JP7420363B2 - はんだ継手 - Google Patents
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Description
寸法が50mm×10mm×1.8mmである2つの銅板1を250℃に加熱して、夫々の長手方向の一端面にはんだ付けを行ってはんだ部2を形成した。前記2つの銅板1(被接合体)が相互面一となるようして、斯かる2つの銅板1のはんだ部2を突き合わせて250℃に加熱し、2つのはんだ部2を溶融させてくっつけた。この際、前記2つの銅板1の一端の間におけるはんだ部2の厚みは1.0mmであり、はんだ部2の各面も銅板1の各面と面一をなすように形成された。換言すれば、本実施例のはんだ継手においては、2つの銅板1は夫々の長手方向が一致するようにして、端面同士がはんだ合金(はんだ部2)によって接合されている。なお、比較例のはんだ継手も、本実施例のはんだ継手10と同様に作成された。
ここで、Cu3Sn面積Sは、図2に示しているように、各写真にて視認できるCu3Sn層の(2次元)面積である。また、横長さLは、Cu3Sn層の厚み方向と交差する方向におけるCu3Sn層の長さである。
これに対して、本実施例のはんだ継手10においては、150℃にて、0時間、48時間、144時間、300時間エージングした後におけるCu3Snの厚みが夫々、0.1μm、0.3μm、0.4μm、0.5μmである(表1参照)。
すなわち、比較例のはんだ継手においては、本実施例のはんだ継手10より、接合部4のCu3Sn層の厚みが6倍程度厚く形成されている。
特に、本実施例のはんだ継手10においては、150℃で300時間エージングした場合において、電気抵抗率ρの変化率がエージング前に比べ3%以下である。
してみれば、Biが少なくとも0.1~8.0重量%添加された場合、本発明の効果を得ることができる。
してみれば、Cuは少なくとも0.2~1.0重量%添加された場合、本発明の効果を得ることができる。
詳しくは、0.02Ni合金、0.07Ni合金及び0.1Ni合金は、高温エージング時間が24時間であるまでは、電気抵抗変化率が略0%に抑えられている。また、高温エージング時間が24時間を超えると、電気抵抗変化率が増加している。
換言すれば、Niの添加量が少なくとも0.02~0.1重量%である場合、24時間の高温エージングまでは電気抵抗変化率を略0%に抑えることができる。
してみれば、高温エージング時間が144時間であるまでは、Niが0.02~0.1重量%の範囲内であれば明確に本発明の効果を得ることができ、上述したように、Niが0.01~0.5重量%の範囲内においても本発明の効果を得ることが可能である。
このように、鉛フリーはんだ合金にGeが0.001重量%~1.0重量%添加されたはんだ継手10は、高温エージング時間の増加と共に電気抵抗変化率及びCu3Sn層の厚みが増加した。しかし、これらの何れも、電気抵抗変化率及びCu3Sn層の厚みが比較例のはんだ継手より顕著に低かった。
してみれば、Geは少なくとも0.001重量%~1.0重量%添加された場合、本発明の効果を得ることができる。
0.02~0.1重量%のCoを添加したはんだ継手10の鉛フリーはんだ合金(以下、Co添加合金とも言う。)と、0.02~0.1重量%のFeを添加したはんだ継手10の鉛フリーはんだ合金(以下、Fe添加合金とも言う。)とは、何れも、高温エージング時間の増加と共に電気抵抗変化率が増加した。しかし、Co添加合金及びFe添加合金の何れも電気抵抗変化率が比較例のはんだ継手より顕著に低い(表1参照)。
換言すれば、Coの添加量、又は、Feの添加量が少なくとも0.02~0.1重量%である場合、24時間の高温エージングまでは電気抵抗変化率を略0%に抑えることができる。
2 はんだ部
4 接合部
10 はんだ継手
Claims (3)
- 鉛フリーはんだ合金を用いたはんだ継手に於いて、
前記鉛フリーはんだ合金はSn-Cu-Ni-Bi-Ge系であって、Cuが0.1~2.0重量%、Niが0.01~0.5重量%、Biが0.1~5.0重量%、Geが0.001~1.0重量%、残部がSnであり、
150℃で300時間エージングした場合において、接合部を挟む2つの被接合部間の電気抵抗率の上昇をエージング前に比べて3%以下に抑制することを特徴とするはんだ継手。 - 鉛フリーはんだ合金を用いたはんだ継手に於いて、
前記鉛フリーはんだ合金はSn-Cu-Ni-Bi-Ge系であって、Cuが0.1~2.0重量%、Niが0.01~0.5重量%、Biが0.1~5.0重量%、Geが0.001~1.0重量%であり、0.02~0.1重量%のCoが添加され、残部がSnであり、
150℃で300時間エージングした場合において、接合部を挟む2つの被接合部間の電気抵抗率の上昇をエージング前に比べて3%以下に抑制することを特徴とするはんだ継手。 - 前記鉛フリーはんだ合金は、
Cuが0.5~1.0重量%、Niが0.02~0.1重量%、Biが1.0~3.0重量%、Geが0.001~0.05重量%、残部がSnであることを特徴とする請求項1に記載のはんだ継手。
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