在第1接合对象物(101)与第2接合对象物(102)之间赋予金属组合物(105)。金属组合物(105)含有金属成分(110)和焊剂(108)。金属成分(110)包含由Sn系金属构成的第1金属粉末(106)和由熔点比Sn系金属高的Cu系金属构成的第2金属粉末(107)。焊剂(108)含有松香、溶剂、触变剂、活化剂等。若将金属组合物(105)加热且金属组合物(105)达到第1金属粉末(106)的熔点以上的温度，则第1金属粉末(106)熔融。熔融的Sn与CuNi合金粉末通过TLP反应生成由CuNiSn合金构成的金属间化合物相(109)。
Metal composition, bonding material
A metal composition (105) is provided between the first bonding object (101) and the second bonding object (102). Metal composition (105) containing metal composition (110) and flux (108). The metal component (110) comprises a metal powder () composed of Sn Sn and a second metal powder () composed of a Cu series metal of high melting point ratio. Flux (108) contains rosin, solvent, thixotropic agent, activator, etc.. If the metal composition (105) is heated and the metal composition (105) reaches a temperature above the melting point of the first metal powder (106), the metal powder (106) is melted. Molten Sn and CuNi alloy powders were synthesized by TLP reaction to form intermetallic phases () from CuNiSn alloy.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及含有金属成分和焊剂成分的金属组合物、以及含有金属组合物的接合材料。
技术介绍
以往，例如在将第1接合对象物与第2接合对象物接合时，使用金属组合物。例如专利文献1中公开了在印刷基板(第1接合对象物)上安装层叠陶瓷电容器(第2接合对象物)时使用的金属糊料(金属组合物)。上述金属糊料将设置于印刷基板上的焊盘(land)与设置于层叠陶瓷电容器的外部电极接合。上述金属糊料包含含有Sn粉末和CuNi合金粉末的金属成分、以及含有松香和活化剂的焊剂成分。然后，若上述金属糊料所含的Sn粉末和CuNi合金粉末被加热，则随着液相扩散(以下，“TLP：TransientLiquidPhaseDiffusion”)接合，而生成CuNiSn合金。这里，加热的温度为Sn的熔点以上、CuNi合金的熔点以下，例如为250～350℃。CuNiSn合金为金属间化合物，具有高的熔点(例如400℃以上)。如此，上述金属糊料中通过较低的温度下的热处理进行TLP反应，所得的金属体变化为以具有热处理温度以上的熔点的金属间化合物为主相的金属体。其结果，热处理后的金属体成为耐热性高的接合材料。应予说明，上述金属糊料所含的松香、活化剂与通常的焊膏的焊剂成分同样是为了除去(还原)金属粉末、接合对象物的氧化被膜而添加的。这里，一般而言，焊膏中的松香、活化剂的含有比例(wt％)为松香＞活化剂，焊膏中的活化剂的量不会多于松香的量地添加。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2012/108395号小册子
技术实现思路
然而，若CuNi合金粉末的粒径变小，则CuNi合金粉末表面的氧化程度提高，因此存在利用松香、活化剂的CuNi合金粉末表面的还原变得不充分而Sn和CuNi的湿润变差的趋势。由此，上述TLP反应中，有时无法使Sn与CuNi的反应充分地进行，或在熔融的Sn中固体的CuNi合金粉末被排斥而两者分离。本专利技术的目的在于提供一种通过低温下的热处理成为耐热性高的材料的金属组合物和接合材料。本专利技术的金属组合物包含含有第1金属粉末和熔点比第1金属粉末高的第2金属粉末的金属成分、以及焊剂成分。这里，例如，第1金属粉末为Sn粉末或含有Sn的合金粉末，第2金属粉末优选为CuNi合金粉末。金属组合物例如包含于接合材料中。而且，本专利技术的金属组合物的特征在于，第2金属粉末的氢还原减量为0.75wt％以下。该构成中，若加热金属组合物，则金属组合物所含的第1金属粉末和第2金属粉末发生液相扩散(以下，“TLP”)反应，生成金属间化合物。加热的温度为第1金属的熔点以上、第2金属的熔点以下，例如为250～350℃。金属间化合物具有加热温度以上的高的熔点(例如400℃以上)。第2金属粉末的氢还原减量为0wt％～0.75wt％时，第2金属粉末表面的氧化程度低，第2金属粉末表面被松香、活化剂充分地还原。因此，该构成的金属组合物中通过较低的温度下的热处理进行TLP反应。即，该构成的金属组合物通过低温下的热处理成为耐热性高的材料。应予说明，第2金属粉末的比表面积优选大于0m2/g且小于0.61m2/g。另一方面，第2金属粉末的比表面积为0.61m2/g以上时，第2金属粉末的比表面积大，因此第2金属粉末表面的氧化程度提高。因此，焊剂成分优选含有松香和活化剂，且活化剂的重量与松香的重量之比为1.0以上。在这种情况下，还原力高，第2金属粉末的表面被松香、活化剂充分地还原。此外，松香的酸值优选为130以上。松香的酸值大与树脂酸的量多是等价的。通过将树脂酸所具有的羧基与第2金属粉末的表面的氧化被膜在加热中进行反应而除去氧化被膜。因此，越是酸值大的松香，还原金属粉末表面的氧化被膜的效果越大。此外，活化剂优选具有羧基。通过将活化剂所具有的羧基与第2金属粉末的表面的氧化被膜在加热中进行反应而除去氧化被膜。羧基使金属粉末表面还原。应予说明，金属组合物优选成型为片状、油灰状或糊状。根据本专利技术，可以提供一种通过低温下的热处理成为耐热性高的材料的金属组合物。附图说明图1是示意性地表示本专利技术的实施方式所涉及的金属组合物的反应过程的截面图。图2是介由金属糊料25安装在形成于印刷配线基板22的焊盘21上的电子部件24的侧面图。图3是在破损部DP上贴附有修补片303的配管310的外观立体图。图4是卷绕有图3所示的修补片303的卷绕体300的外观立体图。图5是涂布有金属修补剂31的螺栓50的截面图。图6是图5所示的螺栓50的加热后的截面图。图7是图5所示的螺栓50的再加热后的截面图。具体实施方式以下，对本专利技术的实施方式所涉及的金属组合物进行说明。图1是示意性地表示本专利技术的实施方式所涉及的金属组合物的反应过程的截面图。如图1(A)所示，金属组合物105例如用于将第1接合对象物101与第2接合对象物102接合。即，金属组合物105例如作为接合材料使用。第1接合对象物101例如为配管、螺母和层叠陶瓷电容器等电子部件。第2接合对象物102例如为构成贴附于配管的修补片的基材片、嵌入螺母的螺栓、以及安装电子部件的印刷基板。为了得到图1(C)所示的接合结构100，首先，如图1(A)所示，在第1接合对象物101与第2接合对象物102之间赋予金属组合物105。金属组合物105例如成型为片状、油灰状或糊状。金属组合物105含有金属成分110和焊剂108。金属成分110均匀地分散于焊剂108中。金属成分110包含由Sn系金属构成的第1金属粉末106和由熔点比Sn系金属高的Cu系金属构成的第2金属粉末107。第1金属粉末106的材料为Sn。第2金属粉末107的材料是能够与通过金属组合物105的加热而熔融的第1金属粉末106反应，生成金属间化合物的材料。本实施方式中，第2金属粉末107的材料为Cu－Ni系合金，更具体而言，为Cu－10Ni合金。接着，焊剂108含有松香、溶剂、触变剂、活化剂等。焊剂108起到除去接合对象物、金属粉末的表面的氧化被膜的功能。松香例如为由将松香改性的改性松香和松香等的衍生物构成的松香系树脂、由其衍生物构成的合成树脂，或它们的混合物等。松香系树脂例如为聚合松香、松香、浮油松香、木松香、氢化松香、甲酰化松香、松香酯、松香改性马来酸树脂、松香改性酚醛树脂、松香改性醇酸树脂、其它各种松香衍生物等。合成树脂例如为聚酯树脂、聚酰胺树脂、苯氧基树脂、萜烯树脂等。溶剂例如为醇、酮、酯、醚、芳香族系、烃类等。触变剂例如为氢化蓖麻油、巴西棕榈蜡、酰胺类、羟基脂肪酸类、二亚苄基山梨糖醇、双(对甲基苯亚甲基)山梨糖醇类、蜜蜡、硬脂酸酰胺、羟基硬脂酸亚乙基双酰胺等。此外，活化剂例如为胺的氢卤酸盐、有机卤素化合物、有机酸、有机胺、多元醇等。这里，活化剂优选具有单羧酸、二羧酸、三羧酸等羧基。羧基与金属粉末表面的氧化被膜反应，使金属粉末表面还原。胺的氢卤酸盐例如为二苯基胍氢溴酸盐、二苯基胍盐酸盐、环己基胺氢溴酸盐、乙基胺盐酸盐、乙基胺氢溴酸盐、二乙基苯胺氢溴酸盐、二乙基苯胺盐酸盐、三乙醇胺氢溴酸盐、单乙醇胺氢溴酸盐等。有机卤素化合物例如为氯化石蜡、四溴乙烷、二溴丙醇、2,3－二溴－1,4－丁二醇、2,3－二溴－2－丁烯－1,4－二醇、三(2,3－二溴丙基)异氰脲酸酯等。有机酸例如为己二酸、癸二酸、丙二酸、富马酸、乙醇酸、柠檬酸、本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种金属组合物，其特征在于，含有金属成分和焊剂成分，所述金属成分含有第1金属粉末和熔点比所述第1金属粉末高的第2金属粉末，所述第2金属粉末的氢还原减量为0.75wt％以下。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.09 JP 2014-1835491.一种金属组合物，其特征在于，含有金属成分和焊剂成分，所述金属成分含有第1金属粉末和熔点比所述第1金属粉末高的第2金属粉末，所述第2金属粉末的氢还原减量为0.75wt％以下。2.如权利要求1所述的金属组合物，其特征在于，所述第1金属粉末为Sn粉末或含有Sn的合金粉末，所述第2金属粉末为CuNi合金粉末。3.如权利要求2所述的金属组合物，其特征在于，所述第2...
【专利技术属性】
技术研发人员：川口义博，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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