JPH11226776A - 耐酸化性に優れた無鉛はんだ - Google Patents
耐酸化性に優れた無鉛はんだInfo
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- JPH11226776A JPH11226776A JP6556598A JP6556598A JPH11226776A JP H11226776 A JPH11226776 A JP H11226776A JP 6556598 A JP6556598 A JP 6556598A JP 6556598 A JP6556598 A JP 6556598A JP H11226776 A JPH11226776 A JP H11226776A
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- Japan
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- solder
- oxidation resistance
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- lead
- free solder
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Abstract
(57)【要約】
【課題】耐酸化性に優れ、しかも高延性若しくは高強度
な無鉛はんだを提供する。 【解決手段】Ｓｎはんだに、Ａｇ０．５〜３．０重量
％、Ｃｕ０．１〜０．８重量％（好ましくは０．１〜
０．５重量％）及びＧｅとＴｅとをそれぞれ０．０１〜
０．１重量％添加混合し、耐酸化性を向上させた。
な無鉛はんだを提供する。 【解決手段】Ｓｎはんだに、Ａｇ０．５〜３．０重量
％、Ｃｕ０．１〜０．８重量％（好ましくは０．１〜
０．５重量％）及びＧｅとＴｅとをそれぞれ０．０１〜
０．１重量％添加混合し、耐酸化性を向上させた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、電子機器のはん
だ付け等に使用される無鉛はんだに係り、詳記すれば酸
化物の発生を抑制する耐酸化性に優れると共に高延性若
しくは高強度な無鉛はんだに関するものである。
だ付け等に使用される無鉛はんだに係り、詳記すれば酸
化物の発生を抑制する耐酸化性に優れると共に高延性若
しくは高強度な無鉛はんだに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電子工業では、現在までは、Ｓｎ−Ｐｂ
系はんだが多く使用され、使用に際しては、殆どの場合
溶融状態としている。しかして、この際に溶融されたは
んだは、空気中若しくは溶融はんだ中に含まれる酸素と
反応して多量の酸化物が生成する。
系はんだが多く使用され、使用に際しては、殆どの場合
溶融状態としている。しかして、この際に溶融されたは
んだは、空気中若しくは溶融はんだ中に含まれる酸素と
反応して多量の酸化物が生成する。
【０００３】特に電子機器組み立ての際、プリント基板
のはんだ付けに利用される噴流型はんだ槽においては、
撹拌により多量の空気と接触することになるので、この
傾向が著しい。また、粉末状のはんだをペ−ストとして
使用する場合は、酸化物に起因したはんだボ−ルが発生
し、使用不能の状態となる場合がある。
のはんだ付けに利用される噴流型はんだ槽においては、
撹拌により多量の空気と接触することになるので、この
傾向が著しい。また、粉末状のはんだをペ−ストとして
使用する場合は、酸化物に起因したはんだボ−ルが発生
し、使用不能の状態となる場合がある。
【０００４】このような問題を解決するため、Ｓｎ−Ｐ
ｂ系はんだに、酸化防止の目的で種々の元素を添加する
ことが提案されている。
ｂ系はんだに、酸化防止の目的で種々の元素を添加する
ことが提案されている。
【０００５】一方、電子工業では、鉛の毒性のため、環
境対策として、近い将来無鉛はんだの使用が義務づけら
れるようになっている。しかしながら、従来無鉛はんだ
の耐酸化特性を改善することは全く行われていない。
境対策として、近い将来無鉛はんだの使用が義務づけら
れるようになっている。しかしながら、従来無鉛はんだ
の耐酸化特性を改善することは全く行われていない。
【０００６】また、電子機器のはんだ付けに於いては、
はんだ付けに対する信頼性を高めるため、高延性若しく
は高強度なはんだが求められている。
はんだ付けに対する信頼性を高めるため、高延性若しく
は高強度なはんだが求められている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかして従来、耐酸化
性に優れ、しかも高延性若しくは高強度な無鉛はんだ
は、全く知られていない。
性に優れ、しかも高延性若しくは高強度な無鉛はんだ
は、全く知られていない。
【０００８】この発明は、このような点に着目してなさ
れたものであり、耐酸化性に優れ、しかも高延性若しく
は高強度の無鉛はんだを提供することを目的とする。
れたものであり、耐酸化性に優れ、しかも高延性若しく
は高強度の無鉛はんだを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、Ｓｎはんだ（Ｓｎ単独のはんだ）に、Ａ
ｇ０．５〜３．０重量％、Ｃｕ０．１〜０．８重量％
（好ましくは０．１〜０．５重量％）及びＧｅとＴｅと
をそれぞれ０．０１〜０．１重量％を添加混合したこと
を特徴とする。
め、本発明は、Ｓｎはんだ（Ｓｎ単独のはんだ）に、Ａ
ｇ０．５〜３．０重量％、Ｃｕ０．１〜０．８重量％
（好ましくは０．１〜０．５重量％）及びＧｅとＴｅと
をそれぞれ０．０１〜０．１重量％を添加混合したこと
を特徴とする。
【００１０】上記組成に更に、Ｂｉ６〜２０重量％を添
加混合すると、室温で９０Ｎｍｍ2以上、１２５℃で５
０Ｎｍｍ2以上の高強度で耐酸化性に優れた無鉛はんだ
が得られる。
加混合すると、室温で９０Ｎｍｍ2以上、１２５℃で５
０Ｎｍｍ2以上の高強度で耐酸化性に優れた無鉛はんだ
が得られる。
【００１１】要するに本発明は、ＧｅとＴｅとを添加す
ることによって、耐酸化特性を著しく改善すると共に、
請求項１に記載の組成とすることによって高延性とし、
更にこれにＢｉを添加することによって高強度としたこ
とを要旨とするものである。
ることによって、耐酸化特性を著しく改善すると共に、
請求項１に記載の組成とすることによって高延性とし、
更にこれにＢｉを添加することによって高強度としたこ
とを要旨とするものである。
【００１２】尚、高延性の場合には、外部から力が加わ
った場合にその応力が効果的に吸収されるから、高強度
の場合と同じようにはんだが剥離し難くなる。
った場合にその応力が効果的に吸収されるから、高強度
の場合と同じようにはんだが剥離し難くなる。
【００１３】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を説明
する。まず、本発明の無鉛はんだの組成を上記のように
限定した理由を説明する。
する。まず、本発明の無鉛はんだの組成を上記のように
限定した理由を説明する。
【００１４】Ａｇは、０．５重量％以上でＳｎの強度を
高めると共に銀くわれ防止効果を発揮する。Ａｇは、
３．０重量％より多く添加すると、組織を粗大化させ、
かえって延性を阻害し、しかも高価になるので、０．５
〜３．０重量％とする。
高めると共に銀くわれ防止効果を発揮する。Ａｇは、
３．０重量％より多く添加すると、組織を粗大化させ、
かえって延性を阻害し、しかも高価になるので、０．５
〜３．０重量％とする。
【００１５】Ｃｕは、０．１重量％以上の少量添加で組
織を微細化させ、延性を増大させ、更にはんだの銅くわ
れ防止効果を発揮する。Ｃｕを０．８重量％より多く添
加してもあまり効果的でなく、かえって延性を阻害する
と共に、はんだ浴の酸化物（又はドロス）発生量を多く
する。
織を微細化させ、延性を増大させ、更にはんだの銅くわ
れ防止効果を発揮する。Ｃｕを０．８重量％より多く添
加してもあまり効果的でなく、かえって延性を阻害する
と共に、はんだ浴の酸化物（又はドロス）発生量を多く
する。
【００１６】上記組成に更に、Ｂｉを６〜２０重量％添
加することによって、室温及び高温強度を著しく高め、
且つ融点を下げ、はんだ付け性を改善する。具体的に
は、室温で９０Ｎｍｍ2以上、１２５℃で５０Ｎｍｍ2以
上の高強度はんだが得られる。
加することによって、室温及び高温強度を著しく高め、
且つ融点を下げ、はんだ付け性を改善する。具体的に
は、室温で９０Ｎｍｍ2以上、１２５℃で５０Ｎｍｍ2以
上の高強度はんだが得られる。
【００１７】上記Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ又はＳｎ−Ａｇ−Ｃ
ｕ−Ｂｉ合金に、更にＧｅとＴｅとをそれぞれ０．０１
〜０．１重量％を複合添加することによって、はんだ浴
の酸化物（又はドロス）発生量を半減することができ、
しかも耐酸化性を長時間持続させる効果が得られる。
ｕ−Ｂｉ合金に、更にＧｅとＴｅとをそれぞれ０．０１
〜０．１重量％を複合添加することによって、はんだ浴
の酸化物（又はドロス）発生量を半減することができ、
しかも耐酸化性を長時間持続させる効果が得られる。
【００１８】上記ドロスとは、９０％以上がはんだに添
加した金属を含み、金属光沢を有するねばねばした粘性
物であり、はんだ付け性を害するものである。これに対
し、酸化物は、はんだが酸化して生成するさらさらした
灰色の粒状若しくは粉状物であり、少量ならはんだ付け
性を害さない。
加した金属を含み、金属光沢を有するねばねばした粘性
物であり、はんだ付け性を害するものである。これに対
し、酸化物は、はんだが酸化して生成するさらさらした
灰色の粒状若しくは粉状物であり、少量ならはんだ付け
性を害さない。
【００１９】
【実施例】次に、実施例、比較例を挙げて本発明を更に
説明するが、本発明はこの実施例に限定されない。 実施例１ 次表１に記載の試験試料１〜３はんだと比較試料１，２
はんだに、ＧｅとＴｅとをそれぞれ０．５重量％複合添
加した本発明のはんだと比較例のはんだについて、酸化
試験を行った。尚、比較のため、ＧｅとＴｅとを添加し
ない以外は同様にしたはんだについても酸化試験を行っ
た。
説明するが、本発明はこの実施例に限定されない。 実施例１ 次表１に記載の試験試料１〜３はんだと比較試料１，２
はんだに、ＧｅとＴｅとをそれぞれ０．５重量％複合添
加した本発明のはんだと比較例のはんだについて、酸化
試験を行った。尚、比較のため、ＧｅとＴｅとを添加し
ない以外は同様にしたはんだについても酸化試験を行っ
た。
【００２０】
【表１】試験試料の合金組成
【００２１】酸化試験は、はんだ浴温度を２５０℃とし
てはんだを溶解し、撹拌速度６０ｒｐｍで連続的に撹拌
して、３０分毎に発生する酸化物量をすくいだして秤量
する操作を３回（１．５時間）繰り返えし、ついで０．
０５％Ｇｅと０．０５％Ｔｅとを添加し、同様に３０分
毎に３回（１．５時間）秤量することにより行った。結
果を、平均酸化物重量（ＭA,ＭB）と共に次表２に示
す。尚、秤量毎に、酸化物重量相当量の純Ｓｎを追加添
加した。表２中、ＭAは、ＧｅとＴｅとを添加しない場
合のトータルの平均酸化物重量（ｇ／３０分）であり、
ＭBは、ＧｅとＴｅとを添加した場合のトータルの平均
酸化物重量（ｇ／３０分）である。
てはんだを溶解し、撹拌速度６０ｒｐｍで連続的に撹拌
して、３０分毎に発生する酸化物量をすくいだして秤量
する操作を３回（１．５時間）繰り返えし、ついで０．
０５％Ｇｅと０．０５％Ｔｅとを添加し、同様に３０分
毎に３回（１．５時間）秤量することにより行った。結
果を、平均酸化物重量（ＭA,ＭB）と共に次表２に示
す。尚、秤量毎に、酸化物重量相当量の純Ｓｎを追加添
加した。表２中、ＭAは、ＧｅとＴｅとを添加しない場
合のトータルの平均酸化物重量（ｇ／３０分）であり、
ＭBは、ＧｅとＴｅとを添加した場合のトータルの平均
酸化物重量（ｇ／３０分）である。
【００２２】
【表２】酸化試験結果（酸化物量（ｇ））
【００２３】上記表２の結果から明らかなように、Ｇｅ
とＴｅとを複合添加することによって、耐酸化性が２倍
以上と著しく高められる。
とＴｅとを複合添加することによって、耐酸化性が２倍
以上と著しく高められる。
【００２４】上記表１の組成に、０．０５％Ｇｅと０．
０５％Ｔｅとを添加した試験試料１′，２′，３′及び
比較試料１′，２′とについて、引張試験を行った。
０５％Ｔｅとを添加した試験試料１′，２′，３′及び
比較試料１′，２′とについて、引張試験を行った。
【００２５】引張試験は、ＪＩＳ４号試験片を使用する
ＪＩＳの試験方法で行った。結果を次表３に示す。
ＪＩＳの試験方法で行った。結果を次表３に示す。
【００２６】
【表３】
【００２７】上記表３から、Ｂｉを添加しない本発明の
はんだ（試験試料１′）は、室温及び１２５℃の伸び
（％）の結果から明らかなように、高延性である。ま
た、Ｂｉを添加したはんだ（試験試料２′及び３′）
は、室温及び１２５℃の引張強さが著しく高められる。
はんだ（試験試料１′）は、室温及び１２５℃の伸び
（％）の結果から明らかなように、高延性である。ま
た、Ｂｉを添加したはんだ（試験試料２′及び３′）
は、室温及び１２５℃の引張強さが著しく高められる。
【００２８】実施例２ 前記表１の試験試料１のはんだと、これにＧｅとＴｅの
一方及び両方を添加したはんだについて、実施例１と同
様にして酸化試験を行った。結果を次表４に示す。
一方及び両方を添加したはんだについて、実施例１と同
様にして酸化試験を行った。結果を次表４に示す。
【００２９】
【００３０】上記表４の結果から明らかなように、Ｔｅ
単独では、無添加の場合と殆ど変わらず添加の効果はな
いが、ＴｅをＧｅと複合添加すると、Ｇｅ単独と比べて
酸化防止の持続時間が著しく向上する。この原因を究明
したところ、ＴｅはＧｅの濃度減少を押える効果がある
ことが、元素分析の結果から確認された。
単独では、無添加の場合と殆ど変わらず添加の効果はな
いが、ＴｅをＧｅと複合添加すると、Ｇｅ単独と比べて
酸化防止の持続時間が著しく向上する。この原因を究明
したところ、ＴｅはＧｅの濃度減少を押える効果がある
ことが、元素分析の結果から確認された。
【００３１】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明の無鉛はんだ
は、耐酸化性に優れ、しかも酸化防止の持続時間が長い
ので、長時間プリント基板等のはんだ付けに使用して
も、酸化物の生成を効果的に防止することができ、はん
だ付け不良の発生を効果的に回避することができる。
は、耐酸化性に優れ、しかも酸化防止の持続時間が長い
ので、長時間プリント基板等のはんだ付けに使用して
も、酸化物の生成を効果的に防止することができ、はん
だ付け不良の発生を効果的に回避することができる。
【００３２】また、本発明のはんだは、高延性若しくは
高強度であるので、衝撃等が加わっても剥離し難いか
ら、疲労破壊寿命が長くなり、はんだ付けに対する信頼
性が高められる。
高強度であるので、衝撃等が加わっても剥離し難いか
ら、疲労破壊寿命が長くなり、はんだ付けに対する信頼
性が高められる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿久沢 辰雄 千葉県東葛飾郡関宿町元町487番地 株式 会社日本フイラ−メタルズ内
Claims (6)
- 【請求項１】Ｓｎはんだに、Ａｇ０．５〜３．０重量
％、Ｃｕ０．１〜０．８重量％及びＧｅとＴｅとをそれ
ぞれ０．０１〜０．１重量％を添加混合したことを特徴
とする耐酸化性に優れた無鉛はんだ。 - 【請求項２】前記Ｃｕを、０．１〜０．５重量％添加混
合する請求項１に記載のはんだ。 - 【請求項３】前記無鉛はんだが、耐酸化性に優れ且つ高
延性である請求項１又は２に記載のはんだ。 - 【請求項４】前記無鉛はんだが、室温で４０％以上の伸
びを示す請求項３に記載のはんだ。 - 【請求項５】更に、Ｂｉ６〜２０重量％を添加混合した
高強度且つ耐酸化性に優れた請求項１に記載のはんだ。 - 【請求項６】前記無鉛はんだが、室温で９０Ｎｍｍ2以
上、１２５℃で５０Ｎｍｍ2以上の強度を有する請求項
５に記載のはんだ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6556598A JPH11226776A (ja) | 1997-12-12 | 1998-03-16 | 耐酸化性に優れた無鉛はんだ |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9-343401 | 1997-12-12 | ||
| JP34340197 | 1997-12-12 | ||
| JP6556598A JPH11226776A (ja) | 1997-12-12 | 1998-03-16 | 耐酸化性に優れた無鉛はんだ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11226776A true JPH11226776A (ja) | 1999-08-24 |
Family
ID=26406710
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6556598A Pending JPH11226776A (ja) | 1997-12-12 | 1998-03-16 | 耐酸化性に優れた無鉛はんだ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11226776A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002026006A1 (fr) * | 2000-09-25 | 2002-03-28 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Technique d'application de flux, soudure a vague et dispositifs associes, et carte a circuit imprime electronique |
| CN1295054C (zh) * | 2003-08-20 | 2007-01-17 | 中国科学院金属研究所 | 一种Sn－Ag－Cu－X共晶型合金无铅电子焊料 |
| EP1785498A2 (en) | 2005-11-15 | 2007-05-16 | Hitachi Metals, Ltd. | Solder alloy, solder ball, and solder joint using the same |
| US11285569B2 (en) | 2003-04-25 | 2022-03-29 | Henkel Ag & Co. Kgaa | Soldering material based on Sn Ag and Cu |
-
1998
- 1998-03-16 JP JP6556598A patent/JPH11226776A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002026006A1 (fr) * | 2000-09-25 | 2002-03-28 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Technique d'application de flux, soudure a vague et dispositifs associes, et carte a circuit imprime electronique |
| US11285569B2 (en) | 2003-04-25 | 2022-03-29 | Henkel Ag & Co. Kgaa | Soldering material based on Sn Ag and Cu |
| CN1295054C (zh) * | 2003-08-20 | 2007-01-17 | 中国科学院金属研究所 | 一种Sn－Ag－Cu－X共晶型合金无铅电子焊料 |
| EP1785498A2 (en) | 2005-11-15 | 2007-05-16 | Hitachi Metals, Ltd. | Solder alloy, solder ball, and solder joint using the same |
| EP1785498A3 (en) * | 2005-11-15 | 2007-11-28 | Hitachi Metals, Ltd. | Solder alloy, solder ball, and solder joint using the same |
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