(57)【要約】【課題】無鉛ソルダ合金において、鉛を使用せず、同時にウィスカ発生を抑制すること。【解決手段】鉛を含まずに、第１元素としてスズ（Ｓｎ）、及び第２元素としてホウ素（Ｂ）またはベリリウム（Ｂｅ）を含む無鉛ソルダ合金。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛を含まずに、第１元素としてスズ（Ｓｎ）、及び第２元素としてホウ素（Ｂ）またはベリリウム（Ｂｅ）を含む無鉛ソルダ合金。
【請求項２】
前記第２元素はベリリウム（Ｂｅ）であって、０．００１質量％ないし０．４質量％含まれ、残りは、前記第１元素及び不回避な不純物を含む請求項１に記載の無鉛ソルダ合金。
【請求項３】
前記第２元素はホウ素（Ｂ）であって、０．００３質量％ないし０．５質量％含まれ、残りは、前記第１元素及び不回避な不純物を含む請求項１に記載の無鉛ソルダ合金。
【請求項４】
第３元素として、銅（Ｃｕ）がさらに含まれた請求項１に記載の無鉛ソルダ合金。
【請求項５】
前記第３元素が、０．１質量％ないし５．０質量％含まれた請求項４に記載の無鉛ソルダ合金。
【請求項６】
前記第２元素はベリリウム（Ｂｅ）であって、０．００１質量％ないし０．４質量％含まれ、残りは、前記第１元素、第３元素及び不回避な不純物を含む請求項４または請求項５に記載の無鉛ソルダ合金。
【請求項７】
前記第２元素はホウ素（Ｂ）であって、０．００３質量％ないし０．５質量％含まれ、残りは、前記第１元素、第３元素及び不回避な不純物を含む請求項４または請求項５に記載の無鉛ソルダ合金。
【請求項８】
第４元素として、銀（Ａｇ）をさらに含まれた請求項１または請求項４に記載の無鉛ソルダ合金。
【請求項９】
前記第２元素はベリリウム（Ｂｅ）であって、０．００１質量％ないし０．４質量％含まれ、残りは、前記第１元素、第４元素及び不回避な不純物を含むか、または前記第１元素、第３元素、第４元素及び不回避な不純物を含む請求項８に記載の無鉛ソルダ合金。
【請求項１０】
前記第２元素はホウ素（Ｂ）であって、０．００３質量％ないし０．５質量％含まれ、残りは、前記第１元素、第４元素及び不回避な不純物を含むか、または前記第１元素、第３元素、第４元素及び不回避な不純物を含む請求項８に記載の無鉛ソルダ合金。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉛成分の含まれていない（以下、「無鉛」とする）ソルダ合金に係り、さらに詳細には、ベリリウム（Ｂｅ）またはホウ素（Ｂ）を含み、ウィスカ（whisker：ヒゲ結晶）が発生しない無鉛ソルダ合金に関する。
【背景技術】
【０００２】
ソルダリング（soldering）は、４５０℃以下の融点を有するソルダ（solder）を使用して接合しようとする被接合材料を接合させる技術であり、母材は溶かさずに、ソルダのみ溶かして接合させる技術である。
【０００３】
従来、かようなソルダリングに使われたソルダ合金は、Ｐｂ（lead）とＳｎ（tin）との合金であった。このＰｂ−Ｓｎ合金のソルダは、ほとんどＰｂ−６３質量％Ｓｎの共晶（eutectic）組成であり、融点は１８３℃であって、電子部品を熱的に損傷させない適当な温度になっているだけではなく、ＢＧＡ（ball grid array）の電極や印刷回路基板のランドに対する湿潤性にすぐれるために、ソルダリング不良も少ないという優秀な特徴がある。
【０００４】
しかし、かようなＰｂ−Ｓｎソルダ合金は、このソルダ合金が使われた電子機器が廃棄される場合、ソルダ中の鉛成分によって環境汚染の原因になり、鉛成分に対する規制が強化されるにつれて、それ以上使われ難くなった。
【０００５】
従って、最近では、Ｐｂを全く含有しない無鉛ソルダを使用している。かような無鉛ソルダの最も代表的なものは、Ｓｎを主成分にしたＳｎ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｂｉ系、Ｓｎ−Ｚｎ系及び前記系列の合金にさらにＡｇ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｇｅ、Ｐ及びＧａなどを適切に添加したものである。
【０００６】
Ｓｎ−Ａｇ系にＣｕを添加した無鉛ソルダのうち、Ｓｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕは、ハンダ付け性（solderability）、接合強度及び耐熱疲労性のような特性にすぐれるために、現在では、多くの電子機器のソルダリングに使われており、また、ＢＧＡのバンプ及びボールを形成するためのソルダ合金としても使われている。
【０００７】
しかし、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系無鉛ソルダ合金をソルダに長時間使用した場合、ソルダの表面にウィスカが形成されやすい。このウィスカは、互いに異なる物質が接合されて相互に広がるとき、その表面で発生する突出した結晶をいう。かようなウィスカは、熱と湿気とに敏感である。かようなウィスカがソルダ合金の表面に形成されれば、回路内では、電気的短絡（short）が発生し、ＢＧＡパッケージ及びフリップチップ・パッケージの寿命を短縮させる問題点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、前記のような問題を解決するためのものであり、鉛を使用せず、同時にウィスカの発生を抑制できる無鉛ソルダ合金を提供するところに目的がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記のような目的を達成するために、本発明は、鉛を含まずに、第１元素としてスズ（Ｓｎ）、及び第２元素としてホウ素（Ｂ）またはベリリウム（Ｂｅ）を含んだ無鉛ソルダ合金を提供する。
【００１０】
前記第２元素はベリリウム（Ｂｅ）であって、０．００１質量％ないし０．４質量％含まれ、残りは、前記第１元素及び不回避な不純物を含みうる。
【００１１】
前記第２元素はホウ素（Ｂ）であって、０．００３質量％ないし０．５質量％含まれ、残りは、前記第１元素及び不回避な不純物を含みうる。
【００１２】
第３元素として、銅（Ｃｕ）がさらに含まれうる。
【００１３】
前記第３元素は、０．１質量％ないし５．０質量％含まれうる。
【００１４】
前記第２元素はベリリウム（Ｂｅ）であって、０．００１質量％ないし０．４質量％含まれ、残りは、前記第１元素、第３元素及び不回避な不純物を含みうる。
【００１５】
前記第２元素はホウ素（Ｂ）であって、０．００３質量％ないし０．５質量％含まれ、残りは、前記第１元素、第３元素及び不回避な不純物を含みうる。
【００１６】
第４元素として、銀（Ａｇ）をさらに含むことができる。
【００１７】
前記第２元素はベリリウム（Ｂｅ）であって、０．００１質量％ないし０．４質量％含まれ、残りは、前記第１元素、第４元素及び不回避な不純物、または前記第１元素、第３元素、第４元素及び不回避な不純物を含みうる。
【００１８】
前記第２元素はホウ素（Ｂ）であって、０．００３質量％ないし０．５質量％含まれ、残りは、前記第１元素、第４元素及び不回避な不純物、または前記第１元素、第３元素、第４元素及び不回避な不純物を含みうる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によってウィスカの発生を抑制できる無鉛ソルダ合金組成物を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】（ａ）ないし（ｄ）は、それぞれ、実験例１の試片を製造した直後、熱衝撃試験後、恒温恒湿試験後、常温放置試験後の表面状態を示したＳＥＭ（scanning electron microscope）写真である。
【図２】（ａ）ないし（ｄ）は、それぞれ、実験例２の試片を前述の実験例１と同じ条件下で製造した直後、熱衝撃実験後、恒温恒湿実験後、及び常温放置後の表面状態を示したＳＥＭ写真である。
【図３】（ａ）ないし（ｄ）は、それぞれ、実験例３の試片を前述の実験例１と同じ条件下で製造した直後、熱衝撃実験後、恒温恒湿実験後、及び常温放置後の表面状態を示したＳＥＭ写真である。
【図４】（ａ）ないし（ｄ）は、それぞれ、実験例４の試片を前述の実験例１と同じ条件下で製造した直後、熱衝撃実験後、恒温恒湿実験後、及び常温放置後の表面状態を示したＳＥＭ写真である。
【図５】（ａ）ないし（ｄ）は、それぞれ、実験例５の試片を前述の実験例１と同じ条件下で製造した直後、熱衝撃実験後、恒温恒湿実験後、及び常温放置後の表面状態を示したＳＥＭ写真である。
【図６】（ａ）ないし（ｄ）は、それぞれ、実験例６の試片を前述の実験例１と同じ条件下で製造した直後、熱衝撃試験後、恒温恒湿試験後、常温放置試験後の表面状態を示したＳＥＭ写真である。
【図７】（ａ）ないし（ｄ）は、それぞれ、実験例７の試片を前述の実験例１と同じ条件下で製造した直後、熱衝撃試験後、恒温恒湿試験後、常温放置試験後の表面状態を示したＳＥＭ写真である。
【図８】（ａ）ないし（ｄ）は、それぞれ、実験例８の試片を前述の実験例１と同じ条件下で製造した直後、熱衝撃試験後、恒温恒湿試験後、常温放置試験後の表面状態を示したＳＥＭ写真である。
【図９】（ａ）ないし（ｄ）は、それぞれ、実験例９の試片を前述の実験例１と同じ条件下で製造した直後、熱衝撃実験後、恒温恒湿実験後、及び常温放置後の表面状態を示したＳＥＭ写真である。
【図１０】（ａ）ないし（ｄ）は、それぞれ、実験例１０の試片を前述の実験例１と同じ条件下で製造した直後、熱衝撃実験後、恒温恒湿実験後、及び常温放置後の表面状態を示したＳＥＭ写真である。
【図１１】（ａ）ないし（ｄ）は、それぞれ、実験例１１の試片を前述の実験例１と同じ条件下で製造した直後、熱衝撃実験後、恒温恒湿実験後、及び常温放置後の表面状態を示したＳＥＭ写真である。
【図１２】（ａ）ないし（ｄ）は、それぞれ、実験例１２の試片を前述の実験例１と同じ条件下で製造した直後、熱衝撃実験後、恒温恒湿実験後、及び常温放置後の表面状態を示したＳＥＭ写真である。
【図１３】（ａ）ないし（ｄ）は、それぞれ、比較例１の試片を前述の実験例１と同じ条件下で製造した直後、熱衝撃実験後、恒温恒湿実験後、及び常温放置後の表面状態を示したＳＥＭ写真である。
【図１４】（ａ）ないし（ｄ）は、それぞれ、比較例２の試片を前述の実験例１と同じ条件下で製造した直後、熱衝撃実験後、恒温恒湿実験後、及び常温放置後の表面状態を示したＳＥＭ写真である。
【図１５】（ａ）ないし（ｄ）は、それぞれ、比較例３の試片を前述の実験例１と同じ条件下で製造した直後、熱衝撃実験後、恒温恒湿実験後、及び常温放置後の表面状態を示したＳＥＭ写真である。
【図１６】（ａ）ないし（ｄ）は、それぞれ、比較例４の試片を前述の実験例１と同じ条件下で製造した直後、熱衝撃実験後、恒温恒湿実験後、及び常温放置後の表面状態を示したＳＥＭ写真である。
【図１７】（ａ）ないし（ｄ）は、それぞれ、比較例５の試片を前述の実験例１と同じ条件下で製造した直後、熱衝撃実験後、恒温恒湿実験後、及び常温放置後の表面状態を示したＳＥＭ写真である。
【図１８】（ａ）ないし（ｄ）は、それぞれ、比較例６の試片を前述の実験例１と同じ条件下で製造した直後、熱衝撃実験後、恒温恒湿実験後、及び常温放置後の表面状態を示したＳＥＭ写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
前述の通り、従来のＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系無鉛ソルダは、表面のウィスカ（whisker）が問題になっている。ところで、かようなウィスカの発生原因が今のところ明確に明らかにされていない。
【００２２】
本発明者らは、ソルダがＣｕで形成されたパッドと接合する場合、このソルダとＣｕとの接合界面で、スズ（Ｓｎ）より銅の方が拡散速度がさらに速いという点に注目した。
【００２３】
すなわち、ソルダとＣｕパッドとの接合界面では、銅の拡散速度がソルダの主成分であるスズ（Ｓｎ）の拡散速度よりさらに速いために、パッドのＣｕ成分がソルダ側の結晶粒界（grain boundary）側に拡散するようになる。その後、ソルダには、金属間化合物（Intermetallic compound）がＣｕ６Ｓｎ５の組成で形成される。
【００２４】
本発明者らは、この金属間化合物がソルダのＳｎ内部に圧縮応力（compressive stress）を与え、Ｓｎがソルダ表面にひげ形態の単結晶であるウィスカを成長させ、この圧縮応力を解消すると考えた。
【００２５】
従って、本発明者らは、スズ（Ｓｎ）の結晶構造内の格子間サイト（interstitial site）に、原子サイズの小さい金属を挿入して金属間拡散を抑制することによって、Ｓｎ内部の圧縮応力発生を減少させ、これによって、ウィスカの発生自体を抑制しようとしたのである。
【００２６】
このための前記原子サイズの小さい金属としては、ＢｅまたはＢを使用することが望ましい。
【００２７】
本発明による無鉛ソルダ合金は、スズ（Ｓｎ）を中心イオンとするスズ系多元合金である。従って、本発明において、スズ（Ｓｎ）は、少なくとも８０質量％以上含有していることが望ましい。
【００２８】
前述のように、本発明の主な目的は、無鉛ソルダ合金において、ウィスカの発生を抑制することにある。特に、本発明者らは、Ｓｎ系ソルダとＣｕのパッドとが接合されたときに、ＳｎとＣｕとの拡散を阻害することによって、Ｓｎ結晶内に圧縮応力の形成を抑制する役割として、ベリリウム（Ｂｅ）またはホウ素（Ｂ）に着眼した。従って、本発明の無鉛ソルダ合金は、スズ（Ｓｎ）を主とする無鉛ソルダ合金で、第２元素として、ベリリウム（Ｂｅ）またはホウ素（Ｂ）を含めばよい。このとき、スズ（Ｓｎ）を主とするということは、合金全体でスズの含有量が８０質量％以上になることをいい、スズ系合金ともいう。
【００２９】
本発明は、前記ベリリウム（Ｂｅ）が０．００１質量％ないし０．４質量％含まれるようにするか、またはホウ素（Ｂ）が０．００３質量％ないし０．５質量％含まれるようにすることができる。
【００３０】
このときには、第２元素であるベリリウム（Ｂｅ）またはホウ素（Ｂ）がそれぞれ０．００１質量％未満または０．００３質量％未満含まれている場合に比べ、第１元素であるスズ（Ｓｎ）の格子間サイトに、第２元素であるベリリウム（Ｂｅ）またはホウ素（Ｂ）が挿入される量が十分であるために、前述のように、スズと銅との金属間化合物の成長を抑制する効果が大きく、後述するような熱衝撃試験、恒温恒湿試験などの苛酷条件下でも、ウィスカが発生しないようにできる。一方、第２元素であるベリリウム（Ｂｅ）またはホウ素（Ｂ）がそれぞれ０．４質量％超過または０．５質量％超過で含まれている場合、スズ（Ｓｎ）の格子間サイトに入っていくベリリウムまたはホウ素が飽和されるために、費用が上昇して経済性が落ちる。
【００３１】
一方、前記ソルダ合金は、第３元素として銅（Ｃｕ）をさらに含有できる。このとき、前記銅は、０．１質量％ないし５．０質量％に含まれうる。前記銅の含有量が０．１質量％未満である場合に比べて機械的強度が向上し、前記銅の含有量が５．０質量％を超過する場合に比べ、ソルダの湿潤性が向上しうる。
【００３２】
前記ソルダ合金は、第４元素として銀（Ａｇ）をさらに含有できる。銀は、１．０質量％ないし３．０質量％含有できる。この場合、前記銀の含有量が１．０質量％未満である場合に比べ、熱衝撃耐性が顕著に向上し、前記銀の含有量が３．０質量％を超過する場合に比べ、落下耐性が向上しうる。
【００３３】
かような無鉛ソルダは、ボール、クリーム、バー（bar）または線材（wire）を始めとするさまざまな形態に製造できる。
【実施例】
【００３４】
以下、本発明の理解を助けるために、望ましい実施例を提示する。ただし、下記の実験例は、本発明の理解を助けるためだけのものであり、本発明が下記の実験例によって限定されるものではない。
【００３５】
＜実施例１＞
実施例１は、Ｓｎ−Ｂｅ−Ｃｕの三元系合金である。
【００３６】
実施例１では、Ｂｅ−Ｃｕ合金をまず製造した後、ルツボにＳｎを溶融させ、Ｂｅ−Ｃｕ合金をルツボで溶融させて溶湯を作る。前記溶湯の温度を６００℃ないし６５０℃に一定時間維持させた後、出湯させてバー形態の試片に鋳造した。
【００３７】
ＪＩＳ ２型のくし状の基板（Ｃｕ base）の表面を研磨した後、その表面に日本のタムラ化研（株）製のＥＣ−１９Ｓ−８をフラックスとして塗布した。その後、前記準備されたソルダ合金の一定量をフューズド・シリカ・チューブ（fused silica tube）に溶解させた後、ここに前記基板を３秒間浸漬し、ディップ・ソルダリング（dip soldering）した。その後、このソルダリング基板を酢酸エチルに浸した後、超音波洗浄を介して、前記フラックスの残渣をなくして試験用試片を製造した。
【００３８】
下記表１は、実施例１によって製造された試験例のスズ（Ｓｎ）、ベリリウム（Ｂｅ）及び銅（Ｃｕ）の含有量を示したものである。表１に図示された含有量は質量％であり、表１では、溶湯に投入した元素の含有量を表記したものであり、下記元素以外にも、リン（Ｐ）、ニッケル（Ｎｉ）及びコバルト（Ｃｏ）などが不純物として微量さらに含まれていることも可能である。
【００３９】
表１で、「製造直後」は、製造された直後の試片に対してウィスカ発生いかんを確認したものであり、「熱衝撃」は、製造された試片を−５５℃から８０℃の間で、１回当たり２０分維持したものを１，０００回反復した熱衝撃実験を経た後の表面のウィスカ発生いかんを確認したものである。「恒温恒湿」は、製造された試片を９０％の湿度と８０℃の温度との条件下で、１，０００時間維持した恒温恒湿実験を経た後の表面のウィスカ発生いかんを確認したものである。「常温放置」は、製造された試片を常温で１２ヵ月間放置した後の表面のウィスカ発生いかんを確認したものである。下記表１を始めとする以下のあらゆる表で、「発見されず」は、製造された実験例でウィスカが発見されないことを示し、「発見」は、製造された実験例でウィスカが発見されたことを示す。
【表１】
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【００４０】
図１の（ａ）ないし（ｄ）は、それぞれ、実験例１の試片を製造した直後、熱衝撃試験後、恒温恒湿試験後、常温放置試験後の表面状態を示したＳＥＭ（scanning electron microscope）写真である。
【００４１】
図２の（ａ）ないし（ｄ）は、それぞれ、実験例２の試片を前述の実験例１と同じ条件下で製造した直後、熱衝撃実験後、恒温恒湿実験後、及び常温放置後の表面状態を示したＳＥＭ写真である。
【００４２】
図３の（ａ）ないし（ｄ）は、それぞれ、実験例３の試片を前述の実験例１と同じ条件下で製造した直後、熱衝撃実験後、恒温恒湿実験後、及び常温放置後の表面状態を示したＳＥＭ写真である。
【００４３】
図４の（ａ）ないし（ｄ）は、それぞれ、実験例４の試片を前述の実験例１と同じ条件下で製造した直後、熱衝撃実験後、恒温恒湿実験後、及び常温放置後の表面状態を示したＳＥＭ写真である。
【００４４】
図５の（ａ）ないし（ｄ）は、それぞれ、実験例５の試片を前述の実験例１と同じ条件下で製造した直後、熱衝撃実験後、恒温恒湿実験後、及び常温放置後の表面状態を示したＳＥＭ写真である。
【００４５】
前記表１及び図１（ａ）ないし図５（ｄ）から分かるように、本発明によるＳｎ−Ｂｅ−Ｃｕの三元系合金は、製造直後に見たとき、表面にウィスカの発生がなかった。しかし、ベリリウムの含有量が０．００１質量％より少ない実験例１の場合、熱衝撃試験、恒温恒湿試験、常温放置試験後には、その表面にウィスカが発生したことが分かる。
【００４６】
このとき、実験例１で、熱衝撃試験、恒温恒湿試験、常温放置試験後に、その表面で発見されたウィスカの長さは、平均３．４μｍであり、単位面積当たりウィスカの数が３個／ｍｍ２であった。
【００４７】
たとえ実験例１で、苛酷条件後にウィスカが発生したとしても、その長さが、後述する比較例に比べて顕著に短く、単位面積当たりの数が少ないので、優秀な効果があることが分かる。
【００４８】
一方、前記表１で、ベリリウムの含有量が０．００１質量％以上含まれた実験例２ないし実験例５は、いずれもウィスカが全く発見されていないので、本発明は、ベリリウムの含有量が０．００１質量％以上であることが望ましい。
【００４９】
＜実施例２＞
実施例２は、Ｓｎ−Ｂｅ−Ｃｕ−Ａｇの四元系合金である。
【００５０】
実施例２では、Ｂｅ−Ｃｕ合金をまず製造した後、ルツボにＳｎを溶融させ、Ｂｅ−Ｃｕ合金及びＡｇをルツボで溶融させて溶湯を作る。前記溶湯の温度を６００℃ないし６５０℃に一定時間維持させた後、出湯させてバー形態の試片に鋳造した。
【００５１】
これを、前記実施例１と同じ方法で試験用試片に製造した。
【００５２】
下記表２は、実施例２によって製造された試験例のスズ（Ｓｎ）、ベリリウム（Ｂｅ）、銅（Ｃｕ）及び銀（Ａｇ）の含有量を示したものである。表２に図示された含有量は質量％であり、表２では、溶湯に投入した元素の含有量を表記したものであり、下記元素以外にも、リン（Ｐ）、ニッケル（Ｎｉ）及びコバルト（Ｃｏ）などが不純物として微量さらに含まれていることも可能である。
【００５３】
表２の場合にも、表１と同じ条件であって、製造直後、熱衝撃実験後、恒温恒湿実験後、及び常温放置後の表面のウィスカ発生いかんを確認した。
【表２】
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【００５４】
図６の（ａ）ないし（ｄ）は、それぞれ、実験例６の試片を前述の実験例１と同じ条件下で製造した直後、熱衝撃試験後、恒温恒湿試験後、常温放置試験後の表面状態を示したＳＥＭ写真である。
【００５５】
図７の（ａ）ないし（ｄ）は、それぞれ、実験例７の試片を前述の実験例１と同じ条件下で製造した直後、熱衝撃試験後、恒温恒湿試験後、常温放置試験後の表面状態を示したＳＥＭ写真である。
【００５６】
図８の（ａ）ないし（ｄ）は、それぞれ、実験例８の試片を前述の実験例１と同じ条件下で製造した直後、熱衝撃試験後、恒温恒湿試験後、常温放置試験後の表面状態を示したＳＥＭ写真である。
【００５７】
図９の（ａ）ないし（ｄ）は、それぞれ、実験例９の試片を前述の実験例１と同じ条件下で製造した直後、熱衝撃実験後、恒温恒湿実験後、及び常温放置後の表面状態を示したＳＥＭ写真である。
【００５８】
前記表２及び図６（ａ）ないし図９（ｄ）から分かるように、本発明によるＳｎ−Ｂｅ−Ｃｕ−Ａｇの四元系合金は、製造直後、熱衝撃試験後、恒温恒湿試験後、常温放置試験後、表面にウィスカの発生がなかった。
【００５９】
＜実施例３＞
実施例３は、Ｓｎ−Ｂ−Ｃｕの三元系合金である。
【００６０】
実施例３では、ルツボにＳｎを溶融させた後、Ｂ及びＣｕを溶融させて溶湯を作る。前記溶湯の温度を６００℃ないし６５０℃に一定時間維持させた後、出湯させてバー形態の試片に鋳造した。
【００６１】
これを、前記実施例１と同じ方法で試験用試片に製造した。
【００６２】
下記表３は、実施例３によって製造された試験例のスズ（Ｓｎ）、ホウ素（Ｂ）及び銅（Ｃｕ）の含有量を示したものである。表３に図示された含有量は質量％であり、表３では、溶湯に投入した元素の含有量を表記したものであり、下記元素以外にも、リン（Ｐ）、ニッケル（Ｎｉ）及びコバルト（Ｃｏ）などが不純物として微量さらに含まれていることも可能である。
【００６３】
表３の場合にも、表１及び表２と同じ条件であって、製造直後、熱衝撃実験後、恒温恒湿実験後、及び常温放置後の表面のウィスカ発生いかんを確認した。
【表３】
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【００６４】
図１０の（ａ）ないし（ｄ）は、それぞれ、実験例１０の試片を前述の実験例１と同じ条件下で製造した直後、熱衝撃実験後、恒温恒湿実験後、及び常温放置後の表面状態を示したＳＥＭ写真である。
【００６５】
図１１の（ａ）ないし（ｄ）は、それぞれ、実験例１１の試片を前述の実験例１と同じ条件下で製造した直後、熱衝撃実験後、恒温恒湿実験後、及び常温放置後の表面状態を示したＳＥＭ写真である。
【００６６】
図１２の（ａ）ないし（ｄ）は、それぞれ、実験例１２の試片を前述の実験例１と同じ条件下で製造した直後、熱衝撃実験後、恒温恒湿実験後、及び常温放置後の表面状態を示したＳＥＭ写真である。
【００６７】
前記表３及び図１０（ａ）ないし図１２（ｄ）から分かるように、本発明によるＳｎ−Ｂ−Ｃｕの三元系合金は、製造直後に見たとき、表面にウィスカの発生がなかった。しかし、ホウ素の含有量が０．００３質量％より少ない実験例１０の場合、熱衝撃試験、恒温恒湿試験、常温放置試験後には、その表面にウィスカが発生したことが分かる。
【００６８】
このとき、実験例１０で、熱衝撃試験、恒温恒湿試験、常温放置試験後にその表面で発見されたウィスカは、その平均長が３．０μｍであり、単位面積当たりウィスカの数が５個／ｍｍ２であった。
【００６９】
実験例１０でも、苛酷条件後にウィスカが発生したとしても、その長さが後述する比較例に比べて顕著に短く、単位面積当たりの数が少ないので、優秀な効果があることが分かる。
【００７０】
一方、前記表３で、ホウ素の含有量が０．００３質量％以上含まれた実験例１１及び実験例１２は、いずれもウィスカが全く発見されていないので、本発明は、ホウ素の含有量が０．００３質量％以上であることが望ましい。
【００７１】
＜比較例＞
比較例は、Ｓｎ−Ｃｕ二元系合金及びＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ三元系合金である。比較例は、ＳＡＭＨＷＡ非鉄工業（株）（韓国）のＳｎ−Ｃｕインゴット及びＳｎ−Ａｇ−Ｃｕインゴットを使用した。これを利用し、前記実施例１と同じ方法で試験用試片に製造した。下記表４に図示された含有量は、質量％である。
【００７２】
表４の場合にも、表１ないし表３と同じ条件であって、製造直後、熱衝撃実験後、恒温恒湿実験後、及び常温放置後の表面のウィスカ発生いかんを確認した。
【表４】
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【００７３】
図１３の（ａ）ないし（ｄ）は、それぞれ、比較例１の試片を前述の実験例１と同じ条件下で製造した直後、熱衝撃実験後、恒温恒湿実験後、及び常温放置後の表面状態を示したＳＥＭ写真である。
【００７４】
図１４の（ａ）ないし（ｄ）は、それぞれ、比較例２の試片を前述の実験例１と同じ条件下で製造した直後、熱衝撃実験後、恒温恒湿実験後、及び常温放置後の表面状態を示したＳＥＭ写真である。
【００７５】
図１５の（ａ）ないし（ｄ）は、それぞれ、比較例３の試片を前述の実験例１と同じ条件下で製造した直後、熱衝撃実験後、恒温恒湿実験後、及び常温放置後の表面状態を示したＳＥＭ写真である。
【００７６】
図１６の（ａ）ないし（ｄ）は、それぞれ、比較例４の試片を前述の実験例１と同じ条件下で製造した直後、熱衝撃実験後、恒温恒湿実験後、及び常温放置後の表面状態を示したＳＥＭ写真である。
【００７７】
図１７の（ａ）ないし（ｄ）は、それぞれ、比較例５の試片を前述の実験例１と同じ条件下で製造した直後、熱衝撃実験後、恒温恒湿実験後、及び常温放置後の表面状態を示したＳＥＭ写真である。
【００７８】
図１８の（ａ）ないし（ｄ）は、それぞれ、比較例６の試片を前述の実験例１と同じ条件下で製造した直後、熱衝撃実験後、恒温恒湿実験後、及び常温放置後の表面状態を示したＳＥＭ写真である。
【００７９】
前記表４及び図１３（ａ）ないし図１８（ｄ）から分かるように、本発明のようなベリリウムまたはホウ素の含まれないＳｎ系ソルダ合金は、いずれも表面にウィスカが発生した。
【００８０】
一方、前記実施例１ないし３及び比較例に対する実験で、熱衝撃実験後、恒温恒湿実験後、及び常温放置後に表面にウィスカが発生したのは、実験例１、実験例１０、比較例１ないし６であった。下記表５は、このとき発生したウィスカの平均長と単位面積当たりのウィスカ数とを示したものである。
【表５】
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【００８１】
表５から分かるように、実験例１及び実験例１０は、比較例１〜３のＳｎ−Ｃｕソルダ合金と比較例４〜６のＳｎ−Ａｇ−Ｃｕソルダ合金とに比べ、ウィスカ長が顕著に短く、かつ単位面積当たりの数も顕著に少ないことが分かる。
【００８２】
従って、スズにベリリウムが０．００１質量％未満の極少量添加された場合、またはスズにホウ素が０．００３質量％未満の極少量添加された場合であるとしても、添加されていない比較例に比べ、顕著に優秀な効果を奏することが分かる。
【００８３】
このように本発明によれば、悪条件でも、ウィスカの発生が抑制されうるソルダ合金を提供できる。
【００８４】
以上、本発明について望ましい実施例を挙げて詳細に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されず、本発明の技術的思想の範囲内で当分野で当業者によって、さまざまな変形が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
前述の通り本発明は、各種機械及び電子機器の配線などのソルダリングに使われうる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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