JP2001353590A

JP2001353590A - はんだ組成物およびはんだ付け物品

Info

Publication number: JP2001353590A
Application number: JP2000175757A
Authority: JP
Inventors: Hidekiyo Takaoka; 英清高岡; Kunihiko Hamada; 邦彦浜田
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2000-06-12
Filing date: 2000-06-12
Publication date: 2001-12-25
Anticipated expiration: 2020-06-12
Also published as: KR20010112627A; KR100419274B1; US6703113B2; CN1328898A; JP3671815B2; US20040096632A1; FR2810051B1; US20020012608A1; CN1181948C; FR2810051A1

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明の目的は、ガラスのような脆い基板上に
形成された導体にはんだ付けする場合であっても、基板
に対して損傷を与えず、かつ耐熱性に優れるいわゆるＰ
ｂフリーのはんだ組成物およびはんだ付け物品を提供す
ることにある。【解決手段】本発明のはんだ組成物は、はんだ組成物１
００重量％のうち、Ｂｉからなる９０重量％以上の第１
金属元素と、９０重量部以上の第１金属元素と９．９重
量部以下で２元共晶し得る第２金属元素と、さらに合計
０．１〜３．０重量％の第３金属元素と、を含有し、固
相線温度が２００℃未満の低融点共晶を含有せず、不可
避不純物を除いてＰｂを含有しないことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、不可避不純物を除
いてＰｂを含まないはんだ組成物およびはんだ付け物品
に関するものであり、特に脆い基板上に形成された導体
にはんだ付けする場合に適したはんだ組成物およびこの
ようなはんだ付け物品に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ガラス基板上に形成された導
体にはんだ付けする場合、ヤング率の低いＳｎ−Ｐｂ系
はんだ組成物を使用することが一般的に行われてきた。
また近年、環境問題を配慮してＰｂを含まないＳｎを主
成分とした、いわゆるＰｂフリーのはんだ組成物が用い
られることもある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
Ｓｎ−Ｐｂ系のはんだ組成物は、毒性を有するＰｂを含
んでいるため、その使用が制限されつつある。また、従
来のいわゆるＰｂフリーのはんだ組成物はヤング率が高
いことから、ガラスのような脆い基板上に形成された導
体にはんだ付けを行うと、熱応力により基板が損傷する
という問題がある。

【０００４】また、近年でははんだ付け物品に要求され
る耐熱温度が上昇し、従来のＳｎ−Ｐｂ共晶はんだ組成
物やＳｎを主成分としたＰｂフリーのはんだ組成物を用
いると、はんだ付け物品を高温下に曝した場合にはんだ
組成物が熔融し、はんだ流れ不良，端子取れ不良，電極
溶食，断線等を引き起こす、いわゆるはんだ耐熱性不良
の問題が顕在化している。

【０００５】本発明の目的は、上述の問題点を解消すべ
くなされたもので、ガラスのような脆い基板上に形成さ
れた導体にはんだ付けする場合であっても、基板に対し
て損傷を与えず、かつ耐熱性に優れるいわゆるＰｂフリ
ーのはんだ組成物およびはんだ付け物品を提供すること
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のはんだ組成物は、はんだ組成物１００重量
％のうち、Ｂｉからなる９０重量％以上の第１金属元素
と、９０重量部以上の第１金属元素と９．９重量部以下
で２元共晶し得る第２金属元素と、さらに合計０．１〜
３．０重量％の第３金属元素と、を含有し、固相線温度
が２００℃未満の低融点共晶を含有せず、不可避不純物
を除いてＰｂを含有しないことを特徴とする。

【０００７】また、本発明のはんだ組成物における上述
の第３金属元素は、Ｓｎ，Ｃｕ，Ｉｎ，Ｓｂ，Ｚｎより
なる群から選ばれる少なくとも１種であることが好まし
い。

【０００８】また、本発明のはんだ組成物における上述
の第２金属元素はＡｇであり、上述の第３金属元素は、
はんだ組成物１００重量％のうち０．１〜０．５重量％
からなるＳｎ，０．１〜０．３重量％からなるＣｕ，
０．１〜０．５重量％からなるＩｎ，０．１〜３．０重
量％からなるＳｂ，０．１〜３．０重量％からなるＺｎ
よりなる群から選ばれる少なくとも１種を含有してなる
ことが好ましい。

【０００９】また、本発明のはんだ組成物における上述
の第３金属元素は、さらにＧｅおよびＰよりなる群から
選ばれる少なくとも１種を含有しても構わない。

【００１０】本発明のはんだ付け物品は、表面に導体を
有する基板と、導体に電気的かつ機械的に接合するよう
に配置された請求項１〜４の何れかに記載のはんだ組成
物と、からなることを特徴とする。

【００１１】また、本発明のはんだ付け物品は、上述の
基板がガラス基板であり、表面波フィルタとして機能す
ることを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】はんだ付け時の基板の損傷を抑制
するためには、はんだ凝固時の応力を緩和させることが
有効である。はんだ凝固時の応力を緩和させる方策とし
て、凝固収縮しない合金組成の選択が挙げられる。具体
的には、凝固収縮しない合金組成として、凝固時に体積
膨張する金属元素を選択した。凝固時に体積膨張する元
素としては、ＢｉやＧａが挙げられるが、Ｇａは希少金
属であり安定供給の面で不安があり高価であることか
ら、はんだ組成物の主成分元素としては不適格である。
そこで、はんだ組成物の主成分としてＢｉを選択し、融
点，作業性等を考慮しＢｉ−２．５重量%Ａｇはんだ組
成物が有力視された。「ＣＯＮＳＴＩＴＵＴＩＯＮＯＦ
ＢＩＮＡＲＹＡＬＬＯＹＳ（ＨＡＮＳＥＮ・ＭｃＧ
ＲＡＷ−ＨＩＬＬＢＯＯＫＣＯＭＰＡＮＹ，ＩＮＣ、
１９５８）」によるとＢｉ−Ａｇ合金の共晶組成はＡｇ
２．５重量％とされている。共晶組成のはんだ組成物は
安定な金属組織であるため、優れた機械的強度を備え
る。

【００１３】上述の理由から、本発明のはんだ組成物
は、上述のように凝固時に体積膨張するＢｉを主成分と
し、第２金属元素としてＢｉと共晶し得る金属元素であ
ることを要する。すなわち、９０重量部以上のＢｉと
９．９重量部以下で２元共晶し得る第２金属元素である
ことを要する。このような第２金属元素としては、例え
ばＡｇ，Ｃｕ，Ｚｎ等よりなる群から選ばれる１種を適
宜選択することができるが、好ましくは、第２金属元素
は上述したＡｇであり、さらに好ましくは、第２金属元
素の含有量は、はんだ組成物１００重量％のうち２．５
重量％である。

【００１４】しかしながら、共晶組成のはんだ組成物
は、膨張応力が凝固時に一度に作用する。そこで、本発
明のはんだ組成物は、上記の課題を解決するために、例
えばＢｉ−２．５重量%Ａｇ合金にさらに第３金属元素
を僅かに含有させて固液共存域を持たせ、膨張応力が凝
固時に一度に作用することを緩和させたものである。

【００１５】他方、第３金属元素の含有量が多くなる
と、第１金属元素であるＢｉと第３金属元素からなる、
固相線温度が極端に低い低融点共晶が生成し、はんだ耐
熱性が低下して、はんだ流れ不良や端子取れ不良の問題
が生じる恐れがある。また、液相線温度が極端に上昇
し、同じ温度ではんだ付けした場合にブリッジ不良，外
観不良，はんだ付き性の低下が生じる傾向があり、これ
を回避するために高い温度ではんだ付けすると、高温に
よる電子部品の特性不良等が生じる恐れがある。したが
って、第３金属元素の含有量は、はんだ組成物１００重
量%のうち０．１〜３．０重量%であることを要し、かつ
本発明のはんだ組成物は、固相線温度が２００℃未満の
低融点共晶を含有しないことを要する。

【００１６】第３金属元素としては、特に限定はしない
が、例えばＳｎ，Ｃｕ，Ｉｎ，Ｓｂ，Ｚｎよりなる群か
ら選ばれる少なくとも１種が挙げられる。

【００１７】第３金属元素がＳｎである場合、Ｓｎの含
有量は、はんだ組成物１００重量％のうち０．１〜０．
５重量％であることが好ましい。Ｓｎの含有量が０．１
重量％を下回ると、膨張応力が凝固時に一度に作用する
ことを緩和させるのに十分な固液共存域が得られず、は
んだ凝固時のクラック発生率が多くなる傾向があり、接
合強度の低下や電子部品の特性不良等が生じる恐れがあ
る。他方、Ｓｎの含有量が０．５重量％を上回ると、Ｓ
ｎ−Ｂｉ２元低融点共晶（１３９℃）が部分生成し、は
んだ耐熱性が低下し、はんだ流れ不良や端子取れ不良の
問題が生じる恐れがある。

【００１８】また、第３金属元素がＣｕである場合、Ｃ
ｕの含有量は、はんだ組成物１００重量％のうち０．１
〜０．３重量％であることが好ましい。Ｃｕの含有量が
０．１重量％を下回ると、膨張応力が凝固時に一度に作
用することを緩和させるのに十分な固液共存域が得られ
ず、はんだ凝固時のクラック発生率が多くなる傾向があ
り、接合強度の低下や電子部品の特性不良等が生じる恐
れがある。他方、Ｃｕの含有量が０．３重量％を上回る
と、はんだ組成物の液相線温度が上昇し、同じ温度では
んだ付けした場合にブリッジ不良，外観不良，はんだ付
き性の低下が生じる傾向があり、これを回避するために
高い温度ではんだ付けすると、高温による電子部品の特
性不良等が生じる恐れがある。

【００１９】また、第３金属元素がＩｎである場合、Ｉ
ｎの含有量は、はんだ組成物１００重量％のうち０．１
〜０．５重量％であることが好ましい。Ｉｎの含有量が
０．１重量％を下回ると、膨張応力が凝固時に一度に作
用することを緩和させるのに十分な固液共存域が得られ
ず、はんだ凝固時のクラック発生率が多くなる傾向があ
り、接合強度の低下や電子部品の特性不良等が生じる恐
れがある。他方、Ｉｎの含有量が０．５重量％を上回る
と、Ｉｎ−Ｂｉ２元低融点共晶（１０９．５℃）が部分
生成し、はんだ耐熱性が低下し、はんだ流れ不良や端子
取れ不良の問題が生じる恐れがある。

【００２０】また、第３金属元素がＳｂである場合、Ｓ
ｂの含有量は、はんだ組成物１００重量％のうち０．１
〜３重量％であることが好ましい。Ｓｂの含有量が０．
１重量％を下回ると、膨張応力が凝固時に一度に作用す
ることを緩和させるのに十分な固液共存域が得られず、
はんだ凝固時のクラック発生率が多くなる傾向があり、
接合強度の低下や電子部品の特性不良等が生じる恐れが
ある。他方、Ｓｂの含有量が３重量％を上回ると、はん
だ組成物の液相線温度が上昇し、同じ温度ではんだ付け
した場合にブリッジ不良，外観不良，はんだ付き性の低
下が生じる傾向があり、これを回避するために高い温度
ではんだ付けすると、高温による電子部品の特性不良等
が生じる恐れがある。

【００２１】また、第３金属元素がＺｎである場合、Ｚ
ｎの含有量は、はんだ組成物１００重量％のうち０．１
〜３重量％であることが好ましい。Ｚｎの含有量が０．
１重量％を下回ると、膨張応力が凝固時に一度に作用す
ることを緩和させるのに十分な固液共存域が得られず、
はんだ凝固時のクラック発生率が多くなる傾向があり、
接合強度の低下や電子部品の特性不良等が生じる恐れが
ある。他方、Ｚｎの含有量が３重量％を上回ると、はん
だ組成物の液相線温度が上昇し、同じ温度ではんだ付け
した場合にブリッジ不良，外観不良，はんだ付き性の低
下が生じる傾向があり、これを回避するために高い温度
ではんだ付けすると、高温による電子部品の特性不良等
が生じる恐れがある。

【００２２】また、上述の第３金属元素は、さらにＧｅ
およびＰよりなる群から選ばれる少なくとも１種を含有
しても構わない。Ｇｅ，Ｐは、はんだ組成物の酸化皮膜
の抑制等に寄与する。第３金属元素にＧｅやＰを含有す
る場合、ＧｅとＰの合計含有量は、はんだ組成物１００
重量％のうち０．０１〜０．１重量％であることが好ま
しい。ＧｅとＰの合計含有量が０．０１重量％を下回る
と、はんだの酸化防止効果が小さくなる傾向がある。ま
た、ＧｅとＰの合計含有量が０．１重量％を上回ると、
はんだ組成物の液相線温度が上昇し、作業性の低下を招
く恐れがある。

【００２３】なお、本発明のはんだ組成物は、Ｐｂを含
有しないことを特徴とするが、はんだ組成物中にＰｂや
Ｎａ等の不可避不純物を含むことを妨げない。

【００２４】本発明のはんだ付け物品の一つの実施形態
として表面波フィルタを例に挙げ、図１に基づいて詳細
に説明する。すなわち、表面波フィルタ１は、基板２
と、フィルタ部３と、導体４ａ〜４ｅと、リード線５ａ
〜５ｅと、はんだ組成物６ａ〜６ｅと、ダンピング材７
ａ，７ｂと、外装樹脂８と、からなる。

【００２５】基板２は、例えばＢＬＣガラス材料からな
る。このように耐熱衝撃性の低い材料からなる基板をも
ちいることによって、本発明の効果が顕著となる。

【００２６】フィルタ部３は、例えば櫛歯状のＡｌ電極
上に、スパッタ形成されたＺｎＯ膜を備え、基板２の表
面中央部に形成されており、上述のＡｌ電極の端部は、
基板２の両端部近傍に形成された導体４ａ〜４ｄにそれ
ぞれ電気的に接続されている。

【００２７】裏面電極４ｅは、基板の裏面側、すなわち
フィルタ部３が形成された表面とは反対の主面上に形成
されている。

【００２８】リード線５ａ〜５ｄは、例えばＦｅコア熔
融Ｓｎ−Ｐｂメッキからなり、それぞれ導体４ａ〜４ｄ
に電気的に接続されている。リード線５ｅは、裏面電極
４ｅに電気的に接続されている。

【００２９】はんだ組成物６ａ〜６ｄは、本発明のはん
だ組成物からなり、導体４ａ〜４ｄとリード線５ａ〜５
ｄとともに、電気的かつ機械的に接合されている。はん
だ組成物５ｅは、本発明のはんだ組成物からなり、裏面
電極４ｅとリード線５ｅとともに、電気的かつ機械的に
接合されている。

【００３０】ダンピング材７ａ，７ｂは、例えばシリコ
ン樹脂等からなり、フィルタ部３の両端部に形成されて
いる。

【００３１】外装樹脂は、例えば基板２とリード線５ａ
〜５ｅの一部を覆うように形成されており、材料として
はエポキシ樹脂，シリコン樹脂等が挙げられるが、特に
これらに限定されることなく、絶縁性、耐湿性、耐衝撃
性、耐熱性等に優れるものであれば代表的な樹脂を適宜
用いることができる。

【００３２】なお、本発明は、表面に導体を有する基板
と、この導体に電気的かつ機械的に接合するように配置
された本発明のはんだ組成物と、からなるはんだ付け物
品全体に向けられるものであるから、必ずしも上述の実
施形態のようにフィルタ部，リード線，ダンピング材，
外装樹脂を備える必要はなく、また、基板の形状，材
質、導体の個数，形状，材質，はんだ組成物のはんだ付
け個数，形状等は、上述の実施形態に限定されることは
ない。

【００３３】

【実施例】まず、表１に示す組成からなる実施例１〜１
４ならびに比較例１〜１２のはんだ組成物を作製した。
なお、実施例１〜１４ならびに比較例１〜１２のはんだ
組成物の熔融特性（固相線温度，液相線温度，固液共存
域）を測定し、併せて表１にまとめた。

【００３４】なお、熔融特性の測定は、熔融させた実施
例１〜１４ならびに比較例１〜１２のはんだ組成物をブ
リセリン中に滴下して急冷凝固させた後、３０±１０ｍ
ｇにカットしたサンプルを円柱状アルミパンに保持し、
ＴｈｅｒｍｏＦｌｅｘＤＳＣ８２３０（ＲＩＧＡＫＵ
製）を用いて、熱流束ＤＳＣ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａ
ｌＳｃａｎｎｉｎｇＣａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ）法に基づ
いて実施した。なお、ＤＳＣ評価条件は、測定温度範囲
は常温から５００℃，雰囲気はＮ₂，リファレンスはＡ
ｌ₂Ｏ₃，サンプリング間隔は１ｓｅｃとした。評価は過
冷の影響を避けるため、昇温過程の熱量変化（吸熱量）
をモニタリングし、昇温速度は５℃／ｍｉｎとした。こ
うして得られたプロファイルを元に、吸熱反応開始点を
固相線温度、吸熱反応完了点を液相線温度とした。ま
た、Ｓｎ，Ｉｎ，多元添加に見られる低融点共晶生成に
伴う微弱な吸熱反応があった場合、その開始点を固相線
温度と解釈した。また、固液共存域は、液相線温度と固
相線温度の差とした。

【００３５】

【表１】

【００３６】次いで、ＢＬＣガラス基板の両主面上に、
Ａｌ，Ｎｉ，Ａｇをそれぞれ厚み４０００Åとなるよう
にスパッタリングして、３層構造で２ｍｍ□の導体を１
ｍｍギャップで１主面に２個ずつ形成し、この導体にＦ
ｅコア熔融Ｓｎメッキリード線（１．５ｍｍ×０．２ｍ
ｍ×２０ｍｍ）をそれぞれ接合させ、これを維持したま
まＢＬＣガラス基板とともにフラックス（Ｈ−５２：タ
ムラ製作所製）へ浸漬した後、実施例１〜１４ならびに
比較例１〜１２のはんだ組成物中に浸漬し、アセトン洗
浄を実施して、実施例１〜１４ならびに比較例１〜１２
のはんだ付け物品をそれぞれ１００個ずつ得た。なお、
はんだ付け条件は、はんだ付け温度２８０℃，浸漬時間
２ｓｅｃ，浸漬深さ５ｍｍ，浸漬速度１０ｍｍ／ｓｅｃ
とした。

【００３７】そこで、実施例１〜１４ならびに比較例１
〜１２のはんだ付け物品の、クラック発生率、ブリッジ
不良発生率、はんだ耐熱性不良発生率を測定し、これを
表２にまとめた。

【００３８】なお、クラック発生率は、実施例１〜１４
ならびに比較例１〜１２のはんだ付け物品をＢＬＣガラ
ス基板の断面方向から光学顕微鏡を用いて観察して計数
し、全数１００個に対する割合を求めた。

【００３９】また、ブリッジ不良発生率は、実施例１〜
１４ならびに比較例１〜１２のはんだ付け物品のＢＬＣ
ガラス基板の１表面に形成した２つの導体がブリッジし
た個数を目視観察して計数し、全数１００個に対する割
合を求めた。

【００４０】また、はんだ耐熱性不良率は、実施例１〜
１４ならびに比較例１〜１２のはんだ付け物品を２５０
℃ピークでリフロー加熱した際に、はんだ流れやリード
線が取れた状況を目視観察して計数し、全数１００個に
対する割合を求めた

【００４１】

【表２】

【００４２】表２から明らかであるように、実施例１〜
１４のはんだ付け物品は、クラック発生率が何れも０〜
０．１％であり、優れた耐クラック性を備えていること
が分かる。特に、実施例２，４，６，８，１０〜１４の
はんだ付け物品は、クラック発生率が０％であり、特に
優れた耐クラック性を備えていることがわかる。

【００４３】具体的には、第２金属元素として２．５重
量％のＡｇと、第３金属元素として０．１〜０．５重量
％のＳｎとを含有する実施例１，２のＢｉ−Ａｇ−Ｓｎ
はんだ組成物、同じく第３金属元素として０．１〜０．
３重量％のＣｕとを含有する実施例３，４のＢｉ−Ａｇ
−Ｃｕはんだ組成物、同じく第３金属元素として０．１
〜３．０重量％のＳｂとを含有する実施例５，６のＢｉ
−Ａｇ−Ｓｂはんだ組成物、同じく第３金属元素として
０．１〜０．５重量％のＩｎとを含有する実施例７，８
のＢｉ−Ａｇ−Ｉｎはんだ組成物、同じく第３金属元素
として０．１〜３．０重量％のＺｎとを含有する実施例
９，１０のＢｉ−Ａｇ−Ｚｎはんだ組成物を用いたはん
だ付け物品は、クラック発生率が０〜０．１％であり、
はんだ耐熱性不良発生率が何れも０％であり低く優れ、
本発明の範囲内となった。第２金属元素として２．５重
量％のＡｇを含有するが、第３金属元素を含有しない比
較例５のＢｉ−Ａｇ共晶はんだ組成物を用いたはんだ付
け物品のクラック発生率が０．５％であることから、第
３金属元素の添加によって固液共存域が広がり、クラッ
ク発生率が低下していることが分かる。また、第３金属
元素の添加量が多くなるほど固液共存域は広がり、クラ
ック発生率も低下することが分かる。なお、実施例７〜
１０のはんだ付け物品において、ブリッジ不良発生率は
０．５〜３．２％であったが、これらのはんだ組成物は
ＩｎまたはＺｎを含む場合であり、それぞれの元素が酸
化し易いためブリッジ不良が発生したと考えられる。こ
れらのはんだ組成物は、ブリッジが問題とならない比較
的ギャップが広い箇所に適用可能である。

【００４４】また、第２金属元素として０．１５重量%
のＣｕと、第３元素として０．３重量％のＳｎとを含有
させた実施例１１のＢｉ−Ｃｕ−Ｓｎはんだ組成物を用
いたはんだ付け物品も、クラック発生率、ブリッジ不良
発生率、はんだ耐熱性不良発生率が何れも０％となり低
く優れ、本発明の範囲内となった。

【００４５】また、第２金属元素として２．７重量％の
Ｚｎと、第３元素として０．５重量％のＳｎを含有させ
た実施例１２のＢｉ−Ｚｎ−Ｓｎはんだ組成物を用いた
はんだ付け物品も、クラック発生率、はんだ耐熱性不良
発生率が何れも０％となり低く優れ、本発明の範囲内と
なった。なお、ブリッジ不良発生率が９．５％であった
が、第３金属元素を含有しない比較例１２のＢｉ−Ｚｎ
共晶はんだ組成物を用いたはんだ付け物品のブリッジ不
良発生率が９．８％であることから、第３金属元素の添
加によって固液共存域が広がり、ブリッジ不良発生率が
低下していることが分かる。

【００４６】また、第２金属元素として２．５重量％の
Ａｇと、第３金属元素として０．５重量％のＳｎに加え
て、酸化防止剤として０．０１重量％のＧｅ，Ｐを含有
させた実施例１３,１４のＢｉ−Ａｇ−Ｓｎ−Ｇｅ，Ｂ
ｉ−Ａｇ−Ｓｎ−Ｐはんだ組成物を用いたはんだ付け物
品も、クラック発生率、ブリッジ不良発生率、はんだ耐
熱性不良発生率が何れも０％となり低く優れ、本発明の
範囲内となった。

【００４７】これに対して、第２金属元素として２．５
重量％のＡｇと、第３金属元素の含有量が所定量を超え
たはんだ組成物、具体的には、第３金属元素として０．
５重量％を超えて１．０重量％のＳｎとを含有する比較
例６のＢｉ−Ａｇ−Ｃｕはんだ組成物、同じく０．３重
量％を超えて０．５重量％のＣｕとを含有する比較例７
のＢｉ−Ａｇ−Ｃｕはんだ組成物、同じく３．０重量％
を超えて５．０重量％のＳｂとを含有する比較例８のＢ
ｉ−Ａｇ−Ｓｂはんだ組成物、同じく０．５重量％を超
えて１．０重量％のＩｎとを含有する比較例９のＢｉ−
Ａｇ−Ｉｎはんだ組成物、同じく３．０重量％を超えて
５．０重量％のＺｎとを含有する比較例１０のＢｉ−Ａ
ｇ−Ｚｎはんだ組成物を用いたはんだ付け物品は、クラ
ック発生率は０％であり低く優れたが、比較例６，９の
はんだ組成物は固相線温度が１０８〜１３７℃である低
融点共晶が部分生成したため、はんだ付け物品のはんだ
流れ不良や端子取れ不良等のはんだ耐熱性不良発生率が
１００％となり、比較例７，８，１０のはんだ組成物は
液相線温度が上昇し、ブリッジ不良発生率が１００％と
なり、本発明の範囲外となった。

【００４８】また、３．５重量％のＡｇを含有する比較
例３のＳｎ−Ａｇはんだ組成物、３．５重量％のＡｇと
０．７５重量％のＣｕを含有する比較例４のＳｎ−Ａｇ
−Ｃｕはんだ組成物、２．５重量％のＡｇを含有するが
第３金属元素を含有しない比較例５のＢｉ−Ａｇ共晶は
んだ組成物、０．１５重量％のＣｕを含有する比較例１
１のＢｉ−Ｃｕはんだ組成物、２．７重量％のＺｎを含
有する比較例１２のＢｉ−Ｚｎはんだ組成物は、固液共
存域が６〜９℃であり狭いため、これらのはんだ組成物
を用いたはんだ付け物品は、クラック発生率が０．５〜
１００％で高く劣り、本発明の範囲内となった。

【００４９】また、従来のＳｎ−Ｐｂ系はんだである比
較例１，２のはんだ組成物を用いたはんだ付け物品は、
固相線温度２３０℃以下で低いため、２５０℃ピーク条
件のリフロー加熱によって完全に熔融し、はんだ付け物
品のはんだ流れ不良や端子取れ不良等のはんだ耐熱性不
良発生率が１００％となり、上述した本発明の範囲内で
ある実施例１〜１０のはんだ付け物品と比較して劣る結
果となった。

【００５０】

【発明の効果】以上のように本発明のはんだ組成物によ
れば、はんだ組成物１００重量％のうち、Ｂｉからなる
９０重量％以上の第１金属元素と、９０重量部以上の第
１金属元素と９．９重量部以下で２元共晶し得る第２金
属元素と、さらに合計０．１〜３．０重量％の第３金属
元素と、を含有し、固相線温度が２００℃未満の低融点
共晶を含有せず、不可避不純物を除いてＰｂを含有しな
いことを特徴とすることで、ガラスのような脆い基板上
に形成された導体にはんだ付けする場合であっても、基
板に対して損傷を与えず、かつ耐熱性に優れる、いわゆ
るＰｂフリーのはんだ組成物およびはんだ付け物品を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一つの実施形態のはんだ付け物品
の断面図である。

【符号の説明】

１はんだ付け物品２基板４ａ導体６ａはんだ組成物

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】はんだ組成物１００重量％のうち、Ｂｉ
からなる９０重量％以上の第１金属元素と、９０重量部以上の前記第１金属元素と９．９重量部以下
で２元共晶し得る第２金属元素と、さらに合計０．１〜３．０重量％の第３金属元素と、を
含有し、固相線温度が２００℃未満の低融点共晶を含有せず、不
可避不純物を除いてＰｂを含有しないことを特徴とす
る、はんだ組成物。
【請求項２】前記第３金属元素は、Ｓｎ，Ｃｕ，Ｉ
ｎ，Ｓｂ，Ｚｎよりなる群から選ばれる少なくとも１種
であることを特徴とする、請求項１に記載のはんだ組成
物。
【請求項３】前記第２金属元素は、Ａｇであり、前記第３金属元素は、はんだ組成物１００重量％のうち
０．１〜０．５重量％からなるＳｎ，０．１〜０．３重
量％からなるＣｕ，０．１〜０．５重量％からなるＩ
ｎ，０．１〜３．０重量％からなるＳｂ，０．１〜３．
０重量％からなるＺｎよりなる群から選ばれる少なくと
も１種を含有してなることを特徴とする、請求項１また
は２に記載のはんだ組成物。
【請求項４】前記第３金属元素は、さらにＧｅおよび
Ｐよりなる群から選ばれる少なくとも１種を含有してな
ることを特徴とする、請求項３に記載のはんだ組成物。
【請求項５】表面に導体を有する基板と、前記導体に電気的かつ機械的に接合するように配置され
た請求項１〜４の何れかに記載のはんだ組成物と、から
なることを特徴とする、はんだ付け物品。
【請求項６】前記基板は、ガラス基板であり、表面波フィルタとして機能することを特徴とする、請求
項５に記載のはんだ付け物品。