JP3835582B2 - 高温はんだ付用Ｚｎ合金 - Google Patents
高温はんだ付用Ｚｎ合金 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3835582B2 JP3835582B2 JP01259298A JP1259298A JP3835582B2 JP 3835582 B2 JP3835582 B2 JP 3835582B2 JP 01259298 A JP01259298 A JP 01259298A JP 1259298 A JP1259298 A JP 1259298A JP 3835582 B2 JP3835582 B2 JP 3835582B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alloy
- mass
- temperature
- temperature soldering
- solder alloy
- 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 - Lifetime
Links
Landscapes
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
- Die Bonding (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品や機械部品の組立などにおける高温はんだ付用に好適なＺｎ合金に関する。
【０００２】
【従来の技術】
パワートランジスタ素子のダイボンディングを始めとする各種電子部品の組立工程におけるはんだ付では高温はんだ付が行われ、比較的高温の３００℃程度の融点を有するはんだ合金（以下、単に「はんだ合金」という）が用いられている。このはんだ合金には、Ｐｂ−５質量％Ｓｎ合金に代表されるＰｂ合金（Ｐｂ系はんだ合金）が従来より用いられている。
【０００３】
近年、環境汚染に対する配慮からＰｂの使用を制限する動きが強くなってきている。こうした動きに対応して電子組立の分野においても、Ｐｂを含まないはんだ合金が求められている。
【０００４】
しかしながら、従来のＰｂ系はんだ合金を代替できるはんだ合金はまだ提案されていない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記事情に鑑み、電子部品の組立などで用いるのに好適な３００℃程度の融点を有する高温はんだ付用Ｚｎ合金を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の高温はんだ付用Ｚｎ合金は、Ａｌを１〜７質量％、Ｍｇを０．５〜６質量％、およびＳｎを１３．２質量％以上２５質量％以下含み、残部がＺｎおよび不可避不純物からなる。なお、Ｓｎは１５質量％以下であることが好ましい。
【０００７】
また、本発明の高温はんだ付用Ｚｎ合金は、Ａｌを３〜４質量％、Ｍｇを２．５〜３質量％、およびＳｎを１〜２５質量％含み、残部がＺｎおよび不可避不純物からなる。
【０００８】
この場合、Ｓｎの含有量が５〜１５質量％であることがより好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明者等は、上記課題を解決すべく、下記（１）、（２）の点にまず着目した。
【００１０】
（１）Ｐｂ−５質量％Ｓｎ合金は、固相線温度と液相線温度がそれぞれ３０５℃、３１５℃である。
【００１１】
（２）Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系３元共晶合金は、Ａｌが３〜４質量％で且つＭｇが２．５〜３質量％の範囲内で、共晶温度が３４０℃付近にあるといわれている。
【００１２】
そして、さらに研究を鋭意行った結果、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系３元共晶合金は、Ｐｂ−５質量％Ｓｎ合金と比べると融点がまだ高いが、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系３元共晶合金を基本とする合金は、上記Ｐｂ系はんだ合金を代替できるはんだ合金になり得ると考えた。そして、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系３元共晶の融点を適当にさらに下げるためには、該共晶にＳｎを添加することが有効であることを見出だし、本発明に到達した。
【００１３】
すなわち、本発明のはんだ合金（Ｚｎ系はんだ合金）は、Ａｌを１〜７質量％、Ｍｇを０．５〜６質量％、およびＳｎを１〜２５質量％含み、残部がＺｎおよび不可避不純物からなる。
【００１４】
本発明のＺｎ系はんだ合金において、Ａｌ含有量を１〜７質量％、Ｍｇ含有量を０．５〜６質量％としたのは、これらの組成範囲を外れると、当該はんだ合金の融点が高くなりすぎ、３４０℃付近より低くできないためである。上記組成範囲内では、Ａｌ含有量を３〜４質量％、Ｍｇ含有量を２．５〜３質量％とするのがより好ましい。それは、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系３元共晶組成あるいはそれに近い組成となるからである。
【００１５】
Ｓｎは、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系３元合金の融点を下げる元素である。特に好適な組成範囲では、３１０℃〜３２０℃までに固相線温度を下げられる。Ｓｎ含有量は、１質量％未満では上記融点低下効果が小さすぎるので、１質量％以上必要で、より好ましくは５質量％以上である。一方、Ｓｎ含有量の上限の限定理由は次の通りである。
【００１６】
すなわち、ＺｎとＳｎは、Ｓｎが７質量％を超えると、１８０℃付近で共晶反応を起こすので、液相が出現する。しかるに、Ｓｎ含有量を２５質量％以下、より好ましくは１５質量％以下において一定量以下にすれば、上記液相量を適度に制御することができ、実用上問題はない。しかし、２５質量％を超えると、上記共晶（Ｚｎ−Ｓｎ）反応により１８０℃以上の温度で生成する液相量が多くなりすぎて、はんだ合金として不適当になる。
【００１７】
本発明のＺｎ系はんだ合金は、ビッカース硬度１００ぐらいの高い硬度を有するために、加工性は劣る。従って、熱間成形してはんだ合金材とするか、粉末にした後でペースト状のはんだ合金材とするのがよい。
【００１８】
【実施例】
［実施例１〜９、比較例１］
Ｚｎ地金、Ａｌ地金、Ｍｇ地金およびＳｎ地金（以上の原料は、いずれも純度９９．９質量％）を用い、大気溶解炉によりＺｎ合金を溶製した。溶製したＺｎ合金を化学分析し、その結果を表１に示す。
【００１９】
上記溶製したＺｎ合金について、融点を測定し、濡れ性を評価した。融点の測定は、マック・サイエンス（ＭＡＣ ＳＣＩＥＮＣＥ）社製熱分析装置（ＤＳＣ３１００型）を用い、昇温・降温速度を１０℃／分として行った。また、濡れ性の評価は、次の（１）、（２）、（３）のようにして行った。
【００２０】
（１）上記融点測定で得た各液相線温度より２０℃高い温度に窒素気流中で保持するＺｎ合金浴を調製する。
【００２１】
（２）Ａｇめっきを施した銅片を上記浴中に５秒間浸漬した後、該銅片を取り出し観察する。
【００２２】
（３）取り出した銅片のＡｇめっき面にＺｎ合金融液が濡れ広がった場合に「良」と、濡れ広がらなかった場合に「不良」と評価する。
【００２３】
上記測定・評価の結果を表１に示す。
【００２４】
なお、Ｓｎの添加量が７質量％を超えると、１８０℃以上の温度で微少量の液層が存在する。このため、表１において使用する固相線温度の用語は厳密なものではない。表１に示した固相線温度は、上記微少量の液相を無視し、合金の大部分を占めている固相部分が溶解を開始する温度を測定したものである。
【００２５】
【表１】
表１より、実施例のＺｎ合金は、Ｓｎの添加により融点が適度に低下し、より好適な組成範囲では、３１０℃〜３２０℃の固相線温度を有しうるとともに、濡れ性にも問題がないので、電子部品や機械部品の組立において高温はんだ付用に好適であることがわかる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成されているので、従来のＰｂ系はんだ合金を代替できる高温はんだ付用Ｚｎ合金を提供することができる。
Claims (4)
- Ａｌを１〜７質量％、Ｍｇを０．５〜６質量％、およびＳｎを１３．２質量％以上２５質量％以下含み、残部がＺｎおよび不可避的不純物からなる高温はんだ付用Ｚｎ合金。
- Ｓｎの含有量が１３．２質量％以上１５質量％以下である請求項１に記載の高温はんだ付用Ｚｎ合金。
- Ａｌを３〜４質量％、Ｍｇを２．５〜３質量％、およびＳｎを１〜２５質量％含み、残部がＺｎおよび不可避不純物からなる高温はんだ付用Ｚｎ合金。
- Ｓｎの含有量が５〜１５質量％である請求項３に記載の高温はんだ付用Ｚｎ合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01259298A JP3835582B2 (ja) | 1998-01-26 | 1998-01-26 | 高温はんだ付用Ｚｎ合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01259298A JP3835582B2 (ja) | 1998-01-26 | 1998-01-26 | 高温はんだ付用Ｚｎ合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11207487A JPH11207487A (ja) | 1999-08-03 |
| JP3835582B2 true JP3835582B2 (ja) | 2006-10-18 |
Family
ID=11809630
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01259298A Expired - Lifetime JP3835582B2 (ja) | 1998-01-26 | 1998-01-26 | 高温はんだ付用Ｚｎ合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3835582B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5723523B2 (ja) * | 2009-09-11 | 2015-05-27 | 株式会社日立製作所 | 接続材料、接続材料の製造方法、半導体装置、半導体装置の製造方法、パワーモジュール |
| WO2012029789A1 (ja) * | 2010-08-31 | 2012-03-08 | 日産自動車株式会社 | アルミニウム系金属の接合方法 |
| CN102632347B (zh) * | 2012-01-09 | 2014-07-02 | 西安交通大学 | 一种铝基复合材料及铝合金用钎料及钎焊方法 |
| JP2014221484A (ja) * | 2013-05-13 | 2014-11-27 | 住友金属鉱山株式会社 | ＰｂフリーＺｎ系はんだペースト |
| TWI561639B (en) * | 2014-04-17 | 2016-12-11 | Heraeus Materials Singapore Pte Ltd | Lead-free eutectic solder alloy comprising zinc as the main component and aluminum as an alloying metal |
-
1998
- 1998-01-26 JP JP01259298A patent/JP3835582B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11207487A (ja) | 1999-08-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3850135B2 (ja) | 高温はんだ付用Ｚｎ合金 | |
| US6319461B1 (en) | Lead-free solder alloy | |
| US6689488B2 (en) | Lead-free solder and solder joint | |
| JP2009506203A (ja) | 半田合金 | |
| JPH1177366A (ja) | はんだ合金 | |
| JPH0970687A (ja) | 無鉛はんだ合金 | |
| JP3874031B2 (ja) | 無鉛はんだ合金 | |
| JP3878305B2 (ja) | 高温はんだ付用Ｚｎ合金 | |
| JP4135268B2 (ja) | 無鉛はんだ合金 | |
| JP5421915B2 (ja) | Ａｕ−Ｇａ−Ｉｎ系ろう材 | |
| JPH06344180A (ja) | 無含鉛半田合金 | |
| JPH1158066A (ja) | はんだ合金 | |
| JP2004358540A (ja) | 高温ろう材 | |
| MXPA04005835A (es) | Soldadura blanda sin plomo. | |
| JP3945915B2 (ja) | はんだ用Ｚｎ合金 | |
| JPH11172353A (ja) | 高温はんだ付用Ｚｎ合金 | |
| JPH10328880A (ja) | 錫−銀系無鉛半田合金 | |
| US7335269B2 (en) | Pb-free solder alloy compositions comprising essentially Tin(Sn), Silver(Ag), Copper(Cu), and Phosphorus(P) | |
| JP3835582B2 (ja) | 高温はんだ付用Ｚｎ合金 | |
| JP2004358539A (ja) | 高温ろう材 | |
| JP2006320913A (ja) | 高温はんだ合金 | |
| JPH11172354A (ja) | 高温はんだ付用Ｚｎ合金 | |
| JPH09174278A (ja) | 無鉛はんだ合金およびそれを用いた電子回路装置 | |
| JP6887183B1 (ja) | はんだ合金および成形はんだ | |
| JP4359983B2 (ja) | 電子部品の実装構造体およびその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 19980506 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20040722 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040723 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20051220 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051227 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060216 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060216 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060502 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060612 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060711 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060719 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060216 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100804 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110804 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110804 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120804 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120804 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130804 Year of fee payment: 7 |
|
| 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 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |