JP3142551B2 - 回路基板の温度ヒューズ形成用クリームはんだ - Google Patents
回路基板の温度ヒューズ形成用クリームはんだInfo
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- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H37/00—Thermally-actuated switches
- H01H37/74—Switches in which only the opening movement or only the closing movement of a contact is effected by heating or cooling
- H01H37/76—Contact member actuated by melting of fusible material, actuated due to burning of combustible material or due to explosion of explosive material
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- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
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- H05K1/0213—Electrical arrangements not otherwise provided for
- H05K1/0263—High current adaptations, e.g. printed high current conductors or using auxiliary non-printed means; Fine and coarse circuit patterns on one circuit board
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- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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- H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
- H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、回路基板に印刷などによって薄層に形成さ
れる温度ヒューズの形成に使用されるクリームはんだに
関する。
れる温度ヒューズの形成に使用されるクリームはんだに
関する。
［従来の技術］ 電子回路は最近ますます高密度化される方向にある。
一般的に、電子回路が高密度化されると、回路からの発
熱量が大きくなり、放熱手段が必要になる。また、使用
される場所等により、回路基板に強度が要求されること
もある。このため、自動車用エアコンの制御回路等に
は、強度が高く、且つ、放熱性も良好なほうろう基板が
使用されることがある。
一般的に、電子回路が高密度化されると、回路からの発
熱量が大きくなり、放熱手段が必要になる。また、使用
される場所等により、回路基板に強度が要求されること
もある。このため、自動車用エアコンの制御回路等に
は、強度が高く、且つ、放熱性も良好なほうろう基板が
使用されることがある。
ところで、エアコンの制御回路等においては、温度ヒ
ューズが設けられている。この温度ヒューズは、周囲の
温度が異常に上昇した場合に溶断し、電気回路を遮断し
て安全を確保するという作用を有している。従来、温度
ヒューズは、例えば、特定の温度で溶融する合金材にリ
ード線を取り付け、この合金材を絶縁ケースに封入して
形成されている。この種の温度ヒューズにおいては、リ
ード線を回路基板上にはんだ付けする等の方法により、
温度ヒューズを回路基板等に搭載している。
ューズが設けられている。この温度ヒューズは、周囲の
温度が異常に上昇した場合に溶断し、電気回路を遮断し
て安全を確保するという作用を有している。従来、温度
ヒューズは、例えば、特定の温度で溶融する合金材にリ
ード線を取り付け、この合金材を絶縁ケースに封入して
形成されている。この種の温度ヒューズにおいては、リ
ード線を回路基板上にはんだ付けする等の方法により、
温度ヒューズを回路基板等に搭載している。
しかし、上述した温度ヒューズには、搭載作業が煩雑
であると共に、部品コストが高いという欠点がある。そ
こで、本願発明者等は、クリームはんだを回路基板上に
印刷し、このクリームはんだを温度ヒューズとして使用
することを提案した（特願昭63−286696、特願平２−16
2832）。
であると共に、部品コストが高いという欠点がある。そ
こで、本願発明者等は、クリームはんだを回路基板上に
印刷し、このクリームはんだを温度ヒューズとして使用
することを提案した（特願昭63−286696、特願平２−16
2832）。
第４図（ａ）及び（ｂ）は、このクリームはんだを使
用した温度ヒューズの製造方法を工程順に示す平面図で
ある。
用した温度ヒューズの製造方法を工程順に示す平面図で
ある。
先ず、第４図（ａ）に示すように、回路基板11の温度
ヒューズを形成すべき領域に、１対のパターン配線12を
相互に隔離させて形成する。次に、第４図（ｂ）に示す
ように、このパターン配線12間を接続するようにして、
クリームはんだ13を印刷する。次いで、回路基板11を加
熱し、クリームはんだ13を半溶融状態にしてはんだ粒子
同士を十分に結合させ、回路を導通するようにする。こ
れにより、温度ヒューズが完成する。
ヒューズを形成すべき領域に、１対のパターン配線12を
相互に隔離させて形成する。次に、第４図（ｂ）に示す
ように、このパターン配線12間を接続するようにして、
クリームはんだ13を印刷する。次いで、回路基板11を加
熱し、クリームはんだ13を半溶融状態にしてはんだ粒子
同士を十分に結合させ、回路を導通するようにする。こ
れにより、温度ヒューズが完成する。
このようにして製造された温度ヒューズを備えた電子
回路においては、回路基板の周囲の温度が異常に上昇す
ると、第５図に示すように、はんだ13が完全に溶融し、
溶融したはんだ13は表面張力により半球状になって、パ
ターン配線12間は電気的に分断される。これにより、電
気回路が遮断される。
回路においては、回路基板の周囲の温度が異常に上昇す
ると、第５図に示すように、はんだ13が完全に溶融し、
溶融したはんだ13は表面張力により半球状になって、パ
ターン配線12間は電気的に分断される。これにより、電
気回路が遮断される。
温度ヒューズは、特定の温度で即時に溶融する必要が
ある。このため、温度ヒューズに使用するはんだの組成
は共晶組成であることが好ましい。つまり、はんだの組
成が共晶組成からずれている場合は、固相と液相とが共
存する温度範囲が存在するため、安定した作動特性が得
られない。つまり、固液共存状態になると十分な表面張
力が働かないため、はんだが溶融してから回路が遮断さ
れるまでに時間がかかったり、作動温度が一定にならな
かったりする。一方、共晶組成のはんだの場合は、所定
の温度に到達すると、はんだ全体が固相から液相に即時
に変化するため、回路を短時間で遮断することができ
る。従って、従来の温度ヒューズは、通常、共晶組成の
はんだを使用して形成されている。
ある。このため、温度ヒューズに使用するはんだの組成
は共晶組成であることが好ましい。つまり、はんだの組
成が共晶組成からずれている場合は、固相と液相とが共
存する温度範囲が存在するため、安定した作動特性が得
られない。つまり、固液共存状態になると十分な表面張
力が働かないため、はんだが溶融してから回路が遮断さ
れるまでに時間がかかったり、作動温度が一定にならな
かったりする。一方、共晶組成のはんだの場合は、所定
の温度に到達すると、はんだ全体が固相から液相に即時
に変化するため、回路を短時間で遮断することができ
る。従って、従来の温度ヒューズは、通常、共晶組成の
はんだを使用して形成されている。
なお、所望の温度で動作する温度ヒューズを形成する
ために、共晶組成から僅かに偏移した組成の合金を使用
して温度ヒューズを製造することが提案されている（特
公平２−39056号）。この温度ヒューズは、液相温度と
固相温度との差が10℃以内の範囲になるように合金の組
成を共晶組成からずらすことにより、所望の動作温度の
温度ヒューズを得ようとするものである。
ために、共晶組成から僅かに偏移した組成の合金を使用
して温度ヒューズを製造することが提案されている（特
公平２−39056号）。この温度ヒューズは、液相温度と
固相温度との差が10℃以内の範囲になるように合金の組
成を共晶組成からずらすことにより、所望の動作温度の
温度ヒューズを得ようとするものである。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来のクリームはんだには以下に示す
問題点がある。即ち、クリームはんだを回路基板上に印
刷した後、はんだ粒子同士を十分に結合させるために、
はんだを半溶融状態で加熱する必要がある。液晶組成の
クリームはんだを使用して温度ヒューズを形成すると、
半溶融状態が得られる温度範囲が極めて狭いため、加熱
温度及び加熱時間の制御が極めて煩雑である。例えば加
熱温度が共晶温度以上になると、温度ヒューズとして作
動してしまい、回路が分断されてしまう。一方、加熱温
度が共晶温度以下の場合は、はんだ粒子同士の結合が十
分でなく、機械的強度が不足したり、導通不良が起きた
りしてしまう。
問題点がある。即ち、クリームはんだを回路基板上に印
刷した後、はんだ粒子同士を十分に結合させるために、
はんだを半溶融状態で加熱する必要がある。液晶組成の
クリームはんだを使用して温度ヒューズを形成すると、
半溶融状態が得られる温度範囲が極めて狭いため、加熱
温度及び加熱時間の制御が極めて煩雑である。例えば加
熱温度が共晶温度以上になると、温度ヒューズとして作
動してしまい、回路が分断されてしまう。一方、加熱温
度が共晶温度以下の場合は、はんだ粒子同士の結合が十
分でなく、機械的強度が不足したり、導通不良が起きた
りしてしまう。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであっ
て、温度ヒューズ製造時の加熱処理が容易である回路基
板の温度ヒューズ形成用クリームはんだを提供すること
を目的とする。
て、温度ヒューズ製造時の加熱処理が容易である回路基
板の温度ヒューズ形成用クリームはんだを提供すること
を目的とする。
［課題を解決するための手段］ 本発明に係る回路基板の温度ヒューズ形成用クリーム
はんだは、共晶組成の合金に１種又は２種以上の金属成
分を添加することにより10℃以下の固液共存温度範囲を
設けたことを特徴とする。
はんだは、共晶組成の合金に１種又は２種以上の金属成
分を添加することにより10℃以下の固液共存温度範囲を
設けたことを特徴とする。
［作用］ 本発明においては、共晶組成の合金に１種又は２種以
上の金属成分を添加する。これにより、合金の共晶点か
ら僅かに組成がずれて、新たに固液共存領域が設けられ
る。
上の金属成分を添加する。これにより、合金の共晶点か
ら僅かに組成がずれて、新たに固液共存領域が設けられ
る。
第１図（ａ）は第１及び第２の成分A,Bの２種類の金
属からなる２元合金の平衡状態図、第１図（ｂ）は第１
及び第２の成分A,Bからなる合金に第３の成分Ｃを添加
して得た本発明に係るクリームはんだの擬２元系平衡状
態図である。
属からなる２元合金の平衡状態図、第１図（ｂ）は第１
及び第２の成分A,Bからなる合金に第３の成分Ｃを添加
して得た本発明に係るクリームはんだの擬２元系平衡状
態図である。
この第１及び第２の成分A,Bからなる２元合金は、第
１図（ａ）に示すように、共晶点Ｅにおいてα相とβ相
とからなる共晶組織が形成される。この２元共晶合金に
第３の成分Ｃを添加すると、第１図（ａ）にPEQで示し
た共晶線が変化して、第１図（ｂ）に示すように、E1P1
E0Q1に囲まれた所謂固液共存領域が形成される。つま
り、第１及び第２の成分A,Bの共晶組成にある合金に第
３の成分Ｃを添加することにより、共晶点Ｅが共晶温度
範囲E0〜E1に変化する。この場合に、E0の温度では100
％固相であるが、E1の温度では100％液相である。即
ち、本発明に係るクリームはんだは、狭い温度範囲E0〜
E1で固相から液相に連続的に変化する。
１図（ａ）に示すように、共晶点Ｅにおいてα相とβ相
とからなる共晶組織が形成される。この２元共晶合金に
第３の成分Ｃを添加すると、第１図（ａ）にPEQで示し
た共晶線が変化して、第１図（ｂ）に示すように、E1P1
E0Q1に囲まれた所謂固液共存領域が形成される。つま
り、第１及び第２の成分A,Bの共晶組成にある合金に第
３の成分Ｃを添加することにより、共晶点Ｅが共晶温度
範囲E0〜E1に変化する。この場合に、E0の温度では100
％固相であるが、E1の温度では100％液相である。即
ち、本発明に係るクリームはんだは、狭い温度範囲E0〜
E1で固相から液相に連続的に変化する。
前述した特公平２−39056号に開示された温度ヒュー
ズの場合も、狭い温度範囲で固相から液相に変化する。
しかし、この温度ヒューズの場合は、以下に示す問題点
がある。例えば、この温度ヒューズは、第２図に示すよ
うに、共晶点からずれた組成を有している。このように
共晶点からずれた組成の合金の場合は、組成Ｒのときに
温度Ｓよりも僅かに低い温度域では100％固相である
が、温度Ｓよりも僅かに高い温度域では、固相と液相と
の比率がSE:PSであり、大部分が液相になってしまう。
つまり、共晶点からずれた組成を有する２元合金は、状
態図的にはＳ〜Ｔの温度範囲で固液共存状態になるもの
の、実質的には温度Ｓにおいて殆ど溶融してしまう。従
って、この場合は、印刷したクリームはんだを半溶融状
態にしようとして温度Ｓよりも僅かに高い温度に加熱す
ると、はんだの殆どの部分が急激に溶融してしまい、加
熱温度及び加熱時間を厳密に制御しつつ温度ヒューズを
製造することが極めて困難になる。
ズの場合も、狭い温度範囲で固相から液相に変化する。
しかし、この温度ヒューズの場合は、以下に示す問題点
がある。例えば、この温度ヒューズは、第２図に示すよ
うに、共晶点からずれた組成を有している。このように
共晶点からずれた組成の合金の場合は、組成Ｒのときに
温度Ｓよりも僅かに低い温度域では100％固相である
が、温度Ｓよりも僅かに高い温度域では、固相と液相と
の比率がSE:PSであり、大部分が液相になってしまう。
つまり、共晶点からずれた組成を有する２元合金は、状
態図的にはＳ〜Ｔの温度範囲で固液共存状態になるもの
の、実質的には温度Ｓにおいて殆ど溶融してしまう。従
って、この場合は、印刷したクリームはんだを半溶融状
態にしようとして温度Ｓよりも僅かに高い温度に加熱す
ると、はんだの殆どの部分が急激に溶融してしまい、加
熱温度及び加熱時間を厳密に制御しつつ温度ヒューズを
製造することが極めて困難になる。
一方、本発明においては、共晶組成の合金に金属成分
を添加して第１図（ｂ）に示す状態にするため、加熱温
度をE0とE1との間の温度にすれば固相と液相とが常に共
存した状態になるので、温度ヒューズ製造時の加熱作業
が容易である。この場合に、温度E0と温度E1との間で、
温度を上げるほど液相が多くなり、温度を下げると固相
が多くなるので、所望の状態に制御することができる。
例えば、温度をE0とE1との中間にした場合は、略半分が
液相になるので、はんだの粒子同士は相互に十分に結合
するが、元の粒子の形が完全には消滅しておらず、はん
だ層中にはんだ粒子間の空隙が存在する。そうすると、
前記空隙中に、フラックスが閉じ込められた状態にな
り、温度ヒューズの作動時の動作が迅速になるという効
果を得ることができる。
を添加して第１図（ｂ）に示す状態にするため、加熱温
度をE0とE1との間の温度にすれば固相と液相とが常に共
存した状態になるので、温度ヒューズ製造時の加熱作業
が容易である。この場合に、温度E0と温度E1との間で、
温度を上げるほど液相が多くなり、温度を下げると固相
が多くなるので、所望の状態に制御することができる。
例えば、温度をE0とE1との中間にした場合は、略半分が
液相になるので、はんだの粒子同士は相互に十分に結合
するが、元の粒子の形が完全には消滅しておらず、はん
だ層中にはんだ粒子間の空隙が存在する。そうすると、
前記空隙中に、フラックスが閉じ込められた状態にな
り、温度ヒューズの作動時の動作が迅速になるという効
果を得ることができる。
原理的には、共晶組成の合金に他の金属成分が添加さ
れれば必然的に固液共存領域が形成される。しかし、添
加する金属成分は、クリームはんだ及び最終製品の特性
及び品質に悪影響を及ぼさないものであることが必要で
ある。従って、例えば、JIS Z 3282−1986（はんだ）に
規定されるはんだの化学成分を不純物の規定量以下の範
囲で添加することが好ましい。しかし、このJIS Z 3282
−1986の解説に記載されているように、一般的にZn及び
Alははんだの不純物として最も嫌われる不純物であるの
で、Zn及びAlは添加成分として使用しないことが好まし
い。
れれば必然的に固液共存領域が形成される。しかし、添
加する金属成分は、クリームはんだ及び最終製品の特性
及び品質に悪影響を及ぼさないものであることが必要で
ある。従って、例えば、JIS Z 3282−1986（はんだ）に
規定されるはんだの化学成分を不純物の規定量以下の範
囲で添加することが好ましい。しかし、このJIS Z 3282
−1986の解説に記載されているように、一般的にZn及び
Alははんだの不純物として最も嫌われる不純物であるの
で、Zn及びAlは添加成分として使用しないことが好まし
い。
最も品質が厳しいＳ級の場合のZn及びAlを除いた不純
物について、JIS Z 3282−1986の規格を下記第１表に示
す。但し、Sn及びPbについてはＳ級には不純物としての
規格がないため、Ａ級の規格を示した。また、Agは不純
物としての規格がない。
物について、JIS Z 3282−1986の規格を下記第１表に示
す。但し、Sn及びPbについてはＳ級には不純物としての
規格がないため、Ａ級の規格を示した。また、Agは不純
物としての規格がない。
本発明においては、共晶組成の合金に金属成分を添加
することにより、共晶組成において10℃以下の固液共存
温度範囲を有するようにする。固液共存温度範囲が10℃
を超える場合は、温度ヒューズとしての作動温度範囲が
広くなりすぎて、所定の温度で温度ヒューズを作動させ
ることが困難になる。従って、金属成分は、はんだの共
晶組成における固液共存温度範囲が10℃以下になる範囲
で添加する。この場合に、固液共存温度範囲をどの程度
にするかは、温度ヒューズに要求される作動温度許容差
及びヒューズ形成時の加熱作業のやりやすさ等を考慮し
て決定すればよい。なお、添加する金属成分は、１種類
又は複数種類のいずれでもよい。
することにより、共晶組成において10℃以下の固液共存
温度範囲を有するようにする。固液共存温度範囲が10℃
を超える場合は、温度ヒューズとしての作動温度範囲が
広くなりすぎて、所定の温度で温度ヒューズを作動させ
ることが困難になる。従って、金属成分は、はんだの共
晶組成における固液共存温度範囲が10℃以下になる範囲
で添加する。この場合に、固液共存温度範囲をどの程度
にするかは、温度ヒューズに要求される作動温度許容差
及びヒューズ形成時の加熱作業のやりやすさ等を考慮し
て決定すればよい。なお、添加する金属成分は、１種類
又は複数種類のいずれでもよい。
金属成分の添加量は、例えば、添加量と固液共存温度
範囲とを実測しながら決定する。以下に、その方法を説
明する。
範囲とを実測しながら決定する。以下に、その方法を説
明する。
先ず、共晶組成の合金として、不純物が十分に少ない
ものを選択する。例えば、不純物含有量が前記第１表に
示した数値の1/10程度以下の共晶組成合金を使用する。
次に、この合金に添加すべき金属成分を１種又は２種以
上選択する。そして、この金属成分を例えば前記第１表
の数値以下で添加する。次に、示差走査熱量測定法（以
下、DSCという）等により、この合金の固液共存温度範
囲を測定する。次いで、前記金属成分の添加量が相互に
異なる複数種類の合金を製造し、これらの合金の固液共
存温度範囲を測定する。そして、これらの測定結果に基
づいて、所望の固液共存温度範囲となる添加量を決定す
る。なお、はんだの原材料（Sn及びPb等）に含有されて
いる不純物を利用して所望の固液共存温度範囲となるよ
うにしてもよい。
ものを選択する。例えば、不純物含有量が前記第１表に
示した数値の1/10程度以下の共晶組成合金を使用する。
次に、この合金に添加すべき金属成分を１種又は２種以
上選択する。そして、この金属成分を例えば前記第１表
の数値以下で添加する。次に、示差走査熱量測定法（以
下、DSCという）等により、この合金の固液共存温度範
囲を測定する。次いで、前記金属成分の添加量が相互に
異なる複数種類の合金を製造し、これらの合金の固液共
存温度範囲を測定する。そして、これらの測定結果に基
づいて、所望の固液共存温度範囲となる添加量を決定す
る。なお、はんだの原材料（Sn及びPb等）に含有されて
いる不純物を利用して所望の固液共存温度範囲となるよ
うにしてもよい。
第３図（ａ）は純度が高いはんだのDSCの測定値を昇
温曲線と共に示すグラフ図、第３図（ｂ）は本発明に係
るクリームはんだのDSCの測定値を昇温曲線と共に示す
グラフ図である。この第３図（ａ），（ｂ）において、
DSCが０以下のときは試料が吸熱していることを示す。
即ち、DSCが０以下の場合は、固相と液相とが共存して
おり、温度上昇に伴って固相が液相に変化する。この固
相が液相に変化する間のDSCの曲線の傾きを直線で近似
して、DSC＝０の直線との交点X,Yを求める。この交点X,
Yを温度上昇を示す昇温曲線に対応させて、溶融開始温
度Ｍ及び溶融終了温度Ｎを求める。なお、この溶融開始
温度Ｍ及び溶融終了温度Ｎをより正確に求めるために、
昇温速度は可及的に遅くすることが好ましい。
温曲線と共に示すグラフ図、第３図（ｂ）は本発明に係
るクリームはんだのDSCの測定値を昇温曲線と共に示す
グラフ図である。この第３図（ａ），（ｂ）において、
DSCが０以下のときは試料が吸熱していることを示す。
即ち、DSCが０以下の場合は、固相と液相とが共存して
おり、温度上昇に伴って固相が液相に変化する。この固
相が液相に変化する間のDSCの曲線の傾きを直線で近似
して、DSC＝０の直線との交点X,Yを求める。この交点X,
Yを温度上昇を示す昇温曲線に対応させて、溶融開始温
度Ｍ及び溶融終了温度Ｎを求める。なお、この溶融開始
温度Ｍ及び溶融終了温度Ｎをより正確に求めるために、
昇温速度は可及的に遅くすることが好ましい。
はんだの純度が高い場合は、第３図（ａ）に示すよう
に、溶融開始温度Ｍと溶融終了温度Ｎとの温度差Δｔが
小さい。この高純度はんだに微量の金属成分を添加する
と、第３図（ｂ）に示すように、溶融開始温度Ｍと溶融
終了温度Ｎとの温度差Δｔを拡大することができる。本
発明においては、この温度差Δｔを10℃以下に設定す
る。
に、溶融開始温度Ｍと溶融終了温度Ｎとの温度差Δｔが
小さい。この高純度はんだに微量の金属成分を添加する
と、第３図（ｂ）に示すように、溶融開始温度Ｍと溶融
終了温度Ｎとの温度差Δｔを拡大することができる。本
発明においては、この温度差Δｔを10℃以下に設定す
る。
なお、本発明において、クリームはんだとは、一般的
な低融点合金を含む。
な低融点合金を含む。
［実施例］ 次に、本発明の実施例についてその特許請求の範囲か
ら外れる比較例と比較して説明する。
ら外れる比較例と比較して説明する。
実施例１ Snの含有量が63重量％、Pbの含有量が37重量％であ
り、その他の不純物元素の含有量をいずれも0.005重量
％以下に規制したSn−Pb共晶はんだ（共晶温度183℃）
にBiを0.02重量％添加した。
り、その他の不純物元素の含有量をいずれも0.005重量
％以下に規制したSn−Pb共晶はんだ（共晶温度183℃）
にBiを0.02重量％添加した。
DSCを使用して、このはんだの溶融開始温度及び溶融
終了温度を測定した。その結果、溶融開始温度は約180
℃であり、溶融終了温度は約183℃であった。即ち、こ
のはんだの固液共存温度範囲は約180乃至183℃である。
終了温度を測定した。その結果、溶融開始温度は約180
℃であり、溶融終了温度は約183℃であった。即ち、こ
のはんだの固液共存温度範囲は約180乃至183℃である。
このはんだを使用してクリームはんだを製造し、この
クリームはんだにより温度ヒューズを製造した。つま
り、ほうろう基板に温度ヒューズ形成用のパターン配線
を有する厚膜回路を印刷形成した後、この基板を焼成し
た｛第４図（ａ），（ｂ）参照｝。次に、前記パターン
配線の離隔部分を橋渡しするようにして前記クリームは
んだを印刷した後、このほうろう基板を、181.5℃に加
熱した。このようにして製造した温度ヒューズの良品率
は100％であった。
クリームはんだにより温度ヒューズを製造した。つま
り、ほうろう基板に温度ヒューズ形成用のパターン配線
を有する厚膜回路を印刷形成した後、この基板を焼成し
た｛第４図（ａ），（ｂ）参照｝。次に、前記パターン
配線の離隔部分を橋渡しするようにして前記クリームは
んだを印刷した後、このほうろう基板を、181.5℃に加
熱した。このようにして製造した温度ヒューズの良品率
は100％であった。
比較例１ 実施例１と同様のSn−Pb共晶はんだでBiを添加しない
場合の溶融開始温度及び溶融終了温度を調べた。その結
果、このSn−Pb共晶はんだの溶融開始温度は約182℃で
あり、溶融終了温度は約183℃であった。この共晶はん
だを使用し、実施例１と同様にして、ほうろう基板に温
度ヒューズを印刷した後、基板を182.5℃に加熱した。
その結果、加熱時の僅かな温度のバラツキにより、はん
だが過剰に溶融したり、又は溶融不足による不良が発生
した。この比較例１における温度ヒューズの不良率は10
乃至20％であった。
場合の溶融開始温度及び溶融終了温度を調べた。その結
果、このSn−Pb共晶はんだの溶融開始温度は約182℃で
あり、溶融終了温度は約183℃であった。この共晶はん
だを使用し、実施例１と同様にして、ほうろう基板に温
度ヒューズを印刷した後、基板を182.5℃に加熱した。
その結果、加熱時の僅かな温度のバラツキにより、はん
だが過剰に溶融したり、又は溶融不足による不良が発生
した。この比較例１における温度ヒューズの不良率は10
乃至20％であった。
実施例２ Snの含有量が96.5重量％、Agの含有量が3.5重量％で
あり、その他の不純物元素の含有量をいずれも0.005重
量％以下に規制したSn−Ag共晶はんだ（共晶温度221
℃）にBi及びCuを夫々0.01重量％及び0.02重量％添加し
た。
あり、その他の不純物元素の含有量をいずれも0.005重
量％以下に規制したSn−Ag共晶はんだ（共晶温度221
℃）にBi及びCuを夫々0.01重量％及び0.02重量％添加し
た。
DSCを使用して、このはんだの溶融開始温度及び溶融
終了温度を測定した。その結果、溶融開始温度約216℃
であり、溶融終了温度は約220℃であった。即ち、この
はんだの固液共存温度範囲は約216乃至220℃である。
終了温度を測定した。その結果、溶融開始温度約216℃
であり、溶融終了温度は約220℃であった。即ち、この
はんだの固液共存温度範囲は約216乃至220℃である。
このはんだを使用して、実施例１と同様にして、ほう
ろう基板に温度ヒューズを印刷形成した後、このほうろ
う基板を218℃に加熱した。これにより、所望の温度ヒ
ューズを得ることができた。本実施例における温度ヒュ
ーズの良品率は100％であった。
ろう基板に温度ヒューズを印刷形成した後、このほうろ
う基板を218℃に加熱した。これにより、所望の温度ヒ
ューズを得ることができた。本実施例における温度ヒュ
ーズの良品率は100％であった。
比較例２ 実施例２と同様のSn−Ag共晶はんだでBi及びCuを添加
しない場合の溶融開始温度及び溶融終了温度を調べた。
その結果、このSn−Ag共晶はんだの溶融開始温度は約22
0℃であり、溶融終了温度は約221℃であった。この共晶
はんだを使用し、実施例１と同様にして、ほうろう基板
に温度ヒューズを印刷した後、この基板を220.5℃に加
熱した。その結果、加熱時の僅かな温度のバラツキによ
り、はんだが過剰に溶融したり、又は溶融不足による不
良が発生した。この比較例２における温度ヒューズの不
良率は10乃至20％であった。
しない場合の溶融開始温度及び溶融終了温度を調べた。
その結果、このSn−Ag共晶はんだの溶融開始温度は約22
0℃であり、溶融終了温度は約221℃であった。この共晶
はんだを使用し、実施例１と同様にして、ほうろう基板
に温度ヒューズを印刷した後、この基板を220.5℃に加
熱した。その結果、加熱時の僅かな温度のバラツキによ
り、はんだが過剰に溶融したり、又は溶融不足による不
良が発生した。この比較例２における温度ヒューズの不
良率は10乃至20％であった。
［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、共晶合金に微量
の金属成分を添加して10℃以下の固液共存温度範囲を有
するようにしたから、前記固液共存温度範囲内の温度に
保持することにより、容易に半溶融状態を得ることがで
きる。このため、本発明に係るクリームはんだを使用し
て温度ヒューズを製造すると、加熱処理が極めて容易に
なる。また、このようにして製造された温度ヒューズ
は、はんだの粒子同士が十分に結合しており、且つ、は
んだ粒子間の空隙にフラックスが閉じ込められた状態に
なるため、機械的強度に優れ、また温度ヒューズとして
の作動特性も優れたものとなる。
の金属成分を添加して10℃以下の固液共存温度範囲を有
するようにしたから、前記固液共存温度範囲内の温度に
保持することにより、容易に半溶融状態を得ることがで
きる。このため、本発明に係るクリームはんだを使用し
て温度ヒューズを製造すると、加熱処理が極めて容易に
なる。また、このようにして製造された温度ヒューズ
は、はんだの粒子同士が十分に結合しており、且つ、は
んだ粒子間の空隙にフラックスが閉じ込められた状態に
なるため、機械的強度に優れ、また温度ヒューズとして
の作動特性も優れたものとなる。
第１図（ａ）は２種類の金属からなる合金の２元系平衡
状態図、第１図（ｂ）は本発明に係るクリームはんだの
擬２元系平衡状態図、第２図は共晶点からずれた組成を
有する２元合金の平衡状態図、第３図（ａ）は純度が高
いはんだのDSCの測定値を昇温曲線と共に示すグラフ
図、第３図（ｂ）は本発明に係るクリームはんだのDSC
の測定値を昇温曲線と共に示すグラフ図、第４図（ａ）
及び（ｂ）はクリームはんだを使用した温度ヒューズの
製造方法を工程順に示す平面図、第５図は温度ヒューズ
が作動した状態を示す平面図である。 11;回路基板、12;パターン配線、13;クリームはんだ
状態図、第１図（ｂ）は本発明に係るクリームはんだの
擬２元系平衡状態図、第２図は共晶点からずれた組成を
有する２元合金の平衡状態図、第３図（ａ）は純度が高
いはんだのDSCの測定値を昇温曲線と共に示すグラフ
図、第３図（ｂ）は本発明に係るクリームはんだのDSC
の測定値を昇温曲線と共に示すグラフ図、第４図（ａ）
及び（ｂ）はクリームはんだを使用した温度ヒューズの
製造方法を工程順に示す平面図、第５図は温度ヒューズ
が作動した状態を示す平面図である。 11;回路基板、12;パターン配線、13;クリームはんだ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 孝雄 東京都江東区木場１丁目５番１号 藤倉 電線株式会社内 (72)発明者 宇留賀 謙一 東京都江東区木場１丁目５番１号 藤倉 電線株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−154788（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−71593（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−100221（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−114237（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−114238（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 35/22 310 H01H 37/76 H05K 1/02
Claims (1)
- 【請求項１】回路基板の温度ヒューズを形成するために
使用されるクリームはんだにおいて、共晶組成の合金に
１種又は２種以上の金属成分を添加することにより10℃
以下の固液共存温度範囲を設けたことを特徴とする回路
基板の温度ヒューズ形成用クリームはんだ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02296470A JP3142551B2 (ja) | 1990-10-31 | 1990-10-31 | 回路基板の温度ヒューズ形成用クリームはんだ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02296470A JP3142551B2 (ja) | 1990-10-31 | 1990-10-31 | 回路基板の温度ヒューズ形成用クリームはんだ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04167997A JPH04167997A (ja) | 1992-06-16 |
| JP3142551B2 true JP3142551B2 (ja) | 2001-03-07 |
Family
ID=17833972
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02296470A Expired - Lifetime JP3142551B2 (ja) | 1990-10-31 | 1990-10-31 | 回路基板の温度ヒューズ形成用クリームはんだ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3142551B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5393489A (en) * | 1993-06-16 | 1995-02-28 | International Business Machines Corporation | High temperature, lead-free, tin based solder composition |
| US5411703A (en) * | 1993-06-16 | 1995-05-02 | International Business Machines Corporation | Lead-free, tin, antimony, bismtuh, copper solder alloy |
| JP4772320B2 (ja) * | 2004-12-15 | 2011-09-14 | 富士通株式会社 | 亜鉛−アルミニウムはんだ合金 |
| JP4946419B2 (ja) * | 2006-12-20 | 2012-06-06 | パナソニック株式会社 | 温度ヒューズおよびその製造方法 |
| JP4735874B2 (ja) * | 2009-03-16 | 2011-07-27 | ソニーケミカル＆インフォメーションデバイス株式会社 | 保護素子 |
| JP4735873B2 (ja) * | 2009-03-16 | 2011-07-27 | ソニーケミカル＆インフォメーションデバイス株式会社 | 保護素子 |
-
1990
- 1990-10-31 JP JP02296470A patent/JP3142551B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04167997A (ja) | 1992-06-16 |
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