防Fe腐蚀用软钎料合金、包芯软钎料、焊丝、包芯焊丝、覆助焊剂软钎料、钎焊接头和软钎焊方法技术

提供：为了烙铁头的长寿命化、抑制烙铁头腐蚀、且抑制碳化物对烙铁头的附着的防Fe腐蚀用软钎料合金、包芯软钎料、焊丝、包芯焊丝、覆助焊剂软钎料、钎焊接头和软钎焊方法。以质量％计具有Fe：0.02～0.1％、Zr：超过0％且0.2％以下、余量为Sn的合金组成，且作为防止Fe腐蚀用而使用。

Soft solder alloys, cored solders, wires, cored wires, coated flux solders, soldered joints and soldering methods for Fe corrosion protection

Provide: for the long life of the iron head, the corrosion of the iron head, and the inhibition of the adhesion of the carbide to the iron head, the Fe corrosion resistant alloy, the core soft filler metal, the welding wire, the core welding wire, the soldering flux, the brazing joint and the soldering method are used. The mass percent meter is composed of Fe:0.02-0.1%, Zr:more than 0% and less than 0.2%, and the remainder is Sn. It is used as a corrosion prevention for Fe.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】防Fe腐蚀用软钎料合金、包芯软钎料、焊丝、包芯焊丝、覆助焊剂软钎料、钎焊接头和软钎焊方法
本专利技术涉及能抑制烙铁头腐蚀和助焊剂的碳化的防Fe腐蚀用软钎料合金、包芯软钎料、焊丝、包芯焊丝、覆助焊剂软钎料、钎焊接头和软钎焊方法。
技术介绍
印刷基板等的端子的连接中主要使用有Sn-Ag-Cu系无铅软钎料合金。Sn-Ag-Cu系无铅软钎料合金用于流焊、回流焊、使用钎焊烙铁的软钎焊等各种工艺。作为使用钎焊烙铁的软钎焊，列举了手工焊接那样的手工作业的软钎焊。近年来，使用钎焊烙铁的软钎焊的自动化推进，软钎焊由Coter机器人自动进行。钎焊烙铁由放热体和烙铁头构成，将放热体的热传导至烙铁头，从而将烙铁头加热。为了放热体的热有效地向烙铁头传导，烙铁头的芯材使用具有良好的热传导性的Cu。然而，如果软钎料直接与Cu接触，则由于软钎料合金中的Sn而会使Cu腐蚀，烙铁头形状发生变形，变得难以作为钎焊烙铁使用。因此，为了抑制Sn所导致的烙铁头腐蚀，对烙铁头实施了基于镀Fe和镀Fe合金的覆盖。如此，从延长烙铁头的寿命的观点出发，对烙铁头实施了基于镀Fe和镀Fe合金的覆盖，但随着由于软钎焊的自动化而软钎焊的次数增加，烙铁头表面的覆盖中产生腐蚀。发生Fe和Fe合金的腐蚀的原因是由于，软钎料合金中的Sn与Fe通过相互扩散而合金化，其容易溶解于熔融软钎料中的Sn。因此，钎焊烙铁方面的应对存在限度，研究了可抑制Fe腐蚀的发生的软钎料合金。专利文献1中提出了，在Sn-Ag-Cu系软钎料合金中添加有Co的合金。根据该文献，Co添加至Sn-Ag-Cu系软钎料合金时，有能抑制Fe向软钎料合金中的扩散、抑制Fe腐蚀的效果。另外，作为Sn-Ag-Cu-Co系软钎料合金，专利文献2和3中提出了一种软钎料合金，其以在回流焊中使用为前提，目的在于，抑制金属间化合物的生成、空隙的发生。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第4577888号公报专利文献2：日本特表2008-521619号公报专利文献3：日本特表2009-506203号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题如上述，专利文献1～3中记载的软钎料合金均含有Co，因此，从抑制Fe向软钎料合金中的扩散的方面出发，可以延长烙铁头的寿命。然而，随着烙铁头的寿命延长，已知产生新的问题。Co虽然抑制Fe腐蚀，但是还具有容易与碳反应的性质。因此，如果进行数千次的软钎焊，则碳化物附着于烙铁头的问题逐渐凸显。对于使用钎焊烙铁的软钎焊，破坏端子表面的氧化膜而使软钎料容易湿润，因此，通常使用有以松香为基材的助焊剂，软钎焊时，松香与软钎料一起被加热。此时，软钎料合金中的Co与松香的碳和氧发生反应而生成大量的碳化物，从而使碳化物附着于烙铁头。碳化物由于其与Co的化学反应而附着于烙铁头，因此，即使进行空气清洁也难以从烙铁头去除。因此，随着使用频率增加，碳化物的附着面积增加，最终会变得难以进行软钎焊。另外，专利文献2和3中记载的软钎料合金为回流焊中使用的软钎料合金，因此，未假定使用钎焊烙铁。偶然含有Co，因此，即使可以抑制Fe腐蚀，也与专利文献1同样地，无法抑制碳化物的附着。此处，专利文献3中还公开了以线的形态使用，但实施例中通过冲孔进行球状化，因此，专利文献3中记载的软钎料合金以在回流焊中使用为前提。因此，专利文献3中记载的专利技术中，未假定用钎焊烙铁进行软钎焊时的课题，当然也没有提及用于解决该课题的方案。本专利技术的课题在于，提供：为了烙铁头的长寿命化、抑制烙铁头腐蚀、且抑制碳化物对烙铁头的附着的防Fe腐蚀用软钎料合金、包芯软钎料、焊丝、包芯焊丝、覆助焊剂软钎料、钎焊接头和软钎焊方法。用于解决问题的方案本专利技术人等当初研究了通过降低Co含量而抑制碳化物对烙铁头的附着。然而，虽然抑制了碳化物的附着，但是无法抑制Fe腐蚀。因此，本专利技术人等重新审视不含有Co的合金组成，首先，着眼于抑制Fe腐蚀且与Co相比有抑制碳化物的附着的可能性的、含有Fe的软钎料合金。即，关于Sn-Ag-Cu-Fe软钎料合金，本专利技术人等研究了能兼顾抑制Fe腐蚀与松香碳化的元素。Zr容易氧化，从制造上的观点出发，其是难以操作的元素，因此，以往未积极地添加。另一方面已知，Zr添加至Sn-Ag-Cu-Fe软钎料合金时，抑制软钎料接合界面处的金属间化合物的界面成长。于是，Sn-Ag-Cu-Fe软钎料合金中，虽然通过添加Fe而有Fe腐蚀的抑制效果，但是进而为了抑制Sn的扩散而使Fe腐蚀的抑制效果提高，敢于添加难以操作的元素即Zr。其结果获得了如下见解：Fe腐蚀的抑制效果提高，并且预料不到的是，抑制松香的碳化。进而，还获得了如下见解：松香即使稍发生碳化，也基本未见碳化物对烙铁头的附着。另外，作为电极的材质，一般使用Cu，但根据用途有时使用Ni、Al。也使用实施了镀Ni/Au的电极。因此，为了确认不依赖于电极的材质就发挥烙铁头寿命的长期化和碳化抑制效果，对于不含有Cu的Sn-Ag-Fe-Zr软钎料合金进行了研究。进而，从降低成本的观点出发，对于不含有Ag的Sn-Fe-Zr软钎料合金进行了研究。其结果获得了如下见解：任意软钎料合金中，均发挥与Sn-Ag-Cu-Fe软钎料合金同样的效果。根据这些见解得到的本专利技术如下所述。(1)一种防Fe腐蚀用软钎料合金，其用于抑制碳化物对烙铁头的附着，其特征在于，以质量％计具有Fe：0.02～0.1％、Zr：超过0％且0.2％以下、余量为Sn的合金组成。(2)根据上述(1)所述的防Fe腐蚀用软钎料合金，其中，合金组成还含有Cu：0.1～4％。(3)根据上述(1)或上述(2)所述的防Fe腐蚀用软钎料合金，其中，合金组成还含有Sb：5～20％、Ag：4％以下和Bi：3％以下的1种以上。(4)根据上述(1)～上述(3)中任一项所述的防Fe腐蚀用软钎料合金，其中，前述合金组成还含有Ni：0.3％以下和Co：0.2％以下的1种以上。(5)根据上述(1)～上述(4)中任一项所述的防Fe腐蚀用软钎料合金，其中，前述合金组成还含有P：0.1％以下、Ge：0.1％以下和Ga：0.1％以下的1种以上。(6)一种包芯软钎料，其具有上述(1)～上述(5)中任一项所述的防Fe腐蚀用软钎料合金。(7)一种焊丝，其具有上述(1)～上述(5)中任一项所述的防Fe腐蚀用软钎料合金。(8)一种包芯焊丝，其具有上述(1)～上述(5)中任一项所述的防Fe腐蚀用软钎料合金。(9)一种上述(1)～上述(9)中任一项所述的覆助焊剂软钎料，其是用助焊剂覆盖软钎料的表面而得到的。(10)一种钎焊接头，其具有上述(1)～上述(5)中任一项所述的防Fe腐蚀用软钎料合金。(11)一种软钎焊方法，其为使用包芯软钎料、用钎焊烙铁进行软钎焊的软钎焊方法，包芯软钎料包含：含有以质量％计为Fe：0.02～0.1％、Zr：超过0％且0.2％以下、Sn：67.9％以上的软钎料合金和助焊剂，软钎料合金的熔融温度为350℃以下，用钎焊烙铁将包芯软钎料加热至240℃～450℃的温度域，使软钎料合金中的Zr氧化而形成氧化锆，通过氧化锆的催化作用来抑制助焊剂成分的碳化，从而抑制助焊剂的碳化物附着于钎焊烙铁的烙铁头。附图说明图1示出Sn-Fe-Zr软钎料合金的3元图。具体实施方式以下对本专利技术更详细地进行说明。本说明书中，涉及软本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种防Fe腐蚀用软钎料合金，其用于抑制碳化物对烙铁头的附着，其特征在于，以质量％计具有Fe：0.02～0.1％、Zr：超过0％且0.2％以下、余量为Sn的合金组成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.19 JP 2016-161575;2016.12.21 JP 2016-248411.一种防Fe腐蚀用软钎料合金，其用于抑制碳化物对烙铁头的附着，其特征在于，以质量％计具有Fe：0.02～0.1％、Zr：超过0％且0.2％以下、余量为Sn的合金组成。2.根据权利要求1所述的防Fe腐蚀用软钎料合金，其中，所述合金组成还含有Cu：0.1～4％。3.根据权利要求1或2所述的防Fe腐蚀用软钎料合金，其中，所述合金组成还含有Sb：5～20％、Ag：4％以下和Bi：3％以下的1种以上。4.根据权利要求1～3中任一项所述的防Fe腐蚀用软钎料合金，其中，所述合金组成还含有Ni：0.3％以下和Co：0.2％以下的1种以上。5.根据权利要求1～4中任一项所述的防Fe腐蚀用软钎料合金，其中，所述合金组成以质量％计还含有P：0.1％以下、Ge：0.1％以下和Ga：0....

【专利技术属性】
技术研发人员：斋藤岳，吉川俊策，仓泽阳子，
申请(专利权)人：千住金属工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP