耐熱疲労性 鉛フリー合金 - Senju · 印刷直後 ボイド発生 ボイド集合 ボイド排出 凝固 glv glv2 gws k2v ボイド発生率 2005年 2010年 2015年 【...

特　長

NEP16-01

耐熱疲労性 鉛フリー合金

Thermal Fatigue-Resistant Lead-Free Alloys

新しい技術を積み重ね、耐熱疲労合金を進化させていますThermal fatigue-resistant alloys that constantly evolve through the accumulation of new technologies

● 接合界面反応制御技術

M794は、新しい技術の積み重ねで、耐熱疲労特性を向上用途や要求に応じた耐熱疲労性合金をラインナップ

リフロー　１回 リフロー　4回 リフロー　１回 リフロー　4回

複合界面反応の制御で、破壊モードの変化防止と接合強度向上を実現

● 結晶粒粗大化抑制技術ＴＣＴ後のＳｎ組織粗大化抑制で、強度低下防止・クラック抑制に期待

M705 M705M758 M794

Niの添加は、脆い接合界面の反応層を薄く微細平滑化し強度を確保

析出強化技術

Sn-Ag-Cu-Sb Sn-Ag-Cu-Bi-Sb-Ni-x

耐熱

疲労

性合

金

１９９０年 2020年

Sn-Ag-Cu-Bi-NiSn-Ag-Cu

将来の新技術

結晶粒粗大化抑制技術

接合界面反応制御技術

固溶強化技術

Initial

3000cycInitial

3000cyc

Revolutionary Products

0

10

20

30

40

50

60

70

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

M794

M758

M731

SAC305

サイクル数（サイクル）

接合

強度（

N）

各合金の接合強度比較 -40℃/30min ⇔ +125℃/30min

M731M705 M758 M794

● フロー用に最適な、耐熱疲労性合金『M731』● SMT用、汎用耐熱疲労性合金『M758』● 耐熱疲労劣化の少ない、最新の耐熱疲労性合金『M794』

特　長

NEP16-02

　高品質ソルダボール

High-Quality Solder Ball

高品質合金は、PKGデザインで選ぶ時代へHigh-quality alloys make selections possible with PKG designs

● 耐熱疲労性を重視する　 『M758グループ』

● PKGデザインに適したソルダボールを開発● 耐熱疲労性を重視する『M758グループ』● 耐落下衝撃性を重視する『M770グループ』

● 耐落下衝撃性を重視する　『M770グループ』

※This image is only reference. Drop Performance

TC

T P

erfo

rman

ce

902 cyc. 1904 cyc. 2287 cyc. 1679 cyc.

SAC305 SAC758 M806 M807

145 times 148 times 119 times 160 times

Cu6Sn5

PKG PKG PKGPKG

(Cu,Ni)6Sn5 (Cu,Ni)6Sn5 (Cu,Ni)6Sn5

870 cyc. 899 cyc.

M770 M809

304 times 299 times

(Cu,Ni)6Sn5

PKG PKG

(Cu,Ni)6Sn5

落下衝撃試験

Crack path : Interface or solder.

Crack path : solder.

耐熱疲労試験

PKG Side (Cu)

PKG Side (Cu)

Board Side (Cu)

Board Side (Cu)

: solder. : solder.

M809

耐落下衝撃性重視

M770Sn-2Ag-Cu-Ni

SACN1205

SAC305Sn-3Ag-0.5Cu

M806

M758Sn-3Ag-0.8Cu-3Bi-Ni

SAC405Sn-4Ag-0.5Cu

M807

耐熱疲労性重視M758グループ

M770グループ

Solder ball that withstands severe usage conditions

M770Sn-2Ag-Cu-Ni 　

Dreamlike Innovation for 3D packaging

Cu Core BallFor WLCSPM758 Sn-3Ag-Cu-Bi-Ni

Ni Plating

Solder Electrolytic PlatingPW

B

PWB

Silicon W

afer

Cu Ball

1100 1000 10000

10

99.9

Cycle Number

PKGデザインや構造で、耐熱疲労性が変化する

SAC305 WLCSPSAC305 CSP

● 豊富な製品をラインナップ、用途やデザインに応じて選択

特　長

NEP16-03

ボイドを抑制するソルダペースト

Solder Paste that Suppresses Voids

底面電極部品とチップ部品を、異なる方法でボイド低減Reduces voids through different methods in chip components and bottom electrode components

Revolutionary Products

あらゆる部品のボイドを低減する、ソルダペースト GLVシリーズ

● GLVは、良好なはんだ溶融時の流動性で、ボイドを排出

● 温度上昇とボイド排出が困難な底面電極部品には『GLV』● ボイド排出力の高いフラックスでも、増粘現象を抑制

● 微小チップ部品など、開放型接合部のボイド低減には『GLV2』● ボイドを発生させる成分の含有を抑え、ボイドを低減

印刷直後 ボイド発生 ボイド集合 ボイド排出 凝固

GLV

GLV2

GWS

K2V

ボイド発生率

2005年 2010年 2015年

【 流動性(濡れ性)の向上化 】

【 ボイド成分の低減化 】

開放型接合

230℃ 240℃

230℃ 240℃

230℃ 240℃

密閉型接合

GLVは、ボイドが停留し易い230℃でもボイドを抑制8mmQFN ボイド面積比率

溶融温度（℃）

ボイドの面積比率（％）

60

50

40

30

20

10

0228 230 232 234 236 238 240 242

GWS

GLV

K2V

特　長

NEP16-04

残渣割れ防止フラックス材料

Flux materials which prevent residue cracking

結露起因のイオンマイグレーションを防止Prevents ion migration due to dew condensation

Revolutionary Products

残渣が割れないフラックスで、更に耐イオンマイグレーション性を強化

● 結露に起因するイオンマイグレーションを防止

● 熱でも曲げても残渣が割れない、やに入りはんだMACROS● 耐熱疲労試験でも残渣が割れない、ソルダペーストC3T● フラックスが割れないので、結露に起因するイオンマイグレーションを抑制● 撥水性が高く、高温高湿負荷試験でもイオンマイグレーションを抑制

曲げ

熱衝撃

フラックス残渣

はんだ

割れ

はんだ付け

割れ部に水路を形成

＋－

イオンマイグレーション

割れ部に水路形成 イオンマイグレーションでショート不良

水

割れの発生

結露 電圧印加

温湿度サイクル（日常生活）

MACROS

従来品 MACROS

従来品従来品

C3T

MACROS

C3T熱衝撃による『ストレス』でも

機械的な『曲げ』でも

残渣割れ防止 やに入りはんだ 残渣割れ防止 ソルダペースト

50サイクル後

3０００サイクル後

-３０℃/+１１０℃　３０分保持　2０００サイクル後 -３０℃/+１25℃　３０分保持

イオンマイグレーション

特　長

NEP16-05

高品質ダイボンド実装

High-Quality Die Bonding Mounting

● 高い放熱効果クラックの空気層が、熱伝導性を阻害し放熱効果を低下させる

はんだが薄いことによるクラック

傾斜が起因となるクラック プリフォーム

ベアチップ

良好な放熱性 Niボール

Ｎｉボールが部品のスタンドオフとなり、均一なはんだ厚を確保

独自のボール封入技術が、良好な反応を示しボイドが少ない

Niボール Niボール

はんだはんだ はんだ

aa a

半導体 半導体 半導体Niボール

特殊表面加工でフラックスが不要なHQ仕様

自動搭載を可能にするトレーorテーピング仕様 水平実装を実現するNiボール入り仕様

表面にフラックス塗布を施したフラックスコート仕様

目的別にコーティングフラックスを選択

異形や大型加工品にも対応 各種ボールサイズの選択が可能

Niボール

飛散や汚染の無い、高精度ワイヤーボンディングを実現Realizes high precision wire bonding without scattering or contamination

● クラックが入らず、良好な放熱性が得られるＮｉボール入りソルダプリフォーム

● フラックスフリー＆無洗浄ダイボンディングを可能にする、ＨＱ仕様品● 低ボイドで良好な放熱性が得られる、Ｎｉボール入りソルダプリフォーム● 自動機で高精度搭載を可能にする、テーピング仕様品● フラックス塗布工程を不要とする、フラックスコート仕様

● 用途や目的に応じて、各種仕様品を選べます

HQ High-Quality Surface Condition

パワー半導体のダイボンディング

特　長

Revolutionary Products

PET film is now available as a PCB material

NEP16-06

低温実装用はんだ材料

Solder Materials for Low-Temperature Packaging

L20 フロー用ソルダバー LEO L20 ソルダコアード

世界初、硬くて脆い合金を伸線加工したLEO 弱耐熱基板を高強度接合したL20-JPP

低温フローはんだ付けを可能にした 硬くて脆い合金をやに入り＆伸線加工した

L20&L27-LT142 ソルダペースト L20 ソルダプリフォーム L20-JPP ソルダペースト低温短時間リフロープロファイルを可能にした

再溶融を防止する、低温で後付けするシールドケースに

フラックス残渣が接着材として接合強度を補強、フレキシブル基板に最適な

PENフィルム基板にLEDをL20-JPPで実装

フレキシブル基板 PENフィルム フレキシブル基板

0

50

100

150

200

250

300

0 50 100 150 200 250

通常プロファイル

低温短時間プロファイル

時間

温度

低温短時間リフロープロファイル

L20 ソルダボール弱耐熱材料へのバンプ形成に

世界初

● 200℃でもはんだ付け可能 ● リフローでの低温実装例

PETフィルムが、プリント基板材料に使えるようになりました

● 弱耐熱部品や基板が実装でき、材料コストの大幅な削減に期待● 丸めても充分な接合強度を得る低温実装には、L20-JPPが最適● 低温短時間プロファイルなど、省エネに貢献する環境配慮製品● M705などと組み合わせた実装で、再溶融を防止

低温実装を推進するはんだ材料をラインナップ、環境配慮と低コスト化を推進

Revolutionary Products

常温での輸送と保管が可能となり、コストを削減。ハロゲンフリーや低銀もラインナップ

特　長

NEP16-07

常温保管対応ソルダペースト

Solder Paste Storable at Room Temperature

要冷蔵 常温での輸送が可能要冷蔵

常温3ケ月間の保管が可能 常温6ケ月間の保管が可能要冷蔵

良好な濡れ性を維持 酸化によるサイドボールも抑制 良好な濡れ性がボイドも抑制

GRN360 S70GR M40-RTP M705-RTP

常温輸送後、常温保管6ケ月まで使えますStorable at room temperature for six months after transportation at room temperature

● 常温6ケ月間保管後のはんだ付け性

● フラックスと合金粉末の反応を抑制、常温輸送と常温保管が可能● 常温での経時安定性に優れ、ペースト継ぎ足しによる連続印刷が可能● 常温6ケ月の保管でも、ボイドの抑制と安定した濡れ性を発揮● 常温に戻す工程が不要、省エネと低価格化に貢献する環境配慮型製品

常温保管６ケ月後の増粘度比較

RTPシリーズ

一般品

条件

Revolutionary Products

コテ先食われを抑制したM84は、自動はんだ付け装置に最適

特　長

NEP16-08

コテ先食われ防止用やに入りはんだ

Flux Cored Solder for Iron Tip Thinning Prevention

自動はんだ付けの普及が、M84を開発The spread of automatic soldering motivated the development of M84

● M84は、コテ先食われの抑制と、良好な濡れ性と高い接合信頼性を提供

● コテ先の摩耗が少なく、差替え頻度減少で生産コストの削減に寄与● コテ先の摩耗を抑制、微細化するはんだ付けも容易● 常にコテ先の一か所ではんだ付けを続ける自動装置に最適● M705と同等のはんだ濡れ性や、同等以上の接合信頼性を有す

はんだ濡れ性 接合信頼性

M84M705

12000ショット後初期

コテ先の一か所で、はんだ付けを繰り返す自動装置

はんだ径：φ0.8ｍｍコテ先温度：420℃はんだ送り量：10ｍｍはんだ送り速度：20ｍｍ/sec

-2500

-2000

-1500

-1000

-500

0

210 220 230 240 250 Temperature [degC]

M705M84

DSC

[μW

]

M705

M84

溶融ピーク温度

NEP16-09

無銀やに入りはんだ

Ag-free Flux Cored Solder

特　長

Revolutionary Products

Simultaneously achieves a good work environment and cost reduction良好な作業環境の確保と低価格化を両立

● GAO M24APのはんだ付け

● 信頼性の高い無銀M24APに最適なGAOシリーズ● 高温でもフラックスが焦げ付かない、無銀はんだに最適なGAO-ST● さらに、煙と刺激臭を徹底的に抑制した、無銀はんだ用GAO-LF● フラックス残渣に気泡を巻き込まず、正確な外観検査を可能にする

各温度での発煙量比較 450℃での焦げ付き度合比較 気泡の残存量比較

従来品

GAO-ST

GAO-LF

320℃ 380℃ 450℃

従来品

GAO-ST

GAO-LF

In 2Sec 4Sec 6Sec焦げ発生

フラックス

はんだ合金

2000年 2010年 2020年

価格

安価

コテ先温度（℃）320℃ 380℃ 450℃

煙強度

0

1

0.5

1.5

2

2.5

3

3.5

GAO-STGAO-LF

従来品

各温度での発煙量比較

信頼性を維持しつつ、低銀＆無銀化はんだで実装

M705 3.0% Ag

M40 1.0% Ag

M35 0.3% Ag

M24AP 0% Ag

NEO M35

ESC M705

GAO M24AP

従来品

GAO M24AP

特　長

NEP16-10

低銀/無銀ソルダペースト

Low-Ag/Ag-free Solder Paste

Revolutionary Products

信頼性を確保しながら無銀化に成功、低価格化に貢献Eliminated Ag while ensuring reliability, contributing to cost reduction

-40℃/30min ⇔ +85℃/30min

20

30

40

50

60

70

80

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600

Sn-Cu-Bi-Ni

Sn-Cu-Ni-Ge

チップ抵抗での評価

M705SAC305M773

Stre

ngth（

N）

温度サイクル数（Cycle)

M47-LS720V

M40-LS720V

M705 : Sn- 3Ag-0.7Cu

M40 : Sn-１Ag-0.7Cu - Bi -In

M47 : Sn- 0.3Ag-0.7Cu -0.5Bi -Ni

M773 : Sn- 0.7Cu -0.5Bi -Ni

LS720Vシリーズ

材料コスト

100%

70%

53%

2000年 2010年 2020年

● 固溶強化との併用 ● 接合界面反応抑制技術

● 業界のハロゲンフリー基準を満足するLS720Vシリーズ、モバイル機器にも● M705と同等のプロファイルで実装可能な、M40-LS720V● 0.3%Agでも、M705と同等な耐熱疲労性を有する、M47-LS720V● BiとNiの添加でSn-Cu系はんだの接合信頼性を高めた、M773-LS720V

リフロー　１回固溶強化：異質な原子の混入で変形を抑制

Ag量低下による、析出強化の低下を固溶ける強で補う NiがCuへ置換する事で、接合界面組織が微細化され接合強度が向上

リフロー　4回 リフロー　１回 リフロー　4回M705 M40 M705 M773

価格

安価

良好な濡れ性を実現する低銀/無銀用ハロゲンフリーフラックスLS720V-HFを開発

3% Ag

1% Ag

0.3% Ag

0% Ag

析出強化

固溶強化

固溶強化析出強化

析出強化

接合界面反応制御

析出強化 固溶強化 接合界面反応制御 M773-LS720V

金属間化合物

金属間化合物

析出強化

析出強化

固溶強化

信頼性を維持しつつ、低銀＆無銀化はんだで実装

特　長

Revolutionary Products

NEP16-11

無銀ソルダバー

Ag-free Solder Bar

2000年 2005年 2010年 2015年

M705

M35

M24AP

3.0% Ag

0.3% Ag

0% Ag

価格

安価

M805E

信頼性重視のM805E、低コスト化重視のM24APM805E with priority on reliability, M24AP with priority on cost reduction

● ドロスを抑制する極微量なPの添加は、接合界面には存在せず良好な接合信頼性を確保

● Bi添加による固溶強化で、信頼性を向上させた無銀はんだM805E● PとGeの添加でドロスを激減、材料の低コストを実現したM24AP

●

M705 M24AP

Cu

(Cu,Ni)3Sn

Sn

Cu3Sn

123456

0.0024.5227.6229.0721.68100.0

100.0067.7264.2867.6578.32

0.00

M24AP/MTPとGeの含有なし

0.007.768.103.280.000.00

0.000.000.000.000.000.00

0.000.000.000.000.000.00

Sn Cu Ni P Ge

[at%]

M24MT/M24AP一般品

70％の削減

信頼性を維持しつつ、低銀＆無銀化はんだで実装

M24APの分析結果

Revolutionary Products

特　長

NEP16-12

微小部品実装用ソルダペースト

Solder Paste for Micro Component Packaging

開口部の小さな薄いマスクでも、充分なはんだ量を確保Ensures sufficient solder amounts even on thin masks with small openings

● 長年培った造粒技術で製造された、球形はんだ合金粉末

● RGS800 Type6は、微小な0201チップ部品の実装を実現● ロジンや活性剤の改良で活性力をup、微小粒子でも良好な濡れ性を確保● フラックスの失活温度を上昇、リフローでの再酸化を防止● 独自の造粒技術で球形はんだ合金を製造、良好な印刷性を実現

微小狭ピッチ化

Type5 Type6Type7

Type8

1005型部品 0603型部品 0402型部品 0201型部品

2000年

2010年

2020年

Type4

平均粒径φ３０μｍ

Type4

平均粒径φ2０μｍ

Type5

平均粒径φ1０μｍ

Type6

平均粒径φ6μｍ

０２０１部品の実装

Type7

平均粒径φ３μｍ

Type8

GRN360

GWS

S70G

GLV

RGS800RGS800

更に開発を推進

粉末の微細化とフラックスの開発で、微小部品を実装

Revolutionary Products

特　長

NEP16-13

3D用ソルダペースト

Solder Paste for 3D Packaging

スクリーンプリンター ディスペンサー ジェットディスペンス

ジェットディスペンスで描画

3Dプリント

高速化

RGS800 NXD900 シリーズGLVシリーズ NXDシリーズ JPP

ローリング Stencil

基板

接触塗布

ノズル ペースト粒子

ペースト

特殊ノズル

高速非接触塗布

基板

移動 圧力

圧力

マスクフリー

ディスペンス法 ジェットディスペンス法

ジェットディスペンス法で、次世代の実装をNext-generation packaging through the jet-dispensing method

● マスクフリー塗布方法 ● ジェットディスペンスでφ300μｍのドットを塗布　（min. φ100μｍ）

● 非接触工法は、凹凸部へ高精度にソルダペーストを塗布● ジェットディスペンス法は、狭ピッチ/微小塗布/高アスペクト供給が可能● 高速塗布が可能なジェットディスペンス法は、大量生産に適する● 非接触工法は、リフローでの後付けはんだも容易

多様化する塗布方法に、凹凸部への高速塗布を可能にしたジェットディスペンス法がラインナップ

Revolutionary Products

特　長

NEP16-15

HF極細線やに入りはんだ

Halogen-free Ultra�ne Flux Cored Solder Wires

圧力

極細線やに入りはんだ

パルスヒーター

FPC

加熱

基板電極

FPC

基板電極

フレキシブル基板の狭ピッチ実装に最適Ideal for narrow-pitch packaging on flexible substrates

● モバイル機器のフレキシブル基板狭ピッチ実装に最適 ● 極細線専用フラックスで飛散抑制

● ハロゲンフリーのCBF5もラインナップ、モバイル機器に最適● 高度な伸線技術が、工程での断線を招きません● TCBで、フレキシブル基板の狭ピッチ実装を実現● 極細線専用フラックスの開発で、低飛散を実現

挿入部品盛りはんだ

表面実装部品修正はんだ

狭ピッチパターンのはんだ付け

Φ3００μｍ

Φ15０μｍ

Φ１００μｍ

Φ65μｍ

2000年 2010年 2016年

TCB（Thermal Compression Bonding）

CBF5

EFC

従来品 CBF5

粉末の微細化とフラックスの開発で、微小部品を実装

TCBではんだ付け

特　長

NEP16-16

微小/銅核ソルダボール

3次元実装の銅核ボールとソフトエラーを防止するLASボール

Micro/Cu-core Solder Balls

Cu-core balls for 3D packaging and LAS balls that prevent soft errors

Revolutionary Products

● 接合信頼性の高い銅核ボールで空間確保

● 優れたはんだメッキ技術が、高品質な三次元実装を容易に● Ni層を介する銅核ボールは、耐落下衝撃性を向上● φ２０μｍの狭公差真球ボールで、狭ピッチ実装を実現● 製品をソフトエラーから守る、低α線ソルダボール

独自のはんだメッキ技術がボイドを抑制 制御されたメッキ被膜は１次リフローで銅を覆い、耐落下衝撃向上の拡散層を形成

左写真の銅核ボールは、２次リフローで良好な接合を得る

80μｍ 60μｍ 40μｍ 20μｍ

時代の要求に応じて、微小化に挑戦しています

α線α線

0.002cph/㎝²未満

卓越した製法で、極低α線ソルダボールを実現

αカウント

銅核ソルダボール3次元実装を容易にする

極微小ソルダボール狭ピッチ化に対応する

低α線ソルダボール半導体を誤動作から守る

LOW

SOLDERALPHA

SMIC製品他社製品

2010年

2015年

2020年

はんだメッキ

銅核 銅核拡散層

1

10

99.9

1 10 100 1000

累積

故障

率

落下回数

落下衝撃試験結果

ソルダボール 銅核ボール

M705 C-Cu M90

Φ240μｍ Φ180μｍ Φ70μｍBGA・CSP WLP μBALL

多様化する半導体パッケージに適合するソルダボールを提供

http://jp.senju.com/ja/

特　長

Revolutionary Products

NEP16-17

半導体用フラックス

Flux for Semiconductor Packaging

温水洗浄でフラックス残渣ゼロ フラックス残渣が接合を補強 リフロー中にフラックスが揮発

低揮発・水洗浄タイプのWF-6317 低揮発・無洗浄タイプのJPK9S 超低残渣・無洗浄タイプの901K5

Ｓｕｂ

ウエハー

Ｓｕｂ

ウエハー フラックス超残渣

リフロー

９０１K5 揮発

冷却/接合

バンプの形状補正用3

ウエハーへの接合用2

基板への接合用1半導体用フラックス

3 バンプの形状補正用SPK-3400低揮発型 / 水洗浄

1 基板への接続用（BGA実装）WF-6317JPK9S901K5

1 基板への接続用（ボール実装）WF-6317JPK9S901K5

2 ウエハーへの接続用MB-T100

WF-6317Pロジン系 / 溶剤洗浄

水溶性 / 水洗浄

1 基板への接続用（CSP実装）

WF-6317 低揮発型 / 水洗浄低揮発型 / 無洗浄（強度補強）超低残渣型 / 無洗浄

JPK9S

901K5

ボール実装

ＣＳＰ実装

ＢＧＡ実装

用途や目的に応じて、はんだ付けに効果的な製品をお選びください

PCB

ウエハー ウエハー

優れた有機合成技術で半導体パッケージングをサポートSupports semiconductor packaging with a superior organic synthesis technology

● ソルダボール、CSP、BGAを基板に実装する時に用いる半導体用フラックス

● 高活性タイプで高耐熱性の水溶性フラックスWF-6317● 低揮発性によりリフロー炉の汚染を抑制可能なWF-6317● フラックス残渣が熱硬化性樹脂で接合を補強するJPK9S● リフローで95%以上のフラックスが揮発、無洗浄可能な901K5

残渣

率（％

）

リフロー温度（℃） 0

102030405060708090

100WF-6317

JPK9

901K5

従来型残渣；数十％

低揮発型残渣；95％以上

残渣；５％以下 超低残渣型

用途や目的に応じて、はんだ付けに効果的なフラックスを選択

フラックスの揮発性評価