JPH11277290A - Ｐｂフリ―半田および半田付け物品 - Google Patents
Ｐｂフリ―半田および半田付け物品Info
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- JPH11277290A JPH11277290A JP11020044A JP2004499A JPH11277290A JP H11277290 A JPH11277290 A JP H11277290A JP 11020044 A JP11020044 A JP 11020044A JP 2004499 A JP2004499 A JP 2004499A JP H11277290 A JPH11277290 A JP H11277290A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明の目的は、半田付け時または半田付け後
にエージングを行った時に電極喰われが生じにくく、半
田引張り強度、耐熱衝撃性に優れるＰｂフリー半田およ
び半田付き物品を提供することにある。 【解決手段】本発明のＰｂフリー半田は、Ｎｉ０．０１
ないし０．５重量％と、Ａｇ０．５ないし３．３９重量
％と、Ｓｎ９６．６重量％以上と、を含有してなること
を特徴とする。本発明の半田付け物品は、溶融したＳｎ
へ拡散しやすい遷移金属導体を含有する部品と、上述し
た実施形態のＰｂフリー半田と、からなり、前記Ｐｂフ
リー半田を前記部品に塗布し接合させ、前記遷移金属導
体と電気的および機械的に接合してなることを特徴とす
る。
にエージングを行った時に電極喰われが生じにくく、半
田引張り強度、耐熱衝撃性に優れるＰｂフリー半田およ
び半田付き物品を提供することにある。 【解決手段】本発明のＰｂフリー半田は、Ｎｉ０．０１
ないし０．５重量％と、Ａｇ０．５ないし３．３９重量
％と、Ｓｎ９６．６重量％以上と、を含有してなること
を特徴とする。本発明の半田付け物品は、溶融したＳｎ
へ拡散しやすい遷移金属導体を含有する部品と、上述し
た実施形態のＰｂフリー半田と、からなり、前記Ｐｂフ
リー半田を前記部品に塗布し接合させ、前記遷移金属導
体と電気的および機械的に接合してなることを特徴とす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、Ｐｂフリー半田お
よび半田付き物品に関するものである。
よび半田付き物品に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、電子機器や電子部品と電気的
および機械的接続を得るために半田が用いられている、
この半田は、ＳｎとＰｂを主成分としたものが一般的に
用いられてきたが、環境問題を考慮してＰｂを含まない
Ｓｎを主成分とし残部がＡｇ，Ｂｉ，Ｃｕ，Ｉｎ，Ｓｂ
等からなる半田、いわゆるＰｂフリー半田、が用いられ
ている。近年においてはこのＰｂフリー半田を用いるこ
とによって、半田付き性が良好な電気的接合部を有する
半田付け物品が製造されている。
および機械的接続を得るために半田が用いられている、
この半田は、ＳｎとＰｂを主成分としたものが一般的に
用いられてきたが、環境問題を考慮してＰｂを含まない
Ｓｎを主成分とし残部がＡｇ，Ｂｉ，Ｃｕ，Ｉｎ，Ｓｂ
等からなる半田、いわゆるＰｂフリー半田、が用いられ
ている。近年においてはこのＰｂフリー半田を用いるこ
とによって、半田付き性が良好な電気的接合部を有する
半田付け物品が製造されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ｓｎを
主成分とする半田、特にＰｂフリー半田は、半田付け時
または半田付け後の熱エージングを行った場合に、電気
的接合部に電極喰われが起こりやすい。また、半田付け
する電極としてＳｎへ拡散しやすい組成を用いる場合や
電極厚みが薄い場合に、より一層電極喰われが起こりや
すいという問題点があった。
主成分とする半田、特にＰｂフリー半田は、半田付け時
または半田付け後の熱エージングを行った場合に、電気
的接合部に電極喰われが起こりやすい。また、半田付け
する電極としてＳｎへ拡散しやすい組成を用いる場合や
電極厚みが薄い場合に、より一層電極喰われが起こりや
すいという問題点があった。
【０００４】また、従来よりＳｎ，Ａｇを主成分とする
Ｐｂフリー半田があるが、半田付け時における耐電極喰
われ性の向上を目的としてＮｉを添加した場合、硬いＳ
ｎＡｇ合金が更に一層硬くなり塑性変形能が著しく低下
するという問題点があった。塑性変形能が低下して半田
の絞りが悪くなると耐熱衝撃性が低下し、クラックの発
生による抵抗値の増加や回路オープン等の原因となる。
Ｐｂフリー半田があるが、半田付け時における耐電極喰
われ性の向上を目的としてＮｉを添加した場合、硬いＳ
ｎＡｇ合金が更に一層硬くなり塑性変形能が著しく低下
するという問題点があった。塑性変形能が低下して半田
の絞りが悪くなると耐熱衝撃性が低下し、クラックの発
生による抵抗値の増加や回路オープン等の原因となる。
【０００５】本発明の目的は、半田付け時または半田付
け後にエージングを行った時に電極喰われが生じにく
く、半田引張り強度、耐熱衝撃性に優れるＰｂフリー半
田および半田付き物品を提供することにある。
け後にエージングを行った時に電極喰われが生じにく
く、半田引張り強度、耐熱衝撃性に優れるＰｂフリー半
田および半田付き物品を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の一つの実施形態のＰｂフリー半田は、Ｎｉ
０．０１ないし０．５重量％と、Ａｇ０．５ないし３．
３９重量％と、Ｓｎ９６．６重量％以上と、を含有して
なることを特徴とする。
に、本発明の一つの実施形態のＰｂフリー半田は、Ｎｉ
０．０１ないし０．５重量％と、Ａｇ０．５ないし３．
３９重量％と、Ｓｎ９６．６重量％以上と、を含有して
なることを特徴とする。
【０００７】また、本発明の他の実施形態のＰｂフリー
半田は、Ｎｉ０．０１ないし０．５重量％と、Ｃｕ０．
５ないし２．０重量％と、Ａｇ０．５ないし２．８９重
量％と、、Ｓｎ９６．６重量％以上と、を含有してなる
ことを特徴とする。
半田は、Ｎｉ０．０１ないし０．５重量％と、Ｃｕ０．
５ないし２．０重量％と、Ａｇ０．５ないし２．８９重
量％と、、Ｓｎ９６．６重量％以上と、を含有してなる
ことを特徴とする。
【０００８】また、本発明の他の実施形態のＰｂフリー
半田は、Ｎｉ０．０１ないし０．５重量％と、Ｃｕ０．
５ないし２．０重量％ならびにＳｂ０．５ないし５．０
重量％のうち少なくとも１種と、残部Ｓｎと、を含有し
てなることを特徴とする。
半田は、Ｎｉ０．０１ないし０．５重量％と、Ｃｕ０．
５ないし２．０重量％ならびにＳｂ０．５ないし５．０
重量％のうち少なくとも１種と、残部Ｓｎと、を含有し
てなることを特徴とする。
【０００９】本発明の半田付け物品は、溶融したＳｎへ
拡散しやすい遷移金属導体を含有する部品と、上述した
実施形態のＰｂフリー半田と、からなり、前記Ｐｂフリ
ー半田を前記部品に塗布し接合させ、前記遷移金属導体
と電気的および機械的に接合してなることを特徴とす
る。
拡散しやすい遷移金属導体を含有する部品と、上述した
実施形態のＰｂフリー半田と、からなり、前記Ｐｂフリ
ー半田を前記部品に塗布し接合させ、前記遷移金属導体
と電気的および機械的に接合してなることを特徴とす
る。
【００１０】また、本発明の半田付け物品においては、
前記遷移金属導体は、Ｃｕ，Ａｇ，Ｎｉ，Ａｕ，Ｐｄ，
Ｐｔ，Ｚｎの単体もしくは合金のうち少なくとも１種類
を用いることを特徴とする。
前記遷移金属導体は、Ｃｕ，Ａｇ，Ｎｉ，Ａｕ，Ｐｄ，
Ｐｔ，Ｚｎの単体もしくは合金のうち少なくとも１種類
を用いることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明のＰｂフリー半田におい
て、Ｎｉの添加量は全体１００重量％のうち０．０１な
いし０．５重量％が好ましい。Ｎｉの添加量が０．０１
重量％未満であると耐電極喰われ性が劣化し半田付け時
の電極残存面積が低下する。他方、Ｎｉの添加量が０．
０５重量％を超えると、Ｐｂフリー半田の液相線温度が
上昇し、同じ温度で半田付けした場合にブリッジ不良や
外観不良が生じ、これを回避するために高い温度で半田
付けすると高熱による電子部品の特性不良が生じる。
て、Ｎｉの添加量は全体１００重量％のうち０．０１な
いし０．５重量％が好ましい。Ｎｉの添加量が０．０１
重量％未満であると耐電極喰われ性が劣化し半田付け時
の電極残存面積が低下する。他方、Ｎｉの添加量が０．
０５重量％を超えると、Ｐｂフリー半田の液相線温度が
上昇し、同じ温度で半田付けした場合にブリッジ不良や
外観不良が生じ、これを回避するために高い温度で半田
付けすると高熱による電子部品の特性不良が生じる。
【００１２】また、本発明の主にＳｎ−Ｎｉ−Ｃｕの３
元素、Ｓｎ−Ｎｉ−Ａｇ−Ｃｕの４元素からなるＰｂフ
リー半田において、Ｃｕの添加量は全体１００重量％の
うち０．５ないし２．０重量％であることが好ましい。
Ｃｕの添加量が０．５重量％未満であると、接合強度の
改善効果が小さい。他方、Ｃｕの添加量が２．０重量％
を超えると、過剰にＣｕ6Ｓｎ5，Ｃｕ3Ｓｎ等の硬くて
脆い金属化合物が析出することで接合強度が低下する。
また、Ｐｂフリー半田の液相線温度が上昇し、同じ温度
で半田付けした場合にブリッジ不良や外観不良が生じ、
これを回避するために高い温度で半田付けすると高熱に
より電子部品が破壊され特性不良が生じる。また、Ｓ
ｎ，Ｎｉ等の添加量が減少することに伴う不具合が生じ
る。
元素、Ｓｎ−Ｎｉ−Ａｇ−Ｃｕの４元素からなるＰｂフ
リー半田において、Ｃｕの添加量は全体１００重量％の
うち０．５ないし２．０重量％であることが好ましい。
Ｃｕの添加量が０．５重量％未満であると、接合強度の
改善効果が小さい。他方、Ｃｕの添加量が２．０重量％
を超えると、過剰にＣｕ6Ｓｎ5，Ｃｕ3Ｓｎ等の硬くて
脆い金属化合物が析出することで接合強度が低下する。
また、Ｐｂフリー半田の液相線温度が上昇し、同じ温度
で半田付けした場合にブリッジ不良や外観不良が生じ、
これを回避するために高い温度で半田付けすると高熱に
より電子部品が破壊され特性不良が生じる。また、Ｓ
ｎ，Ｎｉ等の添加量が減少することに伴う不具合が生じ
る。
【００１３】また、本発明の主にＳｎ−Ｎｉ−Ａｇの３
元素からなるＰｂフリー半田において、Ａｇの添加量は
全体１００重量％のうち０．５ないし３．３９重量％で
あることが好ましい。Ａｇの添加量が０．５重量％未満
であると、接合強度の改善効果が小さい。他方、Ａｇの
添加量が３．３９重量％を超えると、過剰にＡｇ3Ｓｎ
等の硬い金属化合物が析出することで接合強度が低下す
る。また、Ｐｂフリー半田の液相線温度が上昇し、同じ
温度で半田付けした場合にブリッジ不良や外観不良が生
じ、これを回避するために高い温度で半田付けすると高
熱により電子部品が破壊され特性不良が生じる。また、
Ｓｎ，Ｎｉ等の添加量が減少することに伴う不具合が生
じる。
元素からなるＰｂフリー半田において、Ａｇの添加量は
全体１００重量％のうち０．５ないし３．３９重量％で
あることが好ましい。Ａｇの添加量が０．５重量％未満
であると、接合強度の改善効果が小さい。他方、Ａｇの
添加量が３．３９重量％を超えると、過剰にＡｇ3Ｓｎ
等の硬い金属化合物が析出することで接合強度が低下す
る。また、Ｐｂフリー半田の液相線温度が上昇し、同じ
温度で半田付けした場合にブリッジ不良や外観不良が生
じ、これを回避するために高い温度で半田付けすると高
熱により電子部品が破壊され特性不良が生じる。また、
Ｓｎ，Ｎｉ等の添加量が減少することに伴う不具合が生
じる。
【００１４】また、本発明の主にＳｎ−Ｎｉ−Ａｇ−Ｃ
ｕの４元素からなるＰｂフリー半田において、Ａｇの添
加量は全体１００重量％のうち０．５ないし２．８９重
量％であることが好ましい。Ａｇの添加量が０．５重量
％未満であると、接合強度の改善効果が小さい。他方、
Ａｇの添加量が２．８９重量％を超えると、Ａｇ＋Ｃｕ
の添加量が３．３９重量％を超えるため、Ａｇ3Ｓｎ，
Ｃｕ6Ｓｎ5，Ｃｕ3Ｓｎ等の硬い金属化合物が同時析出
することで接合強度が低下する不具合が生じる。また、
Ｓｎ，Ｎｉ等の添加量が減少することに伴う不具合が生
じる。
ｕの４元素からなるＰｂフリー半田において、Ａｇの添
加量は全体１００重量％のうち０．５ないし２．８９重
量％であることが好ましい。Ａｇの添加量が０．５重量
％未満であると、接合強度の改善効果が小さい。他方、
Ａｇの添加量が２．８９重量％を超えると、Ａｇ＋Ｃｕ
の添加量が３．３９重量％を超えるため、Ａｇ3Ｓｎ，
Ｃｕ6Ｓｎ5，Ｃｕ3Ｓｎ等の硬い金属化合物が同時析出
することで接合強度が低下する不具合が生じる。また、
Ｓｎ，Ｎｉ等の添加量が減少することに伴う不具合が生
じる。
【００１５】また、本発明の主にＳｎ−Ｎｉ−Ｐｂの３
元素からなるＰｂフリー半田において、Ｓｂの添加量は
全体１００重量％のうち０．５ないし５．０重量％であ
ることが好ましい。Ｓｂの添加量が０．５重量％未満で
あると、接合強度の改善効果が小さい。他方、Ｓｂの添
加量が５．０重量％を超えると、半田引張り強度が低下
して耐熱衝撃性や加工性が低下するとともに、Ｓｎまた
はＮｉ等の添加量が減少することに伴う不具合が生じ
る。
元素からなるＰｂフリー半田において、Ｓｂの添加量は
全体１００重量％のうち０．５ないし５．０重量％であ
ることが好ましい。Ｓｂの添加量が０．５重量％未満で
あると、接合強度の改善効果が小さい。他方、Ｓｂの添
加量が５．０重量％を超えると、半田引張り強度が低下
して耐熱衝撃性や加工性が低下するとともに、Ｓｎまた
はＮｉ等の添加量が減少することに伴う不具合が生じ
る。
【００１６】また、本発明の半田付け物品における、溶
融したＳｎへ拡散しやすい遷移金属導体の組成は、例え
ばＣｕ，Ａｇ，Ｎｉ，Ａｕ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｚｎの単体も
しく合金等があり、合金としてはＡｇ／Ｐｄ，Ａｇ／Ｐ
ｔ等がある。より好ましくは、Ｃｕ，Ａｇ，Ｎｉの単体
もしくはその合金である。
融したＳｎへ拡散しやすい遷移金属導体の組成は、例え
ばＣｕ，Ａｇ，Ｎｉ，Ａｕ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｚｎの単体も
しく合金等があり、合金としてはＡｇ／Ｐｄ，Ａｇ／Ｐ
ｔ等がある。より好ましくは、Ｃｕ，Ａｇ，Ｎｉの単体
もしくはその合金である。
【００１７】なお、本発明のＰｂフリー半田は、半田組
成中に上記成分以外に微量の不可避不純物を含むもので
あってもよい。不可避不純物としては、例えばＰｂ，Ｂ
ｉ，Ｃｕ，Ｎａ等が挙げられる。
成中に上記成分以外に微量の不可避不純物を含むもので
あってもよい。不可避不純物としては、例えばＰｂ，Ｂ
ｉ，Ｃｕ，Ｎａ等が挙げられる。
【００１８】本発明の半田付け物品は、接合される部品
と、部品の遷移金属導体と電気的および機械的に接合し
たＰｂフリー半田とを含めた全体をさす。例えば、部品
搭載基板に形成された導体と部品に形成された導体を電
気的および機械的に接続させたもの、電子部品素子と端
子とを電気的および機械的に接続させたもの、電子部品
素子の電極同士を電気的および機械的に接続させたもの
等がある。
と、部品の遷移金属導体と電気的および機械的に接合し
たＰｂフリー半田とを含めた全体をさす。例えば、部品
搭載基板に形成された導体と部品に形成された導体を電
気的および機械的に接続させたもの、電子部品素子と端
子とを電気的および機械的に接続させたもの、電子部品
素子の電極同士を電気的および機械的に接続させたもの
等がある。
【００１９】本発明の半田付け物品は、例えば本発明の
Ｐｂフリー半田を溶融させボール状に加工し、半田ボー
ルを部品に載せてフラックスを塗布した後、大気中で所
定の温度に加熱して部品の導体を結合することにより得
られる。また、半田槽中に本発明のＰｂフリー半田を液
相温度より高い温度で溶融させ、フラックスを塗布した
部品を静止溶融半田中に浸漬する浸漬半田付けにより部
品の導体を結合することでも得られる。また、噴流半田
槽中に本発明のＰｂフリー半田を液相温度より高い温度
で溶融させ、フラックスを塗布した部品を溶融半田に接
触させるフロー半田付けにより部品の導体を結合するこ
とによっても得られる。また、部品をＰｂフリー半田中
に浸漬した時、溶融した半田中で揺動を行ってもよい。
なお、部品と溶融した半田との接触回数は特に限定しな
い。
Ｐｂフリー半田を溶融させボール状に加工し、半田ボー
ルを部品に載せてフラックスを塗布した後、大気中で所
定の温度に加熱して部品の導体を結合することにより得
られる。また、半田槽中に本発明のＰｂフリー半田を液
相温度より高い温度で溶融させ、フラックスを塗布した
部品を静止溶融半田中に浸漬する浸漬半田付けにより部
品の導体を結合することでも得られる。また、噴流半田
槽中に本発明のＰｂフリー半田を液相温度より高い温度
で溶融させ、フラックスを塗布した部品を溶融半田に接
触させるフロー半田付けにより部品の導体を結合するこ
とによっても得られる。また、部品をＰｂフリー半田中
に浸漬した時、溶融した半田中で揺動を行ってもよい。
なお、部品と溶融した半田との接触回数は特に限定しな
い。
【００２０】本発明のＰｂフリー半田を接合させる部品
としては、例えばガラスエポキシ製やフェノール製のプ
リント基板、アルミナやムライト等のセラミック基板、
金属の表面にセラミック等の絶縁膜を有する基板等が挙
げられる。Ｐｂフリー半田と電気的に接合させる遷移金
属からなる導体部分としては、プリント基板等の配線回
路、電子部品の端子電極、リード端子等が挙げられる。
としては、例えばガラスエポキシ製やフェノール製のプ
リント基板、アルミナやムライト等のセラミック基板、
金属の表面にセラミック等の絶縁膜を有する基板等が挙
げられる。Ｐｂフリー半田と電気的に接合させる遷移金
属からなる導体部分としては、プリント基板等の配線回
路、電子部品の端子電極、リード端子等が挙げられる。
【００２１】
【実施例】本発明のＰｂフリー半田および半田付け物品
について、実施例に基づいて具体的に説明する。まず、
表１に示す組成割合でＳｎ，Ｐｂ，Ｎｉ，Ａｇ，Ｃｕ，
Ｓｂを混合してなる複数の半田を準備し、それぞれ実施
例１ないし１２と比較例１ないし７の半田とした。
について、実施例に基づいて具体的に説明する。まず、
表１に示す組成割合でＳｎ，Ｐｂ，Ｎｉ，Ａｇ，Ｃｕ，
Ｓｂを混合してなる複数の半田を準備し、それぞれ実施
例１ないし１２と比較例１ないし７の半田とした。
【００２２】次に、Ｃｕ電極あるいはＡｇ電極を印刷焼
成した複数の単板コンデンサを準備し静電容量を測定し
た。次にあらかじめ２６０℃に溶融しておいた実施例１
ないし１２と比較例１ないし７の半田にそれぞれ浸漬
し、静電容量変化法に基づき半田浸漬前後の単板コンデ
ンサの静電容量の差分値をとり、浸漬前の静電容量に対
する前記差分値を求めて電極の残存率を算出して、半田
付け時の電極残存面積率の測定を行った。なお、Ｃｕ電
極は１０秒間浸漬後の容量変化、Ａｇ電極は電極喰われ
しやすいため３秒間浸漬後の容量変化を測定した。
成した複数の単板コンデンサを準備し静電容量を測定し
た。次にあらかじめ２６０℃に溶融しておいた実施例１
ないし１２と比較例１ないし７の半田にそれぞれ浸漬
し、静電容量変化法に基づき半田浸漬前後の単板コンデ
ンサの静電容量の差分値をとり、浸漬前の静電容量に対
する前記差分値を求めて電極の残存率を算出して、半田
付け時の電極残存面積率の測定を行った。なお、Ｃｕ電
極は１０秒間浸漬後の容量変化、Ａｇ電極は電極喰われ
しやすいため３秒間浸漬後の容量変化を測定した。
【００２３】次に、実施例１ないし１２と比較例１ない
し７の半田についてＪＩＳＺ３１９７に準拠して半田広
がり率を測定した。なお、評価温度は作業性を考慮して
液相線温度＋３０℃とした。
し７の半田についてＪＩＳＺ３１９７に準拠して半田広
がり率を測定した。なお、評価温度は作業性を考慮して
液相線温度＋３０℃とした。
【００２４】次に、表面を溶融したＳｎでめっき処理し
たＣｕリード線でＣｕ板を挟みこみ、あらかじめ２６０
℃に溶融しておいた試料１ないし１２および比較例１な
いし７の半田に浸漬して半田付けして、試料１ないし１
２および比較例１ないし７の試験片を得た。これらの試
験片を引張り試験機を用いてＣｕリード線を引張り、そ
れぞれ接合強度を測定した。
たＣｕリード線でＣｕ板を挟みこみ、あらかじめ２６０
℃に溶融しておいた試料１ないし１２および比較例１な
いし７の半田に浸漬して半田付けして、試料１ないし１
２および比較例１ないし７の試験片を得た。これらの試
験片を引張り試験機を用いてＣｕリード線を引張り、そ
れぞれ接合強度を測定した。
【００２５】次に、実施例１ないし１２と比較例１ない
し７の半田を、それぞれ液相線温度＋１００℃に加熱し
て溶融し、黒鉛鋳型に流し込んで凝固させた後に１４８
時間常温エージングして試料１ないし１２および比較例
１ないし７の試験片を得た。これらの試験片を引張り速
度５ｍｍ／ｓで引張り、それぞれ半田引張り強度を測定
した。なお、試験片形状は平板型で試験部分は８×３ｍ
ｍの長方形断面とし、切り欠きは無しとした。
し７の半田を、それぞれ液相線温度＋１００℃に加熱し
て溶融し、黒鉛鋳型に流し込んで凝固させた後に１４８
時間常温エージングして試料１ないし１２および比較例
１ないし７の試験片を得た。これらの試験片を引張り速
度５ｍｍ／ｓで引張り、それぞれ半田引張り強度を測定
した。なお、試験片形状は平板型で試験部分は８×３ｍ
ｍの長方形断面とし、切り欠きは無しとした。
【００２６】次に、引張り強度試験を実施した後の試料
１ないし１２および比較例１ないし７の断面積を測定し
半田絞りを算出した。なお、評価方法はＪＩＳＺ２２４
１（６．１１項）に準拠した。
１ないし１２および比較例１ないし７の断面積を測定し
半田絞りを算出した。なお、評価方法はＪＩＳＺ２２４
１（６．１１項）に準拠した。
【００２７】次に、Ａｌ2Ｏ3からなる基板上にＡｇから
なる厚膜電極を形成し、表面を溶融したＳｎでめっき処
理したＣｕリード線でこれを挟み込み、あらかじめ２６
０℃に溶融しておいた試料１ないし１２および比較例１
ないし７の半田に浸漬して半田付けした。これらを−３
０℃と＋１２５℃３０分保持を１サイクルとするに保持
した熱衝撃槽に５００サイクル投入して試料１ないし１
２および比較例１ないし７のフィレットを外観観察して
クラックの有無を判別し、それぞれ耐熱衝撃性を測定し
た。なお、半田付けはリード線側をガラスエポキシ基板
に取り付け、基板側に形成されたフィレットを評価個所
とした。耐熱衝撃性の評価はクラックのないものを○と
した。
なる厚膜電極を形成し、表面を溶融したＳｎでめっき処
理したＣｕリード線でこれを挟み込み、あらかじめ２６
０℃に溶融しておいた試料１ないし１２および比較例１
ないし７の半田に浸漬して半田付けした。これらを−３
０℃と＋１２５℃３０分保持を１サイクルとするに保持
した熱衝撃槽に５００サイクル投入して試料１ないし１
２および比較例１ないし７のフィレットを外観観察して
クラックの有無を判別し、それぞれ耐熱衝撃性を測定し
た。なお、半田付けはリード線側をガラスエポキシ基板
に取り付け、基板側に形成されたフィレットを評価個所
とした。耐熱衝撃性の評価はクラックのないものを○と
した。
【００２８】こうして測定した電極残存面積率、広がり
率、接合強度、半田引張り強度、半田絞り、耐熱衝撃性
を表１にまとめた。なお、本発明の範囲内となるＰｂフ
リー半田および半田付け物品については総合評価を○と
した。
率、接合強度、半田引張り強度、半田絞り、耐熱衝撃性
を表１にまとめた。なお、本発明の範囲内となるＰｂフ
リー半田および半田付け物品については総合評価を○と
した。
【００２９】
【表１】
【００３０】表１から明らかであるように、Ｓｎ−Ｎｉ
を含有する実施例１ないし１２の半田は何れもＣｕ電極
における電極残存面積率が９５％以上、広がり率６５％
以上、接合強度１７Ｎ以上、半田引張り強度３０以上、
半田絞り５５以上、耐熱衝撃性優良となり満足できる結
果となった。
を含有する実施例１ないし１２の半田は何れもＣｕ電極
における電極残存面積率が９５％以上、広がり率６５％
以上、接合強度１７Ｎ以上、半田引張り強度３０以上、
半田絞り５５以上、耐熱衝撃性優良となり満足できる結
果となった。
【００３１】他方、比較例３ないし７の半田も、Ｃｕ電
極における電極残存面積率が９５％以上となったが、耐
熱衝撃性試験においてクラックが発生し、本発明の範囲
外となった。その理由としては、比較例４ないし７は半
田絞りが４２ないし５１％と低いことが挙げられる。
極における電極残存面積率が９５％以上となったが、耐
熱衝撃性試験においてクラックが発生し、本発明の範囲
外となった。その理由としては、比較例４ないし７は半
田絞りが４２ないし５１％と低いことが挙げられる。
【００３２】なお、比較例３はＰｂ４０重量％を含有す
るため本発明の範囲外である。
るため本発明の範囲外である。
【００３３】また、比較例１および２の半田は、半田絞
りならびに耐熱衝撃性ともに優れたが、Ｃｕ電極におけ
る電極残存面積率がそれぞれ８９．２％，７．０％、Ａ
ｇ電極における電極残存面積率がそれぞれ３１．７％，
０％と劣るため、本発明の範囲外となった。
りならびに耐熱衝撃性ともに優れたが、Ｃｕ電極におけ
る電極残存面積率がそれぞれ８９．２％，７．０％、Ａ
ｇ電極における電極残存面積率がそれぞれ３１．７％，
０％と劣るため、本発明の範囲外となった。
【００３４】
【発明の効果】以上のように、本発明のＰｂフリー半田
によれば、電極喰われしやすい遷移金属導体を含有する
部品の接合に用いても、所望する半田付き性、接合強
度、半田引張り強度、半田絞りを維持しつつ電極喰われ
を防ぎ、耐熱衝撃性に優れる。
によれば、電極喰われしやすい遷移金属導体を含有する
部品の接合に用いても、所望する半田付き性、接合強
度、半田引張り強度、半田絞りを維持しつつ電極喰われ
を防ぎ、耐熱衝撃性に優れる。
【００３５】また、本発明の半田付け物品は、溶融した
Ｓｎへ拡散しやすい遷移金属導体を含有する部品と、上
述した実施形態のＰｂフリー半田と、からなり、前記Ｐ
ｂフリー半田を前記部品に塗布し接合させ、前記遷移金
属導体と電気的に接合してなることを特徴とすること
で、溶融したＳｎへ拡散しやすい遷移金属導体に対して
も、所望する半田付き性、接合強度、半田引張り強度、
半田絞りを維持しつつ電極喰われを防ぎ、耐熱衝撃性に
優れる本発明のＰｂフリー半田の上述した効果が存分に
発揮される。
Ｓｎへ拡散しやすい遷移金属導体を含有する部品と、上
述した実施形態のＰｂフリー半田と、からなり、前記Ｐ
ｂフリー半田を前記部品に塗布し接合させ、前記遷移金
属導体と電気的に接合してなることを特徴とすること
で、溶融したＳｎへ拡散しやすい遷移金属導体に対して
も、所望する半田付き性、接合強度、半田引張り強度、
半田絞りを維持しつつ電極喰われを防ぎ、耐熱衝撃性に
優れる本発明のＰｂフリー半田の上述した効果が存分に
発揮される。
【００３６】また、本発明の半田付け物品において前記
遷移金属導体は、Ｃｕ，Ａｇ，Ｎｉ，Ａｕ，Ｐｄ，Ｐ
ｔ，Ｚｎの単体もしくは合金のうち少なくとも１種から
なることを特徴とすることで、溶融したＳｎへ拡散しや
すい遷移金属導体に対しても、所望する半田付き性、接
合強度、半田引張り強度、半田絞りを維持しつつ電極喰
われを防ぎ、耐熱衝撃性に優れる本発明のＰｂフリー半
田の上述した効果が存分に発揮される。
遷移金属導体は、Ｃｕ，Ａｇ，Ｎｉ，Ａｕ，Ｐｄ，Ｐ
ｔ，Ｚｎの単体もしくは合金のうち少なくとも１種から
なることを特徴とすることで、溶融したＳｎへ拡散しや
すい遷移金属導体に対しても、所望する半田付き性、接
合強度、半田引張り強度、半田絞りを維持しつつ電極喰
われを防ぎ、耐熱衝撃性に優れる本発明のＰｂフリー半
田の上述した効果が存分に発揮される。
【００３７】また、一般的に半田付け性向上のためにＮ
2雰囲気中で半田付けすることが多いが、本発明のＰｂ
フリー半田はＮｉの添加量が少ないために大気中で容易
に半田付けすることができ、半田付け作業性に優れる。
2雰囲気中で半田付けすることが多いが、本発明のＰｂ
フリー半田はＮｉの添加量が少ないために大気中で容易
に半田付けすることができ、半田付け作業性に優れる。
【００３８】また、本発明のＰｂフリー半田は、Ａｇ等
の高価な電極喰われ抑制元素の添加量が少ないため、従
来のＰｂフリー半田に比べて半田コストを削減すること
が出来る。
の高価な電極喰われ抑制元素の添加量が少ないため、従
来のＰｂフリー半田に比べて半田コストを削減すること
が出来る。
Claims (5)
- 【請求項１】 Ｎｉ０．０１ないし０．５重量％と、Ａ
ｇ０．５ないし３．３９重量％と、Ｓｎ９６．６重量％
以上と、を含有してなることを特徴とするＰｂフリー半
田。 - 【請求項２】 Ｎｉ０．０１ないし０．５重量％と、Ｃ
ｕ０．５ないし２．０重量％と、Ａｇ０．５ないし２．
８９重量％と、Ｓｎ９６．６重量％以上と、を含有して
なることを特徴とするＰｂフリー半田。 - 【請求項３】 Ｎｉ０．０１ないし０．５重量％と、Ｃ
ｕ０．５ないし２．０重量％ならびにＳｂ０．５ないし
５．０重量％のうち少なくとも１種と、残部Ｓｎと、を
含有してなることを特徴とするＰｂフリー半田。 - 【請求項４】 溶融したＳｎへ拡散しやすい遷移金属導
体を含有する部品と、請求項１ないし３の何れかに記載
のＰｂフリー半田と、からなり、 前記Ｐｂフリー半田を前記部品に塗布し接合させ、前記
遷移金属導体と電気的および機械的に接合してなること
を特徴とする半田付け物品。 - 【請求項５】 前記遷移金属導体は、Ｃｕ，Ａｇ，Ｎ
ｉ，Ａｕ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｚｎの単体もしくは合金のうち
少なくとも１種からなることを特徴とする請求項４に記
載の半田付け物品。
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| JP10-16141 | 1998-01-28 | ||
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| JP3575311B2 JP3575311B2 (ja) | 2004-10-13 |
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|---|---|---|---|
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| JP2001096394A (ja) * | 1999-09-29 | 2001-04-10 | Nec Toyama Ltd | はんだ、それを使用したプリント配線基板の表面処理方法及びそれを使用した電子部品の実装方法 |
| JP2001143960A (ja) * | 1999-11-17 | 2001-05-25 | Murata Mfg Co Ltd | セラミック電子部品およびセラミック電子部品の実装構造 |
| JP2001274037A (ja) * | 2000-03-28 | 2001-10-05 | Murata Mfg Co Ltd | セラミック電子部品 |
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| JP2002239780A (ja) * | 2001-02-09 | 2002-08-28 | Nippon Steel Corp | ハンダ合金、ハンダボール及びハンダバンプを有する電子部材 |
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| JP2004154865A (ja) * | 2002-10-17 | 2004-06-03 | Senju Metal Ind Co Ltd | 鉛フリーはんだボール用合金とはんだボール |
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| WO2007081006A1 (ja) * | 2006-01-16 | 2007-07-19 | Hitachi Metals, Ltd. | はんだ合金、はんだボールおよびそれを用いたはんだ接合部 |
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| JP2007237250A (ja) * | 2006-03-09 | 2007-09-20 | Nippon Steel Materials Co Ltd | 鉛フリーハンダ合金、ハンダボール及び電子部材 |
| JP2007237249A (ja) * | 2006-03-09 | 2007-09-20 | Nippon Steel Materials Co Ltd | 鉛フリーハンダ合金、ハンダボール及び電子部材 |
| JP2008518791A (ja) * | 2004-11-13 | 2008-06-05 | サムスン エレクトロニクス カンパニー リミテッド | Ｓｎ―Ａｇ系無鉛はんだ合金 |
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| WO2012133598A1 (ja) * | 2011-03-28 | 2012-10-04 | 千住金属工業株式会社 | 鉛フリーはんだボール |
| WO2013108421A1 (ja) | 2012-05-10 | 2013-07-25 | 千住金属工業株式会社 | 音響用はんだ合金 |
| JP5633837B2 (ja) * | 2012-06-30 | 2014-12-03 | 千住金属工業株式会社 | 鉛フリーはんだボール |
| JP2016172286A (ja) * | 2016-04-25 | 2016-09-29 | 株式会社日本スペリア社 | アルミニウム用はんだ及びはんだ継手 |
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-
1999
- 1999-01-28 JP JP02004499A patent/JP3575311B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1999-04-08 TW TW88105603A patent/TW434080B/zh not_active IP Right Cessation
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