电子控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术的电子控制装置具备电路基板、电子零件、以及接合电路基板及电子零件的接合部，接合部以Sn为主成分，Bi与Sb的含有比例的合计为3重量％以上，不含In，Ag含有率为3～3.9重量％。量％。量％。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电子控制装置


[0001]本专利技术涉及电子控制装置。

技术介绍

[0002]RoHS指令和ELV指令限制了汽车中搭载的电子控制装置中所含的铅的使用。因此，通过以Sn
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3Ag
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0.5Cu(重量％)为主的无铅焊料来推进无铅化。为了提高焊料的接合部处的接合性，业界在研究向焊料中追加添加元素的方法。专利文献1中揭示了一种焊料组合物，其由锡
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银
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铜系焊料合金和金属氧化物以及/或者金属氮化物构成，其特征在于，所述焊料合金由锡、银、锑、铋、铜以及镍构成，而且将不可避免地混入的杂质中所含的锗去除而不含锗，相对于所述焊料组合物的总量而言，所述银的含有比例超过1.0质量％且不到1.2质量％，所述锑的含有比例为0.01质量％以上且10质量％以下，所述铋的含有比例为0.01质量％以上且3.0质量％以下，所述铜的含有比例为0.1质量％以上且1.5质量％以下，所述镍的含有比例为0.01质量％以上且1.0质量％以下，所述金属氧化物及/或金属氮化物的含有比例超过0质量％且为1.0质量％以下，所述锡的含有比例为剩余的比例。现有技术文献专利文献
[0003]专利文献1：日本专利特开2015
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20181号公报

技术实现思路

专利技术要解决的问题
[0004]随着汽车的电子化、EV化、机电一体化的要求的提高，认为车载电子控制装置搭载于发动机周边、马达周边等高温部的机会在增加。本专利技术的专利技术者等人注意到，以往在以上高温区域内，Sn
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3Ag
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0.5Cu等无铅焊料所形成的接合部耐热性不足，可能无法获得充分的接合可靠性。此外，在用于车载电子控制装置的组装的封装零件的动向中，使用移动产品中用得较多的无鸥翼的无引线零件的机会也在增加，由于零件的形状，获得接合可靠性的困难程度也在增加。专利文献1记载的专利技术对于热疲劳破坏能获得效果，但无法抑制在高温区域内凸显出来的孔洞破坏。上述以外的课题、构成及效果将通过以下具体实施方式的说明来加以明确。解决问题的技术手段
[0005]本专利技术的第1形态的电子控制装置具备电路基板、电子零件、以及接合所述电路基板及所述电子零件的接合部，所述接合部以Sn为主成分，Bi与Sb的含有比例的合计为3重量％以上，不含In，Ag含有率为3～3.9重量％。专利技术的效果
[0006]根据本专利技术，能够抑制热疲劳破坏及孔洞破坏。
附图说明
[0007]图1为电子控制装置的截面图。图2为接合部的放大图。图3为说明接合部的组成中的Bi和Sb的含有率的图。图4为说明接合部的组成中的In的含有率的图。图5为说明接合部的组成中的Ag的含有率的第1图。图6为说明接合部的组成中的Ag的含有率的第2图。图7为说明接合部的组成中的理想的Bi的含有率的图。图8为说明实验的图。图9为说明实验的图。图10为说明接合部处的金属间化合物的理想的粒径的图。图11为实施例及比较例的一览表。图12为现有构成下的接合部的放大图。图13为现有构成下的接合部的X射线照片。
具体实施方式
[0008]在以下的实施方式中，在提到要素的数等(包括个数、数值、量、范围等)的情况下，除了特别明示的情况以及在原理上明显限定于特定数的情况等以外，并不限定于该特定数，也可为特定数以上或以下。
[0009]此外，在以下的实施方式中，关于其构成要素(也包括要素步骤等)，除了特别明示的情况以及在原理上明显认为是必需的情况等以外，并非一定是必需的，这是不言而喻的。
[0010]此外，在以下的实施方式中，在针对构成要素等而提到“由A构成”、“由A所构成”、“具有A”、“包含A”时，除了特别明示只是该要素的情况等以外，并不排除这以外的要素，这是不言而喻的。同样地，在以下的实施方式中，在提到构成要素等的形状、位置关系等时，除了特别明示的情况以及在原理上明显认为并非如此的情况等以外，是将实质上近似或类似于该形状等的形状等包括在内的。这对于上述数值及范围等也是一样的。
[0011]下面，根据附图，对本专利技术的实施方式进行详细说明。再者，在用于说明实施方式的所有图中，对具有同一功能的构件标注同一符号并省略其重复的说明。此外，为了使得附图易于理解，即便是平面图，有时也会带上影线。
[0012]‑
实施方式
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下面，参考图1～图13，对电子控制装置的实施方式进行说明。在本实施方式中，组成的比例以质量％来表示。其中，在实验中，重量％的精度是到小数点第二位，不到0.01％的组成因未能测定出来所以记作0％。此外，不可避免的杂质的混入是被容许的。
[0013](构成)图1为本专利技术的电子控制装置1的截面图。电子控制装置1例如是搭载于汽车的车体等当中的ECU(Electronic Control Unit)。电子控制装置1能以机电一体的方式构成。电子控制装置1具备电路基板6、带引线零件21、无引线零件22、BGA零件23以及插装零件24。再者，以下有时也将带引线零件21、无引线零件22、BGA零件23以及插装零件24统称为电子零件20。带引线零件21的引线的形状任意，例如为鸥翼状。电子零件20通过接合部4与电路基
板6接合。
[0014]图2为无引线零件22上的接合部4的放大图。各电子零件20具有实施了镀Ni的端子2。在电路基板6的表面配置有电极5，在电极5与无引线零件22的端子2之间配置接合部4及金属间化合物3。接合部4以Sn(锡)为主成分，Bi(铋)与Sb(锑)的含有比例的合计为3重量％以上，不含In(铟)，Ag(银)含有率为3～3.9重量％。电极5为纯Cu、以Cu为主成分的合金以及Cu镀层中的任一种。下面，对接合部4为上述组成的理由进行说明。
[0015](实验值)图3为说明接合部4的组成中的Bi和Sb的含有率的图。图3所示的值为实验值，是通过专利技术者等人的实验得到的。图3的横轴以重量％来表示Bi与Sb的含有率的合计，纵轴表示循环试验后的接合比例。在循环试验中，实施1000循环的使环境温度在
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40℃与150℃之间交替变化的温度循环试验，评价伴随对接合部4的热疲劳破坏造成的龟裂发展而来的、还接合在一起的面积的比例。接合比例越大也就是越接近100％，表示对热疲劳破坏的耐性越高。得知，在Bi和Sb的含有比例为3重量％处有拐点，当超过3重量％时，获得高可靠性。
[0016]再者，Bi和Sb都是第15族元素，同样地进入作为接合部4的主成分的Pb的晶体结构内。因此理论上推导出只须评价Bi和Sb的总量即可而不问两者的比率。
[0017]图4为说明接合部4的组成中的In的含有率的图。图4所示的X射线照片是通过专利技术者等人的实验得到的。图4为表示将Sn
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Cu系接合部4在200℃下暴露1000小时的情况下的In添加的影响的X射线照片。在图示右侧的添加了In的情况下，促进了接合部4的反应而生成了孔洞103，导致接合部界面劣化。另一方面，在图示左侧的不添加I本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电子控制装置，其特征在于，具备：电路基板；电子零件；以及接合部，其接合所述电路基板及所述电子零件，所述接合部以Sn为主成分，Bi与Sb的含有比例的合计为3重量％以上，不含In，Ag含有率为3～3.9重量％。2.根据权利要求1所述的电子控制装置，其特征在于，所述接合部的Bi含有率不到2.5重量％，形成于所述电子零件与所述接合部的界面的金属间化合物的粒径为2μm以上，包含Cu
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Sn...

【专利技术属性】
技术研发人员：池田靖，山下志郎，
申请(专利权)人：日立安斯泰莫株式会社，
类型：发明
国别省市：