JPH01184201A - 金属パウダー及びそのペースト - Google Patents

金属パウダー及びそのペースト

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JPH01184201A
JPH01184201A JP63004837A JP483788A JPH01184201A JP H01184201 A JPH01184201 A JP H01184201A JP 63004837 A JP63004837 A JP 63004837A JP 483788 A JP483788 A JP 483788A JP H01184201 A JPH01184201 A JP H01184201A
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solder
metal powder
metal
molten
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Katsutsugu Kida
来田 勝継
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Electroplating Engineers of Japan Ltd
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    • H05K3/3457Solder materials or compositions; Methods of application thereof
    • H05K3/3485Applying solder paste, slurry or powder

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、金属パウダー及びそのペーストに関する。
〔従来の技術〕
金属パウダー及びそのペースト(以下パウダー・ペース
ト)としては、アトマイズ法、転造法、溶解法、還元・
混合法などによって得られたパウダー・ペーストが知ら
れている。しかしアトマイズ法によって得たパウダーは
ファイン(Fine)があり歩留りも悪く、また、転造
法及び溶解法によるパウダーは小径のものが出来ない上
に大量生産出来ず、還元・混合法によるパウダーはパウ
ダーが細かく成りすぎて合金(はんだ)には向かず、一
長一短がある。またノズル法を利用するパウダーも考え
られるが、一般には大きいサイズのパウダーに成ってし
まうのでこの発明で意図するような微小径、例えば20
−90μmサイズの、パウダーには向かないとされてい
る。
ところで、プリント配線基板へのパッケージの表面実装
密度は、最近型々高くなりプリント配線基板へ施された
パターン同士の間隔も益々小さくなって来でいる。この
ためパッケージをプリント配線基板へ表面実装するのに
用いられる「パウダー・ペースト」はフラックスの改良
もさりながらこのフラックスに混練するパウダーが、希
望する微小径で、粒度分布がよ(、ファインが無く、印
刷、塗布後のブレが無いという条件を満足させるパウダ
ーであることが必要である。しかしながら上記した従来
のパウダー及びそれを用いたペーストはこのような条件
を満足させられないものであった。
〔発明が解決しようとする課題〕
この発明は、希望する微小径で、粒度分布がよく、ファ
インが無く、印刷、塗布後のブレが無いという条件を満
足させるパウダー・ペーストを提供せんとすることを目
的としている。
〔課題を解決するための手段〕 上記の目的を達成するために、この発明に係る金属パウ
ダー及びそのペーストは、先ず不活性ガス雰囲気中で、
溶融金属を微小径の多数のノズル孔より押出し、落下さ
せつつ冷却し且つその間に滴状より玉状に全体形状を調
えて凝固せしめる金属パウダーであって、玉状をなす曲
面部の一部に非曲面部を有する金属パウダーとしたもの
である。
そして次にペーストは、この金属パウダーを混練してな
るものとした。
〔作  用〕
不活性ガス雰囲気中で、溶融金属を100μm以下の微
小径、例えば18μmサイズのノズル孔より押出すとそ
の溶融金属が極めて微小径の縦長円錐形状となってノズ
ル孔から垂れ下がり連続状部を形成し、このような形状
の連続状部の下端で溶融金属は滴状より玉状になり、こ
の時点で微小径、例えば44μmサイズの玉となり、更
に落下しつつ凝固して意図するパウダーとなる。この玉
状になった溶融金属(パウダー)は外層が冷却固化され
てしまうため内部の酸化防止が図られ無酸化状態の玉と
なる。このような玉(パウダー)を顕微鏡で拡大すると
、その理由は判然とせぬが、曲面部(なだらかな円弧を
描く面部)の一部に非曲面部(平坦面、稜線、等を有す
るなだらがでない面部)を備えていることが判る。曲面
部の一部に非曲面部を備えていることにより、パウダー
同士の安定がよくなり、このパウダーを混練してなるペ
ーストは、印刷、塗布後のブレが無い。そして上記内容
の処理が多数、例えば40個、のノズル孔より押出され
る溶融金属の全てに対して間断無く行われることにより
希望する微小径で、粒度分布がよく均一粒度のパウダー
が効率よく得られる。しかも金属パウダーとして得られ
たはんだパウダーは、強制破壊、即ち強制的なショック
を加えずに得られるので、ファインが無(ペーストにし
て用いればりフロー後のはんだポールの発生も無いもの
である。
〔実 施 例〕
実施例について図面を参照し以下説明するが、この「金
属パウダー」と「ペースト」とでは重複する部分がある
ので説明の便宜上金属パウダーとして「はんだパウダー
」について主に説明し、ペーストとしての「はんだペー
スト」については必要に応じ説明するものとする。
不活性ガス雰囲気中で、溶融はんだを、18μmサイズ
の微小径ノズル孔より押出すとその溶融はんだが極めて
微小径の縦長円錐形状となってノズル孔から垂れ下がり
連続状部を形成し、このような形状の連続状部の下端で
溶融はんだは滴状より玉状になり、この時点で、44μ
mサイズの微小径の玉となり、更に落下しつつ凝固して
意図するパウダーとなる。第1図で示すように、この玉
状になった溶融はんだ(パウダー)1は外層2が冷却凝
固されてしまうため内部の酸化防止が図られ無酸化状態
の玉となる。このような玉(パウダー)1を顕微鏡で拡
大すると、その理由は判然とせぬが、曲面部(なだらか
な円弧を描く面部)3の一部に非曲面部(平坦面、稜線
、等を有するなだらかでない面部)4を備えていること
が判る。
曲面部3の一部に非曲面部4を備えていることにより、
このパウダー1をフラックス5に混練してなるはんだペ
ースト6をプリント配線基板7上に印刷して施した時、
「ダレ」ることがなく、またパッケージ8を搭載した場
合(第3図)はんだ加熱溶融(リフロー)後のばんだボ
ールの発生が見当たらないことも確認できた。
フラックス5としては、金属表面清浄化及び加熱中の再
酸化防止のためのロジンと、金属表面清浄化のための活
性剤と、粘度調整成分としての増粘剤と、これらの成分
を均一に溶解するための溶剤とを含むものである。
そして、上記内容のパウダー1は多数の微小径のノズル
孔より押出される溶融はんだから得られることにより、
希望する微小径で、粒度分布がよく均一粒度のものとし
て効率よく得られる。しかも得られたパウダー1はファ
インが無く、上記フラックス5に混練しペースト6にし
て用いれぼりフロー後のはんだボールの発生も無いもの
である。
これらの状態を顕微鏡写真で示す。第2図は×1000
倍率のもので、パウダー1にファインがないことそして
曲面部の一部に非曲面部を備えていることが判る。第4
図はX150倍率のもので、37−90μmレベルに篩
分けたものであり極めて均一粒径のパウダーが得られて
いることが判る。
第5図はX200倍率のもので、はんだ加熱溶融(リフ
ロー)後のはんだボールの発生が見当たらないことが判
る。
尚、この発明で意図する[金属パウダー及びそのペース
ト」は、上記したはんだパウダーとはんだペーストに限
定されず、銅合金パウダーとその銅ペースト、金合金パ
ウダーとその金ロウ、又は銀合金パウダーとその銀ロウ
、を含むものであるが、以上の説明に於いては重複する
部分が多いのでその説明を省略したものである。
パウダー1を得るための装置について第6図及び第7図
を参照して説明すると、この装置は、溶融金属9を収め
て加熱保温する圧力容器10と、この圧力容器10の底
部に臨ませた微小径のノズル孔11を多数備える押出し
ノズル12と、ノズル孔11の出口側にあってノズル孔
11より押出された溶融金属13が落ドしつつ冷却され
る処理空間14を区画形成するケース体15と、ケース
体15の底部に臨ませたパウダー取り出し用の容器16
と、を順次上より下へ向けて連接している。
そしてケース体15の途中に冷却手段としての水冷ジャ
ケット17と冷却水の導入・導出路18を設け、不活性
ガスの導入手段19を上記圧力容器10及びケース体1
5に接続し且つケース体15の底部近辺に不活性ガスの
導出手段20を接続してなるものとしである。
〔発明の効果〕
この発明に係る金属パウダー及びそのペーストは以上説
明した如き内容のものなので、以下に記載されるような
効果がある。
(a)  パウダーの曲面部の一部には非曲面部かあり
、このためパウダー同士の安定がよくなりこのパウダー
を用いたペーストは印刷、塗布後のダレが無い。
(b)  微小径サイズのノズル孔より押出された溶融
金属はノズル孔から垂れ下がり連続状部を形成するにあ
たって、極めて微小径の縦長円錐形状となり、滴状から
玉状(パウダー)となる際その分微小径のものとなる。
(C)  玉状になった溶融金属は微小径サイズの玉と
なり更に落下゛しつつ凝固して意図するパウダーとなる
が、外層が冷却処理にて固化されてしまうため内部の酸
化防止が図られ且つなかなか酸化しないのでペーストに
した場合大気中での長期保存に耐え、それがはんだペー
ストであればヌレ性(ソルダビリティ)が低下せず、途
中で捨てることなく全量を使い切ることが可能であり経
済性に富む。
(d)  異なるノズル孔径のものを用いることで、パ
ウダーの微小径を調整し易く且つパウダーが大量に均一
粒径で得られる。
(e)18μmサイズ程の微小径のノズル孔を採用した
場合、パウダーの平均粒径は55−−60μmであり、
極めて均一粒径のパウダーが得られしかもファインが無
い。
(f)  極めて均一粒径のパウダーが得られるので、
このパウダーを用いるはんだペーストはプリント配線基
板への塗布(印刷)性能がよく、密度の高い(隙間の狭
い)パターンを形成するのに好適となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は一部を破断したはんだパウダーの側面図、 第2図は、パウダーにファインがないことそして曲面部
の一部に非曲面部を備えていることを示すX100O倍
率の顕微鏡写真、 第3図ははんだペーストを施したプリント配線基板上へ
のパッケージの実装状態を示す側面図、第4図は37−
90μmレベルに篩分けた均一粒径のパウダーを示す×
150倍率の顕微鏡写真、第5図ははんだ加熱溶融(リ
フロー)後のはんだボールの発生が見当たらないことを
示す×200倍率の顕微鏡写真、 第6図は金属パウダーの製造装置を示す要部破断の装置
全体側面図、そして 第7図は押出しノズル近辺の拡大断面図である。 1−・−パウダー 3 ・−曲面部 4− 非曲面部 5− フラックス 6− ペースト 11− ノズル孔 第3図 手続補正書(自発) 1.1■牛の耘 昭和63鴇情悌4837号 2、発明の名称 金属パウダー及びそのペースト 3、補正をする者 事件との関係   特許出願人 4、代理人 6、補正の対象 明細書の「特許請求の範囲」の欄 7、補正の内容 明細書の[特許請求の範囲jの欄を551Mの如(補正
する。 特許請求の範囲 (1)不活性ガス雰囲気中で、溶融金属を微小径の多数
のノズル孔より押出し、落下させつつ冷却し且つその間
に滴状より玉状に全体形状を調えて凝固せしめてなる金
属パウダー。 (2)玉状をなす曲面部の一部に非曲面部を有する請求
項1記載の金属パウダー。 (3)溶融金属が溶融はんだであり、金属パウ゛ダーが
はんだパウダーである、請求項1または請求項2記載の
金属パウダー。 (4)請求項3記載のはんだパウダーをフラックスに混
練してなるはんだペースト。 (5)溶融金属が溶融銅合金、溶融金合金又は溶融銀合
金のいずれかであり、金属パウダーが銅合金パウダー、
金合金パウダー又は銀合金パウダーのいずれかである、
請求項1または請求項2記載の金属パウダー。 (6)請求項5記載の各パウダーを混練してなる銅ペー
スト、金ロウ又は銀ロウ。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)不活性ガス雰囲気中で、溶融金属を微小径の多数
    のノズル孔より押出し、落下させつつ冷却し且つその間
    に滴状より玉状に全体形状を調えて凝固せしめる金属パ
    ウダーであって、玉状をなす曲面部の一部に非曲面部を
    有することを特徴とする金属パウダー。
  2. (2)溶融金属が溶融はんだであり、金属パウダーがは
    んだパウダーである、請求項1記載の金属パウダー。
  3. (3)請求項2記載のはんだパウダーをフラックスに混
    練してなるはんだペースト。
  4. (4)溶融金属が溶融銅合金、溶融金合金又は溶融銀合
    金のいずれかであり、金属パウダーが銅合金パウダー、
    金合金パウダー又は銀合金パウダーのいずれかである、
    請求項1記載の金属パウダー。
  5. (5)請求項4記載の各パウダーを混練してなる銅ペー
    スト、金ロウ又は銀ロウ。
JP63004837A 1988-01-14 1988-01-14 金属パウダー及びそのペースト Pending JPH01184201A (ja)

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