[发明专利]焊锡合金及使用该焊锡合金的焊锡接合体

说明书

技术领域

本发明涉及一种焊锡合金及使用该焊锡合金的焊锡接合体，特别是涉及一种适用于接合玻璃(glass)或陶瓷(ceramic)等氧化物或者具有铝(Al)等的氧化表面的构件或者湿润性差的Mo等的焊锡合金及使用该焊锡合金的焊锡接合体。

背景技术

在现有的玻璃等氧化物的接合技术中，于380℃附近的接合和密封(sealing)中使用的方法的主流是使用铅的焊锡或铅玻璃料(glass frit)。然而，由于环境问题而变得无法使用铅，从而必须确立代替技术。因此，本发明者等人提出了以Sn为主成分并添加了Ag、Al的焊锡合金作为在玻璃等的接合中使用的氧化物接合用焊锡合金(WO2007/7840号公报)。而且，本发明者等人为了抑制焊锡熔融时的空隙(void)而提出了在WO2007/7840号公报中的在氧化物接合用焊锡合金中添加了Y和Ge的焊锡合金(美国专利2008/0241552号公报)。

在所述WO2007/7840号公报和美国专利2008/0241552号公报中公开的Sn-Ag-Al系焊锡合金不含形成Zn等的氧化物(浮渣(dross))的元素，因此有使焊锡接合时的操作(handling)容易的效果。然而，根据本发明者等人的研究，确认存在如下新的问题：若将在WO2007/7840号公报等中提出的焊锡合金在存在水分的大气中长时间保持，则焊锡与被接合材料的界面逐渐变色为白浊(white turbidity)。而且，如果进行详细地研究，则还可确认如下现象：焊锡合金本身随时间变化而在组织中产生空隙(空洞)。这种焊锡合金的改质可能会使接合可靠性变差。

由此可见，上述现有的焊锡合金在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型的焊锡合金及使用该焊锡合金的焊锡接合体，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的焊锡合金存在的缺陷，而提供一种新型的焊锡合金，所要解决的技术问题是使其维持可接合玻璃及陶瓷等氧化物或者湿润性差的Mo等这些难接合材料的Sn-Ag-Al系焊锡合金的特性，并且可抑制焊锡合金随时间变化，非常适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。为达到上述目的，本发明者对形成接合体的焊锡随时间变化的问题进行研究，发现通过采用在Sn-Ag-Al系焊锡合金中适量添加了Sb的合金，能够大幅改善焊锡随时间变化，从而完成了本发明。

依据本发明的焊锡合金及使用该焊锡合金的焊锡接合体，本发明是一种焊锡合金，以重量百分比表示，所述焊锡合金包含0.9％～10.0％的Ag、0.01％～0.50％的Al、0.04％～3.00％的Sb，所述Al/Sb的比满足小于等于0.25的关系(不包括0)，剩余部分包含Sn和不可避免的杂质。

而且，所述Al/Sb的比优选为小于等于0.18(不包括0)。

而且本发明的焊锡合金以重量百分比表示，优选包含小于等于1.0％的Y、小于等于1.0％的Ge中的任一种或两种。

而且，本发明的焊锡合金优选Ag为1.0％～8.5％。

而且，本发明的焊锡合金优选Al为0.01％～0.40％。

而且，本发明的焊锡合金优选Al为0.12％～0.35％。

而且，本发明的焊锡合金优选Sb为0.50％～3.00％。

而且，本发明的焊锡合金优选Sb为1.00％～2.50％。

而且，本发明的焊锡合金适用于接合氧化物或具有氧化表面的构件。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。为达到上述目的，依据本发明的焊锡合金及使用该焊锡合金的焊锡接合体，利用本发明的焊锡合金，可牢固地接合氧化物或具有氧化表面的构件，可提供一种便宜的焊锡接合体。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明焊锡合金及使用该焊锡合金的焊锡接合体至少具有下列优点及有益效果：作为适用于将金属导体连线固定在使用玻璃的双层玻璃(pair glass)或显示器(display)等气密容器、或者玻璃基板上等的焊锡合金，可飞跃性地改善它的接合可靠性，因此其工业价值极大。