KR102343751B1 - Solder paste, soldered joint formed using the same, and flexible printed circuit board having the soldered joint - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 납을 포함하지 않고도 낮은 융점을 가져 반도체 공정 중에 플렉시블 기판이나 전자부품의 열손상을 방지하는 솔더 페이스트를 제공한다. 상기 솔더 페이스트는, 솔더와 플럭스를 포함하고, 상기 솔더는, 3원계 합금을 포함하고, 제1 평균 입경을 가지는 제1 분말; 및 2원계 합금을 포함하고, 상기 제1 평균 입경에 비하여 작은 제2 평균 입경을 가지는 제2 분말;을 포함한다.The present invention provides a solder paste that does not contain lead and has a low melting point to prevent thermal damage to a flexible substrate or an electronic component during a semiconductor process. The solder paste may include solder and a flux, and the solder may include: a first powder including a ternary alloy and having a first average particle diameter; and a second powder including a binary alloy and having a second average particle diameter smaller than the first average particle diameter.
Description
본 발명의 기술적 사상은 솔더 페이스트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 솔더 페이스트, 이를 사용하여 형성된 솔더링 접합부, 및 상기 솔더링 접합부를 갖는 플렉시블 인쇄회로기판이 개시된다.The technical idea of the present invention relates to a solder paste, and more particularly, a solder paste, a soldering joint formed using the same, and a flexible printed circuit board having the soldering joint are disclosed.
솔더링(soldering)은 450℃ 이하의 융점을 가지는 솔더(solder)를 이용하여 접합하고자 하는 피접합 재료를 접합시키는 기술로서, 모재는 녹이지 않고 솔더만 녹여 접합시키는 기술이다. 종래에 이러한 솔더링에 사용되던 솔더 합금은 납(Pb)과 주석(Sn)의 합금이었다. 그러나, 이러한 Pb-Sn 솔더 합금은 이 솔더 합금이 사용된 전자기기가 폐기될 경우 솔더 속의 납성분으로 인해 환경오염의 원인이 되어, 납 성분에 대한 규제가 강화됨에 따라 더 이상 사용되기 어렵게 되었다. 따라서, 최근에는 Pb를 전혀 함유하지 않는 무연 솔더를 사용하고 있다. 그러나, 이러한 무연 솔더는 200℃ 이상의 높은 융점을 가지므로, 플렉시블 기판 및 전자부품의 열손상을 초래하는 문제점이 있다.Soldering is a technology for joining materials to be joined using solder having a melting point of 450° C. or less, and is a technology for joining by melting only solder without melting the base material. Conventionally, the solder alloy used for such soldering was an alloy of lead (Pb) and tin (Sn). However, such a Pb-Sn solder alloy becomes a cause of environmental pollution due to lead in solder when electronic devices using this solder alloy are discarded, making it difficult to use any more as the regulation on lead content is strengthened. Therefore, in recent years, lead-free solder containing no Pb has been used. However, since such a lead-free solder has a high melting point of 200° C. or more, there is a problem of causing thermal damage to the flexible substrate and electronic components.
납을 사용하지 않는 무연 솔더는 주로 주석(Sn)을 주성분으로 하여 Ag, Cu, Zn, In, Ni, Cr, Fe, Co, Ge, P 및 Ga 등을 적절히 첨가하여 제조하는 것이 일반적이다. 이중에서 Sn-3Ag-0.5Cu(SAC305)는 납땜성(solderability), 접합강도 및 내열피로성 등의 특성이 우수하기 때문에, 현재에는 많은 전자기기의 솔더링(soldering)에 사용되고 있고, 또한 BGA의 범프 및 볼을 형성하기 위한 솔더 합금으로도 사용되고 있다. 그러나, 상기 Sn-3Ag-0.5Cu 조성의 솔더는 231℃의 높은 융점과 공정온도가 260도까지 올라가는 고온 공정이 필요한 한계가 있다.Lead-free solder that does not use lead mainly contains tin (Sn) as a main component and is generally manufactured by appropriately adding Ag, Cu, Zn, In, Ni, Cr, Fe, Co, Ge, P and Ga. Among them, Sn-3Ag-0.5Cu (SAC305) has excellent characteristics such as solderability, bonding strength and thermal fatigue resistance, so it is currently used for soldering of many electronic devices, and also for BGA bump and It is also used as a solder alloy to form balls. However, the Sn-3Ag-0.5Cu composition of the solder has a high melting point of 231° C. and a high-temperature process in which the process temperature rises to 260° C. is required.
최근. 사물 인터넷 기술이 발전하면서 플렉시블 기판의 적용가능한 저온 솔더링 공정에 대해 요구가 생기게 되엇고, 이를 위하여는 200℃ 이하의, 더 나아가 140℃ 이하의 공정 온도를 확보할 필요가 있다. 이러한 요구를 만족하는 합금으로서 Sn-In-Bi 3원계 솔더 페이스트가 제안되었으나, 인듐 함유 시 응집 형상이 심하게 발생하여 수율이 저하되는 문제점이 있다.recent. With the development of Internet of Things technology, there has been a demand for a low-temperature soldering process applicable to flexible substrates, and for this purpose, it is necessary to secure a process temperature of 200°C or less, furthermore, 140°C or less. Sn-In-Bi ternary solder paste has been proposed as an alloy that satisfies these requirements, but there is a problem in that agglomeration shape is severely generated when indium is contained, resulting in a decrease in yield.
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 납을 포함하지 않고도 낮은 융점을 가져 반도체 공정 중에 플렉시블 기판이나 전자부품의 열손상을 방지하는 솔더 페이스트, 이를 사용하여 형성된 솔더링 접합부 및 솔더링 접합부를 가지는 플렉시블 인쇄회로기판을 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the technical idea of the present invention is to solve the above problems, a solder paste that does not contain lead and has a low melting point to prevent thermal damage to a flexible substrate or an electronic component during a semiconductor process, and is formed using the same To provide a flexible printed circuit board having a solder joint and a solder joint.
그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다.However, these tasks are exemplary, and the technical spirit of the present invention is not limited thereto.
본 발명의 일 관점에 의하면, 솔더와 플럭스를 포함하는 솔더 페이스트를 제공한다.According to one aspect of the present invention, there is provided a solder paste including a solder and a flux.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 솔더는, 3원계 합금을 포함하고, 제1 평균 입경을 가지는 제1 분말; 및 2원계 합금을 포함하고, 상기 제1 평균 입경에 비하여 작은 제2 평균 입경을 가지는 제2 분말;을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the solder may include: a first powder including a ternary alloy and having a first average particle diameter; and a second powder including a binary alloy and having a second average particle diameter smaller than the first average particle diameter.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 제1 평균 입경은 15 μm 내지 25 μm 범위일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the first average particle diameter may be in the range of 15 μm to 25 μm.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 제2 평균 입경은 2 μm 내지 10 μm 범위일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the second average particle diameter may be in the range of 2 μm to 10 μm.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 제1 분말과 상기 제2 분말의 비율은 중량비로 99:1 내지 53:47 범위일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the ratio of the first powder to the second powder may be in the range of 99:1 to 53:47 by weight.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 제1 분말과 상기 제2 분말의 비율은 중량비로 90:10 내지 60:40 범위일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the ratio of the first powder to the second powder may be in the range of 90:10 to 60:40 by weight.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 제1 분말은 Sn-In-Bi로 구성되고, 상기 제2 분말은 Sn-In, Sn-Bi, 또는 In-Bi로 구성될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the first powder may be composed of Sn-In-Bi, and the second powder may be composed of Sn-In, Sn-Bi, or In-Bi.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 솔더는, 0.1 wt% 내지 45 wt% 범위의 인듐(In); 0.1 wt% 내지 50 wt% 범위의 비스무트(Bi); 및 잔부는 주석(Sn);을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the solder may include indium (In) in a range of 0.1 wt% to 45 wt%; bismuth (Bi) in the range of 0.1 wt % to 50 wt %; and the remainder of tin (Sn).
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 솔더 페이스트의 용융 온도가 90℃ 내지 110℃ 범위일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the melting temperature of the solder paste may be in the range of 90 ℃ to 110 ℃.
본 발명의 일 관점에 의하면, 상술한 솔더 페이스트를 사용하여 형성된 솔더 접합부를 제공한다.According to one aspect of the present invention, there is provided a solder joint formed using the above-described solder paste.
본 발명의 일 관점에 의하면, 상기 솔더 접합부를 가지는 플렉시블 인쇄회로기판을 제공한다.According to one aspect of the present invention, there is provided a flexible printed circuit board having the solder joint.
본 발명의 기술적 사상에 의할 경우, 3원계 합금을 포함하고, 제1 평균 입경을 가지는 제1 분말; 및 2원계 합금을 포함하고, 상기 제1 평균 입경에 비하여 작은 제2 평균 입경을 가지는 제2 분말을 포함하는 솔더 페이스트를 제공할 수 있다. 상기 솔더 페이스트는 인듐을 포함함으로써, 융점 및 공정 온도를 낮출 수 있고, 크기가 다른 입자들을 혼합함으로써, 인듐에 의한 응집 현상을 감소시켜 인쇄성을 향상시킬 수 있다.According to the technical spirit of the present invention, a first powder including a ternary alloy and having a first average particle diameter; and a binary alloy, and may provide a solder paste including a second powder having a second average particle diameter smaller than the first average particle diameter. Since the solder paste contains indium, a melting point and a process temperature may be lowered, and by mixing particles having different sizes, aggregation caused by indium may be reduced and printability may be improved.
상술한 본 발명의 효과들은 예시적으로 기재되었고, 이러한 효과들에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.The above-described effects of the present invention have been described by way of example, and the scope of the present invention is not limited by these effects.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 솔더 페이스트를 이용하여 형성한 솔더 접합부를 갖는 플렉시블 인쇄회로기판을 도시하는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 솔더 페이스트를 이용하여 형성한 솔더 접합부를 갖는 전자 장치를 도시하는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 솔더 페이스트의 인쇄성을 나타내는 사진들이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 솔더 페이스트의 입자 비율에 따른 점성을 나타내는 그래프이다.1 is a cross-sectional view illustrating a flexible printed circuit board having a solder joint formed using a solder paste according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view illustrating an electronic device having a solder joint formed using a solder paste according to an embodiment of the present invention.
3 is a photograph showing printability of a solder paste according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph showing the viscosity according to the particle ratio of the solder paste according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 기술적 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 본 명세서에서 동일한 부호는 시종 동일한 요소를 의미한다. 나아가, 도면에서의 다양한 요소와 영역은 개략적으로 그려진 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되지 않는다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments of the present invention are provided to more completely explain the technical idea of the present invention to those of ordinary skill in the art, and the following examples may be modified in various other forms, The scope of the technical idea is not limited to the following examples. Rather, these embodiments are provided so as to more fully and complete the present disclosure, and to fully convey the technical spirit of the present invention to those skilled in the art. In this specification, the same reference numerals refer to the same elements throughout. Furthermore, various elements and regions in the drawings are schematically drawn. Accordingly, the technical spirit of the present invention is not limited by the relative size or spacing drawn in the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 솔더 페이스트를 이용하여 형성한 솔더 접합부를 갖는 플렉시블 인쇄회로기판(1)을 도시하는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a flexible printed
도 1을 참조하면, 플렉시블 인쇄회로기판(1)과 적층 세라믹 커패시터, 트랜지스터, 또는 저항 등의 전자부품(2)이 솔더 접합부(3)를 통하여 전기적으로 접합되어 있다. 솔더 접합부(3)는 플렉시블 인쇄회로기판(1)상에 본 발명의 기술적 사상에 따른 솔더 페이스트를 도포한 후, 상기 솔더 페이스트 상에 전자부품(2)을 탑재하고, 그 후, 소정 온도에서 가열처리를 행하면, 상기 솔더 페이스트로부터 솔더 접합부(3)가 형성된다. 이에 따라, 플렉시블 인쇄회로기판(1)과 전자부품(2)은 솔더 접합부(3)를 통하여 접합되고, 전기적으로 접속되며, 이것에 의해 전자장치가 제조된다. 플렉시블 인쇄회로기판(1)은 예시적이며, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니고, 일반적인 경성 인쇄회로기판을 사용하는 경우도 본 발명의 기술적 사상에 포함된다.Referring to FIG. 1 , a flexible printed
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 솔더 페이스트를 이용하여 형성한 솔더 접합부를 갖는 전자 장치(9)를 도시하는 단면도이다.2 is a cross-sectional view illustrating an
도 2를 참조하면, 전자 장치(9)는 기판(4) 상에 솔더 접합부(6)를 가지는 반도체칩(5)이 배치되고, 기판(4)과 반도체칩(5) 사이의 공간의 솔더 접합부(6) 사이는 언더필 물질(7)로 충진된다. 솔더 접합부(6)는 본 발명의 기술적 사상에 따른 솔더 페이스트에 의하여 형성될 수 있고, 솔더 접합부(6)에 의하여 기판(4)과 반도체칩(5)이 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 솔더 접합부(6)는 도 1의 솔더 접합부(3)와 동일하거나 유사한 기능을 수행할 수 있다. 또한, 기판(4)은 다양한 기판을 포함할 수 있고, 경성 인쇄회로기판 및 플렉시블 인쇄회로기판 등을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2 , in the
이하에서는, 상술한 솔더 페이스트를 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, the above-described solder paste will be described in detail.
본 발명의 기술적 사상에 따른 솔더 페이스트는 솔더와 플럭스를 포함한다. 상기 솔더는, 3원계 합금을 포함하고, 제1 평균 입경을 가지는 제1 분말; 및 2원계 합금을 포함하고, 상기 제1 평균 입경에 비하여 작은 제2 평균 입경을 가지는 제2 분말;을 포함할 수 있다.The solder paste according to the technical concept of the present invention includes solder and flux. The solder may include: a first powder including a ternary alloy and having a first average particle diameter; and a second powder including a binary alloy and having a second average particle diameter smaller than the first average particle diameter.
상기 제1 분말의 상기 제1 평균 입경은 15 μm 내지 25 μm 범위일 수 있다. 상기 제2 분말의 상기 제2 평균 입경은 2 μm 내지 10 μm 범위일 수 있다. 상기 제1 분말과 상기 제2 분말의 비율은 중량비(wt%)로 99:1 내지 53:47 범위일 수 있다. 더 나아가, 상기 제1 분말과 상기 제2 분말의 비율은 중량비(wt%)로 90:10 내지 60:40 범위일 수 있다.The first average particle diameter of the first powder may be in the range of 15 μm to 25 μm. The second average particle diameter of the second powder may be in the range of 2 μm to 10 μm. A ratio of the first powder and the second powder may be in the range of 99:1 to 53:47 by weight (wt%). Furthermore, the ratio of the first powder to the second powder may be in the range of 90:10 to 60:40 by weight ratio (wt%).
상기 제1 분말은 Sn-In-Bi로 구성될 수 있다. 상기 제1 분말은, 0.1 wt% 내지 99 wt% 범위의 인듐(In); 0.1 wt% 내지 99 wt% 범위의 비스무트(Bi); 및 잔부는 주석(Sn);을 포함할 수 있다.The first powder may be composed of Sn-In-Bi. The first powder may include indium (In) in a range of 0.1 wt% to 99 wt%; bismuth (Bi) in the range of 0.1 wt % to 99 wt %; and the remainder of tin (Sn).
상기 제2 분말은 Sn-In, Sn-Bi, 또는 In-Bi 으로 구성될 수 있다. 상기 제2 분말은 0.1 wt% 내지 99 wt% 범위의 인듐(In); 0.1 wt% 내지 99 wt% 범위의 비스무트(Bi), 및 0.1 wt% 내지 99 wt% 범위의 주석(Sn)을 조합하여 구성할 수 있다.The second powder may be composed of Sn-In, Sn-Bi, or In-Bi. The second powder may include indium (In) in the range of 0.1 wt% to 99 wt%; Bismuth (Bi) in the range of 0.1 wt% to 99 wt%, and tin (Sn) in the range of 0.1 wt% to 99 wt% can be constituted in combination.
또한, 상기 솔더는, 0.1 wt% 내지 45 wt% 범위의 인듐(In); 0.1 wt% 내지 50 wt% 범위의 비스무트(Bi); 및 잔부는 주석(Sn);을 포함할 수 있다. 참고로, 실험예로서 수행한 조성은 Sn-6 wt% In-35 wt% Bi 및 Sn-20 wt% In-42.8 wt% Bi 등이 있다.In addition, the solder, indium (In) in the range of 0.1 wt% to 45 wt%; bismuth (Bi) in the range of 0.1 wt % to 50 wt %; and the remainder of tin (Sn). For reference, the composition performed as an experimental example includes Sn-6 wt% In-35 wt% Bi and Sn-20 wt% In-42.8 wt% Bi.
그러나, 이러한 함유 원소는 예시적이며, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 제1 분말 및 상기 제2 분말은 주석(Sn)을 주성분으로 하여 Ag, Cu, Zn, In, Ni, Cr, Fe, Co, Ge, P 및 Ga 중 적어도 어느 하나를 포함하는 경우도 본 발명의 기술적 사상에 포함된다. However, these containing elements are exemplary, and the technical spirit of the present invention is not limited thereto. For example, the first powder and the second powder include at least one of Ag, Cu, Zn, In, Ni, Cr, Fe, Co, Ge, P, and Ga with tin (Sn) as a main component. The case is also included in the technical spirit of the present invention.
상기 솔더 페이스트의 용융 온도는, 예를 들어 200℃ 이하일 수 있고, 예를 들어 90℃ 내지 140℃ 범위일 수 있고, 예를 들어 90℃ 내지 110℃ 범위일 수 있다. 상기 솔더 페이스트를 이용한 솔더링 작업 온도는, 예를 들어 230℃ 이하일 수 있고, 예를 들어 120℃ 내지 170℃ 범위일 수 있고, 예를 들어 120℃ 내지 140℃ 범위일 수 있다.The melting temperature of the solder paste may be, for example, 200° C. or less, for example, may be in the range of 90° C. to 140° C., for example, may be in the range of 90° C. to 110° C. The soldering operation temperature using the solder paste may be, for example, 230°C or less, for example, may be in the range of 120°C to 170°C, for example, may be in the range of 120°C to 140°C.
상기 플럭스는 솔더링하고자 하는 모재(母材) 표면의 오염물이나 산화막과 반응하여 이를 제거하고, 금속 산화물과 반응하는 동안 형성된 금속염을 제거하며, 모재 표면이나 솔더 표면에 공기 차단막을 형성하여 산화를 방지하고, 솔더링이 진행되는 동안 가해지는 열이 골고루 퍼지도록 하고, 솔더와 모재면 사이의 표면장력을 줄여서 솔더링성(solderability)을 좋게하는 역할 등을 수행한다.The flux reacts with and removes contaminants or oxide films on the surface of the base material to be soldered, removes metal salts formed during the reaction with metal oxides, forms an air barrier on the surface of the base material or the solder surface to prevent oxidation, , it plays a role of improving solderability by reducing the surface tension between the solder and the base metal surface and allowing the heat applied during soldering to be evenly spread.
이러한 플럭스로는 본 발명의 일 실시예에 따른 솔더 페이스트에 적합한 것이라면 특별히 제안 없이 사용 가능하다. 구체적인 예로는, 로진(rosin, 송진)을 주성분으로 한 로진계 플럭스, 로진계 플럭스 외에, 유기산 또는 아민, 아민 할로겐 염을 활성제로 첨가한 수용성 플럭스를 사용하기도 한다. 로진계 플럭스는 극성이 작은 세정용매(예컨대, 대체 프레온, 디에틸렌 글리콜 헥실 에테르와 같은 탄화 수소계)를 사용하여 세정을 하며, 수용성 플럭스는 알콜류나 물과 같이 극성이 큰 용매를 세정 용매로 사용한다.As such a flux, if it is suitable for the solder paste according to an embodiment of the present invention, it may be used without a special suggestion. As a specific example, in addition to rosin-based flux and rosin-based flux containing rosin as a main component, a water-soluble flux containing organic acid, amine, or amine halogen salt as an activator may be used. Rosin-based fluxes are cleaned using a low-polarity cleaning solvent (e.g., hydrocarbon-based alternatives such as Freon and diethylene glycol hexyl ether), and water-soluble fluxes are cleaned with a high-polarity solvent such as alcohol or water. do.
상기 솔더 대 플럭스의 중량비는, 예를 들면, 70:30 내지 98:2 일 수 있다. 상기 중량비가 이러한 범위를 만족하는 경우가, 중량비가 70:30 보다 작은 경우에 비해서 플럭스 함유량이 많아지므로 해서 솔더링성이 향상되고, 98:2보다 큰 경우에 비해서 기판 표면의 플럭스 잔사가 적게 나타나므로 표면이 깨끗한 장점을 가질 수 있다. 그러나, 이는 예시적이며, 상기 솔더 대 플럭스의 중량비는, 80:20 내지 95:5 이거나, 85:15 내지 91.5:9.5 이거나, 88:12 내지 91:9 이거나, 또는 89:11 내지 90:10 일 수 있는 등 다양한 비율을 가질 수 있다.The weight ratio of the solder to the flux may be, for example, 70:30 to 98:2. When the weight ratio satisfies this range, the flux content is increased compared to the case where the weight ratio is less than 70:30, so that solderability is improved. It can have the advantage that the surface is clean. However, this is exemplary, and the weight ratio of solder to flux is 80:20 to 95:5, 85:15 to 91.5:9.5, 88:12 to 91:9, or 89:11 to 90:10. It may have various ratios, such as .
이하에서는 본 발명의 이해를 돕기 위한 실험예에 대해서 설명한다. 하기의 실험예는 발명의 이해를 돕기 위해 제시되는 것이며, 본 발명의 하기 실험예로 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, an experimental example to help the understanding of the present invention will be described. The following experimental examples are presented to help the understanding of the present invention, and are not limited to the following experimental examples of the present invention.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 솔더 페이스트의 인쇄성을 나타내는 사진들이다.3 is a photograph showing printability of a solder paste according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예는 제1 분말로서 Sn-In-Bi 70wt%를 포함하고, 제2 분말로서 Sn-In 30wt%를 포함하는 솔더 페이스트를 사용하여 인쇄하여 인쇄구조체를 형성하였다. 비교예는 제1 분말로서 Sn-In-Bi 100wt%를 포함하고, 제2 분말은 포함하지 않는 솔더 페이스트를 인쇄하여 인쇄구조체를 형성하였다.Referring to FIG. 3 , in the embodiment of the present invention, a printed structure is formed by printing using a solder paste containing 70 wt% of Sn-In-Bi as a first powder and 30 wt% of Sn-In as a second powder. did. In Comparative Example, a printed structure was formed by printing a solder paste containing 100 wt% of Sn-In-Bi as the first powder and not including the second powder.
상기 인쇄구조체로서, 직경 100 μm의 원형 솔더들이 피치 200 μm 및 상기 원형 솔더들 사이의 공간 100 μm로 배열된 제1 인쇄구조체 및 직경 75 μm의 원형 솔더들이 피치 150 μm 및 상기 원형 솔더들 사이의 공간 75 μm로 배열된 제2 인쇄구조체를 형성하였다.As the printed structure, a first printed structure in which circular solders having a diameter of 100 μm are arranged with a pitch of 200 μm and a space of 100 μm between the circular solders and circular solders having a diameter of 75 μm have a pitch of 150 μm and between the circular solders. A second printed structure arranged in a space of 75 μm was formed.
본 발명의 실시예의 경우에는, 제1 인쇄구조체와 제2 인쇄구조체 모두 솔더들의 형상이 균일하고 결함없이 형성됨을 알 수 있다. 그러나, 비교예의 경우에는, 상기 제1 인쇄구조체의 경우에는 원형 솔더의 내부가 제대로 충전되지 않은 결함이 발견되었고, 상기 제2 인쇄구조체의 경우에는 원하는 위치에 원형 솔더가 형성되지 않는 결함들이 다수 발견되었다. 이러한 결함은 인듐을 포함함에 따른 입자 응집 현상에 기인한 것으로 분석된다. 따라서, 본 발명의 실시예는 상술한 입자 응집 현상을 방지 또는 감소시킬 수 있고, 이에 따라 우수한 인쇄성을 나타낸다.In the case of the embodiment of the present invention, it can be seen that both the first printed structure and the second printed structure have uniform shapes of solders and are formed without defects. However, in the case of the comparative example, in the case of the first printed structure, a defect in which the inside of the circular solder was not properly filled was found, and in the case of the second printed structure, a number of defects in which the circular solder was not formed at a desired location were found. became These defects are analyzed to be due to particle aggregation caused by indium inclusion. Therefore, the embodiment of the present invention can prevent or reduce the particle aggregation phenomenon described above, and thus exhibit excellent printability.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 솔더 페이스트의 입자 비율에 따른 점성을 나타내는 그래프이다.4 is a graph showing the viscosity according to the particle ratio of the solder paste according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 솔더 페이스트의 인쇄성을 평가하기 위한 특성으로서 제2 입자 비율에 따른 점성 변화를 나타낸다. 상기 점성이 높을수록 인쇄성이 저하되는 것으로 평가할 수 있다. 입자 크기가 상대적으로 큰 제1 입자 만을 포함한 경우(즉, 제2 입자 비율이 0임)에 비하며, 제2 입자의 함량이 증가하면, 점성이 감소함을 알 수 있다. 그러나, 상기 제2 입자의 함량이 많은 경우에는 다시 점성이 증가하게 되어 상기 제1 입자 만을 포함한 경우에 비하여 점성이 더 크게 나타났다.Referring to FIG. 4 , the viscosity change according to the second particle ratio is shown as a characteristic for evaluating the printability of the solder paste. It can be evaluated that the higher the viscosity, the lower the printability. Compared to the case in which only the first particles having a relatively large particle size are included (ie, the ratio of the second particles is 0), it can be seen that the viscosity decreases when the content of the second particles increases. However, when the content of the second particles is large, the viscosity is increased again, and the viscosity is higher than when only the first particles are included.
구체적으로, 구간 1은, 제2 입자 비율이 0에서 0.1 범위로서, 큰 크기의 제1 입자 사이의 공극이 작은 크기의 제2 입자에 의하여 채워지는 구간으로 분석된다. 따라서, 상기 구간 1은 제2 입자에 의한 효과가 상대적으로 적으며, 인쇄성 향상이 이루어지지만 상대적으로 적은 구간으로 분석된다.Specifically,
구간 2는, 제2 입자 비율이 0.1 내지 0.47 범위로서, 큰 크기의 제1 입자 사이의 공극이 작은 크기의 제2 입자에 의하여 충분히 채워지고, 더 나아가 제1 입자 사이의 간격이 제2 입자에 의하여 증가되는 구간으로 분석된다. 따라서, 상기 구간 2는 제2 입자에 의한 효과가 가장 크며 인쇄성 향상이 크게 이루어지는 구간으로 분석된다.In
구간 3은, 제2 입자 비율이 0.47 초과는 범위로서, 큰 크기의 제1 입자 사이가 충분히 벌어지고, 오히려 제2 입자가 주류가 되는 구간으로 분석된다. 따라서. 상기 구간 3은 너무 많은 함량의 제2 입자에 의한 응집 현상이 심하게 발생하게 되어 인쇄성이 매우 저하되는 구간으로 분석된다.
이상에서 설명한 본 발명의 기술적 사상이 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은, 본 발명의 기술적 사상이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The technical spirit of the present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and it is the technical spirit of the present invention that various substitutions, modifications and changes are possible without departing from the technical spirit of the present invention. It will be apparent to those of ordinary skill in the art to which this belongs.
1: 플렉시블 인쇄회로기판, 2: 전자부품,
3: 솔더 접합부, 4: 기판,
5: 반도체칩, 6: 솔더 접합부,
7: 언더필 물질, 9: 전자 장치,1: flexible printed circuit board, 2: electronic components,
3: solder joint, 4: substrate,
5: semiconductor chip, 6: solder joint,
7: underfill material, 9: electronic device,
Claims (10)
상기 솔더는,
3원계 합금을 포함하고, 제1 평균 입경을 가지는 제1 분말; 및
2원계 합금을 포함하고, 상기 제1 평균 입경에 비하여 작은 제2 평균 입경을 가지는 제2 분말;을 포함하고,
상기 제1 평균 입경은 15 μm 내지 25 μm 범위이고,
상기 제2 평균 입경은 2 μm 내지 10 μm 범위이고,
상기 제1 분말과 상기 제2 분말의 비율은 중량비로 99:1 내지 53:47 범위이고,
상기 제1 분말이 단독으로 함유된 경우에 비하여, 상기 제2 분말이 상기 중량비로 함유됨으로써 점성이 저하되는,
솔더 페이스트.A solder paste comprising solder and flux, the solder paste comprising:
The solder is
a first powder comprising a ternary alloy and having a first average particle diameter; and
A second powder including a binary alloy and having a second average particle diameter smaller than the first average particle diameter;
The first average particle diameter is in the range of 15 μm to 25 μm,
The second average particle diameter is in the range of 2 μm to 10 μm,
The ratio of the first powder and the second powder is in the range of 99:1 to 53:47 by weight,
Compared to the case where the first powder is contained alone, the viscosity is lowered by containing the second powder in the weight ratio,
solder paste.
상기 제1 분말과 상기 제2 분말의 비율은 중량비로 90:10 내지 60:40 범위인, 솔더 페이스트.The method of claim 1,
The ratio of the first powder to the second powder is in the range of 90:10 to 60:40 by weight, solder paste.
상기 제1 분말은 Sn-In-Bi로 구성되고,
상기 제2 분말은 Sn-In, Sn-Bi, 또는 In-Bi로 구성된, 솔더 페이스트.The method of claim 1,
The first powder is composed of Sn-In-Bi,
The second powder is composed of Sn-In, Sn-Bi, or In-Bi, solder paste.
상기 솔더는,
0.1 wt% 내지 45 wt% 범위의 인듐(In);
0.1 wt% 내지 50 wt% 범위의 비스무트(Bi); 및
잔부는 주석(Sn);을 포함하는, 솔더 페이스트.The method of claim 1,
The solder is
indium (In) in the range of 0.1 wt % to 45 wt %;
bismuth (Bi) in the range of 0.1 wt % to 50 wt %; and
The remainder is tin (Sn); including, solder paste.
상기 솔더 페이스트의 용융 온도가 90℃ 내지 110℃ 범위인, 솔더 페이스트.The method of claim 1,
The solder paste has a melting temperature in the range of 90°C to 110°C.
상기 솔더 페이스트는,
솔더와 플럭스를 포함하는 솔더 페이스트로서,
상기 솔더는,
3원계 합금을 포함하고, 제1 평균 입경을 가지는 제1 분말; 및
2원계 합금을 포함하고, 상기 제1 평균 입경에 비하여 작은 제2 평균 입경을 가지는 제2 분말;을 포함하고,
상기 제1 평균 입경은 15 μm 내지 25 μm 범위이고,
상기 제2 평균 입경은 2 μm 내지 10 μm 범위이고,
상기 제1 분말과 상기 제2 분말의 비율은 중량비로 99:1 내지 53:47 범위이고,
상기 제1 분말이 단독으로 함유된 경우에 비하여, 상기 제2 분말이 상기 중량비로 함유됨으로써 점성이 저하되는,
솔더 접합부.A solder joint formed using solder paste, comprising:
The solder paste is
A solder paste comprising solder and flux, the solder paste comprising:
The solder is
a first powder comprising a ternary alloy and having a first average particle diameter; and
A second powder including a binary alloy and having a second average particle diameter smaller than the first average particle diameter;
The first average particle diameter is in the range of 15 μm to 25 μm,
The second average particle diameter is in the range of 2 μm to 10 μm,
The ratio of the first powder and the second powder is in the range of 99:1 to 53:47 by weight,
Compared to the case where the first powder is contained alone, the viscosity is lowered by containing the second powder in the weight ratio,
Solder joint.
상기 솔더 페이스트는,
솔더와 플럭스를 포함하는 솔더 페이스트로서,
상기 솔더는,
3원계 합금을 포함하고, 제1 평균 입경을 가지는 제1 분말; 및
2원계 합금을 포함하고, 상기 제1 평균 입경에 비하여 작은 제2 평균 입경을 가지는 제2 분말;을 포함하고,
상기 제1 평균 입경은 15 μm 내지 25 μm 범위이고,
상기 제2 평균 입경은 2 μm 내지 10 μm 범위이고,
상기 제1 분말과 상기 제2 분말의 비율은 중량비로 99:1 내지 53:47 범위이고,
상기 제1 분말이 단독으로 함유된 경우에 비하여, 상기 제2 분말이 상기 중량비로 함유됨으로써 점성이 저하되는,
플렉시블 인쇄회로기판.A flexible printed circuit board having a solder joint formed using a solder paste, comprising:
The solder paste is
A solder paste comprising solder and flux, the solder paste comprising:
The solder is
a first powder comprising a ternary alloy and having a first average particle diameter; and
A second powder including a binary alloy and having a second average particle diameter smaller than the first average particle diameter;
The first average particle diameter is in the range of 15 μm to 25 μm,
The second average particle diameter is in the range of 2 μm to 10 μm,
The ratio of the first powder and the second powder is in the range of 99:1 to 53:47 by weight,
Compared to the case where the first powder is contained alone, the viscosity is lowered by containing the second powder in the weight ratio,
Flexible printed circuit board.
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| KR1020200009003A KR102343751B1 (en) | 2020-01-23 | 2020-01-23 | Solder paste, soldered joint formed using the same, and flexible printed circuit board having the soldered joint |
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