【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及各种电子设备中使用的软钎料合金、焊料球、预成型软钎料、焊膏和钎焊接头。
技术介绍
1、近年来，由于个人电脑等民生电子设备的高功能化，搭载于基板的电子部件的性能飞跃性地提升。随着电子部件变得高性能，电子部件会通电有大电流，因此，民生电子设备的基板中使用的钎焊接头有时会被暴露于高温。另外，在基板与电子部件利用基于分级钎焊(setp soldering)的软钎焊进行接合的情况下，钎焊接头被暴露于150℃左右的高温。另一方面，容易设想民生电子设备在寒冷地区中使用。
2、作为钎焊接头被暴露于严苛的环境下的用途，除民生电子部件之外，可列举出车载电子设备或产业电子设备。汽车的汽车电子化推进，从汽油车经混合动力车逐渐向电动汽车迁移。伴随于此，车载电子设备的基板由于用途的扩展而有时被配置在发动机室等会暴露于高温的位置。另一方面，发动机停止时，如果为寒冷地区，则会暴露在-40℃以下这样的低温。进而，根据使用环境，有时会对电子设备施加冲击等物理外力。
3、另外，产业电子设备在对于作业者来说难以作业的场所等中使用。因此，产业电子设备的基板与车载电子设备的基板同样会设想被暴露于温差急剧的环境、或对电子设备施加外力的情况。
4、另外，作为连接基板与电子部件的合金，广泛使用sn-3ag-0.5cu软钎料合金。软钎料合金的应用范围虽然逐渐扩大，但伴随于此，逐渐变得要求以车载等用途为代表那样、即使在严苛的环境下长时间使用在钎焊接头中也不产生断裂、劣化的高连接可靠性。
5、然而，电子电路如果被暴露于上述
6、例如专利文献1中，作为抑制在基板的通孔中形成焊脚时的偏离、熔融软钎料的润湿铺展性优异、基于冷热循环的裂纹进展度低的软钎料合金，公开了在sn-ag-cu-sb-in软钎料合金中能含有ni等作为任意元素的合金组成。同一文献的比较例6中公开了ag：3.5质量％、cu：0.8质量％、sb：1.0质量％、in：6.0质量％、ni：0.07质量％、且余量为sn的软钎料合金。
7、专利文献2中，作为金属间化合物的组织小、耐裂纹性优异、空孔和cu浸析被抑制、且冷热循环后的裂纹的进展被抑制从而耐久性优异的软钎料合金，公开了在sn-ag-bi-ni-co系软钎料合金中能含有sb、in等作为任意元素的合金组成。同一文献的实施例40中公开了ag：3.0质量％、cu：0.5质量％、sb：1.5质量％、in：4.3质量％、ni：0.05质量％、bi：0.5质量％、co：0.005质量％、且余量为sn的软钎料合金。
8、现有技术文献
9、专利文献
10、专利文献1：日本特开2019-063830号公报
11、专利文献2：日本特开2014-037005号公报
技术实现思路
1、专利技术要解决的问题
2、然而，专利文献1和2中记载的软钎料合金如前述主要进行了着眼于热循环特性的合金设计。电子设备如果被暴露于热循环，则会由于基板与电子部件的热膨胀系数的差异而对钎焊接头施加应力。另一方面，认为在对车载电子电路施加振动的情况下，其应力的施加方式与热循环时产生的印刷基板、电子部件的伸缩所造成的应力不同。如此，为了在即使由于近年来的电子设备的高功能化、用途的扩展所带来的使用环境的恶化而导致对钎焊接头施加各种应力的情况下，也避免钎焊接头的断裂，需要改善软钎料合金本身的强度。
3、另外，钎焊接头的断裂除构成钎焊接头的软钎料合金的断裂之外，还可列举出软钎料合金的润湿性差所产生的接合界面处的断裂。如此，为了形成可靠性高于以往的钎焊接头，需要对公知的合金组成进行再研究。
4、本专利技术的课题在于，提供润湿性优异、钎焊接头的断裂被抑制从而具备高的可靠性的软钎料合金、焊料球、预成型软钎料、焊膏和钎焊接头。
5、用于解决问题的方案
6、本专利技术人等在sn-ag-cu软钎料合金中对能够缓和各种应力的合金组成进行了研究。以往认为，冷热循环时体积变化大的软钎料合金由于与基板的线膨胀系数的差而导致钎焊接头发生断裂。然而，体积变化小时，所施加的应力会以应变能的形式被蓄积在软钎料合金中，有反而会促进断裂的担心。
7、首先，以冷热循环的加热时施加的应力缓和的方式，特意着眼于会产生软钎料合金的体积变化的in。in根据含量会促进βsn与γsn的固相相变，由此产生基于固相相变的体积变化。因此，本专利技术人等如专利文献1中记载的那样对增加in含量的软钎料合金进行了研究。
8、然而，体积变化如果大，则钎焊接头会在接合界面发生断裂。因此，本专利技术人等从熔融软钎料的润湿性、以及软钎料合金中的合金组织和接合界面处的合金组织微细化的观点出发，对cu、sb和ni的含量详细地进行了研究。进而，本专利技术人等关注到在冷热循环时钎焊接头的温度上升时，如果立即产生从βsn向γsn的固相相变，则应力会迅速地得到缓和，对于ag的含量也详细地进行了研究。其结果，获得了如下见解：通过作为添加元素的ag、cu、sb、in和ni的含量同时在规定的范围内的软钎料合金，润湿性优异，钎焊接头的断裂被抑制，由此完成了本专利技术。
9、根据上述见解而得到的本专利技术如以下所述。
10、(1)一种软钎料合金，其特征在于，具有如下合金组成：以质量％计为ag：1.0～3.7％、cu：0.4～0.8％、sb：0.50～2.90％、in：5.00～10.00％、ni：0.01～0.06％、且余量由sn组成。
11、(2)根据上述(1)所述的软钎料合金，其还以质量％计含有co：0.100％以下。
12、(3)根据上述(1)或上述(2)所述的软钎料合金，其还以质量％计含有bi：5.0％以下。
13、(4)根据上述(1)～上述(3)中任一项所述的软钎料合金，其还以质量％计含有总计为0.1％以下的zr、fe、ge、ga、p、as、pb、zn、mg、cr、ti、mn、mo、pt、pd、au、al和si中的至少1种。
14、(5)根据上述(1)～上述(5)中任一项所述的软钎料合金，其中，合金组成满足下述(1)式和(2)式。
15、132≤(in/sb)×(sn/ag)≤450 (1)
16、251≤in/(cu×sb×ni)≤699 (2)
17、上述(1)式和(2)式中，in、sb、sn、ag、cu和ni表示合金组成的含量(质量％)。
18、(6)一种钎焊接头，其具有上述(1)～上述(5)中任一项所述的软钎料合金。
19、(7)一种预成型软钎料，其是由上述(1)～上述(5)中任一项所述的软钎料合金形成的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种软钎料合金，其特征在于，具有如下合金组成：以质量％计为Ag：1.0～3.7％、Cu：0.4～0.8％、Sb：0.50～2.90％、In：5.00～10.00％、Ni：0.01～0.06％、且余量由Sn组成。
2.根据权利要求1所述的软钎料合金，其还以质量％计含有Co：0.100％以下。
3.根据权利要求1或2所述的软钎料合金，其还以质量％计含有Bi：1.0％以下。
4.根据权利要求1或2所述的软钎料合金，其还以质量％计含有总计为0.1％以下的Zr、Fe、Ge、Ga、P、As、Pb、Zn、Mg、Cr、Ti、Mn、Mo、Pt、Pd、Au、Al和Si中的至少1种。
5.根据权利要求1或2所述的软钎料合金，其还以质量％计含有Bi：5.0％以下、且含有总计为0.1％以下的Zr、Ge、Ga、As、Pb、Mg、Cr、Ti、Mn、Mo、Pt、Pd和Si中的至少1种。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的软钎料合金，其中，所述合金组成满足下述(1)式和(2)式，
7.一种焊料球，其是由权利要求1～6中任一项所述的软钎料
8.一种预成型软钎料，其是由权利要求1～6中任一项所述的软钎料合金形成的。
9.一种焊膏，其具有由权利要求1～6中任一项所述的软钎料合金形成的软钎料粉末。
10.一种钎焊接头，其具有权利要求1～6中任一项所述的软钎料合金。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种软钎料合金，其特征在于，具有如下合金组成：以质量％计为ag：1.0～3.7％、cu：0.4～0.8％、sb：0.50～2.90％、in：5.00～10.00％、ni：0.01～0.06％、且余量由sn组成。
2.根据权利要求1所述的软钎料合金，其还以质量％计含有co：0.100％以下。
3.根据权利要求1或2所述的软钎料合金，其还以质量％计含有bi：1.0％以下。
4.根据权利要求1或2所述的软钎料合金，其还以质量％计含有总计为0.1％以下的zr、fe、ge、ga、p、as、pb、zn、mg、cr、ti、mn、mo、pt、pd、au、al和si中的至少1种。
5.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：横山贵大，斋藤岳，吉川俊策，杉泽昂太，
申请(专利权)人：千住金属工业株式会社，
类型：发明
国别省市：
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