本发明专利技术提供一种能在比Ｓｎ－３７Ｐｂ共晶焊料的回流热处理条件温度低的低温条件（峰温度１８１℃以上）下熔融接合，可以在同等耐热用途中使用的导电性填料。该导电性填料是第１金属颗粒和第２金属颗粒的混合物，其混合比是相对于１００质量份第１金属颗粒，包含２０～１００００质量份第２金属颗粒；所述第１金属颗粒由具有２５～４０质量％Ａｇ、２～８质量％Ｂｉ、５～１５质量％Ｃｕ、２～８质量％Ｉｎ和２９～６６质量％Ｓｎ的组成的合金形成，所述第２金属颗粒由具有５～２０质量％Ａｇ、１０～２０质量％Ｂｉ、１～１５质量％Ｃｕ和５０～８０质量％Ｓｎ的组成的合金形成。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在电、电子机器的接合材料中使用的导电性填 料，尤其涉及无铅焊料材料和导电性接合剂。
技术介绍
焊料是通常在金属材料的接合中使用的、熔融温度区域(从固相线温度至液相线温度的范围)在45(TC以下的合金材料。目 前，在印刷线路板上安装电子部件的情况下，使用熔点183。C的 Sn- 37Pb的共晶焊料，回流热处理在200。C ~ 230。C左右的温度 范围成为主流。通常回流热处理条件设定为在焊料合金的熔,#、 上加上10~ 50。C的范围的温度。然而，近年来，如EU的环境规定(RoHS指令)那样，Pb 的有害性成为问题，从防止污染环境、人体的观点出发，焊料 的无铅化迅速发展。在该状况中，目前，使用熔点220。C左右的 由Sn- 3.0Ag- 0.5Cu形成的无铅焊料(参见专利文献l )作为上 述Sn - 37Pb共晶焊料的替代物，回流热处理通常在240°C ~ 260。C左右的温度范围内进行。然而，上述熔点在220。C左右的以Sn为主成分的无铅焊料与 Sn-37Pb共晶焊料相比，熔点较高，因此在使用时所需的回流 热处理条件也是更高的温度。最近，为了抑制电气'电子机器的 热损伤，期望在尽量低的温度下赋予焊料，对不仅无铅化、而 且在与目前的Sn- 37Pb共晶焊料相当的回流热处理条件下具 有耐热性能的接合材料进行了研究。确认了Bi、 In、 Zn等作为降低无铅焊料合金的熔点的成分 的效果，存在由于量比导致熔点降低变得不充分的情况。此外，Bi能改善焊料合金对基材的湿润性，但在凝固时容易偏析，其 结晶组织较脆，延展性差，因此添加规定量以上会显著损害机械强度(参见专利文献2、 3)。 In是稀缺资源，是非常昂贵的材 料，因此如果在焊料合金中大量添加，会大幅增加成本(参见 专利文献4、 5)。 Zn较为廉价，机械性质也良好，因此期待能 够实用化。然而，Zn活性非常高，具有易反应，易氧化的特性， 因此包含Zn的焊料合金糊剂会导致糊剂稳定性差，耐腐蚀性降 低。此外，Zn与Cu接合时，界面不是Cu- Sn类的金属间化合物 层，而形成Cu-Zn类的金属间化合物层。该Cu-Zn类的金属间 化合物层存在在高温、高湿环境下强度显著劣化等问题(参见 专利文献6)。本专利技术人等以前提出了可在比Sn- 37Pb共晶焊料低的热 处理温度下进行接合的无铅导电性材料(参见专利文献7、 8、 9、 10)。然而，这些导电性材料具有如下特征在通过加热处理接 合后，最低熔点上升，体现出接合稳定性，但不像通常的焊料 材料那样在接合前后熔点不发生变化并具备修补性。专利文献1 专利文献2 专利文献3 专利文献4 专利文献5 专利文献6 专利文献7 专利文献8 专利文献9 专利文献IO曰本对争开平05 _ 050286号7>才艮 曰本4争开平05 — 228685号7>才艮 曰本净争开平08 — 206874号/>才艮 日本特开平08 - 187591号7>才艮 国际公开第2006/080247号小册子 曰本对争开平06 — 238479号乂>才艮 曰本净争开2004 — 223559号7>才艮 曰本对争开2004 - 363052号7i^才艮 曰本4争开2005 — 005054号7^才艮 国际公开第2006/109573号小册子
技术实现思路
专利技术要解决的问题本专利技术是鉴于上述情况作出的，目的在于提供如下的焊料，即，能在比S n - 3 7 P b共晶焊料的回流热处理条件温度低的低温 条件，即峰温度181。C下进行熔融接合，可以在与Sn-37Pb共 晶焊料同等的耐热用途中使用、即在160。C下不熔融且可用作接 合材料，通过接合时的热处理，熔点基本不上升。此外，本发 明的目的还在于提供使用了上述导电性填料的焊料糊剂。 用于解决问题的手段本专利技术人等为了解决上述课题，进行了精心的研究，直至 完成本专利技术。即，本专利技术的第一方面是一种导电性填料，其特征在于， 其是第l金属颗粒和第2金属颗粒的混合物，其混合比是相对于 IOO质量份第l金属颗粒，第2金属颗粒为20 ~ IOOOO质量份；所 述第l金属颗粒由具有25 40质量。/。Ag、 2 8质量。/。Bi、 5~15 质量％ Cu、 2 ~ 8质量％ In和29 ~ 66质量％ Sn的组成的合金形 成，所述第2金属颗粒由具有5 ~ 20质量％ Ag、 10 ~ 20质量％ Bi、 1 ~ 15质量％ Cu和50 ~ 80质量％ Sn的组成的合金形成。该混合物优选为在差示扫描量热测定(DSC )中作为吸 热峰一皮观测到的嫁点在165 ~ 200。C和320 ~ 380。C这2处至少各 有l个；第2金属颗粒由具有5 15质量。/。Ag、 10 20质量。/QBi、 5 ~ 15质量％ Cu和50 80质量％ Sn的组成的合金形成，其混合 比是相对于100质量份第l金属颗粒，第2金属颗粒为20 1000 质量份。此外，该混合物优选为在差示扫描量热测定(DSC)中 作为放热峰被观测到的亚稳态合金相的放热峰在110 ~ 13 0 。C至 少有l个，作为吸热峰被观测到的熔点在165 ~ 200。C和320 ~380。C这2处至少各有l个；第2金属颗粒由具有5 15质量WAg、 10 ~ 20质量％ Bi、 5 ~ 15质量％ Cu和50 ~ 80质量％ Sn的组成的 合金形成，其混合比是相对于100质量份第l金属颗粒，第2金属 颗粒为20~ 200质量^f分。此外，该混合物优选为在差示扫描量热测定(DSC)中 作为放热峰被观测到的亚稳态合金相的放热峰在131 ~ 150°C至 少有1个，作为吸热峰纟皮观测到的熔点在165 ~ 200°C至少有1个， 第2金属颗粒由具有10 20质量％ Ag、 10 20质量。/。Bi、 1~5 质量％ Cu和55 ~ 79质量％ Sn的组成的合金形成，其混合比是相 对于100质量份第2金属颗粒，第l金属颗粒为1 ~ 420质量份。本专利技术的第二方面是包含本专利技术第 一 方面的导电性填料的 焊料糊剂。专利技术效果本专利技术的导电性填料能在比Sn - 37Pb共晶焊料的回流热 处理条件温度低的低温条件、即峰温度181。C下进行熔融接合， 可以在与Sn - 37Pb共晶焊料同等的耐热用途中使用、即在 160。C下不熔融且可用作接合材料，通过接合时的热处理，熔点 基本不上升。因此，使用本专利技术的导电性填料的接合材料具有 能降低安装时对部件、基材、外围设备的热损伤，且具有修补 性，降低制造成本、环境负荷的优点。附图说明图1是将以重量比100: 95将实施例3制备的第l金属颗粒 (a)、第2金属颗粒(a)混合的导电性填料作为试样，通过差 示扫描量热测定获得的DSC图谱。图2是在氮气氛围下，在峰温度181。C下，对实施例3制备的 焊料糊剂进行回流热处理，将其作为试样，通过差示扫描量热7测定获得的DSC图语。图3是将实施例5中制备的、以重量比26: 100将第1金属颗 粒(a)、第2金属颗粒(b)混合的导电性填料作为试样，通过 差示扫描量热测定获得的D S C图i普。图4是在氮气氛围下，在峰温度181。C下，对实施例5制备的 焊料糊剂进行回流热处理，将其作为试样，通过差示本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种导电性填料，其特征在于，其是第１金属颗粒和第２金属颗粒的混合物，其混合比是相对于１００质量份第１金属颗粒，第２金属颗粒为２０～１００００质量份；所述第１金属颗粒由具有２５～４０质量％Ａｇ、２～８质量％Ｂｉ、５～１５质量％Ｃｕ、２～８质量％Ｉｎ和２９～６６质量％Ｓｎ的组成的合金形成，所述第２金属颗粒由具有５～２０质量％Ａｇ、１０～２０质量％Ｂｉ、１～１５质量％Ｃｕ和５０～８０质量％Ｓｎ的组成的合金形成。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：田中轨人，白鸟刚，
申请(专利权)人：旭化成电子材料元件株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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