JP2001009588A - Pb−Sn系ハンダ材 - Google Patents

Pb−Sn系ハンダ材

Info

Publication number
JP2001009588A
JP2001009588A JP17975699A JP17975699A JP2001009588A JP 2001009588 A JP2001009588 A JP 2001009588A JP 17975699 A JP17975699 A JP 17975699A JP 17975699 A JP17975699 A JP 17975699A JP 2001009588 A JP2001009588 A JP 2001009588A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ppm
solder material
solder
based solder
total
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.)
Withdrawn
Application number
JP17975699A
Other languages
English (en)
Inventor
Satoru Takahashi
悟 高橋
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.)
Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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 Mitsubishi Materials Corp filed Critical Mitsubishi Materials Corp
Priority to JP17975699A priority Critical patent/JP2001009588A/ja
Publication of JP2001009588A publication Critical patent/JP2001009588A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】 【課題】ハンダ線、ハンダチップ、ハンダボールを効率
良く製造することのできるて低α線量のPb−Sn系ハ
ンダ材を提供する。 【解決手段】Ca、Be、Geの内の1種または2種以
上を合計で1〜20ppmを含有し、さらに必要に応じ
てAu、Ag、Pt、Pdの内の1種または2種以上を
1〜10ppm含有する低α線量のPb−Sn系ハンダ
材。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、加工性、強度および
硬度に優れたPb−Sn系ハンダ材、特に低α線量のP
b−Sn系ハンダ材に関するものであり、このPb−S
n系ハンダ材特に低α線量のPb−Sn系ハンダ材から
なるハンダ線、ハンダチップおよびハンダボールに関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、Pb−Sn系ハンダ材は半導体
メモリーにおけるSiチップと基板の接合など半導体装
置の製造に使用されている。これら半導体装置は、近
年、ますます高密度化および高容量化する傾向にあり、
それに伴って、接合部のハンダから放射されるα線がソ
フトエラーの発生に大きな影響を及ぼすようになってき
た。そのため、半導体装置の製造に使用されるPb−S
n系ハンダはα線量の少ない低α線量のPb−Sn系ハ
ンダが使用されている。この低α線量のPb−Sn系ハ
ンダは、低α線量の鉛および錫を原料としており、この
低α線量の鉛および錫はいずれもα線発生源となる不純
物を化学的および冶金的に除去して純度:99.99%
以上の高純度に精製された鉛および錫が使用されてい
る。かかる純度:99.99%以上の高純度に精製され
た鉛および錫を原料として作製した低α線量のPb−S
n系ハンダ材は純度:99.99%以上の高純度を有
し、この低α線量のPb−Sn系ハンダ材は圧延や伸線
などの塑性加工が施されてハンダ線としたり、このハン
ダ線を所定の長さにカットして所定の重量にそろえたハ
ンダチップとしたり、さらに溶融Pb−Sn系ハンダ材
を液体中に落下させてハンダボールとしたりして実用に
供している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、かかる純
度:99.99%以上の高純度に精製された鉛および錫
を原料として作製した低α線量のPb−Sn系ハンダ材
は、(イ)硬度が低くまた圧延や伸線などの塑性加工を
施しても加工硬化せず、特に圧延や伸線加工したPb−
Sn系ハンダ材を24時間以上放置した後、伸線加工す
ると、伸線加工時に切断することがあり、かかる伸線加
工時の切断は特に休日明けなどのように、作業を再開し
て途中まで塑性加工したPb−Sn系ハンダ材を伸線加
工する場合に多く発生する、(ロ)塑性加工して得られ
たPb−Sn系ハンダ線材を所定の長さにカットして所
定の重量のチップを作製することがあるが、塑性加工し
て得られたPb−Sn系ハンダ線材の硬度が低いため
に、送りロールなどの圧力により所定の直径寸法より直
径が減少することがあり、したがってチップ1個当たり
の重量が目標の重量より減少し、チップの重量が不揃い
の原因となる、(ハ)溶融Pb−Sn系ハンダとし、こ
れをシリコンオイル中に滴下してハンダボールを作製
し、その後篩にかけて分級するが、ハンダボールの硬度
が低いために表面に傷が付きやすく、表面傷のついたハ
ンダボールの表面が酸化しやすく、表面酸化したハンダ
ボールを使用すると、実装後のリフロー時にボイドが発
生するので好ましくない、などの課題があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは、
かかる課題を解決すべく研究を行った結果、(a)従来
の低α線量のPb−Sn系ハンダ材に、Ca、Be、G
eの内の1種または2種以上を1〜20ppm含有せし
めた低α線量のPb−Sn系ハンダ材は、強度および硬
度が向上し、圧延、伸線などの塑性加工に際して断線や
径の不均一性がなくなり、また、篩にかけて分級する際
にハンダボールの表面に傷が付きにくくなる、(b)従
来の低α線量のPb−Sn系ハンダ材に、Ca、Be、
Geの内の1種または2種以上を1〜20ppm含有せ
しめ、さらにAu、Ag、Pt、Pdの内の1種または
2種以上を合計で1〜10ppmを含有せしめた低α線
量のPb−Sn系ハンダ材は、強度および硬度が一層向
上し、圧延、伸線などの塑性加工に際して断線や径の不
均一性が一層少なくなくなり、また、篩にかけて分級す
る際にハンダボールの表面に傷が一層付きにくくなる、
という知見を得たのである。
【0005】この発明は、かかる知見にもとづいてなさ
れたものであって、(1)Ca、Be、Geの内の1種
または2種1〜20ppmを含有する低α線量のPb−
Sn系ハンダ材、(2)Ca、Be、Geの内の1種ま
たは2種1〜20ppmを含有し、さらにAu、Ag、
Pt、Pdの内の1種または2種以上を合計で1〜10
ppmを含有せしめた低α線量のPb−Sn系ハンダ
材、に特徴を有するものである。
【0006】前記低α線量のPb−Sn系ハンダは、い
ずれも純度99.99重量%以上の高純度Pbおよび高
純度Snを原料とし、Sn:1〜70重量%をPbに対
して添加することにより作られる。したがって、この発
明は、(3)Sn:1〜70重量%を含有し、さらにC
a、Be、Geの内の1種または2種以上:1〜20p
pmを含有し、残部Pbおよび不可避不純物からなる組
成を有する低α線量のPb−Sn系ハンダ材、(4)S
n:1〜70重量%を含有し、さらにCa、Be、Ge
の内の1種または2種以上を合計で1〜20ppmを含
有し、さらにAu、Ag、Pt、Pdの内の1種または
2種以上を合計で1〜10ppmを含有し、残部Pbお
よび不可避不純物からなる組成を有する低α線量のPb
−Sn系ハンダ材、に特徴を有するものである。
【0007】前記Ca、Be、Geの1種または2種以
上を合計で1〜20ppmを含有し、さらにAu、A
g、Pt、Pdの内の1種または2種以上を合計で1〜
10ppmを含有せしめた低α線量のPb−Sn系ハン
ダ材は、強度および硬度の向上効果が特に顕著に現れる
が、通常のPb−Sn系ハンダ材に添加することによっ
ても強度および硬度が向上する。
【0008】したがって、この発明は、(5)通常のP
b−Sn系ハンダ材にCa、Be、Geの内の1種また
は2種1〜20ppmを含有するPb−Sn系ハンダ
材、(6)通常のPb−Sn系ハンダ材にCa、Be、
Geの内の1種または2種1〜20ppmを含有し、さ
らにAu、Ag、Pt、Pdの内の1種または2種以上
を合計で1〜10ppmを含有せしめたPb−Sn系ハ
ンダ材、に特徴を有するものである。
【0009】この発明のPb−Sn系ハンダ材に添加す
るCa、Be、Geの内の1種または2種以上を合計で
1ppm未満含有しても強度および硬度の向上効果は十
分に現れず、一方、20ppmを越えて含有するとハン
ダ材表面が酸化し易くなるので好ましくない。したがっ
て、Ca、Be、Geの含有量は1種または2種以上を
合計で1ppm〜20ppmに定めた。Ca、Be、G
eの含有量の一層好ましい範囲は、10〜20ppmで
ある。さらにAu、Ag、Pt、Pdの内の1種または
2種以上を合計で1〜10ppmを添加することにより
一層の強度および硬度が向上する。
【0010】この発明のPb−Sn系ハンダ材は、強度
および硬度が向上するところから、線材に加工しても加
工中に断線することがなく、また得られたPb−Sn系
ハンダ線材の径が均一であり、したがって、このPb−
Sn系ハンダ材を切断して得られたチップは重量が均一
に揃う。また、Pb−Sn系ハンダ材を溶融してボール
に加工し、これを分級するに際してボール表面に傷がつ
きにくい。したがって、この発明は、前記(1)、
(2)、(3)、(4)、(5)または(6)記載のP
b−Sn系ハンダ材で構成された線材、チップまたはボ
ール、に特徴を有するものである。
【0011】
【発明の実施の形態】実施例1 低α線量であることが確認された純度:99.999重
量%以上の高純度鉛および純度:99.999重量%以
上の高純度錫を用意し、これらを溶解し、得られた溶湯
にCa、Be、Geの内の1種または2種以上を添加
し、さらに必要に応じてAu、Ag、Pt、Pdの内の
1種または2種以上を添加し、得られた溶湯を高純度カ
ーボンモールドに鋳造して直径:60mm、長さ:20
0mmの寸法を有し、表1に示される成分組成のビレッ
トを製造した。これらビレットを直径:10mmに熱間
押出し加工した後、ローリングミルにて直径:2mmま
で加工して太線材を作製し、ローリングミル加工後24
時間経過した太線材の引張り強さおよびビッカース硬さ
を測定し、その結果を表1に示した。さらに、前記ロー
リングミル加工後24時間経過した太線材をダイヤモン
ドダイスにより直径:0.1mmまで伸線加工し、本発
明Pb−Sn系ハンダ線材1〜11および従来Pb−S
n系ハンダ線材を作製し、この伸線加工時に発生したワ
イヤーの切断回数を測定し、さらにその結果を表1に示
した。
【0012】
【表1】
【0013】表1に示される結果から、Ca、Be、G
eの含有量は1種または2種以上を合計で1ppm〜2
0ppm含む本発明Pb−Sn系ハンダ線材1〜11は
従来Pb−Sn系ハンダ線材に比べて引張り強度および
硬度に優れ、また伸線途中の断線回数が少ないことがわ
かる。
【0014】実施例2 実施例1で用意した低α線量であることが確認された純
度:99.999重量%以上の高純度鉛および純度:9
9.999重量%以上の高純度錫を溶解し、得られた溶
湯にCa、Be、Geの内の1種または2種以上を添加
し、さらに必要に応じてAu、Ag、Pt、Pdの内の
1種または2種以上を添加し、得られた溶湯を不活性ガ
ス中にて底に穴のあいた高純度カーボンモールドに注入
し、溶湯表面に圧力を加えることにより溶滴としてハン
ダの融点よりも高い温度に設定されたシリコンオイル中
に滴下し、冷却することにより本発明Pb−Sn系ハン
ダボール1〜11および従来Pb−Sn系ハンダボール
を作製した。
【0015】得られた本発明Pb−Sn系ハンダボール
1〜11および従来Pb−Sn系ハンダボールをふるい
にかけて分級した後、20万個のハンダボールを40倍
の光学顕微鏡にて観察し、傷、へこみ、変形のあるハン
ダボールの数量を測定し、その結果を表2に示し、さら
に不良率を計算してその結果を表2に示した。
【0016】
【表2】
【0017】表2に示される結果から、Ca、Be、G
eの内の1種または2種以上を添加した本発明Pb−S
n系ハンダ材1〜11はCa、Be、Geの内を含有し
ない従来Pb−Sn系ハンダ材に比べて、表面に起因す
る不良が減少し、したがって、不良率が格段に少なくな
ることが分かる。
【0018】
【発明の効果】上述のように、この発明のPb−Sn系
ハンダ材は、従来のPb−Sn系ハンダ材に比べて一層
優れた特性を有しており、半導体装置の不良品発生率も
減少してコストを低減することができ、産業上優れた効
果をもたらすものである。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Ca、Be、Geの内の1種または2種
    以上を合計で1〜20ppmを含有することを特徴とす
    るPb−Sn系ハンダ材。
  2. 【請求項2】 Sn:1〜70重量%を含有し、さらに
    Ca、Be、Geの内の1種または2種以上を合計で1
    〜20ppmを含有し、残りがPbおよび不可避不純物
    からなる組成を有することを特徴とするPb−Sn系ハ
    ンダ材。
  3. 【請求項3】 Ca、Be、Geの内の1種または2種
    以上を合計で1〜20ppmを含有し、さらにAu、A
    g、Pt、Pdの内の1種または2種以上を合計で1〜
    10ppmを含有することを特徴とするPb−Sn系ハ
    ンダ材。
  4. 【請求項4】 Sn:1〜70重量%を含有し、さらに
    Ca、Be、Geの内の1種または2種以上を合計で1
    〜20ppmを含有し、さらにAu、Ag、Pt、Pd
    の内の1種または2種以上を合計で1〜10ppmを含
    有し、残りがPbおよび不可避不純物からなる組成を有
    することを特徴とするPb−Sn系ハンダ材。
  5. 【請求項5】 前記Pb−Sn系ハンダ材は、α線量が
    1cph/cm2 以下の低α線Pb−Sn系ハンダ材で
    あることを特徴とする請求項1、2、3または4記載の
    Pb−Sn系ハンダ材。
  6. 【請求項6】 請求項1、2、3、4または5記載のP
    b−Sn系ハンダ材からなることを特徴とするハンダ
    線。
  7. 【請求項7】 請求項1、2、3、4または5記載のP
    b−Sn系ハンダ材からなることを特徴とするハンダチ
    ップ。
  8. 【請求項8】 請求項1、2、3、4または5記載のP
    b−Sn系ハンダ材からなることを特徴とするハンダボ
    ール。
JP17975699A 1999-06-25 1999-06-25 Pb−Sn系ハンダ材 Withdrawn JP2001009588A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17975699A JP2001009588A (ja) 1999-06-25 1999-06-25 Pb−Sn系ハンダ材

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17975699A JP2001009588A (ja) 1999-06-25 1999-06-25 Pb−Sn系ハンダ材

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001009588A true JP2001009588A (ja) 2001-01-16

Family

ID=16071340

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP17975699A Withdrawn JP2001009588A (ja) 1999-06-25 1999-06-25 Pb−Sn系ハンダ材

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001009588A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010000537A (ja) * 2008-06-23 2010-01-07 Nippon Steel Materials Co Ltd 無鉛ハンダ合金、ハンダボール及びハンダバンプを有する電子部材
TWI495733B (zh) * 2010-03-16 2015-08-11 Jx Nippon Mining & Metals Corp A low α-ray amount tin or a tin alloy and a method for producing the same
US9340850B2 (en) 2005-07-01 2016-05-17 Jx Nippon Mining & Metals Corporation Process for producing high-purity tin
CN109763020A (zh) * 2019-03-25 2019-05-17 杭州辰卓科技有限公司 一种利用热容差在核反应堆内进行高效散热铅合金

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9340850B2 (en) 2005-07-01 2016-05-17 Jx Nippon Mining & Metals Corporation Process for producing high-purity tin
JP2010000537A (ja) * 2008-06-23 2010-01-07 Nippon Steel Materials Co Ltd 無鉛ハンダ合金、ハンダボール及びハンダバンプを有する電子部材
TWI495733B (zh) * 2010-03-16 2015-08-11 Jx Nippon Mining & Metals Corp A low α-ray amount tin or a tin alloy and a method for producing the same
US9394590B2 (en) 2010-03-16 2016-07-19 Jx Nippon Mining & Metals Corporation Low α-dose tin or tin alloy, and method for producing same
CN109763020A (zh) * 2019-03-25 2019-05-17 杭州辰卓科技有限公司 一种利用热容差在核反应堆内进行高效散热铅合金

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6179935B1 (en) Solder alloys
US5762866A (en) Article comprising a Pb-free solder having improved mechanical properties
JP6369620B1 (ja) はんだ合金
JPH10144718A (ja) スズ基鉛フリーハンダワイヤー及びボール
KR102176359B1 (ko) 볼 본딩용 구리 합금선
JP2004002989A (ja) プレス性の良好な銅合金素材およびその製造方法
EP3192610A1 (en) Lead-free eutectic solder alloy comprising zinc as the main component and aluminum as an alloying metal
EP1429884B1 (en) Improved compositions, methods and devices for high temperature lead-free solder
TWI765570B (zh) 無鉛且無銻之焊料合金、焊球,及焊料接頭
JP2001009588A (ja) Pb−Sn系ハンダ材
JPWO2019088068A1 (ja) はんだ継手、およびはんだ継手の形成方法
US20230068294A1 (en) Lead-Free and Antimony-Free Solder Alloy, Solder Ball, and Solder Joint
JP2005040847A (ja) はんだボールの製造方法
JPH07284983A (ja) 半田材料及びその製造方法
JPH084100B2 (ja) ボンディング線
JP2002307187A (ja) 鉛フリーはんだ及びはんだ継手
JP3090548B2 (ja) 半導体素子用ボンディング線
JPH0726167B2 (ja) 半導体装置のボンデイングワイヤ用Au合金極細線
JPS61255045A (ja) 半導体装置用ボンデイングワイヤ及びその製造方法
JP5166738B2 (ja) 半導体素子接続用金線
JPH081372A (ja) 複合半田材料及びその製造方法
JP2001150182A (ja) 濡れ性に優れた金錫合金ロウ材
CN115397605B (en) Lead-free and antimony-free solder alloy, solder ball and solder joint
JP2662209B2 (ja) メッキ密着性及びハンダ接合性に優れた電子機器用銅合金とその製造法
JPH08174276A (ja) 複合半田材料及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20060905