JPH06155070A - はんだペースト - Google Patents

はんだペースト

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JPH06155070A
JPH06155070A JP31166292A JP31166292A JPH06155070A JP H06155070 A JPH06155070 A JP H06155070A JP 31166292 A JP31166292 A JP 31166292A JP 31166292 A JP31166292 A JP 31166292A JP H06155070 A JPH06155070 A JP H06155070A
Authority
JP
Japan
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solder
powder
solder powder
solder paste
oxidation
Prior art date
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Pending
Application number
JP31166292A
Other languages
English (en)
Inventor
Toru Nishikawa
徹 西川
Ryohei Sato
了平 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPH06155070A publication Critical patent/JPH06155070A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/3457Solder materials or compositions; Methods of application thereof

Landscapes

  • Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
  • Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】はんだボール等の不良を防止するために、はん
だ粉末表面の酸化を少なく抑えたはんだペーストを提供
することにある。 【構成】はんだペースト中のはんだ粉末1を、その表面
の酸化、有機物汚染膜2が5nm以下と薄くなるように
構成する。このはんだペーストを用いることにより、加
熱溶融時にはんだ粉末1表面の被膜が破れ、はんだの新
生面3が露出し互いに凝集しやすくなるので、ぬれ不
良、はんだボール等の不良なく、良好にはんだ供給、接
続を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、回路基板等に部品を実
装する場合で、とくに、微小で狭ピッチの接続部にはん
だを供給するはんだペーストに関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、回路基板上に部品を実装する
場合、はんだペーストをメタルマスクまたはスクリーン
印刷することにより、接続部にはんだを供給し、部品を
位置合わせ搭載しリフローするというプロセスが用いら
れている。
【0003】また、近年の高密度実装化に伴う接続部の
微細狭ピッチ化に対応するはんだペーストも開発されて
きており、例えば、材料開発ジャーナルバウンダリー、
6(8)、8月号、1990年、第15頁から第29頁
において論じられている。
【0004】一般には、接続部のピッチが0.5mmよ
り大きいような、狭ピッチ領域ではない領域の接続に用
いられるはんだペースト中のはんだ粉末は、不定形粉の
方が球形粉よりも良好な性能を示す。しかし、狭ピッチ
化に対応するはんだペースト中のはんだ粉末は、表面酸
化度が少ない球形粉が望ましいということが示されてい
る。これは、接続部が狭ピッチ化するとともに、メタル
マスクまたはスクリーンからの版抜け性をよくするため
に、使用されるはんだ粉末は小さくかつ球状化する必要
があり、また、不定形粉では球形粉に比べてその表面積
が大きくなることから、酸化物の絶対量が増し、リフロ
ー時のぬれ性を阻害する要因となる、また、はんだボー
ル、ブリッジの発生の原因となるためである。
【0005】はんだ粉末の表面酸化度を少なくするため
には、真空中、または、還元性雰囲気中で粉末製造を行
うプロセスが採用されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術において
は、はんだ粉末表面の酸化が大きく、リフロー時にはん
だ表面の酸化被膜が破れず、粉末同士が凝集できないの
で、ぬれ不良、はんだボールなどの原因となるという問
題がある。
【0007】また、上記真空中、還元雰囲気中ではんだ
粉末を製造する方法においても、溶融はんだ表面は非常
に酸化されやすく、はんだボールなどの不良を完全に防
止できないという問題がある。
【0008】本発明の目的は、はんだボール等の不良を
防止するために、はんだ粉末表面の酸化を少なく抑えた
はんだペーストを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、回路基板への部品実装を行う時に、はんだ粉末表面
の酸化、有機物汚染を少なく抑えたはんだペーストを用
いるようにする。
【0010】上記はんだペーストを、はんだペーストの
他の成分であるフラックス、溶剤、チキソ剤等と混合す
る前に、はんだ粉末表面の酸化膜、有機物汚染膜を少な
く抑えてから、製造するようにする。
【0011】上記はんだペースト中のはんだ粉末表面の
酸化は、5nm以下であるようにする。
【0012】上記はんだ粉末表面の酸化膜および有機物
汚染膜を、イオンまたは原子のスパッタエッチングによ
り除去するようにする。
【0013】また、上記はんだ粉末表面の酸化膜および
有機物汚染膜を、弱酸液により還元除去するようにす
る。
【0014】また、上記はんだ粉末表面を、めっきまた
は蒸着によりAuで被覆するようにする。
【0015】
【作用】上記はんだ粉末表面の酸化,有機物汚染を少な
く抑えたはんだペーストを用いて、回路基板に部品を実
装することにより、リフロー時にはんだ表面の酸化膜が
破れはんだの新生面が露出し、また、互いに凝集しやす
くなるので、ぬれ不良、はんだボール等の発生なく良好
に接続を行うことができる。
【0016】また、はんだ粉末表面の酸化、有機物汚染
を、はんだペーストの他の成分と混合する前に、5nm
以下の少ない状態にすることにより、上記はんだペース
トを製造することができる。
【0017】また、はんだ粉末表面をイオンまたは原子
によりスパッタエッチング、または、弱酸液で還元して
酸化膜、有機物汚染膜を除去できる。
【0018】さらに、めっき、蒸着等によりAuで被覆
することにより、はんだ粉末表面の酸化、有機物汚染を
少なく抑えることができる。
【0019】
【実施例】図1は、本発明の実施例を示す断面図であ
る。図1に示すように本発明では、表面の酸化および有
機物汚染2が5nm以下と少ないはんだ粉末1を用い
て、はんだペーストを構成する。
【0020】図2は、本発明において、はんだ粉末の新
生面が露出し凝集する工程図である。表面の酸化、汚染
膜2が薄い場合、はんだペースト中のはんだ粉末が加熱
溶融するとき、それらの膜は、同図(b)に示すように
体積膨張により破れ、はんだの新生面3が露出する。こ
れにより、それぞれのはんだ粉末1は、接続部にたいし
てぬれ拡がるとともに、同図(c)に示すように互いに
凝集しやすくなる。
【0021】図3は、本発明において、基板上のランド
部にはんだを供給する工程図である。同図(a)に示す
ように、プリント基板上の接続部12に、上記はんだペ
ーストをスクリーンまたはメタルマスク印刷により供給
する。はんだペーストが加熱されると、はんだ粉末1と
混合されるフラックス4は粘性が低下し、同図(b)に
示すように、はんだ粉末1がフラックス4とともに接続
部間に分散していく。しかし、はんだ粉末1が分散して
しまう前に、はんだが溶融し互いに凝集5しあいながら
接続部にぬれ拡がることにより、はんだが接続部に供給
6される。(同図(c),(d))従来のはんだペース
トでは、はんだの酸化膜が厚いため破れず、はんだが溶
融して接触しても互いに凝集することができず、接続部
間にはんだボールとして残ってしまう。
【0022】図4は、本発明において、スパッタエッチ
ングによりはんだ粉末表面を清浄化する工程図である。
はんだ粉末1表面の酸化および有機物汚染2を少なく抑
える方法として、スパッタエッチングを用いる。(同図
(a))例えばアルゴン原子またはイオンを用いて、は
んだ粉末表面をスパッタエッチング7することにより、
酸化および有機物汚染膜2を除去する。(同図(b))
その後、フラックス、溶剤、チキソ剤等の他の成分と混
合して、はんだペーストを形成する。この間に、はんだ
粉末1は、大気中で保管されるが、スパッタクリーニン
グされた後のはんだ表面の室温での再酸化8は、はんだ
製造時の溶融状態からの酸化と比較して非常に薄いた
め、問題無くぬれ、凝集が生ずる。(同図(c))図5
は、本発明において、弱酸液によりはんだ粉末表面を清
浄化する工程図である。同図に示すように、スパッタエ
ッチングの代わりに、はんだ粉末1を弱酸液9中に浸漬
することにより、はんだ表面の酸化および有機物汚染膜
2を還元除去する方法を用いてもよい。
【0023】図6は、本発明における金めっきまたは蒸
着したはんだ粉末を示す断面図である。はんだ粉末表面
の酸化および有機物汚染を少なく抑える方法として、同
図に示すように、表面をめっきまたは蒸着10によって
金で覆ったものである。上記のように、スパッタエッチ
ングまたは弱酸液により表面の清浄化を行った後、金の
薄膜でおおう。これにより、金は酸化しないため、表面
は大気中の有機物がわずかに吸着11した清浄な状態に
保たれ、はんだペーストを加熱溶融した場合、ぬれ、凝
集が起こり、良好にはんだを供給することができる。
【0024】
【発明の効果】本発明では、表面の酸化および有機物汚
染膜を少なく抑えたはんだ粉末を含むはんだペーストを
供給するので、加熱時にはんだの新生面が露出し、ぬ
れ、凝集しやすくなり、ぬれ不足、はんだボールなどの
不良が発生することなく、接続部にはんだを供給、接続
を行うことができる。
【0025】また、原子またはイオンのスパッタエッチ
ングまたは弱酸液で還元除去することにより、はんだ粉
末表面の酸化および有機物汚染膜を、一括して効率よく
除去することができ、表面の酸化および有機物汚染を少
なく抑えることができる。
【0026】また、はんだ粉末表面を金めっきまたは蒸
着等で被覆することにより、酸化はなく、わずかな有機
物汚染のみのはんだ粉末を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す断面図である。
【図2】本発明において、はんだ粉末の新生面が露出し
凝集する工程図である。
【図3】本発明において、基板上のランド部にはんだを
供給する工程図である。
【図4】本発明において、スパッタエッチングによりは
んだ粉末表面を清浄化する工程図である。
【図5】本発明において、弱酸液によりはんだ粉末表面
を清浄化する工程図である。
【図6】本発明における金めっきまたは蒸着したはんだ
粉末を示す断面図である。
【符号の説明】
1…はんだ粉末、 2…酸化および有機物汚染膜、 3…はんだ新生面、 4…はんだペースト中のフラックスおよび溶剤等の他成
分、 5…溶融し凝集しはじめたはんだ、 6…ぬれ拡がったはんだ、 7…原子またはイオンによるスパッタエッチ、 8…再酸化膜、 9…弱酸液、 10…金めっきまたは蒸着膜、 11…吸着した有機物汚染膜、 12…基板上の接続部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H05K 3/34 H 9154−4E

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】回路基板への部品実装に用いるはんだペー
    ストにおいて、その中のはんだ粉末表面の酸化、有機物
    汚染を少なく抑えたことを特徴とするはんだペースト。
  2. 【請求項2】請求項1において、はんだペーストの他の
    成分であるフラックス、溶剤、チキソ剤等と混合する前
    に、はんだ粉末表面の酸化膜、有機物汚染膜を少なく抑
    えることを特徴とするはんだペースト。
  3. 【請求項3】請求項1において、上記はんだ粉末表面の
    酸化が5nm以下であることを特徴とするはんだペース
    ト。
  4. 【請求項4】請求項1において、上記はんだ粉末が、I
    nとSn,PbとSn,SnとAg,AuとSn,Au
    とGe,AuとSiまたはこれらの組合せからなること
    を特徴とするはんだペースト。
  5. 【請求項5】請求項2において、はんだ粉末表面の酸化
    膜および有機物汚染膜を、イオンまたは原子のスパッタ
    エッチングにより除去したことを特徴とするはんだペー
    スト。
  6. 【請求項6】請求項2において、はんだ粉末表面の酸化
    膜および有機物汚染膜を、弱酸液により、還元除去した
    ことを特徴とするはんだペースト。
  7. 【請求項7】請求項2において、はんだ粉末表面を、め
    っきまたは蒸着によりAuで被覆することにより、はん
    だ粉末表面の酸化、有機物汚染を抑えたことを特徴とす
    るはんだペースト。
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