JPH091381A - 半田接合方法 - Google Patents
半田接合方法Info
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- JPH091381A JPH091381A JP7178088A JP17808895A JPH091381A JP H091381 A JPH091381 A JP H091381A JP 7178088 A JP7178088 A JP 7178088A JP 17808895 A JP17808895 A JP 17808895A JP H091381 A JPH091381 A JP H091381A
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-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- 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
- H05K3/30—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
- H05K3/3465—Application of solder
- H05K3/3485—Application of solder paste, slurry or powder
Landscapes
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 半田で接合すべき金属表面のうちの少くとも
一方を、亜鉛又は亜鉛を主成分とする合金で被覆し、錫
を主成分とする半田合金の粉末を主体とするソルダペー
ストで、前記金属表面間を半田接合する。 【効果】 ソルダペースト中の半田合金には亜鉛が含ま
れていないので、フラックス中の活性剤などと反応する
ことがなく、且つ半田接合したときには含亜鉛半田合金
による接合がなされるので、機械的強度に優れている。
一方を、亜鉛又は亜鉛を主成分とする合金で被覆し、錫
を主成分とする半田合金の粉末を主体とするソルダペー
ストで、前記金属表面間を半田接合する。 【効果】 ソルダペースト中の半田合金には亜鉛が含ま
れていないので、フラックス中の活性剤などと反応する
ことがなく、且つ半田接合したときには含亜鉛半田合金
による接合がなされるので、機械的強度に優れている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は被接合金属間をソルダペ
ーストにより半田接合するための方法に関するものであ
って、特に亜鉛を含む含亜鉛半田による接合を得るため
の方法に関するものである。
ーストにより半田接合するための方法に関するものであ
って、特に亜鉛を含む含亜鉛半田による接合を得るため
の方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来一般に広く使用されているソルダペ
ーストは、半田合金として錫−鉛合金を使用するもので
あったが、鉛が毒性を有するため、鉛を含まない半田合
金が求められており、錫−亜鉛系合金による無鉛半田が
検討されている。
ーストは、半田合金として錫−鉛合金を使用するもので
あったが、鉛が毒性を有するため、鉛を含まない半田合
金が求められており、錫−亜鉛系合金による無鉛半田が
検討されている。
【０００３】また鉛を含む半田合金においても、機械的
強度、特にクリープ特性を改善するために、亜鉛を含有
せしめることが検討されている。
強度、特にクリープ特性を改善するために、亜鉛を含有
せしめることが検討されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ソルダ
ペースト中の半田合金の粉末として含亜鉛半田合金を使
用すると、錫や鉛に比べて亜鉛の反応性が高いために、
フラックス中の活性剤などの成分と亜鉛とが反応する。
ペースト中の半田合金の粉末として含亜鉛半田合金を使
用すると、錫や鉛に比べて亜鉛の反応性が高いために、
フラックス中の活性剤などの成分と亜鉛とが反応する。
【０００５】そのため半田付け性が低下し、また経時的
に半田合金の粉末粒子の形状が変化してソルダペースト
の安定性が低下するため、含亜鉛半田を使用したソルダ
ペーストは実用化が困難であった。
に半田合金の粉末粒子の形状が変化してソルダペースト
の安定性が低下するため、含亜鉛半田を使用したソルダ
ペーストは実用化が困難であった。
【０００６】本発明はかかる事情に鑑みなされたもので
あって、被接合金属に亜鉛を被覆しておくことにより、
ソルダペースト中に含亜鉛合金を使用することなく、最
終的に含亜鉛半田による接合を得ることを目的とするも
のである。
あって、被接合金属に亜鉛を被覆しておくことにより、
ソルダペースト中に含亜鉛合金を使用することなく、最
終的に含亜鉛半田による接合を得ることを目的とするも
のである。
【０００７】
【課題を解決する手段】而して本発明は、半田で接合す
べき金属表面のうちの少くとも一方を、亜鉛又は亜鉛を
主成分とする合金で被覆し、錫を主成分とする半田合金
の粉末を主体とするソルダペーストを使用して、前記金
属表面間を半田接合することを特徴とするものである。
べき金属表面のうちの少くとも一方を、亜鉛又は亜鉛を
主成分とする合金で被覆し、錫を主成分とする半田合金
の粉末を主体とするソルダペーストを使用して、前記金
属表面間を半田接合することを特徴とするものである。
【０００８】前記ソルダペースト中の半田合金として
は、錫−インジウム又は錫−ビスマスを主成分とするも
のであることが好ましい。また当該半田合金には、鉛を
含まないものであることが好ましい。
は、錫−インジウム又は錫−ビスマスを主成分とするも
のであることが好ましい。また当該半田合金には、鉛を
含まないものであることが好ましい。
【０００９】本発明においては、被接合金属の表面に、
亜鉛又は亜鉛合金の被覆を形成する。プリント回路基板
に電子部品を半田付けする場合であれば、回路基板のパ
ッドに亜鉛又は亜鉛合金を被覆するのが適当であるが、
電子部品の端子に被覆することもでき、また回路基板の
パッドと電子部品の端子との両者に被覆することも可能
である。
亜鉛又は亜鉛合金の被覆を形成する。プリント回路基板
に電子部品を半田付けする場合であれば、回路基板のパ
ッドに亜鉛又は亜鉛合金を被覆するのが適当であるが、
電子部品の端子に被覆することもでき、また回路基板の
パッドと電子部品の端子との両者に被覆することも可能
である。
【００１０】被接合金属に被覆する金属としては、亜鉛
又は、亜鉛と錫、ビスマス、銀、インジウムなどとの合
金であって、亜鉛を５０重量％以上含むものが適当であ
る。特に亜鉛又は、亜鉛と錫との合金が好ましい。
又は、亜鉛と錫、ビスマス、銀、インジウムなどとの合
金であって、亜鉛を５０重量％以上含むものが適当であ
る。特に亜鉛又は、亜鉛と錫との合金が好ましい。
【００１１】また被接合金属の表面に被覆を形成する手
段としては、電解メッキ、無電解メッキ、レベラー法な
どの方法により行うことができ、その被覆の厚さは５〜
２５μ程度が適当である。
段としては、電解メッキ、無電解メッキ、レベラー法な
どの方法により行うことができ、その被覆の厚さは５〜
２５μ程度が適当である。
【００１２】ソルダペースト中に含まれる半田合金は、
錫を主成分とし、亜鉛を含まないものを使用する。好ま
しくは鉛を含まないものとし、錫−インジウム系合金又
は、錫−ビスマス系合金を使用するのが好ましい。これ
らの合金におけるインジウム又はビスマスの含有量は、
３〜１０％が適当である。
錫を主成分とし、亜鉛を含まないものを使用する。好ま
しくは鉛を含まないものとし、錫−インジウム系合金又
は、錫−ビスマス系合金を使用するのが好ましい。これ
らの合金におけるインジウム又はビスマスの含有量は、
３〜１０％が適当である。
【００１３】本発明におけるソルダペーストを構成する
フラックスとしては、通常のソルダペーストにおいて使
用されるフラックスの組成を、概ねそのまま使用するこ
とができる。
フラックスとしては、通常のソルダペーストにおいて使
用されるフラックスの組成を、概ねそのまま使用するこ
とができる。
【００１４】ベース樹脂としては、ガムロジン、ウッド
ロジン、トールロジン、これらの変性ロジン、ロジンエ
ステルなどのロジン系の樹脂、ポリエステル樹脂、アク
リル樹脂などの熱可塑性合成樹脂などを使用することが
できる。
ロジン、トールロジン、これらの変性ロジン、ロジンエ
ステルなどのロジン系の樹脂、ポリエステル樹脂、アク
リル樹脂などの熱可塑性合成樹脂などを使用することが
できる。
【００１５】また活性剤としても、通常のフラックスに
おいて使用されると同様に、エチルアミン、プロピルア
ミン、ジエチルアミン、アニリンなどのアミン類のハロ
ゲン化水素酸塩、クエン酸、乳酸、アジピン酸、ステア
リン酸などの有機酸、モノエタノールアミン、ステアリ
ルアミン、ジフェニルアミンなどのアミン類を使用する
ことができる。
おいて使用されると同様に、エチルアミン、プロピルア
ミン、ジエチルアミン、アニリンなどのアミン類のハロ
ゲン化水素酸塩、クエン酸、乳酸、アジピン酸、ステア
リン酸などの有機酸、モノエタノールアミン、ステアリ
ルアミン、ジフェニルアミンなどのアミン類を使用する
ことができる。
【００１６】本発明においては、被接合金属表面に亜鉛
を主成分とする被覆を形成し、錫を主成分とする半田合
金で接合することにより、その接合部において錫と亜鉛
とにより錫−亜鉛系合金を形成し、当該合金により半田
接合される。
を主成分とする被覆を形成し、錫を主成分とする半田合
金で接合することにより、その接合部において錫と亜鉛
とにより錫−亜鉛系合金を形成し、当該合金により半田
接合される。
【００１７】従って被接合金属表面に被覆される亜鉛の
量と、ソルダペースト中の錫の量とが、錫−亜鉛系半田
合金として適切な範囲すなわち、錫80〜95%−亜鉛5〜20
%となるようにするのが好ましい。またソルダペースト
中の合金にビスマス又はインジウムなどを含む場合にお
いても、それらの量は錫−亜鉛系半田合金中に含有して
適切な範囲内とするべきである。
量と、ソルダペースト中の錫の量とが、錫−亜鉛系半田
合金として適切な範囲すなわち、錫80〜95%−亜鉛5〜20
%となるようにするのが好ましい。またソルダペースト
中の合金にビスマス又はインジウムなどを含む場合にお
いても、それらの量は錫−亜鉛系半田合金中に含有して
適切な範囲内とするべきである。
【００１８】
【作用】本発明においては、被接合金属に亜鉛又は亜鉛
合金を被覆し、錫を主成分とする半田合金を含むソルダ
ペーストで、被接合金属を半田接合する。このとき被接
合金属の表面に被覆された亜鉛が、半田合金中に拡散し
て錫−亜鉛系の合金を形成し、当該合金が含亜鉛半田と
して被接合金属の接合に供される。
合金を被覆し、錫を主成分とする半田合金を含むソルダ
ペーストで、被接合金属を半田接合する。このとき被接
合金属の表面に被覆された亜鉛が、半田合金中に拡散し
て錫−亜鉛系の合金を形成し、当該合金が含亜鉛半田と
して被接合金属の接合に供される。
【００１９】
【発明の効果】従って本発明によれば、ソルダペースト
の半田合金には亜鉛を含まないので、含亜鉛半田合金に
おける亜鉛と活性剤などとの反応が生じることがなく、
かかる反応に基く不都合が生じることがない。
の半田合金には亜鉛を含まないので、含亜鉛半田合金に
おける亜鉛と活性剤などとの反応が生じることがなく、
かかる反応に基く不都合が生じることがない。
【００２０】しかしながら、被接合金属の亜鉛が被覆さ
れており、当該亜鉛が半田接合時に半田合金中の錫に拡
散し、錫−亜鉛系合金を形成して、含亜鉛半田合金とし
て半田接合に寄与するので、クリープなどの機械的特性
が向上する。
れており、当該亜鉛が半田接合時に半田合金中の錫に拡
散し、錫−亜鉛系合金を形成して、含亜鉛半田合金とし
て半田接合に寄与するので、クリープなどの機械的特性
が向上する。
【００２１】またソルダペースト中の半田合金中に鉛を
含まないものを使用しても、錫−亜鉛系合金により半田
接合がなされるので、鉛による毒性の問題が生じること
なく、安全な半田接合ができる。
含まないものを使用しても、錫−亜鉛系合金により半田
接合がなされるので、鉛による毒性の問題が生じること
なく、安全な半田接合ができる。
【００２２】
［被接合金属への亜鉛の被覆］電子回路基板のパッド部
を被接合金属として、そこに表１の実施例１〜４に示す
ように、亜鉛又は亜鉛−錫合金の金属被覆を形成した。
なお実施例４におけるZnSn合金は、亜鉛50%−錫50%の合
金である。また比較例は、前記パッド部をそのまま使用
した。
を被接合金属として、そこに表１の実施例１〜４に示す
ように、亜鉛又は亜鉛−錫合金の金属被覆を形成した。
なお実施例４におけるZnSn合金は、亜鉛50%−錫50%の合
金である。また比較例は、前記パッド部をそのまま使用
した。
【００２３】［半田合金粉末の調製］各実施例及び比較
例における、ソルダペーストの半田合金の組成は、表１
に示す通りである。表１における半田合金の表記におい
て、例えば「Sn-5Bi」は、錫９５重量％とビスマス５重
量％との合金であることを示す。
例における、ソルダペーストの半田合金の組成は、表１
に示す通りである。表１における半田合金の表記におい
て、例えば「Sn-5Bi」は、錫９５重量％とビスマス５重
量％との合金であることを示す。
【００２４】［ソルダペーストの調製］ フラックスの組成 ガムロジン ６５wt％ カルナバロウ ５wt％ ブチルカルビトール ２７wt％ ステアリン酸 ２wt％ アニリン−ＨＣl １wt％
【００２５】フラックスの調製 上記組成の各成分を、フラスコ中で加熱溶融して混合
し、これを冷却してフラックスとした。
し、これを冷却してフラックスとした。
【００２６】ソルダペーストの調製 上記により調製したフラックス１０重量％と、半田合金
粉末（平均粒子径２０〜４０μｍ）９０重量％とを混合
し、混練機で攪拌して、ソルダペーストを調製した。
粉末（平均粒子径２０〜４０μｍ）９０重量％とを混合
し、混練機で攪拌して、ソルダペーストを調製した。
【００２７】［試験方法］ 広がり性 上記ソルダペーストを前記基板パッドの表面に印刷塗布
して、ＪＩＳ Ｚ ３１９７に準拠して広がり率を測定
した。
して、ＪＩＳ Ｚ ３１９７に準拠して広がり率を測定
した。
【００２８】保存安定性 本発明におけるソルダペーストを冷蔵庫（０〜１０℃）
で３カ月間保存し、ソルダペーストの性状の変化及び粘
度変化を調べた。 性状：目視観察により調べた。 粘度：スパイラル型粘度計（マルコム社製、ＰＣＵ−II
型）を使用して、２５℃、１０rpmで測定した。
で３カ月間保存し、ソルダペーストの性状の変化及び粘
度変化を調べた。 性状：目視観察により調べた。 粘度：スパイラル型粘度計（マルコム社製、ＰＣＵ−II
型）を使用して、２５℃、１０rpmで測定した。
【００２９】［試験結果］試験の結果を表１に示す。
【００３０】
【表１】
【００３１】以上の試験結果からも明らかなように、本
発明によれば半田の広がり性が良好で半田付け性が好
く、またソルダペーストの保存安定性にも優れており、
３カ月後においても粘度の変化が小さく、また十分な流
動性を有するものであって、優れた含亜鉛半田による半
田接合ができる。
発明によれば半田の広がり性が良好で半田付け性が好
く、またソルダペーストの保存安定性にも優れており、
３カ月後においても粘度の変化が小さく、また十分な流
動性を有するものであって、優れた含亜鉛半田による半
田接合ができる。
【００３２】これに対し錫−亜鉛系の半田合金を使用し
たソルダペーストにおいては、比較例のように広がり性
が悪く、半田付け性に劣ると共に、３カ月後の保存安定
性においても、増粘して流動性が大幅に低下し、ボソボ
ソの状態であって、半田付けに供することができない状
態であった。
たソルダペーストにおいては、比較例のように広がり性
が悪く、半田付け性に劣ると共に、３カ月後の保存安定
性においても、増粘して流動性が大幅に低下し、ボソボ
ソの状態であって、半田付けに供することができない状
態であった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河野 政直 兵庫県加古川市野口町水足671番地の４ ハリマ化成株式会社中央研究所内
Claims (3)
- 【請求項１】 半田で接合すべき金属表面のうちの少く
とも一方を、亜鉛又は亜鉛を主成分とする合金で被覆
し、錫を主成分とする半田合金の粉末を主体とするソル
ダペーストで、前記金属表面間を半田接合することを特
徴とする、半田接合方法 - 【請求項２】 前記半田合金が、錫−インジウム又は錫
−ビスマスを主成分とすることを特徴とする、請求項１
の半田接合方法 - 【請求項３】 前記半田合金が、鉛を含まないことを特
徴とする、請求項１又は２の半田接合方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17808895A JP3744972B2 (ja) | 1995-06-20 | 1995-06-20 | 半田接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17808895A JP3744972B2 (ja) | 1995-06-20 | 1995-06-20 | 半田接合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH091381A true JPH091381A (ja) | 1997-01-07 |
| JP3744972B2 JP3744972B2 (ja) | 2006-02-15 |
Family
ID=16042429
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17808895A Expired - Lifetime JP3744972B2 (ja) | 1995-06-20 | 1995-06-20 | 半田接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3744972B2 (ja) |
Cited By (2)
| 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 |
| JP2002210924A (ja) * | 2001-01-19 | 2002-07-31 | Tani Electronics Corp | スクリーン印刷機におけるスクリーン版清掃装置 |
-
1995
- 1995-06-20 JP JP17808895A patent/JP3744972B2/ja not_active Expired - Lifetime
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 |
| EP1118413A4 (en) * | 1999-06-30 | 2005-09-28 | Honda Motor Co Ltd | STRUCTURE AND METHOD FOR CONNECTING METALLIC WORKPIECES |
| JP2002210924A (ja) * | 2001-01-19 | 2002-07-31 | Tani Electronics Corp | スクリーン印刷機におけるスクリーン版清掃装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3744972B2 (ja) | 2006-02-15 |
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| A521 | Written amendment |
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