JPH0313293A

JPH0313293A - はんだペースト

Info

Publication number: JPH0313293A
Application number: JP1147419A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Gomi; 正五味; Hiroko Ota; 太田　宏子; Kazue Kaneko; 金子　一恵
Original assignee: Yuho Chemicals Inc
Current assignee: Yuho Chemicals Inc
Priority date: 1989-06-09
Filing date: 1989-06-09
Publication date: 1991-01-22
Anticipated expiration: 2013-02-25
Also published as: JP2719832B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、電子産業分野で使用されている“はんだペー
スト”に関し、更に詳しくは腐食を防止したはんだを含
有し且つ製品分離安定性を向上させたロジン系はんだペ
ーストに関する。

〔従来の技術〕

近年、電子産業においては、製品の小型化と電子回路の
高速化が重要視されている。しかし、製品の小型化と電
子回路の高速化は、製品の信頼性において、相反すると
ころがあり、双方の要求を同時に満足させるのは容易で
はない。特に、製品の小型化は、回路基板と電子部品の
はんだ付けを困難にする。電子回路間の接点が複雑にな
ると、はんだ付けの不良否が短絡及び接合不良を起こす
。

勿論、古くから行われている、はんだコテで一個所づつ
行うような作業では、複雑な回路をはんだ付けすること
は出来ない。

そこで回路基板に電子部品をはんだ付けする方法として
、第一に基板面（銅）の酸化被膜を除去するフラックス
で処理し、次いで溶解したはんだ浴槽に基板面（銅）を
浸漬する方法が行われてきた。

しかし、この方法は二工程を必要とし、さらに基板に取
りつけた電子部品の落下するという問題や作業性等から
優れた方法とはいえない。

そこでこの二工程の方法を一工程化した方法としてはん
だペーストを用いた方法が提案されている。このはんだ
ペーストを使用した方法においては、電子基板のはんだ
付けすべき個所にデスペンサー法またはシルク印刷法に
て、一定量のクリームはんだを塗布する。クリームはん
だに含まれているチキン剤の効果により電子部品は固定
化される。

次いで熱または赤外線等の照射により、ロジンフラック
スが活性化され金属面の酸化物を除去し、微細はんだが
溶融してはんだ付けが完了する。従って、この方法によ
れば電子部品の落下が生じることもなく、かつ工程も極
めて簡単であり、この方法は究めて理想的なはんだ付は
方法である。

〔発明が解決するための課題〕

しかし、このはんだペーストにも解決しなければならな
い課題がある。はんだペーストとは、−般にはんだ付け
すべき金属酸化物を除去するロジンと活性剤及び、チキ
ン剤等を溶剤に溶解したペーストフラックスとはんだ粉
末とを均一に混合したものである。ところが、はんだペ
ースト中の活性剤及びはんだペーストと空気中の酸素と
の接触により品質の劣化が生じる。ペーストフラックス
とはんだ粉末とを混合するとはんだ粉末と活性剤とが反
応してはんだ粉末の表面が腐食する。また、容器保存中
、空気と接触している表面のはんだ（支）末は空気中の
酸素により酸化する。はんだ粉末表面が腐食され、酸化
されたはんだペーストは、保存中の粘度変化や分離によ
るスクリーン印刷不良やデスペンサー吐き出し不良、は
んだ付は時のはんだボールの発生やはんだ付は性の不良
を生じる。

そこで本発明の目的ははんだペースト中のはんだ粒子の
表面が腐食されることなく、且つ非酸化状態を保たれ、
最良のはんだ付は効果を発揮し、且つ保存安定性に優れ
たはんだペーストを提供することにある。

′〔課題を解決するた必の手段〕そこで本発明は、表面にロジンを被覆したはんだ粒子及
びこのはんだ粒子とロジンを実質的に溶解しない溶媒と
を含むはんだペーストに関する。

本発明において、はんだとは、錫、鉛合金の他、銀、ビ
スマス、金、イリジュウムが混合されたもの等が含まれ
るが、特に上記成分にこだわるものではない。

本発明において用いられるはんだ粉末は、どのような形
状でもよいが、粒径がｌＯ〜１０００メツシュ、好まし
くは２５０〜４００メツシユであるものが適当である。

またロジンの被覆量は、粉末はんだ１００重量部に対し
１〜２００重量部の範囲、好ましくは２０〜６０重量部
の範囲とすることが適当である。

本発明でロジンとしては、あらゆるロジンを使用するこ
とが出来る。例えば、マレイン酸変性ロジン、マレイン
酸変性ロジンエステル、水素添加ロジン、不均化ロジン
、重合ロジン、ガムロジン、ウッドロジン、トール油ロ
ジン等が挙げられる。

特にはんだの腐食性等を考慮した場合、エステル化ロジ
ンを使用することが好ましい。しかし、本発明で使用す
るロジンの主成分はアビエチン酸である。アビエチン酸
は活性剤として優れた酸化被膜除去効果を発揮するが、
ロジン中のアビエチン酸は、９０℃以上の加熱溶解で初
めて活性を表す性質を持っている。したがって、はんだ
ペーストを保存している常温では活性を示さず腐食性も
；よとんどなく、よってあらゆるロジンが使用可能であ
る。

はんだとロジンとの接着性を改善するため、カップリン
グ剤の使用も可能である。カップリング剤としては、例
えば、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β
−（アミノ）エチル−ｒ　−アミ／プロピルトリメトキ
シシラン、β−（３４−エバキシシクロヘキシル）エチ
ルトリメトキシシラン、Ｔ−グリシドキシプロビルトリ
メトキシシラン等が挙げられる。カップリング剤は、口
ジン１００重量部に対して０．００１〜５重量部用いる
ことが適当である。

さらにロジンの可塑性を高め粒子間の衝撃による、ひび
割れや脱落を改善するため、ロジンと相溶性に優れた可
塑剤の使用も可能である。可塑剤としては、例えば、牛
脂硬化油、ジオクチルフタレート、ジオクチルアジペー
トなどを挙げることができる。可塑剤は、ロジン１００
重量部に対して０，１〜１００重量部用いることが適当
である。

本発明のロジン被覆ハンダ粒子は、種々の方法により製
造でき、例えばスプレー法、浸漬法及び両者の組合せ法
により製造できる。

スプレー法は、ロジンのアルコール溶液（例、ｔばイソ
プロピルアルコール）を、不活性雰囲気中ではんだ粉末
に噴霧し、次いで加熱して溶媒（アルコール）を除去す
ることにより、ロジン被覆はんだ粒子を得るものである
。

浸漬法は、ロジンのアルコール溶液にはんだ粉末を浸漬
し、混合（撹拌）しつつ溶媒（アルコール）を揮発除去
することにより、ロジン被覆はんだ粒子を得るものであ
る。

スプレー法と浸漬法の組合せは、スプレー法により得た
ロジン被覆はんだ粒子を浸漬法でさらにロジン被覆する
か、あるいは、浸漬法によりロジン被覆したはんだ粒子
をスプレー法によりさらにロジン被覆するかによりロジ
ン被覆を行うものである。尚、スプレー法又は浸漬法を
複数回繰り返して行ってもよい。

このようにして得られたロジン被覆したはんだ粉末は、
フラックスと混合してはんだペーストとすることが出来
る。フラックス中の活性剤は、酸化被膜の除去を目的と
している。その成分としては、モノカルボン酸（ギ酸、
酢酸、プロピオン酸）ジカルボン酸（シュウ酸、マロン
酸、コハク酸）オキシカルボン酸（オキシコハク酸、ク
エン酸、酒石酸）アミン（エチレンジアミン、エチレン
トリアミン、ヘキシルアミン、エタノールアミン、エチ
ルアミン、ジメチルアミン、アニリン、シクロヘキシル
アミン）アミンハロゲン化水素酸塩（エチルアミン塩酸
塩、ジメチルアミン塩酸塩、アニリン塩酸塩、ジエチル
アミン臭化水素酸塩、シクロヘキシルアミン塩酸塩等）
が挙げられる。

ぺ・−ストにはチキン剤を添加することもできる。

チキン剤としては、高分子樹脂（ポリビニールアルコー
ル、メチルセルロース、ポリビニールピロリドン、アル
ギン酸塩、アルギン酸プロピレングリコールエステル、
デンプングリコール酸塩、デンプンリン酸エステル塩、
ポリアクリル酸塩等）界面活性剤（ポリエチレンアルキ
ルエーテノベポリエチレングリコール、アルキルアミド
等）天然合成ワックス　（カルナウバロウ、バ５フィン
ロウ、ポリエチレンワックス等）油脂（硬化ヒマシ油、
脂肪酸エステル等）が挙げられる。

溶媒としては、ロジンを実質的に溶解しないものであれ
ばよい。さらにはんだ付は時のはんだの溶融温度より低
沸点の溶剤が好ましく、例えば、純水、フレオン系溶剤
、環状ジメチルポリシロキサンが挙げられる。

また、たとえロジンを溶解する溶剤（脂肪族系、芳香族
系、エステル系、ケトン系、アルコール系等）であって
も、上記ロジンを溶解しない溶剤と混合またはエマルジ
ョン化することによりロジンを実質的に溶解しないもの
であれば、本発明で溶剤として使用できる。

また、はんだペーストの分散性及び回路基板への濡れ性
を考慮した場合、分散性や濡れ性に優れた界面活性剤（
ノニオン系、アニオン系、カチオン系、両性等）を添加
することも可能である。

本発明のはんだペーストは、はんだ粒子表面を腐食性を
起こさないロジンで覆い、フラックス中の活性剤や空気
中の酸素との直接の接触を避けたものである。

はんだ粉末が空気中の酸素やフラックス中の活性剤等に
より腐食すると、下記のような欠点を生ずる。

（１）はんだの広がり性が低下。

（２）はんだボールの発生が多くなる。

（３）回路基板（銅板）とはんだとの合金性の低下。

（４）製品粘度の変化による塗布性の低下及び印刷不良
。

しかるに本発明のロジン被覆したはんだ粉末は、はんだ
粒子表面をロジンが被覆している。そのためにはんだ付
は時、回路基板（銅板）上に必ずロジンが接触し基板上
の酸化被膜を除去してからはんだが溶融し接合していく
ため、上記の欠点を全て取り除ける。

以下本発明を実施例によりさらに詳しく説明する。

実施例１　（ロジン被覆したはんだ粉末の製造）表１に
示した処方に従って、下記方法ａ、ｂ又はＣによりロジ
ン被覆したはんだ粉末を製造した。

（参考例）ロジン被覆したはんだ粉末製造法方法ａ（スプレー法）（１）はんだ粉末を撹拌機付きの窒素還流化密閉容器に
入れ撹拌を開始する。

（２）　　ロジンをイソプロピルアルコールに溶解し１
０％溶液を調製する。

（３）　　（１）のはんだ粉末を撹拌している中に、（
２）のロジン溶液をノズルから一定量均一に噴霧する。

（４）撹拌装置の温度を５０℃に高め溶媒を除去しては
んだ粉末表面にロジン樹脂をコートした本発明のはんだ
粉末を得る。

方法ｂ（浸漬法）（１〕　　ロジンをイソプロピルアルコールに溶解し１
０％溶液を調製する。

（２）１のロジン溶液に、はんだ粉末を浸漬し、形態風
で溶剤を揮発させながら撹拌し、はんだ粉末の表面にロ
ジンを被覆して本発明のはんだ粉末を得る。

方法Ｃ（スプレー法＋浸漬法）（１）はんだ粉末を撹拌機付きの窒素還流化密閉容器に
入れ撹拌を開始する。

（２）イソプロピルアルコールで１％に希釈したγ−ア
ミノプロピルトリエトキシシラン溶液をスプレーし、は
んだ粉末に均一に噴霧する。

（３）撹拌装置の温度を５０℃に高め溶媒を除去し、イ
ソプロピルアルコールを除去した後、方法すと同様な操
作を行いはんだ粉末表面にロジンを被覆して本発明のは
んだ粉末を得る。

表　　１　　　　　（単位二重置部）（注２）ロジンの種類表　　　２く注　１　）（イ）（ロ）（ハ）（ニ）はんだ粉末の形状と粒径球形、５０〜１５０メツシユ不定形、１００〜２５０ミクロン球形、１５０〜４００ミクロン球形、１００〜２５０ミクロン（６０％）＋不定形、５
０〜１５０ミクロン（４０％）（ホ）　球形、５０〜１
５０ミクロン（８０％）＋不定形、１５０〜４００ミク
ロン（２０％）（注３）　カップリング剤：γ−アミノ
プロピルトリエトキシシラン実施例２（はんだペーストの製造及び評価）加熱及び冷
却器、撹拌機並びに温度計をセットした容量５βの密閉
式フラスコを用いて、表３の処方に従ってはんだペース
トを製造した。

操作法（１）容量５リツトルのフラスコに撹拌機、温度計及び
加熱、冷却装置をセットする。

（２）フラスコに溶媒を入れ、温度を５０℃に上げ撹拌
を開始する。

（３）温度を５０℃に上がったことを確認した後、チキ
ソ剤（またはロジン粉末）を加えチキソ剤（ロジンは分
散）を完全に溶解する。

（４）完全にチキン剤が溶解したことを確認した後、は
んだ粉末を加え、均一分散するまで撹拌を続ける。

（注２）ペーストフラッグス表　　４　　　（単位：重量部）品の分離性、粘度経時変化も評価した。結果を表５に示
す。

（注３）ポリオキシエチレンノニルフェニールエーテル　（ＥＯ
二　４０）性能評価

Claims

【特許請求の範囲】

（１）表面にロジンを被覆したはんだ粒子。
（２）請求項１に記載のはんだ粒子及びロジンを実質的
に溶解しない溶媒とを含むはんだペースト。