焊料合金、焊膏、焊球、预成型焊料、焊接接头、车载电子电路、ECU电子电路、车载电子电路装置和ECU电子电路装置制造方法及图纸

焊料合金包含Ag：3.1质量％～4.0质量％、Cu：0.6质量％～0.8质量％、Bi：1.5质量％～5.5质量％、Sb：1.0质量％～6.0质量％、Co：0.001质量％～0.030质量％、Fe：0.02质量％～0.05质量％和余量的Sn。量％和余量的Sn。量％和余量的Sn。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】焊料合金、焊膏、焊球、预成型焊料、焊接接头、车载电子电路、ECU电子电路、车载电子电路装置和ECU电子电路装置


[0001]本专利技术涉及焊料合金、焊膏、焊球、预成型焊料、焊接接头、车载电子电路、ECU电子电路、车载电子电路装置和ECU电子电路装置。

技术介绍

[0002]在汽车中搭载有电子电路(以下称为车载电子电路)，所述电子电路是将电子部件焊接在印刷基板上而得到的。车载电子电路在将发动机、动力转向装置、制动器等电控的设备中使用，对于汽车的行驶而言是非常重要的安全部件。特别是，为了提高燃耗，作为利用计算机控制汽车的电子电路的被称为ECU(发动机控制单元(Engine Control Unit))的车载电子电路必须能够在长时间内在没有故障的稳定状态下工作。该ECU一般多设置在发动机附近，使用环境为相当严酷的条件。
[0003]这样的车载电子电路设置的发动机附近在发动机旋转时温度非常高。另一方面，在发动机的旋转停止时，暴露在外部空气温度下，例如如果是北美、西伯利亚等寒冷地区则在冬季中暴露在冰点下的环境中。因此，设想车载电子电路反复经历发动机的运转和发动机停止，因此必须应对剧烈的温度变化。
[0004]当车载电子电路长期处于像这样温度大幅变化的环境中时，电子部件和印刷基板分别发生热膨胀和收缩。但是，由于电子部件的线性热膨胀系数与印刷基板的线性热膨胀系数之差大，因此在上述环境下的使用中，在将电子部件与印刷基板接合的焊接部(以下称为“焊接接头”)中发生一定的热位移，因此由于温度变化而反复地施加应力。于是，在焊接接头上产生应力，最终导致焊料接合部的接合界面等断裂。认为，在电子电路中，即使焊接接头没有完全断裂，但以99％以下的裂纹率在焊料接合部产生裂纹时，即使认为已经电导通，但电路的电阻值由此也上升，从而导致误动作。焊接接头产生裂纹，从而引起车载电子电路、特别是ECU进行误动作，这可能导致与人命相关的重大汽车事故。像这样，对于车载电子电路、特别是ECU而言，热循环特性特别重要，要求可以想得到的严酷温度条件。
[0005]作为能够承受这样严酷的温度条件的焊料合金，在专利文献1中公开了包含Ag：1质量％～4质量％、Cu：0.6质量％～0.8质量％、Sb：1～5质量％、Ni：0.01质量％～0.2质量％和余量的Sn的无铅焊料合金等。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1：WO2014/163167

技术实现思路

[0009]专利技术所要解决的问题
[0010]另一方面，在焊料接合部确认到合金层由于时效处理从界面游离的“游离”(Spalling)的现象。该“游离”的现象为当对接合部施加相应的热处理(温度、时间)时，原来
形成的IMC层(Intermetallic Compound层；金属间化合物层)在焊料本体中游离。当如专利文献1那样在焊料合金中含有Ni时，容易产生“游离”。由于电流为电子的流动，因此当这样的金属间化合物的“游离”量变多时，导致电子的运动被局部阻碍，从而对音质造成不良影响(导致产生噪声)。需要说明的是，专利技术人等能够确认在合金含有Ni的情况下，合金的粒径变细。推测像这样由于金属间化合物的粒径变细，从而容易发生“游离”。
[0011]本专利技术提供一种焊料合金等，所述焊料合金能够实现比以往高的热循环特性，并且在接头再熔融时、高温负荷时等抑制化合物向合金中的游离等，从而能够防止对音质造成不良影响。
[0012]用于解决问题的手段
[0013]本专利技术的焊料合金可以包含：
[0014]Ag：3.1质量％～4.0质量％、Cu：0.6质量％～0.8质量％、Bi：1.5质量％～5.5质量％、Sb：1.0质量％～6.0质量％、Co：0.001质量％～0.030质量％、Fe：0.02质量％～0.05质量％和余量的Sn。
[0015]本专利技术的焊料合金还可以包含0.002质量％～0.250质量％的As。
[0016]在本专利技术的焊料合金中，Fe的质量％的值与Co的质量％的3倍的值之和可以为0.03～0.10。
[0017]本专利技术的焊料合金还可以含有0.004质量％～0.250质量％的Zr。
[0018]根据本专利技术，提供具有焊粉和助焊剂的焊膏，所述焊粉包含上述任一种焊料合金。
[0019]根据本专利技术，提供包含上述任一种焊料合金的焊球和预成型焊料。
[0020]根据本专利技术，提供具有上述任一种焊料合金的焊接接头、车载电子电路和ECU电子电路。
[0021]根据本专利技术，提供具有上述车载电子电路的车载电子电路装置。
[0022]根据本专利技术，提供具有上述ECU电子电路的ECU电子电路装置。
[0023]如本专利技术那样，通过采用包含Ag：3.1质量％～4.0质量％、Cu：0.6质量％～0.8质量％、Bi：1.5质量％～5.5质量％、Sb：1.0质量％～6.0质量％、Co：0.001质量％～0.030质量％、Fe：0.02质量％～0.05质量％和余量的Sn的焊料合金，能够得到在保持高热循环特性的同时通过抑制在接头再熔融时、高温负荷时等化合物向合金中的游离等而防止对音质造成不良影响的焊料合金等。另外，通过采用还含有0.004质量％～0.250质量％的As的焊料合金，能够得到抑制空隙的产生、提高了音质的焊料合金等。
附图说明
[0024][图1]图1为表示实施例1中的截面观察的结果的图像。
[0025][图2]图2为表示比较例12中的截面观察的结果的图像。
[0026][图3]图3为表示实施例14中的利用加热X射线装置得到的观察结果的图像。
[0027][图4]图4为表示实施例1中的利用加热X射线装置得到的观察结果的图像。
[0028][图5]图5为表示裂纹率的计算方法的示意图。
[0029][图6]图6为用于说明在含有Ni的焊料合金中可能产生的“游离”(Spalling)的示意图。
具体实施方式
[0030]1.焊料合金
[0031]本实施方式的焊料合金典型地为无铅焊料合金。以下，对本实施方式的焊料合金中所含的元素进行说明。
[0032](1)Ag：3.1质量％～4.0质量％
[0033]Ag具有提高焊料合金的润湿性的效果，并且使作为Ag3Sn金属间化合物的网络状化合物在焊料基质中析出，能够实现热循环特性的提高。需要说明的是，本实施方式中的“热循环特性”是指TCT(Thermal Cycling Test；热循环试验)中的特性。
[0034]在Ag含量大于4质量％的情况下，有可能产生焊料合金的液相线温度变高的问题。像这样，当液相线温度升高时，有可能产生Sb的再固溶不发生、导致阻碍SnSb的微细化效果的问题。另一方面，在Ag含量为3质量％以下的情况下，有可能产生合金中的Ag3Sn化合物的分散现象不发生、网络会阻碍分子的移动(音的传导)的问题。通过将Ag含量设定为3.1质量％～4.0质量％，成为稍本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种焊料合金，其中，所述焊料合金包含：Ag：3.1质量％～4.0质量％、Cu：0.6质量％～0.8质量％、Bi：1.5质量％～5.5质量％、Sb：1.0质量％～6.0质量％、Co：0.001质量％～0.030质量％、Fe：0.02质量％～0.05质量％和余量的Sn。2.如权利要求1所述的焊料合金，其中，所述焊料合金含有0.002质量％～0.250质量％的As。3.如权利要求1或2中任一项所述的焊料合金，其中，Fe的质量％的值与Co的质量％的3倍的值之和为0.03～0.10。4.一种焊膏，其中，所述焊膏具有焊粉和助焊剂，所述焊粉包含权利要求1～3中任一项所述的焊料合金。5.一种焊球，其中，所述焊...

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