ES2628028T3

ES2628028T3 - Soldadura de estaño libre de plomo y libre de antimonio fiable a altas temperaturas

Info

Publication number: ES2628028T3
Application number: ES13777315.6T
Authority: ES
Inventors: Pritha CHOUDHURY; Morgana DE AVILA RIBAS; Sutapa MUKHERJEE; Anil Kumar; Siuli Sarkar; Ranjit Pandher; Ravi BHATKAL; Bawa Singh
Original assignee: Alpha Assembly Solutions Inc
Current assignee: Alpha Assembly Solutions Inc
Priority date: 2012-10-09
Filing date: 2013-10-09
Publication date: 2017-08-01
Anticipated expiration: 2033-10-09
Also published as: US20150224604A1; WO2014057261A1; TW201728398A; KR101974477B1; JP6395713B2; SG11201401482UA; MY179941A; CN103889644B; EP2773484B1; CN110900036A; EP2773484A1; KR20170056712A; KR101738007B1; CN103889644A; US20150266137A1; KR20160011242A; TWI655052B; TW201422356A; SG10201705882UA; TWI587964B

Abstract

Una aleación de soldadura libre de plomo y antimonio que consta: del 3 al 5 % en peso de plata del 2 al 5 % en peso de bismuto del 0,3 al 3 % en peso de cobre del 0,03 al 1 % en peso de níquel al menos uno de los siguientes elementos del 0,005 al 1 % en peso de manganeso del 0,005 al 1 % en peso de titanio del 0,01 al 1 % en peso de cobalto el resto de estaño, junto con cualquier impureza inevitable.

Description

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

DESCRIPCION

Soldadura de estano libre de plomo y libre de antimonio fiable a altas temperatures

La presente invencion se refiere en general al campo de la metalurgia y a una aleacion y, en particular, a una aleacion de soldadura sin plomo y sin antimonio. La aleacion es adecuada en particular, aunque no exclusivamente, para su uso en aplicaciones de soldadura electronica, tales como soldadura por ola, tecnologfa de montaje superficial, nivelacion por aire caliente y matrices de rejilla de bolas, matrices de rejilla de tierra, paquetes terminados en la parte inferior, LED y paquetes a escala de chip.

La soldadura por ola (o flujo de soldadura) es un metodo ampliamente utilizado de soldadura de masas de ensamblajes electronicos. Se puede utilizar, por ejemplo, para placas de circuito pasante, donde el tablero se hace pasar sobre una ola de soldadura fundida, que traspasa la parte inferior de la junta para humedecer las superficies metalicas a unir.

Otra tecnica de soldadura implica la impresion de la pasta de soldadura sobre las almohadillas de soldadura en placas de circuito impreso, seguido de la colocacion y el envre de todo el conjunto a traves de un horno de reflujo. Durante el proceso de reflujo, la soldadura se funde y moja las superficies de soldadura en las juntas, y los componentes.

Otro proceso de soldadura implica la inmersion de las placas de circuito impresas en soldadura fundida a fin de recubrir las terminaciones de cobre con una capa protectora soldable. Este proceso se conoce como nivelacion por aire caliente.

Una union de matriz de rejilla de bolas o un paquete a escala de chip normalmente se monta con esferas de soldadura entre dos sustratos.

Las matrices de estas uniones se utilizan para montar los chips sobre las placas de circuitos.

Hay una serie de requisitos para que una aleacion de soldadura sea adecuada para su uso en la soldadura por ola, los procesos de nivelacion por aire caliente y matrices de rejilla de bolas. En primer lugar, la aleacion debe presentar buenas caractensticas de humectacion en relacion con una variedad de materiales de sustrato tales como el cobre, el mquel, el fosforo mquel (“mquel qmmico”). Tales sustratos se pueden revestir para mejorar la humectacion, por ejemplo usando aleaciones de estano, oro o recubrimientos organicos (OSP). Una buena humectacion tambien mejora la capacidad de la soldadura fundida para fluir en un espacio capilar, y para subir por las paredes de un orificio pasante en una placa de circuito impreso, para lograr de ese modo un buen llenado del orificio.

Las aleaciones de soldadura tienden a disolver el sustrato y formar un compuesto intermetalico en la interfase con el sustrato. Por ejemplo, el estano en la aleacion de soldadura puede reaccionar con el sustrato en la interfaz para formar una capa de compuesto intermetalico (CIM). Si el sustrato es cobre, luego se puede formar una capa de Cu6Sn5. Dicha capa normalmente tiene un espesor desde una fraccion de un micrometre a unos pocos micrometres. En la interfaz entre esta capa y el sustrato de cobre puede estar presente un CIM de Cu3Sn. Las capas de interfaz intermetalicas tenderan a crecer durante el envejecimiento, particularmente cuando el servicio es a temperaturas mas altas, y las capas intermetalicas gruesas, junto con cualquier hueco que se pueda haber desarrollado, pueden contribuir aun mas a la fractura prematura de una union sometida a tension.

Otros factores importantes son: (i) la presencia de compuestos intermetalicos en la propia aleacion, que resulta en propiedades mecanicas mejoradas; (ii) la resistencia a la oxidacion, que es importante en las esferas de soldadura donde el deterioro durante el almacenamiento o durante reflujos repetidos pueden provocar que el rendimiento de la soldadura sea suboptimo; (iii) la tasa de desescoriado; y (iv) la estabilidad de la aleacion. Estas ultimas consideraciones son importantes para aplicaciones en las que la aleacion se mantiene en un tanque o en el bano durante largos penodos de tiempo o cuando las uniones de soldadura formadas se someten a altas temperaturas de funcionamiento durante largos penodos de tiempo.

Por razones medioambientales y de salud, existe una creciente demanda de sustitutos sin plomo y sin antimonio para aleaciones convencionales que contienen plomo y antimonio. Muchas aleaciones de soldadura convencionales se basan en la composicion eutectica de estano-cobre, Sn-0,7 % en peso de Cu. Por ejemplo, el sistema de estano- plata-cobre ha sido adoptado por la industria electronica como alternativa sin plomo para soldar materiales. Una aleacion particular, la aleacion eutectica de SnAg3,oCuo,5, presenta una resistencia a la fatiga superior en comparacion con un material de soldadura de Sn-Pb, manteniendo un punto de fusion relativamente bajo de aproximadamente 217 a 219 °C.

En algunos campos, tales como la automocion, la electronica de alta potencia y la energfa, incluyendo la iluminacion LED, por ejemplo, es deseable que las aleaciones de soldadura operen a temperaturas mas altas, por ejemplo 150 °C o superior. La aleacion de SnAg3,oCuo,5 no funciona bien a dichas temperaturas.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

El documento US2003/0015575 A1 se refiere a un material de soldadura y un dispositivo electrico o electronico en el que se utiliza el mismo. La aleacion del material de soldadura no contiene Mn, Ti o Co. La patente JP2000 015476 se refiere a una soldadura sin plomo. La soldadura no contiene Mn o Ti, ni la presencia del 0,03 al 1 % en peso de Ni.

El documento US2006/0045793 A1 se refiere a una aleacion de soldadura. La patente FR2888253 A1 se refiere a una aleacion de un montaje sin plomo con una base de estano que incorpora un elemento qmmico adicional que forma un compuesto intermetalico con estano para retardar la oxidacion por aire.

La presente invencion tiene como objetivo resolver al menos algunos de los problemas asociados con la tecnica anterior o proporcionar una alternativa aceptable a nivel comercial.

Por consiguiente, en un primer aspecto, la presente invencion proporciona una aleacion de soldadura sin plomo y sin antimonio de acuerdo con la reivindicacion 1.

La presente invencion se describira ahora con mas detalle. En los siguientes pasajes se definen diferentes aspectos de la invencion con mas detalle. Cada aspecto asf definido se puede combinar con cualquier otro aspecto o aspectos a menos que se indique claramente lo contrario. En particular, cualquier caractenstica indicada como preferida o ventajosa puede combinarse con cualquier otra caractenstica o caractensticas indicadas como preferidas o ventajosas.

Las aleaciones descritas en el presente documento presentan una mejor fiabilidad a alta temperatura y son capaces de soportar temperaturas operativas normalmente de al menos 150 °C. Las aleaciones presentan propiedades mecanicas mejoradas y resistencia a la fluencia a alta temperatura en comparacion con la aleacion de SnAg3,0Cu0,5 convencional.

Las aleaciones no contienen plomo ni antimonio, lo que significa que no se anade intencionadamente plomo o antimonio. Por lo tanto, el contenido de plomo y antimonio es nulo o no supera los niveles de impurezas accidentales.

La composicion de aleacion comprende del 3 al 5 % en peso de plata, preferentemente del 3 al 4,5 % en peso de plata, y lo mas preferentemente del 3,5 al 4 % en peso de plata. La presencia de plata en la cantidad especificada puede servir para mejorar las propiedades mecanicas, por ejemplo la resistencia, mediante la formacion de compuestos intermetalicos. Ademas, la presencia de plata puede actuar disminuyendo la disolucion de cobre y mejorando la humectacion y la propagacion.

La composicion de aleacion comprende del 2 al 5 % en peso de bismuto, preferentemente del 2,5 al 5 % en peso de bismuto, mas preferentemente del 2,7 a 4,5 % en peso de bismuto, y lo mas preferentemente del 2,8 al 4 % en peso de bismuto. La presencia de bismuto en la cantidad especificada puede servir para mejorar las propiedades mecanicas al reforzar la solucion solida. El bismuto tambien puede actuar para mejorar la resistencia a la fluencia. El bismuto tambien puede mejorar la humectacion y la propagacion.

La composicion de aleacion comprende del 0,3 al 3 % en peso de cobre. Preferentemente, la aleacion comprende del 0,3 al 2 % en peso de cobre, mas preferentemente del 0,4 al 1 % en peso de cobre, aun mas preferentemente del 0,5 al 0,9 % en peso de cobre y lo mas preferentemente del 0,6 al 0,8 % en peso de cobre. La presencia de cobre en la cantidad especificada puede servir para mejorar las propiedades mecanicas, por ejemplo la resistencia, mediante la formacion de compuestos intermetalicos. Ademas, la presencia de cobre reduce la disolucion de cobre y tambien puede mejorar la resistencia a la fluencia.

La composicion de aleacion comprende del 0,03 al 1 % en peso de mquel. La aleacion preferentemente comprende del 0,03 al 0,6% en peso de mquel, mas preferentemente del 0,05 al 0,5% en peso de mquel, aun mas preferentemente del 0,07 al 0,4 % en peso de mquel y lo mas preferentemente del 0,1 al 0,3 % en peso de mquel. La presencia de mquel en la cantidad especificada puede servir para mejorar las propiedades mecanicas mediante la formacion de compuestos intermetalicos con estano, lo que puede dar lugar a un refuerzo de la precipitacion. Ademas, la presencia de mquel puede actuar para reducir la velocidad de disolucion del cobre. El mquel tambien puede aumentar la resistencia al choque por cafda al disminuir el crecimiento de CIM en la interfase substrato/soldadura.

La composicion de aleacion comprende opcionalmente del 0,005 al 1 % en peso de titanio. Si hay titanio presente, la aleacion preferentemente comprende del 0,005 al 0,5 % en peso de titanio, mas preferentemente del 0,007 al 0,1 % en peso de titanio, incluso mas preferentemente del 0,008 al 0,06 % en peso de titanio, y lo mas preferentemente del 0,01 al 0,05 % titanio. La presencia de titanio en la cantidad especificada puede servir para mejorar la resistencia y las reacciones interfaciales. El titanio tambien puede mejorar el rendimiento de choque por cafda.

La composicion de aleacion comprende opcionalmente del 0,01 al 1 % en peso de cobalto. Si hay cobalto presente, la aleacion preferentemente comprende del 0,01 al 0,6 % en peso de cobalto, mas preferentemente del 0,02 al 0,5 %

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

en peso de cobalto, incluso mas preferentemente del 0,03 al 0,4 % en peso de cobalto, y lo mas preferentemente del 0,04 al 0,3 % en peso de cobalto. La presencia de cobalto puede actuar para reducir la tasa de disolucion del cobre. El cobalto tambien puede disminuir la velocidad de formacion de CIM en la interfaz sustrato/soldadura, y aumentar la resistencia de choque por cafda.

En un ejemplo de referencia, la composicion de aleacion comprende opcionalmente del 0 al 3,5 % en peso de indio, por ejemplo del 0,01 al 3,5 % en peso. Si hay indio presente, la aleacion preferentemente comprende del 0,05 al

3.5 % en peso de indio, mas preferentemente del 0,1 al 3,5 % en peso de indio.

La presencia de indio puede actuar para mejorar las propiedades mecanicas mediante el fortalecimiento de la solucion solida.

En un ejemplo de referencia, la composicion de aleacion comprende opcionalmente del 0 al 1 % en peso de zinc, por ejemplo del 0,01 al 1 % en peso. Si hay zinc presente, la aleacion preferentemente comprende del 0,03 al 0,6 % en peso de zinc, mas preferentemente del 0,05 al 0,5 % en peso de zinc, incluso mas preferentemente del 0,07 al 0,4 % en peso de zinc, y lo mas preferentemente del 0,1 al 0,3 % en peso de zinc. La presencia de zinc puede actuar para mejorar las propiedades mecanicas mediante el fortalecimiento de la solucion solida. El zinc tambien puede actuar para disminuir el crecimiento de CIM y reducir la formacion de huecos.

En un ejemplo de referencia, la composicion de aleacion comprende opcionalmente del 0 al 1 % en peso de arsenico, por ejemplo del 0,01 al 1 % en peso. Si hay arsenico presente, la aleacion preferentemente comprende del 0,03 al 0,6% en peso de arsenico, mas preferentemente del 0,05 al 0,5% en peso de arsenico, incluso mas preferentemente del 0,07 al 0,4% en peso de arsenico, y lo mas preferentemente del 0,1 al 0,3% en peso de arsenico. La presencia de arsenico puede actuar para mejorar las propiedades mecanicas mediante la dispersion de partfculas.

Opcionalmente, la aleacion tambien puede contener uno o mas del 0,005 al 1 % en peso de manganeso (presente invencion). En un ejemplo de referencia, la aleacion tambien puede contener opcionalmente uno o mas del 0,005 al 1 % en peso de cromo, del 0,005 al 1 % en peso de germanio, del 0,005 al 1 % en peso de hierro, del 0,005 al 1 % en peso de aluminio, del 0,005 al 1 % en peso de fosforo, del 0,005 al 1 % en peso de oro, del 0,005 al 1 % en peso de galio, del 0,005 al 1 % en peso de teluro, del 0,005 al 1 % en peso de selenio, del 0,005 al 1 % en peso de calcio, del 0,005 al 1 % en peso de vanadio, del 0,005 al 1 % en peso de molibdeno, del 0,005 al 1 % en peso de platino, del 0,005 al 1 % en peso de magnesio y/o del 0,005 al 1 % en peso de elemento(s) de las tierras raras.

Las tierras raras pueden actuar para mejorar la propagacion y la humectabilidad. Se ha comprobado que el cerio es particularmente eficaz a este respecto. El aluminio, el calcio, el galio, el germanio, el magnesio, el fosforo y el vanadio pueden actuar como desoxidantes y tambien pueden mejorar la humectabilidad y la resistencia de las uniones soldadas. Otras adiciones elementales, tales como el oro, cromo, hierro, manganeso, molibdeno, platino, selenio y telurio pueden actuar para mejorar la resistencia y las reacciones interfaciales.

El termino elemento de las tierras raras tal como se utiliza en el presente documento se refiere a uno o mas elementos seleccionados entre Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb y Lu.

La aleacion normalmente comprendera al menos el 88 % en peso de estano, mas habitualmente al menos el 90 % en peso de estano, todavfa mas habitualmente al menos el 91 % en peso de estano.

En un ejemplo de referencia, se proporciona una aleacion que comprende del 3 al 5 % en peso de plata, del 2 al 5 % en peso de bismuto, del 0,3 al 1,5 % en peso de cobre, del 0,05 al 0,4 % en peso de mquel, opcionalmente del 0,008 al 0,06 % en peso de titanio, opcionalmente del 0,005 al 0,2 de un elemento de las tierras raras (preferentemente cerio), opcionalmente del 3 al 4 % en peso de indio, opcionalmente hasta el 1 % en peso de germanio, opcionalmente hasta el 1 % en peso de manganeso, opcionalmente del 0,01 al 0,1 % en peso de cobalto, y el resto de estano junto con impurezas inevitables.

En un ejemplo de referencia, se proporciona una aleacion que comprende del 3 al 4,5 % en peso de plata, del 3 al

4.5 % en peso de bismuto, del 0,5 al 1,5 % en peso de cobre, del 0,05 al 0,25 % en peso de mquel, y el resto de estano junto con impurezas inevitables. Dicha aleacion tiene un intervalo de fusion de 207,2 a 215,9 °C, que es inferior a la temperatura casi eutectica de la aleacion de SnAg3,0Cu0,5 convencional. Dicha aleacion tiene una dureza que es aproximadamente el doble de la magnitud de la dureza de SnAg3,0Cu0,5. En un ejemplo espedfico de este ejemplo de referencia, la aleacion comprende aproximadamente el 3,63 % en peso de plata, el 3,92 % en peso de bismuto, el 0,76% en peso de cobre, el 0,18% en peso de mquel y el resto de estano junto con impurezas inevitables.

En otro ejemplo de referencia, se proporciona una aleacion que comprende del 3 al 4,5 % en peso de plata, del 3 al

4.5 % en peso de bismuto, del 0,5 al 1,5 % en peso de cobre, del 0,05 al 0,25 % en peso de mquel, del 0,005 al 0,05 % en peso de un elemento de las tierras raras, por ejemplo cerio, y el resto de estano junto con impurezas inevitables. Dicha aleacion tiene un intervalo de fusion de 208,8 a 219,4 °C y una dureza que es aproximadamente el

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

doble de la magnitud de la dureza de SnAg3,oCuo,5. En un ejemplo espedfico de este ejemplo de referencia, la aleacion comprende aproximadamente el 3,81 % en peso de plata, el 3,94 % en peso de bismuto, el 0,8 % en peso de cobre, el 0,25 % en peso de mquel, el 0,04 % en peso de cerio y el resto de estano junto con impurezas inevitables.

En una realizacion de la presente invencion, se proporciona una aleacion que comprende del 3 al 4,5 % en peso de plata, del 2 al 4 % en peso de bismuto, del 0,5 al 1,5 % en peso de cobre, del 0,05 al 0,25 % en peso de mquel, del 0,005 al 0,05 % en peso de titanio, y el resto de estano junto con impurezas inevitables. Dicha aleacion tiene un intervalo de fusion de 210,4 a 215,9 °C y una dureza que es aproximadamente el doble de la magnitud de la dureza de SnAg3,0Cu0,5. En un ejemplo espedfico de esta realizacion, la aleacion comprende aproximadamente el 3,8 % en peso de plata, el 2,98 % en peso de bismuto, el 0,7 % en peso de cobre, el 0,1 % en peso de mquel, el 0,01 % en peso de titanio y el resto de estano junto con impurezas inevitables.

En otro ejemplo de referencia, se proporciona una aleacion que comprende del 3 al 4,5 % en peso de plata, del 3 al 5 % en peso de bismuto, 0,4 al 1,5 % en peso de cobre, 0,1 al 0,3 % en peso de mquel, del 0,01 al 0,2 % en peso de un elemento(s) de las tierras raras (preferentemente cerio), y el resto de estano junto con impurezas inevitables. Dicha aleacion tiene un intervalo de fusion de 209,0 a 220,4 °C. En un ejemplo espedfico de este ejemplo de referencia, la aleacion comprende aproximadamente el 3,85 % en peso de plata, el 3,93 % en peso de bismuto, el 0,68 % en peso de cobre, el 0,22 % en peso de mquel, el 0,08 % en peso de cerio y el resto de estano junto con impurezas inevitables.

En otra realizacion, se proporciona una aleacion que comprende del 3 al 4,5 % en peso de plata, del 3 al 5 % en peso de bismuto, del 0,3 al 1,2 % en peso de cobre, del 0,05 al 0,3 % en peso de mquel, del 0,01 al 0,1 % en peso de titanio, y el resto de estano junto con impurezas inevitables. Dicha aleacion tiene un intervalo de fusion de 209,3 a

220.6 °C. En un ejemplo espedfico de esta realizacion, la aleacion comprende aproximadamente el 3,86 % en peso de plata, el 3,99 % en peso de bismuto, el 0,63 % en peso de cobre, el 0,16 % en peso de mquel, el 0,043 % en peso de titanio y el resto de estano junto con impurezas inevitables.

En otra realizacion, se proporciona una aleacion que comprende del 3 al 4,5 % en peso de plata, del 3 al 5 % en peso de bismuto, del 0,3 al 1,2 % en peso de cobre, del 0,05 al 0,3 % en peso de mquel, del 0,01 al 0,1 % en peso de cobalto, y el resto de estano junto con impurezas inevitables. Dicha aleacion tiene un intervalo de fusion de 209,1 a 216,1 °C. En un ejemplo espedfico de esta realizacion, la aleacion comprende aproximadamente el 3,82% en peso de plata, el 3,96 % en peso de bismuto, el 0,6 % en peso de cobre, el 0,16 % en peso de mquel, el 0,042 % en peso de cobalto y el resto de estano junto con impurezas inevitables.

En otro ejemplo de referencia, se proporciona una aleacion que comprende del 3 al 4,5 % en peso de plata, del 2 al 4 % en peso de bismuto, del 0,3 al 1,2 % en peso de cobre, del 0,05 al 0,25 % en peso de mquel, del 0,001 al 0,01 % en peso de manganeso, y el resto de estano junto con impurezas inevitables. Dicha aleacion tiene un intervalo de fusion de 209,2 a 216,8 °C. En un ejemplo espedfico de este ejemplo de referencia, la aleacion comprende aproximadamente el 3,9 % en peso de plata, el 3 % en peso de bismuto, el 0,6 % en peso de cobre, el 0,12 % en peso de mquel, el 0,006 % en peso de Mn y el resto de estano junto con impurezas inevitables.

En otro ejemplo de referencia, se proporciona una aleacion que comprende del 3 al 4,5 % en peso de plata, del 2 al

4 % en peso de bismuto, del 0,3 al 1,2 % en peso de cobre, del 0,05 al 0,3 % en peso de mquel, del 0,001 al 0,01 % en peso de germanio, y el resto de estano junto con impurezas inevitables. Dicha aleacion tiene un intervalo de fusion de 208,2 a 218,6 °C. En un ejemplo espedfico de este ejemplo de referencia, la aleacion comprende aproximadamente el 3,85 % en peso de plata, el 3,93 % en peso de bismuto, el 0,63 % en peso de cobre, el 0,15 % en peso de mquel, el 0,006 % en peso de germanio y el resto de estano junto con impurezas inevitables.

En otro ejemplo de referencia, se proporciona una aleacion que comprende del 4 al 5 % en peso de plata, del 3 al

5 % en peso de bismuto, del 0,3 al 1,2 % en peso de cobre, del 0,05 al 0,3 % en peso de mquel, del 3 al 4 % en peso de indio, y el resto de estano junto con impurezas inevitables. Dicha aleacion tiene un intervalo de fusion de

195.6 a 210,7 °C. En un ejemplo espedfico de este ejemplo de referencia, la aleacion comprende aproximadamente el 4,24 % en peso de plata, el 3,99 % en peso de bismuto, el 0,63 % en peso de cobre, el 0,18 % en peso de mquel, el 3,22 % en peso de indio y el resto de estano junto con impurezas inevitables.

En otro ejemplo de referencia, se proporciona una aleacion que comprende del 3,5 al 5 % en peso de plata, del 2 al 5 % en peso de bismuto, del 0,4 al 1,3 % en peso de cobre, del 0,05 al 0,3 % en peso de mquel, del 0,01 al 0,1 % en peso de cerio y el resto de estano junto con impurezas inevitables. Dicha aleacion tiene un intervalo de fusion de 209,8 a 217,0 °C. En un ejemplo espedfico de este ejemplo de referencia, la aleacion comprende aproximadamente el 3,91 % en peso de plata, el 2,9 % en peso de bismuto, el 0,72 % en peso de cobre, el 0,2 % en peso de mquel, el 0,04 % en peso de cerio y el resto de estano junto con impurezas inevitables.

En otro ejemplo de referencia, se proporciona una aleacion que comprende del 3,5 al 5 % en peso de plata, del 2 al 5 % en peso de bismuto, del 0,3 al 1,2 % en peso de cobre, del 0,05 al 0,3 % en peso de mquel, del 0,01 al 0,08 % en peso de lantano, y el resto de estano junto con impurezas inevitables. Dicha aleacion tiene un intervalo de fusion

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

de 210,96 a 220,8 °C. En un ejemplo espedfico de este ejemplo de referencia, la aleacion comprende aproximadamente el 3,87 % en peso de plata, el 3,02 % en peso de bismuto, el 0,61 % en peso de cobre, el 0,14 % en peso de mquel, el 0,038 % de lantano y el resto de estano junto con impurezas inevitables.

En otro ejemplo de referencia, se proporciona una aleacion que comprende del 3,5 al 5 % en peso de plata, del 3 al 5 % en peso de bismuto, del 0,3 al 1,2 % en peso de cobre, del 0,05 al 0,3 % en peso de mquel, del 0,01 al 0,08 % en peso de neodimio, y el resto de estano junto con impurezas inevitables. Dicha aleacion tiene un intervalo de fusion de 207,8 a 219,5 °C. En un ejemplo espedfico de este ejemplo de referencia, la aleacion comprende aproximadamente el 3,86 % de plata, el 3,99 % de bismuto, el 0,64 % de cobre, el 0,14 % de mquel, el 0,044 % de neodimio y el resto de estano junto con impurezas inevitables.

En otra realizacion, se proporciona una aleacion que comprende del 3,5 al 5 % en peso de plata, del 3 al 5 % en peso de bismuto, del 0,3 al 1,2 % en peso de cobre, del 0,05 al 0,3 % en peso de mquel, del 0,01 al 0,08 % en peso de cobalto, y el resto de estano junto con impurezas inevitables.

Dicha aleacion tiene un intervalo de fusion de 209 a 217 °C. En un ejemplo espedfico de esta realizacion, la aleacion comprende aproximadamente el 3,94 % de plata, el 3,92 % de bismuto, el 0,7 % de cobre, el 0,12 % de mquel, el 0,023 % de cobalto y el resto de estano junto con impurezas inevitables.

Se apreciara que las aleaciones descritas en el presente documento pueden contener impurezas inevitables, aunque, en total, es poco probable que estas superen el 1 % en peso de la composicion. Preferentemente, las aleaciones contienen impurezas inevitables en una cantidad no superior al 0,5% en peso de la composicion, mas preferentemente no superior al 0,3 % en peso de la composicion, todavfa mas preferentemente no superior al 0,1 % en peso de la composicion, incluso mas preferentemente no superior al 0,05 % en peso de la composicion, y mas preferentemente no superior al 0,02 % en peso de la composicion.

En una realizacion, la aleacion presenta un punto de fusion relativamente bajo, habitualmente de aproximadamente 195 a aproximadamente 222 °C (mas habitualmente de aproximadamente 209 a aproximadamente 218 °C). Esto es ventajoso porque permite una temperatura pico de reflujo de aproximadamente 230 a aproximadamente 240 °C.

En otra realizacion, la aleacion presenta una conductividad termica y/o una conductividad electrica que es mas alta o equivalente a la aleacion de SnAg3,0Cu0,5 convencional. Esto es ventajoso en aplicaciones relacionadas con la energfa tales como, por ejemplo, diodos emisores de luz (LED), electronica solar y de potencia.

Las aleaciones de la presente invencion pueden estar en forma de, por ejemplo, una barra, un alambre, un alambre macizo o fundente, una lamina o tira, una pelfcula, una preforma o un polvo o una pasta (polvo mas mezcla fundente), o esferas de soldadura para su uso en uniones de matriz de rejilla de bolas, o una pieza de soldadura preformada o una union de soldadura refundida o solidificada, o pre-aplicada sobre cualquier material soldable tal como una cinta de cobre para aplicaciones fotovoltaicas o una placa de circuito impreso de cualquier tipo.

En otro aspecto, la presente invencion proporciona un metodo para formar una union de soldadura que comprende:

(i) proporcionar dos o mas piezas de trabajo a unir;

(ii) proporcionar una aleacion de soldadura como se define en cualquiera de las reivindicaciones 1 al 12; y

(iii) calentar la aleacion de soldadura en las proximidades de las piezas de trabajo a unir.

En otro aspecto, la presente invencion proporciona el uso de una aleacion, como se describe en el presente documento, en un metodo de soldadura. Tales metodos de soldadura incluyen, pero no se limitan a soldadura por ola, soldadura con tecnologfa de montaje superficial (TMS), soldadura de union de microchips, soldadura por insercion termica, soldadura manual, soldadura por laser y por induccion de RF y soldadura mecanizada, y laminado, por ejemplo.

La presente invencion se describira a continuacion, a modo de pocos ejemplos no limitantes de estas aleaciones y un resumen de su rendimiento, con referencia a los siguientes dibujos, en los que:

La Figura 1 muestra imagenes de microscopio electronico de la microestructura de la Aleacion A (a) como molde, y (b) despues de un tratamiento termico a 150 °C. Los compuestos intermetalicos fueron identificados por SEM- EDS.

La Figura 2 muestra imagenes de microscopio electronico de la microestructura de la Aleacion B (a) como molde, y (b) despues del tratamiento termico a 150 °C. Los compuestos intermetalicos fueron identificados por SEM- EDS.

La Figura 3 muestra imagenes de microscopio electronico de la microestructura de la Aleacion C (a) como molde, y (b) despues del tratamiento termico a 150 °C. Los compuestos intermetalicos fueron identificados por SEM- EDS.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

La Figura 4 muestra imagenes de microscopio electronico de la microestructura de la Aleacion D (a) como molde, y (b) despues del tratamiento termico a l5o°C. Los compuestos intermetalicos fueron identificados por SEM- EDS.

La Figura 5 muestra una comparacion de (a) la resistencia a la traccion, y (b) el lfmite elastico a temperatura ambiente para SnAg3,oCuo,5 y aleaciones de acuerdo con la presente invencion.

La Figura 6 muestra una comparacion de (a) la resistencia a la traccion, y (b) la resistencia a la deformacion a 150 °C para SnAg3,oCuo,5 y aleaciones de acuerdo con la presente invencion.

La Figura 7 muestra una comparacion de (a) el tiempo de rotura por fluencia y (b) el alargamiento de rotura por fluencia medida a 150 °C para SnAg3,0Cu0,5 y aleaciones de acuerdo con la presente invencion.

La Figura 8 muestra el tiempo de humectacion cero de SnAg3,0Cu0,5 y aleaciones de acuerdo con la presente invencion como una medida de su soldabilidad.

La Figura 9 muestra las curvas de distribucion de Weibull que describen fallos BGA durante el ensayo de choque por cafda.

La Figura 10 muestra las curvas de distribucion de Weibull que describen fallos BGA durante el ensayo de ciclos termicos.

La Figura 11 muestra imagenes de microscopio electronico de secciones BGA antes y despues del ensayo de ciclos termicos.

La Figura 12 muestra la fuerza de cizallamiento de los componentes resistores de chips medida antes y despues del ensayo de ciclos termicos.

La presente invencion se describira ahora con mas detalle haciendo referencia a los siguientes ejemplos no limitantes.

Ejemplo 1 - Aleacion A (Ejemplo de referencia)

La Aleacion A comprende el 3,63 % en peso de plata, el 3,92 % en peso de bismuto, el 0,76 % en peso de cobre, el 0,18 % en peso de mquel y el resto de estano junto con impurezas inevitables.

Una seccion transversal de esta aleacion, como molde, revela una microestructura que contiene Bi2Sn, Ag3Sn y Cu6Sn5 (vease Figura 1 (a)). El Ag3Sn se dispersa en la matriz de estano, pero tambien aparece como precipitados en forma de aguja. Otros precipitados intermetalicos de Sn-Bi y Sn-Cu estan distribuidos de forma no homogenea en la matriz. Despues de un tratamiento termico a aproximadamente 150 °C durante aproximadamente 200 horas, se observa una reduccion significativa del Ag3Sn en forma de aguja, revelando una microestructura mas homogenea. Ademas, despues del tratamiento termico, la microestructura muestra una distribucion mas homogenea de los precipitados en la matriz de Sn y la presencia de precipitados de Ni, Cu-Sn (vease Figura 1 (b)).

Dicha microestructura, es decir, una matriz mas homogenea y la presencia de precipitados intermetalicos finamente distribuidos, sugiere que tanto la solidificacion como el endurecimiento por precipitacion son responsables del fortalecimiento de la aleacion y de las propiedades mecanicas mejoradas. Se espera que el fenomeno de fluencia se reduzca mediante una microestructura de este tipo.

La Aleacion A tiene un intervalo de fusion de 207,2 a 215,9 °C; un coeficiente de dilatacion termica CTE (pm/mK) (30-100 °C) de 19,6; y una dureza Vickers (HV-1) de 31. Para fines de comparacion, la aleacion convencional, SnAg3,0Cu0,5, tiene un intervalo de fusion de 216,6 a 219,7 °C; un coeficiente de dilatacion termica CTE (pm/mK) (30100 °C) de 22,4; y una dureza de Vickers (HV-0,5) de 15.

Ejemplo 2 - Aleacion B (Ejemplo de referencia)

La Aleacion B comprende el 3,81 % en peso de plata, el 3,94 % en peso de bismuto, el 0,8 % en peso de cobre, el 0,25 % en peso de mquel, el 0,04 % en peso de cerio y el resto de estano junto con impurezas inevitables. La Aleacion B tambien revela una microestructura que contiene Bi2Sn, Ag3Sn y Cu6Sn5 (vease Figura 2 (a)). De forma similar a la Aleacion A, el Ag3Sn se dispersa en la matriz de Sn, pero tambien aparece como precipitados en forma de aguja, y los precipitados de Sn-Cu estan distribuidos de forma no homogenea en la matriz. Despues de un tratamiento termico a aproximadamente 150 °C durante aproximadamente 200 horas, se puede observar claramente el Ag-Sn eutectico y tambien se observa una reduccion significativa del Ag3Sn en forma de aguja, mostrando una microestructura mas homogenea (vease la Figura 2 (b)). Al igual que con la Aleacion A, los precipitados de Ni, Cu- Sn se identifican en la matriz despues del tratamiento termico. Dichos precipitados se han identificado por analisis de difraccion de rayos X como precipitados de NiSn2.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

La Aleacion B tiene un intervalo de fusion de 208,8 a 219,4 °C; un coeficiente de dilatacion termica CTE (|jm/mK) (30-100 °C) de 22,8; y una dureza Vickers (HV-1) de 28.

Ejemplo 3 - Aleacion C

La Aleacion C comprende el 3,8 % en peso de plata, el 2,98 % en peso de bismuto, el 0,7 % en peso de cobre, el 0,1 % en peso de mquel, el 0,01 % en peso de titanio y el resto de estano junto con impurezas inevitables. La microestructura fundida (Figura 3 (a)) consiste en una gran concentracion de precipitados de Ag3Sn mas finos dispersos a lo largo de los lfmites de grano, que se espera impida el deslizamiento del borde del grano durante la fluencia y mejore asf la resistencia a la fluencia de la aleacion. Se observa un crecimiento significativo de los precipitados despues del envejecimiento a 150 °C durante aproximadamente 200 horas (Figura 3 (b)).

La Aleacion C tiene un intervalo de fusion de 210,4 a 215,9 °C; un coeficiente de dilatacion termica CTE (jm/mK) (30-100 °C) de 23,8; y una dureza Vickers (HV-1) de 28.

Ejemplo 4 - Aleacion D (Ejemplo de referencia)

La Aleacion D comprende el 3,85 % de plata, el 3,93 % de bismuto, el 0,68 % de cobre, el 0,22 % de mquel, el

0,078 % de cerio y el resto de estano junto con impurezas inevitables. Esta microestructura de la aleacion (Figura 4

(a)) revela Ag3Sn en forma de agujas largas junto con precipitados de Cu6Sn5.

La Aleacion D tiene un intervalo de fusion de 209,0 a 220,4 °C; un coeficiente de dilatacion termica CTE (jm/mK) (30-100 °C) de 22; y una dureza Vickers (HV-1) de 29.

Ejemplo 5 - Aleacion E

La Aleacion E comprende el 3,86% de plata, el 3,99% de bismuto, el 0,63% de cobre, el 0,16% de mquel, el 0,043 % de titanio y el resto de estano junto con impurezas inevitables. Tiene un intervalo de fusion de 209,3 a

220.6 °C; y una dureza Vickers (HV-1) de 30.

Ejemplo 6 - Aleacion F

La Aleacion F comprende el 3,82% de plata, el 3,96% de bismuto, el 0,6% de cobre, el 0,16% de mquel, el

0,042 % de cobalto y el resto de estano junto con impurezas inevitables. Tiene un intervalo de fusion de 209,1 a

216,1 °C; y un coeficiente de dilatacion termica CTE (jm/mK) (30-100 °C) de 22,4.

Ejemplo 7 - Aleacion G

La aleacion G comprende el 3,9 % de plata, el 3 % de bismuto, el 0,6 % de cobre, el 0,12 % de mquel, el 0,006 % de manganeso y el resto de estano junto con impurezas inevitables. Tiene un intervalo de fusion de 209,2 a 216,8 °C; y una dureza Vickers (HV-1) de 28.

Ejemplo 8 - Aleacion H (Ejemplo de referencia)

La Aleacion H comprende el 3,83% de plata, el 3,93% de bismuto, el 0,63% de cobre, el 0,15% de mquel, el 0,006 % de germanio y el resto de estano junto con impurezas inevitables. Tiene un intervalo de fusion de 208,2 a

218.6 °C; un coeficiente de dilatacion termica CTE (jm/mK) (30-100 °C) de 21,7; y una dureza Vickers (HV-1) de 29.

Ejemplo 9 - Aleacion I (Ejemplo de referencia)

La Aleacion I comprende el 4,20% de plata, el 3,99% de bismuto, el 0,63% de cobre, el 0,18% de mquel, el 3,22% de indio y el resto de estano junto con impurezas inevitables. Tiene un intervalo de fusion de 195,6 a

210.7 °C.

Ejemplo 10 - Aleacion J (Ejemplo de referencia)

La Aleacion J comprende el 3,91 % de plata, el 2,9 % de bismuto, el 0,72 % de cobre, el 0,2 % de mquel, el 0,04 % de cerio y el resto de estano junto con impurezas inevitables. Tiene un intervalo de fusion de 209,8 a 217,0 °C; un coeficiente de dilatacion termica CTE (jm/mK) (30-100 °C) de 22,7; y una dureza Vickers (HV-1) de 27.

Ejemplo 11 - Aleacion K (Ejemplo de referencia)

La Aleacion K comprende el 3,87% de plata, el 3,02% de bismuto, el 0,61 % de cobre, el 0,14% de mquel, el 0,038 % de lantano y el resto de estano junto con impurezas inevitables. Tiene un intervalo de fusion de 210,96 a

220.8 °C; y una dureza Vickers (HV-1) de 29.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

Ejemplo 12 - Aleacion l (Ejemplo de referencia)

La Aleacion l comprende el 3,86% de plata, el 3,99% de bismuto, el 0,64% de cobre, el 0,14% de mquel, el 0,044 % de neodimio y el resto de estano junto con impurezas inevitables. Tiene un intervalo de fusion de 207,8 a 219,5 °C; y una dureza Vickers (HV-1) de 29.

Ejemplo 13 - Aleacion M

La Aleacion M comprende el 3,94% de plata, el 3,92% de bismuto, el 0,7% de cobre, el 0,12% de mquel, el 0,023 % de cobalto y el resto de estano junto con impurezas inevitables. Tiene un intervalo de fusion de 209 a 217 °C; y un coeficiente de dilatacion termica CTE (|jm/mK) (30-100 °C) de 22,6.

La Tabla 1 muestra las temperaturas de solidificacion y de licuefaccion de SnAg3,0Cu0,5 y las Aleaciones A-M. Las temperaturas de solidificacion son inferiores a la temperatura casi eutectica de la aleacion de SnAg3,0Cu0,5 convencional para todas las Aleaciones A-M. Las temperaturas de licuefaccion de las Aleaciones A-M y la aleacion de SnAg3,0Cu0,5 convencional son casi las mismas.

Tabla 1. Temperaturas de ^ solidificacion y temperaturas de licuefaccion de SnAg3,oCuo,5 y Aleaciones A-M

Aleaciones: Temperatura de solidificacion (°C) Temperatura de licuefaccion (°C)

SnAg3,0Cu0,5: 216,6 219,7

A: 207,2 215,9

B: 208,8 219,4

C: 210,4 215,9

D: 209,0 220,4

E: 209,3 220,6

F: 209,1 216,1

G: 209,2 216,8

H: 208,2 218,6

I: 195,6 210,7

J: 209,8 217,0

K: 211,0 220,8

L: 207,8 219,5

M: 209,0 217,0

La Figura 5 muestra una comparacion de (a) la resistencia a la traccion, y (b) el lfmite elastico a temperatura ambiente para SnAg3,0Cu0,5 y aleaciones de acuerdo con la presente invencion y ejemplos de referencia (vease la norma ASTM E8/E8M-09 para metodos de ensayo de las medidas de traccion). Las propiedades de traccion a temperatura ambiente muestran una mejora significativa. En particular, las resistencias a la traccion a temperatura ambiente para las aleaciones A, B, C, D, E, F, I, J, K y l son entre un 60% y un 110% mas altas que las de SnAg3,0Cu0,5. El lfmite elastico muestra un aumento similar de la resistencia de estas aleaciones, mostrando una mejora entre el 40 % y el 81 % con respecto a SnAg3,0Cu0,5.

La Figura 6 muestra una comparacion de (a) la resistencia a la traccion, y (b) el lfmite elastico a 150 °C para SnAg3,0Cu0,5 y aleaciones de acuerdo con la presente invencion y ejemplos de referencia (vease la norma ASTM E8/E8M-09 para metodos de ensayo de las medidas de traccion). La resistencia a la traccion y el lfmite elastico disminuyen a 150 °C. Sin embargo, las propiedades superiores de las aleaciones A, B y C sobre SnAg3,0Cu0,5 permanecen. Ambas propiedades muestran una mejora de aproximadamente el 30 al 43 % en comparacion con SnAg3,0Cu0,5.

El ensayo de las propiedades de fluencia evalua el cambio de deformacion (elastica y plastica) durante un tiempo relativamente largo. En el caso de la fluencia a alta temperatura, el fenomeno de fortalecimiento de la microestructura se alterna con el alivio de tension causado por el recocido de la microestructura.

La Figura 7 muestra una comparacion de (a) el tiempo de rotura por fluencia y (b) el alargamiento hasta rotura por fluencia medida a 150 °C de SnAg3,0Cu0,5 y aleaciones de acuerdo con la presente invencion y ejemplos de referencia (vease la norma ASTM E139 para metodos de ensayo de las mediciones de fluencia). Las aleaciones de la presente invencion tienen una resistencia a la fluencia significativamente mayor que SnAg3,0Cu0,5, que viene dada por el tiempo de rotura por fluencia y la deformacion plastica por fluencia total. Por ejemplo, la resistencia a la fluencia a 150 °C de la Aleacion C es un 141 % mayor que la de SnAg3,0Cu0,5. Se observo una tendencia similar para el alargamiento hasta rotura por fluencia, que para la Aleacion C es del 76 % respecto a SnAg3,0Cu0,5.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

La Figura 8 muestra el tiempo de humectacion cero de SnAg3,oCuo,5 y de nuevas aleaciones como medida de su soldabilidad y humectabilidad (vease la norma JIS Z 3198-4 para el metodo de ensayo de las mediciones del balance de humectacion). Las propiedades de humectacion de las aleaciones de acuerdo con la presente invencion son comparables a la aleacion de SnAg3,oCuo,5 convencional.

La formacion de compuestos intermetalicos debida a la adicion de aleacion en las aleaciones de acuerdo con la presente invencion dio como resultado una resistencia adicional de la aleacion en bruto y la union de soldadura. Hasta ahora, esto se ha ejemplificado en el presente documento a traves de las mediciones de la traccion, la dureza y la fluencia. A continuacion, se compara el rendimiento de choque por cafda y de ciclo termico de las aleaciones de acuerdo con la presente invencion con el SnAg3,oCuo,5 convencional.

La Figura 9 muestra las curvas de distribucion de Weibull que describen fallos BGA durante el ensayo de choque por cafda (vease la norma JESD22- B111 para el metodo de ensayo de prueba de choque por cafda). Las Aleaciones A, B (ejemplos de referencia) y C (presente invencion) tienen una mejora del choque por cafda del 37 %, 23 % y 44 % de su vida caractenstica (es decir, al nivel de fallos del 63 %) sobre SnAg3,oCuo,5.

La Figura io muestra las curvas de distribucion de Weibull que describen fallos BGA durante el ensayo de ciclos termicos. El perfil del ciclo termico utilizado fue de -4o °C a + 15o °C con 3o minutos de tiempo de permanencia a cada temperatura (vease la norma IPC-97oi para el metodo de ensayo de las mediciones de ciclos termicos). Este ensayo se llevo a cabo durante un total de 2ooo ciclos para evaluar la resistencia a la fatiga termico-mecanica de las nuevas aleaciones. La aleacion de referencia esta representada por un drculo, una Aleacion A por un cuadrado y una Aleacion C por un sfmbolo de diamante. Antes de la finalizacion de los 2ooo ciclos, el ioo% de SnAg3,oCuo,5 BGA y los ensambles de la pasta de soldadura ha fallado. Sin embargo, el 32 % y el 4o %, respectivamente, de la Aleacion A y C BGA y los ensambles de pasta de soldadura han sobrevivido al ensayo de ciclos termicos. En general, se observo una mejora considerable respecto a SnAg3,oCuo,5 de la vida caractenstica (es decir, al nivel de fallos del 63 %) para la Aleacion C.

La Figura 11 muestra imagenes de microscopio electronico de secciones transversales BGA antes y despues del ensayo de ciclos termicos. Se observo el inicio de la fisuracion en SnAg3,oCuo,5 despues de 5oo ciclos termicos. Para las aleaciones A y C las grietas se observaron solo despues de iooo ciclos termicos. Despues de 15oo ciclos, se observaron grietas extensas en el componente que usa SnAg3,oCuo,5 BGA y un ensamblaje de pasta de soldadura.

La Figura 12 muestra la fuerza de cizallamiento de los componentes de resistores de microchips medida antes y despues del ensayo de ciclos termicos (vease la norma JIS Z3198-7 para los metodos de ensayo de las mediciones de la fuerza de cizallamiento). Despues de 1ooo ciclos termicos, la fuerza necesaria para cortar un resistor de chip 12o6 unido a la PCB usando la Aleacion A o C es un 7o % mayor que usando la aleacion de SnAg3,oCuo,5. Estos resultados corroboran el rendimiento de ciclos termicos superior de las nuevas aleaciones.

Por consiguiente, las composiciones de aleacion presentan propiedades mecanicas a temperatura ambiente mejoradas y tambien propiedades mecanicas a temperatura elevada en comparacion con la aleacion convencional, SnAg3,oCuo,5. Estas composiciones de aleacion tambien han demostrado una soldabilidad y una humectabilidad comparable a SnAg3,oCuo,5. Ademas, estas composiciones de aleacion han mostrado una mejor resistencia al choque por cafda y una fiabilidad termico-mecanica superior en comparacion con la aleacion de SnAg3,oCuo,5 convencional.

Claims

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

REIVINDICACIONES

1. Una aleacion de soldadura libre de plomo y antimonio que consta:

del 3 al 5 % en peso de plata

del 2 al 5 % en peso de bismuto

del 0,3 al 3 % en peso de cobre

del 0,03 al 1 % en peso de mquel

al menos uno de los siguientes elementos

del 0,005 al 1 % en peso de manganeso

del 0,005 al 1 % en peso de titanio

del 0,01 al 1 % en peso de cobalto

el resto de estano, junto con cualquier impureza inevitable.
2. La aleacion de soldadura de acuerdo con la reivindicacion 1, donde la aleacion comprende del 3 al 4,5 % en peso de plata.
3. La aleacion de soldadura de acuerdo con la reivindicacion 1 o la reivindicacion 2, donde la aleacion comprende del 2,5 al 5 % en peso de bismuto, preferentemente del 2,8 al 4,5 % en peso de bismuto.
4. La aleacion de soldadura de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la aleacion comprende del 0,3 al 2 % en peso de cobre, preferentemente del 0,4 al 1 % en peso de cobre, mas preferentemente del 0,5 al 0,9 % en peso de cobre, incluso mas preferentemente del 0,6 al 0,9 % en peso de cobre.
5. La aleacion de soldadura de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la aleacion comprende del 0,03 al 0,6 % en peso de mquel, preferentemente del 0,05 al 0,5 % en peso de mquel.
6. La aleacion de soldadura de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la aleacion comprende del 0,005 al 0,5% en peso de titanio, preferentemente del 0,007 al 0,1 % en peso de titanio, mas preferentemente del 0,008 al 0,05 % en peso de titanio.
7. La aleacion de soldadura de acuerdo con la reivindicacion 1, donde la aleacion comprende del 3 al 5 % en peso de plata, del 2 al 5 % en peso de bismuto, del 0,3 al 1,5 % en peso de cobre, del 0,05 al 0,4 % en peso de mquel, del 0,008 al 0,06 % en peso de titanio.
8. La aleacion de soldadura de acuerdo con la reivindicacion 7, donde la aleacion comprende: del 3,5 al 4,5 % en peso de plata; del 2,8 al 4,2 % en peso de bismuto, preferentemente del 2,8 al 4 % en peso de bismuto; del 0,5 al 0,9 % en peso de cobre, preferentemente del 0,6 al 0,9 % en peso de cobre; del 0,1 al 0,3 % en peso de mquel y del 0,008 al 0,02 % en peso de titanio.
9. La aleacion de soldadura de acuerdo con la reivindicacion 1, donde la aleacion comprende del 3 al 5 % en peso de plata, del 2 al 5 % en peso de bismuto, del 0,3 al 1,5 % en peso de cobre, del 0,05 al 0,4 % en peso de mquel, y del 0,01 al 0,1 % en peso de cobalto.
10. La aleacion de soldadura de acuerdo con la reivindicacion 9, donde la aleacion comprende: del 3,5 al 4,5 % en peso de plata; del 2,8 al 4,2 % en peso de bismuto, preferentemente del 2,8 al 4 % en peso de bismuto; del 0,5 al 0,9 % en peso de cobre, preferentemente del 0,6 al 0,9 % en peso de cobre; del 0,1 al 0,3 % en peso de mquel y del 0,01 al 0,1 % en peso de cobalto.
11. La aleacion de soldadura de acuerdo con la reivindicacion 1, donde la aleacion comprende del 3 al 5 % en peso de plata, del 2 al 5 % en peso de bismuto, del 0,3 al 1,5 % en peso de cobre, del 0,05 al 0,4 % en peso de mquel, y del 0,005 al 0,1 % en peso de manganeso.
12. La aleacion de soldadura de acuerdo con la reivindicacion 11, donde la aleacion comprende: del 3,5 al 4,5 % en peso de plata; del 2,8 al 4,2 % en peso de bismuto, preferentemente del 2,8 al 4 % en peso de bismuto; del 0,5 al 0,9 % en peso de cobre, preferentemente del 0,6 al 0,9 % en peso de cobre; del 0,1 al 0,3 % en peso de mquel y del 0,005 al 0,1 % en peso de manganeso.
13. La aleacion de soldadura de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la aleacion tiene un punto de fusion de 195 a 222 °C, preferentemente de 207 a 220 °C, mas preferentemente de 209 a 218 °C.
14. La aleacion de soldadura de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en forma de barra, varilla, alambre macizo o fundente, lamina o tira, o polvo o pasta (polvo mas mezcla fundente), o esferas de soldadura para su uso en uniones de matriz de rejillas de bolas o en paquetes a escala de chips, u otras piezas de soldadura preformadas, con o sin un nucleo fundente o un revestimiento fundente.
15. Una union soldada que comprende una aleacion segun se define en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.
16. Un metodo para formar una union de soldadura que comprende:

5 (i) proporcionar dos o mas piezas de trabajo a unir;

(ii) proporcionar una aleacion de soldadura como se define en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12; y

(iii) calentar la aleacion de soldadura en las proximidades de las piezas de trabajo a unir.
17. Uso de una composicion de aleacion como se define en una cualquiera de las reivindicaciones 1 al 12 en un 10 metodo de soldadura tal como soldadura por ola, soldadura con tecnologfa de montaje superficial (TMS), soldadura

de union de microchips, soldadura por insercion termica, soldadura manual, soldadura por laser y por induccion de RF y soldadura mecanizada, laminado.