JP2012047680A - Method for evaluating solder flux, and solder flux - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、はんだフラックスの評価方法及びはんだフラックスに関する。更に詳しくは、はんだペーストの保管時及び印刷機における取扱時のはんだペーストの粘度上昇等の経時変化や、リフロー時の濡れ性等を評価する方法及び塗布性、濡れ性に優れたはんだペースト用のはんだフラックスに関するものである。 The present invention relates to a solder flux evaluation method and solder flux. More specifically, a method for evaluating a change over time such as an increase in viscosity of the solder paste during storage of the solder paste and handling in a printing press, a method for evaluating wettability during reflow, and a solder paste excellent in wettability. It relates to solder flux.
はんだ合金粉末とフラックスとを練り合わせたはんだペーストは、プリント基板に塗布又は印刷されて、その上に電子部品を搭載した後、加熱することで電子部品をプリント基板に実装することに用いられている。
このような電子部品接合に用いられるはんだペーストにおいては、長時間にわたって良好な塗布性を持続させて印刷機等を用いての取り扱い時にはんだペーストの粘度変化がないことや、リフロー時においては溶融性(濡れ性)が低下しないことが求められる。
Solder paste in which solder alloy powder and flux are kneaded is applied or printed on a printed circuit board and mounted on the printed circuit board by mounting or mounting the electronic component on the printed circuit board. .
In such solder paste used for electronic component joining, there is no change in the viscosity of the solder paste during handling using a printing machine, etc., maintaining good coatability for a long time, and meltability during reflow It is required that (wetability) does not decrease.
これらの課題を解決するために、例えば、特許文献1には、増粘抑制剤として解離定数が2.5以下で、且つフラックスを構成する樹脂分と相溶性を有し、フラックス中に均一に溶解するカルボン酸またはその誘導体を含むはんだペーストが提案されている。また、特許文献2には、活性剤として脂肪族トリカルボン酸を含有するはんだペーストが提案されている。
In order to solve these problems, for example, Patent Document 1 discloses that the dissociation constant is 2.5 or less as a thickening inhibitor and is compatible with the resin component constituting the flux, and is uniform in the flux. A solder paste containing a soluble carboxylic acid or derivative thereof has been proposed.
また、近年では環境保全の面からPbの使用が規制されており、Pbを全く含まない鉛フリーのはんだ合金粉末の使用が進められており、Snを主成分としたはんだ合金粉末が採用されている。Snを主成分としたはんだ合金粉末は、従来のSn−Pb系はんだ合金粉末よりも濡れ性が悪く、融点が高い(例えば217℃)ため、従来のPbを含有するはんだ合金粉末に使用されているフラックスでは、鉛フリーのはんだ合金粉末に対応し難いものとなっている。 In recent years, the use of Pb has been regulated from the viewpoint of environmental protection, and the use of lead-free solder alloy powder containing no Pb has been promoted, and the solder alloy powder mainly composed of Sn has been adopted. Yes. Since the solder alloy powder containing Sn as a main component has lower wettability and higher melting point (eg, 217 ° C.) than the conventional Sn—Pb solder alloy powder, it is used for the conventional solder alloy powder containing Pb. However, it is difficult to cope with lead-free solder alloy powder.
特許文献1及び特許文献2のはんだペーストにおいては、保管時や印刷機を用いた取り扱い中にはんだペースト用フラックスがはんだ合金粉末と反応し、増粘することがある。またこれにより活性成分が消費されてしまうため、はんだペーストのリフロー時には、はんだ粉末表面の酸化膜除去が出来るだけの十分な活性成分がなく、はんだペーストが溶融しない等の問題が発生する。
そして、このようなはんだ合金粉末に用いるフラックスを評価する場合、実際にはんだ合金粉末とフラックスとを混ぜ合わせてはんだペーストを作製し、常温保管して粘度が変化するか否か、あるいは高温時に溶融できるか否かを試してみる以外に方法がないため、効率的ではなかった。
In the solder pastes of Patent Document 1 and
And when evaluating the flux used for such a solder alloy powder, the solder alloy powder and the flux are actually mixed to produce a solder paste, stored at room temperature, whether the viscosity changes, or melted at a high temperature It was not efficient because there was no way other than trying to see if it could be done.
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、はんだペーストの保管時及び取り扱い時における粘度上昇等の経時変化や、リフロー時の濡れ性等を簡易に評価する方法を提供するとともに、塗布性及び濡れ性に優れたはんだペースト用のはんだフラックスを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and provides a method for easily evaluating changes over time such as viscosity increase during storage and handling of solder paste, wettability during reflow, and the like. An object of the present invention is to provide a solder flux for a solder paste having excellent properties and wettability.
本発明のはんだフラックスの評価方法は、はんだフラックスの温度とイオン伝導率との関係を測定することを特徴とする。
このように、はんだフラックスのイオン伝導率を測定することにより、特定の温度におけるフラックスの活性度を得ることができる。これにより、はんだペーストを作製する前に、はんだペーストの用途に応じたフラックスを選定することができる。
The solder flux evaluation method of the present invention is characterized by measuring the relationship between the temperature of the solder flux and the ionic conductivity.
Thus, the activity of the flux at a specific temperature can be obtained by measuring the ionic conductivity of the solder flux. Thereby, before producing solder paste, the flux according to the use of solder paste can be selected.
また、本発明のはんだフラックスの評価方法おいて、前記イオン伝導率の測定は、前記はんだフラックスを用いて作製するはんだペーストが保管ないし取扱われる常温域およびリフローされる高温域の二つの異なる温度領域を含むように実施されるとよい。
作製するはんだペーストについて、印刷機等での取り扱い時あるいは保管時の温度(常温)及び電子部品を実装する際(リフロー時)の温度(高温)を含む温度領域のフラックスのイオン伝導率を測定することにより、これらの温度領域におけるフラックスの活性度を得ることができるので、常温時には活性が低く粘度上昇等の経時変化を防止して安定した塗布性を得るとともに、高温時には活性が高くはんだ粉末表面の酸化膜を除去して良好な濡れ性を有することのできるはんだフラックスを選定することができる。
Further, in the solder flux evaluation method of the present invention, the measurement of the ionic conductivity is performed in two different temperature regions, a normal temperature region where a solder paste produced using the solder flux is stored or handled and a high temperature region where the solder paste is reflowed. It is good to implement so that it may contain.
Measure the ionic conductivity of the flux in the temperature range of the solder paste to be produced, including the temperature during handling or storage in a printing machine (room temperature) and the temperature (high temperature) when mounting electronic components (reflow). As a result, the activity of the flux in these temperature ranges can be obtained. It is possible to select a solder flux that can remove the oxide film and have good wettability.
また、本発明のはんだフラックスは、作製するはんだペーストが保管ないし取扱われる常温域のイオン伝導率が0.05mS/m以下であり、且つリフローされる高温域のイオン伝導率が1.0mS/m以上であることを特徴とする。
このようなはんだフラックスは、印刷機等を用いてのはんだペーストの取り扱い時(常温域)には、はんだフラックス中の活性成分のイオン解離が抑制されているため、はんだ合金粉末と活性成分との反応を防いで、はんだペーストの粘度増加を防ぐことができる。また同時に、はんだペーストのリフロー時(高温域)には、フラックスがはんだ合金粉末表面の酸化膜を除去できるだけの十分な活性度を持つので良好な濡れ性を持つことができる。
In addition, the solder flux of the present invention has an ionic conductivity of 0.05 mS / m or less in a normal temperature range in which the solder paste to be produced is stored or handled, and an ionic conductivity in a high temperature range to be reflowed is 1.0 mS / m. It is the above.
Such solder flux has a reduced ion dissociation of the active component in the solder flux when the solder paste is handled using a printing machine (normal temperature range). The reaction can be prevented and an increase in the viscosity of the solder paste can be prevented. At the same time, at the time of reflowing the solder paste (high temperature range), the flux has sufficient activity to remove the oxide film on the surface of the solder alloy powder, so that it can have good wettability.
また、本発明のはんだフラックスは、鉛フリーはんだペースト用のはんだフラックスであって、前記常温域が25〜40℃であり、前記高温域が180〜230℃であるとよい。 Moreover, the solder flux of this invention is a solder flux for lead-free solder pastes, Comprising: It is good in the said normal temperature range being 25-40 degreeC and the said high temperature range being 180-230 degreeC.
そして、本発明のはんだペーストは、鉛フリーはんだペーストであって、前記はんだフラックスとSnを95質量%以上含みPbを含まないはんだ合金粉末とを混合し、ペースト化されるとよい。
Snを95質量%以上含みPbを含まない鉛フリーはんだ合金粉末に対しては、活性の高いはんだフラックスが必要であり、保管時(常温域)の粘度上昇を抑えつつ、リフロー時(高温域)の良好な濡れ性を得ることが困難であった。これに対し、上記のはんだフラックスを用いたはんだペーストは、鉛フリーはんだ合金粉末を含んだものでありながら、粘度上昇等の経時変化を防止し、印刷機等での使用時において安定した塗布性を得ることができるとともに、リフロー時においては良好な濡れ性を得ることができる。
なお、Pbを含まない鉛フリーはんだ合金粉末とは、はんだ合金粉末中のPb含有量が1000ppm未満であることを示す。
The solder paste of the present invention is a lead-free solder paste, and is preferably formed into a paste by mixing the solder flux and solder alloy powder containing 95 mass% or more of Sn and not containing Pb.
For lead-free solder alloy powders containing 95% by mass or more of Sn and not containing Pb, a highly active solder flux is required, and during reflow (high temperature range) while suppressing an increase in viscosity during storage (normal temperature range) It was difficult to obtain good wettability. On the other hand, the solder paste using the above-mentioned solder flux contains lead-free solder alloy powder, but prevents changes over time such as viscosity increase, and stable applicability when used in a printing machine. And good wettability can be obtained during reflow.
The lead-free solder alloy powder containing no Pb indicates that the Pb content in the solder alloy powder is less than 1000 ppm.
また、本発明の実装基板の製造方法は、前記はんだペーストを用いて電子部品を実装することを特徴とする。 Moreover, the manufacturing method of the mounting board | substrate of this invention mounts an electronic component using the said solder paste, It is characterized by the above-mentioned.
本発明によれば、はんだフラックスのイオン伝導率を測定することにより、特定の温度領域におけるフラックスの活性度を得ることができるので、はんだペーストを作製する前に、はんだペーストの用途に応じたフラックスを選定することができる。さらに、作製するはんだペーストについて、印刷機等での取り扱い時あるいは保管時の温度(常温)及び電子部品を実装する際のリフロー時の温度(高温)を含む温度領域のフラックスのイオン伝導率を測定することにより、これらの温度領域におけるフラックスの活性度を得ることができるので、常温時には粘度上昇等の経時変化を防止し安定した塗布性を得て、高温時にははんだ合金粉末表面の酸化膜を除去して良好な濡れ性を有することのできるはんだフラックスを判定することができる。 According to the present invention, the flux activity in a specific temperature region can be obtained by measuring the ionic conductivity of the solder flux. Therefore, before producing the solder paste, the flux corresponding to the application of the solder paste Can be selected. Furthermore, for the solder paste to be produced, the ionic conductivity of the flux in the temperature range including the temperature during handling or storage in a printing machine (room temperature) and the temperature during reflow when mounting electronic components (high temperature) is measured. As a result, flux activity in these temperature ranges can be obtained, so that stable changes in coating properties can be obtained by preventing changes over time such as viscosity increase at room temperature, and the oxide film on the surface of the solder alloy powder is removed at high temperatures. Thus, it is possible to determine a solder flux that can have good wettability.
以下、本発明の一実施形態のはんだフラックスの評価方法を、図面を参照しながら説明する。
本実施形態のはんだフラックスの評価方法は、フラックスを加熱するとともに、作製するはんだペーストの印刷機等を用いての取り扱い時あるいは保管時(常温域)及び電子部品等を実装する際(リフロー時)のはんだペーストの溶融時(高温域)を含む温度領域についてイオン伝導率を測定し、フラックスの温度とイオン伝導率との関係から、はんだペーストの用途に応じたフラックスを選定する方法である。
Hereinafter, a solder flux evaluation method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
The solder flux evaluation method of the present embodiment is to heat the flux and handle or store the produced solder paste using a printing machine or the like (normal temperature range) and when mounting electronic components (reflow) In this method, the ion conductivity is measured in a temperature range including when the solder paste is melted (high temperature range), and the flux is selected according to the application of the solder paste from the relationship between the temperature of the flux and the ion conductivity.
フラックスに含まれる有機酸、ハロゲン化合物等の酸化膜を除去する働きのある活性剤は、はんだペーストの溶融時を含む温度領域に達するとイオンに分解されることにより、これらのイオンが酸化膜にアタックし、酸化膜を除去することによってはんだ付け性を向上させる。しかしながら、印刷機等でのはんだペーストの取り扱い中にイオンに分解されたフラックスがはんだペースト中のSn等の金属と反応して化合物を生成したり、空気中の酸素等と反応したりしてしまうと、はんだペーストの粘度が増加し、塗布性を悪化させてしまうとともに、フラックス中の活性剤が消費されてしまうことになるためにリフロー時にはんだ合金粉末表面の酸化膜が除去できずにはんだペーストが溶融できなくなる。 An activator that works to remove oxide films such as organic acids and halogen compounds contained in the flux is decomposed into ions when it reaches the temperature range including when the solder paste melts. The solderability is improved by attacking and removing the oxide film. However, the flux decomposed into ions during the handling of the solder paste in a printing machine or the like reacts with a metal such as Sn in the solder paste to generate a compound, or reacts with oxygen in the air. In addition, the solder paste viscosity is increased, the applicability is deteriorated, and the activator in the flux is consumed. Cannot melt.
そこで、この評価方法においては、はんだペーストの印刷機等における取り扱い時あるいは保管時(常温域:25〜40℃)及び、電子部品を実装する際(リフロー時)のはんだペーストの溶融時(高温域:180〜230℃)の温度におけるフラックスのイオン伝導率を測定することによりフラックスの活性度を測定し、はんだペーストに適したフラックスを選定する。 Therefore, in this evaluation method, when solder paste is handled or stored in a printing machine or the like (normal temperature range: 25 to 40 ° C.) and when the electronic component is mounted (reflow), the solder paste is melted (high temperature range). : Flux activity is measured by measuring the ionic conductivity of the flux at a temperature of 180 to 230 ° C., and a flux suitable for the solder paste is selected.
フラックスのイオン伝導率は、例えば、図1に示すイオン伝導率測定装置100によって測定することができる。この測定装置100では、スターラー1及びマントルヒーター2を利用して評価対象のフラックスFを25℃〜230℃に加熱しながら、連続的にイオン伝導率を測定する。
スターラー1には、マントルヒーター2で囲まれたオイルバス3が載置されており、このオイルバス3内にはシリコーンオイル4が貯留されるとともに攪拌子5aが浸漬され、シリコーンオイル4は均一に加熱された状態とされている。
フラックスFは試験管6に収容され、この試験管6内のフラックスFに熱電対7及び電気伝導率計8を挿入した状態で加熱される。この際、熱電対7により、フラックスFの温度を連続的に測定するとともに、電気伝導率計8により、フラックスFのイオン伝導率を連続的に測定することができる。
なお、フラックスFは、試験管6内の攪拌子5bによって攪拌され、均一に加熱される。
The ion conductivity of the flux can be measured by, for example, the ion conductivity measuring
An
The flux F is accommodated in the
The flux F is stirred by the stirring
次に、フラックスのイオン伝導率から、はんだペーストに適したフラックスを評価する方法について説明する。
フラックスのイオン伝導率が低い状態は、フラックス中の活性剤のイオン解離が抑制されたフラックスの活性度が低い状態であり、他の成分との反応が抑制される。一方、イオン伝導率が高い状態では、フラックス中の活性剤が活発にイオン解離されフラックスの活性度が高い状態であり、他の成分との反応が促進される。
はんだペーストに用いられるフラックスに関しては、印刷機等を用いてのはんだペーストの取り扱い時および保管時(常温域)には、フラックス中の活性剤のイオン解離を抑制し、はんだペーストの粘度増加を抑制して(粘度安定性)、長時間にわたって良好な塗布性を維持させることが求められる。また、はんだペーストのリフロー時(高温域)には、フラックス中の活性剤のイオン解離を促進し、はんだ合金粉末表面の酸化膜を除去して良好な濡れ性を持たせることが求められる。
そこで、このフラックス評価方法においては、常温域および高温域のフラックスの活性度をみることにより、常温域における粘度安定性および高温域における濡れ性の両方を評価して、はんだペーストに適したフラックスを選定する。
Next, a method for evaluating the flux suitable for the solder paste from the ionic conductivity of the flux will be described.
The state where the ion conductivity of the flux is low is a state where the activity of the flux in which ion dissociation of the activator in the flux is suppressed is low, and the reaction with other components is suppressed. On the other hand, when the ionic conductivity is high, the active agent in the flux is actively ion-dissociated and the activity of the flux is high, and the reaction with other components is promoted.
Concerning the flux used for solder paste, when the solder paste is handled and stored using a printing machine, etc., it suppresses ion dissociation of the active agent in the flux and suppresses increase in the viscosity of the solder paste. (Viscosity stability) is required to maintain good coatability over a long period of time. Further, during reflow of the solder paste (high temperature range), it is required to promote ion dissociation of the activator in the flux and to remove the oxide film on the surface of the solder alloy powder so as to have good wettability.
Therefore, this flux evaluation method evaluates both the viscosity stability in the normal temperature range and the wettability in the high temperature range by examining the activity of the flux in the normal temperature range and the high temperature range, and provides a flux suitable for the solder paste. Select.
次に、はんだペースト用フラックスについて説明する。
はんだペーストに適したフラックスは、上述したように、常温域ではフラックス中の活性剤がイオンに分解されることがなくイオン伝導率が低いものが好ましい。一方、高温域ではイオンが分離された状態となりイオン伝導率が高いものが好ましい。特に、鉛フリーはんだペーストに適したフラックスは、25〜40℃(常温域)のフラックスのイオン伝導率が0.05mS/m以下であり、且つ180〜230℃(高温域)のフラックスのイオン伝導率が1.0mS/m以上のものが好ましい。
このようなフラックスは、印刷機等を用いてのはんだペーストの取り扱い時(常温域)には、フラックス中の活性剤のイオン解離が抑制されているため、はんだ合金粉末と活性剤との反応を防いで、はんだペーストの粘度増加を防ぐことができ、長時間にわたって良好な塗布性を持続させることができる。また、はんだペーストのリフロー時(高温域)には、フラックスがはんだ合金粉末表面の酸化膜を除去できるだけの十分な活性度を持つので、良好な濡れ性を持たせることができる。
Next, the solder paste flux will be described.
As described above, the flux suitable for the solder paste is preferably one having a low ionic conductivity in the normal temperature range without the active agent in the flux being decomposed into ions. On the other hand, in a high temperature range, ions are separated and high ion conductivity is preferable. In particular, a flux suitable for a lead-free solder paste has an ion conductivity of a flux of 25 to 40 ° C. (normal temperature range) of 0.05 mS / m or less and an ion conductivity of a flux of 180 to 230 ° C. (high temperature range). The rate is preferably 1.0 mS / m or more.
Such a flux suppresses the ionic dissociation of the activator in the flux when the solder paste is handled using a printing machine (normal temperature range). Thus, the increase in the viscosity of the solder paste can be prevented, and good coating properties can be maintained for a long time. Further, at the time of reflowing the solder paste (high temperature region), the flux has sufficient activity to remove the oxide film on the surface of the solder alloy powder, so that good wettability can be provided.
以上説明したように、本発明のはんだフラックスの評価方法によれば、予め、はんだフラックスのイオン伝導率を測定することにより、特定の温度領域におけるフラックスの活性度を得ることができるので、はんだペーストを作製する前に、はんだペーストの用途に応じたフラックスを選定することができる。そして、このようなフラックスを用いたはんだペーストにおいては、常温域で粘度上昇等の経時変化を防止でき、安定した塗布性を得ることができるとともに、高温域で良好な濡れ性を得ることができる。 As described above, according to the solder flux evaluation method of the present invention, the flux activity in a specific temperature region can be obtained by measuring the ionic conductivity of the solder flux in advance. Flux can be selected in accordance with the application of the solder paste before manufacturing. And in the solder paste using such a flux, it is possible to prevent a change with time such as an increase in viscosity in a normal temperature range, to obtain a stable coating property, and to obtain a good wettability in a high temperature range. .
次に、本発明のはんだフラックスの評価方法に係る実施例1〜3及び比較例1〜5について説明する。
(フラックスの作製)
実施例1〜3及び比較例1〜5のはんだフラックスは、表1に示す配合表の比率(質量%)通りに作製した。
Next, Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 5 according to the solder flux evaluation method of the present invention will be described.
(Flux production)
The solder fluxes of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 5 were prepared according to the ratio (mass%) in the formulation table shown in Table 1.
(イオン伝導率の測定)
図1に示す測定装置100を用いて、各フラックスのイオン伝導率を測定した。作製した各フラックスを30mlずつ取り出して試験管6に入れ、この試験管6内のフラックスに熱電対7及び電気伝導率計8を挿入する。次に、この試験管6を300℃に加熱したオイルバス3に入れ、25℃〜230℃まで加熱し、その時のイオン伝導率を連続的に測定した。その時の25〜40℃の結果と180〜230℃の結果を表2に示す。
(Measurement of ionic conductivity)
The ion conductivity of each flux was measured using the
表2に示すとおり、実施例1〜3のフラックスは、25〜40℃(常温域)のフラックスのイオン伝導率が0.05mS/m以下であり、且つ180〜230℃(高温域)のフラックスのイオン伝導率が1.0mS/m以上の鉛フリーはんだペーストに適したフラックスである。一方、比較例1,2,4のフラックスは、常温域のイオン伝導率が0.05mS/mを超えるものであり、比較例1,3,5のフラックスは、高温時のイオン伝導率が1.0mS/m未満のものである。 As shown in Table 2, the fluxes of Examples 1 to 3 have a flux of 25 to 40 ° C. (normal temperature range) having an ionic conductivity of 0.05 mS / m or less and 180 to 230 ° C. (high temperature range). This flux is suitable for a lead-free solder paste having an ionic conductivity of 1.0 mS / m or more. On the other hand, the fluxes of Comparative Examples 1, 2, and 4 have an ionic conductivity exceeding 0.05 mS / m at room temperature, and the fluxes of Comparative Examples 1, 3, and 5 have an ionic conductivity of 1 at high temperatures. Less than 0.0 mS / m.
(はんだペーストの作製)
次に、これらのフラックスに対し、Sn−3.0質量%Ag−0.5質量%Cu組成を持つ平均粒径8.0μmのはんだ合金粉末(融点:219℃)を混合し、ペーストを作製した。混合比は、はんだ粉末88質量%、フラックス12質量%である。
(Preparation of solder paste)
Next, a solder alloy powder (melting point: 219 ° C.) having an Sn-3.0 mass% Ag-0.5 mass% Cu composition and an average particle diameter of 8.0 μm is mixed with these fluxes to produce a paste. did. The mixing ratio is 88% by mass of solder powder and 12% by mass of flux.
(はんだペーストの連続印刷時の粘度安定性評価)
作製直後のはんだペーストの粘度を、マルコム社製PCU−205を用いて測定した。次に、日立プラントテクノロジー社製の印刷機NP−MB04を用いてはんだペーストを1分間に1枚ずつ基板印刷し、これを24時間繰り返す24時間連続印刷を実施した。そして、24時間連続印刷後にはんだペーストを回収し、再度はんだペーストの粘度を測定した。これらの結果を表3の「連続印刷時の粘度安定性」に示す。
「連続印刷時の粘度安定性」には、初期のはんだペーストと24時間連続印刷後のはんだペーストとの粘度を比較して、その増加値により、はんだペーストの粘度安定性を評価した結果を示した。「○」は粘度増加が0以上30Pa・s未満の場合で、良好な粘度安定性を得られたことを示している。また、「△」は30以上60Pa・s未満の場合、「×」は60Pa・s以上の場合であり、粘度増加の値が大きくなるほど粘度安定性が悪いことを示している。
(Viscosity stability evaluation during continuous printing of solder paste)
The viscosity of the solder paste immediately after the production was measured using PCU-205 manufactured by Malcolm. Next, using a printing machine NP-MB04 manufactured by Hitachi Plant Technology Co., Ltd., the solder paste was printed on a substrate one by one per minute, and this was repeated for 24 hours to perform continuous printing for 24 hours. Then, after 24 hours of continuous printing, the solder paste was collected and the viscosity of the solder paste was measured again. These results are shown in “Viscosity stability during continuous printing” in Table 3.
“Viscosity stability during continuous printing” shows the results of evaluating the viscosity stability of the solder paste by comparing the viscosity of the initial solder paste with the solder paste after 24 hours of continuous printing and using the increased value. It was. “◯” indicates that the viscosity increase was 0 or more and less than 30 Pa · s, and good viscosity stability was obtained. In addition, “Δ” indicates a case where it is 30 or more and less than 60 Pa · s, and “X” indicates a case where it is 60 Pa · s or more.
(はんだペーストの連続印刷時の濡れ性評価)
作製直後のはんだペーストを、厚さ0.2mm、開口径(穴の直径)6.5mmのメタルマスクを用いてCu板上に印刷して、窒素中にて最高温度240℃で加熱してリフローを実施し、濡れ広がりの直径を測定した。
次に、日立プラントテクノロジー社製の印刷機NP−MB04を用いて、はんだペーストの24時間連続印刷を実施した。24時間連続印刷後にペーストを回収し、再度はんだペーストをメタルマスクを用いてCu板上に印刷して、リフローを実施し、濡れ広がりの直径を測定した。これらの結果を表3の「連続印刷時の濡れ性」に示す。
「連続印刷時の濡れ性」には、印刷後とリフロー後の直径を比較して、その増加値により、はんだペーストの濡れ性を評価した結果を示した。「○」は広がり量が0を超えて10%未満の場合で、良好な濡れ性を得られたことを示している。また、「△」は0%の場合、「×」は、0%未満の場合であり、値が小さいほど濡れ性が悪いことを示している。なお、0%未満は、表面張力によって印刷後よりもリフロー後の直径の方が小さくなることを示している。
(Evaluation of wettability during continuous printing of solder paste)
The solder paste immediately after fabrication is printed on a Cu plate using a metal mask having a thickness of 0.2 mm and an opening diameter (hole diameter) of 6.5 mm, and reflowed by heating in nitrogen at a maximum temperature of 240 ° C. The diameter of wet spread was measured.
Next, 24-hour continuous printing of the solder paste was performed using a printing machine NP-MB04 manufactured by Hitachi Plant Technology. After 24 hours of continuous printing, the paste was collected, and the solder paste was printed again on a Cu plate using a metal mask, reflowed, and the wet spread diameter was measured. These results are shown in “Wettability during continuous printing” in Table 3.
In “Wettability during continuous printing”, the diameters after printing and after reflowing were compared, and the result of evaluating the wettability of the solder paste by the increased value was shown. “◯” indicates that when the spread amount exceeds 0 and less than 10%, good wettability was obtained. Further, “Δ” is 0% and “x” is less than 0%, and the smaller the value, the worse the wettability. Note that less than 0% indicates that the diameter after reflow is smaller than that after printing due to surface tension.
表3に示すとおり、実施例1〜3のフラックスを用いたはんだペーストは、粘度変化がなく良好な粘度安定性を有しており、また、良好な濡れ性を有していることがわかる。一方、比較例1,2,4のはんだペーストについては粘度安定性の低下、比較例1,3,5については濡れ性の低下がみられた。良好な結果を得ることができなかった比較例1,2,4のはんだペーストには、常温域のイオン伝導率が0.05mS/mを超えるフラックスが用いられており、比較例1,3,5には、高温域のイオン伝導率が1.0mS/m未満のフラックスが用いられていた。 As shown in Table 3, it can be seen that the solder pastes using the fluxes of Examples 1 to 3 have no change in viscosity, have good viscosity stability, and have good wettability. On the other hand, the viscosity stability decreased for the solder pastes of Comparative Examples 1, 2, and 4, and the wettability decreased for Comparative Examples 1, 3, and 5. In the solder pastes of Comparative Examples 1, 2, and 4 in which good results could not be obtained, a flux having an ionic conductivity exceeding 0.05 mS / m at room temperature was used. No. 5 was a flux having an ionic conductivity in the high temperature range of less than 1.0 mS / m.
以上のとおり、本発明のはんだフラックスの評価方法によれば、作製するはんだペーストの常温域及び高温域の温度領域において、予め、フラックスのイオン伝導率を測定することにより、はんだペーストの用途に応じたフラックスを選定することができる。 As described above, according to the solder flux evaluation method of the present invention, by measuring the ionic conductivity of the flux in advance in the normal temperature range and the high temperature range of the solder paste to be manufactured, Flux can be selected.
なお、本発明は前記実施形態の構成のものに限定されるものではなく、細部構成においては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。 In addition, this invention is not limited to the thing of the structure of the said embodiment, In a detailed structure, it is possible to add a various change in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
1 スターラー
2 マントルヒーター
3 オイルバス
4 シリコーンオイル
5a,5b 攪拌子
6 試験管
7 熱電対
8 電気伝導率計
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
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