JP2000042784A - 加工性改良はんだ - Google Patents

加工性改良はんだ

Info

Publication number
JP2000042784A
JP2000042784A JP10217162A JP21716298A JP2000042784A JP 2000042784 A JP2000042784 A JP 2000042784A JP 10217162 A JP10217162 A JP 10217162A JP 21716298 A JP21716298 A JP 21716298A JP 2000042784 A JP2000042784 A JP 2000042784A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
solder
workability
tin
vanadium
extrusion
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.)
Granted
Application number
JP10217162A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3890759B2 (ja
Inventor
Eizaburo Asami
英三郎 浅見
Toru Murata
透 村田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nihon Handa Co Ltd
Original Assignee
Nihon Handa Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nihon Handa Co Ltd filed Critical Nihon Handa Co Ltd
Priority to JP21716298A priority Critical patent/JP3890759B2/ja
Publication of JP2000042784A publication Critical patent/JP2000042784A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3890759B2 publication Critical patent/JP3890759B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ビスマス等を含むはんだは、錫・鉛合金はん
だに比し、硬く、脆性があるため、塑性加工性、特に押
出し加工性が悪く、一部では押出し加工不能となるなど
の欠陥がある。 【解決手段】 錫を含有するはんだ材に、バナジウムを
0.001%〜0.5%wt添加してなる加工性改良は
んだであって、バナジウムを添加することにより、塑性
加工性を改善し、同時にその合金の靭性も改善するもの
である。1実施例として錫96〜90%wt、Ag3.
0〜3.5%wt、Cu0.7〜1.2%wt、Bi3
%wt以下、バナジウム0.001%〜0.5%wtよ
りなる加工性改良はんだがある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、はんだ付け用のは
んだに関するものであり、詳しくは、はんだ用の金属ま
たは合金に微量の元素を添加することにより、その塑性
加工性を改善した加工性改良はんだに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】はんだによる電気・電子機器・部品の組
み立てには、一般にはんだ槽に溶解されているはんだ、
或いは溶融噴流させたはんだに、フラックスを塗布した
被はんだ付け物を浸漬することによってはんだ付けす
る、いわゆる浸漬はんだ付け法や、被はんだ付け部に加
熱用のはんだコテを当てがい、そこに線状はんだ(一般
にやに入り)を供給してはんだ付けする、いわゆるコテ
付け法や、或いは板状・リング状等に成形されたはんだ
を所定の被はんだ付け部に乗せ、または挟み、それを加
熱炉や熱板上で加熱してはんだ付けする、いわゆる置き
ロー付け法がある。
【0003】また近時、小型電子機器の組み立てに多用
されている表面実装法では、はんだを粉末状に加工し、
それをフラックスと混練りしてクリーム状のはんだを調
製し、そのクリームはんだをプリント基板の必要部分に
塗布してその上に部品を搭載した後、トンネル炉(リフ
ローはんだ付け装置)に通してはんだ付けする、いわゆ
るリフローはんだ付け法等が適用されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来一般に使用されて
いる錫・鉛合金のはんだの場合には、浸漬はんだ付け用
の塊状或いは棒状はんだの加工は当然のこととして、コ
テ付け用のやに入り線状はんだの押出し・細線化加工
や、置ロー付け用の各種微小成形はんだの圧延・打抜き
加工等において、現時点においては殆ど加工上に困難な
問題はない。しかしながら近い将来、更なる電子機器の
高密度化・微小化の伸展に伴い、はんだのより微細加工
が要求され、その傾向は益々高度化していくことが予想
され、この場合はんだを形成する金属および合金の種類
によっては、その加工性が大変悪く、目的の形状に加工
し難いものも生じる。
【0005】また、最近、地球環境保全の観点から国際
的な問題として浮上しているはんだ中の鉛による水質汚
染を防止するための鉛フリーはんだや、高密度・微小電
子部品の耐熱性の問題から、低温ではんだ付けする為の
低温はんだ等では、加工性の良い錫・鉛系だけではな
く、脆く加工性の悪い錫・ビスマス系の合金や、硬い錫
・銀或いは錫・銅系の合金等を利用せざるを得ない情況
となってきている。この場合、従来技術では押出し加工
・微細伸線加工・圧延箔状加工等が極めて困難となり、
形状寸法によっては加工不能、また加工可能としても多
大の工数を必要とし、時間が掛り、加工費の大幅な増大
を招く等の問題を生じている。
【0006】Sn/3.5Ag共晶はんだ(溶融温度2
21℃)は、従来から知られた代表的な高温はんだの一
つであるが、最近要求の高まっている鉛フリーはんだの
有力な基本合金の一つとしても注目されているはんだで
ある。しかし従来の錫・鉛共晶はんだよりも溶融温度が
40℃程高いので、少しでも溶融温度を下げるために若
干の銅を添加した、例えばSn/3.0〜3.5Ag/
0.7〜1.2Cu(溶融温度約217℃)はんだは、
三元共晶近似合金であり、鉛フリーはんだとして極めて
有効な合金であるが、大変硬い合金のため、やに入り線
はんだに加工するための押出し加工は、大変困難となり
大きな押出し圧力を要するばかりでなく、押出し速度が
非常に遅くなる欠陥がある。
【0007】また更に溶融温度の低いはんだを求めて、
このはんだにインジウムやビスマスを加えた合金が提案
されているが、軟らかいインジウムはともかく、ビスマ
スを添加した例えばSn/3.0〜3.5Ag/0.7
〜1.2Cu/Biはんだは、溶融温度が217℃から
200℃以下に下がる反面、Biの添加量に比例して硬
度は一層硬くなり、加工性も劣化し、例えば冷間圧延加
工では、Bi3%までは加工可能であるもののそれ以上
では割れが発達し、一般に加工は極めて困難である。そ
のため、フラックスを芯に入れてやに入り線はんだを形
成するための加工は、非常に難しい。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、はんだ用の金
属または合金に微量のバナジウムを添加することによ
り、塑性加工性を改善し、同時にその合金の靭性も改善
するものである。即ち、錫を含有するはんだ材に、バナ
ジウムを0.001%〜0.5%wt添加してなる加工
性改良はんだにより、より詳しくは錫93.5〜97.
5%wt、Ag2.0〜5.0%wt、Cu0.5〜
1.5%wt、または錫93.5〜97.5%wt、A
g2.0〜5.0%wt、Cu0.5〜1.5%wt、
Bi2.5〜10.0%wt、更にまた錫99.0〜9
9.5%wt、Cu0.5〜1.0%wt、錫基はんだ
材にバナジウム0.001%〜0.5%wtを含有させ
ることにより解決せんとするものである。
【0009】また、錫95.0〜98.0%wt、Ag
2.0〜5.0%wt、更に錫90.0〜97.0%w
t、Sb3.0〜10.0%wtよりなる錫基はんだ材
にバナジウム0.001%〜0.5%wtを含有させる
ことにより、更にまた錫42.0〜97.0%wt、B
i3.0〜58.0%wt、または錫5.0〜95.0
%wt、Pb5.0〜95.0%wt、Bi3.0〜5
0.0%wtの錫を含有せるはんだ材にバナジウム0.
001%〜0.5%wtを含有させることにより解決を
図らんとするものである。
【0010】
【発明の実施の形態】上述のごとく、各種の錫を含むは
んだ材は、バナジウムを適量添加することによりその加
工性、特に熱間押出し加工性及び熱間圧延性を、他の性
能を低下することなく改善することができる。バナジウ
ムの適正な添加量は0.001%wt〜0.5%wtで
ある。図1は当該加工性改良はんだの基準はんだ材料を
(A)Sn/3.5Ag/1.2Cu合金、(B)Sn
/3.4Ag/1.1Cu/3.0Bi合金、および
(C)Sn/46Bi/20Pb合金の三つに代表さ
せ、バナジウム(V)の添加量を変化させた場合の押出
し加工の加工性を比較したデータであり、図2はB試料
の機械的性質(引張強さ、伸び率)を比較したデータで
ある。
【0011】(A)、(B)及び(C)合金ともにVを
0.001%wt添加することにより、無添加では加工
困難であったもの((B)、(C)試料)も、押出し時
間が短縮され、更にVを適正な添加量に増大したもの
は、全て押出し時間が10分以下となり、無添加の場合
と比較して大幅な加工性改善が認められた。またいずれ
も添加量がある値を過ぎると加工性の改善はサチュレー
トすることが確認された。サチュレート点は材料によ
り、V添加量0.1%wtから0.5%wt程度の差が
あり、V添加量の上限は最大でもお0.5%wtが好ま
しいことがわかった。
【0012】同様に図2より明らかなように、V添加に
よる機械的特性の変化については、常温、加熱時(12
5℃)共に引張強さはさほど変わらないが、伸び率では
125℃における伸び率に著しい改善が認められた。こ
れは図1における熱間加工時の塑性加工性の改善の裏付
けともなっている。なお試験はJIS6号TP、熱処理
条件165℃、20時間、引張速度20mm/minで
行った。
【0013】上述のごとくV添加による熱間押出し加工
性の改善は十分にその効果が確認された。一方V添加量
がある限界を越すと冷間圧延時にクラックの発生が生
じ、好ましくないこともわかった。図3は基準はんだ材
料(B)において、V添加量とその冷間圧延加工におけ
るクラック発生数の関連を試験した結果を示したもので
あり、冷間圧延加工による圧延テープの両端部における
深さ1mm以上のクラック数をもってクラック発生数と
した。図3ではV添加量が0.5%wt以上となるとク
ラックの発生数が増加しており、品質的にこの値程度が
V添加量の限度と考えられる。
【0014】
【実施例】表1は本願発明の実施例でSn/3.5Ag
/1.2Cu合金(A)、Sn/3.4Ag/1.1C
u/3.0Bi合金(B)に各Vを0.02%wt添加
せるもの(A’、B’)の効果を測定したものである。
各加工性が大幅に改善され、押出し困難であったもの
も、押出し圧力の低減が可能となるだけでなく、押出し
時間も大幅に短縮され、容易に押出し加工ができるよう
になった。
【0015】
【表1】
【0016】耐熱性の弱い電子部品の一部に温度制御用
の低温半田として使用されているSn/46Bi/20
Pbはんだ合金(C)(溶融温度100℃)は、ビスマ
スの含有量が多く加工性が悪い為、一般に機械加工でな
く手流し鋳造糸はんだの形で生産されていたが、バナジ
ウムの微量添加により押出し加工が可能となり、精密な
成形はんだの生産も可能となった。表2にバナジウムの
添加品(C’)と無添加品(C)との押出し加工スピー
ドの比較データを示す。
【0017】
【表2】
【0018】Sn/5.0Sbはんだ(D)(溶融温度
240℃)は、Sn/3.5Agはんだを代替する高温
はんだとして電気・電子機器の発熱部の接合用に使用さ
れているが、このはんだも錫・鉛合金の一般はんだと比
較して極めて硬い合金であり、圧力トン数の小さな一般
はんだ用の押出し機では押出し加工が難しく、高い圧力
を負荷しつつ、長い押出し時間を掛けて押出し加工しな
ければならない。しかしながらこの合金に微量のバナジ
ウムを添加した合金の場合には、押出し圧力を若干低減
しても、極めて滑らかに押出し加工することが出来、加
工時間を大幅に短縮することができる。表3にバナジウ
ムの添加品(D’)と無添加品(D)との押出し加工ス
ピードの比較を示す。
【0019】
【表3】
【0020】表4はSn/0.7Cuはんだ(E)に
0.01%wtV、及びSn/3.5Agはんだ(F)
に0.02%wtVを添加した場合であり、押出し圧力
も低く、また押出し時間はV無添加のものに比して約7
0%、62%と減少した。
【0021】
【表4】
【0022】表5はSn/50Biはんだ(G)にVを
0.05%wt添加した場合で、同一押出し圧力で押出
し時間は2.5分の1、即ち作業性は2.5倍と大幅に
改善された。
【0023】
【表5】
【0024】
【発明の効果】錫に銀、銅、ビスマス、アンチモン、イ
ンジウム、アルミニウム、鉛,亜鉛等の非鉄金属を一種
または数種加えて成る合金は、錫・鉛合金によるはんだ
に比し、一般に大変硬い性質を持ち、特にビスマスを含
むものは脆性すら発現するため、塑性加工性が悪く、従
って線状或いはリボン状のはんだを作るための押出し加
工において作業性が悪く、一部では押出し加工不能のも
のもある。しかしながら、本発明に依れば、上記実施例
のすべてに見られる様に、熱間押出し加工において作業
時間的に数倍の作業性の改善を見ることが出来るだけで
なく、一部の合金では、押出し不能のものを押出し可能
な状態に改善することも出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 基準はんだ材料に各バナジウム(V)添加量
を変化させ、押し出し加工の加工性を比較したデータを
示す図である。
【図2】 基準はんだ材料に各バナジウム(V)添加量
を変化させ、機械的性質(引張強さ、伸び率)を比較し
たデータを示す図である。
【図3】 バナジウム(V)添加量と、冷間圧延加工時
のクラック発生数の関係を示した図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H05K 3/34 512 H05K 3/34 512C

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 錫を含有するはんだ材に、バナジウムを
    0.001%〜0.5%wt添加してなる加工性改良は
    んだ。
  2. 【請求項2】 錫93.5〜97.5%wt、Ag2.
    0〜5.0%wt、Cu0.5〜1.5%wtおよびバ
    ナジウム0.001%〜0.5%wtよりなることを特
    徴とする請求項1に記載の加工性改良はんだ。
  3. 【請求項3】 錫93.5〜97.5%wt、Ag2.
    0〜5.0%wt、Cu0.5〜1.5%wt、Bi
    2.5〜10.0%wtおよびバナジウム0.001%
    〜0.5%wtよりなることを特徴とする請求項1に記
    載の加工性改良はんだ。
  4. 【請求項4】 錫99.0〜99.5%wt、Cu0.
    5〜1.0%wtおよびバナジウム0.001%〜0.
    5%wtよりなることを特徴とする請求項1に記載の加
    工性改良はんだ。
  5. 【請求項5】 錫95.0〜98.0%wt、Ag2.
    0〜5.0%wtおよびバナジウム0.001%〜0.
    5%wtよりなることを特徴とする請求項1に記載の加
    工性改良はんだ。
  6. 【請求項6】 錫90.0〜97.0%wt、Sb3.
    0〜10.0%wtおよびバナジウム0.001%〜
    0.5%wtよりなることを特徴とする請求項1に記載
    の加工性改良はんだ。
  7. 【請求項7】 錫42.0〜97.0%wt、Bi3.
    0〜58.0%wtおよびバナジウム0.001%〜
    0.5%wtよりなることを特徴とする請求項1に記載
    の加工性改良はんだ。
  8. 【請求項8】 錫5.0〜95.0%wt、Pb5.0
    〜95.0%wt、Bi3.0〜50.0%wtおよび
    バナジウム0.001%〜0.5%wtよりなることを
    特徴とする請求項1に記載の加工性改良はんだ。
JP21716298A 1998-07-31 1998-07-31 加工性改良はんだ Expired - Lifetime JP3890759B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21716298A JP3890759B2 (ja) 1998-07-31 1998-07-31 加工性改良はんだ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21716298A JP3890759B2 (ja) 1998-07-31 1998-07-31 加工性改良はんだ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000042784A true JP2000042784A (ja) 2000-02-15
JP3890759B2 JP3890759B2 (ja) 2007-03-07

Family

ID=16699836

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP21716298A Expired - Lifetime JP3890759B2 (ja) 1998-07-31 1998-07-31 加工性改良はんだ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3890759B2 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1344597A1 (en) * 2002-03-15 2003-09-17 Delphi Technologies, Inc. Lead-free solder alloy and solder reflow process
JP2008302396A (ja) * 2007-06-08 2008-12-18 Murata Mfg Co Ltd ソルダペースト、および接合物品
JP2010155268A (ja) * 2008-12-27 2010-07-15 Senju Metal Ind Co Ltd Bi−Sn系リール巻きはんだ線およびはんだ線の製造方法
CN114669618A (zh) * 2022-04-07 2022-06-28 新乡市七星钎焊科技有限公司 一种钎料挤压生产工艺

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1344597A1 (en) * 2002-03-15 2003-09-17 Delphi Technologies, Inc. Lead-free solder alloy and solder reflow process
US6767411B2 (en) 2002-03-15 2004-07-27 Delphi Technologies, Inc. Lead-free solder alloy and solder reflow process
JP2008302396A (ja) * 2007-06-08 2008-12-18 Murata Mfg Co Ltd ソルダペースト、および接合物品
JP2010155268A (ja) * 2008-12-27 2010-07-15 Senju Metal Ind Co Ltd Bi−Sn系リール巻きはんだ線およびはんだ線の製造方法
CN114669618A (zh) * 2022-04-07 2022-06-28 新乡市七星钎焊科技有限公司 一种钎料挤压生产工艺

Also Published As

Publication number Publication date
JP3890759B2 (ja) 2007-03-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Miric et al. Lead‐free alloys
US7682468B2 (en) Lead-free solder alloy
KR100400121B1 (ko) 개선된기계적성질을갖는무연저융점땜납및이를사용하여접합된제품
US8216395B2 (en) Lead-free solder alloy
JP5115915B2 (ja) 鉛フリーはんだ、そのはんだ加工物、ソルダーペースト及び電子部品はんだ付け基板
US20070178007A1 (en) Lead-free solder, solder joint product and electronic component
JP2002246742A (ja) はんだ、それを使用したプリント配線基板の表面処理方法及びそれを使用した電子部品の実装方法
TWI819210B (zh) 無鉛焊錫合金及焊錫接合部
EP1337377A1 (en) Solder material and electric or electronic device in which the same is used
JPH08243782A (ja) はんだ合金およびそれを用いたはんだ付け方法
JPH08132277A (ja) 無鉛はんだ
JP3299091B2 (ja) 鉛フリーはんだ合金
JPWO2003061896A1 (ja) はんだ合金およびはんだ接合部
JP3446517B2 (ja) Pbフリーはんだ材料及びそれを用いた電子機器
JP2000349433A (ja) はんだ付け方法
JPH1041621A (ja) 錫−ビスマスはんだの接合方法
JP2000042784A (ja) 加工性改良はんだ
KR100678803B1 (ko) 납 프리 땜납 합금과, 그것을 이용한 땜납 재료 및 땜납접합부
JP2004148372A (ja) 鉛フリーはんだおよびはんだ付け物品
JP6323606B1 (ja) 線はんだ、はんだ継手の製造方法およびはんだ付け方法
JP2005052869A (ja) 高温はんだ付用ろう材とそれを用いた半導体装置
JP3328210B2 (ja) 電子部品実装品の製造方法
JP2002069688A (ja) 端子・コネクター用錫合金めっき材
JPH11279792A (ja) 錫−銀はんだ合金めっき層の形成方法
JP3254901B2 (ja) はんだ合金

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050422

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20060815

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060822

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060922

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20061017

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20061025

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20061121

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20061127

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091215

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101215

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131215

Year of fee payment: 7

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

EXPY Cancellation because of completion of term