实施例1
[0058] 表1中，关于表1的各软钎料合金，利用以下的方法测定了液相线温度、温度循环 试验的初始值和1500个循环后的SnSb粒径、裂纹率。
[0059](软钎料的熔融试验）
[0060]制作表1的各软钎料合金，测定软钎料的熔融温度。关于测定方法，固相线温度根 据JISZ3198-1进行。关于液相线温度，不采用JISZ3198-1，而是利用与JISZ3198-1的 固相线温度的测定方法同样的基于DSC的方法来实施。
[0061] 将结果示于表1的液相线温度。
[0062](温度循环试验）
[0063] 将表1的软钎料合金雾化而制成软钎料粉末。与包含松脂、溶剂、活化剂、触变剂、 有机酸等的软钎焊助焊剂混和，制作各软钎料合金的焊膏。利用150ym的金属掩模将焊膏 印刷在6层的印刷基板（材质：FR-4)上，然后利用安装机安装3216的芯片电阻器，在最高 温度235°C、保持时间40秒的条件下进行回流焊，制作试验基板。
[0064] 将利用各软钎料合金进行了软钎焊的试验基板放入设定为低温-40°C、高温 +125°C、保持时间30分钟的条件的温度循环试验装置，在初始值、1500个循环后在各条件 下自温度循环试验装置取出，用3500倍的电子显微镜进行观察，测定软钎料合金的Sn基质 中的SnSb金属间化合物的颗粒的平均粒径。
[0065] 将结果示于表1的裂纹率和SnSb粒径。
[0066] 此处，表1中的※1表示未观察到SnSb金属间化合物而无法测定，※2表示软钎 料的液相线温度高，在回流条件的235°C下无法进行软钎焊。
[0067](裂纹率）
[0068] 裂纹产生率是如下的指标：裂纹相对于假定裂纹长度，产生裂纹的区域为何种水 平的指标。SnSb的粒径测定后，使用150倍的电子显微镜，观察裂纹的状态，假定裂纹的全 长，测定裂纹率。
[0069]
[0070] 此处，"假定线裂纹全长"是指完全断裂的裂纹长度。
[0071] 裂纹率是图5中示出的多个裂纹7的长度的总和除以裂纹预想进展路径8的长度 而得到的比率。
[0072] 结果记载于表1。
[0073][表1]
[0074]
[0075] 由表1可知，温度循环试验的1500个循环后，SnSb的晶粒也没有粗大化，维持在 仍与初始值无变化的状态下。
[0076] 图3示出针对实施例5的软钎料合金利用3500倍的电子显微镜拍摄的、温度循环 试验中的3000个循环后的SnSb金属间化合物7的状态。实施例5的SnSb金属间化合物 微细，在软钎料中均匀分散。因此，即使产生裂纹，也防止SnSb金属间化合物中产生裂纹。
[0077] 图4示出针对比较例4的软钎料合金利用3500倍的电子显微镜拍摄的、温度循环 试验中的3000个循环后的SnSb金属间化合物7的状态。比较例的SnSb金属间化合物肥 大，无法抑制SnSb金属间化合物中的裂纹的产生。
[0078] 实施例2
[0079] 接着，表2中，针对表2的各软钎料合金，测定温度循环试验中的3000个循环后的 裂纹产生率和剪切强度剩余率。裂纹产生率的测定方法与表1相同，但循环数设为3000个 循环。剪切强度剩余率的测定方法如下所述。
[0080](剪切强度剩余率）
[0081] 剪切强度剩余率为如下的指标：相对于初始状态的软钎焊部的剪切强度，温度循 环试验中维持了何种水平的强度。
[0082] 剪切强度试验使用接头强度试验机STR-1000,在室温下、在试验速度6mm/min、试 验高度为50ym的条件下进行。
[0083] 将结果一并不于表2。
[0084][表2]
[0085]
[0086] 根据表2,关于Sn-Ag-Cu-Ni-Sb系的软钎料合金，将相对于Sb含量标绘裂纹产生 率和剪切强度剩余率而得到的图表示于图6。Sb量为本发明的范围内即1.0~5.0%时，裂 纹产生率为90%以下、且剪切强度剩余率为30%以上，利用本发明的软钎料合金，能够得 到温度循环特性优异、耐受撞击等冲击的软钎料合金。
[0087] 根据表2,对于Sn-Ag-Cu-Ni-Sb-Bi系的软钎料合金，将相对于Bi含量以不同Sb 量分别标绘裂纹产生率而得到的图表示于图7。Bi量为本发明的范围内即1. 5~5. 5%、且 Sb量为1~5 %时，裂纹产生率成为90 %以下，温度循环特性优异，可以抑制裂纹产生。
[0088] 根据表2,对于Sn-Ag-Cu-Ni-Sb-Bi系的软钎料合金，将相对于Bi含量以不同的 Sb量分别标绘剪切强度剩余率而得到的图表示于图8。Bi量为本发明的范围内即1. 5~ 5. 5%且Sb量为1~5%时，剪切强度剩余率成为30%以上，能够耐受撞击等冲击，抑制裂 纹产生。
[0089] 作为结论，本申请发明的软钎料合金在-40~+125°C的汽车的E⑶基板所需的严 酷温度条件下，SnSb的晶粒也不会粗大化，维持在仍与初始值无变化的状态下，作为其结 果，自软钎料中产生的裂纹的产生也可以少于其他软钎料合金。
[0090] 产业h的可利用件
[0091] 本发明的无铅软钎料合金不仅可以用于回流焊，而且可以用作流动焊的形状的锭 状、棒状、线状的软钎料、手工焊接的形状的松香芯软钎料等。
【附图说明】
[0092] 图1为现有的电子电路的软钎料接合部周边的示意图。
[0093]图2为本申请的车载电子电路的软钎料接合部周边的示意图。
[0094] 图3为拍摄本发明的软钎料合金（实施例5)的温度循环试验中的3000个循环后 的SnSb金属间化合物的状态而得到的电子显微镜照片。
[0095]图4为拍摄比较例的软钎料合金（比较例4)的温度循环试验中的3000个循环后 的SnSb金属间化合物的状态而得到的电子显微镜照片。
[0096] 图5为示出裂纹率的算出方法的示意图。
[0097] 图6为根据表2相对于Sb含量（无Bi)标绘裂纹产生率和剪切强度剩余率而得 到的图表。
[0098] 图7为根据表2相对于Bi含量标绘裂纹产生率而得到的图表。
[0099] 图8为根据表2相对于Bi含量标绘剪切强度剩余率而得到的图表。
[0100] 附图标iP,说明
[0101] 1芯片部件
[0102] 2软钎料合金
[0103] 3 基板
[0104] 4 Cu焊盘
[0105] 5金属间化合物层
[0106]6裂纹进展路径
[0107] 7 SnSb金属间化合物
[0108] 8裂纹预想进展路径
【主权项】
1. 一种无铅软钎料合金，其特征在于，包含Ag :1~4质量％、Cu :0. 6~0. 8质量％、 Sb :1~5质量％、Ni :0.01~0.2质量％、余量Sn。2. 根据权利要求1所述的无铅软钎料合金，其特征在于，还含有Bi:l.5~5. 5质量％。3. 根据权利要求1或2所述的无铅软钎料合金，其特征在于，还含有总计0. 001~0. 1 质量％的至少一种选自Co和Fe的元素。4. 根据权利要求1~3所述的无铅软钎料合金，其特征在于，温度循环试验的3000个 循环后的相对于初始值的剪切强度剩余率为30%以上。5. 根据权利要求1~4所述的无铅软钎料合金，其特征在于，与实施了 Cu-OSP处理的 基板进行接合。6. -种车载电子电路，其具有由权利要求1~5中任一项所述的无铅软钎料合金形成 的软钎料接合部。7. -种ECU电子电路，其具有由权利要求1~5中任一项所述的无铅软钎料合金形成 的软钎料接合部。8. -种车载电子电路装置，其具备权利要求6所述的电子电路。9. 一种ECU电子电路装置，其具备权利要求7所述的ECU电子电路。
【专利摘要】随着车载电子电路的高密度化，不仅在基板与软钎焊部、部件与软钎焊部等的接合界面产生传统的裂纹，而且出现了在接合的软钎料内部的Sn基质中产生龟裂这样的新裂纹的不良情况。为了解决上述问题，使用Ag为1～4质量％、Cu为0.6～0.8质量％、Sb为1～5质量％、Ni为0.01～0.2质量％且余量为Sn的无铅软钎料合金。由此，能够获得不仅能耐受自-40℃的低温至125℃的高温的严酷的温度循环特性、而且还能长时间耐受因驶上路边石或与前车撞击等而产生的来自外部的力的软钎料合金、以及使用该软钎料合金的车载电子电路装置。
【IPC分类】B23K35/26, C22C13/02, C22C13/00
【公开号】CN105142856
【申请号】CN201480020217
【发明人】吉川俊策, 平井尚子, 立花贤, 立花芳恵
【申请人】千住金属工业株式会社
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2014年4月3日
【公告号】WO2014163167A1