JPS60152391A - Pb系高融点ハンダ - Google Patents

Pb系高融点ハンダ

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JPS60152391A
JPS60152391A JP671884A JP671884A JPS60152391A JP S60152391 A JPS60152391 A JP S60152391A JP 671884 A JP671884 A JP 671884A JP 671884 A JP671884 A JP 671884A JP S60152391 A JPS60152391 A JP S60152391A
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solder
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high melting
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solidus
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JP671884A
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JPH0534118B2 (ja
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Sukeyuki Kikuchi
菊地 祐行
Keizo Kosugi
小杉 恵三
Kaisuke Shiroyama
城山 魁助
Toshiaki Inaba
稲葉 年昭
Shigeaki Nishikawa
西川 重昭
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Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/26Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 400 degrees C
    • B23K35/268Pb as the principal constituent

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は各種ハンダ接合や半導体グイボンディング等に
用いる固相線温度が高い、安価なPb系M!+ ali
l凸点ダに関するものである。
従来各種ハンダ接合や半う9体タイボンディング等【こ
はpbベース、Snベース、Cd入り、貴金属ベースの
高融点ハンダが用いられている。pbへ一スどじではP
b −8n 、 Pb I 11 又ハコレ等に△りを
添加した高融点ハンダ、3nベースとしてはSn −s
b 、 Sn−Ag、811−Au @0)高融点ハン
ダ、Cd入りとしては3n−cd、Sn −Zn −C
d @の高h1!点はハンダ、貴金属ベースとしてはA
u−8i等の高Kjjj点ハンダが知られている。
近年手導体の高密度化に伴ない、コスト及びイL頼性の
面からダイボンディング用ハンダには同相線温度が30
0°C以上の安価な高融点ハンダか要求されるようにな
り、また半導体用阜様にはN1メッキが施されているた
め、Ni にヌlづるハンダ付は性及び作業性の面から
固相線温度と液相lA湿温度相互に接近しCいることが
望まれCいる。しかるに前記PbベースやSnベースの
高融点ハンダは何れ一8溶融温度が低く、固相線温度も
300℃t’rrt後が最高であり、C(1入り高融点
ハンダはcdの添加により固相線’MA +1(を上p
さけることかできるも、Cdか有毒物質であるためその
使用が制約されている。また貴金属ベースの高融点ハン
ダは高い同相線温度、例えばAL1〜2wt%S1ハン
タ〈以下wt%を単に%と略記)て固相線温瓜370°
C1液相線温度390℃か得られるも、貴金属を多缶に
含むため極めて高価である。
本発明はこれに鑑み種々検討の結果、Pb−8nハンダ
にN1を添加することにより、ハンダ(=Jり性を低下
することなく固相線温度を上昇させることができること
、更にこれにCuを添加することにJ、り一層同相線温
度を上昇させることができることを知見し、同相線温度
が300℃以上の安価なpb系高融点ハンダを開弁した
ものである。
即ち本発明ハンダの一つは、5nO15〜5%、N i
 0.05〜5.0%、残部Pbからなることを特徴と
するものであり、他の一つは3n0,5〜5%を合み、
かツN i O,05〜5.0%、COO,01〜5.
0%の範囲内でN1とCIJを合計5%以下含み、残部
I’llからなることを特徴とするものである。
しかして本発明においてハンダ組成を上記の如く限定し
たのは次の理由によるものである。
3n含有量を0.5〜5%と限定したのは、3nはハン
ダイ」す性を(=J与するための必須添加元素であり、
一方ハンダの製造においてNiの添加に3n−Ni母合
金を用い、またCuの添加にS n−Cu母合金を用い
るところから、相対的にS II含有罪を0.5%以上
と覆る必要があり、3n含有樽が0.5%未満では高融
点のN1含有量の多い5n−Ni母合金やCu含有鎖の
多いSn −Cu母合金を用いることになり、これに応
じてPLIも高温(800℃以上)に加熱する必要が生
ずるところからpbの酸化、蒸発等の問題が生じ、ハン
ダの製造が困難となるためである。またSn含石矩が5
%を越えるとハンダの固相線温度の低下が執しくなるた
めひある。この3n−Pn合金にN1を添加するのはハ
ンダの固相線温度及び液相線温度を上昇させると共に、
Ni仮との接着力を増大し、更に銅くわれ現象を抑#I
Iづるものr、Ni含Muを0.05〜5.0%と限定
したのは含有量が0.05%未満ひは上記効果が小さく
、5.0%を越えるとNiの晶出物が粗大化するばかり
か、Sn −Ni母合金として融点の高い母合金を使用
しな【ブればならず、上記と同様の理由によりハンダの
製造が困難となるためぐある。
また上記5ll−pb金合金N1とCLIを添加するの
はN1単独の場よりもNi根とのハンダ((げにおける
接着力を変えずに、更に固相線温度及び液相線温度を高
めるためであり、Ni含有量を0.05〜5.0%、C
u含有鎖を0.01〜5.0%の範囲内rNi とCu
の合計含有バiを5%以トと限定したの【よ、倒れも1
・限未満では上記効果が小さく、また上限を越え(も、
合計含有量が5%を越えても、Cu又はN1の晶出物が
粗大化しハンダの製造か困難どなるためである。
木ブご明ハンタの製造には、3n−Ni母合金、5n−
Cur1合金、1)b単体及びSn単体を用いU iす
’i望組成に配合し、これを大気中で溶解、vJ造し、
1贋法に従つく加工すればよい。また半導体ダイボンデ
ィング用には第1図に示すように矢印方向に回転づる冷
却1」−ル(1)上に、下端にノズル(3)を設りたル
ツボ(2)を配置し、該ルツボ(2)内に所望組成のハ
ンタ溶湯(4)を装入して、該ンd湖面を矢印り向に加
肛することにより、ノズル(3)を通しCr&湯(4)
を冷N10−ル(1)の表面に噴出し、溶湯(4)から
直接テープ状ハンダ(5)に凝固せしめる溶湯急冷法に
よりテープ状ハンダとし、これを切断、1」抜き、曲げ
加工した所望の成形ハンダを用いる。このような溶湯急
冷法によりV造したテープ状畠融貞ハンダはへ1及びC
Uが微細に分散化した組織となり、これを用いて比較的
知時間でハンダイ]()を行なえば、3n−Niや3n
−Cuの大きく不均一な化合物を生ずることがない。
以上本発明を実施例について詳細に説明づる。
実施例(1) Sn−Ni母子合金、I) II単体及び3%単体を用
いて(pb 95−8ll 5 ) + o o Ni
高融点ハンダを配合、溶装し、第1図に示q渚潔急冷法
によりdE12mm、厚さ50μmnのテープ状6=r
 IAI: hハンダを製造した。
これ等高融点ハンダについて熱分4Iilこより固相線
温度と液相線温磨を測定した。その結果を第2図に示づ
図は縦軸に温I衰(”C)、横軸にN12右岸を取リ(
Pb 95−8++ s ) + o o −N i先
高811点ハンダの固相線温度(a)と液相線温度(b
)を示したもので、図から明らかなようにN1の添加に
より固相線温度(a)及び液相線温[(b)が上昇する
ことが判る。
実施例(2) 実施例(1)と同様にして第1表に示1組成のpb系^
融点ハンダを溶製し、第1図に示81′溶湯急冷法にJ
:す+lJ12mm、厚さ50μ7nのテープ状高融点
ハンダとし、これより打抜きに一;すi]1.Omm、
長さ5mmのリボン状とし−Cj9ざ0 、07 mm
のNi板をハンダ付【ノし、引張試験により接着力をめ
た。
その結果を第1表にイノ1記した。
尚、ハンダ(t 4)は第3図に示すように500℃の
温度に加熱した鉄ブロック(7) ifl+に、上方の
ノスル〈8)からNz80%、l−1220%の混合ガ
スを噴出し、該ブロック(7)上にリボン状高融点ハン
タ(5a)を介在させ【重ね合ねぼだ1対のNi+N(
6a>、(6b)を乗せて行なった。
第 1 表 第1表から明らかなように本発明ハンダN0.1〜17
何れも従来ハンダN0.18と比較しC固相線温度およ
び接着力が高くなっていることが判る。
実IM例(3) 実施例(1ンと同様にしてSn −Ni ff1合金、
3n−Cl母合金、pb単体、Sn単体を用いて(PL
)5B−8nz )ss、5−Nio、sCuからなる
テープ状高融点ハンダを製造し、熱分析にまり固相線1
7M瓜(C)と液相線温度(d)を測定した。その結果
を第4図に示す。
図から明らかなように、Cuの添加にJ、り更に固相線
温度(C)及び液相線温度(d>が上昇づることか判る
実施例(4) 実施例(3)と同様にして第2表に示す組成の1−’b
系歯高融点ハンダ I+] 12mm、厚さ50μ71
1. )を製造し、これよりlj 1友により+l]1
.0 mm 、長さ5 mmのリボン状どじ、実施例(
2)と同様にして厚さ0 、07 mmのN[仮をハン
ダ付(〕してその接着ノJをめた。その結果を第2表に
9(記した。
第2表 第2表から明らかな如く、N1とCLIを添加した本発
明ハンダNo、19〜32は第1表と比較、明らかにC
uを添加Jることにより、はぼ同等の接着力を有し、更
に同相線温度か数度昌くなっていることが判る。
このように本発明ハンダはpbを主成分とする安価な固
相線温度の高いもので、金線を用いた熱圧着方式のワイ
ヤーダイボンディング(キャピラリ一温度350℃程度
)時にもチップが安定しており、半導体の製造における
作業性を改善し、信頼性を向上し冑る顧蝕な効果を奏す
るものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明ハンダのテープ製造用溶湯急冷法の一例
をボず説明図、第2図は本発明ハンダのN1含有量と固
相線温度及び設相線温疫との関係を示J説明図、第3図
は本発明ハンダを用いたNi&のハンダ付けの説明図、
第4図は本発明ハンダのCu含有量と固相線)温度及び
液相線湯度との関係を示す説明図Cある。 1 ・・・・・・ 冷却ロール 2 ・・・・・・ ルツボ 3 ・・・・・・ ノズル 4 ・・・・・・ 滲 潟 b ・・・・・・ テープ状ハンダ 5a ・・・ リボン状ハンダ 6 ・・・・・・ N1板 7 ・・・・・・ 鉄10ツク 8 ・・・・・・ ノズル 第1図 第2図 ?1す 0 0、5 1.0 − Ni (%) 101 − Cu (%) 第1頁の続き 0発 明 者 西 川 重 昭 東京部品用区二コ中央
研究所内

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 < 11 Sll 0.5〜5wt%、N i O,0
    5〜s、o wt%、残部Pl+から4fるI〕b系高
    融点ハンダ。 <2)SnO,5〜5wt%を含み、かつN i O,
    05〜5wt%、(:u O,01〜5.0 wt%の
    範囲内rNi とCuを含i1’5WL%以上含み、残
    部PbからなるlJb系高81;点ハンダ。
JP671884A 1984-01-18 1984-01-18 Pb系高融点ハンダ Granted JPS60152391A (ja)

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JPH0534118B2 JPH0534118B2 (ja) 1993-05-21

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6453504A (en) * 1987-08-25 1989-03-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd Overload fusible resistor

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5210843A (en) * 1975-07-15 1977-01-27 Sumitomo Electric Industries Stannummlead solder and manufacturing method thereof

Patent Citations (1)

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