JP2005074512A - はんだ製品、およびはんだ製品の使用方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 粉末状のはんだとフラックスとを含むはんだ製品において、製品の特性が長期間に渡り劣化することがなく、保管上の制限がなく、待時間などがいらない、高品質で保管性や使用性に優れるはんだ製品およびそのはんだ製品の使用方法を提供する。
【解決手段】 粉末状のはんだとフラックスとを含むはんだ製品において、前記はんだと前記フラックスとは別々に分離されて提供され、使用時に前記はんだと前記フラックスとが混ぜ合わされて混合物が形成される、はんだ製品およびそのはんだ製品の使用方法とした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、半導体基板などをはんだ接合するために用いられるはんだ製品およびはんだ製品の使用方法に関するものである。

従来の印刷用または塗布用のはんだ製品は、製造者がフラックスとはんだ粉を混ぜ合わせペースト状のものにして、それを使用者に提供している。
特開平６−２２６４８８号公報

従来のペーストハンダは、はんだ粉末を、ロジン類、活性剤、溶剤、および適当な粘度調整剤、ならびにその他の添加剤を含むフラックスに分散させたペースト状のはんだである。このペースト状のはんだは、このままの状態で、主として接合すべき金属基材上に塗布もしくは印刷して使用するものである。

このように、従来のペーストはんだは、製造者がフラックスとはんだ粉を混ぜてペースト状にして、このようなペースト状態のまま使用者に提供されてきた。このような形態では、金属の表面積が比較的多い粉末(はんだ粉)が、活性成分を多く含んでいるフラックスと接触することにより、化学的反応が促進しやすくなり、使用時には、はんだ製品の特性を維持することが困難であるという問題点があった。

このため、従来のペーストはんだへの対応として、化学反応の促進を抑えるために、輸送時および保管時においては、冷凍または冷蔵保存することが義務付けられていた。また、従来のペーストはんだは、使用時には、常温にもどるまで３０分〜１時間程度、自然放置しなければ使用できないという不具合もあった。

本発明は、粉末状のはんだとフラックスとを含むはんだ製品において、製品の特性が長期間にわたって劣化することがなく、保管上の制限がなく、使用時にも待時間などが必要のない、高品質で保管性や使用性に優れるはんだ製品およびそのはんだ製品の使用方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明では次のような手段を用いた。
（１）粉末状のはんだとフラックスとを含むはんだ製品において、
このはんだとこのフラックスとは別々に分離されて提供され、使用時にこのはんだとこのフラックスとが混ぜ合わされて混合物が形成される、はんだ製品とした。
（２）粉末状のはんだとフラックスとを含むはんだ製品の使用方法において、
このはんだとこのフラックスとは別々に分離されて提供され、使用時にこのはんだとこのフラックスとを混ぜ合わせて混合物とし、これを対象物に適用する、はんだ製品の使用方法とした。
（３）(２)のはんだ製品の使用方法において、
前記はんだ製品は、対象物への塗布用または印刷用に用いられることとした。ここで、塗布用としては、例えば、前記はんだ製品をシリンジに充填し、押出して目的対象物に前記はんだをのせる方式が用いられるとよい。また、印刷用としては、例えば、ペーストはんだをメタルマスクを用いて、塗布対象物である基板の目的部分に印刷方法でのせる、というような方式が用いられるとよい。

本発明によれば、金属と活性成分を含んでいるフラックスを分離して、これをはんだ粉とは別に保管することとし、使用時に初めてフラックスとはんだ粉とを混ぜ合わせる「はんだ製品」とした。このため、はんだ製品の特性を変化させてしまう化学反応を妨ぐことができ、また、保管方法も通常環境での保管を使用することが可能であり、冷凍などの特別の保管手段などを必要としない。よって、高品質で保管性や使用性に優れるはんだ製品およびそのはんだ製品の使用方法が提供できる。

本発明ではさらに具体的に、次のような効果も得られる。
(１)はんだ粉を酸化させずに、保管できるようになる。
(２)フラックスの吸湿を防ぎ、保管できるようになる。
(３)簡便な方法で上記２種を混ぜ合わせられるようになる。

次に添付図面１〜３を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は本発明によるはんだ製品の一例を示す図であり、また、図２は本発明によるはんだ製品の別の例を示す図であり、これらの図を参照して、本発明の実施例を説明する。

図１には、本発明にかかるはんだ製品(ソルダーペースト)が入れられた容器１０が示されている。図１(１)に示す容器１０は保管状態を示す図であり、有底の円柱コップ状の２つの容器を、上下２分割状に重ね合わせて、上に配置される第一容器２０にはんだ粉末を入れ、下に配置される第二容器３０にはフラックスを入れている。また、第一容器２０の底側の外周囲には、外周係合部２１を配設し、この外周係合部２１は、第二容器３０の開口側の内周囲に配設された内周係合部３１と、同一円周形状で係合する。

そして、粉末が入っている第一容器２０は上方が開放しているので、蓋体４０で覆っていて保管しておくとよく、蓋体４０の開口側の内周囲に配設された内周係合部４１と、第一容器２０の開口側の外周囲に配設された外周係合部２２とが、同一円周形状で係合するよう設計されている。
なお、第一容器２０の配置の移動を分かりやすくするため、第一容器２０の開口(上方)側の位置には(1)マークを、底部(下方)側の位置には(2)マークを付している。

このように本発明では、図１(１)のように、はんだ粉末とフラックスとは、第一容器２０と第二容器３０とに分けて収納しており、分離された状態のまま保管されているので、はんだ粉はフラックスの活性成分と混じり合うことはなく、両者による反応を防ぐことができる。
つぎの図１(２)は、使用時における図であって、はんだ粉末の入った第一容器２０とフラックスの入った第二容器３０とに、ふたつの容器を分割して配置している状態を示す図である。

そのつぎの図１(３)は、はんだ粉末の入った第一容器２０とフラックスの入った第二容器３０とを開口側を重ね合わせて、中身を混合する様子を示す図である。ここでは、第二容器３０はそのままにして配置しておき、第一容器２０の粉末を第二容器３０中に混ぜあわせて、最終的には粉末を全て投入するように設定するため、第一容器２０の容器を逆さまにして第二容器３０に取り付ける。このとき、第一容器２０の開口側の外周囲に配設されている外周係合部２２が、第二容器３０の開口側の内周囲の内周係合部３１と、同一円周形状で係合するように設定されている。その後、はんだ粉末とフラックスとを攪拌して混ぜ合わせて、ペースト状の混合物にして使用する。

図２には、本発明によるはんだ製品を提供する別の例を示す図であり、別々に分離された状態ではんだ粉とフラックスとを提供する場合の一例を示す図である。この容器５０には定量されたはんだ粉末が入っており、また別の容器６０には定量されたフラックスがはいっている。容器５０の蓋体５１を開けて開封しておき、容器６０のフラックスを全て搾り出して、はんだ粉末が入った容器５０の中に入れ、はんだ粉末とフラックスとを混ぜ合わせる。その後攪拌してペースト状の混合物にして使用する。これは、本発明によるはんだ製品のひとつのソルダーペーストである。

さて次に、本発明にかかるはんだ製品と、従来にかかる同製品とを比較した試験を行ったので、その結果を次に示す。
ここでは、従来技術にかかる通常のはんだ製品「ソルダーペースト」を通常環境に放置したときの経時変化と、本発明にかかる同じ製品を同様の通常環境に放置した場合とを比較確認する試験を行ったものである。

試験品番号 試験品の内容 履歴
Ａ 通常のソルダーペースト 従来の方法で作成したソルダーペーストを
(従来品) 通常環境に放置。
Ｂ 本発明によるソルダーペースト 本発明によるはんだ粉とフラックスとを分
(本発明品) けた容器に入れ、通常環境に放置。
Ｃ 通常のソルダーペースト 通常の保管方法である冷蔵保管したもの
(冷凍保管した従来品)

この試験の補足説明
・従来品である試験品ＡとＣは、同じソルダーペーストを測定した。
・本発明の製品である試験品Ｂは、測定時(使用時)にその都度、本発明に則った方法でソルダーペーストにしたものである。
・試験品であるＡ，Ｂ，Ｃともに、同一フラックスで同一粉末を使用した。

図３は、本発明によるはんだ製品と従来技術によるはんだ製品とを比較するための試験で得られたデータ図(１)およびグラフ図(２)と(３)である。
図３(１)は、通常作成のＡ(従来製品)・本発明による製品Ｂ・通常製品を冷凍保管した製品Ｃ(従来製品)、の各はんだ製品について、時間軸を「作成直後−１週間後−２週間後−１ヶ月後」として変化させ、そのときの粘度値(Pa.S)とチクソ値とを測定して得られたデータである。
また、図３(２)は、図３(１)に基づき、時間軸に対しての粘度値(Pa.S)をプロットした粘度値変化を示すグラフ図であり、図３(３)は同じく、時間軸に対してのチクソ値をプロットしたチクソ値変化を示すグラフ図である。

そして、図３(２)に見られるように、Ａ(従来製品)が日数が経過するにつれて次第に粘度値(Pa.S)が増加していくのに比べ、本発明による製品Ｂにかかる粘度値(Pa.S)は、時間が経過しても低い値に安定して大きな変化がなく、冷凍保管した製品Ｃに比べても遜色の無い試験データが得られた。
また、別の図３(３)に示すように、Ａ(従来製品)がやはり日数が経過するにつれて次第にチクソ値が増加していくのに比べ、本発明による製品Ｂにかかるチクソ値は、時間が経過しても低い値に安定してそれほど大きなることがなく、冷凍保管した製品Ｃに比べても勝るとも劣らない試験データが得られた。

本発明は、粉末状のはんだとフラックスとを混ぜ合わせて用いるはんだ製品の分野において、極めて有効に利用することができる。本発明によるはんだ製品は、その特性が長期間にわたって劣化することがなく、冷凍保存など保管上の制限がなく、また使用時にも待時間などが必要がない。そのため、高品質で保管性や使用性に優れるはんだ製品およびはんだ製品の使用方法として、このはんだ技術に関連する半導体産業等で活用される可能性は極めて大きい。

本発明によるはんだ製品の一例を示す説明図である。 本発明によるはんだ製品の別の例を示す説明図である。 本発明によるはんだ製品と従来技術によるはんだ製品とを比較して説明するためのデータ図およびグラフ図である。

符号の説明

１０ はんだ製品の容器
２０、５０ 第一容器（はんだ粉末を収容）
３０、６０ 第二容器（フラックスを収容）
４０ 蓋体

Claims (3)

1. 粉末状のはんだとフラックスとを含むはんだ製品において、
   前記はんだと前記フラックスとは別々に分離されて提供され、使用時に前記はんだと前記フラックスとが混ぜ合わされて混合物が形成される、ことを特徴とするはんだ製品。
2. 粉末状のはんだとフラックスとを含むはんだ製品の使用方法において、
   前記はんだと前記フラックスとは別々に分離されて提供され、使用時に前記はんだと前記フラックスとを混ぜ合わせて混合物とし、これを対象物に適用する、ことを特徴とするはんだ製品の使用方法。
3. 請求項２に記載のはんだ製品の使用方法において、
   前記はんだ製品は、前記対象物への塗布用または印刷用に用いられる、ことを特徴とするはんだ製品の使用方法。

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