JPH0680881B2 - 半田溶融式高密度コネクタ - Google Patents
半田溶融式高密度コネクタInfo
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- JPH0680881B2 JPH0680881B2 JP59135404A JP13540484A JPH0680881B2 JP H0680881 B2 JPH0680881 B2 JP H0680881B2 JP 59135404 A JP59135404 A JP 59135404A JP 13540484 A JP13540484 A JP 13540484A JP H0680881 B2 JPH0680881 B2 JP H0680881B2
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- 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
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- B23K35/262—Sn as the principal constituent
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Structures For Mounting Electric Components On Printed Circuit Boards (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はインジウム・錫・銀の三成分合金を接点合金と
して使用する半田溶融式高密度コネクタに関する。
して使用する半田溶融式高密度コネクタに関する。
電算機の処理能力を向上する方法としてIC,LSIなどの半
導体チップは小形化と大容量化が進められているが、同
時に実装法も改良が進められている。
導体チップは小形化と大容量化が進められているが、同
時に実装法も改良が進められている。
すなわち従来はIC,LSIなどのチップ単体を多層配線が施
されたセラミック基板に装着し、これをハーメチックシ
ールする実装形態が採られており、多数のかかる半導体
素子をプリント配線基板に装着していた。
されたセラミック基板に装着し、これをハーメチックシ
ールする実装形態が採られており、多数のかかる半導体
素子をプリント配線基板に装着していた。
然し、今後の実装形態として複数個のLSIチップをセラ
ミックからなる多層配線基板に搭載してLSIモジュール
を作り、これを取替え単位としてコネクタを介してプリ
ント配線基板に装着すると云う実装形態が採られようと
している。
ミックからなる多層配線基板に搭載してLSIモジュール
を作り、これを取替え単位としてコネクタを介してプリ
ント配線基板に装着すると云う実装形態が採られようと
している。
この場合、コネクタはプリント配線基板に半田付などの
方法で固定されており、一方LSIモジュールは挿抜可能
な形態をとる。
方法で固定されており、一方LSIモジュールは挿抜可能
な形態をとる。
ここでIC,LSIなどの半導体素子を挿抜可能な状態に装着
するには従来は雄コンタクトと雌コンタクトからなるコ
ネクタを用いて接続を行ってきた。
するには従来は雄コンタクトと雌コンタクトからなるコ
ネクタを用いて接続を行ってきた。
すなわちIC,LSIなどの半導体パッケージの裏側には複数
個の金属ピンが突出して雄コンタクトを形成しており、
一方雌コンタクトはバネを備えた接触機構からなり、こ
れによりコネクタが構成されている。
個の金属ピンが突出して雄コンタクトを形成しており、
一方雌コンタクトはバネを備えた接触機構からなり、こ
れによりコネクタが構成されている。
かかる従来のコネクタ構造の場合、挿抜には端子一個当
たり数10gの荷重を必要とし、従って本発明に係るLSIモ
ジュールに使用するコネクタのように端子数が数100個
に及ぶ多端子用の接触機構にこの方式を適用すると挿抜
に数10Kgの荷重を要することになり、通常の手段では挿
抜を行うことができなくなる。
たり数10gの荷重を必要とし、従って本発明に係るLSIモ
ジュールに使用するコネクタのように端子数が数100個
に及ぶ多端子用の接触機構にこの方式を適用すると挿抜
に数10Kgの荷重を要することになり、通常の手段では挿
抜を行うことができなくなる。
一方、半田溶融式高密度コネクタは端子の挿抜を零挿入
力，零抜去力に近い状態で行うもので、図５に示すよう
に半田合金６を収納し、下端にプリント配線基板７に回
路接続する接続ピン８を有する多数の雌コンタクト９
と、この雌コンタクト９を加熱し収納してある半田合金
６を溶融可能なヒータ10を備えて半田溶融式高密度コネ
クタ13が形成されている。
力，零抜去力に近い状態で行うもので、図５に示すよう
に半田合金６を収納し、下端にプリント配線基板７に回
路接続する接続ピン８を有する多数の雌コンタクト９
と、この雌コンタクト９を加熱し収納してある半田合金
６を溶融可能なヒータ10を備えて半田溶融式高密度コネ
クタ13が形成されている。
そして、このヒータ10により雌コンタクト９を加熱し、
中の半田合金６を溶融した状態で、LSIモジュール11の
下面に設けてある雄コンタクト12を雌コンタクト９に位
置合わせして挿入した後、半田合金６を冷却固化して挿
着が終わる。
中の半田合金６を溶融した状態で、LSIモジュール11の
下面に設けてある雄コンタクト12を雌コンタクト９に位
置合わせして挿入した後、半田合金６を冷却固化して挿
着が終わる。
また、LSIモジール11を抜去する場合も同様に半田合金
６を溶融した状態で行なっている。
６を溶融した状態で行なっている。
そのため、常温の使用時では雄コンタクト12の接触抵抗
は極めて低く、またLSIモジュール11の挿抜力として殆
ど零が実現されている。
は極めて低く、またLSIモジュール11の挿抜力として殆
ど零が実現されている。
本発明はかゝる半田合金を使用する半田溶融式高密度コ
ネクタに関するものである。
ネクタに関するものである。
半田溶融式高密度コネクタの接触槽に充填する低融点金
属には各種のものがあるが、インジゥム（In）−錫（S
n）合金系が代表的であり、融点が117乃至150℃の組成
のものが使用されている。
属には各種のものがあるが、インジゥム（In）−錫（S
n）合金系が代表的であり、融点が117乃至150℃の組成
のものが使用されている。
第２図はIn-Sn合金系の状態図を示すもので、この温度
範囲で溶融する組成は右下がり斜線領域１でSn含有量が
７乃至59重量％の領域すなわち41乃至93重量％In残りSn
の組成である。
範囲で溶融する組成は右下がり斜線領域１でSn含有量が
７乃至59重量％の領域すなわち41乃至93重量％In残りSn
の組成である。
ここで上限として150℃をとる理由は高密度コネクタの
プリント配線基板への装着が通常の6-4半田（37Pb-63S
n,融点183℃）を使用してなされるために接触槽に充填
する半田合金はこの温度以下で溶融していることが必要
であり、そのため安全を見込んで150℃をとってある。
プリント配線基板への装着が通常の6-4半田（37Pb-63S
n,融点183℃）を使用してなされるために接触槽に充填
する半田合金はこの温度以下で溶融していることが必要
であり、そのため安全を見込んで150℃をとってある。
また下限として117℃をとる理由は状態図から明らかな
ようにこの温度が共晶温度であることによる。
ようにこの温度が共晶温度であることによる。
従来はこのような合金組成の半田合金が用いられてい
た。
た。
然し、この合金は硬度が小さい為に使用に当たって雄コ
ンタクトを形成する金属ピンとの接触が不安定になると
云う問題点がある。
ンタクトを形成する金属ピンとの接触が不安定になると
云う問題点がある。
以上述べたように本発明にかかる半田溶融式コネクタに
はIn-Sn合金が使用されているが、硬度が小さい為に半
導体モジュールの金属ピンと接触が不安定なことが信頼
性確保の点から問題であり、本発明の目的はIn-Sn系の
半田合金を改良して安定な接触を得るにある。
はIn-Sn合金が使用されているが、硬度が小さい為に半
導体モジュールの金属ピンと接触が不安定なことが信頼
性確保の点から問題であり、本発明の目的はIn-Sn系の
半田合金を改良して安定な接触を得るにある。
上記の問題点は半田溶融式高密度コネクタの接触槽に充
填する半田合金が41乃至93重量％In残りSnの合金に対
し、総量の0.2乃至30重量％に相当するAgを添加したも
のを使用することにより解決することができる。
填する半田合金が41乃至93重量％In残りSnの合金に対
し、総量の0.2乃至30重量％に相当するAgを添加したも
のを使用することにより解決することができる。
本発明はIn-Sn合金系について融点が117℃乃至150℃の
挿抜温度範囲にあると共に硬度が大きく且つ金属ピンと
の接触抵抗の増加を生じない添加物として銀（Ag）を見
い出したもので、総量の0.2乃至30重量％添加すること
によって上記の問題を解決することができる。
挿抜温度範囲にあると共に硬度が大きく且つ金属ピンと
の接触抵抗の増加を生じない添加物として銀（Ag）を見
い出したもので、総量の0.2乃至30重量％添加すること
によって上記の問題を解決することができる。
第１図は本発明に係る三元合金について切断状態図を示
すもので、52In-48Snの共晶組成にAgを添加した場合に
ついて示している。
すもので、52In-48Snの共晶組成にAgを添加した場合に
ついて示している。
図から判るように３重量％の添加により、117℃の共晶
温度は116.1℃にまで低下し、その後は添加量の増加と
共に液相線２は次第に上昇する傾向にある。
温度は116.1℃にまで低下し、その後は添加量の増加と
共に液相線２は次第に上昇する傾向にある。
ここで、先に記したようにIn-Sn系合金の使用温度の上
限は150℃に決めているので、Ag添加量の上限は30重量
％となる。
限は150℃に決めているので、Ag添加量の上限は30重量
％となる。
なお第１図に示すように固相線３もAgの３％添加によっ
て113.4℃にまで下がり、以下添加量に依存せず略一定
値を保つている。
て113.4℃にまで下がり、以下添加量に依存せず略一定
値を保つている。
第３図は第１図に示す切断状態図の合金組成について常
温で測定したヌープ硬度の変化を示すもので、横軸にAg
添加量を取ってある。
温で測定したヌープ硬度の変化を示すもので、横軸にAg
添加量を取ってある。
すなわち共晶組成のヌープ硬度は約1.1であるが、Agの
添加と共に上昇して30重量％の添加によって約３倍に増
加している。
添加と共に上昇して30重量％の添加によって約３倍に増
加している。
第４図はAg添加によって硬度を増した半田合金を使用し
て金属ピンとの接触抵抗の変化を温度を変えて測定した
もので、金属ピンとして径が0.3mmの燐青銅線に金メッ
キを施したもの２本を半田合金浴に挿入した状態で凝固
させ、この２本の金属ピン間の抵抗値変化を温度を変え
て測定してある。
て金属ピンとの接触抵抗の変化を温度を変えて測定した
もので、金属ピンとして径が0.3mmの燐青銅線に金メッ
キを施したもの２本を半田合金浴に挿入した状態で凝固
させ、この２本の金属ピン間の抵抗値変化を温度を変え
て測定してある。
ここでは共晶組成すなわち52In-48Snの半田浴４と本発
明を実施した49.4In-45.6Sn-5Agの半田浴５の両者につ
いて比較してある。
明を実施した49.4In-45.6Sn-5Agの半田浴５の両者につ
いて比較してある。
図から判るように従来の半田浴４を用いた場合は約1.8m
Ωの接触抵抗値を示し、不安定な接触状態を示している
が、本発明を実施した半田浴５は安定であり、また接触
抵抗値も1.5mΩと減少している。
Ωの接触抵抗値を示し、不安定な接触状態を示している
が、本発明を実施した半田浴５は安定であり、また接触
抵抗値も1.5mΩと減少している。
以上のことから従来の半田浴を使用する場合の接触不安
定は半田合金の硬度不足に基づくとの推定が裏付られる
と共に本発明にかかるAgを添加した三元合金により解決
することができる。
定は半田合金の硬度不足に基づくとの推定が裏付られる
と共に本発明にかかるAgを添加した三元合金により解決
することができる。
なお特許請求の範囲としてAgの添加量として0.2％と規
定してあるがこの理由は添加量が0.2％未満の場合は硬
度の増加が殆ど認められないことによる。
定してあるがこの理由は添加量が0.2％未満の場合は硬
度の増加が殆ど認められないことによる。
図６は本発明が該当するIn-Sn-Ag合金の成分組成図を示
すもので、ハッチした領域が該当している。
すもので、ハッチした領域が該当している。
すなわち、Inが41〜93重量％、残りSnに対しAgを総量の
0.2〜30重量％添加した組成を100分率で示すと、 In＝40.9重量％,Sn＝58.9重量％,Ag＝0.2％重量％（同
図におけるＡ点） In＝28.7重量％,Sn＝58.9重量％,Ag＝12.4重量％（同図
におけるＢ点） In＝28.7重量％,Sn＝41.3重量％,Ag＝30.0重量％（同図
におけるＣ点） In＝65.1重量％,Sn＝4.9重量％,Ag＝30.0重量％（同図
におけるＤ点） In＝92.8重量％,Sn＝4.9重量％,Ag＝2.3重量％（同図に
おけるＥ点） In＝92.8重量％,Sn＝7.0重量％,Ag＝0.2重量％（同図に
おけるＦ点） を結んだ領域となる。
0.2〜30重量％添加した組成を100分率で示すと、 In＝40.9重量％,Sn＝58.9重量％,Ag＝0.2％重量％（同
図におけるＡ点） In＝28.7重量％,Sn＝58.9重量％,Ag＝12.4重量％（同図
におけるＢ点） In＝28.7重量％,Sn＝41.3重量％,Ag＝30.0重量％（同図
におけるＣ点） In＝65.1重量％,Sn＝4.9重量％,Ag＝30.0重量％（同図
におけるＤ点） In＝92.8重量％,Sn＝4.9重量％,Ag＝2.3重量％（同図に
おけるＥ点） In＝92.8重量％,Sn＝7.0重量％,Ag＝0.2重量％（同図に
おけるＦ点） を結んだ領域となる。
以上説明したように本発明にかかるIn-Sn-Ag三元合金で
Agの添加量が0.2乃至30％の半田合金を使用すれば半田
溶融式高密度コネクタで問題とされていた接触不安定の
問題を解決することができる。
Agの添加量が0.2乃至30％の半田合金を使用すれば半田
溶融式高密度コネクタで問題とされていた接触不安定の
問題を解決することができる。
第１図は本発明に係るコネクタ接点用半田合金の切断状
態図。 第２図はIn-Sn二元状態図。 第３図はIn-Sn共晶合金にAgを添加した場合の硬度の変
化を示す特性図。 第４図は金属ピンと半田浴との接触抵抗の温度特性を示
す特性図。 第５図は半田溶融式高密度コネクタの構成を示す断面
図。 第６図は本発明に係るIn-Sn-Ag三元合金の成分組成図。 である。 図において、 ２は液相線、３は固相線、 ４は従来の半田浴、 ５は本発明を実施した半田浴、 ６は半田合金、９は雌コンタクト、 11はLSIモジール、12は雄コンタクト、 13は半田溶融式高密度コネクタ、 である。
態図。 第２図はIn-Sn二元状態図。 第３図はIn-Sn共晶合金にAgを添加した場合の硬度の変
化を示す特性図。 第４図は金属ピンと半田浴との接触抵抗の温度特性を示
す特性図。 第５図は半田溶融式高密度コネクタの構成を示す断面
図。 第６図は本発明に係るIn-Sn-Ag三元合金の成分組成図。 である。 図において、 ２は液相線、３は固相線、 ４は従来の半田浴、 ５は本発明を実施した半田浴、 ６は半田合金、９は雌コンタクト、 11はLSIモジール、12は雄コンタクト、 13は半田溶融式高密度コネクタ、 である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 武彦 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 松井 祐司 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特公 昭44−11009（ＪＰ，Ｂ１)
Claims (1)
- 【請求項１】半田合金（６）を収納し、下端にプリント
配線基板（７）へ回路接続する接続ピン（８）を備えた
半田溜めより構成される複数の雌コンタクト（９）と該
雌コンタクト（９）を加熱する複数のヒータ（10）を備
え、該ヒータ（10）を加熱して雌コンタクト（９）の半
田合金（６）を溶融した状態でLSIモジュール（11）の
下面に設けてある複数の雄コンタクト（12）を前記雌コ
ンタクト（９）に位置合わせし、前記LSIモジュール（1
1）の挿抜を行なう半田溶融式高密度コネクタ（13）に
おいて、前記雌コンタクト（９）を形成する前記半田合
金（６）の組成が、 インジウム（In）と錫（Sn）および銀（Ag）を成分元素
とし、三成分組成図においてA,B,C,D,E,Fの各点を結ん
だ多角形の組成範囲にあり、その融点が116℃乃至150℃
であることを特徴とする半田溶融式高密度コネクタ。 こゝで、 Ａ点の組成はIn＝40.9重量％,Sn＝58.9重量％,Ag＝0.2
％ Ｂ点の組成はIn＝28.7重量％,Sn＝58.9重量％,Ag＝12.4
重量％ Ｃ点の組成はIn＝28.7重量％,Sn＝41.3重量％,Ag＝30.0
重量％ Ｄ点の組成はIn＝65.1重量％,Sn＝4.9重量％,Ag＝30.0
重量％ Ｅ点の組成はIn＝92.8重量％,Sn＝4.9重量％,Ag＝2.3重
量％ Ｆ点の組成はIn＝92.8重量％,Sn＝7.0重量％,Ag＝0.2重
量％ である。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59135404A JPH0680881B2 (ja) | 1984-06-29 | 1984-06-29 | 半田溶融式高密度コネクタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59135404A JPH0680881B2 (ja) | 1984-06-29 | 1984-06-29 | 半田溶融式高密度コネクタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6114096A JPS6114096A (ja) | 1986-01-22 |
| JPH0680881B2 true JPH0680881B2 (ja) | 1994-10-12 |
Family
ID=15150930
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59135404A Expired - Fee Related JPH0680881B2 (ja) | 1984-06-29 | 1984-06-29 | 半田溶融式高密度コネクタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0680881B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5256370B1 (en) * | 1992-05-04 | 1996-09-03 | Indium Corp America | Lead-free alloy containing tin silver and indium |
| US6253988B1 (en) | 1999-03-29 | 2001-07-03 | Antaya Technologies Corporation | Low temperature solder |
| JP2003013167A (ja) * | 2001-06-28 | 2003-01-15 | Sorudaa Kooto Kk | 温度ヒューズ用可溶性合金および温度ヒューズ用線材および温度ヒューズ |
| JP2005116497A (ja) * | 2003-03-10 | 2005-04-28 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 表示パネル及びその製造方法 |
| US7132746B2 (en) * | 2003-08-18 | 2006-11-07 | Delphi Technologies, Inc. | Electronic assembly with solder-bonded heat sink |
| EP3590653B1 (en) * | 2005-08-12 | 2023-10-18 | Aptiv Technologies Limited | Solder composition |
| US9610656B2 (en) * | 2011-03-02 | 2017-04-04 | Central Glass Company, Limited | Lead-free solder alloy for vehicle glass |
| JP5861559B2 (ja) * | 2012-05-10 | 2016-02-16 | 住友金属鉱山株式会社 | ＰｂフリーＩｎ系はんだ合金 |
| CN107635717B (zh) * | 2015-05-15 | 2021-02-05 | 安波福技术有限公司 | 基于铟-锡-银的无铅焊料 |
-
1984
- 1984-06-29 JP JP59135404A patent/JPH0680881B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6114096A (ja) | 1986-01-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |