焊料合金制造技术

本发明专利技术涉及焊料合金。焊料合金具有以质量％计由如下构成的合金组成：Ag：0％～4％、Cu：0.1％～1.0％、Ni：0.01％～0.3％、Sb：5.1％～7.5％、Bi：0.1％～4.5％、Co：0.001％～0.3％、P：0.001％～0.2％，余量为Sn。余量为Sn。

【技术实现步骤摘要】
焊料合金


[0001]本专利技术涉及焊料合金，特别是涉及无铅焊料合金。

技术介绍

[0002]近年来，汽车向汽车电子化发展，正在从汽油汽车向混合动力汽车、电动汽车过渡。混合动力汽车、电动汽车搭载有将电子部件焊接在印刷基板上的车载电子电路。车载电子电路以往配置在振动环境比较缓和的车厢内，但是由于用途的扩展，所述车载电子电路被直接搭载在发动机室、变速器的油室内、进而被直接搭载在机械装置上。
[0003]像这样，车载电子电路由于搭载区域的扩大，被搭载在受到温差、冲击、振动等各种外部负荷的部位。例如，搭载在发动机室内的车载电子电路在发动机工作时有时暴露在125℃以上的高温下。另一方面，在发动机停止时，如果是寒冷地区，则暴露在
‑
40℃以下的低温下。当车载电子电路暴露在这样的温差中时，由于电子部件与印刷基板的热膨胀系数的差异，应力在接合部集中。因此，当使用以往的Sn
‑
3Ag
‑
0.5Cu焊料合金时，接合部有可能断裂，正在研究即使在温差严重的环境下也抑制接合部的断裂的焊料合金。
[0004]在日本特表2019
‑
520985号公报中公开了一种焊料合金，包含8质量％～15质量％的Sb、0.05质量％～5质量％的Bi、0.1质量％～10质量％的Ag、0.1质量％～4质量％的铜、1质量％以下的Ni、1质量％以下的Co，并且任选地包含1质量％以下的P。

技术实现思路

[0005]作为在电子设备中使用的印刷基板、电子部件等构成部件(以下称为电子部件，或简称为部件)的一个代表性的焊接方法，有回流焊法。回流焊法是仅在部件的必要部位放置焊料，然后通过回流焊炉或红外线照射装置、激光照射装置等加热装置进行加热，由此进行焊接的方法。该回流焊法不仅生产率优异，而且能够进行在不需要的部位不附着焊料的可靠性也优异的焊接，因此在当今的要求高可靠性的电子部件的焊接中被广泛采用。
[0006]作为在回流焊法中使用的焊料的形态，有焊膏、预成形焊料等。焊膏是将具有粘稠性的助焊剂和粉末焊料混炼而成的，通过印刷、吐出而涂布在电子部件的焊接部上。在该焊膏中使用的助焊剂是利用溶剂将松脂、活化剂等固体成分溶解而成的，因此在利用焊膏进行焊接之后，有时在焊接部附着助焊剂残渣。当助焊剂残渣吸收大气中的水分时，有时在焊接部产生腐蚀产物或降低绝缘电阻。因此，有时对利用焊膏焊接而得的部件清洗助焊剂残渣。
[0007]因此，作为不产生助焊剂残渣的接合方法，使用预成形焊料。预成形焊料是指粒料、垫圈等预先成形为适合焊接部的形状的(预成形)焊料。使用该预成形焊料的回流焊法由于不需要使用焊膏用助焊剂，因此能够抑制助焊剂残渣的产生。
[0008]根据焊料合金的合金组成，在制作预成形焊料时的压延工序中产生龟裂(也称为裂边)，有时难以加工成预成形件的形状。另外，在制作焊膏用粉末焊料时，有时加工性也成为问题。关于这一点，在日本特表2019
‑
520985号公报中，至少没有对焊料合金的加工性进
行任何研究。
[0009]希望提供具有更优异的抗蠕变性并且具有良好的加工性的焊料合金。
[0010]本技术的一个方式所涉及的焊料合金具有以质量％计由如下构成的合金组成：
[0011]Ag：0％～4％、Cu：0.1％～1.0％、Ni：0.01％～0.3％、Sb：5.1％～7.5％、Bi：0.1％～4.5％、Co：0.001％～0.3％、P：0.001％～0.2％，余量为Sn。
具体实施方式
[0012]实施方式的第一方式所涉及的焊料合金具有以质量％计由如下构成的合金组成：
[0013]Ag：0％～4％、Cu：0.1％～1.0％、Ni：0.01％～0.3％、Sb：5.1％～7.5％、Bi：0.1％～4.5％、Co：0.001％～0.3％、P：0.001％～0.2％，余量为Sn。
[0014]实施方式的第二方式所涉及的焊料合金为第一方式所涉及的焊料合金，
[0015]上述合金组成满足下述式(1)和下述式(2)。
[0016]0.50≤(Ag+Cu)
×
(Sb+Bi)
×
(Ni+Co+P)＜7.0
ꢀꢀꢀ
(1)
[0017]0.17≤Co/P≤65
ꢀꢀꢀ
(2)
[0018]在上述式(1)和上述式(2)中，Ag、Cu、Sb、Bi、Ni、Co和P分别表示上述合金组成的含量(质量％)。
[0019]实施方式的第三方式所涉及的预成形件具有第一方式或第二方式所涉及的焊料合金。
[0020]实施方式的第四方式所涉及的膏具有第一方式或第二方式所涉及的焊料合金。
[0021]实施方式的第五方式所涉及的焊接接头具有第一方式或第二方式所涉及的焊料合金。
[0022]以下，对实施方式的具体例详细地进行说明。需要说明的是，在本说明书中，只要没有特别指定，则关于焊料合金的合金组成的“％”为“质量％”。另外，在本说明书中，只要没有特别指定，则
“○○
～
△△”
(
○○
、
△△
均为数字)表示
“○○
以上且
△△
以下”。
[0023]1.焊料合金
[0024]一个实施方式所涉及的焊料合金具有以质量％计由如下构成的合金组成：
[0025]Ag：0％～4％、Cu：0.1％～1.0％、Ni：0.01％～0.3％、Sb：5.1％～7.5％、Bi：0.1％～4.5％、Co：0.001％～0.3％、P：0.001％～0.2％，余量为Sn。
[0026]本实施方式所涉及的焊料合金的合金组成可以满足下述式(1)和下述式(2)。
[0027]0.50≤(Ag+Cu)
×
(Sb+Bi)
×
(Ni+Co+P)＜7.0
ꢀꢀꢀ
(1)
[0028]0.17≤Co/P≤65
ꢀꢀꢀ
(2)
[0029]在上述式(1)和上述式(2)中，Ag、Cu、Sb、Bi、Ni、Co和P分别表示上述合金组成的含量(质量％)。
[0030]以下，对本实施方式所涉及的焊料合金中的各元素的构成理由进行说明。
[0031](a)Ag：0％～4％
[0032]Ag提高焊料的润湿性，并且通过由Sn和Ag3Sn化合物的共晶网络产生的焊料的析出强化来改善抗蠕变性。虽然含有Ag不是必须的，但在含有Ag的情况下，Ag的含量的下限优选为2％以上，更优选为3％以上。
[0033]另一方面，当Ag的含量超过4％时，由于以初晶的形式结晶的粗大Ag3Sn化合物，抗
蠕变性劣化。另外，熔点升高。另外，加工性也变差。因此，Ag的含量的上限为4％以下，更优选为3.8％以下。
[0034](b)Cu：0.1％～1.0％
[0035]Cu提高焊料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种焊料合金，其特征在于，所述焊料合金具有以质量％计由如下构成的合金组成：Ag：0％～4％、Cu：0.1％～1.0％、Ni：0.01％～0.3％、Sb：5.1％～7.5％、Bi：0.1％～4.5％、Co：0.001％～0.3％、P：0.001％～0.2％，余量为Sn。2.如权利要求1所述的焊料合金，其中，所述合金组成满足下述式(1)和下述式(2)，0.50≤(Ag+Cu)
×
(Sb+Bi)

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