JPWO2018181690A1

JPWO2018181690A1 - 鉛フリーはんだ合金及びはんだ継手

Info

Publication number: JPWO2018181690A1
Application number: JP2019510113A
Authority: JP
Inventors: 西村　哲郎; 哲郎西村; 貴利西村; 徹哉赤岩; 将一末永
Original assignee: Nihon Superior Sha Co Ltd
Current assignee: Nihon Superior Sha Co Ltd
Priority date: 2017-03-31
Filing date: 2018-03-29
Publication date: 2020-02-13
Anticipated expiration: 2038-03-29
Also published as: WO2018181690A1; JP7216419B2; TW201837194A; TWI760470B

Abstract

本願発明の鉛フリーはんだ合金は、少なくとも表面層にＡｌを含有する被接合部材とのはんだ付けに用いられるＳｎ‐Ａｇ‐Ｃｕ系の鉛フリーはんだ合金であって、Ｎｉに加え、Ａｌとの標準電極電位の差が０．７Ｖ以下である助剤を含んだものである。本願発明のはんだ継手は、上記の鉛フリーはんだ合金を用いることによって、少なくとも表面層にＡｌを含有する被接合部材との接合部に上記の助剤が分布し、被接合部材とはんだ合金との間の標準電極電位の差が低減したものである。

Description

本発明は、少なくとも表面層にＡｌを含む基板とのはんだ付けに用いられるＳｎ‐Ａｇ‐Ｃｕ系鉛フリーはんだ合金に関する。

Ａｌは、他の金属と比較して、高い熱伝導率を有し、熱応力の発生が少ないために、電子機器等の放熱部材に多く用いられている。また、近年、Ａｌの特性である比重の小ささ又は強度が着目され、モータ等の軽量化に寄与する素材としても検討がなされている。

しかし、上述したように、Ａｌを放熱部材、又は、モータのコイル等に用いる場合、はんだを用いて接合するのが一般的であるが、十分な接合強度及び信頼性が得られないという問題点が存在している。

Ａｌ用はんだとして、特許文献１にはＳｎ-（３〜４０％）Ｚｎ-（１〜１０％）Ａｇ-（０．５〜４％）Ｃｕ組成のはんだ合金が、特許文献２にはＳｎ-（０．５〜７％）Ｍｇ-（１．５〜２０％）Ｚｎ-（０．５〜１５％）Ａｇ組成のはんだ合金がそれぞれ開示されている。

また、特許文献３にはＳｎ-（１０〜１５％）Ｚｎ-（０．１〜１．５％）Ｃｕ-（０．０００１〜０．１％）Ａｌ-（０．０００１〜０．０３％）Ｓｉ-（０．０００１〜０．０２％）Ｔｉ-（０．０００１〜０．０１％）Ｂ組成のはんだ合金が、特許文献４にはＳｎ-（１０％以下) Ａｇ-（１５％以下）Ａｌ組成のＡｌ部材直接接合用はんだ合金がそれぞれ開示されている。
そして、特許文献５にはＡｌ材同士、又はＡｌ材と異種材との接合に関する接合方法として、Ｃｕ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｃｏ、Ｔｉの群より選択される金属元素と残部ＳｎからなるＳｎ系はんだを用いた接合が開示されている。

特開昭５０−５０２５０号公報特開昭５０−５６３４７号公報特開２００６−１６７８００号公報特開２００８−１４２７２９号公報特開２０１１−１６７７１４号公報

一方、鉛フリーはんだ合金として広く用いられているＳｎ-Ａｇ-Ｃｕ系はんだ合金はＡｌ部材の接合には適さないと知られている。詳しくは、Ｓｎ-Ａｇ-Ｃｕ系はんだ合金を用いて、Ａｌ部材同士の接合を行う場合、又は、Ａｌ部材及び異種金属部材を接合する場合には、Ａｌ部材表面に形成される酸化膜、また、電解腐食（ガルバニック腐食）等の問題が生じることにより十分な接合強度が得られないことが知られている。

更に、斯かるはんだ継手を海水のような塩水等の環境で使用した場合は、前記電解腐食が早く進行し、短時間でＳｎ-Ａｇ-Ｃｕ系はんだ合金とＡｌ部材とが剥離されてしまう問題があった。

しかしながら、特許文献１〜５においては、Ｓｎ-Ａｇ-Ｃｕ系はんだ合金については開示されていない。また、Ｓｎ-Ａｇ-Ｃｕ系はんだ合金を用いてＡｌ部材を接合したはんだ継手に対する塩水の環境での耐腐食性及び接合信頼性の向上については工夫されていない。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、塩水の環境でも、Ａｌ部材との接合に対する優れた耐食性及び高い接合信頼性を維持できるＳｎ‐Ａｇ‐Ｃｕ系の鉛フリーはんだ合金及びはんだ継手を提供することにある。

本発明に係る鉛フリーはんだ合金は、少なくとも表面層にＡｌを含む被接合部材とのはんだ付けに用いられるＳｎ‐Ａｇ‐Ｃｕ系の鉛フリーはんだ合金において、Ｎｉ、及び、Ａｌとの標準電極電位の差が０．７Ｖ以下である助剤を含むことを特徴とする。

本発明に係る鉛フリーはんだ合金は、前記助剤は、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｚｒのうち少なくとも一つであることを特徴とする。

本発明に係る鉛フリーはんだ合金は、Ｍｎの添加量は０超過０．０１重量％であることを特徴とする。

本発明に係る鉛フリーはんだ合金は、３．００重量％のＡｇ、５．００重量％のＣｕ、０．０５重量％のＮｉを含むことを特徴とする。

本発明に係るはんだ継手は、Ｎｉが添加されたＳｎ‐Ａｇ‐Ｃｕ系の鉛フリーはんだ合金と、少なくとも表面層にＡｌを含む被接合部材とのはんだ継手において、前記鉛フリーはんだ合金はＡｌとの標準電極電位の差が０．７Ｖ以下である助剤を含み、前記助剤は接合部に分布していることを特徴とする。

本発明によれば、塩水の環境でも、Ａｌ部材との接合に対する優れた耐食性及び高い接合信頼性を維持できるＳｎ‐Ａｇ‐Ｃｕ系の鉛フリーはんだ合金及びはんだ継手を提供できる。

本実施の形態に係るはんだ継手の試験試料に用いられる試験片を示す斜視図である。本実施の形態に係るはんだ継手の試験試料の一例を模式的に示す模式図である。表２の腐食試験結果を表すグラフである。表６の最大応力の測定結果を表すグラフである。表７の最大応力の割合を表すグラフである。比較例１の最大応力と、実施例２〜５及び比較例２〜５の試験試料の最大応力との差を、Ａｌの標準電極電位との差（Ｖ）に対してプロットしたグラフである。

以下に、本発明の実施の形態に係るＳｎ‐Ａｇ‐Ｃｕ系鉛フリーはんだ合金及びはんだ継手について、図面に基づいて詳述する。

本実施の形態に係るＳｎ‐Ａｇ‐Ｃｕ系鉛フリーはんだ合金は、Ａｌを含有する被接合部材とのはんだ付けに用いられる。ここで、Ａｌを含有する被接合部材とは、例えば、純アルミニウム部材、又は、Ａｌコーティングされた表面を有する部材、或は、少なくとも表面層にＡｌを含む部材を含む。

以下においては、少なくとも一方の純アルミニウム（Ａｌ）板に、Ｓｎ‐Ａｇ‐Ｃｕ系の鉛フリーはんだ合金のはんだ付けを行った場合を例に説明する。本実施の形態に係るＳｎ‐Ａｇ‐Ｃｕ系鉛フリーはんだ合金はＳｎ、Ａｇ、Ｃｕに加え、Ｎｉ及び助剤を更に含む。以下においては、助剤としてＭｎが添加された場合を例に挙げて説明する。

表１は、本実施の形態に係るＳｎ‐Ａｇ‐Ｃｕ系はんだ合金（実施例１）の組成を示す表である。また、表１には、比較例１及び比較例２についても示している。

表１に示すように、本実施の形態に係るＳｎ‐Ａｇ‐Ｃｕ系はんだ合金（以下、実施例１と言う）は、Ｃｕと、Ａｇと、Ｎｉとを夫々５重量％、３重量％、０．０５重量％含んでおり、０．００３重量％のＭｎを更に含み、残部がＳｎである。実施例１におけるはんだ付け温度は３２０℃である。

また、比較例１は、Ｃｕと、Ａｇと、Ｎｉとを夫々５重量％、３重量％、０．０５重量％含んでおり、残部がＳｎである。比較例２は、Ｃｕと、Ａｇとを夫々０．５重量％、３重量％含んでおり、残部がＳｎである。比較例１，２におけるはんだ付け温度は夫々３２０℃、２４５℃である。

上述した実施例１、比較例１及び比較例２を用いてはんだ継手の試験試料を作成した。試験試料は、実施例１、比較例１及び比較例２を用いて、Ａｌ試験片同士を接合することにより作成された。以下、詳しく説明する。

図１ははんだ継手の試験試料に用いられる試験片を示す斜視図であり、図２ははんだ継手の試験試料の一例を模式的に示す模式図である。試験片１は２５×５×１ｍｍの短冊状を有している。

先ず、図１に示すように試験片１の端部にフラックスを約０．０１ｇ塗布する。前記フラックスは日本スペリア社製Ｎｏ．１２６１である。次に、試験片１の端部における、幅６ｍｍの約正方形のはんだ付け範囲（図１中、ハッチングにて表示）に実施例１、比較例１又は比較例２のはんだ付けを行い、これら合金のメッキ層を形成した。このような試験片を一対用意する。

以上のように用意されたＡｌの試験片同士をはんだ付けすることにより試験試料のはんだ継手１００を作成する。すなわち、実施例１、比較例１，２の何れにおいても、試験試料のはんだ継手１００は、一方の試験片１ａ及び他方の試験片１ｂ共にＡｌの試験片から製作した。

試験試料のはんだ継手１００の製作においては、図２に示すように、Ａｌの試験片１ａ，１ｂの前記はんだ付け範囲を向かい合わせ、その間に６×５×０．４ｍｍのはんだ合金箔２を挟み、はんだ合金箔２及びその周囲を加熱して、試験片１ａ，１ｂを接合した。この際、はんだ付け温度は表１に記載の通りであり、試験片１ａ，１ｂは相互平行である。その後、作成されたはんだ継手１００を室温に冷却し、図２に示す試験試料のはんだ継手１００が得られた。

実施例１の試験試料においては、試験片１ａ，１ｂが実施例１によって接合され、比較例１の試験試料においては、試験片１ａ，１ｂが比較例１によって接合され、比較例２の試験試料においては、試験片１ａ，１ｂが比較例２によって接合されている。

このような、実施例１及び比較例１，２の試験試料のはんだ継手１００を用いて腐食試験を行った。斯かる腐食試験では、３％のＮａＣｌ水溶液に各試験試料を完全に浸漬させて、室温に放置した。この際、試験試料同士の接触が生じないように静置した。浸漬開始から２４時間おきに試験試料を取り出し、正常に接合されているかの確認を行った。

斯かる確認は、試験試料のはんだ継手１００の一端からおよそ５ｍｍの位置Ｐ１を樹脂製ピンセットの先端で押圧して固定し、他端からおよそ５ｍｍの位置Ｐ２を樹脂製ピンセットの先端で３回押すことにより行われた。この際、試験試料のはんだ継手１００を押す強さは、試験試料が変形したり、強制的な剥離が発生しない程度の強さである。正常に接合している試験試料は再びＮａＣｌ水溶液内に浸漬させ、正常に接合していない、すなわち、剥離が発生した試料は容器から取り出した。

斯かる腐食試験結果を表２に示す。表２における腐食試験結果は、試験片１ｂの接合部での剥離発生を示している。図３は表２の腐食試験結果を表すグラフである。すなわち、表２及び図３は、試験片１ａ，１ｂの何れもがＡｌの試験片である場合における、試験片１ｂでの腐食試験結果である。

斯かる腐食試験は、実施例１と、比較例１，２とにおいて、夫々３回ずつ行われた。表２においては、浸漬開始から剥離の発生の確認までの日数（以下、接合日数と言う）を示している。また、腐食試験結果は昇順にて示している。

表２及び図３から分かるように、比較例２の平均接合日数が１２日、比較例１の平均接合日数が３６日、実施例１の平均接合日数が１０８日である。すなわち、接合日数を対比してみると、比較例２、比較例１、実施例１の順に長くなる。比較例１の接合日数は、比較例２の接合日数よりも３倍長く、更に実施例１の接合日数は比較例１の接合日数よりも３倍長い。

以上のことから、実施例１においては、試験片１ｂがＡｌである場合、すなわち、Ａｌを含有する被接合部材の場合、比較例１、２よりも耐腐食性、接合信頼性に優れている。

以上のように、実施例１は、塩水の使用環境に置かれた場合でも、優れた耐食性及び高い接合信頼性を維持できる。このような結果は、助剤として添加されたＭｎが影響していると考えられる。以下、詳しく説明する。

電解腐食は、標準電極電位の差が大きいほど進行する。すなわち、Ａｌを含有する被接合部材の場合は、Ａｌとの標準電極電位の差が大きいはんだ合金ほど、接合部での電解腐食が酷くなり、塩水の中では更に電解腐食の速度が速くなる。

一方、実施例１に添加されたＭｎの標準電極電位は‐１．１８Ｖであり、またＡｌの標準電極電位は‐１．６８である。Ｍｎ及びＡｌ間における標準電極電位の差（以下、Ｍｎの電位差と言う。）は０．５Ｖであり、比較的に小さい。実施例１においては、このようなＭｎが、はんだ継手１００の接合界面付近（接合部）に分布すると推察される。例えば、接合部に形成されるＣｕ‐Ａｌ系又はＣｕ‐Ａｇ系の金属間化合物にＭｎが含まれることも考えられる。従って、実施例１においては、接合部にて、Ａｌを含有する被接合部材とはんだ合金との標準電極電位の差が低減される。これによって接合部での腐食が抑制されると考えられる。

以上においては、電解腐食を抑制する助剤としてＭｎが添加された場合を例に挙げて説明したが本発明はこれに限るものでない。Ａｌとの標準電極電位の差が、Ｍｎの電位差（０．５Ｖ）以下である助剤であれば良い。例えば、Ｔｉ及びＺｒの標準電極電位は夫々‐１．６３Ｖ及び‐１．５５であり、Ａｌとの標準電極電位の差は夫々０．０５Ｖ及び０．１３ＶであるのでＭｎの電位差０．５Ｖより小さい。従って、助剤として、Ｔｉ又はＺｒを用いても良い。

また、本発明は以上の記載に限るものでない。Ｍｎ以外の助剤として、Ａｌとの標準電極電位の差がＭｎの電位差（０．５Ｖ）と同程度のものを用いても良い。例えば、Ｍｇの場合、標準電極電位が‐２．３６であり、Ａｌとの標準電極電位の差は０．６８Ｖであり、Ｍｎの電位差０．５Ｖと同程度である。従って、助剤として、Ｍｇを用いても良い。

以上のことから、電解腐食を抑制する助剤としては、Ａｌとの標準電極電位の差が０．７Ｖ以下であるものを用いれば良い。すなわち、斯かる助剤としては、Ｍｎ，Ｍｇ，Ｔｉ，Ｚｒのうち、何れかであっても良い。またこれに限るものでなく、Ｍｎ，Ｍｇ，Ｔｉ，Ｚｒのうち二つ以上を用いても良い。

以上においては、本実施の形態に係るＳｎ‐Ａｇ‐Ｃｕ系はんだ合金が０．００３重量％のＭｎを含む場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限るものでない。Ｍｎが０〜０．０１重量％の範囲内である場合、本実施の形態に係るＳｎ‐Ａｇ‐Ｃｕ系はんだ合金は上述した効果を奏する。

上述したように、Ｍｎ，Ｍｇ，Ｔｉ，Ｚｒのうち何れかを助剤として用いた場合、及び、助剤としてＭｎを０〜０．０１重量％添加した場合、電解腐食を抑制する効果を奏するかを確認するために、助剤としてＭｇ，Ｔｉ，Ｚｒを用いた場合、及び、助剤としてＭｎを０〜０．０１重量％添加した場合についても試験を行った。

助剤としてＭｇ，Ｔｉ，Ｚｒ、又は０〜０．０１重量％のＭｎを添加した、試験試料のはんだ継手１００を用いた試験を行った。詳しくは、試験試料のはんだ継手１００を塩水中に所定時間浸漬させた後、斯かるはんだ継手１００の引張強度を測定し、塩水中への浸漬時間に伴う接合強度の変化を観察した。

表３は、前記引張強度の測定に用いられた試験試料のはんだ継手１００（Ｓｎ‐Ａｇ‐Ｃｕ系はんだ合金）の組成を示す表である。また、表３に記載の比較例１及び比較例２は上述したものと同様である。更に、表３には、比較のために比較例３〜５を追加した。

表３に示すように、本実施の形態に係るはんだ継手１００（表３の実施例２〜５）は、助剤として、Ｍｎ，Ｍｇ，Ｔｉ，Ｚｒを夫々含む。一方、新たな比較例３〜５は、助剤としてＺｎ，Ｎａ，Ｆｅを夫々含む。

本実施の形態に係るはんだ継手１００のうち、実施例２は、Ａｇと、Ｃｕと、Ｎｉとを夫々３重量％、５重量％、０．０５重量％含んでおり、０．００９重量％のＴｉを更に含み、残部がＳｎである。実施例３は、Ａｇ、Ｃｕ、及びＮｉは実施例２と同量であり、０．００８重量％のＺrを更に含み、残部がＳｎである。実施例４は、Ａｇ、Ｃｕ、及びＮｉは実施例２と同量であり、０．０１０重量％のＭｎを更に含み、残部がＳｎである。実施例５は、Ａｇ、Ｃｕ、及びＮｉは実施例２と同量であり、０．００４重量％のＭgを更に含み、残部がＳｎである。実施例２〜５におけるはんだ付け温度は何れも３２０℃である。

また、比較例３は、Ａｇ、Ｃｕ、及びＮｉは実施例２と同量であり、０．０１２重量％のＺｎを更に含み、残部がＳｎである。比較例４は、Ａｇ、Ｃｕ、及びＮｉは実施例２と同量であり、０．００８重量％のＮａを更に含み、残部がＳｎである。比較例５は、Ａｇ、Ｃｕ、及びＮｉは実施例２と同量であり、０．０１０重量％のＦｅを更に含み、残部がＳｎである。
比較例３〜５におけるはんだ付け温度は何れも３２０℃である。なお、比較例１〜２については既に説明しており、説明を省略する。

表４は、実施例２〜５及び比較例２〜５に添加された助剤の標準電極電位（Ｖ）、及び、助剤の標準電極電位（Ｖ）とＡｌの標準電極電位との差（Ｖ）を示している。即ち、Ａｌの標準電極電位との差（Ｖ）は、Ａｌの標準電極電位から助剤の標準電極電位を引いた値である。表４においてはＡｌの標準電極電位との差（Ｖ）は絶対値にて示している。なお、比較例２においては、助剤としてＳｎが添加されたものとみなして、助剤の標準電極電位（Ｖ）及びＡｌの標準電極電位との差（Ｖ）を記載した。

助剤として、Ｍｎ，Ｍｇ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｚｎ，Ｎａ，Ｆｅを夫々添加した場合（実施例２〜５、比較例３〜４）における、これら各成分（元素）の添加量は、各元素が放出する電子量が同量になるように定められた。これは、電解腐食が異種金属元素（助剤）間での電子授受によって起こる反応現象であることから、腐食抑制効果について、各元素の添加効果を比較評価するために、反応の授受にかかわる電子量を合わせる必要があると判断されたからである。

具体的には、Ｍｎの添加量が０．０１０重量％である場合を基準として、各元素がイオン化する時の放出電子量が同量になるように、各元素のイオン化価数及び原子量から、以下の式に基づいて算出された。表５は、各元素のイオン化価数、原子量及び計算された添加量（表５中、計算添加量）を示す。

添加量＝Ｍｎの添加量×（Ｍｎの価数／元素の価数）×（元素の原子量／Ｍｎの原子量）

表３に記載の実施例２〜５及び比較例１〜５のはんだ合金を用いてはんだ継手の試験試料を作成した。試験試料は、図２に示したものと同形状である。また、図２に示す試験試料の製作については既に説明しており、詳しい説明を省略する。

このように作成された実施例２〜５及び比較例１〜５の試験試料に対する引張強度の測定の前に、これら試験試料を塩水の中に所定時間浸漬させた。詳しくは、実施例２〜５及び比較例１〜５に係る試験試料を、塩水（３％のＮａＣｌ水溶液）に完全に浸漬させて、室温に放置した。この際、試験試料同士の接触が生じないように静置した。浸漬開始からの経過時間が７２時間、１６８時間、３３６時間であるときに試験試料を取り出し、引張強度を測定した。塩水は一週間毎に交換した。

引張強度の測定は、島津製作所製試験機ＡＧ-ＩＳ１０ｋＮを用いて行った。詳しくは、塩水に浸漬させた後の実施例２〜５及び比較例１〜５の試験試料を、室温（２０℃〜２５℃）・１０ｍｍ/分の条件にて、各試験試料が切断するまで引っ張り、試験試料の引張強度を測定する。引張強度の測定は各試験試料に対して５回ずつ行った。

引張強度（最大応力）の測定結果を表６に示す。表６において、「０時間」は塩水への浸漬処理前を示す。また、表６において「０」の値は、試験試料のはんだ継手において、はんだ合金（はんだ合金箔２）と試験片１ａ，１ｂとの間で剥離が発生したことを示す。また、図４は表６の最大応力の測定結果を表すグラフである。図４において、縦軸は最大応力値を示し、横軸は実施例２〜５及び比較例１〜５を示す。

表７は、前記浸漬処理前（０時間）を基準として、実施例２〜５及び比較例１〜５の試験試料の最大応力の測定結果を示したものである。即ち、表７においては、実施例２〜５及び比較例１〜５の夫々における所定時間の浸漬処理後の最大応力を、０時間での最大応力に対する割合（百分率）として示している。また、図５は、表７の最大応力の割合を表すグラフである。図５において、縦軸は浸漬処理前応力値に対する割合を示し、横軸は実施例２〜５及び比較例１〜５を示す。

図４〜図５及び表６〜表７から分かるように、実施例２〜５及び比較例１〜５の試験試料の何れにおいても、浸漬処理の時間が７２時間、１６８時間、３３６時間に長くなることにつれて、最大応力が低下している。即ち、浸漬処理の時間が長くなることにつれて腐食が酷くなり、最大応力が低下している判断される。

しかし、７２時間、１６８時間及び３３６時間の浸漬処理後において、実施例２〜５に係る試験試料のはんだ継手１００の最大応力は、比較例１〜５に係る試験試料の最大応力を上回る値を示している。

実施例２〜５においては、７２時間の浸漬処理後の最大応力が何れも２９９Ｎ以上であり、１６８時間の浸漬処理後の最大応力が何れも１５８Ｎ以上であり、３３６時間の浸漬処理後の最大応力が何れも５４Ｎ以上であることが分かる。

このように、浸漬処理後において、実施例２〜５に係る試験試料のはんだ継手１００の最大応力が比較例１〜５に係る試験試料の最大応力より高いことから、実施例２〜５に係る試験試料のはんだ継手１００が、比較例１〜５に係る試験試料に比べて耐腐食性に優れていることが分かる。

図６は、比較例１の最大応力と、実施例２〜５及び比較例２〜５の試験試料の最大応力との差を、Ａｌの標準電極電位との差（Ｖ）に対してプロットしたグラフである。図６において、縦軸は比較例１との最大応力差を示し、横軸はＡｌの標準電極電位との差（Ｖ）を示す。

図６から分かるように、Ａｌの標準電極電位との差（Ｖ）が０．７０である場合を境に最大応力は分かれている。Ａｌの標準電極電位との差（Ｖ）が０．７０より低い方は、比較例１との最大応力差が０より大きく、Ａｌの標準電極電位との差（Ｖ）が０．７０より大きい方は、比較例１との最大応力差が０より小さい。Ａｌの標準電極電位との差（Ｖ）が０．７０より低い方は実施例２〜５に係る試験試料のはんだ継手１００に該当し、Ａｌの標準電極電位との差（Ｖ）が０．７０より大きい方は比較例２〜５に該当する。

即ち、実施例２〜５に係る試験試料のはんだ継手１００においては、浸漬処理後の最大応力（引張強度）が比較例１より高く、比較例２〜５に係る試験試料においては、浸漬処理後の最大応力（引張強度）が比較例１より低い。換言すれば、実施例２〜５に係る試験試料のはんだ継手１００の何れもが浸漬処理後において比較例１〜５より高い最大応力（引張強度）を示している。

以上のことから、Ａｌとの標準電極電位の差が０．７Ｖ以下であるＭｎ，Ｍｇ，Ｔｉ，Ｚｒを助剤として用いることによって、はんだ継手１００（はんだ合金）における電解腐食を抑制できることが確認できた。

詳しくは、０超過０．０１０重量％のＭｎを助剤として含む鉛フリーはんだ合金を用いることによって、本実施例のはんだ継手１００おいては電解腐食を抑制する効果を奏する。
なお、Ｍｎは容易に酸化される性質をもつ元素であり、はんだ（合金）表面で酸化物いわゆるドロスを形成した場合は、はんだ付け性や作業性を低下させる原因となる。また、ＳｎにＭｎが添加されるとはんだ合金の融点が上昇すると言う問題もある。このようにＭｎの添加には、はんだ合金自体の性能やはんだ付け作業性を低下させる側面もあり、０．０１０重量％を超えるＭｎの添加は望ましくない。

また、上述したように、０超過０．００９重量％のＴｉを助剤として含む鉛フリーはんだ合金を用いることによって、本実施例のはんだ継手１００おいても電解腐食を抑制する効果を奏する。
更に、０超過０．００４重量％のＭｇを助剤として含む鉛フリーはんだ合金を用いることによって、本実施例のはんだ継手１００おいても電解腐食を抑制する効果を奏する。そして、０超過０．００８重量％のＺｒを助剤として含む鉛フリーはんだ合金を用いることによって、本実施例のはんだ継手１００おいても電解腐食を抑制する効果を奏する。

１，１ａ，１ｂ試験片
２はんだ合金箔
１００はんだ継手

Claims

少なくとも表面層にＡｌを含有する被接合部材とのはんだ付けに用いられるＳｎ‐Ａｇ‐Ｃｕ系の鉛フリーはんだ合金において、
Ｎｉ、及び、Ａｌとの標準電極電位の差が０．７Ｖ以下である助剤を含むことを特徴とする鉛フリーはんだ合金。
前記助剤は、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｚｒのうち少なくとも一つであり、Ｍｎの添加量は０超過０．０１０重量％、Ｔｉの添加量は０超過０．００９重量％、Ｍｇの添加量は０超過０．００４重量％、Ｚｒの添加量は０超過０．００８重量％であることを特徴とする請求項１に記載の鉛フリーはんだ合金。
３．００重量％のＡｇ、５．００重量％のＣｕ、０．０５重量％のＮｉを含むことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の鉛フリーはんだ合金。
Ｎｉが添加されたＳｎ‐Ａｇ‐Ｃｕ系の鉛フリーはんだ合金と、少なくとも表面層にＡｌを含有する被接合部材とのはんだ継手において、
前記鉛フリーはんだ合金はＡｌとの標準電極電位の差が０．７Ｖ以下である助剤を含み、
前記助剤は接合部に分布していることを特徴とするはんだ継手。
Ｎｉが添加されたＳｎ‐Ａｇ‐Ｃｕ系の鉛フリーはんだ合金と、少なくとも表面層にＡｌを含有する被接合部材とのはんだ継手において、
請求項２又は請求項３に記載の鉛フリーはんだ合金を含み、
前記助剤は接合部に分布していることを特徴とするはんだ継手。