WO2008004531A2 - Crème à braser et procédé de brasage d'un élément électronique - Google Patents

Crème à braser et procédé de brasage d'un élément électronique Download PDF

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WO2008004531A2
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Takeshi Asagi
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Fuji Electric Holdings Co., Ltd.
Nihon Handa Co., Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to a cream solder used for soldering an electronic component, in particular, a solder alloy on a high temperature side in a temperature hierarchy connection, which does not contain lead! /, A cream solder using a lead-free solder alloy, and
  • the present invention relates to a method for soldering electronic components.
  • cream solder is applied to the soldered part of the printed circuit board, and the electronic parts are mounted on the applied part by engaging the electrodes and plate-like leads of the electronic parts.
  • the printed circuit board is heated in a reflow oven. This is a method of soldering printed circuit boards and electronic components by melting cream solder.
  • the cream solder used in this reflow method is obtained by kneading a powdered solder alloy and a paste-like flux into a viscous solder material.
  • the powdery solder alloy normally used for cream solder has been a Sn—Pb eutectic alloy.
  • solder alloy is restricted from the standpoint that lead contaminates the environment, and so-called “lead-free solder” is being put into practical use by various companies.
  • the solder used for tarim solder has also become “lead-free solder”!
  • a typical lead-free solder material is SnAg solder material (eutectic composition 3.5% Ag), and its melting point is around 220 ° C.
  • Patent Document 1 relates to a SnAgCu-based lead-free solder containing Sn-3.0Ag-0.5Cu, and discloses the following.
  • the abstract in Patent Document 1 is cited as follows: “When soldering a surface-mounted component, it does not cause thermal damage to electronic components or printed circuit boards at a reflow temperature of 250 ° C or less. But for package parts, there is no void in the soldered part, and the chip parts do not stand up! / Provide lead-free solder paste with excellent printability '' .
  • solder alloy powders having different blending compositions or blending ratios are composed of Ag: 0 to 8% by mass, 01: 0 to 5% by mass, 5 to 80 to 100% by mass force, Two or more solders so that the composition after mixing and melting these two or more solder alloy powders is Ag:;! ⁇ 5 mass%, 01: 0.5-3 mass%, balance Sn The alloy powder is mixed to make a solder paste.
  • Patent Document 2 has an object of "providing a Sn-Ag solder alloy having improved strength, thermal stability and good bondability by improving the Sn_Ag alloy". And it was mainly composed of "tin as its solution, silver 1.0 to 4.0 wt%, copper 2.0 wt% or less, nickel of 1.0 wt 0/0 or less, containing phosphorus 0.2 weight 0/0 or less. In addition, it may contain tin as the main component, 1.0 to 4.0% by weight of silver, 2.0% by weight or less of copper, 1.0% by weight or less of nickel, and 0.1% by weight or less of germanium.
  • Patent Document 3 states that “Sn—Ag—Cu eutectic alloy is improved with one or more low-content and low-cost alloy additives, and microstructure high-temperature stability without reducing solderability. And improving the thermal mechanical fatigue strength ”.
  • the fourth or fifth elemental additive is added to the ternary eutectic Sn-4.7% Ag 1 ⁇ 7% Cu (weight %) Sn Ag-Cu eutectic solder compound In addition to gold, it is selected from the group consisting of Ni, Fe and elements that act similarly as an improver for the intermetallic interface between the solder and the base metal. The high temperature stability of the microstructure of the solder joint and the thermal machinery of the solder joint To improve fatigue strength. ".
  • the electronic component when soldering an electronic component to a printed circuit board or the like by a reflow method, the electronic component is usually soldered twice on the high temperature side and the low temperature side using at least two types of solder having different reflow temperatures.
  • the soldering method so-called temperature hierarchy connection, is often performed. For example, the connection of the semiconductor chip to the substrate is performed in a high-temperature process, and the wiring connection to the printed circuit board is performed in a low-temperature process! In some cases, the situation of separation is prevented.
  • lead-containing solder for example, high-temperature lead-rich solder on the high temperature side (melting point 275 ⁇
  • solder material for example, Sn-Ag solder alloy is used as a low-temperature side solder to make a temperature layer connection, a suitable alternative to the high-temperature solder containing lead is required as the high-temperature side solder material. .
  • solder material on the high temperature side that can be used for temperature-layer solder connection
  • Au_Sn alloy eutectic melting temperature of 280 ° C
  • Ag brazing as a metal joining material, but the joining temperature is as high as 800-900 ° C.
  • Ag nanoparticles are usually used by mixing with organic materials and coatings and organic solvents to prevent surface oxidation. In this case, after bonding, problems such as generation of voids and residual organic substances arise.
  • Patent Document 4 discloses an invention of an electronic device using a special solder paste as a high-temperature side lead-free solder.
  • Patent Document 4 states that “It is to provide an electronic device with a completely new solder connection. In particular, as an alternative to high-Pb solder containing a large amount of Pb, the realization of high-temperature flip-chip connection in the temperature hierarchy connection is an issue. As a solution to this problem, “The connection between the electrode of the electronic component and the electrode of the substrate is made by connecting a metal ball containing a single metal, an alloy, a compound, or a mixture thereof with either Sn or In.
  • An electronic device characterized by the above-mentioned structure ”or“ a metal ball containing a single metal, an alloy, a compound or a mixture thereof in connection between an electrode of an electronic component and an electrode of a substrate; Supplied between the electrodes is a paste made by mixing one or more of solder, Sn-Ag solder, Sn-Ag-Cu solder, and solder added with at least one of In, Zn, and Bi.
  • An electronic apparatus characterized in that, by heating them and melting the solder ball component, the metal balls and the electrodes of the electronic component and the substrate are connected to each other. Is disclosed.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2002-126893
  • Patent Document 2 JP-A-11 77366
  • Patent Document 3 Special Table 2001—504760
  • Patent Document 4 Japanese Patent Laid-Open No. 2002-314241
  • the present invention has been made in view of the above situation, and an inexpensive Sn-Ag-Cu solder alloy having excellent strength and thermal stability, good bondability, and low cost.
  • As a base it is an object to provide a suitable high-temperature-side lead-free solder material that can support temperature hierarchical connection and a method for soldering electronic components.
  • the present invention provides a suitable high-temperature side lead-free solder material that can cope with a temperature layer connection that further improves the heat resistance and reliability of the solder joint, and a method for soldering electronic components. Is an issue.
  • the Sn-Ag-Cu alloy is composed of a mixture of a first powder alloy and a second powder alloy, and the first 1
  • the powder alloy has a solid-liquid coexistence region on the Sn-Ag phase diagram, and is composed of a predetermined amount of Ag larger than the eutectic composition (3.5 wt% Ag).
  • the second powder alloy Eutectic composition (3.5wt% Ag) Is close to the eutectic composition and has a smaller Ag content than the first powder alloy (Claim 1).
  • the Sn-Ag-Cu alloy is Agl0-30wt%, Cu2-20wt%, the balance is Sn and inevitable
  • the total of Ag and Cu components in the mixture is 30 wt% or less (Claim 2).
  • the second powder alloy is composed of Ag 4.0 wt% or less (not including 0), Cu 2.0 wt% or less (not including 0). ), And the balance is Sn and inevitable impurities (Claim 3).
  • the ratio of the first powder alloy to the mixture of the first powder alloy and the second powder alloy is expressed as a weight ratio. 50% or more (Claim 4).
  • the Sn-Ag-Cu alloy is Agl0-30wt%, Cu2-20wt%, the balance is Sn and inevitable 1st powder alloy consisting of impurities, Sb8wt% or less (not including 0), InlOwt% or less (not including 0), BilOwt% or less (not including 0) 4 (not including 0) .0wt% or less, (not including 0) Cu 2 .0wt% or less, the balance being mixtures force between the second powder alloy consisting of Sn and unavoidable impurities, Ag in the mixture and Cu The total amount of ingredients is 35 wt% or less (Claim 5).
  • the Sn-Ag-Cu alloy is Agl0-30wt%, Cu2-20wt%, the remainder is Sn and inevitable
  • An alloy mixture and Cu powder as a third powder are mixed with the alloy mixture, and the total of Ag and Cu components in the alloy mixture is 35 wt% or less with respect to the total alloy mixture, and the alloy The ratio of Cu powder to the total weight of the mixture and Cu powder is 25 wt% or less.
  • the first powder alloy and / or the second powder alloy is at least one of Ni, Fe, Co, and Ge. Both contain one additive element, Ni, Fe and Co are 1.0 wt% or less, and Ge is 0.1 wt% or less (claim 7).
  • Soldering is cream solder made by kneading flux into Sn-Ag-Cu alloy.
  • the Sn-Ag-Cu alloy consists of a mixture of the first powder alloy and the second powder alloy.
  • the first powder alloy has a solid-liquid coexistence region on the Sn-Ag phase diagram, and is composed of a predetermined amount of Ag larger than the eutectic composition (3.5 wt% Ag).
  • the powder alloy is eutectic composition (3.5wt% Ag) or using a solder solder with an Ag amount close to the eutectic composition and less than the first powder alloy, and then soldering on the low-temperature side as a post process.
  • Using cream solder obtained by kneading flux into the second powder alloy It is characterized by what is done (claim 9).
  • Soldering is a cream solder made by kneading flux into Sn-Ag-Cu alloy, the Sn-Ag-Cu alloy is Agl0-30wt%, Cu2-20wt%, the rest is Sn and A mixture of a first powder alloy composed of inevitable impurities and a second powder alloy having a lower composition temperature (wt%) of Ag and Cu than the first powder alloy and having a melting temperature lower than that of the first powder alloy.
  • Cream kneaded It is characterized by the fact that it is carried out using a vase (claim 10).
  • the second embodiment The powder alloy is characterized by Ag4.0 wt% or less (excluding 0), Cu2.0 wt% or less (not including 0), and the balance being Sn and inevitable impurities (claim 11).
  • the ratio of the first powder alloy to the mixture of the first powder alloy and the second powder alloy is 50 by weight. % Or more (claim 12).
  • the reflow temperature of the low-temperature side soldering as a post-process is a solid-liquid solution of the first powder alloy.
  • a predetermined temperature corresponding to the coexistence region is set (claim 13).
  • Soldering is a cream solder made by kneading flux into Sn-Ag-Cu alloy, the Sn-Ag-Cu alloy is Agl0-30wt%, Cu2-20wt%, the rest is Sn and
  • the first powder alloy consisting of unavoidable impurities, Sb8wt% or less (not including 0), Inl Owt% or less (not including 0), BilOwt% or less (not including 0) Ag4.0 wt% or less (excluding 0), Cu2.0 wt% or less (not including 0), and the balance is composed of a mixture with the second powder alloy consisting of Sn and inevitable impurities, and Ag and The total amount of Cu component is 35 wt% or less using cream solder.
  • Soldering is a cream solder made by kneading flux into Sn-Ag-Cu alloy, the Sn-Ag-Cu alloy is Agl0-30wt%, Cu2-20wt%, the rest is Sn and A first powder alloy composed of inevitable impurities and a second powder alloy composed of Ag 4.0 wt% or less (excluding 0), Cu 2.0 wt% or less (excluding 0), the balance consisting of Sn and inevitable impurities
  • the alloy mixture is mixed with Cu powder as the third powder, and the total of Ag and Cu components in the alloy mixture is 35% or less with respect to the total alloy mixture, and the alloy
  • the ratio of Cu powder to the total weight of the mixture and Cu powder is 25wt% The following is performed using cream solder, and thereafter, soldering on the low temperature side as
  • the first powder alloy and / or the second powder alloy may be Ni, Fe, Co, It contains at least one additive element of Ge, M, Fe, Co is 1.0 wt% or less, and Ge is 0.1 wt% or less (claim 16).
  • FIG. 1 is a Sn—Ag phase diagram for explaining an embodiment of the first invention.
  • FIG. 2 is a view of a cross-sectional structure and various metal distributions of a solder joint according to an embodiment of the first invention, observed with a microscope.
  • FIG. 3 is a diagram showing alloy compositions and heat resistance evaluation results of Examples and Comparative Examples of the first invention.
  • FIG. 4 is a Sn_Sb system phase diagram for explaining an embodiment of the second invention.
  • FIG. 5 is a diagram showing the results of measuring the alloy compositions and the hardness of the Sn base matrix in the examples and comparative examples of the second invention.
  • FIG. 6 is a view showing a result of observing with a microscope a cross-sectional structure of a solder joint according to an embodiment of the third invention and analyzing with a X-ray microphone analyzer.
  • FIG. 7 is a Sn—In phase diagram illustrating an embodiment of the fourth invention.
  • FIG. 8 is a Sn—Bi phase diagram illustrating an embodiment of the fourth invention.
  • FIG. 9 is a diagram showing the results of measuring the alloy compositions and the hardness of the Sn base matrix of Examples and Comparative Examples of the fourth invention.
  • Example For example, 3.5 wt% Ag is shown as 3.5% Ag or 3.5% Ag, or simply 3.5Ag.
  • the vertical axis represents temperature ° C
  • the horizontal axis represents Sn component%
  • the lower side represents atomic% (& 1%)
  • the upper side represents weight% (%).
  • the liquidus line indicates the temperature at which the solid phase begins to crystallize from 100% liquid during solidification and becomes the 100% liquid during reverse heating.
  • the solidus line indicates the temperature at which solidification occurs at 100% solids during solidification and the temperature at which liquid phase begins to form from 100% solids during reverse heating.
  • the eutectic composition is 3.5 wt% Ag
  • Ag has a eutectic reaction up to about 70 wt% (the eutectic temperature as a solidus is 221 ° C)
  • the liquidus temperature for complete liquefaction increases with increasing Ag content.
  • the force at which liquefaction starts at the solidus increases the amount of Ag, a solid-liquid coexistence state tends to exist in a wide temperature range above the solidus.
  • cream solder having the mixture of the first powder alloy and the second powder alloy of claim 1 as the high-temperature side solder, for example, the working temperature in the post-reflow process (low-temperature side reflow)
  • the temperature is 250 to 260 ° C
  • the first powder alloy maintains its bonding in the solid-liquid coexistence state.
  • the high-temperature side solder joints are prevented from peeling and moving during the low-temperature side joining operation, where the viscosity is high, and an accurate joining state can be obtained.
  • the solder material is produced as a powder and used for joining.
  • the solder material is composed of fine particles! /,
  • the component concentration distribution in the particles will be small. Also, component diffusion tends to occur, and liquefaction tends to occur uniformly above the solidus line. Furthermore, it becomes easy to join on a relatively low temperature side.
  • the force S that is usually possible with the 20-50 powder used in cream solder, and if further finely divided, the mutual diffusion and melting of the particles according to the first invention is promoted.
  • the invention of 1 is effective.
  • a solder material having a composition capable of obtaining a wide solid-liquid coexistence region by increasing the amount of Ag and Cu as described above is a first powder alloy, and a second powder alloy is a low Ag content.
  • a solder material with a good fluidity typically a powder with a composition near the Sn-Ag eutectic composition (melting point 221 ° C), and flux is kneaded into a mixture of these alloy powders to form cream solder. .
  • the actual working temperature sufficient as the semi-molten state is sufficient for the solidus line of 221 ° C.
  • the lower limit is Agl0% in the range of 250 to 300 ° C
  • the upper limit is 30% (liquidus approx. 410 ° C) considering the viscosity in the semi-molten state.
  • the amount of Cu alone is set to 2% in order to facilitate the formation of CuSn compounds in the joint, and if there is too much Cu, the strength and brittleness of CuSn dominate, so Cu20% Is the upper limit.
  • the first powder alloy and / or the second powder alloy contains at least one additive element of Ni, Fe, Co, Ge, and Ni, Fe, Co is 1.0wt%.
  • Ge is preferably 0.1 wt% or less.
  • M improves thermal stability and bondability
  • Fe and Co improve thermal stability and strength
  • improve reliability improve reliability
  • Ge contributes to suppression of oxidation of Sn. This
  • Ni, Fe, Co, and Ge is preferable for the second to fourth inventions.
  • the ratio of the first powder alloy to the mixture of the first powder alloy and the second powder alloy is preferably 50% or more by weight. This will be described later in detail. As a result, the heat resistance of the solder material is improved, and it is more suitable as a solder on the high temperature side.
  • a known flux can be used. For example, 50 parts of polymerized rosin, 46 parts of butinorecanolbitonole, 0.5 part of cyclohexylamine HBr salt, 0.5 part of adipic acid, 3 parts of hydrogenated castor oil are charged into a container and dissolved by heating. Can be used. The fact that these flats can be used is the same for the second to fourth inventions.
  • soldering on the high temperature side as a pre-process is performed. Is performed at a reflow temperature of 280 to 300 ° C., for example, using a cream solder obtained by kneading flux into the mixture of the first powder alloy and the second powder alloy, and then the solder on the low temperature side as a subsequent process.
  • the soldering is performed using, for example, a reflow temperature of 250 to 260 ° C. using a cream solder obtained by kneading a flux with the second powder alloy.
  • the solder on the high temperature side is in a solid-liquid coexistence state, and the movement of the bonding components with high viscosity is suppressed and does not peel off. Can be maintained.
  • the solder on the high temperature side is a mixed state of the semi-molten state of the first powder alloy and the completely melted state of the second powder alloy, causing mutual diffusion, and the composition of the first powder alloy can be adjusted according to needs.
  • a desired composition can be obtained after the fusion of the two.
  • the method of performing the soldering twice on the high temperature side and the low temperature side using at least two kinds of solders having different reflow temperatures by the reflow method is the same in the second and fourth inventions. .
  • FIG. 2 is a view of a cross-sectional structure and various metal distributions of a solder joint according to Example 1 of the first invention observed with a microscope
  • FIG. 3 is an example of the first invention;!
  • To 3 and a comparative example The alloy composition and heat resistance evaluation results are shown.
  • the cream solder of Example 1 will be described.
  • a Sn20Ag5Cu0.1Ni alloy was melted at 530 ° C, and this alloy was melted at around 400 ° C.
  • the addition of M has the effect of improving heat resistance and bondability, and the effect of miniaturization due to NiSn precipitates.
  • the addition of Ge has the effect of suppressing oxidation of the main component Sn, improving bondability, and cream soldering. Can be improved.
  • Fig. 2 shows the cross-sectional structure and various metal distributions of the joint where the above-mentioned cream solder was used and heated to around 250 ° C to join the copper plates, and Enelki monodisperse X-ray spectroscopy (EDX: Fig. 2 (a) shows the backscattered electron image, and Fig. 2 (b), (c), and (d) show the results of analysis by Energ y Dispersive X-ray Spectroscopy.
  • the distributions of Sn, Ag, and Cu are shown by X-ray images in Fig. 2.
  • the precipitates are mainly AgSn compound (Ag Sn) and CuSn compound (Cu Sn), and the base is Sn is the dominant component. Slightly Ag and are detected.
  • the precipitate B which is slightly lighter gray than Cu Sn, is Ag Sn, the fine grain boundary precipitate C is an AgSn compound other than Ag Sn, and the rest is Sn-Ag-Cu alloy. is there
  • the relatively black dispersed portion in Fig. 2 (b) shows the Sn distribution
  • the relatively white dispersed portion in Fig. 2 (c) shows the Ag distribution
  • the relatively white dispersed part shows the Cu distribution.
  • FIG. 3 showing the alloy compositions and heat resistance evaluation results of Examples;! To 3 and Comparative Examples will be described.
  • SAC Sn20Ag5Cu0.1Ni alloy in Example 1
  • SACNG An alloy of Sn3.5AgO.5CuO.07NiO.01Ge
  • SACNG SACNG
  • the force S with SACN: SACNG ratio of the alloy of Example 1 3: 1 as described above, Examples 2 and 3, the ratios are 1: 1 and 1: 3, respectively.
  • the alloy of the comparative example is indicated by the abbreviation SAC. 1S This alloy is Sn3.0Ag0.5Cu (recommended composition in JEITA).
  • FIG. 3 shows the heat resistance evaluation results and the alloy composition after melting in the above examples;! To 3 and the comparative example.
  • the heat resistance evaluation [° C.] was performed as follows. Cream solder was applied to a Cu plate with a 4 X 4 X 0.3 mm inner surface, and a Cu block (5 X 5 X 5 mm) was joined at 260 ° C X 30 sec. After that, the joint surface was set up vertically and heated in the range of 220 ° C to 280 ° C ° C to conduct a heat resistance test. Cu block force S, X when falling due to its own weight, and ⁇ when falling force are displayed.
  • the example according to the first invention is superior in heat resistance as compared with the comparative example (conventional material Sn3.0Ag0.5Cu), and in this experiment, as in Examples 1 and 2. It can be seen that the heat resistance is clearly improved when the Ag content after melting is about 10% or more. By setting the total Ag to the lower limit of 10%, securing a semi-molten state and precipitating AgSn compounds can be facilitated, and heat resistance can be improved. The amount of Ag after melting is approximately 10% or more. In FIG. 3, the ratio of the first powder alloy (SACN) to the mixture of the first powder alloy (SACN) and the second powder alloy (SACNG) Equivalent to 50% or more.
  • soldering on the high temperature side as the previous step is performed, for example, in Example 1 or Is performed using a cream solder obtained by kneading flux into the alloy No. 2, for example, at a reflow temperature of 280 to 300 ° C, and then soldering on the low temperature side as a post process is mixed with the alloy of the comparative example.
  • the solder on the high temperature side is in a solid-liquid coexistence state and is viscous.
  • the mutual movement of the joint components that are high is suppressed and does not peel off.
  • the second invention "Agl 0-30 wt%, Cu 2-20 wt%, the balance is Sn and inevitable impurities.
  • the first powder alloy is composed of a mixture of Ag 4.0 wt% or less, Cu 2.0 wt% or less, Sb 8 wt% or less, and the balance of the second powder alloy composed of Sn and inevitable impurities.
  • the total Cu component should be 35 wt% or less.
  • the technical significance of each of the components other than the component Sb of the second powder alloy is described in detail in the description of the first invention. Also, the significance of each composition of the first powder alloy, which is characteristic in that it contains more Ag and Cu components than the standard eutectic solder alloy, is detailed in the description of the first invention. /!
  • Fig. 2 of the first invention shows the cross-sectional structure of the solder joint and the distribution of various metals when the additive component Sb is not included.
  • Sb is added to the second powder alloy.
  • FIG. 4 shows a Sn—Sb system phase diagram.
  • Sb has a melting point of 630.5 ° C, but the Sn-Sb phase diagram is peritectic and dissolves in Sn, forming a fine high melting point (425 ° C) Sn Sb precipitate. .
  • diffusion of solid solution components such as Ag can be suppressed, the structural stability can be improved, and the heat resistance and reliability can be improved.
  • FIG. 5 is a graph showing the results of measuring the alloy composition and the hardness of the Sn base matrix in the examples and comparative examples of the second invention.
  • the composition and production procedure of the cream solder of the comparative example without Sb addition will be described.
  • Sn20Ag5Cu0.1Ni alloy was melted at 530 ° C, and this alloy was melted at around 400 ° C. Around 220 ° C, liquidus around 350 ° C).
  • Sn3.5Ag0.5CuO.O 01 powder with melting temperature around 220 ° C).
  • This first powder alloy and the second powder alloy were mixed at a weight ratio of 3: 1, and these were mixed with flux to produce a tail solder.
  • the cream solder is described as Example 1 in the first invention. Same as listed.
  • the first powder alloy is the same as in the above comparative example.
  • the second powder alloy is a powder (20-45 m) containing 7.4 wt% of Sb in the above Sn3.5Ag0.5Cu0.07M0.01Ge.
  • This first powder alloy and the second powder alloy were mixed at a weight ratio of 3: 1, and these were mixed with flux to produce a tail solder.
  • the Sb content in the whole mixed powder of the first powder alloy and the second powder alloy in this example corresponds to 2 wt%.
  • the addition of Ni has an effect of improving heat resistance, bondability, and refinement by NiSn precipitates
  • the addition of Ge has an effect of suppressing oxidation of the main component Sn. It has the effect of improving the bonding property and the storage property of cream solder.
  • the hardness of the matrix was measured by the nanoindentation method.
  • the measurement points are 8 points, and in Fig. 5, the measured values and average values of 8 points are shown.
  • the indenter is a triangular pyramid, with a weight of 0.5 mN, and was calculated from the indentation pressure (GPa) based on the load-displacement curve obtained by the indentation test. The larger the value, the harder it is.
  • the hardness was improved by solid solution strengthening of Sb as compared with the comparative example. Therefore, it can be said that the embodiment can improve the heat resistance and the reliability with a high thermal fatigue strength.
  • the amount of Sb added is preferably 8 wt% or less in order to suppress the increase in viscosity due to the rise of the liquidus of Sn-Sb system.
  • the cream according to the third invention is a concrete example of the solder and its evaluation result! /
  • the balance is the first powder alloy consisting of Sn and inevitable impurities, Ag 4.0 wt% or less (excluding 0), Cu 2.0 wt % Or less (excluding 0), the balance is composed of an alloy mixture of the second powder alloy consisting of Sn and inevitable impurities, and this alloy mixture mixed with Cu powder as the third powder.
  • the sum of the Ag and Cu components in the alloy is 35 wt% or less of the total alloy mixture, and the alloy mixture and C
  • the ratio of Cu powder to the total weight of u powder shall be 25 wt% or less.
  • the technical significance of the alloy mixture is described in detail in the description of the first invention.
  • the significance of each composition of the first powder alloy which is characteristic in that it has more Ag and Cu components than the standard eutectic solder alloy, is also explained in detail in the explanation of the first invention.
  • Fig. 2 of the first invention shows the cross-sectional structure of the solder joint and the distribution of various metals when Cu powder as the third powder is not included. The heat resistance and reliability of the solder joint are shown. In order to improve, it is desirable to strengthen the Sn-based matrix.
  • the first powder alloy has a high Ag content
  • the second powder alloy is a material near the standard eutectic composition, which is more expensive than the conventional Pb-Sn solder material. From the point of view of reliability, it is preferable to increase the amount of the first powder alloy in order to achieve a larger amount of precipitates. In this case, however, the price becomes even higher because it becomes Ag-rich. Become. Therefore, as the third metal powder, a metal powder having a higher melting point than the first and second powder alloys, such as Cu powder, is mixed.
  • the Cu powder is solid even at a temperature higher than the solidus temperature of the first and second powder alloys and lower than the liquidus temperature of both, that is, in a semi-molten state. Hold and reduce the liquid ratio. Also, during the solidification of the Sn base matrix, if a CuSn compound and M are added between the Cu powder and the Sn base semi-melt, a CnSnNi compound is formed, contributing to the strengthening of the matrix. That is, when joining at a temperature lower than the first liquidus, the Cu powder as the third high melting point metal powder is held in a solid state, and the first and second powder alloy gold are semi-molten and mutually diffused. After joining, the microstructure consists of Cu powder, CuSn precipitates, AgSn compound precipitates and a matrix close to the SnAg eutectic composition. Therefore, a strengthened solder joint can be obtained as a whole.
  • the high temperature side as the previous step is used.
  • reflow soldering is performed using cream solder obtained by kneading flux into a mixture of the first powder alloy, the second powder alloy, and the Cu powder as the third powder.
  • the soldering is performed at a temperature of 280 to 300 ° C.
  • soldering on the low temperature side as a subsequent process is performed using a cream solder obtained by kneading the flux with the second powder alloy, for example, a reflow temperature of 250 to 260. Do in C.
  • the solder on the high temperature side is in a solid-liquid coexistence state, and the mutual movement of the bonding components with high viscosity is suppressed and the bonding is maintained without peeling. It becomes possible.
  • the solder on the high temperature side is a mixed state of the semi-molten state of the first powder alloy and the completely melted state of the second powder alloy, causing mutual diffusion, and the composition of the first powder alloy can be adjusted according to needs. By appropriately setting the desired composition, a desired composition can be obtained after the fusion of the two.
  • FIG. 6 is a view showing the result of observing with a microscope the cross-sectional structure of the solder joint according to the embodiment of the third invention and analyzing it with an X-ray microanalyzer.
  • the composition and production procedure of the cream solder will be described.
  • the first powder alloy Sn20Ag5Cu0.1Ni alloy was melted at 530 ° C, and this alloy was melted at around 400 ° C. C), liquidus around 350 ° C).
  • the second powder alloy 5113.5 8 0.5010.07 0.0106 (20-45 ⁇ 01, melting temperature around 220 ° C) is prepared.
  • An alloy mixture obtained by mixing the first powder alloy and the second powder alloy in a 3: 1 weight ratio was further mixed with 45 m of Cu powder and flux to produce a cream solder.
  • solder joints were evaluated by varying the amount of Cu powder mixed. The results are described below.
  • the addition of M is to improve heat resistance, bondability, and fineness caused by NiSn precipitates. This is because the Cu powder and the first and second powder alloys undergo a diffusion reaction to form a ternary compound of Cu, Sn, and Ni when an intermetallic compound is formed at the interface. Compared to the CuSn binary compound, the Cu, Sn, and Ni compounds suppress diffusion of Cu powder and SnAg-based solder after compound formation, making it easier to maintain a stable state.
  • the addition of Ge has the effect of suppressing the oxidation of the main component Sn, improves the solder fluidity, improves the bondability, and in cream solder, the reaction between the solder metal powder and the flux is suppressed and maintained. It is possible to improve the tubeability.
  • FIG. 6 shows the cross-sectional microstructure of a 20% wt Cu powder composition melted by heat at 250 ° C and cooled and solidified, and the component distribution was examined by EPMA (X-ray microanalyzer). Indicates
  • Fig. 6 is a secondary electron image
  • (b) is a reflected electron image
  • (c) is a SnX ray image
  • (d) is an AgX ray image
  • (e) is a CuX ray image
  • (f) Indicates an MX line image.
  • the black spherical part in (a) and (b) corresponds to the relatively large white spherical part in (e), and the white spherical part in (e) is made of Cu as the third metal. The solid remains and is dispersed.
  • the light gray part of the CuX ray image (e) corresponds to the light gray part of the SnX ray image (c), which is considered to be a Cu Sn compound.
  • the main precipitates observed in the base are two kinds of compounds, AgSn and CuSn.
  • the third invention a finely dispersed precipitate of SnCuNi and SnAg in the matrix and a two-stage dispersed structure of several tens of m grains as the third metal can be obtained, and Sn, Cu, Ni ternary precipitates and SnAg compounds are thermally stable, so that a stable structure can be obtained as a structure, and a joint with excellent reliability can be formed.
  • the solder material is based on a typical lead-free solder Sn3.5Ag eutectic composition (melting point around 220 ° C).
  • the heat-resistant solder according to the present invention is used for the joint in the pre-process. This is a coexistent state, and the movement of the joint components with high viscosity is suppressed, and the post-process joining force S is possible.
  • a fourth invention "Agl0-30wt%, Cu2-20wt%, the first powder alloy consisting of Sn and inevitable impurities, and Ag4.0wt% or less, Cu2.0wt% or less, Inl0wt% or less
  • the balance is composed of a mixture with Sn and an inevitable impurity second powder alloy, and the total of Ag and Cu components in the mixture should be 35 wt% or less ”or“ Agl 0 to 30 wt%, Cu 2 to 20wt%, the balance from the first powder alloy consisting of Sn and unavoidable impurities and the mixture of Ag4.0wt% and below, 012.0% and below, Bil0wt% and the balance from the second powder alloy consisting of Sn and unavoidable impurities
  • the total of Ag and Cu components in the mixture should be 35 wt% or less.
  • FIG. 2 of the first invention shows the cross-sectional structure and various metal distributions of the solder joint when the additive component In or Bi is not included.
  • the additive component In or Bi is not included.
  • the SnAgCu composition depending on the operating temperature conditions due to long-term use, the grain size is coarse in the microstructure. Ag is agglomerated with increasing size and the strength of the Sn base matrix is reduced. Therefore, In or Bi is added to the second powder alloy for the purpose of improving the bondability by improving the strength and reducing the viscosity.
  • FIG. 7 shows a Sn—In system phase diagram.
  • In is a force Sn_In phase diagram with a melting point of 160 ° C. It has a eutectic composition (120 ° C) at 50wt% In, and the eutectic reaction is in the range of 44% ⁇ In ⁇ 77%. On the In side, it dissolves in Sn and forms Snln precipitates. As a result, the diffusion of solid solution components such as Ag can be suppressed, and the stability of the structure can be enhanced to improve heat resistance and reliability.
  • the addition of In decreases the liquidus temperature, increases the liquid phase ratio during bonding, and improves the bondability by reducing viscosity.
  • FIG. 8 shows a Sn—Bi system phase diagram. It has a eutectic composition (139 ° C) at 57 wt% Bi, and the eutectic reaction is at least 21 wt% Bi. On the lower side, it dissolves into Sn and forms SnBi precipitates. As a result, the diffusion of solid solution components such as Ag can be suppressed, the stability of the structure can be improved, and the heat resistance and reliability can be improved.
  • the addition of Bi decreases the liquidus temperature, increases the liquid phase ratio during bonding, and improves the bondability by reducing viscosity.
  • FIG. 9 is a graph showing the results of measuring the alloy composition and the hardness of the Sn base matrix in the examples and comparative examples of the fourth invention.
  • a comparative cream solder without the addition of In or Bi As a first powder alloy, an alloy of Sn20Ag5Cu0.1Ni was prepared by melting at 530 ° C, and this alloy was dissolved at around 400 ° C. Around 220 ° C, liquidus around 350 ° C). Also, a powder of Sn3.5AgO.5CuO.07NiO.01Ge (20-45 m, melting temperature around 220 ° C) is prepared as the second powder alloy. The first powder alloy and the second powder alloy were mixed in a 3: 1 weight ratio, and these were mixed with flux to produce a cream solder. The cream solder is the same as that described as Example 1 in the first invention.
  • the composition and production procedure of the cream solder of Examples 1 and 2 in FIG. 9 will be described.
  • the first powder alloy is the same as the above comparative example.
  • the second powder alloy 7.75 wt% In was added to the above Sn3.5AgO.5CuO.07NiO.01Ge. Make the contained (20-45 ⁇ 01) powder.
  • the first powder alloy and the second powder alloy were mixed at a weight ratio of 3: 1, and these were mixed with flux to produce a cream solder.
  • Example 2 as the second powder alloy, a powder in which 8.4 wt% of Bi is contained in the Sn3.5AgO.5CuO.07NiO.01Ge (20 to 45, im) is produced.
  • the first powder alloy and the second powder alloy were mixed at a weight ratio of 3: 1 and mixed with flux to produce a cream solder.
  • the contents of In or Bi in the whole mixed powder of the first powder alloy and the second powder alloy of Example 1 or Example 2 correspond to 2.1 wt% In or 2.1 wt% Bi, respectively.
  • the addition of Ni has an effect of improving heat resistance, bondability, and refinement by NiSn precipitates
  • the addition of Ge has an effect of suppressing oxidation of the main component Sn. It has the effect of improving the bonding property and the storage property of cream solder.
  • the hardness of the matrix was measured by the nanoindentation method.
  • the measurement points are 8 points each, and in Fig. 9, the measured values and average values of 8 points are shown.
  • the indenter was a triangular pyramid, and the calorie weight was 0.5 mN, which was obtained from the indentation pressure (GPa) based on the load-displacement curve obtained by the indentation test. The higher the value, the harder it is.
  • Example 1 or Example 2 to which In or Bi was added the hardness was improved by solid solution strengthening of In or Bi as compared with the comparative example. Therefore, it can be said that the example has higher thermal fatigue strength and can improve heat resistance and reliability.
  • the addition of In or Bi can improve the bondability by reducing the viscosity.
  • the amount of In added is preferably 10 wt% or less in consideration of coexistence with Sn primary crystals during solidification and cost.
  • the Bi addition amount is desirably 10% or less in order to suppress excessive hardness and prevent the melting temperature from being lowered due to the eutectic composition due to microsegregation.
  • Cu particles are separated in the Sn base matrix. A scattered structure is obtained, the solid density is increased, and an overall strengthened solder joint is obtained.
  • the amount of the first powder alloy, which is relatively rich in Ag, can be reduced, so the overall cost can be reduced.

Description

明 細 書
クリームはんだ及び電子部品のはんだ付け方法
技術分野
[0001] 本発明は、電子部品のはんだ付けに用いるクリームはんだ、特に、温度階層接続 における高温側のはんだ合金であって、鉛を含まな!/、鉛フリーはんだ合金を用いた クリームはんだ、及び電子部品のはんだ付け方法に関する。
背景技術
[0002] 電子部品をプリント基板等にはんだ付けする場合、通常、リフロー法が用いられる。
リフロー法とは、プリント基板のはんだ付け箇所にクリームはんだを塗布し、この塗布 部に電子部品の電極や板状リードを係合させて電子部品を搭載し、このプリント基板 をリフロー炉で加熱してクリームはんだを溶融させることによりプリント基板と電子部品 のはんだ付けを行う方法である。
[0003] このリフロー法に使用するクリームはんだは、粉末状のはんだ合金とペースト状のフ ラックスを混練して粘稠性のあるはんだ材料としたものである。クリームはんだに通常 用いられていた粉末状のはんだ合金は、従来、 Sn— Pb共晶合金であった。
[0004] この鉛成分を含んだはんだ合金は、鉛が環境を汚染する見地から、その使用が規 制され、所謂「鉛フリーはんだ」の実用化が各企業で積極的に取り組まれている。タリ ームはんだに用レ、るはんだも「鉛フリーはんだ」となってきて!/、る。代表的鉛フリーは んだ材料は、 SnAg系はんだ材料（共晶組成 3.5%Ag)であり、溶融点は 220°C付近 である。
[0005] 社団法人電子情報技術産業協会（JEITA: Japan Electronics and Information Tech nology Industries Association)は、 NEDO委託事業の鉛フリー化実用化研究開発対 応 PJにより蓄積したデータに基づいて、 2001年 11月に鉛フリーはんだ実用化ロード マップを公表し、その中で、 SnAgCu材料の推奨組成として、 Sn-3.0Ag-0.5Cuを推奨 した。上記背景により、現在の日本の SnAgCu系鉛フリーはんだは Sn-3.0Ag-0.5Cuの 採用が多い。
[0006] 上記鉛フリーはんだに関する特許出願も各社から広くなされて!/、る（例えば、特許 文献；!〜 3参照）。
[0007] 特許文献 1は、上記 Sn-3.0Ag-0.5Cuを含む SnAgCu系鉛フリーはんだに関するもの であり、下記を開示している。即ち、特許文献 1の要約の記載を引用すると、「表面実 装部品のはんだ付けを行った場合、電子部品やプリント基板に対して熱損傷を起こ させない 250°C以下のリフロー温度ではんだ付けしてもパッケージ部品に対しては、 はんだ付け部にボイドを発生させず、チップ部品のチップ立ちを起こさせな!/、印刷性 に優れた鉛フリーのソルダペーストを提供すること」を課題としている。そして、その解 決手段として「配合組成又は配合比率の異なる二種以上のはんだ合金粉末を Ag: 0 〜8質量％、 01 : 0〜5質量％、 5 80〜100質量％力、ら成り、これらの二種以上のはん だ合金粉末を混合して溶解した後の組成が Ag:；!〜 5質量％、 01 : 0.5〜3質量％、残 部 Snとなるように二種以上のはんだ合金粉末を調合してソルダペーストとする。」旨を 開示する。
[0008] 特許文献 2は、「Sn_Ag合金を改良して、優れた強度を有するとともに熱的に安定 であり、接合性も良好な Sn-Ag系はんだ合金を提供すること」を課題としている。そし て、その解決手段として「スズを主成分とし、銀を 1.0〜4.0重量％、銅を 2.0重量％以 下、ニッケルを 1.0重量0 /0以下、リンを 0.2重量0 /0以下含有する。また、スズを主成分と し、銀を 1.0〜4.0重量％、銅を 2.0重量％以下、ニッケルを 1.0重量％以下、ゲルマ二 ゥムを 0.1重量％以下含有してもよい。 Cuを添加すると、 Cuは Sn中に固溶し、ぬれ性 を損なうことなく合金の強度と耐熱性が向上する。 Mを添加すると Mの溶融温度が高 いために合金の熱的安定性が増す。また Mを添加すると結晶組織が微細化し、ある いは Ni-Sn化合物が生成して強度や熱疲労特性が向上する。 Pおよび Geを添加する とはんだ溶融時に薄!/、酸化皮膜を形成し、 Snなどのはんだ成分の酸化が抑制される 。」旨を開示する。
[0009] 特許文献 3は、「Sn— Ag— Cu共晶合金を、 1種以上の低含量で低コストの合金添加 物で改良して、はんだ付け性を低下することなくミクロ組織高温安定性、及び熱的 機械的疲労強度を向上させること」を課題としている。そして、その解決手段として「 約 1重量％を超えない合計量の目的に沿った、第 4又は第 5の元素添加物を三元共 晶の、 Sn— 4.7 % Ag 1 · 7 % Cu (重量％ )を主成分とする Sn Ag - Cu共晶はんだ合 金に加え、はんだと母材との金属間界面の改良剤として Ni、 Fe及び同様な作用をす る元素から成る群から選び、はんだ継手のミクロ組織の高温安定性及びはんだ継手 の熱的 機械的疲労強度を向上させる。」旨を開示する。
[0010] ところで、電子部品をプリント基板等にリフロー法によりはんだ付けにおいて、通常、 リフロー温度の異なる少なくとも 2種類のはんだを用いて、高温側および低温側の 2 回のはんだ付けを行う電子部品のはんだ付け方法、所謂、温度階層接続が行われる 場合が多い。例えば、半導体チップの基板への接続を高温工程で行い、プリント基 板への配線接続を低温工程で行!/ \半導体チップの基板への接続部が溶融して接 合状態が維持できないか、場合によっては分離する事態に至ることを防止する。
[0011] 鉛入りはんだの場合には、例えば、高温側に鉛リッチの高温はんだ (溶融点 275〜
302°C)を用い、低温側に、鉛-錫共晶はんだ (溶融点 183°C)を用いる。上記鉛フリ 一はんだ、例えば、 Sn-Ag系はんだ合金を低温側のはんだとして使用して温度階層 接続を行う場合、高温側のはんだ材料として前記鉛入り高温はんだに代わる好適な ものが必要となる。
[0012] 温度階層はんだ接続対応可能な高温側の鉛フリーはんだ材料としては、 Au_Sn合 金 (共晶溶融温度 280°C)がある力 コスト的に高ぐ広く使用可能な実用的はんだ材 料が見当たらない。また、金属の接合材料として、 Agろうがあるが、接合温度が 800 〜900°Cと高い。また、 Agをナノ微粒子とすることにより、表面が活性化され、 250〜 300°Cで、接合温度を下げることが可能であることが知られている。しかし、 Agナノ微 粒子は、通常、表面の酸化防止のため、有機材料でコーティング及び有機溶媒と混 ぜ合わせることによって使用される。この場合、接合後、ボイドの発生や有機物の残 存の問題が生ずる。ボイドの発生や有機物の残存は、電子機器接合部として重要な 熱伝導性、電気伝導性、熱疲労信頼性の低下につながる。従って、接合材としての 機能を得るため、接合時、有機物の還元雰囲気、荷重負荷を必要とする等の問題が ある。
[0013] また、上記以外に、高温側鉛フリーはんだとして、特殊なはんだペーストを用いた電 子機器の発明が特許文献 4に開示されている。
[0014] 特許文献 4は、「全く新規なはんだ接続による電子機器を提供することにあり、具体 的には、 Pbを多く含む高 Pbはんだの代替方法として、温度階層接続における高温側 のフリップチップ接続を実現すること」を課題としている。そして、その解決手段として 「電子部品の電極と基板の電極間の接続部が、単体金属、合金、化合物もしくはこれ らの混合物を含む金属ボールを、 Sn、もしくは Inのどちらか一方で連結している構成 であることを特徴とする電子機器。」や「電子部品の電極と基板の電極間の接続にお いて、単体金属、合金、化合物もしくはこれらの混合物を含む金属ボールと、 Sn-Cu 系はんだ、 Sn-Ag系はんだ、 Sn-Ag-Cu系はんだ、これらに In、 Zn、 Biのいずれか一つ 以上を添加したはんだ、のうち一種以上を混合してなるペーストを該電極間に供給し 、これらを加熱し、該はんだボール成分を溶融させることにより該金属ボール間、及 び該金属ボールと該電子部品の電極、該基板の電極間を連結させることを特徴とす る電子機器。」を開示する。
特許文献 1 :特開 2002— 126893号公報
特許文献 2 :特開平 11 77366号公報
特許文献 3：特表 2001— 504760号公報
特許文献 4：特開 2002— 314241号公報
発明の開示
[0015] この発明は、上記のような状況に鑑みてなされたもので、優れた強度と熱的安定性 を有し、接合性も良好であって安価な Sn-Ag-Cu系はんだ合金をベースとして、温度 階層接続に対応可能な好適な高温側鉛フリーはんだ材料と、電子部品のはんだ付 け方法を提供することを課題とする。
[0016] さらに、この発明は、はんだ接合部の耐熱性および信頼性をさらに向上した温度階 層接続に対応可能な好適な高温側鉛フリーはんだ材料と、電子部品のはんだ付け 方法を提供することを課題とする。
[0017] 上記課題は、以下により達成される。
[0018] 即ち、 Sn-Ag-Cu系合金にフラックスを混練りしてなるクリームはんだにおいて、前記 Sn-Ag-Cu系合金は第 1粉末合金と第 2粉末合金との混合物からなり、前記第 1粉末 合金は、 Sn-Ag系状態図上、固液共存領域を有し、共晶組成（3.5wt%Ag)より Ag量が 多い所定の Ag量からなるものとし、前記第 2粉末合金は、共晶組成（3.5wt%Ag)もしく は共晶組成に近く前記第 1粉末合金より少ない Ag量からなることを特徴とする（請求 項 1)。
[0019] また、 Sn-Ag-Cu系合金にフラックスを混練りしてなるクリームはんだにおいて、前記 Sn-Ag-Cu系合金は、 Agl0〜30wt%、 Cu2〜20wt%、残部は Sn及び不可避的不純物か らなる第 1粉末合金と、前記第 1粉末合金より Agおよび Cuの成分組成 (wt%)が小さく 、前記第 1粉末合金より溶融温度を低くした第 2粉末合金との混合物からなり、前記 混合物における Agおよび Cu成分の合計は、 30wt%以下とすることを特徴とする（請求 項 2)。
[0020] さらに、請求項 1または 2に記載のクリームはんだの実施態様としては、第 2粉末合 金は、 Ag4.0wt%以下（0を含まず）、 Cu2.0wt%以下（0を含まず）、残部は Sn及び不可 避的不純物とすることを特徴とする (請求項 3)。
[0021] さらに、請求項 1ないし 3のいずれか 1項に記載のクリームはんだの実施態様として は、第 1粉末合金および第 2粉末合金の混合物に対する前記第 1粉末合金の割合は 、重量比率で 50%以上とすることを特徴とする（請求項 4)。
[0022] また、 Sn-Ag-Cu系合金にフラックスを混練りしてなるクリームはんだにおいて、前記 Sn-Ag-Cu系合金は、 Agl0〜30wt%、 Cu2〜20wt%、残部は Sn及び不可避的不純物か らなる第 1粉末合金と、 Sb8wt%以下（0を含まず）、 InlOwt%以下（0を含まず）、 BilOwt% 以下（0を含まず）の 3成分のいずれ力、 1つと、 Ag4.0wt%以下（0を含まず）、 Cu2.0wt% 以下（0を含まず）、残部は Sn及び不可避的不純物からなる第 2粉末合金との混合物 力もなり、前記混合物における Agおよび Cu成分の合計は、 35wt%以下とすることを特 徴とする (請求項 5)。
[0023] また、 Sn-Ag-Cu系合金にフラックスを混練りしてなるクリームはんだにおいて、前記 Sn-Ag-Cu系合金は、 Agl0〜30wt%、 Cu2〜20wt%、残部は Sn及び不可避的不純物か らなる第 1粉末合金と、 Ag4.0wt%以下（0を含まず）、 Cu2.0wt%以下（0を含まず）、残 部は Sn及び不可避的不純物からなる第 2粉末合金との合金混合物と、この合金混合 物に、第 3粉末として Cu粉末を混合してなるものとし、前記合金混合物における Agお よび Cu成分の合計は全合金混合物に対して 35wt%以下とし、かつ前記合金混合物と Cu粉末の合計重量に対する Cu粉末の比率は、 25wt%以下とすることを特徴とする（請 [0024] さらに、請求項 1ないし 6のいずれか 1項に記載のクリームはんだの実施態様として は、前記第 1粉末合金および/または第 2粉末合金は、 Ni, Fe , Co, Geのうち少なく とも 1つの添加元素を含有し、 Ni, Fe , Coは 1.0wt%以下、 Geは 0. 1wt%以下とすることを 特徴とする (請求項 7)。
[0025] また、電子部品のはんだ付け方法を行うに際して、請求項 1ないし 7のいずれか 1項 に記載のクリームはんだを使用することを特徴とする（請求項 8)。
[0026] また、リフロー法によりリフロー温度の異なる少なくとも 2種類のはんだを用いて、高 温側および低温側の 2回のはんだ付けを行う電子部品のはんだ付け方法において、 前工程としての高温側のはんだ付けを、 Sn-Ag-Cu系合金にフラックスを混練りしてな るクリームはんだであり、前記 Sn-Ag-Cu系合金は第 1粉末合金と第 2粉末合金との混 合物からなり、前記第 1粉末合金は、 Sn-Ag系状態図上、固液共存領域を有し、共晶 組成（3.5wt%Ag)より Ag量が多い所定の Ag量からなるものとし、前記第 2粉末合金は、 共晶組成（3.5wt%Ag)もしくは共晶組成に近く前記第 1粉末合金より少ない Ag量から なるクリームはんだを用いて行い、その後、後工程としての低温側のはんだ付けを、 前記第 2粉末合金にフラックスを混練りしてなるクリームはんだを用いて行うことを特 徴とする (請求項 9)。
[0027] また、リフロー法によりリフロー温度の異なる少なくとも 2種類のはんだを用いて、高 温側および低温側の 2回のはんだ付けを行う電子部品のはんだ付け方法において、 前工程としての高温側のはんだ付けを、 Sn-Ag-Cu系合金にフラックスを混練りしてな るクリームはんだであり、前記 Sn-Ag-Cu系合金は、 Agl0〜30wt%、 Cu2〜20wt%、残 部は Sn及び不可避的不純物からなる第 1粉末合金と、前記第 1粉末合金より Agおよ び Cuの成分組成 (wt%)が小さぐ前記第 1粉末合金より溶融温度を低くした第 2粉末 合金との混合物からなり、前記混合物における Agおよび Cu成分の合計は、 30 ％以 下とするクリームはんだクリームはんだを用いて行い、その後、後工程としての低温側 のはんだ付けを、前記第 2粉末合金にフラックスを混練りしてなるクリームはんだを用 V、て行うことを特徴とする（請求項 10)。
[0028] さらに、請求項 10に記載の電子部品のはんだ付け方法の実施態様としては、第 2 粉末合金は、 Ag4.0wt%以下（0を含まず）、 Cu2.0wt%以下（0を含まず）、残部は Sn及 び不可避的不純物とすることを特徴とする（請求項 11)。
[0029] さらに、請求項 10又は 11に記載の電子部品のはんだ付け方法の実施態様として は、第 1粉末合金および第 2粉末合金の混合物に対する前記第 1粉末合金の割合は 、重量比率で 50%以上とすることを特徴とする（請求項 12)。
[0030] さらに、請求項 9ないし 12のいずれか 1項に記載のはんだ付け方法の実施態様とし ては、後工程としての低温側のはんだ付けのリフロー温度は、前記第 1粉末合金の 固液共存領域に相応する所定の温度とすることを特徴とする（請求項 13)。
[0031] また、リフロー法によりリフロー温度の異なる少なくとも 2種類のはんだを用いて、高 温側および低温側の 2回のはんだ付けを行う電子部品のはんだ付け方法において、 前工程としての高温側のはんだ付けを、 Sn-Ag-Cu系合金にフラックスを混練りしてな るクリームはんだであり、前記 Sn-Ag-Cu系合金は、 Agl0〜30wt%、 Cu2〜20wt%、残 部は Sn及び不可避的不純物からなる第 1粉末合金と、 Sb8wt%以下（0を含まず）、 Inl Owt%以下（0を含まず）、 BilOwt%以下（0を含まず）の 3成分のいずれ力、 1つと、 Ag4.0 wt%以下（0を含まず）、 Cu2.0wt%以下（0を含まず）、残部は Sn及び不可避的不純物 からなる第 2粉末合金との混合物からなり、前記混合物における Agおよび Cu成分の 合計は、 35wt%以下であるクリームはんだを用いて行い、その後、後工程としての低 温側のはんだ付けを、前記第 2粉末合金にフラックスを混練りしてなるクリームはんだ を用いて行うことを特徴とする（請求項 14)。
[0032] また、リフロー法によりリフロー温度の異なる少なくとも 2種類のはんだを用いて、高 温側および低温側の 2回のはんだ付けを行う電子部品のはんだ付け方法において、 前工程としての高温側のはんだ付けを、 Sn-Ag-Cu系合金にフラックスを混練りしてな るクリームはんだであり、前記 Sn-Ag-Cu系合金は、 Agl0〜30wt%、 Cu2〜20wt%、残 部は Sn及び不可避的不純物からなる第 1粉末合金と、 Ag4.0wt%以下（0を含まず）、 C u2.0wt%以下（0を含まず）、残部は Sn及び不可避的不純物からなる第 2粉末合金との 合金混合物と、この合金混合物に、第 3粉末として Cu粉末を混合してなるものとし、 前記合金混合物における Agおよび Cu成分の合計は全合金混合物に対して 35 ％以 下とし、かつ前記合金混合物と Cu粉末の合計重量に対する Cu粉末の比率は、 25wt% 以下であるクリームはんだを用いて行い、その後、後工程としての低温側のはんだ付 けを、前記第 2粉末合金にフラックスを混練りしてなるクリームはんだを用いて行うこと を特徴とする (請求項 15)。
[0033] さらに、請求項 8ないし 14のいずれか 1項に記載の電子部品のはんだ付け方法の 実施態様としては、前記第 1粉末合金および/または第 2粉末合金は、 Ni, Fe, Co, Geのうち少なくとも 1つの添加元素を含有し、 M, Fe, Coは 1.0wt%以下、 Geは 0.1wt% 以下とすることを特徴とする (請求項 16)。
図面の簡単な説明
[0034] [図 1]第 1の発明の実施形態を説明する Sn-Ag系状態図である。
[図 2]第 1の発明の実施例に係るはんだ接合部の断面組織および各種金属分布を顕 微鏡により観察した図である。
[図 3]第 1の発明の実施例および比較例の合金組成と耐熱性評価結果を示す図であ
[図 4]第 2の発明の実施形態を説明する Sn _Sb系状態図である。
[図 5]第 2の発明の実施例および比較例の合金組成と Snベースマトリックスの硬さを測 定した結果を示す図である。
[図 6]第 3の発明の実施例に係るはんだ接合部の断面組織を顕微鏡で観察し X線マ イク口アナライザで分析した結果を示す図である。
[図 7]第 4の発明の実施形態を説明する Sn-In系状態図である。
[図 8]第 4の発明の実施形態を説明する Sn-Bi系状態図である。
[図 9]第 4の発明の実施例および比較例の合金組成と Snベースマトリックスの硬さを測 定した結果を示す図である。
発明を実施するための最良の形態
[0035] 〔第 1の発明〕
次に、第 1の発明の実施形態について、図 1に示す Sn-Ag系状態図を参照して説 明する。なお、第 1の発明に係るクリームはんだの具体的な実施例やその評価結果 等については、後述する実施例の項で述べる。
[0036] また、以下の説明においては、説明の便宜上、組成の表示を簡略化して示す。例 えば、 3.5wt%Agは、 3.5%Agまたは Ag3.5%、もしくは単に 3.5Agとして示す。
[0037] まず、図 1の Sn-Ag系状態図について述べる。図 1において、縦軸は温度 °C、横軸 は Snの成分％で、下側は原子％(&1%)、上側は重量％( ％)を示す。図 1の状態図に おいて、液相線は、凝固時に 100%液体から固相が晶出し始める温度で、逆の加熱 時には 100%液体になる温度のラインを示す。また、固相線は、凝固時に 100%固体 になる温度で、逆の加熱時には 100%固体から液相が生じ始める温度のラインを示 す。
[0038] Sn-Ag系状態図上、共晶組成は 3.5wt%Agであり、 Agが約 70wt%まで、共晶反応（固 相線としての共晶温度は 221°C)を有し、完全液化となる液相線温度は、 Ag量増加と ともに上昇する。加熱した場合、固相線にて液化が開始する力 Ag量を増加すると、 固相線以上の広い温度範囲において、固液共存状態が存在しやすくなる。そのため 、高温側のはんだとして、請求項 1の第 1粉末合金と第 2粉末合金との混合物を有す るクリームはんだを用いることにより、例えば、リフロー法の後工程における作業温度（ 低温側のリフロー温度）を 250〜260°Cとした場合に、前記第 1粉末合金は固液共存 状態で接合が維持される。そのため、高温側はんだ接合部は粘性が高ぐ低温側の 接合作業中、剥離や動きが抑制され、精度よい接合状態が得られる。
[0039] ところで、 Sn-Ag系合金に Cuを添加することによって、被接合材からの Cuの溶出を 抑制するとともに、はんだ接合部の適切な強度向上に効果があり、接合性、信頼性 の点ですぐれた接合材料としての特性を有する Sn-Ag系合金が得られる。この Sn-Ag 系合金は、 Sn-Ag-Cu3元共晶組成付近組成のものより（代表的には Sn3.5Ag0.5Cu) Cuを多く添加することによって、耐熱性を向上させることができる。
[0040] また、 Agを 3.5%より多く含有する場合、この合金を溶融溶製し、板などとして凝固さ せると、例えば、 Ag20%では、液相線 360°C付近で Sn Agが析出し始め、これが初晶と して、温度低下とともに粗大化するため、はんだ材料として接合に使用すると、ミクロ 組織としては、粗大な結晶が存在するものとなりやすぐ信頼性に懸念が生ずる。
[0041] そこで、第 1の発明においては、はんだ材料を粉末状として作製し、接合に用いる。
はんだ材料が微細な粒子から構成されて!/、れば、粒子内の成分濃度分布が少なぐ また、成分拡散が生じやすいため、固相線以上にて均一に液化が生じ易くなり、さら に、比較的低温側で接合しやすくなる。はんだ合金の形態としては、通常、クリーム はんだに使用される 20-50 粉末で可能である力 S、さらに微粒子化すれば、第 1の 発明による粒子相互の拡散 ·溶融は促進されるので、第 1の発明は有効である。
[0042] 上記のように、 Ag量、 Cu量を高めることによって、接合 ·凝固時にミクロ組織として、 AgSn化合物及び CuSn化合物を分散析出させて、耐熱性を有するはんだ材料を得る ことができる力 クリームはんだとする場合、フラックスを使用するため、接合される部 材状態によってはガスの排出が不十分でボイドの形成が懸念される。このような場合 、接合される際のはんだ材料の流動性が望まれる。
[0043] 第 1の発明においては、上記の Ag量、 Cu量を多くし、広い固液共存領域が得られ る組成のはんだ材料を第 1粉末合金とし、第 2粉末合金として、低 Ag含有量の流動 性の良いはんだ材料、代表的には Sn-Ag共晶組成付近組成 (溶融点 221°C)の粉末 を用い、これらの合金粉末の混合物にフラックスを混練りしてクリームハンダとする。
[0044] 即ち、 Agl0〜30wt%、 Cu2〜20wt%、残部は Sn及び不可避的不純物からなる第 1粉 末合金と、前記第 1粉末合金より Agおよび Cuの成分組成 (wt%)が少なぐ前記第 1粉 末合金より溶融温度を低くした第 2粉末合金との混合物にフラックスを混練りしてタリ ームハンダとする。但し、 Ag, Cu添加量を多くすると、 AgSn化合物、 CuSn化合物の合 計量が増加する。 AgSn, CuSn化合物過増による粘性増は、接合後ボイドを発生しや すくするので、合計添加量 35%以下とすることが望まし!/ヽ。
[0045] また、 Ag単独では、半溶融状態での接合を実施するための液相線/固相線温度範 囲として、固相線 221°Cに対し、半溶融状態として十分な実作業温度範囲 250〜30 0°Cを有する Agl0%を下限とし、半溶融状態の粘性を考慮し 30% (液相線約 410°C)を 上限とする。さらに、 Cu単独の量としては、接合部内における CuSn化合物の生成を 容易とするため、下限 2%とし、 Cuが多過ぎると、 CuSnの持つ強度が高く脆い性質が 支配的となるため、 Cu20%を上限とする。
[0046] また、上記クリームハンダにおいて、第 1粉末合金および/または第 2粉末合金は、 Ni, Fe, Co, Geのうち少なくとも 1つの添加元素を含有し、 Ni, Fe, Coは 1.0wt%以下、 Geは 0.1wt%以下とすることが好ましい。 Mは熱的安定性および接合性を向上し、 Fe, Coは熱的安定性と強度向上、信頼性の向上、 Geは Snの酸化抑制に寄与する。これ らの Ni, Fe, Co, Geの添加が好ましいことは、第 2〜4の発明についても同様である。
[0047] さらに、第 1粉末合金および第 2粉末合金の混合物に対する前記第 1粉末合金の 割合は、重量比率で 50%以上とすることが好ましい。詳細は後述する力 これにより 、はんだ材料の耐熱性が向上し、高温側のはんだとしてより好適となる。
[0048] なお、フラックスとしては公知のものが使用できる。例えば、重合ロジン 50部、ブチ ノレカノレビトーノレ 46部、シクロへキシルァミン HBr塩 0. 5部、アジピン酸 0. 5部、水素 添加ヒマシ油 3部を容器に仕込み、加熱溶解させたものが使用できる。これらのフラッ タスの使用が可能なことは、第 2〜4の発明についても同様である。
[0049] また、リフロー法によりリフロー温度の異なる少なくとも 2種類のはんだを用いて、高 温側および低温側の 2回のはんだ付けを行う場合には、前工程としての高温側のは んだ付けを前記の第 1粉末合金と第 2粉末合金との混合物にフラックスを混練りして なるクリームはんだを用いて、例えばリフロー温度 280〜300°Cで行い、その後、後 工程としての低温側のはんだ付けを前記第 2粉末合金にフラックスを混練りしてなる クリームはんだを用いて、例えばリフロー温度 250〜260°Cで行う。
[0050] これにより、後工程の 250〜260°C加熱において、高温側のはんだは固液共存の 状態にあって、粘性が高ぐ接合構成部相互の動きは抑制されて剥がれることはなく 接合を維持することが可能となる。この場合、高温側のはんだは、第 1粉末合金の半 溶融状態と、第 2粉末合金の完全溶融状態とが混合した状態となり、相互拡散が生じ 、第 1粉末合金のの組成をニーズに応じて適切に設定することによって、両者融合後 、所望の組成を得ることができる。
このようなリフロー法によりリフロー温度の異なる少なくとも 2種類のはんだを用いて 、高温側および低温側の 2回のはんだ付けを行う方法は、第 2及び第 4の発明におレヽ ても同様である。
〔第 1の発明の実施例〕
次に、第 1の発明の実施例とその評価結果等について、比較例と共に述べる。
[0051] 図 2は第 1の発明の実施例 1に係るはんだ接合部の断面組織および各種金属分布 を顕微鏡により観察した図、図 3は第 1の発明の実施例;!〜 3および比較例の合金組 成と耐熱性評価結果を示す。 [0052] まず、実施例 1のクリームはんだについて述べる。 Sn20Ag5Cu0.1Niの合金を 530°C にて溶解作製し、この合金を 400°C付近で溶解したものから作製した粒径 20〜45 a mの粉末（固相線 220°C付近、液相線 350°C付近）と， Sn3.5Ag0.5Cu0.07Ni0.01Ge ( 20〜45 a m、溶融温度 220°C付近）の粉末を 3： 1の重量比率で混粒として、これらを フラックスと混ぜ、クリームはんだを作製した。 Mの添加は、耐熱性、接合性の向上、 NiSn析出物による微細化効果を有するものであり、 Geの添加は主成分 Snの酸化を抑 制する効果を有し、接合性向上、クリームはんだの保管性向上をはかることができる。
[0053] 図 2は、上記クリームはんだを用い、 250°C付近に加熱し、銅板の接合を行った接 合部の断面組織および各種金属分布を、エネルキ"一分散 X線分光法（EDX： Energ y Dispersive X-ray Spectroscopy)により分析した結果を示し、析出物が分散された 状態を示す。図 2 (a)は反射電子像、図 2 (b) , (c) , (d)は、それぞれ、 Sn, Ag, Cuの X線像による分布を示す。図 2において、析出物は、 AgSn化合物 (Ag Sn)及び CuSn 化合物（Cu Sn )が主であり、基地は Snが支配成分で、わずかながら Agおよび が 検出されている。
[0054] 図 2 (a)の反射電子像において、比較的黒色の分散された析出物 Aが Cu Snであり
、 Cu Snより若干明るいグレーの分散された析出物 Bが Ag Snであり、粒界の細かい 析出物 Cが Ag Sn以外の AgSn化合物であり、残りの部分は、 Sn-Ag-Cu系合金である
。図 2 (b)における比較的黒色の分散された部分が Snの分布を示し、図 2 (c)におけ る比較的白色の分散された部分が Agの分布を示し、図 2 (d)における比較的白色の 分散された部分が Cuの分布を示す。
[0055] 通常、 Sn20%Ag5%Cu0.1%Ni合金を溶解後、バルタ状に凝固させた場合、状態図か ら、液相線 360°C付近で SnAgが析出し始め、これが初晶として、温度低下とともに粗 大化し、一方で、 CuSn析出物が生じ、粗大な AgSn、 CuSn析出物を主体とするミクロ 組織となる。上記のように分散化した組織を有するはんだ接合部は、いわゆる分散強 化された複合材料と同様な特長が得られ、材質的に均一安定したものであり、信頼 性がすぐれたものが得られる。
[0056] 次に、実施例;!〜 3および比較例の合金組成と耐熱性評価結果を示す図 3につい て述べる。図 3において、前記実施例 1における Sn20Ag5Cu0.1Niの合金は略号 SAC Nで示し、 Sn3.5AgO.5CuO.07NiO.01Geの合金は略号 SACNGで示す。図 3において、 前述のように実施例 1の合金の SACN : SACNGの比 = 3 : 1である力 S、実施例 2および 3は、前記の比がそれぞれ、 1： 1および 1： 3である。比較例の合金は略号 SACで示す 1S この合金は Sn3.0Ag0.5Cu (前記 JEITAにおける推奨組成）である。
[0057] 図 3にお!/、ては、前記実施例;!〜 3および比較例の耐熱性評価結果および溶融後 の合金組成を示す。耐熱性評価 [°C]は以下のようにして行った。 Cu板にクリームハ ンダを 4 X 4 X 0.3mmの寸法内表面に塗布し、 260 °C X 30secで Cuブロック（5 X 5 X 5 mm)を接合した。その後、接合面を垂直に立て、 220°Cから 280°C°Cの範囲で加熱し 、耐熱性試験を実施した。 Cuブロック力 S、自重でずれおちた場合を X、落ちな力 た 場合を〇で表示している。この結果から、第 1の発明の実施例によるものは、比較例（ 従来材 Sn3.0Ag0.5Cu)に比べて耐熱性にすぐれ、また、本実験では、実施例 1およ び 2のように、溶融後の Ag量約 10%以上において、明瞭に耐熱性改善がなされている ことがわかる。合計の Agを下限 10%とすることにより、半溶融状態確保、及び AgSn化 合物析出を容易とし、耐熱性を向上することができる。溶融後の Ag量約 10%以上は、 概ね図 3において、第 1粉末合金（SACN)および第 2粉末合金（SACNG)の混合物に 対する前記第 1粉末合金（SACN)の割合が、重量比率で 50%以上に相当する。
[0058] 図 3の結果からも分かるように、リフロー法により高温側および低温側の 2回のはん だ付けを行う場合には、前工程としての高温側のはんだ付けを例えば実施例 1また は 2の合金にフラックスを混練りしてなるクリームはんだを用いて、例えばリフロー温度 280〜300°Cで行い、その後、後工程としての低温側のはんだ付けを前記比較例の 合金にフラックスを混練りしてなるクリームはんだを用いて、例えばリフロー温度 250 〜260°Cで行うことにより、後工程の 250〜260°C加熱においては、高温側のはんだ は固液共存の状態にあって、粘性が高ぐ接合構成部相互の動きは抑制されて剥が れることはなく接合を維持すること力 S可倉 となる。
〔第 2の発明〕
次に、第 2の本発明について述べる。なお、第 2の発明に係るクリームはんだの具 体的な実施例やその評価結果等につ!/、ては、後述する実施例の項で述べる。
[0059] 第 2の発明は、「Agl0〜30wt%、 Cu2〜20wt%、残部は Sn及び不可避的不純物から なる第 1粉末合金と、 Ag4.0wt%以下、 Cu2.0wt%以下、 Sb8wt%以下、残部は Sn及び不 可避的不純物からなる第 2粉末合金との混合物からなり、前記混合物における Agお よび Cu成分の合計は、 35wt%以下とすること」を特徴とする。前記各成分に関し、第 2 粉末合金の成分 Sb以外の技術的意義については、第 1の発明の説明で詳述されて いる。また、主に共晶組成の標準的はんだ合金より Agおよび Cu成分が多い点で特徴 的な第 1粉末合金の各組成の意義にっレ、ても、第 1の発明の説明に詳述されて!/、る
〇
[0060] ここでは、共晶組成に近い第 2粉末合金の添加成分 Sbの意義について説明する。
[0061] 第 1の発明の図 2に、添加成分 Sbを含まない場合のはんだ接合部の断面組織およ び各種金属分布を示したが、はんだ接合部の耐熱性、信頼性を向上させるためには 、 Snベースのマトリックスの強化が望ましい。 SnAgCu組成においては、長時間使用に より使用温度条件によっては、ミクロ組織において、結晶粒粗大化と共に Agが凝集し 、 Snベースマトリックスの強度低下が生じる。そこで、第 2粉末合金に Sbを添加する。
[0062] 図 4は、 Sn-Sb系状態図を示す。 Sbは溶融点 630. 5°Cであるが、 Sn -Sb系状態図 は包晶系であり、 Sn中に固溶し、微細な高溶融点（425°C) Sn Sb析出物を形成する。 これにより、 Agなどの固溶成分の拡散が抑えられ、組織安定性が高められて、耐熱 性、信頼性を向上させることができる。
〔第 2の発明の実施例〕
次に、図 5に基づき、第 2の発明の実施例とその評価結果等について、比較例と共 に述べる。図 5は第 2の発明の実施例および比較例の合金組成と Snベースマトリック スの硬さを測定した結果を示す図である。
[0063] まず、 Sb添加のない比較例のクリームはんだの組成および作製手順等について述 ベる。第 1粉末合金として、 Sn20Ag5Cu0.1Niの合金を 530°Cにて溶解作製し、この合 金を 400°C付近で溶解したものから作製した粒径 20〜45 ,1 mの粉末（固相線 220°C 付近、液相線 350°C付近）を作製する。また、第 2粉末合金として、 Sn3.5Ag0.5CuO.O
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01,溶融温度 220°C付近）の粉末を作製する。この第 1粉末合金 と第 2粉末合金とを、 3 : 1の重量比率で混粒として、これらをフラックスと混ぜ、タリー ムはんだを作製した。上記クリームはんだは、第 1の発明において、実施例 1として記 載したものと同一である。
[0064] 次に、図 5における実施例のクリームはんだの組成および作製手順等について述 ベる。第 1粉末合金は上記比較例と同一とする。第 2粉末合金は、上記 Sn3.5Ag0.5C u0.07M0.01Geに Sbを 7.4 wt%含有させた（20-45 m)粉末とする。この第 1粉末合金 と第 2粉末合金とを、 3 : 1の重量比率で混粒として、これらをフラックスと混ぜ、タリー ムはんだを作製した。本実施例の第 1粉末合金および第 2粉末合金の混粒全体にお ける Sbの含有量は、 2wt%に相当する。
[0065] なお、上記において、 Niの添加は、耐熱性、接合性の向上、 NiSn析出物による微細 化効果を有するものであり、 Geの添加は主成分 Snの酸化を抑制する効果を有し、接 合性向上、クリームはんだの保管性向上をはかる効果を有する。
[0066] 次に、上記実施例および比較例のはんだ接合部に対して、 Snベースマトリックスの 硬さを測定した結果について述べる。マトリックスの硬さは、ナノインデンテーション法 により測定した。測定点は 8点とし、図 5においては、 8点の測定値と平均値とを示す 。圧子は三角錐であり、加重 0.5mNで、押し込み試験により得られる荷重一変位曲線 に基づく押し込み圧力（GPa)から求めた。値が大きい程、硬いことを示す。
[0067] Sbを添加した実施例の方が比較例に比べて、 Sbの固溶強化により硬さが向上して いる。従って、実施例の方が熱疲労強度が大きぐ耐熱性および信頼性の向上を図 ること力 Sできるといえる。なお、 Sb添加量は、 Sn -Sb系の液相線上昇による粘性増を 抑えるため、 8wt%以下とすることが望ましい。
〔第 3の発明〕
次に、第 3の発明の実施形態について述べる。なお、第 3の発明に係るクリームは んだの具体的な実施例やその評価結果等につ!/、ては、後述する実施例の項で述べ
[0068] 第 3の発明は、「Agl0〜30wt%、 Cu2〜20wt%、残部は Sn及び不可避的不純物から なる第 1粉末合金と、 Ag4.0wt%以下（0を含まず）、 Cu2.0wt%以下（0を含まず）、残部 は Sn及び不可避的不純物からなる第 2粉末合金との合金混合物と、この合金混合物 に、第 3粉末として Cu粉末を混合してなるものとし、前記合金混合物における Agおよ び Cu成分の合計は全合金混合物に対して 35wt%以下とし、かつ前記合金混合物と C u粉末の合計重量に対する Cu粉末の比率は、 25wt%以下とすること」を特徴とする。前 記各成分に関し、前記合金混合物の技術的意義については、第 1の発明の説明に 詳述されている。また、主に共晶組成の標準的はんだ合金より Agおよび Cu成分が多 い点で特徴的な第 1粉末合金の各組成の意義についても、第 1の発明の説明に詳 述されている。
[0069] ここでは、「第 3粉末としての Cu粉末混合」の意義について述べる。
[0070] 第 1の発明の図 2に、第 3粉末としての Cu粉末を含まない場合のはんだ接合部の断 面組織および各種金属分布を示したが、はんだ接合部の耐熱性、信頼性を向上さ せるためには、 Snベースのマトリックスの強化が望ましい。
[0071] また一方、前記第 1粉末合金は Ag含有量が高ぐ第 2粉末合金は標準的共晶組成 付近材料であり、従来の Pb-Snはんだ材料より価格が高くなる。信頼性の観点からは 、析出物が多い方が望ましぐそのためには、第 1粉末合金の量を増加することが好 ましいが、この場合には、 Agリッチとなるため価格がさらに高くなる。そこで、第 3の金 属粉末として、第 1、第 2の粉末合金より高融点を有する金属粉末、例えば Cuの粉末 を混粒する。
[0072] これにより、第 1、第 2の粉末合金の固相線温度より高ぐまた、両者の液体相線より 低い温度で、すなわち、半溶融状態で接合しても Cuの粉末は固体を保持して、液体 比率を低くすること力 Sできる。また、 Snベースマトリックスの凝固時、 Cu粉と Snベース半 溶融の間に CuSn化合物、 Mが添加されている場合には CnSnNi化合物が形成され、 マトリックスの強化に寄与する。即ち、第 1の液相線より低い温度で接合すると、第 3 の高融点の金属粉末としての Cu粉末は固体で保持され、第 1、第 2の粉末合金金は 半溶融し、相互拡散し、接合後、 Cu粉末と、 CuSn析出物、 AgSn化合物析出物と SnAg 共晶組成に近いマトリックスからなるミクロ組織となる。従って、全体として強化された はんだ接合部が得られる。
また、第 3の発明では、リフロー法によりリフロー温度の異なる少なくとも 2種類のは んだを用いて、高温側および低温側の 2回のはんだ付けを行う場合には、前工程とし ての高温側のはんだ付けを前記の第 1粉末合金と第 2粉末合金と第 3粉末としての C u粉末の混合物にフラックスを混練りしてなるクリームはんだを用いて、例えばリフロー 温度 280〜300°Cで行い、その後、後工程としての低温側のはんだ付けを前記第 2 粉末合金にフラックスを混練りしてなるクリームはんだを用いて、例えばリフロー温度 2 50〜260。Cで行う。
これにより、後工程の 250〜260°C加熱において、高温側のはんだは固液共存の 状態にあって、粘性が高ぐ接合構成部相互の動きは抑制されて剥がれることはなく 接合を維持することが可能となる。この場合、高温側のはんだは、第 1粉末合金の半 溶融状態と、第 2粉末合金の完全溶融状態とが混合した状態となり、相互拡散が生じ 、第 1粉末合金のの組成をニーズに応じて適切に設定することによって、両者融合後 、所望の組成を得ることができる。
〔第 3の発明の実施例〕
次に、図 6を参照して、第 3の発明の実施例とその評価結果等について述べる。図 6は第 3の発明の実施例に係るはんだ接合部の断面組織を顕微鏡で観察し X線マイ クロアナライザで分析した結果を示す図である。
[0073] まず、クリームはんだの組成および作製手順等について述べる。第 1粉末合金とし て、 Sn20Ag5Cu0.1Niの合金を 530°Cにて溶解作製し、この合金を 400°C付近で溶解 したものから作製した粒径 20〜45 mの粉末（固相線 220°C付近、液相線 350°C付 近）を作製する。また，第 2粉末合金として、 5113.5八80.5010.07 0.01〇6 (20〜45〃01 、溶融温度 220°C付近）の粉末を作製する。この第 1粉末合金と第 2粉末合金とを、 3 : 1の重量比率で混粒した合金混合物に対して、さらに 45 mの Cu粉末とフラックスと を混ぜ、クリームはんだを作製した。
[0074] 上記にお!/、て、 Cu粉末の混合量を種々変えてはんだ接合部の評価を行った。その 結果について以下に述べる。
[0075] Cu粉末量の異なる 5種類（全体重量の 10,20,30, 35,40 wt%)の構成のものを、銅板 上に厚さ 0.2mm塗布し、加熱板上で、 150°Cx60sec→260°Cx30sec加熱溶融させ、冷 却凝固させた。その結果、 35wt%以上では、外観上ボイドが観察され、 Cu40wt%では 顕著に観察された。 20wt%以下では観察されなかった。そこで、前記合金混合物と Cu 粉末の合計重量に対する Cu粉末の比率は、 25wt%以下とすることが望まし!/、。
[0076] 上記実施例において、 Mの添加は、耐熱性、接合性の向上、 NiSn析出物による微 細化効果をもたらすとともに、 Cu粉末と第 1、第 2の粉末合金が拡散反応し、界面に て金属間化合物を形成する際、 Cu，Sn，Niの 3元化合物を形成させるためである。 Cu, Sn，Niの化合物は、 CuSnの 2元化合物に比較し、化合物形成後、 Cu粉末と SnAg系は んだとの拡散が抑制され、安定した状態を維持することが容易となる。 Geの添加は主 成分 Snの酸化を抑制する効果を有し、はんだの流動性を向上させ、接合性向上、及 び、クリームはんだにおいては、はんだ金属粉末とフラックスとの反応が抑制され、保 管性向上をは力、ることができる。
[0077] 次に、図 6について述べる。図 6は、 Cu粉末量 20wt%の構成のものを、 250°Cでカロ 熱溶融し、冷却凝固させたものの断面ミクロ組織を観察し、 EPMA(X線マイクロアナラ ィザ)で成分分布を調べたものを示す。
[0078] 図 6の（a)は 2次電子像、 (b)は反射電子像、（c)は SnX線像、（d)は AgX線像、（e) は CuX線像、（f)は MX線像を示す。 （a)、（b)における黒色球状部には、（e)におけ る比較的大きな白色球状部が対応しており、この（e)における白色球状部は第 3の金 属としての Cuの固体が残存して分散したものである。
[0079] 図 6 (c)、（d)、（e)の各 X線像において、 Sn基地中に析出物が観察されている。 Ag X線像（d)での白色部に、 SnX線像（c)における濃灰色部が対応しており、これは Ag
Sn化合物と考えられる。また、 CuX線像（e)の薄灰色部と SnX線像 (c)の薄灰色部が 対応しており、これは Cu Sn化合物と考えられる。即ち、基地中に観察される主な析 出物は、 AgSn，CuSnの 2種類の化合物である。
[0080] また、図 6 (f) MX線像において明瞭ではないが、 Mは、 Cu粒の周囲で濃縮が認め られ、 SnX線像， CuX線像と合わせ、 Cu粒周囲化合物は SnCuNiの 3元化合物である 。 SnCuNi化合物は、 Mの添加量からも CuSnに比較し安定した成長量の少ない化合 物と考えられる。さらに、 Cu粒周囲の SnCuNi化合物形成から、基地中の CuSn化合 物には Mが含有して!/、るものと考えられる。
[0081] 第 3の発明によれば、基地中の SnCuNiと SnAgの微細分散析出物と、第 3金属であ る数十 m粒の 2段階分散型組織とすることができ、 Sn，Cu，Niの 3元析出物、 SnAg化 合物は熱的に安定であり、組織構成として安定な組織を得ることができ、信頼性にす ぐれる接合部を形成することが可能となる。 [0082] さらに、第 3の発明によれば、はんだ材料は代表的鉛フリーはんだ Sn3.5Ag共晶組 成をベースとする（溶融点 220°C付近）はんだの接合温度 250°C付近で接合可能で あり、後工程にて、別箇所を、例えば Sn3.5Ag0.5Cuはんだで接合する場合、前工程 接合部には本発明による耐熱性はんだを用いているので、 250°C加熱では固液共 存の状態であり、粘性が高ぐ接合構成部相互の動きは抑制されて、後工程接合す ること力 S可倉 となる。
〔第 4の発明〕
次に、第 4の発明の実施形態について述べる。なお、第 4の発明に係るクリームは んだの具体的な実施例やその評価結果等につ!/、ては、後述する実施例の項で述べ
[0083] 第 4の発明は、「Agl0〜30wt%、 Cu2〜20wt%、残部は Sn及び不可避的不純物から なる第 1粉末合金と、 Ag4.0wt%以下、 Cu2.0wt%以下、 Inl0wt%以下、残部は Sn及び不 可避的不純物からなる第 2粉末合金との混合物からなり、前記混合物における Agお よび Cu成分の合計は、 35wt%以下とすること」もしくは「Agl0〜30wt%、 Cu2〜20wt%、 残部は Sn及び不可避的不純物からなる第 1粉末合金と、 Ag4.0wt%以下、 012.0 ％以 下、 Bil0wt%以下、残部は Sn及び不可避的不純物からなる第 2粉末合金との混合物 からなり、前記混合物における Agおよび Cu成分の合計は、 35wt%以下とすること」を 特徴とする。前記各成分に関し、第 2粉末合金の成分 Inもしくは Bi以外の技術的意義 については、第 1の発明の説明で詳述されている。また、、主に共晶組成の標準的は んだ合金より Agおよび Cu成分が多い点で特徴的な第 1粉末合金の各組成の意義に ついても、第 1の発明の説明で詳述されている。
[0084] ここでは、共晶組成に近い第 2粉末合金の添加成分 Inもしくは Biの意義について説 明する。
[0085] 第 1の発明の図 2に、添加成分 Inもしくは Biを含まない場合のはんだ接合部の断面 組織および各種金属分布を示したが、はんだ接合部の耐熱性、信頼性を向上させる ためには、 Snベースのマトリックスの強化が望ましい。また、接合性向上のためには、 ミクロ組織のマトリックスとなる第 2粉末合金の粘性低減が望ましレ、。 SnAgCu組成にお いては、長時間使用により使用温度条件によっては、ミクロ組織において、結晶粒粗 大化と共に Agが凝集し、 Snベースマトリックスの強度低下が生じる。そこで、強度向上 と粘性低減による接合性向上を目的として、第 2粉末合金に Inもしくは Biを添加する。
[0086] 図 7は Sn-In系状態図を示す。 Inは溶融点 160°Cである力 Sn_In系状態図で、 50wt% Inで共晶組成（120°C)を有し、共晶反応は、 44%≤In≤77%の範囲であり、低 In側 では Sn中へ固溶し、 Snln析出物を形成する。これにより、 Agなどの固溶成分の拡散が 抑えられ、組織安定性が高められて耐熱性、信頼性を向上させること力 Sできる。また、 In添加によって液相線温度が低下し、接合時液相比率が多くなり、粘性低減による 接合性の向上が図れる。
[0087] 図 8は Sn-Bi系状態図を示す。 57wt%Biで共晶組成（139°C)を有し、共晶反応は、 B i21wt%以上であり、低 側では Sn中へ固溶し、 SnBi析出物を形成する。これにより、 Agなどの固溶成分の拡散が抑えられ、組織安定性が高められて耐熱性、信頼性を 向上させること力 Sできる。また、 Bi添加によって液相線温度が低下し、接合時液相比 率が多くなり、粘性低減による接合性の向上が図れる。
〔第 4の発明の実施例〕
次に、図 9に基づき、第 4の発明の実施例とその評価結果等について、比較例と共 に述べる。図 9は第 4の発明の実施例および比較例の合金組成と Snベースマトリック スの硬さを測定した結果を示す図である。
[0088] まず、 Inもしくは Bi添加のない比較例のクリームはんだの組成および作製手順等に ついて述べる。第 1粉末合金として、 Sn20Ag5Cu0.1Niの合金を 530°Cにて溶解する ことにより作製し、この合金を 400°C付近で溶解したものから作製した粒径 20〜45 mの粉末（固相線 220°C付近、液相線 350°C付近)を作製する。また、 第 2粉末合金 としての、 Sn3.5AgO.5CuO.07NiO.01Ge (20-45 m、溶融温度 220°C付近）の粉末を 作製する。この第 1粉末合金と第 2粉末合金とを、 3 : 1の重量比率で混粒として、これ らをフラックスと混ぜ、クリームはんだを作製した。上記クリームはんだは、第 1の発明 において、実施例 1として記載したものと同一である。
[0089] 次に、図 9における実施例 1および 2のクリームはんだの組成および作製手順等に ついて述べる。実施例 1および 2共に、第 1粉末合金は上記比較例と同一とする。実 施例 1の場合、第 2粉末合金として、上記 Sn3.5AgO.5CuO.07NiO.01Geに Inを 7.75wt% 含有させた (20〜45 ^ 01)粉末を作製する。この第 1粉末合金と第 2粉末合金とを、 3 : 1の重量比率で混粒として、これらをフラックスと混ぜ、クリームはんだを作製した。一 方、実施例 2の場合、第 2粉末合金として、上記 Sn3.5AgO.5CuO.07NiO.01Geに Biを 8. 4wt%含有させた (20〜45 ,i m)粉末を作製する。この第 1粉末合金と第 2粉末合金とを 、 3 : 1の重量比率で混粒として、これらをフラックスと混ぜ、クリームはんだを作製した 。本実施例 1もしくは実施例 2の第 1粉末合金および第 2粉末合金の混粒全体におけ る Inもしくは Biの含有量は、それぞれ、 2.1wt%Inもしくは 2.1wt%Biに相当する。
[0090] なお、上記において、 Niの添加は、耐熱性、接合性の向上、 NiSn析出物による微細 化効果を有するものであり、 Geの添加は主成分 Snの酸化を抑制する効果を有し、接 合性向上、クリームはんだの保管性向上をはかる効果を有する。
[0091] 次に、上記実施例 1 , 2および比較例のはんだ接合部に対して、 Snベースマトリック スの硬さを測定した結果について述べる。マトリックスの硬さは、ナノインデンテーショ ン法により測定した。測定点はそれぞれ 8点とし、図 9においては、 8点の測定値と平 均値とを示す。圧子は三角錐であり、カロ重 0.5mNで、押し込み試験により得られる荷 重-変位曲線に基づく押し込み圧力（GPa)から求めた。値が大きい程、硬いことを 示す。
[0092] Inもしくは Biを添加した実施例 1もしくは実施例 2の方が比較例に比べて、 Inもしくは Biの固溶強化により硬さが向上している。従って、実施例の方が熱疲労強度が大きく 、耐熱性および信頼性の向上を図ることができるといえる。さらに、 Inもしくは Biの添カロ により、粘性低減による接合性の向上が図れる。なお、 In添加量は、凝固時 Sn初晶と の共存、コストを考慮し、 10wt%以下とすることが望ましい。また、 Bi添加量は、過度の 硬さの抑制、ミクロ偏析による共晶組成による同溶融温度低下防止のため、 10 ％以 下とすることが望ましい。
〔産業上の利用可能性〕
この発明によれば、優れた強度と熱的安定性を有し、接合性も良好であって安価な Sn-Ag-Cu系はんだ合金をベースとして、温度階層接続に対応可能な好適な高温側 鉛フリーはんだ材料と、電子部品のはんだ付け方法が提供できる。
[0093] さらに、 Snベースマトリックス中に、 CuSn化合物、 AgSn化合物以外に、 Cu粒子が分 散した組織が得られ、固体密度が増加し、全体として強化されたはんだ接合部が得 られる。
また、第 3粉末として Cu粉末を混合することにより、 Agが比較的リッチな第 1粉末合 金の量を低減できるので全体的にコストの低減が図れる。

Claims

請求の範囲
[1] Sn-Ag-Cu系合金にフラックスを混練りしてなるクリームはんだにおいて、
前記 Sn-Ag-Cu系合金は第 1粉末合金と第 2粉末合金との混合物からなり、 前記第 1粉末合金は、 Sn-Ag系状態図上、固液共存領域を有し、共晶組成（3.5wt%
Ag)より Ag量が多!/、所定の Ag量からなるものとし、
前記第 2粉末合金は、共晶組成（3.5wt%Ag)もしくは共晶組成に近く前記第 1粉末 合金より少ない Ag量からなることを特徴とするクリームはんだ。
[2] Sn-Ag-Cu系合金にフラックスを混練りしてなるクリームはんだにおいて、
前記 Sn-Ag-Cu系合金は、 Agl0〜30wt%、 Cu2〜20wt%、残部は Sn及び不可避的不 純物からなる第 1粉末合金と、
前記第 1粉末合金より Agおよび Cuの成分組成 (wt%)が小さぐ前記第 1粉末合金よ り溶融温度を低くした第 2粉末合金との混合物からなり、
前記混合物における Agおよび Cu成分の合計は、 35wt%以下とすることを特徴とする クリームはんだ。
[3] 請求項 2に記載のクリームはんだにおいて、第 2粉末合金は、 Ag4.0wt%以下（0を含 まず）、 Cu2.0wt%以下（0を含まず）、残部は Sn及び不可避的不純物とすることを特徴 とするクリームはんだ。
[4] 請求項 1ないし 3のいずれ力、 1項に記載のクリームはんだにおいて、第 1粉末合金お よび第 2粉末合金の混合物に対する前記第 1粉末合金の割合は、重量比率で 50% 以上とすることを特徴とするクリームはんだ。
[5] Sn-Ag-Cu系合金にフラックスを混練りしてなるクリームはんだにおいて、
前記 Sn-Ag-Cu系合金は、
Agl0〜30wt%、 Cu2〜20wt%、残部は Sn及び不可避的不純物からなる第 1粉末合金 と、
Sb8wt%以下（0を含まず）、 InlOwt%以下（0を含まず）、 BilOwt%以下（0を含まず）の 3成分のいずれ力、 1つと、 Ag4.0wt%以下（0を含まず）、 Cu2.0wt%以下（0を含まず）、 残部は Sn及び不可避的不純物からなる第 2粉末合金との混合物からなり、
前記混合物における Agおよび Cu成分の合計は、 35wt%以下とすることを特徴とする クリームはんだ。
[6] Sn-Ag-Cu系合金にフラックスを混練りしてなるクリームはんだにおいて、
前記 Sn-Ag-Cu系合金は、
Agl0〜30wt%、 Cu2〜20wt%、残部は Sn及び不可避的不純物からなる第 1粉末合金 と、
Ag4.0wt%以下（0を含まず）、 Cu2.0wt%以下（0を含まず）、残部は Sn及び不可避的 不純物からなる第 2粉末合金との合金混合物と、
この合金混合物に、第 3粉末として Cu粉末を混合してなるものとし、
前記合金混合物における Agおよび Cu成分の合計は全合金混合物に対して 35wt% 以下とし、かつ前記合金混合物と Cu粉末の合計重量に対する Cu粉末の比率は、 25 wt%以下とすることを特徴とするクリームはんだ。
[7] 請求項 1ないし 6のいずれか 1項に記載のクリームはんだにおいて、前記第 1粉末合 金および/または第 2粉末合金は、 Ni, Fe, Co, Geのうち少なくとも 1つの添加元素 を含有し、 Ni, Fe, Coは 1.0wt%以下、 Geは 0.1wt%以下とすることを特徴とするクリーム はんだ。
[8] 請求項 1ないし 7のいずれ力、 1項に記載のクリームはんだを使用することを特徴とする 電子部品のはんだ付け方法。
[9] リフロー法によりリフロー温度の異なる少なくとも 2種類のはんだを用いて、高温側お よび低温側の 2回のはんだ付けを行う電子部品のはんだ付け方法において、 前工程としての高温側のはんだ付けを、
Sn-Ag-Cu系合金にフラックスを混練りしてなるクリームはんだであり、前記 Sn-Ag-C u系合金は第 1粉末合金と第 2粉末合金との混合物からなり、前記第 1粉末合金は、 S n-Ag系状態図上、固液共存領域を有し、共晶組成（3.5wt%Ag)より Ag量が多い所定 の Ag量からなるものとし、前記第 2粉末合金は、共晶組成（3.5wt%Ag)もしくは共晶組 成に近く前記第 1粉末合金より少なレ、Ag量からなるクリームはんだを用いて行レ、、 その後、後工程としての低温側のはんだ付けを、
前記第 2粉末合金にフラックスを混練りしてなるクリームはんだを用いて行うことを特 徴とする電子部品のはんだ付け方法。
[10] リフロー法によりリフロー温度の異なる少なくとも 2種類のはんだを用いて、高温側お よび低温側の 2回のはんだ付けを行う電子部品のはんだ付け方法において、 前工程としての高温側のはんだ付けを、
Sn-Ag-Cu系合金にフラックスを混練りしてなるクリームはんだであり、前記 Sn-Ag-C u系合金は、 Agl0〜30wt%、 Cu2〜20wt%、残部は Sn及び不可避的不純物からなる第 1粉末合金と、前記第 1粉末合金より Agおよび Cuの成分組成 (wt%)が小さぐ前記第 1粉末合金より溶融温度を低くした第 2粉末合金との混合物からなり、前記混合物に おける Agおよび Cu成分の合計は、 30wt%以下とするクリームはんだクリームはんだを 用いて行い、
その後、後工程としての低温側のはんだ付けを、
前記第 2粉末合金にフラックスを混練りしてなるクリームはんだを用いて行うことを特 徴とする電子部品のはんだ付け方法。
[11] 請求項 10に記載の電子部品のはんだ付け方法おいて、第 2粉末合金は、 Ag4.0wt% 以下（0を含まず）、 Cu2.0wt%以下（0を含まず）、残部は Sn及び不可避的不純物とす ることを特徴とする電子部品のはんだ付け方法。
[12] 請求項 10又は 12に記載の電子部品のはんだ付け方法において、第 1粉末合金およ び第 2粉末合金の混合物に対する前記第 1粉末合金の割合は、重量比率で 50%以 上とすることを特徴とする電子部品のはんだ付け方法。
[13] 請求項 9ないし 12のいずれ力、 1項に記載のはんだ付け方法において、後工程として の低温側のはんだ付けのリフロー温度は、前記第 1粉末合金の固液共存領域に相 応する所定の温度とすることを特徴とする電子部品のはんだ付け方法。
[14] リフロー法によりリフロー温度の異なる少なくとも 2種類のはんだを用いて、高温側お よび低温側の 2回のはんだ付けを行う電子部品のはんだ付け方法において、 前工程としての高温側のはんだ付けを、
Sn-Ag-Cu系合金にフラックスを混練りしてなるクリームはんだであり、前記 Sn-Ag-C u系合金は、 Agl0〜30wt%、 Cu2〜20wt%、残部は Sn及び不可避的不純物からなる第 1粉末合金と、 Sb8wt%以下（0を含まず）、 InlOwt%以下（0を含まず）、 BilOwt%以下（0 を含まず）の 3成分のいずれ力、 1つと、 Ag4.0wt%以下（0を含まず）、 Cu2.0wt%以下（0 を含まず）、残部は Sn及び不可避的不純物からなる第 2粉末合金との混合物からなり 、前記混合物における Agおよび Cu成分の合計は 35wt%以下であるクリームはんだを 用いて行い、
その後、後工程としての低温側のはんだ付けを、
前記第 2粉末合金にフラックスを混練りしてなるクリームはんだを用いて行うことを特 徴とする電子部品のはんだ付け方法。
[15] リフロー法によりリフロー温度の異なる少なくとも 2種類のはんだを用いて、高温側お よび低温側の 2回のはんだ付けを行う電子部品のはんだ付け方法において、 前工程としての高温側のはんだ付けを、
Sn-Ag-Cu系合金にフラックスを混練りしてなるクリームはんだであり、前記 Sn-Ag-C u系合金は、 Agl0〜30wt%、 Cu2〜20wt%、残部は Sn及び不可避的不純物からなる第 1粉末合金と、 Ag4.0wt%以下（0を含まず）、 Cu2.0wt%以下（0を含まず）、残部は Sn及 び不可避的不純物からなる第 2粉末合金との合金混合物と、この合金混合物に、第 3粉末として Cu粉末を混合してなるものとし、前記合金混合物における Agおよび Cu 成分の合計は全合金混合物に対して 35wt%以下とし、かつ前記合金混合物と Cu粉 末の合計重量に対する Cu粉末の比率は 25wt%以下であるクリームはんだを用いて行 い、
その後、後工程としての低温側のはんだ付けを、
前記第 2粉末合金にフラックスを混練りしてなるクリームはんだを用いて行うことを特 徴とする電子部品のはんだ付け方法。
[16] 請求項 9ないし 15のいずれ力、 1項に記載の電子部品のはんだ付け方法において、 前記第 1粉末合金および/または第 2粉末合金は、 Ni, Fe, Co, Geのうち少なくとも 1 つの添加元素を含有し、 Ni, Fe, Coは 1.0wt%以下、 Geは 0.1wt%以下とすることを特徴 とする電子部品のはんだ付け方法。
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