JPH11245079A - Metal powder for solder paste and method for producing the same - Google Patents

Metal powder for solder paste and method for producing the same

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JPH11245079A
JPH11245079A JP10047509A JP4750998A JPH11245079A JP H11245079 A JPH11245079 A JP H11245079A JP 10047509 A JP10047509 A JP 10047509A JP 4750998 A JP4750998 A JP 4750998A JP H11245079 A JPH11245079 A JP H11245079A
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JP
Japan
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solder
powder
paste
metal powder
solder paste
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JP10047509A
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Japanese (ja)
Inventor
Hisashi Ito
寿 伊藤
Naotake Watanabe
尚威 渡邉
Ikuo Mori
郁夫 森
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable reflow soldering in the atmosphere and improve paste storage life by coating a surface of solder powder with a coating film which is in a solid condition at a normal temperature and is vanished at solder melting temperature when it is heated by a reflow soldering process. SOLUTION: A globular solder powder 2 constituting a metal powder 1 for the solder paste is composed of a Sn-Zn system material, and its surface is coated with a coating film 3, namely N-methylacetamido CH3 CONHCH3 (the melting point 31 deg.C, the boiling point 206 deg.C) at the thichkness of about 0.1 μm. The solder paste metal powder 1 is mixed with a proper solvent so as to manufacture a solder paste. Ethylene carbonate (CH2 O)2 CO, 2-acetylpyrrole C6 H7 NO, acetamido CH3 OONH2 and the like are used as the coating film 3. Sn-Ag system or Sn-Bi system materials(Sn-9Zn eutectic crystal, Sn-35Ag eutectic crystal, and Sn-58Bi eutectic crystal) can be used as the solder powder 2.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電子機器プリント
配線板等に電子部品をリフローはんだ付けする際に使用
するソルダペースト用金属粉末に関する。特に、SnP
b共晶はんだより反応性が大きいと考えられているSn
Zn系等の鉛フリーはんだ合金粉末に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a metal powder for a solder paste used for reflow soldering an electronic component to a printed wiring board of an electronic device. In particular, SnP
b Sn is considered to be more reactive than eutectic solder
The present invention relates to a lead-free solder alloy powder such as Zn-based.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体素子や抵抗素子や容量素子等の電
子部品をプリント基板などに自動はんだ付けする方法の
一つにリフローソルダリング方式がある。この場合、通
常、はんだ材料としてはSn−Pb共晶はんだ(約37
wt%Pb)とよばれる融点が183℃のはんだ合金が
使用されている。
2. Description of the Related Art A reflow soldering method is one of the methods for automatically soldering electronic components such as semiconductor elements, resistance elements and capacitance elements to a printed circuit board or the like. In this case, usually, Sn-Pb eutectic solder (about 37
A solder alloy having a melting point of 183 ° C., which is called “wt% Pb), is used.

【0003】リフローソルダリングは、プリント基板な
どの電極パッド部分に印刷装置によりはんだぺーストを
印刷し、接合する電子部品をマウンター装置によって所
定の位置に搭載する。
In the reflow soldering, a solder paste is printed on an electrode pad portion such as a printed circuit board by a printing device, and electronic parts to be joined are mounted at predetermined positions by a mounter device.

【0004】この電子部品が搭載されたプリント基板を
リフロー装置を通過させ、所定の温度プロファイルによ
つて加熱し、一括はんだ付けを完了する。図9にはリフ
ローソルダリングプロセスの概略図を、図2にはリフロ
ー温度プロファイルの一例を示す。
[0004] The printed circuit board on which the electronic components are mounted is passed through a reflow device and heated according to a predetermined temperature profile to complete the batch soldering. FIG. 9 is a schematic diagram of a reflow soldering process, and FIG. 2 shows an example of a reflow temperature profile.

【0005】すなわち、図9で示すよにリフロー炉20
の中に設けられた一対の搬送ベルト22a、22bで、
電子部品23が搭載されたプリント基板24をリフロー
炉20内を搬送させて加熱してはんだ付を行う。
[0005] That is, as shown in FIG.
A pair of conveyor belts 22a and 22b provided in
The printed circuit board 24 on which the electronic components 23 are mounted is transported in the reflow furnace 20 and heated to perform soldering.

【0006】リフローソルダリングに用いるはんだペー
ストは直径数10μmのはんだ微粉末とフラックス(ロ
ジン、活性剤、チクソ剤、溶剤など)の混合物であり、
はんだ付けの用途によつてさまざまなペーストが調整使
用されている。
The solder paste used for reflow soldering is a mixture of solder fine powder having a diameter of several tens of μm and flux (rosin, activator, thixotropic agent, solvent, etc.)
Various pastes are used depending on the soldering application.

【0007】近年、実装密度の増大によるはんだ付け接
合部の微細化、はんだ付け品質の向上、環境保全上の要
請等によリはんだペーストにはますます高度な性能と特
性が要求されるようになつており、さまざまな課題が生
じてきている。
[0007] In recent years, resoldering pastes have been required to have increasingly higher performance and characteristics due to miniaturization of solder joints due to an increase in mounting density, improvement in soldering quality, environmental protection requirements, and the like. And various issues have arisen.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】それらの課題の一つと
して無洗浄化の問題点がある。これはいわゆるフロン規
制により洗浄剤としてフロンが使用できなくなつたた
め、洗浄工程を無くそうとするものである。ただ、無洗
浄にすることによつて、フラックス残さの信頼性への影
響などが懸念されている。
One of those problems is the problem of no cleaning. This is an attempt to eliminate the cleaning step because the use of CFC as a cleaning agent has become impossible due to the so-called CFC regulations. However, there is a concern that no cleaning may affect the reliability of the flux residue.

【0009】そのため、フラックス残さの信頼性への影
響を小さくするため、活性剤量を抑制する等の処置を講
じてはんだ付け後に基板上に残留する恐れのあるハロゲ
ン量を少なくする等の対策が取られている。この場合
も、それによってはんだ付け性の劣化を招き、未はん
だ、ソルダーボール、ぬれ不良などの実装欠陥が生じ易
くなつてしまうという問題が生じている。
Therefore, in order to reduce the influence of the flux residue on the reliability, measures such as suppressing the amount of the activator and reducing the amount of halogen that may remain on the substrate after soldering are taken. Has been taken. Also in this case, there is a problem that the solderability is deteriorated, and mounting defects such as unsoldering, solder balls, and poor wetting are likely to occur.

【0010】また、はんだ合金に含まれる鉛の有害性が
最近クローズアップされるようになり、欧米を中心に鉛
の法的な規制が本格的に検討されるようになってきてい
る。そのため、はんだ中に鉛を含まない、いわゆる鉛フ
リーはんだの研究開発が盛んになつている。
Further, the harmfulness of lead contained in solder alloys has recently been highlighted, and legal regulations on lead have been seriously studied mainly in Europe and the United States. For this reason, research and development of so-called lead-free solders that do not contain lead in the solders have been active.

【0011】現在、鉛フリーはんだの候補としてはSn
−Ag系のものと、Sn−Zn系のものが主に研究され
ているが、SnPb共晶はんだに比較して種々の問題点
が指摘されている。
At present, as a candidate for lead-free solder, Sn
-Ag-based and Sn-Zn-based solders have been mainly studied, but various problems have been pointed out as compared with SnPb eutectic solder.

【0012】つまり、Sn−Ag系はんだは、Sn3.
5Ag共晶合金(融点221℃)を基本とし、これにB
i、ln、Cu、Sb、などの添加元素を一種あるいは
数種類加えたはんだであるが、融解温度が高いためリフ
ロー温度が現行のSnPb共晶はんだの場合よリ約30
℃ほど高くなつてしまい、搭載電子部品への熱的ダメー
ジが大きくなってしまうという課題がある。
That is, the Sn-Ag solder is Sn3.
Basically 5Ag eutectic alloy (melting point 221 ° C)
It is a solder to which one or several kinds of additional elements such as i, In, Cu, Sb, etc. are added.
The higher the temperature, the higher the thermal damage to mounted electronic components.

【0013】一方、Sn−Zn系のはんだは融解温度が
低く(約19O℃)、現行のSnPb共晶はんだ並みの
リフロー温度を実現できるというメリットがある反面、
Znの表面に強固な酸化膜が形成されるため、はんだ付
け性が大幅に劣化するという欠点がある。
On the other hand, the Sn-Zn based solder has a low melting temperature (about 190 ° C.) and has the merit of realizing a reflow temperature comparable to the current SnPb eutectic solder.
Since a strong oxide film is formed on the surface of Zn, there is a disadvantage that the solderability is significantly deteriorated.

【0014】この欠点を改善するためにはんだ表面の酸
化膜を除去し、酸化を防止するような強力なフラックス
が必要となるが、このようなフラックスを使用すると強
力な洗浄工程が必要になるという問題や、強力なフラッ
クスとはんだの反応によるぺースト保存性の劣化という
課題も生じてくる。
To remedy this drawback, a strong flux is required to remove the oxide film on the solder surface and prevent oxidation, but using such a flux requires a strong cleaning step. There are also problems and problems such as deterioration of paste preservability due to the reaction between strong flux and solder.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、はんだ
粉末と、このはんだ粉末の表面に被覆され前記はんだ粉
末の溶融温度より低い温度で気化する有機膜とを具備す
ることを特徴とするソルダペースト用金属粉末にある。
According to the present invention, there is provided a semiconductor device comprising: a solder powder; and an organic film coated on a surface of the solder powder and vaporized at a temperature lower than a melting temperature of the solder powder. Metal powder for solder paste.

【0016】また本発明によれば、前記有機膜は、弗化
すずであることを特徴とするソルダペースト用金属粉末
にある。
According to the present invention, there is provided the metal powder for solder paste, wherein the organic film is tin fluoride.

【0017】また本発明によれば、前記有機膜は、臭化
すずであることを特徴とするソルダペースト用金属粉末
にある。
According to the present invention, there is provided the metal powder for a solder paste, wherein the organic film is tin bromide.

【0018】また本発明によれば、前記はんだ粉末が、
Sn−Zn系の鉛フリーはんだ合金粉末であることを特
徴とするソルダペースト用金属粉末にある。
Further, according to the present invention, the solder powder comprises:
A metal powder for a solder paste, which is a Sn-Zn-based lead-free solder alloy powder.

【0019】また本発明によれば、前記はんだ粉末が、
Sn−Ag系の鉛フリーはんだ合金粉末であることを特
徴とするソルダペースト用金属粉末にある。また本発明
によれば、前記はんだ粉末が、Sn−Bi系の鉛フリー
はんだ合金粉末であることを特徴とするソルダペースト
用金属粉末にある。
According to the present invention, the solder powder comprises:
A metal powder for a solder paste, which is a Sn-Ag-based lead-free solder alloy powder. According to the present invention, there is provided a metal powder for a solder paste, wherein the solder powder is a Sn-Bi-based lead-free solder alloy powder.

【0020】また本発明によれば、はんだ粉末の表面
に、前記はんだ粉末の溶融温度よりも低い温度で気化す
る有機膜を被覆して製造するソルダペースト用金属粉末
の製造方法において、前記有機膜の被覆は、プラズマ装
置によって行うことを特徴とするソルダペースト用金属
粉末の製造方法にある。
According to the present invention, there is provided a method of manufacturing a metal powder for a solder paste, wherein the surface of the solder powder is coated with an organic film which is vaporized at a temperature lower than the melting temperature of the solder powder. Is a method for producing a metal powder for a solder paste, which is performed by a plasma apparatus.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0022】図1は本発明の一実施例のソルダペースト
用金属粉末1を模型化した断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically illustrating a metal powder 1 for a solder paste according to an embodiment of the present invention.

【0023】すなわち、ソルダペースト用金属粉末1を
構成する球状のはんだ粉末2はSn−Zn系の材質であ
リ、その表面は固体有機膜2であるN−メチルアセトア
ミドCHC0NHCH(融点31℃、沸点206
℃)が約0.1μmの厚さで被覆している。
That is, the spherical solder powder 2 constituting the solder paste metal powder 1 is made of a Sn—Zn-based material, and the surface thereof is a solid organic film 2 of N-methylacetamide CH 3 CONHCH 3 (melting point 31). ° C, boiling point 206
C.) with a thickness of about 0.1 μm.

【0024】このソルダペースト金属粉末1を適切な溶
剤と混合することによってはんだペーストを製造した。
The solder paste was manufactured by mixing the solder paste metal powder 1 with an appropriate solvent.

【0025】なお、この場合はその他の添加物などは加
えなかったが、必要に応じて従来のソルダぺーストで使
用されてきた各種ロジン、チクソ材、活性剤などを加え
てペースト特性を調整することができる。
In this case, no other additives were added, but if necessary, various rosins, thixotropic materials, activators and the like used in conventional solder paste are added to adjust the paste properties. be able to.

【0026】はんだ付作業は、このはんだぺーストを印
刷機によってプリント基板上の電極上に印刷し、その印
刷されたプリント基板上に接合する電子部品をマウンタ
ー装置によって搭載する。その後、大気リフロー装置に
電子部品が搭載されたプリント基板を挿入し、所定のリ
フロープロファイルによって加熱して高品質の接合を得
る。
In the soldering operation, the solder paste is printed on electrodes on a printed circuit board by a printing machine, and electronic components to be joined on the printed printed circuit board are mounted by a mounter device. Thereafter, the printed circuit board on which the electronic components are mounted is inserted into the atmospheric reflow device, and heated by a predetermined reflow profile to obtain high-quality bonding.

【0027】その際、はんだ粉末2の表面を固体状態で
被覆しているN−メチルアセトアミドの固体有機膜3
は、はんだが溶融温度に達する前に沸点(206℃)に
達するので、気化して消失するため、はんだ接合に悪影
響を及ぼすことはない。
At this time, a solid organic film 3 of N-methylacetamide covering the surface of the solder powder 2 in a solid state
Since the solder reaches the boiling point (206 ° C.) before reaching the melting temperature, the solder vaporizes and disappears, so that the solder joining is not adversely affected.

【0028】つまり、リフロー工程においては図2の温
度プロファイルによつて加熱されることによって、固体
の固体有機膜3ははんだ溶融温度に達する直前に消失
し、はんだ粉末2の表面にはんだ金属の清浄表面を露出
させるという作用がある。そして溶融温度において酸化
膜で覆われていないはんだ粉末2は溶融し、完全に融合
し強固なはんだ接合部を形成する。
That is, in the reflow step, the solid organic film 3 disappears immediately before reaching the solder melting temperature by being heated according to the temperature profile of FIG. It has the effect of exposing the surface. At the melting temperature, the solder powder 2 not covered with the oxide film is melted and completely fused to form a strong solder joint.

【0029】また、通常、ソルダペーストは冷蔵庫など
で保管されるため、本発明のはんだ粉末2の表面が固体
の固体有機膜3で覆われていることによリ、金属粉末表
面の酸化反応が進行せず、良好なはんだ付け性が長期的
に維持されるという作用がある。
Since the solder paste is usually stored in a refrigerator or the like, the surface of the solder powder 2 of the present invention is covered with the solid organic film 3, so that the oxidation reaction on the surface of the metal powder is prevented. There is an effect that good solderability is maintained for a long time without progress.

【0030】また、同様にフラックス剤と金属粉末の反
応も抑制され、長期間一定の粘度を示しペースト保存性
が向上するという作用もある。このことは印刷作業の安
定性を確保する上で著しい効果がある。
Similarly, the reaction between the flux agent and the metal powder is suppressed, and the viscosity of the paste is kept constant for a long period of time, so that the paste preservability is improved. This has a remarkable effect in securing the stability of the printing operation.

【0031】なお、上記の実施の形態では固体有機膜3
として、N−メチルアセトアミド(融点:30℃、沸点
206℃)を約0.1μmの厚さで被覆したが、固体有
機膜3としては、下記の物質を用いることが出来る。
In the above embodiment, the solid organic film 3
Is coated with N-methylacetamide (melting point: 30 ° C., boiling point: 206 ° C.) to a thickness of about 0.1 μm. As the solid organic film 3, the following substances can be used.

【0032】*炭酸エチレン(CH0)CO(融点
36.4℃、沸点238℃) *2−アセチルピロールCNO(融点90℃、沸
点220℃) *アセトアミドCHOONH(融点82℃、沸点2
21℃) *m−アセトトルイドC(CH)(NHCOC
)(融点66℃、沸点303℃) *インダンCl0(融点51.4℃、沸点179
℃) *N−エチル−N‘−フェニル尿素CNHC0N
HC(融点10℃、沸点170℃) *カルバミド酸エチルHNCO(融点48
℃、沸点184℃) *3.5−キシレノールC(CH(0H)
(融点68℃、沸点219.5℃) *4−クロロフクル酸無水物CClO(融点9
8℃、沸点295℃) *サリチル酸フェニルC(OH)(CO
)(融点42℃、沸点173℃) * NN−ジフェニルホルムアミドHCON(C
(融点74℃、沸点191℃) *0−ニトロアニリンC(NO)(NH
(融点72℃、沸点16℃) *m−ヒドロキシベンズアルデヒドC(OH)
(CHO)(融点105℃、沸点161℃)、 *フェニル酢酢CCHCOH(融点78℃、
沸点227℃) *ルピニンC10HINO(融点69℃、沸点164
℃) *P−メチルアミノフェノールC(OH)(NH
CH)(融点87℃、沸点173℃) また、上述の実施の形態では、はんだ粉末2としてSn
−Zn系の物質を用いたが、Sn−Ag系やSn−Bi
系の物質のはんだ粉末2を用いることも可能である。そ
れらの物質の例を以下に列挙する。
* Ethylene carbonate (CH 20 ) 2 CO (melting point 36.4 ° C., boiling point 238 ° C.) * 2-acetylpyrrole C 6 H 7 NO (melting point 90 ° C., boiling point 220 ° C.) * acetamide CH 3 OONH 2 ( Melting point 82 ° C, boiling point 2
21 ° C.) * m-acetotoluid C 6 H 4 (CH 3 ) (NHCOC
H 3 ) (melting point 66 ° C., boiling point 303 ° C.) * Indane C 9 H 10 (melting point 51.4 ° C., boiling point 179)
° C.) * N-ethyl--N'- phenylurea C 2 H 5 NHC0N
HC 6 H 5 (melting point 10 ° C., boiling point 170 ° C.) * Ethyl carbamate H 2 NCO 2 C 2 H 5 (melting point 48
° C., boiling point 184 ° C.) * 3,5-xylenol C 6 H 3 (CH 3) 2 (0H)
(Melting point 68 ° C., boiling point 219.5 ° C.) * 4-Chlorofucuric anhydride C 8 H 3 ClO 3 (melting point 9
8 ° C., boiling point 295 ° C.) * Phenyl salicylate C 6 H 4 (OH) (CO 2 C 6 H)
5 ) (melting point 42 ° C, boiling point 173 ° C) * NN-diphenylformamide HCON (C
6 H 5 ) 2 (melting point 74 ° C., boiling point 191 ° C.) * 0-Nitroaniline C 6 H 4 (NO 2 ) (NH 2 )
(Melting point 72 ° C., boiling point 16 ° C.) * m-hydroxybenzaldehyde C 6 H 4 (OH)
(CHO) (melting point 105 ° C., boiling point 161 ° C.) * Phenyl vinegar vinegar C 6 H 5 CH 2 CO 2 H (melting point 78 ° C.,
(Boiling point 227 ° C) * Lupinin C10HI 9 NO (melting point 69 ° C, boiling point 164)
° C) * P-methylaminophenol C 6 H 4 (OH) (NH
CH 3 ) (melting point 87 ° C., boiling point 173 ° C.) In the above-described embodiment, Sn powder is used as the solder powder 2.
-A Zn-based material was used, but a Sn-Ag-based or Sn-Bi-based material was used.
It is also possible to use a solder powder 2 of a system material. Examples of those substances are listed below.

【0033】(1)Sn−Zn系のはんだ合金としては
以下のような組成のものがある。
(1) Sn-Zn based solder alloys have the following compositions.

【0034】*Sn−9Zn共晶 *Sn−8Zn−3Bi *Sn−8Zn−5ln−1Ag *Sn−8Zn−5ln−0.1Ag *Sn−9Zn−5ln *Sn−5.5Zn−5ln−lBi *Sn−8Zn−2Bi−0.2Cu (2)Sn−Ag系のはんだ合金としては以下のような
組成のものがある。
* Sn-9Zn eutectic * Sn-8Zn-3Bi * Sn-8Zn-5In-1Ag * Sn-8Zn-5In-0.1Ag * Sn-9Zn-5In * Sn-5.5Zn-5In-1Bi * Sn-8Zn-2Bi-0.2Cu (2) The Sn-Ag solder alloy has the following composition.

【0035】*Sn−35Ag共晶 *Sn−3Ag *Sn−2.7Ag−3Bi *Sn−2.7Ag−5Bi *Sn−2.4Ag−7.5Bi *Sn−2Ag−75Bi−05Cu(アロイH) *Sn−3.5Ag−0.7Cu *Sn−3.5Ag−1Zn *Sn−3.5Ag−3Bi−3ln *Sn−3.5Ag−0.5Bl−3ln (3)Sn−Bi系はんだ合金としては以下のような組
成のものがある。
* Sn-35Ag eutectic * Sn-3Ag * Sn-2.7Ag-3Bi * Sn-2.7Ag-5Bi * Sn-2.4Ag-7.5Bi * Sn-2Ag-75Bi-05Cu (alloy H ) * Sn-3.5Ag-0.7Cu * Sn-3.5Ag-1Zn * Sn-3.5Ag-3Bi-3ln * Sn-3.5Ag-0.5Bl-3ln (3) Sn-Bi solder alloy There is a thing of the following composition.

【0036】*Sn−58Bi共晶 *Sn−58Bi−1Ag *Sn−58Bi−2Ag *Sn−58Bi−3Ag *Sn−55Bi−2Ag 次に、本発明のソルダペースト用のはんだ粉末2の製造
方法について以下に説明する。
* Sn-58Bi eutectic * Sn-58Bi-1Ag * Sn-58Bi-2Ag * Sn-58Bi-3Ag * Sn-55Bi-2Ag Next, a method for producing solder powder 2 for a solder paste of the present invention will be described. This will be described below.

【0037】(実施例1)弗化すず膜、臭化すず膜をは
んだ粉末2上に形成する方法としてはプラズマ処理やイ
オン注入法など各種の薄膜形成法を適用することができ
る。
(Example 1) As a method for forming a tin fluoride film or a tin bromide film on the solder powder 2, various thin film forming methods such as a plasma treatment and an ion implantation method can be applied.

【0038】プラズマ処理装置による製造法を図3に基
づいて以下に説明する。
The manufacturing method using the plasma processing apparatus will be described below with reference to FIG.

【0039】図3は一般に用いられているプラズマ処理
装置の概略図である。プラズマ処理容器5内の対向電極
7に対向している電極すなわち試料ステージ7上に処理
対象のはんだ粉末2を適当に分散して載置する。その
後、プラズマ処理容器5内を排気し、CF4ガスを導入
する。導入圧力は10mmHgから500mmHgであ
る。
FIG. 3 is a schematic view of a generally used plasma processing apparatus. The solder powder 2 to be processed is appropriately dispersed and placed on an electrode facing the counter electrode 7 in the plasma processing vessel 5, that is, on the sample stage 7. Thereafter, the inside of the plasma processing container 5 is evacuated, and CF4 gas is introduced. The introduction pressure is from 10 mmHg to 500 mmHg.

【0040】試料ステージ7に接続している高周波電源
8によって試料ステージ7に高周波電圧を印加しCF4
ガスプラズマを発生させる。このガスブラズマにはんだ
粉末2が晒されることによって、はんだ粉末2表面に弗
化すず膜を形成することができる。その際、ガス圧力、
高周波電力、処理時間などを変えることによつて、所望
の被膜物性、膜厚を有する弗化すず膜を得ることができ
る。
A high-frequency voltage is applied to the sample stage 7 by a high-frequency power source 8 connected to the sample stage 7 and CF4 is applied.
Generate gas plasma. By exposing the solder powder 2 to the gas plasma, a tin fluoride film can be formed on the surface of the solder powder 2. At that time, gas pressure,
By changing high-frequency power, processing time, and the like, a tin fluoride film having desired film properties and film thickness can be obtained.

【0041】上記処理装置における工程において、導入
ガスを臭化物ガスに変えることによって、所定の臭化ス
ズ膜を得ることができる。
In the above-described processing apparatus, a predetermined tin bromide film can be obtained by changing the introduced gas to a bromide gas.

【0042】弗化すずとしては主にSnFとSnF
が1種類以上はんだ粉末2の表面に形成される。どちら
も結晶状態ては無色であり、SnF2は融点213℃、
沸点850℃である。SnFは705℃で昇華する。
またSnF2は空気中で加熱されることによつてSn0
になる。
As tin fluoride, SnF 2 and SnF 4 are mainly used.
Are formed on the surface of one or more types of solder powder 2. Both are colorless in the crystalline state, SnF2 has a melting point of 213 ° C,
The boiling point is 850 ° C. SnF 4 sublimates at 705 ° C.
Also, SnF2 is heated in air, so that Sn0
It becomes F 2.

【0043】従って、200℃前後のリフロー温度にお
いてかなり大きな蒸気圧を示す。例えばピーク温度24
O℃のリフロープロファイルでは、これらの弗化すず膜
は大部分が加熱によって気化蒸発する。
Therefore, at a reflow temperature of about 200 ° C., a considerably large vapor pressure is exhibited. For example, peak temperature 24
In the reflow profile at O ° C., most of these tin fluoride films are evaporated by heating.

【0044】ただし、上記の特性からも予想されるよう
に、SnFよリSnFの方が気化しやすい傾向があ
る。このため、使用したいリフロー条件に合わせて両者
の配合比を調整して、はんだ表面の弗化すす被膜の物性
を制御することも可能である。
However, as expected from the above characteristics, SnF 4 tends to vaporize more easily than SnF 2 . Therefore, it is also possible to control the physical properties of the soot fluoride coating on the solder surface by adjusting the compounding ratio of the two in accordance with the reflow conditions desired to be used.

【0045】臭化すずとしては主にSnBrとSnB
が1種類以上はんだ粉末2表面に形成される。
Tin bromide is mainly composed of SnBr 2 and SnB.
At least one kind of r 4 is formed on the surface of the solder powder 2.

【0046】SnBrは融点215.5℃、沸点6I
8℃である。SnBrは融点31℃、沸点203℃で
ある。したがって、200℃前後のリフロー温度におい
てかなり大きな蒸気圧を示す。例えばSnBFは15
3℃でも200mmHgの蒸気圧に達する。
SnBr 2 has a melting point of 215.5 ° C. and a boiling point of 6I.
8 ° C. SnBr 4 has a melting point of 31 ° C. and a boiling point of 203 ° C. Therefore, it shows a considerably large vapor pressure at a reflow temperature around 200 ° C. For example, SnBF 4 is 15
Even at 3 ° C., the vapor pressure reaches 200 mmHg.

【0047】一実施例としてピーク温度230℃のリフ
ローフロファイルでは、これらの臭化すず膜は大部分加
熱によつて気化蒸発する。ただし、上記の特性からも予
想されろように、SnBrよリSnBrの方が気化
しやすい傾向がある。使用したいリフロー条件に合わせ
て両者の配合比を調整し、はんだ表面の臭化すず被膜の
物性を制御することも可能である。
As an example, in a reflow profile having a peak temperature of 230 ° C., these tin bromide films are mostly vaporized and evaporated by heating. However, as expected from the above characteristics, SnBr 4 tends to vaporize more easily than SnBr 2 . It is also possible to control the physical properties of the tin bromide coating on the solder surface by adjusting the mixing ratio of the two in accordance with the reflow conditions desired to be used.

【0048】(実施例2)図4は、ソルダペースト用粉
末1の処理用高周波スパッタリング装置の概略図であ
る。処理容器10の中には下部電極11と上部電極12
とが対向して設けれている。下部電極11は陽極電極で
あリ、上部電極12には下部電極11との対向面にN−
メチルアセトアミドからなるターゲット13が配置さ
れ、また、高周波電源14が接続されて陰極電極を形成
している。下部電極11の表面には皿15が形成されて
おり、その皿15の中に処理すべきはんだ粉末2を適当
に分散して載せる。
Embodiment 2 FIG. 4 is a schematic view of a high-frequency sputtering apparatus for processing the solder paste powder 1. The processing chamber 10 includes a lower electrode 11 and an upper electrode 12.
Are provided facing each other. The lower electrode 11 is an anode electrode, and the upper electrode 12 has an N-
A target 13 made of methylacetamide is provided, and a high-frequency power source 14 is connected to form a cathode electrode. A dish 15 is formed on the surface of the lower electrode 11, and the solder powder 2 to be processed is appropriately dispersed and placed in the dish 15.

【0049】処理容器10の中を真空排気した後に、ガ
ス導入口16よリArなどの不活性ガスを所定の圧力ま
て導入する。本実施の形態ではガス圧はl0mmTor
rとした。その後ターゲット13に高周波電源14によ
リ電圧を印加し、プラズマを発生させArイオンのスパ
ッタ作用によリ、N−メチルアセトアミドをはんだ粉末
2に付着させる。このとき下部電極11には加振装置1
7が接続されておリ、はんだ粉末2の表面にまんべんな
く均一にN−メチルアセトアミド膜が形成されるように
した。このような方法によって厚さ0.1μmのN−メ
チルアセトアミド膜をはんだ粉末2の表面に均一に形成
した。
After evacuating the processing container 10, an inert gas such as Ar is introduced from the gas inlet 16 to a predetermined pressure. In this embodiment, the gas pressure is 10 mmTorr.
r. Thereafter, a voltage is applied to the target 13 by the high-frequency power supply 14 to generate plasma, and N-methylacetamide is attached to the solder powder 2 by sputtering of Ar ions. At this time, the vibration device 1 is attached to the lower electrode 11.
7 was connected so that an N-methylacetamide film was uniformly formed on the surface of the solder powder 2. By such a method, an N-methylacetamide film having a thickness of 0.1 μm was uniformly formed on the surface of the solder powder 2.

【0050】なお、Sn−Zn系ペーストにおいてはぺ
ースト保存性が短いという問題があるが、本発明にはS
n−Zn系ぺーストのぺースト保存性を向上させるとい
う効果がある。
The Sn—Zn paste has a problem that paste storage stability is short.
This has the effect of improving the paste preservability of the n-Zn based paste.

【0051】すなわち、図5は、本発明のSn−Zn系
はんだ粉末2を使用したペーストを冷蔵庫内で保管し、
6ケ月間にわたってはんだぺーストの室温における粘度
を測定した結果を従来のSn−Znはんだペーストの結
果と併せてて示したものである。なお測定装置にはマル
コム社のスパイラル粘度計(PCU−2)を使用した。
That is, FIG. 5 shows that the paste using the Sn—Zn-based solder powder 2 of the present invention is stored in a refrigerator,
The results of measuring the viscosity of the solder paste at room temperature for 6 months are shown together with the results of the conventional Sn-Zn solder paste. Note that a spiral viscometer (PCU-2) manufactured by Malcolm Co., Ltd. was used as a measuring device.

【0052】図5よリ、従来のSn−Zn系ぺーストは
約lヶ月以内で粘度が上昇してしまい、印刷が不可とな
るのに対して、本発明のSn−Zn系はんだ粉末2を使
用したぺーストは6ヶ月後も粘度はほぼ一定であり、十
分印刷が可能であることが分かる。
As shown in FIG. 5, the viscosity of the conventional Sn-Zn based paste increases within about one month, making printing impossible. On the other hand, the Sn-Zn based solder powder 2 of the present invention is used. The paste used had a substantially constant viscosity even after 6 months, indicating that sufficient printing was possible.

【0053】また、従来のSn−Ag系ぺーストにおい
ては、はんだボールが発生しやすいという問題があった
が、本発明にはSn−Ag系ペーストのはんだボールの
発生を抑制する効果がある。
Although the conventional Sn-Ag paste has a problem that solder balls are easily generated, the present invention has an effect of suppressing the generation of solder balls of Sn-Ag paste.

【0054】すなわち、図6には、本発明のSn−Ag
系はんだ粉末2を使用したぺーストのはんだボール発生
状況を、JIS−Z3284によるはんだの凝集度合に
よって評価した結累を従来のSn−Ag系はんだ粉末2
を使用したぺーストの結果と併せて示した。評価実験は
以下の手順で行った。
That is, FIG. 6 shows the Sn—Ag of the present invention.
The solder ball generation state of the paste using the solder powder 2 was evaluated based on the degree of cohesion of the solder according to JIS-Z3284.
The results are also shown together with the results of the paste using. The evaluation experiment was performed in the following procedure.

【0055】まず、アルミナ基板上にはんだぺーストを
円板状に印刷し、印刷後1時聞以内に以下の加熱リフロ
ーを実施したサンプルと印刷後所定の時間室温で放置し
てから加熱リフローを実施したサンプルを作成した。印
刷後の室温放置時間は、24、48、72、96時間と
した。
First, a solder paste was printed in a disk shape on an alumina substrate, and a sample subjected to the following heating reflow within one hour after printing was left at room temperature for a predetermined time after printing. An implemented sample was created. The room temperature standing time after printing was 24, 48, 72, and 96 hours.

【0056】アルミナ基板の加熱リフローは、はんだ合
金の液相温度よリ50℃高い温度に設定したホットプレ
ート上にこのアルミナ基板を所定の時間置いて実施し
た。ホットプレート上からはずしたアルミナ基板を、顕
微鏡で観察し、図7に示した判定基準によつてはんだ凝
集度合いを評価した。
The heating reflow of the alumina substrate was performed by placing the alumina substrate on a hot plate set at a temperature 50 ° C. higher than the liquidus temperature of the solder alloy for a predetermined time. The alumina substrate removed from the hot plate was observed with a microscope, and the degree of solder aggregation was evaluated according to the criteria shown in FIG.

【0057】図6にし示したように、従来のSn−Ag
系はんだ粉末2を使用したペーストは48h室温放置後
にはんだ凝集度合いが劣化し始め、72h以上では凝集
度合いが3になってしまうのに対して、本発明のSn−
Ag系はんだ粉末2を使用したぺーストでは96h室温
放置後も、凝集度合いは1と良好であリ、はんだボール
の発生が少ないことが分かる。
As shown in FIG. 6, the conventional Sn-Ag
The paste using the system-based solder powder 2 began to deteriorate in the degree of solder cohesion after being left at room temperature for 48 hours, and the cohesion degree became 3 after 72 hours or more.
It can be seen that the paste using Ag-based solder powder 2 has a good cohesion degree of 1 even after being left for 96 hours at room temperature, and generates little solder balls.

【0058】また、従来のSn−Bi系ぺーストにおい
ては、はんだボールが発生しやすいという問題が存在し
たが、本発明にはSn−Bi系ぺーストのはんだボール
の発生を抑制する効果がある。図8には本発明のSn−
Bi系はんだ粉末2を使用したぺーストのはんだボール
発生状況を上記と同じ試験方法で評価した結果を、従来
のSn−Bi系はんだぺーストの結果と合わせて示し
た。
In the conventional Sn-Bi-based paste, there is a problem that solder balls are easily generated. However, the present invention has an effect of suppressing the generation of Sn-Bi-based paste solder balls. . FIG. 8 shows the Sn− of the present invention.
The results of the evaluation of the state of generation of solder balls in the paste using the Bi-based solder powder 2 by the same test method as described above are shown together with the results of the conventional Sn-Bi-based solder paste.

【0059】図8よリ、従来のSn−Bi系はんだ粉末
2を使用したぺーストは24h室温放置後には、はんだ
の凝集度合が劣化し始め、72h以上では凝集度合いが
4になってしまうのに対して、本発明のSn−Bi系は
んだ粉末2を使用したペーストでは96h室温放置後
も、凝集度合いは1と良好であリ、はんだボールの発生
が少ないことが分かる。
As shown in FIG. 8, the paste using the conventional Sn-Bi solder powder 2 starts to deteriorate in the degree of cohesion of the solder after being left at room temperature for 24 hours, and the degree of cohesion becomes 4 after 72 hours. On the other hand, in the paste using the Sn-Bi-based solder powder 2 of the present invention, even after standing at room temperature for 96 hours, the degree of aggregation is as good as 1 and the generation of solder balls is small.

【0060】[0060]

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、ソルダ
ペースト用金属粉末を構成するはんだ粉末の表面を常温
では固体状態で、リフローソルダリングプロセスで加熱
された際にははんだ溶融温度で消失する固体有機膜で被
覆したので、従来では大気中では難しいとされていたS
n−Zn系はんだ等でも、大気中でリフローはんだ付け
が可能になった。
As described above, according to the present invention, the surface of the solder powder constituting the metal powder for the solder paste is in a solid state at room temperature, and disappears at the solder melting temperature when heated by the reflow soldering process. S, which was conventionally considered difficult in the air because it was covered with a solid organic film
Reflow soldering in the atmosphere has become possible even with n-Zn-based solder and the like.

【0061】また、ソルダペースト用粉末の表面がフラ
ックスと反応しないので、長期間によるペースト保存性
が向上した。
Further, since the surface of the solder paste powder does not react with the flux, the paste storability over a long period of time is improved.

【0062】また、はんだ付性の向上によリ、従来はん
だ付の際にしばしば発生していた、はんだボール、ブリ
ッジ、未はんだ等の接合欠陥の発生がが減少した。
In addition, due to the improvement in solderability, the occurrence of joint defects such as solder balls, bridges, and unsoldered, which have often occurred during conventional soldering, has been reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例のソルダペースト用金属粉末
1を模型化した断面図。
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically illustrating a metal powder 1 for a solder paste according to an embodiment of the present invention.

【図2】リフロー工程における加熱温度のプロファイル
の一例を示すグラフ。
FIG. 2 is a graph showing an example of a heating temperature profile in a reflow step.

【図3】プラズマ処理装置の概略図。FIG. 3 is a schematic diagram of a plasma processing apparatus.

【図4】ソルダペースト用粉末1処理用高周波スパッタ
リング装置の概略図。
FIG. 4 is a schematic view of a high-frequency sputtering apparatus for processing solder paste powder 1;

【図5】本発明のSn−Zn系はんだ粉末2を使用した
ペーストを冷蔵庫内で保管し、6ケ月間にわたってはん
だぺーストの室温における粘度を測定した結果を、従来
のSn−Znはんだペーストの結果とを比較したグラ
フ。
FIG. 5 shows a result of measuring the viscosity of a solder paste at room temperature over a period of 6 months by storing a paste using the Sn—Zn-based solder powder 2 of the present invention in a refrigerator, and comparing the paste with that of the conventional Sn—Zn solder paste. Graph comparing the results.

【図6】本発明のSn−Ag系はんだ粉末2を使用した
ぺーストのはんだボール発生状況を、JIS−Z328
4によるはんだの凝集度合によって評価した結累を、従
来のSn−Ag系はんだ粉末2を使用したぺーストの結
果とを比較したグラフ。
FIG. 6 shows the solder ball generation status of a paste using the Sn—Ag solder powder 2 of the present invention according to JIS-Z328.
4 is a graph comparing the accumulation evaluated by the degree of agglomeration of the solder according to No. 4 with the result of the paste using the conventional Sn-Ag solder powder 2.

【図7】はんだ凝集度合いの評価の判定基準を示す表。FIG. 7 is a table showing criteria for evaluating the degree of solder aggregation.

【図8】本発明のSn−Bi系はんだ粉末2を使用した
ぺーストのはんだボール発生状況を上記と同じ試験方法
で評価した結果を、従来のSn−Bi系はんだぺースト
の結果とを比較したグラフ。
FIG. 8 compares the results of evaluation of the state of generation of solder balls in a paste using the Sn—Bi-based solder powder 2 of the present invention with the same test method as above, and the results of a conventional Sn—Bi-based solder paste. Graph.

【図9】リフロー炉の概略図。FIG. 9 is a schematic diagram of a reflow furnace.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ソルダペースト用粉末、2…はんだ粉末、3…固体
有機膜、
1: powder for solder paste, 2: solder powder, 3: solid organic film,

─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成10年8月17日[Submission date] August 17, 1998

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】全文[Correction target item name] Full text

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【書類名】 明細書[Document Name] Statement

【発明の名称】 ソルダペースト用金属粉末とその製造
方法
Patent application title: Metal powder for solder paste and method for producing the same

【特許請求の範囲】[Claims]

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電子機器プリント
配線板等に電子部品をリフローはんだ付けする際に使用
するソルダペースト用金属粉末に関する。特に、SnP
b共晶はんだより反応性が大きいと考えられているSn
Zn系等の鉛フリーはんだ合金粉末に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a metal powder for a solder paste used for reflow soldering an electronic component to a printed wiring board of an electronic device. In particular, SnP
b Sn is considered to be more reactive than eutectic solder
The present invention relates to a lead-free solder alloy powder such as Zn-based.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体素子や抵抗素子や容量素子等の電
子部品をプリント基板などに自動はんだ付けする方法の
一つにリフローソルダリング方式がある。この場合、通
常、はんだ材料としてはSn−Pb共晶はんだ(約37
wt%Pb)とよばれる融点が183℃のはんだ合金が
使用されている。
2. Description of the Related Art A reflow soldering method is one of the methods for automatically soldering electronic components such as semiconductor elements, resistance elements and capacitance elements to a printed circuit board or the like. In this case, usually, Sn-Pb eutectic solder (about 37
A solder alloy having a melting point of 183 ° C., which is called “wt% Pb), is used.

【0003】リフローソルダリングは、プリント基板な
どの電極パッド部分に印刷装置によりはんだぺーストを
印刷し、接合する電子部品をマウンター装置によって所
定の位置に搭載する。
In the reflow soldering, a solder paste is printed on an electrode pad portion such as a printed circuit board by a printing device, and electronic parts to be joined are mounted at predetermined positions by a mounter device.

【0004】この電子部品が搭載されたプリント基板を
リフロー装置を通過させ、所定の温度プロファイルによ
つて加熱し、一括はんだ付けを完了する。図9にはリフ
ローソルダリングプロセスの概略図を、図2にはリフロ
ー温度プロファイルの一例を示す。
[0004] The printed circuit board on which the electronic components are mounted is passed through a reflow device and heated according to a predetermined temperature profile to complete the batch soldering. FIG. 9 is a schematic diagram of a reflow soldering process, and FIG. 2 shows an example of a reflow temperature profile.

【0005】すなわち、図9で示すよにリフロー炉20
の中に設けられた一対の搬送ベルト22a、22bで、
電子部品23が搭載されたプリント基板24をリフロー
炉20内を搬送させて加熱してはんだ付を行う。
[0005] That is, as shown in FIG.
A pair of conveyor belts 22a and 22b provided in
The printed circuit board 24 on which the electronic components 23 are mounted is transported in the reflow furnace 20 and heated to perform soldering.

【0006】リフローソルダリングに用いるはんだペー
ストは直径数10μmのはんだ微粉末とフラックス(ロ
ジン、活性剤、チクソ剤、溶剤など)の混合物であり、
はんだ付けの用途によつてさまざまなペーストが調整使
用されている。
The solder paste used for reflow soldering is a mixture of solder fine powder having a diameter of several tens of μm and flux (rosin, activator, thixotropic agent, solvent, etc.)
Various pastes are used depending on the soldering application.

【0007】近年、実装密度の増大によるはんだ付け接
合部の微細化、はんだ付け品質の向上、環境保全上の要
請等によリはんだペーストにはますます高度な性能と特
性が要求されるようになつており、さまざまな課題が生
じてきている。
[0007] In recent years, resoldering pastes have been required to have increasingly higher performance and characteristics due to miniaturization of solder joints due to an increase in mounting density, improvement in soldering quality, environmental protection requirements, and the like. And various issues have arisen.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】それらの課題の一つと
して無洗浄化の問題点がある。これはいわゆるフロン規
制により洗浄剤としてフロンが使用できなくなつたた
め、洗浄工程を無くそうとするものである。ただ、無洗
浄にすることによつて、フラックス残さの信頼性への影
響などが懸念されている。
One of those problems is the problem of no cleaning. This is an attempt to eliminate the cleaning step because the use of CFC as a cleaning agent has become impossible due to the so-called CFC regulations. However, there is a concern that no cleaning may affect the reliability of the flux residue.

【0009】そのため、フラックス残さの信頼性への影
響を小さくするため、活性剤量を抑制する等の処置を講
じてはんだ付け後に基板上に残留する恐れのあるハロゲ
ン量を少なくする等の対策が取られている。この場合
も、それによってはんだ付け性の劣化を招き、未はん
だ、ソルダーボール、ぬれ不良などの実装欠陥が生じ易
くなつてしまうという問題が生じている。
Therefore, in order to reduce the influence of the flux residue on the reliability, measures such as suppressing the amount of the activator and reducing the amount of halogen that may remain on the substrate after soldering are taken. Has been taken. Also in this case, there is a problem that the solderability is deteriorated, and mounting defects such as unsoldering, solder balls, and poor wetting are likely to occur.

【0010】また、はんだ合金に含まれる鉛の有害性が
最近クローズアップされるようになり、欧米を中心に鉛
の法的な規制が本格的に検討されるようになってきてい
る。そのため、はんだ中に鉛を含まない、いわゆる鉛フ
リーはんだの研究開発が盛んになつている。
Further, the harmfulness of lead contained in solder alloys has recently been highlighted, and legal regulations on lead have been seriously studied mainly in Europe and the United States. For this reason, research and development of so-called lead-free solders that do not contain lead in the solders have been active.

【0011】現在、鉛フリーはんだの候補としてはSn
−Ag系のものと、Sn−Zn系のものが主に研究され
ているが、SnPb共晶はんだに比較して種々の問題点
が指摘されている。
At present, as a candidate for lead-free solder, Sn
-Ag-based and Sn-Zn-based solders have been mainly studied, but various problems have been pointed out as compared with SnPb eutectic solder.

【0012】つまり、Sn−Ag系はんだは、Sn3.
5Ag共晶合金(融点221℃)を基本とし、これにB
i、ln、Cu、Sb、などの添加元素を一種あるいは
数種類加えたはんだであるが、融解温度が高いためリフ
ロー温度が現行のSnPb共晶はんだの場合よリ約30
℃ほど高くなつてしまい、搭載電子部品への熱的ダメー
ジが大きくなってしまうという課題がある。
That is, the Sn-Ag solder is Sn3.
Basically 5Ag eutectic alloy (melting point 221 ° C)
It is a solder to which one or several kinds of additional elements such as i, In, Cu, Sb, etc. are added.
The higher the temperature, the higher the thermal damage to mounted electronic components.

【0013】一方、Sn−Zn系のはんだは融解温度が
低く(約19O℃)、現行のSnPb共晶はんだ並みの
リフロー温度を実現できるというメリットがある反面、
Znの表面に強固な酸化膜が形成されるため、はんだ付
け性が大幅に劣化するという欠点がある。
On the other hand, the Sn-Zn based solder has a low melting temperature (about 190 ° C.) and has the merit of realizing a reflow temperature comparable to the current SnPb eutectic solder.
Since a strong oxide film is formed on the surface of Zn, there is a disadvantage that the solderability is significantly deteriorated.

【0014】この欠点を改善するためにはんだ表面の酸
化膜を除去し、酸化を防止するような強力なフラックス
が必要となるが、このようなフラックスを使用すると強
力な洗浄工程が必要になるという問題や、強力なフラッ
クスとはんだの反応によるぺースト保存性の劣化という
課題も生じてくる。
To remedy this drawback, a strong flux is required to remove the oxide film on the solder surface and prevent oxidation, but using such a flux requires a strong cleaning step. There are also problems and problems such as deterioration of paste preservability due to the reaction between strong flux and solder.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、はんだ
粉末と、このはんだ粉末の表面に被覆され前記はんだ粉
末の溶融温度より低い温度で気化する被覆膜とを具備す
ることを特徴とするソルダペースト用金属粉末にある。
According to the present invention, there are provided a solder powder and a coating film coated on the surface of the solder powder and vaporized at a temperature lower than the melting temperature of the solder powder. Metal powder for solder paste.

【0016】また本発明によれば、前記被覆膜は、弗化
すずであることを特徴とするソルダペースト用金属粉末
にある。
According to the present invention, there is provided the metal powder for a solder paste, wherein the coating film is tin fluoride.

【0017】また本発明によれば、前記被覆膜は、臭化
すずであることを特徴とするソルダペースト用金属粉末
にある。
Further, according to the present invention, there is provided the metal powder for a solder paste, wherein the coating film is tin bromide.

【0018】また本発明によれば、前記はんだ粉末が、
Sn−Zn系の鉛フリーはんだ合金粉末であることを特
徴とするソルダペースト用金属粉末にある。
Further, according to the present invention, the solder powder comprises:
A metal powder for a solder paste, which is a Sn-Zn-based lead-free solder alloy powder.

【0019】また本発明によれば、前記はんだ粉末が、
Sn−Ag系の鉛フリーはんだ合金粉末であることを特
徴とするソルダペースト用金属粉末にある。また本発明
によれば、前記はんだ粉末が、Sn−Bi系の鉛フリー
はんだ合金粉末であることを特徴とするソルダペースト
用金属粉末にある。
According to the present invention, the solder powder comprises:
A metal powder for a solder paste, which is a Sn-Ag-based lead-free solder alloy powder. According to the present invention, there is provided a metal powder for a solder paste, wherein the solder powder is a Sn-Bi-based lead-free solder alloy powder.

【0020】また本発明によれば、はんだ粉末の表面
に、前記はんだ粉末の溶融温度よりも低い温度で気化す
被覆膜を被覆して製造するソルダペースト用金属粉末
の製造方法において、前記被覆膜の被覆は、プラズマ装
置によって行うことを特徴とするソルダペースト用金属
粉末の製造方法にある。
[0020] According to the present invention, the surface of the solder powder, in the manufacturing method of the solder paste metal powder prepared by coating the coating film to be vaporized at a temperature lower than the melting temperature of the solder powder, the coating film Is a method for producing a metal powder for a solder paste, which is performed by a plasma apparatus.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0022】図1は本発明の一実施例のソルダペースト
用金属粉末1を模型化した断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically illustrating a metal powder 1 for a solder paste according to an embodiment of the present invention.

【0023】すなわち、ソルダペースト用金属粉末1を
構成する球状のはんだ粉末2はSn−Zn系の材質であ
リ、その表面は被覆膜2であるN−メチルアセトアミド
CHC0NHCH(融点31℃、沸点206℃)
が約0.1μmの厚さで被覆している。
That is, the spherical solder powder 2 constituting the solder paste metal powder 1 is made of a Sn—Zn-based material, and the surface thereof is coated with N-methylacetamide CH 3 CNHCH 3 (melting point: 31 ° C.) , Boiling point 206 ° C)
Are coated with a thickness of about 0.1 μm.

【0024】このソルダペースト金属粉末1を適切な溶
剤と混合することによってはんだペーストを製造した。
The solder paste was manufactured by mixing the solder paste metal powder 1 with an appropriate solvent.

【0025】なお、この場合はその他の添加物などは加
えなかったが、必要に応じて従来のソルダぺーストで使
用されてきた各種ロジン、チクソ材、活性剤などを加え
てペースト特性を調整することができる。
In this case, no other additives were added, but if necessary, various rosins, thixotropic materials, activators and the like used in conventional solder paste are added to adjust the paste properties. be able to.

【0026】はんだ付作業は、このはんだぺーストを印
刷機によってプリント基板上の電極上に印刷し、その印
刷されたプリント基板上に接合する電子部品をマウンタ
ー装置によって搭載する。その後、大気リフロー装置に
電子部品が搭載されたプリント基板を挿入し、所定のリ
フロープロファイルによって加熱して高品質の接合を得
る。
In the soldering operation, the solder paste is printed on electrodes on a printed circuit board by a printing machine, and electronic components to be joined on the printed printed circuit board are mounted by a mounter device. Thereafter, the printed circuit board on which the electronic components are mounted is inserted into the atmospheric reflow device, and heated by a predetermined reflow profile to obtain high-quality bonding.

【0027】その際、はんだ粉末2の表面を固体状態で
被覆しているN−メチルアセトアミドの被覆膜3は、は
んだが溶融温度に達する前に沸点(206℃)に達する
ので、気化して消失するため、はんだ接合に悪影響を及
ぼすことはない。
At this time, the coating film 3 of N-methylacetamide, which coats the surface of the solder powder 2 in a solid state, reaches the boiling point (206 ° C.) before the solder reaches the melting temperature, and is thus vaporized and disappears. Therefore, there is no adverse effect on the solder joint.

【0028】つまり、リフロー工程においては図2の温
度プロファイルによつて加熱されることによって、固体
被覆膜3ははんだ溶融温度に達する直前に消失し、は
んだ粉末2の表面にはんだ金属の清浄表面を露出させる
という作用がある。そして溶融温度において酸化膜で覆
われていないはんだ粉末2は溶融し、完全に融合し強固
なはんだ接合部を形成する。
That is, in the reflow process, the solid coating film 3 disappears immediately before reaching the solder melting temperature by being heated according to the temperature profile of FIG. Has the effect of exposing. At the melting temperature, the solder powder 2 not covered with the oxide film is melted and completely fused to form a strong solder joint.

【0029】また、通常、ソルダペーストは冷蔵庫など
で保管されるため、本発明のはんだ粉末2の表面が固体
被覆膜3で覆われていることによリ、金属粉末表面の
酸化反応が進行せず、良好なはんだ付け性が長期的に維
持されるという作用がある。
Since the solder paste is usually stored in a refrigerator or the like, the oxidation reaction on the surface of the metal powder proceeds because the surface of the solder powder 2 of the present invention is covered with the solid coating film 3. The effect is that good solderability is maintained for a long period of time.

【0030】また、同様にそるだソルダペースト中の
ラックス剤と金属粉末の反応も抑制され、長期間一定の
粘度を示しペースト保存性が向上するという作用もあ
る。このことは印刷作業の安定性を確保する上で著しい
効果がある。
Similarly, the reaction between the fluxing agent in the solder paste and the metal powder is suppressed, and the paste has a constant viscosity for a long period of time and has an effect of improving the paste preservability. This has a remarkable effect in securing the stability of the printing operation.

【0031】なお、上記の実施の形態では被覆膜3とし
て、N−メチルアセトアミド(融点:30℃、沸点20
6℃)を約0.1μmの厚さで被覆したが、被覆膜3と
しては、下記の物質を用いることが出来る。
In the above embodiment, the coating film 3 is made of N-methylacetamide (melting point: 30 ° C., boiling point: 20 ° C.).
6 [deg.] C.) with a thickness of about 0.1 [mu] m. As the coating film 3, the following substances can be used.

【0032】*炭酸エチレン(CH0)CO(融点
36.4℃、沸点238℃) *2−アセチルピロールCNO(融点90℃、沸
点220℃) *アセトアミドCHOONH(融点82℃、沸点2
21℃) *m−アセトトルイドC(CH)(NHCOC
)(融点66℃、沸点303℃) *インダンCl0(融点51.4℃、沸点179
℃) *N−エチル−N‘−フェニル尿素CNHC0N
HC(融点10℃、沸点170℃) *カルバミド酸エチルHNCO(融点48
℃、沸点184℃) *3.5−キシレノールC(CH(0H)
(融点68℃、沸点219.5℃) *4−クロロフクル酸無水物CClO(融点9
8℃、沸点295℃) *サリチル酸フェニルC(OH)(CO
)(融点42℃、沸点173℃) * NN−ジフェニルホルムアミドHCON(C
(融点74℃、沸点191℃) *0−ニトロアニリンC(NO)(NH
(融点72℃、沸点16℃) *m−ヒドロキシベンズアルデヒドC(OH)
(CHO)(融点105℃、沸点161℃)、 *フェニル酢酢CCHCOH(融点78℃、
沸点227℃) *ルピニンC10HINO(融点69℃、沸点164
℃) *P−メチルアミノフェノールC(OH)(NH
CH)(融点87℃、沸点173℃) また、上述の実施の形態では、はんだ粉末2としてSn
−Zn系の物質を用いたが、Sn−Ag系やSn−Bi
系の物質のはんだ粉末2を用いることも可能である。そ
れらの物質の例を以下に列挙する。
* Ethylene carbonate (CH 20 ) 2 CO (melting point 36.4 ° C., boiling point 238 ° C.) * 2-acetylpyrrole C 6 H 7 NO (melting point 90 ° C., boiling point 220 ° C.) * acetamide CH 3 OONH 2 ( Melting point 82 ° C, boiling point 2
21 ° C.) * m-acetotoluid C 6 H 4 (CH 3 ) (NHCOC
H 3 ) (melting point 66 ° C., boiling point 303 ° C.) * Indane C 9 H 10 (melting point 51.4 ° C., boiling point 179)
° C.) * N-ethyl--N'- phenylurea C 2 H 5 NHC0N
HC 6 H 5 (melting point 10 ° C., boiling point 170 ° C.) * Ethyl carbamate H 2 NCO 2 C 2 H 5 (melting point 48
° C., boiling point 184 ° C.) * 3,5-xylenol C 6 H 3 (CH 3) 2 (0H)
(Melting point 68 ° C., boiling point 219.5 ° C.) * 4-Chlorofucuric anhydride C 8 H 3 ClO 3 (melting point 9
8 ° C., boiling point 295 ° C.) * Phenyl salicylate C 6 H 4 (OH) (CO 2 C 6 H)
5 ) (melting point 42 ° C, boiling point 173 ° C) * NN-diphenylformamide HCON (C
6 H 5 ) 2 (melting point 74 ° C., boiling point 191 ° C.) * 0-Nitroaniline C 6 H 4 (NO 2 ) (NH 2 )
(Melting point 72 ° C., boiling point 16 ° C.) * m-hydroxybenzaldehyde C 6 H 4 (OH)
(CHO) (melting point 105 ° C., boiling point 161 ° C.) * Phenyl vinegar vinegar C 6 H 5 CH 2 CO 2 H (melting point 78 ° C.,
(Boiling point 227 ° C) * Lupinin C10HI 9 NO (melting point 69 ° C, boiling point 164)
° C) * P-methylaminophenol C 6 H 4 (OH) (NH
CH 3 ) (melting point 87 ° C., boiling point 173 ° C.) In the above-described embodiment, Sn powder is used as the solder powder 2.
-A Zn-based material was used, but a Sn-Ag-based or Sn-Bi-based material was used.
It is also possible to use a solder powder 2 of a system material. Examples of those substances are listed below.

【0033】(1)Sn−Zn系のはんだ合金としては
以下のような組成のものがある。
(1) Sn-Zn based solder alloys have the following compositions.

【0034】*Sn−9Zn共晶 *Sn−8Zn−3Bi *Sn−8Zn−5ln−1Ag *Sn−8Zn−5ln−0.1Ag *Sn−9Zn−5ln *Sn−5.5Zn−5ln−lBi *Sn−8Zn−2Bi−0.2Cu (2)Sn−Ag系のはんだ合金としては以下のような
組成のものがある。
* Sn-9Zn eutectic * Sn-8Zn-3Bi * Sn-8Zn-5In-1Ag * Sn-8Zn-5In-0.1Ag * Sn-9Zn-5In * Sn-5.5Zn-5In-1Bi * Sn-8Zn-2Bi-0.2Cu (2) The Sn-Ag solder alloy has the following composition.

【0035】*Sn−35Ag共晶 *Sn−3Ag *Sn−2.7Ag−3Bi *Sn−2.7Ag−5Bi *Sn−2.4Ag−7.5Bi *Sn−2Ag−75Bi−05Cu(アロイH) *Sn−3.5Ag−0.7Cu *Sn−3.5Ag−1Zn *Sn−3.5Ag−3Bi−3ln *Sn−3.5Ag−0.5Bl−3ln (3)Sn−Bi系はんだ合金としては以下のような組
成のものがある。
* Sn-35Ag eutectic * Sn-3Ag * Sn-2.7Ag-3Bi * Sn-2.7Ag-5Bi * Sn-2.4Ag-7.5Bi * Sn-2Ag-75Bi-05Cu (alloy H ) * Sn-3.5Ag-0.7Cu * Sn-3.5Ag-1Zn * Sn-3.5Ag-3Bi-3ln * Sn-3.5Ag-0.5Bl-3ln (3) Sn-Bi solder alloy There is a thing of the following composition.

【0036】*Sn−58Bi共晶 *Sn−58Bi−1Ag *Sn−58Bi−2Ag *Sn−58Bi−3Ag *Sn−55Bi−2Ag 次に、本発明のソルダペースト用のはんだ粉末2の製造
方法について以下に説明する。
* Sn-58Bi eutectic * Sn-58Bi-1Ag * Sn-58Bi-2Ag * Sn-58Bi-3Ag * Sn-55Bi-2Ag Next, a method for producing solder powder 2 for a solder paste of the present invention will be described. This will be described below.

【0037】[0037]

【実施例1】弗化すず膜、臭化すず膜をはんだ粉末2上
に形成する方法としてはプラズマ処理やイオン注入法な
ど各種の薄膜形成法を適用することができる。
Embodiment 1 As a method for forming a tin fluoride film or a tin bromide film on the solder powder 2, various thin film forming methods such as a plasma treatment and an ion implantation method can be applied.

【0038】プラズマ処理装置による製造法を図3に基
づいて以下に説明する。
The manufacturing method using the plasma processing apparatus will be described below with reference to FIG.

【0039】図3は一般に用いられているプラズマ処理
装置の概略図である。プラズマ処理容器5内の対向電極
7に対向している電極すなわち試料ステージ7上に処理
対象のはんだ粉末2を適当に分散して載置する。その
後、プラズマ処理容器5内を排気し、CF4ガスを導入
する。導入圧力は10mmHgから500mmHgであ
る。
FIG. 3 is a schematic view of a generally used plasma processing apparatus. The solder powder 2 to be processed is appropriately dispersed and placed on an electrode facing the counter electrode 7 in the plasma processing vessel 5, that is, on the sample stage 7. Thereafter, the inside of the plasma processing container 5 is evacuated, and CF4 gas is introduced. The introduction pressure is from 10 mmHg to 500 mmHg.

【0040】試料ステージ7に接続している高周波電源
8によって試料ステージ7に高周波電圧を印加しCF4
ガスプラズマを発生させる。このガスブラズマにはんだ
粉末2が晒されることによって、はんだ粉末2表面に弗
化すず膜を形成することができる。その際、ガス圧力、
高周波電力、処理時間などを変えることによつて、所望
の被膜物性、膜厚を有する弗化すず膜を得ることができ
る。
A high-frequency voltage is applied to the sample stage 7 by a high-frequency power source 8 connected to the sample stage 7 and CF4 is applied.
Generate gas plasma. By exposing the solder powder 2 to the gas plasma, a tin fluoride film can be formed on the surface of the solder powder 2. At that time, gas pressure,
By changing high-frequency power, processing time, and the like, a tin fluoride film having desired film properties and film thickness can be obtained.

【0041】上記処理装置における工程において、導入
ガスを臭化物ガスに変えることによって、所定の臭化ス
ズ膜を得ることができる。
In the above-described processing apparatus, a predetermined tin bromide film can be obtained by changing the introduced gas to a bromide gas.

【0042】弗化すずとしては主にSnFとSnF
が1種類以上はんだ粉末2の表面に形成される。どちら
も結晶状態は無色であり、SnF2は融点213℃、
沸点850℃である。SnFは705℃で昇華する。
またSnF2は空気中で加熱されることによつてSn0
になる。
As tin fluoride, SnF 2 and SnF 4 are mainly used.
Are formed on the surface of one or more types of solder powder 2. Both are colorless in the crystalline state, SnF2 melting point 213 ° C.,
The boiling point is 850 ° C. SnF 4 sublimates at 705 ° C.
Also, SnF2 is heated in air, so that Sn0
It becomes F 2.

【0043】従って、200℃前後のリフロー温度にお
いてかなり大きな蒸気圧を示す。例えばピーク温度24
O℃のリフロープロファイルでは、これらの弗化すず膜
は大部分が加熱によって気化蒸発する。
Therefore, at a reflow temperature of about 200 ° C., a considerably large vapor pressure is exhibited. For example, peak temperature 24
In the reflow profile at O ° C., most of these tin fluoride films are evaporated by heating.

【0044】ただし、上記の特性からも予想されるよう
に、SnFよリSnFの方が気化しやすい傾向があ
る。このため、使用したいリフロー条件に合わせて両者
の配合比を調整して、はんだ表面の弗化すす被膜の物性
を制御することも可能である。
However, as expected from the above characteristics, SnF 4 tends to vaporize more easily than SnF 2 . Therefore, it is also possible to control the physical properties of the soot fluoride coating on the solder surface by adjusting the compounding ratio of the two in accordance with the reflow conditions desired to be used.

【0045】臭化すずとしては主にSnBrとSnB
が1種類以上はんだ粉末2表面に形成される。
Tin bromide is mainly composed of SnBr 2 and SnB.
At least one kind of r 4 is formed on the surface of the solder powder 2.

【0046】SnBrは融点215.5℃、沸点6I
8℃である。SnBrは融点31℃、沸点203℃で
ある。したがって、200℃前後のリフロー温度におい
てかなり大きな蒸気圧を示す。例えばSnBFは15
3℃でも200mmHgの蒸気圧に達する。
SnBr 2 has a melting point of 215.5 ° C. and a boiling point of 6I.
8 ° C. SnBr 4 has a melting point of 31 ° C. and a boiling point of 203 ° C. Therefore, it shows a considerably large vapor pressure at a reflow temperature around 200 ° C. For example, SnBF 4 is 15
Even at 3 ° C., the vapor pressure reaches 200 mmHg.

【0047】一実施例としてピーク温度230℃のリフ
ローフロファイルでは、これらの臭化すず膜は大部分加
熱によつて気化蒸発する。ただし、上記の特性からも予
想されろように、SnBrよリSnBrの方が気化
しやすい傾向がある。使用したいリフロー条件に合わせ
て両者の配合比を調整し、はんだ表面の臭化すず被膜の
物性を制御することも可能である。
As an example, in a reflow profile having a peak temperature of 230 ° C., these tin bromide films are mostly vaporized and evaporated by heating. However, as expected from the above characteristics, SnBr 4 tends to vaporize more easily than SnBr 2 . It is also possible to control the physical properties of the tin bromide coating on the solder surface by adjusting the mixing ratio of the two in accordance with the reflow conditions desired to be used.

【0048】[0048]

【実施例2】図4は、ソルダペースト用粉末1の処理用
高周波スパッタリング装置の概略図である。処理容器1
0の中には下部電極11と上部電極12とが対向して設
けれている。下部電極11は陽極電極であリ、上部電極
12には下部電極11との対向面にN−メチルアセトア
ミドからなるターゲット13が配置され、また、高周波
電源14が接続されて陰極電極を形成している。下部電
極11の表面には皿15が形成されており、その皿15
の中に処理すべきはんだ粉末2を適当に分散して載せ
る。
Embodiment 2 FIG. 4 is a schematic view of a high-frequency sputtering apparatus for processing a solder paste powder 1. Processing container 1
In 0, a lower electrode 11 and an upper electrode 12 are provided to face each other. The lower electrode 11 is an anode electrode, the upper electrode 12 is provided with a target 13 made of N-methylacetamide on the surface facing the lower electrode 11, and a high frequency power supply 14 is connected to form a cathode electrode. I have. A dish 15 is formed on the surface of the lower electrode 11, and the dish 15
The solder powder 2 to be processed is appropriately dispersed and placed in the inside.

【0049】処理容器10の中を真空排気した後に、ガ
ス導入口16よリArなどの不活性ガスを所定の圧力ま
て導入する。本実施の形態ではガス圧はl0mmTor
rとした。その後ターゲット13に高周波電源14によ
リ電圧を印加し、プラズマを発生させArイオンのスパ
ッタ作用によリ、N−メチルアセトアミドをはんだ粉末
2に付着させる。このとき下部電極11には加振装置1
7が接続されておリ、はんだ粉末2の表面にまんべんな
く均一にN−メチルアセトアミド膜が形成されるように
した。このような方法によって厚さ0.1μmのN−メ
チルアセトアミド膜をはんだ粉末2の表面に均一に形成
した。
After evacuating the processing container 10, an inert gas such as Ar is introduced from the gas inlet 16 to a predetermined pressure. In this embodiment, the gas pressure is 10 mmTorr.
r. Thereafter, a voltage is applied to the target 13 by the high-frequency power supply 14 to generate plasma, and N-methylacetamide is attached to the solder powder 2 by sputtering of Ar ions. At this time, the vibration device 1 is attached to the lower electrode 11.
7 was connected so that an N-methylacetamide film was uniformly formed on the surface of the solder powder 2. By such a method, an N-methylacetamide film having a thickness of 0.1 μm was uniformly formed on the surface of the solder powder 2.

【0050】なお、Sn−Zn系ペーストにおいてはぺ
ースト保存性が短いという問題があるが、本発明にはS
n−Zn系ぺーストのぺースト保存性を向上させるとい
う効果がある。
The Sn—Zn paste has a problem that paste storage stability is short.
This has the effect of improving the paste preservability of the n-Zn based paste.

【0051】すなわち、図5は、本発明のSn−Zn系
はんだ粉末2を使用したペーストを冷蔵庫内で保管し、
6ケ月間にわたってはんだぺーストの室温における粘度
を測定した結果を従来のSn−Znはんだペーストの結
果と併せてて示したものである。なお測定装置にはマル
コム社のスパイラル粘度計(PCU−2)を使用した。
That is, FIG. 5 shows that the paste using the Sn—Zn-based solder powder 2 of the present invention is stored in a refrigerator,
The results of measuring the viscosity of the solder paste at room temperature for 6 months are shown together with the results of the conventional Sn-Zn solder paste. Note that a spiral viscometer (PCU-2) manufactured by Malcolm Co., Ltd. was used as a measuring device.

【0052】図5よリ、従来のSn−Zn系ぺーストは
約lヶ月以内で粘度が上昇してしまい、印刷が不可とな
るのに対して、本発明のSn−Zn系はんだ粉末2を使
用したぺーストはフラックス剤と金属粉末との反応が抑
制されることにより、6ヶ月後も粘度はほぼ一定であ
り、十分印刷が可能であることが分かる。
As shown in FIG. 5, the viscosity of the conventional Sn-Zn based paste increases within about one month, making printing impossible. On the other hand, the Sn-Zn based solder powder 2 of the present invention is used. The paste used suppresses the reaction between the fluxing agent and the metal powder.
By controlling the viscosity, the viscosity is almost constant even after 6 months, and it can be seen that printing can be sufficiently performed.

【0053】また、従来のSn−Ag系ぺーストにおい
ては、はんだボールが発生しやすいという問題があった
が、本発明にはSn−Ag系ペーストのはんだボールの
発生を抑制する効果がある。
Although the conventional Sn-Ag paste has a problem that solder balls are easily generated, the present invention has an effect of suppressing the generation of solder balls of Sn-Ag paste.

【0054】すなわち、図6には、本発明のSn−Ag
系はんだ粉末2を使用したぺーストのはんだボール発生
状況を、JIS−Z3284によるはんだの凝集度合に
よって評価した結累を従来のSn−Ag系はんだ粉末2
を使用したぺーストの結果と併せて示した。評価実験は
以下の手順で行った。
That is, FIG. 6 shows the Sn—Ag of the present invention.
The solder ball generation state of the paste using the solder powder 2 was evaluated based on the degree of cohesion of the solder according to JIS-Z3284.
The results are also shown together with the results of the paste using. The evaluation experiment was performed in the following procedure.

【0055】まず、アルミナ基板上にはんだぺーストを
円板状に印刷し、印刷後1時聞以内に以下の加熱リフロ
ーを実施したサンプルと印刷後所定の時間室温で放置し
てから加熱リフローを実施したサンプルを作成した。印
刷後の室温放置時間は、24、48、72、96時間と
した。
First, a solder paste was printed in a disk shape on an alumina substrate, and a sample subjected to the following heating reflow within one hour after printing was left at room temperature for a predetermined time after printing. An implemented sample was created. The room temperature standing time after printing was 24, 48, 72, and 96 hours.

【0056】アルミナ基板の加熱リフローは、はんだ合
金の液相温度よリ50℃高い温度に設定したホットプレ
ート上にこのアルミナ基板を所定の時間置いて実施し
た。ホットプレート上からはずしたアルミナ基板を、顕
微鏡で観察し、図7に示した判定基準によつてはんだ凝
集度合いを評価した。
The heating reflow of the alumina substrate was performed by placing the alumina substrate on a hot plate set at a temperature 50 ° C. higher than the liquidus temperature of the solder alloy for a predetermined time. The alumina substrate removed from the hot plate was observed with a microscope, and the degree of solder aggregation was evaluated according to the criteria shown in FIG.

【0057】図6にし示したように、従来のSn−Ag
系はんだ粉末2を使用したペーストは48h室温放置後
にはんだ凝集度合いが劣化し始め、72h以上では凝集
度合いが3になってしまうのに対して、本発明のSn−
Ag系はんだ粉末2を使用したぺーストでは96h室温
放置後も、凝集度合いは1と良好であリ、はんだボール
の発生が少ないことが分かる。
As shown in FIG. 6, the conventional Sn-Ag
The paste using the system-based solder powder 2 began to deteriorate in the degree of solder cohesion after being left at room temperature for 48 hours, and the cohesion degree became 3 after 72 hours or more.
It can be seen that the paste using Ag-based solder powder 2 has a good cohesion degree of 1 even after being left for 96 hours at room temperature, and generates little solder balls.

【0058】また、従来のSn−Bi系ぺーストにおい
ては、はんだボールが発生しやすいという問題が存在し
たが、本発明にはSn−Bi系ぺーストのはんだボール
の発生を抑制する効果がある。図8には本発明のSn−
Bi系はんだ粉末2を使用したぺーストのはんだボール
発生状況を上記と同じ試験方法で評価した結果を、従来
のSn−Bi系はんだぺーストの結果と合わせて示し
た。
In the conventional Sn-Bi-based paste, there is a problem that solder balls are easily generated. However, the present invention has an effect of suppressing the generation of Sn-Bi-based paste solder balls. . FIG. 8 shows the Sn− of the present invention.
The results of the evaluation of the state of generation of solder balls in the paste using the Bi-based solder powder 2 by the same test method as described above are shown together with the results of the conventional Sn-Bi-based solder paste.

【0059】図8よリ、従来のSn−Bi系はんだ粉末
2を使用したぺーストは24h室温放置後には、はんだ
の凝集度合が劣化し始め、72h以上では凝集度合いが
4になってしまうのに対して、本発明のSn−Bi系は
んだ粉末2を使用したペーストでは96h室温放置後
も、凝集度合いは1と良好であリ、はんだボールの発生
が少ないことが分かる。
As shown in FIG. 8, the paste using the conventional Sn-Bi solder powder 2 starts to deteriorate in the degree of cohesion of the solder after being left at room temperature for 24 hours, and the degree of cohesion becomes 4 after 72 hours. On the other hand, in the paste using the Sn-Bi-based solder powder 2 of the present invention, even after standing at room temperature for 96 hours, the degree of aggregation is as good as 1 and the generation of solder balls is small.

【0060】[0060]

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、ソルダ
ペースト用金属粉末を構成するはんだ粉末の表面を常温
では固体状態で、リフローソルダリングプロセスで加熱
された際にははんだ溶融温度で消失する被覆膜で被覆し
たので、従来では大気中では難しいとされていたSn−
Zn系はんだ等でも、大気中でリフローはんだ付けが可
能になった。
As described above, according to the present invention, the surface of the solder powder constituting the metal powder for the solder paste is in a solid state at normal temperature and disappears at the solder melting temperature when heated by the reflow soldering process. Having coated with a coating film, in the related art, it has been difficult in the air Sn-
Reflow soldering has become possible in the atmosphere even with Zn-based solder and the like.

【0061】また、ソルダペースト用粉末の表面がフラ
ックスと反応しないので、長期間によるペースト保存性
が向上した。
Further, since the surface of the solder paste powder does not react with the flux, the paste storability over a long period of time is improved.

【0062】また、はんだ付性の向上によリ、従来はん
だ付の際にしばしば発生していた、はんだボール、ブリ
ッジ、未はんだ等の接合欠陥の発生がが減少した。
In addition, due to the improvement in solderability, the occurrence of joint defects such as solder balls, bridges, and unsoldered, which have often occurred during conventional soldering, has been reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例のソルダペースト用金属粉末
1を模型化した断面図。
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically illustrating a metal powder 1 for a solder paste according to an embodiment of the present invention.

【図2】リフロー工程における加熱温度のプロファイル
の一例を示すグラフ。
FIG. 2 is a graph showing an example of a heating temperature profile in a reflow step.

【図3】プラズマ処理装置の概略図。FIG. 3 is a schematic diagram of a plasma processing apparatus.

【図4】ソルダペースト用粉末1処理用高周波スパッタ
リング装置の概略図。
FIG. 4 is a schematic view of a high-frequency sputtering apparatus for processing solder paste powder 1;

【図5】本発明のSn−Zn系はんだ粉末2を使用した
ペーストを冷蔵庫内で保管し、6ケ月間にわたってはん
だぺーストの室温における粘度を測定した結果を、従来
のSn−Znはんだペーストの結果とを比較したグラ
フ。
FIG. 5 shows a result of measuring the viscosity of a solder paste at room temperature over a period of 6 months by storing a paste using the Sn—Zn-based solder powder 2 of the present invention in a refrigerator, and comparing the paste with that of the conventional Sn—Zn solder paste. Graph comparing the results.

【図6】本発明のSn−Ag系はんだ粉末2を使用した
ぺーストのはんだボール発生状況を、JIS−Z328
4によるはんだの凝集度合によって評価した結累を、従
来のSn−Ag系はんだ粉末2を使用したぺーストの結
果とを比較したグラフ。
FIG. 6 shows the solder ball generation status of a paste using the Sn—Ag solder powder 2 of the present invention according to JIS-Z328.
4 is a graph comparing the accumulation evaluated by the degree of agglomeration of the solder according to No. 4 with the result of the paste using the conventional Sn-Ag solder powder 2.

【図7】はんだ凝集度合いの評価の判定基準を示す表。FIG. 7 is a table showing criteria for evaluating the degree of solder aggregation.

【図8】本発明のSn−Bi系はんだ粉末2を使用した
ぺーストのはんだボール発生状況を上記と同じ試験方法
で評価した結果を、従来のSn−Bi系はんだぺースト
の結果とを比較したグラフ。
FIG. 8 compares the results of evaluation of the state of generation of solder balls in a paste using the Sn—Bi-based solder powder 2 of the present invention with the same test method as above, and the results of a conventional Sn—Bi-based solder paste. Graph.

【図9】リフロー炉の概略図。FIG. 9 is a schematic diagram of a reflow furnace.

【符号の説明】 1…ソルダペースト用粉末、2…はんだ粉末、3…被覆
膜、 ─────────────────────────────────────────────────────
[Description of Signs] 1 ... Solder paste powder, 2 ... Solder powder, 3 ... Coating film, ──────────────────────── ─────────────────────────────

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成10年10月15日[Submission date] October 15, 1998

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】請求項1[Correction target item name] Claim 1

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H05K 3/34 505 H05K 3/34 505B 512 512C ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H05K 3/34 505 H05K 3/34 505B 512 512C

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 はんだ粉末と、このはんだ粉末の表面に
被覆され前記はんだ粉末の溶融温度より低い温度で気化
する有機膜とを具備することを特徴とするソルダペース
ト用金属粉末。
1. A metal powder for a solder paste, comprising: a solder powder; and an organic film coated on a surface of the solder powder and vaporized at a temperature lower than a melting temperature of the solder powder.
【請求項2】 前記有機膜は、弗化すずであることを特
徴とする請求項1記載のソルダペースト用金属粉末。
2. The metal powder for a solder paste according to claim 1, wherein the organic film is tin fluoride.
【請求項3】 前記有機膜は、臭化すずであることを特
徴とする請求項1記載のソルダペースト用金属粉末。
3. The metal powder for a solder paste according to claim 1, wherein the organic film is tin bromide.
【請求項4】 前記はんだ粉末が、Sn−Zn系の鉛フ
リーはんだ合金粉末であることを特徴とする請求項1記
載のソルダペースト用金属粉末。
4. The metal powder for a solder paste according to claim 1, wherein the solder powder is a Sn—Zn-based lead-free solder alloy powder.
【請求項5】 前記はんだ粉末が、Sn−Ag系の鉛フ
リーはんだ合金粉末であることを特徴とする請求項1記
載のソルダペースト用金属粉末。
5. The metal powder for a solder paste according to claim 1, wherein the solder powder is a Sn-Ag-based lead-free solder alloy powder.
【請求項6】 前記はんだ粉末が、Sn−Bi系の鉛フ
リーはんだ合金粉末であることを特徴とする請求項1記
載のソルダペースト用金属粉末。
6. The metal powder for a solder paste according to claim 1, wherein the solder powder is a Sn-Bi-based lead-free solder alloy powder.
【請求項7】 はんだ粉末の表面に、前記はんだ粉末の
溶融温度よりも低い温度で気化する有機膜を被覆して製
造するソルダペースト用金属粉末の製造方法において、
前記有機膜の被覆は、プラズマ装置によって行うことを
特徴とするソルダペースト用金属粉末の製造方法。
7. A method for producing a metal powder for a solder paste, wherein a surface of the solder powder is coated with an organic film that evaporates at a temperature lower than a melting temperature of the solder powder.
The method for producing a metal powder for a solder paste, wherein the coating of the organic film is performed by a plasma device.
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