JP2001347394A - はんだ合金及びはんだボール - Google Patents
はんだ合金及びはんだボールInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 Ｐｂの含有量を１．０重量％以下に留めなが
ら、液相線温度がＳｎ−Ｐｂ共晶系はんだ合金に近い１
７０〜２０５℃程度とでき、さらに従来の無鉛はんだよ
りも強度あるいは耐酸化性が改善されたはんだ合金を提
供する。 【解決手段】 Ｓｎを主成分とし、Ｚｎ５．０〜１０．
０重量％及びＡｌ０．０１〜０．５０重量％とを含有さ
せる。また、Ｓｎを主成分とし、Ｂｉ２２．０〜４２．
０重量％及びＡｌ０．０１〜０．５０重量％とを含有さ
せる。このような組成の採用により、Ｓｎを主体としつ
つＰｂの含有量を大幅に削減しても、はんだ合金の液相
線温度をより低温でのはんだ付けに好適なものに設定で
きる。これにより、例えば従来のＳｎ−Ｐｂ共晶系はん
だと同様の接合処理温度が採用できるようになる。ま
た、Ａｌを上記のように微量添加することにより、はん
だ合金の接合強度を向上させることができる。
ら、液相線温度がＳｎ−Ｐｂ共晶系はんだ合金に近い１
７０〜２０５℃程度とでき、さらに従来の無鉛はんだよ
りも強度あるいは耐酸化性が改善されたはんだ合金を提
供する。 【解決手段】 Ｓｎを主成分とし、Ｚｎ５．０〜１０．
０重量％及びＡｌ０．０１〜０．５０重量％とを含有さ
せる。また、Ｓｎを主成分とし、Ｂｉ２２．０〜４２．
０重量％及びＡｌ０．０１〜０．５０重量％とを含有さ
せる。このような組成の採用により、Ｓｎを主体としつ
つＰｂの含有量を大幅に削減しても、はんだ合金の液相
線温度をより低温でのはんだ付けに好適なものに設定で
きる。これにより、例えば従来のＳｎ−Ｐｂ共晶系はん
だと同様の接合処理温度が採用できるようになる。ま
た、Ａｌを上記のように微量添加することにより、はん
だ合金の接合強度を向上させることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明ははんだ合金の組成お
よびＢＧＡ等に使用されるはんだボールに関する。
よびＢＧＡ等に使用されるはんだボールに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、集積回路チップや集積回路基板な
どの電子部品の接合用には、ほとんどの場合においてＳ
ｎ−Ｐｂ系はんだ合金が用いられてきたが、環境保護の
観点からＰｂを含有したはんだは次第に敬遠されてお
り、近い将来、有鉛はんだの使用を全廃しようとの動き
もある。これを受けて近年、Ｐｂを使用しない無鉛はん
だの開発が精力的に進められている。無鉛はんだは、例
えばＳｎ−Ｐｂ系はんだの代替となるものであるから、
電気的特性を始め、はんだ付け性（被接合体表面とのぬ
れ性）あるいは接合強度において著しく劣るものであっ
てはならない。これら無鉛はんだの具体例として、Ｓｎ
−Ａｇ−Ｃｕ系はんだ、Ｓｎ−Ｂｉ系はんだ及びＳｎ−
Ｚｎ系はんだ等が代用組成として考案されている。
どの電子部品の接合用には、ほとんどの場合においてＳ
ｎ−Ｐｂ系はんだ合金が用いられてきたが、環境保護の
観点からＰｂを含有したはんだは次第に敬遠されてお
り、近い将来、有鉛はんだの使用を全廃しようとの動き
もある。これを受けて近年、Ｐｂを使用しない無鉛はん
だの開発が精力的に進められている。無鉛はんだは、例
えばＳｎ−Ｐｂ系はんだの代替となるものであるから、
電気的特性を始め、はんだ付け性（被接合体表面とのぬ
れ性）あるいは接合強度において著しく劣るものであっ
てはならない。これら無鉛はんだの具体例として、Ｓｎ
−Ａｇ−Ｃｕ系はんだ、Ｓｎ−Ｂｉ系はんだ及びＳｎ−
Ｚｎ系はんだ等が代用組成として考案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の無鉛はんだは、はんだ付け性や接合強度あるいは耐
酸化性に劣り、これらを改善しようとしてＡｇやＣｕ等
の含有量を増やすと液相線温度が高くなり、はんだリフ
ロー条件等の変更を余儀なくされるという問題があっ
た。
来の無鉛はんだは、はんだ付け性や接合強度あるいは耐
酸化性に劣り、これらを改善しようとしてＡｇやＣｕ等
の含有量を増やすと液相線温度が高くなり、はんだリフ
ロー条件等の変更を余儀なくされるという問題があっ
た。
【０００４】本発明の課題は、Ｐｂの含有量を１．０重
量％以下に留めながら、液相線温度がＳｎ−Ｐｂ共晶系
はんだ合金に近い１７０〜２０５℃程度とでき、さらに
従来の無鉛はんだよりも強度あるいは耐酸化性が改善さ
れたはんだ合金を提供することにある。
量％以下に留めながら、液相線温度がＳｎ−Ｐｂ共晶系
はんだ合金に近い１７０〜２０５℃程度とでき、さらに
従来の無鉛はんだよりも強度あるいは耐酸化性が改善さ
れたはんだ合金を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段及び作用・効果】上記課題
を解決するために、本発明のはんだ合金の第一の構成
は、Ｓｎを主成分とし、Ｚｎ５．０〜１０．０重量％及
びＡｌ０．０１〜０．５０重量％とを含有することを特
徴とする。なお、本明細書において、「主成分」（「主
体」あるいは「主に」等も同義）とは、着目している物
質において、含有率（重量％）のもっとも高い成分を意
味する。
を解決するために、本発明のはんだ合金の第一の構成
は、Ｓｎを主成分とし、Ｚｎ５．０〜１０．０重量％及
びＡｌ０．０１〜０．５０重量％とを含有することを特
徴とする。なお、本明細書において、「主成分」（「主
体」あるいは「主に」等も同義）とは、着目している物
質において、含有率（重量％）のもっとも高い成分を意
味する。
【０００６】上記のような組成を採用することで、Ｓｎ
を主体としつつＰｂの含有量を大幅に削減しても、はん
だ合金の液相線温度をより低温でのはんだ付けに好適な
ものに設定できる。これにより、例えば従来のＳｎ−Ｐ
ｂ共晶系はんだと同様の接合処理温度が採用できるよう
になる。液相線温度は具体的には１７０〜２０５℃の範
囲に調整する。また、Ａｌを上記のように微量添加する
ことにより、はんだ合金の接合強度を向上させることが
できる。
を主体としつつＰｂの含有量を大幅に削減しても、はん
だ合金の液相線温度をより低温でのはんだ付けに好適な
ものに設定できる。これにより、例えば従来のＳｎ−Ｐ
ｂ共晶系はんだと同様の接合処理温度が採用できるよう
になる。液相線温度は具体的には１７０〜２０５℃の範
囲に調整する。また、Ａｌを上記のように微量添加する
ことにより、はんだ合金の接合強度を向上させることが
できる。
【０００７】上記本発明のはんだ合金において、Ｚｎの
含有量が１０．０重量％を超えると、はんだ合金の液相
線温度と固相線温度との差が大きくなり、偏析や、凝固
時の固液共存時間が長くなることによる接続欠陥等が生
じ易くなる。また、Ｚｎの含有量が多くなりすぎると、
はんだの表面の酸化が激しくなり、ぬれ性が著しく劣化
するという問題もある。一方、Ｚｎの含有量が５．０重
量％未満になると、Ｚｎを含有することによる液相線温
度低下の効果が少なくなる。それ故、Ｚｎの含有量は
５．０〜１０．０重量％の範囲で設定するのが良く、よ
り望ましくは７．０〜９．５重量％の範囲で調整するの
が良い。
含有量が１０．０重量％を超えると、はんだ合金の液相
線温度と固相線温度との差が大きくなり、偏析や、凝固
時の固液共存時間が長くなることによる接続欠陥等が生
じ易くなる。また、Ｚｎの含有量が多くなりすぎると、
はんだの表面の酸化が激しくなり、ぬれ性が著しく劣化
するという問題もある。一方、Ｚｎの含有量が５．０重
量％未満になると、Ｚｎを含有することによる液相線温
度低下の効果が少なくなる。それ故、Ｚｎの含有量は
５．０〜１０．０重量％の範囲で設定するのが良く、よ
り望ましくは７．０〜９．５重量％の範囲で調整するの
が良い。
【０００８】上記本発明のはんだ合金において、Ａｌの
含有量が０．０１重量％未満になると強度向上効果が不
充分となる。一方、０．５０重量％を超えてＡｌを含有
させても、それ以上の強度向上効果が見込めなくなるば
かりでなく、Ａｌの含有量が過剰となってはんだの流動
性に悪影響を及ぼすこともある。それ故、Ａｌの含有量
は０．０１〜０．５０重量％の範囲で設定するのが良
く、より望ましくは０．０３〜０．２０重量％の範囲で
設定するのが良い。
含有量が０．０１重量％未満になると強度向上効果が不
充分となる。一方、０．５０重量％を超えてＡｌを含有
させても、それ以上の強度向上効果が見込めなくなるば
かりでなく、Ａｌの含有量が過剰となってはんだの流動
性に悪影響を及ぼすこともある。それ故、Ａｌの含有量
は０．０１〜０．５０重量％の範囲で設定するのが良
く、より望ましくは０．０３〜０．２０重量％の範囲で
設定するのが良い。
【０００９】Ａｌ添加によるはんだの強度向上効果は、
はんだ合金中に分散形成されている層状の組織（いわゆ
るラメラ構造）が微細化すること及び析出物の形成と関
係していると考えられる。Ａｌの添加はラメラ間隔を細
かくする効果を有するとともに、添加されたＡｌは析出
物を形成する。ラメラ間隔が細かくなる効果及び析出物
形成による強化の効果によって、強度が向上すると推測
される。そして、Ａｌの含有量が０．０１重量％未満に
なるとラメラ間隔の微細化と析出物の形成が十分でなく
なるため、強度向上効果が不充分となるものと推測され
る。なお、ラメラの形成間隔は５μｍ以下になっている
のが良い。ラメラの形成間隔が５μｍを超えると、強度
向上効果が不十分となる場合がある。他方、ラメラの形
成間隔の下限値に特に制限はないが、一般的なはんだリ
フロー工程におけるリフロー後の冷却速度を考慮すれ
ば、ラメラの形成間隔が１μｍ未満となることはほとん
どない。
はんだ合金中に分散形成されている層状の組織（いわゆ
るラメラ構造）が微細化すること及び析出物の形成と関
係していると考えられる。Ａｌの添加はラメラ間隔を細
かくする効果を有するとともに、添加されたＡｌは析出
物を形成する。ラメラ間隔が細かくなる効果及び析出物
形成による強化の効果によって、強度が向上すると推測
される。そして、Ａｌの含有量が０．０１重量％未満に
なるとラメラ間隔の微細化と析出物の形成が十分でなく
なるため、強度向上効果が不充分となるものと推測され
る。なお、ラメラの形成間隔は５μｍ以下になっている
のが良い。ラメラの形成間隔が５μｍを超えると、強度
向上効果が不十分となる場合がある。他方、ラメラの形
成間隔の下限値に特に制限はないが、一般的なはんだリ
フロー工程におけるリフロー後の冷却速度を考慮すれ
ば、ラメラの形成間隔が１μｍ未満となることはほとん
どない。
【００１０】上記のはんだ合金は、Ｓｎを主成分とし、
Ｚｎ６．０〜８．０重量％及びＩｎ６．０〜１１．０重
量％とを含有するものとすることができる。
Ｚｎ６．０〜８．０重量％及びＩｎ６．０〜１１．０重
量％とを含有するものとすることができる。
【００１１】上記のような組成範囲のＩｎを含有させる
ことにより、はんだのぬれ性及び耐酸化性を向上させる
ことができる。そして、これを前提として、はんだ合金
の液相線温度を適度に低下させるため、Ｚｎの含有量は
６．０〜８．０重量％に設定する。これにより、例えば
従来のＳｎ−Ｐｂ共晶系はんだと同様の接合処理温度が
採用できるようになる。
ことにより、はんだのぬれ性及び耐酸化性を向上させる
ことができる。そして、これを前提として、はんだ合金
の液相線温度を適度に低下させるため、Ｚｎの含有量は
６．０〜８．０重量％に設定する。これにより、例えば
従来のＳｎ−Ｐｂ共晶系はんだと同様の接合処理温度が
採用できるようになる。
【００１２】Ｉｎの含有量が６．０重量％未満になる
と、はんだのぬれ性及び耐酸化性が低下し、はんだ付け
性が不充分となる場合がある。一方、Ｉｎの含有量が１
１．０重量％を超えると、合金の例えば液相線温度が低
くなり過ぎて、Ｓｎ−Ｐｂ共晶系はんだ合金と同様の接
合処理温度が採用できなくなる。それ故、Ｉｎの含有量
は６．０〜１１．０重量％の範囲で設定するのが良い。
と、はんだのぬれ性及び耐酸化性が低下し、はんだ付け
性が不充分となる場合がある。一方、Ｉｎの含有量が１
１．０重量％を超えると、合金の例えば液相線温度が低
くなり過ぎて、Ｓｎ−Ｐｂ共晶系はんだ合金と同様の接
合処理温度が採用できなくなる。それ故、Ｉｎの含有量
は６．０〜１１．０重量％の範囲で設定するのが良い。
【００１３】次に、本発明のはんだ合金の第二の構成
は、Ｓｎを主成分とし、Ｂｉ２２．０〜４２．０重量％
及びＡｌ０．０１〜０．５０重量％とを含有することを
特徴とする。
は、Ｓｎを主成分とし、Ｂｉ２２．０〜４２．０重量％
及びＡｌ０．０１〜０．５０重量％とを含有することを
特徴とする。
【００１４】上記のような組成を採用することで、第一
の構成と同様に、Ｓｎを主体としつつＰｂの含有量を大
幅に削減しても、はんだ合金の液相線温度をより低温で
のはんだ付けに好適なものに設定できる。これにより、
例えば従来のＳｎ−Ｐｂ共晶系はんだと同様の接合処理
温度が採用できるようになる。液相線温度は具体的には
１７０〜２０５℃の範囲に調整する。また、Ａｌを上記
のように微量添加することにより、はんだ合金の接合強
度を向上させることができる。
の構成と同様に、Ｓｎを主体としつつＰｂの含有量を大
幅に削減しても、はんだ合金の液相線温度をより低温で
のはんだ付けに好適なものに設定できる。これにより、
例えば従来のＳｎ−Ｐｂ共晶系はんだと同様の接合処理
温度が採用できるようになる。液相線温度は具体的には
１７０〜２０５℃の範囲に調整する。また、Ａｌを上記
のように微量添加することにより、はんだ合金の接合強
度を向上させることができる。
【００１５】上記本発明のはんだ合金の第二の構成にお
いて、Ｂｉの含有量が２２．０重量％未満になると、合
金の例えば液相線温度が高くなり、はんだ付けには不適
となる。一方、Ｂｉの含有量が４２．０重量％を超える
と、液相線温度が低くなりすぎて、Ｓｎ−Ｐｂ共晶系は
んだ合金と同様の接合処理温度が採用できなくなる。さ
らにＢｉが含有されすぎると、接合強度が低くなるとい
った問題もある。それ故、Ｂｉの含有量は２２．０〜４
２．０重量％の範囲で設定するのが良く、より望ましく
は２５〜３６重量％の範囲で調整するのが良い。また、
Ａｌの含有量の限定理由は第一の構成と同様である。
いて、Ｂｉの含有量が２２．０重量％未満になると、合
金の例えば液相線温度が高くなり、はんだ付けには不適
となる。一方、Ｂｉの含有量が４２．０重量％を超える
と、液相線温度が低くなりすぎて、Ｓｎ−Ｐｂ共晶系は
んだ合金と同様の接合処理温度が採用できなくなる。さ
らにＢｉが含有されすぎると、接合強度が低くなるとい
った問題もある。それ故、Ｂｉの含有量は２２．０〜４
２．０重量％の範囲で設定するのが良く、より望ましく
は２５〜３６重量％の範囲で調整するのが良い。また、
Ａｌの含有量の限定理由は第一の構成と同様である。
【００１６】本発明のはんだ合金の第一及び第二の構成
においては、Ｐｂの含有量は１．０重量％以下であるの
が良く、望ましくは、不可避不純物を除いて含有されて
いないのが良い。
においては、Ｐｂの含有量は１．０重量％以下であるの
が良く、望ましくは、不可避不純物を除いて含有されて
いないのが良い。
【００１７】また、上記本発明のはんだ合金には、Ｎ
ｉ，Ｃｕ，Ａｇから選ばれる１種または２種以上を、Ｎ
ｉが０．０１〜３．０重量％、Ｃｕが０．０１〜１．０
重量％、Ａｇが０．０１〜５．０重量％の範囲にて含有
させることができる。
ｉ，Ｃｕ，Ａｇから選ばれる１種または２種以上を、Ｎ
ｉが０．０１〜３．０重量％、Ｃｕが０．０１〜１．０
重量％、Ａｇが０．０１〜５．０重量％の範囲にて含有
させることができる。
【００１８】上記本発明のはんだ合金に、Ｎｉ、Ｃｕ、
Ａｇを含有させることにより、そのはんだ合金のぬれ性
あるいは耐酸化性を向上させることができる。各々の含
有量がＮｉは３．０重量％、Ｃｕは１．０重量％、Ａｇ
は５．０重量％を超えると液相線温度が高くなり、はん
だ付けには不適となる。他方、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇの各々
の含有量が０．０１重量％未満になると、これらの成分
を含有させる効果がほとんど得られない。それ故、Ｎ
ｉ，Ｃｕ，Ａｇの含有量は、望ましくはＮｉは０．０１
〜３．０重量％、Ｃｕは０．０１〜１．０重量％、Ａｇ
は０．０１〜５．０重量％の範囲で設定するのが良い。
各々の含有量の範囲は１種のみ含有させる場合でも、２
種以上含有させる場合でも同じである。
Ａｇを含有させることにより、そのはんだ合金のぬれ性
あるいは耐酸化性を向上させることができる。各々の含
有量がＮｉは３．０重量％、Ｃｕは１．０重量％、Ａｇ
は５．０重量％を超えると液相線温度が高くなり、はん
だ付けには不適となる。他方、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇの各々
の含有量が０．０１重量％未満になると、これらの成分
を含有させる効果がほとんど得られない。それ故、Ｎ
ｉ，Ｃｕ，Ａｇの含有量は、望ましくはＮｉは０．０１
〜３．０重量％、Ｃｕは０．０１〜１．０重量％、Ａｇ
は０．０１〜５．０重量％の範囲で設定するのが良い。
各々の含有量の範囲は１種のみ含有させる場合でも、２
種以上含有させる場合でも同じである。
【００１９】上記本発明のはんだ合金により、ＢＧＡ
（ボールグリッドアレイ）等に使用されるはんだボール
を構成することができる。このようなはんだボールは、
例えば遠心噴霧法によって製造することができる。そし
て、本発明の合金組成の採用により、真球度の高いはん
だボールが製造可能となる。その理由としては、本発明
のはんだ合金は耐酸化性に優れていることから、酸化に
よる表面張力の変動が防止されることが考えられる。遠
心噴霧法は、例えば高速回転する回転円盤に溶融したは
んだ合金を流下、衝突させて遠心力により飛散、微粒化
させる方法を例示できる。
（ボールグリッドアレイ）等に使用されるはんだボール
を構成することができる。このようなはんだボールは、
例えば遠心噴霧法によって製造することができる。そし
て、本発明の合金組成の採用により、真球度の高いはん
だボールが製造可能となる。その理由としては、本発明
のはんだ合金は耐酸化性に優れていることから、酸化に
よる表面張力の変動が防止されることが考えられる。遠
心噴霧法は、例えば高速回転する回転円盤に溶融したは
んだ合金を流下、衝突させて遠心力により飛散、微粒化
させる方法を例示できる。
【００２０】
【実施例】以下、本発明の効果を確かめるために、次の
実験を行った。 （実施例１）Ｓｎ−９重量％Ｚｎの合金組成をベースと
して、これにＡｌを各種含有比率にて添加した場合の、
はんだ合金の硬さ変化について調べるために、合金原料
を表１の各種組成になるように配合し、溶解することに
より各種合金を作製した。次に各合金において、ビッカ
ース硬さをＪＩＳ−Ｚ２２４４に規定されている方法に
より、マイクロビッカース硬度計を用いて、試験荷重５
０ｇｆにて測定した。また、はんだ合金の広がり率をＪ
ＩＳ−Ｚ３１９７に規定されている方法で測定した。以
上の結果を表１に示す。
実験を行った。 （実施例１）Ｓｎ−９重量％Ｚｎの合金組成をベースと
して、これにＡｌを各種含有比率にて添加した場合の、
はんだ合金の硬さ変化について調べるために、合金原料
を表１の各種組成になるように配合し、溶解することに
より各種合金を作製した。次に各合金において、ビッカ
ース硬さをＪＩＳ−Ｚ２２４４に規定されている方法に
より、マイクロビッカース硬度計を用いて、試験荷重５
０ｇｆにて測定した。また、はんだ合金の広がり率をＪ
ＩＳ−Ｚ３１９７に規定されている方法で測定した。以
上の結果を表１に示す。
【００２１】
【表１】
【００２２】Ａｌを添加することにより、添加しない場
合と比較してはんだ合金の硬さが明らかに大きくなって
いることがわかる。また、はんだ合金の硬さは、Ａｌの
添加量が増加するに従い大きくなるが、Ａｌの添加量が
０．５０重量％以上ではＡｌ添加量を増加させても、大
幅な硬さの増加は見られないこともわかる。
合と比較してはんだ合金の硬さが明らかに大きくなって
いることがわかる。また、はんだ合金の硬さは、Ａｌの
添加量が増加するに従い大きくなるが、Ａｌの添加量が
０．５０重量％以上ではＡｌ添加量を増加させても、大
幅な硬さの増加は見られないこともわかる。
【００２３】（実施例２）Ｓｎ−２９重量％Ｂｉの合金
組成をベースとして、これにＡｌを各種含有比率にて添
加した場合の、はんだ合金の硬さ変化について、実施例
１と同様に調べた。結果を表２に示す。
組成をベースとして、これにＡｌを各種含有比率にて添
加した場合の、はんだ合金の硬さ変化について、実施例
１と同様に調べた。結果を表２に示す。
【００２４】
【表２】
【００２５】Ｓｎ−Ｚｎ系はんだ合金と同様に、Ａｌを
添加することによりはんだ合金の硬さが大きくなってい
ることがわかる。
添加することによりはんだ合金の硬さが大きくなってい
ることがわかる。
【００２６】（実施例３）表３に示す各種はんだ合金を
実施例１と同様に調製し、広がり率を調べた。なお、表
３には示差熱分析により測定した各はんだ合金の固相線
温度及び液相線温度も合わせて示している。
実施例１と同様に調製し、広がり率を調べた。なお、表
３には示差熱分析により測定した各はんだ合金の固相線
温度及び液相線温度も合わせて示している。
【００２７】
【表３】
【００２８】この結果によると、Ｓｎ−Ｚｎ系はんだ合
金にＩｎを添加することによって、はんだ合金の広がり
率が明らかに向上していることがわかる。これは、Ｉｎ
を本発明の組成範囲で含有することにより、はんだのぬ
れ性が向上するためであると考えられる。また、Ｚｎを
５．０〜１０．０、Ｉｎを６．０〜１１．０の範囲で調
整することにより、Ｓｎ−Ｐｂ共晶系はんだ合金と同等
の液相線温度及びぬれ性を有するはんだ合金を得ること
が可能であることがわかる。
金にＩｎを添加することによって、はんだ合金の広がり
率が明らかに向上していることがわかる。これは、Ｉｎ
を本発明の組成範囲で含有することにより、はんだのぬ
れ性が向上するためであると考えられる。また、Ｚｎを
５．０〜１０．０、Ｉｎを６．０〜１１．０の範囲で調
整することにより、Ｓｎ−Ｐｂ共晶系はんだ合金と同等
の液相線温度及びぬれ性を有するはんだ合金を得ること
が可能であることがわかる。
【００２９】(実施例４)表４に示す組成にて、Ｎｉ、Ｃ
ｕあるいはＡｇを含有するはんだ合金を実施例１と同様
に調製し、広がり率によるぬれ性及びはんだの液相線を
測定した。表４にその結果を示す。
ｕあるいはＡｇを含有するはんだ合金を実施例１と同様
に調製し、広がり率によるぬれ性及びはんだの液相線を
測定した。表４にその結果を示す。
【００３０】
【表４】
【００３１】すなわち、Ｎｉ，Ｃｕ、Ａｇを１種あるい
は２種以上、Ｎｉは０．０１〜３．０重量％、Ｃｕは
０．０１〜１．０重量％、Ａｇは０．０１〜５．０重量
％の範囲で添加することにより、液相線温度をそれほど
上昇させることなく、広がり率が示すぬれ性も良好に維
持できていることがわかる。
は２種以上、Ｎｉは０．０１〜３．０重量％、Ｃｕは
０．０１〜１．０重量％、Ａｇは０．０１〜５．０重量
％の範囲で添加することにより、液相線温度をそれほど
上昇させることなく、広がり率が示すぬれ性も良好に維
持できていることがわかる。
【００３２】（実施例５）表５に示す各種組成の合金か
らなるはんだボールを遠心噴霧法により作製した。具体
的には、図１のような遠心噴霧装置において、高速回転
する回転円盤１の中心に溶融したはんだ合金２を上方か
ら流下し、回転円盤に衝突させて遠心力により飛散、微
粒化させることによりはんだボール３を作製した。な
お、具体的な遠心噴霧の条件は、円盤材質はＴｉとし、
円盤の半径は１００ｍｍ、円盤の回転数は１５０００ｒ
ｐｍとした。作製したはんだボールは、標準ふるいを用
いて粒度分布を測定するとともに、粒度１００〜１０６
μｍの範囲に属するボールの回収率と、粒度の標準偏差
を求めた。また、粒度１００〜１０６μｍの範囲に属す
るボールについては、真球度（ボールの表面に外接する
最小球面と、ボール表面の各点との半径方向の距離の最
大値）を、公知の３次元形状測定装置を用いて測定し
た。結果を表５に示す。粒度分布の結果は、表に示す各
粒度クラス（単位：μｍ、ただし、各クラスは下限値を
含み、上限値は含まない）に属するはんだボールの重量
割合（重量％）にて示している。また、真球度の判定
は、真球度が３０μｍ未満なら良好（○）、３０以上で
あり６０μｍ未満なら可（△）、６０以上なら不可
（×）としている。
らなるはんだボールを遠心噴霧法により作製した。具体
的には、図１のような遠心噴霧装置において、高速回転
する回転円盤１の中心に溶融したはんだ合金２を上方か
ら流下し、回転円盤に衝突させて遠心力により飛散、微
粒化させることによりはんだボール３を作製した。な
お、具体的な遠心噴霧の条件は、円盤材質はＴｉとし、
円盤の半径は１００ｍｍ、円盤の回転数は１５０００ｒ
ｐｍとした。作製したはんだボールは、標準ふるいを用
いて粒度分布を測定するとともに、粒度１００〜１０６
μｍの範囲に属するボールの回収率と、粒度の標準偏差
を求めた。また、粒度１００〜１０６μｍの範囲に属す
るボールについては、真球度（ボールの表面に外接する
最小球面と、ボール表面の各点との半径方向の距離の最
大値）を、公知の３次元形状測定装置を用いて測定し
た。結果を表５に示す。粒度分布の結果は、表に示す各
粒度クラス（単位：μｍ、ただし、各クラスは下限値を
含み、上限値は含まない）に属するはんだボールの重量
割合（重量％）にて示している。また、真球度の判定
は、真球度が３０μｍ未満なら良好（○）、３０以上で
あり６０μｍ未満なら可（△）、６０以上なら不可
（×）としている。
【００３３】
【表５】
【００３４】すなわち、本発明の組成を有するはんだ合
金にて構成されるはんだボールは粒度分布幅が狭く、所
望の粒度（１００〜１０６μｍ）の回収率が高いと同時
に、真球度も良好であることがわかる。このような回収
率及び真球度の高いＢＧＡ用はんだボールが得られる理
由は、はんだ合金の耐酸化性が向上したためであると考
えられる。
金にて構成されるはんだボールは粒度分布幅が狭く、所
望の粒度（１００〜１０６μｍ）の回収率が高いと同時
に、真球度も良好であることがわかる。このような回収
率及び真球度の高いＢＧＡ用はんだボールが得られる理
由は、はんだ合金の耐酸化性が向上したためであると考
えられる。
【図１】遠心噴霧法によるはんだボールの製造方法を説
明する図。
明する図。
Claims (6)
- 【請求項１】 Ｓｎを主成分とし、Ｚｎ５．０〜１０．
０重量％及びＡｌ０．０１〜０．５０重量％を含有する
ことを特徴とするはんだ合金。 - 【請求項２】 Ｚｎ６．０〜８．０重量％及びＩｎ６．
０〜１１．０重量％を含有することを特徴とする請求項
１に記載のはんだ合金。 - 【請求項３】 Ｓｎを主成分とし、Ｂｉ２２．０〜４
２．０重量％及びＡｌ０．０１〜０．５０重量％を含有
することを特徴とするはんだ合金。 - 【請求項４】 Ｎｉ，Ｃｕ，Ａｇから選ばれる１種また
は２種以上を、Ｎｉが０．０１〜３．０重量％、Ｃｕが
０．０１〜１．０重量％、Ａｇが０．０１〜５．０重量
％の範囲で含有することを特徴とする請求項１ないし３
のいずれかに記載のはんだ合金。 - 【請求項５】 Ｐｂの含有量が１．０重量％以下である
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の
はんだ合金。 - 【請求項６】 請求項１から５に記載のはんだ合金にて
構成されたことを特徴とするはんだボール。
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|---|---|---|---|
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| JP2000170521A JP4462721B2 (ja) | 2000-06-07 | 2000-06-07 | はんだ合金及びはんだボール |
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|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| WO2008130012A1 (ja) * | 2007-04-17 | 2008-10-30 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | パワー半導体モジュール |
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2000
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