JPH0871741A - 電気部品 - Google Patents
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- JPH0871741A JPH0871741A JP7243943A JP24394395A JPH0871741A JP H0871741 A JPH0871741 A JP H0871741A JP 7243943 A JP7243943 A JP 7243943A JP 24394395 A JP24394395 A JP 24394395A JP H0871741 A JPH0871741 A JP H0871741A
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- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/22—Secondary treatment of printed circuits
- H05K3/24—Reinforcing of the conductive pattern
- H05K3/244—Finish plating of conductors, especially of copper conductors, e.g. for pads or lands
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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
- B23K35/001—Interlayers, transition pieces for metallurgical bonding of workpieces
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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°C
- B23K35/262—Sn as the principal constituent
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors
- H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors electrically connecting electric components or wires to printed circuits
- H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
- H05K3/346—Solder materials or compositions specially adapted therefor
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- H—ELECTRICITY
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- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
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- H05K2203/0703—Plating
- H05K2203/0723—Electroplating, e.g. finish plating
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
- Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ハンダ付け可能な亜鉛表面を有する電気部品
を提供する。 【解決手段】 本発明は亜鉛を含有するハンダ付け可能
な表面及び最終表面に関する。電気部品は電気デバイス
エレメントを保持する非導電性基板を含むよう形成され
る。少なくとも１つの電気デバイスエレメントはこの非
導電性基板に配置される。少なくとも１つの金属化領域
がこの非導電性基板上に形成され、この金属化領域は電
気的に電気デバイスエレメントと結合する。金属化領域
は亜鉛を含む層を有する。一般的にこの亜鉛は亜鉛含有
合金の形で提供される。さらに別の実施形態において
は、本発明は亜鉛含有表面を含む電気接続要素を有する
電気素子を提供する。
を提供する。 【解決手段】 本発明は亜鉛を含有するハンダ付け可能
な表面及び最終表面に関する。電気部品は電気デバイス
エレメントを保持する非導電性基板を含むよう形成され
る。少なくとも１つの電気デバイスエレメントはこの非
導電性基板に配置される。少なくとも１つの金属化領域
がこの非導電性基板上に形成され、この金属化領域は電
気的に電気デバイスエレメントと結合する。金属化領域
は亜鉛を含む層を有する。一般的にこの亜鉛は亜鉛含有
合金の形で提供される。さらに別の実施形態において
は、本発明は亜鉛含有表面を含む電気接続要素を有する
電気素子を提供する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はハンダ付け可能な表
面を有する部品に関する。特に、含鉛及び無鉛のハンダ
の両方ともに良好なハンダ付けの可能な亜鉛表面の電気
部品に関する。
面を有する部品に関する。特に、含鉛及び無鉛のハンダ
の両方ともに良好なハンダ付けの可能な亜鉛表面の電気
部品に関する。
【０００２】
【従来の技術】ハンダボンディングは多くの工業プロセ
ス、特に電子装置の相互接続及びパッケージに用いられ
る基本ステップである。現在、よく使われるハンダは６
３ｗｔ％Ｓｎ−３７ｗｔ％Ｐｂ共晶合金をベースとして
いる。このＳｎベースのハンダは銅表面間の接合を行う
ために多用される。６３％Ｓｎ−３７％Ｐｂ合金は約１
８３℃で溶融し、清潔な銅表面に濡れ性がよく、広がり
やすい。表面の銅の酸化物は溶融ハンダの広がりを抑制
するので、銅表面は通常膜コーティング（例えば、有機
コーティング、スズ、金）により酸化から保護する。ま
た、様々なフラックスが、残留の表面酸化物を除去して
ハンダの表面濡れ性を改善するために、ハンダプロセス
によく利用される。
ス、特に電子装置の相互接続及びパッケージに用いられ
る基本ステップである。現在、よく使われるハンダは６
３ｗｔ％Ｓｎ−３７ｗｔ％Ｐｂ共晶合金をベースとして
いる。このＳｎベースのハンダは銅表面間の接合を行う
ために多用される。６３％Ｓｎ−３７％Ｐｂ合金は約１
８３℃で溶融し、清潔な銅表面に濡れ性がよく、広がり
やすい。表面の銅の酸化物は溶融ハンダの広がりを抑制
するので、銅表面は通常膜コーティング（例えば、有機
コーティング、スズ、金）により酸化から保護する。ま
た、様々なフラックスが、残留の表面酸化物を除去して
ハンダの表面濡れ性を改善するために、ハンダプロセス
によく利用される。
【０００３】鉛ベース合金のハンダ付けは完成された技
術であるが、最近、環境問題の重視により、電気デバイ
スの組立への無鉛合金の適用が注目されている。無鉛ハ
ンダについては、J. Metals(July, 1993)及びJ. Elect.
Mater.(August, 1994)の一連の論文に述べられた。ま
た、無鉛ハンダは米国特許出願第０８／０２１００５
号、第０８／２０１６０３号、第０８／２５５６８７
号、第０８／２８４０２８号に開示されている。無鉛ハ
ンダは環境問題の視点から魅力があるが、銅表面への広
がり及び濡れ性などの特性が含鉛ハンダのように十分で
はない。この問題は特に亜鉛含有の無鉛ハンダの場合に
顕著である。
術であるが、最近、環境問題の重視により、電気デバイ
スの組立への無鉛合金の適用が注目されている。無鉛ハ
ンダについては、J. Metals(July, 1993)及びJ. Elect.
Mater.(August, 1994)の一連の論文に述べられた。ま
た、無鉛ハンダは米国特許出願第０８／０２１００５
号、第０８／２０１６０３号、第０８／２５５６８７
号、第０８／２８４０２８号に開示されている。無鉛ハ
ンダは環境問題の視点から魅力があるが、銅表面への広
がり及び濡れ性などの特性が含鉛ハンダのように十分で
はない。この問題は特に亜鉛含有の無鉛ハンダの場合に
顕著である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、無鉛ハンダにより良好なハンダ付けの可能な電気部
品表面に関する技術を提供することである。さらに、デ
バイス製造のために、無鉛及び含鉛のハンダの両方とも
にハンダ付け可能な部品表面を提供する。このような表
面はプリント基板や電気素子の接続エレメントなどの電
気デバイスに利用される。
は、無鉛ハンダにより良好なハンダ付けの可能な電気部
品表面に関する技術を提供することである。さらに、デ
バイス製造のために、無鉛及び含鉛のハンダの両方とも
にハンダ付け可能な部品表面を提供する。このような表
面はプリント基板や電気素子の接続エレメントなどの電
気デバイスに利用される。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明は亜鉛を含むハンダ付け可能な表面及び最終
表面を有する電気部品を提供する。亜鉛表面が含鉛及び
無鉛のハンダ合金の両方ともによってハンダ付けできる
ことを本出願人は新たに見いだした。本発明によれば、
電気デバイス要素を保持するために非導電性基板を含む
電気部品が提供される。少なくとも１つの電気デバイス
エレメントがこの非導電性基板に配置される。このデバ
イス要素は回路ライン、表面搭載可能な素子、半導体デ
バイス、抵抗、キャパシタ、トランス、インダクタ、及
び／またはこれらの任意の要素を含むモジュールまたは
パッケージを含む。ただし、本発明はこれに限定される
ものではない。少なくとも１つの金属化領域がこの非導
電性基板に形成され、金属化領域は電気的に電気デバイ
スエレメントと接続する。金属化領域は亜鉛を含む層か
らなる。一般的に、この亜鉛は亜鉛を含有する合金の形
で提供される。必要であれば、この金属化領域は銅、
銀、ニッケル、パラジウム、金、アルミ、またはこれら
の組合せ（これに限定されるものではない）を含む高い
導電率の金属の初期層を含み、その上に亜鉛含有層が形
成される。
に、本発明は亜鉛を含むハンダ付け可能な表面及び最終
表面を有する電気部品を提供する。亜鉛表面が含鉛及び
無鉛のハンダ合金の両方ともによってハンダ付けできる
ことを本出願人は新たに見いだした。本発明によれば、
電気デバイス要素を保持するために非導電性基板を含む
電気部品が提供される。少なくとも１つの電気デバイス
エレメントがこの非導電性基板に配置される。このデバ
イス要素は回路ライン、表面搭載可能な素子、半導体デ
バイス、抵抗、キャパシタ、トランス、インダクタ、及
び／またはこれらの任意の要素を含むモジュールまたは
パッケージを含む。ただし、本発明はこれに限定される
ものではない。少なくとも１つの金属化領域がこの非導
電性基板に形成され、金属化領域は電気的に電気デバイ
スエレメントと接続する。金属化領域は亜鉛を含む層か
らなる。一般的に、この亜鉛は亜鉛を含有する合金の形
で提供される。必要であれば、この金属化領域は銅、
銀、ニッケル、パラジウム、金、アルミ、またはこれら
の組合せ（これに限定されるものではない）を含む高い
導電率の金属の初期層を含み、その上に亜鉛含有層が形
成される。
【０００６】本発明の別の実施形態においては、無鉛合
金によりハンダ付けすることのできる電気素子を提供す
る。この電気素子は少なくとも１つ電気接続エレメント
を含み、この電気接続エレメントはハンダプロセスによ
り電気デバイスまたは基板に取り付けられる。電気接続
エレメントは、ハンダに接触する領域の外部表面では亜
鉛を含む層の形で提供される。一般的に、電気素子は抵
抗、キャパシタ、半導体デバイス組立体、インダクタ、
トランス、または他の表面搭載可能な素子である。
金によりハンダ付けすることのできる電気素子を提供す
る。この電気素子は少なくとも１つ電気接続エレメント
を含み、この電気接続エレメントはハンダプロセスによ
り電気デバイスまたは基板に取り付けられる。電気接続
エレメントは、ハンダに接触する領域の外部表面では亜
鉛を含む層の形で提供される。一般的に、電気素子は抵
抗、キャパシタ、半導体デバイス組立体、インダクタ、
トランス、または他の表面搭載可能な素子である。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明は、亜鉛含有の最終表面を
有し、この表面は含鉛及び無鉛のハンダ合金の両方とも
によってハンダ付け可能である電子部品を提供する。本
発明は、亜鉛含有表面がこのようなハンダ合金に適合す
ることを見いだした。これは、長い間ハンダ組立技術に
おいては銅のようなハンダ可能な表面に亜鉛を含有する
ことを否定されてきたことから考えると、非常に重大で
ある。例えば、Electronic Materials Handbook（「電
子材料ハンドブック」、ASM International Metal Par
k,OH. c.1989, p.679）の"Surface Preparation"（「表
面準備」）の章では、バリアメッキ（例えば、銅によっ
て）は表面のハンダ接合性に有害な亜鉛の拡散を防止す
るため、常にブラスの表面上に行われなければならな
い、と記述されている。また、The Mechanics of Solde
r Alloy Wetting and Spreading（「ハンダ合金の濡れ
性及び広がり特性の力学」、Van Nostrand Reinhold,
N.Y. c.1993,pp.88-92）の"Fluxes and Flux Action"
（「フラックス及びその役割」）の章で、ハンダ不純物
によるハンダ接合性への影響を議論する文章において
は、亜鉛が６３ｗｔ％Ｓｎ−３７ｗｔ％Ｐｂのハンダに
おいて濡れ性に最も有害な不純物であると記述された。
亜鉛濃度がわずか０．０４ｗｔ％であっても、ブラス上
の溶融ハンダの広がり面積が２５％減少することが述べ
られた。
有し、この表面は含鉛及び無鉛のハンダ合金の両方とも
によってハンダ付け可能である電子部品を提供する。本
発明は、亜鉛含有表面がこのようなハンダ合金に適合す
ることを見いだした。これは、長い間ハンダ組立技術に
おいては銅のようなハンダ可能な表面に亜鉛を含有する
ことを否定されてきたことから考えると、非常に重大で
ある。例えば、Electronic Materials Handbook（「電
子材料ハンドブック」、ASM International Metal Par
k,OH. c.1989, p.679）の"Surface Preparation"（「表
面準備」）の章では、バリアメッキ（例えば、銅によっ
て）は表面のハンダ接合性に有害な亜鉛の拡散を防止す
るため、常にブラスの表面上に行われなければならな
い、と記述されている。また、The Mechanics of Solde
r Alloy Wetting and Spreading（「ハンダ合金の濡れ
性及び広がり特性の力学」、Van Nostrand Reinhold,
N.Y. c.1993,pp.88-92）の"Fluxes and Flux Action"
（「フラックス及びその役割」）の章で、ハンダ不純物
によるハンダ接合性への影響を議論する文章において
は、亜鉛が６３ｗｔ％Ｓｎ−３７ｗｔ％Ｐｂのハンダに
おいて濡れ性に最も有害な不純物であると記述された。
亜鉛濃度がわずか０．０４ｗｔ％であっても、ブラス上
の溶融ハンダの広がり面積が２５％減少することが述べ
られた。
【０００８】本発明によれば、ハンダ付けの行われる電
気部品は亜鉛含有層を有する。一般的に、この亜鉛含有
層の厚さは０．０５−１００μｍで、好ましくは０．１
−７５μｍで、さらに好ましくは０．５−５０μｍであ
る。亜鉛含有層を有する電気部品は非導電性基板を含
む。ここで「非導電性基板」とはセラミック、ポリマー
及びファイバ強化ポリマーのプリント基板のような絶縁
基板、及びデバイス要素が少なくとも１種類の絶縁層に
保持されるような導電性材料製の基板を意味する。この
ような基板は一般に電気デバイス、素子及び回路ライン
を保持する。これらの基板の金属化領域はデバイス及び
素子を取り付けるためのボンディングパッドとして機能
する。すなわち、これらの金属化領域は電気的に基板の
保持された他の電気デバイス、素子及び回路ラインと結
合される。
気部品は亜鉛含有層を有する。一般的に、この亜鉛含有
層の厚さは０．０５−１００μｍで、好ましくは０．１
−７５μｍで、さらに好ましくは０．５−５０μｍであ
る。亜鉛含有層を有する電気部品は非導電性基板を含
む。ここで「非導電性基板」とはセラミック、ポリマー
及びファイバ強化ポリマーのプリント基板のような絶縁
基板、及びデバイス要素が少なくとも１種類の絶縁層に
保持されるような導電性材料製の基板を意味する。この
ような基板は一般に電気デバイス、素子及び回路ライン
を保持する。これらの基板の金属化領域はデバイス及び
素子を取り付けるためのボンディングパッドとして機能
する。すなわち、これらの金属化領域は電気的に基板の
保持された他の電気デバイス、素子及び回路ラインと結
合される。
【０００９】本発明によれば、金属化基板領域は亜鉛ま
たは亜鉛含有合金の層を含む。必要であれば、この金属
化領域は銅、銀、ニッケル、パラジウム、金、アルミ、
またはこれらの組合せ（これに限定されるものではな
い）を含む高い導電率の金属の初期層を含み、その上に
亜鉛含有層が形成される。
たは亜鉛含有合金の層を含む。必要であれば、この金属
化領域は銅、銀、ニッケル、パラジウム、金、アルミ、
またはこれらの組合せ（これに限定されるものではな
い）を含む高い導電率の金属の初期層を含み、その上に
亜鉛含有層が形成される。
【００１０】本発明の他の実施形態においては、亜鉛含
有層は、ハンダの接合性を強化するためにリードのよう
な電気素子接続エレメント上に提供される。本発明によ
って、ハンダ接合を改善するために、抵抗、キャパシ
タ、半導体デバイスパッケージ、モジュール、インダク
タ、トランス、などのような電気素子はその接合部（例
えば、リード、ピン、ボンディングパッドなど）に亜鉛
含有層を含む。
有層は、ハンダの接合性を強化するためにリードのよう
な電気素子接続エレメント上に提供される。本発明によ
って、ハンダ接合を改善するために、抵抗、キャパシ
タ、半導体デバイスパッケージ、モジュール、インダク
タ、トランス、などのような電気素子はその接合部（例
えば、リード、ピン、ボンディングパッドなど）に亜鉛
含有層を含む。
【００１１】幾つかの合金成分が本発明の亜鉛含有層に
用いられる。亜鉛が、亜鉛より低い融点を有する元素
（例えば、スズ、鉛）とともに合金として使われる場合
では、亜鉛の量は合金の重量で少なくとも０．２５％で
あり、好ましくは０．５％以上であり、さらに好ましく
は１．０％以上であり、またさらに好ましくは２．０％
以上である。亜鉛より高い融点を有する元素（例えば、
銅、金、ニッケル、アルミ、金）とともに合金として使
われる場合では、亜鉛の量は好ましくは重量比で少なく
とも５％であり、もっと好ましくは３０％以上であり、
さらに好ましくは９０％以上である。
用いられる。亜鉛が、亜鉛より低い融点を有する元素
（例えば、スズ、鉛）とともに合金として使われる場合
では、亜鉛の量は合金の重量で少なくとも０．２５％で
あり、好ましくは０．５％以上であり、さらに好ましく
は１．０％以上であり、またさらに好ましくは２．０％
以上である。亜鉛より高い融点を有する元素（例えば、
銅、金、ニッケル、アルミ、金）とともに合金として使
われる場合では、亜鉛の量は好ましくは重量比で少なく
とも５％であり、もっと好ましくは３０％以上であり、
さらに好ましくは９０％以上である。
【００１２】亜鉛含有層は公知のコーティング技術によ
り電気部品に被覆される。このような技術には電気メッ
キ、無電界メッキ、電気泳動、化学蒸着（ＣＶＤ）のよ
うな電気化学プロセスや、蒸着、スパッタリング、イオ
ン注入のような物理蒸着（ＰＶＤ）、溶融金属またはプ
ラズマスプレー、液体浸積、拡散ボンディング、変形ボ
ンディングを含む。必要であれば、亜鉛含有層は一定の
表面荒さを有するよう被覆される。一般的にこの表面荒
さは１−１００μｍ範囲の平均表面からのピーク−谷変
動を有する。この表面荒さはハンダの表面に沿った流れ
を促進し、ハンダの広がり性及び濡れ性を強化する。
り電気部品に被覆される。このような技術には電気メッ
キ、無電界メッキ、電気泳動、化学蒸着（ＣＶＤ）のよ
うな電気化学プロセスや、蒸着、スパッタリング、イオ
ン注入のような物理蒸着（ＰＶＤ）、溶融金属またはプ
ラズマスプレー、液体浸積、拡散ボンディング、変形ボ
ンディングを含む。必要であれば、亜鉛含有層は一定の
表面荒さを有するよう被覆される。一般的にこの表面荒
さは１−１００μｍ範囲の平均表面からのピーク−谷変
動を有する。この表面荒さはハンダの表面に沿った流れ
を促進し、ハンダの広がり性及び濡れ性を強化する。
【００１３】必要であれば、亜鉛含有層は有機物、無機
物、または金属の材料の保護膜を表面に有する。このよ
うな表面加工はその下の亜鉛含有層の腐食を遮断する。
過度の表面酸化は亜鉛含有表面上の溶融ハンダの濡れ性
を妨げる。保護膜表面は、亜鉛含有層より薄く作られ
て、それによるハンダ付けプロセスへの影響を防止す
る。
物、または金属の材料の保護膜を表面に有する。このよ
うな表面加工はその下の亜鉛含有層の腐食を遮断する。
過度の表面酸化は亜鉛含有表面上の溶融ハンダの濡れ性
を妨げる。保護膜表面は、亜鉛含有層より薄く作られ
て、それによるハンダ付けプロセスへの影響を防止す
る。
【００１４】保護表面加工に有機コーティングを使用す
る場合、選択された有機材料は溶融密封、あるいは合成
物である。ロジンのような溶融密封コーティングは希釈
した溶液としてつけ加えられ、そして乾燥される。乾燥
したロジンは防水性があり、亜鉛含有層の酸化を抑制す
る。イミダゾール(imidazole)及びベンゼートリアゾー
ル(benzotriazole)のような有機合成物コーティングは
同様に希釈した溶液としてつけ加えられ、そして乾燥さ
れる。合成有機物は金属−有機合成物の表面単一層を形
成して、酸化物の形成より容易に形成されて、亜鉛含有
層の酸化を抑制する。有機コーティングは熱に敏感であ
るので、ハンダ付けプロセスにおいては亜鉛含有層から
容易に除去される。
る場合、選択された有機材料は溶融密封、あるいは合成
物である。ロジンのような溶融密封コーティングは希釈
した溶液としてつけ加えられ、そして乾燥される。乾燥
したロジンは防水性があり、亜鉛含有層の酸化を抑制す
る。イミダゾール(imidazole)及びベンゼートリアゾー
ル(benzotriazole)のような有機合成物コーティングは
同様に希釈した溶液としてつけ加えられ、そして乾燥さ
れる。合成有機物は金属−有機合成物の表面単一層を形
成して、酸化物の形成より容易に形成されて、亜鉛含有
層の酸化を抑制する。有機コーティングは熱に敏感であ
るので、ハンダ付けプロセスにおいては亜鉛含有層から
容易に除去される。
【００１５】前述したように、本発明の亜鉛含有層は含
鉛及び無鉛ハンダの両方のハンダ付けに適合する。好ま
しい含鉛ハンダはスズ−鉛系をベースとしているもの
で、代表的には６３ｗｔ％Ｓｎ−３７ｗｔ％Ｐｂのハン
ダである。好ましい無鉛ハンダはスズ−銀系、スズ−金
系、スズ−ビスマス、スズ−銅、スズ−インジウム、ス
ズ−亜鉛のような２元系、３元系または多元系合金を含
む。このようなハンダの１つの例としては、米国特許出
願第０８／０２１００５号、第０８／２０１６０３号、
第０８／２５５６８７号及び第０８／２８４０２８号に
開示されている。
鉛及び無鉛ハンダの両方のハンダ付けに適合する。好ま
しい含鉛ハンダはスズ−鉛系をベースとしているもの
で、代表的には６３ｗｔ％Ｓｎ−３７ｗｔ％Ｐｂのハン
ダである。好ましい無鉛ハンダはスズ−銀系、スズ−金
系、スズ−ビスマス、スズ−銅、スズ−インジウム、ス
ズ−亜鉛のような２元系、３元系または多元系合金を含
む。このようなハンダの１つの例としては、米国特許出
願第０８／０２１００５号、第０８／２０１６０３号、
第０８／２５５６８７号及び第０８／２８４０２８号に
開示されている。
【００１６】亜鉛含有層へのハンダ付けは、様々なハン
ダ付け技術を用いることにより行われる。このハンダ付
け技術は、表面搭載リフローハンダ付け、波動ハンダ付
け、レーザハンダ付け及びハンダアイロンによる手動ハ
ンダ付け、またはオーブン加熱及びホットプレートシス
テムを含む。しかし、本発明はこれに限定されるもので
はない。ハンダはハンダ付けプロセスにおいてバルクハ
ンダプレフォーム（例えば、ハンダワイヤ、バー、下敷
き箔）を用いてハンダ接合の電気デバイスに、またはハ
ンダ付けプロセスの前に、基板に適用される。例えば、
ハンダ含有粉末がペーストまたは停止剤としてハンダボ
ンディングの必要な領域にパターンを形成する。
ダ付け技術を用いることにより行われる。このハンダ付
け技術は、表面搭載リフローハンダ付け、波動ハンダ付
け、レーザハンダ付け及びハンダアイロンによる手動ハ
ンダ付け、またはオーブン加熱及びホットプレートシス
テムを含む。しかし、本発明はこれに限定されるもので
はない。ハンダはハンダ付けプロセスにおいてバルクハ
ンダプレフォーム（例えば、ハンダワイヤ、バー、下敷
き箔）を用いてハンダ接合の電気デバイスに、またはハ
ンダ付けプロセスの前に、基板に適用される。例えば、
ハンダ含有粉末がペーストまたは停止剤としてハンダボ
ンディングの必要な領域にパターンを形成する。
【００１７】与えられた面積及び高さのプリントハンダ
の特性に対しては、ハンダ広がり（リフローハンダ付け
においては）は堆積直後及びリフロー後の状態における
ハンダ／基板の接触面積のパーセントの変化により定義
される。０．２５インチ（６．３ｍｍ）直径、０．１０
インチ（２．５ｍｍ）高さのプリントハンダの場合で
は、リフローした接触面積が少なくとももとの面積の１
／２ある場合、良好な濡れ性及び広がり性が得られる。
もっと好ましくはこの接触面積は少なくとももとの面積
の７５％であり、さらに好ましくはもとの面積の９０％
であり、またさらに好ましくはもとの面積と等しい、あ
るいはそれ以上の面積である。
の特性に対しては、ハンダ広がり（リフローハンダ付け
においては）は堆積直後及びリフロー後の状態における
ハンダ／基板の接触面積のパーセントの変化により定義
される。０．２５インチ（６．３ｍｍ）直径、０．１０
インチ（２．５ｍｍ）高さのプリントハンダの場合で
は、リフローした接触面積が少なくとももとの面積の１
／２ある場合、良好な濡れ性及び広がり性が得られる。
もっと好ましくはこの接触面積は少なくとももとの面積
の７５％であり、さらに好ましくはもとの面積の９０％
であり、またさらに好ましくはもとの面積と等しい、あ
るいはそれ以上の面積である。
【００１８】
【実施例】以下の実施例は亜鉛含有層におけるハンダの
広がり性を示す。その後、亜鉛含有層のない基板におけ
るハンダの広がり性に関する比較例を示す。
広がり性を示す。その後、亜鉛含有層のない基板におけ
るハンダの広がり性に関する比較例を示す。
【００１９】実施例１ ８７ｗｔ％Ｓｎ−８ｗｔ％Ｚｎ−５ｗｔ％Ｉｎハンダ粉
末（−２００＋３２５メッシュ）の無鉛ハンダペースト
とＲＭＡタイプ（マイルド活性化ロジン）フラックスは
スクリーンプリントにより銅で覆ったＲＦ−４（ファイ
バ強化エポキシ）プリント基板に塗布された。この基板
は約５０μｍの亜鉛で電気メッキされた。ハンダは約
０．２５インチ（６．３ｍｍ）の直径と０．１０インチ
（２．５ｍｍ）の高さを有している。この組立体は約２
４５℃の窒素雰囲気で約２分間加熱された。溶融ハンダ
の広がり面積は図１に示し、亜鉛含有層の良好な広がり
性及び良好な濡れ性が、球状の生成物が観察されること
なく得られた。リフローしたハンダ接触面積はプリント
されたハンダペーストの面積よりも大きい。
末（−２００＋３２５メッシュ）の無鉛ハンダペースト
とＲＭＡタイプ（マイルド活性化ロジン）フラックスは
スクリーンプリントにより銅で覆ったＲＦ−４（ファイ
バ強化エポキシ）プリント基板に塗布された。この基板
は約５０μｍの亜鉛で電気メッキされた。ハンダは約
０．２５インチ（６．３ｍｍ）の直径と０．１０インチ
（２．５ｍｍ）の高さを有している。この組立体は約２
４５℃の窒素雰囲気で約２分間加熱された。溶融ハンダ
の広がり面積は図１に示し、亜鉛含有層の良好な広がり
性及び良好な濡れ性が、球状の生成物が観察されること
なく得られた。リフローしたハンダ接触面積はプリント
されたハンダペーストの面積よりも大きい。
【００２０】実施例２ ６３ｗｔ％Ｓｎ−３７ｗｔ％Ｐｂハンダ粉末（−２００
＋３２５メッシュ）のハンダペーストとＲＭＡタイプフ
ラックスはスクリーンプリントにより銅で覆ったＲＦ−
４プリント基板に塗布された。この基板は約５０μｍの
亜鉛で電気メッキされた。ハンダは約０．２５インチ
（６．３ｍｍ）の直径と０．１０インチ（２．５ｍｍ）
の高さを有している。この組立体は約２４５℃の窒素雰
囲気で約２分間加熱された。溶融ハンダの広がり面積は
図２に示し、比較例２の無メッキ銅の場合と比べて亜鉛
含有層の良好な広がり性及び良好な濡れ性が得られた。
＋３２５メッシュ）のハンダペーストとＲＭＡタイプフ
ラックスはスクリーンプリントにより銅で覆ったＲＦ−
４プリント基板に塗布された。この基板は約５０μｍの
亜鉛で電気メッキされた。ハンダは約０．２５インチ
（６．３ｍｍ）の直径と０．１０インチ（２．５ｍｍ）
の高さを有している。この組立体は約２４５℃の窒素雰
囲気で約２分間加熱された。溶融ハンダの広がり面積は
図２に示し、比較例２の無メッキ銅の場合と比べて亜鉛
含有層の良好な広がり性及び良好な濡れ性が得られた。
【００２１】比較例１ ８７ｗｔ％Ｓｎ−８ｗｔ％Ｚｎ−５ｗｔ％Ｉｎハンダ粉
末（−２００＋３２５メッシュ）の無鉛ハンダペースト
とＲＭＡタイプフラックスはスクリーンプリントにより
銅で覆ったＲＦ−４プリント基板に塗布された。ハンダ
は約０．２５インチ（６．３ｍｍ）の直径と０．１０イ
ンチ（２．５ｍｍ）の高さを有している。この組立体は
約２４５℃の窒素雰囲気で約２分間加熱された。溶融ハ
ンダの広がり面積は図３に示す。溶融ハンダの面積広が
り及び濡れ性は接合形成にとっては不十分である。ハン
ダは銅の表面に球状に形成され、ハンダの下敷き銅に対
する弱い濡れ性及び弱い接着力を示している。リフロー
したハンダの接触面積は初期プリントされた面積の５０
％以下となる。
末（−２００＋３２５メッシュ）の無鉛ハンダペースト
とＲＭＡタイプフラックスはスクリーンプリントにより
銅で覆ったＲＦ−４プリント基板に塗布された。ハンダ
は約０．２５インチ（６．３ｍｍ）の直径と０．１０イ
ンチ（２．５ｍｍ）の高さを有している。この組立体は
約２４５℃の窒素雰囲気で約２分間加熱された。溶融ハ
ンダの広がり面積は図３に示す。溶融ハンダの面積広が
り及び濡れ性は接合形成にとっては不十分である。ハン
ダは銅の表面に球状に形成され、ハンダの下敷き銅に対
する弱い濡れ性及び弱い接着力を示している。リフロー
したハンダの接触面積は初期プリントされた面積の５０
％以下となる。
【００２２】比較例２ ６３ｗｔ％Ｓｎ−３７ｗｔ％Ｐｂハンダ粉末（−２００
＋３２５メッシュ）のハンダペーストとＲＭＡタイプフ
ラックスはスクリーンプリントにより銅で覆ったＲＦ−
４プリント基板に塗布された。ハンダは約０．２５イン
チ（６．３ｍｍ）の直径と０．１０インチ（２．５ｍ
ｍ）の高さを有している。この組立体は約２４５℃の窒
素雰囲気で約２分間加熱された。溶融ハンダの広がり面
積は図４に示し、ハンダ接合に適当な濡れ性を示してい
る。
＋３２５メッシュ）のハンダペーストとＲＭＡタイプフ
ラックスはスクリーンプリントにより銅で覆ったＲＦ−
４プリント基板に塗布された。ハンダは約０．２５イン
チ（６．３ｍｍ）の直径と０．１０インチ（２．５ｍ
ｍ）の高さを有している。この組立体は約２４５℃の窒
素雰囲気で約２分間加熱された。溶融ハンダの広がり面
積は図４に示し、ハンダ接合に適当な濡れ性を示してい
る。
【００２３】
【発明の効果】以上述べたように、本発明は、亜鉛含有
層を有する電気部品の表面を提供することにより、無鉛
ハンダは濡れ性及び広がり性よく利用され、現在の環境
問題の点からいっても優れている。
層を有する電気部品の表面を提供することにより、無鉛
ハンダは濡れ性及び広がり性よく利用され、現在の環境
問題の点からいっても優れている。
【図１】Ｚｎ被覆の銅表面にある８７ｗｔ％Ｓｎ−８ｗ
ｔ％Ｚｎ−５ｗｔ％Ｉｎハンダの広がり領域を示す顕微
鏡写真。
ｔ％Ｚｎ−５ｗｔ％Ｉｎハンダの広がり領域を示す顕微
鏡写真。
【図２】Ｚｎ被覆の銅表面にある６３ｗｔ％Ｓｎ−３７
ｗｔ％Ｐｂハンダの広がり領域を示す顕微鏡写真。
ｗｔ％Ｐｂハンダの広がり領域を示す顕微鏡写真。
【図３】銅表面にある８７ｗｔ％Ｓｎ−８ｗｔ％Ｚｎ−
５ｗｔ％Ｉｎハンダの広がり領域を示す顕微鏡写真。
５ｗｔ％Ｉｎハンダの広がり領域を示す顕微鏡写真。
【図４】銅表面にある６３ｗｔ％Ｓｎ−３７ｗｔ％Ｐｂ
ハンダの広がり領域を示す顕微鏡写真。
ハンダの広がり領域を示す顕微鏡写真。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 サンゴー ジン アメリカ合衆国，07946 ニュージャージ ー，ミリントン，スカイライン ドライブ 145 (72)発明者 ヘンリー ホン ロー アメリカ合衆国，07922 ニュージャージ ー，バークレイ ハイツ，グラスマン プ レイス 140 (72)発明者 マーク トーマス マコーマック アメリカ合衆国，07901 ニュージャージ ー，サミット，ニュー イングランド ア ヴェニュー 96
Claims (22)
- 【請求項１】 非導電性基板と、 この非導電性基板に配置された少なくとも１つの電気デ
バイスエレメントと、 この非導電性基板に形成された少なくとも１つの金属化
領域と、この金属化領域は亜鉛を含むハンダ付け可能な
層を有し、 このハンダ可能な層を前記電気デバイスエレメントにハ
ンダ付けする無鉛ハンダとからなることを特徴とする電
気部品。 - 【請求項２】 非導電性基板はセラミック、重合体、及
びファイバ強化重合体の材料から選択されることを特徴
とする請求項１の電気部品。 - 【請求項３】 非導電性基板はプリント基板であること
を特徴とする請求項１の電気部品。 - 【請求項４】 金属化領域に被覆した保護層を有するこ
とを特徴とする請求項１の電気部品。 - 【請求項５】 保護層は有機材料を含むことを特徴とす
る請求項１の電気部品。 - 【請求項６】 保護層は金属を含むことを特徴とする請
求項４の電気部品。 - 【請求項７】 非導電性基板と、 この非導電性基板に配置された少なくとも１つの電気デ
バイスエレメントと、 この非導電性基板に形成された少なくとも１つの金属化
領域と、この金属化領域は導電性金属層と亜鉛を含むハ
ンダ付け可能な層とを有し、 このハンダ可能な層を前記電気デバイスエレメントにハ
ンダ付けする無鉛ハンダとからなることを特徴とする電
気部品。 - 【請求項８】 非導電性基板はセラミック、重合体、及
びファイバ強化重合体の材料から選択されることを特徴
とする請求項７の電気部品。 - 【請求項９】 非導電性基板はプリント基板であること
を特徴とする請求項７の電気部品。 - 【請求項１０】 導電性金属は銅、銀、パラジウム、
金、ニッケル、アルミ、及びそれらの混合体を含むこと
を特徴とする請求項７の電気部品。 - 【請求項１１】 亜鉛含有層に被覆した保護層を含むこ
とを特徴とする請求項７の電気部品。 - 【請求項１２】 保護層は有機材料を含むことを特徴と
する請求項１１の電気部品。 - 【請求項１３】 保護層は金属を含むことを特徴とする
請求項１１の電気部品。 - 【請求項１４】 少なくとも１つの外への電気接続エレ
メントと、ハンダ付けプロセスにより電気デバイスに電
気的に取り付けるよう構成された電気接続エレメントを
有する電気素子において、 無鉛ハンダに接触する電気接続エレメントの外部表面の
領域に、亜鉛を含む層が形成されることを特徴とする電
気素子。 - 【請求項１５】 亜鉛を含む層に保護層をさらに含むこ
とを特徴とする請求項１４の電気素子。 - 【請求項１６】 保護層は有機金属を含むことを特徴と
する請求項１５の電気素子。 - 【請求項１７】 保護層は金属を含むことを特徴とする
請求項１５の電気素子。 - 【請求項１８】 亜鉛は亜鉛含有合金の形で使用される
ことを特徴とする請求項１４の電気素子。 - 【請求項１９】 素子は抵抗、キャパシタ、半導体デバ
イス組立体、インダクタ、トランス、モジュールまたは
パッケージであることを特徴とする請求項１４の電気素
子。 - 【請求項２０】 無鉛ハンダはスズ−亜鉛ベースのハン
ダであることを特徴とする請求項１の電気部品。 - 【請求項２１】 無鉛ハンダはスズ−亜鉛ベースのハン
ダであることを特徴とする請求項７の電気部品。 - 【請求項２２】 無鉛ハンダはスズ−亜鉛ベースのハン
ダであることを特徴とする請求項１４の電気素子。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US29947194A | 1994-08-31 | 1994-08-31 | |
| US299471 | 1994-08-31 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0871741A true JPH0871741A (ja) | 1996-03-19 |
Family
ID=23154944
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7243943A Pending JPH0871741A (ja) | 1994-08-31 | 1995-08-30 | 電気部品 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0700239A1 (ja) |
| JP (1) | JPH0871741A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001002121A1 (fr) * | 1999-06-30 | 2001-01-11 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Structure et procede d'assemblage d'elements metalliques |
| JP2001143960A (ja) * | 1999-11-17 | 2001-05-25 | Murata Mfg Co Ltd | セラミック電子部品およびセラミック電子部品の実装構造 |
| JP2022165280A (ja) * | 2021-04-19 | 2022-10-31 | 凸版印刷株式会社 | 多層配線基板 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2312391A (en) * | 1996-04-26 | 1997-10-29 | Ibm | Soldering with lead free alloys |
| US6264093B1 (en) * | 1998-11-02 | 2001-07-24 | Raymond W. Pilukaitis | Lead-free solder process for printed wiring boards |
| AU2003224044A1 (en) * | 2002-04-11 | 2003-10-20 | Grillo-Werke Ag | Method for connecting parts |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2511189C2 (de) * | 1975-03-14 | 1976-10-21 | Heinz Bungard | Verfahren zur herstellung von oberflaechenplattiertem basismaterial fuer die herstellung von gedruckten schaltungen |
| EP0058802A1 (en) * | 1980-12-19 | 1982-09-01 | Universal Solder Company (Pty) Limited | Solder |
| US4441118A (en) * | 1983-01-13 | 1984-04-03 | Olin Corporation | Composite copper nickel alloys with improved solderability shelf life |
| JPH0685417A (ja) * | 1992-08-28 | 1994-03-25 | Nikko Guurudo Foil Kk | 印刷回路用銅箔の表面処理方法 |
-
1995
- 1995-08-23 EP EP95305910A patent/EP0700239A1/en not_active Withdrawn
- 1995-08-30 JP JP7243943A patent/JPH0871741A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001002121A1 (fr) * | 1999-06-30 | 2001-01-11 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Structure et procede d'assemblage d'elements metalliques |
| JP2001143960A (ja) * | 1999-11-17 | 2001-05-25 | Murata Mfg Co Ltd | セラミック電子部品およびセラミック電子部品の実装構造 |
| JP2022165280A (ja) * | 2021-04-19 | 2022-10-31 | 凸版印刷株式会社 | 多層配線基板 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0700239A1 (en) | 1996-03-06 |
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