KR19980023278A - 무연 솔더 조성물 - Google Patents

무연 솔더 조성물 Download PDF

Info

Publication number
KR19980023278A
KR19980023278A KR1019960042730A KR19960042730A KR19980023278A KR 19980023278 A KR19980023278 A KR 19980023278A KR 1019960042730 A KR1019960042730 A KR 1019960042730A KR 19960042730 A KR19960042730 A KR 19960042730A KR 19980023278 A KR19980023278 A KR 19980023278A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
lead
weight
free solder
solder
solder composition
Prior art date
Application number
KR1019960042730A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100220800B1 (ko
Inventor
이경래
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 KR1019960042730A priority Critical patent/KR100220800B1/ko
Publication of KR19980023278A publication Critical patent/KR19980023278A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100220800B1 publication Critical patent/KR100220800B1/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, 동(Cu)으로 구성되고, 더 상세하게는 상기 주석(Sn) 92∼97 중량%와, 상기 은(Ag) 1∼3 중량%와, 상기 비스무스(Bi) 2∼4 중량%와, 상기 동(Cu) 0.2∼0.4 중량%가 배합되어 조성된 무연 솔더(lead free solder) 조성물에 관한 것으로서, 종래 기술의 Sn-Pb 2원계 공정 솔더와 동등하거나 더 우수한 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, 공정 솔더에 적합한 상기 Sn63%-Pb37% 솔더의 물리적 특성 중 작업성 품질에 큰 영향을 미치는 젖음성 특성을 평가해 보면 젖음시간(wetting time) 0.2∼0.3초, 젖음력(wetting force) 0.45∼0.55mN의 결과를 얻을 수 있다.
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 융점 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, 동(Cu)으로 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 무연 솔더 조성물은 실시예로서 주석(Sn) 92∼97 중량%와, 은(Ag) 1∼3 중량%와, 비스무스(Bi) 2∼4 중량%와, 동(Cu) 0.2∼0.4 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, 동(Cu)으로 구성된다.
상기 주석(Sn)은 독성이 없고 접합모재의 퍼짐성을 좋게 하는 솔더의 조성에 필수적인 성분으로서, 최적 함유량은 전체 조성비 100 중량%에 대해 92∼97 중량%이다.
상기 은(Ag)은 솔더의 열피로특성을 향상시키는 성분으로서, 최적 함유량은 전체 조성비 100 중량%에 대해 1∼3 중량%이다.
상기 비스무스(Bi)는 주석(Sn)의 융점(232℃)을 감소시키는 성분으로서, 솔더의 융점을 180∼200℃ 범위 내로 만족시키는 최적 함유량은 전체 조성비 100 중량%에 대해 2∼4 중량%이다.
상기 동(Cu)은 Sn-Ag-Bi 3원계 합금의 조직을 미세화시켜 접합강도를 향상시키는 동시에 전자부품이나 인쇄회로기판의 동(Cu) 침식을 억제시키는 성분으로서, 최적 함유량은 전체 조성비 100 중량%에 대해 0.2∼0.4 중량%이다. 여기서, 동(Cu)의 함유량이 0.4 중량%를 초과하면 금속간의 화합물이 증가하여 솔더링(soldering) 작업의 품질이 저하된다.
제 1, 2, 3 실시예
본 발명의 제 1 실시예에 의한 무연 솔더 조성물은 주석(Sn) 94.8 중량%와, 은(Ag) 2 중량%와, 비스무스(Bi) 3 중량%와, 동(Cu) 0.2 중량%가 배합되어 조성된다.
본 발명의 제 2 실시예에 의한 무연 솔더 조성물은 주석(Sn) 94.7 중량%와, 은(Ag) 2 중량%와, 비스무스(Bi) 3 중량%와, 동(Cu) 0.3 중량%가 배합되어 조성된다.
본 발명의 제 3 실시예에 의한 무연 솔더 조성물은 주석(Sn) 94.6 중량%와, 은(Ag) 2 중량%와, 비스무스(Bi) 3 중량%와, 동(Cu) 0.4 중량%가 배합되어 조성된다.
상기와 같이 조성된 본 발명의 제 1, 2, 3 실시예에 의한 무연 솔더의 융점과 젖음성 특성을 평가해 보면 아래 표와 같은 결과를 얻을 수 있다.
표
조 성(중량%) 융 점(℃) 젖 음 성
젖 음 시 간minimum(초) 젖 음 력maximum(mN)
Sn-2Ag-3Bi-0.2Cu 184 ∼ 197 0.16 0.50
Sn-2Ag-3Bi-0.3Cu 187 ∼ 200 0.13 0.43
Sn-2Ag-3Bi-0.4Cu 185 ∼ 197 0.10 0.44
상기 표에 나타난 융점과 젖음성 특성을 살펴보면 융점은 공정 솔더에 적합한 180∼200℃ 범위 내에 있고, 응고 범위가 매우 좁아 공정 솔더에 적합하고, 젖음시간과 젖음력은 종래 기술에 의한 Sn63%-Pb37% 솔더(젖음시간 0.2∼0.3초, 젖음력 0.45∼0.55mN)와 거의 동등하며, MIL Spec.을 만족한다.
아울러, 본 발명의 실시예에 의한 무연 솔더는 동(Cu)이 함유되어 금속조직이 미세화됨으로써 종래 기술의 솔더보다 접합강도가 향상되며, 전자부품의 리드나 인쇄회로기판에 인쇄되어 있는 동(Cu)의 침식이 억제된다.
결국, 본 발명에 의한 솔더는 상기에서 설명한 각 구성 성분의 작용과 각 실시예의 융점 및 젖음성 특성 평가치에서 미루어 알 수 있듯이 종래 기술의 솔더와 동등하거나 더 우수한 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 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, 동(Cu)으로 구성된 것을 특징으로 하는 무연 솔더(lead free solder) 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 주석(Sn) 92∼97 중량%와, 상기 은(Ag) 1∼3 중량%와, 상기 비스무스(Bi) 2∼4 중량%와, 상기 동(Cu) 0.2∼0.4 중량%가 배합되어 조성된 것을 특징으로 하는 무연 솔더 조성물.
KR1019960042730A 1996-09-25 1996-09-25 무연 솔더 조성물 KR100220800B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019960042730A KR100220800B1 (ko) 1996-09-25 1996-09-25 무연 솔더 조성물

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019960042730A KR100220800B1 (ko) 1996-09-25 1996-09-25 무연 솔더 조성물

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR19980023278A true KR19980023278A (ko) 1998-07-06
KR100220800B1 KR100220800B1 (ko) 1999-09-15

Family

ID=19475495

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019960042730A KR100220800B1 (ko) 1996-09-25 1996-09-25 무연 솔더 조성물

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100220800B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100309229B1 (ko) * 1999-01-28 2001-09-26 무라타 야스타카 납석출 땜납과 납땜된 물품

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10319888A1 (de) 2003-04-25 2004-11-25 Siemens Ag Lotmaterial auf SnAgCu-Basis

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100309229B1 (ko) * 1999-01-28 2001-09-26 무라타 야스타카 납석출 땜납과 납땜된 물품

Also Published As

Publication number Publication date
KR100220800B1 (ko) 1999-09-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4225165B2 (ja) 鉛フリーはんだ合金
KR101059710B1 (ko) 솔더 페이스트 및 인쇄 회로 기판
EP0858859B1 (en) Solder for electronic part bonding electrodes, and soldering method
JP3040929B2 (ja) はんだ材料
JP3220635B2 (ja) はんだ合金及びクリームはんだ
JP2002018589A (ja) 鉛フリーはんだ合金
WO2006052049A1 (en) Pb free solder alloy
US6159304A (en) Solder paste
JP4392020B2 (ja) 鉛フリーはんだボール
JP4396162B2 (ja) 鉛フリーソルダペースト
WO1999004048A1 (en) Tin-bismuth based lead-free solders
KR19980023274A (ko) 무연 솔더 조성물
KR19980023278A (ko) 무연 솔더 조성물
JP2000126890A (ja) はんだ材料
EP0931622B1 (en) Solder paste
KR100220802B1 (ko) 솔더 조성물
KR100366131B1 (ko) 드로스 발생이 적은 저융점 무연땜납
JPH09174279A (ja) はんだ合金
KR100756072B1 (ko) 납땜용 무연합금
KR19980023279A (ko) 솔더 조성물
KR100194147B1 (ko) 무연땜납합금
KR20040063027A (ko) 납땜용 무연합금
KR20040063025A (ko) 납땜용 무연합금
KR20040063026A (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: 20030409

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee