（６） 低融点系
低融点のＰｂフリーはんだとして従来からよく知られている共晶系にＳｎ−５８Ｂｉ（１３９℃）、Ｓｎ−９Ｚｎ（１９９℃）、
Ｓｎ−５２Ｉｎ（１１７℃）がある。
菅沼による比較では
（６−１） Ｓｎ−Ｂｉ系
（６−１−１） Ｂｉの凝固による体積増加
Ｓｉ、Ｂｉ、Ｓｂ、Ｇａは凝固で体積膨張する（Ｂｉ約３．６％、Ｓｂ約０．９５％、Ｇａ約３．４％）。
合金では単純な和とはならない。
大阪帝大・高瀬によるとＳｎ−Ｂｉ合金ではＢｉ約５０％以上で膨張となる。
Ｐｂ−Ｂｉ系ではＢｉ８０％以上で増加する。
（６−１−２） Sn-Bi系の組織と特性
台湾成功大
１０ＢｉではＳｎマトリクスにＢｉが均一に析出している。
Ｓｎ−Ｂｉ系状態図によると約２０Ｂｉまで固溶し、常温での固溶量は約３％なので飽和固溶体からの析出となる。
３０ＢｉではＢｉは棒状となるという。この組成では亜共晶で初晶βＳｎと共晶組織となるはずである。
ＡＡ：１００℃ｘ２４ｈエージング
東海大宮沢らによると共晶組成では初晶（βＳｎ）とＳｎリッチ相（βＳｎ）とＢｉリッチ相の共晶組織よりなるという。
Ｓｎ−Ａｇ Ｓｎ−Ｂｉ Ｓｎ−Ｐｂ Ｓｎ−Ｚｎの比較
Ｓｎ−５８Ｂｉ Ｓｎ−３６Ｐｂ
韓国成均館大
Ｓｎ−５８ＢｉとＣｕ、Ｎｉ−Ｐ／Ｃｕ基体の反応
シンガポール
常温でのＢｉのＳｎへの固溶は約３％でＳｎ−３ＢｉではＢｉ析出は見られない。
１０％ＢｉでＳｎリッチ相の粒界にＢｉが析出。５０Ｂｉでは初晶Ｓｎリッチ相のの周囲に
共晶組織、５７Ｂｉは共晶組織、７０Ｂｉでは初晶Ｂｉリッチ相の周囲に共晶組織。
菅沼らに
亜共晶では初晶βＳｎの部分ととβＳｎ＋Ｂｉの共晶部分よりなる。
Ｂｉは不定形で１０μｍオーダーの粗大な状態。
Ｓｎ−４０Ｂｉでは初晶βＳｎには（過飽和固溶体から析出した）多量の微細なＢｉがラメラ状に形成。
Ｓｎ−４０Ｂｉでは状態図からは１３８−１７１℃であるが実測は１４２−１６５℃付近。
なお２１Ｂｉ以下では共晶組織をもたないはずであるが、１４０℃付近で吸熱反応することが知られており、
偏析によるものと考えられている。
またＳｎ−７．５Ｂｉ−２Ａｇ−０．５ＣｕはβＳｎ、Ａｇ３Ｓｎ、Ｂｉよりなり
Ｂｉ偏析により１４０℃付近に小さなピークが存在。
中国 Ｃｕ合金との界面
ＨＰのhuaらによると
降伏強度は室温では高いが１１０℃では低くなる。
耐熱疲労性は悪い。
（６−１−３） Sn-Bi系の改善
Ｓｎ−Ｂｉ系に微量の第３成分を添加することで機械的特性が改善される事が知られている。
その代表的成分はＡｇである。
ＡｇはＳｎ系合金の機械的特性改善の代表的元素でＳｎ−Ｐｂ系でもＡｇ添加が行われている。
Sn-Bi-X(X=Ag、Cu、Zn、Sb)
富士通のグループによると
Ｌｉ 王立大によると界面、微量添加Ｃｒ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ
無電解４．１μｍＮｉ／０．９μｍＡｕ
スパッタＴｉ−Ｗ／６μｍＣｕ（かなり強引！）
Ｃｕ添加でＮｉ（Ｐ）に対しＣｕ−Ｓｎ ＩＭＣが形成されＮｉ３Ｓｎ４、Ｎｉ３Ｐの形成が抑制される。
Ｚｎ添加でＣｕ基体に対しＣｕ−Ｚｎ ＩＭＣが形成され２００℃ではＣｕ消費が抑制される。
上西
Ｓｎ−Ｂｉ−Ａｇ
日立芹沢らによるとＳｎ−５７ＢｉへＡｇを添加したときの状態図は
Ｃｕ基体
ＳｎＢｉＡｇ ＨＰ Ｇｌｅａｓｏｎ バルク
Ｓｎ−５７Ｂｉ−１Ａｇ、Ｓｎ−３．９Ａｇ−０．６Ｃｕ
ヤング率
菅沼
粗大な初晶Ａｇ３Ｓｎの影響から最適Ａｇは０．５ｗｔ％。
Ｓｎ−Ｂｉ−Ｃｕ
豊田中研高尾らによるとＳｎ−Ｂｉ系は３０−４５％Ｂｉで高い延性を示すようになり、
Ｓｎ−４０Ｂｉ−０．１Ｃｕで１３８−１７０℃の固液共存範囲で、Ｃｕ食われもＳｎ−３６Ｐｂよりかなり少ないという。
清華大
Ｓｎ−Ｂｉ−Ｓｂ
富士通のグループによると
メキシコのサン・ルイス・ポトシ自治大のグループによると ｈｔｔｐ
Ｓｎ−５８Ｂｉ−３Ｓｂで固液共存範囲は１３８−１４８℃で、Ｓｎ−５８Ｂｉ−６Ｓｂで１３８−１４９℃となり、
Li
Representative SEM images showing the interfacial microstructures of the Sn-Bi/Cu samples: (a) as-reflowed;
(b) 200 °C; (c) 220 °C; and (d) 240 °C
SEM images showing the interfacial microstructures for the different systems: (a) Sn-56.8Bi-2Al/Cu; (b) Sn-56.8Bi-2Cr/Cu;
(c) Sn-56.8Bi-2Si/Cu; (d) Sn-57.4Bi-1Nb/Cu; (e) Sn-57.4Bi-1Pt/Cu; and (f) Sn-57.4Bi-1Cu/Cu.
SEM images showing the interfacial microstructures for the Sn-57.4Bi-1Zn/Cu samples: (a) as-reflowed;
(b) 200 °C, 12 h; (c) 220 °C, 12 h; (d) 240 °C, 12 h; (e) 200 °C, 120 h; (f) 240 °C, 48 h
Ｓｎ−Ｂｉ−ＲＥ
北京工科大のグループが
リフロー状態
エージング後 ８０℃、１６８ｈ
Ｂａｔｈ
チップ部品との接合状態
（６−１−４） Pb、Zn、Inの混入
低温相東芝戎谷ら
Ｚｅｎｇ Ｐｂコンタミ 状態図
Ｐｂの混入により融点９６℃の５２Ｂｉ−３０Ｐｂ−１８Ｓｎ形成の可能性がある。
これにより
Ｐｂ汚染の影響
ＮＩＳＴによるとＰｂ汚染によりＳｎ−Ｂｉはんだでは接合部に空隙が生じることが大きな問題となる。
この空隙は通常熱疲労後に部品電極と基板パッドの間の狭い空間に生じる。
これはこの部分がフィレット部より後に凝固するので空隙や熱間割れが生じやすいのと、更に９６℃以上の熱疲労により
３元共晶相が形成されるためである。
モトローラ
Ｓｎ−１８Ｂｉ−４０Ｐｂ 包晶 １３７℃
Ｓｎ−５１Ｂｉ−３２Ｐｂ 共晶 ９６℃
Ｓｎ−３６Ｐｂ−２Ａｇ 共晶 １７９℃
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