JP2582382B2 - Solder material - Google Patents

Solder material

Info

Publication number
JP2582382B2
JP2582382B2 JP62284642A JP28464287A JP2582382B2 JP 2582382 B2 JP2582382 B2 JP 2582382B2 JP 62284642 A JP62284642 A JP 62284642A JP 28464287 A JP28464287 A JP 28464287A JP 2582382 B2 JP2582382 B2 JP 2582382B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
solder
tin
solder material
lead
tellurium
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP62284642A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH01127192A (en
Inventor
健一 河合
宣雄 福間
彰 松井
憲一朗 二村
栄治 浅田
辰彦 福岡
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.)
Taiho Kogyo Co Ltd
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Taiho Kogyo Co Ltd
Toyota Motor Corp
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
Application filed by Taiho Kogyo Co Ltd, Toyota Motor Corp filed Critical Taiho Kogyo Co Ltd
Priority to JP62284642A priority Critical patent/JP2582382B2/en
Publication of JPH01127192A publication Critical patent/JPH01127192A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2582382B2 publication Critical patent/JP2582382B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/26—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 400 degrees C
    • B23K35/262—Sn as the principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/3457—Solder materials or compositions; Methods of application thereof

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、引張り強度が大きく耐クラック性を向上さ
せたはんだ材に関する。本発明はリード線をプリント配
線板のランド部にはんだ付けするはんだ材に利用するこ
とができる。Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a solder material having a large tensile strength and improved crack resistance. The present invention can be used for a solder material for soldering a lead wire to a land portion of a printed wiring board.

［従来の技術］ 従来より、プリント配線板等の分野ではリード線を基
板のランド部に接合するにあたってははんだ材が使用さ
れている。[Prior Art] Conventionally, in the field of printed wiring boards and the like, a solder material has been used to join a lead wire to a land portion of a substrate.

ところで上記したはんだ材では、引張り強度が小さく
クラックが生じる問題がある。このようにクラックが生
じると、リード線とランド部との間で通電不良が生じ、
リード線の接合の信頼性は低下する。クラックが生じる
理由は、はんだに含まれているスズがリード線側に拡散
し、はんだとリード線の接合界面に、銅−スズ系金属間
化合物が生じ、その結果、その金属間化合物の周囲のス
ズ含有量が低下し、故にその部分の強度が低下し、通電
時の熱膨脹、断電時の熱収縮などにより生じる熱応力に
よりクラックが生じるためであると推察される。Incidentally, the above-mentioned solder material has a problem that the tensile strength is small and cracks are generated. When such a crack occurs, a conduction failure occurs between the lead wire and the land portion,
The reliability of the connection of the lead wires decreases. The reason for the cracks is that tin contained in the solder diffuses to the lead wire side, and a copper-tin-based intermetallic compound is generated at the joint interface between the solder and the lead wire. This is presumed to be because the tin content was reduced, and thus the strength of the portion was reduced, and cracks were generated due to thermal stress generated by thermal expansion during energization and thermal shrinkage during power failure.

ところで、スズ−鉛系のはんだ材にテルルを含ませた
ものとしては、特開昭60−166193号公報、特開昭60−17
0595号公報にかかるものがある。特開昭60−166193号公
報にかかるはんだ材は、スズ0.5〜５％、テルル0.1〜10
％、残部鉛の組成である。特開昭60−170595号公報にか
かるはんだ材は、スズ0.5〜５％、銅0.1〜５％、テルル
0.1〜８％、残部鉛の組成である。特開昭60−166193号
公報、特開昭60−170595号公報にかかるはんだ材は鉛ベ
ースで高融点はんだであり、スズ量がかなり低い。特開
昭60−166193号公報、特開昭60−170595号公報にかかる
はんだ材では、テルルはクラック性の改善の為に添加さ
れたものではなく、固相温度を高くするために添加され
ている。By the way, tin-lead solder materials containing tellurium are disclosed in JP-A-60-166193 and JP-A-60-17.
There is one related to Japanese Patent No. 0595. Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 60-166193 discloses a solder material containing 0.5 to 5% of tin and 0.1 to 10% of tellurium.
%, The balance of lead. Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 60-170595 discloses a solder material containing 0.5 to 5% of tin, 0.1 to 5% of copper,
0.1 to 8%, with the balance being lead. The solder materials disclosed in JP-A-60-166193 and JP-A-60-170595 are lead-based, high melting point solders, and have a considerably low tin content. In the solder materials disclosed in JP-A-60-166193 and JP-A-60-170595, tellurium is not added for improving the cracking property, but is added for increasing the solid phase temperature. I have.

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は上記したクラックの問題を改善すべくなされ
たものであり、その目的は、引張り強度を高め耐クラッ
ク性を向上させうるはんだ材を提供するにある。[Problems to be Solved by the Invention] The present invention has been made to improve the above-described problem of cracks, and an object of the present invention is to provide a solder material capable of increasing tensile strength and improving crack resistance. .

［問題点を解決するための手段］ 本発明者ははんだ材の引張り強度、耐クラック性につ
いて鋭意研究した結果、重量％で、鉛35〜50％、テルル
0.005〜0.5％、残部スズからなる構成とすれば、はんだ
材の引張り強度を高め耐クラック性を向上させうること
を見出し、これに基づいて本発明はなされたものであ
る。はんだ材の耐クラック性を向上させうる理由は、テ
ルルの添加により、はんだ材に含まれているスズの拡散
量を少なくしうるためであると推察される。[Means for Solving the Problems] The present inventor has conducted intensive studies on the tensile strength and crack resistance of the solder material.
The present inventors have found that if the composition is 0.005 to 0.5% with the balance being tin, the tensile strength of the solder material can be increased and the crack resistance can be improved, and the present invention has been made based on this. It is presumed that the reason why the crack resistance of the solder material can be improved is that the amount of tin contained in the solder material can be reduced by adding tellurium.

すなわち、第１の発明にかかるはんだ材は、重量％
で、鉛（Pb）35〜50％、テルル（Te）0.005〜0.5％を含
み、不可避の不純物、残部スズ（Sn）からなることを特
徴とする引張り強度及び耐クラック性に優れたものであ
る。スズははんだ材のはんだ付け性を確保するのに必要
な元素である。鉛を35〜50％としたのは、はんだ材の融
点を低めに抑えるためである。テルルは耐クラック性の
向上、はんだ材の結晶粒粗大化の抑制、引張り強度、伸
び等の機械的物性の向上に有効であると考えられる。That is, the weight of the solder material according to the first invention is% by weight.
It contains lead (Pb) 35 to 50% and tellurium (Te) 0.005 to 0.5%, and consists of unavoidable impurities and the balance of tin (Sn), and has excellent tensile strength and crack resistance. . Tin is an element necessary for ensuring the solderability of the solder material. The reason why the content of lead is set to 35 to 50% is to keep the melting point of the solder material low. Tellurium is considered to be effective for improving crack resistance, suppressing coarsening of crystal grains of the solder material, and improving mechanical properties such as tensile strength and elongation.

第２の発明にかかるはんだ材は、重量％で、鉛（Pb）
35〜50％、テルル（Te）0.005〜0.5％、インジウム0.5
〜５％を含み、不可避の不純物、残部スズ（Sn）からな
ることを特徴とする引張り強度及び耐クラック性に優れ
たものである。インジウムを0.5〜５％含有させること
により、はんだ材の融点を下げることができ、はんだ付
け性の向上に有効である。The solder material according to the second invention is, by weight%, lead (Pb).
35-50%, tellurium (Te) 0.005-0.5%, indium 0.5
-5%, and is composed of unavoidable impurities and the balance of tin (Sn), and is excellent in tensile strength and crack resistance. By containing 0.5 to 5% of indium, the melting point of the solder material can be lowered, which is effective for improving the solderability.

第３の発明にかかるはんだ材は、重量％で、鉛（Pb）
35〜50％、テルル（Te）0.005〜0.5％、銅および銀の少
なくとも１種を0.05〜３％含み、不可避の不純物、残部
スズ（Sn）からなることを特徴とする引張り強度及び耐
クラック性に優れたものである。The solder material according to the third invention is composed of lead (Pb) in weight%.
35 to 50%, 0.005 to 0.5% of tellurium (Te), 0.05 to 3% of at least one of copper and silver, inevitable impurities, balance of tin (Sn), tensile strength and crack resistance It is excellent.

第４の発明にかかるはんだ材は、重量％で、鉛（Pb）
35〜50％、テルル（Te）0.005〜0.5％、インジウム0.5
〜５％、銅及び銀の少なくとも１種を0.05〜３％含み、
不可避の不純物、残部スズ（Sn）からなることを特徴と
する引張り強度及び耐クラック性に優れたものである。The solder material according to the fourth invention is composed of lead (Pb) in weight%.
35-50%, tellurium (Te) 0.005-0.5%, indium 0.5
-5%, containing at least one of copper and silver 0.05-3%,
It has excellent tensile strength and crack resistance, characterized by being composed of unavoidable impurities and the balance of tin (Sn).

第３の発明及び第４の発明において、銅および銀の少
なくとも１種を0.05〜３％含有させることにより、はん
だ材に含まれているスズが拡散することを抑制し、金属
間化合物の生成の抑制、また、引張り強度、伸び等の機
械的物性の低下の抑制に有利である。In the third and fourth inventions, by containing at least one of copper and silver in an amount of 0.05 to 3%, the diffusion of tin contained in the solder material is suppressed, and the formation of intermetallic compounds is suppressed. This is advantageous for suppressing and reducing mechanical properties such as tensile strength and elongation.

本発明にかかるはんだ材は、プリント配線板等の配線
板において、リード等を基板のランド部やや電極部に接
合する際に使用できる。この場合、リード線、ランド
部、電極部の少なくとも１個所の表面に、ニッケル又は
鉄を主成分とする拡散防止バリア層を被覆することがで
きる。拡散防止バリア層は、スズがリード線側へ拡散す
ることを抑制できる。拡散防止バリア層は、めっき、ス
パッタリング、真空蒸着、イオンプレーティングなどで
形成することができる。拡散防止バリア層は、層の厚み
が薄いと拡散防止効果が充分でなく、又厚みが厚いとリ
ード線を曲げ加工する際に剥離し易くなる。そのため、
拡散防止バリア層の厚みは、0.05〜２μ程度が好まし
い。INDUSTRIAL APPLICABILITY The solder material according to the present invention can be used for bonding a lead or the like to a land portion or an electrode portion of a substrate in a printed circuit board or other wiring board. In this case, at least one surface of the lead wire, the land portion, and the electrode portion can be coated with a diffusion prevention barrier layer containing nickel or iron as a main component. The diffusion prevention barrier layer can suppress tin from diffusing to the lead wire side. The diffusion prevention barrier layer can be formed by plating, sputtering, vacuum deposition, ion plating, or the like. When the thickness of the diffusion prevention barrier layer is small, the diffusion prevention effect is not sufficient. When the thickness is large, the diffusion prevention barrier layer is easily peeled off when the lead wire is bent. for that reason,
The thickness of the diffusion prevention barrier layer is preferably about 0.05 to 2 μm.

［発明の効果］ 本発明にかかるはんだ材によれば、引張り強度を高め
耐クラック性を向上させることができる。その理由は、
はんだ材にテルルを含ませたことより、はんだ材に含ま
れているスズの拡散量を少なくできるためであると推察
される。[Effect of the Invention] According to the solder material of the present invention, the tensile strength can be increased and the crack resistance can be improved. The reason is,
It is presumed that the inclusion of tellurium in the solder material can reduce the amount of tin diffusion contained in the solder material.

従って、配線板においてリード線を接合する際に適用
した場合には、スズの拡散量を少なくできるので、はん
だとリード線との接合界面に銅−スズ系金属間化合物が
発生することを抑えることができる。よって、はんだに
おけるスズ含有量の部分的低下も抑えることができる。
従ってクラックが生じる程のはんだの強度低下を回避で
きる。第２の発明にかかるはんだ材によれば、上記した
第１の発明の効果に加えて、インジウムを0.5〜５％含
有させることにより、はんだ材の融点を下げることがで
き、はんだ付け性の向上に有効である。Therefore, when applied when bonding lead wires to a wiring board, the amount of tin diffusion can be reduced, so that the generation of copper-tin-based intermetallic compounds at the bonding interface between solder and lead wires is suppressed. Can be. Therefore, a partial decrease in the tin content in the solder can also be suppressed.
Therefore, it is possible to avoid a decrease in solder strength enough to cause cracks. According to the solder material of the second invention, in addition to the effect of the first invention, by adding 0.5 to 5% of indium, the melting point of the solder material can be lowered, and the solderability is improved. It is effective for

第３の発明にかかるはんだ材、第４の発明にかかるは
んだ材によれば、上記した第１の発明の効果に加えて、
銅および銀の少なくとも１種を0.05〜３％含有させるこ
とにより、はんだ材に含まれているスズが拡散すること
を一層抑制し、金属間化合物の生成の抑制、また、引張
り強度、伸び等の機械的物性の低下の抑制に有利であ
る。According to the solder material according to the third invention and the solder material according to the fourth invention, in addition to the effects of the first invention,
By containing at least one of copper and silver in an amount of 0.05 to 3%, the diffusion of tin contained in the solder material is further suppressed, the formation of intermetallic compounds is suppressed, and the tensile strength, elongation, etc. This is advantageous for suppressing a decrease in mechanical properties.

［実施例］ 以下、テストピースとしてプリント配線板を用い、プ
リント配線板におけるリード線の接合に、本発明にかか
るはんだ材を適用した場合について説明する。EXAMPLES Hereinafter, a case will be described in which a printed wiring board is used as a test piece, and the solder material according to the present invention is applied to joining of lead wires in the printed wiring board.

テストピースとしてのプリント配線板の基板１は、板
状をなし、厚みが1.6mm、長さが55mmが、幅が55mmであ
る。この基板１はフェノール樹脂を主成分として形成さ
れている。基板１にはランド部２が配置されている。ラ
ンド部２は銅箔で形成されている。リード線３は、基板
１のランド部２にはんだ４を介して接合されている。リ
ード線３は、直径が1.2mmの軟銅線で形成されている。
はんだ４を形成するはんだ材は、重量％で、40％鉛−0.
1％テルル、残り部スズの合金である。本実施例では、
銅−スズ系の金属間化合物がリード線３とはんだ４との
界面に形成されることを抑制することができ、従ってク
ラックが生じる程のはんだ４の強度の低下を抑制でき
る。その理由は、はんだ４に含まれているテルルの作用
により、はんだ４に含まれているスズがリード線３側へ
拡散することを抑制するためであると推察される。The substrate 1 of the printed wiring board as a test piece has a plate shape, a thickness of 1.6 mm, a length of 55 mm, and a width of 55 mm. This substrate 1 is formed mainly of a phenol resin. The land part 2 is arranged on the substrate 1. The land 2 is formed of copper foil. The lead wire 3 is joined to the land 2 of the substrate 1 via the solder 4. The lead wire 3 is formed of a soft copper wire having a diameter of 1.2 mm.
The solder material forming the solder 4 is 40% lead-0.
It is an alloy of 1% tellurium and the rest tin. In this embodiment,
The formation of a copper-tin-based intermetallic compound at the interface between the lead wire 3 and the solder 4 can be suppressed, and therefore, a decrease in the strength of the solder 4 to the extent that cracks occur can be suppressed. It is presumed that the reason is that tin contained in the solder 4 is prevented from diffusing toward the lead wire 3 due to the action of tellurium contained in the solder 4.

上記したプリント配線板についてはんだ４の耐クラッ
ク性を調べるべく疲労試験を行った。この疲労試験の条
件は、一定温度、荷重は2000グラムの定荷重にて行っ
た。A fatigue test was performed on the above printed wiring board in order to examine the crack resistance of the solder 4. The conditions of the fatigue test were a constant temperature and a load of 2000 g.

比較例として、重量％で、37％鉛−残部スズでテルル
が含まれていないはんだ材でリード線３′とランド２′
とを接合し、テルルが含まれていない点を除いて同じ構
成のプリント配線板を形成し、この比較例にかかる配線
板についても疲労試験を同様な条件で行った。As a comparative example, the lead wire 3 'and the land 2' were made of a solder material containing 37% by weight of lead, the balance being tin, and no tellurium.
And a printed wiring board having the same configuration except that tellurium was not included was formed, and a fatigue test was performed on the wiring board according to this comparative example under the same conditions.

試験結果としては、本実施例にかかるプリント配線板
の場合には、繰返し回数が１×107サイクルを経過して
もはんだ４にクラックが生じなかった。なお、繰返し回
数が１×107を経過してもクラックは生じなかったの
で、疲労試験は中止した。As a test result, in the case of the printed wiring board according to the present example, no crack was generated in the solder 4 even after the number of repetitions passed 1 × 10 7 cycles. Since no cracks occurred even after the number of repetitions exceeded 1 × 10 7 , the fatigue test was stopped.

一方、比較例にかかるプリント配線板では、３×105
サイクルではんだ４′にクラックが生じた。On the other hand, in the printed wiring board according to the comparative example, 3 × 10 5
Cracks occurred in the solder 4 'during the cycle.

本実施例にかかるはんだ４の破断面外観を第２図に示
し、比較例にかかるはんだ４′の破断面外観を第３図に
示す。テルルが含まれていないはんだ材を使用した比較
例では、第３図に示すようにはんだ４′とリード線３′
との界面ではんだ４′のスズが粗大化している粗大化部
５′が生じ、かつリード線３′とはんだ４′との接合面
近傍にクラック６が生じていた。従って、リード線３′
とランド部２′との導通性を確保できない。一方、はん
だ材にテルルが含まれている本実施例では、第２図に示
すようにはんだ４はやや変形するもの、リード線３とは
んだ４との間にクラックは生じていない。なお粗大化部
５はリード線３とはんだ４との接合面近傍では生ぜず、
第２図に示すように、はんだ４の内部に粗大化部５が部
分的に生じていたにすぎない。従ってリード線３とラン
ド部２との導通性を確保できる。このように比較例でク
ラックが生じ、本実施例でクラックが生じなかったの
は、比較例では、はんだ４′のスズがリード線３′の銅
側に拡散する量が多く、したがって、はんだ４′とリー
ド線３′の接合面近傍に、銅−スズ系金属間化合物が生
じ、その結果、スズ含有量の部分的低下が見られ、その
部分の強度が低下するためである。本実施例ではテルル
の含有により、はんだ４のスズがリード線３の銅束に拡
散する量を少なくでき、したがって、はんだ４とリード
線３の接合界面に、銅−スズ系金属間化合物がほとんど
生ぜず、その結果、はんだ４でのスズ含有量の部分的低
下が見られず、その部分の強度が低下しなかったためと
考えられる。本実施例では基板１の熱膨脹率とリード線
３の熱膨脹率との相違により、基板１の熱膨脹量とリー
ド線３の熱膨脹量との相違により応力がはんだ４に集中
しても、はんだ材特有の塑性変形のしやすさ、低い再結
晶温度により、はんだ４が変形するだけで済む。FIG. 2 shows the appearance of a fractured surface of the solder 4 according to the present example, and FIG. 3 shows the appearance of a fractured surface of the solder 4 'according to the comparative example. In a comparative example using a solder material not containing tellurium, as shown in FIG. 3, the solder 4 'and the lead wire 3' were used.
A coarsened portion 5 'where the tin of the solder 4' is coarsened at the interface with the solder 4 ', and a crack 6 was generated near the joint surface between the lead wire 3' and the solder 4 '. Therefore, lead wire 3 '
And the land 2 'cannot be conducted. On the other hand, in the present embodiment in which tellurium is contained in the solder material, the solder 4 is slightly deformed as shown in FIG. 2, but no crack occurs between the lead wire 3 and the solder 4. Note that the coarsened portion 5 does not occur near the joint surface between the lead wire 3 and the solder 4,
As shown in FIG. 2, the coarsened portion 5 is only partially formed inside the solder 4. Therefore, conductivity between the lead wire 3 and the land 2 can be ensured. The reason why cracks occurred in the comparative example and no cracks occurred in the present example is that, in the comparative example, a large amount of tin of the solder 4 ′ diffused to the copper side of the lead wire 3 ′. This is because a copper-tin-based intermetallic compound is generated in the vicinity of the joint surface between the '-' and the lead wire 3 ', and as a result, the tin content is partially reduced and the strength of the portion is reduced. In this embodiment, the amount of tin of the solder 4 diffused into the copper bundle of the lead wire 3 can be reduced by the inclusion of tellurium. Therefore, almost no copper-tin-based intermetallic compound is present at the joint interface between the solder 4 and the lead wire 3. It is considered that, as a result, the tin content in the solder 4 did not partially decrease, and the strength of the portion did not decrease. In this embodiment, due to the difference between the coefficient of thermal expansion of the substrate 1 and the coefficient of thermal expansion of the lead wire 3, even if stress is concentrated on the solder 4 due to the difference between the amount of thermal expansion of the substrate 1 and the amount of thermal expansion of the lead wire 3, the solder material is unique. Due to the ease of plastic deformation and the low recrystallization temperature, only the solder 4 needs to be deformed.

本発明にかかるはんだ材の別の実施例を示す。この実
施例にかかるはんだ材は、重量％で、40％鉛、0.1％テ
ルル、１％インジウム、残部スズからなる。この場合に
は、インジウムの添加により、はんだ材の融点を下げ、
はんだ付け特性を向上させうる。また、引張り強度、伸
び等の機械的物性を向上させうる。この実施例にかかる
はんだ材を使用したプリント配線板についても同様な疲
労試験を行った。試験条件は前の実施例と同じで、荷重
のみ2500グラムとした。比較例（37％鉛−残部スズの共
晶のはんだ材）では、２×105サイクルでクラックが生
じたが、この実施例では１×107サイクルでもクラック
は生じなかった。7 shows another embodiment of the solder material according to the present invention. The solder material according to this embodiment is composed of, by weight%, 40% lead, 0.1% tellurium, 1% indium, and the balance tin. In this case, the addition of indium lowers the melting point of the solder material,
It can improve soldering characteristics. In addition, mechanical properties such as tensile strength and elongation can be improved. A similar fatigue test was performed on a printed wiring board using the solder material according to this example. The test conditions were the same as in the previous example, only the load was 2500 grams. In the comparative example (37% lead-remaining tin eutectic solder material), cracks occurred in 2 × 10 5 cycles, but in this example, no cracks occurred in 1 × 10 7 cycles.

本発明にかかるはんだ材の更に別の実施例を示す。こ
の実施例にかかるはんだ材は、重量％で、40％鉛、0.1
％テルル、１％インジウム、１％銅−残部スズからな
る。この場合には、銅の添加により、はんだ材に含まれ
ているスズがはんだ材の銅へ拡散する量を少なくでき
る。したがってリード線とはんだとの界面近傍に金属間
化合物が生成されることを抑制でき、引張り強度、伸び
等の機械的物性の低下を抑制できる。この実施例にかか
るはんだ材を使用したプリント配線板についても同様な
疲労試験を行った。試験条件は前の実施例と同じで、荷
重のみ3000グラムとした。比較例（37％鉛−残部スズの
共晶のはんだ材）では、１×105サイクルでクラックが
生じたが、この実施例では１×107サイクルでもクラッ
クは生じなかった。Another embodiment of the solder material according to the present invention will be described. The solder material according to this example is 40% lead, 0.1% by weight.
% Tellurium, 1% indium, 1% copper-balance tin. In this case, the addition of copper can reduce the amount of tin contained in the solder material that diffuses into the copper of the solder material. Therefore, generation of an intermetallic compound near the interface between the lead wire and the solder can be suppressed, and a decrease in mechanical properties such as tensile strength and elongation can be suppressed. A similar fatigue test was performed on a printed wiring board using the solder material according to this example. The test conditions were the same as in the previous example, only the load was 3000 grams. In the comparative example (a eutectic solder material of 37% lead-remaining tin), cracks occurred in 1 × 10 5 cycles, but in this example, no cracks occurred in 1 × 10 7 cycles.

ところで、第１表のNO.1〜NO.7に、スズをベースとし
鉛を35〜50％の範囲で変化させ、テルルを0.005〜0.3％
の範囲で変化させた場合のはんだ材の引張り強度（kg/m
m2）−JIS−Z2201）を示す。また、第１表のNO.8〜NO.1
4に、スズをベースとし鉛を35〜50％の範囲で変化さ
せ、テルルを0.005〜0.5％の範囲で変化させ、インジウ
ムを0.5〜５％の範囲で変化させた場合のはんだ材の引
張り強度を示す。また、第１表のNO.15〜NO.21に、スズ
をベースとし鉛を35〜50％の範囲で変化させ、テルルを
0.005〜0.5％の範囲で変化させ、インジウムを含まず、
銅および銀のうち少なくとも１種を0.05〜３％の範囲で
変化させた場合のはんだ材の引張り強度を示す。また、
第１表のNO.22〜NO.28に、スズをベースとし鉛を35〜50
％の範囲で変化させ、テルルを0.005〜0. ５％の範囲で変化させ、インジウムを0.5〜５％の範囲
で変化させ、銅および銀ののうち少なくとも１種を0.05
〜３％の範囲で変化させた場合のはんだ材の引張り強度
を示す。テルルが含まれていないはんだ材をNO.29、NO.
30とし、又、スズが５％のはんだ材をNO.31、NO.32と
し、その引張り強度を第１表に示した。第１表に示すよ
うに、引張り強度は、テルルの他に、インジウムを添加
したり、銅、銀を添加した方が大きくなる。By the way, based on tin No. 1 to No. 7 in Table 1, lead was changed in the range of 35 to 50% based on tin, and tellurium was changed to 0.005 to 0.3%.
Tensile strength (kg / m
m 2) -JIS-Z2201) showing the. Also, in Table 1 No.8 to No.1
4 、 Tensile strength of solder based on tin-based solder with lead in the range of 35-50%, tellurium in the range of 0.005-0.5%, and indium in the range of 0.5-5% Is shown. In addition, tin was changed to NO.15 to NO.21 in Table 1 and lead was changed in the range of 35 to 50%, and tellurium was changed.
Change in the range of 0.005 to 0.5%, do not contain indium,
It shows the tensile strength of a solder material when at least one of copper and silver is changed in the range of 0.05 to 3%. Also,
No.22 to No.28 in Table 1, 35 to 50% lead based on tin
% In the range of 0.005-0. 5%, indium is changed in a range of 0.5 to 5%, and at least one of copper and silver is changed to 0.05%.
The tensile strength of the solder material when changed in the range of ３3% is shown. No. 29, NO.
No. 31 and No. 32 were used for the solder material having a tin content of 5%, and the tensile strengths are shown in Table 1. As shown in Table 1, the tensile strength increases when indium, copper, or silver is added in addition to tellurium.

第４図は別のプリント配線板を示す。この場合には、
第４図に示すように、リード線３の表面に、ニッケル又
は鉄を主成分とする拡散防止バリア層3aが被覆されてい
る。拡散防止バリア層3aは、スズがリード線３側へ拡散
することを抑制できる。したがって、はんだ４の強度低
下を抑制するのに一層有利である。なお拡散防止バリア
層3aは、めっきで形成されている。FIG. 4 shows another printed wiring board. In this case,
As shown in FIG. 4, the surface of the lead wire 3 is covered with a diffusion preventing barrier layer 3a containing nickel or iron as a main component. The diffusion preventing barrier layer 3a can suppress tin from diffusing to the lead wire 3 side. Therefore, it is more advantageous to suppress a decrease in the strength of the solder 4. The diffusion prevention barrier layer 3a is formed by plating.

第５図および第６図は本発明にかかるはんだ材を別の
部品に適用した概略側面図である。第５図にしめす場合
には、リードレス部品７と基板９の導体10とを、はんだ
材により接合している。この場合においても、リードレ
ス部品７と基板９との熱膨脹差によりはんだ11に応力が
発生しやすいが、はんだ11には、テルルが含有されてい
るため、クラックは生じない。5 and 6 are schematic side views in which the solder material according to the present invention is applied to another component. In the case shown in FIG. 5, the leadless component 7 and the conductor 10 of the substrate 9 are joined by a solder material. Also in this case, stress is likely to be generated in the solder 11 due to a difference in thermal expansion between the leadless component 7 and the substrate 9, but cracks do not occur because the solder 11 contains tellurium.

第６図にしめす場合には、ダイオードや液晶等のチッ
プ部品13と電極14とを、はんだ15により接合している。
この場合においても、チップ部品13と電極14との熱膨脹
差によりはんだ15に応力が発生しやすいが、はんだ15に
は、テルルが含有されているため、クラックは生じな
い。In the case shown in FIG. 6, a chip component 13 such as a diode or a liquid crystal and an electrode 14 are joined by solder 15.
In this case as well, stress is likely to be generated in the solder 15 due to a difference in thermal expansion between the chip component 13 and the electrode 14, but cracks do not occur because the solder 15 contains tellurium.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第１図はテストピースであるプリント配線板の概略側面
図であり、第２図および第３図は疲労試験結果後を示
し、第２図は本実施例にかかるはんだとリード線との接
合界面を示す組織図であり、第３図は比較例にかかるは
んだとリード線部との接合界面を示す組織図である。第
４図は本実施例にかかるはんだとニッケルめっき層を被
覆したリード線との接合界面を示す組織図である。第５
図および第６図は別の部品の概略側面図である。 図中、１は基板、２はランド部、３はリード線、3aは拡
散防止バリア層、４ははんだをそれぞれ示す。FIG. 1 is a schematic side view of a printed wiring board which is a test piece, FIGS. 2 and 3 show the results after a fatigue test, and FIG. 2 is a bonding interface between a solder and a lead wire according to the present embodiment. FIG. 3 is a structural diagram showing a bonding interface between a solder and a lead wire portion according to a comparative example. FIG. 4 is a structural diagram showing a bonding interface between the solder according to the present embodiment and a lead wire coated with a nickel plating layer. Fifth
Figures and 6 are schematic side views of another part. In the figure, 1 is a substrate, 2 is a land portion, 3 is a lead wire, 3a is a diffusion prevention barrier layer, and 4 is a solder.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松井 彰 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 二村 憲一朗 愛知県豊田市緑ケ丘３丁目65番地 大豊 工業株式会社内 (72)発明者 浅田 栄治 愛知県豊田市緑ケ丘３丁目65番地 大豊 工業株式会社内 (72)発明者 福岡 辰彦 愛知県豊田市緑ケ丘３丁目65番地 大豊 工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−166193（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−170595（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−296991（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−273296（ＪＰ，Ａ) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Akira Matsui 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Inside Toyota Motor Co., Ltd. (72) Inventor Kenichiro Nimura 3-65 Midorigaoka, Toyota City, Aichi Prefecture Inside Daitoyo Kogyo Co., Ltd. 72) Inventor Eiji Asada 3-65 Midorigaoka, Toyota-shi, Aichi Prefecture, inside Taitoyo Kogyo Co., Ltd. (72) Inventor Tatsuhiko Fukuoka 3-65 Midorigaoka, Toyota-shi, Aichi Prefecture, Taitoyo Kogyo Co., Ltd. JP-A-166193 (JP, A) JP-A-60-170595 (JP, A) JP-A-62-296991 (JP, A) JP-A-61-273296 (JP, A)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】重量％で、鉛（Pb）35〜50％、テルル（T
e）0.005〜0.5％を含み、不可避の不純物、残部スズ（S
n）からなることを特徴とする引張り強度及び耐クラッ
ク性に優れたはんだ材。1. Lead (Pb) 35-50% by weight, tellurium (T
e) Contain 0.005-0.5%, unavoidable impurities, the balance tin (S
n) A solder material having excellent tensile strength and crack resistance, characterized by comprising: 【請求項２】重量％で、鉛（Pb）35〜50％、テルル（T
e）0.005〜0.5％、インジウム0.5〜５％を含み、不可避
の不純物、残部スズ（Sn）からなることを特徴とする引
張り強度及び耐クラック性に優れたはんだ材。2. Lead (Pb) 35 to 50% by weight, tellurium (T
e) A solder material having excellent tensile strength and crack resistance, comprising 0.005 to 0.5% and indium 0.5 to 5%, and comprising inevitable impurities and the balance of tin (Sn). 【請求項３】重量％で、鉛（Pb）35〜50％、テルル（T
e）0.005〜0.5％、銅および銀の少なくとも１種を0.05
〜３％含み、不可避の不純物、残部スズ（Sn）からなる
ことを特徴とする引張り強度及び耐クラック性に優れた
はんだ材。3. The composition according to claim 1, wherein lead (Pb) is 35 to 50% by weight and tellurium (T
e) 0.005 to 0.5%, at least one of copper and silver is 0.05
A solder material having excellent tensile strength and crack resistance, characterized in that it contains up to 3%, inevitable impurities, and the balance is tin (Sn). 【請求項４】重量％で、鉛（Pb）35〜50％、テルル（T
e）0.005〜0.5％、インジウム0.5〜５％、銅および銀の
少なくとも１種を0.05〜３％含み、不可避の不純物、残
部スズ（Sn）からなることを特徴とする引張り強度及び
耐クラック性に優れたはんだ材。4. A method according to claim 1, wherein lead (Pb) is 35 to 50% by weight and tellurium (T
e) Tensile strength and crack resistance, characterized by comprising 0.005 to 0.5%, indium 0.5 to 5%, at least one of copper and silver 0.05 to 3%, inevitable impurities, the balance being tin (Sn). Excellent solder material.
JP62284642A 1987-11-11 1987-11-11 Solder material Expired - Lifetime JP2582382B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62284642A JP2582382B2 (en) 1987-11-11 1987-11-11 Solder material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62284642A JP2582382B2 (en) 1987-11-11 1987-11-11 Solder material

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH01127192A JPH01127192A (en) 1989-05-19
JP2582382B2 true JP2582382B2 (en) 1997-02-19

Family

ID=17681108

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62284642A Expired - Lifetime JP2582382B2 (en) 1987-11-11 1987-11-11 Solder material

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2582382B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3752064B2 (en) * 1997-05-23 2006-03-08 内橋エステック株式会社 Solder material and electronic component using the same

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60166193A (en) * 1984-02-07 1985-08-29 Furukawa Electric Co Ltd:The High melting point solder
JPS60170595A (en) * 1984-02-13 1985-09-04 Furukawa Electric Co Ltd:The High-melting solder
JPS61273296A (en) * 1985-05-29 1986-12-03 Taruchin Kk Corrosion resistant solder alloy
US4734256A (en) * 1986-04-21 1988-03-29 Allied-Signal Inc. Wetting of low melting temperature solders by surface active additions

Also Published As

Publication number Publication date
JPH01127192A (en) 1989-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8421232B2 (en) Semiconductor device and automotive ac generator
WO1997000753A1 (en) Solder, and soldered electronic component and electronic circuit board
JPH11350188A (en) Material for electric and electronic parts, its production, and electric and electronic parts lising the same
KR102002675B1 (en) Lead-free solder alloy
JP3682654B2 (en) Solder alloy for soldering to electroless Ni plated parts
JP2011044624A (en) Semiconductor device, and on-vehicle ac generator
JP5614507B2 (en) Sn-Cu lead-free solder alloy
EP0828410A2 (en) Dual-solder process for enhancing reliability of thick-film hybrid circuits
JP2003230980A (en) Leadless solder alloy, solder ball and electronic member having solder bump
TW201915186A (en) Lead-free solder alloy, electronic circuit substrate and electronic control device capable of not only suppressing cracks generated at solder joints but also suppressing cracks generated at electrodes of chip resistors
JP3878978B2 (en) Lead-free solder and lead-free fittings
JPH1041621A (en) Junction method using tin-bismuth solder
JP2003290974A (en) Joining structure of electronic circuit device and electronic parts used for the same
JP2582382B2 (en) Solder material
JP2543941B2 (en) Solder material
JPWO2002005609A1 (en) Connection structure and connection method between conductors
JP2002185130A (en) Electronic circuit device and electronic part
JPH11350190A (en) Material for electric and electronic parts, its production, and electric and electronic parts using the same
JP2000138334A (en) Outer lead part of lead frame material and semiconductor device using the outer lead part
JP2003326386A (en) Leadless solder alloy
JP2543985B2 (en) Solder material
JP3254901B2 (en) Solder alloy
JP4745878B2 (en) Solder film and soldering method using the same
WO2001076335A1 (en) Mounting structure of electronic device and method of mounting electronic device
JP3254857B2 (en) Solder alloy