エレクトロニクス実装学会誌

鉛フリーはんだを使用した場合に, 導電性プラスチック中に金属の粒が発生する問題が起きた。この金属粒は1度発生すると混練条件を変化させても粒として残り, 射出成形において細線の回路成形を大きく阻害するため, その防止対策を検討した。金属粒の発生には2種類のタイプがあることが判明し, 分散助剤にニッケル粉末を使用した場合に起こるものと, 銅粉末を使用した場合にある条件でわずかに小さな金属粒が発生する場合がある。これらの発生原因を究明し, 金属粒の発生原因をつきとめ, 金属粒の発生を抑制する実験を行い, 金属粒の発生を完全に防止できた。

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In order to evaluate the fatigue life of Sn-3.5Ag solder, which is the candidate base alloy of the lead free solder, fatigue tests were carried out using smooth specimens at 313K. The strain wave forms were (1) fast-tension and fast-compression, (2) slow-tension and slow-compression, and (3) slow-tension and fast-compression. The strain rate of fast straining was 0.1%/sec and that of slow straining was 0.01%/sec. As a result, the fatigue lives (the number of cycles to the crack initiation) were about 3 times as those of the 63Sn-37Pb solder for the fastfast strain wave and the slow-slow strain wave. On the one hand, the fatigue lives of the slowfast strain wave became the about 1/5 of the symmetrical strain wave.

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The melting point of tin-zinc based lead-free solders is low. Therefore it might be adequate to substitute tin-zinc solders for tin-lead solders. However, the mechanical properties of tin-zinc solders have not been fully investigated. The tensile strength of tin-zinc eutectic solder is higher and the elongation is not smaller than tin-lead eutectic solder. The fatigue life of tin-zinc eutectic solder is longer than tin-lead eutectic solder. Microstructure of tin-zinc eutectic solder is unique because micro-needles and large linear phases of zinc disperse at random on matrix of tin phase. We investigated the microstructures both before and after fatigue tests.

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BGAはんだ接合に対する無電解ニッケル/置換金処理の影響について, 種々の無電解ニッケル/置換金処理を施した基板を用い加熱式シングルバンププルテスト方式によってはんだボールプル強度を評価した。さらに, 無電解ニッケル処理および置換金処理における表面状態をSEM/EDXで観察し, BGAはんだ接合界面の組成をEPMAにより解析した。その結果, 低リン皮膜を形成する無電解ニッケルめっき処理とニッケル表面を変質させない置換金処理から構成された工程が, BGAはんだ接合に対して優位であることが判明した。また, BGAはんだ接合はNi-PとNi-Snの化合物層の問から破断することがわかった。

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