JP2008521619A - はんだ合金 - Google Patents
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Abstract
ウェーブはんだプロセス、リフローはんだ付けプロセス、ホットエアレベリングプロセスまたはボールグリッドアレイにおける使用に適した合金であって、ビスマス０．０８〜３ｗｔ％と、銅０．１５〜１．５ｗｔ％と、銀０．１〜１．５ｗｔ％と、リン０〜０．１ｗｔ％と、ゲルマニウム０〜０．１ｗｔ％と、ガリウム０〜０．１ｗｔ％と、１種または複数種の希土類元素０〜０．３ｗｔ％と、インジウム０〜０．３ｗｔ％と、マグネシウム０〜０．３ｗｔ％と、カルシウム０〜０．３ｗｔ％と、ケイ素０〜０．３ｗｔ％と、アルミニウム０〜０．３ｗｔ％と、亜鉛０〜０．３ｗｔ％と、下記の元素、０．０２〜０．３ｗｔ％のニッケル、０．００８〜０．２ｗｔ％のマンガン、０．０１〜０．３ｗｔ％のコバルト、０．０１〜０．３ｗｔ％のクロム、０．０２〜０．３ｗｔ％の鉄、および０．００８〜０．１ｗｔ％のジルコニウム、のうち少なくとも１種と、残余のスズとを、不可避の不純物と共に含む合金。
【選択図】 なし
【選択図】 なし
Description
本発明は、合金に関し、特に無鉛はんだ合金に関する。この合金は特に、ウェーブはんだ付け、リフローはんだ付け、ホットエアレベリング、ならびにボールグリッドアレイおよびチップスケールパッケージなどの電子的はんだ付け用途における使用に適しているが、これらに限らない。
環境的な理由から、従来の鉛含有合金に代わる無鉛代替品の需要が増加している。多くの従来のはんだ合金が、スズ−銅共晶組成物、Ｓｎ−０．７ｗｔ％Ｃｕに基づいている。欧州特許出願公開第０３３６５７５号明細書には、接合および封止用の毒性の低い合金組成物、特に配管工事用のはんだとして使用するための無鉛合金が記載されている。
ウェーブはんだ付け（またはフローはんだ付け）は、電子アセンブリを大量にはんだ付けする広く使用されている方法である。この方法は、たとえばスルーホール回路基板に使用することができ、その場合、基板が溶融はんだの波の上を通過し、この波が基板の底部に打ち寄って接合しようとする金属表面を濡らす。
別のはんだ付けプロセスは、はんだ付け可能な保護層で銅端子をコーティングするためにプリント配線基板を溶融はんだに浸漬することを含む。このプロセスは、ホットエアレベリングとして知られている。
ボールグリッドアレイ接合部またはチップスケールパッケージは、通常２つの基板間のはんだ球により組み立てられる。これら接合部のアレイは、回路基板上にチップを実装するために使用される。
米国特許出願公開第２００２／００５１７２８号は、半導体デバイスにおけるバンプ接続で使用するためのはんだボールに関する。鉛含有はんだ合金組成物および無鉛はんだ合金組成物が記載されている。組成がＳｎ−２．５Ａｇ−０．５Ｃｕ−１Ｂｉである無鉛はんだ合金の例が提供されている。
しかしながら、ウェーブはんだ付け、リフローはんだ付け、ホットエアレベリングプロセス、およびボールグリッドアレイにおいて使用する場合には、一部の従来の無鉛共晶または共晶近傍はんだ組成物に問題が伴う。特に、ウェーブはんだ付けにおける従来のはんだ合金は、コンポーネント端子間におけるはんだのウエッビング（ｗｅｂｂｉｎｇ）やブリッジング（ｂｒｉｄｇｉｎｇ）など、基板の実質的な不良を伴うことなく十分なはんだ付けの結果を得るために、多くの場合高い使用温度を必要とする。これらの高温が使用されると、ドロス形成速度が増大し、プリント配線基板が過剰に反る可能性が増大する。
はんだ合金がウェーブはんだ付け、リフローはんだ付け、ホットエアレベリングプロセスおよびボールグリッドアレイにおける使用に適切であるためには、多くの要件がある。まず、合金が、銅、ニッケル、ニッケルリン（「無電解ニッケル」）など様々な基板材料に対して優れた濡れ特性を示さなければならない。このような基板を、たとえばスズ合金、金または有機コーティング（ＯＳＰ）を用いることによってコーティングして、濡れを改善することができる。優れた濡れにより、溶融はんだがキャピラリーギャップに流入し、かつプリント配線基板内のめっきスルーホール（ｔｈｒｏｕｇｈ−ｐｌａｔｅｄ ｈｏｌｅ）の壁面を登る能力が高まり、それにより優れたホール充填が実現される。
はんだ合金は、基板を溶解させ、その基板との界面で金属間化合物を形成する傾向がある。たとえば、はんだ合金中のスズは、界面で基板と反応して金属間化合物層を形成することがある。基板が銅である場合には、Ｃｕ６Ｓｎ５の層が形成されることになる。このような層は通常、１ミクロンの何分の１〜数ミクロンの厚さを有する。この層と銅基板との間の界面には、金属間化合物Ｃｕ３Ｓｎが存在することがある。これら界面の金属間化合物層は、エージング中、特により高温で使用される場合に成長する傾向があり、より厚い金属間化合物層はさらに、生じていることがあるボイドと共に、応力が加わった接合部の早期破壊の一因となることがある。
他の重要な要素は、（ｉ）機械的特性の向上をもたらす合金自体中の金属間化合物の存在、（ｉｉ）貯蔵中または繰り返されるリフロー中の劣化によりはんだ付け性能が理想的ではなくなってしまう場合にはんだ球において重要となる耐酸化性、（ｉｉｉ）ドロス形成速度（ｄｒｏｓｓｉｎｇ ｒａｔｅ）および（ｉｖ）合金の安定性である。これら後者の考慮事項は、合金がタンクまたは槽の中で長期間保持される用途では重要である。
本発明は、従来技術に関連する問題のうち少なくともいくつかに対処し、改善されたはんだ合金を提供することを目的とする。したがって、本発明は、ウェーブはんだプロセス、リフローはんだ付けプロセス、ホットエアレベリングプロセス、ボールグリッドアレイまたはチップスケールパッケージにおける使用に適した合金を提供する。この合金は、
ビスマス０．０８〜３ｗｔ％と、
銅０．１５〜１．５ｗｔ％と、
銀０．１〜１．５ｗｔ％と、
リン０〜０．１ｗｔ％と、
ゲルマニウム０〜０．１ｗｔ％と、
ガリウム０〜０．１ｗｔ％と、
１種または複数種の希土類元素０〜０．３ｗｔ％と、
インジウム０〜０．３ｗｔ％と、
マグネシウム０〜０．３ｗｔ％と、
カルシウム０〜０．３ｗｔ％と、
ケイ素０〜０．３ｗｔ％と、
アルミニウム０〜０．３ｗｔ％と、
亜鉛０〜０．３ｗｔ％と、
下記の元素、
０．０２〜０．３ｗｔ％のニッケル、
０．００８〜０．２ｗｔ％のマンガン、
０．０１〜０．３ｗｔ％のコバルト、
０．０１〜０．３ｗｔ％のクロム、
０．０２〜０．３ｗｔ％の鉄、
０．００８〜０．１ｗｔ％のジルコニウム、
のうち少なくとも１種と、
残余のスズとを、不可避の不純物と共に含む。
ビスマス０．０８〜３ｗｔ％と、
銅０．１５〜１．５ｗｔ％と、
銀０．１〜１．５ｗｔ％と、
リン０〜０．１ｗｔ％と、
ゲルマニウム０〜０．１ｗｔ％と、
ガリウム０〜０．１ｗｔ％と、
１種または複数種の希土類元素０〜０．３ｗｔ％と、
インジウム０〜０．３ｗｔ％と、
マグネシウム０〜０．３ｗｔ％と、
カルシウム０〜０．３ｗｔ％と、
ケイ素０〜０．３ｗｔ％と、
アルミニウム０〜０．３ｗｔ％と、
亜鉛０〜０．３ｗｔ％と、
下記の元素、
０．０２〜０．３ｗｔ％のニッケル、
０．００８〜０．２ｗｔ％のマンガン、
０．０１〜０．３ｗｔ％のコバルト、
０．０１〜０．３ｗｔ％のクロム、
０．０２〜０．３ｗｔ％の鉄、
０．００８〜０．１ｗｔ％のジルコニウム、
のうち少なくとも１種と、
残余のスズとを、不可避の不純物と共に含む。
これから本発明をさらに説明する。以下の節では、本発明の異なる態様をより詳細に規定する。そのようにして規定される各態様は、逆の内容が明確に示されている場合を除いて他の任意の態様と組み合わせることができる。特に、好ましいまたは有利であるとして示されている任意の特徴を、好ましいまたは有利であるとして示されている他の任意の特徴と組み合わせることができる。
ビスマスの存在は、低濃度レベルで固溶体中に存在することにより合金を強化し、またより高レベルのビスマスリッチな粒子またはビスマス含有金属間化合物として合金を強化する。その存在により、問題となっている用途、すなわちウェーブはんだ付け、リフローはんだ付け、ホットエアレベリング、ボールグリッドアレイおよびチップスケールパッケージ向けにはんだ合金の機械的特性が改善される。ビスマス含有量は、界面におけるＣｕ−Ｓｎ金属間化合物の成長速度の減少にも寄与し、これにより、これらの合金を用いて作製されるはんだ接合部の機械的特性が改善される。このため、本発明による合金は、好ましくはＢｉを０．０８〜１ｗｔ％、より好ましくはＢｉを０．０８〜０．５ｗｔ％、さらにより好ましくはＢｉを０．０８〜０．３ｗｔ％、さらにより好ましくはＢｉを０．０８〜０．２ｗｔ％含む。有効下限は、０．０８ｗｔ％であると考えられ、このため、このビスマスに関する下限は、典型的には０．１ｗｔ％、より典型的には０．１２ｗｔ％または０．１４ｗｔ％である。しかしながら、合金中のビスマス含有量は、３ｗｔ％を超えない。ビスマスがより高レベルであるほど融点が低下し、合金の延性が低下し、たとえばワイヤへの加工がはるかに困難となる。これらの理由により、合金中のビスマス含有量は、好ましくは１ｗｔ％を超えず、より好ましくは０．５ｗｔ％を超えず、より好ましくは０．４ｗｔ％を超えず、さらにより好ましくは０．３ｗｔ％を超えない。上記を考慮して、好ましい実施形態では、本発明により本明細書に記載の合金が提供され、この合金がＢｉを０．１０〜０．３ｗｔ％、より好ましくはＢｉを０．１２〜０．３ｗｔ％含む。
この合金は、好ましくはＣｕを０．１５〜１ｗｔ％、より好ましくはＣｕを０．５〜０．９ｗｔ％、さらにより好ましくはＣｕを０．６〜０．８ｗｔ％含む。
この合金は、好ましくはＡｇを０．１〜１．３ｗｔ％、より好ましくはＡｇを０．１〜１ｗｔ％、さらにより好ましくはＡｇを０．１〜０．５ｗｔ％、さらにより好ましくはＡｇを０．１〜０．４ｗｔ％、さらにより好ましくはＡｇを０．２〜０．４ｗｔ％含む。他の合金化元素と組み合わせると、これらの範囲内の銀含有量により、問題となっている用途に必要な特性が合金に提供されることがわかっている。さらに、銀含有量がより低い溶融合金は、銅の溶解速度がより小さくなるという利点を有することがわかっている。このため、合金中の銀の含有量は、好ましくは１．１ｗｔ％を超えず、より好ましくは０．５ｗｔ％を超えず、さらにより好ましくは０．４ｗｔ％を超えない。
銅はスズと共に共晶を形成し、それにより融点が低下し、合金の強度が増大する。過共晶の範囲にある銅含有量により、液相線温度が上昇するが、合金の強度がさらに向上する。銀は融点をさらに低下させ、銅および他の基板に対するはんだの濡れ特性を向上させる。ビスマスもまた合金の強度を向上させ、選択する濃度によっては、融点をさらに低下させることになる。
この合金は、好ましくはニッケル、コバルト、鉄およびクロムのうち少なくとも１種を０．０２〜０．２ｗｔ％、より好ましくはニッケル、コバルト、鉄およびクロムのうち少なくとも１種を０．０２〜０．１ｗｔ％含む。
存在する場合には、この合金は好ましくはマグネシウムを０．００５〜０．３ｗｔ％含む。０．０２〜０．３ｗｔ％のＦｅが０．００５〜０．３ｗｔ％のマグネシウムと共に存在することによって、改善された特性を得ることができる。
存在する場合には、この合金は好ましくはマンガンを０．０１〜０．１５ｗｔ％、より好ましくは、マンガンを０．０２〜０．１ｗｔ％含む。
ニッケル、コバルト、クロム、マンガンおよびジルコニウムは、金属間化合物成長調節剤および結晶成長抑制剤として作用することができる。たとえば、理論に縛られるつもりはないが、ニッケルはスズと金属間化合物を形成し、銅と置き換わってＣｕＮｉＳｎ金属間化合物を形成すると信じられている。ニッケルは、ビスマスと金属間化合物を形成することもできる。合金中のニッケルの存在は、プリント回路基板上の薄い銅層の溶解速度を減少させるという点で有利な効果を有することがわかっている。一部の例では、はんだによって濡れているむき出しの銅の面積が大きい場合に、この属性は、はんだ組成物の安定性を維持し、銅のレベルの過度の増加（ｂｕｉｌｄ−ｕｐ）を防ぐのに役立つ。このことは、はんだ槽組成物の変化（たとえば、銅のレベルの増大）によって問題が引き起こされる可能性が低減されるため、たとえばホットエアはんだレベリングにおいて特に貴重である。これらの理由により、本発明による合金は、好ましくはＮｉを少なくとも０．０３ｗｔ％、たとえばＮｉを０．０３ｗｔ％〜０．３ｗｔ％含む。
使用条件により最高温度が制限され、また溶融合金が、ホールの中を通じて、またはキャピラリーギャップ内において、優れた流動性を有する必要がある場合には、ニッケルのレベルが０．１ｗｔ％を超えない、より好ましくは０．０６ｗｔ％を超えない場合が有利である。したがって、好ましい一実施形態では、本発明により本明細書に記載の合金が提供され、この合金がＮｉを０．０３〜０．１ｗｔ％、より好ましくはＮｉを０．０３〜０．０６ｗｔ％含む。
一方で、結晶成長抑制および強度による最大効果が望ましく、またこれら最大効果をより高い使用温度によって提供することができる場合、この合金は、好ましくはＮｉを少なくとも０．０５ｗｔ％、より好ましくはＮｉを少なくとも０．０７ｗｔ％、さらにより好ましくはＮｉを少なくとも０．１ｗｔ％含む。したがって、別の好ましい実施形態では、本発明により本明細書に記載の合金が提供され、この合金がＮｉを０．０５〜０．３ｗｔ％、より好ましくはＮｉを０．０７〜０．３ｗｔ％、さらにより好ましくはＮｉを０．１〜０．３ｗｔ％含む。
さらに、銀およびビスマスを少し含有する合金中のニッケルの存在により、球状またははんだペースト状のこれらのはんだを用いて作製されるボールグリッドアレイまたはチップスケールパッケージのいわゆる「落下衝撃（ｄｒｏｐ ｓｈｏｃｋ）」による故障（脆性破壊）に対する耐性を向上させる際に、優れた実質的な利益がもたらされる。この利益は、使用中に生じる熱老化によって引き起こされる、はんだと基板との間の界面における金属間化合物の成長速度の減少から生じると信じられている。銅−はんだ界面の金属間化合物の成長速度は、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｂｉ系のニッケルフリー合金よりも小さいことがわかっている。
鉄は、ニッケルと類似の作用を有すると信じられており、したがってニッケルに関する上記コメントは鉄にも適用可能である。以上の理由により、この合金は、好ましくはＦｅを少なくとも０．０３ｗｔ％、たとえばＦｅを０．０３ｗｔ％〜０．３ｗｔ％含む。
マンガン、コバルトおよびクロムは、それぞれスズへの溶解度が低く、銅およびスズと金属間化合物を形成するとも信じられている。クロムは、多少銅への溶解性を有し、したがってニッケルと同様にしてＣｕ−Ｓｎ金属間化合物中の銅と置き換わる可能性がある。この金属間化合物の存在は、合金を溶融状態から固体状態へと冷却すると生じるミクロ構造に影響を及ぼす。より細かい粒子構造が観測されるほど、これにより、合金の出現および強度にさらなる利益がもたらされる。
コバルトは、銅の溶解速度を減少させ、界面の金属間化合物の形成速度を遅くするが、はんだ濡れ速度には悪影響を及ぼさないこともわかっている。このため、この合金は、好ましくはＣｏを少なくとも０．０２ｗｔ％、より好ましくはＣｏを少なくとも０．０５ｗｔ％、より好ましくはＣｏを少なくとも０．０７ｗｔ％、さらにより好ましくはＣｏを少なくとも０．１ｗｔ％含む。しかしながら、使用条件により最高温度が制限され、また溶融合金が、ホールの中を通じて、またはキャピラリーギャップ内において、優れた流動性を有する必要がある場合には、コバルトのレベルが０．１ｗｔ％を超えない、より好ましくは０．０７ｗｔ％を超えない場合が好ましいことがある。したがって、好ましい一実施形態では、本発明により本明細書に記載の合金が提供され、この合金はＣｏを０．０２〜０．０７ｗｔ％、より好ましくはＣｏを０．０２〜０．０５ｗｔ％含む。ボールグリッドアレイおよびチップスケールパッケージにおけるはんだとして、Ｃｏを本発明の他の元素と組み合わせて組成物中で使用する場合には、Ｃｏの存在はＮｉの存在と同様の利益をもたらす。落下衝撃による故障に対する耐性が高まる。
クロムは、合金を硬化させることもわかっている。したがって、脆い合金を避けることが望ましい一部の用途では、合金中のクロム含有量が０．２ｗｔ％を超えない場合が好ましく、クロム含有量が０．１ｗｔ％を超えない場合がより好ましい。好ましい範囲は、Ｃｒが０．０２〜０．１ｗｔ％、より好ましくはＣｒが０．０２〜０．０８ｗｔ％、さらにより好ましくはＣｒが０．０２〜０．０６ｗｔ％である。
本発明者らは、合金中のクロムの存在が球状のはんだの酸化速度を減少させる能力にかなりの利益をもたらすことも見出した。したがって、一部の用途では、この合金がＣｒを少なくとも０．０２ｗｔ％、好ましくはＣｒを少なくとも０．０５ｗｔ％、より好ましくはＣｒを少なくとも０．０６ｗｔ％、さらにより好ましくはＣｒを少なくとも０．０７ｗｔ％含む場合が好ましいことがある。好ましい一実施形態では、本発明により本明細書に記載の合金を含むはんだ球が提供され、このはんだ球がＣｒを０．０２〜０．３ｗｔ％、より好ましくはＣｒを０．０５〜０．３ｗｔ％、さらにより好ましくはＣｒを０．０７〜０．３ｗｔ％含む。
ジルコニウムもマンガンも共に、界面の金属間化合物の成長速度を減少させることがわかっている。
インジウム、亜鉛およびアルミニウムは、拡散調節剤として作用することができる。インジウムは、はんだ濡れに有益な効果があることがわかっている。インジウムは、はんだの融点を低下させる。インジウムはまた、はんだ接合部中におけるボイドの形成を低減するよう作用することもできる。インジウムは、Ｓｎリッチなマトリックスの強度を向上させることもできる。亜鉛は、インジウムと同様にして作用することがわかっている。
アルミニウムおよびマグネシウムは、バルク合金中に存在する金属間化合物相の形状を変化させることがわかっており、それにより、ノズルの入口帯で未溶融の金属間化合物の堆積によって閉塞が引き起こされることなく合金が狭いノズルを通り抜けなければならない一部の生産用途では、利益がもたらされる。
リン、ゲルマニウムおよびガリウムは、はんだの開放タンクの上部で形成されるドロス量を低減するように作用することができ、したがって、たとえばウェーブはんだ槽において貴重な添加物となる。
存在する場合には、この合金は好ましくは１種または複数種の希土類元素を最大０．０５ｗｔ％含む。１種または複数種の希土類元素は、好ましくはセリウム、ランタン、ネオジムおよびプラセオジムから選択される２種以上の元素を含む。
これらの合金は通常、スズを少なくとも９０ｗｔ％、好ましくはスズを９４〜９９．６％、より好ましくはスズを９５〜９９％、さらにより好ましくはスズを９７〜９９％含むことになる。したがって、本発明はさらに、ウェーブはんだプロセス、リフローはんだ付けプロセス、ホットエアレベリングプロセス、ボールグリッドアレイまたはチップスケールパッケージにおいて使用するための合金を提供する。この合金は、
ビスマス０．０８〜３ｗｔ％と、
銅０．１５〜１．５ｗｔ％と、
銀０．１〜１．５ｗｔ％と、
スズ９５〜９９ｗｔ％と、
リン０〜０．１ｗｔ％と、
ゲルマニウム０〜０．１ｗｔ％と、
ガリウム０〜０．１ｗｔ％と、
１種または複数種の希土類元素０〜０．３ｗｔ％と、
インジウム０〜０．３ｗｔ％と、
マグネシウム０〜０．３ｗｔ％と、
カルシウム０〜０．３ｗｔ％と、
ケイ素０〜０．３ｗｔ％と、
アルミニウム０〜０．３ｗｔ％と、
亜鉛０〜０．３ｗｔ％と、
下記の元素、
０．０２〜０．３ｗｔ％のニッケル、
０．００８〜０．２ｗｔ％のマンガン、
０．０１〜０．３ｗｔ％のコバルト、
０．０１〜０．３ｗｔ％のクロム、
０．０２〜０．３ｗｔ％の鉄、および
０．００８〜０．１ｗｔ％のジルコニウム、
のうち少なくとも１種とを、
不可避の不純物と共に含む。
ビスマス０．０８〜３ｗｔ％と、
銅０．１５〜１．５ｗｔ％と、
銀０．１〜１．５ｗｔ％と、
スズ９５〜９９ｗｔ％と、
リン０〜０．１ｗｔ％と、
ゲルマニウム０〜０．１ｗｔ％と、
ガリウム０〜０．１ｗｔ％と、
１種または複数種の希土類元素０〜０．３ｗｔ％と、
インジウム０〜０．３ｗｔ％と、
マグネシウム０〜０．３ｗｔ％と、
カルシウム０〜０．３ｗｔ％と、
ケイ素０〜０．３ｗｔ％と、
アルミニウム０〜０．３ｗｔ％と、
亜鉛０〜０．３ｗｔ％と、
下記の元素、
０．０２〜０．３ｗｔ％のニッケル、
０．００８〜０．２ｗｔ％のマンガン、
０．０１〜０．３ｗｔ％のコバルト、
０．０１〜０．３ｗｔ％のクロム、
０．０２〜０．３ｗｔ％の鉄、および
０．００８〜０．１ｗｔ％のジルコニウム、
のうち少なくとも１種とを、
不可避の不純物と共に含む。
本発明による合金は、記載の元素から本質的に成っていてもよい。そのため、必須であるそれらの元素（すなわち、Ｓｎ、Ｃｕ、Ｂｉ、ＡｇならびにＮｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｆｅ、ＺｒおよびＣｒのうち少なくとも１種）に加えて、他の不特定元素が、それらの存在の影響をこの組成物の本質的特性が実質的に受けないのであれば、組成物中に存在していてもよいことが理解されよう。したがって、本発明はさらに、ウェーブはんだプロセス、リフローはんだ付けプロセス、ホットエアレベリングプロセス、ボールグリッドアレイまたはチップスケールパッケージにおいて使用するための合金を提供する。この合金は、
ビスマス０．０８〜３ｗｔ％と、
銅０．１５〜１．５ｗｔ％と、
銀０．１〜１．５ｗｔ％と、
スズ９５〜９９ｗｔ％と、
リン０〜０．１ｗｔ％と、
ゲルマニウム０〜０．１ｗｔ％と、
ガリウム０〜０．１ｗｔ％と、
１種または複数種の希土類元素０〜０．３ｗｔ％と、
インジウム０〜０．３ｗｔ％と、
マグネシウム０〜０．３ｗｔ％と、
カルシウム０〜０．３ｗｔ％と、
ケイ素０〜０．３ｗｔ％と、
アルミニウム０〜０．３ｗｔ％と、
亜鉛０〜０．３ｗｔ％と、
下記の元素、
０．０２〜０．３ｗｔ％のニッケル、
０．００８〜０．２ｗｔ％のマンガン、
０．０１〜０．３ｗｔ％のコバルト、
０．０１〜０．３ｗｔ％のクロム、
０．０２〜０．３ｗｔ％の鉄、および
０．００８〜０．１ｗｔ％のジルコニウム、
のうち少なくとも１種と、
不可避の不純物とから本質的に成る。
ビスマス０．０８〜３ｗｔ％と、
銅０．１５〜１．５ｗｔ％と、
銀０．１〜１．５ｗｔ％と、
スズ９５〜９９ｗｔ％と、
リン０〜０．１ｗｔ％と、
ゲルマニウム０〜０．１ｗｔ％と、
ガリウム０〜０．１ｗｔ％と、
１種または複数種の希土類元素０〜０．３ｗｔ％と、
インジウム０〜０．３ｗｔ％と、
マグネシウム０〜０．３ｗｔ％と、
カルシウム０〜０．３ｗｔ％と、
ケイ素０〜０．３ｗｔ％と、
アルミニウム０〜０．３ｗｔ％と、
亜鉛０〜０．３ｗｔ％と、
下記の元素、
０．０２〜０．３ｗｔ％のニッケル、
０．００８〜０．２ｗｔ％のマンガン、
０．０１〜０．３ｗｔ％のコバルト、
０．０１〜０．３ｗｔ％のクロム、
０．０２〜０．３ｗｔ％の鉄、および
０．００８〜０．１ｗｔ％のジルコニウム、
のうち少なくとも１種と、
不可避の不純物とから本質的に成る。
本発明はまた、ボールグリッドアレイまたはチップスケールパッケージにおける、以下の、
ビスマス０．０８〜３ｗｔ％と、
銅０．１５〜１．５ｗｔ％と、
銀０．１〜１．５ｗｔ％と、
リン０〜０．１ｗｔ％と、
ゲルマニウム０〜０．１ｗｔ％と、
ガリウム０〜０．１ｗｔ％と、
１種または複数種の希土類元素０〜０．３ｗｔ％と、
インジウム０〜０．３ｗｔ％と、
マグネシウム０〜０．３ｗｔ％と、
カルシウム０〜０．３ｗｔ％と、
ケイ素０〜０．３ｗｔ％と、
アルミニウム０〜０．３ｗｔ％と、
亜鉛０〜０．３ｗｔ％と、
残余のスズと、不可避の不純物とのはんだ合金組成物の使用も提供する。本発明はまた、上記はんだ合金組成物を含むボールグリッドアレイの接合部も提供する。
ビスマス０．０８〜３ｗｔ％と、
銅０．１５〜１．５ｗｔ％と、
銀０．１〜１．５ｗｔ％と、
リン０〜０．１ｗｔ％と、
ゲルマニウム０〜０．１ｗｔ％と、
ガリウム０〜０．１ｗｔ％と、
１種または複数種の希土類元素０〜０．３ｗｔ％と、
インジウム０〜０．３ｗｔ％と、
マグネシウム０〜０．３ｗｔ％と、
カルシウム０〜０．３ｗｔ％と、
ケイ素０〜０．３ｗｔ％と、
アルミニウム０〜０．３ｗｔ％と、
亜鉛０〜０．３ｗｔ％と、
残余のスズと、不可避の不純物とのはんだ合金組成物の使用も提供する。本発明はまた、上記はんだ合金組成物を含むボールグリッドアレイの接合部も提供する。
本発明による合金は、無鉛、すなわち本質的に無鉛である。これらの合金により、従来の鉛含有はんだ合金に勝る環境的利点が提供される。
本発明によるこれらの合金は、通常、バー、スティックまたはインゴットとして、任意選択でフラックスと共に供給されることになる。これらの合金は、ワイヤ、たとえばフラックスを組み込んだフラックス入りワイヤ、球、または通常ストリップまたははんだから切削またはスタンピングによって作製されるが必ずしもこれらに限らない他のプリフォームの形で提供することもできる。これらの形は、合金のみであっても、あるいははんだ付けプロセスによって必要とされる適切なフラックスでコーティングされていてもよい。これらの合金は、粉末として供給しても、あるいははんだペーストを生成するためのフラックスと配合した粉末として供給してもよい。
本発明による合金は、２つ以上の基板を互いにはんだ付けするためのおよび／または基板をコーティングするための手段として溶融はんだ槽中で使用することができる。
本発明によるこれらの合金は不可避の不純物を含むことができるが、これらの不純物が合計して組成物の１ｗｔ％を超える可能性は低いことが理解されよう。好ましくは、これらの合金は、組成物の０．５ｗｔ％以下、より好ましくは組成物の０．３ｗｔ％以下、さらにより好ましくは組成物の０．１ｗｔ％以下の量で不可避の不純物を含む。
本発明による合金は、ウェーブはんだ付け、リフローはんだ付け、ホットエアレベリング、あるいはボールグリッドアレイおよびチップスケールパッケージングを含む用途に特に適している。本発明によるこれらの合金は、たとえば、配管工事や自動車用ラジエータなどの非電子的用途においても適用を見出すことができる。
以下は、本発明をさらに説明するための非限定的な実施例である。
実施例１
鋳鉄るつぼ（あるいは、セラミックるつぼを使用することもできる）内でＳｎを溶融させることによって合金を調製した。溶融したＳｎに、Ｓｎ−３ｗｔ％Ｃｕ合金、Ｂｉ元素、ならびにＳｎ−５ｗｔ％Ａｇ合金およびＳｎ−０．６ｗｔ％Ｎｉ合金を添加した。これらの添加物は、３５０℃の合金槽温度で作製した。この槽を３００℃まで冷却して、Ｓｎ−０．３ｗｔ％Ｐ合金の形でリンを添加した。
鋳鉄るつぼ（あるいは、セラミックるつぼを使用することもできる）内でＳｎを溶融させることによって合金を調製した。溶融したＳｎに、Ｓｎ−３ｗｔ％Ｃｕ合金、Ｂｉ元素、ならびにＳｎ−５ｗｔ％Ａｇ合金およびＳｎ−０．６ｗｔ％Ｎｉ合金を添加した。これらの添加物は、３５０℃の合金槽温度で作製した。この槽を３００℃まで冷却して、Ｓｎ−０．３ｗｔ％Ｐ合金の形でリンを添加した。
この合金の試料を採取して、
Ａｇ ０．３ｗｔ％
Ｃｕ ０．７ｗｔ％
Ｂｉ ０．１２ｗｔ％
Ｎｉ ０．０４ｗｔ％
Ｐ ０．００５ｗｔ％
および残余のスズ
という組成を確認した。
Ａｇ ０．３ｗｔ％
Ｃｕ ０．７ｗｔ％
Ｂｉ ０．１２ｗｔ％
Ｎｉ ０．０４ｗｔ％
Ｐ ０．００５ｗｔ％
および残余のスズ
という組成を確認した。
この合金をインゴットに鋳造した。後にこのインゴットを、ウェーブはんだ付け機の働きをするはんだ槽内で再溶融させた。槽温度２６０℃の溶融合金をポンプでくみ上げて、互いに近接した２つのはんだ波を生成した。
このはんだ付け機を使用して、様々な片面および両面プリント回路基板上のコンポーネントと基板端子との間に接合部を形成した。修理を必要とする故障の発生率は非常に低く、はんだ付けした接合部の表面は、魅力的な光輝があり、容易に検査された。
実施例２
実施例１による合金を、ホットエアはんだレベリング槽内で使用することもできる。温度を２６０℃に設定し、はんだ基板との接触時間がＰＣＢ基板の上部で２．５秒、基板の底部で５秒となるようにはんだ付け機を設定する。エアナイフの温度は２９５℃であった。表面仕上げが清浄でスズめっきの厚さが一貫している優れたスズめっきの結果を実現した。
実施例１による合金を、ホットエアはんだレベリング槽内で使用することもできる。温度を２６０℃に設定し、はんだ基板との接触時間がＰＣＢ基板の上部で２．５秒、基板の底部で５秒となるようにはんだ付け機を設定する。エアナイフの温度は２９５℃であった。表面仕上げが清浄でスズめっきの厚さが一貫している優れたスズめっきの結果を実現した。
実施例３
以下の合金組成物を調製した（すべてｗｔ％）。
Ａｇ ０．３
Ｃｕ ０．６
Ｂｉ ０．１３
Ｎｉ ０．０３
Ｃｏ ０．０２
Ｐ ０．００４
Ｓｎ 残余
以下の合金組成物を調製した（すべてｗｔ％）。
Ａｇ ０．３
Ｃｕ ０．６
Ｂｉ ０．１３
Ｎｉ ０．０３
Ｃｏ ０．０２
Ｐ ０．００４
Ｓｎ 残余
この合金は、実施例１と同様にして調製した。コバルトを、母合金Ｓｎ−０．３ｗｔ％Ｃｏの形で添加した。このはんだをウェーブはんだ槽に投入し、溶融させ、温度を２６０℃に設定した。はんだ基板を、ＡｌｐｈａＦｒｙ ＥＦ６０００フラックスでフラックス処理し、次いで基板にウェーブはんだ付けを施した。清浄に接合部が形成され、ブリッジングのレベルが低く、ホール充填が優れていた。
実施例４
以下の合金組成物を、実施例１と同様にして調製した（すべてｗｔ％）。
Ａｇ ０．３４
Ｃｕ ０．７２
Ｂｉ ０．２５
Ｎｉ ０．０３
Ｐ ０．００３
Ｓｎ 残余
以下の合金組成物を、実施例１と同様にして調製した（すべてｗｔ％）。
Ａｇ ０．３４
Ｃｕ ０．７２
Ｂｉ ０．２５
Ｎｉ ０．０３
Ｐ ０．００３
Ｓｎ 残余
この合金は、ウェーブはんだ槽内で使用することもできる。大きなコネクタブロックを含む両面ＦＲ４試験基板、リードピッチが様々であるクワッドフラットパック型ＩＣ、ＳＯＴ２３ならびにチップ抵抗器およびコンデンサをＡｌｐｈａＦｒｙフラックスＥＦ６０００でフラックス処理し、２６０℃で波の上を通過させた。意図的に挑戦的な基板レイアウトについて、ブリッジングおよびスキップが最小限しか存在しない優れたはんだ付けの結果が得られた。
実施例５
リン含有量の代わりにＧｅを０．００７ｗｔ％使用する、実施例２〜５の組成物に対応する合金を作製した。
リン含有量の代わりにＧｅを０．００７ｗｔ％使用する、実施例２〜５の組成物に対応する合金を作製した。
実施例６
以下の合金組成物を、実施例１と同様にして調製した（すべてｗｔ％）。
Ａｇ ０．３５
Ｃｕ ０．６５
Ｂｉ ０．１４
Ｃｏ ０．２０
Ｐ ０．００５％
Ｓｎ 残余
以下の合金組成物を、実施例１と同様にして調製した（すべてｗｔ％）。
Ａｇ ０．３５
Ｃｕ ０．６５
Ｂｉ ０．１４
Ｃｏ ０．２０
Ｐ ０．００５％
Ｓｎ 残余
この合金は球状で提供することができ、ボールグリットアレイまたはチップスケールパッケージの接合部で使用することができる。
実施例７
以下の合金組成物を、実施例１と同様にして調製した（すべてｗｔ％）。
Ａｇ ０．３５
Ｃｕ ０．７
Ｂｉ ０．１３
Ｃｏ ０．１０
Ｇｅ ０．１０
Ｓｎ 残余
以下の合金組成物を、実施例１と同様にして調製した（すべてｗｔ％）。
Ａｇ ０．３５
Ｃｕ ０．７
Ｂｉ ０．１３
Ｃｏ ０．１０
Ｇｅ ０．１０
Ｓｎ 残余
この合金は球状で提供することができ、ボールグリットアレイまたはチップスケールパッケージの接合部で使用することができる。
実施例８
以下の合金組成物を、実施例１と同様にして調製した（すべてｗｔ％）。
Ａｇ １．１
Ｃｕ １．１
Ｂｉ ０．１５
Ｎｉ ０．０６
Ｃｏ ０．０２％
Ｓｎ 残余
以下の合金組成物を、実施例１と同様にして調製した（すべてｗｔ％）。
Ａｇ １．１
Ｃｕ １．１
Ｂｉ ０．１５
Ｎｉ ０．０６
Ｃｏ ０．０２％
Ｓｎ 残余
この合金は、プリフォーム状または球状で提供することができる。
実施例９
以下の合金組成物を、実施例１と同様にして調製した。ゲルマニウムは、Ｓｎ−０．３％Ｇｅの母合金を作製することによって提供された。
Ａｇ ０．３
Ｃｕ ０．７
Ｂｉ ０．１
Ｎｉ ０．１０
Ｇｅ ０．１０
Ｐ ０．００６
Ｓｎ 残余
以下の合金組成物を、実施例１と同様にして調製した。ゲルマニウムは、Ｓｎ−０．３％Ｇｅの母合金を作製することによって提供された。
Ａｇ ０．３
Ｃｕ ０．７
Ｂｉ ０．１
Ｎｉ ０．１０
Ｇｅ ０．１０
Ｐ ０．００６
Ｓｎ 残余
この合金は球状で提供することができ、ボールグリットアレイの接合部またはチップスケールパッケージで使用することができる。
実施例１０
実施例９による合金組成物をディスクに打ち抜き、次いでこのディスクを溶融させ、球として球状に成形（ｓｐｈｅｒｏｄｉｓｅｄ）した。
実施例９による合金組成物をディスクに打ち抜き、次いでこのディスクを溶融させ、球として球状に成形（ｓｐｈｅｒｏｄｉｓｅｄ）した。
実施例１１
以下の合金組成物を、実施例１と同様にして調製した（すべてｗｔ％）。
Ａｇ ０．４
Ｃｕ ０．６
Ｂｉ ０．１４
Ｎｉ ０．０５
Ｉｎ ０．１５
Ｇｅ ０．００５％
Ｓｎ 残余
以下の合金組成物を、実施例１と同様にして調製した（すべてｗｔ％）。
Ａｇ ０．４
Ｃｕ ０．６
Ｂｉ ０．１４
Ｎｉ ０．０５
Ｉｎ ０．１５
Ｇｅ ０．００５％
Ｓｎ 残余
この合金は、球状で提供することができる。
実施例１２
以下の合金組成物を、実施例１と同様にして調製した（すべてｗｔ％）。Ｃｒを０．２５％含有するスズクロム母合金を、真空炉内で調製した。
Ａｇ ０．３
Ｃｕ ０．６５
Ｂｉ ０．１２
Ｃｒ ０．０５
Ｐ ０．００６
Ｓｎ 残余
以下の合金組成物を、実施例１と同様にして調製した（すべてｗｔ％）。Ｃｒを０．２５％含有するスズクロム母合金を、真空炉内で調製した。
Ａｇ ０．３
Ｃｕ ０．６５
Ｂｉ ０．１２
Ｃｒ ０．０５
Ｐ ０．００６
Ｓｎ 残余
この合金は、球状で提供することができる。
実施例１３
以下の合金組成物を、実施例１と同様にして調製した（すべてｗｔ％）。
Ａｇ ０．３
Ｃｕ ０．７
Ｂｉ ０．１
Ｎｉ ０．２
Ｐ ０．００６
Ｓｎ 残余
以下の合金組成物を、実施例１と同様にして調製した（すべてｗｔ％）。
Ａｇ ０．３
Ｃｕ ０．７
Ｂｉ ０．１
Ｎｉ ０．２
Ｐ ０．００６
Ｓｎ 残余
この合金は球状で提供することができ、ボールグリットアレイまたはチップスケールパッケージの接合部で使用することができる。
実施例１４
真空炉内でこれらの元素を溶融させることによって、以下の合金組成物を調製した。
Ａｇ １．１
Ｃｕ １．１
Ｂｉ ０．１
Ｆｅ ０．２５
Ｍｇ ０．０１
Ｓｎ 残余
真空炉内でこれらの元素を溶融させることによって、以下の合金組成物を調製した。
Ａｇ １．１
Ｃｕ １．１
Ｂｉ ０．１
Ｆｅ ０．２５
Ｍｇ ０．０１
Ｓｎ 残余
この合金は球状で提供することができ、ボールグリットアレイの接合部で使用することができる。
実施例１５
それぞれ個々にデイジーチェーン接続された１０個のＢＧＡパッケージを、以下の合金組成物のはんだ球を用いたリフローはんだ付けによって作製した。
Ａ Ａｇ ３．０ｗｔ％
Ｃｕ ０．５ｗｔ％
Ｓｎ 残余
Ｂ Ａｇ ０．３ｗｔ％
Ｃｕ ０．７ｗｔ％
Ｂｉ ０．１ｗｔ％
Ｓｎ 残余
Ｃ Ａｇ ０．３ｗｔ％
Ｃｕ ０．７ｗｔ％
Ｂｉ ０．１ｗｔ％
Ｎｉ ０．０５ｗｔ％
Ｓｎ 残余
それぞれ個々にデイジーチェーン接続された１０個のＢＧＡパッケージを、以下の合金組成物のはんだ球を用いたリフローはんだ付けによって作製した。
Ａ Ａｇ ３．０ｗｔ％
Ｃｕ ０．５ｗｔ％
Ｓｎ 残余
Ｂ Ａｇ ０．３ｗｔ％
Ｃｕ ０．７ｗｔ％
Ｂｉ ０．１ｗｔ％
Ｓｎ 残余
Ｃ Ａｇ ０．３ｗｔ％
Ｃｕ ０．７ｗｔ％
Ｂｉ ０．１ｗｔ％
Ｎｉ ０．０５ｗｔ％
Ｓｎ 残余
これらを各々、１５００ｇの衝撃パルスに０．５ミリ秒の作用時間さらして、落下衝撃による応力負荷（ｄｒｏｐ ｓｈｏｃｋ ｉｍｐａｃｔ ｓｔｒｅｓｓ ｌｏａｄｉｎｇ）をシミュレートした。すべての段階で、抵抗変化による故障を明らかにすることができるように、６４チャネルのオンライン抵抗モニタを用いこれらのアセンブリをモニタして、はんだ接合部の状態を追跡した。
これらの衝撃を繰り返し与え、故障接合部の発生率を記録した。
たった３回の衝撃荷重の後、Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕ接合部の１０％が故障してしまったが、合金Ｂで作製した接合部は５０回の落下まで、合金Ｃで作製した接合部は１２０回の落下まで持ちこたえ、その後同じ故障発生率が記録された。
合金Ａでは８回の落下の後、合金Ｂでは１００回の落下の後２５％の故障率が検出されたが、合金Ｃは２００回の落下に持ちこたえた。
落下衝撃による脆性破壊（ｂｒｉｔｔｌｅ ｄｒｏｐ ｓｈｏｃｋ ｆａｉｌｕｒｅ）に対する耐性の向上は、かなり実用的な価値がある。
実施例１６
鋳鉄るつぼ（あるいは、セラミックるつぼを使用することもできる）内でＳｎを溶融させることによって合金を調製した。溶融したＳｎに、Ｓｎ−３ｗｔ％Ｃｕ合金、ならびにＳｎ−５ｗｔ％Ａｇ合金およびＳｎ−０．３５ｗｔ％Ｎｉ合金を添加した。これらの添加物は、３５０℃の合金槽温度で作製した。この槽を３００℃まで冷却して、Ｓｎ−０．３ｗｔ％Ｐ合金の形でリンを添加した。
鋳鉄るつぼ（あるいは、セラミックるつぼを使用することもできる）内でＳｎを溶融させることによって合金を調製した。溶融したＳｎに、Ｓｎ−３ｗｔ％Ｃｕ合金、ならびにＳｎ−５ｗｔ％Ａｇ合金およびＳｎ−０．３５ｗｔ％Ｎｉ合金を添加した。これらの添加物は、３５０℃の合金槽温度で作製した。この槽を３００℃まで冷却して、Ｓｎ−０．３ｗｔ％Ｐ合金の形でリンを添加した。
この合金の試料を採取して、
Ａｇ ０．３ｗｔ％
Ｃｕ ０．７ｗｔ％
Ｂｉ ０．１ｗｔ％
Ｐ ０．００６ｗｔ％
および残余のスズ
という組成を確認した。
Ａｇ ０．３ｗｔ％
Ｃｕ ０．７ｗｔ％
Ｂｉ ０．１ｗｔ％
Ｐ ０．００６ｗｔ％
および残余のスズ
という組成を確認した。
次いで、この合金組成物を金属流として不活性垂直カラム内に噴出させた。この金属流を、出口オリフィスでまたは出口オリフィス近くで溶融ポットを介して印加される磁歪振動エネルギーの印加によって球状に成形（ｓｐｈｅｒｏｄｉｓｅｄ）した。
同様に、この合金組成物を打ち抜き、次いで球として球状に成形した。
球状で提供されるこの合金は、ボールグリッドアレイの接合部で使用することができる。フラックスを、ＣＳＰ（チップスケールパッケージ）のパッドに印刷またはピン転写する。次いでこれらの球を、フラックス処理したパッド上にステンシルにより設置または振り落とす。次いでこのパッケージを、２４０℃〜２６０℃のピーク温度の標準的なリフローオーブン内でリフロー接合する。
合金およびはんだ接合部の性能は、１５０℃で最大１０００時間エージングされたパッケージで評価した。標準的な金属組織学的技法によってＩＭＣ（金属間化合物）の成長を測定した。機械的なボール引張試験を用いて、はんだ接合部の故障モード（脆性または延性）を評価した。
Claims (46)
- ウェーブはんだプロセス、リフローはんだ付けプロセス、ホットエアレベリングプロセス、ボールグリッドアレイまたはチップスケールパッケージにおける使用に適した合金であって、
ビスマス０．０８〜３ｗｔ％と、
銅０．１５〜１．５ｗｔ％と、
銀０．１〜１．５ｗｔ％と、
リン０〜０．１ｗｔ％と、
ゲルマニウム０〜０．１ｗｔ％と、
ガリウム０〜０．１ｗｔ％と、
１種または複数種の希土類元素０〜０．３ｗｔ％と、
インジウム０〜０．３ｗｔ％と、
マグネシウム０〜０．３ｗｔ％と、
カルシウム０〜０．３ｗｔ％と、
ケイ素０〜０．３ｗｔ％と、
アルミニウム０〜０．３ｗｔ％と、
亜鉛０〜０．３ｗｔ％と、
以下の元素、
０．０２〜０．３ｗｔ％のニッケル、
０．００８〜０．２ｗｔ％のマンガン、
０．０１〜０．３ｗｔ％のコバルト、
０．０１〜０．３ｗｔ％のクロム、
０．０２〜０．３ｗｔ％の鉄、および
０．００８〜０．１ｗｔ％のジルコニウム、
のうち少なくとも１種と、
残余のスズとを、不可避の不純物と共に含む合金。 - Ｂｉを０．０８〜１ｗｔ％含む、請求項１に記載の合金。
- Ｂｉを０．０８〜０．５ｗｔ％含む、請求項２に記載の合金。
- Ｂｉを０．０８〜０．３ｗｔ％、好ましくはＢｉを０．１０〜０．３ｗｔ％、より好ましくはＢｉを０．１２〜０．３ｗｔ％含む、請求項３に記載の合金。
- Ｃｕを０．１５〜１ｗｔ％含む、前記請求項のいずれか一項に記載の合金。
- Ｃｕを０．５〜０．９ｗｔ％含む、請求項５に記載の合金。
- Ｃｕを０．６〜０．８ｗｔ％含む、請求項６に記載の合金。
- Ａｇを０．１〜１ｗｔ％含む、前記請求項のいずれか一項に記載の合金。
- Ａｇを０．１〜０．５ｗｔ％含む、請求項８に記載の合金。
- Ａｇを０．２〜０．４ｗｔ％含む、請求項９に記載の合金。
- Ｎｉ、Ｃｏ、ＦｅおよびＣｒのうち少なくとも１種を０．０２〜０．２ｗｔ％含む、前記請求項のいずれか一項に記載の合金。
- Ｎｉ、Ｃｏ、ＦｅおよびＣｒのうち少なくとも１種を０．０２〜０．１ｗｔ％含む、請求項１１に記載の合金。
- Ｎｉを０．０３〜０．３ｗｔ％含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の合金。
- Ｎｉを０．０３〜０．１ｗｔ％、好ましくはＮｉを０．０３〜０．０６ｗｔ％含む、請求項１３に記載の合金。
- Ｎｉを０．０５〜０．３ｗｔ％、好ましくはＮｉを０．０７〜０．３ｗｔ％含む、請求項１３に記載の合金。
- Ｃｏを０．０２〜０．０７ｗｔ％、好ましくはＣｏを０．０２〜０．０５ｗｔ％含む、前記請求項のいずれか一項に記載の合金。
- Ｃｒを０．０２〜０．０８ｗｔ％、好ましくはＣｒを０．０２〜０．０６ｗｔ％含む、前記請求項のいずれか一項に記載の合金。
- Ｃｒを０．０２〜０．３ｗｔ％、好ましくはＣｒを０．０５〜０．３ｗｔ％含む、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の合金。
- Ｍｇを０．００５〜０．３ｗｔ％含む、前記請求項のいずれか一項に記載の合金。
- Ｆｅを０．０２〜０．１ｗｔ％含む、請求項１９に記載の合金。
- Ｍｎを０．０１〜０．１５ｗｔ％含む、前記請求項のいずれか一項に記載の合金。
- Ｍｎを０．０２〜０．１ｗｔ％含む、請求項２１に記載の合金。
- Ｉｎを０．０５〜０．３ｗｔ％含む、前記請求項のいずれか一項に記載の合金。
- Ｉｎを０．１〜０．２ｗｔ％含む、請求項２３に記載の合金。
- Ｃａを０．０１〜０．３ｗｔ％含む、前記請求項のいずれか一項に記載の合金。
- Ｃａを０．０２〜０．２ｗｔ％含む、請求項２５に記載の合金。
- Ｓｉを０．０１〜０．３ｗｔ％含む、前記請求項のいずれか一項に記載の合金。
- Ｓｉを０．０２〜０．２ｗｔ％含む、請求項２７に記載の合金。
- Ａｌを０．００８〜０．３ｗｔ％含む、前記請求項のいずれか一項に記載の合金。
- Ａｌを０．１〜０．２ｗｔ％含む、請求項２９に記載の合金。
- Ｚｎを０．０１〜０．３ｗｔ％含む、前記請求項のいずれか一項に記載の合金。
- Ｚｎを０．１〜０．２ｗｔ％含む、請求項３１に記載の合金。
- 前記１種または複数種の希土類元素が、セリウム、ランタン、ネオジムおよびプラセオジムから選択される１種または複数種（好ましくは２種以上）の元素を含む、前記請求項のいずれか一項に記載の合金。
- Ａｇを約０．３ｗｔ％、Ｃｕを約０．７ｗｔ％、Ｂｉを約０．１ｗｔ％、Ｎｉ、Ｃｏ、ＣｒおよびＭｎの群から選択される少なくとも１種の元素を最大０．１ｗｔ％、Ｐを約０．００６ｗｔ％含む、前記請求項のいずれか一項に記載の合金。
- Ａｇを約０．３ｗｔ％、Ｃｕを約０．７ｗｔ％、Ｂｉを約０．１ｗｔ％、Ｎｉ、Ｃｏ、ＣｒおよびＭｎの群から選択される少なくとも１種の元素を最大０．１ｗｔ％、Ｇｅを０．００５〜０．０１５ｗｔ％含む、前記請求項のいずれか一項に記載の合金。
- ボールグリッドアレイの接合部またはチップスケールパッケージ、あるいは前もって形成された他のはんだ片において使用するための、バー、スティック、固体またはフラックス入りワイヤ、箔またはストリップ、あるいは粉末またはペースト（粉末にフラックスを加えた配合物）、あるいははんだ球の形をした、前記請求項のいずれか一項に記載の合金。
- 請求項１〜３６のいずれか一項に記載の合金を含むはんだ付け接合部。
- ボールグリッドアレイまたはチップスケールパッケージにおける、以下の
ビスマス０．０８〜３ｗｔ％と、
銅０．１５〜１．５ｗｔ％と、
銀０．１〜１．５ｗｔ％と、
リン０〜０．１ｗｔ％と、
ゲルマニウム０〜０．１ｗｔ％と、
ガリウム０〜０．１ｗｔ％と、
１種または複数種の希土類元素０〜０．３ｗｔ％と、
インジウム０〜０．３ｗｔ％と、
マグネシウム０〜０．３ｗｔ％と、
カルシウム０〜０．３ｗｔ％と、
ケイ素０〜０．３ｗｔ％と、
アルミニウム０〜０．３ｗｔ％と、
亜鉛０〜０．３ｗｔ％と、
残余のスズと、不可避の不純物とのはんだ合金組成物の使用。 - 前記合金が、Ｂｉを０．０８〜１ｗｔ％、好ましくはＢｉを０．０８〜０．５ｗｔ％含む、請求項３８に記載の使用。
- 前記合金が、Ｂｉを０．０８〜０．２ｗｔ％、好ましくはＢｉを約０．１ｗｔ％含む、請求項３９に記載の使用。
- 前記合金が、Ｃｕを０．１５〜１ｗｔ％、好ましくはＣｕを０．５〜０．９ｗｔ％含む、請求項３８〜４０のいずれか一項に記載の使用。
- 前記合金が、Ｃｕを０．６〜０．８ｗｔ％、好ましくはＣｕを約０．７ｗｔ％含む、請求項４１に記載の使用。
- 前記合金が、Ａｇを０．１〜１ｗｔ％、好ましくはＡｇを０．１〜０．５ｗｔ％含む、請求項３８〜４２のいずれか一項に記載の使用。
- 前記合金が、Ａｇを０．２〜０．４ｗｔ％、好ましくはＡｇを約０．３ｗｔ％含む、請求項４３に記載の使用。
- 前記合金が、リンを０．００１〜０．１ｗｔ％、好ましくはリンを０．００３〜０．０１ｗｔ％含む、請求項３８〜４４のいずれか一項に記載の使用。
- 前記合金が、リンを０．００４〜０．００８ｗｔ％、好ましくはリンを約０．００６ｗｔ％含む、請求項４５に記載の使用。
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