JPH06344180A - 無含鉛半田合金 - Google Patents
無含鉛半田合金Info
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- JPH06344180A JPH06344180A JP16427093A JP16427093A JPH06344180A JP H06344180 A JPH06344180 A JP H06344180A JP 16427093 A JP16427093 A JP 16427093A JP 16427093 A JP16427093 A JP 16427093A JP H06344180 A JPH06344180 A JP H06344180A
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- Japan
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半田付け性および半田付け強度に優れた無含
鉛半田合金を提供することを目的とする。 【構成】 Ｃｏが、０．０５〜５．０重量％、Ｓｂ，Ｂ
ｉ，Ｉｎ，Ａｇ，Ｇａが、各々、０〜５．０重量％、残
部が、Ｓｎより成り、あるいは、Ｃｏが、０．０５〜
５．０重量％、Ｓｂ，Ｂｉ，Ｉｎ，Ａｇ，Ｇａの内の２
種以上を総計して０〜７．０重量％、残部が、Ｓｎより
成ることを特徴とする無含鉛半田合金である。
鉛半田合金を提供することを目的とする。 【構成】 Ｃｏが、０．０５〜５．０重量％、Ｓｂ，Ｂ
ｉ，Ｉｎ，Ａｇ，Ｇａが、各々、０〜５．０重量％、残
部が、Ｓｎより成り、あるいは、Ｃｏが、０．０５〜
５．０重量％、Ｓｂ，Ｂｉ，Ｉｎ，Ａｇ，Ｇａの内の２
種以上を総計して０〜７．０重量％、残部が、Ｓｎより
成ることを特徴とする無含鉛半田合金である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、鉛を含まない半田付け
用の無含鉛半田合金に関する。
用の無含鉛半田合金に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、長い間、半田付け用の半田合金と
してはＳｎ−Ｐｂ２元系共晶合金（Ｓｎ６４重量％、Ｐ
ｂ３６重量％）が主流であり、最近のエレクトロニクス
技術の進展につれて、このＳｎ−Ｐｂ２元系合金にＢ
ｉ，Ｉｎ，Ｓｂ，Ａｇ，Ｇｅ等を合金させたいわゆる
『強力半田合金』が多数特許出願され、その一部はすで
に実用化されている。この他、表面実装技術（ＳＭＴ）
に欠くことのできない半田ペーストに用いられている半
田粉末も、Ｓｎ−Ｐｂ系２元系共晶合金をベースにした
ものがほとんどであり、特に、Ａｇのマイグレーション
を防ぐための添加合金（例えば、Ｓｎが６２重量％、Ｐ
ｂが３６重量％、Ａｇが２重量％）にしても鉛を３０％
以上含んでいる。
してはＳｎ−Ｐｂ２元系共晶合金（Ｓｎ６４重量％、Ｐ
ｂ３６重量％）が主流であり、最近のエレクトロニクス
技術の進展につれて、このＳｎ−Ｐｂ２元系合金にＢ
ｉ，Ｉｎ，Ｓｂ，Ａｇ，Ｇｅ等を合金させたいわゆる
『強力半田合金』が多数特許出願され、その一部はすで
に実用化されている。この他、表面実装技術（ＳＭＴ）
に欠くことのできない半田ペーストに用いられている半
田粉末も、Ｓｎ−Ｐｂ系２元系共晶合金をベースにした
ものがほとんどであり、特に、Ａｇのマイグレーション
を防ぐための添加合金（例えば、Ｓｎが６２重量％、Ｐ
ｂが３６重量％、Ａｇが２重量％）にしても鉛を３０％
以上含んでいる。
【０００３】最近では、半田付け作業による部品の損傷
を防ぐため、低融点半田が特に音響器機用として利用さ
れ始めているが、これはＰｂが４３重量％、Ｓｎが４３
重量％、Ｂｉが１４重量％から成り、溶融点１６３℃
で、３０重量％以上の鉛成分は半田組成の上で欠くこと
ができなかった。以上のことからみて、半田付けのため
のＳｎ−Ｐｂ系共晶合金が歴史的にも長い間、半田合金
としての主流を占めてきたといえる。しかし、現在、環
境問題が世界的にうるさくなり、鉛公害ということが取
り上げられるようになってきている。 ことのほか、ア
メリカとヨーロッパではこの問題が深刻で、無含鉛半田
合金への転換運動が進められつつあり、かつ、ヨーロッ
パではＥＣ委員会が、特に、活躍している。 特に、ア
メリカで緊急問題になっているのは、例えば廃電球の回
収で、電球の口金取り付けに半田（Ｓｎ−Ｐｂ系）を用
いているということで、鉛を含む古電球の回収について
のトラブルが頻発している現状であるという。このよう
な社会状況の変化に対応するために、無含鉛半田合金の
研究は急がれていたが、現在のところこの無含鉛半田合
金として提唱されているものは、後掲する表１に示され
る。
を防ぐため、低融点半田が特に音響器機用として利用さ
れ始めているが、これはＰｂが４３重量％、Ｓｎが４３
重量％、Ｂｉが１４重量％から成り、溶融点１６３℃
で、３０重量％以上の鉛成分は半田組成の上で欠くこと
ができなかった。以上のことからみて、半田付けのため
のＳｎ−Ｐｂ系共晶合金が歴史的にも長い間、半田合金
としての主流を占めてきたといえる。しかし、現在、環
境問題が世界的にうるさくなり、鉛公害ということが取
り上げられるようになってきている。 ことのほか、ア
メリカとヨーロッパではこの問題が深刻で、無含鉛半田
合金への転換運動が進められつつあり、かつ、ヨーロッ
パではＥＣ委員会が、特に、活躍している。 特に、ア
メリカで緊急問題になっているのは、例えば廃電球の回
収で、電球の口金取り付けに半田（Ｓｎ−Ｐｂ系）を用
いているということで、鉛を含む古電球の回収について
のトラブルが頻発している現状であるという。このよう
な社会状況の変化に対応するために、無含鉛半田合金の
研究は急がれていたが、現在のところこの無含鉛半田合
金として提唱されているものは、後掲する表１に示され
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この表１の従来例３に
示されるアメリカで広く売られている市販品の無含鉛半
田合金は、Ａｇ，Ｂｉ，Ｃｕの何れも５重量％以下、総
計（Ａｇ＋Ｂｉ＋Ｃｕ）１０重量％以下である。 何れ
にしろ表１に示される従来の無含鉛半田合金はＳｎまた
はＩｎベースのものであり、これにＡｇ，Ｂｉ，Ｓｂを
を添加した２元または３元系合金が主である。 しか
し、これらは何れもＰｂを含まないだけに半田付け性、
つまり、半田付けの容易性および半田付け強度において
劣っているという問題点があった。そこで、本発明は、
半田付け性および半田付け強度に優れた無含鉛半田合金
を提供することを目的とする。
示されるアメリカで広く売られている市販品の無含鉛半
田合金は、Ａｇ，Ｂｉ，Ｃｕの何れも５重量％以下、総
計（Ａｇ＋Ｂｉ＋Ｃｕ）１０重量％以下である。 何れ
にしろ表１に示される従来の無含鉛半田合金はＳｎまた
はＩｎベースのものであり、これにＡｇ，Ｂｉ，Ｓｂを
を添加した２元または３元系合金が主である。 しか
し、これらは何れもＰｂを含まないだけに半田付け性、
つまり、半田付けの容易性および半田付け強度において
劣っているという問題点があった。そこで、本発明は、
半田付け性および半田付け強度に優れた無含鉛半田合金
を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、Ｃｏが、０．
０５〜５．０重量％、Ｓｂ，Ｂｉ，Ｉｎ，Ａｇ，Ｇａ
が、各々、０〜５．０重量％、残部が、Ｓｎより成るこ
とを特徴とする無含鉛半田合金である。さらに、本発明
は、Ｃｏが、０．０５〜５．０重量％、Ｓｂ，Ｂｉ，Ｉ
ｎ，Ａｇ，Ｇａの内の２種以上を総計して０〜７．０重
量％、残部が、Ｓｎより成ることを特徴とする無含鉛半
田合金である。
０５〜５．０重量％、Ｓｂ，Ｂｉ，Ｉｎ，Ａｇ，Ｇａ
が、各々、０〜５．０重量％、残部が、Ｓｎより成るこ
とを特徴とする無含鉛半田合金である。さらに、本発明
は、Ｃｏが、０．０５〜５．０重量％、Ｓｂ，Ｂｉ，Ｉ
ｎ，Ａｇ，Ｇａの内の２種以上を総計して０〜７．０重
量％、残部が、Ｓｎより成ることを特徴とする無含鉛半
田合金である。
【０００６】
【作用】Ｓｎに各種元素を添加してこの半田付け特性を
チェックする実験を行った結果、コバルトを添加する
と、半田付け性、つまり、半田付けの容易性を良好とす
ると同時に、半田付け強度を高めることを知った。 特
に、電球と口金との接合に用いる半田材料としてガラス
部分を下にし、口金を上にかぶせる製造工程において、
昇温しても半田が下にたれることのないようにするため
にはＳｎ−Ｃｏ半田合金の利用が効果的であることを知
った。 この時、顕微鏡組織を見てみると、Ｓｎマトリ
ックスの中にＳｎ−Ｃｏ金属間化合物、例えば、ＣｏＳ
ｎ，ＣｏＳｎ2 が微細に分散していることがわかった。
化合物分散が半田合金の組成を強化しているのであ
る。この時の溶融温度は２５０℃程度であったが、この
無含鉛半田合金を従来のＳｎ−Ｐｂ系共晶合金（溶融温
度は１９０℃〜２００℃）の代わりに用いるためには、
その溶融温度を１９０℃〜２００℃程度にしなければな
らない。 このため、Ｓｎ−Ｃｏ合金（例えばＣｏ１．
５重量％、残りＳｎ）に、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ａｇ、Ｇ
ａ、を単独にそれぞれ５．０重量％以下、または、これ
らを２種以上、総合計して７．０重量％以下にし、これ
ら元素の添加量を適宜調整合金することによって、その
融点を１９０℃〜２６０℃の範囲内に変化させることが
できる。 もちろん、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ａｇ、Ｇａの
添加は、半田融点調整を可能にするが、これらの添加は
半田合金としての特性、すなわち、無含鉛ということの
他、半田付け性、および、半田強度を高めるという大き
な特徴を有する。
チェックする実験を行った結果、コバルトを添加する
と、半田付け性、つまり、半田付けの容易性を良好とす
ると同時に、半田付け強度を高めることを知った。 特
に、電球と口金との接合に用いる半田材料としてガラス
部分を下にし、口金を上にかぶせる製造工程において、
昇温しても半田が下にたれることのないようにするため
にはＳｎ−Ｃｏ半田合金の利用が効果的であることを知
った。 この時、顕微鏡組織を見てみると、Ｓｎマトリ
ックスの中にＳｎ−Ｃｏ金属間化合物、例えば、ＣｏＳ
ｎ，ＣｏＳｎ2 が微細に分散していることがわかった。
化合物分散が半田合金の組成を強化しているのであ
る。この時の溶融温度は２５０℃程度であったが、この
無含鉛半田合金を従来のＳｎ−Ｐｂ系共晶合金（溶融温
度は１９０℃〜２００℃）の代わりに用いるためには、
その溶融温度を１９０℃〜２００℃程度にしなければな
らない。 このため、Ｓｎ−Ｃｏ合金（例えばＣｏ１．
５重量％、残りＳｎ）に、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ａｇ、Ｇ
ａ、を単独にそれぞれ５．０重量％以下、または、これ
らを２種以上、総合計して７．０重量％以下にし、これ
ら元素の添加量を適宜調整合金することによって、その
融点を１９０℃〜２６０℃の範囲内に変化させることが
できる。 もちろん、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ａｇ、Ｇａの
添加は、半田融点調整を可能にするが、これらの添加は
半田合金としての特性、すなわち、無含鉛ということの
他、半田付け性、および、半田強度を高めるという大き
な特徴を有する。
【０００７】
【実施例】以下、本発明をその実施例に基づいて説明す
る。表１に示されるように、実施例１としては、Ｃｏ
が、１．０重量％、残部が、Ｓｎから成る半田合金の融
点は、２４０℃とやや高いが、その半田付け性は従来の
Ｓｎ−Ｐｂ系共晶半田合金に劣ることなく、３００℃に
昇温させても余剰半田のサグ現象は認められなかった。
半田付け強度、すなわち、引張り強度も７ kgf/mm2で
あり、従来の半田合金の４kgf/mm2 よりも約２倍も優れ
ていることが判明した。
る。表１に示されるように、実施例１としては、Ｃｏ
が、１．０重量％、残部が、Ｓｎから成る半田合金の融
点は、２４０℃とやや高いが、その半田付け性は従来の
Ｓｎ−Ｐｂ系共晶半田合金に劣ることなく、３００℃に
昇温させても余剰半田のサグ現象は認められなかった。
半田付け強度、すなわち、引張り強度も７ kgf/mm2で
あり、従来の半田合金の４kgf/mm2 よりも約２倍も優れ
ていることが判明した。
【０００８】実施例２としては、Ｃｏが０．８重量％、
Ｓｂが１．０重量％，Ｂｉが０．５重量％、Ｇａが０．
５重量％、残部がＳｎから成る半田合金の溶融温度（液
相線）は２００℃で、従来のＳｎ−Ｐｂ系共晶合金と比
較して、半田付け強度、すなわち、引張り強度も６．５
kgf/mm2 であり、従来例の半田合金の４kgf/mm2 よりも
優れていることが判明した。 その他の実施例３〜５も
表１に示される。もともと、半田合金はその使用条件に
よっていろいろの要求が出されるのが普通であるが、多
元系合金であると、その成分選択によってその要求に応
じられるという利点ある。
Ｓｂが１．０重量％，Ｂｉが０．５重量％、Ｇａが０．
５重量％、残部がＳｎから成る半田合金の溶融温度（液
相線）は２００℃で、従来のＳｎ−Ｐｂ系共晶合金と比
較して、半田付け強度、すなわち、引張り強度も６．５
kgf/mm2 であり、従来例の半田合金の４kgf/mm2 よりも
優れていることが判明した。 その他の実施例３〜５も
表１に示される。もともと、半田合金はその使用条件に
よっていろいろの要求が出されるのが普通であるが、多
元系合金であると、その成分選択によってその要求に応
じられるという利点ある。
【０００９】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように、無含鉛
で、半田付け性、および、半田付け強度が高いという効
果を奏する。
で、半田付け性、および、半田付け強度が高いという効
果を奏する。
【表１】
Claims (2)
- 【請求項１】Ｃｏが、０．０５〜５．０重量％、Ｓｂ，
Ｂｉ，Ｉｎ，Ａｇ，Ｇａが、各々０〜５．０重量％、残
部が、Ｓｎより成ることを特徴とする無含鉛半田合金。 - 【請求項２】Ｃｏが、０．０５〜５．０重量％、Ｓｂ，
Ｂｉ，Ｉｎ，Ａｇ，Ｇａの内の２種以上を総計して０〜
７．０重量％、残部が、Ｓｎより成ることを特徴とする
無含鉛半田合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5164270A JPH0825050B2 (ja) | 1993-06-08 | 1993-06-08 | 無含鉛半田合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5164270A JPH0825050B2 (ja) | 1993-06-08 | 1993-06-08 | 無含鉛半田合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06344180A true JPH06344180A (ja) | 1994-12-20 |
| JPH0825050B2 JPH0825050B2 (ja) | 1996-03-13 |
Family
ID=15789903
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5164270A Expired - Fee Related JPH0825050B2 (ja) | 1993-06-08 | 1993-06-08 | 無含鉛半田合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0825050B2 (ja) |
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1993
- 1993-06-08 JP JP5164270A patent/JPH0825050B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0825050B2 (ja) | 1996-03-13 |
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