[发明专利]低银焊料合金和焊料膏组合物

说明书

技术领域

本发明涉及一种低银焊料合金，具体地，涉及用于将电路元件等接合到诸如电子器件的印刷电路基板之类的电路基板上的焊料接合的Sn-Ag-Cu(锡-银-铜)系焊料合金和焊料膏组合物。

背景技术

通常地，作为用于电气或者电子器件的金属接合的焊料合金，含有Pb(铅)的焊料合金(例如，包含63质量％Sn和37质量％Pb的焊料合金)通常被使用。然而，铅对环境的影响成为关注的问题。

最近，已经在考虑各种无铅焊料合金，例如Sn-Cu系合金，Sn-Ag-Cu系合金(专利文献1-3)，Sn-Bi(铋)系合金，Sn-Zn(锌)系合金(专利文献4)，以上所述每一种合金均不含铅。

专利文献1公开了一种焊料球，其中选自Ge，Ni，P，Mn，Au，Pd，Pt，S，Bi，Sb和In中的一种、两种或者更多种以预定比率加入到Sn-Ag-Cu系合金中。专利文献1中Sn-Ag-Cu系合金包含1.0-4.5质量％Ag。

专利文献2公开了一种电子元件的线状焊料，其中0.001-5.0％的选自Ag，Cu，Au，Ni，In，Bi，Ge，P，Al，Zn，Sb和Fe中至少一种被加入到Sn中。

专利文献3公开了一种无铅焊料合金，该无铅焊料合金包含各0.1-5质量％的Ag和Cu；10质量％以下的选自Sb，Bi，Cd，In，Ag，Au，Ni，Ti，Zr和Hf中的至少一种；10质量％以下的选自Ge，Zn，P，K，Cr，Mn，Na，V，Si，Al，Li，Mg和Ca中的至少一种；以及余量是Sn。

专利文献4公开了一种无铅焊料合金，该无铅焊料合金包含作为必要成分的Zn，Mg和Sn，和预定量的选自Al，Cu，Ge，Ag，Bi，In，Sb，Ni和P中的一种或多种。

在这些无铅焊料合金中，Sn-Ag-Cu系合金在焊料润湿性和强度之间具有极好的平衡，所以正在向实际应用发展。然而，Sn-Ag-Cu系合金中包含的Ag是昂贵的并增加了成本，因此构成了Sn-Ag-Cu系合金(无铅焊料)推广的主要障碍。

尽管降低Ag含量是可能的，但是抗疲劳性(尤其是，抗热疲劳性)会由于Ag含量的一点降低而劣化，从而引起不良连接和诸如此类的问题。试图进一步提高Sn-Ag-Cu系合金的强度会引发问题，即，劣化的拉伸、熔点的升高，等等。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本未经审查的专利公布2005-103645

专利文献2：日本未经审查的专利公布2006-255762

专利文献3：日本未经审查的专利公布2008-31550

专利文献4：日本未经审查的专利公布2006-255784

发明概述

本发明要解决的问题

本发明旨在提供一种长期可靠的低银焊料合金，该低银焊料合金由于降低Ag含量而可以减少成本，并具有极好的拉伸、熔点和强度，并且还具有高抗疲劳性(抗热疲劳性)，并提供一种使用该低银焊料合金的焊料膏组合物。

解决问题的方法

本发明的发明人为了解决上述问题而进行了深入研究。结果，本发明基于以下发现而完成：利用锡作为主要成分，多种特定金属以特定比例的结合获得长期可靠的低银焊料合金，该低银焊料合金由于降低Ag含量而可以减少成本，并具有极好的拉伸、熔点和强度，并且还具有高抗疲劳性(抗热疲劳性)。

即，本发明包括以下特点。

(1)低银焊料合金包含0.05-2.0质量％的银；1.0质量％以下的铜；3.0质量％以下的锑；2.0质量％以下的铋；4.0质量％以下的铟；0.2质量％以下的镍；0.1质量％以下的锗；0.5质量％以下的钴(条件是铜、锑、铋、铟、镍、锗和钴均不为0质量％)；并且余量是锡。

(2)如(1)项所述的低银焊料合金，其中银含量是0.05-1.0质量％。

(3)如(1)或者(2)项所述的低银焊料合金，其中铜含量是0.01-0.9质量％。

(4)如(1)至(3)项中任一项所述的低银焊料合金，其中锑含量是0.1-3.0质量％。

(5)如(1)至(4)项中任一项所述的低银焊料合金，其中铋含量是0.1-2.0质量％。

(6)如(1)至(5)项中任一项所述的低银焊料合金，其中铟含量是0.1-3.0质量％。

(7)如(1)至(6)项中任一项所述的低银焊料合金，其中镍含量是0.001-0.2质量％。