抄録/ポイント：
抄録/ポイント
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現在、電子業界の紛争は鉛フリーはんだの研究を展開しているが、高温環境での鉛フリーはんだの研究は非常に限られている。溶融温度が280400°Cの範囲内の鉛フリーはんだに対して、Au-Sn、Au-Ge、Au-Siなどの金基ろう材は従来の高鉛はんだに代わって、マイクロエレクトロニクスの耐高温包装領域に広く応用されている。その中、Au-Ge合金は優れた導電性、熱伝導性、耐食性と高引張強度などのメリットがあり、その耐高温性はAu-Sn、Au-Siはんだより明らかに優れ、特に高温環境に適している。しかし、Au-Geはんだの固有の欠点は、その生産応用に深刻な影響を与え、一方、Ge元素の存在により、Au-Ge合金は脆性が大きく、加工成型が難しく、製品の性能が低く、歩留りが低いため、このはんだの普及に深刻な影響を及ぼす。一方,Au-Geはんだ中のAu含有量は高く,そのコストは高い。そのため、最適なAu-Geろう材を探す加工方法以外に、研究者達はAu-Geろう材に適当な合金元素を加えて修飾し、多種類の金ゲルマニウム基多合金系を開発した。Au-Ge合金が脆く、加工成型が難しいという問題に対して、研究者は水平連続鋳造の方法は加工過程を省くことができ、直接に必要な直径を連鋳し、損失を低減させ、ろう材の品質を保証することを発見した。研究者達はAu-Ge二元合金の研究に加えて,Au-Ge-X三元合金系の研究を展開した。研究によると、いくつかの低融点の元素、例えばSn、Sb、Inなどは、はんだの融点を有効に下げることができる。Au-12Ge合金と比べ、Sn、Sb元素の添加ははんだ合金の融解温度を下げるだけでなく、良好な湿潤性を維持し、界面層の過度な成長を抑制し、それによって電気性能と機械的性質にもたらす不利な影響を避けることができる。その中、適切な量のSn元素を添加すると、Ge相の長大な粗大化を抑制し、その高温性能を高めることができる。適切な量のSb元素の添加は,Au-Geはんだの延性を改善することができた。Au-Ge-Ni合金は、GaAs材料とオーム接続を形成し、はんだの抵抗率を高め、ろう付けと母材の間に形成する「等比抵抗」が遷移し、ろう付け継手の強度を高める。しかし、Au-12Ge合金に過剰のNi元素を加えると、粗大なGeNi化合物が形成され、この化合物が集積した後、粒子は大きくなり、分布が不均一になり、ろう付け継手の強度を厳しく低下させる。Au-GeはんだにIn、Sb元素を加えると、結晶粒微細化作用を果すことができる。現在、Au-Ge系三元合金の研究は非常に限られており、湿潤性、機械的性質、はんだ接合の信頼性などの方面において更なる研究が必要である。Au-Geベースはんだの研究状況を紹介し、Sn、Ni、In、Sb元素がAu-Geはんだ組織及び性能に与える影響について重点的に分析した。このほか、本論文では、Au-Ge基ろう材の生産使用における問題点及び主な解決方法をまとめ、このろう材の将来研究方向を展望し、Au-Ge基ろう材が高温包装分野での応用に理論的指導を提供した。Data from Wanfang. Translated by JST.【JST・京大機械翻訳】
