JP2001334385A

JP2001334385A - 電子機器用Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｂｉ−Ｉｎ系はんだ

Info

Publication number: JP2001334385A
Application number: JP2000154360A
Authority: JP
Inventors: Koji Serizawa; 弘二芹沢; Tasao Soga; 太佐男曽我; Hideyoshi Shimokawa; 英恵下川; Tetsuya Nakatsuka; 哲也中塚; Hiroaki Okudaira; 弘明奥平; Kazuma Miura; 一真三浦; Toshiharu Ishida; 寿治石田; Kosuke Yamada; 浩介山田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2000-05-22
Filing date: 2000-05-22
Publication date: 2001-12-04

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、酸化を抑制し、強度の改善を図っ
た、電子機器用はんだを提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、上記目的を達成するために、Ａ
ｇが１〜３質量％、Ｃｕが０．５〜１．０質量％、Ｂｉ
を０．５〜３質量％、Ｉｎが０．５〜３質量％を含むは
んだにＧｅを０．０１〜０．０３質量％あるいはＳｅを
０．０１〜１質量％、Ｓｂを０．５〜１．５質量％、残
部がＳｎからなるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子・電機機器用
に用いるはんだ材料の組成に関するものであり、実装技
術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】近年、種々のＰｂフリー材料が提案され
てきている。

【０００３】この中で、Ｓｎ―Ａｇを基本にした組成
は、融点は従来のＰｂ−Ｓｎ共晶（１８３℃）と比較す
ると高い（約２２０℃）が、比較的信頼性に優れた材料
として、種々の組成が提案されている。例えば、Ｓｎに
数質量％のＡｇを添加した組成を基本にして、少量のＣ
ｕを添加した系が提案されている。Ｃｕは、融点の低下
の効果と、組織的な改善効果があると言われており、有
望な代替材料と言われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この系は基本
的に融点が高く、低耐熱性部品や基板の使用には、限界
がある。

【０００５】この問題を解決するために、Ｂｉの添加が
試みられたが、Ｂｉの添加で融点は下がるが、強度低下
がおこり、Ｂｉの添加量には限界が生じた。このため、
Ｂｉの添加量を少なくして、代わりに強度が低下しない
Ｉｎを添加する系が提案されているが、Ｂｉ添加による
強度低下を補うものでは無い。さらに、このはんだ組成
では、Ｓｎの量が９０質量％以上になるのが一般的であ
り、はんだ付け時の溶融はんだのＳｎの酸化が激しいこ
とが問題になっている。

【０００６】本発明は、これらの問題点を解決するもの
であり、酸化を抑制した信頼性の高い電子機器用はんだ
を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために特許請求の範囲の通りに構成したものであ
る。この耐酸化性の向上によって、はんだのＳｎの消耗
量を減らし、Ｂｉ添加によって強度の減少を防止する。

【０００８】

【発明の実施の形態】材料として、Ｓｎに約１〜３質量
％のＡｇを含み、約０．５〜１．０質量％のＣｕ、約
０．５〜３質量％のＢｉ、約０．５〜３質量％のＩｎ
に、ＧｅあるいはＳｅを添加した。両元素とも０．０２
質量％程度の微量の含有でも十分な効果があった。これ
は、ＧｅやＳｅが優先的にわずかに酸化して表面を覆う
ことで、Ｓｎなどの酸化を抑止する為と考えられる。

【０００９】一方、図１に一実施例を示したが、Ｓｎに
約１〜３質量％のＡｇを含み、約０．５〜１．０質量％
のＣｕ、約０．５〜３質量％のＢｉ、約０．５〜３質量
％のＩｎに、Ｓｂを添加することではんだの強度を改善
した。０．５質量％の含有で、強度は１０％程度増加し
て、顕著な改善の効果が見られた。これは、ＳｎとＳｂ
の微細な金属間化合物が組織中に分散することで、強度
が増加したものと考えられる。また、１．５質量％を超
えるＳｂを含むと、析出する金属間化合物の析出が多く
なり、はんだ材料としての伸びが低下する傾向が現れ
る。これが、Ｓｂの上限を定めた理由である。

【００１０】さらに、Ｓｎに約１〜３質量％のＡｇを含
み、約０．５〜１．０質量％のＣｕ、約０．５〜３質量
％のＢｉ、約０．５〜３質量％のＩｎに、Ｇｅあるいは
ＳｅとＳｂの両者を含有すると、両元素を含むはんだ組
成は、強度低下および表面酸化の２つの欠点を解決でき
た。

【００１１】なお、多元形にした場合、Ｃｕによる効果
が薄れるので、Ｃｕを除いた組成であっても前述の効果
は得られる。

【００１２】

【発明の効果】本発明によれば、Ｐｂフリーはんだ材料
で解決困難であった、強度の改善と酸化の抑制が同時に
行えることがわかった。これによって、使い勝手が向上
し、Ｐｂフリー化で予想される設備の更新・改良やプロ
セス欠陥増加によるコストアップを抑制して、Ｐｂフリ
ー化が促進される。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ｓｂの添加によるはんだの強度を示す図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者下川英恵神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者中塚哲也神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者奥平弘明神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者三浦一真神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者石田寿治神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者山田浩介茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号株式会社日立製作所電化機器事業部内Ｆターム(参考） 5E319 BB01 BB08 BB10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ａｇが１〜３質量％、Ｃｕが０．５〜１．
０質量％、Ｂｉが０．５〜３．０質量％、Ｉｎが０．５
〜３質量％、Ｇｅが０．０１〜０．０３あるいはＳｅが
０．０１〜０．１質量％、残部がＳｎからなることを特
徴とする電子機器用はんだ。
【請求項２】Ａｇが１〜３質量％、Ｃｕが０．５〜１．
０質量％、Ｂｉが０．５〜３．０質量％、Ｉｎが０．５
〜３質量％、Ｓｂが０．５〜１．５質量％、残部がＳｎ
からなることを特徴とする電子機器用はんだ。
【請求項３】Ａｇが１〜３質量％、Ｃｕが０．５〜１．
０質量％、Ｂｉが０．５〜３．０質量％、Ｉｎが０．５
〜３質量％、Ｇｅが０．０１〜０．０３あるいはＳｅが
０．０１〜０．１質量％、Ｓｂが０．５〜１．５質量
％、残部がＳｎからなることを特徴とする電子機器用は
んだ。
【請求項４】請求項１〜３に記載した電子機器用はんだ
を用いることを特徴とした電子機器。