JP2020172676A - Manufacturing method of solder product - Google Patents

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久雄 石川
正男 榧場
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正男 榧場
明 荻原
Akira Ogiwara
明 荻原
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Abstract

To provide a manufacturing method of a solder product suitable for more delicate soldering.SOLUTION: A solder product having a shape such as an ingot or the like is manufactured by undergoing the steps of: preparing a solder raw material containing tin as a main component and a metal element other than lead as an auxiliary component (step 10); melting the prepared solder raw material with heat to form a molten metal (step 20); filtering the obtained molten metal with a filter of which aperture is set to 10 μm or smaller (step 30); and cooling the filtered molten metal to solidify by cooling (step 40).SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、はんだ製品の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a solder product.

特許文献1には、Sn、Ag、Cu、Ni、Sn−P合金からなる各原料を電気炉中で溶解して調整し、銀(Ag)を1.0〜4.0重量%、銅(Cu)を2.0重量%以下、ニッケル(Ni)を0.5重量%以下、リン(P)を0.2重量%以下含有し、残部はスズ(Sn)及び不可避的不純物からなる、(鉛フリー)はんだ合金を製造することが記載されている。 In Patent Document 1, each raw material composed of Sn, Ag, Cu, Ni, and Sn—P alloy is melted and adjusted in an electric furnace, and silver (Ag) is 1.0 to 4.0% by weight and copper (Ag). It contains 2.0% by weight or less of Cu), 0.5% by weight or less of nickel (Ni), 0.2% by weight or less of phosphorus (P), and the balance consists of tin (Sn) and unavoidable impurities. It is described to manufacture lead-free) solder alloys.

特許第3296289号公報Japanese Patent No. 3296289

従来にあっては、はんだ付けを行って得られたはんだに、突起やコブ等の外観不良が生じることがあった。また、特定の部位に付着させたはんだと別の部位に付着させた他のはんだとが一体化する、「はんだブリッジ」と呼ばれる現象が発生することがあり、この場合には、一体化したはんだ同士の間で短絡が生じることになってしまう。
本発明は、より微細なはんだ付けに適した、はんだ製品の製造方法を提供することを目的とする。
Conventionally, the solder obtained by soldering may have an appearance defect such as protrusions and bumps. In addition, a phenomenon called "solder bridge" may occur in which the solder attached to a specific part and the other solder attached to another part are integrated. In this case, the integrated solder A short circuit will occur between them.
An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a solder product, which is suitable for finer soldering.

本発明のはんだ製品の製造方法は、錫を主成分とし且つ副成分として鉛以外の金属元素を含む原材料を、加熱により融解させて溶湯とする加熱工程と、前記溶湯を、目開きが10μm以下に設定されたフィルタにてろ過するろ過工程と、ろ過された前記溶湯を、冷却により凝固させる冷却工程とを含んでいる。
このようなはんだ製品の製造方法において、前記ろ過工程では、前記フィルタを加熱することを特徴とすることができる。
また、前記ろ過工程では、前記フィルタとしてステンレス製の金網を用いることを特徴とすることができる。
さらに、前記加熱工程では、前記原材料が、前記副成分となる前記金属元素として銅を含むことを特徴とすることができる。
また、他の観点から捉えると、本発明のはんだ製品の製造方法は、錫を主成分とし且つ副成分として鉛以外の金属元素を含む原材料を、加熱により融解させて溶湯とする加熱工程と、230℃〜260℃に設定された前記溶湯から、10μm超となる径を有し且つ当該溶湯中に存在する固形物を取り出す取出工程と、前記固形物が取り出された前記溶湯を、冷却により凝固させる冷却工程とを含んでいる。
このようなはんだ製品の製造方法において前記取出工程では、前記溶湯を235℃〜250℃に設定することを特徴とすることができる。
また、前記取出工程では、前記溶湯から、5μm超となる前記固形物を取り出すことを特徴とすることができる。
The method for producing a solder product of the present invention comprises a heating step in which a raw material containing tin as a main component and a metal element other than lead as a sub-component is melted by heating to form a molten metal, and the molten metal has an opening of 10 μm or less. It includes a filtration step of filtering with a filter set in 1 and a cooling step of solidifying the filtered molten metal by cooling.
In such a method for manufacturing a solder product, the filter can be heated in the filtration step.
Further, in the filtration step, a stainless steel wire mesh can be used as the filter.
Further, in the heating step, the raw material can be characterized by containing copper as the metal element as the sub-component.
From another point of view, the method for producing a solder product of the present invention includes a heating process in which a raw material containing tin as a main component and a metal element other than lead as a sub component is melted by heating to form a molten metal. A take-out step of taking out a solid substance having a diameter of more than 10 μm and existing in the molten metal from the molten metal set at 230 ° C. to 260 ° C. and a solidification of the molten metal from which the solid substance was taken out by cooling. Includes a cooling step to allow.
In such a method for manufacturing a solder product, the taking-out step can be characterized in that the molten metal is set at 235 ° C to 250 ° C.
Further, the taking-out step can be characterized in that the solid matter having a size of more than 5 μm is taken out from the molten metal.

本発明によれば、より微細なはんだ付けに適した、はんだ製品の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a method for manufacturing a solder product, which is suitable for finer soldering.

本実施の形態のはんだ製品の製造手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the manufacturing procedure of the solder product of this embodiment. (a)〜(c)は、ろ過工程の概要を説明するための図である。(A) to (c) are diagrams for explaining the outline of the filtration process. (a)〜(c)は、はんだブリッジの評価に用いた、評価基板の構成を説明するための図である。(A) to (c) are diagrams for explaining the structure of the evaluation substrate used for the evaluation of the solder bridge. 実施例1および比較例3のはんだ製品を融解させて得たはんだ融液における、温度と粘度との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the temperature and the viscosity in the solder melt obtained by melting the solder products of Example 1 and Comparative Example 3. (a)は、実施例1および比較例3のはんだ製品をはんだ付けして得たはんだにおける深さ方向の酸素濃度分布を示す図であり、(b)は各はんだ内における平均酸素濃度を示す図である。(A) is a diagram showing the oxygen concentration distribution in the depth direction in the solder obtained by soldering the solder products of Example 1 and Comparative Example 3, and (b) shows the average oxygen concentration in each solder. It is a figure. 実施例1のはんだ製品の製造において、ろ過工程後のフィルタ上に残った残渣の光学写真である。3 is an optical photograph of the residue remaining on the filter after the filtration step in the production of the solder product of Example 1. 図6に示す残渣のSEM写真である。6 is an SEM photograph of the residue shown in FIG. 図7に示す残渣に存在する針状体のSEM写真である。6 is an SEM photograph of a needle-shaped body present in the residue shown in FIG. 7.

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、以下の説明で参照する図面における各部の大きさや厚さ等は、実際の寸法とは異なっている場合がある。
[用語の定義]
最初に、本実施の形態で用いる、いくつかの用語の定義について説明を行う。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The size, thickness, and the like of each part in the drawings referred to in the following description may differ from the actual dimensions.
[Definition of terms]
First, definitions of some terms used in the present embodiment will be described.

(無鉛はんだ)
本実施の形態における「無鉛はんだ」とは、錫(Sn)を主成分とするとともに、鉛(Pb)以外の金属元素を副成分として含む、複数の金属元素の混合物をいう。
ここで、副成分となる金属元素は、鉛以外であれば、いかなる金属元素であってもよく、例えば銅(Cu)、銀(Ag)、ビスマス(Bi)、亜鉛(Zn)等を挙げることができる。そして、これらの中でも、安価に入手することが可能な、銅を用いることが望ましい。
また、副成分となる金属元素は、1種類だけでなく2種類以上(例えば銀および銅など)を含むものであってもよい。
なお、本実施の形態の「無鉛はんだ」は、「無鉛」と称してはいるものの、実際には、不可避不純物として鉛を含んでいることがあり得る。
(Lead-free solder)
The "lead-free solder" in the present embodiment means a mixture of a plurality of metal elements containing tin (Sn) as a main component and a metal element other than lead (Pb) as a sub-component.
Here, the metal element as a sub-component may be any metal element other than lead, and examples thereof include copper (Cu), silver (Ag), bismuth (Bi), zinc (Zn) and the like. Can be done. Among these, it is desirable to use copper, which can be obtained at low cost.
Further, the metal element as a sub-component may contain not only one type but also two or more types (for example, silver and copper).
Although the "lead-free solder" of the present embodiment is referred to as "lead-free", it may actually contain lead as an unavoidable impurity.

(はんだ製品)
本実施の形態における「はんだ製品」とは、上述した「無鉛はんだ」によって対象となる金属材料を接合する、はんだ付けで用いられるものをいう。
ここで、「はんだ製品」としては、板状のもの(インゴット)、線状のもの(ワイヤ)、球状のもの(ボール)等を挙げることができる。
(Solder products)
The "solder product" in the present embodiment means a product used in soldering in which a target metal material is joined by the above-mentioned "lead-free solder".
Here, examples of the "solder product" include a plate-shaped product (ingot), a linear product (wire), a spherical product (ball), and the like.

(はんだ原料)
本実施の形態における「はんだ原料」とは、上述した「はんだ製品」を製造する際に、その原材料として用いられるものをいう。
ここで、「はんだ原料」としては、上述した主成分および副成分を構成する金属元素単体や、これらの合金等を挙げることができる。また、本実施の形態では、「はんだ原料」として、上述した「はんだ製品」を用いてはんだ付けを行うことに伴って生じた、はんだ屑を用いることもある。そして、これらの「はんだ原料」(特にはんだ屑)には、各種金属の酸化物や各種不純物が混入していることがあり得る。
(Solder raw material)
The "solder raw material" in the present embodiment means a material used as a raw material in manufacturing the above-mentioned "solder product".
Here, examples of the "solder raw material" include elemental metal elements constituting the above-mentioned main component and sub-component, alloys thereof, and the like. Further, in the present embodiment, as the "solder raw material", solder scraps generated as a result of soldering using the above-mentioned "solder product" may be used. These "solder raw materials" (particularly solder scraps) may contain oxides of various metals and various impurities.

(はんだ)
本実施の形態における「はんだ」とは、上述した「はんだ製品」が、はんだ付けによる接合に伴って、接合の対象となる金属材料側に転移・付着したものをいう。
(Solder)
The "solder" in the present embodiment means that the above-mentioned "solder product" is transferred and adhered to the metal material side to be joined as a result of joining by soldering.

(「無鉛はんだ」、「はんだ製品」、「はんだ原料」および「はんだ」の関係)
したがって、本実施の形態では、「はんだ原料」を用いて、「無鉛はんだ」で構成された「はんだ製品」を製造し、さらに、この「はんだ製品」を用いて、対象となる金属材料にはんだ付けを行うことにより、金属材料に「はんだ」が転移・付着することになる。
(Relationship between "lead-free solder", "solder products", "solder raw materials" and "solder")
Therefore, in the present embodiment, a "solder raw material" is used to manufacture a "solder product" composed of "lead-free solder", and further, this "solder product" is used to solder to a target metal material. By attaching, "solder" will be transferred and adhered to the metal material.

(溶湯)
本実施の形態における「溶湯」は、「はんだ製品」の原材料となる「はんだ原料」を、加熱により融解させたものをいう。
(Melted hot water)
The "molten metal" in the present embodiment means a "solder raw material" which is a raw material of a "solder product" and is melted by heating.

(はんだ融液)
本実施の形態における「はんだ融液」は、「はんだ」の原材料となる「はんだ製品」を、加熱により融解させたものをいう。
(Solder melt)
The "solder melt" in the present embodiment refers to a product obtained by melting a "solder product" which is a raw material of "solder" by heating.

[はんだ製品の製造方法]
次に、本実施の形態におけるはんだ製品の製造方法について説明を行う。
図1は、本実施の形態のはんだ製品の製造手順を示すフローチャートである。
[Manufacturing method of solder products]
Next, a method for manufacturing a solder product according to the present embodiment will be described.
FIG. 1 is a flowchart showing a manufacturing procedure of the solder product of the present embodiment.

ここでは、まず、はんだ製品の原材料となる、はんだ原料を準備する準備工程を実行する(ステップ10)。
ステップ10では、錫を主成分とし、鉛以外の金属元素を含むはんだ原料を準備する。このとき、各金属元素の組成比は、基本的に、目標とするはんだ製品での組成比と同じにすることが望ましい。なお、ステップ10で準備されるはんだ原料には、実際には、不可避不純物として鉛が含まれていることがあり得る。
Here, first, a preparatory step for preparing a solder raw material, which is a raw material for a solder product, is executed (step 10).
In step 10, a solder raw material containing tin as a main component and containing a metal element other than lead is prepared. At this time, it is desirable that the composition ratio of each metal element is basically the same as the composition ratio of the target solder product. The solder raw material prepared in step 10 may actually contain lead as an unavoidable impurity.

次に、ステップ10で準備したはんだ原料を加熱し、はんだ原料を融解させて溶湯とする、加熱工程を実行する(ステップ20)。
ステップ20では、上述したはんだ原料が融解するのであれば、その温度については適宜設定してかまわないが、いわゆる無鉛はんだからなるはんだ製品を製造する場合には、300℃〜400℃程度とすることが望ましい。
Next, a heating step of heating the solder raw material prepared in step 10 and melting the solder raw material to form a molten metal is executed (step 20).
In step 20, if the above-mentioned solder raw material melts, the temperature may be appropriately set, but in the case of producing a solder product made of so-called lead-free solder, the temperature is set to about 300 ° C to 400 ° C. Is desirable.

続いて、ステップ20で得られた溶湯を、フィルタ(詳細は後述する)によってろ過する、ろ過工程を実行する(ステップ30)。以下の説明においては、ステップ20を実行することによって得られた溶湯を、「ろ過前の溶湯」と称することがあり、ステップ30を実行することによって得られた溶湯を、「ろ過後の溶湯」と称することがある。なお、ステップ30の詳細については後述する。 Subsequently, a filtration step of filtering the molten metal obtained in step 20 with a filter (details will be described later) is executed (step 30). In the following description, the molten metal obtained by executing step 20 may be referred to as "melted metal before filtration", and the molten metal obtained by executing step 30 may be referred to as "melted metal after filtration". It may be called. The details of step 30 will be described later.

そして、ステップ30で得られたろ過後の溶湯を冷却し、ろ過後の溶湯を凝固させることではんだ製品とする、冷却工程を実行する(ステップ40)。
ステップ40では、得たいはんだ製品の形状(インゴット、ワイヤ、ボール等)に応じて、適宜冷却方法を選択することが可能である。例えばインゴット状のはんだ製品を得たい場合には、上述したろ過後の溶湯を、酸化鉄等で構成された型枠に流し込んで固めてやればよい。
Then, the cooling step of cooling the molten metal after filtration obtained in step 30 and solidifying the molten metal after filtration to obtain a solder product is executed (step 40).
In step 40, it is possible to appropriately select a cooling method according to the shape (ingot, wire, ball, etc.) of the solder product to be obtained. For example, when it is desired to obtain an ingot-shaped solder product, the above-mentioned molten metal after filtration may be poured into a mold made of iron oxide or the like and hardened.

[ろ過工程の詳細について]
図2は、ステップ30のろ過工程の概要を説明するための図である。
ここで、図2(a)は、ろ過工程で用いるろ過装置10の概要を説明するための図である。また、図2(b)は、ろ過装置10に設けられたフィルタ12(詳細は後述する)の構成例を説明するための図である。さらに、図2(c)は、フィルタ12の他の構成例を説明するための図である。
[Details of filtration process]
FIG. 2 is a diagram for explaining an outline of the filtration step of step 30.
Here, FIG. 2A is a diagram for explaining an outline of the filtration device 10 used in the filtration step. Further, FIG. 2B is a diagram for explaining a configuration example of the filter 12 (details will be described later) provided in the filtration device 10. Further, FIG. 2C is a diagram for explaining another configuration example of the filter 12.

(ろ過装置の構成)
ろ過装置10は、ろ過前の溶湯1が供給されるとともにろ過前の溶湯1を収容する容器11と、容器11に取り付けられ且つろ過前の溶湯1をろ過することでろ過後の溶湯2を排出するフィルタ12と、フィルタ12を加熱するヒータ13とを備えている。ここで、図2(a)に示す例では、ろ過前の溶湯1の温度がろ過前温度T1となっており、ろ過後の溶湯2の温度がろ過後温度T2となっているものとする。
(Configuration of filtration device)
The filtration device 10 discharges the molten metal 1 after filtration by supplying the molten metal 1 before filtration and accommodating the molten metal 1 before filtration, and filtering the molten metal 1 attached to the container 11 and before filtration. A filter 12 for heating the filter 12 and a heater 13 for heating the filter 12 are provided. Here, in the example shown in FIG. 2A, it is assumed that the temperature of the molten metal 1 before filtration is the temperature T1 before filtration, and the temperature of the molten metal 2 after filtration is the temperature T2 after filtration.

〔容器〕
容器11は、例えば筒状(円筒状)を呈しており、容器11に設けられた2つの開口部が、鉛直方向(上下方向)に向くように配置されている。この容器11は、いかなる材料で構成してもかまわないが、ろ過前の溶湯1に対する酸化物等の混入を抑制するという観点からすれば、セラミックス材料よりも金属材料を用いることが望ましい。また、各種金属材料の中でも、ろ過前の溶湯1に対する溶け込みを少なくするという観点からすれば、ステンレス材料、特に、SUS316Lを用いることが望ましい。
〔container〕
The container 11 has, for example, a tubular shape (cylindrical shape), and the two openings provided in the container 11 are arranged so as to face in the vertical direction (vertical direction). The container 11 may be made of any material, but from the viewpoint of suppressing mixing of oxides and the like into the molten metal 1 before filtration, it is desirable to use a metal material rather than a ceramic material. Further, among various metal materials, it is desirable to use a stainless steel material, particularly SUS316L, from the viewpoint of reducing the penetration into the molten metal 1 before filtration.

〔フィルタ〕
フィルタ12は、例えば板状(円板状)を呈しており、上述した容器11の底部を塞ぐように取り付けられている。そして、本実施の形態のフィルタ12の目開きsは、10μm以下、より好ましくは5μm以下、さらに好ましくは3μm以下に設定されている。このフィルタ12も、いかなる材料(例えば無機材料、金属材料、有機材料)で構成してもかまわないが、ろ過前の溶湯1に対する酸化物等の混入を抑制するという観点からすれば、セラミックス材料よりも金属材料を用いることが望ましい。また、各種金属材料の中でも、ろ過前の溶湯1に対する溶け込みを少なくするという観点からすれば、ステンレス材料、特に、SUS316Lを用いることが望ましい。さらに、金属材料からなるフィルタ12を採用する場合、上述した目開きsを得ることが可能であれば、金属線を編み込んでなる金網または金属板に穴開けを施してなるパンチングメタルのどちらを採用してもかまわない。ただし、フィルタ12としては、より小さな目開きsを容易に得ることが可能な、金網を用いることが望ましい。そして、フィルタ12として金網を採用する場合、目開きsのずれを抑制するという観点からすれば、焼結処理を施した金網を用いることが望ましい。なお、フィルタ12として使用することが可能な有機材料としては、各種アラミド樹脂や炭素繊維(カーボンファイバ)等を挙げることができる。
〔filter〕
The filter 12 has, for example, a plate shape (disk shape), and is attached so as to close the bottom of the container 11 described above. The opening s of the filter 12 of the present embodiment is set to 10 μm or less, more preferably 5 μm or less, and further preferably 3 μm or less. The filter 12 may also be made of any material (for example, an inorganic material, a metal material, an organic material), but from the viewpoint of suppressing mixing of oxides and the like into the molten metal 1 before filtration, it is more than a ceramic material. It is also desirable to use a metallic material. Further, among various metal materials, it is desirable to use a stainless steel material, particularly SUS316L, from the viewpoint of reducing the penetration into the molten metal 1 before filtration. Further, when the filter 12 made of a metal material is adopted, if it is possible to obtain the above-mentioned opening s, either a wire mesh made by knitting a metal wire or a punching metal made by punching a metal plate is adopted. It doesn't matter. However, as the filter 12, it is desirable to use a wire mesh that can easily obtain a smaller opening s. When a wire mesh is used as the filter 12, it is desirable to use a wire mesh that has been subjected to a sintering process from the viewpoint of suppressing the deviation of the opening s. Examples of the organic material that can be used as the filter 12 include various aramid resins and carbon fibers (carbon fibers).

また、フィルタ12として金網を用いる場合、その編み方については、平織、綾織、平畳織および綾畳織など、各種手法を採用してかまわない。ここで、図2(b)は、平織を採用したフィルタ12を、また、図2(c)は、綾織を採用したフィルタ12を、それぞれ例示している。これらに示すように、それぞれで使用される金属線(ワイヤ)の径(幅)をワイヤ幅wとしたとき、隣接する2つのワイヤ同士のギャップが、目開きsとなる。なお、図2(b)、(c)に示す例では、目開きsがワイヤ幅wよりも大きくなっているが、これに限られるものではなく、目開きsとワイヤ幅wとが等しくなる場合や、目開きsがワイヤ幅wよりも小さくなる場合もあり得る。 When a wire mesh is used as the filter 12, various methods such as plain weave, twill weave, plain weave and twill weave may be adopted as the knitting method. Here, FIG. 2B illustrates a filter 12 using a plain weave, and FIG. 2C illustrates a filter 12 using a twill weave. As shown in these, when the diameter (width) of the metal wire (wire) used in each is the wire width w, the gap between the two adjacent wires is the opening s. In the examples shown in FIGS. 2B and 2C, the opening s is larger than the wire width w, but the present invention is not limited to this, and the opening s and the wire width w are equal to each other. In some cases, the opening s may be smaller than the wire width w.

〔ヒータ〕
ヒータ13は、ろ過前の溶湯1以外の加熱源を用いて、フィルタ12を加熱するものである。したがって、ヒータ13は、通電等によってフィルタ12を直接加熱するものであってもよいし、容器11や図示しない他の部材を介して、熱伝導によりフィルタ12を間接的に加熱するものであってもよい。
〔heater〕
The heater 13 heats the filter 12 by using a heating source other than the molten metal 1 before filtration. Therefore, the heater 13 may directly heat the filter 12 by energization or the like, or indirectly heat the filter 12 by heat conduction through the container 11 or another member (not shown). May be good.

〔ろ過前温度とろ過後温度との関係〕
ここで、ろ過前溶湯1のろ過前温度T1と、ろ過後溶湯2のろ過後温度T2との関係について説明しておく。
上述したように、ステップ20の加熱工程では、はんだ原料が300℃〜400℃程度に加熱されることで融解する。ただし、ろ過前溶湯1のろ過前温度T1は、230℃〜260℃、より好ましくは235℃〜250℃程度であり、最高温度が、融解時と比べて若干下げられている。
一方、ろ過後溶湯2のろ過後温度T2は、230℃〜260℃程度とすることが望ましい。ここで、ろ過後温度T2が低すぎると、ろ過工程の実行中あるいはろ過工程の実行直後にろ過後の溶湯2が凝固し始めてしまい、はんだ製品の生産効率が著しく低下することになってしまう。
[Relationship between pre-filtration temperature and post-filtration temperature]
Here, the relationship between the pre-filtration temperature T1 of the pre-filtration molten metal 1 and the post-filtration temperature T2 of the post-filtration molten metal 2 will be described.
As described above, in the heating step of step 20, the solder raw material is heated to about 300 ° C. to 400 ° C. to melt it. However, the pre-filtration temperature T1 of the pre-filtration molten metal 1 is 230 ° C. to 260 ° C., more preferably about 235 ° C. to 250 ° C., and the maximum temperature is slightly lower than that at the time of melting.
On the other hand, it is desirable that the temperature T2 after filtration of the molten metal 2 after filtration is about 230 ° C. to 260 ° C. Here, if the temperature T2 after filtration is too low, the molten metal 2 after filtration begins to solidify during the execution of the filtration step or immediately after the execution of the filtration step, and the production efficiency of the solder product is significantly lowered.

(ろ過装置の動作)
では、ステップ30のろ過工程におけるろ過装置10の動作について、より具体的に説明を行う。
まず、ステップ20の加熱工程で、はんだ原料を300℃〜400℃に加熱することで得たろ過前溶湯1を、ろ過前温度T1(230℃〜260℃)となるように温度調整しておく。また、事前に、ヒータ13を用いてフィルタ12を加熱しておく。
(Operation of filtration device)
Then, the operation of the filtration device 10 in the filtration step of step 30 will be described more specifically.
First, in the heating step of step 20, the temperature of the unfiltered molten metal 1 obtained by heating the solder raw material to 300 ° C. to 400 ° C. is adjusted so as to be the pre-filtration temperature T1 (230 ° C. to 260 ° C.). .. Further, the filter 12 is heated in advance by using the heater 13.

次に、ろ過前温度T1に温度調整されたろ過前溶湯1を、フィルタ12が取り付けられた容器11内に、上方から投入する。すると、容器11内に投入されたろ過前溶湯1は、重力の作用により、そのほとんどがフィルタ12を通過して下方に落下し、ろ過後の溶湯2となる。なお、このとき、容器11内且つフィルタ12上に存在するろ過前の溶湯1に対し、必要に応じて、圧力をかけるようにしてもよい。そして、圧力をかける場合にあっては、ろ過前の溶湯1を酸化させにくく、且つ、ろ過前の溶湯1に対して等方的に圧力をかけることが可能な、窒素等の気体(ろ過前の溶湯1に対して不活性な気体)を用いることが望ましい。 Next, the pre-filtration molten metal 1 whose temperature has been adjusted to the pre-filtration temperature T1 is put into the container 11 to which the filter 12 is attached from above. Then, most of the unfiltered molten metal 1 put into the container 11 passes through the filter 12 and falls downward due to the action of gravity, and becomes the filtered molten metal 2. At this time, pressure may be applied to the unfiltered molten metal 1 existing in the container 11 and on the filter 12, if necessary. When pressure is applied, a gas such as nitrogen (before filtration) that does not easily oxidize the molten metal 1 before filtration and can apply pressure isotropically to the molten metal 1 before filtration (before filtration). It is desirable to use a gas that is inert to the molten metal 1.

また、フィルタ12は、ろ過前の溶湯1をろ過する間、ヒータ13によって加熱されており、フィルタ12内で溶湯が凝固するのを抑制している。なお、ヒータ13は、あくまで、フィルタ12内を溶湯が通過するのを補助するための機能を果たすものに過ぎず、容器11内のろ過前の溶湯1のろ過前温度T1が、設定温度(230℃〜260℃)を超えるような、過剰となる加熱を行わないことが望ましい。 Further, the filter 12 is heated by the heater 13 while filtering the molten metal 1 before filtration, and suppresses solidification of the molten metal in the filter 12. The heater 13 merely functions to assist the molten metal in passing through the filter 12, and the pre-filtration temperature T1 of the molten metal 1 before filtration in the container 11 is set to the set temperature (230). It is desirable not to perform excessive heating that exceeds (° C. to 260 ° C.).

そして、フィルタ12を通過することによって得られたろ過後の溶湯2は、上述した冷却工程によってはんだ製品とされる。一方、フィルタ12を通過することのできなかった残渣(図示せず)は、フィルタ12上に残る。そして、ろ過工程が実行された後、ヒータ13による加熱が終了すると、残渣が付着したフィルタ12は容器11から取り外され、廃棄される。なお、容器11には、その後、新たなフィルタ12が取り付けられる。 Then, the molten metal 2 after filtration obtained by passing through the filter 12 is made into a solder product by the cooling step described above. On the other hand, the residue (not shown) that could not pass through the filter 12 remains on the filter 12. Then, when the heating by the heater 13 is completed after the filtration step is executed, the filter 12 to which the residue is attached is removed from the container 11 and discarded. After that, a new filter 12 is attached to the container 11.

以下、実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。ただし、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
本発明者は、ろ過工程の有無およびろ過工程で用いるフィルタ12の目開きsが異なる製造条件にて、複数種類のはんだ製品を製造し、得られた各はんだ製品の性能に関する評価を行った。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on Examples. However, the present invention is not limited to the following examples as long as the gist of the present invention is not exceeded.
The present inventor manufactured a plurality of types of solder products under manufacturing conditions in which the presence or absence of the filtration step and the opening s of the filter 12 used in the filtration step were different, and evaluated the performance of each obtained solder product.

[各実施例および各比較例の説明]
ここで、表1は、実施例1〜3および比較例1〜3のはんだ製品の製造における、ステップ30のろ過工程の設定条件を示している。
[Explanation of each example and each comparative example]
Here, Table 1 shows the setting conditions of the filtration step in step 30 in the production of the solder products of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3.

ここで、実施例1〜3および比較例1〜3のそれぞれにおいては、はんだ原料として、銅を0.7wt.%とし残部を錫とした、錫の塊と銅の塊との混合物を用い、一般に『Sn0.7Cu』と称されるはんだ製品の製造を行った。したがって、実施例1〜3および比較例1〜3のそれぞれにおいて、はんだ原料は、ドロス等のはんだ屑を含まないものとした。 Here, in each of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3, copper was used as a solder raw material at 0.7 wt. A solder product generally called "Sn0.7Cu" was manufactured using a mixture of a lump of tin and a lump of copper, which was made of% and the balance was tin. Therefore, in each of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3, the solder raw material did not contain solder debris such as dross.

(実施例1)
実施例1では、フィルタ12によるろ過工程を実行することで、はんだ製品の製造を行った(フィルタ:あり)。より具体的に説明すると、実施例1では、上記はんだ原料を加熱して得たろ過前溶湯1を、目開きsが3μmに設定されたフィルタ12でろ過し、得られたろ過後溶湯2を冷却することで、はんだ製品を得た。
(Example 1)
In the first embodiment, the solder product was manufactured by executing the filtration step by the filter 12 (filter: yes). More specifically, in Example 1, the unfiltered molten metal 1 obtained by heating the solder raw material is filtered by a filter 12 having an opening s of 3 μm, and the obtained post-filtered molten metal 2 is used. By cooling, a solder product was obtained.

(実施例2)
実施例2では、フィルタ12によるろ過工程を実行することで、はんだ製品の製造を行った(フィルタ:あり)。より具体的に説明すると、実施例2では、上記はんだ原料を加熱して得たろ過前溶湯1を、目開きsが5μmに設定されたフィルタ12でろ過し、得られたろ過後溶湯2を冷却することで、はんだ製品を得た。
(Example 2)
In Example 2, the solder product was manufactured by executing the filtration step by the filter 12 (filter: yes). More specifically, in Example 2, the molten metal 1 before filtration obtained by heating the solder raw material is filtered by a filter 12 having a mesh opening s of 5 μm, and the obtained molten metal 2 after filtration is used. By cooling, a solder product was obtained.

(実施例3)
実施例3では、フィルタ12によるろ過工程を実行することで、はんだ製品の製造を行った(フィルタ:あり)。より具体的に説明すると、実施例3では、上記はんだ原料を加熱して得たろ過前溶湯1を、目開きsが10μmに設定されたフィルタ12でろ過し、得られたろ過後溶湯2を冷却することで、はんだ製品を得た。
(Example 3)
In Example 3, the solder product was manufactured by executing the filtration step by the filter 12 (filter: yes). More specifically, in Example 3, the pre-filtration molten metal 1 obtained by heating the solder raw material is filtered by the filter 12 having the opening s set to 10 μm, and the obtained post-filtration molten metal 2 is obtained. By cooling, a solder product was obtained.

(比較例1)
比較例1では、フィルタ12によるろ過工程を実行することで、はんだ製品の製造を行った(フィルタ:あり)。より具体的に説明すると、比較例1では、上記はんだ原料を加熱して得たろ過前溶湯1を、目開きsが20μmに設定されたフィルタ12でろ過し、得られたろ過後溶湯2を冷却することで、はんだ製品を得た。
(Comparative Example 1)
In Comparative Example 1, a solder product was manufactured by executing the filtration step by the filter 12 (filter: yes). More specifically, in Comparative Example 1, the unfiltered molten metal 1 obtained by heating the solder raw material was filtered by a filter 12 having an opening s of 20 μm, and the obtained post-filtered molten metal 2 was obtained. By cooling, a solder product was obtained.

(比較例2)
比較例2では、フィルタ12によるろ過工程を実行することで、はんだ製品の製造を行った(フィルタ:あり)。より具体的に説明すると、比較例2では、上記はんだ原料を加熱して得たろ過前溶湯1を、目開きsが100μmに設定されたフィルタ12でろ過し、得られたろ過後溶湯2を冷却することで、はんだ製品を得た。
(Comparative Example 2)
In Comparative Example 2, a solder product was manufactured by executing the filtration step by the filter 12 (filter: yes). More specifically, in Comparative Example 2, the molten metal 1 before filtration obtained by heating the solder raw material was filtered by a filter 12 having an opening s of 100 μm, and the obtained molten metal 2 after filtration was filtered. By cooling, a solder product was obtained.

(比較例3)
比較例3では、フィルタ12によるろ過工程を実行することなく、はんだ製品の製造を行った(フィルタ:なし)。より具体的に説明すると、比較例3では、ろ過前溶湯1をそのまま冷却することで、はんだ製品を得た。
(Comparative Example 3)
In Comparative Example 3, the solder product was manufactured without executing the filtration step by the filter 12 (filter: none). More specifically, in Comparative Example 3, a solder product was obtained by cooling the molten metal 1 before filtration as it was.

[はんだ製品の評価]
ここでは、各実施例および各比較例のはんだ製品を評価するための尺度として、各種はんだ製品をはんだ付けに使用して得たはんだにおけるブリッジ(はんだブリッジ)の発生状況と、各種はんだ製品を融解させて得たはんだ融液の粘度と、各種はんだ製品をはんだ付けに使用して得たはんだにおける酸素濃度とを用いた。
[Evaluation of solder products]
Here, as a scale for evaluating the solder products of each example and each comparative example, the state of occurrence of bridges (solder bridges) in the solder obtained by using various solder products for soldering and melting of various solder products. The viscosity of the solder melt obtained in this process and the oxygen concentration in the solder obtained by using various solder products for soldering were used.

(はんだブリッジ)
最初に、はんだブリッジの評価について説明を行う。なお、ここでは、実施例1〜3および比較例1〜3のすべてのはんだ製品に対し、はんだブリッジに関する評価を行った。
(Solder bridge)
First, the evaluation of the solder bridge will be described. Here, the solder bridges were evaluated for all the solder products of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3.

〔評価基板〕
図3は、はんだブリッジの評価に用いた、評価基板100の構成を説明するための図である。ここで、図3(a)は、評価基板100を、第1パターン群101〜第3パターン群103(詳細は後述する)の形成面側からみた上面図である。また、図3(b)は、第1パターン群101を構成する第1電極群A〜第5電極群E(詳細は後述する)の構成を説明するための図である。さらに、図3(c)は、第1電極群A〜第5電極群Eのそれぞれにおける、模擬電極110(詳細は後述する)の電極幅Fおよび電極高さIと、隣接する2つの模擬電極110間のギャップGおよびピッチHとを説明するための図である。
[Evaluation board]
FIG. 3 is a diagram for explaining the configuration of the evaluation substrate 100 used for evaluating the solder bridge. Here, FIG. 3A is a top view of the evaluation substrate 100 as viewed from the formation surface side of the first pattern group 101 to the third pattern group 103 (details will be described later). Further, FIG. 3B is a diagram for explaining the configuration of the first electrode group A to the fifth electrode group E (details will be described later) constituting the first pattern group 101. Further, FIG. 3C shows the electrode width F and the electrode height I of the simulated electrode 110 (details will be described later) in each of the first electrode group A to the fifth electrode group E, and two adjacent simulated electrodes. It is a figure for demonstrating the gap G and pitch H between 110.

評価基板100は、矩形状のガラスエポキシ(FR−4)製の板(ガラエポ板:厚さ約1.5mm)と、それぞれが銅層からなる複数の模擬電極(厚さ18μm)で構成され、ガラエポ板の一方の面に形成されたパターン群とを有している。そして、評価基板100は、ガラエポ板と銅箔とを有する基板材料における銅箔の一部を、エッチング処理で除去することによって得られる。なお、以下の説明においては、図3(a)に示す評価基板100において、その短手方向(図中上下方向)を「縦方向」と称し、その長手方向(図中左右方向)を「横方向」と称する。 The evaluation substrate 100 is composed of a rectangular glass epoxy (FR-4) plate (glass epoxy plate: thickness about 1.5 mm) and a plurality of simulated electrodes (thickness 18 μm) each composed of a copper layer. It has a pattern group formed on one surface of the glass epoxy plate. Then, the evaluation substrate 100 is obtained by removing a part of the copper foil in the substrate material having the glass epoxy plate and the copper foil by an etching treatment. In the following description, in the evaluation substrate 100 shown in FIG. 3A, the lateral direction (vertical direction in the figure) is referred to as "vertical direction", and the longitudinal direction (horizontal direction in the figure) is referred to as "horizontal". Called "direction".

評価基板100には、上記パターン群として、縦方向の上段に横方向に沿って並べて配置された第1パターン群101と、縦方向の中段に横方向に沿って配置された第2パターン群102と、縦方向の下段に横方向に沿って並べて配置された第3パターン群103とが形成されている。そして、これら第1パターン群101〜第3パターン群103は、共通の構成を有しているため、以下では、第1パターン群101を例として説明を行う。 On the evaluation substrate 100, as the pattern group, the first pattern group 101 arranged in the upper row in the vertical direction along the horizontal direction and the second pattern group 102 arranged in the middle row in the vertical direction along the horizontal direction. And a third pattern group 103 arranged side by side in the horizontal direction are formed in the lower row in the vertical direction. Since the first pattern group 101 to the third pattern group 103 have a common configuration, the first pattern group 101 will be described below as an example.

第1パターン群101は、評価基板100のうち図中最も左側に配置された第1電極群Aと、第1電極群Aの右側に隣接して配置された第2電極群Bと、第2電極群Bの右側に隣接して配置された第3電極群Cと、第3電極群Cの右側に隣接して配置された第4電極群Dと、第4電極群Dの右側に隣接し且つ評価基板100の図中最も右側に配置された第5電極群Eとを有している。また、第1電極群A、第2電極群B、第3電極群C、第4電極群Dおよび第5電極群Eは、それぞれ、縦方向に沿って伸びる長方形状の模擬電極110を、横方向に31個並べて構成されている。 The first pattern group 101 includes a first electrode group A arranged on the leftmost side of the evaluation substrate 100, a second electrode group B arranged adjacent to the right side of the first electrode group A, and a second electrode group B. The third electrode group C arranged adjacent to the right side of the electrode group B, the fourth electrode group D arranged adjacent to the right side of the third electrode group C, and adjacent to the right side of the fourth electrode group D. Moreover, it has a fifth electrode group E arranged on the rightmost side in the figure of the evaluation substrate 100. Further, the first electrode group A, the second electrode group B, the third electrode group C, the fourth electrode group D, and the fifth electrode group E each have a rectangular simulated electrode 110 extending in the vertical direction. It is configured by arranging 31 pieces in the direction.

ここで、第1電極群Aでは、電極幅Fが0.2mmに、ギャップGが0.5mmに、ピッチHが0.7mmに、電極高さIが15mmに、それぞれ設定されている。また、第2電極群Bでは、電極幅Fが0.2mmに、ギャップGが0.4mmに、ピッチHが0.6mmに、電極高さIが15mmに、それぞれ設定されている。さらに、第3電極群Cでは、電極幅Fが0.2mmに、ギャップGが0.3mmに、ピッチHが0.5mmに、電極高さIが15mmに、それぞれ設定されている。さらにまた、第4電極群Dでは、電極幅Fが0.2mmに、ギャップGが0.2mmに、ピッチHが0.4mmに、電極高さIが15mmに、それぞれ設定されている。そして、第5電極群Eでは、電極幅Fが0.15mmに、ギャップGが0.15mmに、ピッチHが0.3mmに、電極高さIが15mmに、それぞれ設定されている。 Here, in the first electrode group A, the electrode width F is set to 0.2 mm, the gap G is set to 0.5 mm, the pitch H is set to 0.7 mm, and the electrode height I is set to 15 mm. Further, in the second electrode group B, the electrode width F is set to 0.2 mm, the gap G is set to 0.4 mm, the pitch H is set to 0.6 mm, and the electrode height I is set to 15 mm. Further, in the third electrode group C, the electrode width F is set to 0.2 mm, the gap G is set to 0.3 mm, the pitch H is set to 0.5 mm, and the electrode height I is set to 15 mm. Furthermore, in the fourth electrode group D, the electrode width F is set to 0.2 mm, the gap G is set to 0.2 mm, the pitch H is set to 0.4 mm, and the electrode height I is set to 15 mm. In the fifth electrode group E, the electrode width F is set to 0.15 mm, the gap G is set to 0.15 mm, the pitch H is set to 0.3 mm, and the electrode height I is set to 15 mm.

これにより、第1電極群Aの寸法は、横21mm×縦15mmとなっている。また、第2電極群Bの寸法は、横18mm×縦15mmとなっている。さらに、第3電極群Cの寸法は、横15mm×縦15mmとなっている。さらにまた、第4電極群Dの寸法は、横12mm×縦15mmとなっている。そして、第5電極群Eの寸法は、横9mm×縦15mmとなっている。 As a result, the dimensions of the first electrode group A are 21 mm in width × 15 mm in length. The dimensions of the second electrode group B are 18 mm in width × 15 mm in length. Further, the dimensions of the third electrode group C are 15 mm in width × 15 mm in length. Furthermore, the dimensions of the fourth electrode group D are 12 mm in width × 15 mm in length. The dimensions of the fifth electrode group E are 9 mm in width × 15 mm in length.

なお、ここでは、上述した評価基板100に対し、予め定められた表面処理を施したものおよび施さないものの2種類を用意した。以下の説明においては、上記表面処理を施さない評価基板100のことを「未処理基板」と称し、上記表面処理を施した評価基板100のことを「処理済基板」と称する。ここで、「未処理基板」は、エッチング処理を施すことでパターン群を形成したガラエポ板に対し、水洗のみを施したものをいう。また、「処理済基板」は、エッチング処理を施すことでパターン群を形成したガラエポ板に対し、水洗を施した後に表面に存在する酸化物を除去する処理を施したものをいう。 Here, two types of the evaluation substrate 100 described above, one with a predetermined surface treatment and one without a predetermined surface treatment, were prepared. In the following description, the evaluation substrate 100 not subjected to the surface treatment is referred to as an "untreated substrate", and the evaluation substrate 100 subjected to the surface treatment is referred to as a "treated substrate". Here, the "untreated substrate" refers to a glass epoxy board in which a pattern group is formed by etching, and which is only washed with water. Further, the "treated substrate" refers to a glass epoxy board having a pattern group formed by etching, which has been washed with water to remove oxides present on the surface.

〔試験方法〕
次に、上述した評価基板100を用いた、はんだブリッジの試験方法について説明を行う。なお、ここでは、所謂フロー方式でのはんだ付けを模した状況下において、評価基板100に対するはんだ付けを行うようにした。
〔Test method〕
Next, a method for testing a solder bridge using the evaluation substrate 100 described above will be described. Here, the evaluation board 100 is soldered under the condition of imitating the so-called flow method of soldering.

まず、SUS316Lで構成されたはんだ槽(図示せず)に、対象となるはんだ製品(ここでは、実施例1〜3、比較例1〜3のいずれかのはんだ製品)を投入して加熱することにより、はんだ製品を融解させてなるはんだ融液を得た。次に、はんだ槽中のはんだ融液の温度が、250℃となるように調整を行った。続いて、はんだ槽中のはんだ融液に対し、はんだ槽の上方から、第1パターン群101を上側とし且つ第3パターン群103を下側とした状態で、評価基板100(未処理基板または処理済基板)を鉛直下方へと移動させ、評価基板100をはんだ融液中に浸漬させた。このときの評価基板100の移動速度は、60mm/sとした。それから、はんだ融液中に評価基板100の全体を浸漬した状態で、評価基板100の移動を停止させ、3sの間だけ保持(浸漬)した。その後、はんだ槽の鉛直上方に向けて、評価基板100を移動させることで、はんだ融液中に浸漬された評価基板100をはんだ融液中から取り出した。このときの評価基板100の移動速度は、60mm/sとした。 First, a target solder product (here, any of the solder products of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3) is put into a solder bath (not shown) composed of SUS316L and heated. To obtain a solder melt obtained by melting a solder product. Next, the temperature of the solder melt in the solder bath was adjusted to 250 ° C. Subsequently, with respect to the solder melt in the solder bath, the evaluation substrate 100 (unprocessed substrate or treated) is in a state where the first pattern group 101 is on the upper side and the third pattern group 103 is on the lower side from above the solder tank. The finished substrate) was moved vertically downward, and the evaluation substrate 100 was immersed in the solder melt. The moving speed of the evaluation substrate 100 at this time was 60 mm / s. Then, with the entire evaluation substrate 100 immersed in the solder melt, the movement of the evaluation substrate 100 was stopped, and the evaluation substrate 100 was held (immersed) for only 3 seconds. After that, the evaluation substrate 100 immersed in the solder melt was taken out from the solder melt by moving the evaluation substrate 100 vertically upward in the solder bath. The moving speed of the evaluation substrate 100 at this time was 60 mm / s.

このようにしてはんだ融液中から取り出した評価基板100において、評価基板100に設けられた各模擬電極110には、はんだ融液から転移し且つ冷却に伴って凝固した、はんだが付着することになる。ただし、このとき、元となるはんだ融液の状態によっては、評価基板100において隣接する2つの模擬電極110のそれぞれに付着したはんだ同士が、一体化した状態となることがある。なお、ここでは、隣接する2つの模擬電極110に付着したはんだ同士が一体化することを、「はんだブリッジが発生した」と呼ぶことにする。 In the evaluation substrate 100 taken out from the solder melt in this way, the solder transferred from the solder melt and solidified with cooling adheres to each simulated electrode 110 provided on the evaluation substrate 100. Become. However, at this time, depending on the state of the original solder melt, the solder adhering to each of the two adjacent simulated electrodes 110 on the evaluation substrate 100 may be in an integrated state. Here, the integration of the solder adhering to the two adjacent simulated electrodes 110 is referred to as "a solder bridge has occurred".

〔評価方法〕
続いて、このようにしてはんだを付着させた評価基板100に対する、はんだブリッジの評価方法について説明を行う。
上述した手順で得られた、はんだが付着した評価基板100(未処理基板または処理済基板)を目視で観察し、それぞれにおけるはんだブリッジの発生状態を調べた。
上述したように、各評価基板100には、それぞれ、3つのパターン群(第1パターン群101〜第3パターン群103)が設けられ、且つ、各パターン群には、それぞれ5つの電極群(第1電極群A〜第5電極群E)が設けられている。そして、各電極群は、それぞれが31本の模擬電極110で構成されているため、各電極群におけるはんだブリッジの発生個数は、最大で30個となる。なお、ここでは、1つの電極群において、隣接する2つの模擬電極110の間に2箇所以上にはんだブリッジが形成されていたとしても、この部位におけるはんだブリッジの発生個数は、1であるものとした。また、評価基板100の全体でみれば、同じ構成を有する3つの電極群(例えば3つの第1電極群A)におけるはんだブリッジの発生個数は、それぞれ最大で90個となる。
〔Evaluation method〕
Subsequently, an evaluation method of the solder bridge with respect to the evaluation substrate 100 to which the solder is adhered in this manner will be described.
The evaluation substrate 100 (untreated substrate or treated substrate) to which the solder was attached, which was obtained by the above procedure, was visually observed, and the state of occurrence of the solder bridge in each was examined.
As described above, each evaluation substrate 100 is provided with three pattern groups (first pattern group 101 to third pattern group 103), and each pattern group has five electrode groups (first pattern group). 1 electrode group A to 5th electrode group E) are provided. Since each of the electrode groups is composed of 31 simulated electrodes 110, the maximum number of solder bridges generated in each electrode group is 30. Here, in one electrode group, even if two or more solder bridges are formed between two adjacent simulated electrodes 110, the number of solder bridges generated at this portion is 1. did. Further, when viewed as a whole of the evaluation substrate 100, the maximum number of solder bridges generated in each of the three electrode groups having the same configuration (for example, the three first electrode groups A) is 90.

〔評価結果〕
では、はんだブリッジの評価結果について説明を行う。
表2は、実施例1のはんだ製品を用いてはんだ付けを行った、処理済基板(評価基板100)におけるはんだブリッジの発生状態を示している。表3は、比較例3のはんだ製品を用いてはんだ付けを行った、処理済基板(評価基板100)におけるはんだブリッジの発生状態を示している。表4は、実施例1のはんだ製品を用いてはんだ付けを行った、未処理基板(評価基板100)におけるはんだブリッジの発生状態を示している。表5は、比較例3のはんだ製品を用いてはんだ付けを行った、未処理基板(評価基板100)におけるはんだブリッジの発生状態を示している。
〔Evaluation results〕
Now, the evaluation result of the solder bridge will be described.
Table 2 shows the state of occurrence of solder bridges on the treated substrate (evaluation substrate 100) that was soldered using the solder product of Example 1. Table 3 shows the state of occurrence of solder bridges on the treated substrate (evaluation substrate 100) that was soldered using the solder product of Comparative Example 3. Table 4 shows the state of occurrence of solder bridges on the untreated substrate (evaluation substrate 100) that was soldered using the solder product of Example 1. Table 5 shows the state of occurrence of solder bridges on the untreated substrate (evaluation substrate 100) that was soldered using the solder product of Comparative Example 3.

ここで、表2〜表5は、評価基板100に形成された第1パターン群101〜第3パターン群103を構成する第1電極群A〜第5電極群Eの、それぞれで発生したはんだブリッジの数と、構成が同じ3つの電極群(第1電極群A〜第5電極群Eの5つ)で発生したはんだブリッジの総数(個)および発生率(%)との関係を示している。 Here, Tables 2 to 5 show the solder bridges generated in each of the first electrode group A to the fifth electrode group E constituting the first pattern group 101 to the third pattern group 103 formed on the evaluation substrate 100. The relationship between the number of solder bridges generated in the three electrode groups having the same configuration (five of the first electrode group A to the fifth electrode group E) and the occurrence rate (%) is shown. ..

{実施例1(処理済基板)}
最初に、表2を参照しつつ、実施例1のはんだ製品を用いてはんだ付けを行った、処理済基板(評価基板100)におけるはんだブリッジの発生状態について説明を行う。なお、以下では、このことを、「実施例1(処理済基板)」と表記する(以下においても同様)。
{Example 1 (processed substrate)}
First, with reference to Table 2, the state of occurrence of solder bridges on the treated substrate (evaluation substrate 100) that has been soldered using the solder product of Example 1 will be described. In the following, this will be referred to as "Example 1 (processed substrate)" (the same applies hereinafter).

実施例1(処理済基板)の場合、全第1電極群Aにおけるはんだブリッジの総数は0個(発生率:0%)であり、全第2電極群Bにおけるはんだブリッジの総数は2個(発生率:2%)であり、全第3電極群Cにおけるはんだブリッジの総数は11個(発生率:12%)であった。また、実施例1(処理済基板)の場合、全第4電極群Dにおけるはんだブリッジの総数は30個(発生率:33%)であり、全第5電極群Eにおけるはんだブリッジの総数は44個(発生率:49%)であった。したがって、実施例1(処理済基板)の場合、はんだブリッジの発生率は、最も低いもので0%となり、最も高いものでも50%以下(49%)であった。 In the case of Example 1 (treated substrate), the total number of solder bridges in all the first electrode group A is 0 (occurrence rate: 0%), and the total number of solder bridges in all the second electrode group B is 2 (). Occurrence rate: 2%), and the total number of solder bridges in all the third electrode group C was 11 (occurrence rate: 12%). Further, in the case of Example 1 (processed substrate), the total number of solder bridges in all the fourth electrode group D is 30 (occurrence rate: 33%), and the total number of solder bridges in all the fifth electrode group E is 44. The number was (incidence rate: 49%). Therefore, in the case of Example 1 (treated substrate), the occurrence rate of the solder bridge was 0% at the lowest, and 50% or less (49%) at the highest.

{比較例3(処理済基板)}
次に、表3を参照しつつ、比較例3(処理済基板)の場合について説明を行う。
比較例3(処理済基板)の場合、全第1電極群Aにおけるはんだブリッジの総数は1個(発生率:1%)であり、全第2電極群Bにおけるはんだブリッジの総数は10個(発生率:11%)であり、全第3電極群Cにおけるはんだブリッジの総数は22個(発生率:24%)であった。また、比較例3(処理済基板)の場合、全第4電極群Dにおけるはんだブリッジの総数は48個(発生率:53%)であり、全第5電極群Eにおけるはんだブリッジの総数は81個(発生率:90%)であった。したがって、比較例3(処理済基板)の場合、はんだブリッジの発生率は、最も低いものでも1%となり、最も高いものでは50%を大きく超えて(90%)いた。
{Comparative Example 3 (Processed Substrate)}
Next, the case of Comparative Example 3 (processed substrate) will be described with reference to Table 3.
In the case of Comparative Example 3 (treated substrate), the total number of solder bridges in all the first electrode group A is 1 (occurrence rate: 1%), and the total number of solder bridges in all the second electrode group B is 10 (the total number of solder bridges). Occurrence rate: 11%), and the total number of solder bridges in all the third electrode group C was 22 (occurrence rate: 24%). Further, in the case of Comparative Example 3 (processed substrate), the total number of solder bridges in all the fourth electrode group D is 48 (occurrence rate: 53%), and the total number of solder bridges in all the fifth electrode group E is 81. The number was (incidence rate: 90%). Therefore, in the case of Comparative Example 3 (treated substrate), the occurrence rate of the solder bridge was 1% at the lowest, and greatly exceeded 50% (90%) at the highest.

{実施例1(未処理基板)}
さらに、表4を参照しつつ、実施例1(未処理基板)の場合について説明を行う。
実施例1(未処理基板)の場合、全第1電極群Aにおけるはんだブリッジの総数は0個(発生率:0%)であり、全第2電極群Bにおけるはんだブリッジの総数は0個(発生率:0%)であり、全第3電極群Cにおけるはんだブリッジの総数は6個(発生率:6.7%)であった。また、実施例1(未処理基板)の場合、全第4電極群Dにおけるはんだブリッジの総数は24個(発生率:27%)であり、全第5電極群Eにおけるはんだブリッジの総数は25個(発生率:28%)であった。したがって、実施例1(未処理基板)の場合、はんだブリッジの発生率は、最も低いもので0%となり、最も高いものでも30%以下(28%)となった。
{Example 1 (unprocessed substrate)}
Further, the case of Example 1 (unprocessed substrate) will be described with reference to Table 4.
In the case of Example 1 (untreated substrate), the total number of solder bridges in all the first electrode group A is 0 (occurrence rate: 0%), and the total number of solder bridges in all the second electrode group B is 0 (). Occurrence rate: 0%), and the total number of solder bridges in all the third electrode group C was 6 (occurrence rate: 6.7%). Further, in the case of Example 1 (untreated substrate), the total number of solder bridges in the total 4th electrode group D is 24 (occurrence rate: 27%), and the total number of solder bridges in the total 5th electrode group E is 25. The number was (incidence rate: 28%). Therefore, in the case of Example 1 (untreated substrate), the occurrence rate of the solder bridge was 0% at the lowest and 30% or less (28%) at the highest.

{比較例3(未処理基板)}
今度は、表5を参照しつつ、比較例3(未処理基板)の場合について説明を行う。
比較例3(未処理基板)の場合、全第1電極群Aにおけるはんだブリッジの総数は76個(発生率:84%)であり、全第2電極群Bにおけるはんだブリッジの総数は76個(発生率:84%)であり、全第3電極群Cにおけるはんだブリッジの総数は75個(発生率:83%)であった。また、比較例3(未処理基板)の場合、全第4電極群Dにおけるはんだブリッジの総数は81個(発生率:90%)であり、全第5電極群Eにおけるはんだブリッジの総数は90個(発生率:100%)であった。したがって、比較例3(未処理基板)の場合、はんだブリッジの発生率は、最も低いものでも83%となり、最も高いものでは100%(すべて)であった。
{Comparative Example 3 (Unprocessed Substrate)}
This time, the case of Comparative Example 3 (unprocessed substrate) will be described with reference to Table 5.
In the case of Comparative Example 3 (untreated substrate), the total number of solder bridges in all the first electrode group A is 76 (occurrence rate: 84%), and the total number of solder bridges in all the second electrode group B is 76 (). Occurrence rate: 84%), and the total number of solder bridges in all the third electrode group C was 75 (occurrence rate: 83%). Further, in the case of Comparative Example 3 (untreated substrate), the total number of solder bridges in all the fourth electrode group D is 81 (occurrence rate: 90%), and the total number of solder bridges in all the fifth electrode group E is 90. The number was (incidence rate: 100%). Therefore, in the case of Comparative Example 3 (untreated substrate), the occurrence rate of the solder bridge was 83% at the lowest and 100% (all) at the highest.

{各実施例と各比較例との対比}
なお、ここでは、詳細な説明を行わないが、実施例2、実施例3、比較例1および比較例2についても、実施例1および比較例3と同様の試験および評価を行った。
表6は、実施例1〜3および比較例1〜3のはんだ製品を用いて、評価基板100(処理済基板または未処理基板)にはんだ付けを行ったときの評価結果を、一覧として示している。なお、表6では、処理済基板に対する評価結果として、はんだブリッジの発生率の最高値が、50%以下となったものを「○」で、50%超となったものを「×」で、それぞれ示している。また、表6では、未処理基板に対する評価結果として、はんだブリッジの発生率の最高値が、30%以下になったものを「○」で、30%超となったものを「×」で、それぞれ示している。
{Comparison between each example and each comparative example}
Although detailed description is not given here, the same tests and evaluations as in Example 1 and Comparative Example 3 were carried out for Example 2, Example 3, Comparative Example 1 and Comparative Example 2.
Table 6 shows a list of evaluation results when the evaluation substrate 100 (treated substrate or untreated substrate) is soldered using the solder products of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3. There is. In Table 6, as the evaluation results for the treated substrates, those with the highest solder bridge occurrence rate of 50% or less are indicated by "○", and those exceeding 50% are indicated by "×". Each is shown. Further, in Table 6, as the evaluation result for the untreated substrate, the maximum value of the occurrence rate of the solder bridge is "○" when it is 30% or less, and "x" when it is over 30%. Each is shown.

表6より、目開きsが10μm以下となるフィルタ12を用いてろ過を行った実施例1〜3のはんだ製品を用いた場合は、目開きsが20μm以上となるフィルタを用いてろ過を行った比較例1、2のはんだ製品を用いた場合よりも、はんだブリッジの発生率が低下していることがわかる。また、目開きsが10μm以下となるフィルタ12を用いてろ過を行った実施例1〜3のはんだ製品を用いた場合は、フィルタ12を用いたろ過を行わない比較例3のはんだ製品を用いた場合よりも、はんだブリッジの発生率が低下していることがわかる。 From Table 6, when the solder products of Examples 1 to 3 obtained by filtering using the filter 12 having the opening s of 10 μm or less are used, the filtration is performed using the filter having the opening s of 20 μm or more. It can be seen that the occurrence rate of the solder bridge is lower than that in the case of using the solder products of Comparative Examples 1 and 2. Further, when the solder products of Examples 1 to 3 obtained by filtering using the filter 12 having the opening s of 10 μm or less are used, the solder products of Comparative Example 3 not subjected to the filtration using the filter 12 are used. It can be seen that the occurrence rate of the solder bridge is lower than that in the case of the case.

(粘度)
次に、粘度の評価について説明を行う。なお、ここでは、実施例1および比較例3のはんだ製品に対し、粘度に関する評価を行った。
(viscosity)
Next, the evaluation of viscosity will be described. Here, the viscosity of the solder products of Example 1 and Comparative Example 3 was evaluated.

〔測定方法〕
では、今回実行した、粘度の測定方法について説明を行う。
まず、アルミナ製のるつぼ(図示せず)の中に、対象となるはんだ製品(ここでは、実施例1または比較例3のはんだ製品)を投入し、アルゴン雰囲気下にて加熱することにより、はんだ製品を融解させてなるはんだ融液を得た。次に、るつぼ中のはんだ融液の温度が、300℃となるように調整を行った。そして、公知の振動式粘度計を用い、はんだ融液の温度を300℃から徐々に低下させつつ、220℃となるまで5℃おきに粘度の測定を行った。
〔Measuring method〕
Now, I will explain the viscosity measurement method that was executed this time.
First, the target solder product (here, the solder product of Example 1 or Comparative Example 3) is put into an alumina crucible (not shown) and heated in an argon atmosphere to solder. A solder melt obtained by melting the product was obtained. Next, the temperature of the solder melt in the crucible was adjusted to 300 ° C. Then, using a known vibration viscometer, the viscosity of the solder melt was measured every 5 ° C. until it reached 220 ° C. while gradually lowering the temperature of the solder melt from 300 ° C.

〔測定結果〕
図4は、実施例1および比較例3のはんだ製品を融解させて得たはんだ融液における、温度と粘度との関係を示す図である。図4において、横軸は温度(℃)であり、縦軸は粘度(Pa・s)である。
実施例1および比較例3の両者ともに、温度の低下に伴って粘度が緩やかに増大していることがわかる。ただし、温度が220℃〜300℃となる範囲において、実施例1では、粘度が0.0035Pa・s〜0.004Pa・s程度となるのに対し、比較例3では、粘度が0.005Pa・s〜0.006Pa・s程度と、常に実施例1よりも高くなっていることがわかる。そして、同じ温度において粘度がより低いということは、実施例1のはんだ製品を用いて得たはんだ融液は、比較例3のはんだ製品を用いて得たはんだ融液に比べて、「はんだぬれ性」および「はんだ切れ性」の両者が良好となり得ることを示唆しているものと考えられる。特に、後者の「はんだ切れ性」が良好であると、上述した「はんだブリッジ」は生じにくくなるといえる。
〔Measurement result〕
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between temperature and viscosity in a solder melt obtained by melting the solder products of Example 1 and Comparative Example 3. In FIG. 4, the horizontal axis is temperature (° C.) and the vertical axis is viscosity (Pa · s).
It can be seen that the viscosities of both Example 1 and Comparative Example 3 gradually increase as the temperature decreases. However, in the range where the temperature is 220 ° C. to 300 ° C., the viscosity is about 0.0035 Pa · s to 0.004 Pa · s in Example 1, whereas the viscosity is 0.005 Pa · s in Comparative Example 3. It can be seen that the temperature is always higher than that of Example 1 at about s to 0.006 Pa · s. The fact that the viscosity is lower at the same temperature means that the solder melt obtained by using the solder product of Example 1 is "solder wet" as compared with the solder melt obtained by using the solder product of Comparative Example 3. It is considered to suggest that both "property" and "soldering property" can be good. In particular, if the latter "soldering property" is good, it can be said that the above-mentioned "solder bridge" is less likely to occur.

(酸素濃度)
続いて、酸素濃度の評価について説明を行う。なお、ここでは、実施例1および比較例3のはんだ製品に対し、酸素濃度に関する評価を行った。
(Oxygen concentration)
Next, the evaluation of the oxygen concentration will be described. Here, the solder products of Example 1 and Comparative Example 3 were evaluated with respect to the oxygen concentration.

〔測定方法〕
では、今回実行した、酸素濃度の測定方法について説明を行う。
まず、上述したはんだブリッジの評価で用いた、はんだ付けがなされた評価基板100を、上述した手順で作製した。このとき、はんだ融液の原材料として、実施例1または比較例3のはんだ製品を用いた。
そして、評価基板100に設けられた模擬電極110に転移・付着したはんだに対し、TOF−SIMS(Time of Flight-SIMS:飛行時間型質量分析法)装置を用いて、はんだにおける深さ方向の酸素濃度と、はんだ中の平均酸素濃度とを求めた。なお、ここでは、実施例1および比較例3のそれぞれに対し、サンプルを3つずつ(実施例1−1〜実施例1−3、および、比較例3−1〜比較例3−3)用意した。
〔Measuring method〕
Now, I will explain the method of measuring oxygen concentration that was executed this time.
First, the soldered evaluation substrate 100 used in the evaluation of the solder bridge described above was produced by the procedure described above. At this time, the solder product of Example 1 or Comparative Example 3 was used as the raw material of the solder melt.
Then, for the solder transferred / adhered to the simulated electrode 110 provided on the evaluation substrate 100, oxygen in the depth direction in the solder is used by using a TOF-SIMS (Time of Flight-SIMS) device. The concentration and the average oxygen concentration in the solder were determined. Here, three samples are prepared for each of Example 1 and Comparative Example 3 (Examples 1-1 to 1-3 and Comparative Examples 3-1 to 3-3). did.

〔測定結果〕
図5(a)は、実施例1および比較例3のはんだ製品をはんだ付けして得たはんだにおける深さ方向の酸素濃度分布を示す図である。図5(a)において、横軸は、はんだの表面からの深さ(depth(μm))であり、縦軸は酸素濃度(O content[a.u.])である。また、図5(b)は、各はんだ内における平均酸素濃度を示す図である。図5(b)において、横軸は、各実施例および各比較例の名称であり、縦軸は平均酸素濃度(integral O content[a.u.])である。
〔Measurement result〕
FIG. 5A is a diagram showing the oxygen concentration distribution in the depth direction in the solder obtained by soldering the solder products of Example 1 and Comparative Example 3. In FIG. 5A, the horizontal axis is the depth (depth (μm)) from the surface of the solder, and the vertical axis is the oxygen concentration (Ocontent [au]). Further, FIG. 5B is a diagram showing the average oxygen concentration in each solder. In FIG. 5B, the horizontal axis is the name of each Example and each Comparative Example, and the vertical axis is the average oxygen concentration (integral O content [a.u.]).

{深さ方向の酸素濃度分布}
最初に、図5(a)を参照しつつ、はんだにおける深さ方向の酸素濃度分布について説明を行う。
図5(a)に示すように、実施例1のはんだ製品をはんだ付けして得たはんだ(実施例1−1〜実施例1−3)の場合、はんだの表面近傍における酸素濃度は、相対的に高くなっているが、表面から1μm以上の深さとなる部位での酸素濃度は、それよりも低くなっている。これに対し、比較例3のはんだ製品をはんだ付けして得たはんだ(比較例3−1〜比較例3−3)の場合、はんだの酸素濃度は、深さとはあまり関係がなく、全般的に高くなっている。特に、表面から1μm以上の深さとなる部位での酸素濃度に着目すると、実施例1−1〜実施例1−3は、比較例3−1〜比較例3−3と比べて、1桁乃至2桁のレベルで、酸素濃度が低くなっていることが理解される。
{Oxygen concentration distribution in the depth direction}
First, the oxygen concentration distribution in the depth direction in the solder will be described with reference to FIG. 5A.
As shown in FIG. 5A, in the case of solder obtained by soldering the solder product of Example 1 (Examples 1-1 to 1-3), the oxygen concentration in the vicinity of the surface of the solder is relative. However, the oxygen concentration at a depth of 1 μm or more from the surface is lower than that. On the other hand, in the case of solder obtained by soldering the solder product of Comparative Example 3 (Comparative Examples 3-1 to 3-3), the oxygen concentration of the solder has little relation to the depth and is generally It is getting higher. In particular, focusing on the oxygen concentration at a portion having a depth of 1 μm or more from the surface, Examples 1-1 to Example 1-3 are one digit or more as compared with Comparative Examples 3-1 to 3-3. It is understood that the oxygen concentration is low at the double digit level.

{平均酸素濃度}
続いて、図5(b)を参照しつつ、はんだ中の平均酸素濃度について説明を行う。
図5(b)に示すように、実施例1のはんだ製品をはんだ付けして得たはんだ(実施例1−1〜実施例1−3)では、比較例3のはんだ製品をはんだ付けして得たはんだ(比較例3−1〜比較例3−3)と比べて、平均酸素濃度が2桁のレベルで低くなっていることが理解される。
{Average oxygen concentration}
Subsequently, the average oxygen concentration in the solder will be described with reference to FIG. 5 (b).
As shown in FIG. 5B, in the solder obtained by soldering the solder product of Example 1 (Examples 1-1 to 1-3), the solder product of Comparative Example 3 is soldered. It is understood that the average oxygen concentration is lower by a double digit level as compared with the obtained solder (Comparative Examples 3-1 to 3-3).

{はんだ内の酸素について}
以上の結果から、実施例1のはんだ製品を用いて得たはんだは、比較例3のはんだ製品を用いて得たはんだに比べて、はんだ中に含まれる金属酸化物が少なくなり得ることを示唆しているものと考えられる。ここで、はんだ中に含まれる金属酸化物が少ないということは、はんだ融液中で融けずに残る異物(固形物)が少なくなることを意味する。そして、はんだ融液中の異物が少なくなるということは、「はんだぬれ性」および「はんだ切れ性」の両者が良好となり得ることを示唆するものと考えられる。
{About oxygen in the solder}
From the above results, it is suggested that the solder obtained by using the solder product of Example 1 may contain less metal oxide in the solder than the solder obtained by using the solder product of Comparative Example 3. It is thought that it is doing. Here, the fact that the amount of metal oxide contained in the solder is small means that the amount of foreign matter (solid matter) remaining unmelted in the solder melt is reduced. The fact that the amount of foreign matter in the solder melt is reduced is considered to suggest that both "solder wetting property" and "solder breakability" can be improved.

[ろ過に伴って生じる残渣]
図6は、実施例1のはんだ製品の製造において、ステップ30のろ過工程後のフィルタ12上に残った残渣の光学写真である。
また、図7は、図6に示す残渣のSEM(Scanning Electron Microscope)写真である。
さらに、図8は、図7に示す残渣に存在する針状体のSEM写真である。
[Residues generated by filtration]
FIG. 6 is an optical photograph of the residue remaining on the filter 12 after the filtration step of step 30 in the production of the solder product of Example 1.
Further, FIG. 7 is a SEM (Scanning Electron Microscope) photograph of the residue shown in FIG.
Further, FIG. 8 is an SEM photograph of the needle-shaped body present in the residue shown in FIG. 7.

まず、図6に示すように、固形物の一例としての残渣は、全体的に灰色っぽい色を呈するとともに、砂状の粒子を塊化してなる構造を有している。このため、図6に示す残渣は、見た目から、金属酸化物を含むものであることが示唆される。 First, as shown in FIG. 6, the residue as an example of the solid matter has an overall grayish color and has a structure formed by agglomerating sand-like particles. Therefore, it is suggested from the appearance that the residue shown in FIG. 6 contains a metal oxide.

また、図7に示すように、残渣の表面はサボテンのようになっており、針状を呈する針状体が、残渣の表面から突出するようになっている。ただし、このような針状体は、残渣の表面だけでなく、実際には、残渣の内部にも存在しているものと考えられる。 Further, as shown in FIG. 7, the surface of the residue is like a cactus, and the needle-shaped spicules project from the surface of the residue. However, it is considered that such a needle-like body is actually present not only on the surface of the residue but also inside the residue.

さらに、図8に示すように、残渣中に存在する針状体は、その長さが100μm〜200μm程度となっており、その直径が12μm〜20μm程度となっている。そして、図8からも明らかなように、針状体の断面は、多角形状となっている。このことは、この針状体が、何らかの単結晶体で構成されていることを示唆するものと考えられる。 Further, as shown in FIG. 8, the needle-like body existing in the residue has a length of about 100 μm to 200 μm and a diameter of about 12 μm to 20 μm. As is clear from FIG. 8, the cross section of the needle-shaped body has a polygonal shape. This is considered to suggest that this needle-shaped body is composed of some kind of single crystal body.

そして、図8に示す針状体に対し、EPMA(Electron Probe Micro Analyzer)を用いて元素分析を行ったところ、この針状体には、錫および銅の両者が含まれていることが判明した。この結果から、この針状体は、錫および銅の合金、あるいは、錫および銅の酸化物等で構成されていることが示唆される。なお、この残渣を500℃まで加熱する実験を行ったところ、残渣中に存在する針状体は、500℃では融解せず、そのままの状態を維持していた。したがって、この針状体は、錫および銅の合金の一種であるCuSn(融点:約435℃)ではないと考えられる。 Then, when the needle-shaped body shown in FIG. 8 was subjected to elemental analysis using EPMA (Electron Probe Micro Analyzer), it was found that the needle-shaped body contained both tin and copper. .. From this result, it is suggested that this needle-shaped body is composed of an alloy of tin and copper, an oxide of tin and copper, and the like. When an experiment was conducted in which the residue was heated to 500 ° C., the needle-like body present in the residue did not melt at 500 ° C. and remained as it was. Therefore, it is considered that this spicule is not Cu 6 Sn 5 (melting point: about 435 ° C.), which is a kind of alloy of tin and copper.

また、図8からも明らかなように、残渣に含まれる針状体の直径が10μm超であることから、この針状体は、目開きsが10μm以下に設定されたフィルタ12を通過できない。したがって、実施例1〜3のはんだ製品には、このような針状体が異物として含まれていないものと考えられる。 Further, as is clear from FIG. 8, since the diameter of the needle-shaped body contained in the residue is more than 10 μm, this needle-shaped body cannot pass through the filter 12 in which the opening s is set to 10 μm or less. Therefore, it is considered that the solder products of Examples 1 to 3 do not contain such a needle-like body as a foreign substance.

一方、この針状体は、目開きsが20μm以上に設定されたフィルタ12を通過することができる。また、この針状体は、フィルタ12が存在しなければ、そのままの状態を維持することができる。したがって、比較例1〜比較例3のはんだ製品には、このような針状体が異物として含まれているものと考えられる。 On the other hand, this needle-shaped body can pass through the filter 12 in which the opening s is set to 20 μm or more. Further, this needle-shaped body can be maintained as it is in the absence of the filter 12. Therefore, it is considered that such needle-like bodies are contained as foreign matter in the solder products of Comparative Examples 1 to 3.

それゆえ、実施例1〜3のはんだ製品を用いた場合に、はんだブリッジの評価結果が「○」となり、また、比較例1〜3のはんだ製品を用いた場合に、はんだブリッジの評価結果が「×」となったものと考えられる。 Therefore, when the solder products of Examples 1 to 3 are used, the evaluation result of the solder bridge is "○", and when the solder products of Comparative Examples 1 to 3 are used, the evaluation result of the solder bridge is "○". It is probable that it became "x".

ここで、残渣中に存在する針状体の直径は、図8に示したように12μm〜20μm程度となっていた。ただし、この針状体の径は、最初から10μm超となるのではなく、成長に伴って徐々に径が太くなっていき、ある程度太くなったところで大径化が鈍化していくものと考えられる。 Here, the diameter of the needle-shaped body present in the residue was about 12 μm to 20 μm as shown in FIG. However, it is considered that the diameter of this needle-shaped body does not exceed 10 μm from the beginning, but gradually increases with growth, and when it becomes thick to some extent, the increase in diameter slows down. ..

近年、特にスマートフォン等の分野においては、はんだ付けの対象となるプリント配線板における配線パターンの微細化(細線化)が進んでいる。このため、プリント配線板における所謂L/S(ライン/スペース)の値は、数年前から100μmを切るようになっており、最近では10μm/10μmのものが検討されている。 In recent years, especially in the field of smartphones and the like, the wiring pattern of a printed wiring board to be soldered has been miniaturized (thinning). For this reason, the so-called L / S (line / space) value of a printed wiring board has been less than 100 μm for several years, and recently, a value of 10 μm / 10 μm has been studied.

L/Sが10μm/10μmに設定されたプリント配線板にはんだ付けを行う場合、はんだの元となるはんだ製品中に、径が10μm弱の針状体が存在していると、上述したはんだブリッジが生じる懸念がある。このため、このようなことを考慮する場合には、上述した実施例1および実施例2のように、ステップ30のろ過工程において、目開きsが5μm以下に設定されたフィルタ12を用いることが望ましい。 When soldering to a printed wiring board whose L / S is set to 10 μm / 10 μm, if a needle-like body with a diameter of less than 10 μm is present in the solder product that is the source of the solder, the above-mentioned solder bridge There is a concern that Therefore, when such a thing is taken into consideration, it is possible to use the filter 12 in which the opening s is set to 5 μm or less in the filtration step of step 30, as in the above-mentioned Examples 1 and 2. desirable.

[その他]
ここでは、錫(主成分)と銅(副成分)とを含む、Sn−Cu系と称される2元系のはんだ製品を例として説明を行った。ただし、ここでは詳細な説明を行わないが、錫を主成分とする他のはんだ製品においても、同様の結果が得られている。
ここで、Sn−Cu系以外の2元系のはんだ製品としては、例えばSn−Ag系、Sn−Bi系およびSn−Zn系を挙げることができる。また、3元系のはんだ製品としては、Sn−Ag−Cu系、Sn−Ag−Bi系、Sn−Ag−In系、Sn−Zn−Bi系およびSn−Zn−Al系を挙げることができる。さらに、4元系のはんだ製品としては、Sn−Ag−Cu−Bi系およびSn−Ag−In−Bi系を挙げることができる。さらにまた、5元系のはんだ製品としては、Sn−Ag−Cu−Ni−Ge系を挙げることができる。そして、6元系以上のはんだ製品についても、同様の結果を得ることが可能である。
[Other]
Here, a binary solder product called a Sn—Cu system containing tin (main component) and copper (sub component) has been described as an example. However, although detailed description is not given here, similar results have been obtained for other solder products containing tin as a main component.
Here, examples of binary solder products other than Sn—Cu are Sn—Ag, Sn—Bi, and Sn—Zn. Examples of the ternary solder product include Sn-Ag-Cu type, Sn-Ag-Bi type, Sn-Ag-In type, Sn-Zn-Bi type and Sn-Zn-Al type. .. Further, examples of the quaternary solder product include Sn-Ag-Cu-Bi type and Sn-Ag-In-Bi type. Furthermore, examples of the quintuple-based solder products include Sn-Ag-Cu-Ni-Ge series. The same result can be obtained for solder products of 6 elements or more.

また、ここでは、はんだ原料を融解してなる溶湯を、フィルタ12を用いてろ過する手法を例として説明を行ったが、これに限られるものではない。例えば遠心分離や固液分離等の手法を用いて、溶湯から、10μm超となる径(より好ましくは5μm超となる径)を有し且つ溶湯中に存在する固形物を取り除くようにしてもよい。 Further, here, the method of filtering the molten metal formed by melting the solder raw material by using the filter 12 has been described as an example, but the present invention is not limited to this. For example, a technique such as centrifugation or solid-liquid separation may be used to remove solid matter having a diameter of more than 10 μm (more preferably more than 5 μm) and existing in the molten metal from the molten metal. ..

1…ろ過前溶湯、2…ろ過後溶湯、10…ろ過装置、11…容器、12…フィルタ、13…ヒータ、100…評価基板、101…第1パターン群、102…第2パターン群、103…第3パターン群、110…模擬電極 1 ... molten metal before filtration, 2 ... molten metal after filtration, 10 ... filtration device, 11 ... container, 12 ... filter, 13 ... heater, 100 ... evaluation substrate, 101 ... first pattern group, 102 ... second pattern group, 103 ... Third pattern group, 110 ... Simulated electrode

Claims (7)

錫を主成分とし且つ副成分として鉛以外の金属元素を含む原材料を、加熱により融解させて溶湯とする加熱工程と、
前記溶湯を、目開きが10μm以下に設定されたフィルタにてろ過するろ過工程と、
ろ過された前記溶湯を、冷却により凝固させる冷却工程と
を含むはんだ製品の製造方法。
A heating process in which a raw material containing tin as a main component and a metal element other than lead as an auxiliary component is melted by heating to form a molten metal.
A filtration step of filtering the molten metal with a filter having an opening of 10 μm or less,
A method for producing a solder product, which comprises a cooling step of solidifying the filtered molten metal by cooling.
前記ろ過工程では、前記フィルタを加熱することを特徴とする請求項1記載のはんだ製品の製造方法。 The method for manufacturing a solder product according to claim 1, wherein in the filtration step, the filter is heated. 前記ろ過工程では、前記フィルタとしてステンレス製の金網を用いることを特徴とする請求項1または2記載のはんだ製品の製造方法。 The method for manufacturing a solder product according to claim 1 or 2, wherein in the filtration step, a stainless steel wire mesh is used as the filter. 前記加熱工程では、前記原材料が、前記副成分となる前記金属元素として銅を含むことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載のはんだ製品の製造方法。 The method for producing a solder product according to any one of claims 1 to 3, wherein in the heating step, the raw material contains copper as the metal element as a sub-component. 錫を主成分とし且つ副成分として鉛以外の金属元素を含む原材料を、加熱により融解させて溶湯とする加熱工程と、
230℃〜260℃に設定された前記溶湯から、10μm超となる径を有し且つ当該溶湯中に存在する固形物を取り出す取出工程と、
前記固形物が取り出された前記溶湯を、冷却により凝固させる冷却工程と
を含むはんだ製品の製造方法。
A heating process in which a raw material containing tin as a main component and a metal element other than lead as an auxiliary component is melted by heating to form a molten metal.
A step of taking out a solid substance having a diameter of more than 10 μm and existing in the molten metal from the molten metal set at 230 ° C. to 260 ° C.
A method for producing a solder product, which comprises a cooling step of solidifying the molten metal from which the solid matter has been taken out by cooling.
前記取出工程では、前記溶湯を235℃〜250℃に設定することを特徴とする請求項5記載のはんだ製品の製造方法。 The method for manufacturing a solder product according to claim 5, wherein in the extraction step, the molten metal is set at 235 ° C to 250 ° C. 前記取出工程では、前記溶湯から、5μm超となる前記固形物を取り出すことを特徴とする請求項5または6記載のはんだ製品の製造方法。 The method for manufacturing a solder product according to claim 5 or 6, wherein in the taking-out step, the solid matter having a size of more than 5 μm is taken out from the molten metal.
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