銅と鉛フリ－はんだの界面反応及び継手の信頼性

摘要

鋼との簡便な接合法として長年親しまれているはんだ付にはSn-37～40％Pbが用いられてきたが、鉛の有毒性がしばしば問題として取り上げられ、1990年初頭に米国でその使用規制が検討されたのを機に、鉛フリーはんだの実用化研究が本格化し出した．現在、EU（欧州連合）のWEEE（廃電気·電子機器）にかかわるRoHS（有害物質規制）の発効で2006年7月以降、鉛等の有害物質の使用が中止される．このため、規制の無い各国においても欧州への輸出を念頭に置き、電気·電子機器の鉛フリーはんだ実装が急展開しており、適切な操業温度と良好なぬれ性により多用されてきたSn-Pb共晶系はんだ並びに各種鉛含有はんだめっきの鈴フリー化が進行している．電気·電子機器実装においては、プリント配線板、パッケージのリードフレーム、アキシヤルリードなどに銅及び銅合金が使用されており、鉛フリーはんだとこれらが直接接触する場合並びに、めっきが施された後に鉛フリーはんだと接触する場合の両方がある．いずれも溶融鉛フリーはんだとの接触界面で冶金学的な反応（以下、界面反応と記す）が生じ、表面層の溶解とその彼の金属間化合物形成が継手の信頼性に影響する．本稿では、これらの現象を銅側の観点から検討し、エレクトロニクスパッケージの信頼性向上対策への寄与を考える．