JPH09295182A - Cream solder - Google Patents
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- JPH09295182A JPH09295182A JP8111465A JP11146596A JPH09295182A JP H09295182 A JPH09295182 A JP H09295182A JP 8111465 A JP8111465 A JP 8111465A JP 11146596 A JP11146596 A JP 11146596A JP H09295182 A JPH09295182 A JP H09295182A
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- H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
- H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
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- H05K3/3457—Solder materials or compositions; Methods of application thereof
- H05K3/3485—Applying solder paste, slurry or powder
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- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電子回路基板のは
んだ付けに用いるクリームはんだに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to cream solder used for soldering electronic circuit boards.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年の実装技術において、電子部品の小
型化、高密度実装化が急速に進んでいる。それに伴い、
はんだ材料の狭ピッチ化、高機能化への要求が急速に高
まっている。また、環境への関心が高まる中、電子回路
基板などの産業廃棄物の処理についても法的規制が検討
されている。2. Description of the Related Art In recent mounting technology, miniaturization and high-density mounting of electronic parts are rapidly progressing. with this,
The demand for narrower pitch and higher functionality of solder materials is increasing rapidly. In addition, with increasing interest in the environment, legal regulations are being considered for the treatment of industrial waste such as electronic circuit boards.
【０００３】以下に上述した従来のはんだ材料の一例に
ついて、図面を参照して説明する。図２は従来のはんだ
材料の合金組織、及び従来のはんだ材料と銅ランドとの
接合界面における金属組成を示すものである。図２にお
いて、４はα固溶体でＳｎリッチ相である。５はβ固溶
体でＰｂリッチ相である。６は金属間化合物であり、そ
の組成はＣｕ3 Ｓｎである。７も金属間化合物であり、
その組成はＣｕ6 Ｓｎ 5 である。８はＣｕランドであ
り、９は電子部品のリードである。As an example of the conventional solder material described above,
This will be described with reference to the drawings. Figure 2 shows conventional solder
The alloy structure of the material and the conventional solder material and copper land
It shows the metal composition at the bonding interface. Figure 2
And, 4 is an α solid solution, which is a Sn-rich phase. 5 is β solid solution
It is a Pb-rich phase in the body. 6 is an intermetallic compound,
Composition of CuThreeIt is Sn. 7 is also an intermetallic compound,
Its composition is Cu6Sn FiveIt is. 8 is a Cu land
9 is a lead of an electronic component.
【０００４】以上説明したように、従来のはんだ合金
は、その金属組成がＳｎとＰｂの共晶合金であり、その
構成成分は、Ｓｎが６３重量％及びＰｂが３７重量％か
ら構成され、１８３℃に共晶点をもつものである。ま
た、その合金組織はα固溶体４中にβ固溶体５が均一に
分布しラメラ状となっている。As described above, the conventional solder alloy is a eutectic alloy having a metal composition of Sn and Pb, and its constituent components are 63 wt% Sn and 37 wt% Pb. It has a eutectic point at ° C. Further, the alloy structure has a lamellar shape in which the β solid solution 5 is uniformly distributed in the α solid solution 4.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、環境保
護の立場から、はんだ材料（Ｓｎ−Ｐｂ合金）中に含ま
れる鉛の規制が国際的に急速に進みつつある。従来のは
んだ材料によりはんだ付けされたプリント回路基板の廃
棄物は、酸性雨にさらされると、鉛が大量に溶出し、そ
の溶出物質が人体に悪影響を与えるという問題点が指摘
されている。また、この問題点を解決するために開発さ
れた鉛を含有しないはんだ材料は、銅ランドへの濡れ
性、及び電子部品とのはんだ付け強度を、Ｓｎ−Ｐｂ合
金のように合わせ持つものは存在しなかった。However, from the standpoint of environmental protection, the regulation of lead contained in solder materials (Sn-Pb alloys) is advancing rapidly internationally. It has been pointed out that waste of printed circuit boards soldered with a conventional solder material is leached with a large amount of lead when exposed to acid rain, and the leached substance adversely affects the human body. Further, there is a lead-free solder material developed to solve this problem, which has wettability to a copper land and soldering strength with an electronic component like Sn-Pb alloy. I didn't.
【０００６】本発明は上記問題点に鑑み、はんだ材料中
に鉛を含まず、かつ、濡れ性及びはんだ付け強度の改善
されたクリームはんだ材料を提供するもので、Ｓｎ合金
の粉末を２種類以上混合し、ペースト化しクリームはん
だとすることによって、濡れ性及びはんだ付け強度が同
一組成の単一粉によるクリームはんだよりも向上した、
優れたクリームはんだ材料を提供することを目的とす
る。In view of the above problems, the present invention provides a cream solder material which does not contain lead in the solder material and has improved wettability and soldering strength. Two or more Sn alloy powders are used. By mixing and forming paste into cream solder, wettability and soldering strength are improved as compared with cream solder with a single powder of the same composition,
An object is to provide an excellent cream solder material.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明はＳｎを主成分とする合金に関し、２種類以
上の粉末をフラックスにより混合して、全体として所望
の重量比になるように構成し、粉末の比重の差を利用
し、銅ランドと電子部品との間ではんだの組成を傾斜分
布させることにより、銅ランドに対しては濡れ性を向上
させ、また、電子部品に対しては接合界面強度を向上さ
せて、はんだ付け強度を向上させることができるクリー
ムはんだである。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention relates to an alloy containing Sn as a main component so that two or more kinds of powders are mixed with a flux so as to obtain a desired weight ratio as a whole. By utilizing the difference in specific gravity of the powder, and by grading the composition of the solder between the copper land and the electronic component, the wettability for the copper land is improved, and for the electronic component, Is a cream solder capable of improving the joint interface strength and the soldering strength.
【０００８】[0008]
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、Ｓｎを主成分とする２種類以上の合金粉末をフラッ
クスと混合することにより、全体として所望の重量比に
なるように構成し、銅ランドと電子部品間ではんだの組
成を傾斜分布させ、銅ランドに対しては濡れ性を向上さ
せ、電子部品に対してははんだ付け強度を向上させたこ
とを特徴とするクリームはんだであり、銅ランドに対し
ては濡れ性を向上させ、電子部品に対してははんだ付け
強度を向上する合金をそれぞれ傾斜分布させるので、従
来の同一組成の単一粉によるクリームはんだに比して、
濡れ性及び接合強度を向上することができる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The invention according to claim 1 of the present invention is configured so that a desired weight ratio is obtained as a whole by mixing two or more kinds of alloy powders containing Sn as a main component with a flux. However, the composition of the solder is gradiently distributed between the copper land and the electronic component to improve the wettability for the copper land and the soldering strength for the electronic component. Yes, since it improves the wettability with respect to the copper land and distributes the alloys that improve the soldering strength with respect to the electronic parts respectively in a gradient distribution, compared with the conventional cream solder with a single powder of the same composition,
The wettability and the bonding strength can be improved.
【０００９】請求項２に記載の発明は、合金の主要構成
成分としてＳｎ、Ａｇ、及びＢｉにより構成されるクリ
ームはんだにおいて、９６．５Ｓｎ３．５Ａｇ（数字は
重量％、以下同様）と４２Ｓｎ５８Ｂｉ粉末を所望の重
量比になるようにフラックスと混合することを特徴とす
るクリームはんだであり、９６．５Ｓｎ３．５Ａｇと４
２Ｓｎ５８Ｂｉ粉末をフラックスにより混合したクリー
ムはんだは、それぞれの比重の差により、銅ランド側に
は４２Ｓｎ５８Ｂｉ、また、電子部品側には９６．５Ｓ
ｎ３．５Ａｇが傾斜分布をするので、濡れ性はＢｉによ
りＳｎの表面張力が下げられるため向上し、はんだ付け
強度は９６．５Ｓｎ３．５Ａｇにより高められる。その
ため、同一組成で単一粉末により構成されるクリームは
んだよりも、銅ランドへの濡れ性を向上させ、また、電
子部品リードとのはんだ付け強度も向上させることがで
きる。According to a second aspect of the present invention, in a cream solder composed of Sn, Ag, and Bi as main components of the alloy, 96.5Sn3.5Ag (numbers are weight%, the same applies hereinafter) and 42Sn58Bi powder are used. The cream solder is characterized by being mixed with a flux so as to have a desired weight ratio, and is 96.5Sn3.5Ag and 4
The cream solder in which 2Sn58Bi powder was mixed with flux was 42Sn58Bi on the copper land side and 96.5S on the electronic component side due to the difference in specific gravity.
Since n3.5Ag has a gradient distribution, the wettability is improved by lowering the surface tension of Sn by Bi, and the soldering strength is increased by 96.5Sn3.5Ag. Therefore, the wettability to the copper land can be improved and the soldering strength with the electronic component lead can be improved as compared with the cream solder having the same composition and composed of a single powder.
【００１０】請求項３に記載の発明は、合金の主要構成
成分としてＳｎ、Ａｇ、Ｂｉ、及びＣｕにより構成され
るクリームはんだにおいて、９６．５Ｓｎ３．５Ａｇ、
４２Ｓｎ５８Ｂｉ、及び９９．３Ｓｎ０．７Ｃｕ粉末を
所望の重量比になるようにフラックスと混合することを
特徴とするクリームはんだであり、請求項２記載の発明
に、さらに、９９．３Ｓｎ０．７Ｃｕ粉末を混合したの
で、はんだの銅濃度を増加させることによって、銅ラン
ドからの銅の溶融、拡散を防止でき、はんだ付け品質を
向上させることができる。According to a third aspect of the present invention, in a cream solder composed of Sn, Ag, Bi and Cu as main constituent components of the alloy, 96.5Sn3.5Ag,
42Sn58Bi and 99.3Sn0.7Cu powder are mixed with a flux so as to have a desired weight ratio, which is a cream solder, wherein 99.3Sn0.7Cu powder is further mixed with the invention of claim 2. Therefore, by increasing the copper concentration of the solder, it is possible to prevent melting and diffusion of copper from the copper land and improve the soldering quality.
【００１１】請求項４に記載の発明は、合金の主要構成
成分としてＳｎ、Ａｇ、Ｂｉ、Ｃｕ、及びＩｎにより構
成されるクリームはんだにおいて、９６．５Ｓｎ３．５
Ａｇ、４２Ｓｎ５８Ｂｉ、４８Ｓｎ５２Ｉｎ及び９９．
３Ｓｎ０．７Ｃｕ粉末を所望の重量比になるようにフラ
ックスと混合することを特徴とするクリームはんだであ
り、請求項３記載の発明に、さらに、４８Ｓｎ５２Ｉｎ
粉末を混合したので、濡れ性を適宜改善することができ
る。The invention according to claim 4 is 96.5Sn3.5 in a cream solder composed of Sn, Ag, Bi, Cu, and In as main constituent components of the alloy.
Ag, 42Sn58Bi, 48Sn52In and 99.
A 3Sn0.7Cu powder is mixed with a flux so as to have a desired weight ratio, which is a cream solder. The invention according to claim 3, further comprising 48Sn52In.
Since the powders are mixed, the wettability can be improved appropriately.
【００１２】請求項５に記載の発明は、合金の主要構成
成分としてＳｎ、Ａｇ、Ｂｉ、Ｃｕ、Ｉｎ、及びＺｎに
より構成されるクリームはんだにおいて、９６．５Ｓｎ
３．５Ａｇ、４２Ｓｎ５８Ｂｉ、４８Ｓｎ５２Ｉｎ、９
９．３Ｓｎ０．７Ｃｕ、及び９１Ｓｎ９Ｚｎ粉末を所望
の重量比になるようにフラックスと混合することを特徴
とするクリームはんだであり、請求項４記載の発明に、
さらに、９１Ｓｎ９Ｚｎ粉末を混合したので、はんだ付
け強度を適宜改善することができる。According to a fifth aspect of the present invention, a cream solder composed of Sn, Ag, Bi, Cu, In, and Zn as main constituent components of the alloy is 96.5Sn.
3.5Ag, 42Sn58Bi, 48Sn52In, 9
A solder paste comprising 9.3Sn0.7Cu and 91Sn9Zn powder mixed with a flux so as to have a desired weight ratio.
Furthermore, since 91Sn9Zn powder is mixed, the soldering strength can be improved appropriately.
【００１３】請求項６に記載の発明は、合金の主要構成
成分としてＳｎ、Ａｇ、Ｂｉ、及びＺｎにより構成され
るクリームはんだにおいて、９６．５Ｓｎ３．５Ａｇ、
４２Ｓｎ５８Ｂｉ、及び９１Ｓｎ９Ｚｎ粉末を所望の重
量比になるようにフラックスと混合することを特徴とす
るクリームはんだであり、請求項２記載の発明と同様
に、４２Ｓｎ５８Ｂｉにより濡れ性を向上し、９６．５
Ｓｎ３．５Ａｇと９１Ｓｎ９Ｚｎによりはんだ付け強度
を高めることができる。According to a sixth aspect of the present invention, in a cream solder composed of Sn, Ag, Bi and Zn as main components of the alloy, 96.5Sn3.5Ag,
42Sn58Bi and 91Sn9Zn powder are mixed with a flux so as to have a desired weight ratio, which is a cream solder, wherein 42Sn58Bi improves wettability, and is 96.5.
The soldering strength can be increased by Sn3.5Ag and 91Sn9Zn.
【００１４】以下に記載する発明については、上記の作
用を参酌し、その説明は省略する。請求項７に記載の発
明は、合金の主要構成成分としてＳｎ、Ａｇ、及びＺｎ
により構成されるクリームはんだにおいて、９６．５Ｓ
ｎ３．５Ａｇと９１Ｓｎ９Ｚｎ粉末を所望の重量比にな
るようにフラックスと混合することを特徴とするクリー
ムはんだである。With regard to the invention described below, the above operation is taken into consideration and the description thereof is omitted. In the invention according to claim 7, Sn, Ag, and Zn are used as main constituent components of the alloy.
96.5S in the cream solder composed of
The cream solder is characterized in that n3.5Ag and 91Sn9Zn powder are mixed with a flux in a desired weight ratio.
【００１５】請求項８に記載の発明は、合金の主要構成
成分としてＳｎ、Ａｇ、Ｚｎ、及びＣｕにより構成され
るクリームはんだにおいて、９６．５Ｓｎ３．５Ａｇ、
９１Ｓｎ９Ｚｎ、及び９９．３Ｓｎ０．７Ｃｕ粉末を所
望の重量比になるようにフラックスと混合することを特
徴とするクリームはんだである。請求項９に記載の発明
は、合金の主要構成成分としてＳｎ、Ｚｎ、及びＢｉに
より構成されるクリームはんだにおいて、９１Ｓｎ９Ｚ
ｎと４２Ｓｎ５８Ｂｉ粉末を所望の重量比になるように
フラックスと混合することを特徴とするクリームはんだ
である。According to an eighth aspect of the invention, in a cream solder composed of Sn, Ag, Zn, and Cu as main constituent components of the alloy, 96.5Sn3.5Ag,
The cream solder is characterized in that 91Sn9Zn and 99.3Sn0.7Cu powders are mixed with a flux in a desired weight ratio. The invention according to claim 9 is 91Sn9Z in a cream solder composed of Sn, Zn, and Bi as main constituent components of the alloy.
The cream solder is characterized in that n powder and 42Sn58Bi powder are mixed with a flux in a desired weight ratio.
【００１６】請求項１０に記載の発明は、合金の主要構
成成分としてＳｎ、Ｚｎ、Ｂｉ、及びＣｕにより構成さ
れるクリームはんだにおいて、９１Ｓｎ９Ｚｎ、４２Ｓ
ｎ５８Ｂｉ、及び９９．３Ｓｎ０．７Ｃｕ粉末を所望の
重量比になるようにフラックスと混合することを特徴と
するクリームはんだである。請求項１１に記載の発明
は、合金の主要構成成分としてＳｎ、Ｚｎ、及びＩｎに
より構成されるクリームはんだにおいて、９１Ｓｎ９Ｚ
ｎと４８Ｓｎ５２Ｉｎ粉末を所望の重量比になるように
フラックスと混合することを特徴とするクリームはんだ
である。According to a tenth aspect of the invention, in a cream solder composed of Sn, Zn, Bi, and Cu as main constituent components of an alloy, 91Sn9Zn, 42S is used.
The cream solder is characterized in that n58Bi and 99.3Sn0.7Cu powder are mixed with a flux in a desired weight ratio. The invention according to claim 11 is 91Sn9Z in a cream solder composed of Sn, Zn, and In as main components of the alloy.
It is a cream solder characterized in that n and 48Sn52In powder are mixed with a flux in a desired weight ratio.
【００１７】請求項１２に記載の発明は、合金の主要構
成成分としてＳｎ、Ｚｎ、Ｉｎ、及びＣｕにより構成さ
れるクリームはんだにおいて、９１Ｓｎ９Ｚｎ、４８Ｓ
ｎ５２Ｉｎ、及び９９．３Ｓｎ０．７Ｃｕ粉末を所望の
重量比になるようにフラックスと混合することを特徴と
するクリームはんだである。請求項１３に記載の発明
は、合金の主要構成成分としてＳｎ、Ｚｎ、及びＣｕに
より構成されるクリームはんだにおいて、９１Ｓｎ９Ｚ
ｎと９９．３Ｓｎ０．７Ｃｕ粉末を所望の重量比になる
ようにフラックスと混合することを特徴とするクリーム
はんだである。According to a twelfth aspect of the invention, in a cream solder composed of Sn, Zn, In and Cu as main constituent components of the alloy, 91Sn9Zn, 48S
The cream solder is characterized in that n52In and 99.3Sn0.7Cu powders are mixed with a flux in a desired weight ratio. The invention according to claim 13 is 91Sn9Z in a cream solder composed of Sn, Zn, and Cu as main constituent components of the alloy.
It is a cream solder characterized in that n and 99.3Sn0.7Cu powder are mixed with a flux in a desired weight ratio.
【００１８】以下、本発明の実施の形態について、表
１、２および図１を用いて説明する。本発明において、
はんだ合金の組成を上述のように限定した理由を説明す
る。Ａｇは、はんだ付け強度を改善させるが、その添加
量が１．７重量％よりも少なければ、はんだ付け強度を
改善させる効果が十分ではない。また、電子部品に熱損
傷を与えないようにするため、２２０℃以下の融点を確
保するためには、３．３重量％以下としなければならな
い。それを越えて添加すると、融点は急激に上昇するの
で好ましくない。よって、Ａｇの好適な添加量は１．７
〜３．３重量％である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to Tables 1 and 2 and FIG. In the present invention,
The reason why the composition of the solder alloy is limited as described above will be described. Ag improves the soldering strength, but if the added amount is less than 1.7% by weight, the effect of improving the soldering strength is not sufficient. Further, in order to prevent thermal damage to electronic parts, in order to secure a melting point of 220 ° C. or lower, it must be 3.3% by weight or lower. If it is added over the range, the melting point rises rapidly, which is not preferable. Therefore, the preferable addition amount of Ag is 1.7.
Is about 3.3% by weight.
【００１９】Ｂｉは、濡れ性を改善するが、添加量が５
重量％よりも少なければ、その効果は十分ではない。ま
た、１８重量％を越えるとはんだ付け強度が得られなく
なるので好ましくない。よって、Ｂｉの添加量は５〜１
８重量％が好適である。Ｃｕは、はんだ／銅ランド接合
界面の金属間化合物の形成を抑制させる効果があるが、
０．０５重量％よりも少ない添加ではその効果は現れ
ず、０．６５重量％を越えて添加すると、硬く、脆くな
り特性を劣化する。よって、Ｃｕの好適な添加量は０．
０５〜０．６５重量％である。Bi improves the wettability, but the addition amount is 5
If it is less than weight%, the effect is not sufficient. Further, if it exceeds 18% by weight, the soldering strength cannot be obtained, which is not preferable. Therefore, the added amount of Bi is 5 to 1
8% by weight is preferred. Cu has the effect of suppressing the formation of intermetallic compounds at the solder / copper land joint interface,
If the addition amount is less than 0.05% by weight, the effect does not appear, and if the addition amount exceeds 0.65% by weight, it becomes hard and brittle and the characteristics are deteriorated. Therefore, the preferable addition amount of Cu is 0.
It is 05 to 0.65% by weight.
【００２０】Ｉｎは、濡れ性を改善させる効果がある
が、０．５重量％よりも少ない添加ではその効果が現れ
ず、２．５重量％を越えて添加すると、合金の機械的強
度を劣化させる。そのため、Ｉｎの好適な添加量は０．
５〜２．５重量％である。本発明のクリームはんだは、
上記特性を生かして構成され、その溶融後の合金成分と
して、Ｓｎを約８０〜９５重量％、Ａｇを約１．７〜
３．３重量％、Ｂｉを約５〜１８重量％、Ｃｕを約０．
０５〜０．６５重量％、Ｉｎを約０．５〜２．５重量
％、及びＺｎを０．５〜６．５重量％の範囲で構成され
るものである。Although In has the effect of improving the wettability, the effect does not appear when it is added in an amount less than 0.5% by weight, and the mechanical strength of the alloy deteriorates if it is added in an amount exceeding 2.5% by weight. Let Therefore, the preferable addition amount of In is 0.1.
5 to 2.5% by weight. The cream solder of the present invention is
It is constituted by making full use of the above characteristics, and as an alloy component after melting thereof, Sn is about 80 to 95 wt% and Ag is about 1.7 to.
3.3 wt%, Bi about 5-18 wt%, Cu about 0.
The content of In is about 0.5 to 2.5% by weight, and the content of Zn is 0.5 to 6.5% by weight.
【００２１】以下、本発明の実施の形態を具体的に説明
する。表１は、本発明の実施例におけるＳｎ合金の比重
を示したものである。上記Ｓｎ合金において、９６．５
Ｓｎ３．５Ａｇ、及び９１Ｓｎ９Ｚｎは、Ｓｎ−Ｐｂ合
金はんだに比べ、電子部品とのはんだ付け強度は高い
が、銅ランドへの濡れ性は劣る。また、Ｂｉ及びＩｎは
Ｓｎの表面張力を下げ、Ｓｎの銅ランドへの濡れ性を向
上させることができる。また、Ｃｕをはんだ中に含有さ
せることにより、銅ランドの溶融及び拡散によるはんだ
付け品質の劣化を抑制できるという特性を有する。The embodiments of the present invention will be specifically described below. Table 1 shows the specific gravity of Sn alloys in the examples of the present invention. In the above Sn alloy, 96.5
Sn3.5Ag and 91Sn9Zn have higher soldering strength with electronic components than Sn-Pb alloy solder, but have poor wettability to copper lands. Further, Bi and In can reduce the surface tension of Sn and improve the wettability of Sn to the copper land. Further, by containing Cu in the solder, it has a characteristic that deterioration of soldering quality due to melting and diffusion of copper lands can be suppressed.
【００２２】[0022]
【表１】 [Table 1]
【００２３】そして、本発明はＳｎ合金の上記特性を考
慮し、表２に示すように２種類以上の合金粉末をフラッ
クスと混合することによって提供される。In view of the above characteristics of the Sn alloy, the present invention is provided by mixing two or more kinds of alloy powders with a flux as shown in Table 2.
【００２４】[0024]
【表２】 [Table 2]
【００２５】表２は、本発明のはんだ合金について、そ
の組成（重量％）、濡れ性、及び接合強度（はんだ付け
強度）を示したものである。また、濡れ性及び接合強度
は、それぞれのはんだ合金を大気用ＲＭＡタイプのクリ
ームはんだにしたものを用いて測定した。濡れ性につい
ては、銅基板上でのはんだの濡れ拡がり率を測定した。Table 2 shows the composition (% by weight), wettability, and joint strength (solder strength) of the solder alloy of the present invention. In addition, the wettability and the bonding strength were measured by using each solder alloy as an RMA type cream solder for the atmosphere. Regarding the wettability, the wetting and spreading rate of the solder on the copper substrate was measured.
【００２６】接合強度については、０．５ｍｍピッチの
ＱＦＰを実装後、その１リードあたりのピーリング強度
を測定した。この実施例から明らかなように、本発明に
よる２種類以上の合金粉末を混合したクリームはんだ
は、その単体のクリームはんだに比して、濡れ性及び接
合強度において改善された効果を有する。Regarding the bonding strength, after mounting a QFP having a pitch of 0.5 mm, the peeling strength per lead was measured. As is clear from this example, the cream solder in which two or more kinds of alloy powders according to the present invention are mixed has an improved effect in wettability and joint strength as compared with the cream solder alone.
【００２７】また、図１は、本発明の実施例におけるは
んだ合金における元素濃度変化の一例を示すものであ
る。図１において、１は本発明のクリームはんだで、溶
融凝固後のフィレット状態を示している。２は銅ランド
であり、３は電子部品リードである。表１と図１を参照
して、請求項２に記載の発明について説明する。９６．
５Ｓｎ３．５Ａｇと４２Ｓｎ５８Ｂｉ粉末をフラックス
により混合したクリームはんだは、表１に示されたそれ
ぞれの比重の差により、銅ランド側には４２Ｓｎ５８Ｂ
ｉ、また、電子部品側には９６．５Ｓｎ３．５Ａｇが、
図１に示すような傾斜で分布する。銅ランド側に分布す
る４２Ｓｎ５８Ｂｉでは、ＢｉによりＳｎの表面張力が
下げられ、Ｓｎの銅ランドへの濡れ性は向上する。一
方、電子部品とのはんだ付け強度は、９６．５Ｓｎ３．
５Ａｇにより高められる。そのため、同一組成で単一粉
末により構成されるクリームはんだよりも、銅ランドへ
の濡れ性は向上し、電子部品リードとのはんだ付け強度
も向上する。FIG. 1 shows an example of changes in element concentration in the solder alloy according to the embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is a cream solder of the present invention, which shows a fillet state after melting and solidification. 2 is a copper land and 3 is an electronic component lead. The invention according to claim 2 will be described with reference to Table 1 and FIG. 96.
The cream solder in which 5Sn3.5Ag and 42Sn58Bi powder were mixed by flux had 42Sn58B on the copper land side due to the difference in specific gravity shown in Table 1.
i, and 96.5Sn3.5Ag on the electronic component side,
The distribution is as shown in FIG. In 42Sn58Bi distributed on the copper land side, the surface tension of Sn is lowered by Bi, and the wettability of Sn to the copper land is improved. On the other hand, the soldering strength with electronic parts is 96.5Sn3.
Enhanced by 5Ag. Therefore, the wettability to the copper land is improved and the soldering strength to the electronic component lead is also improved as compared with the cream solder having the same composition and composed of a single powder.
【００２８】本発明は、請求項２〜１３に記載したよう
に、Ｓｎを主成分とした合金粉末の特性を生かした多様
な組合せが可能であり、それぞれの合金の比重の差によ
り組成を傾斜分布し、濡れ性及びはんだ付け強度を向上
させることができる。また、請求項３、５、８、１０、
１２、１３に記載の発明において、９９．３Ｓｎ０．７
Ｃｕ粉末を混合しているのは、はんだの銅濃度を増加さ
せることによって、銅ランドからの銅の溶融及び拡散に
より発生する硬く脆い金属間化合物の生成を抑制し、は
んだ付け品質を向上させるためである。In the present invention, as described in claims 2 to 13, various combinations can be made by utilizing the characteristics of the alloy powder containing Sn as a main component, and the composition is graded due to the difference in the specific gravity of each alloy. It can be distributed to improve wettability and soldering strength. In addition, claims 3, 5, 8, 10,
In the inventions described in 12 and 13, 99.3Sn0.7
The reason why the Cu powder is mixed is to increase the copper concentration of the solder, thereby suppressing the generation of a hard and brittle intermetallic compound generated by the melting and diffusion of copper from the copper land and improving the soldering quality. Is.
【００２９】次に、本発明の実施例について表２を用い
て説明する。本実施例のクリームはんだとして、（９
６．５Ｓｎ３．５Ａｇ）９０重量％、（４８Ｓｎ５２Ｂ
ｉ）１０重量％の合金粉末を混合し、大気用ＲＭＡのフ
ラックスを用いてクリームはんだとしたものを用いて、
その濡れ性及び接合強度を測定し、これと、溶融後の組
成が同一の単一合金粉末で、同じフラックスを用いてク
リームはんだにしたものの各測定値と比較した。その結
果は表２に示されている。この表から明らかなように、
混合粉を用いたクリームはんだは、単一粉によるクリー
ムはんだと比較して、濡れ性及び接合強度の両方におい
て向上が見られた。また、参考例の６３Ｓｎ３７Ｐｂ合
金によるクリームはんだと比較しても、濡れ性及び接合
強度の両方において勝っており、それぞれの特性の大幅
な向上を図ることができた。また、実施例２から実施例
１３においても、単一粉によるクリームはんだよりも、
混合粉によるクリームはんだが全ての場合において濡れ
性及び接合強度の両方において向上が図られており、そ
の効果が顕著に現れている。Next, examples of the present invention will be described with reference to Table 2. As the cream solder of this embodiment, (9
6.5Sn3.5Ag) 90% by weight, (48Sn52B
i) 10% by weight of alloy powder is mixed and cream solder is prepared by using the flux of RMA for air,
The wettability and joint strength were measured, and this was compared with each measured value of a single alloy powder having the same composition after melting and made into cream solder using the same flux. The results are shown in Table 2. As you can see from this table,
The cream solder using the mixed powder showed an improvement in both wettability and joint strength as compared with the cream solder using the single powder. Further, even when compared with the cream solder using the 63Sn37Pb alloy of the reference example, both the wettability and the bonding strength were superior, and the respective characteristics could be greatly improved. In addition, in Examples 2 to 13, as compared with cream solder using a single powder,
In all cases, the cream solder with the mixed powder is improved in both wettability and joint strength, and the effect is remarkable.
【００３０】なお、本発明のはんだ合金をクリームはん
だにする場合、フラックスの種類は特に限定されること
はなく、大気リフロー対応、窒素リフロー対応、ＲＡ、
ＲＭＡ等のフラックスの使用が可能である。好ましく
は、活性力があり、かつ比較的耐腐食性にも優れる大気
用ＲＭＡタイプのフラックスが適している。When the solder alloy of the present invention is used as a cream solder, the type of flux is not particularly limited, and it corresponds to atmospheric reflow, nitrogen reflow, RA,
It is possible to use a flux such as RMA. Preferable is an RMA type flux for the atmosphere, which is active and has relatively excellent corrosion resistance.
【００３１】[0031]
【発明の効果】以上から明らかなように、本発明は、Ｓ
ｎを主成分とする合金粉末を２種類以上をフラックスと
混合し、全体として所望の重量比になるように構成され
たクリームはんだを用いることにより、はんだ付け部の
銅ランド側と電子部品側で、はんだ組成に傾斜分布を持
たせることができ、濡れ性及びはんだ付け強度の向上を
図ることができるクリームはんだを得ることができる。As is apparent from the above, the present invention is
By mixing two or more kinds of alloy powder containing n as a main component with a flux and using a cream solder configured to have a desired weight ratio as a whole, the copper land side and the electronic component side of the soldered portion are In addition, it is possible to obtain a cream solder which can have a gradient distribution in the solder composition and can improve wettability and soldering strength.
【００３２】また、その組成に鉛を含んでいないはんだ
も同時に提供することができる。It is also possible to simultaneously provide a solder which does not contain lead in its composition.
【図１】本発明の実施例におけるはんだ合金の元素濃度
変化の一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of changes in element concentration of a solder alloy in an example of the present invention.
【図２】従来のはんだ材料の合金組織図である。FIG. 2 is an alloy structure diagram of a conventional solder material.
Claims (13)
末をフラックスと混合して、全体として所望の重量比に
なるように構成し、銅ランドと電子部品間ではんだの組
成を傾斜分布させ、銅ランドに対しては濡れ性を向上さ
せ、電子部品に対してははんだ付け強度を向上させたこ
とを特徴とするクリームはんだ。1. Two or more kinds of alloy powders containing Sn as a main component are mixed with a flux so as to have a desired weight ratio as a whole, and the composition of the solder is distributed between the copper land and the electronic component in a gradient distribution. The cream solder has improved wettability for copper lands and improved soldering strength for electronic components.
及びＢｉにより構成されるクリームはんだにおいて、９
６．５Ｓｎ３．５Ａｇ（数字は重量％、以下同様）と４
２Ｓｎ５８Ｂｉ粉末を所望の重量比になるようにフラッ
クスと混合することを特徴とする請求項１記載のクリー
ムはんだ。2. Sn, Ag, as main constituents of the alloy,
And 9 in the cream solder composed of Bi,
6.5Sn3.5Ag (number is% by weight, the same applies below) and 4
The cream solder according to claim 1, wherein the 2Sn58Bi powder is mixed with the flux in a desired weight ratio.
Ｂｉ、及びＣｕにより構成されるクリームはんだにおい
て、９６．５Ｓｎ３．５Ａｇ、４２Ｓｎ５８Ｂｉ、及び
９９．３Ｓｎ０．７Ｃｕ粉末を所望の重量比になるよう
にフラックスと混合することを特徴とする請求項１記載
のクリームはんだ。3. Sn, Ag, as main constituents of the alloy,
The cream solder composed of Bi and Cu, wherein 96.5Sn3.5Ag, 42Sn58Bi, and 99.3Sn0.7Cu powders are mixed with a flux so as to have a desired weight ratio. Cream solder.
Ｂｉ、Ｃｕ、及びＩｎにより構成されるクリームはんだ
において、９６．５Ｓｎ３．５Ａｇ、４２Ｓｎ５８Ｂ
ｉ、４８Ｓｎ５２Ｉｎ及び９９．３Ｓｎ０．７Ｃｕ粉末
を所望の重量比になるようにフラックスと混合すること
を特徴とする請求項１記載のクリームはんだ。4. Sn, Ag, as main constituents of the alloy,
In cream solder composed of Bi, Cu and In, 96.5Sn3.5Ag, 42Sn58B
The cream solder according to claim 1, wherein i, 48Sn52In and 99.3Sn0.7Cu powders are mixed with a flux in a desired weight ratio.
Ｂｉ、Ｃｕ、Ｉｎ、及びＺｎにより構成されるクリーム
はんだにおいて、９６．５Ｓｎ３．５Ａｇ、４２Ｓｎ５
８Ｂｉ、４８Ｓｎ５２Ｉｎ、９９．３Ｓｎ０．７Ｃｕ、
及び９１Ｓｎ９Ｚｎ粉末を所望の重量比になるようにフ
ラックスと混合することを特徴とする請求項１記載のク
リームはんだ。5. Sn, Ag, as main constituents of the alloy,
In the cream solder composed of Bi, Cu, In, and Zn, 96.5Sn3.5Ag, 42Sn5
8Bi, 48Sn52In, 99.3Sn0.7Cu,
2. The cream solder according to claim 1, wherein the 91Sn9Zn powder is mixed with a flux in a desired weight ratio.
Ｂｉ、及びＺｎにより構成されるクリームはんだにおい
て、９６．５Ｓｎ３．５Ａｇ、４２Ｓｎ５８Ｂｉ、及び
９１Ｓｎ９Ｚｎ粉末を所望の重量比になるようにフラッ
クスと混合することを特徴とする請求項１記載のクリー
ムはんだ。6. Sn, Ag, as main constituents of the alloy,
The cream solder according to claim 1, wherein 96.5Sn3.5Ag, 42Sn58Bi, and 91Sn9Zn powders are mixed with a flux so as to have a desired weight ratio in the cream solder composed of Bi and Zn.
及びＺｎにより構成されるクリームはんだにおいて、９
６．５Ｓｎ３．５Ａｇと９１Ｓｎ９Ｚｎ粉末を所望の重
量比になるようにフラックスと混合することを特徴とす
る請求項１記載のクリームはんだ。7. Sn, Ag, as the main constituents of the alloy,
And 9 in cream solder composed of Zn and Zn
The cream solder according to claim 1, wherein 6.5Sn3.5Ag and 91Sn9Zn powder are mixed with a flux in a desired weight ratio.
Ｚｎ、及びＣｕにより構成されるクリームはんだにおい
て、９６．５Ｓｎ３．５Ａｇ、９１Ｓｎ９Ｚｎ、及び９
９．３Ｓｎ０．７Ｃｕ粉末を所望の重量比になるように
フラックスと混合することを特徴とする請求項１記載の
クリームはんだ。8. Sn, Ag, as main constituents of the alloy,
In a cream solder composed of Zn and Cu, 96.5Sn3.5Ag, 91Sn9Zn, and 9
The cream solder according to claim 1, wherein 9.3Sn0.7Cu powder is mixed with the flux in a desired weight ratio.
及びＢｉにより構成されるクリームはんだにおいて、９
１Ｓｎ９Ｚｎと４２Ｓｎ５８Ｂｉ粉末を所望の重量比に
なるようにフラックスと混合することを特徴とする請求
項１記載のクリームはんだ。9. Sn, Zn, as a main constituent of the alloy,
And 9 in the cream solder composed of Bi,
The cream solder according to claim 1, wherein 1Sn9Zn and 42Sn58Bi powder are mixed with a flux in a desired weight ratio.
ｎ、Ｂｉ、及びＣｕにより構成されるクリームはんだに
おいて、９１Ｓｎ９Ｚｎ、４２Ｓｎ５８Ｂｉ、及び９
９．３Ｓｎ０．７Ｃｕ粉末を所望の重量比になるように
フラックスと混合することを特徴とする請求項１記載の
クリームはんだ。10. Sn, Z as main constituents of the alloy
In a cream solder composed of n, Bi, and Cu, 91Sn9Zn, 42Sn58Bi, and 9Sn9Zn
The cream solder according to claim 1, wherein 9.3Sn0.7Cu powder is mixed with the flux in a desired weight ratio.
ｎ、及びＩｎにより構成されるクリームはんだにおい
て、９１Ｓｎ９Ｚｎと４８Ｓｎ５２Ｉｎ粉末を所望の重
量比になるようにフラックスと混合することを特徴とす
る請求項１記載のクリームはんだ。11. Sn, Z as the main constituents of the alloy
The cream solder comprising n and In, wherein 91Sn9Zn and 48Sn52In powder are mixed with a flux in a desired weight ratio.
ｎ、Ｉｎ、及びＣｕにより構成されるクリームはんだに
おいて、９１Ｓｎ９Ｚｎ、４８Ｓｎ５２Ｉｎ、及び９
９．３Ｓｎ０．７Ｃｕ粉末を所望の重量比になるように
フラックスと混合することを特徴とする請求項１記載の
クリームはんだ。12. Sn, Z as a main constituent of the alloy
In a cream solder composed of n, In, and Cu, 91Sn9Zn, 48Sn52In, and 9Sn9Zn
The cream solder according to claim 1, wherein 9.3Sn0.7Cu powder is mixed with the flux in a desired weight ratio.
ｎ、及びＣｕにより構成されるクリームはんだにおい
て、９１Ｓｎ９Ｚｎと９９．３Ｓｎ０．７Ｃｕ粉末を所
望の重量比になるようにフラックスと混合することを特
徴とする請求項１記載のクリームはんだ。13. Sn, Z as the main constituents of the alloy
A cream solder comprising n and Cu, wherein 91Sn9Zn and 99.3Sn0.7Cu powder are mixed with a flux in a desired weight ratio.
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