
松下電器産業と千住金属工業は,210℃で大気リフローできるSnZn(スズ亜鉛)系の鉛フリーはんだ(鉛を含有しないはんだ)を共同で開発した.千住金属工業は,SnZn系(Sn;スズ,Zn;亜鉛)の鉛フリーはんだの開発を,松下電器産業は実装時の特性の検証を行った.
今回の鉛フリーはんだは,SnZnを主成分とする合金に,合金の融点を低くする特徴のあるBi(ビスマス)を添加した.また,常温のときは不活性であるが,リフローの時は活性化するフラックスを開発した.これにより,大気中でリフローできるようになった.また,現行の実装設備をそのまま利用できるという.
これまで実用化されてたSnZn系の鉛フリーはんだは酸化しやすく,窒素中でリフローする必要があり,そのための特殊な炉が使われることが多かった.また,SnAgCu系の鉛フリーはんだは,はんだ実装の温度が230℃〜240℃と高いため,部品に対して耐熱対策が必要となる場合があった.いずれも,現行の炉をそのまま利用することは難しいとされている.
松下電器産業は,フラックスの活性特性に応じたリフロー装置の温度制御技術を確立した.また,はんだの濡れ広がり特性を考慮してメタル・マスクを作製する技術などを開発した.今回の鉛フリーはんだの信頼性と実装時の量産性に問題がないことを確認した.
今回の鉛フリーはんだは,2002年中に,まずテレビ製品(BSディジタル・テレビなど)の基板の実装に適用する予定である.サンプル出荷の開始時期は2002年中の予定.
[写真1] SnZn系の鉛フリーはんだの実装写真(大気中リフロー)
[写真2] 従来のSnZn系の鉛フリーはんだの実装写真(窒素中リフロー)
[表1] SnZn鉛フリーはんだの仕様
|
項目
|
仕様
|
|
合金
|
組成
|
Sn-8Zn-3Bi
|
|
粒径
|
25μm〜45μm(25μm〜36μm対応可能)
|
|
液相温度
|
197℃
|
|
固相温度
|
190℃
|
|
強度
|
84.2MPa
|
|
伸び率
|
40%
|
|
フラックス
|
含有量
|
11.5%
|
|
塩素換算率
|
0.03%
|
|
粘度
|
200Pa・s(調整可能)
|
|
チクソトロピ
|
0.45(調整可能)
|
[表2] 各種鉛フリーはんだの特徴
|