スズの同素変態を用いた分離可能な電子実装用はんだ接合部の検討

利用锡的同素异形转变研究电子封装可分离焊点

基本信息

批准号：
20656149
负责人：
苅谷義治
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Shibaura Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-20656149/
关键词：
リサイクル分離分解接合はんだ同素変態電子実装 Sn

项目摘要

前年度までの研究により,Sn表面に形成する酸化膜を除去し,有機溶媒中(1-プロパノール)など再酸化を防ぐ環境において,数ヶ月の潜伏期間が必要であったSnの同素変態は,1時間以内に短縮されることが明らかになった.今年度は,さらに,変態を遅延もしくは加速する元素の探求を行った.変態を著しく遅延する元素は,Sb,BiおよびPbであり,これら元素の濃度を低下させることが変態加速につながる.特にこれら元素の濃度が低い純度5NのSnでは変態は20分程度で開始する.またダイヤモンド構造を有する元素の添加が変態を加速することがあきらかになり,GeやSiが特に効果的である.実用の観点からは,合金化し易いGeがを添加することが効果的であると考えられる.これらの結果を基に,3216抵抗部品を高純度Sn(5N)およびSn-0.05mass%Ge合金により実装した基板を用いて実際の接合部で分離が可能であるかの確認を行ったところ,高純度SnもしくはSn-Ge合金を用いた3216抵抗接合部では比較的短時間に同素変態が開始し,部品,はんだ,基板に分離することが確認された,ただし,接合部の拘束による体積膨張抑制が同素変態を遅延させることがわかり,はんだ接合部の構造を分離しやすい形状に工夫する課題が明らかとなった.なお,Sn-Ge合金を用いた接合では,冷却開始後,24時間以内に分離が完了し,本分離手法の実用化に向けて期待が持てる結果が得られた.

去年进行的研究表明，Sn的同素异形转变需要在有机溶剂（1-丙醇）等防止再氧化的环境中培养数月，通过去除表面形成的氧化膜来实现。今年，我们还寻找了减缓或加速转变的元素。显着减缓转变的元素是Sb。、Bi和Pb，降低这些元素的浓度会加速相变。特别是对于纯度为5N的Sn，这些元素的浓度较低，约20分钟后就会开始相变。此外，添加具有金刚石结构的元素很明显，Ge 和 Si 在加速转变方面特别有效。被认为是有效的。基于这些结果，可以使用安装有高纯度Sn(5N)和Sn-0.05mass%Ge合金的基板在实际接合处分离3216电阻元件。使用高纯度 Sn 或 Sn-Ge 合金的 3216 电阻接头以及零件和焊料在相对较短的时间内开始同素异形转变确认了焊点与基板分离，但发现通过抑制焊点来抑制体积膨胀会延迟同素异形相变，并且明确需要设计焊点结构的形状，以抑制焊点的膨胀。此外，在使用Sn-Ge合金进行接合的情况下，在开始冷却后24小时内完成分离，这一结果对该分离方法的实际应用来说是有希望的。