JP3878305B2 - 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
- JP3878305B2 JP3878305B2 JP33442797A JP33442797A JP3878305B2 JP 3878305 B2 JP3878305 B2 JP 3878305B2 JP 33442797 A JP33442797 A JP 33442797A JP 33442797 A JP33442797 A JP 33442797A JP 3878305 B2 JP3878305 B2 JP 3878305B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alloy
- weight
- melting point
- solder alloy
- soldering
- 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
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
- H01L24/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/013—Alloys
- H01L2924/0132—Binary Alloys
- H01L2924/01322—Eutectic Alloys, i.e. obtained by a liquid transforming into two solid phases
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (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℃前後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重量％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、上記Ｐｂ系はんだ合金を代替できるはんだ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】
本発明者は、上記課題を解決すべく、下記（１）、（２）の点にまず着目し、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系３元共晶合金は、Ｐｂ−５重量％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。
【０００７】
（１）Ｐｂ−５重量％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。
【０００８】
（２）Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系３元共晶合金は、共晶温度が３４０℃付近にあるといわれている。
【０００９】
そして、さらに研究を鋭意行った結果、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Ｇａ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。
【００１０】
すなわち、本発明は、Ａｌを１〜７重量％、Ｍｇを０．５〜６重量％、およびＧａを０．１〜２０重量％含み、残部がＺｎおよび不可避不純物からなるはんだ合金（Ｚｎ系はんだ合金）である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明のＺｎ系はんだ合金において、Ａｌ含有量を１〜７重量％、Ｍｇ含有量を０．５〜６重量％としたのは、これらの組成範囲を外れると、合金の融点が高くなりすぎるためである。上記組成範囲内では、Ａｌ含有量を３〜４重量％、Ｍｇ含有量を２．５〜３重量％とするのがさらに好ましい。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。
【００１２】
Ｇａは、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系３元合金の融点を下げる元素である。Ｇａ含有量は、０．１重量％未満では上記融点低下効果が小さすぎるので、０．１重量％以上、さらに好ましくは２重量％以上である。一方、２０重量％を超えると融点が低くなりすぎてはんだ合金として不適当になるので、２０重量％以下、さらに好ましくは１３重量％以下である。
【００１３】
Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ共晶合金の融点を下げるには、例えばＳｎも有効である。しかし、Ｓｎを添加すると、Ｚｎとの共晶反応により２００℃付近で液相が出現するので、高温はんだ付用としては低すぎてしまう。これに対してＧａを０．１〜２０重量％添加すると、融点が適度に低下し、より好適な組成範囲では２６５〜３２０℃程度に固相線温度を下げることができる。このように過度に融点が低下しないのは、ＧａがＭｇと反応して化合物を生成し、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系３元共晶中にその化合物が取り込まれるためであると考えられる。
【００１４】
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、２００℃程度で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。
【００１５】
【実施例】
［実施例１〜１１、比較例１］
Ｚｎ地金、Ａｌ地金、Ｍｇ地金および金属Ｇａ（以上の原料は、いずれも純度９９．９重量％）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。
【００１６】
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。
【００１７】
（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。
【００１８】
（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。
【００１９】
（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。
【００２０】
上記測定・評価の結果を表１に示す。
【００２１】
【表１】
表１より、実施例のＺｎ合金は、Ｇａの添加によって融点が適度に低下しており、より好適な組成範囲では、２６５〜３２０℃の固相線温度を有するとともに、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ける高温はんだ付用に好適であることがわかる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明により、従来のＰｂ系はんだ合金を代替できるはんだ合金を提供することができる。
Claims (3)
- Ａｌを１〜７重量％、Ｍｇを０．５〜６重量％、およびＧａを０．１〜２０重量％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。
- Ａｌの含有量が３〜４重量％であり、Ｍｇの含有量が２．５〜３重量％である請求項１に記載の高温はんだ付用Ｚｎ合金。
- Ｇａの含有量が２〜１３重量％である請求項１または２に記載の高温はんだ付用Ｚｎ合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33442797A JP3878305B2 (ja) | 1997-12-04 | 1997-12-04 | 高温はんだ付用Ｚｎ合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33442797A JP3878305B2 (ja) | 1997-12-04 | 1997-12-04 | 高温はんだ付用Ｚｎ合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11172352A JPH11172352A (ja) | 1999-06-29 |
| JP3878305B2 true JP3878305B2 (ja) | 2007-02-07 |
Family
ID=18277264
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33442797A Expired - Lifetime JP3878305B2 (ja) | 1997-12-04 | 1997-12-04 | 高温はんだ付用Ｚｎ合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3878305B2 (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1309447A4 (en) * | 2000-07-31 | 2005-11-09 | Honeywell Int Inc | LEAD-FREE ALLOYS WITH IMPROVED NETWORKING BEHAVIOR |
| JP3878978B2 (ja) | 2002-10-24 | 2007-02-07 | コーア株式会社 | 鉛非含有はんだ、および鉛非含有の継手 |
| JP2005026188A (ja) | 2003-07-03 | 2005-01-27 | Koa Corp | 電流ヒューズ及び電流ヒューズの製造方法 |
| JP2007207558A (ja) * | 2006-02-01 | 2007-08-16 | Nec Schott Components Corp | 可溶合金型温度ヒューズおよび回路保護素子 |
| JP5160201B2 (ja) | 2007-11-20 | 2013-03-13 | 株式会社豊田中央研究所 | はんだ材料及びその製造方法、接合体及びその製造方法、並びにパワー半導体モジュール及びその製造方法 |
| JP2010179336A (ja) | 2009-02-05 | 2010-08-19 | Toyota Central R&D Labs Inc | 接合体、半導体モジュール、及び接合体の製造方法 |
| JP5578326B2 (ja) | 2011-03-29 | 2014-08-27 | 日立金属株式会社 | リード部品及びその製造方法、並びに半導体パッケージ |
| 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 |
| EP2992553A4 (en) | 2013-05-03 | 2017-03-08 | Honeywell International Inc. | Lead frame construct for lead-free solder connections |
| CN103231180B (zh) * | 2013-05-15 | 2015-04-22 | 郑州机械研究所 | 铝合金低温钎焊钎料的制备方法 |
| JP2017509489A (ja) | 2014-02-20 | 2017-04-06 | ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド | 鉛フリーはんだ組成物 |
| CN111545948B (zh) * | 2020-05-18 | 2021-12-07 | 河南机电职业学院 | 钎料合金、钎料及其制备方法和应用以及制得的钎焊产品 |
-
1997
- 1997-12-04 JP JP33442797A patent/JP3878305B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11172352A (ja) | 1999-06-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108971793B (zh) | 一种低温无铅焊料 | |
| JP3850135B2 (ja) | 高温はんだ付用Ｚｎ合金 | |
| JP3761678B2 (ja) | 錫含有鉛フリーはんだ合金及びそのクリームはんだ並びにその製造方法 | |
| JPH1177366A (ja) | はんだ合金 | |
| JPH09326554A (ja) | 電子部品接合用電極のはんだ合金及びはんだ付け方法 | |
| CA2340393A1 (en) | Lead-free solder | |
| JP3878305B2 (ja) | 高温はんだ付用Ｚｎ合金 | |
| JPH0970687A (ja) | 無鉛はんだ合金 | |
| JP3874031B2 (ja) | 無鉛はんだ合金 | |
| CN101780607A (zh) | 一种用于电子封装组装钎焊的无铅钎料及其制备方法 | |
| JP3353662B2 (ja) | はんだ合金 | |
| JPH10286689A (ja) | はんだ合金 | |
| JPH06344180A (ja) | 無含鉛半田合金 | |
| JP4135268B2 (ja) | 無鉛はんだ合金 | |
| JP2004358540A (ja) | 高温ろう材 | |
| JPH11172353A (ja) | 高温はんだ付用Ｚｎ合金 | |
| MXPA04005835A (es) | Soldadura blanda sin plomo. | |
| JP3945915B2 (ja) | はんだ用Ｚｎ合金 | |
| JPH10193169A (ja) | 無鉛はんだ合金 | |
| US7335269B2 (en) | Pb-free solder alloy compositions comprising essentially Tin(Sn), Silver(Ag), Copper(Cu), and Phosphorus(P) | |
| JPH10328880A (ja) | 錫−銀系無鉛半田合金 | |
| 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 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040113 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20040713 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041025 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20051227 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20051227 |
|
| 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: 20061017 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20061102 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091110 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101110 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111110 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121110 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131110 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 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |