JP2003332731A - 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】 ＣｕまたはＣｕを主成分とする金属からなる
金属導体を有する被接合体をＰｂフリー半田によって接
合するにあたって、良好な半田付け性が得られるように
する。 【解決手段】 たとえば、基板３上にＣｕまたはＣｕを
主成分とする金属からなる導電層２が形成されたプリン
ト配線基板に、ＣｕまたはＣｕを主成分とする金属から
なるリード線端子６を備えるリード付き電子部品５をＰ
ｂフリー半田７によって接合するとき、Ｐｂフリー半田
７として、Ｎｉを０．０１〜０．５重量％含み、かつ残
部をＳｎとする組成を有するものを用いる。
金属導体を有する被接合体をＰｂフリー半田によって接
合するにあたって、良好な半田付け性が得られるように
する。 【解決手段】 たとえば、基板３上にＣｕまたはＣｕを
主成分とする金属からなる導電層２が形成されたプリン
ト配線基板に、ＣｕまたはＣｕを主成分とする金属から
なるリード線端子６を備えるリード付き電子部品５をＰ
ｂフリー半田７によって接合するとき、Ｐｂフリー半田
７として、Ｎｉを０．０１〜０．５重量％含み、かつ残
部をＳｎとする組成を有するものを用いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ＣｕまたはＣｕ
を主成分とする金属からなる金属導体を有する被接合体
をＰｂフリー半田によって接合した、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。
を主成分とする金属からなる金属導体を有する被接合体
をＰｂフリー半田によって接合した、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】電子機器や電子部品の分野において、電
気的接続および機械的固定を得るための導電性接合材と
して、半田が広く用いられている。他方、電子機器や電
子部品における半田付けされるべき金属導体の部分、た
とえば、プリント配線基板にあっては導電層の部分、あ
るいは電子部品にあってはリード線端子や端子電極のよ
うな外部端子の部分を構成する材料としては、耐食性、
コストなどの面から、Ｃｕが広く用いられている。そし
て、このＣｕまたはＣｕを主成分とする金属からなる金
属導体を有するプリント配線基板や電子部品のような被
接合体を半田によって接合した、半田付け物品が種々の
分野において広く用いられている。
気的接続および機械的固定を得るための導電性接合材と
して、半田が広く用いられている。他方、電子機器や電
子部品における半田付けされるべき金属導体の部分、た
とえば、プリント配線基板にあっては導電層の部分、あ
るいは電子部品にあってはリード線端子や端子電極のよ
うな外部端子の部分を構成する材料としては、耐食性、
コストなどの面から、Ｃｕが広く用いられている。そし
て、このＣｕまたはＣｕを主成分とする金属からなる金
属導体を有するプリント配線基板や電子部品のような被
接合体を半田によって接合した、半田付け物品が種々の
分野において広く用いられている。
【０００３】ところで、上述の半田としては、従来、Ｓ
ｎとＰｂとを主成分とするもの（以下、「Ｓｎ−Ｐｂ半
田」と言う。）が一般的に用いられてきたが、環境保護
の見地から、有害であるとされているＰｂを含まないＳ
ｎを主成分とする半田、すなわちＰｂフリー半田が用い
られるようになってきている。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％）、９６．５Ｓｎ−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。
ｎとＰｂとを主成分とするもの（以下、「Ｓｎ−Ｐｂ半
田」と言う。）が一般的に用いられてきたが、環境保護
の見地から、有害であるとされているＰｂを含まないＳ
ｎを主成分とする半田、すなわちＰｂフリー半田が用い
られるようになってきている。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％）、９６．５Ｓｎ−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、ＣｕまたはＣｕを主成
分とする金属からなる金属導体を有する被接合体を半田
付けした場合、従来のＳｎ−Ｐｂ半田を用いた場合と比
較して、一般的に、半田付け性に劣るという問題があっ
た。
ようなＰｂフリー半田を用いて、ＣｕまたはＣｕを主成
分とする金属からなる金属導体を有する被接合体を半田
付けした場合、従来のＳｎ−Ｐｂ半田を用いた場合と比
較して、一般的に、半田付け性に劣るという問題があっ
た。
【０００５】本件発明者は、Ｐｂフリー半田中にＮｉを
添加することが、上述の問題の解決に有効であることを
見出した。すなわち、Ｎｉを含まないＰｂフリー半田を
用いて、ＣｕまたはＣｕを主成分とする金属からなる金
属導体を有する被接合体を半田付けした場合、半田と被
接合体にある金属導体との界面には、Ｃｕ6 Ｓｎ5 で表
される金属間化合物が形成され、これが半田付け性を低
下させていると考えられる。これに対して、Ｎｉを含む
Ｐｂフリー半田を用いると、半田と被接合体にある金属
導体との界面にはＮｉ−Ｃｕ−Ｎｉの反応層が形成さ
れ、この反応層の形成によって、接合界面が改質され、
それによって半田付け性が向上すると考えられる。
添加することが、上述の問題の解決に有効であることを
見出した。すなわち、Ｎｉを含まないＰｂフリー半田を
用いて、ＣｕまたはＣｕを主成分とする金属からなる金
属導体を有する被接合体を半田付けした場合、半田と被
接合体にある金属導体との界面には、Ｃｕ6 Ｓｎ5 で表
される金属間化合物が形成され、これが半田付け性を低
下させていると考えられる。これに対して、Ｎｉを含む
Ｐｂフリー半田を用いると、半田と被接合体にある金属
導体との界面にはＮｉ−Ｃｕ−Ｎｉの反応層が形成さ
れ、この反応層の形成によって、接合界面が改質され、
それによって半田付け性が向上すると考えられる。
【０００６】なお、特開２０００−１９７９８８号公報
には、Ｓｎ−Ｃｕ合金からなる半田中において、Ｃｕ6
Ｓｎ5 等の金属間化合物が生じることを抑制し、それに
よって特性改善を図るため、Ｓｎ−Ｃｕ合金にＮｉを添
加することが記載されている。このようなＮｉが添加さ
れたＳｎ−Ｃｕ合金からなる半田は、ＣｕまたはＣｕを
主成分とする金属からなる金属導体を有する被接合体の
接合において、これを用いたとき、半田付け性の改善の
効果をある程度期待することができる。
には、Ｓｎ−Ｃｕ合金からなる半田中において、Ｃｕ6
Ｓｎ5 等の金属間化合物が生じることを抑制し、それに
よって特性改善を図るため、Ｓｎ−Ｃｕ合金にＮｉを添
加することが記載されている。このようなＮｉが添加さ
れたＳｎ−Ｃｕ合金からなる半田は、ＣｕまたはＣｕを
主成分とする金属からなる金属導体を有する被接合体の
接合において、これを用いたとき、半田付け性の改善の
効果をある程度期待することができる。
【０００７】しかしながら、上述の公報に記載された半
田は、そこにＣｕを含むため、有効元素であるＮｉが半
田中のＣｕとの反応に消費され、接合界面に対するＮｉ
の作用が減少してしまうという問題がある。
田は、そこにＣｕを含むため、有効元素であるＮｉが半
田中のＣｕとの反応に消費され、接合界面に対するＮｉ
の作用が減少してしまうという問題がある。
【０００８】そこで、この発明の目的は、上述のような
問題を解決し得るＰｂフリー半田を用いて、Ｃｕまたは
Ｃｕを主成分とする金属からなる金属導体を有する被接
合体を接合した、Ｐｂフリー半田付け物品を提供しよう
とすることである。
問題を解決し得るＰｂフリー半田を用いて、Ｃｕまたは
Ｃｕを主成分とする金属からなる金属導体を有する被接
合体を接合した、Ｐｂフリー半田付け物品を提供しよう
とすることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明は、Ｃｕまたは
Ｃｕを主成分とする金属からなる金属導体を有する被接
合体をＰｂフリー半田によって接合した、Ｐｂフリー半
田付け物品に向けられるものであって、上述した技術的
課題を解決するため、ここで用いられるＰｂフリー半田
が、Ｎｉを０．０１〜０．５重量％含み、かつ残部をＳ
ｎとする組成を有することを特徴としている。
Ｃｕを主成分とする金属からなる金属導体を有する被接
合体をＰｂフリー半田によって接合した、Ｐｂフリー半
田付け物品に向けられるものであって、上述した技術的
課題を解決するため、ここで用いられるＰｂフリー半田
が、Ｎｉを０．０１〜０．５重量％含み、かつ残部をＳ
ｎとする組成を有することを特徴としている。
【００１０】この発明に係るＰｂフリー半田付け物品に
おいて、被接合体は、たとえば、金属導体としての導電
層を電気絶縁性の基板上に形成したプリント配線基板で
あったり、あるいは、金属導体としての外部端子を備え
る電子部品であったりする。
おいて、被接合体は、たとえば、金属導体としての導電
層を電気絶縁性の基板上に形成したプリント配線基板で
あったり、あるいは、金属導体としての外部端子を備え
る電子部品であったりする。
【００１１】また、被接合体に備える金属導体を構成す
るＣｕを主成分とする金属としては、たとえば、Ｃｕ−
Ｚｎ合金、Ｃｕ−Ｓｎ合金、Ｃｕ−Ａｌ合金、Ｃｕ−Ｍ
ｎ合金、Ｃｕ−Ｎｉ合金またはＣｕ−Ｂｅ合金等があ
る。
るＣｕを主成分とする金属としては、たとえば、Ｃｕ−
Ｚｎ合金、Ｃｕ−Ｓｎ合金、Ｃｕ−Ａｌ合金、Ｃｕ−Ｍ
ｎ合金、Ｃｕ−Ｎｉ合金またはＣｕ−Ｂｅ合金等があ
る。
【００１２】また、この発明において用いられるＰｂフ
リー半田は、上述したＳｎおよびＮｉのほか、微量の不
可避不純物として、Ｐｂ、ＮａおよびＺｎのうちの少な
くとも１種を含んでいてもよい。
リー半田は、上述したＳｎおよびＮｉのほか、微量の不
可避不純物として、Ｐｂ、ＮａおよびＺｎのうちの少な
くとも１種を含んでいてもよい。
【００１３】
【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。
【００１４】この半田付け物品１は、被接合体としての
プリント配線基板を与えるもので、導電層２を形成した
電気絶縁性の基板３を備えている。
プリント配線基板を与えるもので、導電層２を形成した
電気絶縁性の基板３を備えている。
【００１５】基板３は、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。
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。
【００１６】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
箔またはＣｕを主成分とする金属からなる金属箔から構
成される。ここで、Ｃｕを主成分とする金属としては、
たとえば、Ｃｕ−Ｚｎ合金、Ｃｕ−Ｓｎ合金、Ｃｕ−Ａ
ｌ合金、Ｃｕ−Ｍｎ合金、Ｃｕ−Ｎｉ合金またはＣｕ−
Ｂｅ合金等が用いられる。
与えられた所望のパターンを有していて、たとえばＣｕ
箔またはＣｕを主成分とする金属からなる金属箔から構
成される。ここで、Ｃｕを主成分とする金属としては、
たとえば、Ｃｕ−Ｚｎ合金、Ｃｕ−Ｓｎ合金、Ｃｕ−Ａ
ｌ合金、Ｃｕ−Ｍｎ合金、Ｃｕ−Ｎｉ合金またはＣｕ−
Ｂｅ合金等が用いられる。
【００１７】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、他
方の被接合体としてのリード付き電子部品５のリード線
端子６が挿入され、半田７によって、リード線端子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、他
方の被接合体としてのリード付き電子部品５のリード線
端子６が挿入され、半田７によって、リード線端子６と
導電層２とが接合される。
【００１８】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。また、リード線端子６は、前述した導電層２と同
様、ＣｕまたはＣｕを主成分とする金属から構成され
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。また、リード線端子６は、前述した導電層２と同
様、ＣｕまたはＣｕを主成分とする金属から構成され
る。
【００１９】半田７は、この発明において特徴となるＰ
ｂフリー半田であり、Ｎｉを０．０１〜０．５重量％含
み、かつ残部をＳｎとする組成を有している。ここで、
Ｎｉの添加量は０．０１重量％未満であると、Ｃｕまた
はＣｕを主成分とする金属からなる金属導体、すなわ
ち、導電層２およびリード線端子６に対する半田付け性
の改善効果が小さい。他方、Ｎｉの添加量が０．５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。
ｂフリー半田であり、Ｎｉを０．０１〜０．５重量％含
み、かつ残部をＳｎとする組成を有している。ここで、
Ｎｉの添加量は０．０１重量％未満であると、Ｃｕまた
はＣｕを主成分とする金属からなる金属導体、すなわ
ち、導電層２およびリード線端子６に対する半田付け性
の改善効果が小さい。他方、Ｎｉの添加量が０．５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。
【００２０】なお、半田７の組成中に、上述のＳｎおよ
びＮｉのほか、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およ
びＺｎ等が挙げられる。
びＮｉのほか、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およ
びＺｎ等が挙げられる。
【００２１】このような半田付け物品１を得るための半
田７による導体層２とリード線端子６との接合にあたっ
ては、種々の方法を適用することができる。
田７による導体層２とリード線端子６との接合にあたっ
ては、種々の方法を適用することができる。
【００２２】たとえば、半田槽中において、半田７を液
相線温度より高い温度で溶融させ、他方、導電層２とリ
ード線端子６との接合されるべき部分にフラックスを塗
布し、このフラックスが塗布された接合されるべき部分
を静止溶融半田中に浸漬する、浸漬半田付け法を適用す
ることができる。また、噴流半田槽において、半田７を
液相線温度より高い温度で溶融させ、フラックスが塗布
された導電層２とリード線端子６との接合されるべき部
分を溶融半田に接触させる、フロー半田付け法を適用す
ることもできる。また、半田７を溶融させ、ボール状に
加工して得られた半田ボールあるいは半田を含むクリー
ム半田を、導電層２とリード線端子６との接合されるべ
き部分上に載せて、フラックスを塗布した後、大気中で
所定の温度にまでに加熱する、リフロー半田付け法を適
用することもできる。
相線温度より高い温度で溶融させ、他方、導電層２とリ
ード線端子６との接合されるべき部分にフラックスを塗
布し、このフラックスが塗布された接合されるべき部分
を静止溶融半田中に浸漬する、浸漬半田付け法を適用す
ることができる。また、噴流半田槽において、半田７を
液相線温度より高い温度で溶融させ、フラックスが塗布
された導電層２とリード線端子６との接合されるべき部
分を溶融半田に接触させる、フロー半田付け法を適用す
ることもできる。また、半田７を溶融させ、ボール状に
加工して得られた半田ボールあるいは半田を含むクリー
ム半田を、導電層２とリード線端子６との接合されるべ
き部分上に載せて、フラックスを塗布した後、大気中で
所定の温度にまでに加熱する、リフロー半田付け法を適
用することもできる。
【００２３】なお、図１に示した半田付け物品１では、
導電層２およびリード線端子６の双方が、ＣｕまたはＣ
ｕを主成分とする金属からなるものであったが、導電層
２およびリード線端子６のいずれか一方のみがＣｕまた
はＣｕを主成分とする金属からなる場合であっても、こ
の発明を有利に適用することができる。
導電層２およびリード線端子６の双方が、ＣｕまたはＣ
ｕを主成分とする金属からなるものであったが、導電層
２およびリード線端子６のいずれか一方のみがＣｕまた
はＣｕを主成分とする金属からなる場合であっても、こ
の発明を有利に適用することができる。
【００２４】また、図１に示した実施形態では、一方の
被接合体として、リード付き電子部品５が例示された
が、リード線端子を持たない、たとえば表面実装部品の
ような電子部品であって、この電子部品の外部端子とし
ての端子電極がＣｕまたはＣｕを主成分とする金属から
なる場合にも、この発明を有利に適用することができ
る。
被接合体として、リード付き電子部品５が例示された
が、リード線端子を持たない、たとえば表面実装部品の
ような電子部品であって、この電子部品の外部端子とし
ての端子電極がＣｕまたはＣｕを主成分とする金属から
なる場合にも、この発明を有利に適用することができ
る。
【００２５】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。
【００２６】
【実験例】表１には、この実験例において用意された実
施例１〜３および比較例１〜６の各々に係る半田の合金
組成が示されている。
施例１〜３および比較例１〜６の各々に係る半田の合金
組成が示されている。
【００２７】
【表１】
【００２８】表１に示した各試料に係る半田について、
半田付け性を評価するため、Ｃｕ板への半田広がり率を
評価するとともに、Ｃｕ板を溶融半田中に浸漬したとき
の半田濡れ上がり高さを評価した。ここで、半田広がり
率は、リフロー半田付け法における半田付け性を評価し
得るもので、他方、半田濡れ上がり高さは、フロー半田
付け法における半田付け性を評価し得るものである。
半田付け性を評価するため、Ｃｕ板への半田広がり率を
評価するとともに、Ｃｕ板を溶融半田中に浸漬したとき
の半田濡れ上がり高さを評価した。ここで、半田広がり
率は、リフロー半田付け法における半田付け性を評価し
得るもので、他方、半田濡れ上がり高さは、フロー半田
付け法における半田付け性を評価し得るものである。
【００２９】半田広がり率は、ＪＩＳ規格「Ｚ ３１９
７」に準じた方法によって測定した。
７」に準じた方法によって測定した。
【００３０】すなわち、Ｐ脱酸Ｃｕ板（３０ｍｍ×３０
ｍｍ×０．３ｍｍ）を用意し、他方、表１に示した各試
料に係る半田を、２５０±２５ｍｍ3 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。ここ
で、球状成形された半田の重量を測定した。
ｍｍ×０．３ｍｍ）を用意し、他方、表１に示した各試
料に係る半田を、２５０±２５ｍｍ3 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。ここ
で、球状成形された半田の重量を測定した。
【００３１】次に、上述のＰ脱酸Ｃｕ板上に、フラック
ス（ロジン２５％ＩＰＡ溶液）を滴下した後、球状成形
された各試料に係る半田を載せ、３００℃の温度で３０
秒間溶融させ、それによって、半田をＣｕ板上で広がら
せ、次いで、冷却した後、Ｃｕ板と半田との合計厚みを
測定した。そして、この合計厚みからＣｕ板の厚み
（０．３ｍｍ）を差し引くことによって、広がった半田
の高さを求めた。
ス（ロジン２５％ＩＰＡ溶液）を滴下した後、球状成形
された各試料に係る半田を載せ、３００℃の温度で３０
秒間溶融させ、それによって、半田をＣｕ板上で広がら
せ、次いで、冷却した後、Ｃｕ板と半田との合計厚みを
測定した。そして、この合計厚みからＣｕ板の厚み
（０．３ｍｍ）を差し引くことによって、広がった半田
の高さを求めた。
【００３２】次に、半田広がり率［％］を、次の式に基
づいて求めた。
づいて求めた。
【００３３】
半田広がり率＝｛（Ｄ−Ｈ）／Ｄ｝×１００
ここで、Ｈは、上述のようにして求められた、広がった
半田の高さである。Ｄは、球状成形された半田を球とみ
なした場合の直径であり、前述のように測定した半田の
重量と半田の比重から球状成形された半田の体積を求
め、この体積から算出したものである。
半田の高さである。Ｄは、球状成形された半田を球とみ
なした場合の直径であり、前述のように測定した半田の
重量と半田の比重から球状成形された半田の体積を求
め、この体積から算出したものである。
【００３４】他方、半田濡れ上がり高さは、各試料に係
る半田を３００℃の温度で溶融させ、ここに、Ｐ脱酸Ｃ
ｕ板（３０ｍｍ×１０ｍｍ×０．３ｍｍ）を９．８ｍｍ
の深さに浸漬したとき、Ｃｕ板の半田濡れ高さ（浸漬深
さ９．８ｍｍ＋浸漬深さを超えて濡れ上がった高さ）を
測定したものである。ここで、フラックスには、ロジン
２５％ＩＰＡ溶液を用い、浸漬速度は１５ｍｍ／分と
し、浸漬時間は１０秒間とした。
る半田を３００℃の温度で溶融させ、ここに、Ｐ脱酸Ｃ
ｕ板（３０ｍｍ×１０ｍｍ×０．３ｍｍ）を９．８ｍｍ
の深さに浸漬したとき、Ｃｕ板の半田濡れ高さ（浸漬深
さ９．８ｍｍ＋浸漬深さを超えて濡れ上がった高さ）を
測定したものである。ここで、フラックスには、ロジン
２５％ＩＰＡ溶液を用い、浸漬速度は１５ｍｍ／分と
し、浸漬時間は１０秒間とした。
【００３５】以上の評価結果が表２に示されている。
【００３６】
【表２】
【００３７】表２を参照して、半田広がり率について
は、実施例１〜３によれば、７４〜８０％であり、良好
な半田付け性を示していることがわかる。
は、実施例１〜３によれば、７４〜８０％であり、良好
な半田付け性を示していることがわかる。
【００３８】これらに対して、半田にＮｉを添加しなか
った比較例１では、広がり率が７０％であり、実施例１
〜３より劣っている。このことから、Ｎｉが半田付け性
の改善に効果があることがわかる。
った比較例１では、広がり率が７０％であり、実施例１
〜３より劣っている。このことから、Ｎｉが半田付け性
の改善に効果があることがわかる。
【００３９】次に、半田におけるＮｉの添加量が実施例
１〜３より少ない比較例４では、半田広がり率は７１％
であり、実施例１〜３より劣っている。これは、Ｎｉの
添加量が不足しているためである。他方、半田における
Ｎｉの添加量が実施例１〜３より多い比較例５では、半
田広がり率が５４％であり、これも実施例１〜３より劣
っている。これは、液相線温度が上昇し、流動性が低下
したためであると考えられる。
１〜３より少ない比較例４では、半田広がり率は７１％
であり、実施例１〜３より劣っている。これは、Ｎｉの
添加量が不足しているためである。他方、半田における
Ｎｉの添加量が実施例１〜３より多い比較例５では、半
田広がり率が５４％であり、これも実施例１〜３より劣
っている。これは、液相線温度が上昇し、流動性が低下
したためであると考えられる。
【００４０】次に、ＮｉとＣｕとの双方を半田に添加し
た比較例２では、半田広がり率は７５％であり、良好な
半田付け性を示している。しかしながら、Ｎｉの添加量
に関して同等である実施例２との比較によれば、比較例
２は実施例２より劣っている。このことから、Ｃｕを添
加することにより何らかの弊害がもたらされていること
がわかる。
た比較例２では、半田広がり率は７５％であり、良好な
半田付け性を示している。しかしながら、Ｎｉの添加量
に関して同等である実施例２との比較によれば、比較例
２は実施例２より劣っている。このことから、Ｃｕを添
加することにより何らかの弊害がもたらされていること
がわかる。
【００４１】次に、従来のＰｂフリー半田の代表組成で
ある比較例３では、半田広がり率は７１％であり、実施
例１〜３より劣っている。
ある比較例３では、半田広がり率は７１％であり、実施
例１〜３より劣っている。
【００４２】次に、Ｓｎ−Ｐｂ合金を用いた比較例６で
は、半田広がり率は９０％であり、良好な半田付け性を
示していることが確認できる。
は、半田広がり率は９０％であり、良好な半田付け性を
示していることが確認できる。
【００４３】他方、半田濡れ上がり高さについては、実
施例１〜３によれば、１０．８〜１３．５ｍｍであり、
良好な半田付け性を示していることがわかる。
施例１〜３によれば、１０．８〜１３．５ｍｍであり、
良好な半田付け性を示していることがわかる。
【００４４】これらに対して、半田にＮｉを添加しなか
った比較例１では、半田濡れ上がり高さは１０．０ｍｍ
であり、実施例１〜３より劣っている。このことから、
Ｎｉが半田付け性に対して効果があることがわかる。
った比較例１では、半田濡れ上がり高さは１０．０ｍｍ
であり、実施例１〜３より劣っている。このことから、
Ｎｉが半田付け性に対して効果があることがわかる。
【００４５】次に、半田におけるＮｉの添加量が実施例
１〜３より少ない比較例４では、半田濡れ上がり高さは
１０．０ｍｍであり、実施例１〜３より劣っている。こ
れは、有効元素であるＮｉの添加量が不足しているから
である。他方、Ｎｉの添加量が実施例１〜３より多い比
較例５では、半田がいも状にＣｕ板上に付着し、半田濡
れ上がり高さを測定することができなかった。これは、
液相線温度が上昇し、流動性が低下したためであると考
えられる。
１〜３より少ない比較例４では、半田濡れ上がり高さは
１０．０ｍｍであり、実施例１〜３より劣っている。こ
れは、有効元素であるＮｉの添加量が不足しているから
である。他方、Ｎｉの添加量が実施例１〜３より多い比
較例５では、半田がいも状にＣｕ板上に付着し、半田濡
れ上がり高さを測定することができなかった。これは、
液相線温度が上昇し、流動性が低下したためであると考
えられる。
【００４６】次に、ＮｉとＣｕとの双方を半田に添加し
た比較例２では、半田濡れ上がり高さは１０．８ｍｍで
あり、良好な半田付け性を示している。しかしながら、
Ｎｉの添加量が同等の実施例２と比較すると、比較例２
の方が劣っている。このことから、Ｃｕを添加すること
によって何らかの弊害がもたらされていることがわか
る。
た比較例２では、半田濡れ上がり高さは１０．８ｍｍで
あり、良好な半田付け性を示している。しかしながら、
Ｎｉの添加量が同等の実施例２と比較すると、比較例２
の方が劣っている。このことから、Ｃｕを添加すること
によって何らかの弊害がもたらされていることがわか
る。
【００４７】次に、従来のＰｂフリー半田の代表組成で
ある比較例３では、半田濡れ上がり高さは１０．０ｍｍ
であり、実施例１〜３より劣っている。
ある比較例３では、半田濡れ上がり高さは１０．０ｍｍ
であり、実施例１〜３より劣っている。
【００４８】次に、Ｓｎ−Ｐｂ合金である比較例６で
は、半田濡れ上がり高さは１１．２ｍｍであり、良好な
半田付け性を示すことが確認できる。しかし、Ｎｉの添
加量の比較的多い実施例２または３と比較すると、比較
例６の方が劣っている。このことから、Ｎｉの添加量を
調整することによって、Ｓｎ−Ｐｂ合金以上の半田付け
性が得られる可能性があることがわかる。
は、半田濡れ上がり高さは１１．２ｍｍであり、良好な
半田付け性を示すことが確認できる。しかし、Ｎｉの添
加量の比較的多い実施例２または３と比較すると、比較
例６の方が劣っている。このことから、Ｎｉの添加量を
調整することによって、Ｓｎ−Ｐｂ合金以上の半田付け
性が得られる可能性があることがわかる。
【００４９】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、Ｃｕ
またはＣｕを主成分とする金属からなる金属導体を有す
る被接合体をＰｂフリー半田によって接合した、Ｐｂフ
リー半田付け物品において、Ｐｂフリー半田として、Ｎ
ｉを０．０１〜０．５重量％含み、かつ残部をＳｎとす
る組成を有するものを用いるので、優れた半田付け性を
得ることができる。
またはＣｕを主成分とする金属からなる金属導体を有す
る被接合体をＰｂフリー半田によって接合した、Ｐｂフ
リー半田付け物品において、Ｐｂフリー半田として、Ｎ
ｉを０．０１〜０．５重量％含み、かつ残部をＳｎとす
る組成を有するものを用いるので、優れた半田付け性を
得ることができる。
【００５０】また、この発明において特徴となるＰｂフ
リー半田は、実質的にＳｎとＮｉとの２種類の金属元素
のみから構成されるので、材料コストが安価でかつ合金
の作製が容易であり、また、たとえばフロー半田付け法
を実施する場合における半田の組成管理も容易である。
リー半田は、実質的にＳｎとＮｉとの２種類の金属元素
のみから構成されるので、材料コストが安価でかつ合金
の作製が容易であり、また、たとえばフロー半田付け法
を実施する場合における半田の組成管理も容易である。
【００５１】また、この発明において用いられる半田
は、Ｐｂを含まないため、環境問題を引き起こすことが
ない。
は、Ｐｂを含まないため、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 リード線端子
７ 半田
Claims (4)
- 【請求項１】 ＣｕまたはＣｕを主成分とする金属から
なる金属導体を有する被接合体をＰｂフリー半田によっ
て接合した、Ｐｂフリー半田付け物品であって、 前記Ｐｂフリー半田は、Ｎｉを０．０１〜０．５重量％
含み、かつ残部をＳｎとする組成を有することを特徴と
する、Ｐｂフリー半田付け物品。 - 【請求項２】 前記被接合体は、前記金属導体としての
導電層を電気絶縁性の基板上に形成したプリント配線基
板、または前記金属導体としての外部端子を備える電子
部品である、請求項１に記載のＰｂフリー半田付け物
品。 - 【請求項３】 前記Ｃｕを主成分とする金属は、Ｃｕ−
Ｚｎ合金、Ｃｕ−Ｓｎ合金、Ｃｕ−Ａｌ合金、Ｃｕ−Ｍ
ｎ合金、Ｃｕ−Ｎｉ合金またはＣｕ−Ｂｅ合金である、
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Ｐｂフリー半田は、Ｐｂ、Ｎａおよ
びＺｎのうちの少なくとも１種からなる微量の不可避不
純物を含む、請求項１ないし３のいずれかに記載のＰｂ
フリー半田付け物品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002133641A JP2003332731A (ja) | 2002-05-09 | 2002-05-09 | Ｐｂフリー半田付け物品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002133641A JP2003332731A (ja) | 2002-05-09 | 2002-05-09 | Ｐｂフリー半田付け物品 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003332731A true JP2003332731A (ja) | 2003-11-21 |
Family
ID=29696546
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002133641A Pending JP2003332731A (ja) | 2002-05-09 | 2002-05-09 | Ｐｂフリー半田付け物品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003332731A (ja) |
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-
2002
- 2002-05-09 JP JP2002133641A patent/JP2003332731A/ja active Pending
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