[发明专利]焊锡及使用该焊锡的安装品

说明书

本申请是国际申请日为2005年4月21日、国际申请号为PCT/JP2005/007611、国家申请号为200580012787.2、发明名称为“焊锡及使用该焊锡的安装品”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及到一种焊锡及使用该焊锡的安装品。

背景技术

在现有技术中，在将电子配件表面安装到电路基板上时，使用焊锡膏，该焊锡膏以Sn-37质量％Pb共晶焊锡为金属粒子，与焊剂混炼而成。Sn-37质量％Pb共晶焊锡的共晶温度为183℃。通常当基板尺寸较大时、以及将热容量大的配件搭载到基板上时，为了使基板上最低温度为Sn-37质量％Pb共晶焊锡的共晶温度以上，组装有温度分布图，以使回流炉内的最高温度为220℃至240℃。

在以专利第3027441号所述的现有的Sn-Ag共晶为基础的焊锡合金材料中，熔融温度为220℃以上，比通常的Sn-37质量％Pb共晶焊锡的熔点183℃高约40℃，作为Sn-37质量％Pb共晶焊锡的替代材料，用于印刷基板和电子配件的接合。

在专利第1664488号(特开昭59-189096号)中，通过向Sn-Zn类焊锡添加Bi，提高了强度。在特开平9-94687号中，通过向Sn-Zn类焊锡添加0.1～3.5质量％的Ag，提高了连接强度。并且在特开2001-347394号中，通过向Sn-Zn类焊锡添加Al、In、Ni、Cu、Ag等，提高了强度(硬度)及湿润性，并降低了熔点。在特开2002-195433号中，通过向Sn-Zn类焊锡添加Ag及Bi，提高了强度(硬度)及湿润性，并降低了熔点。进一步，在专利第3357045号中，通过向Sn-Zn类焊锡添加Al，提高了湿润性。

专利文献1：专利第3027441号公报

专利文献2：专利第1664488号公报

专利文献3：特开平9-94687号公报

专利文献4：特开2001-347394号公报

专利文献5：特开2002-195433号公报

专利文献6：专利第3357045号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是在上述现有技术中存在以下问题。

第一问题在于，现有的Sn-37质量％Pb共晶焊锡中含有的铅对人体有害。

其原因在于，利用Sn-37质量％Pb共晶焊锡生产的产品的产业废物由于酸雨等在土地中溶析出铅，并通过地下水进入到人体内，从而造成上述问题。

第二问题在于，在专利第3027441号中所述的以现有的Sn-Ag共晶为基础的焊锡材料中，熔融温度为220℃以上，比Sn-37质量％Pb共晶焊锡的熔融温度183℃高约40℃。

其原因在于，在使用现有的一般的Sn-37质量％Pb共晶焊锡用回流炉将电子配件表面安装到电路基板时，如果将安装面整体的炉内最小温度设为Sn-Ag共晶类的熔融温度220℃以上，则当基板表面积较大时，或搭载了热容量大的配件时，炉内最大温度会超过250℃。该温度超过了现有的CPU等大多数电子配件的耐热保证温度，在安装后产品可靠性下降。

为了弥补这一问题，必须重新购入和现有的回流炉相比炉内最大温度和最小温度的差较小的、可平均加热的回流炉，设备成本增加。并且，需要提高配件耐热性，但存在Si制半导体设备等的半导体特性受损的危险，在提高配件耐热性上也存在极限。

第三问题在于，当使用专利第1664488号所述的Sn-Zn-Bi类的无铅焊锡时，在将安装后的电子配件在-40℃和125℃的温度下交互放置10分钟至30分钟左右的热循环试验及高温高湿气氛中，很难保持和开始一样的连接强度。

其原因在于，在电路基板的铜电极上使用Sn-Zn-Bi类焊锡与电子配件熔融连接时，在-40℃和125℃的温度下交互放置10分钟至30分钟左右的热循环试验中，在添加3至20质量％的铋时，强度退化。进一步，对Sn-Zn类焊锡仅添加Bi时，在高温高湿气氛中锌被氧化的情况下，焊锡材料自身与较脆的Bi一样变得非常脆，焊锡连接部分的强度退化。