JPH081372A - 複合半田材料及びその製造方法 - Google Patents
複合半田材料及びその製造方法Info
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- JPH081372A JPH081372A JP12905494A JP12905494A JPH081372A JP H081372 A JPH081372 A JP H081372A JP 12905494 A JP12905494 A JP 12905494A JP 12905494 A JP12905494 A JP 12905494A JP H081372 A JPH081372 A JP H081372A
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Landscapes
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】発熱を伴う半導体装置の部品を接合する半田材
料として、温度 170℃において優れた延性を有すると共
に冷間加工性に優れた複合半田材料を提供する。 【構成】Ｓｂ５〜１５重量％、Ａｇ２〜１５重量％を含
み、残部が不可避不純物を除いて実質的にＳｎからなる
半田材料を不活性雰囲気中で溶解し、これを鋳造してイ
ンゴットを作成する。このインゴットを押出に供し、更
に圧延加工又は伸線加工による冷間加工を行い所定形
状、寸法のテープ又はワイヤに仕上げる。
料として、温度 170℃において優れた延性を有すると共
に冷間加工性に優れた複合半田材料を提供する。 【構成】Ｓｂ５〜１５重量％、Ａｇ２〜１５重量％を含
み、残部が不可避不純物を除いて実質的にＳｎからなる
半田材料を不活性雰囲気中で溶解し、これを鋳造してイ
ンゴットを作成する。このインゴットを押出に供し、更
に圧延加工又は伸線加工による冷間加工を行い所定形
状、寸法のテープ又はワイヤに仕上げる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は複合半田材料及びその製
造方法に関し、更に詳しくは高温で使用される部品を接
合する複合半田材料、とりわけ、発熱を伴うため高温で
使用される半導体装置の部品を接合するに適した複合半
田材料及びその製造方法に関する。
造方法に関し、更に詳しくは高温で使用される部品を接
合する複合半田材料、とりわけ、発熱を伴うため高温で
使用される半導体装置の部品を接合するに適した複合半
田材料及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、半導体チップを基板に固着す
る際の接続材料として半田に粉末を混入させた複合半田
が知られている。特開平２−１５１３８９号公報には、
チップ部品を回路基板に接続する際の半田の凝集分離を
防止するために、半田に微細導電性物質を混入した半田
クリームが開示されている。特開昭６３−５８９４５号
公報には、半導体チップとリードフレームを接続する際
の半田のクリープ寿命、疲労寿命向上のために、固体粒
子が分散した溶融半田を接触させた半田バンプ形成方法
が開示されている。一方、半導体チップを基板に固着す
る際、粉末を混入させない通常の合金半田をワイヤー又
はテープ状に加工して半導体実装用に供し、所定量に溶
断しながら半導体チップと基板の接続に用いている。し
かし乍らこの場合、ワイヤー又はテープの所定量をチッ
プと基板の間に供給して固化させた時、チップの水平度
が悪いという欠点を有する。
る際の接続材料として半田に粉末を混入させた複合半田
が知られている。特開平２−１５１３８９号公報には、
チップ部品を回路基板に接続する際の半田の凝集分離を
防止するために、半田に微細導電性物質を混入した半田
クリームが開示されている。特開昭６３−５８９４５号
公報には、半導体チップとリードフレームを接続する際
の半田のクリープ寿命、疲労寿命向上のために、固体粒
子が分散した溶融半田を接触させた半田バンプ形成方法
が開示されている。一方、半導体チップを基板に固着す
る際、粉末を混入させない通常の合金半田をワイヤー又
はテープ状に加工して半導体実装用に供し、所定量に溶
断しながら半導体チップと基板の接続に用いている。し
かし乍らこの場合、ワイヤー又はテープの所定量をチッ
プと基板の間に供給して固化させた時、チップの水平度
が悪いという欠点を有する。
【０００３】ここで、溶融半田の固化後の厚みを一定に
保つことによりチップの水平度を保つことは、その接続
部分において所定の耐熱サイクル性が保持され、半導体
の発熱に伴う温度変化による半導体チップの剥離やそれ
に伴う導通不良を防ぐ点で有用である。この対応として
半導体チップと基板を接続する際、半導体チップを水平
に維持するため、半田に粉末を混入させて冷間加工を行
い必要な形状寸法に仕上げたワイヤー又はテープ状複合
半田を用いる事が検討されている。このような複合半田
材料を半導体チップと基板の接続に用いた場合、半導体
チップの発熱に伴い半田材料にクラックが生じるという
問題が生じる。このため高温に耐え冷間加工が可能な半
田材料を用いた複合半田材料が望まれている。
保つことによりチップの水平度を保つことは、その接続
部分において所定の耐熱サイクル性が保持され、半導体
の発熱に伴う温度変化による半導体チップの剥離やそれ
に伴う導通不良を防ぐ点で有用である。この対応として
半導体チップと基板を接続する際、半導体チップを水平
に維持するため、半田に粉末を混入させて冷間加工を行
い必要な形状寸法に仕上げたワイヤー又はテープ状複合
半田を用いる事が検討されている。このような複合半田
材料を半導体チップと基板の接続に用いた場合、半導体
チップの発熱に伴い半田材料にクラックが生じるという
問題が生じる。このため高温に耐え冷間加工が可能な半
田材料を用いた複合半田材料が望まれている。
【０００４】一般に高温用半田とは固相線温度がＰｂ−
Ｓｎの共晶温度（１８３℃）以上のものをいい、通常は
Ｓｎを主成分として、これにＰｂ、Ｉｎ、Ａｇ、Ｓｂ、
Ｃｕ、Ｎｉ等を含有したものである。この中で、Ｓｎを
主成分としてＳｂを含有したものは、高温強度とクリー
プ特性が向上するため高温用半田として好ましい。一
方、半導体素子をリードフレーム上にボンディングする
際に、Ｓｎを主成分としてＳｂだけを含有した半田を用
いて接合すると、半導体チップの発熱に伴いＳｎ−Ｓｂ
半田部材にクラックが発生し易いという問題がある。従
来、Ｓｎ−Ｓｂ系半田にＮｉ、Ｃｕ、Ｂｉ等を含有させ
る試みがなされているが、半導体チップの発熱に伴う高
温でのクラックの防止に対して効果が十分でないことに
加えて冷間加工が困難になるという欠点を有する。従っ
て、Ｓｎ−Ｓｂ系半田において、高温でのクラック防止
に有効であり且つ冷間加工性の良い半田材料は得られて
いないため、溶湯の直接急冷によるリボン状半田やクリ
ーム半田の用途に限定して試みがなされ、その優れた高
温強度とクリープ特性が十分に生かされていない。
Ｓｎの共晶温度（１８３℃）以上のものをいい、通常は
Ｓｎを主成分として、これにＰｂ、Ｉｎ、Ａｇ、Ｓｂ、
Ｃｕ、Ｎｉ等を含有したものである。この中で、Ｓｎを
主成分としてＳｂを含有したものは、高温強度とクリー
プ特性が向上するため高温用半田として好ましい。一
方、半導体素子をリードフレーム上にボンディングする
際に、Ｓｎを主成分としてＳｂだけを含有した半田を用
いて接合すると、半導体チップの発熱に伴いＳｎ−Ｓｂ
半田部材にクラックが発生し易いという問題がある。従
来、Ｓｎ−Ｓｂ系半田にＮｉ、Ｃｕ、Ｂｉ等を含有させ
る試みがなされているが、半導体チップの発熱に伴う高
温でのクラックの防止に対して効果が十分でないことに
加えて冷間加工が困難になるという欠点を有する。従っ
て、Ｓｎ−Ｓｂ系半田において、高温でのクラック防止
に有効であり且つ冷間加工性の良い半田材料は得られて
いないため、溶湯の直接急冷によるリボン状半田やクリ
ーム半田の用途に限定して試みがなされ、その優れた高
温強度とクリープ特性が十分に生かされていない。
【０００５】ここで高温でのクラック防止について詳述
すると、半導体装置が実用上晒される環境から考えて、
温度１７０℃において優れた延性を有することが求めら
れている。また冷間加工性について詳述すると、所定の
形状、寸法に整えるため溶解、鋳造工程を経て冷間加工
を施す場合鋳造時に偏析が生じ易く、これも一因となっ
て材質のもろさと相まって冷間加工が困難になる現象が
ある。特開昭６１−８６０９１号公報は、Ｓｎ−Ｓｂ系
半田にＮｉ、Ｐを添加することにより、１５０℃での高
温接合強度を改善した溶溜から直接リボン状に凝固させ
たリボン状半田を開示している。しかし乍ら、半導体装
置が実用上晒される環境は更に厳しく、より高温（１７
０℃）において優れた延性を有する半田材料としては不
十分である。またＮｉ、Ｐを含有しているため冷間加工
用としては鋳造時の偏析が生じ易く、冷間加工が困難に
なるという欠点を有する。
すると、半導体装置が実用上晒される環境から考えて、
温度１７０℃において優れた延性を有することが求めら
れている。また冷間加工性について詳述すると、所定の
形状、寸法に整えるため溶解、鋳造工程を経て冷間加工
を施す場合鋳造時に偏析が生じ易く、これも一因となっ
て材質のもろさと相まって冷間加工が困難になる現象が
ある。特開昭６１−８６０９１号公報は、Ｓｎ−Ｓｂ系
半田にＮｉ、Ｐを添加することにより、１５０℃での高
温接合強度を改善した溶溜から直接リボン状に凝固させ
たリボン状半田を開示している。しかし乍ら、半導体装
置が実用上晒される環境は更に厳しく、より高温（１７
０℃）において優れた延性を有する半田材料としては不
十分である。またＮｉ、Ｐを含有しているため冷間加工
用としては鋳造時の偏析が生じ易く、冷間加工が困難に
なるという欠点を有する。
【０００６】特開平５−５０２８６号公報は、Ｓｎ−Ａ
ｇ−Ｃｕ系の組成が、ＢｉやＰｂを含む場合に比べ−５
５℃〜１２５℃における熱衝撃試験に優れた半田を提供
する半田クリームを開示している。そしてこの中で２重
量％のＳｂを添加した例を示している。しかしながらこ
の組成系においても、より高温である１７０℃において
優れた延性を有する半田材料としては不十分である。ま
たＣｕを含有しているため冷間加工用としては鋳造時の
偏析が生じ易く、これに起因して冷間加工が困難になる
という欠点を有する。
ｇ−Ｃｕ系の組成が、ＢｉやＰｂを含む場合に比べ−５
５℃〜１２５℃における熱衝撃試験に優れた半田を提供
する半田クリームを開示している。そしてこの中で２重
量％のＳｂを添加した例を示している。しかしながらこ
の組成系においても、より高温である１７０℃において
優れた延性を有する半田材料としては不十分である。ま
たＣｕを含有しているため冷間加工用としては鋳造時の
偏析が生じ易く、これに起因して冷間加工が困難になる
という欠点を有する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ここに本発明は、下記
（１）及び（２）に記載される課題を同時に達成しうる
複合半田材料を提供することを目的とする。 （１）半導体チップの発熱に伴う高温でのクラックの防
止に対して有効な半田材料として、１７０℃で測定した
延性の高いものであること。 （２）半導体チップを基板上に水平に保持するために、
複合半田材料であり、これを所定の形状寸法に仕上げる
ための冷間加工性に優れていること。
（１）及び（２）に記載される課題を同時に達成しうる
複合半田材料を提供することを目的とする。 （１）半導体チップの発熱に伴う高温でのクラックの防
止に対して有効な半田材料として、１７０℃で測定した
延性の高いものであること。 （２）半導体チップを基板上に水平に保持するために、
複合半田材料であり、これを所定の形状寸法に仕上げる
ための冷間加工性に優れていること。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者が鋭意研究を重
ねた結果、Ｓｎ−Ｓｂ系においてＳｂが増加するにつれ
て強度が大きくなる傾向にあるため延性が低下すると考
えられていたが、意外にもＳｂが５〜１５重量％と比較
的高い領域でＡｇが２〜１５重量％含有されると、その
相乗効果により１７０℃における優れた延性を示すこと
を見出した。またこの範囲で冷間加工も良好に実施出来
るため目的とする複合材料を得ることが出来、本発明を
完成させた。ここに本発明は次の通りである。 （第１発明）半田材料中に粉末を含有した複合半田材料
において半田材料がＳｂ５〜１５重量％、Ａｇ２〜１５
重量％を含み、残部が不可避不純物を除いて実質的にＳ
ｎからなることを特徴とする複合半田材料。 （第２発明）半田材料中に粉末を含有した複合半田材料
の製造方法においてＳｂ５〜１５重量％、Ａｇ２〜１５
重量％を含み、残部が不可避不純物を除いて実質的にＳ
ｎからなる半田材料を冷間加工してなることを特徴とす
る複合半田材料の製造方法。 （第３発明）第１発明において、複合半田材料の粉末含
有量が０．００１〜１．０重量％であることを特徴とす
る複合半田材料。 （第４発明）第２発明において、複合半田材料の粉末含
有量が０．００１〜１．０重量％であることを特徴とす
る複合半田材料の製造方法。
ねた結果、Ｓｎ−Ｓｂ系においてＳｂが増加するにつれ
て強度が大きくなる傾向にあるため延性が低下すると考
えられていたが、意外にもＳｂが５〜１５重量％と比較
的高い領域でＡｇが２〜１５重量％含有されると、その
相乗効果により１７０℃における優れた延性を示すこと
を見出した。またこの範囲で冷間加工も良好に実施出来
るため目的とする複合材料を得ることが出来、本発明を
完成させた。ここに本発明は次の通りである。 （第１発明）半田材料中に粉末を含有した複合半田材料
において半田材料がＳｂ５〜１５重量％、Ａｇ２〜１５
重量％を含み、残部が不可避不純物を除いて実質的にＳ
ｎからなることを特徴とする複合半田材料。 （第２発明）半田材料中に粉末を含有した複合半田材料
の製造方法においてＳｂ５〜１５重量％、Ａｇ２〜１５
重量％を含み、残部が不可避不純物を除いて実質的にＳ
ｎからなる半田材料を冷間加工してなることを特徴とす
る複合半田材料の製造方法。 （第３発明）第１発明において、複合半田材料の粉末含
有量が０．００１〜１．０重量％であることを特徴とす
る複合半田材料。 （第４発明）第２発明において、複合半田材料の粉末含
有量が０．００１〜１．０重量％であることを特徴とす
る複合半田材料の製造方法。
【０００９】
【作用】以下、本発明の作用とさらに詳しい構成につい
て述べる。半田材料の組成を上述の様に限定した理由に
ついて説明すれば、Ｓｎを主成分とする半田に関し、Ｓ
ｂはＡｇとの相乗効果において１７０℃での延性改善に
効果がある。Ｓｂの含有量は５〜１５重量％であること
が必要であり、この範囲で１７０℃での延性改善効果が
生じる。より好ましくは６〜１１重量％であり、この範
囲で１７０℃での延性改善は一段と優れた効果を示す。
そしてこれらの範囲で冷間加工性は良好である。Ｓｂの
含有量が５重量％未満であると１７０℃での延性改善効
果が不十分である。一方、Ｓｂの含有量が１５重量％を
超えると延性改善効果が不十分であると共に冷間加工が
不可能となる。
て述べる。半田材料の組成を上述の様に限定した理由に
ついて説明すれば、Ｓｎを主成分とする半田に関し、Ｓ
ｂはＡｇとの相乗効果において１７０℃での延性改善に
効果がある。Ｓｂの含有量は５〜１５重量％であること
が必要であり、この範囲で１７０℃での延性改善効果が
生じる。より好ましくは６〜１１重量％であり、この範
囲で１７０℃での延性改善は一段と優れた効果を示す。
そしてこれらの範囲で冷間加工性は良好である。Ｓｂの
含有量が５重量％未満であると１７０℃での延性改善効
果が不十分である。一方、Ｓｂの含有量が１５重量％を
超えると延性改善効果が不十分であると共に冷間加工が
不可能となる。
【００１０】ＡｇはＳｂとの相乗効果において１７０℃
での延性改善に効果がある。Ａｇの含有量は２〜１５重
量％であることが必要であり、この範囲で１７０℃での
延性改善効果が生じる。より好ましくは６〜１２重量％
であり、この範囲で１７０℃での延性改善は一段と優れ
た効果を示す。そしてこれらの範囲で冷間加工は可能で
ある。Ａｇの含有量が２重量％未満であると１７０℃で
の延性改善効果が不十分である。一方、Ａｇの含有量が
１５重量％を超えると延性改善効果が不十分であると共
に冷間加工が不可能となる。
での延性改善に効果がある。Ａｇの含有量は２〜１５重
量％であることが必要であり、この範囲で１７０℃での
延性改善効果が生じる。より好ましくは６〜１２重量％
であり、この範囲で１７０℃での延性改善は一段と優れ
た効果を示す。そしてこれらの範囲で冷間加工は可能で
ある。Ａｇの含有量が２重量％未満であると１７０℃で
の延性改善効果が不十分である。一方、Ａｇの含有量が
１５重量％を超えると延性改善効果が不十分であると共
に冷間加工が不可能となる。
【００１１】Ｓｎ−Ｓｂ系半田において、Ｓｂ含有量が
低い程通常強度は低くなり、延性が高くなる傾向にある
ため、Ｓｂ含有量が３重量％と小さい場合の方が１７０
℃での延性も大きいと予想されたものの、本発明の通り
Ｓｂ含有量が５〜１５重量％と高い方が１７０℃での優
れた延性改善効果を有する理由は明らかではないが、Ｓ
ｎとＳｂとＡｇとの相乗効果によるものと考えられる。
低い程通常強度は低くなり、延性が高くなる傾向にある
ため、Ｓｂ含有量が３重量％と小さい場合の方が１７０
℃での延性も大きいと予想されたものの、本発明の通り
Ｓｂ含有量が５〜１５重量％と高い方が１７０℃での優
れた延性改善効果を有する理由は明らかではないが、Ｓ
ｎとＳｂとＡｇとの相乗効果によるものと考えられる。
【００１２】次に本発明の製造方法について説明する。
本発明品の半田材料はＳｎ、Ｓｂ、Ａｇを所定量配合し
て不活性雰囲気中で溶解し、これを鋳造して圧延用イン
ゴット又は押出し用インゴットを作成する。圧延用イン
ゴットは圧延に供し半田テープとし、次に垂直又は水平
に並べた２本の圧延ロール間に２枚の半田テープを挿通
し、２枚の半田テープの接合手前で２枚の半田テープの
間に所定の粉末を供給し、圧延ロールのかみこみ力によ
って半田材料の内部に前記粉末を充填せしめる方法によ
り本発明になる複合半田材料テープの冷間加工素材を得
る。押出し用インゴットはインゴットに空洞部を設け、
該空洞部に粉末を充填し押出加工する方法により本発明
になる複合半田材料テープ又はワイヤーの冷間加工素材
を得る。これらの冷間加工素材を圧延又は伸線加工によ
り厚み又は外径が３０〜３００μｍの冷間加工された複
合半田材料テープ又はワイヤーを製造する。さらに、冷
間加工された複合半田材料テープをプレス加工してペレ
ット状に加工して使用することも出来る。
本発明品の半田材料はＳｎ、Ｓｂ、Ａｇを所定量配合し
て不活性雰囲気中で溶解し、これを鋳造して圧延用イン
ゴット又は押出し用インゴットを作成する。圧延用イン
ゴットは圧延に供し半田テープとし、次に垂直又は水平
に並べた２本の圧延ロール間に２枚の半田テープを挿通
し、２枚の半田テープの接合手前で２枚の半田テープの
間に所定の粉末を供給し、圧延ロールのかみこみ力によ
って半田材料の内部に前記粉末を充填せしめる方法によ
り本発明になる複合半田材料テープの冷間加工素材を得
る。押出し用インゴットはインゴットに空洞部を設け、
該空洞部に粉末を充填し押出加工する方法により本発明
になる複合半田材料テープ又はワイヤーの冷間加工素材
を得る。これらの冷間加工素材を圧延又は伸線加工によ
り厚み又は外径が３０〜３００μｍの冷間加工された複
合半田材料テープ又はワイヤーを製造する。さらに、冷
間加工された複合半田材料テープをプレス加工してペレ
ット状に加工して使用することも出来る。
【００１３】ここで粉末として次のものが用いられる。 （１）使用する半田材料より少なくとも５０℃以上高融
点のものである。 （２）材質の例示 金属粒子：Ｃｕ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｗ 酸化物：Ａｌ2 Ｏ3 、ＴｉＯ2 、Ｃｒ2 Ｏ3 、ＺｒＯ
2 その他：炭化物、窒化物、ホウ化物等があげられる。 尚、半田との濡れ性の点から金属粒子、酸化物が好まし
く用いられる。 （３）形状、寸法 寸法：５〜１００μｍのものが好ましく使用される。 形状：不定型及び球状のものが使用出来るが球状の方が
好ましい。 （４）複合半田材料中の粉末含有量 ０．００１〜１．０重量％のものが好ましく用いられ
る。また、０．００１〜０．６重量％のものがより好ま
しく用いられる。
点のものである。 （２）材質の例示 金属粒子：Ｃｕ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｗ 酸化物：Ａｌ2 Ｏ3 、ＴｉＯ2 、Ｃｒ2 Ｏ3 、ＺｒＯ
2 その他：炭化物、窒化物、ホウ化物等があげられる。 尚、半田との濡れ性の点から金属粒子、酸化物が好まし
く用いられる。 （３）形状、寸法 寸法：５〜１００μｍのものが好ましく使用される。 形状：不定型及び球状のものが使用出来るが球状の方が
好ましい。 （４）複合半田材料中の粉末含有量 ０．００１〜１．０重量％のものが好ましく用いられ
る。また、０．００１〜０．６重量％のものがより好ま
しく用いられる。
【００１４】
（実施例１）冷間加工した複合半田ワイヤーの半田中の
各金属元素が表１に示す組成となるように配合して窒素
雰囲気中で溶解，鋳造し，直径７０mm×長さ１００mmの
半田インゴットを作成した。この半田インゴットに空洞
部を設けて該空洞部にＮｉ粉末を加圧して充填し、空洞
部に同じ半田材料の栓をした後１５０℃に加熱して、直
径１mmのワイヤーに押出した。更に伸線加工を行い直径
０．３mmの細線に仕上げた。その際の冷間加工性を表２
に示す。次にこの伸線加工材を１７０℃に加熱した状態
で引張試験を行い、伸び率を測定した。その結果を表２
に示す。
各金属元素が表１に示す組成となるように配合して窒素
雰囲気中で溶解，鋳造し，直径７０mm×長さ１００mmの
半田インゴットを作成した。この半田インゴットに空洞
部を設けて該空洞部にＮｉ粉末を加圧して充填し、空洞
部に同じ半田材料の栓をした後１５０℃に加熱して、直
径１mmのワイヤーに押出した。更に伸線加工を行い直径
０．３mmの細線に仕上げた。その際の冷間加工性を表２
に示す。次にこの伸線加工材を１７０℃に加熱した状態
で引張試験を行い、伸び率を測定した。その結果を表２
に示す。
【００１５】（実施例２〜１４、実施例１６〜１９、比
較例１〜６）半田ワイヤー中の各金属元素が表１に示す
組成となるように配合して窒素雰囲気中で溶解，鋳造
し，直径７０mm×長さ１００mmのインゴットを作成し
た。これを１５０℃に加熱して直径１mmのワイヤーに押
出した。更に伸線加工を行い直径０．３mmの細線に仕上
げた。その際の冷間加工性を表２に示す。次にこの伸線
加工材を１７０℃に加熱した状態で引張試験を行い、伸
び率を測定した。その結果を表２に示す。
較例１〜６）半田ワイヤー中の各金属元素が表１に示す
組成となるように配合して窒素雰囲気中で溶解，鋳造
し，直径７０mm×長さ１００mmのインゴットを作成し
た。これを１５０℃に加熱して直径１mmのワイヤーに押
出した。更に伸線加工を行い直径０．３mmの細線に仕上
げた。その際の冷間加工性を表２に示す。次にこの伸線
加工材を１７０℃に加熱した状態で引張試験を行い、伸
び率を測定した。その結果を表２に示す。
【００１６】（実施例１５）半田リボン中の各金属元素
が表１に示す組成となるように配合して窒素雰囲気中で
溶解，鋳造し，直径３０mm×長さ１００mmのインゴット
を作成した。これを１５０℃に加熱して厚さ１mm×幅２
０mmに押出した。更に圧延加工を行い厚さ０．３mm×幅
２０mmのテープ状に仕上げた。その際の冷間加工性を表
２に示す。次にこの圧延加工材を１７０℃に加熱した状
態で引張試験を行い、伸び率を測定した。その結果を表
２に示す。
が表１に示す組成となるように配合して窒素雰囲気中で
溶解，鋳造し，直径３０mm×長さ１００mmのインゴット
を作成した。これを１５０℃に加熱して厚さ１mm×幅２
０mmに押出した。更に圧延加工を行い厚さ０．３mm×幅
２０mmのテープ状に仕上げた。その際の冷間加工性を表
２に示す。次にこの圧延加工材を１７０℃に加熱した状
態で引張試験を行い、伸び率を測定した。その結果を表
２に示す。
【００１７】
【表１】
【００１８】
【表２】
【００１９】ここで冷間加工性とは、ワイヤーの場合、
直径１mmから０．３mm迄伸線加工する際の重量１ｋｇ当
りの断線回数を測定し、以下のように評価した。 ○：断線回数２回以下の時 △：断線回数３〜４回の時 ×：断線回数５回以上の時 不可：伸線不可能な時 テープの場合、厚さ１mmから０．３mm迄圧延加工する際
のテープ幅方向の最大耳割れの大きさを測定し、テープ
幅に対する比率を耳割れ率として、以下のように評価し
た。 ○：耳割れ率５％以下の時 △：耳割れ率５％を超え２５％未満の時 ×：耳割れ率２５％以下の時 不可：圧延不可能な時
直径１mmから０．３mm迄伸線加工する際の重量１ｋｇ当
りの断線回数を測定し、以下のように評価した。 ○：断線回数２回以下の時 △：断線回数３〜４回の時 ×：断線回数５回以上の時 不可：伸線不可能な時 テープの場合、厚さ１mmから０．３mm迄圧延加工する際
のテープ幅方向の最大耳割れの大きさを測定し、テープ
幅に対する比率を耳割れ率として、以下のように評価し
た。 ○：耳割れ率５％以下の時 △：耳割れ率５％を超え２５％未満の時 ×：耳割れ率２５％以下の時 不可：圧延不可能な時
【００２０】表１，２から明らかなように、Ｓｂ５〜１
５重量％、Ａｇ２〜１５重量％を含み、残部が不可避不
純物を除いて実質的にＳｎからなる半田材料を冷間加工
してなる本発明実施例１〜１９は何れも冷間加工性に優
れると共に、１７０℃での伸び率も２５％以上と良好で
あることがわかる。さらに、Ｓｂの含有量を６〜１１重
量％、Ａｇの含有量を６〜１２重量％とした実施例２〜
６、１０〜１２、１５〜１９において、１７０℃での伸
び率が３８％以上とより良好であることが判る。
５重量％、Ａｇ２〜１５重量％を含み、残部が不可避不
純物を除いて実質的にＳｎからなる半田材料を冷間加工
してなる本発明実施例１〜１９は何れも冷間加工性に優
れると共に、１７０℃での伸び率も２５％以上と良好で
あることがわかる。さらに、Ｓｂの含有量を６〜１１重
量％、Ａｇの含有量を６〜１２重量％とした実施例２〜
６、１０〜１２、１５〜１９において、１７０℃での伸
び率が３８％以上とより良好であることが判る。
【００２１】また、複合半田材料中の粉末含有量を０．
００１〜０．６重量％とした実施例１〜１８は、同含有
量が１．０重量％である実施例１９に比して、冷間加工
性がさらに良好であることがわかる。
００１〜０．６重量％とした実施例１〜１８は、同含有
量が１．０重量％である実施例１９に比して、冷間加工
性がさらに良好であることがわかる。
【００２２】これに対し、Ｓｎ−Ｓｂ−Ａｇ系の組成で
あってもＳｂ、Ａｇの含有量が本発明の範囲外である比
較例２，４は冷間加工が不可能であり、またＳｂ、Ａｇ
の含有量が本発明の範囲内であってもどちらか一方のみ
を単独で含有する比較例１，３は冷間加工性は良好であ
るものの１７０℃状態での伸び率が１５％以下であり、
さらに、Ｓｎ−Ｓｂ−Ｎｉ系組成とした比較例５、Ｓｎ
−Ｓｂ−Ａｇ−Ｃｕ系組成とした比較例６においては１
７０℃での伸び率が２１％以下であり、且つ冷間加工が
不可能であることがわかる。
あってもＳｂ、Ａｇの含有量が本発明の範囲外である比
較例２，４は冷間加工が不可能であり、またＳｂ、Ａｇ
の含有量が本発明の範囲内であってもどちらか一方のみ
を単独で含有する比較例１，３は冷間加工性は良好であ
るものの１７０℃状態での伸び率が１５％以下であり、
さらに、Ｓｎ−Ｓｂ−Ｎｉ系組成とした比較例５、Ｓｎ
−Ｓｂ−Ａｇ−Ｃｕ系組成とした比較例６においては１
７０℃での伸び率が２１％以下であり、且つ冷間加工が
不可能であることがわかる。
【００２３】次に、図１及び図２に示す実験例について
説明する。図１はＳｂ含有量８．５重量％、Ａｇ含有量
を０〜２５重量％、残部が不可避不純物を除いて実質的
にＳｎからなる半田材料を冷間加工してなる複合半田材
料の１７０℃での伸び率を測定したグラフである。図２
はＡｇ含有量７．５重量％、Ｓｂ含有量を０〜１５重量
％、残部が不可避不純物を除いて実質的にＳｎからなる
半田材料を冷間加工してなる複合半田材料の１７０℃で
の伸び率を測定したグラフである。
説明する。図１はＳｂ含有量８．５重量％、Ａｇ含有量
を０〜２５重量％、残部が不可避不純物を除いて実質的
にＳｎからなる半田材料を冷間加工してなる複合半田材
料の１７０℃での伸び率を測定したグラフである。図２
はＡｇ含有量７．５重量％、Ｓｂ含有量を０〜１５重量
％、残部が不可避不純物を除いて実質的にＳｎからなる
半田材料を冷間加工してなる複合半田材料の１７０℃で
の伸び率を測定したグラフである。
【００２４】図１から明らかなように、Ａｇ含有量が２
〜１５重量％の範囲内において伸び率が２５％以上と良
好であり、且つＡｇ含有量が６〜１２重量％の範囲内に
おいて伸び率がさらに良好であることが判る。また図２
から明らかなように、Ｓｂ含有量が５〜１５重量％の範
囲内において伸び率が２５％以上と良好であり、且つＳ
ｂ含有量が６〜１１重量％の範囲内において伸び率がさ
らに良好であることが判る。
〜１５重量％の範囲内において伸び率が２５％以上と良
好であり、且つＡｇ含有量が６〜１２重量％の範囲内に
おいて伸び率がさらに良好であることが判る。また図２
から明らかなように、Ｓｂ含有量が５〜１５重量％の範
囲内において伸び率が２５％以上と良好であり、且つＳ
ｂ含有量が６〜１１重量％の範囲内において伸び率がさ
らに良好であることが判る。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明よりなる複
合半田材料は、冷間加工性に優れていると共に１７０℃
の状態における引張試験での伸び率が著しく優れてい
る。従って、粉末を含有した複合半田素材を所定寸法に
冷間加工して接続材料として使用した場合、半導体チッ
プの水平度を良好に保つ事が出来ると共に半導体チップ
の発熱に伴うＳｎ−Ｓｂ半田部材にクラックの発生を抑
制出来るという優れた効果を有する。よって、例えば半
導体チップとリードフレーム基板間の接続等に用いて極
めて好適なものである。
合半田材料は、冷間加工性に優れていると共に１７０℃
の状態における引張試験での伸び率が著しく優れてい
る。従って、粉末を含有した複合半田素材を所定寸法に
冷間加工して接続材料として使用した場合、半導体チッ
プの水平度を良好に保つ事が出来ると共に半導体チップ
の発熱に伴うＳｎ−Ｓｂ半田部材にクラックの発生を抑
制出来るという優れた効果を有する。よって、例えば半
導体チップとリードフレーム基板間の接続等に用いて極
めて好適なものである。
【図１】Ｓｂ含有量８．５重量％、Ａｇ含有量を０〜２
５重量％、残部が不可避不純物を除いて実質的にＳｎか
らなる半田材料を冷間加工してなる複合半田材料の１７
０℃での伸び率を測定したグラフである。
５重量％、残部が不可避不純物を除いて実質的にＳｎか
らなる半田材料を冷間加工してなる複合半田材料の１７
０℃での伸び率を測定したグラフである。
【図２】Ａｇ含有量７．５重量％、Ｓｂ含有量を０〜１
５重量％、残部が不可避不純物を除いて実質的にＳｎか
らなる半田材料を冷間加工してなる複合半田材料の１７
０℃での伸び率を測定したグラフである。
５重量％、残部が不可避不純物を除いて実質的にＳｎか
らなる半田材料を冷間加工してなる複合半田材料の１７
０℃での伸び率を測定したグラフである。
Claims (4)
- 【請求項１】 半田材料中に粉末を含有した複合半田材
料において、半田材料がＳｂ５〜１５重量％、Ａｇ２〜
１５重量％を含み、残部が不可避不純物を除いて実質的
にＳｎからなることを特徴とする複合半田材料。 - 【請求項２】 半田材料中に粉末を含有した複合半田材
料の製造方法において、Ｓｂ５〜１５重量％、Ａｇ２〜
１５重量％を含み、残部が不可避不純物を除いて実質的
にＳｎからなる半田材料を冷間加工してなることを特徴
とする複合半田材料の製造方法。 - 【請求項３】 複合半田材料の粉末含有量が０．００１
〜１．０重量％であることを特徴とする請求項１記載の
複合半田材料。 - 【請求項４】 複合半田材料の粉末含有量が０．００１
〜１．０重量％であることを特徴とする請求項２記載の
複合半田材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12905494A JPH081372A (ja) | 1994-06-10 | 1994-06-10 | 複合半田材料及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12905494A JPH081372A (ja) | 1994-06-10 | 1994-06-10 | 複合半田材料及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH081372A true JPH081372A (ja) | 1996-01-09 |
Family
ID=14999951
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12905494A Pending JPH081372A (ja) | 1994-06-10 | 1994-06-10 | 複合半田材料及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH081372A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005254254A (ja) * | 2004-03-09 | 2005-09-22 | Toshiba Corp | 無鉛はんだ、無鉛はんだの製造方法および電子部品 |
| KR20160006667A (ko) | 2013-05-10 | 2016-01-19 | 후지 덴키 가부시키가이샤 | 반도체 장치 및 반도체 장치의 제조방법 |
| WO2017047289A1 (ja) * | 2015-09-17 | 2017-03-23 | 富士電機株式会社 | 半導体装置用はんだ材 |
| WO2018168858A1 (ja) * | 2017-03-17 | 2018-09-20 | 富士電機株式会社 | はんだ材 |
-
1994
- 1994-06-10 JP JP12905494A patent/JPH081372A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005254254A (ja) * | 2004-03-09 | 2005-09-22 | Toshiba Corp | 無鉛はんだ、無鉛はんだの製造方法および電子部品 |
| KR20160006667A (ko) | 2013-05-10 | 2016-01-19 | 후지 덴키 가부시키가이샤 | 반도체 장치 및 반도체 장치의 제조방법 |
| US10157877B2 (en) | 2013-05-10 | 2018-12-18 | Fuji Electric Co., Ltd. | Semiconductor device and manufacturing method of semiconductor device |
| CN107427968A (zh) * | 2015-09-17 | 2017-12-01 | 富士电机株式会社 | 半导体装置用软钎焊材料 |
| JPWO2017047289A1 (ja) * | 2015-09-17 | 2018-01-25 | 富士電機株式会社 | 半導体装置用はんだ材 |
| WO2017047289A1 (ja) * | 2015-09-17 | 2017-03-23 | 富士電機株式会社 | 半導体装置用はんだ材 |
| US10727194B2 (en) | 2015-09-17 | 2020-07-28 | Fuji Electric Co., Ltd. | Solder material for semiconductor device |
| CN112338387A (zh) * | 2015-09-17 | 2021-02-09 | 富士电机株式会社 | 半导体装置用软钎焊材料 |
| JP2021142568A (ja) * | 2015-09-17 | 2021-09-24 | 富士電機株式会社 | 半導体装置用はんだ材 |
| US11145615B2 (en) | 2015-09-17 | 2021-10-12 | Fuji Electric Co., Ltd. | Solder material for semiconductor device |
| WO2018168858A1 (ja) * | 2017-03-17 | 2018-09-20 | 富士電機株式会社 | はんだ材 |
| US11850685B2 (en) | 2017-03-17 | 2023-12-26 | Fuji Electric Co., Ltd. | Solder material |
| US12296409B2 (en) | 2017-03-17 | 2025-05-13 | Fuji Electric Co., Ltd. | Solder material |
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