KR20120003262A - 알루미늄용 솔더 페이스트 및 플럭스 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예는 알루미늄에 솔더링이 가능한 솔더 페이스트 및 그 솔더 페이스트용 플럭스에 관한 것으로, 솔더 페이스트용 플럭스는 48.6 ~ 87.45 중량%의 솔벤트, 2.25 ~ 4.4 중량%의 로진, 15.84 ~ 46.53 중량%의 활성제, 및 0.125 ~ 0.385 중량%의 칙소제를 포함하되, 상기 솔벤트는 19.215 ~ 33.55 중량%의 아미노에틸에탄올아민, 19.215 ~ 33.55 중량%의 트리에탄올아민, 및 19.125 ~ 30.8 중량%의 모노에틸에탄올아민 중 적어도 하나 이상을 포함하고, 상기 활성제는 14.94 ~ 29.7 중량%의 암모늄플로보레이트, 18 ~ 30.8 중량%의 이플루오르화암모늄, 4.5 ~ 11 중량%의 산화아연, 7.92 ~ 9.68 중량%의 플루오르화칼륨, 0.81 ~ 9.68 중량%의 불화수소, 0.81 ~ 2.046 중량%의 브롬화수소, 1.44 ~ 3.96 중량%의 염화아연암모늄 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.

Description

알루미늄용 솔더 페이스트 및 플럭스{Solder Paste and Flux for Aluminum}
본 발명은 솔더 페이스트 및 플럭스에 관한 것으로, 보다 상세하게는 알루미늄에 솔더링(soldering)(또는 납땜이라 칭함)이 가능한 솔더 페이스트(또는 크림이라 칭함) 및 그 솔더 페이스트용 플럭스에 관한 것이다.
일반적으로, 알루미늄을 접합하기 위해서는 비철 금속으로 용융점이 450℃ 이상의 용가재를 사용하는 브레이징(brazing) 방법을 사용해야만 접합이 가능하며, 450℃ 이하의 낮은 온도에서 접합하기 위해서는 알루미늄의 표면에 Cu/Ni/Au의 도금 공정을 거쳐야만 납땜이 가능한데, 이는 공정이 까다롭고 도금 불량으로 인해 제품 수율이 높지 않으며 공정 비용이 추가적으로 발생하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 알루미늄 표면에 도금없이 450℃ 이하의 낮은 온도에서 납땜할 수 있는 솔더페이스트 및 그 솔더 페이스트용 플럭스를 제공하고자 하는 것이다.
일반적으로 솔더 페이스트는 전자부품 등의 조립 시 솔더링에 적용되는데, 전자부품의 특성상 솔더링시 적용 온도는 100-300℃이고 이에 따라 플럭스의 주성분 및 기타 활성제 또한 거의 동등한 비점의 화합물로 구성된다.
현재 전자부품의 모재로 알루미늄이 비용 등 여러 측면에서 경쟁력을 인정받아 각광 받고 있으나, 알루미늄을 솔더링 하기 위해서는 기존 브레이징 화합물은 상당히 높은 온도로 구성되어 있기 때문에, 상대적으로 낮은 온도의 솔더 파우더와 혼합하여 솔더 페이스트를 적용하기에는 어려움이 있다.
전술한 바와 같이 전자부품의 솔더링 온도는 100-300℃의 조건이 적합하므로 이에 사용되는 플럭스의 비점 및 활성화 온도 또한 솔더 파우더의 융점과 대등하여야 원활한 솔더링 작업을 할 수 있을 것이다.
예를 들면, 솔더 파우더의 융점이 139℃라고 할 때, 솔벤트 및 활성제의 온도가 높다고 가정하면 솔더 페이스트내의 솔더 파우더가 먼저 녹아버리고 그 후에 플럭스가 활성화 되어 솔더크림의 퍼짐성이 좋지 않다. 이와 반대로, 솔벤트 및 활성제의 온도가 낮다면 솔더 파우더의 융점에 도달하기 전에 이미 플럭스의 탄화 현상이 발생될 수 있다.
따라서, 본 발명은 전술한 기술적 상황을 감안하여 450℃ 이하의 낮은 온도에서도 알루미늄 표면에 직접 납땜하는데 적합한 솔더 페이스트 및 그 솔더 페이스트용 플럭스를 제공하고자 하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따른 솔더 페이스트용 플럭스는, 48.6 ~ 87.45 중량%의 솔벤트, 2.25 ~ 4.4 중량%의 로진, 15.84 ~ 46.53 중량%의 활성제, 및 0.125 ~ 0.385 중량%의 칙소제를 포함하되, 상기 솔벤트는 19.215 ~ 33.55 중량%의 아미노에틸에탄올아민, 19.215 ~ 33.55 중량%의 트리에탄올아민, 및 19.125 ~ 30.8 중량%의 모노에틸에탄올아민 중 적어도 하나 이상을 포함하고, 상기 활성제는 14.94 ~ 29.7 중량%의 암모늄플로보레이트, 18 ~ 30.8 중량%의 이플루오르화암모늄, 4.5 ~ 11 중량%의 산화아연, 7.92 ~ 9.68 중량%의 플루오르화칼륨, 0.81 ~ 9.68 중량%의 불화수소, 0.81 ~ 2.046 중량%의 브롬화수소, 1.44 ~ 3.96 중량%의 염화아연암모늄 중 적어도 하나 이상을 포함한다.
상기 솔벤트는, 26.5 중량%의 아미노에틸에탄올아민, 26.5 중량%의 트리에탄올아민, 및 26.5 중량%의 모노에틸에탄올아민으로 이루어진 제1 솔벤트; 25 중량%의 아미노에틸에탄올아민, 25 중량%의 트리에탄올아민, 및 25 중량%의 모노에틸에탄올아민으로 이루어진 제2 솔벤트; 27 중량%의 아미노에틸에탄올아민 및 27 중량%의 트리에탄올아민으로 이루어진 제3 솔벤트; 30.5 중량%의 아미노에틸에탄올아민 및 30.5 중량%의 트리에탄올아민으로 이루어진 제4 솔벤트; 21.35 중량%의 아미노에틸에탄올아민, 21.35 중량%의 트리에탄올아민, 및 21.35 중량%의 모노에틸에탄올아민으로 이루어진 제5 솔벤트; 및 28 중량%의 아미노에틸에탄올아민 및 28 중량%의 모노에틸에탄올아민으로 이루어진 제6 솔벤트 중 하나일 수 있다.
상기 활성제는, 8.8 중량%의 플루오르화칼륨과 8.8 중량%의 불화수소로 이루어진 제1 활성제; 16.6 중량%의 암모늄플로보레이트와 5 중량%의 산화아연으로 이루어진 제2 활성제; 27 중량%의 암모늄플로보레이트, 9.9 중량%의 산화아연, 0.9 중량%의 불화수소, 0.9 중량%의 브롬화수소, 및 3.6 중량%의 염화아연암모늄으로 이루어진 제3 활성제; 20 중량%의 이플루오르화암모늄, 10 중량%의 산화아연, 1.6 중량%의 불화수소, 1.6 중량%의 브롬화수소, 및 1.6 중량%의 염화아연암모늄으로 이루어진 제4 활성제; 27 중량%의 암모늄플로보레이트, 9 중량%의 산화아연, 1.8 중량%의 불화수소, 1.8 중량%의 브롬화수소, 및 2.6 중량%의 염화아연암모늄으로 이루어진 제5 활성제; 21.35 중량%의 이플루오르화암모늄, 7 중량%의 산화아연, 1.1 중량%의 불화수소, 1.1 중량%의 브롬화수소, 및 2.8 중량%의 염화아연암모늄으로 이루어진 제6 활성제; 28 중량%의 이플루오르화암모늄, 9.3 중량%의 산화아연, 1.86 중량%의 불화수소, 및 1.86 중량%의 브롬화수소로 이루어진 제7 활성제 중 하나일 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다른 측면에 따른 솔더 페이스트용 플럭스는, 47.196 ~ 88 중량%의 솔벤트, 1.908 ~ 5.28 중량%의 로진, 17.883 ~ 48.279 중량%의 활성제, 및 0.117 ~ 0.242 중량%의 칙소제를 포함하되, 상기 솔벤트는 18 ~ 37.84 중량%의 아미노에틸에탄올아민, 18 ~ 37.84 중량%의 트리에탄올아민, 18 ~ 22 중량%의 디에탄올아민, 및 17.37 ~ 24.728 중량%의 모노에틸에탄올아민 중 적어도 하나 이상을 포함하고, 상기 활성제는 7.785 ~ 21.472 중량%의 암모늄플로보레이트, 2.97 ~ 29.37 중량%의 이플루오르화암모늄, 6.075 ~ 10.758 중량%의 산화아연, 0.54 ~ 0.66 중량%의 플루오르화칼륨, 1.08 ~ 2.31 중량%의 불화수소, 1.08 ~ 2.31 중량%의 브롬화수소, 1.908 ~ 5.291 중량%의 염화아연암모늄 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 솔벤트는, 34.4 중량%의 아미노에틸에탄올아민 및 34.4 중량%의 트리에탄올아민으로 이루어진 제1 솔벤트; 20 중량%의 아미노에틸에탄올아민, 20 중량%의 트리에탄올아민, 20 중량%의 디에탄올아민, 및 20 중량%의 모노에틸에탄올아민으로 이루어진 제2 솔벤트; 22.48 중량%의 아미노에틸에탄올아민, 22.48 중량%의 트리에탄올아민, 및 22.48 중량%의 모노에틸에탄올아민으로 이루어진 제3 솔벤트; 26.7 중량%의 아미노에틸에탄올아민 및 26.7 중량%의 트리에탄올아민으로 이루어진 제4 솔벤트; 26.22 중량%의 아미노에틸에탄올아민 및 26.22 중량%의 트리에탄올아민으로 이루어진 제5 솔벤트; 28.9 중량%의 아미노에틸에탄올아민, 28.9 중량%의 트리에탄올아민, 및 19.3 중량%의 모노에틸에탄올아민으로 이루어진 제6 솔벤트; 및 21.25 중량%의 아미노에틸에탄올아민, 21.25 중량%의 트리에탄올아민, 및 21.25 중량%의 모노에틸에탄올아민으로 이루어진 제7 솔벤트 중 하나일 수 있다.
상기 활성제는, 19.52 중량%의 암모늄플로보레이트와 6.88 중량%의 산화아연으로 이루어진 제1 활성제; 8.65 중량%의 암모늄플로보레이트, 3.3 중량%의 이플루오르화암모늄, 7.32 중량%의 산화아연, 및 0.6 중량%의 플루오르화칼륨으로 이루어진 제2 활성제; 15 중량%의 암모늄플로보레이트, 6.75 중량%의 산화아연, 1.2 중량%의 불화수소, 1.2 중량%의 브롬화수소, 및 3.75 중량%의 염화아연암모늄으로 이루어진 제3 활성제; 26.7 중량%의 이플루오르화암모늄, 9.78 중량%의 산화아연, 1.42 중량%의 불화수소, 1.42 중량%의 브롬화수소, 및 2.67 중량%의 염화아연암모늄으로 이루어진 제4 활성제; 26.22 중량%의 이플루오르화암모늄, 9.63 중량%의 산화아연, 2.1 중량%의 불화수소, 2.1 중량%의 브롬화수소, 및 3.84 중량%의 염화아연암모늄으로 이루어진 제5 활성제; 9.63 중량%의 산화아연, 1.93 중량%의 불화수소, 1.54 중량%의 브롬화수소, 및 4.81 중량%의 염화아연암모늄으로 이루어진 제6 활성제; 및 21.25 중량%의 이플루오르화암모늄, 7.8 중량%의 산화아연, 1.42 중량%의 불화수소, 1.42 중량%의 브롬화수소, 및 2.12 중량%의 염화아연암모늄으로 이루어진 제7 활성제 중 하나일 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 또 다른 측면에 따른 알루미늄용 솔더 페이스트는, 전술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 솔더 페이스트용 플럭스에 Sn/Ag/Cu, Sn/Bi, Sn/Cu, Sn/Sb, Sn/Bi/Ag, 및 Sn/Zn 중 하나로 이루어진 파우더를 혼합하여 만들 수 있으며, 예를 들어 96.5Sn/3.0Ag/0.5Cu 또는 42Sn/58Bi의 솔더 파우더가 혼합되어 이루어질 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 다양한 측면에 따르면, 450℃ 이하의 낮은 온도 예를 들어 100-300℃의 온도 조건에서도 알루미늄 표면에 도금 없이 직접 납땜하는데 적합한 솔더 페이스트 및 그 솔더 페이스트용 플럭스가 제공된다.
이하, 본 발명의 실시예에 대해 더욱 상세히 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제1 솔더 페이스트용 플럭스는, 48.6 ~ 87.45 중량%의 솔벤트, 2.25 ~ 4.4 중량%의 로진, 15.84 ~ 46.53 중량%의 활성제, 및 0.125 ~ 0.385 중량%의 칙소제를 포함하며, 이와 같은 제1 솔더 페이스트용 플럭스에 Sn/Ag/Cu, Sn/Bi, Sn/Cu, Sn/Sb, Sn/Bi/Ag, 및 Sn/Zn 중 하나로 이루어진 파우더를 혼합하여 솔더 페이스트를 만들 수 있으며, 예를 들어 96.5Sn/3.0Ag/0.5Cu의 솔더 파우더를 혼합하여 제1 솔더 페이스트를 만들 수 있다. 본 실시예에 적용되는 96.5Sn/3.0Ag/0.5Cu의 솔더 파우더는 일예로 융점(Melting Point)이 139℃인 25-63micro 입자 사이즈의 구형 분말을 사용할 수 있다.
본 실시예에서 상기 솔벤트는 19.215 ~ 33.55 중량%의 아미노에틸에탄올아민, 19.215 ~ 33.55 중량%의 트리에탄올아민, 및 19.125 ~ 30.8 중량%의 모노에틸에탄올아민 중 적어도 하나 이상을 포함한다.
본 실시예에서 상기 활성제는 14.94 ~ 29.7 중량%의 암모늄플로보레이트, 18 ~ 30.8 중량%의 이플루오르화암모늄, 4.5 ~ 11 중량%의 산화아연, 7.92 ~ 9.68 중량%의 플루오르화칼륨, 0.81 ~ 9.68 중량%의 불화수소, 0.81 ~ 2.046 중량%의 브롬화수소, 및 1.44 ~ 3.96 중량%의 염화아연암모늄 중 적어도 하나 이상을 포함한다.
이어, 전술한 본 발명의 일 실시예 즉, 제1 솔더 페이스트용 플럭스에 대해 구체적인 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하도록 하되, 본 발명은 아래의 구체적인 실시예에 의해 한정되지 않는다.
<실시예 1>
26.5 중량%의 아미노에틸에탄올아민, 26.5 중량%의 트리에탄올아민, 및 26.5 중량%의 모노에틸에탄올아민으로 이루어진 솔벤트와, 2.6 중량%의 로진(rosin)과, 8.8 중량%의 플루오르화칼륨 및 8.8 중량%의 불화수소로 이루어진 활성제와, 0.35 중량%의 칙소제를 혼합하여 플럭스를 제조하였고, 이 플럭스와 96.5Sn/3.0Ag/0.5Cu의 솔더 파우더를 혼합하여 솔더 페이스트를 제조하였다.
<실시예 2>
25 중량%의 아미노에틸에탄올아민, 25 중량%의 트리에탄올아민, 및 25 중량%의 모노에틸에탄올아민으로 이루어진 솔벤트와, 3.3 중량%의 로진과, 16.6 중량%의 암모늄플로보레이트 및 5 중량%의 산화아연으로 이루어진 활성제와, 0.16 중량%의 칙소제를 혼합하여 플럭스를 제조하였고, 이 플럭스와 96.5Sn/3.0Ag/0.5Cu의 솔더 파우더를 혼합하여 솔더 페이스트를 제조하였다.
<실시예 3>
27 중량%의 아미노에틸에탄올아민 및 27 중량%의 트리에탄올아민으로 이루어진 솔벤트와, 3.6 중량%의 로진과, 27 중량%의 암모늄플로보레이트, 9.9 중량%의 산화아연, 0.9 중량%의 불화수소, 0.9 중량%의 브롬화수소, 및 3.6 중량%의 염화아연암모늄으로 이루어진 활성제와, 0.18 중량%의 칙소제를 혼합하여 플럭스를 제조하였고, 이 플럭스와 96.5Sn/3.0Ag/0.5Cu의 솔더 파우더를 혼합하여 솔더 페이스트를 제조하였다.
<실시예 4>
30.5 중량%의 아미노에틸에탄올아민 및 30.5 중량%의 트리에탄올아민으로 이루어진 솔벤트와, 4 중량%의 로진과, 20 중량%의 이플루오르화암모늄, 10 중량%의 산화아연, 1.6 중량%의 불화수소, 1.6 중량%의 브롬화수소, 및 1.6 중량%의 염화아연암모늄으로 이루어진 활성제와, 0.2 중량%의 칙소제를 혼합하여 플럭스를 제조하였고, 이 플럭스와 96.5Sn/3.0Ag/0.5Cu의 솔더 파우더를 혼합하여 솔더 페이스트를 제조하였다.
<실시예 5>
27 중량%의 아미노에틸에탄올아민 및 27 중량%의 트리에탄올아민으로 이루어진 솔벤트와, 3.6 중량%의 로진과, 27 중량%의 암모늄플로보레이트, 9 중량%의 산화아연, 1.8 중량%의 불화수소, 1.8 중량%의 브롬화수소, 및 2.6 중량%의 염화아연암모늄으로 이루어진 활성제와, 0.2 중량%의 칙소제를 혼합하여 플럭스를 제조하였고, 이 플럭스와 96.5Sn/3.0Ag/0.5Cu의 솔더 파우더를 혼합하여 솔더 페이스트를 제조하였다.
<실시예 6>
21.35 중량%의 아미노에틸에탄올아민, 21.35 중량%의 트리에탄올아민, 및 21.35 중량%의 모노에틸에탄올아민으로 이루어진 솔벤트와, 2.5 중량%의 로진과, 21.35 중량%의 이플루오르화암모늄, 7 중량%의 산화아연, 1.1 중량%의 불화수소, 1.1 중량%의 브롬화수소, 및 2.8 중량%의 염화아연암모늄으로 이루어진 활성제와, 0.14 중량%의 칙소제를 혼합하여 플럭스를 제조하였고, 이 플럭스와 96.5Sn/3.0Ag/0.5Cu의 솔더 파우더를 혼합하여 솔더 페이스트를 제조하였다.
<실시예 7>
28 중량%의 아미노에틸에탄올아민 및 28 중량%의 모노에틸에탄올아민으로 이루어진 솔벤트와, 2.8 중량%의 로진과, 28 중량%의 이플루오르화암모늄, 9.3 중량%의 산화아연, 1.86 중량%의 불화수소, 및 1.86 중량%의 브롬화수소로 이루어진 활성제와, 0.18 중량%의 칙소제를 혼합하여 플럭스를 제조하였고, 이 플럭스와 96.5Sn/3.0Ag/0.5Cu의 솔더 파우더를 혼합하여 솔더 페이스트를 제조하였다.
전술한 실시예 1~7 및 비교예 1의 제1 플럭스의 구성에 대해 표로 나타내면 다음의 표 1과 같고, 단위는 중량%이다.
제1 플럭스 비교예1 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 실시예6 실시예7
솔벤트
(48.6-87.45)		 아미노에틸에탄올아민 44 26.5 25 27 30.5 27 21.35 28
트리에탄올아민 22 26.5 25 27 30.5 27 21.35
디에탄올아민 22 -
모노에틸에탄올아민 26.5 25 21.35 28
로진 (2.25-4.4) 4.3 2.6 3.3 3.6 4 3.6 2.5 2.8
활성제
(15.84-46.53)		 암모늄 플로보 레이트 16.6 27 27
이플루오르화암모늄 20 21.35 28
산화아연 5 9.9 10 9 7 9.3
플루오르화칼륨 7.4 8.8
불화수소 8.8 0.9 1.6 1.8 1.1 1.86
브롬화수소 0.9 1.6 1.8 1.1 1.86
염화아연암모늄 3.6 1.6 2.6 2.8
칙소제 (0.126-0.385) 0.3 0.35 0.16 0.18 0.2 0.2 0.14 0.18
또한, 전술한 제1 솔더 페이스트에 대한 실험예 1은 다음의 표 2와 같다.
제1 솔더페이스트 비교예1 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 실시예6 실시예7
솔더링 유/무 유 유 유 유 유 유 유 유
퍼짐성(%) 70.21 77.14 78.54 81.35 78.25 78.69 78.11 77.58
본 발명의 다른 실시예에 따른 제2 솔더 페이스트용 플럭스는, 47.196 ~ 88 중량%의 솔벤트, 1.908 ~ 5.28 중량%의 로진, 17.883 ~ 48.279 중량%의 활성제, 및 0.117 ~ 0.242 중량%의 칙소제를 포함하며, 이와 같은 제2 솔더 페이스트용 플럭스에 Sn/Ag/Cu, Sn/Bi, Sn/Cu, Sn/Sb, Sn/Bi/Ag, 및 Sn/Zn 중 하나로 이루어진 파우더를 혼합하여 솔더 페이스트를 만들 수 있으며, 예를 들어 42Sn/58Bi의 솔더 파우더를 혼합하여 제2 솔더 페이스트를 만들 수 있다. 본 실시예에 적용되는 42Sn/58Bi의 솔더 파우더는 일 예로 융점(Melting Point)이 217-221℃이고 25-63micro 입자 사이즈의 구형 분말을 사용할 수 있다.
본 실시예에서 상기 솔벤트는 18 ~ 37.84 중량%의 아미노에틸에탄올아민, 18 ~ 37.84 중량%의 트리에탄올아민, 18 ~ 22 중량%의 디에탄올아민, 및 17.37 ~ 24.728 중량%의 모노에틸에탄올아민 중 적어도 하나 이상을 포함한다.
본 실시예에서 상기 활성제는 7.785 ~ 21.472 중량%의 암모늄플로보레이트, 2.97 ~ 29.37 중량%의 이플루오르화암모늄, 6.075 ~ 10.758 중량%의 산화아연, 0.54 ~ 0.66 중량%의 플루오르화칼륨, 1.08 ~ 2.31 중량%의 불화수소, 1.08 ~ 2.31 중량%의 브롬화수소, 및 1.908 ~ 5.291 중량%의 염화아연암모늄 중 적어도 하나 이상을 포함한다.
이어, 전술한 본 발명의 다른 실시예 즉, 제2 솔더 페이스트용 플럭스에 대해 구체적인 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하되, 본 발명이 아래의 구체적인 실시예에 의해 한정되지 않는다.
<실시예 8>
34.4 중량%의 아미노에틸에탄올아민 및 34.4 중량%의 트리에탄올아민으로 이루어진 솔벤트와, 4.58 중량%의 로진과, 19.52 중량%의 암모늄플로보레이트 및 6.88 중량%의 산화아연으로 이루어진 활성제와, 0.22 중량%의 칙소제를 혼합하여 플럭스를 제조하였고, 이 플럭스와 42Sn/58Bi의 솔더 파우더를 혼합하여 솔더 페이스트를 제조하였다.
<실시예 9>
20 중량%의 아미노에틸에탄올아민, 20 중량%의 트리에탄올아민, 20 중량%의 디에탄올아민, 및 20 중량%의 모노에틸에탄올아민으로 이루어진 솔벤트와, 8.65 중량%의 암모늄플로보레이트, 3.3 중량%의 이플루오르화암모늄, 7.32 중량%의 산화아연, 및 0.6 중량%의 플루오르화칼륨으로 이루어진 활성제와, 0.13 중량%의 칙소제를 혼합하여 플럭스를 제조하였고, 이 플럭스와 42Sn/58Bi의 솔더 파우더를 혼합하여 솔더 페이스트를 제조하였다.
<실시예 10>
22.48 중량%의 아미노에틸에탄올아민, 22.48 중량%의 트리에탄올아민, 및 22.48 중량%의 모노에틸에탄올아민으로 이루어진 솔벤트와, 4.5 중량%의 로진과, 15 중량%의 암모늄플로보레이트, 6.75 중량%의 산화아연, 1.2 중량%의 불화수소, 1.2 중량%의 브롬화수소, 및 3.75 중량%의 염화아연암모늄으로 이루어진 활성제와, 0.15 중량%의 칙소제를 혼합하여 플럭스를 제조하였고, 이 플럭스와 42Sn/58Bi의 솔더 파우더를 혼합하여 솔더 페이스트를 제조하였다.
<실시예 11>
26.7 중량%의 아미노에틸에탄올아민 및 26.7 중량%의 트리에탄올아민으로 이루어진 제4 솔벤트와, 4.45 중량%의 로진과, 26.7 중량%의 이플루오르화암모늄, 9.78 중량%의 산화아연, 1.42 중량%의 불화수소, 1.42 중량%의 브롬화수소, 및 2.67 중량%의 염화아연암모늄으로 이루어진 활성제와, 0.18중량%의 칙소제를 혼합하여 플럭스를 제조하였고, 이 플럭스와 42Sn/58Bi의 솔더 파우더를 혼합하여 솔더 페이스트를 제조하였다.
<실시예 12>
26.22 중량%의 아미노에틸에탄올아민 및 26.22 중량%의 트리에탄올아민으로 이루어진 솔벤트와, 3.5 중량%의 로진과, 26.22 중량%의 이플루오르화암모늄, 9.63 중량%의 산화아연, 2.1 중량%의 불화수소, 2.1 중량%의 브롬화수소, 및 3.84 중량%의 염화아연암모늄으로 이루어진 활성제와, 0.17중량%의 칙소제를 혼합하여 플럭스를 제조하였고, 이 플럭스와 42Sn/58Bi의 솔더 파우더를 혼합하여 솔더 페이스트를 제조하였다.
<실시예 13>
8.9 중량%의 아미노에틸에탄올아민, 28.9 중량%의 트리에탄올아민, 및 19.3 중량%의 모노에틸에탄올아민으로 이루어진 솔벤트와, 4.8 중량%의 로진과, 9.63 중량%의 산화아연, 1.93 중량%의 불화수소, 1.54 중량%의 브롬화수소, 및 4.81 중량%의 염화아연암모늄으로 이루어진 활성제와, 0.19중량%의 칙소제를 혼합하여 플럭스를 제조하였고, 이 플럭스와 42Sn/58Bi의 솔더 파우더를 혼합하여 솔더 페이스트를 제조하였다.
<실시예 14>
21.25 중량%의 아미노에틸에탄올아민, 21.25 중량%의 트리에탄올아민, 및 21.25 중량%의 모노에틸에탄올아민으로 이루어진 제7 솔벤트와, 2.12 중량%의 로진과, 21.25 중량%의 이플루오르화암모늄, 7.8 중량%의 산화아연, 1.42 중량%의 불화수소, 1.42 중량%의 브롬화수소, 및 2.12 중량%의 염화아연암모늄으로 이루어진 활성제와, 0.14 중량%의 칙소제를 혼합하여 플럭스를 제조하였고, 이 플럭스와 42Sn/58Bi의 솔더 파우더를 혼합하여 솔더 페이스트를 제조하였다.
전술한 실시예 8~14 및 비교예 2의 제2 플럭스의 구성에 대해 표로 나타내면 다음의 표 3과 같다. 단위는 중량%이다.
제2 플럭스 비교예2 실시예8 실시예9 실시예10 실시예11 실시예12 실시예13 실시예14
솔벤트
(47.196-88)		 아미노에틸에탄올아민 34.4 20 22.48 26.7 26.22 28.9 21.25
트리에탄올아민 37.3 34.4 20 22.48 26.7 26.22 28.9 21.25
디에탄올아민 37.3 20
모노에틸에탄올아민 20 22.48 19.3 21.25
로진 (1.908-5.28) 5 4.58 4.5 4.45 3.5 4.8 2.12
활성제
(17.883-48.279)		 암모늄 플로보 레이트 12.4 19.52 8.65 15
이플루오르화암모늄 3.3 26.7 26.22 21.25
산화아연 6.2 6.88 7.32 6.75 9.78 9.63 9.63 7.8
플루오르화칼륨 0.6
불화수소 1.24 1.2 1.42 2.1 1.93 1.42
브롬화수소 1.2 1.42 2.1 1.54 1.42
염화아연암모늄 3.75 2.67 3.84 4.81 2.12
칙소제 (0.117-0.242) 0.56 0.22 0.13 0.15 0.18 0.17 0.19 0.14
또한, 전술한 제2 솔더 페이스트에 대한 실험예 2는 다음의 표 4와 같다.
제2 플럭스 비교예2 실시예8 실시예9 실시예10 실시예11 실시예12 실시예13 실시예14
솔더링 유/무 유 유 유 유 유 유 유 유
퍼짐성(%) 83.69 87.24 85.16 85.47 87.98 90.57 86.66 83.75
전술한 표 2의 실험예 1은 실시예 1~7 및 비교예 1의 솔더 페이스트를 사용하여 알루미늄에 솔더링한 결과를 나타낸 것이고, 전술한 표 4의 실험예 2는 실시예 8~14 및 비교예 2의 솔더 페이스트를 사용하여 알루미늄에 솔더링한 결과를 나타낸 것으로, 실험예 1,2를 통해 알 수 있듯이 본 발명의 실시예에 따른 알루미늄용 솔더 페이스트 및 플럭스는 450℃ 이하의 낮은 온도 예를 들어 100-300℃의 온도 조건에서 알루미늄판에 대하여 우수한 퍼짐성을 가지면서 솔더링할 수 있음을 알 수 있다. 특히, 본 발명의 실시예 3 및 실시예 12의 플럭스 및 솔더 페이스트가 가장 우수한 퍼짐성을 가지고 있음을 알 수 있다.
실험예 1,2의 결과는 솔더 퍼짐성을 측정하기 위한 표준 시험법에 따라 측정된 것으로, 그 실험예 1,2를 위한 표준 시험법은 하기와 같다.
a) 시험개요
일정량의 솔더 및 플럭스를 알루미늄판 위에 도포한 후 일정 시간 동안 열을 가한다. 용해 후, 솔더의 퍼짐율을 측정하여 플럭스의 활성을 평가한다.
b) 시약 및 재료
1) 알코올: JIS K 8101에서 규정한 에틸 알코올
2) JIS K 8839에서 규정한 2-프로판올
3) 세척제: 솔더링 후 플럭스 잔사물을 제거하기에 적합한 용제
4) 알루미늄판: Al 1100 (5Cm*5Cm*0.2T)
5) 솔더: 96.5Sn/3.0Ag/0.5Cu 및 42Sn/58Bi
c) 장치 및 기구
1) 솔더조: 솔더조는 깊이가 30mm 미만이어야 하며 넓이와 폭은 100mm×150mm 또는 그 이상이어야 한다. 시험 솔더의 액상 온도(96.5Sn/3.0Ag/0.5Cu의 융점 217-221℃, 42Sn/58Bi의 융점 139℃)보다 (50± 2℃) 이상까지 온도조절이 가능한 솔더조이어야 하며 200℃ 미만의 솔더를 함유한다.
2) 건조기: (150± 3)℃ 까지 온도 상승 및 온도를 일정하게 유지할 수 있는 공기순환 건조기
3) 집게 또는 적당한 솔더조로부터 시험편을 들어 올리기에 적합할 것
4) 솔: 솔더조 내부의 솔더의 산화막을 제거하기에 적합할 것
5) 스패튤라
6) 메탈 마스크: JIS B 7502 또는 이와 동등한 정밀도를 갖는 2.5mm 두께 및 6mm 직경의 메탈 마스크
7) 마이크로미터: JIS B 7502 또는 이와 동등한 규격의 마이크로미터
8) 마이크로 시린지: 0.05ml 측정한 가능할 것
9) 일반 시험 도구: 모든 유리 도구는 JIS R 3503에 적합할 것
10) 연마지: JIS R 6252에서 규정한 방수가 되는 600번
d) 시 험 순 서
1) 알루미늄판의 전처리
1.1) 전처리 준비: 알루미늄판의 표면을 알코올로 깨끗이 세척한다. 알루미늄판의 한 쪽면을 알코올을 가하면서 연마지로 부드럽게 한다. 연마한 알루미늄판을 상온에서 완전히 건조시킨다. 알루미늄판에서 oxidate의 형성을 위해서 (150±3℃)에 1분간 방치시킨다.
2) 솔더 시험 시편: 솔더 페이스트
3) 시험: 시험은 다음의 절차에 준하여 시행한다.
3.1) 스패튤라로 솔더 페이스트를 교반한 후 메탈 마스크를 사용하여 알루미늄판에 인쇄한다. 이 시편을 시험 시편으로 사용한다. 시편 5개를 준비한다.
규칙에 준하여 세척한 후, 시편 (0.30±0.03)g을 정확히 계량한다. 알루미늄판의 중앙에 시편을 소용돌이 모양으로 놓는다. 시편 5개를 준비한다. 솔더 파우더의 액상선보다 (50±2)℃ 높은 솔더조에 시험편을 놓는다. 솔더가 용해된 후 30초 동안 방치한다. 솔더조로부터 시험편을 들어 올린 후 상온에서 냉각한다. 플럭스 잔사는 적당한 용제로 제거한다.
e) 퍼짐율 계산
용해에 의하여 퍼진 솔더의 높이는 마이크로 미터 또는 적절한 기구에 의하여 측정되어야 한다. 이 수치 및 식 (1)에 의하여 퍼짐성을 계산하여야 한다. 이 절차는 5개 시편에 대해서 시행되어야 하며 평균값으로 시편의 퍼짐성을 구한다.
SR = (D - H)/D × 100 ------- 식(1)
여기서, SR은 퍼짐성(%), H는 퍼진 솔더의 높이(Cm), D는 솔더의 직경으로 구로 가정할 경우(Cm) D = 1.24V1/3이고, V는 무게/시험 솔더의 비중이다.
주의할 것은 수지입 솔더 및 솔더 페이스트를 시험할 경우 시험한 솔더의 총량은 플럭스를 제한 시료의 무게이다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (5)

  1. 48.6 ~ 87.45 중량%의 솔벤트, 2.25 ~ 4.4 중량%의 로진, 15.84 ~ 46.53 중량%의 활성제, 및 0.125 ~ 0.385 중량%의 칙소제를 포함하되,
    상기 솔벤트는 19.215 ~ 33.55 중량%의 아미노에틸에탄올아민, 19.215 ~ 33.55 중량%의 트리에탄올아민, 및 19.125 ~ 30.8 중량%의 모노에틸에탄올아민 중 적어도 하나 이상을 포함하고,
    상기 활성제는 14.94 ~ 29.7 중량%의 암모늄플로보레이트, 18 ~ 30.8 중량%의 이플루오르화암모늄, 4.5 ~ 11 중량%의 산화아연, 7.92 ~ 9.68 중량%의 플루오르화칼륨, 0.81 ~ 9.68 중량%의 불화수소, 0.81 ~ 2.046 중량%의 브롬화수소, 1.44 ~ 3.96 중량%의 염화아연암모늄 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 솔더 페이스트용 플럭스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 솔벤트는, 26.5 중량%의 아미노에틸에탄올아민, 26.5 중량%의 트리에탄올아민, 및 26.5 중량%의 모노에틸에탄올아민으로 이루어진 제1 솔벤트; 25 중량%의 아미노에틸에탄올아민, 25 중량%의 트리에탄올아민, 및 25 중량%의 모노에틸에탄올아민으로 이루어진 제2 솔벤트; 27 중량%의 아미노에틸에탄올아민 및 27 중량%의 트리에탄올아민으로 이루어진 제3 솔벤트; 30.5 중량%의 아미노에틸에탄올아민 및 30.5 중량%의 트리에탄올아민으로 이루어진 제4 솔벤트; 21.35 중량%의 아미노에틸에탄올아민, 21.35 중량%의 트리에탄올아민, 및 21.35 중량%의 모노에틸에탄올아민으로 이루어진 제5 솔벤트; 및 28 중량%의 아미노에틸에탄올아민 및 28 중량%의 모노에틸에탄올아민으로 이루어진 제6 솔벤트 중 하나이고,
    상기 활성제는, 8.8 중량%의 플루오르화칼륨과 8.8 중량%의 불화수소로 이루어진 제1 활성제; 16.6 중량%의 암모늄플로보레이트와 5 중량%의 산화아연으로 이루어진 제2 활성제; 27 중량%의 암모늄플로보레이트, 9.9 중량%의 산화아연, 0.9 중량%의 불화수소, 0.9 중량%의 브롬화수소, 및 3.6 중량%의 염화아연암모늄으로 이루어진 제3 활성제; 20 중량%의 이플루오르화암모늄, 10 중량%의 산화아연, 1.6 중량%의 불화수소, 1.6 중량%의 브롬화수소, 및 1.6 중량%의 염화아연암모늄으로 이루어진 제4 활성제; 27 중량%의 암모늄플로보레이트, 9 중량%의 산화아연, 1.8 중량%의 불화수소, 1.8 중량%의 브롬화수소, 및 2.6 중량%의 염화아연암모늄으로 이루어진 제5 활성제; 21.35 중량%의 이플루오르화암모늄, 7 중량%의 산화아연, 1.1 중량%의 불화수소, 1.1 중량%의 브롬화수소, 및 2.8 중량%의 염화아연암모늄으로 이루어진 제6 활성제; 및 28 중량%의 이플루오르화암모늄, 9.3 중량%의 산화아연, 1.86 중량%의 불화수소, 및 1.86 중량%의 브롬화수소로 이루어진 제7 활성제 중 하나인 것을 특징으로 하는 솔더 페이스트용 플럭스.
  3. 47.196 ~ 88 중량%의 솔벤트, 1.908 ~ 5.28 중량%의 로진, 17.883 ~ 48.279 중량%의 활성제, 및 0.117 ~ 0.242 중량%의 칙소제를 포함하되,
    상기 솔벤트는 18 ~ 37.84 중량%의 아미노에틸에탄올아민, 18 ~ 37.84 중량%의 트리에탄올아민, 18 ~ 22 중량%의 디에탄올아민, 및 17.37 ~ 24.728 중량%의 모노에틸에탄올아민 중 적어도 하나 이상을 포함하고,
    상기 활성제는 7.785 ~ 21.472 중량%의 암모늄플로보레이트, 2.97 ~ 29.37 중량%의 이플루오르화암모늄, 6.075 ~ 10.758 중량%의 산화아연, 0.54 ~ 0.66 중량%의 플루오르화칼륨, 1.08 ~ 2.31 중량%의 불화수소, 1.08 ~ 2.31 중량%의 브롬화수소, 1.908 ~ 5.291 중량%의 염화아연암모늄 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 솔더 페이스트용 플럭스.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 솔벤트는, 34.4 중량%의 아미노에틸에탄올아민 및 34.4 중량%의 트리에탄올아민으로 이루어진 제1 솔벤트; 20 중량%의 아미노에틸에탄올아민, 20 중량%의 트리에탄올아민, 20 중량%의 디에탄올아민, 및 20 중량%의 모노에틸에탄올아민으로 이루어진 제2 솔벤트; 22.48 중량%의 아미노에틸에탄올아민, 22.48 중량%의 트리에탄올아민, 및 22.48 중량%의 모노에틸에탄올아민으로 이루어진 제3 솔벤트; 26.7 중량%의 아미노에틸에탄올아민 및 26.7 중량%의 트리에탄올아민으로 이루어진 제4 솔벤트; 26.22 중량%의 아미노에틸에탄올아민 및 26.22 중량%의 트리에탄올아민으로 이루어진 제5 솔벤트; 28.9 중량%의 아미노에틸에탄올아민, 28.9 중량%의 트리에탄올아민, 및 19.3 중량%의 모노에틸에탄올아민으로 이루어진 제6 솔벤트; 및 21.25 중량%의 아미노에틸에탄올아민, 21.25 중량%의 트리에탄올아민, 및 21.25 중량%의 모노에틸에탄올아민으로 이루어진 제7 솔벤트 중 하나이고,
    상기 활성제는, 19.52 중량%의 암모늄플로보레이트와 6.88 중량%의 산화아연으로 이루어진 제1 활성제; 8.65 중량%의 암모늄플로보레이트, 3.3 중량%의 이플루오르화암모늄, 7.32 중량%의 산화아연, 및 0.6 중량%의 플루오르화칼륨으로 이루어진 제2 활성제; 15 중량%의 암모늄플로보레이트, 6.75 중량%의 산화아연, 1.2 중량%의 불화수소, 1.2 중량%의 브롬화수소, 및 3.75 중량%의 염화아연암모늄으로 이루어진 제3 활성제; 26.7 중량%의 이플루오르화암모늄, 9.78 중량%의 산화아연, 1.42 중량%의 불화수소, 1.42 중량%의 브롬화수소, 및 2.67 중량%의 염화아연암모늄으로 이루어진 제4 활성제; 26.22 중량%의 이플루오르화암모늄, 9.63 중량%의 산화아연, 2.1 중량%의 불화수소, 2.1 중량%의 브롬화수소, 및 3.84 중량%의 염화아연암모늄으로 이루어진 제5 활성제; 9.63 중량%의 산화아연, 1.93 중량%의 불화수소, 1.54 중량%의 브롬화수소, 및 4.81 중량%의 염화아연암모늄으로 이루어진 제6 활성제; 및 21.25 중량%의 이플루오르화암모늄, 7.8 중량%의 산화아연, 1.42 중량%의 불화수소, 1.42 중량%의 브롬화수소, 및 2.12 중량%의 염화아연암모늄으로 이루어진 제7 활성제 중 하나인 것을 특징으로 하는 솔더 페이스트용 플럭스.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 상기 솔더 페이스트용 플럭스에 Sn/Ag/Cu, Sn/Bi, Sn/Cu, Sn/Sb, Sn/Bi/Ag, 및 Sn/Zn 중 하나로 이루어진 파우더가 혼합되어 이루어진 것을 특징으로 하는 알루미늄용 솔더 페이스트.
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