DE112020002612T5 - Lotlegierung, lotpulver, lotpaste und lötverbindung, die unter verwendung deren verwendung erlangt wird - Google Patents

Abstract

Bereitgestellt sind eine Lotlegierung, ein Lotpulver und dergleichen, die Veränderungen in einer Lotpaste im Lauf der Zeit unterdrücken und eine ausgezeichnete Benetzbarkeit, eine geringe Temperaturdifferenz zwischen der Liquidustemperatur und der Solidustemperatur sowie ausgezeichnete mechanische Eigenschaften aufweisen und eine hohe Verbindungsfestigkeit zeigen. Die Lotlegierung enthält eine Legierungszusammensetzung, bestehend aus 0,55 bis 0,75 Massen-% Cu, 0,0350 bis 0,0600 Massen-% Ni, 0,0035 bis 0,0200 Massen-% Ge und 25 bis 300 Massen-ppm As, mindestens eines von 0 bis 3000 Massen-ppm Sb, 0 bis 10000 Massen-ppm Bi und 0 bis 5100 Massen-ppm Pb und einen Rest Sn und erfüllt die nachstehenden Ausdrücke (1) bis (3).275≤2As+Sb+Bi+Pb0,01≤(2As+Sb)/(Bi+Pb)≤10,0010,83≤Cu/Ni≤18,57In den oben gezeigten Ausdrücken (1) bis (3) stellen Cu, Ni, As, Sb, Bi und Pb jeweils für eine Menge (Massen-ppm) in der Legierungszusammensetzung dar.

Description

• [Technischer Bereich]
• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Lotlegierung, ein Lotpulver, eine Lotpaste und eine Lötverbindung unter deren Verwendung.
• [Technischer Hintergrund]
• Ein Trägersubstrat, bei dem elektronische Komponenten auf einem gedruckten Substrat montiert sind, wird für verschiedene elektronische Vorrichtungen verwendet. Ein Trägersubstrat, bei dem eine Vielzahl von Substraten gestapelt sind, um eine vollständige Reihe von Funktionen auszuführen, wird zusätzlich zu einem einlagigen Substrat verwendet. Beispiele für die elektrische Verbindung zwischen Substraten oder das Montieren elektronischer Komponenten auf einem Substrat beinhalten ein Verfahren zum Verbinden der Substrate durch Oberflächenmontage oder ein Verfahren zum Einsetzen von Anschlüssen in Durchgangslöcher zur Montage. Beispiele für solche Montageverfahren auf einem gedruckten Substrat sind Schwalllöten, Reflow-Löten und Handlöten.
• Dabei wird ein Verfahren zum Einsetzen von Anschlüssen in Durchgangslöcher zur Montage eingesetzt, um elektronische Komponenten, die eine bestimmte Größe aufweisen, unter dem Gesichtspunkt von Verbindungsfestigkeit oder dergleichen zu montieren. Für das Montageverfahren wird ein übliches Schwalllöten eingesetzt. Schwalllöten ist ein Lötverfahren, bei dem die Oberfläche eines Lötbads auf eine Verbindungsoberfläche eines bedruckten Substrats aufgestrahlt wird.
• Beispiele für Lotlegierungen, die für ein solches Schwalllöten verwendet werden, beinhalten eine Sn-Cu-Ni-Lotlegierung, wie sie in Patentdokument 1 offenbart ist. Es ist offenbart, dass in einer solchen Lotlegierung eine feste Lösung der Lotlegierung selbst aufgrund des zu Sn hinzugefügten Cu verstärkt wird und die Bildung intermetallischer Verbindungen wie Cu₆Sn₅ oder Cu₃Sn in der Lotlegierung aufgrund des hinzugefügten Ni unterdrückt wird. Zusätzlich ist in der Literatur beschrieben, dass ein hoher Schmelzpunkt einer solchen intermetallischen Verbindung das Fließverhalten von geschmolzenem Metall beim Schmelzen einer Legierung beeinträchtigt.
• In den vergangenen Jahren mussten eine elektronische Vorrichtungen, die Lötverbindungen aufweisen, wie z. B. eine CPU (Central Processing Unit), miniaturisiert werden und eine hohe Leistung aufweisen. Gleichzeitig muss die Größe von Elektroden von gedruckten Substraten und elektronischen Vorrichtungen reduziert werden. Da eine elektronische Vorrichtung über eine Elektrode mit einem gedruckten Substrat verbunden ist, wird die Größe einer Lötverbindung, die zum Verbinden beider verwendet wird, reduziert, um die Miniaturisierung der Elektrode durchzuführen. Im Fall der Verbindung durch eine so feine Elektrode lässt sich schwer sagen, ob das Schwalllöten ein geeignetes Montageverfahren ist.
• Reflow-Löten unter Verwendung einer Lotpaste wird generell verwendet, um eine elektronische Vorrichtung und ein gedrucktes Substrat durch eine solche feine Elektrode zu verbinden. Reflow-Löten ist ein Lötverfahren, bei dem Paste durch eine Metallmaske hindurch kollektiv auf Elektroden auf einem gedruckten Substrat aufgebracht wird und das gedruckte Substrat, auf dem ein elektronisches Bauelement montiert ist, in einen Reflow-Ofen eingeführt wird. In einem Fall, in dem die Lotpaste gekauft wird, kann es vorkommen, dass nicht die gesamte Lotpaste zum Zeitpunkt eines Drucks verbraucht wird. Daher muss die Lotpaste bei der Herstellung eine angemessene Anfangsviskosität aufweisen, um die Druckleistung nicht zu beeinträchtigen.
• Beispielsweise ist in Patentdokument 2 eine Lotlegierung offenbart, die Sn, ein oder mehrere Elemente aus der Gruppe bestehend aus Ag, Bi, Sb, Zn, In und Cu und eine vorbestimmte Menge As enthält, um Veränderungen in einer Lotpaste im Laufe der Zeit zu unterdrücken. Die Literatur zeigt ein Resultat, bei dem die Viskosität bei 25 °C nach 2 Wochen weniger als 140 % im Vergleich zu der ursprünglichen Viskosität bei der Herstellung ist. Zusätzlich ist in der Literatur offenbart, dass die Lotlegierung weniger als 10 ppm Ni als unvermeidbare Verunreinigung enthält.
• [Referenzliste]
• [Patentliteratur]
• [Patentschrift 1] Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Erstveröffentlichung Nr. 2000-197988
• [Patentschrift 2] Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Erstveröffentlichung Nr. 2015-98052
• [Zusammenfassung der Erfindung]
• [Technisches Problem]
• In der in Patentdokument 1 offenbarten Erfindung ist die Legierung hauptsächlich für die Verwendung beim Schwalllöten konstruiert und konzentriert sich auf die Fließfähigkeit eines geschmolzenen Lots oder die Zugfestigkeit von Lotlegierungen. Da die durch Schwalllöten zu verbindenden Objekte relativ große elektronische Komponenten sind, wie es oben beschrieben ist, ist es schwierig, dies für die Verbindung von elektronischen Vorrichtungen mit feinen Elektroden wie oben beschrieben einzusetzen. Zusätzlich sollte bei einer Lötverbindung, die mit einer Lotlegierung verbunden ist, die Verbindungsstelle nicht brechen. Bei den im Patentdokument 1 offenbarten Lotlegierungen wurden jedoch nur die mechanischen Eigenschaften der Lotlegierungen an sich berücksichtigt. Die in Patentschrift 1 offenbarten Lotlegierungen enthalten Ni, um eine Entstehung von Verbindungen aus Sn und Cu zu unterdrücken. Allerdings wird Ni verbraucht, um die mechanische Festigkeit der Lotlegierungen an sich zu verbessern, wie es oben beschrieben ist, und es ist unsicher, ob die Festigkeit an der Verbindungsstelle der Lötverbindung ausreichend verbessert wird. Weitere Studien sind erforderlich, um die feinen Elektroden der vergangenen Jahre problemlos zu verbinden.
• Wie es oben beschrieben ist, ist die in Patentschrift 2 beschriebene Erfindung zusätzlich eine Lotlegierung, die zusätzlich zu Sn und As selektiv sechs weitere Arten von Elementen enthalten kann. Zusätzlich gibt es in der Literatur Hinweise auf eine Verschlechterung der Schmelzbarkeit aufgrund des hohen As-Gehalts.
• Hier wird angenommen, dass die in Patentdokument 2 bewertete Schmelzbarkeit der Benetzbarkeit eines geschmolzenen Lots entspricht. Das Aussehen des geschmolzenen Materials wird mit einem Mikroskop beobachtet, um die in der Literatur angegebene Schmelzbarkeit anhand des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins von nicht vollständig schmelzbarem Lotpulver zu bewerten. Es ist nämlich unwahrscheinlich, dass ein Lotpulver, das nicht vollständig geschmolzen werden kann, zurückbleibt, wenn die Benetzbarkeit des geschmolzenen Lots hoch ist.
• Generell ist es notwendig, ein hochaktives Flussmittel zu verwenden, um die Benetzbarkeit des geschmolzenen Lots zu verbessern. In einem in Patentdokument 2 offenbarten Flussmittel wird angenommen, dass ein hochaktives Flussmittel verwendet werden kann, um die Verschlechterung einer Benetzbarkeit durch As zu unterdrücken. Wird jedoch ein hochaktives Flussmittel verwendet, kommt es zu einer Reaktion zwischen einer Lotlegierung und einem Aktivator, wodurch sich die Viskosität der Paste erhöht. Zusätzlich ist es angesichts der Offenbarung in Patentdokument 2 notwendig, die Menge an As zu erhöhen, um einen Anstieg der Viskosität zu unterdrücken. Damit die in Patentschrift 2 offenbarte Lotpaste eine geringere Viskositätsanstiegsrate und eine ausgezeichnete Benetzbarkeit aufweist, müssen die Aktivität des Flussmittels und die Menge an As ständig erhöht werden, was einen Teufelskreis verursacht.
• In jüngster Zeit wird von einer Lotpaste eine stabile Leistung über einen langen Zeitraum gefordert, unabhängig von der Verwendungs- oder Lagerungsumgebung, und aufgrund der Miniaturisierung von Lötverbindungen ist auch eine höhere Benetzbarkeit erforderlich. Bei dem Versuch, die jüngsten Anforderungen mit der in Patentdokument 2 offenbarten Lotpaste zu erfüllen, ist ein Teufelskreis unvermeidlich, wie es oben beschrieben ist.
• Außerdem ist es notwendig, die mechanischen Eigenschaften von Lötverbindungen zu verbessern, um feine Elektroden zu verbinden. Je nach Element steigt mit zunehmendem Gehalt die Liquidustemperatur, die Differenz zwischen Liquidustemperatur und Solidustemperatur nimmt zu, und während der Erstarrung kommt es zu einer Entmischung, sodass ein ungleichmäßiges Legierungsgefüge entsteht. Weist eine Lotlegierung ein solches Legierungsgefüge auf, verschlechtern sich die mechanischen Eigenschaften, wie z. B. Zugfestigkeit, und die Lötverbindung bricht leicht durch äußere Belastung. Diese Probleme sind mit der jüngsten Miniaturisierung der Elektroden erheblich gestiegen.
• Ein Gegenstand der vorliegenden Verbindung ist es, eine Lotlegierung, die Veränderungen in einer Lotpaste im Lauf der Zeit unterdrückt und eine ausgezeichnete Benetzbarkeit, eine geringe Temperaturdifferenz zwischen der Liquidustemperatur und der Solidustemperatur sowie ausgezeichnete mechanische Eigenschaften aufweist und eine hohe Verbindungsfestigkeit zeigt, ein Lotpulver, eine Lotpaste und eine Lötverbindung unter Verwendung dieser bereitzustellen.
• [Lösung des Problems]
• Beim gleichzeitigen Unterdrücken von Veränderungen in einer Paste im Lauf der Zeit und Verbessern und Erreichen einer ausgezeichneten Benetzbarkeit, ist es notwendig, einen Teufelskreis zu vermeiden, der durch die Verwendung eines Flussmittels mit einer hohen Aktivität und die Erhöhung der Menge an As entsteht. Zusätzlich muss eine Lötverbindung eine hohe Verbindungsfestigkeit aufweisen. Die gegenwärtigen Erfinder haben sich auf eine Legierungszusammensetzung einer Lotlegierung konzentriert und umfangreiche Untersuchungen durchgeführt, um die Verbindungsfestigkeit der Lötverbindung zu verbessern und sowohl eine Unterdrückung der Veränderung einer Paste im Lauf der Zeit als auch eine ausgezeichnete Benetzbarkeit unabhängig von der Art des Flussmittels zu erreichen.
• Erstens haben sich die Erfinder auf die Unterdrückung der Bildung von Sn- und Cu-Verbindungen in einer Lotlegierung und auf die Unterdrückung der Verschlechterung der Benetzbarkeit aufgrund der Oxidation eines geschmolzenen Lots wie im Stand der Technik konzentriert, und eine Legierung, die durch Hinzufügen einer Spurenmenge an Ge zu einer Sn-Cu-Ni-Lotlegierung erlangt wird, wird als Grundzusammensetzung betrachtet. In dieser Grundzusammensetzung ist der Bereich Menge an Cu begrenzt, um thermische Schäden an einem elektronischen Gerät aufgrund eines Anstiegs der Liquidustemperatur zu verhindern und die Festigkeit einer Lötverbindung zu verbessern. Zusätzlich ist der Bereich der Menge an Ni auch unter dem Gesichtspunkt begrenzt, dass eine wachstumshemmende Wirkung von Sn-Cu-Verbindungen aufgrund von Ni nicht nur in der Lotlegierung, sondern auch an einer Verbindungsschnittstelle auftritt und eine große Menge an Präzipitation in der Nähe der Verbindungsschnittstelle von Sn-Cu-Ni-Verbindungen unterdrückt wird.
• Außerdem haben die Erfinder ein As-haltiges Lotpulver in einer Sn-Cu-Ni-Ge-Legierung untersucht. Außerdem untersuchten sie die Menge an As und konzentrierten sich dabei auf den Grund für die Unterdrückung der zeitlichen Veränderung einer Lotpaste bei der Verwendung eines solchen Lotpulvers.
• Es wird angenommen, dass der Grund für eine Zunahme der Viskosität einer Lotpaste mit der Zeit darin liegt, dass ein Lotpulver mit einem Flussmittel reagiert. Werden die Ergebnisse von Beispiel 4 außerdem mit denen von Vergleichsbeispiel 2 in Tabelle 1 des Patentdokuments 2 verglichen, so zeigen die Resultate außerdem, dass ein As-Gehalt von mehr als 100 Massen-ppm die Geschwindigkeit des Viskositätsanstiegs verringert. Daher wird in einem Fall, in dem der Effekt der Unterdrückung der Veränderung einer Paste im Laufe der Zeit (im Folgenden passendend bezeichnet als „Verdickungsunterdrückungseffekt“) im Vordergrund steht, davon ausgegangen, dass die Menge an As weiter erhöht werden kann. Wird der As-Gehalt erhöht, nimmt der Verdickungsunterdrückungseffekt mit dem As-Gehalt leicht zu. Der erzielte Verdickungsunterdrückungseffekt entspricht jedoch nicht der Erhöhung der Menge an As. Es wird vermutet, dass dies darauf zurückzuführen ist, dass die Menge an As, die sich auf der Oberfläche einer Lotlegierung konzentriert, begrenzt ist und die Menge an As im Inneren der Lotlegierung, in der nur ein geringer Verdickungsunterdrückungseffekt auftritt, auch dann zunimmt, wenn eine bestimmte Menge oder mehr As integriert wird. Zusätzlich hat sich bestätigt, dass sich die Benetzbarkeit einer Lotlegierung verschlechtert, wenn der As-Gehalt zu hoch ist.
• Außerdem haben die vorliegenden Erfinder postuliert, dass es notwendig sein könnte, den Bereich der Menge an As bis zu einem Bereich zu erweitern, in dem aufgrund einer geringen Menge an As im verwandten Stand der Technik kein Verdickungsunterdrückungseffekt auftritt, und dann Elemente hinzuzufügen, bei denen der Verdickungsunterdrückungseffekt zusätzlich zu As auftritt, und haben verschiedene Elemente untersucht. Als Resultat haben sie zufällig festgestellt, dass Sb, Bi und Pb den gleichen Effekt wie As aufweisen. Der Grund dafür ist zwar unklar, wird aber wie folgt vermutet.
• Der Verdickungsunterdrückungseffekt wird durch Unterdrücken einer Reaktion mit einem Flussmittel erzielt. Beispiele für Elemente, die eine geringe Reaktivität mit einem Flussmittel aufweisen, sind Elemente mit einem niedrigen Ionisierungspotenzial. Generell wird die Ionisierung einer Legierung in Form eines Ionisierungspotenzials in einer Legierungszusammensetzung, d. h. eines standardmäßigen Elektrodenpotenzials, betrachtet. Eine Sn-Ag-Legierung mit Ag, das edler als Sn ist, ionisiert beispielsweise weniger leicht als Sn. Da eine Legierung, die ein edleres Element als Sn aufweist, weniger leicht ionisiert, lässt sich daraus ableiten, dass der Verdickungsunterdrückungseffekt einer Lotpaste damit ausgezeichnet wäre.
• Obwohl in Patentdokument 2 zusätzlich zu Sn, Ag und Cu auch Bi, Sb, Zn und In als äquivalente Elemente aufgeführt sind, sind In und Zn in Bezug auf das Ionisierungspotenzial Basiselemente verglichen mit Sn. Das heißt, das Patentdokument 2 offenbart, dass ein Verdickungsunterdrückungseffekt auch dann erlangt werden kann, wenn ein Element hinzugefügt wird, das basischer als Sn ist. Aus diesem Grund wird angenommen, dass der gleiche oder ein besserer Verdickungsunterdrückungseffekt im Vergleich zu dem der in Patentdokument 2 offenbarten Lotlegierung durch eine Lotlegierung erlangt werden könnte, die ein nach dem Ionisierungspotenzial ausgewähltes Element enthält. Zusätzlich verschlechtert sich bei zunehmender Menge an As die Benetzbarkeit, wie es oben beschrieben ist.
• Die gegenwärtigen Erfinder haben Bi und Pb, die einen Verdickungsunterdrückungseffekt aufweisen, eingehend erforscht. Da Bi und Pb die Liquidustemperatur von Lotlegierungen senken, wird die Benetzbarkeit der Lotlegierungen verbessert, wenn die Erwärmungstemperatur der Lotlegierungen konstant ist. Je nach Inhalt sinkt die Solidustemperatur jedoch signifikant. Daher wird ΔT, die Temperaturdifferenz zwischen der Liquidustemperatur und der Solidustemperatur, zu groß. Wenn ΔT zu groß ist, kommt es während der Erstarrung zu einer Entmischung, die zu einer Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften, wie z. B. der mechanischen Festigkeit führt. Es hat sich herausgestellt, dass ein striktes Management erforderlich ist, wenn das Phänomen ΔT in einem Fall, in dem Bi und Pb gleichzeitig hinzugefügt werden, signifikant groß wird.
• Außerdem haben die gegenwärtigen Erfinder den Gehalt an Bi und Pb neu untersucht, um die Benetzbarkeit von Lotlegierungen zu verbessern. ΔT wurde groß, je höher der Gehalt an diesen Elementen war. Daher haben die Erfinder Sb als ein Element ausgewählt, dessen Ionisierungspotential edler ist als das von Sn und das die Benetzbarkeit von Lotlegierungen verbessert, und haben einen zulässigen Bereich für den Sb-Gehalt festgelegt und dann die Beziehung zwischen dem Gehalt an As, Bi, Pb und Sb im Detail untersucht, wenn Sb beinhaltet ist. Infolgedessen haben sie zufällig herausgefunden, dass in einem Fall, in dem die Mengen aller oben beschriebenen Bestandteile innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegen und der Gehalt an As, Bi, Pb und Sb einen vorbestimmten relationalen Ausdruck erfüllen, das Wachstum von Sn-Cu-Verbindungen an einer Verbindungsgrenzfläche gehemmt wird, die Bildung von Sn-Cu-Ni-Verbindungen in der Nähe einer Verbindungsgrenzfläche gehemmt wird und es kein praktisches Problem in Bezug auf einen ausgezeichneten Verdickungsunterdrückungseffekt, Benetzbarkeit und Einengung von ΔT gibt, und haben die vorliegende Erfindung vervollständigt.
• Die vorliegende Erfindung wird sich aus diesen Erkenntnissen wie folgt erlangt.
1. (1) Eine Lotlegierung, die eine Legierungszusammensetzung aufweist, enthaltend 0,55 bis 0,75 Massen-% Cu, 0,0350 bis 0,0600 Massen-% Ni, 0,0035 bis 0,0200 Massen-% Ge und 25 bis 300 Massen-ppm As, mindestens eines von 0 bis 3000 Massen-ppm Sb, 0 bis 10000 Massen-ppm Bi und 0 bis 5100 Massen-ppm Pb und einen Rest Sn und die nachstehenden Ausdrücke (1) bis (3) erfüllt.
• $$275\le 2\text{As}+\text{Sb}+\text{Bi}+\text{Pb}$$

  

  $$\mathrm{0,01}\le \left(2\text{As}+\text{Sb}\right)/\left(\text{Bi}+\text{Pb}\right)\le \mathrm{10,00}$$

  

  $$\mathrm{10,83}\le \text{Cu}/\text{Ni}\le \mathrm{18,57}$$

  

  In den oben gezeigten Ausdrücken (1) bis (3) stellen Cu, Ni, As, Sb, Bi und Pb jeweils für eine Menge (Massen-ppm) in der Legierungszusammensetzung dar.
1. (2) Die Lotlegierung gemäß oben beschriebenem (1), in der die Legierungszusammensetzung ferner den nachstehenden Ausdruck (1a) erfüllt. $$275\le 2\text{As}+\text{Sb}+\text{Bi}+\text{Pb}\le 25200$$
   
   In dem oben gezeigten Ausdruck (1a) stellen As, Sb, Bi und Pb jeweils eine Menge (Massen-ppm) in der Legierungszusammensetzung dar.
• (3) Die Lotlegierung gemäß dem oben beschriebenen (1), in der die Legierungszusammensetzung ferner den nachstehenden Ausdruck (1b) erfüllt. $$275\le 2\text{As}+\text{Sb}+\text{Bi}+\text{Pb}\le 5300$$
  
• In dem oben gezeigten Ausdruck (1b) stellen As, Sb, Bi und Pb jeweils eine Menge (Massen-ppm) in der Legierungszusammensetzung dar.
• (4) Die Lotlegierung gemäß einem von den oben beschriebenen (1) bis (3), in der die Legierungszusammensetzung ferner den nachstehenden Ausdruck (2a) erfüllt. $$\mathrm{0,31}\le \left(2\text{As}+\text{Sb}\right)/\left(\text{Bi}+\text{Pb}\right)\le \mathrm{10,00}$$
  
  In dem oben gezeigten Ausdruck (2a) stellen As, Sb, Bi und Pb jeweils eine Menge (Massen-ppm) in der Legierungszusammensetzung dar.
• (5) Die Lotlegierung gemäß einem von den oben beschriebenen (1) bis (4), in der die Legierungszusammensetzung ferner 0 bis 4 Massen-% Ag enthält.
• (6) Ein Lotpulver, gebildet aus der Lotlegierung gemäß einem der oben beschriebenen (1) bis (5).
• (7) Eine Lotpaste, die aus dem Lotpulver gemäß dem oben beschriebenen (6) besteht (die kein anderes Lotpulver als das Lotpulver gemäß dem oben beschriebenen (6) enthält).
• (8) Eine Lötverbindung, die aus der Lotlegierung gemäß einem der oben beschriebenen (1) bis (5) besteht (die keine andere Lotlegierung als die Lotlegierung gemäß einem der oben beschriebenen (1) bis (5) enthält).
• [Beschreibung von Ausführungsformen]
• Die vorliegende Erfindung ist nachstehend näher beschrieben. In der vorliegenden Spezifikation ist „%“ in Bezug auf eine Lotlegierungszusammensetzung „Massen-%“, sofern es nicht anders angegeben ist. „%“ ist „Massen-%“, sofern es nicht anders angegeben ist.
• 1. Legierungszusammensetzung
• (1) Cu: 0,55 % bis 0,75 %
• Cu wird generell in Lotlegierungen verwendet und ist ein Element, das die Verbindungsfestigkeit von Lötverbindungen verbessert. Zusätzlich ist Cu ein Element, das edler ist als Sn, und wenn Cu mit As zusammen existiert, wird der Verdickungsunterdrückungseffekt von As gefördert. Bei einer Menge an Cu von weniger als 0,55 % wird die Festigkeit der Lötverbindungen nicht verbessert. Die Untergrenze der Menge an Sb ist größer als oder gleich wie 0,55 %, vorzugsweise größer als oder gleich wie 0,55 % und bevorzugter größer als oder gleich wie 0,60 %. Andererseits steigt bei einer Menge an Cu von mehr als 0,75 % der Schmelzpunkt von Lotlegierungen, was thermische Schäden an elektronischen Komponenten verursacht. Die Obergrenze der Menge an As ist kleiner als oder gleich wie 0,75 %, vorzugsweise kleiner als oder gleich wie 0,75 % und bevorzugter kleiner als oder gleich wie 0,70 %.
• (2) Ni: 0,0350 % bis 0,0600 %
• Ni ist ein Element, das das Wachstum von intermetallischen Verbindungen, wie z. B. Cu₃Sn oder Cu₆Sn₅ an einer Verbindungsgrenzfläche hemmt. In einem Fall, in dem die Menge an Ni unter 0,0350 % ist, wachsen diese intermetallischen Verbindungen und die mechanische Festigkeit der Lötverbindungen nimmt ab. Die Untergrenze des Gehalts an Ni ist größer als oder gleich wie 0,0350 %, vorzugsweise größer als oder gleich wie 0,0350 % und bevorzugter größer als oder gleich wie 0,0400 %. Wenn die Menge an Ni hingegen größer als 0,0600 % ist, präzipitiert in der Nähe einer Verbindungsgrenzfläche in einer Lotlegierung eine große Menge an Sn-Cu-Ni-Verbindungen, und die mechanische Festigkeit der Lötverbindungen nimmt ab. Die Obergrenze des Gehalts an Ni ist kleiner als oder gleich wie 0,0600 %, vorzugsweise kleiner als oder gleich wie 0,0600 % und bevorzugter kleiner als oder gleich wie 0,0550 %.
• (3) Ge: 0,0035 % bis 0,0200 %
• Ge ist ein Element, das eine Oxidation von Lotlegierungen unterdrückt, um eine Verschlechterung der Benetzbarkeit oder eine Verfärbung der Lotlegierungen zu verhindern, und die Bildung von Schlacke aus Fe unterdrückt. In einem Fall, in dem die Menge an Ge unter 0,0035 % ist, kommt es zu einer Verschlechterung der Benetzbarkeit oder zu einer Verfärbung der Lotlegierungen. Die Untergrenze der Menge an Ge ist größer als oder gleich wie 0,0035 %, vorzugsweise größer als oder gleich wie 0,0040 %, bevorzugter größer als oder gleich wie 0,0050 % und noch bevorzugter größer als oder gleich wie 0,0080 %. Wenn andererseits die Menge an Ge größer ist als 0,0200 %, verschlechtert sich die Benetzbarkeit durch Präzipitation einer großen Menge von Oxiden auf Oberflächen von Lotlegierungen. Dadurch verschlechtert sich die mechanische Festigkeit von Lötverbindungen. Die Obergrenze der Menge an Ge ist kleiner als oder gleich wie 0,0200 %, vorzugsweise kleiner als 0,0200 %, bevorzugter kleiner als oder gleich wie 0,0150 % und besonders bevorzugt kleiner als oder gleich wie 0,0120 %.
• (4) As: 25 bis 300 ppm
• As ist ein Element, das eine Veränderung der Viskosität der Lotpaste im Lauf der Zeit unterdrücken kann. Da As eine geringe Reaktivität mit einem Flussmittel aufweist und ein edleres Element als Sn ist, kann As einen Verdickungsunterdrückungseffekt aufweisen. Wenn As weniger als 25 ppm ist, kann der Verdickungsunterdrückungseffekt nicht ausreichend zum Tragen kommen. Die Untergrenze der Menge an As ist größer als oder gleich wie 25 ppm, vorzugsweise größer als 25 ppm, bevorzugter größer als oder gleich wie 50 ppm und noch bevorzugter größer als oder gleich wie 100 ppm. Andererseits verschlechtert sich die Benetzbarkeit einer Lotlegierung, wenn die Menge an As zu hoch ist. Die Obergrenze der Menge an As ist kleiner als oder gleich wie 300 ppm, vorzugsweise kleiner als 300 ppm, bevorzugter kleiner als oder gleich wie 250 ppm, noch bevorzugter kleiner als oder gleich wie 200 ppm und besonders bevorzugt kleiner als oder gleich wie 150 ppm.
• (5) Mindestens eines von 0 bis 3000 ppm Bi, 0 bis 10000 ppm Pb und 0 bis 5100 ppm Sb
• Sb ist ein Element, das mit einem Flussmittel weniger reaktiv ist und einen Verdickungsunterdrückungseffekt aufweist. In einem Fall, in dem die Lotlegierung der vorliegenden Erfindung Sb enthält, ist die Untergrenze der Menge an Sb größer als oder gleich wie 0 ppm, vorzugsweise größer als 0 ppm, bevorzugter größer als oder gleich wie 25 ppm, noch bevorzugter größer als oder gleich wie 50 ppm, besonders bevorzugt größer als oder gleich wie 100 ppm und am meisten bevorzugt größer als oder gleich wie 200 ppm. Andererseits verschlechtert sich die Benetzbarkeit, wenn die Menge an Sb zu groß ist. Daher ist es notwendig, den Inhalt auf ein moderates Niveau zu setzen. Die Obergrenze für die Menge an Sb ist weniger als oder gleich wie 3000 %, vorzugsweise weniger als oder gleich wie 1150 % und bevorzugter weniger als oder gleich wie 500 %.
• Ähnlich wie Sb sind auch Bi und Pb Elemente, die eine geringe Reaktivität mit einem Flussmittel aufweisen und einen Verdickungsunterdrückungseffekt aufweisen. Zusätzlich senken Bi und Pb die Liquidustemperatur einer Lotlegierung und die Viskosität eines geschmolzenen Lots und sind daher Elemente, die eine Verschlechterung der Benetzbarkeit durch As unterdrücken können.
• Wenn mindestens ein Element von Sb, Bi und Pb vorhanden ist, kann die Verschlechterung der Benetzbarkeit durch As unterdrückt werden. In einem Fall, in dem die Lotlegierung der vorliegenden Erfindung Bi enthält, ist die Untergrenze der Menge an Bi größer als oder gleich wie 0 ppm, vorzugsweise größer als 0 ppm, bevorzugter größer als oder gleich wie 25 ppm, noch bevorzugter größer als oder gleich wie 50 ppm, noch bevorzugter größer als oder gleich wie 75 ppm, besonders bevorzugt größer als oder gleich wie 100 ppm und am meisten bevorzugt größer als oder gleich wie 200 ppm. In einem Fall, in dem die Lotlegierung der vorliegenden Erfindung Pb enthält, ist die Untergrenze der Menge an Pb größer als oder gleich wie 0 ppm, vorzugsweise größer als 0 ppm, bevorzugter größer als oder gleich wie 25 ppm, noch bevorzugter größer als oder gleich wie 50 ppm, noch bevorzugter größer als oder gleich wie 75 ppm, besonders bevorzugt größer als oder gleich wie 100 ppm und am meisten bevorzugt größer als oder gleich wie 200 ppm.
• Ist der Gehalt an diesen Elementen hingegen zu hoch, sinkt die Solidustemperatur signifikativ. Daher wird ΔT, die Temperaturdifferenz zwischen der Liquidustemperatur und der Solidustemperatur, zu groß. Wenn ΔT zu groß ist, werden Kristallphasen mit geringem Bi- oder Pb-Gehalt und hohem Schmelzpunkt bei der Koagulation des geschmolzenen Lots präzipitiert, und daher wird Bi oder Pb in einer flüssigen Phase konzentriert. Sinkt danach die Temperatur des geschmolzenen Lots weiter ab, kommt es zur Entmischung von Kristallphasen mit hoher Bi- oder Pb-Konzentration und niedrigem Schmelzpunkt. Aus diesem Grund verschlechtert sich die mechanische Festigkeit oder dergleichen einer Lotlegierung, und die Zuverlässigkeit nimmt ab. Da Kristallphasen mit einer hohen Bi-Konzentration hart und spröde sind, verschlechtert sich die Zuverlässigkeit erheblich, wenn sich die Kristallphasen in der Lotlegierung entmischen.
• Unter diesen Gesichtspunkten ist in einem Fall, in dem die erfindungsgemäße Lotlegierung Bi enthält, die Obergrenze der Menge an Bi kleiner als oder gleich wie 10000 ppm, vorzugsweise kleiner als oder gleich wie 1000 ppm, bevorzugter kleiner als oder gleich wie 600 ppm und noch bevorzugter kleiner als oder gleich wie 500 ppm. In einem Fall, in dem die Lotlegierung gemäß der vorliegenden Erfindung Bi enthält, die Obergrenze der Menge an Bi kleiner als oder gleich wie 5100 ppm, vorzugsweise kleiner als oder gleich wie 5000 ppm, bevorzugter kleiner als oder gleich wie 1000 ppm, noch bevorzugter kleiner als oder gleich wie 850 ppm und besonders bevorzugt kleiner als oder gleich wie 500 ppm.
• (6) Ausdruck (1)
• Die Lotlegierung gemäß der vorliegenden Erfindung muss die nachstehende Formel (1) erfüllen. $$275\le 2\text{As}+\text{Sb}+\text{Bi}+\text{Pb}$$

  

  In dem oben gezeigten Ausdruck (1) stellen As, Sb, Bi und Pb jeweils eine Menge (Massen-ppm) in der Legierungszusammensetzung dar.
• As, Sb, Bi und Pb sind Elemente, die einen Verdickungsunterdrückungseffekt aufweisen. Der Gesamtgehalt muss größer als oder gleich wie 275 sein. Der Grund, warum die Menge an As in Ausdruck (1) verdoppelt wird, ist, dass As einen besseren Verdickungsunterdrückungeffekt als Sb, Bi oder Pb aufweist.
• Ist Ausdruck (1) kleiner als 275, ist der Verdickungsunterdrückungseffekt nicht ausreichend ausgeprägt. Die Untergrenze von Ausdruck (1) ist größer als oder gleich wie 275, vorzugsweise größer als oder gleich wie 350 und bevorzugter größer als oder gleich wie 1200. Andererseits ist die Obergrenze von Ausdruck (1) nicht besonders begrenzt unter dem Gesichtspunkt des Verdickungsunterdrückungseffekts, sondern ist vorzugsweise kleiner als oder gleich wie 25200, noch bevorzugter kleiner als oder gleich wie 10200, noch bevorzugter kleiner als oder gleich wie 5300 und besonders bevorzugt kleiner als oder gleich wie 3800 unter dem Gesichtspunkt der Einstellung von ΔT innerhalb eines geeigneten Bereichs.
• In den nachstehenden Ausdrücken (1a) und (1b) sind die Obergrenze und die Untergrenze auf geeignete Weise aus den oben beschriebenen bevorzugten Aspekten ausgewählt. $$275\le 2\text{As}+\text{Sb}+\text{Bi}+\text{Pb}\le 25200$$

  

  $$275\le 2\text{As}+\text{Sb}+\text{Bi}+\text{Pb}\le 5300$$

  

  In den oben gezeigten Ausdrücken (1a) und (1b) stellen As, Sb, Bi und Pb jeweils eine Menge (Massen-ppm) in der Legierungszusammensetzung dar.
• (7) Ausdruck (2)
• Die Lotlegierung gemäß der vorliegenden Erfindung muss die nachstehende Formel (2) erfüllen. $$\mathrm{0,01}\le \left(2\text{As}+\text{Sb}\right)/\left(\text{Bi}+\text{Pb}\right)\le \mathrm{10,00}$$

  
• In dem oben gezeigten Ausdruck (2) stellen As, Sb, Bi und Pb jeweils eine Menge (Massen-ppm) in der Legierungszusammensetzung dar.
• Wenn der Gehalt an As und Sb hoch ist, verschlechtert sich die Benetzbarkeit der Lotlegierung. Andererseits unterdrücken Bi und Pb zwar die Verschlechterung der Benetzbarkeit aufgrund des Einschlusses von As, aber wenn der Gehalt an Bi und Pb zu hoch ist, steigt ΔT. Daher ist ein strenges Management erforderlich Insbesondere steigt ΔT leicht in der Legierungszusammensetzung, in der Bi und Pb gleichzeitig beinhaltet sind. Wenn also der Gehalt an Bi und Pb erhöht wird, um die Benetzbarkeit übermäßig zu verbessern, wird ΔT groß. Wird hingegen die Menge an As oder Sb erhöht, um den Verdickungsunterdrückungseffekt zu verbessern, verschlechtert sich die Benetzbarkeit. In der vorliegenden Erfindung sind in einem Fall, in dem die Elemente in eine Gruppe von As und Sb und eine Gruppe von Bi und Pb unterteilt sind und die Gesamtmenge beider Gruppen innerhalb eines vorbestimmten geeigneten Bereichs liegt, alle Verdickungsunterdrückungseffekte, eine Einengung von ΔT und die Benetzbarkeit gleichzeitig erfüllt.
• Wenn Ausdruck (2) kleiner ist als 0,01, wird die Gesamtmenge an Bi und Pb relativ größer als die Gesamtmenge an As und Sb, und daher wird ΔT groß. Die Untergrenze von Ausdruck (2) ist größer als oder gleich wie 0,01, vorzugsweise größer als oder gleich wie 0,02, bevorzugter größer als oder gleich wie 0,41, noch bevorzugter größer als oder gleich wie 0,90, besonders bevorzugt größer als oder gleich wie 1,00 und am meisten bevorzugt größer als oder gleich wie 1,40. Wenn andererseits Ausdruck (2) größer als 10,00 ist, ist die Gesamtmenge an As und Sb relativ größer als die Gesamtmenge an Bi und Pb, sodass sich die Benetzbarkeit verschlechtert. Die Obergrenze von Ausdruck (2) ist kleiner als oder gleich wie 10,00, vorzugsweise kleiner als oder gleich wie 5,33, bevorzugter kleiner als oder gleich wie 4,50, noch bevorzugter kleiner als oder gleich wie 4,18, noch mehr bevorzugt kleiner als oder gleich wie 2,67 und besonders bevorzugt kleiner als oder gleich wie 2,30.
• Der Nenner von Ausdruck (2) ist „Bi + Pb“, und wenn diese Elemente nicht enthalten sind, ist Ausdruck (2) nicht erfüllt. Das heißt, die Lotlegierung gemäß der vorliegenden Erfindung enthält immer mindestens eines von Bi und Pb. In der Legierungszusammensetzung, in der Bi und Pb nicht enthalten sind, verschlechtert sich die Benetzbarkeit, wie es oben beschrieben ist.
• In dem nachstehenden Ausdruck (2a) sind die Obergrenze und die Untergrenze entsprechend aus den oben beschriebenen bevorzugten Aspekten ausgewählt. $$\mathrm{0,31}\le \left(2\text{As}+\text{Sb}\right)/\left(\text{Bi}+\text{Pb}\right)\le \mathrm{10,00}$$

  

  In dem oben gezeigten Ausdruck (2a) stellen Bi und Pb jeweils eine Menge (Massen-ppm) in der Legierungszusammensetzung dar.
• (8) Ag: 0 % bis 4 %
• Ag ist ein beliebiges Element, das in der Lage ist, Ag₃Sn an der kristallinen Grenzfläche zu bilden, um die mechanische Festigkeit der Lotlegierung zu verbessern. Zusätzlich ist Ag ein Element, dessen Ionisierungspotenzial edler ist als das von Sn, und wenn Ag mit As, Pb und Bi zusammen existiert, werden die Verdickungsunterdrückungseffekte dieser Elemente gefördert. Da Ag weniger als oder gleich 4 % ist, wird außerdem der Anstieg von ΔT ausreichend unterdrückt. Die Menge an Ag ist vorzugsweise 0 % bis 4 %, bevorzugter 0,5 % bis 3,5 % und noch bevorzugter 1,0 % bis 3,0 %.
• (9) Ausdruck (3)
• $$\mathrm{10,83}\le \text{Cu}/\text{Ni}\le \mathrm{18,57}$$

  

  In dem oben beschriebenen Ausdruck (3) stellen Cu und Ni jeweils eine Menge (Massen-%) in der Legierungszusammensetzung dar.
• In der Lotlegierung gemäß der vorliegenden Erfindung ist es wünschenswert, dass die Mengen der Bestandteile innerhalb der oben beschriebenen Bereiche sind und Cu und Ni den Ausdruck (3) erfüllen. Die Bestandteile der Lotlegierung funktionieren nicht unabhängig voneinander, sondern können nur dann verschiedene Effekte entfalten, wenn die Mengen der Bestandteile alle innerhalb bestimmter Bereiche liegen. Da Cu und Ni in einem Gleichgewichtsphasendiagramm eine Beziehung zu einem ganzen Mischkristall haben, tragen sie in hohem Maße dazu bei, das Wachstum von Sn-Cu-Verbindungen an einer Verbindungsgrenzfläche oder die Bildung von Sn-Cu-Ni-Verbindungen zu verhindern. Dementsprechend kann in der vorliegenden Erfindung, da die Mengen der Bestandteile innerhalb der oben beschriebenen Bereiche liegen und Cu und Ni ein vorbestimmtes Verhältnis erfüllen, der Effekt der vorliegenden Erfindung in ausreichendem Maße gezeigt werden.
  Ausdruck (3) ist vorzugsweise 10,83 bis 18,57 und bevorzugter 11,0 bis 15,0.
• (10) Rest: Sn
• Der Rest der Lotlegierung gemäß der vorliegenden Erfindung ist Sn. Die Lotlegierung kann neben den oben beschriebenen Elementen auch unvermeidbare Verunreinigungen enthalten. Die Einbeziehung von unvermeidbaren Verunreinigungen hat keinen Einfluss auf die oben beschriebenen Effekte.
• 2. Lotpulver
• Das Lotpulver gemäß der vorliegenden Erfindung wird in einer nachfolgend beschriebenen Lotpaste verwendet und ist vorzugsweise ein kugelförmiges Pulver. Das kugelförmige Pulver verbessert die Fließfähigkeit von Lotlegierungen. Das Lotpulver gemäß der vorliegenden Erfindung erfüllt vorzugsweise Größen (Korngrößenverteilung), die den Symbolen 1 bis 8 in der Klassifizierung (Tabelle 2) der Pulvergröße in JIS Z 3284-1:2014 entsprechen. Größen (Korngrößenverteilung), die den Symbolen 4 bis 8 entsprechen, sind bevorzugter und Größen (Korngrößenverteilung), die den Symbolen 5 bis 8 entsprechen, sind noch bevorzugter. Wenn der Partikeldurchmesser diese Bedingungen erfüllt, wird ein Anstieg der Viskosität unterdrückt, da die Oberfläche eines Pulvers nicht zu groß ist und die Aggregation eines feinen Pulvers unterdrückt wird. Aus diesem Grund ist es möglich, auch feinere Teile zu löten.
• Die Sphärizität davon ist vorzugsweise größer als oder gleich wie 0,90, bevorzugter größer als oder gleich wie 0,95 und am meisten bevorzugt größer als oder gleich wie 0,99. In der vorliegenden Erfindung wird die Sphärizität eines Lotpulvers mit einem CNC-Bildmesssystem (Ultra Quick Vision ULTRA QV350-PRO Messgerät, hergestellt von der Mitutoyo Corporation) gemessen, bei dem das Verfahren Minimum Zone Center (MZC-Verfahren) verwendet wird. In der Ausführungsform stellt die Sphärizität die Abweichung von einer echten Kugel dar und ist ein arithmetischer Durchschnittswert, der berechnet wird, wenn z. B. die Durchmesser von 500 Kugeln durch Hauptachsen geteilt werden. Je näher der Wert an der Obergrenze von 1,00 ist, desto näher sind die Kugeln an echten Kugeln.
• 3. Lotpaste
• Die Lotpaste gemäß der vorliegenden Erfindung enthält das oben beschriebene Lotpulver und ein Flussmittel.
• (1) Flussmittelkomponente
• Ein in der Lotpaste verwendetes Flussmittel besteht aus einem oder einer Kombination von zwei oder mehreren organischen Säuren, einem Amin, einem Aminhydrohalogenid, einer organischen Halogenverbindung, einem thixotropen Mittel, Kolophonium, einem Lösungsmittel, einem Tensid, einem Basenmittel, einer Polymerverbindung, einem Silankopplungsmittel und einem Farbstoff.
• Beispiele für organische Säuren beinhalten Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Pimelinsäure, Korksäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Dimersäuren, Propionsäure, 2,2-Bishydroxymethylpropionsäure, Weinsäure, Apfelsäure, Glykolsäure, Diglykolsäure, Thioglykolsäure, Dithioglykolsäure, Stearinsäure, 12-Hydroxystearinsäure, Palmitinsäure und Ölsäure.
• Beispiele für Amine beinhalten Ethylamin, Triethylamin, Ethylendiamin, Triethylentetramin, 2-Methylimidazol, 2-Undecylimidazol, 2-Heptadecylimidazol, 1,2-Dimethylimidazol, 2-Ethyl-4-methylimidazol, 2-Phenylimidazol, 2-Phenyl-4-methylimidazol, 1-Benzyl-2-methylimidazol, 1-Benzyl-2-phenylimidazol, 1-Cyanoethyl-2-methylimidazol, 1-Cyanoethyl-2-undecylimidazol, 1-Cyanoethyl-2-ethyl-4-methylimidazol, 1-Cyanoethyl-2-phenylimidazol, 1-Cyanoethyl-2-undecylimidazoliumtrimellitat, 1-Cyanoethyl-2-phenylimidazoliumtrimellitat, 2,4-Diamino-6-[2'-methylimidazolyl-(1')]-ethyl-s-triazin, 2,4-Diamino-6-[2'-Undecylimidazolyl-(r)]-ethyl-s-triazin, 2,4-Diamino-6-[2'-Ethyl-4'-methylimidazolyl-(1 ') ]-ethyl-s-triazin, 2,4-Diamino-6-[2'-methylimidazolyl-(1 ')]-ethyl-s-triazin-Isocyanursäure-Addukt, 2-Phenylimidazol-Isocyanursäure-Addukt, 2-Phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazol, 2-Phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazol, 2,3-Dihydro-1H-pyrrolo[1,2-a]benzimidazol, 1-Dodecyl-2-methyl-3-benzylimidazoliumchlorid, 2-Methylimidazolin, 2-Phenylimidazolin, 2,4-Diamino-6-vinyl-s-triazin, 2,4-Diamino-6-vinyl-s-triazin-Isocyanursäure-Addukt, 2,4-Diamino-6-methacryloyloxyethyl-s-triazin, Epoxy-imidazol-Addukt, 2-Methylbenzimidazol, 2-Octylbenzimidazol, 2-Pentylbenzimidazol, 2-(1-Ethylpentyl)-benzimidazol, 2-Nonylbenzimidazol, 2-(4-Thiazolyl)benzimidazol, Benzimidazol, 2-(2'-Hydroxy-5'-methylphenyl)benzotriazol, 2-(2'-Hydroxy-3'-tert-butyl-5'-methylphenyl)-5-chlorbenzotriazol, 2-(2'-Hydroxy-3',5'-ditert-amylphenyl)benzotriazol, 2-(2'-Hydroxy-5'-tert-octylphenyl)benzotriazol, 2,2'-Methylenebis[6-(2H-benzotriazol-2-yl)-4-tert-octylphenyl], 6-(2-Benzotriazolyl)-4-tert-octyl-6'-tert-butyl-4'-methyl-2,2'-Methylenbisphenol, 1,2,3-Benzotriazol, 1-[N,N-bis(2-Ethylhexyl)aminomethyl]benzotriazol, Carboxybenzotriazol, 1-[N,N-bis(2-ethylhexyl)aminomethyl]methylbenzotriazol, 2,2'-[[(Methyl-1H-benzotriazol-1-yl)methyl] imino]bisethanol, 1-(1',2'-Dicarboxyethyl)benzotriazol, 1-(2,3-Dicarboxypropyl)benzotriazole, 1-[(2-ethylhexyl-amino)methyl]benzotriazol, 2,6-bis[(lH-Benzimidazol-l-yl)methyl]-4-methylphenol, 5-Methylbenzotriazol und 5-phenyltetrazol.
• Ein Aminhydrohalogenid ist eine Verbindung, die durch Reaktion eines Amins und eines Halogenwasserstoffs erlangt wird, und Beispiele für Amine beinhalten Ethylamin, Ethylendiamin, Triethylamin, Diphenylguanidin, Ditolylguanidin und Methylimidazol und 2-Ethyl-4-methylimidazol, und Beispiele für Halogenwasserstoffe beinhalten Hydride von Chlor, Brom und Jod.
• Beispiele für organische Halogenverbindungen beinhalten trans-2,3-Dibrom-2-buten-1,4-diol, Triallylisocyanurathexabromid, 1-Brom-2-butanol, 1-Brom-2-propanol, 3-Brom-1-propanol, 3-Brom-1,2-propandiol, 1,4-Dibrom-2-butanol, 1,3-Dibrom-2-propanol, 2,3-Dibrom-1-propanol, 2,3-Dibrom-1,4-butandiol und 2,3-Dibrom-2-buten-1,4-diol.
• Beispiele für thixotrope Mittel beinhalten ein thixotropes Mittel auf Wachsbasis, ein thixotropes Mittel auf Amidbasis und ein thixotropes Mittel auf Sorbitbasis. Beispiele für thixotrope Mittel auf Wachsbasis beinhalten hydriertes Rizinusöl. Beispiele für thixotrope Mittel auf Amid-Basis beinhalten ein thixotropes Mittel auf Monoamid-Basis, ein thixotropes Mittel auf Bisamid-Basis und ein thixotropes Mittel auf Polyamid-Basis, und spezifische Beispiele davon beinhalten Laurinsäureamid, Palmitinsäureamid, Stearinsäureamid, Behensäureamid, Hydroxystearinsäureamid, gesättigte Fettsäureamide, Ölsäureamid, Erucasäureamid, ungesättigte Fettsäureamide, p-Toluolmethanamid, aromatisches Amid, Methylenbisstearinsäureamid, Ethylenbislaurinsäureamid, Ethylenbishydroxystearinsäureamid, gesättigtes Fettsäurebisamid, Methylenbisoleinsäureamid, ungesättigtes Fettsäurebisamid, m-Xylylenbisstearinsäureamid, aromatisches Bisamid, gesättigtes Fettsäurepolyamid, ungesättigtes Fettsäurepolyamid, aromatisches Polyamid, substituierte Amide, Methylolstearinsäureamid, Methylolamid, und Fettsäureesteramide. Beispiele für thixotrope Mittel auf Sorbitbasis beinhalten Dibenzyliden-D-sorbit und bis(4-Methylbenzyliden)-D-sorbit.
• Beispiele für Basenmittel beinhalten nichtionische Tenside, schwache kationische Tenside und Kolophonium.
• Beispiele für nichtionische Tenside beinhalten Polyethylenglykol, ein Polyethylenglykol-Polypropylenglykol-Copolymer, ein aliphatisches Alkohol-Polyoxyethylen-Addukt, ein aromatisches Alkohol-Polyoxyethylen-Addukt und ein mehrwertiges Alkohol-Polyoxyethylen-Addukt.
• Beispiele für schwache kationische Tenside beinhalten terminales Diamin-Polyethylenglykol, ein terminales Diamin-Polyethylenglykol-Polypropylenglykol-Copolymer, ein aliphatisches Amin-Polyoxyethylen-Addukt, ein aromatisches Amin-Polyoxyethylen-Addukt und ein mehrwertiges Amin-Polyoxyethylen-Addukt.
• Beispiele für Kolophonium beinhalten Rohkolophonium, wie z. B. Gummikolophonium, Holzkolophonium und Tallölkolophonium sowie aus dem rohen Kolophonium erlangte Derivate. Beispiele für die Derivate beinhalten aufgereinigtes Kolophonium, hydriertes Kolophonium, disproportioniertes Kolophonium, polymerisiertes Kolophonium, ein α,β-ungesättigtes Carbonsäure-modifiziertes Produkt (wie z. B. acryliertes Kolophonium, maleiertes Kolophonium oder fumariertes Kolophonium), ein aufgereinigtes Produkt, ein Hydrid und ein disproportioniertes Produkt des polymerisierten Kolophoniums und ein aufgereinigtes Produkt, ein Hydrid und ein disproportioniertes Produkt von α,β-ungesättigten Carbonsäure-modifizierten Produkten, und zwei oder mehrere Arten davon können verwendet werden. Zusätzlich zu einem Kolophoniumharz kann das Flussmittel ferner mindestens ein Harz enthalten, ausgewählt aus einem Terpenharz, einem modifizierten Terpenharz, einem Terpenphenolharz, einem modifizierten Terpenphenolharz, einem Styrolharz, einem modifizierten Styrolharz, einem Xylolharz und einem modifizierten Xylolharz. Als modifiziertes Terpenharz kann ein aromatisch modifiziertes Terpenharz, ein hydriertes Terpenharz, ein hydriertes aromatisch modifiziertes Terpenharz oder dergleichen verwendet werden. Als modifiziertes Terpenphenolharz kann ein hydriertes Terpenphenolharz oder dergleichen verwendet werden. Als modifiziertes Styrolharz kann ein Styrol-Acrylharz, ein Styrol-Maleinsäure-Harz oder dergleichen verwendet werden. Beispiele für modifizierte Xylolharze beinhalten ein phenolmodifiziertes Xylolharz, ein alkylphenolmodifiziertes Xylolharz, ein phenolmodifiziertes Xylolharz vom Typ Resol, ein polyolmodifiziertes Xylolharz und ein mit Polyoxyethylen versetztes Xylolharz.
• Beispiele für Lösungsmittel beinhalten Wasser, ein alkoholisches Lösungsmittel, ein Lösungsmittel auf Glykoletherbasis und Terpineole. Beispiele für alkoholische Lösungsmittel beinhalten Isopropylalkohol, 1,2-Butandiol, Isobornyl-cyclohexanol, 2,4-Diethyl-1,5-pentandiol, 2,2-Dimethyl-1,3-propandiol, 2,5-Dimethyl-2,5-hexandiol, 2,5-Dimethyl-3-hexyn-2,5-diol, 2,3-Dimethyl-2,3-butandiol, 1,1,1-Tris(hydroxymethyl)ethan, 2-Ethyl-2-hydroxymethyl-1,3-propandiol, 2,2'-Oxybis(methylen)bis(2-ethyl-1,3-propandiol), 2,2-bis(Hydroxymethyl)-1,3-propandiol, 1,2,6-Trihydroxyhexan, bis[2,2,2-tris(Hydroxymethyl)ethyl]ether, 1-Ethynyl-1-cyclohexanol, 1,4-Cyclohexandiol, 1,4-Cyclohexandimethanol, Erythrit, Threitol, Guajakol-Glycerin-Ether, 3,6-Dimethyl-4-octin-3,6-diol und 2,4,7,9-Tetramethyl-5-decin-4,7-diol. Beispiele für Lösungsmittel auf Glykoletherbasis beinhalten Diethylenglykolmono-2-ethylhexylether, Ethylenglykolmonophenylether, 2-Methylpentan-2,4-diol, Diethylenglykolmonohexylether, Diethylenglykoldibutylether und Triethylenglykolmonobutylether.
• Beispiele für Tenside beinhalten Polyoxyalkylenacetylenglykole, Polyoxyalkylenglycerylether, Polyoxyalkylenalkylether, Polyoxyalkylenester, Polyoxyalkylenalkylamine und Polyoxyalkylenalkylamide.
• (2) Menge an Flussmittel
• Die Menge an Flussmittel, bezogen auf die Gesamtmasse einer Lotpaste, ist vorzugsweise 5 % bis 95 % und bevorzugter 5 % bis 15 %. In diesen Bereichen ist der Verdickungsunterdrückungseffekt durch ein Lotpulver ausreichend ausgeprägt.
• (3) Verfahren zum Herstellen von Lotpaste
• Die Lotpaste gemäß der vorliegenden Erfindung wird durch ein auf dem Gebiet übliches Verfahren hergestellt. Zunächst können bekannte Verfahren, wie z. B. ein Tropfverfahren, bei dem ein geschmolzenes Lotmaterial tropfenweise hinzugefügt wird, um Partikel zu erlangen, ein Sprühverfahren, bei dem das geschmolzene Lotmaterial zentrifugal versprüht wird, und ein Verfahren, bei dem ein loses Lotmaterial pulverisiert wird, zum Herstellen eines Lotpulvers eingesetzt werden. Beim Tropf- oder Sprühverfahren wird das Tropfen oder Sprühen vorzugsweise in einer inerten Atmosphäre oder einem Lösungsmittel ausgeführt, um Partikel zu bilden. Die oben beschriebenen Komponenten können erhitzt und miteinander vermischt werden, um ein Flussmittel, das oben beschriebene Lotpulver herzustellen, oder in einigen Fällen kann ein Zirkoniumdioxid in das Flussmittel eingebracht werden, und das Gemisch kann gerührt und gemischt werden, um eine Lotpaste herzustellen.
• 4. Lötverbindung
• Die Lötverbindung gemäß der vorliegenden eignet sich zum Verbinden eines IC-Chips mit seinem Substrat (Interposer) in einem Halbleitergehäuse oder zum Verbinden eines Halbleitergehäuses mit einer gedruckten Schaltung. „Lötverbindung“ bedeutet hier einen Verbindungsabschnitt von Elektroden.
• 5. Sonstiges
• Die Lotlegierung gemäß der vorliegenden Erfindung kann neben der oben erwähnten Verwendung als Lotpulver auch drahtförmig sein.
• Das Verfahren zur Herstellung der Lötverbindung gemäß der vorliegenden Erfindung kann durch ein übliches Verfahren ausgeführt werden.
• Das Verbindungsverfahren, bei dem die Lotpaste gemäß der vorliegenden Verbindung verwendet wird, kann durch ein übliches Verfahren z. B. unter Verwendung eines Reflow-Verfahrens ausgeführt werden. Beim Ausführen von Schwalllöten kann die Schmelztemperatur von Lotlegierungen im Wesentlichen etwa 20 °C höher sein als die Liquidustemperatur. Wenn die Lotlegierung gemäß der Erfindung zum Fügen verwendet wird, ist es außerdem vorteilhaft, die Abkühlungsgeschwindigkeit während der Erstarrung unter dem Gesichtspunkt der Miniaturisierung des Gefüges zu betrachten. Die Lötverbindung wird z. B. mit einer Abkühlgeschwindigkeit höher als oder gleich wie 2 °C/Sek. bis 3 °C/Sek. abgekühlt. Andere Verbindungsbedingungen können je nach Legierungszusammensetzung der Lotlegierung geeignet eingestellt werden.
• Ein Material mit niedriger α-Strahlung kann als Ausgangsmaterial für die Lotlegierung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden, um eine Legierung mit niedriger α-Strahlung herzustellen. Wird eine solche Legierung mit niedriger α-Strahlung zum Bilden von Lötstopps um einen Speicher herum verwendet, können weiche Fehler unterdrückt werden.
• [Beispiele]
• Die vorliegende Erfindung wird unter Verwendung der folgenden Beispiele beschrieben, sie ist aber nicht auf die folgenden Beispiele beschränkt.
• Die in den Beispielen und den Vergleichsbeispielen in den Tabellen 1 bis 6 gezeigten Lotlegierungen wurden verwendet zur Bewertung von 1. Hemmung von IMC-Wachstum in Bezug auf Cu, 2. Hemmung von Sn-Cu-Ni-Bildung in Höcker, 3. Unterdrückung von Verdickung, 4. ΔT und 5. Lot-Benetzbarkeit.
• 1. Hemmung von IMC-Wachstum in Bezug auf Cu
• Eine blanke Cu-Platte, die mit einem flüssigkeitsähnlichen Flussmittel beschichtet war, wurde in ein geschmolzenes Lot getaucht, das auf 280 °C erhitzt wurde und die in den Tabellen 1 bis 6 aufgeführten Legierungszusammensetzungen aufwies, um eine mit Lot beschichtete Cu-Platte herzustellen. Diese mit Lot beschichtete Cu-Platte wurde 300 Stunden auf einer auf 150 °C aufgeheizten Heizplatte erhitzt. In einer REM-Querschnittsaufnahme der Lotlegierung nach dem Abkühlen wurden drei beliebige Stellen in einem Bereich von 300 µm × 300 µm beobachtet, und es wurde eine maximale Kristallkorngröße einer intermetallischen Verbindung erzielt.
• In diesen Beispielen wurde im Hinblick auf die maximale Kristallkorngröße ein größtes Kristallkorn unter den intermetallischen Verbindungen, die anhand eines erhaltenen Bilds identifiziert wurden, visuell ausgewählt, und zwei parallele Tangenten wurden an das ausgewählte Kristallkorn angelegt, um das Intervall dazwischen zu maximieren, das als die maximale Kristallkorngröße angesehen wurde.
• Wenn der Höchstwert der Kristallkorngröße weniger als 5 µm war, wurde er als „◯“ bewertet, und wenn der Höchstwert größer als oder gleich wie 5 µm war, wurde er als „ד bewertet.
• 2. Hemmung von Sn-Cu-Ni-Bildung in Höcker
• Eine mit Lot beschichtete Cu-Platte wurde auf die gleiche Weise wie beschrieben in „1.“ hergestellt. Drei beliebige Stellen an einer Grenzfläche zwischen der Cu-Platte und der Lotlegierung wurden mit dem gleichen Verfahren wie beschrieben in „1.“ beobachtet, um das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von Sn-Cu-Ni-Verbindungen in der Lotlegierung zu prüfen. Wurde die Bildung von Sn-Cu-Ni-Verbindungen in der Nähe der Grenzfläche der Lotlegierung nicht an allen Stellen beobachtet, wurde sie als „◯“ bewertet, und in einem Fall, in dem die Bildung von Sn-Cu-Ni-Verbindungen an mindestens einer Stelle beobachtet wurde, wurde sie als „ד bewertet.
• 3. Unterdrückung von Verdickung
• Ein Flussmittel, das aus 42 Masseteilen eines Kolophoniums, 35 Masseteilen eines Lösungsmittels auf Glykolbasis, 8 Masseteilen eines Thixo-Mittels, 10 Masseteilen einer organischen Säure, 2 Masseteilen eines Amins und 3 Masseteilen eines Halogens hergestellt wurde, und ein Lotpulver mit jeder in Tabelle 1 bis Tabelle 6 gezeigten Legierungszusammensetzung und einer Größe (Teilchengrößenverteilung), die Symbol 4 in der Klassifizierung der Pulvergrößen (Tabelle 2) in JIS Z 3284-1:2014 erfüllt, wurden gemischt, um eine Lotpaste herzustellen. Das Massenverhältnis eines Flussmittels zu einem Lotpulver ist Flussmittel:Lotpulver = 11:89. Die Änderung der Viskosität jeder Lotpaste über die Zeit wurde gemessen. Zusätzlich wurden die Liquiduslinientemperatur und die Solidustemperatur des Lotpulvers gemessen. Zusätzlich wurde die Benetzbarkeit unter Verwendung der Lotpasten direkt nach Herstellung bewertet. Die Daten sind wie folgt.
• Die Viskosität von jeder Lotpaste wurde unmittelbar nach Herstellung mit PCU-205 von Malcolm Co., Ltd. bei einer Rotationsfrequenz von 10 U/min, 25 °C und 12 Stunden an atmosphärischer Luft gemessen. Wenn die Viskosität nach 12 Stunden das 1,2-fache oder weniger im Vergleich zur Viskosität nach Ablauf von 30 Minuten nach der Herstellung jeder Lotpaste betrug, wurde sie als „◯“ bewertet, was bedeutet, dass ein ausreichender Verdickungsunterdrückungseffekt erreicht wurde. Wenn die Viskosität nach 12 Stunden das 1,2-fache überstieg, wurde sie als „ד bewertet.
• 4. ΔT
• Das Lotpulver wurde vor einem Mischen mit einem Flussmittel mit dem EXSTAR DSC7020, Modellnummer, hergestellt von SII NanoTechnology Inc., bei einer Probenmenge von etwa 30 mg und einer Temperaturerhöhungsrate von 15 °C/Min. gemessen, um eine Solidustemperatur und eine Liquidustemperatur zu erlangen. Die erlangte Solidustemperatur wurde von der erlangten Liquidustemperatur subtrahiert, um ΔT zu erlangen. Wenn ΔT kleiner als oder gleich wie 15 °C war, wurde es als „◯“ bewertet. Wenn ΔT größer als 15 °C war, wurde es als „ד bewertet.
• 5. Lot-Benetzbarkeit
• Es wurde ein Nassausbreitungsversuch in der Reihenfolge „1.“ und „2.“ mit Lotkugeln durchgeführt, die aus den in Tabelle 1 aufgeführten Lotlegierungen hergestellt wurden und einen Durchmesser von 0,3 mm aufwiesen. Als Trägermaterial wurde ein 1,2 mm dickes Glas-Epoxid-Substrat (FR-4) verwendet.
1. 1. Das von Senju Metal Industry Co., Ltd. hergestellte Flussmittel WF-6400 wurde auf das oben beschriebene Substrat aufgedruckt, auf dem eine schlitzförmige Cu-Elektrode von 0,24 mm x 16 mm gebildet wurde, auf der 0,24 mmφ × 0,1 mm dicke Lötkugeln angebracht wurden, die Temperatur 40 Sekunden in einem Temperaturbereich von 220 °C oder höher gehalten wurde und das Reflow unter der Bedingung durchgeführt wurde, dass die Spitzentemperatur auf 245 °C eingestellt war.
2. 2. Die nassverteilbare Fläche wurde mit einem Stereomikroskop gemessen, und die nassverteilbare Fläche von mehr als oder gleich 0,75 mm² wurde als „◯“ bestimmt. Die Nassverteilbarkeit von weniger als 0,75 mm² wurde als „ד bestimmt.
• Umfassende Bewertung
• In dem Fall, in dem alle oben beschriebenen Tests mit „◯“ bewertet wurden, wurde sie als „◯“ bewertet, und in dem Fall, in dem mindestens ein Test mit „ד bewertet wurde, wurde sie als „ד bewertet.
• Die bewerteten Resultate sind in Tabellen 1 bis 6 gezeigt. [Tabelle 1]

  	Legierungszusammensetzung (Massen-% für Ag, Cu, Ge und Ni und Massen-ppm für As, Sb, Bi und Pb)									Ausdruck (1): 2As + Sb + Bi + Pb	Ausdruck (2): (2As + Sb) / (Bi + Pb)	Ausdruck (3): Cu / Ni	Hemmung von IMC-Wachstum in Bezug auf Cu	Hemmung von Sn-Cu-Ni-Bildung in Höcker	Unterdrückung von Verdickung	ΔT	Lot-Benetzbarkeit	Umfassende Bewertung
  	Sn	Ag	Cu	Ge	Ni	As	Sb	Bi	Pb
  Beispiel 1	Rest	-	0,55	0,0080	0,0500	100	200	200	200	800	1,00	11,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 2	Rest	-	0,60	0,0080	0,0500	100	200	200	200	800	1,00	12,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 3	Rest	-	0,70	0,0080	0,0500	100	200	200	200	800	1,00	14,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 4	Rest	-	0,75	0,0080	0,0500	100	200	200	200	800	1,00	15,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 5	Rest	-	0,65	0,0150	0,0350	100	200	200	200	800	1,00	18,57	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 6	Rest	-	0,65	0,0080	0,0550	100	200	200	200	800	1,00	11,82	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 7	Rest	-	0,65	0,0080	0,0600	100	200	200	200	800	1,00	10,83	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 8	Rest	-	0,65	0,0035	0,0500	100	200	200	200	800	1,00	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 9	Rest	-	0,65	0,0050	0,0500	100	200	200	200	800	1,00	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 10	Rest	-	0,65	0,0100	0,0500	100	200	200	200	800	1,00	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 11	Rest	-	0,65	0,0120	0,0500	100	200	200	200	800	1,00	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 12	Rest	-	0,65	0,0200	0,0500	100	200	200	200	800	1,00	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 13	Rest	-	0,65	0,0040	0,0500	100	200	200	200	800	1,00	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 14	Rest	-	0,65	0,0080	0,0500	100	200	200	200	800	1,00	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 15	Rest	-	0,65	0,0080	0,0350	100	200	200	200	800	1,00	18,57	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 16	Rest	1,0	0,65	0,0080	0,0500	100	200	200	200	800	1,00	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 17	Rest	2,0	0,65	0,0080	0,0500	100	200	200	200	800	1,00	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 18	Rest	3,0	0,65	0,0080	0,0500	100	200	200	200	800	1,00	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 19	Rest	4,0	0,65	0,0080	0,0500	100	200	200	200	800	1,00	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Vergleichsbeispiel 1	Rest	-	0,65	0,0050	0,0500	100	0	0	0	200	-	13,00	◯	◯	×	×	◯	×
  Vergleichsbeispiel 2	Rest	-	0,65	0,0080	-	100	0	0	0	200	-	-	×	◯	×	◯	◯	×
  Vergleichsbeispiel 3	Rest	-	0,65	0,0080	0,0500	100	0	0	0	200	-	13,00	◯	◯	×	◯	◯	×
  Vergleichsbeispiel 4	Rest	-	0,65	0,0080	0,0030	100	0	0	0	200	-	216,67	×	◯	×	◯	◯	×
  Vergleichsbeispiel 5	Rest	-	0,65	0,0080	0,0100	100	0	0	0	200	-	65,00	×	◯	×	◯	◯	×
  Vergleichsbeispiel 6	Rest	-	0,65	0,0080	0,1000	100	0	0	0	200	-	6,50	◯	×	×	◯	◯	×
  Die Unterstreichungen geben an, dass die Zahlenwerte außerhalb der Bereiche der vorliegenden Erfindung sind.

  [Tabelle 2]

  	Legierungszusammensetzung (Massen-% für Ag, Cu, Ge und Ni und Massen-ppm für As, Sb, Bi und Pb)									Ausdruck (1): 2As + Sb + Bi + Pb	Ausdruck (2): (2As + Sb) / (Bi + Pb)	Ausdruck (3): Cu / Ni	Hemmung von IMC-Wachstum in Bezug auf Cu	Hemmung von Sn-Cu-Ni-Bildung in Höcker	Unterdrückung von Verdickung	ΔT	Lot-Benetzbarkeit	Umfassende Bewertung
  	Sn	Ag	Cu	Ge	Ni	As	Sb	Bi	Pb
  Beispiel 20	Rest	-	0,65	0,0100	0,0500	100	25	25	25	275	4,50	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 21	Rest	-	0. 65	0,0100	0,0500	100	50	25	0	275	10,00	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 22	Rest	-	0. 65	0,0100	0,0500	100	0	75	0	275	2,67	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 23	Rest	-	0. 65	0,0100	0,0500	100	0	0	75	275	2,67	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 24	Rest	-	0,65	0,0100	0,0350	100	50	50	50	350	2,50	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 25	Rest	-	0,65	0,0100	0,0500	50	100	100	50	350	1,33	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 26	Rest	-	0,65	0,0100	0,0600	300	0	300	300	1200	1,00	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 27	Rest	-	0,65	0,0100	0,0500	200	300	250	250	1200	1,40	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 28	Rest	-	0,65	0,0100	0,0500	100	500	250	250	1200	1,40	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 29	Rest	-	0,65	0,0100	0,0500	200	50	600	850	1900	0,31	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 30	Rest	-	0,65	0,0100	0,0500	200	500	1000	0	1900	0,90	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 31	Rest	-	0,65	0,0100	0,0500	200	500	1000	0	1900	0,90	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 32	Rest	-	0,65	0,0100	0,0500	200	500	0	1000	1900	0,90	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 33	Rest	-	0,65	0,0100	0,0500	25	500	350	1000	1900	0,41	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 34	Rest	-	0,65	0,0100	0,0350	100	3000	300	300	3800	5,33	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 35	Rest	-	0,65	0,0100	0,0500	100	0	0	5100	5300	0,04	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 36	Rest	-	0,65	0,0100	0,0500	100	0	10000	0	10200	0,02	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 37	Rest	-	0,65	0,0100	0,0500	100	0	10000	5000	15200	0,01	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Vergleichsbeispiel 7	Rest	-	0,65	0,0100	0,0500	0	100	100	100	300	0,50	13,00	◯	◯	×	◯	◯	×
  Vergleichsbeispiel 8	Rest	-	0,65	0,0100	0,0500	25	25	25	25	125	1,50	13,00	◯	◯	×	◯	◯	×
  Vergleichsbeispiel 9	Rest	-	0,65	0,0100	0,0500	300	500	50	50	1200	11,00	13,00	◯	◯	◯	◯	×	×
  Vergleichsbeispiel 10	Rest	-	0,65	0,0100	0,0500	350	1150	25	25	1900	37,00	13,00	◯	◯	◯	◯	×	×
  Vergleichsbeispiel 11	Rest	-	0,65	0,0100	0,0500	800	800	100	100	2600	12,00	13,00	◯	◯	◯	◯	×	×
  Vergleichsbeispiel 12	Rest	-	0,65	0,0100	0,0500	250	4800	1	0	5301	5300,00	13,00	◯	◯	◯	◯	×	×
  Vergleichsbeispiel 13	Rest	-	0,65	0,0100	0,0500	800	3500	100	100	5300	25,50	13,00	◯	◯	◯	◯	×	×
  Vergleichsbeispiel 14	Rest	-	0,65	0,0100	0,0500	100	10000	1	0	10201	10200,00	13,00	◯	◯	◯	◯	×	×
  Vergleichsbeispiel 15	Rest	-	0,65	0,0100	0,0500	100	100	25000	25000	50300	0,006	13,00	◯	◯	◯	×	◯	×
  Vergleichspeispiel 16	Rest	-	0,65	0,0100	0,0500	100	100	70000	0	70300	0,00429	13,00	◯	◯	◯	×	◯	×
  Vergleichsbeispiel 17	Rest	-	0,65	0,0100	0,0500	100	100	0	50000	50300	0,006	13,00	◯	◯	◯	×	◯	×
  Vergleichsbeispiel 18	Rest	-	0,65	0,0100	0,0500	300	3000	0	0	3600	-	13,00	◯	◯	◯	◯	×	×
  Vergleichsbeispiel 19	Rest	-	0,65	0,0100	0,0500	100	0	100	25000	25300	0,00797	13,00	◯	◯	◯	×	◯	×
  Die Unterstreichungen geben an, dass die Zahlenwerte außerhalb der Bereiche der vorliegenden Erfindung sind.

  [Tabelle 3]

  	Legierungszusammensetzung (Massen-% für Ag, Cu, Ge und Ni und Massen-ppm für As, Sb, Bi und Pb)									Ausdruck (1): 2As + Sb + Bi + Pb	Ausdruck (2): (2As + Sb) / (Bi + Pb)	Ausdruck (3): Cu / Ni	Hemmung von IMC-Wachstum in Bezug auf Cu	Hemmung von Sn-Cu-Ni-Bildung in Höcker	Unterdrückung von Verdickung	ΔT	Lot-Benetzbarkeit	Umfassende Bewertung
  	Sn	Ag	Cu	Ge	Ni	As	Sb	Bi	Pb
  Beispiel 38	Rest	-	0,70	0,0080	0,0500	100	25	25	25	275	4,50	14,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 39	Rest	-	0,75	0,0080	0,0500	100	25	25	25	275	4,50	15,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 40	Rest	-	0,65	0,0150	0,0350	100	25	25	25	275	4,50	18,57	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 41	Rest	-	0,65	0,0080	0,0550	100	25	25	25	275	4,50	11,82	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 42	Rest	-	0,65	0,0080	0,0600	100	25	25	25	275	4,50	10,83	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 43	Rest	-	0,65	0,0035	0,0500	100	25	25	25	275	4,50	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 44	Rest	-	0,65	0,0050	0,0500	100	25	25	25	275	4,50	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 45	Rest	-	0,65	0,0100	0,0500	100	25	25	25	275	4,50	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 46	Rest	-	0,65	0,0120	0,0500	100	25	25	25	275	4,50	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 47	Rest	-	0,65	0,0200	0,0500	100	25	25	25	275	4,50	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 48	Rest	-	0,65	0,0040	0,0500	100	25	25	25	275	4,50	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 49	Rest	-	0,65	0,0080	0,0500	100	25	25	25	275	4,50	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 50	Rest	-	0,65	0,0080	0,0350	100	25	25	25	275	4,50	18,57	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 51	Rest	1,0	0,65	0,0080	0,0500	100	25	25	25	275	4,50	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 52	Rest	2,0	0,65	0,0080	0,0500	100	25	25	25	275	4,50	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 53	Rest	3,0	0,65	0,0080	0,0500	100	25	25	25	275	4,50	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 54	Rest	4,0	0,65	0,0080	0,0500	100	25	25	25	275	4,50	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯

  [Tabelle 4]

  	Legierungszusammensetzung (Massen-% für Ag, Cu, Ge und Ni und Massen-ppm für As, Sb, Bi und Pb)									Ausdruck (1): 2As + Sb + Bi + Pb	Ausdruck (2): (2As + Sb) / (Bi + Pb)	Ausdruck (3): Cu / Ni	Hemmung von IMC-Wachstum in Bezug auf Cu	Hemmung von Sn-Cu-Ni-Bildung in Höcker	Unterdrückung von Verdickung	ΔT	Lot-Benetzbarkeit	Umfassende Bewertung
  	Sn	Ag	Cu	Ge	Ni	As	Sb	Bi	Pb
  Beispiel 55	Rest	-	0,70	0,0080	0,0500	100	50	25	1	276	9,62	14,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 56	Rest	-	0,75	0,0080	0,0500	100	50	25	1	276	9,62	15,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 57	Rest	-	0,65	0,0150	0,0350	100	50	25	1	276	9,62	18,57	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 58	Rest	-	0,65	0,0080	0,0550	100	50	25	1	276	9,62	11,82	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 59	Rest	-	0,65	0,0080	0,0600	100	50	25	1	276	9,62	10,83	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 60	Rest	-	0,65	0,0035	0,0500	100	50	25	1	276	9,62	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 61	Rest	-	0,65	0,0050	0,0500	100	50	25	1	276	9,62	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 62	Rest	-	0,65	0,0100	0,0500	100	50	25	1	276	9,62	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 63	Rest	-	0,65	0,0120	0,0500	100	50	25	1	276	9,62	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 64	Rest	-	0,65	0,0200	0,0500	100	50	25	1	276	9,62	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 65	Rest	-	0,65	0,0040	0,0500	100	50	25	1	276	9,62	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 66	Rest	-	0,65	0,0080	0,0500	100	50	25	1	276	9,62	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 67	Rest	-	0,65	0,0080	0,0350	100	50	25	1	276	9,62	18,57	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 68	Rest	1,0	0,65	0,0080	0,0500	100	50	25	1	276	9,62	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 69	Rest	2,0	0,65	0,0080	0,0500	100	50	25	1	276	9,62	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 70	Rest	3,0	0,65	0,0080	0,0500	100	50	25	1	276	9,62	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 71	Rest	4,0	0,65	0,0080	0,0500	100	50	25	1	276	9,62	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯

  [Tabelle 5]

  	Legierungszusammensetzung (Massen-% für Ag, Cu, Ge und Ni und Massen-ppm für As, Sb, Bi und Pb)									Ausdruck (1): 2As + Sb + Bi + Pb	Ausdruck (2): (2As + Sb) / (Bi + Pb)	Ausdruck (3): Cu / Ni	Hemmung von IMC-Wachstum in Bezug auf Cu	Hemmung von Sn-Cu-Ni-Bildung in Höcker	Unterdrückung von Verdickung	ΔT	Lot-Benetzbarkeit	Umfassende Bewertung
  	Sn	Ag	Cu	Ge	Ni	As	Sb	Bi	Pb
  Beispiel 72	Rest	-	0,70	0,0080	0,0500	100	10	10000	10	10220	0,02	14,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 73	Rest	-	0,75	0,0080	0,0500	100	10	10000	10	10220	0,02	15,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 74	Rest	-	0,65	0,0150	0,0350	100	10	10000	10	10220	0,02	18,57	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 75	Rest	-	0,65	0,0080	0,0550	100	10	10000	10	10220	0,02	11,82	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 76	Rest	-	0,65	0,0080	0,0600	100	10	10000	10	10220	0,02	10,83	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 77	Rest	-	0,65	0,0035	0,0500	100	10	10000	10	10220	0,02	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 78	Rest	-	0,65	0,0050	0,0500	100	10	10000	10	10220	0,02	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 79	Rest	-	0,65	0,0100	0,0500	100	10	10000	10	10220	0,02	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 80	Rest	-	0,65	0,0120	0,0500	100	10	10000	10	10220	0,02	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 81	Rest	-	0,65	0,0200	0,0500	100	10	10000	10	10220	0,02	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 82	Rest	-	0,65	0,0040	0,0500	100	10	10000	10	10220	0,02	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 83	Rest	-	0,65	0,0080	0,0500	100	10	10000	10	10220	0,02	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 84	Rest	-	0,65	0,0080	0,0350	100	10	10000	10	10220	0,02	18,57	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 85	Rest	1,0	0,65	0,0080	0,0500	100	10	10000	10	10220	0,02	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 86	Rest	2,0	0,65	0,0080	0,0500	100	10	10000	10	10220	0,02	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 87	Rest	3,0	0,65	0,0080	0,0500	100	10	10000	10	10220	0,02	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 88	Rest	4,0	0,65	0,0080	0,0500	100	10	10000	10	10220	0,02	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯

  [Tabelle 6]

  	Legierungszusammensetzung (Massen-% für Ag, Cu, Ge und Ni und Massen-ppm für As, Sb, Bi und Pb)									Ausdruck (1): 2As + Sb + Bi + Pb	Ausdruck (2): (2As + Sb) / (Bi + Pb)	Ausdruck (3): Cu / Ni	Hemmung von IMC-Wachstum in Bezug auf Cu	Hemmung von Sn-Cu-Ni-Bildung in Höcker	Unterdrückung von Verdickung	ΔT	Lot-Benetzbarkeit	Umfassende Bewertung
  	Sn	Ag	Cu	Ge	Ni	As	Sb	Bi	Pb
  Beispiel 89	Rest	-	0,70	0,0080	0,050	100	10	10000	5000	15210	0,01	14,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 90	Rest	-	0,75	0,0080	0,050	100	10	10000	5000	15210	0,01	15,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 91	Rest	-	0,65	0,0150	0,035	100	10	10000	5000	15210	0,01	18,57	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 92	Rest	-	0,65	0,0080	0,055	100	10	10000	5000	15210	0,01	11,82	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 93	Rest	-	0,65	0,0080	0,060	100	10	10000	5000	15210	0,01	10,83	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 94	Rest	-	0,65	0,0035	0,050	100	10	10000	5000	15210	0,01	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 95	Rest	-	0,65	0,0050	0,050	100	10	10000	5000	15210	0,01	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 96	Rest	-	0,65	0,0100	0,050	100	10	10000	5000	15210	0,01	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 97	Rest	-	0,65	0,0120	0,050	100	10	10000	5000	15210	0,01	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 98	Rest	-	0,65	0,0200	0,050	100	10	10000	5000	15210	0,01	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 99	Rest	-	0,65	0,0040	0,050	100	10	10000	5000	15210	0,01	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 100	Rest	-	0,65	0,0080	0,050	100	10	10000	5000	15210	0,01	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 101	Rest	-	0,65	0,0080	0,035	100	10	10000	5000	15210	0,01	18,57	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 102	Rest	1,0	0,65	0,0080	0,050	100	10	10000	5000	15210	0,01	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 103	Rest	2,0	0,65	0,0080	0,050	100	10	10000	5000	15210	0,01	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 104	Rest	3,0	0,65	0,0080	0,050	100	10	10000	5000	15210	0,01	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯
  Beispiel 105	Rest	4,0	0,65	0,0080	0,050	100	10	10000	5000	15210	0,01	13,00	◯	◯	◯	◯	◯	◯

• Da die Beispiele 1 bis 105 alle Anforderungen der vorliegenden Erfindung mit einer beliebigen Legierungszusammensetzung wie gezeigt in Tabellen 1 bis 6 erfüllten, wurde festgestellt, dass die Hemmung von IMC-Wachstum in Bezug auf Cu, die Hemmung der Sn-Cu-Ni-Bildung in einem Höcker, der Verdickungsunterdrückungseffekt, die Einengung von ΔT und die ausgezeichnete Benetzbarkeit des Lots gleichzeitig auftraten. Da j edoch die Vergleichsbeispiele 1 bis 19 nicht bei allen Legierungszusammensetzungen mindestens eine der Anforderungen der vorliegenden Erfindung erfüllten, wurde festgestellt, dass sich mindestens eines davon verschlechterte.
• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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• Zitierte Patentliteratur
• JP 2000197988 [0007]

Claims (8)

1. Lotlegierung, die eine Legierungszusammensetzung aufweist, enthaltend 0,55 bis 0,75 Massen-% Cu, 0,0350 bis 0,0600 Massen-% Ni, 0,0035 bis 0,0200 Massen-% Ge und 25 bis 300 Massen-ppm As, mindestens eines von 0 bis 3000 Massen-ppm Sb, 0 bis 10000 Massen-ppm Bi und 0 bis 5100 Massen-ppm Pb und einen Rest Sn und die nachstehenden Ausdrücke (1) bis (3) erfüllt. $$275\le 2\text{As}+\text{Sb}+\text{Bi}+\text{Pb}$$

   

   $$\mathrm{0,01}\le \left(2\text{As}+\text{Sb}\right)/\left(\text{Bi}+\text{Pb}\right)\le \mathrm{10,00}$$

   

   $$\mathrm{10,83}\le \text{Cu}/\text{Ni}\le \mathrm{18,57}$$

   

   wobei in den oben gezeigten Ausdrücken (1) bis (3) Cu, Ni, As, Sb, Bi und Pb jeweils eine Menge (Massen-ppm) in der Legierungszusammensetzung darstellen.
2. Lotlegierung nach Anspruch 1, wobei die Legierungszusammensetzung ferner den nachstehenden Ausdruck (la) erfüllt $$275\le 2\text{As}+\text{Sb}+\text{Bi}+\text{Pb}\le 25200$$

   

   wobei in dem oben gezeigten Ausdruck (la) As, Sb, Bi und Pb jeweils eine Menge (Massen-ppm) in der Legierungszusammensetzung darstellen.
3. Lotlegierung nach Anspruch 1, wobei die Legierungszusammensetzung ferner den nachstehenden Ausdruck (1b) erfüllt $$275\le 2\text{As}+\text{Sb}+\text{Bi}+\text{Pb}\le 5300$$

   

   wobei in dem oben gezeigten Ausdruck (1b) As, Bi und Pb jeweils eine Menge (Massen-ppm) in der Legierungszusammensetzung darstellen.
4. Lotlegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Legierungszusammensetzung ferner den nachstehenden Ausdruck (2a) erfüllt $$\mathrm{0,31}\le \left(2\text{As}+\text{Sb}\right)/\left(\text{Bi}+\text{Pb}\right)\le \mathrm{10,00}$$

   

   wobei in dem oben gezeigten Ausdruck (2a) As, Sb, Bi und Pb jeweils eine Menge (Massen-ppm) in der Legierungszusammensetzung darstellen.
5. Lotlegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Legierungszusammensetzung ferner 0 bis 4 Massen-% Ag enthält.
6. Lotpulver, bestehend aus der Lotlegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 5.
7. Lotpaste, die aus dem Lotpulver nach Anspruch 6 gebildet ist, das kein anderes Lotpulver als das Lotpulver nach Anspruch 6 enthält.
8. Lötverbindung, bestehend aus einer Lotlegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, die keine andere Lotlegierung als die Lotlegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 enthält.