JP2003266193A - はんだ浴供給用鉛フリーはんだ - Google Patents
はんだ浴供給用鉛フリーはんだInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 はんだ浴中にＰを追加供給するためにＰ濃度
の高い母合金を少量投入する場合に見られた母合金の調
合、投入、攪拌、濃度確認等、煩雑な手間を省略できる
技術を開発する。 【解決手段】 噴流稼働中に見られるはんだ浴内のＰ含
有量の減少に対して、はんだ浴補充用にSn−Ag系または
Sn−Ag−Cu系はんだ合金にＰ60〜100 質量ppm含有する
はんだ合金を供給してＰ含有量の維持を図る。
の高い母合金を少量投入する場合に見られた母合金の調
合、投入、攪拌、濃度確認等、煩雑な手間を省略できる
技術を開発する。 【解決手段】 噴流稼働中に見られるはんだ浴内のＰ含
有量の減少に対して、はんだ浴補充用にSn−Ag系または
Sn−Ag−Cu系はんだ合金にＰ60〜100 質量ppm含有する
はんだ合金を供給してＰ含有量の維持を図る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、はんだ浴供給用の
はんだ合金に関する。さらに詳細には、プリント配線基
板に電子部品を実装する際のフローはんだ付けにおい
て、はんだ合金のはんだ浴にはんだ合金を補給するため
の鉛フリーはんだ合金に関する。
はんだ合金に関する。さらに詳細には、プリント配線基
板に電子部品を実装する際のフローはんだ付けにおい
て、はんだ合金のはんだ浴にはんだ合金を補給するため
の鉛フリーはんだ合金に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子機器類においてプリント配線基板に
電子部品を実装する際には、はんだ合金が用いられてお
り、電子部品やプリント配線基板に対する熱影響、作業
性及び接合後の信頼性等を考慮して、種々の組成のはん
だ合金が使用されている。
電子部品を実装する際には、はんだ合金が用いられてお
り、電子部品やプリント配線基板に対する熱影響、作業
性及び接合後の信頼性等を考慮して、種々の組成のはん
だ合金が使用されている。
【０００３】従来から多く使用されてきたはんだ合金
は、融点が低く、しかもはんだ付け性の良好なSn−Pb共
晶近傍の組成（Sn63−Pb）を持ったはんだ合金である。
この共晶はんだは溶融温度域が存在せず、瞬時に凝固す
るため、はんだ付け後の凝固にかかる時間が短い。従っ
て、Sn−Pb共晶はんだを用いたフローはんだ付け法によ
るはんだ付けでは、コンベア搬送時の振動の影響も非常
に少ないという、信頼性の高いはんだ付けが行える。
は、融点が低く、しかもはんだ付け性の良好なSn−Pb共
晶近傍の組成（Sn63−Pb）を持ったはんだ合金である。
この共晶はんだは溶融温度域が存在せず、瞬時に凝固す
るため、はんだ付け後の凝固にかかる時間が短い。従っ
て、Sn−Pb共晶はんだを用いたフローはんだ付け法によ
るはんだ付けでは、コンベア搬送時の振動の影響も非常
に少ないという、信頼性の高いはんだ付けが行える。
【０００４】しかしながら、このように実用上優れたSn
−Pbはんだ合金は、公害問題の点から鉛フリーはんだ合
金、すなわち鉛を含まないはんだ合金に取って代わられ
るようになってきている。埋め立て処分される電子機器
のはんだ付け部に酸性雨が接触すると、はんだ合金中の
Pbが溶出し、それが地下水を汚染して飲料用にしたとき
に人体に鉛中毒を起こさせる可能性を考えたためであ
る。
−Pbはんだ合金は、公害問題の点から鉛フリーはんだ合
金、すなわち鉛を含まないはんだ合金に取って代わられ
るようになってきている。埋め立て処分される電子機器
のはんだ付け部に酸性雨が接触すると、はんだ合金中の
Pbが溶出し、それが地下水を汚染して飲料用にしたとき
に人体に鉛中毒を起こさせる可能性を考えたためであ
る。
【０００５】ここに、鉛フリーはんだは、Sn−Pbはんだ
に比べて機械的強度に優れており、上述のような鉛公害
の問題を考えて、近時、大いに使用されるようになって
きている。
に比べて機械的強度に優れており、上述のような鉛公害
の問題を考えて、近時、大いに使用されるようになって
きている。
【０００６】これらのはんだ合金を用いたはんだ付け方
法としては、溶融はんだ浴を使ったフローはんだ付け
法、はんだペーストやフォームソルダーを用いたリフロ
ー法、脂入り線はんだを鏝ではんだ付けする鏝付け法等
がある。
法としては、溶融はんだ浴を使ったフローはんだ付け
法、はんだペーストやフォームソルダーを用いたリフロ
ー法、脂入り線はんだを鏝ではんだ付けする鏝付け法等
がある。
【０００７】フローはんだ付け法は、電子部品を搭載し
たプリント配線基板の片面全域にフラックスを塗布した
後、予備加熱を行ってから溶融しているはんだ浴にプリ
ント配線基板の片面を接触させてはんだ付けを行う方法
である。この方法において、近年ではノズルを用い溶融
はんだを噴流して、安定した溶融はんだウェーブを発生
させ、この頂上に基板が当たるように通過させるという
ウェーブはんだ付け方法が、プリント配線基板への実装
方法として、コスト重視の大量生産には一般的である。
たプリント配線基板の片面全域にフラックスを塗布した
後、予備加熱を行ってから溶融しているはんだ浴にプリ
ント配線基板の片面を接触させてはんだ付けを行う方法
である。この方法において、近年ではノズルを用い溶融
はんだを噴流して、安定した溶融はんだウェーブを発生
させ、この頂上に基板が当たるように通過させるという
ウェーブはんだ付け方法が、プリント配線基板への実装
方法として、コスト重視の大量生産には一般的である。
【０００８】ところで、はんだ付け作業の際には、いく
つかのはんだ付け欠陥、即ち、未はんだ、ブリッジ、ボ
イド等が生じてしまう。特にフローはんだ付け法では、
常時はんだが噴流しているため、噴流ノズルから流出し
たはんだがノズル近傍の槽内静止部へ落下する。この落
下部分において乱流が生じて酸素巻き込みによる酸化
物、所謂ドロスが発生する。ドロスがノズル近傍に堆積
すると溶融はんだウェーブの安定性を妨げたり、はんだ
ウェーブに巻き込まれたドロスの一部がプリント配線基
板に付着したりして、はんだ付け欠陥を招く恐れがあ
り、はんだ浴表面に堆積したドロスを定期的に除去する
必要がある。
つかのはんだ付け欠陥、即ち、未はんだ、ブリッジ、ボ
イド等が生じてしまう。特にフローはんだ付け法では、
常時はんだが噴流しているため、噴流ノズルから流出し
たはんだがノズル近傍の槽内静止部へ落下する。この落
下部分において乱流が生じて酸素巻き込みによる酸化
物、所謂ドロスが発生する。ドロスがノズル近傍に堆積
すると溶融はんだウェーブの安定性を妨げたり、はんだ
ウェーブに巻き込まれたドロスの一部がプリント配線基
板に付着したりして、はんだ付け欠陥を招く恐れがあ
り、はんだ浴表面に堆積したドロスを定期的に除去する
必要がある。
【０００９】また、このようなドロス発生量が多いと前
述のドロス除去に費やす手間や廃棄はんだ量が増し、ラ
ンニングコストが上昇する。このようにはんだ槽のメン
テナンスやコスト面で、このドロスの低減が望まれる。
述のドロス除去に費やす手間や廃棄はんだ量が増し、ラ
ンニングコストが上昇する。このようにはんだ槽のメン
テナンスやコスト面で、このドロスの低減が望まれる。
【００１０】鉛フリーはんだ合金は、材料自体が高コス
ト化となるため、尚一層、ドロスの低減化が強く求めら
れている。このドロス低減のために、はんだ合金側から
の解決手段として、酸化抑制に効果を有する元素を添加
した脱酸用合金が用いられていた。その酸化抑制元素の
代表例は、Ｐである。Ｐは積極的に酸素と反応すること
によって、はんだ合金の主要構成成分であるSnあるいは
Pbの酸化を抑制する効果を有する。
ト化となるため、尚一層、ドロスの低減化が強く求めら
れている。このドロス低減のために、はんだ合金側から
の解決手段として、酸化抑制に効果を有する元素を添加
した脱酸用合金が用いられていた。その酸化抑制元素の
代表例は、Ｐである。Ｐは積極的に酸素と反応すること
によって、はんだ合金の主要構成成分であるSnあるいは
Pbの酸化を抑制する効果を有する。
【００１１】Ｐの酸化抑制効果は、所謂犠牲酸化であ
り、結果的にドロス抑制につながる。Ｐは選択的に消費
されてドロス中に濃化し、ドロスと共にはんだ槽外へ排
出される。従って、はんだ合金中のＰ、つまり酸化抑制
元素は減少し、やがては消失してしまう。
り、結果的にドロス抑制につながる。Ｐは選択的に消費
されてドロス中に濃化し、ドロスと共にはんだ槽外へ排
出される。従って、はんだ合金中のＰ、つまり酸化抑制
元素は減少し、やがては消失してしまう。
【００１２】はんだ合金中の酸化抑制元素が消失してし
まうとドロス抑制効果が無くなるため、ドロス発生量が
増加して、廃棄はんだ量が増すばかりではなく、ドロス
起因のはんだ付け欠陥が発生し、フローはんだ付けに伴
う総不良率が増加し、ランニングコストの上昇を招く恐
れがある。
まうとドロス抑制効果が無くなるため、ドロス発生量が
増加して、廃棄はんだ量が増すばかりではなく、ドロス
起因のはんだ付け欠陥が発生し、フローはんだ付けに伴
う総不良率が増加し、ランニングコストの上昇を招く恐
れがある。
【００１３】
【特許文献１】 特開昭54−84817 号公報、請求項、第
２頁右上欄１〜６行、同下から１〜５行
２頁右上欄１〜６行、同下から１〜５行
【特許文献２】 特開昭55−75893 号公報、請求項
【特許文献３】 特開平11−333589号公報、請求項３、
４、段落0010
４、段落0010
【特許文献４】 特開平６−297186号公報、請求項、段
落0007
落0007
【特許文献５】 特開平10−144718号公報、請求項、段
落0009
落0009
【特許文献６】 特開2001−71173 号公報、請求項、段
落0019
落0019
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来技術
においてもＰをはんだ浴に添加することは知られていた
が、Ｐは脱酸用合金として多量に添加されていた。した
がって、はんだ浴内のはんだ合金中の所定のＰよりも極
端に高い濃度 (例えば、Ｐ：0.05〜３％) のＰを含有す
る脱酸用合金を用いるものであるから、少量の脱酸用合
金を添加するが、補給時のメッキ浴におけるＰ含有量の
大幅な変動は避けられない。 (参照：特許文献１) その他、Ｐ≦50ppm を含有するはんだ合金の例 (特許文
献２) 、Ｐ：0.1 〜１％を含有する例 (特許文献３) も
みられる。
においてもＰをはんだ浴に添加することは知られていた
が、Ｐは脱酸用合金として多量に添加されていた。した
がって、はんだ浴内のはんだ合金中の所定のＰよりも極
端に高い濃度 (例えば、Ｐ：0.05〜３％) のＰを含有す
る脱酸用合金を用いるものであるから、少量の脱酸用合
金を添加するが、補給時のメッキ浴におけるＰ含有量の
大幅な変動は避けられない。 (参照：特許文献１) その他、Ｐ≦50ppm を含有するはんだ合金の例 (特許文
献２) 、Ｐ：0.1 〜１％を含有する例 (特許文献３) も
みられる。
【００１５】なお、Pbフリーはんだ合金に合金成分とし
てＰを添加した合金は、Sn−Ag系あるいはSn−Ag−Cu系
に着目してみても、いくつか知られている。しかし、そ
の一部ははんだ付け用途ではあるものの、特にはんだ浴
内の成分元素を意図的に管理するための供給用途として
用いられる材料ではない。（参照：特許文献４〜６） つまり、酸化抑制元素Ｐに関しては、従来はＰ濃度に着
目してはんだ槽内のはんだ中のＰ濃度が減少した頃を見
計らってＰ濃度の高いはんだ合金を少量投入することに
より、はんだ槽内のはんだ中のＰ濃度を回復させるもの
であった。
てＰを添加した合金は、Sn−Ag系あるいはSn−Ag−Cu系
に着目してみても、いくつか知られている。しかし、そ
の一部ははんだ付け用途ではあるものの、特にはんだ浴
内の成分元素を意図的に管理するための供給用途として
用いられる材料ではない。（参照：特許文献４〜６） つまり、酸化抑制元素Ｐに関しては、従来はＰ濃度に着
目してはんだ槽内のはんだ中のＰ濃度が減少した頃を見
計らってＰ濃度の高いはんだ合金を少量投入することに
より、はんだ槽内のはんだ中のＰ濃度を回復させるもの
であった。
【００１６】一方、はんだ槽では、大量のプリント基板
のはんだ付けを行うため、はんだ槽内のはんだ合金がプ
リント基板に付着して減少していく。従来このはんだ槽
内のはんだが減少した分の供給は、Ｐが含有されていな
いはんだ合金で行っていた。つまり、Ｐ濃度の減少量お
よびはんだ合金の減少量は別々に管理されていたのであ
る。その結果、はんだ槽内のはんだ中のＰの減少に対し
てはＰ濃度の高いはんだ合金を少量投入し、はんだ槽内
のはんだの減少に対してはＰが全く含有されていないは
んだ合金を別々に供給していたのである。
のはんだ付けを行うため、はんだ槽内のはんだ合金がプ
リント基板に付着して減少していく。従来このはんだ槽
内のはんだが減少した分の供給は、Ｐが含有されていな
いはんだ合金で行っていた。つまり、Ｐ濃度の減少量お
よびはんだ合金の減少量は別々に管理されていたのであ
る。その結果、はんだ槽内のはんだ中のＰの減少に対し
てはＰ濃度の高いはんだ合金を少量投入し、はんだ槽内
のはんだの減少に対してはＰが全く含有されていないは
んだ合金を別々に供給していたのである。
【００１７】また、上述の場合において、そのはんだ浴
を構成するはんだ合金がすでにＰを含有する場合、同じ
はんだ合金を補給用はんだ合金として用いることも考え
られるが、これは、予めはんだ槽内に充填されたはんだ
合金と同濃度のＰ含有量のはんだ合金を供給することに
相当する。しかし、噴流はんだの場合、はんだ槽内のＰ
消費量が大きいため、槽内はんだと同濃度のＰ量のはん
だ合金の供給ではＰ消費分に相当するＰ量を補充できな
かった。
を構成するはんだ合金がすでにＰを含有する場合、同じ
はんだ合金を補給用はんだ合金として用いることも考え
られるが、これは、予めはんだ槽内に充填されたはんだ
合金と同濃度のＰ含有量のはんだ合金を供給することに
相当する。しかし、噴流はんだの場合、はんだ槽内のＰ
消費量が大きいため、槽内はんだと同濃度のＰ量のはん
だ合金の供給ではＰ消費分に相当するＰ量を補充できな
かった。
【００１８】したがって、前述と同様、はんだ槽内のは
んだ中のＰの減少に対してはＰ濃度の高いはんだ合金を
少量投入し、槽内はんだ中のＰ濃度を回復させていた。
ここに、本発明の一般的課題は、特にフローはんだ付け
法におけるはんだ浴内の酸化物発生を抑制する元素の恒
久的安定管理を行うための技術を開発することである。
んだ中のＰの減少に対してはＰ濃度の高いはんだ合金を
少量投入し、槽内はんだ中のＰ濃度を回復させていた。
ここに、本発明の一般的課題は、特にフローはんだ付け
法におけるはんだ浴内の酸化物発生を抑制する元素の恒
久的安定管理を行うための技術を開発することである。
【００１９】さらに本発明のより具体的な課題は、上述
のようなはんだ浴内におけるはんだ合金の酸化を効果的
に抑制するためにＰなどの酸化抑制元素の供給量の安定
化を図ることのできるはんだ浴供給用のはんだ合金を提
供することにある。
のようなはんだ浴内におけるはんだ合金の酸化を効果的
に抑制するためにＰなどの酸化抑制元素の供給量の安定
化を図ることのできるはんだ浴供給用のはんだ合金を提
供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】上述のように、従来のSn
−Pbはんだの場合の槽内供給用としては、予めはんだ槽
内に充填されたはんだと同濃度のＰ量のはんだ合金で行
っていたが、この場合のはんだ槽内充填用および供給用
のはんだ合金のＰ濃度は50ppm 以下のレベルに相当する
ものであった（参照：特許文献２）。
−Pbはんだの場合の槽内供給用としては、予めはんだ槽
内に充填されたはんだと同濃度のＰ量のはんだ合金で行
っていたが、この場合のはんだ槽内充填用および供給用
のはんだ合金のＰ濃度は50ppm 以下のレベルに相当する
ものであった（参照：特許文献２）。
【００２１】また、Pbフリーはんだの場合も同様に、予
めはんだ槽内に充填されたはんだと同濃度のＰ量のはん
だ合金が供給されており、そのＰ濃度も上述と同様、50
ppm以下のレベルであった。
めはんだ槽内に充填されたはんだと同濃度のＰ量のはん
だ合金が供給されており、そのＰ濃度も上述と同様、50
ppm以下のレベルであった。
【００２２】しかしながら、本発明者らの知見によれ
ば、Pbフリーはんだの噴流稼働状況下では、槽内はんだ
と同濃度のＰ量のはんだ合金の供給ではＰ消費分に相当
するＰ量を補充できずに槽内Ｐ量が減少し、やがては消
失してしまい、槽内Ｐ量を一定に保つことができなかっ
た。
ば、Pbフリーはんだの噴流稼働状況下では、槽内はんだ
と同濃度のＰ量のはんだ合金の供給ではＰ消費分に相当
するＰ量を補充できずに槽内Ｐ量が減少し、やがては消
失してしまい、槽内Ｐ量を一定に保つことができなかっ
た。
【００２３】このように、はんだ槽内の酸化抑制元素で
あるＰが消失した場合、前述のようにＰの消費分に相当
する量を母合金として供給することによって、対処する
方法が採られている。その供給方法とは、毎日あるいは
月２〜４回など、定期的に酸化抑制元素を高濃度に調整
した母合金をはんだ槽内へ供給し、槽内の酸化抑制元素
濃度を調整するという作業である。
あるＰが消失した場合、前述のようにＰの消費分に相当
する量を母合金として供給することによって、対処する
方法が採られている。その供給方法とは、毎日あるいは
月２〜４回など、定期的に酸化抑制元素を高濃度に調整
した母合金をはんだ槽内へ供給し、槽内の酸化抑制元素
濃度を調整するという作業である。
【００２４】しかしながら、その場合にあってもこの調
整作業はその都度、母合金の調合量の秤量、槽内への投
入と一定時間の攪拌、調整後の槽内濃度の確認等、面倒
な作業を要するものであった。
整作業はその都度、母合金の調合量の秤量、槽内への投
入と一定時間の攪拌、調整後の槽内濃度の確認等、面倒
な作業を要するものであった。
【００２５】そこで、本発明者らは、次の点に着目し
た。すなわち、フローはんだ付け法では、はんだ付けに
伴いプリント基板に付着する分と噴流により発生するド
ロス部としてはんだ槽外へ排出される分とがある。これ
らの排出量に相当するはんだがはんだ槽内に供給され
る。この供給手段としては、棒状はんだあるいは線状は
んだが用いられ、はんだ槽内の液面制御と共に断続的に
供給される。その際、はんだ槽へのはんだの供給だけで
常に槽内Ｐ量を一定に保つことができれば、別途Ｐを投
入する手間がなくなる。
た。すなわち、フローはんだ付け法では、はんだ付けに
伴いプリント基板に付着する分と噴流により発生するド
ロス部としてはんだ槽外へ排出される分とがある。これ
らの排出量に相当するはんだがはんだ槽内に供給され
る。この供給手段としては、棒状はんだあるいは線状は
んだが用いられ、はんだ槽内の液面制御と共に断続的に
供給される。その際、はんだ槽へのはんだの供給だけで
常に槽内Ｐ量を一定に保つことができれば、別途Ｐを投
入する手間がなくなる。
【００２６】そこで本発明者らは、Sn-Ag 系およびSn-A
g-Cu系はんだ合金に着目して、さらに検討を重ねた結
果、通常、これらのはんだ合金をフロー方法で用いる場
合、はんだ浴には、酸化抑制元素としてのＰが30ppm 程
度含有されており、その場合、はんだ浴としても10〜20
ppm 程度含有されていれば、ドロスの発生およびそれに
基づく欠陥防止が効果的に行われ、そのためには補給用
はんだ合金として60〜100ppmのＰを含有する補給用はん
だ合金を用いればよいことを知り、本発明を完成させ
た。
g-Cu系はんだ合金に着目して、さらに検討を重ねた結
果、通常、これらのはんだ合金をフロー方法で用いる場
合、はんだ浴には、酸化抑制元素としてのＰが30ppm 程
度含有されており、その場合、はんだ浴としても10〜20
ppm 程度含有されていれば、ドロスの発生およびそれに
基づく欠陥防止が効果的に行われ、そのためには補給用
はんだ合金として60〜100ppmのＰを含有する補給用はん
だ合金を用いればよいことを知り、本発明を完成させ
た。
【００２７】ここに、本発明は、SnとAgを含むはんだ合
金であって、さらにＰを60〜100 質量ppm 含むことを特
徴とする、前記はんだ合金から成るはんだ浴に対するは
んだ浴供給用の鉛フリーはんだ合金である。
金であって、さらにＰを60〜100 質量ppm 含むことを特
徴とする、前記はんだ合金から成るはんだ浴に対するは
んだ浴供給用の鉛フリーはんだ合金である。
【００２８】別の面からは本発明は、SnとAgとCuを含む
はんだ合金であって、さらにＰを60〜100 質量ppm 含む
ことを特徴とする、前記はんだ合金から成るはんだ浴に
対するはんだ浴供給用鉛フリーはんだ合金である。
はんだ合金であって、さらにＰを60〜100 質量ppm 含む
ことを特徴とする、前記はんだ合金から成るはんだ浴に
対するはんだ浴供給用鉛フリーはんだ合金である。
【００２９】さらに別の面からは本発明は、質量％で、
Ag:2.5〜3.5 ％、Cu:0.2〜0.9 ％、残部Snから成るはん
だ合金であって、さらにＰを60〜100 質量ppm 含むこと
を特徴とする、前記はんだ合金から成るはんだ浴に対す
るはんだ浴供給用鉛フリーはんだ合金である。
Ag:2.5〜3.5 ％、Cu:0.2〜0.9 ％、残部Snから成るはん
だ合金であって、さらにＰを60〜100 質量ppm 含むこと
を特徴とする、前記はんだ合金から成るはんだ浴に対す
るはんだ浴供給用鉛フリーはんだ合金である。
【００３０】かくして、本発明によれば、はんだ浴に所
定濃度のＰが添加されたはんだを充填しておき、はんだ
付け作業中におけるはんだ浴中のＰ減少速度を把握する
とともに、該Ｐ減少速度に追従して所定のＰ濃度を保つ
ことができる所定濃度よりも高濃度のＰ含有はんだを作
製し、該はんだをはんだ付け作業に伴って減少するはん
だの供給時にはんだ浴に供給することができる。
定濃度のＰが添加されたはんだを充填しておき、はんだ
付け作業中におけるはんだ浴中のＰ減少速度を把握する
とともに、該Ｐ減少速度に追従して所定のＰ濃度を保つ
ことができる所定濃度よりも高濃度のＰ含有はんだを作
製し、該はんだをはんだ付け作業に伴って減少するはん
だの供給時にはんだ浴に供給することができる。
【００３１】さらに、本発明によれば、はんだ浴中に供
給される棒状あるいは線状はんだ材のＰ濃度は、Ｐの消
費を補う量に設定された材料を用いるため、従来定期的
にＰを高濃度に調整した母合金をはんだ浴内へ供給し、
はんだ浴内Ｐ濃度を調整するという面倒な作業を省くこ
とができ、毎日の通常作業内で、自動的にはんだ浴内Ｐ
量が一定に保持され、メンテナンスフリーにてＰ量の恒
久的な管理が達成できるものである。
給される棒状あるいは線状はんだ材のＰ濃度は、Ｐの消
費を補う量に設定された材料を用いるため、従来定期的
にＰを高濃度に調整した母合金をはんだ浴内へ供給し、
はんだ浴内Ｐ濃度を調整するという面倒な作業を省くこ
とができ、毎日の通常作業内で、自動的にはんだ浴内Ｐ
量が一定に保持され、メンテナンスフリーにてＰ量の恒
久的な管理が達成できるものである。
【００３２】この供給用材料を用いることにより、はん
だ槽内のＰの消失を回避し、ドロス抑制効果を恒久的に
維持するため、フローはんだ付け方法、特にウェーブは
んだ付け方法におけるはんだ付け品質の安定確保が可能
となる。
だ槽内のＰの消失を回避し、ドロス抑制効果を恒久的に
維持するため、フローはんだ付け方法、特にウェーブは
んだ付け方法におけるはんだ付け品質の安定確保が可能
となる。
【００３３】
【発明の実施の態様】本発明は、はんだ浴を用いたフロ
ーはんだ付け方法において、はんだ浴にはんだを供給し
ながらはんだ浴内のＰ含有量を一定に保つために用いら
れる供給用Pbフリーはんだ合金である。
ーはんだ付け方法において、はんだ浴にはんだを供給し
ながらはんだ浴内のＰ含有量を一定に保つために用いら
れる供給用Pbフリーはんだ合金である。
【００３４】従って、はんだ浴内のはんだ合金の構成元
素とはんだ浴に供給するはんだ合金の構成元素は基本的
には同一であるが、はんだ付け中に元素の含有量が増加
するような場合は、増加する元素を全く含有しないか、
或は所定の含有量よりも少ない含有量のはんだを供給し
てもよい。例えば、はんだ浴内のはんだ合金の構成元素
がSn−Ag−Cu−Ｐである場合、このはんだ合金で多数の
プリント基板をはんだ付けすると、プリント基板のラン
ドからCuが少しずつはんだ浴内のはんだ合金中に溶け出
して、該はんだ合金のCu含有量が所定の含有量よりも多
くなる。その結果、はんだ浴内のはんだ中に針状のCu−
Snの金属間化合物が析出してはんだ付け部間を短絡させ
たり、液相線温度を上昇させてはんだ付け性を悪くした
りする。
素とはんだ浴に供給するはんだ合金の構成元素は基本的
には同一であるが、はんだ付け中に元素の含有量が増加
するような場合は、増加する元素を全く含有しないか、
或は所定の含有量よりも少ない含有量のはんだを供給し
てもよい。例えば、はんだ浴内のはんだ合金の構成元素
がSn−Ag−Cu−Ｐである場合、このはんだ合金で多数の
プリント基板をはんだ付けすると、プリント基板のラン
ドからCuが少しずつはんだ浴内のはんだ合金中に溶け出
して、該はんだ合金のCu含有量が所定の含有量よりも多
くなる。その結果、はんだ浴内のはんだ中に針状のCu−
Snの金属間化合物が析出してはんだ付け部間を短絡させ
たり、液相線温度を上昇させてはんだ付け性を悪くした
りする。
【００３５】このように、はんだ付け時にはんだ浴中に
Cuが増加するような場合、はんだ浴に供給するはんだ
は、Cuを全く含まないか、或は所定のCu含有量よりも少
ないはんだを用いてもよい。この場合も、酸化抑制元素
は、減少速度に追従して所定濃度を保つような高濃度に
する。
Cuが増加するような場合、はんだ浴に供給するはんだ
は、Cuを全く含まないか、或は所定のCu含有量よりも少
ないはんだを用いてもよい。この場合も、酸化抑制元素
は、減少速度に追従して所定濃度を保つような高濃度に
する。
【００３６】本発明のはんだ浴供給用はんだ合金におい
て、Ｐ含有量が60ppm より少ないとはんだ浴の噴流稼働
に伴うＰ消費分に相当するＰ量を補充できずに浴内Ｐ量
が減少するため、浴内Ｐ量の安定した状態に保持できな
い。100ppmより多いと、はんだ合金自体の特性としてぬ
れ性が低下する傾向がある。このようなはんだ合金を誤
って初期投入用途に使用した場合には、ぬれ性の低下に
伴うはんだ付け欠陥が発生し、総不良率が増加してラン
ニングコストの上昇を招く恐れがある。よって、本発明
においてＰ量は100ppmを上限とした。
て、Ｐ含有量が60ppm より少ないとはんだ浴の噴流稼働
に伴うＰ消費分に相当するＰ量を補充できずに浴内Ｐ量
が減少するため、浴内Ｐ量の安定した状態に保持できな
い。100ppmより多いと、はんだ合金自体の特性としてぬ
れ性が低下する傾向がある。このようなはんだ合金を誤
って初期投入用途に使用した場合には、ぬれ性の低下に
伴うはんだ付け欠陥が発生し、総不良率が増加してラン
ニングコストの上昇を招く恐れがある。よって、本発明
においてＰ量は100ppmを上限とした。
【００３７】つまり、本発明は、はんだ浴供給用はんだ
合金であるが、誤って初期投入用途に使用した場合にも
支障なく使用できる浴内Ｐ量の上限を採択したのであ
る。本発明の鉛フリーはんだは、Sn−Ag系またはSn−Ag
−Cu系にＰを含有させたものであるが、Sn中へのAg、Cu
の好適な含有量は重量比でAgは2.5 〜3.5 ％、Cuは0.2
〜0.9 ％である。Ag及びCuの含有比率が前記範囲より多
くても少なくても、はんだの液相線温度を押し上げて溶
融温度域が広がるため、はんだ付け欠陥を生じ易く、は
んだ付け作業に困難をきたす恐れがあり、フローはんだ
付け用途には適さない。
合金であるが、誤って初期投入用途に使用した場合にも
支障なく使用できる浴内Ｐ量の上限を採択したのであ
る。本発明の鉛フリーはんだは、Sn−Ag系またはSn−Ag
−Cu系にＰを含有させたものであるが、Sn中へのAg、Cu
の好適な含有量は重量比でAgは2.5 〜3.5 ％、Cuは0.2
〜0.9 ％である。Ag及びCuの含有比率が前記範囲より多
くても少なくても、はんだの液相線温度を押し上げて溶
融温度域が広がるため、はんだ付け欠陥を生じ易く、は
んだ付け作業に困難をきたす恐れがあり、フローはんだ
付け用途には適さない。
【００３８】次に、本発明の作用効果を実施例によって
さらに具体的に説明する。
さらに具体的に説明する。
【００３９】
【実施例】本例において用いたはんだ浴を収容するはん
だ槽の容量は460kg の大きさで、間接ヒータ方式、Ｗ噴
流方式の浴槽であった。予め前記はんだ槽内にはんだ合
金を溶解充填（初期投入）してはんだ浴を構成した。そ
の際、初期投入に使用したはんだ合金は、Sn-3.0Ag-0.5
Cu-0.003P(質量％）の組成のPbフリーはんだであった。
だ槽の容量は460kg の大きさで、間接ヒータ方式、Ｗ噴
流方式の浴槽であった。予め前記はんだ槽内にはんだ合
金を溶解充填（初期投入）してはんだ浴を構成した。そ
の際、初期投入に使用したはんだ合金は、Sn-3.0Ag-0.5
Cu-0.003P(質量％）の組成のPbフリーはんだであった。
【００４０】比較例として、前記はんだ槽に初期投入し
たはんだ合金と同じものを供給用はんだとして15日間使
用した。その際のはんだ浴内Ｐ濃度推移を図１にグラフ
で示す。15日間稼働後のはんだ浴内Ｐ含有量は５質量
ppm レベルという極微量の値を示していた。
たはんだ合金と同じものを供給用はんだとして15日間使
用した。その際のはんだ浴内Ｐ濃度推移を図１にグラフ
で示す。15日間稼働後のはんだ浴内Ｐ含有量は５質量
ppm レベルという極微量の値を示していた。
【００４１】次に、本発明例として、はんだの主要成分
（Sn、Ag、Cu）が同一で、Ｐ含有量を80質量ppm に調合
したはんだ合金をはんだ浴供給用として使用した。その
際のはんだ浴内Ｐ濃度推移を図１にグラフで示す。Ｐ
含有量80質量ppm の供給用はんだを投入し続けること
で、はんだ浴内Ｐ含有量は20質量ppm レベルで安定した
状態を維持していた。
（Sn、Ag、Cu）が同一で、Ｐ含有量を80質量ppm に調合
したはんだ合金をはんだ浴供給用として使用した。その
際のはんだ浴内Ｐ濃度推移を図１にグラフで示す。Ｐ
含有量80質量ppm の供給用はんだを投入し続けること
で、はんだ浴内Ｐ含有量は20質量ppm レベルで安定した
状態を維持していた。
【００４２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
Pbフリーはんだ合金をはんだ浴内のＰ含有量を安定管理
する目的に用いることができる。はんだ浴への供給用途
として本発明のPbフリーはんだ合金をはんだ浴供給用と
して用いることにより、毎日の通常作業内で、自動的に
槽内Ｐ量が一定に保持され、メンテナンスフリーにては
んだ浴内Ｐ含有量の恒久的な管理が可能である。この方
法により、はんだ槽内のＰの消失を回避し、ドロス抑制
効果を恒久的に維持するため、フローはんだ付けにおけ
るはんだ付け品質が安定確保され、はんだ接合部におけ
るはんだ合金組成が一定に保持され、Ｐ含有量が過剰に
なることはなく、ドロス生成が抑制されるため、材料コ
ストの低減が可能となり、その他、雰囲気を調整する手
段を新たに設ける必要もない等、従来にない優れた効果
を奏するものである。
Pbフリーはんだ合金をはんだ浴内のＰ含有量を安定管理
する目的に用いることができる。はんだ浴への供給用途
として本発明のPbフリーはんだ合金をはんだ浴供給用と
して用いることにより、毎日の通常作業内で、自動的に
槽内Ｐ量が一定に保持され、メンテナンスフリーにては
んだ浴内Ｐ含有量の恒久的な管理が可能である。この方
法により、はんだ槽内のＰの消失を回避し、ドロス抑制
効果を恒久的に維持するため、フローはんだ付けにおけ
るはんだ付け品質が安定確保され、はんだ接合部におけ
るはんだ合金組成が一定に保持され、Ｐ含有量が過剰に
なることはなく、ドロス生成が抑制されるため、材料コ
ストの低減が可能となり、その他、雰囲気を調整する手
段を新たに設ける必要もない等、従来にない優れた効果
を奏するものである。
【図１】はんだ浴内のＰ濃度の推移を示すグラフであ
る。
る。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 鈴木 春夫
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器
産業株式会社内
(72)発明者 野上 弘文
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器
産業株式会社内
(72)発明者 江口 憲久
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器
産業株式会社内
(72)発明者 宗形 修
東京都足立区千住橋戸町23番地 千住金属
工業株式会社内
(72)発明者 上島 稔
東京都足立区千住橋戸町23番地 千住金属
工業株式会社内
Ｆターム(参考） 5E319 AA01 AB01 AC01 BB08 CC24
GG20
Claims (3)
- 【請求項１】 SnとAgを含むはんだ合金であって、さら
にＰを60〜100 質量ppm 含むことを特徴とする、前記は
んだ合金から成るはんだ浴に対するはんだ浴供給用の鉛
フリーはんだ合金。 - 【請求項２】 SnとAgとCuを含むはんだ合金であって、
さらにＰを60〜100質量ppm 含むことを特徴とする、前
記はんだ合金から成るはんだ浴に対するはんだ浴供給用
鉛フリーはんだ合金。 - 【請求項３】 質量％で、Ag:2.5〜3.5 ％、Cu:0.2〜0.
9 ％、残部Snから成るはんだ合金であって、さらにＰを
60〜100 質量ppm 含むことを特徴とする、前記はんだ合
金のはんだ浴に対するはんだ浴供給用鉛フリーはんだ合
金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002372542A JP2003266193A (ja) | 2002-01-10 | 2002-12-24 | はんだ浴供給用鉛フリーはんだ |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002-3251 | 2002-01-10 | ||
| JP2002003251 | 2002-01-10 | ||
| JP2002372542A JP2003266193A (ja) | 2002-01-10 | 2002-12-24 | はんだ浴供給用鉛フリーはんだ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003266193A true JP2003266193A (ja) | 2003-09-24 |
Family
ID=29217832
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002372542A Pending JP2003266193A (ja) | 2002-01-10 | 2002-12-24 | はんだ浴供給用鉛フリーはんだ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003266193A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004261863A (ja) * | 2003-01-07 | 2004-09-24 | Senju Metal Ind Co Ltd | 鉛フリーはんだ |
| WO2009104271A1 (ja) * | 2008-02-22 | 2009-08-27 | 株式会社日本スペリア社 | Ｎｉを含む無鉛はんだのＮｉ濃度調整法 |
| JP2012509992A (ja) * | 2008-11-28 | 2012-04-26 | ▲広▼州▲瀚▼源▲電▼子科技有限公司 | 無鉛はんだドロス低減方法 |
| US10213879B2 (en) | 2015-11-30 | 2019-02-26 | Senju Metal Industry Co., Ltd. | Solder alloy |
-
2002
- 2002-12-24 JP JP2002372542A patent/JP2003266193A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004261863A (ja) * | 2003-01-07 | 2004-09-24 | Senju Metal Ind Co Ltd | 鉛フリーはんだ |
| WO2009104271A1 (ja) * | 2008-02-22 | 2009-08-27 | 株式会社日本スペリア社 | Ｎｉを含む無鉛はんだのＮｉ濃度調整法 |
| JP5249958B2 (ja) * | 2008-02-22 | 2013-07-31 | 株式会社日本スペリア社 | Ｎｉを含む無鉛はんだのＮｉ濃度調整法 |
| US8557021B2 (en) | 2008-02-22 | 2013-10-15 | Nihon Superior Sha Co., Ltd. | Method of regulating nickel concentration in lead-free solder containing nickel |
| JP2012509992A (ja) * | 2008-11-28 | 2012-04-26 | ▲広▼州▲瀚▼源▲電▼子科技有限公司 | 無鉛はんだドロス低減方法 |
| US10213879B2 (en) | 2015-11-30 | 2019-02-26 | Senju Metal Industry Co., Ltd. | Solder alloy |
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