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JP2016113665A - はんだ合金、ソルダペーストおよび電子回路基板 - Google Patents

はんだ合金、ソルダペーストおよび電子回路基板 Download PDF

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Abstract

【課題】優耐衝撃性に優れ、また、比較的厳しい温度サイクル条件下に曝露した場合においても、優れた耐衝撃性を維持できるはんだ合金、そのはんだ合金を含有するソルダペースト、さらに、そのソルダペーストを用いて得られる電子回路基板を提供すること。【解決手段】実質的に、スズ、銀、銅、ビスマス、アンチモンおよびコバルトからなるはんだ合金はんだ合金において、銀の含有割合を２質量％以上４質量％以下、銅の含有割合を０．３質量％以上１質量％以下、ビスマスの含有割合を４．８質量％超過１０質量％以下、アンチモンの含有割合を３質量％以上１０質量％以下、コバルトの含有割合を０．００１質量％以上０．３質量％以下、スズの含有割合を残余の割合とする。【選択図】なし

Description

本発明は、はんだ合金、ソルダペーストおよび電子回路基板に関し、詳しくは、はんだ合金、そのはんだ合金を含有するソルダペースト、さらに、そのソルダペーストを用いて得られる電子回路基板に関する。
一般的に、電気・電子機器などにおける金属接合では、ソルダペーストを用いたはんだ接合が採用されており、このようなソルダペーストには、従来、鉛を含有するはんだ合金が用いられる。
しかしながら、近年、環境負荷の観点から、鉛の使用を抑制することが要求されており、そのため、鉛を含有しないはんだ合金（鉛フリーはんだ合金）の開発が進められている。
このような鉛フリーはんだ合金としては、例えば、スズ−銅系合金、スズ−銀−銅系合金、スズ−銀−インジウム−ビスマス系合金、スズ−ビスマス系合金、スズ−亜鉛系合金などがよく知られているが、とりわけ、スズ−銀−銅系合金、スズ−銀−インジウム−ビスマス系合金などが広く用いられている。
より具体的には、例えば、スズ−銀−銅系合金として、銀３．４質量％、銅０．７質量％、ニッケル０．０４質量％、アンチモン３．０質量％、ビスマス３．２質量％およびコバルト０．０１質量％を含有し、残部がＳｎであるはんだ材料が、提案されている（特許文献１参照）。
国際公開第２０１４／１６３１６７号パンフレット
一方、このようなはんだ合金によりはんだ付すると、落下振動などの衝撃によってはんだ接合部が破損する場合がある。そのため、はんだ合金としては、はんだ付後における耐衝撃性の向上が要求されている。
さらに、はんだ合金によりはんだ付される部品は、自動車のエンジンルームなど、比較的厳しい温度サイクル条件（例えば、−４０〜１２５℃間の温度サイクルなど）下において用いられる場合がある。そのため、はんだ合金としては、比較的厳しい温度サイクル条件下に曝露される場合にも、耐衝撃性を維持することが要求されている。
本発明の目的は、耐衝撃性に優れ、また、比較的厳しい温度サイクル条件下に曝露した場合においても、優れた耐衝撃性を維持できるはんだ合金、そのはんだ合金を含有するソルダペースト、さらに、そのソルダペーストを用いて得られる電子回路基板を提供することにある。
本発明の一観点に係るはんだ合金は、実質的に、スズ、銀、銅、ビスマス、アンチモンおよびコバルトからなるはんだ合金であって、前記はんだ合金の総量に対して、前記銀の含有割合が、２質量％以上４質量％以下であり、前記銅の含有割合が、０．３質量％以上１質量％以下であり、前記ビスマスの含有割合が、４．８質量％を超過し１０質量％以下であり、前記アンチモンの含有割合が、３質量％以上１０質量％以下であり、前記コバルトの含有割合が、０．００１質量％以上０．３質量％以下であり、前記スズの含有割合が、残余の割合であることを特徴としている。
また、前記はんだ合金は、さらに、ニッケル、インジウム、ガリウム、ゲルマニウムおよびリンからなる群より選ばれた少なくとも１種の元素を含有し、はんだ合金の総量に対して、前記元素の含有割合が、０質量％超過し１質量％以下であることが好適である。
また、前記はんだ合金では、前記銅の含有割合が、０．５質量％以上０．７質量％以下であることが好適である。
また、前記ビスマスの含有割合が、４．８質量％を超過し７質量％以下であることが好適である。
また、前記アンチモンの含有割合が、５質量％以上７質量％以下であることが好適である。
また、前記コバルトの含有割合が、０．００３質量％以上０．０１質量％以下であることが好適である。
また、本発明の他の一観点に係るソルダペーストは、上記のはんだ合金からなるはんだ粉末と、フラックスとを含有することを特徴としている。
また、本発明のさらに他の一観点に係る電子回路基板は、上記のソルダペーストのはんだ付によるはんだ付部を備えることを特徴としている。
本発明の一観点に係るはんだ合金は、実質的にスズ、銀、銅、ビスマス、アンチモンおよびコバルトからなるはんだ合金において、各成分の含有割合が、上記の所定量となるように設計されている。
そのため、本発明の一観点に係るはんだ合金によれば、優れた耐衝撃性を得ることができ、また、比較的厳しい温度サイクル条件下に曝露した場合においても、優れた耐衝撃性を維持することができる。
そして、本発明の他の一観点に係るソルダペーストは、上記はんだ合金を含有するので、優れた耐衝撃性を得ることができ、また、比較的厳しい温度サイクル条件下に曝露した場合においても、優れた耐衝撃性を維持することができる。
また、本発明のさらに他の一観点に係る電子回路基板は、はんだ付において、上記ソルダペーストが用いられるので、優れた耐衝撃性を得ることができ、また、比較的厳しい温度サイクル条件下に曝露した場合においても、優れた耐衝撃性を維持することができる。
本発明の一観点に係るはんだ合金は、必須成分として、スズ（Ｓｎ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、ビスマス（Ｂｉ）、アンチモン（Ｓｂ）およびコバルト（Ｃｏ）を含有している。換言すれば、はんだ合金は、実質的に、スズ、銀、銅、ビスマス、アンチモンおよびコバルトからなる。なお、本明細書において、実質的とは、上記の各元素を必須成分とし、また、後述する任意成分を後述する割合で含有することを許容する意味である。
このようなはんだ合金において、スズの含有割合は、後述する各成分の残余の割合であって、各成分の配合量に応じて、適宜設定される。
銀の含有割合は、はんだ合金の総量に対して、２質量％以上、好ましくは、３．０質量％以上、より好ましくは、３．３質量％以上であり、４質量％以下、好ましくは、３．８質量％以下、より好ましくは、３．６質量％以下である。
銀の含有割合が上記範囲であれば、優れた耐衝撃性を得ることができ、また、比較的厳しい温度サイクル条件下に曝露した場合においても、優れた耐衝撃性を維持することができる。
一方、銀の含有割合が上記下限を下回る場合には、耐衝撃性に劣る。また、銀の含有割合が上記上限を上回る場合にも、耐衝撃性に劣る。
銅の含有割合は、はんだ合金の総量に対して、０．３質量％以上、好ましくは、０．５質量％以上であり、１質量％以下、好ましくは、０．７質量％以下である。
銅の含有割合が上記範囲であれば、優れた耐衝撃性を得ることができ、また、比較的厳しい温度サイクル条件下に曝露した場合においても、優れた耐衝撃性を維持することができる。
一方、銅の含有割合が上記下限を下回る場合には、耐衝撃性に劣る。また、銅の含有割合が上記上限を上回る場合にも、耐衝撃性に劣る。
ビスマスの含有割合は、はんだ合金の総量に対して、４．８質量％を超過しており、好ましくは、１０質量％以下、好ましくは、７質量％以下である。
ビスマスの含有割合が上記範囲であれば、優れた耐衝撃性を得ることができ、また、比較的厳しい温度サイクル条件下に曝露した場合においても、優れた耐衝撃性を維持することができる。
一方、ビスマスの含有割合が上記下限を下回る場合には、耐衝撃性に劣る。また、ビスマスの含有割合が上記上限を上回る場合にも、耐衝撃性に劣る。
アンチモンの含有割合は、はんだ合金の総量に対して、３質量％以上、好ましくは、３質量％を超過、より好ましくは、５質量％以上であり、１０質量％以下、好ましくは、９．２質量％以下、より好ましくは、７質量％以下である。
アンチモンの含有割合が上記範囲であれば、優れた耐衝撃性を得ることができ、また、比較的厳しい温度サイクル条件下に曝露した場合においても、優れた耐衝撃性を維持することができる。
一方、アンチモンの含有割合が上記下限を下回る場合には、耐衝撃性に劣る。また、アンチモンの含有割合が上記上限を上回る場合にも、耐衝撃性に劣る。
コバルトの含有割合は、はんだ合金の総量に対して、０．００１質量％以上、好ましくは、０．００３質量％以上であり、０．３質量％以下、好ましくは、０．０１質量％以下、より好ましくは、０．００７質量％以下である。
コバルトの含有割合が上記範囲であれば、優れた耐衝撃性を得ることができ、また、比較的厳しい温度サイクル条件下に曝露した場合においても、優れた耐衝撃性を維持することができる。
一方、コバルトの含有割合が上記下限を下回る場合には、耐衝撃性に劣る。また、コバルトの含有割合が上記上限を上回る場合にも、耐衝撃性に劣る。
また、上記はんだ合金は、任意成分として、さらに、ニッケル（Ｎｉ）、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、リン（Ｐ）などを含有することができる。
任意成分としてニッケルを含有する場合には、その含有割合は、はんだ合金の総量に対して、例えば、０質量％を超過し、例えば、１．０質量％以下である。
ニッケルの含有割合が上記範囲であれば、本発明の優れた効果を維持することができる。
任意成分としてインジウムを含有する場合には、その含有割合は、はんだ合金の総量に対して、例えば、０質量％を超過し、例えば、１．０質量％以下である。
インジウムの含有割合が上記範囲であれば、本発明の優れた効果を維持することができる。
任意成分としてガリウムを含有する場合には、その含有割合は、はんだ合金の総量に対して、例えば、０質量％を超過し、例えば、１．０質量％以下である。
ガリウムの含有割合が上記範囲であれば、本発明の優れた効果を維持することができる。
任意成分としてゲルマニウムを含有する場合には、その含有割合は、はんだ合金の総量に対して、例えば、０質量％を超過し、例えば、１．０質量％以下である。
ゲルマニウムの含有割合が上記範囲であれば、本発明の優れた効果を維持することができる。
任意成分としてリンを含有する場合には、その含有割合は、はんだ合金の総量に対して、例えば、０質量％を超過し、例えば、１．０質量％以下である。
リンの含有割合が上記範囲であれば、本発明の優れた効果を維持することができる。
これら任意成分は、単独使用または２種類以上併用することができる。
任意成分として上記の元素が含有される場合、その含有割合（２種類以上併用される場合には、それらの総量）は、はんだ合金の総量に対して、例えば、０質量％を超過し、例えば、１．０質量％以下となるように、調整される。
任意成分の含有割合の総量が上記範囲であれば、本発明の優れた効果を維持することができる。
また、上記はんだ合金は、耐衝撃性の向上を図る観点から、好ましくは、鉄（Ｆｅ）を積極的に含有しない。換言すれば、はんだ合金は、好ましくは、後述する不純物としての鉄（Ｆｅ）を除いて、鉄（Ｆｅ）を含有しない。
そして、このようなはんだ合金は、上記した各金属成分を溶融炉において溶融させ、均一化するなど、公知の方法で合金化することにより得ることができる。
なお、はんだ合金の製造に用いられる上記した各金属成分は、本発明の優れた効果を阻害しない範囲において、微量の不純物（不可避不純物）を含有することができる。
不純物としては、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、鉄（Ｆｅ）、亜鉛（Ｚｎ）、金（Ａｕ）などが挙げられる。
そして、このようにして得られるはんだ合金の、ＤＳＣ法（測定条件：昇温速度０．５℃／分）により測定される融点は、例えば、１９０℃以上、好ましくは、２００℃以上であり、例えば、２５０℃以下、好ましくは、２４０℃以下である。
はんだ合金の融点が上記範囲であれば、ソルダペーストに用いた場合に、簡易かつ作業性よく金属接合することができる。
そして、上記のはんだ合金は、実質的にスズ、銀、銅、ビスマス、アンチモンおよびコバルトからなるはんだ合金において、各成分の含有割合が、上記の所定量となるように設計されている。
そのため、上記のはんだ合金によれば、優れた耐衝撃性を得ることができ、また、比較的厳しい温度サイクル条件下に曝露した場合においても、優れた耐衝撃性を維持することができる。
そのため、このようなはんだ合金は、好ましくは、ソルダペースト（ソルダペースト接合材）に含有される。
具体的には、本発明の他の一観点に係るソルダペーストは、上記したはんだ合金と、フラックスとを含有している。
ソルダペーストにおいて、はんだ合金は、好ましくは、粉末として含有される。
粉末形状としては、特に制限されず、例えば、実質的に完全な球状、例えば、扁平なブロック状、例えば、針状などが挙げられ、また、不定形であってもよい。粉末形状は、ソルダペーストに要求される性能（例えば、チクソトロピー、粘度など）に応じて、適宜設定される。
はんだ合金の粉末の平均粒子径（球状の場合）、または、平均長手方向長さ（球状でない場合）は、レーザ回折法による粒子径・粒度分布測定装置を用いた測定で、例えば、５μｍ以上、好ましくは、１５μｍ以上、例えば、１００μｍ以下、好ましくは、５０μｍ以下である。
フラックスとしては、特に制限されず、公知のはんだフラックスを用いることができる。
具体的には、フラックスは、例えば、ベース樹脂（ロジン、アクリル樹脂など）、活性剤（例えば、エチルアミン、プロピルアミンなどアミンのハロゲン化水素酸塩、例えば、乳酸、クエン酸、安息香酸などの有機カルボン酸など）、チクソトロピー剤（硬化ひまし油、蜜ロウ、カルナバワックスなど）などを主成分とし、また、フラックスを液状にして使用する場合には、さらに有機溶剤を含有することができる。
そして、ソルダペーストは、上記したはんだ合金からなる粉末と、上記したフラックスとを、公知の方法で混合することにより得ることができる。
はんだ合金と、フラックスとの配合割合は、はんだ合金はんだ合金：フラックス（質量比）として、例えば、７０：３０〜９５：５である。
そして、上記ソルダペーストは、上記はんだ合金を含有するので、優れた耐衝撃性を得ることができ、また、比較的厳しい温度サイクル条件下に曝露した場合においても、優れた耐衝撃性を維持することができる。
また、本発明は、上記のソルダペーストのはんだ付によるはんだ付部を備える電子回路基板を含んでいる。
すなわち、上記のソルダペーストは、例えば、電気・電子機器などの電子回路基板の電極と、電子部品とのはんだ付（金属接合）において、好適に用いられる。
電子部品としては、特に制限されず、例えば、チップ部品（ＩＣチップなど）、抵抗器、ダイオード、コンデンサ、トランジスタなどの公知の電子部品が挙げられる。
そして、このような電子回路基板は、はんだ付において、上記ソルダペーストが用いられるので、優れた耐衝撃性を得ることができ、また、比較的厳しい温度サイクル条件下に曝露した場合においても、優れた耐衝撃性を維持することができる。
なお、上記はんだ合金の使用方法は、上記ソルダペーストに限定されず、例えば、やに入りはんだ接合材の製造に用いることもできる。具体的には、例えば、公知の方法（例えば、押出成形など）により、上記のフラックスをコアとして、上記はんだ合金を線状に成形することにより、やに入りはんだ接合材を得ることもできる。
そして、このようなやに入りはんだ接合材も、ソルダペーストと同様、例えば、電気・電子機器などの電子回路基板のはんだ付（金属接合）において、好適に用いられる。
次に、本発明を実施例および比較例に基づいて説明するが、本発明は下記の実施例によって限定されるものではない。以下の記載において用いられる配合割合（含有割合）、物性値、パラメータなどの具体的数値は、上記の「発明を実施するための形態」において記載されている、それらに対応する配合割合（含有割合）、物性値、パラメータなど該当記載の上限値(「以下」、「未満」として定義されている数値）または下限値(「以上」、「超過」として定義されている数値）に代替することができる。
実施例１〜２４および比較例１〜１６
・はんだ合金の調製
表１〜２に記載の各金属の粉末を、表１〜２に記載の配合割合でそれぞれ混合し、得られた金属混合物を溶解炉にて溶解および均一化させて、はんだ合金を調製した。
また、各実施例および各比較例の配合処方におけるスズ（Ｓｎ）の配合割合は、表１〜２に記載の各金属（銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、ビスマス（Ｂｉ）、アンチモン（Ｓｂ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、リン（Ｐ）および鉄（Ｆｅ））の配合割合（質量％）を、はんだ合金の総量から差し引いた残部である。
実施例１のはんだ合金は、Ａｇ、Ｃｕ、Ｂｉ、ＳｂおよびＣｏの各金属を表１に示す割合で配合した。残部の割合が、Ｓｎである。
実施例２〜４は、実施例１の処方に対して、Ａｇの配合割合を増減させた処方の例である。
実施例５〜７は、実施例１の処方に対して、Ｃｕの含有割合を増減させた処方の例である。
実施例８〜１０は、実施例１の処方に対して、Ｂｉの含有割合を増減させた処方の例である。
実施例１１〜１４は、実施例１の処方に対して、Ｓｂの含有割合を増減させた処方の例である。
実施例１５〜１８は、実施例１の処方に対して、Ｃｏの含有割合を増減させた処方の例である。
実施例１９〜２３は、実施例１の処方に対して、Ｎｉ、Ｉｎ、Ｇａ、ＧｅおよびＰの内のいずれか１種を表１に示す割合で添加した処方の例であり、実施例２４は、Ｎｉ、Ｉｎ、Ｇａ、ＧｅおよびＰの全てを表１に示す割合で添加した処方の例である。
比較例１〜２は、実施例１の処方に対して、Ａｇの配合割合を増減させ、Ａｇを過剰または不十分とした処方の例である。
比較例３〜４は、実施例１の処方に対して、Ｃｕの配合割合を増減させ、Ｃｕを過剰または不十分とした処方の例である。
比較例５〜６は、実施例１の処方に対して、Ｂｉの配合割合を増減させ、Ｂｉを過剰または不十分とした処方の例である。
比較例７〜８は、実施例１の処方に対して、Ｓｂの配合割合を増減させ、Ｓｂを過剰または不十分とした処方の例である。
比較例９〜１０は、実施例１の処方に対して、Ｃｏの配合割合を増減させ、Ｃｏを過剰または不十分とした処方の例である。
比較例１１は、実施例１７の処方に対して、ＢｉおよびＳｂの配合割合を減少させ、ＢｉおよびＳｂの両方を不十分とし、さらに、Ｎｉを表１に示す割合で配合した処方の例である。
比較例１２は、実施例１７の処方に対して、ＢｉおよびＳｂの配合割合を減少させ、ＢｉおよびＳｂの両方を不十分とした処方の例である。
比較例１３は、実施例１７の処方に対して、Ｃｏ（０．０１質量％）に代えて、Ｆｅ（０．０１質量％）を配合した処方の例である。
比較例１４は、実施例１７の処方に対して、Ｂｉの配合割合を減少させ、Ｂｉを不十分とした処方の例である。
比較例１５は、実施例１７の処方に対して、Ｓｂの配合割合を減少させ、Ｓｂを不十分とした処方の例である。
比較例１６は、実施例１７の処方に対して、さらに、Ｆｅを配合した処方の例である。
・ソルダペーストの調製
得られたはんだ合金を、粒径が２５〜３８μｍとなるように粉末化し、得られたはんだ合金の粉末と、公知のフラックスとを混合して、ソルダペーストを得た。
・ソルダペーストの評価
得られたソルダペーストをチップ部品搭載用のプリント基板に印刷して、リフロー法によりチップ部品を実装した。実装時のソルダペーストの印刷条件、チップ部品のサイズ等については、後述する各評価に応じて適宜設定した。
＜評価＞
各実施例および各比較例において得られた合金を使用したソルダペーストを、チップ部品搭載用プリント基板に印刷して、リフロー法によりチップ部品を実装した。ソルダペーストの印刷膜厚は、厚さ１５０μｍのメタルマスクを用いて調整した。ソルダペーストの印刷後、アルミニウム電解コンデンサ（５ｍｍφ、５．８ｍｍ高さ）を上記プリント基板の所定位置に搭載して、リフロー炉で加熱し、チップ部品を実装した。リフロー条件は、プリヒートを１７０〜１９０℃、ピーク温度を２４５℃、２２０℃以上である時間が４５秒間、ピーク温度から２００℃までの降温時の冷却速度を３〜８℃／秒に設定した。
さらに、上記プリント基板を１２５℃の環境下で３０分間保持し、次いで、−４０℃の環境下で３０分間保持する冷熱サイクル試験に供した。その結果を、表３および表４に示す。
＜落下衝撃性＞
部品実装直後のプリント基板について、１ｍの高さから５回落下させ、部品と基板の接合部が破壊するかどうかを外観観察することにより評価した。
具体的には、１００個の搭載部品中、落下した個数が５個以下のものをランクＡ＋＋（５点）、落下個数６〜１０個のものをランクＡ＋（４点）、落下個数１１〜１５個のものをランクＡ（３点）、落下個数１６〜３０のものをランクＢ（２点）、落下個数３１〜５０個のものをランクＣ（１点）、落下個数５１個以上のものをランクＤ（０点）とした。
また、冷熱サイクルを１０００サイクル繰り返したプリント基板についても、上記と同様に評価した。
＜総合評価＞
「落下衝撃性」および「冷熱サイクル後の落下衝撃性」の合計点が１０点のものを総合判定Ａ＋＋、合計点が８点または９点のものを総合判定Ａ＋、合計点が６点または７点のものを総合判定Ａ、合計点が４点または５点のものを総合判定Ｂ、合計点が２点または３点のものを総合判定Ｃ、合計点が０点または１点のものを総合判定Ｄとした。

Claims (8)

  1. 実質的に、スズ、銀、銅、ビスマス、アンチモンおよびコバルトからなるはんだ合金であって、
    前記はんだ合金の総量に対して、
    前記銀の含有割合が、２質量％以上４質量％以下であり、
    前記銅の含有割合が、０．３質量％以上１質量％以下であり、
    前記ビスマスの含有割合が、４．８質量％を超過し１０質量％以下であり、
    前記アンチモンの含有割合が、３質量％以上１０質量％以下であり、
    前記コバルトの含有割合が、０．００１質量％以上０．３質量％以下であり、
    前記スズの含有割合が、残余の割合であることを特徴とする、はんだ合金。
  2. さらに、ニッケル、インジウム、ガリウム、ゲルマニウムおよびリンからなる群より選
    ばれた少なくとも１種の元素を含有し、
    はんだ合金の総量に対して、前記元素の含有割合が、０質量％超過し１質量％以下である、請求項１に記載のはんだ合金。
  3. 前記銅の含有割合が、０．５質量％以上０．７質量％以下である、請求項１または２に記載のはんだ合金。
  4. 前記ビスマスの含有割合が、４．８質量％を超過し７質量％以下である、請求項１〜３のいずれか一項に記載のはんだ合金。
  5. 前記アンチモンの含有割合が、５質量％以上７質量％以下である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のはんだ合金。
  6. 前記コバルトの含有割合が、０．００３質量％以上０．０１質量％以下である、請求項１〜５のいずれか一項に記載のはんだ合金。
  7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載のはんだ合金からなるはんだ粉末と、
    フラックスとを
    含有することを特徴とする、ソルダペースト。
  8. 請求項７記載のソルダペーストのはんだ付によるはんだ付け部を備えることを特徴とする、
    電子回路基板。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020157349A (ja) * 2019-03-27 2020-10-01 千住金属工業株式会社 はんだ合金、はんだボール、はんだプリフォーム、はんだペースト及びはんだ継手
US11577344B2 (en) 2020-07-31 2023-02-14 Senju Metal Industry Co., Ltd. Solder alloy

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3326745B1 (en) * 2015-07-24 2020-09-02 Harima Chemicals, Inc. Solder alloy, solder paste, and electronic circuit board
JP6053248B1 (ja) * 2015-07-24 2016-12-27 ハリマ化成株式会社 はんだ合金、ソルダペーストおよび電子回路基板
MX2018011176A (es) 2016-03-22 2019-03-28 Tamura Seisakusho Kk Aleacion de soldadura sin plomo, composicion de fundente, composicion de pasta de soldadura, placa de circuitos electronicos y controlador electronico.
MY201476A (en) * 2016-05-06 2024-02-26 Alpha Assembly Solutions Inc High reliability lead-free solder alloy
US20180102464A1 (en) 2016-10-06 2018-04-12 Alpha Assembly Solutions Inc. Advanced Solder Alloys For Electronic Interconnects
BR112019020490B1 (pt) 2017-03-31 2023-03-28 Senju Metal Industry Co., Ltd Liga de solda, pasta de solda e junta de solda
KR102286739B1 (ko) * 2017-08-17 2021-08-05 현대자동차 주식회사 무연 솔더 조성물
US11732330B2 (en) 2017-11-09 2023-08-22 Alpha Assembly Solutions, Inc. High reliability lead-free solder alloy for electronic applications in extreme environments
US11577343B2 (en) * 2017-11-09 2023-02-14 Alpha Assembly Solutions Inc. Low-silver alternative to standard SAC alloys for high reliability applications
CA3116600C (en) * 2018-10-24 2023-05-09 Alpha Assembly Solutions Inc. Low temperature soldering solutions for polymer substrates, printed circuit boards and other joining applications
TWI742813B (zh) * 2019-09-02 2021-10-11 美商阿爾發金屬化工公司 高溫超高可靠性合金
JP7637069B2 (ja) * 2019-12-27 2025-02-27 ハリマ化成株式会社 ろう付け材の塗布方法及びろう付け用金属部材の製造方法
CN114227057B (zh) * 2021-12-10 2023-05-26 北京康普锡威科技有限公司 无铅焊料合金及其制备方法、用途

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6224690B1 (en) * 1995-12-22 2001-05-01 International Business Machines Corporation Flip-Chip interconnections using lead-free solders
DE10319888A1 (de) * 2003-04-25 2004-11-25 Siemens Ag Lotmaterial auf SnAgCu-Basis
US7455992B2 (en) * 2004-02-23 2008-11-25 North Carolina State University Lactobacillus acidophilus nucleic acid sequences encoding protease homologues and uses therefore
TWI279281B (en) * 2004-05-20 2007-04-21 Theresa Inst Co Ltd Lead-free solder alloy and preparation thereof
GB2419137A (en) * 2004-10-15 2006-04-19 Alpha Fry Ltd Solder alloy
GB2421030B (en) * 2004-12-01 2008-03-19 Alpha Fry Ltd Solder alloy
WO2011102034A1 (ja) * 2010-02-16 2011-08-25 株式会社タムラ製作所 鉛フリーはんだ合金と、これを用いたソルダペースト及び実装品
JP4787384B1 (ja) * 2010-10-29 2011-10-05 ハリマ化成株式会社 低銀はんだ合金およびはんだペースト組成物
JP2015077601A (ja) 2013-04-02 2015-04-23 千住金属工業株式会社 鉛フリーはんだ合金
JP5730354B2 (ja) * 2013-07-17 2015-06-10 ハリマ化成株式会社 はんだ組成物、ソルダペーストおよび電子回路基板
US9165767B2 (en) * 2013-11-04 2015-10-20 Globalfoundries Inc. Semiconductor structure with increased space and volume between shaped epitaxial structures
KR101551613B1 (ko) * 2014-06-24 2015-09-08 하리마카세이 가부시기가이샤 땜납 합금, 땜납 조성물, 솔더 페이스트 및 전자 회로 기판

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020157349A (ja) * 2019-03-27 2020-10-01 千住金属工業株式会社 はんだ合金、はんだボール、はんだプリフォーム、はんだペースト及びはんだ継手
US11167379B2 (en) 2019-03-27 2021-11-09 Senju Metal Industry Co., Ltd. Solder alloy, solder ball, solder preform, solder paste and solder joint
US11577344B2 (en) 2020-07-31 2023-02-14 Senju Metal Industry Co., Ltd. Solder alloy

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