JP3996276B2 - Solder paste, manufacturing method thereof, and solder pre-coating method - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はソルダペーストに関するものであって、特に電子部品をプリント基板に実装するに際し、当該プリント基板にはんだをプリコートするのに適したソルダペーストに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子部品をプリント基板に実装する場合、スクリーン印刷法などの手段により、プリント基板のパッド上にソルダペーストを印刷し、その上に電子部品のリードを載置し、これをリフロー炉に通して加熱し、ソルダペーストを熔融させてリードとパッドとをハンダ付けすることが行われていた。
【０００３】
また、近年電子機器の小型軽量化に伴って、電子部品が小形化すると同時にリードの数が増加し、これに対応してプリント基板におけるパッドのピッチが小さくなり、小ピッチで配列された個々のパッドに正確にソルダペーストをスクリーン印刷することが困難となってきた。
【０００４】
そこでこのようなパッドが小ピッチに配列された部分については、ソルダペーストをかかる部分全体に亙ってベタ塗りし、これを加熱してハンダ粒子を熔融せしめてパッド上にはんだをプリコートしておき、この上にフラックスを塗布して電子部品のリードを載置し、リフロー炉に通して加熱してプリコートされたはんだを熔融し、当該はんだによってパッドとリードとをはんだ付けする方法が取られるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この方法においては、熔融したはんだ粒子がパッドの金属に接触して、その金属の表面を濡らして拡がることにより、はんだが選択的にパッド表面に付着してプリコートされるのである。
【０００６】
しかしながらはんだ粉末の粒子が熔融することにより、当該熔融はんだ粒子同士が合体して粒子径が大きくなり、これがパッドの金属に付着することとなるため、パッドのピッチが極端に小さくてパッドの大きさが小さい場合には、パッドに付着させるべきはんだの量に比べて、合体して拡大したはんだ粒子の一個が含むはんだの量の比率が大きくなり、パッドごとに付着するはんだの量にばらつきが生じる。
【０００７】
また大きくなったはんだ粒子の径がパッドの間隔に匹敵するようになると、一個の大きな熔融はんだ粒子が複数のパッドに跨がって付着し、ブリッジが生じる確率が高くなり、良好なプリコートが得られないのである。
【０００８】
本発明はかかる事情に鑑みなされたものであって、加熱してはんだ粒子が熔融したときに、当該はんだ粒子同士が合体して大きな熔融はんだ粒子が生じることが少なく、小ピッチのパッドに対してもはんだ量のばらつきが少く、且つブリッジが生じることのないソルダペースト及び、当該ソルダペーストを使用したプリコート方法を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
而して本発明のソルダペーストは、はんだ粉末とフラックスとの混合物よりなるソルダペーストにおいて、前記はんだ粉末の平均粒径が４〜２０μであって、当該はんだ粉末の表面に均一な酸化皮膜が形成されており、そのはんだ粉末の酸素含有量が７００〜３０００ppmであることを特徴とするものである。
【００１０】
また本発明における、ソルダペーストの製造方法の発明は、平均粒径４〜２０μのはんだ粉末を、空気中で流動せしめることによりその表面に酸化皮膜を形成し、当該酸化皮膜を形成したはんだ粉末をフラックスと混合することを特徴とするものである。
【００１１】
また本発明のはんだプリコート方法は、前述のソルダペーストを、プリント基板上にベタ塗りし、これを加熱することによりプリント基板のパッド上に選択的にはんだを付着させることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明のソルダペーストは、はんだ粉末とフラックスとよりなるものである。本発明においては、はんだ粉末の平均粒子径は、４〜２０μであることが必要である。
【００１３】
平均粒子径が２０μを超えると表面積が小さくなるため、はんだが熔融したときに熔融はんだ粒子の合体が生じやすく、また平均粒子径が４μ未満では表面積が過度に大きくなるため、はんだ粒子の凝集が生じやすく、いずれもパッド間のブリッジが生じやすくなる。
【００１４】
本発明のソルダペーストにおけるはんだ粒子の合金組成は、特に限定されるものではない。通常は錫−鉛系共晶合金が使用されるが、必要に応じて錫−銀系や錫−亜鉛系などの公知のはんだ合金を使用することもできる。またこれらの共晶合金のみならず、ビスマスやインジウムなどの他の金属を添加したものを使用することもできる。
【００１５】
また本発明のソルダペーストを構成するフラックスは、これも公知のフラックスを任意に使用することができ、例えばロジン系、ワックス系などのフラックス組成物を使用することができる。
【００１６】
而して本発明のソルダペーストは、はんだ粉末がその表面に酸化皮膜が形成されており、そのはんだ粉末の酸素含有量が、７００〜３０００ppmであることに 特徴を有している。
【００１７】
一般にはんだ付けにおいては、はんだ合金の表面は清浄であることが要求され、空気中で必然的に形成される酸化皮膜も、可及的に少ないことが必要であるとされている。特にソルダペーストに使用されるはんだ粉末は、粒子径が小さく表面積が大きいために、空気中で容易に酸化されるので、その製造に当たっては酸化が生じないように厳しく管理され、一般には酸素含有量が５００ppm未満とな るように管理されている。
【００１８】
これに対し本発明においては、プリント基板のパッドへのプリコート用のソルダペーストとして、前述のような従来の常識に反して、はんだ粒子に積極的に酸化皮膜を形成することにより、熔融時のはんだ粒子の合体を抑制し、ブリッジの発生を防止し得ることを見出したのである。
【００１９】
本発明におけるはんだ粉末の酸素含有量は、７００〜３０００ppmとするべき である。酸素含有量が７００ppm未満では、熔融時のはんだ粒子の合体を防止す る作用が不十分であり、ブリッジを防止することができない。また３０００ppm を超えると酸化し過ぎであって、パッドに対する濡れ性が低下してはんだ付け性に劣り、良好なプリコートを得ることができない。
【００２０】
本発明におけるはんだ粉末は、はんだ合金を窒素アトマイズ法により粉末化し、５００メッシュ金網のパス分として得ることができる。そしてこの方法で製造されたはんだ粉末の酸素含有量は、良好に管理された工程により５００ppm未満 のものとして得ることができる。
【００２１】
而してこのはんだ粉末を、空気中で流動せしめることによりその表面に酸化皮膜を形成する。具体的には、円筒状の容器に容量の１〜１０容量％程度の量のはんだ粉末を収容し、常温常圧の下でこの容器を水平の回転軸で低速で回転させることにより、容器内ではんだ粉末を流動させ、空気と接触させて均一な酸化皮膜を形成することができる。
【００２２】
はんだ粉末を流動させることなく静置した状態で酸化させた場合には、酸化皮膜が不均一であって、熔融時のはんだ粒子の合体が生じ、酸素含有量が同程度であっても十分な効果が得られない。
【００２３】
そしてこのはんだ粉末とフラックスとを混合することにより、本発明のソルダペーストが得られる。フラックスは前述のように従来ソルダペーストに使用されているものをそのまま使用することができ、また混合の方法も従来のソルダペーストの製造と同様に行うことができる。
【００２４】
本発明のプリコート方法においては、前記酸化したはんだ粉末を使用した本発明のソルダペーストを、プリント基板上にベタ塗りする。具体的には、スクリーン印刷によるソルダペーストの印刷供給において、スクリーンマスクとして、プリント基板上の個々のパッドごとに開口するのでなく、複数のパッドを含む広い範囲に開口したものを使用する。
【００２５】
例えばクワッドフラットパッケージ（ＱＦＰ）において、複数のパッドを小ピッチで並列させたＱＦＰの各辺ごとの形状に、又はそれらの辺を含むＱＦＰ全体の形状に開口させたスクリーンマスクを使用し、小ピッチで配列された多数のパッドを含む大きい範囲に、個々のパッドの位置や形状を無視してラフにソルダペーストを印刷するのである。
【００２６】
そして、このようにして本発明のソルダペーストをべた塗りしたプリント基板を、リフロー炉を通過させて加熱し、ソルダペーストをリフローさせる。このとき本発明によれば、プリント基板におけるパッドの部分にのみ選択的に熔融はんだが付着してプリコートするのである。
【００２７】
【作用】
本発明においては、はんだ粉末が酸化されているので、加熱してリフローしたときに、個々のはんだ粒子が熔融してもその表面の酸化皮膜が残留しており、そのために熔融はんだ粒子が合体することがなく、微小粒子のままでフラックス中を浮遊する。
【００２８】
この状態ではんだ粒子が沈降してパッドに付着すると、はんだの濡れ性によってパッド表面に拡がり、パッドの表面にはんだによるプリコートが形成されるのである。またパッドのない絶縁基板の上においては、はんだ粒子は互いに合体することなく、微小粒子のはんだボールが形成されるが、これは後の洗浄工程においてフラックス残渣と共に容易に除去される。
【００２９】
表面に酸化皮膜が形成されたはんだ粒子が、パッドの表面においてのみパッドに対する濡れ性を発揮して付着する理由については必ずしも明確ではないが、パッドの表面がフラックスにより浄化されているために、清浄な銅の表面によってはんだ粒子の酸化皮膜が破られ、熔融はんだがパッドに付着するのではないかと考えられている。
【００３０】
そして熔融はんだ粒子同士の接触においては、はんだ粒子の表面が酸化皮膜で覆われているために、当該酸化皮膜同士が接触しても互いに疎外し合い、熔融はんだ同士の接触が生じないためにはんだ粒子の合体や成長が起こりにくく、微小粒子のはんだボールのままで残留するものと考えられる。
【００３１】
またパッドを形成する金属銅から生じる銅イオンによる触媒作用、又は、パッドを構成する銅と、はんだを構成する錫及び鉛とのイオン化傾向の違いが、はんだ粒子のパッドへの付着に影響していることも考えられるが、理論的な解明は今後の研究に待たざるを得ない。
【００３２】
【実施例】
以下本発明を実施例に基づいて説明する。
【００３３】
［はんだ粉末の準備］
試験に供するはんだ粉末として、錫−鉛共晶はんだ及び、錫−銀共晶はんだの粉末を用意した。各実施例及び比較例におけるはんだ合金の組成、平均粒子径及び、初期の酸素含有量を表１に示す。
【００３４】
［はんだ粉末の酸化］
はんだ粉末を次の二法によって酸化した。本発明の実施例はすべて流動法であるが、比較例において、流動法によるものと静置法によるものとについて比較試験を行った。
【００３５】
流動法：容量５リットルの広口ポリエチレン容器にはんだ粉末２kgを収容し、容器の開口部を通気性を有するティッシュペーパーで閉塞し、この容器を輪転機に載置し、２５℃、湿度６０％の恒温恒湿室において、６０rpmの回転速度で所 定時間回転させた。
【００３６】
静置法：２５０mm×３００mm×５０mm（深さ）のアルミニウム製バットにはんだ粉末２kgを収容し、これを８０℃、湿度６０％の恒温器中に所定時間に亙って設置した。
【００３７】
各実施例及び比較例における酸化方法、酸化に要した時間及び、得られた酸化はんだ粉末の酸素含有量を表１に示す。
【００３８】
［ソルダペーストの調製］
下記の組成によりフラックスを調製し、これを表１に示す混合比率によりはんだ粉末と混合して、ソルダペーストを調製した。
フラックス組成
ＷＷ級トールロジン ３５wt％
不均斉化トールロジン １２wt％
セバシン酸 ３wt％
水素添加ポリテルペン １５wt％
Ｎメチルジエタノールアミン ３wt％
ジエチレングリコールモノブチルエーテル ３２wt％
【００３９】
【表１】
［プリント配線基板の準備］
導体のピッチが０．２５mm、０．３mm及び０．５mmで、導体の幅と間隔の幅とが１：１のパッドを混載したファインピッチ追従性デモ基板（パッド材質：１８μ厚銅箔）を用意し、当該基板を硫酸と過酸化水素水の混合溶液中に２０秒間浸漬してパッド表面を清浄化し、さらにこれを水で洗浄した後水切りし、乾燥させて試験に供した。
【００４１】
［はんだプリコート］
厚さ２００μで、３０mm角に開口した、前記デモ基板に対応するスクリーンマスクを使用して、デモ基板に対して前記実施例及び比較例のソルダペーストをべた塗り状に供給した。窒素ガスを通して不活性雰囲気としたリフロー炉を、図１に示す温度プロファイルに設定し、ソルダペーストを供給したデモ基板を通してソルダペーストをリフローした。然る後、デモ基板をグリコール系洗浄剤に浸漬し、超音波を照射してフラックス及びはんだボールを洗い落とした。
【００４２】
以上の工程を、デモ基板のピッチパターンにより必要に応じて２〜４回繰り返し、デモ基板のパッド上にはんだプリコートを形成した。このデモ基板に形成されたはんだプリコートを２０倍拡大鏡で観察して、ブリッジの発生及び下地の露出の有無を調べた。その結果を表２に示す。
【００４３】
【表２】
【発明の効果】
以上の実施例の結果からも理解できるように、本発明によれば、従来の常識に反してはんだ粉末が高度に酸化されているにも拘らず、０．２５mmのファインピッチにおいても、ブリッジも下地の露出もなく、極めて良好にはんだのプリコートが形成される。
【００４５】
なお実施例９は酸素含有量がやゝ少ないので、ピッチが小さい場合には必ずしも良好な結果が得られていないが、ピッチがやゝ大きいものにあっては十分に良好な結果が得られている。
【００４６】
これに対し比較例１においてははんだ粉末が酸化されていないために、また比較例６のものは酸化はされているもののその程度が不十分であるために、ファインピッチの基板にべた塗りした場合にはブリッジが発生し、良好なプリコートを形成することができない。
【００４７】
また比較例２、５及び７においては、はんだ粉末は実施例と同様に酸化されてはいるが、静置した状態で酸化されているために酸化皮膜が不均一であって、はんだ粒子の合体が生じて巨大化し、それが隣接するパッドに付着してブリッジを生じていると考えられる。
【００４８】
また比較例３のものにおいては、酸化の程度が過剰であるために、パッドの金属表面に対するはんだの塗れ性が低下し、プリコート形成工程を４回繰り返しても、パッド表面に十分なプリコートを形成することができず、パッドの下地が露出している。
【００４９】
さらに比較例４及び８のものでははんだ粉末の粒子径が大きいために、はんだ粒子の合体が生じやすく、隣接するパッド間に跨がってはんだがコートされ、ブリッジが発生している。
【００５０】
このように本発明は、はんだ粉末の粒子径が４〜２０μで、酸素含有量が７００〜３０００ppmであり、且つはんだ粒子の表面に均一な酸化皮膜が形成されて いるものであることが必要であり、かかる条件を満たしたソルダペーストは、従来不可能であったファインピッチのプリント基板に対して、良好なプリコートを形成することができるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例における、ソルダペーストをリフローする際のプロファイルを示すグラフ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a solder paste, and more particularly to a solder paste suitable for pre-coating solder on a printed board when an electronic component is mounted on the printed board.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when an electronic component is mounted on a printed circuit board, a solder paste is printed on the pad of the printed circuit board by means such as a screen printing method, and the lead of the electronic component is placed thereon, and this is passed through a reflow furnace. And heating and melting the solder paste to solder the lead and the pad.
[0003]
In recent years, along with the reduction in size and weight of electronic devices, the number of leads has increased at the same time as electronic components have become smaller. Correspondingly, the pitch of pads on a printed circuit board has been reduced, and individual arrangements arranged at a small pitch It has become difficult to screen-print solder paste accurately on pads.
[0004]
Therefore, for such a portion where the pads are arranged at a small pitch, the solder paste is applied over the entire portion, and this is heated to melt the solder particles, and the solder is precoated on the pads. Then, it is possible to apply a method in which a flux is applied thereon and electronic component leads are placed, heated through a reflow furnace, precoated solder is melted, and the pads and leads are soldered by the solder. It has become.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In this method, the molten solder particles come into contact with the metal of the pad and wet and spread the surface of the metal, whereby the solder selectively adheres to the pad surface and is precoated.
[0006]
However, when the solder powder particles are melted, the molten solder particles coalesce to increase the particle diameter and adhere to the pad metal, so the pad pitch is extremely small and the pad size is large. Is small, the ratio of the amount of solder contained in one of the combined solder particles is larger than the amount of solder to be attached to the pad, and the amount of solder attached to each pad varies. .
[0007]
Also, when the diameter of the enlarged solder particles is comparable to the pad spacing, one large molten solder particle adheres across multiple pads, increasing the probability of bridging and obtaining a good precoat. It is not possible.
[0008]
The present invention has been made in view of such circumstances, and when the solder particles are melted by heating, the solder particles are less likely to coalesce to form large molten solder particles, and to a pad with a small pitch. Another object of the present invention is to provide a solder paste with little variation in the amount of solder and no bridging, and a pre-coating method using the solder paste.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
Thus, the solder paste of the present invention is a solder paste made of a mixture of solder powder and flux, and the solder powder has an average particle size of 4 to 20 μm, and a uniform oxide film is formed on the surface of the solder powder. The solder powder has an oxygen content of 700 to 3000 ppm.
[0010]
In the invention of the method for producing a solder paste in the present invention, a solder powder having an average particle diameter of 4 to 20 μm is caused to flow in the air to form an oxide film on the surface, and the solder powder on which the oxide film is formed is obtained. It is characterized by mixing with flux.
[0011]
The solder pre-coating method of the present invention is characterized in that the solder paste described above is solid-coated on a printed circuit board, and the solder is selectively attached onto the pads of the printed circuit board by heating the solid paste. .
[0012]
The solder paste of the present invention is composed of solder powder and flux. In the present invention, the average particle size of the solder powder is required to be 4 to 20 μm.
[0013]
When the average particle diameter exceeds 20 μm, the surface area becomes small, so when the solder is melted, coalescence of the molten solder particles is likely to occur, and when the average particle diameter is less than 4 μm, the surface area becomes excessively large, so that the solder particles are aggregated. In any case, the bridge between the pads is likely to occur.
[0014]
The alloy composition of the solder particles in the solder paste of the present invention is not particularly limited. Normally, a tin-lead eutectic alloy is used, but a known solder alloy such as a tin-silver system or a tin-zinc system may be used as necessary. Further, not only these eutectic alloys but also those added with other metals such as bismuth and indium can be used.
[0015]
Moreover, the flux which comprises the solder paste of this invention can also use a well-known flux arbitrarily, for example, can use flux compositions, such as a rosin type and a wax type.
[0016]
Thus, the solder paste of the present invention is characterized in that the solder powder has an oxide film formed on the surface thereof, and the oxygen content of the solder powder is 700 to 3000 ppm.
[0017]
In general, in soldering, the surface of the solder alloy is required to be clean, and it is also necessary that the oxide film inevitably formed in the air be as small as possible. In particular, the solder powder used in solder paste is easily oxidized in the air due to its small particle size and large surface area, so it is strictly controlled so that it does not oxidize during its production. Is controlled to be less than 500 ppm.
[0018]
On the other hand, in the present invention, as a solder paste for pre-coating to a pad of a printed circuit board, contrary to the conventional common knowledge as described above, an active oxide film is formed on solder particles, thereby making solder at the time of melting. It was found that the coalescence of particles can be suppressed and the occurrence of bridges can be prevented.
[0019]
The oxygen content of the solder powder in the present invention should be 700 to 3000 ppm. If the oxygen content is less than 700 ppm, the effect of preventing coalescence of solder particles during melting is insufficient, and bridging cannot be prevented. On the other hand, if it exceeds 3000 ppm, it is excessively oxidized, the wettability with respect to the pad is lowered, the solderability is inferior, and a good precoat cannot be obtained.
[0020]
The solder powder in the present invention can be obtained by pulverizing a solder alloy by a nitrogen atomization method to obtain a 500 mesh wire mesh. The oxygen content of the solder powder produced by this method can be obtained as less than 500 ppm by a well-controlled process.
[0021]
Thus, an oxide film is formed on the surface of the solder powder by allowing it to flow in the air. Specifically, solder powder in an amount of about 1 to 10% by volume of the capacity is accommodated in a cylindrical container, and the container is rotated at a low speed on a horizontal rotating shaft under normal temperature and normal pressure. The solder powder can be made to flow and contact with air to form a uniform oxide film.
[0022]
If the solder powder is oxidized without allowing it to flow, the oxide film is non-uniform, coalescing of solder particles during melting occurs, and even if the oxygen content is comparable The effect is not obtained.
[0023]
And the solder paste of this invention is obtained by mixing this solder powder and flux. As described above, the flux used in the conventional solder paste can be used as it is, and the mixing method can be performed in the same manner as in the production of the conventional solder paste.
[0024]
In the pre-coating method of the present invention, the solder paste of the present invention using the oxidized solder powder is solidly applied on a printed circuit board. Specifically, in the printing supply of the solder paste by screen printing, a screen mask is used which is not opened for each pad on the printed circuit board but is opened in a wide range including a plurality of pads.
[0025]
For example, in a quad flat package (QFP), a small pitch is used by using a screen mask having openings in the shape of each side of the QFP in which a plurality of pads are arranged in parallel at a small pitch, or in the shape of the entire QFP including those sides. The solder paste is roughly printed in a large area including a large number of pads arranged in the above, ignoring the positions and shapes of the individual pads.
[0026]
Then, the printed circuit board coated with the solder paste of the present invention is heated by passing through a reflow furnace to reflow the solder paste. At this time, according to the present invention, the molten solder selectively adheres only to the pad portion of the printed circuit board and is precoated.
[0027]
[Action]
In the present invention, since the solder powder is oxidized, when heated and reflowed, even if individual solder particles are melted, the oxide film on the surface remains, so that the molten solder particles coalesce. Without floating, it floats in the flux as fine particles.
[0028]
When solder particles settle and adhere to the pad in this state, the solder wettability spreads on the pad surface, and a precoat made of solder is formed on the surface of the pad. On the insulating substrate having no pad, the solder particles do not coalesce with each other to form fine-particle solder balls, which are easily removed together with the flux residue in a subsequent cleaning step.
[0029]
The reason why the solder particles with an oxide film formed on the surface adhere to the pad only by exerting wettability to the pad is not necessarily clear, but since the surface of the pad is purified by the flux, the solder particles are cleaned. It is thought that the oxide film of the solder particles is broken by the copper surface and the molten solder adheres to the pad.
[0030]
In the contact between the molten solder particles, since the surface of the solder particles is covered with an oxide film, even if the oxide films are in contact with each other, they are separated from each other, and the contact between the molten solders does not occur. It is considered that the coalescence and growth of the particles hardly occur, and the fine particles remain as solder balls.
[0031]
Also, the catalytic action of copper ions generated from the metallic copper forming the pad, or the difference in ionization tendency between the copper composing the pad and the tin and lead composing the solder affects the adhesion of the solder particles to the pad. However, theoretical clarification has to wait for future research.
[0032]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described based on examples.
[0033]
[Preparation of solder powder]
As solder powder for the test, tin-lead eutectic solder and tin-silver eutectic solder powder were prepared. Table 1 shows the composition, average particle diameter, and initial oxygen content of the solder alloy in each of the examples and comparative examples.
[0034]
[Oxidation of solder powder]
The solder powder was oxidized by the following two methods. All the examples of the present invention are flow methods, but in the comparative examples, a comparative test was performed on the flow method and the stationary method.
[0035]
Flow method: 2 kg of solder powder is placed in a 5 liter wide-mouth polyethylene container, the opening of the container is closed with air-permeable tissue paper, this container is placed on a rotary press, 25 ° C., 60% humidity The sample was rotated for a predetermined time at a rotation speed of 60 rpm in a constant temperature and humidity chamber.
[0036]
Standing method: 2 kg of solder powder was placed in a 250 mm × 300 mm × 50 mm (depth) aluminum bat and placed in a thermostat at 80 ° C. and 60% humidity for a predetermined time.
[0037]
Table 1 shows the oxidation method, the time required for the oxidation, and the oxygen content of the obtained oxidized solder powder in each Example and Comparative Example.
[0038]
[Preparation of solder paste]
A flux was prepared with the following composition, and this was mixed with solder powder at a mixing ratio shown in Table 1 to prepare a solder paste.
Flux composition WW class tall rosin 35wt%
Disproportionated tall rosin 12wt%
Sebacic acid 3wt%
Hydrogenated polyterpene 15wt%
N methyldiethanolamine 3wt%
Diethylene glycol monobutyl ether 32wt%
[0039]
[Table 1]
[Preparation of printed wiring board]
A fine-pitch follow-up demo board (pad material: 18μ thick copper foil) in which pads with conductor pitches of 0.25mm, 0.3mm and 0.5mm, and conductor width and spacing width of 1: 1 are mounted together. The substrate was prepared and immersed in a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide solution for 20 seconds to clean the pad surface. The pad surface was further washed with water, drained, dried, and used for the test.
[0041]
[Solder pre-coating]
Using the screen mask corresponding to the demo substrate having a thickness of 200 μm and an opening of 30 mm square, the solder pastes of the examples and comparative examples were supplied to the demo substrate in a solid coating shape. A reflow furnace having an inert atmosphere through nitrogen gas was set to the temperature profile shown in FIG. 1, and the solder paste was reflowed through the demo substrate supplied with the solder paste. Thereafter, the demo substrate was immersed in a glycol-based cleaning agent, and the flux and solder balls were washed off by irradiating ultrasonic waves.
[0042]
The above process was repeated 2 to 4 times as necessary depending on the pitch pattern of the demo board, and a solder precoat was formed on the pad of the demo board. The solder precoat formed on the demo substrate was observed with a 20 × magnifier to examine the occurrence of bridges and the presence of the underlying substrate. The results are shown in Table 2.
[0043]
[Table 2]
【The invention's effect】
As can be understood from the results of the above-described embodiments, according to the present invention, the bridge is not formed even at a fine pitch of 0.25 mm despite the fact that the solder powder is highly oxidized contrary to the conventional common sense. The precoat of solder is formed very well without exposing the base.
[0045]
In Example 9, since the oxygen content is slightly low, good results are not always obtained when the pitch is small, but sufficiently good results are obtained when the pitch is slightly large. Yes.
[0046]
On the other hand, in Comparative Example 1, the solder powder is not oxidized, and in Comparative Example 6, although it is oxidized, the degree thereof is insufficient. In this case, bridging occurs and a good precoat cannot be formed.
[0047]
In Comparative Examples 2, 5, and 7, the solder powder is oxidized in the same manner as in the examples, but the oxide film is non-uniform because it is oxidized in a stationary state, and the solder particles are coalesced. It is thought that this occurs and becomes huge, and it adheres to an adjacent pad to form a bridge.
[0048]
Further, in the case of Comparative Example 3, since the degree of oxidation is excessive, the wettability of the solder to the metal surface of the pad is lowered, and a sufficient precoat is formed on the pad surface even if the precoat formation process is repeated four times. The pad base is exposed.
[0049]
Further, in Comparative Examples 4 and 8, since the particle diameter of the solder powder is large, coalescence of the solder particles is likely to occur, and the solder is coated between adjacent pads, and a bridge is generated.
[0050]
Thus, the present invention requires that the solder powder has a particle diameter of 4 to 20 μm, an oxygen content of 700 to 3000 ppm, and a uniform oxide film formed on the surface of the solder particles. A solder paste satisfying such conditions can form a good precoat on a fine pitch printed circuit board, which has been impossible in the past.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a graph showing a profile when reflowing solder paste in an example.
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