ES2844002T3

ES2844002T3 - Aleación de soldadura, bola de soldadura y unión de soldadura

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Publication number: ES2844002T3
Application number: ES17850875T
Authority: ES
Original assignee: Senju Metal Industry Co Ltd
Current assignee: Senju Metal Industry Co Ltd
Priority date: 2016-09-13
Filing date: 2017-09-12
Publication date: 2021-07-21
Anticipated expiration: 2037-09-12
Also published as: PT3381601T; KR101951162B1; EP3381601B1; CN108290249B; CN108290249A; EP3381601A4; HUE053519T2; US20180361519A1; EP3381601A1; WO2018051973A1; TWI645047B; KR20180063344A; US10500680B2; DK3381601T3; TW201816137A

Abstract

Aleación de soldadura, que presenta: a) una composición de aleación que consiste, en 5 % en masa, en: Bi: 0,1% o más y menos de 2,0%, Cu: entre 0,1 y 1,0%, Ni: entre 0,01 y 0,20%, Ge: entre 0,006 y 0,09% y Co: 0,003% o más y menos de 0,05%, y opcionalmente Fe: entre 0,005 y 0,015%, y opcionalmente P: 0,1% o menos, siendo el resto Sn, en el que la composición de la aleación cumple la siguiente relación (1) y la relación (2): 72 × 10-6 <= Ge/Sn <= 920 × 10-6 (1) 0,027 <= (Bi × Ge)/(Cu × Ni) <= 2,4 (2) en el que, en la relación (1) y la relación (2), Bi, Ge, Cu, Ni y Sn representan cada uno el contenido (% en masa) en la aleación de soldadura o b) una composición de aleación que consiste, en % en masa, en: Bi: 0,1% o más y menos de 2,0%, Cu: entre 0,1 y 1,0%, Ni: entre 0,01 y 0,20%, y Ge: entre 0,006 y 0,09%, y opcionalmente P: 0,1% o menos, siendo el resto Sn, en el que la composición de aleación cumple la siguiente relación (1) y la relación (2): 72 × 10-6 <= Ge/Sn <= 920 × 10-6 (1) 0,027 <= (Bi × Ge)/(Cu × Ni) <= 2,4 (2) en el que, en la relación (1) y la relación (2), Bi, Ge, Cu, Ni y Sn representan cada uno el contenido (% en masa) en la aleación de soldadura.

Description

DESCRIPCION

Aleación de soldadura, bola de soldadura y unión de soldadura

Campo técnico

La presente invención se refiere a una aleación de soldadura por la cual puede hacerse pasar corriente a una densidad de corriente elevada, y a una bola de soldadura y una unión de soldadura.

Técnica anterior

Los dispositivos electrónicos que tienen uniones de soldadura, tales como CPUs (unidades centrales de procesamiento), han llegado a requerir recientemente tamaños más pequeños y mayores rendimientos. Esto ha dado lugar a una tendencia a que la densidad de corriente por terminal de los elementos semiconductores montados en tales dispositivos electrónicos sea mayor. Se dice que, en el futuro, la densidad de corriente llegará a ser de aproximadamente entre 104 y 105 A/cm2 Un aumento de la densidad de corriente provoca electromigración en las uniones de soldadura. El progreso de la electromigración puede resultar en roturas de las uniones de soldadura. La electromigración (en lo sucesivo denominado generalmente "EM") es el siguiente fenómeno. En primer lugar, algunos de los átomos que constituyen la unión de soldadura chocan con electrones que están produciendo la corriente, y el impulso se transfiere de los electrones a los átomos. Los átomos que han aumentado su impulso se mueven hacia el lado del ánodo de la unión de soldadura a lo largo del flujo de los electrones. El movimiento de los átomos hacia el lado del ánodo de la unión de soldadura provoca la formación de espacios en una parte del lado del cátodo de la unión de soldadura. Estos espacios se extienden gradualmente para formar huecos. Los huecos formados crecen para provocar finalmente una rotura de la unión de soldadura. Debido a los recientes aumentos en la densidad de corriente, la EM se está convirtiendo en un problema grave.

Mientras tanto, las aleaciones de soldadura Sn-Cu y las aleaciones de soldadura Sn-Ag-Cu se han utilizado ampliamente como aleaciones de soldadura sin plomo convencionales. Estas aleaciones de soldadura son propensas a sufrir EM ya que el Sn, que se utiliza en las mismas como componente principal, tiene un gran número de cargas netas. Existen casos en los que las uniones de soldadura formadas a partir de estas aleaciones se rompen cuando a través de las mismas se hace pasar corriente con una densidad de corriente elevada durante un período prolongado. Aunque existen varios otros factores en las roturas de las uniones de soldadura, se están investigando varias aleaciones para impedir las roturas en las uniones de soldadura.

El Documento de Patente 1 describe una aleación de soldadura de Sn-Bi-Cu-Ni, que contiene Bi en una cantidad de un 2% en masa o más, de modo que la aleación de soldadura tiene una mejor resistencia a la tracción y unas mejores propiedades de humectación para proporcionar uniones de soldadura en las que se impide la rotura.

El Documento de Patente 2 describe una aleación de soldadura Sn-Cu-Ni-Bi-Ge, que se forma añadiendo Ge a la aleación de soldadura indicada anteriormente para mejorar las propiedades de humectación para permitir que la aleación de soldadura mantenga una fuerza de unión elevada, sin que se reduzca la fuerza de unión, incluso al envejecerse después de la unión por soldadura y para que presente una mayor fiabilidad.

El Documento de Patente 3 describe una aleación de soldadura basada en el mismo tipo de aleación que en el Documento de Patente 2. En el Documento de Patente 3, el contenido de Bi se ha reducido a menos de un 1% para evitar que disminuya la resistencia al impacto de la aleación de soldadura. La aleación de soldadura del Documento de Patente 3 contiene tanto P como Ge para presentar unas mejores propiedades humectantes, obteniéndose así unas uniones de soldadura que tienen una excelente resistencia al impacto. El Documento de Patente 4 describe una aleación de soldadura sin plomo y una soldadura que mantiene una elevada fuerza de unión que no disminuye incluso en un estado de alta temperatura tras la soldadura, presentando la aleación de soldadura sin plomo y la soldadura un alto grado de fiabilidad y versatilidad.

Documentos de la técnica anterior

Documentos de patente

Documento de Patente 1 JP-A-2014-097532

Documento de Patente 2 WO 2015/166945 A1

Documento de Patente 3 WO 2009/131114 A1

Documento de Patente 4 US20150146394 A1

Sumario de la invención

Problemas técnicos

Sin embargo, la aleación de soldadura descrita en el Documento de Patente 1 tiene el inconveniente de que, dado que el Bi está contenido en la misma en una cantidad de un 2% o más, la propia aleación de soldadura tiene una resistencia tan elevada que es probable que se produzcan roturas en las superficies de contacto de la unión. Los productos móviles y similares caen inevitablemente cuando se transportan y, en el caso de que la caída produzca un impacto o similar en la parte unida, se produciría una rotura en la superficie de contacto de la unión. Debido a esto, al examinar las piezas unidas a través de una prueba de resistencia, debe evitarse una rotura en la superficie de contacto de la unión, es decir, un modo de rotura (en lo sucesivo, denominado adecuadamente "rotura M") en la superficie de contacto de unión. En el Documento de Patente 1, es inevitable una rotura en la superficie de contacto de la unión.

La invención descrita en el Documento de Patente 2 está destinada a mejorar la fuerza de unión de una unión de soldadura envejecida, pero no está destinada a impedir la aparición de EM. Incluso si puede obtenerse una unión de soldadura envejecida que tenga una mayor fiabilidad, no se considera que se haya contemplado ningún medio para impedir el movimiento de átomos de metal que producen EM. Debido a esto, en el caso de que se haga pasar una corriente de alta densidad a través de las uniones de soldadura obtenidas utilizando la aleación de soldadura descrita en el Documento de Patente 2, no puede impedirse la aparición de EM de manera suficiente, aunque la aleación de soldadura presente unas mejores propiedades humectantes debido a la adición de Ge.

El Documento de Patente 2 describe solamente una composición de aleación de soldadura que contiene Co para lograr un refinamiento de grano en una capa de compuesto intermetálico, tal como se ha descrito anteriormente. Parece que el refinamiento de grano en una capa de compuesto intermetálico dispersa la tensión impuesta en los límites de los compuestos intermetálicos para impedir el agrietamiento y mejorar la fuerza de unión de las uniones de soldadura envejecidas. Sin embargo, dado que la EM se produce debido al movimiento de los átomos en la aleación de soldadura tal como se ha descrito anteriormente, el refinamiento de grano de una capa de compuesto intermetálico no puede impedir suficientemente la aparición de EM si los átomos pueden moverse fácilmente desde otras fases.

Además, aunque el Documento de Patente 2 describe la característica de añadir Co con el fin de refinar el grano de una capa de compuesto intermetálico, este "refinamiento de grano de una capa de compuesto intermetálico" parece tener la intención de impedir el crecimiento de una capa de compuestos intermetálicos, por ejemplo, Cu6Sn5, que se forma en la superficie de contacto de la unión. Sin embargo, incluso si se impide el crecimiento de la "capa de compuesto intermetálico", no puede impedirse el movimiento de átomos en la aleación de soldadura y no puede impedirse la aparición de EM.

Tal como se ha descrito anteriormente, las aleaciones de soldadura descritas en los documentos de patente 1 y 2 no pueden impedir de manera suficiente que se produzca EM, aunque puede esperarse una mejora en la propiedad de humectación y una mejora en la resistencia de la unión después del envejecimiento debido al refinamiento de grano de una capa de compuesto intermetálico. Por lo tanto, se necesitan más investigaciones para impedir la aparición de EM que acompaña reducciones de tamaño y un avance en el rendimiento en los dispositivos electrónicos.

Además, se pretende que la aleación de soldadura descrita en el Documento de Patente 3 tenga una mejor resistencia al impacto, pero no se pretende impedir que sufra EM. Por lo tanto, el Documento de Patente 3 no adoptó ningún medio para impedir la aparición de EM, como el Documento de Patente 2. La mera inclusión de P y Ge no puede impedir de manera suficiente la aparición de EM.

Tal como se ha mostrado anteriormente, las aleaciones de soldadura descritas en los Documentos de Patente 1 a 3 pueden producir mejoras en fuerza de unión a alta temperatura y resistencia al impacto debido a las mejores propiedades de humectación. Sin embargo, estas aleaciones de soldadura requieren más investigaciones para impedir la aparición de EM que acompaña a reducciones de tamaño y un avance en el rendimiento en los dispositivos electrónicos.

Un objetivo de la presente invención es una aleación de soldadura que presente unas excelentes propiedades de humectación para impedir fallos de soldadura, que no sufra roturas en la superficie de contacto de la unión, proporcione unas uniones de soldadura con gran fuerza de unión después de la soldadura y que no sufra EM y que, por lo tanto, pueda lograr tanto fiabilidad durante la unión como fiabilidad a largo plazo después de la unión.

Solución a problemas

Los presentes inventores realizaron con diligencia unas investigaciones con el fin de permitir que una aleación de soldadura de Sn-Bi-Cu-Ni-Ge tenga unas altas propiedades humectantes y una elevada fuerza de unión y se impida que padezca EM.

Los presentes inventores optimizaron en primer lugar los contenidos de Cu y Ni para mejorar las propiedades humectantes y la fuerza de unión.

Los presentes inventores dirigieron la atención al hecho de que es necesario impedir el movimiento de Sn para impedir la aparición de EM. Los presentes inventores concibieron las siguientes ideas: (1) es necesario que para impedir el movimiento de Sn hay que proporcionar una tensión suficiente a la matriz de Sn; y (2) el refinamiento de grano de compuestos intermetálicos por sí solo es insuficiente y es necesario el refinamiento de grano de toda la estructura de la aleación de soldadura para impedir el movimiento de Sn.

Con el fin de materializar la idea (1) mostrada anteriormente, los presentes inventores optimizaron primero el contenido de Bi que se disuelve en sólido en Sn. Sin embargo, se observa que, aunque el contenido de Bi se controla para proporcionar una tensión a la matriz de Sn, el Cu y el Ni también forman compuestos intermetálicos con Sn para dar una ligera tensión a la matriz de Sn. El mero control del contenido de Bi es, por tanto, insuficiente para controlar la tensión de la matriz de Sn y no puede presentar un efecto inhibidor de EM suficiente. Los presentes inventores dirigieron después la atención al Ge, que mejora las propiedades humectantes, para realizar investigaciones adicionales.

Como resultado, se encontró que la adición de Ge mejora la tensión de la matriz de Sn debido a la adición de Bi y que, controlando con gran precisión la relación entre el contenido de Sn y el contenido de Ge, se produce una tensión que interfiere con el movimiento de Sn en la matriz de Sn, lo que permite impedir la aparición de EM. Por lo tanto, se descubrió que, en las aleaciones de soldadura de Sn-Bi-Cu-Ni-Ge, el equilibrio entre el contenido de Ge y el contenido de Sn es de crucial importancia para producir un efecto inhibidor de EM. También se encontró, que en el caso en que la relación entre el producto de contenido de Ge y contenido de Bi (equilibrio entre Ge y Bi), siendo Ge y Bi elementos inhibidores de EM, y el producto de contenido de Cu y contenido de Ni (equilibrio entre Cu y Ni), siendo Cu y Ni elementos que mejoran la fuerza de unión, se encuentra dentro de un intervalo terminado, entonces esta aleación de soldadura muestra unas altas propiedades humectantes y una elevada fuerza de unión mientras se mantiene un alto efecto inhibidor de EM. Es decir, los presentes inventores han descubierto que una combinación de componentes que constituyen una aleación de soldadura y el contenido de la misma, en su conjunto, tiene esas relevancias técnicas para determinar las propiedades de la aleación de soldadura.

Ha quedado claro, además, que, en el caso de que dicha aleación de soldadura tenga un equilibrio inadecuado entre el contenido de Ge y el contenido de Sn, Cu y Ni y el contenido de Ge en exceso, esta aleación de soldadura puede presentar unas propiedades humectantes deterioradas.

Adicionalmente, se ha descubierto que, en el caso de que se cumplan todas las conclusiones indicadas anteriormente, se impide que esta aleación de soldadura sufra roturas en la superficie de contacto de la unión, las cuales son fatales en la soldadura.

A continuación, con el fin de incorporar la idea (2) mostrada anteriormente, los presentes inventores optimizaron los contenidos de Bi y Ge que se disuelven en sólido en Sn, proporcionando así una tensión a la matriz de Sn, y después incorporaron Co en una cantidad dentro de un rango determinado. En este caso, se ha descubierto inesperadamente que el refinamiento de grano se produce no solo en compuestos intermetálicos sino también en la fase Sn, que es la fase principal, y el movimiento de los átomos metálicos se impide suficientemente, inhibiendo así suficientemente la aparición de EM.

Además, se ha descubierto que, en el caso que se cumplan todos los resultados mostrados anteriormente, se impide que esta aleación de soldadura sufra roturas en la superficie de contacto de unión, que son fatales en la soldadura. Se ha encontrado que una realización preferida contiene Fe en una cantidad dada y que la adición de Fe puede modificar las propiedades de las superficies de contacto de la unión electrodo/soldadura para impedir la aparición de cavidades de Kirkendall.

Se ha encontrado también que otra realización preferida contiene P en una cantidad dada y que la adición de P mejora todavía más las propiedades humectantes para mejorar la fuerza de unión.

Breve descripción de los dibujos

[FIG. 1] La figura 1 son fotografías SEM de aleaciones de soldadura: la figura 1(a) es una fotografía SEM de la aleación de soldadura del Ejemplo Comparativo 8; la figura 1(b) es una fotografía SEM de la aleación de soldadura del Ejemplo 3; la figura 1(c) es una fotografía SEM de la aleación de soldadura del Ejemplo 1; y la figura 1(d) es una fotografía SEM de la aleación de soldadura del Ejemplo 2.

[FIG. 2] La figura 2 es una gráfica que muestra una relación entre la relación (1) y la relación (2) en aleaciones de soldadura Sn-Bi-Cu-Ni-Ge.

[FIG. 3] La figura 3 es una gráfica ampliada que muestra la parte de la figura 2 en la que la relación (1) varía entre 0 y 0,500 y la relación (2) varía entre 0 y 0,000200,

Descripción de realizaciones

La presente invención se describe a continuación con más detalle. En esta descripción, cada "%" utilizado para mostrar una composición de aleación de soldadura es "% en masa" salvo que se indique lo contrario.

1, Composición de la aleación

(1) Bi: 0,1% o más y menos de 2,0%

El Bi es un elemento necesario para impedir la aparición de EM. Bi se disuelve en sólido en Sn y, por lo tanto, es capaz de proporcionar una tensión a la matriz de Sn para impedir el movimiento de Sn. En el caso de que el contenido de Bi sea inferior a 0,1%, la cantidad de tensión de la matriz de Sn es demasiado pequeña para impedir suficientemente la aparición de EM. En consecuencia, como límite inferior del contenido de Bi, éste es de 0,1% o más, preferiblemente de 0,2% o más, más preferiblemente de 0,3% o más, incluso más preferiblemente de 0,6% o más, especialmente preferiblemente de 1,0% o más. Mientras tanto, en caso de que el contenido de Bi sea de 2,0% o más, la aleación de soldadura es demasiado dura debido a la mejora de la resistencia del Bi y éste puede ser propenso a causar una rotura de la superficie de contacto de la unión. En consecuencia, como límite superior del contenido de Bi, éste es de menos de 2,0%, preferiblemente de 1,9% o menos, más preferiblemente de 1,8% o menos, incluso más preferiblemente de 1,7% o menos.

(2) Cu: entre 0,1 y 1,0%

El Cu es un elemento necesario para mejorar la fuerza de unión de las uniones de soldadura. En el caso de que el contenido de Cu sea inferior a 0,1%, no se obtiene una mejora suficiente de la fuerza de unión. En consecuencia, como límite inferior del contenido de Cu, éste es de 0,1% o más, preferiblemente de 0,3% o más, más preferiblemente de 0,5% o más. Mientras tanto, en caso de que el contenido de Cu sea superior a 1,0%, la aleación de soldadura presenta unas propiedades humectantes deterioradas. Además, las propiedades de humectación deterioradas pueden resultar en una reducción del área de unión y, por lo tanto, que se produzca un aumento de la densidad de corriente, haciendo que sea probable que se produzca EM. En consecuencia, como límite superior del contenido de Cu, éste es de 1,0% o menos, preferiblemente de 0,9% o menos, más preferiblemente de 0,8% o menos.

(3) Ni: entre 0,01 y 0,20%

El Ni, como el Cu, es un elemento necesario para mejorar la fuerza de unión de las uniones de soldadura. En el caso de que el contenido de Ni sea inferior a 0,01%, no se obtiene una mejora suficiente en la fuerza de unión. En consecuencia, como límite inferior del contenido de Ni, éste es de 0,01% o más, preferiblemente de 0,02% o más, más preferiblemente de 0,03% o más. Mientras tanto, en el caso de que el contenido de Ni supere 0,20%, la aleación presenta mejores propiedades humectantes y esto puede hacer que sea probable que se produzca EM como en el caso del Cu. En consecuencia, como límite superior del contenido de Ni, éste es de 0,20% o menos, preferiblemente de 0,15% o menos, más preferiblemente de 0,10% o menos.

(4) Ge: entre 0,006 y 0,09%

El Ge es un elemento necesario para mejorar las propiedades humectantes de la aleación de soldadura e impedir la aparición de EM. El Ge mejora la tensión de la matriz de Sn causada por el Bi, impidiendo, de este modo, el movimiento de Sn para impedir la aparición de EM. En el caso de que el contenido de Ge sea inferior a 0,006%, estos efectos no se manifiestan suficientemente. Como límite inferior del contenido de Ge, éste es de 0,006% o más, preferiblemente de 0,007% o más, más preferiblemente de 0,008% o más. Mientras tanto, en el caso de que el contenido de Ge supere 0,09%, las propiedades humectantes empeoran. Las propiedades de humectación deterioradas pueden dar como resultado una fuerza de unión deficiente y, además, dar como resultado que se produzca rotura en la superficie de contacto de unión. Como límite superior del contenido de Ge, éste es de 0,09% o menos, preferiblemente de 0,05% o menos, más preferiblemente de 0,03% o menos, incluso más preferiblemente de 0,02% o menos, especialmente preferiblemente de 0,01% o menos.

(5) Co: 0,003% o más y menos de 0,05%

El Co contribuye al refinamiento de grano de la estructura de la aleación de soldadura y es un elemento necesario para impedir la aparición de EM. El Co forma núcleos de solidificación durante la solidificación de la aleación de soldadura para permitir que una fase Sn precipite a su alrededor. Debido a que se forma un gran número de núcleos de solidificación de Co en la aleación de soldadura durante la solidificación, el crecimiento de la fase Sn precipitada alrededor de los núcleos de solidificación interfiere consigo misma, dando como resultado un refinamiento de grano de toda la estructura. El refinamiento de grano de toda la estructura impide el movimiento de Sn durante la aplicación de corriente y, como resultado, se impide la aparición de EM.

En caso de que el contenido de Co sea inferior a 0,003%, tal efecto no se muestra suficientemente. Como límite inferior del contenido de Co, éste es de 0,003% o más, más preferiblemente de 0,01% o más. Mientras tanto, en el caso de que el contenido de Co sea de 0,05% o más, la aleación de soldadura puede presentar unas propiedades humectantes deterioradas y una fuerza de unión deficiente. Como límite superior del contenido de Co, éste es de menos de 0,05%, preferiblemente de 0,047% o menos, más preferiblemente de 0,03% o menos, incluso más preferiblemente de 0,02% o menos.

(6) Fe: entre 0,005 y 0,015%

El Fe es un elemento opcional que puede modificar las superficies de contacto de la unión electrodo/soldadura para impedir la formación de huecos especialmente a altas temperaturas y mejorar la fuerza de unión. Más específicamente, el Fe puede impedir la difusión mutua entre el Cu, que se utiliza con frecuencia como material de electrodo, y el Sn para impedir el crecimiento de compuesto intermetálico Cu3Sn, impidiendo así la formación de cavidades de Kirkendall. Por tanto, el Fe puede mejorar la fuerza de unión.

Como límite inferior del contenido de Fe, éste es de 0,005% o más, preferiblemente de 0,006% o más, más preferiblemente de 0,007%. Como límite superior del contenido de Fe, éste es de 0,015% o menos, preferiblemente de 0,014% o menos, más preferiblemente de 0,013% o menos, especialmente preferiblemente de 0,010% o menos. (7) Relación (1)

La aleación de soldadura de la presente invención, si no contiene Co, debe cumplir la siguiente relación (1) incluso aunque la aleación de soldadura cumpla los intervalos mostrados en (1) a (4) indicados anteriormente. En caso de que la aleación de soldadura de la presente invención contenga Co, esta aleación de soldadura cumple la siguiente relación (1).

72 x 10-6 < Ge/Sn < 920 x 10-6 (1)

En la relación (1), Ge y Sn representan cada uno el contenido (% en masa) en la aleación de soldadura.

La relación (1) indica la relación entre el contenido de Ge y el contenido de Sn. En la presente invención, el movimiento de Sn se impide regulando el contenido de Ge en el rango mostrado anteriormente respecto a la masa total de la aleación de soldadura y regulando con gran precisión el contenido de Ge respecto al contenido de Sn. Por los tanto, puede presentarse un efecto inhibidor de EM. Se supone que, en el caso en que una aleación de soldadura Sn-Bi-Cu-Ni-Ge cumpla la relación (1), la tensión de la matriz Sn debido a la adición de Bi se produce a lo largo de una dirección perpendicular a la dirección en la cual pasan los electrones y, por lo tanto, puede evitarse que el Sn se mueva a lo largo del flujo de los electrones.

En consecuencia, incluso en el caso de una composición de aleación en la que los contenidos de Cu, Ni, Bi y Ge se encuentren todos dentro de los intervalos mostrados en los puntos anteriores (1) a (4), la tensión que debe producirse en la matriz de Sn no puede controlarse, si Ge/Sn se encuentra fuera del intervalo de entre 72 x 10-6 y 920 x 10-6 aunque sea ligeramente. Por tanto, la relación (1) es de vital importancia para impedir la aparición de eM en las aleaciones de soldadura Sn-Bi-Cu-Ni-Ge.

Como límite inferior de la relación (1), éste es preferiblemente 81 x 10-6 o más, más preferiblemente 90 x 10-6 o más, especialmente preferiblemente 101 x 10-6 o más, desde el punto de vista de mejorar la tensión de la matriz de Sn. Como límite superior de la relación (1), éste es preferiblemente 917 x 10-6 o menos, más preferiblemente 300 x 10-6 o menos, especialmente preferiblemente 103 x 10-6 o menos, desde el punto de vista de impedir que las propiedades humectantes lleguen a ser deficientes.

(8) Relación (2)

La aleación de soldadura de la presente invención, si no contiene Co, debe cumplir la relación (2) incluso aunque la aleación de soldadura cumpla los intervalos anteriores mostrados en (1) a (4). En caso de que la aleación de soldadura en la presente invención contenga Co, esta aleación de soldadura cumple la siguiente relación (2).

0,027 < (Bi x Ge)/(Cu x Ni) < 2,4 (2)

En la relación (2), Bi, Ge, Cu, y Ni representan cada uno el contenido (% en masa) en la aleación de soldadura. La relación (2) indica la relación entre el producto de contenido de Ge y el contenido de Bi y el producto del contenido de Cu y el contenido de Ni, siendo Ge y Bi elementos inhibidores de EM, y Cu y Ni elementos que mejoran la fuerza de unión. En la relación (2), el producto del contenido de Ge y el contenido de Bi representa el equilibrio entre el contenido de Ge y el contenido de Bi en la aleación de soldadura. El producto del contenido de Cu y el contenido de Ni representa el equilibrio entre el contenido de Cu y el contenido de Ni en la aleación de soldadura. La razón por la que los efectos de la presente invención pueden presentarse cuando la aleación de soldadura de la presente invención cumple la relación (2) no es clara, pero se supone que es la siguiente.

La aleación de soldadura en la presente invención no solo presenta unas excelentes propiedades humectantes y proporciona, después de la soldadura, unas uniones de soldadura que tienen una elevada fuerza de unión y pueden encontrarse en un modo de rotura adecuado, sino que también puede impedirse que sufran la aparición de EM. Entre los elementos que constituyen la aleación de soldadura de la presente invención, el Cu y el Ni son elementos que contribuyen a una mejora de la resistencia de la unión, mientras que el Bi y el Ge son elementos que parecen impedir la aparición de EM.

En caso de que la aleación de soldadura contenga Cu y Ni en cantidades iguales o superiores a las cantidades dadas y, por lo tanto, presente unas propiedades de humectación deterioradas, el área de unión a los electrodos disminuye para aumentar la densidad de corriente, lo que resulta indeseable en la aparición de EM. Por lo tanto, controlando los contenidos de Cu y Ni, la aparición de EM puede impedirse indirectamente. Mientras tanto, el Bi y el Ge sirven para proporcionar una tensión a la matriz de Sn para impedir el movimiento de Sn y, por lo tanto, pueden impedir directamente la aparición de EM. Sin embargo, una adición excesiva de Ge deteriora las propiedades humectantes y una adición excesiva de Bi hace que sea más probable que se produzca la rotura en la superficie de contacto de la unión.

Tal como se ha descrito anteriormente, el grupo de elementos de Cu y Ni y el grupo de elementos de Bi y Ge difieren entre sí en el comportamiento de la aleación de soldadura en la presente invención. Para que una aleación de soldadura Sn-Bi-Cu-Ni-Ge cumpla simultáneamente todas las propiedades de humectación, la fuerza de unión de las uniones de soldadura, la inhibición de la aparición de EM, y el modo de rotura adecuado, la aleación de soldadura en conjunto debe ser una en el que el equilibrio entre Cu y Ni y el equilibrio entre Bi y Ge se haya regulado con gran precisión para cumplir la relación (2), como la aleación de soldadura de la presente invención.

Como límite inferior de la relación (2), éste es preferiblemente 0,067 o más, más preferiblemente 0,08 o más, incluso más preferiblemente 0,2 o más, especialmente preferiblemente 0,28 o más, desde el punto de vista de impedir que las propiedades humectantes o la fuerza de unión se vean deterioradas por una disminución en la cantidad relativa de Cu y Ni. Como límite superior de la relación (2), éste es preferiblemente 2,0 o menos, más preferiblemente 1,333 o menos, incluso más preferiblemente 0,7 o menos, especialmente preferiblemente 0,507 o menos, desde el punto de vista de impedir que las propiedades humectantes se vean deterioradas y de impedir que la fuerza de unión se reduzca por la fragilización de la aleación de soldadura.

Tal como se ha descrito anteriormente, la aleación de soldadura en la presente invención presenta unas excelentes propiedades humectantes y una elevada fuerza de unión, y se impide de manera suficiente que sufra la aparición de EM, y se encuentra en el modo de rotura adecuado, configurando la aleación de soldadura de manera que el contenido de los elementos esenciales se encuentre dentro de los intervalos mostrados anteriormente y que se cumpla tanto la relación (1) como la relación (2).

En la presente invención, en caso de que la composición de aleación que contiene Co cumpla la relación (1) y la relación (2), se proporciona una tensión suficiente a la matriz de Sn y se hace posible el refinamiento de grano de toda la estructura. Por tanto, la aparición de EM puede impedirse suficientemente.

(9) P: 0,1% o menos

El P es un elemento opcional que puede impedir la oxidación del Sn y mejorar las propiedades humectantes. Siempre que el contenido de P no supere 0,1%, el P no impide la fluidez superficial de la aleación de soldadura. El contenido de P es de 0,1% o menos, preferiblemente de 0,01% o menos, más preferiblemente de 0,008% o menos. Mientras tanto, como límite inferior del contenido de P, éste es preferiblemente de 0,001% o más, desde el punto de vista de presentar esos efectos.

El resto de la aleación de soldadura en la presente invención es Sn. La aleación de soldadura puede contener impurezas inevitables además de los elementos descritos anteriormente. Incluso si la aleación de soldadura contiene impurezas inevitables, esta inclusión no afecta a los efectos anteriores. Incluso en el caso de que elementos distintos de los que están contenidos en la presente invención estén contenidos como impurezas inevitables, la inclusión de los mismos no afecta a los efectos anteriores, tal como se describirá más adelante.

2. Unión de soldadura

La unión de soldadura de acuerdo con la presente invención es adecuada para utilizarse en la conexión de un chip de CI a un sustrato para éste (interpositor) en un paquete de semiconductores o en la conexión de un paquete de semiconductores a una placa de circuito impreso. El término "unión de soldadura" significa aquí una parte de conexión de un electrodo.

3. Aplicaciones y otros

La aleación de soldadura en la presente invención se utiliza preferiblemente en dispositivos electrónicos que incluyen una unión a través de la cual se hace pasar una corriente a una densidad de corriente de entre 5 kA/cm2 y 100 kA/cm2. Siempre que la densidad de corriente se encuentre dentro de ese intervalo, puede impedirse suficientemente que la aleación de soldadura de la presente invención sufra EM. Más preferiblemente, la densidad de corriente es entre10 kA/cm2 y 100 kA/cm2

La aleación de soldadura de la presente invención puede utilizarse en forma de preforma, alambre, pasta de soldadura, bolas de soldadura, o similar, y se utiliza preferiblemente como bolas de soldadura. En el caso de su uso como bolas de soldadura, el diámetro de las mismas se encuentra preferiblemente en el intervalo entre 1 y 1000 |jm. Para producir la aleación de soldadura de la presente invención, puede utilizarse un proceso ordinario.

Para utilizar la aleación de soldadura de la presente invención para realizar una unión, puede utilizarse, por ejemplo, un método de reflujo de manera ordinaria. En caso de realizar una soldadura por flujo, la temperatura a la que se calienta la aleación de soldadura para la fusión puede ser una temperatura más elevada en aproximadamente 20° C que la temperatura del líquido. En caso de utilizar la aleación de soldadura en la presente invención para realizar la unión, es preferible tener en cuenta la velocidad de enfriamiento durante la solidificación, desde el punto de vista del refinamiento de grano de la estructura. Por ejemplo, la unión de soldadura se enfría a una velocidad de enfriamiento de 2 a 3° C/s o más. Otras condiciones de unión pueden regularse de adecuadamente de acuerdo con la composición de la aleación de soldadura.

La aleación de soldadura de la presente invención puede producirse como una aleación de rayos a de bajo nivel utilizando materiales de rayos a de bajo nivel como materia prima para la misma. Dicha aleación de rayos a de bajo nivel, cuando se utiliza para formar protuberancias de soldadura alrededor de memorias, es eficaz para reducir errores de software.

Ejemplos

Se utilizaron unas aleaciones de soldadura que consistían respectivamente en las composiciones de aleación mostradas en las Tablas 1 y 2 para formar uniones de soldadura. Las uniones de soldadura formadas se evaluaron para determinar la resistencia de la unión llevando a cabo una prueba de resistencia al corte, un examen de rotura M, y una prueba EM. Las aleaciones de soldadura también se evaluaron para determinar la propiedad de humectación. Los métodos de evaluación utilizados son los siguientes.

• Resistencia al corte

La soldadura se realizó de la siguiente manera: cada una de las aleaciones de soldadura que se muestran en las Tablas 1 y 2 se unieron a unos electrodos de Cu tratados con OSP (en lo sucesivo, denominados simplemente "electrodos de Cu") de una PCB que tenía un sustrato de 1,2 mm de grosor y un electrodo de 0,24 mm de diámetro. La soldadura se realizó de la siguiente manera: se produjeron previamente unas bolas de soldadura de 0,3 mm de diámetro a partir de cada aleación de soldadura; al sustrato se le aplicó un fundente soluble en agua (WF-6400, fabricado por Senju Metal Industry Co., Ltd.), y después se colocaron las bolas sobre el mismo; y posteriormente se realizó la soldadura mediante un método de reflujo utilizando un perfil de reflujo empleando una temperatura máxima de 245° C y una velocidad de enfriamiento de 2° C/s; y se obtuvieron entonces unas muestras que presentaban unas protuberancias de soldadura formadas en las mismas.

Cada una de estas muestras fue examinada para determinar la resistencia al corte (N) con un medidor de resistencia al corte SERIE 4000HS, fabricado por Dage Ltd.) en las condiciones de 1000 mm/seg. Las muestras que presentaban una resistencia al corte en la unión al electrodo de Cu de 3,5 N o más fueron calificadas como buenas y se indicaron con "o", mientras que las que presentaban una resistencia al corte inferior a 3,5 N fueron calificadas como malas y se indicaron con "*".

• Rotura M

Las superficies de rotura después de la prueba de corte fueron examinadas con un microscopio estereoscópico. En el caso en que la protuberancia de la soldadura se rompió en la superficie de contacto de unión, la rotura M se indicó mediante "*" (NG). En el caso en que la protuberancia de la soldadura se rompió en la otra parte, la rotura M se indicó con "o" (OK).

• Prueba de propiedad humectante

Utilizando unas bolas de soldadura de 0,3 mm de diámetro, como las muestras utilizadas en la prueba de resistencia al corte, se realizó una prueba de humectación y dispersión mediante los siguientes procedimientos "1." y 2.". El material del sustrato utilizado fue un sustrato de vidrio-epoxi (FR-4) que tenía un grosor de 1,2 mm.

1. Se utilizó el sustrato sobre el cual se había formado un electrodo de Cu en forma de ranura de 0,24 mm x 16 mm, y sobre el mismo se imprimió un fundente WF-6400, fabricado por Senju Metal Industry Co., Ltd., para formar puntos de fundente de 0,24 mm de diámetro y 0,1 mm de grosor. Las bolas de soldadura se colocaron sobre los mismos para conducir reflujo en las condiciones de mantenimiento de 40 segundos en un intervalo de temperatura de 220° C o más y una temperatura máxima de 245° C.

2. Utilizando un estereomicroscopio, se midió el área de la superficie del electrodo mojada por la bola de soldadura dispersada. El caso en que el área de la superficie mojada era de 0,75 mm2 o más se calificó como bueno ("o"), mientras que el caso en que el área de la superficie mojada era inferior a 0,75 mm2 se calificó como deficiente ("*").

• Prueba EM

Como muestras de prueba EM se utilizaron unas bolas de soldadura con las composiciones mostradas en la Tabla 1 y de 0,3 mm de diámetro, como las muestras utilizadas en la prueba de resistencia al corte. Cada una de las bolas de soldadura se sometió a soldadura por reflujo, utilizando el fundente soluble en agua, sobre un sustrato de paquete que presentaba un tamaño de 13 mm x 13 mm y que tenía un electrodo de Cu de 0,24 mm de diámetro, produciendo así paquetes. A continuación, se imprimió una pasta de soldadura sobre un sustrato de vidrio-epoxi (FR-4) que tenía un tamaño de 30 mm x 120 mm y un grosor de 1,5 mm, y se colocó sobre el mismo cada paquete producido anteriormente. Este conjunto se sometió a reflujo en las condiciones de mantenimiento durante 40 segundos en un intervalo de temperatura de 220° C o más y una temperatura máxima de 245° C. Se produjeron así unas muestras.

Se realizó una prueba EM de la siguiente manera. Cada muestra producida anteriormente se conectó a una fuente de alimentación de conmutación variable compacta (PAK35-10A, fabricada por Kikusui Electronics Corp.), y se hizo pasar una corriente a través de la misma a una densidad de corriente de 12 kA/cm2 en un baño de aceite de silicona mantenido a 150° C. Durante la aplicación de corriente, se midió continuamente la resistencia eléctrica de la muestra y, en el momento en que la resistencia eléctrica había aumentado en un 20% del valor de resistencia inicial, se terminó la prueba. El caso en el que el período hasta la finalización de la prueba fue de 200 horas o más fue calificado como bueno ("o"), mientras que el caso en el que el período de tiempo fue inferior a 200 horas se calificó como malo ("*").

Los resultados de la evaluación se muestran en las Tablas 1 y 2

Tal como se muestra en la Tabla 1, los Ejemplos 1 a 21 dieron unos resultados en los cuales se impidió que las aleaciones de soldadura sufrieran la aparición de EM, mostraron unas excelentes propiedades humectantes, y presentaron una alta resistencia al corte, ya que cada una de las composiciones de aleación cumplían todos los requisitos de acuerdo con la presente invención. Respecto a la rotura M, no se observó rotura en la superficie de contacto de la unión.

Por el contrario, el Ejemplo Comparativo 1, que tenía un contenido de Bi demasiado elevado, mostró rotura en una superficie de contacto de la unión, y la rotura M fue calificada como mala ("x"). El Ejemplo Comparativo 2 presentó una mala insensibilidad a la EM ya que el contenido de Bi en el mismo era demasiado bajo. El Ejemplo Comparativo 3 mostró malas propiedades humectantes ya que el contenido de Cu en el mismo era demasiado alto. El Ejemplo Comparativo 4 mostró una pobre resistencia al corte ya que el contenido de Cu en el mismo era demasiado bajo. El Ejemplo Comparativo 5 mostró malas propiedades humectantes debido a que el contenido de Ni era demasiado alto. El Ejemplo Comparativo 6 mostró una mala resistencia al corte ya que el contenido de Ni en el mismo era demasiado bajo. El Ejemplo Comparativo 7, que tenía un contenido de Co demasiado alto, mostró malas propiedades humectantes y, por lo tanto, tenía una pobre resistencia al corte. El Ejemplo Comparativo 8 presentó una estructura de aleación ya que no se había sometido a un refinamiento de grano suficiente debido a que el contenido de Co era demasiado bajo, dando como resultado una mala insensibilidad a EM. El Ejemplo Comparativo 9 presentó una mala insensibilidad a EM ya que el contenido de Ge en el mismo era demasiado bajo. El Ejemplo Comparativo 10 mostró unas propiedades humectantes deterioradas ya que el contenido de Ge era demasiado alto y, por lo tanto, presentaba una resistencia al corte y rotura M deficientes ("x").

Se examinó la estructura de cada uno de los Ejemplos 1 a 3 y el Ejemplo Comparativo 8, lo cual se muestra en la Tabla 1. La figura 1 son fotografías SEM de las aleaciones de soldadura: la figura 1(a) es una fotografía SEM de la aleación de soldadura del Ejemplo Comparativo 8; la figura 1(b) es una fotografía SEM de la aleación de soldadura del Ejemplo 3; la figura 1(c) es una fotografía SEM de la aleación de soldadura del Ejemplo 1; y la figura 1(d) es una fotografía SEM de la aleación de soldadura del Ejemplo 2.

En la figura 1(a), que es una fotografía del Ejemplo Comparativo 8, había presentes granos gruesos de una fase de Sn 1 debido a que el contenido de Co era demasiado bajo, aunque se observaron de manera dispersa granos refinados de una fase de compuesto intermetálico 2, lo que mostró que la aleación la estructura no había sufrido un refinamiento de grano. En cada una de la figura 1(b), la figura 1(c), y la figura 1(d), los granos de un compuesto intermetálico 12, 22 o 32 se habían refinado y los granos de una fase Sn 11, 21, o 31 también se habían refinado, tal como era evidente por la presencia de una gran cantidad de límites de grano 13, 23 o 33, ya que el contenido de Co se encontraba dentro del intervalo de la presente invención. Por lo tanto, se comprobó que toda la estructura de cada una de estas aleaciones fue sometida a un refinamiento de grano suficiente. Estas fotografías mostraron, además, que los granos de la estructura de la aleación se volvían más finos a medida que aumentaba el contenido de Co.

Tal como se ha descrito anteriormente, puede obtenerse una aleación de soldadura Sn-Bi-Cu-Ni-Ge-Co que cumpla simultáneamente unas excelentes propiedades humectantes, una alta resistencia al corte, una rotura adecuada M, e inhibición de la aparición de EM configurando una composición de aleación que tenga unos contenidos de Bi, Cu, Ni, y Ge regulados a unos valores dentro de los intervalos de la presente invención y después hacer que esta composición de aleación tenga un contenido de Co dentro del intervalo de la presente invención.

Tal como se muestra en la Tabla 2, los Ejemplos 22 a 33 dieron unos resultados en los que se impidió que las aleaciones de soldadura sufrieran la aparición de EM, mostraron unas excelentes propiedades humectantes, y presentaron una alta resistencia al corte, ya que cada una de las composiciones de la aleación cumplían todos los requisitos de acuerdo con la presente invención. Respecto a la rotura M, no se observó rotura en la superficie de contacto de la unión.

Por el contrario, el Ejemplo Comparativo 11, que tenía un contenido de Bi demasiado alto, mostró una rotura en una superficie de contacto de la unión, y la rotura M fue calificada como mala ("x"). Aunque el Ejemplo Comparativo 1 tenía un Ge/Sn menor que el límite inferior de la relación (1), se cree que la aleación de soldadura ha mantenido la insensibilidad a EM debido a la adición excesiva de Bi.

El Ejemplo Comparativo 12 presentó una mala insensibilidad a EM ya que el contenido de Bi en el mismo era demasiado bajo. El Ejemplo Comparativo 13 mostró malas propiedades humectantes ya que el contenido de Cu en el mismo era demasiado alto. El Ejemplo Comparativo 14 mostró una mala resistencia al corte ya que el contenido de Cu en el mismo era demasiado bajo. El Ejemplo Comparativo 15 mostró malas propiedades humectantes ya que el contenido de Ni en el mismo era demasiado alto. El Ejemplo Comparativo 16 mostró una mala resistencia al corte ya que el contenido de Ni en el mismo era demasiado bajo. El Ejemplo Comparativo 17 presentó una mala insensibilidad a EM ya que el contenido de Ge en el mismo era demasiado bajo y el Ge/Sn fue más pequeño que el límite inferior de la relación (1). El Ejemplo Comparativo 18 mostró malas propiedades humectantes debido a un contenido demasiado alto de Ge y, por lo tanto, presentó una mala en resistencia al corte y rotura M ("x"). El Ejemplo Comparativo 19 presentó una mala insensibilidad a EM ya que el Ge/Sn fue más pequeño que el límite inferior de la relación (1). El Ejemplo Comparativo 20 mostró malas propiedades humectantes ya que el Ge/Sn y el (Bi x Ge)/(Cu x Ni) superaron los respectivos límites superiores de las relaciones (1) y (2).

Los resultados que se dan en la Tabla 1 se explican adicionalmente utilizando la figura 2 y la figura 3. La figura 2 es una gráfica que muestra una relación entre la relación (1) y la relación (2) en las aleaciones de soldadura Sn-Bi-Cu-Ni-Ge. La figura 3 es una gráfica ampliada que muestra la parte de la figura 2 en la que la relación (1) varía entre 0 y 0,500 y la relación (2) varía entre 0 y 0,000200. En estas figuras, cada "•" indica un Ejemplo, que cumplió con todos los requisitos de la presente invención, y cada "o" indica un Ejemplo Comparativo, que no cumplió por lo menos uno de los requisitos de las relaciones (1) y (2) de la presente invención.

Tal como es evidente en la figura 2, queda claro que los Ejemplos de la presente invención cumplen simultáneamente unas excelentes propiedades humectantes, una alta resistencia al corte, una rotura adecuada M, y se impide la aparición de EM tal como se muestra en la Tabla 2, ya que cada uno de los Ejemplos cumplía la relación (1) y la relación (2). Además, tal como se desprende de la figura 3, las comparaciones entre el Ejemplo 23 y el Ejemplo Comparativo 12 y entre el Ejemplo 31 y el Ejemplo Comparativo 19 muestran que el Ejemplo Comparativo 12 y el Ejemplo Comparativo 19 no lograron cumplir simultáneamente unas excelentes propiedades humectantes, una alta resistencia al corte, una rotura adecuada M, e impedir la aparición de EM tal como se muestra en la Tabla 2, ya que las propiedades requeridas se encontraban ligeramente fuera del intervalo de la relación (1) o (2).

Por lo tanto, es de vital importancia que una aleación de soldadura Sn-Bi-Cu-Ni-Ge presente una composición de aleación en la que el contenido de los elementos se encuentre dentro de los intervalos adecuados y que cumpla tanto la relación (1) como la relación (2) desde el punto de vista de que la aleación de soldadura satisfaga simultáneamente unas excelentes propiedades humectantes, una alta resistencia al corte, una rotura adecuada M, y se impida la aparición de EM.

La aleación de soldadura de la presente invención puede utilizarse no solo en CPUs sino también en aparatos o dispositivos en los que intervenga una elevada tensión o una alta corriente, tales como convertidores de potencia para generación de energía fotovoltaica y los inversores de alta corriente de motores industriales.

Descripción de los números de referencia

1, 11, 21, 31 Fase Sn

2, 12, 22, 32 Fase de compuesto intermetálico

3, 13, 23, 33 Límite de grano

Claims

REIVINDICACIONES

1. Aleación de soldadura, que presenta:

a) una composición de aleación que consiste, en % en masa, en: Bi: 0,1% o más y menos de 2,0%, Cu: e y 1,0%, Ni: entre 0,01 y 0,20%, Ge: entre 0,006 y 0,09% y Co: 0,003% o más y menos de 0,05%, y

opcionalmente Fe: entre 0,005 y 0,015%, y opcionalmente P: 0,1% o menos, siendo el resto Sn, en el que la

composición de la aleación cumple la siguiente relación (1) y la relación (2):

72 x 10-6 < Ge/Sn < 920 * 10-6 (1)

0,027 < (Bi * Ge)/(Cu x Ni) < 2,4 (2)

en el que, en la relación (1) y la relación (2), Bi, Ge, Cu, Ni y Sn representan cada uno el contenido (% en masa)

en la aleación de soldadura

o

b) una composición de aleación que consiste, en % en masa, en: Bi: 0,1% o más y menos de 2,0%, Cu: e y 1,0%, Ni: entre 0,01 y 0,20%, y Ge: entre 0,006 y 0,09%, y opcionalmente P: 0,1% o menos, siendo el resto Sn,

en el que la composición de aleación cumple la siguiente relación (1) y la relación (2):

72 * 10-6 < Ge/Sn < 920 * 10-6 (1)

0,027 < (Bi * Ge)/(Cu * Ni) < 2,4 (2)

en la aleación de soldadura.

2. Aleación de soldadura de acuerdo con el apartado a) de la reivindicación 1, que presenta la composición de

aleación que consiste, en % en masa, en: Bi: 0,1% o más y menos de 2,0%, Cu: entre 0,1 y 1,0%, Ni: entre 0,01 y

0,20%, Ge: entre 0,006 y 0,09% y Co: 0,003% o más y menos de 0,05%, y opcionalmente Fe: entre 0,005 y 0,015%,

y opcionalmente P: 0,1% o menos, siendo el resto Sn.

3. Aleación de soldadura de acuerdo con la reivindicación 2, en la que la composición de aleación consiste, en % en

masa, en: Bi: 0,1% o más y menos de 2,0%, Cu: entre 0,1 y 1,0%, Ni: entre 0,01 y 0,20%, Ge: entre 0,006 y 0,09% y

Co: 0,003% o más y menos de 0,05%, y Fe: entre 0,005 y 0,015%, siendo el resto Sn.

4. Aleación de soldadura de acuerdo con la reivindicación 2, en la que la composición de aleación consiste, en % en

masa, en: Bi: 0,1% o más y menos de 2,0%, Cu: entre 0,1 y 1,0%, Ni: entre 0,01 y 0,20%, Ge: entre 0,006 y 0,09%,

Co: 0,003% o más y menos de 0,05%, y P: 0,1% o menos, siendo el resto Sn.

5. Aleación de soldadura de acuerdo con la reivindicación 2, en la que la composición de aleación consiste, en % en

Co: 0,003% o más y menos de 0,05%, Fe: entre 0,005 y 0,015%, y P: 0,1% o menos, siendo el resto Sn.

6. Aleación de soldadura de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, en la que Co es 0,003% o más y

0,047% o menos.

7. Aleación de soldadura de acuerdo con el apartado b) de la reivindicación 1, que presenta la composición de

0,20%, y Ge: entre 0,006 y 0,09%, y opcionalmente P: 0,1% o menos, siendo el resto Sn, en el que la composición

de aleación cumple la siguiente relación (1) y la relación (2):

72 * 10-6 < Ge/Sn < 920 * 10-6 (1)

0,027 < (Bi * Ge)/(Cu * Ni) < 2,4 (2)

en el que, en la relación (1) y la relación (2), Bi, Ge, Cu, Ni y Sn representan cada uno el contenido (% en masa) en

la aleación de soldadura.

8. Aleación de soldadura de acuerdo con la reivindicación 7, en la que la composición de aleación consiste, en % en

masa, en: Bi: 0,1% o más y menos de 2,0%, Cu: entre 0,1 y 1,0%, Ni: entre 0,01 y 0,20%, Ge: entre 0,006 y 0,09%, y

P: 0,1% o menos, siendo el resto Sn.

9. Aleación de soldadura de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, la cual es para utilizarse en un

dispositivo electrónico que incluye una unión a través de la cual se hace pasar corriente a una densidad de corriente

de entre 5 kA/cm2 y 100 kA/cm2

10. Bola de soldadura que consiste en la aleación de soldadura de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9.

11. Unión de soldadura que comprende la aleación de soldadura de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9.