BR112018068106B1 - Liga de solda, esfera de solda, solda de chip e junta de solda - Google Patents

Abstract

A presente invenção se refere a uma liga de solda, uma esfera de solda, uma solda de chip, uma pasta de solda e uma junta de solda em que se suprime a descoloração e se suprime o crescimento de um filme de óxido em um ambiente sob alta temperatura e alta umidade. A liga de solda contém no mínimo 0,005% em massa e no máximo 0,1% em massa de Mn, no mínimo 0,001% e no máximo 0,1% em massa de Ge e mais de 0% em massa e no mínimo 4% em massa de Ag e tem Sn como sendo ingrediente principal do restante. Por conterem no mínimo 0,005% em massa e no máximo 0,1% em massa de Mn e no mínimo 0,001% em massa e no máximo 0,1% em massa de Ge em uma liga de solda que possui Sn como ingrediente principal, a maior parte dos óxidos de Ge fica distribuída em um lado mais externo da superfície do filme de óxido que contém óxidos de Sn, óxidos de Mn e óxidos de Ge e, com isso obtém um efeito de prevenção de descoloração em um ambiente sob alta umidade. Além disso, o Mn e o O2 reagem para suprimir a reação entre Sn e O2 e suprimir (...).

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001]. A presente invenção se refere a uma liga de solda, que permite supressão de descoloração e deterioração na molhabilidade, além de uma esfera de solda, uma solda de chip, uma pasta de solda e uma junta de solda que empregam essa liga de solda.

ANTECEDENTE DA INVENÇÃO

[002]. Como a solda usada para fundir componentes eletrônicos em uma placa de circuito impresso possui geralmente o Sn como ingrediente principal, esse Sn e o O2 no ar podem reagir para formar um filme de óxido por meio de óxidos de Sn na superfície da solda com base em qualquer condição de armazenamento antes de seu uso. Devido a essa tendência, quando se armazena em um ambiente sob alta temperatura e alta umidade, a espessura do filme de óxido formado em sua superfície tem uma tendência de ficar mais espessa, e pode acontecer que se perca o lustro de sua superfície ou que ocorra uma descoloração amarela. É difícil que um fluxo de limpeza remova esse filme de óxido a partir da superfície da solda durante uma soldagem, e a molhabilidade se deteriora se qualquer filme de óxido permanecer na superfície de solda, de forma que as propriedades de fusão dessa superfície se deterioram e, por isso, levam à ocorrência de qualquer defeito de soldagem.

[003]. Por outro lado, nos últimos anos, e junto com o desenvolvimento de dispositivos de informação compactos, a redução das dimensões dos componentes eletrônicos a serem instalados nesses dispositivos de informação também tem progredido rapidamente. A fim de cumprir a exigência de redução de dimensões, aplica-se um ball grid array (doravante referido como “BGA”) (em que se providenciam eletrodos na superfície do verso do componente) em um componente eletrônico para lidar com o terminal de conexão pequeno e estreito ou com a área de montagem reduzida.

[004]. Por exemplo, usa-se um pacote semicondutor como exemplo de componente eletrônico em que se aplica o BGA. Formam-se calombos de solda nos eletrodos do pacote semicondutor. Esses calombos de solda são formados pela fusão de esferas de solda em que a liga de solda em cada uma é configurada de forma esférica para os eletrodos do pacote semicondutor.

[005]. O pacote semicondutor em que se aplica o BGA é montado sobre uma placa de circuito impresso na qual se aplica a pasta de solda, com esses calombos de solda ficando alinhados com os eletrodos da placa e, ao se fundir a pasta de solda derretida por aquecimento com esses calombos de solda e os eletrodos da placa, instala-se esse pacote semicondutor sobre a placa.

[006]. Conforme descrito acima, o Sn e o O2 no ar podem reagir na esfera de solda que possui o Sn como ingrediente principal, formando um filme de óxido por meio dos óxidos de Sn na superfície da esfera. Quando tal filme de óxido se forma na superfície da esfera de solda, pode ocorrer um fenômeno tal que se perde todo o lustro da esfera de solda e ocorre uma descoloração amarela. Há uma situação em que se usa a descoloração da superfície da esfera de solda como inspeção visual dessa mesma esfera de solda e, a menos que essa descoloração da superfície da esfera de solda possa ser suprimida, há uma forte probabilidade de determinar que essa esfera de solda não está disponível para uso.

[007]. Além disso, embora se use geralmente um fluxo de limpeza quando se solda algo para remover qualquer filme de óxido que se forme durante o seu armazenamento, a molhabilidade se deteriora quando esse filme de óxido é removido insuficientemente, sobrando na superfície da esfera de solda e, com isso, fazendo com que as propriedades da fusão se deteriorem. Essa deterioração das propriedades de fusão resultante causa, como fenômeno, a ocorrência de qualquer defeito de soldagem.

[008]. Embora seja concebível suprimir o crescimento do filme de óxido na superfície da esfera de solda ao se administrar estritamente suas condições de armazenamento, existem várias condições de armazenamento, e qualquer problema de crescimento do filme de óxido e deterioração das propriedades de fusão que o acompanha é sempre preocupante. Portanto, torna-se necessário supor que existem vários tipos de condições de armazenamento que são capazes de suprimir o crescimento do filme de óxido na superfície da esfera de solda. Embora a esfera de solda tenha sido descrita como exemplo, os problemas são comuns de todas as soldas que possuem Sn como ingrediente principal, além da esfera de solda.

[009]. A fim de tratar dos problemas, acrescenta-se geralmente Ge a uma liga de solda que possua Sn como ingrediente principal (ver, por exemplo, Documento de Patente 1). Nesse Documento de Patente 1, revelou-se uma tecnologia de adição de uma quantidade total de 0,006% em massa através de 0,1% em massa de um ou dois ou mais elementos selecionados a partir de Ge, Ni, P, Mn, Au, Pd, Pt, S, Bi, Sb e In a uma liga de solda que contém Sn, Ag e Cu, a fim de melhorar a propriedade de fusão pela soldagem. O Documento de Patente 1 também revelou que o Ge melhora a resistência a oxidação e que Ni, P, Mn, Au, Pd, Pt, S, Bi, Sb e In possuem efeitos de redução do ponto de fusão e intensificação da força de fusão.

[0010]. Além disso, as características de aparência também são importantes como uma qualidade na fusão por soldagem, além da soldagem firme. Em uma liga de solda que possui Sn como ingrediente principal, o Sn e o O2 no ar podem reagir para formar óxidos de Sn, que se tornam um filme de óxido para cobrir a superfície da liga de solda. Os óxidos de Sn sofrem descoloração amarela, e a superfície da liga de solda também sofre a mesma descoloração, de forma que pode ser o caso de se determinar qualquer falha por meio de inspeção visual.

[0011]. De acordo com isso, tem-se proposto uma tecnologia de acréscimo de uma quantidade total de no mínimo 1 ppm em massa e no máximo 0,1% em massa de um ou dois ou mais elementos selecionados a partir de Li, Na, K, Ca, Be, Mg, Sc, Y, lantanídeos, Ti, Zr, Hf, Nb, Ta, Mo, Zn, Al, Ga, In, Si e Mn a uma liga de solda que possua Sn como ingrediente principal, a fim de alterar as propriedades ópticas na superfície do filme de óxido (ver, por exemplo, Documento de Patente 2)

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO DOCUMENTOS DE PATENTE

[0012]. Documento de Patente 1: Publicação de Pedido de Patente Japonês No 2005-103645.

[0013]. Documento de Patente 2: Publicação de Pedido de Patente Japonês No 2010-247167.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DA INVENÇÃO PROBLEMAS A SEREM RESOLVIDOS PELA INVENÇÃO

[0014]. Conforme revelado no Documento de Patente 1, quando se acrescenta Ge a uma liga de solda que contenha Sn como ingrediente principal, supõe-se que a descoloração da superfície de solda pode ser suprimida sob um ambiente de alta temperatura. No entanto, mesmo quando se acrescenta Ge a essa liga, não se consegue suprimir a descoloração da superfície da solda em um ambiente sob alta temperatura e alta umidade. Além disso, como uma liga de sonda que possui Sn como ingrediente principal e Mn acrescentado apresenta menos molhabilidade, o Documento de Patente 1 não revela nenhum teor referente a Ge e Mn no caso de uma combinação aditiva, de forma que não se supõe uma adição concomitante de Ge e Mn.

[0015]. Além disso, o Documento de Patente 2 revela que, quando se acrescenta Mn a uma liga de solda que possui Sn como ingrediente principal, a propriedade óptica da superfície do filme de óxido se altera e, mesmo quando a superfície é oxidada para obter a mesma espessura, altera-se seu tom de cor, de forma que não ocorre nenhuma descoloração amarela. No entanto, uma liga de solda que possui Sn como ingrediente principal e que tem Mn adicionado não consegue suprimir a descoloração em um ambiente sob alta temperatura e um ambiente sob alta temperatura e alta umidade, apresentando deterioração da molhabilidade.

[0016]. Conforme descrito acima, ambos os Documentos de Patente 1 e 2 não revelam nenhuma combinação de elementos particulares (Ge e Mn) que possua efeitos de supressão da descoloração e de qualquer deterioração da molhabilidade entre os elementos revelados e, particularmente, que tais efeitos não podem ser obtidos em um ambiente sob alta temperatura e alta umidade.

[0017]. A presente invenção resolve os problemas acima e tem o objetivo de proporcionar uma liga de solda que permita a supressão da descoloração e da deterioração da molhabilidade, assim como uma esfera de solda, uma solda de chip, uma pasta de solda e uma junta de solda que utilizem essa mesma liga de solda.

MEIOS PARA RESOLVER OS PROBLEMAS

[0018]. A presente invenção é concebida para ser capaz de suprimir a deterioração da molhabilidade e evitar a descoloração por meio do acréscimo de uma quantidade predeterminada de Mn e Ge como elementos particulares. A presente invenção é baseada nos fatos de que o Mn é mais fácil de produzir óxidos do que o Sn, que a produção de óxidos de Mn pode suprimir qualquer crescimento do filme de óxido por trocar, com o tempo, os óxidos de Sn, e que os óxidos de Ge possuem um efeito de prevenção de descoloração.

[0019]. De acordo com isso, A invenção descrita na reivindicação 1 se refere a uma liga de solda que contém no mínimo 0,005% em massa e no máximo 0,1% em massa de Mn, no mínimo 0,001% em massa e no máximo 0,1% em massa de Ge e mais de 0% em massa e no máximo 4% em massa de Ag e o restante de Sn.

[0020]. A invenção descrita na reivindicação 2 é de acordo com a reivindicação 1 e se refere à liga de solda em que uma quantidade de Mn é equivalente ou menor que a de Ge.

[0021]. A invenção descrita na reivindicação 3 é de acordo com a reivindicação 1 ou 2 e se refere a uma liga de solda que contém uma quantidade total de no mínimo 0,002% em massa e no máximo 0,1% em massa de pelo menos um elemento selecionado a partir de um grupo que consiste de P e Ga.

[0022]. A invenção descrita na reivindicação 4 é de acordo com as reivindicações 1 a 3, e se refere a uma liga de solda que contém adicionalmente uma quantidade total de no mínimo 0,005% em massa e no máximo 0,3% em massa de pelo menos um elemento selecionado a partir de um grupo que consiste de Ni, Co e Fe.

[0023]. A invenção descrita na reivindicação 5 é de acordo com as reivindicações 1 a 4 e que se refere a uma liga de solda adicional que contém uma quantidade total de no mínimo 0,1% em massa e no máximo 10% em massa de pelo menos um elemento selecionado a partir de um grupo que consiste de Bi, In e Sb.

[0024]. A invenção descrita na reivindicação 6 se refere a uma esfera de solda obtida usando-se uma liga de solda de acordo com uma das reivindicações1 a 5.

[0025]. A invenção descrita na reivindicação 7 se refere a uma solda de chip obtida usando-se uma liga de solda de acordo com uma das reivindicações1 a 5.

[0026]. A invenção descrita na reivindicação 8 se refere a uma pasta de solda obtida usando-se uma liga de solda de acordo com uma das reivindicações1 a 5.

[0027]. A invenção descrita na reivindicação 9 se refere a uma junta de solda obtida usando-se a liga de solda de acordo com uma das reivindicações1 a 5.

[0028]. A invenção descrita na reivindicação 10 se refere a uma junta de solda obtida usando-se uma esfera de solda de acordo com a Reivindicação 6.

[0029]. A invenção descrita na reivindicação 11 se refere a uma junta de solda obtida usando-se uma solda de chip de acordo com a Reivindicação 7.

[0030]. A invenção descrita na reivindicação 12 se refere a uma junta de solda obtida usando-se a pasta de solda de acordo com a Reivindicação 8.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0031]. De acordo com a presente invenção, por conterem no mínimo 0,005% em massa e no máximo 0,1% em massa de Mn, no mínimo 0,001% em massa e no máximo 0,1% em massa de Ge e mais de 0% em massa e no máximo 4% em massa de Ag em uma liga de solda que contenha Sn como ingrediente principal, a maior parte dos óxidos de Ge fica distribuída no lado mais externo da superfície de um filme de óxido que contenha óxidos de Sn, Mn e Ge e, com isso, obtém o efeito de prevenção de descoloração mesmo em um ambiente sob alta temperatura e alta umidade. Além disso, por conterem Mn, suprime-se a produção de Sn, de forma que se consegue suprimir o aumento na espessura do filme de óxido e, com isso, melhorar as propriedades de fusão.

[0032]. Adicionalmente, uma quantidade predeterminada de Ag contida na liga de solda não inibe os efeitos de prevenção de descoloração e os efeitos de melhora da propriedade de fusão por conter quantidades predeterminadas Mn e Ge na mesma liga de solda, e essas quantidades predeterminadas de Mn e Ge contidas na liga de solda não inibem nenhum efeito de melhora da propriedade do ciclo de temperatura por conterem uma quantidade predeterminada de Ag na mesma liga de solda.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0033]. A Figura 1 é um gráfico que mostra a distribuição de óxidos em uma liga de solda baseada em Sn e que contém Mn e Ge;

[0034]. A Figura 2 é um diagrama de configuração que exibe um exemplo em que se aplica a liga de solda de acordo com a invenção; e

[0035]. A Figura 3 é um diagrama de configuração que exibe outro exemplo em que se aplica a liga de solda de acordo com a invenção.

CONSTRUÇÃO PREFERENCIAL DA INVENÇÃO

[0036]. No caso de uma liga de solda que possui Sn como ingrediente principal, a produção de óxidos de Sn (SnOx) na superfície mais externa dessa liga de solda causa descoloração. Suas propriedades de fusão também se deterioram.

[0037]. Por outro lado, no caso de uma liga de solda que possui Sn como ingrediente principal ao qual se acrescenta Ge, é possível suprimir a descoloração em um ambiente sob alta temperatura por meio do efeito de prevenção de descoloração dos óxidos de Ge (GeOz), mas é impossível suprimir uma descoloração em um ambiente sob alta temperatura e alta umidade, e suas propriedades de fusão também se deterioram.

[0038]. Bem, sabe-se que os óxidos de Mn são mais fáceis de ser formados em comparação com os óxidos de Sn, pois sua energia livre padrão para formação de óxidos é grande. Portanto, no caso de uma liga de solda que possua Sn como ingrediente principal à qual se acrescenta Mn, suprime-se a produção de óxidos de Sn. No entanto, não se obtém nenhum efeito de prevenção de descoloração com a adição de Mn, e é impossível suprimir a descoloração em um ambiente sob alta temperatura ou sob alta temperatura e alta umidade.

[0039]. Considerando que, em uma liga de solda que possui Sn como ingrediente principal e à qual se acrescentam quantidades predeterminadas de Mn e Ge, descobriu-se que os óxidos de Ge se distribuem desigualmente para o lado mais externo do filme de óxido por meio da adição de Mn. Isso permite que os óxidos de Ge (GeOz), que possuem o efeito de prevenção de descoloração em um ambiente sob alta temperatura e alta umidade, permaneçam no lado mais externo do filme formado pelos óxidos. Além disso, a produção de óxidos de Mn (MnaOy) suprime a produção de óxidos de Sn. Portanto, é possível suprimir a descoloração em um ambiente de alta temperatura e alta umidade e a produção de óxidos de Sn, melhorando, com isso, sua propriedade de fusão.

[0040]. Contêm-se no mínimo 0,005% em massa e no máximo 0,1% em massa de Mn como a quantidade em que se consegue suprimir a produção e o crescimento dos óxidos de Sn por meio da reação de Mn e O2 para suprimir a reação de Sn e O2. Contêm-se no mínimo 0,001 % em massa e no máximo 0,1% em massa de Ge como a quantidade em que os óxidos de Ge conseguem permanecer no lado mais externo do filme de óxido. É preferível que se contenha no mínimo 80% em massa de Sn.

[0041]. Na liga de solda que possui Sn como ingrediente principal, em que Mn e Ge ficam contidos dentro de uma faixa dessa invenção, os óxidos de Mn (MnaOy) suprimem qualquer crescimento de óxidos de Sn e Ge (GeOz) (que possuem efeito de prevenção de descoloração) que permaneçam no lado mais externo. Isso permite que se suprima a descoloração mesmo em um ambiente sob alta temperatura e alta umidade e que se suprima o crescimento dos óxidos, com isso melhorando sua propriedade de fusão. Os efeitos não podem ser perdidos mesmo que se acrescente outro elemento quando Mn e Ge permanecem dentro da faixa dessa invenção.

[0042]. Dessa forma, contém-se Cu ou Ag de acordo com os propósitos de uso. Por exemplo, quando um objeto a ser fundido contém Cu, contém-se mais de 0% em massa e no máximo 1% em massa de Cu para suprimir o chamado afinamento do cobre, em que o Cu se dissolve na liga de solda. Alternativamente, contém-se mais de 0% em massa e no máximo 4% em massa de Ag para melhorar a propriedade de ciclo de temperatura. A Ag possui um efeito de objetivar uma melhora adicional da propriedade de ciclo de temperatura ao depositar qualquer composto que possua uma rede composta intermetálica de AgsSn na matriz da solda para formar uma liga do tipo de reforço de deposição e dispersão.

[0043]. Adicionalmente, pode-se selecionar opcionalmente outro elemento, de acordo com as propriedades de uso. Em conexão com tal outro elemento, os elementos seguintes podem ser contidos como componentes opcionais.

(a) Pelo menos um elemento selecionado a partir de um grupo que consiste de P e Ga:

[0044]. Uma quantidade total de pelo menos um elemento selecionado a partir de um grupo que consiste de P e Ga é uma quantidade de um único elemento, quando esse elemento é selecionado a partir do grupo desses elementos, ou uma quantidade total de dois elementos, quando esses dois elementos são selecionados; porém, corresponde a no mínimo 0,002% em massa e no máximo 0,1% em massa. São preferíveis no mínimo 0,003% em massa e no máximo 0,01% em massa.

[0045]. Esses elementos possuem efeitos de melhora da molhabilidade. Com relação às quantidades dos elementos respectivos, são preferíveis quantidades de P de no mínimo 0,002% em massa e no máximo 0,005% em massa e quantidades de Ga de no mínimo 0,002% e no máximo 0,02%.

(b) Pelo menos um elemento selecionado a partir de um grupo que consiste de Ni, Co e Fe:

[0046]. Uma quantidade total de pelo menos um elemento selecionado a partir de um grupo que consiste de Ni, Co e Fe é uma quantidade de um único elemento, quando esse elemento é selecionado a partir do grupo desses elementos, ou uma quantidade total de dois elementos, quando esses dois elementos são selecionados; porém, corresponde a no mínimo 0,005% em massa e no máximo 0,3% em massa. São preferíveis no mínimo 0,01% em massa e no máximo 0,05% em massa.

[0047]. Esses elementos suprimem a difusão de componentes em uma camada de laminação aplicada em um elemento semicondutor ou um substrato externo para a liga de solda durante a soldagem. Portanto, esses elementos mantêm uma estrutura da liga de solda que constitui uma junta de solda ou têm um efeito de afinamento da espessura da camada de composto intermetálico formada em uma interface fundida. Dessa forma, esses elementos permitem que se aumente a força de fusão da junta de solda. Com relação às quantidades dos elementos respectivos, as quantidades de Ni são preferivelmente de no mínimo 0,02% em massa e no máximo 0,07% em massa, as quantidades de Co são preferivelmente de no mínimo 0,02% em massa e no mínimo 0,04% em massa e as quantidades de Fe são preferivelmente de no mínimo 0,005% em massa e no máximo 0,02% em massa. Particularmente, entre esses elementos, o Ni é um elemento preferível para exibir o efeito descrito acima.

(c) Pelo menos um elemento selecionado a partir de um grupo que consiste de Bi, In e Sb:

[0048]. Uma quantidade total de pelo menos um elemento selecionado a partir de um grupo que consiste de Bi, In e Sb é uma quantidade de um único elemento, quando esse elemento é selecionado a partir do grupo desses elementos, ou uma quantidade total de dois elementos, quando esses dois elementos são selecionados; porém, corresponde a no mínimo 0,1% em massa e no máximo 10% em massa. São preferíveis no mínimo 0,5% em massa e no máximo 5,0% em massa. São particularmente preferíveis no mínimo 0,8% em massa e no máximo 4,5% em massa.

[0049]. Espera-se que esses elementos melhorem a força da solda e mantenham a confiabilidade das partes fundidas. Com relação às quantidades dos elementos, as quantidades de Bi são preferivelmente de no mínimo 0,5% em massa e no máximo 5,0% em massa, as quantidades de In são preferivelmente de no mínimo 0,2% em massa e no máximo 5,0% e as quantidades de Sb são preferivelmente de no mínimo 0,1% em massa e no máximo 5,0% em massa.

[0050]. A parte seguinte descreverá um processo de produção dos óxidos baseado em um estudo estimado atualmente. Ligas de solda baseadas em Sn tais como a liga de solda baseada em Sn-Ag, a liga de solda baseada em Sn-Cu e similares serão descritas como exemplos de uma liga de solda que possui Sn como ingrediente principal.

(1) Com relação a uma liga de solda baseada em Sn que contém Mn e Ge (Exemplos Executados):

[0051]. Em uma liga de solda baseada em Sn que contém Mn e Ge, o O2 no ar e o Sn, o Mn e o Ge na liga de solda reagem em um estado inicial do processo de produção dos óxidos para formar um filme de óxido por meio de óxidos de Sn (SnOx), óxidos de Mn (MnaOy) e óxidos de Ge (GeOz) em uma superfície da liga de solda.

[0052]. Quando se estabelece uma liga de solda em que se forma um filme de óxido em um estado inicial em um ambiente sob alta temperatura e alta umidade quando há H2O e O2 acima de sua quantidade predeterminada, é concebível que uma parte do filme de óxido por meio de óxidos de Sn, óxidos de Mn e óxidos de Ge formados no lado mais externo da superfície da liga de solda é destruída pela H2O, que possui alta energia.

[0053]. Quando se destrói uma parte do filme de óxido, produzem-se óxidos de Mn, e suprime-se a produção de óxidos de Sn, de acordo com a relação das magnitudes da energia livre padrão de formação de óxidos de Sn e óxidos de Mn, de forma que os óxidos de Mn se distribuem quase uniformemente na direção da espessura do filme de óxido.

[0054]. Além disso, no caso de uma liga de solda que possui Sn como ingrediente principal e que contém uma quantidade predeterminada de Mn e Ge, os óxidos de Sn no lado mais externo da superfície do filme de óxido diminuem e os óxidos de Ge se distribuem não uniformemente no mesmo lado mais externo da superfície do filme de óxido.

[0055]. Portanto, no caso de uma liga de solda baseada em Sn e que contém Mn e Ge, suprime-se a produção de óxidos de Sn e os óxidos de Ge se distribuem não uniformemente no lado mais externo da superfície do filme de óxido e, com isso, permitem que se suprima a descoloração por meio do efeito de prevenção de descoloração dos óxidos de Ge.

(2) Com relação a uma liga de solda baseada em Sn que não contém Mn e Ge (Exemplos de Comparação):

[0056]. No caso de uma liga de solda baseada em Sn que não contém Mn e Ge, o O2 no ar e o Sn na liga de solda reagem em um estado inicial do processo de produção dos óxidos para formar um filme de óxido por meio de óxidos de Sn (SnOx) na superfície da liga de solda.

[0057]. Quando se expõe uma liga de solda em que se produz o filme de óxido em um estado inicial em um ambiente sob alta temperatura e um ambiente sob alta temperatura e alta umidade, é concebível que se destrua uma parte do filme de óxido formado na superfície e que o Sn na liga de solda e o O2 no ar reagem para produzir óxidos de Sn adicionalmente.

[0058]. De acordo com isso, no caso de uma liga de solda baseada em Sn que não contém Mn e Ge, os óxidos de Sn causam descoloração.

(3) Com relação a uma liga de solda baseada em Sn que contém Mn, mas não contém Ge (Exemplos de Comparação):

[0059]. No caso de uma liga de solda baseada em Sn que contém Mn, mas não contém Ge, o O2 no ar e o Sn e o Mn na liga de solda reagem em um estado inicial do processo de produção dos óxidos para produzir um filme de óxido por meio de óxidos de Sn (SnOx) e óxidos de Mn (MnaOy) na superfície da liga de solda.

[0060]. Quando se expõe a liga de solda em que se formou o filme de óxido em um estado inicial em um ambiente sob alta temperatura ou um ambiente sob alta temperatura e alta umidade, é concebível que se destrua uma parte desse filme de óxido formado na superfície.

[0061]. Produzem-se óxidos de Mn ao se suprimir a produção de óxidos de Sn, de acordo com a relação das magnitudes da energia livre padrão da formação de óxidos de Sn e óxidos de Mn.

[0062]. No entanto, os óxidos de Mn não possuem efeito de prevenção de descoloração e, no caso de uma liga de solda baseada em Sn que contém Mn, mas não contém Ge, os óxidos de Mn descoram como os óxidos de Sn, de forma que fica impossível suprimir a descoloração.

(4) Com relação a uma liga de solda baseada em Sn que contém Ge, mas não contém Mn (Exemplos de Comparação):

[0063]. Em uma liga de solda baseada em Sn que contém Ge, mas não contém Mn, o O2 no ar e o Sn e o Ge na liga de solda reagem em um estado inicial do processo de produção dos óxidos para produzir um filme de óxido por meio de óxidos de Sn (SnOx) e óxidos de Ge (GeOz) na superfície da liga de solda.

[0064]. Quando se expõe a liga de solda em que se formou o filme de óxido em um estado inicial em um ambiente sob alta temperatura ou um ambiente sob alta temperatura e alta umidade, é concebível que se destrua uma parte desse filme de óxido formado na superfície.

[0065]. De acordo com isso, no caso de uma liga de solda baseada em Sn que contém Ge, mas não contém Mn, torna-se impossível suprimir a descoloração do filme de óxido por meio do crescimento de óxidos de Sn.

EXEMPLOS Avaliação do Efeito de Prevenção de Descoloração

[0066]. Foram preparadas as ligas de solda dos Exemplos Executados de acordo com as composições indicadas na Tabela 1 a seguir, com as ligas de solda dos Exemplos de Comparação tendo sido preparadas de acordo com as composições indicadas na Tabela 2 e as ligas de solda dos Exemplos de Referência tendo sido preparadas de acordo com as composições indicadas na Tabela 3, de forma que fossem inspecionadas quanto ao efeito de prevenção de descoloração. Deve-se observar que as porcentagens de composição indicadas nas Tabelas 1, 2 e 3 estão indicadas em % em massa.

[0067]. A avaliação do efeito de prevenção de descoloração foi realizada de acordo com o seguinte procedimento.

(1) Fabricação de Amostras:

[0068]. As ligas de solda preparadas foram moldadas e roladas para formar materiais de placa. Esses materiais de placa foram extraídos em pedaços pequenos (com cada um tendo 2 mm de comprimento por 2 mm de largura por 0,1 mm de espessura), que foram transformados em amostras.

(2) Método de Inspeção:

[0069]. As respectivas amostras assim preparadas nos Exemplos Executados, nos Exemplos de Comparação e nos Exemplos de Referência foram armazenadas em um ambiente sob alta temperatura e um ambiente sob alta temperatura e alta umidade e foram inspecionadas quanto a terem descorado ou não. A condição de armazenamento foi tal que as amostras permaneceram a uma temperatura de 125 graus C e uma umidade de 100% UR por 24 horas, em um caso de ambiente sob alta temperatura e alta umidade. As amostras foram expostas a uma temperatura de 150 graus C por 7 dias, em um caso de ambiente de exposição a alta temperatura. A descoloração foi certificada usando-se o MICROSCÓPIO DIGITAL VHX-500F, fabricado pela KEYENCE. Como resultado de confirmação, avaliou-se um caso em que não se verificou nenhuma descoloração como sendo um círculo duplo; avaliou-se um caso em que se confirmou certa alteração no lustro como sendo um círculo; avaliou-se um caso em que se verificou uma descoloração leve como sendo um triângulo; e avaliou-se um caso em que houve descoloração como sendo uma cruz. Tabela 1 Tabela 2 Tabela 3

[0070]. Conforme mostrado nas Tabelas 1,2 e 3, não se observou nenhuma descoloração no estado inicial de todos os Exemplos Executados, os Exemplos de Comparação e os Exemplos de Referência. Nos Exemplos Executados em que há no mínimo 0,005% em massa e no máximo 0,1% em massa de Mn, no mínimo 0,001% em massa e no máximo 0,1% em massa de Ge, mais de 0% em massa e no máximo 1% em massa de Cu ou mais de 0% em massa e no máximo 4% em massa de Ag e contém o restante de Sn, não se observou nenhuma descoloração um ambiente sob alta temperatura e alta umidade e um ambiente de exposição a alta umidade nos Exemplos Executados 1,2, 5 e 6, em que as porcentagens de teor de Mn e Ge foram as mesmas.

[0071]. No Exemplo Executado 3, em que os teores de Mn e Ge tiveram a mesma porcentagem e os teores de Cu ficaram aumentados dentro de uma faixa predeterminada, semelhantemente não se tendo visto nenhuma descoloração em um ambiente sob alta temperatura e sob umidade e um ambiente de exposição a alta temperatura, de forma que se entendeu que não se inibe nenhum efeito de prevenção de descoloração quando os teores de Cu são de no máximo 1% em massa. Além disso, no Exemplo Executado 7, em que os teores de Ag ficaram aumentados dentro de uma faixa predeterminada, semelhantemente não se observou nenhuma descoloração em um ambiente sob alta temperatura e alta umidade e um ambiente de exposição a alta temperatura, de forma que se entendeu que não se inibe nenhum efeito de prevenção de descoloração quando os teores de Ag são de no máximo 4% em massa. Nos Exemplos Executados 4 e 8, em que a porcentagem dos teores de Mn foi maior do que a porcentagem de teores de Ge (Mn > Ge), confirmou-se certa alteração no lustro em um ambiente sob alta temperatura e alta umidade e em exposição a alta temperatura.

[0072]. Nos Exemplos de Referência que continham as quantidades predeterminadas de Mn e Ge e o restante de Sn, não se verificou nenhuma descoloração em um ambiente sob alta temperatura e alta umidade e nem em um ambiente de exposição a alta temperatura nos Exemplos de Referência 5 e 9, em que as porcentagens de teores de Mn e de Ge foram as mesmas. Por outro lado, nos Exemplos de Referência 1 a 3 e 6, em que as porcentagens de teores de Mn foram maiores do que as porcentagens de teores de Ge (Mn > Ge), confirmou-se certa alteração no lustro em um ambiente sob alta temperatura e alta umidade e em exposição a alta temperatura. Contrariamente, nos Exemplos de Referência 4, 7 e 8, em que as porcentagens de teores de Ge foram maiores do que as porcentagens de teores de Mn (Ge > Mn), não se observou nenhuma descoloração em um ambiente sob alta temperatura e alta umidade e em um ambiente de exposição a alta temperatura.

[0073]. Além disso, nos Exemplos de Referência em que se continham quantidades predeterminadas de Mn e Ge, continham-se adicionalmente Cu e Ag e o restante era de Sn, confirmou-se certa alteração no lustro em um ambiente sob alta temperatura e alta umidade e em exposição a alta temperatura no Exemplo de Referência 10, em que a porcentagem de teor de Mn foi maior que a porcentagem de teor de Ge (Mn > Ge). Por outro lado, nos Exemplos de Referência 11 e 12, em que as porcentagens de teores de Mn e Ge foram as mesmas, não se verificou nenhuma descoloração em um ambiente sob alta temperatura e alta umidade e em um ambiente de exposição a alta temperatura.

[0074]. Adicionalmente, no Exemplo de Comparação 13, em que as porcentagens de teores de Mn e Ge são as mesmas e os teores de Ag e Cu ficaram aumentados dentro de uma faixa predeterminada, semelhantemente não se verificou nenhuma descoloração em um ambiente sob alta temperatura e alta umidade e um ambiente de exposição a alta temperatura, de forma que se entendeu que não se inibiu nenhum efeito de prevenção de descoloração quando os teores de Ag foram de no máximo 4% em massa e os teores de Cu foram de no máximo 1%, mesmo quando continham Ag e Cu.

[0075]. Assim, entendeu-se que, em todos os casos, incluindo um caso que continha Cu ou Ag, um caso em que não se continham Cu e Ag e um caso em que se continham Cu e Ag, exibe-se uma tendência semelhante no efeito de prevenção de descoloração quando se contêm quantidades predeterminas de Mn e Ge em uma liga de solda que possuía Sn como ingrediente principal. Particularmente, quando a porcentagem de teores de Ge é igual ou maior que a porcentagem dos teores de Mn (Mn < Ge), entendeu-se que se pode suprimir qualquer descoloração em um ambiente sob alta temperatura e alta umidade e um ambiente de exposição a alta temperatura.

[0076]. Nos Exemplos Executados 9 a 26 em que se continham quantidades predeterminadas de Mn e Ge e se continha adicionalmente Cu ou Ag, as porcentagens de teores de Mn e Ge foram as mesmas, continham-se todos ou qualquer um dentre P, Ga, Ni, Co, Fe, Bi, In e Sb e o restante era Sn, não se observou nenhuma descoloração em um ambiente sob alta temperatura e alta umidade e um ambiente de exposição a alta temperatura.

[0077]. Nos Exemplos de Referência 14 a 22 em que se continham quantidades predeterminadas de Mn e Ge, as porcentagens de teores de Mn e Ge foram as mesmas, continham-se todos ou qualquer um dentre P, Ga, Ni, Co, Fe, Bi, In e Sb e o restante era Sn, semelhantemente não se observou nenhuma descoloração em um ambiente sob alta temperatura e alta umidade e um ambiente de exposição a alta temperatura.

[0078]. Contrariamente, no Exemplo de Comparação 1, em que não se continham Mn e Ge e se continha Sn puro, e no Exemplo de Comparação 2, em que não se continham Mn e Ge, mas se continham Ag e Cu e o restante era Sn, verificou-se descoloração em um ambiente sob alta temperatura e alta umidade e um ambiente de exposição a alta temperatura. Nos Exemplos de Comparação 3 a 7, em que se continha Mn, mas não se continha Ge, verificou-se semelhantemente descoloração em um ambiente sob alta temperatura e alta umidade e um ambiente de exposição a alta temperatura. Nos Exemplos de Comparação 8, 10 e 12, em que se continha Ge, mas não se continha Mn, obteve-se um efeito de prevenção de descoloração sob exposição a alta temperatura por meio de um aumento dos teores de Ge, mas verificou-se descoloração em um ambiente sob alta temperatura e alta umidade. Nos Exemplos de Comparação 9, 11 e 13 a 20, em que se continham Ge e Mn, confirmou-se certa alteração no lustro no Exemplo de Comparação 9, mesmo quando qualquer um dentre Mn e Ge ou ambos ficaram excessivamente contidos na faixa desta invenção, mas não se verificou nenhuma descoloração em um ambiente sob alta temperatura e alta umidade e um ambiente de exposição a alta temperatura nos Exemplos de Comparação 11 e 13 a 20.

[0079]. A partir dos resultados acima, entendeu-se que se obteve o efeito de prevenção de descoloração em um ambiente sob alta temperatura e alta umidade e um ambiente de exposição a alta temperatura ao se conterem quantidades predeterminadas de Mn e Ge e, adicionalmente, Cu ou Ag em uma liga de solda que contenha Sn como ingrediente principal, e entendeu-se que o melhor efeito de prevenção de descoloração quando a porcentagem de teores de Ge é igual ou superior à porcentagem de teores de Mn (Mn < Ge).

Distribuição dos Óxidos

[0080]. Em seguida, em conexão com as ligas de solda dos Exemplos Executados exibidos na Tabela 1 mencionada acima, que foram avaliadas quanto ao efeito de prevenção de descoloração em um ambiente sob alta temperatura e alta umidade e um ambiente de exposição a alta temperatura, inspecionou-se a distribuição de óxidos de Sn, óxidos de Mn e óxidos de Ge no filme de óxido.

[0081]. A Figura 1 mostra a distribuição dos elementos principais no caso de se ter Sn como ingrediente principal e conter Mn e Ge. No gráfico da Figura 1, o eixo vertical representa os teores e o eixo horizontal representa a profundidade a partir da superfície mais externa em que os elementos estão distribuídos. Deve-se observar que os teores de outros elementos (tais como oxigênio, carbono e afins) não estão exibidos na Figura.

[0082]. Entendeu-se no Exemplo de Referência 1 (que possui Sn como ingrediente principal e contém Mn e Ge) que a maior parte dos óxidos de Ge fica distribuída dentro de uma faixa ao redor de 10 nm a partir da superfície mais externa do filme de óxido e também se entendeu que a maior parte dos óxidos de Ge fica distribuída no lado mais externo da superfície do filme de óxido. Além disso, entendeu-se que o Mn se distribui quase uniformemente a partir da superfície mais externa. Contrariamente, entendeu-se que o Sn diminui na superfície mais externa. Além disso, indica-se uma distribuição semelhante em cada um dos Exemplos Executados 1 a 26 (que possuem Sn como elemento principal e contêm Mn e Ge e, adicionalmente, Ag ou Cu).

[0083]. Entendeu-se a partir da distribuição de elementos exibida na Figura 1 que, em uma liga de solda que possui Sn como ingrediente principal e contém quantidades predeterminadas de Mn e Ge, os óxidos de Ge ficam distribuídos não uniformemente no lado mais externo da superfície do filme de óxido, com isso suprimindo a produção de óxidos de Sn na superfície mais externa.

[0084]. Assim, suprime-se a descoloração ao se permitir que os óxidos de Ge que possuem efeito de prevenção de descoloração se distribuam no lado mais externo da superfície. Como os óxidos de Mn ficam quase uniformemente distribuídos no sentido da espessura do filme de óxido, suprime-se a produção de óxidos de Sn.

Avaliação da Propriedade de Fusão

[0085]. Em conexão com as ligas de solda de cada um dos Exemplos Executados, inspecionaram-se as propriedades de fusão dos Exemplos de Comparação e os Exemplos de Referência exibidos nas Tabelas 1, 2 e 3 mencionadas acima (e que foram avaliadas quanto ao efeito de prevenção de descoloração em um ambiente sobre alta temperatura e alta umidade e um ambiente de exposição a alta temperatura). De acordo com um método de inspeção, ligas de solda preparadas com base nos Exemplos Executados, nos Exemplos de Comparação e nos Exemplos de Referência foram moldadas e roladas e extraídas em pequenos pedaços (com cada pedaço tendo 2 mm de comprimento por 2 mm de largura por 0,1 mm de espessura). Esses pedaços pequenos foram moldados para formar placas, com cada uma tendo uma dimensão predeterminadas e sendo montadas sobre uma placa de Cu, sobre a qual se realizou um processo de preservação de soldabilidade orgânica (OSP) e na qual se aplicou um fluxo de limpeza. Essas placas passaram por um novo fluxo de limpeza e, depois, tiveram sua superfície lavada e permaneceram em um ambiente de temperatura de 125 graus C e umidade de 100% UR por 24 horas. Esferas de solda (que possuíam um diâmetro de 300 μm nesse exemplo) fabricadas usando-se uma liga de solda (Sn-3,0Ag-0,5Cu) em que a Ag ficou em 3,0% em massa, o Cu ficou em 0,5% em massa e o restante correspondeu a Sn, permaneceram em um ambiente com temperatura de 125 graus C e umidade de 100% UR por 24 horas, como os pedaços pequenos. Em seguida, aplicou-se um fluxo de limpeza em cada espécime fabricado das ligas de solda dos Exemplos Executados e montou-se um número predeterminado de esferas de solda sobre cada um. Nesse exemplo, estabeleceu-se que o número de esferas de solda era de nove e foram preparadas 5 peças respectivas. Aplicou-se um novo fluxo de limpeza e, depois, contou-se o número de esferas de fusão falhadas e calculou-se a incidência de falha de fusão. A esfera de fusão falhada é referida como um estado em que a placa de Cu e a esfera de solda não se fundem entre si.

[0086]. Nos Exemplos Executados 1 a 8 em que se continham quantidades predeterminadas de Mn e Ge, se continha adicionalmente Cu ou Ag e o restante era Sn, a incidência de falha de fusão foi de zero. Particularmente, no Exemplo Executado 3, em que os teores de Cu ficaram aumentados dentro de uma faixa predeterminada, a incidência de falha de fusão foi de zero, de forma que se entendeu que não se inibe a fusão quando os teores de Cu são de no máximo 1% em massa. Além disso, no Exemplo Executado 7, em que os teores de Ag ficaram aumentados dentro de uma faixa predeterminada, a incidência de falha de fusão foi de zero, de forma que se entendeu que não se inibe a fusão quando os teores de Ag são de no máximo 4% em massa.

[0087]. Adicionalmente, nos Exemplos Executados 9 a 26, em que se continham quantidades predeterminadas de Mn e Ge, se continha Cu ou Ag adicional, se continham todos ou qualquer um dentre P, Ga, Ni, Co, Fe, Bi, In e Sb e o restante correspondia a Sn, a incidência de falha de fusão foi de zero.

[0088]. Adicionalmente, nos Exemplos de Referência 1 a 9, em que se continham quantidades predeterminadas de Mn e Ge e o restante correspondia a Sn, e nos Exemplos de Referência 10 a 13, em que se continham quantidades predeterminadas de Mn e Ge, se continham Cu e Ag adicionais e o restante correspondia a Sn, a incidência de falha de fusão foi de zero.

[0089]. Além disso, nos Exemplos de Referência 14 a 22 em que se continham quantidades predeterminadas de Mn e Ge, se continham todos ou qualquer um dentre P, Ga, Ni, Co, Fe, Bi, In e Sb e o restante correspondia a Sn, a incidência de falha de fusão foi de zero.

[0090]. Em todos os exemplos, incluindo o Exemplo de Comparação 1 (em que não se continham Mn e Ge e se continha Sn puro), o Exemplo de Comparação 2 (em que não se continham Mn e Ge, mas se continham Ag e Cu e o restante correspondia a Sn), os Exemplos de Comparação 2 a 7 (que possuem Sn como ingrediente principal e contêm Mn, mas não contêm Ge) e os Exemplos de Comparação 8, 10 e 12 (que possuem Sn como ingrediente principal e contêm Ge, mas não contêm Mn), ocorreu falha de fusão. Além disso, nos Exemplos de Comparação 9, 11 e 13 a 18 (que contêm Mn e Ge), a falha de fusão ocorreu nos Exemplos de Comparação 9, 11 e 13 (que contêm Mn excessivamente acima da faixa desta invenção) ou nos Exemplos de Comparação 14 a 18 (que contêm Ge ou tanto Mn e Ge excessivamente acima da faixa desta invenção). Adicionalmente, ocorreu falha de fusão no Exemplo de Comparação 19 (que contém tanto Mn quanto Ge excessivamente acima da faixa desta invenção e também contém Cu excessivamente sobre a faixa desta invenção) e no Exemplo de Comparação 20 (que contém tanto Mn quanto Ge excessivamente acima da faixa desta invenção e também contém Ag excessivamente acima da faixa desta invenção).

Avaliação de Molhabilidade

[0091]. Em conexão com as ligas de solda de cada um dos Exemplos Executados, inspecionou-se a molhabilidade dos Exemplos de Comparação e dos Exemplos de Referência exibidos nas Tabelas 1, 2 e 3 mencionadas acima, que foram avaliados quanto ao efeito de prevenção de descoloração em um ambiente sob alta temperatura e alta umidade e um ambiente de exposição a alta temperatura. De acordo com um método de inspeção, as ligas de solda preparadas com base nas composições dos Exemplos Executados, os Exemplos de Comparação e os Exemplos de Referência foram moldadas e roladas e, depois, extraídas em pedaços pequenos (com cada um tendo 2 mm de comprimento por 2 mm de largura por 0,1 mm de espessura). Esses pedaços pequenos permaneceram em um ambiente de temperatura de 125 graus C e umidade de 100% UR por 24 horas. Em seguida, foram aplicados fluxos de limpeza nas placas respectivas de Cu em que o processo de OSP foi realizado e revestidas por Ni/Au (em que a laminação com Ni foi realizada na placa de Cu e a laminação com Au foi realizada adicionalmente na placa de laminação de Ni), e os pedaços pequenos que foram processados sob alta temperatura e alta umidade foram montados sobre as placas e, depois, passaram por um novo fluxo de limpeza. Mediu-se uma área em que a liga de solda foi aberta e estabeleceu-se ser um sucesso quando essa abertura ocorre em mais de 5,0 mm2 em um caso de placa de Cu processada com OSP ou quando ocorre em mais de 11,0 mm2 em um caso de placa laminada com Ni/Au.

[0092]. Nos Exemplos Executados 1 a 8, em que se continham quantidades predeterminadas de Mn e Ge, se continha adicionalmente Cu ou Ag e o restante correspondia a Sn, não se observou nenhuma deterioração na molhabilidade tanto da placa de Cu processada por OSP quanto da placa laminada com Ni/Au.

[0093]. Particularmente, no Estudo Executado 3 (em que os teores de Cu ficaram aumentados dentro de uma faixa predeterminada), não se observou nenhuma deterioração na molhabilidade tanto da placa de Cu processada por OSP quanto da placa laminada com Ni/Au, de forma que se entendeu que não se inibe a molhabilidade quando os teores de Cu são de no máximo 1% em massa.

[0094]. Além disso, no Exemplo Executado 7 (em que os teores de Ag ficaram aumentados dentro de uma faixa predeterminada), não se verificou nenhuma deterioração na molhabilidade tanto da placa de Cu processada por OSP quanto da placa laminada com Ni/Au, de forma que se entendeu que não se inibe a molhabilidade quando os teores de Ag são de no máximo 4% em massa.

[0095]. Adicionalmente, nos Exemplos Executados 9 a 26 (em que se continham quantidades predeterminadas de Mn e Ge, se continha adicionalmente Cu ou Ag, se continham todos ou qualquer um dentre P, Ga, Ni, Co, Fe, Bi, In e Sb e o restante correspondia a Sn), não se verificou nenhuma deterioração na molhabilidade tanto da placa de Cu processada por OSP quando na placa laminada com Ni/Au.

[0096]. Adicionalmente, nos Exemplos de Referência 1 a 9 (em que se continham quantidades predeterminadas de Mn e Ge e o restante correspondia a Sn) e nos Exemplos de Referência 10 a 13 (em que se continham quantidades predeterminadas de Mn e Ge, se continham adicionalmente Cu e Ag e o restante correspondia a Sn), não se verificou nenhuma deterioração na molhabilidade tanto da placa de Cu processada por OSP quanto da placa laminada com Ni/Au.

[0097]. Além disso, nos Exemplos de Referência 14 a 22 (em que se continham quantidades predeterminadas de Mn e Ge, se continham adicionalmente todos ou qualquer um dentre P, Ga, Ni, Co, Fe, Bi, In e Sb e o restante correspondia a Sn), não se observou nenhuma deterioração na molhabilidade tanto da placa de Cu processada por OSP quanto da placa laminada com Ni/Au.

[0098]. No Exemplo de Comparação 1 (em que não se continham Mn e Ge e se continha Sn puro) e no Exemplo de Comparação 2 (em que não se continham Mn e Ge, mas se continham Ag e Cu, e o restante correspondia a Sn), deteriorou-se a molhabilidade tanto da placa de Cu processada por OSP quanto da placa laminada com Ni/Au.

[0099]. Nos Exemplos de Comparação 3 a 7 (que continham Mn, mas não continham Ge), não se deteriorou a molhabilidade tanto da placa de Cu processada por OSP quanto da placa laminada com Ni/Au quando se aumentaram os teores de Mn. Nos Exemplos de Comparação 9, 11 e 13 a 18 (que continham Mn e Ge), deteriorou-se a molhabilidade tanto da placa de Cu processada por OSP quanto da placa laminada com Ni/Au em todos esses exemplos, incluindo os Exemplos de Comparação 9, 11 e 13 (que continham Mn excessivamente acima da faixa desta invenção) e os Exemplos de Comparação 14 a 18 (que continham Ge ou tanto Mn quanto Ge excessivamente acima da faixa desta invenção).

[00100]. Adicionalmente, no Exemplo de Comparação 19 (que continha tanto Mn quanto Ge excessivamente acima da faixa desta invenção e também continha Cu excessivamente acima da faixa desta invenção) e no Exemplo de Comparação 20 (que continha tanto Mn quanto Ge excessivamente acima da faixa desta invenção e também continha Ag excessivamente acima da faixa desta invenção), deteriorou-se a molhabilidade tanto da placa de Cu processada por OSP quanto da placa laminada com Ni/Au. Entendeu-se que se deteriora a molhabilidade quando se continham Mn e/ou Ge acima da faixa desta invenção.

[00101]. A partir dos resultados acima, entendeu-se que, em uma liga de solda que possui Sn como ingrediente principal e contém no mínimo 0,005% em massa e no máximo 0,1% em massa de Mn, no mínimo 0,001% em massa e no máximo 0,1% em massa de Ge e mais que 0% em massa e no máximo 4% em massa de Ag, o Mn e o O2 reagem para suprimir a reação de Sn e O2 e a distribuição dos óxidos de Sn na superfície mais externa do filme de óxido por meio de alteração da supressão com o tempo e, ao permitirem que o filme de óxido que contém óxidos de Ge (que possui efeito de prevenção de descoloração) permaneça no lado mais externo da superfície, obtém-se um efeito de prevenção de descoloração mesmo em um ambiente sob alta temperatura e alta umidade. Preferivelmente, quando a porcentagem dos teores de Ge é igual ou superior à porcentagem dos teores de Mn (Mn < Ge), entendeu-se que se obtém um bom efeito de prevenção de descoloração em um ambiente sob alta temperatura e alta umidade e um ambiente com exposição a alta temperatura.

[00102]. Além disso, em uma liga de solda que possui Sn como ingrediente principal e contém as quantidades predeterminadas de Mn e Ge e, adicionalmente, Ag mencionadas acima, entendeu-se que, como o Mn e o O2 reagem suprimindo a reação do Sn e do O2, e assim se suprime o crescimento dos óxidos de Sn, é possível suprimir um aumento da espessura do filme de óxido. A supressão do aumento da espessura do filme de óxido permite que um fluxo de limpeza remova os óxidos suficientemente durante uma soldagem e, com isso, melhore suas propriedades de fusão.

Exemplos de Aplicação da Liga de Solda

[00103]. A Figura 2 é um diagrama de configuração que exibe um exemplo em que se aplica a liga de solda de acordo com a invenção. Uma liga de solda que possui Sn como ingrediente principal e contém no mínimo 0,005% em massa e no máximo 0,1 % em massa de Mn, no mínimo 0,001 % em massa e no máximo 0,1% em massa de Ge e mais de 0% em massa e no máximo 4% em massa de Ag pode ser conformada como uma esfera de solda 10. O diâmetro da esfera de solda 10 é preferivelmente de 1 a 1.000 μm. Quando permanece dentro dessa faixa, a esfera de solda pode ser fabricada estavelmente e é possível suprimir qualquer curto-circuito de conexão entre os terminais, quando possuem declividades estreitas. Aí, quando o diâmetro da esfera de solda fica ao redor de 1 a 50 μm, pode-se referi-la como "pó de solda”.

[00104]. A Figura 3 é um diagrama de configuração que exibe outro exemplo em que se aplica uma liga de solda de acordo com a invenção. Uma liga de solda que possui Sn como ingrediente principal e contém no mínimo 0,005% em massa e no máximo 0,1% em massa de Mn, no mínimo 0,001% em massa e no máximo 0,1% em massa de Ge e mais de 0% em massa e no máximo 4% de Ag pode ser conformada como uma solda de chip 11. A solda de chip 11 é configurada para ser conformada como, por exemplo, um paralelepípedo retangular.

[00105]. Como outro exemplo de aplicação, uma liga de solda que possui Sn como ingrediente principal e contém no mínimo 0,005% em massa e no máximo 0,1% em massa de Mn, no mínimo 0,001% em massa e no máximo 0,1% em massa de Ge e mais de 0% em massa e no máximo 4% de Ag pode ser conformada como pó que possui um tamanho predeterminado, que é misturado com um fluxo de limpeza para formar uma pasta de solda.

[00106]. A liga de solda, a esfera de solda, a solda de chip e a pasta de solda de acordo com esta invenção formam uma junta de solda, que é usada para fundir chips semicondutores ou fundir componentes eletrônicos com uma placa de circuito impresso.

[00107]. Nesta invenção, a dose alfa pode ser de no máximo 0,0200 cph/cm2. Quando a dose alfa é de no máximo 0,0200 cph/cm2, torna-se possível evitar qualquer erro ameno em um dispositivo eletrônico.

Claims (9)

1. LIGA DE SOLDA compreendendo: - no mínimo 0,005% em massa e no máximo 0,1% em massa de Mn; - no mínimo 0,001% em massa e no máximo 0,1% em massa de Ge; - mais de 0% em massa e no máximo 4% em massa de Ag; - 0.1% em massa ou mais e 10% em massa ou menos de Sb; - opcionalmente, uma quantidade total de 0.1% em massa ou mais e 10% em massa ou menos de ao menos um elemento selecionado a partir de um grupo que consiste em Bi e In; - opcionalmente, 0.002% em massa ou mais e 0.1% em massa ou menos de ao menos um elemento selecionado a partir de um grupo que consiste em P e Ga; - opcionalmente, uma quantidade total de 0.005% em massa ou mais e 0.3% em massa ou menos de ao menos um elemento selecionado a partir de um grupo que consiste em Ni, Co e Fe; e - o restante de Sn; - caracterizada pelo fato de que, quando o liga de solda incluir ao menos um elemento selecionado a partir de um grupo que consiste em Bi e In, a quantidade total de Bi, In e Sb é 0.1% em massa ou mais e 10% em massa ou menos.

2. LIGA DE SOLDA de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que que a quantidade Mn é igual ou menor que a de Ge.

3. ESFERA DE SOLDA compreendendo uma liga de solda que consiste em - 0.005% em massa ou mais e 0.1% em massa ou menos de Mn; 0.001% em massa ou mais e 0.1% em massa ou menos de Ge; mais que 0% em massa e 4% em massa ou menos de Ag; - 0.1% em massa ou mais e 10% em massa ou menos de Sb; - opcionalmente, uma quantidade total de 0.1% em massa ou menos e 10% em massa ou menos de ao menos um elemento selecionado a partir de um grupo que consiste em Bi e In; - opcionalmente, 0.002% em massa ou mais e 0.1% em massa ou menos de ao menos um elemento selecionado a partir de um grupo que consiste em P e Ga; - opcionalmente, uma quantidade total de 0.005% em massa ou mais e 0.3% em massa ou menos de ao menos um elemento selecionado a partir de um grupo que consiste em Ni, Co e Fe; e - o restante de Sn, - caracterizada pelo fato de que, quando a esfera de solda incluir ao menos um elemento selecionado a partir de um grupo que consiste em Bi e In, a quantidade total de Bi, In e Sb é 0.1% em massa ou mais e 10% em massa ou menos.

4. ESFERA DE SOLDA de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a quantidade total de Mn é igual a ou menor do que Ge.

5. SOLDA DE CHIP compreendendo uma liga de solda que consiste em: - 0.005% em massa ou mais e 0.1% em massa ou menos de Mn; 0.001% em massa ou mais e 0.1% em massa ou menos de Ge; mais que 0% em massa e 4% em massa ou menos de Ag; - 0.1% em massa ou mais e 10% em massa ou menos de Sb; - opcionalmente, uma quantidade total de 0.1% em massa ou mais e 10% em massa ou menos de ao menos um elemento selecionado a partir de um grupo que consiste em Bi e In; - opcionalmente, 0.002% em massa ou mais e 0.1% em massa ou menos de ao menos um elemento selecionado a partir de um grupo que consiste em P e Ga; - opcionalmente, uma quantidade total de 0.005% em massa ou mais e 0.3% em massa ou menos de ao menos um elemento selecionado a partir de um grupo que consiste em Ni, Co e Fe; e - o restante de Sn, - caracterizada pelo fato de que que, quando a esfera de solda incluir ao menos um elemento selecionado a partir de um grupo que consiste em Bi e In, a quantidade total de Bi, In e Sb é 0.1% em massa ou mais e 10% em massa ou menos.

6. SOLDA DE CHIP de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a quantidade total de Mn é igual a ou menor do que Ge.

7. JUNTA DE SOLDA caracterizada por utilizar uma liga de solda tal como definida por uma das reivindicações de 1 ou 2.

8. JUNTA DE SOLDA caracterizada por utilizar uma esfera de solda como definida pela reivindicação 3 ou 4.

9. JUNTA DE SOLDA caracterizada por utilizar uma solda de chip como definida pela reivindicação 5 ou 6.