TWI583800B - Solder alloy, solder paste and electronic circuit substrate - Google Patents

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Description

焊錫合金、焊料糊及電子電路基板
本發明係關於一種焊錫合金、焊料糊及電子電路基板，詳細而言，係關於錫-銀-銅系之焊錫合金、含有該焊錫合金之焊料糊、及使用該焊料糊而獲得之電子電路基板。
通常，電氣/電子機器等之金屬接合中，係採用使用有焊料糊之焊錫接合，習知，此種焊料糊係使用含鉛之焊錫合金。
然而，近年來，就環境負荷之觀點而言，要求抑制鉛之使用，因此，正推進不含鉛之焊錫合金(無鉛焊錫合金)之開發。
作為此種無鉛焊錫合金，已熟知例如錫-銅系合金、錫-銀-銅系合金、錫-鉍系合金、錫-鋅系合金等，尤其，錫-銀-銅系合金於強度等優異，故而被廣泛使用。
作為此種錫-銀-銅系之焊錫合金，例如提出有，由含有2.8~4質量%之Ag、3~5.5質量%之In、0.5~1.1質量%之Cu，進而含有Bi、Ni、Co、Fe、P、Ge、Zn等，剩餘部分為Sn而成之車載電子電路用無鉛焊錫(參照下述專利文獻1(實施例18~25))。
又，作為其他錫-銀-銅系之焊錫合金，例如提出有，由含有2.8~4質量%之Ag、1.5~6質量%之Bi、0.8~1.2質量%之Cu，進而含有Ni、Co、Fe、P、Ge、In等，剩餘部分為Sn而成之車載用無鉛焊錫(參照下述專利文獻2(實施例7~13))。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：國際公開公報WO2009/011392
專利文獻2：國際公開公報WO2009/011341
另一方面，作為此種焊錫合金，要求耐久性(耐疲勞性，尤其，耐冷熱疲勞性)之提高。
又，作為此種焊錫合金，進而要求將熔點抑制為較低並且使耐龜裂性、耐侵蝕性提高，或抑制孔隙(空隙)。
本發明之目的在於提供一種低熔點且耐久性、耐龜裂性、耐侵蝕性等機械特性優異，進而可抑制孔隙(空隙)之產生的焊錫合金、含有該焊錫合金之焊料糊、及使用該焊料糊而獲得之電子電路基板。
本發明之一觀點之焊錫合金係錫-銀-銅系之焊錫合金，其特徵在於：含有錫、銀、銅、鉍、鎳及鈷，相對於上述焊錫合金之總量，上述銀之含有比率為2質量%以上且4質量%以下，上述鎳之含有比率為0.01質量%以上且0.15質量%以下，上述鈷之含有比率為0.001質量%以上且0.008質量%以下。
又，上述焊錫合金中，上述鎳之含量相對於上述鈷之含量之質量比(Ni/Co)較佳為8以上且12以下。
又，上述焊錫合金中，相對於上述焊錫合金之總量，上 述鉍之含有比率較佳為1.8質量%以上且4.2質量%以下。
又，上述焊錫合金進而含有銻，相對於上述焊錫合金之總量，較佳為上述銻之含有比率為0.1質量%以上且5.0質量%以下，上述鉍之含有比率為0.8質量%以上且3.0質量%以下。
又，上述焊錫合金進而含有銦，相對於上述焊錫合金之總量，上述銦之含有比率較佳為2.2質量%以上且6.2質量%以下。
又，上述焊錫合金中，上述銦之含量相對於上述鉍之含量之質量比(In/Bi)較佳為0.5以上且4.2以下。
又，上述焊錫合金中，相對於上述焊錫合金之總量，上述銅之含有比率較佳為0.3質量%以上且0.7質量%以下。
又，本發明之另一觀點之焊料糊的特徵在於：其含有由上述焊錫合金而成之焊錫粉末及焊劑。
又，本發明之又一觀點之電子電路基板的特徵在於：其具備由上述焊料糊形成之焊接部。
本發明之一觀點之焊錫合金係於錫-銀-銅系之焊錫合金中，含有錫、銀、銅、鉍、鎳及鈷，相對於焊錫合金之總量，銀之含有比率為2質量%以上且4質量%以下，鎳之含有比率為0.01質量%以上且0.15質量%以下，鈷之含有比率為0.001質量%以上且0.008質量%以下，因此可將熔點抑制為較低並且具備優異之耐久性、耐龜裂性、耐侵蝕性等機械特性，進而可抑制孔隙(空隙)之產生。
而且，本發明之另一觀點之焊料糊係含有上述焊錫合金，故而可將熔點抑制為較低並且具備優異之耐久性、耐龜裂性、耐侵蝕性等機械特性，進而可抑制孔隙(空隙)之產生。
又，本發明之又一觀點之電子電路基板係於焊接時使用上述焊料糊，因此該焊接部可具備優異之耐久性、耐龜裂性、耐侵蝕性等機械特性，進而可抑制孔隙(空隙)之產生。
1‧‧‧金屬間化合物組織
2‧‧‧白線
圖1係表示於回焊後之焊錫之剖面形成有金屬間化合物組織之狀態的掃描型電子顯微鏡照片。
本發明之一觀點之焊錫合金係錫-銀-銅系之焊錫合金，其含有錫、銀、銅、鉍、鎳及鈷作為必需成分。
於此種焊錫合金中，錫之含有比率為下述各成分之剩餘比率，且根據各成分之調配量而適當設定。
銀之含有比率係相對於焊錫合金之總量為2質量%以上，較佳為超過2質量%，更佳為2.5質量%以上，且為4質量%以下，較佳為未滿4質量%，更佳為3.8質量%以下。
上述焊錫合金將銀之含有比率設定為上述範圍，因此可具備優異之強度、耐久性及耐龜裂性。
另一方面，於銀之含有比率未滿上述下限之情形時，強度較差，或阻礙下述之由銅獲得之效果(耐侵蝕性)之表現。又，於銀之含有比率超過上述上限之情形時，熔點變高，又，伸長率或耐龜裂性等機械特性降低。進而，過量之銀阻礙下述之鈷或鍺之效果(耐久性)之表現。
銅之含有比率係相對於焊錫合金之總量例如為0.1質量%以上，較佳為0.3質量%以上，更佳為0.4質量%以上，且例如為1 質量%以下，較佳為0.7質量%以下，更佳為0.6質量%以下。
只要銅之含有比率為上述範圍，則可確保優異之耐侵蝕性及強度。
另一方面，於銅之含有比率未滿上述下限之情形時，有耐侵蝕性較差而產生銅蝕等之情形。即，於銅之含有比率未滿上述下限之情形時，使用該焊錫合金進行焊接時，有電子電路基板之銅圖案或通孔被焊錫合金熔解之情形(銅蝕)。又，於銅之含有比率超過上述上限之情形時，有耐久性(尤其耐冷熱疲勞性)較差之情形或強度較差之情形。
鉍之含有比率係相對於焊錫合金之總量例如為0.5質量%以上，較佳為0.8質量%以上，更佳為1.2質量%以上，進而較佳為1.8質量%以上，尤佳為2.2質量%以上，且例如為4.8質量%以下，較佳為4.2質量%以下，更佳為3.5質量%以下，進而較佳為3.0質量%以下。
只要鉍之含有比率為上述範圍，則可將熔點抑制為較低並且確保優異之強度及耐久性。
另一方面，於鉍之含有比率未滿上述下限之情形時，有耐龜裂性及強度較差之情形，進而有耐久性亦較差之情形。又，於鉍之含有比率超過上述上限之情形時，亦有耐龜裂性及強度較差之情形，進而有耐久性亦較差之情形。
鎳之含有比率係相對於焊錫合金之總量為0.01質量%以上，較佳為0.03質量%以上，更佳為0.04質量%以上，且為0.15質量%以下，較佳為0.1質量%以下，更佳為0.06質量%以下。
只要鎳之含有比率為上述範圍，則可使焊錫之組織微細 化，而可謀求耐龜裂性、強度及耐久性之提高。
另一方面，於鎳之含有比率未滿上述下限之情形時，耐久性較差，進而無法謀求組織之微細化，而耐龜裂性及強度較差。又，於鎳之含有比率超過上述上限之情形時，耐久性較差，並且焊錫合金之熔點上升，潤濕性降低等，焊料糊之實用性降低。
鈷之含有比率係相對於焊錫合金之總量為0.001質量%以上，較佳為0.003質量%以上，更佳為0.004質量%以上，且為0.008質量%以下，較佳為0.006質量%以下。
若焊錫合金含有鈷，則於由焊錫合金獲得之焊料糊中，形成於焊接界面之金屬間化合物層(例如Sn-Cu、Sn-Co、Sn-Cu-Co等)變厚，即便藉由熱之負荷或由熱變化產生之負荷亦難以成長。又，藉由鈷於焊錫中分散析出，而可強化焊錫。
又，於焊錫合金依上述比率含有鈷之情形時，可使焊錫之組織微細化，而可謀求優異之耐龜裂性、強度及耐久性之提高，進而可抑制孔隙之產生。
另一方面，於鈷之含有比率未滿上述下限之情形時，耐久性較差，進而無法謀求組織之微細化，耐龜裂性及強度較差。又，於鈷之含有比率超過上述上限之情形時，有耐久性較差、進而無法抑制孔隙之產生之不良情況。
又，鎳之含量相對於鈷之含量之質量比(Ni/Co)例如為1以上，較佳為5以上，更佳為8以上，且例如為200以下，較佳為100以下，更佳為50以下，進而較佳為20以下，尤佳為12以下。
只要鈷與鎳之質量比(Ni/Go)為上述範圍，則可使焊錫之組織微細化，而可確保優異之耐龜裂性及強度。
另一方面，於鈷與鎳之質量比(Ni/Co)未滿上述下限之情形時，有無法謀求組織之微細化且耐龜裂性及強度較差之情形、無法抑制孔隙之產生之情形。又，於鈷與鎳之質量比(Ni/Co)為上述上限以上之情形時，亦有無法謀求組織之微細化且耐龜裂性及強度較差之情形、或無法抑制孔隙之產生之情形。
又，上述焊錫合金可進而含有銻、銦、鍺等作為任意成分。
銻之含有比率係相對於焊錫合金之總量為0.1質量%上，較佳為0.2質量%以上，更佳為0.4質量%以上，且例如為5.0質量%以下，較佳為4.5質量%以下，更佳為4.0質量%以下。
只要銻之含有比率為上述範圍，則可謀求強度之提高，又，藉由固溶於錫中，可謀求耐熱性及耐久性之提高。
另一方面，於銻之含有比率未滿上述下限之情形時，有強度及耐久性較差之情形。又，於銻之含有比率超過上述上限之情形時，亦有強度及耐久性較差之情形。
又，於銻之含有比率為上述範圍之情形時，作為鉍之含有比率，較佳為，例如為0.5質量%以上，較佳為0.8質量%以上，更佳為1.2質量%以上，且例如為4.2質量%以下，較佳為3.5質量%以下，更佳為3.0質量%以下。
只要銻之含有比率及鉍之含有比率為上述範圍，則可謀求強度、耐熱性及耐久性之提高。
銦之含有比率係相對於焊錫合金之總量例如為2.2質量%以上，較佳為2.8質量%以上，更佳為3.8質量%以上，且例如為6.2質量%以下，較佳為5.7質量%以下，更佳為5.2質量%以下，尤佳為 4.5質量%以下。
只要銦之含有比率為上述範圍，則可確保優異之耐龜裂性、強度及耐久性。
即，該焊錫合金含有錫及銀，因此通常於其中存在有Ag3Sn(三銀錫)組織。此種Ag3Sn組織有因重複使溫度上下變動而凝集、引起龜裂之情形。
相對於此，於使焊錫合金中依上述比率含有銦之情形時，可阻礙Ag3Sn之凝集而使Ag3Sn組織微細化，因此可謀求耐龜裂性之提高，且可謀求強度之提高。
另一方面，於銦之含有比率未滿上述下限之情形時，有無法謀求組織之微細化而耐龜裂性及強度較差之情形，進而有耐久性亦較差之情形。又，於銦之含有比率超過上述上限之情形時，亦有無法謀求組織之微細化而耐龜裂性及強度較差之情形，進而有耐久性亦較差之情形。
又，銦之含量相對於鉍之含量之質量比(In/Bi)例如為0.5以上，較佳為0.8以上，更佳為1.3以上，且例如為4.2以下，較佳為3以下，更佳為2.2以下，尤佳為1.8以下。
只要鉍與銦之質量比(In/Bi)為上述範圍，則可確保優異之強度或潤濕性。
另一方面，於鉍與銦之質量比(In/Bi)未滿上述下限之情形時，有強度或潤濕性較差之情形。又，即便於鉍與銦之質量比(In/Bi)超過上述上限之情形時，亦有強度或潤濕性較差之情形。
鍺之含有比率係相對於焊錫合金之總量為0.001質量%以上，較佳為0.002質量%以上，且未滿1質量%，較佳為0.007質量 %以下。
若鍺之含有比率為上述範圍，則於焊錫之表面形成較薄之氧化物，藉此可謀求耐久性之提高。
又，藉由使鈷與鍺共存，利用其等之協同效果可謀求伸展之提高，而可謀求對由熱應力附加引起之變形之耐受性的提高，而可謀求耐久性之提高。
另一方面，於鍺之含有比率未滿上述下限之情形時，有耐久性較差之情形，進而有潤濕性較差之情形。又，於鍺之含有比率超過上述上限之情形時，焊錫表面被過度氧化，因此有潤濕性及強度較差之情形。
而且，此種焊錫合金可藉由使上述之各金屬成分於熔融爐中熔融並均勻化等利用公知之方法進行合金化而獲得。
作為金屬成分，並無特別限制，就均勻地熔解之觀點而言，較佳為使用粉末狀金屬。
金屬粉末之平均粒徑並無特別限制，於使用雷射繞射法之粒徑/粒度分佈測定裝置之測定中，例如為5μm以上，較佳為15μm以上，且例如為100μm以下，較佳為50μm以下。
再者，於不阻礙本發明之優異效果之範圍內，用於焊錫合金之製造之金屬粉末可含有微量之雜質(不可避免之雜質)。
而且，以此方式獲得之焊錫合金之利用DSC法(Differential Scanning Calorimetry，示差掃描熱分析法)(測定條件：升溫速度0.5℃/分鐘)測定之熔點例如為190℃以上，較佳為200℃以上，例如為250℃以下，較佳為240℃以下。
只要焊錫合金之熔點為上述範圍，則於用於焊料糊之情 形時，可簡易且作業性良好地進行金屬接合。
而且，上述焊錫合金係於錫-銀-銅系之焊錫合金中含有錫、銀、銅、鉍、鎳及鈷，且相對於焊錫合金之總量，銀之含有比率為2質量%以上且4質量%以下，鎳之含有比率為0.01質量%以上且0.15質量%以下，鈷之含有比率為0.001質量%以上且0.008質量%以下，因此可將熔點抑制為較低並且具備優異之耐久性、耐龜裂性、耐侵蝕性等機械特性，進而可抑制孔隙(空隙)之產生。
因此，此種焊錫合金較佳為包含於焊料糊(焊料糊接合材)中。
具體而言，本發明之另一觀點之焊料糊含有上述之焊錫合金及焊劑。
焊錫合金較佳為以粉末之形式而含有於焊料糊中。
作為粉末形狀，並無特別限制，可列舉例如實質上完全之球狀、例如扁平之塊狀、例如針狀等，又，亦可為不定形。粉末形狀係根據焊料糊所要求之性能(例如搖變性、耐凹陷性等)而適當設定。
焊錫合金粉末之平均粒徑(球狀之情形)或平均長邊方向長度(非球狀之情形)於使用雷射繞射法之粒徑/粒度分佈測定裝置之測定中，例如為5μm以上，較佳為15μm以上，且例如為100μm以下，較佳為50μm以下。
作為焊劑，並無特別限制，可使用公知之焊錫焊劑。
具體而言，焊劑係以例如基底樹脂(松香、丙烯酸系樹脂等)、活性劑(例如乙胺、丙胺等胺之鹵化氫酸鹽，例如乳酸、檸檬酸、苯甲酸等有機羧酸等)、搖變性劑(氫化蓖麻油、蜂蠟、巴西棕櫚蠟等)等作為主成分，又，於使焊劑為液狀而使用之情形時，可進而含有有 機溶劑。
而且，焊料糊可藉由將由上述焊錫合金而成之粉末及上述焊劑以公知之方法進行混合而獲得。
焊錫合金(粉末)與焊劑之調配比率係以焊錫合金：焊劑(質量比)計，例如為70：30~90：10。
而且，上述焊料糊含有本發明之一觀點之焊錫合金，故而可將熔點抑制為較低並且具備優異之耐久性、耐龜裂性、耐侵蝕性等機械特性，進而可抑制孔隙(空隙)之產生。
又，本發明包括具備由上述焊料糊形成之焊接部之電子電路基板。
即，上述之焊料糊可適當地使用於例如電氣/電子機器等之電子電路基板之電極與電子零件之焊接(金屬接合)。
作為電子零件，並無特別限制，例如可列舉電阻器、二極體、電容器、電晶體等公知之電子零件。
而且，此種電子電路基板於焊接時使用上述之焊料糊，因此於該焊接部，可具備優異之耐久性、耐龜裂性、耐侵蝕性等機械特性，進而可抑制孔隙(空隙)之產生。
再者，上述焊錫合金之使用方法並不限定於上述焊料糊，例如，亦可用於樹脂芯焊錫接合材之製造。具體而言，例如藉由公知之方法(例如擠出成形等)，以上述焊劑作為芯，使上述焊錫合金成形為線狀，藉此亦可獲得樹脂芯焊錫接合材。
而且，此種樹脂芯焊錫接合材亦與焊料糊同樣，可適當地使用於例如電氣/電子機器等之電子電路基板之焊接(金屬接合)。
[實施例]
其次，基於實施例及比較例對本發明進行說明，但本發明並不受下述實施例限定。
[實施例1~54及比較例1~20] ．焊錫合金之製備
將表1~2中記載之各金屬之粉末按表1~3中記載之調配比率分別混合，並使所獲得之金屬混合物於熔解爐中熔解及均勻化，從而製備焊錫合金。各實施例及各比較例之調配配方中，錫(Sn)之調配比率係減去表1~3中記載之各金屬(銀(Ag)、銅(Cu)、銦(In)、鉍(Bi)、銻(Sb)、鎳(Ni)、鈷(Co))之調配比率(質量%)所得之剩餘部分。
實施例1~3之焊錫合金係將Ag、Cu、In、Bi、Ni及Co各金屬依表1所示之比率進行調配，並使剩餘部分為Sn。
實施例4~14係對實施例2之配方增減Ni及/或Co之調配比率之配方之例。
實施例15~33係對實施例2之配方增減In及/或Bi之調配比率之配方之例。
實施例34~43係對實施例2之配方進而調配有Sb之配方、且增減Ag、In、Bi、Sb之調配比率之配方的例。
實施例44~54係對實施例2之配方不調配In、進而調配有Sb之配方、且依據實施例34~42而增減Ag、Bi、Sb之調配比率之配方的例。
比較例1~7之焊錫合金係對實施例2之配方使Ni及/或Co之調配比率為0、過量或不充分之配方之例。
比較例8~15之焊錫合金係對實施例2之配方使Ni及 Co中之任一者之調配比率過量或不充分，進而依據實施例4~14而增減另一者之調配比率之配方之例。
比較例6之焊錫合金係對實施例2之配方使Cu之調配比率為0之配方之例。
比較例17之焊錫合金係將Ag、Cu、In及Ni各金屬依表3所示之比率進行調配並使剩餘部分為Sn者。比較例18之焊錫合金係將Ag、Cu、In、Bi及Co各金屬依表3所示之比率進行調配並使剩餘部分為Sn者。
又，比較例19之焊錫合金係將Ag、Cu、Bi及Ni各金屬依表3所示之比率進行調配並使剩餘部分為Sn者。比較例20之焊錫合金係將Ag、Cu、Bi及Co各金屬依表3所示之比率進行調配並使剩餘部分為Sn者。
．焊料糊之製備
以粒徑成為25~38μm之方式將所獲得之焊錫合金粉末化，將所獲得之焊錫合金之粉末與公知之焊劑混合，獲得焊料糊。
．焊料糊之評價
將所獲得之焊料糊印刷於晶片零件搭載用之印刷基板，利用回焊法安裝晶片零件。關於安裝時之焊料糊之印刷條件、晶片零件之尺寸等，係根據下述各評價而適當設定。
評價
按照下述對各實施例及各比較例中所獲得之焊料糊進行評價。將其結果示於表4~6。
<耐龜裂性(金屬間化合物組織之大小)>
將各實施例及各比較例中所獲得之焊料糊0.3g塗佈於厚度0.3mm、2.5cm見方之銅板之中央部分(約5mm×5mm之區域)，於回焊爐中對如此獲得之試樣進行加熱。回焊爐之加熱條件係將預熱設為150~180℃、90秒鐘，將峰值溫度設為250℃。又，以使處於220℃以上之時間成為120秒鐘之方式進行調整，將自峰值溫度至200℃進行降溫時之冷卻速度設定為0.5~1.5℃/秒。再者，該回焊條件與一般之回焊 相比為過於嚴酷之條件，且為金屬間化合物容易析出於焊錫之錫中之條件。
將經過回焊之試樣切斷，對剖面進行研磨。繼而，以掃描型電子顯微鏡觀察研磨後之剖面，藉此測定回焊後之焊錫中析出之金屬間化合物組織之大小，並以下述基準劃分等級。金屬間化合物組織越小，耐龜裂性越佳。
A：觀察到之最大組織之大小未滿50μm(耐龜裂性極佳)。
B：觀察到之最大組織之大小為50μm以上且100μm以下(耐龜裂性良好)。
C：觀察到之最大組織之大小超過100μm(耐龜裂性不充分)。
圖1係表示於回焊後之焊錫之剖面形成有金屬間化合物組織之狀態的掃描型電子顯微鏡照片，具體而言，表示使用比較例5中所獲得之焊料糊之試樣之觀察結果。圖1中之符號1之部位表示回焊後之焊錫中出現之金屬間化合物組織，該金屬間化合物組織及其周圍整體表示回焊後之焊錫部。再者，圖1中，符號2所表示之白線之長度以實際長度計相當於10μm。
<孔隙抑制>
將各實施例及各比較例中所獲得之焊料糊印刷於晶片零件搭載用印刷基板，利用回焊法安裝晶片零件。焊料糊之印刷膜厚係使用厚度150μm之金屬掩膜進行調整。焊料糊之印刷後，將2012尺寸(20mm×12mm)之晶片零件搭載於上述印刷基板之特定位置，並於回焊爐中進行加熱，而安裝晶片零件。回焊條件係將預熱設定為170~190℃，將峰 值溫度設定為245℃，將處於220℃以上之時間設定為45秒鐘，將自峰值溫度至200℃進行降溫時之冷卻速度設定為3~8℃/秒。
於將印刷基板冷卻後，利用X射線照片觀察印刷基板上之焊錫之表面狀態，測定孔隙之總面積於形成有焊錫之區域中所占之比率(孔隙之面積率)。孔隙之產生狀況，係求出印刷基板中20個部位之焊墊中之孔隙之面積率之平均值，並以下述基準進行評價。
A：孔隙之面積率之平均值為5%以下，孔隙產生之抑制效果極佳。
B：孔隙之面積率之平均值超過5%且為7%以下，孔隙之抑制效果良好。
C：孔隙之面積率之平均值超過7%，孔隙產生之抑制效果不充分。
<耐侵蝕性(Cu蝕)>
使各實施例及比較例中所獲得之焊錫合金於設定為260℃之焊錫槽中成為熔融狀態。其後，將具有銅配線之梳狀電極基板於熔融焊錫中浸漬5秒鐘。具有銅配線之梳狀電極基板係使用JIS Z 3284-1994「焊料糊」之附屬書3「絕緣電阻試驗」中規定之試驗基板「梳狀電極基板2形式」。
反覆進行將梳狀基板浸漬於熔融焊錫中之操作，測定梳狀基板之銅配線之尺寸至減半前之浸漬次數。若考慮電子電路之可靠性，則必須為浸漬次數為4次以上而銅配線之尺寸亦未減半者。將浸漬次數為4次亦未減半者評價為「A」，將為3次以下而減半者評價為「C」。
<耐久性(焊錫壽命)>
將各實施例及各比較例中所獲得之焊料糊印刷於晶片零件搭載用印刷基板，利用回焊法安裝晶片零件。焊料糊之印刷膜厚係使用厚度150μm之金屬掩膜進行調整。焊料糊之印刷後，將3216尺寸(32mmx16mm)之晶片零件搭載於上述印刷基板之特定位置，並於回焊爐中進行加熱，而安裝晶片零件。回焊條件係將預熱設定為170~190℃，將峰值溫度設定為245℃，將處於220℃以上之時間設定為45秒鐘，將自峰值溫度至200℃進行降溫時之冷卻速度設定為3~8℃/秒。
進而，將上述印刷基板供於在-40℃之環境下保持30分鐘、繼而在125℃之環境下保持30分鐘之冷熱循環試驗。
對冷熱循環反覆進行過1500、2000、2500、2750及3000週期之印刷基板，分別將焊錫部分切斷，並對剖面進行研磨。利用X射線照片觀察研磨後之剖面，對焊接填角部產生之龜裂是否完全橫貫填角部進行評價，並依據以下基準劃分等級。各週期中之評價晶片數量係設為20個。
A+：於3000週期前未產生完全橫貫填角部之龜裂。
A：於2751~3000週期之間產生完全橫貫填角部之龜裂。
A：於2501~2750週期之間產生完全橫貫填角部之龜裂。
B：於2001~2500週期之間產生完全橫貫填角部之龜裂。
B-：於1501~2000週期之間產生完全橫貫填角部之龜裂。
C：於未滿1500週期時產生完全橫貫填角部之龜裂。
<綜合評價>
作為對「耐龜裂性(焊錫組織之大小)」、「孔隙抑制」及「耐侵蝕性(Cu蝕)各評價之評分，將評價“A”記為2分，將評價“B”記為1分，將評價“C”記為0分。又，作為對「耐久性(焊錫壽命)」之評分，將評價“A+”記為5分，將評價“A”記為4分，將評價“A-”記為3分，將評價“B”記為2分，將評價“B-”記為1分，將評價“C”記為0分。繼而，算出各評價項目之評分之合計，基於表現之合計，依據下述基準綜合地評價各實施例及各比較例之焊料糊。
A+：極佳(評分合計為10分以上，且不包含評價“B”以下之項目)
A：良好(評分合計為8分以上，不包含在「耐久性(焊錫壽命)」之項目中評價“B”以下，且不包含評價“B-”以下之項目)
A-：大致良好(評分合計為8分以上、且不包含評價“B-”以下之項目。除符合上述綜合評價“A”者以外)
B：實用上容許(評分合計為6分以上，且不包含評價“C”之項目)
C：不良(評分合計為6分以下，或即便包含一個評價“C”之項目)
<電子電路基板之製造>
上述之各實施例及各比較例中，作為焊料糊之評價，安裝有3216尺寸(32mm×16mm)及2012尺寸(20mm×12mm)之各種尺寸之晶片零件。
又，根據上述評價結果明確，藉由使用上述之各實施例之焊料糊，而於焊錫組織之大小、孔隙抑制、Cu蝕、焊錫壽命等各種評價中獲得良好結果。
即，藉由使用上述各實施例之焊料糊，而可對應於各種尺寸之晶片零件，製造晶片零件之連接可靠性優異之電子電路基板。
再者，上述發明係作為本發明之例示之實施形態而提供，但其僅為例示，並非限定性地進行解釋。該技術領域之業者明確之本發明之變形例係包含於下述申請專利範圍中。
(產業上之可利用性)
本發明之焊錫合金及焊料糊係利用於電氣/電子機器等中所使用之電子電路基板。

Claims (9)

  1. 一種焊錫合金，其係錫-銀-銅系之焊錫合金，其特徵在於：含有錫、銀、銅、鉍、鎳及鈷，且相對於上述焊錫合金之總量，上述銀之含有比率為超過2質量%且4質量%以下，上述鎳之含有比率為0.01質量%以上且0.15質量%以下，上述鈷之含有比率為0.001質量%以上且0.008質量%以下。
  2. 如申請專利範圍第1項之焊錫合金，其中，上述鎳之含量相對於上述鈷之含量之質量比(Ni/Co)為8以上且12以下。
  3. 如申請專利範圍第1項之焊錫合金，其中，相對於上述焊錫合金之總量，上述鉍之含有比率為1.8質量%以上且4.2質量%以下。
  4. 如申請專利範圍第1項之焊錫合金，其進而含有銻，且相對於上述焊錫合金之總量，上述銻之含有比率為0.1質量%以上且5.0質量%以下，上述鉍之含有比率為0.5質量%以上且4.8質量%以下。
  5. 如申請專利範圍第1項之焊錫合金，其進而含有銦，且相對於上述焊錫合金之總量，上述銦之含有比率為2.2質量%以上且6.2質量%以下。
  6. 如申請專利範圍第5項之焊錫合金，其中，上述銦之含量相對於上述鉍之含量之質量比(In/Bi)為0.5以上且4.2以下。
  7. 如申請專利範圍第1項之焊錫合金，其中，相對於上述焊錫合金之總量，上述銅之含有比率為0.3質量%以上且0.7質量%以下。
  8. 一種焊料糊，其特徵在於：其含有由焊錫合金而成之焊錫粉末及焊劑，且上述焊錫合金係錫-銀-銅系之焊錫合金，且其含有錫、銀、銅、鉍、鎳及鈷，相對於上述焊錫合金之總量，上述銀之含有比率為超過2質量%且4質量%以下，上述鎳之含有比率為0.01質量%以上且0.15質量%以下，上述鈷之含有比率為0.001質量%以上且0.008質量%以下。
  9. 一種電子電路基板，其特徵在於：其具備由焊料糊形成之焊接部，且上述焊料糊含有由焊錫合金而成之焊錫粉末及焊劑，上述焊錫合金係錫-銀-銅系之焊錫合金，且其含有錫、銀、銅、鉍、鎳及鈷，相對於上述焊錫合金之總量，上述銀之含有比率為超過2質量%且4質量%以下，上述鎳之含有比率為0.01質量%以上且0.15質量%以下，上述鈷之含有比率為0.001質量%以上且0.008質量%以下。
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