[發明專利]焊料粉末、使用該粉末的焊料用漿料和電子部件安裝方法

在審

• 申請號: 201410081801.5
• 申請日: 2014-03-07
• 公開（公告）號: CN104070296A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發明（設計）人: 植杉隆二;久芳完治
• 申請（專利權）人: 三菱綜合材料株式會社
• 主分類號: B23K35/14
• 分類號: B23K35/14;B23K35/26
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 康泉;王珍仙

技術領域

本發明涉及用于電子部件等的安裝中的焊料粉末和使用該粉末的焊料用漿料。更詳細而言，涉及回流后難以發生再熔融和接合強度下降、適合于特別在高溫氣氛中暴露的電子部件等的安裝中的焊料粉末和使用該粉末的焊料用漿料。

背景技術

用于電子部件等的接合中的焊料，從環境方面出發向無鉛化發展，目前采用著以錫為主成分的焊料粉末。作為獲得焊料粉末這樣的微細金屬粉末的方法，除了氣體噴散法或旋轉圓盤法等噴散法以外，已知有熔體紡絲法、旋轉電極法、機械性工藝、化學性工藝等。氣體噴散法已知有在感應爐或氣體爐中對金屬進行熔融后，使熔融金屬從中間罐底部的噴嘴流下，從其周圍吹入高壓氣體而進行粉末化的方法等。另外，旋轉圓盤法也被稱為離心噴散法，是使熔融的金屬掉落在高速旋轉的圓盤上，以切線方向施加剪切力而進行斷裂來制作微細粉末的方法。

對于焊料，除了上述環境方面中的特性以外，根據被安裝的電子部件的用途等要求各種特性。例如，移動手機或個人計算機等信息電子設備中，要求重視了便攜性的薄型化、輕量化，從而進行著用于制造這些電子設備的電子部件的小型化或接合部件的細間距化，要求更加微細粒徑的焊料粉末。

另一方面，車載用途等在高溫下所使用的電子部件中，需要防止安裝后的焊料因在高溫氣氛中暴露而導致的再熔融、接合強度下降，因此要求回流后的高耐熱性。在最一般的Sn-Pb系的共晶焊料（組成比Sn:Pb=63:37質量%）時，熔點約為187℃，并且一般的Sn-Ag-Cu系焊料時約為217℃左右。與此相對，作為具有耐熱性的高溫焊料眾所周知的Au-Sn系的高溫焊料（組成比Sn:Au=20:80質量%）時，熔點約為280℃，Sn-Pb系的高溫焊料（組成比Sn:Pb=5:95質量%）時，示出約310～315℃左右的高熔點。

但是，在上述Au-Sn系焊料中，使用非常昂貴的Au，因此存在制造成本上升的問題。另外，Sn-Pb系的高溫焊料示出非常高的耐熱性，但由于使用鉛，因此具有上述環境方面的問題。已知為了消除這種問題，在不含鉛或金的低熔點且低成本的材料粉末中混合熔點高的其他材料粉末來提高耐熱性或接合強度等的技術（例如，參見專利文獻1～6）。

專利文獻1中公開有一種在陶瓷部件和金屬部件的抵接上使用混合了金屬Cu粉末、金屬Sn粉末和Ag-Cu-Ti合金粉末的金屬材料的接合方法。另外，專利文獻2中公開有一種不含鉛而含有與以往的錫鉛共晶合金相比熔點低的Sn-Bi等合金粉末中混合了與以往錫鉛共晶合金相比熔點高的Sn-Ag等合金粉末的混合粉末的焊料漿料。另外，專利文獻3中公開有除了共晶焊料以外混合了與該共晶焊料相比熔點高的Ag、Sn、Cu等金屬粒子的膏狀焊料。另外，專利文獻4中公開有一種不含鉛而在Sn等第一金屬成分中混合了具有400℃以上的熔點的Ag、Cu等第二金屬成分的焊接用組合物。另外，專利文獻5中公開有一種高溫膏狀焊料用組合物，所述高溫膏狀焊料用組合物含有呈粉末狀的第1金屬成分和第2金屬成分，第1金屬成分為Sn-Cu系合金、Sn-Cu-Sb系合金的任一種或者在這些中任意地添加Ag、In、Bi、Zn或Ni中的一種以上的物質，第2金屬成分為Cu、Sn、Sb、Ag、Zn、Ni中的一種以上的金屬或者這些金屬中的兩種以上的合金。另外，專利文獻6中公開有一種不含鉛而含有以錫為主成分含有的第一金屬粉、和具有與第一金屬粉相比高的熔點且以銅為主含有的第二金屬粉的焊料用組合物。

專利文獻1：日本特開平5-24943號公報（權利要求2、[0015]段）

專利文獻2：日本特開平11-186712號公報（權利要求2、[0018]段、[0023]段）

專利文獻3：日本特開2000-176678號公報（權利要求1、3、[0010]段）

專利文獻4：日本特開2002-254195號公報（權利要求1～5、[0011]段～[0013]段）

專利文獻5：日本特開2003-154485號公報（權利要求1、[0009]段）

專利文獻6：日本專利第3782743號公報（權利要求1～4、[0005]段）

上述以往的專利文獻1～6中，均使用對不含鉛和金等的低熔點的金屬粉末、和具有高熔點的金屬粉末進行混合而得到的焊料粉末等，但這樣熔點和組成等不同的兩種或其以上的粉末之間相混合而得到的焊料粉末中，在粉末的混合情況中容易產生不均勻性。若產生不均勻性，則在回流時產生部分熔融不均或組成偏差，從而產生在接合部位中得不到充分的強度的問題。

發明內容