本發(fā)明涉及無鉛軟釬料合金、特別是適于對線圈的端部進行軟釬焊、預(yù)鍍覆的端子預(yù)鍍覆用無鉛軟釬料合金及電子部件。

背景技術(shù)：

電子設(shè)備中使用了如變壓器那樣在引線部分卷繞有銅細線的線圈部件，另外，在電腦的磁盤驅(qū)動器、冷卻風(fēng)扇等的馬達中也使用了卷繞有線圈的部件。這些線圈為了取得導(dǎo)通而將端子部與電子設(shè)備、馬達的端子進行軟釬焊。

通常，線圈部件的銅線在表面涂裝有搪瓷，進而在其上覆蓋有聚氨酯樹脂，因此，在該狀態(tài)下，線圈端子部與端子無法進行軟釬焊。因此，進行軟釬焊時，必須去除線圈端子部的搪瓷、聚氨酯樹脂(以下，稱為覆蓋材料)。對于該覆蓋材料的去除，也可以考慮用刀具機械性地剝離，但機械性去除會耗費時間且生產(chǎn)率差。因此，對于線圈端子部的覆蓋材料的去除，采用了用熱將覆蓋材料熔化而去除的方法。用熱去除覆蓋材料的方法是指，通過在熔融軟釬料中浸漬線圈端子部，從而用熔融軟釬料的熱將覆蓋材料熔化而去除的方法。

此外，在將線圈端子部與端子進行軟釬焊時，為了得到良好的軟釬焊部，預(yù)先對線圈端部實施預(yù)鍍覆。通常，線圈端子部的預(yù)鍍覆是通過將線圈端子部浸漬于熔融軟釬料中而進行的，但即使是去除前述的覆蓋材料也會將線圈端子部浸漬于熔融軟釬料，因此，線圈端子部向該熔融軟釬料的浸漬使在去除覆蓋材料的同時進行預(yù)鍍覆這樣的合理操作成為可能。

對于線圈端子部的覆蓋材料的去除和預(yù)鍍覆，將助焊劑涂布于線圈端子部，然后，將該端子部浸漬于熔融軟釬料中。如此，通過熔融軟釬料的熱而使覆蓋材料熔化，涂布于線圈端子部的助焊劑會漂浮在浸漬的線圈端子部的周圍。因此，助焊劑在覆蓋材料被去除而露出銅線的部位發(fā)揮作用，熔融軟釬料與銅線發(fā)生金屬接合。

作為線圈端子部的預(yù)鍍覆，目前使用Pb-Sn軟釬料，但Pb-Sn軟釬料因Pb公害而使用受到限制，因此，近年來，逐漸開始使用不含Pb的無鉛軟釬料。在對線圈端子部進行軟釬焊時，為了將覆蓋材料熔化、去除，必須以熔融軟釬料的溫度達到400℃左右的方式進行加熱，使軟釬焊溫度達到400℃左右。然而，無鉛軟釬料中，提高軟釬焊溫度時，熔融軟釬料表面的氧化推進而產(chǎn)生大量的氧化物。該氧化物的大量產(chǎn)生會使附著于軟釬焊部的量變多而使制品的外觀特性降低，并且潤濕性降低而無法得到良好的軟釬焊部。

作為Sn-Cu-Ni系的無鉛軟釬料合金，已知有添加P或Ga的技術(shù)(例如，參見專利文獻1)。

已知通過P或Ga的添加而具有氧化抑制效果，作為抑制無鉛合金的氧化物的對策，公開了通過在Sn-Cu-Ni系的軟釬料合金中添加P和Ga，使熔融的軟釬料表面的耐氧化性提高的技術(shù)(例如，參見專利文獻2)。

另外，對于將Sn作為主要成分的軟釬料合金，公開了通過在添加有Ga的軟釬料合金中添加P或Ge、或者P和Ge，能夠得到400℃左右下的耐氧化抑制效果的技術(shù)(例如，參見專利文獻3、4)。

進而，公開了通過在Sn-Cu-Ni系的軟釬料合金中添加P或Ge，能夠抑制氧化膜的形成的技術(shù)(例如，參見專利文獻5)。

另外，公開了作為在將Sn為主要成分的熔融軟釬料中所添加的無鉛添加合金而添加Ga，從而使軟釬料表面的外觀性提高的技術(shù)(例如，參見專利文獻6)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：WO2007/082459號公報(實施例)

專利文獻2：CN103406687A號公報(表1、表3、第0071、0072段)

專利文獻3：日本特開2008-221341號公報(表1、第0022段)

專利文獻4：日本特開2004-181485號公報(表1、第0025段)

專利文獻5：日本特開2001-334384號公報(發(fā)明的效果部分)

專利文獻6：日本特開平11-333589號公報(第0015段)

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問題

在線圈等的端子部進行基于軟釬料的預(yù)鍍覆的情況下，有必要抑制自熔融軟釬料中提拉端子部時端子部之間由軟釬料連接的稱為錫橋(Bridge)的現(xiàn)象的產(chǎn)生、錫尖(Icicle)的產(chǎn)生。特別是，為了去除覆蓋材料而使軟釬焊溫度為400℃左右時，要求斷落性良好的軟釬料合金。然而，專利文獻1～6中，沒有記載使軟釬焊溫度為400℃左右時，為了使軟釬料的斷落性提高而添加P或Ga、或者P和Ga的技術(shù)，也沒有記載通過添加P或Ga、或者P和Ga來抑制錫橋和錫尖的產(chǎn)生這樣的效果。

因此，本發(fā)明的目的在于，提供在軟釬焊溫度為400℃左右的使用條件下斷落性得以提高的端子預(yù)鍍覆用無鉛軟釬料合金以及電子部件。

用于解決問題的方案

本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)：通過在將Sn作為主要成分且為了使軟釬焊溫度成為400℃左右而設(shè)定了Cu、Ni的添加量的Sn-Cu-Ni系的無鉛軟釬料合金中添加規(guī)定量的Ga和P，即使軟釬焊溫度為400℃左右也可以提高斷落性，從而完成了本發(fā)明。

權(quán)利要求1記載的技術(shù)方案為一種端子預(yù)鍍覆用無鉛軟釬料合金，其用于通過浸漬對端子實施預(yù)鍍覆，Cu為4質(zhì)量％以上且6質(zhì)量％以下，Ni為0.1質(zhì)量％以上且0.2質(zhì)量％以下，Ga為0.01質(zhì)量％以上且0.04質(zhì)量％以下，P為0.004質(zhì)量％以上且0.03質(zhì)量％以下，Ga與P的總和為0.05質(zhì)量％以下，余量由Sn組成，通過軟釬焊溫度下的加熱而得到的熔融狀態(tài)下的張力為200dyn/cm以下。

發(fā)明的效果

將Sn作為主要成分，以Cu為4質(zhì)量％以上且6質(zhì)量％以下，Ni為0.1質(zhì)量％以上且0.2質(zhì)量％以下的方式含有，由此，成為適于使軟釬焊溫度為400℃左右的組成，通過使Ga為0.01質(zhì)量％以上且0.04質(zhì)量％以下，使P為0.004質(zhì)量％以上且0.03質(zhì)量％以下，使Ga與P的總和為0.05質(zhì)量％以下，通過軟釬焊溫度下的加熱而得到的熔融狀態(tài)下的張力為200dyn/cm以下，由此，即使軟釬焊溫度為400℃左右，也會提高自熔融軟釬料中提拉線圈的端子部等軟釬焊的處理對象物時的斷落性。對于使用本發(fā)明的端子預(yù)鍍覆用無鉛軟釬料合金，將端子部浸漬于熔融的軟釬料中并進行提拉，從而對端子部進行預(yù)鍍覆而得到的電子部件而言，軟釬焊時的軟釬料的斷落性得以提高，能夠抑制錫橋、錫尖的產(chǎn)生。

附圖說明

圖1為示出本實施方式的電子部件的一例的結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

在將Sn作為主要成分的軟釬料合金中，若添加規(guī)定量的Ga和P，則軟釬料表面的熔融粘度變低，自熔融軟釬料提拉軟釬焊的處理對象物、例如線圈的端子部時的軟釬料的張力降低。由此，自熔融軟釬料中提拉端子部時的軟釬料的斷落性提高，能夠抑制錫橋、錫尖的產(chǎn)生。

若Ga和P的添加量較少，則自熔融軟釬料提拉端子部時的軟釬料的張力變高，無法充分得到使斷落性提高的效果。如上所述，在通過將線圈端子部浸漬于熔融軟釬料來去除作為線圈的覆蓋材料的搪瓷、聚氨酯樹脂時，需要以熔融軟釬料的溫度成為400℃左右的方式加熱，從而使軟釬焊溫度成為400℃左右。

將軟釬焊的處理對象物浸漬于熔融軟釬料而進行軟釬焊時的溫度也依賴于處理對象物的端子部、具有端子部的線圈等部件的熱容量，但是通常在軟釬料的熔點+20～50℃下進行。然而，若軟釬焊溫度成為470℃以上，則將線圈的端子部浸漬于熔融軟釬料時覆蓋材料瞬間碳化而附著于端子部，這將妨礙軟釬料的金屬接合。因此，對于在端子部的預(yù)鍍覆中使用的軟釬料合金，為了使軟釬焊溫度為470℃以下，理想的是軟釬料的熔點為420℃以下的軟釬料合金。另外，軟釬焊溫度變成470℃以上時，銅腐蝕變得劇烈。

但是，Ga和P的添加量增加至必要以上時，軟釬料的熔點變高，變得不適于在400℃左右進行軟釬焊這樣的用途。

如果在將Sn作為主要成分的軟釬料合金中僅添加Ga和P中任一者，則能夠得到氧化抑制效果，但是無法充分得到使斷落性提高的效果。

在將Sn作為主要成分的軟釬料合金中添加Ga和P兩者時，對于Ga的添加量進行研究，若Ga的添加量低于0.01質(zhì)量％，則無法充分得到使斷落性提高的效果。另一方面，若Ga的添加量超過0.04質(zhì)量％，則軟釬料的熔點變高，變得不適于在400℃左右進行軟釬焊這樣的用途。

在將Sn作為主要成分的軟釬料合金中添加Ga和P兩者時，對于P的添加量進行研究，若P的添加量低于0.004質(zhì)量％，則無法充分得到使斷落性提高的效果。另一方面，若P的添加量超過0.03質(zhì)量％，則軟釬料的熔點變高，變得不適于在400℃左右進行軟釬焊這樣的用途。

但是，若分別將Ga和P添加至上限值附近，則軟釬料的熔點仍然變高，變得不適于在400℃左右進行軟釬焊這樣的用途。

因此，在使Ga和P的添加量的總和成為0.05質(zhì)量％以下的范圍內(nèi)，以0.01質(zhì)量％以上且0.04質(zhì)量％以下的量添加Ga、以0.004質(zhì)量％以上且0.03質(zhì)量％以下的量添加P。

在將Sn作為主要成分的軟釬料合金中，若具有防止銅腐蝕效果的Cu的添加量少于4質(zhì)量％，則無法顯現(xiàn)防止銅腐蝕的效果。另一方面，若Cu的添加量超過6質(zhì)量％，則軟釬料的熔點變高。

另外，通過在將Sn作為主要成分、Cu的添加量為4～6質(zhì)量％的上述軟釬料合金中添加Ni，在400℃左右軟釬焊時防止銅腐蝕的效果進一步提高。但是，若Ni的添加量少于0.1質(zhì)量％，則不會提高防止銅腐蝕的效果。另一方面，若Ni的添加量超過0.2質(zhì)量％，則軟釬料的熔點變高。

已知：在將Sn作為主要成分的軟釬料合金中，通過添加Ag來提高潤濕性。但是，添加昂貴的Ag會導(dǎo)致制品成本的上升，故不優(yōu)選。而且，本發(fā)明中，即使不添加Ag，也會提高自熔融軟釬料中提拉端子部時的軟釬料的斷落性。

實施例

將本發(fā)明的實施例和比較例示于表1。需要說明的是，表1中各元素的添加量為質(zhì)量％。

[表1]

對于表1中的軟釬料斷落性評價，評價了自熔融軟釬料提拉試樣時的張力。張力的測定方法采用了Du Noüy的使用表面張力計的吊環(huán)法(Ring Method)。使用軟釬料槽，將設(shè)為實施例和比較例示出的組成的各軟釬焊材料在400℃下熔融，然后刮取熔融的軟釬料表面，靜止5分鐘后，使預(yù)先用IPA除油的圓周為4cm的鉑環(huán)(試樣)浸漬，測定提拉時的張力(單位：dyn/cm)。對各軟釬料組成分別進行10次試驗，然后算出其平均值作為張力。

對于錫尖和錫橋的評價，使實施例和比較例的各軟釬焊材料在400℃下熔融后，刮取熔融的軟釬料表面，使預(yù)先在軟釬焊部涂布有助焊劑的線圈的端子部浸漬，根據(jù)提拉時的錫尖和錫橋的產(chǎn)生數(shù)進行評價。使用線圈的端子部為單側(cè)4端子、間距為2mm的Cu線圈，助焊劑使用了松香系常規(guī)助焊劑(；千住金屬制：SR-209)。線圈總計使用20個，測量錫尖和錫橋的產(chǎn)生總數(shù)。對于浸漬條件，將浸漬速度設(shè)為10mm/秒，將浸漬深度設(shè)為4mm，將提拉速度設(shè)為10mm/秒。

對于軟釬料斷落性，如果張力為200dyn/cm以下，且錫尖和錫橋的產(chǎn)生總數(shù)為5以下，則將評價結(jié)果記作○。另外，對于軟釬料斷落性，如果張力超過200dyn/cm，且錫尖和錫橋的產(chǎn)生總數(shù)超過5，則將評價結(jié)果記作×。

如表1的各實施例所示，可知：在將Sn作為主要成分、含有4質(zhì)量％以上且6質(zhì)量％以下Cu、0.1質(zhì)量％以上且0.2質(zhì)量％以下Ni的軟釬料合金中，在Ga和P的添加量的總和成為0.05質(zhì)量％以下的范圍內(nèi)，以0.01質(zhì)量％以上且0.04質(zhì)量％以下的量添加Ga，以0.004質(zhì)量％以上且0.03質(zhì)量％以下的量添加P，由此，自熔融軟釬料中提拉端子部時的軟釬料的斷落性提高，抑制錫尖和錫橋的產(chǎn)生。

例如，可知：在使Ga和P的添加量的總和成為0.05質(zhì)量％以下的范圍內(nèi)，以下限值以上且上限值以下的值0.02質(zhì)量％添加有Ga，以下限值以上且上限值以下的值0.015質(zhì)量％添加有P的實施例1中，自熔融軟釬料中提拉端子部時的軟釬料的斷落性提高，抑制錫尖和錫橋的產(chǎn)生。

另外，可知：對于將P的添加量設(shè)為上限值0.03質(zhì)量％、以使Ga和P的添加量的總和成為0.05質(zhì)量％以下的方式將Ga的添加量設(shè)為0.02質(zhì)量％的實施例2、以及將Ga的添加量設(shè)為上限值0.04質(zhì)量％、以使Ga和P的添加量的總和成為0.05質(zhì)量％以下的方式將P的添加量設(shè)為0.004質(zhì)量％的實施例3，自熔融軟釬料中提拉端子部時的軟釬料的斷落性也提高，抑制錫尖和錫橋的產(chǎn)生。

進而，可知：在將P的添加量設(shè)為下限值0.004質(zhì)量％的實施例4中，如果以低于上限值的0.02質(zhì)量％左右添加Ga，則自熔融軟釬料中提拉端子部時的軟釬料的斷落性提高，抑制錫尖和錫橋的產(chǎn)生。

另外，可知：在將Ga的添加量設(shè)為下限值0.01質(zhì)量％的實施例5中，如果以低于上限值的0.015質(zhì)量％左右添加P，則自熔融軟釬料中提拉端子部時的軟釬料的斷落性提高，抑制錫尖和錫橋的產(chǎn)生。

進而，可知：在將P的添加量設(shè)為下限值0.004質(zhì)量％、將Ga的添加量設(shè)為下限值0.01質(zhì)量％的實施例6中，自熔融軟釬料中提拉端子部時的軟釬料的斷落性也提高，抑制錫尖和錫橋的產(chǎn)生。

另外，可知：在將Ga和P的添加量設(shè)為與實施例1相同的值、將Cu的添加量設(shè)為上限值的實施例7、將Cu的添加量設(shè)為下限值的實施例8中，也不會對由Ga和P的添加帶來的斷落性產(chǎn)生影響。

另外，可知：在將Ga和P的添加量設(shè)為與實施例1相同的值、將Ni的添加量設(shè)為上限值的實施例9、將Cu的添加量設(shè)為下限值的實施例10中，也不會對由Ga和P的添加帶來的斷落性產(chǎn)生影響。

與此相對，可知：即使為將Sn作為主要成分、含有4質(zhì)量％以上且6質(zhì)量％以下Cu、0.1質(zhì)量％以上且0.2質(zhì)量％以下Ni的軟釬料合金，在不含有Ga和P的比較例1中，自熔融軟釬料中提拉端子部時的軟釬料的斷落性較差，無法抑制錫尖和錫橋的產(chǎn)生。

另外，可知：在將Sn作為主要成分的軟釬料合金中添加有Ga和P中的任一者的比較例2和比較例3中，自熔融軟釬料中提拉端子部時的軟釬料的斷落性也較差，無法抑制錫尖和錫橋的產(chǎn)生。

進而，即使是在將Sn作為主要成分的軟釬料合金中添加有Ga和P兩者的組成，在P的添加量超過上限值的比較例4、以及Ga的添加量超過上限值的比較例5中，熔點比實施例1的熔點超出20℃以上，無法得到400℃左右的充分的軟釬焊性，因此，未進行軟釬料斷落性、錫尖和錫橋的評價。

另外，可知：即使是在將Sn作為主要成分的軟釬料合金中添加有Ga和P兩者的組成，在P的添加量低于下限值的比較例6、Ga的添加量低于下限值的比較例7、以及Ga和P的添加量均低于下限值的比較例8中，自熔融軟釬料中提拉端子部時的軟釬料的斷落性較差，無法抑制錫尖和錫橋的產(chǎn)生。

進而，即使是在將Sn作為主要成分的軟釬料合金中添加有Ga和P兩者的組成，在Ga和P的添加量總和超過上限值的比較例9中，熔點比實施例1的熔點超出20℃以上，無法得到400℃左右的充分的軟釬焊性，因此，未進行軟釬料斷落性、錫尖和錫橋的評價。

另外，即使將Ga和P的添加量設(shè)為與實施例1相同的值，在Cu的添加量超過上限值的比較例10、Ni的添加量超過上限值的比較例11中，熔點比實施例1的熔點超出20℃以上，無法得到400℃左右的充分的軟釬焊性，因此，未進行軟釬料斷落性、錫尖和錫橋的評價。

由以上結(jié)果可知，如圖1所示，對于通過使用本發(fā)明的端子用無鉛軟釬料合金，將端子部10浸漬于在400℃左右熔融的軟釬料中并提拉，從而用軟釬料11對端子部10進行預(yù)鍍覆而得到的電子部件12而言，能夠用熔融軟釬料的熱將覆蓋材料熔化并去除，并且提高在400℃左右進行軟釬焊時的軟釬料的斷落性，能夠抑制錫橋、錫尖的產(chǎn)生。

需要說明的是，本申請中的軟釬焊時的溫度即400℃左右是指380～470℃的溫度區(qū)域。這是由于，為了去除覆蓋材料而需要在熔融的軟釬料的溫度為380℃以上的條件下進行軟釬焊，另一方面，為了防止覆蓋材料的碳化而需要在熔融的軟釬料的溫度為470℃以下的條件下進行軟釬焊。另外，為了使軟釬焊溫度為470℃以下，軟釬料的熔點為420℃以下的軟釬料合金是理想的。

附圖標記說明

10···端子部，11···軟釬料，12···電子部件。