溶融温度为202～211℃

松下开发出了可在150℃高温环境下使用的无铅焊锡。溶融温度为202～211℃，可用于普通基板安装。

仅考虑耐热性的话，在电子部件内部焊接等250℃以上环境下使用的“高温焊锡”这种特殊焊锡此前已经存在。但其熔融温度高达250℃到 00℃，无法用于基板安装。而用于基板安装的典型无铅焊锡Sn- Ag-0.5Cu（溶融温度约为220℃），一般只能在100℃左右的温度环境下使用（图1）。可以说此次开发出的焊锡所到达的领域确实是前所未有的。

“有助于减轻汽车重量”

估计此次开发出的焊锡会对温度条件要求特别严格的车载设备领域作出很大贡献。“发动机舱内的基板目前大多利用线束配置在距离热源较远的位置，或者利用冷却机构来安装。此次推出的焊锡不再需要这些措施，因而有望提高配置场所的自由度，（因不需要线束等）还有助于减轻重量”（松下生产革新本部生产技术研究所材料技术开发部小组负责人古泽彰男）。而用于消费电子产品等一般温度条件的产品领域时，“使用年限可延长至传统焊锡的约 倍”（古泽）。

图1耐用范围扩大
此次开发出的无铅焊锡可在150℃下使用，而且在100℃下使用时可靠性较高，与以往的普通无铅焊锡相比，耐用范围扩大。（图：根据松下公司资料制作）

松下打算首先使此次的焊锡在该公司经营的车载马达基板上实现实用化。预定2012年度即可开始量产焊锡材料。

In作为固溶元素发挥作用

此次开发出的焊锡之所以能够在150℃高温环境下使用，是因为采用了名为“固溶强化”的方法。具体来说，在焊锡材料中添加了微量In（铟）元素。通过这种方法，使得材料在承受热应力时，不易出现龟裂等（Crack）等（图2）。此次焊锡的成分为Sn- .5Ag-0.5Bi-6In，In元素的添加量为6％。

那么，为何添加In之后不易出现龟裂呢？焊锡材料的金属组织内一般分散存在着格子状缺陷。施加热应力时，这种缺陷会发生转移，并汇聚在一起形成较大的裂纹。而添加“固溶元素”In之后，缺陷很难移动，从而使耐热性获得提高，这就是不易出现裂纹的原理（图2）。

图2：通过添加固溶元素防止出现裂纹
此次的无铅焊锡通过添加固溶元素In，来阻碍缺陷移动（a）。以往的普通无铅焊锡在施加应力等之后缺陷容易移动，缺陷聚集在一起便会出现裂纹（b）。（图：根据松下公司资料制作）

测试结果显示，此次开发的材料在实施了 000个循环的－40℃到150℃之间耐热循环试验之后，仍可确保导电性（表1）。而在相同条件下，原来的Sn- Ag-0.5Cu的热循环可靠性只有500个循环。

其实，自最初从事无铅焊锡业务之时起，松下就着手开发与此次一样添加微量In元素的Sn-Ag-Bi-In类焊锡了。但当初添加In的目的是为了降低实现无铅化之后升高的溶融温度。不过，“最近发现In可作为固溶元素发挥作用”（该公司的古泽），因此此次技术人员以实现耐热性高的焊锡为重点推进了开发。In元素的添加量过多或过少都不会作为固溶元素发挥作用，因此松下经过不断摸索反复实验，终于找到了6％的最佳添加量。

还要为降低成本推进开发

此次开发的材料存在的最大课题是成本问题。由于添加了昂贵的In元素，因此每公斤合金的成本高达约1万日元。而每公斤Sn- Ag-0.5Cu为6000日元（表1）。

因此，松下打算今后在努力使此次开发出的材料实现量产的同时，还要为降低成本不断推进开发。比如，“我们正在寻找In以外可作为固溶元素发挥作用的其他元素，目前已在开发两种材料”（该公司古泽）。此外，松下还在开发成分中不含比In更昂贵的Ag的材料。（记者：小谷 卓也）
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