JP5142999B2 - クリームはんだ及び電子部品のはんだ付け方法 - Google Patents
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Description
次に、第1の発明の実施形態について、図1に示すSn-Ag系状態図を参照して説明する。なお、第1の発明に係るクリームはんだの具体的な実施例やその評価結果等については、後述する実施例の項で述べる。
このようなリフロー法によりリフロー温度の異なる少なくとも2種類のはんだを用いて、高温側および低温側の2回のはんだ付けを行う方法は、第2及び第4の発明においても同様である。
〔第1の発明の実施例〕
次に、第1の発明の実施例とその評価結果等について、比較例と共に述べる。
〔第2の発明〕
次に、第2の本発明について述べる。なお、第2の発明に係るクリームはんだの具体的な実施例やその評価結果等については、後述する実施例の項で述べる。
〔第2の発明の実施例〕
次に、図5に基づき、第2の発明の実施例とその評価結果等について、比較例と共に述べる。図5は第2の発明の実施例および比較例の合金組成とSnベースマトリックスの硬さを測定した結果を示す図である。
〔第3の発明〕
次に、第3の発明の実施形態について述べる。なお、第3の発明に係るクリームはんだの具体的な実施例やその評価結果等については、後述する実施例の項で述べる。
また、第3の発明では、リフロー法によりリフロー温度の異なる少なくとも2種類のはんだを用いて、高温側および低温側の2回のはんだ付けを行う場合には、前工程としての高温側のはんだ付けを前記の第1粉末合金と第2粉末合金と第3粉末としてのCu粉末の混合物にフラックスを混練りしてなるクリームはんだを用いて、例えばリフロー温度280〜300℃で行い、その後、後工程としての低温側のはんだ付けを前記第2粉末合金にフラックスを混練りしてなるクリームはんだを用いて、例えばリフロー温度250〜260℃で行う。
これにより、後工程の250〜260℃加熱において、高温側のはんだは固液共存の状態にあって、粘性が高く、接合構成部相互の動きは抑制されて剥がれることはなく接合を維持することが可能となる。この場合、高温側のはんだは、第1粉末合金の半溶融状態と、第2粉末合金の完全溶融状態とが混合した状態となり、相互拡散が生じ、第1粉末合金のの組成をニーズに応じて適切に設定することによって、両者融合後、所望の組成を得ることができる。
〔第3の発明の実施例〕
次に、図6を参照して、第3の発明の実施例とその評価結果等について述べる。図6は第3の発明の実施例に係るはんだ接合部の断面組織を顕微鏡で観察しX線マイクロアナライザで分析した結果を示す図である。
〔第4の発明〕
次に、第4の発明の実施形態について述べる。なお、第4の発明に係るクリームはんだの具体的な実施例やその評価結果等については、後述する実施例の項で述べる。
〔第4の発明の実施例〕
次に、図9に基づき、第4の発明の実施例とその評価結果等について、比較例と共に述べる。図9は第4の発明の実施例および比較例の合金組成とSnベースマトリックスの硬さを測定した結果を示す図である。
〔産業上の利用可能性〕
この発明によれば、優れた強度と熱的安定性を有し、接合性も良好であって安価なSn-Ag-Cu系はんだ合金をベースとして、温度階層接続に対応可能な好適な高温側鉛フリーはんだ材料と、電子部品のはんだ付け方法が提供できる。
Claims (14)
- Sn-Ag-Cu系合金にフラックスを混練りしてなるクリームはんだにおいて、
前記Sn-Ag-Cu系合金は、Ag10〜30wt%、Cu2〜20wt%、残部はSn及び不可避的不純物からなる第1粉末合金と、
前記第1粉末合金よりAgおよびCuの成分組成(wt%)が小さく、前記第1粉末合金より溶融温度を低くした第2粉末合金との混合物からなり、
前記混合物におけるAgおよびCu成分の合計は、35wt%以下とすることを特徴とするクリームはんだ。 - 請求項1に記載のクリームはんだにおいて、第2粉末合金は、Ag4.0wt%以下(0を含まず)、Cu2.0wt%以下(0を含まず)、残部はSn及び不可避的不純物とすることを特徴とするクリームはんだ。
- 請求項1又は2に記載のクリームはんだにおいて、第1粉末合金および第2粉末合金の混合物に対する前記第1粉末合金の割合は、重量比率で50%以上とすることを特徴とするクリームはんだ。
- Sn-Ag-Cu系合金にフラックスを混練りしてなるクリームはんだにおいて、
前記Sn-Ag-Cu系合金は、
Ag10〜30wt%、Cu2〜20wt%、残部はSn及び不可避的不純物からなる第1粉末合金と、
Sb8wt%以下(0を含まず)、In10wt%以下(0を含まず)、Bi10wt%以下(0を含まず)の3成分のいずれか1つと、Ag4.0wt%以下(0を含まず)、Cu2.0wt%以下(0を含まず)、残部はSn及び不可避的不純物からなる第2粉末合金との混合物からなり、
前記混合物におけるAgおよびCu成分の合計は、35wt%以下とすることを特徴とするクリームはんだ。 - Sn-Ag-Cu系合金にフラックスを混練りしてなるクリームはんだにおいて、
前記Sn-Ag-Cu系合金は、
Ag10〜30wt%、Cu2〜20wt%、残部はSn及び不可避的不純物からなる第1粉末合金と、
Ag4.0wt%以下(0を含まず)、Cu2.0wt%以下(0を含まず)、残部はSn及び不可避的不純物からなる第2粉末合金との合金混合物と、
この合金混合物に、第3粉末としてCu粉末を混合してなるものとし、
前記合金混合物におけるAgおよびCu成分の合計は全合金混合物に対して35wt%以下とし、かつ前記合金混合物とCu粉末の合計重量に対するCu粉末の比率は、25wt%以下とすることを特徴とするクリームはんだ。 - 請求項1ないし5のいずれか1項に記載のクリームはんだにおいて、少なくとも前記第1粉末合金または第2粉末合金の何れか一方は、Ni,Fe,Co,Geのうち少なくとも1つの添加元素を含有し、Ni,Fe,Coは1.0wt%以下、Geは0.1wt%以下とすることを特徴とするクリームはんだ。
- 請求項1ないし6のいずれか1項に記載のクリームはんだを使用することを特徴とする電子部品のはんだ付け方法。
- リフロー法によりリフロー温度の異なる少なくとも2種類のはんだを用いて、高温側および低温側の2回のはんだ付けを行う電子部品のはんだ付け方法において、
前工程としての高温側のはんだ付けを、
Sn-Ag-Cu系合金にフラックスを混練りしてなるクリームはんだであり、前記Sn-Ag-Cu系合金は、Ag10〜30wt%、Cu2〜20wt%、残部はSn及び不可避的不純物からなる第1粉末合金と、前記第1粉末合金よりAgおよびCuの成分組成(wt%)が小さく、前記第1粉末合金より溶融温度を低くした第2粉末合金との混合物からなり、前記混合物におけるAgおよびCu成分の合計は、35wt%以下とするクリームはんだクリームはんだを用いて行い、
その後、後工程としての低温側のはんだ付けを、
前記第2粉末合金にフラックスを混練りしてなるクリームはんだを用いて行うことを特徴とする電子部品のはんだ付け方法。 - 請求項8に記載の電子部品のはんだ付け方法おいて、第2粉末合金は、Ag4.0wt%以下(0を含まず)、Cu2.0wt%以下(0を含まず)、残部はSn及び不可避的不純物とすることを特徴とする電子部品のはんだ付け方法。
- 請求項8又は9に記載の電子部品のはんだ付け方法において、第1粉末合金および第2粉末合金の混合物に対する前記第1粉末合金の割合は、重量比率で50%以上とすることを特徴とする電子部品のはんだ付け方法。
- 請求項8ないし10のいずれか1項に記載のはんだ付け方法において、後工程としての低温側のはんだ付けのリフロー温度は、前記第1粉末合金の固液共存領域に相応する所定の温度とすることを特徴とする電子部品のはんだ付け方法。
- リフロー法によりリフロー温度の異なる少なくとも2種類のはんだを用いて、高温側および低温側の2回のはんだ付けを行う電子部品のはんだ付け方法において、
前工程としての高温側のはんだ付けを、
Sn-Ag-Cu系合金にフラックスを混練りしてなるクリームはんだであり、前記Sn-Ag-Cu系合金は、Ag10〜30wt%、Cu2〜20wt%、残部はSn及び不可避的不純物からなる第1粉末合金と、Sb8wt%以下(0を含まず)、In10wt%以下(0を含まず)、Bi10wt%以下(0を含まず)の3成分のいずれか1つと、Ag4.0wt%以下(0を含まず)、Cu2.0wt%以下(0を含まず)、残部はSn及び不可避的不純物からなる第2粉末合金との混合物からなり、前記混合物におけるAgおよびCu成分の合計は35wt%以下であるクリームはんだを用いて行い、
その後、後工程としての低温側のはんだ付けを、
前記第2粉末合金にフラックスを混練りしてなるクリームはんだを用いて行うことを特徴とする電子部品のはんだ付け方法。 - リフロー法によりリフロー温度の異なる少なくとも2種類のはんだを用いて、高温側および低温側の2回のはんだ付けを行う電子部品のはんだ付け方法において、
前工程としての高温側のはんだ付けを、
Sn-Ag-Cu系合金にフラックスを混練りしてなるクリームはんだであり、前記Sn-Ag-Cu系合金は、Ag10〜30wt%、Cu2〜20wt%、残部はSn及び不可避的不純物からなる第1粉末合金と、Ag4.0wt%以下(0を含まず)、Cu2.0wt%以下(0を含まず)、残部はSn及び不可避的不純物からなる第2粉末合金との合金混合物と、この合金混合物に、第3粉末としてCu粉末を混合してなるものとし、前記合金混合物におけるAgおよびCu成分の合計は全合金混合物に対して35wt%以下とし、かつ前記合金混合物とCu粉末の合計重量に対するCu粉末の比率は25wt%以下であるクリームはんだを用いて行い、
その後、後工程としての低温側のはんだ付けを、
前記第2粉末合金にフラックスを混練りしてなるクリームはんだを用いて行うことを特徴とする電子部品のはんだ付け方法。 - 請求項8ないし13のいずれか1項に記載の電子部品のはんだ付け方法において、少なくとも前記第1粉末合金または第2粉末合金の何れか一方は、Ni,Fe,Co,Geのうち少なくとも1つの添加元素を含有し、Ni,Fe,Coは1.0wt%以下、Geは0.1wt%以下とすることを特徴とする電子部品のはんだ付け方法。
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