JPH05228685A - 高温はんだ - Google Patents
高温はんだInfo
- Publication number
- JPH05228685A JPH05228685A JP3502192A JP3502192A JPH05228685A JP H05228685 A JPH05228685 A JP H05228685A JP 3502192 A JP3502192 A JP 3502192A JP 3502192 A JP3502192 A JP 3502192A JP H05228685 A JPH05228685 A JP H05228685A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solder
- temperature
- fatigue resistance
- thermal fatigue
- temp
- 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
Links
Landscapes
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 人工衛星、自動車等に搭載する電子機器用高
温はんだとして、融点210 〜230 ℃、150 ℃での接合強
度１〜２kgf/mm2 である高温特性と、−55℃〜125 ℃×
1000サイクル以上である耐熱疲労特性にも優れた高温は
んだを提供する。 【構成】 Ag:3.0％超 5.0％以下、Bi:1.2％超３.0％以
下、および残部Snの組成、またはAg:3.0％超 5.0％以
下、Cu:0.5〜1.5 ％、Sb:0.5〜1.5 ％、および残部Snの
組成を有する合金から構成し、クリームはんだとしても
よい。
温はんだとして、融点210 〜230 ℃、150 ℃での接合強
度１〜２kgf/mm2 である高温特性と、−55℃〜125 ℃×
1000サイクル以上である耐熱疲労特性にも優れた高温は
んだを提供する。 【構成】 Ag:3.0％超 5.0％以下、Bi:1.2％超３.0％以
下、および残部Snの組成、またはAg:3.0％超 5.0％以
下、Cu:0.5〜1.5 ％、Sb:0.5〜1.5 ％、および残部Snの
組成を有する合金から構成し、クリームはんだとしても
よい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高温はんだに関する。
さらに詳述すれば、本発明は、特に耐熱疲労特性に優れ
たSn主成分の高温はんだに関する。
さらに詳述すれば、本発明は、特に耐熱疲労特性に優れ
たSn主成分の高温はんだに関する。
【０００２】
【従来の技術】電子機器の飛躍的発展に伴って各種接合
技術、とりわけはんだ接合技術においても多くの技術革
新が急速になされており、はんだ材料としても特定用途
毎の高度の使い分けが行われるようになってきた。例え
ば、細線化あるいは細粒化に適する材料とか、高強度を
有する材料とか、さらには高い耐食性を特定環境下で発
揮する材料とか、その都度要求される高度な仕様に応じ
て材料開発がなされてきた。特に、今日の電子機器は大
型化してきており、はんだ付けに対する信頼性への要求
は特に厳しく、そのために材料開発にも高度の技術が求
められるようになってきている。
技術、とりわけはんだ接合技術においても多くの技術革
新が急速になされており、はんだ材料としても特定用途
毎の高度の使い分けが行われるようになってきた。例え
ば、細線化あるいは細粒化に適する材料とか、高強度を
有する材料とか、さらには高い耐食性を特定環境下で発
揮する材料とか、その都度要求される高度な仕様に応じ
て材料開発がなされてきた。特に、今日の電子機器は大
型化してきており、はんだ付けに対する信頼性への要求
は特に厳しく、そのために材料開発にも高度の技術が求
められるようになってきている。
【０００３】高密度実装は、宇宙環境 (通信衛星、気象
衛星、軍事衛星等の人工衛星) や自動車使用環境等の環
境のように厳しい条件下で使用され、かつ、故障発生が
重大な事故につながるような電子機器でも必要となって
きている。そのような高密度実装電子機器では、例えば
プリント基板と電子部品とのはんだ付け部が一箇所でも
剥離してしまうと、導通がなくなって電子機器全体の機
能が全く果たせなくなるという重大な事故につながる。
したがって、これらの電子機器では、はんだ付け部が剥
離しにくいようなはんだを用いなければならず、そのた
めはんだ付けにも高度の信頼性が求められる。
衛星、軍事衛星等の人工衛星) や自動車使用環境等の環
境のように厳しい条件下で使用され、かつ、故障発生が
重大な事故につながるような電子機器でも必要となって
きている。そのような高密度実装電子機器では、例えば
プリント基板と電子部品とのはんだ付け部が一箇所でも
剥離してしまうと、導通がなくなって電子機器全体の機
能が全く果たせなくなるという重大な事故につながる。
したがって、これらの電子機器では、はんだ付け部が剥
離しにくいようなはんだを用いなければならず、そのた
めはんだ付けにも高度の信頼性が求められる。
【０００４】ところで、人工衛星が飛ぶ宇宙空間では熱
媒体である空気が存在しないため、人工衛星は太陽の光
が直接当たる時には例えば 150℃というように、大変な
高温となり、一方、太陽の光が地球に遮られて当たらな
い時には例えば−40℃の低温となる。しかも、これは衛
星の自転毎にも太陽を向いた側とその裏側とで繰り返さ
れる。
媒体である空気が存在しないため、人工衛星は太陽の光
が直接当たる時には例えば 150℃というように、大変な
高温となり、一方、太陽の光が地球に遮られて当たらな
い時には例えば−40℃の低温となる。しかも、これは衛
星の自転毎にも太陽を向いた側とその裏側とで繰り返さ
れる。
【０００５】このように、人工衛星はその公転および自
転により高温および低温の環境に曝されるという熱疲労
を受けるため、人工衛星に搭載する電子機器には、耐熱
疲労特性に優れたはんだを用いなければならない。なぜ
ならば、はんだ付け部分が熱疲労を受けると、はんだ自
身ばかりでなく、はんだ付けした電子部品のリードやプ
リント基板等が熱膨張と熱収縮とを繰り返して起こし、
熱疲労に弱いはんだでは、はんだ自体にクラックが発生
してはんだ付け部が剥離してしまうからである。
転により高温および低温の環境に曝されるという熱疲労
を受けるため、人工衛星に搭載する電子機器には、耐熱
疲労特性に優れたはんだを用いなければならない。なぜ
ならば、はんだ付け部分が熱疲労を受けると、はんだ自
身ばかりでなく、はんだ付けした電子部品のリードやプ
リント基板等が熱膨張と熱収縮とを繰り返して起こし、
熱疲労に弱いはんだでは、はんだ自体にクラックが発生
してはんだ付け部が剥離してしまうからである。
【０００６】また、人工衛星が高温に曝されている時に
も、はんだ付け部が安定した状態を保つように、人工衛
星の電子機器に用いるはんだは、例えば 150℃というよ
うな高温でも溶融せず、しかも接着強度が強いという高
温特性をも備え持った高温はんだでなければならない。
も、はんだ付け部が安定した状態を保つように、人工衛
星の電子機器に用いるはんだは、例えば 150℃というよ
うな高温でも溶融せず、しかも接着強度が強いという高
温特性をも備え持った高温はんだでなければならない。
【０００７】ここに、高温はんだとは、固相線温度がPb
−Snの共晶温度(183℃) 以上で、液相線温度が450 ℃以
下のものをいい、一般には、Sn、Pb、Cd等を主成分とし
たものである。Pb主成分の高温はんだは、耐熱疲労特性
および高温特性の両面で劣るため人工衛星等には到底使
用できないし、Cd主成分の高温はんだはCdが人体に対し
て大変有害であることから使用できない。
−Snの共晶温度(183℃) 以上で、液相線温度が450 ℃以
下のものをいい、一般には、Sn、Pb、Cd等を主成分とし
たものである。Pb主成分の高温はんだは、耐熱疲労特性
および高温特性の両面で劣るため人工衛星等には到底使
用できないし、Cd主成分の高温はんだはCdが人体に対し
て大変有害であることから使用できない。
【０００８】Sn主成分の高温はんだは、Pb主成分のもの
よりも高温特性に優れ、またCd主成分の高温はんだのよ
うな公害問題もないため、人工衛星等の電子機器用とし
ては適したものである。従来よりSn主成分の高温はんだ
は多数提案されていた (参照: 特開昭49−38858 号公
報、同51−54056 号公報、同58−55193 号公報、同63−
13689 号公報) 。ここで、特開昭49−38858 号公報に
は、継手の接合用としてAg−Sb−Cu−Bi−Sn系高温はん
だが開示されている。これはもっぱら従来のCd−Zn系の
高温はんだの代替物として開発され、高温強度が問題と
されている。しかし、Bi＝0.1 ％ (以下、本明細書にお
いては特にことわりがない限り、「％」は「重量％」を
意味するものとする) の場合が比較例として示され、は
んだ自体の引張り強さが小さいとしていることからも分
かるように 0.5〜2.0 ％のBiの添加、および３〜８％の
Sbの添加は必須であると考えられている。
よりも高温特性に優れ、またCd主成分の高温はんだのよ
うな公害問題もないため、人工衛星等の電子機器用とし
ては適したものである。従来よりSn主成分の高温はんだ
は多数提案されていた (参照: 特開昭49−38858 号公
報、同51−54056 号公報、同58−55193 号公報、同63−
13689 号公報) 。ここで、特開昭49−38858 号公報に
は、継手の接合用としてAg−Sb−Cu−Bi−Sn系高温はん
だが開示されている。これはもっぱら従来のCd−Zn系の
高温はんだの代替物として開発され、高温強度が問題と
されている。しかし、Bi＝0.1 ％ (以下、本明細書にお
いては特にことわりがない限り、「％」は「重量％」を
意味するものとする) の場合が比較例として示され、は
んだ自体の引張り強さが小さいとしていることからも分
かるように 0.5〜2.0 ％のBiの添加、および３〜８％の
Sbの添加は必須であると考えられている。
【０００９】特開昭51−54056 号公報には、電子機器用
のはんだ合金としてPb−Sn系はんだ合金にCuおよびAgを
配合する例が開示されているが、Cu、Agのこの同時添加
もいわゆる食われ防止のためである。特開昭58−55193
号公報には、超電導線同士あるいは超電導線および常電
導線を結合させるために、Ag:5％、Bi:0.1〜1.2 ％、残
部Snの組成の超電導導体用はんだが開示されている。こ
のはんだは、はんだとしての基本性能を備えるととも
に、パルス磁界のもとにおいても超電導線間に誘起され
る結合電流を充分に低減し、例えばパルスマグネットの
効率向上化を図ることができる超電導導体用はんだとし
て提案され、Biは比抵抗を変化させるために0.1 ％以上
1.2 ％以下添加しなければならないとされている。
のはんだ合金としてPb−Sn系はんだ合金にCuおよびAgを
配合する例が開示されているが、Cu、Agのこの同時添加
もいわゆる食われ防止のためである。特開昭58−55193
号公報には、超電導線同士あるいは超電導線および常電
導線を結合させるために、Ag:5％、Bi:0.1〜1.2 ％、残
部Snの組成の超電導導体用はんだが開示されている。こ
のはんだは、はんだとしての基本性能を備えるととも
に、パルス磁界のもとにおいても超電導線間に誘起され
る結合電流を充分に低減し、例えばパルスマグネットの
効率向上化を図ることができる超電導導体用はんだとし
て提案され、Biは比抵抗を変化させるために0.1 ％以上
1.2 ％以下添加しなければならないとされている。
【００１０】特開昭63−13689 号公報には、Sn:93 〜99
％、Cu:0.7〜6 ％、Ag:0.05 〜3 ％の低毒性耐腐食性は
んだ組成物が開示されているが、これはもっぱら鉛管接
合用であって低毒性耐腐食性が問題となり、特に上記公
開公報に開示されているのはコスト低減のためにSn:95
％、Ag: ５％の組成のはんだに相当するより安価なはん
だを提供するというのである。
％、Cu:0.7〜6 ％、Ag:0.05 〜3 ％の低毒性耐腐食性は
んだ組成物が開示されているが、これはもっぱら鉛管接
合用であって低毒性耐腐食性が問題となり、特に上記公
開公報に開示されているのはコスト低減のためにSn:95
％、Ag: ５％の組成のはんだに相当するより安価なはん
だを提供するというのである。
【００１１】これらの従来のSnまたはPb主成分の高温は
んだは、一般的な高温はんだの必要条件である高温で溶
融しにくいことと、耐高温強度が優れることだけが要求
され、耐熱疲労特性については何ら考慮されることはな
かった。さらに、特開昭61−269998号公報には、Ag:1〜
30％およびSb:0.5〜25％のうちの１種または２種を含有
し、残りがSnと不可避不純物とからなる組成を有し、不
可避不純物としての酸素含有量を5ppm以下とし、かつ平
均結晶粒径を３μm 以下としたSn合金はんだが提案され
ている。このはんだは、厳しい熱疲労条件下である半導
体チップ接合部において使用されるはんだの熱疲労特性
を改善するため、前記酸素含有量を5ppm以下と抑制する
とともに平均結晶粒径を３μm 以下としている。
んだは、一般的な高温はんだの必要条件である高温で溶
融しにくいことと、耐高温強度が優れることだけが要求
され、耐熱疲労特性については何ら考慮されることはな
かった。さらに、特開昭61−269998号公報には、Ag:1〜
30％およびSb:0.5〜25％のうちの１種または２種を含有
し、残りがSnと不可避不純物とからなる組成を有し、不
可避不純物としての酸素含有量を5ppm以下とし、かつ平
均結晶粒径を３μm 以下としたSn合金はんだが提案され
ている。このはんだは、厳しい熱疲労条件下である半導
体チップ接合部において使用されるはんだの熱疲労特性
を改善するため、前記酸素含有量を5ppm以下と抑制する
とともに平均結晶粒径を３μm 以下としている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかし、特開昭61−26
9998号公報により提案されたはんだは、不可避不純物中
の酸素含有量を５ppm 以下とするために、例えば箔状の
はんだを製造する場合には、真空中或いは不活性ガス雰
囲気中で、Sn合金の溶湯を加熱装置を備えたるつぼから
回転冷却ロールの表面に噴出して急冷凝固させる必要が
ある。したがって、製造コストが著しく上昇してしま
う。
9998号公報により提案されたはんだは、不可避不純物中
の酸素含有量を５ppm 以下とするために、例えば箔状の
はんだを製造する場合には、真空中或いは不活性ガス雰
囲気中で、Sn合金の溶湯を加熱装置を備えたるつぼから
回転冷却ロールの表面に噴出して急冷凝固させる必要が
ある。したがって、製造コストが著しく上昇してしま
う。
【００１３】現在高温はんだとして最も使用されている
ものはほとんどPbベースであり、例えばPb-8Sn-2Ag、Pb
-5Sn-2.5Ag、Pb-5In-2.5Ag等である。しかし、これらは
液相温度がいずれも300 ℃を超えているため、はんだ付
け温度上限が 230〜240 ℃である今日のプリント配線板
でのはんだ付け仕様を満足せず、実装用としてはほとん
ど使われていない状況である。実際、これまで高温はん
だとして広く使用されてきたこれらPb系高温はんだにつ
いて試験した結果からも、実装用として要求される耐熱
疲労特性を備えていないことが判明した。従って、従来
のSnまたはPb主成分の高温はんだは、熱疲労を受ける人
工衛星等の電子機器には使用できるものではなかった。
ものはほとんどPbベースであり、例えばPb-8Sn-2Ag、Pb
-5Sn-2.5Ag、Pb-5In-2.5Ag等である。しかし、これらは
液相温度がいずれも300 ℃を超えているため、はんだ付
け温度上限が 230〜240 ℃である今日のプリント配線板
でのはんだ付け仕様を満足せず、実装用としてはほとん
ど使われていない状況である。実際、これまで高温はん
だとして広く使用されてきたこれらPb系高温はんだにつ
いて試験した結果からも、実装用として要求される耐熱
疲労特性を備えていないことが判明した。従って、従来
のSnまたはPb主成分の高温はんだは、熱疲労を受ける人
工衛星等の電子機器には使用できるものではなかった。
【００１４】現在の仕様の例としては、耐熱疲労特性と
して、−55℃〜125 ℃、1000サイクル以上の特性を満足
すること、そして高温特性としては融点 210〜230 ℃、
150℃での接合強度１〜２kgf/mm2 を満足することがそ
れぞれ求められている。ここに、本発明の一般的な目的
は、高温特性に優れているばかりでなく、耐熱疲労特性
にも優れた高温はんだを提供することにある。本発明の
より具体的な目的は、人工衛星、自動車等に搭載する電
子機器用に要求される高温特性を有し、さらに、−55℃
〜125 ℃×1000サイクルの条件にも耐え得る優れた耐熱
疲労特性を有する高温はんだを提供することにある。
して、−55℃〜125 ℃、1000サイクル以上の特性を満足
すること、そして高温特性としては融点 210〜230 ℃、
150℃での接合強度１〜２kgf/mm2 を満足することがそ
れぞれ求められている。ここに、本発明の一般的な目的
は、高温特性に優れているばかりでなく、耐熱疲労特性
にも優れた高温はんだを提供することにある。本発明の
より具体的な目的は、人工衛星、自動車等に搭載する電
子機器用に要求される高温特性を有し、さらに、−55℃
〜125 ℃×1000サイクルの条件にも耐え得る優れた耐熱
疲労特性を有する高温はんだを提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明者らがSn主成分の
高温はんだに関し、高温特性と耐熱疲労特性とを改善す
ることについて鋭意研究を重ねた結果、Snに少量のAgと
Biとだけを添加するか、またはSnに少量のAg、Cuおよび
Sbだけを添加することにより、上記特性改善に優れた効
果のあることを見い出し、本発明を完成させた。本発明
は、Ag:3.0％超5.0 ％以下、Bi:1.2％超３.0％以下、お
よび残部Snの組成を有する合金から成る、耐熱疲労特性
に優れたはんだ付け部を形成する高温はんだである。
高温はんだに関し、高温特性と耐熱疲労特性とを改善す
ることについて鋭意研究を重ねた結果、Snに少量のAgと
Biとだけを添加するか、またはSnに少量のAg、Cuおよび
Sbだけを添加することにより、上記特性改善に優れた効
果のあることを見い出し、本発明を完成させた。本発明
は、Ag:3.0％超5.0 ％以下、Bi:1.2％超３.0％以下、お
よび残部Snの組成を有する合金から成る、耐熱疲労特性
に優れたはんだ付け部を形成する高温はんだである。
【００１６】また、本発明は、Ag:3.0％超5.0 ％以下、
Cu:0.5〜1.5 ％、Sb:0.5〜1.5 ％、および残部Snの組成
を有する合金から成る、耐熱疲労特性に優れたはんだ付
け部を形成する高温はんだである。これらの高温はんだ
はクリームはんだとして用いてもよい。
Cu:0.5〜1.5 ％、Sb:0.5〜1.5 ％、および残部Snの組成
を有する合金から成る、耐熱疲労特性に優れたはんだ付
け部を形成する高温はんだである。これらの高温はんだ
はクリームはんだとして用いてもよい。
【００１７】
【作用】次に、本発明においてはんだ合金の組成を上述
のように限定した理由について詳述する。まず、本発明
のうち、Sn−Ag−Bi系はんだの組成の限定理由を説明す
る。Agは耐熱疲労特性改善に著しく効果があるが、その
添加量が3.0 ％以下であると耐熱疲労特性を改善する効
果が十分でなく、一方5.0 ％を超えると液相線温度が高
くなるため、はんだ付けも高い温度で行わなければなら
ず、電子部品やプリント基板を熱損傷させてしまう。そ
こで、Ag含有量は3.0 ％超5.0 ％以下と限定する。より
好ましくは、4.0 ％以上5.0 ％以下である。
のように限定した理由について詳述する。まず、本発明
のうち、Sn−Ag−Bi系はんだの組成の限定理由を説明す
る。Agは耐熱疲労特性改善に著しく効果があるが、その
添加量が3.0 ％以下であると耐熱疲労特性を改善する効
果が十分でなく、一方5.0 ％を超えると液相線温度が高
くなるため、はんだ付けも高い温度で行わなければなら
ず、電子部品やプリント基板を熱損傷させてしまう。そ
こで、Ag含有量は3.0 ％超5.0 ％以下と限定する。より
好ましくは、4.0 ％以上5.0 ％以下である。
【００１８】Agが少量添加されたSn主成分の高温はんだ
に少量のBiを添加すると、融点がより低下してはんだの
ぬれ性が改善されるため、はんだ接合部の接着強度が改
善される。Biは、1.2 ％以下の添加ではその効果が現わ
れず、一方3.0 ％を超えて添加すると、Biの脆性による
影響が現出してくるため伸びが極端に減少し、繰り返し
熱応力によってクラックの発生や接合強度の低下が生じ
てしまい、不適当である。そこで、Bi添加量は1.2 ％超
3.0 ％以下と限定する。好ましくは、Bi添加量は1.7 〜
2.3 ％である。
に少量のBiを添加すると、融点がより低下してはんだの
ぬれ性が改善されるため、はんだ接合部の接着強度が改
善される。Biは、1.2 ％以下の添加ではその効果が現わ
れず、一方3.0 ％を超えて添加すると、Biの脆性による
影響が現出してくるため伸びが極端に減少し、繰り返し
熱応力によってクラックの発生や接合強度の低下が生じ
てしまい、不適当である。そこで、Bi添加量は1.2 ％超
3.0 ％以下と限定する。好ましくは、Bi添加量は1.7 〜
2.3 ％である。
【００１９】次に、本発明のうち、Sn−Ag−Cu−Sb系は
んだの組成を限定する理由を説明する。Agの添加目的お
よびその添加量の限定理由は、Sn−Ag−Bi系はんだ合金
の場合と同様である。
んだの組成を限定する理由を説明する。Agの添加目的お
よびその添加量の限定理由は、Sn−Ag−Bi系はんだ合金
の場合と同様である。
【００２０】Agが少量添加されたSn主成分の高温はんだ
に少量のCuを添加すると、Agとの相乗作用により、高温
特性と耐熱疲労特性とがさらに改善される。Cuは0.5 ％
より少ない添加ではその効果が現れず、一方1.5 ％を超
えて添加すると液相線温度が急激に上昇し、Agの大量添
加と同様、はんだ付け温度を高くして電子部品やプリン
ト基板に熱損傷を与えるばかりでなく、Sn−Cuの金属間
化合物が多量に発生してマトリックスが砂状となり、か
えって耐熱疲労特性を悪くしてしまう。そこで、Cu添加
量は0.5 ％以上1.5 ％以下と限定する。好ましくは、Cu
添加量は0.8 〜1.3 ％である。
に少量のCuを添加すると、Agとの相乗作用により、高温
特性と耐熱疲労特性とがさらに改善される。Cuは0.5 ％
より少ない添加ではその効果が現れず、一方1.5 ％を超
えて添加すると液相線温度が急激に上昇し、Agの大量添
加と同様、はんだ付け温度を高くして電子部品やプリン
ト基板に熱損傷を与えるばかりでなく、Sn−Cuの金属間
化合物が多量に発生してマトリックスが砂状となり、か
えって耐熱疲労特性を悪くしてしまう。そこで、Cu添加
量は0.5 ％以上1.5 ％以下と限定する。好ましくは、Cu
添加量は0.8 〜1.3 ％である。
【００２１】さらに、0.5 〜1.5 ％のSbを耐熱疲労特性
の一層の改善を目的として添加する。Sb添加量が、0.5
％未満であるとかかる効果が発揮されず、一方1.5 ％超
であると、Biと同様に変形能低下が起きたり、脆性が生
じ、耐熱疲労特性が低下してしまう。そこで、Sb添加量
は、0.5 ％以上1.5 ％以下と限定する。
の一層の改善を目的として添加する。Sb添加量が、0.5
％未満であるとかかる効果が発揮されず、一方1.5 ％超
であると、Biと同様に変形能低下が起きたり、脆性が生
じ、耐熱疲労特性が低下してしまう。そこで、Sb添加量
は、0.5 ％以上1.5 ％以下と限定する。
【００２２】以上のように、本発明では、Snを主成分と
して少量のAgとBiとを添加するだけ、またはSnを主成分
として少量のAg、CuおよびSbを添加するだけで、はんだ
の高温特性と耐熱疲労特性とがともに顕著に改善できる
ものであり、他の金属が添加されると、これらの特性を
劣化させてしまうため、他の金属は不純物として混入さ
れるもの以外は含有しない。本発明の一つの態様におい
て、上述の組成を有するはんだ合金は、例えば平均粒径
10〜75μm 程度にまで分級してから、液状フラックスを
配合、混練してクリームはんだとする。
して少量のAgとBiとを添加するだけ、またはSnを主成分
として少量のAg、CuおよびSbを添加するだけで、はんだ
の高温特性と耐熱疲労特性とがともに顕著に改善できる
ものであり、他の金属が添加されると、これらの特性を
劣化させてしまうため、他の金属は不純物として混入さ
れるもの以外は含有しない。本発明の一つの態様におい
て、上述の組成を有するはんだ合金は、例えば平均粒径
10〜75μm 程度にまで分級してから、液状フラックスを
配合、混練してクリームはんだとする。
【００２３】本発明の上記態様の場合、液状フラックス
としては特に制限されないが、好ましくは、RMA フラッ
クスまたは無残渣フラックスを用いる。なお、RMA フラ
ックスとしては塩素量が0.05％以下のものが例示され、
また無残渣フラックスとしては松脂や活性剤等の固形成
分が30％以下のものが例示される。次に、実施例によっ
て本発明の作用効果をさらに具体的に説明する。
としては特に制限されないが、好ましくは、RMA フラッ
クスまたは無残渣フラックスを用いる。なお、RMA フラ
ックスとしては塩素量が0.05％以下のものが例示され、
また無残渣フラックスとしては松脂や活性剤等の固形成
分が30％以下のものが例示される。次に、実施例によっ
て本発明の作用効果をさらに具体的に説明する。
【００２４】
【実施例】表１にそれぞれ合金組成を示す各高温はんだ
を調製し、平均粒径10〜75μm に分級してから、RMA フ
ラックスとともに混練してはんだペーストとした。この
ようにして用意された各供試はんだペーストについて、
固相線温度、液相線温度、耐熱疲労特性、および高温接
着強度試験を行うとともに、はんだ合金の引張強度を測
定した。試験結果は、実施例および比較例のはんだ合金
の組成とともに表１にまとめて示す。
を調製し、平均粒径10〜75μm に分級してから、RMA フ
ラックスとともに混練してはんだペーストとした。この
ようにして用意された各供試はんだペーストについて、
固相線温度、液相線温度、耐熱疲労特性、および高温接
着強度試験を行うとともに、はんだ合金の引張強度を測
定した。試験結果は、実施例および比較例のはんだ合金
の組成とともに表１にまとめて示す。
【００２５】
【表１】
【００２６】S.P : 固相線温度 (℃) L.P : 液相線温度 (℃) H.C (耐熱疲労特性、サイクル): 粉末状にした高温は
んだ合金と液状フラックスから成るクリームはんだをプ
リント基板に塗布し、その上に各種電子部品を載置して
からリフロー炉でプリント基板と電子部品のはんだ付け
を行った。このようにしてはんだ付けされたプリント基
板を−55℃と＋125 ℃の環境の中に繰り返し30分間づつ
置くという熱衝撃試験を行った。
んだ合金と液状フラックスから成るクリームはんだをプ
リント基板に塗布し、その上に各種電子部品を載置して
からリフロー炉でプリント基板と電子部品のはんだ付け
を行った。このようにしてはんだ付けされたプリント基
板を−55℃と＋125 ℃の環境の中に繰り返し30分間づつ
置くという熱衝撃試験を行った。
【００２７】H.S (高温接合強度、kgf/mm2): 厚さ１m
m、幅10mmの２枚の銅板をクリアランスが0.05mm、接合
面積が３×10(mm)となるようにして高温はんだで接合
し、それを200 ℃の高温環境下で引張って接合強度を測
定した。なお、表１において、 比較例１ : 特開昭49−38858 号公報に記載のはんだ 比較例２ : 特開昭51−54056 号公報に記載のはんだ 比較例３ : 特開昭58−55193 号公報に記載のはんだ 比較例４ : 特開昭63−13689 号公報に記載のはんだ 比較例５ : 特開昭61−269998号公報に記載のはんだ である。
m、幅10mmの２枚の銅板をクリアランスが0.05mm、接合
面積が３×10(mm)となるようにして高温はんだで接合
し、それを200 ℃の高温環境下で引張って接合強度を測
定した。なお、表１において、 比較例１ : 特開昭49−38858 号公報に記載のはんだ 比較例２ : 特開昭51−54056 号公報に記載のはんだ 比較例３ : 特開昭58−55193 号公報に記載のはんだ 比較例４ : 特開昭63−13689 号公報に記載のはんだ 比較例５ : 特開昭61−269998号公報に記載のはんだ である。
【００２８】表１から明らかなように、本発明によれ
ば、融点210 〜230 ℃、および150 ℃での接合強度１〜
２kgf/mm2 である高温特性と、−55℃〜125 ℃の範囲で
1000サイクル以上の耐熱疲労特性とを有するはんだ付け
部を形成する高温はんだが得られた。
ば、融点210 〜230 ℃、および150 ℃での接合強度１〜
２kgf/mm2 である高温特性と、−55℃〜125 ℃の範囲で
1000サイクル以上の耐熱疲労特性とを有するはんだ付け
部を形成する高温はんだが得られた。
【００２９】
【発明の効果】以上に記載したところから明らかなよう
に、本発明の高温はんだは、高温特性および引張強度に
優れているばかりでなく、耐熱疲労特性に優れているた
め、修理不可能な人工衛星の電子機器や重大な事故につ
ながる自動車用電子機器等のはんだ付けに用いても、電
子機器が繰り返し受ける熱疲労に対してクラックが発生
することがなく、また高温時にはんだ付け部の剥離が起
こらないという従来にない優れた効果を有している。
に、本発明の高温はんだは、高温特性および引張強度に
優れているばかりでなく、耐熱疲労特性に優れているた
め、修理不可能な人工衛星の電子機器や重大な事故につ
ながる自動車用電子機器等のはんだ付けに用いても、電
子機器が繰り返し受ける熱疲労に対してクラックが発生
することがなく、また高温時にはんだ付け部の剥離が起
こらないという従来にない優れた効果を有している。
フロントページの続き (72)発明者 西浦 正孝 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業 株式会社内 (72)発明者 加藤 力弥 埼玉県草加市谷塚町405番地 千住金属工 業株式 会社 草加事業所内 (72)発明者 豊田 良孝 埼玉県草加市谷塚町405番地 千住金属工 業株式 会社 草加事業所内
Claims (3)
- 【請求項１】 重量％で、Ag:3.0％超5.0 ％以下、Bi:
1.2％超３.0％以下、および残部Snの組成を有する合金
から成る、耐熱疲労特性に優れたはんだ付け部を形成す
る高温はんだ。 - 【請求項２】 重量％で、Ag:3.0％超5.0 ％以下、Cu:
0.5〜1.5 ％、Sb:0.5〜1.5 ％、および残部Snの組成を
有する合金から成る、耐熱疲労特性に優れたはんだ付け
部を形成する高温はんだ。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２記載の組成を有
する合金粒子と、フラックス成分とを配合して成る、耐
熱疲労特性に優れたはんだ付け部を形成するクリーム高
温はんだ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4035021A JP2722917B2 (ja) | 1992-02-21 | 1992-02-21 | 高温はんだ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4035021A JP2722917B2 (ja) | 1992-02-21 | 1992-02-21 | 高温はんだ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05228685A true JPH05228685A (ja) | 1993-09-07 |
| JP2722917B2 JP2722917B2 (ja) | 1998-03-09 |
Family
ID=12430411
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4035021A Expired - Lifetime JP2722917B2 (ja) | 1992-02-21 | 1992-02-21 | 高温はんだ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2722917B2 (ja) |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5439639A (en) * | 1994-01-05 | 1995-08-08 | Sandia Corporation | Tin-silver-bismuth solders for electronics assembly |
| EP0710521A1 (en) * | 1994-11-02 | 1996-05-08 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | Lead-free solder |
| WO1997028923A1 (fr) * | 1996-02-09 | 1997-08-14 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Soudure, pate a souder et procede de soudage |
| US6984254B2 (en) | 1994-09-29 | 2006-01-10 | Fujitsu Limited | Lead-free solder alloy and a manufacturing process of electric and electronic apparatuses using such a lead-free solder alloy |
| WO2006109573A1 (ja) | 2005-04-01 | 2006-10-19 | Asahi Kasei Emd Corporation | 導電性フィラー、及びはんだ材料 |
| WO2009011341A1 (ja) | 2007-07-13 | 2009-01-22 | Senju Metal Industry Co., Ltd. | 車載実装用鉛フリーはんだと車載電子回路 |
| WO2009011392A1 (ja) | 2007-07-18 | 2009-01-22 | Senju Metal Industry Co., Ltd. | 車載電子回路用Ｉｎ入り鉛フリーはんだ |
| US7686982B2 (en) | 2006-06-30 | 2010-03-30 | Asahi Kasei Emd Corporation | Conductive filler |
| JP2017127907A (ja) * | 2015-03-24 | 2017-07-27 | 株式会社タムラ製作所 | 鉛フリーはんだ合金、電子回路基板および電子制御装置 |
| 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 |
| WO2018164171A1 (ja) | 2017-03-10 | 2018-09-13 | 株式会社タムラ製作所 | 鉛フリーはんだ合金、ソルダペースト及び電子回路基板 |
| KR20190028985A (ko) | 2017-09-11 | 2019-03-20 | 가부시키가이샤 다무라 세이사쿠쇼 | 납 프리 땜납 합금, 전자 회로 기판 및 전자 제어 장치 |
| WO2019053866A1 (ja) | 2017-09-14 | 2019-03-21 | 株式会社タムラ製作所 | 鉛フリーはんだ合金、電子回路基板及び電子制御装置 |
| US10456872B2 (en) | 2017-09-08 | 2019-10-29 | Tamura Corporation | Lead-free solder alloy, electronic circuit substrate, and electronic device |
| KR20210113357A (ko) | 2019-05-27 | 2021-09-15 | 센주긴조쿠고교 가부시키가이샤 | 납땜 합금, 솔더 페이스트, 납땜 볼, 솔더 프리폼, 납땜 조인트, 및 회로 |
| US11285569B2 (en) | 2003-04-25 | 2022-03-29 | Henkel Ag & Co. Kgaa | Soldering material based on Sn Ag and Cu |
| US11819955B2 (en) | 2019-05-27 | 2023-11-21 | Senju Metal Industry Co., Ltd. | Solder alloy, solder paste, solder ball, solder preform, solder joint, on-board electronic circuit, ECU electronic circuit, on-board electronic circuit device, and ECU electronic circuit device |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS527422A (en) * | 1975-06-30 | 1977-01-20 | Otsuka Pharmaceut Co Ltd | Enteric film composition |
| JPS5829198A (ja) * | 1981-08-13 | 1983-02-21 | Mitsubishi Electric Corp | ジヨセフソン・メモリ回路 |
| JPH0550286A (ja) * | 1991-07-08 | 1993-03-02 | Senju Metal Ind Co Ltd | 高温はんだ |
-
1992
- 1992-02-21 JP JP4035021A patent/JP2722917B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS527422A (en) * | 1975-06-30 | 1977-01-20 | Otsuka Pharmaceut Co Ltd | Enteric film composition |
| JPS5829198A (ja) * | 1981-08-13 | 1983-02-21 | Mitsubishi Electric Corp | ジヨセフソン・メモリ回路 |
| JPH0550286A (ja) * | 1991-07-08 | 1993-03-02 | Senju Metal Ind Co Ltd | 高温はんだ |
Cited By (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5439639A (en) * | 1994-01-05 | 1995-08-08 | Sandia Corporation | Tin-silver-bismuth solders for electronics assembly |
| US6984254B2 (en) | 1994-09-29 | 2006-01-10 | Fujitsu Limited | Lead-free solder alloy and a manufacturing process of electric and electronic apparatuses using such a lead-free solder alloy |
| EP0710521A1 (en) * | 1994-11-02 | 1996-05-08 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | Lead-free solder |
| JPH08187590A (ja) * | 1994-11-02 | 1996-07-23 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 鉛無含有半田合金 |
| WO1997028923A1 (fr) * | 1996-02-09 | 1997-08-14 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Soudure, pate a souder et procede de soudage |
| US6428745B2 (en) | 1996-02-09 | 2002-08-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Solder, solder paste and soldering method |
| US11285569B2 (en) | 2003-04-25 | 2022-03-29 | Henkel Ag & Co. Kgaa | Soldering material based on Sn Ag and Cu |
| WO2006109573A1 (ja) | 2005-04-01 | 2006-10-19 | Asahi Kasei Emd Corporation | 導電性フィラー、及びはんだ材料 |
| US8241436B2 (en) | 2005-04-01 | 2012-08-14 | Asahi Kasei Emd Corporation | Conductive filler and solder material |
| US7686982B2 (en) | 2006-06-30 | 2010-03-30 | Asahi Kasei Emd Corporation | Conductive filler |
| WO2009011341A1 (ja) | 2007-07-13 | 2009-01-22 | Senju Metal Industry Co., Ltd. | 車載実装用鉛フリーはんだと車載電子回路 |
| US8845826B2 (en) | 2007-07-13 | 2014-09-30 | Senju Metal Industry Co., Ltd. | Lead-free solder for vehicles and a vehicle-mounted electronic circuit using the solder |
| US8888932B2 (en) | 2007-07-18 | 2014-11-18 | Senju Metal Industry Co., Ltd. | Indium-containing lead-free solder for vehicle-mounted electronic circuits |
| WO2009011392A1 (ja) | 2007-07-18 | 2009-01-22 | Senju Metal Industry Co., Ltd. | 車載電子回路用Ｉｎ入り鉛フリーはんだ |
| JP2017127907A (ja) * | 2015-03-24 | 2017-07-27 | 株式会社タムラ製作所 | 鉛フリーはんだ合金、電子回路基板および電子制御装置 |
| 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 |
| KR20180015711A (ko) | 2016-03-22 | 2018-02-13 | 가부시키가이샤 다무라 세이사쿠쇼 | 납 프리 땜납 합금, 플럭스 조성물, 솔더 페이스트 조성물, 전자 회로 기판 및 전자 제어 장치 |
| US10926360B2 (en) | 2016-03-22 | 2021-02-23 | Tamura Corporation | Lead-free solder alloy, solder joint, solder paste composition, electronic circuit board, and electronic device |
| KR20190126276A (ko) | 2017-03-10 | 2019-11-11 | 가부시키가이샤 다무라 세이사쿠쇼 | 납 프리 땜납 합금, 솔더 페이스트 및 전자 회로 기판 |
| WO2018164171A1 (ja) | 2017-03-10 | 2018-09-13 | 株式会社タムラ製作所 | 鉛フリーはんだ合金、ソルダペースト及び電子回路基板 |
| US10456872B2 (en) | 2017-09-08 | 2019-10-29 | Tamura Corporation | Lead-free solder alloy, electronic circuit substrate, and electronic device |
| KR20190028985A (ko) | 2017-09-11 | 2019-03-20 | 가부시키가이샤 다무라 세이사쿠쇼 | 납 프리 땜납 합금, 전자 회로 기판 및 전자 제어 장치 |
| WO2019053866A1 (ja) | 2017-09-14 | 2019-03-21 | 株式会社タムラ製作所 | 鉛フリーはんだ合金、電子回路基板及び電子制御装置 |
| KR20210113357A (ko) | 2019-05-27 | 2021-09-15 | 센주긴조쿠고교 가부시키가이샤 | 납땜 합금, 솔더 페이스트, 납땜 볼, 솔더 프리폼, 납땜 조인트, 및 회로 |
| US11377715B2 (en) | 2019-05-27 | 2022-07-05 | Senju Metal Industry Co., Ltd. | Solder alloy, solder paste, solder ball, solder preform, solder joint, and circuit |
| US11819955B2 (en) | 2019-05-27 | 2023-11-21 | Senju Metal Industry Co., Ltd. | Solder alloy, solder paste, solder ball, solder preform, solder joint, on-board electronic circuit, ECU electronic circuit, on-board electronic circuit device, and ECU electronic circuit device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2722917B2 (ja) | 1998-03-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3027441B2 (ja) | 高温はんだ | |
| JP5142999B2 (ja) | クリームはんだ及び電子部品のはんだ付け方法 | |
| JP6624322B1 (ja) | 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 | |
| JP4613823B2 (ja) | ソルダペーストおよびプリント基板 | |
| JP3761678B2 (ja) | 錫含有鉛フリーはんだ合金及びそのクリームはんだ並びにその製造方法 | |
| JP3220635B2 (ja) | はんだ合金及びクリームはんだ | |
| KR101167549B1 (ko) | 차재 전자 회로용 Ｉｎ 함유 무납 땜납 | |
| JP2722917B2 (ja) | 高温はんだ | |
| JP4770733B2 (ja) | はんだ及びそれを使用した実装品 | |
| JPH09326554A (ja) | 電子部品接合用電極のはんだ合金及びはんだ付け方法 | |
| JP2000190090A (ja) | 鉛フリ―はんだ合金 | |
| JP2002018589A (ja) | 鉛フリーはんだ合金 | |
| EP0953400A1 (en) | Fatigue-resistant lead-free alloy | |
| HU228577B1 (en) | Lead-free solders | |
| JP4401671B2 (ja) | 高温鉛フリーはんだ合金および電子部品 | |
| US20030178476A1 (en) | Solder paste, electronic -component assembly and soldering method | |
| JP3643008B2 (ja) | はんだ付け方法 | |
| JPH08132277A (ja) | 無鉛はんだ | |
| JP3181283B2 (ja) | はんだ接続された電子回路装置とはんだ接続方法並びに金メッキ接続端子用はんだ | |
| KR19980086730A (ko) | 땜납재료 및 그것을 사용한 전자부품 | |
| JP2000343273A (ja) | はんだ合金 | |
| JP2005072173A (ja) | 電子部品およびソルダペースト | |
| US5489803A (en) | Solder-bonded structure | |
| JP2008221330A (ja) | はんだ合金 | |
| Laine-Ylijoki et al. | Development and validation of a lead-free alloy for solder paste applications |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19971028 |
|
| 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 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081128 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091128 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101128 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111128 Year of fee payment: 14 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111128 Year of fee payment: 14 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121128 Year of fee payment: 15 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121128 Year of fee payment: 15 |