JP6548537B2 - はんだ合金及びはんだ組成物 - Google Patents
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Description
しかし、特許文献1に記載のはんだ合金でも黒ずみを充分に抑制できないという問題があった。
Biの含有量が45質量%以上80質量%以下、前記金属の含有量が0.005質量%以上6.5質量%以下である。
本実施形態において、鉛フリーはんだとは、JIS Z 3282に定める鉛フリーはんだをいう。
Biの含有量が上記範囲である場合には、Sn−Biを主成分とする低融点のはんだ合金を得ることができる。
前記金属のはんだ合金中の含有量は総量として、0.005質量%以上6.5質量%以下、好ましくは0.01質量%以上6.3質量%以下である。
本実施形態のはんだ合金は、前記金属を上記含有量の範囲で含むことにより、はんだ付け後の黒ずみを抑制することができる。
かかる場合の各金属の含有量としては、Coの含有量は0.005質量%以上0.3質量%以下、好ましくは、0.01質量%以上0.1質量%以下、より好ましくは0.01質量%以上0.05質量%以下であり、Agの含有量は0.1質量%以上4.0質量%以下、好ましくは、0.3質量%以上3.0質量%以下である。
尚、本実施形態のはんだ合金の残部には、本実施形態のはんだ合金の効果を阻害しない範囲でSnの他に不可避不純物が含まれていてもよい。
この場合、Sbと前記金属の含有量の合計は0.1質量%以上6.5質量%以下、好ましくは0.5質量%以上6.3質量%以下である。
本実施形態のはんだ合金は、前記各金属を上記含有量の範囲で含むことにより、はんだ付け後の黒ずみを充分に抑制することができる。
かかる場合の各金属は、Coの含有量は0.005質量%以上0.3質量%以下、好ましくは、0.01質量%以上0.1質量%以下、より好ましくは0.01質量%以上0.05質量%以下である。
かかる場合の各金属は、Agの含有量は0.1質量%以上4.0質量%以下、好ましくは、0.3質量%以上3.0質量%以下である。
かかる場合の各金属は、Coの含有量が0.005質量%以上0.3質量%以下、好ましくは、0.01質量%以上0.1質量%以下、より好ましくは0.01質量%以上0.05質量%以下であり、Niの含有量が0.05質量%以上0.2質量%以下、好ましくは0.005質量%以上0.1質量%以下である。
本実施形態のはんだ合金は、はんだ合金とフラックスとを含むはんだ組成物とすることができる。
尚、本実施形態でいう低ハロゲンフラックスとは、フラックス中のハロゲンの濃度が1500ppm以下、好ましくは900ppm以下のフラックスをいう。
しかし、本実施形態のはんだ合金は黒ずみを充分に抑制できるため、低ハロゲンフラックスを用いてはんだ組成物を製造した場合でも黒ずみを発生させにくい。
よって、本実施形態のはんだ合金及びはんだ組成物は、はんだ特性を低下させることなく黒ずみを抑制することができる。
表1に示す各組成のはんだ合金を以下の方法によって準備した。
《はんだ合金の製造方法》
Sn以外の表1に示す各金属のうち、600℃のSnに溶融しにくい高融点金属Co、Niは表1の質量%になるように調整して、1000℃で溶融させたSnに添加して1hr以上そのまま保持し、インゴット鋳型にて鋳造する。
表1に記載の金属のうち、600℃のSnに溶融しやすい低融点金属Cu、Bi、Sb、Ge、Ag、Ga、Inについては、表1に記載の質量%になるように調整して、600℃に溶融したSnに添加して1hr以上そのまま保持後、インゴット鋳型に溶融する。
高融点金属元素および低融点金属が含まれる場合には、高融点金属を上述のように1000℃で溶融させたSnに添加してから、600℃に溶融したSnと低融点金属との溶融物に添加して1hr以上そのまま保持後、インゴット鋳型に溶融する。
上記方法によって得られた各はんだインゴットを粉砕して粉末化したものを、以下のような方法で観察し、黒ずみの有無を測定した。
各はんだ粉末と、低ハロゲンロジン系フラックスとを20wt%の比率で混合したソルダーペーストを、Cu板上に幅4mm、奥行き2mm、厚さ200μmになるようにスクリーン印刷したものを、大気中で200℃、30秒間加熱してはんだ合金を溶融させることでCu板にはんだ付けし、約4℃/秒で室温まで冷却した試験片として作製した。
該試験片を光学顕微鏡で観察し、目視で判別可能な黒ずみが発生している場合には「発生」とし、それらが見られない場合を「無し」とした。
尚、光学顕微鏡は、ハイロックス社製KH−8700を使用した。
結果を表1に示す。
一方、各比較例のはんだ合金では黒ずみが観察された。
図1および図2から、実施例3の試験片では、比較例27の試験片で現れたはんだ周囲の黒いライン(黒ずみ)は全く現れていないことがわかる。
表2に示す各金属の配合になるように形成したはんだ合金粉末を、上記と同様にしてソルダーペーストとして調整した。
各ソルダーペーストを用いて、JIS Z 3197「ウェッティングバランス法」の試験方法において示されている図1の「A点(記録線が基準線と交差した点・試験片に加わる力がゼロになった点)」における時間を「ゼロクロス時間」として測定した。尚、ぬれ時間(ゼロクロス時間)が短時間であるほどぬれが早く、濡れ性が良好であることを示す。
結果を表2に示す。
Claims (7)
- Snと、Biと、Co及びAgの金属とからなるはんだ合金であって、
Biの含有量が45質量%以上70質量%以下、前記金属の含有量が0.005質量%以上6.5質量%以下であり、
Coの含有量が0.005質量%以上0.3質量%以下、Agの含有量が0.1質量%以上4.0質量%以下であるはんだ合金。 - Snと、Biと、Coとからなるはんだ合金であって、
Biの含有量が45質量%以上70質量%以下(但し、57質量%以下の場合を除く)であり、
Coの含有量が0.005質量%以上0.3質量%以下であるはんだ合金。 - Snと、Biと、Sbと、Coの金属とからなるはんだ合金であって、
Biの含有量が45質量%以上70質量%以下、Sbの含有量及び前記金属の含有量の合計が0.1質量%以上6.5質量%以下であり、
Coの含有量が0.005質量%以上0.3質量%以下であるはんだ合金。 - Snと、Biと、Sbと、Niの金属とからなるはんだ合金であって、
Biの含有量が45質量%以上70質量%以下、Sbの含有量及び前記金属の含有量の合計が0.1質量%以上6.5質量%以下であり、
Niの含有量が0.01質量%以上0.05質量%以下であるはんだ合金。 - Snと、Biと、Sbと、Co及びNiの金属とからなるはんだ合金であって、
Biの含有量が45質量%以上70質量%以下、Sbの含有量及び前記金属の含有量の合計が0.1質量%以上6.5質量%以下であり、
Coの含有量が0.005質量%以上0.3質量%以下、Niの含有量が0.05質量%以上0.2質量%以下であるはんだ合金。 - Sbの含有量が0.5質量%以上6.3質量%以下である請求項3〜5のいずれか一項に記載のはんだ合金。
- 請求項1乃至6のいずれか一項に記載のはんだ合金と、フラックスとを含むはんだ組成物。
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