングを行うことができ
る。これにより、はんだ粉末表面にて亜鉛量の低減が促
進され、クリームはんだの保存性並びに濡れ性が、さら
に一層向上する。
【0018】さて、本発明は、以下の製造工程を経て、
上記した錫―亜鉛系鉛フリーはんだ合金粉末を製造す
る。まずは、錫を主成分とし、少なくとも7〜10重量
%の亜鉛を必須に含有するはんだ合金粉末を、酸溶液に
浸漬して表面処理を施し、表層に存在する亜鉛を減少さ
せる。
【0019】次いで、この表面処理後のはんだ合金粉末
を洗浄する。この洗浄工程の後、最後にはんだ合金粉末
を乾燥させる。以上の製造工程を経ることにより、保存
性並びに濡れ性の点で優れた上記錫―亜鉛系鉛フリーは
んだ合金粉末が作製される。
【0020】本発明は、次のような製造工程を経て、上
記した錫―亜鉛系鉛フリーはんだ合金粉末を製造するこ
ともできる。まず、錫を主成分とし、少なくとも7〜1
0重量%の亜鉛を必須に含有するはんだ合金粉末を、酸
溶液に浸漬して表面処理を施し、表層に存在する亜鉛を
適宜量だけ減少させる。しかる後、酸溶液に浸漬した後
のはんだ合金粉末を、さらに錫金属塩の溶液に浸漬して
粉末表面を錫で覆う錫コーティングを施す。次いで、錫
コーティング後のはんだ合金粉末を洗浄する。この洗浄
工程の後、最後にはんだ合金粉末を乾燥させる。以上の
製造工程を経ることによって保存性並びに濡れ性の点
で、より一層優れた上記錫―亜鉛系鉛フリーはんだ合金
粉末が作製される。
【0021】なお、本発明は、化学組成として、以上に
示した錫・亜鉛・ビスマス以外に、他の各種少量元素を
含有する錫―亜鉛系鉛フリーはんだ合金粉末を排除する
ものではないことは、勿論である。
【0022】
【実施例】次に、以下に示す実施例に基づいて、本発明
をさらに具体的に説明するが、本発明は、この実施例に
限定されるものでないことは、勿論である。
【0023】本発明者らは、本発明の効果を確認するた
めの実験を行った。実験に用いたはんだ合金粉末は、錫
―亜鉛系の粒径32〜45μmの真球粉である。実験を
行ったはんだ合金粉末(試料A〜M)の組成(重量
%)、表面処理方法、はんだ付け性及び保存性の特性評
価結果を、下記の表1に示した。はんだ合金粉末は、表
1に示した処理条件で処理を行い、水洗と乾燥を施した
後、フラックスと混合してペーストにして各種評価試験
に供している。表1中のはんだ付け性については、JI
S―Z―3284に準拠した方法で行ない、濡れ拡がり
性を評価した。試験は、より厳しい条件を模擬するた
め、大気雰囲気中で、プリヒートも150℃で2分間行
った。試験の結果、濡れ拡がり性が不良のものを「×」、
良好なものを「○」、非常に良好なものを「◎」で示し
た。保存性に関しては、はんだ合金粉末とフラックスを
混合した後に、約4℃に保った冷蔵庫中で1週間保存し
た後の、ペーストの粘度上昇具合および印刷性により判
定した。濡れ広がり性と同様に、不良のものを「×」、良
好なものを「○」、非常に良好なものを「◎」で示した。
【0024】表1に示すように、本発明による錫―亜鉛
系鉛フリーはんだ合金粉末を用いたペーストは、比較例
(試料L・M)に比べ、濡れ性とともに保存性に優れる
ことが確認された。
【0025】
【表1】
【0026】なお、酸溶液は、表1中で使用した酸以外
でも、はんだ合金粉末の表面から亜鉛を溶出させるもの
であれば、必要な効果を得ることが確認されている。
【0027】
【発明の効果】 上述のように構成した本発明によれ
ば、次のような顕著な効果が得られる。
【0028】請求項1および3に記載の発明によれば、
錫―亜鉛系鉛フリーはんだ粉末として、錫を主成分と
し、少なくとも7〜10重量%の亜鉛を必須に含有する
化学組成のはんだ合金粉末を用い、該はんだ合金粉末を
酸溶液に浸漬して表面処理を施した構成とするため、こ
れを適宜種類・濃度の酸溶液に浸漬したとき、イオン化
傾向の高い亜鉛がイオンとして錫よりも優先的に溶け出
して粉末表面の亜鉛量を減少させることができ、その結
果、このはんだ合金粉末を原料として、クリームはんだ
に加工するとき、室温以下では亜鉛―活性剤間の反応が
抑えられるため保存性に優れ、且つ加熱時において、は
んだが溶融するまで粉末内部の亜鉛が著しく酸化するこ
とがなく、濡れ性が阻害されることがなく、結局、低融
点という錫―亜鉛系はんだの長所が生かしつつ、濡れ性
並びに保存性に優れた錫―亜鉛系はんだペーストを得る
ことができる。
【0029】請求項2および4に記載の発明によれば、
錫―亜鉛系鉛フリーはんだ粉末として、錫を主成分と
し、少なくとも7〜10重量%の亜鉛を必須に含有する
化学組成のはんだ合金粉末を用い、該はんだ合金粉末
を、酸溶液に浸漬して粉末表面の表面処理を施した後、
さらに錫金属塩の溶液に浸漬して粉末表面を錫で覆った
構成とするため、酸溶液に浸漬して表面処理したはんだ
合金粉末を、さらに錫金属塩の溶液に浸漬したとき、イ
オン化傾向の高い亜鉛がイオンとして溶け出し、溶液中
の錫イオンが粉末表面に析出して亜鉛量の低減が促進さ
れ、クリームはんだの保存性並びに濡れ性を、更に一層
向上させることができ、その結果、低融点という錫―亜
鉛系はんだの長所が生かしつつ、濡れ性並びに保存性の
点で、更に一層優れた錫―亜鉛系はんだペーストを得る
ことができる。
フロントページの続き (72)発明者 佐々木 雅啓 神奈川県相模原市大山町1−30 日本金属 工業株式会社相模原事業所内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 錫を主成分とし、少なくとも7〜10重
    量%の亜鉛を必須に含有するはんだ合金粉末であって、
    該はんだ合金粉末を酸溶液に浸漬して粉末表面の亜鉛量
    を低減する表面処理を施してなることを特徴とする錫―
    亜鉛系鉛フリーはんだ粉末。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載した前記はんだ合金粉末
    を、錫金属塩の溶液に浸漬して粉末表面を錫で覆ってな
    ることを特徴とする錫―亜鉛系鉛フリーはんだ合金粉
    末。
  3. 【請求項3】 錫を主成分とし、少なくとも7〜10重
    量%の亜鉛を必須に含有するはんだ合金粉末を、酸溶液
    に浸漬して粉末表面の亜鉛量を低減する表面処理を施
    し、次いで洗浄して後に、乾燥させてなることを特徴と
    する錫―亜鉛系鉛フリーはんだ合金粉末の製造方法。
  4. 【請求項4】 錫を主成分とし、少なくとも7〜10重
    量%の亜鉛を必須に含有するはんだ合金粉末を、酸溶液
    に浸漬して粉末表面の亜鉛量を低減する表面処理を施し
    た後、さらに錫金属塩の溶液に浸漬して粉末表面を錫で
    覆い、次いで洗浄して後に、乾燥させてなることを特徴
    とする錫―亜鉛系鉛フリーはんだ合金粉末の製造方法。
JP2001200361A 2001-07-02 2001-07-02 錫―亜鉛系鉛フリーはんだ合金粉末およびその製造方法 Expired - Fee Related JP4590133B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001200361A JP4590133B2 (ja) 2001-07-02 2001-07-02 錫―亜鉛系鉛フリーはんだ合金粉末およびその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001200361A JP4590133B2 (ja) 2001-07-02 2001-07-02 錫―亜鉛系鉛フリーはんだ合金粉末およびその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003019591A true JP2003019591A (ja) 2003-01-21
JP4590133B2 JP4590133B2 (ja) 2010-12-01

Family

ID=19037496

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001200361A Expired - Fee Related JP4590133B2 (ja) 2001-07-02 2001-07-02 錫―亜鉛系鉛フリーはんだ合金粉末およびその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4590133B2 (ja)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08323495A (ja) * 1995-03-31 1996-12-10 Hitachi Ltd 鉛フリーはんだ及びそれを用いた実装品
JPH09327789A (ja) * 1996-06-10 1997-12-22 Senju Metal Ind Co Ltd ソルダペースト
JP2000107882A (ja) * 1998-10-01 2000-04-18 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd 無鉛ハンダ粉及びその製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08323495A (ja) * 1995-03-31 1996-12-10 Hitachi Ltd 鉛フリーはんだ及びそれを用いた実装品
JPH09327789A (ja) * 1996-06-10 1997-12-22 Senju Metal Ind Co Ltd ソルダペースト
JP2000107882A (ja) * 1998-10-01 2000-04-18 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd 無鉛ハンダ粉及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP4590133B2 (ja) 2010-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6736907B2 (en) Solder paste
US20030059642A1 (en) Method of making lead-free solder and solder paste with improved wetting and shelf life
EP1088615A2 (en) Sn-Ag-Cu solder and surface treatment and parts mounting methods using the same
JP2008266791A (ja) コイル端部の予備メッキ方法
JP3357045B2 (ja) はんだ合金およびはんだ接合部
JP4231157B2 (ja) はんだ粉末とその製造方法、およびソルダーペースト
JPH08164496A (ja) Sn−Zn系、Sn−Zn−Bi系はんだ及びその表面処理方法並びにそれを用いた実装品
JPH08243782A (ja) はんだ合金およびそれを用いたはんだ付け方法
JP2001334384A (ja) はんだ組成物およびはんだ付け物品
JPH02121799A (ja) はんだの処理方法とそのためのフラツクス
JP4215235B2 (ja) Sn合金に対する表面処理剤及び表面処理方法
JP2003019591A (ja) 錫―亜鉛系鉛フリーはんだ合金粉末およびその製造方法
JP3786405B2 (ja) 錫―亜鉛系鉛フリーはんだ粉末およびその製造方法
EP1348512A1 (en) Water-soluble flux composition and process for producing soldered part
JPH07204884A (ja) 耐疲労はんだのための表面処理方法
JP2002283093A (ja) 非鉛系接合用合金
JP3988295B2 (ja) 糸状はんだとその製造方法
JPH0144438B2 (ja)
JP3137477B2 (ja) クリームはんだ用フラックス
CN1163331C (zh) 晶体管引线热浸锡用助焊剂
JP2004156094A (ja) Sn又はSn合金に対する表面処理剤及び表面処理方法
JP2001294901A (ja) はんだ粉末
JP4287299B2 (ja) 銅または銅合金の表面処理剤及び半田付け方法
JP2001200323A (ja) 電子部品用リード材料および前記リード材料を用いた電子部品
JP2000280066A (ja) 非鉛系接合部材の形成方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080501

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100830

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100907

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100913

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130917

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees