KR101360142B1 - Lead-free solder composition - Google Patents
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Abstract
본 발명은 무연 솔더(lead-free solder) 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주석(Sn) 95.0 내지 99.0 중량%, 은(Ag) 0.5 내지 5 중량%, 및 구리(Cu) 0.1 내지 2 중량%를 포함하는 주석(Sn)-은(Ag)-구리(Cu)의 3원계 합금; 및 인듐(In) 45 내지 55 중량%, 및 주석(Sn) 45 내지 55 중량%를 포함하는 주석(Sn)-인듐(In)의 2원계 합금을 포함하는 무연 솔더 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 따른 무연 솔더 조성물은 납을 포함하지 않으면서도, 이전의 주석(Sn)-납(Pb) 2원계 합금, 주석(Sn)-은(Ag)-구리(Cu)의 3원계 합금, 또는 주석(Sn)-은(Ag)-구리(Cu)-인듐(In)의 4원계 합금을 단독으로 사용하는 솔더와 비교하여 동등하거나 더 낮은 융점을 가지면서도 젖음성이 우수하여 높은 작업 신뢰도를 나타낼 수 있는 장점이 있다.The present invention relates to a lead-free solder composition, and more particularly, 95.0 to 99.0 wt% of tin (Sn), 0.5 to 5 wt% of silver (Ag), and 0.1 to 2 wt% of copper (Cu) A ternary alloy of tin (Sn) -silver (Ag) -copper (Cu) comprising a; And a binary alloy of tin (Sn) -indium (In) comprising 45 to 55 wt% of indium (In), and 45 to 55 wt% of tin (Sn).
The lead-free solder composition according to the present invention does not contain lead, but is a previous tin (Sn) -lead (Pb) binary alloy, tin (Sn) -silver (Ag) -copper (Cu) ternary alloy, or Compared to solder using a single alloy of tin (Sn) -silver (Ag) -copper (Cu) -indium (In) alone, it has the same or lower melting point and excellent wettability, thus showing high working reliability. There is an advantage.
Description
본 발명은 납(lead)을 함유하지 않는 솔더 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a solder composition containing no lead.
솔더(solder)는 전자부품을 기판 상에 접합시키기 위해 사용하는 것으로서, 이전에는 주석(Sn)-납(Pb) 2원계 합금 솔더가 널리 사용되었다. 이는 주석-납계 솔더의 고상선 온도(solidus temperature)와 액상선 온도(liquidus temperature)가 183 ℃로 동일하여 냉각시 크랙 발생이 적고, 용융온도가 낮아 전자부품에 대한 열 손상이 적기 때문이다.Solder is used to bond electronic components onto a substrate. Previously, tin (Sn) -lead (Pb) binary alloy solders were widely used. This is because the solidus temperature and the liquidus temperature of the tin-lead solder are the same as 183 ° C., resulting in less cracking during cooling and less heat damage to electronic components due to the lower melting temperature.
그러나, 환경오염 문제로 납의 사용이 제한됨에 따라, 주석-납계 솔더를 대체할 수 있는 무연(lead-free 또는 Pb-free) 솔더에 대한 많은 연구가 이루어지고 있다.However, as the use of lead is limited due to environmental pollution, much research is being conducted on lead-free or Pb-free solders that can replace tin-lead solders.
대표적인 무연 솔더 조성으로는 주석(Sn)-은(Ag) 2원계 합금, 주석(Sn)-은(Ag)-구리(Cu) 3원계 합금 등을 들 수 있는데, 상기 조성은 통상적으로 융점이 217 ℃ 이상으로 주석-납계 솔더에 비하여 약 30 ℃ 이상 높고, 그에 따라 실장(mounting)시 작업온도가 상승하게 되어 전자부품에 대한 열 손상이 발생하는 문제점이 있다.Typical lead-free solder compositions include tin (Sn) -silver (Ag) binary alloys, tin (Sn) -silver (Ag) -copper (Cu) ternary alloys, and the composition typically has a melting point of 217. More than about 30 ℃ higher than the tin-lead-based solder, there is a problem that heat damage to the electronic components due to the rise in the working temperature when mounting (mounting).
이에 주석(Sn), 은(Ag), 구리(Cu)와 함께 비스무스(Bi), 니켈(Ni), 인듐(In), 코발트(Co), 아연(Zn) 등을 더 포함하는 다원계 합금 솔더 등이 제안되었으나, 솔더의 용융온도가 높고, 젖음성(wettablility)이 떨어지며, 충분한 접합성(bondability)을 확보할 수 없는 등의 문제점이 여전히 존재한다.Along with tin (Sn), silver (Ag) and copper (Cu), a multi-alloy solder further includes bismuth (Bi), nickel (Ni), indium (In), cobalt (Co), and zinc (Zn). And the like, but there are still problems such as high melting temperature of the solder, low wettability, and inability to secure sufficient bondability.
본 발명은 납을 포함하지 않으면서도, 이전의 주석(Sn)-납(Pb) 2원계 합금, 주석(Sn)-은(Ag)-구리(Cu)의 3원계 합금, 또는 주석(Sn)-은(Ag)-구리(Cu)-인듐(In)의 4원계 합금을 단독으로 사용하는 솔더와 비교하여 동등하거나 더 낮은 융점을 가지면서도 젖음성이 우수하여 높은 작업 신뢰도를 나타낼 수 있는 무연 솔더 조성물을 제공한다.The present invention does not contain lead, but is a tin (Sn) -lead (Pb) binary alloy, tin (Sn) -silver (Ag) -copper (Cu) ternary alloy, or tin (Sn)- Compared with a solder using a silver (Ag) -copper (In) (In) quaternary alloy alone, a lead-free solder composition having an equivalent or lower melting point and excellent wettability and showing high working reliability to provide.
본 발명은 일 구현예에 따라,According to one embodiment of the invention,
주석(Sn) 95.0 내지 99.0 중량%, 은(Ag) 0.5 내지 5 중량%, 및 구리(Cu) 0.1 내지 2 중량%를 포함하는 주석(Sn)-은(Ag)-구리(Cu)의 3원계 합금; 및Ternary system of tin (Sn) -silver (Ag) -copper (Cu) comprising 95.0 to 99.0 wt% tin (Sn), 0.5 to 5 wt% silver (Ag), and 0.1 to 2 wt% copper (Cu) alloy; And
인듐(In) 45 내지 55 중량%, 및 주석(Sn) 45 내지 55 중량%를 포함하는 주석(Sn)-인듐(In)의 2원계 합금Binary alloys of tin (Sn) -indium (In) comprising 45 to 55% by weight of indium (In), and 45 to 55% by weight of tin (Sn)
을 포함하는 무연 솔더(lead-free solder) 조성물을 제공한다.It provides a lead-free solder (lead-free solder) composition comprising a.
상기 무연 솔더 조성물은 상기 3원계 합금 75 내지 95 중량% 및 상기 2원계 합금 5 내지 25 중량%를 포함할 수 있으며; 바람직하게는 상기 3원계 합금 90 중량% 및 상기 2원계 합금 10 중량%; 또는 상기 3원계 합금 80 중량% 및 상기 2원계 합금 20 중량%를 포함할 수 있다.The lead-free solder composition may include 75 to 95 wt% of the ternary alloy and 5 to 25 wt% of the binary alloy; Preferably 90% by weight of the ternary alloy and 10% by weight of the binary alloy; Or 80 wt% of the ternary alloy and 20 wt% of the binary alloy.
여기서, 상기 3원계 합금은 주석(Sn) 96.5 중량%, 은(Ag) 3.0 중량%, 및 구리(Cu) 0.5 중량%를 포함하는 것일 수 있으며; 또는 주석(Sn) 98.5 중량%, 은(Ag) 1.0 중량%, 및 구리(Cu) 0.5 중량%를 포함하는 것일 수 있다.The ternary alloy may include 96.5 wt% tin (Sn), 3.0 wt% silver (Ag), and 0.5 wt% copper (Cu); Or 98.5 wt% tin (Sn), 1.0 wt% silver (Ag), and 0.5 wt% copper (Cu).
또한, 상기 2원계 합금은 인듐(In) 52 중량% 및 주석(Sn) 48 중량%를 포함하는 것일 수 있으며; 또는 상기 2원계 합금은 인듐(In) 50 중량% 및 주석(Sn) 50 중량%를 포함하는 것일 수 있다.In addition, the binary alloy may include 52 wt% of indium (In) and 48 wt% of tin (Sn); Alternatively, the binary alloy may include 50 wt% of indium (In) and 50 wt% of tin (Sn).
또한, 본 발명은 다른 구현예에 따라,In addition, according to another embodiment of the present invention,
주석(Sn) 95.0 내지 99.0 중량%, 은(Ag) 0.5 내지 5 중량%, 및 구리(Cu) 0.1 내지 2 중량%를 포함하는 주석(Sn)-은(Ag)-구리(Cu)의 3원계 합금;Ternary system of tin (Sn) -silver (Ag) -copper (Cu) comprising 95.0 to 99.0 wt% tin (Sn), 0.5 to 5 wt% silver (Ag), and 0.1 to 2 wt% copper (Cu) alloy;
주석(Sn); 및 Tin (Sn); And
인듐(In)Indium (In)
을 포함하는 무연 솔더 조성물을 제공한다.It provides a lead-free solder composition comprising a.
상기 무연 솔더 조성물은 상기 3원계 합금 75 내지 95 중량%, 주석(Sn) 2 내지 15 중량%, 및 인듐(In) 2 내지 15 중량%를 포함할 수 있으며; 바람직하게는 상기 3원계 합금 90 중량%, 주석(Sn) 5 중량%, 및 인듐 5 중량%; 또는 상기 3원계 합금 80 중량%, 주석(Sn) 10 중량%, 및 인듐 10 중량%를 포함할 수 있다.The lead-free solder composition may include 75 to 95 wt% of the ternary alloy, 2 to 15 wt% of tin (Sn), and 2 to 15 wt% of indium (In); Preferably 90% by weight of the ternary alloy, 5% by weight of tin (Sn), and 5% by weight of indium; Or 80 wt% of the ternary alloy, 10 wt% of tin (Sn), and 10 wt% of indium.
또한, 본 발명은 또 다른 구현예에 따라, 상기 무연 솔더 조성물을 포함하는 솔더 볼(solder ball); 및 솔더 페이스트(solder paste)를 제공한다.In addition, according to another embodiment, the solder ball (solder ball) comprising the lead-free solder composition; And solder paste.
상기 솔더 페이스트는 상기 무연 솔더 조성물 100 중량부 및 플럭스(flux) 5 내지 20 중량부를 포함할 수 있으며; 상기 플럭스는 로진(rosin) 계열 플럭스, 레진(resin) 계열 플럭스, 및 유기산 계열 플럭스로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 것일 수 있다.The solder paste may include 100 parts by weight of the lead-free solder composition and 5 to 20 parts by weight of flux; The flux may be one or more selected from the group consisting of rosin-based fluxes, resin-based fluxes, and organic acid-based fluxes.
본 발명에 따른 무연 솔더 조성물은 ⅰ) 주석(Sn)-은(Ag)-구리(Cu)의 3원계 합금 및 주석(Sn)-인듐(In)의 2원계 합금; 또는 ⅱ) 주석(Sn)-은(Ag)-구리(Cu)의 3원계 합금, 주석(Sn) 및 인듐(In)을 포함함에 따라, 상기 2원계 합금(또는 주석 및 인듐의 혼합물)이 낮은 리플로우(reflow) 온도에서 먼저 피착물(칩 및 기판)의 접합면에 쉽게 흘러 젖음성이 우수하고, 이어서 상기 3원계 합금이 용융되면서 접합력을 더욱 견고히 유지할 수 있어, 솔더링 작업시 높은 신뢰도를 갖는 장점이 있다.The lead-free solder composition according to the present invention comprises: iii) a ternary alloy of tin (Sn) -silver (Ag) -copper (Cu) and a binary alloy of tin (Sn) -indium (In); Or ii) tin (Sn) -silver (Ag) -copper (Cu) ternary alloys, tin (Sn) and indium (In), thereby lowering the binary alloy (or a mixture of tin and indium) At the reflow temperature, it first flows easily to the bonding surface of the adherend (chip and substrate), and the wettability is excellent, and then the ternary alloy is melted to maintain the bonding strength more firmly, thereby having high reliability during soldering. There is this.
위와 같은 거동은 이전의 주석(Sn)-은(Ag)-구리(Cu)의 3원계 합금, 또는 주석(Sn)-은(Ag)-구리(Cu)-인듐(In)의 4원계 합금을 단독으로 사용하는 솔더에서는 관찰될 수 없는 것으로서, 특히 상기 4원계 합금은 비록 구성 금속의 종류(주석, 은, 구리, 인듐)가 본 발명의 솔더 조성물에 포함되는 금속 성분의 종류와 동일할지라도, 4원계 합금의 형태로 용융되기 때문에 본 발명의 솔더 조성물에 비하여 융점은 보다 높으면서도 접합 강도는 떨어지는 것으로 확인되었다.The above behavior is based on the former ternary alloys of tin (Sn) -silver (Ag) -copper (Cu) or quaternary alloys of tin (Sn) -silver (Ag) -copper (Cu) -indium (In). It can not be observed in the solder used alone, in particular the quaternary alloy, although the type of the constituent metal (tin, silver, copper, indium) is the same as the type of metal components included in the solder composition of the present invention, Since it melt | dissolves in the form of a quaternary alloy, it was confirmed that compared with the solder composition of this invention, while melting | fusing point is high but bonding strength is inferior.
또한, 본 발명에 따른 솔더 조성물은 상기 4원계 합금 솔더에서 문제되는 스크린 프린팅(screen printing)시의 작업성도 개선되는 효과를 기대할 수 있다.In addition, the solder composition according to the present invention can be expected to improve the workability during screen printing (screen printing) problem in the quaternary alloy solder.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 무연 솔더 페이스트를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 구현예에 따른 무연 솔더 볼을 사용한 리플로우 솔더링(reflow soldering) 작업 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 의한 솔더 조성에 대하여 온도 변화에 따른 열 흐름(heat flow)을 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예 2에 의한 솔더 조성에 대하여 온도 변화에 따른 열 흐름(heat flow)을 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시예 3에 의한 솔더 조성에 대하여 온도 변화에 따른 열 흐름(heat flow)을 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예 4에 의한 솔더 조성에 대하여 온도 변화에 따른 열 흐름(heat flow)을 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실시예 5에 의한 솔더 조성에 대하여 온도 변화에 따른 열 흐름(heat flow)을 나타낸 그래프이다.
도 8은 본 발명의 실시예 6에 의한 솔더 조성에 대하여 온도 변화에 따른 열 흐름(heat flow)을 나타낸 그래프이다.
도 9는 본 발명의 실시예 7에 의한 솔더 조성에 대하여 온도 변화에 따른 열 흐름(heat flow)을 나타낸 그래프이다.
도 10은 본 발명의 실시예 8에 의한 솔더 조성에 대하여 온도 변화에 따른 열 흐름(heat flow)을 나타낸 그래프이다.
도 11은 본 발명의 비교예 1에 의한 솔더 조성에 대하여 온도 변화에 따른 열 흐름(heat flow)을 나타낸 그래프이다.
도 12는 본 발명의 비교예 2에 의한 솔더 조성에 대하여 온도 변화에 따른 열 흐름(heat flow)을 나타낸 그래프이다.1 is a view schematically showing a lead-free solder paste according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view schematically showing a reflow soldering operation state using a lead-free solder ball according to another embodiment of the present invention.
3 is a graph showing the heat flow (heat flow) according to the temperature change for the solder composition according to Example 1 of the present invention.
Figure 4 is a graph showing the heat flow (heat flow) according to the temperature change for the solder composition according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a graph showing heat flow according to temperature change with respect to the solder composition according to Example 3 of the present invention. FIG.
6 is a graph showing heat flow according to temperature change with respect to the solder composition according to Example 4 of the present invention.
FIG. 7 is a graph showing heat flow according to temperature change with respect to the solder composition according to Example 5 of the present invention.
8 is a graph showing heat flow according to temperature change with respect to the solder composition according to Example 6 of the present invention.
9 is a graph showing heat flow according to temperature change with respect to the solder composition according to Example 7 of the present invention.
10 is a graph showing heat flow according to temperature change with respect to the solder composition according to the eighth embodiment of the present invention.
11 is a graph showing heat flow according to temperature change with respect to the solder composition according to Comparative Example 1 of the present invention.
12 is a graph showing the heat flow (heat flow) according to the temperature change for the solder composition according to Comparative Example 2 of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 다양한 구현예들에 따른 무연 솔더 조성물에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a lead-free solder composition according to various embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
본 발명자들은 무연 솔더 조성물에 대한 연구를 거듭하는 과정에서, 주석(Sn)-은(Ag)-구리(Cu)의 3원계 합금과 주석(Sn)-인듐(In)의 2원계 합금을 혼합하거나, 또는 상기 3원계 합금과 주석 및 인을 혼합 사용할 경우, 이전의 주석(Sn)-납(Pb)의 2원계 합금, 주석(Sn)-은(Ag)-구리(Cu)의 3원계 합금, 또는 주석(Sn)-은(Ag)-구리(Cu)-인듐(In)의 4원계 합금을 단독으로 사용하는 경우와 비교하여 동등하거나 더 낮은 융점을 가지면서도 높은 젖음성을 나타냄을 알아내어, 본 발명을 완성하였다.In the course of the study of the lead-free solder composition, the present inventors mixed a ternary alloy of tin (Sn) -silver (Ag) -copper (Cu) with a binary alloy of tin (Sn) -indium (In) or Or, when a mixture of the ternary alloy, tin, and phosphorus is used, a binary alloy of tin (Sn) -lead (Pb), a ternary alloy of tin (Sn) -silver (Ag) -copper (Cu), Or, it was found that tin (Sn) -silver (Ag) -copper (Cu) -indium (In) has the same or lower melting point and high wettability compared to the case of using a single alloy alone. The invention was completed.
이와 같은 본 발명의 일 구현예에 따른 무연 솔더 조성물은Such a lead-free solder composition according to an embodiment of the present invention
주석(Sn)-은(Ag)-구리(Cu)의 3원계 합금; 및Ternary alloys of tin (Sn) -silver (Ag) -copper (Cu); And
주석(Sn)-인듐(In)의 2원계 합금Binary alloy of tin (Sn) -indium (In)
을 포함한다..
상기 조성물에 있어서, 상기 주석(Sn)-은(Ag)-구리(Cu)의 3원계 합금은 주석(Sn) 95.0 내지 99.0 중량%, 은(Ag) 0.5 내지 5 중량%, 및 구리(Cu) 0.1 내지 2 중량%를 포함하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 주석(Sn) 96.5 중량%, 은(Ag) 3.0 중량%, 및 구리(Cu) 0.5 중량%를 포함하거나[Sn-3Ag-0.5Cu], 또는 주석(Sn) 98.5 중량%, 은(Ag) 1.0 중량%, 및 구리(Cu) 0.5 중량%를 포함[Sn-1Ag-0.5Cu]할 수 있다.In the composition, the ternary alloy of tin (Sn) -silver (Ag) -copper (Cu) is 95.0 to 99.0% by weight of tin (Sn), 0.5 to 5% by weight of silver (Ag), and copper (Cu) 0.1 to 2% by weight, more preferably 96.5% by weight of tin (Sn), 3.0% by weight of silver (Ag), and 0.5% by weight of copper (Cu) or [Sn-3Ag-0.5Cu Or 98.5 wt% tin (Sn), 1.0 wt% silver (Ag), and 0.5 wt% copper (Cu) [Sn-1Ag-0.5Cu].
또한, 상기 주석(Sn)-인듐(In)의 2원계 합금은 인듐(In) 45 내지 55 중량%, 및 주석(Sn) 45 내지 55 중량%를 포함하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 인듐(In) 52 중량% 및 주석(Sn) 48 중량%를 포함[52In-48Sn]하거나, 인듐(In) 50 중량% 및 주석(Sn) 50 중량%를 포함[50In-50Sn]할 수 있다. In addition, the binary alloy of tin (Sn) -indium (In) is preferably 45 to 55% by weight of indium (In), and 45 to 55% by weight of tin (Sn), more preferably indium ( In) 52 wt% and 48 wt% tin (Sn) [52In-48Sn], or 50 wt% indium (In) and 50 wt% tin (Sn) [50In-50Sn].
이때, 상기 조성물은 상기 3원계 합금 75 내지 95 중량% 및 2원계 합금 5 내지 25 중량%를 포함하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 3원계 합금 80 중량% 및 2원계 합금 20 중량%를 포함하거나, 또는 3원계 합금 90 중량% 및 2원계 합금 10 중량%를 포함할 수 있다.At this time, the composition preferably comprises 75 to 95% by weight of the ternary alloy and 5 to 25% by weight of the binary alloy, more preferably comprises 80% by weight of the ternary alloy and 20% by weight of the binary alloy, or Or 90 wt% of the ternary alloy and 10 wt% of the binary alloy.
즉, 상기 3원계 합금은 실장 작업성 및 접합 강도를 유지하기 위하여 전체 조성물에 대하여 75 중량% 이상 포함되는 것이 바람직하며, 최소한의 융점 저하 효과를 부여하기 위하여 95 중량% 이하로 포함되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 2원계 합금은 최소한의 젖음성 향상 및 융점 저하 효과를 부여하기 위하여 5 중량% 이상 포함되는 것이 바람직하고, 실장 작업성 및 접합 강도를 유지하기 위하여 25 중량% 이하로 포함되는 것이 바람직하다.That is, the ternary alloy is preferably included 75 wt% or more with respect to the total composition in order to maintain the mounting workability and bonding strength, it is preferably included in 95 wt% or less in order to give a minimum melting point lowering effect. . In addition, the binary alloy is preferably included 5% by weight or more in order to give a minimum wettability improvement and melting point lowering effect, it is preferably included in 25% by weight or less to maintain the mounting workability and bonding strength.
한편, 본 발명의 다른 구현예에 따른 무연 솔더 조성물은On the other hand, the lead-free solder composition according to another embodiment of the present invention
주석(Sn)-은(Ag)-구리(Cu)의 3원계 합금; Ternary alloys of tin (Sn) -silver (Ag) -copper (Cu);
주석(Sn); 및Tin (Sn); And
인듐(In)을 포함한다.Indium (In).
상기 조성물은 앞서 설명한 3원계 합금 및 2원계 합금을 포함하는 조성물에서 주석(Sn)-인듐(In)의 2원계 합금 대신 주석(Sn) 및 인듐(In)의 혼합물을 첨가한 것으로서, 상기 주석(Sn)-은(Ag)-구리(Cu)의 3원계 합금에 대해서는 전술한 설명 내용으로 갈음한다.The composition is a mixture of tin (Sn) and indium (In) in place of the binary alloy of tin (Sn) -indium (In) in the composition comprising the ternary alloy and binary alloy described above, the tin ( The ternary alloy of Sn) -silver (Ag) -copper (Cu) is replaced with the above description.
이때, 상기 조성물에서 각 구성성분의 함량은 전술한 조성물의 함량범위를 고려하여 결정할 수 있으며, 바람직하게는 3원계 합금 75 내지 95 중량%, 주석(Sn) 2 내지 15 중량%, 및 인듐(In) 2 내지 15 중량%를 포함할 수 있다. At this time, the content of each component in the composition may be determined in consideration of the content range of the above-described composition, preferably 75 to 95% by weight of ternary alloy, 2 to 15% by weight of tin (Sn), and indium (In ) 2 to 15% by weight.
보다 바람직하게는 3원계 합금 90 중량%, 주석(Sn) 4.8 중량%, 및 인듐(In) 5.2 중량%; 또는 3원계 합금 90 중량, 주석(Sn) 5 중량%, 및 인듐(In) 5 중량%; 또는 3원계 합금 80 중량, 주석(Sn) 9.6 중량%, 및 인듐(In) 10.4 중량%; 또는 3원계 합금 80 중량, 주석(Sn) 10 중량%, 및 인듐(In) 10 중량%를 포함할 수 있다.More preferably 90% by weight of ternary alloy, 4.8% by weight of tin (Sn), and 5.2% by weight of indium (In); Or 90 weight percent ternary alloy, 5 weight percent tin (Sn), and 5 weight percent indium (In); Or 80 weight percent ternary alloy, 9.6 weight percent tin (Sn), and 10.4 weight percent indium (In); Or 80 weight percent of ternary alloy, 10 weight percent of tin (Sn), and 10 weight percent of indium (In).
상기와 같은 본 발명의 무연 솔더 조성물은 솔더링 작업시 주석(Sn)과 인듐(In)의 반응에 의해 InSn4, InSn 등이 생성되고, 인듐(In)과 은(Ag)의 반응에 의해 Ag2In, AgIn 등이 생성될 수 있다.In the lead-free solder composition of the present invention as described above, InSn 4 , InSn, etc. are generated by the reaction of tin (Sn) and indium (In), and Ag 2 is reacted by the reaction of indium (In) with silver (Ag). In, AgIn, and the like may be generated.
특히, 본 발명에 따른 무연 솔더 조성물은 전술한 바와 같이 ⅰ) 주석(Sn)-은(Ag)-구리(Cu)의 3원계 합금 및 주석(Sn)-인듐(In)의 2원계 합금; 또는 ⅱ) 주석(Sn)-은(Ag)-구리(Cu)의 3원계 합금, 주석(Sn) 및 인듐(In)을 포함함에 따라, 상기 2원계 합금(또는 주석 및 인듐의 혼합물)이 낮은 리플로우(reflow) 온도에서 먼저 피착물(칩 및 기판)의 접합면에 쉽게 흘러 젖음성이 우수하고, 이어서 상기 3원계 합금이 용융되면서 접합력을 더욱 견고히 유지할 수 있어, 솔더링 작업시 높은 신뢰도를 갖는 장점이 있다.In particular, the lead-free solder composition according to the present invention, as described above, is a ternary alloy of tin (Sn) -silver (Ag) -copper (Cu) and a binary alloy of tin (Sn) -indium (In); Or ii) tin (Sn) -silver (Ag) -copper (Cu) ternary alloys, tin (Sn) and indium (In), thereby lowering the binary alloy (or a mixture of tin and indium) At the reflow temperature, it first flows easily to the bonding surface of the adherend (chip and substrate), and the wettability is excellent, and then the ternary alloy is melted to maintain the bonding strength more firmly, thereby having high reliability during soldering. There is this.
위와 같은 거동은 이전의 주석(Sn)-은(Ag)-구리(Cu)의 3원계 합금, 또는 주석(Sn)-은(Ag)-구리(Cu)-인듐(In)의 4원계 합금을 단독으로 사용하는 솔더에서는 관찰될 수 없는 것으로서, 특히 상기 4원계 합금은 비록 구성 금속의 종류(주석, 은, 구리, 인듐)가 본 발명의 솔더 조성물에 포함되는 금속 성분의 종류와 동일할지라도, 4원계 합금의 형태로 용융되기 때문에 본 발명의 솔더 조성물에 비하여 융점은 보다 높으면서도 접합 강도는 떨어지는 것으로 확인되었다(이에 대해서는 후술할 실시예 및 비교예를 통해 보다 상세히 설명한다). 또한, 본 발명에 따른 솔더 조성물은 상기 4원계 합금 솔더에서 문제되는 스크린 프린팅(screen printing)시의 작업성도 개선되는 효과를 기대할 수 있다.The above behavior is based on the former ternary alloys of tin (Sn) -silver (Ag) -copper (Cu) or quaternary alloys of tin (Sn) -silver (Ag) -copper (Cu) -indium (In). It can not be observed in the solder used alone, in particular the quaternary alloy, although the type of the constituent metal (tin, silver, copper, indium) is the same as the type of metal components included in the solder composition of the present invention, Since it is melted in the form of a quaternary alloy, it was confirmed that the melting point is higher and the bonding strength is lower than that of the solder composition of the present invention (this will be described in more detail through Examples and Comparative Examples to be described later). In addition, the solder composition according to the present invention can be expected to improve the workability during screen printing (screen printing) problem in the quaternary alloy solder.
한편, 본 발명에 따른 무연 솔더 조성물은 필요에 따라 추가적인 성분을 더욱 포함할 수 있으며, 그 함량은 조성물의 물성에 영향을 주지 않는 한도 내에서 결정 가능하므로 이를 특별히 한정하지 않는다.On the other hand, the lead-free solder composition according to the present invention may further include an additional component, if necessary, the content is not particularly limited because it can be determined within the limit does not affect the physical properties of the composition.
다만, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 무연 솔더의 내산화성을 향상시키기 위하여 게르마늄(Ge), 갈륨(Ga), 인(P), 알루미늄(Al), 및 실리콘(Si)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 성분을 조성물 전체 중량에 대하여 0.001 내지 1.0 중량%로 더 첨가할 수 있다.However, according to one embodiment of the present invention, in order to improve oxidation resistance of the lead-free solder, it is selected from the group consisting of germanium (Ge), gallium (Ga), phosphorus (P), aluminum (Al), and silicon (Si). One or more of the components may be added at 0.001 to 1.0% by weight based on the total weight of the composition.
또한, 무연 솔더의 기계적 특성 및 계면 반응 특성을 향상시키기 위하여 비스무스(Bi), 아연(Zn), 니켈(Ni), 코발트(Co), 철(Fe), 금(Au), 백금(Pt), 망간(Mn), 바나듐(V), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 팔라듐(Pd), 마그네슘(Mg), 및 아연(Zn)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 성분을 조성물 전체 중량에 대하여 0.001 내지 1.0 중량%로 더 첨가할 수 있다. In addition, the bismuth (Bi), zinc (Zn), nickel (Ni), cobalt (Co), iron (Fe), gold (Au), platinum (Pt), One or more components selected from the group consisting of manganese (Mn), vanadium (V), titanium (Ti), chromium (Cr), palladium (Pd), magnesium (Mg), and zinc (Zn) are added to the total weight of the composition. It may be added at 0.001 to 1.0% by weight relative to.
한편, 상기와 같은 본 발명의 무연 솔더 조성물은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 합금 제조방법에 따라 상기 3원계 합금 및 2원계 합금을 각각 제조한 후, 전술한 함량비로 상기 3원계 합금 및 2원계 합금, 또는 상기 3원계 합금, 주석, 및 인듐을 혼합하는 방법으로 제조될 수 있다.On the other hand, the lead-free solder composition of the present invention as described above, after the ternary alloy and the binary alloy are respectively prepared according to the conventional alloy production method in the art to which the present invention belongs, the ternary alloy and 2 It can be prepared by a method of mixing the base alloy, or the ternary alloy, tin, and indium.
이때, 상기 3원계 합금은 각 성분을 용융시켜 미세한 분말 또는 볼 등의 형태로 응고시켜 제조될 수 있으며, 이와 별도로 상기 2원계 합금도 위와 같은 방법으로 제조될 수 있다.In this case, the ternary alloy may be prepared by melting each component to solidify in the form of fine powder or balls, and separately, the binary alloy may also be prepared in the same manner as above.
한편, 본 발명은 또 다른 구현예에 따라 상기 조성물을 포함하는 무연 솔더 볼(solder ball) 및 무연 솔더 페이스트(solder paste)를 제공한다.On the other hand, the present invention provides a lead-free solder ball (leader ball) and a lead-free solder paste (solder paste) comprising the composition according to another embodiment.
상기 무연 솔더 볼(solder ball)은 본 발명에 따른 솔더 조성물을 사용하는 것을 제외하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 가공방법으로 제조할 수 있으므로, 그 제조방법을 특별히 제한하지 않는다. 다만, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 용융 드롭(Melting drop)하는 방법으로 제조하는 것이 바람직하다.The lead-free solder ball may be manufactured by a conventional processing method in the art, except for using the solder composition according to the present invention, and thus the manufacturing method is not particularly limited. However, according to one embodiment of the present invention, it is preferable to manufacture by the method of melting drop (Melting drop).
또한, 상기 무연 솔더 페이스트(solder paste)는 본 발명에 따른 솔더 조성물을 플럭스(flux)와 혼합하는 방법으로 제조할 수 있다. 상기 플럭스(flux)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 것을 사용할 수 있으므로 그 종류를 특별히 제한하지 않으나, 바람직하게는 로진(rosin) 계열 플럭스, 레진(resin) 계열 플럭스, 및 유기산 계열 플럭스로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 것을 사용할 수 있다.In addition, the lead-free solder paste (solder paste) can be prepared by a method of mixing the solder composition according to the present invention (flux). The flux is not particularly limited because it can be used in the technical field to which the present invention belongs, but is preferably made of rosin-based flux, resin-based flux, and organic acid-based flux One or more selected from the group can be used.
이때, 상기 플럭스(flux)의 함량은 솔더 페이스트의 점도 및 작업성을 고려하여 결정할 수 있으며, 바람직하게는 솔더 조성물 100 중량부에 대하여 5 내지 20 중량부로 첨가할 수 있으며, 보다 바람직하게는 10 내지 15 중량부로 첨가할 수 있다.At this time, the content of the flux (flux) may be determined in consideration of the viscosity and workability of the solder paste, preferably 5 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the solder composition, more preferably 10 to 15 parts by weight may be added.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 무연 솔더 페이스트를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 페이스트는 플럭스 내에 2원계 합금과 3원계 합금이 고르게 분포된 상태로서, 이때 플럭스는 반응을 한층 더 빠르게 하여 추가적으로 용융 온도를 더욱 낮추는 역할을 하게 된다.1 is a view schematically showing a lead-free solder paste according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the paste is a state in which the binary alloy and the tertiary alloy are evenly distributed in the flux, and the flux serves to further lower the melting temperature by further increasing the reaction.
또한, 도 2는 본 발명의 다른 구현예에 따른 무연 솔더 볼을 사용하여 리플로우 솔더링(reflow soldering) 작업 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 솔더 조성물은 실장 작업시 이전의 주석-납계 솔더의 용융온도(약 183 ℃)에 비하여 낮은 온도에서 2원계 합금이 먼저 용융되어 기판의 볼 랜드(ball land)에 웨팅(wetting)되고, 이어서 3원계 합금이 용융되면서 솔더링됨에 따라, 전자부품에 대한 열 손상을 최소화할 수 있으면서도 젖음성이 우수하여 높은 작업 신뢰도를 나타낼 수 있는 장점이 있다.
2 is a view schematically showing a reflow soldering operation state using a lead-free solder ball according to another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the solder composition according to the present invention has a binary alloy first melted at a low temperature compared to the melting temperature (about 183 ° C.) of the previous tin-lead-based solder during mounting, resulting in a ball land of the substrate. As a result of wetting, the ternary alloy is soldered while being melted, it is possible to minimize thermal damage to electronic components and has excellent wettability, thereby exhibiting high work reliability.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예들을 제시한다. 그러나 하기의 실시예들은 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명을 이들만으로 한정하는 것은 아니다.Best Mode for Carrying Out the Invention Hereinafter, preferred embodiments are described to facilitate understanding of the present invention. However, the following examples are intended to illustrate the present invention without limiting it thereto.
[실시예 및 비교예][Examples and Comparative Examples]
실시예 1Example 1
주석(Sn) 96.5 중량%, 은(Ag) 3.0 중량%, 및 구리(Cu) 0.5 중량%를 포함하는 주석(Sn)-은(Ag)-구리(Cu)의 3원계 합금[Sn-3Ag-0.5Cu] 90 중량%; 및Ternary alloy of tin (Sn) -silver (Ag) -copper (Cu) comprising 96.5 wt% tin (Sn), 3.0 wt% silver (Ag), and 0.5 wt% copper (Cu) [Sn-3Ag- 0.5Cu] 90% by weight; And
인듐(In) 52 중량%, 및 주석(Sn) 48 중량%를 포함하는 주석(Sn)-인듐(In)의 2원계 합금[52In-48Sn] 10 중량%10% by weight of binary alloy [52In-48Sn] of 52% by weight of indium (In) and 48% by weight of tin (Sn)
를 혼합하여 무연 솔더 분말(powder) 조성물을 제조하였다.By mixing the lead-free solder powder (powder) composition was prepared.
실시예 2Example 2
실시예 1의 솔더 조성물 100 중량부에 대하여, 로진(rosin) 계열 플럭스(제조사: Cookson, 제품명: OL213)를 13 중량부로 첨가하여 무연 솔더 페이스트(paste)를 제조하였다.A lead-free solder paste was prepared by adding 13 parts by weight of rosin-based flux (manufacturer: Cookson, product name: OL213) based on 100 parts by weight of the solder composition of Example 1.
실시예 3Example 3
주석(Sn) 96.5 중량%, 은(Ag) 3.0 중량%, 및 구리(Cu) 0.5 중량%를 포함하는 주석(Sn)-은(Ag)-구리(Cu)의 3원계 합금[Sn-3Ag-0.5Cu] 80 중량%; 및 Ternary alloy of tin (Sn) -silver (Ag) -copper (Cu) comprising 96.5 wt% tin (Sn), 3.0 wt% silver (Ag), and 0.5 wt% copper (Cu) [Sn-3Ag- 0.5Cu] 80% by weight; And
인듐(In) 50 중량%, 및 주석(Sn) 50 중량%를 포함하는 주석(Sn)-인듐(In)의 2원계 합금[50In-50Sn] 20 중량%20% by weight of binary alloy [50In-50Sn] of 50% by weight of indium (In) and 50% by weight of tin (Sn) -indium (In)
를 혼합하여 무연 솔더 분말(powder) 조성물을 제조하였다.By mixing the lead-free solder powder (powder) composition was prepared.
실시예 4Example 4
실시예 3의 솔더 조성물 100 중량부에 대하여, 로진(rosin) 계열 플럭스(제조사: Cookson, 제품명: OL213)를 13 중량부로 첨가하여 무연 솔더 페이스트(paste)를 제조하였다.A lead-free solder paste was prepared by adding 13 parts by weight of rosin-based flux (manufacturer: Cookson, product name: OL213) based on 100 parts by weight of the solder composition of Example 3.
실시예 5Example 5
주석(Sn) 96.5 중량%, 은(Ag) 3.0 중량%, 및 구리(Cu) 0.5 중량%를 포함하는 주석(Sn)-은(Ag)-구리(Cu)의 3원계 합금[Sn-3Ag-0.5Cu] 80 중량%; Ternary alloy of tin (Sn) -silver (Ag) -copper (Cu) comprising 96.5 wt% tin (Sn), 3.0 wt% silver (Ag), and 0.5 wt% copper (Cu) [Sn-3Ag- 0.5Cu] 80% by weight;
주석(Sn) 10 중량%; 및 인듐(In) 10 중량% 10 % by weight tin (Sn); And 10 % by weight of indium (In)
를 혼합하여 무연 솔더 분말(powder) 조성물을 제조하였다.By mixing the lead-free solder powder (powder) composition was prepared.
실시예 6Example 6
실시예 5의 솔더 조성물 100 중량부에 대하여, 로진(rosin) 계열 플럭스(제조사: Cookson, 제품명: OL213)를 13 중량부로 첨가하여 무연 솔더 페이스트(paste)를 제조하였다.A lead-free solder paste was prepared by adding 13 parts by weight of rosin-based flux (manufacturer: Cookson, product name: OL213) based on 100 parts by weight of the solder composition of Example 5.
실시예 7Example 7
주석(Sn) 98.5 중량%, 은(Ag) 1.0 중량%, 및 구리(Cu) 0.5 중량%를 포함하는 주석(Sn)-은(Ag)-구리(Cu)의 3원계 합금[Sn-1Ag-0.5Cu] 90 중량%; 및Ternary alloy of tin (Sn) -silver (Ag) -copper (Cu) comprising 98.5 wt% tin (Sn), 1.0 wt% silver (Ag), and 0.5 wt% copper (Cu) [Sn-1Ag- 0.5Cu] 90% by weight; And
인듐(In) 50 중량%, 및 주석(Sn) 50 중량%를 포함하는 주석(Sn)-인듐(In)의 2원계 합금[50In-50Sn] 10 중량%10% by weight of binary alloy [50In-50Sn] of 50% by weight of indium (In) and 50% by weight of tin (Sn) -indium (In)
를 혼합하여 무연 솔더 분말(powder) 조성물을 제조하였다.By mixing the lead-free solder powder (powder) composition was prepared.
실시예 8Example 8
실시예 7의 솔더 조성물 100 중량부에 대하여, 로진(rosin) 계열 플럭스(제조사: Cookson, 제품명: OL213)를 13 중량부로 첨가하여 무연 솔더 페이스트(paste)를 제조하였다.A lead-free solder paste was prepared by adding 13 parts by weight of rosin-based flux (manufacturer: Cookson, product name: OL213) based on 100 parts by weight of the solder composition of Example 7.
비교예 1Comparative Example 1
주석(Sn)-인듐(In)의 2원계 합금[52In-48Sn]을 첨가하지 않고, 주석(Sn)-은(Ag)-구리(Cu)의 3원계 합금[Sn-3Ag-0.5Cu]만을 포함하는 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 무연 솔더 분말 조성물을 제조하였다.Only tin (Sn) -silver (Ag) -copper (Cu) ternary alloy [Sn-3Ag-0.5Cu] without adding tin (Sn) -indium (In) binary alloy [52In-48Sn] A lead-free solder powder composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that it was included.
비교예 2Comparative Example 2
주석(Sn) 86.5 중량%, 은(Ag) 3.0 중량%, 구리(Cu) 0.5 중량%, 및 인듐(In) 10 중량%를 포함하는 주석(Sn)-은(Ag)-구리(Cu)-인듐(In)의 4원계 합금 솔더(제조사:AM&M)를 준비하였다.Tin (Sn) -silver (Ag) -copper (Cu)-comprising 86.5 wt% tin (Sn), 3.0 wt% silver (Ag), 0.5 wt% copper (Cu), and 10 wt% indium (In) An indium (In) quaternary alloy solder (manufacturer: AM & M) was prepared.
상기 4원계 합금 100 중량부에 대하여, 로진(rosin) 계열 플럭스(제조사: Cookson, 제품명: OL213)를 13 중량부로 첨가하여 무연 솔더 페이스트(paste)를 제조하였다.
To 100 parts by weight of the quaternary alloy, rosin-based flux (manufacturer: Cookson, product name: OL213) was added to 13 parts by weight to prepare a lead-free solder paste.
[실험예][Experimental Example]
1. 온도 변화에 따른 열 흐름 측정1. Measurement of heat flow according to temperature change
실시예 및 비교예에 따른 각각의 솔더 조성물에 대하여 시차 주사 열량계(Differential Scanning Calorimeter)를 이용하여 온도 변화에 따른 열 흐름(heat flow)을 측정하였고, 그 결과를 도 3~12 및 하기 표 1에 나타내었다.For each solder composition according to the Examples and Comparative Examples was measured using a differential scanning calorimeter (heat flow) according to the temperature change (heat flow) according to the temperature change, the results are shown in Table 3-12 and Table 1 below. Indicated.
(℃)Temperature
(℃)
(mw)calorie
(mw)
(℃)Temperature
(℃)
(mw)calorie
(mw)
(℃)Temperature
(℃)
(mw)calorie
(mw)
(℃)Temperature
(℃)
(mw)calorie
(mw)
상기 표 1 및 도 3 내지 12를 통해 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1 내지 8은 3원계 합금과 2원계 합금(또는 주석 및 인듐의 혼합물)을 포함함에 따라, 2원계 합금(또는 주석 및 인듐의 혼합물)(제1고상)이 116~118 ℃에서 먼저 용융되고, 이어서 3원계 합금(제2고상)이 202~219 ℃에서 용융되는 것으로 나타났다. 그에 따라, 본 발명에 따른 솔더 조성물은 실장 작업시 이전의 주석-납계 솔더의 용융온도(약 183 ℃)에 비하여 낮은 온도에서 2원계 합금(또는 주석 및 인듐의 혼합물)이 먼저 용융되어 기판의 볼 랜드(ball land)에 웨팅(wetting)되고, 이어서 3원계 합금이 용융되면서 솔더링됨을 알 수 있다.As can be seen from Table 1 and FIGS. 3 to 12, Examples 1 to 8 include binary alloys (or tin and indium) as they include ternary alloys and binary alloys (or mixtures of tin and indium). (First solid phase) was first melted at 116 to 118 ° C, and then the ternary alloy (second solid phase) was melted at 202 to 219 ° C. Accordingly, the solder composition according to the present invention first melts the binary alloy (or a mixture of tin and indium) at a lower temperature than the melting temperature (about 183 ° C.) of the previous tin-lead solder during the mounting operation, so that the balls of the substrate are melted. It can be seen that wetting on the ball land, and then the ternary alloy is soldered while melting.
그에 비하여, 비교예 1의 3원계 합금 솔더는 실시예 1 내지 8의 제2고상의 용융온도 범위에 해당하는 216 ℃에서만 용융 피크가 관찰되었다.In contrast, in the ternary alloy solder of Comparative Example 1, the melting peak was observed only at 216 ° C. corresponding to the melting temperature range of the second solid phase of Examples 1 to 8.
특히, 비교예 2의 솔더는, 비록 구성 금속의 종류(주석, 은, 구리, 인듐)는 실시예 1 내지 8과 동일할지라도, 4원계 합금의 형태로 용융함에 따라, 실시예 1 내지 8(3원계 합금 + 2원계 합금, 또는 3원계 합금 + 주석 + 인듐)에 비하여, 보다 높은 온도(융점)에서 하나의 피크만 관찰되었다.
In particular, the solder of Comparative Example 2, although the type (tin, silver, copper, indium) of the constituent metal is the same as Examples 1 to 8, as melting in the form of a quaternary alloy, Examples 1 to 8 ( Compared with ternary alloy + binary alloy, or ternary alloy + tin + indium, only one peak was observed at higher temperature (melting point).
2. 솔더 볼 접합강도 측정2. Solder Ball Bond Strength Measurement
실시예 4, 비교예 1, 및 비교예 2의 솔더 조성물에 대하여, Ball Share tester(DAGE 4000)를 이용하여 리플로우 솔더링 이후 접합된 볼의 Ball share 와 Ball pull 시험을 실시하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 이때, 조성물의 용융점을 감안하여, 실시예 4의 경우 리플로우 솔더링 온도를 비교예 1 및 비교예 2에 비하여 약 20도 낮은 온도에서 실시 하였다.For the solder composition of Example 4, Comparative Example 1, and Comparative Example 2, using a Ball Share tester (DAGE 4000) was carried out ball share and ball pull test of the ball bonded after reflow soldering, the results Table 2 shows. At this time, considering the melting point of the composition, in the case of Example 4, the reflow soldering temperature was carried out at a temperature of about 20 degrees lower than Comparative Examples 1 and 2.
상기 표 2를 통해 알 수 있는 바와 같이, 실시예 4에 따른 조성물은 2원계 합금이 먼저 용융되어 기판과의 젖음성을 향상되고, 이어서 3원계 합금이 용융되면서 접착력이 더욱 강화됨에 따라, 비교예 1 및 비교예 2에 비하여 Ball Share와 Ball Pull 시험에서 비교 우위의 결과를 나타내었다. 이에 따라 실시예 4의 경우 실장시 칩(chip)에 대한 열손상 문제를 해결함과 동시에 기판과의 접착력 또한 우수함을 알 수 있다.As can be seen through Table 2, the composition according to Example 4, the binary alloy is first melted to improve the wettability with the substrate, and then as the ternary alloy is melted, the adhesion is further enhanced, Comparative Example 1 And Comparative Example 2 showed the results of the comparative advantage in the Ball Share and Ball Pull test. Accordingly, in the case of Example 4, it can be seen that the thermal damage to the chip is solved at the time of mounting and the adhesion to the substrate is also excellent.
Claims (18)
인듐(In) 50 내지 52 중량%, 및 주석(Sn) 48 내지 50 중량%를 포함하는 주석(Sn)-인듐(In)의 2원계 합금 5 내지 25 중량%
를 포함하는 무연 솔더(lead-free solder) 조성물.Ternary alloy of tin (Sn) -silver (Ag) -copper (Cu) comprising 96.5 to 98.5 wt% tin (Sn), 1-3 wt% silver (Ag), and 0.5 wt% copper (Cu) 75 To 95 weight percent; And
50 to 52 weight percent of indium (In), and 5 to 25 weight percent of binary alloy of tin (Sn) -indium (In) comprising 48 to 50 weight percent of tin (Sn)
Lead-free solder composition comprising a.
상기 3원계 합금 90 중량%; 및
상기 2원계 합금 10 중량%
를 포함하는 무연 솔더 조성물.The method of claim 1,
90 wt% of the ternary alloy; And
10% by weight of the binary alloy
Lead-free solder composition comprising a.
상기 3원계 합금 80 중량%; 및
상기 2원계 합금 20 중량%
를 포함하는 무연 솔더 조성물.The method of claim 1,
80 wt% of the ternary alloy; And
20 wt% of the binary alloy
Lead-free solder composition comprising a.
상기 3원계 합금은 주석(Sn) 96.5 중량%, 은(Ag) 3.0 중량%, 및 구리(Cu) 0.5 중량%를 포함하는 무연 솔더 조성물.The method of claim 1,
The ternary alloy comprises 96.5 wt% tin (Sn), 3.0 wt% silver (Ag), and 0.5 wt% copper (Cu).
상기 3원계 합금은 주석(Sn) 98.5 중량%, 은(Ag) 1.0 중량%, 및 구리(Cu) 0.5 중량%를 포함하는 무연 솔더 조성물.The method of claim 1,
The ternary alloy includes 98.5 wt% tin (Sn), 1.0 wt% silver (Ag), and 0.5 wt% copper (Cu).
상기 2원계 합금은 인듐(In) 52 중량%, 및 주석(Sn) 48 중량%를 포함하는 무연 솔더 조성물.The method of claim 1,
The binary alloy is a lead-free solder composition comprising 52% by weight of indium (In), and 48% by weight of tin (Sn).
상기 2원계 합금은 인듐(In) 50 중량%, 및 주석(Sn) 50 중량%를 포함하는 무연 솔더 조성물.The method of claim 1,
The binary alloy is a lead-free solder composition comprising 50% by weight of indium (In), and 50% by weight of tin (Sn).
주석(Sn) 2 내지 15 중량%; 및
인듐(In) 2 내지 15 중량%
를 포함하는 무연 솔더 조성물.Ternary alloy of tin (Sn) -silver (Ag) -copper (Cu) comprising 96.5 to 98.5 wt% tin (Sn), 1-3 wt% silver (Ag), and 0.5 wt% copper (Cu) 75 To 95 weight percent;
Tin (Sn) 2-15 weight percent; And
Indium (In) 2-15 wt%
Lead-free solder composition comprising a.
상기 3원계 합금 90 중량%;
상기 주석(Sn) 5 중량%; 및
상기 인듐(In) 5 중량%
를 포함하는 무연 솔더 조성물.The method of claim 9,
90 wt% of the ternary alloy;
5 wt% of the tin (Sn); And
5 wt% of the indium (In)
Lead-free solder composition comprising a.
상기 3원계 합금 80 중량%;
상기 주석(Sn) 10 중량%; 및
상기 인듐(In) 10 중량%
를 포함하는 무연 솔더 조성물.The method of claim 9,
80 wt% of the ternary alloy;
10 wt% of the tin (Sn); And
10 wt% of the indium (In)
Lead-free solder composition comprising a.
상기 3원계 합금은 주석(Sn) 96.5 중량%, 은(Ag) 3.0 중량%, 및 구리(Cu) 0.5 중량%를 포함하는 무연 솔더 조성물.The method of claim 9,
The ternary alloy comprises 96.5 wt% tin (Sn), 3.0 wt% silver (Ag), and 0.5 wt% copper (Cu).
상기 3원계 합금은 주석(Sn) 98.5 중량%, 은(Ag) 1.0 중량%, 및 구리(Cu) 0.5 중량%를 포함하는 무연 솔더 조성물.The method of claim 9,
The ternary alloy includes 98.5 wt% tin (Sn), 1.0 wt% silver (Ag), and 0.5 wt% copper (Cu).
제 1 항 또는 제 9 항에 따른 조성물 100 중량부; 및
상기 플럭스(flux) 5 내지 20 중량부
를 포함하는 무연 솔더 페이스트.17. The method of claim 16,
100 parts by weight of the composition according to claim 1; And
5 to 20 parts by weight of the flux
Lead-free solder paste comprising.
상기 플럭스(flux)는 로진(rosin) 계열 플럭스, 레진(resin) 계열 플럭스, 및 유기산 계열 플럭스로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 무연 솔더 페이스트.
17. The method of claim 16,
The flux is one or more lead-free solder pastes selected from the group consisting of rosin-based fluxes, resin-based fluxes, and organic acid-based fluxes.
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