JP2003179345A - Ｐｂフリー半田付け物品 - Google Patents
Ｐｂフリー半田付け物品Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 基板に形成された導電層とリード付き電子部
品に備える端子リードとを、Ｐｂフリー半田を用いてフ
ロー半田付けしたとき、接合部を形成する半田に引け巣
が生じることがある。 【解決手段】 基板３に形成された導電層２とリード付
き電子部品５に備える端子リード６とをフロー半田付け
によって接合するとき、この接合部を形成する半田７
を、純度が９９．９重量％以上であるＳｎ固溶体を主成
分とする過共晶合金からなるものとする。
品に備える端子リードとを、Ｐｂフリー半田を用いてフ
ロー半田付けしたとき、接合部を形成する半田に引け巣
が生じることがある。 【解決手段】 基板３に形成された導電層２とリード付
き電子部品５に備える端子リード６とをフロー半田付け
によって接合するとき、この接合部を形成する半田７
を、純度が９９．９重量％以上であるＳｎ固溶体を主成
分とする過共晶合金からなるものとする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、リード付き電子
部品に備える端子リードが、Ｐｂフリー半田を用いたフ
ロー半田付けによって、基板に形成された導電層に接合
された構造を有する、Ｐｂフリー半田付け物品に関する
もので、特に、Ｐｂフリー半田の組成についての改良に
関するものである。
部品に備える端子リードが、Ｐｂフリー半田を用いたフ
ロー半田付けによって、基板に形成された導電層に接合
された構造を有する、Ｐｂフリー半田付け物品に関する
もので、特に、Ｐｂフリー半田の組成についての改良に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電子部品と回路基板との間での電気的接
続および機械的固定を達成するための接合において、半
田が用いられている。従来、このような半田としては、
ＳｎとＰｂとを主成分としたＳｎ−Ｐｂ系合金からなる
ものが一般的に用いられてきた。しかしながら、Ｓｎ−
Ｐｂ系半田は、Ｐｂを含んでいるため、その使用が制限
されつつある。
続および機械的固定を達成するための接合において、半
田が用いられている。従来、このような半田としては、
ＳｎとＰｂとを主成分としたＳｎ−Ｐｂ系合金からなる
ものが一般的に用いられてきた。しかしながら、Ｓｎ−
Ｐｂ系半田は、Ｐｂを含んでいるため、その使用が制限
されつつある。
【０００３】そこで、近年、環境問題を配慮して、Ｐｂ
を含まない半田すなわちＰｂフリー半田が検討されてい
る。Ｐｂフリー半田としては、たとえば、９６．５Ｓｎ
−３Ａｇ−０．５Ｃｕ合金（単位、重量％）、９６．５
Ｓｎ−３．５Ａｇ合金（単位、重量％）、９９．３Ｓｎ
−０．７Ｃｕ合金（単位、重量％）等からなるものが有
力視されている。
を含まない半田すなわちＰｂフリー半田が検討されてい
る。Ｐｂフリー半田としては、たとえば、９６．５Ｓｎ
−３Ａｇ−０．５Ｃｕ合金（単位、重量％）、９６．５
Ｓｎ−３．５Ａｇ合金（単位、重量％）、９９．３Ｓｎ
−０．７Ｃｕ合金（単位、重量％）等からなるものが有
力視されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ようなＰｂフリー半田を用いて、リード付き電子部品を
回路基板に実装するため、リード付き電子部品に備える
端子リードを、フロー半田付けによって、回路基板に形
成された導電層に接合したとき、導電層と端子リードと
の接合部に形成される半田フィレットに引け巣が生じや
すいという問題があった。
ようなＰｂフリー半田を用いて、リード付き電子部品を
回路基板に実装するため、リード付き電子部品に備える
端子リードを、フロー半田付けによって、回路基板に形
成された導電層に接合したとき、導電層と端子リードと
の接合部に形成される半田フィレットに引け巣が生じや
すいという問題があった。
【０００５】そこで、この発明の目的は、上述したよう
な問題を解決し得るＰｂフリー半田付け物品を提供しよ
うとすることである。
な問題を解決し得るＰｂフリー半田付け物品を提供しよ
うとすることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】半田フィレットにおける
引け巣は、半田の凝固過程で生じる現象であり、溶融し
た半田の凝固に際して起こる収縮のために空洞などが生
じ、収縮割れを引き起こしたりすることがある。
引け巣は、半田の凝固過程で生じる現象であり、溶融し
た半田の凝固に際して起こる収縮のために空洞などが生
じ、収縮割れを引き起こしたりすることがある。
【０００７】たとえば９６．５Ｓｎ−３Ａｇ−０．５Ｃ
ｕ合金のような金属間化合物形成型の亜共晶合金が凝固
する場合、先行相としてＳｎ（α）固溶体相が形成さ
れ、共晶温度で金属間化合物が生じ、凝固が完了する。
また、９６．５Ｓｎ−３．５Ａｇ合金または９９．３Ｓ
ｎ−０．７Ｃｕ合金のような金属間化合物形成型の共晶
合金が凝固する場合、Ｓｎ固溶体相と金属間化合物とが
同時に析出する。
ｕ合金のような金属間化合物形成型の亜共晶合金が凝固
する場合、先行相としてＳｎ（α）固溶体相が形成さ
れ、共晶温度で金属間化合物が生じ、凝固が完了する。
また、９６．５Ｓｎ−３．５Ａｇ合金または９９．３Ｓ
ｎ−０．７Ｃｕ合金のような金属間化合物形成型の共晶
合金が凝固する場合、Ｓｎ固溶体相と金属間化合物とが
同時に析出する。
【０００８】本件発明者は、引け巣が生じるのは、最終
凝固部での金属間化合物生成に伴う延性の損失が原因で
あると考えた。したがって、最終凝固部に延性に富む高
純度のＳｎ固溶体相を支配的に生成させることが、引け
巣の防止に効果的であると考えた。ここで、高純度のＳ
ｎ固溶体が得られる元素、すなわちＳｎに固溶し難い元
素としては、ＡｇおよびＣｕが挙げられる。Ｈａｎｓｅ
ｎ著「ＣＯＮＳＴＩＴＵＴＩＯＮ ＯＦ ＢＩＮＡＲＹ
ＡＬＬＯＹＳ」によると、ＡｇのＳｎへの室温での固
溶量は０．０２重量％とされ、ＣｕのＳｎへの固溶量は
０．００６重量％とされている。
凝固部での金属間化合物生成に伴う延性の損失が原因で
あると考えた。したがって、最終凝固部に延性に富む高
純度のＳｎ固溶体相を支配的に生成させることが、引け
巣の防止に効果的であると考えた。ここで、高純度のＳ
ｎ固溶体が得られる元素、すなわちＳｎに固溶し難い元
素としては、ＡｇおよびＣｕが挙げられる。Ｈａｎｓｅ
ｎ著「ＣＯＮＳＴＩＴＵＴＩＯＮ ＯＦ ＢＩＮＡＲＹ
ＡＬＬＯＹＳ」によると、ＡｇのＳｎへの室温での固
溶量は０．０２重量％とされ、ＣｕのＳｎへの固溶量は
０．００６重量％とされている。
【０００９】また、これらのＳｎ−Ａｇ合金およびＳｎ
−Ｃｕ合金は、共晶型合金であることから、最終凝固部
にＳｎ固溶体相を支配的に形成させるためには、過共晶
合金にすることが有効であると考えた。
−Ｃｕ合金は、共晶型合金であることから、最終凝固部
にＳｎ固溶体相を支配的に形成させるためには、過共晶
合金にすることが有効であると考えた。
【００１０】以上のような考察の下、この発明は、導電
層を形成した基板と、導電層に端子リードがフロー半田
付けによって接合されたリード付き電子部品とを備え
る、半田付け物品に向けられるものであって、前述した
技術的課題を解決するため、次のような構成を備えるこ
とを特徴としている。
層を形成した基板と、導電層に端子リードがフロー半田
付けによって接合されたリード付き電子部品とを備え
る、半田付け物品に向けられるものであって、前述した
技術的課題を解決するため、次のような構成を備えるこ
とを特徴としている。
【００１１】すなわち、導電層と端子リードとの接合部
を形成する半田は、Ｐｂフリー半田であり、純度が９
９．９重量％以上であるＳｎ固溶体を主成分とする過共
晶合金からなることを特徴としている。
を形成する半田は、Ｐｂフリー半田であり、純度が９
９．９重量％以上であるＳｎ固溶体を主成分とする過共
晶合金からなることを特徴としている。
【００１２】上述の過共晶合金は、３．５重量％を超え
かつ９重量％以下のＡｇ、または０．７重量％を超えか
つ２重量％以下のＣｕを含み、残部がＳｎである組成を
有していることが好ましい。
かつ９重量％以下のＡｇ、または０．７重量％を超えか
つ２重量％以下のＣｕを含み、残部がＳｎである組成を
有していることが好ましい。
【００１３】また、基板としては、電気絶縁性を有する
基板が用いられ、より具体的には、ガラスエポキシ基
板、紙フェノール基板またはセラミック基板が用いられ
ることが好ましい。
基板が用いられ、より具体的には、ガラスエポキシ基
板、紙フェノール基板またはセラミック基板が用いられ
ることが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１には、この発明の一実施形態
によるＰｂフリー半田付け物品１の正面図が一部断面で
示されている。
によるＰｂフリー半田付け物品１の正面図が一部断面で
示されている。
【００１５】この半田付け物品１は、回路基板としての
導電層２を形成した基板３を備えている。
導電層２を形成した基板３を備えている。
【００１６】基板３は、電気絶縁性を有しており、たと
えば、ガラスエポキシ基板、紙フェノール基板またはセ
ラミック基板によって構成される。セラミック基板とし
ては、たとえば、アルミナ基板、ムライト基板などが挙
げられる。
えば、ガラスエポキシ基板、紙フェノール基板またはセ
ラミック基板によって構成される。セラミック基板とし
ては、たとえば、アルミナ基板、ムライト基板などが挙
げられる。
【００１７】導電層２は、たとえばエッチングによって
与えられた所望のパターンを有していて、たとえばＣｕ
箔から構成される。Ｃｕ箔の表面には、必要に応じて、
Ｓｎ、Ａｕ、Ｓｎ−Ｃｕ等の金属からなる膜が、スパッ
タリング、蒸着、溶融めっき等の方法によって形成され
ていてもよい。
与えられた所望のパターンを有していて、たとえばＣｕ
箔から構成される。Ｃｕ箔の表面には、必要に応じて、
Ｓｎ、Ａｕ、Ｓｎ−Ｃｕ等の金属からなる膜が、スパッ
タリング、蒸着、溶融めっき等の方法によって形成され
ていてもよい。
【００１８】基板３における導電層２が形成された部分
には、貫通孔４が設けられている。この貫通孔４に、リ
ード付き電子部品５の端子リード６が挿入され、半田７
によって、端子リード６と導電層２とが接合される。
には、貫通孔４が設けられている。この貫通孔４に、リ
ード付き電子部品５の端子リード６が挿入され、半田７
によって、端子リード６と導電層２とが接合される。
【００１９】リード付き電子部品５は、たとえば、抵抗
素子、コンデンサ素子、コイル素子等を構成するもので
ある。
素子、コンデンサ素子、コイル素子等を構成するもので
ある。
【００２０】端子リード６としては、たとえば、Ｆｅや
Ｃｕ等からなる金属線に、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｎ等の金属か
らなる膜が、スパッタリング、蒸着、溶融めっき等の方
法によって形成されたものが用いられる。
Ｃｕ等からなる金属線に、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｎ等の金属か
らなる膜が、スパッタリング、蒸着、溶融めっき等の方
法によって形成されたものが用いられる。
【００２１】上述した半田７は、導電層２と端子リード
６との接合部を形成し、それによって、導電層２と端子
リード６とを電気的に接続しかつ機械的に固定する。こ
の半田７は、Ｐｂフリー半田であり、この発明において
特徴となる組成を有していて、最終凝固部において、延
性に富む高純度のＳｎ固溶体相を支配的に生成する合金
から構成される。すなわち、半田７は、純度が９９．９
重量％以上であるＳｎ固溶体を主成分とする過共晶合金
から構成される。
６との接合部を形成し、それによって、導電層２と端子
リード６とを電気的に接続しかつ機械的に固定する。こ
の半田７は、Ｐｂフリー半田であり、この発明において
特徴となる組成を有していて、最終凝固部において、延
性に富む高純度のＳｎ固溶体相を支配的に生成する合金
から構成される。すなわち、半田７は、純度が９９．９
重量％以上であるＳｎ固溶体を主成分とする過共晶合金
から構成される。
【００２２】この過共晶合金には、たとえば、Ｓｎ−Ａ
ｇ過共晶合金またはＳｎ−Ｃｕ過共晶合金がある。これ
ら過共晶合金に含まれるＡｇまたはＣｕは、前述したよ
うに、Ｓｎへの固溶量が少なく、かつ最終凝固部にＳｎ
固溶体相を支配的に形成させることができる。
ｇ過共晶合金またはＳｎ−Ｃｕ過共晶合金がある。これ
ら過共晶合金に含まれるＡｇまたはＣｕは、前述したよ
うに、Ｓｎへの固溶量が少なく、かつ最終凝固部にＳｎ
固溶体相を支配的に形成させることができる。
【００２３】半田７として、Ｓｎ−Ａｇ過共晶合金を用
いる場合、Ａｇの添加量は、合金全体に対して、３．５
重量％を超えかつ９重量％以下であることが好ましい。
いる場合、Ａｇの添加量は、合金全体に対して、３．５
重量％を超えかつ９重量％以下であることが好ましい。
【００２４】Ａｇの添加量が３．５重量％未満である
と、先行相としてＳｎ固溶体相が生成し、最終凝固部に
は、金属間化合物であるＡｇ3 Ｓｎが支配的に形成さ
れ、引け巣を引き起こす可能性が高い。また、Ａｇの添
加量が、共晶組成である３．５重量％の場合も、熱容量
の影響で凝固が均一に行なわれないことから、最終凝固
部には、金属間化合物であるＡｇ3 Ｓｎが形成され、引
け巣を引き起こす可能性が高い。
と、先行相としてＳｎ固溶体相が生成し、最終凝固部に
は、金属間化合物であるＡｇ3 Ｓｎが支配的に形成さ
れ、引け巣を引き起こす可能性が高い。また、Ａｇの添
加量が、共晶組成である３．５重量％の場合も、熱容量
の影響で凝固が均一に行なわれないことから、最終凝固
部には、金属間化合物であるＡｇ3 Ｓｎが形成され、引
け巣を引き起こす可能性が高い。
【００２５】他方、Ａｇの添加量が９重量％を超える
と、液相線温度が３００℃以上となり、作業性を考慮し
た高い温度で半田付けを実施すると、リード付き電子部
品５において、高温による特性不良が生じることがあ
る。
と、液相線温度が３００℃以上となり、作業性を考慮し
た高い温度で半田付けを実施すると、リード付き電子部
品５において、高温による特性不良が生じることがあ
る。
【００２６】半田７として、Ｓｎ−Ｃｕ過共晶合金を用
いる場合、Ｃｕの添加量は、合金全体に対して、０．７
重量％を超えかつ２重量％以下であることが好ましい。
いる場合、Ｃｕの添加量は、合金全体に対して、０．７
重量％を超えかつ２重量％以下であることが好ましい。
【００２７】Ｃｕの添加量が０．７重量％未満である
と、先行相としてＳｎ固溶体相が生成し、最終凝固部に
は、金属間化合物であるＣｕ6 Ｓｎ5 が支配的に形成さ
れ、引け巣を引き起こす可能性が高い。また、Ｃｕの添
加量が、共晶組成である０．７重量％の場合も、熱容量
の影響で凝固が均一に行なわれないことから、最終凝固
部には、金属間化合物であるＣｕ6 Ｓｎ5 が形成され、
引け巣を引き起こす可能性が高い。
と、先行相としてＳｎ固溶体相が生成し、最終凝固部に
は、金属間化合物であるＣｕ6 Ｓｎ5 が支配的に形成さ
れ、引け巣を引き起こす可能性が高い。また、Ｃｕの添
加量が、共晶組成である０．７重量％の場合も、熱容量
の影響で凝固が均一に行なわれないことから、最終凝固
部には、金属間化合物であるＣｕ6 Ｓｎ5 が形成され、
引け巣を引き起こす可能性が高い。
【００２８】他方、Ｃｕの添加量が２重量％を超える
と、液相線温度が３００℃以上となり、作業性を考慮し
た高い温度で半田付けを実施すると、リード付き電子部
品５において、高温による特性不良が生じることがあ
る。
と、液相線温度が３００℃以上となり、作業性を考慮し
た高い温度で半田付けを実施すると、リード付き電子部
品５において、高温による特性不良が生じることがあ
る。
【００２９】なお、半田７を構成するＰｂフリー半田
は、上述したような２元系半田に限定されることはな
い。Ｓｎへの固溶量が少なく、かつ最終凝固部にＳｎ固
溶体相を支配的に形成する半田組成であれば、金属種、
合金組成金属数に関らず、同様の効果が得られるのはも
ちろんのことである。
は、上述したような２元系半田に限定されることはな
い。Ｓｎへの固溶量が少なく、かつ最終凝固部にＳｎ固
溶体相を支配的に形成する半田組成であれば、金属種、
合金組成金属数に関らず、同様の効果が得られるのはも
ちろんのことである。
【００３０】また、半田組成中に、上記成分以外に微量
の不可避不純物が含まれていてもよい。不可避不純物と
しては、たとえば、Ｐｂ、Ｎａ、Ｚｎ等が挙げられる。
の不可避不純物が含まれていてもよい。不可避不純物と
しては、たとえば、Ｐｂ、Ｎａ、Ｚｎ等が挙げられる。
【００３１】再び図１を参照して、半田７による導体層
２と端子リード６との接合にあたっては、フロー半田付
けが適用される。このフロー半田付けは、たとえば、プ
リント配線板の半田付けにおいて適用されるもので、一
般に、半田浴中の溶融半田の流動波に沿って半田付けさ
れるべき物品を移動させることによって半田付けを達成
するものであるが、この明細書においては、静止半田浴
中に半田付けされるべき物品を浸漬する場合も含む。
２と端子リード６との接合にあたっては、フロー半田付
けが適用される。このフロー半田付けは、たとえば、プ
リント配線板の半田付けにおいて適用されるもので、一
般に、半田浴中の溶融半田の流動波に沿って半田付けさ
れるべき物品を移動させることによって半田付けを達成
するものであるが、この明細書においては、静止半田浴
中に半田付けされるべき物品を浸漬する場合も含む。
【００３２】なお、半田付け方法としては、他に、リフ
ロー加熱による方法もあり、また、半田付けの態様とし
て、端子リードを持たない表面実装部品のフロー半田付
けも実施されているが、これらの場合には、半田フィレ
ットの形状、半田量等の影響から、引け巣は実質的に発
生しないことがわかっている。
ロー加熱による方法もあり、また、半田付けの態様とし
て、端子リードを持たない表面実装部品のフロー半田付
けも実施されているが、これらの場合には、半田フィレ
ットの形状、半田量等の影響から、引け巣は実質的に発
生しないことがわかっている。
【００３３】次に、この発明による効果を確認するため
に実施した実験例について説明する。
に実施した実験例について説明する。
【００３４】
【実験例】表１には、この実験例において用意された実
施例１〜６ならびに比較例１〜８の各々に係る半田の合
金組成および溶融特性が示されている。なお、溶融特性
は、ＤＳＣ（熱流束型）で測定した。
施例１〜６ならびに比較例１〜８の各々に係る半田の合
金組成および溶融特性が示されている。なお、溶融特性
は、ＤＳＣ（熱流束型）で測定した。
【００３５】
【表１】
【００３６】表１において、実施例１〜６は、純度が９
９．９重量％以上であるＳｎ固溶体を主成分とする過共
晶合金を構成するものである。ここで、Ａｇを含む実施
例１〜３は、Ａｇの添加量が３．５重量％を超えかつ９
重量％以下の組成を有し、Ｃｕを含む実施例４〜６は、
Ｃｕの添加量が０．７重量％を超えかつ２重量％以下の
組成を有している。
９．９重量％以上であるＳｎ固溶体を主成分とする過共
晶合金を構成するものである。ここで、Ａｇを含む実施
例１〜３は、Ａｇの添加量が３．５重量％を超えかつ９
重量％以下の組成を有し、Ｃｕを含む実施例４〜６は、
Ｃｕの添加量が０．７重量％を超えかつ２重量％以下の
組成を有している。
【００３７】これらに対して、比較例１、３および７
は、亜共晶合金組成である。
は、亜共晶合金組成である。
【００３８】また、比較例２では、Ａｇの添加量が９重
量％を超え、比較例４は、Ｃｕの添加量が２重量％を超
えている。
量％を超え、比較例４は、Ｃｕの添加量が２重量％を超
えている。
【００３９】また、比較例５および６は、共晶合金組成
である。
である。
【００４０】さらに、比較例８は、Ｐｂフリー半田では
なく、Ｓｎ−Ｐｂ合金である。
なく、Ｓｎ−Ｐｂ合金である。
【００４１】表１に示した各試料について、「引け巣長
さ」、「半田被覆率」および「半田ブリッジ発生率」を
評価した。なお、「半田被覆率」は、半田付け性の良否
を判定するための基準となり、また、「半田ブリッジ発
生率」は、半田付け作業性の良否を判定するための基準
となるものである。
さ」、「半田被覆率」および「半田ブリッジ発生率」を
評価した。なお、「半田被覆率」は、半田付け性の良否
を判定するための基準となり、また、「半田ブリッジ発
生率」は、半田付け作業性の良否を判定するための基準
となるものである。
【００４２】より具体的には、「引け巣長さ」を評価す
るため、母材として、Ｐ脱酸Ｃｕ板（３０ｍｍ×３０ｍ
ｍ×０．３ｍｍ）上に、直径５ｍｍの電極部を形成でき
るように、ソルダーレジストで周囲をマスキングしたも
のを用意するとともに、評価用半田として、表１に示し
た各半田を６．８ｍｍ3 秤量し、４００℃のグリセリン
中で球状成形したものを用意した。
るため、母材として、Ｐ脱酸Ｃｕ板（３０ｍｍ×３０ｍ
ｍ×０．３ｍｍ）上に、直径５ｍｍの電極部を形成でき
るように、ソルダーレジストで周囲をマスキングしたも
のを用意するとともに、評価用半田として、表１に示し
た各半田を６．８ｍｍ3 秤量し、４００℃のグリセリン
中で球状成形したものを用意した。
【００４３】次に、上述の母材上に、フラックス（「Ｓ
−３５」：タムラ製作所）を滴下した後、この上に上述
の評価用半田を載せ、３００℃の温度で３０秒間溶融さ
せ、次いで、空冷によって、約１０℃／分の速度で冷却
したものを、「引け巣長さ」の評価のための試料とし
た。
−３５」：タムラ製作所）を滴下した後、この上に上述
の評価用半田を載せ、３００℃の温度で３０秒間溶融さ
せ、次いで、空冷によって、約１０℃／分の速度で冷却
したものを、「引け巣長さ」の評価のための試料とし
た。
【００４４】すなわち、この冷却後の試料に形成された
半田フィレットを、金属顕微鏡で観察し発生している引
け巣の長さを測長機で測定し、１つの半田フィレットに
発生しているすべての引け巣の合計長さを求めた。
半田フィレットを、金属顕微鏡で観察し発生している引
け巣の長さを測長機で測定し、１つの半田フィレットに
発生しているすべての引け巣の合計長さを求めた。
【００４５】また、「半田被覆率」および「半田ブリッ
ジ発生率」を評価するため、試料として、周囲にギャッ
プを有する状態で厚膜Ａｇ電極が形成されかつ直径１０
ｍｍおよび厚み１ｍｍの寸法の単板コンデンサを用意す
るとともに、直径０．５６ｍｍの溶融Ｓｎめっきが施さ
れたＣｕ線からなるＵ字状に成形されたリード線を用意
した。
ジ発生率」を評価するため、試料として、周囲にギャッ
プを有する状態で厚膜Ａｇ電極が形成されかつ直径１０
ｍｍおよび厚み１ｍｍの寸法の単板コンデンサを用意す
るとともに、直径０．５６ｍｍの溶融Ｓｎめっきが施さ
れたＣｕ線からなるＵ字状に成形されたリード線を用意
した。
【００４６】次に、表１に示した各組成を有する半田を
３２０℃の温度で溶融させた半田浴を用意し、他方、上
述の単板コンデンサをリード線で挟んだ状態とし、フラ
ックスとして「Ｈ−５２」（タムラ製作所）を用いなが
ら、浸漬時間を２秒間とし、浸漬深さを１０ｍｍとし、
かつ浸漬速度を１０ｍｍ／秒とし、単板コンデンサを半
田浴に浸漬し、半田付けを行なった。
３２０℃の温度で溶融させた半田浴を用意し、他方、上
述の単板コンデンサをリード線で挟んだ状態とし、フラ
ックスとして「Ｈ−５２」（タムラ製作所）を用いなが
ら、浸漬時間を２秒間とし、浸漬深さを１０ｍｍとし、
かつ浸漬速度を１０ｍｍ／秒とし、単板コンデンサを半
田浴に浸漬し、半田付けを行なった。
【００４７】このように半田付けを終えた各試料を目視
観察し、それによって、電極への「半田被覆率」および
「半田ブリッジ発生率」を求めた。
観察し、それによって、電極への「半田被覆率」および
「半田ブリッジ発生率」を求めた。
【００４８】これら「引け巣長さ」、「半田被覆率」お
よび「半田ブリッジ発生率」の評価結果が表２に示され
ている。
よび「半田ブリッジ発生率」の評価結果が表２に示され
ている。
【００４９】
【表２】
【００５０】表２を参照して、まず、「引け巣長さ」を
評価すると、実施例１〜６では、すべて、０．０ｍｍで
あり、引け巣が発生していないことがわかる。また、Ａ
ｇまたはＣｕの添加量の多い比較例２および４、ならび
にＳｎ−Ｐｂ合金である比較例８においても、引け巣が
発生していない。ただし、比較例２および４に関して
は、直径５ｍｍの母材露出部に半田が完全に濡れ広がっ
ておらず、正常な溶融および凝固が生じなかった。
評価すると、実施例１〜６では、すべて、０．０ｍｍで
あり、引け巣が発生していないことがわかる。また、Ａ
ｇまたはＣｕの添加量の多い比較例２および４、ならび
にＳｎ−Ｐｂ合金である比較例８においても、引け巣が
発生していない。ただし、比較例２および４に関して
は、直径５ｍｍの母材露出部に半田が完全に濡れ広がっ
ておらず、正常な溶融および凝固が生じなかった。
【００５１】他方、亜共晶合金組成である比較例１、３
および７においては、０．９〜１．５ｍｍの長さの引け
巣が発生しており、耐引け巣性に著しく劣ることがわか
る。また、共晶合金組成である比較例５および６におい
ても、０．３〜０．４ｍｍの長さの引け巣が発生してお
り、この場合には、亜共晶合金組成よりは優れるもの
の、引け巣を完全に防止できていないことがわかる。
および７においては、０．９〜１．５ｍｍの長さの引け
巣が発生しており、耐引け巣性に著しく劣ることがわか
る。また、共晶合金組成である比較例５および６におい
ても、０．３〜０．４ｍｍの長さの引け巣が発生してお
り、この場合には、亜共晶合金組成よりは優れるもの
の、引け巣を完全に防止できていないことがわかる。
【００５２】次に、「半田被覆率」について評価する
と、実施例１〜６においては、すべて１００％であり、
半田付け性に優れていることがわかる。また、亜共晶合
金組成である比較例１、３および７、共晶合金組成であ
る比較例５および６、ならびにＳｎ−Ｐｂ合金である比
較例８においても、１００％の被覆率であり、良好な半
田付け性を示すことがわかる。
と、実施例１〜６においては、すべて１００％であり、
半田付け性に優れていることがわかる。また、亜共晶合
金組成である比較例１、３および７、共晶合金組成であ
る比較例５および６、ならびにＳｎ−Ｐｂ合金である比
較例８においても、１００％の被覆率であり、良好な半
田付け性を示すことがわかる。
【００５３】他方、ＡｇまたはＣｕの添加量の多い比較
例２および４においては、半田がＡｇ電極を覆っている
ものの、塊状の半田が付着した状態であり、適正な半田
フィレットが形成されなかった。これは、表１の溶融特
性で示したように、これら比較例２および４では、液相
線温度が、それぞれ、３３６℃および３４８℃というよ
うに、半田付け温度よりも高く、十分な流動性が得られ
なかったことが原因であると考えられる。
例２および４においては、半田がＡｇ電極を覆っている
ものの、塊状の半田が付着した状態であり、適正な半田
フィレットが形成されなかった。これは、表１の溶融特
性で示したように、これら比較例２および４では、液相
線温度が、それぞれ、３３６℃および３４８℃というよ
うに、半田付け温度よりも高く、十分な流動性が得られ
なかったことが原因であると考えられる。
【００５４】次に、「半田ブリッジ発生率」について評
価すると、実施例１〜６においては、すべて０％であ
り、半田付け作業性に優れていることがわかる。また、
亜共晶合金組成である比較例１、３および７、共晶合金
組成である比較例５および６、ならびにＳｎ−Ｐｂ合金
である比較例８においても、「半田ブリッジ発生率」が
０％であり、良好な半田付け作業性を与え得ることがわ
かる。
価すると、実施例１〜６においては、すべて０％であ
り、半田付け作業性に優れていることがわかる。また、
亜共晶合金組成である比較例１、３および７、共晶合金
組成である比較例５および６、ならびにＳｎ−Ｐｂ合金
である比較例８においても、「半田ブリッジ発生率」が
０％であり、良好な半田付け作業性を与え得ることがわ
かる。
【００５５】他方、ＡｇまたはＣｕの添加量の多い比較
例２および４においては、Ａｇ電極のギャップ部を覆う
ように半田が付着し、「半田ブリッジ発生率」が１００
％となった。このことから、これら比較例２および４で
は、半田付け作業性に著しく劣ることがわかる。これに
ついても、「半田被覆率」について前述したように、比
較例２および４の溶融特性に伴う流動性の低下が原因で
あると考えられる。
例２および４においては、Ａｇ電極のギャップ部を覆う
ように半田が付着し、「半田ブリッジ発生率」が１００
％となった。このことから、これら比較例２および４で
は、半田付け作業性に著しく劣ることがわかる。これに
ついても、「半田被覆率」について前述したように、比
較例２および４の溶融特性に伴う流動性の低下が原因で
あると考えられる。
【００５６】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、基板
の導電層とリード付き電子部品の端子リードとの接合部
を形成する半田が、純度が９９．９重量％以上であるＳ
ｎ固溶体を主成分とする過共晶合金からなるものである
ので、この半田の凝固過程で生じる最終凝固部におい
て、延性に富む高純度のＳｎ固溶体相を支配的に生成さ
せることができ、この半田において引け巣を生じさせに
くくすることができ、また、半田付け性および半田付け
作業性に悪影響を及ぼさないようにすることができる。
の導電層とリード付き電子部品の端子リードとの接合部
を形成する半田が、純度が９９．９重量％以上であるＳ
ｎ固溶体を主成分とする過共晶合金からなるものである
ので、この半田の凝固過程で生じる最終凝固部におい
て、延性に富む高純度のＳｎ固溶体相を支配的に生成さ
せることができ、この半田において引け巣を生じさせに
くくすることができ、また、半田付け性および半田付け
作業性に悪影響を及ぼさないようにすることができる。
【００５７】また、上述の半田は、Ｐｂフリー半田であ
るため、環境問題を引き起こすことがない。
るため、環境問題を引き起こすことがない。
【図１】この発明の一実施形態によるＰｂフリー半田付
け物品１を一部断面で示す正面図である。
け物品１を一部断面で示す正面図である。
１ Ｐｂフリー半田付け物品
２ 導電層
３ 基板
５ リード付き電子部品
６ 端子リード
７ 半田
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 浜田 邦彦
京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式
会社村田製作所内
Ｆターム(参考） 5E319 AA02 AA07 AB01 AC02 AC04
BB01 BB08 CC24 GG13
5E336 AA01 BB01 BB15 BB18 CC01
CC52 CC53 EE02 GG05
Claims (4)
- 【請求項１】 導電層を形成した基板と、前記導電層に
端子リードがフロー半田付けによって接合されたリード
付き電子部品とを備え、 前記導電層と前記端子リードとの接合部を形成する半田
は、純度が９９．９重量％以上であるＳｎ固溶体を主成
分とする過共晶合金からなる、Ｐｂフリー半田付け物
品。 - 【請求項２】 前記過共晶合金は、３．５重量％を超え
かつ９重量％以下のＡｇ、または０．７重量％を超えか
つ２重量％以下のＣｕを含み、残部がＳｎである組成を
有する、請求項１に記載のＰｂフリー半田付け物品。 - 【請求項３】 前記基板は、電気絶縁性を有する基板で
ある、請求項１または２に記載のＰｂフリー半田付け物
品。 - 【請求項４】 前記基板は、ガラスエポキシ基板、紙フ
ェノール基板またはセラミック基板である、請求項３に
記載のＰｂフリー半田付け物品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001376986A JP2003179345A (ja) | 2001-12-11 | 2001-12-11 | Ｐｂフリー半田付け物品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001376986A JP2003179345A (ja) | 2001-12-11 | 2001-12-11 | Ｐｂフリー半田付け物品 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003179345A true JP2003179345A (ja) | 2003-06-27 |
Family
ID=19185059
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001376986A Pending JP2003179345A (ja) | 2001-12-11 | 2001-12-11 | Ｐｂフリー半田付け物品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003179345A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2209355A1 (en) * | 2009-01-15 | 2010-07-21 | Mitsubishi Electric Corporation | Electronic control device |
-
2001
- 2001-12-11 JP JP2001376986A patent/JP2003179345A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2209355A1 (en) * | 2009-01-15 | 2010-07-21 | Mitsubishi Electric Corporation | Electronic control device |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041019 |
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| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070403 |
|
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070814 |