JPH11207487A - 高温はんだ付用Ｚｎ合金 - Google Patents

高温はんだ付用Ｚｎ合金

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JPH11207487A
JPH11207487A JP1259298A JP1259298A JPH11207487A JP H11207487 A JPH11207487 A JP H11207487A JP 1259298 A JP1259298 A JP 1259298A JP 1259298 A JP1259298 A JP 1259298A JP H11207487 A JPH11207487 A JP H11207487A
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寿一 清水
Yoshihiro Okabe
良宏 岡部
Kei Morimoto
圭 森本
Kiyohito Ishida
清仁 石田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ３００℃程度の融点を有する従来の高温はん
だ付用Ｐｂ合金を代替できるＺｎ系はんだ合金を提供す
る。 【解決手段】 Ａｌを１〜７重量％、Ｍｇを０．５〜６
重量％、およびＳｎを１〜２５重量％含み、残部がＺｎ
および不可避不純物からなる高温はんだ付用Ｚｎ合金。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品や機械部
品の組立などにおける高温はんだ付用に好適なＺｎ合金
に関する。
【０００２】
【従来の技術】パワートランジスタ素子のダイボンディ
ングを始めとする各種電子部品の組立工程におけるはん
だ付では高温はんだ付が行われ、比較的高温の３００℃
程度の融点を有するはんだ合金（以下、単に「はんだ合
金」という）が用いられている。このはんだ合金には、
Ｐｂ−５重量％Ｓｎ合金に代表されるＰｂ合金（Ｐｂ系
はんだ合金）が従来より用いられている。
【０００３】近年、環境汚染に対する配慮からＰｂの使
用を制限する動きが強くなってきている。こうした動き
に対応して電子組立の分野においても、Ｐｂを含まない
はんだ合金が求められている。
【０００４】しかしながら、従来のＰｂ系はんだ合金を
代替できるはんだ合金はまだ提案されていない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
事情に鑑み、電子部品の組立などで用いるのに好適な３
００℃程度の融点を有する高温はんだ付用Ｚｎ合金を提
供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の高温はんだ付用
Ｚｎ合金は、Ａｌを１〜７重量％、Ｍｇを０．５〜６重
量％、およびＳｎを１〜２５重量％含み、残部がＺｎお
よび不可避不純物からなる。
【０００７】Ａｌの含有量が３〜４重量％であり、Ｍｇ
の含有量が２．５〜３重量％であることがより好まし
い。
【０００８】また、Ｓｎの含有量が５〜１５重量％であ
ることがより好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明者等は、上記課題を解決す
べく、下記（１）、（２）の点にまず着目した。
【００１０】（１）Ｐｂ−５重量％Ｓｎ合金は、固相線
温度と液相線温度がそれぞれ３０５℃、３１５℃であ
る。
【００１１】（２）Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系３元共晶合金
は、Ａｌが３〜４重量％で且つＭｇが２．５〜３重量％
の範囲内で、共晶温度が３４０℃付近にあるといわれて
いる。
【００１２】そして、さらに研究を鋭意行った結果、Ｚ
ｎ−Ａｌ−Ｍｇ系３元共晶合金は、Ｐｂ−５重量％Ｓｎ
合金と比べると融点がまだ高いが、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系
３元共晶合金を基本とする合金は、上記Ｐｂ系はんだ合
金を代替できるはんだ合金になり得ると考えた。そし
て、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系３元共晶の融点を適当にさらに
下げるためには、該共晶にＳｎを添加することが有効で
あることを見出だし、本発明に到達した。
【００１３】すなわち、本発明のはんだ合金（Ｚｎ系は
んだ合金）は、Ａｌを１〜７重量％、Ｍｇを０．５〜６
重量％、およびＳｎを１〜２５重量％含み、残部がＺｎ
および不可避不純物からなる。
【００１４】本発明のＺｎ系はんだ合金において、Ａｌ
含有量を１〜７重量％、Ｍｇ含有量を０．５〜６重量％
としたのは、これらの組成範囲を外れると、当該はんだ
合金の融点が高くなりすぎ、３４０℃付近より低くでき
ないためである。上記組成範囲内では、Ａｌ含有量を３
〜４重量％、Ｍｇ含有量を２．５〜３重量％とするのが
より好ましい。それは、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系３元共晶組
成あるいはそれに近い組成となるからである。
【００１５】Ｓｎは、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系３元合金の融
点を下げる元素である。特に好適な組成範囲では、３１
０℃〜３２０℃までに固相線温度を下げられる。Ｓｎ含
有量は、１重量％未満では上記融点低下効果が小さすぎ
るので、１重量％以上必要で、より好ましくは５重量％
以上である。一方、Ｓｎ含有量の上限の限定理由は次の
通りである。
【００１６】すなわち、ＺｎとＳｎは、Ｓｎが７重量％
を超えると、１８０℃付近で共晶反応を起こすので、液
相が出現する。しかるに、Ｓｎ含有量を２５重量％以
下、より好ましくは１５重量％以下において一定量以下
にすれば、上記液相量を適度に制御することができ、実
用上問題はない。しかし、２５重量％を超えると、上記
共晶（Ｚｎ−Ｓｎ）反応により１８０℃以上の温度で生
成する液相量が多くなりすぎて、はんだ合金として不適
当になる。
【００１７】本発明のＺｎ系はんだ合金は、ビッカース
硬度１００ぐらいの高い硬度を有するために、加工性は
劣る。従って、熱間成形してはんだ合金材とするか、粉
末にした後でペースト状のはんだ合金材とするのがよ
い。
【００１８】
【実施例】［実施例１〜９、比較例１］Ｚｎ地金、Ａｌ
地金、Ｍｇ地金およびＳｎ地金（以上の原料は、いずれ
も純度９９．９重量％）を用い、大気溶解炉によりＺｎ
合金を溶製した。溶製したＺｎ合金を化学分析し、その
結果を表１に示す。
【００１９】上記溶製したＺｎ合金について、融点を測
定し、濡れ性を評価した。融点の測定は、マック・サイ
エンス（ＭＡＣ ＳＣＩＥＮＣＥ）社製熱分析装置（Ｄ
ＳＣ３１００型）を用い、昇温・降温速度を１０℃／分
として行った。また、濡れ性の評価は、次の（１）、
（２）、（３）のようにして行った。
【００２０】（１）上記融点測定で得た各液相線温度よ
り２０℃高い温度に窒素気流中で保持するＺｎ合金浴を
調製する。
【００２１】（２）Ａｇめっきを施した銅片を上記浴中
に５秒間浸漬した後、該銅片を取り出し観察する。
【００２２】（３）取り出した銅片のＡｇめっき面にＺ
ｎ合金融液が濡れ広がった場合に「良」と、濡れ広がら
なかった場合に「不良」と評価する。
【００２３】上記測定・評価の結果を表１に示す。
【００２４】なお、Ｓｎの添加量が７重量％を超える
と、１８０℃以上の温度で微少量の液層が存在する。こ
のため、表１において使用する固相線温度の用語は厳密
なものではない。表１に示した固相線温度は、上記微少
量の液相を無視し、合金の大部分を占めている固相部分
が溶解を開始する温度を測定したものである。
【００２５】
【表１】
【００２６】表１より、実施例のＺｎ合金は、Ｓｎの添
加により融点が適度に低下し、より好適な組成範囲で
は、３１０℃〜３２０℃の固相線温度を有しうるととも
に、濡れ性にも問題がないので、電子部品や機械部品の
組立において高温はんだ付用に好適であることがわか
る。
【００２７】
【発明の効果】本発明は以上のように構成されているの
で、従来のＰｂ系はんだ合金を代替できる高温はんだ付
用Ｚｎ合金を提供することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石田 清仁 宮城県仙台市青葉区上杉３−５−20

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 Ａｌを１〜７重量％、Ｍｇを０．５〜６
    重量％、およびＳｎを１〜２５重量％含み、残部がＺｎ
    および不可避不純物からなる高温はんだ付用Ｚｎ合金。
  2. 【請求項２】 Ａｌの含有量が３〜４重量％であり、Ｍ
    ｇの含有量が２．５〜３重量％である請求項１に記載の
    高温はんだ付用Ｚｎ合金。
  3. 【請求項３】 Ｓｎの含有量が５〜１５重量％である請
    求項１または２に記載の高温はんだ付用Ｚｎ合金。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011056555A (ja) * 2009-09-11 2011-03-24 Hitachi Ltd 接続材料、接続材料の製造方法、半導体装置
CN102632347A (zh) * 2012-01-09 2012-08-15 西安交通大学 一种铝基复合材料及铝合金用钎料及钎焊方法
US20140030634A1 (en) * 2010-08-31 2014-01-30 Nissan Motor Co., Ltd. Method for bonding aluminum-based metals
JP2014221484A (ja) * 2013-05-13 2014-11-27 住友金属鉱山株式会社 ＰｂフリーＺｎ系はんだペースト
WO2015160311A2 (en) 2014-04-17 2015-10-22 Heraeus Materials Singapore Pte. Ltd. Lead-free eutectic solder alloy comprising zinc as the main component and aluminum as an alloying metal

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011056555A (ja) * 2009-09-11 2011-03-24 Hitachi Ltd 接続材料、接続材料の製造方法、半導体装置
US20140030634A1 (en) * 2010-08-31 2014-01-30 Nissan Motor Co., Ltd. Method for bonding aluminum-based metals
US10556292B2 (en) * 2010-08-31 2020-02-11 Nissan Motor Co., Ltd. Method for bonding aluminum-based metals
CN102632347A (zh) * 2012-01-09 2012-08-15 西安交通大学 一种铝基复合材料及铝合金用钎料及钎焊方法
CN102632347B (zh) * 2012-01-09 2014-07-02 西安交通大学 一种铝基复合材料及铝合金用钎料及钎焊方法
JP2014221484A (ja) * 2013-05-13 2014-11-27 住友金属鉱山株式会社 ＰｂフリーＺｎ系はんだペースト
WO2015160311A3 (en) * 2014-04-17 2015-12-10 Heraeus Materials Singapore Pte. Ltd. Lead-free eutectic solder alloy comprising zinc as the main component and aluminum as an alloying metal
KR20160128394A (ko) * 2014-04-17 2016-11-07 헤라우스 매터리얼즈 싱가포르 피티이 엘티디 주성분으로서 아연과 합금화 금속으로서 알루미늄을 포함하는 무연 공융 솔더 합금
US20170036307A1 (en) * 2014-04-17 2017-02-09 Heraeus Materials Singapore, PTE., Ltd. Lead-free eutectic solder alloy comprising zinc as the main component and aluminum as an alloying metal
CN106536108A (zh) * 2014-04-17 2017-03-22 贺利氏材料新加坡私人有限公司 含有锌作为主要组分和铝作为合金金属的无铅共晶钎料合金
JP2017513713A (ja) * 2014-04-17 2017-06-01 ヘレウス マテリアルズ シンガポール ピーティーイー． リミテッド 亜鉛を主成分として、アルミニウムを合金化金属として含む鉛フリー共晶はんだ合金
EP3192610A1 (en) 2014-04-17 2017-07-19 Heraeus Materials Singapore Pte. Ltd. Lead-free eutectic solder alloy comprising zinc as the main component and aluminum as an alloying metal
EP3192609A1 (en) 2014-04-17 2017-07-19 Heraeus Materials Singapore Pte. Ltd. Lead-free eutectic solder alloy comprising zinc as the main component and aluminum as an alloying metal
US10399186B2 (en) 2014-04-17 2019-09-03 Heraeus Materials Singapore Pte., Ltd. Lead-free eutectic solder alloy comprising zinc as the main component and aluminum as an alloying metal
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