JP5526997B2 - Bi系はんだ接合用の電子部品と基板及び電子部品実装基板 - Google Patents
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最上層としてNi層を有するCu基板上に、蒸着法によりメタライズ層を形成した。具体的には、試料や装置が汚染されないように、作業者は保護手袋と保護マスク等を着用し、Cu基板等の試料はピンセットで取り扱った。また、試料や蒸着機内部はエアーブローして異物を除き、真空引き用ロータリーポンプはオイルミストが飛散しないように排気ガスは室外に専用配管で排気した。
まず、純度が99.9質量%以上の各原料金属(Bi、Cu、Sb、Ag)を所定量秤量し、秤量した各原料金属をグラファイト坩堝に投入し、更に高周波溶解炉のコイル中にセットした。溶融金属の酸化防止のため、坩堝には窒素ガスを0.7リットル/分の流量で流した。
(メタライズ層の層厚測定)
Cu基板のNi層上に形成したメタライズ層の厚さの測定は、EPMAライン分析によって行った。まず、試料を樹脂に埋め込み、研磨機により粗い研磨紙から順に細かいものを用い、最後にバフ研磨を行った。その後、EPMA(装置名:SHIMADZU EPMA−1600)を用いてライン分析を行い、メタライズ層の厚さを測定した。厚さは任意に3箇所測定して、その平均値を採用した。
濡れ性試験(装置名:雰囲気制御式濡れ性試験機)のヒーター付き試料載置部に2重のカバーをし、周囲4箇所から12リットル/分の流量で窒素を流した。試料載置部をヒーターで加熱して温度が350℃に安定した後、Ni層上にメタライズ層を形成したCu基板を載せて25秒加熱し、次に、Cu基板のメタライズ層の上にBi系はんだ合金ワイヤーを載せ、25秒間加熱して接合した。その後、Cu基板を冷却し、大気中に取り出して、接合状態を目視で評価した。
上記濡れ性試験の評価でBi系はんだ合金がCu基板のメタライズ層に接合できた試料(評価が○及び△の試料)について、−40℃/135℃の冷却・加熱を1サイクルとして、所定のサイクル数だけ繰り返した。その後、試料を樹脂に埋め込み、断面研磨を行い、SEM(装置名:HITACHI S−4800)により接合面の観察を行った。接合面の剥がれ、はんだのクラックなどの欠陥が発生した場合を×、これらの欠陥や不良がなく、初期状態と同様の接合面を保っていた場合を○とした。
上記方法により、Ni層を有するCu基板のNi層上に、ZnあるいはAg、Au、Cuからなる1層ないし2層のメタライズ層を形成した。得られた試料1〜17のCu基板について、Cu基板上のNi層の厚さ、1層ないし2層のメタライズ層の金属と厚さを下記表1に示した。
上記方法により、Ni層を有するCu基板のNi層上に、SnあるいはAg、Au、Cuからなる1層ないし2層のメタライズ層を形成した。得られた試料18〜35のCu基板について、Cu基板上のNi層の厚さ、1層目ないし2層目のメタライズ層の金属と厚さを下記表4に示した。
Claims (4)
- Pbを含まずBiを80質量%以上含有するBi系はんだ合金を用いて基板に接合するための電子部品であって、該電子部品の最上層であるNi含有層の上に、厚さ0.05〜8.00μmのZnメタライズ層若しくは厚さ0.05〜3.00μmのSnメタライズ層が形成され、前記Znメタライズ層若しくは前記Snメタライズ層の上に、Ag、Au、Cuから選ばれた少なくとも1元素からなる厚さ0.05〜1.00μmの第2のメタライズ層が更に成形されていることを特徴とする電子部品。
- Pbを含まずBiを80質量%以上含有するBi系はんだ合金を用いて電子部品を接合するための基板であって、該基板の最上層であるNi含有層の上に、厚さ0.05〜8.00μmのZnメタライズ層若しくは厚さ0.05〜3.00μmのSnメタライズ層が形成され、前記Znメタライズ層若しくは前記Snメタライズ層の上に、Ag、Au、Cuから選ばれた少なくとも1元素からなる厚さ0.05〜1.00μmの第2のメタライズ層が更に成形されていることを特徴とする基板。
- 請求項1に記載の電子部品が、Pbを含まずBiを80質量%以上含有するBi系はんだ合金によって基板に接合されていることを特徴とする電子部品実装基板。
- 請求項2に記載の基板に、Pbを含まずBiを80質量%以上含有するBi系はんだ合金によって電子部品が接合されていることを特徴とする電子部品実装基板。
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