KR19980023274A - 무연 솔더 조성물 - Google Patents

무연 솔더 조성물 Download PDF

Info

Publication number
KR19980023274A
KR19980023274A KR1019960042726A KR19960042726A KR19980023274A KR 19980023274 A KR19980023274 A KR 19980023274A KR 1019960042726 A KR1019960042726 A KR 1019960042726A KR 19960042726 A KR19960042726 A KR 19960042726A KR 19980023274 A KR19980023274 A KR 19980023274A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
lead
weight
free solder
solder
tin
Prior art date
Application number
KR1019960042726A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100209241B1 (ko
Inventor
서종고
Original Assignee
구자홍
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 구자홍, 엘지전자 주식회사 filed Critical 구자홍
Priority to KR1019960042726A priority Critical patent/KR100209241B1/ko
Publication of KR19980023274A publication Critical patent/KR19980023274A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100209241B1 publication Critical patent/KR100209241B1/ko

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/26—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 400 degrees C
    • B23K35/262—Sn as the principal constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C13/00—Alloys based on tin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C13/00—Alloys based on tin
    • C22C13/02—Alloys based on tin with antimony or bismuth as the next major constituent

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Abstract

본 발명은 주석(Sn)과, 은(Ag)과, 비스무스(Bi)와, 인듐(In)으로 구성되고, 더 상세하게는 상기 주석(Sn) 82∼93 중량%와, 상기 은(Ag) 2 중량%와, 상기 비스무스(Bi) 3∼10 중량%와, 상기 인듐(In) 2∼6 중량%가 배합되어 조성된 무연 솔더(lead free solder) 조성물에 관한 것으로서, 종래 기술의 Sn-Pb 2원계 공정 솔더와 동등하거나 더 우수한 기계적·전기적 특성 및 작업성을 가지면서 인체에 유해한 납(Pb) 성분을 전혀 포함하지 않기 때문에 폐기시 납(Pb) 용출에 따른 환경오염, 자연 생태계 파괴 등의 문제점을 근본적으로 해결할 수 있는 효과가 있다.

Description

무연 솔더(lead free solder) 조성물
본 발명은 솔더(solder) 조성물에 관한 것으로서, 특히 인체에 유해한 납(Pb) 성분이 전혀 포함되지 않은 무연 솔더(lead free solder) 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 솔더는 각종 모재를 접합시키거나 밀봉시키기 위해 사용하는 합금을 말하는 데, 그 중 전기·전자제품에 장착되는 인쇄회로기판에 전자부품을 실장시킬 때 사용되는 것을 공정 솔더라 한다.
종래 기술에 의한 솔더 조성물은 대부분 주석(Sn)과 납(Pb)으로 구성된 Sn-Pb 2원계 합금인 데, 그 중 180∼200℃ 범위 내의 융점을 가지는 솔더 조성물을 공정 솔더로 이용하였다.
상기 Sn-Pb 2원계 합금 중 주석(Sn) 63 중량%와 납(Pb) 37 중량%가 배합되어 조성된 합금은 융점이 183℃이고, 응고 범위(액상선 188℃, 고상선 183℃)가 매우 좁아 공정 솔더로 많이 이용되었다.
또한, 상기와 같이 63 중량%의 주석(Sn)과 37 중량%의 납(Pb)이 배합되어 조성된 솔더의 여러 가지 물리적 특성을 측정하여 아래 표 1에 나타내었다.
표 1
조 성(중량%) 융 점(℃) 젖 음 성 경 도20℃,50/g,30초(Hv) 인장강도20℃, 10ψ-50t-40GI(Kg/mm2) 연신율(%)
젖음시간(초) 젖음력(mN)
Sn-37Pb 183 0.2∼0.3 0.45∼0.55 8 6 48.2
그러나, 종래 기술에 의한 솔더 조성물은 인체에 유해한 납(Pb) 성분을 전체 조성비 100 중량%에 대해 적어도 30중량% 이상씩 다량 함유하고 있기 때문에 폐기시 유독성 납(Pb)의 용출량이 많아 - 산성용액(PH4)에 침적시켜 보면 납(Pb) 용출량이 40∼50ppm이 되며, 이는 산업 폐기물 관련 법규의 규정에도 크게 위배되는 수치임 - 환경오염, 자연 생태계 파괴 등을 초래하여 생태계에 악영향을 미치는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 공정 솔더에 적합한 기계적·전기적 특성 및 작업성을 가지면서도 환경오염 규제 대상물인 납(Pb) 성분을 전혀 포함하지 않는 무연 솔더 조성물을 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 무연 솔더 조성물은 주석(Sn)과, 은(Ag)과, 비스무스(Bi)와, 인듐(In)으로 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 무연 솔더 조성물은 실시예로서 주석(Sn) 82∼93 중량%와, 은(Ag) 2 중량%와, 비스무스(Bi) 3∼10 중량%와, 인듐(In) 2∼6 중량%가 배합되어 조성되는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명에 의한 무연 솔더 조성물의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 의한 무연 솔더 조성물은 주석(Sn)과, 은(Ag)과, 비스무스(Bi)와, 인듐(In)으로 구성된다.
상기 주석(Sn)은 독성이 없고 접합모재의 퍼짐성을 좋게 하는 솔더의 조성에 필수적인 성분으로서, 최적 함유량은 전체 조성비 100 중량%에 대해 82∼93 중량%이다.
상기 은(Ag)은 솔더의 열피로성을 향상시키는 성분으로서, 최적 함유량은 전체 조성비 100 중량%에 대해 2 중량%이다.
상기 비스무스(Bi) 주석(Sn)의 융점(232℃)을 감소시키는 성분으로서, 최적 함유량은 전체 조성비 100 중량%에 대해 3∼10 중량%이다.
상기 인듐(In)은 비스무스(Bi)와 함께 솔더의 융점을 감소시키는 동시에 젖음성과 열피로성을 향상시키는 성분으로서, 최적 함유량은 전체 조성비 100 중량%에 대해 2∼6 중량%이다.
여기서, 비스무스(Bi)의 함유량이 증가할수록 드로스(dross)성은 감소하나 인듐(In)의 함유량이 증가할수록 드로스에 대한 저항성이 증가되어 무연 솔더 합금의 산화 발생이 최소화된다.
제 1, 2, 3 실시예
본 발명의 제 1 실시예에 의한 무연 솔더 조성물은 주석(Sn) 93 중량%와, 은(Ag) 2 중량%와, 비스무스(Bi) 3 중량%와, 인듐(In) 2 중량%가 배합되어 조성된다.
본 발명의 제 2 실시예에 의한 무연 솔더 조성물은 주석(Sn) 91 중량%와, 은(Ag) 2 중량%와, 비스무스(Bi) 3 중량%와, 인듐(In) 4 중량%가 배합되어 조성된다.
본 발명의 제 3 실시예에 의한 무연 솔더 조성물은 주석(Sn) 89 중량%와, 은(Ag) 2 중량%와, 비스무스(Bi) 3 중량%와, 인듐(In) 6 중량%가 배합되어 조성된다.
상기와 같이 조성된 본 발명의 제 1, 2, 3 실시예에 의한 무연 솔더 조성물의 여러 가지 물리적 특성을 측정하여 아래 표 2에 나타내었다.
표 2
조 성(중량%) 융 점(℃) 젖 음 성 경 도20℃,50/g,30초(Hv) 인장강도20℃, 10ψ-50t-40GI(Kg/mm2) 연신율(%)
젖음시간(초) 젖음력(mN)
Sn-2Ag-3Bi-2In 195∼204 0.18 0.46 18 6 12
Sn-2Ag-3Bi-4In 186∼191 0.24 0.45 25 7 13
Sn-2Ag-3Bi-6In 182∼196 0.25 0.46 27 9 5
상기 표 2에 나타난 물성 측정치를 살펴보면 융점은 공정 솔더에 적합한 180∼200℃ 범위를 약간 벗어나는 경우도 있으나 비교적 상기 범위 내에 있고, 응고 범위가 매우 좁아 공정 솔더에 적합하고, 젖음시간(wetting time)과 젖음력(wetting force)은 표 1에 나타난 종래의 Sn-Pb 2원계 솔더와 거의 동등하거나 더 우수하며, MIL Spec.을 만족한다.
또한, 표 1과 표 2에 나타난 물성 측정치를 근거로 하여 본 발명의 제 1, 2 실시예에 의한 Sn-Pb-Ag-Bi 4원계 솔더와 종래의 Sn-Pb 2원계 솔더를 계속 비교해 보면 경도는 본 발명이 종래 기술보다 2∼3배 정도 높고, 인장강도는 본 발명과 종래 기술이 거의 동등하나, 연신율은 본 발명이 종래 기술보다 약간 낮다.
아울러, 본 발명의 실시예에 의한 무연 솔더 합금의 미세조직을 살펴보면 셀룰라 덴드라이트(cellular dendrite) 조직, 덴드라이트 바운드리(dendrite boundary)에서 공정조직이 나타나고, 전체적으로 조직이 매우 미세하여 기계적 특성이 향상된다.
결국, 본 발명에 의한 무연 솔더는 상기에서 설명한 각 구성 성분의 작용과 각 실시예의 물적 측정치에서 미루어 알 수 있듯이 종래 기술의 솔더와 동등하거나 더 우수한 기계적·전기적 특성 및 작업성을 가지므로 종래 기술의 Sn-Pb 2원계 솔더와 마찬가지로 공정 솔더에 적합하다.
또한, 상기와 같이 납(Pb) 성분을 전혀 포함하지 않은 무연 솔더는 폐기시 산성용액(PH4)에서의 납(Pb) 용출량이 0이 되므로 납 용출에 따른 환경오염을 유발시키지 않는다.
이와 같이 본 발명은 종래 기술의 Sn-Pb 2원계 공정 솔더와 동등하거나 더 우수한 기계적·전기적 특성 및 작업성을 가지면서 인체에 유해한 납(Pb) 성분을 전혀 포함하지 않기 때문에 폐기시 납(Pb) 용출에 따른 환경오염, 자연 생태계 파괴 등의 문제점을 근본적으로 해결할 수 있는 효과가 있다.
아울러, 본 발명은 소수의 실시예로 설명되어 있지만 첨부된 청구 범위 내에서 그 이상의 실시예 조성이 가능하고, 당 업계에 숙련된 사람이면 본 발명을 다양하게 변화 및 변형시킬 수 있으나 그러한 변화 및 변형은 첨부된 본 발명의 청구 범위 영역에 속하는 것을 알 수 있다.

Claims (2)

  1. 주석(Sn)과, 은(Ag)과, 비스무스(Bi)와, 인듐(In)으로 구성된 것을 특징으로 하는 무연 솔더(lead free solder) 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 주석(Sn) 82∼93 중량%와, 상기 은(Ag) 2 중량%와, 상기 비스무스(Bi) 3∼10 중량%와, 상기 인듐(In) 2∼6 중량%가 배합되어 조성된 것을 특징으로 하는 무연 솔더 조성물.
KR1019960042726A 1996-09-25 1996-09-25 무연솔더 조성물 KR100209241B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019960042726A KR100209241B1 (ko) 1996-09-25 1996-09-25 무연솔더 조성물

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019960042726A KR100209241B1 (ko) 1996-09-25 1996-09-25 무연솔더 조성물

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR19980023274A true KR19980023274A (ko) 1998-07-06
KR100209241B1 KR100209241B1 (ko) 1999-07-15

Family

ID=19475493

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019960042726A KR100209241B1 (ko) 1996-09-25 1996-09-25 무연솔더 조성물

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100209241B1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100375157B1 (ko) * 1998-10-01 2003-03-08 미츠이 마이닝 & 스멜팅 콤파니 리미티드 무납 솔더 분말 및 그 제조 방법
KR100743190B1 (ko) * 2005-12-26 2007-07-27 재단법인 포항산업과학연구원 저융점 무연 솔더 및 그의 제조 방법
KR20190013316A (ko) 2017-08-01 2019-02-11 서울시립대학교 산학협력단 고성능 무연솔더 합금 조성물 및 그 제조방법
KR20190086230A (ko) 2018-01-12 2019-07-22 서울시립대학교 산학협력단 무연 솔더 합금 조성물과 그 제조 방법

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101671062B1 (ko) 2014-08-18 2016-10-31 주식회사 경동원 무연 솔더 합금 조성물 및 무연 솔더 합금의 제조 방법
KR20210101548A (ko) 2020-02-10 2021-08-19 현대자동차주식회사 솔더 플럭스 조성물, 이를 포함하는 솔더 혼합물 및 솔더 플럭스 조성물 제조 방법

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100375157B1 (ko) * 1998-10-01 2003-03-08 미츠이 마이닝 & 스멜팅 콤파니 리미티드 무납 솔더 분말 및 그 제조 방법
KR100743190B1 (ko) * 2005-12-26 2007-07-27 재단법인 포항산업과학연구원 저융점 무연 솔더 및 그의 제조 방법
KR20190013316A (ko) 2017-08-01 2019-02-11 서울시립대학교 산학협력단 고성능 무연솔더 합금 조성물 및 그 제조방법
KR20190086230A (ko) 2018-01-12 2019-07-22 서울시립대학교 산학협력단 무연 솔더 합금 조성물과 그 제조 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR100209241B1 (ko) 1999-07-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5152150B2 (ja) 鉛フリーはんだ合金
KR101059710B1 (ko) 솔더 페이스트 및 인쇄 회로 기판
KR100255251B1 (ko) 유기기판 상에 전자부품을 접속하기 위해 사용된 무연땜납 및 그것을 사용해서 제조한 전자제품
JPH09326554A (ja) 電子部品接合用電極のはんだ合金及びはんだ付け方法
JPH08206874A (ja) はんだ材料
JP2002018589A (ja) 鉛フリーはんだ合金
EP1824638A1 (en) Pb free solder alloy
US6159304A (en) Solder paste
JPH11347784A (ja) はんだペースト及びそれを用いた電子回路装置
KR19980023274A (ko) 무연 솔더 조성물
WO1999004048A1 (en) Tin-bismuth based lead-free solders
JP3346848B2 (ja) 無鉛はんだ合金
JPH09174278A (ja) 無鉛はんだ合金およびそれを用いた電子回路装置
KR100220800B1 (ko) 무연 솔더 조성물
JP2000126890A (ja) はんだ材料
KR100366131B1 (ko) 드로스 발생이 적은 저융점 무연땜납
KR100220802B1 (ko) 솔더 조성물
EP0931622B1 (en) Solder paste
JPH09174279A (ja) はんだ合金
KR100220801B1 (ko) 솔더 조성물
KR100194147B1 (ko) 무연땜납합금
KR100421634B1 (ko) 무연솔더볼 합금조성물
KR20040063025A (ko) 납땜용 무연합금
KR20040063027A (ko) 납땜용 무연합금
JP2002011591A (ja) はんだ付け方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20070329

Year of fee payment: 9

LAPS Lapse due to unpaid annual fee