JP2022523203A - 過酷な使用条件のための高信頼性無鉛はんだ合金 - Google Patents
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Abstract
過酷な使用条件のための高信頼性無鉛はんだ合金が開示される。いくつかの実施形態では、はんだ合金は、２．５～４．０重量％のＡｇ；０．４～０．８重量％のＣｕ；５．０～９．０重量％のＳｂ；１．５～３．５重量％のＢｉ；０．０５～０．３５重量％のＮｉ；およびＳｎの残部を含む。いくつかの実施形態において、装置は、主要セラミック本体、ならびに電極および熱パッドが配置された側面を含む部品と；銅基板と；部品および銅基板を電気的に結合するはんだ合金とを備え、はんだ合金は、２．５～４．０重量％のＡｇ；０．４～０．８重量％のＣｕ；５．０～９．０重量％のＳｂ；１．５～３．５重量％のＢｉ；０．０５～０．３５重量％のＮｉ；およびＳｎの残部を含む。いくつかの実施形態において、装置は、発光ダイオード（ＬＥＤ）部品；金属コアプリント回路基板（ＭＣＰＣＢ）；ならびにＬＥＤ部品およびＭＣＰＣＢを電気的に結合するはんだ合金を備え、はんだ合金は、２．５～４．０重量％のＡｇ；０．４～０．８重量％のＣｕ；５．０～９．０重量％のＳｂ；１．５～３．５重量％のＢｉ；０．０５～０．３５重量％のＮｉ；およびＳｎの残部を含む。
Description
関連出願の相互参照
本出願は、２０１９年２月２６日に出願された米国仮特許出願第６２／８１０，６１９号、名称「Ｈｉｇｈ Ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ Ｌｅａｄｆｒｅｅ Ｓｏｌｄｅｒ Ａｌｌｏｙｓ ｆｏｒ Ｈａｒｓｈ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ」の優先権を主張し、その開示は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
本出願は、２０１９年２月２６日に出願された米国仮特許出願第６２／８１０，６１９号、名称「Ｈｉｇｈ Ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ Ｌｅａｄｆｒｅｅ Ｓｏｌｄｅｒ Ａｌｌｏｙｓ ｆｏｒ Ｈａｒｓｈ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ」の優先権を主張し、その開示は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
開示される技術は、概してはんだ合金に関し、より詳細には、いくつかの実施形態は、無鉛はんだ合金に関する。
本開示は、１つまたは複数の様々な実施形態に従い、以下の図を参照して詳細に説明される。図面は、例示のみを目的として提供されており、単に典型的または例示的な実施形態を示している。
図１～図３は、開示された技術の実施形態による、はんだによって金属コアプリント回路基板（ＭＣＰＣＢ）に電気的に結合されたＬＥＤを備えるＬＥＤモジュールのアセンブリを示す。
図面は網羅的ではなく、本開示を開示された正確な形態に限定するものではない。
本明細書に開示される実施形態は、過酷な使用環境下での電子機器用途のための革新的なＳｎ－Ａｇ－Ｃｕ－Ｓｂ系無鉛はんだ合金を提供する。はんだ合金は、例えば、部品はんだ相互接続のためのプリント回路基板（ＰＣＢ）レベルアセンブリ、Ｃｕ、Ａｌまたは他の基板およびメタルコアＰＣＢ上への高輝度発光ダイオード（ＬＥＤ）チップボンディング、ならびにパワーモジュールのための半導体ダイアタッチ等の用途に使用することができる。１．０～３．５重量％のＢｉおよび／または０．１～１．０重量％のＩｎから選択される添加物質がはんだ合金に含まれてもよい。さらに、はんだ合金は、０．０５～０．３５重量％のＮｉを含有してもよい。
無鉛はんだ合金は、欧州連合においてＲｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎ ｏｎ Ｈａｚａｒｄｏｕｓ Ｓｕｂｓｔａｎｃｅｓ（ＲｏＨＳ）規制が実施された２００６年７月以来、エレクトロニクス産業において広く採用されている。過去十年間に、Ｓｎ３．０Ａｇ０．５Ｃｕ（ＳＡＣ３０５）およびＳｎ３．８Ａｇ０．７Ｃｕ（ＳＡＣ３８７）等の無鉛ＳｎＡｇＣｕ（「ＳＡＣ」）はんだ合金は、１２５℃以下の動作温度範囲に対応する携帯用、コンピューティング用、およびモバイル電子機器に広く使用されてきた。新興の自動車用電子機器は、ボンネット内で使用されるデバイスに約１５０℃の使用温度を要求しているが、乗員室内のデバイスには１２５℃以下の要件が維持される可能性が高い。最高使用温度を超えて、自動車用電子機器は、最低－４０℃～＋１５０℃またはそれ以上の広い温度範囲で機能することも要求される。
そのような過酷な電子機器環境では、従来の二元または三元の無鉛高Ｓｎはんだ合金は、存続するのに十分な信頼性がない。ほとんどの高Ｓｎはんだの溶融温度に対して、１５０℃での同相温度は、ＳｎＡｇＣｕ－３Ｂｉでは０．８７６、ＳｎＡｇＣｕでは０．８６３、Ｓｎ－３．５Ａｇでは０．８５６、およびＳｎ－０．７Ｃｕでは０．８４６に等しく、原子拡散が微細構造の発達を著しく促進し、接合劣化を加速することを示している。動作温度が高いほど、微細構造の粗大化および接合劣化が迅速に生じる。より高い使用温度の用途のための開示された高信頼性はんだは、サーモマイグレーション下での原子拡散から生じる、接合はんだ本体の微細構造の発達および界面金属間化合物（ＩＭＣ）の成長を遅らせるための冶金設計の考慮を反映している。
温度に加えて、自動車用電子機器は、車両の移動および制動中の連続的な振動またはさらには機械的衝撃に耐える必要がある。延性接合部は、改善された耐振動性／耐衝撃性のために望ましい。しかしながら、界面ＩＭＣの成長および微細構造の粗大化は、特に高温で接合をより脆くする。したがって、接合部を延性に設計するだけでなく、冶金学的観点から過酷な条件下での動作中に接合部の延性を維持することが望ましい。
自動車電子機器の過酷な使用環境を超えて、その後の基板レベルのリフローが必要とされない場合、高温および高信頼性の高Ｓｎはんだを電力用半導体モジュールの高輝度（ＨＢ）ＬＥＤチップ部品アセンブリおよびダイアタッチに使用することができる。電力用半導体モジュールの場合、負荷された電流から発生するジュール熱は、モジュール設計に応じて、接合接点温度を１５０℃またはさらにそれより高温に上昇させる。放熱方法が同じままであると仮定すると、電流密度が高いほど、接点温度は高くなる。ＨＢ－ＬＥＤの高い電流密度は、電流および冷却パッドの設計に応じて、電力用半導体モジュールと同様に、接点接合部（アノードおよびカソード接合部の両方、ならびに２つの電極間の熱パッド接合部）を１５０℃またはさらにそれより高温に加熱する。しかしながら、ＨＢ－ＬＥＤおよび電力用モジュールの両方を含む高電力デバイスは、高い接点温度だけでなく、高い電流密度でも結合接合部にストレスを与える可能性がある。したがって、電力用途向けの高信頼性はんだ設計の実施形態は、エレクトロマイグレーション下での原子拡散を低減し、サーモマイグレーション下での原子拡散を制御することができる。
自動車産業および電力用半導体用途の両方のためのはんだ材料の必要性に対処するために、高信頼性無鉛はんだの実施形態のための開示された新規冶金設計は、熱および電流ストレス条件下の両方で、微細構造の発達を安定化し、界面ＩＭＣの成長を減速させることに焦点を合わせている。
本明細書に開示される実施形態は、２．５～４．０重量％のＡｇ；０．４～０．８重量％のＣｕ；５．０～９．０重量％のＳｂ；１．５～３．５重量％のＢｉ；０．１～３．０重量％のＩｎ；０．０５～０．３５重量％のＮｉ；および残部Ｓｎを含む無鉛はんだ合金を含む。これらの開示されたはんだ合金は、１５０℃以上の動作温度での高い信頼性を必要とする過酷な使用環境下で優れた耐熱疲労性を有する。特許請求されている範囲内のはんだは、基板レベルの自動車用途、ならびに電力用半導体モジュール用途におけるＨＢ－ＬＥＤチップ結合およびダイアタッチのための従来の二元、三元高Ｓｎはんだよりも長い特性寿命を有する。本発明のはんだ合金は、例えばはんだプリフォーム、はんだボール、はんだ粉末、はんだペースト（はんだ粉末とフラックスとの混合物）等の形態のはんだ接合部を生成するのに特に適しているが、これに限定されない。
図１０は、様々な開示されたはんだ合金（合金番号１～１６）および比較例のはんだ合金（合金番号１７～２５）の化学組成および溶融挙動を示す。はんだ合金の溶融挙動は、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）を使用して、２０℃／分の同じ加熱速度および冷却速度で分析された。ＤＳＣ試験は、ＴＡ Ｑ２０００示差走査熱量計において、室温から２８０°Ｃまで走査して行った。各合金について、試料をまず周囲温度から２８０℃まで走査し、続いて２５℃まで冷却し、次いで再び２８０℃まで走査した。第２の加熱サーモグラフは、合金の溶融挙動を表すために使用された。ＤＳＣ分析から得られたはんだ合金の固相線温度および液相線温度を図１０に列挙する。
いくつかの実施形態において、Ｓｂは、過酷な熱サイクルまたは熱衝撃条件におけるはんだ接合部の耐熱疲労性を改善するのに重要な役割を果たす。そのような実施形態において、微細なＳｎＳｂ金属間化合物（ＩＭＣ）粒子の最適化された体積分率を維持するために、５．０重量％～９．０重量％のＳｂが添加される。微細なＳｎＳｂ ＩＭＣ粒子は、リフロー中のはんだ凝固後に核生成および成長（ある特定の化学量論比の異なる原子のクラスタ）する。これらのＳｎＳｂ粒子は、温度が上昇するとＳｎマトリックスに逆溶解して固溶体を形成し、次いで温度が低下すると析出する。十分な量のＳｂは、固溶強化および析出強化の両方を合金に提供することによってはんだ合金を硬化させるために重要である。Ｓｂの量が３．０重量％より少なくなると、１５０℃以上でＳｎＳｂ微粒子がＳｎマトリックス中に完全に溶解して（ＳｎＳｂ）固溶体を形成し、合金を強化するためのＳｎＳｂ微粒子が残存しない。合金の強化は、転位の運動の妨害と関連する。合金マトリックスに埋め込まれた微粒子と固溶体中の固溶原子（溶質原子）の両方が、好ましい格子方向に沿って転位がすべるのを阻止する障害物として作用する。高温（同相温度＞０．６）では、原子拡散が転位運動を助ける重要な役割を果たす。固溶原子等の小さな障害物の場合、原子拡散は、転位が障害物を迂回または乗り越えるのを容易に助けることができる。析出物等の大きな障害物の場合、転位が障害物を迂回または乗り越えることを可能にするために、より多くの原子拡散ステップが必要である。したがって、析出物は、転位運動を妨害することによって高温強度を維持するためにより有益である。本発明では、５重量％以上のＳｂは、１５０℃以上でも十分な析出物強化を可能にする。しかしながら、Ｓｂの添加量が１０重量％を超えると、凝固中に粗大で脆いＳｎ３Ｓｂ２主相がはんだ内に形成され、はんだ合金がはるかにより脆くなる。Ｓｎ３Ｓｂ２相による脆化は、過酷な熱サイクルまたは熱衝撃条件において、はんだ接合部を早期に故障させる傾向がある。したがって、いくつかの実施形態において、バランスのとれた強化効果を維持するために、Ｓｂ含有量は５．０～９．０重量％（最適には５．０～６．５重量％）の範囲内であることがより好ましい。
Ａｇは、分散強化相として作用するＡｇ３Ｓｎ金属間化合物粒子を形成することにより、合金中の主要な強化元素として作用する。Ａｇはまた、はんだ合金の濡れ性を改善する。溶融、濡れ、機械的特性および熱サイクル信頼性を含む包括的な性能を考慮すると、Ａｇ含有量は２．５～４．５重量％の範囲であることが好ましい。Ａｇが２．５重量％未満である場合、はんだ接合部の機械的特性および熱サイクル信頼性性能は、不十分なＡｇ３Ｓｎ粒子のために過酷な環境の電子機器用途には十分ではない可能性がある。Ａｇが４．５重量％を超えると、合金の液相線温度が著しく上昇し、粒子の代わりにＡｇ３Ｓｎ小板が形成されると、はんだ接合部の延性が低下する可能性がある。さらに、Ａｇ含有量が多いほどコストが上昇するため望ましくない。したがって、いくつかの実施形態において、Ａｇ含有量は、好ましくは３．０～４．０重量％の範囲内である。
Ｃｕは、主要な構成元素の１つとして、はんだマトリックスの内部にＣｕ６Ｓｎ５金属間化合物粒子を形成することにより、はんだの機械的特性を向上させる。溶融はんだ内に十分なＣｕがあると、Ｃｕ基板金属またはＣｕパッドからのＣｕ浸出も大幅に低減される。さらに、はんだ中のＣｕ含有量が高いと、Ｎｉメタライゼーション表面に脆いＮｉ３Ｓｎ４ではなく延性（Ｃｕ，Ｎｉ）６Ｓｎ５を形成することにより、界面金属間化合物層を安定化させることができる。また、はんだ中のＣｕ含有量が高いと、Ｎｉメタライゼーション表面上の二重ＩＭＣ層、すなわち（Ｃｕ，Ｎｉ）６Ｓｎ５の下に形成された（Ｃｕ，Ｎｉ）３Ｓｎ４の形成も防止され得る。一般に、二重ＩＭＣ層は、実際に結合界面を弱める。しかしながら、Ｃｕが２．０重量％を超えると、pasty range（固液共存領域）が広くなりすぎ、これははんだの濡れ性、ボイドおよび信頼性に影響を及ぼす。したがって、いくつかの実施形態において、Ｃｕ含有量は、好ましくは０．４～１．０重量％の範囲内である。
ＳｎＡｇＣｕＳｂ合金への添加物質として、Ｂｉは合金の固相線温度および液相線温度を低下させることができ、それに応じてリフローピーク温度を低下させることができる。Ｂｉはまた、溶融はんだの表面張力も低下させ、したがって濡れ性を向上させる。Ｂｉは、Ａｇ、Ｃｕ、ＳｂおよびＳｎとＩＭＣ析出物を形成しない。Ｂｉは、低温ではＢｉ粒子によってはんだ本体を強化し、高温では固溶体を形成してはんだ本体を硬化させる。Ｂｉは脆いため、４重量％を超えてＢｉを添加すると、強度は増加し続けるが、延性が著しく低下する。この脆化は、耐熱疲労性を著しく悪化させる。Ｂｉは、はんだ中の含有量の増加に伴って溶融温度を連続的に低下させ、さらには低融点のＢｉ－Ｓｎ相を形成し、これは高温高信頼性用途には望ましくない。いくつかの実施形態において、過酷な使用環境の電子機器用途には、１．５～３．５重量％のＢｉ添加が好ましい。
Ｂｉと同様に、Ｉｎもまたはんだの固相線温度および液相線温度を低下させる。ＩｎはＢｉおよびＳｂよりもはるかに軟質であり、これは延性を高めるのに役立ち、ＢｉおよびＳｂの添加によって導入される脆性を低減する。はんだ合金の濡れおよび強度を改善するために１．５～３．５重量％のＢｉおよび５～９重量％のＳｂを添加した開示された実施形態において、十分なＩｎを同時に採用することにより、ＢｉおよびＳｂの添加によって導入される脆性が最小限に抑えられる。Ｉｎは、Ｓｎと同様のＩＭＣ形成、すなわちＡｇ３（ＳｎＩｎ）、Ｃｕ６（ＳｎＩｎ）５、Ｎｉ３（ＳｎＩｎ）４、さらには（ＣｕＮｉ）６（ＳｎＩｎ）５等に関与する傾向がある。複雑なＩＭＣ構造は、高温下でのＩＭＣの粗大化および厚さ増加（成長をサポートするためにＩＭＣに向かって拡散するより多くの原子を必要とする）を遅くする。これはＩＭＣを安定化させ、その後析出物の強化に役立ち、ＩＭＣの成長および関連する接合脆化を緩和する。しかしながら、ＩｎはＢｉよりも酸化しやすく、はんだに４．５重量％を超えるＩｎを添加すると、リフロー中の濡れ性が大幅に低下し、ボイドが増加する。したがって、いくつかの実施形態において、４．５重量％以下のＩｎ添加が好ましい。また、合金中の好ましいＩｎ含有量はＳｂ含有量にも依存する。Ｉｎ添加は、溶融温度を劇的に低下させる。接合部の高温性能を維持するために、Ｉｎ添加は、合金中のこれらの低初期溶融相の形成を回避するために３．０重量％未満であることが好ましい。
いくつかの実施形態において、合金の機械的特性およびはんだ接合部の信頼性性能をさらに改善するために、０．０５～０．３５重量％のＮｉが添加される。はんだ付けの間、特にＣｕメタライゼーションで界面ＩＭＣ形成に十分なＮｉが関与して、Ｃｕ６Ｓｎ５の代わりに（ＣｕＮｉ）６Ｓｎ５が形成される。（ＣｕＮｉ）６Ｓｎ５層内のＮｉの存在は、リフローおよびリフロー後の使用中のＩＭＣ成長を遅くし、これは界面安定性および接合部の延性を維持するために重要である。ＮｉはＳｎへの溶解度が非常に限られている。Ｎｉが０．４重量％を超えると、はんだの液相線温度が劇的に上昇する。酸化に対するＮｉの反応性と共に、０．４重量％を超えるＮｉによる濡れ性およびはんだ付けに対する悪影響が、特に微粉末はんだペーストについて見られる。したがって、Ｎｉ添加の上限は、様々な実施形態において、好ましくは０．３５重量％である。一方、界面ＩＭＣ安定化は、０．０５重量％未満のＮｉ含有量では界面反応へのＮｉの関与が不十分であるため、限界的である。したがって、いくつかの実施形態において、０．０５～０．３５重量％のＮｉが好ましい。
開示された技術内で設計された合金は、基板レベルの組立、ＨＢ－ＬＥＤ用途、および電力用半導体モジュール用途について試験されている。従来型のＳｎ－Ａｇ、Ｓｎ－ＣｕおよびＳｎ－Ａｇ－Ｃｕ合金と比較して、著しい改善が達成されている。例えば、ＨＢ－ＬＥＤ電力サイクル試験は、従来のＳＡＣ３０５（合金２５）と比較した特性時間が３８９３サイクルから１１９６０サイクル（合金１３）まで最大３倍に増加したことを示している。
図１～図３は、開示された技術の実施形態による、はんだによって金属コアプリント回路基板（ＭＣＰＣＢ）に電気的に結合されたＬＥＤを備えるＬＥＤモジュールのアセンブリを示す。図１は、ＬＥＤ１００の下面を示している。下面は、３つのはんだパッドを含む。それらのはんだパッドのうちの１つは熱パッド１０４であり、他の２つのはんだパッド１０６はＬＥＤ１００の電極用である。図２は、ＭＣＰＣＢ２００の上面を示している。メタライゼーション２０６を有する３つのはんだパッドがＭＣＰＣＢ２００の上面に配置される。これらのはんだパッド２０６は、ＬＥＤ１００のはんだパッド１０４に対応する。図３は、完成したＬＥＤモジュール３００を示し、ＬＥＤ１００はＭＣＰＣＢ２００に接合され、ワイヤ３０２はＭＣＰＣＢ２００に接合されている。
図４は、電力サイクル信頼性試験に従って異なるはんだ合金を使用して組み立てられた場合のＬＥＤモジュール３００を試験するためのシステム４００を示す。システム４００は、ＬＥＤモジュール３００のワイヤ３０２に接続された直流（ＤＣ）電源４０２と、試験データを収集するためのデータ収集ユニット４０４とを含む。試験中、各ＬＥＤモジュールが故障するまで電力サイクルを行った。各サイクルは、８秒間電力を印加し、続いて２０秒間電力を印加しないことを含んだ。図５は、複数のはんだ合金の試験中に収集されたデータの箱ひげ図５００を示す。図６は、故障したＬＥＤモジュールのパーセンテージ対故障までのサイクル数を示すプロットである。図５および図６から、合金４、１１、および１２は、他の合金、特にＮｉ添加を有さない合金１８～２１よりも長い特性寿命を有することが分かる。結果は、はんだ合金へのＮｉ添加がＬＥＤデバイスの寿命を改善するのに有益であることを示している。
図７は、電力サイクル信頼性試験前のＬＥＤモジュール７００の断面図を示す。ＬＥＤモジュール７００の電極は、７０６ａ、ｂで示されている。熱パッドは７０４で示されている。ＭＣＰＣＢは７１０で示されている。はんだペーストは７０８で示されている。
図８は、電力サイクル信頼性試験中に故障した後の合金２０はんだペーストを使用したＬＥＤモジュール８００の断面図を示す。図８を参照すると、著しい亀裂、およびＣｕ６Ｓｎ５のかなりの成長が見られる。図８の下部中央には、上面の放射線画像が示されている。図９は合金１１についての同様の画像を示す図である。これらの放射線画像は、ＬＥＤデバイスの円形の空隙（白色）を示している。
過酷な使用環境下での基板レベルの信頼性もまた、これらの合金に対して評価した。図１０に示されるはんだ合金粉末をフラックスと共に用いて、はんだペーストを混合した。その後、はんだペーストを、－４０℃～＋１５０℃の過酷な熱サイクル条件下でチップ抵抗器およびボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）アセンブリの両方について試験した。
図１１～図１３はそれぞれ、－４０℃～＋１５０℃の熱サイクル試験中の合金２５および６の２つの試料の断面図である。図１１は、１８３９サイクルでの合金を示す図である。図１２は、２５６５サイクルでの合金を示す図である。図１３は、３０１２サイクルでの合金を示す図である。これらの画像から、開示された合金６は、従来の合金２５（ＳＡＣ３０５）よりも大幅に改善された耐亀裂性を示すことが分かる。
図１４は、３０００サイクルの熱サイクル（－４０℃～＋１５０℃）後の故障したチップ抵抗器の統計データを示す図である。図１５は、６０００サイクルの熱サイクル（－４０℃～＋１５０℃）後の故障したチップ抵抗器の統計データを示す図である。これらの表の各行は、６０個の抵抗の試験を表す。「フラックス」列のフラックスは、Ｉｎｄｉｕｍ８．９ＨＦをＡ、Ｉｎｄｉｕｍ１０．１ＨＦをＢ、およびＩｎｄｉｕｍ３．２ＨＦをＣと表記しており、それらはすべて市販されている。「チップ抵抗器タイプ」列の抵抗器は、パッケージ型番で示されている。
開示された合金６および１１は、比較合金（例えば、合金２１、２４および２５）よりも良好に機能したことは明らかである。データはまた、フラックスの選択がはんだ接合部の信頼性に影響を及ぼすことを示している。
実施形態はまた、Ｓｉダイがセラミック基板上に結合された電力モジュールパッケージについても試験されている。－４０℃～１７５℃の熱サイクル下でのパッケージの特性寿命は、従来のＳＡＣ３０５合金と比較して、結合接合部強度の劣化がはるかに遅いことを示す。
開示された技術の様々な実施形態を上述したが、それらは限定ではなく例としてのみ提示されていることを理解されたい。開示された技術は、様々な例示的な実施形態および実装に関して上述されているが、個々の実施形態のうちの１つまたは複数に記載された様々な特徴、態様および機能は、それらが記載されている特定の実施形態への適用性において限定されず、その代わりに、そのような実施形態が記載されているか否か、およびそのような特徴が記載された実施形態の一部として提示されているか否かにかかわらず、開示された技術の他の実施形態のうちの１つまたは複数に単独でまたは様々な組み合わせで適用することができることを理解されたい。したがって、本明細書に開示される技術の幅および範囲は、上述の例示的な実施形態のいずれによっても限定されるべきではない。
本明細書で使用される用語および語句、ならびにそれらの変化形は、特に明示的に述べられていない限り、限定ではなく非限定的に解釈されるべきである。前述の例として、用語「含む」は、「限定されることなく含む」等の意味として読まれるべきであり；「例」という用語は、その網羅的または限定的なリストではなく、議論中の項目の例示的な事例を提供するために使用され；「１つの（ａ）」または「１つの（ａｎ）」という用語は、「少なくとも１つの」、「１つまたは複数の」等の意味として読まれるべきであり；「従来型の」、「従来の」、「通常の」、「標準的な」、「既知の」等の形容詞および同様の意味の用語は、記載された項目を所与の期間または所与の時点で利用可能な項目に限定するものとして解釈されるべきではなく、代わりに、現在または将来の任意の時点で利用可能または既知であり得る従来型の、従来の、通常の、または標準的な技術を包含するように読まれるべきである。同様に、本明細書が当業者に明らかであるかまたは知られている技術に言及する場合、そのような技術は、現在または将来の任意の時点で当業者に明らかであるかまたは知られている技術を包含する。
いくつかの場合において、「１つまたは複数」、「少なくとも」、「これに限定されないが」、または他の同様の語句等の広範な単語および語句の存在は、そのような広範な語句が存在しない可能性がある場合に、より狭い場合が意図される、または必要とされることを意味すると解釈されるべきではない。「モジュール」という用語の使用は、モジュールの一部として記載または主張される構成要素または機能がすべて共通のパッケージ内に構成されることを示唆するものではない。実際、モジュールの様々な構成要素のいずれかまたはすべては、制御論理または他の構成要素にかかわらず、単一のパッケージに組み合わせることができ、または別々に維持することができ、さらに複数のグループもしくはパッケージに、または複数の場所に分散させることができる。
本明細書で使用される場合、「または」という用語は、包括的または排他的な意味で解釈され得る。さらに、単数形のリソース、動作、または構造の説明は、複数形を除外するように読まれるべきではない。条件付き言語、例えばとりわけ「できる（ｃａｎ）」、「し得る（ｃｏｕｌｄ）」、「かもしれない（ｍｉｇｈｔ）」、または「してもよい（ｍａｙ）」等の条件付き言語は、特に明記しない限り、または使用される文脈内で他の意味で理解されない限り、一般に、ある特定の実施形態がある特定の特徴、要素、および／またはステップを含むが、他の実施形態は含まないことを伝えることを意図する。
「最適化する」、「最適な」等の用語は、本明細書で使用される場合、可能な限り効果的または完全な性能を形成または達成することを意味するために使用できることに留意されたい。しかしながら、この文献を読む当業者が認識するように、完全性が必ずしも達成されるとは限らない。したがって、これらの用語はまた、所与の状況下で可能な限り良好もしくは効果的または実用的な性能を形成または達成すること、あるいは他の設定またはパラメータで達成することができる性能よりも良好な性能を形成または達成することを包含することができる。
さらに、本明細書に記載の様々な実施形態は、例示的なブロック図、フローチャートおよび他の図に関して説明されている。本明細書を読んだ後に当業者に明らかになるように、図示された実施形態およびそれらの様々な代替形態は、図示された例に限定されることなく実施することができる。例えば、ブロック図およびそれらに付随する説明は、特定のアーキテクチャまたは構成を要求するものとして解釈されるべきではない。
Claims (17)
- ２．５～４．０重量％のＡｇ；
０．４～０．８重量％のＣｕ；
５．０～９．０重量％のＳｂ；
１．５～３．５重量％のＢｉ；
０．０５～０．３５重量％のＮｉ；および、
残部Ｓｎ；
を含むはんだ合金。 - ０．１～３．０重量％のＩｎをさらに含む、請求項１に記載のはんだ合金。
- 前記はんだ合金は、３．０～４．０重量％のＡｇ、０．５～０．７重量％のＣｕ、５．０～６．０重量％のＳｂ、２．５～３．５重量％のＢｉ、０．１～０．２重量％のＮｉ、および残部Ｓｎから本質的になる、請求項１に記載のはんだ合金。
- 前記はんだ合金は、３．０～４．０重量％のＡｇ、０．５～０．７重量％のＣｕ、５．０～６．０重量％のＳｂ、２．５～３．５重量％のＢｉ、０．３～０．６重量％のＩｎ、０．１～０．２重量％のＮｉ、および残部Ｓｎから本質的になる、請求項２に記載のはんだ合金。
- フラックス；ならびに、
２．５～４．０重量％のＡｇ；
０．４～０．８重量％のＣｕ；
５．０～９．０重量％のＳｂ；
２．８～５．０重量％のＢｉ；
０．０５～０．３５重量％のＮｉ；および、
残部Ｓｎ；
を含むはんだ合金粉末、
を含むはんだペースト。 - 前記はんだ合金は、０．１～３．０重量％のＩｎをさらに含む、請求項５に記載のはんだペースト。
- 前記はんだ合金は、３．０～４．０重量％のＡｇ、０．５～０．７重量％のＣｕ、５．０～６．０重量％のＳｂ、２．５～３．５重量％のＢｉ、０．１～０．２重量％のＮｉ、および残部Ｓｎから本質的になる、請求項５に記載のはんだペースト。
- 前記はんだ合金は、３．０～４．０重量％のＡｇ、０．５～０．７重量％のＣｕ、５．０～６．０重量％のＳｂ、２．５～３．５重量％のＢｉ、０．３～０．６重量％のＩｎ、０．１～０．２重量％のＮｉ、および残部Ｓｎから本質的になる、請求項５に記載のはんだペースト。
- 主セラミック本体、および、
電極および熱パッドが配置された側面、
を備える部品と；
銅基板と；
前記部品および前記銅基板を電気的に結合するはんだ合金と；
を備える装置であって、
前記はんだ合金は、
２．５～４．０重量％のＡｇ；
０．４～０．８重量％のＣｕ；
５．０～９．０重量％のＳｂ；
１．５～３．５重量％のＢｉ；
０．０５～０．３５重量％のＮｉ；および、
残部Ｓｎ；
を含む装置。 - 前記はんだ合金は、０．１～３．０重量％のＩｎをさらに含む、請求項９に記載の装置。
- 前記はんだ合金は、３．０～４．０重量％のＡｇ、０．５～０．７重量％のＣｕ、５．０～６．０重量％のＳｂ、２．５～３．５重量％のＢｉ、０．１～０．２重量％のＮｉ、および残部Ｓｎから本質的になる、請求項９に記載の装置。
- 前記はんだ合金は、３．０～４．０重量％のＡｇ、０．５～０．７重量％のＣｕ、５．０～６．０重量％のＳｂ、２．５～３．５重量％のＢｉ、０．３～０．６重量％のＩｎ、０．１～０．２重量％のＮｉ、および残部Ｓｎから本質的になる、請求項１１に記載の装置。
- 請求項１から４のいずれか１項に記載のはんだ合金を用いてＬＥＤ部品が組み付けられたＬＥＤモジュール。
- 発光ダイオード（ＬＥＤ）部品と；
金属コアプリント回路基板（ＭＣＰＣＢ）と；
前記ＬＥＤ部品と前記ＭＣＰＣＢとを電気的に結合するはんだ合金と；
を備える装置であって、
前記はんだ合金は、
２．５～４．０重量％のＡｇ；
０．４～０．８重量％のＣｕ；
５．０～９．０重量％のＳｂ；
１．５～３．５重量％のＢｉ；
０．０５～０．３５重量％のＮｉ；および、
残部Ｓｎ；
を含む装置。 - 前記はんだ合金は、０．１～３．０重量％のＩｎをさらに含む、請求項９に記載の装置。
- 前記はんだ合金は、３．０～４．０重量％のＡｇ、０．５～０．７重量％のＣｕ、５．０～６．０重量％のＳｂ、２．５～３．５重量％のＢｉ、０．１～０．２重量％のＮｉ、および残部Ｓｎから本質的になる、請求項９に記載の装置。
- 前記はんだ合金は、３．０～４．０重量％のＡｇ、０．５～０．７重量％のＣｕ、５．０～６．０重量％のＳｂ、２．５～３．５重量％のＢｉ、０．３～０．６重量％のＩｎ、０．１～０．２重量％のＮｉ、および残部Ｓｎから本質的になる、請求項１１に記載の装置。
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