JP4859717B2 - Solder composition - Google Patents
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Description
この発明は、プリコート用のはんだ組成物に関する。 The present invention relates to a solder composition for pre-coating.
電子部品を表面実装する方法として、予め回路基板上の電極部にはんだを供給する必要があり、はんだ供給方法として、はんだペーストをマスク印刷する方法が知られている。印刷法は、はんだ粒子とフラックスを主成分とするはんだペーストを電極部のみにマスク印刷し、リフローによりはんだペースト中のはんだ粒子を溶融させて電極部にはんだが供給される。 As a method for surface-mounting an electronic component, it is necessary to supply solder to an electrode portion on a circuit board in advance, and a solder paste mask printing method is known as a solder supply method. In the printing method, a solder paste mainly composed of solder particles and flux is mask-printed only on the electrode portion, and solder particles in the solder paste are melted by reflow to supply the solder to the electrode portion.
最近では、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話等における電子部品の高密度実装のために、電極の配列ピッチが非常に狭くなり、印刷法ではんだを供給する方法の場合、精度の点で限界があり、隣接する電極間がはんだで短絡されるブリッジが発生する問題があった。この問題を解決するために、電極部のみならず、電極部周辺部を含む電極配列領域に対してはんだペーストをベタ塗りしても電極部のみにはんだ層を形成することができる供給方法（以下、べた塗り法と適宜称する）が考えられた。 Recently, due to the high-density mounting of electronic components in notebook personal computers, mobile phones, etc., the electrode arrangement pitch has become very narrow, and there is a limit in terms of accuracy in the case of supplying solder by the printing method. There is a problem that a bridge is generated in which adjacent electrodes are short-circuited with solder. In order to solve this problem, a supply method that can form a solder layer not only on the electrode part but also on the electrode part even if the solder paste is applied solidly to the electrode array region including the peripheral part of the electrode part (hereinafter referred to as a supply method) Was appropriately referred to as a solid coating method).
例えば下記の特許文献１には、べた塗り法において、電極の側面を露呈させ、はんだペースト中のはんだ粒子の体積比率を３０％以下とし、はんだ粒子の粒子径が３０〔μｍ〕以下とすることによって、プリコートされるはんだ層の厚みのばらつきを防止し、また、ブリッジの発生を防止するようにしたはんだ供給方法が記載されている。
For example, in
しかしながら、はんだ粒子の粒子径を３０〔μｍ〕以下としても、本願発明者の実験によれば、ブリッジの発生、はんだ不足等の不良の発生が認められた。 However, even when the particle diameter of the solder particles is set to 30 [μm] or less, according to the experiment of the present inventor, occurrence of defects such as generation of bridges and insufficient solder was recognized.
従来使用されていたはんだペーストの材料としてのはんだ粒子径は、細かいものでも中心径が１０〔μｍ〕前後のものであり、分布としてはＳＤが３以上であった。この場合、含まれる最大粒子径としては、２０〔μｍ〕程度のものも含まれている。このような粒子径の分布が広いはんだ粒子を使用すると、大きな粒子がブリッジを引き起こす可能性が高くなり、ブリッジを防止するために、粒子密度を下げることによって、はんだ粒子の接触確率を下げる方法をとらざるを得なかった。その場合には、はんだ量不足が発生する。 The solder particle diameter as a material of the solder paste used conventionally has a center diameter of about 10 [μm] even if it is fine, and the SD is 3 or more as a distribution. In this case, the maximum particle size included is about 20 [μm]. When solder particles with such a wide particle size distribution are used, there is a high possibility that large particles will cause bridging, and in order to prevent bridging, there is a method of lowering the contact probability of solder particles by lowering the particle density. I had to take it. In that case, an insufficient amount of solder occurs.
したがって、この発明の目的は、べた塗り法により電極上に予め供給されるはんだ組成物に関し、ブリッジ、はんだ量不足のような不良の発生率を低くすることができるはんだ組成物を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention relates to a solder composition that is supplied in advance on an electrode by a solid coating method, and to provide a solder composition that can reduce the incidence of defects such as bridges and insufficient solder amount. is there.
この発明は、はんだペーストとして、はんだ粒子の中心径（メディアン径）が２〔μｍ〕以上４〔μｍ〕以下で、且つはんだ粉末の粒度分布を正規分布とみなしたときの標準偏差ＳＤが１以下のはんだ粉末を使用することによって、ブリッジの発生なく電極をはんだコートし、また、はんだ量不足電極の発生を低減することを達成した。 In the present invention, as the solder paste, the center diameter (median diameter) of the solder particles is 2 [μm] or more and 4 [μm] or less, and the standard deviation SD when the particle size distribution of the solder powder is regarded as a normal distribution is 1 or less. By using this solder powder, the electrode was solder coated without the occurrence of bridges, and the generation of electrodes with insufficient solder amount was reduced.
粒度分布がより集中してシャープなはんだ粉末を使用することによってブリッジの発生なく、はんだ粒子含有量を増加し、はんだ量不足電極の発生を低減することができる。 By using a sharp solder powder with a more concentrated particle size distribution, it is possible to increase the content of solder particles without occurrence of bridging, and to reduce the occurrence of electrodes with insufficient solder amount.
この発明によるはんだ組成物を使用するはんだプリコート方法について図１を参照して説明する。図１Ａに示すように、基板（プリント配線基板）１上に所定の長さの銅、金、銀等の電極部２ａ、２ｂが所定のピッチで形成されている。電極部２ａ，２ｂとその周囲の配列領域を含む領域に対してはんだ組成物（以下、はんだペーストと称する）３が印刷によって、或いはディスペンサによって塗布（ベタ塗り）される。はんだペースト３は、はんだ粒子４とフラックス５の混合物からなる。
A solder pre-coating method using the solder composition according to the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1A,
リフロー時にはんだペースト３が塗布された基板１が加熱され、はんだ粒子４の表面酸化膜がフラックス５に含まれる有機酸によって還元されることで、表面酸化膜が除去される。図１では、簡単のため、基板１上に搭載された電子部品の図示を省略している。
The
図１Ｂに示すように、ほぼ同一粒子径のはんだ粒子４が沈降し、ほぼ均一な厚みで、基板１上に堆積する。加熱によってはんだ粒子４が溶融し、はんだ粒子４の合一が開始し、粒子径が大きくなる。電極部２ａ，２ｂのぬれ性によってはんだ吸引力が発生する。この吸引力は、電極部２ａ，２ｂの表面の近傍で強く、電極部２ａ，２ｂ同士の間で小さいものとなる。
As shown in FIG. 1B,
図１Ｃに示すように、はんだ粒子４の合一が繰り返され、はんだ粒子４の表面積が減少し、粒子表面の有機酸の膜厚が徐々に厚くなる。また、はんだ粒子４の合一の繰り返しの結果、はんだ粒子４間の距離が増加し、合一の度合いが徐々に減少する。
As shown in FIG. 1C, the coalescence of the
図１Ｄに示すように、はんだ粒子４の合一の繰り返しの結果、各電極上にはんだコート６ａ，６ｂが形成され、はんだコート６ａ，６ｂの表面の有機膜７ａ，７ｂの厚みが増加する。はんだ粒子４の表面積の減少と、粒子同士の距離の増加によって、はんだ粒子４の合一が抑制される。
As shown in FIG. 1D, as a result of repeated joining of the
図１Ｅに示すように、、はんだ粉同士の合体が進んで所定のサイズのはんだボールが多層に堆積した時点で加熱を停止する。冷却した状態で、各電極上に被着されたはんだコート６ａ，６ｂの表面の有機膜７ａ，７ｂの厚みが増加し、はんだ粒子４の合一が防止される。
As shown in FIG. 1E, heating is stopped when the coalescence of the solder powders progresses and solder balls of a predetermined size are deposited in multiple layers. In the cooled state, the thickness of the
リフロー時の加熱の時間的遷移（リフロープロファイルと呼ばれる）は、加熱開始から時間経過と共に昇温し、図１Ｄに示すように、各電極上にはんだコート６ａ，６ｂが被着されると共に、はんだコートの表面に有機膜が形成されると、加熱が停止され、冷却される。
The temporal transition of heating during reflow (referred to as a reflow profile) increases in temperature with the passage of time from the start of heating, and as shown in FIG. 1D,
はんだ粒子４は、表面に金属酸化膜を有する、錫および鉛の共晶タイプが使用される。また、はんだぺーストとして、環境保護の点からスズ・銀系の鉛フリーはんだぺースト、スズ・亜鉛系の鉛フリーはんだぺースト等が使用される。
For the
フラックス５は、樹脂、活性剤、チキソ剤、溶剤の混合物である。樹脂としては、ロジン、合成樹脂が使用される。活性剤は、はんだ粒子の表面の酸化膜を除去するために配合されており、例えば有機酸系の活性剤が使用される。チキソ剤は、粘性を適正なものとするために配合され、ワックス、微細シリカ等が使用される。溶剤は、酸の強さの調整のために配合される。
The
フラックス５として、本願出願人の提案にかかる液状体を使用しても良い（国際公開ＷＯ２００５／０９１３５４号公報参照）。液状体は、反応温度がはんだ粒子の融点近傍であるフラックスを含み、常温で流動して基板１上に層状に堆積する粘性を有している。はんだ粒子は、液状体内を基板に向けて沈降すると共に、液状体内に分散可能な混合比および粒子径を有する粒材である。
As the
液状体は、脂肪酸エステルであるので、有機酸の一種である遊離脂肪酸（フラックス成分）を元々含んでいる。遊離脂肪酸は、はんだ粒子の融点以上に加熱された状態で、その反応生成物によりはんだ粒子同士の合体を抑制しつつ、はんだ粒子と電極とのはんだ付けを促進すると共に、電極上に形成されたはんだ皮膜とはんだ粒子との合体を促進する作用を有する。 Since the liquid is a fatty acid ester, it naturally contains free fatty acid (flux component) which is a kind of organic acid. The free fatty acid was formed on the electrode while promoting the soldering between the solder particle and the electrode while suppressing coalescence of the solder particles with the reaction product while being heated above the melting point of the solder particle. It has the effect of promoting coalescence of the solder film and solder particles.
かかるはんだ組成物は、基板上に常温において、自然落下により滴下されることで、基板上にほぼ均一な厚みで塗布することができる。その後、基板全体が均一に加熱される。堆積時に基板をスピンコート装置によって回転させて塗布の厚みを均一としても良い。 Such a solder composition can be applied onto the substrate with a substantially uniform thickness by being dropped onto the substrate by natural dropping at room temperature. Thereafter, the entire substrate is heated uniformly. The substrate may be rotated by a spin coater during deposition to make the coating thickness uniform.
この発明は、はんだペースト中のはんだ粒子の中心径（メディアン径）が２〔μｍ〕以上４〔μｍ〕以下で、且つ粒度分布を正規分布とみなした時の標準偏差ＳＤが１以下のはんだ粉末を使用することによって、ブリッジの発生なく電極をはんだコートし、また、はんだ量不足電極の発生を防止する。また、はんだペーストには、はんだ粉末が３０重量％以上で９０重量％以下含有される。 The present invention provides a solder powder in which the center diameter (median diameter) of solder particles in the solder paste is 2 [μm] or more and 4 [μm] or less, and the standard deviation SD is 1 or less when the particle size distribution is regarded as a normal distribution By using this, the electrode is solder coated without the occurrence of a bridge, and the generation of an electrode with insufficient solder amount is prevented. The solder paste contains 30 wt% or more and 90 wt% or less of solder powder.
この発明の具体的な実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。但し、この発明は、これらの実施例のみに限定されるものではない。 Specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited only to these examples.
実施例および比較例に関して、外観不良として、ブリッジおよびはんだ不足（デウエッティング）を調べた結果を表１に示す。Ｌ＝５０〔μｍ〕の場合では、各サンプルが６０本の電極に関しての外観不良の発生数であり、Ｌ＝４０〔μｍ〕の場合では、各サンプルが７４本の電極に関しての外観不良の発生数である。３個のサンプルに関しての測定結果が示されている。Ｌ〔μｍ〕は、基板上の電極の幅の値であり、Ｓ〔μｍ〕は、電極と電極の間の隙間の幅である。Ｌ〔μｍ〕／Ｓ〔μｍ〕＝５０／５０で、電極の長さが３００〔μｍ〕および１００〔μｍ〕のそれぞれについて外観不良が測定され、また、Ｌ〔μｍ〕／Ｓ〔μｍ〕＝４０／４０で、電極の長さが３００〔μｍ〕および１００〔μｍ〕のそれぞれについて外観不良の発生数が測定された。 Table 1 shows the results of examining bridges and solder shortage (dewetting) as appearance defects with respect to Examples and Comparative Examples. In the case of L = 50 [μm], each sample is the number of appearance failures with respect to 60 electrodes, and in the case of L = 40 [μm], the appearance failure with respect to 74 electrodes in each sample. Is a number. The measurement results for three samples are shown. L [μm] is the value of the width of the electrode on the substrate, and S [μm] is the width of the gap between the electrodes. When L [μm] / S [μm] = 50/50 and the electrode length is 300 [μm] and 100 [μm], the appearance defect is measured, and L [μm] / S [μm] = At 40/40, the number of appearance defects was measured for each of the electrode lengths of 300 [μm] and 100 [μm].
＜実施例１＞
中心径φ＝６μｍの原料粉を乾式または湿式分級処理することで、中心径φ＝２．４μｍのはんだ粉末を得る。はんだ粉末の含有量が３８（wt％：重量パーセント）となるように、樹脂、活性剤、チキソ剤、溶剤の混合物（フラックス）と混合することによって、実施例１のはんだぺーストを作製した。実施例１は、Ｌ〔μｍ〕／Ｓ〔μｍ〕＝５０／５０で、電極の長さが３００μｍである。ブリッジ発生数およびはんだ不足発生数の何れも０であった。
<Example 1>
By subjecting the raw material powder having a center diameter φ = 6 μm to dry or wet classification, a solder powder having a center diameter φ = 2.4 μm is obtained. The solder paste of Example 1 was prepared by mixing with a mixture (flux) of resin, activator, thixotropic agent, and solvent so that the content of the solder powder was 38 (wt%: weight percent). In Example 1, L [μm] / S [μm] = 50/50, and the electrode length is 300 μm. Both the number of bridge occurrences and the number of solder shortages were 0.
＜実施例２＞
電極の長さが１００〔μｍ〕以外の点は、実施例１と同様である。実施例２の場合も、ブリッジ発生数およびはんだ不足発生数の何れも０であった。
<Example 2>
The points other than the electrode length of 100 [μm] are the same as in the first embodiment. In Example 2 as well, both the number of occurrences of bridges and the number of occurrences of insufficient solder were zero.
＜実施例３＞
Ｌ〔μｍ〕／Ｓ〔μｍ〕＝４０／４０以外の点は、実施例１と同様である。実施例３の場合も、ブリッジ発生数およびはんだ不足発生数の何れも０であった。
<Example 3>
Points other than L [μm] / S [μm] = 40/40 are the same as in the first embodiment. In Example 3 as well, both the number of bridge occurrences and the number of solder shortages were zero.
＜実施例４＞
Ｌ〔μｍ〕／Ｓ〔μｍ〕＝４０／４０以外の点は、実施例２と同様である。実施例４の場合も、ブリッジ発生数およびはんだ不足発生数の何れも０であった。
<Example 4>
The points other than L [μm] / S [μm] = 40/40 are the same as in the second embodiment. In Example 4 as well, both the number of bridges and the number of solder shortages were zero.
＜実施例５＞
中心径φ＝６μｍの原料粉を乾式または湿式分級処理することで、中心径φ＝３．１〔μｍ〕のはんだ粉末を得る。中心径以外は、実施例１と同様である。すなわち、はんだ粉末の含有量が３８（wt％：重量パーセント）となるように、樹脂、活性剤、チキソ剤、溶剤の混合物（フラックス）と混合することによって、実施例５のはんだぺーストを作製した。実施例５は、Ｌ〔μｍ〕／Ｓ〔μｍ〕＝５０／５０で、電極の長さが３００μｍである。ブリッジ発生数およびはんだ不足発生数の何れも０であった。
<Example 5>
By subjecting the raw material powder having a center diameter φ = 6 μm to dry or wet classification, a solder powder having a center diameter φ = 3.1 [μm] is obtained. Except for the central diameter, it is the same as in Example 1. That is, the solder paste of Example 5 was prepared by mixing with a mixture (flux) of resin, activator, thixotropic agent, and solvent so that the content of solder powder was 38 (wt%: weight percent). did. In Example 5, L [μm] / S [μm] = 50/50, and the electrode length is 300 μm. Both the number of bridge occurrences and the number of solder shortages were 0.
＜実施例６＞
電極の長さが１００〔μｍ〕以外の点は、実施例５と同様である。実施例５の場合も、ブリッジ発生数およびはんだ不足発生数の何れも０であった。
<Example 6>
The points other than the electrode length of 100 [μm] are the same as in Example 5. In Example 5 as well, both the number of bridges and the number of solder shortages were zero.
＜実施例７＞
Ｌ〔μｍ〕／Ｓ〔μｍ〕＝４０／４０以外の点は、実施例５と同様である。実施例７の場合も、ブリッジ発生数およびはんだ不足発生数の何れも０であった。
<Example 7>
The points other than L [μm] / S [μm] = 40/40 are the same as those in the fifth embodiment. In Example 7 as well, both the number of bridges and the number of solder shortages were zero.
＜実施例８＞
Ｌ〔μｍ〕／Ｓ〔μｍ〕＝４０／４０以外の点は、実施例６と同様である。実施例８の場合も、ブリッジ発生数およびはんだ不足発生数の何れも０であった。
<Example 8>
Points other than L [μm] / S [μm] = 40/40 are the same as in Example 6. Also in Example 8, both the number of occurrences of bridges and the number of occurrences of insufficient solder were 0.
＜比較例１＞
中心径φ＝１１μｍのはんだ粉末の含有量が３８（wt％：重量パーセント）となるように、樹脂、活性剤、チキソ剤、溶剤の混合物（フラックス）と混合することによって、比較例１のはんだぺーストを作製した。比較例１は、Ｌ〔μｍ〕／Ｓ〔μｍ〕＝５０／５０で、電極の長さが３００μｍである。サンプル１で１０個、サンプル２で１０個、サンプル３で１４個のブリッジが発生したのを認めた。したがって、ブリッジ発生率が１８．９〔％〕である。はんだ不足は、サンプル１で５８個、サンプル２で５８個、サンプル３で５８個発生したのを認めた。したがって、はんだ不足発生率が９６．７〔％〕である。
<Comparative Example 1>
The solder of Comparative Example 1 is mixed with a mixture (flux) of a resin, an activator, a thixotropic agent and a solvent so that the content of the solder powder having a center diameter φ = 11 μm is 38 (wt%: weight percent). A paste was prepared. In Comparative Example 1, L [μm] / S [μm] = 50/50, and the electrode length is 300 μm. It was observed that 10 bridges were generated in
＜比較例２＞
電極の長さが１００〔μｍ〕以外の点は、比較例１と同様である。比較例２の場合は、サンプル１で０個、サンプル２で０個、サンプル３で２個のブリッジが発生したのを認めた。したがって、ブリッジ発生率が１．１〔％〕である。はんだ不足は、サンプル１で４４個、サンプル２で３８個、サンプル３で４１個発生したのを認めた。したがって、はんだ不足発生率が６８．３〔％〕である。
<Comparative example 2>
The points other than the electrode length of 100 [μm] are the same as in Comparative Example 1. In the case of Comparative Example 2, it was observed that 0 bridges were generated in
＜比較例３＞
Ｌ〔μｍ〕／Ｓ〔μｍ〕＝４０／４０以外の点は、比較例１と同様である。比較例３の場合は、サンプル１で１８個、サンプル２で２２個、サンプル３で２４個のブリッジが発生したのを認めた。したがって、ブリッジ発生率が２８．８〔％〕である。はんだ不足は、サンプル１で７４個、サンプル２で７３個、サンプル３で７４個発生したのを認めた。したがって、はんだ不足発生率が９９．５〔％〕である。
<Comparative Example 3>
Points other than L [μm] / S [μm] = 40/40 are the same as in Comparative Example 1. In the case of Comparative Example 3, it was observed that 18 bridges were generated in
＜比較例４＞
Ｌ〔μｍ〕／Ｓ〔μｍ〕＝４０／４０以外の点は、比較例２と同様である。比較例４の場合は、サンプル１で６個、サンプル２で１４個、サンプル３で８個のブリッジが発生したのを認めた。したがって、ブリッジ発生率が１２．６〔％〕である。はんだ不足は、サンプル１で６０個、サンプル２で４９個、サンプル３で５０個発生したのを認めた。したがって、はんだ不足発生率が７１．６〔％〕である。
<Comparative example 4>
Points other than L [μm] / S [μm] = 40/40 are the same as in Comparative Example 2. In the case of Comparative Example 4, it was observed that 6 bridges were generated in
＜比較例５＞
中心径φ＝１１μｍのはんだ粉末の含有量が７４（wt％：重量パーセント）となるように、樹脂、活性剤、チキソ剤、溶剤の混合物（フラックス）と混合することによって、比較例５のはんだぺーストを作製した。このような中心径および含有量を有するはんだペーストが一般的なものである。比較例５は、Ｌ〔μｍ〕／Ｓ〔μｍ〕＝５０／５０で、電極の長さが３００μｍである。サンプル１で２６個、サンプル２で２３個、サンプル３で３０個のブリッジが発生したのを認めた。したがって、ブリッジ発生率が４３．９〔％〕である。はんだ不足は、サンプル１で１４個、サンプル２で２個、サンプル３で１個発生したのを認めた。したがって、はんだ不足発生率が９．４〔％〕である。
<Comparative Example 5>
The solder of Comparative Example 5 is mixed with a mixture (flux) of a resin, an activator, a thixotropic agent, and a solvent so that the content of the solder powder having a center diameter φ = 11 μm is 74 (wt%: weight percent). A paste was prepared. A solder paste having such a center diameter and content is common. In Comparative Example 5, L [μm] / S [μm] = 50/50, and the electrode length is 300 μm. It was observed that 26 bridges were generated in
＜比較例６＞
電極の長さが１００〔μｍ〕以外の点は、比較例５と同様である。比較例６の場合は、サンプル１で１４個、サンプル２で２２個、サンプル３で１８個のブリッジが発生したのを認めた。したがって、ブリッジ発生率が３０．０〔％〕である。はんだ不足は、サンプル１で０個、サンプル２で０個、サンプル３で１個発生したのを認めた。したがって、はんだ不足発生率が０．６〔％〕である。
<Comparative Example 6>
The points other than the electrode length of 100 [μm] are the same as in Comparative Example 5. In the case of Comparative Example 6, it was observed that 14 bridges were generated in
＜比較例７＞
Ｌ〔μｍ〕／Ｓ〔μｍ〕＝４０／４０以外の点は、比較例５と同様である。比較例７の場合は、サンプル１で３０個、サンプル２で３０個、サンプル３で１９個のブリッジが発生したのを認めた。したがって、ブリッジ発生率が３５．６〔％〕である。はんだ不足は、サンプル１で６０個、サンプル２で６５個、サンプル３で２０個発生したのを認めた。したがって、はんだ不足発生率が６５．３〔％〕である。
<Comparative Example 7>
Points other than L [μm] / S [μm] = 40/40 are the same as in Comparative Example 5. In the case of Comparative Example 7, it was observed that 30 bridges were generated in
＜比較例８＞
Ｌ〔μｍ〕／Ｓ〔μｍ〕＝４０／４０以外の点は、比較例６と同様である。比較例８の場合は、サンプル１で３３個、サンプル３で２５個のブリッジが発生したのを認めた。したがって、ブリッジ発生率が３９．２〔％〕である。はんだ不足は、サンプル１で０個、サンプル３で０個であるのを認めた。したがって、はんだ不足発生率が０．０〔％〕である。なお、比較例８において、サンプル２に関しては、印刷により塗布した場合のマスクのズレが発生し、評価できなかった。
<Comparative Example 8>
Points other than L [μm] / S [μm] = 40/40 are the same as in Comparative Example 6. In the case of Comparative Example 8, it was observed that 33 bridges were generated in
＜比較例９＞
中心径φ＝３０μｍのはんだ粉末の含有量が３８（wt％：重量パーセント）となるように、樹脂、活性剤、チキソ剤、溶剤の混合物（フラックス）と混合することによって、比較例９のはんだぺーストを作製した。比較例９は、Ｌ〔μｍ〕／Ｓ〔μｍ〕＝５０／５０で、電極の長さが３００μｍである。サンプル１で１２個、サンプル２で３個、サンプル３で８個のブリッジが発生したのを認めた。したがって、ブリッジ発生率が１２．８〔％〕である。はんだ不足は、サンプル１で４２個、サンプル２で４８個、サンプル３で３６個発生したのを認めた。したがって、はんだ不足発生率が７０．０〔％〕である。
<Comparative Example 9>
The solder of Comparative Example 9 is mixed with a mixture (flux) of resin, activator, thixotropic agent, and solvent so that the content of the solder powder having a center diameter φ = 30 μm is 38 (wt%: weight percent). A paste was prepared. In Comparative Example 9, L [μm] / S [μm] = 50/50, and the electrode length is 300 μm. It was observed that 12 bridges were generated in
＜比較例１０＞
電極の長さが１００〔μｍ〕以外の点は、比較例９と同様である。比較例１０の場合は、サンプル１で２個、サンプル２で０個、サンプル３で４個のブリッジが発生したのを認めた。したがって、ブリッジ発生率が３．３〔％〕である。はんだ不足は、サンプル１で４０個、サンプル２で２０個、サンプル３で２７個発生したのを認めた。したがって、はんだ不足発生率が４８．３〔％〕である。
<Comparative Example 10>
The points other than the electrode length of 100 [μm] are the same as in Comparative Example 9. In the case of Comparative Example 10, it was observed that two bridges were generated in
＜比較例１１＞
Ｌ〔μｍ〕／Ｓ〔μｍ〕＝４０／４０以外の点は、比較例９と同様である。比較例１１の場合は、サンプル１で２５個、サンプル２で４１個、サンプル３で２８個のブリッジが発生したのを認めた。したがって、ブリッジ発生率が４２．３〔％〕である。はんだ不足は、サンプル１で５２個、サンプル２で６１個、サンプル３で５９個発生したのを認めた。したがって、はんだ不足発生率が７７．５〔％〕である。
<Comparative Example 11>
Points other than L [μm] / S [μm] = 40/40 are the same as in Comparative Example 9. In the case of Comparative Example 11, it was observed that 25 bridges were generated in
＜比較例１２＞
Ｌ〔μｍ〕／Ｓ〔μｍ〕＝４０／４０以外の点は、比較例１０と同様である。比較例１２の場合は、サンプル１で１０個、サンプル２で３２個、サンプル３で１４個のブリッジが発生したのを認めた。したがって、ブリッジ発生率が２５．２〔％〕である。はんだ不足は、サンプル１で１９個、サンプル２で１１個、サンプル３で１８個であるのを認めた。したがって、はんだ不足発生率が２１．６〔％〕である。
<Comparative Example 12>
Points other than L [μm] / S [μm] = 40/40 are the same as in Comparative Example 10. In the case of Comparative Example 12, it was observed that 10 bridges were generated in
上述した実施例および比較例におけるはんだ粉の中心径φは、メジアン径のことである。メジアン径は、粒度分布の積算曲線（積算分布と称する）において、累積パーセントが５０％となる場合の粒子径のことである。また、この発明では、中心径が２．４〔μｍ〕のように小であることのみならず、粒度分布がシャープなものであることが必要とされる。粒度分布の分布幅を示す指標の一つとして、積算分布の例えば１０％および９０％のそれぞれにおける粒子径が使用できる。この二つの累積％における粒子径の差が小さいほど、粒度分布の分布幅が小である。 The center diameter φ of the solder powder in the above-described examples and comparative examples is a median diameter. The median diameter is the particle diameter when the cumulative percentage is 50% in the cumulative curve of particle size distribution (referred to as cumulative distribution). In the present invention, not only the central diameter is as small as 2.4 [μm] but also the particle size distribution is required to be sharp. As one of the indexes indicating the distribution width of the particle size distribution, for example, the particle diameters in 10% and 90% of the integrated distribution can be used. The smaller the difference in particle diameter between the two cumulative percentages, the smaller the distribution width of the particle size distribution.
粒度分布の分布幅を示す指標の他のものとして、粒度分布を正規分布とみなし、標準偏差ＳＤを求める方法がある。すなわち、積算分布の８４％の粒子径Ｄ84から１６％の粒子径Ｄ16を減算し、２で除したもの（ＳＤ＝（Ｄ84−Ｄ16）／２）の値である。 As another index indicating the distribution width of the particle size distribution, there is a method in which the particle size distribution is regarded as a normal distribution and the standard deviation SD is obtained. That is, the value is obtained by subtracting the particle diameter D16 of 16% from the particle diameter D84 of 84% of the cumulative distribution and dividing by 2 (SD = (D84−D16) / 2).
上述した実施例および比較例で使用したはんだ粉の粒度分布について説明する。図２が粒度分布のデータを示す。このデータは、レーザー回折・散乱法の測定原理を採用する日機装株式会社製のマイクロトラック粒度分布測定装置ＭＴ３０００により得られたものである。図２において、参照符号１１で示す粒度分布が中心径φ＝２．４〔μｍ〕のものであり、参照符号１２で示す粒度分布がφ＝３．１〔μｍ〕のものであり、参照符号１３で示す粒度分布がφ＝６〔μｍ〕のものである。φ＝６〔μｍ〕のはんだ粉を分級してφ＝２．４〔μｍ〕およびφ＝３．１〔μｍ〕のはんだ粉がそれぞれ作製される。さらに、参照符号１４で示す粒度分布が中心径φ＝１１〔μｍ〕のものであり、参照符号１５で示す粒度分布が中心径φ＝３０〔μｍ〕のものである。
The particle size distribution of the solder powder used in the above-described examples and comparative examples will be described. FIG. 2 shows the particle size distribution data. This data was obtained with a microtrack particle size distribution measuring device MT3000 manufactured by Nikkiso Co., Ltd., which employs the measurement principle of the laser diffraction / scattering method. In FIG. 2, the particle size distribution indicated by
φ＝２．４〔μｍ〕のはんだ粉に関する粒度分布１１および積算分布１１ａ（破線で示す）を図３に示す。φ＝３．１〔μｍ〕のはんだ粉に関する粒度分布１２および積算分布１２ａ（破線で示す）を図４に示す。φ＝６〔μｍ〕のはんだ粉に関する粒度分布１３および積算分布１３ａ（破線で示す）を図５に示す。φ＝１１〔μｍ〕のはんだ粉に関する粒度分布１４および積算分布１４ａ（破線で示す）を図６に示す。φ＝３０〔μｍ〕のはんだ粉に関する粒度分布１５および積算分布１５ａ（破線で示す）を図７に示す。
FIG. 3 shows a
さらに、φ＝２．４〔μｍ〕のはんだ粉の積算分布の測定値と、φ＝３．１〔μｍ〕のはんだ粉の積算分布の測定値と、φ＝６〔μｍ〕のはんだ粉の積算分布の測定値とを図８に示す。φ＝１１〔μｍ〕のはんだ粉の積算分布の測定値と、φ＝３０〔μｍ〕のはんだ粉の積算分布の測定値とを図９に示す。 Furthermore, the measured value of the cumulative distribution of solder powder of φ = 2.4 [μm], the measured value of the cumulative distribution of solder powder of φ = 3.1 [μm], and the measured value of the solder powder of φ = 6 [μm] The measured values of the integrated distribution are shown in FIG. FIG. 9 shows a measured value of the cumulative distribution of solder powder with φ = 11 [μm] and a measured value of the cumulative distribution of solder powder with φ = 30 [μm].
これらの測定結果から、各はんだ粉の粒度分布の分布幅を示す指標を求めると表２に示すものとなる。指標としては、積算分布の例えば１０％および９０％のそれぞれにおける粒子径Ｄ10およびＤ90と、両者の差（Ｄ90−Ｄ10）と、標準偏差ＳＤ（（Ｄ84−Ｄ16）／２）とを求める。なお、測定値を補間した近似値を適宜使用する。 From these measurement results, an index indicating the distribution width of the particle size distribution of each solder powder is obtained as shown in Table 2. As indices, for example, the particle diameters D10 and D90 in each of the integrated distributions, for example, 10% and 90%, the difference between them (D90-D10), and the standard deviation SD ((D84-D16) / 2) are obtained. An approximate value obtained by interpolating the measured value is used as appropriate.
表２からφ＝２．４〔μｍ〕のはんだ粉に関して、Ｄ90＝３．３０〔μｍ〕であり、（Ｄ90−Ｄ10＝１．６５５〔μｍ〕）であり、ＳＤ＝０．６１であることが分かる。また、φ＝３．１〔μｍ〕のはんだ粉に関して、Ｄ90＝４．７００〔μｍ〕であり、（Ｄ90−Ｄ10＝２．１０９〔μｍ〕）であり、ＳＤ＝０．７８であることが分かる。 From Table 2, regarding the solder powder of φ = 2.4 [μm], D90 = 3.30 [μm], (D90−D10 = 1.655 [μm]), and SD = 0.61. I understand. For the solder powder of φ = 3.1 [μm], D90 = 4.700 [μm], (D90−D10 = 2.109 [μm]), and SD = 0.78. I understand.
また、φ＝１１〔μｍ〕のはんだ粉に関して、Ｄ90＝１８．６６８〔μｍ〕であり、（Ｄ90−Ｄ10＝８．９９３〔μｍ〕）であり、ＳＤ＝３．３６であることが分かる。また、φ＝３０〔μｍ〕のはんだ粉に関して、Ｄ90＝４５．０９７〔μｍ〕であり、（Ｄ90−Ｄ10＝２０．５９〔μｍ〕）であり、ＳＤ＝７．６２であることが分かる。 It can also be seen that for a solder powder of φ = 11 [μm], D90 = 18.668 [μm], (D90−D10 = 8.993 [μm]), and SD = 3.36. It can also be seen that with respect to the solder powder of φ = 30 [μm], D90 = 45.097 [μm], (D90−D10 = 20.59 [μm]), and SD = 7.62.
表２から実施例に使用した中心径φ＝２．４〔μｍ〕のはんだ粉の粒度分布は、９０累積パーセントの粒子径が３．３０〔μｍ〕であり、ＳＤ＝０．６９と規定されるものである。また、中心径φ＝３．１〔μｍ〕のはんだ粉の粒度分布は、９０累積パーセントの粒子径が４．７００〔μｍ〕であり、ＳＤ＝０．７８と規定されるものである。このように、この発明に使用されるはんだ粉は、中心径が４〔μｍ〕以下であり、また、９０累積パーセントの粒子径が５〔μｍ〕以下であり、粒度分布がＳＤ≦１であり、シャープな粒度分布を有するものである。 From Table 2, the particle size distribution of the solder powder having the center diameter φ = 2.4 [μm] used in the examples is 90 cumulative percentage particle size 3.30 [μm], and is defined as SD = 0.69. Is. In addition, the particle size distribution of the solder powder having a center diameter φ = 3.1 [μm] is such that 90 cumulative percent particle diameter is 4.700 [μm], and SD = 0.78. Thus, the solder powder used in the present invention has a center diameter of 4 [μm] or less, a 90 cumulative percent particle diameter of 5 [μm] or less, and a particle size distribution of SD ≦ 1. Have a sharp particle size distribution.
以上、この発明の実施の形態について具体的に説明したが、この発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えばはんだペーストの組成は、上述した例以外のものも可能である。 Although the embodiment of the present invention has been specifically described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications based on the technical idea of the present invention are possible. For example, the composition of the solder paste can be other than the examples described above.
１ 基板
２ａ，２ｂ 電極
３ はんだペースト
４ はんだ粒子
５ フラックス
６ａ，６ｂ はんだコート
７ａ，７ｂ 有機膜
DESCRIPTION OF
Claims (3)
含有されるはんだ粉末の中心径が２〔μｍ〕以上４〔μｍ〕以下であり、該はんだ粉末の粒度分布を正規分布とみなしたときの標準偏差が１以下であることを特徴とするはんだ組成物。 A solder composition that is applied to a region including an electrode and an electrode periphery on a substrate, and is used in a precoat method in which solder is attached to the electrode surface by heating,
The solder composition is characterized in that the center diameter of the contained solder powder is 2 [μm] or more and 4 [μm] or less, and the standard deviation when the particle size distribution of the solder powder is regarded as a normal distribution is 1 or less object.
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