KR20070069069A - Lead-free solder, solder joint product and electronic component - Google Patents

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Abstract

A lead-free solder, which has excellent oxidation resistance, mechanical properties, and plastic workability, can be molded into a ribbon or a filament, and can secure satisfactory solder bonding strength and reliability, and a highly reliable solder joint product formed by jointing with the lead-free solder, and an electronic component are provided. A lead-free solder comprises a tin (Sn)-based alloy having a tantalum(Ta) content of 0.005 to 2.0 wt.%. A lead-free solder comprises a tin(Sn)-based alloy comprising 0.005 to 2.0 wt.% of tantalum(Ta) and 0.1 to 10.0 wt.% of zinc(Zn) with the balance of tin(Sn) and unavoidable impurities. A lead-free solder comprises a tin(Sn)-based alloy comprising 0.005 to 2.0 wt.% of tantalum(Ta) and 0.1 to 60.0 wt.% of bismuth(Bi) with the balance of tin(Sn) and unavoidable impurities. A lead-free solder comprises a tin(Sn)-based alloy comprising 0.005 to 2.0 wt.% of tantalum(Ta) and 0.1 to 10.0 wt.% of indium(In) with the balance of tin(Sn) and unavoidable impurities. A lead-free solder comprises a tin(Sn)-based alloy comprising 0.005 to 2.0 wt.% of tantalum(Ta) and 0.01 to 7.5 wt.% of copper(Cu) with the balance of tin(Sn) and unavoidable impurities. A lead-free solder comprises a tin(Sn)-based alloy comprising 0.005 to 2.0 wt.% of tantalum(Ta) and 0.01 to 5.0 wt.% of silver(Ag) with the balance of tin(Sn) and unavoidable impurities. A lead-free solder comprises a tin(Sn)-based alloy comprising 0.005 to 2.0 wt.% of tantalum(Ta), 0.01 to 5.0 wt.% of silver(Ag) and 0.01 to 7.5 wt.% of copper(Cu) with the balance of tin(Sn) and unavoidable impurities.

Description

무연 솔더, 솔더 접합 제품 및 전자 부품{LEAD-FREE SOLDER, SOLDER JOINT PRODUCT AND ELECTRONIC COMPONENT}Lead-free solders, solder joints and electronic components {LEAD-FREE SOLDER, SOLDER JOINT PRODUCT AND ELECTRONIC COMPONENT}

도 1은 기판상에 형성된 본 발명에 따른 주석-3은-0.5구리-4인듐-0.05탄탈 솔더의 용융물의 박막 상태를 나타내는 사진.1 is a photograph showing a thin film state of a melt of tin-3silver-0.5copper-4indium-0.05 tantalum solder formed on a substrate;

도 2는 기판상에 형성된 주석-3은-0.5구리 솔더의 박막 상태를 나타내는 사진.Fig. 2 is a photograph showing a thin film state of tin-3silver-0.5copper solder formed on a substrate.

도 3은 기판상에 형성된 주석-3은-0.5구리-4인듐 솔더의 박막 상태를 나타내는 사진.3 is a photograph showing a thin film state of tin-3silver-0.5copper-4indium solder formed on a substrate.

도 4는 적하 방법(dropping method)에 의해 주석-3은-0.5구리-4인듐-0.05탄탈 솔더의 표면 장력을 평가할 때 형성된 본 발명에 따른 주석-3은-0.5구리-4인듐-0.05탄탈 솔더의 액적의 형상을 나타내는 다이어그램.Figure 4 is a tin-3 silver-0.5 copper-4 indium-0.05 tantalum solder according to the present invention formed when the surface tension of tin-3 silver-0.5 copper-4indium-0.05 tantalum solder was evaluated by a dropping method. Showing the shape of the droplets.

도 5는 적하 방법에 의해 주석-3은-0.5구리 솔더의 표면 장력을 평가할 때 형성된 주석-3은-0.5구리 솔더의 액적의 형상을 나타내는 다이어그램.Fig. 5 is a diagram showing the shape of droplets of tin-3 silver-0.5 copper solder formed when the surface tension of tin-3 silver-0.5 copper solder is evaluated by the dropping method.

도 6은 적하 방법에 의해 주석-3은-0.5구리-4인듐 솔더의 표면 장력의 평가할 때 형성된 주석-3은-0.5구리-4인듐 솔더의 액적의 형상을 나타내는 다이어그램.Fig. 6 is a diagram showing the shape of droplets of tin-3silver-0.5copper-4indium solder formed when the surface tension of the tin-3silver-0.5copper-4indium solder was evaluated by a dropping method.

도 7은 예 1 및 예 2에서 수행된 열 주기 테스트(thermal cycle test)를 간략히 도시하는 도면.FIG. 7 is a simplified illustration of the thermal cycle test performed in Examples 1 and 2. FIG.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings

100 … 동판100... copper

101 … 동 도금 질화규소 기판101. Copper plated silicon nitride substrate

102 … 리본 솔더102. Ribbon solder

본 발명은 우수한 항산화력, 기계적 특성 및 습식 특성을 가지며 용이하게 소성 처리가 될 수 있는 무연 솔더와, 무연 솔더로 접합함으로써 형성된 솔더 접합 제품에 관한 것이다.The present invention relates to a lead-free solder having excellent antioxidant power, mechanical properties and wettability, which can be easily calcined, and a solder joint product formed by joining with a lead-free solder.

최근, 광범위한 환경 보호의 관점으로부터의 환경 문제에 대한 관심이 증대되고 있다. 이러한 환경 하에서, 버려진 산업 폐기물의 양의 증가가 심각한 문제로 되고 있다. 땜납은, 예를 들면 산업 폐기물에 포함되는 전력 제어 컴퓨터, 가전 제품, 및 개인용 컴퓨터에서의 기판에 사용된다. 납과 같은 유해한 중금속은 때때로 이 솔더로부터 유출된다. 예를 들면, 납이 유출되는 경우, 납은 산성비를 유발하고 납 함유 수용액을 형성할 수 있고, 수용액은 종종 지하수로 스며든다.In recent years, there has been a growing interest in environmental issues from the viewpoint of extensive environmental protection. Under these circumstances, an increase in the amount of abandoned industrial waste is a serious problem. Solders are used, for example, in substrates in power control computers, home appliances, and personal computers included in industrial waste. Harmful heavy metals such as lead sometimes leak from this solder. For example, when lead is leaked, lead can cause acid rain and form lead-containing aqueous solutions, which often soak into groundwater.

일본에서는, 가전 제품 재생 이용법이 1998년에 제정되었고, 소비된 가전제품의 재생은 2001년에 가전 제품에 대하여 요구되었다. 유럽에서는, 전기 및 전자 설비의 폐기물에 대한 유럽 의회 및 위원회의 훈령에 의해 2004년 이래로 특정의 기판으로서 납의 사용이 금지되었다. 이러한 방식으로, 납의 사용에 관한 법규가 엄격하게 규정되었고, 무연 솔더를 궁극적으로 필요로 하게 되었다(예를 들면, 비특허 문헌 1 참조).In Japan, the Household Appliances Recycling Act was enacted in 1998, and the recycling of consumed household appliances was required for household appliances in 2001. In Europe, the use of lead as a specific substrate has been banned since 2004 by orders of the European Parliament and the Commission on Waste of Electrical and Electronic Equipment. In this way, laws regarding the use of lead have been strictly regulated, ultimately requiring lead-free solders (see, for example, Non-Patent Document 1).

열 주기, 기계적 충격, 기계적 진동 등을 포함하는 몇몇의 환경하에서 사용되는 복수의 소자 구성요소를 기계적 및 전기적으로 접속함에 있어서, 솔더가 중요한 역할을 한다. 또한 무연 솔더에 있어서, 종래의 주석(Sn)-납(Pb) 솔더의 융점과 유사한 융점을 갖는 무연 솔더는 우수한 기계적 특성과 습식 특성을 가지며, 리본 또는 미세 섬유(filament) 형태로 주조되는데 충분히 유리한 우수한 소성 처리능력을 갖는 무연 솔더가 요구되어 왔다.Solders play an important role in the mechanical and electrical connection of multiple device components used under some circumstances, including thermal cycling, mechanical shock, mechanical vibration, and the like. Also, in lead-free solders, lead-free solders having melting points similar to those of conventional tin (Sn) -lead (Pb) solders have good mechanical and wet properties and are sufficiently advantageous to be cast in the form of ribbons or fine fibers. There has been a need for lead-free solders with good plasticity.

그러나, 종래의 무연 솔더에서는, 주석(Sn)-37중량% 납(Pb) 솔더(융점 183℃)의 융점과 유사한 융점을 제공하기 위하여 주석(Sn)-아연(Zn) 또는 주석(Sn)-비스무트(Bi) 솔더의 채택을 공통적으로 행하거나, 융점을 낮추기 위하여 대량의 인듐(In) 또는 비스무트(Bi)를, 예를 들면 주석(Sn)-구리(Cu), 주석(Sn)-은(Ag), 또는 주석(Sn)-구리(Cu)-은(Ag) 솔더를 첨가했다. 예를 들면, 주석(Sn)-9.0중량% 아연(Zn)(융점 199℃), 주석(Sn)-58중량% 비스무트(Bi)(융점 138℃), 주석(Sn)-0.5중량% 구리(Cu)-4.0중량% 은(Ag)-8중량% 인듐(In)(융점 208℃)이 이러한 솔더로서 언급된다. 그러나, 이들 솔더는 취화(embrittlement)를 야기하는 대량의 성분을 함유하므로, 예를 들면 기계적 특성과 소성 처리능력이 열화되고, 만족스러운 솔더 결합 강도 및 신뢰성을 확보하기가 곤란해진다. 또한, 이들 무연 솔더는 소성 처리상에서 취성 결함(brittle failure) 등을 야기하므로, 이들 무연 솔더가 분출, 회전, 배선 설계(wiring drawing) 등을 성공적으로 견디기는 매우 곤란해진다. 따 라서, 리본 또는 미세 섬유 형태로 주조된 제품이 실질적으로 형성되지 않게 된다. 상기 이유 때문에, 무연 솔더의 적용이 상당히 제한되어 왔다.However, in conventional lead-free solders, tin (Sn) -zinc (Zn) or tin (Sn)-to provide a melting point similar to that of tin (Sn) -37 wt% lead (Pb) solder (melting point 183 ° C). A large amount of indium (In) or bismuth (Bi), for example tin (Sn) -copper (Cu), tin (Sn)- Ag) or tin (Sn) -copper (Cu) -silver (Ag) solder was added. For example, tin (Sn) -9.0 weight% zinc (Zn) (melting point 199 degreeC), tin (Sn) -58 weight% bismuth (Bi) (melting point 138 degreeC), tin (Sn) -0.5 weight% copper ( Cu) -4.0 wt% Silver (Ag) -8 wt% Indium (In) (melting point 208 ° C.) is referred to as this solder. However, these solders contain a large amount of components that cause embrittlement, so that, for example, the mechanical properties and the plasticization capability are degraded, and it is difficult to ensure satisfactory solder bond strength and reliability. In addition, these lead-free solders cause brittle failures and the like in the firing process, so that these lead-free solders are very difficult to successfully withstand ejection, rotation, wiring drawing, and the like. Thus, the molded product in the form of a ribbon or fine fiber is substantially not formed. For this reason, the application of lead-free solders has been considerably limited.

[비특허 문헌 1] 전기 및 전자 설비 폐기물에 대한 유럽 의회 및 위원회의 훈령에 대한 제안, 유럽 연합의 권한, 브뤼셀, 13. 6. 2000.[Non-Patent Document 1] Proposal for the Directive of the European Parliament and the Commission on Waste Electrical and Electronic Equipment, Authority of the European Union, Brussels, 13. 6. 2000.

상기한 바와 같이, 종래의 무연 솔더는 취화를 야기하는 대량의 성분을 함유하므로, 예를 들면 기계적 특성 및 소성 처리능력이 열화되고, 만족스러운 솔더 결합 강도 및 신뢰성을 확보하기가 곤란해진다. 또한 이들 무연 솔더는 소성 처리상에서 취성 결함 등을 야기하므로, 이들 무연 솔더가 분출, 회전, 배선 설계 등을 성공적으로 견디기는 매우 곤란하다. 따라서, 리본이나 미세 섬유 형태에서의 솔더의 용융된 제품은 실질적으로 형성될 수 없다. 상기한 이유 때문에, 무연 솔더의 적용이 상당히 제한되어 왔다.As described above, the conventional lead-free solder contains a large amount of components that cause embrittlement, so that, for example, the mechanical properties and the plasticization capability are degraded, and it is difficult to ensure satisfactory solder bond strength and reliability. In addition, since these lead-free solders cause brittle defects and the like on the firing process, it is very difficult for these lead-free solders to withstand ejection, rotation, and wiring design successfully. Thus, a molten product of solder in the form of a ribbon or fine fibers cannot be substantially formed. For the reasons mentioned above, the application of lead-free solders has been considerably limited.

본 발명은 종래 기술의 상기 문제점을 해결하기 위한 관점에서 이루어진 것이고, 본 발명의 목적은 우수한 항산화력, 기계적 특성, 및 소성 처리능력을 가지며 리본이나 미세 섬유로 주조될 수 있는 확보할 수 있는 무연 솔더를 제공하는 것이고, 무연 솔더로 접합함으로써 형성된 높은 신뢰성을 갖는 솔더 접합 제품, 및 전자 부품을 제공하는 것이다.The present invention has been made in view of solving the above problems of the prior art, and an object of the present invention is to obtain a lead-free solder that can be cast into ribbons or fine fibers with excellent antioxidant power, mechanical properties, and plasticity. To provide a solder joint product having high reliability, and an electronic component formed by joining with a lead-free solder.

상기 목적은 0.005중량% 이상 2.0중량% 이하의 탄탈(Ta) 함량을 갖는 주석계 합금을 포함하는 무연 솔더에 의해 달성될 수 있다.The above object can be achieved by a lead-free solder comprising a tin-based alloy having a tantalum (Ta) content of at least 0.005% by weight and at most 2.0% by weight.

본 발명에 따르면, 0.005중량% 이상 2.0중량% 이하의 탄탈(Ta) 및 0.1중량% 이상 10.0중량% 이하의 아연(Zn)을 포함하고, 나머지는 주석(Sn)과 회피불가능한 불순물로 구성되는 주석(Sn)계 합금을 포함하는 무연 솔더가 또한 제공된다.According to the present invention, tin comprises at least 0.005% by weight and at most 2.0% by weight of tantalum (Ta) and at least 0.1% by weight and 10.0% by weight of zinc (Zn), the remainder being composed of tin (Sn) and unavoidable impurities. A lead-free solder comprising a (Sn) based alloy is also provided.

본 발명에 따르면, 0.005중량% 이상 2.0중량% 이하의 탄탈(Ta) 및 0.1중량% 이상 60.0중량% 이하의 비스무트(Bi)를 포함하고, 나머지는 주석(Sn)과 회피불가능한 불순물로 구성되는 주석(Sn)계 합금을 포함하는 무연 솔더가 또한 제공된다.According to the present invention, tin comprises at least 0.005% by weight and at most 2.0% by weight of tantalum (Ta) and at least 0.1% by weight and 60.0% by weight of bismuth (Bi), the remainder being composed of tin (Sn) and unavoidable impurities. A lead-free solder comprising a (Sn) based alloy is also provided.

본 발명에 따르면, 0.005중량% 이상 2.0중량% 이하의 탄탈(Ta) 및 0.1중량% 이상 10.0중량% 이하의 인듐(In)을 포함하고, 나머지는 주석(Sn)과 회피불가능한 불순물로 구성되는 주석(Sn)계 합금을 포함하는 무연 솔더가 또한 제공된다.According to the present invention, tin comprises at least 0.005% by weight and at most 2.0% by weight of tantalum (Ta) and at least 0.1% by weight and 10.0% by weight of indium (In), the remainder being composed of tin (Sn) and unavoidable impurities. A lead-free solder comprising a (Sn) based alloy is also provided.

본 발명에 따르면, 0.005중량% 이상 2.0중량% 이하의 탄탈(Ta) 및 0.01중량% 이상 7.5중량% 이하의 구리(Cu)를 포함하고, 나머지는 주석(Sn)과 회피불가능한 불순물로 구성되는 주석(Sn)계 합금을 포함하는 무연 솔더가 또한 제공된다.According to the invention, tin comprises at least 0.005% by weight and at most 2.0% by weight of tantalum (Ta) and at least 0.01% by weight and 7.5% by weight of copper (Cu), the remainder being composed of tin (Sn) and unavoidable impurities A lead-free solder comprising a (Sn) based alloy is also provided.

본 발명에 따르면, 0.005중량% 이상 2.0중량% 이하의 탄탈(Ta) 및 0.01중량% 이상 5.0중량% 이하의 은(Ag)를 포함하고, 나머지는 주석(Sn)과 회피불가능한 불순물로 구성되는 주석(Sn)계 합금을 포함하는 무연 솔더가 또한 제공된다.According to the invention, tin comprises at least 0.005% by weight and at most 2.0% by weight of tantalum (Ta) and at least 0.01% by weight and 5.0% by weight of silver (Ag), the remainder being composed of tin (Sn) and unavoidable impurities A lead-free solder comprising a (Sn) based alloy is also provided.

본 발명에 따르면, 0.005중량% 이상 2.0중량% 이하의 탄탈(Ta), 0.01중량% 이상 5.0중량% 이하의 은(Ag) 및 0.01중량% 이상 7.5중량% 이하의 구리(Cu)를 포함하고, 나머지는 주석(Sn)과 회피불가능한 불순물로 구성되는 주석(Sn)계 합금을 포함하는 무연 솔더가 또한 제공된다.According to the present invention, it comprises at least 0.005% by weight and at most 2.0% by weight of tantalum (Ta), at least 0.01% by weight and at most 5.0% by weight of silver (Ag) and at least 0.01% by weight and 7.5% by weight of copper (Cu), A lead-free solder is also provided that includes a tin (Sn) based alloy composed of tin (Sn) and unavoidable impurities.

본 발명에 따른 무연 솔더의 바람직한 실시예에서, 주석계 합금은 인듐과 비 스무트로 구성된 군(群)으로부터 선택된 적어도 하나의 첨가 성분(Y)을 더 포함한다.In a preferred embodiment of the lead-free solder according to the invention, the tin-based alloy further comprises at least one additive component (Y) selected from the group consisting of indium and non-smooth.

본 발명에 따른 무연 솔더의 더 바람직한 실시예에서는, 상기 주석계 합금에서, 인듐과 비스무트로 이루어진 군으로부터 선택된 첨가 성분(Y)의 함량은 인듐이 10중량% 이하이고 비스무트가 60중량% 이하이다.In a more preferred embodiment of the lead-free solder according to the present invention, in the tin-based alloy, the content of the additive component (Y) selected from the group consisting of indium and bismuth is 10 wt% or less of indium and 60 wt% or less of bismuth.

본 발명에 따른 무연 솔더의 바람직한 실시예에서, 주석계 합금은 코발트(Co), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 팔라듐(Pd), 안티몬(Sb), 및 게르마늄(Ge)으로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나의 첨가 성분(X)을 더 포함한다.In a preferred embodiment of the lead-free solder according to the invention, the tin-based alloy is from the group consisting of cobalt (Co), titanium (Ti), nickel (Ni), palladium (Pd), antimony (Sb), and germanium (Ge). It further comprises at least one additional component (X) selected.

본 발명에 따른 무연 솔더의 더 바람직한 실시예에서는, 상기 주석계 합금에 있어서, 코발트, 티타늄, 납, 안티몬, 및 게르마늄으로 구성된 군으로부터 선택된 첨가 성분(X)의 함량은, 첨가 성분(X)의 각각에 대하여는 0.5중량% 이하로 되고, 복수의 첨가 성분(X)이 함유되는 경우에는 복수의 첨가 성분(X)의 총 함량이 1.0중량% 이하로 된다.In a more preferred embodiment of the lead-free solder according to the present invention, in the tin-based alloy, the content of the additive component (X) selected from the group consisting of cobalt, titanium, lead, antimony, and germanium is determined by the addition of the additive component (X). It is 0.5 weight% or less with respect to each, and when a some additional component (X) is contained, the total content of several additional component (X) will be 1.0 weight% or less.

본 발명에 다른 무연 솔더는 크림, 리본, 미세 섬유 또는 봉(rod) 형태로 존재할 수 있다.Other lead-free solders in the present invention may be present in the form of creams, ribbons, fine fibers or rods.

본 발명에 따르면, 상기 무연 솔더 중 어느 하나로 접합함으로써 형성되는 솔더 접합 제품이 또한 제공된다.According to the present invention, there is also provided a solder joint product formed by joining with any of the lead-free solders.

본 발명에 따르면, 상기 무연 솔더 중 어느 하나로 접함함으로써 형성되는 전자 부품이 제공된다.According to the present invention, an electronic component formed by contacting with any of the lead-free solders is provided.

본 발명에 따른 무연 솔더는 우수한 항산화력을 가지며 분출, 회전, 및 배선 설계와 같은 소성 처리를 매우 용이하게 잘 실현할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 무연 솔더는, 솔더로서 사용되는 경우, 예를 들면 기계적 특성 및 습식 특성과 같이 솔더에게 요구되는 다양한 특성에 있어서 우수하다. 이렇게, 본 발명은 우수한 항산화력, 기계적 특성 및 소성 처리능력을 갖는 무연 솔더를 제공할 수 있고, 만족스러운 솔더 결합 강도 및 신뢰성을 확보할 수 있고, 리본이나 미세 섬유로 소성 처리될 수 있다.The lead-free solder according to the present invention has excellent antioxidant power and can very easily and easily realize plasticization processes such as ejection, rotation, and wiring design. In addition, the lead-free solder according to the present invention, when used as a solder, is excellent in various properties required for the solder, for example, mechanical properties and wet properties. Thus, the present invention can provide a lead-free solder having excellent antioxidant power, mechanical properties, and plasticity treatment capability, ensure satisfactory solder bond strength and reliability, and can be plasticized with ribbons or fine fibers.

본 발명에 따른 무연 솔더는 실질적으로 용용되는 점의 증가가 없더라도 습식 특성이 향상되므로, 솔더 결합 강도 및 신뢰성에 있어서 현저한 향상이 실현될 수 있는 반면, 열에 의해 접합되는 목적에 있어서의 열화를 효과적으로 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명은 우수한 결합 강도 및 신뢰성, 바람직하게는 다양한 전자 소자, 예를 들면 LED 발광 소자, SED(표면 도전 전자 발광 디스플레이(Surface-condition Electron-emitter Displays)), 또는 이에 접합된 탑재된 기판을 갖는 솔더 접합 제품을 제공할 수 있다.The lead-free solder according to the present invention has improved wettability even without substantially increasing the melting point, so that a significant improvement in solder bonding strength and reliability can be realized, while effectively preventing deterioration in the purpose of thermal bonding. can do. Accordingly, the present invention provides excellent bond strength and reliability, preferably a variety of electronic devices, such as LED light emitting devices, surface-condition electron-emitter displays (SEDs), or mounted substrates bonded thereto. It is possible to provide a solder joint product having a.

본 발명에 따른 무연 솔더는 탄탈의 0.005중량% 이상 2.0중량% 이하를 함유하는 탄탈의 주석계 합금을 포함한다. 여기서 사용되는 "무연 솔더"라는 용어는 일반적으로 1000ppm 이하의 납 함량을 갖는 합금을 일컫는다.The lead-free solder according to the present invention comprises a tin-based alloy of tantalum containing not less than 0.005% and not more than 2.0% by weight of tantalum. The term "lead-free solder" as used herein generally refers to an alloy having a lead content of 1000 ppm or less.

본 발명에 따른 탄탈의 소정량을 함유하는 무연 솔더는 (ⅰ)주석-탄탈 합금, (ⅱ)주석-아연-탄탈 합금, (ⅲ)주석-비스무트-탄탈 합금, (ⅳ)주석-구리-탄탈 합금, (ⅴ)주석-은-탄탈 합금, 및 (ⅵ)주석-구리-은-탄탈 합금으로 분류될 수 있다.The lead-free solder containing a predetermined amount of tantalum according to the present invention includes (i) tin-tantalum alloys, (ii) tin-zinc-tantalum alloys, (iii) tin-bismuth-tantalum alloys, and (iii) tin-copper-tantalum Alloys, (iii) tin-silver-tantalum alloys, and (iii) tin-copper-silver-tantalum alloys.

본 발명에서, 무연 솔더가 (ⅰ) 내지 (ⅵ) 중 어느 하나에 속하더라도, 0.005중량% 이상 2.0중량%이하의 양의 탄탈은 필수적인 구성요소로서 함유되어야 한다.In the present invention, even if the lead-free solder belongs to any one of (i) to (iii), tantalum in an amount of 0.005% by weight to 2.0% by weight should be contained as an essential component.

탄탈은 주로 솔더의 습식 특성 및 솔더 접합부의 기계적 특성을 향상시키는데 중요한 구성요소이다. 부가적인 성분으로서의 탄탈은 주석이나 주석계 합금의 용융물의 표면 장력을 감소시켜서 솔더링되는 부재를 습식시키는 솔더의 능력을 향상시킨다. 또한, 탄탈은 주석이나 주석계 합금의 응결 처리할 때 주석-탄탈 금속간 화합물의 결정핵형성(nucleation)을 야기하므로, 결정 구조체의 미세화에 기여한다. 탄탈 함량이 0.005중량% 이상인 경우에는, 응결 구조체의 미세화라는 만족스러운 효과가 달성될 수 있지만, 표면 장력 감소로부터 유도되는 습식 특성을 향상시키는 효과는 달성될 수 없다. 즉, 탄탈 함량이 2.0중량% 이상인 경우에는, 몇몇의 경우, 우수한 습식 특성이 실현될 수 있지만, 미세화되지 않은 주석-탄탈 금속간 화합물은 몇몇의 냉각 상태하에서 형성되므로 낮아진 솔더 강도를 발생시킨다. 습식 특성과 기계적 특성 사이의 최적의 균형이 달성되고 최적의 솔더 특성이 실현될 수 있도록, 본 발명에 따른 무연 솔더에서의 탄탈의 함량은 0.05중량% 내지 1.0중량%가 바람직하고, 0.1중량% 내지 0.5중량%가 특히 바람직하다.Tantalum is an important component mainly to improve the wettability of solder and the mechanical properties of solder joints. Tantalum as an additional component reduces the surface tension of the melt of tin or tin-based alloys to improve the solder's ability to wet the soldered member. In addition, tantalum causes nucleation of the tin-tantalum intermetallic compound upon condensation treatment of tin or tin-based alloys, thereby contributing to the miniaturization of the crystal structure. When the tantalum content is more than 0.005% by weight, a satisfactory effect of miniaturization of the condensation structure can be achieved, but the effect of improving the wet properties derived from the reduction of the surface tension cannot be achieved. That is, when the tantalum content is 2.0% by weight or more, in some cases, excellent wettability can be realized, but unrefined tin-tantalum intermetallic compounds are formed under some cooling conditions, resulting in lower solder strength. The tantalum content in the lead-free solder according to the present invention is preferably from 0.05% to 1.0% by weight, and from 0.1% by weight to so that an optimum balance between wet and mechanical properties can be achieved and optimum solder properties can be realized. 0.5% by weight is particularly preferred.

본 발명에 따른 주석-탄탈 무연 솔더 (ⅰ)은 주석, 소정량의 탄탈, (이하에서 상세히 설명하게 될) 선택적인 다양한 부가적인 성분 및 회피불가능한 불순물을 포함한다. 본 발명에 따른 주석-탄탈 무연 솔더는 소량의 탄탈을 함유하므로, 융점 영역에서, 순수한 탄탈의 융점 232℃를 변경시키지 않고도, 이 무연 솔더는 우수한 습식 특성과 기계적 특성을 동시에 갖는다.The tin-tantalum lead free solder according to the present invention comprises tin, a predetermined amount of tantalum, various optional additional components (to be described in detail below) and unavoidable impurities. Since the tin-tantalum lead-free solder according to the present invention contains a small amount of tantalum, in the melting point region, the lead-free solder has excellent wet and mechanical properties simultaneously without changing the melting point of pure tantalum at 232 ° C.

주석-9중량% 아연의 공정(共晶) 화합물은 가장 낮은 융점(융점 198℃)을 가지며, 낮은 융점 무연 솔더로서 통상적으로 사용된다. 그러나, 높은 아연 함량에 기인하여, 이 솔더는 정제되지 않은 공정 구조체가 형성될 것이고, 결과적으로 만족스러운 솔더 강도와 신뢰성이 제공될 수 없다는 문제점을 갖는다. 본 발명에 따른 주석-아연-탄탈 무연 솔더 (ⅱ)는 상기 문제점을 해결하는데 특히 가장 효과적이다. 구체적으로, 솔더에 함유된 탄탈은 표면 장력을 감소시키고, 주석-아연 공정 구조체를 상당히 미세화하여, 미세하고 균일한 주석-아연 공정 구조체를 실현한다. 이 덕분에, 기계적 특성이 향상된다. 특히, 취성(brittlement)이 상당이 향상되고, 응결할 때에 균열의 발생이 억제될 수 있다. 이 메커니즘은 또한 9중량% 이상의 아연 함량을 갖는 주석-아연 과공정(hypereutectic) 화합물 및 9중량% 이하의 아연 함량을 갖는 과공정 화합물에서 매우 효과적이고, 상기 화합물에 특히 제한되는 것은 아니다.The eutectic compound of tin-9% by weight zinc has the lowest melting point (melting point 198 ° C.) and is commonly used as a low melting lead-free solder. However, due to the high zinc content, this solder has the problem that an unrefined process structure will be formed, and as a result, satisfactory solder strength and reliability cannot be provided. The tin-zinc-tantalum lead free solder (ii) according to the present invention is particularly effective in solving the above problem. Specifically, tantalum contained in the solder reduces surface tension and significantly refines the tin-zinc process structure to realize a fine and uniform tin-zinc process structure. This improves the mechanical properties. In particular, the brittleness is significantly improved, and the occurrence of cracks can be suppressed when condensation occurs. This mechanism is also very effective in, but not particularly limited to, tin-zinc hypereutectic compounds having a zinc content of at least 9% by weight and hyperprocess compounds having a zinc content of at most 9% by weight.

본 발명에 따른 주석-비스무트-탄탈 무연 솔더 (ⅲ)은 본 발명에 따른 주석-아연-탄탈 무연 솔더 (ⅱ)와 유사하고, 주석-57중량% 비스무트 공정 화합물(융점 139℃)은 통상적으로 낮은 융점 무연 솔더로서 사용된다. 고용액(solid solution)을 준비하기 위하여 비스무트의 일부분이 주석에 용해되더라도, 비스무트의 대부분은, 단순한 물질로서, 몇몇의 냉각 상태하에서 정제되지 않은 공정 구조체를 형성한다. 이 정제되지 않은 공정 구조체의 존재는 솔더 부문에서의 취성파괴(brittle fracture)의 주된 원인이 된다. 솔더 강도와 신뢰성이 보장되는 경우, 비스무트 함량은 5중량% 이하가 되어야 한다. 비스무트 함량은 0.1중량% 내지 1.0중량%가 특히 바람직하다.The tin-bismuth-tantalum lead-free solder according to the present invention is similar to the tin-zinc-tantalum lead-free solder (ii) according to the present invention and the tin-57 wt% bismuth process compound (melting point 139 ° C.) is typically low Used as melting point lead-free solder. Although a portion of bismuth is dissolved in tin to prepare a solid solution, most of the bismuth is a simple substance that forms an unrefined process structure under some cooling conditions. The presence of this unrefined process structure is a major cause of brittle fracture in the solder sector. If solder strength and reliability are assured, the bismuth content should be below 5% by weight. The bismuth content is particularly preferably 0.1% to 1.0% by weight.

본 발명에 따른 주석-구리-탄탈 무연 솔더 (ⅳ), 주석-은-탄탈 무연 솔더 (ⅴ), 및 주석-구리-은-탄탈 무연 솔더 (ⅵ)는 또한 본 발명에 따른 주석-아연-탄탈 무연 솔더 및 주석-비스무트-탄탈 무연 솔더에 공통하는 탄탈 결합 효과를 갖는다. 일반적으로, 주석-0.5 내지 0.75중량% 구리 공정 화합물에 근접한 화합물 및 주석-0.5 내지 0.75중량% 구리-3.0 내지 3.5중량% 은 3원자 공정 화합물에 근접한 화합물이 사용된다. 솔더의 융점(액상선 온도)을 상승시키기 위해, 주석-0.7중량% 구리 공정 화합물의 동 함량보다 훨씬 더 높은 7.5중량%의 동 함량을 갖는 과공정 화합물, 또는 주석-0.7중량% 구리 공정 화합물의 동 함량보다 훨씬 더 낮은 0.5중량% 이하의 동 함량을 갖는 과공정 화합물이 또한 사용된다. 주석-구리 무연 솔더의 모든 화합물에서, 탄탈 결합 효과가 달성될 수 있다. 이것은 주석-은 무연 솔더 및 주석-구리-은 무연 솔더에서도 마찬가지이다.Tin-copper-tantalum lead-free solders, tin-silver-tantalum lead-free solders, and tin-copper-silver-tantalum lead-free solders according to the present invention are also known as tin-zinc-tantalum It has tantalum bonding effects common to lead-free solders and tin-bismuth-tantalum lead-free solders. Generally, compounds close to tin-0.5 to 0.75% by weight copper process compound and tin-0.5 to 0.75% by weight copper-3.0 to 3.5% by weight silver are close to the three-atomic process compound. In order to raise the melting point (liquid line temperature) of the solder, an overprocess compound having a copper content of 7.5% by weight, which is much higher than the copper content of the tin-0.7% by weight copper process compound, or a tin-0.7% by weight copper process compound Hyperprocessed compounds having a copper content of up to 0.5% by weight, much lower than the copper content, are also used. In all compounds of the tin-copper lead-free solder, tantalum bonding effects can be achieved. The same is true for tin-silver lead-free solders and tin-copper-silver lead-free solders.

본 발명에 따른 무연 솔더 (ⅰ) 내지 (ⅵ)에서, 상기한 바와 같이, 필요하다면 다양한 부가적인 성분이 사용될 수 있다. 코발트(Co), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 납(Pd), 안티몬(Sb) 및 게르마늄(Ge)으로 구성되는 군으로부터 선택된 적어도 하나의 부가적인 성분(X)을 부가적인 성분의 구체적인 바람직한 예로서 실증될 수 있다. 부가적인 성분(X)의 사용은 용융물 무연 솔더의 표면 장력을 감소시킬 수 있고 습식능력을 향상시킬 수 있다. 예를 들면, 일본특허출원 제65858/2004호는 코발트(Co), 니켈(Ni), 및 납(Pb)을 첨가함으로써 표면 장력이 감소한다고 설명하고 있다.In the lead-free solders (i) to (iii) according to the present invention, as described above, various additional components may be used if necessary. At least one additional component (X) selected from the group consisting of cobalt (Co), titanium (Ti), nickel (Ni), lead (Pd), antimony (Sb), and germanium (Ge) may be obtained. As a preferred example, this can be demonstrated. The use of additional component (X) can reduce the surface tension of the melt lead-free solder and improve the wettability. For example, Japanese Patent Application No. 6658/2004 describes that the surface tension is reduced by adding cobalt (Co), nickel (Ni), and lead (Pb).

본 발명에 따른 무연 솔더에서 부가적인 성분으로서의 코발트, 티타늄, 니켈, 납, 안티몬 및 게르마늄 모두에 대하여, 첨가량으로는 0.005중량% 이상 0.5중량% 이하가 바람직하다. 첨가량이 0.005중량% 이하인 경우에는, 만족스러운 표면 장력 감소가 확보될 수 없다. 즉, 첨가량이 0.5중량%를 초과하는 경우에는, 정제되지 않은 금속간 화합물이 몇몇의 냉각 상태하에서 형성될 것이므로, 기계적 특성이 때때로 열화된다. 복수의 첨가 성분(X)이 무연 솔더에 함유되는 경우, 첨가 성분(X)의 전체 함량은 1.0중량% 이하가 바람직하고, 0.7중량% 이하가 특히 바람직하다.With respect to all of cobalt, titanium, nickel, lead, antimony and germanium as additional components in the lead-free solder according to the present invention, the addition amount is preferably 0.005% by weight or more and 0.5% by weight or less. When the addition amount is 0.005% by weight or less, satisfactory surface tension reduction cannot be ensured. That is, when the added amount exceeds 0.5% by weight, the unrefined intermetallic compound will be formed under some cooling conditions, so that the mechanical properties sometimes deteriorate. When a some additive component (X) is contained in a lead-free solder, 1.0 weight% or less is preferable and, as for the total content of addition component (X), 0.7 weight% or less is especially preferable.

본 발명에 따른 무연 솔더가 주석-구리-탄탈 무연 솔더 (ⅳ), 주석-은-탄탈 무연 솔더(ⅴ), 또는 주석-구리-은-탄탈 무연 솔더 (ⅵ)인 경우에는, 상기 첨가 성분(X) 외에도, 다른 첨가 성분이 선택적으로 사용될 수 있다. 인듐(In) 및 비스무트(Bi)로 구성되는 군으로부터 선택된 적어도 하나의 첨가 성분(Y)가 다른 첨가 성분의 구체적인 바람직한 예로서 실증될 수 있다. 본 발명에 따른 무연 솔더에서 첨가 성분(Y)가 사용되는 경우, 첨가 성분(X)가 존재 또는 부존재할 수 있다. 또한, 본 발명의 효과가 달성되는 한, 본 발명에 따른 무연 솔더에서, 첨가 성분(X) 및 첨가 성분(Y) 이외에도 부가적인 첨가 성분이 존재할 수 있다.When the lead-free solder according to the present invention is tin-copper-tantalum lead-free solder, tin-silver-tantalum lead-free solder, or tin-copper-silver-tantalum lead-free solder, In addition to X), other additives may optionally be used. At least one additive component (Y) selected from the group consisting of indium (In) and bismuth (Bi) can be demonstrated as a specific preferred example of other additive components. When the additive component (Y) is used in the lead-free solder according to the present invention, the additive component (X) may be present or absent. In addition, in the lead-free solder according to the present invention, as long as the effect of the present invention is achieved, additional additive components may be present in addition to the additive component (X) and the additive component (Y).

인듐(In)은 주로 무연 솔더의 융점을 낮추는데 유용한 구성요소이고, 인가되는 전자 부품의 허용되는 온도 범위와 재료 비용 사이에 균형을 이룸으로써 적절하게 지정된다. 일반적으로, 인듐의 첨가량으로는 10.0중량% 이하가 바람직하고, 항산화력의 관점에서 볼 때, 50중량% 이하가 특히 바람직하다.Indium (In) is a useful component primarily for lowering the melting point of lead-free solders and is properly specified by balancing material costs with the acceptable temperature range of the electronic components applied. Generally, the addition amount of indium is preferably 10.0% by weight or less, and particularly preferably 50% by weight or less from the viewpoint of the antioxidant power.

비스무트(Bi)는 주로 무연 솔더의 용유점을 낮추는데 유용한 구성요소이고, 비스무트의 화합물에 특히 제한되는 것은 아니다. 그러나, 상기한 바와 같이, 솔더 강도 및 신뢰성이 확보되는 경우, 비스무트 함량은 5중량% 이하가 되어야 하고, 0.1중량% 내지 1.0중량%가 특히 바람직하다. 인듐과 함께 비스무트가 함유되는 경우, 특히, 비스무트 함량으로는 0.1중량% 내지 1.0중량%가 바람직하다.Bismuth (Bi) is a useful component primarily for lowering the melting point of lead-free solders, and is not particularly limited to bismuth compounds. However, as described above, when solder strength and reliability are ensured, the bismuth content should be 5% by weight or less, with 0.1% by weight to 1.0% by weight being particularly preferred. When bismuth is contained together with indium, 0.1 weight%-1.0 weight% are especially preferable as a bismuth content.

본 발명에 따른 무연 솔더 (ⅰ) 내지 (ⅵ) 및 본 발명에 따른 첨가 성분(X)와 첨가 성분(Y)를 선택적으로 함유하는 무연 솔더는, 예를 들면 분출, 회전, 및 배선 설계와 같은 소성 처리를 매우 용이하고 잘 견뎌낼 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 무연 솔더 (ⅰ) 내지 (vii) 및 본 발명에 따른 첨가 성분(X)와 첨가 성분(Y)를 선택적으로 함유하는 무연 솔더는 다양한 특성, 예를 들면 결합 강도, 기계적 특성, 및 습식 특성이 요구되는 솔더에서 특히 우수하다.Lead-free solders (i) to (i) according to the present invention and lead-free solders optionally containing an additive component (X) and an additive component (Y) according to the present invention are, for example, such as ejection, rotation, and wiring design. The firing process is very easy and well tolerated. In addition, the lead-free solders (i) to (vii) according to the present invention and lead-free solders optionally containing the additive component (X) and the additive component (Y) according to the present invention have various characteristics, such as bond strength and mechanical properties. It is particularly good in solders that require wet and wet properties.

따라서, 본 발명은 솔더 접합 제품, 바람직하게는 다양한 전자 소자, 예를 들면 LED 발광 소자, SED(surface-conduction electron-emitter displays), 또는 거기에 접합된 탑재 기판을 갖는 전자 부품을 제공할 수 있고, 우수한 결합 강도와 신뢰성을 갖추고 있다.Accordingly, the present invention can provide a solder joint product, preferably an electronic component having a variety of electronic devices, for example LED light emitting devices, surface-conduction electron-emitter displays (SEDs), or mounting substrates bonded thereto. , Excellent bonding strength and reliability.

본 발명에 따른 무연 솔더는 특별한 제한 없이, 임의의 원하는 방법에 의해 형성될 수 있다. 예를 들면, 본 발명에 따른 무연 솔더는, 예를 들면 주석(Sn) 및 탄탈(Ta), 및 아연(Zn), 비스무트(Bi), 구리(Cu), 또는 은(Ag)과 같은 필수적 구성요소, 첨가 성분(X) 또는 첨가 성분(Y)과 같은 선택적 구성요소, 및 필요하다면, 구성요소의 각각의 융점 또는 그 이상의 점에서의 온도에서, 심사숙고한 조성을 갖 는 무연 솔더를 형성하기 위한 다른 구성요소를 용융 반죽(melt knead)한 후, 그 혼합물을 냉각시킴으로써 형성될 수 있다. 상기 필수적인 구성요소 및/또는 선택적인 구성요소중 하나 도는 적어도 2개를 갖는, 심사숙고한 무연 솔더를 구성하는데 요구되는 양 또는 요구되는 것보다 더 작은 양에 먼저 주석을 합금한 후, 주석의 요구량의 잔존량과 필수적인 구성요소 및/또는 선택적인 구성요소의 잔존량과 상기 합금된 제품(먼저 합금된 제품)을 합금함으로써 본 발명에 따른 무연 솔더가 특히 바람직하게 형성되어 심사숙고한 무연 솔더를 제공한다. 이렇게, 동종 및 밀접하게 분산된 주석과 상기 금속 구성요소를 포함하는 솔더가 용이하게 형성될 수 있다. 무연 솔더의 산화에 의한 특성에서의 열화를 방지하기 위해서, 무연 솔더와 그 성분을 이루는 구성요소는 불활성의 공기, 예를 들면 질소, 아르곤, 또는 헬륨 기체 공기에서 다루어지는 것이 바람직하다.The lead-free solder according to the present invention can be formed by any desired method, without particular limitation. For example, lead-free solders according to the present invention may comprise, for example, tin (Sn) and tantalum (Ta), and essential constructions such as zinc (Zn), bismuth (Bi), copper (Cu), or silver (Ag). Optional components, such as urea, additive component (X) or additive component (Y), and, if necessary, other, to form a lead-free solder having a thorough composition at temperatures at or below each melting point of the component. It may be formed by melt knead the components and then cooling the mixture. One or more of the essential and / or optional components described above is first alloyed with tin in an amount smaller than required or in an amount required to construct a mature lead-free solder. The lead-free solder according to the present invention is particularly preferably formed by alloying the remaining amount and the remaining amount of the necessary components and / or optional components with the alloyed product (first alloyed product) to provide a mature lead-free solder. As such, a solder comprising homogeneous and closely dispersed tin and the metal component can be readily formed. In order to prevent degradation in properties due to oxidation of the lead-free solder, the lead-free solder and its constituent components are preferably handled in inert air, such as nitrogen, argon, or helium gas air.

본 발명에 따른 무연 솔더는, 예를 들면 무연 솔더, 구체적인 제품 상태, 및 다른 상태의 조성에 따라 실온에서 고체 또는 페이스트 형태이다.The lead-free solder according to the invention is in the form of a solid or paste at room temperature depending on, for example, the composition of the lead-free solder, the specific product state, and other states.

이렇게, 본 발명에 따른 무연 솔더는 소성 처리, 예를 들면 분출, 회전, 및 배선 드로잉을 매우 용이하고 잘 견뎌낼 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 무연 솔더는, 솔더로서 사용되는 경우, 솔더에서 요구되는 다양한 특성, 예를 들면 결합 강도, 기계적 특성, 및 습식 특성에서 우수하다.In this way, the lead-free solder according to the present invention is very easy and well tolerates firing processes, for example ejection, rotation, and wiring drawing. In addition, the lead-free solder according to the present invention, when used as a solder, is excellent in various properties required for solder, such as bond strength, mechanical properties, and wet properties.

본 발명에 따른 무연 솔더의 습식 특성은 (ⅰ)주석-탄탈 무연 솔더에 대하여 JIS Z 3198-3에서 지정된 백분율 습식 퍼짐(%)이 75 내지 80%, (ⅱ)주석-아연-탄탈 무연 솔더에 대하여 60 내지 70%, (ⅲ)주석-비스무트-탄탈 무연 솔더에 대하여 80 내지 90%, (ⅳ)주석-구리-탄탈 무연 솔더에 대하여 70 내지 85%, (ⅴ)주석-탄탈-은 무연 솔더에 대하여 75 내지 85%, 및 (ⅵ)주석-구리-은-탄탈 무연 솔더에 대하여 75 내지 85%가 되도록 한다. 이들 무연 솔더의 각각에 대하여, 습식 특성(백분율 퍼짐)에 있어서 15% 이상의 향상이, 탄탈이 함유되지 않은 것을 제외하고 상기한 바와 같은 동일한 솔더 상에서 실현될 수 있다.The wet properties of lead-free solders according to the present invention include (i) the percent wet spread (%) specified in JIS Z 3198-3 for tin-tantalum lead-free solders, and (ii) tin-zinc-tantalum lead-free solders. 60 to 70% for (v) tin-bismuth-tantalum lead-free solder, 80 to 90% for (v) tin-copper-tantalum lead-free solder, 70-85% for (v) tin-tantalum-silver lead-free solder 75 to 85% for (iii) and 75 to 85% for tin-copper-silver-tantalum lead-free solder. For each of these lead-free solders, an improvement of 15% or more in the wet properties (percent spread) can be realized on the same solder as described above except that tantalum is not contained.

무연 솔더의 습식 특성은 또한 기판상에서 소정의 두께를 갖는 솔더층을 위치시키고, 공기 중에서 모인 것을 솔더의 융점 또는 그 위의 점에서의 온도로 가열하여, 용융 솔더로부터 형성된 솔더 막의 상태를 시각적으로 관찰함으로써 평가될 수 있다.The wet properties of lead-free solders also allow for the visual observation of the state of the solder film formed from the molten solder, by placing a layer of solder having a predetermined thickness on the substrate and heating the gathered in air to a temperature at or above the melting point of the solder. Can be evaluated.

도 1은 본 발명에 따른 솔더로서, 길이 25㎜×폭 25㎜×두께 150㎛의 크기를 갖는 주석-3은-0.5구리-4인듐-0.05탄탈의 리본 솔더를 제공하고, 융제(flux)로 코팅된 무산소 동(copper)판(1) 상에 리본 솔더를 위치시키고, 솔더를 용융시키도록 250℃의 온도에서 상기 집합체를 가열처리한 후 상기 솔더를 응고시킴으로써 제공되는 리본 솔더(2)의 상태를 나타내는 다이어그램이다. 도 2는 본 발명에 따른 상기 솔더 대신에 주석-3은-0.5구리가 사용되는 것을 제외하고는 도 1에서와 동일한 리본 솔더를 나타내는 다이어그램이다. 도 3은 본 발명에 따른 상기 솔더 대신에 주석-3은-0.5구리-4인듐이 사용되는 것을 제외하고는 도 1에서와 동일한 리본 솔더를 나타내는 다이어그램이다.1 is a solder according to the present invention, which provides a ribbon solder of tin-3 silver-0.5copper-4indium-0.05 tantalum having a size of 25 mm in length x 25 mm in width x 150 μm, and as a flux The state of the ribbon solder 2 provided by placing the ribbon solder on a coated oxygen-free copper plate 1, heat-treating the assembly at a temperature of 250 ° C. to melt the solder, and then solidifying the solder. This diagram shows FIG. 2 is a diagram showing the same ribbon solder as in FIG. 1 except that Tin-3silver-0.5copper is used instead of the solder according to the present invention. FIG. 3 is a diagram showing the same ribbon solder as in FIG. 1 except that Tin-3silver-0.5copper-4indium is used instead of the solder according to the present invention.

이들 도면에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 무연 솔더는 우수한 습식 특성을 가지며 기판상에서 실질적으로 균일한 두께를 갖는 솔더막을 형성할 수 있다. 즉, 다른 솔더에 대하여 습식 특성이 불만족스러우므로, 기판에 의해 용융된 상태에서 솔더의 일부가 반발력을 받는다. 결과적으로, 균일한 솔더막이 형성될 수 없고, 솔더막의 솔더가 부착되지 않은 부분(3) 또는 지나치게 돌출한 부분(4)이 생긴다. 또한, 솔더막의 외곽이 명확하지 않게 된다. 열악한 습식능력을 갖는 솔더에서는, 만족스러운 솔더 결합 강도가 실현될 수 없고, 또한, 의도하지 않은 영역으로 솔더가 유출될 가능성이 높다. 또한, 이러한 솔더는, 예를 들면 높은 정확도의 전자 소자의 접합 또는 와이어링하는 솔더로서, 높은 정밀도의 솔더 접합 품질이 요구되는 적용 분야에서 특히 부적합하다.As shown in these figures, the lead-free solder according to the present invention has excellent wettability and can form a solder film having a substantially uniform thickness on a substrate. That is, since the wet characteristics are unsatisfactory with respect to other solders, a part of the solder is subjected to the repulsive force in the molten state by the substrate. As a result, a uniform solder film cannot be formed, and a portion 3 in which the solder film is not attached or an excessively protruding portion 4 is formed. In addition, the outline of the solder film becomes unclear. In solders with poor wettability, satisfactory solder bond strength cannot be realized, and there is a high possibility that the solder flows out into unintended areas. In addition, such solders are particularly unsuitable in applications where high precision solder joint quality is required, for example as soldering or wiring of high accuracy electronic devices.

또한, 솔더의 습식 특성은 또한 적하 방법에 의하여 용융된 상태에서 솔더의 표면 장력을 측정함으로써 평가될 수 있다. 적하 방법은 액체가 환형 튜브 개구를 통하여 떨어질 때, 솔더 액적이 액적의 표면 장력을 넘어서는 결과로 솔더 액적이 떨어지는 특성을 사용하여 표면 장력을 측정하는 방법이다.In addition, the wet properties of the solder can also be evaluated by measuring the surface tension of the solder in the molten state by the dropping method. The dropping method is a method of measuring surface tension using the property that a solder drop falls as a result of the solder drop exceeding the surface tension of the drop when the liquid falls through the annular tube opening.

도 4는 본 발명에 따른 주석-3은-0.5구리-4인듐-0.05탄탈의 용융물이 0.7㎜의 직경을 갖는 환형 튜브 개구를 통하여 서서히 흘러나오는 경우, 떨어지기 직전의 솔더 액적의 형상을 나타낸다. 도 5는 도 4에서의 솔더 대신에 주석-3은-0.5구리가 사용되는 것을 제외하고는 도 4에서의 솔더 액적과 동일한 형상을 나타낸다. 도 6은 도 4에서의 솔더 대신에 주석-3은-0.5구리-4인듐이 사용되는 것을 제외하고는 도 4에서의 솔더 액적과 동일한 형상을 나타낸다. 각각의 도면에서, 용융된 솔더의 표면 장력 γ는 솔더 액적이 떨어지기 직전의 수평 방향으로 솔더 액적의 최 대 직경(de) 및 솔더 액적의 전단부로부터의 거리(de)의 위치에서 수평 방향으로 솔더 액적의 직경(ds) 사이의 관계로부터 산출된다.FIG. 4 shows the shape of the solder droplets just before falling off when the melt of tin-3silver-0.5copper-4indium-0.05 tantalum in accordance with the present invention slowly flows through an annular tube opening with a diameter of 0.7 mm. FIG. 5 shows the same shape as the solder droplet in FIG. 4 except that Tin-3silver-0.5copper is used instead of the solder in FIG. FIG. 6 shows the same shape as the solder droplets in FIG. 4 except that Tin-3silver-0.5copper-4indium is used instead of the solder in FIG. In each of the figures, the surface tension γ of the molten solder is horizontal at the position of the maximum diameter d e of the solder droplet and the distance d e from the front end of the solder droplet in the horizontal direction immediately before the solder droplet falls. It is calculated from the relationship between the diameter d s of solder droplets in the direction.

γ=g·ρ·(de)2/Hγ = g · ρ · (d e ) 2 / H

여기서, γ는 표면 장력을 나타내고, g는 중력 상수를 나타내고, de는 최대 직경을 나타내고, H는 수정 계수(H=ds/de)를 나타낸다.Here, γ represents surface tension, g represents gravity constant, d e represents maximum diameter, and H represents correction factor (H = d s / d e ).

상기 방정식으로부터 유도된 바와 같이, ds값이 클수록, 표면 장력은 작아진다. 솔더의 표면 장력이 더 작아질수록, 습식능력은 더 우수해진다.As derived from the above equation, the larger the d s value, the smaller the surface tension. The smaller the surface tension of the solder, the better the wettability.

도 4에 나타낸 본 발명에 따른 주석-3은-0.5구리-4인듐-0.1탄탈 솔더의 표면 장력은 0.40 내지 0.42N/m이고, 도 5에 나타낸 종래의 주석-3은-0.5구리 솔더의 표면 장력은 0.38 내지 0.40N/m이고, 도 6에 나타낸 종래의 주석-3은-0.5구리-4인듐 솔더는 0.43 내지 0.46N/m이다.The surface tension of the tin-3 silver-0.5 copper-4 indium-0.1 tantalum solder according to the present invention shown in FIG. 4 is 0.40 to 0.42 N / m, and the surface of the conventional tin-3 silver-0.5 copper solder shown in FIG. The tension is 0.38 to 0.40 N / m, and the conventional tin-3 silver-0.5 copper-4 indium solder shown in Fig. 6 is 0.43 to 0.46 N / m.

상기 결과로부터, 종래의 주석-3은-0.5구리 솔더에서 4인듐의 혼입은 표면 장력을 증가시키고, 솔더에 0.1탄탈을 혼입하면 표면 장력을 감소시켜 우수한 습식 특성을 실현할 수 있다.From the above results, the incorporation of 4 indium in the conventional tin-3 silver-0.5 copper solder increases the surface tension, and incorporating 0.1 tantalum into the solder reduces the surface tension, thereby realizing excellent wet characteristics.

본 발명에 따른 무연 솔더는 우수한 항산화력을 가지므로, 산화에 기초한 다양한 특성에서의 열화가 크게 억제되고, 또한 주로 솔더의 산화물로 구성된 소위 "드로스(dross)"라 불리는 제품을 훨씬 덜 형성할 것이다. 예를 들면, 본 발명에 따른 무연 솔더에서, 형성된 드로스의 양이 무탄탈 무연 솔더의 경우에서의 양의 약 1/5로 감소된다.The lead-free solder according to the present invention has excellent antioxidant power, so that deterioration in various properties based on oxidation is greatly suppressed, and also it is possible to form much less so-called "dross" products mainly composed of oxides of solder. will be. For example, in the lead-free solder according to the present invention, the amount of dross formed is reduced to about one fifth of that in the case of tantalum lead-free solder.

<무연 솔더 용융 제품을 형성하는 공정>Process of forming lead-free solder molten product

본 발명에 따른 무연 솔더 용융 제품의 형성 공정은 주괴를 형성하기 위하여 본 발명에 따른 무연 솔더를 용해하여 주조하는 주괴 주조 단계 및 용융된 제품을 준비하기 위하여 이 주괴를 소성 처리하는 소성 처리 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The process for forming a lead-free solder molten product according to the present invention includes an ingot casting step of melting and casting a lead-free solder according to the present invention to form an ingot, and a firing treatment step of firing the ingot to prepare a molten product. Characterized in that.

일반적으로, 종래의 무연 솔더는 어려움 없이 소성 처리될 수 없고, 소성 처리가 성공적으로 수행될 수 있다 하더라도, 기계적 특성, 습식 특성 및 솔더로서 만족스러운 다른 특성을 실현하는데 어려움이 있다. 즉, 본 발명에 따른 무연 솔더는 매우 용이하고 잘 소성 처리될 수 있고, 소성 처리 후에도, 우수한 기계적 특성, 습식 특성, 솔더 결합 강도 및 솔더로서 바람직한 다른 특성을 가질 수 있다.In general, conventional lead-free solders cannot be calcined without difficulty, and even if the calcining process can be performed successfully, there are difficulties in realizing mechanical properties, wet properties, and other properties satisfactory as the solder. That is, the lead-free solder according to the present invention can be very easily and well calcined, and even after the calcining treatment, may have excellent mechanical properties, wet properties, solder bond strength and other properties desirable as solders.

본 발명에 따른 무연 솔더 용융 제품의 형성 공정에 따르면, 솔더로서 바람직한 특성을 갖는 원하는 형태와 크기를 갖는 솔더 용융 제품이 용이하게 형성될 수 있다. 본 발명에서는, 예를 들면 리본, 미세 섬유 또는 봉 형태의 종래 일반적인 무연 솔더를 사용하는 것에 의해서는 지금까지 실현될 수 없었던 형태로 무연 솔더 용융 제품이 형성될 수 있다.According to the process for forming a lead-free solder molten product according to the present invention, a solder molten product having a desired shape and size having desirable properties as a solder can be easily formed. In the present invention, lead-free solder molten products can be formed in a form that has not been realized so far by, for example, the use of conventional general lead-free solder in the form of ribbons, fine fibers or rods.

본 발명에 따른 바람직한 리본 형상의 무연 솔더 용융 제품의 구체적인 예는 50 내지 500㎛의 두께, 특히 바람직하게는 100 내지 150㎛의 두께를 갖는 무연 솔더 용융 제품을 포함한다. 본 발명에 따른 바람직한 미세 섬유 형상의 무연 솔더 용융 제품의 구체적인 예는 0.1㎜ 내지 1㎜의 미세 섬유 직경, 특히 바람직하게는 0.2㎜ 내지 0.5㎜의 미세 섬유 직경을 갖는 무연 솔더 용융 제품을 포함한다. 본 발명에 따른 봉 형상의 무연 솔더의 형상과 치수가 특히 제한되는 것은 아니다. 그러나, 주조 봉 형상 무연 솔더 용융 생산물에서 화학 성분의 분리를 최소화하기 위해서, 냉각률로는 1℃/sec 이상이 바람직하다. 또한, 봉 형상의 무연 솔더 용융 생산물의 예는 주조 주괴를 성형하여 회전과 같은 소성 처리로 압출을 행함으로써 형성되는 동종의 구조체를 갖는 봉 형상의 무연 솔더 용융 제품, 또는 용융된 무연 솔더를 직접 회전시킴으로써 생산되는 봉 형상 무연 솔더를 포함한다.Specific examples of preferred ribbon-shaped lead-free solder molten articles according to the present invention include lead-free solder molten articles having a thickness of 50 to 500 μm, particularly preferably 100 to 150 μm. Specific examples of the preferred fine fiber-shaped lead-free solder melt products according to the present invention include lead-free solder melt products having a fine fiber diameter of 0.1 mm to 1 mm, particularly preferably a fine fiber diameter of 0.2 mm to 0.5 mm. The shape and dimensions of the rod-shaped lead-free solder according to the present invention are not particularly limited. However, in order to minimize the separation of chemical components in the cast rod-shaped lead-free solder melt product, a cooling rate of 1 ° C./sec or more is preferred. Further, examples of rod-shaped lead-free solder melt products include the direct rotation of rod-shaped lead-free solder molten products, or molten lead-free solder, with homogeneous structures formed by molding cast ingots and extruding them by firing such as rotation. It includes a rod-shaped lead-free solder produced by.

본 발명에 따른 무연 솔더 용융 제품은, 예를 들면, LED 발광 소자와 같은 전자 소자, 및 SED(Surface-condition Electron-emitter Displays)와 탑재 기판을 갖는 전자 부품의 솔더 결합용 솔더 용융 제품로서 특히 적합하다.The lead-free solder molten product according to the present invention is particularly suitable as a solder molten product for solder bonding of electronic devices such as, for example, LED light emitting devices, and electronic components having surface-condition electron-emitter displays (SEDs) and mounting substrates. Do.

본 발명에 따른 무연 솔더 및 무연 솔더 용융 제품은 종래의 납 함유 주석 솔더와 실질적으로 동일한 융점을 가지며, 종래의 무연 솔더 및 무연 솔더 용융 제품보다 동등 또는 뛰어난 양질의 솔더 접합 강도와 신뢰성을 갖는다.The lead-free solder and lead-free solder molten articles according to the present invention have substantially the same melting point as conventional lead-containing tin solder, and are of equal or superior quality solder joint strength and reliability than conventional lead-free solder and lead-free solder molten products.

Yes

<예 1><Example 1>

주석-9.0중량% 아연-0.1중량% 탄탈로 구성되는 무연 솔더가 용융되고, 그 용융물을 100㎜의 직경과 300㎜의 길이를 갖는 빌릿(billet)에 넣었다. 다음으로, 빌릿이 10㎜의 두께와 70㎜의 폭을 갖는 봉 재료로 분출되었다. 그 후, 봉 재료가 회전하여 100㎛의 두께와 70㎜의 폭을 갖는 리본을 준비한다.A lead-free solder consisting of tin-9.0 wt% zinc-0.1 wt% tantalum was melted and the melt was placed in a billet having a diameter of 100 mm and a length of 300 mm. Next, the billet was ejected into a rod material having a thickness of 10 mm and a width of 70 mm. After that, the rod material is rotated to prepare a ribbon having a thickness of 100 μm and a width of 70 mm.

다음으로, 도 7에 나타낸 바와 같이, 융제가 3㎜의 두께, 50㎜의 폭, 및 60 ㎜의 길이를 갖는 동판(100)의 표면에 코팅된 후, 100㎛의 두께, 40㎜의 폭 및 50㎜의 길이를 갖는 리본 솔더(102)가 상기 코팅된 동판(100) 상에 위치되었다. 다음으로, 0.5㎜의 두께, 30㎜의 폭, 및 40㎜의 길이를 갖는 동 도금된 질화규소(SiN) 기판(101)이 리본 솔더(102)의 상부 상에 위치했다. 리플로우(reflow)하는 45초 동안 230℃ 온도로 질소 기체 공기에서 상기 집합체가 가열되었다. 이렇게 획득된 접합 제품은 -25℃ 내지 125℃의 상태하에서 열 주기 테스트를 거친다. 2000주기 열 주기 테스트 후에, 접합 제품은 초음파 탐상 테스트(ultrasonic flaw inspection test)에 의해 검사되었다. 결과적으로, 균열이나 분리 중 어떠한 것도 발견되지 않았다.Next, as shown in FIG. 7, after the flux was coated on the surface of the copper plate 100 having a thickness of 3 mm, a width of 50 mm, and a length of 60 mm, a thickness of 100 μm, a width of 40 mm, and Ribbon solder 102 having a length of 50 mm was placed on the coated copper plate 100. Next, a copper plated silicon nitride (SiN) substrate 101 having a thickness of 0.5 mm, a width of 30 mm, and a length of 40 mm was placed on top of the ribbon solder 102. The assembly was heated in nitrogen gas air to a temperature of 230 ° C. for 45 seconds to reflow. The bonded article thus obtained undergoes a thermal cycle test under the condition of -25 ° C to 125 ° C. After a 2000 cycle heat cycle test, the bonded product was inspected by an ultrasonic flaw inspection test. As a result, neither crack nor separation was found.

<예 2><Example 2>

주석-0.5중량% 동-2.5중량% 은-4.0중량% 인듐-0.1중량% 탄탈-0.1중량% 코발트로 구성된 무연 솔더가 용융되었고, 그 용융물을 100㎜의 직경과 300㎜의 길이를 갖는 빌릿에 넣었다. 다음으로, 빌릿이 10㎜의 두께와 70㎜의 폭을 갖는 봉 재료로 분출되었다. 그 후, 봉 재료가 회전되어 100㎛의 두께와 70㎜의 폭을 갖는 리본을 준비했다.Lead-free solder consisting of tin-0.5% by weight copper-2.5% by weight silver-4.0% by weight indium-0.1% by weight tantalum-0.1% by weight cobalt was melted and the melt was transferred to a billet having a diameter of 100 mm and a length of 300 mm. Put in. Next, the billet was ejected into a rod material having a thickness of 10 mm and a width of 70 mm. Thereafter, the rod material was rotated to prepare a ribbon having a thickness of 100 μm and a width of 70 mm.

다음으로, 도 7에 나타낸 바와 같이, 3㎜의 두께, 50㎜의 폭, 및 60㎜의 길이를 갖는 동판(100)의 표면에 융제가 코팅된 후, 100㎛의 두께, 40㎜의 폭, 50㎜의 길이를 갖는 리본 솔더(102)가 동판(100) 상에 위치되었다. 다음으로, 0.5㎜의 두께, 30㎜의 폭, 및 40㎜의 길이를 갖는 동 도금의 질화규소(SiN) 기판(101)이 리본 솔더(102)의 상부에 위치되었다. 리플로우하는 45초 동안 250℃의 온도로 질소 기체 공기에서 상기 집합체가 가열되었다. 이렇게 접합 제품은 -25℃ 내지 125℃의 상태하에서 열 주기 테스트를 거쳤다. 4000주기 열 주기 테스트 후, 접합 제품은 초음파 탐상 테스트에 의해 검사되었다. 결과적으로, 균열이나 분리 중 어떠한 것도 관찰되지 않았다.Next, as shown in FIG. 7, after the flux is coated on the surface of the copper plate 100 having a thickness of 3 mm, a width of 50 mm, and a length of 60 mm, a thickness of 100 μm, a width of 40 mm, Ribbon solder 102 having a length of 50 mm was placed on copper plate 100. Next, a copper plating silicon nitride (SiN) substrate 101 having a thickness of 0.5 mm, a width of 30 mm, and a length of 40 mm was placed on top of the ribbon solder 102. The assembly was heated in nitrogen gas air to a temperature of 250 ° C. for 45 seconds to reflow. Thus, the bonded product was subjected to a thermal cycle test under the condition of -25 ° C to 125 ° C. After 4000 cycles of thermal cycle testing, the bonded product was inspected by ultrasonic flaw test. As a result, neither cracking nor separation was observed.

<비교예 1>Comparative Example 1

주석-9.0중량% 아연으로 구성된 무연 솔더가 용융되었고, 그 용융물을 100㎜의 직경과 300㎜의 길이를 갖는 빌릿에 넣었다. 그 후, 빌릿은 10㎜의 두께와 70㎜의 폭을 갖는 구획으로 분출되었다. 결과적으로, 분출 방향에 수직하는 방향으로 그 가장자리부 내의 구획 내에 수많은 균열이 생기는 것을 발견되었다. 분출된 재료를 회전시켜, 100㎛의 두께, 40㎜의 폭 및 50㎜의 길이를 갖는 리본 솔더를 준비한 후 리본 솔더를 샘플로서 잘라서 사용하였다.A lead-free solder composed of tin-9.0 wt.% Zinc was melted and the melt was placed in a billet having a diameter of 100 mm and a length of 300 mm. The billet was then ejected into compartments having a thickness of 10 mm and a width of 70 mm. As a result, it has been found that numerous cracks occur in the sections within the edge portion in the direction perpendicular to the ejection direction. The ejected material was rotated to prepare a ribbon solder having a thickness of 100 μm, a width of 40 mm, and a length of 50 mm, and then the ribbon solder was cut and used as a sample.

다음으로, 예 1에서와 동일한 방식으로, 3㎜의 두께, 50㎜의 폭, 및 60㎜의 길이를 갖는 동판(100)의 표면에 융제가 코팅된 후, 100㎛의 두께, 40㎜의 폭 및 50㎜의 길이를 갖는 리본 솔더(102)는 상기 코팅된 동판(100) 상에 위치되었다. 다음으로, 0.5㎜의 두께, 30㎜의 폭, 및 40㎜의 길이를 갖는 동 도금 질화규소 기판(101)은 리본 솔더(102)의 상부 상에 위치되었다. 리플로우하는 45초 동안 230℃의 온도로 질소 기체 공기에서 상기 집합체가 가열되었다. 이렇게 획득된 접합 제품은 -25℃ 내지 125℃의 상태하에서 열 주기 테스트를 거쳤다. 750주기 열 주기 테스트 후, 상기 접합 제품은 초음파 탐상 테스트에 의해 검사되었다. 결과적으로, 접합 제품의 네 모서리에서 다수의 균열이 관찰되었다.Next, in the same manner as in Example 1, after the flux was coated on the surface of the copper plate 100 having a thickness of 3 mm, a width of 50 mm, and a length of 60 mm, a thickness of 100 μm and a width of 40 mm And a ribbon solder 102 having a length of 50 mm was placed on the coated copper plate 100. Next, a copper plated silicon nitride substrate 101 having a thickness of 0.5 mm, a width of 30 mm, and a length of 40 mm was placed on top of the ribbon solder 102. The assembly was heated in nitrogen gas air to a temperature of 230 ° C. for 45 seconds to reflow. The bonded article thus obtained was subjected to a thermal cycle test under the condition of -25 ° C to 125 ° C. After a 750 cycle heat cycle test, the bonded article was inspected by ultrasonic flaw test. As a result, many cracks were observed at the four corners of the bonded article.

본 발명에 따르면, 우수한 항산화력, 기계적 특성, 및 소성 처리능력을 가지며 리본이나 미세 섬유로 주조될 수 있는 확보할 수 있는 무연 솔더가 제공되고, 무연 솔더로 접합함으로써 형성된 높은 신뢰성을 갖는 솔더 접합 제품, 및 전자 부품이 제공된다.According to the present invention, there is provided a lead-free solder which has excellent antioxidant power, mechanical properties, and plasticity processing ability and can be cast into a ribbon or fine fiber, and has a high reliability solder joint product formed by joining with a lead-free solder. , And electronic components are provided.

Claims (14)

0.005중량% 이상 2.0중량% 이하의 탄탈(Ta) 함량을 갖는 주석(Sn)계 합금을 포함하는 무연 솔더.A lead-free solder comprising a tin (Sn) -based alloy having a tantalum (Ta) content of 0.005% by weight to 2.0% by weight. 0.005중량% 이상 2.0중량% 이하의 탄탈(Ta) 및 0.1중량% 이상 10.0중량% 이하의 아연(Zn)을 포함하고, 나머지는 주석(Sn)과 회피불가능한 불순물로 구성되는 주석(Sn)계 합금을 포함하는 무연 솔더.Tin (Sn) -based alloy comprising 0.005% by weight to 2.0% by weight of tantalum (Ta) and 0.1% by weight to 10.0% by weight of zinc (Zn), the remainder being composed of tin (Sn) and unavoidable impurities Lead-free solder containing. 0.005중량% 이상 2.0중량% 이하의 탄탈(Ta) 및 0.1중량% 이상 60.0중량% 이하의 비스무트(Bi)를 포함하고, 나머지는 주석(Sn)과 회피불가능한 불순물로 구성되는 주석(Sn)계 합금을 포함하는 무연 솔더.A tin-based alloy comprising 0.005% by weight to 2.0% by weight of tantalum (Ta) and 0.1% by weight to 60.0% by weight of bismuth (Bi), the remainder consisting of tin (Sn) and unavoidable impurities Lead-free solder containing. 0.005중량% 이상 2.0중량% 이하의 탄탈(Ta) 및 0.1중량% 이상 10.0중량% 이하의 인듐(In)을 포함하고, 나머지는 주석(Sn)과 회피불가능한 불순물로 구성되는 주석(Sn)계 합금을 포함하는 무연 솔더.Tin (Sn) -based alloy comprising 0.005% by weight to 2.0% by weight of tantalum (Ta) and 0.1% by weight to 10.0% by weight of indium (In), the remainder consisting of tin (Sn) and unavoidable impurities Lead-free solder containing. 0.005중량% 이상 2.0중량% 이하의 탄탈(Ta) 및 0.01중량% 이상 7.5중량% 이하의 구리(Cu)를 포함하고, 나머지는 주석(Sn)과 회피불가능한 불순물로 구성되는 주석(Sn)계 합금을 포함하는 무연 솔더.Tin (Sn) based alloy comprising 0.005% by weight to 2.0% by weight of tantalum (Ta) and 0.01% to 7.5% by weight of copper (Cu), the remainder being composed of tin (Sn) and unavoidable impurities Lead-free solder containing. 0.005중량% 이상 2.0중량% 이하의 탄탈(Ta) 및 0.01중량% 이상 5.0중량% 이하의 은(Ag)를 포함하고, 나머지는 주석(Sn)과 회피불가능한 불순물로 구성되는 주석(Sn)계 합금을 포함하는 무연 솔더.Tin (Sn) based alloy comprising 0.005% by weight to 2.0% by weight of tantalum (Ta) and 0.01% to 5.0% by weight of silver (Ag), the remainder being composed of tin (Sn) and unavoidable impurities Lead-free solder containing. 0.005중량% 이상 2.0중량% 이하의 탄탈(Ta), 0.01중량% 이상 5.0중량% 이하의 은(Ag) 및 0.01중량% 이상 7.5중량% 이하의 구리(Cu)를 포함하고, 나머지는 주석(Sn)과 회피불가능한 불순물로 구성되는 주석(Sn)계 합금을 포함하는 무연 솔더.0.005% by weight to 2.0% by weight of tantalum (Ta), 0.01% to 5.0% by weight of silver (Ag) and 0.01% to 7.5% by weight of copper (Cu), the remainder being tin (Sn) ) And tin (Sn) based alloys composed of unavoidable impurities. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 7, 상기 주석계 합금은 인듐과 비스무트로 구성되는 군(群)으로부터 선택된 적어도 하나의 첨가 성분(Y)을 더 포함하는 무연 솔더.The tin-based alloy is lead-free solder further comprises at least one additive (Y) selected from the group consisting of indium and bismuth. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 주석계 합금에서, 인듐과 비스무트로 구성된 군으로부터 선택된 상기 첨가 성분(Y)의 함량은 인듐이 10중량% 이하이고 비스무트가 60중량% 이하인 무연 솔더.In the tin-based alloy, the content of the additive component (Y) selected from the group consisting of indium and bismuth is indium 10 wt% or less and bismuth is 60 wt% or less. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 7, 상기 주석계 합금은 코발트(Co), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 팔라듐(Pd), 안티 몬(Sb), 및 게르마늄(Ge)으로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나의 첨가 성분(X)을 더 포함하는 무연 솔더.The tin-based alloy includes at least one additive component (X) selected from the group consisting of cobalt (Co), titanium (Ti), nickel (Ni), palladium (Pd), antimony (Sb), and germanium (Ge). It contains more lead-free solder. 제 10 항에 있어서,The method of claim 10, 상기 주석계 합금에서, 코발트, 티타늄, 니켈, 팔라듐, 안티몬, 및 게르마늄으로 구성된 군으로부터 선택된 상기 첨가 성분(X)의 함량은, 상기 첨가 성분(X)의 각각에 대하여는 0.5중량% 이하로 되고, 복수의 첨가 성분(X)이 함유되는 경우에는 상기 복수의 첨가 성분(X)의 총 함량이 1.0중량% 이하로 되는 무연 솔더.In the tin-based alloy, the content of the additional component (X) selected from the group consisting of cobalt, titanium, nickel, palladium, antimony, and germanium is 0.5% by weight or less with respect to each of the additional component (X), The lead-free solder in which the total content of the plurality of additional components (X) is 1.0% by weight or less when a plurality of additional components (X) are contained. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 7, 크림, 리본, 미세 섬유(filament) 또는 봉(rod) 형태로 된 무연 솔더.Lead-free solder in the form of creams, ribbons, filaments or rods. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 무연 솔더로 접합함으로써 형성되는 솔더 접합 제품A solder joint product formed by joining with a lead-free solder according to any one of claims 1 to 7. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 무연 솔더로 접합함으로써 형성되는 전자 부품.An electronic component formed by joining with a lead-free solder according to any one of claims 1 to 7.
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