KR20130054791A - Lead-free solder alloy and method for preparing the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A lead-free solder alloy and a manufacturing method thereof are provided to improve the mechanical strength and acid resistance of the lead-free solder alloy. CONSTITUTION: A lead-free solder alloy is composed of 1.0-5.0 wt.% of Ag, 10 wt.% of Zn, and the rest of Sn. The ratio of gamma (γ) and epsilon(ε) which is an Ag-Zn alloy phase, is 10-20 vol.% in the alloy. The Ag is 4-5 wt.%. The lead-free solder is applied to manufacture a solder preform.

Description

무연 솔더 합금 및 이의 제조방법{Lead-free solder alloy and method for preparing the same}Lead-free solder alloy and method for preparing the same

본 발명은 무연 솔더 합금 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a lead-free solder alloy and a method of manufacturing the same.

기존의 반도체 패키지는 인쇄회로기판에의 실장 수단으로서 리드 프레임을 사용하여 왔다. 이러한 기존의 반도체 패키지는 칩을 봉지하고 있는 패키지 몸체의 외측으로 리드 프레임의 리드가 연장된 구조를 가지며, 상기 리드를 기판상에 솔더링하는 것에 의해 실장이 이루어진다. Conventional semiconductor packages have used lead frames as mounting means on printed circuit boards. Such a conventional semiconductor package has a structure in which the lead of the lead frame extends to the outside of the package body encapsulating the chip, and is mounted by soldering the lead onto the substrate.

그런데, 표면 실장 기술에 따라 실장되는 기존의 반도체 패키지는 넓은 실장 면적을 필요로 한다. 즉, 기존의 반도체 패키지는 그 자체 크기에 해당하는 면적 이외에 패키지 몸체의 외측으로 연장된 리드 프레임의 상기 리드의 길이 만큼의 추가 면적을 실장 면적으로 필요로 하기 때문에 패키지의 크기 감소를 통해 실장 면적을 감소시키더라도 실장 면적의 감소에 한계를 갖게 된다. 따라서, 반도체 산업에 있어서 기술 개발의 주요한 추세 중의 하나는 반도체 소자의 크기를 축소하는 것이다. However, the conventional semiconductor package mounted according to the surface mounting technology requires a large mounting area. That is, the conventional semiconductor package requires an additional area equal to the length of the lead of the lead frame extending outward of the package body in addition to the area corresponding to its size, thereby reducing the mounting area by reducing the size of the package. Even if it reduces, there is a limit to the reduction of the mounting area. Thus, one of the major trends of technology development in the semiconductor industry is to reduce the size of semiconductor devices.

반도체 패키지 분야에서 있어서도 소형 컴퓨터 및 휴대용 전자기기 등의 수요 급증에 따라 소형의 크기를 가지면서 다수의 핀(pin)을 구현할 수 있는 파인 피치 볼 그리드 어레이(Fine pitch Ball Grid Array: FBGA) 패키지 또는 칩 스케일 패키지(Chip Scale Package: CSP) 등의 반도체 패키지가 개발되고 있다. 이때, 이러한 반도체 패키지는 솔더볼을 통해서 각 기판 간에 전기적인 연결이 이루어진다. In the semiconductor package field, a fine pitch ball grid array (FBGA) package or chip capable of implementing a large number of pins with a small size in accordance with the rapid demand of small computers and portable electronic devices. Semiconductor packages such as a chip scale package (CSP) have been developed. In this case, the semiconductor package is electrically connected between each substrate through the solder ball.

한편, 종래 전자기기에 내장되는 전자 회로 기판에서 기판과 전자부품을 접합하기 위해 주석-납계 솔더재료, 특히, 63중량%의 주석(Sn) - 37중량%의 납(37Pb) 등 저융점(m.p. 183℃)을 가지는 재료가 일반적으로 사용되어 왔으나, 근래에는 주석-납계 솔더 재료에 포함되는 납이 부적절한 폐기물처리에 의하여 환경오염을 초래할 가능성이 큰 관계로 납을 함유하지 않는 이른바 무연 솔더(lead free solder) 재료의 개발이 활발히 진행되고 있다. On the other hand, low-melting point (mpn) such as tin-lead solder material, in particular 63% by weight (Sn)-37% by weight of lead (37Pb) to join the substrate and electronic components in the electronic circuit board embedded in the conventional electronic devices 183 ° C.) has been generally used, but in recent years lead-free solder containing lead-free solder material does not contain lead because it is more likely to cause environmental pollution by improper waste disposal. Development of solder materials is actively underway.

이와 같은 무연 솔더 재료로서 유망한 것 중 하나가 Sn-Ag-Cu 솔더 재료이다. 표준 솔더 Sn-Ag-Cu 합금의 융점(216~225℃)은 기존의 Sn-37Pb 공정합금(eutectic alloy)의 융점(183℃)에 비해서 약 30℃이상 높아짐과 동시에 각종 부품 및 기판의 내열성 향상을 요구해왔다. One such promising lead-free solder material is Sn-Ag-Cu solder material. Melting point (216 ~ 225 ℃) of standard solder Sn-Ag-Cu alloy is higher than melting point (183 ℃) of conventional Sn-37Pb eutectic alloy and is higher than about 30 ℃ and improves heat resistance of various parts and substrates. Has been asking.

따라서, 기존에 사용되어 왔던 부품 및 기판의 내열 향상을 위해 공정 변경(process change)이 불가피해지게 되었다. 이러한 공정 변경의 문제점을 해결하기 위해서 기존의 Sn-37Pb 공정합금의 비슷한 저융점의 고신뢰성 솔더 재료 확보를 위한 많은 연구가 진행되어 왔다. Therefore, a process change is inevitable in order to improve heat resistance of components and substrates that have been conventionally used. In order to solve the problem of the process change, a lot of researches have been conducted to secure high reliability solder material of similar low melting point of the existing Sn-37Pb process alloy.

그중에서도 Sn-9Zn 공정 합금은 융점(199℃)이 기존의 Sn-37Pb 공정합금과 유사한 융점을 가짐으로써 제조공정의 변경없이 적용이 가능하다는 장점을 가지고 있다. 또한, Sn-9Zn 합금계는 높은 강도와 크리프 특성 및 내열피로성이 우수하고 경제적이다. 하지만, 산소와의 반응성 뛰어나고 기판과의 젖음성(wettability)이 불량하기 때문에 사용의 제한을 받아 왔다. 현재에는 분위기 제어(진공(vacuum), 가스 퍼징(gas purging), 부분 산소압(partial oxygen pressure), 등) 및 플럭스(flux)의 개발로 산화를 억제할 수 있는 대안으로 제시되고 있다. Among them, the Sn-9Zn eutectic alloy has a melting point (199 ℃) similar to that of the existing Sn-37Pb eutectic alloy, and thus can be applied without changing the manufacturing process. In addition, the Sn-9Zn alloy has high strength, creep characteristics, heat resistance, and is economical. However, its use has been limited because of its excellent reactivity with oxygen and poor wettability with the substrate. At present, the development of atmosphere control (vacuum, gas purging, partial oxygen pressure, etc.) and flux has been proposed as an alternative to inhibit oxidation.

따라서, Sn-9Zn 공정합금의 젖음성 향상 및 계면신뢰성을 개선하기 위해 제3원소(Ag, Al, Bi, In, Ga, etc.)의 첨가 등을 통한 연구개발이 활발히 진행되고 있다. 특히, 젖음성 향상 및 저융점을 실현하기 위해 Bi의 첨가에 대한 연구가 많이 진행되어 왔다. Sn-9Zn 공정합금에 Bi의 첨가는 합금의 저융점 실현은 가능하나 동일 고온 고습하(85℃/85%RH)에서 Sn-9Zn 공정합금에 비해서 산화 진행률이 가속화됨이 보고되고 있다. Therefore, in order to improve wettability and interfacial reliability of Sn-9Zn eutectic alloys, research and development through active addition of third elements (Ag, Al, Bi, In, Ga, etc.) are being actively conducted. In particular, much research has been conducted on the addition of Bi to improve the wettability and low melting point. The addition of Bi to the Sn-9Zn eutectic alloy enables low melting point of the alloy, but the oxidation progress has been reported to be accelerated compared to the Sn-9Zn eutectic alloy at the same high temperature and high humidity (85 ° C / 85% RH).

한편, Sn-Zn-Ag 공정합금에 대해서는 일본 특개평 9-94687호 및 한국 등록특허 제10-690245호에 Ag를 각각 0.1∼3.5중량% 및 0.01∼2중량%로 함유하는 공정합금에 대해서 개시하고 있으나, 이는 상기 합금의 인장 강도와 같은 기계적 특성 및 내식성 향상을 위해 첨가된 것이고, 여전히 상기 합금들은 내산성이 떨어지는 경향이 있다.
On the other hand, the Sn-Zn-Ag eutectic alloy disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-94687 and Korean Patent No. 10-690245 disclose a eutectic alloy containing 0.1 to 3.5% by weight and 0.01 to 2% by weight of Ag, respectively. However, it is added to improve the mechanical properties and corrosion resistance, such as the tensile strength of the alloy, still the alloys tend to be less acid resistance.

이에 본 발명에서는 기존의 Sn-Zn 합금에 최적의 제3원소 첨가 및 최적 조성을 통해 산화하기 쉬운 Zn 금속을 Ag와 먼저 합금화시킨 다음, Sn과 혼합시켜 솔더의 내산성 및 연성을 강화할 수 있었고, 본 발명은 이에 기초하여 완성되었다. Therefore, in the present invention, the Zn metal, which is easy to oxidize, may be first alloyed with Ag, and then mixed with Sn, thereby enhancing the acid resistance and ductility of the solder through the addition of an optimal third element and an optimal composition to the existing Sn-Zn alloy. Was completed on this basis.

따라서, 본 발명의 하나의 관점은 내산성 및 연성이 우수한 무연 솔더 합금을 제공한다. Accordingly, one aspect of the present invention provides a lead-free solder alloy excellent in acid resistance and ductility.

본 발명의 다른 관점은 내산성 및 연성이 우수한 무연 솔더 합금을 제조하는 방법을 제공하는 데 있다.
Another aspect of the present invention is to provide a method for producing a lead-free solder alloy excellent in acid resistance and ductility.

상기 관점을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무연 솔더 합금은 1.0 내지 5.0중량%의 Ag, 7 내지 10중량%의 Zn, 및 나머지는 Sn으로 구성되는 합금으로, 상기 합금에서 Ag-Zn 합금상인 감마(γ) 및 입실론(ε)상의 분율이 10∼20부피%인 것을 특징으로 한다. The lead-free solder alloy according to the present invention for achieving the above aspect is an alloy consisting of 1.0 to 5.0% by weight of Ag, 7 to 10% by weight of Zn, and the rest is Sn, in the alloy Ga- (Ag-Zn alloy phase) and γ) and epsilon (ε) phase fractions of 10 to 20% by volume.

본 발명에 따른 무연 솔더 합금에 있어서, 상기 Ag의 함량이 4 내지 5중량%인 것을 특징으로 한다. In the lead-free solder alloy according to the invention, the content of Ag is characterized in that 4 to 5% by weight.

본 발명에 따른 무연 솔더 합금에 있어서, 상기 무연 솔더 합금이 솔더 프리폼(preform)의 제조에 적용되는 것을 특징으로 한다. In the lead-free solder alloy according to the invention, the lead-free solder alloy is characterized in that it is applied to the production of solder preform (preform).

본 발명에 따른 무연 솔더 합금에 있어서, 상기 솔더 프리폼이 솔더 페이스트, 솔더 볼, 솔더 바, 솔더 와이어, 솔더 범프, 솔더 박판, 솔더 분말, 솔더 펠렛, 솔더 입자(granule), 솔더 리본, 솔더 와셔(washer), 솔더 링 및 솔더 디스크로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 한다. In the lead-free solder alloy according to the present invention, the solder preform is solder paste, solder ball, solder bar, solder wire, solder bump, solder thin plate, solder powder, solder pellet, solder granule, solder ribbon, solder washer ( washer), soldering and solder disks.

본 발명에 따른 무연 솔더 합금에 있어서, 상기 Ag-Zn 합금상인 감마(γ) 및 입실론(ε)상의 분율이 16∼20부피%인 것을 특징으로 한다. In the lead-free solder alloy according to the present invention, the fraction of the gamma (γ) and epsilon (ε) phases of the Ag-Zn alloy phase is characterized in that 16 to 20% by volume.

본 발명의 다른 관점을 달성하기 위한 상기 무연 솔더 합금의 제조방법은 1.0 내지 5.0중량%의 Ag와 7 내지 10중량%의 Zn을 용융시켜 합금 볼을 형성시키는 단계; 나머지의 Sn을 용융시켜 용융된 Sn을 제공하는 단계; 및 상기 용융된 Sn에 Ag-Zn의 합금 볼을 첨가하여 용융시켜 솔더 합금을 형성시키는 단계;를 포함하며, 여기서, 상기 솔더 합금에서 Ag-Zn 합금상인 감마(γ) 및 입실론(ε) 상의 분율이 10∼20부피%인 것을 특징으로 한다. The method for producing a lead-free solder alloy for achieving another aspect of the present invention comprises the steps of melting 1.0 to 5.0% by weight of Ag and 7 to 10% by weight of Zn to form an alloy ball; Melting the remaining Sn to provide molten Sn; And melting the molten Sn by adding an alloy ball of Ag—Zn to form a solder alloy, wherein the fraction of the gamma (γ) and epsilon (ε) phases of the Ag-Zn alloy phase in the solder alloy is included. It is 10-20 volume%, It is characterized by the above-mentioned.

본 발명에 따른 무연 솔더 합금의 제조방법에 있어서, 상기 Ag의 함량이 4 내지 5중량%인 것을 특징으로 한다. In the method for producing a lead-free solder alloy according to the invention, the content of Ag is characterized in that 4 to 5% by weight.

본 발명에 따른 무연 솔더 합금의 제조방법에 있어서, 상기 무연 솔더 합금이 솔더 프리폼(preform)의 제조에 적용되는 것을 특징으로 한다. In the method of manufacturing a lead-free solder alloy according to the present invention, the lead-free solder alloy is characterized in that it is applied to the production of solder preform (preform).

본 발명에 따른 무연 솔더 합금의 제조방법에 있어서, 상기 솔더 프리폼이 솔더 페이스트, 솔더 볼, 솔더 바, 솔더 와이어, 솔더 범프, 솔더 박판, 솔더 분말, 솔더 펠렛, 솔더 입자(granule), 솔더 리본, 솔더 와셔(washer), 솔더 링 및 솔더 디스크로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 한다. In the method of manufacturing a lead-free solder alloy according to the present invention, the solder preform is a solder paste, a solder ball, a solder bar, a solder wire, a solder bump, a solder thin plate, a solder powder, a solder pellet, a solder granule, a solder ribbon, It is characterized in that it is selected from the group consisting of a solder washer, soldering and solder disk.

본 발명에 따른 무연 솔더 합금의 제조방법에 있어서, 상기 합금 볼의 직경이 1∼20 ㎛인 것을 특징으로 한다. In the method for producing a lead-free solder alloy according to the present invention, the alloy ball has a diameter of 1 to 20 µm.

본 발명에 따른 무연 솔더 합금의 제조방법에 있어서, 상기 합금 볼은 아토마이징에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다. In the method for producing a lead-free solder alloy according to the present invention, the alloy ball is characterized in that formed by atomizing.

본 발명에 따른 무연 솔더 합금의 제조방법에 있어서, 상기 솔더 합금에서 상기 Ag-Zn 합금상인 감마(γ) 및 입실론(ε)상의 분율이 16∼20부피%인 것을 특징으로 한다.
In the method for producing a lead-free solder alloy according to the present invention, the fraction of the Ga-gamma (γ) and epsilon (ε) phases of the Ag-Zn alloy phase in the solder alloy is characterized in that 16 to 20% by volume.

본 발명은 Sn-Zn계 무연 솔더 합금에, Ag를 1∼5중량%로 첨가시키면서 Ag-Zn 합금상인 감마(γ) 및 입실론(ε)상의 분율을 10∼20부피%로 형성함으로써, 상기 무연 솔더 합금의 기계적 강도, 예를 들어, 인장 강도, 연성 등도 향상시키면서 상기 합금의 내산성을 큰 폭으로 개선시킨 효과가 있다.
The present invention provides the lead-free lead by forming a fraction of the Ga- gamma (γ) and epsilon (ε) phases of the Ag-Zn alloy phase at 10-20% by volume, while adding Ag to 1-5% by weight of the Sn-Zn-based lead-free solder alloy. There is an effect of greatly improving the acid resistance of the alloy while also improving the mechanical strength of the solder alloy, for example, tensile strength and ductility.

도 1은 Sn 및 Zn의 조성비에 따른 일반적인 Sn-Zn 상 다이아그램이다.
도 2는 일반적인 Sn-9Zn 솔더 합금의 미세구조를 나타낸 주사전자현미경(Scanning electron microscope) 사진이다.
도 3은 종래의 솔더 합금을 85℃/85% RH에서 1000시간 동안 노출시킨 다음, 상기 합금의 미세구조의 변화를 나타낸 주사전자현미경 사진으로, (a)는 Sn-9Zn 솔더 합금이고, (b)는 Sn-8Zn-3Bi 솔더 합금이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따라 Sn-Zn 솔더에 Ag의 첨가에 따른 Zn의 산화 조절 개념을 개략적으로 나타낸 도면으로, (a)는 통상의 Sn-Zn 솔더 합금이고, (b)는 본 발명에 따라 Ag가 첨가된 Sn-Zn 솔더 합금이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따라 Ag-Zn 합금을 형성시킨 다음, 상기 합금을 Sn과 혼합시킨 솔더 합금의 XRD (X-ray diffraction) 분석 그래프이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 Sn-Zn-Ag 솔더 합금에서 Ag의 함량 변화에 따라 Ag-Zn 합금상인 감마(γ) 및 입실론(ε) 상의 변화를 나타낸 주사전자현미경 사진으로, 도 6a에서, (a)는 Sn-9Zn-1Ag 솔더 합금이고, (b)는 Sn-9Zn-2Ag 솔더 합금이며, 도 6b에서, (c)는 Sn-9Zn-4Ag 솔더 합금이고, (d)는 Sn-9Zn-5Ag 솔더 합금이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 Sn-9Zn-xAg 솔더 합금과 종래의 Sn-9Zn 솔더 합금 및 Sn-8Zn-3Bi 솔더 합금의 기계적 특성을 나타낸 그래프이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 Sn-9Zn-xAg 솔더 합금에서 Ag의 함량 변화에 따라 내산성 변화를 나타낸 상기 합금의 단면의 주사전자현미경 사진으로, 도 8a에서, (a)는 Sn-9Zn-1Ag 솔더 합금이고, (b)는 Sn-9Zn-2Ag 솔더 합금이며, 도 8b에서, (c)는 Sn-9Zn-4Ag 솔더 합금이고, (d)는 Sn-9Zn-5Ag 솔더 합금이다.
1 is a general Sn-Zn phase diagram according to the composition ratio of Sn and Zn.
FIG. 2 is a scanning electron microscope photograph showing the microstructure of a typical Sn-9Zn solder alloy. FIG.
3 is a scanning electron micrograph showing a change in the microstructure of the alloy after exposure to a conventional solder alloy at 85 ℃ / 85% RH for 1000 hours, (a) is a Sn-9Zn solder alloy, (b ) Is a Sn-8Zn-3Bi solder alloy.
4 is a view schematically showing a concept of oxidation control of Zn according to the addition of Ag to Sn-Zn solder according to an embodiment of the present invention, (a) is a conventional Sn-Zn solder alloy, (b) is According to the present invention, Ag is a Sn-Zn solder alloy.
5 is an X-ray diffraction (XRD) analysis graph of a solder alloy in which an Ag-Zn alloy is formed and then the alloy is mixed with Sn according to an embodiment of the present invention.
6a and 6b are scanning electron micrographs showing the change in the Ga- gamma (γ) and epsilon (ε) phase of the Ag-Zn alloy phase according to the Ag content change in the Sn-Zn-Ag solder alloy according to an embodiment of the present invention 6A, (a) is a Sn-9Zn-1Ag solder alloy, (b) is a Sn-9Zn-2Ag solder alloy, and in FIG. 6B, (c) is a Sn-9Zn-4Ag solder alloy, ( d) is Sn-9Zn-5Ag solder alloy.
7A and 7B are graphs illustrating mechanical properties of a Sn-9Zn-xAg solder alloy, a conventional Sn-9Zn solder alloy, and a Sn-8Zn-3Bi solder alloy according to an embodiment of the present invention.
8A and 8B are scanning electron micrographs of the cross-section of the alloy showing the acid resistance change according to the Ag content change in the Sn-9Zn-xAg solder alloy according to an embodiment of the present invention. Is a Sn-9Zn-1Ag solder alloy, (b) is a Sn-9Zn-2Ag solder alloy, and in FIG. 8B, (c) is a Sn-9Zn-4Ag solder alloy, and (d) is a Sn-9Zn-5Ag solder alloy. Alloy.

본 발명을 구체적으로 설명하기 전에, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어서는 아니되며, 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 함을 밝혀둔다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예의 구성은 본 발명의 바람직한 하나의 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. Before describing the present invention in detail, the terms or words used in the present specification and claims should not be limited to the ordinary or dictionary meanings, but properly define the concept of terms in order to explain the invention in the best way. Based on the principle that it can be done, it should be understood that it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention. Therefore, the constitution of the embodiments described in the present specification is merely a preferred example of the present invention, and does not represent all the technical ideas of the present invention, so that various equivalents and variations And the like.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다.
Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.

전술한 바와 같이, 현재까지 Sn-Zn 공정합금에 제3원소를 첨가하여 패드와의 젖음성 및 계면신뢰성 향상을 위한 많은 선행연구를 많이 진행해오고 있고 있지만, 내산성 개선을 위한 연구는 매우 적다. 이를 위하여, 본 발명에서는 기존의 Sn-Zn 합금에 제3원소로 Ag를 선택하고, 이를 산화하기 쉬운 Zn 금속과 먼저 합금화시킨 다음, Sn과 혼합시켜 솔더 합금의 내산성을 강화하였다. 한편, 본 발명에 사용된 합금의 조성에 관한 용어의 표현방식에 있어서, 그 대표적인 예를 들어 설명하면, "Sn-9Zn"에서 9Zn은 9중량%의 Zn를 의미하고, 따라서, 나머진 성분은 Sn, 즉 91중량%의 Sn을 의미한다. 이하 합금의 조성에 대해서 동일한 표현 방식으로 기술한다. As described above, many prior studies have been conducted to improve wettability and interfacial reliability of pads by adding a third element to Sn-Zn eutectic alloys, but there are very few studies for improving acid resistance. To this end, in the present invention, Ag is selected as the third element of the existing Sn-Zn alloy, first alloyed with Zn metal, which is easy to oxidize, and then mixed with Sn to enhance acid resistance of the solder alloy. On the other hand, in the expression method of the term relating to the composition of the alloy used in the present invention, when a representative example is described, 9Zn in the "Sn-9Zn" means 9% by weight of Zn, the remaining component is Sn That is, it means 91% by weight of Sn. Hereinafter, the composition of the alloy will be described in the same manner.

도 1은 Sn 및 Zn의 조성비에 따른 일반적인 Sn-Zn 상 다이아그램이고, 도 2는 일반적인 Sn-9Zn 솔더 합금의 미세구조를 나타낸 주사전자현미경 사진이다. 도 1을 참조하면, Sn에 Zn의 첨가함으로써, Sn-Zn 합금의 용융 온도가 낮아짐을 알 수 있다. 특히 Zn을 약 7 내지 10중량%의 범위로 첨가할 경우, 현재 업계에서 사용하고 있는 범용적인 융점범위(약 206∼224℃) 내인 약 199∼220℃의 용융온도 범위를 유지할 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 또 다른 금속성분인 Ag가 융점을 상승시키기 때문에 상기 Zn의 사용량은 7 내지 10중량%의 범위로 사용한다. 1 is a general Sn-Zn phase diagram according to the composition ratio of Sn and Zn, Figure 2 is a scanning electron micrograph showing the microstructure of a typical Sn-9Zn solder alloy. Referring to FIG. 1, it can be seen that the melting temperature of the Sn—Zn alloy is lowered by adding Zn to Sn. In particular, when Zn is added in the range of about 7 to 10% by weight, it is possible to maintain a melting temperature range of about 199 to 220 ° C which is within the general melting point range (about 206 to 224 ° C) currently used in the industry. Therefore, in the present invention, since the Ag, which is another metal component, raises the melting point, the amount of Zn used is in the range of 7 to 10% by weight.

한편, 도 2를 참조하면, Sn-9Zn 솔더 합금은 합금 후에도 기지 금속인 Sn에 침상구조의 Zn이 서로 독립적으로 분산된 형태로 존재하기 때문에, 산소와의 반응성이 큰 Zn이 산소와 용이하게 반응하여 내산성이 떨어지는 것이다. 이러한 종래의 솔더 합금들에 대한 내산성 측정을 위해, Sn-9Zn 솔더 합금 및 Sn-8Zn-3Bi 솔더 합금을 85℃/85% RH에서 1000시간 동안 노출시킨 다음, 그 결과를 도 3에 나타내었다. 도 3을 참조하면, (a) Sn-9Zn 솔더 합금, 및 (b) Sn-8Zn-3Bi 솔더 합금 모두에서 ZnO가 다량 생성됨을 확인할 수 있다. Meanwhile, referring to FIG. 2, since the Sn-9Zn solder alloy is present in a form in which needle-shaped Zn is independently dispersed in Sn, a base metal, even after the alloy, Zn having high reactivity with oxygen easily reacts with oxygen. It will be less acid resistant. For acid resistance measurements for these conventional solder alloys, the Sn-9Zn solder alloy and Sn-8Zn-3Bi solder alloy were exposed at 85 ° C./85% RH for 1000 hours and the results are shown in FIG. 3. Referring to FIG. 3, it can be seen that a large amount of ZnO is generated in both (a) Sn-9Zn solder alloy and (b) Sn-8Zn-3Bi solder alloy.

본 발명에 따르면, 제3의 금속원소로 Ag를 첨가함으로써 Zn의 합금화를 통해 내산화성을 향상시킬 수 있었다. 일반적으로, 솔더 합금의 제조방법은 여러 가지 금속 조성을 동시에 용융하여, 잘 혼합시켜주는 방법을 사용하지만, 본 발명에서는 기지금속(Base metal)인 Sn에 Ag-Zn 합금을 혼합시켜 주는 것을 특징으로 한다.According to the present invention, by adding Ag as the third metal element, oxidation resistance was improved through alloying of Zn. In general, the manufacturing method of the solder alloy uses a method of melting and mixing various metal compositions at the same time, but in the present invention, the Ag-Zn alloy is mixed with Sn, which is a base metal. .

종래의 솔더 합금인 SnPb, 및 Sn-3Ag-0.5C 등에 Ag 금속을 첨가하면, Sn 기저금속의 합금상을 형성하지만, 본 발명에서는 Sn-Zn 솔더에서 산화력이 큰 Zn금속을 Ag와 우선적으로 용융시켜 Zn 금속을 합금화시킨다. 즉, 저가의 Sn-9Zn 공정합금에서 Zn에 1∼5중량%의 Ag금속을 첨가하여 함께 용융시켜 산화되기 쉬운 Zn금속을 먼저 합금화시키고, Sn과 혼합시켜 산화를 억제할 수 있었다. When Ag metal is added to SnPb, Sn-3Ag-0.5C, and the like, which are conventional solder alloys, an alloy phase of Sn base metal is formed. However, in the present invention, Zn metal having a high oxidizing power is preferentially melted with Ag in Sn-Zn solder. To alloy the Zn metal. In other words, Zn metals, which are easily oxidized by adding 1-5 wt% Ag metal to Zn in a low-cost Sn-9Zn eutectic alloy, were alloyed first and mixed with Sn to inhibit oxidation.

본 발명에 있어서, Ag의 사용량은 1.0 내지 5.0중량%의 범위인데, 1중량% 미만이면 내산성 및 연성 등의 향상과 같은 첨가효과가 거의 없고, 5.0중량%를 초과하면 합금의 용융점이 상승하는 단점이 있다. 아울러, 상기 Ag의 함량은 현재 업계에서 사용하고 있는 범용적인 융점범위인 약 206∼224℃를 만족시키면서 연성 및 내산성을 최대한 높일 수 있는 범위는 4 내지 5중량%이다. In the present invention, the amount of Ag used is in the range of 1.0 to 5.0% by weight, but less than 1% by weight has almost no additive effect such as improvement in acid resistance and ductility, and when it exceeds 5.0% by weight, the melting point of the alloy is increased. There is this. In addition, the Ag content is 4 to 5% by weight while satisfying the general melting point range of about 206 to 224 ° C, which is currently used in the industry, to maximize the ductility and acid resistance.

다만, 본 발명에서는 Zn 및 Ag를 단순히 Sn에 첨가시켜 용융시키는 것이 아니라, Zn 및 Ag를 먼저 합금시키고, 이를 합금 볼 형태로 형성시켜 사용한다. 상기 합금 볼의 직경은 1∼20 ㎛이 바람직하며, 1 ㎛ 미만이면 볼들이 응집하는 경향이 있고, 20 ㎛를 초과하면 합금의 연성이 낮아지는 경향이 있다. 이렇게 형성된 Zn-Ag 합금 볼을 용융된 Sn에 첨가하여 함께 용융시키면, 상기 솔더 합금에서 상기 Ag-Zn 합금상인 감마(γ) 및 입실론(ε)상의 분율이 10∼20부피%, 바람직하게는 16∼20부피%인 무연 솔더 합금을 얻을 수 있다. 상기 분율이 10부피% 미만이면 합금의 내산성 향상이 떨어지고, 20부피%를 초과하면 내산성은 향상되나, 합금의 용융온도가 상승하는 경향이 있다. However, in the present invention, Zn and Ag are not simply added to Sn to be melted, but Zn and Ag are alloyed first, and then formed into alloy balls. The diameter of the alloy ball is preferably 1 to 20 μm, and if it is less than 1 μm, the balls tend to agglomerate, and if it exceeds 20 μm, the ductility of the alloy tends to be low. When the Zn-Ag alloy balls thus formed are added to molten Sn and melted together, the fraction of the Ga-gamma (γ) and epsilon (ε) phases of the Ag-Zn alloy phase in the solder alloy is 10-20% by volume, preferably 16 A lead-free solder alloy of ˜20% by volume can be obtained. If the fraction is less than 10% by volume, the improvement of acid resistance of the alloy is lowered. If it exceeds 20% by volume, the acid resistance is improved, but the melting temperature of the alloy tends to increase.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따라 Sn-Zn 솔더에 Ag의 첨가에 따른 Zn의 산화 조절 개념을 개략적으로 나타낸 도면으로, (a)는 통상의 Sn-Zn 솔더 합금이고, (b)는 본 발명에 따라 Ag가 첨가된 Sn-Zn 솔더 합금이다. 도 4의 (b) 경우에 있어서, 침상 구조의 Zn이 Ag와 결합되어 기지금속인 Sn에 잘 분산되어 있는 것이다. 4 is a view schematically showing a concept of oxidation control of Zn according to the addition of Ag to Sn-Zn solder according to an embodiment of the present invention, (a) is a conventional Sn-Zn solder alloy, (b) is According to the present invention, Ag is a Sn-Zn solder alloy. In the case of Fig. 4 (b), Zn in the needle-like structure is combined with Ag and is well dispersed in Sn which is a base metal.

본 발명에 따르면, 상기 합금 볼은 당 업자들에 잘 알려진 아토마이징에 의해 형성될 수 있다. 본 발명에서 설명하는 아토마이징은, 용융된 합금을 포트(pot)에 담은 다음, 물 또는 물이 혼합된 고압의 가스가 분무되는 지역에 상기 합금을 흘려서, 상기 합금이 상기 물 또는 가스의 운동에너지를 공급받아 수많은 미세 액적으로 분할되도록 하고, 상기 분할된 미세 액적이 표면에너지로 인하여 구형으로 된 것을 물 또는 공기로 냉각시켜 고상의 구형 볼을 얻는 공정을 말한다. According to the present invention, the alloy ball may be formed by atomizing well known to those skilled in the art. In the atomizing described in the present invention, the molten alloy is contained in a pot, and then the alloy is poured into an area where water or a high-pressure gas mixed with water is sprayed, so that the alloy is the kinetic energy of the water or gas. It is supplied to be divided into a number of fine droplets, and refers to a process of obtaining a solid spherical ball by cooling the divided fine droplets spherical due to the surface energy with water or air.

본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따르면, 금속 원재료를 합금 볼로 형성하기 위하여, 먼저, 원재료를 준비한 다음, 준비된 원재료를 고주파 유도로에서 용융시킨다. 잘 알려진 바와 같이, 고주파 유도로는 고주파 전기로라고도 하며, 피가열물을 용해실에 넣고 용해실을 감은 코일에 흐르는 고주파전류의 유도에 의해 피가열물에 전류가 흐르게 하여 피가열물을 용해시키는 장치이다. According to a preferred embodiment of the present invention, in order to form the metal raw material into the alloy ball, first, the raw material is prepared, and then the prepared raw material is melted in a high frequency induction furnace. As is well known, a high frequency induction furnace is also called a high frequency electric furnace, and a device for dissolving a heated object by injecting a heated object into a melting chamber and causing a current to flow in the heated object by induction of a high frequency current flowing through a coil wound around the melting chamber. to be.

그 다음, 고주파 유도로를 통과한 재료를 물 아토마이징 장치에서 분말로 형성한다. 이때 분사기에서 분사되는 물의 압력은 100 내지 200 MPa의 압력을 갖는 것이 바람직하며, 특히 150MPa의 압력을 갖는 것이 바람직하다. 물 아토마이징기를 통과한 재료는 건조기에서 건조시키고, 건조된 재료를 분리기에서 메쉬 분리한다. 이에 의해 금속 분말이 크기에 따라 분류된다. Then, the material having passed through the high frequency induction furnace is formed into a powder in a water atomizing device. At this time, the pressure of the water injected from the injector is preferably having a pressure of 100 to 200 MPa, particularly preferably having a pressure of 150 MPa. The material that has passed through the water atomizer is dried in a dryer and the dried material is mesh separated in the separator. The metal powder is thereby classified according to size.

한편, 본 발명의 무연 솔더 합금은 솔더 프리폼(preform)의 제조에 적용될 수 있으며, 상기 솔더 프리폼은 솔더 페이스트, 솔더 볼, 솔더 바, 솔더 와이어, 솔더 범프, 솔더 박판, 솔더 분말, 솔더 펠렛, 솔더 입자(granule), 솔더 리본, 솔더 와셔(washer), 솔더 링 또는 솔더 디스크와 같은 것이 있으나, 이에 제한되지 않는다. On the other hand, the lead-free solder alloy of the present invention can be applied to the production of solder preform (preform), the solder preform is solder paste, solder ball, solder bar, solder wire, solder bump, solder thin plate, solder powder, solder pellet, solder Such as granules, solder ribbons, solder washers, soldering or solder discs, but are not limited to such.

이와 같이, 본 발명은 Sn-Zn-Ag 합금에서 Ag-Zn 합금상인 감마(γ) 및 입실론(ε)상의 분율을 10∼20부피%로 형성하는 것이 중요하다. 이는 상기 원료 금속을 단순히 혼합하여서는 달성할 수 없으며, 먼저 Ag-Zn 합금 볼을 형성하고, 이를 Sn과 융용 혼합함으로써 달성할 수 있다. 이렇게 제조된 본 발명의 무연 솔더 합금은 연성 및 내산성이 큰 폭으로 개선되는 효과가 있다.
Thus, in the present invention, it is important to form a fraction of the Ga- gamma and epsilon epsilon phases of the Ag-Zn alloy phase in the Sn-Zn-Ag alloy at 10 to 20% by volume. This cannot be achieved by simply mixing the raw metal, but can be achieved by first forming an Ag-Zn alloy ball and melting it with Sn. The lead-free solder alloy of the present invention thus produced has an effect of greatly improving ductility and acid resistance.

이하 실시 예를 통하여 본 발명을 좀 더 구체적으로 살펴보지만, 하기 예에 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the following examples are not intended to limit the scope of the present invention.

실시 예 1Example 1

먼저, 9Zn-1∼5Ag 솔더 합금 볼을 제조하였다. 흑연 원자로에 Zn, Ag을 각각 함량에 맞게 섞은 후, Ar 가스를 주입하면서 약 700℃의 온도에서 30분을 용융시켰다. 유도로의 전력과 가스 압력 조건은 각각 9kW, 500 Torr로 하였다. 이렇게 얻은 용융 합금을 아토마이징기에서 분사하여 미세 직경을 갖는 볼 형태의 금속 분말을 얻었고, 이를 체(sieve)로 걸러 상기 합금 볼의 직경이 1∼20 ㎛의 범위에 해당하는 합금 볼을 얻었다. First, 9Zn-1 to 5Ag solder alloy balls were manufactured. After mixing Zn and Ag in the graphite reactor according to their respective contents, 30 minutes were melted at a temperature of about 700 ° C. while injecting Ar gas. The power and gas pressure conditions of the induction furnace were 9 kW and 500 Torr, respectively. The molten alloy thus obtained was sprayed in an atomizing machine to obtain a metal powder in the form of a ball having a fine diameter, and the sieve was filtered to obtain an alloy ball having a diameter of 1 to 20 μm.

이와 별도로, Sn을 흑연 원자로에 넣은 후, Ar 가스를 주입하면서 약 420℃의 온도에서 30분을 용융시켜 용융 Sn을 얻었다. 이때의 유도로의 전력과 가스 압력 조건은 각각 9kW, 500 Torr로 하였다. Sn의 함량은 100중량%에서 Ag 및 Zn 함량의 합을 뺀 잔량을 의미한다. Separately, Sn was placed in a graphite reactor and molten Sn was obtained by melting 30 minutes at a temperature of about 420 ° C while injecting Ar gas. Power and gas pressure conditions of the induction furnace at this time were 9 kW and 500 Torr, respectively. The content of Sn means the remaining amount obtained by subtracting the sum of Ag and Zn contents from 100% by weight.

한편, 흑연 원자로에 상기에서 얻은 Sn과 Zn-Ag 합금 볼을 넣은 후, Ar 가스를 주입하면서 약 300℃의 온도에서 30분을 용융시켰다. 이때의 유도로의 전력과 가스 압력 조건은 각각 9kW, 500 Torr로 하였다. On the other hand, after putting the Sn and Zn-Ag alloy balls obtained above into a graphite reactor, it melt | dissolved for 30 minutes at the temperature of about 300 degreeC, injecting Ar gas. Power and gas pressure conditions of the induction furnace at this time were 9 kW and 500 Torr, respectively.

이렇게 얻은 솔더 합금에서 Ag첨가에 따른 Zn의 합금화 변화를 보기 위해 XRD 분석을 실시하였고, 그 결과를 도 5에 나타내었다. 그 결과, Ag와 Zn를 먼저 반응시켜 Ag-Zn 합금을 형성시킴으로써, Ag-Zn 합금상인 감마(γ), 입실론(ε) 상이 약 10% 정도 생성됨을 확인하였다. XRD analysis was performed to see the alloying change of Zn according to Ag addition in the solder alloy thus obtained, and the results are shown in FIG. 5. As a result, Ag and Zn were first reacted to form an Ag-Zn alloy, which confirmed that about 10% of gamma (γ) and epsilon (ε) phases, which are Ag-Zn alloy phases, were generated.

전술한 바와 같이, Ag 첨가량이 증가함에 따라 합금의 융점은 점진적으로 상승시키는 효과가 있으나, Ag를 5중량%까지 첨가하여도 본 발명에 따른 합금의 융점범위는 현재 업계에서 사용하고 있는 범용적인 융점범위를 가지고 있다(206∼224℃). 이를 하기 표 1에 나타내었다. As described above, the melting point of the alloy gradually increases as the amount of Ag is added, but the melting point range of the alloy according to the present invention, even if Ag is added up to 5% by weight, is a general melting point currently used in the industry. It has a range (206 to 224 ° C). This is shown in Table 1 below.

솔더 타입Solder type 합금 조성Alloy composition 융점(℃)Melting point (캜) 유연 솔더Leaded solder Sn-37PbSn-37Pb 183183
종래의 무연 솔더

Conventional lead-free solder
Sn-3.5AgSn-3.5Ag 221221
Sn-3.0Ag-0.5CuSn-3.0Ag-0.5Cu 217217 Sn-0.7CuSn-0.7Cu 227227 Sn-9ZnSn-9Zn 199199
본 발명의 무연 솔더

Lead-free solder of the present invention
Sn-9Zn-1AgSn-9Zn-1Ag 206206
Sn-9Zn-2AgSn-9Zn-2Ag 212212 Sn-9Zn-4AgSn-9Zn-4Ag 219219 Sn-9Zn-5AgSn-9Zn-5Ag 224224

또한, 본 발명의 합금의 조직학적 특성을 살펴보기 위해, SEM 사진을 관찰하였고, 그 결과를 도 6에 나타내었다. 도 6을 참조하면, 9Zn에 Ag의 첨가량이 증가함에 따라 Zn원소들이 Ag와 반응하는 양이 늘어남을 확인하였다. 반대로, 내산화성을 저해할 수 있는 전체 Zn상들은 점진적으로 감소하는 경향을 보여주고 있으며, 도 6b의 (d)인 Sn-9Zn-5Ag 조성에서는 Zn상들은 거의 관찰되지 않았다. 전체적으로 Ag-Zn 합금상(γ,ε)의 분율은 10∼20부피%를 가지는 것으로 확인되었다. In addition, in order to examine the histological properties of the alloy of the present invention, the SEM photograph was observed, the results are shown in FIG. Referring to FIG. 6, it was confirmed that the amount of Zn elements reacted with Ag increases as the amount of Ag added to 9Zn increases. On the contrary, the total Zn phases that could inhibit the oxidation resistance showed a tendency to gradually decrease, and almost no Zn phases were observed in the Sn-9Zn-5Ag composition (d) of FIG. 6B. In total, the fraction of the Ag—Zn alloy phase (γ, ε) was found to have 10 to 20% by volume.

도 7은 본 발명의 Sn-9Zn-xAg 솔더 합금과 종래의 Sn-9Zn 솔더 합금 및 Sn-8Zn-3Bi 솔더 합금의 기계적 특성을 나타낸 그래프로써, 도 7a에서 알 수 있는 바와 같이, 최대 인장강도는 Ag 함유량이 증가함에 따라 증가하는 경향을 보여주고 있으며, 4wt%부터는 Sn-9Zn과 동등한 최대 인장강도 값을 나타내고 있다. 반면, 도 7b에서 알 수 있는 바와 같이, 연성 측면에서는 Ag 첨가가 증가함에 따라 연성이 증가하는 경향을 보여주고 있다. 7 is a graph showing the mechanical properties of the Sn-9Zn-xAg solder alloy and the conventional Sn-9Zn solder alloy and Sn-8Zn-3Bi solder alloy of the present invention, as can be seen in Figure 7a, the maximum tensile strength is As the Ag content increases, it shows a tendency to increase, and from 4wt%, the maximum tensile strength value equivalent to Sn-9Zn is shown. On the other hand, as can be seen in Figure 7b, in terms of ductility has shown a tendency to increase the ductility with increasing Ag addition.

아울러, 상기 실시 예 1의 합금에 대한 내산성 특성을 살펴보기 위해, 고온 및 고습 테스트(85℃/85%RH에서 1000시간 동안)를 수행한 결과, 전반적으로 Sn-9Zn에 비해 우수한 내산화 특성을 나타내었다. 도 8a의 (a)인 Sn-9Zn-2Ag 조성의 경우, 약간의 내부 산화가 발생했지만, 나머지 합금 조성에서는 내부 침투 산화는 발생하지 않았다. In addition, in order to examine the acid resistance characteristics of the alloy of Example 1, a high temperature and high humidity test (1000 hours at 85 ℃ / 85% RH) was performed, the overall excellent oxidation resistance compared to Sn-9Zn Indicated. In the case of the Sn-9Zn-2Ag composition of FIG. 8A, some internal oxidation occurred, but internal penetration oxidation did not occur in the remaining alloy composition.

이와 같이, 본 발명에 따른 무연 솔더 합금은 전체적으로 현재 사용되고 있는 리플로우 프로파일(reflow profile)에 대응이 가능한 범위의 융점을 가지며, Sn-9Zn 합금과 비교해서 동등 또는 뛰어난 강도 및 연성 특성을 나타내고, Sn-9Zn 합금에 비해 뛰어난 내산화성 특성을 나타낸다.
As described above, the lead-free solder alloy according to the present invention has a melting point in a range that can correspond to the reflow profile currently being used as a whole, and exhibits the same or superior strength and ductility characteristics as compared with the Sn-9Zn alloy. Excellent oxidation resistance compared to -9Zn alloy.

Claims (12)

1.0 내지 5.0중량%의 Ag, 7 내지 10중량%의 Zn, 및 나머지는 Sn으로 구성되는 합금으로, 상기 합금에서 Ag-Zn 합금상인 감마(γ) 및 입실론(ε)상의 분율이 10∼20부피%인 무연 솔더 합금.
1.0 to 5.0% by weight of Ag, 7 to 10% by weight of Zn, and the remainder is an alloy composed of Sn, the fraction of the Gamma (γ) and epsilon (ε) phase of the Ag-Zn alloy phase in the alloy 10 to 20 parts by volume Lead free solder alloy.
청구항 1에 있어서,
상기 Ag의 함량이 4 내지 5중량%인 것을 특징으로 하는 무연 솔더 합금.
The method according to claim 1,
The lead-free solder alloy, characterized in that the content of Ag is 4 to 5% by weight.
청구항 1에 있어서,
상기 무연 솔더 합금이 솔더 프리폼(preform)의 제조에 적용되는 것을 특징으로 하는 무연 솔더 합금.
The method according to claim 1,
The lead-free solder alloy is characterized in that it is applied to the manufacture of solder preform (preform).
청구항 3에 있어서,
상기 솔더 프리폼이 솔더 페이스트, 솔더 볼, 솔더 바, 솔더 와이어, 솔더 범프, 솔더 박판, 솔더 분말, 솔더 펠렛, 솔더 입자(granule), 솔더 리본, 솔더 와셔(washer), 솔더 링 및 솔더 디스크로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 무연 솔더 합금.
The method according to claim 3,
The solder preform consists of solder paste, solder balls, solder bars, solder wires, solder bumps, solder laminations, solder powders, solder pellets, solder granules, solder ribbons, solder washers, solder rings and solder discs. A lead-free solder alloy characterized in that it is selected from the group.
청구항 1에 있어서,
상기 Ag-Zn 합금상인 감마(γ) 및 입실론(ε)상의 분율이 16∼20부피%인 것을 특징으로 하는 무연 솔더 합금.
The method according to claim 1,
A lead-free solder alloy characterized in that the fraction of the gamma (γ) and epsilon (ε) phases of the Ag-Zn alloy phase is 16-20% by volume.
1.0 내지 5.0중량%의 Ag와 7 내지 10중량%의 Zn을 용융시켜 합금 볼을 형성시키는 단계;
나머지의 Sn을 용융시켜 용융된 Sn을 제공하는 단계; 및
상기 용융된 Sn에 Ag-Zn의 합금 볼을 첨가하여 용융시켜 솔더 합금을 형성시키는 단계;를 포함하며,
여기서, 상기 솔더 합금에서 Ag-Zn 합금상인 감마(γ) 및 입실론(ε) 상의 분율이 5∼20부피%인 무연 솔더 합금의 제조방법.
Melting 1.0 to 5.0% by weight of Ag and 7 to 10% by weight of Zn to form alloy balls;
Melting the remaining Sn to provide molten Sn; And
And melting the molten Sn by adding an alloy ball of Ag—Zn to form a solder alloy.
Here, the method of producing a lead-free solder alloy in which the fraction of the gamma (γ) and epsilon (ε) phase of the Ag-Zn alloy phase in the solder alloy is 5 to 20% by volume.
청구항 6에 있어서,
상기 Ag의 함량이 4 내지 5중량%인 것을 특징으로 하는 무연 솔더 합금의 제조방법.
The method of claim 6,
Method for producing a lead-free solder alloy, characterized in that the content of Ag is 4 to 5% by weight.
청구항 6에 있어서,
상기 무연 솔더 합금이 솔더 프리폼(preform)의 제조에 적용되는 것을 특징으로 하는 무연 솔더 합금의 제조방법.
The method of claim 6,
The lead-free solder alloy is a method of manufacturing a lead-free solder alloy, characterized in that applied to the production of solder preform (preform).
청구항 8에 있어서,
상기 솔더 프리폼이 솔더 페이스트, 솔더 볼, 솔더 바, 솔더 와이어, 솔더 범프, 솔더 박판, 솔더 분말, 솔더 펠렛, 솔더 입자(granule), 솔더 리본, 솔더 와셔(washer), 솔더 링 및 솔더 디스크로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 무연 솔더 합금의 제조방법.
The method according to claim 8,
The solder preform consists of solder paste, solder balls, solder bars, solder wires, solder bumps, solder sheets, solder powders, solder pellets, solder granules, solder ribbons, solder washers, solder rings and solder discs. A method of producing a lead-free solder alloy, characterized in that it is selected from the group.
청구항 6에 있어서,
상기 합금 볼의 직경이 1∼20 ㎛인 것을 특징으로 하는 무연 솔더 합금의 제조방법.
The method of claim 6,
A method of producing a lead-free solder alloy, characterized in that the diameter of the alloy ball is 1 to 20 ㎛.
청구항 6에 있어서,
상기 합금 볼은 아토마이징에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 무연 솔더 합금의 제조방법.
The method of claim 6,
The alloy ball is a lead-free solder alloy manufacturing method characterized in that formed by atomizing.
청구항 6에 있어서,
상기 솔더 합금에서 상기 Ag-Zn 합금상인 감마(γ) 및 입실론(ε)상의 분율이 16∼20부피%인 것을 특징으로 하는 무연 솔더 합금의 제조방법.
The method of claim 6,
And a fraction of gamma (γ) and epsilon (ε) phases of the Ag-Zn alloy phase in the solder alloy is 16 to 20% by volume.
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