本發(fā)明涉及焊料合金、釬焊膏以及電子線路基板，詳細(xì)地，涉及焊料合金、含有該焊料合金的釬焊膏、以及使用該釬焊膏而得的電子線路基板。

背景技術(shù)：

一般而言，在電氣、電子設(shè)備等的金屬接合中，采用使用了釬焊膏的焊接，這樣的釬焊膏以往使用含有鉛的焊料合金。

然而，近年來(lái)，從環(huán)境負(fù)荷的觀點(diǎn)出發(fā)，要求抑制鉛的使用，因此，正在進(jìn)行不含鉛的焊料合金(無(wú)鉛焊料合金)的開(kāi)發(fā)。

作為這樣的無(wú)鉛焊料合金，熟知例如錫-銅系合金、錫-銀-銅系合金、錫-銀-銦-鉍系合金、錫-鉍系合金、錫-鋅系合金等，尤其是錫-銀-銅系合金、錫-銀-銦-鉍系合金等被廣泛使用。

另一方面，錫-銀-銅系合金所含有的銀非常昂貴，因此從低成本化的觀點(diǎn)出發(fā)，要求降低銀的含量。此外，就焊料合金而言，要求具備優(yōu)異的接合強(qiáng)度(耐冷熱疲勞性等)。

為了響應(yīng)這樣的要求，例如提出了一種焊料合金，其為錫-銀-銅系的焊料合金，包含錫、銀、銅、鎳、銻、鉍和銦，且除了不可避免地混入的雜質(zhì)中所含的鍺以外不含鍺，相對(duì)于焊料合金的總量，銀的含有比例為超過(guò)0.05質(zhì)量％且小于0.2質(zhì)量％，銅的含有比例為0.1質(zhì)量％以上且1質(zhì)量％以下，鎳的含有比例為0.01質(zhì)量％以上且0.2質(zhì)量％以下，銻的含有比例為0.01質(zhì)量％以上且小于2.5質(zhì)量％，鉍的含有比例為0.01質(zhì)量％以上且4質(zhì)量％以下，銦的含有比例為0.005質(zhì)量％以上且2質(zhì)量％以下，錫的含有比例為剩余的比例，銅的含量相對(duì)于鎳的含量的質(zhì)量比(cu/ni)小于12.5(例如，參照專利文獻(xiàn)1。)。

根據(jù)這樣的焊料合金，能夠?qū)崿F(xiàn)低成本化，并能夠得到優(yōu)異的接合強(qiáng)度(耐冷熱疲勞性等)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2014-008523號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的課題

另一方面，作為焊料合金，為了實(shí)現(xiàn)焊接時(shí)的作業(yè)性提高，且為了抑制被焊接構(gòu)件的損傷，有時(shí)要求實(shí)現(xiàn)焊料合金的低熔點(diǎn)化，降低回流焊溫度(例如，小于240℃)。此外，還要求焊料合金即使以較低的回流焊溫度進(jìn)行焊接的情況下也具有優(yōu)異的接合強(qiáng)度。

本發(fā)明的目的在于提供焊料合金、含有該焊料合金的釬焊膏、以及使用該釬焊膏的電子線路基板，該焊料合金能夠?qū)崿F(xiàn)低成本化，且能夠?qū)崿F(xiàn)低熔點(diǎn)化，進(jìn)一步接合強(qiáng)度優(yōu)異。

解決問(wèn)題的方法

本發(fā)明[1]包括一種焊料合金，其為實(shí)質(zhì)上包含錫、銀、銅、鉍、銻、銦和鎳的焊料合金，相對(duì)于上述焊料合金的總量，上述銀的含有比例為0.05質(zhì)量％以上且小于0.2質(zhì)量％，上述銅的含有比例為0.1質(zhì)量％以上且1質(zhì)量％以下，上述鉍的含有比例為超過(guò)4.0質(zhì)量％且10質(zhì)量％以下，上述銻的含有比例為0.005質(zhì)量％以上且8質(zhì)量％以下，上述銦的含有比例為0.005質(zhì)量％以上且2質(zhì)量％以下，上述鎳的含有比例為0.003質(zhì)量％以上且0.4質(zhì)量％以下，上述錫的含有比例為剩余的比例，上述鉍的含量相對(duì)于上述鎳的含量的質(zhì)量(bi/ni)為35以上且1500以下。

此外，本發(fā)明[2]包括上述[1]所述的焊料合金，其中上述鉍的含有比例為超過(guò)4.0質(zhì)量％且6.5質(zhì)量％以下。

此外，本發(fā)明[3]包括上述[1]或[2]所述的焊料合金，其中上述銻的含有比例為0.01質(zhì)量％以上且2.5質(zhì)量％以下。

此外，本發(fā)明[4]包括上述[1]～[3]中任一項(xiàng)所述的焊料合金，其中上述鉍的含量相對(duì)于上述鎳的含量的質(zhì)量比(bi/ni)為40以上且250以下。

此外，本發(fā)明[5]包括上述[1]～[4]中任一項(xiàng)所述的焊料合金，其進(jìn)一步含有鈷，上述鈷的含有比例為0.001質(zhì)量％以上且0.1質(zhì)量％以下。

此外，本發(fā)明[6]包括上述[1]～[5]中任一項(xiàng)所述的焊料合金，其進(jìn)一步含有選自由鍺、鎵、鐵和磷組成的組中的至少1種元素，相對(duì)于上述焊料合金的總量，上述元素的含有比例為超過(guò)0質(zhì)量％且1質(zhì)量％以下。

此外，本發(fā)明[7]包括一種釬焊膏，其含有由上述[1]～[6]中任一項(xiàng)所述的焊料合金形成的焊料粉末、和助焊劑。

此外，本發(fā)明[8]包括一種電子線路基板，其具備利用上述[7]所述的釬焊膏進(jìn)行焊接而形成的焊接部。

發(fā)明效果

本發(fā)明的一個(gè)觀點(diǎn)所涉及的焊料合金按照如下方式進(jìn)行設(shè)計(jì)：實(shí)質(zhì)上包含錫、銀、銅、鉍、銻、銦和鎳，在該焊料合金中，各成分的含有比例為上述預(yù)定量。

因此，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)觀點(diǎn)所涉及的焊料合金，能夠?qū)崿F(xiàn)低成本化，且能夠?qū)崿F(xiàn)低熔點(diǎn)化，進(jìn)而能夠確保優(yōu)異的接合強(qiáng)度(耐冷熱疲勞性等)。

此外，本發(fā)明的一個(gè)觀點(diǎn)所涉及的釬焊膏由于含有本發(fā)明的焊料合金，因此能夠?qū)崿F(xiàn)低成本化，且能夠?qū)崿F(xiàn)低熔點(diǎn)化，進(jìn)而能夠確保優(yōu)異的接合強(qiáng)度(耐冷熱疲勞性等)。

此外，本發(fā)明的電子線路基板由于在焊接中使用本發(fā)明的釬焊膏，因此能夠?qū)崿F(xiàn)低成本化，且能夠?qū)崿F(xiàn)低熔點(diǎn)化，進(jìn)而能夠確保優(yōu)異的接合強(qiáng)度(耐冷熱疲勞性等)。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的一個(gè)觀點(diǎn)所涉及的焊料合金含有錫(sn)、銀(ag)、銅(cu)、鉍(bi)、銻(sb)、銦(in)和鎳(ni)作為必須成分。換言之，焊料合金實(shí)質(zhì)上包含錫、銀、銅、鉍、銻、銦和鎳。此外，本說(shuō)明書中，實(shí)質(zhì)上是指將上述各元素作為必須成分并且允許以后述的比例含有后述的任意成分。

這樣的焊料合金中，錫的含有比例為后述的各成分的剩余比例，根據(jù)各成分的配合量而適宜地設(shè)定。

相對(duì)于焊料合金的總量，銀的含有比例為0.05質(zhì)量％以上、優(yōu)選超過(guò)0.05質(zhì)量％、更優(yōu)選為0.08質(zhì)量％以上，且小于0.2質(zhì)量％、優(yōu)選為0.18質(zhì)量％以下。

如果銀的含有比例為上述范圍，則能夠?qū)崿F(xiàn)低成本化。此外，由于將其它金屬的含有比例設(shè)定為后述的范圍，因此即使焊料合金中的銀的含有比例如上述那樣較少地設(shè)定，也能夠得到優(yōu)異的接合強(qiáng)度，進(jìn)而能夠?qū)崿F(xiàn)低熔點(diǎn)化。

另一方面，在銀的含有比例低于上述下限的情況下，接合強(qiáng)度差。此外，在銀的含有比例超過(guò)上述上限的情況下，高成本化，并且在配合后述的鈷的情況下，會(huì)阻礙鈷帶來(lái)的效果(接合強(qiáng)度的提高)的表現(xiàn)。

相對(duì)于焊料合金的總量，銅的含有比例為0.1質(zhì)量％以上、優(yōu)選為0.3質(zhì)量％以上，且為1質(zhì)量％以下、優(yōu)選為0.8質(zhì)量％以下。

如果銅的含有比例為上述范圍，則能夠得到優(yōu)異的接合強(qiáng)度，并且能夠?qū)崿F(xiàn)低熔點(diǎn)化。

另一方面，在銅的含有比例低于上述下限的情況下，不能實(shí)現(xiàn)低熔點(diǎn)化，焊接時(shí)的作業(yè)性差，并且存在被焊接構(gòu)件產(chǎn)生損傷這樣的不良狀況。此外，在銅的含有比例超過(guò)上述上限的情況下，也不能實(shí)現(xiàn)低熔點(diǎn)化，焊接時(shí)的作業(yè)性差，并且存在被焊接構(gòu)件產(chǎn)生損傷這樣的不良狀況。

相對(duì)于焊料合金的總量，鉍的含有比例超過(guò)4質(zhì)量％、優(yōu)選為4.1質(zhì)量％以上，并且為10質(zhì)量％以下、優(yōu)選為6.5質(zhì)量％以下。

如果鉍的含有比例為上述范圍，且鉍與鎳的質(zhì)量比(bi/ni)為后述的范圍，則能夠得到優(yōu)異的接合強(qiáng)度，并且能夠?qū)崿F(xiàn)低熔點(diǎn)化。

另一方面，在鉍的含有比例低于上述下限的情況下，不能實(shí)現(xiàn)低熔點(diǎn)化，焊接時(shí)的作業(yè)性差，并且存在被焊接構(gòu)件產(chǎn)生損傷這樣的不良狀況。此外，在鉍的含有比例超過(guò)上述上限的情況下，接合強(qiáng)度差。

相對(duì)于焊料合金的總量，銻的含有比例為0.005質(zhì)量％以上、優(yōu)選為0.01質(zhì)量％以上，且為8質(zhì)量％以下、優(yōu)選為5.0質(zhì)量％以下、更優(yōu)選為2.5質(zhì)量％以下。

如果銻的含有比例為上述范圍，則能夠得到優(yōu)異的接合強(qiáng)度，并且能夠?qū)崿F(xiàn)低熔點(diǎn)化。

另一方面，在銻的含有比例低于上述下限的情況下，接合強(qiáng)度差。此外，在銻的含有比例超過(guò)上述上限的情況下，不能實(shí)現(xiàn)低熔點(diǎn)化，焊接時(shí)的作業(yè)性差，并且存在被焊接構(gòu)件產(chǎn)生損傷這樣的不良狀況。

相對(duì)于焊料合金的總量，銦的含有比例為0.005質(zhì)量％以上、優(yōu)選為0.05質(zhì)量％以上，且為2質(zhì)量％以下、優(yōu)選為1質(zhì)量％以下。

如果銦的含有比例為上述范圍，則能夠得到優(yōu)異的接合強(qiáng)度，并且能夠?qū)崿F(xiàn)低熔點(diǎn)化。

另一方面，在銦的含有比例低于上述下限的情況下，接合強(qiáng)度差。此外，在銦的含有比例超過(guò)上述上限的情況下，高成本化，進(jìn)而存在容易產(chǎn)生空隙的情況。

相對(duì)于焊料合金的總量，鎳的含有比例為0.003質(zhì)量％以上、優(yōu)選為0.005質(zhì)量％以上、更優(yōu)選為0.02質(zhì)量％以上，且為0.4質(zhì)量％以下、優(yōu)選為0.1質(zhì)量％以下。

如果鎳的含有比例為上述范圍且鉍與鎳的質(zhì)量比(bi/ni)為后述的范圍，則能夠得到優(yōu)異的接合強(qiáng)度，并且能夠?qū)崿F(xiàn)低熔點(diǎn)化。

另一方面，在鎳的含有比例低于上述下限的情況下，接合強(qiáng)度差。此外，在鎳的含有比例超過(guò)上述上限的情況下，也接合強(qiáng)度差。進(jìn)而不能實(shí)現(xiàn)低熔點(diǎn)化，焊接時(shí)的作業(yè)性差，并且存在被焊接構(gòu)件產(chǎn)生損傷的情況。

此外，本發(fā)明的焊料合金中，鉍的含量相對(duì)于鎳的含量的質(zhì)量比(bi/ni)為35以上、優(yōu)選為40以上、更優(yōu)選為51以上，且為1500以下、優(yōu)選為1200以下、更優(yōu)選為250以下、更優(yōu)選為77以下。

如果鎳與鉍的質(zhì)量比(bi/ni)為上述范圍，則能夠得到優(yōu)異的接合強(qiáng)度，即使增加鉍的含有比例也能夠?qū)崿F(xiàn)低熔點(diǎn)化。

另一方面，在鎳與鉍的質(zhì)量比(bi/ni)低于上述下限的情況下，接合強(qiáng)度差。此外，在鎳與鉍的質(zhì)量比(bi/ni)超過(guò)上述上限的情況下，也接合強(qiáng)度差。

此外，上述焊料合金可以進(jìn)一步含有鈷(co)作為任意成分。

在含有鈷作為任意成分的情況下，相對(duì)于焊料合金的總量，其含有比例例如為0.001質(zhì)量％以上、優(yōu)選為0.002質(zhì)量％以上，例如為0.1質(zhì)量％以下、優(yōu)選為0.01質(zhì)量％以下。

如果鈷的含有比例為上述范圍，則能夠得到更優(yōu)異的接合強(qiáng)度。

此外，上述焊料合金可以進(jìn)一步含有選自由鍺(ge)、鎵(ga)、鐵(fe)和磷(p)組成的元素中的至少1種作為任意成分。

在含有鍺作為任意成分的情況下，相對(duì)于焊料合金的總量，其含有比例例如超過(guò)0質(zhì)量％，例如為1.0質(zhì)量％以下。

如果鍺的含有比例為上述范圍，則能夠維持本發(fā)明的優(yōu)異效果。

在含有鎵作為任意成分的情況下，相對(duì)于焊料合金的總量，其含有比例例如超過(guò)0質(zhì)量％，例如為1.0質(zhì)量％以下。

如果鎵的含有比例為上述范圍，則能夠維持本發(fā)明的優(yōu)異效果。

在含有鐵作為任意成分的情況下，相對(duì)于焊料合金的總量，其含有比例例如超過(guò)0質(zhì)量％，例如為1.0質(zhì)量％以下。

如果鐵的含有比例為上述范圍，則能夠維持本發(fā)明的優(yōu)異效果。

在含有磷作為任意成分的情況下，相對(duì)于焊料合金的總量，其含有比例例如超過(guò)0質(zhì)量％，例如為1.0質(zhì)量％以下。

如果磷的含有比例為上述范圍，則能夠維持本發(fā)明的優(yōu)異效果。

這些任意成分可以單獨(dú)使用或并用2種以上。

在含有上述元素作為任意成分的情況下，將其含有比例(在并用2種以上的情況下，它們的總量)相對(duì)于焊料合金的總量調(diào)整為例如超過(guò)0質(zhì)量％，且例如為1.0質(zhì)量％以下。

如果任意成分的含有比例的總量為上述范圍，則能夠維持本發(fā)明的優(yōu)異效果。

并且，這樣的焊料合金可以通過(guò)利用使上述各金屬成分在熔融爐中熔融并均勻化等公知的方法進(jìn)行合金化而得到。

此外，用于制造焊料合金的上述各金屬成分可以在不阻礙本發(fā)明的優(yōu)異效果的范圍內(nèi)含有微量的雜質(zhì)(不可避免雜質(zhì))。

作為雜質(zhì)，可以舉出例如鋁(al)、鐵(fe)、鋅(zn)、金(au)等。

并且，由此得到的焊料合金的、通過(guò)dsc法(測(cè)定條件：升溫速度0.5℃/分鐘)測(cè)定的熔點(diǎn)例如為200℃以上、優(yōu)選為210℃以上，且例如小于240℃、優(yōu)選為230℃以下、更優(yōu)選為225℃以下。

如果焊料合金的熔點(diǎn)為上述范圍，則用于釬焊膏時(shí)，能夠簡(jiǎn)易且作業(yè)性良好地進(jìn)行金屬接合，并且能夠抑制被焊接構(gòu)件的損傷。

并且，上述焊料合金按照如下方式進(jìn)行設(shè)計(jì)：在實(shí)質(zhì)上包含錫、銀、銅、鉍、銻、銦和鎳的焊料合金中，各成分的含有比例為上述預(yù)定量。

因此，根據(jù)上述焊料合金，能夠?qū)崿F(xiàn)低成本化，并且能夠?qū)崿F(xiàn)低熔點(diǎn)化，進(jìn)而能夠確保優(yōu)異的接合強(qiáng)度(耐冷熱疲勞性等)。

因此，這樣的焊料合金優(yōu)選含在釬焊膏(釬焊膏接合材料)中。

具體而言，本發(fā)明的另一個(gè)觀點(diǎn)所涉及的釬焊膏含有上述焊料合金和助焊劑。

釬焊膏中，焊料合金優(yōu)選以粉末的形式含有。

作為粉末形狀，沒(méi)有特別限制，可以舉出例如實(shí)質(zhì)上完美的球狀、例如扁平的塊狀、例如針狀等，此外，也可以為不定形。粉末形狀根據(jù)釬焊膏所要求的性能(例如觸變性、粘度等)來(lái)適宜地設(shè)定。

焊料合金的粉末的平均粒徑(球狀的情況下)、或平均長(zhǎng)度方向長(zhǎng)度(非球狀的情況下)，在使用利用激光衍射法的粒徑-粒度分布測(cè)定裝置的測(cè)定中，例如為5μm以上、優(yōu)選為15μm以上，且例如為100μm以下、優(yōu)選為50μm以下。

作為助焊劑，沒(méi)有特別限制，可以使用公知的焊料助焊劑。

具體而言，助焊劑將例如基礎(chǔ)樹(shù)脂(松香、丙烯酸樹(shù)脂等)、活性劑(例如乙胺、丙胺等胺的氫鹵酸鹽、例如乳酸、檸檬酸、安息香酸等有機(jī)羧酸等)、觸變劑(氫化蓖麻油、蜜蠟、巴西棕櫚蠟等)等作為主要成分，此外，在使助焊劑為液態(tài)進(jìn)行使用的情況下，可以進(jìn)一步含有有機(jī)溶劑。

并且，釬焊膏可以通過(guò)利用公知的方法將由上述焊料合金形成的粉末和上述助焊劑進(jìn)行混合而得到。

關(guān)于焊料合金與助焊劑的配合比例，作為焊料合金焊料合金：助焊劑(質(zhì)量比)，例如為70：30～95：5。

并且，上述釬焊膏由于含有上述焊料合金，因此能夠?qū)崿F(xiàn)低成本化，并且能夠?qū)崿F(xiàn)低熔點(diǎn)化，進(jìn)而能夠確保優(yōu)異的接合強(qiáng)度(耐冷熱疲勞性等)。

此外，本發(fā)明包括具備利用上述釬焊膏進(jìn)行焊接而形成的焊接部的電子線路基板。

即，上述釬焊膏適合用于例如電氣、電子設(shè)備等的印刷基板的電極與電子部件的焊接(金屬接合)。

換言之，電子線路基板具備具有電極的印刷基板、電子部件、以及將電極和電子部件進(jìn)行金屬接合的焊接部，焊接部通過(guò)將上述釬焊膏進(jìn)行回流焊而形成。

作為電子部件，沒(méi)有特別限制，可以舉出例如芯片部件(ic芯片等)、電阻器、二極管、電容器、晶體管等公知的電子部件。

并且，這樣的電子線路基板由于在焊接時(shí)使用上述釬焊膏，因此能夠?qū)崿F(xiàn)低成本化，并且能夠?qū)崿F(xiàn)低熔點(diǎn)化，進(jìn)而能夠確保優(yōu)異的接合強(qiáng)度(耐冷熱疲勞性等)。

此外，上述焊料合金的使用方法不限于上述釬焊膏，也可以用于例如松脂心軟焊料接合材料的制造。具體而言，例如通過(guò)公知的方法(例如，擠出成型等)，將上述助焊劑作為芯，將上述焊料合金成型為線狀，從而也能夠得到松脂心軟焊料接合材料。

并且，這樣的松脂心軟焊料接合材料也與釬焊膏同樣，適合用于例如電氣、電子設(shè)備等的電子線路基板的焊接(金屬接合)。

實(shí)施例

接著，基于實(shí)施例以及比較例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明，但本發(fā)明不受下述實(shí)施例的限定。此外，“份”以及“％”只要沒(méi)有特別說(shuō)明就是質(zhì)量基準(zhǔn)。此外，以下記載中所用的配合比例(含有比例)、物性值、參數(shù)等的具體數(shù)值可以替換成上述“具體實(shí)施方式”中所記載的、與它們對(duì)應(yīng)的配合比例(含有比例)、物性值、參數(shù)等符合記載的上限值(以“以下”、“小于”形式定義的數(shù)值)或下限值(以“以上”、“超過(guò)”形式定義的數(shù)值)。

實(shí)施例1～54以及比較例1～10

·焊料合金的調(diào)制

將表1～2中記載的各金屬的粉末以表1～2所記載的配合比例分別混合，使得到的金屬混合物在熔解爐內(nèi)熔解并均勻化，從而調(diào)制焊料合金。

此外，各實(shí)施例以及各比較例的配方中錫(sn)的配合比例是，從焊料合金的總量減去表1～2所記載的各金屬(銀(ag)、銅(cu)、鉍(bi)、銻(sb)、銦(in)、鎳(ni)、鈷(co)、鍺(ge)、鎵(ga)、鐵(fe)和磷(p))的配合比例(質(zhì)量％)后的余部。此外，在表中將余部記為“bal.”。

實(shí)施例1是以表1所示的比例配合ag、cu、bi、sb、in以及ni、余部為sn的焊料合金。

實(shí)施例2～35是相對(duì)于實(shí)施例1的配方增減bi和/或ni的配合比例而使它們的質(zhì)量比(bi/ni)的值變化的配方的例子。

實(shí)施例36～42是相對(duì)于實(shí)施例10的配方進(jìn)一步配合co、并增減了co的含有比例的配方的例子。

實(shí)施例43～46是相對(duì)于實(shí)施例38的配方添加了ge、ga、fe以及p中任1種的配方的例子。

實(shí)施例47～48是相對(duì)于實(shí)施例38的配方增減了ag的含有比例的配方的例子。

實(shí)施例49～52是相對(duì)于實(shí)施例38的配方增減了sb的含有比例的配方的例子。

實(shí)施例53～54是相對(duì)于實(shí)施例38的配方增減了in的含有比例的配方的例子。

比較例1～2是相對(duì)于實(shí)施例10的配方增減bi的配合比例而使bi過(guò)剩或不充分的配方的例子。

比較例3是相對(duì)于實(shí)施例10的配方減少ni的配合比例而使ni不充分、并使bi和ni的質(zhì)量比(bi/ni)過(guò)大的配方的例子。

比較例4是相對(duì)于實(shí)施例10的配方增加ni的配合比例而使ni過(guò)剩、并使bi和ni的質(zhì)量比(bi/ni)過(guò)小的配方的例子。

比較例5是相對(duì)于實(shí)施例13的配方減少ni的配合比例、并使bi和ni的質(zhì)量比(bi/ni)過(guò)大的配方的例子。

比較例6是相對(duì)于實(shí)施例13的配方增加ni的配合比例而使bi和ni的質(zhì)量比(bi/ni)過(guò)小的配方的例子。

比較例7是相對(duì)于實(shí)施例19的配方減少ni的配合比例而使bi和ni的質(zhì)量比(bi/ni)過(guò)大的配方的例子。

比較例8是相對(duì)于實(shí)施例19的配方增加ni的配合比例而使bi和ni的質(zhì)量比(bi/ni)過(guò)小的配方的例子。

比較例9是相對(duì)于實(shí)施例24的配方減少ni的配合比例而使bi和ni的質(zhì)量比(bi/ni)過(guò)大的配方的例子。

比較例10是相對(duì)于實(shí)施例30的配方減少ni的配合比例而使bi和ni的質(zhì)量比(bi/ni)過(guò)大的配方的例子。

比較例11～12是相對(duì)于實(shí)施例10的配方增減cu的配合比例而使cu過(guò)?；虿怀浞值呐浞降睦?。

比較例13～14是相對(duì)于實(shí)施例10的配方增減sb的配合比例而使sb過(guò)剩或不充分的配方的例子。

·釬焊膏的調(diào)制

將得到的焊料合金進(jìn)行粉末化，使粒徑成為25～38μm，將得到的焊料合金的粉末和公知的助焊劑混合，得到釬焊膏。

·釬焊膏的評(píng)價(jià)

將得到的釬焊膏印刷于芯片部件搭載用的印刷基板，利用回流焊法安裝芯片部件。對(duì)于安裝時(shí)的釬焊膏的印刷條件、芯片部件的尺寸等，根據(jù)后述的各評(píng)價(jià)適宜地設(shè)定。將其結(jié)果示于表3～4中。

[表1]

表1

[表2]

表2

＜評(píng)價(jià)＞

＜潤(rùn)濕性＞

將各實(shí)施例以及各比較例中得到的釬焊膏印刷于芯片部件搭載用印刷基板后，在與利用回流焊法安裝芯片部件時(shí)同等的條件下加熱印刷基板，使釬焊膏中的焊料合金熔解。印刷基板使用以0603尺寸(6mm×3mm)的芯片部件的安裝作為對(duì)象的基板。釬焊膏的印刷膜厚使用厚度120μm的金屬掩模進(jìn)行調(diào)整。

這時(shí)，回流焊溫度(回流焊的峰值溫度)設(shè)為225℃。

然后，將印刷基板冷卻后，使用光學(xué)顯微鏡觀察印刷基板上的焊料的熔融狀態(tài)，根據(jù)下述基準(zhǔn)評(píng)價(jià)焊料的熔融性(所謂的“焊料潤(rùn)濕性”)。

釬焊膏的印刷部位在1個(gè)印刷基板上為合計(jì)20處，關(guān)于焊料的潤(rùn)濕性，觀察印刷基板中的所有印刷部位，按照以下基準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

○：焊料完全熔融，焊料的潤(rùn)濕性良好。

△：觀察到一些作為焊料合金的熔融殘余物的焊料粒。

×：焊料合金的熔融殘余物顯著，焊料的潤(rùn)濕性不充分。

并且，將上述回流焊溫度時(shí)的潤(rùn)濕性優(yōu)異者判斷為較低熔點(diǎn)。

＜接合耐久性＞

將各實(shí)施例以及各比較例中得到的釬焊膏印刷于芯片部件搭載用印刷基板，利用回流焊法安裝芯片部件。釬焊膏的印刷膜厚使用厚度150μm的金屬掩模進(jìn)行調(diào)整。釬焊膏的印刷后，將3216尺寸(32mm×16mm)的芯片部件搭載于上述印刷基板的預(yù)定位置并進(jìn)行回流焊。

這時(shí)，回流焊溫度(回流焊的峰值溫度)設(shè)為225℃。

然后，將安裝有芯片部件的印刷基板供于冷熱循環(huán)試驗(yàn)。冷熱循環(huán)試驗(yàn)中，將試驗(yàn)基板設(shè)置在冷熱循環(huán)槽中后，將在-40℃的環(huán)境下保持30分鐘、接著在125℃的環(huán)境下保持30分鐘這樣的一連串操作反復(fù)進(jìn)行1500個(gè)循環(huán)。

使用推拉力測(cè)試儀(bondtester，dage公司制)測(cè)定經(jīng)過(guò)1500個(gè)循環(huán)后(耐久試驗(yàn)后)的芯片部件的接合強(qiáng)度。測(cè)定時(shí)芯片部件的剪切速度設(shè)定為100μm/秒，接合強(qiáng)度設(shè)為所安裝的芯片部件總數(shù)30的平均值。

接合耐久性(耐冷熱疲勞性)以使用比較例1的釬焊膏供于冷熱循環(huán)試驗(yàn)時(shí)經(jīng)過(guò)1500個(gè)循環(huán)后的芯片部件的接合強(qiáng)度作為基準(zhǔn)，根據(jù)下述基準(zhǔn)進(jìn)行相對(duì)評(píng)價(jià)。

◎：顯示相對(duì)于比較例1的接合強(qiáng)度(耐久試驗(yàn)后)大10％以上的值，耐冷熱疲勞性良好。

○：顯示相對(duì)于比較例1的接合強(qiáng)度(耐久試驗(yàn)后)大5％以上的值，耐冷熱疲勞性良好。

△：與比較例1的接合強(qiáng)度(耐久試驗(yàn)后)的差小于±5％。

×：顯示相對(duì)于比較例1的接合強(qiáng)度(耐久試驗(yàn)后)小5％以上的值，耐冷熱疲勞性不充分。

并且，將上述回流焊溫度時(shí)的接合耐久性(耐冷熱疲勞性)優(yōu)異者判斷為接合強(qiáng)度優(yōu)異。

＜綜合評(píng)價(jià)＞

·評(píng)價(jià)的綜合判定

對(duì)于上述“潤(rùn)濕性”以及“接合耐久性”的各評(píng)價(jià)，將評(píng)價(jià)“◎”設(shè)為4分、評(píng)價(jià)“○”設(shè)為3分、評(píng)價(jià)“△”設(shè)為2分、以及評(píng)價(jià)“×”設(shè)為1分，算出評(píng)分的合計(jì)。接著，基于評(píng)分的合計(jì)，根據(jù)下述基準(zhǔn)對(duì)各實(shí)施例以及各比較例的釬焊膏進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

◎：極為良好(評(píng)分7)

○：良好(評(píng)分6)

△：大致良好(評(píng)分3～5)

×：不良(評(píng)分2以下、或具有至少一個(gè)評(píng)價(jià)“×”的項(xiàng)目的情況)

[表3]

表3

[表4]

表4

予以說(shuō)明的是，上述發(fā)明是作為本發(fā)明例示的實(shí)施方式提供的，但這只不過(guò)是例示，不限定性地進(jìn)行解釋。對(duì)于該技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員而言顯而易見(jiàn)的本發(fā)明的變形例，包含在權(quán)利要求書中。

產(chǎn)業(yè)上的可利用性

本發(fā)明的焊料合金、焊料組合物以及釬焊膏可用于電氣、電子設(shè)備等所用的電子線路基板中。