[发明专利]焊料材料

说明书

本发明提供一种焊料材料，在焊接后的焊料内部不会残留焊料金属以外的材料而能够实现高可靠性的焊接。使用混合相对于焊料膏剂的重量为0.5～1.5重量％的线圈状碳(11)的焊料材料，通过电磁波使线圈状碳发热，从而对焊料材料自身进行加热来进行焊接。

技术领域

本发明涉及对电子部件、半导体装置和金属接合材料进行焊接的情况下的焊料材料。

背景技术

近年来，随着功率器件的发展，需要应对大电流或高温动作的功率模块。在应对大电流的厚铜基板、或以高散热为目的的高热容量基板中，使用以金属板为主要材料的金属基底基板或汇流条(bus-bar)基板。

以往，在所述金属基底基板或汇流条基板与电子部件的引线的焊接中，使用了焊烙铁或基于浸槽(dip tank)的回流焊，但由于金属基底基板或汇流条基板的热容量大，为了焊接而提供的热会立即扩散到基板，因此需要考虑了热扩散的焊接方法。

在基于焊烙铁的焊接的情况下，使充分加热至焊料熔点以上的焊烙铁与金属基底基板或汇流条基板和电子部件的引线接触来进行加热，使焊丝熔融来进行焊接。但是，在基于焊烙铁的焊接的情况下，需要相较于焊料熔融温度对焊烙铁进行更充分的加热，若加热后的焊烙铁与金属基底基板或汇流条基板的抗蚀剂等基板部分接触，则基板烧焦，会导致外观不良。

此外，在回流焊的情况下，在基板设置圆孔以使得浸槽的熔融焊料遍布到汇流条与电子部件的引线的连接部分，进行回流焊。但是，例如在安装电解电容器那样的弱耐热部件的情况下，由于在热传到汇流条时热也传到弱耐热部件，因此存在导致弱耐热部件的破坏或短寿命化的情况。进而，对于布线形成为三维的立体构造的汇流条基板来说，由于在同一基板内焊接高度不同，因此不能进行基于浸槽的回流焊。

在图8中示出专利文献1所涉及的金属接合材料的示意图。在专利文献1中，在对金属部件与陶瓷构件进行接合的情况下，或者在对基板与电子部件进行接合的情况下，提出了基于高频感应加热的接合。图8的金属接合材料81由接合金属83和定位金属82构成，定位金属82包含在焊接温度下不能熔融并且能够感应加热的金属。对于高频感应加热而言，所产生的电磁波贯通定位金属82内时，在定位金属82产生感应电流。通过感应电流而产生焦耳热，定位金属82被加热，由此接合金属83加热以及熔融，从而进行焊接。由此，无需接触高温的焊烙铁，不会产生基板烧焦所引起的外观不良。此外，在针对弱耐热部件的焊接中，也能够进行基于感应加热的短时间的焊接过程，因而能够不产生像基于浸槽的回流焊那样使汇流条基板或引线长时间浸泡于高温而引起的部件的破坏或短寿命化地进行焊接。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开2008-112955号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，在专利文献1所记载的方法中，定位金属82由于是在焊接温度下不能熔融的金属，所以会残留于熔融后的焊料内部。一般地，在以接合金属83使用的焊料材料与定位金属82的线膨胀率存在差异。例如，一般作为焊料材料的主要成分而使用的Sn的线膨胀率为约23ppm/℃，而作为用于定位金属82的强磁性材料的Ni的线膨胀率为约13ppm/℃，Fe的线膨胀率为约14ppm/℃，Co的线膨胀率为约13ppm/℃。在焊料材料中残留有作为强磁性材料的Ni、Fe、Co的情况下，由于使用环境中的低温和高温的反复，在金属接合材料81的内部因定位金属82与接合金属83的线膨胀率之差而产生应力，结果在焊接部分会产生裂纹等在可靠性上具有课题。

本发明是解决所述现有课题的发明，其目的在于，提供一种在通过向焊料材料照射电磁波来对电子部件、半导体装置和金属接合材料进行焊接的情况下，在焊接后的焊料内部不会残留焊料金属以外的材料而能够实现高可靠性的焊接的焊料材料。

用于解决课题的手段