JP2001121286A - 銅くわれ防止無鉛はんだ - Google Patents
銅くわれ防止無鉛はんだInfo
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- JP2001121286A JP2001121286A JP30235999A JP30235999A JP2001121286A JP 2001121286 A JP2001121286 A JP 2001121286A JP 30235999 A JP30235999 A JP 30235999A JP 30235999 A JP30235999 A JP 30235999A JP 2001121286 A JP2001121286 A JP 2001121286A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 はんだの銅くわれ防止特性、機械的特性のす
ぐれた銅くわれ防止無鉛はんだを提供する。 【解決手段】 Ｓｎを主成分とし、残余の組成にＣｕ
５．５〜８．０質量％を含む銅くわれ防止無鉛はんだを
構成する。
ぐれた銅くわれ防止無鉛はんだを提供する。 【解決手段】 Ｓｎを主成分とし、残余の組成にＣｕ
５．５〜８．０質量％を含む銅くわれ防止無鉛はんだを
構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、銅細線、蒸着銅、
銅箔等をはんだ付けするときに用いられる無鉛はんだに
関するものである。
銅箔等をはんだ付けするときに用いられる無鉛はんだに
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ボイスコイル用のウレタン被覆銅
細線等の銅細線や、蒸着銅、銅箔をはんだ付けする際
に、これらに含まれる銅（Ｃｕ）がはんだ中に拡散し
て、はんだ付け不良をおこす銅くわれ現象が発生する場
合がある。特にウレタン被覆細銅線をはんだ付けする場
合には著しく銅線が痩せたり消失したりすることがあっ
た。
細線等の銅細線や、蒸着銅、銅箔をはんだ付けする際
に、これらに含まれる銅（Ｃｕ）がはんだ中に拡散し
て、はんだ付け不良をおこす銅くわれ現象が発生する場
合がある。特にウレタン被覆細銅線をはんだ付けする場
合には著しく銅線が痩せたり消失したりすることがあっ
た。
【０００３】またこれに対して従来の技術は、錫（Ｓ
ｎ）と鉛（Ｐｂ）との共晶はんだに銅（Ｃｕ）１．５質
量％程度を添加して、銅くわれを防止していたが、これ
に使用している鉛が人体に対して毒性を有することか
ら、それらの産業廃棄物による環境汚染が問題視されて
いる。従って銅くわれ防止はんだに対しても、環境面を
考慮した無鉛はんだの要求が高まってきている。
ｎ）と鉛（Ｐｂ）との共晶はんだに銅（Ｃｕ）１．５質
量％程度を添加して、銅くわれを防止していたが、これ
に使用している鉛が人体に対して毒性を有することか
ら、それらの産業廃棄物による環境汚染が問題視されて
いる。従って銅くわれ防止はんだに対しても、環境面を
考慮した無鉛はんだの要求が高まってきている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、銅くわ
れ無鉛はんだは、従来使用しているＳｎ−Ｐｂはんだに
１．５質量％程度の銅（Ｃｕ）を添加した銅くわれ防止
はんだと比較して、Ｓｎを主成分としているため、銅く
われ現象が増加する傾向が認められると共に機械的特性
に問題があった。
れ無鉛はんだは、従来使用しているＳｎ−Ｐｂはんだに
１．５質量％程度の銅（Ｃｕ）を添加した銅くわれ防止
はんだと比較して、Ｓｎを主成分としているため、銅く
われ現象が増加する傾向が認められると共に機械的特性
に問題があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、毒性がなく安
定供給可能な銅くわれ防止無鉛はんだの組成を検討し、
Ｓｎ−Ｃｕを基本組成として選定した。本願の第１発
明、第２発明は、上記基本組成の組成割合を下記のよう
に選定したり、あるいはこれに次のような組成を添加し
て構成されている。
定供給可能な銅くわれ防止無鉛はんだの組成を検討し、
Ｓｎ−Ｃｕを基本組成として選定した。本願の第１発
明、第２発明は、上記基本組成の組成割合を下記のよう
に選定したり、あるいはこれに次のような組成を添加し
て構成されている。
【０００６】第１発明は、Ｓｎが主成分で、残余の組成
が、Ｃｕ ５．５〜８．０質量％を含む銅くわれ防止無
鉛はんだに係るものである。
が、Ｃｕ ５．５〜８．０質量％を含む銅くわれ防止無
鉛はんだに係るものである。
【０００７】第２発明は、Ｓｎが主成分で、残余の組成
が、Ｃｕ ５．５〜８．０質量％、Ａｇ ０．０１〜
１．００質量％、Ｎｉ ０．００１〜０．０１０質量％
を含む銅くわれ防止無鉛はんだに係るものである。
が、Ｃｕ ５．５〜８．０質量％、Ａｇ ０．０１〜
１．００質量％、Ｎｉ ０．００１〜０．０１０質量％
を含む銅くわれ防止無鉛はんだに係るものである。
【０００８】第１発明のはんだ組成において、Ｃｕの添
加は銅くわれによるはんだ付け不良の発生を防止するた
めに、あらかじめ銅をはんだの中に含有させておいて、
はんだ中への銅の拡散を防止する効果がある。しかしな
がら、Ｃｕ添加量が５．５質量％未満では、銅くわれ防
止の効果は不十分で、一方８．０質量％を超えると結晶
の粗大化により、製品の脆性を促進し、機械的特性およ
び加工性を低下させるという欠点がある。Ｃｕ添加量
が、５．５質量％から８．０質量％において銅くわれ防
止、機械的特性の両面からみて良好であり、特に６．５
質量％から７．５質量％において最も好ましい。
加は銅くわれによるはんだ付け不良の発生を防止するた
めに、あらかじめ銅をはんだの中に含有させておいて、
はんだ中への銅の拡散を防止する効果がある。しかしな
がら、Ｃｕ添加量が５．５質量％未満では、銅くわれ防
止の効果は不十分で、一方８．０質量％を超えると結晶
の粗大化により、製品の脆性を促進し、機械的特性およ
び加工性を低下させるという欠点がある。Ｃｕ添加量
が、５．５質量％から８．０質量％において銅くわれ防
止、機械的特性の両面からみて良好であり、特に６．５
質量％から７．５質量％において最も好ましい。
【０００９】第２発明は、第１発明を改善したもので、
特に機械的特性の改善を図ったものである。すなわち第
２発明のはんだ組成において、Ａｇの添加は銅くわれ防
止と機械的特性とぬれ性を改善する効果がある。しかし
ながら、Ａｇ添加量が０．０１質量％未満では、機械的
特性およびぬれ性を改善する効果は不十分で、一方１．
００質量％を超えるとコスト高になり実用的でない。Ａ
ｇ添加量が、０．０５質量％から０．５０質量％におい
て機械的特性を改善する効果が顕著にみられるので好ま
しい。
特に機械的特性の改善を図ったものである。すなわち第
２発明のはんだ組成において、Ａｇの添加は銅くわれ防
止と機械的特性とぬれ性を改善する効果がある。しかし
ながら、Ａｇ添加量が０．０１質量％未満では、機械的
特性およびぬれ性を改善する効果は不十分で、一方１．
００質量％を超えるとコスト高になり実用的でない。Ａ
ｇ添加量が、０．０５質量％から０．５０質量％におい
て機械的特性を改善する効果が顕著にみられるので好ま
しい。
【００１０】Ｎｉの添加は機械的特性を改善する効果が
ある。しかしながら、Ｎｉ添加量が０．００１質量％未
満では、その効果は不十分で、一方０．０１０質量％を
超えると酸化によりドロスの発生を増大させ、機械的特
性を低下させるので、その効果は期待できない。Ｎｉ添
加量が、０．００２質量％から０．００８質量％におい
て機械的特性を改善する効果が顕著にみられるので好ま
しい。
ある。しかしながら、Ｎｉ添加量が０．００１質量％未
満では、その効果は不十分で、一方０．０１０質量％を
超えると酸化によりドロスの発生を増大させ、機械的特
性を低下させるので、その効果は期待できない。Ｎｉ添
加量が、０．００２質量％から０．００８質量％におい
て機械的特性を改善する効果が顕著にみられるので好ま
しい。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の実施例として、表１（実
施例Ｎｏ．１−０１〜１−０６）に第１発明に対応する
Ｓｎ−Ｃｕ系の実施例を、表２（実施例Ｎｏ．２−０１
〜２−０５）に第２発明に対応するＳｎ−Ｃｕ−Ａｇ−
Ｎｉ系の実施例を、表３（実施例Ｎｏ．３−０１〜３−
０３）に第２発明に対応し、Ｓｎ−Ｃｕ−Ａｇ−Ｎｉ系
に、Ｇｅ、Ａｕを添加した実施例を示す。そして表１〜
表３に示す組成のはんだ合金を製作し、その銅くわれ時
間、引張強度、広がり率を実験により求めた。
施例Ｎｏ．１−０１〜１−０６）に第１発明に対応する
Ｓｎ−Ｃｕ系の実施例を、表２（実施例Ｎｏ．２−０１
〜２−０５）に第２発明に対応するＳｎ−Ｃｕ−Ａｇ−
Ｎｉ系の実施例を、表３（実施例Ｎｏ．３−０１〜３−
０３）に第２発明に対応し、Ｓｎ−Ｃｕ−Ａｇ−Ｎｉ系
に、Ｇｅ、Ａｕを添加した実施例を示す。そして表１〜
表３に示す組成のはんだ合金を製作し、その銅くわれ時
間、引張強度、広がり率を実験により求めた。
【００１２】なお表１〜表３における金属元素の下方の
各欄に示す数字は組成率を示し、単位は質量％である。
また銅くわれ時間は、図１に示すこて先にはんだを供給
し、ウレタン被覆銅細線と接触してからウレタン被覆銅
細線が破断するまでの時間（秒）をストップウォッチで
測定した数値を示し、溶融温度は固相線温度〜液相線温
度を示したものである。
各欄に示す数字は組成率を示し、単位は質量％である。
また銅くわれ時間は、図１に示すこて先にはんだを供給
し、ウレタン被覆銅細線と接触してからウレタン被覆銅
細線が破断するまでの時間（秒）をストップウォッチで
測定した数値を示し、溶融温度は固相線温度〜液相線温
度を示したものである。
【００１３】
【表１】
【００１４】
【表２】
【００１５】
【表３】 前記表１に示す実施例（第１発明の実施例）と比較する
ための比較例として、表４に示す組成のはんだ合金（比
較例Ｎｏ．１−０７〜１−１７）を製作し、その銅くわ
れ時間、引張強度および広がり率を測定した。
ための比較例として、表４に示す組成のはんだ合金（比
較例Ｎｏ．１−０７〜１−１７）を製作し、その銅くわ
れ時間、引張強度および広がり率を測定した。
【００１６】
【表４】 次に表２に示す実施例（第２発明の実施例）と比較する
ための比較例として、表５に示す組成のはんだ合金（比
較例Ｎｏ．２−０６〜２−０８）を製作し、その銅くわ
れ時間、引張強度および広がり率を測定した。
ための比較例として、表５に示す組成のはんだ合金（比
較例Ｎｏ．２−０６〜２−０８）を製作し、その銅くわ
れ時間、引張強度および広がり率を測定した。
【００１７】
【表５】 測定１〜３の測定条件は、次に示す通りである。
【００１８】（測定１：銅くわれ時間） 装置：図１に示す装置および試験片 こて先温度：４２０℃ 荷重：３ｇ ウレタン被覆銅細線：φ４０μｍ（ウレタン被覆銅細線
は、銅細線約φ３０μｍにウレタンコーティングをした
ものを使用した。） 評価：こて先にはんだを供給し、ウレタン被覆銅細線と
接触してからウレタン被覆銅細線が破断するまでの時間
（秒）を測定する。
は、銅細線約φ３０μｍにウレタンコーティングをした
ものを使用した。） 評価：こて先にはんだを供給し、ウレタン被覆銅細線と
接触してからウレタン被覆銅細線が破断するまでの時間
（秒）を測定する。
【００１９】（測定２：引張強度） 装置：引張試験機（島津製作所商品名：オートグラフ） 引張速度：１０ｍｍ／ｍｉｎ． 温度：常温（２５℃） 評価：引張強さ（Ｎ／ｍｍ2 ） （測定３：広がり率） 装置：ソルダチェッカー（レスカ製） 温度：２５０℃ 評価：広がったはんだの高さから広がり率を求める。
【００２０】溶融温度は、合金が共晶でないので固相線
温度と液相線温度との間に温度差があり、この温度差
は、少ないほどはんだ付け作業が良好である。銅くわれ
試験において、銅くわれ防止効果が認められるのは、銅
の含有量が５．５％以上であり、一般の共晶はんだ（比
較例Ｎｏ．１−１７）と比較して、破断時間が長くなっ
ていた。
温度と液相線温度との間に温度差があり、この温度差
は、少ないほどはんだ付け作業が良好である。銅くわれ
試験において、銅くわれ防止効果が認められるのは、銅
の含有量が５．５％以上であり、一般の共晶はんだ（比
較例Ｎｏ．１−１７）と比較して、破断時間が長くなっ
ていた。
【００２１】上記各特性においても最も良好な合金系、
すなわち現在使用されている鉛入りの銅くわれ防止はん
だ（比較例Ｎｏ．１−１６）と同等な銅くわれ防止無鉛
はんだは、実施例のＮｏ．１−０３〜Ｎｏ．１−０６
や、Ｎｏ．２−０１〜Ｎｏ．２−０５、Ｎｏ．３−０１
〜Ｎｏ．３−０３に示されるようにＣｕを６．５質量％
以上含むものである。
すなわち現在使用されている鉛入りの銅くわれ防止はん
だ（比較例Ｎｏ．１−１６）と同等な銅くわれ防止無鉛
はんだは、実施例のＮｏ．１−０３〜Ｎｏ．１−０６
や、Ｎｏ．２−０１〜Ｎｏ．２−０５、Ｎｏ．３−０１
〜Ｎｏ．３−０３に示されるようにＣｕを６．５質量％
以上含むものである。
【００２２】実施例は、Ｓｎ−Ｃｕを基本組成としてＣ
ｕ含有量および数種の元素を添加し、元素の持っている
特性により、機械的特性およびぬれ性を向上させる相乗
効果を目的としている。更に、Ｇｅ、Ａｕの元素を単独
あるいは、組み合わせて添加すること（実施例Ｎｏ．３
−０１〜Ｎｏ．３−０３）により、さらにぬれ性を向上
させることができる。
ｕ含有量および数種の元素を添加し、元素の持っている
特性により、機械的特性およびぬれ性を向上させる相乗
効果を目的としている。更に、Ｇｅ、Ａｕの元素を単独
あるいは、組み合わせて添加すること（実施例Ｎｏ．３
−０１〜Ｎｏ．３−０３）により、さらにぬれ性を向上
させることができる。
【００２３】
【発明の効果】本発明によれば、銅くわれ防止特性、機
械的強度およびぬれ性に優れた銅くわれ防止無鉛はんだ
を提供することができ、信頼性の高いはんだ付けを行う
ことができる。
械的強度およびぬれ性に優れた銅くわれ防止無鉛はんだ
を提供することができ、信頼性の高いはんだ付けを行う
ことができる。
【図１】ウレタン被覆銅細線が切断するまでの時間を測
定する装置を示す図である。
定する装置を示す図である。
フロントページの続き (72)発明者 尾本 多佳彦 大阪府堺市築港浜寺西町７番21号 石川金 属株式会社内 (72)発明者 桃田 元江 大阪府堺市築港浜寺西町７番21号 石川金 属株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｓｎを主成分とし、残余の組成にＣｕ
５．５〜８．０質量％を含む銅くわれ防止無鉛はんだ。 - 【請求項２】 Ｓｎを主成分とし、残余の組成にＣｕ
５．５〜８．０質量％、Ａｇ ０．０１〜１．００質量
％、Ｎｉ ０．００１〜０．０１０質量％を含む銅くわ
れ防止無鉛はんだ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30235999A JP3501700B2 (ja) | 1999-10-25 | 1999-10-25 | 銅くわれ防止無鉛はんだ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30235999A JP3501700B2 (ja) | 1999-10-25 | 1999-10-25 | 銅くわれ防止無鉛はんだ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001121286A true JP2001121286A (ja) | 2001-05-08 |
| JP3501700B2 JP3501700B2 (ja) | 2004-03-02 |
Family
ID=17907961
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30235999A Expired - Fee Related JP3501700B2 (ja) | 1999-10-25 | 1999-10-25 | 銅くわれ防止無鉛はんだ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3501700B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004105997A1 (en) * | 2003-05-28 | 2004-12-09 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Method for soldering to a copper comprising object using a lead-free solder alloy |
| JPWO2003020468A1 (ja) * | 2001-08-30 | 2004-12-16 | スミダコーポレーション株式会社 | 無鉛半田合金およびそれを用いた電子部品 |
| US7172726B2 (en) | 2002-10-15 | 2007-02-06 | Senju Metal Industry Co., Ltd. | Lead-free solder |
| EP1918064A1 (en) * | 2003-10-16 | 2008-05-07 | Senju Metal Industry Co., Ltd. | Lead-free solder |
| JP2009071315A (ja) * | 2008-10-20 | 2009-04-02 | Sumida Corporation | コイル部品 |
-
1999
- 1999-10-25 JP JP30235999A patent/JP3501700B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2003020468A1 (ja) * | 2001-08-30 | 2004-12-16 | スミダコーポレーション株式会社 | 無鉛半田合金およびそれを用いた電子部品 |
| US7172726B2 (en) | 2002-10-15 | 2007-02-06 | Senju Metal Industry Co., Ltd. | Lead-free solder |
| CN100364711C (zh) * | 2002-10-15 | 2008-01-30 | 千住金属工业株式会社 | 无铅焊料 |
| JP2008266791A (ja) * | 2002-10-15 | 2008-11-06 | Senju Metal Ind Co Ltd | コイル端部の予備メッキ方法 |
| WO2004105997A1 (en) * | 2003-05-28 | 2004-12-09 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Method for soldering to a copper comprising object using a lead-free solder alloy |
| EP1918064A1 (en) * | 2003-10-16 | 2008-05-07 | Senju Metal Industry Co., Ltd. | Lead-free solder |
| JP2009071315A (ja) * | 2008-10-20 | 2009-04-02 | Sumida Corporation | コイル部品 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3501700B2 (ja) | 2004-03-02 |
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