JPH06102579B2 - セラミツク用はんだ - Google Patents
セラミツク用はんだInfo
- Publication number
- JPH06102579B2 JPH06102579B2 JP9321086A JP9321086A JPH06102579B2 JP H06102579 B2 JPH06102579 B2 JP H06102579B2 JP 9321086 A JP9321086 A JP 9321086A JP 9321086 A JP9321086 A JP 9321086A JP H06102579 B2 JPH06102579 B2 JP H06102579B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solder
- ceramic
- ferrule
- temperature
- holder
- 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.)
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- Ceramic Products (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明はセラミック用はんだに関する。
（従来の技術） セラミック、ガラス等の部材は、通常のPb−Sn共晶はん
だで接続することは困難である。このような部材を接続
できる従来のセラミック用はんだとしては、例えばPb−
Sn−Zn系、Pb−Sn−Zn−Bi系、またこれらにさらに微量
成分を添加したものが知られている。
だで接続することは困難である。このような部材を接続
できる従来のセラミック用はんだとしては、例えばPb−
Sn−Zn系、Pb−Sn−Zn−Bi系、またこれらにさらに微量
成分を添加したものが知られている。
ところでセラミック、ガラス等の部材は、たとえば光、
電気の分野の装置部品等として多用されるものである
が、このような装置部品では、通常正確な寸法精度で接
続できるとともに、その後温度変動下で使用しても初期
の寸法精度が確実に維持されることが望まれる。
電気の分野の装置部品等として多用されるものである
が、このような装置部品では、通常正確な寸法精度で接
続できるとともに、その後温度変動下で使用しても初期
の寸法精度が確実に維持されることが望まれる。
（発明が解決しようとする問題点） しかしながらPb−Sn−Zn系、Pb−Sn−Zn−Bi系のセラミ
ック用はんだによる接続部は、その後の温度変動で寸法
変化が生じ易く初期の寸法精度が維持されないという難
点があった。
ック用はんだによる接続部は、その後の温度変動で寸法
変化が生じ易く初期の寸法精度が維持されないという難
点があった。
この発明は上記事情に基づいてなされたもので、比較的
低温で接続できて正確な初期の寸法精度が得られるとと
もに、接続後に温度変動を受けても初期の寸法精度を確
実に維持することのできるセラミック用はんだを提供す
ることを目的とする。
低温で接続できて正確な初期の寸法精度が得られるとと
もに、接続後に温度変動を受けても初期の寸法精度を確
実に維持することのできるセラミック用はんだを提供す
ることを目的とする。
［発明の構成］ （問題点を解決するための手段と作用） 本発明は、上記問題点を解決するために、重量％表示
で、Bi25〜85、Sn18〜68、Zn0.1〜10、およびSb0.1〜10
の組成からなることを特徴とする。
で、Bi25〜85、Sn18〜68、Zn0.1〜10、およびSb0.1〜10
の組成からなることを特徴とする。
はんだ組成を上記のように限定した理由は次の通りであ
る。
る。
Biは低融はんだとするために加えられる。Biは85％を越
えると、はんだ材料として靭性が低下し強度劣化を生じ
るので好ましくなく、また25％未満では凝固時に収縮が
大きくはんだ内部または接着界面に気泡を生じるために
好ましくない。Biは上記の範囲中46〜66％の範囲が上記
の特性を抑える効果がより顕著に生じて望ましい。
えると、はんだ材料として靭性が低下し強度劣化を生じ
るので好ましくなく、また25％未満では凝固時に収縮が
大きくはんだ内部または接着界面に気泡を生じるために
好ましくない。Biは上記の範囲中46〜66％の範囲が上記
の特性を抑える効果がより顕著に生じて望ましい。
Snは68％より多いとはんだ内部または接着界面に気泡が
生じるので好ましくなく、また18％未満では、融点およ
び粘性が高くなり接着不良を生じ易く好ましくない。Sn
は上記範囲中28〜48％の範囲が上記の特性を抑える効果
がより顕著に生じて望ましい。
生じるので好ましくなく、また18％未満では、融点およ
び粘性が高くなり接着不良を生じ易く好ましくない。Sn
は上記範囲中28〜48％の範囲が上記の特性を抑える効果
がより顕著に生じて望ましい。
Znはセラミックに対する接着力を付与するために含有さ
れる。Znは10％を越えると緻密な組織の合金が得られ難
くなり接着不良を生じるので好ましくなく、また0.1％
未満では接着力が低下するので好ましくない。Znは上記
範囲中２〜４％の範囲がセラミックに対する接着力がよ
り大になるので望ましい。
れる。Znは10％を越えると緻密な組織の合金が得られ難
くなり接着不良を生じるので好ましくなく、また0.1％
未満では接着力が低下するので好ましくない。Znは上記
範囲中２〜４％の範囲がセラミックに対する接着力がよ
り大になるので望ましい。
Sbははんだの耐水性、耐候性を向上させるために添加さ
れる。Sbは10％を越えると均質な組織の合金が得られ難
くなるので好ましくなく、0.1％未満では上記特性を十
分に向上させることができないので好ましくない。Sbは
上記範囲中１〜３％の範囲が上記の特性が顕著に向上す
るのでより好ましい。
れる。Sbは10％を越えると均質な組織の合金が得られ難
くなるので好ましくなく、0.1％未満では上記特性を十
分に向上させることができないので好ましくない。Sbは
上記範囲中１〜３％の範囲が上記の特性が顕著に向上す
るのでより好ましい。
かかるセラミック用はんだを調整するに当っては各成分
が所定割合になるように混合し、真空中、不活性雰囲気
中または還元性雰囲気中で溶融し合金にする。
が所定割合になるように混合し、真空中、不活性雰囲気
中または還元性雰囲気中で溶融し合金にする。
本発明のセラミック用はんだは、セラミック物品同士、
ガラスとセラミック、ガラスとガラス、セラミックと酸
化被膜を有する金属等のはんだ付けであって、正確な寸
法精度で接続でき、且つその後に温度変動が生じても初
期の寸法精度を維持する必要のある装置物品に適してい
る。
ガラスとセラミック、ガラスとガラス、セラミックと酸
化被膜を有する金属等のはんだ付けであって、正確な寸
法精度で接続でき、且つその後に温度変動が生じても初
期の寸法精度を維持する必要のある装置物品に適してい
る。
（実施例） セラミック用はんだは、重量％でBi56、Sn38、Zn3、Sb3
で、融点は135℃のものを準備した。
で、融点は135℃のものを準備した。
第１図に示す装置を用いて、石英製の光ファイバー１
と、このコネクターであるZrO2製のフェルール２とのは
んだ付けを行ない、はんだ付け後温度変化を与えて寸法
変化を調べた。
と、このコネクターであるZrO2製のフェルール２とのは
んだ付けを行ない、はんだ付け後温度変化を与えて寸法
変化を調べた。
装置を説明すると、台３上に次のような各部材が配設さ
れている。
れている。
即ち、４は超音波装置で、超音波チップ５の後端にホー
ン６を介して超音波振動子７が接続されている。超音波
チップ５にはヒータ８が取付けられている。超音波装置
４は保持具９に保持され、保持具９はスライドロッド11
にスライド可能に装着されている。
ン６を介して超音波振動子７が接続されている。超音波
チップ５にはヒータ８が取付けられている。超音波装置
４は保持具９に保持され、保持具９はスライドロッド11
にスライド可能に装着されている。
12はフェルール保持具で、フェルール保持具12はスライ
ドロッド11にスライド可能に装着されている。13はフェ
ルール２を加熱するリングヒータ、14はファイバー保持
具である。
ドロッド11にスライド可能に装着されている。13はフェ
ルール２を加熱するリングヒータ、14はファイバー保持
具である。
はんだ付けに当っては、ファイバー保持具14、およびフ
ェルール保持具12にそれぞれ光ファイバー１、およびフ
ェルール２をそれぞれ保持させる。フェルール保持具12
を図の左方へスライドさせ、リングヒーター13にフェル
ール２を挿入して加熱する。一方、超音波チップ５の先
端にセラミックはんだ15を接触させ、溶融はんだとして
保持する。
ェルール保持具12にそれぞれ光ファイバー１、およびフ
ェルール２をそれぞれ保持させる。フェルール保持具12
を図の左方へスライドさせ、リングヒーター13にフェル
ール２を挿入して加熱する。一方、超音波チップ５の先
端にセラミックはんだ15を接触させ、溶融はんだとして
保持する。
次いで超音波振動子７を作動させつつ保持具９を右方に
スライドさせ超音波チップ５の先端をフェルール２の端
面に当接させる。これによってフェルール２の中心部に
設けた貫通孔にセラミックはんだ15が充填される。はん
だ充填後、保持具９を左側にスライドさせフェルール２
から超音波チップ５を離す。
スライドさせ超音波チップ５の先端をフェルール２の端
面に当接させる。これによってフェルール２の中心部に
設けた貫通孔にセラミックはんだ15が充填される。はん
だ充填後、保持具９を左側にスライドさせフェルール２
から超音波チップ５を離す。
そして光ファイバー１を右側からフェルール２の貫通孔
に挿入し、光ファイバー１の先端が若干突出するように
する。次いでフェルール保持具12を右方にスライドさせ
てフェルール２を保持具から取出す。
に挿入し、光ファイバー１の先端が若干突出するように
する。次いでフェルール保持具12を右方にスライドさせ
てフェルール２を保持具から取出す。
最後にフェルール２の先端面を研磨し付着したはんだお
よび突出した光ファイバー１を除去しはんだ付けを終了
する。
よび突出した光ファイバー１を除去しはんだ付けを終了
する。
このはんだ付けを終了したフェルール２に次のような温
度サイクルを与えた。
度サイクルを与えた。
即ち、70℃に１時間保持した後、95℃／時の昇温速度で
マイナス25℃まで冷却し、その温度で１時間保持した。
次の95℃／時の昇温速度で70℃まで昇温した。
マイナス25℃まで冷却し、その温度で１時間保持した。
次の95℃／時の昇温速度で70℃まで昇温した。
この温度サイクルを６サイクル行なった後、フェルール
２先端面よりの光ファイバー１の突出量を測定した。
２先端面よりの光ファイバー１の突出量を測定した。
その結果を、テスト初期と温度変動を加えた後について
示したのが第２図である。
示したのが第２図である。
比較例として、重量％でPb91、Sn5、Zn3、Sb1で、融点
が297℃のセラミック用はんだを用いて上記と同様のは
んだ付けを行ない、同様のテストを行なったものの結果
を第３図に示した。
が297℃のセラミック用はんだを用いて上記と同様のは
んだ付けを行ない、同様のテストを行なったものの結果
を第３図に示した。
はんだ付け部の引張強度は本発明のセラミック用はん
だ、比較例のセラミック用はんだとも約2Kgで有意差は
なく、十分な強度を有していた。
だ、比較例のセラミック用はんだとも約2Kgで有意差は
なく、十分な強度を有していた。
しかし、第２図と第３図の比較から明らかなように、温
度変動を加えた後の光ファイバーの突出量については、
本発明のセラミック用はんだによるものは、比較例のも
のよりも極めて少なく、初期の寸法精度を確実に維持で
きる点で顕著に優れている。
度変動を加えた後の光ファイバーの突出量については、
本発明のセラミック用はんだによるものは、比較例のも
のよりも極めて少なく、初期の寸法精度を確実に維持で
きる点で顕著に優れている。
［発明の効果］ 以上説明したように本発明の構成によれば、比較的低温
度ではんだ付けを行なうことができて正確な初期の寸法
精度を得ることができ、またその後温度変動を受けても
合金の特性により初期の寸法精度を確実に維持すること
ができるという利点がある。
度ではんだ付けを行なうことができて正確な初期の寸法
精度を得ることができ、またその後温度変動を受けても
合金の特性により初期の寸法精度を確実に維持すること
ができるという利点がある。
第１図は本発明に係わるセラミック用はんだの実施例を
用いて接続を行なうための装置例を示す一部断面側面
図、第２図は本発明の実施例を用いて同上装置により接
続した物品に温度変動を加えたときの寸法変化特性を示
す図、第３図は従来例を用いて前記の装置により接続し
た物品に温度変動を加えたときの寸法変化特性を示す図
である。 1:石英製の光ファイバー、 2:ZrO2製のフェルール、 15:セラミック用はんだ。
用いて接続を行なうための装置例を示す一部断面側面
図、第２図は本発明の実施例を用いて同上装置により接
続した物品に温度変動を加えたときの寸法変化特性を示
す図、第３図は従来例を用いて前記の装置により接続し
た物品に温度変動を加えたときの寸法変化特性を示す図
である。 1:石英製の光ファイバー、 2:ZrO2製のフェルール、 15:セラミック用はんだ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橘 忠晴 東京都千代田区丸の内２丁目１番２号 旭 硝子株式会社内 (72)発明者 野牧 耕二 東京都千代田区丸の内２丁目１番２号 旭 硝子株式会社内 (56)参考文献 特開 昭48−85459（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−4046（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】重量％表示で Bi 25〜85 Sn 18〜68 Zn 0.1〜10 Sb 0.1〜10 からなることを特徴とするセラミック用はんだ。
- 【請求項２】重量％表示で Bi 46〜66 Sn 28〜48 Zn ２〜４ Sb １〜３ からなることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
セラミック用はんだ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9321086A JPH06102579B2 (ja) | 1986-04-24 | 1986-04-24 | セラミツク用はんだ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9321086A JPH06102579B2 (ja) | 1986-04-24 | 1986-04-24 | セラミツク用はんだ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62252693A JPS62252693A (ja) | 1987-11-04 |
| JPH06102579B2 true JPH06102579B2 (ja) | 1994-12-14 |
Family
ID=14076204
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9321086A Expired - Lifetime JPH06102579B2 (ja) | 1986-04-24 | 1986-04-24 | セラミツク用はんだ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06102579B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5833921A (en) * | 1997-09-26 | 1998-11-10 | Ford Motor Company | Lead-free, low-temperature solder compositions |
| KR20030012963A (ko) * | 2001-08-06 | 2003-02-14 | 이도재 | 납땜성 및 강도가 향상된 주석,비스무스, 아연, 인듐으로구성된 무연솔더 |
| KR100743190B1 (ko) | 2005-12-26 | 2007-07-27 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 저융점 무연 솔더 및 그의 제조 방법 |
| JP5169871B2 (ja) * | 2009-01-26 | 2013-03-27 | 富士通株式会社 | はんだ、はんだ付け方法及び半導体装置 |
| JP5724411B2 (ja) * | 2011-01-31 | 2015-05-27 | 富士通株式会社 | はんだ、はんだ付け方法及び半導体装置 |
| US20150037087A1 (en) * | 2013-08-05 | 2015-02-05 | Senju Metal Industry Co., Ltd. | Lead-Free Solder Alloy |
| TWI646203B (zh) * | 2016-07-15 | 2019-01-01 | 日商Ｊｘ金屬股份有限公司 | Solder alloy |
| CN114799475A (zh) * | 2022-04-14 | 2022-07-29 | 哈尔滨工业大学 | 一种商用非活性钎料低温直接钎焊非金属与金属的方法 |
-
1986
- 1986-04-24 JP JP9321086A patent/JPH06102579B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62252693A (ja) | 1987-11-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |