JPH03281095A - 粉末はんだの製造方法 - Google Patents

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〉 本発明は粉末はんだの製造方法に関するものである。

〈従来の技術〉 粉末はんだは、主にフラックスと混練してクリームはん
だとして使用されており、クリ−１１はんだは主にリフ
ロー法によるはんだ付けに使用されている。リフロー法
によるはんだ付けは、回路基板への電子部品のはんだ付
けに用いられており、回路基板のはんだ付は予定箇所に
クリームはんだをマスキング法により印刷し、この印刷
箇所にクリームはんだの粘着力によって電子部品を仮固
定し、面るのち、加熱炉に通して上記印刷クリームはん
だを溶融してはんだ付けを行っている。

ところで、近来、金属粉末の製造方法として冷却液を容
器内に入れ、該容器の高速回転下、上記冷却液を回転遠
心力によって壁面状に形成し、溶融金属をノズルより上
記液体の回転壁２面に連続流れで噴射し、その液面接触
時のせん断力によって溶融金属の連続流れを分断し、こ
の分断粒子を冷却凝固する方法が提案されており、溶融
金属の粘度、冷却液の粘度、冷却液の回転速度と溶融金
属の連続流れの速度との差、ノズルと液体壁面との間隔
等を制御することにより粒子寸法を調整できる。

〈解決しようとする課題〉 ところで、本発明者等は、この金属粉末の製造方法によ
りはんだ粉末を製造し、このはんだ粉末を用いたクリー
ムはんだを使用してリフロー法によりはんだ付けを行っ
たところ、ボールはんだの発生が顕著であった。すなわ
ち、クリームはんだを加熱すると、粉末はんだが溶融し
て一塊に凝集し、その表面がフラックスの溶融層で覆わ
れるが、」二足製法による粉末はんだを用いたクリーム
はんだの場合、フラックスの溶融層中に小粒のはんだボ
ールの顕著な分散が観察された。これは、ノズルからの
連続流れで噴射されてくる溶融はんだが冷却液（通常は
水）の高速回転中の遠心形成壁面に接触してぜん断力に
より分断されたときの形状が著しい非球形であり、溶融
はんだの表面張力が小さいためにこの非球形が表面張力
によって充分に球状化されることなく、凝固されること
、従って、粉末はんだの形状が縦軸長さと横軸長さとの
比（アスペクト比）の大なる非球形であり、単位重量に
対する表面積、従って、酸化皮膜量が大であって、酸化
物をフラックスで溶解しきれずにその残った酸化物がフ
ラックスの溶融層中小粒状で分散される結果であると推
察できる。

上記した回転遠心法による金属粉末の製造方法において
、冷却液中を運動している凝固中の金属粒体の周囲に蒸
気層が形成されること、この蒸気層が熱絶縁層として作
用し、金属粉体の凝固進行を阻害するので、その蒸気層
の形成は冷却液の不適格事項とされている。また、特別
の冷却液、例えば、加熱によって溶融した塩を高融点金
属の冷却液として使用する場合、冷却液を加熱して使用
することがあるが、それは、前記した制御パラメータの
一つとしての冷却液の粘土調整を目的としているのであ
って、金属の融点との関係において、溶融金属粒体の凝
固の妨げとなるような温度にまで加熱することを意図す
るものではない。

しかるに、本発明者等においては、上記した回転遠心力
法による金属粉末の製造方法を用いてはんだの粉末を製
造する場合、従来においては不適格とされている上記の
冷却液条件を使用すれば、はんだボールの発生のないク
リームはんだ用の粉末はんだが得られることを知った。

本発明の目的は、はんだボールの発生のないクリームは
んだ用の粉末はんだを回転遠心力法によって製造するこ
とにある。

〈課題を解決するための手段〉 第１発明に係る粉末はんだの製造方法は、常温における
蒸気圧が水よりも高い冷却用液体を容器内に入れ、該容
器の回転下、上記液体をを回転遠心力によって壁面状に
形成し、溶融はんだをノズルより冷却用液体の上記壁面
に噴射し、その液面接触時のせん断力によって溶融はん
だを分断し、その分断粒子の周囲に上記液体の蒸気層を
形成して該分断粒子を除冷下で球状化することを特徴と
する構成であり、第２本発明に係る粉末はんだの製造方
法は、冷却用液体を容器内に入れ、該容器の回転下、上
記液体をを回転遠心力によって壁面状に形成し、該液体
をはんだ融点の２０へ一６０％の温度に保温し、溶融は
んだをノズルより上記保温液体の壁面に噴射し、その液
面接触時のせん断力によって溶融はんだを分断し、保温
液中において分断粉体の球状化を進行させつつ凝固させ
ることを特徴とする構成である。

〈作用〉 第１発明においては、冷却用液体との接触によって生成
した分断粒子が該液体の蒸気層で包囲されて冷却されに
くくなり、この除冷中に溶融はんだ粒体の表面張力によ
る球状化が進行し、球状化が充分に進行したのちに凝固
が完了する。第２発明においても、冷却液の温度が高く
、分断粒子が冷却されにくいので、上記と同様の作用が
達成される。

特に、第１発明においては、ノズルか゛ら冷却用液の回
転壁面に至る空間が冷却用液の蒸気で満なされ、その空
間での酸化を防止できるので、分断直後の粒子の表面に
は実質上酸化物が存在せず、表面張力による球状化が頗
る顕著に進行する。

上記第２発明において、冷却用液体の保温温度をはんだ
融点の２０〜６０％の温度に限定した理由は、２０％以
下では上記した作用を満足に達成し難く、６０％以上で
は、隣接する分断粒子同志が凝集して大粒の塊状体が発
生し易くなるからである。

上記において、球状とは縦軸長さと横軸長さとの比（ア
スペクト比）が１．５以下のものをいい、多面体紡錘形
も含む。

〈実施例の説明〉 以下、図面により本発明の実施例について説明する。

図面は本発明において使用する製造装置を示している。

図において、■は容器であり、上部を開口し、その開［
−１には水平壁１１を設けである。２は容器１を高速回
転させる回転軸、３はチャンバー、４はノズルである。

５は保温用ヒータである。６は容器１に入れた冷却用液
であり、容器１の高速回転下、遠心力によって、壁面状
に形成される。ノズル４はヒータを備え、ノズル４内に
所定量のはんだを入れ、これをヒータで溶融し、溶融は
んだをガス圧７によって冷却用液６の壁面に向は連続流
れで噴射する。冷却用液６の壁面の回転速度を溶融はん
だの噴射速度よりも高速とし、従って、溶融はんだの連
続流れが、冷却用液の回転壁面に接触したときにその連
続流れにぜん断力が作用し７、粒体に分断される。上記
ノズル４内の溶融はんだを全て噴出し終えれば、再度、
ノズルにはんだを入れ、再度、−ｈ記した操作を行う。

この１回の操作で使用するはんだの量は、冷却液量に較
べて著しく少量であり、溶融はんだを冷却用液中に入射
することによる冷却用液の温度−ト昇は無視できる。

以下、各発明の実施例について説明する。何れの実施例
においても、はんだには６３Ｓ　ｎ　−３７Ｐ　ｂを使
用し、はんだの溶融温度は２００〜３００°Ｃとし、溶
融はんだの噴射圧力は１〜５　ｋｇ／ｃｍ２とを、冷却
用液の回転速度（内周速度）を５９ｏＯ〜１４０００ｃ
ｍ／ｓｅｃとじた。

第１発明の実施例 冷却用液には沸点２５°Ｃの２−プロパツールを使用し
た。ノズルから噴射されてくる溶融はんだが２−プロパ
ツールと接触する際に２−プロパツールが気化し、チャ
ンバー内が２−プロパツールの気相で満たされた。ノズ
ルからの溶融はんだの連続流れが２−プロパツールと接
触する際、その連続流れがせん断力によって分断され、
この分断粒体が２−プロパツールの蒸気層で包囲される
ので、その分断粒体の冷却が除冷となり、当該分断粒体
の球状化が充分に進行される。得られたはんだ粉末の粒
子径は１〜１００μｍであり、抽出検査によりアスペク
ト比を測定したところ、平均１．１であった。はんだ粉
末の酸素含有量は１ｇあたり、約１１００ＰＰであった
。

第２発明の実施例 冷却用液に１００°Ｃに保温したメチルヒトロアビニテ
ート（沸点的３６０℃）を使用した。この冷却用液の温
度と溶融はんだの温度との差は、通常の冷却液温度３０
℃の場合に較べて約７０℃も狭く、分断溶融はんだ粒体
の除冷を保証でき、第１発明の場合と同様、はんだ粒の
球状化を充分に促進できた。この場合もはんだ粒のアス
ペクト比は平均１．１であった。ただし、酸素含有量は
０．３ｇあたり約１１００ＰＰであり、第１発明の場合
よりも高かった。

比較例 冷却液に常温のジプロピレングリコールを使用した。ほ
かの条件は上記実施例に同じとした。得られたはんだ粉
末は全てフレーク状であり、酸素含有量は０．３ｇあた
り約２５０ＰＰｍであった。

」−記実施例、並びに比較例で得た粉末はんだを用い、
フラックス含有量１０重量％のクリームはんだを作成し
、ボールはんだの発生の有無を試験したところ、第１発
明品、第２発明品を使用した場合は、ボールはんだの発
生が観られなかったが、比較例品ではボールはんだの発
生が顕著であった。

なお、上記フラックスにはｗ−ｗロジン６０重量％、カ
スターワックス４重量％、シクロヘキシ・ルアミンＨＢ
　ｒ　１重量％、ブチルカルピトール残部を使川した。

〈発明の効果〉 一ト述した通り、本発明に係る粉末はんだの製造方法に
よれば、クリームはんだに用いてもボールハンダの発生
を排除できる粉末はんだを回転遠心力法によって製造で
き、回転遠心力法により高品質のクリームはんだ用の粉
末はんだの製造が可能となる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明において使用する粉末はんだの製造装置を
示す説明図である。 １−・・容器、４・・・ノズル、６・−冷却用液。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）常温における蒸気圧が水よりも高い冷却用液体を
   容器内に入れ、該容器の回転下、上記液体をを回転遠心
   力によって壁面状に形成し、溶融はんだをノズルより冷
   却用液体の上記壁面に噴射し、その液面接触時のせん断
   力によって溶融はんだを分断し、その分断粒子の周囲に
   上記液体の蒸気層を形成して該分断粒子を除冷下で球状
   化することを特徴とする粉末はんだの製造方法。
2. （２）冷却用液体を容器内に入れ、該容器の回転下、上
   記液体をを回転遠心力によって壁面状に形成し、該液体
   をはんだ融点の２０〜６０％の温度に保温し、溶融はん
   だをノズルより上記保温液体の壁面に噴射し、その液面
   接触時のせん断力によって溶融はんだを分断を、保温液
   中において分断粉体の球状化を進行させつつ凝固させる
   ことを特徴とする粉末はんだの製造方法。