JP2000326088A - 無鉛ハンダ - Google Patents
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- 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
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/26—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 400 degrees C
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- B23K35/26—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 400 degrees C
- B23K35/262—Sn as the principal constituent
Abstract
(57)【要約】
【課題】 有害物質の鉛を含まず、ガラス、セラミック
ス等の酸化物材料に対して十分な接合強度を有する無鉛
ハンダを提供する。 【解決手段】 実質的にＳｎおよびＺｎを含有するとと
もに、重量％で表示して０．００１〜３．０％のＴｉを
含有することを特徴とする無鉛ハンダである。
ス等の酸化物材料に対して十分な接合強度を有する無鉛
ハンダを提供する。 【解決手段】 実質的にＳｎおよびＺｎを含有するとと
もに、重量％で表示して０．００１〜３．０％のＴｉを
含有することを特徴とする無鉛ハンダである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、低温で作業可能な
セラミックス、ガラス等の酸化物材料接合用の無鉛ハン
ダに関する。
セラミックス、ガラス等の酸化物材料接合用の無鉛ハン
ダに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、セラミックス、ガラス等の酸化物
材料のハンダ付けのために、予め金メッキ、銅メッキ、
ニッケルメッキ等の電気メッキや無電解メッキを行う方
法は周知であるが、メッキ面に対するハンダ付けは高
価、複雑であり、より経済的にハンダ付けを行うことが
要望されている。
材料のハンダ付けのために、予め金メッキ、銅メッキ、
ニッケルメッキ等の電気メッキや無電解メッキを行う方
法は周知であるが、メッキ面に対するハンダ付けは高
価、複雑であり、より経済的にハンダ付けを行うことが
要望されている。
【０００３】この要望に応えるべく、例えば特公昭４９
−２２２９９号公報や特公昭５２−２１９８０号公報に
は、ガラス、セラミックスに直接ハンダ付けできるＰｂ
−Ｓｎ系ハンダについて開示されている。
−２２２９９号公報や特公昭５２−２１９８０号公報に
は、ガラス、セラミックスに直接ハンダ付けできるＰｂ
−Ｓｎ系ハンダについて開示されている。
【０００４】しかし、鉛は毒性の強い金属であり、近
年、鉛の健康・環境への影響が懸念され、生態系への悪
影響や汚染が問題視されつつあり、ハンダを無鉛化する
動きが急速に広まりつつある。
年、鉛の健康・環境への影響が懸念され、生態系への悪
影響や汚染が問題視されつつあり、ハンダを無鉛化する
動きが急速に広まりつつある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記した特公昭４９−
２２２９９号公報に開示されているハンダは、ガラス、
セラミックス等の酸化物膜材料へ直接ハンダ付け可能な
Ｐｂ−Ｓｎ−Ｃｄ−Ｓｂハンダであるが、このハンダは
有害物質の鉛を含有しているため、これらのハンダを用
いた製品の廃棄物が酸性雨にさらされると鉛が大量に溶
出し、その毒性は非常に深刻な問題となる。
２２２９９号公報に開示されているハンダは、ガラス、
セラミックス等の酸化物膜材料へ直接ハンダ付け可能な
Ｐｂ−Ｓｎ−Ｃｄ−Ｓｂハンダであるが、このハンダは
有害物質の鉛を含有しているため、これらのハンダを用
いた製品の廃棄物が酸性雨にさらされると鉛が大量に溶
出し、その毒性は非常に深刻な問題となる。
【０００６】また、上記した特公昭５２−２１９８０号
公報に開示されたハンダは、ガラス、セラミックス等の
酸化物材料の接合に使用可能な稀土類金属含有ハンダで
あるが、このハンダも主成分は鉛であり、同様の問題を
有している。
公報に開示されたハンダは、ガラス、セラミックス等の
酸化物材料の接合に使用可能な稀土類金属含有ハンダで
あるが、このハンダも主成分は鉛であり、同様の問題を
有している。
【０００７】一方、無鉛ハンダとしては、主に電子部品
実装用として盛んに研究がなされている。例えば、特開
平９−３２６５５４号公報にはＳｎ−Ａｇ−Ｉｎハンダ
について開示されており、また特開平８−１６４４９５
号公報にはＳｎ−Ｚｎ−Ｂｉハンダについて開示されて
いるが、いずれもガラス、セラミックス等の酸化物材料
に対するハンダ付けにおいては、ハンダの接合強度が十
分ではないという問題点を有している。
実装用として盛んに研究がなされている。例えば、特開
平９−３２６５５４号公報にはＳｎ−Ａｇ−Ｉｎハンダ
について開示されており、また特開平８−１６４４９５
号公報にはＳｎ−Ｚｎ−Ｂｉハンダについて開示されて
いるが、いずれもガラス、セラミックス等の酸化物材料
に対するハンダ付けにおいては、ハンダの接合強度が十
分ではないという問題点を有している。
【０００８】さらに、金属酸化物に対してハンダ付け可
能な無鉛ハンダとして、例えば特公昭５５−３６０３２
号公報にはＳｎ−Ａｇ−Ａｌ−Ｚｎハンダについて開示
されているが、被接合体として金属を選択しているた
め、熱膨張係数の大きく異なるガラス、セラミックス等
の酸化物材料に対して使用した場合に、剥離し易いとい
う問題点を有している。
能な無鉛ハンダとして、例えば特公昭５５−３６０３２
号公報にはＳｎ−Ａｇ−Ａｌ−Ｚｎハンダについて開示
されているが、被接合体として金属を選択しているた
め、熱膨張係数の大きく異なるガラス、セラミックス等
の酸化物材料に対して使用した場合に、剥離し易いとい
う問題点を有している。
【０００９】本発明は上記従来の実状に鑑みてなされた
ものであって、有害物質の鉛を含まず、ガラス、セラミ
ックス等の酸化物材料に対して十分な接合強度を有する
無鉛ハンダを提供することを目的とする。
ものであって、有害物質の鉛を含まず、ガラス、セラミ
ックス等の酸化物材料に対して十分な接合強度を有する
無鉛ハンダを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、ガラス、セラ
ミックス等の酸化物を接合するためになされたものであ
って、ＳｎおよびＺｎを主成分とするハンダにＴｉ、Ａ
ｌ、Ｃｕを含有する組成としたものである。ただし、本
発明の無鉛ハンダは、Ｚｎ、Ｔｉ、Ａｌなど非常に酸化
され易く、ハンダの表面に偏析し易い成分を含有するた
め、以下に表される組成は、すべての成分においてハン
ダ中の平均組成とする。
ミックス等の酸化物を接合するためになされたものであ
って、ＳｎおよびＺｎを主成分とするハンダにＴｉ、Ａ
ｌ、Ｃｕを含有する組成としたものである。ただし、本
発明の無鉛ハンダは、Ｚｎ、Ｔｉ、Ａｌなど非常に酸化
され易く、ハンダの表面に偏析し易い成分を含有するた
め、以下に表される組成は、すべての成分においてハン
ダ中の平均組成とする。
【００１１】すなわち、本発明の無鉛ハンダは、実質的
にＳｎおよびＺｎを含有するとともに、重量％で表示し
て、０．００１〜３．０％のＴｉを含有することを特徴
とする。
にＳｎおよびＺｎを含有するとともに、重量％で表示し
て、０．００１〜３．０％のＴｉを含有することを特徴
とする。
【００１２】ここで、本発明の無鉛ハンダは、その成分
として、０．００１〜３．０％のＡｌを含有することが
好ましい。
として、０．００１〜３．０％のＡｌを含有することが
好ましい。
【００１３】さらに、本発明の無鉛ハンダは、その成分
として、０．００１〜９．０％のＣｕを含有することが
好ましい。
として、０．００１〜９．０％のＣｕを含有することが
好ましい。
【００１４】さらに、本発明の無鉛ハンダは、重量％で
表示したときのＳｎとＺｎの比率（Ｓｎ／Ｚｎ）の値
が、Ｓｎ／Ｚｎ＝４．０〜１９．０となるようにＳｎお
よびＺｎをそれぞれ含有することが好ましい。ここで、
重量％で表示したときのＳｎとＺｎの比率（Ｓｎ／Ｚ
ｎ）の値とは、無鉛ハンダ中のＳｎの重量％の値をＺｎ
の重量％の値で除したもので、例えば、Ｓｎ９１重量
％、Ｚｎ９重量％の２元系の無鉛ハンダにおいては、９
１／９＝１０．１と計算できる。
表示したときのＳｎとＺｎの比率（Ｓｎ／Ｚｎ）の値
が、Ｓｎ／Ｚｎ＝４．０〜１９．０となるようにＳｎお
よびＺｎをそれぞれ含有することが好ましい。ここで、
重量％で表示したときのＳｎとＺｎの比率（Ｓｎ／Ｚ
ｎ）の値とは、無鉛ハンダ中のＳｎの重量％の値をＺｎ
の重量％の値で除したもので、例えば、Ｓｎ９１重量
％、Ｚｎ９重量％の２元系の無鉛ハンダにおいては、９
１／９＝１０．１と計算できる。
【００１５】さらに、本発明の無鉛ハンダは、重量％で
表示したときのＳｎとＺｎの比率（Ｓｎ／Ｚｎ）の値
が、Ｓｎ／Ｚｎ＝９．０〜１２．０となるようにＳｎお
よびＺｎを含有するとともに、実質的にＣｕを含まない
ことが好ましい。ここで、前記「実質的にＣｕを含まな
い」とは、ハンダの作製に用いられる通常の原材料中、
例えばＳｎもしくはＺｎの単体中に、不純物として含ま
れ必然的にハンダ中に含有されてしまうＣｕの量よりも
多く含まないということである。
表示したときのＳｎとＺｎの比率（Ｓｎ／Ｚｎ）の値
が、Ｓｎ／Ｚｎ＝９．０〜１２．０となるようにＳｎお
よびＺｎを含有するとともに、実質的にＣｕを含まない
ことが好ましい。ここで、前記「実質的にＣｕを含まな
い」とは、ハンダの作製に用いられる通常の原材料中、
例えばＳｎもしくはＺｎの単体中に、不純物として含ま
れ必然的にハンダ中に含有されてしまうＣｕの量よりも
多く含まないということである。
【００１６】さらに、本発明の無鉛ハンダは、その成分
としてＢｉ、ＳｉまたはＳｂのうちから選択される１種
類以上の元素を、合計１０％以下の範囲で含有すること
が好ましい。
としてＢｉ、ＳｉまたはＳｂのうちから選択される１種
類以上の元素を、合計１０％以下の範囲で含有すること
が好ましい。
【００１７】また、本発明の無鉛ハンダは、その成分と
して、０．００１〜１．０％のＳｉを含有することが好
ましい。
して、０．００１〜１．０％のＳｉを含有することが好
ましい。
【００１８】以下に、本発明の無鉛ハンダの組成限定理
由について説明する。但し、以下の組成は重量％で表示
したものである。
由について説明する。但し、以下の組成は重量％で表示
したものである。
【００１９】Ｓｎは毒性がなく、被接合体に対する濡れ
を得るという作用を有するため、ハンダには必須の成分
であり、またＺｎはガラス、セラミックス等の酸化物材
料に対する接着力を付与するためにハンダに添加され
る。
を得るという作用を有するため、ハンダには必須の成分
であり、またＺｎはガラス、セラミックス等の酸化物材
料に対する接着力を付与するためにハンダに添加され
る。
【００２０】Ｔｉは、非常に酸化され易い元素である
が、酸化物との接合においては結合をつくり易いという
利点がある。その添加量が０．００１％未満ではその効
果が低く、３．０％を超えるとハンダ自体の硬さが増
し、耐ヒートサイクル性を確保するのが難しいとともに
融点が高く、作業性が悪化する。より好ましい添加量
は、０．０１〜１．０％の範囲である。
が、酸化物との接合においては結合をつくり易いという
利点がある。その添加量が０．００１％未満ではその効
果が低く、３．０％を超えるとハンダ自体の硬さが増
し、耐ヒートサイクル性を確保するのが難しいとともに
融点が高く、作業性が悪化する。より好ましい添加量
は、０．０１〜１．０％の範囲である。
【００２１】Ａｌは、Ｔｉと同様に非常に酸化され易い
元素であるが、酸化物との接合においては結合をつくり
易いという利点がある。その添加量が０．００１％未満
ではその効果が低く、３．０％を超えるとハンダ自体の
硬さが増し、耐ヒートサイクル性を確保するのが難しい
とともに融点が高く、作業性が悪化する。より好ましい
添加量は、０．０１〜１．０％の範囲である。
元素であるが、酸化物との接合においては結合をつくり
易いという利点がある。その添加量が０．００１％未満
ではその効果が低く、３．０％を超えるとハンダ自体の
硬さが増し、耐ヒートサイクル性を確保するのが難しい
とともに融点が高く、作業性が悪化する。より好ましい
添加量は、０．０１〜１．０％の範囲である。
【００２２】Ｃｕは、添加することによりハンダの機械
的強度の向上に優れた効果を発揮する。その添加量が
０．００１％未満ではその効果が低く、９．０％超える
と融点が高くなるとともにＳｎとの金属間化合物が多量
に発生し、機械的強度が逆に低下することが問題とな
る。より好ましい添加量の範囲は、０．０１〜３．０％
である。
的強度の向上に優れた効果を発揮する。その添加量が
０．００１％未満ではその効果が低く、９．０％超える
と融点が高くなるとともにＳｎとの金属間化合物が多量
に発生し、機械的強度が逆に低下することが問題とな
る。より好ましい添加量の範囲は、０．０１〜３．０％
である。
【００２３】本発明の無鉛ハンダにおいては、重量％で
表示したときのＳｎとＺｎの比率（Ｓｎ／Ｚｎ）の値
が、Ｓｎ／Ｚｎ＝４．０〜１９．０となるようにＳｎお
よびＺｎを含有することが好ましい。ＳｎとＺｎは合金
となった場合に共晶反応を起こす系であり、その合金中
の共晶部分はＳｎとＺｎが細かく混合した微細かつ緻密
な組織を有し、柔軟性に富んでいる。その結果、共晶部
分で応力が均一に分散し易いので、ガラス等と接合した
場合に界面に応力が集中せず剥離を起こし難いという利
点を有する。
表示したときのＳｎとＺｎの比率（Ｓｎ／Ｚｎ）の値
が、Ｓｎ／Ｚｎ＝４．０〜１９．０となるようにＳｎお
よびＺｎを含有することが好ましい。ＳｎとＺｎは合金
となった場合に共晶反応を起こす系であり、その合金中
の共晶部分はＳｎとＺｎが細かく混合した微細かつ緻密
な組織を有し、柔軟性に富んでいる。その結果、共晶部
分で応力が均一に分散し易いので、ガラス等と接合した
場合に界面に応力が集中せず剥離を起こし難いという利
点を有する。
【００２４】本発明の無鉛ハンダにおいては、重量％で
表示したときのＳｎとＺｎの比率（Ｓｎ／Ｚｎ）の値
が、Ｓｎ／Ｚｎ＝９．０〜１２．０となるようにＳｎお
よびＺｎを含有するとともに、実質的にＣｕを含まない
ことが好ましい。Ｓｎ／Ｚｎ＝９．０〜１２．０の場合
には、共晶点組成（Ｓｎ／Ｚｎ＝１０．１）に近いた
め、ＳｎもしくはＺｎの初晶が大きく成長し難く、共晶
の微細な組織が多い。共晶の組織が多いと柔軟性に富ん
でおり、前述のようにガラス等との接合には有利である
が、核となる化合物があると共晶組成を有する結晶粒が
大きく成長してしまう。ＣｕとＺｎの共存下では、Ｃｕ
Ｚｎ化合物ができ易く、核となり易いため、共晶組成を
持つ結晶粒が大きく成長し、ガラス等と接合した場合に
は結晶粒界に応力が集中し、破断を起こし易いという欠
点を有するため、実質的にＣｕを含まないことが好まし
い。
表示したときのＳｎとＺｎの比率（Ｓｎ／Ｚｎ）の値
が、Ｓｎ／Ｚｎ＝９．０〜１２．０となるようにＳｎお
よびＺｎを含有するとともに、実質的にＣｕを含まない
ことが好ましい。Ｓｎ／Ｚｎ＝９．０〜１２．０の場合
には、共晶点組成（Ｓｎ／Ｚｎ＝１０．１）に近いた
め、ＳｎもしくはＺｎの初晶が大きく成長し難く、共晶
の微細な組織が多い。共晶の組織が多いと柔軟性に富ん
でおり、前述のようにガラス等との接合には有利である
が、核となる化合物があると共晶組成を有する結晶粒が
大きく成長してしまう。ＣｕとＺｎの共存下では、Ｃｕ
Ｚｎ化合物ができ易く、核となり易いため、共晶組成を
持つ結晶粒が大きく成長し、ガラス等と接合した場合に
は結晶粒界に応力が集中し、破断を起こし易いという欠
点を有するため、実質的にＣｕを含まないことが好まし
い。
【００２５】本発明の無鉛ハンダにおいては、Ｂｉ、Ｓ
ｉまたはＳｂのうち１種類以上の元素を１０％以下の範
囲で適宜添加することができる。Ｂｉ、Ｓｉはハンダの
濡れ性を改善させることができる。Ｓｂはハンダ付け外
観を良好にし、クリープ抵抗を増大させる。また、その
他Ｃｒ、Ｂｅ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｐなど
の元素を微量添加してもハンダとしての特性、すなわち
無鉛の他、ハンダ付け性および機械的強度を高めること
できる。
ｉまたはＳｂのうち１種類以上の元素を１０％以下の範
囲で適宜添加することができる。Ｂｉ、Ｓｉはハンダの
濡れ性を改善させることができる。Ｓｂはハンダ付け外
観を良好にし、クリープ抵抗を増大させる。また、その
他Ｃｒ、Ｂｅ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｐなど
の元素を微量添加してもハンダとしての特性、すなわち
無鉛の他、ハンダ付け性および機械的強度を高めること
できる。
【００２６】また、Ｓｉはその添加量が０．００１％未
満では効果が低く、１．０％を越えると融点が高くなり
作業性が悪化する。より好ましい添加量の範囲は０．０
１〜０．１％である。
満では効果が低く、１．０％を越えると融点が高くなり
作業性が悪化する。より好ましい添加量の範囲は０．０
１〜０．１％である。
【００２７】また、本発明の無鉛ハンダにおいては、Ｉ
ｎを適宜添加することも可能である。Ｉｎはハンダの融
点を低下させるばかりでなく、濡れ性を向上させ、ハン
ダ自身を柔らかくするため、酸化物材料にハンダ付けし
た場合に界面の応力を緩和させるという作用を有する。
ｎを適宜添加することも可能である。Ｉｎはハンダの融
点を低下させるばかりでなく、濡れ性を向上させ、ハン
ダ自身を柔らかくするため、酸化物材料にハンダ付けし
た場合に界面の応力を緩和させるという作用を有する。
【００２８】なお、本発明の無鉛ハンダは、ガラス、セ
ラミックス等の酸化物材料の他、アルミニウム、チタ
ン、ジルコニウム等の酸化被膜を有する難ハンダ付け金
属に直接ハンダ付け可能である。また、難ハンダ付け材
料にハンダ付けする場合、ハンダ付けの際に、ハンダに
超音波振動を付加できるような装置を用いることが好ま
しい。また、ハンダと難ハンダ付け材料との界面を物理
的に刺激し、接合を促進するための刺激伝達物を有する
装置を用いることが好ましい。ここで、前記「刺激伝達
物」とは、物理的な刺激をハンダに伝えるものであり、
例えばその形状として板状または棒状であることが好ま
しい。また、前記「物理的な刺激」とは、前記刺激伝達
物を機械的に動かすことであり、その機械的な動きとし
て回転、振動の少なくともいずれか一方からなることが
好ましい。
ラミックス等の酸化物材料の他、アルミニウム、チタ
ン、ジルコニウム等の酸化被膜を有する難ハンダ付け金
属に直接ハンダ付け可能である。また、難ハンダ付け材
料にハンダ付けする場合、ハンダ付けの際に、ハンダに
超音波振動を付加できるような装置を用いることが好ま
しい。また、ハンダと難ハンダ付け材料との界面を物理
的に刺激し、接合を促進するための刺激伝達物を有する
装置を用いることが好ましい。ここで、前記「刺激伝達
物」とは、物理的な刺激をハンダに伝えるものであり、
例えばその形状として板状または棒状であることが好ま
しい。また、前記「物理的な刺激」とは、前記刺激伝達
物を機械的に動かすことであり、その機械的な動きとし
て回転、振動の少なくともいずれか一方からなることが
好ましい。
【００２９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を具体的
な実施例を挙げて説明する。
な実施例を挙げて説明する。
【００３０】（実施例１〜２４）被接合材としてソーダ
石灰ガラス（５０×５０×３ｍｍ）を用い、その板ガラ
ス上に、表１、２、３に示した組成からなる無鉛ハンダ
を、６０ｋＨｚの周波数でこて先が振動する超音波ハン
ダごてを使用して溶解接着し、本実施例のサンプルを作
製した。表中の組成は、いずれも重量％表示である。
石灰ガラス（５０×５０×３ｍｍ）を用い、その板ガラ
ス上に、表１、２、３に示した組成からなる無鉛ハンダ
を、６０ｋＨｚの周波数でこて先が振動する超音波ハン
ダごてを使用して溶解接着し、本実施例のサンプルを作
製した。表中の組成は、いずれも重量％表示である。
【００３１】板ガラスと無鉛ハンダの接着性の評価は、
板ガラス表面に接着された無鉛ハンダ層をナイフで削っ
た際の無鉛ハンダの剥離度合いにより行った。表１、
２、３中の接着性の欄において、○印はハンダ層の半分
以上が剥離せずに板ガラス上に残留したもの、×印はハ
ンダ層がすべて剥離してしまったものである。
板ガラス表面に接着された無鉛ハンダ層をナイフで削っ
た際の無鉛ハンダの剥離度合いにより行った。表１、
２、３中の接着性の欄において、○印はハンダ層の半分
以上が剥離せずに板ガラス上に残留したもの、×印はハ
ンダ層がすべて剥離してしまったものである。
【００３２】
【表１】
【００３３】
【表２】
【００３４】
【表３】
【００３５】表１、２、３から明らかなように、本実施
例のサンプルは請求項１ないし５に示されるように、Ｔ
ｉ、Ａｌ、Ｃｕ、ＳｎおよびＺｎ等の成分を適切に含有
させることにより、板ガラスとの接着強度を増大させる
だけでなく、ハンダ自体の機械的強度、冷却時のガラス
−ハンダ界面の歪み緩和等、ハンダと板ガラスを強固に
接着させるために必要な種々の特性を有するため、板ガ
ラス同士をハンダで強固に接合することができ、ハンダ
付け後の衝撃等による剥離の問題は何ら生じない。
例のサンプルは請求項１ないし５に示されるように、Ｔ
ｉ、Ａｌ、Ｃｕ、ＳｎおよびＺｎ等の成分を適切に含有
させることにより、板ガラスとの接着強度を増大させる
だけでなく、ハンダ自体の機械的強度、冷却時のガラス
−ハンダ界面の歪み緩和等、ハンダと板ガラスを強固に
接着させるために必要な種々の特性を有するため、板ガ
ラス同士をハンダで強固に接合することができ、ハンダ
付け後の衝撃等による剥離の問題は何ら生じない。
【００３６】（比較例１ないし３）表３に、本発明に対
する比較例の組成と接着性を示す。組成は重量％表示で
ある。
する比較例の組成と接着性を示す。組成は重量％表示で
ある。
【００３７】比較例１ないし３は、いずれもＺｎ、Ｔｉ
の添加量が本発明の範囲外であり、さらに、比較例２は
Ｃｕの添加量が本発明の範囲外で、比較例３はＡｌの添
加量が本発明の範囲外である。このため、比較例の無鉛
ハンダにおいては板ガラスとの接着強度が低く、ハンダ
層がすべて剥離してしまった。
の添加量が本発明の範囲外であり、さらに、比較例２は
Ｃｕの添加量が本発明の範囲外で、比較例３はＡｌの添
加量が本発明の範囲外である。このため、比較例の無鉛
ハンダにおいては板ガラスとの接着強度が低く、ハンダ
層がすべて剥離してしまった。
【００３８】（実施例２５〜３４）被接合材としてソー
ダ石灰ガラス（５０×５０×３ｍｍ）を用い、その板ガ
ラス上に、表４に示した組成からなる無鉛ハンダを、６
０ｋＨｚの周波数でこて先が振動する超音波ハンダごて
を使用して溶解接着し、本実施例のサンプルを作成し
た。表中の組成は、いずれも重量％表示である。
ダ石灰ガラス（５０×５０×３ｍｍ）を用い、その板ガ
ラス上に、表４に示した組成からなる無鉛ハンダを、６
０ｋＨｚの周波数でこて先が振動する超音波ハンダごて
を使用して溶解接着し、本実施例のサンプルを作成し
た。表中の組成は、いずれも重量％表示である。
【００３９】板ガラスとハンダの接着性の評価は、前記
実施例１〜２４の場合と同様に、板ガラス表面に接着さ
れたハンダ層をナイフで削った際の無鉛ハンダの剥離度
合いにより行った。表４中の接着性の欄において、○印
はハンダ層の半分以上が剥離せずに板ガラス上に残留し
たもの、×印はハンダ層がすべて剥離してしまったもの
である。
実施例１〜２４の場合と同様に、板ガラス表面に接着さ
れたハンダ層をナイフで削った際の無鉛ハンダの剥離度
合いにより行った。表４中の接着性の欄において、○印
はハンダ層の半分以上が剥離せずに板ガラス上に残留し
たもの、×印はハンダ層がすべて剥離してしまったもの
である。
【００４０】
【表４】
【００４１】表４から明らかなように、本実施例のサン
プルは、請求項１ないし５に示される成分の他、請求項
６、７に示されるような成分およびＣｒ、Ｂｅ、Ｆｅ、
Ｎｉ、Ｃｏ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｐの微量添加成分を適切に添
加することにより、板ガラスとの接着強度を増大させる
だけでなく、ハンダ自体の機械的強度、冷却時のガラス
−ハンダ界面の歪み緩和等、ハンダと板ガラスを強固に
接着させるために必要な種々の特性を有するため、板ガ
ラス同士をハンダで強固に接合することができ、ハンダ
付け後の衝撃等による剥離の問題は何ら生じない。
プルは、請求項１ないし５に示される成分の他、請求項
６、７に示されるような成分およびＣｒ、Ｂｅ、Ｆｅ、
Ｎｉ、Ｃｏ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｐの微量添加成分を適切に添
加することにより、板ガラスとの接着強度を増大させる
だけでなく、ハンダ自体の機械的強度、冷却時のガラス
−ハンダ界面の歪み緩和等、ハンダと板ガラスを強固に
接着させるために必要な種々の特性を有するため、板ガ
ラス同士をハンダで強固に接合することができ、ハンダ
付け後の衝撃等による剥離の問題は何ら生じない。
【００４２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の無鉛ハン
ダは有害物質の鉛を含まず、請求項１ないし５に示され
る成分を適切に含有し、また請求項６、７に示されるよ
うな成分およびＣｒ、Ｂｅ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｇａ、
Ｇｅ、Ｐの微量添加成分を適切に添加することにより、
ガラスとの接着強度を増大させるだけでなく、ハンダ自
体の機械的強度、冷却時のガラス−ハンダ界面の歪み緩
和等、ハンダとガラスなどの酸化物材料を強固に接着さ
せるために必要な種々の特性を有するため、ガラス、セ
ラミックス等の酸化物材料同士をハンダで強固に接合す
ることができ、しかもハンダ付け後に剥離を生じ難いと
いう優れた効果を有するものである。
ダは有害物質の鉛を含まず、請求項１ないし５に示され
る成分を適切に含有し、また請求項６、７に示されるよ
うな成分およびＣｒ、Ｂｅ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｇａ、
Ｇｅ、Ｐの微量添加成分を適切に添加することにより、
ガラスとの接着強度を増大させるだけでなく、ハンダ自
体の機械的強度、冷却時のガラス−ハンダ界面の歪み緩
和等、ハンダとガラスなどの酸化物材料を強固に接着さ
せるために必要な種々の特性を有するため、ガラス、セ
ラミックス等の酸化物材料同士をハンダで強固に接合す
ることができ、しかもハンダ付け後に剥離を生じ難いと
いう優れた効果を有するものである。
フロントページの続き (72)発明者 中垣 茂樹 大阪府大阪市中央区道修町３丁目５番11号 日本板硝子株式会社内 (72)発明者 菅沼 克昭 大阪府茨木市美穂ヶ丘８番１号 大阪大学 産業科学研究所内 Ｆターム(参考） 4G026 BA02 BB33 BF13 BF24 BF57 BG02 4G061 BA06 CA03 CB14 DA24
Claims (7)
- 【請求項１】 実質的にＳｎおよびＺｎを含有するとと
もに、重量％で表示して、０．００１〜３．０％のＴｉ
を含有することを特徴とする無鉛ハンダ。 - 【請求項２】 重量％で表示して、０．００１〜３．０
％のＡｌを含有する請求項１に記載の無鉛ハンダ。 - 【請求項３】 重量％で表示して、０．００１〜９．０
％のＣｕを含有する請求項１または２に記載の無鉛ハン
ダ。 - 【請求項４】 重量％で表示したときのＳｎとＺｎの比
率（Ｓｎ／Ｚｎ）の値が、Ｓｎ／Ｚｎ＝４．０〜１９．
０となるようにＳｎおよびＺｎを含有する請求項１ない
し３のいずれかに記載の無鉛ハンダ。 - 【請求項５】 重量％で表示したときのＳｎとＺｎの比
率（Ｓｎ／Ｚｎ）の値が、Ｓｎ／Ｚｎ＝９．０〜１２．
０となるようにＳｎおよびＺｎを含有するとともに、実
質的にＣｕを含まないことを特徴とする請求項１、２ま
たは４のいずれかに記載の無鉛ハンダ。 - 【請求項６】 重量％で表示して、Ｂｉ、ＳｉまたはＳ
ｂのうちから選択される１種類以上の元素を合計１０％
以下の範囲で含有する請求項１ないし５のいずれかに記
載の無鉛ハンダ。 - 【請求項７】 重量％で表示して、０．００１〜１．０
％のＳｉを含有する請求項１ないし６のいずれかに記載
の無鉛ハンダ。
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| JP2018090460A (ja) * | 2016-12-06 | 2018-06-14 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 接合材とそれにより得られる接合体と接合体の製造方法 |
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| JP4856362B2 (ja) * | 2004-05-20 | 2012-01-18 | Ｔｄｋ株式会社 | 高電圧セラミックコンデンサ |
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- 2000-03-09 CA CA002332587A patent/CA2332587A1/en not_active Abandoned
- 2000-03-09 KR KR1020007012804A patent/KR20010043636A/ko not_active Application Discontinuation
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