JPH08215884A - はんだペーストとその調製方法 - Google Patents

はんだペーストとその調製方法

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JPH08215884A
JPH08215884A JP7023622A JP2362295A JPH08215884A JP H08215884 A JPH08215884 A JP H08215884A JP 7023622 A JP7023622 A JP 7023622A JP 2362295 A JP2362295 A JP 2362295A JP H08215884 A JPH08215884 A JP H08215884A
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JP
Japan
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solder powder
solder
corrosion inhibitor
solder paste
powder
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP7023622A
Other languages
English (en)
Inventor
Hidefumi Ueda
秀文 植田
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.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP7023622A priority Critical patent/JPH08215884A/ja
Publication of JPH08215884A publication Critical patent/JPH08215884A/ja
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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
    • H05K3/3485Applying solder paste, slurry or powder

Abstract

(57)【要約】 【目的】 はんだペーストとその調製方法に関し、はん
だ粉末とフラックスビヒクルの反応を抑制してはんだ付
け性の劣化を低減し、シェルフライフを向上する手段を
提供する。 【構成】 はんだ粉末1の表面酸化膜を除去し、このは
んだ粉末1を腐食抑制剤の水溶液に浸漬して、その表面
に腐食抑制剤によるコーティング2を形成し、このはん
だ粉末を濾過して取り出し、洗浄、乾燥した後、フラッ
クスビヒクル3と混練する。この腐食抑制剤としては、
3−(2−ベンゾチアジルチオ)プロピオン酸ナトリウ
ム、2−メルカプトベンゾチアゾール等のベンゾチアゾ
ール誘導体、炭素数4−10のアルキル基を側鎖にもつ
アミン類、チオ尿素等の1種以上を用いることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、LSI素子、および電
子部品等を回路基板に表面実装する際に用いるはんだペ
ーストに関するものである。
【0002】近年の電子機器の小型化、軽量化、高性能
化の要求に伴い、LSI素子の高集積化が進み、1素子
に形成する必要がある入出力端子数が増加し、隣接する
入出力端子の間隔が極度に短くなりショートピッチ化し
ている。また、このショートピッチLSI素子を回路配
線基板に高密度で、しかも高信頼性を確保して実装する
ことが求められており、これに応える接合材料とその技
術の開発が進められている。
【0003】近年の接合方法の主流であるリフローソル
ダリングにおいては、はんだペーストは不可欠の材料で
ある。表面実装技術においてはんだペーストが主として
使用されている理由には、 はんだの組成を調整することによって、はんだ付け
温度をある程度低下することが可能であること。 はんだペーストをスクリーン印刷等によって必要箇
所に適用することにより、必要箇所への一定量のはんだ
の供給が可能であること。 例えば、スクリーン印刷法を用いることによって、
量産化、自動化が可能であること。 といったことが挙げられる。
【0004】
【従来の技術】はんだペーストはフラックスビヒクルと
はんだ粉末からなり、フラックスビヒクルの特性、はん
だ粉末の組成(例えば、Pb−Sn)、形状および粒度
によって、その性質が異なる。フラックスビヒクルの主
要成分はロジン、硬化ひまし油、溶剤、活性剤等であ
り、これらの種類と濃度を調整することによって多種多
様の性質を有するフラックスビヒクル、つまりはんだペ
ーストを実現することができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】はんだペーストを実際
に使用する際には、一定期間のシェルライフ(貯蔵寿
命)が必要であるが、はんだペーストの保存中にはんだ
ペースト内においてフラックスビヒクルとはんだ粉末の
性能が劣化してしまうという問題があった。はんだペー
スト中のフラックスビヒクルには、被接合材料およびは
んだ粉末の表面酸化物を除去し、はんだ付け性を良くす
る目的で活性剤が含有されているが、この活性剤が粉末
表面の腐食の主な原因となっている。
【0006】活性剤としては、従来から一般にアミンハ
ロゲン化水素酸塩または有機酸が用いられているが、ア
ミンハロゲン化水素酸塩は極めて強力な活性力をもつた
め、はんだペースト中においてはんだ合金、ロジン等と
反応してはんだペーストの性能を劣化させる恐れがあ
る。このためはんだペーストの使用に際しては選定に注
意しなければならない。また、この活性剤がリフロー後
のフラックス残渣中に残留すると、電気絶縁性や耐腐食
性に悪影響を与える。有機酸は単独で用いると活性力が
弱いため、フラックスビヒクルとしての働きが充分に得
られず、通常アミンハロゲン化水素酸塩と併用して用い
ている。
【0007】従来はんだペースト中でのはんだ粉末表面
の腐食を防止するための方法の一つとして腐食抑制剤の
添加があった。しかし、従来は、この腐食抑制剤をフラ
ックスビヒクルに混入してはんだペースト中に添加して
いたため、フラックスビヒクルとはんだ粉末の混練後に
はんだ粉末表面に被膜を形成して腐食防止作用を発揮す
るため、混練時にフラックスビヒクル中の活性剤がはん
だ粉末表面と接触してしまい充分な腐食防止効果が得ら
れなかった。
【0008】このため、充分な腐食防止効果を得るため
に必要充分な量以上の腐食抑制剤を添加しなければなら
ず、この腐食抑制剤の余剰分が今度ははんだ付け性の劣
化を引き起こすという悪循環を生じていた。
【0009】本発明は、はんだ粉末とフラックスビヒク
ルの反応を抑制してはんだ付け性の劣化を低減し、シェ
ルフライフを向上したはんだペーストを提供することを
目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明にかかるはんだペ
ーストにおいては、はんだ粉末とフラックスビヒクルか
らなるはんだペーストの構成成分であるはんだ粉末とし
て、その表面に腐食抑制剤によるコーティングを形成し
たはんだ粉末を用いた構成を採用した。
【0011】また、本発明にかかるはんだペーストの調
製方法においては、はんだ粉末の表面酸化膜を除去する
工程と、該はんだ粉末を腐食抑制剤溶液に浸漬すること
によって該はんだ粉末の表面に腐食抑制剤によるコーテ
ィングを形成する工程と、該はんだ粉末を濾過して取り
出し、洗浄、乾燥する工程と、乾燥した該はんだ粉末と
フラックスビヒクルを混練する工程を採用した。
【0012】これらの場合、腐食抑制剤として3−(2
−ベンゾチアジルチオ)プロピオン酸ナトリウム、2−
メルカプトベンゾチアゾール等のベンゾチアゾール誘導
体、炭素数4〜10のアルキル基を側鎖にもつアミン
類、チオ尿素等の1種以上を用いることができる。
【0013】
【作用】前記の問題は、はんだ粉末とフラックスビヒク
ルを混練してはんだペーストを調製する前に、はんだ粉
末表面に腐食抑制剤によるコーティングを形成しておく
ことによって解決することができる。
【0014】すなわち、はんだ粉末の表面に腐食抑制剤
によるコーティングを形成することにより、保存はんだ
ペースト中でのはんだ粉末と活性剤、ロジンとの反応を
抑え、はんだペーストの成分変化とそれに伴う性能劣化
を防ぐことができる。
【0015】前記の従来知られていた腐食抑制剤のフラ
ックスビヒクル中への添加方法とは異なり、本発明で
は、はんだ粉末とフラックスビヒクルを混練する前に、
はんだ粉末の表面に腐食抑制剤によるコーティングを形
成しておくため、はんだ粉末とフラックスビヒクルとの
接触の最初の段階から腐食防止効果が発揮され、その効
果は極めて大きい。また、コーティング時に、エタノー
ル、イソプロピルコール等によるリンス工程を施すこと
によって必要量を超える量の腐食抑制剤を除去すること
が可能であるため、はんだ付け性に大きな悪影響を与え
ることがない。
【0016】
【実施例】図1は、第1実施例のはんだぺーストの調製
方法の模式的説明図である。この図において、1ははん
だ粉末、2は腐食抑制剤による表面コーティング、3は
フラックスビヒクルである。
【0017】この実施例によってはんだペーストを調製
する方法を説明する。まず、はんだ粉末(Bi−43S
n、粒径20〜45μm)1を、N2 雰囲気でガスアト
マイズ法によって形成することによって、はんだ粉末1
の表面酸化膜の生成を極力抑えた。次いで、腐食抑制剤
である0.3%の3−(2−ベンゾチアジルチオ)プロ
ピオン酸ナトリウム水溶液に1時間浸漬し、その後、は
んだ粉末を濾過して取り出し、洗浄、乾燥して表面に腐
食抑制剤によるコーティング2を形成した。
【0018】次いで、このようにして表面に腐食抑制剤
によるコーティング2を形成したはんだ粉末1と下記の
組成を有するフラックスビヒクル3を重量比9:1の割
合で混合してはんだペーストとした。
【0019】 重合ロジン(基剤) 60g ジエチレングリコールモノブチルエーテル(溶剤) 33g 12−ヒドロキシステアリン酸(粘度調整剤) 2g ブチルヒドロキシトルエン(酸化抑制剤) 1g ter.−ブチルヒドロキノン(酸化抑制剤) 1g 塩酸ジエチルアミン(活性剤) 0.3g 臭化水素酸2−アミノエチルブロミド(活性剤)0.25g
【0020】このはんだペーストを銅板上に塗布し、フ
ッ化炭素蒸気中で加熱した後、はんだ付け性、シェルフ
ライフを評価した。
【0021】一方、比較例として、腐食抑制剤によるコ
ーティングを形成していないはんだ粉末をこの実施例と
同様のフラックスと混合してはんだペーストを調製し、
はんだ付け性、シェルフライフを評価した。
【0022】両者のはんだペーストにおいては、調製直
後のはんだ付け性には差が見られなかった。しかし、こ
の実施例の表面に腐食抑制剤によるコーティングを形成
したはんだ粉末を用いたはんだペーストは、調製後2週
間を経ても良好なはんだ付け性を示したが、腐食抑制剤
によるコーティングを形成していないはんだ粉末を用い
た場合は、2週間後にははんだボールの発生、濡れ性の
低下が観察され、はんだ付け性が劣化した。
【0023】その評価結果を整理すると下記のとおりで
ある。 〔第1実施例〕 腐食抑制剤によるコーティングを形成したはんだ粉末 はんだ付け性 調製直後 良好であった。 2週間後 僅かに濡れ性の劣化がみられた。 〔従来技術〕 腐食抑制剤によるコーティングを形成していないはんだ粉末 はんだ付け性 調製直後 良好であった。 2週間後 濡れ性が劣化し、はんだボールが発生した。
【0024】(第2実施例)第1実施例においては、腐
食抑制剤として3−(2−ベンゾチアジルチオ)プロピ
オン酸ナトリウムを用いたが、この実施例では、2−メ
ルカプトベンゾチアゾール等のベンゾチアゾール誘導体
や、比較的長いアルキル基を側鎖にもつアミン類、チオ
尿素等を用いたが、第1実施例と同様の効果が得られ
た。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
表面に3−(2−ベンゾチアジルチオ)プロピオン酸ナ
トリウム等の腐食抑制剤によるコーティングを形成した
はんだ粉末をフラックスビヒクルと混練してはんだペー
ストを調製することにより、はんだ粉末とフラックスビ
ヒクルの反応を抑制して、はんだ付け性の劣化を低減
し、シェルライフを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例のはんだぺーストの調製方法の模式
的説明図である。
【符号の説明】
1 はんだ粉末 2 腐食抑制剤による表面コーティング 3 フラックスビヒクル

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 はんだ粉末とフラックスビヒクルからな
    るはんだペーストの構成成分であるはんだ粉末として、
    その表面に腐食抑制剤によるコーティングを形成したは
    んだ粉末を用いたことを特徴とするはんだペースト。
  2. 【請求項2】 腐食抑制剤として3−(2−ベンゾチア
    ジルチオ)プロピオン酸ナトリウム、2−メルカプトベ
    ンゾチアゾール等のベンゾチアゾール誘導体、炭素数4
    〜10のアルキル基を側鎖にもつアミン類、チオ尿素等
    の1種以上を用いたことを特徴とする請求項1に記載さ
    れたはんだペースト。
  3. 【請求項3】 はんだ粉末の表面酸化膜を除去する工程
    と、該はんだ粉末を腐食抑制剤溶液に浸漬することによ
    って該はんだ粉末の表面に腐食抑制剤によるコーティン
    グを形成する工程と、該はんだ粉末を濾過して取り出
    し、洗浄、乾燥する工程と、乾燥した該はんだ粉末とフ
    ラックスビヒクルを混練する工程を含むことを特徴とす
    るはんだペーストの調製方法。
  4. 【請求項4】 腐食抑制剤が、3−(2−ベンゾチアジ
    ルチオ)プロピオン酸ナトリウム、2−メルカプトベン
    ゾチアゾール等のベンゾチアゾール誘導体、炭素数4〜
    10のアルキル基を側鎖にもつアミン類、チオ尿素等の
    1種以上であることを特徴とする請求項3に記載された
    はんだペーストの調製方法。
JP7023622A 1995-02-13 1995-02-13 はんだペーストとその調製方法 Withdrawn JPH08215884A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6416590B1 (en) 1998-07-02 2002-07-09 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Solder powder and method for preparing the same and solder paste
KR101168959B1 (ko) * 2005-02-01 2012-07-26 주식회사 스카이닉스 솔더 제품 및 솔더 제품의 표면처리 방법과 이러한방법으로 표면처리된 솔더 분말
KR20160118341A (ko) * 2014-02-07 2016-10-11 지멘스 에너지, 인코포레이티드 레이저 적층용 금속 필러 분말 및 플럭스 분말의 선배치 방법 및 이를 위한 재료
JP2019200964A (ja) * 2018-05-18 2019-11-21 積水化学工業株式会社 導電材料、接続構造体及び接続構造体の製造方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6416590B1 (en) 1998-07-02 2002-07-09 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Solder powder and method for preparing the same and solder paste
KR101168959B1 (ko) * 2005-02-01 2012-07-26 주식회사 스카이닉스 솔더 제품 및 솔더 제품의 표면처리 방법과 이러한방법으로 표면처리된 솔더 분말
KR20160118341A (ko) * 2014-02-07 2016-10-11 지멘스 에너지, 인코포레이티드 레이저 적층용 금속 필러 분말 및 플럭스 분말의 선배치 방법 및 이를 위한 재료
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Effective date: 20020507