JPH11207493A - 半田ボールおよびその製造方法。 - Google Patents
半田ボールおよびその製造方法。Info
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- JPH11207493A JPH11207493A JP1098198A JP1098198A JPH11207493A JP H11207493 A JPH11207493 A JP H11207493A JP 1098198 A JP1098198 A JP 1098198A JP 1098198 A JP1098198 A JP 1098198A JP H11207493 A JPH11207493 A JP H11207493A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/26—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 400 degrees C
- B23K35/262—Sn as the principal constituent
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明の課題は、油中アトマイズ法を用
いて得た錫・鉛半田ボールにおいて外観不良ないものの
提供とその製造方法の提供とである。 【解決手段】 半田の融点以上に加熱された油中で溶融
半田をノズル先から吐出させ、吐出した半田液流を油中
で分断させ半田ボールを得る油中アトマイズ法におい
て、ノズル先端から吐出する溶融半田の組成を銀０．１
〜２．０重量％、鉛３６〜３７％を含み、残部が錫と不
可避の不純物とする。
いて得た錫・鉛半田ボールにおいて外観不良ないものの
提供とその製造方法の提供とである。 【解決手段】 半田の融点以上に加熱された油中で溶融
半田をノズル先から吐出させ、吐出した半田液流を油中
で分断させ半田ボールを得る油中アトマイズ法におい
て、ノズル先端から吐出する溶融半田の組成を銀０．１
〜２．０重量％、鉛３６〜３７％を含み、残部が錫と不
可避の不純物とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置組立に
使用する半田ボールとその製造方法に関する。
使用する半田ボールとその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置組立に用いられる半田ボール
は真球に近いものであることが望まれる。このため、微
細に切断した半田を油中で加熱溶解し、次いで冷却して
得る油中アトマイズ法と呼ばれる方法が多用されてい
る。この方法の具体例を図を用いて説明する。
は真球に近いものであることが望まれる。このため、微
細に切断した半田を油中で加熱溶解し、次いで冷却して
得る油中アトマイズ法と呼ばれる方法が多用されてい
る。この方法の具体例を図を用いて説明する。
【０００３】図１は油中アトマイズ法に用いられる装置
例である。これらの装置はカラムと溶融半田供給部とか
ら基本的に構成されている。そして、カラム１は油２で
満たされ、その上部には加熱用のヒーター３が設けられ
ており、この部分の油の温度は半田の融点以上に加熱さ
れている。
例である。これらの装置はカラムと溶融半田供給部とか
ら基本的に構成されている。そして、カラム１は油２で
満たされ、その上部には加熱用のヒーター３が設けられ
ており、この部分の油の温度は半田の融点以上に加熱さ
れている。
【０００４】カラムの上部に設けられた溶融半田供給部
４のノズル５は油２中に浸漬されるように配設されてい
る。供給される溶融半田６はこのノズル５の先端から吐
出される。吐出された溶融半田６は油中で分断され、溶
融半田自身の表面張力で球形となり、カラム中を落下
し、半田の融点以下に保持されている低温部に達して固
化する。
４のノズル５は油２中に浸漬されるように配設されてい
る。供給される溶融半田６はこのノズル５の先端から吐
出される。吐出された溶融半田６は油中で分断され、溶
融半田自身の表面張力で球形となり、カラム中を落下
し、半田の融点以下に保持されている低温部に達して固
化する。
【０００５】なお、一般にノズルやカラムはガラスを用
いて作成され、油はヤシ油や大豆油などの植物油、シリ
コーン油などの合成油が用いられる。オイルを加熱する
ヒーターとしては、カラムの外周にマントルヒーター状
のものが取り付けられる場合もあり、ステンレス製パイ
プヒーターをオイル中に配設する場合もある。
いて作成され、油はヤシ油や大豆油などの植物油、シリ
コーン油などの合成油が用いられる。オイルを加熱する
ヒーターとしては、カラムの外周にマントルヒーター状
のものが取り付けられる場合もあり、ステンレス製パイ
プヒーターをオイル中に配設する場合もある。
【０００６】いずれの場合もノズル付近の油温は半田の
融点より10℃以上高くする。溶融半田を吐出させる駆動
力は、溶融半田の自重であったり、自重と溶融半田上面
のガス圧であったりする。液面の高さやガス圧とノズル
径とは目的の半田ボールを得るために必要とされる溶融
半田の吐出速度に影響し、適宜所望のボール径により選
択される。
融点より10℃以上高くする。溶融半田を吐出させる駆動
力は、溶融半田の自重であったり、自重と溶融半田上面
のガス圧であったりする。液面の高さやガス圧とノズル
径とは目的の半田ボールを得るために必要とされる溶融
半田の吐出速度に影響し、適宜所望のボール径により選
択される。
【０００７】溶融半田供給部投入される原料は固体状態
でも溶融体でも良いが、いずれの場合もノズルから吐出
する半田組成が一定となるようにする。
でも溶融体でも良いが、いずれの場合もノズルから吐出
する半田組成が一定となるようにする。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
装置を用いて鉛が約３６〜３７％、残部が錫からなる半
田ボールを製造しようとすると、その表面に凹状の欠陥
が多数生じた半田ボールが多発する。この外観不良は、
機械的に取り除くことが困難であるため、発生を完全に
抑えなければならないものである。
装置を用いて鉛が約３６〜３７％、残部が錫からなる半
田ボールを製造しようとすると、その表面に凹状の欠陥
が多数生じた半田ボールが多発する。この外観不良は、
機械的に取り除くことが困難であるため、発生を完全に
抑えなければならないものである。
【０００９】本発明の課題は、上記油中アトマイズ法を
用いて得た錫・鉛半田ボールにおいて外観不良ないもの
の提供とその製造方法の提供とである。
用いて得た錫・鉛半田ボールにおいて外観不良ないもの
の提供とその製造方法の提供とである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
種々の検討を行った結果、錫６３％・鉛３７％の半田ボ
ールの外観不良は、オイル中で固化する際に形成される
が、外観不良の発生したものとしていないもとを比較す
ると凝固組織が異なっていることを見出した。さらに、
外観不良の発生したものは組織の大きさが不均一であ
り、これに銀を添加すると凝固組織が均一化し、この添
加効果により、金属光沢のある外観のきれいな半田ボー
ルが形成されることを見出し本発明に至った。
種々の検討を行った結果、錫６３％・鉛３７％の半田ボ
ールの外観不良は、オイル中で固化する際に形成される
が、外観不良の発生したものとしていないもとを比較す
ると凝固組織が異なっていることを見出した。さらに、
外観不良の発生したものは組織の大きさが不均一であ
り、これに銀を添加すると凝固組織が均一化し、この添
加効果により、金属光沢のある外観のきれいな半田ボー
ルが形成されることを見出し本発明に至った。
【００１１】すなわち、上記課題を解決する本発明の半
田ボールは銀０．１〜２．０重量％、鉛３６〜３７％を
含み、残部が錫と不可避の不純物からなるものであり、
本発明の方法は、半田の融点以上に加熱された油中で溶
融半田をノズル先から吐出させ、吐出した半田液流を油
中で分断させ半田ボールを得る油中アトマイズ法におい
て、ノズル先端から吐出する溶融半田の組成を銀０．１
〜２．０重量％、鉛３６〜３７％を含み、残部が錫と不
可避の不純物とするものである。
田ボールは銀０．１〜２．０重量％、鉛３６〜３７％を
含み、残部が錫と不可避の不純物からなるものであり、
本発明の方法は、半田の融点以上に加熱された油中で溶
融半田をノズル先から吐出させ、吐出した半田液流を油
中で分断させ半田ボールを得る油中アトマイズ法におい
て、ノズル先端から吐出する溶融半田の組成を銀０．１
〜２．０重量％、鉛３６〜３７％を含み、残部が錫と不
可避の不純物とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】一般に半田材に銀を添加するの
は、銀メッキ部材に半田付けする場合の溶食防止のため
であり、この場合の添加濃度は６重量％が理想的とさ
れ、１〜６重量％のものが広く利用されている。
は、銀メッキ部材に半田付けする場合の溶食防止のため
であり、この場合の添加濃度は６重量％が理想的とさ
れ、１〜６重量％のものが広く利用されている。
【００１３】本発明で銀を添加する目的は外観不良を抑
制し外観の良好な半田ボールを製造するためである。こ
の目的に必要な銀添加濃度は、0.1重量％以上であれば
よい。一方、銀は錫や鉛に比べて高価な金属であるた
め、使用量は少ない方が経済的である。また、銀を添加
することにより半田ボールの融点は上昇する。融点が高
くなることは実装時に必要とされるリフロー温度を高く
しなければならないことを意味し、好ましくない。よっ
て、半田ボールの融点の上昇は少ないことが望まれる。
この点より銀濃度は２重量％以下とすることが好まし
い。なお、ここでの銀濃度とは、半田ボール中の銀濃度
を意味する。
制し外観の良好な半田ボールを製造するためである。こ
の目的に必要な銀添加濃度は、0.1重量％以上であれば
よい。一方、銀は錫や鉛に比べて高価な金属であるた
め、使用量は少ない方が経済的である。また、銀を添加
することにより半田ボールの融点は上昇する。融点が高
くなることは実装時に必要とされるリフロー温度を高く
しなければならないことを意味し、好ましくない。よっ
て、半田ボールの融点の上昇は少ないことが望まれる。
この点より銀濃度は２重量％以下とすることが好まし
い。なお、ここでの銀濃度とは、半田ボール中の銀濃度
を意味する。
【００１４】ところで、溶融半田供給部に供給される半
田融液や半田固体原料中の銀、鉛、錫などの品位は必ず
しも限定できない。というのは、銀の様に金属間化合物
を形成し易いものを含んだ材料を融解してノズルに供給
する場合、銀が融解槽内にスラグ(金属間化合物)として
残り易く、ノズル先端より油中に供給される溶融半田の
組成ずれがまま生ずるからである。この現象は装置形状
や使用方法によっても影響を受ける。
田融液や半田固体原料中の銀、鉛、錫などの品位は必ず
しも限定できない。というのは、銀の様に金属間化合物
を形成し易いものを含んだ材料を融解してノズルに供給
する場合、銀が融解槽内にスラグ(金属間化合物)として
残り易く、ノズル先端より油中に供給される溶融半田の
組成ずれがまま生ずるからである。この現象は装置形状
や使用方法によっても影響を受ける。
【００１５】本発明の方法でノズル先端から吐出する溶
融半田の組成を銀０．１〜２．０重量％、鉛３６〜３７
％を含み、残部が錫と不可避の不純物と限定するのはこ
のためである。そして、ノズルから吐出される溶融半田
中の組成は、溶融半田がそのまま固化するため、結果的
に得られる半田ボール中の組成にそのまま反映されるこ
とになる。よって、溶融半田供給部の半田組成の調整は
得られる半田ボールの組成を基に調整する。
融半田の組成を銀０．１〜２．０重量％、鉛３６〜３７
％を含み、残部が錫と不可避の不純物と限定するのはこ
のためである。そして、ノズルから吐出される溶融半田
中の組成は、溶融半田がそのまま固化するため、結果的
に得られる半田ボール中の組成にそのまま反映されるこ
とになる。よって、溶融半田供給部の半田組成の調整は
得られる半田ボールの組成を基に調整する。
【００１６】
【実施例】次に実施例を用いて本発明をさらに説明す
る。
る。
【００１７】（実施例１〜４、比較例１）図１の構成の
装置を使用して以下に従い半田ボールを作成した。
装置を使用して以下に従い半田ボールを作成した。
【００１８】銀を２重量％含んだ錫６２％・鉛３６％半
田Ａと純度９９．９９％の意図的に不純物を添加してい
ない錫６３％・鉛３７％半田Ｂを用意した。この２種の
半田Ａ，Ｂの配合比を変えて溶融混合し、銀濃度が０．
１（比較例１），０．１２（実施例１），０．２（実施
例２）， １（実施例３），２（実施例４）重量％の半
田インゴットを各５００ｇ作成した。それぞれの半田イ
ンゴットを溶解し、全量を溶融半田供給部に投入し、以
下の条件にて半田ボールを作成した。
田Ａと純度９９．９９％の意図的に不純物を添加してい
ない錫６３％・鉛３７％半田Ｂを用意した。この２種の
半田Ａ，Ｂの配合比を変えて溶融混合し、銀濃度が０．
１（比較例１），０．１２（実施例１），０．２（実施
例２）， １（実施例３），２（実施例４）重量％の半
田インゴットを各５００ｇ作成した。それぞれの半田イ
ンゴットを溶解し、全量を溶融半田供給部に投入し、以
下の条件にて半田ボールを作成した。
【００１９】条件： 使用オイル ： 大豆油 ノズル先温度 ： ２３０℃ ノズル先内径 ： ２００μｍ 半田液面高さ（溶融半田供給部の液面高さ）： ８０ｍ
ｍ 得られた半田ボール中の銀濃度をＩＣＰ分析により求め
た。その結果、それぞれ、０．０９（比較例１），０．
１０（実施例１），０．１９（実施例２），０．９２
（実施例３），１．９５（実施例４）重量％であった。
これらの内、比較例１の銀濃度が０．０９重量％のもの
は６％の外観不良が発生した。この外観不良は半田ボー
ル表面に多数の凹状の欠陥が生じたものであった。他の
実施例１〜４の半田ボールは外観が良好で金属光沢が球
面全面に見られた。
ｍ 得られた半田ボール中の銀濃度をＩＣＰ分析により求め
た。その結果、それぞれ、０．０９（比較例１），０．
１０（実施例１），０．１９（実施例２），０．９２
（実施例３），１．９５（実施例４）重量％であった。
これらの内、比較例１の銀濃度が０．０９重量％のもの
は６％の外観不良が発生した。この外観不良は半田ボー
ル表面に多数の凹状の欠陥が生じたものであった。他の
実施例１〜４の半田ボールは外観が良好で金属光沢が球
面全面に見られた。
【００２０】（実施例５）図２に示した量産型の装置を
使用した例を以下に述べる。なお、図２の装置は、基本
的に図１のカラムの底部に半田ボール回収槽７を付け加
え、ノズル８を複数個とし、溶融半田供給部を大きくし
たものであり、原理的に差はない。
使用した例を以下に述べる。なお、図２の装置は、基本
的に図１のカラムの底部に半田ボール回収槽７を付け加
え、ノズル８を複数個とし、溶融半田供給部を大きくし
たものであり、原理的に差はない。
【００２１】実施例１で用いた半田Ａ６Ｋｇ、半田Ｂ４
０ｋｇを溶解槽９に入れ、溶解槽９と制御槽１０とを２
５０℃に加熱して融解した。この間ノズルポット１１を
２３０℃、オイルを２００℃に昇温した。この後、溶解
槽９のバルブ１２の開閉により、ノズルポット１１内の
半田６液面高さを７５ｍｍに制御しながら約７時間半田
ボールの製造を行った。ノズルポット１１に取り付けて
あるノズル８の内径は２３０μｍ、オイルは大豆油とし
た。
０ｋｇを溶解槽９に入れ、溶解槽９と制御槽１０とを２
５０℃に加熱して融解した。この間ノズルポット１１を
２３０℃、オイルを２００℃に昇温した。この後、溶解
槽９のバルブ１２の開閉により、ノズルポット１１内の
半田６液面高さを７５ｍｍに制御しながら約７時間半田
ボールの製造を行った。ノズルポット１１に取り付けて
あるノズル８の内径は２３０μｍ、オイルは大豆油とし
た。
【００２２】得られた半田ボールは約３９ｋｇであっ
た。この中から１０ｇずつ５試料をＩＣＰ分析にかけ、
銀濃度を調べた。結果は０．２３〜０．２６％の範囲で
ばらついていた。そしてボールの外観に不良は全く見ら
れず、金属光沢のあるきれいな状態であった。
た。この中から１０ｇずつ５試料をＩＣＰ分析にかけ、
銀濃度を調べた。結果は０．２３〜０．２６％の範囲で
ばらついていた。そしてボールの外観に不良は全く見ら
れず、金属光沢のあるきれいな状態であった。
【００２３】
【発明の効果】本発明の方法で得られた本発明の半田ボ
ールは銀を微量含むため、油中アトマイズ法により製造
されるにもかかわらず、外観不良のない金属光沢のある
半田ボールとなっている。また、銀の添加量は半田ボー
ルの融点上昇が実質的に影響のない範囲に押さえられて
いるため、半導体組み立てよう半田ボールとして最適で
ある。
ールは銀を微量含むため、油中アトマイズ法により製造
されるにもかかわらず、外観不良のない金属光沢のある
半田ボールとなっている。また、銀の添加量は半田ボー
ルの融点上昇が実質的に影響のない範囲に押さえられて
いるため、半導体組み立てよう半田ボールとして最適で
ある。
【図１】従来の油中アトマイズ法に適用する装置例を示
した概念図である。
した概念図である。
【図２】量産用の油中アトマイズ装置例の概念図であ
る。
る。
１−−−カラム ２−−−油 ３−−−ヒーター ４−−−溶融半田供給部 ５−−−ノズル ６−−−溶融半田 ７−−−半田ボール回収槽 ８−−−ノズル ９−−−溶解槽 １０−−−制御槽 １１−−−ノズルポット １２−−−バルブ １３−−−液面センサ
Claims (3)
- 【請求項１】 銀０．１〜２．０重量％、鉛３６〜３
７％を含み、残部が錫と不可避の不純物からなる半田ボ
ール。 - 【請求項２】 油中アトマイズ法で製造された請求項
１記載の半田ボール。 - 【請求項３】 半田の融点以上に加熱された油中で溶
融半田をノズル先から吐出させ、吐出した半田液流を油
中で分断させ半田ボールを得る油中アトマイズ法におい
て、ノズル先端から吐出する溶融半田の組成を銀０．１
〜２．０重量％、鉛３６〜３７％を含み、残部が錫と不
可避の不純物とする半田ボールの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1098198A JPH11207493A (ja) | 1998-01-23 | 1998-01-23 | 半田ボールおよびその製造方法。 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1098198A JPH11207493A (ja) | 1998-01-23 | 1998-01-23 | 半田ボールおよびその製造方法。 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11207493A true JPH11207493A (ja) | 1999-08-03 |
Family
ID=11765341
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1098198A Pending JPH11207493A (ja) | 1998-01-23 | 1998-01-23 | 半田ボールおよびその製造方法。 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11207493A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002032615A1 (en) * | 2000-10-18 | 2002-04-25 | Indium Corporation Of America | Anti-tombstoning solder alloys for surface mount applications |
| DE10237495A1 (de) * | 2002-04-22 | 2003-11-13 | Siemens Ag | Lotmaterial und Verfahren zum Ausbilden einer Weichlötverbindung |
| CN102554247A (zh) * | 2012-03-16 | 2012-07-11 | 河南省远洋铝业有限公司 | 生产铝粉用雾化装置及其雾化工艺 |
| CN104959621A (zh) * | 2015-08-04 | 2015-10-07 | 广东先导稀材股份有限公司 | 一种金属颗粒的制备方法及其装置 |
-
1998
- 1998-01-23 JP JP1098198A patent/JPH11207493A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002032615A1 (en) * | 2000-10-18 | 2002-04-25 | Indium Corporation Of America | Anti-tombstoning solder alloys for surface mount applications |
| US6783057B2 (en) | 2000-10-18 | 2004-08-31 | Indium Corporation Of America | Anti-tombstoning solder alloys for surface mount applications |
| DE10237495A1 (de) * | 2002-04-22 | 2003-11-13 | Siemens Ag | Lotmaterial und Verfahren zum Ausbilden einer Weichlötverbindung |
| CN102554247A (zh) * | 2012-03-16 | 2012-07-11 | 河南省远洋铝业有限公司 | 生产铝粉用雾化装置及其雾化工艺 |
| CN104959621A (zh) * | 2015-08-04 | 2015-10-07 | 广东先导稀材股份有限公司 | 一种金属颗粒的制备方法及其装置 |
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