JP3864172B2 - Soldering composition - Google Patents

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本発明ははんだ付け用組成物に関し、より詳しくは、鉛を含まないはんだ付け用組成物であって、リフローソルダリング時に合金化して固相線温度の上昇した合金を形成し、その結果として、はんだ付け済みの基板等に更にはんだ付けを実施する際にもほぼ同一温度条件下ではんだ付けが可能となるはんだ付け用組成物に関する。 The present invention relates to a soldering composition, and more specifically, a lead-free soldering composition, which is alloyed during reflow soldering to form an alloy with an increased solidus temperature , resulting in The present invention relates to a soldering composition that enables soldering under substantially the same temperature condition when further soldering is performed on a soldered substrate or the like.

例えば、電子回路モジュール等の各種の電子回路装置の製作においては、両面実装タイプの電子部品搭載用基板を用い、該電子部品搭載用基板の一面側に高温はんだを介して電子部品を搭載させ、通炉してはんだ付けした後、他面側にはんだを介して電子部品を搭載させ、再び通炉してはんだ付けしている。従って、電子部品搭載用基板の他面側に電子部品をはんだ付けする際には、その一面側に用いる高温はんだよりも低い融点を持つ低温はんだを用いる必要がある。このように融点の異なる2種類のはんだは、従来は一般的には、鉛含有はんだの鉛含有量を調整することによって用意していた。   For example, in the production of various electronic circuit devices such as electronic circuit modules, a double-sided mounting type electronic component mounting board is used, and electronic components are mounted on one side of the electronic component mounting board via high-temperature solder, After passing through the furnace and soldering, an electronic component is mounted on the other surface via solder, and then again through the furnace and soldering. Therefore, when an electronic component is soldered to the other surface side of the electronic component mounting board, it is necessary to use a low-temperature solder having a melting point lower than that of the high-temperature solder used on the one surface side. As described above, two kinds of solders having different melting points are generally prepared by adjusting the lead content of the lead-containing solder.

ところが、近年、地球環境保全の立場から、鉛を含まないはんだ(鉛フリーはんだ)が要求されてきており、鉛フリーはんだの開発が盛んに行われている。しかしながら、鉛フリーはんだで従来の鉛含有高温はんだに匹敵する高融点のはんだは、現在のところ、実用化されていない。現在実用化されている鉛フリーはんだの融点は、高いものでも250℃程度(Sn−10Sbで246℃)である。   However, in recent years, from the standpoint of global environmental protection, solder containing no lead (lead-free solder) has been demanded, and lead-free solder has been actively developed. However, a high-melting-point solder that is a lead-free solder and comparable to conventional high-temperature solder containing lead has not been put into practical use at present. The melting point of lead-free solder currently in practical use is about 250 ° C. (246 ° C. for Sn-10Sb) even if it is high.

このため、例えば、両面実装タイプの電子部品搭載用基板の片面に鉛フリー高温はんだを用いて電子部品をはんだ付けした後に、その反対側の面に230〜260℃の範囲内の温度でリフローソルダリングを実施すると、鉛フリー高温はんだを用いてはんだ付けされていた電子部品が電子部品搭載用基板から浮動したり、脱落したりする等の不具合が生じる。   For this reason, for example, after soldering an electronic component on one surface of a double-sided mounting type electronic component mounting board using lead-free high-temperature solder, the reflow soldering is performed on the opposite surface at a temperature in the range of 230 to 260 ° C. When the ring is carried out, problems such as the electronic component soldered using the lead-free high-temperature solder floating or dropping from the electronic component mounting substrate occur.

本発明は、鉛フリーのはんだ付け用組成物であって、リフローソルダリング時に合金化して固相線温度の上昇した合金を形成し、その結果として、はんだ付け済みの基板等に更にはんだ付けを実施する際にもほぼ同一温度条件下ではんだ付けが可能となるはんだ付け用組成物を提供することを目的としている。 The present invention is a lead-free soldering composition, which is alloyed during reflow soldering to form an alloy with an increased solidus temperature. It is an object of the present invention to provide a soldering composition that can be soldered under substantially the same temperature conditions when it is carried out.

本発明者等は上記の課題を解決するために鋭意検討した結果、はんだ付け用組成物として、リフローソルダリング温度で溶融する金属成分と溶融しない金属成分とからなり、リフローソルダリング操作中に合金化する金属組成物を用いることにより上記の目的が達成されることを見いだし、本発明を完成した。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors, as a soldering composition, consisted of a metal component that melts at a reflow soldering temperature and a metal component that does not melt at the reflow soldering temperature. It was found that the above-mentioned object was achieved by using a metal composition to be converted, and the present invention was completed.

即ち、本発明のはんだ付け用組成物は、鉛を含まず、第一金属成分と第二金属成分とからなり、第一金属成分がSn−3.5Ag合金の粉末であり、第二金属成分がAgの粉末であり、第一金属成分と第二金属成分との相対量は、リフローソルダリング時に溶融状態の第一金属成分中に第二金属成分が拡散し、合金化してSn15〜24.5質量%とAg75.5〜85質量%とからなるSn−Ag系合金を形成し得る相対量であることを特徴とする。 That is, the soldering composition of the present invention do not contain lead, consists of a first metal component and second metal component, the first metal component is a powder of Sn-3.5Ag alloy, the second metal component Is a powder of Ag , and the relative amount of the first metal component and the second metal component is Sn15-24.n by the second metal component being diffused and alloyed in the molten first metal component during reflow soldering . It is a relative amount capable of forming a Sn-Ag alloy composed of 5% by mass and 75.5-85% by mass of Ag .

本発明のはんだ付け用組成物は鉛フリーのはんだ付け用組成物であり、本発明のはんだ付け用組成物を用いることにより、リフローソルダリング時に合金化して固相線温度の上昇した合金を形成し、その結果として、はんだ付け済みの基板等に更にはんだ付けを実施する際にもほぼ同一温度条件下ではんだ付けが可能となる。 The soldering composition of the present invention is a lead-free soldering composition. By using the soldering composition of the present invention, an alloy having an increased solidus temperature is formed by alloying during reflow soldering. As a result, when further soldering is performed on a soldered substrate or the like, soldering can be performed under substantially the same temperature condition.

従来の高温はんだは融点が280〜295℃程度であり、そのようなはんだを用いてはんだ付けする際にはリフロー温度を320〜350℃程度以上に設定する必要があった。しかしながら、そのような温度域でははんだ付けされる電子部品に熱的ストレスを与えることになり、電子部品の信頼性を大きく低下させる原因になっており、更に、電子部品を実装するプリント基板として耐熱性のない紙フェノール系樹脂基板等を使用することができないので、金属系の基板等を使用する必要があった。それで、熱的ストレスが低減されることや、通常の樹脂基板が使用できることが望まれており、260〜320℃程度で実装可能な高温はんだが望まれていた。   Conventional high-temperature solder has a melting point of about 280 to 295 ° C., and when soldering using such solder, the reflow temperature has to be set to about 320 to 350 ° C. or more. However, in such a temperature range, thermal stress is applied to the electronic components to be soldered, causing a serious decrease in the reliability of the electronic components. Since it is not possible to use an incompatible paper phenolic resin substrate or the like, it is necessary to use a metal substrate or the like. Therefore, it is desired that thermal stress is reduced and that an ordinary resin substrate can be used, and a high-temperature solder that can be mounted at about 260 to 320 ° C. is desired.

リフローソルダリング操作を260〜320℃で実施する場合を想定すると、融点が183℃よりも低い場合には、リフローソルダリング時の溶融状態において濡れ性接触角が50°よりも小さくなり、ショート不良の危険性があり、また融点が260℃よりも高い場合には、リフローソルダリング時の溶融状態において濡れ性接触角が130°よりも大きくなり、はんだ付けする部品と基板との固着強度が低くなる傾向があるので好ましくない。従って、本発明においては、第一金属成分として融点が221℃であるSn−3.5Agを用いる。   Assuming that the reflow soldering operation is performed at 260 to 320 ° C., when the melting point is lower than 183 ° C., the wettability contact angle becomes smaller than 50 ° in the molten state during reflow soldering, and short circuit failure If the melting point is higher than 260 ° C, the wettability contact angle becomes larger than 130 ° in the molten state during reflow soldering, and the fixing strength between the component to be soldered and the substrate is low. This is not preferable. Therefore, in this invention, Sn-3.5Ag whose melting | fusing point is 221 degreeC is used as a 1st metal component.

本発明においては、第二金属成分としてリフローソルダリング操作の際に溶融することのない融点が400℃以上の金属成分であるAgを用いる。   In the present invention, Ag that is a metal component having a melting point of 400 ° C. or higher that does not melt during the reflow soldering operation is used as the second metal component.

第一金属成分と第二金属成分との相対量は、リフローソルダリング時に溶融状態の第一金属成分中に第二金属成分が拡散し、合金化してSn15〜24.5質量%とAg75.5〜85質量%とからなるSn−Ag系合金を形成し得る相対量である。なお、本発明において、「溶融状態」とは完全に液相となっている状態だけでなく、一部分固相が残っている状態をも包含する。 The relative amount of the first metal component and the second metal component is such that the second metal component diffuses into the molten first metal component during reflow soldering and is alloyed to form Sn15 to 24.5% by mass and Ag75.5. Ru relative amounts der capable of forming a Sn-Ag alloy consisting of 85 wt%. In the present invention, the “molten state” includes not only a completely liquid phase but also a state in which a solid phase remains partially.

本発明のはんだ付け用組成物は、リフローソルダリング時の溶融状態において50°〜130°の範囲内の濡れ性接触角を示すものであることが好ましく、リフローソルダリング時の溶融状態において70°〜120°の範囲内の濡れ性接触角を示すものであることが一層好ましい。本発明でいう濡れ性接触角とは、粉末状のはんだ付け用組成物から直径1mm、高さ1mmの円筒状の成形体を作製し、Cu板上に載せて所定温度のリフロー炉に通炉し、得られた試料をはんだの中心点を通り、Cu板とは垂直な面でCu板と共に切断し、切断面を研磨し、SEMで観察して、JIS C 0050(1996)の「3.2接触角」で説明されている溶融はんだの接触角として測定して得た値である。   The soldering composition of the present invention preferably exhibits a wettability contact angle in the range of 50 ° to 130 ° in the molten state during reflow soldering, and 70 ° in the molten state during reflow soldering. More preferably, it exhibits a wettability contact angle in the range of ˜120 °. The wettability contact angle as used in the present invention refers to a cylindrical molded body having a diameter of 1 mm and a height of 1 mm made from a powdery soldering composition, placed on a Cu plate, and passed through a reflow furnace at a predetermined temperature. Then, the obtained sample passes through the center point of the solder and is cut together with the Cu plate at a plane perpendicular to the Cu plate, the cut surface is polished, and observed with an SEM, and the JIS C 0050 (1996) “3. It is a value obtained by measuring as the contact angle of the molten solder described in “2 Contact Angle”.

また、本発明のはんだ付け用組成物は、その使用態様に応じて粉末状態のものであっても、圧縮成形した固形物であっても、フラックスを含有するペースト状態のものであってもよい。   Further, the soldering composition of the present invention may be in a powder state, a compression-molded solid, or a paste containing a flux depending on the use mode. .

更に、本発明のはんだ付け用組成物は、微量の第三金属成分を含有することができる。第三金属成分としてP、Si、Ge及びGaを挙げることができ、それらの群より選ばれる少なくとも1種を用いることができる。   Furthermore, the soldering composition of the present invention can contain a trace amount of a third metal component. Examples of the third metal component include P, Si, Ge, and Ga. At least one selected from the group can be used.

上記した本発明のはんだ付け用組成物を用いるはんだ付け方法(以下、本発明のはんだ付け方法と略記する)においては、その第一金属成分を溶融させる。この溶融状態の第一金属成分中に第二金属成分が拡散する。即ち、第二金属成分ははんだ付け温度では溶融しない。しかし、溶融した第一金属成分の溶融物がこの第二金属成分の周囲を覆うので、その溶融物中に第二金属成分が拡散して合金化が進み、均一な組成、ほぼ均一な組成或いは第二金属成分の一部が拡散しないで島状に残った組成となる。この合金化により、そのはんだ付け用組成物よりも固相線温度の上昇した合金が形成されてはんだ付けが達成される。本発明において、「溶融させる」とは完全に液相となっている状態にするだけでなく、一部分固相が残っている状態にする場合も包含する。 In the above-described soldering method using the soldering composition of the present invention (hereinafter abbreviated as the soldering method of the present invention), the first metal component is melted. The second metal component diffuses into the molten first metal component. That is, the second metal component does not melt at the soldering temperature. However, since the molten first metal component covers the periphery of the second metal component, the second metal component diffuses into the melt and the alloying progresses, resulting in a uniform composition, a substantially uniform composition or A composition in which a part of the second metal component remains in an island shape without being diffused. By this alloying, an alloy having a higher solidus temperature than that of the soldering composition is formed, and soldering is achieved. In the present invention, “melting” includes not only the state of being completely in a liquid phase but also the case of partially leaving a solid phase.

本発明の好ましい態様は、電子部品搭載用基板とその両面にはんだ付けされた複数の電子部品とを含む電子回路装置を形成するはんだ付け方法であり、少なくとも片面でのはんだ付けを本発明のはんだ付け方法によって実施する。即ち、電子部品搭載用基板の片面でのはんだ付けを本発明のはんだ付け方法によって実施し、他の片面でのはんだ付けを本発明以外のはんだ付け方法によって実施してもよい。   A preferred embodiment of the present invention is a soldering method for forming an electronic circuit device including an electronic component mounting substrate and a plurality of electronic components soldered on both sides thereof, and soldering on at least one side is performed by the solder of the present invention. It is carried out according to the attaching method. That is, soldering on one side of the electronic component mounting board may be performed by the soldering method of the present invention, and soldering on the other side may be performed by a soldering method other than the present invention.

また、本発明のはんだ付け方法においては、電子部品搭載用基板の片面に本発明のはんだ付け方法によって電子部品をはんだ付けし、その後、電子部品搭載用基板の反対側の面に本発明のはんだ付け方法によって電子部品をはんだ付けして、電子部品搭載用基板とその両面にはんだ付けされた複数の電子部品とを含む電子回路装置を形成することが好ましい。この場合に、電子部品搭載用基板の両面のそれぞれのはんだ付けに同一のはんだ付け用組成物を用いることができる。   In the soldering method of the present invention, the electronic component is soldered to one surface of the electronic component mounting board by the soldering method of the present invention, and then the solder of the present invention is applied to the opposite surface of the electronic component mounting board. It is preferable to solder an electronic component by an attaching method to form an electronic circuit device including an electronic component mounting substrate and a plurality of electronic components soldered on both sides thereof. In this case, the same soldering composition can be used for each soldering of both surfaces of the electronic component mounting board.

本発明の好ましい態様のはんだ付け方法においては、260〜320℃の範囲内の温度でリフローソルダリングを実施する。このリフローソルダリングによりSn15〜24.5質量%とAg75.5〜85質量%とからなるSn−Ag系合金を形成させる。電子部品搭載用基板の両面のそれぞれのはんだ付けを本発明のはんだ付け方法に従って実施する場合には、最初のリフローソルダリングにより形成される合金の固相線温度が次回のリフローソルダリング温度よりも高くなる。それで、次回のリフローソルダリングにおいてはんだの溶融による電子部品の浮動や接合強度の低下を回避することができる。 In the soldering method according to the preferred embodiment of the present invention, the reflow soldering is performed at a temperature within the range of 260 to 320 ° C. By this reflow soldering, an Sn-Ag alloy composed of Sn15 to 24.5 mass% and Ag75.5 to 85 mass% is formed. When performing soldering on both sides of the electronic component mounting board according to the soldering method of the present invention, the solidus temperature of the alloy formed by the first reflow soldering is higher than the next reflow soldering temperature. that a high. Therefore, in the next reflow soldering, it is possible to avoid the floating of the electronic component and the decrease in the bonding strength due to the melting of the solder.

以下に、電子部品搭載用基板の片面に本発明のはんだ付け方法によって電子部品をはんだ付けし、その後、電子部品搭載用基板の反対側の面に本発明のはんだ付け方法によって電子部品をはんだ付けして、電子部品搭載用基板とその両面にはんだ付けされた複数の電子部品とを含む電子回路装置を形成する本発明のはんだ付け方法を図1〜図4に基づいて説明する。   Below, an electronic component is soldered to one side of the electronic component mounting board by the soldering method of the present invention, and then the electronic component is soldered to the opposite surface of the electronic component mounting board by the soldering method of the present invention. A soldering method of the present invention for forming an electronic circuit device including an electronic component mounting substrate and a plurality of electronic components soldered on both sides thereof will be described with reference to FIGS.

まず、図1に示すように、電子部品搭載用基板1の片面に導電パターン2及び3を形成し、この導電パターン2及び3のそれぞれの上で、チップ状の電子部品4の端子電極5及び6をはんだ付けする位置に、フラックスを含有するペースト状の本発明のはんだ付け用組成物(第一金属成分がSn−3.5Ag微粉末、第二金属成分がAg微粉末、Sn−3.5Ag:Agの質量比が24.9:75.1である組成物)7及び8を塗布する。一般的には、フラックスとしてロジン系のものが用いられるが、これらに限定されるものではなく、その他の成分系のフラックスであってもよい。図1に示す電子部品搭載用基板1は両面実装用基板であり、導電パターン2及び3を形成した面とは反対側の面にも、他の電子部品をはんだ付けするための導電パターン9及び10が形成されている。   First, as shown in FIG. 1, conductive patterns 2 and 3 are formed on one side of an electronic component mounting substrate 1, and the terminal electrodes 5 of the chip-like electronic component 4 and the conductive patterns 2 and 3 are formed on the conductive patterns 2 and 3, respectively. 6 is a paste-like composition for soldering according to the present invention containing a flux (the first metal component is Sn-3.5Ag fine powder, the second metal component is Ag fine powder, Sn-3. 5Ag: Ag mass ratio 24.9: 75.1) and 7) and 8 are applied. In general, a rosin flux is used as the flux, but the flux is not limited to these and may be a flux of other components. An electronic component mounting substrate 1 shown in FIG. 1 is a double-sided mounting substrate, and a conductive pattern 9 for soldering other electronic components on a surface opposite to the surface on which the conductive patterns 2 and 3 are formed, and 10 is formed.

次に、はんだ付け用組成物7及び8の上にチップ状の電子部品4を載せ、所定温度(例えば、270℃)のリフロー炉に通炉して、はんだ付け用組成物7及び8を合金化させて合金はんだ11及び12を形成させ、図2に示すように、合金はんだ11及び12を介して電子部品4の端子電極5及び6をそれぞれ導電パターン2及び3にはんだ付けする。   Next, the chip-shaped electronic component 4 is placed on the soldering compositions 7 and 8, and passed through a reflow furnace at a predetermined temperature (for example, 270 ° C.), and the soldering compositions 7 and 8 are alloyed. Then, the alloy solders 11 and 12 are formed, and the terminal electrodes 5 and 6 of the electronic component 4 are soldered to the conductive patterns 2 and 3 through the alloy solders 11 and 12, respectively, as shown in FIG.

図1及び図2に示すようにして電子部品搭載用基板1の片面に電子部品4の端子電極5及び6をそれぞれ導電パターン2及び3にはんだ付けした後、電子部品搭載用基板1を裏返しにする。そして、図3に示すように、電子部品搭載用基板1の反対側の面に形成されている導電パターン9及び10のそれぞれの上で、チップ状の電子部品13の端子電極14及び15をはんだ付けする位置に、フラックスを含有するペースト状の本発明のはんだ付け用組成物(上記のはんだ付け用組成物7及び8と同一の組成物であっても、異なる組成物であってもよい)16及び17を塗布する。   As shown in FIGS. 1 and 2, after the terminal electrodes 5 and 6 of the electronic component 4 are soldered to the conductive patterns 2 and 3 on one side of the electronic component mounting substrate 1, respectively, the electronic component mounting substrate 1 is turned upside down. To do. Then, as shown in FIG. 3, the terminal electrodes 14 and 15 of the chip-like electronic component 13 are soldered on the conductive patterns 9 and 10 formed on the opposite surface of the electronic component mounting substrate 1, respectively. A paste-like composition for soldering of the present invention containing a flux at the position to be applied (may be the same composition as the above-mentioned soldering compositions 7 and 8 or a different composition) 16 and 17 are applied.

次に、はんだ付け用組成物16及び17の上にチップ状の電子部品13を載せ、所定温度(例えば、270℃)のリフロー炉に通炉して、はんだ付け用組成物16及び17を合金化させて合金はんだ18及び19を形成させ、図4に示すように、合金はんだ18及び19を介して電子部品13の端子電極14及び15をそれぞれ導電パターン9及び10にはんだ付けする。リフロー炉に通炉しても上記の合金はんだ11及び12が溶融することはない。   Next, the chip-like electronic component 13 is placed on the soldering compositions 16 and 17, and passed through a reflow furnace at a predetermined temperature (for example, 270 ° C.), so that the soldering compositions 16 and 17 are alloyed. Then, the alloy solders 18 and 19 are formed, and the terminal electrodes 14 and 15 of the electronic component 13 are soldered to the conductive patterns 9 and 10 through the alloy solders 18 and 19, respectively, as shown in FIG. The alloy solders 11 and 12 do not melt even when passed through a reflow furnace.

以下に、実施例及び比較例に基づいて本発明を具体的に説明する。
実施例1
紙フェノール系樹脂基板又はアルミニウム基板を用いてプリント基板を作製した。また、第一金属成分がSn−3.5Ag合金(融点221℃)微粉末であり、第二金属成分がAg(融点960.5℃)微粉末であり、Sn−3.5Ag:Agの質量比が24.9:75.1である(Sn−76Ag合金の固相線温度は480℃である)はんだ粉80質量部と、ロジン50質量%、カルビトール35質量%、ハロゲン化水素酸アミン塩5質量%及びワックス10質量%からなるフラックス20質量部とを含有するはんだペーストを調製した。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on examples and comparative examples.
Example 1
A printed board was prepared using a paper phenolic resin board or an aluminum board. The first metal component is Sn-3.5Ag alloy (melting point 221 ° C.) fine powder, the second metal component is Ag (melting point 960.5 ° C.) fine powder, and the mass of Sn-3.5Ag: Ag. 80 parts by mass of solder powder having a ratio of 24.9: 75.1 (the solidus temperature of the Sn-76Ag alloy is 480 ° C.), 50% by mass of rosin, 35% by mass of carbitol, and amine hydrohalide A solder paste containing 5 parts by mass of salt and 20 parts by mass of a flux composed of 10% by mass of wax was prepared.

上記のプリント基板上に0.25mm間隔で上記のはんだペーストを、各箇所でのペーストの塗布量が0.5mgとなるように塗布した。それらのはんだペースト上にC0603(縦0.6mm×横0.3mm×厚み0.1mm)の積層セラミックコンデンサの両端子部が来るようにして載せ、下記の第1表に示すリフロー温度のリフロー炉に滞留時間が10分となるように通炉してリフローソルダリングを実施した。リフロー温度320℃までは紙フェノール系樹脂基板で実施し、320℃を超えるリフロー温度ではアルミニウム基板で実施した。各リフロー温度毎に100個の試料を用いた。   The solder paste was applied onto the printed circuit board at intervals of 0.25 mm so that the amount of paste applied at each location was 0.5 mg. A reflow oven with a reflow temperature shown in Table 1 below is placed on the solder paste so that both terminals of a C0603 (length 0.6 mm x width 0.3 mm x thickness 0.1 mm) multilayer ceramic capacitor come. The reflow soldering was carried out by passing through the furnace so that the residence time was 10 minutes. The reflow temperature up to 320 ° C. was carried out with a paper phenolic resin substrate, and the reflow temperature over 320 ° C. was carried out with an aluminum substrate. 100 samples were used for each reflow temperature.

リフローソルダリング後にはんだ間にブリッジが生じているものを不良とし、ブリッジの生じた試料数(ショート個数)を目視で調べた。また、固着強度については、チップ側面から押し、はんだが破壊される時点での押し圧力を測定して固着強度とした。なお、実用上必要な固着強度は10N以上である。それらの結果は第1表に示す通りであった。   Those in which a bridge was formed between the solders after reflow soldering were regarded as defective, and the number of samples (the number of shorts) in which the bridge was formed was examined visually. The fixing strength was determined by pressing from the side of the chip and measuring the pressing force when the solder was broken. The practically required fixing strength is 10 N or more. The results were as shown in Table 1.

更に、濡れ性接触角として、Sn−3.5Ag微粉末24.9質量%とAg微粉末75.1質量%とからなる粉末状のはんだ付け用組成物から直径1mm、高さ1mmの円筒状の成形体を作製し、Cu板上に載せて第1表に示すリフロー温度のリフロー炉に滞留時間が10分となるように通炉し、得られた試料をはんだの中心点を通り、Cu板とは垂直な面でCu板と共に切断し、切断面を研磨し、SEMで観察して、JIS C 0050(1996)の「3.2接触角」で説明されている溶融はんだの接触角を測定した。それらの結果は第1表に示す通りであった。   Furthermore, as a wettability contact angle, a cylindrical shape having a diameter of 1 mm and a height of 1 mm from a powdery soldering composition comprising 24.9% by mass of Sn-3.5Ag fine powder and 75.1% by mass of Ag fine powder. The molded body was placed on a Cu plate, passed through a reflow furnace having a reflow temperature shown in Table 1 so that the residence time was 10 minutes, and the obtained sample was passed through the center point of the solder, Cu Cut along the Cu plate with a plane perpendicular to the plate, polish the cut surface, observe with SEM, and determine the contact angle of the molten solder described in “3.2 Contact Angle” of JIS C 0050 (1996). It was measured. The results were as shown in Table 1.

Figure 0003864172
Figure 0003864172

比較例1
実施例1で用いたはんだペーストの代わりに、第一金属成分がSn−3.5Ag合金(融点221℃)微粉末であり、第二金属成分がAg(融点960℃)微粉末であり、Sn−3.5Ag:Agの質量比が72.5:27.5であり(Sn−30Ag合金の固相線温度は221℃である)、実施例1で用いたフラックスを含有するはんだペーストを用いた以外は、実施例1と同様にしてチップ間のショート個数を調べ、固着強度及び濡れ性接触角を測定した。それらの結果は第2表に示す通りであった。
Comparative Example 1
Instead of the solder paste used in Example 1, the first metal component is Sn-3.5Ag alloy (melting point 221 ° C.) fine powder, the second metal component is Ag (melting point 960 ° C.) fine powder, Sn The mass ratio of −3.5Ag: Ag is 72.5: 27.5 (the solidus temperature of the Sn-30Ag alloy is 221 ° C.), and the solder paste containing the flux used in Example 1 is used. Except for the above, the number of shorts between chips was examined in the same manner as in Example 1, and the adhesion strength and wettability contact angle were measured. The results were as shown in Table 2.

Figure 0003864172
Figure 0003864172

第2表のデータから明らかなように、比較例1のはんだペーストを用いた場合に、リフロー温度が260〜300℃の場合にもショート不良が認められ、リフロー温度がそれよりも高くなるとショート個数が多くなっていた。これに対し、第1表のデータから明らかなように、本発明のはんだ付け用組成物では、測定した全温度域でショート不良は認められず、固着強度も十分であり、濡れ性も良好であった。   As is apparent from the data in Table 2, when the solder paste of Comparative Example 1 is used, short-circuit defects are observed even when the reflow temperature is 260 to 300 ° C., and the number of shorts increases when the reflow temperature is higher than that. There were many. On the other hand, as is apparent from the data in Table 1, the soldering composition of the present invention has no short-circuit defects in all measured temperature ranges, sufficient fixing strength, and good wettability. there were.

本発明のはんだ付け用組成物を用いる両面はんだ付け方法の第一段階を示す概略図である。It is the schematic which shows the 1st step of the double-sided soldering method using the composition for soldering of this invention. 本発明のはんだ付け用組成物を用いる両面はんだ付け方法の図1に示す段階の次の段階を示す概略図である。It is the schematic which shows the next step of the step shown in FIG. 1 of the double-sided soldering method using the soldering composition of this invention. 本発明のはんだ付け用組成物を用いる両面はんだ付け方法の図2に示す段階の次の段階を示す概略図である。It is the schematic which shows the next step of the step shown in FIG. 2 of the double-sided soldering method using the soldering composition of this invention. 本発明のはんだ付け用組成物を用いる両面はんだ付け方法の図3に示す段階の次の段階を示す概略図である。It is the schematic which shows the next step of the step shown in FIG. 3 of the double-sided soldering method using the soldering composition of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 電子部品搭載用基板
2、3、9、10 導電パターン
4、13 電子部品
5、6、14、15 端子電極
7、8、16、17 はんだ付け用組成物
11、12、18、19 合金はんだ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electronic component mounting board 2, 3, 9, 10 Conductive pattern 4, 13 Electronic component 5, 6, 14, 15 Terminal electrode 7, 8, 16, 17 Soldering composition 11, 12, 18, 19 Alloy solder

Claims (3)

鉛を含まず、第一金属成分と第二金属成分とからなり、第一金属成分がSn−3.5Ag合金の粉末であり、第二金属成分がAgの粉末であり、第一金属成分と第二金属成分との相対量は、リフローソルダリング時に溶融状態の第一金属成分中に第二金属成分が拡散し、合金化してSn15〜24.5質量%とAg75.5〜85質量%とからなるSn−Ag系合金を形成し得る相対量であることを特徴とするはんだ付け用組成物。 Does not contain lead, consists of a first metal component and second metal component, the first metal component is a powder of Sn-3.5Ag alloy, the second metal component is in powder Ag, and the first metal component The relative amount with respect to the second metal component is such that the second metal component diffuses into the molten first metal component during reflow soldering and is alloyed to form Sn15-24.5% by mass and Ag75.5-85% by mass. A composition for soldering, wherein the composition is a relative amount capable of forming a Sn—Ag-based alloy. はんだ付け用組成物が粉末状態である請求項1記載のはんだ付け用組成物。   The soldering composition according to claim 1, wherein the soldering composition is in a powder state. はんだ付け用組成物が更にフラックスを含有するペースト状態である請求項1記載のはんだ付け用組成物。 The soldering composition according to claim 1, wherein the soldering composition is in a paste state further containing a flux .
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