(57)【要約】【課題】鉛フリー錫合金及びそれを使用した錫メッキ銅線を提供する。【解決手段】本発明は錫、銅、ニッケル、アンチモニー、ビスマス等金属組成を利用した鉛フリー錫合金及びそれを使用した錫メッキ銅線２０で、鉛フリー錫合金は銅線２１にフラックスを塗布する必要がない状況下で、鉛フリー錫合金を入れた高温錫槽で直接鍍錫作業を行うことができる。しかも、従来の鉛フリー錫合金に比べ、本発明の鉛フリー錫合金は流動性及び湿潤性が優れているため、形成される錫メッキ層２２の厚みは比較的均一で、より良い抗銅蝕性を備えるため、浸錫プロセス中における銅線２１の切断を防止できる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛フリー錫合金は、３．０〜６．０ｗｔ％の銅、０．０５〜０．３５ｗｔ％のニッケル、０．００５〜０．１ｗｔ％のアンチモニー及び０．００５〜０．１ｗｔ％のビスマスを含み、その他は錫であることを特徴とする鉛フリー錫合金。
【請求項２】
前記アンチモニーの重量パーセント数値とビスマスの重量パーセント数値の総合計は、０．１５ｗｔ％より小さいことを特徴とする請求項１に記載の鉛フリー錫合金。
【請求項３】
前記アンチモニーの重量パーセント数値とビスマスの重量パーセント数値の総合計は、０．１ｗｔ％より小さいか、或いは等しいことを特徴とする請求項２に記載の鉛フリー錫合金。
【請求項４】
前記鉛フリー錫合金は、４．０〜５．０ｗｔ％の銅を含むことを特徴とする請求項１に記載の鉛フリー錫合金。
【請求項５】
前記鉛フリー錫合金は、０．１５〜０．２５ｗｔ％のニッケルを含むことを特徴とする請求項４に記載の鉛フリー錫合金。
【請求項６】
前記鉛フリー錫合金は、０．００５〜０．０５ｗｔ％のアンチモニーを含むことを特徴とする請求項５に記載の鉛フリー錫合金。
【請求項７】
前記鉛フリー錫合金は、０．００５〜０．０５ｗｔ％のビスマスを含むことを特徴とする請求項６に記載の鉛フリー錫合金。
【請求項８】
前記アンチモニーの重量パーセント数値とビスマスの重量パーセント数値の総合計は、０．１ｗｔ％より小さいか、或いは等しいことを特徴とする請求項７に記載の鉛フリー錫合金。
【請求項９】
前記鉛フリー錫合金は、４．５ｗｔ％の銅、０．２ｗｔ％のニッケル、０．０５ｗｔ％のアンチモニー及び０．０５ｗｔ％のビスマスを含むことを特徴とする請求項８に記載の鉛フリー錫合金。
【請求項１０】
前記錫メッキ銅線は、請求項１に記載の鉛フリー錫合金により銅線の表面を被覆し、錫メッキ層を形成することを特徴とする錫メッキ銅線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は鉛フリー錫合金に関し、特に銅線表面の披覆に用いる鉛フリー錫合金及びそれを使用した錫メッキ銅線に関する。
【背景技術】
【０００２】
錫合金及び錫メッキ層は、溶接性が良好で一定の抗酸化能力を備える合金及び披覆層で、導線、電子パーツ、印刷回路基板に幅広く応用されている。
例えば、錫メッキ銅線は銅線（導線の一種）表面を一層の錫で披覆する製品である。
錫披覆層は内部の銅線と外界との接触を隔絶し、銅線の酸化を防止し、後続の溶接工程により良い溶接性を提供する。
錫メッキ銅線において、常用される製造法は、特許文献１に示す通り、錫液を入れた錫槽を用い浸錫工程を行い、銅線に錫液をメッキするものである。
しかも冷卻後には、図１に示す通り、錫メッキ銅線１０全体は、銅線１１表面に錫メッキ層１２を形成し、これにより銅線表面は銅線の酸化を防止する錫層で覆われる。
【０００３】
一方、錫メッキ銅線１０の品質の良し悪しは、錫メッキ層１２の酸化程度、及び錫メッキ層１２の厚みが均等であるかないか、などの錫メッキ層１２の品質によって決まる。
従来の技術においては、錫メッキ層１２は、錫及び鉛を含む錫鉛合金を、銅線１１表面の錫メッキ層１２とする。
しかし、鉛及びその化合物は、環境を著しく汚染する。
そのため、環境保護意識が高まる近年において、鉛の有害性が重視されるようになり、鉛を含む錫鉛合金は、国際的に使用が制限される趨勢にある。
こうして、鉛フリー錫合金に置換されるようになっている。
【０００４】
けれども、従来の鉛フリー錫合金は、錫の他に、様々な種類の金属を含んでおり、材料の性能及び特性に直接的な影響を与えている。
一般的には、銅含量が相対的に高い従来の鉛フリー錫合金は、前記浸錫プロセスの錫槽中の錫液の流動性があまり良くない。
そのため、従来の鉛フリー錫合金は、銅線１１の局部表面に過度に残留しやすく、錫メッキ層１２表面の凹凸（厚みの不均一）を招くばかりか、過量の鉛フリー錫合金は、隣り合う２個の錫メッキ銅線１０間に、ショートを引き起こす錫ブリッジ（ｂｒｉｄｇｅ）現象を形成する。
従来の鉛フリー錫合金の錫液の流動性を高めるためには、錫液の温度をさらに上げる必要がある。
しかしこれにより、細い銅線１１を高温の錫槽中に暴露することになり、細い銅線１１は前記の浸錫プロセスにおいて、錫液中の高温により、錫液による侵蝕溶解が加速されて破壊されスレンダー化を招き、さらには完全に折れてしまう恐れもある。
こうして、後続の溶接工程において、錫メッキ銅線１０の導電品質不良或いは導電できないという状況を招いてしまう。
銅線が錫液に侵蝕溶解される現象は、銅蝕（ｃｏｐｐｅｒ  ｅｒｏｓｉｏｎ）現象、或いは銅蝕性と呼ばれ、鉛フリー錫合金の錫液の、銅線１１に対する侵蝕程度を指す。
錫液温度が高ければ高いほど、銅線の銅が溶出する速度も速くなり、銅線のスレンダー化の程度もより深刻となり、断線の確率も高く、かつ容易に発生するようになってしまう。
【０００５】
従来の技術には、銅線１１表面にフラックスを塗った後、既にフラックスを塗布した銅線１１を錫槽中に浸し、従来の鉛フリー錫合金と銅線１１を結合し、銅線１１表面に、錫メッキ層１２を形成するものもある。
フラックスを使用することで、比較的低温の錫槽中で作業することができるが、しかしフラックス残留の問題がある。
これら錫メッキ層１２に残留するフラックスは、錫メッキ層１２に腐蝕現象を起こさせる可能性があり、これにより後続溶接工程における錫メッキ銅線１０の溶接性が悪くなり、さらには使用不能に陥る恐れもある。
【０００６】
後続の溶接工程において、錫メッキ銅線が使用不能となることを回避するため、銅線にフラックスを塗布しない状況下で、浸錫プロセスの錫槽中において、より優れた流動性、より優れた湿潤性、より優れた抗銅蝕性（銅蝕現象を防止するより高い能力）を備え、及び冷卻後に均一な厚みの錫メッキ層を有する新しい鉛フリー錫合金を、いかにして開発するかは、長い間、産業界及び学術界が取り組んできた課題である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】台湾特許公開第Ｉ４０２３７５Ｂ１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、銅線に対してより優れた湿潤性を備え、錫メッキ速度を速め、迅速な錫メッキ速度により生産速度を高め、生産量を増やすことができ、しかも銅蝕現象を減らすことができる鉛フリー錫合金に関し、同時に錫槽中で良好な流動性を備え、これにより銅線表面に均一な厚みの錫メッキ層を形成し、しかもブリッジ現象を回避できる鉛フリー錫合金に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による鉛フリー錫合金は、３．０〜６．０ｗｔ％の銅、０．０５〜０．３５ｗｔ％のニッケル、０．００５〜０．１ｗｔ％のアンチモニー及び０．００５〜０．１ｗｔ％のビスマスを含み、その他は錫である。
【００１０】
本発明による第一種基本実施形態の鉛フリー錫合金は、３．０〜６．０ｗｔ％の銅、０．０５〜０．３５ｗｔ％のニッケル、０．００５〜０．１ｗｔ％のアンチモニー、０．００５〜０．１ｗｔ％のビスマスを含み、その他は錫である。
【００１１】
該鉛フリー錫合金中のアンチモニーの重量パーセント数値とビスマスの重量パーセント数値の総合計は、０．１５ｗｔ％より小さい。
【００１２】
該鉛フリー錫合金中のアンチモニーの重量パーセント数値とビスマスの重量パーセント数値の総合計は、０．１０５ｗｔ％より小さいか、或いは等しい。
【００１３】
該鉛フリー錫合金中のアンチモニーの重量パーセント数値とビスマスの重量パーセント数値の総合計は、０．１ｗｔ％より小さいか、或いは等しい。
【００１４】
該鉛フリー錫合金中の該鉛フリー錫合金は、４．０〜５．０ｗｔ％の銅を含む。
【００１５】
該鉛フリー錫合金中の該鉛フリー錫合金は、０．１５〜０．２５ｗｔ％のニッケルを含む。
【００１６】
該鉛フリー錫合金中の該鉛フリー錫合金は、０．００５〜０．０５ｗｔ％のアンチモニーを含む。
【００１７】
該鉛フリー錫合金中の該鉛フリー錫合金は、０．００５〜０．０５ｗｔ％のビスマスを含む。
【００１８】
該鉛フリー錫合金は、４．５ｗｔ％の銅、０．２ｗｔ％のニッケル、０．０５ｗｔ％のアンチモニー及び０．０５ｗｔ％のビスマスを含む。
【００１９】
本発明が提出する錫メッキ銅線は、該鉛フリー錫合金により銅線の表面を被覆し、錫メッキ層を形成する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は、錫、銅、ニッケル、アンチモニー、ビスマス等金属を利用し組成される鉛フリー錫合金で、意図的に鉛を添加しないため、毒性を大幅に低下させられる。
これにより、銅線にフラックスを塗布する必要がない状況下で、該鉛フリー錫合金を入れた高温錫槽に銅線を直接浸し、錫メッキ作業を行い、錫メッキ銅線を製造することができる。
しかも、従来の鉛フリー錫合金に比べ、本発明の鉛フリー錫合金は、流動性及び湿潤性に優れるため、形成される錫メッキ層の厚みは相対的に均一で、しかもブリッジ現象を低下させられ、及びより良い抗銅蝕性を備え、製造工程における銅線の断裂を防止することができる。
さらに、該鉛フリー錫合金を使用する錫メッキ銅線は、表面錫メッキ層の厚みが均一であるばかりか、相対的に信頼性が高い機械構造強度及び抗酸化能力を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】従来の錫メッキ銅線の構造模式図である。
【図２】本発明の錫メッキ銅線の構造模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明は鉛フリー錫合金、及び鉛フリー錫合金を使用した製品を提供する。
鉛フリー錫合金は、実質的に鉛（Ｐｂ）を含まない。
実質的に鉛を含まないとは、原則的に錫合金中に意図的には鉛を添加しないということである。
例えば、製造工程において、意図的にではない不可避な雑質或いは接触は、本発明の主旨に基づき、実質的に鉛を含まない或いは鉛フリーとみなすことができる。
しかも、鉛はしばしば雑質（Ｉｍｐｕｒｉｔｙ）の状態で錫（Ｓｎ）或いは他の金属中に存在するため、類似のごく少量の雑質は、一般の冶金技術で完全に除去することは非常に難しい。
各種鉛フリー合金中の、鉛雑質に対する上限は、現在未だ未統一だが、日米欧の重要な協会組織の定義では、それぞれ以下の通り規定されている。
EU  ＲｏＨＳの０．ｌｗｔ％Ｐｂ
米国ＪＥＤＥＣの０．２ｗｔ％Ｐｂ
日本ＪＥＩＤＡの０．ｌｗｔ％Ｐｂ
その内、ｗｔ％は重量パーセントを指し、本文中以下のｗｔ％は同様に重量パーセントを指す。
【００２３】
本発明の鉛フリー錫合金は、錫、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、アンチモニー（Ｓｂ）、ビスマス（Ｂｉ）等金属により組成される。
鉛フリー錫合金は、３．０〜６．０ｗｔ％の銅、０．０５〜０．３５ｗｔ％のニッケル、０．００５〜０．１ｗｔ％のアンチモニー、０．００５〜０．１ｗｔ％のビスマスを含み、その他は錫である。
アンチモニーの重量パーセント数値とビスマスの重量パーセント数値の総合計は、０．１５ｗｔ％より小さい。
【００２４】
誤解を避けるため、「その他は錫」という表現について説明する。
上述の用語は、他の製造工程において、無意であるが不可避である雑質を排除すると、理解されるべきではない。
よって、「その他は錫」とは、仮に雑質が存在するなら、鉛フリー錫合金を、１００ｗｔ％の重量パーセントまで補足するために、錫に、不可避の雑質を加えて組成されると理解されるべきである。
また本発明及び特許請求の範囲でいう数値範囲の限定は、常に終了値を含む。
【００２５】
（実施例）
本発明による鉛フリー錫合金の製造：
本発明による鉛フリー錫合金は、
以下のステップを含む方法により製造される。
（１）対応する金属成分及び重量パーセントに基づき、対応する金属材料を準備する。
（２）準備ができた材料を加熱熔化及び鋳造し、鉛フリー錫合金を形成する。
特許文献１に開示する製造方法を用いて、本発明による鉛フリー錫合金を製造することもできる。
【００２６】
本発明による鉛フリー錫合金の運用：
本発明による鉛フリー錫合金の運用は、図２に示す。
本発明による鉛フリー錫合金を結合して、錫メッキ銅線２０を形成する。
錫メッキ銅線２０は、銅線２１の表面を、鉛フリー錫合金で被覆し、錫メッキ層２２を形成する。
鉛フリー錫合金は、錫槽（図示なし）中において、銅線２１に対して、より優れた湿潤性を有するため、錫メッキの速度を速め、錫メッキの速度が速まったことで、生産速度も上がり、生産量を増やすことができ、しかも銅蝕現象を減らすことができる。
同時に、本発明による鉛フリー錫合金は、錫槽中で良好な流動性を備え、銅線２１表面に、均一な厚みの錫メッキ層２２を形成でき、しかもブリッジ現象を回避できる。
錫メッキ層２２の組成と鉛フリー錫合金とは相同である。
【００２７】
本発明による鉛フリー錫合金の効果評価と試験：
鉛フリー錫合金は、抗銅蝕試験により、銅蝕現象を評価される。
鉛フリー錫合金は、潤湿性試験により、錫メッキ速度を試験される。
鉛フリー錫合金は、流動性試験により、流動性を試験される。
【００２８】
抗銅蝕試験：
線径が０．１ｍｍの銅線を、実施例或いは比較例の鉛フリー錫合金に浸し、４８０°Ｃの錫液中で試験を行う。
銅線を回路に接続し、銅線が完全に熔化され切断されるまでにかかった時間を測定する。
切断までに２．５秒を越えれば、抗銅蝕性良好と判定し、「○」と表示する。
２．０〜２．５秒の間なら、抗銅蝕性可と判定し、「△」と表示する。
２．０秒以下なら、抗銅蝕性失敗と判定し、「Ｘ」と表示する。
【００２９】
流動性試験：
本実験では、鉄フレームを特別に製造し、線径０．１ｍｍの銅線を、間隔距離０．２ｍｍでその上に巻きつけ、隣り合う２本の銅線間の銅線間隔距離を２０個形成する。
銅線を巻きつけ、及び２０個の銅線間隔距離を有する鉄フレームを、実施例或いは比較例の鉛フリー錫合金を入れ形成した４８０°Ｃの錫液に１秒浸した後、鉄フレームを錫液中から取り出し靜置して冷卻する。
これを光学顕微鏡で拡大し、２本の隣り合う銅線間に、錫ブリッジが出現したか否か、出現したなら、その錫ブリッジの数量を観察する。
２本の隣り合う銅線間に、１個より小さいか等しい錫ブリッジが形成されたなら、流動性良好と判定し、「○」と表示する。
錫ブリッジが２〜４個なら、流動性可と判定し、「△」と表示する。
錫ブリッジが５個より大きいか等しいなら、流動性失敗と判定し、「Ｘ」と表示する。
【００３０】
潤湿性試験：
厚みが０．３ｍｍで、幅が１０ｍｍ及び長さが３０ｍｍの銅片を使用する。
銅片を酸蝕処理後、実施例或いは比較例の鉛フリー錫合金を入れ形成した３８０°Ｃの錫液中において、ウェッティングバランス法（ｗｅｔｔｉｎｇ  ｂａｌａｎｃｅ）で潤湿性試験を行う。
この試験は、潤湿時間ｔ０を標準とする。
潤湿時間ｔ０とは、銅片が錫液に接触してから、錫液表面を突破後に、錫液が、銅片に対して潤湿角九十度を形成するまでにかかった時間を指す。
潤湿時間ｔ０が１．５秒より短ければ、潤湿性良好と判定し、「○」と表示する。
潤湿時間ｔ０が１．５〜２．０秒なら、潤湿性可と判定し、「△」と表示する。
潤湿時間ｔ０が２秒を超えたなら、潤湿性失敗と判定し、「Ｘ」と表示する。
【００３１】
本発明による鉛フリー錫合金の製造法に基づき、以下の表１中に記載する各合金組成の鉛フリー錫合金を調製する。
表１は、本発明による実施例１〜実施例１４の鉛フリー錫合金、及び実施例と比較するための比較例１〜比較例８を含む。
しかも、本発明による鉛フリー錫合金の効果評価と試験により、実施例１〜実施例１４及び比較例１〜比較例８にそれぞれ抗銅蝕試験、流動性試験及び潤湿性試験を行った。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
表１中のＳｎに表示された「残り量」の意味は、「その他は錫」ということである。
よって、「その他は錫」或いは「残り量」という用語の意味は、鉛フリー錫合金が１００ｗｔ％の重量パーセントになるまで補足されると理解されるべきである。
同一実施例或いは同一比較例で、抗銅蝕試験、流動性試験、潤湿性試験の三つの試験を行い、試験結果に任意の「Ｘ」が一個出現したなら、表１中の「全体評価結果」欄に「Ｘ」が表示され、その実施例或いは比較例は、本発明の要求に符合しないということである。
試験結果中に、任意の「△」が一個出現したなら、表１中の「全体評価結果」欄に「△」が表示され、その実施例或いは比較例は、本発明の要求に符合するということである。
三つの試験結果中にすべて「○」が出現したなら、表１中の「全体評価結果」欄に「○」が表示され、その実施例は本発明の要求に符合するばかりか、最良の実施例であるということである。
【００３４】
表１において、実施例１の「全体評価結果」欄に「○」が表示されているため、実施例１は最良の実施例である。
鉛フリー錫合金は、４．５ｗｔ％の銅、０．２ｗｔ％のニッケル、０．０５ｗｔ％のアンチモニー、０．０５ｗｔ％のビスマスを含み、その他は錫で、しかもアンチモニーの重量パーセント数値（本実施例は０．０５ｗｔ％）とビスマスの重量パーセント数値（本実施例は０．０５ｗｔ％）の総合計は、０．１５ｗｔ％より小さい（本実施例は０．１ｗｔ％に等しい）。
【００３５】
本発明は発明構想の過程において、単一の金属が、合金全体中で示す特性を予知することはできず、合金の煩雑な製造過程（製造工程、準備工程）において、評価し知る必要がある。
しかも、近似の性質を有する金属或いは成分を絶えず徐々に変化させることで、必要な特性を備えるものを探し、こうして各金属或いは成分の性質が、鉛フリー錫合金の組成物に、より優れた抗銅蝕性、流動性、湿潤性を備えさせられるか否かを最終的に確定する。
よって、表１中の実施例と比較例を以下の通り説明する。
【００３６】
３．０〜６．０ｗｔ％の銅：
鉛フリー錫合金中に添加する銅の重量パーセントは、抗銅蝕試験の優劣に影響を及ぼす。
銅の重量パーセントが過度に低ければ、鉛フリー錫合金は、抗銅蝕試験を通過することはできない。
銅の重量パーセントが過度に高ければ、好ましい抗銅蝕性を実現できるが、鉛フリー錫合金は、流動性試験及び潤湿性試験を通過することはできない。
比較例７は２．０ｗｔ％の銅を採用し、それは抗銅蝕試験では「Ｘ」と表示され、銅の重量パーセントが過度に低ければ、合金は抗銅蝕性を通過できないことを示している。
比較例８は、７．０ｗｔ％の銅を採用し、それは抗銅蝕試験では「○」と表示されているが、流動性試験、潤湿性試験、「全体評価結果」欄では、「Ｘ」と表示されており、銅の重量パーセントが過度に高いなら、合金は、流動性試験及び潤湿性試験を通過できないことを示している。
実施例１２は、３．０ｗｔ％の銅を採用し、実施例１１は４．０ｗｔ％の銅を採用し、実施例１〜実施例１０は４．５ｗｔ％の銅を採用し、実施例１３は５．０ｗｔ％の銅を採用し、実施例１４は６．０ｗｔ％の銅を採用するが、それらは表１中の「全体評価結果」欄に「△」或いは「○」が表示されており、鉛フリー錫合金中に３．０〜６．０ｗｔ％の銅を含めば、本発明の要求に符合できるということを示している。
特に２．０ｗｔ％の銅を採用する比較例７に比べ、銅の含量を３．０ｗｔ％まで増やした実施例１２を比較すると、実施例１２の鉛フリー錫合金は、本発明の要求に符合している。
７．０ｗｔ％の銅を採用する比較例８に比べ、銅の含量を６．０ｗｔ％まで減らした実施例１４を比較すると、実施例１４の鉛フリー錫合金は、本発明の要求に符合している。
【００３７】
上記のように、本発明による鉛フリー錫合金は、４．０〜５．０ｗｔ％の銅を含有する場合が、最も優れていることが分かる。
【００３８】
０．０５〜０．３５ｗｔ％のニッケル：
鉛フリー錫合金中に、添加するニッケルの重量パーセントを高めると、好ましい抗銅蝕性が得られるが、鉛フリー錫合金が、流動性試験及び潤湿性試験を通過できないリスクを招く恐れがある。
比較例５は０．０１ｗｔ％のニッケルを採用し、抗銅蝕試験では「Ｘ」と表示されており、重量パーセントが過度に低いニッケルにより、合金は抗銅蝕性を通過できないことを示している。
比較例６は０．４ｗｔ％のニッケルを採用し、抗銅蝕試験では「○」と表示されているが、流動性試験、潤湿性試験、「全体評価結果」欄では、「Ｘ」と表示されており、重量パーセントが過度に高いニッケル合金は、流動性試験及び潤湿性試験を通過できないことを示している。
実施例８は０．０５ｗｔ％のニッケルを採用し、実施例７は０．１５ｗｔ％のニッケルを採用し、実施例９は０．２５ｗｔ％のニッケルを採用し、実施例１〜実施例６及び実施例１１〜実施例１４は０．２ｗｔ％のニッケルを採用し、実施例１０は０．３５ｗｔ％のニッケルを採用し、表１中「全体評価結果」欄に「△」或いは「○」が表示されており、鉛フリー錫合金中に０．０５〜０．３５ｗｔ％のニッケルを含めば、本発明の要求に符合できることを示している。
０．０１ｗｔ％のニッケルを採用する比較例５に比べ、ニッケルの含量を０．０５ｗｔ％まで増やした実施例８を比較すると、実施例８の鉛フリー錫合金は、本発明の要求に符合している。
０．４ｗｔ％のニッケルを採用する比較例６に比べ、ニッケルの含量を０．３５ｗｔ％まで減らした実施例１０を比較すると、実施例１０の鉛フリー錫合金は、本発明の要求に符合している。
【００３９】
上記の通り、本発明による鉛フリー錫合金は、０．１５〜０．２５ｗｔ％のニッケルを含む場合が、最も優れている。
【００４０】
本発明による鉛フリー錫合金において、３．０〜６．０ｗｔ％の銅及び０．０５〜０．３５ｗｔ％のニッケルを採用しなければ、本発明の要求に符合できないことがすでに分かっている。
すなわち、本発明による鉛フリー錫合金は、４．０〜５．０ｗｔ％の銅及び０．１５〜０．２５ｗｔ％のニッケルを含む場合が、最も優れている。
比較例５〜８が採用する銅及びニッケルの重量パーセントは、上述の条件にすでに符合しないため、以下では、表１中のすべての実施例と比較例１〜４を討論の対象とする。
【００４１】
アンチモニーの重量パーセント数値とビスマスの重量パーセント数値の総合計は、０．１５ｗｔ％より小さい。
【００４２】
鉛フリー錫合金中に添加するアンチモニー及びビスマスの重量パーセントを増やせば、好ましい流動性及び潤湿性が実現できるが、鉛フリー錫合金が、抗銅蝕性試験を通過できないリスクがある。
比較例１〜３が採用するアンチモニーの重量パーセント数値とビスマスの重量パーセント数値の総合計は、０．１５ｗｔ％に等しい。
比較例４が採用するアンチモニーの重量パーセント数値とビスマスの重量パーセント数値の総合計は、０．２ｗｔ％に等しい。
比較例１〜４は、抗銅蝕試験ですべて「Ｘ」と表示されており、すべて抗銅蝕試験を通過していないが、良好な流動性及び潤湿性を備えるということを示している。
実施例６が採用するアンチモニー及びビスマスは共に０．０１ｗｔ％で、実施例４及び実施例５が採用するアンチモニー及びビスマスは共に０．０５５ｗｔ％で、実施例２及び実施例３が採用するアンチモニー及びビスマスは共に０．１０５ｗｔ％で、実施例７〜実施例１４及び実施例１が採用するアンチモニー及びビスマスは共に０．１ｗｔ％であるが、表１中「全体評価結果」欄に「△」或いは「○」が表示されており、鉛フリー錫合金中に含まれるアンチモニーの重量パーセント数値とビスマスの重量パーセント数値の総合計が０．１５ｗｔ％より小さいと、本発明の要求に符合できるということを示している。
特に共に０．１５ｗｔ％のアンチモニー及びビスマスを採用する比較例１に比べ、アンチモニー及びビスマスの合計含量を０．１５ｗｔ％以下に減らしたアンチモニー及びビスマスの共同含量の実施例１（実施例１中の数値は０．１ｗｔ％）を比較すると、実施例１の鉛フリー錫合金は、本発明の要求に符合している。
【００４３】
本発明による鉛フリー錫合金が採用するアンチモニーの重量パーセント数値とビスマスの重量パーセント数値の総合計は、０．１０５ｗｔ％より小さいか、或いは等しい時、最も好ましい。
【００４４】
本発明による鉛フリー錫合金は、含まれるアンチモニーの重量パーセント数値とビスマスの重量パーセント数値の総合計が、０．１ｗｔ％より小さいか、或いは等しい時により好ましい。
【００４５】
０．００５〜０．１ｗｔ％のアンチモニー：
鉛フリー錫合金中に添加するアンチモニーの重量パーセントを高めると、好ましい流動性が実現できるが、抗銅蝕性が低下するリスクがある。
実施例２、５、６中において、銅、ニッケル及びビスマスの重量パーセントはすべて相同で、アンチモニーの重量パーセントは、それぞれ実施例６の０．００５ｗｔ％、実施例５の０．０５ｗｔ％で、しかも実施例２の０．１ｗｔ％まで高める。
以下には注意を要する。
流動性試験結果は、実施例６の受入可（「△」と表示）から、実施例５及び実施例２の良好（「○」と表示）まで引き上げられているが、抗銅蝕試験の結果は、流動性試験の結果とちょうど反対である。
抗銅蝕試験結果は、実施例６の良好（「○」と表示）から、実施例２の受入可（「△」と表示）へと引き下げられている。
実施例２、５、６、１では、表１中「全体評価結果」欄に「△」或いは「○」が表示されており、鉛フリー錫合金中に０．００５〜０．１ｗｔ％のアンチモニーを含む場合に、本発明の要求に符合できるということを示している。  
【００４６】
本発明による鉛フリー錫合金は、０．００５〜０．０５ｗｔ％のアンチモニーを含む場合が、より優れている。
【００４７】
０．００５〜０．１ｗｔ％のビスマス：
鉛フリー錫合金中に添加するビスマスの重量パーセントを高めると、好ましい潤湿性を実現できるが、抗銅蝕性が悪くなるリスクがある。
実施例３、４、６中の銅、ニッケル及びアンチモニーの重量パーセントはどれも相同だが、ビスマスの重量パーセントはそれぞれ実施例６の０．００５ｗｔ％、実施例４の０．０５ｗｔ％で、しかも実施例３では０．１ｗｔ％まで引き上げられている。
以下には注意を要する。
湿潤性試験結果は、実施例６の受入可（「△」と表示）から、実施例３の良好（「○」と表示）へと引き上げられているが、抗銅蝕試験の結果は、湿潤性試験の結果とちょうど反対である。
抗銅蝕試験結果は、実施例６の良好（「○」と表示）から、実施例３の受入可（「△」と表示）へと低下している。
実施例３、４、６、１の表１中「全体評価結果」欄には「△」或いは「○」が表示されており、鉛フリー錫合金中に０．００５〜０．１ｗｔ％のビスマスを含めば、本発明の要求に符合できるということを示している。
【００４８】
本発明による鉛フリー錫合金は、０．００５〜０．０５ｗｔ％のビスマスを含む場合が、より優れている。
【００４９】
本発明の鉛フリー錫合金は、錫メッキ銅線に用いる他に、接合材料として、銅線と被接合物（例えば、他の金属線）との接合に運用できる。
その接合プロセスは、銅線と被接合物とを先に物理方式で、仮結合した後、銅線と被接合物をいっしょに錫槽内に浸し、銅線と被接合物との間は、本発明の鉛フリー錫合金が形成する接合部位により結合される。
本発明は銅蝕現象を緩和し、錫液の流動性を高められるため、この接合部位の銅蝕現象を低下させ、接合部位の外観を改善し、接合部位のブリッジ現象を低下させることができる。
【００５０】
従来の技術に比べ、本発明は、錫、銅、ニッケル、アンチモニー、ビスマス等金属を利用し組成される鉛フリー錫合金で、意図して鉛を添加しないため、毒性を大幅に低下させられる。
これにより、銅線にフラックスを塗布する必要がない状況下で、鉛フリー錫合金を入れた高温錫槽に銅線を直接浸し、錫メッキ作業を行い、錫メッキ銅線を製造することができる。
しかも、従来の鉛フリー錫合金に比べ、本発明の鉛フリー錫合金は、流動性及び湿潤性に優れるため、形成される錫メッキ層の厚みは相対的に均一で、しかもブリッジ現象を低下させられ、及びより良い抗銅蝕性を備え、製造工程における銅線の断裂を防止することができる。
鉛フリー錫合金を使用する錫メッキ銅線は、表面錫メッキ層の厚みが均一であるばかりか、相対的に信頼性が高い機械構造強度及び抗酸化能力を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は特許登録の要件である新規性を備え、従来の同類製品に比べ十分な進歩を有し、実用性が高く、社会のニーズに合致しており、産業上の利用価値は非常に大きい。
【符号の説明】
【００５２】
１０  錫メッキ銅線
１１  銅線
１２  錫メッキ層
２０  錫メッキ銅線
２１  銅線
２２  錫メッキ層
【図１】
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【図２】
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