JPS6072696A - 軟ろうフラックス - Google Patents
軟ろうフラックスInfo
- Publication number
- JPS6072696A JPS6072696A JP18019383A JP18019383A JPS6072696A JP S6072696 A JPS6072696 A JP S6072696A JP 18019383 A JP18019383 A JP 18019383A JP 18019383 A JP18019383 A JP 18019383A JP S6072696 A JPS6072696 A JP S6072696A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- flux
- soft
- ammonium acetate
- rosin
- ammonium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/36—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
- B23K35/3612—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest with organic compounds as principal constituents
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Die Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕
この発明は軟ろう接合に使用されるフラックスに係り、
詳しくはより接合性の良いスラックスに関する。
詳しくはより接合性の良いスラックスに関する。
軟ろう材にＦｉｐ ｂ ｅ ８ ｎ ＋ Ｉ ｎ ＊
Ｚ ｎ ＃ Ｓ ｂ等の多く融点の低い材料と銀を添加
したもの等が使用される。従来フラックスでは無機系と
゛して亜鉛塩、有機系としてロジンを主成分としたもの
に大別される。
Ｚ ｎ ＃ Ｓ ｂ等の多く融点の低い材料と銀を添加
したもの等が使用される。従来フラックスでは無機系と
゛して亜鉛塩、有機系としてロジンを主成分としたもの
に大別される。
両者に更に活性化を計るために、ハロゲン系元系が接合
時の加熱反応により発生する物質が添加されている場合
が多い。これハリフロ一時にハロゲンが軟ろう材や被接
合物の酸化膜を除去し、金属塩として主成分であるｚｎ
塩又はロジン中の浴融し、軟ろうの表面張力を弱め、濡
れを拡張される働キヲすることが知られている。
時の加熱反応により発生する物質が添加されている場合
が多い。これハリフロ一時にハロゲンが軟ろう材や被接
合物の酸化膜を除去し、金属塩として主成分であるｚｎ
塩又はロジン中の浴融し、軟ろうの表面張力を弱め、濡
れを拡張される働キヲすることが知られている。
これらのフラックスの作用効果を高める為には。
熱反応により生成される金属塩が接合温度において溶融
状態となり主成分中に溶解し凝固後容易に有機溶剤又は
水により容易に除去される事が望ましい。軟ろう構成材
の中、Ｐｂ、Ａ、９の如きハロゲン化物は融点が高（、
水又ｒＩｉ＃剤に不溶解成分である。融点は次の如くで
ある。ｐｂｃ）、［５０１℃］。
状態となり主成分中に溶解し凝固後容易に有機溶剤又は
水により容易に除去される事が望ましい。軟ろう構成材
の中、Ｐｂ、Ａ、９の如きハロゲン化物は融点が高（、
水又ｒＩｉ＃剤に不溶解成分である。融点は次の如くで
ある。ｐｂｃ）、［５０１℃］。
ＰｂＢｒｚ ［：３７３℃Ｊ Ｉ Ａ １１ Ｃｌ ［
４５５℃）、ＡＪＢｒ［：４３４ ］。
４５５℃）、ＡＪＢｒ［：４３４ ］。
これら成分にりフロー中に生成すると溶融表面やや接合
界面に介在し、リフロー後も水又は有機溶剤にも溶けな
いため軟ろう接合を阻害するであろう事は容易に推定さ
れる。鉛や含銀状ろうについては問題となるにも拘らず
、従来の軟ろり接合技術としてはハロゲンの活性剤が使
用されて来た。
界面に介在し、リフロー後も水又は有機溶剤にも溶けな
いため軟ろう接合を阻害するであろう事は容易に推定さ
れる。鉛や含銀状ろうについては問題となるにも拘らず
、従来の軟ろり接合技術としてはハロゲンの活性剤が使
用されて来た。
本発明は従来の軟ろう接合技術として問題となる分野に
適した軟ろうフラックスを提供する。
適した軟ろうフラックスを提供する。
半導体分野にあって軟ろうマウントを多（使用している
が特に半導体素子金属部とベース及びリードを接合する
場合こと一市販のフラックスを使用する去、特性から要
求される接合性が得られないためフラックスの使用しな
い接合か行われている。
が特に半導体素子金属部とベース及びリードを接合する
場合こと一市販のフラックスを使用する去、特性から要
求される接合性が得られないためフラックスの使用しな
い接合か行われている。
この分野に適したフラックスの開発を目的とした。
〔発明の概要〕
軟ろう材の接合性は外観、接合強度、接合面の解析等の
マクロ的手段によって従来検削されているが、半導体の
特性を利用する分野にあってはより高い接合性が要求さ
れいる。
マクロ的手段によって従来検削されているが、半導体の
特性を利用する分野にあってはより高い接合性が要求さ
れいる。
従来のフラックスではこの目的の接合性が得られないた
め清浄な軟ろうプレフォーム片を被接合物間に積層し還
元雰囲気中で加熱溶融させ、接合させる方法が行わわて
来た。このプロセスの問題点としては軟ろう材及び被接
合材の酸化により接合層にボイドが発生し易いことであ
る。
め清浄な軟ろうプレフォーム片を被接合物間に積層し還
元雰囲気中で加熱溶融させ、接合させる方法が行わわて
来た。このプロセスの問題点としては軟ろう材及び被接
合材の酸化により接合層にボイドが発生し易いことであ
る。
−力学導体分野にあってはマウント手１１１０を考え中
域い融点差のある軟ろうが使用され、特に半導体素子の
軟ろ９接合は面温軟ろうが使用されしかも熱膨張差を吸
収出来る熱疲労特性も要求される。
域い融点差のある軟ろうが使用され、特に半導体素子の
軟ろ９接合は面温軟ろうが使用されしかも熱膨張差を吸
収出来る熱疲労特性も要求される。
ｐｂ−１％Ｓｎからｐ ＋） −Ｓ ｎ共晶のＰｂ−ａ
ｎ系やＰｂ−８ｎ−Ａｌ１系、Ｐｂ−Ｉｎ−Ａｇ等の軟
ろうが使用される。
ｎ系やＰｂ−８ｎ−Ａｌ１系、Ｐｂ−Ｉｎ−Ａｇ等の軟
ろうが使用される。
本発明のフラックスは活性剤の主体を酢酸アンモニウム
とし融点が１１４℃分解温就も１４８℃低く生成される
Ｐｂ塩についてもＰｂ（ＡＣン、［２８０℃］と低く水
でも有機溶剤にも痔は易いことに着目し接合特性の曳い
フラックスが得られる事を発見した。
とし融点が１１４℃分解温就も１４８℃低く生成される
Ｐｂ塩についてもＰｂ（ＡＣン、［２８０℃］と低く水
でも有機溶剤にも痔は易いことに着目し接合特性の曳い
フラックスが得られる事を発見した。
１、本発明のフラックスは半導体素子電極部の軟ろ９接
合に良好な接合性が得られることは勿論一般の軟ろう良
い接合性が得られる。
合に良好な接合性が得られることは勿論一般の軟ろう良
い接合性が得られる。
２、半導体素子の電極部とベース、リードの軟ろう接合
に当り従来フラックスレス接合にボイドが発生し易いこ
とを防止する。
に当り従来フラックスレス接合にボイドが発生し易いこ
とを防止する。
３、本発明のフラックスを適当な溶剤と軟ろう粉を混和
してベストインク状とし、直接ダイオード金属部又は素
子電極部に塗布し、保設又は還元雰囲気中で加熱リンロ
ーすることにより直接マウントが出来る。
してベストインク状とし、直接ダイオード金属部又は素
子電極部に塗布し、保設又は還元雰囲気中で加熱リンロ
ーすることにより直接マウントが出来る。
４、水又は有機溶剤で容易に取りのぞけるフラックスで
ある。
ある。
５、本発明のフラックスは特にｐｂリッチな軟ろうや含
銀状ろうで有効な接合特性が得られる。
銀状ろうで有効な接合特性が得られる。
まず本発明の目的である半導体分野における評価試料及
び方法について説明する。
び方法について説明する。
シリコンにＰ、Ｂｉ拡散されてなる４、１０両面にＮｉ
電極が形成さｎたダイオード（１３）チップに軟ろう粉
と該フラッフからなる軟ろうベストインクを塗布し、第
１図の如くベース゛（１１）及びリード（１２）を組立
て、フォミングガス中でリフロースルことにより直接マ
ウン；・シ放冷後、水又は有機溶剤で超音波洗條し、試
料とした。このダイオードの電気特性として順方向特性
をＶＦ、熱放散特性である△ＶＦ及び引張強度をもって
接合性を評価した。
電極が形成さｎたダイオード（１３）チップに軟ろう粉
と該フラッフからなる軟ろうベストインクを塗布し、第
１図の如くベース゛（１１）及びリード（１２）を組立
て、フォミングガス中でリフロースルことにより直接マ
ウン；・シ放冷後、水又は有機溶剤で超音波洗條し、試
料とした。このダイオードの電気特性として順方向特性
をＶＦ、熱放散特性である△ＶＦ及び引張強度をもって
接合性を評価した。
ＶＦの値は順方向に３５Ａの電流を流した時の電圧（Ｖ
）とし、△ＶＦは１００ｍＡでのＶＦを測定しくａｌと
し、更に１７０Ａ 、 ０．１ ｓｅｃのサージ電流を
流し、この電流が切れたあと５００μｓｅｃ時における
１００ｍＡのＶＦ値を再び測定しくｂ）とし、（ａ）−
（ｂ）の値（単位はｍＶ）である。
）とし、△ＶＦは１００ｍＡでのＶＦを測定しくａｌと
し、更に１７０Ａ 、 ０．１ ｓｅｃのサージ電流を
流し、この電流が切れたあと５００μｓｅｃ時における
１００ｍＡのＶＦ値を再び測定しくｂ）とし、（ａ）−
（ｂ）の値（単位はｍＶ）である。
これは半導体が温度があがると、電気抵抗が減少する性
質を利用し、半導体チップ内に過電流により発生した熱
が一定時間後Ｖ Ｆ （ｂ）を測定し、熱放散の度合を
示すもので、△ＶＦが大きい場合は熱放散が悪いことを
示し、酸化膜やボイドが介在している結果である。
質を利用し、半導体チップ内に過電流により発生した熱
が一定時間後Ｖ Ｆ （ｂ）を測定し、熱放散の度合を
示すもので、△ＶＦが大きい場合は熱放散が悪いことを
示し、酸化膜やボイドが介在している結果である。
反対に△ＶＦが小さい時は熱放散の良い接合が作られる
事を示し製品特性上からも好ましい。
事を示し製品特性上からも好ましい。
比較例１
前述評価試料作成要領により市販はんだフラックス２種
を選び軟ろう組成Ｐ ｐ −１ｗ ／ ｏ ８ ｎを選
び指定さイ′しる稀釈剤によりベストインク状とし。
を選び軟ろう組成Ｐ ｐ −１ｗ ／ ｏ ８ ｎを選
び指定さイ′しる稀釈剤によりベストインク状とし。
塗布し、フォミングガス中３６０ ℃でリフロー結果を
表１にした。軟ろう組ｆＮ、Ｐｂ−５Ｉｎ−２，５ＡＪ
としりフロ一温度３９０℃とし、其の結果を表２に示す
。
表１にした。軟ろう組ｆＮ、Ｐｂ−５Ｉｎ−２，５ＡＪ
としりフロ一温度３９０℃とし、其の結果を表２に示す
。
比較例２
フラックスを使用しないで軟ろう３φＸ０．１５ｔのみ
使用し積層方式で作成し、評価したＰ ｂ −１ｗ／。
使用し積層方式で作成し、評価したＰ ｂ −１ｗ／。
Ｓｎを表１に示す。同様Ｐｂ−５Ｉｎ−２，５Ａについ
ては表２に示す。
ては表２に示す。
比較例３
メチルアルコール、エチレングリコール、ジクエオキシ
エタノール１：１：１の溶剤１０ ｃｃ中に（ＮＨ４）
２ Ｚｎｃｌ、 ４．８ ｇを溶かしフラックスとし、
Ｐｂ−１８ｎ粉に１０％添加しベストインク状とし前述
試料要領で作成したものを表１に示めした。同様Ｐｂ−
５Ｉｎ−２，５Ａｇ の結果を表２に示す。
エタノール１：１：１の溶剤１０ ｃｃ中に（ＮＨ４）
２ Ｚｎｃｌ、 ４．８ ｇを溶かしフラックスとし、
Ｐｂ−１８ｎ粉に１０％添加しベストインク状とし前述
試料要領で作成したものを表１に示めした。同様Ｐｂ−
５Ｉｎ−２，５Ａｇ の結果を表２に示す。
実施例１
メチルアルコール、エチレンクリコール、ジフェノオキ
シエタノール１：１：１，１０ｃｃ 中にＷＷロジン５
ｇ又は水素添加ロジン５ｇと酢酸アンモニウムＩＪ７％
加温浴解し、放冷後フラックスとした。２５０ｆＶ１ｅ
ｓｈ ｐｂ−１ｗ１０ｓｎに１０％の上記フラックスを
混和しベストインク状として、前述比較１と同様処理を
行い、得らイｔた結果はｗｗ及び水素添加ロジン同様な
結果が得られた。そイｔらの結果を表１に示す。
シエタノール１：１：１，１０ｃｃ 中にＷＷロジン５
ｇ又は水素添加ロジン５ｇと酢酸アンモニウムＩＪ７％
加温浴解し、放冷後フラックスとした。２５０ｆＶ１ｅ
ｓｈ ｐｂ−１ｗ１０ｓｎに１０％の上記フラックスを
混和しベストインク状として、前述比較１と同様処理を
行い、得らイｔた結果はｗｗ及び水素添加ロジン同様な
結果が得られた。そイｔらの結果を表１に示す。
なお同様に２５０ＭｅｓｈＰ ｂ −５Ｉ ｎ −２，
，５Ａ９により得られた結果を表２に示す。
，５Ａ９により得られた結果を表２に示す。
実施例２
実施例１フラツクスを使用し、 ２５０Ｍｅｓｈ ５０
ｗ１０Ｐｂ−５０ｗ１０ Ｓｎ に１０％フランクを混
和し、ベストインクとして比較例１と同じ要領でリンロ
一温度のみ２４０℃した接合評価を表１に示す。
ｗ１０Ｐｂ−５０ｗ１０ Ｓｎ に１０％フランクを混
和し、ベストインクとして比較例１と同じ要領でリンロ
一温度のみ２４０℃した接合評価を表１に示す。
同比較サンプルとして比較例１中ａ社フランクスによる
もののみを比較例４としだ。
もののみを比較例４としだ。
実施例３
実施例１の溶剤１０ｃｃに塩化亜鉛（Ｚｎｃｌ２）１９
と酢酸アンモニウム（ＮＨ４Ａ ｃ ） １．２１を溶
解しフラックスとして％Ｐ ｂ −１ｗ ／ ｏ Ｓ
ｎ粉に１０％添加しりフロ一温度３６０℃で得らイｔた
結果を表１に示す。同様にＰｂ−５Ｉｎ−２，５Ａ＃粉
に１０％添加しりフロ一温度３９０℃で得らｎた結果を
表２に示した。
と酢酸アンモニウム（ＮＨ４Ａ ｃ ） １．２１を溶
解しフラックスとして％Ｐ ｂ −１ｗ ／ ｏ Ｓ
ｎ粉に１０％添加しりフロ一温度３６０℃で得らイｔた
結果を表１に示す。同様にＰｂ−５Ｉｎ−２，５Ａ＃粉
に１０％添加しりフロ一温度３９０℃で得らｎた結果を
表２に示した。
実施例４
実施例１の溶剤に塩化アンモニウム亜鉛（ＮＨ４）２Ｚ
ｎｃ１４４．８ｇと、酢酸アンモニウム（ＮＨ４Ａ ｅ
）１ｇをｍ １！」￥し、Ｐｂ−１ｗ１０ｓｎに１０
％添加し。
ｎｃ１４４．８ｇと、酢酸アンモニウム（ＮＨ４Ａ ｅ
）１ｇをｍ １！」￥し、Ｐｂ−１ｗ１０ｓｎに１０
％添加し。
リフロ一温度３６０℃で得ら２１．た結果を表１に示し
た。同様にＰｂ−５Ｉｎ−２，５Ａ、９粉に１０％添加
したものでリフロ一温度３９０℃で得られた結果を表２
に示す。
た。同様にＰｂ−５Ｉｎ−２，５Ａ、９粉に１０％添加
したものでリフロ一温度３９０℃で得られた結果を表２
に示す。
実施例５
実施例１の溶剤に酢酸亜鉛１ｇと、塩化アンモニウム０
．５ｇと酢酸アンモニウム０．５５’を浴かしてフラッ
クスした。２５０’Ｍｅｓｂ Ｐｂ−５Ｉｎ−２，５Ａ
Ｊにこのフラックスを１０％加えてベストインク状とし
、前述と同し様なマウントし其の評価結果を表２に示す
。
．５ｇと酢酸アンモニウム０．５５’を浴かしてフラッ
クスした。２５０’Ｍｅｓｂ Ｐｂ−５Ｉｎ−２，５Ａ
Ｊにこのフラックスを１０％加えてベストインク状とし
、前述と同し様なマウントし其の評価結果を表２に示す
。
実施例の結果を総合すると、■Ｐｂ−ａｎ系においては
１表１から明らかの如（比較例１ａ、ｌｂ。
１表１から明らかの如（比較例１ａ、ｌｂ。
比較例３は比較例２より悪い接合特性を示す。実施例１
．．３．４は比較例２に近似した値が得られ、ロジン系
でもＺｎｃｌ２系でも酢酸アンモニウムを加えれば良い
接合特性が得られる。■ｐ ｂ −５Ｉ Ｌｌ −２，
５Ａｇについては表２から比較例１ｂ、比較例３゜実施
例１は比較例２より悪い接合性を示している。
．．３．４は比較例２に近似した値が得られ、ロジン系
でもＺｎｃｌ２系でも酢酸アンモニウムを加えれば良い
接合特性が得られる。■ｐ ｂ −５Ｉ Ｌｌ −２，
５Ａｇについては表２から比較例１ｂ、比較例３゜実施
例１は比較例２より悪い接合性を示している。
貞節例３，４．５は比較例２に近似した値が得られ、Ｚ
ｎ塩系のみ酢酸アンモニウムを加え良い接合性が得られ
る。■Ｐｂ５０％５ｎ５０％については比較秒１１４と
実施例２とは等しい値が得られた。この結果から鉛すン
チな組成について酢酸アンモンが有効に作用している。
ｎ塩系のみ酢酸アンモニウムを加え良い接合性が得られ
る。■Ｐｂ５０％５ｎ５０％については比較秒１１４と
実施例２とは等しい値が得られた。この結果から鉛すン
チな組成について酢酸アンモンが有効に作用している。
メ下乍白
表２ ｐｂ−５Ｉｎ−２，５Ａｇ リフ口温度３９０℃
第１図は本発明の詳細な説明するための図である。
１１・・・ベース、１２・・・リード、１３・・・ダイ
オードチップ、１４・・・ハンダ。 代理人弁理士 則 近 憲 佑（ほか１名）第１図
オードチップ、１４・・・ハンダ。 代理人弁理士 則 近 憲 佑（ほか１名）第１図
Claims (3)
- （１）ロジン又は水素添加ロジンと酢ばアンそニウムを
主体としたハロゲンを含まないことを特徴とする軟ろ９
フラツクス。 - （２）塩化亜鉛又は塩化アンモニウム亜鉛と酢酸アンモ
ニウムを主体としたことを特徴とする軟ろうフラックス
。 - （３）酢酸亜鉛、塩化アンモニウム、酢酸アンモニウム
を主体としたことを特徴とする軟ろうフラックス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18019383A JPS6072696A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | 軟ろうフラックス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18019383A JPS6072696A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | 軟ろうフラックス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6072696A true JPS6072696A (ja) | 1985-04-24 |
Family
ID=16079019
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18019383A Pending JPS6072696A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | 軟ろうフラックス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6072696A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002059293A (ja) * | 2000-08-09 | 2002-02-26 | Ishikawa Kinzoku Kk | アルミはんだ付け用フラックス |
| JP2007209999A (ja) * | 2006-02-08 | 2007-08-23 | Fujitsu Ltd | 半田付け用フラックス及び半田付け用フラックスを用いた実装構造を有する半導体装置 |
| US10369429B2 (en) | 2010-06-01 | 2019-08-06 | Taylor Made Golf Company, Inc. | Golf club head having a stress reducing feature and shaft connection system socket |
| US10556160B2 (en) | 2010-06-01 | 2020-02-11 | Taylor Made Golf Company, Inc. | Golf club head having a stress reducing feature with aperture |
-
1983
- 1983-09-30 JP JP18019383A patent/JPS6072696A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002059293A (ja) * | 2000-08-09 | 2002-02-26 | Ishikawa Kinzoku Kk | アルミはんだ付け用フラックス |
| JP2007209999A (ja) * | 2006-02-08 | 2007-08-23 | Fujitsu Ltd | 半田付け用フラックス及び半田付け用フラックスを用いた実装構造を有する半導体装置 |
| JP4734134B2 (ja) * | 2006-02-08 | 2011-07-27 | 富士通株式会社 | 半田付け用フラックス及び半田付け用フラックスを用いた実装構造を有する半導体装置 |
| US10369429B2 (en) | 2010-06-01 | 2019-08-06 | Taylor Made Golf Company, Inc. | Golf club head having a stress reducing feature and shaft connection system socket |
| US10556160B2 (en) | 2010-06-01 | 2020-02-11 | Taylor Made Golf Company, Inc. | Golf club head having a stress reducing feature with aperture |
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