JP2006181635A - 鉛フリーはんだの黒化防止方法およびソルダペースト - Google Patents
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Abstract
【解決手段】鉛フリーはんだのはんだ付けに有機ハロゲン化物が含有したフラックを使用する際に、有機ハロゲン化物が含有したフラックスにリン化合物を添加するか、または使用する鉛フリーはんだ粉末にリンを添加することにより、はんだ付け後のフラックス残渣中に残留したハロゲンの反応を抑えることができる。
【選択図】図2
Description
はんだ付けの方法としては、やに入りはんだをはんだ鏝を使用してはんだ付けするマニュアルソルダリング法、溶融はんだにプリント基板および電子部品を接触させてはんだ付けを行うフローソルダリング法、ソルダペースト、ソルダプリフォーム、ソルダボールなどをリフロー炉で再溶解してはんだ付けを行うリフローソルダリング法があるが、電子部品の小型化に伴い微細部品のはんだ付けに適するリフローソルダリングが最も一般的になっている。
樹脂系フラックスは、主成分の松脂(ロジン)を有機酸や活性剤と一緒にアルコールに溶解したもので、フラックス残渣が残っても絶縁性で、はんだ付け部への悪影響が少ないため、はんだ付け後は無洗浄で使用可能である。
一方、水溶性フラックスは、水溶性の有機酸や活性剤を水に溶解したものであるが、飛散防止のためにアルコールを加えているものもある。
水溶性フラックスでははんだ付け後に洗浄が必要となるので、樹脂系フラックスの使用が一般的である。
鉛フリーはんだの黒色変化は、はんだ付け部がフラックス残渣に被った状態の時に発生しやすい。これは、はんだ付け部にフラックスが被ってしまうと、はんだ付け部がいつもフラックス残渣に接することになり、はんだが直接イオン化したハロゲンと接しやすい環境になるためだと思われる。
1.試験基板にソルダペーストを200μmの厚みのメタルマスクで印刷し、リフローはんだ付けする。
2.室温にさました後、温度120℃、湿度100%、印可電圧DC20Vに設定した恒温恒湿度槽中で63時間保管する。
3.63時間後のはんだ接合部のフィレットの黒色変化の様子を確認する。
4.高度加速寿命試験の判定基準
レベル1:黒色化無し
レベル2:黒いすじが見える
レベル3:部分的に黒色化している
レベル4:全体的に黒色化している
判定基準の写真を図1に示す。高度加速寿命試験結果は表1に示す。
各フラックスおよびはんだ粉末で作ったソルダペーストの高度加速寿命試験結果。
はんだ粉末 89質量%
フラックス 11質量%
2.フラックスの配合
1). フラックス1
重合ロジン 45質量%
アジピン酸 0.5質量%
2,3−ジブロモ-1-プロパノール 2質量%
水素添加ひまし油 5wt%
ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル 残量
2). フラックス2
重合ロジン 45質量%
アジピン酸 0.5質量%
水素添加ひまし油 5質量%
ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル 残量
3). フラックス3
重合ロジン 45質量%
アジピン酸 0.5質量%
2,3−ジブロモ-1-プロパノール 2質量%
9,10-ジヒドロ-9オキサ-10-フォスファフェナン-10-オキサイド 2質量%
水素添加ひまし油 5質量%
ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル 残量
4). フラックス4
重合ロジン 45質量%
アジピン酸 0.5質量%
2,3−ジブロモ-1-プロパノール 2質量%
9,10-シ゛ヒト゛ロ-9オキサ-10-ホスファフェナン-10-オキサイト゛ 2質量%
水素添加ひまし油 5質量%
ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル 残量
3.鉛フリーはんだ粉末
1). はんだ粉末1
Sn-3.0質量%Ag-0.5質量%Cu鉛フリーはんだを粒度25〜36μmの粉末にしたもの
2). はんだ粉末2
Sn-0.7Cu質量鉛フリーはんだを粒度25〜36μmの粉末にしたもの
3). はんだ粉末3
Sn-3.0質量%Ag-0.5質量%Cu鉛フリーはんだに、リンの母合金Sn-Ag-Pを0.0005質量%溶解して粒度25〜36μmの粉末にしたもの
4). はんだ粉末4
Sn-3.0質量%Ag-0.5質量%Cu鉛フリーはんだに、リンの母合金Sn-Ag-Pを0.002質量%溶解して粒度25〜36μmの粉末にしたもの
5). はんだ粉末5
Sn-3.0質量%Ag-0.5質量%Cu鉛フリーはんだに、リンの母合金Sn-Ag-Pを0.02質量%溶解して粒度25〜36μmの粉末にしたもの
6). はんだ粉末6
Sn-0.7Cu質量鉛フリーはんだに、リンの母合金Sn-Pを0.0005質量%溶解して粒度25〜36μmの粉末にしたもの
7). はんだ粉末7
Sn-0.7Cu質量鉛フリーはんだに、リンの母合金Sn-Pを0.002質量%溶解して粒度25〜36μmの粉末にしたもの
8). はんだ粉末8
Sn-0.7Cu質量鉛フリーはんだに、リンの母合金Sn-Pを0.02質量%溶解して粒度25〜36μmの粉末にしたもの
9). はんだ粉末9
Sn-3.0質量%Ag-0.5質量%Cu鉛フリーはんだに、ゲルマニウムの母合金Sn-Ag-Geを0.01質量%溶解して粒度25〜36μmの粉末にしたもの
ジカルボン酸およびジカルボン酸の無水物を含有したフラックスにリン化合物または、はんだ付けする鉛フリーはんだにリン化合物を添加してやることによって、はんだの黒色変化を防止することが可能である。
Claims (5)
- 鉛フリーはんだ粉末と有機ハロゲン化物を含有したフラックスを混和したものからなるソルダペーストにおいて、ソルダペースト中にリン化合物を添加することによってはんだ付部の黒色変色を防止する方法。
- 前記黒色変色を防止する方法に用いるリン化合物を添加したソルダペーストが、有機ハロゲン化物を含有したフラックスにリン化合物を添加することによってはんだ付部の黒色変色を防止する請求項1に記載のはんだ付部の黒色変色防止方法。
- 前記黒色変色を防止する方法に用いるリン化合物を添加したソルダペーストが、鉛フリーはんだ粉末中にリン化合物を添加することによってはんだ付部の黒色変色を防止する請求項1に記載のはんだ付部の黒色変色防止方法。
- 鉛フリーはんだ粉末と有機ハロゲン化物を含有したフラックスを混和したものからなるソルダペーストにおいて、ソルダペースト中にリン化合物を添加したソルダペースト。
- 前記ソルダペーストが、有機ハロゲン化物を含有したフラックスと無機リン化合物を添加したはんだ粉末を混和したものからなる請求項4に記載のソルダペースト。
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