鋁箔、使用了它的電子部件布線基板、以及鋁箔的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供對(duì)焊料具有高密合性的鋁箔。本發(fā)明的鋁箔是含有Sn及Bi的至少一者的鋁箔，相對(duì)于鋁箔的總質(zhì)量的Sn與Bi的合計(jì)質(zhì)量的比例為0.0075質(zhì)量％以上且15質(zhì)量％以下。
【專利說(shuō)明】
鋁箔、使用了它的電子部件布線基板、以及鋁箔的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及鋁箱、使用了它的電子部件布線基板、以及鋁箱的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 鋁通常在其表面形成有氧化覆膜。由于該氧化覆膜與焊料的密合性低，因此無(wú)法 使用用于普通的銅的焊料對(duì)鋁進(jìn)行焊接。因此，在對(duì)包含鋁的基材進(jìn)行焊接的情況下，需要 以可以除去氧化覆膜的程度使用活性高的特殊的助熔劑，或如日本特開2004-263210號(hào)公 報(bào)(專利文獻(xiàn)1)中公開的那樣，將在表面鍍敷有異種金屬的鋁作為基材使用。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) [0004] 專利文獻(xiàn)
[0005] 專利文獻(xiàn)1:日本特開2004-263210號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 發(fā)明所要解決的問(wèn)題
[0007] 但是，在使用上述的活性高的特殊的助熔劑的情況下，需要通過(guò)對(duì)焊接后的基材 進(jìn)行清洗處理等，由此除去助熔劑。這是因?yàn)?，焊接后殘留的助熔劑有腐蝕鋁的趨勢(shì)。另外， 由于使用鍍敷有異種金屬的鋁，因此需要預(yù)先對(duì)鋁實(shí)施鍍敷處理。因此，以往，為了對(duì)鋁進(jìn) 行焊接，與銅、銀等其他金屬相比處理所需的工序數(shù)、時(shí)間有增加的趨勢(shì)。
[0008] 另外，雖然可以期待將鋁箱作為電子部件的布線等來(lái)利用，然而例如在使用了上 述鋁用的活性高的特殊的助熔劑的情況下，在電子部件的安裝后需要清洗工序，由此會(huì)使 得工序變得復(fù)雜，并且有可能引起電子部件的不佳狀況。
[0009] 本發(fā)明是鑒于如上所述的現(xiàn)狀而完成的，其目的在于，提供對(duì)于普通的銅用的焊 料也具有高密合性的鋁箱、使用了它的電子部件布線基板、以及鋁箱的制造方法。
[0010] 用于解決問(wèn)題的方法
[0011] 為了解決上述的問(wèn)題，本發(fā)明人等以可以不用使用為用于普通的鋁而開發(fā)的活性 高的特殊的助熔劑、或不用對(duì)鋁箱實(shí)施鍍敷處理，而使得鋁箱本身對(duì)于焊料可以具有高密 合性的方式，對(duì)鋁箱的組成進(jìn)行了深入研究。
[0012] 此后發(fā)現(xiàn)，在制造鋁箱時(shí)，通過(guò)向鋁熔液內(nèi)混合Sn及Bi的至少一者，可以提高所制 造的鋁箱對(duì)于焊料的密合性，通過(guò)進(jìn)一步反復(fù)深入研究，完成了本發(fā)明。
[0013] 即，本發(fā)明的一個(gè)方式的鋁箱是含有Sn及Bi的至少一者的鋁箱，相對(duì)于鋁箱的總 質(zhì)量的Sn與Bi的合計(jì)質(zhì)量的比例為0.0075質(zhì)量％以上且15質(zhì)量％以下。
[0014]在上述鋁箱中，優(yōu)選相對(duì)于鋁箱的總表面積的Sn與Bi的合計(jì)表面積的比例為 0.01%以上且65%以下，并且合計(jì)表面積的比例為相對(duì)于A1的體積的Sn與Bi的合計(jì)體積的 比例的5倍以上。
[0015] 另外，上述鋁箱優(yōu)選被調(diào)質(zhì)處理為JIS-H0001中規(guī)定的0到1/4H的范圍。
[0016] 此外，上述鋁箱可以用于焊接用的鋁箱中。
[0017] 另外，本發(fā)明的一個(gè)方式還涉及使用上述鋁箱制造的電子部件布線基板。
[0018] 本發(fā)明的一個(gè)方式的鋁箱的制造方法具備:準(zhǔn)備鋁熔液的工序、通過(guò)向鋁熔液中 添加Sn及Bi的至少一者而制作Sn與Bi的合計(jì)質(zhì)量的比例為0.0075質(zhì)量％以上且15質(zhì)量％ 以下的混合熔液的工序、使用混合熔液形成鑄錠或鑄造板的工序、通過(guò)乳制鑄錠或鑄造板 而制造Sn與Bi的合計(jì)質(zhì)量的比例為0.0075質(zhì)量％以上且15質(zhì)量％以下并且被調(diào)質(zhì)處理為 JIS-H0001中規(guī)定的3/4H到H的范圍的鋁箱的工序、和對(duì)該被調(diào)質(zhì)處理了的鋁箱在230°C以 上的溫度實(shí)施熱處理而進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理的工序。
[0019] 發(fā)明效果
[0020] 根據(jù)本發(fā)明，可以提供對(duì)普通的銅用的焊料也具有高密合性的鋁箱。
【具體實(shí)施方式】 [0021 ]〈鋁箱〉
[0022]本實(shí)施方式的鋁箱是含有Sn及Bi的至少一者的鋁箱，相對(duì)于鋁箱的總質(zhì)量的Sn與 Bi的合計(jì)質(zhì)量的比例為0.0075質(zhì)量％以上且15質(zhì)量％以下。
[0023] 此處，所謂"錯(cuò)"，包括99.0質(zhì)量％以上由A1構(gòu)成的"純錯(cuò)"、和由小于99.0質(zhì)量％的 A1和1.0質(zhì)量％以上的任意的添加元素構(gòu)成的"鋁合金"。作為任意的添加元素，可以舉出硅 (Si)、鐵(Fe)、銅(Cu)等，任意的添加元素的總量的上限值為2.0質(zhì)量％。
[0024]因而，本發(fā)明的"鋁箱"中，包括"鋁合金箱"，從含有如上所述的含量的Sn或Bi或其 兩者的觀點(diǎn)考慮，也可以稱作"錯(cuò)合金箱"。
[0025] 鋁箱中的Sn、Bi、任意的添加元素及不可避免的雜質(zhì)的含量（質(zhì)量)可以利用全反 射熒光X射線(TXRF)法、ICP發(fā)光光譜分析(ICP)法、電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP-MS)法等進(jìn) 行測(cè)定。
[0026] 本實(shí)施方式的鋁箱對(duì)于焊料的密合性與以往的鋁箱相比更高，因此在進(jìn)行焊接的 情況下，不需要使用為用于普通的鋁而開發(fā)的活性高的特殊的助熔劑，或不用對(duì)鋁箱實(shí)施 鍍敷處理。因此，可以實(shí)現(xiàn)高精度的焊接。
[0027] 而且，本實(shí)施方式的鋁箱的焊接中所用的"焊料"沒(méi)有特別限制，可以使用一般作 為銅用而使用的公知的焊料，可以例示出以鉛(Pb)和Sn作為主成分的有鉛焊料、不含鉛的 焊料等。從環(huán)境保護(hù)的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選使用不含鉛的無(wú)鉛焊料來(lái)實(shí)施本實(shí)施方式的鋁箱的 焊接。
[0028] 本實(shí)施方式的鋁箱中，在相對(duì)于鋁箱的總質(zhì)量的Sn與Bi的合計(jì)質(zhì)量的比例為 0.0075質(zhì)量％以上且15質(zhì)量％以下的情況下，與焊料的密合性提高的理由還不明確，然而 本發(fā)明人等如下所示地推測(cè)。
[0029]因鋁箱含有Sn及Bi的至少一者，而在鋁箱的表面附近存在Sn、或Bi、或其兩者。存 在有這些物質(zhì)的部分與焊料的密合性好于不存在的部分(即以往的鋁箱)與焊料的密合性， 因此其結(jié)果是鋁箱與焊料的密合性提高。這樣的密合性的提高被認(rèn)為與Sn為普通的有鉛焊 料的成分、Sn及B i為不含鉛的焊料的成分有關(guān)。
[0030] 本實(shí)施方式的鋁箱中，上述合計(jì)質(zhì)量的比例優(yōu)選為0.01質(zhì)量％以上且10質(zhì)量％以 下。
[0031] 而且，在鋁箱含有Sn、不含有Bi的情況下，上述合計(jì)質(zhì)量相當(dāng)于鋁箱中所含的Sn的 質(zhì)量，在錯(cuò)箱不含有Sn、含有Bi的情況下，上述合計(jì)質(zhì)量相當(dāng)于錯(cuò)箱中所含的Bi的質(zhì)量。對(duì) 于后述的合計(jì)表面積及合計(jì)體積也相同。
[0032]在本實(shí)施方式的鋁箱中，優(yōu)選相對(duì)于鋁箱的總表面積的Sn與Bi的合計(jì)表面積的比 例為0.01%以上且65%以下，并且該合計(jì)表面積的比例為相對(duì)于A1的體積的Sn與Bi的合計(jì) 體積的比例的5倍以上。在上述合計(jì)表面積的比例小于0.01%的情況下，與焊料的密合性有 降低的趨勢(shì)，在大于65%的情況下，有Sn及Bi容易從被焊接的鋁箱脫落的趨勢(shì)。另外，在上 述合計(jì)表面積的比例小于上述合計(jì)體積的比例的5倍的情況下，與焊料的密合性有降低的 趨勢(shì)。
[0033]此處，所謂"相對(duì)于鋁箱的總表面積的Sn與Bi的合計(jì)表面積的比例"，是指在利用 目視、或使用光學(xué)顯微鏡觀察鋁箱的情況下，作為Sn與Bi的各面積的合計(jì)的合計(jì)表面積在 所觀察的圖像的面積中所占的比例。具體而言，在使用光學(xué)顯微鏡觀察鋁箱時(shí)，將在目視觀 察到的圖像中沿縱橫方向展開的二維的面積設(shè)為鋁箱的表面，Sn與Bi的合計(jì)表面積在該表 面的面積中所占的比例是相對(duì)于鋁箱的總表面積的Sn與Bi的合計(jì)表面積的比例。對(duì)于這樣 的合計(jì)表面積的比例，可以使用掃描型電子顯微鏡（SEM)拍攝至利用目視或光學(xué)顯微鏡可 以觀察的程度的深度，利用基于所得的圖像的對(duì)比度的二值化處理來(lái)算出。
[0034]另外，鋁箱的所謂"相對(duì)于A1的體積的Sn與Bi的合計(jì)體積的比例"，被如下所示地 規(guī)定。在鋁箱中含有Sn、不含有Bi的情況下，在相對(duì)于鋁箱中所含的A1的質(zhì)量的Sn的質(zhì)量的 比例（Sn/AlX100)(%)上，乘以A1的比重(2.7)，并除以511的比重(7.3)，所得的數(shù)值為上述 合計(jì)體積的比例。在鋁箱中不含有Sn、含有Bi的情況下，在相對(duì)于鋁箱中所含的A1的質(zhì)量的 81的質(zhì)量的比例他/^1\100)(%)上，乘以六1的比重，并除以扮的比重(9.8)，所得的數(shù)值 為上述合計(jì)體積的比例。在鋁箱中含有Sn及Bi的情況下，在相對(duì)于鋁箱中所含的A1的質(zhì)量 的Sn與Bi的合計(jì)質(zhì)量的比例{(Sn+Bi )/Al X 100} ( % )上，乘以A1的比重，并除以Sn與Bi的混 合物的比重（7.3到9.8之間，隨著Sn與Bi的混合比率而變化），所得的數(shù)值為上述合計(jì)體積 的比例。
[0035]另外，所謂"相對(duì)于鋁箱的總表面積的Sn與Bi的合計(jì)表面積的比例為相對(duì)于A1的 體積的Sn與Bi的合計(jì)體積的比例的5倍以上"，是指將"合計(jì)表面積的比例"除以"合計(jì)體積 的比例"而得的數(shù)值(表面積/體積)為5倍以上。
[0036]在本實(shí)施方式的鋁箱中，上述合計(jì)表面積的比例優(yōu)選為0.1質(zhì)量％以上且63.5質(zhì) 量％以下。另外，將上述合計(jì)表面積的比例除以上述合計(jì)體積的比例而得的數(shù)值優(yōu)選為30 倍以下，更優(yōu)選為10倍以上且20倍以下。
[0037]本實(shí)施方式的鋁箱的回火標(biāo)識(shí)優(yōu)選被調(diào)質(zhì)處理為JIS-H0001中規(guī)定的0到1/4H的 范圍。本發(fā)明人等確認(rèn)，在像這樣被調(diào)質(zhì)處理的情況下，對(duì)于焊料的密合性足夠高。
[0038]此處，JIS-H0001中規(guī)定的"1/4H"及"0"等記號(hào)（字母、或同時(shí)記載有字母和數(shù)字的 記號(hào)）是表示鋁箱的調(diào)質(zhì)處理的程度的記號(hào)，由此，可以知道鋁箱的硬度。本實(shí)施方式的鋁 箱是通過(guò)乳制成為鋁箱的原料的鑄錠或鑄造板、并對(duì)其進(jìn)行熱處理而制造，利用該熱處理 的溫度條件，可以變更調(diào)質(zhì)處理的程度，由此可以調(diào)整其硬度。
[0039]所謂被調(diào)質(zhì)處理為"0到1/4H的范圍"的鋁箱，是包括調(diào)質(zhì)處理為0的軟質(zhì)的鋁箱、 調(diào)質(zhì)處理為1/4H的鋁箱、以及調(diào)質(zhì)處理的程度包含于0到1/4H的范圍內(nèi)的鋁箱的意圖。另 外，所謂被調(diào)質(zhì)處理為"3/4H到H的范圍"的鋁箱，是包括被調(diào)質(zhì)處理為3/4H的鋁箱、被調(diào)質(zhì) 處理為H的硬質(zhì)鋁箱、以及調(diào)質(zhì)處理的程度包含于3/4H到H的范圍內(nèi)的鋁箱的意圖。
[0040]本實(shí)施方式的鋁箱由于對(duì)焊料的密合性高，因此可以適用于焊接。特別是，在鋁箱 的厚度為3wii以上且200wii以下的情況下，可以適用于對(duì)精密的電子部件等的焊接。作為具 體的利用方法，可以舉出將鋁箱作為電子設(shè)備或半導(dǎo)體設(shè)備的部件或布線來(lái)利用的方法。 對(duì)于本實(shí)施方式的鋁箱的厚度，從發(fā)揮更高的密合性的方面考慮，更優(yōu)選為30wii以上且200 ym以下，進(jìn)一步優(yōu)選為30wii以上且lOOym以下。
[00411 〈鋁箱的制造方法〉
[0042]本實(shí)施方式的鋁箱的制造方法具備:準(zhǔn)備鋁熔液的工序(鋁熔液準(zhǔn)備工序）、通過(guò) 向鋁熔液中添加Sn及Bi的至少一者而制作Sn與Bi的合計(jì)質(zhì)量的比例為0.0075質(zhì)量％以上 且15質(zhì)量％以下的混合熔液的工序(混合熔液制作工序）、使用混合熔液形成鑄錠或鑄造板 的工序（鑄造工序）、通過(guò)乳制鑄錠或鑄造板而制造Sn與Bi的合計(jì)質(zhì)量的比例為0.0075質(zhì) 量％以上且15質(zhì)量％以下、并且被調(diào)質(zhì)處理為JIS-H0001中規(guī)定的3/4H到H的范圍的鋁箱的 工序(乳制工序）、和對(duì)該被調(diào)質(zhì)處理了的鋁箱進(jìn)行熱處理的工序(熱處理工序）。以下，對(duì)各 工序依次進(jìn)行說(shuō)明。
[0043](鋁熔液準(zhǔn)備工序）
[0044]首先，準(zhǔn)備錯(cuò)恪液。錯(cuò)恪液由上述的純錯(cuò)或錯(cuò)合金的恪融液構(gòu)成。
[0045](混合熔液準(zhǔn)備工序）
[0046]然后，通過(guò)向鋁熔液中添加Sn及Bi的至少一者，而制作Sn與Bi的合計(jì)質(zhì)量的比例 為0.0075質(zhì)量％以上且15質(zhì)量％以下的混合熔液。具體而言，對(duì)于鋁熔液以使相對(duì)于鋁熔 液的質(zhì)量與Sn與Bi的合計(jì)質(zhì)量的和的Sn與Bi的合計(jì)質(zhì)量的比例為0.0075質(zhì)量％以上且15 質(zhì)量％以下的方式，向鋁熔液內(nèi)投入Sn或Bi或其兩者的粉末或塊或母合金，使Sn或Bi或其 兩者熔化。此時(shí)，優(yōu)選攪拌鋁熔液。而且，該混合熔液準(zhǔn)備工序也可以與所述的鋁熔液準(zhǔn)備 工序同時(shí)地實(shí)施。
[0047](鑄造工序）
[0048]然后，使用混合熔液形成鑄錠或鑄造板。具體而言，將混合熔液灌入鑄模，并將其 冷卻，由此制造作為長(zhǎng)方體的塊的鑄錠，或者利用使混合熔液通過(guò)2根冷卻輥之間的方法等 進(jìn)行急速冷卻，由此制造鑄造板。在形成鑄錠或鑄造板前，實(shí)施混合熔液的脫氣處理、過(guò)濾 器處理等，由此可以形成均勻的鑄錠或鑄造板。
[0049](乳制工序）
[0050]然后，乳制鑄錠或鑄造板，由此制造Sn與Bi的合計(jì)質(zhì)量的比例為0.0075質(zhì)量％以 上且15質(zhì)量％以下、并且被調(diào)質(zhì)處理為JIS-H0001中規(guī)定的3/4H到H的范圍的鋁箱。具體而 言，將經(jīng)過(guò)上述工序得到的鑄錠的表面切削除去后對(duì)其進(jìn)行乳制，或者乳制經(jīng)過(guò)上述工序 得到的鑄造板，制造被調(diào)質(zhì)處理為上述的JIS-H0001中規(guī)定的3/4H到H的范圍的鋁箱。
[0051](熱處理工序）
[0052]然后，對(duì)經(jīng)過(guò)以上的工序的、被調(diào)質(zhì)處理了的鋁箱在230°C以上的溫度實(shí)施熱處 理，制造調(diào)質(zhì)處理為〇到1/4H的鋁箱。具體而言，首先，將被調(diào)質(zhì)處理了的鋁箱配置于爐子 中，使?fàn)t內(nèi)的溫度從室溫（25°C)升溫到230°C以上的目標(biāo)的溫度。該升溫速度沒(méi)有特別限 制，然而優(yōu)選用1小時(shí)~24小時(shí)左右的時(shí)間慢慢地升溫到目標(biāo)的溫度。升溫后，將目標(biāo)的溫 度維持10分鐘~168小時(shí)，其后，利用自然冷卻使?fàn)t內(nèi)溫度降低到室溫(25°C)。但是，不一定 需要將配置有被調(diào)質(zhì)處理了的鋁箱的爐子的爐內(nèi)溫度降低到室溫，也可以在將目標(biāo)的溫度 保持給定時(shí)間后，立即從爐內(nèi)取出鋁箱。
[0053]被調(diào)質(zhì)處理為JIS-H0001中規(guī)定的3/4H到H的范圍的鋁箱被利用上述熱處理進(jìn)行 調(diào)質(zhì)處理，成為其硬度被調(diào)質(zhì)處理為0到1/4H的范圍的鋁箱。即，成為本發(fā)明的鋁箱。
[0054]在上述熱處理中，在熱處理的溫度低于230°C的情況下，所得的鋁箱對(duì)焊料的密合 性與上述的熱處理后的鋁箱相比降低。雖然其理由并不明確，然而本發(fā)明人等如下所示地 推測(cè)。
[0055]本發(fā)明人等利用各種研究確認(rèn)，在熱處理的溫度低于230°C的情況下，Sn或Bi或其 兩者向熱處理后的鋁箱表面的偏析少，相對(duì)于熱處理后的鋁箱的總表面積而言的Sn與Bi的 合計(jì)表面積的比例很難達(dá)到0.01%以上且65%以下，并且該合計(jì)表面積的比例很難達(dá)到上 述合計(jì)體積的比例的5倍以上?；谠撉闆r可以推測(cè)，鋁箱的表面積中的上述合計(jì)表面積的 比例、表面中的Sn或Bi或其兩者的分布狀態(tài)等與鋁箱對(duì)焊料的密合性有關(guān)聯(lián)，它們隨著熱 處理的溫度而變化。而且，在熱處理的溫度高于500°C的情況下，設(shè)備投資、能量成本變高， 因此不推薦。
[0056] 實(shí)施例
[0057] 以下，舉出實(shí)施例而對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明，然而本發(fā)明并不限定于它們。
[0058] 〈實(shí)施例1>
[0059] 如下所示地制造出鋁箱。首先，準(zhǔn)備了使由JIS-A1N90材料構(gòu)成的鋁(純度99.98質(zhì) 量％以上）溶融而得的鋁熔液(鋁熔液準(zhǔn)備工序）。然后，向鋁熔液中投入Sn，制作出Sn的含 量為1 〇質(zhì)量％的混合熔液(混合熔液制作工序）。此后，使用該混合熔液形成鑄錠(鑄造工 序）。然后，切削除去鑄錠的表面后，將其在室溫(25 °C )下冷乳，制造出厚30_、50_、1 OOmi 的各個(gè)鋁箱(乳制工序）。然后，對(duì)鋁箱在空氣氣氛中在400°C實(shí)施了熱處理。而且，該鋁箱是 其回火標(biāo)識(shí)被調(diào)質(zhì)處理為0的鋁箱。
[0060]〈實(shí)施例2~7及比較例1~5>
[0061 ]實(shí)施例2~7、比較例1及2除了將混合熔液中的Sn的混合比例如表1所示地變更以 外，利用與實(shí)施例1相同的方法，制造出厚30mi、50mi、1 OOmi的各個(gè)鋁箱。
[0062]比較例3除了沒(méi)有混合Sn以外，利用與實(shí)施例1相同的方法，制造出厚30mi、50mi、 IOOmi的各個(gè)鋁箱。另外，比較例4及比較例5除了分別使用由JIS-A1N30材料構(gòu)成的鋁(純度 99.3質(zhì)量％)及由刀548079材料構(gòu)成的鋁合金(純度98.9質(zhì)量％)，并且沒(méi)有混合511以外， 利用與實(shí)施例1相同的方法，制造出厚30_、50_、100mi的各個(gè)鋁箱。而且，實(shí)施例2~7、比 較例1~5的鋁箱是其回火標(biāo)識(shí)被調(diào)質(zhì)處理為0的鋁箱。
[0063] 對(duì)于成為實(shí)施例1~7及比較例1~5中所用的原料的鋁的種類、錯(cuò)箱中的Sn的含有 比例、調(diào)質(zhì)處理的程度、厚度表示于表1中。而且，在表1中不含有對(duì)應(yīng)的部分的情況下表示 為"」，。
[0064] 〈評(píng)價(jià)〉
[0065] 對(duì)實(shí)施例1~7及比較例1~5的鋁箱焊接芯片電阻，評(píng)價(jià)了鋁箱與芯片電阻的密合 性。
[0066] 具體而言，準(zhǔn)備了焊膏（商品名："BI57 LRA-5 A M 0"、株式會(huì)社日本Superior公 司制）。將該焊膏涂布在鋁箱上，使得中心間距離為3.5mm，各自的直徑為2mm，各自的重量為 1.5mg，均勻地延至2點(diǎn)地配置了 3216型芯片電阻。將其用近紅外線圖像爐（"IR-HP2-6"、株 式會(huì)社米倉(cāng)制作所制）加熱而實(shí)施了焊接。加熱時(shí)的條件是將氮?dú)饬髁吭O(shè)為1L/分鐘，將最 高到達(dá)溫度設(shè)為175°C±1°C，將從50°C到最高到達(dá)溫度的設(shè)定時(shí)間設(shè)為2分31秒。另外，加 熱后自然冷卻到焊料凝固，是約-13°C/分鐘的冷卻速度。
[0067]接下來(lái)，對(duì)焊接在鋁箱上的芯片電阻，實(shí)施了剪切強(qiáng)度測(cè)定，評(píng)價(jià)了鋁箱與借助焊 料接合的芯片電阻的密合性。評(píng)價(jià)方法是使用結(jié)合強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)(Nordson dage系列4000)測(cè) 定出剪切強(qiáng)度。具體而言，將焊接有芯片電阻的鋁箱用雙面膠帶固定于平滑的基板上，以工 具移動(dòng)距離0.3mm/秒實(shí)施了測(cè)定。
[0068]在各樣品中測(cè)定3次剪切強(qiáng)度，將其平均值為30N以上的樣品設(shè)為"A"，另外將在剪 切強(qiáng)度測(cè)定中芯片電阻與焊料與鋁箱分別未剝離而鋁箱斷裂的樣品設(shè)為"B"，將鋁箱未斷 裂、并且剪切強(qiáng)度的平均值小于30N的樣品設(shè)為"C"。即，A的密合性優(yōu)異，B在足以使鋁箱斷 裂的程度的強(qiáng)度下密合性優(yōu)異，C的密合性最低。將該結(jié)果表示于表1中。
[0069]另外，對(duì)實(shí)施例1~7及比較例1~5的鋁箱，測(cè)定出Sn在其表面積中所占的比例 (%)。關(guān)于Sn在表面積中所占的比例，使用掃描型電子顯微鏡以100倍的倍率拍攝鋁箱的表 面，進(jìn)行基于所得的圖像的對(duì)比度的二值化處理。而且，利用掃描型電子顯微鏡觀察的鋁箱 的厚度(深度)達(dá)到可以利用光學(xué)顯微鏡觀察的程度的深度。此外，將白色或亮灰色的區(qū)域 設(shè)為Sn所占據(jù)的面積，將暗灰色或黑色的區(qū)域設(shè)為鋁所占據(jù)的面積，算出Sn在鋁箱的表面 積中所占的比例（％)。而且，所得的圖像中所含的鋁箱的實(shí)際的面積為1.28mmX0.96mm。將 該結(jié)果表不于表1中。
[0070][表1]
[0072]
[0073]參照表1，在實(shí)施例1~7中，鋁箱與芯片電阻被借助焊料以足夠的強(qiáng)度接合，然而 在比較例1~5中，芯片電阻沒(méi)有被以足夠的強(qiáng)度與鋁箱接合。另外，利用目視觀察焊接在鋁 箱上的焊料，其結(jié)果是，在比較例1~5中，焊料僅附著于芯片電阻的側(cè)面，然而在實(shí)施例1~ 7中，焊料擴(kuò)展到鋁箱面及芯片電阻的兩者而密合。另外確認(rèn)，Sn在鋁箱的表面積中所占的 比例（％ )在比較例1中大于65 %，在比較例2中小于0.01 %。
[0074] 〈實(shí)施例8>
[0075] 除了在鋁熔液準(zhǔn)備工序中，相對(duì)于鋁又添加了1質(zhì)量％的〇1以外，利用與實(shí)施例1 相同的方法，制造厚30mi、50mi、100M1的鋁箱，制造出實(shí)施例8的鋁箱。
[0076] 〈評(píng)價(jià)〉
[0077] 對(duì)實(shí)施例8的鋁箱，利用與實(shí)施例1相同的方法，焊接了芯片電阻，測(cè)定出剪切強(qiáng) 度。將其結(jié)果表示于表2中。另外，對(duì)實(shí)施例8的鋁箱，測(cè)定出Sn在其表面積中所占的比例 (%)。將其結(jié)果表示于表2中。
[0078] [表 2]
[0080]參照表2,在實(shí)施例8中，鋁箱與芯片電阻被借助焊料以足夠的強(qiáng)度接合。另外，利 用目視觀察了焊接在鋁箱上的焊料，其結(jié)果是，在實(shí)施例8中，焊料擴(kuò)展到鋁箱面及芯片電 阻的兩者而密合。
[0081 ]〈實(shí)施例9>
[0082]除了在混合熔液制作工序中，取代Sn而相對(duì)于鋁添加了5質(zhì)量％的扮以外，利用與 實(shí)施例2相同的方法，制造厚30mi、50mi、lOOwii的鋁箱，制造出實(shí)施例9的鋁箱。
[0083] 〈評(píng)價(jià)〉
[0084] 對(duì)實(shí)施例9的鋁箱，利用與實(shí)施例1相同的方法，焊接了芯片電阻，測(cè)定出剪切強(qiáng) 度。將其結(jié)果表示于表3中。另外，對(duì)實(shí)施例9的鋁箱，測(cè)定出Bi在其表面積中所占的比例 (%)。將其結(jié)果表示于表3中。而且，在利用掃描型電子顯微鏡拍攝的圖像中，將白色或亮灰 色的區(qū)域設(shè)為Bi所占據(jù)的面積，將暗灰色或黑色的區(qū)域設(shè)為鋁所占據(jù)的面積，算出Bi在鋁 箱的表面積中所占的比例（％)。
[0085][表3]
[0087]參照表3,在實(shí)施例9中，鋁箱與芯片電阻被借助焊料以足夠的強(qiáng)度接合。另外，利 用目視觀察了焊接在鋁箱上的焊料，其結(jié)果是，在實(shí)施例9中，焊料擴(kuò)展到鋁箱面及芯片電 阻的兩者而密合。
[0088] 〈實(shí)施例10、11及比較例6>
[0089] 除了在熱處理工序中，將退火溫度變更為250°C以外，利用與實(shí)施例3相同的方法， 制造厚30mi、50mi、100_的鋁箱，制造出實(shí)施例10的鋁箱。另外，除了在熱處理工序中，將退 火溫度變更為300°C以外，利用與實(shí)施例3相同的方法，制造厚30wii、50wii、lOOwii的鋁箱，制 造出實(shí)施例11的鋁箱。另外，除了在熱處理工序中，將退火溫度變更為200°C以外，利用與實(shí) 施例3相同的方法，制造厚30mi、50mi、lOOwii的鋁箱，制造出比較例6的鋁箱。
[0090] 〈評(píng)價(jià)〉
[0091] 對(duì)實(shí)施例10、11及比較例6的鋁箱，利用與實(shí)施例1相同的方法，焊接芯片電阻，測(cè) 定出剪切強(qiáng)度。將其結(jié)果表示于表4中。另外，對(duì)實(shí)施例10、11及比較例6的鋁箱，算出Sn的表 面積在其表面積中所占的比例（％ )、和相對(duì)于A1的體積的Sn的體積的比例（％ )，評(píng)價(jià)Sn的 表面積的比例是否是相對(duì)于A1的體積的Sn的體積的比例（％)的5倍以上。將其結(jié)果表示于 表4中。對(duì)于Sn的表面積的比例為相對(duì)于A1的體積的Sn的體積的比例（％ )的5倍以上的樣品 表示為X，將小于5倍的樣品表示為Y。
[0092] [表 4]
[0094]參照表4,在實(shí)施例10及11中，鋁箱與芯片電阻被借助焊料以足夠的強(qiáng)度接合，然 而在比較例6中，芯片電阻沒(méi)有被以足夠的強(qiáng)度與鋁箱接合。另外，利用目視觀察了焊接在 鋁箱上的焊料，其結(jié)果是，在比較例6中，焊料僅附著于芯片電阻的側(cè)面，然而在實(shí)施例10及 11中，焊料擴(kuò)展到鋁箱面及芯片電阻的兩者而密合。另外，比較了Sn的表面積在鋁箱的表面 積中所占的比例（％ )、和Sn的體積在鋁箱的A1的體積中所占的比例（％ )，其結(jié)果是確認(rèn)，比 較例6中Sn的表面積的比例（％ )小于Sn的體積在A1的體積中所占的比例（％ )的5倍。
[0095] 〈實(shí)施例 12>
[0096] 將實(shí)施例6的厚30wii的鋁箱借助膠粘劑在厚35wii的聚酰亞胺膜上進(jìn)行貼合，再在 鋁箱的表面印刷了抗蝕劑圖案?？刮g劑圖案的線寬設(shè)為1_，線間距設(shè)為2_。將印刷了的鋁 箱與聚酰亞胺膜的貼合品浸漬于酸系蝕刻液中，將沒(méi)有印刷抗蝕劑的部分的鋁箱利用蝕刻 除去后進(jìn)行水洗并干燥，制造出實(shí)施例12的鋁箱構(gòu)成體。
[0097] 〈評(píng)價(jià)〉
[0098]對(duì)實(shí)施例12的鋁箱構(gòu)成體，在蝕刻后殘留的鋁的2條線上分別涂布1.5mg的上述的 焊膏，配置了上述的芯片電阻。再利用與實(shí)施例1相同的方法焊接芯片電阻，測(cè)定出剪切強(qiáng) 度。將其結(jié)果表不于表5中。
[0099][表 5]
[0101]參照表5,在實(shí)施例12中，鋁箱構(gòu)成體與芯片電阻被借助焊料以足夠的強(qiáng)度接合。 另外，利用目視觀察了焊接在鋁箱構(gòu)成體上的焊料，其結(jié)果是，在實(shí)施例12中，焊料擴(kuò)展到 鋁箱面及芯片電阻的兩者而密合。
[0102] 如上所述對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式及實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明，然而從最初開始就預(yù)先設(shè)定 也可以將上述的各實(shí)施方式及實(shí)施例的構(gòu)成適當(dāng)?shù)亟M合。
[0103] 應(yīng)當(dāng)認(rèn)為，本次公開的實(shí)施方式及實(shí)施例在所有的方面都是示例性的，而非限制 性的。本發(fā)明的范圍不由上述的說(shuō)明給出，而由權(quán)利要求給出，意圖包含與權(quán)利要求均等的 意思及范圍內(nèi)的所有變更。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種鋁箱，是含有Sn及Bi的至少一者的鋁箱， 相對(duì)于所述錯(cuò)箱的總質(zhì)量的Sn與Bi的合計(jì)質(zhì)量的比例為0.0075質(zhì)量％以上且15質(zhì) 量％以下。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁箱，其中， 在所述鋁箱中，相對(duì)于所述鋁箱的總表面積的Sn與Bi的合計(jì)表面積的比例為0.01%以 上且65%以下，并且所述合計(jì)表面積的比例為相對(duì)于A1的體積的Sn與Bi的合計(jì)體積的比例 的5倍以上。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋁箱，其中， 所述鋁箱被調(diào)質(zhì)處理為JIS-H0001中規(guī)定的0到1/4H的范圍。4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的鋁箱，其中， 所述鋁箱為焊接用的鋁箱。5. -種電子部件布線基板，其使用權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的鋁箱制造。6. -種鋁箱的制造方法，其具備： 準(zhǔn)備鋁熔液的工序、 通過(guò)向所述錯(cuò)恪液中添加 Sn及Bi的至少一者而制作Sn與Bi的合計(jì)質(zhì)量的比例為 0.0075質(zhì)量％以上且15質(zhì)量％以下的混合熔液的工序、 使用所述混合熔液形成鑄錠或鑄造板的工序、 通過(guò)乳制所述鑄錠或鑄造板而制作Sn與Bi的合計(jì)質(zhì)量的比例為0.0075質(zhì)量％以上且 15質(zhì)量％以下、并且被調(diào)質(zhì)處理為JIS-H0001中規(guī)定的3/4H到Η的范圍的鋁箱的工序、以及 對(duì)所述被調(diào)質(zhì)處理了的鋁箱在230°C以上的溫度實(shí)施熱處理而進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理的工序。
【文檔編號(hào)】C22F1/04GK106029922SQ201580008188
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2015年5月26日
【發(fā)明人】秋山聰太郎, 西尾佳高
【申請(qǐng)人】東洋鋁株式會(huì)社