JPS61132294A - 鉛系高融点ハンダとその製造法 - Google Patents
鉛系高融点ハンダとその製造法Info
- Publication number
- JPS61132294A JPS61132294A JP25374284A JP25374284A JPS61132294A JP S61132294 A JPS61132294 A JP S61132294A JP 25374284 A JP25374284 A JP 25374284A JP 25374284 A JP25374284 A JP 25374284A JP S61132294 A JPS61132294 A JP S61132294A
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- JP
- Japan
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- solder
- melting point
- high melting
- soldering
- point solder
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- Pending
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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)
- Continuous Casting (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は固相線温度と液相線温度が高く、互いに接近し
、しかもハンダ付は性が優れた安価な鉛系高融点ハンダ
と、その製造法に閏す゛るものである。
、しかもハンダ付は性が優れた安価な鉛系高融点ハンダ
と、その製造法に閏す゛るものである。
一般に半導体ダイボンディングや各種ハンダ接合にはＰ
ｂベース、３ｎベース、 Ｃｄ入り、貴金属ベース等の
高融点ハンダが用いられている。Ｐｂベースの高融点ハ
ンダとしてはＰｂ−３ｎ、Ｐｂ−１ｎ又はこれらにＡｇ
を添加したものが用いられ、３ｎベースの高融点として
は’Ｓｎ −８ｂ 、Ｓｎ −ＡＵ 、５ｎ−Ａｕ等が
用いられ、Ｃｄ入りの高融点ハンダとしては３ｎ−Ｃｄ
、Ｓｎ −Ｚｎ−Ｃｄ等が用いられ、貴金属ベースの
高融点ハンダとしはＡＬＩ−３ｉ等が用いられている。
ｂベース、３ｎベース、 Ｃｄ入り、貴金属ベース等の
高融点ハンダが用いられている。Ｐｂベースの高融点ハ
ンダとしてはＰｂ−３ｎ、Ｐｂ−１ｎ又はこれらにＡｇ
を添加したものが用いられ、３ｎベースの高融点として
は’Ｓｎ −８ｂ 、Ｓｎ −ＡＵ 、５ｎ−Ａｕ等が
用いられ、Ｃｄ入りの高融点ハンダとしては３ｎ−Ｃｄ
、Ｓｎ −Ｚｎ−Ｃｄ等が用いられ、貴金属ベースの
高融点ハンダとしはＡＬＩ−３ｉ等が用いられている。
近年半導体の高密度化にともない、ダイボンディング用
ハンダに固相線温度と液相線温度が３００℃を越える安
ｌ１１ｉな高融点ハンダが望まれている。また半導体を
ダイボンディングする基板に通常Ｎｉメッキが施されて
いるところから、Ｎｉに対するハンダ付は性が優れ、か
つ作業性の面から固相線温度と液相線温度が高く、相互
に接近していることが要求されている。
ハンダに固相線温度と液相線温度が３００℃を越える安
ｌ１１ｉな高融点ハンダが望まれている。また半導体を
ダイボンディングする基板に通常Ｎｉメッキが施されて
いるところから、Ｎｉに対するハンダ付は性が優れ、か
つ作業性の面から固相線温度と液相線温度が高く、相互
に接近していることが要求されている。
上記ＰｂベースやＳｎベースの高融点ハンダはいづれも
溶融温度が低く、固相線温度は高くても３００℃前後で
ある。Ｃｄ入り高融点ハンダはＣｄの添加により固相線
温度を高めるも、ｃｄが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
高い固相線温度と液相線温度が得られる。例えばＡｕ−
２ｗｔ％Ｓｉ合金（以下ｗｔ％を単に％と略記）で固相
線温度３７０°Ｃ９液相線温度３９０℃が得られるも、
貴金属を多量に含むため高価なものとなる。
溶融温度が低く、固相線温度は高くても３００℃前後で
ある。Ｃｄ入り高融点ハンダはＣｄの添加により固相線
温度を高めるも、ｃｄが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
高い固相線温度と液相線温度が得られる。例えばＡｕ−
２ｗｔ％Ｓｉ合金（以下ｗｔ％を単に％と略記）で固相
線温度３７０°Ｃ９液相線温度３９０℃が得られるも、
貴金属を多量に含むため高価なものとなる。
本発明者等はこれに鑑み種々検討の結果、Ｐｂ−’Ｓｎ
合金ハンダにＮ１を添加することにより、ハンダ付は性
を損なうことなく、固相線温度と液相線温度を高め得る
ことを検知し、これを特願昭５９−６７１８号により提
案した。この合金はＳｎ ０．５〜５．Ｏｗｔ％、 Ｎ
ｉ ０．０５〜５．Ｏｗｔ％、残部Ｐｂからなる安価
なハンダで、固相層線温度が３０５〜３３１℃、接着力
が０．４〜１゜ＯＫ’Ｊ／ｍｍ２の特性を示すものであ
る。
合金ハンダにＮ１を添加することにより、ハンダ付は性
を損なうことなく、固相線温度と液相線温度を高め得る
ことを検知し、これを特願昭５９−６７１８号により提
案した。この合金はＳｎ ０．５〜５．Ｏｗｔ％、 Ｎ
ｉ ０．０５〜５．Ｏｗｔ％、残部Ｐｂからなる安価
なハンダで、固相層線温度が３０５〜３３１℃、接着力
が０．４〜１゜ＯＫ’Ｊ／ｍｍ２の特性を示すものであ
る。
本発明は上記ハンダについて更に検討を重ねた結果、こ
れにＧｅを添加することにより固相線温度を低下させる
ことなくハンダ付は性を向上し得ることを検知し、固相
線温度と液相線温度が高く、互いに接近し、しかもハン
ダ付は性が優れた安価な鉛系高融点ハンダとその製造法
を開発したものである。
れにＧｅを添加することにより固相線温度を低下させる
ことなくハンダ付は性を向上し得ることを検知し、固相
線温度と液相線温度が高く、互いに接近し、しかもハン
ダ付は性が優れた安価な鉛系高融点ハンダとその製造法
を開発したものである。
即ち本発明ハンダは、３ｎ０．５〜５％、Ｎｉ０．０５
−７５％、Ｇｅ０１０５〜２％を含み残部Ｐｂからなる
ことを特徴とするものである。また本発明製造法は、Ｓ
ｎ０．５〜５％、Ｎｒｏ、ｏｓ〜ｓ％、 Ｇｅ ０．０
５〜２％を含み、残部Ｐｂからなる合金溶湯を高速移動
する冷却面上に噴出し、溶湯から直接テープ状に凝固せ
しめることを特徴とするものである。
−７５％、Ｇｅ０１０５〜２％を含み残部Ｐｂからなる
ことを特徴とするものである。また本発明製造法は、Ｓ
ｎ０．５〜５％、Ｎｒｏ、ｏｓ〜ｓ％、 Ｇｅ ０．０
５〜２％を含み、残部Ｐｂからなる合金溶湯を高速移動
する冷却面上に噴出し、溶湯から直接テープ状に凝固せ
しめることを特徴とするものである。
本発明ハンダは上記組成からなり、その製造には、Ｐｂ
、Ｓｎ、Ｎｉ 、Ｇｅを単体又は母合金として所望組成
に配合し、これをＡｒ雰囲気中で溶製し、これを従来と
同様に鋳造、圧延加工等により容易に製造することがで
きる。しかし上記溶湯を高速移動する冷ｆ１面上に噴出
させ、溶湯から直接テープ状に凝固させることにより本
発明ハンダの特性を一層向上させることができる。
、Ｓｎ、Ｎｉ 、Ｇｅを単体又は母合金として所望組成
に配合し、これをＡｒ雰囲気中で溶製し、これを従来と
同様に鋳造、圧延加工等により容易に製造することがで
きる。しかし上記溶湯を高速移動する冷ｆ１面上に噴出
させ、溶湯から直接テープ状に凝固させることにより本
発明ハンダの特性を一層向上させることができる。
例えば第１図に示すように、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、該ルツボ（２）内に上記溶ｉｊｔ！（４
）を装入する。このようにしてルツボ（２）内の溶湯表
面を矢印方向に加圧してノズル（３）を通し、溶湯（４
）を冷却ロール（１）上に噴出させ、溶湯から直接テー
プ状ハンダ（５）に凝固せしめる。
ール（１）上に、下端にノズル（３）を設けたルツボ（
２）を配置し、該ルツボ（２）内に上記溶ｉｊｔ！（４
）を装入する。このようにしてルツボ（２）内の溶湯表
面を矢印方向に加圧してノズル（３）を通し、溶湯（４
）を冷却ロール（１）上に噴出させ、溶湯から直接テー
プ状ハンダ（５）に凝固せしめる。
（作 用）
本発明ハンダにおいて、Ｓｎはハンダ付は性を得るため
の必須添加元素であり、その含有量を０．５〜５％と限
定したのは、含有量が０．５％未満では十分なハンダ付
は性が得られず、５％を越えると同相線温度の低下が著
しくなるためである。Ｎｉはハンダの固相線温度を高め
ると共にＮｉ とのハンダ付は性を向上し、かつ銅くわ
れ現象を抑制するもので、その含有量を０．０５〜５％
と限定したのは、含有量が０．０５％未満ではその効果
が小さく、５％を越えるとＮｉ晶出物が粗大化し、ハン
ダ付は性を著しく低下するためである。またＱｅは固相
線温度をあまり低下させることなくハンダ付は性を向上
させるもので、その含有量を０．０５〜２％と限定した
のは、含有量が０．０５％未満では効果が不十分であり
、２％を越えると固相線温度と液相線温度の低下が著し
くなるばかりか、Ｎ１との間に金属化合物を生成し易く
なり、ハンダとして適さないものとなるためである。
の必須添加元素であり、その含有量を０．５〜５％と限
定したのは、含有量が０．５％未満では十分なハンダ付
は性が得られず、５％を越えると同相線温度の低下が著
しくなるためである。Ｎｉはハンダの固相線温度を高め
ると共にＮｉ とのハンダ付は性を向上し、かつ銅くわ
れ現象を抑制するもので、その含有量を０．０５〜５％
と限定したのは、含有量が０．０５％未満ではその効果
が小さく、５％を越えるとＮｉ晶出物が粗大化し、ハン
ダ付は性を著しく低下するためである。またＱｅは固相
線温度をあまり低下させることなくハンダ付は性を向上
させるもので、その含有量を０．０５〜２％と限定した
のは、含有量が０．０５％未満では効果が不十分であり
、２％を越えると固相線温度と液相線温度の低下が著し
くなるばかりか、Ｎ１との間に金属化合物を生成し易く
なり、ハンダとして適さないものとなるためである。
また本発明製造法において、溶湯を高速移動する冷却面
上に噴出し、溶湯から直接テープ状にｉ凝固せしめるの
は、このような薄いテープ状ハンダの製造を容易にする
と共にＮ：＠ｍ細に分散させた組成とし、ハンダ付けに
おけるＮｊの粗大化合物の生成を防止し、更にテープか
ら切断、打扱き等により半導体ボンディング用のプリフ
ォーム材の形成を容易にするためである。
上に噴出し、溶湯から直接テープ状にｉ凝固せしめるの
は、このような薄いテープ状ハンダの製造を容易にする
と共にＮ：＠ｍ細に分散させた組成とし、ハンダ付けに
おけるＮｊの粗大化合物の生成を防止し、更にテープか
ら切断、打扱き等により半導体ボンディング用のプリフ
ォーム材の形成を容易にするためである。
Ｐｂ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｑｅを単体又Ｉｔ ／ 及ヒｆｆ１
合金として、第１表に示すハンダ組成に配合し、Ａｒガ
ス雰囲気中で溶製した。これを第１図に示すようにして
溶製を冷却ロール上に噴出し、溶湯から直接巾１２Ｍ、
厚さ５０μのテープ状に凝固させた。
合金として、第１表に示すハンダ組成に配合し、Ａｒガ
ス雰囲気中で溶製した。これを第１図に示すようにして
溶製を冷却ロール上に噴出し、溶湯から直接巾１２Ｍ、
厚さ５０μのテープ状に凝固させた。
これらハンダについて固相線温度と液相線温度、ハンダ
接着力及びハンダ付は性を調べた。
接着力及びハンダ付は性を調べた。
これ等の結果を第１表に併記した。
固相線温度と液相線温度は熱分析により求めた。また接
着力については上記テープ状ハンダより巾 １＃、長さ
ＳＳのリボンを打法き、これをＮ２８０％、Ｈｚ２０％
の混合ガス中で４１０℃の温度に加熱したＦｅブロック
上で重ね合せた巾５＃Ｗ、厚ざ０．０７ 欄の２枚のＮ
ｉ板間に介在させてハンダ付けし、これについて接着力
を測定した。更にハンダ付は性については、上記溶湯よ
り内径０．８ｍ＋のアルミナ製保護管を用いて溶湯を吸
い上げ、凝固させた後、長さ１．５ｍｍに切断し、これ
を第２図に示すように４１０℃の温度に加熱したｌ”ｅ
ブロック（６）上に置いた厚さ０．０７ ｍのＮｉ板（
ア）上に乗せ、上方からノズル（９）によりＮ２８０％
、Ｈｚ２０％の混合ガスを吹き付け、１５秒間放置して
ハンダ（８〉を溶融し、これについて第３図に示すよう
に接着後のハンダ（８）の高さくｈ）、巾（ＩＩＩ ）
及び接触角（θ）を測定し、高さくｈ）が低く、巾（ｍ
＞が大きいもの、即ちｈ／ｍの値が小さく接触角（θ
）の小さなものをハンダ付は性良好とした。
着力については上記テープ状ハンダより巾 １＃、長さ
ＳＳのリボンを打法き、これをＮ２８０％、Ｈｚ２０％
の混合ガス中で４１０℃の温度に加熱したＦｅブロック
上で重ね合せた巾５＃Ｗ、厚ざ０．０７ 欄の２枚のＮ
ｉ板間に介在させてハンダ付けし、これについて接着力
を測定した。更にハンダ付は性については、上記溶湯よ
り内径０．８ｍ＋のアルミナ製保護管を用いて溶湯を吸
い上げ、凝固させた後、長さ１．５ｍｍに切断し、これ
を第２図に示すように４１０℃の温度に加熱したｌ”ｅ
ブロック（６）上に置いた厚さ０．０７ ｍのＮｉ板（
ア）上に乗せ、上方からノズル（９）によりＮ２８０％
、Ｈｚ２０％の混合ガスを吹き付け、１５秒間放置して
ハンダ（８〉を溶融し、これについて第３図に示すよう
に接着後のハンダ（８）の高さくｈ）、巾（ＩＩＩ ）
及び接触角（θ）を測定し、高さくｈ）が低く、巾（ｍ
＞が大きいもの、即ちｈ／ｍの値が小さく接触角（θ
）の小さなものをハンダ付は性良好とした。
第１表
第１表から明らかなように、Ｐｂ−Ｓｎ合金ハンダにＮ
１を添加した比較ハンダＮｏ、 ７ではハンダ付は性を
損なうことなく、固相線温度と液相線温度が上昇し、こ
れにＧｅを添加した本発明ハンダ１〜０１〜６は何れも
固相線温度と液相線温度を下げることなく、ハンダ付は
性を向上することが判る。
１を添加した比較ハンダＮｏ、 ７ではハンダ付は性を
損なうことなく、固相線温度と液相線温度が上昇し、こ
れにＧｅを添加した本発明ハンダ１〜０１〜６は何れも
固相線温度と液相線温度を下げることなく、ハンダ付は
性を向上することが判る。
しかしてＱｅ含有量が０．０５％未満の比較ハンダＮｏ
、 ８ではハンダ付は性の向上効果が小さく、Ｑｅ含有
量が２％を越える比較ハンダＮ０９ではハンダの溶製に
おいて化合物の生成が著しく、ハンダとして適さないも
のとなる。
、 ８ではハンダ付は性の向上効果が小さく、Ｑｅ含有
量が２％を越える比較ハンダＮ０９ではハンダの溶製に
おいて化合物の生成が著しく、ハンダとして適さないも
のとなる。
このように本発明ハンダはＰｂを主成分とする安価なも
ので、固相線温度と液相線温度が高く、ハンダ付は性が
優れたもので、半導体ボンディングにおける作業性を改
善し、生産性を高め、かつ信頼性を向上するなど、工業
上顕著な効果を奏するものである。
ので、固相線温度と液相線温度が高く、ハンダ付は性が
優れたもので、半導体ボンディングにおける作業性を改
善し、生産性を高め、かつ信頼性を向上するなど、工業
上顕著な効果を奏するものである。
第１図は本発明ハンダの製造法の一例を示す説明図、第
２図はハンダ付は性試験におけるハンダ付は方法の説明
図、第３図はハンダ付は性試験における接着後のハンダ
高さ、巾、接触角の説明図である。 １、冷却ロール ２．ルツボ ３、ノズル ４．溶 陽 ５、テープ状ハンダ ６．Ｆ（！ブロック７、Ｎｉ
板 ８．ハンダ ９．ノズル 第２図 ＝５１２
２図はハンダ付は性試験におけるハンダ付は方法の説明
図、第３図はハンダ付は性試験における接着後のハンダ
高さ、巾、接触角の説明図である。 １、冷却ロール ２．ルツボ ３、ノズル ４．溶 陽 ５、テープ状ハンダ ６．Ｆ（！ブロック７、Ｎｉ
板 ８．ハンダ ９．ノズル 第２図 ＝５１２
Claims (2)
- （１）Ｓｎ０．５〜５ｗｔ％、Ｎｉ０．０５〜５ｗｔ％
、Ｇｅ０．０５〜２ｗｔ％を含み、残部Ｐｂからなるこ
とを特徴とする鉛系高融点ハンダ。 - （２）Ｓｎ０．５〜５ｗｔ％、Ｎｉ０．０５〜５ｗｔ％
、Ｇｅ０．０５〜２ｗｔ％を含み、残部Ｐｂからなる合
金溶湯を高速移動する冷却面上に噴出し、溶湯から直接
テープ状に凝固せしめることを特徴とする鉛系高融点ハ
ンダの製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25374284A JPS61132294A (ja) | 1984-11-30 | 1984-11-30 | 鉛系高融点ハンダとその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25374284A JPS61132294A (ja) | 1984-11-30 | 1984-11-30 | 鉛系高融点ハンダとその製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61132294A true JPS61132294A (ja) | 1986-06-19 |
Family
ID=17255504
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25374284A Pending JPS61132294A (ja) | 1984-11-30 | 1984-11-30 | 鉛系高融点ハンダとその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61132294A (ja) |
-
1984
- 1984-11-30 JP JP25374284A patent/JPS61132294A/ja active Pending
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