JP3776505B2 - Solder joint - Google Patents

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    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/3457Solder materials or compositions; Methods of application thereof
    • H05K3/3485Applying solder paste, slurry or powder

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子回路基板のはんだ付けに用いるクリームはんだに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年の実装技術において、電子部品の小型化、高密度実装化が急速に進んでいる。それに伴い、はんだ材料の狭ピッチ化、高機能化への要求が急速に高まっている。また、環境への関心が高まる中、電子回路基板などの産業廃棄物の処理についても法的規制が検討されている。
【0003】
以下に上述した従来のはんだ材料の一例について、図面を参照して説明する。図2は従来のはんだ材料の合金組織、及び従来のはんだ材料と銅ランドとの接合界面における金属組成を示すものである。図2において、4はα固溶体でSnリッチ相である。5はβ固溶体でPbリッチ相である。6は金属間化合物であり、その組成はCu3 Snである。7も金属間化合物であり、その組成はCu6 Sn5 である。8はCuランドであり、9は電子部品のリードである。
【0004】
以上説明したように、従来のはんだ合金は、その金属組成がSnとPbの共晶合金であり、その構成成分は、Snが63重量%及びPbが37重量%から構成され、183℃に共晶点をもつものである。また、その合金組織はα固溶体4中にβ固溶体5が均一に分布しラメラ状となっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、環境保護の立場から、はんだ材料(Sn−Pb合金)中に含まれる鉛の規制が国際的に急速に進みつつある。従来のはんだ材料によりはんだ付けされたプリント回路基板の廃棄物は、酸性雨にさらされると、鉛が大量に溶出し、その溶出物質が人体に悪影響を与えるという問題点が指摘されている。また、この問題点を解決するために開発された鉛を含有しないはんだ材料は、銅ランドへの濡れ性、及び電子部品とのはんだ付け強度を、Sn−Pb合金のように合わせ持つものは存在しなかった。
【0006】
本発明は上記問題点に鑑み、はんだ材料中に鉛を含まず、かつ、濡れ性及びはんだ付け強度の改善されたクリームはんだ材料を提供するもので、Sn合金の粉末を2種類以上混合し、ペースト化しクリームはんだとすることによって、濡れ性及びはんだ付け強度が同一組成の単一粉によるクリームはんだよりも向上した、優れたクリームはんだ材料を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明はSnを主成分とする合金に関し、2種類以上の粉末をフラックスにより混合して、全体として所望の重量比になるように構成し、粉末の比重の差を利用し、銅ランドと電子部品との間ではんだの組成を傾斜分布させることにより、銅ランドに対しては濡れ性を向上させ、また、電子部品に対しては接合界面強度を向上させて、はんだ付け強度を向上させることができるクリームはんだである。
【0008】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項1に記載の発明は、Snを主成分とし、Ag,Bi,Cu,In,及びZnから選択される1つの成分からなり、比重が7.3〜8.8(g/cm3以下同様)である2種類以上の合金粉末をフラックスと混合して、所望の重量比になるように構成し、銅ランド側には、Bi,Inを成分とする合金を、電子部品側には、Ag,Zn,Cuを成分とする合金を分布させ、銅ランドと電子部品間で前記成分からなるはんだを比重の差により組成を傾斜させたはんだ接合方法であり、例えば、銅ランドに対しては濡れ性を向上させ、電子部品に対してははんだ付け強度を向上する合金をそれぞれ分布させるので、従来の同一組成の単一粉によるクリームはんだに比して、濡れ性及び接合強度を向上することができる。
【0009】
請求項に記載の発明は、合金の構成成分として、Sn、Ag、及びBiにより構成されるクリームはんだにおいて、96.5Sn3.5Ag(数字は重量%、以下同様)で比重7.5の合金粉末と42Sn58Biで比重8.8の合金粉末を所望の重量比になるようにフラックスと混合することを特徴とし、96.5Sn3.5Agと42Sn58Bi粉末をフラックスにより混合したクリームはんだは、それぞれの比重の差により、銅ランド側には42Sn58Bi、また、電子部品側には96.5Sn3.5Agが傾斜分布をするので、濡れ性はBiによりSnの表面張力が下げられるため向上し、はんだ付け強度は96.5Sn3.5Agにより高められる。そのため、同一組成で単一粉末により構成されるクリームはんだよりも、銅ランドへの濡れ性を向上させ、また、電子部品リードとのはんだ付け強度も向上させることができる。
【0010】
請求項に記載の発明は、合金の構成成分として、Sn、Ag、Bi、及びCuにより構成されるクリームはんだにおいて、96.5Sn3.5Agで比重7.5、42Sn58Biで比重8.8、及び99.3Sn0.7Cuで比重7.3の合金粉末を所望の重量比になるようにフラックスと混合することを特徴とし、請求項3記載の発明に、さらに、99.3Sn0.7Cu粉末を混合したので、はんだの銅濃度を増加させることによって、銅ランドからの銅の溶融、拡散を防止でき、はんだ付け品質を向上させることができる。
【0011】
請求項4に記載の発明は、合金の構成成分として、Sn、Ag、Bi、Cu、及びInにより構成されるクリームはんだにおいて、96.5Sn3.5Agで比重7.5、42Sn58Biで比重8.8、48Sn52Inで比重7.3及び99.3Sn0.7Cuで比重7.3の合金粉末を所望の重量比になるようにフラックスと混合することを特徴とし、請求項4記載の発明に、さらに、48Sn52In粉末を混合したので、濡れ性を適宜改善することができる。
【0012】
請求項に記載の発明は、合金の構成成分として、Sn、Ag、Bi、Cu、In、及びZnにより構成されるクリームはんだにおいて、96.5Sn3.5Agで比重7.5、42Sn58Biで比重8.8、48Sn52Inで比重7.3、99.3Sn0.7Cuで比重7.3、及び91Sn9Znで比重7.2の合金粉末を所望の重量比になるようにフラックスと混合することを特徴とし、請求項5記載の発明に、さらに、91Sn9Zn粉末を混合したので、はんだ付け強度を適宜改善することができる。
【0018】
以下、本発明の実施の形態について、表1、2および図1を用いて説明する。
本発明において、はんだ合金の組成を上述のように限定した理由を説明する。
Agは、はんだ付け強度を改善させるが、その添加量が1.7重量%よりも少なければ、はんだ付け強度を改善させる効果が十分ではない。また、電子部品に熱損傷を与えないようにするため、220℃以下の融点を確保するためには、3.3重量%以下としなければならない。それを越えて添加すると、融点は急激に上昇するので好ましくない。よって、Agの好適な添加量は1.7〜3.3重量%である。
【0019】
Biは、濡れ性を改善するが、添加量が5重量%よりも少なければ、その効果は十分ではない。また、18重量%を越えるとはんだ付け強度が得られなくなるので好ましくない。よって、Biの添加量は5〜18重量%が好適である。
Cuは、はんだ/銅ランド接合界面の金属間化合物の形成を抑制させる効果があるが、0.05重量%よりも少ない添加ではその効果は現れず、0.65重量%を越えて添加すると、硬く、脆くなり特性を劣化する。よって、Cuの好適な添加量は0.05〜0.65重量%である。
【0020】
Inは、濡れ性を改善させる効果があるが、0.5重量%よりも少ない添加ではその効果が現れず、2.5重量%を越えて添加すると、合金の機械的強度を劣化させる。そのため、Inの好適な添加量は0.5〜2.5重量%である。
本発明のクリームはんだは、上記特性を生かして構成され、その溶融後の合金成分として、Snを約80〜95重量%、Agを約1.7〜3.3重量%、Biを約5〜18重量%、Cuを約0.05〜0.65重量%、Inを約0.5〜2.5重量%、及びZnを0.5〜6.5重量%の範囲で構成されるものである。
【0021】
以下、本発明の実施の形態を具体的に説明する。
表1は、本発明の実施例におけるSn合金の比重を示したものである。
上記Sn合金において、96.5Sn3.5Ag、及び91Sn9Znは、Sn−Pb合金はんだに比べ、電子部品とのはんだ付け強度は高いが、銅ランドへの濡れ性は劣る。また、Bi及びInはSnの表面張力を下げ、Snの銅ランドへの濡れ性を向上させることができる。また、Cuをはんだ中に含有させることにより、銅ランドの溶融及び拡散によるはんだ付け品質の劣化を抑制できるという特性を有する。
【0022】
【表1】

Figure 0003776505
【0023】
そして、本発明はSn合金の上記特性を考慮し、表2に示すように2種類以上の合金粉末をフラックスと混合することによって提供される。
【0024】
【表2】
Figure 0003776505
【0025】
表2は、本発明のはんだ合金について、その組成(重量%)、濡れ性、及び接合強度(はんだ付け強度)を示したものである。
また、濡れ性及び接合強度は、それぞれのはんだ合金を大気用RMAタイプのクリームはんだにしたものを用いて測定した。
濡れ性については、銅基板上でのはんだの濡れ拡がり率を測定した。
【0026】
接合強度については、0.5mmピッチのQFPを実装後、その1リードあたりのピーリング強度を測定した。
この実施例から明らかなように、本発明による2種類以上の合金粉末を混合したクリームはんだは、その単体のクリームはんだに比して、濡れ性及び接合強度において改善された効果を有する。
【0027】
また、図1は、本発明の実施例におけるはんだ合金における元素濃度変化の一例を示すものである。図1において、1は本発明のクリームはんだで、溶融凝固後のフィレット状態を示している。2は銅ランドであり、3は電子部品リードである。
表1と図1を参照して、請求項2に記載の発明について説明する。96.5Sn3.5Agと42Sn58Bi粉末をフラックスにより混合したクリームはんだは、表1に示されたそれぞれの比重の差により、銅ランド側には42Sn58Bi、また、電子部品側には96.5Sn3.5Agが、図1に示すような傾斜で分布する。銅ランド側に分布する42Sn58Biでは、BiによりSnの表面張力が下げられ、Snの銅ランドへの濡れ性は向上する。一方、電子部品とのはんだ付け強度は、96.5Sn3.5Agにより高められる。そのため、同一組成で単一粉末により構成されるクリームはんだよりも、銅ランドへの濡れ性は向上し、電子部品リードとのはんだ付け強度も向上する。
【0028】
本発明は、Snを主成分とした合金粉末の特性を生かした多様な組合せが可能であり、それぞれの合金の比重の差により組成を傾斜分布し、濡れ性及びはんだ付け強度を向上させることができる。
また、99.3Sn0.7Cu粉末を混合しているのは、はんだの銅濃度を増加させることによって、銅ランドからの銅の溶融及び拡散により発生する硬く脆い金属間化合物の生成を抑制し、はんだ付け品質を向上させるためである。
【0029】
次に、本発明の実施例について表2を用いて説明する。
本実施例のクリームはんだとして、(96.5Sn3.5Ag)90重量%、(48Sn52Bi)10重量%の合金粉末を混合し、大気用RMAのフラックスを用いてクリームはんだとしたものを用いて、その濡れ性及び接合強度を測定し、これと、溶融後の組成が同一の単一合金粉末で、同じフラックスを用いてクリームはんだにしたものの各測定値と比較した。その結果は表2に示されている。この表から明らかなように、混合粉を用いたクリームはんだは、単一粉によるクリームはんだと比較して、濡れ性及び接合強度の両方において向上が見られた。また、参考例の63Sn37Pb合金によるクリームはんだと比較しても、濡れ性及び接合強度の両方において勝っており、それぞれの特性の大幅な向上を図ることができた。また、実施例2から実施例13においても、単一粉によるクリームはんだよりも、混合粉によるクリームはんだが全ての場合において濡れ性及び接合強度の両方において向上が図られており、その効果が顕著に現れている。
【0030】
なお、本発明のはんだ合金をクリームはんだにする場合、フラックスの種類は特に限定されることはなく、大気リフロー対応、窒素リフロー対応、RA、RMA等のフラックスの使用が可能である。好ましくは、活性力があり、かつ比較的耐腐食性にも優れる大気用RMAタイプのフラックスが適している。
【0031】
【発明の効果】
以上から明らかなように、本発明は、Snを主成分とする合金粉末を2種類以上をフラックスと混合し、全体として所望の重量比になるように構成されたクリームはんだを用いることにより、はんだ付け部の銅ランド側と電子部品側で、はんだ組成に傾斜分布を持たせることができ、濡れ性及びはんだ付け強度の向上を図ることができるクリームはんだを得ることができる。
【0032】
また、その組成に鉛を含んでいないはんだも同時に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例におけるはんだ合金の元素濃度変化の一例を示す図である。
【図2】従来のはんだ材料の合金組織図である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a cream solder used for soldering an electronic circuit board.
[0002]
[Prior art]
In recent mounting technologies, electronic components have been rapidly reduced in size and density. Along with this, the demand for narrow pitch and high functionality of the solder material is rapidly increasing. In addition, with increasing interest in the environment, legal regulations are also being considered for the treatment of industrial waste such as electronic circuit boards.
[0003]
Hereinafter, an example of the conventional solder material described above will be described with reference to the drawings. FIG. 2 shows the alloy structure of the conventional solder material and the metal composition at the joint interface between the conventional solder material and the copper land. In FIG. 2, 4 is an α-solid solution and an Sn-rich phase. 5 is a β solid solution and a Pb rich phase. 6 is an intermetallic compound, the composition of which is Cu3 Sn. 7 is also an intermetallic compound, and its composition is Cu6 Sn5. 8 is a Cu land, and 9 is a lead of an electronic component.
[0004]
As described above, the conventional solder alloy is a eutectic alloy whose Sn is Sn and Pb, and its constituent components are composed of 63% by weight of Sn and 37% by weight of Pb. It has a crystal point. Further, the alloy structure has a lamellar shape in which the β solid solution 5 is uniformly distributed in the α solid solution 4.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, from the standpoint of environmental protection, regulation of lead contained in the solder material (Sn—Pb alloy) is rapidly progressing internationally. When the waste of the printed circuit board soldered with the conventional solder material is exposed to acid rain, a large amount of lead is eluted, and the problem is that the eluted substance adversely affects the human body. In addition, there is a solder material that does not contain lead developed to solve this problem and has both wettability to copper land and soldering strength with electronic parts like Sn-Pb alloy. I did not.
[0006]
In view of the above problems, the present invention provides a cream solder material that does not contain lead in the solder material and has improved wettability and soldering strength. Two or more kinds of Sn alloy powders are mixed. An object of the present invention is to provide an excellent cream solder material in which wettability and soldering strength are improved by pasting into cream solder as compared with cream solder using a single powder having the same composition.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention relates to an alloy containing Sn as a main component. Two or more kinds of powders are mixed with a flux so as to obtain a desired weight ratio as a whole. By utilizing the gradient distribution of the solder composition between the copper land and the electronic component, the wettability is improved for the copper land, and the bonding interface strength is improved for the electronic component, It is a cream solder that can improve the soldering strength.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The invention according to claim 1 of the present invention is composed of one component selected from Ag, Bi, Cu, In, and Zn having Sn as a main component and having a specific gravity of 7.3 to 8.8 (g / 2 or more types of alloy powders are mixed with the flux so as to obtain a desired weight ratio. On the copper land side, an alloy containing Bi and In as components is placed on the electronic component side. Is a solder joining method in which an alloy containing Ag, Zn, Cu as a component is distributed and the composition of the solder composed of the above components is inclined between the copper land and the electronic component due to the difference in specific gravity. This improves the wettability and distributes the alloys that improve the soldering strength to the electronic parts. Therefore, the wettability and joint strength are improved compared to the conventional cream solder with a single powder of the same composition. can do.
[0009]
The invention according to claim 2 is an alloy having a specific gravity of 7.5 with 96.5Sn3.5Ag (numbers are% by weight, the same applies hereinafter) in a cream solder composed of Sn, Ag, and Bi as constituents of the alloy. The powder solder and the alloy powder having a specific gravity of 8.8 with 42Sn58Bi are mixed with the flux so as to have a desired weight ratio, and the cream solder in which the 96.5Sn3.5Ag and the 42Sn58Bi powder are mixed with the flux has the specific gravity. Due to the difference, 42Sn58Bi is distributed on the copper land side and 96.5Sn3.5Ag is distributed on the electronic component side, so the wettability is improved because the surface tension of Sn is lowered by Bi, and the soldering strength is 96. Increased by 5Sn3.5Ag. Therefore, the wettability to the copper land can be improved and the soldering strength with the electronic component lead can be improved as compared with the cream solder composed of a single powder with the same composition.
[0010]
The invention according to claim 3 is a cream solder composed of Sn, Ag, Bi, and Cu as a constituent component of the alloy, with a specific gravity of 7.5 at 96.5Sn3.5Ag, a specific gravity of 8.8 at 42Sn58Bi, and An alloy powder having a specific gravity of 7.3 with 99.3Sn0.7Cu is mixed with a flux so as to have a desired weight ratio, and 99.3Sn0.7Cu powder is further mixed with the invention according to claim 3. Therefore, by increasing the copper concentration of the solder, the melting and diffusion of copper from the copper land can be prevented, and the soldering quality can be improved.
[0011]
According to a fourth aspect of the present invention, a cream solder composed of Sn, Ag, Bi, Cu, and In as a constituent component of an alloy has a specific gravity of 7.5 at 96.5Sn3.5Ag and a specific gravity of 8.8 at 42Sn58Bi. The alloy powder having a specific gravity of 7.3 in 48Sn52In and a specific gravity of 7.3 in 99.3Sn0.7Cu is mixed with a flux so as to have a desired weight ratio, and the present invention further includes 48Sn52In. Since the powder is mixed, the wettability can be improved as appropriate.
[0012]
Invention according to claim 5, as a constituent of the alloy, Sn, Ag, Bi, Cu , In, and the solder paste composed of Zn, a specific gravity at gravity 7.5,42Sn58Bi in 96.5Sn3.5Ag 8 And an alloy powder having a specific gravity of 7.3 for 8 and 48Sn52In, a specific gravity of 7.3 for 99.3Sn0.7Cu, and a specific gravity of 7.2 for 91Sn9Zn are mixed with a flux so as to have a desired weight ratio. Since the 91Sn9Zn powder is further mixed with the invention according to Item 5, the soldering strength can be appropriately improved.
[0018]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to Tables 1 and 2 and FIG.
The reason why the composition of the solder alloy is limited as described above in the present invention will be described.
Ag improves the soldering strength, but if the amount added is less than 1.7% by weight, the effect of improving the soldering strength is not sufficient. Moreover, in order not to give heat damage to an electronic component, in order to ensure a melting point of 220 ° C. or less, it must be 3.3% by weight or less. If the amount exceeds this, the melting point will rise rapidly, which is not preferable. Therefore, the preferable addition amount of Ag is 1.7 to 3.3% by weight.
[0019]
Bi improves wettability, but the effect is not sufficient if the amount added is less than 5% by weight. On the other hand, if it exceeds 18% by weight, the soldering strength cannot be obtained, which is not preferable. Therefore, the added amount of Bi is preferably 5 to 18% by weight.
Cu has the effect of suppressing the formation of intermetallic compounds at the solder / copper land bonding interface, but the effect does not appear when added in an amount less than 0.05% by weight, and when added over 0.65% by weight, Hard and brittle and deteriorates properties. Therefore, the suitable addition amount of Cu is 0.05 to 0.65% by weight.
[0020]
In has an effect of improving wettability, but the effect does not appear when added in an amount less than 0.5% by weight, and when added over 2.5% by weight, the mechanical strength of the alloy is deteriorated. Therefore, the preferable addition amount of In is 0.5 to 2.5% by weight.
The cream solder of the present invention is configured by taking advantage of the above characteristics, and as an alloy component after melting, Sn is about 80 to 95% by weight, Ag is about 1.7 to 3.3% by weight, and Bi is about 5 to 5%. It is composed of 18% by weight, Cu of about 0.05 to 0.65% by weight, In of about 0.5 to 2.5% by weight, and Zn of 0.5 to 6.5% by weight. is there.
[0021]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described.
Table 1 shows the specific gravity of the Sn alloy in the examples of the present invention.
In the above Sn alloy, 96.5Sn3.5Ag and 91Sn9Zn have higher soldering strength with electronic components than Sn—Pb alloy solder, but have poor wettability to copper land. Bi and In can lower the surface tension of Sn and improve the wettability of Sn to the copper land. Moreover, it has the characteristic that deterioration of the soldering quality by fusion | melting and a spreading | diffusion of a copper land can be suppressed by containing Cu in a solder.
[0022]
[Table 1]
Figure 0003776505
[0023]
The present invention is provided by mixing two or more kinds of alloy powders with a flux as shown in Table 2 in consideration of the above characteristics of the Sn alloy.
[0024]
[Table 2]
Figure 0003776505
[0025]
Table 2 shows the composition (% by weight), wettability, and bonding strength (soldering strength) of the solder alloy of the present invention.
Further, the wettability and the bonding strength were measured by using each solder alloy as an atmospheric RMA type cream solder.
As for the wettability, the wet spread rate of the solder on the copper substrate was measured.
[0026]
Regarding the bonding strength, after mounting QFP with a pitch of 0.5 mm, the peeling strength per lead was measured.
As is clear from this example, the cream solder in which two or more kinds of alloy powders according to the present invention are mixed has an improved effect on wettability and bonding strength as compared with the single cream solder.
[0027]
FIG. 1 shows an example of the change in element concentration in the solder alloy in the embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is the cream solder of this invention and has shown the fillet state after melt-solidification. 2 is a copper land, and 3 is an electronic component lead.
The invention according to claim 2 will be described with reference to Table 1 and FIG. The cream solder in which 96.5Sn3.5Ag and 42Sn58Bi powder are mixed by flux has 42Sn58Bi on the copper land side and 96.5Sn3.5Ag on the electronic component side due to the difference in specific gravity shown in Table 1. , Distributed with an inclination as shown in FIG. In 42Sn58Bi distributed on the copper land side, the surface tension of Sn is lowered by Bi, and the wettability of Sn to the copper land is improved. On the other hand, the soldering strength with the electronic component is increased by 96.5Sn3.5Ag. Therefore, the wettability to the copper land is improved and the soldering strength with the electronic component lead is improved as compared with the cream solder composed of a single powder having the same composition.
[0028]
The invention is capable of various combinations by taking advantage of properties of the alloy powder mainly composed of S n, the composition due to the difference in the specific gravity of each alloy inclined distribution, to improve the wettability and soldering strength Can do.
Moreover , the mixing of 99.3Sn0.7Cu powder suppresses the generation of hard and brittle intermetallic compounds generated by melting and diffusion of copper from the copper land by increasing the copper concentration of the solder, This is to improve the soldering quality.
[0029]
Next, examples of the present invention will be described with reference to Table 2.
As the cream solder of this example, (96.5Sn3.5Ag) 90% by weight, (48Sn52Bi) 10% by weight of alloy powder was mixed and used as the solder paste using the atmosphere RMA flux. Wetability and bonding strength were measured and compared with the measured values of a single alloy powder having the same composition after melting and cream soldering using the same flux. The results are shown in Table 2. As is clear from this table, the cream solder using the mixed powder was improved in both wettability and bonding strength as compared with the cream solder using a single powder. Moreover, both the wettability and the bonding strength were superior to the cream solder of the reference example 63Sn37Pb alloy, and the respective characteristics could be greatly improved. Also in Example 2 to Example 13, both the wettability and the bonding strength are improved in all cases of the cream solder using the mixed powder rather than the cream solder using the single powder, and the effect is remarkable. It is appearing in.
[0030]
When the solder alloy of the present invention is cream solder, the type of flux is not particularly limited, and fluxes such as air reflow, nitrogen reflow, RA, RMA, etc. can be used. Preferably, an RMA type flux for air that is active and relatively excellent in corrosion resistance is suitable.
[0031]
【The invention's effect】
As is apparent from the above, the present invention uses two or more types of alloy powders containing Sn as a main component mixed with a flux and uses a cream solder configured to have a desired weight ratio as a whole. The solder composition can have a gradient distribution on the copper land side and the electronic component side of the attaching portion, and a cream solder capable of improving wettability and soldering strength can be obtained.
[0032]
Also, a solder that does not contain lead in its composition can be provided at the same time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an example of a change in element concentration of a solder alloy in an example of the present invention.
FIG. 2 is an alloy structure diagram of a conventional solder material.

Claims (5)

Snを主成分とし、Ag,Bi,Cu,In,及びZnから選択される1つの成分からなり、比重が7.3〜8.8(g/cm3以下同様)である2種類以上の合金粉末をフラックスと混合して、所望の重量比になるように構成し、銅ランド側には、Bi,Inを成分とする合金を、電子部品側には、Ag,Zn,Cuを成分とする合金を分布させ、銅ランドと電子部品間で前記成分からなるはんだを比重の差により組成を傾斜させたはんだ接合方法Two or more kinds of alloy powders containing Sn as a main component, consisting of one component selected from Ag, Bi, Cu, In, and Zn and having a specific gravity of 7.3 to 8.8 (g / cm 3 or less). Is mixed with the flux so as to have a desired weight ratio, an alloy containing Bi, In as a component on the copper land side, and an alloy containing Ag, Zn, Cu as a component on the electronic component side. was distributed, soldering method in which a solder consisting of the components between the copper land and the electronic component is tilted composition by the difference in specific gravity. 96.5Sn3.5Ag(数字は重量%、以下同様)で比重7.5の合金粉末と42Sn58Biで比重8.8の合金粉末を所望の重量比になるようにフラックスと混合することを特徴とする請求項1記載のはんだ接合方法 The alloy powder of 96.5Sn3.5Ag (numbers are% by weight, the same applies below) and the specific gravity of 7.5 and the alloy powder of 42Sn58Bi and the specific gravity of 8.8 are mixed with the flux so as to have a desired weight ratio. The soldering method according to claim 1. 96.5Sn3.5Agで比重7.542Sn58Biで比重8.8、及び99.3Sn0.7Cuで比重7.3の合金粉末を所望の重量比になるようにフラックスと混合することを特徴とする請求項1記載のはんだ接合方法It is characterized by mixing an alloy powder of 96.5Sn3.5Ag with a specific gravity of 7.5 , 42Sn58Bi with a specific gravity of 8.8, and 99.3Sn0.7Cu with a specific gravity of 7.3 with a flux so as to have a desired weight ratio. The soldering method according to claim 1. 96.5Sn3.5Agで比重7.5、42Sn58Biで比重8.8、48Sn52Inで比重7.3及び99.3Sn0.7Cuで比重7.3の合金粉末を所望の重量比になるようにフラックスと混合することを特徴とする請求項1記載のはんだ接合方法The alloy powder of 96.5Sn3.5Ag with a specific gravity of 7.5 , 42Sn58Bi with a specific gravity of 8.8, 48Sn52In with a specific gravity of 7.3 and 99.3Sn0.7Cu with a specific gravity of 7.3 is mixed with the flux so as to obtain a desired weight ratio. The soldering method according to claim 1, wherein : 96.5Sn3.5Agで比重7.5、42Sn58Biで比重8.8、48Sn52Inで比重7.399.3Sn0.7Cuで比重7.3、及び91Sn9Znで比重7.2の合金粉末を所望の重量比になるようにフラックスと混合することを特徴とする請求項1記載のはんだ接合方法Desired weight of alloy powder of 96.5Sn3.5Ag with a specific gravity of 7.5, 42Sn58Bi with a specific gravity of 8.8, 48Sn52In with a specific gravity of 7.3 , 99.3Sn0.7Cu with a specific gravity of 7.3 , and 91Sn9Zn with a specific gravity of 7.2. The soldering method according to claim 1, wherein the soldering method is mixed with flux so as to obtain a ratio.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230241725A1 (en) * 2022-01-19 2023-08-03 Ning-Cheng Lee Solder pastes and methods of using the same

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11138292A (en) * 1997-11-10 1999-05-25 Showa Denko Kk Nonleaded solder paste
EP1180411A1 (en) * 2000-08-17 2002-02-20 Senju Metal Industry Co., Ltd. Lead-free paste for reflow soldering
US6896172B2 (en) 2000-08-22 2005-05-24 Senju Metal Industry Co., Ltd. Lead-free solder paste for reflow soldering
EP1327491B1 (en) 2000-10-02 2010-05-12 Asahi Kasei EMD Corporation Functional metal alloy particles
JP2002224880A (en) * 2000-11-28 2002-08-13 Fujitsu Ltd Solder paste and electronic device
JP2006512212A (en) * 2002-12-31 2006-04-13 モトローラ・インコーポレイテッド Lead-free solder paste made of mixed alloy
US7681777B2 (en) 2003-04-01 2010-03-23 Senju Metal Industry Co., Ltd. Solder paste and printed circuit board
DE102004034035A1 (en) * 2004-07-13 2006-02-09 W.C. Heraeus Gmbh Lead-free solder pastes with increased reliability
JP2010029868A (en) * 2006-11-06 2010-02-12 Victor Co Of Japan Ltd Lead-free solder paste, electronic circuit board using the same, and method for manufacturing the same
SG161110A1 (en) * 2008-10-15 2010-05-27 Autium Pte Ltd Solder alloy
JP2012076086A (en) * 2010-09-30 2012-04-19 Mitsubishi Materials Corp Solder powder and paste for solder using the powder
JP2015205293A (en) * 2014-04-18 2015-11-19 株式会社デンソー Solder paste, method for manufacturing electronic device, and electronic device
KR102311179B1 (en) * 2020-02-26 2021-10-13 한국과학기술원 Anisotropic conductive adhesives with solder conductive particles and flux additives for a thermo-compression bonding and electrical interconnection method of electrical component using the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230241725A1 (en) * 2022-01-19 2023-08-03 Ning-Cheng Lee Solder pastes and methods of using the same

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