BR112021026430B1

BR112021026430B1 - Liga de solda, produto fundido, produto conformado e junta de solda

Info

Publication number: BR112021026430B1
Application number: BR112021026430-2A
Authority: BR
Inventors: Shunsaku Yoshikawa; Takash Saito; Takahiro Matsufuji; Naoko IZUMITA; Yuuki IIJIMA; Kanta Dei
Original assignee: Senju Metal Industry Co., Ltd
Priority date: 2019-06-28
Filing date: 2020-06-12
Publication date: 2023-03-28
Also published as: JP6721851B1; BR112021026430A2; EP3940096A4; WO2020262040A1; KR102345176B1; CN113727807A; US11607753B2; KR20210132209A; MX2021015960A; TW202106434A; CN113727807B; EP3940096A1; JP2021007951A; TWI733502B; US20220143761A1

Abstract

LIGA DE SOLDA, PEÇA FUNDIDA, PEÇA CONFORMADA E JUNTA DE SOLDA.A presente invenção refere-se a uma liga de solda com a qual é possível fundir uma peça fundida com uma espessura desejada, uma peça fundida, uma peça conformada e uma junta de solda. A liga de solda possui uma composição da liga compreendendo, em termos de % de massa, 0,1-2,0% de Cu, 0,01-0,4% de Ni, 0,001-0,08% de P e 0,001-0,08% de Ge, sendo o restante Sn. A composição da liga satisfaz as expressões de (1) a (3). Expressão (1): (Cu + 5Ni) = 0,945% Expressão (2): (P + Ge) = 0,15% Expressão (3): 2,0 = (Cu + 5Ni)/(P + Ge) = 1000. Nas expressões (1) a (3), Cu, Ni, P e Ge representam, cada um, seus teores de componentes (em % de massa) na liga de solda.

Description

CAMPO TÉCNICO

[001]. A presente invenção trata de uma liga de solda adequada para fundição, um produto fundido, um produto conformado e uma junta de solda.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002]. Componentes eletrônicos são montados em uma placa de circuito impresso. Exemplos de uma etapa de montagem de componentes eletrônicos incluem soldagem por onda, soldagem por imersão e afins. A soldagem por onda é um método em que a soldagem é feita aplicando um fluxo de jato a partir de um banho de solda a uma lateral de superfície de conexão da placa de circuito impresso. A soldagem por imersão é um método em que um componente de inserção como um componente de bobina é inserido em um substrato, seguido por sua imersão em um banho de solda para fazer a soldagem. A soldagem por imersão é escolhida como um método para remoção de filme de isolamento e pré-laminação com solda, como pré-tratamento.

[003]. Para a soldagem por onda ou soldagem por imersão, é necessário um banho de solda. Como o banho de solda fica exposto à atmosfera por muito tempo, a borra gerada no banho de solda deve ser removida a intervalos regulares. Além disso, a solda derretida no banho de solda é consumida pela soldagem. Por isso, é fornecida regularmente uma liga de solda ao banho de solda. Para o fornecimento da liga de solda, geralmente é usada uma solda em barras.

[004]. Alguns exemplos do método de produção de solda em barras incluem um método de fundição em que é despejada a solda derretida em um molde fixo como um molde de areia ou um molde metálico e um método de fundição contínua para despejar solda derretida em um molde rotativo. O método de fundição contínua é um método em que a matéria-prima é adicionada a um forno de fusão e derretida e a solda derretida no forno de fusão é fundida em uma ranhura de um molde rotativo. Exemplos do molde usado no método de fundição contínua incluem um molde com um formato em que a ranhura é fornecida em uma parte central na direção transversal de uma placa anular. A solda derretida solidifica após ser fundida na ranhura do molde rotativo e é guiada a partir do molde em uma etapa de corte. O produto de fundição contínua guiado é cortado de modo a ter um comprimento predeterminado para formar uma solda em barras.

[005]. Uma técnica referente ao método de fundição contínua da liga de solda é revelada, por exemplo, no pedido de patente 1. Essa literatura revela que, em uma liga de solda de Au-Sn, um resfriador por meio do qual a água de resfriamento circula é colocado em contato estreito com a parte externa do molde, a taxa de resfriamento até 280°C é de 3°C/s ou mais, preferencialmente de 20°C/s ou mais e ainda mais preferencialmente de 50°C/s ou mais e a estrutura em uma parte eutética é refinada. No entanto, embora Au seja utilizado algumas vezes como uma liga de solda livre de Pb de alta temperatura, Au é caro e difícil de ser processado.

[006]. Por isso, uma liga de solda de Sn-Cu é utilizada predominantemente para a solda em barras. É comum que a liga de solda de Sn-Cu forme compostos intermetálicos na liga de solda. No entanto, como o método de fundição contínua geralmente é feito exposto à atmosfera, se a liga de solda de Sn-Cu for fundida tal como é pelo método de fundição contínua, a oxidação da solda derretida avança devido ao oxigênio na atmosfera, a fluidez da solda derretida diminui e não pode ser obtido o produto fundido desejado. De uma perspectiva de prevenir a oxidação da liga de solda de Sn-Cu, o pedido de patente revela uma liga de solda de Sn-Cu-P-Ge-Ni contendo P e Ge. Na invenção revelada no pedido de patente 2, os limites superiores dos teores de Cu e Ni são limitados da perspectiva de prevenção de um aumento na temperatura liquidus. Essa literatura ainda revela que, se Ni for adicionado em uma quantidade igual ou superior à quantidade específica, há uma preocupação de que a fluidez da solda derretida seja prejudicada. Essa literatura ainda revela que o acréscimo de uma grande quantidade de P e Ge ainda aumenta a viscosidade da solda derretida e prejudica a fluidez da solda derretida.

LISTA DE CITAÇÕES LITERATURA DE PATENTE

[007]. Pedido de Patente 1 JP-A-2017-196647;

[008]. Pedido de Patente 2 JP-A-2003-94195

DESCRIÇÃO RESUMIDA DA PRESENTE INVENÇÃO PROBLEMA TÉCNICO

[009]. Como descrito acima, a invenção revelada no pedido de patente 2 é uma excelente invenção uma vez que a fluidez da solda derretida é levada em consideração. Um objeto da invenção revelado no pedido de patente 2 é o fornecimento de uma liga de solda com maior soldabilidade em uma liga de solda de Sn-Cu-sem chumbo que é ruim em molhabilidade. Quando a fluidez da solda derretida diminui, o trabalho de soldagem fica mais difícil. Com o intuito de resolver esse problema, os limites superiores de todos os elementos Cu, Ni, P e Ge são definidos nessa literatura.

[0010]. A invenção revelada no pedido de patente 2 alega resolver um problema ocorrido ao montar um componente eletrônico em uma placa de circuito impresso basicamente por soldagem por onda. Na soldagem por onda, presume-se que a solda derretida no banho de solda possui molhabilidade adequada para os componentes eletrônicos ou eletrodos do substrato. Como é utilizado um fluxo como recurso para facilitar a molhabilidade nos componentes eletrônicos ou eletrodos do substrato na soldagem por onda, a liga de solda utilizada na soldagem por onda precisa ter elevada molhabilidade. Por isso, na invenção revelada no pedido de patente 2, a fluidez da solda derretida é controlada a fim de melhorar a molhabilidade.

[0011]. Por outro lado, no método de fundição contínua, quando a solda derretida possui molhabilidade adequada para um molde rotativo cujo principal componente é Fe ou Al, após a solidificação, é difícil para a liga de solda se soltar do molde rotativo, de modo que se presume que a liga de solda não possui molhabilidade adequada para o molde rotativo. Naturalmente, não é utilizado nenhum fluxo na fundição. A fluidez da solda derretida exigida no método de fundição contínua é controlada de modo que pode ser obtido um produto fundido com uma espessura desejada durante a solidificação. Por isso, como as condições prévias para controlar a fluidez da solda derretida variam muito entre a soldagem por onda e o método de fundição contínua, é preciso um projeto de liga adequado para o método de fundição contínua a fim de obter o produto de fundição contínua desejado.

[0012]. Além disso, a quantidade de solda derretida utilizada para a soldagem por onda é tão grande quanto várias centenas de quilogramas. Isso porque, na soldagem por onda, há uma preocupação de que a temperatura da solda derretida reduza devido ao contato com o substrato transportado por uma esteira transportadora ou afim e isso precisa ser evitado, ou seja, a queda de temperatura da solda derretida na soldagem por onda é prevenida ao tornar a capacidade térmica da solda derretida predominantemente maior do que a capacidade térmica do componente eletrônico ou do substrato. Por isso, não é necessário reduzir a temperatura liquidus mais do que o necessário na soldagem por onda.

[0013]. Por outro lado, no método de fundição contínua, a quantidade de solda fornecida ao molde é de dezenas a centenas de gramas, que é de 1/1000 ou menos em comparação com a da soldagem por onda. A capacidade térmica da solda derretida despejada no molde rotativo é mantida baixa por meio da redução da quantidade de fornecimento de modo que a queda de temperatura inicie a partir do momento em que a solda derretida entra em contato com o molde rotativo e a solda derretida solidifica. Se a temperatura liquidus for demasiadamente alta, a solda derretida solidificará no momento em que entrar em contato com o molde, impossibilitando a obtenção de um produto fundido com a espessura desejada.

[0014]. A liga de solda revelada no pedido de patente 2 é adequada à soldagem por onda conforme descrito acima, mas não é projetada considerando a fluidez e a temperatura liquidus da solda derretida, que precisam ser consideradas no método de fundição contínua. Por isso, a liga de solda revelada no pedido de patente 2 não pode ser aplicada diretamente ao método de fundição contínua. Além disso, de uma perspectiva de aumento da versatilidade, também é necessário obter um produto fundido desejado não apenas por um método de fundição contínua, mas também por um método de fundição que utilize um molde fixo.

[0015]. Por isso, um objeto da presente invenção é fornecer uma liga de solda a partir da qual um produto fundido com uma espessura desejada possa ser obtido por fundição, um produto fundido, um produto conformado e uma junta de solda.

SOLUÇÃO DO PROBLEMA

[0016]. Os presentes inventores primeiramente examinaram os teores de Cu e Ni na liga de solda revelada no pedido de patente a fim de prevenir adicionalmente o aumento na temperatura liquidus. Se os teores de Cu e Ni forem muito altos, a temperatura liquidus sobe. Além da otimização dos respectivos teores de Cu e Ni no método de fundição contínua, os presentes inventores também se concentraram na quantidade total de Cu e Ni.

[0017]. A seguir, os presentes inventores controlaram os teores de P e Ge além dos teores de Cu e Ni. Como descrito acima, o pedido de patente revela que, se os teores de P e Ge forem muito altos, a viscosidade da solda derretida aumenta e a fluidez da solda derretida é prejudicada. No entanto, esse fator de prejuízo é aplicado à soldagem por onda, mas não é sempre aplicado à fundição. Por isso, os presentes inventores consideraram que a fluidez da solda derretida adequada para fundição não pode ser obtida apenas controlando os respectivos teores e também se concentraram na quantidade total de P e Ge.

[0018]. Como descrito acima, os presentes inventores examinaram de forma isolada o grupo de Cu e Ni e o grupo de P e Ge. No entanto, na prática, a fim de obter a temperatura liquidus da liga de solda adequada para fundição, é necessário fazer o projeto da liga considerando a interação entre os dois grupos.

[0019]. Por isso, os presentes inventores concentraram-se no equilíbrio entre os dois grupos e conduziram um estudo mais detalhado. Consequentemente, concluiu-se que, quando esses grupos satisfazem as relações específicas, pode ser obtida viscosidade da solda derretida adequada ao método de fundição e pode ser obtido um produto fundido com uma espessura desejada. Assim, a presente invenção foi concluída.

[0020]. A presente invenção obteve os seguintes resultados.

[0021]. (1) Uma liga de solda, com composição de liga consistindo, em % de massa, em: Cu: 0,1% a 2,0%; Ni: 0,01% a 0,4 %; P: 0,001% a 0,08%; e: Ge: 0,001% a 0,08%, com o restante correspondendo a Sn, em que a composição da liga satisfaz as seguintes relações (1) a (3). (Cu + 5Ni) < 0,945% Relação (1) (P + Ge) < 0,15% Relação (2) 2,0 < (Cu + 5Ni)/(P + Ge) < 1000 Relação (3)

[0022]. Nas relações (1) a (3) acima, Cu, Ni, P e Ge representam, cada um, seu teor (em % de massa) na liga de solda.

[0023]. (2) A liga de solda de acordo com o item (1) acima, em que a composição da liga ainda contém no mínimo uma seleção de no mínimo um grupo do: grupo consistindo em no mínimo um entre Bi, In, Zn e Ag na quantidade total máxima de 5%; e do grupo consistindo em no mínimo um entre Mn, Cr, Co, Fe, Si, Ti e elementos terras raras na quantidade total máxima de 1%.

[0024]. (3) Um produto fundido compreendendo a liga de solda de acordo com o item (1) ou (2) acima. (4) Um produto conformado, conformado a partir do produto fundido de acordo com o item (3) acima.

[0025]. A junta de solda, obtida por meio do uso do produto fundido de acordo com o item (3) acima.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0026]. A FIG. 1 é um diagrama que ilustra o intervalo da presente invenção em que a relação (2) é indicada no eixo x e a relação (1) é indicada no eixo y.

[0027]. A FIG. 2 é uma vista expandida da FIG. 1 com o intervalo do eixo x entre 0 e 0,01 e o intervalo do eixo y entre 0 e 1.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA PRESENTE INVENÇÃO

[0028]. A presente invenção está descrita mais detidamente abaixo. Na descrição, “%” referente à composição de uma liga de solda corresponde a “% de massa”, salvo se especificado de forma diversa.

Liga de solda

[0029]. Cu: 0,1% a 2,0% e Ni: 0,01% a 0,4%

[0030]. Cu e Ni são elementos essenciais que podem contribuir para controlar a temperatura liquidus da liga de solda. Se ambos os teores de Cu e Ni estiverem dentro do intervalo acima, a fluidez da solda derretida é otimizada, de modo que pode ser obtido um produto fundido com uma espessura desejada. Em termos do limite inferior, o teor de Cu é 0,1% ou mais, preferencialmente de 0,14% ou mais, mais preferencialmente de 0,5% ou mais e ainda mais preferencialmente de 0,6% ou mais. Em termos do limite inferior, o teor de Ni é 0,01% ou mais, preferencialmente de 0,02% ou mais e mais preferencialmente de 0,03% ou mais. Por outro lado, se no mínimo um entre o teor de Cu e o teor de Ni for maior do que o limite superior correspondente, a temperatura liquidus sobe e a fluidez diminui. Em termos do limite superior, o teor de Cu é 2,0% ou menos, preferencialmente de 1,0% ou menos, mais preferencialmente de 0,89% ou menos e ainda mais preferencialmente de 0,75% ou menos. Em termos do limite superior, o teor de Ni é 0,4% ou menos, preferencialmente de 0,1% ou menos, mais preferencialmente de 0,07% ou menos e ainda mais preferencialmente de 0,055% ou menos.

[0031]. P: 0,001% a 0,08% e Ge: 0,001% a 0,08%

[0032]. P e Ge são elementos essenciais que podem contribuir para a prevenção da oxidação da liga de solda e o controle da fluidez da solda derretida. Se no mínimo um entre o teor de P e o teor de Ge for inferior a 0,001%, o efeito de prevenção de oxidação não pode ser obtido. Em termos do limite inferior, o teor de P é 0,001% ou mais e preferencialmente de 0,002% ou mais. Em termos do limite inferior, o teor de Ge é 0,001% ou mais e preferencialmente de 0,003% ou mais. Por outro lado, se no mínimo um entre o teor de P e o teor de Ge for superior a 0,08%, a redução na fluidez devida à oxidação de Sn é evitada, mas a temperatura liquidus se torna elevada. Em termos do limite superior, o teor de P é 0,08% ou menos, preferencialmente de 0,06% ou menos, mais preferencialmente de 0,01% ou menos, ainda mais preferencialmente de 0,005% ou menos e muito mais preferencialmente de 0,003% ou menos. Em termos do limite superior, o teor de Ge é 0,08% ou menos, preferencialmente de 0,07% ou menos, mais preferencialmente de 0,06% ou menos, ainda mais preferencialmente de 0,01% ou menos, muito mais preferencialmente de 0,007% ou menos e sobretudo mais preferencialmente ainda de 0,005% ou menos. Relações (1) a (3) (Cu + 5Ni) < 0,945% Relação (1) (P + Ge) < 0,15% Relação (2) 2.0 < (Cu + 5Ni)/(P + Ge) < 1000 Relação (3)

[0033]. Nas relações (1) a (3), Cu, Ni, P e Ge representam, cada um, seu teor (%) na liga de solda.

[0034]. Como descrito acima, cada elemento essencial da liga de solda da presente invenção possui um teor ideal para controle da temperatura liquidus da liga de solda e da fluidez da solda derretida. O teor de cada um dos elementos essenciais acima é determinado a fim de prevenir a redução na fluidez da solda derretida. Os fatores pelos quais os respectivos elementos podem controlar a fluidez da solda derretida são diferentes. Quando os elementos constituintes além de Sn são classificados em grupos de elementos que apresentam efeitos análogos e faz-se com que cada grupo satisfaça as relações (1) a (3) acima, pode ser obtida a liga de solda da presente invenção com uma excelente fundibilidade. Cada relação é descrita detidamente.

(3-1) Relação (1)

[0035]. A relação (1) representa o equilíbrio de Cu e Ni na liga de solda. Como descrito acima, Cu e Ni são elementos que podem controlar a temperatura liquidus. Além disso, como os teores de ambos os elementos determinam a quantidade de precipitação do composto produzido durante a solidificação, é importante controlar a quantidade total de ambos os elementos a fim de otimizar a fluidez da solda derretida.

[0036]. Na liga de solda da presente invenção, se a relação (1) for superior a 0,945%, a temperatura liquidus sobe. Até se a relação (1) for superior a 0,945%, está dentro da margem tolerável para soldagem por onda. No entanto, a fim de produzir o produto fundido desejado, em termos do limite superior, a relação (1) precisa ser de no máximo 0,945%. A relação (1) é preferencialmente de 0,940% ou menos e mais preferencialmente de 0,875% ou menos. O limite inferior do lado esquerdo da relação (1) não é muito limitado e o lado esquerdo da relação (1) é preferencialmente de 0,150% ou mais, mais preferencialmente de 0,240% ou mais, ainda mais preferencialmente de 0,250% ou mais, bem mais preferencialmente de 0,650% ou mais, muito mais preferencialmente de 0,750% ou mais e sobretudo mais preferencialmente ainda de 0,850% ou mais.

(3-2) Relação (2)

[0037]. A relação (2) representa a quantidade total de P e Ge na liga de solda. Ambos os elementos podem controlar a fluidez da solda derretida ao prevenir a oxidação. Como as taxas de reação na atmosfera são diferentes entre estes elementos, é importante controlar a quantidade total de ambos os elementos a fim de otimizar a fluidez da solda derretida.

[0038]. Na liga de solda da presente invenção, se o lado esquerdo da relação (2) for superior a 0,15%, a temperatura liquidus da liga de solda sobe. Em termos do limite superior, a relação (2) é 0,15% ou menos, preferencialmente de 0,12% ou menos, mais preferencialmente de 0,085% ou menos, ainda mais preferencialmente de 0,083% ou menos, bem mais preferencialmente de 0,050% ou menos, muito mais preferencialmente de 0,015% ou menos e sobretudo mais preferencialmente ainda de 0,013% ou menos. O limite inferior da relação (2) não é muito limitado e a relação (2) é preferencialmente de 0,002% ou mais, mais preferencialmente de 0,004% ou mais, ainda mais preferencialmente de 0,006% ou mais e muito mais preferencialmente de 0,008% ou mais.

(3-3) Relação (3)

[0039]. A relação (3) representa o equilíbrio entre o grupo de Cu e Ni e o grupo de P e Ge na liga de solda. Embora os elementos pertencentes a cada grupo tenham diferentes fatores para controlar a viscosidade da solda derretida, considera-se que os dois grupos interajam um com o outro na determinação da viscosidade da solda derretida. Por isso, a fim de controlar a viscosidade da solda derretida, o equilíbrio entre os dois grupos acima precisa ser levado em consideração.

[0040]. Na liga de solda da presente invenção, se a relação (3) for inferior a 2,0, ainda que os teores de Cu e Ni sejam ideais, os teores de P e Ge serão altos demais e a temperatura liquidus da solda sobe. Em termos do limite inferior, a relação (3) é 2,0 ou mais, preferencialmente de 5,67 ou mais, mais preferencialmente de 10,00 ou mais, ainda mais preferencialmente de 10,24 ou mais, bem mais preferencialmente de 18,75 ou mais, muito mais preferencialmente de 31,25 ou mais e sobretudo mais preferencialmente ainda de 56,67 ou mais. Ainda, em termos do limite inferior, a relação (3) poderá ser 65,38 ou mais, 81,25 ou mais, 93,75 ou mais ou 106,25 ou mais.

[0041]. Por outro lado, se a relação (3) for superior a 1000, ainda que os teores de Cu e Ni sejam ideais, os teores de P e Ge serão baixos demais, de modo que o Sn na solda derretida é oxidado e a fluidez da solda derretida diminui. Além disso, ainda que os teores de P e Ge sejam ideais, os teores de Cu e Ni serão altos demais, de modo que a temperatura liquidus da liga de solda sobe, a viscosidade aumenta demais e a fluidez da solda derretida diminui, impossibilitando a fundição. Em termos do limite superior, a relação (3) é 1000 ou menos, preferencialmente de 472,5 ou menos, mais preferencialmente de 470,00 ou menos, ainda mais preferencialmente de 425,00 ou menor, bem mais preferencialmente de 212,50 ou menos, muito mais preferencialmente de 141,67 ou menos e sobretudo mais preferencialmente ainda de 118,13 ou menos. A relação (3) poderá ser 117,50 ou menos ou 109,38 ou menos.

[0042]. No mínimo uma seleção de no mínimo um grupo do: grupo consistindo em no mínimo um entre Bi, In, Zn e Ag na quantidade total máxima de 5%; e do grupo consistindo em no mínimo um entre Mn, Cr, Co, Fe, Si, Ti e elementos terras raras na quantidade total máxima de 1%.

[0043]. Com relação a esses elementos, desde que a quantidade total de no mínimo um entre Bi, In, Sb, Zn e Ag seja de no máximo 5% e a quantidade total de no mínimo um entre Mn, Cr, Co, Fe, Si, Ti e um elemento terras raras seja de no máximo 1%, a fundibilidade da liga de solda da presente invenção não é influenciada. Na presente invenção, a expressão “elemento terras raras” refere-se a 17 tipos de elementos que são Sc e Y, pertencentes ao Grupo 3 e 15 elementos do grupo do lantânio correspondentes aos números atômicos 57 a 71 na tabela periódica.

[0044]. Na presente invenção, pode haver no mínimo um entre Bi, In, Sb, Zn, Ag, Mn, Cr, Co, Fe, Si, Ti e um elemento terras raras. Com relação ao teor de cada elemento, a quantidade total de no mínimo um entre Bi, In, Sb, Zn e Ag é preferencialmente de 5% ou menos e a quantidade total de no mínimo um entre Mn, Cr, Co, Fe, Si, Ti e um elemento terras raras é preferencialmente de 1% ou menos. A quantidade total de no mínimo um entre Bi, In, Sb, Zn e Ag é mais preferencialmente de 1% ou menos e a quantidade total de no mínimo um entre Mn, Cr, Co, Fe, Si, Ti e um elemento terras raras é mais preferencialmente de 0,5% ou menos.

(5) Restante: Sn

[0045]. O restante da liga de solda da presente invenção é Sn. Além dos elementos acima, pode haver impurezas inevitáveis. Ainda que haja impurezas inevitáveis, os efeitos descritos acima não são influenciados. Ainda assim, conforme descrito abaixo, até mesmo quando um elemento não contido na presente invenção estiver contido nas impurezas inevitáveis, o efeito descrito acima não é influenciado.

(6) Al

[0046]. A liga de solda da presente invenção não deve conter Al a fim de evitar a deterioração da molhabilidade devido à oxidação.

2. Produto fundido

[0047]. Como o produto fundido na presente invenção possui uma composição de liga da liga de solda na presente invenção, o produto fundido possui uma espessura desejada. Alguns exemplos do produto fundido são solda em barras obtida por corte para que tenha um comprimento predeterminado, conforme descrito abaixo.

3. Produto conformado

[0048]. Um produto conformado na presente invenção é um produto conformado a partir de um produto fundido na presente invenção. Por exemplo, alguns exemplos são fio de solda, solda com fio tubular ou solda em anel ou tubular, cada um obtido por processamento do produto fundido. Além disso, outros exemplos são pó de solda obtido por derretimento e pulverização e conformados em uma bola de solda.

4. Junta de solda

[0049]. A junta de solda na presente invenção é conformada usando a liga de solda da presente invenção e é utilizada, por exemplo, para conexão entre um chip IC [circuito integrado] e seu substrato (divisor) em um pacote semicondutor ou para conexão entre um pacote semicondutor e uma placa de circuito impresso.

5. Método de produção de liga de solda

[0050]. Quanto ao método de produção da liga de solda da presente invenção, a liga de solda é produzida, por exemplo, por um método de fundição contínua. No método de fundição contínua, primeiramente, as matérias-primas são adicionadas a um forno de fusão para ter uma composição da liga predeterminada e aquecidas aproximadamente entre 350°C e 500°C para que as matérias-primas sejam derretidas.

[0051]. Após o derretimento de todas as matérias-primas, a solda derretida no forno de fusão é fundida continuamente no molde rotativo.

[0052]. O molde rotativo tem, por exemplo, um formato em que há uma ranhura na parte central na direção transversal da placa anular. Quando a solda derretida é fundida, a solda derretida é fundida à ranhura do molde ao girar o molde rotativo. A quantidade de solda derretida fornecida ao molde é devidamente ajustada a depender da velocidade de rotação do molde.

[0053]. A solda derretida fundida no molde é resfriada a aproximadamente 150°C a uma taxa de resfriamento aproximada entre 10°C/s e 50°C/s. Para obter a taxa de resfriamento, o fundo do molde rotativo é imerso em água de resfriamento ou é circulada água de resfriamento no molde usando um resfriador ou algo análogo.

[0054]. A liga de solda resfriada é guiada à parte externa do molde por meio da guia e é cortada para que tenha um comprimento predeterminado. A liga de solda que alcança a guia foi resfriada a aproximadamente 80°C a 200°C. Na liga de solda da presente invenção, como a viscosidade da solda derretida é controlada, pode ser produzido um produto de fundição contínua com uma espessura desejada.

[0055]. O método de fundição que utiliza um molde fixo pode ser um método da técnica relacionada. Por exemplo, matérias-primas são derretidas para que tenham uma composição da liga predeterminada da mesma maneira descrita acima, depois despejadas em um molde fixo e resfriadas à taxa de resfriamento acima. Após o resfriamento, a liga de solda pode ser produzida retirando a liga de solda do molde.

Exemplos Preparação da amostra de avaliação

[0056]. Para demonstrar os efeitos da presente invenção, uma solda em barras foi preparada e avaliada conforme segue. Matérias-primas foram pesadas e adicionadas a um forno de fusão e derretidas no forno de fusão com uma temperatura definida em 450°C, e depois a solda derretida foi fundida às ranhuras do molde rotativo por meio do qual a água circulou. A taxa de resfriamento foi de aproximadamente 30°C/s.

[0057]. O produto de fundição contínua foi então guiado a partir do molde rotativo à parte externa do molde rotativo. Posteriormente, o produto de fundição contínua foi cortado para ter um comprimento apropriado e as soldas em barras foram preparadas para que tenham um comprimento total de 10 m incluindo a solda em barras com uma largura de 10 mm e um comprimento de 300 mm. O método de avaliação está descrito abaixo.

Método de avaliação

[0058]. A espessura da solda em barras preparada foi medida com um calibre. Quando todas as soldas em barras se enquadraram dentro do intervalo de 7 mm ± 1 mm, elas foram avaliadas como “o” e quando no mínimo uma entre as soldas em barras não se enquadrou dentro do intervalo acima, elas foram avaliadas como “x”. Para “o”, não há problema no uso prático. Tabela 1

Os valores su blinhados significam que o va or está fora do intervalo da presente invenção.

[0059]. Como fica evidente a partir dos resultados da Tabela 1, em cada um dos Exemplos de acordo com a presente invenção, poderia ser obtida uma solda em barras com uma espessura desejada. Por outro lado, como nenhum dos Exemplos Comparativos satisfaz no mínimo uma entre as exigências da presente invenção, não poderia ser obtida uma solda em barras com uma espessura desejada. O fato de que o teor de cada elemento constituinte precisa satisfazer o intervalo da presente invenção e as relações (1) a (3) precisam ser satisfeitas é descrito com referência aos desenhos.

[0060]. As FIG. 1 e 2 são diagramas que apresentam Exemplos extraídos que satisfazem as relações (1) a (3) e Exemplos Comparativos extraídos que não satisfazem no mínimo uma entre as relações (1) a (3) na Tabela 1, em que a relação (2) é indicada no eixo x e a relação (1) é indicada no eixo y. A FIG. 2 é uma vista expandida da FIG. 1 com o intervalo do eixo x entre 0 e 0,01 e o intervalo do eixo y entre 0 e 1. Nas FIG. 1 e 2, “o” representa o Exemplo e “x” representa o Exemplo Comparativo. Além disso, nas FIG. 1 e 2, a região contornada pela linha espessa corresponde ao intervalo contornado pelas relações (1) a (3).

[0061]. Como fica evidente a partir das FIGs. 1 e 2, todas as ligas de solda enquadradas dentro do intervalo contornado pela linha espessa possuem a espessura desejada. Por outro lado, como ilustrado na FIG. 1, os Exemplos Comparativos que não satisfazem nenhuma das relações não possuem a espessura desejada. Especificamente, como ilustrado na FIG. 2, fica evidente, a partir do Exemplo Comparativo 7 que não satisfaz apenas a relação (1) e do Exemplo Comparativo 10 que não satisfaz a relação (3), que a espessura desejada não pode ser obtida ainda que o valor esteja discretamente fora do intervalo contornado pela linha espessa.

Claims

1. LIGA DE SOLDA caracterizada pelo fato de que compreende uma composição de liga consistindo, em % de massa, em: Cu: 0,1% a 0,6%; Ni: 0,01% a 0,4%; P: 0,001% a 0,08%; e: Ge: 0,001% a 0,08%, com o restante correspondendo a Sn, em que a composição da liga satisfaz as seguintes relações (1) a (3). (Cu + 5Ni) < 0,945% Relação (1) (P + Ge) < 0,15% Relação (2) 2.0 < (Cu + 5Ni)/(P + Ge) < 1000 Relação (3) em que, nas relações (1) a (3) acima, Cu, Ni, P e Ge representam, cada um, seu teor (em % de massa) na liga de solda.

2. LIGA DE SOLDA de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a composição da liga ainda contém no mínimo uma seleção de no mínimo um grupo do: grupo consistindo em no mínimo um entre Bi, In, Zn e Ag na quantidade total máxima de 5%; e do grupo consistindo em no mínimo um entre Mn, Cr, Co, Fe, Si, Ti e elementos terras raras na quantidade total máxima de 1%.

3. PRODUTO FUNDIDO caracterizado pelo fato de que compreende a liga de solda tal como definido pelas reivindicações 1 ou 2.

4. PRODUTO CONFORMADO caracterizado pelo fato de que é conformado a partir do produto fundido tal como definido pela reivindicação 3.

5. JUNTA DE SOLDA caracterizada pelo fato de que é obtida por meio do uso do produto fundido tal como definido pela reivindicação 3.