(57)【要約】【課題】  本発明の目的は、ガラスやセラミックといった酸化物、あるいは濡れ性の悪いＭｏ等の難接合材料を接合可能なＳｎ−Ａｇ−Ａｌ系はんだ合金の特性を維持しつつ、はんだ合金の経時変化を抑制できる、新しいはんだ合金を提供することである。【解決手段】  本発明は、質量％で、Ａｇ：０．９〜１０．０％、Ａｌ：０．０１〜０．５０％、Ｓｂ：０．０４〜３．００％を含み、前記Ａｌ／Ｓｂの比が０．２５以下の関係（０を含まない）を満たし、残部Ｓｎおよび不可避的不純物からなるはんだ合金である。また、Ｙ：１．０％以下、Ｇｅ：１．０％以下のいずれか１種または２種含んでもよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、Ａｇ：０．９〜１０．０％、Ａｌ：０．０１〜０．５０％、Ｓｂ：０．０４〜３．００％を含み、前記Ａｌ／Ｓｂの比が０．２５以下の関係（０を含まない）を満たし、残部Ｓｎおよび不可避的不純物からなることを特徴とするはんだ合金。
【請求項２】
前記Ａｌ／Ｓｂの比が０．１８以下（０を含まない）であることを特徴とする請求項１に記載のはんだ合金。
【請求項３】
質量％で、Ａｇ：１．０〜８．５％であることを特徴とする請求項１または２に記載のはんだ合金。
【請求項４】
質量％で、Ａｌ：０．０１〜０．４０％であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のはんだ合金。
【請求項５】
質量％で、Ａｌ：０．１２〜０．３５％であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のはんだ合金。
【請求項６】
質量％で、Ｓｂ：０．５０〜３．００％であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のはんだ合金。
【請求項７】
質量％で、Ｓｂ：１．００〜２．５０％であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のはんだ合金。
【請求項８】
質量％で、Ｙ：１．０％以下、Ｇｅ：１．０％以下のいずれか１種または２種含むことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載のはんだ合金。
【請求項９】
酸化物または酸化表面を有する部材を接合するものであることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載のはんだ合金。
【請求項１０】
請求項１ないし８のいずれかに記載のはんだ合金で酸化物または酸化表面を有する部材が接合されてなることを特徴とするはんだ接合体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラスやセラミックといった酸化物またはアルミニウム（Ａｌ）等の酸化表面を有する部材や濡れ性の悪いＭｏ等を接合するのに適するはんだ合金およびこれを用いたはんだ接合体に属するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガラス等の酸化物の接合技術においては、３８０℃付近での接合およびシーリングに使用される手段として、鉛を使用したはんだ又は鉛ガラスフリットが主流であった。しかし、環境問題により鉛の使用ができなくなってきており、代替技術の確立が必要になってきている。そこで、本発明者等は、ガラス等の接合に用いる酸化物接合用はんだ合金として、Ｓｎを主成分としたものにＡｇ、Ａｌを添加したはんだ合金を提案した。（特許文献１）また、本発明者等は、特許文献１の酸化物接合用はんだ合金にＹおよびＧｅを添加したはんだ合金を、はんだ溶融時のボイド抑制のために提案した。（特許文献２）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ＷＯ２００７／７８４０号公報
【特許文献２】米国２００８／０２４１５５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した特許文献１および２に開示されるＳｎ−Ａｇ−Ａｌ系はんだ合金は、Ｚｎ等の酸化物（ドロス）を形成する元素を含まないため、はんだ接合時のハンドリングが容易であるという効果がある。しかし、本発明者等の検討によれば、特許文献１等で提案したはんだ合金を水分の存在する大気中で長時間保持すると、はんだと被接合材との界面が白濁したように変色していくという新たな問題を確認した。また、詳細に検討していくと、はんだ合金自体が、経時変化により、組織中にボイド（空洞）が発生していくという現象も確認した。このようなはんだ合金の変性は、接合信頼性を劣化する恐れがある。
本発明の目的は、上記問題に鑑み、ガラスやセラミックといった酸化物、あるいは濡れ性の悪いＭｏ等といった難接合材料を接合可能なＳｎ−Ａｇ−Ａｌ系はんだ合金の特性を維持しつつ、はんだ合金の経時変化を抑制できる、新しいはんだ合金を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者等は、接合体を形成するはんだの経時変化の問題を検討し、Ｓｎ−Ａｇ−Ａｌ系はんだ合金にＳｂを適量添加した合金を採用することで、はんだの経時変化を大きく改善できることを見出し、本発明に到達した。
【０００６】
すなわち本発明は、質量％で、Ａｇ：０．９〜１０．０％、Ａｌ：０．０１〜０．５０％、Ｓｂ：０．０４〜３．００％を含み、前記Ａｌ／Ｓｂの比が０．２５以下の関係（０を含まない）を満たし、残部Ｓｎおよび不可避的不純物からなるはんだ合金である。
また、前記Ａｌ／Ｓｂの比は、０．１８以下（０を含まない）が好ましい。
また、本発明のはんだ合金は、質量％で、Ｙ：１．０％以下、Ｇｅ：１．０％以下のいずれか１種または２種含むことが好ましい。
また、本発明のはんだ合金は、Ａｇ：１．０〜８．５％であることが好ましい。
また、本発明のはんだ合金は、Ａｌ：０．０１〜０．４０％であることが好ましい。
また、本発明のはんだ合金は、Ａｌ：０．１２〜０．３５％であることが好ましい。
また、本発明のはんだ合金は、Ｓｂ：０．５０〜３．００％であることが好ましい。
また、本発明のはんだ合金は、Ｓｂ：１．００〜２．５０％であることが好ましい。
また、本発明のはんだ合金は、酸化物または酸化表面を有する部材の接合に適している。
また、本発明のはんだ合金により、酸化物または酸化表面を有する部材を強固に接合することができ、安価なはんだ接合体を提供することができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ガラスを用いたペアガラスやディスプレイなどの気密容器、あるいはガラス基板上への金属配線の固定などに適用するはんだ合金として、その接合信頼性を飛躍的に改善することができるため、その工業的価値は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明のはんだ合金の加速環境試験後のミクロ組織の一例を示す写真である。
【図２】比較例のはんだ合金の加速環境試験後のミクロ組織の一例を示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
上述したように、本発明の重要な特徴は、Ｓｎ−Ａｇ−Ａｌ系はんだ合金にＳｂを適量添加した合金を採用したことにある。
以下、本発明のはんだ合金の成分組成（質量％）を限定した理由について説明する。
【００１０】
Ｓｂ：０．０４〜３．００％
Ｓｂは、本発明のはんだ合金の経時変化を抑制するために最も重要な元素である。その効果については、正確な検証はできていないが、Ｓｂは、Ｓｎ−Ａｇ−Ａｌ系はんだ合金に存在するＡｌと化合物を形成し、結果として、酸化が進行し白濁やボイドの発生の原因となるＡｇ−Ａｌ金属間化合物の形成を抑制しているためと考えられる。
Ｓｂの含有量は、Ａｌ量にも依存するが、少なすぎると経時変化を抑制する効果を十分に発揮できないため、０．０４％以上必要である。また、Ｓｂは、Ｓｎ中に固溶することで、引張強度などのはんだ合金の機械的特性や熱疲労特性を向上させる。したがって、本発明のはんだ合金が、経時変化の抑制効果だけでなく、機械的特性および熱疲労特性を十分に得るためには、０．５％以上が好ましい。また、１．００％以上含有することがより好ましい。
一方、Ｓｂを過度に添加してもＡｌ−Ｓｂ化合物の偏析が増大する結果となり、Ｓｂの添加で得られる経時変化の抑制の効果が十分に得られない。また、固くて脆いＡｌ−Ｓｂ化合物がはんだ中に過度に存在した場合は、初期の機械的特性を低下させるだけでなく、Ａｌ−Ｓｂ化合物自身の酸化により、はんだ合金の経時変化の抑制効果に悪影響を与えると考えられる。さらに、Ｓｂの含有量の増加は、はんだ合金の融点の上昇に加え、濡れ性の悪化に伴いはんだ付け性が低下する。
したがって、本発明では、Ｓｂの含有量を最大で３．００％以下とする。好ましくは２．５０％以下である。
【００１１】
Ａｇ：０．９〜１０．０％
本発明のはんだ合金のベース合金であるＳｎ−Ａｇ基はんだ合金は、共晶反応により融点が低下する効果に加え、はんだのクリープ強度や延性といった基本的な特性を決定する。特に、Ａｇの含有量は、クリープ強度に大きな影響を与える。本発明のはんだ合金においても、Ａｇが少なすぎるとクリープ強度の極端な低下が考えられる。したがって、本発明のはんだ合金のＡｇの含有量は、接合に必要な強度を確保するために、０．９％以上必要である。
一方、Ａｇの含有量が多すぎると、融点の上昇に加え、はんだ合金中に硬くて脆い粗大なＳｎ−Ａｇ金属間化合物が生成され、耐落下衝撃特性を低下させる原因となる。したがって、本発明のはんだ合金のＡｇの含有量は、１０．０％以下であり、より好ましくは８．５％以下である。また、携帯電話のような耐落下衝撃特性が厳しいものについては、５．０％以下とすることが好ましい。
また、Ａｇは、Ａｌとの金属間化合物を形成した場合、はんだ合金の熱疲労特性や機械的特性を改善する。
したがって、本発明のはんだ合金のＡｇの含有量は、０．９〜１０．０％であり、より好ましくは、１．０〜８．５％である。
【００１２】
Ａｌ：０．０１〜０．５０％
Ａｌは、本発明のＳｎ−Ａｇ基はんだ合金にとっては、ガラスなどの難接合材料との接合を達成するためになくてはならない必須金属である。つまり、Ｓｎ−Ａｇ基のはんだ合金においては、そのＳｎおよびＡｇの配合を変化させても難接合材料を接合することは難しいところ、Ａｌを添加することにより難接合材料との濡れ性が向上し、難接合材料との密着が可能となる。これは、Ａｌが酸化物となる傾向が強く、被接合材料の酸化物と結合しやすいため、その結果、難接合材料に対する濡れ性が向上するからである。
しかしながら、Ａｌの含有量が多すぎると、Ａｌが過度に酸化物を形成して、かえって接合性が低下したり、酸化が進行しやすいＡｇ―Ａｌ金属間化合物を形成するため、接合後のはんだ・被接合材料の界面から酸化等により生じると思われるはんだ接合部の白濁が進行しやすいといった問題が懸念される。
したがって、本発明のＡｌ量は、上述のＳｂ含有量との関係において０．０１〜０．５０％とする。好ましくは、０．０１〜０．４０％であり、さらに好ましくは、０．１２〜０．３５％である。
【００１３】
Ａｌ／Ｓｂ含有比率：０．２５以下（０を含まない）
本発明の重要な特徴は、はんだ合金中に含まれるＡｌとＳｂの含有比率を最適化したことである。以下その理由を詳しく説明する。
上述したようにＳｂを添加しないＳｎ−Ａｇ−Ａｌ系はんだ合金中のＡｌは、Ａｇとの金属間化合物であるＡｇ−Ａｌ金属間化合物を形成する。このＡｇ−Ａｌ金属間化合物は、はんだ合金およびはんだ合金・被接合材の界面から酸化等により生じると思われるはんだ接合部の白濁の要因となり、そのためＡｇ−Ａｌ金属間化合物の析出を抑制する必要がある。そこで本発明のはんだ合金は、Ｓｎ−Ａｇ−Ａｌ系はんだ合金にＳｂを添加することにより、積極的にＡｌ−Ｓｂ化合物を析出させ、酸化し易いＡｇ−Ａｌ金属間化合物の析出を抑制することで、はんだ接合部の白濁の抑制効果を得ている。
しかしながら、上述したＡｌやＳｂをただ添加するだけでは、はんだ合金の酸化を十分に抑制することはできない。その理由として、はんだ合金中のＡｌの含有量が多すぎるまたは、Ｓｂの含有量が少なすぎる場合においては、Ａｇ−Ａｌ金属間化合物が、はんだ合金中に過度に析出してしまう。このような状態では、はんだ接合部の白濁を抑制することが難しくなる。
したがって、本発明では、十分な酸化抑制の効果を得るために、はんだ合金中に含まれるＡｌ／Ｓｂの比率を０．２５以下（０を含まない）とする。さらに十分な経時変化の抑制を得るためには、０．０８以下であることが好ましい。
【００１４】
残部Ｓｎおよび不可避的不純物
Ｓｎは、ガラスなどの被接合材料との熱膨張係数の緩和および溶融温度の引下げに作用する、本発明のはんだ合金を構成する基体元素である。特に熱膨張係数の調整においては、Ｓｎは８５〜９５％の範囲で配合することが望ましい。さらに好ましくは、９０〜９５％である。
不可避的不純物として、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｖ、Ｍｎは、はんだの濡れ性を阻害するために、これらの元素は、合計で１％以下に規制することが好ましい。さらに好ましくは、合計で５００ｐｐｍ以下であることが望ましい。
【００１５】
また、Ｇａ、Ｐ、Ｂは、はんだ溶融時のボイド発生の原因となるために、これらの元素は５００ｐｐｍ以下に規制することが好ましい。さらに好ましくは、１００ｐｐｍ以下であることが望ましい。
また、Ｓｎ基はんだにおいて、Ｚｎは、はんだ表面近傍のＺｎが酸化することで、はんだ中に微小な亀裂が進展し、内部のＺｎをも酸化が徐々に進行していき、はんだが脆くなる。また、Ｚｎは、蒸気圧が高く、真空下で溶融してはんだ接合する際にはＺｎ金属ヒュームが発生し、被接合材を汚したり、真空炉内のコンタミの原因となったりする。また、Ｚｎの添加によって、はんだ付け時のドロス生成量が増加し、はんだ接合の妨げになる傾向がある。特に、はんだ接合の際に用いる超音波はんだ付け法では、キャビテーションを与えたるために顕著な傾向となる。したがって本発明のはんだ合金では、Ｚｎは極力排除することが好ましく、１００ｐｐｍ以下が望ましい。
【００１６】
はんだ合金中の酸素は、はんだ付け中の酸化物（ドロス）の発生量を増加させ、さらにＡｌ−Ｓｂ化合物の酸化原因となりはんだが脆くなる。したがって、本発明のはんだ合金の酸素値は、５００ｐｐｍ以下であることが好ましく、さらに好ましくは、５０ｐｐｍ以下である。
【００１７】
Ｙ：１．０％以下
本発明のはんだ合金には、Ｙを含有させることもできる。Ｙは、はんだ溶融時のボイドの発生を低減するのに最適であって、はんだ接合体を再溶融させる工程を含む場合に有効である。Ｙの具体的なはんだ溶融時のボイド抑制の作用については明確ではないが、溶融金属の表面張力を低下させ、ガスの巻き込みを低減すると予想される。
しかしながら、Ｙを多く含有するとはんだ溶融時にボイドが発生する。これは、Ａｌとの金属間化合物の形成により、はんだ自体の粘性が増加することによると考えられるが、その機構については明らかになっていない。したがって、本発明のはんだ合金へのＹの含有量は最小限に留めるのがよい。よって、本発明において、Ｙ量は、質量％で１．０％以下、好ましくは０．１％以下である。Ｙ添加の効果を明確に得るためには、０．０１％以上が好ましい。
【００１８】
Ｇｅ：１．０％以下
本発明のはんだ合金は、Ｇｅを含有してもよい。Ｇｅは、溶融時の酸化物（ドロス）の生成量を抑えるため、はんだ酸化物の巻き込みなどを防止することができ、より信頼性の高い接合を行なうことができる。
しかしながら、Ｇｅを多く含有すると、表面酸化の抑制効果よりもＧｅ自身の酸化物量の増大に伴い、はんだ表層部に生成したＧｅ酸化物により被接合材料との密着性にも影響する。よって、本発明において、Ｇｅ量は、質量％で０．５０％以下が好ましい。より、好ましくは０．０５％以下がより好ましい。Ｇｅ添加の効果を明確に得るためには０．０１％以上が好ましい。
【００１９】
本発明のはんだ合金は、難接合材料であっても、接合面にフラックスを塗布することなく接合することができ、接合対象を接合した後のはんだの経時変化を抑制できる。また、アルミナなどのセラミックや、ソーダライム系などのガラスといった酸化物に対しては勿論のこと、Ａｌ等の酸化表面を有する部材に対して優れた接合能を発揮しつつ、経時変化を抑制できる。また、窒化アルミニウムのような窒化物に対しても経時変化を抑制できる。
さらに本発明のはんだ合金は、上記の酸化物・窒化物同士だけでなく、ガラス上にＭｏやＡｌなどの薄膜を形成したものにも適する。
【００２０】
加えて、本発明のはんだ合金は、上記の接合に限らず、例えば、本発明のはんだ合金は、各種ステンレス鋼、銅、Ｆｅ−Ｎｉ系合金といった金属に対しても、接合面にフラックスを塗布することなく接合能を有するし、接合能に劣る相手材であっても、接合能を付与するための表面処理を施して使用することができる。
また、本発明のはんだ合金は、酸化物・窒化物表面に塗付することで、はんだ付けの下地処理の代替として用いることもできる。
【００２１】
本発明のはんだ合金を用いた酸化物や窒化物などの難接合材料との接合は、例えばガラス基板上への金属配線の固定には、常温のガラス基板上に溶融したはんだを塗布することで可能となる。また、ペアガラスやディスプレイなどの気密容器の封止には、はんだ合金の液相線温度以上に被接合部材を加熱する、または、被接合材の熱容量を考慮し、十分に加熱されたはんだこてを用い、被接合材をはんだ合金の液相線温度以下に予備加熱することで可能となる。なお、上述した難接合材料への接合には、はんだ合金に超音波振動を印加すると効果的であり、溶融はんだ中に酸素を取り込み、被接合材への濡れを促進し、接合に寄与する。
【実施例１】
【００２２】
表１の組成になるようにＳｎ、Ａｇ、Ａｌ、Ｓｂ、ＹおよびＧｅを秤量した後、溶解を行い、対で得られた合金溶湯を鋳型に流し込みはんだ合金を作製し、以下の評価試験を行った。
【００２３】
（評価試験１）
被接合材として、３０ｍｍ角・厚さ３ｍｍにカットしたホウケイ酸ガラス板（製品名ＴＥＭＰＡＸ）を、３５０℃に加熱したホットプレート上に設置し、予め加温した。その後、超音波振動を印加したはんだこて（黒田テクノ社製  超音波はんだ付け装置ＳＵＮＢＵＮＤＥＲ  ＵＳＭ−ＩＩＩ）を用いて、はんだ合金の厚みが１００μｍとなるようにガラス板一面に塗布して大気中で徐冷した。次に、室温まで冷却した試料のはんだ表面を５ｍｍ角の格子状の５×５のマス目になるようにカッターで切れ目を入れ、ピール試験片を作製した。
はんだの接合強度の変化を確認するため、加速環境試験として、８５℃８５ＲＨ％とした高温高湿試験機（楠本化成社製  ＨＩＦＬＥＸ）内で試験片を１０００時間放置した。
【００２４】
次に、加速環境試験前後の試験片のはんだ・ガラス板の接続界面のピール試験を実施した。試験は、粘着テープ（ニチバン社製  ＣＴ−４０５ＡＰ−２４）を試験片の一面に貼り付け、３度の引き剥がし試験を行い、はんだの剥がれが生じた領域を数えた。なお、ピール試験は、５×５のマス目のうち、エッジ部分の影響を無視するために、中央部の３×３のマス目で試験した。
表１に示すように、加速環境試験前では、本発明例および比較例のはんだ合金ともに、剥がれが生じず十分な強度を有していることが確認できた。また、加速環境試験後も同じく、対象の９マスの内、本発明例および比較例のはんだ合金ともに、１マス以下の領域でしかはんだの剥がれが生じなかった。これより、本発明例のはんだ合金は、加速環境試験後においても十分な接合強度を有していることが確認できた。
【００２５】
（評価試験２）
被接合材として、３０ｍｍ角・厚さ３ｍｍにカットしたホウケイ酸ガラス板（製品名ＴＥＭＰＡＸ）を、３５０℃に加熱したホットプレート上に設置し、予め加温した。その後、超音波振動を印加したはんだこて（黒田テクノ社製  超音波はんだ付け装置ＳＵＮＢＵＮＤＥＲ  ＵＳＭ−ＩＩＩ）を用いて、はんだ合金の厚みが１００μｍとなるようにガラス板一面に塗布して大気中で徐冷した。
はんだ合金・ガラス板の接合界面からの酸化等により生じると思われるはんだ接合部の白濁抑制の効果を確認するため、加速環境試験として、８５℃８５ＲＨ％とした高温高湿試験機（楠本化成社製  ＨＩＦＬＥＸ）内で試験片を１０００時間放置した。
【００２６】
加速環境試験後の試験片のはんだ接合部の白濁領域を評価した。はんだ接合部の白濁領域は、試験片のはんだ・ガラス板の接合界面をガラス側から観察し、３０ｍｍ角のガラス板一面に対する白濁した面積を測定し、面積率で評価した。
表１に示すように、本発明例のはんだ接合部の白濁面積率は、８％以下であるのに対して、比較例の白濁面積率は、８０％を超える値であった。これより、本発明のはんだ合金は、Ａｌ／Ｓｂの含有比率を０．２５以下にすることで、加速環境試験後においてもはんだ接合部の白濁を抑制できることが確認できた。
【００２７】
（評価試験３）
試料は、表１の組成になるように作製したはんだ合金をφ１ｍｍの線材に加工したはんだ線材を用いた。はんだ合金の耐酸化性を評価するために、加速環境試験として、８５℃８５ＲＨ％とした高温高湿試験機（楠本化成社製  ＨＩＦＬＥＸ）内で、１０００時間放置した。
【００２８】
はんだ合金の酸素値は、はんだ合金の酸素値が１０００ｐｐｍ以下の場合に、堀場製作所製のＥＭＧＡ−６２０Ｗで測定し、はんだ合金の酸素値が１０００ｐｐｍを超える場合に、堀場製作所製のＥＭＧＡ−５５０を用いて測定した。
表１に示すように、加速環境試験後は、本発明例のはんだ合金の酸素値が、３００ｐｐｍ以下であるのに対し、比較例のはんだ合金の酸素値は、１０００ｐｐｍを超える値であった。これより、本発明例のはんだ合金は、Ａｌ／Ｓｂの含有比率を０．２５以下にすることで、はんだ合金の酸化を抑制する効果が確認できた。
【００２９】
（評価試験４）
試料は、評価試験３と同様に作製したはんだ合金をφ１ｍｍの線材に加工したはんだ線材を用いた。はんだ合金の経時変化による劣化を評価するために、加速環境試験として、８５℃８５ＲＨ％とした高温高湿試験機（楠本化成社製  ＨＩＦＬＥＸ）内で、１０００時間放置した。
【００３０】
はんだ合金の経時変化による劣化を調査するため、加速環境試験後のはんだ線材の９０°折り曲げ試験を実施した。
表１に示すように、本発明例のはんだ合金では、９０°折り曲げ試験を９回以上実施してもはんだ線材が折損することがなかったが、比較例のはんだ合金では、１回９０°に折り曲げることではんだ線材が折損してしまった。これより、本発明例のはんだ合金は、Ａｌ／Ｓｂの含有比率を０．２５以下にすることで、はんだ合金の経時変化による劣化を抑制することが確認できた。
【００３１】
【表１】
2011005545.tif 000003
【実施例２】
【００３２】
質量％で、Ａｇ＝８．５％、Ａｌ＝０．３５％、Ｓｂ＝２．０％、Ｙ＝０．０７５％、Ｇｅ＝０．０３％、残部Ｓｎの組成（Ａｌ／Ｓｂ＝０．１８）になるように秤量した後、Ａｒ雰囲気中で溶解を行ない、次いで得られた合金溶湯を鋳型に流し込み、本発明のはんだ合金を作製した。同様に比較例としてＳｂを添加しないで、質量％で、Ａｇ＝８．５％、Ａｌ＝０．３５％、Ｙ＝０．０７５％、Ｇｅ＝０．０３％、残部Ｓｎのはんだ合金を同様に作製した。作製したはんだ合金に対して、以下の評価試験を行なった。
【００３３】
（評価試験１）
まず、被接合材として、５０ｍｍ角・厚さ３ｍｍにカットしたホウケイ酸ガラス板（製品名ＴＥＭＰＡＸ）を、３５０℃に加熱したホットプレート上に設置し、予め加温した。その後、超音波振動を印加したはんだコテ（黒田テクノ社製  超音波はんだ付け装置ＳＵＮＢＵＮＤＥＲ  ＵＳＭ−ＩＩＩ）を用いて、本発明のはんだ合金および比較例のはんだ合金の厚みが５０μｍとなるようにガラス板一面に塗布して大気中で徐冷した。室温まで冷却した後、塗布したはんだ表面を５ｍｍ角の格子状の５×５のマス目になるようにカッターで切れ目を入れ、試験片を作製した。
はんだの酸化抑制効果を確認するため、加速環境試験として、８５℃８５ＲＨ％とした高温高湿試験機（楠本化成社製  ＨＩＦＬＥＸ）内で試験片を１６８時間放置した。
【００３４】
加速環境試験前後の試験片のはんだ・ガラス板の接合界面をガラス側から観察した。なお、観察は、５×５のマス目のうち、エッジ部分の影響を無視するために、中央部の３×３のマス目とした。
その結果、本発明のはんだ合金および比較例のはんだ合金ともに、塗布直後はガラスと密着しており、鏡面が得られていることが確認できたが、加速環境試験後は、本発明のはんだ合金では、ごく一部（対象の９マスの内の３マス分のごく一部）の白濁に留まったのに対し、比較例のはんだ合金では、９マス全域に白濁が観察された。この結果より、Ｓｂを添加した本発明のはんだ合金が、高温高湿環境における白濁の抑制に効果があることが確認できた。
【００３５】
（評価試験２）
評価試験１と同様に本発明のはんだ合金および比較例のはんだ合金を塗布した試験片を準備した。次に、加速環境試験前後の試験片のはんだ・ガラス板の接続界面のピール試験を実施した。なお、ピール試験は、粘着テープ（ニチバン社製  ＣＴ−４０５ＡＰ−２４）を試験片の一面に貼り付け、引き剥がしを３回繰り返し、はんだの剥がれが生じた領域を数えた。
はんだ塗布直後では、本発明のはんだ合金、比較例のはんだ合金とも剥がれは確認できなかった。
加速環境試験後は、対象の９マスの内、本発明例では１マスの領域でしかはんだの剥がれが生じなかったのに対し、比較例では５マスの領域ではんだの剥がれが生じた。この結果より、高温高湿環境における接合強度の経時劣化を防止するのに、Ｓｂを添加した本発明のはんだ合金が有効であることが確認できた。
【００３６】
（評価試験３）
試験評価１と同様に、本発明のはんだ合金および比較例のはんだ合金を作製後に圧延して厚さ０．３５ｍｍのはんだシートとし、（評価試験１）と同様の加速環境試験を実施して、はんだの内部組織の変化を観察した。
本発明のはんだ合金の加速環境試験後のミクロ組織を図１に、比較例のはんだ合金の加速環境試験後のミクロ組織を図２に示す。図１と図２とを比較すると明らかなように、本発明のはんだ合金には確認されない、はんだ合金内部のボイドが、比較例のはんだ合金には確認される。
このはんだ合金内部のボイドの発生は、接合部分の気密性を要求される用途にとっては、大きな問題であり、この問題の発生の抑制に対してＳｂを添加した本発明のはんだ合金が有効であることが確認できた。
【実施例３】
【００３７】
質量％で、Ａｇ＝３．５％、Ａｌ＝０．１０％、Ｓｂ＝１．５％、残部Ｓｎの組成（Ａｌ／Ｓｂ＝０．０７）になるように秤量した後、Ａｒ雰囲気中で溶解を行い、次いで得られた合金溶湯を鋳型に流し込み、本発明のはんだ合金を作製した。作製したはんだ合金に対して、以下の評価試験を行なった。
【００３８】
（評価試験１）
被接合材として、２５ｍｍ角・厚さ２．５ｍｍにカットしたアルミナ板（株式会社ニッカトー製  製品名ＳＳＡ−Ｓ）を、２７０℃に加熱したホットプレート上に設置し、予め加温した。その後、超音波振動を印加したはんだコテ（黒田テクノ社製  超音波はんだ付け装置ＳＵＮＢＵＮＤＥＲ  ＵＳＭ−ＩＩＩ）を用いて、本発明のはんだ合金の厚みが１３０μｍとなるようにアルミナ板一面に塗布し、大気中で徐冷した。室温まで冷却した後、塗布したはんだ表面を５ｍｍ角の格子状の５×５のマス目になるようにカッターで切れ目を入れ、ピール試験片を作製した。
【００３９】
試験片は、５×５のマス目のうち、エッジ部分の影響を無視するために、中央部の３×３のマス目とした。
ピール試験の結果、アルミナ基板上に塗布した本発明のはんだ合金の剥離は、確認されなかった。この結果より、Ｓｂを添加した本発明のはんだ合金は、酸化表面を有するアルミナ部材に対しても十分な接合強度が得られていることが確認できた。
【００４０】
（評価試験２）
被接合材として、厚さ０．３μｍのＭｏ膜を成膜した２５ｍｍ角・厚さ０．７ｍｍのガラス基板を２８０℃に加熱したホットプレート上に設置し、予め加温した。その後、超音波振動を印加したはんだコテ（黒田テクノ社製  超音波はんだ付け装置ＳＵＮＢＵＮＤＥＲ  ＵＳＭ−ＩＩＩ）を用いて、本発明のはんだ合金の厚みが１３０μｍとなるようにガラス基板のＭｏ膜を形成した側の一面に塗布し、大気中で徐冷した。室温まで冷却した後、塗布したはんだ表面を５ｍｍ角の格子状の５×５のマス目になるようにカッターで切れ目を入れ、ピール試験片を作製した。
【００４１】
試験片は、５×５のマス目のうち、エッジ部分の影響を無視するために、中央部の３×３のマス目とした。
ピール試験の結果、Ｍｏ膜へ塗布した本発明のはんだ合金の剥離は、確認されなかった。この結果より、Ｓｂを添加した本発明のはんだ合金は、Ｍｏのような難接合材料に対しても十分な接合強度が得られていることが確認できた。
【００４２】
（評価試験３）
被接合材として、３０ｍｍ角・厚さ１．０ｍｍのＡｌ板を２４０℃に加熱したホットプレート上に設置し、予め加温した。その後、超音波振動を印加したはんだコテ（黒田テクノ社製  超音波はんだ付け装置ＳＵＮＢＵＮＤＥＲ  ＵＳＭ−ＩＩＩ）を用いて、本発明のはんだ合金の厚みが１００μｍとなるようにＡｌ板一面に塗布し、大気中で徐冷した。室温まで冷却した後、塗布したはんだ表面を５ｍｍ角の格子状の５×５のマス目になるようにカッターで切れ目を入れ、ピール試験片を作製した。
【００４３】
試験片は、５×５のマス目のうち、エッジ部分の影響を無視するために、中央部の３×３のマス目とした。
ピール試験の結果、Ａｌ板へ塗布した本発明のはんだ合金の剥離は、確認されなかった。この結果より、Ｓｂを添加した本発明のはんだ合金は、酸化表面を有するＡｌ部材に対しても十分な接合強度が得られていることが確認できた。
【図１】
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【図２】
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