Pbフリーはんだの金属学的基礎
(16−3) 非Sn系高融点はんだ
(16−3−1) Bi系高融点はんだ
Biは融点271℃なので高温はんだの基礎系としてまず候補に挙げられる。
しかしBiは脆いため改善が必要となる。主に検討されたのはBi−Ag系。
主なBiの2元系合金の状態図は以下の通り。
Bi−Ag
Bi−Cu
Bi−Zn
Bi−Sb
Bi−Ni
Shimoda
Lalena Bi−11Ag
Bi−AgとCu、Ni、Ag
270℃
IMCは形成されず共晶反応が起きる。
共晶反応で界面が波状化。
厚いBiN3 IMCが形成される。
高久
Bi−Cu−X(X=Sn、Sb、Zn)
マトリックスBi系、分散物Cu−X系
Bi−Cu−Sb
マトリックスBi−Sb固溶体相、分散物Cu2Sb、Bi2Sb
(15−3−2) Zn系高融点はんだ
Znは融点420℃であり、合金化による融点低下と特性改善が試みられている。
Zn−Al
Zn−Mg
Zn−Ge
加藤
Li
Zn−4Al−3Mg:343℃
Shimizu
文献では
Zn−4Al−3Mg 343℃
Zn−6Al−5Ge 352℃
Kim
Zn−Al−Cu
ε(CuZn4)、η(Zn)、2−η共晶(微細なラメラ)、ε−η共晶(粗い共晶)からなる。
Pstrus
Zn−12at%Al
0.5gの濡れ広がり
Liang
T
2 :638K L→(Al)+(Zn)+Mg2Zn11 Zn−8.7Al−7.3Mg
等温図 25℃
Drapala
Sn-Zn-Mg
3元共晶455K
(15−3−3) ダイボンディング(ダイアタッチ)用Au系
Au−20Sn 280℃
Au−25Sb 360℃
Au−12Ge 361℃
Au−3Si 363℃
CMC
Au-Si
Au-Sn
(Au,Ni)Sn4を形成し脆性破壊
Sn-Ag-Cu
Leinenbach Au−G−X
Au−3.1Si 363℃
Au−12Ge 361℃
Au−25.4Sb 360℃
Auの削減 Sb、Sn、Si
Au−Ge−Sb Au−Ge−Sn
Au−Ge−Si
共晶Au−Ge、25μmフォイル