JPH05185277A - 半田ペースト - Google Patents
半田ペーストInfo
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- JPH05185277A JPH05185277A JP4168045A JP16804592A JPH05185277A JP H05185277 A JPH05185277 A JP H05185277A JP 4168045 A JP4168045 A JP 4168045A JP 16804592 A JP16804592 A JP 16804592A JP H05185277 A JPH05185277 A JP H05185277A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/36—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
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- B23K35/36—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
- B23K35/3612—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest with organic compounds as principal constituents
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
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- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
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- B23K35/3612—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest with organic compounds as principal constituents
- B23K35/3618—Carboxylic acids or salts
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 半田ペーストを第一および第二の物体の少な
くとも一方の上に印刷すること、前記第一および第二の
物体を近接させること、および前記ペーストをリフロー
温度に加熱することからなる半田付け方法であって、前
記ペーストがａ）半田、 ｂ）金属酸化物用除去剤、 ｃ）前記リフロー温度またはそれ以下で本質的に蒸発し
室温では本質的に蒸発しない低温成分、 ｄ）前記半田の再酸化を防止し１８０oCで１トル未満の
蒸気圧を有する高温成分、および ｅ）前記印刷を可能にする流動性変性剤からなることを
特徴とする方法。 【効果】 プリント回路基板上に部品を表面装着する様
な用途に効果的な半田フラックスであり、半田付け後、
フラックスからの残留物は、水洗により除去できる、ま
たは洗浄を全く必要としない。
くとも一方の上に印刷すること、前記第一および第二の
物体を近接させること、および前記ペーストをリフロー
温度に加熱することからなる半田付け方法であって、前
記ペーストがａ）半田、 ｂ）金属酸化物用除去剤、 ｃ）前記リフロー温度またはそれ以下で本質的に蒸発し
室温では本質的に蒸発しない低温成分、 ｄ）前記半田の再酸化を防止し１８０oCで１トル未満の
蒸気圧を有する高温成分、および ｅ）前記印刷を可能にする流動性変性剤からなることを
特徴とする方法。 【効果】 プリント回路基板上に部品を表面装着する様
な用途に効果的な半田フラックスであり、半田付け後、
フラックスからの残留物は、水洗により除去できる、ま
たは洗浄を全く必要としない。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明は、電子部品の半田付けに関し、特
に半田フラックスおよび半田ペーストが関与する半田付
けに関する。
に半田フラックスおよび半田ペーストが関与する半田付
けに関する。
【０００２】多くの用途において電子部品はプリント配
線基板（ＰＷＢ）上に表面装着される。この表面装着
は、部品をＰＷＢの金属性接触領域上に配置し、そのリ
ード線と対応する接触パッドとの間に半田ペーストを導
入することによって達成される。次いでこの組み立て品
を、半田付け材料が流動しかつリード線と半田接触パッ
ドとの間に導電性の接続が形成されるリフロー温度に加
熱する。
線基板（ＰＷＢ）上に表面装着される。この表面装着
は、部品をＰＷＢの金属性接触領域上に配置し、そのリ
ード線と対応する接触パッドとの間に半田ペーストを導
入することによって達成される。次いでこの組み立て品
を、半田付け材料が流動しかつリード線と半田接触パッ
ドとの間に導電性の接続が形成されるリフロー温度に加
熱する。
【０００３】この半田付け工程における半田ペースト
は、比較的小さな寸法の半田ボール、すなわち直径が５
μm 〜１００μm のボールおよび媒体すなわちフラック
スを含む。半田ボールは、部品のリード線とＰＷＢ接触
パッドとの間に低抵抗の接続を形成するのに十分な導電
体を確保するために使用する。フラックスは、半田付け
工程に必要な様々な特性を与えるために使用する。特
に、フラックスは、ステンシルを通して、ＰＷＢの他の
領域にペーストを本質的に堆積させずに、ＰＷＢの接触
パッド上にペーストを印刷できる様に選択する。また、
ペーストは、１）部品のリード線をペースト上に押し付
けた時に、そのリード線がその位置に保持されるだけの
十分な粘性を有する様に、および２）リフロー温度で、
接触パッドに正確に配置されていないペーストが表面相
互作用により、望ましいパッド領域に移動する様に選択
する。フラックスは、半田ボール、接触パッドおよび部
品のリード線から酸化物被覆をすべて除去する溶解剤を
も含む。さらに、フラックスは、再流動の際に、酸素が
フラックスを通って拡散することにより半田表面に到達
するのを防いで、再酸化を防止する。
は、比較的小さな寸法の半田ボール、すなわち直径が５
μm 〜１００μm のボールおよび媒体すなわちフラック
スを含む。半田ボールは、部品のリード線とＰＷＢ接触
パッドとの間に低抵抗の接続を形成するのに十分な導電
体を確保するために使用する。フラックスは、半田付け
工程に必要な様々な特性を与えるために使用する。特
に、フラックスは、ステンシルを通して、ＰＷＢの他の
領域にペーストを本質的に堆積させずに、ＰＷＢの接触
パッド上にペーストを印刷できる様に選択する。また、
ペーストは、１）部品のリード線をペースト上に押し付
けた時に、そのリード線がその位置に保持されるだけの
十分な粘性を有する様に、および２）リフロー温度で、
接触パッドに正確に配置されていないペーストが表面相
互作用により、望ましいパッド領域に移動する様に選択
する。フラックスは、半田ボール、接触パッドおよび部
品のリード線から酸化物被覆をすべて除去する溶解剤を
も含む。さらに、フラックスは、再流動の際に、酸素が
フラックスを通って拡散することにより半田表面に到達
するのを防いで、再酸化を防止する。
【０００４】半田フラックスに課せられる他のすべての
必要条件に加えて、再流動の後、残留物はすべて腐食性
が無く、見た目にもよいか、あるいは洗浄により除去で
きることが不可欠である。好ましくない残留物を残さな
いフラックスは、有るにしても、非常に少ない。大部分
のフラックスは、有機溶剤で洗浄される残留物を残す。
環境上の理由から、残留物を水性媒体で除去できるフラ
ックスの製造が強く求められている。しかし、現在、水
による洗浄に推奨されているフラックスは、酸化物溶解
剤として無機ハロゲン化物（例えば塩化物および臭化
物）を含む媒体を使用している。これらの塩化物はＰＷ
Ｂの腐食傾向を高め、漏れ電流を引き起こす移動種を生
じるので、あまり望ましくない。
必要条件に加えて、再流動の後、残留物はすべて腐食性
が無く、見た目にもよいか、あるいは洗浄により除去で
きることが不可欠である。好ましくない残留物を残さな
いフラックスは、有るにしても、非常に少ない。大部分
のフラックスは、有機溶剤で洗浄される残留物を残す。
環境上の理由から、残留物を水性媒体で除去できるフラ
ックスの製造が強く求められている。しかし、現在、水
による洗浄に推奨されているフラックスは、酸化物溶解
剤として無機ハロゲン化物（例えば塩化物および臭化
物）を含む媒体を使用している。これらの塩化物はＰＷ
Ｂの腐食傾向を高め、漏れ電流を引き起こす移動種を生
じるので、あまり望ましくない。
【０００５】媒体に必要なすべての特性を満たし、有害
／腐食性残留物を生じない、または水性系媒体に可溶な
残留物を生じる半田フラックスの配合は極めて困難であ
る。その上、部品の腐食傾向を本質的に増加させない配
合が求められている。
／腐食性残留物を生じない、または水性系媒体に可溶な
残留物を生じる半田フラックスの配合は極めて困難であ
る。その上、部品の腐食傾向を本質的に増加させない配
合が求められている。
【０００６】残留物を生じない、または非腐食性媒体中
に水可溶性残留物が存在する、フラックス媒体の望まし
い特性は、成分を特別に選択することにより可能であ
る。特に、フラックス成分は、有機酸の様な酸化物除去
剤、再流動前に蒸発するが、他の成分中に溶媒化合物に
なる、または溶解する低蒸気圧成分、徐々に蒸発する高
温成分、および好適な印刷特性に必要な粘度を与える流
動性変性剤を含む必要がある。
に水可溶性残留物が存在する、フラックス媒体の望まし
い特性は、成分を特別に選択することにより可能であ
る。特に、フラックス成分は、有機酸の様な酸化物除去
剤、再流動前に蒸発するが、他の成分中に溶媒化合物に
なる、または溶解する低蒸気圧成分、徐々に蒸発する高
温成分、および好適な印刷特性に必要な粘度を与える流
動性変性剤を含む必要がある。
【０００７】１つの材料が、媒体の２つ以上の成分とし
て機能することは可能である。例えば、セバシン酸の様
な特定の酸は、高温成分としても作用する。代表的なフ
ラックスは、リンゴ酸の様な酸、グリセリンの様な低温
媒体、ソルビトールの様な高温媒体、ヒドロキシエチル
セルロースの様な流動性変性剤を含む。この材料の適切
な選択により、半田付け工程で残留物が生じないか、ま
たは水可溶性残留物を生じる。
て機能することは可能である。例えば、セバシン酸の様
な特定の酸は、高温成分としても作用する。代表的なフ
ラックスは、リンゴ酸の様な酸、グリセリンの様な低温
媒体、ソルビトールの様な高温媒体、ヒドロキシエチル
セルロースの様な流動性変性剤を含む。この材料の適切
な選択により、半田付け工程で残留物が生じないか、ま
たは水可溶性残留物を生じる。
【０００８】前に述べた様に、本発明に係わる半田付け
フラックスは、第一の導体、例えば導電性のリード線を
有する電子部品を、ＰＷＢ中のランナーの様な第二の導
電性領域に半田付けする半田付け工程に使用する。さら
に、一般的に１３０〜３４０oCの範囲にあるリフロー温
度は、熱伝導、対流、放射、または高温蒸気凝縮の様な
通常の技術により形成する。半田付けすべき部品および
間にある半田ペーストに再流動させるのに十分な熱を加
えることにより行なう一般的な半田付け方法は、電子部
品組み立てにおける半田ペースト、Ｊ．Ｓ．フワング
（Hwang） （１９８９）、ブァンノストランド、ライン
ホルド、Ｎ．Ｙ．、出版社に記載されている。
フラックスは、第一の導体、例えば導電性のリード線を
有する電子部品を、ＰＷＢ中のランナーの様な第二の導
電性領域に半田付けする半田付け工程に使用する。さら
に、一般的に１３０〜３４０oCの範囲にあるリフロー温
度は、熱伝導、対流、放射、または高温蒸気凝縮の様な
通常の技術により形成する。半田付けすべき部品および
間にある半田ペーストに再流動させるのに十分な熱を加
えることにより行なう一般的な半田付け方法は、電子部
品組み立てにおける半田ペースト、Ｊ．Ｓ．フワング
（Hwang） （１９８９）、ブァンノストランド、ライン
ホルド、Ｎ．Ｙ．、出版社に記載されている。
【０００９】半田付けフラックは半田粒子およびフラッ
クスを含む。半田粒子の用語は一般的に使用しているの
であり、特殊な形状を表わすものではない。一般的に、
粒子（形状に関係なく）の体積は直径５〜１００μm の
ボールの体積に等しい。一般的に、より大きな粒子は印
刷特性が劣るので好ましくなく、より小さな粒子は表面
積が大きいので酸化を促進し、半田の玉を形成する傾向
がある。半田合金の組成は重要ではなく、スズ／鉛（６
３／３７、５／９５重量％）、スズ／銀（９６．５／
３．５重量％）、スズ／アンチモン（９５／５重量
％）、およびスズ／ビスマス（４２／５８重量％）の様
な一般的な半田合金を含む。
クスを含む。半田粒子の用語は一般的に使用しているの
であり、特殊な形状を表わすものではない。一般的に、
粒子（形状に関係なく）の体積は直径５〜１００μm の
ボールの体積に等しい。一般的に、より大きな粒子は印
刷特性が劣るので好ましくなく、より小さな粒子は表面
積が大きいので酸化を促進し、半田の玉を形成する傾向
がある。半田合金の組成は重要ではなく、スズ／鉛（６
３／３７、５／９５重量％）、スズ／銀（９６．５／
３．５重量％）、スズ／アンチモン（９５／５重量
％）、およびスズ／ビスマス（４２／５８重量％）の様
な一般的な半田合金を含む。
【００１０】フラックスは４つの成分特性を満たすのに
十分な材料を含む。これらの特性を得るのに、４種類の
個別の材料を使用することもできるし、個々の材料が２
つ以上の特性を満たす場合、より少ない数の材料を使用
することもできる。４つの成分とは、酸化鉛の様な存在
する金属酸化物を溶解、分散、または化学的に還元する
ための酸の様な除去剤、再流動の前またはその間に蒸発
する低温成分、酸素がペーストの金属部分を再酸化する
のを防ぐための高温材料、および望ましい印刷特性、粘
着性および自己修正を与えるための流動性変性剤であ
る。
十分な材料を含む。これらの特性を得るのに、４種類の
個別の材料を使用することもできるし、個々の材料が２
つ以上の特性を満たす場合、より少ない数の材料を使用
することもできる。４つの成分とは、酸化鉛の様な存在
する金属酸化物を溶解、分散、または化学的に還元する
ための酸の様な除去剤、再流動の前またはその間に蒸発
する低温成分、酸素がペーストの金属部分を再酸化する
のを防ぐための高温材料、および望ましい印刷特性、粘
着性および自己修正を与えるための流動性変性剤であ
る。
【００１１】本発明に係わる半田フラックスの酸化物除
去剤としては、各種の酸が適している。酸は、その用途
が、水で洗浄できる残留物を必要とするか、あるいは無
害な残留物を少量残すフラックスを必要とするかによっ
て選択する。（水溶性の残留物とは、５０oCの温度にお
ける溶解度が５０ｇの水に対して少なくとも１ｇである
残留物である。）水溶性残留物を与えるための酸は、１
８０oCにおける蒸気圧が５０トル未満であり、２５oCに
おける溶解度が水６００ｇに対して少なくとも１ｇであ
るべきである。水溶性残留物用の代表的な酸としては、
リンゴ酸、クエン酸、酒石酸、サリチル酸、アジピン
酸、およびグルタル酸がある。残留物を残したくない場
合に好適な酸は、４−ヒドロキシ安息香酸およびアニス
酸、並びにオレイン酸、ステアリン酸、リノール酸、お
よび式Ｃn Ｈ2n+1−ＣＯ2 ＨまたはＣn Ｈ2n-1−ＣＯ2
ＨまたはＣn Ｈ2n-3−ＣＯ2 Ｈ（３０≧ｎ≧８）の脂肪
酸および式ＨＯ2 Ｃ−（ＣＨ2 ）n −ＣＯ2 Ｈ （２０
≧ｎ≧４）のジカルボン酸である。一般的に、酸は媒体
組成物の約１〜１５重量％にすべきである。
去剤としては、各種の酸が適している。酸は、その用途
が、水で洗浄できる残留物を必要とするか、あるいは無
害な残留物を少量残すフラックスを必要とするかによっ
て選択する。（水溶性の残留物とは、５０oCの温度にお
ける溶解度が５０ｇの水に対して少なくとも１ｇである
残留物である。）水溶性残留物を与えるための酸は、１
８０oCにおける蒸気圧が５０トル未満であり、２５oCに
おける溶解度が水６００ｇに対して少なくとも１ｇであ
るべきである。水溶性残留物用の代表的な酸としては、
リンゴ酸、クエン酸、酒石酸、サリチル酸、アジピン
酸、およびグルタル酸がある。残留物を残したくない場
合に好適な酸は、４−ヒドロキシ安息香酸およびアニス
酸、並びにオレイン酸、ステアリン酸、リノール酸、お
よび式Ｃn Ｈ2n+1−ＣＯ2 ＨまたはＣn Ｈ2n-1−ＣＯ2
ＨまたはＣn Ｈ2n-3−ＣＯ2 Ｈ（３０≧ｎ≧８）の脂肪
酸および式ＨＯ2 Ｃ−（ＣＨ2 ）n −ＣＯ2 Ｈ （２０
≧ｎ≧４）のジカルボン酸である。一般的に、酸は媒体
組成物の約１〜１５重量％にすべきである。
【００１２】媒体の低温成分は、再流動までの温度上昇
の際に、または再流動の際に、すなわち半田が液体状態
にある間に本質的に完全に蒸発すべきである。しかし、
この成分は基材に塗布する前に著しく蒸発すべきではな
い。すなわち、室温（２３oC）で、印刷装置上で、低温
成分の２０重量％を超える部分が２時間、好ましくは４
時間、最も好ましくは８時間以内に蒸発すべきではな
い。高温成分は１８０oC以下の温度で徐々に蒸発すべき
である、すなわち１８０oC未満の温度における蒸気圧が
１トル未満であり、リフロー温度における蒸気圧は１０
トル未満である。さらに、この成分は溶媒化するかまた
は他の成分中に溶解する。
の際に、または再流動の際に、すなわち半田が液体状態
にある間に本質的に完全に蒸発すべきである。しかし、
この成分は基材に塗布する前に著しく蒸発すべきではな
い。すなわち、室温（２３oC）で、印刷装置上で、低温
成分の２０重量％を超える部分が２時間、好ましくは４
時間、最も好ましくは８時間以内に蒸発すべきではな
い。高温成分は１８０oC以下の温度で徐々に蒸発すべき
である、すなわち１８０oC未満の温度における蒸気圧が
１トル未満であり、リフロー温度における蒸気圧は１０
トル未満である。さらに、この成分は溶媒化するかまた
は他の成分中に溶解する。
【００１３】一般的に、高温成分は少なくとも８重量％
の量で存在する。より少ない量も可能であるが、酸素が
半田に到達するのを防止するためには、十分な高温成分
が存在すべきである。高温成分は、残留物が必要とされ
ない場合、フラックスの３５重量％を超えるべきではな
い。一つの材料が高温成分並びに酸の様な他の成分の両
方として機能する場合、それらの組合わせた量は一般的
に８〜３５重量％にすべきである。低温成分の特性を満
たす代表的な物質には、水で洗浄可能なペーストとして
グリセリン、分子量が２００未満のポリエチレングリコ
ール、プロピレングリコールおよびポリプロピレングリ
コール、残留物の少ない非洗浄ペーストとしてミリスチ
ン酸イソプロピル、ポリブテン（分子量≦２５００）が
含まれる。高温成分の代表的な物質には、水で洗浄可能
な残留物の場合には、ソルビトール、マニトール、α−
メチルグルコシド、およびポリエチレングリコール（２
０００≧分子量≧４００）があり、少量の非洗浄残留物
が必要な場合には、コレステロール、およびコーンまた
はピーナッツオイルの様なほとんどの食用オイルが高温
成分に好適である。
の量で存在する。より少ない量も可能であるが、酸素が
半田に到達するのを防止するためには、十分な高温成分
が存在すべきである。高温成分は、残留物が必要とされ
ない場合、フラックスの３５重量％を超えるべきではな
い。一つの材料が高温成分並びに酸の様な他の成分の両
方として機能する場合、それらの組合わせた量は一般的
に８〜３５重量％にすべきである。低温成分の特性を満
たす代表的な物質には、水で洗浄可能なペーストとして
グリセリン、分子量が２００未満のポリエチレングリコ
ール、プロピレングリコールおよびポリプロピレングリ
コール、残留物の少ない非洗浄ペーストとしてミリスチ
ン酸イソプロピル、ポリブテン（分子量≦２５００）が
含まれる。高温成分の代表的な物質には、水で洗浄可能
な残留物の場合には、ソルビトール、マニトール、α−
メチルグルコシド、およびポリエチレングリコール（２
０００≧分子量≧４００）があり、少量の非洗浄残留物
が必要な場合には、コレステロール、およびコーンまた
はピーナッツオイルの様なほとんどの食用オイルが高温
成分に好適である。
【００１４】流動特性促進成分は、一般的に１〜１０重
量％の量で存在する。この量がより多いと好ましくない
残留物を生じ、量が少ないと粘度が不十分になる。先に
述べた様に、流動特性促進剤は、半田フラックスに必要
な望ましい粘着性、粘度および印刷性を与える。これら
の特性は、一般的に材料の粘度により、および分子間相
互作用を起こさせる能力により異なる。一般的に、流動
特性促進剤は、半田ペーストの粘度範囲が２００，００
０〜１，８００，０００ cpsになる様に選択する。一般
的に、分子量の大きな重合体、すなわち分子量が１０
０，０００を超える重合体が、望ましい粘度および粘着
性を得るのに好適である。残留物を水で洗浄する場合、
ポリビニルピロリドン、デンプン、ヒドロキシエチルセ
ルロースガム（例えばアラビアガム、トラガカントガム
およびキサンタンガム）、ポリアクリル酸、およびポリ
アシルアミドなどの印刷促進剤が好適である。無残留物
フラックスに好適な材料には、エチルセルロース、ポリ
（エチレン−アクリル酸）およびポリブテンがある。
量％の量で存在する。この量がより多いと好ましくない
残留物を生じ、量が少ないと粘度が不十分になる。先に
述べた様に、流動特性促進剤は、半田フラックスに必要
な望ましい粘着性、粘度および印刷性を与える。これら
の特性は、一般的に材料の粘度により、および分子間相
互作用を起こさせる能力により異なる。一般的に、流動
特性促進剤は、半田ペーストの粘度範囲が２００，００
０〜１，８００，０００ cpsになる様に選択する。一般
的に、分子量の大きな重合体、すなわち分子量が１０
０，０００を超える重合体が、望ましい粘度および粘着
性を得るのに好適である。残留物を水で洗浄する場合、
ポリビニルピロリドン、デンプン、ヒドロキシエチルセ
ルロースガム（例えばアラビアガム、トラガカントガム
およびキサンタンガム）、ポリアクリル酸、およびポリ
アシルアミドなどの印刷促進剤が好適である。無残留物
フラックスに好適な材料には、エチルセルロース、ポリ
（エチレン−アクリル酸）およびポリブテンがある。
【００１５】水で洗浄可能な残留物を残すフラックス
は、３〜１５重量％のリンゴ酸またはクエン酸、１．５
〜７重量％のヒドロキシエチルセルロース、１０〜３０
重量％のソルビトール、残りがグリセリンからなる媒体
を含むのが特に有利である。以下に実施例により、本発
明に係わるフラックス組成物およびそれらのフラックス
を使用するための本発明に係わる方法を説明する。
は、３〜１５重量％のリンゴ酸またはクエン酸、１．５
〜７重量％のヒドロキシエチルセルロース、１０〜３０
重量％のソルビトール、残りがグリセリンからなる媒体
を含むのが特に有利である。以下に実施例により、本発
明に係わるフラックス組成物およびそれらのフラックス
を使用するための本発明に係わる方法を説明する。
【００１６】実施例１：フラックス１ ホットプレート上の、磁気攪拌子を備えたガラス製ビー
カー中で、約８ｇのリンゴ酸、２ｇのヒドロキシエチル
セルロース、および２０ｇのソルビトールを７０ｇのグ
リセリンと混合した。この混合物の温度を１７０oCに上
昇させ、すべての原料を完全に溶解させた。次いで、こ
のフラックスを室温に冷却した。
カー中で、約８ｇのリンゴ酸、２ｇのヒドロキシエチル
セルロース、および２０ｇのソルビトールを７０ｇのグ
リセリンと混合した。この混合物の温度を１７０oCに上
昇させ、すべての原料を完全に溶解させた。次いで、こ
のフラックスを室温に冷却した。
【００１７】実施例２：フラックス２ リンゴ酸の代わりに８ｇのクエン酸を使用して実施例１
と同様にフラックスを調製した。
と同様にフラックスを調製した。
【００１８】実施例３ 実施例１と同様にして下記のフラックスを調製した。フ
ラックス＃３は、リンゴ酸の代わりに８ｇの酒石酸を使
用し、フラックス＃１と同様にして調製した。フラック
ス＃４は、リンゴ酸の代わりに５ｇの４−ヒドロキシ安
息香酸を使用し、フラックス＃１と同様にして調製し
た。フラックス＃５は、ヒドロキシエチルセルロースの
代わりに４ｇのコーンスターチを使用し、フラックス＃
１と同様にして調製した。フラックス＃６は、ヒドロキ
シエチルセルロースの代わりに４ｇのコーンスターチ、
およびリンゴ酸の代わりに５ｇの４−ヒドロキシ安息香
酸を使用し、フラックス＃１と同様にして調製した。フ
ラックス＃７は、ヒドロキシエチルセルロースの代わり
に１．０ｇのトラガカントガムを使用し、フラックス＃
１と同様にして調製した。フラックス＃８は、ヒドロキ
シエチルセルロースの代わりに１．０ｇのトラガカント
ガム、およびリンゴ酸の代わりに５ｇの４−ヒドロキシ
安息香酸を使用し、フラックス＃１と同様にして調製し
た。フラックス＃９は、ヒドロキシエチルセルロースの
代わりに１．５ｇのポリ（ビニルピロリドン）、分子量
３０００００を使用し、フラックス＃１と同様にして調
製した。フラックス＃１０は、ソルビトールの代わりに
１５ｇのズルシトールを使用し、フラックス＃１と同様
にして調製した。フラックス＃１１は、ソルビトールの
代わりに２０ｇのポリ（エチレングリコール）、分子量
４００を使用し、フラックス＃１と同様にして調製し
た。
ラックス＃３は、リンゴ酸の代わりに８ｇの酒石酸を使
用し、フラックス＃１と同様にして調製した。フラック
ス＃４は、リンゴ酸の代わりに５ｇの４−ヒドロキシ安
息香酸を使用し、フラックス＃１と同様にして調製し
た。フラックス＃５は、ヒドロキシエチルセルロースの
代わりに４ｇのコーンスターチを使用し、フラックス＃
１と同様にして調製した。フラックス＃６は、ヒドロキ
シエチルセルロースの代わりに４ｇのコーンスターチ、
およびリンゴ酸の代わりに５ｇの４−ヒドロキシ安息香
酸を使用し、フラックス＃１と同様にして調製した。フ
ラックス＃７は、ヒドロキシエチルセルロースの代わり
に１．０ｇのトラガカントガムを使用し、フラックス＃
１と同様にして調製した。フラックス＃８は、ヒドロキ
シエチルセルロースの代わりに１．０ｇのトラガカント
ガム、およびリンゴ酸の代わりに５ｇの４−ヒドロキシ
安息香酸を使用し、フラックス＃１と同様にして調製し
た。フラックス＃９は、ヒドロキシエチルセルロースの
代わりに１．５ｇのポリ（ビニルピロリドン）、分子量
３０００００を使用し、フラックス＃１と同様にして調
製した。フラックス＃１０は、ソルビトールの代わりに
１５ｇのズルシトールを使用し、フラックス＃１と同様
にして調製した。フラックス＃１１は、ソルビトールの
代わりに２０ｇのポリ（エチレングリコール）、分子量
４００を使用し、フラックス＃１と同様にして調製し
た。
【００１９】実施例４ ５．５ｇのフラックス＃１を４４．５ｇのＳｎ／Ｐｂ
（６３／３７）粉末（−３２５＋５００メッシュ）と混
合してペースト（１）を調製した。本質的に均質なペー
ストが形成されるまで攪拌を続けた。ペースト＃２は、
５ｇのフラックス＃１を４４ｇのＳｎ／Ａｇ（９６．５
／３．５）粉末（−３２５＋５００メッシュ）と混合す
ることにより製造した。
（６３／３７）粉末（−３２５＋５００メッシュ）と混
合してペースト（１）を調製した。本質的に均質なペー
ストが形成されるまで攪拌を続けた。ペースト＃２は、
５ｇのフラックス＃１を４４ｇのＳｎ／Ａｇ（９６．５
／３．５）粉末（−３２５＋５００メッシュ）と混合す
ることにより製造した。
【００２０】下記のペーストも調製した。ペースト＃３
はフラックス＃２を使用してペースト＃１と同様にして
調製した。ペースト＃４はフラックス＃３を使用してペ
ースト＃１と同様にして調製した。ペースト＃５はフラ
ックス＃４を使用してペースト＃１と同様にして調製し
た。ペースト＃６はフラックス＃５を使用してペースト
＃１と同様にして調製した。ペースト＃７はフラックス
＃６を使用してペースト＃１と同様にして調製した。ペ
ースト＃８はフラックス＃７を使用してペースト＃１と
同様にして調製した。ペースト＃９はフラックス＃８を
使用してペースト＃１と同様にして調製した。ペースト
＃１０はフラックス＃９を使用してペースト＃１と同様
にして調製した。ペースト＃１１はフラックス＃１０を
使用してペースト＃１と同様にして調製した。ペースト
＃１２はフラックス＃１１を使用してペースト＃１と同
様にして調製した。
はフラックス＃２を使用してペースト＃１と同様にして
調製した。ペースト＃４はフラックス＃３を使用してペ
ースト＃１と同様にして調製した。ペースト＃５はフラ
ックス＃４を使用してペースト＃１と同様にして調製し
た。ペースト＃６はフラックス＃５を使用してペースト
＃１と同様にして調製した。ペースト＃７はフラックス
＃６を使用してペースト＃１と同様にして調製した。ペ
ースト＃８はフラックス＃７を使用してペースト＃１と
同様にして調製した。ペースト＃９はフラックス＃８を
使用してペースト＃１と同様にして調製した。ペースト
＃１０はフラックス＃９を使用してペースト＃１と同様
にして調製した。ペースト＃１１はフラックス＃１０を
使用してペースト＃１と同様にして調製した。ペースト
＃１２はフラックス＃１１を使用してペースト＃１と同
様にして調製した。
【００２１】ペースト１〜１２は、モーリス（Morri
s），Ｊ．Ｒ．ら、「１９９０年代の特徴的な半田ペー
スト」、ＩＰＣテクニカルペーパー、ＴＰ−９０１、電
子部品内部接続および組み立て協会、リンカーンウッ
ド、ＩＬ、１９９０年９月、に記載されている試験を使
用して信頼性およびプロセス相容性について評価した。
ベルコア（Bellcore）により、ベルコアＴＲ−ＴＳＹ−
００００７８、第２号、「電気通信製品および装置に対
する一般的な物理的設計条件」、ベルコア、レッドバン
ク、ＮＪ、に記載されている様に、電気通信装置に使用
する、水で洗浄可能な半田付け材料は、半田マスク細片
上で３ｘ１０9 オームを超える洗浄後の表面絶縁抵抗
（ＳＩＲ）値を有するべきである。実施例１、２および
３に挙げた原料の種々の組合わせを含む、３０種類を超
える組成物を評価した。ＳＩＲ並びにペーストの他の特
性は組成の変化により影響を受け、試験した組成物のす
べてが電気通信製品の厳格な信頼性条件を満たしている
訳ではないが、すべての組成物が他の用途にとっては十
分に高いと考えられるＳＩＲを示していた。ペースト７
とペースト１０は電気通信製品に必要な高い表面絶縁抵
抗を示した。
s），Ｊ．Ｒ．ら、「１９９０年代の特徴的な半田ペー
スト」、ＩＰＣテクニカルペーパー、ＴＰ−９０１、電
子部品内部接続および組み立て協会、リンカーンウッ
ド、ＩＬ、１９９０年９月、に記載されている試験を使
用して信頼性およびプロセス相容性について評価した。
ベルコア（Bellcore）により、ベルコアＴＲ−ＴＳＹ−
００００７８、第２号、「電気通信製品および装置に対
する一般的な物理的設計条件」、ベルコア、レッドバン
ク、ＮＪ、に記載されている様に、電気通信装置に使用
する、水で洗浄可能な半田付け材料は、半田マスク細片
上で３ｘ１０9 オームを超える洗浄後の表面絶縁抵抗
（ＳＩＲ）値を有するべきである。実施例１、２および
３に挙げた原料の種々の組合わせを含む、３０種類を超
える組成物を評価した。ＳＩＲ並びにペーストの他の特
性は組成の変化により影響を受け、試験した組成物のす
べてが電気通信製品の厳格な信頼性条件を満たしている
訳ではないが、すべての組成物が他の用途にとっては十
分に高いと考えられるＳＩＲを示していた。ペースト７
とペースト１０は電気通信製品に必要な高い表面絶縁抵
抗を示した。
【００２２】銅に対する腐食は、ＩＰＣ−ＳＰ−８１
９、「電子工学用半田ペーストの一般的な必要条件」、
電子回路内部接続および組み立て協会、リンカーンウッ
ド、ＩＬ、１９８８年、に記載されている銅鏡試験を使
用して行なった。ペースト５およびペースト９は生（非
加熱）の状態でも合格した。
９、「電子工学用半田ペーストの一般的な必要条件」、
電子回路内部接続および組み立て協会、リンカーンウッ
ド、ＩＬ、１９８８年、に記載されている銅鏡試験を使
用して行なった。ペースト５およびペースト９は生（非
加熱）の状態でも合格した。
【００２３】洗浄性は、温流水で洗浄した後、および市
販のイン−ライン洗浄装置で洗浄した後、目視で評価し
た。残留物はすべて容易に除去され、肉眼で見える残留
物は残らなかった。顕微鏡でさらに厳密に観察したとこ
ろ、幾つかの組成物について、縁部の回りに非常に少量
の白色物質が見られた。個々の部品を機械的に除去した
ところ、洗浄後の部品に残留物は見られなかった。これ
らの材料はフラックス成分の水溶性が高いので、現在の
市販の水溶性半田ペーストよりも洗浄性が著しく高い。
販のイン−ライン洗浄装置で洗浄した後、目視で評価し
た。残留物はすべて容易に除去され、肉眼で見える残留
物は残らなかった。顕微鏡でさらに厳密に観察したとこ
ろ、幾つかの組成物について、縁部の回りに非常に少量
の白色物質が見られた。個々の部品を機械的に除去した
ところ、洗浄後の部品に残留物は見られなかった。これ
らの材料はフラックス成分の水溶性が高いので、現在の
市販の水溶性半田ペーストよりも洗浄性が著しく高い。
【００２４】洗浄性に関する追加試験として、幾つかの
回路基板をイオン清浄度について試験した。ペースト７
を基板上に印刷し、部品を機械装着し、その基板をリフ
ロー炉を通過させ、それらの基板を市販の水洗装置で洗
浄した。洗剤またはけん化剤は使用しなかった。目視検
査により、洗浄後に目に見える残留物は認められず、水
抽出物導電率測定（オメガメーター６００ＳＭＤ７５／
２５ＩＰＡ／Ｈ2 Ｏ）により、平均イオン汚染は０．２
〜０．８マイクログラム／平方インチＮａＣｌ2 当量で
あった。
回路基板をイオン清浄度について試験した。ペースト７
を基板上に印刷し、部品を機械装着し、その基板をリフ
ロー炉を通過させ、それらの基板を市販の水洗装置で洗
浄した。洗剤またはけん化剤は使用しなかった。目視検
査により、洗浄後に目に見える残留物は認められず、水
抽出物導電率測定（オメガメーター６００ＳＭＤ７５／
２５ＩＰＡ／Ｈ2 Ｏ）により、平均イオン汚染は０．２
〜０．８マイクログラム／平方インチＮａＣｌ2 当量で
あった。
【００２５】ペースト１〜１２はすべて５０ミルピッチ
用途に十分印刷でき、ペースト１、２、３、４、５、１
１、１２はより細かい用途（２５ミルピッチ）にも使用
可能である。これらの組成物はすべて熱スランプが小さ
く、２５ミルピッチ用途に使用できる。これらのペース
トは十分な粘着性（上記のＩＰＣ−ＳＰ−８１９により
約１．０g/mm2 ）、および２４時間以上の優れた粘着寿
命を有する。この粘着寿命は、現在市販されている、粘
着寿命数時間の製品より著しく長い。その上、これらの
材料の貯蔵寿命は、市販の材料に一般的な１箇月よりも
著しく長い。
用途に十分印刷でき、ペースト１、２、３、４、５、１
１、１２はより細かい用途（２５ミルピッチ）にも使用
可能である。これらの組成物はすべて熱スランプが小さ
く、２５ミルピッチ用途に使用できる。これらのペース
トは十分な粘着性（上記のＩＰＣ−ＳＰ−８１９により
約１．０g/mm2 ）、および２４時間以上の優れた粘着寿
命を有する。この粘着寿命は、現在市販されている、粘
着寿命数時間の製品より著しく長い。その上、これらの
材料の貯蔵寿命は、市販の材料に一般的な１箇月よりも
著しく長い。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 イノン デガニ アメリカ合衆国 08904 ニュージャーシ ィ，ハイランド パーク，クリーブランド アヴェニュー 10 (72)発明者 ジョン ロバート モリス，ジュニア アメリカ合衆国 08512 ニュージャーシ ィ，クランバリー，プライオリー ロード 11
Claims (10)
- 【請求項１】 半田ペーストを第一および第二の物体の
少なくとも一方の上に印刷すること、前記第一および第
二の物体を近接させること、および前記ペーストをリフ
ロー温度に加熱することからなる半田付け方法であっ
て、前記ペーストがａ）半田、 ｂ）金属酸化物用除去剤、 ｃ）前記リフロー温度またはそれ以下で本質的に蒸発し
室温では本質的に蒸発しない低温成分、 ｄ）前記半田の再酸化を防止し１８０oCで１トル未満の
蒸気圧を有する高温成分、および ｅ）前記印刷を可能にする流動性変性剤からなることを
特徴とする方法。 - 【請求項２】 前記除去剤が有機酸からなる請求項１記
載の方法。 - 【請求項３】 前記低温成分が、グリセリン、分子量が
２００未満のポリエチレングリコール、プロピレングリ
コール、ポリプロピレングリコール、分子量が１，００
０未満のポリブテンおよびミリスチン酸イソプロピルか
らなるグループから選択された材料からなる請求項２記
載の方法。 - 【請求項４】 前記高温成分が、ソルビトール、マニト
ール、α−メチルグルコシド、分子量が約４００乃至
２，０００のポリエチレングリコール、コレステロー
ル、コーンオイル、ピーナッツオイル、および分子量が
１，０００を超え、２，５００未満のポリブテンからな
るグループから選択された材料からなる請求項３記載の
方法。 - 【請求項５】 前記低温成分が、グリセリン、分子量が
２００未満のポリエチレングリコール、プロピレングリ
コール、ポリプロピレングリコール、分子量が１，００
０未満のポリブテンおよびミリスチン酸イソプロピルか
らなるグループから選択された材料からなる請求項１記
載の方法。 - 【請求項６】 前記高温成分が、ソルビトール、マニト
ール、α−メチルグルコシド、分子量が約４００乃至
２，０００のポリエチレングリコール、コレステロー
ル、コーンオイル、ピーナッツオイル、および分子量が
１，０００を超え、２，５００未満のポリブテンからな
るグループから選択された材料からなる請求項１記載の
方法。 - 【請求項７】 前記半田が鉛／スズ合金を含む請求項１
記載の方法。 - 【請求項８】 前記半田がスズ／銀合金を含む請求項１
記載の方法。 - 【請求項９】 前記半田がスズ／アンチモン合金を含む
請求項１記載の方法。 - 【請求項１０】 前記リフロー温度が１３０乃至３４０
oCの範囲内にある請求項１記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/724,561 US5150832A (en) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | Solder paste |
| US724561 | 1991-06-28 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05185277A true JPH05185277A (ja) | 1993-07-27 |
Family
ID=24910929
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4168045A Withdrawn JPH05185277A (ja) | 1991-06-28 | 1992-06-26 | 半田ペースト |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5150832A (ja) |
| EP (1) | EP0520686B1 (ja) |
| JP (1) | JPH05185277A (ja) |
| KR (1) | KR100258289B1 (ja) |
| DE (1) | DE69224014T2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016127010A (ja) * | 2014-12-26 | 2016-07-11 | 積水化学工業株式会社 | 異方性導電材料、接続構造体及び接続構造体の製造方法 |
| JP2016221563A (ja) * | 2015-06-03 | 2016-12-28 | 富士通株式会社 | フラックス及び半導体装置の製造方法 |
Families Citing this family (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2287253B (en) * | 1992-03-19 | 1996-04-03 | Fujitsu Ltd | Removal of oxide film from a metal |
| FR2688727B1 (fr) * | 1992-03-19 | 1996-03-15 | Fujitsu Ltd | Procedes pour rendre spherique une particule metallique et pour eliminer un film d'oxyde, pate a souder et procede de soudure. |
| US6077725A (en) * | 1992-09-03 | 2000-06-20 | Lucent Technologies Inc | Method for assembling multichip modules |
| DE69326009T2 (de) * | 1993-11-02 | 2000-02-24 | Koninklijke Philips Electronics N.V., Eindhoven | Verfahren zur Lotbeschichtung und Lötpaste dafür |
| KR100254927B1 (ko) * | 1994-12-07 | 2000-05-01 | 오까베 히로시 | 납땜용 플럭스, 땜납 페이스트 및 이것을 사용한 납땜 방법 |
| JP3104606B2 (ja) | 1995-03-24 | 2000-10-30 | 株式会社デンソー | 基板と被接続材との接続方法及びその接続構造及びその接続用補助材料 |
| DE19511898C2 (de) * | 1995-03-31 | 1999-09-23 | Fraunhofer Ges Forschung | Verfahren zur Verbindung von Kontaktflächen eines elektronischen Bauelements und eines Substrats |
| DE19634646A1 (de) * | 1996-08-27 | 1998-03-05 | Pac Tech Gmbh | Verfahren zur selektiven Belotung |
| US6752309B1 (en) * | 1999-07-22 | 2004-06-22 | Oatey Co. | Water soluble fluxes and methods of using the same |
| JP3785435B2 (ja) * | 1998-08-27 | 2006-06-14 | 株式会社デンソー | はんだペーストおよび表面実装型電子装置 |
| US6451127B1 (en) * | 1999-06-01 | 2002-09-17 | Motorola, Inc. | Conductive paste and semiconductor component having conductive bumps made from the conductive paste |
| JP3649087B2 (ja) | 1999-07-28 | 2005-05-18 | 株式会社デンソー | 熱可塑性樹脂材料の接着方法および接着構造体 |
| DE10049664C2 (de) * | 2000-10-06 | 2003-05-28 | Pac Tech Gmbh | Abtragen und Reparatur von Kontakthöckern (De-bumping) |
| KR100824985B1 (ko) * | 2001-09-11 | 2008-04-28 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 투명 실리카 글래스 제조용 조성물 및 이를 이용한 실리카글래스의 제조 방법 |
| TW530403B (en) * | 2002-03-01 | 2003-05-01 | Advanced Semiconductor Eng | Solder paste for manufacturing bump |
| JP3702418B2 (ja) * | 2002-03-07 | 2005-10-05 | 株式会社 東京第一商興 | ソルダペースト用フラックス及びソルダペースト |
| US7108755B2 (en) * | 2002-07-30 | 2006-09-19 | Motorola, Inc. | Simplification of ball attach method using super-saturated fine crystal flux |
| WO2004108345A1 (ja) * | 2003-06-09 | 2004-12-16 | Senju Metal Industry Co., Ltd. | ソルダペースト |
| CN100349688C (zh) * | 2005-07-16 | 2007-11-21 | 李昕 | 用于配制焊锡膏的焊剂组合物 |
| US7518123B2 (en) * | 2006-09-25 | 2009-04-14 | Philip Morris Usa Inc. | Heat capacitor for capillary aerosol generator |
| CN101327555B (zh) * | 2008-07-31 | 2010-04-14 | 昆明三利特科技有限责任公司 | 水洗型耐热软钎料焊膏 |
| US9818717B2 (en) * | 2016-02-24 | 2017-11-14 | International Business Machines Corporation | Enhanced cleaning for water-soluble flux soldering |
| CN107828351B (zh) * | 2016-09-15 | 2021-07-27 | E·I·内穆尔杜邦公司 | 用于粘合的导电糊料 |
| CN113714679A (zh) * | 2021-09-01 | 2021-11-30 | 江苏正能电子科技有限公司 | 一种免洗无残留且高润湿的smt焊锡膏及其制备方法 |
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| US4680141A (en) * | 1984-11-29 | 1987-07-14 | Mcdonnell Douglas Corporation | Solder composition |
| US4759490A (en) * | 1986-10-23 | 1988-07-26 | Fujitsu Limited | Method for soldering electronic components onto a printed wiring board using a solder paste |
| GB8628916D0 (en) * | 1986-12-03 | 1987-01-07 | Multicore Solders Ltd | Solder composition |
| AU5919890A (en) * | 1989-08-14 | 1991-02-14 | Multicore Solders Limited | Manufacture of printed circuit board assemblies |
| US5062896A (en) * | 1990-03-30 | 1991-11-05 | International Business Machines Corporation | Solder/polymer composite paste and method |
| US5064482A (en) * | 1990-11-08 | 1991-11-12 | Scm Metal Products, Inc. | No-clean solder paste vehicle |
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1991
- 1991-06-28 US US07/724,561 patent/US5150832A/en not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-06-18 DE DE69224014T patent/DE69224014T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1992-06-18 EP EP92305584A patent/EP0520686B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-06-26 KR KR1019920011190A patent/KR100258289B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1992-06-26 JP JP4168045A patent/JPH05185277A/ja not_active Withdrawn
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|---|---|---|---|---|
| JP2016127010A (ja) * | 2014-12-26 | 2016-07-11 | 積水化学工業株式会社 | 異方性導電材料、接続構造体及び接続構造体の製造方法 |
| JP2016221563A (ja) * | 2015-06-03 | 2016-12-28 | 富士通株式会社 | フラックス及び半導体装置の製造方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69224014D1 (de) | 1998-02-19 |
| KR100258289B1 (ko) | 2000-06-01 |
| DE69224014T2 (de) | 1998-07-02 |
| US5150832A (en) | 1992-09-29 |
| EP0520686B1 (en) | 1998-01-14 |
| EP0520686A1 (en) | 1992-12-30 |
| KR930000200A (ko) | 1993-01-15 |
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| Date | Code | Title | Description |
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