JP2010036234A - はんだ粉及びはんだペースト - Google Patents
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Abstract
【解決手段】略球形状であり、表面全体に亘って複数の凹凸を有し、走査型プローブ顕微鏡(SPM)により測定される平均面粗さRaが18〜100nmであるはんだ粉とする。
【選択図】なし
Description
本発明のはんだ粉は、略球形状であり、表面全体に亘って複数の凹凸を有し、走査型プローブ顕微鏡(SPM)により測定される走査範囲10μm□(縦10μm×横10μm)における平均面粗さRa(以下、単に「Ra」と表記する場合がある)が18〜100nm、好ましくは20〜60nmである。
(原料はんだ粉A)
遠心噴霧法で得られたSn−3Ag−0.5Cu合金粉末を、原料はんだ粉Aとした。原料はんだ粉Aについて、Ra、最大高低差、球形度、体積累積粒径D50及び各粒子の平面の数を測定した。この結果、Raは15.20nm、最大高低差は304.4nm、球形度は90%、体積累積粒径D50は29.7μmであった。また、各粒子の表面は平滑で平面は存在しなかった。なお、各粒子の平面の数は、800倍のSEMにより一方向から各粒子を観察し、観察された平面数を2倍した値とした。SEM写真を図2(a)に示す。また、Raおよび最大高低差は走査型プローブ顕微鏡SPM(セイコー製SPA300/NonoNaviステーション)を用い、走査モード:DFM形状、カンチレバー:SI−DF20AI、走査範囲:10μm×10μm、環境:大気圧下の条件で測定した。SPM写真を図2(b)に示す。そして、球形度は粒子形状画像解析装置「PITA−1」(セイシン企業製)で測定し、体積累積粒径D50は、はんだ粉0.1gをイオン交換水及び分散剤(商品名:ノプコウエット、サンノプコ社製)数滴と混合し分散させた後、レーザー回折散乱式粒度分布測定装置 Micro Trac MT−3000(日機装社製)を用いて粒度分布を測定した。
遠心噴霧法で得られたSn−3Ag−0.5Cu合金粉末を、原料はんだ粉Bとした。SEM観察を1000倍で行った以外は原料はんだ粉Aと同様の方法で、原料はんだ粉Bについて、Ra、最大高低差、球形度、体積累積粒径D50及び各粒子の平面の数を測定した。この結果、Raは9.64nm、最大高低差は160.3nm、球形度は90%、体積累積粒径D50は19.8μmであった。また、各粒子の表面は平滑で平面は存在しなかった。SEM写真を図3(a)に、SPM写真を図3(b)に示す。
ロジン50質量%、チキソ剤8質量%、活性剤1.5質量%、溶剤40.5質量%を混合したものをフラックスとした。
原料はんだ粉Aを、窒素雰囲気下、ハンマーの回転数12krpm、原料はんだ粉の供給速度30kg/時間の条件下でハンマーミル(TASM、東京アトマイザー製)にかけて、実施例1のはんだ粉を得た。得られたはんだ粉について、原料はんだ粉Aと同様の方法で、Ra、最大高低差、球形度、体積累積粒径D50及び各粒子の平面の数を測定した。この結果、Raは24.39nm、最大高低差は239.3nm、球形度は75%、体積累積粒径D50は29.8μmであった。また、各粒子の表面には平面が形成されており、該平面は粒子1個当たり20個であった。SEM写真を図4(a)に、SPM写真を図4(b)に示す。
原料はんだ粉Aの代わりに原料はんだ粉Bを用い、SEM観察を1000倍で行った以外は実施例1と同様の操作を行った。得られたはんだ粉のRaは51.00nm、最大高低差は422.5nm、球形度は80%、体積累積粒径D50は20.2μmであった。また、各粒子の表面には平面が形成されており、該平面は粒子1個当たり16個であった。SEM写真を図5(a)に、SPM写真を図5(b)に示す。
原料はんだ粉Aとフラックスとを、はんだ粉:フラックス=90:10の質量割合で混合して、はんだペーストを製造した。
原料はんだ粉Aの代わりに原料はんだ粉Bを用いた以外は、比較例1と同様の操作を行った。
各はんだペーストを、銅板上に、縦3000μm×横700μm×厚さ200μmの配線パターンを、横方向のピッチ間隔が0.2から1.2mmまで0.1mmずつ広くなるようにして横方向に12個配置したものを、5列並列させるように、印刷した。次いで、この配線パターンを印刷した基板を、大気雰囲気中でリフロー炉にて室温〜150℃まで昇温速度1℃/秒で予備加熱した。予備加熱後に、印刷した配線パターン上のはんだ粒子が各ピッチ間へ流出していないか目視で観察し、流出していない場合は○、流出している場合は×として、熱ダレ性を評価した。結果を表1に示す、また、予備加熱後に100倍のSEMで観察した結果の一例を図6〜9に示す。
10、20、30 はんだ粉
11a〜11d、21a及び21b、31a及び31b 平面
12 球面
Claims (7)
- 略球形状であり、表面全体に亘って複数の凹凸を有し、走査型プローブ顕微鏡(SPM)により測定される平均面粗さRaが18〜100nmであることを特徴とするはんだ粉。
- 前記凹凸が、球面を平面状にへこませた平面とこれを囲む領域とで形成されていることを特徴とする請求項1に記載のはんだ粉。
- 走査電子顕微鏡(SEM)により観察される前記平面を、粒子1個に対して2〜40個有することを特徴とする請求項2に記載のはんだ粉。
- 球形度が60〜88%であることを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載のはんだ粉。
- ディスクアトマイズ法により得られた原料はんだ粉を粉砕機にかけることにより得られたものであることを特徴とする請求項4に記載のはんだ粉。
- Sn−Ag−Cu系、Sn−Ag系、Sn−Zn系、Sn−Zn−Bi系、Sn−Bi系、又は、Sn−Ag−Bi−In系であることを特徴とする請求項1〜5の何れか一項に記載のはんだ粉。
- 請求項1〜6の何れか一項に記載のはんだ粉と、フラックスとを含有することを特徴とするはんだペースト。
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