[發明專利]焊料合金、焊料粉末和焊接接頭

在審

• 申請號: 202080015741.0
• 申請日: 2020-01-31
• 公開（公告）號: CN113454254A
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 川崎浩由;宗形修;白鳥正人
• 申請（專利權）人: 千住金屬工業株式會社
• 主分類號: C22C13/00
• 分類號: C22C13/00;C22C13/02;B23K35/26
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 劉兵;肖冰濱

本發明提供一種焊料合金等，其抑制焊膏的經時變化，液相線溫度與固相線溫度的溫度差小具有高可靠性。焊料合金具有含有As：10質量ppm以上且小于25質量ppm、以及Bi：0～10000質量ppm和Pb：0～5100質量ppm中的至少一種、以及Sb：超過0質量ppm且3000質量ppm以下、以及余量為Sn的合金組成，且滿足下述式(1)和式(2)。300≤3As+Sb+Bi+Pb(1)、0.1≤{(3As+Sb)/(Bi+Pb)}×100≤200(2)，上述式(1)和式(2)中，As、Sb、Bi和Pb分別表示合金組成中的含量(質量ppm)。

技術領域

本發明涉及一種焊料合金、焊料粉末和焊接接頭，其能夠抑制焊膏的經時變化，潤濕性優異，液相線溫度和固相線溫度的溫度差小。

背景技術

近年來，要求CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)等具有焊接接頭的電子器件小型化、高性能化。隨之，需要印刷基板和電子器件的電極的小型化。由于電子器件通過電極與印刷基板連接，所以隨著電極的小型化，連接兩者的焊接接頭也變小。

為了通過這樣的微細電極連接電子器件和印刷基板，一般使用焊膏。通過印刷等將焊膏提供到印刷基板的電極上。焊膏的印刷是通過將設有開口部的金屬掩模放置在印刷基板上，一邊將刮板按壓在金屬掩模上一邊使其移動，從金屬掩模的開口部將焊膏一并涂敷在印刷基板上的電極上而進行的。另外，在購入焊膏的情況下，通常不會在一次印刷中全部用盡。這樣，為了不損害對基板的印刷性能，必須維持制造初期的適度的粘度。

但是，近年來，隨著電極的小型化的進展，焊膏的印刷面積的狹小化也在進展，因此，到將已購入的焊膏用盡為止的時間也在長期化。焊膏是將焊料粉末和阻焊劑混煉而成的，在長期保管的情況下，根據保管狀況，焊膏的粘度上升，有時不能發揮出購入最初的印刷性能。

因此，例如在專利文獻1中，為了抑制焊膏的經時變化，公開了含有Sn和選自Ag、Bi、Sb、Zn、In及Cu中的一種或兩種以上，并且含有規定量的As的焊料合金。該文獻中示出了在25℃下2周后的粘度與制作當初的粘度相比為低于140％的結果。

現有技術文件

專利文獻

專利文獻1：日本發明專利公開公報特開2015-98052號

發明內容

本發明要解決的問題

如上所述，專利文獻1所記載的發明是除了Sn和As以外還能夠選擇性地含有6種元素的焊料合金。另外，該文獻中示出了As含量多時熔融性差的結果。

在此，可以認為在專利文獻1中評價的熔融性相當于熔融焊料的潤濕性。該文獻中公開的熔融性是用顯微鏡觀察熔融物的外觀，根據有無未完全熔融的焊料粉末來進行評價的。這是因為，如果熔融焊料的潤濕性高，則未完全熔融的焊料粉末難以殘留。

通常，為了提高熔融焊料的潤濕性，需要使用高活性的阻焊劑。在專利文獻1記載的阻焊劑中，為了抑制As導致的潤濕性的劣化，認為使用高活性的阻焊劑即可。但是，使用高活性的阻焊劑時，進行焊料合金和活性劑的反應，因此膏的粘度上升。另外，鑒于專利文獻1的記載，為了抑制粘度的上升，需要增加As含量。為了使專利文獻1中記載的焊膏顯示更低的粘度上升率和優異的潤濕性，需要持續增加阻焊劑的活性力和As含量，導致惡性循環。

最近，要求焊膏不依賴于使用環境、保管環境而長期維持穩定的性能，另外，由于焊接接頭的微細化，還要求更高的潤濕性。如果使用專利文獻1記載的焊膏來應對最近的要求，則如上所述，不能避免惡性循環。

進而，為了接合微細的電極，需要提高焊接接頭的機械特性等。根據元素，含量變多時，液相線溫度上升，液相線溫度和固相線溫度擴大，凝固時偏析，形成不均勻的合金組織。當焊料合金具有這樣的合金組織時，焊接接頭的拉伸強度等機械特性差，容易因來自外部的應力而斷裂。這些問題隨著近年來電極的小型化而變得顯著。