JPH0399792A - Ｔｉ含有銅合金部材のはんだ付けまたははんだめっき方法 - Google Patents
Ｔｉ含有銅合金部材のはんだ付けまたははんだめっき方法Info
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- JPH0399792A JPH0399792A JP23485489A JP23485489A JPH0399792A JP H0399792 A JPH0399792 A JP H0399792A JP 23485489 A JP23485489 A JP 23485489A JP 23485489 A JP23485489 A JP 23485489A JP H0399792 A JPH0399792 A JP H0399792A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、高温に長時間さらされても剥離することの
ない、Ｔ ｉ ： ０．０１〜５重量％含有銅合金部材
（以下、Ｔｉ含有銅合金部材という）のはんだ付けまた
ははんだめっき方法に関するものであり、特に半導体装
置用リードフレーム、コネクター、スイッチ、ソケット
などの電子・電気部品に使われるＴｉ含有銅合金部材の
はんだ付けまたははんだめっき部分が高温環境下に長時
間継続してさらされても剥離することのないはんだ付け
またははんだめっき方法に関するものである。
ない、Ｔ ｉ ： ０．０１〜５重量％含有銅合金部材
（以下、Ｔｉ含有銅合金部材という）のはんだ付けまた
ははんだめっき方法に関するものであり、特に半導体装
置用リードフレーム、コネクター、スイッチ、ソケット
などの電子・電気部品に使われるＴｉ含有銅合金部材の
はんだ付けまたははんだめっき部分が高温環境下に長時
間継続してさらされても剥離することのないはんだ付け
またははんだめっき方法に関するものである。
一般に、リードフレーム、コネクター、スイッチ、ソケ
ットなどの電子・電気部品は、Ｔｉ含有銅合金部材で作
成されることは知られており、例えば、Ｔｉ含有銅合金
製リードフレームは、半導体装置に組ろ込まれ、上記半
導体装置に組み込まれたＴＩ含有銅合金製リードフレー
ム（外部リード）はプリント基板への装着（実装）に際
し、はんだめっきが施され、その後、基板に接続（はん
だ付け）される。
ットなどの電子・電気部品は、Ｔｉ含有銅合金部材で作
成されることは知られており、例えば、Ｔｉ含有銅合金
製リードフレームは、半導体装置に組ろ込まれ、上記半
導体装置に組み込まれたＴＩ含有銅合金製リードフレー
ム（外部リード）はプリント基板への装着（実装）に際
し、はんだめっきが施され、その後、基板に接続（はん
だ付け）される。
その他、Ｔｉ含有銅合金製コネクター、スイッチ、ソケ
ットなども、実装（組立）のために、はんだめっきやは
んだ付けが施されるのが一般的である。
ットなども、実装（組立）のために、はんだめっきやは
んだ付けが施されるのが一般的である。
上記ＴＩ含有銅合金製リードフレーム、コネクター、ス
イッチ、ソケットなどの電子・電気部品をはんだ付けあ
るいは溶融はんだめっきするためのはんだは、一般に市
販のＰｂ−Ｓｎはんだが用いられていた。
イッチ、ソケットなどの電子・電気部品をはんだ付けあ
るいは溶融はんだめっきするためのはんだは、一般に市
販のＰｂ−Ｓｎはんだが用いられていた。
近年、半導体装置も高温環境下で長時間継続使用される
ことが多く、それにともなって、ＴＩ含有銅合金製リー
ドフレーム、コネクター、スイッチ、ソケットなどの電
子・電気部品のはんだ付けまたははんだめっき部分も高
温環境下に長時間さらされることが多くなってきた。こ
れら電子・電気部品のはんだ付けまたははんだめっき部
分が高温環境下に長時間継続してさらされると、はんだ
付けまたははんだめっき部分に剥離が多発しやすくなり
、そのため電子・電気部品のはんだ付けまたははんだめ
っき部分の信頼性が著しく低下し、上記電子・電気部品
を組み込んだ電子・電気機器の信頼性も著しく低下する
という問題点が生じてきた。
ことが多く、それにともなって、ＴＩ含有銅合金製リー
ドフレーム、コネクター、スイッチ、ソケットなどの電
子・電気部品のはんだ付けまたははんだめっき部分も高
温環境下に長時間さらされることが多くなってきた。こ
れら電子・電気部品のはんだ付けまたははんだめっき部
分が高温環境下に長時間継続してさらされると、はんだ
付けまたははんだめっき部分に剥離が多発しやすくなり
、そのため電子・電気部品のはんだ付けまたははんだめ
っき部分の信頼性が著しく低下し、上記電子・電気部品
を組み込んだ電子・電気機器の信頼性も著しく低下する
という問題点が生じてきた。
そこで、本発明者等は、従来のＴｌ含有銅合金部材のは
んだ付けまたははんだめっき部分が高温環境下に長時間
さらされると剥離しゃすくなる原因を研究していたとこ
ろ、市販のＰｂ−Ｓｎはんだに含まれる不純物元素が影
響を及ぼしており、上記不純物元素のうちでも特にＡｇ
およびｏ２が悪影響を及ぼしているということがわがっ
てきたのである。すなわち、上記研究を行った結果、本
発明者等は、 （１） Ｐｂ−３ｎはんだに含まれる不純物元素はで
きる限り少ない方がよく、不純物元素の含有量は５００
ｐｐＩ１１以下とし、さらに、（２）上記不純物元素の
うちでも、特にＡｇおよび０２を、それぞれ３０ｐｐｍ
未満とした、不純物元素の含有量が極めて少ないＰｂ−
Ｓｎ高純度はんだを用いてＴｉ含有銅合金部材をはんだ
付けまたははんだめっきすると、得られたはんだ付けま
たははんだめっき部分が高温環境下に長時間継続してさ
らされても剥離が発生しないという知見を得たのである
。
んだ付けまたははんだめっき部分が高温環境下に長時間
さらされると剥離しゃすくなる原因を研究していたとこ
ろ、市販のＰｂ−Ｓｎはんだに含まれる不純物元素が影
響を及ぼしており、上記不純物元素のうちでも特にＡｇ
およびｏ２が悪影響を及ぼしているということがわがっ
てきたのである。すなわち、上記研究を行った結果、本
発明者等は、 （１） Ｐｂ−３ｎはんだに含まれる不純物元素はで
きる限り少ない方がよく、不純物元素の含有量は５００
ｐｐＩ１１以下とし、さらに、（２）上記不純物元素の
うちでも、特にＡｇおよび０２を、それぞれ３０ｐｐｍ
未満とした、不純物元素の含有量が極めて少ないＰｂ−
Ｓｎ高純度はんだを用いてＴｉ含有銅合金部材をはんだ
付けまたははんだめっきすると、得られたはんだ付けま
たははんだめっき部分が高温環境下に長時間継続してさ
らされても剥離が発生しないという知見を得たのである
。
この発明は、かかる知見にもとづいてなされたものであ
って、 ＴＩ：０．０１〜５％含有する銅合金部材をｐｂＳｎは
んだを用いてはんだ付けまたははんだめっきする方法に
おいて、 Ｐｂ ＋Ｓｎ ＞９９．９５重量％、 不純物元素≦５００ｐｐｍ、 からなるＰｂ−Ｓｎはんだであって、上記不純物元素の
うち、特にＡｇおよび０２が、 Ａｇ ＜３０ｐｐｍ。
って、 ＴＩ：０．０１〜５％含有する銅合金部材をｐｂＳｎは
んだを用いてはんだ付けまたははんだめっきする方法に
おいて、 Ｐｂ ＋Ｓｎ ＞９９．９５重量％、 不純物元素≦５００ｐｐｍ、 からなるＰｂ−Ｓｎはんだであって、上記不純物元素の
うち、特にＡｇおよび０２が、 Ａｇ ＜３０ｐｐｍ。
０２＜３０ｐｐｍ。
であるＰｂ−Ｓｎはんだを用いるＴｌ含有銅合金部材の
はんだ付けまたははんだめっき方法に特徴を有するもの
である。
はんだ付けまたははんだめっき方法に特徴を有するもの
である。
この発明において、使用するＰｂ−Ｓｎはんだの成分組
成範囲を上記の通りに限定した理由を以下に説明する。
成範囲を上記の通りに限定した理由を以下に説明する。
リードフレーム、コネクターなどのＴｉ含有銅合金部材
のはんだ付けまたははんだめっき部分が長時間高温環境
にさらされると、リードフレーム中のＣｕやはんだ中の
Ｓｎが拡散し、Ｔ１含有銅合金部材とはんだの界面にＣ
ｕとＳｎの拡散層（化合物相）が形成されるほか、Ｔｉ
含有銅合金部材の合金成分であるＴｉやはんだ中の不純
物元素も拡散する。この際、はんだ中の不純物元素が５
００ｐｐｍを越えて存在すると、拡散によりＴ１含有銅
合金部材のＴ１と金属間化合物を形成し、剥離が発生し
やすくなるためにＰ ｂ十Ｓ ｎ＞ ９９．９５重量％
とし、したがって不純物元素の含有量の合計が５００ｐ
ｐｍ以下としなければならない。上記ｐｂＳｎ高純度は
んだに含まれる不純物元素のうちでも特にＡｇはＴ１含
有銅合金部材とはんだ界面において脆いＴｉ金属間化合
物を形成する傾向の強い元素であり、Ａｇが多量に含ま
れると剥離が発生しやすくなる。したがってＡｇは、ａ
ｏｐｐｍ未満におさえなければならない。
のはんだ付けまたははんだめっき部分が長時間高温環境
にさらされると、リードフレーム中のＣｕやはんだ中の
Ｓｎが拡散し、Ｔ１含有銅合金部材とはんだの界面にＣ
ｕとＳｎの拡散層（化合物相）が形成されるほか、Ｔｉ
含有銅合金部材の合金成分であるＴｉやはんだ中の不純
物元素も拡散する。この際、はんだ中の不純物元素が５
００ｐｐｍを越えて存在すると、拡散によりＴ１含有銅
合金部材のＴ１と金属間化合物を形成し、剥離が発生し
やすくなるためにＰ ｂ十Ｓ ｎ＞ ９９．９５重量％
とし、したがって不純物元素の含有量の合計が５００ｐ
ｐｍ以下としなければならない。上記ｐｂＳｎ高純度は
んだに含まれる不純物元素のうちでも特にＡｇはＴ１含
有銅合金部材とはんだ界面において脆いＴｉ金属間化合
物を形成する傾向の強い元素であり、Ａｇが多量に含ま
れると剥離が発生しやすくなる。したがってＡｇは、ａ
ｏｐｐｍ未満におさえなければならない。
一方、上記Ｐｂ−Ｓｎはんたに酸素が含まれるとＴＩ含
有銅合金部材とはんだとの界面において、ボイドが形成
されやすくなり、これが時間とともに連続して剥離発生
の原因となる。したがって、上記Ｐｂ−Ｓｎはんだに含
まれる酸素量は３０ｐｐｍ未満に定めた。
有銅合金部材とはんだとの界面において、ボイドが形成
されやすくなり、これが時間とともに連続して剥離発生
の原因となる。したがって、上記Ｐｂ−Ｓｎはんだに含
まれる酸素量は３０ｐｐｍ未満に定めた。
上記脆いＴｉ金属間化合物と上記ボイドが同時に発生す
ると、はんだ付けまたははんだめっき部分の剥離の発生
は一層顕著になる。
ると、はんだ付けまたははんだめっき部分の剥離の発生
は一層顕著になる。
したがって、上記はんだ付けまたははんだめっき部分の
剥離の発生を抑えるためには、Ｐｂ−８ｎはんだに含ま
れる不純物元素の含有量を５００ｐｐｍ以下にすると同
時に、上記不純物元素のうちでも特にＡｇ含有量を３０
ｐｐｍ未満、酸素含有量を３０ｐＩ）ｆｆ１未満にする
ことが必要である。
剥離の発生を抑えるためには、Ｐｂ−８ｎはんだに含ま
れる不純物元素の含有量を５００ｐｐｍ以下にすると同
時に、上記不純物元素のうちでも特にＡｇ含有量を３０
ｐｐｍ未満、酸素含有量を３０ｐＩ）ｆｆ１未満にする
ことが必要である。
つぎに、この発明のはんだ付けまたははんだめっき方法
を実施例により具体的に説明する。
を実施例により具体的に説明する。
純度二９９．９９重量％のＳｎ、 Ｐｂ、 Ａｇ、
Ｂｉ。
Ｂｉ。
Ｓｂ、Ｉｎを用意し、これら純金属を配合し、混合して
第１表に示される方法で溶解し、第１表に示される成分
組成のはんだをそれぞれ１０ｋｇ溶製した。
第１表に示される方法で溶解し、第１表に示される成分
組成のはんだをそれぞれ１０ｋｇ溶製した。
一方、第２表に示されるように、Ｔｉを含有する各種Ｃ
ｕ合金をＡｒ雰囲気の高周波炉にて溶解、鋳造し、たて
：３５ｍｍ、横： １２０ｍｍ、長さ：２００ｍｍの鋳
塊を得た。これら各種Ｃｕ合金の鋳塊を面側し、温度：
８５０℃で熱間圧延して、厚さ＋１０ｍｍとした後、さ
らに面側し、板厚：９ｍ＋ｍとし、次いで冷間圧延と温
度：４００〜６００℃の範囲内の所定の温度にて焼鈍を
繰り返し行い、最終的に板厚二０．２５ｍｍの条材を得
た。
ｕ合金をＡｒ雰囲気の高周波炉にて溶解、鋳造し、たて
：３５ｍｍ、横： １２０ｍｍ、長さ：２００ｍｍの鋳
塊を得た。これら各種Ｃｕ合金の鋳塊を面側し、温度：
８５０℃で熱間圧延して、厚さ＋１０ｍｍとした後、さ
らに面側し、板厚：９ｍ＋ｍとし、次いで冷間圧延と温
度：４００〜６００℃の範囲内の所定の温度にて焼鈍を
繰り返し行い、最終的に板厚二０．２５ｍｍの条材を得
た。
この条材を幅：１０ｍｍ、長さ＋３０ｍｍに切断し、８
００＃のエメリー紙にて表面を研摩し、酸洗および脱脂
したのち、ロジン系フラックスを用い、温度：第 ２ 表 ０ ２３０℃で上記はんだにてはんだ付けを行った。
００＃のエメリー紙にて表面を研摩し、酸洗および脱脂
したのち、ロジン系フラックスを用い、温度：第 ２ 表 ０ ２３０℃で上記はんだにてはんだ付けを行った。
このようにしてはんだ付けした試料を、温度：１５０℃
、大気中にて２５０時間、５００時間、７５０時間およ
び１０００時間、それぞれ継続して保持し、それぞれの
試料断面を研摩し、はんだとＣｕ合金条材の界面を光学
顕微鏡にて観察し、剥離の有無を調べ、剥離の見られな
いものをＯｌ一部剥離しているものを△、完全に剥離し
ているものを×として第３表に示した。
、大気中にて２５０時間、５００時間、７５０時間およ
び１０００時間、それぞれ継続して保持し、それぞれの
試料断面を研摩し、はんだとＣｕ合金条材の界面を光学
顕微鏡にて観察し、剥離の有無を調べ、剥離の見られな
いものをＯｌ一部剥離しているものを△、完全に剥離し
ているものを×として第３表に示した。
さらに、比較のために、市販のはんだＨ６３Ａ（ＪＩＳ
Ｚ ３２８２）を分析し、その分析結果を第１−表に
示すとともに、上記市販のはんだを用いて第２表に示さ
れる成分組成の条材をはんだ付けし、同様の処理を施し
て、市販はんだとＣｕ合金条材の界面における剥離の有
無も調べて、その結果も第３表に示した。
Ｚ ３２８２）を分析し、その分析結果を第１−表に
示すとともに、上記市販のはんだを用いて第２表に示さ
れる成分組成の条材をはんだ付けし、同様の処理を施し
て、市販はんだとＣｕ合金条材の界面における剥離の有
無も調べて、その結果も第３表に示した。
第３表の結果から、市販のはんだＦおよびＡｇ：４０ｐ
ｐｍ、 Ｏ，、： ５０ｐｐｍ含有のＰｂ−Ｓｎはんだ
Ｄを用いてはんだ付けして得られたはんだ付は部分 ２ は、温度＝１５０℃の大気中に２５０時間さらしただけ
で一部剥離が発生するが、この発明の限定条件を満すは
んだＡを用いたはんだ付は部分は、上記温度：１５０℃
の大気中に１０００時間さらしても剥離が発生ずること
がなく、したがって、この発明のはんだ付は方法は、耐
剥離性に対して優れた効果を有することがわかる。
ｐｍ、 Ｏ，、： ５０ｐｐｍ含有のＰｂ−Ｓｎはんだ
Ｄを用いてはんだ付けして得られたはんだ付は部分 ２ は、温度＝１５０℃の大気中に２５０時間さらしただけ
で一部剥離が発生するが、この発明の限定条件を満すは
んだＡを用いたはんだ付は部分は、上記温度：１５０℃
の大気中に１０００時間さらしても剥離が発生ずること
がなく、したがって、この発明のはんだ付は方法は、耐
剥離性に対して優れた効果を有することがわかる。
さらに、Ａｇが３０ｐｐｍを越えて含有するｐｂＳｎは
んたＢおよび０２がｓｏｐｐｍを越えて含有するＰｂ−
８ｎはんだＣを用いたはんだ付は部分は、上記温度＝１
５０℃の大気中に５００時間放置すると一部剥離が発生
し、またＰｂ−ｔ−３ｎの純度が９９．９５重量％より
悪いはんだＥを用いたはんだ付は部分は、上記高温大気
中に７５０時間さらされると一部剥離が発生し、十分な
耐剥離性が得られないことがわかる。
んたＢおよび０２がｓｏｐｐｍを越えて含有するＰｂ−
８ｎはんだＣを用いたはんだ付は部分は、上記温度＝１
５０℃の大気中に５００時間放置すると一部剥離が発生
し、またＰｂ−ｔ−３ｎの純度が９９．９５重量％より
悪いはんだＥを用いたはんだ付は部分は、上記高温大気
中に７５０時間さらされると一部剥離が発生し、十分な
耐剥離性が得られないことがわかる。
なお、この実施例では、各種のＰｂ−Ｓｎはんたを用い
てはんだ付けして得られたＴｉ含有銅合金部材のはんだ
付は部分の耐剥離性について詳述したが、さらに、上記
各種Ｐｂ−Ｓｎはんだを用３ いてＴＩ含有銅合金部材に溶融はんだめっきを施したと
ころ、そのはんだめっき部分の耐剥離性についてもほぼ
同様の効果が得られた。
てはんだ付けして得られたＴｉ含有銅合金部材のはんだ
付は部分の耐剥離性について詳述したが、さらに、上記
各種Ｐｂ−Ｓｎはんだを用３ いてＴＩ含有銅合金部材に溶融はんだめっきを施したと
ころ、そのはんだめっき部分の耐剥離性についてもほぼ
同様の効果が得られた。
上述のように、Ｔｉ含有銅合金部材のはんたイ」けまた
ははんだめっきにおいては、Ｐｂ＋Ｓｎ＞９９．９５重
量％、Ａｇ＜３ｏｐｐｍ、 ｏ２＜ ３０ｐｐｍのは
んだを用いることにより初めてはんだ（＝ｊけまたはは
んだめっき部分の優れた耐剥離性が得られることがわか
り、かかるＴ１含有銅合金部祠からなる電子・電気部品
のはんだ付けまたははんだめっき部分の信頼性が著しく
向上するので、この発明は、上記電子・電気部品を組み
込んだ電子・電気機器の信頼性向上に大いに貢献しうる
ちのである。
ははんだめっきにおいては、Ｐｂ＋Ｓｎ＞９９．９５重
量％、Ａｇ＜３ｏｐｐｍ、 ｏ２＜ ３０ｐｐｍのは
んだを用いることにより初めてはんだ（＝ｊけまたはは
んだめっき部分の優れた耐剥離性が得られることがわか
り、かかるＴ１含有銅合金部祠からなる電子・電気部品
のはんだ付けまたははんだめっき部分の信頼性が著しく
向上するので、この発明は、上記電子・電気部品を組み
込んだ電子・電気機器の信頼性向上に大いに貢献しうる
ちのである。
Claims (1)
- （１）Ｔｉ：０．０１〜５％を含有するＴｉ含有銅合金
部材をＰｂ−Ｓｎはんだを用いてはんだ付けまたははん
だめっきする方法において、 上記Ｐｂ−Ｓｎはんだは、 Ｐｂ＋Ｓｎ＞９９．９５重量％、 不純物元素≦５００ｐｐｍ、 からなり、上記不純物元素のうち、特にＡｇおよびＯ＿
２が Ａｇ＜３０ｐｐｍ、 Ｏ＿２＜３０ｐｐｍ、 である成分組成を有するＰｂ−Ｓｎはんだを用いること
を特徴とするＴｉ含有銅合金部材のはんだ付けまたはは
んだめっき方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23485489A JP2595727B2 (ja) | 1989-09-11 | 1989-09-11 | Ｔｉ含有銅合金部材のはんだ付けまたははんだめっき方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23485489A JP2595727B2 (ja) | 1989-09-11 | 1989-09-11 | Ｔｉ含有銅合金部材のはんだ付けまたははんだめっき方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0399792A true JPH0399792A (ja) | 1991-04-24 |
| JP2595727B2 JP2595727B2 (ja) | 1997-04-02 |
Family
ID=16977391
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23485489A Expired - Lifetime JP2595727B2 (ja) | 1989-09-11 | 1989-09-11 | Ｔｉ含有銅合金部材のはんだ付けまたははんだめっき方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2595727B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009233686A (ja) * | 2008-03-26 | 2009-10-15 | Mitsubishi Materials Corp | ペースト用Ｐｂ−Ｓｎはんだ合金粉末およびＰｂ−Ｓｎはんだ合金ボール |
-
1989
- 1989-09-11 JP JP23485489A patent/JP2595727B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009233686A (ja) * | 2008-03-26 | 2009-10-15 | Mitsubishi Materials Corp | ペースト用Ｐｂ−Ｓｎはんだ合金粉末およびＰｂ−Ｓｎはんだ合金ボール |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2595727B2 (ja) | 1997-04-02 |
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