JP2539445Y2 - Printed board - Google Patents

Printed board

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JP2539445Y2
JP2539445Y2 JP1990084117U JP8411790U JP2539445Y2 JP 2539445 Y2 JP2539445 Y2 JP 2539445Y2 JP 1990084117 U JP1990084117 U JP 1990084117U JP 8411790 U JP8411790 U JP 8411790U JP 2539445 Y2 JP2539445 Y2 JP 2539445Y2
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雅也 直井
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政策 大木
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アイワ株式会社
タルチン 株式会社
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Description

【考案の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この考案は、リフローはんだ付け装置等を使用して、
低融点はんだ粒と高融点はんだ粒を所定の混合率で混合
したペースト状はんだを用いて面実装型電子部品を取り
付けたプリント基板に関する。
[Detailed description of the invention] [Industrial application field] This invention uses reflow soldering equipment, etc.
The present invention relates to a printed circuit board to which a surface-mount type electronic component is attached using paste solder in which low-melting-point solder particles and high-melting-point solder particles are mixed at a predetermined mixing ratio.

[従来の技術] ハイブリット型IC等では、その実装密度を高めるた
め、IC基板に実装される電子部品はチップ型コンデンサ
等のように、軽薄短小化された面実装部品が使用される
傾向にある。
[Prior Art] In a hybrid IC or the like, in order to increase the mounting density, electronic components mounted on an IC substrate tend to use light, thin and small surface mount components such as chip capacitors. .

また、面実装部品の大きさは種々あり、同一の電子部
品であってもその大きさは、種々雑多である。
In addition, there are various sizes of surface mount components, and even the same electronic component has various sizes.

このような面実装部品を実装するには、通常リフロー
はんだ付け装置が使用されることが多い。
In order to mount such a surface mount component, a reflow soldering apparatus is usually used in many cases.

これは、第10図に示すように所定のプリント基板5上
に形成された導電層6,7間にペースト状はんだ8,9等によ
って面実装部品1が仮止めされ、仮止めされた状態でプ
リント基板5がリフロー炉(図示せず)内に搬送され
る。
This is because the surface mount component 1 is temporarily fixed between the conductive layers 6 and 7 formed on the predetermined printed circuit board 5 by the paste solders 8 and 9 as shown in FIG. The printed circuit board 5 is transferred into a reflow furnace (not shown).

ペースト状はんだ8,9としては、例えばSn−Pb系の共
晶はんだ(融点183℃)が使用される。
As the paste solders 8, 9, for example, Sn-Pb eutectic solder (melting point: 183 ° C.) is used.

リフロー炉内の高温雰囲気(183℃以上のリフロー温
度)中をプリント基板5が通過することによってペース
ト状はんだ8,9が溶融し、その後の搬送によってプリン
ト基板5が冷却される。これで、溶融されたはんだが固
化して面実装部品1がプリント基板5上に接合されるこ
とになる。
When the printed circuit board 5 passes through the high-temperature atmosphere (reflow temperature of 183 ° C. or more) in the reflow furnace, the paste solders 8 and 9 are melted, and the printed circuit board 5 is cooled by subsequent conveyance. As a result, the melted solder is solidified and the surface mount component 1 is joined to the printed circuit board 5.

[考案が解決しようとする課題] ところで、上述したようにリフローはんだ付け装置を
使用して、面実装部品1をプリント基板5上に実装する
場合、リフローはんだ付け装置内の高温雰囲気中を通過
するすべての面実装部品1が常に一様な温度分布を示す
とは限らない。
[Problem to be Solved by the Invention] By the way, when the surface mount component 1 is mounted on the printed circuit board 5 using the reflow soldering device as described above, the component 1 passes through a high-temperature atmosphere in the reflow soldering device. Not all surface mount components 1 always show a uniform temperature distribution.

それは、実装される電子部品の形状、大きさ等は様々
であって、大きな面実装部品に隣接した小さな面実装部
品等にあっては、この大きな面実装部品による影響を受
け、同一部品の左右の電極部3,4間であっても、温度差
が生ずることもあるからである。
This is because the shape, size, etc. of the electronic components to be mounted vary, and small surface-mounted components, etc., adjacent to a large surface-mounted component are affected by this large surface-mounted component, and the left and right of the same component are affected. This is because, even between the electrode portions 3 and 4, a temperature difference may occur.

このように温度の高低差があると、ペースト状はんだ
8,9の溶融状態も当然相違し、このことは、温度の高い
側のペースト状はんだが完全に溶融しても、他方のペー
スト状はんだは完全には溶融しないという現象が一時的
に生ずる。
If there is a difference in temperature, the paste solder
Naturally, the melting states of 8 and 9 are also different, which means that even when the paste solder on the high temperature side is completely melted, the other paste solder is not completely melted temporarily.

このように、一方例えば、左側ペースト状はんだ8が
完全溶融し、右側ペースト状はんだ9が不完全溶融状態
であると、完全溶融したはんだ8側の方が、他方よりは
んだ8自体の表面張力の作用が大きくなる。
Thus, for example, when the left-side paste solder 8 is completely melted and the right-side paste solder 9 is in an incompletely melted state, the completely melted solder 8 side has a lower surface tension of the solder 8 than the other side. The effect is increased.

この表面張力の作用のおよぼし方は、第10図矢印で示
すように両電極部3,4での高さ方向におけるモーメント
(回転モーメントの垂直分力)の差異となって現れ、完
全溶融側の電極部3に加わるモーメントの方が、不完全
溶融電極部4側に加わるモーメントよりも、遥かに大き
くなる。
The effect of the surface tension is expressed as a difference in the moment (vertical component of the rotational moment) in the height direction between the two electrode portions 3 and 4 as shown by the arrow in FIG. The moment applied to the electrode part 3 is much larger than the moment applied to the incompletely fused electrode part 4 side.

これに起因して、面実装部品1が第11図に示すように
立ち上がってしまう、いわゆるマンハッタン現象が起き
る。
This causes a so-called Manhattan phenomenon in which the surface mount component 1 rises as shown in FIG.

マンハッタン現象は、部品が小さくなればなるほど相
対的に部品の自重に対するはんだの表面張力の作用が大
きくなるので、より発生しやすい状態となる。
The Manhattan phenomenon is more likely to occur because the effect of the surface tension of the solder on the weight of the component increases as the size of the component decreases.

今日の電子部品においては、実装密度の向上を目指し
ているために、部品自体を小さくする傾向にあり、従っ
て、マンハッタン現象が生じ易い条件下にあると言え
る。
In today's electronic components, there is a tendency to reduce the size of the components themselves in order to improve the packaging density, and therefore, it can be said that the conditions are such that the Manhattan phenomenon easily occurs.

また、近年発達してきた気相はんだ付け法(VPS法)
においては、特にマンハッタン現象が起き易く、大きな
問題となっている。
In addition, the vapor phase soldering method (VPS method), which has been recently developed
In this case, the Manhattan phenomenon is particularly likely to occur, which is a major problem.

マンハッタン現象による接合不良は、リフローはんだ
付けの歩留り及び信頼性を著しく低下させる要因となっ
ている。
Poor bonding due to the Manhattan phenomenon is a factor that significantly reduces the yield and reliability of reflow soldering.

また、チップ型セラミックコンデンサ等のように部品
側面にも外部電極を持つ面実装型電子部品では、片側の
電極部のはんだが先に昇温して溶融した場合、側面の電
極がはんだに濡れて、はんだの表面張力によるモーメン
トが横方向に作用して、部品が横ズレを起こすこともあ
る。これもマンハッタン現象と同様、接合不良の原因と
なる。
Also, for surface mount electronic components such as chip-type ceramic capacitors, which also have external electrodes on the side surfaces of the components, if the solder on one of the electrodes first heats up and melts, the electrodes on the side will become wet with the solder. In some cases, the moment due to the surface tension of the solder acts in the lateral direction, causing the components to shift laterally. This also causes poor bonding, similar to the Manhattan phenomenon.

さらにまた、VPS法等の雰囲気加熱方式においては、
表面実装用のリード部分を有するICをリフロー接合する
場合、プリント基板部分よりも熱容量の小さいリード部
分の方が先に昇温するため、一時的にプリント基板とリ
ード部分の間に温度差ができる。この場合、溶融したは
んだの性質として、温度の高い方へ移動する性質があ
り、リードとプリント基板の接合部から、溶融したはん
だがリード部の方へ移行してしまい接合不良を起こすこ
ともある。この現象をウイッキング現象という。
Furthermore, in an atmosphere heating method such as a VPS method,
When reflow-bonding an IC that has surface-mount leads, the temperature of the lead with a smaller heat capacity rises first than that of the printed circuit board, creating a temporary temperature difference between the printed circuit board and the leads. . In this case, as a property of the molten solder, there is a property of moving to a higher temperature, and from the joint portion between the lead and the printed circuit board, the molten solder may migrate to the lead portion and cause a joint failure. . This phenomenon is called a wicking phenomenon.

マンハッタン現象などを防止し、ハンダ付け不良をな
くすには、ペースト状はんだを一つの組成のはんだ粒の
みで構成するのではなく、融点の異なる他の組成のはん
だ粒を混合することが考えられる。
In order to prevent the Manhattan phenomenon and eliminate soldering defects, it is conceivable that the paste-like solder is not composed only of solder particles of one composition, but is mixed with solder particles of another composition having different melting points.

これは、融点の異なるはんだ粒の溶融時の表面張力の
作用はその混合割合に基づいて余り大きくならないか
ら、マンハッタン現象などが生起しにくくなると考えら
れるからである。
This is because the effect of the surface tension during the melting of the solder particles having different melting points does not become too large based on the mixing ratio, and it is considered that the Manhattan phenomenon or the like is unlikely to occur.

しかし、プリント基板上に配置される部品の関係で部
品の左右電極間に温度差が生じているようなときで、温
度の高い方の電極における低融点はんだが先に溶け出し
たようなときには、上述した同じような現象が生じるお
それがある。
However, when there is a temperature difference between the left and right electrodes of the component due to the components placed on the printed circuit board, and when the low melting point solder in the higher temperature electrode melts out first, The same phenomenon as described above may occur.

そこで、この考案においては、このような面実装部品
の立ち上がり(マンハッタン)現象、横ズレ及びウイッ
キング現象などが生じないようなプリント基板を提案す
るものである。
In view of this, the present invention proposes a printed circuit board that does not cause such a rising (Manhattan) phenomenon, a lateral displacement, and a wicking phenomenon of the surface-mounted component.

[課題を解決するための手段] 上述の問題点を解決するため、この考案におていは、
リフロー温度よりも高い温度で溶融する高融点はんだ粒
と、 リフロー温度よりも低い温度で溶融する低融点はんだ
粒の2種類のはんだ粒と、液状フラックス等を所定量混
合し、 上記低融点はんだ粒の平均粒径を上記高融点はんだ粒
の平均粒径に比し大となし、 且つ上記高融点はんだ粒に対する上記低融点はんだ粒
の混合率が20%〜80%であるペースト状はんだを用いて
電子部品をプリント基板に実装したことを特徴とするも
のである。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above-mentioned problems, in the present invention,
A predetermined amount of two kinds of solder particles, a high melting point solder particle melting at a temperature higher than the reflow temperature and a low melting point solder particle melting at a temperature lower than the reflow temperature, and a liquid flux or the like are mixed in a predetermined amount. The average particle size of the high melting point solder particles is made larger than the average particle size of the high melting point solder particles, and the mixing ratio of the low melting point solder particles to the high melting point solder particles is 20% to 80%. The electronic component is mounted on a printed circuit board.

[作用] 高融点はんだ粒10bの平均粒径は低融点はんだ粒10aの
平均粒径に近いかこれよりも小さく選定される。
[Operation] The average particle size of the high melting point solder particles 10b is selected to be close to or smaller than the average particle size of the low melting point solder particles 10a.

そうすると、リフロー温度に達するまでに低融点はん
だ粒10aがまず先に溶け、この溶融によって高融点はん
だ粒10bが溶融はんだの中に若干金属拡散する(第7図
A,B)。
Then, the low melting point solder particles 10a are melted first before reaching the reflow temperature, and the high melting point solder particles 10b are slightly diffused into the molten solder by this melting (FIG. 7).
A, B).

リフロー温度に達すると高融点はんだ粒10bの融点以
下でも、金属拡散により高融点はんだ粒10bが溶け出
す。この場合、高融点はんだ粒10bの平均粒径は低融点
はんだ粒10aの平均粒径に近いかこれよりも小さいの
で、ほぼ完全に拡散する(第7図C)。
When the temperature reaches the reflow temperature, the high-melting-point solder particles 10b begin to melt due to metal diffusion, even if the melting point of the high-melting-point solder particles 10b or less. In this case, since the average particle size of the high melting point solder particles 10b is close to or smaller than the average particle size of the low melting point solder particles 10a, they are almost completely diffused (FIG. 7C).

このような粒径とすることにより、低融点はんだ粒10
aが溶融すると共に、高融点はんだ粒10bが溶融する温度
以下であっても、高融点はんだ粒10bが確実に拡散する
ようになる。
With such a particle size, low melting point solder particles 10
As a melts, the high-melting-point solder particles 10b can be reliably diffused even at a temperature lower than the temperature at which the high-melting-point solder particles 10b melt.

[実施例] 続いて、この考案に係るペースト状はんだの一例を、
上述した面実装型電子部品のはんだ付けに適用した例と
してリフロー炉を用いて面実装部品をプリント基板に実
装する場合について第1図以下を参照して詳細に説明す
る。
[Example] Subsequently, an example of the paste solder according to the present invention is described below.
A case in which a surface mount component is mounted on a printed circuit board using a reflow furnace as an example applied to the soldering of the surface mount electronic component described above will be described in detail with reference to FIG.

この考案においても、第1図に示すように、プリント
基板5に形成された所定の導電層6,7上に載置された面
実装部品1がペースト状はんだ10,11によって接合され
る。これによって、基板装置が構成される。
Also in this invention, as shown in FIG. 1, the surface mount components 1 mounted on predetermined conductive layers 6 and 7 formed on the printed circuit board 5 are joined by the paste solders 10 and 11. Thus, a substrate device is configured.

この考案では、面実装部品1を接合するペースト状は
んだとして、以下に示すような特殊なはんだが使用され
る。
In the present invention, a special solder as shown below is used as the paste solder for joining the surface mount component 1.

すなわち、この考案においては、第2図に示すよう
に、低融点はんだ粒10aと高融点はんだ粒10bと、液状フ
ラックス12でペースト状はんだ10(11)が構成される。
That is, in the present invention, as shown in FIG. 2, the paste solder 10 (11) is composed of the low melting point solder particles 10a, the high melting point solder particles 10b, and the liquid flux 12.

高融点はんだ粒10bの平均粒径は低融点はんだ粒10aの
平均粒径に近いかこれよりも小さく選定され、これらは
んだ粒10a,10bが液状フラックス12を用いて均一に分散
混合される。低融点はんだ粒10aの1/5程度の粒径に高融
点はんだ粒10bを選定したときには、第2図のような状
態となる。
The average particle size of the high melting point solder particles 10b is selected to be close to or smaller than the average particle size of the low melting point solder particles 10a, and these solder particles 10a and 10b are uniformly dispersed and mixed using the liquid flux 12. When the high melting point solder particles 10b are selected to have a particle size of about 1/5 of the low melting point solder particles 10a, the state is as shown in FIG.

はんだ粒10a,10bは単純に混合してもよいが、本例で
は、後述するように低融点はんだ粒10aの外周に高融点
はんだ粒10bが均一に付着して液状フラックス12中に両
者が均等に分散し、しかも両者の混合率が設定値通りと
なるようにするため、製造方法が工夫されている。
Although the solder particles 10a and 10b may be simply mixed, in this example, the high-melting-point solder particles 10b are uniformly attached to the outer periphery of the low-melting-point solder particles 10a as described later, so that both are evenly distributed in the liquid flux 12. The production method has been devised in order to disperse them into a mixture and to ensure that the mixing ratio of the two is as set.

この考案において使用できる低融点はんだ粒10aと高
融点はんだ粒10bの具体例を次に説明する。
Specific examples of the low melting point solder particles 10a and the high melting point solder particles 10b that can be used in the present invention will be described below.

ペースト状はんだ10を構成する各はんだの融点の高低
はリフロー温度によって相違するものであって、相対的
なものである。
The level of the melting point of each solder constituting the paste solder 10 differs depending on the reflow temperature and is relative.

第3図はそのうちの一例を示す。ここに、 (1)はんだAの組成: 高融点はんだ粒10b:Sn100% 低融点はんだ粒10a:共晶はんだ 共晶はんだは周知のように、Sn63wt%・Pb37wt%(以
下wt%省略)のものである。
FIG. 3 shows an example. Here, (1) Composition of solder A: high melting point solder particles 10b: Sn 100% low melting point solder particles 10a: eutectic solder As is well known, eutectic solder has a composition of 63 wt% of Sn and 37 wt% of Pb (hereinafter abbreviated as wt%). It is.

(2)はんだBの組成: 高融点はんだ粒10b:Sn95・Pb5 低融点はんだ粒10a:共晶はんだ (3)はんだCの組成: 高融点はんだ粒10b:Sn85・Pb15 低融点はんだ粒10a:共晶はんだ (4)はんだDの組成: 高融点はんだ粒10b:Sn75・Pb25 低融点はんだ粒10a:共晶はんだ (5)はんだ粒Eの組成: 高融点はんだ粒10b:共晶はんだ 低融点はんだ粒10a:低温はんだ 低温はんだとしては、例えばSn43・Pb43・Bi14系低温
はんだを使用できる。
(2) Composition of solder B: high melting point solder particles 10b: Sn95 / Pb5 low melting point solder particles 10a: eutectic solder (3) Composition of solder C: high melting point solder particles 10b: Sn85 / Pb15 low melting point solder particles 10a: common (4) Composition of solder D: High melting point solder particles 10b: Sn75 / Pb25 Low melting point solder particles 10a: Eutectic solder (5) Composition of solder particles E: High melting point solder particles 10b: Eutectic solder Low melting point solder particles 10a: Low-temperature solder As the low-temperature solder, for example, Sn43 / Pb43 / Bi14-based low-temperature solder can be used.

以上の5種類のペースト状はんだを使用したときの液
相線温度(白丸印)の関係を第3図Aに、これらのペー
スト状はんだと接合不良率との関係を第3図B示す。
FIG. 3A shows the relationship between the liquidus temperatures (indicated by white circles) when the above five types of paste solders are used, and FIG. 3B shows the relationship between these paste solders and the bonding failure rate.

同図Aにおける液相線温度にあって、上側の白丸印が
高融点はんだ粒10aの融点を、下側の白丸印が低融点は
んだ粒10aの融点を示す。
In the liquidus temperature in FIG. A, the white circle on the upper side indicates the melting point of the high melting point solder particles 10a, and the white circle on the lower side indicates the melting point of the low melting point solder particles 10a.

リフロー温度としては215℃(破線図示)の場合を例
示する。このリフロー温度でははんだAとBがリフロー
温度に対して高融点と低融点のはんだ粒を含むことにな
るので、このリフロー温度のときには、この考案でのペ
ースト状はんだAとBになる。
The case where the reflow temperature is 215 ° C. (shown by a broken line) is exemplified. At this reflow temperature, the solders A and B contain solder particles having a high melting point and a low melting point with respect to the reflow temperature, so that at this reflow temperature, the paste solders A and B according to the present invention are obtained.

したがって、リフロー温度が190℃程度であるときに
は、はんだA,B,C,Dがこの考案の範疇に属し、178℃(破
線図示)程度であるときには、はんだEのみがこの考案
にかかるペースト状はんだの範疇に属することになる。
Therefore, when the reflow temperature is about 190 ° C., the solders A, B, C, and D belong to the category of the present invention. When the reflow temperature is about 178 ° C. (shown by broken lines), only the solder E is the paste-like solder according to the present invention. It belongs to the category of.

図中、はんだFは共晶はんだのみのときを示す。 In the figure, the case where the solder F is only the eutectic solder is shown.

第3図Bに示す曲線は低融点はんだ粒10aと高融点は
んだ粒10bの混合比が1:1に選ばれたはんだの接合不良率
を表わす。使用したチップ型電子部品は1608タイプの積
層セラミックコンデンサである。接合不良率が0.2%を
越えると、実際上問題となる。好ましくは0.05%以下が
よい。
The curve shown in FIG. 3B represents the defective bonding rate of the solder in which the mixing ratio of the low melting point solder particles 10a and the high melting point solder particles 10b is selected to be 1: 1. The chip type electronic component used is a 1608 type multilayer ceramic capacitor. When the bonding defect rate exceeds 0.2%, there is a practical problem. Preferably, it is 0.05% or less.

第4図は、低融点はんだ粒10aと高融点はんだ粒10bの
混合比が1:1に選ばれたはんだBを使用し、215℃のリフ
ロー温度において、低融点はんだ粒10aと高融点はんだ
粒10bの各粒径を変えながら接合不良率を測定したとき
の特性曲線である。
FIG. 4 shows the use of solder B in which the mixing ratio of the low-melting-point solder particles 10a and the high-melting-point solder particles 10b was selected to be 1: 1. At a reflow temperature of 215 ° C., the low-melting-point solder particles 10a and the high-melting-point solder particles were used. It is a characteristic curve when the joint failure rate is measured while changing each particle diameter of 10b.

この特性図から明らかなように、0.2%以下の接合不
良率を確保するには、高融点はんだ粒10bの平均粒径は
低融点はんだ粒10aの平均粒径に近いかこれよりも小さ
く選ぶ必要がある。
As is clear from this characteristic diagram, in order to secure a bonding failure rate of 0.2% or less, the average particle size of the high melting point solder particles 10b must be close to or smaller than the average particle size of the low melting point solder particles 10a. There is.

これは、高融点はんだ粒10bの平均粒径が大きくなる
と、これが拡散するにはある程度の時間がかかるため、
溶融している低融点はんだの中に高融点はんだ粒10bが
完全には金属拡散せず、完全溶融状態とはなり難いから
である。
This is because if the average particle size of the high melting point solder particles 10b becomes large, it takes some time to diffuse,
This is because the high-melting-point solder particles 10b do not completely diffuse into the molten low-melting-point solder, and are unlikely to be in a completely molten state.

しかし、高融点はんだ粒10bの平均粒径を低融点はん
だ粒10aの平均粒径に近いかこれよりも小さくすると、
完全に金属拡散する確率が高くなる。
However, if the average particle size of the high melting point solder particles 10b is close to or smaller than the average particle size of the low melting point solder particles 10a,
The probability of complete metal diffusion increases.

第5図は、リフロー温度を215℃に選んだときの高融
点はんだ粒10bに対する低融点はんだ粒10aの混合率と接
合不良率との関係を示す。
FIG. 5 shows the relationship between the mixing ratio of the low-melting-point solder particles 10b to the high-melting-point solder particles 10b when the reflow temperature is selected to be 215 ° C. and the bonding failure rate.

ペースト状はんだとしてはBを使用し、電子部品とし
ては上述したと同じく積層セラミックコンデンサを使用
した場合である。そしてそのときの平均粒径は低融点は
んだ粒10aが50μm,高融点はんだ粒10bが10μmである。
In this case, B is used as the paste solder, and a multilayer ceramic capacitor is used as the electronic component as described above. The average particle size at this time is 50 μm for the low melting point solder particles 10 a and 10 μm for the high melting point solder particles 10 b.

この図から明らかなように接合不良率を0.2%以下に
抑えるためには、低融点はんだ粒10aの混合率を20〜80
%程度にする必要がある。就中、0.05%以下にするに
は、40〜50%程度が好ましいことが判る。
As is clear from this figure, in order to suppress the bonding failure rate to 0.2% or less, the mixing rate of the low melting point solder particles 10a is set to 20 to 80.
%. In particular, it can be understood that about 40% to 50% is preferable for reducing the content to 0.05% or less.

第6図も、第5図と同じような特性図であって、リフ
ロー温度178℃における接合不良率の関係を示す。な
お、使用したはんだはEである。この図では、0.05%以
下の接合不良率を確保するには30〜70%の混合率とすれ
ばよい。
FIG. 6 is also a characteristic diagram similar to FIG. 5, and shows the relationship of the bonding failure rate at a reflow temperature of 178 ° C. The solder used was E. In this figure, a mixing ratio of 30 to 70% may be used to secure a bonding failure rate of 0.05% or less.

このように、融点の異なる2種のはんだで構成すると
共に、高融点はんだ粒10bの平均粒径を低融点はんだ粒1
0aの平均粒径に近いかこれよりも小さくしたペースト状
はんだ10を使用して第1図のように面実装部品1をはん
だ付けすると、第7図のような工程を経てプリント基板
5に面実装部品1が接合される。
As described above, while being composed of two kinds of solders having different melting points, the average particle diameter of the high melting point
When the surface mount component 1 is soldered as shown in FIG. 1 using a paste-like solder 10 having a mean particle size close to or smaller than the average particle size 0a, the surface of the printed circuit board 5 is subjected to a process as shown in FIG. The mounting component 1 is joined.

まず、高温雰囲気中のリフロー炉内を通過させると、
同図Aのペースト状はんだ10(例えば、はんだB)は同
図Bのように低融点はんだ粒10aが最初に溶融する。
First, let it pass through the reflow furnace in a high temperature atmosphere,
In the paste solder 10 (for example, solder B) in FIG. A, low-melting-point solder particles 10a are first melted as shown in FIG.

上述したように、電極部3側が先に溶融したときに
は、この溶融により電極部3側には若干の表面張力が作
用する。しかし、この表面張力の作用は非常に弱いた
め、これによって面実装部品1が立ち上がったり、横摺
れなどを起こすことはほとんどない。
As described above, when the electrode portion 3 is melted first, a slight surface tension acts on the electrode portion 3 due to the melting. However, since the effect of the surface tension is very weak, the surface mount component 1 hardly rises up or slides.

プリント基板5がさらに昇温すると、電極部3,4の高
融点はんだ粒10bの一部も金属拡散し、両電極部3,4は何
れも軽く接合される。
When the temperature of the printed circuit board 5 further increases, a part of the high-melting-point solder particles 10b of the electrode portions 3, 4 also diffuses into the metal, and both the electrode portions 3, 4 are lightly joined.

プリント基板5がリフロー炉のリフロー領域(本加熱
領域)まで搬送されると、その雰囲気温度は所定のリフ
ロー温度まで上昇している。
When the printed circuit board 5 is transported to the reflow area (main heating area) of the reflow furnace, the ambient temperature has increased to a predetermined reflow temperature.

そのため、高融点はんだ粒10bは完全に金属拡散して
(同図C)、電極部3はペースト状はんだ10によって完
全に接合される。
Therefore, the high melting point solder particles 10b are completely diffused into the metal (C in FIG. 3), and the electrode portions 3 are completely joined by the paste solder 10.

ところで、第8図Aのように、高融点はんだ粒10bを
低融点はんだ粒10aの外周に付着させるには、例えば同
図Bのように低融点はんだ粒10aをプラスに帯電させ、
高融点はんだ粒10bをマイナスに帯電させ、半溶融状態
で両者を混合すればよい。そうすると、両者がその電気
力によって吸引されて、第8図Aのような結合状態とな
るからである。
By the way, as shown in FIG. 8A, in order to attach the high melting point solder particles 10b to the outer periphery of the low melting point solder particles 10a, for example, the low melting point solder particles 10a are positively charged as shown in FIG.
The high melting point solder particles 10b may be negatively charged and mixed in a semi-molten state. Then, both are attracted by the electric force, and the two are brought into a connected state as shown in FIG. 8A.

第9図はそのための製造装置20の一例を示すもので、
24は高融点はんだ16の送給パイプ、22は低融点はんだ18
の送給パイプであって、夫々の先端部に形成されたノズ
ル22a,24aはその内径が後述するような値に選定されて
いる。
FIG. 9 shows an example of the manufacturing apparatus 20 for that purpose.
24 is a feed pipe for the high melting point solder 16, and 22 is a low melting point solder 18
The inner diameters of the nozzles 22a and 24a formed at the respective leading end portions are selected to values described later.

ノズル22a,24aの近傍には夫々空気噴射用の空気ノズ
ル28,30が設けられ、ノズル22a,24aをでた溶融はんだが
はんだ粒として飛散するようになされている。したがっ
て、低融点はんだ18は低融点はんだ粒10aとなって飛散
し、高融点はんだ16は高融点はんだ粒10bとなって飛散
する。
Air nozzles 28 and 30 for air injection are provided near the nozzles 22a and 24a, respectively, so that the molten solder exiting the nozzles 22a and 24a is scattered as solder particles. Accordingly, the low melting point solder 18 scatters as the low melting point solder particles 10a, and the high melting point solder 16 scatters as the high melting point solder particles 10b.

そして、帯電器26を用いてノズル22aがプラスに帯電
され、ノズル24aがマイナスに帯電される。その結果、
低融点はんだ粒10aはプラスの荷電粒子となり、高融点
はんだ粒10bはマイナスの荷電粒子となるから、ノズル2
2aと24aとを図のように所定の間隙を空けて対向させれ
ば、飛散した半溶融状態のはんだ粒10a,10bが夫々の持
つ電気力(クーロン力)によって互いに吸引し合い、第
8図Aのようになって得られ、その後この状態で固化す
る。
Then, using the charger 26, the nozzle 22a is positively charged, and the nozzle 24a is negatively charged. as a result,
The low melting point solder particles 10a become positively charged particles and the high melting point solder particles 10b become negatively charged particles.
If the 2a and 24a are opposed to each other with a predetermined gap as shown in the figure, the scattered semi-molten solder particles 10a and 10b attract each other by their own electric force (Coulomb force), and FIG. A is obtained as in A, and then solidifies in this state.

これに液状フラックスを混ぜて混合すれば、第2図に
示すようなペースト状はんだ10が得られる。なお、上記
は電気力(クーロン力)により低融点はんだ粒10aと高
融点はんだ粒10bとを混合する方法について述べたが、
単純に混合するだけでも同等の効果が得られる。
When a liquid flux is mixed with the mixture, a paste solder 10 as shown in FIG. 2 is obtained. In addition, although the above described the method of mixing the low melting point solder particles 10a and the high melting point solder particles 10b by electric force (Coulomb force),
The same effect can be obtained by simply mixing.

[考案の効果] 以上説明したように、この考案においては、リフロー
温度に対して高融点のはんだと低融点のはんだを使用す
ると共に、その粒径を適宜選定したことにより接合不良
を起こす確率が著しく低下する。
[Effects of the Invention] As described above, in the present invention, the use of a solder having a high melting point and a solder having a low melting point with respect to the reflow temperature and the appropriate selection of the particle size reduce the probability of causing a joint failure. It decreases significantly.

従って、このペースト状はんだを上述したような面実
装部品の実装基板に使用すれば、面実装部品のマンハッ
タン現象、横ズレ、ウイッキング現象等を確実に一掃で
きる。
Therefore, if this paste-like solder is used for a mounting board for a surface-mounted component as described above, the Manhattan phenomenon, lateral displacement, wicking phenomenon, and the like of the surface-mounted component can be reliably eliminated.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図はこの考案に係るペースト状はんだを使用して面
実装型電子部品を固定した基板装置の一例を示す要部の
断面図、第2図はこの考案に係るペースト状はんだの説
明図、第3図〜第6図はその動作説明に供する特性図、
第7図はペースト状はんだの接合工程を示す図、第8図
は低融点はんだ粒と高融点はんだ粒との関係を示す図、
第9図はその製造装置の図、第10図は面実装部品とプリ
ント基板との関係を示す図、第11図は従来のペースト状
はんだによるマンハッタン現象の発生を示す図である。 1……面実装部品 3,4……電極部 5……プリント基板 6,7……導電層 10,11……ペースト状はんだ 10a……低融点はんだ粒 10b……高融点はんだ粒 12……液状フラックス
FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part showing an example of a substrate device to which a surface-mounted electronic component is fixed using the paste solder according to the present invention, FIG. 2 is an explanatory view of the paste solder according to the present invention, FIG. 3 to FIG. 6 are characteristic diagrams for explaining the operation,
FIG. 7 is a view showing a joining process of the paste solder, FIG. 8 is a view showing a relationship between the low melting point solder particles and the high melting point solder particles,
FIG. 9 is a view of the manufacturing apparatus, FIG. 10 is a view showing the relationship between the surface mount component and the printed board, and FIG. 11 is a view showing the occurrence of the Manhattan phenomenon due to the conventional paste solder. 1 ... Surface mount component 3,4 ... Electrode part 5 ... Printed circuit board 6,7 ... Conductive layer 10,11 ... Solder paste 10a ... Low melting point solder particles 10b ... High melting point solder particles 12 ... Liquid flux

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 薄葉 隆 埼玉県川口市飯塚1丁目12番18号 アイ ワ株式会社川口センター内 (72)考案者 横井 重巳 東京都墨田区横川2丁目20番11号 タル チン株式会社内 (72)考案者 大木 政策 東京都墨田区横川2丁目20番11号 タル チン株式会社内 (56)参考文献 特開 平1−271094(JP,A) 特開 平1−241395(JP,A) 特開 平2−117794(JP,A) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Takashi Usaba 1-112-18 Iizuka, Kawaguchi-shi, Saitama Aiwa Corporation Kawaguchi Center (72) Inventor Shigemi Yokoi 2--20-11 Yokokawa, Sumida-ku, Tokyo In Tartin Co., Ltd. (72) Inventor, Policy Oki 2-20-11 Yokogawa, Sumida-ku, Tokyo Tartin Co., Ltd. (56) References JP-A 1-271094 (JP, A) JP 1-2241395 (JP, A) JP-A-2-117794 (JP, A)

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】(57) [Scope of request for utility model registration] 【請求項1】リフロー温度よりも高い温度で溶融する高
融点はんだ粒と、 リフロー温度よりも低い温度で溶融する低融点はんだ粒
の2種類のはんだ粒と、液状フラックス等を所定量混合
し、 上記低融点はんだ粒の平均粒径を上記高融点はんだ粒の
平均粒径に比し大となし、 且つ上記高融点はんだ粒に対する上記低融点はんだ粒の
混合率が20%〜80%であるペースト状はんだを用いて電
子部品を実装したプリント基板。
1. A predetermined amount of two kinds of solder particles, a high melting point solder particle melting at a temperature higher than the reflow temperature, a low melting point solder particle melting at a temperature lower than the reflow temperature, and a liquid flux or the like are mixed. A paste wherein the average particle size of the low melting point solder particles is larger than the average particle size of the high melting point solder particles, and a mixing ratio of the low melting point solder particles to the high melting point solder particles is 20% to 80%. Printed circuit board on which electronic components are mounted using solder solder.
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