本发明涉及无铅软钎料合金、特别是适于对线圈的端部进行软钎焊、预镀覆的端子预镀覆用无铅软钎料合金及电子部件。
背景技术：
电子设备中使用了如变压器那样在引线部分卷绕有铜细线的线圈部件，另外，在电脑的磁盘驱动器、冷却风扇等的马达中也使用了卷绕有线圈的部件。这些线圈为了取得导通而将端子部与电子设备、马达的端子进行软钎焊。
通常，线圈部件的铜线在表面涂装有搪瓷，进而在其上覆盖有聚氨酯树脂，因此，在该状态下，线圈端子部与端子无法进行软钎焊。因此，进行软钎焊时，必须去除线圈端子部的搪瓷、聚氨酯树脂(以下，称为覆盖材料)。对于该覆盖材料的去除，也可以考虑用刀具机械性地剥离，但机械性去除会耗费时间且生产率差。因此，对于线圈端子部的覆盖材料的去除，采用了用热将覆盖材料熔化而去除的方法。用热去除覆盖材料的方法是指，通过在熔融软钎料中浸渍线圈端子部，从而用熔融软钎料的热将覆盖材料熔化而去除的方法。
此外，在将线圈端子部与端子进行软钎焊时，为了得到良好的软钎焊部，预先对线圈端部实施预镀覆。通常，线圈端子部的预镀覆是通过将线圈端子部浸渍于熔融软钎料中而进行的，但即使是去除前述的覆盖材料也会将线圈端子部浸渍于熔融软钎料，因此，线圈端子部向该熔融软钎料的浸渍使在去除覆盖材料的同时进行预镀覆这样的合理操作成为可能。
对于线圈端子部的覆盖材料的去除和预镀覆，将助焊剂涂布于线圈端子部，然后，将该端子部浸渍于熔融软钎料中。如此，通过熔融软钎料的热而使覆盖材料熔化，涂布于线圈端子部的助焊剂会漂浮在浸渍的线圈端子部的周围。因此，助焊剂在覆盖材料被去除而露出铜线的部位发挥作用，熔融软钎料与铜线发生金属接合。
作为线圈端子部的预镀覆，目前使用Pb-Sn软钎料，但Pb-Sn软钎料因Pb公害而使用受到限制，因此，近年来，逐渐开始使用不含Pb的无铅软钎料。在对线圈端子部进行软钎焊时，为了将覆盖材料熔化、去除，必须以熔融软钎料的温度达到400℃左右的方式进行加热，使软钎焊温度达到400℃左右。然而，无铅软钎料中，提高软钎焊温度时，熔融软钎料表面的氧化推进而产生大量的氧化物。该氧化物的大量产生会使附着于软钎焊部的量变多而使制品的外观特性降低，并且润湿性降低而无法得到良好的软钎焊部。
作为Sn-Cu-Ni系的无铅软钎料合金，已知有添加P或Ga的技术(例如，参见专利文献1)。
已知通过P或Ga的添加而具有氧化抑制效果，作为抑制无铅合金的氧化物的对策，公开了通过在Sn-Cu-Ni系的软钎料合金中添加P和Ga，使熔融的软钎料表面的耐氧化性提高的技术(例如，参见专利文献2)。
另外，对于将Sn作为主要成分的软钎料合金，公开了通过在添加有Ga的软钎料合金中添加P或Ge、或者P和Ge，能够得到400℃左右下的耐氧化抑制效果的技术(例如，参见专利文献3、4)。
进而，公开了通过在Sn-Cu-Ni系的软钎料合金中添加P或Ge，能够抑制氧化膜的形成的技术(例如，参见专利文献5)。
另外，公开了作为在将Sn为主要成分的熔融软钎料中所添加的无铅添加合金而添加Ga，从而使软钎料表面的外观性提高的技术(例如，参见专利文献6)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：WO2007/082459号公报(实施例)
专利文献2：CN103406687A号公报(表1、表3、第0071、0072段)
专利文献3：日本特开2008-221341号公报(表1、第0022段)
专利文献4：日本特开2004-181485号公报(表1、第0025段)
专利文献5：日本特开2001-334384号公报(发明的效果部分)
专利文献6：日本特开平11-333589号公报(第0015段)
技术实现要素：
发明要解决的问题
在线圈等的端子部进行基于软钎料的预镀覆的情况下，有必要抑制自熔融软钎料中提拉端子部时端子部之间由软钎料连接的称为锡桥(Bridge)的现象的产生、锡尖(Icicle)的产生。特别是，为了去除覆盖材料而使软钎焊温度为400℃左右时，要求断落性良好的软钎料合金。然而，专利文献1～6中，没有记载使软钎焊温度为400℃左右时，为了使软钎料的断落性提高而添加P或Ga、或者P和Ga的技术，也没有记载通过添加P或Ga、或者P和Ga来抑制锡桥和锡尖的产生这样的效果。
因此，本发明的目的在于，提供在软钎焊温度为400℃左右的使用条件下断落性得以提高的端子预镀覆用无铅软钎料合金以及电子部件。
用于解决问题的方案
本发明人发现：通过在将Sn作为主要成分且为了使软钎焊温度成为400℃左右而设定了Cu、Ni的添加量的Sn-Cu-Ni系的无铅软钎料合金中添加规定量的Ga和P，即使软钎焊温度为400℃左右也可以提高断落性，从而完成了本发明。
权利要求1记载的技术方案为一种端子预镀覆用无铅软钎料合金，其用于通过浸渍对端子实施预镀覆，Cu为4质量％以上且6质量％以下，Ni为0.1质量％以上且0.2质量％以下，Ga为0.01质量％以上且0.04质量％以下，P为0.004质量％以上且0.03质量％以下，Ga与P的总和为0.05质量％以下，余量由Sn组成，通过软钎焊温度下的加热而得到的熔融状态下的张力为200dyn/cm以下。
发明的效果
将Sn作为主要成分，以Cu为4质量％以上且6质量％以下，Ni为0.1质量％以上且0.2质量％以下的方式含有，由此，成为适于使软钎焊温度为400℃左右的组成，通过使Ga为0.01质量％以上且0.04质量％以下，使P为0.004质量％以上且0.03质量％以下，使Ga与P的总和为0.05质量％以下，通过软钎焊温度下的加热而得到的熔融状态下的张力为200dyn/cm以下，由此，即使软钎焊温度为400℃左右，也会提高自熔融软钎料中提拉线圈的端子部等软钎焊的处理对象物时的断落性。对于使用本发明的端子预镀覆用无铅软钎料合金，将端子部浸渍于熔融的软钎料中并进行提拉，从而对端子部进行预镀覆而得到的电子部件而言，软钎焊时的软钎料的断落性得以提高，能够抑制锡桥、锡尖的产生。
附图说明
图1为示出本实施方式的电子部件的一例的结构图。
具体实施方式
在将Sn作为主要成分的软钎料合金中，若添加规定量的Ga和P，则软钎料表面的熔融粘度变低，自熔融软钎料提拉软钎焊的处理对象物、例如线圈的端子部时的软钎料的张力降低。由此，自熔融软钎料中提拉端子部时的软钎料的断落性提高，能够抑制锡桥、锡尖的产生。
若Ga和P的添加量较少，则自熔融软钎料提拉端子部时的软钎料的张力变高，无法充分得到使断落性提高的效果。如上所述，在通过将线圈端子部浸渍于熔融软钎料来去除作为线圈的覆盖材料的搪瓷、聚氨酯树脂时，需要以熔融软钎料的温度成为400℃左右的方式加热，从而使软钎焊温度成为400℃左右。
将软钎焊的处理对象物浸渍于熔融软钎料而进行软钎焊时的温度也依赖于处理对象物的端子部、具有端子部的线圈等部件的热容量，但是通常在软钎料的熔点+20～50℃下进行。然而，若软钎焊温度成为470℃以上，则将线圈的端子部浸渍于熔融软钎料时覆盖材料瞬间碳化而附着于端子部，这将妨碍软钎料的金属接合。因此，对于在端子部的预镀覆中使用的软钎料合金，为了使软钎焊温度为470℃以下，理想的是软钎料的熔点为420℃以下的软钎料合金。另外，软钎焊温度变成470℃以上时，铜腐蚀变得剧烈。
但是，Ga和P的添加量增加至必要以上时，软钎料的熔点变高，变得不适于在400℃左右进行软钎焊这样的用途。
如果在将Sn作为主要成分的软钎料合金中仅添加Ga和P中任一者，则能够得到氧化抑制效果，但是无法充分得到使断落性提高的效果。
在将Sn作为主要成分的软钎料合金中添加Ga和P两者时，对于Ga的添加量进行研究，若Ga的添加量低于0.01质量％，则无法充分得到使断落性提高的效果。另一方面，若Ga的添加量超过0.04质量％，则软钎料的熔点变高，变得不适于在400℃左右进行软钎焊这样的用途。
在将Sn作为主要成分的软钎料合金中添加Ga和P两者时，对于P的添加量进行研究，若P的添加量低于0.004质量％，则无法充分得到使断落性提高的效果。另一方面，若P的添加量超过0.03质量％，则软钎料的熔点变高，变得不适于在400℃左右进行软钎焊这样的用途。
但是，若分别将Ga和P添加至上限值附近，则软钎料的熔点仍然变高，变得不适于在400℃左右进行软钎焊这样的用途。
因此，在使Ga和P的添加量的总和成为0.05质量％以下的范围内，以0.01质量％以上且0.04质量％以下的量添加Ga、以0.004质量％以上且0.03质量％以下的量添加P。
在将Sn作为主要成分的软钎料合金中，若具有防止铜腐蚀效果的Cu的添加量少于4质量％，则无法显现防止铜腐蚀的效果。另一方面，若Cu的添加量超过6质量％，则软钎料的熔点变高。
另外，通过在将Sn作为主要成分、Cu的添加量为4～6质量％的上述软钎料合金中添加Ni，在400℃左右软钎焊时防止铜腐蚀的效果进一步提高。但是，若Ni的添加量少于0.1质量％，则不会提高防止铜腐蚀的效果。另一方面，若Ni的添加量超过0.2质量％，则软钎料的熔点变高。
已知：在将Sn作为主要成分的软钎料合金中，通过添加Ag来提高润湿性。但是，添加昂贵的Ag会导致制品成本的上升，故不优选。而且，本发明中，即使不添加Ag，也会提高自熔融软钎料中提拉端子部时的软钎料的断落性。
实施例
将本发明的实施例和比较例示于表1。需要说明的是，表1中各元素的添加量为质量％。
[表1]
对于表1中的软钎料断落性评价，评价了自熔融软钎料提拉试样时的张力。张力的测定方法采用了Du Noüy的使用表面张力计的吊环法(Ring Method)。使用软钎料槽，将设为实施例和比较例示出的组成的各软钎焊材料在400℃下熔融，然后刮取熔融的软钎料表面，静止5分钟后，使预先用IPA除油的圆周为4cm的铂环(试样)浸渍，测定提拉时的张力(单位：dyn/cm)。对各软钎料组成分别进行10次试验，然后算出其平均值作为张力。
对于锡尖和锡桥的评价，使实施例和比较例的各软钎焊材料在400℃下熔融后，刮取熔融的软钎料表面，使预先在软钎焊部涂布有助焊剂的线圈的端子部浸渍，根据提拉时的锡尖和锡桥的产生数进行评价。使用线圈的端子部为单侧4端子、间距为2mm的Cu线圈，助焊剂使用了松香系常规助焊剂(；千住金属制：SR-209)。线圈总计使用20个，测量锡尖和锡桥的产生总数。对于浸渍条件，将浸渍速度设为10mm/秒，将浸渍深度设为4mm，将提拉速度设为10mm/秒。
对于软钎料断落性，如果张力为200dyn/cm以下，且锡尖和锡桥的产生总数为5以下，则将评价结果记作○。另外，对于软钎料断落性，如果张力超过200dyn/cm，且锡尖和锡桥的产生总数超过5，则将评价结果记作×。
如表1的各实施例所示，可知：在将Sn作为主要成分、含有4质量％以上且6质量％以下Cu、0.1质量％以上且0.2质量％以下Ni的软钎料合金中，在Ga和P的添加量的总和成为0.05质量％以下的范围内，以0.01质量％以上且0.04质量％以下的量添加Ga，以0.004质量％以上且0.03质量％以下的量添加P，由此，自熔融软钎料中提拉端子部时的软钎料的断落性提高，抑制锡尖和锡桥的产生。
例如，可知：在使Ga和P的添加量的总和成为0.05质量％以下的范围内，以下限值以上且上限值以下的值0.02质量％添加有Ga，以下限值以上且上限值以下的值0.015质量％添加有P的实施例1中，自熔融软钎料中提拉端子部时的软钎料的断落性提高，抑制锡尖和锡桥的产生。
另外，可知：对于将P的添加量设为上限值0.03质量％、以使Ga和P的添加量的总和成为0.05质量％以下的方式将Ga的添加量设为0.02质量％的实施例2、以及将Ga的添加量设为上限值0.04质量％、以使Ga和P的添加量的总和成为0.05质量％以下的方式将P的添加量设为0.004质量％的实施例3，自熔融软钎料中提拉端子部时的软钎料的断落性也提高，抑制锡尖和锡桥的产生。
进而，可知：在将P的添加量设为下限值0.004质量％的实施例4中，如果以低于上限值的0.02质量％左右添加Ga，则自熔融软钎料中提拉端子部时的软钎料的断落性提高，抑制锡尖和锡桥的产生。
另外，可知：在将Ga的添加量设为下限值0.01质量％的实施例5中，如果以低于上限值的0.015质量％左右添加P，则自熔融软钎料中提拉端子部时的软钎料的断落性提高，抑制锡尖和锡桥的产生。
进而，可知：在将P的添加量设为下限值0.004质量％、将Ga的添加量设为下限值0.01质量％的实施例6中，自熔融软钎料中提拉端子部时的软钎料的断落性也提高，抑制锡尖和锡桥的产生。
另外，可知：在将Ga和P的添加量设为与实施例1相同的值、将Cu的添加量设为上限值的实施例7、将Cu的添加量设为下限值的实施例8中，也不会对由Ga和P的添加带来的断落性产生影响。
另外，可知：在将Ga和P的添加量设为与实施例1相同的值、将Ni的添加量设为上限值的实施例9、将Cu的添加量设为下限值的实施例10中，也不会对由Ga和P的添加带来的断落性产生影响。
与此相对，可知：即使为将Sn作为主要成分、含有4质量％以上且6质量％以下Cu、0.1质量％以上且0.2质量％以下Ni的软钎料合金，在不含有Ga和P的比较例1中，自熔融软钎料中提拉端子部时的软钎料的断落性较差，无法抑制锡尖和锡桥的产生。
另外，可知：在将Sn作为主要成分的软钎料合金中添加有Ga和P中的任一者的比较例2和比较例3中，自熔融软钎料中提拉端子部时的软钎料的断落性也较差，无法抑制锡尖和锡桥的产生。
进而，即使是在将Sn作为主要成分的软钎料合金中添加有Ga和P两者的组成，在P的添加量超过上限值的比较例4、以及Ga的添加量超过上限值的比较例5中，熔点比实施例1的熔点超出20℃以上，无法得到400℃左右的充分的软钎焊性，因此，未进行软钎料断落性、锡尖和锡桥的评价。
另外，可知：即使是在将Sn作为主要成分的软钎料合金中添加有Ga和P两者的组成，在P的添加量低于下限值的比较例6、Ga的添加量低于下限值的比较例7、以及Ga和P的添加量均低于下限值的比较例8中，自熔融软钎料中提拉端子部时的软钎料的断落性较差，无法抑制锡尖和锡桥的产生。
进而，即使是在将Sn作为主要成分的软钎料合金中添加有Ga和P两者的组成，在Ga和P的添加量总和超过上限值的比较例9中，熔点比实施例1的熔点超出20℃以上，无法得到400℃左右的充分的软钎焊性，因此，未进行软钎料断落性、锡尖和锡桥的评价。
另外，即使将Ga和P的添加量设为与实施例1相同的值，在Cu的添加量超过上限值的比较例10、Ni的添加量超过上限值的比较例11中，熔点比实施例1的熔点超出20℃以上，无法得到400℃左右的充分的软钎焊性，因此，未进行软钎料断落性、锡尖和锡桥的评价。
由以上结果可知，如图1所示，对于通过使用本发明的端子用无铅软钎料合金，将端子部10浸渍于在400℃左右熔融的软钎料中并提拉，从而用软钎料11对端子部10进行预镀覆而得到的电子部件12而言，能够用熔融软钎料的热将覆盖材料熔化并去除，并且提高在400℃左右进行软钎焊时的软钎料的断落性，能够抑制锡桥、锡尖的产生。
需要说明的是，本申请中的软钎焊时的温度即400℃左右是指380～470℃的温度区域。这是由于，为了去除覆盖材料而需要在熔融的软钎料的温度为380℃以上的条件下进行软钎焊，另一方面，为了防止覆盖材料的碳化而需要在熔融的软钎料的温度为470℃以下的条件下进行软钎焊。另外，为了使软钎焊温度为470℃以下，软钎料的熔点为420℃以下的软钎料合金是理想的。
附图标记说明
10···端子部，11···软钎料，12···电子部件。