JPH10229152A

JPH10229152A - 電子部品用リード材、それを用いたリードおよび半導体装置

Info

Publication number: JPH10229152A
Application number: JP30877597A
Authority: JP
Inventors: Morimasa Tanimoto; 守正谷本; Satoshi Suzuki; 智鈴木; Akira Matsuda; 晃松田; Kinya Sugie; 欣也杉江
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd; Kyowa Electric Wire Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd; Kanzacc Co Ltd
Priority date: 1996-12-10
Filing date: 1997-11-11
Publication date: 1998-08-25

Abstract

(57)【要約】【課題】環境に悪影響を及ぼさず、半田付け性や溶接
時の溶接強度が優れており、またリフロー処理時の偏肉
も小さい電子部品用リード材を提供する。【解決手段】このリード材は、導電性基体１の表面に
Ｐｂを含まない第１めっき層２と第２めっき層３がこの
順序で積層されていて、第２めっき層３の方が第１めっ
き層２よりも溶融温度が低くなっている。これらの第１
めっき層と第２めっき層は、Ｓｎ単体とＳｎ合金で構成
されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子部品用リード
材、それを用いたリードおよび半導体装置に関し、更に
詳しくは、導電性基体の表面をＰｂを含まないＳｎ系め
っき層で被覆した電子部品用リード材であって、Ｐｂを
含まないので環境を害することがなく、半田付け性（半
田濡れ性）が優れ、半田との接合強度が高く、またリフ
ロー処理時にも偏肉を生ずることのない電子部品用リー
ド材に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｃｕ単体またはＣｕ合金のような導電性
基体の表面を、Ｓｎ単体または半田に代表されるＳｎ合
金のめっき層で被覆したリード材は、前記Ｃｕ単体また
はＣｕ合金が備えている優れた導電性と機械的強度を有
し、かつ、Ｓｎ単体またはＳｎ合金が備えている耐食性
と良好な半田付け性をも併有する高性能導体であって、
各種の端子，コネクタ，リードのような電気・電子機器
分野や電力ケーブルの分野などで多用されている。

【０００３】また、半導体チップを回路基板に搭載する
場合には、半導体チップのアウターリード部に半田の溶
融めっきや電気めっきを行うことにより、当該アウター
リード部の半田付け性を向上せしめることが行われてい
る。ところで、上記したリード材において、導電性基体
を被覆するめっき層がＳｎ単体から成る場合には次のよ
うな問題がある。

【０００４】まず、形成されたＳｎめっき層にはＳｎの
ウイスカー（針状単結晶）が発生し、これが短絡事故の
原因になることがあるということである。このような問
題は、Ｓｎめっき層にリフロー処理を行うことにより解
消することができる。しかしながら、Ｓｎ単体の融点
は、２３２℃と比較的高温であり、またＳｎめっき層が
例えば、半田組み立て工程で加わる熱などで酸化されや
すいため、Ｓｎめっき層はその半田付け性が劣化すると
いう問題がある。

【０００５】また、コンデンサー用リード線の場合は、
溶接対象の例えばアルミ線との溶接部の肉盛りを行うた
め、めっき層の厚みを厚肉化しているが、そのようなリ
ード線に前記リフロー処理を行うと、処理後のＳｎめっ
き層の偏肉が大きくなるという問題がある。一方、めっ
き層をＳｎ合金で形成すれば、Ｓｎめっき層の場合のよ
うなウイスカーは発生しない。このようなＳｎ合金の代
表例は半田（Ｓｎ−Ｐｂ合金）であり、従来から広く用
いられている。

【０００６】しかしながら、半田に含まれているＰｂは
人体に悪影響を与える虞があるとのことから、最近で
は、その優れた性質を備えているにもかかわらず使用が
敬遠されている。そして、Ｐｂを含有しないＳｎ合金、
具体的には、Ｓｎ−Ａｇ系，Ｓｎ−Ｂｉ系，Ｓｎ−Ｉｎ
系，Ｓｎ−Ｚｎ系のものに代替されつつある。しかしな
がら、これらのＳｎ合金でめっき層を形成したリード材
には次のような問題がある。

【０００７】まず、これら合金の融点は比較的低温であ
り、そのため、半田組み立て工程の熱で、導電性基体の
構成材料であるＣｕなどがこのＳｎ合金めっき層の表面
に熱拡散してきて、当該Ｓｎ合金めっき層の半田付け性
が劣化するという問題である。更には、例えばアルミ線
と溶接する際に、溶接部の温度は瞬間的には２０００℃
近辺の温度になるため、当該溶接部の近傍では、Ｓｎ合
金めっき層内のＺｎ，Ｂｉ，Ｉｎなどの元素が瞬時にし
て気化し、その結果、溶接部にはブローホールが発生
し、その溶接強度が低下するという問題も発生する。し
かも、溶接部では、導電性基体からＣｕなどが熱拡散し
てリード材の表面にＣｕ−Ｓｎ系化合物層などが形成さ
れることにより、表面の変色と半田付け性の劣化も起こ
り得る。

【０００８】なお、Ｐｂを含まないＳｎ合金として例示
した前記した合金のうち、Ｓｎ−Ａｇ系，Ｓｎ−Ｉｎ系
のものは上記の問題に加えて高価であるという問題があ
る。またＳｎ−Ｂｉ系のものは、耐熱性が劣り導電性基
体の熱拡散が起こりやすく、曲げ加工性に劣るのでめっ
き層にクラックが発生しやすく、更には半田付け後に形
成された接合部ではその接合強度が経時的に劣化すると
いう問題がある。そして、Ｓｎ−Ｚｎ系のものは、耐熱
性に劣っている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、半田めっき
層を用いない従来のリード材における上記した問題を解
決し、Ｐｂの悪影響が排除されていることは勿論のこ
と、半田付け性に優れ、アルミ線などとの溶接部の溶接
強度が高く、まためっき層の全体を厚肉化してリフロー
処理を行っても偏肉の発生を抑制することができる電子
部品用リード材と、それを用いたリードおよび半導体装
置の提供を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明においては、導電性基体の表面に、第１
めっき層と第２めっき層とがこの順序で積層されている
電子部品用リード材であって、前記第２めっき層の溶融
温度が前記第１めっき層の溶融温度よりも低いことを特
徴とする電子部品用リード材が提供される。具体的に
は、前記第１めっき層がＳｎ単体から成り、前記第２め
っき層が、Ａｇ，Ｂｉ，Ｃｕ，Ｉｎ，Ｚｎの群から選ば
れる少なくとも１種を含有するＳｎ合金から成る電子部
品用リード材（以下、第１のリード材という）が提供さ
れ、また、前記第１めっき層が、Ａｇ，Ｃｕ，Ｓｂ，Ｙ
の群から選ばれる少なくとも１種を含むＳｎ合金から成
り、前記第２めっき層がＳｎ単体から成る電子部品用リ
ード材（以下、第２のリード材という）が提供される。

【００１１】また、本発明においては、上記リード材を
用いたリードと、上記リードを用いた半導体装置が提供
される。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は本発明のリード材Ａの基本
構成を示す断面図である。図において、導電性基体１の
表面には、後述する第１めっき層２と第２めっき層３が
この順序で積層されためっき層の２層構造が形成されて
いる。そして、このリード材Ａにおいては、最上層の第
２めっき層３はその溶融温度（これをＴ₂とする）がそ
の下に位置する第１めっき層２の溶融温度（これをＴ₁
とする）よりも低くなっていることを最大の特徴とす
る。

【００１３】まず、このリード材Ａにおける導電性基体
１としては、少なくともその表面が導電性を有する材料
であれば何であってもよく、例えば、Ｃｕ系，Ｆｅ系，
Ｎｉ系、Ａｌ系などをあげることができ、リード材の目
的用途に応じて適宜に選定される。それらのうち、少な
くとも表面の構成材料はＣｕ単体やＣｕ合金などである
ものが好適である。とくにリード材に大きな機械的強度
が要求される場合には、例えば鋼材を芯部とし、その表
面をＣｕまたはＣｕ合金の層で被覆したものであること
が好ましく、またリード材に優れた導電性が要求される
場合にはＣｕ単体で基体を構成することが好ましい。ま
た、導電性基体の形状は限定されるものではなく、棒
状，線状，条，板状，管状など、いずれであってもよ
い。

【００１４】このリード材Ａは次のような効果を発揮す
る。まず、最上層への半田付けを行うときに、仮に半田
付け温度ＴがＴ₂≦Ｔ＜Ｔ₁の関係を満足している場合、
最上層の第２めっき層３は溶融してもその下に位置する
第１めっき層２の溶融は起こっていないので、この第１
めっき層２が半田付け時の熱で導電性基体１から熱拡散
してくるＣｕなどに対しバリアとして機能することにな
る。したがって、リード材Ａにおける半田付け性の劣化
は抑制され、半田との間で良好な接合強度を実現するこ
とができる。

【００１５】また、第１めっき層２の厚みをｔ₁、第２
めっき層３の厚みをｔ₂とした場合、厚み：ｔ₁＋ｔ₂は
厚くても、厚みｔ₂を薄くした状態でめっき層を全体と
して厚肉化し、それにリフロー処理を行ったとすると、
リフロー処理時には、薄い第２めっき層３だけは溶融し
ても厚い第１めっき層２の溶融を抑制することができ
る。その結果、リフロー処理終了後における偏肉の発生
を抑制することができるようになる。

【００１６】本発明のリード材の場合、具体的には、次
のような態様のものが提案される。まず第１のリード材
は、第１めっき層２がＳｎ単体（融点：２３1.９℃）か
ら成り、かつ第２めっき層３がＡｇ，Ｂｉ，Ｃｕ，Ｉ
ｎ，Ｚｎの群から選ばれる少なくとも１種を含有するＳ
ｎ合金（I）から成るものである。そして、第２リード
材は、第１めっき層２がＡｇ，Ｃｕ，Ｓｂ，Ｙの群から
選ばれる少なくとも１種を含有するＳｎ合金（II）から
成り、かつ第２めっき層３がＳｎ単体から成るものであ
る。

【００１７】すなわち、上記リード材においては、２層
構造のめっき層のうち、１つはＳｎ単体で構成し、他の
めっき層はＳｎ合金（I）またはＳｎ合金（II）で構成
するものであり、第１のリード材の場合は、最上層の第
２めっき層３がＳｎ単体より低融点のＳｎ合金（I）で
構成され、第２のリード材の場合は、最上層の第２めっ
き層３がＳｎ単体で構成され、第１めっき層２がそれよ
りも高融点のＳｎ合金（II）で構成されたものである。

【００１８】まず、第１のリード材について詳細に説明
する。第１のリード材で用いるＳｎ合金（I）として
は、Ｓｎ−Ａｇ系，Ｓｎ−Ｂｉ系，Ｓｎ−Ｃｕ系，Ｓｎ
−Ｉｎ系，Ｓｎ−Ｚｎ系の２元系合金の外に、例えば、
Ｓｎ−Ｉｎ−Ａｇ系，Ｓｎ−Ｚｎ−Ｉｎ系、Ｓｎ−Ｂｉ
−Ａｇ−Ｃｕ系などの多元系合金をあげることができる
が、いずれの場合でも、それら合金の溶融温度はＳｎ単
体の溶融温度よりも低くなるように合金組成が調整され
なければならない。

【００１９】例えば上記した２元系合金において、Ｓｎ
−Ａｇ系の場合はＡｇ含有量の上限値を５重量％，Ｓｎ
−Ｂｉ系の場合はＢｉ含有量の上限値を８７重量％，Ｓ
ｎ−Ｃｕ系の場合はＣｕの含有量の上限値を２重量％，
Ｓｎ−Ｚｎ系の場合はＺｎ含有量の上限値を１２重量％
にそれぞれ規制することが必要である。上記上限値を超
えると、いずれの場合も、溶融温度はＳｎ単体より高く
なってしまい、本発明のリード材における第２めっき層
３の材料としては不適切になる。

【００２０】なお、Ｓｎ−Ｉｎ系の場合は、Ｉｎが含有
されているだけでその溶融温度はＳｎ単体よりも低くな
るのでＩｎ含有量の上限値に制限はない。しかしなが
ら、あまり多量に含有されていると、例えばアルミ線と
この第１のリード材とを溶接するときに、この第２めっ
き層３は直接高熱に曝されるので、そのときのＩｎの気
化により溶接部にブローホールが発生して溶接強度の低
下を招く。したがって、Ｓｎ−Ｉｎ系の場合には、Ｉｎ
含有量は５０重量％以下に規制することが好ましい。

【００２１】また、Ｓｎ−Ｂｉ系の場合、融点との関係
ではＢｉ含有量は８７重量％まで許容されるが、半田と
接合したときに当該半田接合部にＢｉが２０重量％以上
存在していると、その半田接合部の接合強度が経時的に
劣化してしまう。そして、あまり多量にＢｉが含有され
ている系の場合、Ｉｎの場合と同じように溶接部にブロ
ーホールが発生して溶接強度の低下が引き起こされる。
このようなことから、Ｓｎ合金（I）としてＳｎ−Ｂｉ
系合金を用いる場合には、半田付け後の接合部における
Ｂｉ含有量が２０重量％よりも少なくなるような合金組
織に調整することが好ましい。

【００２２】上記したＳｎ合金（I）のうち、Ｓｎ−Ａ
ｇ系とＳｎ−Ｉｎ系は比較的高価であり、またＳｎ−Ｚ
ｎ系やＳｎ−Ｉｎ系は半田付け時に酸化変色を起こして
劣化することがあり、Ｓｎ−Ｃｕ系の場合も半田付け時
に酸化変色を起こして劣化する問題があり、Ｓｎ−Ｂｉ
系が工業的には最も有利である。このＳｎ−Ｂｉ系は、
上記Ｓｎ合金（I）のうちで、それほど高価でもなく、
しかも耐酸化性に優れているからである。

【００２３】次に、第２のリード材について詳細に説明
する。第２のリード材で用いるＳｎ合金（II）として
は、Ｓｎ−Ａｇ系，Ｓｎ−Ｃｕ系，Ｓｎ−Ｓｂ系，Ｓｎ
−Ｙ系の２元系合金の外に、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系，Ｓｎ
−Ａｇ−Ｓｂ系などの多元系合金をあげることができる
が、いずれの場合でも、それら合金の溶融温度はＳｎ単
体の溶融温度よりも高くなるように合金組成が調整され
なければならない。

【００２４】例えば上記した２元系合金において、Ｓｎ
−Ａｇの場合はＡｇ含有量を５重量％以上、Ｓｎ−Ｃｕ
系の場合はＣｕ含有量を２重量％以上に設定すればよ
い。また、Ｓｎ−Ｓｂ系，Ｓｎ−Ｙ系の場合は、Ｓｂ，
Ｙを含有せしめるだけでその溶融温度はＳｎ単体よりも
高くなるので、溶融温度の点からは含有量に制限を受け
ることはない。

【００２５】しかしながら、これら元素の含有量をあま
り多くしても耐熱性の効果は飽和に達するだけではな
く、例えばＳｎ−Ａｇ系，Ｓｎ−Ｙ系の場合にはコスト
高を招き、またＳｎ−Ｓｂ系の場合には、この第１めっ
き層２が最上層のＳｎめっき層３の下に位置しているの
で第１のリード材におけるＳｎ合金（I）ほどではない
が、やはり、アルミ線との溶接時にブローホール発生の
虞れもあるので、Ｓｎ合金（II）におけるこれら元素の
含有量は２０重量％以下に設定することが好ましい。

【００２６】このような第１のリード材，第２のリード
材のいずれにおいても、第１めっき層２の厚みｔ₁は、
１〜１５μｍ，第２めっき層の厚みｔ₂は0.５〜５μｍ
に設定し、かつ、ｔ₁とｔ₂の間ではｔ₂／ｔ₁≦１の関係
が成立するように設定することが好ましい。第１めっき
層２の厚みｔ₁が１μｍより薄くなると、半田付け時に
導電性基体１から熱拡散してくるＣｕなどに対しバリヤ
としての機能が有効に発揮されず、また厚みｔ₁を１５
μｍより厚くしても無駄であるばかりではなく、形成し
ためっき層に蓄積されるめっき歪みが大きくなって基体
との剥離やクラックなどが発生しやすくなるからであ
る。

【００２７】第２めっき層の厚みｔ₂が0.５μｍより薄
くなると、例えばアルミ線との溶接時に溶接部の肉盛り
を行うことができず、また厚みｔ₂を５μｍより厚くす
ると、例えばリフロー処理時に偏肉が起こりやすくなる
からである。各めっき層の厚みｔ₁，ｔ₂は上記した範囲
内に設定しつつも２つのめっき層の合計の厚み（ｔ₁＋
ｔ₂）を５〜１５μｍにすることが好ましい。

【００２８】また、厚みｔ₁の第１めっき層２と厚みｔ₂
の第２めっき層３との間では、ｔ₂／ｔ₁≦１の関係、す
なわち、第２めっき層３の方を第１めっき層よりも薄く
することが好ましい。その理由の１つは、例えば第１の
リード材の場合、第２めっき層３をＳｎ−Ａｇ系やＳｎ
−Ｉｎ系で形成する際に、これら高価な合金系のめっき
層を薄くすることにより、リード材としての機能低下を
招くことなく、コスト低減が可能となるからである。

【００２９】また、第１のリード材において第２めっき
層３がＳｎ−Ｂｉ系である場合、第１めっき層２の厚み
を厚くして基体からのＣｕなどの熱拡散を抑制して当該
Ｓｎ−Ｂｉ系めっき層の半田付け性を確保したうえで、
このＳｎ−Ｂｉ系めっき層を薄くすることにより、曲げ
加工性を良好にすることができる。更には、例えば半田
付け時やリフロー処理時、またアルミ線などとの溶接時
に２層構造のめっき層が溶融した場合には、溶融後の再
凝固時に形成された新たなめっき層ではＳｎ合金に含有
されていたＢｉ，Ａｇなどの成分がＳｎで希釈された状
態になる。例えば第１のリード材における第２めっき層
がＳｎ−Ｂｉ系で形成されている場合には、新たなめっ
き層におけるＢｉ含有量が低下することになる。このよ
うに、この第２めっき層の厚み（ｔ₂）を薄くすること
により、新たなめっき層におけるＢｉ含有量を低下させ
て、半田付け後の接合部における接合強度の経時的な低
下を抑制することができる。

【００３０】とくに、第１のリード材の場合、第２めっ
き層３の厚みは２層構造のめっき層全体の厚みの４０％
以下の厚みになっていることが好ましい。すなわち、ｔ
₂／ｔ₁≦0.６７になっていることが好ましい。コストの
面でも、半田付け性、耐熱性の点でも、また半田の接合
強度やアルミ線などとの溶接部の溶接強度の点でも良好
な特性が得られるからである。

【００３１】上記した関係を満たす各めっき層の厚みに
おいては、更に、ｔ₁は６〜１０μｍ，ｔ₂は１〜３μ
ｍ，ｔ₂／ｔ₁は0.１〜0.５に設定すると、なお一層リー
ド材としての性能向上が得られるので好適である。本発
明のリード材は、導電性基体１の表面に例えば電気めっ
きや溶融めっきを行って製造することができる。そのと
き、Ｓｎや前記Ｓｎ合金（I），（II）のめっきに先立
ち、導電性基体１の表面に予めＮｉやＣｏを下地めっき
しておくと、これらの下地めっき層が導電性基体のＣｕ
などの熱拡散を抑制するためのバリアとして有効に機能
し、この上に形成された２層構造のめっき層の耐熱性が
向上し、得られたリード材は優れた半田付け性を具備す
るようになるので好適である。とくに、第２めっき層３
が低融点のＳｎ−Ｂｉ系で形成される場合には有効であ
る。

【００３２】本発明のリード材の場合、基体表面にめっ
き層を形成したのち、一旦、リフロー処理を行って、少
なくとも第２めっき３を溶融し、再凝固させることが好
ましい。とくに、第２のリード材の場合は有効である。
第２めっき層３であるＳｎめっき層が溶融して表面は平
滑になり、耐酸化性や半田付け性も向上するからであ
る。

【００３３】なお、このとき、温度制御を行うことによ
り第２めっき層３の下に位置する第１めっき層２の少な
くとも一部は溶融しないようにすると、厚みをより均一
にすることができるので好適である。本発明で提供され
るリードとしては、上記した材料を用いて製造されたリ
ード線，リードフレームなどをあげることができ、また
半導体装置としては、上記したリード材をリード線とす
るダイオード，コンデンサ、またはリードフレーム上に
ＩＣ素子を搭載したリードフレームなどをあげることが
できる。

【００３４】

【実施例】

実施例１〜１２，比較例１〜３直径0.５mmの銅被服鋼線を、電解脱脂槽，酸洗槽，Ｓｎ
めっき槽，Ｓｎ合金めっき槽に順次走行せしめて表１で
示した第１めっき層，第２めっき層を形成し、本発明の
第１のリード材であるリード線を製造した。

【００３５】各リード線を、１５５℃のエアバス内に２
４時間保持したのち、下記の仕様で半田付け性（半田濡
れ性）およびアルミ線との溶接強度を評価した。半田付け性：リード線を温度２３０℃の溶融共晶半田の
中に２秒間浸漬したのち引き上げて半田の濡れ面積を測
定し、リード線の浸漬面積に対する測定面積の百分率で
表示。この値が大きいほど半田付け性は優れていること
を表す。

【００３６】アルミ線との溶接強度：ＪＩＳＣ００５１
に準拠して測定。すなわち、リード線とアルミ線を溶接
したのち下側に配したリード線に１kgの荷重をぶら下
げ、アルミ線をチャックでつかみ、溶接部の両側にロー
ラを接触させ、この状態で、チャックを左右交互に振っ
てアルミ線の首振り運動を行うことにより溶接部に９０
°の曲げを反復して付与した。チャックを左に振り元に
戻して１回、ついで右に振り元に戻して２回という態様
で回数を数え、溶接部が破断するまでの回数を計測。

【００３７】以上の結果を表１に示した。

【００３８】

【表１】

【００３９】表１から次のことが明らかである。（１）本発明のリード材は半田付け性と溶接強度のいず
れもが良好である。とくに、実施例４，実施例５，実施
例６，実施例７を対比して明らかなように、それぞれの
第２めっき層の厚みは異なっているとはいえ、用いたＳ
ｎ合金（II）におけるＳｎ以外の成分の含有量はいずれ
も１０重量％と同じであるにもかかわらず、第２めっき
層がＳｎ−Ｂｉ系で構成されている実施例４のリード材
は半田付け性が他の実施例よりも良好な値を示してい
る。このようなことから、第１のリード材における第２
めっき層はＳｎ−Ｂｉ系で構成することの有用性が明ら
かである。

【００４０】しかし、第２めっき層がＳｎ−Ｂｉ系の場
合であっても、実施例１１，１２で明らかなように、Ｂ
ｉ含有量が少なすぎると溶接強度は向上するものの半田
付け性は悪くなり、逆にＢｉ含有量が多すぎると、半田
付け性と溶接強度の両方が劣化する。このようなことか
ら、第２めっき層をＳｎ−Ｂｉ系で構成する場合には、
このめっき層におけるＢｉ含有量は５〜３０重量％にす
ることが好適であることがわかる。

【００４１】（２）実施例１と比較例１を対比すると、
両者とも基体上のめっき層の厚みはいずれも１０μｍと
同じであるが、比較例１では実施例１に比べて溶接強度
は若干向上しているものの半田付け性は大幅に劣化して
いる。比較例１で溶接強度が実施例１に比べて若干向上
しているのは、比較例１のめっき層がＳｎ単体から成
り、溶接時のブローホールの原因になる他の成分を含有
していないからである。しかし、そのめっき層は１層の
みであるため、半田付け時に基体から拡散してくるＣｕ
に対するバイヤ機能がないため、半田付け性が大幅に劣
化しているのである。

【００４２】（３）また、実施例４と比較例２，実施例
７と比較例３を対比して明らかなように、半田付け性を
高めるためには、Ｓｎ−１０％Ｂｉめっき層の下にそれ
より融点が高いＳｎめっき層を配置する（実施例４と比
較例２の対比）ことや、Ｓｎ−１０％Ｚｎめっき層の下
にそれより融点の高いＳｎめっき層を配置する（実施例
７と比較例３の対比）ことの有用性が明らかである。

【００４３】なお、各リード線を大気中に長時間放置し
ておいたところ、比較例１のリード線の場合には、ウイ
スカーが発生した。しかし、表面層がＳｎ合金で形成さ
れている他のリード線の全てにはウイスカーの発生は認
められなかった。また、各リード線に温度７５０℃、送
り速度５０〜７０ｍ/分でリフロー処理を行ったとこ
ろ、めっき層全体の厚みが１０μｍを超えているもの
（実施例４，７，１０）には偏肉の発生は全く認められ
なかった。しかし、比較例１は偏肉の発生が認められたなお、リフロー処理後にあっては、実施例１〜１２，比
較例１〜３のリード線には、いずれも、ウイスカーの発
生は認められなかった。

【００４４】実施例１３〜４５，比較例４，５表２，３で示したように直径0.６mmの純銅線に、一旦、
Ｎｉをめっきして厚み0.５μｍの下地めっき層を成膜
し、その後、その上に、表２，３で示したような第１め
っき層と第２めっき層を順次形成した。ついで、各線材
を温度１７０℃のエアバス内で４８時間加熱したのち、
表２，３で示した条件下でリフロー処理を行い、直ちに
水冷して溶融めっき層を再凝固させた。

【００４５】得られた各線材につき、下記の仕様で半田
付け性と偏肉の度合いを測定した。半田付け性：実施例１〜１２の場合と同じ。リフロー処理後の偏肉の度合：線材を長さ１０cmに切断
し、めっき層の厚みを、３０点、蛍光Ｘ線で測定し、最
大厚みと最小厚みの差として表示。

【００４６】以上の結果を一括して表２，３に示した。

【００４７】

【表２】

【００４８】

【表３】

【００４９】表２，３から次のことが明らかである。（１）各実施例は、半田付け性が８０〜９５％、偏肉の
度合が0.１〜1.２μｍであり、Ｓｎめっき層１層のみの
比較例４に比べて、半田付け性がはるかに優れ、偏肉は
小さい。（２）実施例１３〜１８は、第１めっき層が同一で、第
２めっき層の厚みのみが変化している第１のリード材の
事例であるが、第２めっき層の厚みが厚くなってｔ₂／
ｔ₁が１を超えるようになると、半田付け性の劣化が起
こり、また偏肉も大きくなり始めている。逆に、実施例
１３のように第２めっき層の厚みが薄くなってｔ₂／ｔ₁
が0.１より小さくなると、偏肉の度合は小さいものの半
田付け性は悪くなりはじめている。このようなことから
第２めっき層の厚みは0.５〜５μｍにすることが好まし
いことがわかる。

【００５０】（３）実施例１９〜２４は、第２めっき層
が同一で第１めっき層の厚みのみが変化している第１の
リード材の事例であるが、この第１めっき層の厚みが薄
くなると、半田付け性が悪くなり、バリアとしての機能
低下を招いている。また逆に、第１めっき層が厚くなり
すぎても、半田付け性は飽和傾向を示している。このよ
うなことから、第１めっき層の厚みは１〜１５μｍにす
ることが好ましい。

【００５１】（４）実施例２５〜２９は、第２めっき層
を構成するＳｎ−Ｂｉ系合金の組成が変化していること
を除いては全て同じである第１のリード材の事例である
が、Ｂｉ含有量が多すぎても、また少なすぎても半田付
け性の劣化が認められる。とくに、Ｂｉ含有量が３重量
％の場合（実施例２５）は、偏肉が大きくなっている。
このようなことから、第２めっき層をＳｎ−Ｂｉ系合金
で構成する場合には、Ｂｉ含有量を５〜３０重量％にす
ることが好適である。

【００５２】（５）実施例３０〜３３は、第２めっき層
の合金組成を変化させた第１のリード材の事例である
が、いずれの場合も良好な半田付け性を示し、また、偏
肉の度合も良好である。（６）実施例１５と実施例１４を対比すると、両者の相
違はＮｉ下地めっき層の有無だけにあるが、Ｎｉの下地
めっき層を形成していない実施例３４の方が半田付け性
は悪い。

【００５３】このようなことから、Ｎｉ下地めっき層を
形成することの有用性が明らかである。（７）実施例１５と実施例３６の相違点はリフロー処理
の有無にあるが、リフロー処理を行わない方が半田付け
性は悪くなっている。このようなことから、めっき層の
形成後、リフロー処理を行うことの有用性が明らかであ
る。

【００５４】（８）実施例３９〜４３は、第１めっき層
を高融点のＳｎ合金（II）で構成した第２のリード材の
事例であるが、この場合も、半田付け性や偏肉の度合は
良好である。しかし、全体としては、第１のリード材の
場合よりも半田付け性と偏肉の度合は低くなる傾向にあ
る。（９）実施例４４，４５は、第１めっき層を高融点のＳ
ｎ合金（II）で構成し、第２のめっき層を低融点のＳｎ
合金（I）で構成した事例であるが、この場合も半田付
け性は良好である。

【００５５】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
リード材は、まずめっき層がＰｂを含まないので環境に
悪影響を及ぼす心配はない。その上で、めっき層は、高
融点の第１めっき層とそれよりも融点の低い第２めっき
層との２層構造になっているので、半田付け時に第２め
っき層が溶融しても、そのときの熱で基体から拡散して
くるＣｕなどは第１めっき層でバリアされ、その結果、
半田付け性は向上する。

【００５６】そして、第１のリード材にあっては、第２
めっき層をＳｎ−Ａｇ系やＳｎ−Ｉｎ系などの高価な合
金で形成する場合でも、第１めっき層（Ｓｎめっき層）
の厚みを厚くして当該第２めっき層を薄くすればよいの
でコスト低減を実現することができる。しかも、第２め
っき層を薄くすることにより、リフロー処理後の偏肉を
小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のリード材例を示す断面図である。

【符号の説明】

１導電性基体２第１めっき層３第２めっき層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松田晃東京都千代田区丸の内２丁目６番１号古河電気工業株式会社内 (72)発明者杉江欣也大阪府寝屋川市楠根北町２番５号協和電線株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導電性基体の表面に、第１めっき層と第
２めっき層とがこの順序で積層されている電子部品用リ
ード材であって、前記第２めっき層の溶融温度が前記第
１めっき層の溶融温度よりも低いことを特徴とする電子
部品用リード材。
【請求項２】前記第１めっき層がＳｎ単体から成り、
前記第２めっき層が、Ａｇ，Ｂｉ，Ｃｕ，Ｉｎ，Ｚｎの
群から選ばれる少なくとも１種を含有するＳｎ合金から
成る請求項１の電子部品用リード材。
【請求項３】前記第１めっき層が、Ａｇ，Ｃｕ，Ｓ
ｂ，Ｙの群から選ばれる少なくとも１種を含むＳｎ合金
から成り、前記第２めっき層がＳｎ単体から成る請求項
１の電子部品用リード材。
【請求項４】前記第１めっき層の厚みをｔ₁、前記第
２めっき層の厚みをｔ₂としたとき、ｔ₁，ｔ₂は、１μ
ｍ≦ｔ₁≦１５μｍ，0.５μｍ≦ｔ₂≦５μｍであり、か
つｔ₂／ｔ₁≦1.０の関係を満足する請求項２または３の
電子部品用リード材。
【請求項５】５μｍ≦ｔ₁＋ｔ₂≦１５μｍである請求
項４の電子部品用リード材。
【請求項６】少なくとも前記第２めっき層がリフロー
処理されている請求項１〜５の電子部品用リード材。
【請求項７】請求項１〜６の電子部品用リード材を用
いたリード。
【請求項８】請求項７のリードを用いた半導体装置。