本发明专利技术提供密封时不会对封装内部的元件造成损伤且向基板安装等时不发生再熔化的可在合适的温度下熔化、液相线与固相线的温度差也低的钎料。本发明专利技术是下述钎料：由Ａｕ－Ｇａ－Ｉｎ三元系合金形成，这些元素的重量浓度位于Ａｕ－Ｇａ－Ｉｎ三元系状态图中的以Ａ点（Ａｕ：９０％，Ｇａ：１０％，Ｉｎ：０％）、Ｂ点（Ａｕ：７０％，Ｇａ：３０％，Ｉｎ：０％）、Ｃ点（Ａｕ：６０％，Ｇａ：０％，Ｉｎ：４０％）、Ｄ点（Ａｕ：８０％，Ｇａ：０％，Ｉｎ：２０％）为顶点的多边形的区域内，但所述区域不包括Ｉｎ、Ｇａ为０％的线上的点。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及钎料和使用钎料的密封方法。本专利技术具体涉及各种电子元器件封装的 气密密封中所使用的钎料，提供密封时不会对封装内部的元件造成损伤且向基板安装等时 不发生再熔化的具有合适的特性的钎料。
技术介绍
从保护内部的元件的观点来看，手机等各种电子设备中所使用的如SAW滤波器、 晶体振子等电子元器件被气密密封于陶瓷等的封装内。作为封装的密封用钎料，基于近年 来的环境保护的观点而不断地推进无铅化，根据该观点，一般使用Au-Sn钎料(特别是作为 共晶组成的Au-20重量％ Sn钎料)(专利文献1)。Au-Sn钎料的熔点较低，为280°C左右， 所以具有封装密封时可高效地进行密封作业的优点。专利文献1 日本专利特开2001-150182号公报Au-Sn钎料虽然具有在密封封装作业时有利的特性，但也存在问题。该问题是将密 封后的封装向基板安装时产生的问题，因为安装时的温度接近Au-Sn钎料的熔点，所以钎 料受热而再熔化，产生封装的密封部分的剥离或渗漏。此外，除了封装向基板安装时以外， 为了修补电子设备而加热基板来回收发生故障的部件时，还会存在此时的热量可能破坏未 发生故障的其他部件的密封的问题。如上所述的钎料的再熔化是由于钎料的熔点低而产生的问题。于是，作为考虑到 上述问题的钎料，提出了若干种组成的钎料。例如，专利文献2中提出了采用Au-Ge钎料、 特别是Au-12. 5% Ge钎料的技术方案。该Au-Ge钎料的熔点高于360°C。此外，专利文献 3中还提出了由Au、Ge、Sn的三元系合金形成的钎料。专利文献2 日本专利特开平7-151943号公报专利文献3 日本专利特开2007-160；340上述的Au-Ge钎料、Au-Ge-Sn钎料的熔点都比Au-Sn钎料高，如果是这样的熔点 较高的钎料，则密封后的再熔化的可能性减小。然而，Au-Ge钎料存在熔点过高的倾向，如果考虑到其熔点，必须使密封温度达到 400°C以上。如果在这样的高温气氛中进行密封，则封装内部的元件的热损伤加剧，有时可 能会出现破损。另一方面，Au-Ge-Sn钎料与Au-Ge钎料相比，熔点被抑制得较低，可以说密封时对 组成造成损伤的问题少。但是，像Au-Ge-Sn钎料这样的三元系合金可能会产生液相线与固 相线之间的温度差的问题。该液相线与固相线的温度差的大小对封装密封时的操作性存在 影响。而且，虽然专利文献3中将该温度差设定为低于50度，但越低越好。专利技术的揭示本专利技术是在以上的背景下完成的专利技术，提供密封时不会对封装内部的元件造成损 伤且向基板安装等时不发生再熔化的可在合适的温度下熔化、液相线与固相线的温度差也 低的钎料。具体来说，本专利技术提供其液相线和/或固相线高于280°C且在360°C以下、较好是液相线和固相线都在300 340°C的范围内且液相线与固相线的差低于45°C、较好是低 于40°C的钎料。本专利技术人为了解决上述课题而对由其构成元素为Au、Ga、In且这些元素合金化的 三元系合金形成的钎料的应用进行了研究。并且，发现具有规定的组成范围的钎料，从而想 到了本专利技术。S卩，本专利技术是下述钎料由Au-Ga-h三元系合金形成，这些元素的重量浓度位于 Au-GaHn三元系状态图中的以 A 点(Au :90%,Ga :10%,In :0%)、B 点(Au :70%,Ga :30%， In 0% )、C 点(Au :60%, Ga 0%, In 40% )、D 点(Au :80%,Ga 0%, In 20% )为顶点的 多边形的区域内，但所述区域不包括h、Ga为0%的线上的点。表示本专利技术的材料的组成的三元系状态图示于附图说明图1。本专利技术采用三元系合金的原 因在于，通过在Au中同时添加GaJn这2种元素，可以比二元系Au合金(Au-In、Au_Ga)更 有效地调整熔点。并且，通过使fe、In的添加量在上述区域内的范围中，可以将其熔点(液 相线、固相线)控制在优选的范围内。此外，通过这样的组成调整，还可以适度地降低液相 线与固相线的温度差。此外，上述组成范围内的钎料可成为在加工性、硬度方面也良好的材 料。为了使如上所述的钎料的熔点、液相线与固相线的温度差、加工性以及硬度更好， 由Au-GaHn三元系合金形成的钎料的元素的重量浓度较好是位于Au-GaHn三元系状态图 中的以 E 点(Au 86%, Ga 13%, In 1% F 点(Au 81%, Ga 17%, In 2% ),G 点(Au 79%, Ga 10%, In :11% )、H点(Au 84%, Ga 6%, In 10% )为顶点的多边形的区域内， 更好是位于Au-GaHn三元系状态图中的以I点(Au :85%，Ga :10%，In :5% )、J点(Au 80%, Ga 14%, In 6% )、G 点(Au :79%,Ga 10%, In 11% )、H 点(Au :84%,Ga 6%, In 10%)为顶点的多边形的区域内。具体为图2的三元系状态图中所示的范围内的钎料。此外，本专利技术的三元系钎料可包含Sn、Ge、ai、Sb、Si、Bi、Al中的至少1种添加元 素。这些添加元素为了钎料熔点的微调和浸润性的改善而添加。该添加元素的含量较好是 0. 001 3. 0重量％，更好是0. 01 3. 0重量％，进一步更好是0. 1 3. 0重量％。另外，本专利技术的钎料较好是其材料组织由自熔融状态的急冷凝固组织形成。这是 因为通过采用由急冷凝固得到的微细的晶粒形成的材料组织，浸润性得到改善。该急冷凝 固组织与浸润性的改善的关系并不清楚，不过通过采用这样的组织，虽然液相线、固相线等 熔融特性没有变化，但存在熔化后的浸润扩散得到改善的倾向。用于获得该急冷凝固组织 的冷却速度较好是2000 5000°C /分钟。本专利技术的钎料能够以板状、箔状、粒状、球状、粉末状、糊状中的任一种形态使用。 例如，为了形成球状形态时，可以使用与一般的钎料同样的方法。此外，考虑到密封的封装 构件的形状，还可以采用窗框形状。另外，本专利技术的钎料的制造中，没有特别困难的工艺，可 与通常的Au合金同样用熔化铸造法制造。此外，其加工方面，对于板状、箔状的钎料，可以 经过轧制加工和根据需要采用的冲切加工等来进行加工，所得的轧制材料可以容易地进行 加压冲切加工和切口加工，能够获得环状和带状等规定的形状。另外，对于粒状、球状的钎料，可以自熔融状态通过喷散法、旋转电极法、油中造粒 法、液滴喷雾法等来制造。还有，如上所述，为了获得用于改善钎料的浸润性的急冷凝固组 织，对于板状、箔状的钎料，可通过采用冷却铸型的凝固来制造，对于粒状、球状的钎料，可通过控制制造条件(液滴直径的调整等)来制造。本专利技术的钎料适合于封装构件的气密密封。作为密封用封装构件，有成为盖体的 盖(罩)和收纳元件的基体，较好是在其中的任一方具备本专利技术的由合金形成的钎料。将 钎料固定于封装构件时，将钎料承载于构件，在加热气氛中使钎料熔化、凝固来熔接。还有， 关于封装部件的材质，盖一般使用科伐合金O^e-Ni-Co系合金)、42合金O^e-Ni系合金)， 基体使用陶瓷制的材料。此外，使钎料熔接时，为了改善钎料的浸润性等目的，在熔接面预 先实施镀Ni和/或镀Au。本专利技术的钎料对于本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种钎料，其特征在于，由Ａｕ－Ｇａ－Ｉｎ三元系合金形成，这些元素的重量浓度位于Ａｕ－Ｇａ－Ｉｎ三元系状态图中的以Ａ点（Ａｕ：９０％，Ｇａ：１０％，Ｉｎ：０％）、Ｂ点（Ａｕ：７０％，Ｇａ：３０％，Ｉｎ：０％）、Ｃ点（Ａｕ：６０％，Ｇａ：０％，Ｉｎ：４０％）、Ｄ点（Ａｕ：８０％，Ｇａ：０％，Ｉｎ：２０％）为顶点的多边形的区域内，但所述区域不包括Ｉｎ、Ｇａ为０％的线上的点。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP2008-1911922008年7月24日1.一种钎料，其特征在于，由Au-Ga-h三元系合金形成，这些元素的重量浓度位于 Au-GaHn三元系状态图中的以 A 点(Au :90%,Ga :10%,In :0%)、B 点(Au :70%,Ga :30%， In 0% )、C 点(Au :60%, Ga 0%, In 40% )、D 点(Au :80%,Ga 0%, In 20% )为顶点的 多边形的区域内，但所述区域不包括h、Ga为0%的线上的点。2.如权利要求1所述的钎料，其特征在于，Au-Ga-In三元系合金的元素的重量浓度位 于 Au-GaHn 三元系状态图中的以 E 点(Au 86%, Ga 13%, In 1% )、F 点(Au 81%, Ga 17%, In 2% )、G 点(Au :79%,Ga 10%, In 11% )、H 点(Au :84%,Ga 6%, In 10% )...
【专利技术属性】
技术研发人员：谷口浩康，
申请(专利权)人：田中贵金属工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP
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