JPH02101132A - 低融点ハンダ合金 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ｈ業１の利用分野１ 本発明は円）−５０−Ｂｉ−Ｉｎ　４元合金及び之にＡ
ｇを含イ１させてなる合金であり、広く印刷基板お、１
び索Ｉ′□Ａηの部品のハンダ材に適用される。

従来の技術］ 電子部品は一般に素子等の個別部品を印刷基板に搭載し
、之をハンダ材によって電気的に接続することによりは
じめて回路が形成される。これらのハンダ材には通常、
Ｓｎ−円）２元合金を］ミ体とするハンダ合金が用いら
れているが、素子はその特性上、高温に加熱されること
によって性能を低Ｆする場合が多い、従って、現行の５
ｎ−Ｐｂ合金（多くは共晶成分５ｎ６３χ円）３７χ）
より更に低融点のハンダ合金が望まれるのは当然である
。

又、電子回路の高密度化により基板のハンダ材において
１回のハンダ材では不１−分のこともあり、両面ハンダ
材を行はわばならぬ趨勢にある。

ぼって基板のＩ’ｌ而をはんだ付した後に、他の白を再
度ハンダ材するためには史にＩＩす回より低い融点の合
金でハンダ材する即ちスデノブソルダリングを行はわば
ならない、このような見地から低融点ハンダ合金が望ま
れるが現在の所適切な合金が発見されていない実状にあ
る。

本発明が解決し、Ｌうとする問題点１ １ｉＪ述の目的に適合する如き低融点ハンダの実用に際
しては、喉に低融点を有するのみならず、それ以外に■
ハンダ材においてベースメタルに対するぬれ竹　■ハン
ダ合金及び継「の機械的性質　■加ｒ性　■耐食性　■
経済性等の諸性質が満足すべきものでなくてはならない
、更に融点に関しては融点そのものが低融点であるだけ
でなく、溶融及び凝固の温度範囲、＋１１１ち液相温度
と固相温度の差が出来るだけ少ないことがハンダ材のｌ
ｈ融及び凝固に際して望ましい。

なお−最に知られている低融点ハンダ合金においてはＳ
ｎ　、円】以外に高価なｌ＋ｉあるいはＩｎ等を多量に
含有づる１ｆに、Ｌり低融点となしたものが多い、之′
９は杆済的に高１６であると其にａ械的強度において伸
び十が少なく、また脆い性質を示す事が多い。従って取
扱いにおいても支障が多く広く用いＩ）れるに至ってい
ない。

本発明は之等の諸点について解決をり。えるものと７４
る。

［問題を解決ずろためのｒ２段］ 以下に述べた如き低融点ハンダ合金における種々の欠点
を解決するべく」＾礎的に０１究を行い、そのム１１果
Ｓ＋＋−円）旧−Ｉｎ四元合金をまず自記式精密熱分析
装置により系統的に融点的１６５〜１４５℃の範囲を目
標に、１１つ比較的溶融範囲の小さいものについて＋２
奔研究を行った。その結果特許請求の範囲に示す如き成
分範囲にして、ｉ記のＭ＋４．ｊ及び溶融範囲を満足す
べきものをｌｙ）る°ＩＩができた。２雪は又ハンダ付
性においても機械的性質においても経済性を含め充分実
用性を４１する１（が判った。

なお、八ｇの少鼠添加により本発明合金の諸特性をさら
に向ｌ−させる事が出来る。

作用］ 本発明の低融点ハンダ合金の顕著な作用効果は−・定範
囲のＳｎ、Ｐｂ合金に対してＲｉ、Ｉｎを添加して４元
合金となすことにより、融点を著しく低１−’　ｌしめ
、かつ又、溶融範囲を極めて少なくすることによってハ
ンダ材１１１ｒに迅速に＋６融　流入を「「１能ならし
ｙ）るのにイ１゛効である。

本発明における低融点ハンダ合金の化７成分の組織範囲
の限定は次の如くである。

まず円１含イ１１１１−が４５χを超ｌると１市基固ｉ
Ｗ体の初品を生ずる・ハにより融、山が１−′Ｊｌする
ため２以下・とずが、又、Ｐｈ含ｔｒｄが２０％以下で
あるとＳｎ基１＾１治体の初品を生じ２又融点のＩＷを
末なず結果となる。、Ｉり及び、ｌ　ｕをそｉ（ぞれ３
χ〜１６χに１恨定した理由は、それぞれ１６％以−１
ではハンダ合金の加Ｉ′竹及び機械的性質を低トシ、又
ハンダ継「の持着も低トゼしめ同１１ｔに経済的にも高
価となる。

又、Ｉｌｉ及び１ｎがそれぞれ３χｒ月・では慣用Ｉ合
金の融点を史１こ１１イトするのに効果的でない。

次にＡｇの添加はＳｎ　ｌ’ｂ　Ｄｉ　ｌｎ４元合金の
融、げ、Ｉを史に１１（１・と　同ｕ＋７に記４九合金
が溶融時に溶湯表面の酸化をＩす月１４−るのに効果か
あるためＡｇ５％以Ｉ・を添加するハが出来る。

なお１族の（、’１＋　０．５％以ｊ・、１１族のｆ’
ｄ、ＩＩｇを４％以ｉ・、ｍ　ＡＶ　Ｌ’；３　＋’ｌ
を４７以下・、■族１）を０１％以Ｆ’、Ｓｌｌを（）
５％以下・をそれぞれＣ１１独又は２−ノ以下１，６加
することもできる。

実施例１ 次に本発明の低融点ハンダ合金の実施例数秤について述
べると、（実施例１） Ｓｎ　５０ｊ’ｌ＋　３０．Ｒｉ　１０．　Ｉｎ　１０
　’＋ｒ（ｌｉ＋、％の組成のｈ余をイ１成し、自記式
１１’＋　評ｒ熱分析装置により測定した冷却の際の温
度８１１間曲線を第１図に小ずも内である。ｌＷに明ら
かな如く、融点は１５２°Ｃで極めて低くｌｈ融範囲は
殆ど認められず、純金属或いは共晶合金に見られる如き
　＞ｉ’ｉ凝固の型を１．１している。

本成分の合金は　まずハンダ付におけるヌレセに関して
はｋｌＩｌ１４Ｈｈ入社（メニスコグラフ）によりＲＭ
Δ１７ジンフシノクスを用いてλ祠定したる結果１８０
て゛においてヌレ時間２．３秒であった。之に対し、：
）＋１１’ｂ共晶ハンダ合金では２２０゛Ｃにおいての
ヌレ時間が同しり「の２．３秒であり、本合金ではハン
ダ付温度は約４０瓜低くてもよいことが１１する９又機
械的性質においては常温にて引張り強さ３．６６にに／
１ＩＩＩ２伸び１１７．５７゜であり　又常温における
加１：ｆｆも充分であり、　Ｓｎ　Ｐｈ　＋（晶ハンダ
合歌に匹敵４−るａ械的刊質を７Ｉしていろ。

（実施例２） Ｓ＋＋　５６．ｌ’ｂ　３４．Ｂｉ　５．　Ｉｎ　５虫
１１１９ｔの組成の合金をＣ１成し、実ｈｉ例１と同様
の熱分析装置により冷却の際の温度時間曲線を７１）で
之を第２１４に示すものである。木ｊ″４に明らかな如
く、渣イ１巨’Ｊ、　１６３’Ｙ’、と固相点１５５′
Ｉ′二で低融点であると共に浴融範囲も８℃で代少であ
る。

〈実施例３） Ｓｎ　５３．ｌ’ｂ　３２．ｎｉ　５．Ｉ＋＋ｌ＋］ｉ
ｌｊ星％の組成の合金を作成し、］、記実施例と同様の
温度時間曲線を１１）で、之を第３図に示すものである
０本図に明らかな如く融！ｙ約１５８℃で低融、ｄ−４
であると共に溶融範囲も認められず実施ＭＩと同様−ノ
！１、凝固の！ｔ′Ｊを′、！シてる。

（実ＪｋＰＡ４） Ｓｎ　５４．円＋３１．旧７．５．Ｉｎ　７．５１ｒ！
、−１＋ｔ％の組成の合金を１１成し、１記実例例と同
様の温度時間曲線をｆｉ）で、之を第４図に示すもので
ある０本［Ａに明らかな如く融）！Ｊ約１５８°Ｃで低
く、溶融範囲は殆んど認められず実施例１と同様　、Ｉ
ハ凝固の型を′□ｔしている。

（実施例５） Ｓ＋＋　５Ｅ］、円＋　３０．口ｉ　Ｉｌｌ、ｌ＋＋　
１０小■、ト％の組成の合金に八ｇ　１．５巾＋ｔ％を
添加ぜる合金をＣ１成し、１記と同様の温度時間曲線を
得て之を第５図に示すものである。

本国に明らかな如く酊τの添加に、ｌり融点１４８°Ｃ
と極めて低く、又溶融範囲も見られず実施例１３４と同
様−点凝固の型を呈している。

更に八ｇの添加により溶融合金の表面酸化が政教される
効果が認められた。

発明の効果１ 本発明によるＳｎ　ｌ’ｂ　Ｉｌｉ　Ｉｎ４几合金お、
Ｌび之に八ｇを添加した低融点ハンダ合金は、高価なる
金属几素を多線に含むことな〈従来の５ｎ−１’ｂ系ハ
ンダ合金に比べ２（）〜３５℃低い融点ならびに低いハ
ンダイ・１温度で接合可能で、ハンダ付性もＶ末のハン
ダ合金に比べて殆んど劣ることなく又機械的性質におい
ても充分な強さおよび接合強度、ならびに加−Ｌ性を有
している。

？Ｚって経済性、作業性等、１つ見て、低温にて作￥し
うる低融点ハンダ合金として、基板搭載の素−ｒの劣化
に対する改善、基黴の両面ハンダ付や、スデノブソルダ
リングに極めて適当て゛ある。

；〃による熱分析の測定結果である冷却時の温１１１．
　８１ｆ間曲線を示すものである。

第２１１は′Ａ施例２に示ずＳローＰｂ　Ｉｌｉ　ｌ＋
＋７１１元合金σ月°１記式精密熱分析装置による熱分
析の測定結果である冷却時の温度　時間曲線を小−４も
のである。

第３１４は実施例３に示ず５１１−円＋−１１ｉ　１ｎ
／ｌ　ＪＧ金合金自記式精礼シへ分析装置による熱分析
の測定結果である冷却時の温度　時間曲線を小ずもので
ある。

第４１．４は実施例４に示ずＳ＋＋−円）Ｉｌｉ　ｌｎ
４元合金σ月°１記式精密熱分析装：６゛に５Ｌる熱分
析の測定結果である冷却１７の温１艷　８１１間曲線を
示すものである。

第５１１は実施例５に示ずＳｎ　ｌ’ｂ　Ｂ１−ｌｌＡ
ｇ３ノし合金σ月゛Ｉ記式精密熱分析装；６による熱分
析の測定結果である冷却時の温度　１１１間曲線を示す
ものである。

時間（秒） 時間（秒） 時間（秒） 時ｒ：８（秒）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）重量％でＰｂ２０〜４５％、Ｂｉ３〜１６％、Ｉｎ
   ３〜１６％残部実質的にＳｎよりなり、狭い溶融温度範
   囲を有することを特長とする低融点ハンダ合金。 ２）重量％でＡｇ５％以下を含むことを特長とする第１
   項記載の低融点ハンダ合金。