KR101160860B1 - 크림 땜납 및 전자 부품의 납땜 방법 - Google Patents

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Abstract

Sn-Ag-Cu 계 합금에 플럭스를 혼련하여 이루어지는 크림 땜납에 있어서, 상기 Sn-Ag-Cu 계 합금은 제 1 분말 합금과 제 2 분말 합금의 혼합물로 이루어지고, 상기 제 1 분말 합금은, Sn-Ag 계 상태도 상, 고액 공존 영역을 갖고, 공정 조성 (3.5wt% Ag) 보다 Ag 량이 많은 소정의 Ag 량으로 이루어지는 것으로 하고, 상기 제 2 분말 합금은, 공정 조성 (3.5wt% Ag) 혹은 공정 조성에 가깝게 상기 제 1 분말 합금보다 적은 Ag 량으로 이루어지는 것으로 함으로써, 우수한 강도와 열적 안정성을 갖고, 접합성도 양호하며 염가인 Sn-Ag-Cu 계 땜납 합금을 베이스로서 온도 계층 접속에 대응할 수 있는 바람직한 고온측 납프리 땜납 재료와 전자 부품의 납땜 방법을 제공한다.

Description

크림 땜납 및 전자 부품의 납땜 방법{CREAM SOLDER AND METHOD OF SOLDERING ELECTRONIC PART}
본 발명은, 전자 부품의 납땜에 사용하는 크림 땜납, 특히, 온도 계층 접속에서의 고온측의 땜납 합금으로서, 납을 함유하지 않는 납프리 땜납 합금을 사용한 크림 땜납, 및 전자 부품의 납땜 방법에 관한 것이다.
전자 부품을 프린트 기판 등에 납땜하는 경우, 통상적으로, 리플로우법이 사용된다. 리플로우법이란, 프린트 기판의 납땜 지점에 크림 땜납을 도포하여, 이 도포부에 전자 부품의 전극이나 판상 리드를 결합시켜 전자 부품을 탑재하고, 이 프린트 기판을 리플로우 로 (爐) 에서 가열하여 크림 땜납을 용융시킴으로써 프린트 기판과 전자 부품의 납땜을 실시하는 방법이다.
이 리플로우법에 사용하는 크림 땜납은, 분말상의 땜납 합금과 페이스트상의 플럭스를 혼련하여 점조성이 있는 땜납 재료로 한 것이다. 크림 땜납에 통상적으로 사용되고 있던 분말상 땜납 합금은, 종래, Sn-Pb 공정 (共晶) 합금이었다.
이 납성분을 함유하는 땜납 합금은, 납이 환경을 오염하는 견지에서, 그 사용이 규제되어 소위「납프리 땜납」의 실용화가 각 기업에서 적극적으로 연구되고 있다. 크림 땜납에 사용하는 땜납도「납프리 땜납」이 되고 있다. 대표적 납프리 땜납 재료는, SnAg 계 땜납 재료 (공정 조성 3.5% Ag) 이고, 용융점은 220℃ 부근이다.
사단법인 전자 정보기술 산업 협회 (JEITA : Japan Electronics and Information Technology Industries Association) 는, NEDO 위탁 사업의 납프리화 실용화 연구 개발 대응 PJ 에 의해 축적한 데이터에 기초하여, 2001년 11월에 납프리 땜납 실용화 로드맵을 공표하고, 그 중에서, SnAgCu 재료의 추천 조성으로서 Sn-3.0 Ag-0.5 Cu 를 추천하였다. 상기 배경에 의해, 현재의 일본의 SnAgCu 계 납프리 땜납은 Sn-3.0 Ag-0.5 Cu 의 채용이 많다.
상기 납프리 땜납에 관한 특허 출원도 각 사로부터 널리 이루어지고 있다 (예를 들어, 특허 문헌 1 ～ 3 참조).
특허 문헌 1 은, 상기 Sn-3.0 Ag-0.5 Cu 를 함유하는 SnAgCu 계 납프리 땜납에 관한 것으로서, 하기를 개시하고 있다. 즉, 특허 문헌 1 의 요약의 기재를 인용하면, 「표면 실장 부품의 납땜을 실시한 경우, 전자 부품이나 프린트 기판에 대해 열손상을 일으키게 하지 않는 250℃ 이하의 리플로우 온도에서 납땜해도 패키지 부품에 대해서는, 납땜부에 보이드를 발생시키지 않고, 칩 부품의 칩 세움을 일으키게 하지 않는 인쇄성이 우수한 납프리의 솔더 페이스트를 제공하는 것」을 과제로 하고 있다. 그리고, 그 해결 수단으로서 「배합 조성 또는 배합 비율이 상이한 2 종 이상의 땜납 합금 분말을 Ag : 0 ～ 8질량%, Cu : 0 ～ 5질량%, Sn : 80 ～ 100질량% 로 이루어지고, 이들 2 종 이상의 땜납 합금 분말을 혼합하여 용해한 후의 조성이 Ag : 1 ～ 5질량%, Cu : 0.5 ～ 3질량%, 잔부 Sn 이 되도록 2 종 이상의 땜납 합금 분말을 조제하여 솔더 페이스트로 한다」 라는 내용을 개시한다.
특허 문헌 2 는, 「Sn-Ag 합금을 개량하여, 우수한 강도를 가짐과 함께 열 적으로 안정적이고, 접합성도 양호한 Sn-Ag 계 땜납 합금을 제공하는 것」을 과제로 하고 있다. 그리고, 그 해결 수단으로서「주석을 주성분으로 하고, 은을 1.0 ～ 4.0중량%, 구리를 2.0중량% 이하, 니켈을 1.0중량% 이하, 인을 0.2중량% 이하 함유한다. 또, 주석을 주성분으로 하고, 은을 1.0 ～ 4.0중량%, 구리를 2.0중량% 이하, 니켈을 1.0중량% 이하, 게르마늄을 0.1중량% 이하 함유해도 된다. Cu 를 첨가하면, Cu 는 Sn 중에 고용하고, 젖음성을 저해하지 않고 합금의 강도와 내열성이 향상된다. Ni 를 첨가하면 Ni 의 용융 온도가 높기 때문에 합금의 열적 안정성이 증가된다. 또 Ni 를 첨가하면 결정 조직이 미세화되거나, 혹은 Ni-Sn 화합물이 생성되어 강도나 열 피로 특성이 향상된다. P 및 Ge 를 첨가하면 땜납 용융시에 얇은 산화 피막을 형성하고, Sn 등의 땜납 성분의 산화가 억제된다」라는 내용을 개시한다.
특허 문헌 3 은, 「Sn-Ag-Cu 공정 합금을, 1 종 이상의 저함량으로 저비용의 합금 첨가물로 개량하여, 납땜성을 저하시키지 않고 마이크로 조직 고온 안정성, 및 열적 - 기계적 피로 강도를 향상시키는 것」을 과제로 하고 있다. 그리고, 그 해결 수단으로서 「약 1중량% 를 초과하지 않는 합계량의 목적을 따른, 제 4 또는 제 5 원소 첨가물을 3 원자 공정인, Sn-4.7% Ag-1.7% Cu (중량%) 를 주성분으로 하는 Sn-Ag-Cu 공정 땜납 합금에 더하여, 땜납과 모재의 금속간 계면의 개량제로서 Ni, Fe 및 동일한 작용을 하는 원소로 이루어지는 군에서 선택하고, 땜납 이음새의 마이크로 조직의 고온 안정성 및 땜납 이음새의 열적 - 기계적 피로 강도를 향상시킨다」취지를 개시한다.
그런데, 전자 부품을 프린트 기판 등에 리플로우법에 의해 납땜하는데 있어서, 통상적으로, 리플로우 온도가 상이한 적어도 2 종류의 땜납을 사용하고, 고온측 및 저온측의 2 회의 납땜을 실시하는 전자 부품의 납땜 방법, 소위, 온도 계층 접속이 실시되는 경우가 많다. 예를 들어, 반도체 칩의 기판에 대한 접속을 고온 공정에서 실시하고, 프린트 기판에 대한 배선 접속을 저온 공정에서 실시하여, 반도체칩의 기판에 대한 접속부가 용융되어 접합 상태를 유지할 수 없거나, 경우에 따라서는 분리되는 사태에 이르는 것을 방지한다.
납함유 땜납의 경우에는, 예를 들어, 고온측에 납리치인 고온 땜납 (용융점 275 ～ 302℃) 을 사용하고, 저온측에 납-주석 공정 땜납 (용융점 183℃) 을 사용한다. 상기납 프리 땜납, 예를 들어, Sn-Ag 계 땜납 합금을 저온측의 땜납으로서 사용하여 온도 계층 접속을 실시하는 경우, 고온측의 땜납 재료로서 상기 납함유 고온 땜납을 대신하기에 바람직한 것이 필요해진다.
온도 계층 땜납 접속 대응 가능한 고온측의 납프리 땜납 재료로서는, Au-Sn 합금 (공정 용융 온도 280℃) 이 있는데, 비용이 비싸며, 널리 사용할 수 있는 실용적 납땜 재료가 보이지 않는다. 또, 금속의 접합 재료로서 Ag 납 (蠟) 이 있는데, 접합 온도가 800 ～ 900℃ 로 높다. 또, Ag 를 나노 미립자로 함으로써, 표면이 활성화되어, 250 ～ 300℃ 에서, 접합 온도를 낮출 수 있다는 것이 알려져 있다. 그러나, Ag 나노 미립자는 통상적으로, 표면의 산화 방지를 위해, 유기 재료로 코팅 및 유기 용매와 혼합함으로써 사용된다. 이 경우, 접합 후, 보이드 발생이나 유기물 잔존의 문제가 발생한다. 보이드의 발생이나 유기물의 잔존은, 전자기기 접합부로서 중요한 열전도성, 전기 전도성, 열 피로 신뢰성의 저하로 이어진다. 따라서, 접합재로서의 기능을 얻기 위해, 접합시, 유기물의 환원 분위기, 하중 부하를 필요로 하는 등의 문제가 있다.
또, 상기 이외에, 고온측 납프리 땜납으로서, 특수한 땜납 페이스트를 사용한 전자기기의 발명이 특허 문헌 4 에 개시되어 있다.
특허 문헌 4 는, 「완전히 신규인 땜납 접속에 의한 전자기기를 제공하는 것에 있고, 구체적으로는, Pb 를 많이 함유하는 고 Pb 땜납의 대체 방법으로서, 온도 계층 접속에서의 고온측의 플립칩 접속을 실현하는 것」을 과제로 하고 있다. 그리고, 그 해결 수단으로서 「전자 부품의 전극과 기판의 전극간의 접속부가, 단체 금속, 합금, 화합물 혹은 이들의 혼합물을 함유하는 금속 볼을, Sn, 혹은 In 중 어느 일방에서 연결하고 있는 구성인 것을 특징으로 하는 전자기기」나「전자 부품의 전극과 기판의 전극간의 접속에 있어서, 단체 금속, 합금, 화합물 혹은 이들 혼합물을 함유하는 금속 볼과 Sn-Cu 계 땜납, Sn-Ag 계 땜납, Sn-Ag-Cu 계 땜납, 이들에 In, Zn, Bi 중 어느 하나 이상을 첨가한 땜납 중, 1 종 이상을 혼합하여 이루어지는 페이스트를 그 전극간에 공급하고, 이들을 가열하여, 그 땜납 볼 성분을 용융시킴으로써 그 금속 볼간, 및 그 금속 볼과 그 전자 부품의 전극, 그 기판의 전극간을 연결시키는 것을 특징으로 하는 전자기기」를 개시한다.
특허 문헌 1 : 일본 공개특허공보 2002-126893호
특허 문헌 2 : 일본 공개특허공보 평11-77366호
특허 문헌 3 : 일본 공표특허공보 2001-504760호
특허 문헌 4 : 일본 공개특허공보 2002-314241호
발명의 개시
이 발명은, 상기와 같은 상황을 감안하여 이루어진 것으로, 우수한 강도와 열적 안정성을 갖고, 접합성도 양호하며 염가의 Sn-Ag-Cu 계 땜납 합금을 베이스로 하여, 온도 계층 접속에 대응할 수 있는 바람직한 고온측 납프리 땜납 재료와, 전자 부품의 납땜 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
또한, 이 발명은, 땜납 접합부의 내열성 및 신뢰성을 더욱 향상시킨 온도 계층 접속에 대응할 수 있는 바람직한 고온측 납프리 땜납 재료와, 전자 부품의 납땜 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
상기 과제는, 이하에 의해 달성된다.
즉, Sn-Ag-Cu 계 합금에 플럭스를 혼련(混練)하여 이루어지는 크림 땜납에 있어서, 상기 Sn-Ag-Cu 계 합금은 제 1 분말 합금과 제 2 분말 합금의 혼합물로 이루어지고, 상기 제 1 분말 합금은, Sn-Ag 계 상태도 상, 고액 공존 영역을 가지며, 공정(共晶) 조성 (3.5wt% Ag) 보다 Ag 량이 많은 소정의 Ag 량으로 이루어지며, 상기 제 2 분말 합금은, 공정 조성 (3.5wt% Ag) 또는 공정 조성에 가까우며 상기 제 1 분말 합금보다 적은 Ag 량으로 이루어지는 것을 특징으로 한다 (청구항 1).
또, Sn-Ag-Cu 계 합금에 플럭스를 혼련하여 이루어지는 크림 땜납에 있어서, 상기 Sn-Ag-Cu 계 합금은, Ag 10 ～ 30wt%, Cu 2 ～ 20wt%, 잔부는 Sn 및 불가피한 불순물로 이루어지는 제 1 분말 합금과, 상기 제 1 분말 합금보다 Ag 및 Cu 의 성분 조성 (wt%) 이 작고, 상기 제 1 분말 합금보다 용융 온도를 낮게 한 제 2 분말 합금의 혼합물로 이루어지고, 상기 혼합물에 있어서의 Ag 및 Cu 성분의 합계는, 35wt% 이하로 하는 것을 특징으로 한다 (청구항 2).
추가로, 청구항 1 또는 2 에 기재된 크림 땜납의 실시형태로서는, 제 2 분말 합금은, Ag 4.0wt% 이하 (0 을 포함하지 않음), Cu 2.0wt% 이하 (0 을 포함하지 않음), 잔부는 Sn 및 불가피한 불순물로 하는 것을 특징으로 한다 (청구항 3).
추가로, 청구항 1 에 기재된 크림 땜납의 실시형태로서는, 제 1 분말 합금 및 제 2 분말 합금의 혼합물에 대한 상기 제 1 분말 합금의 비율은, 중량 비율로 50% 이상으로 하는 것을 특징으로 한다 (청구항 4).
추가로, 청구항 2 에 기재된 크림 땜납의 실시형태로서는, 제 1 분말 합금 및 제 2 분말 합금의 혼합물에 대한 상기 제 1 분말 합금의 비율은, 중량 비율로 50% 이상으로 하는 것을 특징으로 한다 (청구항 5).
추가로, 청구항 3 에 기재된 크림 땜납의 실시형태로서는, 제 1 분말 합금 및 제 2 분말 합금의 혼합물에 대한 상기 제 1 분말 합금의 비율은, 중량 비율로 50% 이상으로 하는 것을 특징으로 한다 (청구항 6).
또, Sn-Ag-Cu 계 합금에 플럭스를 혼련하여 이루어지는 크림 땜납에 있어서, 상기 Sn-Ag-Cu 계 합금은, Ag 10 ～ 30wt%, Cu 2 ～ 20wt%, 잔부는 Sn 및 불가피한 불순물로 이루어지는 제 1 분말 합금과, Sb 8wt% 이하 (0 을 포함하지 않음), In 10wt% 이하 (0 을 포함하지 않음), Bi 10wt% 이하 (0 을 포함하지 않음) 의 3 성분 중 어느 하나와, Ag 4.0wt% 이하 (0 을 포함하지 않음), Cu 2.0wt% 이하 (0 을 포함하지 않음), 잔부는 Sn 및 불가피한 불순물로 이루어지는 제 2 분말 합금의 혼합물로 이루어지고, 상기 혼합물에 있어서의 Ag 및 Cu 성분의 합계는, 35wt% 이하로 하는 것을 특징으로 한다 (청구항 7).
또, Sn-Ag-Cu 계 합금에 플럭스를 혼련하여 이루어지는 크림 땜납에 있어서, 상기 Sn-Ag-Cu 계 합금은, Ag 10 ～ 30wt%, Cu 2 ～ 20wt%, 잔부는 Sn 및 불가피한 불순물로 이루어지는 제 1 분말 합금과, Ag 4.0wt% 이하 (0 을 포함하지 않음), Cu 2.0wt% 이하 (0 을 포함하지 않음), 잔부는 Sn 및 불가피한 불순물로 이루어지는 제 2 분말 합금의 합금 혼합물과, 이 합금 혼합물에 제 3 분말로서 Cu 분말을 혼합하여 이루어지는 것으로 하고, 상기 합금 혼합물에 있어서의 Ag 및 Cu 성분의 합계는 전체 합금 혼합물에 대해 35wt% 이하로 하고, 또한 상기 합금 혼합물과 Cu 분말의 합계 중량에 대한 Cu 분말의 비율은, 25wt% 이하로 하는 것을 특징으로 한다 (청구항 8).
추가로, 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 기재된 크림 땜납의 실시형태로서는, 상기 제 1 분말 합금 및/또는 제 2 분말 합금은, Ni, Fe, Co, Ge 중 적어도 1 개의 첨가 원소을 함유하고, Ni, Fe, Co 는 1.0wt% 이하, Ge 는 0.1wt% 이하로 하는 것을 특징으로 한다 (청구항 9).
삭제
또, 리플로우법에 의해 리플로우 온도가 상이한 적어도 2 종류의 땜납을 사용하여, 고온측 및 저온측의 2 회의 납땜을 실시하는 전자 부품의 납땜 방법에 있어서, 전 공정으로서의 고온측의 납땜을, Sn-Ag-Cu 계 합금에 플럭스를 혼련하여 이루어지는 크림 땜납으로서, 상기 Sn-Ag-Cu 계 합금은 제 1 분말 합금과 제 2 분말 합금의 혼합물로 이루어지고, 상기 제 1 분말 합금은, Sn-Ag 계 상태도 상, 고액 공존 영역을 가지며, 공정 조성 (3.5wt% Ag) 보다 Ag 량이 많은 소정의 Ag 량으로 이루어지는 것으로 하고, 상기 제 2 분말 합금은, 공정 조성 (3.5wt% Ag) 또는 공정 조성에 가까우며 상기 제 1 분말 합금보다 적은 Ag 량으로 이루어지는 크림 땜납을 사용하여 실시하고, 그 후, 후 공정으로서의 저온측의 납땜을, 상기 제 2 분말 합금에 플럭스를 혼련하여 이루어지는 크림 땜납을 사용하여 실시하는 것을 특징으로 한다 (청구항 10).
또, 리플로우법에 의해 리플로우 온도가 상이한 적어도 2 종류의 땜납을 사용하여, 고온측 및 저온측의 2 회의 납땜을 실시하는 전자 부품의 납땜 방법에 있어서, 전 공정으로서의 고온측의 납땜을, Sn-Ag-Cu 계 합금에 플럭스를 혼련하여 이루어지는 크림 땜납으로서, 상기 Sn-Ag-Cu 계 합금은, Ag 10 ～ 30wt%, Cu 2 ～ 20wt%, 잔부는 Sn 및 불가피한 불순물로 이루어지는 제 1 분말 합금과, 상기 제 1 분말 합금보다 Ag 및 Cu 의 성분 조성 (wt%) 이 작고, 상기 제 1 분말 합금보다 용융 온도를 낮게 한 제 2 분말 합금의 혼합물로 이루어지고, 상기 혼합물에 있어서의 Ag 및 Cu 성분의 합계는, 30wt% 이하로 하는 크림 땜납 크림 땜납을 사용하여 실시하고, 그 후, 후 공정으로서의 저온측의 납땜을, 상기 제 2 분말 합금에 플럭스를 혼련하여 이루어지는 크림 땜납을 사용하여 실시하는 것을 특징으로 한다 (청구항 11).
추가로 청구항 11 에 기재된 전자 부품의 납땜 방법의 실시형태로서는, 제 2 분말 합금은, Ag 4.0wt% 이하 (0 을 포함하지 않음), Cu 2.0wt% 이하 (0 을 포함하지 않음), 잔부는 Sn 및 불가피한 불순물로 하는 것을 특징으로 한다 (청구항 12).
추가로, 청구항 11 에 기재된 전자 부품의 납땜 방법의 실시형태로서는, 제 1 분말 합금 및 제 2 분말 합금의 혼합물에 대한 상기 제 1 분말 합금의 비율은, 중량 비율로 50% 이상으로 하는 것을 특징으로 한다 (청구항 13).
추가로, 청구항 12 에 기재된 전자 부품의 납땜 방법의 실시형태로서는, 제 1 분말 합금 및 제 2 분말 합금의 혼합물에 대한 상기 제 1 분말 합금의 비율은, 중량 비율로 50% 이상으로 하는 것을 특징으로 한다 (청구항 14).
추가로, 청구항 10 에 기재된 납땜 방법의 실시형태로서는, 후 공정으로서의 저온측의 납땜의 리플로우 온도는, 상기 제 1 분말 합금의 고액 공존 영역에 상응하는 소정의 온도로 하는 것을 특징으로 한다 (청구항 15).
추가로, 청구항 11 에 기재된 납땜 방법의 실시형태로서는, 후 공정으로서의 저온측의 납땜의 리플로우 온도는, 상기 제 1 분말 합금의 고액 공존 영역에 상응하는 소정의 온도로 하는 것을 특징으로 한다 (청구항 16).
추가로, 청구항 12 에 기재된 납땜 방법의 실시형태로서는, 후 공정으로서의 저온측의 납땜의 리플로우 온도는, 상기 제 1 분말 합금의 고액 공존 영역에 상응하는 소정의 온도로 하는 것을 특징으로 한다 (청구항 17).
추가로, 청구항 13 에 기재된 납땜 방법의 실시형태로서는, 후 공정으로서의 저온측의 납땜의 리플로우 온도는, 상기 제 1 분말 합금의 고액 공존 영역에 상응하는 소정의 온도로 하는 것을 특징으로 한다 (청구항 18).
추가로, 청구항 14 에 기재된 납땜 방법의 실시형태로서는, 후 공정으로서의 저온측의 납땜의 리플로우 온도는, 상기 제 1 분말 합금의 고액 공존 영역에 상응하는 소정의 온도로 하는 것을 특징으로 한다 (청구항 19).
또, 리플로우법에 의해 리플로우 온도가 상이한 적어도 2 종류의 땜납을 사용하여, 고온측 및 저온측의 2 회의 납땜을 실시하는 전자 부품의 납땜 방법에 있어서, 전 공정으로서의 고온측의 납땜을, Sn-Ag-Cu 계 합금에 플럭스를 혼련하여 이루어지는 크림 땜납으로서, 상기 Sn-Ag-Cu 계 합금은, Ag 10 ～ 30wt%, Cu 2 ～ 20wt%, 잔부는 Sn 및 불가피한 불순물로 이루어지는 제 1 분말 합금과, Sb 8wt% 이하 (0 을 포함하지 않음), In 10wt% 이하 (0 을 포함하지 않음), Bi 10wt% 이하 (0 을 포함하지 않음) 의 3 성분 중 어느 하나와, Ag 4.0wt% 이하 (0 을 포함하지 않음), Cu 2.0wt% 이하 (0 을 포함하지 않음), 잔부는 Sn 및 불가피한 불순물로 이루어지는 제 2 분말 합금의 혼합물로 이루어지고, 상기 혼합물에 있어서의 Ag 및 Cu 성분의 합계는, 35wt% 이하인 크림 땜납을 사용하여 실시하고, 그 후, 후 공정으로서의 저온측의 납땜을, 상기 제 2 분말 합금에 플럭스를 혼련하여 이루어지는 크림 땜납을 사용하여 실시하는 것을 특징으로 한다 (청구항 20).
또, 리플로우법에 의해 리플로우 온도가 상이한 적어도 2 종류의 땜납을 사용하여, 고온측 및 저온측의 2 회의 납땜을 실시하는 전자 부품의 납땜 방법에 있어서, 전 공정으로서의 고온측의 납땜을, Sn-Ag-Cu 계 합금에 플럭스를 혼련하여 이루어지는 크림 땜납으로서, 상기 Sn-Ag-Cu 계 합금은, Ag 10 ～ 30wt%, Cu 2 ～ 20wt%, 잔부는 Sn 및 불가피한 불순물로 이루어지는 제 1 분말 합금과, Ag 4.0wt% 이하 (0 을 포함하지 않음), Cu 2.0wt% 이하 (0 을 포함하지 않음), 잔부는 Sn 및 불가피한 불순물로 이루어지는 제 2 분말 합금의 합금 혼합물과, 이 합금 혼합물에, 제 3 분말로서 Cu 분말을 혼합하여 이루어지는 것으로 하고, 상기 합금 혼합물에 있어서의 Ag 및 Cu 성분의 합계는 전체 합금 혼합물에 대해 35wt% 이하로 하고, 또한 상기 합금 혼합물과 Cu 분말의 합계 중량에 대한 Cu 분말의 비율은, 25wt% 이하인 크림 땜납을 사용하여 실시하고, 그 후, 후 공정으로서의 저온측의 납땜을, 상기 제 2 분말 합금에 플럭스를 혼련하여 이루어지는 크림 땜납을 사용하여 실시하는 것을 특징으로 한다 (청구항 21).
추가로, 청구항 10 내지 21 중 어느 한 항에 기재된 전자 부품의 납땜 방법의 실시형태로서는, 상기 제 1 분말 합금 및/또는 제 2 분말 합금은, Ni, Fe, Co, Ge 중 적어도 1 개의 첨가 원소를 함유하고, Ni, Fe, Co 는 1.0wt% 이하, Ge 는 0.1wt% 이하로 하는 것을 특징으로 한다 (청구항 22).
도 1 은 제 1 발명의 실시형태를 설명하는 Sn-Ag 계 상태도이다.
도 2 는 제 1 발명의 실시예에 관련된 땜납 접합부의 단면 조직 및 각종 금속 분포를 현미경에 의해 관찰한 도면이다.
도 3 은 제 1 발명의 실시예 및 비교예의 합금 조성과 내열성 평가 결과를 나타내는 도면이다.
도 4 는 제 2 발명의 실시형태를 설명하는 Sn-Sb 계 상태도이다.
도 5 는 제 2 발명의 실시예 및 비교예의 합금 조성과 Sn 베이스 매트릭스의 경도를 측정한 결과를 나타내는 도면이다.
도 6 은 제 3 발명의 실시예에 관련된 땜납 접합부의 단면 조직을 현미경으로 관찰하고 X 선 마이크로 애널라이저로 분석한 결과를 나타내는 도면이다.
도 7 은 제 4 발명의 실시형태를 설명하는 Sn-In 계 상태도이다.
도 8 은 제 4 발명의 실시형태를 설명하는 Sn-Bi 계 상태도이다.
도 9 는 제 4 발명의 실시예 및 비교예의 합금 조성과 Sn 베이스 매트릭스의 경도를 측정한 결과를 나타내는 도면이다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
[제 1 발명]
다음으로, 제 1 발명의 실시형태에 대해, 도 1 에 나타내는 Sn-Ag 계 상태도를 참조하여 설명한다. 또한, 제 1 발명에 관련된 크림 땜납의 구체적 실시예나 그 평가 결과 등에 대해서는 후술하는 실시예의 항에서 서술한다.
또, 이하의 설명에 있어서는, 설명의 편의상, 조성의 표시를 간략화하여 나타낸다. 예를 들어, 3.5wt% Ag 는, 3.5% Ag 또는 Ag 3.5%, 혹은 간단히 3.5 Ag로서 나타낸다.
먼저, 도 1 의 Sn-Ag 계 상태도에 대해 서술한다. 도 1 에 있어서, 종축은 온도 ℃, 횡축은 Sn 의 성분%, 하측은 원자% (at%), 상측은 중량% (wt%) 를 나 타낸다. 도 1 의 상태도에 있어서, 액상선은, 응고시에 100% 액체로부터 고상이 정출 (晶出) 되기 시작하는 온도이고, 반대로 가열시에는 100% 액체가 되는 온도의 라인을 나타낸다. 또, 고상선은, 응고시에 100% 고체가 되는 온도이고, 반대로 가열시에는 100% 고체로부터 액상이 발생하기 시작하는 온도의 라인을 나타낸다.
Sn-Ag 계 상태도 상, 공정 조성은 3.5wt% Ag 이고, Ag 가 약 70wt% 까지, 공정 반응 (고상선으로서의 공정 온도는 221℃) 을 갖고, 완전 액화가 되는 액상선 온도는, Ag 량 증가와 함께 상승한다. 가열했을 경우, 고상선에서 액화가 개시되는데, Ag 량을 증가시키면, 고상선 이상의 넓은 온도 범위에 있어서, 고액 공존 상태가 존재하기 쉬워진다. 그 때문에, 고온측의 땜납으로서 청구항 1 의 제 1 분말 합금과 제 2 분말 합금의 혼합물을 갖는 크림 땜납을 사용함으로써, 예를 들어, 리플로우법의 후 공정에 있어서의 작업 온도 (저온측의 리플로우 온도) 를 250 ～ 260℃ 로 한 경우에, 상기 제 1 분말 합금은 고액 공존 상태에서 접합이 유지된다. 그 때문에, 고온측 납땜 접합부는 점성이 높고, 저온측의 접합 작업 중, 박리나 움직임이 억제되어, 고정밀도의 접합 상태를 얻을 수 있다.
그런데, Sn-Ag 계 합금에 Cu 를 첨가함으로써, 피접합재로부터의 Cu 의 용출을 억제함과 함께, 땜납 접합부의 적절한 강도 향상에 효과가 있고, 접합성, 신뢰성면에서 우수한 접합 재료로서의 특성을 갖는 Sn-Ag 계 합금이 얻어진다. 이 Sn-Ag 계 합금은, Sn-Ag-Cu 3 원자 공정 조성 부근 조성인 것보다 (대표적으로는 Sn 3.5 Ag 0.5 Cu) Cu 를 많이 첨가함으로써, 내열성을 향상시킬 수 있다.
또, Ag 를 3.5% 보다 많이 함유하는 경우, 이 합금을 용융 용제하고, 판 등으로 하여 응고시키면, 예를 들어, Ag 20% 에서는, 액상선 360℃ 부근에서 Sn3Ag 가 석출되기 시작하고, 이것이 초정 (初晶) 으로서 온도 저하와 함께 조대화하기 때문에, 땜납 재료로서 접합에 사용하면, 마이크로 조직으로서는, 조대한 결정이 존재하는 것이 되기 쉽고, 신뢰성에 문제가 발생한다.
그래서, 제 1 발명에 있어서는, 땜납 재료를 분말상으로 하여 제작하고, 접합에 사용한다. 땜납 재료가 미세한 입자로 구성되어 있으면, 입자 내의 성분 농도 분포가 적고, 또, 성분 확산이 발생하기 쉽기 때문에, 고상선 이상에서 균일하게 액화가 발생하기 쉬워지고, 또한 비교적 저온측에서 접합하기 쉬워진다. 땜납 합금의 형태로서는, 통상적으로, 크림 땜납에 사용되는 20-50㎛ 분말로 가능하지만, 더욱 미립자화하면, 제 1 발명에 의한 입자 상호의 확산·용융은 촉진되므로, 제 1 발명은 유효하다.
상기와 같이, Ag 량, Cu 량을 높임으로써, 접합·응고시에 마이크로 조직으로서 AgSn 화합물 및 CuSn 화합물을 분산 석출시켜, 내열성을 갖는 땜납 재료를 얻을 수 있지만, 크림은 땜납으로 하는 경우, 플럭스를 사용하기 위해, 접합되는 부재 상태에 따라서는 가스의 배출이 불충분하여 보이드의 형성이 염려된다. 이러한 경우, 접합될 때의 땜납 재료의 유동성이 요망된다.
제 1 발명에 있어서는, 상기의 Ag 량, Cu 량을 많게 하고, 넓은 고액 공존 영역이 얻어지는 조성의 땜납 재료를 제 1 분말 합금으로 하고, 제 2 분말 합금으 로서, 저 Ag 함유량의 유동성이 양호한 땜납 재료, 대표적으로는 Sn-Ag 공정 조성 부근 조성 (용융점 221℃) 의 분말을 사용하고, 이들의 합금 분말의 혼합물에 플럭스를 혼련하여 크림 땜납으로 한다.
즉, Ag 10 ～ 30wt%, Cu 2 ～ 20wt%, 잔부는 Sn 및 불가피한 불순물로 이루어지는 제 1 분말 합금과, 상기 제 1 분말 합금보다 Ag 및 Cu 의 성분 조성 (wt%) 이 적고, 상기 제 1 분말 합금보다 용융 온도를 낮게 한 제 2 분말 합금의 혼합물에 플럭스를 혼련하여 크림 땜납으로 한다. 단, Ag, Cu 첨가량을 많게 하면, AgSn 화합물, CuSn 화합물의 합계량이 증가된다. AgSn, CuSn 화합물 과증에 의한 점성증가는, 접합 후 보이드를 발생시키기 쉽게 하므로, 합계 첨가량 35% 이하로 하는 것이 바람직하다.
또, Ag 단독으로는, 반용융 상태에서의 접합을 실시하기 위한 액상선/고상선 온도 범위로서, 고상선 221℃ 에 대해, 반용융 상태로서 충분한 실작업 온도 범위 250 ～ 300℃ 를 갖는 Ag 10% 를 하한으로 하고, 반용융 상태의 점성을 고려하여 30% (액상선약 410℃) 를 상한으로 한다. 또한, Cu 단독의 양으로서는, 접합부 내에 있어서의 CuSn 화합물의 생성을 용이하게 하기 위해, 하한 2% 로 하고, Cu 가 너무 많으면, CuSn 이 갖는 강도가 높아 취성 (脆性) 이 지배적이 되기 때문에, Cu 20% 를 상한으로 한다.
또, 상기 크림 땜납에 있어서, 제 1 분말 합금 및/또는 제 2 분말 합금은, Ni, Fe, Co, Ge 중 적어도 1 개의 첨가 원소를 함유하고, Ni, Fe, Co 는 1.0wt% 이하, Ge 는 0.1wt% 이하로 하는 것이 바람직하다. Ni 는 열적 안정성 및 접합성을 향상시키고, Fe, Co 는 열적 안정성과 강도 향상, 신뢰성의 향상, Ge 는 Sn 의 산화 억제에 기여한다. 이들의 Ni, Fe, Co, Ge 의 첨가가 바람직한 것은, 제 2 ～ 4 의 발명에 대해서도 동일하다.
또한, 제 1 분말 합금 및 제 2 분말 합금의 혼합물에 대한 상기 제 1 분말 합금의 비율은, 중량 비율로 50% 이상으로 하는 것이 바람직하다. 자세한 것은 후술하겠지만, 이로써, 땜납 재료의 내열성이 향상되며, 고온측의 땜납으로서 보다 적합해진다.
또한, 플럭스로서는 공지된 것을 사용할 수 있다. 예를 들어, 중합 로진 50부, 부틸카르비톨 46부, 시클로헥실아민 HBr 염 0.5부, 아디프산 0.5부, 수소 첨가 피마자유 3부를 용기에 주입하여, 가열 용해시킨 것을 사용할 수 있다. 이들의 플럭스의 사용이 가능한 것은, 제 2 ～ 4 의 발명에 대해서도 동일하다.
또, 리플로우법에 의해 리플로우 온도가 상이한 적어도 2 종류의 땜납을 사용하여, 고온측 및 저온측의 2 회의 납땜을 실시하는 경우에는, 전 공정으로서의 고온측의 납땜을 상기의 제 1 분말 합금과 제 2 분말 합금의 혼합물에 플럭스를 혼련하여 이루어지는 크림 땜납을 사용하고, 예를 들어 리플로우 온도 280 ～ 300℃ 에서 실시하고, 그 후, 후 공정으로서의 저온측의 납땜을 상기 제 2 분말 합금에 플럭스를 혼련하여 이루어지는 크림 땜납을 사용하여, 예를 들어 리플로우 온도 250 ～ 260℃ 에서 실시한다.
이로써, 후 공정의 250 ～ 260℃ 가열에 있어서, 고온측의 땜납은 고액 공존 상태에 있어, 점성이 높고, 접합 구성부 상호의 움직임은 억제되어 박리되지 않고, 접합을 유지할 수 있게 된다. 이 경우, 고온측의 땜납은, 제 1 분말 합금의 반용융 상태와, 제 2 분말 합금의 완전 용융 상태가 혼합된 상태가 되어, 상호 확산이 발생하여, 제 1 분말 합금의 조성을 니즈에 따라 적절히 설정함으로써, 양자 융합 후, 원하는 조성을 얻을 수 있다.
이와 같은 리플로우법에 의해 리플로우 온도가 상이한 적어도 2 종류의 땜납을 사용하여, 고온측 및 저온측의 2 회의 납땜을 실시하는 방법은, 제 2 및 제 4 발명에 있어서도 동일하다.
[제 1 발명의 실시예]
다음으로, 제 1 발명의 실시예와 그 평가 결과 등에 대해, 비교예와 함께 서술한다.
도 2 는 제 1 발명의 실시예 1 에 관련된 땜납 접합부의 단면 조직 및 각종 금속 분포를 현미경에 의해 관찰한 도면, 도 3 은 제 1 발명의 실시예 1 ～ 3 및 비교예의 합금 조성과 내열성 평가 결과를 나타낸다.
먼저, 실시예 1 의 크림 땜납에 대해 서술한다. Sn 20 Ag 5 Cu 0.1 Ni 의 합금을 530℃ 에서 용해 제작하고, 이 합금을 400℃ 부근에서 용해한 것으로 제작한 입경 20 ～ 45㎛ 의 분말 (고상선 220℃ 부근, 액상선 350℃ 부근) 과, Sn 3.5 Ag 0.5 Cu 0.07 Ni 0.01 Ge (20 ～ 45㎛, 용융 온도 220℃ 부근) 의 분말을 3 : 1 의 중량 비율로 혼립으로 하여, 이들을 플럭스와 혼합하여 크림 땜납을 제작하였다. Ni 의 첨가는, 내열성, 접합성의 향상, NiSn 석출물에 의한 미세화 효과를 갖는 것으로서, Ge 의 첨가는 주성분 Sn 의 산화를 억제하는 효과를 갖고, 접 합성 향상, 크림 땜납의 보관성 향상을 도모할 수 있다.
도 2 는, 상기 크림 땜납을 사용하여 250℃ 부근에서 가열하고, 구리판의 접합을 실시한 접합부의 단면 조직 및 각종 금속 분포를, 에너지 분산 X 선 분광법 (EDX : Energy Dispersive X-ray Spectroscopy) 에 의해 분석한 결과를 나타내고, 석출물이 분산된 상태를 나타낸다. 도 2(a) 는 반사 전자 이미지, 도 2(b), (c), (d) 는, 각각, Sn, Ag, Cu 의 X 선 이미지에 의한 분포를 나타낸다. 도 2 에 있어서, 석출물은, AgSn 화합물 (Ag3Sn) 및 CuSn 화합물 (Cu6Sn5) 이 주로서, 기지 (基地) 는 Sn 이 지배 성분으로, 적지만 Ag 및 Cu 가 검출되고 있다.
도 2(a) 의 반사 전자 이미지에 있어서, 비교적 흑색이 분산된 석출물 A 가 Cu6Sn5 이고, Cu6Sn5 보다 약간 밝은 그레이가 분산된 석출물 B 가 Ag3Sn 이고, 입계가 미세한 석출물 C 가 Ag3Sn 이외의 AgSn 화합물이고, 나머지의 부분은, Sn-Ag-Cu 계 합금이다. 도 2(b) 에 있어서의 비교적 흑색의 분산된 부분이 Sn 의 분포를 나타내고, 도 2(c) 에 있어서의 비교적 백색의 분산된 부분이 Ag 의 분포를 나타내고, 도 2(d) 에 있어서의 비교적 백색의 분산된 부분이 Cu 의 분포를 나타낸다.
통상적으로, Sn 20% Ag 5% Cu 0.1% Ni 합금을 용해 후, 벌크상으로 응고시킨 경우, 상태도로부터, 액상선 360℃ 부근에서 SnAg 가 석출되기 시작하고, 이것이 초정으로서 온도 저하와 함께 조대화되고, 한편에서, CuSn 석출물이 발생하고, 조대한 AgSn, CuSn 석출물을 주체로 하는 마이크로 조직이 된다. 상기와 같이 분산화한 조직을 갖는 땜납 접합부는, 소위 분산 강화된 복합재료와 동일한 특장을 얻을 수 있고, 재질적으로 균일 안정적인 것이며, 신뢰성이 우수한 것을 얻을 수 있다.
다음으로, 실시예 1 ～ 3 및 비교예의 합금 조성과 내열성 평가 결과를 나타내는 도 3 에 대해 서술한다. 도 3 에 있어서, 상기 실시예 1 에 있어서의 Sn 20 Ag 5 Cu 0.1 Ni 의 합금은 약호 SACN 으로 나타내고, Sn 3.5 Ag 0.5 Cu 0.07 Ni 0.01 Ge 의 합금은 약호 SACNG 로 나타낸다. 도 3 에 있어서, 상기 서술한 바와 같이 실시예 1 의 합금인 SACN : SACNG 의 비 = 3 : 1 이지만, 실시예 2 및 3 은, 상기의 비가 각각, 1 : 1 및 1 : 3 이다. 비교예의 합금은 약호 SAC 로 나타내는데, 이 합금은 Sn 3.0 Ag 0.5 Cu (상기 JEITA 에 있어서의 추천 조성) 이다.
도 3 에 있어서는, 상기 실시예 1 ～ 3 및 비교예의 내열성 평가 결과 및 용융 후의 합금 조성을 나타낸다. 내열성 평가 [℃] 는 이하와 같이 하여 실시하였다. Cu 판에 크림 땜납을 4×4×0.3㎜ 의 치수 내표면에 도포하여, 260℃×30sec 에서 Cu 블록 (5×5×5㎜) 을 접합시켰다. 그 후, 접합면을 수직으로 세워, 220℃ 내지 280℃ 의 범위에서 가열하고, 내열성 시험을 실시하였다. Cu 블록이, 자중에 의해 어긋나 떨어진 경우를 ×, 떨어지지 않은 경우를 ○ 로 표시 하고 있다. 이 결과로부터, 제 1 발명의 실시예에 의한 것은, 비교예 (종래 재료 Sn 3.0 Ag 0.5 Cu) 에 비하여 내열성이 우수하고, 또, 본 실험에서는, 실시예 1 및 2 와 같이, 용융 후의 Ag 량 약 10% 이상에 있어서, 명료하게 내열성 개선이 이루어져 있는 것을 알 수 있다. 합계 Ag 를 하한 10% 로 함으로써, 반용융 상태 확보, 및 AgSn 화합물 석출을 용이하게 하여, 내열성을 향상시킬 수 있다. 용 융 후의 Ag 량 약 10% 이상은, 대략 도 3 에 있어서, 제 1 분말 합금 (SACN) 및 제 2 분말 합금 (SACNG) 의 혼합물에 대한 상기 제 1 분말 합금 (SACN) 의 비율이, 중량 비율로 50% 이상에 상당한다.
도 3 의 결과로부터도 알 수 있는 바와 같이, 리플로우법에 의해 고온측 및 저온측의 2 회의 납땜을 실시하는 경우에는, 전 공정으로서의 고온측의 납땜을 예를 들어 실시예 1 또는 2 의 합금에 플럭스를 혼련하여 이루어지는 크림 땜납을 사용하여, 예를 들어 리플로우 온도 280 ～ 300℃ 에서 실시하고, 그 후, 후 공정으로서의 저온측의 납땜을 상기 비교예의 합금에 플럭스를 혼련하여 이루어지는 크림 땜납을 사용하여, 예를 들어 리플로우 온도 250 ～ 260℃ 에서 실시함으로써, 후 공정의 250 ～ 260℃ 가열에 있어서는, 고온측의 땜납은 고액 공존 상태에 있고, 점성이 높으며, 접합 구성부 상호의 움직임은 억제되어 박리되지 않고 접합을 유지할 수 있게 된다.
[제 2 발명]
다음으로, 제 2 본 발명에 대해 서술한다. 또한, 제 2 발명에 관련된 크림 땜납의 구체적 실시예나 그 평가 결과 등에 대해서는, 후술하는 실시예의 항에서 서술한다.
제 2 발명은, 「Ag 10 ～ 30wt%, Cu 2 ～ 20wt%, 잔부는 Sn 및 불가피한 불순물로 이루어지는 제 1 분말 합금과, Ag 4.0wt% 이하, Cu 2.0wt% 이하, Sb 8wt% 이하, 잔부는 Sn 및 불가피한 불순물로 이루어지는 제 2 분말 합금의 혼합물로 이루어지고, 상기 혼합물에 있어서의 Ag 및 Cu 성분의 합계는, 35wt% 이하로 하는 것 」을 특징으로 한다. 상기 각 성분에 관하여, 제 2 분말 합금의 성분 Sb 이외의 기술적 의의에 대해서는, 제 1 발명의 설명에서 상세히 서술되어 있다. 또, 주로 공정 조성의 표준적 땜납 합금보다 Ag 및 Cu 성분이 많은 점에서 특징적인 제 1 분말 합금의 각 조성의 의의에 대해서도, 제 1 발명의 설명에 상세히 서술되어 있다.
여기서는, 공정 조성에 가까운 제 2 분말 합금의 첨가 성분 Sb 의 의의에 대해 설명한다.
제 1 발명의 도 2 에, 첨가 성분 Sb 를 함유하지 않는 경우의 땜납 접합부의 단면 조직 및 각종 금속 분포를 나타냈지만, 땜납 접합부의 내열성, 신뢰성을 향상시키기 위해서는, Sn 베이스의 매트릭스의 강화가 바람직하다. SnAgCu 조성에 있어서는, 장시간 사용에 의해 사용 온도 조건에 따라서는, 마이크로 조직에 있어서, 결정립 조대화와 함께 Ag 가 응집되고, Sn 베이스 매트릭스의 강도 저하가 발생한다. 그래서, 제 2 분말 합금에 Sb 를 첨가한다.
도 4 는, Sn-Sb 계 상태도를 나타낸다. Sb 는 용융점 630.5℃ 이지만, Sn-Sb 계 상태도는 포정계이고, Sn 중에 고용하여, 미세한 고용융점 (425℃) Sn Sb 석출물을 형성한다. 이로써, Ag 등의 고용성분의 확산이 억제되어, 조직 안정성을 높일 수 있고, 내열성, 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
[제 2 발명의 실시예]
다음으로, 도 5 에 기초하여, 제 2 발명의 실시예와 그 평가 결과 등에 대해, 비교예과 함께 서술한다. 도 5 는 제 2 발명의 실시예 및 비교예의 합금 조성과 Sn 베이스 매트릭스의 경도를 측정한 결과를 나타내는 도면이다.
먼저, Sb 첨가가 없는 비교예의 크림 땜납의 조성 및 제작 순서 등에 대해 서술한다. 제 1 분말 합금으로서 Sn 20 Ag 5 Cu 0.1 Ni 의 합금을 530℃ 에서 용해 제작하고, 이 합금을 400℃ 부근에서 용해한 것으로 제작한 입경 20 ～ 45㎛ 의 분말 (고상선 220℃ 부근, 액상선 350℃ 부근) 을 제작한다. 또, 제 2 분말 합금으로서 Sn 3.5 Ag 0.5 Cu 0.07 Ni 0.01 Ge (20-45㎛, 용융 온도 220℃ 부근) 의 분말을 제작한다. 이 제 1 분말 합금과 제 2 분말 합금을, 3 : 1 의 중량 비율로 혼립으로 하여 이들을 플럭스와 혼합하여, 크림 땜납을 제작하였다. 상기 크림 땜납은, 제 1 발명에 있어서, 실시예 1 로서 기재한 것과 동일하다.
다음으로, 도 5 에 있어서의 실시예의 크림 땜납의 조성 및 제작 순서 등에 대해 서술한다. 제 1 분말 합금은 상기 비교예와 동일하게 한다. 제 2 분말 합금은, 상기 Sn 3.5 Ag 0.5 Cu 0.07 Ni 0.01 Ge 에 Sb 를 7.4wt% 함유시킨 (20-45㎛) 분말로 한다. 이 제 1 분말 합금과 제 2 분말 합금을, 3 : 1 의 중량 비율로 혼립으로 하여 이들을 플럭스와 혼합하여 크림 땜납을 제작하였다. 본 실시예의 제 1 분말 합금 및 제 2 분말 합금의 혼립 전체에 있어서의 Sb 의 함유량은, 2wt% 에 상당한다.
또한, 상기에 있어서, Ni 의 첨가는, 내열성, 접합성의 향상, NiSn 석출물 에 의한 미세화 효과를 갖는 것으로서, Ge 의 첨가는 주성분 Sn 의 산화를 억제하는 효과를 갖고, 접합성 향상, 크림 땜납의 보관성 향상을 도모하는 효과를 갖는다.
다음으로, 상기 실시예 및 비교예의 땜납 접합부에 대해, Sn 베이스 매트릭스의 경도를 측정한 결과에 대해 서술한다. 매트릭스의 경도는, 나노인덴테이션법에 의해 측정하였다. 측정점은 8 점으로 하고, 도 5 에 있어서는, 8 점의 측정치와 평균치를 나타낸다. 압자는 삼각추이고, 가중 0.5mN 에서, 압입 시험에 의해 얻어지는 하중 - 변위 곡선에 기초하는 압입 압력 (GPa) 으로부터 구하였다. 값이 클수록, 딱딱한 것을 나타낸다.
Sb 를 첨가한 실시예가 비교예에 비하여, Sb 의 고용 강화에 의해 경도가 향상되어 있다. 따라서, 실시예가 열 피로 강도가 크고, 내열성 및 신뢰성의 향상을 도모할 수 있다고 할 수 있다. 또한, Sb 첨가량은, Sn-Sb 계의 액상선상승에 의한 점성 증가를 억제하기 위해, 8wt% 이하로 하는 것이 바람직하다.
[제 3 발명]
다음으로, 제 3 발명의 실시형태에 대해 서술한다. 또한, 제 3 발명에 관련된 크림 땜납의 구체적 실시예나 그 평가 결과 등에 대해서는, 후술하는 실시예의 항에서 서술한다.
제 3 발명은, 「Ag 10 ～ 30wt%, Cu 2 ～ 20wt%, 잔부는 Sn 및 불가피한 불순물로 이루어지는 제 1 분말 합금과, Ag 4.0wt% 이하 (0 을 포함하지 않음), Cu 2.0wt% 이하 (0 을 포함하지 않음), 잔부는 Sn 및 불가피한 불순물로 이루어지는 제 2 분말 합금의 합금 혼합물과, 이 합금 혼합물에 제 3 분말로서 Cu 분말을 혼합하여 이루어지는 것으로 하고, 상기 합금 혼합물에 있어서의 Ag 및 Cu 성분의 합계는 전체 합금 혼합물에 대해 35wt% 이하로 하며, 또한 상기 합금 혼합물과 Cu 분말 의 합계 중량에 대한 Cu 분말의 비율은, 25wt% 이하로 하는 것」을 특징으로 한다.
상기 각 성분에 관하여, 상기 합금 혼합물의 기술적 의의에 대해서는, 제 1 발명의 설명에 상세히 서술되어 있다. 또, 주로 공정 조성의 표준적 땜납 합금보다 Ag 및 Cu 성분이 많은 점에서 특징적인 제 1 분말 합금의 각 조성의 의의에 대해서도, 제 1 발명의 설명에 상세히 서술되어 있다.
여기에서는, 「제 3 분말로서의 Cu 분말 혼합」의 의의에 대해 서술한다.
제 1 발명의 도 2 에, 제 3 분말로서의 Cu 분말을 함유하지 않는 경우의 땜납 접합부의 단면 조직 및 각종 금속 분포를 나타냈지만, 땜납 접합부의 내열성, 신뢰성을 향상시키기 위해서는, Sn 베이스의 매트릭스의 강화가 바람직하다.
또 한편, 상기 제 1 분말 합금은 Ag 함유량이 많고, 제 2 분말 합금은 표준적 공정 조성 부근 재료이며, 종래의 Pb-Sn 땜납 재료보다 가격이 높아진다. 신뢰성의 관점에서는, 석출물이 많은 것이 바람직하고, 그러기 위해서는, 제 1 분말 합금의 양을 증가시키는 것이 바람직하지만, 이 경우에는, Ag 리치가 되기 때문에 가격이 더욱 높아진다. 그래서, 제 3 금속 분말로서 제 1, 제 2 분말 합금보다 고융점을 갖는 금속 분말, 예를 들어 Cu 의 분말을 혼립시킨다.
이로써, 제 1, 제 2 분말 합금의 고상선 온도보다 높고, 또, 양자의 액체상선보다 낮은 온도에서, 즉, 반용융 상태에서 접합해도 Cu 의 분말은 고체를 유지하며, 액체 비율을 낮게 할 수 있다. 또, Sn 베이스 매트릭스의 응고시, Cu 분말과 Sn 베이스 반용융 사이에 CuSn 화합물, Ni 가 첨가되어 있는 경우에는 CnSnNi 화합물이 형성되어, 매트릭스의 강화에 기여한다. 즉, 제 1 액상선보다 낮은 온도로 접합하면, 제 3 고융점의 금속 분말로서의 Cu 분말은 고체로 유지되며, 제 1, 제 2 분말 합금은 반용융하며, 상호 확산하고, 접합 후, Cu 분말과 CuSn 석출물, AgSn 화합물 석출물과 SnAg 공정 조성에 가까운 매트릭스로 이루어지는 마이크로 조직이 된다. 따라서, 전체적으로 강화된 땜납 접합부가 얻어진다.
또, 제 3 발명에서는, 리플로우법에 의해 리플로우 온도가 상이한 적어도 2 종류의 땜납을 사용하고, 고온측 및 저온측의 2 회의 납땜을 실시하는 경우에는, 전 공정으로서의 고온측의 납땜을 상기의 제 1 분말 합금과 제 2 분말 합금과 제 3 분말로서의 Cu 분말의 혼합물에 플럭스를 혼련하여 이루어지는 크림 땜납을 사용하여, 예를 들어 리플로우 온도 280 ～ 300℃ 에서 실시하고, 그 후, 후 공정으로서의 저온측의 납땜을 상기 제 2 분말 합금에 플럭스를 혼련하여 이루어지는 크림 땜납을 사용하여, 예를 들어 리플로우 온도 250 ～ 260℃ 에서 실시한다.
이로써, 후 공정의 250 ～ 260℃ 가열에 있어서, 고온측의 땜납은 고액 공존 상태에 있어, 점성이 높고, 접합 구성부 상호의 움직임은 억제되어 박리되지 않고 접합을 유지할 수 있게 된다. 이 경우, 고온측의 땜납은, 제 1 분말 합금의 반용융 상태와, 제 2 분말 합금의 완전 용융 상태가 혼합한 상태가 되고, 상호 확산이 발생하여, 제 1 분말 합금의 조성을 니즈에 따라 적절히 설정함으로써, 양자 융합 후, 원하는 조성을 얻을 수 있다.
[제 3 발명의 실시예]
다음으로, 도 6 을 참조하여, 제 3 발명의 실시예와 그 평가 결과 등에 대해 서술한다. 도 6 은 제 3 발명의 실시예에 관련된 땜납 접합부의 단면 조직을 현미경으로 관찰하여 X 선 마이크로 애널라이저로 분석한 결과를 나타내는 도면이다.
먼저, 크림 땜납의 조성 및 제작 순서 등에 대해 서술한다. 제 1 분말 합금으로서 Sn 20 Ag 5 Cu 0.1 Ni 의 합금을 530℃ 에서 용해 제작하고, 이 합금을 400℃ 부근에서 용해한 것으로 제작한 입경 20 ～ 45㎛ 의 분말 (고상선 220℃ 부근, 액상선 350℃ 부근) 을 제작한다. 또, 제 2 분말 합금으로서, Sn 3.5 Ag 0.5 Cu 0.07 Ni 0.01 Ge (20 ～ 45㎛, 용융 온도 220℃ 부근) 의 분말을 제작한다. 이 제 1 분말 합금과 제 2 분말 합금을, 3 : 1 의 중량 비율로 혼립한 합금 혼합물에 대해, 추가로 45㎛ 의 Cu 분말과 플럭스를 혼합하여 크림 땜납을 제작하였다.
상기에 있어서, Cu 분말의 혼합량을 다양하게 변경하여 땜납 접합부의 평가를 실시하였다. 그 결과에 대해 이하에 서술한다.
Cu 분말량이 상이한 5 종류 (전체 중량의 10, 20, 30, 35, 40wt%) 의 구성인 것을, 구리판 상에 두께 0.2㎜ 도포하고, 가열판 상에서, 150℃×60sec→260℃×30sec 가열 용융시켜, 냉각 응고시켰다. 그 결과, 35wt% 이상에서는, 외관상 보이드가 관찰되고, Cu 40wt% 에서는 현저하게 관찰되었다. 20wt% 이하에서는 관찰되지 않았다. 그래서, 상기 합금 혼합물과 Cu 분말의 합계 중량에 대한 Cu 분말의 비율은, 25wt% 이하로 하는 것이 바람직하다.
상기 실시예에 있어서, Ni 의 첨가는, 내열성, 접합성의 향상, NiSn 석출물 에 의한 미세화 효과를 초래함과 함께, Cu 분말과 제 1, 제 2 분말 합금이 확산 반 응하여, 계면에서 금속간 화합물을 형성할 때, Cu, Sn, Ni 의 3 원자 화합물을 형성시키기 때문이다. Cu, Sn, Ni 의 화합물은, CuSn 의 2 원자 화합물과 비교하여, 화합물 형성 후, Cu 분말과 SnAg 계 땜납의 확산이 억제되어, 안정적인 상태를 유지하는 것이 용이해진다. Ge 의 첨가는 주성분 Sn 의 산화를 억제하는 효과를 갖고, 땜납의 유동성을 향상시켜, 접합성 향상, 및, 크림 땜납에 있어서는, 땜납 금속 분말과 플럭스의 반응이 억제되어 보관성 향상을 도모할 수 있다.
다음으로, 도 6 에 대해 서술한다. 도 6 은, Cu 분말량 20wt% 의 구성인 것을, 250℃ 가열 용융하고, 냉각 응고시킨 것의 단면 마이크로 조직을 관찰하여, EPMA (X 선 마이크로 애널라이저) 로 성분 분포를 조사한 것을 나타낸다.
도 6 의 (a) 는 2 차 전자 이미지, (b) 는 반사 전자 이미지, (c) 는 Sn X 선 이미지, (d) 는 Ag X 선 이미지, (e) 는 Cu X 선 이미지, (f) 는 Ni X 선 이미지를 나타낸다. (a), (b) 에 있어서의 흑색 구상부에는, (e) 에 있어서의 비교적 큰 백색 구상부가 대응하고 있고, 이 (e) 에 있어서의 백색 구상부는 제 3 금속으로서의 Cu 의 고체가 잔존하여 분산된 것이다.
도 6(c), (d), (e) 의 각 X 선 이미지에 있어서, Sn 기지 중에 석출물이 관찰되고 있다. X 선 이미지 (d) 에서의 백색부에, Sn X 선 이미지 (c) 에 있어서의 농회색부가 대응되고 있고, 이것은 Ag3Sn 화합물이라고 생각된다. 또, Cu X 선 이미지 (e) 의 박회색부와 Sn X 선 이미지 (c) 의 박회색부가 대응되고 있고, 이것은 Cu6Sn5 화합물이라고 생각된다. 즉, 기지 중에 관찰되는 주된 석출물은, AgSn, CuSn 의 2 종류의 화합물이다.
또, 도 6(f) Ni X 선 이미지에 있어서 명료하지 않지만, Ni 는, Cu 립의 주위에서 농축이 인정되고, Sn X 선 이미지, Cu X 선 이미지와 합쳐, Cu 입자 주위 화합물은 SnCuNi 의 3 원자 화합물이다. SnCuNi 화합물은, Ni 의 첨가량으로부터도 CuSn 에 비하여 안정적인 성장량이 적은 화합물이라고 생각된다. 또한, Cu 입자 주위의 SnCuNi 화합물 형성으로부터, 기지 중의 CuSn 화합물에는 Ni 가 함유되어 있는 것이라고 생각된다.
제 3 발명에 의하면, 기지 중의 SnCuNi 와 SnAg 의 미세 분산 석출물과, 제 3 금속인 수십 ㎛ 립의 2 단계 분산형 조직으로 할 수 있고, Sn, Cu, Ni 의 3 원자 석출물, SnAg 화합물은 열적으로 안정적이고, 조직 구성으로서 안정적인 조직을 얻을 수 있으며, 신뢰성이 우수한 접합부를 형성할 수 있게 된다.
또한, 제 3 발명에 의하면, 땜납 재료는 대표적 납프리 땜납 Sn 3.5 Ag 공정 조성을 베이스로 하는 (용융점 220℃ 부근) 땜납의 접합 온도 250℃ 부근에서 접합할 수 있고, 후 공정에서 별도의 지점을, 예를 들어 Sn 3.5 Ag 0.5 Cu 납땜으로 접합하는 경우, 전 공정 접합부에는 본 발명에 의한 내열성 납땜를 사용하고 있으므로, 250℃ 가열에서는 고액 공존 상태이고, 점성이 높으며, 접합 구성부 상호의 움직임은 억제되어, 후 공정 접합할 수 있게 된다.
[제 4 발명]
다음으로, 제 4 발명의 실시형태에 대해 서술한다. 또한, 제 4 발명에 관련된 크림 땜납의 구체적 실시예나 그 평가 결과 등에 대해서는, 후술하는 실시 예의 항에서 서술한다.
제 4 발명은, 「Ag 10 ～ 30wt%, Cu 2 ～ 20wt%, 잔부는 Sn 및 불가피한 불순물로 이루어지는 제 1 분말 합금과, Ag 4.0wt% 이하, Cu 2.0wt% 이하, In 10wt% 이하, 잔부는 Sn 및 불가피한 불순물로 이루어지는 제 2 분말 합금의 혼합물로 이루어지고, 상기 혼합물에 있어서의 Ag 및 Cu 성분의 합계는, 35wt% 이하로 하는 것」혹은 「Ag 10 ～ 30wt%, Cu 2 ～ 20wt%, 잔부는 Sn 및 불가피한 불순물로 이루어지는 제 1 분말 합금과, Ag 4.0wt% 이하, Cu 2.0wt% 이하, Bi 10wt% 이하, 잔부는 Sn 및 불가피한 불순물로 이루어지는 제 2 분말 합금의 혼합물로 이루어지고, 상기 혼합물에 있어서의 Ag 및 Cu 성분의 합계는, 35wt% 이하로 하는 것」을 특징으로 한다. 상기 각 성분에 관하여, 제 2 분말 합금의 성분 In 혹은 Bi 이외의 기술적 의의에 대해서는, 제 1 발명의 설명에서 상세히 서술되어 있다. 또, 주로 공정 조성의 표준적 땜납 합금보다 Ag 및 Cu 성분이 많은 점에서 특징적인 제 1 분말 합금의 각 조성의 의의에 대해서도, 제 1 발명의 설명에서 상세히 서술되어 있다.
여기에서는, 공정 조성에 가까운 제 2 분말 합금의 첨가 성분 In 혹은 Bi 의 의의에 대해 설명한다.
제 1 발명의 도 2 에, 첨가 성분 In 혹은 Bi 를 함유하지 않는 경우의 땜납 접합부의 단면 조직 및 각종 금속 분포를 나타냈지만, 땜납 접합부의 내열성, 신뢰성을 향상시키기 위해서는, Sn 베이스의 매트릭스의 강화가 바람직하다. 또, 접합성 향상을 위해서는, 마이크로 조직의 매트릭스가 되는 제 2 분말 합금의 점성 저감이 바람직하다. SnAgCu 조성에 있어서는, 장시간 사용에 의해 사용 온도 조건에 따라서는, 마이크로 조직에 있어서, 결정립 조대화와 함께 Ag 가 응집되고, Sn 베이스 매트릭스의 강도 저하가 발생한다. 그래서, 강도 향상과 점성 저감 에 의한 접합성 향상을 목적으로 하고, 제 2 분말 합금에 In 혹은 Bi 를 첨가한다.
도 7 은 Sn-In 계 상태도를 나타낸다. In 는 용융점 160℃ 인데, Sn-In 계 상태도에서, 50wt% In 에서 공정 조성 (120℃) 을 갖고, 공정 반응은, 44%≤In≤77% 의 범위이며, 저 In 측에서는 Sn 중에 고용하여, SnIn 석출물을 형성한다. 이로써, Ag 등의 고용 성분의 확산이 억제되어, 조직 안정성을 높일 수 있고, 내열성, 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또, In 첨가에 의해 액상선 온도가 저하되고, 접합시 액상 비율이 많아져, 점성 저감에 의한 접합성의 향상이 도모된다.
도 8 은 Sn-Bi 계 상태도를 나타낸다. 57wt% Bi 에서 공정 조성 (139℃) 을 갖고, 공정 반응은, Bi 21wt% 이상이며, 저 Bi 측에서는 Sn 중에 고용하여, SnBi 석출물을 형성한다. 이로써, Ag 등의 고용성분의 확산이 억제되고, 조직 안정성을 높일 수 있어 내열성, 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또, Bi 첨가에 의해 액상선 온도가 저하되고, 접합시 액상 비율이 많아져, 점성 저감에 의한 접합성의 향상이 도모된다.
[제 4 발명의 실시예]
다음으로, 도 9 에 기초하여, 제 4 발명의 실시예와 그 평가 결과 등에 대해, 비교예와 함께 서술한다. 도 9 는 제 4 발명의 실시예 및 비교예의 합금 조성과 Sn 베이스 매트릭스의 경도를 측정한 결과를 나타내는 도면이다.
먼저, In 혹은 Bi 첨가가 없는 비교예의 크림 땜납의 조성 및 제작 순서 등 에 대해 서술한다. 제 1 분말 합금으로서 Sn 20 Ag 5 Cu 0.1 Ni 의 합금을 530℃ 에서 용해함으로써 제작하고, 이 합금을 400℃ 부근에서 용해한 것으로 제작한 입경 20 ～ 45㎛ 의 분말 (고상선 220℃ 부근, 액상선 350℃ 부근) 을 제작한다. 또, 제 2 분말 합금으로서의, Sn 3.5 Ag 0.5 Cu 0.07 Ni 0.01 Ge (20-45㎛, 용융 온도 220℃ 부근) 의 분말을 제작한다. 이 제 1 분말 합금과 제 2 분말 합금을, 3 : 1 의 중량 비율로 혼립으로 하여, 이들을 플럭스와 혼합하여 크림 땜납을 제작하였다. 상기 크림 땜납은, 제 1 발명에 있어서, 실시예 1 에서 기재한 것과 동일하다.
다음으로, 도 9 에 있어서의 실시예 1 및 2 의 크림 땜납의 조성 및 제작 순서 등에 대해 서술한다. 실시예 1 및 2 와 함께, 제 1 분말 합금은 상기 비교예와 동일하게 한다. 실시예 1 의 경우, 제 2 분말 합금으로서 상기 Sn 3.5 Ag 0.5 Cu 0.07 Ni 0.01 Ge 에 In 를 7.75wt% 함유시킨 (20 ～ 45㎛) 분말을 제작한다. 이 제 1 분말 합금과 제 2 분말 합금을, 3 : 1 의 중량 비율로 혼립으로 하여, 이들을 플럭스와 혼합하여 크림 땜납을 제작하였다. 한편, 실시예 2 의 경우, 제 2 분말 합금으로서, 상기 Sn 3.5 Ag 0.5 Cu 0.07 Ni 0.01 Ge 에 Bi 를 8.4wt% 함유 시킨 (20 ～ 45㎛) 분말을 제작한다. 이 제 1 분말 합금과 제 2 분말 합금을, 3 : 1 의 중량 비율로 혼립으로 하여, 이들을 플럭스와 혼합하여 크림 땜납을 제작하였다. 본 실시예 1 혹은 실시예 2 의 제 1 분말 합금 및 제 2 분말 합금의 혼립 전체에 있어서의 In 혹은 Bi 의 함유량은, 각각, 2.1wt% In 혹은 2.1wt% Bi 에 상당한다.
또한, 상기에 있어서, Ni 의 첨가는, 내열성, 접합성의 향상, NiSn 석출물 에 의한 미세화 효과를 갖는 것으로서, Ge 의 첨가는 주성분 Sn 의 산화를 억제하는 효과를 갖고, 접합성 향상, 크림 땜납의 보관성 향상을 도모하는 효과를 갖는다.
다음으로, 상기 실시예 1, 2 및 비교예의 땜납 접합부에 대해, Sn 베이스 매트릭스의 경도를 측정한 결과에 대해 서술한다. 매트릭스의 경도는, 나노인덴테이션법에 의해 측정하였다. 측정점은 각각 8 점으로 하고, 도 9 에 있어서는, 8 점의 측정식과 평균치를 나타낸다. 압자는 삼각추이고, 가중 0.5mN 에서, 압입 시험에 의해 얻어지는 하중 - 변위 곡선에 기초하는 압입 압력 (GPa) 으로부터 구하였다. 값이 클수록, 딱딱한 것을 나타낸다.
In 혹은 Bi 를 첨가한 실시예 1 혹은 실시예 2 가 비교예에 비하여, In 혹은 Bi 의 고용 강화에 의해 경도가 향상되어 있다. 따라서, 실시예가 열 피로 강도가 크고, 내열성 및 신뢰성의 향상을 도모할 수 있다고 할 수 있다. 또한, In 혹은 Bi 의 첨가에 의해, 점성 저감에 의한 접합성의 향상이 도모된다. 또한, In 첨가량은, 응고시 Sn 초정과의 공존, 비용을 고려하여, 10wt% 이하로 하는 것이 바람직하다. 또, Bi 첨가량은, 과도한 경도의 억제, 마이크로 편석 (偏析) 에 의한 공정 조성에 의한 동용융 온도 저하 방지를 위해, 10wt% 이하로 하는 것이 바람직하다.
이 발명에 의하면, 우수한 강도와 열적 안정성을 갖고, 접합성도 양호하며 염가인 Sn-Ag-Cu 계 땜납 합금을 베이스로 하여, 온도 계층 접속에 대응할 수 있는 바람직한 고온측 납프리 땜납 재료와 전자 부품의 납땜 방법을 제공할 수 있다.
또한, Sn 베이스 매트릭스 중에, CuSn 화합물, AgSn 화합물 이외에, Cu 입자가 분산된 조직을 얻을 수 있으며, 고체 밀도가 증가되어, 전체적으로 강화된 땜납 접합부를 얻을 수 있다.
또, 제 3 분말로서 Cu 분말을 혼합함으로써, Ag 가 비교적 리치한 제 1 분말 합금의 양을 저감시킬 수 있으므로 전체적으로 비용의 저감이 도모된다.

Claims (22)

  1. 삭제
  2. Sn-Ag-Cu 계 합금에 플럭스를 혼련하여 이루어지는 크림 땜납에 있어서,
    상기 Sn-Ag-Cu 계 합금은, Ag 10 ～ 30wt%, Cu 2 ～ 20wt%, 잔부는 Sn 및 불가피한 불순물로 이루어지는 제 1 분말 합금과,
    상기 제 1 분말 합금보다 Ag 및 Cu 의 성분 조성 (wt%) 이 작고, 상기 제 1 분말 합금보다 용융 온도를 낮게 한 제 2 분말 합금의 혼합물로 이루어지고,
    상기 혼합물에 있어서의 Ag 및 Cu 성분의 합계는, 35wt% 이하로 하는 것을 특징으로 하는 크림 땜납.
  3. 제 2 항에 있어서,
    제 2 분말 합금은, Ag 4.0wt% 이하 (0 을 포함하지 않음), Cu 2.0wt% 이하 (0 을 포함하지 않음), 잔부는 Sn 및 불가피한 불순물로 하는 것을 특징으로 하는 크림 땜납.
  4. 삭제
  5. 제 2 항에 있어서,
    제 1 분말 합금 및 제 2 분말 합금의 혼합물에 대한 상기 제 1 분말 합금의 비율은, 중량 비율로 50% 이상으로 하는 것을 특징으로 하는 크림 땜납.
  6. 제 3 항에 있어서,
    제 1 분말 합금 및 제 2 분말 합금의 혼합물에 대한 상기 제 1 분말 합금의 비율은, 중량 비율로 50% 이상으로 하는 것을 특징으로 하는 크림 땜납.
  7. Sn-Ag-Cu 계 합금에 플럭스를 혼련하여 이루어지는 크림 땜납에 있어서,
    상기 Sn-Ag-Cu 계 합금은,
    Ag 10 ～ 30wt%, Cu 2 ～ 20wt%, 잔부는 Sn 및 불가피한 불순물로 이루어지는 제 1 분말 합금과,
    Sb 8wt% 이하 (0 을 포함하지 않음), In 10wt% 이하 (0 을 포함하지 않음), Bi 10wt% 이하 (0 을 포함하지 않음) 의 3 성분 중 어느 하나와, Ag 4.0wt% 이하 (0 을 포함하지 않음), Cu 2.0wt% 이하 (0 을 포함하지 않음), 잔부는 Sn 및 불가피한 불순물로 이루어지는 제 2 분말 합금의 혼합물로 이루어지고,
    상기 혼합물에 있어서의 Ag 및 Cu 성분의 합계는, 35wt% 이하로 하는 것을 특징으로 하는 크림 땜납.
  8. Sn-Ag-Cu 계 합금에 플럭스를 혼련하여 이루어지는 크림 땜납에 있어서,
    상기 Sn-Ag-Cu 계 합금은,
    Ag 10 ～ 30wt%, Cu 2 ～ 20wt%, 잔부는 Sn 및 불가피한 불순물로 이루어지는 제 1 분말 합금과,
    Ag 4.0wt% 이하 (0 을 포함하지 않음), Cu 2.0wt% 이하 (0 을 포함하지 않음), 잔부는 Sn 및 불가피한 불순물로 이루어지는 제 2 분말 합금의 합금 혼합물과,
    이 합금 혼합물에, 제 3 분말로서 Cu 분말을 혼합하여 이루어지는 것으로 하고,
    상기 합금 혼합물에 있어서의 Ag 및 Cu 성분의 합계는 전체 합금 혼합물에 대해 35wt% 이하로 하고, 또한 상기 합금 혼합물과 Cu 분말의 합계 중량에 대한 Cu 분말의 비율은, 25wt% 이하로 하는 것을 특징으로 하는 크림 땜납.
  9. 제 2 항, 제 3 항 및 제 5 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 분말 합금, 제 2 분말 합금 중 어느 하나 또는 양쪽은, Ni, Fe, Co, Ge 중 적어도 1 개의 첨가 원소을 함유하고, Ni, Fe, Co 는 1.0wt% 이하, Ge 는 0.1wt% 이하로 하는 것을 특징으로 하는 크림 땜납.
  10. 삭제
  11. 리플로우법에 의해 리플로우 온도가 상이한 적어도 2 종류의 땜납을 사용하여, 고온측 및 저온측의 2 회의 납땜을 실시하는 전자 부품의 납땜 방법에 있어서,
    전 공정으로서의 고온측의 납땜을,
    Sn-Ag-Cu 계 합금에 플럭스를 혼련하여 이루어지는 크림 땜납으로서, 상기 Sn-Ag-Cu 계 합금은, Ag 10 ～ 30wt%, Cu 2 ～ 20wt%, 잔부는 Sn 및 불가피한 불순물로 이루어지는 제 1 분말 합금과, 상기 제 1 분말 합금보다 Ag 및 Cu 의 성분 조성 (wt%) 이 작고, 상기 제 1 분말 합금보다 용융 온도를 낮게 한 제 2 분말 합금의 혼합물로 이루어지고, 상기 혼합물에 있어서의 Ag 및 Cu 성분의 합계는, 30wt% 이하로 하는 크림 땜납 크림 땜납을 사용하여 실시하고,
    그 후, 후 공정으로서의 저온측의 납땜을,
    상기 제 2 분말 합금에 플럭스를 혼련하여 이루어지는 크림 땜납을 사용하여 실시하는 것을 특징으로 하는 전자 부품의 납땜 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    제 2 분말 합금은, Ag 4.0wt% 이하 (0 을 포함하지 않음), Cu 2.0wt% 이하 (0 을 포함하지 않음), 잔부는 Sn 및 불가피한 불순물로 하는 것을 특징으로 하는 전자 부품의 납땜 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    제 1 분말 합금 및 제 2 분말 합금의 혼합물에 대한 상기 제 1 분말 합금의 비율은, 중량 비율로 50% 이상으로 하는 것을 특징으로 하는 전자 부품의 납땜 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    제 1 분말 합금 및 제 2 분말 합금의 혼합물에 대한 상기 제 1 분말 합금의 비율은, 중량 비율로 50% 이상으로 하는 것을 특징으로 하는 전자 부품의 납땜 방법.
  15. 삭제
  16. 제 11 항에 있어서,
    후 공정으로서의 저온측의 납땜의 리플로우 온도는, 상기 제 1 분말 합금의 고액 공존 영역에 상응하는 소정의 온도로 하는 것을 특징으로 하는 전자 부품의 납땜 방법.
  17. 제 12 항에 있어서,
    후 공정으로서의 저온측의 납땜의 리플로우 온도는, 상기 제 1 분말 합금의 고액 공존 영역에 상응하는 소정의 온도로 하는 것을 특징으로 하는 전자 부품의 납땜 방법.
  18. 제 13 항에 있어서,
    후 공정으로서의 저온측의 납땜의 리플로우 온도는, 상기 제 1 분말 합금의 고액 공존 영역에 상응하는 소정의 온도로 하는 것을 특징으로 하는 전자 부품의 납땜 방법.
  19. 제 14 항에 있어서,
    후 공정으로서의 저온측의 납땜의 리플로우 온도는, 상기 제 1 분말 합금의 고액 공존 영역에 상응하는 소정의 온도로 하는 것을 특징으로 하는 전자 부품의 납땜 방법.
  20. 리플로우법에 의해 리플로우 온도가 상이한 적어도 2 종류의 땜납을 사용하여, 고온측 및 저온측의 2 회의 납땜을 실시하는 전자 부품의 납땜 방법에 있어서,
    전 공정으로서의 고온측의 납땜을,
    Sn-Ag-Cu 계 합금에 플럭스를 혼련하여 이루어지는 크림 땜납으로서, 상기 Sn-Ag-Cu 계 합금은, Ag 10 ～ 30wt%, Cu 2 ～ 20wt%, 잔부는 Sn 및 불가피한 불순물로 이루어지는 제 1 분말 합금과, Sb 8wt% 이하 (0 을 포함하지 않음), In 10wt% 이하 (0 을 포함하지 않음), Bi 10wt% 이하 (0 을 포함하지 않음) 의 3 성분 중 어느 하나와, Ag 4.0wt% 이하 (0 을 포함하지 않음), Cu 2.0wt% 이하 (0 을 포함하지 않음), 잔부는 Sn 및 불가피한 불순물로 이루어지는 제 2 분말 합금의 혼합물로 이루어지고, 상기 혼합물에 있어서의 Ag 및 Cu 성분의 합계는, 35wt% 이하인 크림 땜납을 사용하여 실시하고,
    그 후, 후 공정으로서의 저온측의 납땜을,
    상기 제 2 분말 합금에 플럭스를 혼련하여 이루어지는 크림 땜납을 사용하여 실시하는 것을 특징으로 하는 전자 부품의 납땜 방법.
  21. 리플로우법에 의해 리플로우 온도가 상이한 적어도 2 종류의 땜납을 사용하여, 고온측 및 저온측의 2 회의 납땜을 실시하는 전자 부품의 납땜 방법에 있어서,
    전 공정으로서의 고온측의 납땜을,
    Sn-Ag-Cu 계 합금에 플럭스를 혼련하여 이루어지는 크림 땜납으로서, 상기 Sn-Ag-Cu 계 합금은, Ag 10 ～ 30wt%, Cu 2 ～ 20wt%, 잔부는 Sn 및 불가피한 불순물로 이루어지는 제 1 분말 합금과, Ag 4.0wt% 이하 (0 을 포함하지 않음), Cu 2.0wt% 이하 (0 을 포함하지 않음), 잔부는 Sn 및 불가피한 불순물로 이루어지는 제 2 분말 합금의 합금 혼합물과, 이 합금 혼합물에, 제 3 분말로서 Cu 분말을 혼합하여 이루어지는 것으로 하고, 상기 합금 혼합물에 있어서의 Ag 및 Cu 성분의 합계는 전체 합금 혼합물에 대해 35wt% 이하로 하고, 또한 상기 합금 혼합물과 Cu 분말의 합계 중량에 대한 Cu 분말의 비율은, 25wt% 이하인 크림 땜납을 사용하여 실시하고,
    그 후, 후 공정으로서의 저온측의 납땜을,
    상기 제 2 분말 합금에 플럭스를 혼련하여 이루어지는 크림 땜납을 사용하여 실시하는 것을 특징으로 하는 전자 부품의 납땜 방법.
  22. 제 11 항 내지 제 14 항 및 제 16 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 분말 합금, 제 2 분말 합금 중 어느 하나 또는 양쪽은, Ni, Fe, Co, Ge 의 중 적어도 1 개의 첨가 원소를 함유하고, Ni, Fe, Co 는 1.0wt% 이하, Ge 는 0.1wt% 이하로 하는 것을 특징으로 하는 전자 부품의 납땜 방법.
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