JP2003094194A - はんだ材及び電子部品における部材の固定方法 - Google Patents

はんだ材及び電子部品における部材の固定方法

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JP2003094194A
JP2003094194A JP2001251609A JP2001251609A JP2003094194A JP 2003094194 A JP2003094194 A JP 2003094194A JP 2001251609 A JP2001251609 A JP 2001251609A JP 2001251609 A JP2001251609 A JP 2001251609A JP 2003094194 A JP2003094194 A JP 2003094194A
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solder
temperature
mounting
degree
solder material
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JP2001251609A
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Tomokuni Mitsui
朋晋 三井
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Uchihashi Estec Co Ltd
Original Assignee
Uchihashi Estec Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】電子部品内での部材の固定に、溶融開始温度す
なわち固相線温度が電子部品の実装温度よりも低いはん
だを用いるにもかかわらず、実装温度に対する部材の固
定安定性を保証できる電子部品における部材の固定方法
を提供する。 【解決手段】実装温度T0で実装される電子部品におけ
る部材を非共晶はんだで固定するのに、前記の非共晶は
んだとして、固相線温度が実装温度T0より低く、はん
だの示差走査熱量測定による前記温度T0から液相線温
度に至る間の変態エネルギー量が同示差走査熱量測定に
よる固相線温度から前記液相線温度に至る総変態エネル
ギー量の10〜60%であるはんだを用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、回路基板に実装す
る電子部品における部材の固定方法及びその固定方法に
使用するはんだ材に関するものである。
【0002】
【従来の技術】部材をはんだにより固定した電子部品を
回路基板にフロー法やリフロー法により実装する場合、
そのはんだに実装温度よりも高い融点のものを用いて電
子部品の実装温度に対する耐熱安定性を保証している。
例えば、リード貫設セラミックスパッケージ本体の底面
にチップをダイボンディングし、チップ電極とリードの
内端との間をワイヤーボンディングし、金属製蓋板によ
りはんだシールでパッケージ本体を蓋閉した電子部品を
回路基板に実装する場合、シール用はんだに実装温度よ
りも高い融点のものを用いている。従来、上記のシール
用はんだには、Au−Sn系、Au−Si系、Agろう
材等の貴金属系、Pb−Sn系やPb−Ag系やPb−
Sn−Ag系にCu、In、Sb、Ni等を微量添加し
たPb系等が用いられていた。しかしながら、貴金属系
では、材料コストが高価であり、Pb系では、廃棄電子
部品から鉛イオンが溶出しこの溶出鉛による生態系への
悪影響や環境汚染が避けられない。このため、はんだの
鉛フリー化が提案され、Sn(融点232℃)をべース
とする鉛フリーはんだが開発されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
Snをべースとする鉛フリーはんだでは、通常、固相線
温度が前記電子部品の実装温度(260℃)よりもかな
り低く、電子部品における部材のはんだ付け箇所が実装
時に溶融されてその接合・固定位置のずれや接合不良乃
至はシール不良が招来され易い。例えば、前記したセラ
ミックスパッケージ電子部品では、シールはんだの溶融
により蓋板がずれたり、シール不良が発生したりする畏
れがある。
【0004】本発明の目的は、電子部品内での部材の固
定に、溶融開始温度すなわち固相線温度が電子部品の実
装温度よりも低いはんだを用いるにもかかわらず、実装
温度に対する部材の固定安定性を保証できる電子部品に
おける部材の固定方法を提供することにある。
【0005】本発明の更なる目的は、上記電子部品にお
ける部材の固定方法に好適に使用できるはんだ材を提供
することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明に係る電子部品に
おける部材の固定方法は、実装温度T0で実装される電
子部品における部材を非共晶はんだで固定するのに、前
記の非共晶はんだとして、固相線温度が実装温度T0よ
り低く、はんだの示差走査熱量測定による前記温度T0
から液相線温度に至る間の変態エネルギー量が同示差走
査熱量測定による固相線温度から前記液相線温度に至る
総変態エネルギー量の10〜70%であるはんだを用い
ることを特徴とする構成であり、実装温度T0は、通常
260℃とされる。前記非共晶はんだによる固定は、還
元性または不活性ガス雰囲気下で行うことができる。
【0007】本発明に係るはんだ材は、Geが5〜15
%、残部がSnであることを特徴とする構成である。
【0008】本発明に係る上記とは別のはんだ材は、G
eが0.01〜10%好ましくは0.1〜10%、Ag
が10〜30%、Snが65〜90%であることを特徴
とする構成である。
【0009】本発明に係る上記とは別のはんだ材は、G
eが0.01〜10%好ましくは0.1〜10%、Sb
が5〜30%、Snが65〜90%であることを特徴と
する構成である。
【0010】本発明に係る上記とは別のはんだ材は、G
eが0.01〜10%好ましくは0.1〜10%、Ag
とSbの合計が6〜30%、Snが65〜90%である
ことを特徴とする構成である。
【0011】本発明に係る上記とは別のはんだ材は、P
が0.001〜0.1%好ましくは0.01〜0.1
%、Agが10〜30%、Snが65〜90%であるこ
とを特徴とする構成である。
【0012】本発明に係る上記とは別のはんだ材は、P
が0.001〜0.1%好ましくは0.01〜0.1
%、Sbが5〜30%、Snが65〜90%であること
を特徴とする構成である。
【0013】本発明に係る上記とは別のはんだ材は、P
が0.001〜0.1%好ましくは0.01〜0.1
%、AgとSbの合計が6〜30%、Snが65〜90
%であることを特徴とする構成である。
【0014】上記何れのはんだ材においても、In、C
u、Ni、Ga、Au、Pd、Znの少なくとも一種を
0.1〜5%添加したり、厚みを0.01〜0.2mm
とし、または線径を0.02〜0.2mmとすることが
できる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態について説明する。図1は本発明によりパッ
ケージングされる電子部品の一例を示している。図1に
おいて、1はセラミックスパッケージ本体であり、リー
ド2が貫設されている。3はパッケージ本体1の底面に
ダイボンディングされたチップ、4はチップ3の電極と
リード2の内端との間に接続されたボンディングワイヤ
ーである。5は蓋板、例えばコバール板等の金属板やセ
ラミックス板であり、プリフォームはんだまたはリボン
はんだ6によりパッケージ本体に気密に固定されてい
る。前記セラミックスパッケージ本体1や蓋板5のはん
だシール部には、Niメッキを、更にはそのNiメッキ
層上にAuメッキを施すことができ、セラミックス板の
シール部には、Ni、Ag、Au系合金層を設けること
ができる。この蓋板の固定は、半導体チップの特性劣化
や汚染の畏れを避けるために、フラックスを用いること
なく、Hガス、ArやNガス混合Hガス等の還元
性ガス雰囲気のもとで行うことが好ましく、蓋板のシー
ル部をAuやAgメッキまたはAuやAg厚膜をコート
した場合は、ArやNガス等の不活性ガス雰囲気のも
とで行うことも可能である。半導体チップのいかんによ
っては、前記プリフォームはんだまたはリボンはんだに
代え、クリームはんだを使用し、N雰囲気や空気雰囲
気下で蓋板を固定することも可能である。この電子部品
は、リフロー法やフロー法により実装温度T0で回路基
板に実装される。
【0016】本発明に係る電子部品における部材の固定
方法によれば、上記のプリフォームはんだまたはリボン
はんだとして、非共晶はんだであり、固相線温度が実装
温度T0より低く、はんだの示差走査熱量測定による前
記温度T0から液相線温度に至る間の変態エネルギー量
が同示差走査熱量測定による固相線温度から前記液相線
温度に至る総変態エネルギー量の10〜70%であるは
んだが用いられる。
【0017】図2は、このはんだの、示差走査熱量計で
測定したDSC曲線を示している。この測定において、
被測定試料と基準試料(測定温度範囲において熱的に安
定であり、しかも変態しない物質が用いられる。通常、
アルミナが用いられる。また、両試料の熱容量がほぼ等
しく設定される)とに、同一の一定速度で昇温させるよ
うに熱エネルギーが供給される。被測定試料が固相状態
である間は、変態が生じず、両試料に供給される熱エネ
ルギーが昇温のみに費やされ、両供給エネルギーが等し
く、供給エネルギー差は0である。被測定試料が溶け始
めると、変態のために吸熱が発生し、両試料間に温度差
が生じ、その温度差を打ち消すように被測定試料側にそ
れだけ多くの熱エネルギーが供給され、両試料への供給
エネルギー量に差が生じる。図2において、点aで被測
定試料が溶け始め、液化が開始されるために、供給エネ
ルギー量差が顕著に現われる。はんだが非共晶であるた
めに、この溶け始め後は、液相中に固相が粒状に分散し
た状態になり、その粒状固相体が温度上昇と共に減少し
ていき、点eにおいて、完全に液相になる。完全に液相
化したのちは、状態が一定で変態がないから、供給エネ
ルギー差が0となる。
【0018】図2において、abcdeで囲まれた面積
は、被測定試料が完全固相から完全液相に変態するのに
費やされる総変態エネルギー量を、abcで囲まれた面
積Sdは、被測定試料が溶け始めから温度T0の半溶融
状態になるのに費やされる変態エネルギー量を、cde
で囲まれた面積Suは、温度T0の半溶融状態から完全
液相状態になるのに費やされる変態エネルギー量をそれ
ぞれ示し、本発明においては、
【数1】 Su×100%/(Su+Sd)=10〜70% (1) としている。このSu×100%/(Su+Sd)によ
り、実装温度T0でのはんだの未液相化度、若しくは固
相残存度を評価でき、高いほど、それだけはんだの固定
状態が安定と評価できる。以下、Su×100%/(S
u+Sd)を実装温度T0でのはんだの未液相化度と称
することがある。
【0019】本発明においては、電子部品の実装時、電
子部品の部材固定はんだ、例えば電子部品のパッケージ
蓋板のシール用はんだを完全に液相化させずに、その完
全液相化に要する熱エネルギーの10〜70%分の未液
相化状態を保持させ得、実装温度T0のもとでの加熱に
もかかわらず、後述の実施例と比較例との対比からも確
認できる通り、電子部品の熱的に安定な部材固定を保証
できる。
【0020】本発明において、上記の式(1)で示す実
装温度でのはんだの未液相化度を10〜70%とした理
由は、10%未満では、電子部品の実装時での部材固定
はんだの未溶融度が小さくなって実装温度T0に対する
部材の固定安定性を確保し難く、70%を越えると、は
んだの液相線温度が高くなり過ぎ、部材のはんだによる
固定時、はんだの未溶融度が大きくなり、濡れ不足乃至
は浸透不足によるはんだ付け不良が生じ易く、これを防
止するために、はんだを完全に溶融させるようにはんだ
付け温度を高くすると、チップの熱的損傷が招来される
ようになるからである。
【0021】上記電子部品の実装時の最高温度は、通常
260℃とされ、はんだには、固相線温度210〜25
0℃、液相線温度300〜450℃の鉛フリーのSn系
はんだを用いることができる。はんだの形状としては、
厚み0.01〜0.2mmのリボン、リボンを所望の形
状に打ち抜き加工したプリフォーム、線径0.02〜
0.3mmの線状とすることができる。クリームはんだ
の使用も可能である。
【0022】本発明に係る電子部品における部材の固定
方法は、前記したセラミックスパッケージ電子部品の蓋
板のシールのみに限定されず、半導体チップを含む部材
をはんだで固定する電子部品のその部材の固定であれ
ば、適用できる。例えば、リードフレームのセンターに
半導体チップをプリフォームによりダイボンディング
し、インナーリードとチップとの間をワイヤーボンディ
ングし、チップやボンディングワイヤー等をセラミック
スパッケージ等で封止して電子部品を製作する場合の半
導体チップのダイボンディングにも適用できる。
【0023】本発明に係るはんだ材は、上記した本発明
に係る電子部品における部材の固定方法に好適に使用で
き、請求項4記載のはんだ材、すなわち、Geが5〜1
5%、残部がSnであることを特徴とするはんだ材にお
いて、Geは、液相線温度を高めて上記した実装温度2
60℃の半溶融状態から完全液相状態になるのに費やさ
れる変態エネルギー量Suを増して前記式(1)で示す
実装温度でのはんだの未液相化度を10%以上とし、ま
た充分な濡れ性を付与するために添加してある。このG
eの添加重量を5〜15%とした理由は、5%未満で
は、前記式(1)で示す実装温度でのはんだの未液相化
度が10%未満になり、15%を越えると、液相線温度
が高くなり過ぎて同式(1)で示す実装温度でのはんだ
の未液相化度が70%を越え、部材のはんだによる固定
時、はんだの未溶融度が大きくなって濡れ不足乃至は浸
透不足によるはんだ付け不良が生じ易くなるからであ
る。
【0024】請求項5記載のはんだ材、すなわち、Ge
が0.01〜10%好ましくは0.1〜10%、Agが
10〜30%、Snが65〜90%であることを特徴と
するはんだ材において、Agは、液相線温度を高めて上
記した実装温度260℃の半溶融状態から完全液相状態
になるのに費やされる変態エネルギー量Suを増して前
記式(1)で示す実装温度でのはんだの未液相化度を1
0%以上とするために添加し、またGeは充分な濡れ性
を付与するために添加してある。このGeの添加重量を
0.01〜10%好ましくは0.1〜10%とした理由
は、0.01%未満では、充分な濡れ性を付与し難く、
10%を越えると、冷間加工性が低下し、細線線引き加
工や薄厚圧延やプリフォームの打ち抜き加工が難しくな
るからである。また、Agの添加重量を10〜30%と
した理由は、10%未満では、前記式(1)で示す実装
温度でのはんだの未液相化度が10%未満になり、30
%を越えると、Geの前記添加重量のもとでは、液相線
温度が高くなり過ぎて同式(1)で示す実装温度でのは
んだの未液相化度が70%を越え、部材のはんだによる
固定時、はんだの未溶融度が大きくなって濡れ不足乃至
は浸透不足によるはんだ付け不良が生じ易くなり、加工
性も低下するからである。
【0025】請求項6記載のはんだ材、すなわち、Ge
が0.01〜10%好ましくは0.1〜10%、Sbが
5〜30%、Snが65〜90%であることを特徴とす
るはんだ材において、Sbは、液相線温度を高めて上記
した実装温度260℃の半溶融状態から完全液相状態に
なるのに費やされる変態エネルギー量Suを増して前記
式(1)で示す実装温度でのはんだの未液相化度を10
%以上とするために添加し、またGeは、前記と同様に
充分な濡れ性を付与するために添加してある。このGe
の添加重量を0.01〜10%好ましくは0.1〜10
%とした理由は、前記と同様、0.01%未満では、充
分な濡れ性を付与し難く、10%を越えると、冷間加工
性が低下し、細線線引き加工や薄厚圧延やプリフォーム
の打ち抜き加工が難しくなるからである。また、Sbの
添加重量を5〜30%とした理由は、5%未満では、前
記式(1)で示す実装温度でのはんだの未液相化度が1
0%未満になり、30%を越えると、Geの前記添加重
量のもとでは、液相線温度が高くなり過ぎて同式(1)
で示す実装温度でのはんだの未液相化度が70%を越
え、部材のはんだによる固定時、はんだの未溶融度が大
きくなって濡れ不足乃至は浸透不足によるはんだ付け不
良が生じ易くなり、加工性も低下するからである。
【0026】請求項7記載のはんだ材、すなわち、Ge
が0.01〜10%好ましくは0.1〜10%、Agと
Sbの合計が6〜30%、Snが65〜90%であるこ
とを特徴とするはんだ材において、AgとSbは、液相
線温度を高めて上記した実装温度260℃の半溶融状態
から完全液相状態になるのに費やされる変態エネルギー
量Suを増して前記式(1)で示す実装温度でのはんだ
の未液相化度を10%以上とするために添加し、またG
eは、前記と同様に充分な濡れ性を付与するために添加
してある。このGeの添加重量を0.01〜10%好ま
しくは0.1〜10%とした理由は、前記と同様、0.
01%未満では、充分な濡れ性を付与し難く、10%を
越えると、冷間加工性が低下し、細線線引き加工や薄厚
圧延やプリフォームの打ち抜き加工が難しくなるからで
ある。また、AgとSbの合計添加重量を6〜30%と
した理由は、6%未満では、前記式(1)で示す実装温
度でのはんだの未液相化度を10%以上にすることが難
しくなり、30%を越えると、前記と同様にGeの前記
添加重量のもとでは、液相線温度が高くなり過ぎて同式
(1)で示す実装温度でのはんだの未液相化度が70%
を越え、部材のはんだによる固定時、はんだの未溶融度
が大きくなって濡れ不足乃至は浸透不足によるはんだ付
け不良が生じ易くなり、加工性も低下するからである。
【0027】請求項8記載のはんだ材、すなわち、Pが
0.001〜0.1%好ましくは0.01〜0.1%、
Agが10〜30%、Snが65〜90%であることを
特徴とするはんだ材において、Agは、液相線温度を高
めて上記した実装温度260℃の半溶融状態から完全液
相状態になるのに費やされる変態エネルギー量Suを増
して前記式(1)で示す実装温度でのはんだの未液相化
度を10%以上とするために添加し、またPは充分な濡
れ性を付与するために添加してある。このPの添加重量
を0.001〜0.1%好ましくは0.01〜0.1%
とした理由は、0.001%未満では、充分な濡れ性を
付与し難く、0.1%を越えると、冷間加工性が低下
し、細線線引き加工や薄厚圧延やプリフォームの打ち抜
き加工が難しくなるからである。また、Agの添加重量
を10〜30%とした理由は、10%未満では、前記式
(1)で示す実装温度でのはんだの未液相化度が10%
未満になり、30%を越えると、Pの前記添加重量のも
とでは、液相線温度が高くなり過ぎて同式(1)で示す
実装温度でのはんだの未液相化度が70%を越え、部材
のはんだによる固定時、はんだの未溶融度が大きくなっ
て濡れ不足乃至は浸透不足によるはんだ付け不良が生じ
易くなり、加工性も低下するからである。
【0028】請求項9記載のはんだ材、すなわち、Pが
0.001〜0.1%好ましくは0.01〜0.1%、
Sbが5〜30%、Snが65〜90%であることを特
徴とするはんだ材において、Sbは、液相線温度を高め
て上記した実装温度260℃の半溶融状態から完全液相
状態になるのに費やされる変態エネルギー量Suを増し
て前記式(1)で示す実装温度でのはんだの未液相化度
を10%以上とするために添加し、またPは、前記と同
様に充分な濡れ性を付与するために添加してある。この
Pの添加重量を0.001〜0.1%好ましくは0.0
1〜0.1%とした理由は、前記と同様、0.001%
未満では、充分な濡れ性を付与し難く、10%を越える
と、冷間加工性が低下し、細線線引き加工や薄厚圧延や
プリフォームの打ち抜き加工が難しくなるからである。
また、Sbの添加重量を5〜30%とした理由は、5%
未満では、前記式(1)で示す実装温度でのはんだの未
液相化度が10%未満になり、30%を越えると、Pの
前記添加重量のもとでは、液相線温度が高くなり過ぎて
同式(1)で示す実装温度でのはんだの未液相化度が7
0%を越え、部材のはんだによる固定時、はんだの未溶
融度が大きくなって濡れ不足乃至は浸透不足によるはん
だ付け不良が生じ易くなり、加工性も低下するからであ
る。
【0029】請求項10記載のはんだ材、すなわち、P
が0.001〜0.1%好ましくは0.01〜0.1
%、AgとSbの合計が6〜30%、Snが65〜90
%であることを特徴とするはんだ材において、AgとS
bは、液相線温度を高めて上記した実装温度260℃の
半溶融状態から完全液相状態になるのに費やされる変態
エネルギー量Suを増して前記式(1)で示す実装温度
でのはんだの未液相化度を10%以上とするために添加
し、またPは、前記と同様に充分な濡れ性を付与するた
めに添加してある。このPの添加重量を0.001〜
0.1%好ましくは0.01〜0.1%とした理由は、
前記と同様、0.001%未満では、充分な濡れ性を付
与し難く、0.1%を越えると、冷間加工性が低下し、
細線線引き加工や薄厚圧延やプリフォームの打ち抜き加
工が難しくなるからである。また、AgとSbの合計添
加重量を6〜30%とした理由は、6%未満では、前記
式(1)で示す実装温度でのはんだの未液相化度を10
%以上にすることが難しくなり、30%を越えると、前
記と同様にPの前記添加重量のもとでは、液相線温度が
高くなり過ぎて同式(1)で示す実装温度でのはんだの
未液相化度が70%を越え、部材のはんだによる固定
時、はんだの未溶融度が大きくなって濡れ不足乃至は浸
透不足によるはんだ付け不良が生じ易くなり、加工性も
低下するからである。
【0030】上記した請求項4〜10記載の何れのはん
だ材に対しても、Auメッキした被はんだ付け面のAu
食われ防止のためにInを0.1〜5%添加したり、は
んだ材自体の機械的強度やはんだ付け後の接合強度を向
上させたり、はんだ材の熱膨張率を調整するために、C
u、Ni、Ga、Au、Pd、Znの少なくとも一種を
0.1〜5%添加することができる。請求項4〜10記
載の何れのはんだ材においても、Ge、Ag、Sb等の
元素の上限値は、はんだ材の冷間加工性を充分に保証で
きる範囲内にあり、厚み0.01〜0.2mmでの冷間
圧延加工、更には、所望形状のプリフォームへの打ち抜
き加工、また、線径0.02〜0.2mmでの線引き加
工を円滑に行うことができる。
【0031】本発明に係る電子部品における部材の固定
方法は、本発明に係るはんだ材以外でも、非共晶はんだ
であって、固相線温度が実装温度T0より低く、はんだ
の示差走査熱量測定による前記温度T0から液相線温度
に至る間の変態エネルギー量が同示差走査熱量測定によ
る固相線温度から前記液相線温度に至る総変態エネルギ
ー量の10〜70%であり、かつ良好な濡れ性等を備え
たはんだ材により実施することが可能である。
【0032】
【実施例】図1に示すセラミックスパッケージ電子部品
における蓋板をプリフォームはんだで気密固定する場合
のはんだ材の濡れ性を評価するために、磁器ボート上に
蓋板を載せ、該蓋板上にはんだ材を置き、これをAr−
4Hガスを1リットル/分で流通させた炉芯石英管内
に投入し、320℃まで昇温し、10分間保持したの
ち、炉から取り出し、ピンセットで引掻き剥離されない
ことを確認のうえ、はんだ材の面積が炉投入前に対し同
等以上の場合を濡れ性○と、接触角が大きいために同面
積が減少した場合を濡れ性△と評価し、ピンセットによ
る引掻き剥離が生じた場合を濡れ性×と評価した。
【0033】また、図1に示すセラミックスパッケージ
電子部品を蓋板によりプリフォームはんだを用いて前記
した320℃×10分間の加熱でパッケージした試料を
斜めに支持し、実装時の加熱を模擬して260℃×10
秒間にて加熱し、蓋板の位置ずれの有無を調べ、10箇
中、ずれを生じた箇数が0のものを実装時安定性○と、
ずれを生じた箇数が1〜3箇のものを実装時安定性△
と、ずれを生じた箇数が4箇以上のものを実装時安定性
×と評価した。
【0034】次ぎに、式(1)で示す未液相化度を求め
るためのDSC曲線は、昇温速度を10℃/分、測定雰
囲気をNガスとして測定し、未液相化度は実装温度T
0を260℃として求めた。図3はDSC曲線の一例
(実施例2の試料のDSC曲線)を示している。
【0035】〔実施例1〕はんだ材には、組成がSn−
8Geで、厚み0.1mmに冷間加工したリボン乃至は
プリフォームを用いた。蓋板にNiメッキコバール板を
用いてはんだの濡れ性及び実装時安定性を評価した結果
は何れも○であった。固相線温度は224.9℃、液相
線温度は439.7℃であり、式(1)の未液相化度は
23.1%であった。
【0036】〔比較例1〕表1に示す組成とした以外、
実施例1と同じとした。はんだの濡れ性及び実装時安定
性、未液相化度は表1の通りであった。
【表1】 Ge(%) Sn(%) 濡れ性 実装時安定性 未液相化度(%) 実施例1 8 92 ○ ○ 23.1 比較例1 4 96 ○ × 10未満
【0037】表1から、実施例1のはんだ材では、未液
相化度が10〜70%の範囲内にあり、実装時安定性を
よく保証でき、かつ電子部品の部材のはんだ付け固定も
良好に行い得ることが確認できる。
【0038】〔実施例2〕はんだ材の組成をSn−20
Ag−1Geとした以外、実施例1に同じとした。蓋板
にNiメッキコバール板を用いてはんだの濡れ性及び実
装時安定性を評価した結果は何れも○であった。固相線
温度は220.5℃、液相線温度は386.9℃であり
(図3を参照)、式(1)の未液相化度は31.6%で
あった。
【0039】〔実施例3〜5〕表2に示す組成とした以
外、実施例1と同じとした。はんだの濡れ性及び実装時
安定性、未液相化度は表2の通りであった。
【0040】〔比較例2〕表2に示す組成とした以外、
実施例1と同じとした。はんだの濡れ性及び実装時安定
性、未液相化度は表2の通りであった。
【表2】 Ag(%) Ge(%) Sn(%) 濡れ性 実装時安定性 未液相化度(%) 実施例2 20 1 79 ○ ○ 31.6 実施例3 30 1 69 ○ ○ 39.2 実施例4 20 10 70 ○ ○ 42.7 比較例2 20 0 80 △ ○ 30.4 Ag(%) P(%) Sn(%) 濡れ性 実装時安定性 未液相化度(%) 実施例5 20 0.01 79.99 ○ ○ 30.0
【0041】表2から、実施例2〜5のはんだ材では、
未液相化度が10〜70%の範囲内にあり、実装時安定
性をよく保証でき、かつ電子部品の部材のはんだ付け固
定も良好に行い得ることが確認できる。
【0042】〔実施例6〕はんだ材の組成をSn−20
Sb−1Geとした以外、実施例1に同じとした。蓋板
にNiメッキコバール板を用いてはんだの濡れ性及び実
装時安定性を評価した結果は何れも○であった。固相線
温度は241.9℃、液相線温度は430.4℃であ
り、式(1)の未液相化度は35.5%であった。
【0043】〔実施例7〜9〕表3に示す組成とした以
外、実施例1と同じとした。はんだの濡れ性及び実装時
安定性、未液相化度は表3の通りであった。
【0044】〔比較例3、4〕表3に示す組成とした以
外、実施例1と同じとした。はんだの濡れ性及び実装時
安定性、未液相化度は表3の通りであった。
【表3】 Sb(%) Ge(%) Sn(%) 濡れ性 実装時安定性 未液相化度(%) 実施例6 20 1 79 ○ ○ 35.5 実施例7 30 1 69 ○ ○ 56.0 実施例8 10 10 80 ○ ○ 16.3 比較例3 20 0 80 × × 36.7 比較例4 8 1 91 ○ × 10%未満 Sb(%) P(%) Sn(%) 濡れ性 実装時安定性 未液相化度(%) 実施例9 20 0.01 79.99 ○ ○ 36.7
【0045】表3から、実施例6〜9のはんだ材では、
未液相化度が10〜70%の範囲内にあり、実装時安定
性をよく保証でき、かつ電子部品の部材のはんだ付け固
定も良好に行い得ることが確認できる。
【0046】〔実施例10〕はんだ材の組成をSn−1
8Ag−10Sb−1Geとした以外、実施例1に同じ
とした。蓋板にNiメッキコバール板を用いてはんだの
濡れ性及び実装時安定性を評価した結果は何れも○であ
った。固相線温度は231.4℃、液相線温度は37
5.4℃であり、式(1)の未液相化度は52.1%で
あった。
【0047】〔実施例11、12〕表4に示す組成とし
た以外、実施例1と同じとした。はんだの濡れ性及び実
装時安定性、未液相化度は表4の通りであった。
【0048】〔比較例5〕表4に示す組成とした以外、
実施例1と同じとした。はんだの濡れ性及び実装時安定
性、未液相化度は表4の通りであった。
【表4】 Ag(%) Sb(%) Ge(%) Sn(%) 濡れ性 実装時安定性 未液相化度(%) 実施例10 18 10 1 71 ○ ○ 52.1 実施例11 10 5 1 84 ○ ○ 18.0 比較例5 18 9 0 76 △ ○ 31.7 Ag(%) Sb(%) P(%) Sn(%) 濡れ性 実装時安定性 未液相化度(%) 実施例12 10 5 0.01 84.99 ○ ○ 18.1
【0049】表4から、実施例10〜12では、未液相
化度が10〜70%の範囲内にあり、実装時安定性をよ
く保証でき、かつ、GeまたはP添加による濡れ性の向
上のために、電子部品の部材のはんだ付け固定も良好に
行い得ることが確認できる。
【0050】〔実施例13〕金食われ防止のためにIn
を添加した表5の組成とした。
【表5】 Ag(%) Ge(%) Sn(%) In(%) 濡れ性 実装時安定性 未液相化度(%) 実施例13 15 5 79 1 ○ ○ 20.5 この表5から明らかな通り、金食われ防止のため等にI
n等を通常の範囲内で添加しても、本発明に係るはんだ
材では、実装時安定性をよく保証でき、電子部品の部材
のはんだ付け固定も良好に行い得ることが確認できる。
【0051】
【発明の効果】本発明に係る電子部品における部材の固
定方法によれば、部材をはんだ材で固定等した電子部品
を実装する場合、そのはんだの固相線温度が実装温度よ
り低くて実装時にそのはんだ材が溶け始めることがあっ
ても、はんだ材の未液相化度を充分に保持させて実装温
度に対する耐熱安定性を保証できる。而して、固相線温
度が実装温度よりも低いはんだ材の使用が可能になり、
はんだ材の選択範囲が広くなり、鉛フリーはんだの使用
が可能となる。また、本発明に係るはんだ材によれば、
本発明に係る電子部品における部材の固定方法に好適で
加工が容易なはんだ材を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によりはんだシールされる電子部品を示
す図面である。
【図2】本発明におけるはんだ材の変態エネルギー量の
%率を示す図面である。
【図3】本発明に係るはんだ材のDSC曲線の一例を示
す図面である。
【符号の説明】
1 セラミックパッケージ本体 2 リード 3 半導体チップ 4 ボンディングワィヤー 5 蓋板 6 はんだシール

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】実装温度T0で実装される電子部品におけ
    る部材を非共晶はんだで固定するのに、前記の非共晶は
    んだとして、固相線温度が実装温度T0より低く、はん
    だの示差走査熱量測定による前記温度T0から液相線温
    度に至る間の変態エネルギー量が同示差走査熱量測定に
    よる固相線温度から前記液相線温度に至る総変態エネル
    ギー量の10〜70%であるはんだを用いることを特徴
    とする電子部品における部材の固定方法。
  2. 【請求項2】実装温度T0が260℃である請求項1記
    載の電子部品における部材の固定方法。
  3. 【請求項3】非共晶はんだによる固定を還元性または不
    活性ガス雰囲気下で行う請求項1または2記載の電子部
    品における部材の固定方法。
  4. 【請求項4】Geが5〜15%、残部がSnであること
    を特徴とするはんだ材。
  5. 【請求項5】Geが0.01〜10%、Agが10〜3
    0%、Snが65〜90%であることを特徴とするはん
    だ材。
  6. 【請求項6】Geが0.01〜10%、Sbが5〜30
    %、Snが65〜90%であることを特徴とするはんだ
    材。
  7. 【請求項7】Geが0.01〜10%、AgとSbの合
    計が6〜30%、Snが65〜90%であることを特徴
    とするはんだ材。
  8. 【請求項8】Pが0.001〜0.1%、Agが10〜
    30%、Snが65〜90%であることを特徴とするは
    んだ材。
  9. 【請求項9】Pが0.001〜0.1%、Sbが5〜3
    0%、Snが65〜90%であることを特徴とするはん
    だ材。
  10. 【請求項10】Pが0.001〜0.1%、AgとSb
    の合計が6〜30%、Snが65〜90%であることを
    特徴とするはんだ材。
  11. 【請求項11】In、Cu、Ni、Ga、Au、Pd、
    Znの少なくとも一種を0.1〜5%添加した請求項4
    〜10何れか記載のはんだ材。
  12. 【請求項12】厚みが0.01〜0.2mmである請求
    項4〜11何れか記載のはんだ材。
  13. 【請求項13】線径が0.02〜0.2mmである請求
    項4〜11何れか記載のはんだ材。
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