JP2002001575A - 無鉛半田合金およびこの無鉛半田合金を搭載した回路基板ならびに管球 - Google Patents
無鉛半田合金およびこの無鉛半田合金を搭載した回路基板ならびに管球Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 Ｐｂ等の有害物質を含まず、Ｐｂ−Ｓｎ共晶
半田の融解温度と近い融解温度を有する無鉛半田合金お
よびこの無鉛半田合金を用いて電子部品が実装された回
路基板、この無鉛半田合金を用いて半田付けされた管球
を提供する。 【解決手段】 Ｓｎが８６．２モル％、Ｚｎが１０モル
％、Ａｌが２モル％、Ｂｉが１．８モル％からなる半田
合金。
半田の融解温度と近い融解温度を有する無鉛半田合金お
よびこの無鉛半田合金を用いて電子部品が実装された回
路基板、この無鉛半田合金を用いて半田付けされた管球
を提供する。 【解決手段】 Ｓｎが８６．２モル％、Ｚｎが１０モル
％、Ａｌが２モル％、Ｂｉが１．８モル％からなる半田
合金。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鉛（Ｐｂ）を含ま
ない無鉛半田合金およびこの無鉛半田合金を用いて電子
部品が実装された回路基板、口金とリード線とが半田付
けされた管球に関するものである。
ない無鉛半田合金およびこの無鉛半田合金を用いて電子
部品が実装された回路基板、口金とリード線とが半田付
けされた管球に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半田合金は、各種金属の接合のために広
く使われており、その中でもＰｂ−Ｓｎ共晶半田は約１
８３℃の共晶融解温度を持ち、一般的な半田となってい
る。
く使われており、その中でもＰｂ−Ｓｎ共晶半田は約１
８３℃の共晶融解温度を持ち、一般的な半田となってい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】近年、ほとんどの電気
機器や自動車をはじめとしてかなりの工業製品にＰｂ−
Ｓｎ共晶半田が使用されてきており、半田合金は、金属
材料同士の導電性の簡便な接合材として産業界において
欠くことのできない素材となっている。しかしながら、
鉛は重金属であり、生体にとって有毒であり、Ｐｂ−Ｓ
ｎ共晶半田が使用された機器類の廃棄に伴い、Ｐｂによ
る環境汚染が深刻化し、近年はＰｂを使わない無鉛半田
合金が強く望まれている。
機器や自動車をはじめとしてかなりの工業製品にＰｂ−
Ｓｎ共晶半田が使用されてきており、半田合金は、金属
材料同士の導電性の簡便な接合材として産業界において
欠くことのできない素材となっている。しかしながら、
鉛は重金属であり、生体にとって有毒であり、Ｐｂ−Ｓ
ｎ共晶半田が使用された機器類の廃棄に伴い、Ｐｂによ
る環境汚染が深刻化し、近年はＰｂを使わない無鉛半田
合金が強く望まれている。
【０００４】使用温度、材料が限定されなければ、Ｐｂ
−Ｓｎ共晶系以外の現存する各種の半田合金を適用でき
るが、これまでＰｂ−Ｓｎ共晶半田が使われてきた領域
では、Ｐｂ−Ｓｎ共晶半田を使用する対象となる相手の
材料（半田付け部材）が、Ｐｂ−Ｓｎ共晶半田の融解温
度に適合するように選定されてきてしまっており、かつ
半田付け部材を接合する半田付け設備や器具も温度的に
も材料的にもＰｂ−Ｓｎ共晶半田に適合するように設計
されている。
−Ｓｎ共晶系以外の現存する各種の半田合金を適用でき
るが、これまでＰｂ−Ｓｎ共晶半田が使われてきた領域
では、Ｐｂ−Ｓｎ共晶半田を使用する対象となる相手の
材料（半田付け部材）が、Ｐｂ−Ｓｎ共晶半田の融解温
度に適合するように選定されてきてしまっており、かつ
半田付け部材を接合する半田付け設備や器具も温度的に
も材料的にもＰｂ−Ｓｎ共晶半田に適合するように設計
されている。
【０００５】このため、半田合金成分および融解温度が
従来とできるだけ変わらないこと、すなわち、融解温度
がＰｂ−Ｓｎ共晶半田の融解温度１８３℃に近く、かつ
Ｐｂ−Ｓｎ共晶の融解のように狭い温度範囲で融解で
き、しかも、Ｐｂを含んでいない実用可能な半田とする
ことが産業上極めて望ましい。
従来とできるだけ変わらないこと、すなわち、融解温度
がＰｂ−Ｓｎ共晶半田の融解温度１８３℃に近く、かつ
Ｐｂ−Ｓｎ共晶の融解のように狭い温度範囲で融解で
き、しかも、Ｐｂを含んでいない実用可能な半田とする
ことが産業上極めて望ましい。
【０００６】しかしながら、現在提案されている無鉛半
田合金は、その融点がＰｂ−Ｓｎ共晶半田の融点よりも
高いものが多くなっている。
田合金は、その融点がＰｂ−Ｓｎ共晶半田の融点よりも
高いものが多くなっている。
【０００７】本発明はこのような問題を解決するために
なされたもので、Ｐｂおよび有害物質を含まず、Ｐｂ−
Ｓｎ共晶半田の融解温度と近い融解温度を有する無鉛半
田合金およびこの無鉛半田合金を用いて電子部品が実装
された回路基板、ならびにこの無鉛半田合金を用いて口
金とリード線とが半田付けされた管球を提供することを
目的とする。
なされたもので、Ｐｂおよび有害物質を含まず、Ｐｂ−
Ｓｎ共晶半田の融解温度と近い融解温度を有する無鉛半
田合金およびこの無鉛半田合金を用いて電子部品が実装
された回路基板、ならびにこの無鉛半田合金を用いて口
金とリード線とが半田付けされた管球を提供することを
目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の無鉛半田合金お
よびこの無鉛半田合金が使用された回路基板、および管
球は、次の様である。
よびこの無鉛半田合金が使用された回路基板、および管
球は、次の様である。
【０００９】（１）本発明の無鉛半田合金は、錫（Ｓ
ｎ）、亜鉛（Ｚｎ）およびアルミニウム（Ａｌ）の三元
共晶を含むことを特徴とする。
ｎ）、亜鉛（Ｚｎ）およびアルミニウム（Ａｌ）の三元
共晶を含むことを特徴とする。
【００１０】（２）前記（１）項に記載の無鉛半田合金
においては、無鉛半田合金を構成する全成分の合計量を
１００モル％とした場合に、錫（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）
およびアルミニウム（Ａｌ）の含有割合が、錫（Ｓｎ）
９４〜８２モル％、亜鉛（Ｚｎ）５〜１５モル％、およ
びアルミニウム（Ａｌ）１〜３モル％である事がこのま
しい。
においては、無鉛半田合金を構成する全成分の合計量を
１００モル％とした場合に、錫（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）
およびアルミニウム（Ａｌ）の含有割合が、錫（Ｓｎ）
９４〜８２モル％、亜鉛（Ｚｎ）５〜１５モル％、およ
びアルミニウム（Ａｌ）１〜３モル％である事がこのま
しい。
【００１１】（３）また、前記（１）又は（２）項のい
ずれかに記載の無鉛半田合金においては、Ｓｎ、Ｚｎお
よびＡｌの三つの相の少なくとも一つの相に固溶し得る
金属を更に含むことが好ましい。
ずれかに記載の無鉛半田合金においては、Ｓｎ、Ｚｎお
よびＡｌの三つの相の少なくとも一つの相に固溶し得る
金属を更に含むことが好ましい。
【００１２】（４）また、前記（３）項に記載の無鉛半
田合金においては、固溶し得る金属が、ビスマス（Ｂ
ｉ）、インジウム（Ｉｎ）もしくはこれらの組み合わせ
から選ばれたいずれかであることが好ましい。
田合金においては、固溶し得る金属が、ビスマス（Ｂ
ｉ）、インジウム（Ｉｎ）もしくはこれらの組み合わせ
から選ばれたいずれかであることが好ましい。
【００１３】（５）また、前記（３）項又は（４）項の
いずれかに記載の無鉛半田合金においては、無鉛半田合
金を構成する全成分の合計量を１００モル％とした場合
に、固溶し得る金属の含有割合が、２モル％以下である
ことが好ましい。
いずれかに記載の無鉛半田合金においては、無鉛半田合
金を構成する全成分の合計量を１００モル％とした場合
に、固溶し得る金属の含有割合が、２モル％以下である
ことが好ましい。
【００１４】（６）また、本発明の回路基板は、前記
（１）〜（５）項のいずれかに記載の無鉛半田合金を用
いて、電子部品が実装されていることを特徴とする。
（１）〜（５）項のいずれかに記載の無鉛半田合金を用
いて、電子部品が実装されていることを特徴とする。
【００１５】（７）また、本発明の管球は、前記（１）
〜（５）項のいずれかに記載の無鉛半田合金を用いて、
口金とリード線とが半田付けされていることを特徴とす
る。
〜（５）項のいずれかに記載の無鉛半田合金を用いて、
口金とリード線とが半田付けされていることを特徴とす
る。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明の無鉛半田合金は、Ｓｎ、
ＺｎおよびＡｌの三元共晶を含んだ構成を有している。
これらの組成割合は、無鉛半田合金を構成する全成分の
合計量を１００モル％とした場合に、錫（Ｓｎ）、亜鉛
（Ｚｎ）およびアルミニウム（Ａｌ）の含有割合が、錫
（Ｓｎ）９４〜８２モル％、亜鉛（Ｚｎ）５〜１５モル
％、およびアルミニウム（Ａｌ）１〜３モル％の範囲が
好ましい。
ＺｎおよびＡｌの三元共晶を含んだ構成を有している。
これらの組成割合は、無鉛半田合金を構成する全成分の
合計量を１００モル％とした場合に、錫（Ｓｎ）、亜鉛
（Ｚｎ）およびアルミニウム（Ａｌ）の含有割合が、錫
（Ｓｎ）９４〜８２モル％、亜鉛（Ｚｎ）５〜１５モル
％、およびアルミニウム（Ａｌ）１〜３モル％の範囲が
好ましい。
【００１７】このような本発明の半田合金は、Ｐｂ−Ｓ
ｎ共晶半田の共晶融解温度である１８３℃に近い約１９
６℃前後の共晶融解温度を有し、したがってＰｂ−Ｓｎ
共晶半田とほぼ同様な条件で使用できる無鉛半田合金と
することができ、半田付けの対象となる部材や物品とし
て更に耐熱性の高い材料の使用が余儀なくされる事はな
く、従来と同等の耐熱性を有する素材からなる半田付け
対象物品も使用できるし、また半田付け対象部材を接合
する半田付け設備や器具も温度的にも材料的にもＰｂ−
Ｓｎ共晶半田に使用してきたものが使用でき好ましい。
ｎ共晶半田の共晶融解温度である１８３℃に近い約１９
６℃前後の共晶融解温度を有し、したがってＰｂ−Ｓｎ
共晶半田とほぼ同様な条件で使用できる無鉛半田合金と
することができ、半田付けの対象となる部材や物品とし
て更に耐熱性の高い材料の使用が余儀なくされる事はな
く、従来と同等の耐熱性を有する素材からなる半田付け
対象物品も使用できるし、また半田付け対象部材を接合
する半田付け設備や器具も温度的にも材料的にもＰｂ−
Ｓｎ共晶半田に使用してきたものが使用でき好ましい。
【００１８】特に、本発明の無鉛半田合金においては、
Ｓｎ、ＺｎおよびＡｌの三つの相の少なくともいずれか
一つの相に固溶し得る金属を更に含むことが好ましい。
Ｓｎ、ＺｎおよびＡｌの三つの相の少なくともいずれか
一つの相に固溶し得る金属を更に含むことが好ましい。
【００１９】このような固溶し得る金属（以下、固溶金
属と略称することがある。）を含ませることにより、半
田合金の融解温度をさらに下げたり、その他半田合金に
実用上より望ましい性質を付与したりすることができ好
ましい。
属と略称することがある。）を含ませることにより、半
田合金の融解温度をさらに下げたり、その他半田合金に
実用上より望ましい性質を付与したりすることができ好
ましい。
【００２０】固溶金属としては、Ｂｉ、Ｉｎもしくはこ
れらの組み合わせが好適である。例えば、Ｓｎの一部を
Ｂｉ、Ｉｎもしくはこれらの組み合わせに置換し（Ｓ
ｎ，Ｂｉ）、（Ｓｎ，Ｉｎ）もしくは（Ｓｎ，Ｂｉ，Ｉ
ｎ）の構造にすることにより、融解温度をさらに下げる
ことができる。
れらの組み合わせが好適である。例えば、Ｓｎの一部を
Ｂｉ、Ｉｎもしくはこれらの組み合わせに置換し（Ｓ
ｎ，Ｂｉ）、（Ｓｎ，Ｉｎ）もしくは（Ｓｎ，Ｂｉ，Ｉ
ｎ）の構造にすることにより、融解温度をさらに下げる
ことができる。
【００２１】無鉛半田合金を構成する全成分の合計量を
１００モル％とした場合に、固溶金属の含有割合は、固
溶金属の種類によって異なるが、例えばＢｉ、Ｉｎもし
くはこれらを組み合わせたものを用いた場合には、２モ
ル％以下が好ましい。２モル％以下であると、Ｓｎと固
溶金属との共晶が形成されにくく、従って半田合金の融
解温度が著しく低下しすぎてしまうこともなく好まし
い。
１００モル％とした場合に、固溶金属の含有割合は、固
溶金属の種類によって異なるが、例えばＢｉ、Ｉｎもし
くはこれらを組み合わせたものを用いた場合には、２モ
ル％以下が好ましい。２モル％以下であると、Ｓｎと固
溶金属との共晶が形成されにくく、従って半田合金の融
解温度が著しく低下しすぎてしまうこともなく好まし
い。
【００２２】このようにＳｎ、ＺｎおよびＡｌの三つの
相の少なくとも一つの相に固溶し得る金属を更に含ませ
る場合においても、前記固溶金属を含む全成分の合計量
が１００モル％の範囲内で適宜調整される。例えば、Ｂ
ｉ、Ｉｎもしくはこれらの組み合わせを用いた場合、Ｓ
ｎの含有量を調節する。
相の少なくとも一つの相に固溶し得る金属を更に含ませ
る場合においても、前記固溶金属を含む全成分の合計量
が１００モル％の範囲内で適宜調整される。例えば、Ｂ
ｉ、Ｉｎもしくはこれらの組み合わせを用いた場合、Ｓ
ｎの含有量を調節する。
【００２３】次に、本発明の回路基板は、上記無鉛半田
合金を用いて電子部品が実装されている回路基板であ
り、回路基板上に実装される電子部品としては、Ｐｂ−
Ｓｎ共晶半田を用いて実装される電子部品と同等のもの
が使用できる。特に限定されるものではないが、電子部
品としては、例えば、電解コンデンサーなどの電極リー
ド線が出ているリード線を回路基板に差し込んで半田付
けするような挿入部品、トランジスターや半導体部品な
どの表面実装部品、チップ抵抗器やチップコンデンサー
などのベアチップ部品、リード線、コネクタ等が挙げら
れる。
合金を用いて電子部品が実装されている回路基板であ
り、回路基板上に実装される電子部品としては、Ｐｂ−
Ｓｎ共晶半田を用いて実装される電子部品と同等のもの
が使用できる。特に限定されるものではないが、電子部
品としては、例えば、電解コンデンサーなどの電極リー
ド線が出ているリード線を回路基板に差し込んで半田付
けするような挿入部品、トランジスターや半導体部品な
どの表面実装部品、チップ抵抗器やチップコンデンサー
などのベアチップ部品、リード線、コネクタ等が挙げら
れる。
【００２４】この構成により、回路基板の半田部分の無
鉛化を図ることができ、しかも、半田付けの際に、Ｐｂ
−Ｓｎ共晶半田による半田付けで使用してきた半田付け
設備や半田付け用器具も使用でき好ましい。
鉛化を図ることができ、しかも、半田付けの際に、Ｐｂ
−Ｓｎ共晶半田による半田付けで使用してきた半田付け
設備や半田付け用器具も使用でき好ましい。
【００２５】次に、本発明の管球は、上記本発明の無鉛
半田を用いて口金とリード線とが半田付けされている管
球である。
半田を用いて口金とリード線とが半田付けされている管
球である。
【００２６】管球は、一般家庭も含めて、使用量が極め
て多く、また、電球のフィラメント切れにより、交換の
ために廃棄される量は極めて多いが、本発明の管球を用
いることにより、管球の無鉛化を図ることができ、環境
汚染を少なくすることが出来好ましい。しかも、Ｐｂ−
Ｓｎ共晶半田を用いて作製されてきた管球と同等の耐熱
性の部品や材料を使用することもでき、また、半田付け
の際に、Ｐｂ−Ｓｎ共晶半田による半田付けで使用して
きた半田付け設備や半田付け用器具も使用でき好まし
い。
て多く、また、電球のフィラメント切れにより、交換の
ために廃棄される量は極めて多いが、本発明の管球を用
いることにより、管球の無鉛化を図ることができ、環境
汚染を少なくすることが出来好ましい。しかも、Ｐｂ−
Ｓｎ共晶半田を用いて作製されてきた管球と同等の耐熱
性の部品や材料を使用することもでき、また、半田付け
の際に、Ｐｂ−Ｓｎ共晶半田による半田付けで使用して
きた半田付け設備や半田付け用器具も使用でき好まし
い。
【００２７】以下、本発明の理解を容易にするため、本
発明の実施の形態についての具体的態様を図面を用いて
説明するが、本発明は、下記の具体的実施の形態例のみ
に限定されるものではない。
発明の実施の形態についての具体的態様を図面を用いて
説明するが、本発明は、下記の具体的実施の形態例のみ
に限定されるものではない。
【００２８】（実施の形態１）無鉛半田合金の組成が共
晶となる場合の第１の実施の形態を図１を用いて説明す
る。
晶となる場合の第１の実施の形態を図１を用いて説明す
る。
【００２９】Ｓｎを８８モル％、Ｚｎを１０モル％、Ａ
ｌを２モル％の組成からなる半田合金を作製し、その示
差走査型熱量計（ＤＳＣ）曲線を図１に示した。図１
中、３がＤＳＣ曲線、１がＤＳＣ曲線の融解吸熱ピー
ク、４が温度曲線を示している。
ｌを２モル％の組成からなる半田合金を作製し、その示
差走査型熱量計（ＤＳＣ）曲線を図１に示した。図１
中、３がＤＳＣ曲線、１がＤＳＣ曲線の融解吸熱ピー
ク、４が温度曲線を示している。
【００３０】ＤＳＣ曲線には、ほぼ１本の急峻な１９６
℃の融解吸熱ピーク１が見られ合金が融解していること
を示し、ほぼこの組成でＳｎ、Ｚｎ、Ａｌの三元共晶が
形成されていることが分かる。
℃の融解吸熱ピーク１が見られ合金が融解していること
を示し、ほぼこの組成でＳｎ、Ｚｎ、Ａｌの三元共晶が
形成されていることが分かる。
【００３１】以上のように、Ｓｎ、Ｚｎ、Ａｌの三元共
晶を有する半田合金では、共晶融解温度をＰｂ−Ｓｎ共
晶半田のそれに近い温度にすることができる。
晶を有する半田合金では、共晶融解温度をＰｂ−Ｓｎ共
晶半田のそれに近い温度にすることができる。
【００３２】なお、図１中、２００．８℃は融解吸熱ピ
ーク１の頂点の温度、−６９．２８５Ｊ／ｇは、半田合
金１ｇ当りの吸収した熱量を示している。
ーク１の頂点の温度、−６９．２８５Ｊ／ｇは、半田合
金１ｇ当りの吸収した熱量を示している。
【００３３】（実施の形態２）第１の実施の形態で示し
た半田合金材料の組成にＢｉを追加した合金の第２の実
施の形態を図２を用いて説明する。
た半田合金材料の組成にＢｉを追加した合金の第２の実
施の形態を図２を用いて説明する。
【００３４】第１の実施の形態で示した半田合金材料の
組成比におけるＳｎの２モル％をＢｉに置換した組成比
である、Ｓｎが８６．２モル％、Ｚｎが１０モル％、Ａ
ｌが２モル％、Ｂｉが１．８モル％からなる半田合金の
ＤＳＣ曲線を図２に示す。図２中、３がＤＳＣ曲線、２
がＤＳＣ曲線の融解吸熱ピーク、４が温度曲線を示して
いる。
組成比におけるＳｎの２モル％をＢｉに置換した組成比
である、Ｓｎが８６．２モル％、Ｚｎが１０モル％、Ａ
ｌが２モル％、Ｂｉが１．８モル％からなる半田合金の
ＤＳＣ曲線を図２に示す。図２中、３がＤＳＣ曲線、２
がＤＳＣ曲線の融解吸熱ピーク、４が温度曲線を示して
いる。
【００３５】ＤＳＣ曲線には、１８５℃付近に１本の融
解吸熱ピーク２が見られ、図１に示した組成の半田合金
の融解吸熱ピーク１よりもピーク幅は広がりながら、か
つ低温側にシフトしている。これは、ＢｉがＳｎに固溶
したことにより、合金の共晶融解温度が幅を広げながら
下がっていることを示している。
解吸熱ピーク２が見られ、図１に示した組成の半田合金
の融解吸熱ピーク１よりもピーク幅は広がりながら、か
つ低温側にシフトしている。これは、ＢｉがＳｎに固溶
したことにより、合金の共晶融解温度が幅を広げながら
下がっていることを示している。
【００３６】以上のように、Ｓｎ、Ｚｎ、Ａｌの三元共
晶を有する半田合金材料に、Ｓｎに固溶できるＢｉを加
えた半田合金では、共晶融解温度をＰｂ−Ｓｎ共晶半田
のそれとほぼ同じ温度にすることができる。
晶を有する半田合金材料に、Ｓｎに固溶できるＢｉを加
えた半田合金では、共晶融解温度をＰｂ−Ｓｎ共晶半田
のそれとほぼ同じ温度にすることができる。
【００３７】なお、図２中、１９７．６℃は吸熱ピーク
２の頂点の温度、−６６．６３１Ｊ／ｇは、半田合金１
ｇ当りの吸収した熱量を示している。
２の頂点の温度、−６６．６３１Ｊ／ｇは、半田合金１
ｇ当りの吸収した熱量を示している。
【００３８】また、上記の実施の形態ではＳｎの一部を
Ｂｉに置換した場合について説明したが、これに限るこ
となく、例えばＳｎの一部をＩｎに置換した場合でも、
共晶融解温度をＰｂ−Ｓｎ共晶半田のそれとほぼ同じ温
度にすることができる。
Ｂｉに置換した場合について説明したが、これに限るこ
となく、例えばＳｎの一部をＩｎに置換した場合でも、
共晶融解温度をＰｂ−Ｓｎ共晶半田のそれとほぼ同じ温
度にすることができる。
【００３９】（実施の形態３）第１の実施の形態あるい
は第２の実施の形態で示した無鉛半田を用いて電子部品
が実装された回路基板を図３を用いて説明する。
は第２の実施の形態で示した無鉛半田を用いて電子部品
が実装された回路基板を図３を用いて説明する。
【００４０】図３は、電子部品１５の部品リード１５ａ
と、回路基板１３に設けられた配線パターンのランド１
４とが本発明の無鉛半田１６により接合されている状態
を示している。電子部品１５の接合方法は、回路基板１
３の半田付け面にフラックスを塗布した後、溶融半田に
ディップするフロー手法である。フロー条件をＰｂ−Ｓ
ｎ共晶半田の時と同様に、回路基板１１のプリヒート温
度を２９５〜３０５℃とし、基板溶融半田の温度を２５
０〜２５５℃とした。酸化されやすい半田であることか
ら、窒素雰囲気下でフローを行う工夫が必要であるが、
設備的には従来のＰｂ−Ｓｎ共晶半田の場合と何ら変わ
らずに半田付けが可能であった。
と、回路基板１３に設けられた配線パターンのランド１
４とが本発明の無鉛半田１６により接合されている状態
を示している。電子部品１５の接合方法は、回路基板１
３の半田付け面にフラックスを塗布した後、溶融半田に
ディップするフロー手法である。フロー条件をＰｂ−Ｓ
ｎ共晶半田の時と同様に、回路基板１１のプリヒート温
度を２９５〜３０５℃とし、基板溶融半田の温度を２５
０〜２５５℃とした。酸化されやすい半田であることか
ら、窒素雰囲気下でフローを行う工夫が必要であるが、
設備的には従来のＰｂ−Ｓｎ共晶半田の場合と何ら変わ
らずに半田付けが可能であった。
【００４１】上記の実施の形態では電子部品１５は電解
コンデンサであるが、回路基板１３に実装される電子部
品としては、挿入部品、表面実装部品、ベアチップ部
品、リード線、コネクタ等、他の電子部品を用いてもよ
い。
コンデンサであるが、回路基板１３に実装される電子部
品としては、挿入部品、表面実装部品、ベアチップ部
品、リード線、コネクタ等、他の電子部品を用いてもよ
い。
【００４２】（実施の形態４）第１の実施の形態あるい
は第２の実施の形態で示した本発明の無鉛半田を用いて
口金と発光管から出るリード線とが半田付けされた本発
明の管球、例えば白熱電球を図４を用いて説明する。
は第２の実施の形態で示した本発明の無鉛半田を用いて
口金と発光管から出るリード線とが半田付けされた本発
明の管球、例えば白熱電球を図４を用いて説明する。
【００４３】図４は、白熱電球の概略断面図であるが、
発光管１７の部分は断面ではなく外形のみ記載した概略
一部分断面図である（これを単にここでは概略断面図と
称する。）。図４は、発光管１７から出るリード線１８
と、接着剤１９により発光管１７と接着されている口金
２０とが本発明の無鉛半田１６により接合されている状
態を示している。この時の接合方法として、糸状半田あ
るいは棒状半田と半田ごてを用いたポイント半田付けが
一般化しているが、上記本発明の無鉛半田を糸状あるい
は棒状に加工し、適切なフラックスを選ぶことによって
従来のＰｂ−Ｓｎ共晶半田と変わらない半田こて温度で
ポイント半田付けが可能であった。
発光管１７の部分は断面ではなく外形のみ記載した概略
一部分断面図である（これを単にここでは概略断面図と
称する。）。図４は、発光管１７から出るリード線１８
と、接着剤１９により発光管１７と接着されている口金
２０とが本発明の無鉛半田１６により接合されている状
態を示している。この時の接合方法として、糸状半田あ
るいは棒状半田と半田ごてを用いたポイント半田付けが
一般化しているが、上記本発明の無鉛半田を糸状あるい
は棒状に加工し、適切なフラックスを選ぶことによって
従来のＰｂ−Ｓｎ共晶半田と変わらない半田こて温度で
ポイント半田付けが可能であった。
【００４４】なお、上記の実施の形態では白熱電球の発
光管リード線と口金との接合の場合について説明した
が、例えば電球型蛍光ランプの発光管リード線と回路基
板端子との接合あるいは電球型蛍光ランプの電源リード
線と口金との接合でも同じである。
光管リード線と口金との接合の場合について説明した
が、例えば電球型蛍光ランプの発光管リード線と回路基
板端子との接合あるいは電球型蛍光ランプの電源リード
線と口金との接合でも同じである。
【００４５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は従来の半
田合金の主要な成分の一つであるＳｎを主成分とし、有
害なＰｂを含まない無害物質からなり、従って環境汚染
の防止に有効であり、かつ従来のＰｂ−Ｓｎ共晶半田に
近い融解温度を示すことにより、従来のＰｂ−Ｓｎ共晶
半田において使用されている半田設備ないしは半田器具
をそのまま使用できるというすぐれた効果を有する無鉛
半田合金を提供することができる。また、この無鉛半田
合金を用いることにより従来のＰｂ−Ｓｎ共晶半田を用
いて半田付けしていた半田付け対象部品の素材を耐熱性
などの点で変更することなく半田付けができ、しかも無
鉛化されることにより環境汚染の問題を軽減しうる回路
基板、管球を提供することができる。
田合金の主要な成分の一つであるＳｎを主成分とし、有
害なＰｂを含まない無害物質からなり、従って環境汚染
の防止に有効であり、かつ従来のＰｂ−Ｓｎ共晶半田に
近い融解温度を示すことにより、従来のＰｂ−Ｓｎ共晶
半田において使用されている半田設備ないしは半田器具
をそのまま使用できるというすぐれた効果を有する無鉛
半田合金を提供することができる。また、この無鉛半田
合金を用いることにより従来のＰｂ−Ｓｎ共晶半田を用
いて半田付けしていた半田付け対象部品の素材を耐熱性
などの点で変更することなく半田付けができ、しかも無
鉛化されることにより環境汚染の問題を軽減しうる回路
基板、管球を提供することができる。
【図１】Ｓｎ、Ｚｎ、Ａｌの組成比が三元共晶となる本
発明の無鉛半田合金のＤＳＣ曲線。
発明の無鉛半田合金のＤＳＣ曲線。
【図２】本発明の無鉛半田合金の組成にＢｉを追加した
場合の本発明の無鉛半田合金のＤＳＣ曲線。
場合の本発明の無鉛半田合金のＤＳＣ曲線。
【図３】本発明の無鉛半田合金を用いて電子部品を実装
した回路基板の断面図。
した回路基板の断面図。
【図４】本発明の無鉛半田合金を用いて口金とリード線
を半田付けした白熱電球の概略断面図。
を半田付けした白熱電球の概略断面図。
１ Ｓｎ−Ｚｎ−Ａｌ合金のＤＳＣ曲線における融解吸
熱ピーク ２ Ｓｎ−Ｚｎ−Ａｌ−Ｂｉ合金のＤＳＣ曲線における
融解吸熱ピーク ３ ＤＳＣ曲線 ４ 温度曲線 １３ 回路基板 １４ ランド １５ 電子部品 １５ａ 部品リード １６ 無鉛半田 １７ 発光管 １８ リード線 １９ 接着剤 ２０ 口金
熱ピーク ２ Ｓｎ−Ｚｎ−Ａｌ−Ｂｉ合金のＤＳＣ曲線における
融解吸熱ピーク ３ ＤＳＣ曲線 ４ 温度曲線 １３ 回路基板 １４ ランド １５ 電子部品 １５ａ 部品リード １６ 無鉛半田 １７ 発光管 １８ リード線 １９ 接着剤 ２０ 口金
Claims (7)
- 【請求項１】 錫（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）およびアルミ
ニウム（Ａｌ）の三元共晶を含むことを特徴とする無鉛
半田合金。 - 【請求項２】 無鉛半田合金を構成する全成分の合計量
を１００モル％とした場合に、錫（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚ
ｎ）およびアルミニウム（Ａｌ）の含有割合が、錫（Ｓ
ｎ）９４〜８２モル％、亜鉛（Ｚｎ）５〜１５モル％、
およびアルミニウム（Ａｌ）１〜３モル％である請求項
１に記載の無鉛半田合金。 - 【請求項３】 Ｓｎ、ＺｎおよびＡｌの三つの相の少な
くとも一つの相に固溶し得る金属を更に含む請求項１又
は２のいずれかに記載の無鉛半田合金。 - 【請求項４】 固溶し得る金属が、ビスマス（Ｂｉ）、
インジウム（Ｉｎ）もしくはこれらの組み合わせから選
ばれたいずれかである請求項３に記載の無鉛半田合金。 - 【請求項５】 無鉛半田合金を構成する全成分の合計量
を１００モル％とした場合に、固溶し得る金属の含有割
合が、２モル％以下である請求項３又は４のいずれかに
記載の無鉛半田合金。 - 【請求項６】 請求項１から５のいずれかに記載の無鉛
半田合金を用いて、電子部品が実装されていることを特
徴とする回路基板。 - 【請求項７】 請求項１から５のいずれかに記載の無鉛
半田合金を用いて、口金とリード線とが半田付けされて
いることを特徴とする管球。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000180404A JP2002001575A (ja) | 2000-06-15 | 2000-06-15 | 無鉛半田合金およびこの無鉛半田合金を搭載した回路基板ならびに管球 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000180404A JP2002001575A (ja) | 2000-06-15 | 2000-06-15 | 無鉛半田合金およびこの無鉛半田合金を搭載した回路基板ならびに管球 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002001575A true JP2002001575A (ja) | 2002-01-08 |
Family
ID=18681513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000180404A Pending JP2002001575A (ja) | 2000-06-15 | 2000-06-15 | 無鉛半田合金およびこの無鉛半田合金を搭載した回路基板ならびに管球 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002001575A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003061896A1 (fr) * | 2002-01-21 | 2003-07-31 | Fujitsu Limited | Alliage de brasage et joint brase |
| WO2005038847A1 (ja) * | 2003-10-15 | 2005-04-28 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | ランプ |
| CN109202328A (zh) * | 2017-06-29 | 2019-01-15 | 中航光电科技股份有限公司 | 一种用于钎焊铝合金和镁合金的钎料及其制备方法 |
| JP2019104029A (ja) * | 2017-12-12 | 2019-06-27 | 株式会社タムラ製作所 | 鉛フリーはんだ合金、電子回路実装基板及び電子制御装置 |
-
2000
- 2000-06-15 JP JP2000180404A patent/JP2002001575A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003061896A1 (fr) * | 2002-01-21 | 2003-07-31 | Fujitsu Limited | Alliage de brasage et joint brase |
| US6893512B2 (en) | 2002-01-21 | 2005-05-17 | Fujitsu Limited | Solder alloy and soldered bond |
| WO2005038847A1 (ja) * | 2003-10-15 | 2005-04-28 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | ランプ |
| US7211955B2 (en) | 2003-10-15 | 2007-05-01 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Lamp |
| CN109202328A (zh) * | 2017-06-29 | 2019-01-15 | 中航光电科技股份有限公司 | 一种用于钎焊铝合金和镁合金的钎料及其制备方法 |
| JP2019104029A (ja) * | 2017-12-12 | 2019-06-27 | 株式会社タムラ製作所 | 鉛フリーはんだ合金、電子回路実装基板及び電子制御装置 |
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