JPH03248796A - ロウ付け用材料 - Google Patents
ロウ付け用材料Info
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- JPH03248796A JPH03248796A JP4897690A JP4897690A JPH03248796A JP H03248796 A JPH03248796 A JP H03248796A JP 4897690 A JP4897690 A JP 4897690A JP 4897690 A JP4897690 A JP 4897690A JP H03248796 A JPH03248796 A JP H03248796A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明はロウ付け用材料に関し、より詳細には電子部品
における外部リード端子のロウ付げに使用されるロウ材
の改良に関するものである。
における外部リード端子のロウ付げに使用されるロウ材
の改良に関するものである。
(従来の技術)
従来、銀(Ag)70〜90重量%、銅(Cu)10〜
30重量%の合金より成る銀ロウはロウ付け強度が大き
く、且つ接合母材にあまり制約を受けないことから電子
部品における外部リード端子のロウ付け用材料として多
用されている。
30重量%の合金より成る銀ロウはロウ付け強度が大き
く、且つ接合母材にあまり制約を受けないことから電子
部品における外部リード端子のロウ付け用材料として多
用されている。
しかし乍ら、この従来の銀ロウはロウ付け後、大気中に
含まれる水分が付着すると銀ロウ中の銅(Cu)が酸化
され、銅(Cu)の酸化物(錆)を形成して変色するこ
とがある。
含まれる水分が付着すると銀ロウ中の銅(Cu)が酸化
され、銅(Cu)の酸化物(錆)を形成して変色するこ
とがある。
またこの銅の酸化物(錆)は導電性で、かつ拡散し易い
という性質を有しているため多数の外部リード端子が近
接してロウ付けされている電子部品においては前記錆の
拡散により隣接する外部リード端子が短絡し、その結果
、電子部品としての機能に支障をきたすという重大な欠
点を誘発していた。
という性質を有しているため多数の外部リード端子が近
接してロウ付けされている電子部品においては前記錆の
拡散により隣接する外部リード端子が短絡し、その結果
、電子部品としての機能に支障をきたすという重大な欠
点を誘発していた。
更に銀ロウは主成分が銀(Ag)であり、該銀(Ag)
はエレクトロマイグレーション(金属原子の移行)を起
こし易い金属であることから多数の外部リード端子が近
接してロウ付けされている電子部品において、作動時、
ロウ材に電圧が印加されるとロウ材を構成する銀(Ag
)に移行が起こって隣接する外部リード端子間に短絡を
招来してしまい、その結果、電子部品としての機能が喪
失してしまうという欠点も有していた。
はエレクトロマイグレーション(金属原子の移行)を起
こし易い金属であることから多数の外部リード端子が近
接してロウ付けされている電子部品において、作動時、
ロウ材に電圧が印加されるとロウ材を構成する銀(Ag
)に移行が起こって隣接する外部リード端子間に短絡を
招来してしまい、その結果、電子部品としての機能が喪
失してしまうという欠点も有していた。
(発明の目的)
本発明者等は上記欠点に鑑み種々の実験を行った結果、
金(Au)にインジウム(In)とパラジウム(Pd)
、ロジウム(Rh)、コバルト(Co)、クロム(Cr
)の少なくとも1種とを所定量含有させ合金となしたも
のをロウ材は用材料として使用すると接合母材にあまり
大きな制約を受けることなく接合母材に強固に接合し、
且つロウ材は後に導電性の錆やエレクトロマイグレーシ
ョンの発生が皆無であることを知見した。
金(Au)にインジウム(In)とパラジウム(Pd)
、ロジウム(Rh)、コバルト(Co)、クロム(Cr
)の少なくとも1種とを所定量含有させ合金となしたも
のをロウ材は用材料として使用すると接合母材にあまり
大きな制約を受けることなく接合母材に強固に接合し、
且つロウ材は後に導電性の錆やエレクトロマイグレーシ
ョンの発生が皆無であることを知見した。
本発明は上記知見に基づき、ロウ材は強度が大きく、且
つ接合母材にあまり制約を受けないという従来の銀ロウ
の利点に加えて、ロウ材は後に変色や電子部品としての
機能に支障をきたすような導電性の錆及びエレクトロマ
イグレーションの発生を皆無となした新規なロウ材は用
材料を提供することをその目的とするものである。
つ接合母材にあまり制約を受けないという従来の銀ロウ
の利点に加えて、ロウ材は後に変色や電子部品としての
機能に支障をきたすような導電性の錆及びエレクトロマ
イグレーションの発生を皆無となした新規なロウ材は用
材料を提供することをその目的とするものである。
(課題を解決するための手段)
本発明のロウ材は用材料は金(Au)にインジウム(I
n )を0.1乃至15.0重量%、パラジウム(Pd
)、ロジウム(Rh)、コバルト(Co)、クロム(C
r)の少なくとも1種を0.1乃至5.0重量%含有さ
せたことを特徴とするものである。
n )を0.1乃至15.0重量%、パラジウム(Pd
)、ロジウム(Rh)、コバルト(Co)、クロム(C
r)の少なくとも1種を0.1乃至5.0重量%含有さ
せたことを特徴とするものである。
本発明のロウ材は用材料において金(Au)に含有され
るインジウム(In)はロウ材の使用温度範囲を低下さ
せるための成分であり、その含有量が0.1重量%未満
であると前記性質は付与されず、また15.0重量%を
越えるとロウ材が固くなって加工性が悪くなり、ロウ材
を所定形状に加工できなくなる。そのため金(Au)に
含有させるインジウム(In)はその含有量が0.1乃
至15.0重量%の範囲に特定される。
るインジウム(In)はロウ材の使用温度範囲を低下さ
せるための成分であり、その含有量が0.1重量%未満
であると前記性質は付与されず、また15.0重量%を
越えるとロウ材が固くなって加工性が悪くなり、ロウ材
を所定形状に加工できなくなる。そのため金(Au)に
含有させるインジウム(In)はその含有量が0.1乃
至15.0重量%の範囲に特定される。
またパラジウム(Pd)、ロジウム(Rh)、コバルト
(Co)、クロム(Cr)の少なくとも1種はロウ材と
メタライズ金属層及び外部リード端子との濡れ性(反応
性)を改善するだめの成分であり、その含有量が0.1
重量%未満であると前記性質は付与されず、また5、0
重量%を越えるとロウ材が固くなって加工性が悪くなる
とともに外部リート端子及びメタライズ金属層とのロウ
(=Jけ強度が低下する。
(Co)、クロム(Cr)の少なくとも1種はロウ材と
メタライズ金属層及び外部リード端子との濡れ性(反応
性)を改善するだめの成分であり、その含有量が0.1
重量%未満であると前記性質は付与されず、また5、0
重量%を越えるとロウ材が固くなって加工性が悪くなる
とともに外部リート端子及びメタライズ金属層とのロウ
(=Jけ強度が低下する。
従って、含有されるパラジウム(Pd)、ロジウム(R
h)、コバルト(Co)、クロム(Cr)の少なくとも
1種はその含有量が0.1乃至5.0重量%の範囲に特
定される。
h)、コバルト(Co)、クロム(Cr)の少なくとも
1種はその含有量が0.1乃至5.0重量%の範囲に特
定される。
更に前記金(Au)、インジウム(In)、パラジウム
(Pd)、ロジウム(Rh)、コバルト(Co)、クロ
ム(Cr)の各々は化学的に安定で耐蝕性に優れ、且つ
エレクトロマイグレーションを起こし難い金属であるこ
とがらロウ材に大気中に含まれる水分等が付着したとし
ても導電性の錆を発生することはなく、またロウ材に電
圧が印加されたとしてもエレクトロマイグレーションを
おこすことも一切ない。
(Pd)、ロジウム(Rh)、コバルト(Co)、クロ
ム(Cr)の各々は化学的に安定で耐蝕性に優れ、且つ
エレクトロマイグレーションを起こし難い金属であるこ
とがらロウ材に大気中に含まれる水分等が付着したとし
ても導電性の錆を発生することはなく、またロウ材に電
圧が印加されたとしてもエレクトロマイグレーションを
おこすことも一切ない。
本発明は外部リード端子を有する電子部品、具体的には
ハイブリッドIC用配線基板、半導体素子収納用パッケ
ージ、コンデンサ、抵抗、マイクロスインチ等種々の外
部リード端子のロウ材は用材料として好適に使用される
。
ハイブリッドIC用配線基板、半導体素子収納用パッケ
ージ、コンデンサ、抵抗、マイクロスインチ等種々の外
部リード端子のロウ材は用材料として好適に使用される
。
(実施例)
次に本発明を実施例に基づき詳細に説明する。
(1)評価試料
まず出発原料として金(Au)にインジウム(In)、
パラジウム(Pd)、ロジウム(1?h)、コバルト(
Co)及びクロム(Cr)を第1表に示す組成となるよ
うに秤量するとともにこれを加熱溶融し、合金化させて
コラ材試料を得る。
パラジウム(Pd)、ロジウム(1?h)、コバルト(
Co)及びクロム(Cr)を第1表に示す組成となるよ
うに秤量するとともにこれを加熱溶融し、合金化させて
コラ材試料を得る。
尚、試料番号53は本発明品と比較するための比較試料
であり、従来一般に使用されている銀ロウ材(銀ニア2
.O重量%、銅:28.0重量%)である。
であり、従来一般に使用されている銀ロウ材(銀ニア2
.O重量%、銅:28.0重量%)である。
そしてこれらの評価試料を使用して下記の評価テストを
行った。その結果を第1表に示す。
行った。その結果を第1表に示す。
(II)評価テスト
(a)外部リード端子ロウ材は強度テストアルミナ質セ
ラミックスから成るセラミック生シート上面にタングス
テン(h) FA末に有機溶剤、溶媒を添加混合して得
たメタライズペーストを長さ0.5 mm、幅0.2闘
、厚さ20μmのハターンに印刷(20個のハターンを
印刷)するとともにこれを還元雰囲気中(窒素−水素雰
囲気)中、約1500”Cの温度で焼成し、表面にタン
グステンメタライズ金属層を被着させたセラミック基板
を準備する。
ラミックスから成るセラミック生シート上面にタングス
テン(h) FA末に有機溶剤、溶媒を添加混合して得
たメタライズペーストを長さ0.5 mm、幅0.2闘
、厚さ20μmのハターンに印刷(20個のハターンを
印刷)するとともにこれを還元雰囲気中(窒素−水素雰
囲気)中、約1500”Cの温度で焼成し、表面にタン
グステンメタライズ金属層を被着させたセラミック基板
を準備する。
次に前記メタライズ金属層上に幅0.5 mm、長さ3
0、0mm、厚さ0.2闘のコバール(Fe−Ni−C
o合金)から成る外部リード端子の一端を第1表に示す
ロウ材試料を使用して約900℃の温度でロウ付けし、
そのロウ付け状態を顕微鏡により観察するとともに外部
リード端子のロウ付け部と反対の一端をロウ付け面に対
し垂直方向に毎秒0.2mmで張力を増加させながら引
っ張り、外部リード端子がメタライズ金属層より剥がれ
た際の全荷重を測定し、その平均値をロウ付け強度とし
た。
0、0mm、厚さ0.2闘のコバール(Fe−Ni−C
o合金)から成る外部リード端子の一端を第1表に示す
ロウ材試料を使用して約900℃の温度でロウ付けし、
そのロウ付け状態を顕微鏡により観察するとともに外部
リード端子のロウ付け部と反対の一端をロウ付け面に対
し垂直方向に毎秒0.2mmで張力を増加させながら引
っ張り、外部リード端子がメタライズ金属層より剥がれ
た際の全荷重を測定し、その平均値をロウ付け強度とし
た。
なお、前記外部リード端子のロウ付け面積は幅0.5
n+n+、長さ1.0 mmの0.5 mm” となし
、セラミック基板に設けたタングステンメタライズ金属
層及び外部リード端子の外表面にはそれぞれニッケル(
N1)及び金(Au)がメツキにより被着さセである。
n+n+、長さ1.0 mmの0.5 mm” となし
、セラミック基板に設けたタングステンメタライズ金属
層及び外部リード端子の外表面にはそれぞれニッケル(
N1)及び金(Au)がメツキにより被着さセである。
(b)耐腐蝕性テスト
アルミナ質焼結体から成るセラミック基板上に幅1.0
mm、長さ10.0mmの矩形状のメタライズ金属層
一対をその先端が0 、2mmの狭い間隔をもって対向
するよう被着形成(1000対のメタライズ金属層を被
着形成)するとともに該メタライズ金属層の外表面全面
に第1表に示すロウ材試料を約900 ”Cの温度で加
熱溶融させて被着する。
mm、長さ10.0mmの矩形状のメタライズ金属層
一対をその先端が0 、2mmの狭い間隔をもって対向
するよう被着形成(1000対のメタライズ金属層を被
着形成)するとともに該メタライズ金属層の外表面全面
に第1表に示すロウ材試料を約900 ”Cの温度で加
熱溶融させて被着する。
次に前記セラミック基板を表面温度が450 ”Cに制
御された熱板上に1分間載置した後、温度65℃、湿度
95χの恒温恒湿槽中にて各メタライズ金属層に交互に
+、−の極性にて5νの直流電圧を所定時間印加してロ
ウ材試料の腐食を加速度的に行わせ、しかる後、各ロウ
材試料の表面を顕微鏡で観察し、コラ材試料が腐食、変
色しているものの数を数えるとともに総数に対する腐食
発生率を求めた。
御された熱板上に1分間載置した後、温度65℃、湿度
95χの恒温恒湿槽中にて各メタライズ金属層に交互に
+、−の極性にて5νの直流電圧を所定時間印加してロ
ウ材試料の腐食を加速度的に行わせ、しかる後、各ロウ
材試料の表面を顕微鏡で観察し、コラ材試料が腐食、変
色しているものの数を数えるとともに総数に対する腐食
発生率を求めた。
尚、前記メタライズ金属層はタングステン(W)により
形成し、且つメタライズ金属層の表面にはニッケル(N
i)をメツキにより被着させておいた。
形成し、且つメタライズ金属層の表面にはニッケル(N
i)をメツキにより被着させておいた。
(C)耐エレクトロマイグレションテストアルミナ質焼
結体から成るセラミック基板上に幅1.0 mm、長さ
10.On+mの矩形状のメタライズ金属層一対をその
先端が0.11の間隔をもって対向するよう被着形成(
20対のメタライズ金属層を被着形成)するとともに該
メタライズ金属層の外表面全面に第1表に示すロウ材試
料を約900 ’Cの温度で加熱溶融させて被着する。
結体から成るセラミック基板上に幅1.0 mm、長さ
10.On+mの矩形状のメタライズ金属層一対をその
先端が0.11の間隔をもって対向するよう被着形成(
20対のメタライズ金属層を被着形成)するとともに該
メタライズ金属層の外表面全面に第1表に示すロウ材試
料を約900 ’Cの温度で加熱溶融させて被着する。
次に前記各コラ材試料が被着された一対のメタライズ金
属層間に50μlの純水を滴下させるとともに直’l*
10νの電圧を印加し、各ロウ材試料にエレクトロマ
イグレションを加速度的に行わせ、該エレクトロマイグ
レションにより両メタライズ金属層が短絡状態となるま
での時間を求めるとともにその時間の長さを各コラ材試
料の耐エレクトロマイグレションの評価とした。
属層間に50μlの純水を滴下させるとともに直’l*
10νの電圧を印加し、各ロウ材試料にエレクトロマ
イグレションを加速度的に行わせ、該エレクトロマイグ
レションにより両メタライズ金属層が短絡状態となるま
での時間を求めるとともにその時間の長さを各コラ材試
料の耐エレクトロマイグレションの評価とした。
尚、前記メタライズ金属層はタングステン(−)により
形成し、且つメタライズ金属層の表面にはニッケル(N
i)をメツキにより被着させておいた。
形成し、且つメタライズ金属層の表面にはニッケル(N
i)をメツキにより被着させておいた。
(以下、余白)
(発明の効果)
第1表から明らかなようにメタライズ金属層に外部リー
ド端子を従来の銀ロウを使用してロウ材は取着したもの
は外部リード端子のロウ材は強度が10.2Kgと強い
ものの耐腐蝕性テストにおける腐蝕発生率が1000H
rのテストで46.7Xと高く、また耐エレクトロマイ
グレーションテストでも一対のメタライズ金属層間が短
絡する時間は55秒と極めて短い。従って、従来の銀ロ
ウを使用したリード付き電子部品は外部リード端子のロ
ウ材は強度は強いもののロウ材の耐腐蝕性が劣り、且つ
ロウ材にエレクトロマイグレーションが極めて発生し易
いものであることが判る。
ド端子を従来の銀ロウを使用してロウ材は取着したもの
は外部リード端子のロウ材は強度が10.2Kgと強い
ものの耐腐蝕性テストにおける腐蝕発生率が1000H
rのテストで46.7Xと高く、また耐エレクトロマイ
グレーションテストでも一対のメタライズ金属層間が短
絡する時間は55秒と極めて短い。従って、従来の銀ロ
ウを使用したリード付き電子部品は外部リード端子のロ
ウ材は強度は強いもののロウ材の耐腐蝕性が劣り、且つ
ロウ材にエレクトロマイグレーションが極めて発生し易
いものであることが判る。
これに対し、本発明品は外部リード端子のロウ材は強度
が14.0Kg以上であり、外部リード端子がメタライ
ス金属層に極めて強固にロウ材は取着されていることか
判る。
が14.0Kg以上であり、外部リード端子がメタライ
ス金属層に極めて強固にロウ材は取着されていることか
判る。
また本発明品は耐腐蝕性テストにおける腐蝕発生率も1
000Hrのテストで0.9%以下と低く、また耐エレ
クトロマイグレーションテストでも一対のメタライズ金
属層間が短絡する時間は1200秒以上と極めて長い。
000Hrのテストで0.9%以下と低く、また耐エレ
クトロマイグレーションテストでも一対のメタライズ金
属層間が短絡する時間は1200秒以上と極めて長い。
従って、本発明のリード付き電子部品は外部リード端子
のロウ材は強度が強いものであると同時にロウ材の耐腐
蝕性が優れ、且つロウ材にエレクトロマイグレーション
が発生しないものであることが判る。
のロウ材は強度が強いものであると同時にロウ材の耐腐
蝕性が優れ、且つロウ材にエレクトロマイグレーション
が発生しないものであることが判る。
また特に、ロウ材として金(Au)にインジウム(In
)を0.5乃至5.0重量%、パラジウム(Pd)、ロ
ジウム(Rh)、コバルト(Co)、クロム(Cr)の
少なくとも1種を0.2乃至3.0重量%含有させたも
のは外部リード端子のロウ材は強度が16.0h以上と
なり、外部リード端子のロウ材は取着強度が極めて高い
ものとなることが判る。
)を0.5乃至5.0重量%、パラジウム(Pd)、ロ
ジウム(Rh)、コバルト(Co)、クロム(Cr)の
少なくとも1種を0.2乃至3.0重量%含有させたも
のは外部リード端子のロウ材は強度が16.0h以上と
なり、外部リード端子のロウ材は取着強度が極めて高い
ものとなることが判る。
更にロウ材として金(Au)にインジウム(In)を0
.5乃至1.0重量%、パラジウム(Pd)を0.1乃
至1.0重量%含有させたものは腐蝕及びエレクトロマ
イグレーションの発生を皆無として、且つ外部リード端
子のロウ材は強度が18.0Kg以上となり、外部リー
ド端子のロウ材は取着強度がより高いものとなることも
判る。
.5乃至1.0重量%、パラジウム(Pd)を0.1乃
至1.0重量%含有させたものは腐蝕及びエレクトロマ
イグレーションの発生を皆無として、且つ外部リード端
子のロウ材は強度が18.0Kg以上となり、外部リー
ド端子のロウ材は取着強度がより高いものとなることも
判る。
尚、本発明においてはロウ材のビ・ノカース硬度を60
(Hv)以下としておくと絶縁基体に設けたメタライ
ズ金属層に外部リード端子をロウ材は取着する際、ロウ
材が絶縁基体と外部リード端子の熱膨張係数の相違に起
因して発生ずる応力を良好に吸収し、外部リード端子を
メタライズ金属層により強固にロウ材は取着することが
可能となることがらロウ材はそのビッカース硬度を60
(Hv)以下としておくことが好ましい。
(Hv)以下としておくと絶縁基体に設けたメタライ
ズ金属層に外部リード端子をロウ材は取着する際、ロウ
材が絶縁基体と外部リード端子の熱膨張係数の相違に起
因して発生ずる応力を良好に吸収し、外部リード端子を
メタライズ金属層により強固にロウ材は取着することが
可能となることがらロウ材はそのビッカース硬度を60
(Hv)以下としておくことが好ましい。
従って、本発明のロウ材は用材料は電子部品の外部リー
ド端子のロウ材は用材料として極めて有用である。
ド端子のロウ材は用材料として極めて有用である。
Claims (1)
- 金(Au)にインジウム(In)を0.1乃至15.0
重量%、パラジウム(Pd)、ロジウム(Rh)、コバ
ルト(Co)、クロム(Cr)の少なくとも1種を0.
1乃至5.0重量%含有させたことを特徴とするロウ付
け用材料。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4897690A JP2759296B2 (ja) | 1990-02-27 | 1990-02-27 | ロウ付け用材料 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4897690A JP2759296B2 (ja) | 1990-02-27 | 1990-02-27 | ロウ付け用材料 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03248796A true JPH03248796A (ja) | 1991-11-06 |
JP2759296B2 JP2759296B2 (ja) | 1998-05-28 |
Family
ID=12818291
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4897690A Expired - Fee Related JP2759296B2 (ja) | 1990-02-27 | 1990-02-27 | ロウ付け用材料 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2759296B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2923492A1 (fr) * | 2007-11-12 | 2009-05-15 | Gerard Bienvenu | Alliages d'or massif, de couleur blanche, eclatante dans toute la masse |
-
1990
- 1990-02-27 JP JP4897690A patent/JP2759296B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2923492A1 (fr) * | 2007-11-12 | 2009-05-15 | Gerard Bienvenu | Alliages d'or massif, de couleur blanche, eclatante dans toute la masse |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2759296B2 (ja) | 1998-05-28 |
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Date | Code | Title | Description |
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LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |