JP2910527B2 - 高温はんだ - Google Patents

高温はんだ

Info

Publication number
JP2910527B2
JP2910527B2 JP25432193A JP25432193A JP2910527B2 JP 2910527 B2 JP2910527 B2 JP 2910527B2 JP 25432193 A JP25432193 A JP 25432193A JP 25432193 A JP25432193 A JP 25432193A JP 2910527 B2 JP2910527 B2 JP 2910527B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
solder
weight
hybrid
solderability
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP25432193A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH07108396A (ja
Inventor
重寿 伊藤
洋一 大塚
力弥 加藤
修 宗形
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanken Electric Co Ltd
Senju Metal Industry Co Ltd
Original Assignee
Sanken Electric Co Ltd
Senju Metal Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanken Electric Co Ltd, Senju Metal Industry Co Ltd filed Critical Sanken Electric Co Ltd
Priority to JP25432193A priority Critical patent/JP2910527B2/ja
Publication of JPH07108396A publication Critical patent/JPH07108396A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2910527B2 publication Critical patent/JP2910527B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、Pbを主成分とした高温
はんだ、特にハイブリッドICのはんだ付けに適した高
温はんだに関する。
【0002】
【従来の技術】ハイブリッドICは、シリコンチップと
アルミナ基板を接合したもので、この接合には高温はん
だが用いられる。ここに、高温はんだとは、固相線温度
が普通はんだの共晶温度 (183 ℃) 以上のものをいい、
Pb主成分にSnやAgなどを少量添加したPb系や、Sn主成分
にPb、Ag、Bi、Cu等を少量添加したSn系がある。
【0003】特にハイブリッドIC用に使用される高温
はんだとしては、次のような条件を満足するものでなけ
ればならない。 完成したハイブリッドICは、プリント基板に普通は
んだ (Pb−63Sn: 共晶温度183 ℃) ではんだ付けする
が、このはんだ付け時に、シリコンチップとアルミナ基
板とを予め接合した高温はんだが再溶融しないこと。 ハイブリッドICは、シリコンチップとアルミナ基板
をはんだ付けした後、保護のため全体を樹脂で封止する
樹脂モールドを行う。この樹脂モールドを行うときの処
理温度は 170〜180 ℃であり、内部の高温はんだに直接
影響するが、この処理温度でも溶融しないこと。
【0004】はんだ付け性が良好なこと。ハイブリッ
ドICの電極は銅で形成されており、アルミナ基板の電
極はAg/Pdで形成されているため、どちらの電極に対し
てもはんだ付け性が良好でなければならない。特にAg/P
d 電極は、導電ペーストを焼成したものであるため、は
んだの濡れ性が悪く、はんだ付け不良を起こしやすい。
【0005】したがって、本明細書で云う「はんだ付け
性」とは、特にことわりがない限り、導電ペーストを焼
成して得たAg/Pd 電極に対するはんだのヌレ性の良否で
判断される特性をいう。
【0006】シリコンチップとアルミナ基板のはんだ
付け時に、アルミナ基板の電極を拡散溶解させないこ
と。すなわち、アルミナ基板の電極は、Ag/Pdからでき
ており、Agは溶融はんだに拡散しやすいため、できるだ
けAgの拡散 (銀喰われ) を少なくできるようなものでな
ければならない。
【0007】ここで、従来の高温はんだが以上の条件を
満足するか否かについて検討すると次の通りである。
との温度に関する条件に対しては、一般の高温はんだ
でも満足できる。
【0008】のはんだ付け性に関しては、Pb主成分で
あろうとSn主成分であろうと、一般に高温はんだは、Sn
−Pb系の普通はんだよりもはんだ付け性が悪い。しかし
ながら、ハイブリッドICの製造には、高温はんだを使
わざるを得ないことから、高温はんだでもできるだけ、
はんだ付け性の良好なものが望まれている。
【0009】のAgの拡散に関する条件としては、Sn主
成分の高温はんだは使用できない。なぜならば、SnはAg
との相溶性がよく、溶融したSn主成分の高温はんだ中
に、Agが拡散溶解して電極の接合力を弱めてしまうから
である。いわゆる銀喰われである。
【0010】以上の検討結果からは、まずSn主成分の高
温はんだは銀喰われが激しいことから、ハイブリッドI
C用の高温はんだとしては、必然的にPb主成分のものに
限定され、結局、Pb主成分のものでなければならないこ
とが分かる。
【0011】従来にあってもこのようにPb主成分でハイ
ブリッドICに適した高温はんだとしては、いくつかの
ものがすでに提案されている。特開平4−327396号公報
で提案されている高温はんだは、その組成が、Sn: 10〜
14重量%、Sb:8〜14重量%、Ag:2重量%以下、残部Pbで
ある。この高温はんだの場合、Sbは固相線温度を上げる
ために添加するのであって、8重量%未満では固相線温
度を上げる効果がないとされている。
【0012】しかし、かかる組成の高温はんだは、前記
条件のうち、の高温特性、およびの銀喰われの問
題については、優れた効果があるものの、のはんだ付
け性については少々難点のあるものであった。
【0013】このはんだ付け性における難点とは、アル
ミナ基板のAg/Pd電極は、導電ペーストをアルミナ基板
に焼成したものであるため、電極の中に導電ペーストの
粘結剤が残っており、これがはんだ付けを阻害している
からである。従って、高温はんだとしては、はんだ付け
が困難なAg/Pd電極に対して良好なはんだ付け性を有し
たものでなければならない。
【0014】また、高温はんだに限定してはいないが、
高温はんだとしても使用でき、しかも銀喰われ防止効果
のあるはんだが、特開昭56−144893号公報に提案されて
いる。この公報開示のはんだ合金組成は、Sn: 15〜65重
量%、Sb:0.5〜3重量%、Ag:0.5〜3.5 重量%、残部Pb
である。このはんだ合金は、Sn:15 〜65重量%といって
いるが、実態的にはSn主成分のはんだ合金であって、A
g:0.5〜3.5 %配合することで銀喰われを防止してお
り、Sbを3.0 重量%超とするとAg電極に対するはんだ付
け性が劣化するとしている。
【0015】しかし、このはんだを、前記条件のうち
のはんだ付け性に関しては抜群の効果はあるが、他の条
件である、のはんだ付け温度、の銀喰われについ
て問題の残るものであった。
【0016】すなわち、このはんだは温度的には固相線
温度が 170〜190 ℃という低い温度であり、ハイブリッ
ドICに使用した場合、ハイブリッドICのプリント基
板へのはんだ付けや、樹脂モールドの処理時に内部のは
んだが溶融してしまう。また銀喰われについても、一般
のPb−63Snはんだよりも優れてはいるが、それでも未だ
充分ではなかった。
【0017】ところで近年のハイブリッドICは、高温
下の使用においても高い信頼性が要求される傾向をも
ち、そのためそれに用いられる高温はんだとしては、高
温特性が良好であるとともに、はんだ付け性と銀喰われ
防止の改善が求められてきている。すなわち、固相線温
度は少なくとも 210℃以上であること、またAg/Pd 電極
に対するはんだ付け性が良好であること、そして銀喰わ
れが効果的に防止できることが同時に満足されることが
必要である。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】かくして、本発明の目
的は、従来のPb主成分の高温はんだの欠点に鑑みなされ
たもので、ハイブリッドIC用の高温はんだとして要求
される前記条件を全て満足する高温はんだを提供するこ
とにある。
【0019】そしてこのためにはPb主成分系であって固
相線温度210 ℃以上を確保でき、Ag/Pd 電極へのはんだ
付け性が良好であってさらに銀喰われの見られないもの
が求められるのである。
【0020】したがって、より具体的には、本発明の目
的は、固相線温度210 ℃以上、銀喰われなし、そしては
んだ付け性にすぐれている、ハイブリッドIC用のPb主
成分の高温はんだを提供することである。
【0021】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、従来のPb
主成分の高温はんだの欠点について鋭意検討を重ねた結
果、Sbの添加量がはんだ付け性や溶融温度に大いに影響
していることを見い出し本発明を完成させた。
【0022】つまり本発明者らは、Pb主成分の高温はん
だにおいて、特開平4−327396号公報開示の発明と異な
り、Sn:12 〜16%の範囲ではSb:4〜7 とすることによっ
て初めて固相線温度210 ℃以上、銀喰われなし、そして
はんだ付け性が良好であるとの条件をいずれも満足され
ることを知り、本発明を完成した。
【0023】かくして、本発明の要旨とするところは、
Sn: 12〜16重量%、Sb:4〜7重量%、残部Pbからなるこ
とを特徴とするハイブリッドICのはんだ付け用高温は
んだである。また、別の面からは、本発明は、Sn: 12〜
16重量%、Sb:4〜7重量%、Ag:2重量%以下、残部Pbか
らなることを特徴とするハイブリッドICのはんだ付け
高温はんだである。
【0024】
【作用】次に、本発明にかかる高温はんだの組成を上述
のように規定した理由をその作用に関連させて説明す
る。まず、本発明の高温はんだは、固相線温度が210 ℃
以上となり、完成したハイブリッドICを普通はんだで
プリント基板にはんだ付けしたり、ハイブリッドICを
樹脂でモールドした時に、内部の接合部を溶融させるこ
とがない。
【0025】ちなみに、普通はんだでのはんだ付け温度
は 200〜230 ℃であるが、はんだ付け時にハイブリッド
ICの内部にはこのはんだ付け温度が直接かからず、内
部は200 ℃以下となっている。従って、ハイブリッドI
Cの内部に使用する高温はんだは、固相線温度が210℃
以上であれば、はんだ付け時に溶融することはない。
【0026】本発明では、Snが12重量%よりも少ない
と、Ag/Pd電極に対するはんだ付け性を改良することが
できず、しかるにこれが16重量%を越えて添加されると
液相線温度が 210℃よりも低い温度に下がってしまう。
したがって、Sn:12 〜16重量%に制限する。好ましく
は、13〜15重量%である。
【0027】SbはPb主成分の合金に対して固相線と液相
線間の溶融範囲を調節する効果があり、本発明の高温は
んだにおけるSbの添加量は、4〜7重量%である。この
添加量が4重量%よりも少ないと、Pb−Sn状態図の固相
線温度が183 ℃近辺の温度で現れてしまうため、ハイブ
リッドICには使用できなくなる。一方、Sbは、Pb主成
分の高温はんだでは、はんだ付け性を低下させる成分で
あり、7重量%よりも多く添加するとはんだ付け性が悪
くなる。好ましくは、Sb:4〜5 重量%である。
【0028】本発明のSn−Sb−Pb系の高温はんだは、そ
れ自体でもAgを拡散溶解させることは少ないものである
が、この組成の高温はんだにAgを少量添加すると、さら
にAgの拡散防止効果が出てくる。
【0029】したがって、この組成の高温はんだにAgを
添加する場合、Agが2重量%を越えると、液相線温度が
急激に上昇してしまい、はんだ付け温度も高くなること
から、はんだ付け時にシリコンチップを熱損傷させてし
まうようになる。従って、Agを添加する場合、その添加
量は2重量%以下とする。
【0030】かくして、本発明によれば、今日、ハイブ
リッドIC用として特に求められている高温使用下にお
ける信頼性向上の為の諸特性を備えた高温はんだとして
すぐれた特性を発揮できるハイブリッドIC用高温はん
だが得られる。次に、実施例によって本発明の作用につ
いてさらに具体的に説明する。
【0031】
【実施例】表1に示す合金組成の高温はんだを調整し、
それぞれについて液相線温度、固相線温度、はんだ付け
性、そして銀喰われを試験し、それらの結果を同じく表
1に示す。なお、比較例として従来の高温はんだについ
ても同様の試験を行い、それらの結果も表1に示す。
【0032】
【表1】
【0033】(注) :本発明の範囲外 合否は、S.P.、L.P.のいずれをも満足し、はん
だ付け性+銀喰われの評点合計が4以上の場合を合格と
し、それを外れる場合を不合格(否)とした 。
【0034】S.P.: 固相線温度 (℃) L.P.: 液相線温度 (℃) はんだ付け性 : アルミナ基板上にAg/Pdペーストで焼
結した電極にボール状のはんだを乗せ、リフロー炉で加
熱してはんだ付け状態を観察し、その外観から優、良、
劣と3段階評価し、それぞれ3,2,0の評点を与え
た。 銀喰われ : 溶融はんだ中に銀線を浸して、その細り具
合を測定し、極少、少、やや多、多の4段階評価を行
い、それぞれ3,2,1,0の各評点を与えた。 比較例1 : 特開平4−327396号公報に開示のはんだ組
成 比較例2 : 特開昭56−144893号公報開示のはんだ組成 比較例3 : 特公昭61−58542 号公報開示のはんだ組成 表1の結果からも分かるように、比較例1ではSbが10%
と多いためはんだ付け性が著しく劣化していることが分
かる。また比較例2および3ではSnが35%以上とかなり
多いため210 ℃以上という固相線温度を確保できず、ま
た銀喰われもかなり多くなっているのが分かる。
【0035】
【発明の効果】本発明の高温はんだは、Pb主成分の高温
はんだでありながら、はんだ付け困難なAg/Pd電極に対
して良好なはんだ付け性を有しているばかりでなく、固
相線温度が210 ℃以上であるため、シリコンチップを樹
脂モールドする際や完成したハイブリッドICをプリン
ト基板にはんだ付けする際に、内部の高温はんだが溶融
することなく、しかも液相線温度があまり高くないた
め、シリコンチップとアルミナ基板の接合時にシリコン
チップを熱損傷させることもないという従来にない優れ
た効果を有している。
フロントページの続き (72)発明者 加藤 力弥 埼玉県草加市谷塚町405番地 千住金属 工業株式会社草加事業所内 (72)発明者 宗形 修 埼玉県草加市谷塚町405番地 千住金属 工業株式会社草加事業所内 (56)参考文献 特公 昭61−58542(JP,B2) 特公 昭46−8569(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B23K 35/26

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Sn:12〜16重量%、Sb : 4〜7重量%、
    残部Pbからなることを特徴とするハイブリッドICのは
    んだ付け用高温はんだ。
  2. 【請求項2】 Sn:12〜16重量%、Sb : 4〜7重量%、
    Ag : 2重量%以下、残部Pbからなることを特徴とするハ
    イブリッドICのはんだ付け用高温はんだ。
JP25432193A 1993-10-12 1993-10-12 高温はんだ Expired - Fee Related JP2910527B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25432193A JP2910527B2 (ja) 1993-10-12 1993-10-12 高温はんだ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25432193A JP2910527B2 (ja) 1993-10-12 1993-10-12 高温はんだ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH07108396A JPH07108396A (ja) 1995-04-25
JP2910527B2 true JP2910527B2 (ja) 1999-06-23

Family

ID=17263382

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP25432193A Expired - Fee Related JP2910527B2 (ja) 1993-10-12 1993-10-12 高温はんだ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2910527B2 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09115957A (ja) * 1995-10-18 1997-05-02 Sanken Electric Co Ltd 電子部品及びこれを使用した電子回路装置の製造方法
US6704189B2 (en) 2002-04-09 2004-03-09 Tdk Corporation Electronic device with external terminals and method of production of the same
JP5839892B2 (ja) * 2011-08-30 2016-01-06 三菱電機株式会社 半田材および半導体装置
CN104741819B (zh) * 2013-12-31 2018-11-16 北京有色金属与稀土应用研究所 一种Pb-Sn-Sb-Ag合金钎料及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH07108396A (ja) 1995-04-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3199674B2 (ja) ソルダ合金
JP4770733B2 (ja) はんだ及びそれを使用した実装品
JP6624322B1 (ja) はんだ合金、はんだボール、はんだプリフォーム、はんだペースト及びはんだ継手
JP4453612B2 (ja) 無鉛はんだ合金
TWI679078B (zh) 銲錫合金、銲錫糊、銲錫球、松脂置入銲錫、銲點
JPH09216089A (ja) はんだ合金、クリームはんだ、及びはんだ付け方法
JPH08164495A (ja) 有機基板接続用鉛レスはんだ及びそれを用いた実装品
JP3684811B2 (ja) 半田および半田付け物品
JPH10144718A (ja) スズ基鉛フリーハンダワイヤー及びボール
JP3353662B2 (ja) はんだ合金
EP1402989B1 (en) Leach-resistant solder alloys for silver-based thick-film conductors
JP2000349433A (ja) はんだ付け方法
JP3991788B2 (ja) はんだおよびそれを用いた実装品
KR102342394B1 (ko) 땜납 합금, 땜납 페이스트, 프리폼 땜납, 땜납 볼, 선 땜납, 수지 플럭스 코어드 땜납, 땜납 이음매, 전자 회로 기판 및 다층 전자 회로 기판
JP3446517B2 (ja) Pbフリーはんだ材料及びそれを用いた電子機器
JP2910527B2 (ja) 高温はんだ
JP2008221330A (ja) はんだ合金
JP2002307187A (ja) 鉛フリーはんだ及びはんだ継手
JP3423387B2 (ja) 電子部品用はんだ合金
JPH0985484A (ja) 鉛フリーはんだとそれを用いた実装方法及び実装品
JP2004122223A (ja) 電子部品および電子部品の製造方法
JPH0819892A (ja) 鉛無含有半田合金
JP3254857B2 (ja) はんだ合金
JP3254901B2 (ja) はんだ合金
JP7488504B1 (ja) はんだ合金、はんだペースト、はんだボール、はんだプリフォーム、はんだ継手、車載電子回路、ecu電子回路、車載電子回路装置、およびecu電子回路装置

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 19990309

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080409

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090409

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090409

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100409

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100409

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110409

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120409

Year of fee payment: 13

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees