CN108430689A - 焊料粉末及使用该粉末的焊接用浆料的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明的焊料粉末(10)由以下结构构成：由银构成的中心核(11)；包覆中心核(11)的由锡构成的包覆层(12)；及在中心核与包覆层之间由镍构成的防扩散层(13)。该焊料粉末(10)的平均粒径为1μm以上30μm以下，相对于该焊料粉末(10)的总量100质量％，银的含有比例为10质量％以上81质量％以下。并且，在本发明的焊料粉末(10)中，将所述中心核(11)的半径设为1时，所述由镍构成的防扩散层(13)的厚度为0.04以上且0.50以下的比率。并且，本发明的调整焊接用浆料的方法为通过混合本发明的焊料粉末(10)和焊接用助焊剂进行糊化来调整焊接用浆料的方法。

Description

焊料粉末及使用该粉末的焊接用浆料的制备方法

技术领域

本发明涉及一种用于电子零部件等的安装的、中心核由银构成、包覆层由锡构成的焊料粉末及使用该粉末的焊接用浆料的制备方法。另外，本国际申请主张基于2015年12月1日申请的日本专利申请第234641号(专利申请2015-234641)的优先权，将专利申请2015-234641的所有内容援用于本国际申请中。

背景技术

以往，已公开有一种中心核由银构成、包覆层由锡构成的平均粒径为5μm以下的焊料粉末(例如，参考专利文献1)。该焊料粉末从环保方面而言为无铅，且微细，因此印刷性优异。并且，通过将构成中心核的金属元素设为银，在回流时不仅包覆层熔融，连中心核也会熔融而形成Ag-Sn合金，因此焊料的机械强度因所形成的Ag-Sn合金而提高。

专利文献1：日本特开2008-138266号公报(权利要求1、[0005]段、[0014]段)

然而，就专利文献1中所记载的中心核由银构成、包覆层由锡构成的焊料粉末而言，若在制造焊料粉末后进行长期保管，则由于银向锡扩散的扩散系数较大，因此有可能中心核的银向包覆层的锡扩散，在中心核与包覆层之间形成Ag₃Sn和/或Ag₄Sn的高熔点的金属间化合物层，或中心核的所有银向包覆层的锡中扩散而使包覆层整体或包覆层的一部分形成银与锡的金属间化合物。包覆层整体或包覆层的一部分形成有这种金属间化合物层的焊料粉末与不具有上述金属间化合物的焊料粉末相比，凝固开始温度上升。因此，进行长期保管的焊料粉末与保管前或保管期间短的焊料粉末，因有无上述金属间化合物的差异或上述金属间化合物的形成量的差异，凝固开始温度产生差异，使进行长期保管的焊料粉末在保管前或保管期间短的焊料粉末熔融的温度下进行回流时，有时产生了因回流时的熔融不均或熔融性不良导致接合不良的情况。

发明内容

本发明的第1目的在于提供一种在保管粉末时抑制中心核的银向包覆层的扩散或该包覆层的锡向中心核的扩散的焊料粉末及使用该粉末的焊接用浆料。并且，本发明的第2目的在于提供一种即使将进行长期保管的焊料粉末在保管前或保管期间短的焊料粉末熔融的温度下进行回流，也不会产生焊料未充分熔融所引起的接合不良的焊料粉末及使用该粉末的焊接用浆料。并且，本发明的第3目的在于提供一种回流后不易发生再熔融及接合强度的降低，尤其适合于暴露于高温气氛下的电子零部件等的安装的焊料粉末及使用该粉末的焊接用浆料的制备方法。

本发明人反复深入研究的结果发现，由于银及锡在镍中的扩散系数极小，因此只要在银的中心核与锡的包覆层之间夹装镍作为防扩散层，不仅能够防止银向锡的扩散，还能够防止锡向银的扩散，从而完成了本发明。

如图1所示，本发明的第1观点的焊料粉末10的特征在于，其由中心核11和包覆所述中心核11的包覆层12构成，所述中心核11由银构成，所述包覆层12由锡构成，且在中心核11与包覆层12之间形成有由镍构成的防扩散层13。焊料粉末10的平均粒径为1μm以上30μm以下，相对于焊料粉末10的总量100质量％，银的含有比例为10质量％以上81质量％以下。

本发明的第2观点为基于第1观点的发明，其特征在于，将所述中心核的半径设为1时，由镍构成的防扩散层的厚度为0.04以上0.50以下的比率。

本发明的第3观点为一种焊接用浆料的制备方法，其通过将第1或第2观点的焊料粉末和焊接用助焊剂混合而进行糊化来制备焊接用浆料。

本发明的第4观点为一种电子零部件的安装方法，其使用通过第3观点的方法所制备的焊接用浆料来安装电子零部件。

本发明的第1观点的焊料粉末由中心核和包覆中心核的包覆层构成，且中心核由银构成，包覆层由锡构成，在中心核与包覆层之间形成有由镍构成的防扩散层，焊料粉末的平均粒径为1μm以上30μm以下，相对于焊料粉末的总量100质量％，银的含有比例为10质量％以上81质量％以下。如此，本发明的焊料粉末中，由于在银的中心核与锡的包覆层之间夹装有由镍构成的防扩散层，因此不仅能够防止中心核的银向包覆层的锡扩散，还能够防止包覆层的锡向中心核的银扩散。其结果，发挥即便使进行长期保管的焊料粉末在保管前或保管期间短的焊料粉末熔融的温度下进行回流，也不会产生因焊料未充分熔融所引起的接合不良的优异的效果。并且，回流后，由于会形成由Ag₃Sn、Ag₄Sn、Ni₃Sn₄、Ni₃Sn₂、Ni₃Sn、NiSn₃等熔点高的金属间化合物及银构成的接合层，因此在回流后，不易发生再熔融及接合强度的降低，尤其优选安装于暴露于高温气氛下的电子零部件等。

关于本发明的第2观点的焊料粉末，由于将所述中心核的半径设为1时，由镍构成的防扩散层的厚度为0.04以上0.50以下的比率，因此，不会大幅改变中心核由银构成、包覆层包含锡的焊料粉末的焊接特性，在保管粉末时能够防止中心核的银向包覆层的锡的扩散及包覆层的锡向中心核的银的扩散。

通过本发明的第3观点的方法所制备的焊接用浆料使用上述本发明的焊料粉末而获得。因此，该焊接用浆料在回流时熔融迅速，且熔融性优异。

在本发明的第4观点的安装电子零部件的方法中，由于使用上述本发明的焊接用浆料，因此在回流时通过焊接用浆料的迅速熔融及优异的熔融性，能够简便地以高精度安装电子零部件。安装有该电子零部件的接合体在回流时不仅包覆层熔融，连中心核也会熔融而形成Ag-Sn合金或Sn-Ni-Ag合金，因此，通过所形成的Ag-Sn合金或Sn-Ni-Ag合金，即使在焊料接合后暴露于高温气氛下，也不易引起再熔融及接合强度的降低。

附图说明

图1为示意地表示本发明的实施方式的包覆层由锡构成的焊料粉末的剖面结构的一例的图。

具体实施方式

以下根据附图来说明用于实施本发明的方式。

〔焊料粉末〕

如图1所示，本实施方式的焊料粉末由中心核11和包覆中心核11的包覆层12构成，中心核11由银构成，包覆层12由锡构成，且在中心核与包覆层之间具有由镍构成的防扩散层13。本实施方式的焊料粉末由于如此形成为由银构成的中心核被由熔点较低的锡构成的包覆层所包覆的结构，因此回流时的熔融性优异。并且，在构成粉末的一个金属粒子内，包含银和锡，因此不易发生回流时的熔融不均或组成偏差，可获得高的接合强度。而且，焊料粉末在中心核与包覆层之间具有由镍构成的防扩散层，因此能够防止银向锡的扩散及锡向银的扩散。而且，回流后，由于会形成由Ag₃Sn、Ag₄Sn、Ni₃Sn₄、Ni₃Sn₂、Ni₃Sn、NiSn₃等熔点高的金属间化合物及银构成的接合层，因此，回流后，不易发生再熔融及接合强度的降低，尤其优选安装于暴露于高温气氛下的电子零部件等。

在将中心核的半径设为1时，由镍构成的防扩散层13的厚度优选为0.04以上0.50以下的比率，进一步优选为0.05以上0.20以下的比率。若小于0.04，则难以防止银或锡的扩散，若超过0.50，则焊料粉末的熔融性容易降低。

本实施方式的焊料粉末10的平均粒径为1μm以上30μm以下。将焊料粉末的平均粒径限定于1μm以上30μm以下的原因在于，若超过30μm，则在形成凸块时会产生凸块的共面性降低的不良情况，并且，在用焊料涂布图案表面时会产生涂布不均，从而产生无法均匀地涂布图案整面的不良情况。另外，若小于1μm，则比表面积变高，因粉末的表面氧化层的影响，焊料的熔融性降低。焊料粉末的平均粒径优选设为2～20μm的范围。另外，在本说明书中，粉末的平均粒径是指通过利用激光衍射散射法的粒度分布测定装置(堀场制作所(堀場製作所)制造，激光衍射/散射式粒径分布测定装置LA-950)所测定的体积累积中位直径(Median直径，D₅₀)。

并且，关于本实施方式的焊料粉末10，相对于粉末的总量100质量％，银的含有比例为10质量％以上81质量％以下。在以往的焊料粉末中，由于被用作Sn-Pb系共晶焊料(组成比Sn:Pb＝63:37质量％)的替代品，因此，根据熔点相近、要求共晶组成的理由，将银的比例设为1.0～3.5质量％左右使含量较少。另一方面，本实施方式的焊料粉末中，通过含有比这多的上述范围的银，在回流后，形成具有880～600℃左右的高凝固开始温度的Sn-Ag合金或具有800～450℃左右的高凝固开始温度的Sn-Ni-Ag合金。另外，即使银的含有比例较少，回流后，会形成凝固开始温度比锡更高的Sn-Ag合金或Sn-Ni-Ag合金，而通过含有更多的银，凝固开始温度得到进一步上升是因为在合金中具有高熔点的金属间化合物的比率进一步变高。由此，通过包含该焊料粉末的焊接用浆料的回流所形成的焊料凸块中，耐热性大幅提高，能够防止再熔融及接合强度的降低。因此，尤其能够优选用作用于暴露于高温气氛下的电子零部件等的安装的高温焊料。若银的含有比例小于10质量％，则由于凝固开始温度变低，回流后所形成的焊料凸块无法获得充分的耐热性，在高温气氛下使用时发生再熔融，从而无法用作高温焊料。另一方面，若超过81质量％，则凝固开始温度变得过高，焊料不会充分熔融，从而产生发生接合不良的不良情况。其中，粉末的总量100质量％中所占的银的含有比例优选为10质量％以上51质量％以下。

并且，相对于焊料粉末的总量100质量％，焊料粉末中的镍的含有比例为1质量％以上且小于15质量％，优选为2质量％以上10质量％以下。根据该含有比例，可确定前述由镍构成的防扩散层的厚度。若镍的含有比例小于1质量％，则难以防止银或锡的扩散，若为15质量％以上，则会产生焊料粉末的熔融性降低的不良情况。

而且，相对于粉末中的上述银及镍以外的剩余部分、即焊料粉末的总量100质量％，焊料粉末中的锡的含有比例为10质量％以上且小于80质量％，优选为15质量％以上70质量％以下。这是因为，若锡的含有比例小于10质量％，则在回流时不会显示焊料粉末所需要的低熔点。并且，若为80质量％以上，则结果银的含有比例减少，回流后所形成的焊料凸块的耐热性降低。即，若安装后的焊料暴露于高温气氛下，则安装后的焊料发生再熔融、或在焊料的一部分中生成液相，从而有可能与基板等的接合强度降低。

〔焊料粉末的制造方法〕

接着，对对应焊料粉末中的银的含有比例的本实施方式的焊料粉末的制造方法进行说明。

首先，将银粉末和分散剂添加混合于溶剂中而制备银粉末的分散液，对其添加混合上述包含镍的化合物而制备溶解有该化合物的溶解液。溶解液中的银粉末及镍化合物的比例调整为在制造焊料粉末后，各金属元素的含有比例成为上述范围。

作为溶剂，可举出水、醇、醚、酮、酯等。并且，作为分散剂，可举出纤维素系、乙烯基系、多元醇等，除此以外能够使用明胶、酪蛋白等。另外，也可向溶剂中分别添加上述金属化合物并使其溶解后，添加络合剂将各金属元素形成络合物后，再添加分散剂。通过添加络合剂，pH涵盖酸性至碱侧的较广的范围，金属离子不会沉淀，可在较广的pH范围进行合成。作为络合剂，可举出琥珀酸、酒石酸、乙醇酸、乳酸、邻苯二甲酸、苹果酸、柠檬酸、草酸、乙二胺四乙酸、亚氨基二乙酸、次氮基三乙酸或其盐等。

接着，制备溶解有还原剂的水溶液，将该水溶液的pH调整成与上述制备的溶解液相同程度。作为还原剂，可举出次膦酸钠等磷酸系化合物、四氢硼酸钠、二甲基胺硼烷等硼氢化物、肼等氮化合物、三价钛离子或二价铬离子等金属离子等。

接着，通过向上述溶解液中添加还原剂水溶液并进行混合，溶解液中的银离子、镍离子被还原，可获得液中分散有金属粉末的分散液。在该还原反应中，由于使用溶解有上述包含银的化合物、包含镍的化合物的溶解液，因此，首先，比镍昂贵的银被还原，接着镍被还原。作为混合溶解液和还原剂水溶液的方法，可举出向容器内的溶解液中以规定的添加速度滴加还原剂水溶液，并使用搅拌器等进行搅拌的方法；使用具有规定直径的反应管，向该反应管内以规定的流量注入两液并使其混合的方法等。

接着，对该分散液通过倾析等进行固液分离，利用水或调整了pH的水溶液、或者甲醇、乙醇、丙酮等清洗回收的固体成分。清洗后，再次进行固液分离并回收固体成分。优选重复进行2～5次清洗至固液分离的工序。通过对回收的固体成分进行真空干燥，形成由银构成的中心核和由包覆该中心核的镍层构成的Ag核带有Ni层的金属粉末。

起始原料的银粉末优选具有0.1μm以上27μm以下的平均粒径。若小于该下限值，则焊料粉末的平均粒径容易小于1μm，从而产生上述不良情况，并且难以使构成焊料粉末的银的含量成为10质量％以上。并且，若超过上限值，则焊料粉末的平均粒径容易超过30μm，从而产生上述不良情况。银粉末的平均粒径进一步优选为2～20μm。该银粉末除了可利用通过还原反应的化学方法来获得，还可通过如雾化法那样的物理方法来获得。

接着，通过向上述溶解液中添加与上述的还原剂水溶液相同的还原剂水溶液并进行混合，溶解液中的镍离子被还原，可获得液体中分散有金属粉末的分散液。通过使用与上述方法相同的方法对该分散液进行固液分离，使用与上述方法相同的方法清洗回收的固体成分并进行真空干燥，形成由银构成的中心核和由包覆该中心核的镍层构成的Ag核带有Ni层的金属粉末。

接着，将使用上述方法所获得的Ag核带有Ni层的金属粉末和分散剂添加混合于溶剂而制备Ag核带有Ni层的金属粉末的分散液，对其添加混合包含锡的化合物而获得Ag核带有Ni层的金属粉末经分解的包含锡离子的溶解液。作为锡化合物，可举出氯化锡(II)、硫酸锡(II)、乙酸锡(II)、草酸锡(II)等。包含锡的化合物的添加比例调整为，在制造焊料粉末后，各金属元素的含有比例成为上述范围。分散介质及溶剂使用上述的分散介质及溶剂。

再接着，通过使用与上述方法相同的方法向上述包含锡离子的溶解液中添加混合溶解有与上述的还原剂相同的还原剂的还原剂水溶液，溶解液中的锡离子被还原，获得液体中分散有在Ag核带有Ni层的金属粉末的表面形成有锡层的粉末的分散液。使用与上述方法相同的方法清洗该分散液。清洗后，再次进行固液分离并回收固体成分。优选重复进行2～5次清洗至固液分离的工序。通过对回收的固体成分进行真空干燥，获得由锡包覆Ag核带有Ni层的金属粉末的焊料粉末。

〔焊接用浆料及其制备方法〕

通过以上工序，所获得的本实施方式的焊料粉末可优选用作与焊接用助焊剂混合而进行糊化来获得的焊接用浆料的材料。焊接用浆料的制备是通过将焊料粉末与焊接用助焊剂以规定的比例混合而进行糊化来进行。焊接用浆料的制备所使用的焊接用助焊剂并无特别限定，能够使用将溶剂、松香、触变剂及活性剂等的各成分混合而制备的助焊剂。

作为适用于上述焊接用助焊剂的制备的溶剂，可举出二乙二醇单己醚、二乙二醇单丁醚、二乙二醇单丁醚乙酸酯、四乙二醇、2-乙基-1,3-己二醇、α-萜品醇等沸点为180℃以上的有机溶剂。并且，作为松香，可举出脂松香、氢化松香、聚合松香、酯松香等。

并且，作为触变剂，可举出硬化蓖麻油、脂肪酸酰胺、天然油脂、合成油脂、N,N’-亚乙基双-12-羟基硬脂酰胺、12-羟基硬脂酸、1,2,3,4-二亚苄基-D-山梨糖醇及其衍生物等。

并且，作为活性剂，优选为氢卤酸胺盐，具体而言可举出三乙醇胺、二苯基胍、乙醇胺、丁胺、氨基丙醇、聚氧乙烯油基胺、聚氧乙烯月桂基胺、聚氧乙烯硬脂酰胺、二乙胺、三乙胺、甲氧基丙胺、二甲基氨基丙胺、二丁基氨基丙胺、乙基己基胺、乙氧基丙胺、乙基己氧基丙胺、二丙胺、异丙胺、二异丙胺、派啶、2,6-二甲基派啶、苯胺、甲胺、乙胺、丁胺、3-氨基-1-丙烯、异丙胺、二甲基己胺、环己胺等胺的氢氯酸盐或氢溴酸盐。

焊接用助焊剂可通过将上述各成分以规定的比例混合而获得。溶剂在助焊剂总量100质量％中所占的比例优选设为30～60质量％，触变剂的比例优选设为1～10质量％，活性剂的比例优选设为0.1～10质量％。若溶剂的比例小于下限值，由于助焊剂的粘度变得过高，使用该助焊剂的焊接用浆料的粘度也随之变高，从而有时产生频繁发生焊料的填充性降低或涂布不均等印刷性降低的不良情况。另一方面，若超过上限值，则助焊剂的粘度变得过低，因此使用该助焊剂的焊接用浆料的粘度也随之变低，从而有时产生焊料粉末和助焊剂成分沉淀分离的不良情况。并且，若触变剂的比例小于下限值，则焊接用浆料的粘度变得过低，因此有时产生焊料粉末和助焊剂成分沉淀分离的不良情况。另一方面，若超过上限值，则焊接用浆料的粘度变得过高，因此有时产生焊料填充性或涂布不均等印刷性降低的不良情况。

并且，若活性剂的比例小于下限值，则焊料粉末不会熔融，有时产生无法获得充分的接合强度的不良情况，另一方面，若超过上限值，则在保管过程中活性剂容易与焊料粉末进行反应，因此有时产生焊接用浆料的保存稳定性降低的不良情况。另外，焊接用助焊剂中也可添加粘度稳定剂。作为粘度稳定剂，可举出能够溶解于溶剂的多酚类、磷酸系化合物、硫系化合物、生育酚、生育酚的衍生物、抗坏血酸、抗坏血酸的衍生物等。粘度稳定剂过多时，有时产生焊料粉末的熔融性降低等不良情况，因此优选设为10质量％以下。

制备焊接用浆料时的焊接用助焊剂的混合量优选设为使该助焊剂在制备后的浆料100质量％中所占的比例成为5～30质量％的量。这是因为，若小于下限值，因助焊剂不足而难以进行糊化，另一方面，若超过上限值，则浆料中的助焊剂的含有比例过多，导致金属的含有比例减少，在焊料熔融时难以获得期望尺寸的焊料凸块。

由于该焊接用浆料以上述本发明的焊料粉末作为材料，因此回流时迅速熔融，熔融性优异，而另一方面，回流后，熔融的焊料粉末形成高熔点的金属间化合物，耐热性上升，因此不易引起由热所导致的再熔融。因此，本发明的焊接用浆料尤其能够优选利用于暴露于高温气氛下的电子零部件等的安装。

〔使用了焊接用浆料的电子零部件的安装方法和接合体〕

使用由上述方法制备的焊接用浆料将硅芯片、LED芯片等的电子零部件安装于各种散热基板、FR4(阻燃型4，Flame Retardant Type 4)基板、可伐(Kovar)合金等基板时，利用针转印法在上述基板的规定位置转印焊接用浆料、或通过印刷法在规定位置印刷焊接用浆料。接着，在进行了转印或印刷的浆料上装载作为电子零部件的芯片元件。在该状态下，利用回流炉，在氮气氛中、于250～400℃的温度下保持5～120分钟，将焊料粉末回流。根据情况，也可对芯片和基板一边加压一边接合。由此，使芯片元件与基板接合而获得接合体，从而将电子零部件安装于基板上。

实施例

接着，与比较例一起详细说明本发明的实施例。

＜实施例1＞

首先，向50mL水中添加4.92×10^-3mol的硫酸镍(II)、1.1×10^-3mol的次膦酸钠、3.88×10^-4mol的柠檬酸钠，使用搅拌器以旋转速度300rpm搅拌5分钟，制备出溶解液。将该溶解液利用硫酸将pH调整为5.0后，添加0.2g的作为分散剂的聚乙烯醇500(平均分子量为500的聚乙烯醇)，进一步以旋转速度300rpm搅拌了10分钟。接着，向该溶解液中添加分散液，该分散液在50mL水中溶解有0.2g的作为分散剂的聚乙烯醇500(平均分子量为500的聚乙烯醇)，且分散有平均粒径为0.32μm的银粉末3.41g。并且以旋转速度500rpm搅拌10分钟，获得了分散有使镍在银粉末表面析出的镍包覆银粉末的分散液。重复4次以下操作并进行了清洗：将该分散液静置60分钟使生成的粉末沉淀后，舍弃上清液，对其添加100mL水并以旋转速度300rpm搅拌10分钟。最后通过将该分散液利用真空干燥机进行干燥，获得了以银为中心核、以镍作为第1包覆层(防扩散层)的粉末。

接着，使上述粉末0.37g分散于50mL水中而制备出分散液。向该分散液中添加2.56×10^-2mol的硫酸锡(II)，使用搅拌器以旋转速度300rpm搅拌5分钟，制备出混合液。将该混合液利用硫酸将pH调整为0.5后，添加0.5g的作为分散剂的聚乙烯醇500(平均分子量为500的聚乙烯醇)，进一步以旋转速度300rpm搅拌了10分钟。接着，向该混合液中以添加速度50mL/min添加将pH调整为0.5的1.58mol/L的二价铬离子水溶液50mL，以旋转速度500rpm搅拌10分钟将锡离子还原，由此获得了分散有使锡在镍包覆银粉末表面析出的最外层由锡构成的镍包覆银粉末的分散液。重复4次以下操作并进行了清洗：将该分散液静置60分钟使生成的粉末沉淀后，舍弃上清液，对其添加100mL水并以旋转速度300rpm搅拌10分钟。最后通过将该分散液利用真空干燥机进行干燥，获得了平均粒径为1.2μm，且分别形成为以银为中心核、以镍为第1包覆层(防扩散层)、以锡为第2包覆层(最外层)的焊料粉末。

＜实施例2～41、比较例1～36＞

在实施例2～41、比较例1～36中，也通过调整所使用的银粉末的粒径及银粉末的添加量、硫酸镍(II)及硫酸锡(II)的添加量、以及其他成分的比例，来控制成规定的银中心核半径、镍防扩散层及锡最外层的厚度、进而规定粒径的焊料粉末，除此以外，以与实施例1同样的方式获得了焊料粉末。

＜比较试验及评价＞

对实施例1～41及比较例1～36中所获得的焊料粉末，通过以下所述的方法，测定了焊料粉末的银的含有比例[质量％]、平均粒径[μm]、由银构成的中心核的平均半径[μm]、由镍构成的防扩散层的平均厚度[μm]、由锡构成的包覆层的平均厚度[μm]。将这些结果示于以下表1～表4。并且，使用这些焊料粉末分别制备焊接用浆料，评价了改变回流时的最大保持温度时的接合强度。将这些结果示于以下表5～表8。另外，将由银构成的中心核的平均半径、由镍构成的防扩散层的平均厚度、由锡构成的包覆层的平均厚度之和作为焊料粉末的平均半径。这些平均值为30个焊料粉末的平均值。

[表1]

[表2]

[表3]

[表4]

(1)焊料粉末的银的含有比例的分析：利用感应耦合等离子体发射光谱分析(岛津制作所(島津製作所)制的ICP发射光谱分析装置：ICPS-7510)，进行了焊料粉末的银的含有比例的分析。

(2)焊料粉末的平均粒径：通过使用激光衍射散射法的粒度分布测定装置(堀场制作所制，激光衍射/散射式粒径分布测定装置LA-950)测定粒径分布，并将其体积累积中位直径(Median直径，D₅₀)作为焊料粉末的平均粒径。

(3)由银构成的中心核的半径、由镍构成的防扩散层的厚度及由锡构成的包覆层的厚度的测定：将焊料粉末埋入热固性环氧树脂中，将焊料粉末的剖面进行干式研磨后，使用电子显微镜(扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope)，SEM)进行观察，对30个焊料粉末，分别测定由银构成的中心核的半径、由镍构成的防扩散层的厚度及由锡构成的包覆层的厚度，求出各自的平均值。进而，根据由上述测定所获得的由镍构成的防扩散层的厚度及由银构成的中心核的半径来算出厚度的平均值的比率(防扩散层厚度/中心核的半径)。

(4)接合强度：将作为溶剂的50质量％的二乙二醇单己醚、作为松香的46质量％的聚合松香(软化点95℃)、作为活性剂的环己胺氢溴酸盐1.0质量％及作为触变剂的硬化蓖麻油3.0质量％进行混合而制备成助焊剂。接着，将该助焊剂和在实施例1～25及比较例1～12中所获得的焊料粉末，以助焊剂为88质量％、焊料粉末为12质量％的比例混合而分别制备成焊接用浆料。

将上述制备的浆料，根据针转印法，使用尖端部直径100μm的针转印于0.5mm厚的可伐合金(Fe-Ni-Co系合金)基板的规定位置。另外，在可伐合金基板上进行镀镍，进而在其上进行了Au闪镀。接着，在进行了转印的浆料上装载了0.9mm见方的LED芯片。进而，一边使用加压用夹具对LED芯片及基板以1.0MPa的压力加压，一边利用红外线加热炉，在氮气氛中，以0.17小时、规定的最大保持温度进行回流，使LED芯片与可伐合金基板接合，由此获得了接合样品。另外，将上述回流时的最大保持温度设定为250℃、300℃、350℃的不同温度，按每一实施例或比较例各获得了3个接合样品。

对于上述接合的可伐合金基板及LED芯片的接合强度，根据JIS Z 3198-7中所记载的无铅焊料试验方法-第7部的“芯片零部件中的焊料接合的剪切强度测定方法”，在室温及300℃、保管0天及30天后的条件下分别测定接合剪切强度，求出将室温下的剪切强度设为100时的在300℃下保管0天及30天后的相对剪切强度。表中，“优”表示相对剪切强度为90以上的情况，“良”表示小于90至80以上的情况，“可”表示小于80至70以上的情况，“不可”表示小于70的情况。

[表5]

[表6]

[表7]

[表8]

由表5～表8比较实施例1～41与比较例1～36，便可知以下结果。

在比较例1中，焊料粉末的平均粒径为0.5μm而过小，因粉末表面的氧化膜的影响，自保管焊料粉末之前起，焊料粉末未熔融。在比较例2、4、5、7～9、11～14、16～18、23、29、33、35中，银的含量为5质量％左右而过少，凝固开始温度变低，无法获得充分的耐热性，因此在将焊料粉末保管前及保管30天后的各350℃的回流温度下，接合强度为不可。在比较例3、6、10、15、28中，银的含量为83质量％左右而过多，凝固开始温度变得过高，在将焊料粉末保管前及保管30天后的250℃的回流时以及保管30天后的300℃的回流时焊料未熔融，接合强度为不可。在比较例19～36中，焊料粉末的平均粒径为40μm左右而过大，在回流后形成具有较大孔隙(空隙)的接合层而未获得致密的接合层。因此，在将焊料粉末保管前及保管30天后的250℃、300℃、350℃中的任一回流温度下，接合强度为不可。

相对于此，焊料粉末的平均粒径在1μm以上30μm以下的范围内，相对于焊料粉末的总量100质量％，银的含有比例在10质量％以上81质量％以下的范围内的实施例1～41中，在将焊料粉末保管前及保管30天后的各250℃、300℃、350℃的所有回流温度下，接合强度为可、良或优。

产业上的可利用性

本发明能够优选利用于有时要长时间保管的焊料粉末。并且，能够优选利用于电子零部件的安装，尤其是暴露于高温气氛下的电子零部件的安装。

Claims (4)

1.一种焊料粉末，其由中心核和包覆所述中心核的包覆层构成，所述中心核由银构成，所述包覆层由锡构成，所述焊料粉末的特征在于，

在所述中心核与所述包覆层之间形成有由镍构成的防扩散层，

所述焊料粉末的平均粒径为1μm以上30μm以下，

相对于所述焊料粉末的总量100质量％，银的含有比例为10质量％以上81质量％以下。

2.根据权利要求1所述的焊料粉末，其中，

将所述中心核的半径设为1时，所述由镍构成的防扩散层的厚度为0.04以上0.50以下的比率。

3.一种制备焊接用浆料的方法，通过将权利要求1或2所述的焊料粉末和焊接用助焊剂混合而进行糊化来制备焊接用浆料。

4.一种安装电子零部件的方法，使用通过权利要求3所述的方法制备出的焊接用浆料来安装电子零部件。