JPH06126484A - はんだ - Google Patents
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- JPH06126484A JPH06126484A JP27976692A JP27976692A JPH06126484A JP H06126484 A JPH06126484 A JP H06126484A JP 27976692 A JP27976692 A JP 27976692A JP 27976692 A JP27976692 A JP 27976692A JP H06126484 A JPH06126484 A JP H06126484A
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- iii
- stirred
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/26—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 400°C
- B23K35/262—Sn as the principal constituent
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- B23K35/268—Pb as the principal constituent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/16—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of other metals or alloys based thereon
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 強度および広がり率が高く、融点における固
相線と液相線の温度差の小さいＳn−Ｐb系はんだを提供
する。 【構成】 Ｓn ５５〜６５％および下記(i)、(ii)また
は(iii)の所定量の添加金属を含有し、残部がＰbから成
るはんだ: (i) Ｂi １〜３％ (ii) Ｂi ０．２〜２％およびＳb ０．１〜１．０％ (iii)Ｂi ０．２〜２％およびＩn ０．２〜２％
相線と液相線の温度差の小さいＳn−Ｐb系はんだを提供
する。 【構成】 Ｓn ５５〜６５％および下記(i)、(ii)また
は(iii)の所定量の添加金属を含有し、残部がＰbから成
るはんだ: (i) Ｂi １〜３％ (ii) Ｂi ０．２〜２％およびＳb ０．１〜１．０％ (iii)Ｂi ０．２〜２％およびＩn ０．２〜２％
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、強度および広がり率
が高く、融点における固相線と液相線の温度差が小さい
Ｓn−Ｐb系はんだに関する。
が高く、融点における固相線と液相線の温度差が小さい
Ｓn−Ｐb系はんだに関する。
【０００２】電気電子部品等の接合で汎用されているＳ
n−Ｐb二元系はんだには、一般に次の様な問題点があ
る。即ち、強度が不十分なため(例えば、引張強さは約
４０〜５０Ｎ／mm2である)、はんだ付け部の接合強度を
十分に確保するためには、はんだ接合部に補強およびは
んだ付け面積の拡大等の処理をほどこさなければなら
ず、電気電子部品等の構造の複雑化と重量増およびコス
トアップ等が問題となっている。また、広がり性(濡れ
性)も十分に満足すべきものではないため、はんだ付け
性を向上させるためには、被接合材のめっき処理や酸洗
処理等の付加的な作業工程が必要となる。さらにまた、
融点における固相線と液相線の温度差が比較的大きいた
めに(通常、約１〜２０℃)、作業時間が付加的に長くな
るだけでなく、はんだの溶融から冷却固化までの間は、
特に慎重な作業が必要となる(はんだが半溶融の間に、
はんだ付け部に振動等を加えると、クラックが発生した
り、はんだの広がりが不均一になる)。
n−Ｐb二元系はんだには、一般に次の様な問題点があ
る。即ち、強度が不十分なため(例えば、引張強さは約
４０〜５０Ｎ／mm2である)、はんだ付け部の接合強度を
十分に確保するためには、はんだ接合部に補強およびは
んだ付け面積の拡大等の処理をほどこさなければなら
ず、電気電子部品等の構造の複雑化と重量増およびコス
トアップ等が問題となっている。また、広がり性(濡れ
性)も十分に満足すべきものではないため、はんだ付け
性を向上させるためには、被接合材のめっき処理や酸洗
処理等の付加的な作業工程が必要となる。さらにまた、
融点における固相線と液相線の温度差が比較的大きいた
めに(通常、約１〜２０℃)、作業時間が付加的に長くな
るだけでなく、はんだの溶融から冷却固化までの間は、
特に慎重な作業が必要となる(はんだが半溶融の間に、
はんだ付け部に振動等を加えると、クラックが発生した
り、はんだの広がりが不均一になる)。
【０００３】上記のような問題点を改良するために、被
接合部品等の種類に応じて、適当な金属を少量添加した
はんだが提供されているが、実用上十分に満足すべきも
のはない。例えば、Ｓb を添加することによって、はん
だの強度は若干高くなるが、広がり率は低下する。ま
た、銅細線等のはんだ付けに際して、所謂 「はんだ食わ
れ」 を防止するためにＣu を添加したはんだの場合に
は、強度はさらに高くなるが、融点における固相線と液
相線の温度差が大きくなって、作業性が悪くなる。さら
にまた、銀電極や銀めっき端子等のはんだ付けに際し
て、はんだ食われを防止するためにＡg を添加したはん
だの場合には、強度はかなり増加するが、非常に高価な
Ａg を必要とするために、汎用性がないという難点があ
る。(なお、ＳbやＣu 等を添加したこれらのＳn−Ｐb系
はんだの具体的な特性は、後述の表１に例示する。)
接合部品等の種類に応じて、適当な金属を少量添加した
はんだが提供されているが、実用上十分に満足すべきも
のはない。例えば、Ｓb を添加することによって、はん
だの強度は若干高くなるが、広がり率は低下する。ま
た、銅細線等のはんだ付けに際して、所謂 「はんだ食わ
れ」 を防止するためにＣu を添加したはんだの場合に
は、強度はさらに高くなるが、融点における固相線と液
相線の温度差が大きくなって、作業性が悪くなる。さら
にまた、銀電極や銀めっき端子等のはんだ付けに際し
て、はんだ食われを防止するためにＡg を添加したはん
だの場合には、強度はかなり増加するが、非常に高価な
Ａg を必要とするために、汎用性がないという難点があ
る。(なお、ＳbやＣu 等を添加したこれらのＳn−Ｐb系
はんだの具体的な特性は、後述の表１に例示する。)
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、上記の問
題点を解決し、強度および広がり率が高く、融点におけ
る固相線と液相線の温度差が小さいＳn−Ｐb系はんだを
提供するためになされたものである。
題点を解決し、強度および広がり率が高く、融点におけ
る固相線と液相線の温度差が小さいＳn−Ｐb系はんだを
提供するためになされたものである。
【課題を解決するための手段】即ちこの発明は、Ｓn ５
５〜６５％および下記(i)、(ii)または(iii)の所定量の
添加金属を含有し、残部がＰb から成るはんだに関す
る: (i) Ｂi １〜３％ (ii) Ｂi ０．２〜２％およびＳb ０．１〜１．０％ (iii)Ｂi ０．２〜２％およびＩn ０．２〜２％
５〜６５％および下記(i)、(ii)または(iii)の所定量の
添加金属を含有し、残部がＰb から成るはんだに関す
る: (i) Ｂi １〜３％ (ii) Ｂi ０．２〜２％およびＳb ０．１〜１．０％ (iii)Ｂi ０．２〜２％およびＩn ０．２〜２％
【０００６】本発明によるＳn−Ｐb系はんだのＳn含有
量は５５〜６５％、好ましくは５８〜６３％であり、５
５％よりも少なくなると、液相線温度が高くなり、作業
性が悪くなり、また、６５％よりも多くなると、Ｓｎが
高価であるため、コストアップとなる。
量は５５〜６５％、好ましくは５８〜６３％であり、５
５％よりも少なくなると、液相線温度が高くなり、作業
性が悪くなり、また、６５％よりも多くなると、Ｓｎが
高価であるため、コストアップとなる。
【０００７】本発明によるＳn−Ｐb系はんだには、添加
金属として、(i)Ｂi １〜３％、好ましくは１．５〜
２．５％、(ii)Ｂi ０．２〜２％、好ましくは０．５〜
１．５％およびＳb ０．１〜１．０％、好ましくは０．
２〜０．７％、または(iii)Ｂｉ０．２〜２％、好まし
くは０．５〜１．５％およびＩｎ ０．２〜２％、好ま
しくは０．５〜１．５％含有される。(i)の場合、Ｂiの
含有量が１％よりも少なくなると、本発明の所期の目的
は達成されず、また、３％よりも多くなると、融点が大
きく低下してはんだ付け部の耐熱性が悪くなるだけでな
く、はんだの金属光沢が消失すると共に、はんだが脆化
する。(ii)の場合、Ｂi およびＳb の含有量がそれぞれ
０．２％および０．１％よりも少なくなると、本発明の
所期の目的は達成されず、Ｂi の含有量が２％よりも多
くなると、上記(i)の場合と同様の効果がもたらされ、
Ｓb の含有量が１．０％よりも多くなると、はんだの広
がり性が低下する。さらに、(iii)の場合、Ｂi または
Ｉn の含有量が０．２％よりも少なくなると、本発明の
所期の目的は達成されず、Ｂiの含有量が２％よりも多
くなると、(i)の場合と同様の効果がもたらされ、ま
た、Ｉn の含有量が２％よりも多くなると、はんだの融
点や広がり率が低下するだけでなく、はんだが脆化する
ようになる。
金属として、(i)Ｂi １〜３％、好ましくは１．５〜
２．５％、(ii)Ｂi ０．２〜２％、好ましくは０．５〜
１．５％およびＳb ０．１〜１．０％、好ましくは０．
２〜０．７％、または(iii)Ｂｉ０．２〜２％、好まし
くは０．５〜１．５％およびＩｎ ０．２〜２％、好ま
しくは０．５〜１．５％含有される。(i)の場合、Ｂiの
含有量が１％よりも少なくなると、本発明の所期の目的
は達成されず、また、３％よりも多くなると、融点が大
きく低下してはんだ付け部の耐熱性が悪くなるだけでな
く、はんだの金属光沢が消失すると共に、はんだが脆化
する。(ii)の場合、Ｂi およびＳb の含有量がそれぞれ
０．２％および０．１％よりも少なくなると、本発明の
所期の目的は達成されず、Ｂi の含有量が２％よりも多
くなると、上記(i)の場合と同様の効果がもたらされ、
Ｓb の含有量が１．０％よりも多くなると、はんだの広
がり性が低下する。さらに、(iii)の場合、Ｂi または
Ｉn の含有量が０．２％よりも少なくなると、本発明の
所期の目的は達成されず、Ｂiの含有量が２％よりも多
くなると、(i)の場合と同様の効果がもたらされ、ま
た、Ｉn の含有量が２％よりも多くなると、はんだの融
点や広がり率が低下するだけでなく、はんだが脆化する
ようになる。
【０００７】本発明によるはんだの強度および広がり率
は従来の一般的なＳn−Ｐb二元系はんだに比べてそれぞ
れ約１５〜３０％および約０〜２％増加する。従って、
従来の一般的なＳn−Ｐb二元系はんだの使用に際して必
要とされるはんだ接合部の補強等の処理および被接合材
のめっき処理や酸洗処理は不要となる。
は従来の一般的なＳn−Ｐb二元系はんだに比べてそれぞ
れ約１５〜３０％および約０〜２％増加する。従って、
従来の一般的なＳn−Ｐb二元系はんだの使用に際して必
要とされるはんだ接合部の補強等の処理および被接合材
のめっき処理や酸洗処理は不要となる。
【０００８】本発明によるはんだの融点における固相線
温度および液相線温度は約１７５℃〜約１８５℃、好ま
しくは約１７８℃〜約１８３℃の範囲にあり、両者の差
は約５℃以下、好ましくは約２℃以下である。このた
め、はんだ付けに際して、はんだが半溶融状態で存在す
る時間が非常に短くなり、作業能率や歩留りが改良され
る。
温度および液相線温度は約１７５℃〜約１８５℃、好ま
しくは約１７８℃〜約１８３℃の範囲にあり、両者の差
は約５℃以下、好ましくは約２℃以下である。このた
め、はんだ付けに際して、はんだが半溶融状態で存在す
る時間が非常に短くなり、作業能率や歩留りが改良され
る。
【０００９】本発明によるはんだの融点は従来品とほぼ
同じ温度範囲にあるため、従来のはんだ付けの装置や条
件(例えば、加熱方法、加熱温度および加熱時間等)を利
用できる。
同じ温度範囲にあるため、従来のはんだ付けの装置や条
件(例えば、加熱方法、加熱温度および加熱時間等)を利
用できる。
【００１０】また、本発明によるはんだは、複雑な合金
系でないために、製造時の成分管理が容易である。な
お、本発明によるＳn−Ｐb系はんだに添加する金属の量
は微量であるために、コスト的にはほとんど問題がな
い。
系でないために、製造時の成分管理が容易である。な
お、本発明によるＳn−Ｐb系はんだに添加する金属の量
は微量であるために、コスト的にはほとんど問題がな
い。
【００１１】次に、本発明によるはんだの一般的な製造
法を説明する。 (i)Ｓn−Ｂi−Ｐb系はんだ 所定量のＳnおよびＰbをるつぼに入れ、３５０℃で加熱
溶解し撹拌する。その後、所定量のＢiを添加し、溶解
撹拌した後、金型に鋳込む。このあと、必要に応じて、
棒状または糸状等に成形する。 (ii)Ｓn−Ｂi−Ｓb−Ｐb系はんだ 所定量のＳnおよびＰbをるつぼに入れ、３５０℃で加熱
溶解し撹拌する。その後、所定量のＢiおよびＳn−Ｓb
合金を添加し、溶解撹拌した後、金型に鋳込む。このあ
と、必要に応じて、棒状または糸状等に成形する。 (iii)Ｓn−Ｂi−Ｉn−Ｐb系はんだ 所定量のＳnおよびＰbをるつぼに入れ、３５０℃で加熱
溶解し撹拌する。その後、所定量のＢiおよびＩnを添加
し、溶解撹拌した後、金型に鋳込む。このあと、必要に
応じて、棒状または糸状等に成形する。
法を説明する。 (i)Ｓn−Ｂi−Ｐb系はんだ 所定量のＳnおよびＰbをるつぼに入れ、３５０℃で加熱
溶解し撹拌する。その後、所定量のＢiを添加し、溶解
撹拌した後、金型に鋳込む。このあと、必要に応じて、
棒状または糸状等に成形する。 (ii)Ｓn−Ｂi−Ｓb−Ｐb系はんだ 所定量のＳnおよびＰbをるつぼに入れ、３５０℃で加熱
溶解し撹拌する。その後、所定量のＢiおよびＳn−Ｓb
合金を添加し、溶解撹拌した後、金型に鋳込む。このあ
と、必要に応じて、棒状または糸状等に成形する。 (iii)Ｓn−Ｂi−Ｉn−Ｐb系はんだ 所定量のＳnおよびＰbをるつぼに入れ、３５０℃で加熱
溶解し撹拌する。その後、所定量のＢiおよびＩnを添加
し、溶解撹拌した後、金型に鋳込む。このあと、必要に
応じて、棒状または糸状等に成形する。
【００１２】
【実施例】以下、本発明を実施例によって説明する。実施例１〜３ 以下の表１に示す配合処方により、前述の製造法に準拠
してはんだ１〜３を製造した。はんだ１〜３の融点、引
張強度および広がり率を次の方法によって測定し、結果
を表１に示す。 (i)融点の測定 被験はんだを液相線温度以上の温度に加熱した後、空冷
固化する過程の温度変化を熱電対で追跡し、温度の経時
変化曲線を作成し、該曲線から固相線と液相線の温度
(℃)を求めた。 (ii)引張強さの測定 図１に示す形状の被験はんだを室温下、引張速度１０mm
／分の条件下で引張り、引張強さ(Ｎ／mm2)を測定し
た。図１において(１)は標点を示す。 (iii)広がり率の測定 ＪＩＳ Ｚ ３１９７に準拠し、図２に示すように、未溶
融状態の球状被験はんだ(２)および溶融して広がったは
んだ(３)の酸化銅板(１５０℃で１時間の酸化処理に付
した銅板)(４)の表面からの高さＤおよびＨを測定し、
次式から広がり率(％)を求めた: 広がり率(％)＝{(Ｄ−Ｈ)／Ｄ}×１００ なお、試験時には液状の活性化ロジン系フラックスを使
用し、酸化銅板は２５０℃で１０秒間加熱した。
してはんだ１〜３を製造した。はんだ１〜３の融点、引
張強度および広がり率を次の方法によって測定し、結果
を表１に示す。 (i)融点の測定 被験はんだを液相線温度以上の温度に加熱した後、空冷
固化する過程の温度変化を熱電対で追跡し、温度の経時
変化曲線を作成し、該曲線から固相線と液相線の温度
(℃)を求めた。 (ii)引張強さの測定 図１に示す形状の被験はんだを室温下、引張速度１０mm
／分の条件下で引張り、引張強さ(Ｎ／mm2)を測定し
た。図１において(１)は標点を示す。 (iii)広がり率の測定 ＪＩＳ Ｚ ３１９７に準拠し、図２に示すように、未溶
融状態の球状被験はんだ(２)および溶融して広がったは
んだ(３)の酸化銅板(１５０℃で１時間の酸化処理に付
した銅板)(４)の表面からの高さＤおよびＨを測定し、
次式から広がり率(％)を求めた: 広がり率(％)＝{(Ｄ−Ｈ)／Ｄ}×１００ なお、試験時には液状の活性化ロジン系フラックスを使
用し、酸化銅板は２５０℃で１０秒間加熱した。
【００１３】比較例１〜６ 表１に示す配合処方により、前述の製造法に準拠しては
んだ１'〜６'を製造し、これらの融点等を前述のように
して測定し、結果を表１に示す。
んだ１'〜６'を製造し、これらの融点等を前述のように
して測定し、結果を表１に示す。
【００１４】
【表１】
【００１５】
【発明の効果】強度および広がり率が高く、融点におけ
る固相線と液相線の温度差が小さい本発明によるＳn−
Ｐb系はんだを使用することによって、はんだ接合部の
補強等の処理および被接合材のめっき処理や酸洗処理は
不要となり、また、作業能率や歩留りが改良される。
る固相線と液相線の温度差が小さい本発明によるＳn−
Ｐb系はんだを使用することによって、はんだ接合部の
補強等の処理および被接合材のめっき処理や酸洗処理は
不要となり、また、作業能率や歩留りが改良される。
【図１】 はんだの引張強さ測定用試験片の説明図であ
る。
る。
【図２】 はんだの広がり率測定法の説明図である。
１ 標点 ２ 未溶融被験はんだ ３ 広がったはんだ ４ 酸化銅板
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｓn ５５〜６５％および下記(i)、(ii)
または(iii)の所定量の添加金属を含有し、残部がＰbか
ら成るはんだ: (i) Ｂi １〜３％ (ii) Ｂi ０．２〜２％およびＳb ０．１〜１．０％ (iii)Ｂi ０．２〜２％およびＩn ０．２〜２％
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27976692A JPH06126484A (ja) | 1992-10-19 | 1992-10-19 | はんだ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27976692A JPH06126484A (ja) | 1992-10-19 | 1992-10-19 | はんだ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06126484A true JPH06126484A (ja) | 1994-05-10 |
Family
ID=17615612
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27976692A Pending JPH06126484A (ja) | 1992-10-19 | 1992-10-19 | はんだ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06126484A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1988007442A1 (fr) * | 1987-03-30 | 1988-10-06 | Fanuc Ltd | Organe de commande de robot |
| EP3290147A1 (en) * | 2016-08-31 | 2018-03-07 | Hojin Platech Co. Ltd. | Tin-bismuth-lead ternary alloy solder composition using electroplating |
| CN108161271A (zh) * | 2017-12-27 | 2018-06-15 | 北京康普锡威科技有限公司 | 一种SnPbBiSb系低温增强焊料及其制备方法 |
-
1992
- 1992-10-19 JP JP27976692A patent/JPH06126484A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1988007442A1 (fr) * | 1987-03-30 | 1988-10-06 | Fanuc Ltd | Organe de commande de robot |
| EP3290147A1 (en) * | 2016-08-31 | 2018-03-07 | Hojin Platech Co. Ltd. | Tin-bismuth-lead ternary alloy solder composition using electroplating |
| CN107779664A (zh) * | 2016-08-31 | 2018-03-09 | 互进电镀科技有限公司 | 利用电镀的锡铋铅三元合金焊料组合物 |
| CN108161271A (zh) * | 2017-12-27 | 2018-06-15 | 北京康普锡威科技有限公司 | 一种SnPbBiSb系低温增强焊料及其制备方法 |
| CN108161271B (zh) * | 2017-12-27 | 2021-06-01 | 北京康普锡威科技有限公司 | 一种SnPbBiSb系低温增强焊料及其制备方法 |
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