■ 特許ライセンスについて 本資料でご紹介している当社の低Ag （銀） 鉛フリーはんだ，低融点SnBi(錫ビスマス）系鉛フリーはんだ について，当社は日本，米国，ドイツにおける特許を取得し，これらの特許に関し，国内外のはんだメー カー様にライセンスを行っています。 これらの特許のライセンスに関するお問合せは，下記お問い合わせメールアドレスまでお願いいたし ます。また， 特許の内容は， 下記当社鉛フリーはんだホームページでご覧いただけます。 富士電機の鉛フリーはんだ 低銀はんだと低融点はんだ 参考論文 １. "Enhancing electromigration resistance of Sn1Ag0.5Cu solder by adding single Ni or Ge microelement" Xu.ZHAO, Masumi SAKA, Mitsuo YAMASHITA, Hiroaki HOKAZONO Journal of Solid Mechanics and Materials Engineering Vol.7, No.1, 2013, 118-123 ２. "Ultra-Acceletrated Quantum Chemical Molecular Dynamics Simulation of Atomic Level Stability of Solder Materials" Nozomu.Hatakeyama, Ryuji.Miura, Ai.Suzuki, Kunio.Shiokawa, Mitsuo Yamashita, Akira Miyamoto エレクトロニクス実装学会 ICEP2013, proceedings p765-768 ３. Sn-Ag-Cu-Ni系鉛フリーはんだ接合部の接合特性に及ぼすGe及び P添加の影響 荘司郁夫，渡邉裕彦，新井亮平 電子情報通信学会論文誌 2012, Vol.195-C, No.11, 324-332 上記参考論文は下記当社鉛フリーはんだホームページでご覧いただけます。 当社鉛フリーはんだホームページ http://www.fujielectric.co.jp/solder/ お問い合わせメールアドレス [email protected] 安全に関するご注意 ＊ご使用の前に， 「取扱説明書」や「仕様書」 などをよくお読みいただくか， 当社またはお買上の販売店にご相談のうえ， 正しくご使用ください。 ＊取扱いは当該分野の専門の技術を有する人が行ってください。 このカタログは再生紙を使用しています。 （03）5435ｰ7111 〒141ｰ0032 東京都品川区大崎1ｰ11ｰ2 (ゲートシティ大崎イーストタワー) ホームページURL http://www.fujielectric.co.jp 本資料の内容は製品改良などのために変更することがありますのでご了承ください。 2014-3(C2014a/K2013)OD0.3EP Printed in Japan 21Z1-J-0041a 低銀はんだ 低融点はんだ 耐熱性， 通電耐久性に優れる低Ａg（銀）鉛フリーはんだ 耐熱性，通電耐久性に優れる低融点SnBi（錫ビスマス）系鉛フリーはんだ 当社の低Ａｇ （銀1%）鉛フリーはんだは 鉛フリーはんだは，錫 錫 （Ｓｎ） を主成分とし，銀 を主成分とし 銀 （Ａｇ） ，銅 銅 （Ｃｕ） ，ニッケル ニッケル （Ｎｉ） ，ゲルマニウム ゲル （Ｇｅ） 当社の低温（低融点）鉛フリーはんだは，Sn-B 共晶組成（融点140℃） に， ｕ， 鉛フリーはんだは Sn-Bｉ ｉ共晶組成 に Ａｇ， ｇ Ｃｕ Ｎｉ，Geを添加することで，組織 Geを添加することで 組織 を組み合わせたＳｎ１ＡｇＣｕＮｉGeのはんだ合金です。 Ａｇの低減による耐熱性，通電耐久性の低下を抑制するという，近 安定性，耐熱性，通電耐久性が向上するとともに，濡れ性，酸化抑制の改善がなされたＳｎＢｉＡｇＣｕＮｉＧｅのはんだ 年の研究で知られるＮｉとＧｅの特徴が活かされ，低コストと高信頼性の両立が実現できました。 トと高信頼性の両立が実現で 合金です。 優れた耐熱性 優 れた耐熱性 優れた耐熱性 高温での変形（クリープ）を抑制，熱的安定性に優れています。 耐熱性， 強度ー延性バランスの安定性に優れています。 Ni， Ni， Ni Geの添加により， Geの eの添加 添 により， り SnAgCuの共晶領域のSnAg(Ni), S Ag Sn AgCu Cu uの共 の共晶領 晶領域の 域のSn SnAg Ag(Ni) i), Sn SnCu SnCuが微細に分散析出し， Cuが微 が微細に 細に に分散 分散析出 散析出 内部組織の熱的安定性が高 まります。 これにより， 高温での強度が改善され， 変形 （クリープ） が抑えられます。 まります ます。 。 これ より これに より， ， 高温で 高温で 温での強 の 度が の強 度 改善 改善され され れ， 変形 （ク ープ） （クリ が抑え 抑 られます られ れま Ni，Geを添加することで，SnBi共晶の組織について，安定性の改善がはかられ，耐熱性，強度 ー 延性バラ ンスが良くなります。また，熱履歴に対し，強度，延性に優れています。これは，Ni，GeのSn相，Bi相へ の固溶，分布により，耐性が改善されているためだと考えられます。 Ag Cu C ■引っ張り特性比較 （破断部） 60 SnAg析出 SnCu析出 SnBi（他社） SnBiAg（他社） SnBiAgCuNiGe（当社） Stress [MPa] 50 EPMA成分分析 出典：EPTC論文 低減したAgを補い，SnAg，SnCuが分散析出している。 Cu Ge Ag Sn -3 -4 30 20 -6 シミュレーションによる熱安定性 Snに対し，Ni，Geは安定性に優れる 50 100 150 200 250 300 350 時間［h］ 高温での変形 高温 温での で （クリープ） Ni，Geを添加するとクリープ特性に優れる Ni，G Ni， Ni Ge Ge Geの添加により， Ni， 通電耐久性が向上します。 クリープ変形 速度 （立命館大学 坂根研論文より） 0 0 はんだ合金にNi， は はん だ合金に だ合 金 Ni 金に N， Geを添加することで， Geを を添加 添加する するこ ことで， こと で 通電時の 通電時の電子の流れによるSn原子の移動が抑制され， 時の の電 電子 子の流 の流れに れによ よ 通電耐久性が向上 します。 Geの添加により， 動きにくくなるためと考えられます。 その結果， 通電による しま ます。これは， これは，Ni Ni， ， Geの Geの の添加 添加によ により，Snが安定化し， Snが安 が安定化 が安 定化 化し， し， 動きにく 動き に く はんだの劣化が抑制され， 製品寿命や信頼性が向上します。 はん はんだの んだの だの劣化 劣化が抑 劣化 が抑制さ 制され， れ， 製品 製 品寿命 寿 や信 や信頼性 頼性 性が向 が向上し 上します す。 ■ 通電耐久実験 40 60 80 b 20 40 60 80 100 Time ［t, h］ CuNiGe添加により，高温での変形 （クリープ） が 抑えられている。 加熱時効材引っ張り特性 （100℃ 1500hr） Ni Sn Ge Cu Ag -3580 -3600 -3620 -3640 -3660 （東北大学 宮本研より） -3680 へき開方向の全結合エネルギー。 Ni，Sn，Ge，Ag，Cuの順で結合が 強まることを示している。 通電耐久性の向上 通電耐久性の向上 Cu，Ni，Geを添加することで，当社の低融点はんだは，通電時の電子の流れによる原子（Sn，Bi)の移動が 抑制され，通電耐久性が改善されます。これは，Cu，Ni，Geの添加により，Biが安定化し，動きにくくな るためと考えられます。 電子流 Sn 他社比較品 Sn1Aｇ0.5Cu 当社のはんだ Sn1Ag0.5Cu0.07Ni0.01Ge Snが密・圧縮状態となり，表面にSnの移動を示す ヒロック※の発生が多い。 NiGe添加により，ヒロック※の発生が少ない。 bの拡大図 Bi Bi-rich 層 他社比較品 （東北大学坂研より） SnBi SnBi 陽極側に，6μm厚Bi-rich層形成 陽極側に，6 陽極側 に，6μm厚 μm厚BiBi-ri r h層形 ric 層 成 層形 当社のはんだ （東北大学坂研より） SnB SnBiAgCuNiGe BiAg iAgCuN CuNiGe iGe 陽極側3.4μm厚Bi-rich層形成 陽極側3.4 陽極側 3.4μm厚 μm厚BiBi-ric rich層形 h層形成 SnBi系の特徴比較 Sn nBi系の特徴比較 Ag，Cu，Ni，Geの添加により耐熱性，通電耐久性以外の特性についても優れています。 他社比較品 Sn1Ag.0.5Cu 通電時間の経過とともにヒロック※が拡大している。 100 Strain［%］ Sn， Bi原子移動の抑制により， 通電耐久性が向上します。 ヒロック aの拡大図 20 -3560 SnBi （他社） SnBiAg（他社） SnBiAgCuNiGe（当社） 10 通電耐久性の向上 通 電耐久性の向上 a Bi σ=3 MPa, T=373 K 20 0 0 ■クリープ特性比較 クリープ変形速度1/2 0 Snへの添加元素の効果 当社のはんだ Sn57.5Bi0.5Ag0.07Ni0.01Ge 当社の低融点はんだは，Sn相，Bi相の変形が抑えられている。 クリープ変形速度1/10 10 -5 他社比較品 Sn57.5Bi0.5Ag 結合エネルギー [kcal/mol] -2 20 0 Sn0.3AgCu （他社） Sn1AgCu （他社） Sn1AgCuNiGe （当社） 40 クリープ歪み [%] energy [eV] -1 30 10 50 Creep strain ε, [%] 0 Ni 40 当社のはんだ Sn1Ag0.5Cu0.07Ni0.01Ge 通電時間が経過してもヒロック※の拡大が抑えられている。 ※ヒロック：原子が蓄積して表面が盛り上がったもの。 特性 （SnBiと添加物による違い） 濡れ性 衝撃特性 熱的安定性 クリープ変形 疲労 通電耐久性 当社のはんだ Sn57.5Bi0.5AgCuNiGe 良好 同等 優れる 小さい 良好 強い 他社比較品 Sn57.5Bi0.5Ag 有り 同等* やや劣る 大きい やや弱い 弱い ＊通電による，界面脆化傾向大 ■ 特許ライセンスについて 本資料でご紹介している当社の低Ag （銀） 鉛フリーはんだ，低融点SnBi(錫ビスマス）系鉛フリーはんだ について，当社は日本，米国，ドイツにおける特許を取得し，これらの特許に関し，国内外のはんだメー カー様にライセンスを行っています。 これらの特許のライセンスに関するお問合せは，下記お問い合わせメールアドレスまでお願いいたし ます。また， 特許の内容は， 下記当社鉛フリーはんだホームページでご覧いただけます。 富士電機の鉛フリーはんだ 低銀はんだと低融点はんだ 参考論文 １. "Enhancing electromigration resistance of Sn1Ag0.5Cu solder by adding single Ni or Ge microelement" Xu.ZHAO, Masumi SAKA, Mitsuo YAMASHITA, Hiroaki HOKAZONO Journal of Solid Mechanics and Materials Engineering Vol.7, No.1, 2013, 118-123 ２. "Ultra-Acceletrated Quantum Chemical Molecular Dynamics Simulation of Atomic Level Stability of Solder Materials" Nozomu.Hatakeyama, Ryuji.Miura, Ai.Suzuki, Kunio.Shiokawa, Mitsuo Yamashita, Akira Miyamoto エレクトロニクス実装学会 ICEP2013, proceedings p765-768 ３. Sn-Ag-Cu-Ni系鉛フリーはんだ接合部の接合特性に及ぼすGe及び P添加の影響 荘司郁夫，渡邉裕彦，新井亮平 電子情報通信学会論文誌 2012, Vol.195-C, No.11, 324-332 上記参考論文は下記当社鉛フリーはんだホームページでご覧いただけます。 当社鉛フリーはんだホームページ http://www.fujielectric.co.jp/solder/ お問い合わせメールアドレス [email protected] 安全に関するご注意 ＊ご使用の前に， 「取扱説明書」や「仕様書」 などをよくお読みいただくか， 当社またはお買上の販売店にご相談のうえ， 正しくご使用ください。 ＊取扱いは当該分野の専門の技術を有する人が行ってください。 このカタログは再生紙を使用しています。 （03）5435ｰ7111 〒141ｰ0032 東京都品川区大崎1ｰ11ｰ2 (ゲートシティ大崎イーストタワー) ホームページURL http://www.fujielectric.co.jp 本資料の内容は製品改良などのために変更することがありますのでご了承ください。 2014-3(C2014a/K2013)OD0.3EP Printed in Japan 21Z1-J-0041a
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