JPH1177367A

JPH1177367A - 半田組成物

Info

Publication number: JPH1177367A
Application number: JP9240875A
Authority: JP
Inventors: Kiyotaka Maekawa; 清隆前川; Hidekiyo Takaoka; 英清高岡; Masayuki Hamao; 正行浜尾
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1997-09-05
Filing date: 1997-09-05
Publication date: 1999-03-23
Anticipated expiration: 2017-09-05
Also published as: JP3760586B2

Abstract

(57)【要約】【課題】Ｓｎ−Ｐｂ高融点半田の持つ半田耐熱性、強
度、作業性を維持しつつ、Ｐｂフリ−半田化が可能な、
半田組成物を提供する。【解決手段】Ｓｎ，Ｃｕ，Ｇｅを含有する半田組成物
１００ｗｔ％において、Ｃｕ量を０．１〜９ｗｔ％、よ
り好ましくは０．７〜３ｗｔ％、Ｇｅ量を０．００１〜
０．５ｗｔ％、より好ましくは０．０１〜０．１ｗｔ％
に選ぶ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品の半田付
けに使用される半田組成物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電子部品の接合には、Ｓｎ−
Ｐｂ系半田が使用されている。中でも高温での作業とな
る被覆エナメル線剥離用半田は、Ｃｕ線喰われや半田耐
熱性の問題からＳｎ−７０ＰｂやＳｎ−８５Ｐｂといっ
たＰｂリッチな高融点半田が用いられてきた。

【０００３】近年、地球環境を考慮して、Ｐｂを含まな
いＳｎ−Ａｇ系やＳｎ−Ａｇ−Ｂｉ系半田が開発されて
いる。

【０００４】しかし、上述のＳｎ−Ａｇ系やＳｎ−Ａｇ
−Ｂｉ系半田では、半田の融点が低く、電子部品用とし
ては半田耐熱性が不十分であり、特に被覆エナメル線剥
離用としてはＣｕ線喰われ性という問題があったため、
融点が高く、半田耐熱性に優れたものを必要としてい
た。そこで、さまざまな検討を行なった結果、Ｓｎ−Ｃ
ｕ系半田が上記特性に優れたものとして使用されてい
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ｓｎ−
Ｃｕ系半田は、半田ドロス量が増大し、作業性やコスト
に大きな影響を与えることや、Ｃｕ量が過剰に存在する
場合には、Ｓｎ−Ｃｕ金属間化合物の影響で強度が低下
するという問題があった。

【０００６】そこで、本発明の目的は、従来のＳｎ−Ｐ
ｂ系の高融点半田が有する半田耐熱性を維持しつつ、強
度、作業性に優れた、半田組成物を提供することであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本願発明は、上述の課題
を解決するために、半田組成物を完成するに至った。

【０００８】本願第１の発明の半田組成物は、Ｓｎと、
Ｃｕと、Ｇｅとを含有することを特徴としている。

【０００９】Ｓｎ−Ｃｕ系半田にＧｅを添加すると、Ｇ
ｅが半田中に分散し、組織が微細化するため半田の強度
が上昇する。また、溶融時には、Ｇｅが半田表面に薄く
安定な酸化被膜を形成することで、半田の酸化を抑制す
ることが可能になる。

【００１０】また、本願第２の発明の半田組成物におい
て、Ｃｕは、前記半田組成物１００ｗｔ％のうち、０．
１〜９ｗｔ％であることが好ましい。

【００１１】また、本願第３の発明の半田組成物におい
て、Ｇｅは、前記半田組成物１００ｗｔ％のうち、０．
００１〜０．５ｗｔ％であることが好ましい。

【００１２】また、本願第４の発明の半田組成物におい
て、Ｃｕは、前記半田組成物１００ｗｔ％のうち、０．
７〜３ｗｔ％に選ばれる。

【００１３】また、本願第５の発明の半田組成物におい
て、Ｇｅは、前記半田組成物１００ｗｔ％のうち、０．
０１〜０．１ｗｔ％に選ばれる。

【００１４】また、本願第６の発明の半田組成物におい
て、副成分として、Ａｇ，Ｓｂ，Ｚｎ，Ｂｉ，Ｉｎのう
ち少なくとも１種類を添加してもよい。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の半田組成物の実施
の形態について説明する。

【００１６】表１に、試料番号１〜試料番号２３の半田
組成を示す。なお、表１中の総合評価は、◎：非常に良
好である、○：良好である、△：実用上差し支えない、
×：実用上問題あり、を示している。

【００１７】

【表１】

【００１８】表１に示す半田組成物が得られるよう棒状
半田を作製し、Ｃｕ線喰われ時間、ドロス量、および引
張り強度を測定した。

【００１９】Ｃｕ線喰われ時間については、Ｕ字に成形
したＣｕ線の片側を保持した状態で４８０℃の半田槽に
浸漬し、Ｃｕ線が消失して倒れるまでの時間をＣｕ線喰
われ時間とした。表１中の評価は、○：十分に長い時間
を要した、△：実用上問題のない時間を要した、×：実
用上問題あり、を示している。

【００２０】ドロス量については、４８０℃で半田を溶
融させ、半田面に回転スキ−ジを当て、２０ｒｐｍで３
０分間攪拌したときに発生するドロス量を測定した。

【００２１】また引張り強度については、Ｃｕ板とＣｕ
線を半田で接合したものの引張り強度を用いた。

【００２２】表１に示すように、Ｃｕ量が０．１ｗｔ％
未満の場合には、Ｃｕ線喰われが発生しやすく好ましく
ない。一方、Ｃｕ量が９ｗｔ％を超える場合には、引張
り強度が低下するため好ましくない。より好ましくは、
Ｃｕ量は０．１から９ｗｔ％の範囲であり、さらには
０．７〜３ｗｔ％の範囲が好ましい。

【００２３】また、Ｇｅの量が０．００１ｗｔ％未満の
場合はドロス量への効果は見られず、逆に０．５ｗｔ％
を超える場合には、効果が飽和してしまう。Ｇｅは高価
であり、Ｇｅの使用量が多くなるほどコストアップの要
因となることから、Ｇｅ量は０．００１から０．５ｗｔ
％の範囲が好ましく、さらには０．０１〜０．１ｗｔ％
の範囲が好ましい。

【００２４】また表１から、Ｓｎ，Ｃｕ，Ｇｅの他に、
Ａｇ，Ｓｂ，Ｚｎ，Ｂｉ，Ｉｎのうち少なくとも１種類
を加えても同様の効果を示すことがわかる。

【００２５】また、この半田組成物については、棒状で
もペ−スト状でもワイヤー状でもあらゆる形状による供
給が可能であり、形状は問わない。

【００２６】ここで、本発明においては、半田組成とし
てＳｎとＣｕとＧｅの３成分系を示しているが、不可避
不純物を含むものであってもよい。不可避不純物として
は半田を製造するときに混入する元素もしくは元々入っ
ていた元素、例えばＰｂ，Ｂｉ，Ｎａなどがあげられ
る。

【００２７】

【発明の効果】上述のように、本発明によれば、従来の
Ｓｎ−Ｐｂ高融点半田と同等の作業性を有し、かつＰｂ
フリー半田化が可能な、半田組成物を得ることができ
る。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｓｎと、Ｃｕと、Ｇｅとを含有すること
を特徴とする半田組成物。
【請求項２】前記Ｃｕは、前記半田組成物１００ｗｔ
％のうち０．１〜９ｗｔ％であることを特徴とする、請
求項１に記載の半田組成物。
【請求項３】前記Ｇｅは、前記半田組成物１００ｗｔ
％のうち０．００１〜０．５ｗｔ％であることを特徴と
する、請求項１または請求項２に記載の半田組成物。
【請求項４】前記Ｃｕは、前記半田組成物１００ｗｔ
％のうち０．７〜３ｗｔ％であることを特徴とする、請
求項１から請求項３のいずれかに記載の半田組成物。
【請求項５】前記Ｇｅは、前記半田組成物１００ｗｔ
％のうち０．０１〜０．１ｗｔ％であることを特徴とす
る、請求項１から請求項４のいずれかに記載の半田組成
物。
【請求項６】副成分として、Ａｇ，Ｓｂ，Ｚｎ，Ｂ
ｉ，Ｉｎのうち少なくとも１種類を添加したことを特徴
とする、請求項１から請求項５のいずれかに記載の半田
組成物。