[發明專利]軟釬料合金、焊料球、軟釬料預成型坯、焊膏和釬焊接頭

有效

• 申請號: 202010217346.2
• 申請日: 2020-03-25
• 公開（公告）號: CN111745321B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 飯島裕貴;野村光;齋藤岳;泉田尚子;吉川俊策
• 申請（專利權）人: 千住金屬工業株式會社
• 主分類號: B23K35/26
• 分類號: B23K35/26
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;李茂家

[課題]提供：不發生遺失、體現優異的浸潤鋪開、軟釬焊后的接合界面處的金屬間化合物的生長被抑制、剪切強度試驗后的破壞模式為適當的軟釬料合金、焊料球、軟釬料預成型坯、焊膏和釬焊接頭。[解決方案]一種軟釬料合金，其特征在于，軟釬料合金具有如下合金組成：以質量％計，包含Ag：3.2～3.8％、Cu：0.6～0.8％、Ni：0.01～0.2％、Sb：2～5.5％、Bi：1.5～5.5％、Co：0.001～0.1％、Ge：0.001～0.1％以及余量由Sn組成，且合金組成滿足下述(1)式。2.93≤{(Ge/Sn)+(Bi/Ge)}×(Bi/Sn) (1)(1)式中，Sn、Ge和Bi分別表示合金組成中的含量(質量％)。

技術領域

本發明涉及不產生遺失(missing)、體現優異的浸潤鋪開、軟釬焊后的金屬間化合物的生長被抑制、剪切強度試驗后的破壞模式適當的軟釬料合金、焊料球、軟釬料預成型坯、焊膏和釬焊接頭。

背景技術

近年來，汽車的汽車電子化推進，逐漸從汽油車向混合動力車、電動汽車過渡。混合動力車、電動汽車搭載有將電子部件軟釬焊于印刷基板的車載電子電路。車載電子電路被配置于振動環境較緩和的車室內，但根據用途的擴張而逐漸直接搭載于發動機室、變速器的儲油室內、以及機械裝置上。

如此，車載電子電路由于搭載區域的擴大而變得搭載于受到溫差、沖擊、振動等各種外部的負荷的部位。例如，搭載于發動機室的車載電子電路在發動機工作時有時被暴露于125℃以上這樣的高溫下。另一方面，發動機停止時，如果為寒冷地區則被暴露于-40℃以下這樣的低溫下。

因而，一直以來，作為用于連接基板與電子部件的合金，廣泛使用有Sn-Ag-Cu軟釬料合金。軟釬料合金的應用范圍逐漸愈發擴大，但伴隨于此，如車載等用途為代表那樣，逐漸期望在嚴苛的環境下也能使用。而且同時逐漸要求即使在這樣的環境下長時間使用，在釬焊接頭也不產生斷裂、劣化的高的連接可靠性。

然而，電子電路如果被暴露于上述的溫差，則由于電子部件與印刷基板的熱膨脹系數的差異而在接合部集中應力。因此，如果使用以往的Sn-3Ag-0.5Cu軟釬料合金，則有接合部斷裂的擔心，尋求在溫差急劇的環境下也抑制接合部的斷裂的軟釬料合金。

例如專利文獻1中公開了一種合金組成，其在Sn-Ag-Cu-Ni-Sb-Co系軟釬料合金中可含有Ge作為任意元素。同一文獻中還記載了如下內容：Cu含量為0.5質量％的情況下，可以發揮對Cu焊盤的防止Cu腐蝕效果，且可以保持熔融時的軟釬料合金的粘度為良好的狀態，回流焊時的空隙的發生被抑制，形成的釬焊接合部的耐熱沖擊性改善。

專利文獻2中公開了一種合金組成，其在Sn-Ag-Cu-Ni-Sb-Bi系軟釬料合金中含有Co、Ge作為任意元素。同一文獻中還記載了如下內容：通過使Ag含量為1～3.1質量％的范圍，從而在溫差急劇的嚴苛的環境下可以抑制釬焊接合部的龜裂進展。

專利文獻3中，作為具有優異的熱循環特性的軟釬料合金，公開了一種合金組成，其在Sn-Ag-Cu-Sb-Bi-Co系軟釬料合金中，可含有Ni、In、Ga、Ge、P中的至少1種作為任意元素。同一文獻的實施例24中，研究了Sn-3.5Ag-0.7Cu-5.0Bi-5.0Sb-0.005Co-0.1Ni-0.1In-0.1Ga-0.1Ge-0.1P作為具體的合金組成。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利第6200534號

專利文獻2：日本特開2017-170464號

專利文獻3：日本專利第5723056號

發明內容

發明要解決的問題