DE102006053099A1

DE102006053099A1 - Lötlegierung und Lötverfahren

Info

Publication number: DE102006053099A1
Application number: DE102006053099A
Authority: DE
Inventors: Goro Izuta; Koji Hiraoka; Katsuaki Minoh Suganuma
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2006-04-05
Filing date: 2006-11-10
Publication date: 2007-10-18
Also published as: JP2007275921A; US20070235503A1

Abstract

Es wird eine Lötlegierung, bei der die Entstehung einer Oxidschicht einer Lötlegierung auf Zn-Sn- oder Zn-In-Basis, die leicht oxidiert, eingeschränkt werden kann, ohne die mechanischen Eigenschaften zu verschlechtern, und ein Lötverfahren bereitgestellt, das weniger Verbindungsmängel verursacht. Der Lötvorgang erfolgt in einer Schutzgas- oder Reduktionsatmosphäre unter Verwendung einer Lötlegierung, die höchstens 50 Gew.-% Sn und/oder In enthält, und 0,0005 Gew.-% oder darüber und 0,001 Gew.-% oder darunter P enthält, wobei der übrige Teil aus Zn und unvermeidlichen Verunreinigungen besteht.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich auf eine Lötlegierung, die zum Anbringen von Teilen auf einer Leiterplatte, die ein elektronisches Bauteil oder dergleichen bildet, oder zum Verbinden einer Halbleitervorrichtung und eines Sockelteils verwendet wird, und auf ein Lötverfahren, das die Lötlegierung einsetzt.
2. Beschreibung des verwandten Stands der Technik
Weil das Problem der Toxizität von Pb in Bezug auf Grundwasserkontaminierung oder dergleichen auftrat, und die Bewegung, die Verwendung von Pb in elektrischen und elektronischen Produkten einzuschränken, weltweit verstärkt wurde, wird Lot auf Sn-Pb-Basis, das weitverbreitet zum Anbringen von Teilen auf Leiterplatten elektronischer Geräte eingesetzt wurde, nun durch nicht bleihaltige Legierungen der Sn-Gruppe, wie Lot auf Sn-Ag- und Sn-Zn-Basis ersetzt. Bei einer Legierung auf Sn-Pb-Basis, die herkömmlicher Weise am häufigsten verwendet wurde, handelt es sich um eine Legierung mit einem Zusammensetzungsverhältnis von ca. 63 Gew.-% Sn und 37 Gew.-% Pb, das für den niedrigsten Schmelzpunkt in dieser Legierungsreihe sorgt. Ihr Schmelzpunkt liegt bei ca. 183°C. Was die Lötlegierungen betrifft, die allgemein als nicht bleihaltiges Lot verwendet werden, hat eine Legierung auf Sn-Ag-Basis einen Schmelzpunkt von ca. 220°C und eine Legierung auf Sn-Zn-Basis hat einen Schmelzpunkt von ca. 200°C, wovon beide höher sind als der Schmelzpunkt herkömmlichen bleihaltigen Lots.
Eine Verbindung in einem elektronischen Bauteil muss jedoch mit einer Lötlegierung mit einem Schmelzpunkt erfolgen, der höher ist als derjenige der Lötlegierung zum Anbringen an eine Platte, so dass das Lötverbindungsteil innerhalb des elektronischen Teils nicht schmilzt, wenn das elektronische Teil auf einer elektronischen Leiterplatte angebracht wird. Beim Anbringen des elektronischen Teils auf einer elektronischen Leiterplatte, wird es auf ungefähr 250°C erhitzt. Deshalb muss die Lötlegierung, die für den Innenanschluss des elektronischen Teils verwendet wird, einen über 250°C liegenden Schmelzpunkt haben. Was die Legierung auf Sn-Pb-Basis betrifft, so kann ihr Schmelzpunkt relativ breitgefächert verändert werden, indem das Gehaltsverhältnis von Sn und Pb eingestellt wird. Wird das Gehaltsverhältnis von Pb angehoben, kann ein höherer Schmelzpunkt erzielt werden. Beispielsweise überschreitet im Falle einer Sn-Pb-Legierung, die 5 Gew.-% Sn und 95 Gew.-% Pb enthält, ihr Schmelzpunkt 300°C. Die Sn-Pb-Legierung, die Sn mit 5 Gew.-% und Pb mit 95 Gew.-% enthält, wurde beispielsweise für den Innenanschluss herkömmlicher elektronischer Teile verwendet. Um jedoch eine Umweltverschmutzung durch Pb zu vermeiden, wird von der Gesellschaft der Einsatz nicht bleihaltiger Legierungen für den Innenanschluss elektronischer Teile gefordert.
Als nicht bleihaltige Legierungen mit einem Schmelzpunkt von ca. 300°C, über 250°C wie die Sn-Pb-Legierung, die 5 Gew.-% Sn und 95 Gew.-% Pb enthält, kommen Legierungen auf Au-Sn-, Zn-Sn-Al-Mg-, Sn-Sb-, Bi-Sn-, Bi-Ag-Legierungen und dergleichen in Frage. Allerdings haben sie alle härtere und brüchigere mechanische Eigenschaften als die herkömmliche Legierung auf Sn-Pb-Basis. Darüber hinaus ist die Legierung auf Au-Sn-Basis sehr teuer, und das in der Legierung auf Sn-Sb-Basis enthaltene Sb ist hochgiftig, was ein Problem darstellt.
Andererseits kann eine Legierung auf Zn-Sn-Basis für eine Legierung mit relativ flexiblen mechanischen Eigenschaften und einem Liquiduspunkt von 300°C oder darüber in Betracht gezogen werden. Da jedoch Zn leicht oxidiert und sich die oxidierte Zn-Oxid schicht nicht so einfach absprengen lässt, kann sie auf die Lötbarkeit zerstörerisch wirken. Um dieses Problem zu lösen, wurde eine Legierung vorgeschlagen, die durch Zusetzen von P mit 0,001 bis 1 Gew.-% zu einer Legierung auf Zn-Sn-Basis hergestellt wird, wie in der JP-A-2005-52869 offenbart ist.
Wenn 0,001 bis 1 Gew.-% P der herkömmlichen Lötlegierung auf Zn-Sn-Basis zugesetzt wird, wird P vorzugsweise oxidiert, und die P-Oxidschicht bedeckt die Oberfläche, wodurch die Oxidation von Zn und Sn eingeschränkt und eine verbesserte Lötbarkeit ermöglicht werden kann. Allerdings geht P eine intermetallische Verbindung mit Sn ein und kristallisiert als scharfkantiges Kristall aus. Deshalb besteht insofern ein Problem, als, wenn die Menge der intermetallischen Sn-P-Verbindung zunimmt, die mechanischen Eigenschaften der Lötlegierung, vor allem die Bruchdehnung, verschlechtert wird.
Selbst wenn die Entstehung einer Oxidschicht aus Zn und Sn eingeschränkt werden kann, indem 0,001 bis 1 Gew.-% P der Legierung auf Zn-Sn-Basis zugesetzt werden, bewirkt darüber hinaus, wenn ein Flussmittel zum Löten mit dieser Legierung verwendet wird, die Reaktion mit diesem Flussmittel die Entstehung einer großen Menge Wasserstoffgases, und der Wasserstoff wird in die geschmolzene Lötlegierung eingeschleppt und bildet darin Hohlräume. Dies verursacht oftmals Lötmängel.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Angesichts des vorstehenden Stands der Technik besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Lötlegierung, bei der die Entstehung einer Oxidschicht eingeschränkt werden kann, ohne die mechanischen Eigenschaften zu verschlechtern, und ein Lötverfahren bereitzustellen, das die Ausbildung eines Verbindungsteils ermöglicht, das keine Verbindungsmängel wie Hohlräume aufweist.
Eine Lötlegierung nach einem Aspekt dieser Erfindung enthält höchstens 50 Gew.-% Sn und/oder In, und enthält 0,0005 Gew.-% oder darüber und weniger als 0,001 Gew.-% P, wobei der übrige Teil aus Zn und unvermeidlichen Verunreinigungen besteht.
Eine Lötlegierung nach einem anderen Aspekt dieser Erfindung enthält höchstens 50 Gew.-% Sn und/oder In, und enthält 0,05% oder darüber und 0,5% oder darunter Al oder Mg, wobei der übrige Teil aus Zn und unvermeidlichen Verunreinigungen besteht.
Ein Lötverfahren nach einem anderen Aspekt dieser Erfindung umfasst das Durchführen des Lötvorgangs in einer Schutzgas- oder Reduktionsatmosphäre unter Verwendung einer Lötlegierung, die höchstens 50 Gew.-% Sn und/oder In enthält, und 0,0005 Gew.-% oder darüber und weniger als 0,001 Gew.-% P enthält, wobei der übrige Teil aus Zn und unvermeidlichen Verunreinigungen besteht.
Ein Lötverfahren nach noch einem anderen Aspekt dieser Erfindung umfasst das Durchführen des Lötvorgangs in einer Schutzgas- oder Reduktionsatmosphäre unter Verwendung einer Lötlegierung, die höchstens 50 Gew.-% Sn und/oder In enthält, und 0,05% oder darüber und 0,5% oder darunter Al oder Mg enthält, wobei der übrige Teil aus Zn und unvermeidlichen Verunreinigungen besteht.
Diese Erfindung bewirkt, dass eine Hochtemperatur-Lötlegierung bereitgestellt werden kann, bei der die Entstehung einer Oxidschicht eingeschränkt werden kann, ohne die mechanischen Eigenschaften zu verschlechtern.
Die Erfindung bewirkt auch, dass ein Lötverfahren bereitgestellt werden kann, das die Ausbildung eines Lötverbindungsteils ohne Verbindungsmängel wie etwa Hohlräume bereitgestellt werden kann.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Korrelationsdiagramm, das die Eigenschaften einer Lötlegierung nach Ausführungsform 1 dieser Erfindung zeigt.
2 ist ein Korrelationsdiagramm, das die Eigenschaften einer Lötlegierung nach Ausführungsform 2 dieser Erfindung zeigt.
3 ist eine Schemaansicht, die einen Querschnitt eines gelöteten Verbindungsteils nach Ausführungsform 3 dieser Erfindung zeigt.
4 ist eine Schemaansicht, die einen Querschnitt eines gelöteten Verbindungsteils zeigt, das durch ein herkömmliches Lötverfahren in der Ausführungsform 3 dieser Erfindung ausgebildet wurde.
5 ist eine Strukturansicht, die ein Verfahren zum Zuführen geschmolzener Lötlegierung nach Ausführungsform 4 dieser Erfindung zeigt.
6 ist eine Strukturansicht, die ein Verfahren zum Zuführen geschmolzener Lötlegierung nach Ausführungsform 5 dieser Erfindung zeigt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ausführungsform 1
In Ausführungsform 1 dieser Erfindung wird eine Lötlegierung bereitgestellt, die höchstens 50 Gew.-% Sn und/oder In enthält, und 0,0005 Gew.-% oder darüber und weniger als 0,005 Gew.-% P enthält, wobei der übrige Teil aus Zn und unvermeidlichen Verunreinigungen besteht. Mit dieser Lötlegierung kann eine Hochtemperatur-Lötlegierung bereitgestellt werden, bei der die Entstehung einer Oxidschicht eingeschränkt werden kann, ohne die mechanischen Eigenschaften zu verschlechtern.
1 ist ein Korrelationsdiagramm, das die Relation zwischen der P-Konzentration in der Lötlegierung nach Ausführungsform 1 und ihrer Bruchdehnung in einem statischen Dehnungstest, und die Relation zwischen der P-Konzentration und der Menge an entstandenem Oxid zeigt, das bei einer Spritzlötvorrichtung allgemein „Schlacke" genannt wird.
Die Grundzusammensetzung der Lötlegierung ist beispielsweise Sn mit 30% und der übrige Teil besteht aus Zn. Bei einer höheren P-Konzentration als 0,0005% wird die Menge der entstehenden Schlacke drastisch reduziert und die antioxidative Wirkung von P erzielt. Bei einer höheren P-Konzentration als 0,05% hingegen beginnt die Bruchdehnung abzunehmen und die Duktilität des Materials sinkt. Deshalb sollte beim Lötmaterial die P-Konzentration im Bereich von 0,0005% oder darüber und 0,05% oder darunter liegen.
Hier wird die Legierung beschrieben, die 30% Sn und 0,0005% oder darüber und 0,05% oder darunter P enthält, wobei der übrige Teil aus Zn besteht. Jedoch wird auch mit Legierungen auf Zn-Sn-Basis, die andere Zusammensetzungsverhältnisse aufweisen, der entsprechende Effekt erzielt, wenn das Gehaltverhältnis von Sn 50% oder darunter beträgt. Mit den Legierungen auf Zn-In-Basis wird auch der entsprechende Effekt erzielt, wenn das Gehaltsverhältnis von In 50% oder darunter beträgt.
Ausführungsform 2
In Ausführungsform 2 dieser Erfindung wird eine Lötlegierung bereitgestellt, die höchstens 50 Gew.-% Sb und/oder In enthält, und 0,05% oder darüber und 0,5% oder darunter Al oder Mg enthält, wobei der restliche Teil aus Zn und unvermeidlichen Verunreinigungen besteht. Wie in Ausführungsform 1 kann eine Hochtemperatur-Lötlegierung bereitgestellt werden, bei der die Entstehung einer Oxidschicht eingeschränkt werden kann, ohne die mechanischen Eigenschaften zu verschlechtern.
2 ist ein Korrelationsdiagramm, das die Relation zwischen der Al-Konzentration in der Lötlegierung nach Ausführungsform 2 und ihrer Bruchdehnung in einem statischen Dehnungstest, und die Relation zwischen der Al-Konzentration und der Menge an entstandenem Oxid zeigt, das bei einer Spritzlötvorrichtung allgemein „Schlacke" genannt wird.
Die Grundzusammensetzung der Lötlegierung beträgt beispielsweise 30% Sn und der übrige Teil besteht aus Zn. Bei einer höheren Al-Konzentration als 0,05% wird die Menge der entstehenden Schlacke drastisch reduziert und die antioxidative Wirkung von Al erzielt. Bei einer höheren Al-Konzentration als 0,5% hingegen beginnt die Bruchdehnung abzunehmen und die Duktilität des Materials sinkt. Deshalb sollte beim Lötmaterial die Al-Konzentration im Bereich von 0,05% oder darüber und 0,5% oder darunter liegen.
Hier wird die Legierung beschrieben, die 30% Sn und 0,05% oder darüber und 0,5% oder darunter Al enthält, wobei der übrige Teil aus Zn besteht. Jedoch wird auch mit Legierungen auf Zn-Sn-Basis, die andere Zusammensetzungsverhältnisse aufweisen, der entsprechende Effekt erzielt, wenn das Gehaltverhältnis von Sn 50% oder darunter beträgt. Mit den Legierungen auf Zn-In-Basis wird auch der entsprechende Effekt erzielt, wenn das Gehaltsverhältnis von In 50% oder darunter beträgt.
Wenn darüber hinaus Mg anstatt von Al zugesetzt wird, entspricht die Korrelation zwischen der Mg-Konzentration und der schlackenreduzierenden Wirkung derjenigen des Falls, bei dem Al zugesetzt wird, und auch der Einfluss auf die statischen mechanischen Eigenschaften wie Bruchdehnung ist ähnlich demjenigen des Falls, bei dem Al zugesetzt wird.
Ausführungsform 3
In Ausführungsform 3 wird ein Lötverfahren bereitgestellt, bei dem der Lötvorgang in einer Schutzgas- oder Reduktionsatmosphäre unter Verwendung einer Lötlegierung durchgeführt wird, die höchstens 50 Gew.-% Sn und/oder In enthält, und 0,0005 Gew.-% oder darüber und weniger als 0,05 Gew.-% P enthält, wobei der übrige Teil aus Zn und unvermeidlichen Verunreinigungen besteht. Es wird ein Lötverfahren bereitgestellt, das die Ausbildung eines Lötverbindungsteils ohne Verbindungsmängel wie etwa Hohlräume ermöglicht.
3 ist eine Schemaansicht, die einen Querschnitt eines Verbindungsteils zeigt, das aus einer Lötlegierung auf Zn-Sn-P-Basis nach Ausführungsform 3 dieser Erfindung besteht.
In 3 stellt 1 ein zum Anschluss verwendetes Lötmaterial, zum Beispiel Zn-30Sn-0,0005P dar (wobei die Zahlenwerte jeweils den Prozentanteil darstellen und der übrige Teil Zn ist). 2 stellt ein verbundenes Teil dar, zum Beispiel einen Si-Chip, dessen Oberfläche mit Ni metallisiert ist. 3 stellt eine Sockelteil dar, zum Beispiel eine Cu-Platte, deren Oberfläche Ni-galvanisiert ist. Dieses Verbindungsteil wird wie folgt ausgebildet. Und zwar wird die Zn-Sn-P-Lötlegierung 1, die zu einer Plattenform verarbeitet ist, zuerst in einem atmosphärischen Gas, das Sauerstoff in einer Konzentration von 100 ppm und Wasserstoff in einer Konzentration von 3% enthält, wobei der restliche Teil Stickstoff ist, auf die Cu-Platte 3 gelegt. Dann werden, nachdem der Si-Chip 2 daraufgelegt wurde, beide auf den Schmelzpunkt der Zn-Sn-P-Legierung 1 oder darüber, beispielsweise 400°C, erhitzt und dann abgekühlt. Auf diese Weise wird für eine ausreichende Benetzung zwischen dem verbundenen Teil und dem Lötmaterial gesorgt, und es entsteht ein gutes Verbindungsteil, das keine Verbindungsmängel wie etwa Hohlräume aufweist.
4 hingegen ist eine schematische Ansicht, die einen Querschnitt eines Verbindungsteils in dem Fall gezeigt wird, bei dem dieselbe Lötlegierung, derselbe Si-Chip und dieselbe Cu-Platte verwendet und in der Atmosphäre unter Verwendung eines Flussmittels erhitzt werden.
In 4 stellen 1 bis 3 dieselben Teile wie in Ausführungsform 3 dieser Erfindung dar, und 4 stellt Hohlräume das, die im Lot entstanden sind. Somit wird in dem Fall, bei dem ein Flussmittel in der Atmosphäre verwendet wird, Gas, das durch die Reaktion zwischen dem Flussmittel und der Oxidschicht auf der Oberfläche des Lötmaterials erzeugt wird, in dem geschmolzenen Lot eingeschlossen. Deshalb ist es äußerst schwierig, Hohlräume zu vermeiden.
Wie vorstehend beschrieben, kann, indem der Lötvorgang durch Erhitzen, zum Beispiel in einem atmosphärischen Gas erfolgt, das Sauerstoff in einer Konzentration von 100 ppm und Wasserstoff in einer Konzentration von 3% enthält, wobei der restliche Teil Stickstoff ist, ein Verbindungsteil bereitgestellt werden, das keine Verbindungsmängel wie etwa Hohlräume aufweist.
In dieser Ausführungsform wird der Fall beschrieben, dass Zn-30Sn-0,0005P als Lötlegierung verwendet wird. Jedoch wird auch mit Legierungen auf Zn-Sn-Basis, die andere Zusammensetzungsverhältnisse haben, derselbe Effekt erzielt, wenn das Gehaltsverhältnis von Sn 50% oder darunter beträgt und die P-Konzentration im Bereich von 0,0005% oder darüber oder 0,05% oder darunter liegt. Mit Legierungen auf Zn-In-Basis wird auch der entsprechende Effekt erzielt, wenn das Gehaltsverhältnis von In 50% oder darunter beträgt und die P-Konzentration im Bereich von 0,0005% oder darüber und 0,05% oder darunter liegt. Auch in dem Fall, dass Al oder Mg anstatt P der Lötlegierung zugesetzt wird, wird derselbe Effekt erzielt, wenn die Zugaberate 0,5% oder darunter beträgt. Obwohl in dieser Ausführungsform der Fall beschrieben ist, bei dem als Reduktionsatmosphäre atmosphärisches Gas verwendet wird, das Sauerstoff in einer Konzentration von 100 ppm und Wasserstoff in einer Konzentration von 3% enthält, wobei der restliche Teil Stickstoff ist, ist die Sauerstoffkonzentration nicht darauf beschränkt, wenn sie nur ausreichend niedrig ist, und das atmosphärische Gas muss keinen Wasserstoff enthalten, wenn die Oxidschicht auf der Oberfläche des verbundenen Teils weniger Einfluss hat. Das Schutzgas ist nicht auf Stickstoff beschränkt, und es gibt kein Problem, wenn Argon oder dergleichen verwendet wird, wenn es nicht oxidativ ist. Die Verbindungseigenschaft ist besser, wenn die Sauerstoffkonzentration niedriger ist. Allerdings wird eine ausreichende Wirkung zur Verhinderung von Hohlräumen bereitgestellt, wenn sie 1000 ppm oder weniger beträgt.
Ausführungsform 4
5 ist eine Strukturansicht, die ein Lötverfahren nach Ausführungsform 4 dieser Erfindung zeigt. In 5 stellt 5 einen Tiegel dar, der sich beispielsweise in einer Schutzgas- oder Reduktionsatmosphäre befindet. 6 stellt eine Lötlegierung dar, beispielsweise Zn-30Sn-0,0005P, das im Tiegel erhitzt und geschmolzen wurde. 7 stellt eine Vorrichtung, beispielsweise einen aus rostfreiem Stahl hergestellten Löffel, der oberflächenbehandelt wurde, um keine Reaktion mit dem Lot einzugehen, dar, um das geschmolzene Lot 6 aus dem Tiegel 5 zu schöpfen und das geschmolzene Lot 6 auf das Sockelteil 3 aufzutragen. 8 stellt das Lot dar, das vom Löffel 7 auf das Sockelteil 3 aufgetragen wurde.
Eine Legierung auf Zn-Sn-Basis kann in der Atmosphäre sehr leicht oxidieren. Selbst dann, wenn ein Plattenteil mit einer extrem sauberen Oberfläche hergestellt wird, bedeckt deshalb, wenn es in der Atmosphäre gelagert wird, ohne behandelt worden zu sein, eine Oxidschicht, bei der es sich hauptsächlich um Zn-Oxid handelt, die Oberfläche des Lötmaterials innerhalb sehr kurzer Zeit. Sobald sich die Oxidschicht gebildet hat, verbleibt sie auf der Oberfläche, auch wenn das Lötmaterial geschmolzen wird. Diese Oxidschicht kann nicht so ohne Weiteres abgesprengt werden, es sei denn, sie wird mit einer von außen einwirkenden Kraft wie Schaukeln und Schütteln beaufschlagt. Diese Oxidschicht unterbricht den Lötvorgang, wodurch Hohlräume und Benetzungsfehler entstehen.
Da andererseits bei dem in Ausführungsform 4 beschriebenen Verfahren die Lötlegierung 6 im Tiegel 5 in einer Schutzgas- oder Reduktionsatmosphäre geschmolzen wird, kann eine weitere Oxidation des Lötmaterials nur eingeschränkt werden, wenn die auf der Oberfläche der Lötlegierung 6 schwimmende Oxidschicht entfernt wird. Somit wird es möglich, indem die nicht oxidierte Lötlegierung mit dem Löffel 7 abgeschöpft und aufgetragen wird, einen Lötvorgang mit dem Lot durchzuführen, das keine Oxidschicht enthält.
In dieser Ausführungsform 4 wurde der Fall beschrieben, dass Zn-30Sn-0,0005P als Lötlegierung verwendet wird. Jedoch ist wie in Ausführungsform 3 die Lötlegierung nicht darauf beschränkt. Der gleiche Effekt wird auch durch eine andere Einrichtung als den Löffel erzielt, solange sie nur das geschmolzene Lot dem Verbindungsteil zuführen kann.
Ausführungsform 5
6 ist eine Strukturansicht, die ein Lötverfahren nach Ausführungsform 5 dieser Erfindung zeigt. In 6 stellt 9 eine Flüssigmetallausstoßvorrichtung dar, die mit Flüssigmetall beschickt wird, indem der Druck in ihrem Innenraum unter den Außendruck gesenkt wird, und die das Flüssigmetall ausstößt, indem der Druck in ihrem Innenraum erhöht wird. Beispielsweise handelt es sich um eine Spritze, die aus einem Glaszylinder und einem Glaskolben besteht. 10 stellt eine Vorrichtung dar, die einen Heizmechanismus wie ein Heizelement enthält und den Zylinder festhält, während er erhitzt wird. Die anderen Teile des Aufbaus sind dieselben wie in Ausführungsform 4.
Da die Spritze in dieser Ausführungsform 5 als Vorrichtung zum Zuführen der Lötlegierung 6 zum Sockelteil 3 verwendet wird, bei dem es sich um das Verbindungsteil handelt, kann ein Anteil, der keine Oxidschicht enthält, leicht vom Inneren der im Tiegel 5 geschmolzenen Lötlegierung 6 abgezogen werden. Somit kann sauberes, keine Oxidschicht enthaltendes Lot dem Verbindungsteil wiederholt und kontinuierlich zugeführt werden.
In dieser Ausführungsform 5 wurde der Fall beschrieben, bei dem die Glasspritze als Flüssigmetallausstoßvorrichtung 9 verwendet wird. Die Ausführungsform ist jedoch nicht auf die Flüssigmetallausstoßvorrichtung beschränkt, sondern es kann jede Vorrichtung verwendet werden, die den Druck im Innenraum, der das Flüssigmetall enthält, unter den Außendruck senken kann. Die entsprechende Wirkung wird mit einer aus hitzebeständigem Material hergestellten Membran erzielt, die der Temperatur der geschmolzenen Lötlegierung widerstehen kann.
Die Spritze ist nicht auf Glas beschränkt, sondern kann auch aus Metall oder Keramik bestehen. Wenn die Behandlung der Oxid- oder Nitridschicht, die keine Reaktion mit der Lötlegierung eingeht, auf der Oberfläche der Spritze erfolgt, die mit dem geschmolzenen Lot in Berührung kommt, wird ihre Haltbarkeit besser.
Da drüber hinaus der Heizmechanismus wie das Heizelement in der Vorrichtung vorgesehen ist, welche die Spritze hält, kann das in die Spritze angesaugte Lot daran gehindert werden, sich zu verfestigen, und die Austauscharbeit für die Spritze kann mühelos erfolgen. Ist jedoch der Heizmechanismus in der Spritze selbst vorgesehen, wird der Wirkungsgrad der Wärmeübertragung auf die Lötlegierung besser, und deshalb ist es möglich, die Temperatur des Heizmechanismus niedrig einzustellen.
Der Heizmechanismus kann separat von der Anordnung der Spritze und dergleichen, die den Raum bildet, der die Lötlegierung enthält, aufgebaut sein, und die Anordnung, die den Raum bildet, der die Lötlegierung enthält, kann durch Bestrahlungs- oder Konventionswärmeübertragung erhitzt werden.
In dieser Ausführungsform wurde der Fall beschrieben, bei dem Zn-30Sn-0,0005P als Lötlegierung verwendet wurde. Wie in Ausführungsform 3 und 4 ist die Lötlegierung jedoch nicht darauf beschränkt.

Claims

Lötlegierung, die höchstens 50 Gew.-% Sn und/oder In enthält, und 0,0005 Gew.-% oder darüber und 0,05 Gew.-% oder darunter P enthält, wobei der übrige Teil aus Zn und unvermeidlichen Verunreinigungen besteht.
Lötlegierung, die höchstens 50 Gew.-% Sn und/oder In enthält, und 0,05% oder darüber und 0,5% oder darunter Al oder Mg enthält, wobei der übrige Teil aus Zn und unvermeidlichen Verunreinigungen besteht.
Lötverfahren, welches das Durchführen des Lötvorgangs in einer Schutzgas- oder Reduktionsatmosphäre unter Verwendung einer Lötlegierung umfasst, die höchstens 50 Gew.-% Sn und/oder In enthält, und 0,0005 Gew.-% oder darüber und weniger als 0,05 Gew.-% P enthält, wobei der übrige Teil aus Zn und unvermeidlichen Verunreinigungen besteht.
Lötverfahren, welches das Durchführen des Lötvorgangs in einer Schutzgas- oder Reduktionsatmosphäre unter Verwendung einer Lötlegierung umfasst, die höchstens 50 Gew.-% Sn und/oder In enthält, und 0,05% oder darüber und 0,5% oder darunter Al oder Mg enthält, wobei der übrige Teil aus Zn und unvermeidlichen Verunreinigungen besteht.
Lötverfahren nach Anspruch 3, wobei die Sauerstoffkonzentration in der Schutzgas- oder Reduktionsatmosphäre 1000 ppm oder weniger beträgt.
Lötverfahren nach Anspruch 3, wobei die Lötlegierung, bei der es sich um ein Verbindungsbestandteil handelt, vorab geschmolzen und dann einem Verbindungsteil zugeführt wird.
Lötverfahren nach Anspruch 6, wobei die Lötlegierung durch eine Flüssigmetallausstoßvorrichtung zugeführt wird, die mit Flüssigmetall beschickt wird, indem der Druck in einem Raum, der das Flüssigmetall enthält, unter den Außendruck gesenkt wird, und die das Flüssigmetall ausstößt, indem der Druck in dem Raum erhöht wird.
Lötverfahren nach Anspruch 7, wobei die Flüssigmetallausstoßvorrichtung den Druck in dem Raum, der die Lötlegierung enthält, durch eine Kombination aus einem Kolben und Zylinder oder durch eine Membran verändert.
Lötverfahren nach Anspruch 7, wobei eine Oberfläche der Flüssigmetallausstoßvorrichtung, die mit der Lötlegierung in Berührung kommt, aus einem Material besteht, das keine chemische Reaktion mit der Lötlegierung eingeht.
Lötverfahren nach Anspruch 7, wobei eine Oberfläche der Flüssigmetallausstoßvorrichtung, die mit der Lötlegierung in Berührung kommt, aus einem Metall mit einer Oxid- oder Nitridschicht, oder aus Keramik oder Glas besteht.
Lötverfahren nach Anspruch 7, wobei die Flüssigmetallausstoßvorrichtung einen Heizmechanismus besitzt, der eine Temperatur aufrechterhält, die gleich dem oder höher als der Schmelzpunkt der Lötlegierung ist.
Lötverfahren nach Anspruch 11, wobei in der Flüssigmetallausstoßvorrichtung der Heizmechanismus direkt an einer Anordnung befestigt ist, die den Raum bildet, der die Lötlegierung enthält.
Lötverfahren nach Anspruch 11, wobei in der Flüssigmetallausstoßvorrichtung der Heizmechanismus separat von einer Anordnung aufgebaut ist, die den Raum bildet, der die Lötlegierung enthält, und die Anordnung, die den Raum bildet, der die Lötlegierung enthält, durch Bestrahlungs- oder Konvektionswärmeübertragung erhitzt wird.
Lötlegierung, die höchstens 50 Gew.-% Sn und/oder In enthält, und 0,0005 Gew.-% oder darüber und 0,05 Gew.-% oder darunter P enthält, wobei der übrige Teil aus Zn und unvermeidlichen Verunreinigungen besteht.
Lötlegierung, die höchstens 50 Gew.-% Sn und/oder In enthält, und 0,05% oder darüber und 0,5% oder darunter Al oder Mg enthält, wobei der übrige Teil aus Zn und unvermeidlichen Verunreinigungen besteht.
Lötverfahren, welches das Durchführen des Lötvorgangs in einer Schutzgas- oder Reduktionsatmosphäre unter Verwendung einer Lötlegierung (1) umfasst, die höchstens 50 Gew.-% Sn und/oder In enthält, und 0,0005 Gew.-% oder darüber und weniger als 0,05 Gew.-% P enthält, wobei der übrige Teil aus Zn und unvermeidlichen Verunreinigungen besteht.
Lötverfahren, welches das Durchführen des Lötvorgangs in einer Schutzgas- oder Reduktionsatmosphäre unter Verwendung einer Lötlegierung (1) umfasst, die höchstens 50 Gew.-% Sn und/oder In enthält, und 0,05% oder darüber und 0,5% oder darunter Al oder Mg enthält, wobei der übrige Teil aus Zn und unvermeidlichen Verunreinigungen besteht.
Lötverfahren nach Anspruch 16 oder 17, wobei die Sauerstoffkonzentration in der Schutzgas- oder Reduktionsatmosphäre 1000 ppm oder weniger beträgt.
Lötverfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, wobei die Lötlegierung (1), bei der es sich um ein Verbindungsbestandteil handelt, vorab geschmolzen und dann einem Verbindungsteil zugeführt wird.
Lötverfahren nach Anspruch 19, wobei die Lötlegierung (6) durch eine Flüssigmetallausstoßvorrichtung (9) zugeführt wird, die mit Flüssigmetall beschickt wird, indem der Druck in einem Raum, der das Flüssigmetall (6) enthält, unter den Außendruck gesenkt wird, und die das Flüssigmetall ausstößt, indem der Druck in dem Raum erhöht wird.
Lötverfahren nach Anspruch 20, wobei die Flüssigmetallausstoßvorrichtung (9) den Druck in dem Raum, der die Lötlegierung (1) enthält, durch eine Kombination aus einem Kolben und Zylinder oder durch eine Membran verändert.
Lötverfahren nach Anspruch 20 oder 21, wobei eine Oberfläche der Flüssigmetallausstoßvorrichtung (9), die mit der Lötlegierung in Berührung kommt, aus einem Material besteht, das keine chemische Reaktion mit der Lötlegierung (6) eingeht.
Lötverfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 22, wobei eine Oberfläche der Flüssigmetallausstoßvorrichtung (9), die mit der Lötlegierung (6) in Berührung kommt, aus einem Metall mit einer Oxid- oder Nitridschicht, oder aus Keramik oder Glas besteht.
Lötverfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 23, wobei die Flüssigmetallausstoßvorrichtung (9) einen Heizmechanismus besitzt, der eine Temperatur aufrechterhält, die gleich dem oder höher als der Schmelzpunkt der Lötlegierung (6) ist.
Lötverfahren nach Anspruch 24, wobei in der Flüssigmetallausstoßvorrichtung (9) der Heizmechanismus direkt an einer Anordnung befestigt ist, die den Raum bildet, der die Lötlegierung (6) enthält.
Lötverfahren nach Anspruch 24, wobei in der Flüssigmetallausstoßvorrichtung (9) der Heizmechanismus separat von einer Anordnung aufgebaut ist, die den Raum bildet, der die Lötlegierung (6) enthält, und die Anordnung, die den Raum bildet, der die Lötlegierung (6) enthält, durch Bestrahlungs- oder Konvektionswärmeübertragung erhitzt wird.