JPH0890277A - クリームはんだ - Google Patents

クリームはんだ

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JPH0890277A
JPH0890277A JP6243345A JP24334594A JPH0890277A JP H0890277 A JPH0890277 A JP H0890277A JP 6243345 A JP6243345 A JP 6243345A JP 24334594 A JP24334594 A JP 24334594A JP H0890277 A JPH0890277 A JP H0890277A
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JP
Japan
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solder
powder
cream solder
cream
pitch
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP6243345A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsuhisa Osaki
勝久 大崎
Kunihiko Iwasaki
邦彦 岩崎
Setsuko Koura
節子 小浦
Hironori Tanizaki
裕則 谷崎
Toyokichi Tanaka
豊吉 田中
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.)
Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Original Assignee
Nisshin Steel Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nisshin Steel Co Ltd filed Critical Nisshin Steel Co Ltd
Priority to JP6243345A priority Critical patent/JPH0890277A/ja
Publication of JPH0890277A publication Critical patent/JPH0890277A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current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
    • H05K3/3485Applying solder paste, slurry or powder

Landscapes

  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電子回路基板のリフローはんだ付けにおいて
0.3mmピッチ以下のファインピッチでも印刷が可能
となるようなクリームはんだを得る。 【構成】 電子回路基板のリフローはんだ付けに用いる
クリームはんだにおいて,該クリームはんだ中に分散さ
れているはんだ粉が平均粒径1μm以下で粒子形状が実
質上球形の超微粉であることを特徴とするクリームはん
だ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,電子回路基板のリフロ
ーはんだ付け用クリームはんだに関する。
【0002】
【従来の技術】微小電子部品の組立や実装にリフローは
んだ付け法が適用されている。このリフロー法は,はん
だ合金を適当な方法で予め接合する材料表面に載置また
は接着させ,これを適当な熱源を用いて溶融させてはん
だ付けするものである。このリフローはんだ付けには,
一般にハンダ合金粉を分散媒に分散させたソルダーペー
ストや,粒径の小さい合金粉を用いたクリームはんだが
使用されている。
【0003】かような用途に使用されるはんだ合金粉
は,従来よりガス噴霧法または遠心噴霧法によって製造
されていた。
【0004】ガス噴霧法は,はんだ合金を溶解しその溶
湯をノズルの細孔から炭酸ガスまたは窒素ガスの流れ中
に噴霧して粉末化するものであり,遠心噴霧法は,はん
だ合金を真空中で溶解しその溶湯を細孔から連続的に高
速回転子上に注ぎ,回転により生じる遠心力を利用して
溶融はんだを分裂飛散させることによって粉末化するも
のである。いずれの方法でも,得られるはんだ合金粉の
粒径は45μm程度が一般的であり,粒径が10μm以
下の微細粉のみで構成させるはんだ微粉末を作製するこ
とは困難である。
【0005】一方,近年のICチップの集積度の向上に
伴って,パッケージの入出力端子数は200〜300ピ
ンにもなり,端子が2辺しかないDIPでは対応が不可
能なことから,4辺に出力端子を備え,ピンのピッチが
0.5〜0.65mmのQFPの表面実装が現在の主流と
なっている。
【0006】かようなピンの導電接合に前記のリフロー
はんだ付け法を適用する場合,そのクリームはんだ中の
はんだ粉はその粒径が出来うる限り微細であることが要
求されるが,実際には前記の方法で製造された粒径が4
5μm以下の「−#325」のはんだ粉が使用されてい
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】QFPのファインピッ
チ化はピンのピッチが0.3mm,更には0.2mm〜
0.1mmへと進展する方向にあるが,これに対応でき
るクリームはんだは現在のところ存在しない。現存する
「−#325」のはんだ粉をビヒクルに分散させたもの
では,印刷不良が生じることになる。すなわち版抜けが
悪くパターン精度が問題となる。
【0008】また,ガス噴霧または遠心噴霧法で製作さ
れた45μm級のはんだ粉を分級して例えば10μm級
の微細粉を得たとしても,歩留りは高々5%程度であ
り,また,かような方法で製造された粉末は,微細粒子
ほど酸化の度合いが多くなるという性質があるので分級
した微細粉は酸化されているものが多いという問題もあ
る。表面が酸化していると,リフローの際,密着不良や
はんだボール等の不良の原因となる。
【0009】本発明は,このような背景から,電子回路
基板のファインピッチ化の進展に貢献できるリフローは
んだ付け用クリームはんだ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】本発明によれば,電子回
路基板のリフローはんだ付けに用いるクリームはんだに
おいて,該クリームはんだ中に分散されているはんだ粉
が平均粒径1μm以下で粒子形状が実質上球形の超微粉
であることを特徴とするクリームはんだを提供する。
【0011】また本発明によれば,電子回路基板のリフ
ローはんだ付けに用いるクリームはんだにおいて,該ク
リームはんだ中に分散されているはんだ粉が平均粒径1
μm以下で粒子形状が実質上球形であり且つ有機物質で
表面がコーテイングされた超微粉であることを特徴とす
るクリームはんだを提供する。
【0012】
【作用】本発明のクリームはんだを用いると,ピッチが
0.3mm以下の微細なパターン印刷が精度よく実現で
きる。これは,平均粒径が1μm以下で粒子形状が実質
上球形の無酸化状態の超微粉を用いたことによってもた
らされたものである。
【0013】平均粒径が1μmを超えるはんだ粉の場合
には,ピッチ0.3mm以下の微細なパターン印刷を精
度よく実現できない場合がある。またこの超微粉の粒子
形状が球形であることにより,クリームの粘性の経時変
化が少なくなり,リフロー後にもはんだボールを発生さ
せないという作用がある。また,当該クリームをデイス
ペンサーで吐出させる場合に流れが良好となり吐出性が
安定することから,精度よくパターン印刷ができる。
【0014】そして,クリーム中のはんだ超微粒子の表
面は酸化されていないことにより,密着不良やはんだボ
ール等の不良の原因が排除される。この場合,はんだ超
微粒子の表面を有機物質でコーテイングしておくことに
より,粒子同士の凝集が防止されると同時にビヒクルと
の混合操作時に酸化するのを防止することもできる。
【0015】このコーテイング材料としてビヒクルを構
成する成分例えばテルピネオールやエチレングリコール
等を用いると,ビヒクルとの濡れ性が良好となり,超微
粉であっても良好な分散性が維持できる。
【0016】本発明のクリームはんだを構成するための
ビヒクル(超微粉を分散させるための分散媒)について
は,従来のこの用途のクリームはんだを構成するための
ビヒクルをそのまま使用することができる。
【0017】平均粒径が1μm以下の球形且つ無酸化の
はんだ超微粉はプラズマ法によって有利に製造すること
ができる。とくに,高周波プラズマのプラズマフレーム
中に原料のはんだ合金粉を導入する方法が便宜であり,
この場合には,原料粉中の各成分が瞬時にガス化し,こ
れらのガス成分がプラズマフレームのテール側で再び会
合して微細な液滴となり,これが雰囲気中に開放される
ことによって瞬時に凝固して超微粉を形成する。
【0018】このプラズマ法を実施するにあたっては,
プラズマガスとして水素と不活性ガスを用い,雰囲気も
水素と不活性ガスに維持したプラズマ炉を用いるのがよ
い。
【0019】〔本発明に従うはんだ超微粉を製作する装
置の例〕本発明に従うはんだ超微粉を製作する装置の例
を図1に示した。この装置は,流体の流れの順に超微粉
発生炉1,第一冷却器2,第二冷却器3,バブリング容
器4,第三冷却器5,捕集器6,排気装置7を配するこ
とによって構成されている。
【0020】超微粉発生炉1は,炉室8の上部に高周波
プラズマトーチ9を,そして炉室8の側方に排気通路1
0を備えた密閉炉であり,炉内の流体は排気装置7の駆
動によって該排気通路10を経て流出する。
【0021】高周波プラズマトーチ9は,プラズマ発生
用の高周波コイル11を外周に備えその頂部には,冷却
手段を介して,粉体供給口とプラズマガス供給口が設け
られており,粉体供給口からはキャリヤーガスを用いて
はんだ合金粉(例えば10〜100μm径のもの)を供
給し,ガス供給口からは水素ガスと不活性ガスを供給す
る。
【0022】排気装置7を駆動して系内を排気し,バブ
リング容器4内に有機溶媒を装入したうえで,プラズマ
ガス(水素ガス+不活性ガス)を導入しつつプラズマを
発生させ,粉体供給口から原料はんだ合金粉を供給する
と,プラズマフレーム12中で該合金は瞬時に溶融蒸発
して,原料はんだ合金がSnとPbからなるものであれ
ば,ガス状のSnとガス状のPbになり,これらがプラズ
マのテールフレーム付近で会合して超微粒(1μm以
下)の液滴となり,この液滴は炉室8内に拡散される間
更には後続の冷却器2,3で冷却される間に凝固して超
微粒子(1μm以下)となる。
【0023】冷却器2と3は,超微粒子同伴の炉内発生
流体をその流れのまま器壁を通じて冷却するための容器
であり,図示しないが,器壁の外周に冷却水を通水する
コイル(または水冷ジャケット)が設けられている。炉
内発生流体は,下端開口の導入管13から冷却器2の底
部に導入されると渦を巻きながら上昇して次の冷却器3
に入り,冷却器3でも渦を巻ながら下降して下端開口の
導出管14に吸い込まれる。
【0024】導出管14は次のバブリング容器4に通
じ,このバブリング容器4内に装入された溶媒15の液
面下にその他端が開口している。したがって,液面下に
導入された炉内発生流体中の超微粒子は溶媒15と接触
しつつバブリングして浮上し,次の冷却器5に入り,捕
集器6に至る。捕集器6は取外し可能なフイルター16
を備えた容器であり,このフイルター16に炉内発生流
体に同伴した超微粒子が捕集される。
【0025】
【実施例】高周波プラズマトーチを備えた前記図1の装
置において,プラズマガスとして水素ガスとアルゴンガ
ス(15%H2-80%Ar)を使用し,表1に示した成分組成(重
量%)のはんだ超微粉を製造した。また,図1の装置に
おけるバブリング容器にクリームはんだのビヒクル成分
に使用されるテルピネオール液を入れ,このテルピネオ
ールで粒子表面をコーテイングした。得られた粉末の粒
径 (平均粒径) と粉末の球状度(粒径の長短比)をSE
M(走査電子顕微鏡)像より判定し,その結果も表1に
併記した。その一例として,表1の本発明例No.1のは
んだ超微粉のSEM像の写真を図2に示した。なお,表
1に比較例として示したのはガス噴霧法で作製された市
販のはんだ粉である。
【0026】
【表1】
【0027】表1および図2から,本発明例のはんだ粉
末は粒径1μm以下で形状は球形であることがわかる。
また図2に見られるように各粒子は相互に独立しており
凝集していない。
【0028】表1のNo.1のはんだ超微粉をテルピネオ
ールを主成分とするビヒクルに分散させてクリームはん
だを作製し,このクリームはんだを厚さ150μmのメ
タルマスクを用いてスクリーン印刷機で0.3mmピッ
チのQFPパターン印刷を行った。その結果,良好なパ
ターンが得られた。そのパターンを図3に示した。
【0029】比較のために,表1の比較例の従来のはん
だ粉末のSEM像の写真を図4に示した。また,この粉
末で作製されたクリームはんだを用いて0.65mmピ
ッチと0.3mmピッチのQFPパターンを印刷した結
果を図5と図6に示した。これらに見られるように,
0.65mmピッチは印刷できているが0.3mmピッチは版
抜け性が悪く印刷できなかった。
【0030】
【発明の効果】本発明によれば,電子回路基板のリフロ
ーはんだ付けにさいし,0.3mmピッチ以下の微細な
パターンの印刷ができるようになった。このため電子機
器の一層の高密度化を達成するのに大いに貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のクリームはんだ用超微粉のはんだ合金
を製作する装置の例を示す機器配置系統図である。
【図2】本発明のクリームはんだを構成するはんだ合金
の粒子状態を示す走査電子顕微鏡写真である。
【図3】本発明のクリームはんだを用いて印刷した0.
3mmピッチのパターンを示す図である。
【図4】従来のはんだ合金粉の粒子状態を示す走査電子
顕微鏡写真である。
【図5】従来のはんだ合金粉を用いたクリームはんだで
印刷した0.65mmピッチのパターンを示す図であ
る。
【図6】従来のはんだ合金粉を用いたクリームはんだで
印刷した0.3mmピッチのパターンを示す図である。
【符号の説明】
1 超微粉発生炉 2 第一冷却器 3 第二冷却器 4 バブリング容器 5 第三冷却器 6 捕集器 7 排気装置 8 炉室 9 プラズマトーチ 10 排気通路 11 高周波コイル 15 溶媒 16 フイルター
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷崎 裕則 千葉県市川市高谷新町7番地の1 日新製 鋼株式会社新材料研究所内 (72)発明者 田中 豊吉 千葉県市川市高谷新町7番地の1 日新製 鋼株式会社新材料研究所内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電子回路基板のリフローはんだ付けに用
    いるクリームはんだにおいて,該クリームはんだ中に分
    散されているはんだ粉が平均粒径1μm以下で粒子形状
    が実質上球形の超微粉であることを特徴とするクリーム
    はんだ。
  2. 【請求項2】 電子回路基板のリフローはんだ付けに用
    いるクリームはんだにおいて,該クリームはんだ中に分
    散されているはんだ粉が平均粒径1μm以下で粒子形状
    が実質上球形であり且つ有機物質で表面がコーテイング
    された超微粉であることを特徴とするクリームはんだ。
  3. 【請求項3】 有機物質コーテイングは,当該クリーム
    はんだのビヒクルを構成する成分からなる請求項2に記
    載のクリームはんだ。
JP6243345A 1994-09-12 1994-09-12 クリームはんだ Withdrawn JPH0890277A (ja)

Priority Applications (1)

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JP6243345A JPH0890277A (ja) 1994-09-12 1994-09-12 クリームはんだ

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JP6243345A JPH0890277A (ja) 1994-09-12 1994-09-12 クリームはんだ

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JP (1) JPH0890277A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009241126A (ja) * 2008-03-31 2009-10-22 Mitsubishi Materials Corp ディスペンス塗布用Au−Sn合金はんだペースト
EP2641676A4 (en) * 2010-11-18 2015-05-06 Dowa Holdings Co Ltd BRAZING POWDER AND PROCESS FOR PRODUCING SOLDER POWDER

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009241126A (ja) * 2008-03-31 2009-10-22 Mitsubishi Materials Corp ディスペンス塗布用Au−Sn合金はんだペースト
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Effective date: 20011120