JP6053248B1 - はんだ合金、ソルダペーストおよび電子回路基板 - Google Patents
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Abstract
Description
[1]本質的に、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、3質量%以上3.5質量%以下であり、前記銅の含有割合が、0.4質量%以上1.0質量%以下であり、前記ビスマスの含有割合が、3.5質量%以上4.8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5.5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0.1質量%以下であり、前記スズの含有割合が、残余の割合であり、かつ、前記ビスマスの含有割合と、前記アンチモンの含有割合との合計が、7.3質量%以上10.3質量%以下であることを特徴とする、はんだ合金、
[2]前記ビスマスの含有割合と、前記アンチモンの含有割合との合計が、8.0質量%以上10.3質量%以下である、上記[1]に記載のはんだ合金、
[3]さらに、ニッケルおよびインジウムからなる群より選択される少なくとも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%を超過し0.2質量%以下である、上記[1]または[2]に記載のはんだ合金、
[4]前記銅の含有割合が、0.5質量%以上0.6質量%未満である、上記[1]〜[3]のいずれか一項に記載のはんだ合金、
[5]前記コバルトの含有割合が、0.008質量%を超過し0.03質量%以下である、上記[1]〜[4]のいずれか一項に記載のはんだ合金、
[6]上記[1]〜[5]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、
[7]上記[6]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
である。
・はんだ合金の調製
表1に記載の各金属の粉末を、表1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。
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。
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。その結果を、表1に示す。
各実施例、各参考例および各比較例において得られ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、3216サイズ(3.2mm×1.6mm)のチップ部品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。
冷熱サイクルを1500、2000、2250、2500、2750、3000サイクル繰り返したプリント基板について、それぞれ3216チップ部品のはんだ部分を切断して、断面を研磨した。研磨後の断面を顕微鏡で観察して、はんだフィレット部に発生した亀裂がフィレット部を完全に横断しているか否かについて評価して、以下の基準によりランク付けした。各サイクルにおける評価チップ数は20個とした。
A:3000サイクル後においても、フィレット部を完全に横断する亀裂が発生しなかった。
B:2750サイクル後において、フィレットを完全に横断する亀裂が発生しなかったが、3000サイクル後において、フィレット部を完全に横断する亀裂が発生した。
B−:2500サイクル後において、フィレットを完全に横断する亀裂が発生しなかったが、2750サイクル後において、フィレット部を完全に横断する亀裂が発生した。
C:2250サイクル後において、フィレットを完全に横断する亀裂が発生しなかったが、2500サイクル後において、フィレット部を完全に横断する亀裂が発生した。
C−:2000サイクル後において、フィレットを完全に横断する亀裂が発生しなかったが、2250サイクル後において、フィレット部を完全に横断する亀裂が発生した。
D:1500サイクル後において、フィレットを完全に横断する亀裂が発生しなかったが、2000サイクル後において、フィレット部を完全に横断する亀裂が発生した。
E:1500サイクル後において、フィレット部を完全に横断する亀裂が発生した。
Claims (6)
- スズ、銀、銅、ビスマス、アンチモンおよびコバルトからなり、不可避不純物の含有を許容す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、3質量%以上3.5質量%以下であり、
前記銅の含有割合が、0.5質量%以上0.6質量%未満であり、
前記ビスマスの含有割合が、3.5質量%以上4.8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5.5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0.1質量%以下であり、
前記スズの含有割合が、残余の割合であり、
かつ、
前記ビスマスの含有割合と、前記アンチモンの含有割合との合計が、7.3質量%以上10.3質量%以下である
ことを特徴とする、はんだ合金。 - 前記ビスマスの含有割合と、前記アンチモンの含有割合との合計が、8.0質量%以上10.3質量%以下である、請求項1に記載のはんだ合金。
- さらに、ニッケルおよびインジウムからなる群より選択される少なくとも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%を超過し0.2質量%以下である、請求項1または2に記載のはんだ合金。 - 前記コバルトの含有割合が、0.008質量%を超過し0.03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。
- 請求項1〜4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。
- 請求項5に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。
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