KR20170033132A - Composition of solder alloy improving missing rate and method of manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to solder alloy composition with an improved missing rate and a manufacturing method thereof. A solder ball comprises: 0 to 4.0 wt% of silver (Ag); 0.1 to 1.2 wt% of copper (Cu); 0.001 to 0.1 wt% of nickel (Ni); 0.0005 wt% or less of lead (Pb); 0.002 wt% or less of bismuth (Bi); 0.005 to 0.01 wt% of germanium (Ge); 0.002 to 0.005 wt% of phosphorus (P); and the remainder consisting of tin (Sn). Therefore, the tin-based solder ball having a 200 ppm (0.02%) or less of missing rate is provided when performing an attaching process on a printed circuit board.

Description

미싱율 개선 솔더 합금 조성물 및 이의 제조방법{Composition of solder alloy improving missing rate and method of manufacturing the same}[0001] The present invention relates to a solder alloy composition and a method for manufacturing the solder alloy,

본 발명은 미싱율 개선 솔더 합금 조성 및 이의 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a solder alloy composition for improving solderability and a method for manufacturing the same.

최근 휴대폰이나 전자부품 등 경박단소 및 고기능화에 따라 점점 패키지(Package)가 작아지고 있는 추세이다. 특히 휴대용 제품에서는 인쇄회로기판(Printed Circuit Board, PCB)의 파인 피치(fine pitch), 솔더볼(solder ball)의 소형화가 두드러지고 있다. 또한 PCB의 두께가 얇아짐으로서 휨(warpage) 현상이 많이 발생된다. 이 때문에 솔더볼을 인쇄회로기판 위에 붙이는 공정인 리플로우(reflow) 공정 시, 솔더볼이 PCB 위에 붙지 않는 현상, 미싱(Missing)이 대량 발생되고, 작업성이 많이 저하된다. 따라서 솔더볼이 작아질수록, 파인 피치로 갈수록 많이 발생되는 미싱율(missing rate) 및 작업성 저하에 대해 개선이 필요하다.In recent years, packages have become smaller as more and more devices such as mobile phones and electronic parts become more sophisticated and sophisticated. Particularly, in portable products, a fine pitch of a printed circuit board (PCB) and a miniaturization of a solder ball are prominent. Also, as the thickness of the PCB becomes thinner, warpage phenomenon occurs a lot. Therefore, during the reflow process, which is a process of attaching the solder ball on the printed circuit board, a phenomenon in which the solder ball does not stick on the PCB, a large amount of missing is generated, and workability is greatly reduced. Therefore, as the solder ball becomes smaller, it is necessary to improve the missing rate and the workability deterioration, which are more likely to occur at a fine pitch.

반도체 패키징 과정에서 반도체 칩과 기판을 연결하여 전기신호를 전달하는 솔더볼은 주로 전도성이 높고 열공정에 의해서 합금화가 용이한 금속합금으로 형성되어 있다. 일반적으로 리플로우용 솔더는 Sn-Ag-Cu계 합금이 많이 사용되고 있는데, Sn-Ag-Cu계 합금은 산화(oxidation) 문제를 갖고 있으며, 흡습성(wettability), 열저항(heat resistance), 내구성(strength) 개선이 필요하다. Solder balls, which transfer electrical signals by connecting a semiconductor chip and a substrate in a semiconductor packaging process, are formed of a metal alloy, which has high conductivity and is easily alloyed by a thermal process. In general, Sn-Ag-Cu alloys are used for reflow solder. Sn-Ag-Cu alloys have problems of oxidation and have problems such as wettability, heat resistance, durability strength needs to be improved.

선행문헌(공개공보 제2013-0017626호)에 개시된 주석계 솔더볼은 Ag, Cu, Ni, Bi, Sn 및 불가피한 불순물로 구성되어 있는데, 주석 내에 존재하는 산소와의 반응이 큰 불순물들은 주석의 산화도를 증가시키는 물질로 작용하여 미싱볼(missing ball)을 발생시키는 문제가 있다. The tin-based solder ball disclosed in the prior art (Laid-Open Publication No. 2013-0017626) is composed of Ag, Cu, Ni, Bi, Sn and unavoidable impurities. Which causes a missing ball to be generated.

본 발명은 솔더볼의 미싱(missing) 및 이에 따른 작업성 저하, 내구성 감소 등의 문제를 해결하려는 것이다. Disclosure of Invention Technical Problem [8] The present invention aims to solve problems such as missing of a solder ball, deterioration in workability and reduction in durability.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 솔더 합금의 불순물 원소들의 함량을 제어하여 미싱율이 개선 및 산화방지 효과가 우수한 솔더볼을 제공함으로써, 인쇄회로기판 부착 공정시 작업성을 향상시키는 것을 목적으로 한다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to improve the workability in the process of adhering a printed circuit board by controlling the content of impurity elements in the solder alloy.

그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명은 은(Ag), 구리(Cu) 및 니켈(Ni) 중 1종 이상을 포함하고, 잔부의 주석(Sn)으로 구성되는 솔더볼로서, 납(Pb) 및 비스무스(Bi)가 1ppm 이하로 정제된 정제 주석을 이용하여, 납(Pb) 및 비스무스(Bi) 함량을 조절함으로써 제조된 것이며, 또한 납(Pb)이 5ppm 이하, 비스무스(Bi)가 20ppm 이하로 포함되고, 또한 게르마늄(Ge) 및 인(P) 중 어느 하나 이상을 더 포함하며, 또한 인쇄회로기판에 부착 공정 진행 시 미싱율(missing rate)이 200ppm 이하인 솔더볼을 제공한다. The present invention relates to a solder ball comprising at least one of silver (Ag), copper (Cu) and nickel (Ni) (Pb) and bismuth (Bi) are contained in an amount of not more than 5 ppm and not more than 20 ppm, and germanium (Ge) is used, And phosphorus (P), and further provides a solder ball having a missing rate of 200 ppm or less when the adhering process is performed on the printed circuit board.

또한 상기 게르마늄(Ge)은 50 내지 100ppm으로 포함되고, 상기 인(P)은 20 내지 50ppm으로 포함하는 솔더볼을 제공한다. Also, the germanium (Ge) is contained at 50 to 100 ppm, and the phosphorus (P) is provided at 20 to 50 ppm.

또한 상기 솔더볼이 게르마늄(Ge) 및 인(P)을 모두 포함하는 경우, 상기 게르마늄(Ge) 및 상기 인(P)의 총 함량이 100ppm 이하로 포함하는 솔더볼을 제공한다.Also, when the solder ball contains both germanium (Ge) and phosphorus (P), the total content of germanium (Ge) and phosphorus (P) is 100 ppm or less.

또한 상기 솔더볼은, 상기 은(Ag)을 0 내지 4.0 wt%, 상기 구리(Cu)를 0.1 내지 1.2 wt%, 상기 니켈(Ni)을 0 내지 0.1 wt% 포함하며, 평균 입경이 100 내지 500㎛인 솔더볼을 제공한다.The solder ball preferably contains 0 to 4.0 wt% of silver (Ag), 0.1 to 1.2 wt% of copper (Cu), 0 to 0.1 wt% of nickel (Ni) Lt; / RTI > solder balls.

또한 상기 솔더볼은, 은(Ag)이 3.0wt%, 구리(Cu)가 0.5wt% 포함(Sn 3.0Ag 0.5Cu)되거나, 은(Ag)이 3.0wt%, 구리(Cu)가 0.2wt% 포함(Sn 3.0Ag 0.2Cu)되거나, 은(Ag)이 1.2wt%, 구리(Cu)가 0.5wt%, 니켈(Ni)이 0.05wt% 포함(Sn 1.2Ag 0.5Cu 0.05Ni)되거나, 은(Ag)이 1.0wt%, 구리(Cu)가 0.5wt% 포함(Sn 1.0Ag 0.5Cu)되거나, 은(Ag)이 2.5wt%, 구리(Cu)가 0.5wt% 포함(Sn 2.5Ag 0.5Cu)되거나, 은(Ag)이 2.3wt%, 구리(Cu)가 0.8wt% 포함(Sn 2.3Ag 0.8Cu)되거나, 은(Ag)이 2.3wt%, 구리(Cu)가 0.8wt%, 니켈(Ni)이 0.08wt% 포함(Sn 2.3Ag 0.8Cu 0.08Ni)되거나, 은(Ag)이 4.0wt%, 구리(Cu)가 0.5wt% 포함(Sn 4.0Ag 0.5Cu)되거나, 구리(Cu)가 0.7wt% 포함(Sn 0.7Cu)되는 솔더볼을 제공한다.Also, the solder ball includes 3.0 wt% of silver (Ag), 0.5 wt% of copper (Sn 3.0Ag 0.5Cu), 3.0 wt% of silver (Ag) and 0.2 wt% of copper (Sn 3.0Ag 0.2Cu), silver (Ag) of 1.2wt%, copper (Cu) of 0.5wt% and nickel (Ni) of 0.05wt% (Sn 1.2Ag 0.5Cu 0.05Ni) (Sn 1.0Ag 0.5Cu), silver (Ag) 2.5 wt% and copper (Cu) 0.5 wt% (Sn 2.5Ag 0.5Cu) or 1.0 wt% , 2.3 wt% of silver (Ag), 0.8 wt% of copper (Sn 2.3Ag 0.8Cu), 2.3 wt% of silver, 0.8 wt% of copper, (Sn 2.3Ag 0.8Cu 0.08Ni) or 4.0 wt% of silver (Ag) and 0.5 wt% of copper (Sn 4.0Ag 0.5Cu) or 0.7 wt% of copper (Cu) % (Sn 0.7Cu).

또한 본 발명은 납(Pb) 및 비스무스(Bi)를 포함하는 불순물 금속을 1ppm 미만으로 포함하는 정제 주석을 준비하는 제1 단계; 상기 정제 주석과 적어도 1종 이상의 금속을 반응로에 장입하는 제2 단계; 및 상기 반응로의 압력, 온도 및 시간을 포함하는 조건을 제어하여 합금을 제조하는 제3 단계;를 포함하는 솔더 합금 제조방법을 제공한다.The present invention also provides a process for preparing purified tin comprising less than 1 ppm of an impurity metal containing lead (Pb) and bismuth (Bi); A second step of charging the purified tin and at least one kind of metal into a reaction furnace; And a third step of controlling the conditions including the pressure, temperature and time of the reaction furnace to produce an alloy.

또한 상기 제2 단계는 상기 정제 주석과, 은(Ag), 구리(Cu), 니켈(Ni), 납(Pb), 비스무스(Bi), 게르마늄(Ge) 및 인(P)으로 구성되는 군에서 선택되는 적어도 1종 이상의 금속을 무게비로 칭량하여 반응로에 장입하는 단계인 솔더 합금 제조방법을 제공한다.In the second step, the purified tin is mixed with the purified tin in the group consisting of Ag, Cu, Ni, Pb, Bi, Ge, and P And weighing the selected at least one kind of metal at a weight ratio and charging the resultant mixture into a reaction furnace.

또한 상기 제2 단계는 상기 납(Pb) 및 상기 비스무스(Bi)를 장입하는 경우, 상기 납(Pb)은 5ppm 이하로 포함되고, 상기 비스무스(Bi)는 20ppm 이하로 포함되도록 무게비로 칭량하여 반응로에 장입하는 단계인 솔더 합금 제조방법을 제공한다.In the second step, when the lead (Pb) and the bismuth (Bi) are charged, the lead (Pb) is contained in an amount of 5 ppm or less and the bismuth (Bi) Wherein the solder alloy is formed on the substrate.

또한 상기 제2 단계는 상기 게르마늄(Ge) 또는 상기 인(P)을 장입하는 경우, 상기 게르마늄(Ge)은 50 내지 100ppm으로 포함되도록, 상기 인(P)은 20 내지 50ppm으로 포함되도록 무게비로 칭량하여 반응로에 장입하는 단계인 솔더 합금 제조방법을 제공한다.In the second step, when the germanium (Ge) or the phosphorus (P) is charged, the germanium (Ge) is contained in an amount of 50 to 100 ppm, and the phosphorus (P) And then charging it into the reaction furnace.

또한 상기 제2 단계는 상기 게르마늄(Ge) 및 상기 인(P)이 모두 장입되는 경우, 게르마늄(Ge) 및 상기 인(P)의 총 함량이 100ppm 이하로 포함되도록 무게비로 칭량하여 반응로에 장입하는 단계인 솔더 합금 제조방법을 제공한다.In the second step, when the germanium (Ge) and the phosphorus (P) are both charged, they are weighed in a weight ratio so that the total content of germanium (Ge) and phosphorus (P) Wherein the solder alloy is produced by a method comprising the steps of:

또한 상기 제3 단계는 상기 반응로를 제1 온도로 승온 후 유지하는 제1 승온단계 및 상기 반응로를 상기 제1 온도보다 높은 온도인 제2 온도로 승온 후 유지하는 제2 승온단계를 통해 합금을 제조하는 단계인 솔더 합금 제조방법을 제공한다.The third step includes a first heating step of raising the temperature of the reactor to a first temperature and then maintaining the reactor at a second temperature higher than the first temperature and a second heating step of maintaining the reactor at a second temperature higher than the first temperature, Which is a step of manufacturing a solder alloy.

또한 상기 제1 단계는 순도 99.9% 내지 99.99%의 주석을 진공로에서 증기를 공급하여 불순물 금속을 제거하는 진공정련을 통해 상기 정제 주석을 준비하는 단계인 솔더 합금 제조방법을 제공한다.The first step is a step of preparing the purified tin by vacuum refining to remove impurity metal by supplying steam of 99.9% to 99.99% purity in a vacuum furnace.

또한 상기 제1 단계는 순도 99.9% 내지 99.99%의 용융된 주석을 2~7μm의 구멍을 갖는 1~2mm 두께의 필터에 3~4bar의 압력 하에서 통과시켜 불순물 금속을 제거하는 필터링을 통해 상기 정제 주석을 준비하는 단계인 솔더 합금 제조방법을 제공한다.The first step is a step of passing molten tin having a purity of 99.9% to 99.99% through a filter having a thickness of 1 to 2 mm with a hole of 2 to 7 m under a pressure of 3 to 4 bar to remove impurity metal, Which is a step of preparing a solder alloy.

또한 본 발명의 솔더 합금 제조방법에 의하여 제조된, 은(Ag)을 0 내지 4.0 wt%, 구리(Cu)를 0.1 내지 1.2 wt%, 니켈(Ni)을 0 내지 0.1 wt%, 납(Pb)을 0.0005 wt% 이하, 비스무스(Bi)를 0.002 wt% 이하, 게르마늄(Ge)을 0.005 내지 0.01 wt%, 인(P)을 0.002 내지 0.005 wt% 포함하고, 잔부의 주석(Sn)을 포함하는 솔더 합금을 제공한다.(Ag), 0.1 to 1.2 wt% of copper (Cu), 0 to 0.1 wt% of nickel (Ni) and 0 to 0.1 wt% of lead (Pb), which are prepared by the solder alloy manufacturing method of the present invention, (Sn) containing 0.005 wt% or less of bismuth (Bi), 0.002 wt% or less of bismuth (Bi), 0.005 to 0.01 wt% of germanium (Ge) and 0.002 to 0.005 wt% of phosphorus (P) Alloy.

또한 본 발명의 솔더 합금 제조방법에 의해 제조된 솔더 합금을 용탕에 장입한 후 230~250℃로 용융시키는 용융단계; 상기 용융된 합금에 마스터 합금을 투입 후 온도를 250~280℃로 유지하는 투입단계; 상기 마스터 합금이 투입된 합금을 유도가열하는 가열단계; 및 상기 유도가열된 합금을 오리피스 홀로 통과시키는 볼형성단계;를 포함하는 솔더볼 제조방법을 제공한다. A melting step of charging the solder alloy manufactured by the solder alloy manufacturing method of the present invention into a molten metal and melting the molten solder at 230 to 250 ° C; An injection step of supplying the master alloy to the molten alloy and maintaining the temperature at 250 to 280 DEG C; A heating step of induction heating the alloy into which the master alloy is introduced; And a ball forming step of passing the induction heated alloy through an orifice hole.

본 발명에 의해 주석 내의 불순물 금속 함량을 1ppm 이하로 정제한 후 솔더 합금 제조공정을 통해 불순물 금속을 주입하여 특정 불순물 금속의 함량을 용이하게 제어할 수 있으며, 특정 불순물 금속의 특정 함량을 갖는 미싱율이 개선(감소)된 솔더볼을 제공할 수 있으며, 인쇄회로기판 부착 공정 등 전반의 작업성을 개선할 수 있다.According to the present invention, it is possible to control the content of a specific impurity metal by injecting an impurity metal through a solder alloy manufacturing process after purifying the impurity metal content in the tin to 1 ppm or less, (Reduced) solder balls can be provided, and overall workability such as a process of adhering a printed circuit board can be improved.

도 1은 본 발명에 따른 진공정련을 통한 주석 정제방법의 순서도이다.
도 2는 본 발명에 적용되는 주석의 준비에 대한 설명을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 적용되는 진공로의 일예를 나타내는 도면이다.
도 4는 주석을 필터링하는데 사용되는 필터 장치의 구조를 나타낸 도면이다.
도 5는 주석을 필터링하는데 사용되는 필터의 사시도이다.
도 6은 주석을 필터링하는데 사용되는 필터를 상부에서 바라본 평면도이다.
도 7은 주석을 필터링하는데 사용되는 필터의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 필터링 주석을 사용하여 제조된 합금의 산화막 분석 그래프이다.
1 is a flowchart of a tin refining method through vacuum refining according to the present invention.
Fig. 2 is a view showing the preparation of tin to be applied to the present invention. Fig.
3 is a view showing an example of a vacuum furnace applicable to the present invention.
4 is a diagram showing the structure of a filter device used for filtering annotations.
Figure 5 is a perspective view of a filter used to filter annotations.
6 is a top plan view of the filter used to filter the tin.
Figure 7 is a cross-sectional view of a filter used to filter annotations.
8 is an oxide film analysis graph of an alloy made using a filtering tin according to an embodiment of the present invention.

이하에 본 발명을 상세하게 설명하기에 앞서, 본 명세서에 사용된 용어는 특정의 실시예를 기술하기 위한 것일 뿐 첨부하는 특허청구의 범위에 의해서만 한정되는 본 발명의 범위를 한정하려는 것은 아님을 이해하여야 한다. 본 명세서에 사용되는 모든 기술용어 및 과학용어는 다른 언급이 없는 한은 기술적으로 통상의 기술을 가진 자에게 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다.Before describing the present invention in detail, it is to be understood that the terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to limit the scope of the invention, which is defined solely by the appended claims. shall. All technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art unless otherwise stated.

본 명세서 및 청구범위의 전반에 걸쳐, 다른 언급이 없는 한 포함(comprise, comprises, comprising)이라는 용어는 언급된 물건, 단계 또는 일군의 물건, 및 단계를 포함하는 것을 의미하고, 임의의 어떤 다른 물건, 단계 또는 일군의 물건 또는 일군의 단계를 배제하는 의미로 사용된 것은 아니다.Throughout this specification and claims, the word "comprise", "comprises", "comprising" means including a stated article, step or group of articles, and steps, , Step, or group of objects, or a group of steps.

한편, 본 발명의 여러 가지 실시예들은 명확한 반대의 지적이 없는 한 그 외의 어떤 다른 실시예들과 결합될 수 있다. 특히 바람직하거나 유리하다고 지시하는 어떤 특징도 바람직하거나 유리하다고 지시한 그 외의 어떤 특징 및 특징들과 결합될 수 있다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예 및 이에 따른 효과를 설명하기로 한다. On the contrary, the various embodiments of the present invention can be combined with any other embodiments as long as there is no clear counterpoint. Any feature that is specifically or advantageously indicated as being advantageous may be combined with any other feature or feature that is indicated as being preferred or advantageous. Hereinafter, embodiments of the present invention and effects thereof will be described with reference to the accompanying drawings.

<미싱 개선 솔더 합금 제조방법><Method of manufacturing solder alloy for sewing>

본 발명의 일실시예에 따른 미싱 개선 솔더 합금은 정제주석을 이용하여 제조된다. 정제주석은 주석 내부에 잔존하는 Pb, Bi를 포함하는 불순물들의 농도가 1ppm 미만인 주석을 사용한다. 정제주석은 진공정련을 통해 정제되거나, 필터링을 통해 정제된 주석을 사용할 수 있다. Sewing improved solder alloys according to one embodiment of the present invention are made using refined tin. The purified tin uses tin having a concentration of impurities including Pb and Bi remaining in the tin of less than 1 ppm. Tablet tin may be refined through vacuum refining, or refined tin may be used through filtration.

더욱 상세하게는, 본 발명의 일실시예에 따른 솔더 합금 제조방법은 정제 주석을 준비하는 제1 단계(S100), 정제 주석과 적어도 1종 이상의 금속을 반응로에 장입하는 제2 단계(S200) 및 반응로의 압력, 온도 및 시간을 포함하는 반응조건을 조절하여 합금을 제조하는 제3 단계(S300)를 포함하여 이루어진다.In more detail, a method of manufacturing a solder alloy according to an embodiment of the present invention includes a first step (S100) of preparing tabular tin, a second step (S200) of charging tabular tin and at least one kind of metal into a reaction furnace, And a third step (S300) of preparing an alloy by adjusting reaction conditions including pressure, temperature and time of the reaction furnace.

본 발명의 일실시예에 따른 제1 단계(S100)는 정제 주석을 준비하는 단계로서, 3N(99.9%) 또는 4N(99.99%) 주석을 진공정련을 통해 정제되거나, 필터링을 통해 정제하여 얻을 수 있다. 진공정련을 통한 주석 정제방법 및 필터링을 통한 주석 정제방법은 후술한다.In a first step S100 according to an embodiment of the present invention, 3N (99.9%) or 4N (99.99%) tin is refined through vacuum refining or purified through filtration have. A method of refining tin through vacuum refining and a method of refining tin through filtering will be described later.

또한 제1 단계(S100)는 납(Pb) 및 비스무스(Bi)를 포함하는 불순물 금속을 1ppm 미만으로 포함하는 정제 주석을 준비하는 단계이다. The first step S100 is a step of preparing refined tin containing less than 1 ppm of an impurity metal including lead (Pb) and bismuth (Bi).

본 발명의 일실시예에 따른 제2 단계(S200)는 정제 주석과 적어도 1종 이상의 금속을 반응로에 장입하는 단계로서, 제1 단계(S100)를 통해 준비된 정제 주석과, 은(Ag), 구리(Cu), 니켈(Ni), 납(Pb), 비스무스(Bi), 게르마늄(Ge), 인(P), 철(Fe) 및 안티몬(Sb)으로 구성되는 군에서 선택되는 적어도 1종 이상의 금속을 무게비로 칭량하여 반응로에 장입하는 단계이다. The second step S200 according to an embodiment of the present invention is a step of charging the purified tin and at least one kind of metal into the reaction furnace. The purified tin prepared through the first step S100, the silver (Ag) At least one or more kinds selected from the group consisting of copper (Cu), nickel (Ni), lead (Pb), bismuth (Bi), germanium (Ge), phosphorus (P), iron (Fe) and antimony And the metal is weighed at a weight ratio and charged into the reactor.

반응로는 고주파진공유도로(High frequency vacuum electric induction furnace)를 사용하는 것이 좋다. 고주파진공유도로에서 합금을 제조하는 경우에는 주석이 산소와 반응하여 주석산화물(SnO2)을 형성하는 불필요한 반응이 억제되면서 상대적으로 다른 원소의 함량 변화가 적어 편석률을 감소시킬 수 있다. 또한 고주파진공유도로의 전기적 와류에 의한 교반력은 종래 전기로를 이용하는 방법의 기계적인 교반력보다 우수하며, 대기 중에서 작업하는 것이 아니라 불활성 분위기 하에서 작업이 이루어지게 됨으로써, 편석을 더욱 억제할 수 있다. The reaction furnace is preferably a high frequency vacuum induction furnace. In the case of producing an alloy in a high-frequency vacuum induction furnace, the unnecessary reaction of tin to form tin oxide (SnO 2 ) by reacting with oxygen is suppressed, so that the content of other elements is less changed and the segregation rate can be reduced. Further, the agitating force due to the electrical vortex in the high-frequency vacuum induction furnace is superior to the mechanical agitating force of the conventional method using the electric furnace, and work is performed in an inert atmosphere instead of working in the atmosphere.

제2 단계(S200)에서 은(Ag), 구리(Cu) 및 니켈(Ni)을 장입하는 경우, 장입되는 금속 전체 중량에 대하여 은(Ag) 0~4.0 중량%, 구리(Cu) 0.1~1.2 중량%, 니켈(Ni) 0~0.1 중량%로 포함되도록 무게비로 칭량하여 반응로에 장입하는 단계이다. 정제 주석이 상기 함량의 은(Ag), 구리(Cu) 및 니켈(Ni)을 포함하는 경우에는, 제2 단계에서 은(Ag), 구리(Cu) 및 니켈(Ni)을 별도로 장입할 필요가 없다.In the case where silver (Ag), copper (Cu) and nickel (Ni) are charged in the second step (S200), 0 to 4.0 wt% of silver (Ag) By weight, and 0 to 0.1% by weight of nickel (Ni). It is necessary to separately charge silver (Ag), copper (Cu) and nickel (Ni) in the second step in the case where tabular tin contains silver (Ag), copper (Cu) and nickel none.

바람직하게는 은(Ag)이 3.0wt%, 구리(Cu)가 0.5wt% 포함(Sn 3.0Ag 0.5Cu)되거나, 은(Ag)이 3.0wt%, 구리(Cu)가 0.2wt% 포함(Sn 3.0Ag 0.2Cu)되거나, 은(Ag)이 1.2wt%, 구리(Cu)가 0.5wt%, 니켈(Ni)이 0.05wt% 포함(Sn 1.2Ag 0.5Cu 0.05Ni)되거나, 은(Ag)이 1.0wt%, 구리(Cu)가 0.5wt% 포함(Sn 1.0Ag 0.5Cu)되거나, 은(Ag)이 2.5wt%, 구리(Cu)가 0.5wt% 포함(Sn 2.5Ag 0.5Cu)되거나, 은(Ag)이 2.3wt%, 구리(Cu)가 0.8wt% 포함(Sn 2.3Ag 0.8Cu)되거나, 은(Ag)이 2.3wt%, 구리(Cu)가 0.8wt%, 니켈(Ni)이 0.08wt% 포함(Sn 2.3Ag 0.8Cu 0.08Ni)되거나, 은(Ag)이 4.0wt%, 구리(Cu)가 0.5wt% 포함(Sn 4.0Ag 0.5Cu)되거나, 구리(Cu)가 0.7wt% 포함(Sn 0.7Cu)되도록 하는 것이 좋다.Preferably 3.0 wt% of silver (Ag) and 0.5 wt% of copper (Sn 3.0Ag 0.5Cu) or 3.0 wt% of silver (Ag) and 0.2 wt% of copper (Sn) 3.0Ag 0.2Cu), or silver (Ag) of 1.2wt%, copper (Cu) of 0.5wt% and nickel (Ni) of 0.05wt% (Sn 1.2Ag 0.5Cu 0.05Ni) (Sn 1.0Ag 0.5Cu), silver (Ag) 2.5 wt%, copper (Cu) 0.5 wt% (Sn 2.5Ag 0.5Cu), or silver (Ag) of 2.3 wt%, copper (Cu) of 0.8 wt% (Sn 2.3Ag 0.8Cu), silver (Ag) of 2.3 wt%, copper (Cu) of 0.8 wt%, nickel (Sn 2.3Ag 0.8Cu 0.08Ni) or 4.0 wt% of silver (Ag), 0.5 wt% of copper (Sn 4.0Ag 0.5Cu) or 0.7 wt% of copper (Cu) (Sn 0.7 Cu).

또한 미싱율(missing rate) 개선을 위하여 납(Pb) 및 비스무스(Bi)를 장입하는 경우, 장입되는 금속 전체 중량에 대하여 납(Pb)은 5ppm 이하로 포함되고, 비스무스(Bi)는 20ppm 이하로 포함되도록 무게비로 칭량하여 반응로에 장입하는 단계이다. 납(Pb) 및 비스무스(Bi)를 1ppm 이하로 제거한 정제 주석을 사용하되, 제2 단계에서 별도로 납(Pb) 및 비스무스(Bi)를 장입하여, 솔더 합금에 포함되는 납(Pb) 및 비스무스(Bi)의 함량을 조절, 제어(control)할 수 있다.When lead (Pb) and bismuth (Bi) are charged for improving the missing rate, lead (Pb) is contained in an amount of not more than 5 ppm and bismuth (Bi) is not more than 20 ppm And weighing them in a weight ratio so as to be charged into the reactor. (Pb) and bismuth (Bi) contained in the solder alloy are separately charged in the second step by using purified tin in which lead (Pb) and bismuth (Bi) Bi) can be controlled and controlled.

또한 미싱율(missing rate)이 개선뿐만 아니라 산화방지를 위하여 게르마늄(Ge) 또는 인(P) 중 어느 하나 이상을 장입하는 경우, 장입되는 금속 전체 중량에 대하여 게르마늄(Ge)은 50 내지 100ppm 으로 포함되도록 무게비로 칭량하여 반응로에 장입하고, 인(P)은 20 내지 50ppm 으로 포함되도록 무게비로 칭량하여 반응로에 장입하는 단계이다. In addition, when at least one of germanium (Ge) or phosphorus (P) is charged for the prevention of oxidation as well as improvement of the missing rate, germanium (Ge) is contained in an amount of 50 to 100 ppm And weighing the mixture in a weight ratio so that the mixture is charged into a reactor and phosphorus (P) is weighed at a weight ratio of 20 to 50 ppm and charged into the reactor.

게르마늄(Ge)의 함량이 50ppm 미만으로 첨가되거나 인(P)의 함량이 20ppm 미만으로 첨가될 경우 솔더볼이 황색으로 변색되어 솔더링을 방해함으로써 미싱율을 증가시키는 문제점이 있으며, 게르마늄(Ge)의 함량이 100ppm을 초과하거나 인(P)의 함량이 50ppm을 초과하여 첨가될 경우 Ge-O 산화막, P2O5 산화막의 두께가 증가하여 솔더링을 방해함으로써 미싱율을 증가시키는 문제점이 있음을 후술할 실험예에서 확인할 수 있다.When the content of germanium (Ge) is less than 50 ppm or when the content of phosphorus (P) is less than 20 ppm, the solder ball is discolored to yellow to interfere with soldering, thereby increasing the sewing rate. When the content of P exceeds 100 ppm or the content of phosphorus (P) is added in excess of 50 ppm, the thickness of Ge-O oxide and P 2 O 5 oxide increases, thereby interfering with soldering, You can see in the example.

또한 철(Fe) 및 안티몬(Sb)을 장입하는 경우, 장입되는 금속 전체 중량에 대하여 철(Fe) 및 안티몬(Sb)이 각각 30ppm 이하로 포함되도록 무게비로 칭량하여 반응로에 장입할 수 있으나, 철(Fe) 및 안티몬(Sb)의 함량이 제조된 솔더볼의 미싱율 개선효과에 영향을 미치는 것은 아님을 확인하였다. In addition, when iron (Fe) and antimony (Sb) are charged, they can be weighed in a weight ratio so that iron (Fe) and antimony (Sb) It was confirmed that the contents of iron (Fe) and antimony (Sb) did not affect the improvement of the machining rate of the solder balls.

본 발명의 일실시예에 따른 제3 단계(S300)는 반응로의 압력, 온도 및 시간을 포함하는 반응조건을 조절하여 합금을 제조하는 단계이다. 예를 들어, 제3 단계(S300)는 반응로를 제1 온도로 승온 후 유지하는 제1 승온단계 및 반응로를 제1 온도보다 높은 온도인 제2 온도로 승온 후 유지하는 제2 승온단계를 통해 합금을 제조하는 단계일 수 있다.In a third step S300 according to an embodiment of the present invention, the reaction conditions including the pressure, temperature, and time of the reactor are adjusted to produce an alloy. For example, the third step S300 includes a first temperature raising step of raising and maintaining the reactor to a first temperature and a second raising temperature step of raising and maintaining the reactor to a second temperature higher than the first temperature To produce an alloy.

또한 제3 단계(S300)는 제1 승온단계 이전에 진공도 2.0×10-2 torr 내지 6.0×10-2 torr에서 10 내지 20분간 유지하고, 불활성 가스로 반응로를 퍼징(purging)한 후, 불활성 분위기를 10 내지 20분간 유지하는 전처리 단계를 더 포함한다. 진공도가 10-1 torr으로 떨어지면 산소가 주석과 반응하여 주석산화물이 다량 형성되는 문제점이 있어 상기 진공도 범위가 바람직하고, 퍼징을 통해 반응로 내부의 합금을 화학적 또는 물리적 반응을 일으키지 않는 불활성 기체로 중화 처리하며, 퍼징 압력은 750 ~ 760 torr 가 바람직하다. In the third step S300, the reactor is maintained at a degree of vacuum of 2.0 × 10 -2 torr to 6.0 × 10 -2 torr for 10 to 20 minutes before the first heating step, purging the reactor with an inert gas, And a pre-treatment step of holding the atmosphere for 10 to 20 minutes. When the degree of vacuum is lowered to 10 -1 torr, oxygen reacts with tin to form a large amount of tin oxide, so that the degree of vacuum is preferable. Through purging, the alloy in the reaction chamber is neutralized with an inert gas which does not cause a chemical or physical reaction And the purging pressure is preferably 750 to 760 torr.

제1 승온단계의 제1 온도는 700 내지 800℃이며, 제1 온도에 도달할 때까지 10 내지 20분간 승온하고 제1 온도에 도달하면 10 내지 20분간 유지한다.The first temperature of the first heating step is 700 to 800 캜, and the temperature is raised for 10 to 20 minutes until the first temperature is reached, and is maintained for 10 to 20 minutes when the first temperature is reached.

제2 승온단계의 제2 온도는 1000 내지 1100℃이며, 제2 온도에 도달할 때까지 10 내지 20분간 승온하고, 제2 온도에 도달하면 60 내지 70분간 유지한다. 유지시간을 60분 내지 70분으로 하는 이유는 Ag, Cu, Ni, Pb, Bi, Fe, Sb 등 비중이 서로 다른 원소들을 균질하게 합금화시키기 위함이다.The second temperature of the second heating step is 1000 to 1100 DEG C, and the temperature is raised for 10 to 20 minutes until the second temperature is reached, and is held for 60 to 70 minutes when the second temperature is reached. The reason why the holding time is from 60 minutes to 70 minutes is to homogenize alloy elements having different specific gravity such as Ag, Cu, Ni, Pb, Bi, Fe, and Sb.

본 발명의 솔더 합금 제조방법에 의하여 은(Ag)을 0 내지 4.0 wt%, 구리(Cu)를 0.1 내지 1.2 wt%, 니켈(Ni)을 0~0.1 wt%, 납(Pb)을 0.0005 wt% 이하, 비스무스(Bi)를 0.002 wt% 이하로 포함하고, 잔부의 주석(Sn)을 포함하는 솔더 합금을 제조할 수 있다. 또한 게르마늄(Ge) 또는 인(P) 중 어느 하나 이상이 포함되는 경우, 게르마늄(Ge)은 0.005 내지 0.01 wt%로, 인(P)은 0.002 내지 0.005 wt%로 포함된다. 또한 게르마늄(Ge) 및 인(P)이 모두 포함되는 경우, 게르마늄(Ge) 및 인(P)의 총 함량은 100ppm 이하로 포함된다.The solder alloy according to the present invention is characterized in that it contains 0 to 4.0 wt% of silver (Ag), 0.1 to 1.2 wt% of copper (Cu), 0 to 0.1 wt% of nickel (Ni), 0.0005 wt% of lead (Pb) The solder alloy containing 0.002 wt% or less of bismuth (Bi) and containing the remainder tin (Sn) can be produced. When at least one of germanium (Ge) and phosphorus (P) is contained, germanium (Ge) is contained in an amount of 0.005 to 0.01 wt% and phosphorus (P) is contained in an amount of 0.002 to 0.005 wt%. Also, when both germanium (Ge) and phosphorus (P) are included, the total content of germanium (Ge) and phosphorus (P) is not more than 100 ppm.

더욱 바람직하게는 은(Ag)이 3.0wt%, 구리(Cu)가 0.5wt% 포함(Sn 3.0Ag 0.5Cu)되거나, 은(Ag)이 3.0wt%, 구리(Cu)가 0.2wt% 포함(Sn 3.0Ag 0.2Cu)되거나, 은(Ag)이 1.2wt%, 구리(Cu)가 0.5wt%, 니켈(Ni)이 0.05wt% 포함(Sn 1.2Ag 0.5Cu 0.05Ni)되거나, 은(Ag)이 1.0wt%, 구리(Cu)가 0.5wt% 포함(Sn 1.0Ag 0.5Cu)되거나, 은(Ag)이 2.5wt%, 구리(Cu)가 0.5wt% 포함(Sn 2.5Ag 0.5Cu)되거나, 은(Ag)이 2.3wt%, 구리(Cu)가 0.8wt% 포함(Sn 2.3Ag 0.8Cu)되거나, 은(Ag)이 2.3wt%, 구리(Cu)가 0.8wt%, 니켈(Ni)이 0.08wt% 포함(Sn 2.3Ag 0.8Cu 0.08Ni)되거나, 은(Ag)이 4.0wt%, 구리(Cu)가 0.5wt% 포함(Sn 4.0Ag 0.5Cu)되거나, 구리(Cu)가 0.7wt% 포함(Sn 0.7Cu)되고, 납(Pb)을 0.0005 wt% 이하, 비스무스(Bi)를 0.002 wt% 이하로 포함하는 주석계 솔더 합금을 제조할 수 있다.More preferably, 3.0 wt% of silver (Ag) and 0.5 wt% of copper (Sn 3.0Ag 0.5Cu) or 3.0 wt% of silver (Ag) and 0.2 wt% of copper (Cu) Sn 3.0Ag 0.2Cu), or silver (Ag) of 1.2wt%, copper (Cu) of 0.5wt% and nickel (Ni) of 0.05wt% (Sn 1.2Ag 0.5Cu 0.05Ni) (Sn 1.0Ag 0.5Cu), silver (Ag) 2.5 wt% and copper (Cu) 0.5 wt% (Sn 2.5Ag 0.5Cu) or 1.0 wt% (Ag) of 2.3 wt%, copper (Cu) of 0.8 wt% (Sn 2.3Ag 0.8Cu), silver (Ag) of 2.3 wt%, copper (Cu) of 0.8 wt%, nickel (Sn 2.3Ag 0.8Cu 0.08Ni) or 4.0 wt% of silver (Ag) and 0.5 wt% of copper (Sn 4.0Ag 0.5Cu) or 0.7 wt% of copper (Cu) (Sn 0.7Cu), the tin-based solder alloy containing lead (Pb) in an amount of 0.0005 wt% or less and bismuth (Bi) in an amount of 0.002 wt% or less.

<솔더 합금을 이용한 솔더볼 제조방법><Manufacturing Method of Solder Ball Using Solder Alloy>

본 발명의 일실시예에 따른 솔더볼을 제조하는 방법은 솔더 합금 제조방법에 의해 제조된 솔더 합금을 용탕에 장입한 후 용융시키는 제4 단계(S400), 용융된 합금에 마스터 합금을 투입 후 온도를 유지하는 제5 단계(S500), 마스터 합금이 투입된 합금을 유도가열하는 제6 단계(S600) 및 유도가열된 합금을 오리피스 홀로 통과시키는 제7 단계(S700)를 포함한다.A method of manufacturing a solder ball according to an embodiment of the present invention includes a fourth step S400 of charging a solder alloy manufactured by a solder alloy manufacturing method and melting the solder alloy, (S500) of maintaining the master alloy, a sixth step (S600) of induction heating the alloy to which the master alloy is introduced, and a seventh step (S700) of passing the alloy through the orifice hole.

본 발명의 일실시예에 따른 제4 단계(S400)는 제조된 솔더 합금을 용탕에 장입한 후 230~250℃로 용융시키는 단계이다.In a fourth step (S400) according to an embodiment of the present invention, the manufactured solder alloy is charged into a molten metal and melted at 230 to 250 ° C.

본 발명의 일실시예에 따른 제5 단계(S500)는 용융된 합금에 마스터 합금을 투입 후 온도를 250~280℃로 유지하는 단계이다. 제5 단계(S500)에서 마스터 합금을 투입하는 이유는 첨가원소(Sn)를 다량으로 함유한 합금(Sn-Ge 마스터 합금)을 별도로 용융제로 만들어 놓고 합금의 기초가 되는 금속의 용융액에 가하여 희석하는 방법으로서, 목적하는 합금을 만들 때 첨가하려는 합금원소를 정량만큼 균일하게 첨가시키기 위함이다. 또한 Ge 단독으로는 용융점(938℃)이 높으므로 마스터 합금을 제조함으로써 융점을 낮출 수 있다. 마스터 합금은 주석(Sn) 및 게르마늄(Ge)을 포함하며, 주석 100 중량부에 대하여 게르마늄 0.1~5 중량부를 포함하는 것이 바람직하나 이로써 제한되는 것은 아니다.In a fifth step S500 according to an embodiment of the present invention, the master alloy is introduced into the molten alloy and the temperature is maintained at 250 to 280 ° C. The reason for injecting the master alloy in the fifth step S500 is that an alloy (Sn-Ge master alloy) containing a large amount of the additive element (Sn) is made separately as a melting agent and added to a molten metal as a base of the alloy to be diluted As a method, it is intended to uniformly add a predetermined amount of an alloying element to be added when preparing a desired alloy. Since the melting point (938 DEG C) of Ge alone is high, the melting point can be lowered by producing the master alloy. The master alloy includes tin (Sn) and germanium (Ge), preferably, but not limited to, 0.1 to 5 parts by weight of germanium relative to 100 parts by weight of tin.

본 발명의 일실시예에 따른 제6 단계(S600)는 마스터 합금이 투입된 합금을 유도가열하는 단계이다. 제6 단계(S600)는 전자기 유도에 의해 전기에너지를 열에너지로 변환시켜 가열하는 방법으로서 전자기 유도에 의해 유도된 2차 전류가 피가열 재료로 흐르는 경우에 발생하는 줄열(Joule's heat)을 이용한다. 이 때 피가열 재료는 제5 단계를 거쳐 제조된 합금이다.The sixth step S600 according to an embodiment of the present invention is a step of induction heating the alloy into which the master alloy is introduced. The sixth step S600 is a method of converting electrical energy into thermal energy by electromagnetic induction and using the Joule's heat generated when a secondary current induced by electromagnetic induction flows into the material to be heated. In this case, the material to be heated is an alloy produced through the fifth step.

본 발명의 일실시예에 따른 제7 단계(S700)는 유도가열된 합금을 오리피스 홀로 통과시키켜 솔더볼을 형성하는 단계이다. 제7 단계(S700)에서 형성되는 솔더볼의 크기는 주파수와 압력으로 조절이 가능하다. 직경이 70 ~ 120μm인 오리피스 홀을 사용하여, 7 ~ 15Khz 주파수, 1000 ~ 2000mbar 압력으로 평균 직경 100 내지 500㎛ 인 솔더볼을 제조한다. In a seventh step S700 according to an embodiment of the present invention, an induction-heated alloy is passed through an orifice hole to form a solder ball. The size of the solder ball formed in the seventh step (S700) can be controlled by the frequency and the pressure. A solder ball having an average diameter of 100 to 500 mu m is manufactured at an orifice hole having a diameter of 70 to 120 mu m at a frequency of 7 to 15 KHz and a pressure of 1000 to 2000 mbar.

본 발명의 솔더볼 제조방법에 의하여 은(Ag)을 0 내지 4.0 wt%, 구리(Cu)를 0.1 내지 1.2 wt%, 니켈(Ni)을 0~0.1 wt%, 납(Pb)을 0.0005 wt% 이하, 비스무스(Bi)를 0.002 wt% 이하로 포함하고, 잔부의 주석(Sn)을 포함하는 평균 입경이 100 내지 500㎛ 인 솔더볼을 제조할 수 있다. 또한 게르마늄(Ge) 또는 인(P) 중 어느 하나 이상을 포함하는 솔더볼을 제조할 수 있으며, 게르마늄(Ge)이 포함되는 경우 0.005 내지 0.01 wt% 포함되고, 인(P)이 포함되는 경우 0.002 내지 0.005 wt% 포함되며, 게르마늄(Ge) 및 인(P)이 모두 포함되는 경우 상기 범위 내의 함량을 만족하면서, 총 함량이 0.01 wt% 이하인 솔더볼을 제조할 수 있다.The method of manufacturing a solder ball according to the present invention is characterized in that it comprises the steps of: 0 to 4.0 wt% of silver, 0.1 to 1.2 wt% of copper, 0 to 0.1 wt% of nickel, and 0.0005 wt% of lead And 0.002 wt% or less of bismuth (Bi), and having an average particle size of 100 to 500 탆 including tin (Sn) as the remainder. It is also possible to produce a solder ball containing at least one of germanium (Ge) and phosphorus (P). When germanium (Ge) is included, 0.005 to 0.01 wt% 0.005 wt%, and when both germanium (Ge) and phosphorus (P) are included, a solder ball having a total content of 0.01 wt% or less can be produced while satisfying the content within the above range.

즉 본 발명의 솔더볼은 은(Ag), 구리(Cu) 및 니켈(Ni) 중 1종 이상을 포함하고, 잔부의 주석(Sn)으로 구성되는 솔더볼로서, 납(Pb) 및 비스무스(Bi)가 1ppm 이하로 정제 주석을 이용하여, 납(Pb) 및 비스무스(Bi) 함량을 조절함으로써 제조된 것이다.That is, the solder ball of the present invention is a solder ball comprising at least one of silver (Ag), copper (Cu), and nickel (Ni) (Pb) and bismuth (Bi) content by using refined tin to 1ppm or less.

또한 본 발명에 따른 솔더볼은 납(Pb)이 5ppm 이하, 비스무스(Bi)가 20ppm 이하로 포함되어 인쇄회로기판에 부착 공정 진행 시 미싱율(missing rate)이 200ppm(0.02%) 이하인 솔더볼로서 생산수율 증가, 재작업 횟수 감소 등의 작업성 향상 효과를 제공하며, 이로 인한 비용 절감 효과를 제공한다. In addition, the solder ball according to the present invention includes lead (Pb) of 5 ppm or less and bismuth (Bi) of 20 ppm or less and is solder ball having a missing rate of 200 ppm (0.02% Increase in the number of times of rework, and cost reduction effect.

또한, 경우에 따라 게르마늄(Ge) 및 인(P)을 더 포함하여 미싱율 개선 및 산화방지 효과가 우수한 솔더볼을 제공한다. Further, the solder ball further includes germanium (Ge) and phosphorus (P), as the case may be, to provide a solder ball having an excellent machining rate improvement and oxidation prevention effect.

<정제주석 제조방법>&Lt; Preparation of Tablet Tin >

(1) 진공정련을 통한 주석의 정제(1) Purification of tin by vacuum refining

본 발명의 일실시예에 따른 진공정련을 통한 주석의 정제방법(S110)은 원소들의 증기압의 차이를 이용하여 주석으로부터 납 및 비스무스와 같은 불순물을 제거하는 방법으로서 본 발명에 따른 진공정련에 의하여 불순물을 ppm 레벨 이하인 ppb 레벨까지 제거할 수 있다. A method (S110) for purifying tin through vacuum refining according to an embodiment of the present invention is a method for removing impurities such as lead and bismuth from tin by using a difference in vapor pressure of elements. Can be removed to ppb levels below the ppm level.

본 발명의 일실시예에 따른 진공정련을 통한 주석의 정제방법(S110)은 순도 99.9% 내지 99.99%의 주석을 진공로에서 고온의 증기를 공급하여 불순물 금속을 제거한다. A method (S110) for purifying tin through vacuum refining according to an embodiment of the present invention is to remove impurity metal by supplying high-temperature steam in a vacuum furnace to tin having a purity of 99.9% to 99.99%.

더욱 구체적으로, 불순물 금속을 포함하는 일반 주석을 준비하는 단계(S1101), 준비된 주석을 도가니에 수용한 후 진공로에 넣는 단계(S1105) 및 진공로에서 증기를 통해 주석보다 높은 증기압과 낮은 끓는점을 갖는 불순물을 제거하는 단계(S1106)를 포함한다.More specifically, a step of preparing general tin containing an impurity metal (S1101), a step of storing the prepared tin in a crucible and putting it in a vacuum furnace (S1105), and a step of vaporizing the vapor in the vacuum furnace, (S1106). &Lt; / RTI &gt;

바람직하게는, (S1101) 단계 및 (S1105) 단계 사이에 전처리 공정으로서, 준비된 주석을 염산을 통해 세척하는 단계(S1102), 세척된 주석을, 아세폰, 에탄올 및 증류수 중 어느 하나를 통해 세척한 후 건조시키는 단계(S1103)를 더 포함한다.Preferably, the step of washing the prepared tin through hydrochloric acid (S1102) as a pretreatment step between steps (S1101) and (S1105), washing the washed tin through any one of acetone, ethanol and distilled water And then drying (S1103).

더 바람직하게는, 진공로 내부에 구비되어 주석을 수용하는 도가니를 염산으로 세척한 후건조시키는 단계(S1104)를 더 포함한다.More preferably, the method further includes a step (S1104) of washing the crucible, which is provided inside the vacuum furnace and accommodates tin, with hydrochloric acid and then drying the crucible.

또한, (S1106) 단계 이후에는, 진공로를 냉각하여 불순물이 제거된 주석을 식히는 단계(S1107) 및 불순물이 제거된 주석을 질소가스로 세척하여 오염 입자를 더 제거하는 단계(S1108)를 더 포함하는 것이 바람직하다.Further, after the step S1106, the step (S1107) of cooling the tin in which the impurities have been removed by cooling the vacuum furnace (S1107), and the step (S1108) of removing the contaminant particles further by washing the tin with the nitrogen gas .

또한, (S1101) 단계에서의 주석은, 부피대비 큰 표면적을 얻을 수 있도록, 과립법을 통한 알갱이 형태, 압연을 통한 박판 형태, 주조를 통한 넓은 판 형태 중 어느 하나로 준비되는 것이 바람직하다. 또한, 주석은 은 또는 구리가 함유된 주석계 합금인 것이 바람직하다.It is preferable that the annotations in step S1101 are prepared in the form of a granule through granulation, a thin plate through rolling, or a wide plate through casting so as to obtain a large surface area relative to the volume. The tin is preferably a tin-based alloy containing silver or copper.

도 1에 본 발명에 따른 진공정련을 통한 주석 정제방법의 순서도를 나타내었으며, 도 2에 본 발명에 적용되는 주석의 준비에 대한 설명을 나타내는 그림을 도시하였고, 도 3에 본 발명에 적용되는 진공로의 일예를 나타내는 그림을 도시하였다.FIG. 1 is a flowchart showing a method of refining tin by vacuum refining according to the present invention. FIG. 2 is a view showing a preparation of tin used in the present invention, and FIG. As shown in FIG.

도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 진공정련을 통한 주석 정제방법은, 먼저 순도가 99.9%~99.99%의 원자재 주석(201)을 준비한다(S1101). 이때, 주석(201)은 부피대비 큰 표면적을 얻기 위해, 과립법을 통해 작은 알갱이 형태로 만들거나, 압연을 통해 박판 형태로 만들거나, 주조를 통해 넓은 판 형태로 만든다. 또한, 본 명세서에서는 솔더의 원자재인 주석을 예를 들어 설명하고 있지만, 주석은 예를 들어 은(Ag)이 1.0 ~ 3.0중량%(Wt%)가 함유되거나, 구리(Cu)가 0.4 ~ 0.8 중량%(Wt%)가 함유된 주석계 합금이 이용될 수 있다.As shown in FIGS. 1 and 2, in the tin refining method through vacuum refining according to an embodiment of the present invention, a raw material tin 201 having a purity of 99.9% to 99.99% is first prepared (S1101). At this time, the tin (201) is made into a granular form through a granulation method to obtain a large surface area relative to a volume, a thin plate is formed through rolling, or a large plate is formed through casting. In this specification, tin, which is a raw material of the solder, is exemplified. However, the tin may contain, for example, 1.0 to 3.0 wt% (Wt%) of Ag or 0.4 to 0.8 wt% (Wt%) may be used.

다음에, 전처리 공정으로서, (S1101) 단계를 통해 준비된 주석(201)을 희석된 염산(203) 용액(7~12%)이 담긴 세척조에 담구어 세척한다(S1102).Next, as a pretreatment step, the tin 201 prepared in the step (S1101) is immersed in a washing tank containing dilute hydrochloric acid solution (7 to 12%) (S1102).

그 다음, (S1102) 단계를 통해 세척된 주석(201)을 아세톤(205, 또는 에탄올)이나 증류수(207)가 담긴 세척조에 담구어 세척한 후, 세척된 주석(201)을 꺼내어 질소나 공기로 건조시킨다(S1103). The washed tin 201 is then immersed and washed in a washing tank containing acetone (205 or ethanol) or distilled water (207) through step (S1102), and then the washed tin (201) And dried (S1103).

아울러, 도 3에 도시된 바와 같은 진공로(300) 내부에 구비되어 주석(201)을 수용하는 도가니(310)를 염산으로 세척한 후, 질소 가스로 건조시킨다(S1104). 이때, 도가니(310)는 석영 또는 알루미나 판재로 이루어진 용기를 사용할 수 있으며, 이 중에서도 특히 주석 내로 불순물이 혼입되는 것을 방지하기 위해 고순도의 석영 판재로 이루어진 용기를 사용하는 것이 바람직하다.3, the crucible 310, which is provided inside the vacuum furnace 300 and accommodates the tin 201, is washed with hydrochloric acid and dried with nitrogen gas (S1104). At this time, the crucible 310 may be a container made of quartz or alumina plate. Among them, it is preferable to use a container made of a high-purity quartz plate to prevent impurities from being mixed into the tin.

여기서, 진공로(300)는 주석으로부터 납 및 비스무스와 같은 불순물을 제거할 수 있기만 하면 당업계에 일반적으로 공지된 전기 튜브로 또는 상자형로 또는 다른 이외의 진공로를 사용할 수 있다. 일예로서, 본 발명의 일실시예에 따른 진공로(300)는, 도 3에 도시된 바와 같이, U자 형상의 지지프레임(301)의 내측 양쪽과 저면에 흑연 내벽(303)이 형성되어 있고, 흑연 내벽(303)의 저면 일부와 지지프레임(301)의 저면을 관통하여 진공 배출구(305)가 형성되어 있으며, 흑연 내벽(303)의 저면 일부에서 기립 설치되어 도가니(310)를 지지하는 복수개의 지지대(307)가 형성되고, 지지대(307)의 상부에 탑재되어 주석(201)을 수용할 수 있도록 도가니(310)가 구비되며, 상부에 설치되어 증기 발생용 물을 주입하거나 배출하는 물 주입구(308) 및 물 배출구(309)가 형성되어 있되, 고진공을 얻기 위해 증기를 고속으로 내뿜거나 확산시키는 진공펌프인 확산펌프(312) 및 진공을 쉽게 얻을 수 있도록 확산펌프(312)의 보조 역할을 수행하는 회전펌프(314)를 포함하여 구성된다. 또한, 진공로(300)의 내부에는 진공로의 내부 압력을 측정하는 압력게이지(316) 및 진공로의 내부 온도를 측정하는 열전대(318)가 구비되며, 외부에는 진공로(300)의 내부 온도, 압력 및 시간을 설정하는 컨트롤러(도시 생략)가 구비된다.Here, the vacuum furnace 300 can use a vacuum furnace generally known in the art, or an electric furnace in a box shape or other types, as long as it can remove impurities such as lead and bismuth from tin. As shown in FIG. 3, the vacuum furnace 300 according to one embodiment of the present invention includes graphite inner walls 303 formed on inner and lower surfaces of a U-shaped support frame 301 A vacuum outlet 305 is formed through a part of the bottom surface of the graphite inner wall 303 and the bottom surface of the support frame 301 and a plurality And a crucible 310 mounted on an upper portion of the supporter 307 to receive the tin 201. The upper end of the crucible 310 is connected to a water inlet A diffusion pump 312 which is a vacuum pump that sprays or diffuses steam at a high speed in order to obtain a high vacuum, and a diffusion pump 312 that facilitates obtaining a vacuum, And a rotary pump 314 that performs a rotary motion. A pressure gauge 316 for measuring the internal pressure of the vacuum furnace and a thermocouple 318 for measuring the internal temperature of the vacuum furnace are provided inside the vacuum furnace 300. The temperature of the inside of the vacuum furnace 300 , A controller (not shown) for setting the pressure and the time.

한편, 상기 (S1102) 단계 내지 (S1104) 단계의 전처리 공정 이후, 주석(201)을 도가니(310)에 탑재하여 수용한 후 진공로(300)에 넣는다(S1105).After the pre-processing of steps S1102 to S1104, the tin 201 is mounted on the crucible 310 and placed in the vacuum furnace 300 (S1105).

다음에, 진공로(300)에 소정의 온도, 압력 및 시간의 조건에 따라, 납, 비스무스, 안티몬 및 비소와 같은 불순물을 주석으로부터 제거한다(S1106). Next, impurities such as lead, bismuth, antimony, and arsenic are removed from the tin in the vacuum furnace 300 (S1106) according to predetermined conditions of temperature, pressure, and time.

즉, 본 발명에 따른 진공정련을 통한 주석 정제방법은 동일한 온도에서 납, 비스무스 및 안티몬과 같은 불순물들을 증류를 통해 주석으로부터 분리될 수 있다.That is, the tin refining method through vacuum refining according to the present invention can separate impurities such as lead, bismuth and antimony from tin through distillation at the same temperature.

구체적으로, 주석은 낮은 녹는점과 높은 끓는점을 가지고 있으며, 주석 내에 함유된 납, 비스무스 및 안티몬과 같은 불순물들은 주석에 비해 낮은 끓는점과, 동일한 온도에서 높은 증기압을 가지고 있으므로, 진공 증류를 통해 낮은 끓는점을 갖는 불순물들을 제거하는 것이 가능하다.Specifically, tin has a low melting point and a high boiling point, and the impurities such as lead, bismuth, and antimony contained in the tin have a low boiling point and a high vapor pressure at the same temperature as tin, It is possible to remove the impurities having.

이어서, (S1106) 단계 이후, 진공 정련된 주석을 꺼내기 위해 진공로(300)를 냉각하여 불순물이 제거된 주석을 냉각한다(S1107).Subsequently, after the step S1106, the vacuum furnace 300 is cooled to remove the vacuum-refined tin, and the tin from which the impurities have been removed is cooled (S1107).

이후, 불순물이 제거된 주석을 진공로(300)에서 꺼낸 후, 탄소나 다른 오염 입자를 제거하기 위해 질소가스로 주석을 세척하여 주석의 제조를 완료한다(S1108).After removing the impurities from the vacuum furnace 300, the tin is washed with nitrogen gas to remove carbon and other contaminant particles (S1108).

(2) 필터링을 통한 주석의 정제(2) Purification of tin by filtering

본 발명의 일실시예에 따른 필터링을 통한 주석의 정제방법(S120)은 순도 99.9% 내지 99.99%의 용융된 주석을 2~7μm의 구멍을 갖는 1~2mm 두께의 필터에 3~4bar의 압력 하에서 통과시켜 불순물 금속을 제거하는 방법으로서 불순물 금속을 1ppm 이하로 제거할 수 있다. A method (S120) for purifying tin by filtering according to an embodiment of the present invention comprises filtering a molten tin having a purity of 99.9% to 99.99% with a 1 to 2 mm thick filter having a hole of 2 to 7 탆 at a pressure of 3 to 4 bar It is possible to remove the impurity metal by 1 ppm or less as a method of removing the impurity metal by passing the impurity metal.

더욱 구체적으로, 순도 99.9% 내지 99.99%의 주석을 250~350℃에서 용융시키는 단계(S1201), 용융된 주석을 2 ~ 7μm 구멍의 필터를 가지는 필터 장치에 3 ~ 4bar의 압력 하에서 통과시켜 주석을 정제하는 단계(S1202)를 포함한다. More specifically, the step of melting the tin at a purity of from 99.9% to 99.99% at 250 to 350 ° C (S1201), passing the molten tin through a filter device having a filter of 2 to 7 μm holes at a pressure of 3 to 4 bar, And purification step S1202.

(S1201) 단계에서 주석의 용융 온도는 주석의 용융점이 232℃이므로 250℃ 이하에서는 용융작업이 원활하지 않으며, 350℃ 이상에서는 높은 온도에 의한 주석의 산화 발생이 높기 때문에 필터링 효과가 미비하다. 바람직하게는 290~310℃에서 주석을 용융시킨다.Since the melting point of tin is 232 deg. C at the step (S1201), the melting operation is not smooth at 250 deg. C or lower, and the filtering effect is insufficient because the oxidation of tin due to high temperature is high at 350 deg. Preferably, the tin is melted at 290 to 310 占 폚.

(S1202) 단계에서 사용되는 필터 장치는 도 4와 같은 구조를 가지며, 용융된 주석이 주입되는 주입부(21)와 필터링된 주석이 유출되는 유출부(22) 및 필터(10), 스프링(30), 이를 감싸고 있는 본체(40)로 구성된다. 용융된 주석은 3~4bar의 압력 하에서 주입부(21)를 통해 주입되며, 원통형의 필터(10)를 통과하면 불순물이 제거된 용융 주석을 유출부(22)를 통해 얻는다.The filter unit used in step S1202 has the structure as shown in FIG. 4 and includes an injection unit 21 into which molten tin is injected, an outflow unit 22 through which the filtered tin flows out, a filter 10, a spring 30 And a main body 40 surrounding the main body 40. The molten tin is injected through the injection part 21 under a pressure of 3 to 4 bar, and through the cylindrical filter 10, impure molten tin is obtained through the outflow part 22.

필터(10)는 도 5의 사시도 및 도 6의 평면도에서 나타나는 것과 같이 높이 2cm, 두께 1~2mm를 가지며, 도 7의 단면사시도에서 나타나는 것과 같이 하단부가 폐쇄된 원통형의 구조이다.The filter 10 has a cylindrical structure with a height of 2 cm and a thickness of 1 to 2 mm as shown in the perspective view of FIG. 5 and the plan view of FIG. 6, with the lower end closed, as shown in the cross-sectional perspective view of FIG.

필터의 소재는 페라이트계 스테인리스강 또는 오스테나이트계 스테인리스강을 사용한다. 스테인리스강에는 몰리브덴, 니켈, 크롬 중 적어도 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 몰리브덴이 6% 이하로 포함되면 균열 및 응력을 잘 견딜 수 있는 효과가 있으며, 크롬이 13% 이상 포함되면 높은 산화저항성을 갖게 하는 효과가 있다. 니켈이 10% 이하 포함되면 용융점부터 낮은 온도까지 오스테나이트 구조를 유지시키는 효과가 있다. 필터 구멍의 크기는 2 ~ 7μm 이고, 2μm 미만일 경우 작업성이 저하되고 7μm 초과일 경우에는 효과가 미비하다.The material of the filter is ferritic stainless steel or austenitic stainless steel. The stainless steel may further include at least one of molybdenum, nickel, and chromium. For example, when molybdenum is contained in an amount of 6% or less, it has an effect of being able to withstand cracks and stress, and when it contains 13% or more of chromium, it has an effect of giving high oxidation resistance. When the content of nickel is less than 10%, it has an effect of maintaining the austenite structure from the melting point to the low temperature. The size of the filter hole is 2 to 7 μm, and when it is less than 2 μm, the workability is deteriorated.

또한 압력이 3bar 미만, 4bar 초과일 경우 필터링 효과가 없다.Also, if the pressure is less than 3 bar and greater than 4 bar, there is no filtering effect.

주석 필터링 후에는 Pb, Fe, Bi, Al, Zn 등의 불순물들이 제거되어 불순물 각각의 농도가 1ppm 이하가 된다. 필터링 된 주석은 도 8에서와 같이 필터링 되지 않은 주석에 비해 산소의 농도가 적으며 상대적으로 Sn, Ag, Cu 등의 농도가 높음을 알 수 있으며, 머시 영역(Mushy region)을 최소화 시킨다. 머시영역은 액상에서 고상으로 바뀔 때 액상과 고상이 동시에 존재하는 영역으로서, 액상에서 고상으로 바뀔 때 Pb, Fe 등 불순물이 있을 경우, 각각의 원소들은 하나의 상으로 존재하며, 이런 불순물들이 핵생성 사이트를 만들어 응고되는 시간을 늘려 머시영역이 늘어나게 된다. 솔더볼 접합 시 빠른 반응이 일어나야 하는데, 머시영역이 클 경우에는 반응시간이 길어져 접합반응을 느리게 하므로 머시영역은 최소화 되어야 한다.After the tin filtering, impurities such as Pb, Fe, Bi, Al, Zn are removed and the concentration of each impurity becomes 1 ppm or less. As shown in FIG. 8, the filtered tin has a lower concentration of oxygen than that of unfiltered tin and has a relatively high concentration of Sn, Ag, Cu and the like, and minimizes the Mushy region. When the liquid phase changes to a solid phase, the liquid phase and the solid phase are simultaneously present. When the liquid phase changes into a solid phase, impurities such as Pb and Fe are present, and the respective elements exist as one phase. By creating sites and increasing the time to solidify, the machine area will increase. When the solder balls are bonded, a fast reaction must occur. In the case where the machice area is large, the reaction time is long and the bonding reaction is slowed, so that the machice area should be minimized.

<실시예 및 실험예>&Lt; Examples and Experimental Examples >

(1) 미싱율 평가(1) Evaluation of sewing rate

솔더볼의 미싱율 평가 방법은 아래와 같은 식으로 계산하였다.The solder ball's machining rate evaluation method was calculated as follows.

Figure pat00001
Figure pat00001

전체적으로 미싱(Missing)이 발생된 비율은 미싱범프(missing bump)가 발생된 개수를 1 유닛(unit) 당 존재하는 범프(bump)수에 유닛(unit)수를 곱한 값으로 나눠준 방식으로 계산되었다.The rate at which missing was generated as a whole was calculated by dividing the number of missed bumps by the number of bumps and units multiplied by the number of bumps present per unit.

미싱율(Missing rate) 평가는 본 발명의 실시예에 따른 크기 250um의 솔더볼을 사용하여 SR open이 0.23mm, pitch가 0.4mm, bump수가 778개인 유닛 18개로 구성된 인쇄회로기판(Printed Circuit Board, PCB) 100장에 대해 평가 되었다. 솔더볼의 크기는 250um 였다.The Missing rate was evaluated by using a solder ball of size 250um according to the embodiment of the present invention. The printed circuit board (PCB) having SR open of 0.23 mm, pitch of 0.4 mm, ) &Lt; / RTI &gt; The size of the solder balls was 250 μm.

1) 불순물 함량에 따른 미싱율 평가(1차 평가)1) Evaluation of sewing rate according to impurity content (1st evaluation)

본 발명에 의해 제조된 솔더볼의 Pb, Bi, Fe, Sb 함량에 따른 미싱율 평가를 진행하였다. 본 발명에 따른 솔더 합금 제조방법에 따라 Pb 함량을 300ppm, Bi 함량을 50ppm, Fe 함량을 200ppm, Sb 20ppm으로 조절하여 솔더 합금을 제조하였으며, 제조된 솔더 합금을 이용하여 본 발명에 따른 솔더볼 제조방법에 따라 솔더볼을 제작하여 미싱율을 평가하였고, 그 결과를 표 1에 나타내었다. Sewing ratio evaluation was performed according to the Pb, Bi, Fe, and Sb contents of the solder balls prepared according to the present invention. According to the solder alloy manufacturing method of the present invention, the solder alloy was prepared by adjusting the Pb content to 300 ppm, the Bi content to 50 ppm, the Fe content to 200 ppm, and the Sb to 20 ppm. The solder alloy according to the present invention , And the results are shown in Table 1. &lt; tb &gt; &lt; TABLE &gt;

  Pb(ppm)Pb (ppm) Bi(ppm)Bi (ppm) Fe(ppm)Fe (ppm) Sb(ppm)Sb (ppm) Missing rate(ppm)Missing rate (ppm) 1-11-1 300300 00 00 00 32003200 1-21-2 00 00 00 2020 100100 1-31-3 00 00 3030 2020 150150 1-41-4 300300 00 00 2020 32503250 1-51-5 300300 5050 00 2020 38003800 1-61-6 00 5050 00 2020 13501350 1-71-7 300300 5050 3030 2020 40004000 1-81-8 300300 00 3030 2020 34003400 1-91-9 300300 5050 3030 00 37003700 1-101-10 00 5050 3030 2020 15001500 1-111-11 00 5050 3030 00 14501450 1-121-12 00 00 00 00 00 1-131-13 300300 00 3030 00 32003200 1-141-14 300300 5050 00 00 39003900 1-151-15 00 5050 00 00 13001300 1-161-16 00 00 3030 00 100100

1차 평가 결과, 미싱율에 영향을 주는 가장 큰 인자는 Pb, Bi 이며, Fe, Sb는 미싱율에 큰 영향을 주지 못함을 알 수 있다. 1차 평가 결과를 바탕으로 미싱율과 Pb, Bi 함량과의 관계를 회귀식으로 표현하면 하기 식 1과 같다. As a result of the first evaluation, it can be understood that the greatest factors influencing the sewing rate are Pb and Bi, and Fe and Sb have no great influence on the sewing rate. Based on the results of the first evaluation, the relation between the sewing rate and the Pb and Bi contents can be expressed by a regression equation as shown in the following equation (1).

[식 1][Formula 1]

Missing Ball Rate = 2150 + 1406.25 * ((Pb - 150) / 150) + 475 * ((Bi - 25) / 25) + (Pb - 150) / 150 * (Bi - 25) / 25 * -181.25(Bi-25) / 25 * 251 + (Pb-150) / 150 * (Bi-25) / 25 * -181.25

2) 불순물 함량에 따른 미싱율 평가(2차 평가)2) Evaluation of sewing rate according to impurity content (secondary evaluation)

본 발명에 의해 제조된 솔더볼의 Pb, Bi 함량에 따른 미싱율 평가를 진행하였다. 본 발명에 따른 솔더 합금 제조방법에 따라 Pb 함량을 0 내지 300ppm, Bi 함량을 0 내지 50ppm으로 조절하여 솔더 합금을 제조하였으며, 제조된 솔더 합금을 이용하여 본 발명에 따른 솔더볼 제조방법에 따라 솔더볼을 제작하여 미싱율을 평가하였고, 그 결과를 표 2에 나타내었다. Sewing ratio evaluation was performed according to the Pb and Bi contents of the solder balls prepared by the present invention. According to the solder alloy manufacturing method according to the present invention, the Pb content is controlled to 0 to 300 ppm and the Bi content to 0 to 50 ppm to prepare a solder alloy. According to the solder ball manufacturing method according to the present invention, The results are shown in Table 2.

  Pb(ppm)Pb (ppm) Bi(ppm)Bi (ppm) Missing rate(ppm)Missing rate (ppm) 2-12-1 300300 5050 39003900 2-22-2 300300 00 32003200 2-32-3 00 5050 13001300 2-42-4 200200 00 24002400 2-52-5 100100 00 12001200 2-62-6 5050 00 600600 2-72-7 3030 00 450450 2-82-8 2020 00 300300 2-92-9 1010 00 220220 2-102-10 00 4040 800800 2-112-11 00 3030 400400 2-122-12 55 00 130130 2-132-13 22 00 5050 2-142-14 00 2020 120120 2-152-15 00 1010 8080 2-162-16 00 55 3030 2-172-17 55 2020 180180 2-182-18 22 55 8585

2차 평가 결과 200ppm 이하의 미싱율로 공정을 관리하기 위해서는 Pb의 경우 5ppm 이하, Bi의 경우 20ppm 이하로 포함되도록 제조된 솔더볼(2-12 내지 2-18)이 적합함을 알 수 있다. As a result of the secondary evaluation, it can be seen that solder balls (2-12 to 2-18) prepared to contain not more than 5 ppm of Pb and not more than 20 ppm of Bi are suitable for controlling the process at a sewing rate of 200 ppm or less.

3) 불순물 함량에 따른 미싱율 평가(3차 평가)3) Evaluation of sewing rate according to impurity content (third evaluation)

본 발명에 의해 제조된 솔더볼의 Ge, P 함량에 따른 미싱율 평가를 진행하였다. 본 발명에 따른 솔더 합금 제조방법에 따라 Pb 함량을 5ppm, Bi 함량을 20ppm으로 고정하고, Ge 함량을 30 내지 150ppm, P 함량을 10 내지 80ppm으로 조절하여 솔더 합금을 제조하였으며, 제조된 솔더 합금을 이용하여 본 발명에 따른 솔더볼 제조방법에 따라 솔더볼을 제작하여 미싱율을 평가하였고, 그 결과를 표 3에 나타내었다. The machining rate was evaluated according to the Ge and P contents of the solder balls manufactured by the present invention. According to the solder alloy manufacturing method of the present invention, the solder alloy was prepared by setting the Pb content to 5 ppm, the Bi content to 20 ppm, the Ge content to 30 to 150 ppm, and the P content to 10 to 80 ppm, The solder balls were manufactured according to the method of manufacturing the solder balls according to the present invention, and the solder balls were evaluated. The results are shown in Table 3.

CompositionComposition Pb(ppm)Pb (ppm) Bi(ppm)Bi (ppm) Ge(ppm)Ge (ppm) P(ppm)P (ppm) Missing rate(ppm)Missing rate (ppm) 3-13-1 SAC302SAC302 55 2020 3030 00 500500 3-23-2 SAC302SAC302 55 2020 5050 00 180180 3-33-3 SAC302SAC302 55 2020 8080 00 175175 3-43-4 SAC302SAC302 55 2020 100100 00 180180 3-53-5 SAC302SAC302 55 2020 150150 00 800800 3-63-6 SAC302SAC302 55 2020 00 1010 600600 3-73-7 SAC302SAC302 55 2020 00 2020 180180 3-83-8 SAC302SAC302 55 2020 00 5050 190190 3-93-9 SAC302SAC302 55 2020 00 8080 12001200 3-103-10 SAC302SAC302 55 2020 8080 2020 185185 3-113-11 SAC302SAC302 55 2020 100100 2020 350350 3-123-12 SAC302SAC302 55 2020 100100 4040 750750 3-133-13 SAC302SAC302 55 2020 8080 5050 500500 3-143-14 SAC305SAC305 55 2020 8080   180180 3-153-15 SAC105SAC105 55 2020 8080   185185 3-163-16 SAC405SAC405 55 2020 8080   170170 3-173-17 SAC2505SAC2505 55 2020 8080   175175 3-183-18 SAC205SAC205 55 2020   3030 180180 3-193-19 SAC1205NiSAC1205Ni 55 2020   3030 185185 3-203-20 Sn0.7CuSn 0.7 Cu 55 2020   3030 190190

3차 평가 결과 200ppm 이하의 미싱율로 공정을 관리하기 위해서는 Ge의 경우 50 내지 100ppm으로 포함되도록 제조된 솔더볼(3-2 내지 3-4, 3-14 내지 3-17), P의 경우 20 내지 50ppm으로 포함되도록 제조된 솔더볼(3-7 내지 3-8, 3-18 내지 3-20)이 적합함을 알 수 있다. 또한 Ge 및 P가 모두 포함되는 경우 상기 범위 내에서 100ppm 이하로 포함되도록 제조된 솔더볼(3-10)이 100ppm 초과하여 포함되도록 제조된 솔더볼(3-11 내지 3-13)이 적합함을 알 수 있다. In order to manage the process with a sewing rate of 200 ppm or less as a result of the third evaluation, solder balls (3-2 to 3-4, 3-14 to 3-17) prepared to be contained in 50 to 100 ppm in the case of Ge, The solder balls 3-7 to 3-8, 3-18 to 3-20, which are prepared so as to be contained at 50 ppm, are suitable. In addition, when both Ge and P are included, it is understood that the solder balls (3-11 to 3-13) manufactured to contain 100 ppm or more of the solder ball (3-10) have.

4) 솔더볼 크기에 따른 미싱율 평가4) Evaluation of the sewing rate according to the solder ball size

본 발명에 의해 제조된 솔더볼의 크기에 따른 미싱율 평가를 진행하였다. 본 발명에 따른 솔더 합금 제조방법에 따라 Pb 함량을 5ppm, Bi 함량을 20ppm으로 조절하여 솔더 합금을 제조하였으며, 제조된 솔더 합금을 이용하여 본 발명에 따른 솔더볼 제조방법에 따라 다양한 크기의 솔더볼을 제작하여 미싱율을 평가하였고, 그 결과를 표 4에 나타내었다. The machining rate was evaluated according to the size of the solder ball manufactured by the present invention. According to the method of manufacturing the solder alloy according to the present invention, the solder alloy was prepared by adjusting the Pb content to 5 ppm and the Bi content to 20 ppm. According to the solder ball manufacturing method according to the present invention, various sizes of solder balls were manufactured , And the results are shown in Table 4.

  Ball size
(um)
Ball size
(um)
Pb(ppm)Pb (ppm) Bi(ppm)Bi (ppm) Missing rate
(ppm)
Missing rate
(ppm)
4-14-1 250250 55 2020 180180 4-24-2 300300 55 2020 180180 4-34-3 400400 55 2020 185185 4-44-4 500500 55 2020 250250 4-54-5 600600 55 2020 400400 4-64-6 200200 55 2020 160160 4-74-7 150150 55 2020 140140 4-84-8 100100 55 2020 130130

미싱율 평가 결과 Pb, Bi의 함량이 각각 5ppm, 20ppm 이하로 조절되고 솔더볼의 크기가 500um 미만인 경우에 미싱율 200ppm의 개선 효과를 나타냄을 알 수 있다. As a result, the Pb and Bi contents were controlled to 5 ppm and 20 ppm, respectively, and the soldering ball size was less than 500 袖 m.

5) 주석 등의 조성에 따른 미싱율 평가5) Evaluation of sewing rate according to composition of tin, etc.

본 발명에 의해 제조된 솔더볼의 주석 등의 조성에 따른 미싱율 평가를 진행하였다. 본 발명에 따른 솔더 합금 제조방법에 따라 다양한 주석 등의 조성 및 Pb 함량을 5ppm, Bi 함량을 20ppm으로 조절하여 솔더 합금을 제조하였으며, 제조된 솔더 합금을 이용하여 본 발명에 따른 솔더볼 제조방법에 따라 다양한 SAC 조성의 솔더볼을 제작하여 미싱율을 평가하였고, 그 결과를 표 4에 나타내었다. Evaluation of the unsuccess rate of the solder balls according to the present invention was carried out according to the compositions of tin and the like. According to the method for manufacturing a solder alloy according to the present invention, a composition of various tin, a Pb content, and a Bi content were adjusted to 5 ppm and 20 ppm, respectively, to prepare a solder alloy. Solder balls with various SAC compositions were prepared to evaluate the unsuccess rate. The results are shown in Table 4.

  CompositionComposition SnSn Ag
(wt%)
Ag
(wt%)
Cu
(wt%)
Cu
(wt%)
Ni
(wt%)
Ni
(wt%)
Pb
(ppm)
Pb
(ppm)
Bi
(ppm)
Bi
(ppm)
Missing rate(ppm)Missing rate (ppm)
5-15-1 SAC302SAC302 remainremain 3.03.0 0.20.2 55 2020 180180 5-25-2 SAC305SAC305 remainremain 3.03.0 0.50.5 55 2020 180180 5-35-3 SAC105SAC105 remainremain 1.01.0 0.50.5 55 2020 185185 5-45-4 SAC405SAC405 remainremain 4.04.0 0.50.5 55 2020 170170 5-55-5 SAC2505SAC2505 remainremain 2.52.5 0.50.5 55 2020 175175 5-65-6 SAC205SAC205 remainremain 2.02.0 0.50.5 55 2020 180180 5-75-7 SAC2308SAC2308 remainremain 2.32.3 0.80.8 55 2020 180180 5-85-8 SAC2308NiSAC2308Ni remainremain 2.32.3 0.80.8 0.080.08 55 2020 185185 5-95-9 SAC1205NiSAC1205Ni remainremain 1.21.2 0.50.5 0.050.05 55 2020 185185 5-105-10 Sn0.7CuSn 0.7 Cu remainremain 0.70.7 55 2020 190190

평가 결과, Pb, Bi의 함량이 각각 5ppm, 20ppm 이하로 조절되는 경우 상기 범위 내의 SAC의 조성에 상관없이 미싱율이 200ppm 이하임을 알 수 있다. As a result of the evaluation, when the content of Pb and Bi is controlled to 5 ppm or less and 20 ppm or less, it is understood that the sewing rate is 200 ppm or less irrespective of the composition of SAC within the above range.

6) PCB 표면 처리에 따른 미싱율 평가6) Evaluation of sewing rate according to PCB surface treatment

본 발명에 의해 제조된 솔더볼을 사용하여, PCB 표면 처리에 따른 미싱율 평가를 진행하였다. 표 6과 같이 표면 처리된 PCB 패드 및 Pb 함량을 5ppm, Bi 함량을 20ppm으로 조절하여 제조된 솔더볼을 제작하여 미싱율을 평가하였고, 그 결과를 표 5에 나타내었다. Using the solder balls manufactured according to the present invention, the machining rate was evaluated according to the surface treatment of the PCB. As shown in Table 6, the solder balls prepared by controlling the surface-treated PCB pads, Pb content to 5 ppm and Bi content to 20 ppm were evaluated and the results are shown in Table 5.

  Pad finishPad finish Pb(ppm)Pb (ppm) Bi(ppm)Bi (ppm) Missing rate(ppm)Missing rate (ppm) 6-16-1 NiAuNiAu 55 2020 180180 6-26-2 Cu-OSPCu-OSP 55 2020 175175 6-36-3 ENIGENIG 55 2020 185185 6-46-4 ENEPIGENEPIG 55 2020 180180 6-56-5 Immersion TinImmersion Tin 55 2020 190190

평가 결과, Pb, Bi의 함량이 각각 5ppm, 20ppm 이하로 조절되는 경우 PCB 패드의 표면처리에 상관없이 미싱율이 200ppm 이하임을 알 수 있다. As a result of the evaluation, when the contents of Pb and Bi are adjusted to 5 ppm and 20 ppm or less, respectively, it can be understood that the sewing rate is less than 200 ppm irrespective of the surface treatment of the PCB pad.

전술한 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The features, structures, effects, and the like illustrated in the above-described embodiments can be combined and modified in other embodiments by those skilled in the art to which the embodiments belong. Therefore, it should be understood that the present invention is not limited to these combinations and modifications.

Claims (15)

은(Ag), 구리(Cu) 및 니켈(Ni)로 구성되는 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하고, 잔부의 주석(Sn)으로 구성되는 솔더볼로서,
상기 솔더볼은 납(Pb) 및 비스무스(Bi)가 1ppm 이하로 정제된 정제 주석을 이용하여, 납(Pb) 및 비스무스(Bi) 함량을 조절함으로써 제조된 것이며,
상기 솔더볼은 납(Pb)이 5ppm 이하, 비스무스(Bi)가 20ppm 이하로 포함되고,
상기 솔더볼은 게르마늄(Ge) 및 인(P)으로 구성되는 군에서 선택되는 1종 이상을 더 포함하며,
상기 솔더볼은 인쇄회로기판에 부착 공정 진행 시 미싱율(missing rate)이 200ppm 이하인 솔더볼.
Wherein the solder ball comprises at least one selected from the group consisting of silver (Ag), copper (Cu), and nickel (Ni)
The solder ball is prepared by adjusting the content of lead (Pb) and bismuth (Bi) using purified tin purified to 1 ppm or less of lead (Pb) and bismuth (Bi)
The solder ball contains lead (Pb) in an amount of 5 ppm or less and bismuth (Bi) in an amount of 20 ppm or less,
The solder ball further includes at least one selected from the group consisting of germanium (Ge) and phosphorus (P)
Wherein the solder ball has a missing rate of 200 ppm or less when the solder ball is attached to the printed circuit board.
제1항에 있어서,
상기 게르마늄(Ge)은 50 내지 100ppm으로 포함되고,
상기 인(P)은 20 내지 50ppm으로 포함하는 솔더볼.
The method according to claim 1,
The germanium (Ge) is contained in an amount of 50 to 100 ppm,
Wherein the phosphorus (P) is contained in an amount of 20 to 50 ppm.
제2항에 있어서,
상기 솔더볼이 게르마늄(Ge) 및 인(P)을 모두 포함하는 경우,
상기 게르마늄(Ge) 및 상기 인(P)의 총 함량이 100ppm 이하로 포함하는 솔더볼.
3. The method of claim 2,
When the solder ball contains both germanium (Ge) and phosphorus (P)
Wherein the total content of germanium (Ge) and phosphorus (P) is 100 ppm or less.
제1항에 있어서,
상기 솔더볼은,
상기 은(Ag)을 0 내지 4.0 wt%,
상기 구리(Cu)를 0.1 내지 1.2 wt%,
상기 니켈(Ni)을 0 내지 0.1 wt% 포함하며,
평균 입경이 100 내지 500um인 솔더볼.
The method according to claim 1,
The solder ball,
0 to 4.0 wt% of silver (Ag)
0.1 to 1.2 wt% of copper (Cu)
0 to 0.1 wt% of nickel (Ni)
A solder ball having an average particle diameter of 100 to 500 mu m.
제4항에 있어서,
상기 솔더볼은,
은(Ag)을 3.0wt%, 구리(Cu)를 0.5wt% 포함하거나,
은(Ag)을 3.0wt%, 구리(Cu)를 0.2wt% 포함하거나,
은(Ag)을 1.2wt%, 구리(Cu)를 0.5wt%, 니켈(Ni)을 0.05wt% 포함하거나,
은(Ag)을 1.0wt%, 구리(Cu)를 0.5wt% 포함하거나,
은(Ag)을 2.5wt%, 구리(Cu)를 0.5wt% 포함하거나,
은(Ag)을 2.3wt%, 구리(Cu)를 0.8wt% 포함하거나,
은(Ag)을 2.3wt%, 구리(Cu)를 0.8wt%, 니켈(Ni)을 0.08wt% 포함하거나,
은(Ag)을 4.0wt%, 구리(Cu)를 0.5wt% 포함하거나,
구리(Cu)를 0.7wt% 포함하는 솔더볼.
5. The method of claim 4,
The solder ball,
3.0 wt% of silver (Ag), 0.5 wt% of copper (Cu)
3.0 wt% of silver (Ag) and 0.2 wt% of copper (Cu)
, Silver (Ag) in an amount of 1.2 wt%, copper (Cu) in an amount of 0.5 wt%, and nickel (Ni) in an amount of 0.05 wt%
1.0 wt% of silver (Ag) and 0.5 wt% of copper (Cu)
2.5 wt% of silver (Ag) and 0.5 wt% of copper (Cu)
, Silver (Ag) in an amount of 2.3 wt% and copper (Cu) in an amount of 0.8 wt%
, Silver (Ag) in an amount of 2.3 wt%, copper (Cu) in an amount of 0.8 wt%, and nickel (Ni) in an amount of 0.08 wt%
4.0 wt% of silver (Ag) and 0.5 wt% of copper (Cu)
Solder balls containing 0.7 wt% of copper (Cu).
납(Pb) 및 비스무스(Bi)를 포함하는 불순물 금속을 1ppm 미만으로 포함하는 정제 주석을 준비하는 제1 단계;
상기 정제 주석과 적어도 1종 이상의 금속을 반응로에 장입하는 제2 단계; 및
상기 반응로의 압력, 온도 및 시간을 포함하는 조건을 제어하여 합금을 제조하는 제3 단계;를 포함하는 솔더 합금 제조방법.
A first step of preparing tabular tin containing less than 1 ppm of an impurity metal containing lead (Pb) and bismuth (Bi);
A second step of charging the purified tin and at least one kind of metal into a reaction furnace; And
And a third step of controlling the conditions including the pressure, temperature and time of the reactor to produce an alloy.
제6항에 있어서,
상기 제2 단계는 상기 정제 주석과, 은(Ag), 구리(Cu), 니켈(Ni), 납(Pb), 비스무스(Bi), 게르마늄(Ge) 및 인(P)으로 구성되는 군에서 선택되는 적어도 1종 이상의 금속을 무게비로 칭량하여 반응로에 장입하는 단계인 솔더 합금 제조방법.
The method according to claim 6,
The second step may be selected from the group consisting of silver tin and silver (Ag), copper (Cu), nickel (Ni), lead (Pb), bismuth (Bi), germanium (Ge) And at least one kind of metal is weighed at a weight ratio and charged into a reactor.
제7항에 있어서,
상기 제2 단계는 상기 납(Pb) 및 상기 비스무스(Bi)를 장입하는 경우,
상기 납(Pb)은 5ppm 이하로 포함되고, 상기 비스무스(Bi)는 20ppm 이하로 포함되도록 무게비로 칭량하여 반응로에 장입하는 단계인 솔더 합금 제조방법.
8. The method of claim 7,
In the second step, when the lead (Pb) and the bismuth (Bi) are charged,
Wherein the lead (Pb) is contained in an amount of not more than 5 ppm and the bismuth (Bi) is weighed in a weight ratio so as to be not more than 20 ppm.
제7항에 있어서,
상기 제2 단계는 상기 게르마늄(Ge) 또는 상기 인(P)을 장입하는 경우,
상기 게르마늄(Ge)은 50 내지 100ppm으로 포함되도록,
상기 인(P)은 20 내지 50ppm으로 포함되도록 무게비로 칭량하여 반응로에 장입하는 단계인 솔더 합금 제조방법.
8. The method of claim 7,
In the second step, when the germanium (Ge) or phosphorus (P) is charged,
The germanium (Ge) is contained in an amount of 50 to 100 ppm,
Wherein the phosphorus (P) is weighed at a weight ratio of 20 to 50 ppm and charged into the reactor.
제9항에 있어서,
상기 제2 단계는 상기 게르마늄(Ge) 및 상기 인(P)이 모두 장입되는 경우,
상기 게르마늄(Ge) 및 상기 인(P)의 총 함량이 100ppm 이하로 포함되도록 무게비로 칭량하여 반응로에 장입하는 단계인 솔더 합금 제조방법.
10. The method of claim 9,
If the germanium (Ge) and phosphorus (P) are all charged,
And weighing the germanium (Ge) and phosphorus (P) in a weight ratio so that the total content of the germanium (Ge) and phosphorus (P) is 100 ppm or less.
제10항에 있어서,
상기 제3 단계는 상기 반응로를 제1 온도로 승온 후 유지하는 제1 승온단계 및 상기 반응로를 상기 제1 온도보다 높은 온도인 제2 온도로 승온 후 유지하는 제2 승온단계를 통해 합금을 제조하는 단계인 솔더 합금 제조방법.
11. The method of claim 10,
The third step includes a first heating step of raising the temperature of the reactor to a first temperature and then maintaining the reactor at a second temperature higher than the first temperature and a second heating step of maintaining the reactor at a second temperature higher than the first temperature, A method of manufacturing a solder alloy.
제6항에 있어서,
상기 제1 단계는 순도 99.9% 내지 99.99%의 주석을 진공로에서 불순물 금속을 제거하는 진공정련을 통해 상기 정제 주석을 준비하는 단계인 솔더 합금 제조방법.
The method according to claim 6,
Wherein the first step is to prepare the purified tin through vacuum refining to remove impurity metal from the tin in a vacuum furnace in a purity of 99.9% to 99.99%.
제6항에 있어서,
상기 제1 단계는 순도 99.9% 내지 99.99%의 용융된 주석을 2~7μm의 구멍을 갖는 1~2mm 두께의 필터에 3~4bar의 압력 하에서 통과시켜 불순물 금속을 제거하는 필터링을 통해 상기 정제 주석을 준비하는 단계인 솔더 합금 제조방법.
The method according to claim 6,
The first step is to pass the refined tin through filtration to remove impurity metal by passing molten tin having a purity of 99.9% to 99.99% through a 1 to 2 mm thick filter having a 2 to 7 탆 pore under a pressure of 3 to 4 bar Preparing a solder alloy.
제7항의 솔더 합금 제조방법에 의하여 제조된,
은(Ag)을 0 내지 4.0 wt%,
구리(Cu)를 0.1 내지 1.2 wt%,
니켈(Ni)을 0 내지 0.1 wt%
납(Pb)을 0.0005 wt% 이하,
비스무스(Bi)를 0.002 wt% 이하,
게르마늄(Ge)을 0.005 내지 0.01 wt%,
인(P)을 0.002 내지 0.005 wt% 포함하고,
잔부의 주석(Sn)을 포함하는 솔더 합금.
A solder alloy manufacturing method according to claim 7,
0 to 4.0 wt% of silver (Ag)
0.1 to 1.2 wt% of copper (Cu)
0 to 0.1 wt% nickel (Ni)
The lead (Pb) is 0.0005 wt% or less,
0.002 wt% or less of bismuth (Bi)
Germanium (Ge) in an amount of 0.005 to 0.01 wt%
0.002 to 0.005 wt% of phosphorus (P)
A solder alloy comprising tin (Sn) in the remainder.
제6항의 솔더 합금 제조방법에 의해 제조된 솔더 합금을 용탕에 장입한 후 230~250℃로 용융시키는 용융단계;
상기 용융된 합금에 마스터 합금을 투입 후 온도를 250~280℃로 유지하는 투입단계;
상기 마스터 합금이 투입된 합금을 유도가열하는 가열단계; 및
상기 유도가열된 합금을 오리피스 홀로 통과시키는 볼형성단계;를 포함하는 솔더볼 제조방법.
A melting step of charging the solder alloy produced by the solder alloy manufacturing method of claim 6 into a molten metal and melting the molten solder at 230 to 250 ° C;
An injection step of supplying the master alloy to the molten alloy and maintaining the temperature at 250 to 280 DEG C;
A heating step of induction heating the alloy into which the master alloy is introduced; And
And a ball forming step of passing the induction-heated alloy through an orifice hole.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111085799A (en) * 2020-01-19 2020-05-01 上海锡喜材料科技有限公司 Formula of soft soldering wire product without flux core for TC power device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100395438B1 (en) * 2002-05-01 2003-08-21 Ecojoin Co Ltd Lead-free solder alloy composite
KR101274764B1 (en) * 2011-06-07 2013-06-17 덕산하이메탈(주) Manufacturing method of tin for radiating low alpha radioactive rays using vacuum refining
KR101360142B1 (en) * 2012-01-13 2014-02-11 서정환 Lead-free solder composition
KR101688463B1 (en) * 2013-11-15 2016-12-23 덕산하이메탈(주) Solder alloy and solder ball
KR101539056B1 (en) * 2014-08-01 2015-07-24 덕산하이메탈(주) solder alloy and solder ball

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109093282A (en) * 2018-09-30 2018-12-28 苏州宇邦新型材料股份有限公司 A kind of corrosion-resistant solder of Sn-Pb-Bi and preparation method thereof of the photovoltaic welding belt containing Al

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