Ｐｂフリー高融点はんだ

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｐｂフリーはんだの金属学的基礎
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

（１６－３－４）　特殊高融点Ｐｂはんだ代替材料

　　合金組成により３００℃前後の実用的高温はんだを得ることは難しいのでいくつかの代替案が検討されている。
　　その第１は液相線を上昇させ（固相線は変化しない、過共晶化）、即ち固液共存範囲を広げ、固相量をふやすというもので
　Ｓｎ－Ｃｕ、Ｓｎ－Ｚｎ系などで検討された。
　　第２ははんだ中の残存Ｓｎを金属と反応させ高融点のＩＭＣ化するというものでＣｕやＡｇの添加が検討された。
　　第３はＡｇなどのナノ粒子の融点降下現象を利用するというものである。
　　しかしいずれも問題を含み実用に程遠い。

①　液相線上昇型代替材料（広固液共存範囲）

　　過共晶化による固液共存状態での固相量をふやす方法の基礎となるのは状態図である。
　　以下にＳｎ－Ｃｕ、Ｓｎ－Ｚｎ系２元状態図を示す。

　　　Ｓｎ－Ｃｕ系

　　　Ｓｎ－Ａｇ系

　Ｚｎ－Ｓｎ　

菅沼　２００９　Ｌｅｅ　Ｓｕｇａｎｕｍａ

Ｌｅｅ

李

②　接合部ＩＭＣ化型代替材料

　　はんだ中のＳｎを高融点金属と反応させ高融点のＩＭＣ化する方法で、Ｓｎに多量に溶解し速やかにＩＭＣを形成する
　Ａｇ、Ｃｕなどをはんだ粒子中に分散させるもので、原理的には粗大なＡｇ、Ｃｕなどを分散させＡｇ、Ｃｕマトリクスの周囲をＩＭＣ網目
　化する方法と微粒のＡｇ、Ｃｕなどを分散させ接合部全体をＩＭＣ化する方法が考えられるが、現実的には種々の理由で空隙が生じ、
　すかすかの脆い状態となる。
　　下にＳｎ－ＡｇはんだとＡｇ粒子を例に模式図で示す。