JP2000061686A - はんだ用Ｚｎ合金 - Google Patents

はんだ用Ｚｎ合金

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JP2000061686A JP23842398A JP23842398A JP2000061686A JP 2000061686 A JP2000061686 A JP 2000061686A JP 23842398 A JP23842398 A JP 23842398A JP 23842398 A JP23842398 A JP 23842398A JP 2000061686 A JP2000061686 A JP 2000061686A
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寿一 清水
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    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L24/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H—ELECTRICITY
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    • H01L2924/013—Alloys
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    • H01L2924/01322—Eutectic Alloys, i.e. obtained by a liquid transforming into two solid phases

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子部品の組立等で用いるのに好適な、３０
０℃に近い融点を有する高温はんだ用合金を提供する。 【解決手段】 Ａｌを１〜９重量％、Ｍｇを０．０５〜
０．５重量％、Ｇａを０．１〜８重量％含み、残部がＺ
ｎ及び不可避不純物からなることを特徴とするはんだ用
Ｚｎ合金。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は電子部品の組立等で
用いられる高温はんだ用のＺｎ合金に関する。 【０００２】 【従来の技術】パワートランジスタ素子のダイボンディ
ングを始めとする各種電子部品の組み立て工程におい
て、３００℃程度の融点を有する高温はんだが用いられ
ている。こうした高温はんだとしては、Ｐｂ５％Ｓｎ合
金に代表されるＰｂ系合金が従来より用いられてきた。 【０００３】環境汚染に対する配慮から、Ｐｂの使用は
制限されるべきである。電子組み立て用の高温はんだの
分野においても、Ｐｂを含まないものが求められてきて
いる。 【０００４】しかしながら、Ｐｂ系合金を代替できる３
００℃近い融点を有する合金系は未だ見出されていなか
った。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、かか
る点に鑑み、電子部品の組立等で用いるのに好適な、３
００℃に近い融点を有する高温はんだ用合金を提供する
ことにある。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明の合金は、ＺｎＡ
ｌ共晶合金を基本とし、そこにＭｇとＧａを添加するこ
とにより低融点化を図ったものである。 【０００７】ＺｎＡｌ共晶合金は共晶温度が３８０℃付
近にあるといわれているが、固相線と液相線がそれぞれ
３０５℃と３１５℃であるＰｂ５％Ｓｎ合金に比べると
融点がまだ高く、Ｐｂ系高温はんだ合金の代替として用
いるにはさらなる低融点化が望まれる。ＭｇとＧａは、
低融点化を達成するための添加元素であると同時に、合
金のクリープ強度を向上させ、接合信頼性を向上させ
る。 【０００８】Ｍｇを単独で添加しても融点を低下させる
ことは可能であるが、十分な効果を得るためには多量の
Ｍｇを添加しなかればならず、その場合には合金の濡れ
性が悪化してはんだとして用いるのに適当ではなくな
る。 【０００９】一方、Ｇａを単独で添加すると、常温付近
で液相が生じ固相線温度が非常に低くなってしまうとい
う問題が発生する。 【００１０】発明者は、ＭｇとＧａを同時に添加するこ
とにより、Ｇａ添加に起因する低温での液相の出現を防
止し、かつ融点を十分に低下させられることを見出し
た。 【００１１】即ち、上記の目的を達成するための本発明
のはんだ用Ｚｎ合金は、Ａｌを１〜９重量％、Ｍｇを
０．０５〜０．５重量％、Ｇａを０．１〜８重量％含
み、残部がＺｎ及び不可避不純物からなることを特徴と
する。 【００１２】 【発明の実施の形態】本発明のＺｎ合金において、Ａｌ
濃度を１〜９重量％としたのは、この濃度範囲をはずれ
ると融点の向上が著しくなるからである。ちなみにＺｎ
Ａｌ共晶のＡｌ濃度は５％であり、本発明の合金におい
ても、Ａｌ濃度は５％前後にとるのが好ましい。 【００１３】また、Ｍｇ濃度を０．０５〜０．５重量％
としたのは、下限濃度未満では低温での液相の出現を防
止する効果、及び融点を低下させる効果が不十分である
からであり、逆に上限濃度を超えると融点はさらに低下
するものの、合金の濡れ性が低下するからである。 【００１４】また、Ｇａ濃度を０．１〜８重量％とした
のは、下限濃度未満では融点の低下効果が不十分である
からであり、逆に上限濃度を超えるとＭｇの添加によっ
ても低温での液相の出現を防止できなくなるからであ
る。 【００１５】 【実施例】純度９９．９％のＺｎ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｇａを
用いて、表１に示す組成のＺｎ合金を大気溶解炉により
溶製した。得られた合金の評価として、固相線及び液相
線の融点を、ＤＳＣ（ＭＡＣ ＳＣＩＥＮＣＥ社製ＤＳ
Ｃ３１００型、温度勾配１０℃／分）を用いて測定し
た。また、濡れ性の評価として、液相線温度より２０℃
高い温度で大気中に保持した溶融合金浴中にＡｇめっき
を施した銅片を５秒間侵漬し、Ａｇめっき面に合金融液
が濡れ広がった場合を「良」、濡れ広がらない場合を
「不良」として評価した。なお、濡れ性の欄の「−」
は、試験を実施していないことを示す。 【００１６】表１に上記評価の結果を示した。表１にお
いて明らかなように、本発明によるＺｎ合金は従来のＺ
ｎＡｌ合金に比べより３００℃に近い融点を有し、かつ
濡れ性にも問題が無いことがわかる。 【００１７】 【表１】 ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 分析値（重量％） 融点（℃） 濡れ性 Ａｌ Ｍｇ Ｇａ Ｚｎ 固相線 液相線 ￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣ 実施例１ ４．８ ０．０７ ０．９ 残 ３３７ ３８８ 良 実施例２ ４．８ ０．２５ ２．８ 残 ３２５ ３７９ 良 実施例３ ４．９ ０．４８ ５．０ 残 ２８９ ３６５ 良 実施例４ ４．８ ０．４６ ０．１ 残 ３４６ ３８３ 良 実施例５ ５．０ ０．４４ ３．２ 残 ３１２ ３７６ 良 実施例６ ５．０ ０．４７ ７．３ 残 ２８４ ３６１ 良 実施例７ １．７ ０．２６ ３．３ 残 ３１０ ３８８ 良 実施例８ ８．２ ０．２８ ３．６ 残 ３１２ ３９２ 良 比較例１ ４．９ − − 残 ３８２ ４０４ 良 比較例２ ４．８ １．０ ３．０ 残 ３０９ ３６４ 不良 比較例３ ４．８ − ３．３ 残 ２０ ３９４ − 比較例４ ５．０ ０．５０ ８．４ 残 ９１ ３５７ − ￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣ 【００１８】 【発明の効果】以上から明らかなように、本発明によ
り、電子部品の組立等で用いるのに好適な、３００℃に
近い融点を有する高温はんだ用Ｚｎ合金を提供すること
ができた。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 Ａｌを１〜９重量％、Ｍｇを０．０５〜
    ０．５重量％、Ｇａを０．１〜８重量％含み、残部がＺ
    ｎ及び不可避不純物からなるはんだ用Ｚｎ合金。
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