[發明專利]無鉛焊料合金粉的制造方法

無效

• 申請號: 201410699648.2
• 申請日: 2014-11-27
• 公開（公告）號: CN104668570A
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發明（設計）人: 日根清裕;古澤彰男;森將人;中村太一
• 申請（專利權）人: 松下知識產權經營株式會社
• 主分類號: B22F9/10
• 分類號: B22F9/10;C22C13/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 蔣亭

技術領域

本發明涉及無鉛焊料合金粉的制造方法，該無鉛焊料合金粉是用于在電路基板的回流焊安裝時將部件與基板接合的焊膏的構成構件。

背景技術

伴隨近年的電子設備的高性能化，要求在一片電路基板上搭載具有各種功能的多個電子部件，電路基板的高集成化正在發展。

在這樣的高集成電路基板的安裝中，使用的是表面安裝(Surface?Mount?Technology,SMT)方法。SMT方法是如下的方法，即，通過絲網印刷將含有焊料合金粉的焊膏供給至設置于基板表面的基板電極上，在印刷的焊膏上搭載電子部件后，回流加熱至焊料合金的熔點以上而使焊膏熔融并進行接合。

在SMT方法中使用的焊膏通常由直徑為100μm以下的數10μm的球形的焊料合金粉與液狀成分的助熔劑構成。

目前，在熔點和可焊性之上，需要強度和長期可靠性的用途中，作為焊料合金粉，使用在Sn－3.5質量％Ag－0.5質量％Bi的組成中還含有In4～8質量％的Sn－Ag－Bi－In系等的無鉛焊料合金粉。需要說明的是，該無鉛焊料合金粉除含有Ag、Bi、In以外，除去不可避免的雜質元素的余量為Sn。

按照這樣，通過使用在4～8質量％的范圍內含有In的焊料合金粉，能夠在部件與基板之間形成強度、長期可靠性優異的焊料接合部。

另外，作為通常的無鉛焊料合金粉的制造方法，使用離心噴霧法。

離心噴霧法是如下的制法，即，在以數萬rpm左右的高速旋轉的盤上，將加熱至高于熔點數十℃的溫度而熔融的合金熔液以每分鐘數kg左右的比例由直徑數mm的噴嘴進行供給，憑借離心力進行噴霧，使其凝固而粉末化。

無鉛焊料合金粉的作為直徑的分布的粒度分布是對印刷時的品質帶來很大影響的重要參數。

粒度分布的幅度寬時，印刷量的偏差變大，牽涉到安裝時的不良率的上升、實際使用中的長期可靠性的降低等。因此，每個焊膏都對焊料合金粉規定了一定的粒度分布。

對于焊膏中使用的通常的焊料合金粉，為了形成規定的粒度分布，在制造焊料合金粉后進行分級，將偏離規定的粒度分布的規格外的粒徑的焊料合金粉除去后使用。

規格外的粒徑的焊料合金粉由于不能使用而成為制造損耗，牽涉到收率降低、能源浪費、成本增加。

因此，在焊料合金粉的制造工序中，從能源、成本的觀點出發，需要制造按照規定的平均粒徑使粒度分布的幅度更窄的焊料合金粉。

但是，制造Sn－Ag－Bi－In系等的含有數質量％的In的無鉛焊料合金粉時，從向盤供給熔液至噴霧、凝固的工序中，從凝固開始至完全凝固的時間長，凝固行為不穩定。具體而言，飛散的熔液以變形的狀態固相化，或進一步形成伴生物(satellite)等微粒，或飛散的多個熔液彼此相互合一化而直徑增加。按照這樣，對于Sn－Ag－Bi－In系的無鉛焊料合金粉而言，有粒度分布的幅度變寬或大量生成非球狀的異形粉的傾向，在收率方面存在問題。

一直以來，作為焊料合金粉的制造方法有如下方法，即，在制造焊料合金粉的過程中，使盤的轉速以相對于規定的轉速在±10％以內的范圍內作為條件進行上升或下降的控制(例如，參照專利文獻1)。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2008－240059號公報

發明內容

發明所要解決的課題

但是，在現有的焊料合金粉的制造方法中，雖然能夠通過盤的轉速控制來一定程度控制制造中的平均粒徑的變動，但是不能夠使粒度分布的幅度變寬或變窄。因此存在如下問題，即，特別是在含有數質量％的In的無鉛焊料合金粉中，相比于與共晶組成相近的焊料合金粉，粒度分布的幅度變寬。

本發明是鑒于上述問題而完成的，目的在于提供一種能夠使粒度分布的幅度變窄地制造含有In的無鉛焊料合金粉的無鉛焊料合金粉的制造方法。

用于解決課題的手段

本發明的無鉛焊料合金粉的制造方法的特征在于，將含有Ag?3.0～4.0質量％、Bi?0.1～1.0質量％、In?4.0～8.0質量％、Cu?0.25～1.0質量％、并且余量中除去不可避免的雜質為Sn的熔液，供給于旋轉的盤上，使其憑借離心力進行噴霧而粉末化。

在所述無鉛焊料合金粉的制造方法中，優選所述熔液含有Cu?0.5～0.75質量％。

在所述無鉛焊料合金粉的制造方法中，優選所述熔液含有Ag?3.5質量％、Bi?0.5質量％。

發明效果