JPH03254392A

JPH03254392A - シート状はんだおよびその製造方法

Info

Publication number: JPH03254392A
Application number: JP2045613A
Authority: JP
Inventors: Satoyuki Sato; 佐藤　聡幸; Kazuto Watanabe; 和人渡辺
Original assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Current assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Priority date: 1990-02-28
Filing date: 1990-02-28
Publication date: 1991-11-13

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、たとえば、パワートランジスタあるいはパワ
ーＩＣ等（モールド樹脂で外装を施されたパッケージ部
品、または実装密度を上げるために外装を施していない
べＴ・チップ部品を含む）の電力用発熱電子部品（以下
本明細書において、単に発熱電子部品という）を放熱板
に取り付ける際に、熱伝導率が良く、耐久性のある溝付
きシ−ト状はんだおよびその製造方法に関するものであ
る。

なお、本明細書において、「未硬化状態」とは、自然乾
燥または熱風乾燥により、溶剤が飛ばされずに残されて
いる状態、すなわち、完全にフラックスが硬化していな
い状態をいう。

〔従来の技術〕

第３図および第４図を参照しつつ、発熱電子部品を放熱
板に取り付ける従来例を説明する。第３図（イ）ないし
くハ〉は従来例における発熱電子部品取り付は説明図で
ある。

第３図（イ）図示のごとく、発熱電子部品２１は、放熱
板２２上に印刷されているクリームはんだ２３の上に載
置され、その後リフロー炉を通すと、第３図（口〉図示
のごとく、クリームはんだ２３は、溶融した後に固化（
第３図（ロ）２３′参照）し、発熱電子部品２１と放熱
板２２とを機械的および熱的に接合する。なお、クリー
ムはんだ２３の中には、重量％にして１０％程度、体積
％にして５０％程度のフラックス、たとえば、松ヤニ、
活性剤、溶剤等、が混入されている。

また、第４図（イ）および（ロ）は他の従来例における
発熱電子部品取り付は説明図である。

第４図（イ）図示のごとく、予めフラックス２７を塗布
した所定の大きさのはんだペレット２６を発熱電子部品
２１と放熱板２２との間に挟み込み、リフロー処理を行
い、上記両者を機械的および熱的に接合する。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、第３図図示のようなりリームはんだ２３を用い
た場合には、前述のごとくクリームはんだ２３内に多く
の７ラツクスを含むため、リフロー加熱時に、第３図（
ハ）図示のごとく、はんだ層の中に空気およびフラック
スが巻き込まれ、固化した後のクリームはんだ２３′の
中に、空孔２４および松ヤニ等フラックスの残留物２５
が入るしたがって、前記空孔２４およびフラックスの残
留物２５は、発熱電子部品２１から発生した熱が放熱板
２２に伝達するのを妨げる。

また、クリームはんだ２３内に、前記空孔２４およびフ
ラックスの残留物２５が入っていると、発熱電子部品の
ヒートサイクルで起こる膨張収縮の繰り返しにより、は
んだが劣化して取り付は不良を起こす原因となる。

さらに、クリームはんだ２３の塗布をスクリーン印刷に
より行う関係上、第５図〈イ〉図示のごとく、クリーム
はんだの表面に凹凸が生じる。したがって、クリームは
んだ２３の厚さを薄く管理することは困難であるため、
クリームはんだ２３を厚目に塗布しなければならないの
で、前述の欠点である空孔２４およびフラックスの残留
物２５がはんだ内に多く浸入する。

第４図図示のごとく、はんだペレット２６を用いる場合
には、はんだを薄くして熱伝導を良くすること、あるい
ははんだ内に空孔２４およびフラックスの残留物が入ら
ないという利点はある。

しかし、放熱板と発熱電子部品とを取り付ける前に、フ
ラックス２７を予めはんだペレット２６の表面に塗布し
ておかなければならない。したがって、フラックスを塗
布する手間がかかるだけでなく、フラックスの塗布を均
一にしないと、はんだの濡れ性が悪くなるという問題を
有する。

本発明は、以上のような問題を解決するために、未硬化
状態のフラックス層を有するシート状はんだおよびその
製造方法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

以上のような目的を達成するために、本発明のシート状
はんだは、シート状に圧延されているはんだ合金層と、
当該はんだ合金層上に形成された未硬化状態のフラック
ス層とから構成される。

また、本発明のシート状はんだは、前記シート状はんだ
の間にフィルムを巻き込んでリールに巻回されるように
構成される。

本発明のシート状はんだの製造方法は、はんだのインゴ
ットを圧延してはんだ合金層をシート状に形成する第１
工程と、フラックス媒体、溶剤および活性剤を混合して
所定の特性のフラックスを生成する第２工程と、前記第
１工程により圧延されたシート状はんだ合金層に前記第
２工程で生成されたフラックスを塗布する第３工程と、
前記第３工程で塗布したフラックスを未硬化状態に乾燥
する第４工程と、第４工程で得られた未硬化状態の前記
フラックス層が形成されているシート状はんだをリール
に巻回する第５工程とから構成される。

〔作　　用〕

はんだインゴットを発熱電子部品と放熱板との接合に適
した厚さになるまで圧延する。そして、必要な特性とな
るように溶剤および活性剤を混合したフラックスは、前
記圧延されたシート状はんだ合金層に塗布される。

この状態で前記フラックスは、自然乾燥または熱風乾燥
により未硬化で溶剤が残されている状態になるように乾
燥する。

シート状はんだに形成されたフラックス層は、未硬化状
態であるから作業中に塵として脱落することはない。こ
のようなシート状はんだをリールに巻回して発熱電子部
品用はんだとして出荷される。また、フラックス層の乾
燥状態によっては、必要によりシート状はんだの間にフ
ィルムを巻込みながらリールに巻回することもできる。

予めシート状はんだにフラックスが塗布されているので
、はんだペレットのごとく、発熱電子部品を放熱板に取
り付ける時の作業が簡単になるだけでなく、はんだ内部
にフラックスを含まないため、リフロー処理時に空孔ま
たはフラックスの残留物がはんだ内に混入しない。

したがって、発熱電子部品の発熱は、放熱板に効率良く
伝達され、また、発熱電子部品によるヒートサイクルが
起きてもはんだは劣化しない。

〔実　施　例〕

第１図を参照しつつ本発明の一実施例を説明する。第１
図は本発明におけるシート状はんだ製造工程説明図であ
る。

第１工程では、はんだのインゴット１を圧延２してはん
だ合金層をシート状に形成する。シート状に形成された
はんだ合金層の厚さは、はんだの種類または、はんだの
使用条件等により決定される。

第２工程では、たとえば、ロジンおよびその誘導体、あ
るいはイミダゾール誘導体を主体とするフラックス媒体
３と、接合面への塗布性および作業性を良くする、たと
えば、水、石油系ペースト、ポリエチレングリコール、
有機溶剤あるいはアルコール系、溶剤４、およびフラッ
クス媒体３の効果を向上させる活性剤５とを混合して所
定の特性のフラックス６を生成する。

ｂｓ３工程では、前記第１工程により圧延２されたシー
ト状はんだ合金層の少なくとも一面に第２工程で生成さ
れたフラックス６を塗布する。フラックス６の塗布は、
必要により複数回繰り返して所望の厚さを得る。また、
複数回の塗布は、フラックス６中のピンホールをなくす
ことができるだけでなく、特性の異なるフラックス６を
交互に塗布して、フラックス層の特性を調整することが
で　きる。

第４工程では、前記第３工程で塗布したフラックス６を
自然乾燥あるいは熱風乾燥させ、未硬化で溶剤が残され
ている状態にする。フラックス６を乾燥する際に、Ｎ２
等の不活性雰囲気中で行うと乾燥時間が短縮される。

第５工程では、第４工程で得られたフラックス層を有す
るシート状はんだをリールに巻回する。

前記フラックス６は、その特性によって粘着性を有する
ため、第５工程においてシート状はんだをリールに巻回
する際に、シート状はんだの間にフィルムを巻き込むこ
とができる。

以上のような工程により製造されたシート状はんだが第
２図に示されている。

第２図（イ）はシート状はんだ概略図、第２図（ロ）は
本発明におけるシート状はんだをリールに巻回した場合
の外観図である。

シート状はんだ１１は、圧延されたはんだ合金層１２の
少なくとも一面にフラックス層１３が形威されている。

そして、このシート状はんだ１１は、第２図（ロ）図示
のごとく、リール１４に巻回されている。なお、第２図
（ロ）ではシート状はんだ１１間に巻き込むフィルムは
省略されている。

上記シート状はんだ１１は、適当な大きさに裁断された
後、発熱電子部品２１と放熱板２２との間に載置され、
リフロー炉を通すことにより、上記両者は接合される。

そして、上記シート状はんだ１１の内部にフラックスが
入っていないので、接合部のはんだ層には空孔２４およ
びフラックスの残留物２５が入らない。したがって、発
熱電子部品２１にヒートサイクルを与えても熱伝導率お
よび接合強度は影響されない。

以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実
施例に限定されるものではない。そして、特許請求の範
囲に記載された本発明を逸脱することがなければ、種々
の設計変更を行うことが可能である。

たとえば、フラックスを未硬化状態に乾燥させる程度は
、シート状はんだを手作業で使用する場合と、自動機に
かけて使用する場合とで異なり、また、発熱電子部品の
大きさ、あるいは他の電子部品を取り付けるはんだの温
度等によっても異なるため、必要により任意に変えられ
る。

また、本実施例では放熱板に発熱電子部品を取り付ける
際に、シート状はんだを使用した場合を説明したが、本
発明のシート状はんだが、他の電子部品または機構部品
のはんだ付けに適用できることはいうまでもない。

〔発明の効果〕

本発明によれば、フラックスがシート状はんだの中に入
らずにはんだの表面に未硬化状態で形成されているので
、接合されたはんだの中には空孔およびフラックスの残
留物がない。

したがって、発熱電子部品の発熱は、効率良く放熱板に
伝導されると共に、発熱電子部品のヒートサイクルによ
っても接合強度に影響がない。

また、本発明によれば、シート状はんだ合金層に塗布さ
れたフラックスは、未硬化状態で適度の粘性があるため
、放熱板と発熱電子部品との組立時に取り付は位置がず
れない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明におけるシート状はんだ製造工程説明図
、第２図（イ）および（ロ）は本発明におけるシート状
はんだ説明図、第３図（イ）ないしくハ）は従来例にお
ける発熱電子部品取り付は説明図、第４図（イ）および
（ロ）は他の従来例における発熱電子部品取り付は説明
図、第５図（イ）および〈口〉はクリームはんだとはん
だベレットとの比較説明図である。１１・・・シート状はんだ１２・・・はんだ合金層１３・・・フラックス層１４・・・リール第１１１（イ）（ロ）本究明におけるシート状はんだ説明図！２１１（イ）（０）（ハ）従来例における発熱電子部品取り付は説明図部３１！２２放熱板／（イ）２１究熱電子部品（ロ）第図（イ）　　　　　　　　　　　　　　　　（ロ）クリー
ムはんだとはんだペレッＩ・どの比較説明回部図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）シート状に圧延されているはんだ合金層１２と、当該はんだ合金層１２上に形成された未硬化状態のフラ
ックス層１３と、から構成されることを特徴とするシート状はんだ。
（２）前記シート状はんだ１１の間にフィルムを巻き込
んでリールに巻回されていることを特徴とする請求項（
１）記載の長尺シート状はんだ。
（３）はんだのインゴット１を圧延してシート状はんだ
合金層１２を形成する第１工程と、フラックス媒体３、溶剤４および活性剤５を混合して所
定の特性のフラックスを生成する第２工程と、前記第１工程により圧延されたシート状はんだ合金層１
２に前記第２工程で生成されたフラックス６を塗布する
第３工程と、前記第３工程で塗布したフラックス６を未硬化状態に乾
燥する第４工程と、第４工程で得られた未硬化状態の前記フラックス層１３
が形成されているシート状はんだ１１をリールに巻回す
る第５工程と、からなることを特徴とするシート状はんだ製造方法。