JPH11320177A - はんだ組成物 - Google Patents
はんだ組成物Info
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- JPH11320177A JPH11320177A JP10150725A JP15072598A JPH11320177A JP H11320177 A JPH11320177 A JP H11320177A JP 10150725 A JP10150725 A JP 10150725A JP 15072598 A JP15072598 A JP 15072598A JP H11320177 A JPH11320177 A JP H11320177A
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Landscapes
- Removal Of Insulation Or Armoring From Wires Or Cables (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 はんだ付性と、Ｃｕ線喰われ性に関し、従来
のＳｎ−Ｐｂ系はんだと少なくとも同等の特性を有する
無鉛はんだを提供する。 【解決手段】 Ｓｎ、Ｂｉ及びＣｕを、 Ｓｎ：５．０〜９０．０重量％、 Ｂｉ：５．０〜９２．０重量％、 Ｃｕ：０．１重量％以上で、下記の式の要件を満たす範
囲 Ｃｕ添加量（重量％）≦（０．０６×Ｓｎ量）−０．０
２ ……(1) Ｃｕ添加量（重量％）≧（０．０６×Ｓｎ量）−３．４
……(2) となるように配合する。また、上記のはんだ組成物に、
さらに、Ａｇ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｓｂ、Ｇｅ、Ｐからなる群
より選ばれる少なくとも１種を添加する。
のＳｎ−Ｐｂ系はんだと少なくとも同等の特性を有する
無鉛はんだを提供する。 【解決手段】 Ｓｎ、Ｂｉ及びＣｕを、 Ｓｎ：５．０〜９０．０重量％、 Ｂｉ：５．０〜９２．０重量％、 Ｃｕ：０．１重量％以上で、下記の式の要件を満たす範
囲 Ｃｕ添加量（重量％）≦（０．０６×Ｓｎ量）−０．０
２ ……(1) Ｃｕ添加量（重量％）≧（０．０６×Ｓｎ量）−３．４
……(2) となるように配合する。また、上記のはんだ組成物に、
さらに、Ａｇ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｓｂ、Ｇｅ、Ｐからなる群
より選ばれる少なくとも１種を添加する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本願発明は、電子機器や電子
部品用のはんだ組成物に関するものであり、特に、エナ
メル被覆銅線の被覆剥離とはんだ付けの両方を同時に行
う場合に用いるのに適したはんだ組成物に関する。
部品用のはんだ組成物に関するものであり、特に、エナ
メル被覆銅線の被覆剥離とはんだ付けの両方を同時に行
う場合に用いるのに適したはんだ組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、コイル部品などの製造工程におい
ては、巻線コイルのエナメル線被覆剥離とはんだ付けの
両方を同時に実施することが行われており、そのような
場合、Ｐｂ含有率の高いＳｎ−Ｐｂ系はんだを、４００
℃以上の高温で使用することが一般的に行われてきた。
ては、巻線コイルのエナメル線被覆剥離とはんだ付けの
両方を同時に実施することが行われており、そのような
場合、Ｐｂ含有率の高いＳｎ−Ｐｂ系はんだを、４００
℃以上の高温で使用することが一般的に行われてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のＳｎ−
Ｐｂ系はんだは、毒性を有するＰｂを含んでいるため、
その使用が制限されつつある。
Ｐｂ系はんだは、毒性を有するＰｂを含んでいるため、
その使用が制限されつつある。
【０００４】そのため、近年は、Ｓｎ−Ｐｂ系はんだに
代わる、いわゆるＰｂフリーはんだ（無鉛はんだ）が市
場に流通しつつあるが、そのほとんどがＳｎを主成分と
するものであり、巻線コイルのエナメル線被覆剥離とは
んだ付けの両方を同時に行うと、Ｃｕ線がはんだに溶解
する、いわゆるＣｕ線喰われの現象が発生するという問
題点がある。
代わる、いわゆるＰｂフリーはんだ（無鉛はんだ）が市
場に流通しつつあるが、そのほとんどがＳｎを主成分と
するものであり、巻線コイルのエナメル線被覆剥離とは
んだ付けの両方を同時に行うと、Ｃｕ線がはんだに溶解
する、いわゆるＣｕ線喰われの現象が発生するという問
題点がある。
【０００５】本願発明は、上記問題点を解決するもので
あり、はんだ付性と、Ｃｕ線喰われ性（耐Ｃｕ線喰われ
性）に関し、従来のＳｎ−Ｐｂ系はんだと少なくとも同
等の特性を有する無鉛はんだを提供することを目的とし
ている。
あり、はんだ付性と、Ｃｕ線喰われ性（耐Ｃｕ線喰われ
性）に関し、従来のＳｎ−Ｐｂ系はんだと少なくとも同
等の特性を有する無鉛はんだを提供することを目的とし
ている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願発明のはんだ組成物は、Ｓｎ、Ｂｉ及びＣｕ
を、 Ｓｎ：５．０〜９０．０重量％、 Ｂｉ：５．０〜９２．０重量％、 Ｃｕ：０．１重量％以上で、かつ、下記の式(1)及び(2)
の要件を満たす範囲 で含有することを特徴としている。 Ｃｕ添加量（重量％）≦（０．０６×Ｓｎ量）−０．０２ ……(1) Ｃｕ添加量（重量％）≧（０．０６×Ｓｎ量）−３．４ ……(2)
に、本願発明のはんだ組成物は、Ｓｎ、Ｂｉ及びＣｕ
を、 Ｓｎ：５．０〜９０．０重量％、 Ｂｉ：５．０〜９２．０重量％、 Ｃｕ：０．１重量％以上で、かつ、下記の式(1)及び(2)
の要件を満たす範囲 で含有することを特徴としている。 Ｃｕ添加量（重量％）≦（０．０６×Ｓｎ量）−０．０２ ……(1) Ｃｕ添加量（重量％）≧（０．０６×Ｓｎ量）−３．４ ……(2)
【０００７】ＳｎとＢｉを主成分とし、これにさらにＣ
ｕを、上記の割合で配合することにより、Ｐｂを含ま
ず、安全性に優れており、かつ、はんだ付性と、Ｃｕ線
喰われ性に関し、従来のＳｎ−Ｐｂ系はんだと同等の特
性を有するはんだを得ることが可能になる。
ｕを、上記の割合で配合することにより、Ｐｂを含ま
ず、安全性に優れており、かつ、はんだ付性と、Ｃｕ線
喰われ性に関し、従来のＳｎ−Ｐｂ系はんだと同等の特
性を有するはんだを得ることが可能になる。
【０００８】なお、Ｓｎの配合割合を５．０〜９０．０
重量％の範囲としたのは、Ｓｎの配合割合が５．０重量
％未満になるとはんだ付性が低下し、９０重量％を超え
るとＣｕ線喰われが発生しやすくなることによる。
重量％の範囲としたのは、Ｓｎの配合割合が５．０重量
％未満になるとはんだ付性が低下し、９０重量％を超え
るとＣｕ線喰われが発生しやすくなることによる。
【０００９】また、Ｂｉの配合割合を５．０〜９２．０
重量％の範囲としたのは、Ｂｉの配合割合が５．０重量
％未満になると、必然的にＳｎの配合割合が増えてＣｕ
線喰われが発生しやすくなり、逆に、Ｂｉの配合割合が
９２重量％を超えると、必然的にＳｎの配合割合が減少
してはんだ付性が低下することによる。
重量％の範囲としたのは、Ｂｉの配合割合が５．０重量
％未満になると、必然的にＳｎの配合割合が増えてＣｕ
線喰われが発生しやすくなり、逆に、Ｂｉの配合割合が
９２重量％を超えると、必然的にＳｎの配合割合が減少
してはんだ付性が低下することによる。
【００１０】また、Ｃｕを、０．１重量％以上で、上記
の式(1)及び(2)の要件を満たす範囲としたのは以下の理
由による。すなわち、Ｃｕの添加割合が０．１重量％未
満になると、Ｃｕ線喰われを抑制する効果が不十分にな
り、また、上記の式(1)の要件を満たさない場合には、
はんだ融点が４００℃を超え、事実上使用することがで
きなくなり、さらに、上記の式(2)の要件を満たさない
場合には、Ｃｕ線喰われを抑制することができなくなる
ことによる。
の式(1)及び(2)の要件を満たす範囲としたのは以下の理
由による。すなわち、Ｃｕの添加割合が０．１重量％未
満になると、Ｃｕ線喰われを抑制する効果が不十分にな
り、また、上記の式(1)の要件を満たさない場合には、
はんだ融点が４００℃を超え、事実上使用することがで
きなくなり、さらに、上記の式(2)の要件を満たさない
場合には、Ｃｕ線喰われを抑制することができなくなる
ことによる。
【００１１】なお、Ｓｎの配合割合と関連して、式(1)
及び式(2)により規定される、本願発明のはんだ組成物
中のＣｕの配合割合を図１に示す。図１の、点Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄで囲まれた領域が請求項１のはんだ組成物におけ
るＣｕの配合割合である。
及び式(2)により規定される、本願発明のはんだ組成物
中のＣｕの配合割合を図１に示す。図１の、点Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄで囲まれた領域が請求項１のはんだ組成物におけ
るＣｕの配合割合である。
【００１２】また、請求項２のはんだ組成物は、Ｓｎ、
Ｂｉ及びＣｕを、 Ｓｎ：１４．８〜４２．０重量％ Ｂｉ：５７．０〜８５．０重量％ Ｃｕ：０．１重量％以上であって、かつ、前記請求項１
の式(1)及び(2)の要件を満たす範囲 で含有することを特徴としている。
Ｂｉ及びＣｕを、 Ｓｎ：１４．８〜４２．０重量％ Ｂｉ：５７．０〜８５．０重量％ Ｃｕ：０．１重量％以上であって、かつ、前記請求項１
の式(1)及び(2)の要件を満たす範囲 で含有することを特徴としている。
【００１３】Ｓｎ、Ｂｉ、及びＣｕを、請求項１よりも
さらに限定された上記の割合で配合することにより、Ｐ
ｂを含まず、安全性に優れており、かつ、はんだ付性と
耐Ｃｕ線喰われ性に関し、優れた特性を有するはんだ組
成物を確実に得ることが可能になる。
さらに限定された上記の割合で配合することにより、Ｐ
ｂを含まず、安全性に優れており、かつ、はんだ付性と
耐Ｃｕ線喰われ性に関し、優れた特性を有するはんだ組
成物を確実に得ることが可能になる。
【００１４】また、請求項３のはんだ組成物は、上記の
請求項１又は２記載のはんだ組成物に、さらに、Ａｇ、
Ｉｎ、Ｚｎ、Ｓｂ、Ｇｅ、Ｐからなる群より選ばれる少
なくとも１種を添加したことを特徴としている。
請求項１又は２記載のはんだ組成物に、さらに、Ａｇ、
Ｉｎ、Ｚｎ、Ｓｂ、Ｇｅ、Ｐからなる群より選ばれる少
なくとも１種を添加したことを特徴としている。
【００１５】上記のはんだ組成物に、さらに、Ａｇ、Ｉ
ｎ、Ｚｎ、Ｓｂ、Ｇｅ、Ｐの少なくとも１種を添加する
ことにより、Ｐｂを含まず、安全性に優れており、か
つ、はんだ付性と、Ｃｕ線喰われ性に関し、さらに優れ
た特性を有するはんだ組成物を得ることが可能になる。
ｎ、Ｚｎ、Ｓｂ、Ｇｅ、Ｐの少なくとも１種を添加する
ことにより、Ｐｂを含まず、安全性に優れており、か
つ、はんだ付性と、Ｃｕ線喰われ性に関し、さらに優れ
た特性を有するはんだ組成物を得ることが可能になる。
【００１６】なお、Ａｇ及びＳｂは、はんだ付性やはん
だの機械的な強度の向上、Ｉｎ及びＺｎは、はんだの融
点の制御、Ｇｅ及びＰは、はんだの酸化被膜の抑制など
に寄与する。
だの機械的な強度の向上、Ｉｎ及びＺｎは、はんだの融
点の制御、Ｇｅ及びＰは、はんだの酸化被膜の抑制など
に寄与する。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本願発明の実施の形態を示
して、その特徴とするところをさらに詳しく説明する。
して、その特徴とするところをさらに詳しく説明する。
【００１８】なお、この実施形態においては、表１に示
すような組成のはんだ組成物を作製した。
すような組成のはんだ組成物を作製した。
【００１９】
【表１】
【００２０】表１の、試料番号２，４，５，７，８，１
０は、本願発明の範囲内のはんだ組成物（実施例）であ
る。また、＊を付した試料番号１，３，６，９、及び試
料番号１１，１２，１３，１４は、本願発明の範囲外の
比較例であって、そのうち、試料番号１，３，６，９
は、構成成分が本願発明のはんだ組成物と同じで、配合
割合が本願発明の範囲外のものであり、また、試料番号
１１，１２，１３，１４は、構成成分のうち、Ｂｉ、又
はＣｕを含まないものである。なお、試料番号１１は、
Ｐｂを含む従来のＰｂ−Ｓｎ系はんだである。
０は、本願発明の範囲内のはんだ組成物（実施例）であ
る。また、＊を付した試料番号１，３，６，９、及び試
料番号１１，１２，１３，１４は、本願発明の範囲外の
比較例であって、そのうち、試料番号１，３，６，９
は、構成成分が本願発明のはんだ組成物と同じで、配合
割合が本願発明の範囲外のものであり、また、試料番号
１１，１２，１３，１４は、構成成分のうち、Ｂｉ、又
はＣｕを含まないものである。なお、試料番号１１は、
Ｐｂを含む従来のＰｂ−Ｓｎ系はんだである。
【００２１】そして、これらの各試料（はんだ組成物）
を用いて、エナメル線をはんだ付けし、Ｃｕ線喰われ性
とはんだ付き性を調べた。なお、Ｃｕ線喰われ性につい
ては、直径０．０８mmのエナメル被覆Ｃｕ線を、４００
℃のはんだ浴に浸漬したときに、Ｃｕ線が消失するまで
に経過した時間（Ｃｕ線喰われ時間）を測定し、評価し
たなお、Ｃｕ線喰われ時間が長くなるほど、Ｃｕ線喰わ
れの抑制効果が高いと評価される。
を用いて、エナメル線をはんだ付けし、Ｃｕ線喰われ性
とはんだ付き性を調べた。なお、Ｃｕ線喰われ性につい
ては、直径０．０８mmのエナメル被覆Ｃｕ線を、４００
℃のはんだ浴に浸漬したときに、Ｃｕ線が消失するまで
に経過した時間（Ｃｕ線喰われ時間）を測定し、評価し
たなお、Ｃｕ線喰われ時間が長くなるほど、Ｃｕ線喰わ
れの抑制効果が高いと評価される。
【００２２】また、はんだ付性については、４００℃に
おける清浄Ｃｕ板に対するはんだ濡れ性をメニスコグラ
フ法におけるゼロクロスタイムで評価した。ゼロクロス
タイムが短いほどはんだ濡れ性が良好と評価される。な
お、はんだ付けには、ＲＭＡタイプのフラックスを使用
した。
おける清浄Ｃｕ板に対するはんだ濡れ性をメニスコグラ
フ法におけるゼロクロスタイムで評価した。ゼロクロス
タイムが短いほどはんだ濡れ性が良好と評価される。な
お、はんだ付けには、ＲＭＡタイプのフラックスを使用
した。
【００２３】Ｃｕ線喰われ性及びはんだ付性についての
測定（評価）結果を、表１に併せて示す。表１に示すよ
うに、式(1)の条件を満たしていない試料番号１と６に
ついては、融点が４００℃以上で、通常のはんだ付け温
度では、はんだが溶融せず、測定が不可能であった。
測定（評価）結果を、表１に併せて示す。表１に示すよ
うに、式(1)の条件を満たしていない試料番号１と６に
ついては、融点が４００℃以上で、通常のはんだ付け温
度では、はんだが溶融せず、測定が不可能であった。
【００２４】また、式(2)の条件を満たしていない試料
番号３については、Ｃｕ線喰われ時間が１０秒以下とな
り、Ｃｕ線喰われ性（すなわち、Ｃｕ線喰われの抑制効
果）に関し、満足な結果が得られなかった。
番号３については、Ｃｕ線喰われ時間が１０秒以下とな
り、Ｃｕ線喰われ性（すなわち、Ｃｕ線喰われの抑制効
果）に関し、満足な結果が得られなかった。
【００２５】また、試料番号９については、Ｓｎの配合
割合が本願発明の範囲より小さく、Ｂｉの配合割合が本
願発明の範囲を超えているため、Ｃｕ線喰われ性（すな
わち、Ｃｕ線喰われの抑制効果）については満足な結果
が得られたが、ゼロクロスタイムが１秒以上と長く、十
分なはんだ濡れ性を得ることができなかった。
割合が本願発明の範囲より小さく、Ｂｉの配合割合が本
願発明の範囲を超えているため、Ｃｕ線喰われ性（すな
わち、Ｃｕ線喰われの抑制効果）については満足な結果
が得られたが、ゼロクロスタイムが１秒以上と長く、十
分なはんだ濡れ性を得ることができなかった。
【００２６】これに対して、Ｓｎ、Ｂｉが本願発明の範
囲内にあり、かつ式(1)及び(2)の条件を満たす、試料番
号２，４，５，７，８については、Ｃｕ線喰われ性、は
んだ付性とも、従来から使用されているＳｎ−Ｐｂ系は
んだと同等の性能が得られた。
囲内にあり、かつ式(1)及び(2)の条件を満たす、試料番
号２，４，５，７，８については、Ｃｕ線喰われ性、は
んだ付性とも、従来から使用されているＳｎ−Ｐｂ系は
んだと同等の性能が得られた。
【００２７】また、本願発明の範囲にあるＳｎ−Ｂｉ−
Ｃｕ系のはんだ組成物にＡｇを添加した試料番号１０に
ついても、Ｃｕ線喰われ性やはんだ付性が損なわれるこ
とはなく、Ｓｎ−Ｐｂ系はんだと同等の性能が得られ
た。
Ｃｕ系のはんだ組成物にＡｇを添加した試料番号１０に
ついても、Ｃｕ線喰われ性やはんだ付性が損なわれるこ
とはなく、Ｓｎ−Ｐｂ系はんだと同等の性能が得られ
た。
【００２８】また、表１には示していないが、本願発明
の範囲にあるＳｎ−Ｂｉ−Ｃｕ系のはんだ組成物に、Ｉ
ｎ、Ｚｎ、Ｓｂ、Ｇｅ、Ｐの１種以上を添加した場合に
も、Ｃｕ線喰われ性やはんだ付性が損なわれることはな
く、Ｓｎ−Ｐｂ系はんだと同等の性能が得られることが
確認されている。
の範囲にあるＳｎ−Ｂｉ−Ｃｕ系のはんだ組成物に、Ｉ
ｎ、Ｚｎ、Ｓｂ、Ｇｅ、Ｐの１種以上を添加した場合に
も、Ｃｕ線喰われ性やはんだ付性が損なわれることはな
く、Ｓｎ−Ｐｂ系はんだと同等の性能が得られることが
確認されている。
【００２９】なお、本願発明は、上記実施形態に限定さ
れるものではなく、発明の要旨の範囲内において、種々
の応用、変形を加えることが可能である。
れるものではなく、発明の要旨の範囲内において、種々
の応用、変形を加えることが可能である。
【００３０】
【発明の効果】上述のように、本願発明（請求項１）の
はんだ組成物は、ＳｎとＢｉを主成分とし、これにさら
にＣｕを、所定の割合で配合することにより、Ｐｂを含
まず、安全性に優れており、かつ、はんだ付性やＣｕ線
喰われ性に関し、従来のＳｎ−Ｐｂ系はんだと同等の特
性を有するはんだを得ることができる。
はんだ組成物は、ＳｎとＢｉを主成分とし、これにさら
にＣｕを、所定の割合で配合することにより、Ｐｂを含
まず、安全性に優れており、かつ、はんだ付性やＣｕ線
喰われ性に関し、従来のＳｎ−Ｐｂ系はんだと同等の特
性を有するはんだを得ることができる。
【００３１】また、請求項２のはんだ組成物のように、
Ｓｎ、Ｂｉ、及びＣｕを、請求項１よりもさらに限定さ
れた割合で配合することにより、はんだ付性と耐Ｃｕ線
喰われ性に関し、優れた特性を有するはんだ組成物を確
実に得ることが可能になり、本願発明をさらに実効あら
しめることができる。
Ｓｎ、Ｂｉ、及びＣｕを、請求項１よりもさらに限定さ
れた割合で配合することにより、はんだ付性と耐Ｃｕ線
喰われ性に関し、優れた特性を有するはんだ組成物を確
実に得ることが可能になり、本願発明をさらに実効あら
しめることができる。
【００３２】また、請求項３のはんだ組成物のように、
本願発明（請求項１又は２）のはんだ組成物に、さら
に、Ａｇ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｓｂ、Ｇｅ、Ｐの少なくとも１
種を添加することにより、機械的な強度の向上、はんだ
の融点の制御、はんだの酸化被膜の抑制などを図ること
が可能になり、さらに特性を向上させることが可能にな
る。
本願発明（請求項１又は２）のはんだ組成物に、さら
に、Ａｇ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｓｂ、Ｇｅ、Ｐの少なくとも１
種を添加することにより、機械的な強度の向上、はんだ
の融点の制御、はんだの酸化被膜の抑制などを図ること
が可能になり、さらに特性を向上させることが可能にな
る。
【図１】本願発明のはんだ組成物中の、Ｓｎの配合割合
に対するＣｕの配合割合の関係を示す図である。
に対するＣｕの配合割合の関係を示す図である。
Claims (3)
- 【請求項１】Ｓｎ、Ｂｉ及びＣｕを、下記の割合で配合
したはんだ組成物。 Ｓｎ：５．０〜９０．０重量％ Ｂｉ：５．０〜９２．０重量％ Ｃｕ：０．１重量％以上で、かつ、下記の式(1)及び(2)
の要件を満たす範囲 Ｃｕ添加量（重量％）≦（０．０６×Ｓｎ量）−０．０２ ……(1) Ｃｕ添加量（重量％）≧（０．０６×Ｓｎ量）−３．４ ……(2) - 【請求項２】Ｓｎ、Ｂｉ及びＣｕを、下記の割合で配合
した請求項１記載のはんだ組成物。 Ｓｎ：１４．８〜４２．０重量％ Ｂｉ：５７．０〜８５．０重量％ Ｃｕ：０．１重量％以上で、かつ、前記式(1)及び(2)
の要件を満たす範囲 - 【請求項３】請求項１又は２記載のはんだ組成物に、さ
らに、Ａｇ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｓｂ、Ｇｅ、Ｐからなる群よ
り選ばれる少なくとも１種を添加したことを特徴とする
はんだ組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15072598A JP3829475B2 (ja) | 1998-05-13 | 1998-05-13 | Ｃｕ系母材接合用のはんだ組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15072598A JP3829475B2 (ja) | 1998-05-13 | 1998-05-13 | Ｃｕ系母材接合用のはんだ組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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