JPH0919794A - Powdered solder - Google Patents

Powdered solder

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Publication number
JPH0919794A
JPH0919794A JP7167681A JP16768195A JPH0919794A JP H0919794 A JPH0919794 A JP H0919794A JP 7167681 A JP7167681 A JP 7167681A JP 16768195 A JP16768195 A JP 16768195A JP H0919794 A JPH0919794 A JP H0919794A
Authority
JP
Japan
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solder
powder
silane compound
powdered solder
raw material
Prior art date
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Pending
Application number
JP7167681A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeru Saeda
繁 佐枝
Masahide Utsunomiya
正英 宇都宮
Noriko Murase
典子 村瀬
Tetsuro Sakurai
哲朗 桜井
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.)
Resonac Holdings Corp
Original Assignee
Showa Denko KK
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Filing date
Publication date
Application filed by Showa Denko KK filed Critical Showa Denko KK
Priority to JP7167681A priority Critical patent/JPH0919794A/en
Publication of JPH0919794A publication Critical patent/JPH0919794A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2222/00Aspects relating to chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive medium
    • C23C2222/20Use of solutions containing silanes
    • 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

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a powdered solder, which is stable for oxidation, excellent in storage stability and has inert surface, by treating the surface of powdered solder with a specific organic silane compound. SOLUTION: The surface of a material for powdered solder is treated with at least one kind of a silane compound shown by the equation I, equation II, equation III. Where, R1 -R4 in the equations I, II, III are of an alkyl base/aryl base or an aryl base. Further, a hydrogen atom of R1 can be substituted with one piece or more fluorine atoms. A means to coat a silane compound to a material for powdered solder can be either of dry process, wet process, spray process, etc. A concentration of the silane compound for coating is desirable to be below 4% and above 0.007 for the weight of material for powdered solder.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は保護皮膜で保護され
たはんだ粉末に関する。より具体的には、はんだのリフ
ロー特性、はんだ付け性、接合すべき金属との濡れ性を
損なうことなく、はんだ粒子の酸化を防ぐことが可能で
あり、かつまたクリームはんだに於て劣化を促進するは
んだ粉末とフラックスとの反応を抑制することができる
保護皮膜を設けたはんだ粉末に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a solder powder protected by a protective film. More specifically, it is possible to prevent the oxidation of solder particles without impairing the reflow characteristics of solder, solderability, and wettability with the metal to be joined, and also promote deterioration in cream solder. The present invention relates to a solder powder provided with a protective film capable of suppressing the reaction between the solder powder and the flux.

【0002】[0002]

【従来の技術】エレクトロニクス産業に於て、回路部分
すなわち抵抗、コンデンサー、インダクター、VLS
I、LSI、IC、トランジスター等は当初はプリント
基板の片方に配置され、そして部品からのリード線は基
板を貫通して反対側の回路面ではんだ付けされていた。
しかし製品の小型化の要請のため次第に回路面と部品装
着面が同じもの、すなわち表面実装を行い、且つ基板の
両面を用いる両面プリント基板が実用化されるに至って
いる。はんだペーストは通常部品を表面実装するために
用いられる。はんだペーストはその印刷適性、粘着性の
ため自動化に適しており近年その使用が増大している。
はんだペーストは、典型的には10〜70μmのはんだ
粉末、ロジンまたはそれに代わる樹脂成分、有機酸およ
び/またはアミンのごとき塩基性化合物の無機酸塩その
他の活性剤、印刷性向上のためのチキソトロピック剤お
よび溶剤を含むのが普通である。一般に、はんだペース
トはプリント基板の上に定量的にスクリーン印刷または
場合によってはディスペンサーにより塗布され、その後
部品が搭載され、はんだペーストがリフローされる。リ
フローとは、はんだペーストを予備加熱を含めてはんだ
が充分溶融するまで加熱し、次いで冷却固化させる一連
の工程を意味する。
2. Description of the Related Art In the electronics industry, circuit parts, that is, resistors, capacitors, inductors, VLS
Initially, I, LSI, IC, transistors, etc. were arranged on one side of the printed circuit board, and lead wires from the components penetrated the circuit board and were soldered on the circuit surface on the opposite side.
However, due to the demand for miniaturization of products, a double-sided printed circuit board having the same circuit surface and component mounting surface, that is, surface mounting and using both surfaces of the circuit board, has come into practical use. Solder paste is commonly used to surface mount components. Solder paste is suitable for automation due to its printability and adhesiveness, and its use has been increasing in recent years.
The solder paste is typically 10 to 70 μm of solder powder, rosin or a resin component as an alternative thereto, inorganic acid salts of basic compounds such as organic acids and / or amines and other activators, and thixotropic for improving printability. It usually contains agents and solvents. Generally, the solder paste is quantitatively screen-printed or optionally applied by a dispenser on a printed circuit board, then the component is mounted and the solder paste is reflowed. Reflow means a series of steps in which the solder paste is heated including preheating until the solder is sufficiently melted, and then cooled and solidified.

【0003】上記の目的のためのはんだペースト用のは
んだ粉末として、はんだ粉末をコートして活性剤から保
護し、はんだペーストの安定性を向上しようとする試み
がいくつか行われてきた。例えば特公平5−26598
には、はんだ粉末をグリセリンで被覆する方法、また特
開平1−113197には、はんだペーストの溶剤に不
溶性あるいは離溶性のコーティング剤によりはんだ粉末
をコートする方法が開示されている。後者の好適な例と
してはシリコーンオイル、シリコーンベース高分子量化
合物、フッ素化シリコーンオイル、フルオロシリコーン
樹脂およびフッ素化炭化水素ベース高分子化合物などが
挙げられている。また特開平3−184698、特開平
4−251691にははんだ粉末を常温ではフラックス
と不相溶であり半田温度で相溶するロジン系混合物、あ
るいはフラックスそのもの、即ちロジンを主体とする樹
脂でコートする方法が開示されている。更に、特開平6
−7993にははんだ粉末にパリレンを真空蒸着し粉末
を保護する方法が開示されている。
As a solder powder for the above-mentioned purpose, some attempts have been made to coat the solder powder to protect it from an activator and improve the stability of the solder paste. For example, Japanese Patent Publication No. 5-26598
Discloses a method of coating solder powder with glycerin, and JP-A-1-113197 discloses a method of coating the solder powder with a coating agent which is insoluble or fusible in the solvent of the solder paste. Suitable examples of the latter include silicone oils, silicone-based high molecular weight compounds, fluorinated silicone oils, fluorosilicone resins and fluorinated hydrocarbon-based polymer compounds. Further, in JP-A-3-184698 and JP-A-4-251690, a solder powder is coated with a rosin-based mixture which is incompatible with the flux at room temperature and compatible with the solder temperature, or the flux itself, that is, a resin mainly containing rosin. A method is disclosed. Further, Japanese Unexamined Patent Application Publication
No. 7993 discloses a method of protecting a powder by vacuum-depositing parylene on a solder powder.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】はんだペーストに関す
る産業界の一つの問題点はその保存安定性にあり、通常
冷蔵保存を行っても1〜3カ月の保存寿命しか無いこと
である。更に実使用温度である25℃付近の温度では寿
命が短くなる。はんだペーストの不安定性の原因は一つ
ははんだ粉末表面の酸化皮膜の厚みが製造方法および保
存期間により異なり、酸化皮膜が厚くなるとはんだペー
ストの濡れ広がり性が悪くなり、またリフロー時にはん
だボールを発生する等の不都合を起こす。更にはんだ粉
末はペースト中で共存する活性剤としばしば反応を起こ
し、これによってはんだ粉末がさらに酸化されてフラッ
クスの活性度を低下させると共に、不要な反応によって
ペーストの粘度増加をもたらし適正な印刷特性を維持で
きなくなる。前述の特公平5−26598、特開平1−
113197では、比較的多量の被覆を行えばはんだ粉
末の酸化を押さえるに有効かも知れないが、多量の被覆
材料ははんだのリフローに対しむしろ不都合であり、ま
たこれらの被覆は物理的に行われているだけで、付着は
非常に弱いと考えられ、はんだペーストを製造する際の
混練あるいは使用時の移送、印刷等の取扱ではがれてし
まう恐れが強い。また、特開平3−184698、特開
平4−251691に開示されたコート剤ではそれ自身
に反応性の有機酸を多数含み粉末を保護しているとは言
い難い。更に、特開平6−7993に開示されたコート
方法は有効と考えられるが、高価な装置を用い、かつ処
理に時間がかかる等現実には問題が多い。またこれらの
コートはやはり物理的に粉末の上に乗っているだけで粉
末表面に化学的に結合していないため単なる付着であり
強固では無いと考えられる。本発明は、酸化に対して特
に安定であって保存安定性に優れ、不活性な表面を有す
るとともにリフロー特性、印刷特性も優れたはんだペー
スト用のはんだ粉末を提供することを目的とする。
One of the problems in the industry relating to solder paste is its storage stability, which is that it usually has a shelf life of 1 to 3 months even when it is refrigerated. Further, the life becomes short at a temperature around 25 ° C. which is the actual use temperature. One of the causes of instability of the solder paste is that the thickness of the oxide film on the surface of the solder powder varies depending on the manufacturing method and storage period.The thicker the oxide film, the poorer the wettability of the solder paste and the generation of solder balls during reflow. Cause inconvenience. Further, the solder powder often reacts with an activator coexisting in the paste, which further oxidizes the solder powder and lowers the activity of the flux, and unnecessary reaction causes an increase in the viscosity of the paste to provide proper printing characteristics. Can't be maintained. Japanese Patent Publication No. 5-26598 and Japanese Patent Laid-Open No.
In 113197, a relatively large amount of coating may be effective in suppressing solder powder oxidation, but a large amount of coating material is rather inconvenient for solder reflow, and these coatings are not physically applied. It is considered that the adhesion is very weak when the solder paste is left alone, and there is a strong possibility that the solder paste will be peeled off during the kneading when manufacturing the solder paste, the transfer during use, or the handling such as printing. Further, it is hard to say that the coating agents disclosed in JP-A-3-184698 and JP-A-4-251690 protect the powder by containing a large number of reactive organic acids themselves. Further, although the coating method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-7993 is considered to be effective, there are many problems in reality such as using an expensive device and taking a long time to process. Moreover, since these coats are still only physically on the powder and not chemically bonded to the powder surface, it is considered that they are merely adherent and not strong. An object of the present invention is to provide a solder powder for a solder paste, which is particularly stable against oxidation, has excellent storage stability, has an inert surface, and has excellent reflow characteristics and printing characteristics.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】発明者は上記目的を達成
すべき鋭意努力し、いろいろ検討した結果、本発明を見
出した。即ち、
Means for Solving the Problems The inventor of the present invention has made intensive efforts to achieve the above-mentioned object, and as a result of various studies, have found the present invention. That is,

【化2】 の少なくとも1種で表面を処理されたことを特徴とする
はんだ粉末(但し、式中R1 〜R4 はアルキル基、アリ
ール基またはアラルキル基である。)およびR1の水素
原子が1個以上のフッ素原子で置換された上記記載のは
んだ粉末を見出した。
Embedded image Of the solder powder (wherein R 1 to R 4 are an alkyl group, an aryl group or an aralkyl group) and the hydrogen atom of R 1 is 1 or more. The above-mentioned solder powder substituted with the fluorine atom of was found.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】本発明にて表面処理されるはんだ
原料粉末は、通常の溶融はんだを滴下しその途中で不活
性ガスを吹き付ける方法、不活性ガス中で回転スリット
から溶融はんだを噴霧する方法等のアトマイズにより製
造される。その粒径は使用目的によって異なるが例えば
5〜30μm、20〜50μm、30〜70μm、5〜
100μmなどが用いられる。その組成としては例えば
63Sn/37Pbの共晶はんだ組成を中心として、6
2Sn/36Pb/2Ag、60Sn/40Pb、50
Sn/50Pb、30Sn/70Pb、25Sn/75
Pb、10Sn/88Pb/2Ag、46Sn/8Bi
/46Pb、57Sn/3Bi/40Pb、42Sn/
42Pb/14Bi/2Ag、45Sn/40Pb/1
5Bi、50Sn/32Pb/18Cdなどが挙げられ
る。また最近のPb排除の観点からPbを含まない、例
えば48Sn/52In、43Sn/57Bi、97I
n/3Ag、58Sn/42In、95In/5Bi、
60Sn/40Bi、91Sn/9Zn、96.5Sn
/3.5Ag、99.3Sn/0.7Cu、95Sn/
5Sb、20Sn/80Au、90Sn/10Ag、9
7Sn/3Cu、99Sn/1Ge、92Sn/7.5
Bi/0.5Cu、97Sn/2Cu/0.8Sb/
0.2Ag、95.5Sn/3.5Ag/1Zn、9
5.5Sn/4Cu/0.5Agなどが挙げられる。ま
た2つ以上の組成を持つ金属粉末を混合して使用しても
よい。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The solder raw material powder to be surface-treated in the present invention is a method in which ordinary molten solder is dropped and an inert gas is sprayed on the way, or molten solder is sprayed from a rotary slit in the inert gas. It is manufactured by atomizing method. The particle size depends on the purpose of use, but is, for example, 5 to 30 μm, 20 to 50 μm, 30 to 70 μm,
100 μm or the like is used. Its composition is, for example, 63 Eu / 37Pb eutectic solder composition
2Sn / 36Pb / 2Ag, 60Sn / 40Pb, 50
Sn / 50Pb, 30Sn / 70Pb, 25Sn / 75
Pb, 10Sn / 88Pb / 2Ag, 46Sn / 8Bi
/ 46Pb, 57Sn / 3Bi / 40Pb, 42Sn /
42Pb / 14Bi / 2Ag, 45Sn / 40Pb / 1
5Bi, 50Sn / 32Pb / 18Cd, etc. are mentioned. Further, from the viewpoint of recent Pb elimination, Pb is not included, for example, 48Sn / 52In, 43Sn / 57Bi, 97I.
n / 3Ag, 58Sn / 42In, 95In / 5Bi,
60Sn / 40Bi, 91Sn / 9Zn, 96.5Sn
/3.5Ag, 99.3Sn / 0.7Cu, 95Sn /
5Sb, 20Sn / 80Au, 90Sn / 10Ag, 9
7Sn / 3Cu, 99Sn / 1Ge, 92Sn / 7.5
Bi / 0.5Cu, 97Sn / 2Cu / 0.8Sb /
0.2Ag, 95.5Sn / 3.5Ag / 1Zn, 9
Examples include 5.5Sn / 4Cu / 0.5Ag. Further, a mixture of metal powders having two or more compositions may be used.

【0007】本発明ではこれらのはんだ原料粉末をIn the present invention, these solder raw material powders are

【化3】 の少なくとも1種(但し、式中R1 〜R4 はアルキル
基、アリール基またはアラルキル基)または上記の化合
物のR1 の水素原子が1個以上フッ素原子で置換された
化合物にて表面処理を行う。前者のグループの化合物の
一例としては、メチルトリメトキシシラン、メチルトリ
エトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘキシ
ルトリエトキシシラン、オクタデシルトリメトキシシラ
ン、オクタデシルトリエトキシシラン、オクタデシルメ
チルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、
フェニルトリエトキシシランなどが挙げられ特にR1
炭素数が6以上が好ましい。6未満では鎖長が短いた
め、被覆作用がやや不充分となり好ましくない。またR
1 にジメチルシロキサン基、ジフェニルシロキサン基、
メチルフェニルシロキサン基、ジエチルシロキサン基を
1個以上含有する化合物も好適に用いることもできる。
Embedded image Surface treatment with at least one compound (wherein R 1 to R 4 are alkyl groups, aryl groups or aralkyl groups) or a compound in which one or more hydrogen atoms of R 1 of the above compound is substituted with a fluorine atom. To do. Examples of the compound of the former group, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, hexyltrimethoxysilane, hexyltriethoxysilane, octadecyltrimethoxysilane, octadecyltriethoxysilane, octadecylmethyldimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane,
Phenyltriethoxysilane and the like can be mentioned, and particularly preferably, R 1 has 6 or more carbon atoms. If it is less than 6, the chain length is short and the coating action is somewhat insufficient, which is not preferable. Also R
1 , dimethyl siloxane group, diphenyl siloxane group,
A compound containing one or more methylphenylsiloxane groups and diethylsiloxane groups can also be suitably used.

【0008】更に上記のフッ素原子で置換した後者のグ
ループの化合物としては、一例を挙げれば、ヘプタデカ
フルオロデシルメチルジメトキシシラン、ヘプタデカフ
ルオロデシルトリメトキシシラン、トリデカフルオロオ
クチルトリメトキシシラン、トリデカフルオロオクチル
トリエトキシシラン、ヘプタデカフルオロデシルトリエ
トキシシラン等があげられる。本発明の表面処理する化
合物ははんだ原料粉末に対する反応性に富んだ官能基を
分子の末端に持っていることが特徴であり、反応性のシ
ランに加えて反応性のアミン基、ビニル基、エポキシ
基、ハロゲン基等を持つ、いわゆるシランカップリング
剤は含まない。シランカップリング剤を用いるとフラッ
クス中で複雑な反応を起こし、かえって安定性は低下す
るからである。
Further examples of the latter group of compounds substituted with a fluorine atom include, for example, heptadecafluorodecylmethyldimethoxysilane, heptadecafluorodecyltrimethoxysilane, tridecafluorooctyltrimethoxysilane and trideca. Examples thereof include fluorooctyltriethoxysilane and heptadecafluorodecyltriethoxysilane. The surface-treating compound of the present invention is characterized by having a functional group highly reactive to the solder raw material powder at the terminal of the molecule, and in addition to the reactive silane, a reactive amine group, vinyl group, epoxy group So-called silane coupling agents having groups, halogen groups, etc. are not included. This is because the use of the silane coupling agent causes a complicated reaction in the flux and rather reduces the stability.

【0009】本発明の表面処理化合物は、後述する方法
によりはんだ原料粉末の表面に反応等によりコートされ
ることが特徴である。はんだ原料粉末表面は一般に空気
中の酸素のため酸化され、大部分はSnOまたはPbO
で表面をおおわれているが一部OH基が存在すると言わ
れている。上記の表面処理化合物は適切な加水分解条件
を用いるとSi−OH基を発生し、金属表面の酸化物あ
るいはOH基と反応して強固なSi−O−M結合、ある
いは水素結合により金属表面と強固な結合を持つように
なる。ただ、厳密にはどのような状態で結合しているか
は同定し難いため、本発明である特許請求の範囲の記載
をプロダクト・バイ・プロセス・クレームとした。
The surface treatment compound of the present invention is characterized in that the surface of the solder raw material powder is coated by a reaction or the like by the method described later. The surface of the solder raw material powder is generally oxidized by oxygen in the air, and most of it is SnO or PbO.
It is said that some OH groups are present, though the surface is covered with. The above-mentioned surface treatment compound generates Si-OH groups under appropriate hydrolysis conditions and reacts with oxides or OH groups on the metal surface to form a strong Si-OM bond or hydrogen bond with the metal surface. Will have a strong bond. However, in a strict sense, it is difficult to identify in what state they are bound, so the description of the claims of the present invention is defined as a product-by-process claim.

【0010】上記シラン化合物をはんだ原料粉末にコー
トする手段としては、乾式法、湿式法、スプレー法等が
用いられる。乾式法では、はんだ原料粉末をV型ブレン
ダー等の撹拌機で撹拌しながらシラン化合物の水または
アルコール水溶液を噴霧あるいは点滴により添加する。
用いられるアルコールとしてはメチルアルコール、エチ
ルアルコール、イソプロピルアルコール等の比較的沸点
の低いものが好適に使用される。あまり沸点が高いもの
では残留したアルコールを除去することが難しくなる。
湿式法でははんだ原料粉末をアルコール水中に分散しシ
ラン化合物を加えた後撹拌しながら反応を行い、アルコ
ール水成分を乾燥により除去する。スプレー法では、比
較的高温のはんだ原料粉末に上記シラン化合物のアルコ
ール水溶液を噴霧する。特にはんだ原料粉末を製造した
直後の状態で、またはアトマイズのための不活性ガスと
同時に噴霧することにより酸化劣化を防ぐ事と、コート
することを両立させ、また乾燥工程を省略するため有効
である。この場合にはシラン化合物のアルコール水溶液
または水溶液が好適に利用される。
As a method for coating the solder raw material powder with the silane compound, a dry method, a wet method, a spray method or the like is used. In the dry method, water or alcohol aqueous solution of a silane compound is added by spraying or drip while stirring the solder raw material powder with a stirrer such as a V-type blender.
As the alcohol used, alcohols having a relatively low boiling point such as methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol and the like are preferably used. If the boiling point is too high, it becomes difficult to remove the residual alcohol.
In the wet method, the solder raw material powder is dispersed in alcohol water, the silane compound is added, and then the reaction is performed with stirring, and the alcohol water component is removed by drying. In the spraying method, an alcohol aqueous solution of the silane compound is sprayed onto a relatively high temperature solder raw material powder. In particular, it is effective to prevent oxidative deterioration and to coat by directly spraying the solder raw material powder or by spraying with an inert gas for atomizing at the same time, and to omit the drying step. . In this case, an aqueous alcohol solution or an aqueous solution of a silane compound is preferably used.

【0011】はんだ原料粉末をコートすべきシラン化合
物の濃度は、はんだ原料粉末の重量に対し4%より少な
く、0.0007%より多いことが好適である。4%を
越えると未反応のシラン化合物が大部分を占め不都合な
副反応を起こすと同時に系全体の粘度が下がり、必要な
印刷特性を維持することができない。またはんだボール
テストに悪影響がでる。0.0007%未満だとコート
の効力が無くなる。より好ましくは重量比として0.0
01〜1%の濃度である。
The concentration of the silane compound to be coated with the solder raw material powder is preferably less than 4% and more than 0.0007% with respect to the weight of the solder raw material powder. If it exceeds 4%, the unreacted silane compound occupies the majority and causes an inconvenient side reaction, and at the same time, the viscosity of the entire system is lowered, so that the required printing characteristics cannot be maintained. In addition, the solder ball test is adversely affected. If it is less than 0.0007%, the effect of the coat is lost. More preferably, the weight ratio is 0.0
The concentration is from 0 to 1%.

【0012】上記シラン化合物でコートしたはんだ粉末
を用いてはんだペーストを製造する場合には、公知のロ
ジン、活性剤、チクソトロピック剤、溶剤、添加剤とと
もに混練する。ロジンとしてはウォーターホワイトロジ
ン、重合ロジン、不均化ロジン、水添ロジンなどが用い
られるが、合成樹脂系の物であってもよい。
When a solder paste is produced using the above-mentioned solder powder coated with the silane compound, it is kneaded with a known rosin, activator, thixotropic agent, solvent and additive. As the rosin, water white rosin, polymerized rosin, disproportionated rosin, hydrogenated rosin and the like are used, but synthetic resin-based ones may also be used.

【0013】活性剤としては、アニリン臭化水素酸塩、
イソプロピルアミン塩酸塩、モノエチルアミン臭化水素
酸塩、ジフェニルグアニジン臭化水素酸塩等のアミンハ
ロゲン塩、アミンの有機酸塩、蟻酸、酢酸、ミリスチン
酸、パルミチン酸、ステアリン酸、安息香酸等の有機モ
ノカルボン酸、シュウ酸、マロン酸、琥珀酸、アジピン
酸、フマル酸、マレイン酸等の有機ジカルボン酸および
その無水物、またハロゲン化炭化水素、例えば2,3−
ジブロモ−2−ブテン−1,4−ジオール、1,3−ジ
ブロモ−2−プロパノールのようなハロゲン化アルコー
ル等が1種または混合して用いられる。
As the activator, aniline hydrobromide,
Amine halogen salts such as isopropylamine hydrochloride, monoethylamine hydrobromide, diphenylguanidine hydrobromide, organic salts of amines, organic acids such as formic acid, acetic acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, benzoic acid, etc. Organic dicarboxylic acids such as monocarboxylic acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, adipic acid, fumaric acid, maleic acid and the like, and halogenated hydrocarbons such as 2,3-
One or a mixture of halogenated alcohols such as dibromo-2-butene-1,4-diol and 1,3-dibromo-2-propanol is used.

【0014】溶剤としてはアルコール、ケトン、エステ
ル、芳香族系の溶剤が利用でき、例えばベンジルアルコ
ール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノー
ル、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、ブチルカル
ビトール、ターピネオール、トルエン、キシレン、テト
ラリン、プロピレングリコールモノフェニルエーテル、
ジエチレングリコールモノヘキシルエーテルなどが1種
または混合して用いられる。
As the solvent, alcohols, ketones, esters and aromatic solvents can be used. For example, benzyl alcohol, ethanol, isopropyl alcohol, butanol, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, butyl carbitol, terpineol, toluene, xylene, tetralin, propylene. Glycol monophenyl ether,
Diethylene glycol monohexyl ether or the like is used alone or in combination.

【0015】また印刷性を改善するために添加されるチ
クソトロピック剤としては、微細なシリカ粒子、カオリ
ン粒子などの無機系のもの、水添ヒマシ油、硬化ヒマシ
油などが用いられる。この外に、酸化防止剤、銅害防止
剤等の添加剤が加えてあってもよい。本発明のはんだペ
ーストは、表面処理されたはんだ粉末83〜94wt
%、ロジンまたは樹脂成分4.5〜7.5wt%、溶剤
2.5〜5.5wt%、活性剤0.02〜2wt%、チ
クソトロピック剤0.02〜2wt%を混合する。混合
はプラネタリーミキサー等公知の装置を用いて行われ
る。
As the thixotropic agent added to improve the printability, fine silica particles, inorganic compounds such as kaolin particles, hydrogenated castor oil, hydrogenated castor oil and the like are used. In addition, additives such as an antioxidant and a copper damage inhibitor may be added. The solder paste of the present invention is a surface-treated solder powder 83-94 wt.
%, Rosin or resin component 4.5 to 7.5 wt%, solvent 2.5 to 5.5 wt%, activator 0.02 to 2 wt%, and thixotropic agent 0.02 to 2 wt%. Mixing is performed using a known device such as a planetary mixer.

【0016】表面処理されたはんだ粉末を用いたはんだ
ペーストは、金属表面が活性剤に不活性であるため、活
性剤の金属表面に対する侵食を防止し不要な副反応成分
が出来ないことから粘度安定性が良好で、したがって貯
蔵安定性、使用時安定性が非常によい。また空気中の酸
素の影響をコーティング膜が遮断するため酸素を介在す
る反応が起き難く、はんだペーストを印刷にかける時、
すなわち使用時安定性が良くなる。リフロー時には高温
のためコーティング膜は分離し、はんだ金属粒子は溶融
してはんだ付けが行われる。コーティングにより酸化劣
化を防止しているのでコートしていないはんだ粉末を用
いた場合よりはんだボールテストは良好であり、コート
膜ははんだ粉末の溶融合体には全く害とならない。また
コートされたはんだ粉末は、粉末としても保存安定性が
良好で酸化劣化を受難く長期の保存に耐える事が出来
る。
The solder paste using the surface-treated solder powder is stable in viscosity because the metal surface is inactive to the activator, so that the activator is prevented from eroding the metal surface and unnecessary side reaction components cannot be formed. It has good stability, and therefore has very good storage stability and stability during use. Also, since the coating film blocks the effect of oxygen in the air, it is difficult for oxygen-mediated reactions to occur, and when solder paste is applied to printing,
That is, stability during use is improved. During reflow, the coating film separates due to the high temperature, and the solder metal particles are melted and soldering is performed. Since the coating prevents oxidative deterioration, the solder ball test is better than when uncoated solder powder is used, and the coating film does not harm the fusion of solder powder at all. Further, the coated solder powder has good storage stability as a powder, is resistant to oxidative deterioration, and can withstand long-term storage.

【0017】[0017]

【実施例】本発明を以下に実施例および比較例にて詳説
するが、これらに本発明は限定されるものではない。 実施例1 オクタデシルトリメトキシシラン0.5g、エタノール
45g、水0.05gを取り、室温で30分間撹拌して
シラン化合物を加水分解した。その後、22μm〜50
μmの63Sn−37Pbの共晶系の球形はんだ原料粉
末を100g加え、45℃で3時間反応させ、反応終了
後減圧にしてエタノールと水を除去した。この粒子をX
線光電子分光法(SSI社製X−Probe)で表面を
測定したところSiが検出され表面にシラン化合物が被
覆されていることが確認された。 実施例2〜8、比較例1〜3 実施例1と同様の手法で表1に示す化合物ではんだ原料
粉末の処理を行った。
EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited thereto. Example 1 0.5 g of octadecyltrimethoxysilane, 45 g of ethanol and 0.05 g of water were taken and stirred at room temperature for 30 minutes to hydrolyze the silane compound. After that, 22 μm to 50
100 g of eutectic spherical solder raw material powder of μm 63Sn-37Pb was added and reacted at 45 ° C. for 3 hours, and after the reaction was completed, the pressure was reduced to remove ethanol and water. This particle is X
When the surface was measured by a line photoelectron spectroscopy (X-Probe manufactured by SSI), Si was detected and it was confirmed that the surface was covered with a silane compound. Examples 2 to 8 and Comparative Examples 1 to 3 In the same manner as in Example 1, the solder raw material powder was treated with the compounds shown in Table 1.

【0018】[0018]

【表1】 表1中の重量比とははんだ原料粉末に対する重量比
(%)である。
[Table 1] The weight ratio in Table 1 is the weight ratio (%) to the solder raw material powder.

【0019】応用例 実施例1〜8および比較例1〜3のはんだ粉末を用いて
次表に示す組成のフラックス10重量部とはんだ粉末9
0重量部を混練してはんだペーストを調製した。
Application Example Using the solder powders of Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 3, 10 parts by weight of flux having the composition shown in the following table and solder powder 9 were used.
0 parts by weight was kneaded to prepare a solder paste.

【0020】[0020]

【表2】 [Table 2]

【0021】はんだペーストは通常5℃前後の低温で保
存するのが通例であるが、長期間保存性のテストのた
め、40℃に加温して加速劣化テストを行った。はんだ
ペースト調製直後の粘度と40℃加速劣化16時間後、
32時間後の粘度の比をもって保存安定性の指標とし
た。粘度の測定は25℃で東機産業製のE型粘度計を用
い、直径14mm、角度3度のコーンを用い、ずり速度
0.2s-1で行った。またはんだペーストの濡れ性およ
びソルダーボールの発生状況を試験するために、JIS
Z3284−1994に従ってソルダーボール試験を
行った。結果は表3に示す通りである。なお、ソルダー
ボール試験の評価表示は4段階で行い「1」が優良で
「4」が劣悪を表す。
The solder paste is usually stored at a low temperature of about 5 ° C., but for the long-term storability test, it was heated to 40 ° C. and an accelerated deterioration test was conducted. Viscosity immediately after preparing solder paste and accelerated deterioration at 40 ° C 16 hours later,
The viscosity ratio after 32 hours was used as an index of storage stability. The viscosity was measured at 25 ° C. using an E-type viscometer manufactured by Toki Sangyo using a cone having a diameter of 14 mm and an angle of 3 ° at a shear rate of 0.2 s −1 . In addition, in order to test the wettability of the solder paste and the occurrence of solder balls, JIS
A solder ball test was conducted according to Z3284-1994. The results are as shown in Table 3. The evaluation display of the solder ball test is performed in four stages, "1" is excellent and "4" is poor.

【0022】[0022]

【表3】 [Table 3]

【0023】表3に示す通り、無処理のはんだ粉末を使
用した比較例1に対し、実施例は全て良好な粘度安定性
を示しており、保存安定性が向上したことを現す。シラ
ン化合物少量使用では多少効果が劣る。また、反対に多
量に使用した実施例4では粘度安定性はあるがソルダー
ボール試験が多少劣る。また、比較例2、3に示した反
応性官能基を有するシラン化合物、すなわちシランカッ
プリング剤ではかえって粘度安定性が低下する結果とな
っている。以上のように、本発明のシラン化合物ではん
だ原料粉末を処理することにより、保存安定性および使
用安定性の良いはんだペーストを作ることができること
がわかる。
As shown in Table 3, in comparison with Comparative Example 1 in which untreated solder powder was used, all of the Examples showed good viscosity stability, showing that the storage stability was improved. The effect is somewhat inferior when a small amount of silane compound is used. On the contrary, in Example 4 in which a large amount was used, the viscosity stability was obtained, but the solder ball test was somewhat inferior. Further, the silane compounds having a reactive functional group shown in Comparative Examples 2 and 3, that is, the silane coupling agent, results in a decrease in viscosity stability. As described above, it is understood that by treating the solder raw material powder with the silane compound of the present invention, a solder paste having good storage stability and use stability can be produced.

【0024】[0024]

【発明の効果】本発明のはんだ粉末は特に酸化に対して
安定で保存安定性に優れ、不活性な表面を有するととも
にリフロー特性、印刷特性も優れたはんだペースト用の
はんだ粉末である。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The solder powder of the present invention is a solder powder for a solder paste which is particularly stable against oxidation, has excellent storage stability, has an inert surface, and has excellent reflow characteristics and printing characteristics.

フロントページの続き (72)発明者 桜井 哲朗 千葉県千葉市緑区大野台1丁目1番1号 昭和電工株式会社総合研究所内Front page continuation (72) Inventor Tetsuro Sakurai 1-1-1 Onodai, Midori-ku, Chiba-shi, Chiba Showa Denko K.K.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 【化1】 の少なくとも1種で表面を処理されたことを特徴とする
はんだ粉末。(但し、式中R1 〜R4 はアルキル基、ア
リール基またはアラルキル基である。)
[Claim 1] The surface of the solder powder is treated with at least one of the above. (However, in the formula, R 1 to R 4 are an alkyl group, an aryl group, or an aralkyl group.)
【請求項2】 R1 の水素原子が1個以上のフッ素原子
で置換された請求項1記載のはんだ粉末。
2. The solder powder according to claim 1 , wherein the hydrogen atom of R 1 is substituted with one or more fluorine atoms.
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