JPS60166192A - 高融点ハンダ - Google Patents
高融点ハンダInfo
- Publication number
- JPS60166192A JPS60166192A JP2035384A JP2035384A JPS60166192A JP S60166192 A JPS60166192 A JP S60166192A JP 2035384 A JP2035384 A JP 2035384A JP 2035384 A JP2035384 A JP 2035384A JP S60166192 A JPS60166192 A JP S60166192A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solder
- melting point
- high melting
- point solder
- temperature
- Prior art date
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- Granted
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/26—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 400 degrees C
- B23K35/268—Pb as the principal constituent
Landscapes
- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体のダイボンデインクをはじめ、リード線
接続、部品組立等に使用される高融点ハンダに関りるも
のｅある。
接続、部品組立等に使用される高融点ハンダに関りるも
のｅある。
従来各種ジヨイントや半導体のダイボンディングには、
Ｐｂ −８ｎ 、Ｐｂ −Ｉ ｎ又はこれ等にＡｇを添
加したＰｂベースの高融点ハンダ、３ｎ−３ｂ 、３ｎ
−Ａｏ 、５ｎ−ＡＵ等（ＤＳｎベースの高融点ハン
ダ、Ｓｎ −Ｃｄ Ｓ３ｎ −Ｚｎ −Ｃｄ等のＣｄ入
り高融点ハンダ、ＡＩＪ−３ｉ等の貴金属ベースの高融
点ハンダなどが用いられていたが、近年半導体の高密度
化に伴ない、ダイボンディングには同相線ＩＪｉＬが約
３００℃以上の安価な高融点ハンダが望まれるようにな
った。また半導体用基板には通常Ｎｉメッキが施され°
Ｃいるため、ハンダにはＮｉに対してのハンダ付は性と
作業性の面から同相線温度と液相線温度が相互に接近し
ていることが望まれ【いる。
Ｐｂ −８ｎ 、Ｐｂ −Ｉ ｎ又はこれ等にＡｇを添
加したＰｂベースの高融点ハンダ、３ｎ−３ｂ 、３ｎ
−Ａｏ 、５ｎ−ＡＵ等（ＤＳｎベースの高融点ハン
ダ、Ｓｎ −Ｃｄ Ｓ３ｎ −Ｚｎ −Ｃｄ等のＣｄ入
り高融点ハンダ、ＡＩＪ−３ｉ等の貴金属ベースの高融
点ハンダなどが用いられていたが、近年半導体の高密度
化に伴ない、ダイボンディングには同相線ＩＪｉＬが約
３００℃以上の安価な高融点ハンダが望まれるようにな
った。また半導体用基板には通常Ｎｉメッキが施され°
Ｃいるため、ハンダにはＮｉに対してのハンダ付は性と
作業性の面から同相線温度と液相線温度が相互に接近し
ていることが望まれ【いる。
前記ｐｂベースの高融点ハンダやＳｎベースの高融点ハ
ンダは何れも溶融温度が低く、固相線温度は最高で３０
０℃前後であり、Ｃｄ入り高融点ハンダはＣｄの添加に
より囚、液相線温度が上昇するも、Ｃｄが有害物質であ
るため使用が規制されている。また貴金属ベースの高融
点ハンダは高い固、液相線温度、例えばＡｕ −２ＷＬ
％Ｓｉ （以下ｗｔ％を単に％と略記）で固相線温度３
７０℃、液相線温度３９０℃が得られも、貴金属を多量
に含むため高価である。
ンダは何れも溶融温度が低く、固相線温度は最高で３０
０℃前後であり、Ｃｄ入り高融点ハンダはＣｄの添加に
より囚、液相線温度が上昇するも、Ｃｄが有害物質であ
るため使用が規制されている。また貴金属ベースの高融
点ハンダは高い固、液相線温度、例えばＡｕ −２ＷＬ
％Ｓｉ （以下ｗｔ％を単に％と略記）で固相線温度３
７０℃、液相線温度３９０℃が得られも、貴金属を多量
に含むため高価である。
本発明はこれに鑑み稽々検討の結果、安価なｐｂ−８ｎ
ハンダにＣｕやＮｉを単独又は複合添加することにより
、固、液相線温度を高めることができること、この合金
は表面に酸化物を生じ易く、これを何らかの物理的、化
学的方法で除去づる必要があることを知見し、更に検問
の結果、これにＰを添加づることにより酸化物の発生を
防止しうろことを知り、安価な高融点ハンダを開発した
もので、３ｎＯ，５〜５％とＰ Ｏ，０１〜０．３％を
含み、更にＣｕＯ，０５〜５％、Ｎｉ０．０５〜５％の
範囲内で伺れか１種又は２種を５％以下含み、残部Ｐｂ
からなることを特徴とするものである。
ハンダにＣｕやＮｉを単独又は複合添加することにより
、固、液相線温度を高めることができること、この合金
は表面に酸化物を生じ易く、これを何らかの物理的、化
学的方法で除去づる必要があることを知見し、更に検問
の結果、これにＰを添加づることにより酸化物の発生を
防止しうろことを知り、安価な高融点ハンダを開発した
もので、３ｎＯ，５〜５％とＰ Ｏ，０１〜０．３％を
含み、更にＣｕＯ，０５〜５％、Ｎｉ０．０５〜５％の
範囲内で伺れか１種又は２種を５％以下含み、残部Ｐｂ
からなることを特徴とするものである。
即ら本発明はＰｂ−３ｎ高融点ハンダにＱｕ又は／及び
Ｎｉを添加することにより、固、液相線温度を高め、こ
れにＰを添加することにより高融点ハンダとしＣの特性
を損なうことなく、Ｃｕ又は／及びＮ１の添加に基づく
表面酸化を防止したもので、本発明ハンダの組成を上記
の如く限定したのは次の理由によるものぐある。
Ｎｉを添加することにより、固、液相線温度を高め、こ
れにＰを添加することにより高融点ハンダとしＣの特性
を損なうことなく、Ｃｕ又は／及びＮ１の添加に基づく
表面酸化を防止したもので、本発明ハンダの組成を上記
の如く限定したのは次の理由によるものぐある。
Ｓｎ含有量を０．５〜５％と限定したのは、３ｒｌはハ
ンダ付り性を付与するための必須元素であるが、（、Ｕ
やＮｉの添加に３ｎ−Ｃｕ母合金と３ｎ−Ｎｉｍ合金を
用いるところから相対的に下限を０．５％以上とする必
要があり、０．５％未満では融点の高い母合金を使用す
ることになり、Ｐｂの酸化、蒸発等の問題もあってハン
ダの製造が困難となる。一方Ｓｎ含有量が上限を越え゛
るとハンダの固相線温度が低下するためである。ＣＬＩ
含有量を０．０５〜５％、Ｎｉ含有量を０．０５〜５％
と限定したのは、何れも下限未満では同相線温度が十分
に上らず、上限を越えると上記の如く高い融点の母合金
を使用りることになり、ハンダの製造が困難となるため
である。またＣｕとＮｉの合計含有量を５％以下と限定
したのは、５％を越えるとハンダの粘性を高め、ハンダ
の流動性及びハンダ付Ｇ）性を低下するためである。ま
たＰ含有量を０．０１〜０，３％と限定したのは、０．
０１％未満ではハンダの表面酸化を十分に防止すること
ができず、０．３％を越えるとハンダの同相線温度・・
が低下するためである。
ンダ付り性を付与するための必須元素であるが、（、Ｕ
やＮｉの添加に３ｎ−Ｃｕ母合金と３ｎ−Ｎｉｍ合金を
用いるところから相対的に下限を０．５％以上とする必
要があり、０．５％未満では融点の高い母合金を使用す
ることになり、Ｐｂの酸化、蒸発等の問題もあってハン
ダの製造が困難となる。一方Ｓｎ含有量が上限を越え゛
るとハンダの固相線温度が低下するためである。ＣＬＩ
含有量を０．０５〜５％、Ｎｉ含有量を０．０５〜５％
と限定したのは、何れも下限未満では同相線温度が十分
に上らず、上限を越えると上記の如く高い融点の母合金
を使用りることになり、ハンダの製造が困難となるため
である。またＣｕとＮｉの合計含有量を５％以下と限定
したのは、５％を越えるとハンダの粘性を高め、ハンダ
の流動性及びハンダ付Ｇ）性を低下するためである。ま
たＰ含有量を０．０１〜０，３％と限定したのは、０．
０１％未満ではハンダの表面酸化を十分に防止すること
ができず、０．３％を越えるとハンダの同相線温度・・
が低下するためである。
本発明ハンダの製造にはＰｂ単体、Ｓｎ単体、３ｎ−Ｃ
ｕ母合金、３ｎ−Ｎｉ母合金、Ｃｕ −Ｐ母合金又はＮ
１−Ｐ母合金を用い、所望の組成に配合し、これを溶解
鋳造しＣ富法に従つく加工゛すればよい。また半導体の
ダイボンディング用の成形ハンダは、第１図に示づよう
に矢印方向に回転する冷却ロール（１）上に、下端にノ
ズル（３）を設けたルツボ（２）を配置し、ルツボ（２
）内に溶湯（４）を装入しで、該溶湯（４）を矢印方向
に加圧し′（ノズル（３）を通し冷却ロール（１）上に
噴出りることによりテープ又は線状体（５）とする単Ｕ
−ル法、又は第２図に示づように矢印方向に回転し【接
動ケる１対の冷２ｉｌ］Ｕ−ル（１ａ）、（ｉｌｌ）上
に、下端にノス゛ル（３）を設けたルツボ（２）を配置
し、ルツボ（２）内に溶湯（４）を装入して、該溶湯（
４）を矢印方向に加圧してノズル（３）を通し冷却ロー
ル（１ａ）、（１ｂ）間に噴出することによりテープ又
は線状体（５）とする双０−ル法により、溶湯から直接
厚さ２０μＴｒＬ〜１＃のテープ又は線状体とし、これ
を必要に応じＣ切断、打抜き、曲げ加工′することによ
り造られる。また図示してないが、回転水中噴出法によ
つ（も直径０．１〜０．３ ｍ程東の線状体を得ること
ができる。尚この場合冷却水中に水溶性フラックスや酸
化防止剤を入れておくとよい。
ｕ母合金、３ｎ−Ｎｉ母合金、Ｃｕ −Ｐ母合金又はＮ
１−Ｐ母合金を用い、所望の組成に配合し、これを溶解
鋳造しＣ富法に従つく加工゛すればよい。また半導体の
ダイボンディング用の成形ハンダは、第１図に示づよう
に矢印方向に回転する冷却ロール（１）上に、下端にノ
ズル（３）を設けたルツボ（２）を配置し、ルツボ（２
）内に溶湯（４）を装入しで、該溶湯（４）を矢印方向
に加圧し′（ノズル（３）を通し冷却ロール（１）上に
噴出りることによりテープ又は線状体（５）とする単Ｕ
−ル法、又は第２図に示づように矢印方向に回転し【接
動ケる１対の冷２ｉｌ］Ｕ−ル（１ａ）、（ｉｌｌ）上
に、下端にノス゛ル（３）を設けたルツボ（２）を配置
し、ルツボ（２）内に溶湯（４）を装入して、該溶湯（
４）を矢印方向に加圧してノズル（３）を通し冷却ロー
ル（１ａ）、（１ｂ）間に噴出することによりテープ又
は線状体（５）とする双０−ル法により、溶湯から直接
厚さ２０μＴｒＬ〜１＃のテープ又は線状体とし、これ
を必要に応じＣ切断、打抜き、曲げ加工′することによ
り造られる。また図示してないが、回転水中噴出法によ
つ（も直径０．１〜０．３ ｍ程東の線状体を得ること
ができる。尚この場合冷却水中に水溶性フラックスや酸
化防止剤を入れておくとよい。
以下本発明を実施例について詳細に説明りる。
５ｎ−１０％Ｃｕｆｆ１合金、３ｎ−３％Ｎｉ母合金、
Ｃｕ−８％Ｐ母合金、Ｎｉ−１０％Ｐ母合金、Ｐｂ単体
、３ａ単体を用い、第１表に示づ゛組成の高融点ハンダ
を溶製し、これを第１図に示づ単ロール法により中１２
Ｍｎ、厚さ４０〜５０μｍｎのテープ状ハンダを製造し
た。
Ｃｕ−８％Ｐ母合金、Ｎｉ−１０％Ｐ母合金、Ｐｂ単体
、３ａ単体を用い、第１表に示づ゛組成の高融点ハンダ
を溶製し、これを第１図に示づ単ロール法により中１２
Ｍｎ、厚さ４０〜５０μｍｎのテープ状ハンダを製造し
た。
このようにしＣ製造したテープ状ハンダについて熱分析
により同相線温度を測定すると共に、ニッケル板上での
ハンダ濡れ性を試べた。更にテープ状ハンダを用い、第
３図に示すようにハンダ液相線温度より１００℃高い温
度の加熱ブロック（６）上に厚さ２ＨのＮｉ板（７ａ）
、（７ｂ）をハンダ（５ａ）を介して重ね合わせ、ガス
ノズル（８）からＮｚ＋２０％Ｈｚガスを吹き付けｔこ
状態でハンダ付けを行ない、その接合強度を測定した。
により同相線温度を測定すると共に、ニッケル板上での
ハンダ濡れ性を試べた。更にテープ状ハンダを用い、第
３図に示すようにハンダ液相線温度より１００℃高い温
度の加熱ブロック（６）上に厚さ２ＨのＮｉ板（７ａ）
、（７ｂ）をハンダ（５ａ）を介して重ね合わせ、ガス
ノズル（８）からＮｚ＋２０％Ｈｚガスを吹き付けｔこ
状態でハンダ付けを行ない、その接合強度を測定した。
これ等の結果を第１表に併記した。
６
２−への寸の■トの■８＝茸ロニ＝旨シ品
眩
（〈
５ ヰ
２ ９ｑ吊＆たさ疋起刈に起８吊δ宮 耀）に
第１表から明らかなように、本発明ハンダＮｏ。
１〜２２は何れも従来ハンダＮｏ、３２と比較し、固相
Ｍ温度がはるかに高く、Ｎｉ欲に対ジるハンダ濡れ性も
良好で、接合強度も高いことが判る。
Ｍ温度がはるかに高く、Ｎｉ欲に対ジるハンダ濡れ性も
良好で、接合強度も高いことが判る。
これに対し本発明の組成範囲より外れる比較ハンダでは
固相線温度が低いか又はハンダ濡れ性が劣るか、溶解鋳
造が困難となる。即ちＳ０含有量の多い比較ハンダＮ
Ｏ，２３〜２４、ＣＬＩ又はＮｉ含有量の少ない比較ハ
ンダＮ Ｏ，２５〜２６で゛は伺れも固相線温度が低い
、ＣＵ又はＮｉ含有量の多い比較ハンダＮ ０１２７〜
２８では侮れも溶解鋳造が困難のため、テープ状ハンダ
の製造を中止した。またＣｕとＮｉの合計含有量が多い
比較ハンダＮ ｏ、２９及びＰ含有量の少ない比較ハン
ダＮｏ、３０ではハンダ濡れ性が悪く、良好なハンダ接
合が得られず、Ｐ含有量の多い比較ハンダＮＯ，旧では
固相線温度が低いことが判る。
固相線温度が低いか又はハンダ濡れ性が劣るか、溶解鋳
造が困難となる。即ちＳ０含有量の多い比較ハンダＮ
Ｏ，２３〜２４、ＣＬＩ又はＮｉ含有量の少ない比較ハ
ンダＮ Ｏ，２５〜２６で゛は伺れも固相線温度が低い
、ＣＵ又はＮｉ含有量の多い比較ハンダＮ ０１２７〜
２８では侮れも溶解鋳造が困難のため、テープ状ハンダ
の製造を中止した。またＣｕとＮｉの合計含有量が多い
比較ハンダＮ ｏ、２９及びＰ含有量の少ない比較ハン
ダＮｏ、３０ではハンダ濡れ性が悪く、良好なハンダ接
合が得られず、Ｐ含有量の多い比較ハンダＮＯ，旧では
固相線温度が低いことが判る。
このように本発明ハンダは、固相線温度が３１０℃以上
のＰｂを主成分と（る安価な高融点ハンダで、半導体の
ダイボンディングを安定化し、接合性の良い信頼性の高
い接合が得られる等工業上顕著な効果を秦−４るもので
ある。
のＰｂを主成分と（る安価な高融点ハンダで、半導体の
ダイボンディングを安定化し、接合性の良い信頼性の高
い接合が得られる等工業上顕著な効果を秦−４るもので
ある。
第１図はテープ状の本発明ハンダを製造する単ロール法
の説明図、第２図はテープ状の本発明ハンダを製造する
双ロール法の説明図、第３図は接合強度測定用の接合方
法の説明図である。 （１） 冷却ロール （２） ルツボ （３） ノズル （４） 溶 瀾 （５） テープ状ハンダ （６） 加熱ブロック （７ａ）（７ｂ） Ｎｉ板 （８） ガスノズル
の説明図、第２図はテープ状の本発明ハンダを製造する
双ロール法の説明図、第３図は接合強度測定用の接合方
法の説明図である。 （１） 冷却ロール （２） ルツボ （３） ノズル （４） 溶 瀾 （５） テープ状ハンダ （６） 加熱ブロック （７ａ）（７ｂ） Ｎｉ板 （８） ガスノズル
Claims (1)
- ８１１０．５〜５ｗｔ％とＰｏ、０１〜０．３ｗｔ％を
含み、更にＣｕ ０００５〜５ ｗｔ％、Ｎ ｉ Ｏ，
０５〜５ Ｉｔ％の範囲内で何れか１種又は２種を合計
５ｗｔ％以下を含み、残部Ｐｂからなる高融点ハンダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2035384A JPS60166192A (ja) | 1984-02-07 | 1984-02-07 | 高融点ハンダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2035384A JPS60166192A (ja) | 1984-02-07 | 1984-02-07 | 高融点ハンダ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60166192A true JPS60166192A (ja) | 1985-08-29 |
| JPS6216748B2 JPS6216748B2 (ja) | 1987-04-14 |
Family
ID=12024748
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2035384A Granted JPS60166192A (ja) | 1984-02-07 | 1984-02-07 | 高融点ハンダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60166192A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013099849A1 (ja) | 2011-12-27 | 2013-07-04 | 千住金属工業株式会社 | Ｓｎ－Ｃｕ系鉛フリーはんだ合金 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54128459A (en) * | 1978-03-29 | 1979-10-05 | Keiichirou Ebihara | Phosphorrcontaining solder alloy and additive alloy therefor |
| JPS5838694A (ja) * | 1981-08-31 | 1983-03-07 | Toshiba Corp | 半導体ダイボンデイング用はんだ |
-
1984
- 1984-02-07 JP JP2035384A patent/JPS60166192A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54128459A (en) * | 1978-03-29 | 1979-10-05 | Keiichirou Ebihara | Phosphorrcontaining solder alloy and additive alloy therefor |
| JPS5838694A (ja) * | 1981-08-31 | 1983-03-07 | Toshiba Corp | 半導体ダイボンデイング用はんだ |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013099849A1 (ja) | 2011-12-27 | 2013-07-04 | 千住金属工業株式会社 | Ｓｎ－Ｃｕ系鉛フリーはんだ合金 |
| KR20140108240A (ko) | 2011-12-27 | 2014-09-05 | 센주긴조쿠고교 가부시키가이샤 | Ｓｎ-Ｃｕ계 납프리 땜납 합금 |
| US10137536B2 (en) | 2011-12-27 | 2018-11-27 | Senju Metal Industry Co., Ltd. | Sn-Cu-based lead-free solder alloy |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6216748B2 (ja) | 1987-04-14 |
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