JPH11245079A - ソルダペースト用金属粉末とその製造方法 - Google Patents
ソルダペースト用金属粉末とその製造方法Info
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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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Abstract
(57)【要約】
【課題】 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
粉末で、特に、ＳｎＰｂ共晶はんだより反応性が大きい
と考えられているＳｎＺｎ系等の鉛フリーはんだ合金粉
末の性能を向上せせる。 【解決手段】 ソルダペースト用金属粉末１を構成する
はんだ粉末２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３で被覆する。
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
粉末で、特に、ＳｎＰｂ共晶はんだより反応性が大きい
と考えられているＳｎＺｎ系等の鉛フリーはんだ合金粉
末の性能を向上せせる。 【解決手段】 ソルダペースト用金属粉末１を構成する
はんだ粉末２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３で被覆する。
Description
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
−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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
て、図面を参照して説明する。
【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。
用金属粉末１を模型化した断面図である。
【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ＣＨ３Ｃ０ＮＨＣＨ３（融点３１℃、沸点２０６
℃）が約０．１μｍの厚さで被覆している。
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ＣＨ３Ｃ０ＮＨＣＨ３（融点３１℃、沸点２０６
℃）が約０．１μｍの厚さで被覆している。
【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。
剤と混合することによってはんだペーストを製造した。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【００３２】＊炭酸エチレン（ＣＨ２０）２ＣＯ（融点
３６．４℃、沸点２３８℃） ＊２−アセチルピロールＣ６Ｈ７ＮＯ（融点９０℃、沸
点２２０℃） ＊アセトアミドＣＨ３ＯＯＮＨ２（融点８２℃、沸点２
２１℃） ＊ｍ−アセトトルイドＣ６Ｈ４（ＣＨ３）（ＮＨＣＯＣ
Ｈ３）（融点６６℃、沸点３０３℃） ＊インダンＣ９Ｈｌ０（融点５１．４℃、沸点１７９
℃） ＊Ｎ−エチル−Ｎ‘−フェニル尿素Ｃ２Ｈ５ＮＨＣ０Ｎ
ＨＣ６Ｈ５（融点１０℃、沸点１７０℃） ＊カルバミド酸エチルＨ２ＮＣＯ２Ｃ２Ｈ５（融点４８
℃、沸点１８４℃） ＊３．５−キシレノールＣ６Ｈ３（ＣＨ３）２（０Ｈ）
（融点６８℃、沸点２１９．５℃） ＊４−クロロフクル酸無水物Ｃ８Ｈ３ＣｌＯ３（融点９
８℃、沸点２９５℃） ＊サリチル酸フェニルＣ６Ｈ４（ＯＨ）（ＣＯ２Ｃ６Ｈ
５）（融点４２℃、沸点１７３℃） ＊ ＮＮ−ジフェニルホルムアミドＨＣＯＮ（Ｃ
６Ｈ５）２（融点７４℃、沸点１９１℃） ＊０−ニトロアニリンＣ６Ｈ４（ＮＯ２）（ＮＨ２）
（融点７２℃、沸点１６℃） ＊ｍ−ヒドロキシベンズアルデヒドＣ６Ｈ４（ＯＨ）
（ＣＨＯ）（融点１０５℃、沸点１６１℃）、 ＊フェニル酢酢Ｃ６Ｈ５ＣＨ２ＣＯ２Ｈ（融点７８℃、
沸点２２７℃） ＊ルピニンＣ１０ＨＩ９ＮＯ（融点６９℃、沸点１６４
℃） ＊Ｐ−メチルアミノフェノールＣ６Ｈ４（ＯＨ）（ＮＨ
ＣＨ３）（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。
３６．４℃、沸点２３８℃） ＊２−アセチルピロールＣ６Ｈ７ＮＯ（融点９０℃、沸
点２２０℃） ＊アセトアミドＣＨ３ＯＯＮＨ２（融点８２℃、沸点２
２１℃） ＊ｍ−アセトトルイドＣ６Ｈ４（ＣＨ３）（ＮＨＣＯＣ
Ｈ３）（融点６６℃、沸点３０３℃） ＊インダンＣ９Ｈｌ０（融点５１．４℃、沸点１７９
℃） ＊Ｎ−エチル−Ｎ‘−フェニル尿素Ｃ２Ｈ５ＮＨＣ０Ｎ
ＨＣ６Ｈ５（融点１０℃、沸点１７０℃） ＊カルバミド酸エチルＨ２ＮＣＯ２Ｃ２Ｈ５（融点４８
℃、沸点１８４℃） ＊３．５−キシレノールＣ６Ｈ３（ＣＨ３）２（０Ｈ）
（融点６８℃、沸点２１９．５℃） ＊４−クロロフクル酸無水物Ｃ８Ｈ３ＣｌＯ３（融点９
８℃、沸点２９５℃） ＊サリチル酸フェニルＣ６Ｈ４（ＯＨ）（ＣＯ２Ｃ６Ｈ
５）（融点４２℃、沸点１７３℃） ＊ ＮＮ−ジフェニルホルムアミドＨＣＯＮ（Ｃ
６Ｈ５）２（融点７４℃、沸点１９１℃） ＊０−ニトロアニリンＣ６Ｈ４（ＮＯ２）（ＮＨ２）
（融点７２℃、沸点１６℃） ＊ｍ−ヒドロキシベンズアルデヒドＣ６Ｈ４（ＯＨ）
（ＣＨＯ）（融点１０５℃、沸点１６１℃）、 ＊フェニル酢酢Ｃ６Ｈ５ＣＨ２ＣＯ２Ｈ（融点７８℃、
沸点２２７℃） ＊ルピニンＣ１０ＨＩ９ＮＯ（融点６９℃、沸点１６４
℃） ＊Ｐ−メチルアミノフェノールＣ６Ｈ４（ＯＨ）（ＮＨ
ＣＨ３）（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。
【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。
以下のような組成のものがある。
【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。
組成のものがある。
【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。
成のものがある。
【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。
方法について以下に説明する。
【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。
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。
【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。
づいて以下に説明する。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【００４２】弗化すずとしては主にＳｎＦ２とＳｎＦ４
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。ＳｎＦ４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
Ｆ２になる。
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。ＳｎＦ４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
Ｆ２になる。
【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。
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。
【００４４】ただし、上記の特性からも予想されるよう
に、ＳｎＦ２よリＳｎＦ４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。
に、ＳｎＦ２よリＳｎＦ４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。
【００４５】臭化すずとしては主にＳｎＢｒ２とＳｎＢ
ｒ４が１種類以上はんだ粉末２表面に形成される。
ｒ４が１種類以上はんだ粉末２表面に形成される。
【００４６】ＳｎＢｒ２は融点２１５．５℃、沸点６Ｉ
８℃である。ＳｎＢｒ４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ＳｎＢＦ４は１５
３℃でも２００ｍｍＨｇの蒸気圧に達する。
８℃である。ＳｎＢｒ４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ＳｎＢＦ４は１５
３℃でも２００ｍｍＨｇの蒸気圧に達する。
【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、ＳｎＢｒ２よリＳｎＢｒ４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。
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、ＳｎＢｒ２よリＳｎＢｒ４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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
１を模型化した断面図。
【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。
の一例を示すグラフ。
【図３】プラズマ処理装置の概略図。
【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。
リング装置の概略図。
【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。
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。
【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。
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。
【図７】はんだ凝集度合いの評価の判定基準を示す表。
【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。
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。
【図９】リフロー炉の概略図。
１…ソルダペースト用粉末、２…はんだ粉末、３…固体
有機膜、
有機膜、
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１０年８月１７日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 ソルダペースト用金属粉末とその製造
方法
方法
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
−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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
て、図面を参照して説明する。
【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。
用金属粉末１を模型化した断面図である。
【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
ＣＨ３Ｃ０ＮＨＣＨ３（融点３１℃、沸点２０６℃）
が約０．１μｍの厚さで被覆している。
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
ＣＨ３Ｃ０ＮＨＣＨ３（融点３１℃、沸点２０６℃）
が約０．１μｍの厚さで被覆している。
【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。
剤と混合することによってはんだペーストを製造した。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【００３０】また、同様にそるだソルダペースト中のフ
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。
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。
【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。
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。
【００３２】＊炭酸エチレン（ＣＨ２０）２ＣＯ（融点
３６．４℃、沸点２３８℃） ＊２−アセチルピロールＣ６Ｈ７ＮＯ（融点９０℃、沸
点２２０℃） ＊アセトアミドＣＨ３ＯＯＮＨ２（融点８２℃、沸点２
２１℃） ＊ｍ−アセトトルイドＣ６Ｈ４（ＣＨ３）（ＮＨＣＯＣ
Ｈ３）（融点６６℃、沸点３０３℃） ＊インダンＣ９Ｈｌ０（融点５１．４℃、沸点１７９
℃） ＊Ｎ−エチル−Ｎ‘−フェニル尿素Ｃ２Ｈ５ＮＨＣ０Ｎ
ＨＣ６Ｈ５（融点１０℃、沸点１７０℃） ＊カルバミド酸エチルＨ２ＮＣＯ２Ｃ２Ｈ５（融点４８
℃、沸点１８４℃） ＊３．５−キシレノールＣ６Ｈ３（ＣＨ３）２（０Ｈ）
（融点６８℃、沸点２１９．５℃） ＊４−クロロフクル酸無水物Ｃ８Ｈ３ＣｌＯ３（融点９
８℃、沸点２９５℃） ＊サリチル酸フェニルＣ６Ｈ４（ＯＨ）（ＣＯ２Ｃ６Ｈ
５）（融点４２℃、沸点１７３℃） ＊ ＮＮ−ジフェニルホルムアミドＨＣＯＮ（Ｃ
６Ｈ５）２（融点７４℃、沸点１９１℃） ＊０−ニトロアニリンＣ６Ｈ４（ＮＯ２）（ＮＨ２）
（融点７２℃、沸点１６℃） ＊ｍ−ヒドロキシベンズアルデヒドＣ６Ｈ４（ＯＨ）
（ＣＨＯ）（融点１０５℃、沸点１６１℃）、 ＊フェニル酢酢Ｃ６Ｈ５ＣＨ２ＣＯ２Ｈ（融点７８℃、
沸点２２７℃） ＊ルピニンＣ１０ＨＩ９ＮＯ（融点６９℃、沸点１６４
℃） ＊Ｐ−メチルアミノフェノールＣ６Ｈ４（ＯＨ）（ＮＨ
ＣＨ３）（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。
３６．４℃、沸点２３８℃） ＊２−アセチルピロールＣ６Ｈ７ＮＯ（融点９０℃、沸
点２２０℃） ＊アセトアミドＣＨ３ＯＯＮＨ２（融点８２℃、沸点２
２１℃） ＊ｍ−アセトトルイドＣ６Ｈ４（ＣＨ３）（ＮＨＣＯＣ
Ｈ３）（融点６６℃、沸点３０３℃） ＊インダンＣ９Ｈｌ０（融点５１．４℃、沸点１７９
℃） ＊Ｎ−エチル−Ｎ‘−フェニル尿素Ｃ２Ｈ５ＮＨＣ０Ｎ
ＨＣ６Ｈ５（融点１０℃、沸点１７０℃） ＊カルバミド酸エチルＨ２ＮＣＯ２Ｃ２Ｈ５（融点４８
℃、沸点１８４℃） ＊３．５−キシレノールＣ６Ｈ３（ＣＨ３）２（０Ｈ）
（融点６８℃、沸点２１９．５℃） ＊４−クロロフクル酸無水物Ｃ８Ｈ３ＣｌＯ３（融点９
８℃、沸点２９５℃） ＊サリチル酸フェニルＣ６Ｈ４（ＯＨ）（ＣＯ２Ｃ６Ｈ
５）（融点４２℃、沸点１７３℃） ＊ ＮＮ−ジフェニルホルムアミドＨＣＯＮ（Ｃ
６Ｈ５）２（融点７４℃、沸点１９１℃） ＊０−ニトロアニリンＣ６Ｈ４（ＮＯ２）（ＮＨ２）
（融点７２℃、沸点１６℃） ＊ｍ−ヒドロキシベンズアルデヒドＣ６Ｈ４（ＯＨ）
（ＣＨＯ）（融点１０５℃、沸点１６１℃）、 ＊フェニル酢酢Ｃ６Ｈ５ＣＨ２ＣＯ２Ｈ（融点７８℃、
沸点２２７℃） ＊ルピニンＣ１０ＨＩ９ＮＯ（融点６９℃、沸点１６４
℃） ＊Ｐ−メチルアミノフェノールＣ６Ｈ４（ＯＨ）（ＮＨ
ＣＨ３）（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。
【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。
以下のような組成のものがある。
【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。
組成のものがある。
【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。
成のものがある。
【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。
方法について以下に説明する。
【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。
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。
【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。
づいて以下に説明する。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【００４２】弗化すずとしては主にＳｎＦ２とＳｎＦ４
が１種類以上はんだ粉末２の表面に形成される。どちら
も結晶状態では無色であり、ＳｎＦ２は融点２１３℃、
沸点８５０℃である。ＳｎＦ４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
Ｆ２になる。
が１種類以上はんだ粉末２の表面に形成される。どちら
も結晶状態では無色であり、ＳｎＦ２は融点２１３℃、
沸点８５０℃である。ＳｎＦ４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
Ｆ２になる。
【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。
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。
【００４４】ただし、上記の特性からも予想されるよう
に、ＳｎＦ２よリＳｎＦ４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。
に、ＳｎＦ２よリＳｎＦ４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。
【００４５】臭化すずとしては主にＳｎＢｒ２とＳｎＢ
ｒ４が１種類以上はんだ粉末２表面に形成される。
ｒ４が１種類以上はんだ粉末２表面に形成される。
【００４６】ＳｎＢｒ２は融点２１５．５℃、沸点６Ｉ
８℃である。ＳｎＢｒ４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ＳｎＢＦ４は１５
３℃でも２００ｍｍＨｇの蒸気圧に達する。
８℃である。ＳｎＢｒ４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ＳｎＢＦ４は１５
３℃でも２００ｍｍＨｇの蒸気圧に達する。
【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、ＳｎＢｒ２よリＳｎＢｒ４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。
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、ＳｎＢｒ２よリＳｎＢｒ４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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【図面の簡単な説明】
【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。
１を模型化した断面図。
【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。
の一例を示すグラフ。
【図３】プラズマ処理装置の概略図。
【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。
リング装置の概略図。
【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。
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。
【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。
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。
【図７】はんだ凝集度合いの評価の判定基準を示す表。
【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。
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。
【図９】リフロー炉の概略図。
【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、 ─────────────────────────────────────────────────────
膜、 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１０年１０月１５日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正内容】
───────────────────────────────────────────────────── 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
Claims (7)
- 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10047509A JPH11245079A (ja) | 1998-02-27 | 1998-02-27 | ソルダペースト用金属粉末とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10047509A JPH11245079A (ja) | 1998-02-27 | 1998-02-27 | ソルダペースト用金属粉末とその製造方法 |
Publications (1)
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| JPH11245079A true JPH11245079A (ja) | 1999-09-14 |
Family
ID=12777090
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10047509A Pending JPH11245079A (ja) | 1998-02-27 | 1998-02-27 | ソルダペースト用金属粉末とその製造方法 |
Country Status (1)
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| JP (1) | JPH11245079A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6915942B2 (en) | 2001-06-01 | 2005-07-12 | Nec Corporation | Method of manufacturing mount structure without introducing degraded bonding strength of electronic parts due to segregation of low-strength/low-melting point alloy |
| WO2010116971A1 (ja) * | 2009-04-08 | 2010-10-14 | 石川金属株式会社 | はんだ粒子とその製造方法およびはんだペーストとその製造方法 |
| JP2011054444A (ja) * | 2009-09-02 | 2011-03-17 | Fujitsu Ltd | 導電材料、電子デバイス及びその製造方法 |
| KR101168959B1 (ko) * | 2005-02-01 | 2012-07-26 | 주식회사 스카이닉스 | 솔더 제품 및 솔더 제품의 표면처리 방법과 이러한방법으로 표면처리된 솔더 분말 |
| JP2012157869A (ja) * | 2011-01-31 | 2012-08-23 | Mitsubishi Materials Corp | ハンダ粉末及びこの粉末を用いたハンダ用ペースト |
| WO2014115695A1 (ja) * | 2013-01-28 | 2014-07-31 | 三菱マテリアル株式会社 | ＳｎＡｇＣｕ系はんだ粉末及びこの粉末を用いたはんだ用ペースト |
| CN114571126A (zh) * | 2022-03-18 | 2022-06-03 | 厦门市及时雨焊料有限公司 | 一种激光焊锡膏及其制备方法和激光焊接工艺 |
| CN114669914A (zh) * | 2022-05-07 | 2022-06-28 | 深圳市同方电子新材料有限公司 | 一种节能低温无铅焊锡膏制备方法及设备 |
-
1998
- 1998-02-27 JP JP10047509A patent/JPH11245079A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6915942B2 (en) | 2001-06-01 | 2005-07-12 | Nec Corporation | Method of manufacturing mount structure without introducing degraded bonding strength of electronic parts due to segregation of low-strength/low-melting point alloy |
| KR101168959B1 (ko) * | 2005-02-01 | 2012-07-26 | 주식회사 스카이닉스 | 솔더 제품 및 솔더 제품의 표면처리 방법과 이러한방법으로 표면처리된 솔더 분말 |
| WO2010116971A1 (ja) * | 2009-04-08 | 2010-10-14 | 石川金属株式会社 | はんだ粒子とその製造方法およびはんだペーストとその製造方法 |
| CN102365148A (zh) * | 2009-04-08 | 2012-02-29 | 石川金属株式会社 | 焊锡粒子及其制造方法、以及焊锡膏及其制造方法 |
| JP5489179B2 (ja) * | 2009-04-08 | 2014-05-14 | 株式会社 東北テクノアーチ | はんだ粒子とその製造方法およびはんだペーストとその製造方法 |
| JP2011054444A (ja) * | 2009-09-02 | 2011-03-17 | Fujitsu Ltd | 導電材料、電子デバイス及びその製造方法 |
| JP2012157869A (ja) * | 2011-01-31 | 2012-08-23 | Mitsubishi Materials Corp | ハンダ粉末及びこの粉末を用いたハンダ用ペースト |
| WO2014115695A1 (ja) * | 2013-01-28 | 2014-07-31 | 三菱マテリアル株式会社 | ＳｎＡｇＣｕ系はんだ粉末及びこの粉末を用いたはんだ用ペースト |
| JP2014144461A (ja) * | 2013-01-28 | 2014-08-14 | Mitsubishi Materials Corp | ＳｎＡｇＣｕ系はんだ粉末及びこの粉末を用いたはんだ用ペースト |
| CN114571126A (zh) * | 2022-03-18 | 2022-06-03 | 厦门市及时雨焊料有限公司 | 一种激光焊锡膏及其制备方法和激光焊接工艺 |
| CN114669914A (zh) * | 2022-05-07 | 2022-06-28 | 深圳市同方电子新材料有限公司 | 一种节能低温无铅焊锡膏制备方法及设备 |
| CN114669914B (zh) * | 2022-05-07 | 2022-12-16 | 深圳市同方电子新材料有限公司 | 一种节能低温无铅焊锡膏的制备设备 |
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