性，优选RA助 焊剂的混合率为15~30wt%。
[0037] 在本发明的Au-Sn合金薄膜的成膜方法中，将上述的Au-Sn-Bi合金粉末浆料网版 印刷于金属化层上的指定区域，接着以回焊处理进行熔融后使其固化，形成至少具备共晶 组织的Au-Sn-Bi合金薄膜。在此，采用网版印刷法是因为可容易调整涂布于金属化层上的 指定区域的浆料量。减少其涂布量，对制作薄的Au-Sn-Bi合金薄膜来说较好。尤其是通过 使用在指定区域中配置网目的印网掩模，选定网目的线径、开口率、乳浊液厚度，能够轻松 地调整浆料透过体积。并且，通过间隙印刷法能够实现均匀的浆料印刷。Au-Sn-Bi合金粉 末浆料被涂布于金属化层上之后，在指定区域内该浆料以点状分布，由此有助于能够进一 步减少楽·料量，并得到具有5 μπι以下膜厚的Au-Sn-Bi合金薄膜。另外，在Au-Sn-Bi合金 粉末与助焊剂的混合中，由于使用了搅拌，因此有混入气泡的可能性，因为该气泡的存在会 影响到膜的均匀性，因此实施真空脱泡较佳。
[0038] 并且，在本发明的Au-Sn-Bi合金薄膜的成膜方法中，将Au-Sn-Bi合金粉末衆料网 版印刷于金属化层上的指定区域，接着通过回焊处理来对Au-Sn-Bi合金粉末进行加热熔 融后使其固化，形成Au-Sn-Bi合金薄膜。Au-Sn-Bi合金粉末被暂时加热恪融，由此恪融的 Au-Sn-Bi合金在冷却过程中，该薄膜变得至少具备共晶组织，且接合时的熔融性良好。
[0039] 关于使用了含有以上说明过的本发明的Au-Sn-Bi合金的浆料而形成在Ni基底层 上的Au-Sn-Bi合金薄膜的代表例，图3中示出了以扫描型电子显微镜（SEM)所拍摄的表面 图像（SEI)的照片。并且，关于该Au-Sn-Bi合金薄膜的代表例，图4中示出了以电子微探 仪（ΕΡΜΑ)显示的组成图像（COMP图像）以及各元素分布图像的照片。根据这些图像，显示 了本发明的Au-Sn-Bi合金薄膜具有富含Au的部分与富含Sn的部分交错存在的共晶组织， 且所添加的Bi存在于与Sn相同的地方。另外，图5中示出显示与本发明的Au-Sn-Bi合金 薄膜代表例相关的示差扫描热量测定（DSC测定）结果的图表。该图表可以说是证实了在 升温过程、降温过程中具有一个吸热、放热波峰，在某个温度下产生固体转液体、液体转固 体的相变化的共晶组成。综合这些，可以说本发明的Au-Sn-Bi合金薄膜也具备了具有共晶 点的共晶组织。
[0040] 如以上所述，根据本发明，通过Au-Sn-Bi合金粉末浆料的印刷法使涂布较容易， 而且通过对Au-Sn合金粉末浆料进行加热熔融后使其固化，具备共晶组织，因此作为该接 合层确保了良好的接合性（湿润性）的同时，能够成膜具有均匀性且薄的Au-Sn-Bi合金薄 膜。因此，在LED元件等基板的搭载中，通过低Au化来能够实现降低成本的同时，能够作为 具有均匀性且薄的Au-Sn-Bi合金接合层，从而有助于搭载LED元件的装置的生产力的提 尚。
【附图说明】
[0041] 图1是关于使用Au金属革El材与Sn金属革El材交互派镀而成膜的Au-Sn薄膜例，以 扫描型电子显微镜（SEM)拍摄的表面图像（SEI)的照片。
[0042] 图2是显示与利用Au金属革El材与Sn金属革El材派镀成膜的Au-Sn薄膜有关的通过 电子微探仪（EPM)所得的组成图像（C0MP图像）、各元素分布图像的照片。
[0043] 图3是关于使用含有本发明的Au-Sn-Bi合金的衆料所形成的Au-Sn合金薄膜的 代表例，以扫描型电子显微镜（SEM)拍摄的表面图像（SEI)的照片。
[0044] 图4是显示与本发明的Au-Sn-Bi合金薄膜代表例有关的通过电子微探仪（ΕΡΜΑ) 所得的组成图像（COMP图像）、各元素分布图像的照片。
[0045] 图5是显示与本发明的Au-Sn-Bi合金薄膜代表例有关的示差扫描热量测定（DSC 测定）结果的图表。
【具体实施方式】
[0046] 接着，关于使用了本发明的含有Au-Sn-Bi合金的衆料的Au-Sn-Bi合金薄膜的成 膜方法，以下通过实施例及比较例具体地说明。
[0047] [实施例]
[0048] 将利用高频熔解炉熔解所得的Au-Sn-Bi合金熔融金属保持于温度：800°C的同 时以转速：800转/分钟，旋转3小时螺桨来机械搅拌熔融金属后，对熔融金属施加压力： 500kPa，从设置于高频熔解炉底部的喷嘴使熔融金属落下，同时从以喷嘴缝隙成为0. 2mm 的方式设置在喷嘴周围的直径为I. 5mm的气体喷嘴，以喷射压力：6000kPa向落下的熔融 金属喷射Ar气体，由此制作Au-Sn-Bi合金的气雾化粉末。所得的雾化粉末的金属组成 (wt% )示于表1中。将该气雾化粉末通过风力分级装置分级，得到如表1中所示的粒径： 10 μm以下的Au-Sn-Bi合金粉末。另外，Au-Sn-Bi合金的组成在熔解阶段进行调整。
[0049] 使用在此得到的Au-Sn-Bi合金粉末，与一般市售的RA助焊剂（例如三菱综合材 料株式会社制）以表1所示的助焊剂比率（Wt% )混合，制作出实施例1~7的Au-Sn-Bi 合金粉末浆料。并且，为了与实施例进行比较，使用所得的Au-Sn-Bi合金粉末，与市售的RA 助焊剂、RMA(Rosin Mildly Activated)助焊剂或无卤素助焊剂以表1所示的助焊剂比率 (wt% )混合，制作出比较例1~8的Au-Sn-Bi合金粉末衆料。另外，通过使用Au金属革巴 材与Sn金属靶材交互溅镀来成膜Au-Sn薄膜的现有技术的情况，作为比较例9示于表1。
[0050] [表 1]
[0051]
【主权项】
1. 一种Au-Sn-Bi合金粉末衆料，其特征在于， 混合有Au-Sn-Bi合金粉末与15~30wt%的至少包含活性剂的助焊剂，所述Au-Sn-Bi合金粉末具有如下组成：含有20~25wt%的Sn及0. 1~5.Owt%的Bi且剩余部分由Au 所构成，所述Au-Sn-Bi合金粉末的粒径为10ym以下。
2. -种Au-Sn-Bi合金薄膜，其特征在于， 所述薄膜具有如下组成：含有20~25wt%的Sn及0. 1~5.Owt%的Bi且剩余部分由Au所构成，所述薄膜的厚度为5ym以下， 其中，所述薄膜至少具备共晶组织。
3. -种Au-Sn-Bi合金薄膜的成膜方法，其特征在于， 将混合有Au-Sn-Bi合金粉末与15~30wt%的至少包含活性剂的助焊剂的Au-Sn-Bi合金粉末楽?料网版印刷至金属化层上的指定区域，接着对Au-Sn-Bi合金粉末进行加热恪 融后使其固化，形成至少具备共晶组织的Au-Sn合金薄膜，所述Au-Sn-Bi合金粉末具有 如下组成：含有20~25wt%的Sn及0. 1~5.Owt%的Bi且剩余部分由Au所构成，所述 Au-Sn-Bi合金粉末的粒径为10ym以下。
4. 根据权利要求3所述的Au-Sn合金薄膜的成膜方法，其特征在于， 所述网版印刷通过间隙印刷进行，该间隙印刷使用了对应所述指定区域设置有网目的 印网掩模。
【专利摘要】本发明提供一种Au-Sn-Bi合金薄膜，该Au-Sn-Bi合金薄膜在LED元件或基板的金属化层上，作为基于Au-Sn-Bi合金的接合层，确保良好的接合性的同时具有均匀性且较薄。在本发明中，使用混合有Au-Sn-Bi合金粉末与15～30wt％的RA助焊剂的Au-Sn-Bi合金粉末浆料，在Au金属化层上的指定区域进行网版印刷，接着对Au-Sn-Bi合金粉末进行加热熔融后使其固化，由此形成具有5μm以下的厚度且至少具备共晶组织的Au-Sn-Bi合金薄膜，所述Au-Sn-Bi合金粉末具有含有20～25wt％的Sn及0.1～5.0wt％的Bi且剩余部分由Au所构成的组成，所述Au-Sn-Bi合金粉末的粒径为10μm以下。
【IPC分类】B22F9-08, B23K35-30, B23K3-06, B23K35-22, B22F1-00, B23K1-00, B23K1-20, B23K101-42, C22C5-02
【公开号】CN104797374
【申请号】CN201380060274
【发明人】石川雅之, 山本佳史
【申请人】三菱综合材料株式会社
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2013年11月27日
【公告号】WO2014087896A1