高温保持によるSn-Zn系鉛フリーはんだとCu接合部の微細組織変化

抄録

Sn-Zn系はんだとCuとの界面反応について, 125, 135, 150℃で高温保持により組織の変化を調べた。Sn-8Zn-3BiとSn-9Zn/Cu接合体の場合, 高温保持の初期段階では, 界面反応層は平坦に成長するが, 時間の経過と共にすべての温度で凹凸になった。界面のCu₅Zn₈層とはんだ内部のCu₅Zn₈相は, 多量のCuがはんだ側に拡散することで形成される。Zn相のCu₅Zn₈相への変化は, すべての温度でSn-9ZnよりSn-8Zn-3Bi/Cuが早い。長時間保持するとはんだと界面反応層の間に多数のボイドの形成が観察される。なお, 界面反応層とCuの間に, Snの逆拡散によるSn-Cu相とSn相が形成する。一方, Sn-20ZnとSn-30Zn/Cu接合体では長時間の高温保持でもボイドや異常界面の形成が少なく, 比較的安定した界面構造を維持する。