JP2017528327A - 無鉛ソルダー合金組成物及び無鉛ソルダー合金の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
1.本特許ソルダー合金の製造のために、SnAgCu、SnAg,SnCuと添加物を500℃で30分間溶融
2.微細構造の観察:結晶粒径(Grain size)、金属間化合物(IMC)の大きさ
3.硬度測定
4.濡れ性試験(Wetting balance test):ゼロ時間(Zero cross time)、250で
5.広がり性試験(Spreading tests):JIS−Z−3197
*広がり性試験
広がり性試験は、JIS−Z−3197規格に基づいて実施した。先ず、A 30 mm×30 mm×0.3 mmの銅ピースを研磨した後、アルコールで洗浄する。乾燥後、均一な酸化膜を生成するために、150℃の温度で1時間加熱する。
本発明の合金濡れ性測定のために、ウェッティングバランス試験機(RESCA SAT 5000)を用い、濡れ性試験片は、99.99%無酸素銅板10mm × 1mm × 30mmの大きさを用いた。銅試験片は、表面酸化層及び外部不純物を除去するために、炭化ケイ素のサンドペーパー(粒径 #1200 & #2400)を用いて機械的研磨を行い、以後、超音波洗浄した。ウェッティングバランス試験の以前に、銅試片は、BGAタイプのフラックス(SENJU,Sparkle Flux WF−6063M5)で少しコーティングし、さらに30秒間ソルダー溶湯の上で活性化させた。銅試片は、BGA250℃の溶融ソルダー(本発明のソルダー)に5秒間2mmの深さまで2.5mm/sの速度で浸漬した。濡れ性試験で各試片の平均ゼロ時間(zero cross time)が測定される。
ソルダーSn−0.7wt%Cu、Sn−3.5wt%Ag及びSn−3.0wt% Ag−0.5wt% Cuに平均粒径30nm であるLa2O3、70nmであるSiC、20nmであるCu−CNTを添加する。これをアルミナ坩堝に入れて、10/minの昇温速度で加熱される炉(Furnace)で500℃の温度で1時間の間溶融する。ソルダー凝固後、サンプルを採取して研磨エッチングした後、微細構造を観察する。
微細構造:ナノ粒子が添加されたSn−3.0wt% Ag−0.5 wt% Cuソルダーと、ナノ粒子が添加されないSn−3.0wt% Ag−0.5wt% Cuソルダー微細構造を比較した時、結晶粒径と沈殿物、マトリックスの分散で明確な差異が現れる。La2O3が添加されたSn−3.0wt%Ag−0.5wt%CuのAg3Sn等の金属間化合物は微細化され、よく分散された。一方、ナノ粒子が添加されないSn−3.0wt% Ag−0.5wt% Cuソルダーの場合、Ag3Sn等の金属間化合物が粗大化された。
Claims (7)
- 無鉛ソルダーSn−(0.1〜2)wt%Cu、Sn−(0.5〜5)wt%Ag、又はSn−(0.1〜2)wt%Cu−(0.5〜5)wt%Agにセラミックス粉末が添加された無鉛ソルダー合金組成物。
- 前記セラミックス粉末に添加する添加剤は、La2O3、SiC、Cu coated CNT(Cu−CNT)及びZrO2の少なくとも何れか一つを含む請求項1に記載の無鉛ソルダー合金組成物。
- 前記セラミックス粉末の含量は、La2O3が0.01〜1.0wt%、SiCは0.01〜1.0wt%、Cu−CNTは0.005〜1.0wt%である請求項2に記載の無鉛ソルダー合金組成物。
- 前記セラミックス粉末の大きさは、10μm以下である請求項1に記載の無鉛ソルダー合金組成物。
- Sn−Cu,Sn−Ag及びSn−Cu−Ag系の少なくとも何れか一つのソルダー粉末を混合するステップと、
前記混合ソルダー粉末を溶融させるステップと、
前記溶融されたソルダー粉末に添加剤を添加するステップと、を含む無鉛ソルダー合金の製造方法。 - 前記添加剤の添加ステップを遂行する時、前記添加剤は、La2O3、SiC、Cu coated CNT(Cu−CNT)及びZrO2の少なくとも何れか一つのセラミックス粉末である請求項1に記載の無鉛ソルダー合金の製造方法。
- 前記添加剤の添加ステップを遂行する時、前記セラミック粉末の含量は、La2O3が0.01〜1.0wt%、SiCは0.01〜1.0wt%、Cu−CNTは0.005〜1.0wt%である請求項6に記載の無鉛ソルダー合金の製造方法。
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