JP2016113665A - はんだ合金、ソルダペーストおよび電子回路基板 - Google Patents

はんだ合金、ソルダペーストおよび電子回路基板 Download PDF

Info

Publication number
JP2016113665A
JP2016113665A JP2014253280A JP2014253280A JP2016113665A JP 2016113665 A JP2016113665 A JP 2016113665A JP 2014253280 A JP2014253280 A JP 2014253280A JP 2014253280 A JP2014253280 A JP 2014253280A JP 2016113665 A JP2016113665 A JP 2016113665A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mass
solder alloy
solder
content
less
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2014253280A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5723056B1 (ja
Inventor
池田 一輝
Kazuteru Ikeda
一輝 池田
高輔 井上
Takasuke Inoue
高輔 井上
和也 市川
Kazuya Ichikawa
和也 市川
竹本 正
Tadashi Takemoto
正 竹本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harima Chemical Inc
Original Assignee
Harima Chemical Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=53277933&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JP2016113665(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Harima Chemical Inc filed Critical Harima Chemical Inc
Priority to JP2014253280A priority Critical patent/JP5723056B1/ja
Priority to US15/535,895 priority patent/US20170355043A1/en
Priority to PCT/JP2015/055203 priority patent/WO2016098358A1/ja
Priority to CN201580066412.8A priority patent/CN107000130A/zh
Priority to KR1020177015754A priority patent/KR20170094198A/ko
Priority to CA2969633A priority patent/CA2969633C/en
Priority to EP15869567.6A priority patent/EP3235587B1/en
Priority to MYPI2017000884A priority patent/MY164343A/en
Priority to ES15869567T priority patent/ES2776440T3/es
Publication of JP5723056B1 publication Critical patent/JP5723056B1/ja
Application granted granted Critical
Priority to TW104141715A priority patent/TWI655989B/zh
Publication of JP2016113665A publication Critical patent/JP2016113665A/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/26Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 400 degrees C
    • B23K35/262Sn as the principal constituent
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/02Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
    • B23K35/0222Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape for use in soldering, brazing
    • B23K35/0244Powders, particles or spheres; Preforms made therefrom
    • B23K35/025Pastes, creams, slurries
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/30Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
    • B23K35/3006Ag as the principal constituent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C1/00Making non-ferrous alloys
    • C22C1/06Making non-ferrous alloys with the use of special agents for refining or deoxidising
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C13/00Alloys based on tin
    • C22C13/02Alloys based on tin with antimony or bismuth as the next major constituent
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/3457Solder materials or compositions; Methods of application thereof

Abstract

【課題】優耐衝撃性に優れ、また、比較的厳しい温度サイクル条件下に曝露した場合においても、優れた耐衝撃性を維持できるはんだ合金、そのはんだ合金を含有するソルダペースト、さらに、そのソルダペーストを用いて得られる電子回路基板を提供すること。【解決手段】実質的に、スズ、銀、銅、ビスマス、アンチモンおよびコバルトからなるはんだ合金はんだ合金において、銀の含有割合を2質量%以上4質量%以下、銅の含有割合を0.3質量%以上1質量%以下、ビスマスの含有割合を4.8質量%超過10質量%以下、アンチモンの含有割合を3質量%以上10質量%以下、コバルトの含有割合を0.001質量%以上0.3質量%以下、スズの含有割合を残余の割合とする。【選択図】なし

Description

本発明は、はんだ合金、ソルダペーストおよび電子回路基板に関し、詳しくは、はんだ合金、そのはんだ合金を含有するソルダペースト、さらに、そのソルダペーストを用いて得られる電子回路基板に関する。
一般的に、電気・電子機器などにおける金属接合では、ソルダペーストを用いたはんだ接合が採用されており、このようなソルダペーストには、従来、鉛を含有するはんだ合金が用いられる。
しかしながら、近年、環境負荷の観点から、鉛の使用を抑制することが要求されており、そのため、鉛を含有しないはんだ合金(鉛フリーはんだ合金)の開発が進められている。
このような鉛フリーはんだ合金としては、例えば、スズ−銅系合金、スズ−銀−銅系合金、スズ−銀−インジウム−ビスマス系合金、スズ−ビスマス系合金、スズ−亜鉛系合金などがよく知られているが、とりわけ、スズ−銀−銅系合金、スズ−銀−インジウム−ビスマス系合金などが広く用いられている。
より具体的には、例えば、スズ−銀−銅系合金として、銀3.4質量%、銅0.7質量%、ニッケル0.04質量%、アンチモン3.0質量%、ビスマス3.2質量%およびコバルト0.01質量%を含有し、残部がSnであるはんだ材料が、提案されている(特許文献1参照)。
国際公開第2014/163167号パンフレット
一方、このようなはんだ合金によりはんだ付すると、落下振動などの衝撃によってはんだ接合部が破損する場合がある。そのため、はんだ合金としては、はんだ付後における耐衝撃性の向上が要求されている。
さらに、はんだ合金によりはんだ付される部品は、自動車のエンジンルームなど、比較的厳しい温度サイクル条件(例えば、−40〜125℃間の温度サイクルなど)下において用いられる場合がある。そのため、はんだ合金としては、比較的厳しい温度サイクル条件下に曝露される場合にも、耐衝撃性を維持することが要求されている。
本発明の目的は、耐衝撃性に優れ、また、比較的厳しい温度サイクル条件下に曝露した場合においても、優れた耐衝撃性を維持できるはんだ合金、そのはんだ合金を含有するソルダペースト、さらに、そのソルダペーストを用いて得られる電子回路基板を提供することにある。
本発明の一観点に係るはんだ合金は、実質的に、スズ、銀、銅、ビスマス、アンチモンおよびコバルトからなるはんだ合金であって、前記はんだ合金の総量に対して、前記銀の含有割合が、2質量%以上4質量%以下であり、前記銅の含有割合が、0.3質量%以上1質量%以下であり、前記ビスマスの含有割合が、4.8質量%を超過し10質量%以下であり、前記アンチモンの含有割合が、3質量%以上10質量%以下であり、前記コバルトの含有割合が、0.001質量%以上0.3質量%以下であり、前記スズの含有割合が、残余の割合であることを特徴としている。
また、前記はんだ合金は、さらに、ニッケル、インジウム、ガリウム、ゲルマニウムおよびリンからなる群より選ばれた少なくとも1種の元素を含有し、はんだ合金の総量に対して、前記元素の含有割合が、0質量%超過し1質量%以下であることが好適である。
また、前記はんだ合金では、前記銅の含有割合が、0.5質量%以上0.7質量%以下であることが好適である。
また、前記ビスマスの含有割合が、4.8質量%を超過し7質量%以下であることが好適である。
また、前記アンチモンの含有割合が、5質量%以上7質量%以下であることが好適である。
また、前記コバルトの含有割合が、0.003質量%以上0.01質量%以下であることが好適である。
また、本発明の他の一観点に係るソルダペーストは、上記のはんだ合金からなるはんだ粉末と、フラックスとを含有することを特徴としている。
また、本発明のさらに他の一観点に係る電子回路基板は、上記のソルダペーストのはんだ付によるはんだ付部を備えることを特徴としている。
本発明の一観点に係るはんだ合金は、実質的にスズ、銀、銅、ビスマス、アンチモンおよびコバルトからなるはんだ合金において、各成分の含有割合が、上記の所定量となるように設計されている。
そのため、本発明の一観点に係るはんだ合金によれば、優れた耐衝撃性を得ることができ、また、比較的厳しい温度サイクル条件下に曝露した場合においても、優れた耐衝撃性を維持することができる。
そして、本発明の他の一観点に係るソルダペーストは、上記はんだ合金を含有するので、優れた耐衝撃性を得ることができ、また、比較的厳しい温度サイクル条件下に曝露した場合においても、優れた耐衝撃性を維持することができる。
また、本発明のさらに他の一観点に係る電子回路基板は、はんだ付において、上記ソルダペーストが用いられるので、優れた耐衝撃性を得ることができ、また、比較的厳しい温度サイクル条件下に曝露した場合においても、優れた耐衝撃性を維持することができる。
本発明の一観点に係るはんだ合金は、必須成分として、スズ(Sn)、銀(Ag)、銅(Cu)、ビスマス(Bi)、アンチモン(Sb)およびコバルト(Co)を含有している。換言すれば、はんだ合金は、実質的に、スズ、銀、銅、ビスマス、アンチモンおよびコバルトからなる。なお、本明細書において、実質的とは、上記の各元素を必須成分とし、また、後述する任意成分を後述する割合で含有することを許容する意味である。
このようなはんだ合金において、スズの含有割合は、後述する各成分の残余の割合であって、各成分の配合量に応じて、適宜設定される。
銀の含有割合は、はんだ合金の総量に対して、2質量%以上、好ましくは、3.0質量%以上、より好ましくは、3.3質量%以上であり、4質量%以下、好ましくは、3.8質量%以下、より好ましくは、3.6質量%以下である。
銀の含有割合が上記範囲であれば、優れた耐衝撃性を得ることができ、また、比較的厳しい温度サイクル条件下に曝露した場合においても、優れた耐衝撃性を維持することができる。
一方、銀の含有割合が上記下限を下回る場合には、耐衝撃性に劣る。また、銀の含有割合が上記上限を上回る場合にも、耐衝撃性に劣る。
銅の含有割合は、はんだ合金の総量に対して、0.3質量%以上、好ましくは、0.5質量%以上であり、1質量%以下、好ましくは、0.7質量%以下である。
銅の含有割合が上記範囲であれば、優れた耐衝撃性を得ることができ、また、比較的厳しい温度サイクル条件下に曝露した場合においても、優れた耐衝撃性を維持することができる。
一方、銅の含有割合が上記下限を下回る場合には、耐衝撃性に劣る。また、銅の含有割合が上記上限を上回る場合にも、耐衝撃性に劣る。
ビスマスの含有割合は、はんだ合金の総量に対して、4.8質量%を超過しており、好ましくは、10質量%以下、好ましくは、7質量%以下である。
ビスマスの含有割合が上記範囲であれば、優れた耐衝撃性を得ることができ、また、比較的厳しい温度サイクル条件下に曝露した場合においても、優れた耐衝撃性を維持することができる。
一方、ビスマスの含有割合が上記下限を下回る場合には、耐衝撃性に劣る。また、ビスマスの含有割合が上記上限を上回る場合にも、耐衝撃性に劣る。
アンチモンの含有割合は、はんだ合金の総量に対して、3質量%以上、好ましくは、3質量%を超過、より好ましくは、5質量%以上であり、10質量%以下、好ましくは、9.2質量%以下、より好ましくは、7質量%以下である。
アンチモンの含有割合が上記範囲であれば、優れた耐衝撃性を得ることができ、また、比較的厳しい温度サイクル条件下に曝露した場合においても、優れた耐衝撃性を維持することができる。
一方、アンチモンの含有割合が上記下限を下回る場合には、耐衝撃性に劣る。また、アンチモンの含有割合が上記上限を上回る場合にも、耐衝撃性に劣る。
コバルトの含有割合は、はんだ合金の総量に対して、0.001質量%以上、好ましくは、0.003質量%以上であり、0.3質量%以下、好ましくは、0.01質量%以下、より好ましくは、0.007質量%以下である。
コバルトの含有割合が上記範囲であれば、優れた耐衝撃性を得ることができ、また、比較的厳しい温度サイクル条件下に曝露した場合においても、優れた耐衝撃性を維持することができる。
一方、コバルトの含有割合が上記下限を下回る場合には、耐衝撃性に劣る。また、コバルトの含有割合が上記上限を上回る場合にも、耐衝撃性に劣る。
また、上記はんだ合金は、任意成分として、さらに、ニッケル(Ni)、インジウム(In)、ガリウム(Ga)、ゲルマニウム(Ge)、リン(P)などを含有することができる。
任意成分としてニッケルを含有する場合には、その含有割合は、はんだ合金の総量に対して、例えば、0質量%を超過し、例えば、1.0質量%以下である。
ニッケルの含有割合が上記範囲であれば、本発明の優れた効果を維持することができる。
任意成分としてインジウムを含有する場合には、その含有割合は、はんだ合金の総量に対して、例えば、0質量%を超過し、例えば、1.0質量%以下である。
インジウムの含有割合が上記範囲であれば、本発明の優れた効果を維持することができる。
任意成分としてガリウムを含有する場合には、その含有割合は、はんだ合金の総量に対して、例えば、0質量%を超過し、例えば、1.0質量%以下である。
ガリウムの含有割合が上記範囲であれば、本発明の優れた効果を維持することができる。
任意成分としてゲルマニウムを含有する場合には、その含有割合は、はんだ合金の総量に対して、例えば、0質量%を超過し、例えば、1.0質量%以下である。
ゲルマニウムの含有割合が上記範囲であれば、本発明の優れた効果を維持することができる。
任意成分としてリンを含有する場合には、その含有割合は、はんだ合金の総量に対して、例えば、0質量%を超過し、例えば、1.0質量%以下である。
リンの含有割合が上記範囲であれば、本発明の優れた効果を維持することができる。
これら任意成分は、単独使用または2種類以上併用することができる。
任意成分として上記の元素が含有される場合、その含有割合(2種類以上併用される場合には、それらの総量)は、はんだ合金の総量に対して、例えば、0質量%を超過し、例えば、1.0質量%以下となるように、調整される。
任意成分の含有割合の総量が上記範囲であれば、本発明の優れた効果を維持することができる。
また、上記はんだ合金は、耐衝撃性の向上を図る観点から、好ましくは、鉄(Fe)を積極的に含有しない。換言すれば、はんだ合金は、好ましくは、後述する不純物としての鉄(Fe)を除いて、鉄(Fe)を含有しない。
そして、このようなはんだ合金は、上記した各金属成分を溶融炉において溶融させ、均一化するなど、公知の方法で合金化することにより得ることができる。
なお、はんだ合金の製造に用いられる上記した各金属成分は、本発明の優れた効果を阻害しない範囲において、微量の不純物(不可避不純物)を含有することができる。
不純物としては、例えば、アルミニウム(Al)、鉄(Fe)、亜鉛(Zn)、金(Au)などが挙げられる。
そして、このようにして得られるはんだ合金の、DSC法(測定条件:昇温速度0.5℃/分)により測定される融点は、例えば、190℃以上、好ましくは、200℃以上であり、例えば、250℃以下、好ましくは、240℃以下である。
はんだ合金の融点が上記範囲であれば、ソルダペーストに用いた場合に、簡易かつ作業性よく金属接合することができる。
そして、上記のはんだ合金は、実質的にスズ、銀、銅、ビスマス、アンチモンおよびコバルトからなるはんだ合金において、各成分の含有割合が、上記の所定量となるように設計されている。
そのため、上記のはんだ合金によれば、優れた耐衝撃性を得ることができ、また、比較的厳しい温度サイクル条件下に曝露した場合においても、優れた耐衝撃性を維持することができる。
そのため、このようなはんだ合金は、好ましくは、ソルダペースト(ソルダペースト接合材)に含有される。
具体的には、本発明の他の一観点に係るソルダペーストは、上記したはんだ合金と、フラックスとを含有している。
ソルダペーストにおいて、はんだ合金は、好ましくは、粉末として含有される。
粉末形状としては、特に制限されず、例えば、実質的に完全な球状、例えば、扁平なブロック状、例えば、針状などが挙げられ、また、不定形であってもよい。粉末形状は、ソルダペーストに要求される性能(例えば、チクソトロピー、粘度など)に応じて、適宜設定される。
はんだ合金の粉末の平均粒子径(球状の場合)、または、平均長手方向長さ(球状でない場合)は、レーザ回折法による粒子径・粒度分布測定装置を用いた測定で、例えば、5μm以上、好ましくは、15μm以上、例えば、100μm以下、好ましくは、50μm以下である。
フラックスとしては、特に制限されず、公知のはんだフラックスを用いることができる。
具体的には、フラックスは、例えば、ベース樹脂(ロジン、アクリル樹脂など)、活性剤(例えば、エチルアミン、プロピルアミンなどアミンのハロゲン化水素酸塩、例えば、乳酸、クエン酸、安息香酸などの有機カルボン酸など)、チクソトロピー剤(硬化ひまし油、蜜ロウ、カルナバワックスなど)などを主成分とし、また、フラックスを液状にして使用する場合には、さらに有機溶剤を含有することができる。
そして、ソルダペーストは、上記したはんだ合金からなる粉末と、上記したフラックスとを、公知の方法で混合することにより得ることができる。
はんだ合金と、フラックスとの配合割合は、はんだ合金はんだ合金:フラックス(質量比)として、例えば、70:30〜95:5である。
そして、上記ソルダペーストは、上記はんだ合金を含有するので、優れた耐衝撃性を得ることができ、また、比較的厳しい温度サイクル条件下に曝露した場合においても、優れた耐衝撃性を維持することができる。
また、本発明は、上記のソルダペーストのはんだ付によるはんだ付部を備える電子回路基板を含んでいる。
すなわち、上記のソルダペーストは、例えば、電気・電子機器などの電子回路基板の電極と、電子部品とのはんだ付(金属接合)において、好適に用いられる。
電子部品としては、特に制限されず、例えば、チップ部品(ICチップなど)、抵抗器、ダイオード、コンデンサ、トランジスタなどの公知の電子部品が挙げられる。
そして、このような電子回路基板は、はんだ付において、上記ソルダペーストが用いられるので、優れた耐衝撃性を得ることができ、また、比較的厳しい温度サイクル条件下に曝露した場合においても、優れた耐衝撃性を維持することができる。
なお、上記はんだ合金の使用方法は、上記ソルダペーストに限定されず、例えば、やに入りはんだ接合材の製造に用いることもできる。具体的には、例えば、公知の方法(例えば、押出成形など)により、上記のフラックスをコアとして、上記はんだ合金を線状に成形することにより、やに入りはんだ接合材を得ることもできる。
そして、このようなやに入りはんだ接合材も、ソルダペーストと同様、例えば、電気・電子機器などの電子回路基板のはんだ付(金属接合)において、好適に用いられる。
次に、本発明を実施例および比較例に基づいて説明するが、本発明は下記の実施例によって限定されるものではない。以下の記載において用いられる配合割合(含有割合)、物性値、パラメータなどの具体的数値は、上記の「発明を実施するための形態」において記載されている、それらに対応する配合割合(含有割合)、物性値、パラメータなど該当記載の上限値(「以下」、「未満」として定義されている数値)または下限値(「以上」、「超過」として定義されている数値)に代替することができる。
実施例1〜24および比較例1〜16
・はんだ合金の調製
表1〜2に記載の各金属の粉末を、表1〜2に記載の配合割合でそれぞれ混合し、得られた金属混合物を溶解炉にて溶解および均一化させて、はんだ合金を調製した。
また、各実施例および各比較例の配合処方におけるスズ(Sn)の配合割合は、表1〜2に記載の各金属(銀(Ag)、銅(Cu)、ビスマス(Bi)、アンチモン(Sb)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、インジウム(In)、ガリウム(Ga)、ゲルマニウム(Ge)、リン(P)および鉄(Fe))の配合割合(質量%)を、はんだ合金の総量から差し引いた残部である。
実施例1のはんだ合金は、Ag、Cu、Bi、SbおよびCoの各金属を表1に示す割合で配合した。残部の割合が、Snである。
実施例2〜4は、実施例1の処方に対して、Agの配合割合を増減させた処方の例である。
実施例5〜7は、実施例1の処方に対して、Cuの含有割合を増減させた処方の例である。
実施例8〜10は、実施例1の処方に対して、Biの含有割合を増減させた処方の例である。
実施例11〜14は、実施例1の処方に対して、Sbの含有割合を増減させた処方の例である。
実施例15〜18は、実施例1の処方に対して、Coの含有割合を増減させた処方の例である。
実施例19〜23は、実施例1の処方に対して、Ni、In、Ga、GeおよびPの内のいずれか1種を表1に示す割合で添加した処方の例であり、実施例24は、Ni、In、Ga、GeおよびPの全てを表1に示す割合で添加した処方の例である。
比較例1〜2は、実施例1の処方に対して、Agの配合割合を増減させ、Agを過剰または不十分とした処方の例である。
比較例3〜4は、実施例1の処方に対して、Cuの配合割合を増減させ、Cuを過剰または不十分とした処方の例である。
比較例5〜6は、実施例1の処方に対して、Biの配合割合を増減させ、Biを過剰または不十分とした処方の例である。
比較例7〜8は、実施例1の処方に対して、Sbの配合割合を増減させ、Sbを過剰または不十分とした処方の例である。
比較例9〜10は、実施例1の処方に対して、Coの配合割合を増減させ、Coを過剰または不十分とした処方の例である。
比較例11は、実施例17の処方に対して、BiおよびSbの配合割合を減少させ、BiおよびSbの両方を不十分とし、さらに、Niを表1に示す割合で配合した処方の例である。
比較例12は、実施例17の処方に対して、BiおよびSbの配合割合を減少させ、BiおよびSbの両方を不十分とした処方の例である。
比較例13は、実施例17の処方に対して、Co(0.01質量%)に代えて、Fe(0.01質量%)を配合した処方の例である。
比較例14は、実施例17の処方に対して、Biの配合割合を減少させ、Biを不十分とした処方の例である。
比較例15は、実施例17の処方に対して、Sbの配合割合を減少させ、Sbを不十分とした処方の例である。
比較例16は、実施例17の処方に対して、さらに、Feを配合した処方の例である。
・ソルダペーストの調製
得られたはんだ合金を、粒径が25〜38μmとなるように粉末化し、得られたはんだ合金の粉末と、公知のフラックスとを混合して、ソルダペーストを得た。
・ソルダペーストの評価
得られたソルダペーストをチップ部品搭載用のプリント基板に印刷して、リフロー法によりチップ部品を実装した。実装時のソルダペーストの印刷条件、チップ部品のサイズ等については、後述する各評価に応じて適宜設定した。
<評価>
各実施例および各比較例において得られた合金を使用したソルダペーストを、チップ部品搭載用プリント基板に印刷して、リフロー法によりチップ部品を実装した。ソルダペーストの印刷膜厚は、厚さ150μmのメタルマスクを用いて調整した。ソルダペーストの印刷後、アルミニウム電解コンデンサ(5mmφ、5.8mm高さ)を上記プリント基板の所定位置に搭載して、リフロー炉で加熱し、チップ部品を実装した。リフロー条件は、プリヒートを170〜190℃、ピーク温度を245℃、220℃以上である時間が45秒間、ピーク温度から200℃までの降温時の冷却速度を3〜8℃/秒に設定した。
さらに、上記プリント基板を125℃の環境下で30分間保持し、次いで、−40℃の環境下で30分間保持する冷熱サイクル試験に供した。その結果を、表3および表4に示す。
<落下衝撃性>
部品実装直後のプリント基板について、1mの高さから5回落下させ、部品と基板の接合部が破壊するかどうかを外観観察することにより評価した。
具体的には、100個の搭載部品中、落下した個数が5個以下のものをランクA++(5点)、落下個数6〜10個のものをランクA+(4点)、落下個数11〜15個のものをランクA(3点)、落下個数16〜30のものをランクB(2点)、落下個数31〜50個のものをランクC(1点)、落下個数51個以上のものをランクD(0点)とした。
また、冷熱サイクルを1000サイクル繰り返したプリント基板についても、上記と同様に評価した。
<総合評価>
「落下衝撃性」および「冷熱サイクル後の落下衝撃性」の合計点が10点のものを総合判定A++、合計点が8点または9点のものを総合判定A+、合計点が6点または7点のものを総合判定A、合計点が4点または5点のものを総合判定B、合計点が2点または3点のものを総合判定C、合計点が0点または1点のものを総合判定Dとした。

Claims (8)

  1. 実質的に、スズ、銀、銅、ビスマス、アンチモンおよびコバルトからなるはんだ合金であって、
    前記はんだ合金の総量に対して、
    前記銀の含有割合が、2質量%以上4質量%以下であり、
    前記銅の含有割合が、0.3質量%以上1質量%以下であり、
    前記ビスマスの含有割合が、4.8質量%を超過し10質量%以下であり、
    前記アンチモンの含有割合が、3質量%以上10質量%以下であり、
    前記コバルトの含有割合が、0.001質量%以上0.3質量%以下であり、
    前記スズの含有割合が、残余の割合であることを特徴とする、はんだ合金。
  2. さらに、ニッケル、インジウム、ガリウム、ゲルマニウムおよびリンからなる群より選
    ばれた少なくとも1種の元素を含有し、
    はんだ合金の総量に対して、前記元素の含有割合が、0質量%超過し1質量%以下である、請求項1に記載のはんだ合金。
  3. 前記銅の含有割合が、0.5質量%以上0.7質量%以下である、請求項1または2に記載のはんだ合金。
  4. 前記ビスマスの含有割合が、4.8質量%を超過し7質量%以下である、請求項1〜3のいずれか一項に記載のはんだ合金。
  5. 前記アンチモンの含有割合が、5質量%以上7質量%以下である、請求項1〜4のいずれか一項に記載のはんだ合金。
  6. 前記コバルトの含有割合が、0.003質量%以上0.01質量%以下である、請求項1〜5のいずれか一項に記載のはんだ合金。
  7. 請求項1〜6のいずれか一項に記載のはんだ合金からなるはんだ粉末と、
    フラックスとを
    含有することを特徴とする、ソルダペースト。
  8. 請求項7記載のソルダペーストのはんだ付によるはんだ付け部を備えることを特徴とする、
    電子回路基板。
JP2014253280A 2014-12-15 2014-12-15 はんだ合金、ソルダペーストおよび電子回路基板 Active JP5723056B1 (ja)

Priority Applications (10)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014253280A JP5723056B1 (ja) 2014-12-15 2014-12-15 はんだ合金、ソルダペーストおよび電子回路基板
EP15869567.6A EP3235587B1 (en) 2014-12-15 2015-02-24 Solder alloy, solder paste and electronic circuit board
ES15869567T ES2776440T3 (es) 2014-12-15 2015-02-24 Aleación de soldadura, pasta de soldadura y placa de circuito electrónico
CN201580066412.8A CN107000130A (zh) 2014-12-15 2015-02-24 焊料合金、钎焊膏以及电路基板
KR1020177015754A KR20170094198A (ko) 2014-12-15 2015-02-24 땜납 합금, 솔더 페이스트 및 전자 회로 기판
CA2969633A CA2969633C (en) 2014-12-15 2015-02-24 Solder alloy, solder paste, and electronic circuit board
US15/535,895 US20170355043A1 (en) 2014-12-15 2015-02-24 Solder alloy, solder paste and electronic circuit board
MYPI2017000884A MY164343A (en) 2014-12-15 2015-02-24 Solder alloy, solder paste, and electronic circuit board
PCT/JP2015/055203 WO2016098358A1 (ja) 2014-12-15 2015-02-24 はんだ合金、ソルダペーストおよび電子回路基板
TW104141715A TWI655989B (zh) 2014-12-15 2015-12-11 Solder alloy, solder paste and electronic circuit substrate

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014253280A JP5723056B1 (ja) 2014-12-15 2014-12-15 はんだ合金、ソルダペーストおよび電子回路基板

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP5723056B1 JP5723056B1 (ja) 2015-05-27
JP2016113665A true JP2016113665A (ja) 2016-06-23

Family

ID=53277933

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014253280A Active JP5723056B1 (ja) 2014-12-15 2014-12-15 はんだ合金、ソルダペーストおよび電子回路基板

Country Status (10)

Country Link
US (1) US20170355043A1 (ja)
EP (1) EP3235587B1 (ja)
JP (1) JP5723056B1 (ja)
KR (1) KR20170094198A (ja)
CN (1) CN107000130A (ja)
CA (1) CA2969633C (ja)
ES (1) ES2776440T3 (ja)
MY (1) MY164343A (ja)
TW (1) TWI655989B (ja)
WO (1) WO2016098358A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020157349A (ja) * 2019-03-27 2020-10-01 千住金属工業株式会社 はんだ合金、はんだボール、はんだプリフォーム、はんだペースト及びはんだ継手
US11577344B2 (en) 2020-07-31 2023-02-14 Senju Metal Industry Co., Ltd. Solder alloy

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6053248B1 (ja) * 2015-07-24 2016-12-27 ハリマ化成株式会社 はんだ合金、ソルダペーストおよび電子回路基板
ES2830150T3 (es) * 2015-07-24 2021-06-03 Harima Chemicals Inc Aleación de soldadura, pasta de soldadura y placa de circuito electrónico
WO2017164194A1 (ja) 2016-03-22 2017-09-28 株式会社タムラ製作所 鉛フリーはんだ合金、フラックス組成物、ソルダペースト組成物、電子回路基板および電子制御装置
EP3449023B1 (en) * 2016-05-06 2022-04-20 Alpha Assembly Solutions Inc. High reliability lead-free solder alloy
US20180102464A1 (en) 2016-10-06 2018-04-12 Alpha Assembly Solutions Inc. Advanced Solder Alloys For Electronic Interconnects
BR112019020490B1 (pt) * 2017-03-31 2023-03-28 Senju Metal Industry Co., Ltd Liga de solda, pasta de solda e junta de solda
KR102286739B1 (ko) * 2017-08-17 2021-08-05 현대자동차 주식회사 무연 솔더 조성물
US11577343B2 (en) * 2017-11-09 2023-02-14 Alpha Assembly Solutions Inc. Low-silver alternative to standard SAC alloys for high reliability applications
US11732330B2 (en) 2017-11-09 2023-08-22 Alpha Assembly Solutions, Inc. High reliability lead-free solder alloy for electronic applications in extreme environments
KR20240042569A (ko) * 2018-10-24 2024-04-02 알파 어셈블리 솔루션스 인크. 중합체 기재, 인쇄 회로 기판 및 기타 접합 응용을 위한 저온 납땜 해법
TWI814081B (zh) * 2019-09-02 2023-09-01 美商阿爾發金屬化工公司 高溫超高可靠性合金、其製造方法及其應用
EP4082706A4 (en) * 2019-12-27 2024-01-03 Harima Chemicals Inc METHOD FOR APPLYING BRAZING MATERIAL AND METHOD FOR MANUFACTURING A METAL BRAZING ELEMENT
CN114227057B (zh) * 2021-12-10 2023-05-26 北京康普锡威科技有限公司 无铅焊料合金及其制备方法、用途

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6224690B1 (en) * 1995-12-22 2001-05-01 International Business Machines Corporation Flip-Chip interconnections using lead-free solders
DE10319888A1 (de) * 2003-04-25 2004-11-25 Siemens Ag Lotmaterial auf SnAgCu-Basis
US7455992B2 (en) * 2004-02-23 2008-11-25 North Carolina State University Lactobacillus acidophilus nucleic acid sequences encoding protease homologues and uses therefore
TWI279281B (en) * 2004-05-20 2007-04-21 Theresa Inst Co Ltd Lead-free solder alloy and preparation thereof
GB2419137A (en) * 2004-10-15 2006-04-19 Alpha Fry Ltd Solder alloy
GB2421030B (en) * 2004-12-01 2008-03-19 Alpha Fry Ltd Solder alloy
WO2011102034A1 (ja) * 2010-02-16 2011-08-25 株式会社タムラ製作所 鉛フリーはんだ合金と、これを用いたソルダペースト及び実装品
JP4787384B1 (ja) * 2010-10-29 2011-10-05 ハリマ化成株式会社 低銀はんだ合金およびはんだペースト組成物
JP2015077601A (ja) 2013-04-02 2015-04-23 千住金属工業株式会社 鉛フリーはんだ合金
JP5730354B2 (ja) * 2013-07-17 2015-06-10 ハリマ化成株式会社 はんだ組成物、ソルダペーストおよび電子回路基板
US9165767B2 (en) * 2013-11-04 2015-10-20 Globalfoundries Inc. Semiconductor structure with increased space and volume between shaped epitaxial structures
KR101551613B1 (ko) * 2014-06-24 2015-09-08 하리마카세이 가부시기가이샤 땜납 합금, 땜납 조성물, 솔더 페이스트 및 전자 회로 기판

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020157349A (ja) * 2019-03-27 2020-10-01 千住金属工業株式会社 はんだ合金、はんだボール、はんだプリフォーム、はんだペースト及びはんだ継手
US11167379B2 (en) 2019-03-27 2021-11-09 Senju Metal Industry Co., Ltd. Solder alloy, solder ball, solder preform, solder paste and solder joint
US11577344B2 (en) 2020-07-31 2023-02-14 Senju Metal Industry Co., Ltd. Solder alloy

Also Published As

Publication number Publication date
ES2776440T3 (es) 2020-07-30
WO2016098358A1 (ja) 2016-06-23
CA2969633A1 (en) 2016-06-23
TWI655989B (zh) 2019-04-11
EP3235587A1 (en) 2017-10-25
MY164343A (en) 2017-12-15
EP3235587B1 (en) 2020-01-01
KR20170094198A (ko) 2017-08-17
CN107000130A (zh) 2017-08-01
JP5723056B1 (ja) 2015-05-27
EP3235587A4 (en) 2018-05-02
US20170355043A1 (en) 2017-12-14
TW201632289A (zh) 2016-09-16
CA2969633C (en) 2022-04-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5723056B1 (ja) はんだ合金、ソルダペーストおよび電子回路基板
KR102566561B1 (ko) 땜납 합금, 솔더 페이스트 및 전자 회로 기판
TWI558491B (zh) Solder alloy, solder paste and electronic circuit substrate
JP5238088B1 (ja) はんだ合金、ソルダペーストおよび電子回路基板
JP5324007B1 (ja) はんだ合金、ソルダペーストおよび電子回路基板
JP6053248B1 (ja) はんだ合金、ソルダペーストおよび電子回路基板
US10300562B2 (en) Solder alloy, solder paste, and electronic circuit board
JP5654716B1 (ja) はんだ合金、ソルダペーストおよび電子回路基板

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150224

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20150224

A975 Report on accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005

Effective date: 20150305

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150317

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150326

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5723056

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R157 Certificate of patent or utility model (correction)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R157

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250