焊錫合金、焊錫膏及電子線路基板的制作方法
【專利摘要】一種焊錫合金，其是錫-銀-銅系的焊錫合金，其包含錫、銀、銻、鉍、銅及鎳，且實(shí)質(zhì)上不含鍺，相對(duì)于焊錫合金的總量，銀的含有比例為超過1.0質(zhì)量％且低于1.2質(zhì)量％，銻的含有比例為0.01質(zhì)量％以上10質(zhì)量％以下，鉍的含有比例為0.01質(zhì)量％以上3.0質(zhì)量％以下。
【專利說明】焊錫合金、焊錫膏及電子線路基板

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及焊錫合金、焊錫膏及電子線路基板，詳細(xì)而言，涉及錫-銀-銅系的焊 錫合金、包含該焊錫合金的焊錫膏、及使用該焊錫膏獲得的電子線路基板。

【背景技術(shù)】
[0002] 通常，在電氣、電子設(shè)備等中的金屬接合中，采用使用焊錫膏的焊錫接合，一直以 來，這樣的焊錫膏中使用含鉛的焊錫合金。
[0003] 但是，近年來，從環(huán)境負(fù)擔(dān)的觀點(diǎn)出發(fā)而要求抑制鉛的使用，因此，正在進(jìn)行不含 鉛的焊錫合金（無鉛焊錫合金）的開發(fā)。
[0004] 作為這樣的無鉛焊錫合金，熟知的是例如錫-銅系合金、錫-銀-銅系合金、錫-鉍 系合金、錫-鋅系合金等，尤其是錫-銀-銅系合金，由于強(qiáng)度等優(yōu)異而被廣泛使用。
[0005] 另一方面，錫-銀-銅系合金中包含的銀非常昂貴，因此，從低成本化的觀點(diǎn)出發(fā) 而要求降低銀的含量。但是，僅單純降低銀含量時(shí)，耐疲勞性（尤其是耐冷熱疲勞性）劣化， 有時(shí)會(huì)引起連接不良等。
[0006] 進(jìn)而，對(duì)于這樣的錫-銀-銅系合金，在要求均衡地具備強(qiáng)度及伸展性的同時(shí)，還 要求具備適度的熔點(diǎn)。
[0007] 為了滿足這樣的要求，作為降低了銀含量的錫-銀-銅系合金，例如具體提出了按 照如下比例包含各金屬的低銀焊錫合金：銀為0. 05?2. 0質(zhì)量％、銅為I. 0質(zhì)量％以下、銻 為3. 0質(zhì)量％以下、鉍為2. 0質(zhì)量％以下、銦為4. 0質(zhì)量％以下、鎳為0. 2質(zhì)量％以下、鍺為 0. 1質(zhì)量％以下、鈷為0. 5質(zhì)量％以下，余部由錫構(gòu)成（參照下述專利文獻(xiàn)1。）。
[0008] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0009] 專利文獻(xiàn)
[0010] 專利文獻(xiàn)1:日本特許第4787384號(hào)公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 發(fā)明要解決的課題
[0012] 另一方面，作為這樣的焊錫合金，進(jìn)一步要求提高潤(rùn)濕性、抑制氣孔（空隙）等。但 是，上述專利文獻(xiàn)1中記載的低銀焊錫合金存在潤(rùn)濕性不充分的情況、氣孔（空隙）的抑制 不充分的情況。
[0013] 本發(fā)明的目的在于，提供一種焊錫合金、包含該焊錫合金的焊錫膏、及使用該焊錫 膏獲得的電子線路基板，所述焊錫合金在降低銀的含量、實(shí)現(xiàn)低成本化的同時(shí)，能夠確保優(yōu) 異的潤(rùn)濕性，進(jìn)而，能夠抑制氣孔（空隙）的產(chǎn)生。
[0014] 用于解決課題的手段
[0015] 本發(fā)明的一個(gè)方案的焊錫合金的特征在于，包含錫、銀、銻、鉍、銅及鎳且實(shí)質(zhì)上 不含鍺，相對(duì)于前述焊錫合金的總量，前述銀的含有比例為超過I. 〇質(zhì)量％且低于1. 2質(zhì) 量％，前述銻的含有比例為0. 01質(zhì)量％以上10質(zhì)量％以下，前述鉍的含有比例為0. 01質(zhì) 量％以上3. O質(zhì)量％以下。
[0016] 此外，前述焊錫合金中優(yōu)選的是，相對(duì)于前述焊錫合金的總量，前述銻的含有比例 為0. 01質(zhì)量％以上且低于2. 5質(zhì)量％，且前述銻的含有比例與前述鉍的含有比例之和相對(duì) 于前述焊錫合金的總量為0.1質(zhì)量％以上4. 2質(zhì)量％以下，此外，此時(shí)優(yōu)選的是，前述鉍的 含量相對(duì)于前述銻的含量的質(zhì)量比（Bi/Sb)為0. 5以上300以下。
[0017] 此外，前述焊錫合金中優(yōu)選的是，進(jìn)一步包含銦，相對(duì)于前述焊錫合金的總量，前 述銦的含有比例為0.01質(zhì)量％以上〇. 1質(zhì)量％以下。
[0018] 此外，前述焊錫合金中還優(yōu)選的是，實(shí)質(zhì)上不含銦，且相對(duì)于前述焊錫合金的總 量，前述銻的含有比例為4. 0質(zhì)量％以上10質(zhì)量％以下，前述銻的含有比例與前述鉍的含 有比例之和相對(duì)于前述焊錫合金的總量為4. 2質(zhì)量％以上12質(zhì)量％以下，此外，此時(shí)優(yōu)選 的是，前述鉍的含量相對(duì)于前述銻的含量的質(zhì)量比（Bi/Sb)為0. 03以上0. 7以下。
[0019] 此外，前述焊錫合金中優(yōu)選的是，相對(duì)于前述焊錫合金的總量，前述銅的含有比例 為0. 1質(zhì)量％以上1質(zhì)量％以下，前述鎳的含有比例為0. 01質(zhì)量％以上0. 2質(zhì)量％以下， 前述銅的含量相對(duì)于前述鎳的含量的質(zhì)量比（Cu/Ni)低于12. 5。
[0020] 此外，前述焊錫合金中優(yōu)選的是，進(jìn)一步包含鈷，相對(duì)于前述焊錫合金的總量，前 述鈷的含有比例為0.001質(zhì)量％以上0.01質(zhì)量％以下。
[0021] 此外，本發(fā)明的另一方案的焊錫膏的特征在于，包含由上述焊錫合金形成的焊錫 粉末和助焊劑。
[0022] 此外，本發(fā)明的又一方案的電子線路基板的特征在于，具備由上述焊錫膏形成的 焊接部。
[0023] 發(fā)明的效果
[0024] 本發(fā)明的一個(gè)方案的焊錫合金中，銀的含有比例低至超過I. 0質(zhì)量％且低于1. 2 質(zhì)量％，可以實(shí)現(xiàn)低成本化。
[0025] 此外，上述焊錫合金包含錫、銀、銻、鉍、銅及鎳而實(shí)質(zhì)上不含容易氧化的鍺，且銻 的含有比例為0. 01質(zhì)量％以上10質(zhì)量％以下，進(jìn)而，鉍的含有比例為0. 01質(zhì)量％以上3. 0 質(zhì)量％以下。因此，能夠抑制在焊錫合金中形成氧化物，由此能夠抑制氣孔（空隙）的產(chǎn)生， 進(jìn)而，可以賦予焊錫的接合部的耐疲勞性（尤其是耐冷熱疲勞性），也可以確保焊錫的潤(rùn)濕 性。
[0026] 此外，本發(fā)明的另一方案的焊錫膏包含上述焊錫合金，因此能夠在實(shí)現(xiàn)低成本化 的同時(shí)確保優(yōu)異的潤(rùn)濕性，進(jìn)而，能夠抑制氣孔（空隙）的產(chǎn)生。
[0027] 此外，本發(fā)明的又一方案的電子線路基板在焊接中使用上述焊錫膏，因此能夠在 實(shí)現(xiàn)低成本化的同時(shí)確保優(yōu)異的連接可靠性。

【具體實(shí)施方式】
[0028] 本發(fā)明的一個(gè)方案的焊錫合金為錫-銀-銅系的焊錫合金，其實(shí)質(zhì)上不含鍺，包含 錫、銀、銻、鉍、銅及鎳作為必需成分。
[0029] 予以說明，所謂實(shí)質(zhì)上不含鍺，是指不主動(dòng)地配合鍺，而包含作為不可避免地混入 的雜質(zhì)的鍺是允許的。
[0030] 這樣的焊錫合金中，錫的含有比例為除了后述各成分以外的剩余比例，可以根據(jù) 各成分的配合量適當(dāng)設(shè)定。
[0031] 銀的含有比例相對(duì)于焊錫合金的總量超過I. 0質(zhì)量％、優(yōu)選為1. 02質(zhì)量％以上， 低于1.2質(zhì)量％、優(yōu)選為1. 18質(zhì)量％以下。
[0032] 上述焊錫合金將銀的含有比例設(shè)定在上述范圍內(nèi)，因此能夠?qū)崿F(xiàn)低成本化。此外， 由于將其他金屬的含有比例設(shè)定在后述范圍內(nèi)，因此即使如上述那樣減少設(shè)定焊錫合金中 的銀的含有比例，仍可確保優(yōu)異的接合強(qiáng)度、潤(rùn)濕性、耐沖擊性及耐疲勞性。進(jìn)而，通過如上 述那樣減少設(shè)定銀的含有比例，可以有效地表現(xiàn)出后述的由銅產(chǎn)生的效果（耐侵蝕性）。
[0033] 當(dāng)銀的含有比例在上述下限以下時(shí)，具有接合強(qiáng)度劣化、阻礙后述的由銅產(chǎn)生的 效果（耐侵蝕性）的表現(xiàn)的傾向。另一方面，當(dāng)銀的含有比例在上述上限以上時(shí)，難以獲得 焊錫合金的成本削減的效果。此外，在后述的配合有鈷的情況下，阻礙由鈷產(chǎn)生的效果（耐 沖擊性、耐疲勞性）的表現(xiàn)。
[0034] 銻的含有比例相對(duì)于焊錫合金的總量為0. 01質(zhì)量％以上、優(yōu)選為0. 06質(zhì)量％以 上，為10質(zhì)量％以下、優(yōu)選為9.0質(zhì)量％以下、更優(yōu)選為6. 5質(zhì)量％以下。
[0035] 若銻的含有比例在上述范圍內(nèi)，則能夠確保優(yōu)異的耐熱性及接合強(qiáng)度，進(jìn)而，通過 使銻在錫中固溶，能夠提高焊錫合金的強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)耐疲勞性（尤其是耐冷熱疲勞性）的提 高。此外，如后述那樣在焊錫膏中使用時(shí)，能夠確保優(yōu)異的焊錫潤(rùn)濕性及耐疲勞性，進(jìn)而，能 夠抑制氣孔的產(chǎn)生。
[0036] 另一方面，當(dāng)銻的含有比例低于上述下限時(shí)，接合強(qiáng)度及耐疲勞性（尤其是耐冷 熱疲勞性）劣化，變得易于產(chǎn)生氣孔。此外，當(dāng)銻的含有比例在上述上限以上時(shí)，潤(rùn)濕性、接 合強(qiáng)度及耐疲勞性（尤其是耐冷熱疲勞性）劣化，進(jìn)而，存在變得易于產(chǎn)生氣孔的不良狀 況。
[0037] 鉍的含有比例相對(duì)于焊錫合金的總量例如為0.01質(zhì)量％以上、優(yōu)選為0. 1質(zhì)量％ 以上、更優(yōu)選為0. 8質(zhì)量％以上，例如為3. 0質(zhì)量％以下、優(yōu)選為2. 5質(zhì)量％以下、更優(yōu)選為 2. 2質(zhì)量％以下。
[0038] 若鉍的含有比例在上述范圍內(nèi)，則能夠確保優(yōu)異的接合強(qiáng)度及熔點(diǎn)。
[0039] 另一方面，當(dāng)鉍的含有比例低于上述下限時(shí)，接合強(qiáng)度劣化，此外，存在熔點(diǎn)變得 過高的情況。此外，當(dāng)鉍的含有比例超過上述上限時(shí)，存在接合強(qiáng)度降低的情況。
[0040] 此外，在該焊錫合金中，可以將銻的含有比例設(shè)定為0.01質(zhì)量％以上、優(yōu)選為 0. 06質(zhì)量％以上，此外，可以設(shè)定為低于2. 5質(zhì)量％、優(yōu)選為1. 5質(zhì)量％以下、更優(yōu)選為0. 6 質(zhì)量％以下。此時(shí)，銻的含有比例與鉍的含有比例之和相對(duì)于焊錫合金的總量例如為0. 1 質(zhì)量％以上、優(yōu)選為0. 15質(zhì)量％以上、更優(yōu)選為0. 8質(zhì)量％以上，例如為4. 2質(zhì)量％以下、 優(yōu)選為2. 8質(zhì)量％以下、更優(yōu)選為2. 2質(zhì)量％以下。
[0041] 當(dāng)將銻的含有比例設(shè)定在上述范圍內(nèi)時(shí)，若銻的含有比例與鉍的含有比例之和在 上述范圍內(nèi)，則能夠確保優(yōu)異的接合強(qiáng)度。
[0042] 另一方面，當(dāng)銻的含有比例與鉍的含有比例之和低于上述下限時(shí)，存在接合強(qiáng)度 劣化的情況。此外，當(dāng)銻的含有比例與鉍的含有比例之和超過上述上限時(shí)，存在接合強(qiáng)度降 低的情況。
[0043] 此外，當(dāng)將銻的含有比例設(shè)定在上述范圍內(nèi)時(shí)，鉍的含量相對(duì)于銻的含量的質(zhì)量 比（Bi/Sb)例如為0. 5以上、優(yōu)選為1以上、更優(yōu)選為10以上，例如為300以下、優(yōu)選為60 以下、更優(yōu)選為50以下、進(jìn)一步優(yōu)選為35以下、尤其優(yōu)選為30以下。
[0044] 若銻與鉍的質(zhì)量比（Bi/Sb)在上述范圍內(nèi)，則能夠確保優(yōu)異的接合強(qiáng)度。
[0045] 另一方面，當(dāng)銻與鉍的質(zhì)量比（Bi/Sb)低于上述下限時(shí)，存在接合強(qiáng)度及潤(rùn)濕性 劣化的情況、變得易于產(chǎn)生氣孔的情況。此外，當(dāng)銻與鉍的質(zhì)量比（Bi/Sb)超過上述上限 時(shí)，也存在接合強(qiáng)度劣化的情況。
[0046] 另一方面，在該焊錫合金中，也可以將銻的含有比例例如設(shè)定為4.0質(zhì)量％以上、 優(yōu)選為4. 2質(zhì)量％以上、更優(yōu)選為4. 8質(zhì)量％以上，此外，設(shè)定為10質(zhì)量％以下、優(yōu)選為9. 5 質(zhì)量％以下、更優(yōu)選為9.0質(zhì)量％以下。此時(shí)，銻的含有比例與鉍的含有比例之和相對(duì)于焊 錫合金的總量例如為4. 2質(zhì)量％以上、優(yōu)選為4. 5質(zhì)量％以上、更優(yōu)選為5. 0質(zhì)量％以上， 例如為12質(zhì)量％以下、優(yōu)選為11質(zhì)量％以下、更優(yōu)選為10. 5質(zhì)量％以下。
[0047] 當(dāng)將銻的含有比例設(shè)定在上述范圍內(nèi)時(shí)，若銻的含有比例與鉍的含有比例之和在 上述范圍內(nèi)，則能夠確保優(yōu)異的接合強(qiáng)度。
[0048] 另一方面，當(dāng)銻的含有比例與鉍的含有比例之和低于上述下限時(shí)，存在接合強(qiáng)度 劣化的情況。此外，當(dāng)銻的含有比例與鉍的含有比例之和超過上述上限時(shí)，存在接合強(qiáng)度降 低的情況。
[0049] 此外，當(dāng)將銻的含有比例設(shè)定在上述范圍內(nèi)時(shí)，鉍的含量相對(duì)于銻的含量的質(zhì)量 比（Bi/Sb)例如為0. 02以上、優(yōu)選為0. 03以上、更優(yōu)選為0. 05以上，例如為3. 0以下、優(yōu) 選為1. 5以下、更優(yōu)選為0. 7以下、進(jìn)一步優(yōu)選為0. 6以下。
[0050] 若銻與鉍的質(zhì)量比（Bi/Sb)在上述范圍內(nèi)，則能夠確保優(yōu)異的接合強(qiáng)度。
[0051] 另一方面，當(dāng)銻與鉍的質(zhì)量比（Bi/Sb)低于上述下限時(shí)，存在接合強(qiáng)度及潤(rùn)濕性 劣化的情況、變得易于產(chǎn)生氣孔的情況。此外，當(dāng)銻與鉍的質(zhì)量比（Bi/Sb)超過上述上限 時(shí)，也存在接合強(qiáng)度劣化的情況。
[0052] 銅的含有比例相對(duì)于焊錫合金的總量例如為0. 1質(zhì)量％以上、優(yōu)選為0. 3質(zhì)量％ 以上、更優(yōu)選為〇. 5質(zhì)量％以上，例如為1. 5質(zhì)量％以下、優(yōu)選為1質(zhì)量％以下、更優(yōu)選為 0. 8質(zhì)量％以下。
[0053] 若銅的含有比例在上述范圍內(nèi)，則能夠確保優(yōu)異的耐侵蝕性及接合強(qiáng)度。
[0054] 另一方面，當(dāng)銅的含有比例低于上述下限時(shí)，存在耐侵蝕性劣化的情況。此外，當(dāng) 銅的含有比例超過上述上限時(shí)，存在耐疲勞性（尤其是耐冷熱疲勞性）劣化的情況、接合強(qiáng) 度劣化的情況。
[0055] 鎳的含有比例相對(duì)于焊錫合金的總量例如為0. 01質(zhì)量％以上、優(yōu)選為0. 03質(zhì) 量％以上，例如為1質(zhì)量％以下、優(yōu)選為0.2質(zhì)量％以下、更優(yōu)選為0. 1質(zhì)量％以下。
[0056] 若鎳的含有比例在上述范圍內(nèi)，則能夠使結(jié)晶組織微細(xì)化、可以實(shí)現(xiàn)強(qiáng)度及耐疲 勞性（尤其是耐冷熱疲勞性）的提高。
[0057] 另一方面，當(dāng)鎳的含有比例低于上述下限時(shí)，存在強(qiáng)度及耐疲勞性（尤其是耐冷 熱疲勞性）劣化的情況。此外，鎳的含有比例超過上述上限時(shí)，也存在強(qiáng)度及耐疲勞性（尤 其是耐冷熱疲勞性）劣化的情況。
[0058] 此外，銅的含量相對(duì)于鎳的含量的質(zhì)量比（Cu/Ni)例如為低于25、優(yōu)選為低于 12. 5、更優(yōu)選為12以下，通常為5以上。
[0059] 若鎳與銅的質(zhì)量比（Cu/Ni)在上述范圍內(nèi)，則能夠確保優(yōu)異的接合強(qiáng)度。
[0060] 另一方面，當(dāng)鎳與銅的質(zhì)量比（Cu/Ni)低于上述下限時(shí)，存在接合強(qiáng)度劣化的情 況。此外，當(dāng)鎳與銅的質(zhì)量比（Cu/Ni)在上述上限以上時(shí)，也存在接合強(qiáng)度劣化的情況。
[0061] 此外，上述焊錫合金可以進(jìn)一步包含鈷作為任意成分。
[0062] 若焊錫合金包含鈷，則在由焊錫合金獲得的焊錫膏中，形成在焊接界面上的金屬 間化合物層（例如Sn-Cu、Sn-Co、Sn-Cu-Co等）變厚，存在因熱的負(fù)荷、由熱變化引起的負(fù) 荷導(dǎo)致的生長(zhǎng)變難的情況。此外，有時(shí)通過鈷在焊錫中分散析出，能使焊錫強(qiáng)化。其結(jié)果是， 當(dāng)焊錫合金包含鈷時(shí)，存在能夠確保優(yōu)異的耐疲勞性及接合強(qiáng)度的情況。
[0063] 鈷的含有比例相對(duì)于焊錫合金的總量例如為0. 001質(zhì)量％以上、優(yōu)選為0. 002質(zhì) 量％以上，例如為0. 01質(zhì)量％以下、優(yōu)選為0. 005質(zhì)量％以下、更優(yōu)選為0. 004質(zhì)量％以 下。
[0064] 若鈷的含有比例在上述范圍內(nèi)，則能夠?qū)崿F(xiàn)接合強(qiáng)度的提高。
[0065] 另一方面，當(dāng)鈷的含有比例低于上述下限時(shí)，耐疲勞性劣化，存在不能實(shí)現(xiàn)接合強(qiáng) 度的提高的情況。此外，當(dāng)鈷的含有比例超過上述上限時(shí)，金屬間化合物層變厚，此外，硬度 變高、韌性降低，因而耐疲勞性劣化，存在不能實(shí)現(xiàn)接合強(qiáng)度的提高的情況。
[0066] 此外，上述焊錫合金可以進(jìn)一步包含銦作為任意成分。
[0067] 銦的含有比例相對(duì)于焊錫合金的總量例如為0. 01質(zhì)量％以上、優(yōu)選為0. 03質(zhì) 量％以上，例如為0. 1質(zhì)量％以下、優(yōu)選為0. 08質(zhì)量％以下。
[0068] 若銦的含有比例在上述范圍內(nèi)，則能夠確保優(yōu)異的接合強(qiáng)度。
[0069] 另一方面，當(dāng)銦的含有比例低于上述下限時(shí)，存在接合強(qiáng)度劣化的情況。此外，當(dāng) 銦的含有比例超過上述上限時(shí)，存在潤(rùn)濕性劣化的情況、變得易于產(chǎn)生氣孔的情況。
[0070] 此外，這樣的焊錫合金可以通過使上述的各金屬成分在熔融爐中熔融并進(jìn)行均勻 化等公知的方法進(jìn)行合金化來獲得。
[0071] 作為金屬成分沒有特別的限定，從能夠均勻地熔解的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選使用粉末狀 的金屬。
[0072] 對(duì)金屬的粉末的平均粒徑?jīng)]有特別的限定，在使用利用激光衍射法的粒徑-粒度 分布測(cè)定裝置進(jìn)行的測(cè)定中例如為5?50 μ m。
[0073] 予以說明，在不妨礙本發(fā)明的優(yōu)異的效果的范圍內(nèi)，用于焊錫合金的制造的金屬 的粉末中可以包含微量的雜質(zhì)（不可避免的雜質(zhì)）。
[0074] 并且，如這樣獲得的焊錫合金的、通過DSC法（測(cè)定條件：升溫速度0.5°C/分鐘） 測(cè)定的熔點(diǎn)例如為200°C以上、優(yōu)選為220°C以上，例如為250°C以下、優(yōu)選為240°C以下。
[0075] 若焊錫合金的熔點(diǎn)在上述范圍內(nèi)，則在用于焊錫膏時(shí)，能夠簡(jiǎn)易且操作性良好地 進(jìn)行金屬接合。
[0076] 并且，上述焊錫合金中銀的含有比例低至超過1.0質(zhì)量％且低于1.2質(zhì)量％，能夠 實(shí)現(xiàn)低成本化。
[0077] 此外，上述焊錫合金包含錫、銀、銻、鉍、銅及鎳而實(shí)質(zhì)上不含容易氧化的鍺，且銻 的含有比例為0.01質(zhì)量％以上10質(zhì)量％以下，進(jìn)而鉍的含有比例為0.01質(zhì)量％以上3.0 質(zhì)量％以下。因此，能夠抑制在焊錫合金中形成氧化物，由此，能夠抑制氣孔（空隙）的產(chǎn) 生，進(jìn)而，能夠賦予焊錫的接合部的耐疲勞性（尤其是耐冷熱疲勞性），也能夠確保焊錫的 潤(rùn)濕性。
[0078] 即，在銻的含有比例低于0. 01質(zhì)量％或者超過10質(zhì)量％時(shí)，例如，在鉍的含有比 例低于〇. 01質(zhì)量％或者超過3. 0質(zhì)量％時(shí)，即使實(shí)質(zhì)上不含鍺，仍存在潤(rùn)濕性劣化的情況、 變得易于產(chǎn)生氣孔的情況。
[0079] 但是，銻的含有比例為0.01質(zhì)量％以上10質(zhì)量％以下，進(jìn)而，若鉍的含有比例為 0. 01質(zhì)量％以上3. 0質(zhì)量％以下，當(dāng)實(shí)質(zhì)上不含鍺時(shí)，可以確保尤其優(yōu)異的潤(rùn)濕性，進(jìn)而， 能夠抑制氣孔（空隙）的產(chǎn)生。
[0080] 因此，這樣的焊錫合金優(yōu)選包含在焊錫膏（焊錫膏接合材料）中。
[0081] 具體而言，本發(fā)明的另一方案的焊錫膏包含上述的焊錫合金和助焊劑。
[0082] 焊錫合金優(yōu)選以粉末形式包含在焊錫膏中。
[0083] 作為粉末形狀沒有特別的限定，可以列舉例如實(shí)質(zhì)上完全的球狀，例如扁平的塊 狀，例如針狀等，此外，還可以是不定形。粉末形狀可以根據(jù)焊錫膏所要求的性能（例如觸 變性、抗流掛性等）進(jìn)行適當(dāng)設(shè)定。
[0084] 焊錫合金的粉末的平均粒徑（為球狀時(shí)）或者平均長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度（非球狀時(shí)） 在使用利用激光衍射法的粒徑-粒度分布測(cè)定裝置進(jìn)行的測(cè)定中例如為5?50 μm。
[0085] 作為助焊劑沒有特別的限定，可以使用公知的焊錫助焊劑。
[0086] 具體而言，助焊劑以例如基礎(chǔ)樹脂（松香、丙烯酸樹脂等）、活性劑（例如乙胺、丙 胺等胺的鹵化氫酸鹽，例如乳酸、檸檬酸、苯甲酸等有機(jī)羧酸等）、觸變劑（氫化蓖麻油、蜂 蠟、巴西棕櫚蠟等）等為主要成分，此外，當(dāng)助焊劑制成液狀使用時(shí)，可以進(jìn)一步包含有機(jī) 溶劑。
[0087] 并且，焊錫膏可以通過公知的方法將由上述的焊錫合金形成的粉末和上述助焊劑 進(jìn)行混合來獲得。
[0088] 焊錫合金（粉末）與助焊劑的配合比例按照焊錫合金：助焊劑（質(zhì)量比）例如為 70:30 ?90:10。
[0089] 并且，上述焊錫膏包含本發(fā)明的一個(gè)方案的焊錫合金，因此能夠在實(shí)現(xiàn)低成本化 的同時(shí)確保優(yōu)異的潤(rùn)濕性，進(jìn)而，能夠抑制氣孔（空隙）的產(chǎn)生。
[0090] 此外，本發(fā)明包括具備由上述焊錫膏形成的焊接部的電子線路基板。
[0091] 即，上述焊錫膏優(yōu)選用于例如電氣、電子設(shè)備等的電子線路基板的電極與電子部 件的焊接（金屬接合）中。
[0092] 作為電子部件沒有特別的限定，可以列舉例如電阻器、二極管、電容器、晶體管等 公知的電子部件。
[0093] 并且，這樣的電子線路基板在其焊接中使用了上述焊錫膏，因此能夠在實(shí)現(xiàn)低成 本化的同時(shí)確保優(yōu)異的連接可靠性。
[0094] 予以說明，上述焊錫合金的使用方法并不限定于上述焊錫膏，例如還可以用于藥 芯焊絲焊錫接合材料（中C入*9 九/?'接合材）的制造。具體而言，例如，可以通過公知的 方法（例如擠出成型等），將上述助焊劑作為核芯，將上述的焊錫合金成型成線狀，從而得 到藥芯焊絲焊錫接合材料。
[0095] 并且，這樣的藥芯焊絲焊錫接合材料也與焊錫膏同樣優(yōu)選用于例如電氣、電子設(shè) 備等的電子線路基板的焊接（金屬接合）中。
[0096] 實(shí)施例
[0097] 然后，基于實(shí)施例及比較例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明，但本發(fā)明并不受限于下述的實(shí)施 例。
[0098] 實(shí)施例1?36及比較例1?7
[0099] 焊錫合金的調(diào)制
[0100] 將表1?3中記載的各金屬的粉末按照表1?3中記載的配合比例分別進(jìn)行混合， 將獲得的金屬混合物在熔解爐中熔解并均勻化，調(diào)制焊錫合金。在表1?3記載的焊錫合 金的配合配方中，省略錫（Sn)的記載。各實(shí)施例及各比較例的配合配方中的Sn的配合比 例為減去表1?3中記載的各金屬（銀（Ag)、銅（Cu)、鉍（Bi)、銻（Sb)、鎳（Ni)、銦（In)、 鈷（Co)及鍺（Ge))的配合比例（質(zhì)量％ )的余部。
[0101] 實(shí)施例1的焊錫合金將Ag、Cu、Bi、Sb及Ni各金屬按照表1所示的比例進(jìn)行配合， 余部設(shè)為Sn。實(shí)施例2?4中，相對(duì)于實(shí)施例1的配方，進(jìn)一步配合了 In和/或Co。
[0102] 實(shí)施例5?10是相對(duì)于實(shí)施例1的配方改變了 Bi的配合比例的配方的例子。
[0103] 實(shí)施例11?13是相對(duì)于實(shí)施例6的配方改變了 Sb的配合比例及Bi與Sb的配 合量的質(zhì)量比Bi/Sb的值的配方的例子。
[0104] 實(shí)施例14是相對(duì)于實(shí)施例1的配方改變了 Cu的配合比例的配方的例子。
[0105] 實(shí)施例15?22是相對(duì)于實(shí)施例6?9及11?14的配方進(jìn)一步配合了 Co的配 方的例子。
[0106] 實(shí)施例23?26、35及比較例2是相對(duì)于實(shí)施例1的配方改變了 Sb的配合比例及 Bi與Sb的配合量的質(zhì)量比Bi/Sb的值的配方的例子。
[0107] 實(shí)施例27及28是相對(duì)于實(shí)施例1的配方改變了 Ag的配合比例的配方的例子。
[0108] 實(shí)施例29?32將Ag、Cu、Bi、Sb、Ni及Co各金屬按照表3所示的比例進(jìn)行配合， 余部為Sn。
[0109] 實(shí)施例33?36是相對(duì)于實(shí)施例1的配方改變了 Bi的配合比例及Sb的配合比例 的配方的例子。
[0110] 比較例1是相對(duì)于實(shí)施例1的配方進(jìn)一步配合了 Ge的配方的例子。
[0111] 比較例3是相對(duì)于實(shí)施例1的配方未配合Sb的配方的例子。
[0112] 比較例4是Sn-Ag-Cu系焊錫的標(biāo)準(zhǔn)組成，即以Sn96. 5-Ag3. O-CuO. 5表示的配方 的例子。
[0113] 比較例5?7是相對(duì)于比較例4的配方改變了 Ag的配合比例的配方的例子。
[0114] 焊錫膏的調(diào)制
[0115] 將獲得的焊錫合金粉末化，使其粒徑為25?38 μ m，將獲得的焊錫合金的粉末和 公知的助焊劑進(jìn)行混合，得到焊錫膏。
[0116] 焊錫膏的評(píng)價(jià)
[0117] 將獲得的焊錫膏印刷到芯片部件搭載用的印刷基板上，通過回流焊法安裝芯片部 件。對(duì)于安裝時(shí)的焊錫膏的印刷條件、芯片部件的尺寸等，根據(jù)后述的"接合強(qiáng)度-接合耐 久性"、"焊錫潤(rùn)濕性"及"氣孔產(chǎn)生"的各評(píng)價(jià)進(jìn)行適當(dāng)設(shè)定。
[0118] 表 1
[0119]

【權(quán)利要求】
1. 一種焊錫合金，其特征在于， 其是錫-銀-銅系的焊錫合金， 其包含錫、銀、銻、鉍、銅及鎳，且實(shí)質(zhì)上不含鍺， 相對(duì)于所述焊錫合金的總量， 所述銀的含有比例為超過1. 0質(zhì)量％且低于1. 2質(zhì)量％， 所述銻的含有比例為0.01質(zhì)量％以上10質(zhì)量％以下， 所述鉍的含有比例為0. 01質(zhì)量％以上3. 0質(zhì)量％以下。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊錫合金，其中，相對(duì)于所述焊錫合金的總量，所述銻的含有 比例為0. 01質(zhì)量％以上且低于2. 5質(zhì)量％，且所述銻的含有比例與所述鉍的含有比例之和 相對(duì)于所述焊錫合金的總量為〇. 1質(zhì)量％以上4. 2質(zhì)量％以下。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的焊錫合金，其中，所述鉍的含量相對(duì)于所述銻的含量的質(zhì)量 比（Bi/Sb)為0? 5以上300以下。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊錫合金，其進(jìn)一步包含銦， 相對(duì)于所述焊錫合金的總量，所述銦的含有比例為〇. 01質(zhì)量％以上〇. 1質(zhì)量％以下。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊錫合金，其實(shí)質(zhì)上不含銦，且相對(duì)于所述焊錫合金的總量， 所述銻的含有比例為4. 0質(zhì)量％以上10質(zhì)量％以下，所述銻的含有比例與所述鉍的含有比 例之和相對(duì)于所述焊錫合金的總量為4. 2質(zhì)量％以上12質(zhì)量％以下。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的焊錫合金，其中，所述鉍的含量相對(duì)于所述銻的含量的質(zhì)量 比（Bi/Sb)為0? 03以上0? 7以下。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊錫合金，其中，相對(duì)于所述焊錫合金的總量， 所述銅的含有比例為〇. 1質(zhì)量％以上1質(zhì)量％以下， 所述鎳的含有比例為〇. 01質(zhì)量％以上〇. 2質(zhì)量％以下， 所述銅的含量相對(duì)于所述鎳的含量的質(zhì)量比（Cu/Ni)低于12. 5。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊錫合金，其進(jìn)一步包含鈷， 相對(duì)于所述焊錫合金的總量，所述鈷的含有比例為〇. 001質(zhì)量％以上〇. 01質(zhì)量％以 下。
9. 一種焊錫膏，其特征在于，其包含由焊錫合金形成的焊錫粉末和助焊劑， 所述焊錫合金為錫-銀-銅系的焊錫合金，其包含錫、銀、銻、鉍、銅及鎳，且實(shí)質(zhì)上不含 錯(cuò)， 相對(duì)于所述焊錫合金的總量，所述銀的含有比例為超過1. 〇質(zhì)量％且低于1. 2質(zhì)量％， 所述銻的含有比例為〇. 01質(zhì)量％以上10質(zhì)量％以下，所述鉍的含有比例為〇. 01質(zhì)量％以 上3. 0質(zhì)量％以下。
10. -種電子線路基板，其特征在于，其具備由焊錫膏形成的焊接部， 所述焊錫膏包含由焊錫合金形成的焊錫粉末和助焊劑， 所述焊錫合金為錫-銀-銅系的焊錫合金，其包含錫、銀、銻、鉍、銅及鎳，且實(shí)質(zhì)上不含 錯(cuò)， 相對(duì)于所述焊錫合金的總量，所述銀的含有比例為超過1. 〇質(zhì)量％且低于1. 2質(zhì)量％， 所述銻的含有比例為〇. 01質(zhì)量％以上10質(zhì)量％以下，所述鉍的含有比例為〇. 01質(zhì)量％以 上3. 0質(zhì)量％以下。
【文檔編號(hào)】C22C13/02GK104487203SQ201380033914
【公開日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2013年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月29日
【發(fā)明者】今村陽司, 池田一輝, 樸錦玉, 竹本正 申請(qǐng)人:播磨化成株式會(huì)社