KR20180005855A - Lead Free Solder Composition With High Ductility - Google Patents

Lead Free Solder Composition With High Ductility Download PDF

Info

Publication number
KR20180005855A
KR20180005855A KR1020160086042A KR20160086042A KR20180005855A KR 20180005855 A KR20180005855 A KR 20180005855A KR 1020160086042 A KR1020160086042 A KR 1020160086042A KR 20160086042 A KR20160086042 A KR 20160086042A KR 20180005855 A KR20180005855 A KR 20180005855A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
lead
solder composition
free solder
solder
weight
Prior art date
Application number
KR1020160086042A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
리신 조우
Original Assignee
헤베이 리신 테크놀로지 컴퍼니 리미티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 헤베이 리신 테크놀로지 컴퍼니 리미티드 filed Critical 헤베이 리신 테크놀로지 컴퍼니 리미티드
Priority to KR1020160086042A priority Critical patent/KR20180005855A/en
Publication of KR20180005855A publication Critical patent/KR20180005855A/en

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B23K1/0008—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering specially adapted for particular articles or work
    • B23K1/0016—Brazing of electronic components
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/26—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 400 degrees C
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C28/00—Alloys based on a metal not provided for in groups C22C5/00 - C22C27/00
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/36—Electric or electronic devices
    • B23K2201/36—

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Abstract

The present invention provides a lead free solder composition with high ductility, comprising: 0.02-6 wt% of stibium (Sb); 0.03-3 wt% of copper (Cu); 0.03-8 wt% of bismuth (Bi); 40-60 wt% of indium (In); 0.3-8 wt% of silver (Ag); 5-11 wt% of magnesium (Mg); 0.1-2.5 wt% of scandium (Sc); 0.4-1.5 wt% of niobium (Nb); and 10-45 wt% of zinc (Zn). According to the present invention, the lead free solder composition has the solidus temperature which is not lower than 120 C and has excellent ductility and stability in order to properly solder an electric connector to a metallic surface on glass.

Description

고연성의 무연 솔더 조성물{Lead Free Solder Composition With High Ductility}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a lead-free solder composition,

본 발명은 무연 솔더 조성물(lead free solder composition)에 관한 것으로, 더 구체적으로는 고연성의 무연 솔더 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a lead-free solder composition, and more particularly to a high-ductility lead-free solder composition.

자동차의 리어 윈도우(rear window)는 일반적으로 유리 위에 위치한 디프로스터(defroster)와 같은 전기 장치를 포함한다. 전기 장치에 전기 접속을 제공하기 위해, 전기 장치에 전기적으로 연결되도록 구성된 금속화된 표면을 획득하도록 일반적으로 작은 면적의 금속 코팅이 적용되며, 전기 장치의 전기 커넥터는 금속화된 표면에 납땜될 수 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION [0002] A rear window of an automobile generally includes an electrical device such as a defroster located on a glass. To provide an electrical connection to an electrical device, a generally small area of metal coating is applied to obtain a metallized surface configured to be electrically connected to the electrical device, and the electrical connector of the electrical device can be soldered to the metallized surface have.

종래 기술에 있어서, 전기 커넥터는 납(Pb)을 포함하는 솔더(solder)로 유리의 금속화된 표면에 납땜된다. 그러나 납에 의한 환경 오염에 기인하여 납의 사용은 더욱더 제한되며, 따라서 납땜 적용(soldering application)에 무연 솔더(lead free solder)가 사용되기 시작한다. 예를 들어, 80% 이상과 같이 높은 함량의 주석(Sn)을 포함하는 일반적인 무연 솔더가 일부 산업 분야에서 사용된다.In the prior art, the electrical connector is soldered to the metallized surface of the glass with a solder containing lead (Pb). However, due to environmental pollution by lead, the use of lead is more limited, so lead free solders are beginning to be used in soldering applications. For example, common lead-free solders, including tin (Sn), which is as high as 80% or more, are used in some industries.

그러나, 유리는 깨지기 쉬워서, 높은 함량의 주석을 갖는 일반적인 무연 솔더는 유리 상에 전기 장치를 납땜할 때 유리에 균열을 일으키는 경향이 있다. 또한, 열팽창 계수(Coefficient of thermal expansion, CTE)에 있어서 실질적으로 다른 두 물질(예를 들면 유리와 구리)을 납땜하는 것은 솔더 접합부의 냉각시, 그리고 후속의 온도 공정시에 있어서 솔더에 압박을 유발한다. 따라서, 한편으로는 유리 상의 전기 장치를 납땜하기에 적합한 솔더 조성물은 납땜 과정에서 자동차 유리의 균열이 발생하지 않을 만큼 충분히 낮은 녹는점(즉, 액상선 온도(liquidus temperature))을 가질 필요가 있으며, 왜냐하면 높은 녹는점 및 그에 대응하는 높은 공정 온도는 냉각시에 솔더에 높은 압박을 유발하는 CTE 부정합의 악영향을 증대시키기 때문이다. 결과적으로, 솔더는 우수한 연성을 갖도록 더 요구된다. 반면, 일반적인 자동차 사용 동안, 예를 들어 자동차가 창문이 닫힌 채로 태양 아래 있거나, 또는 다른 극단적인 열악한 환경 조건에 있을 때와 같을 때, 솔더 조성물의 녹는점은 솔더가 녹지 않도록 충분히 높을 필요가 있다.However, since glass is fragile, common lead-free solders with a high content of tin tend to cause cracking of the glass when soldering electrical devices on glass. Also, soldering two materials (e.g., glass and copper) that are substantially different in the coefficient of thermal expansion (CTE) may cause compression of the solder during cooling of the solder joint and during subsequent thermal processes do. Thus, on the one hand, a solder composition suitable for soldering an electrical device on a glass needs to have a melting point (i.e., liquidus temperature) low enough so that cracking of the automotive glass does not occur during the soldering process, Because the high melting point and corresponding high process temperatures increase the adverse effects of CTE mismatch, which causes high pressure on the solder during cooling. As a result, the solder is further required to have good ductility. On the other hand, the melting point of the solder composition needs to be high enough so that the solder does not melt during normal automotive use, for example when the car is under the sun with the window closed, or in other extreme harsh environmental conditions.

64.35%-65.65% 중량 퍼센트의 인듐(In), 29.7%-30.3% 주석(Sn), 4.05%- 4.95% 은(Ag), 및 0.25%-0.75% 구리(Cu)를 갖는 무연 솔더 조성물(이하, "65 인듐 솔더"라 함)이 종래에 이미 개시되어 있다.Lead solder composition having 64.35% -65.65% by weight of indium (In), 29.7% -30.3% tin (Sn), 4.05% - 4.95% silver (Ag), and 0.25% -0.75% copper , "65 indium solder") have already been disclosed.

그러나 인듐을 포함하는 솔더는 보통 다른 솔더들보다 훨씬 낮은 녹는점을 갖는다. 예를 들어, 65 인듐 솔더는 109℃의 고상선 온도(solidus temperature)를 가지며, 납 솔더(lead solder)의 160℃에 비교되고, 그리고 127℃의 액상선 온도는 납 솔더의 224℃와 비교된다. 일반적으로, 솔더의 높은 인듐 함량은 솔더의 낮은 고상선 온도를 야기한다. 몇몇 자동차 제조업체는 솔더 접합부가 상승된 온도를 견딜 만한 성능을 갖기를 원하며, 따라서 인듐을 함유하는 솔더는 성능의 열화 없이, 120℃보다 낮지 않은 고상선 온도를 가져야 하며 -40℃에서 120℃ 사이 온도에서 양호한 연성을 가져야 한다.However, indium-containing solders usually have melting points much lower than other solders. For example, a 65-indium solder has a solidus temperature of 109 ° C and is compared to 160 ° C of a lead solder, and a liquidus temperature of 127 ° C is compared to 224 ° C of a lead solder . Generally, the high indium content of the solder results in a low solidus temperature of the solder. Some automobile manufacturers want the solder joints to have performance that can withstand the elevated temperatures and therefore the indium containing solder should have a solidus temperature not lower than 120 ° C without deterioration in performance and should be between -40 ° C and 120 ° C It should have good ductility at temperature.

또한, 밀접하게 배열된 다수의 전기 커넥터를 납땜함에 있어서, 전기 커넥터의 납땜은 인접하게 납땜된 전기 커넥터에 영향을 미칠 것이며, 따라서 솔더는 높은 안정성 및 연성을 가져야 하고, 그렇지 않으면 인접한 전기 커넥터의 재용융(remelting) 및 균열이 발생할 수 있다.Also, in soldering multiple closely aligned electrical connectors, the soldering of the electrical connector will affect the adjacently soldered electrical connector, and therefore the solder must have high stability and ductility, otherwise the solder of the adjacent electrical connector Remelting and cracking may occur.

본 발명은 120℃보다 낮지 않은 고상선 온도를 가지며, 양호한 연성 및 안정성을 가져, 따라서 유리 상의 금속화된 표면에 전기 커넥터를 납땜하기에 적합한 무연 솔더 조성물을 제공하기 위한 것이다. The present invention is to provide a lead-free solder composition having a solidus temperature of not lower than 120 占 폚, having good ductility and stability, and therefore suitable for soldering an electrical connector to a metallized surface on glass.

따라서, 본 발명의 목적은: 0.02 내지 6 중량%의 스티비움, 0.03 내지 3 중량%의 구리, 0.03 내지 8 중량%의 비스무스, 40 내지 60 중량%의 인듐, 0.3 내지 8 중량%의 은, 5 내지 11 중량%의 마그네슘, 0.1 내지 2.5 중량%의 스칸듐, 0.4 내지 1.5 중량%의 니오븀, 및 10 내지 45 중량%의 주석을 포함하는 무연 솔더 조성물을 제공하기 위한 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method for the production of silver, which comprises: 0.02 to 6% by weight of stibium, 0.03 to 3% by weight of copper, 0.03 to 8% by weight of bismuth, 40 to 60% by weight of indium, 0.3 to 8% Lead-free solder composition comprising 11 to 11 wt% magnesium, 0.1 to 2.5 wt% scandium, 0.4 to 1.5 wt% niobium, and 10 to 45 wt% tin.

바람직하게는, 상기 무연 솔더 조성물은 1.2 내지 1.5 중량%의 스칸듐을 포함할 수 있다.Preferably, the lead-free solder composition may comprise 1.2 to 1.5 wt% scandium.

바람직하게는, 상기 무연 솔더 조성물은 1.0 내지 1.2 중량%의 니오븀을 포함할 수 있다.Preferably, the lead-free solder composition may comprise from 1.0 to 1.2% by weight of niobium.

상기 무연 솔더 조성물은 120℃ 내지 135℃ 범위 내의 고상선 온도를 가질 수 있다.The lead-free solder composition may have a solidus temperature in the range of 120 < 0 > C to 135 < 0 > C.

또한, 상기 무연 솔더 조성물은 130℃ 내지 145℃ 범위 내의 액상선 온도를 가질 수 있다.The lead-free solder composition may also have a liquidus temperature in the range of 130 < 0 > C to 145 < 0 > C.

바람직하게는, 상기 무연 솔더 조성물은 3 내지 4 중량%의 스티비움을 포함할 수 있다.Preferably, the lead-free solder composition may comprise from 3 to 4% by weight of stibium.

바람직하게는, 상기 무연 솔더 조성물은 4 내지 5 중량%의 비스무스를 포함할 수 있다.Preferably, the lead-free solder composition may comprise from 4 to 5% by weight of bismuth.

본 발명에 따른 무연 솔더 조성물은 120℃보다 낮지 않은 고상선 온도를 가지며, 우수한 연성 및 안정성을 갖고, 따라서 유리 상에 금속화된 표면에 전기 커넥터를 납땜하기에 적합하다.The lead-free solder composition according to the present invention has a solidus temperature not lower than 120 占 폚, has excellent ductility and stability, and is therefore suitable for soldering an electrical connector to a metallized surface on glass.

이하, 본 발명을 몇몇 실시 예와 함께 더 상세하게 설명한다. 본 명세서에 기술된 구체적 실시 예들은 본 발명의 범주를 제한하기보다는 단지 본 발명의 내용을 설명하기 위한 것으로 이해될 수 있다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to several embodiments. It is to be understood that the specific embodiments described herein are for describing the contents of the present invention rather than limiting the scope of the present invention.

본 발명은 유리 상에 전기 소자를 납땜하는데 적합한 무연 솔더 조성물(lead free solder composition)을 제공한다. 예시적으로, 이러한 납땜은 자동차의 리어 윈도우(rear window)를 제조하는 데에 요구되며, 리어 윈도우는 리어 윈도우 내부면에 설치되어 전기적으로 저항성을 갖는 제상 라인(defrosting line)으로 구성된 윈도우 디프로스터(window defroster)를 포함한다. 제상 라인은 리어 윈도우의 내부면에 위치한 한 쌍의 전기 접촉 스트립(electrical contact strip)(즉, 전기 접촉면, 버스 바(buss bur)로도 지칭됨)에 전기적으로 연결된다. 전기 접촉 스트립은 리어 윈도우의 내부면에 증착된 전도성 코팅으로 구성될 수 있다. 일반적으로, 전기 접촉 스트립은 은-함유 물질로 형성될 수 있다.The present invention provides lead free solder compositions suitable for soldering electrical devices on glass. Illustratively, such soldering is required to manufacture a rear window of a vehicle, and the rear window is provided with a window defroster (not shown) which is installed on the inner surface of the rear window and is composed of an electrically resistive defrosting line window defroster. The defrost line is electrically connected to a pair of electrical contact strips (i. E., Electrical contact surfaces, also referred to as buss burs) located on the inner surface of the rear window. The electrical contact strip may be comprised of a conductive coating deposited on the inner surface of the rear window. Generally, the electrical contact strip may be formed of a silver-containing material.

종래 기술의 문제점을 극복하기 위해, 본 발명의 일 실시 예는, 0.02 내지 6중량%의 스티비움(stibium), 0.03 내지 3 중량%의 구리, 0.03 내지 8 중량%의 비스무스(bismuth), 40 내지 60 중량%의 인듐, 0.3 내지 8 중량%의 은, 5 내지 11 중량%의 마그네슘, 0.1 내지 2.5 중량%의 스칸듐, 0.4 내지 1.5 중량%의 니오븀(niobium), 및 10 내지 45 중량%의 주석을 포함하는 무연 솔더 조성물을 제공한다.In order to overcome the problems of the prior art, one embodiment of the present invention is directed to a process for the preparation of a composition comprising from 0.02 to 6% by weight of stibium, from 0.03 to 3% by weight of copper, from 0.03 to 8% by weight of bismuth, Wherein the composition comprises 60 wt% indium, 0.3 to 8 wt% silver, 5 to 11 wt% magnesium, 0.1 to 2.5 wt% scandium, 0.4 to 1.5 wt% niobium, and 10 to 45 wt% Lead-free solder composition.

상기 실시 예에 있어서, 무연 솔더 조성물은 스칸듐 및 니오븀을 포함하며, 그중 스칸듐은 입자 크기를 줄이는 효과 및 재결정 온도를 상승시키는 기능을 가지고 있으며 솔더의 연성 및 안정성을 향상시킬 수 있고, 니오븀은 높은 녹는점, 높은 강도 및 강한 내식성(anti-corrosion)으로 특징지어지며 솔더의 강도, 고온 저항성 및 내식성을 향상시킬 수 있으며, 솔더 접합부의 균열을 방지하고, 솔더 조성물의 고상선 온도가 120℃ 내지 135℃의 범위 내에 있도록, 솔더 조성물의 액상선 온도가 130℃ 내지 145℃의 범위 내에 있도록 증가시킬 수 있다.In this embodiment, the lead-free solder composition includes scandium and niobium, wherein scandium has the effect of reducing the particle size and raising the recrystallization temperature, improving the ductility and stability of the solder, Point, high strength and anti-corrosion, which can improve the strength, high temperature resistance and corrosion resistance of the solder, prevent cracking of the solder joint, and improve the solidus temperature of the solder composition from 120 ° C to 135 ° C , So that the liquidus temperature of the solder composition is in the range of 130 캜 to 145 캜.

일부 실시 예에 있어서, 무연 솔더 조성물은 1.2 내지 1.5 중량%, 더 바람직하게는 1.1중량%의 스칸듐을 포함할 수 있다.In some embodiments, the lead-free solder composition may comprise 1.2 to 1.5 wt%, more preferably 1.1 wt% of scandium.

일부 일시 예에 있어서, 무연 솔더 조성물은 1.0 내지 1.2 중량%, 더 바람직하게는 1.2중량%의 니오븀을 포함할 수 있다.In some instances, the lead-free solder composition may comprise 1.0-1.2 wt%, more preferably 1.2 wt% niobium.

일부 일시 예에 있어서, 무연 솔더 조성물은 3 내지 4 중량%의 스티비움 및 4 내지 5 중량%의 비스무스를 포함할 수 있다.In some instances, the lead-free solder composition may comprise 3 to 4 wt% stibium and 4 to 5 wt% bismuth.

일부 실시 예에 있어서, 무연 솔더 조성물은 6 내지 10 중량%, 바람직하게는 7 내지 9 중량%, 더 바람직하게는 8 중량%의 마그네슘을 포함할 수 있다. 일부 다른 실시 예에 있어서, 무연 솔더 조성물은 8 내지 9 중량%의 마그네슘을 포함할 수 있다.In some embodiments, the lead-free solder composition may comprise 6 to 10 wt%, preferably 7 to 9 wt%, more preferably 8 wt% magnesium. In some other embodiments, the lead-free solder composition may comprise 8 to 9 weight percent magnesium.

상기 언급한 바와 같이, 본 발명에 따른 무연 솔더 조성물은 120℃ 내지 135℃ 범위 내의 고상선 온도, 그리고 130℃ 내지 145℃ 범위 내의 액상선 온도를 갖는다. 고상선 온도는 실질적으로 합금이 용융되기 시작하는 온도로 정의된다. 고상선 온도 이하에서, 물질은 용융 과정없이 완전히 고체이다. 액상선 온도는 결정(용융되지 않은 금속 또는 합금)이 용융 상태와 공존할 수 있는 최대 온도이다. 액상선 온도 이상에서, 물질은 용융 상태로만 이루어진 균일질이다. 납땜 공정 온도는 액상선 온도보다, 납땜 기술에 의해 결정되는 온도만큼 높다.As mentioned above, the lead-free solder composition according to the present invention has a solidus temperature in the range of 120 캜 to 135 캜, and a liquidus temperature in the range of 130 캜 to 145 캜. The solidus temperature is defined as the temperature at which substantially the alloy begins to melt. Below the solidus temperature, the material is completely solid without any melting process. The liquidus temperature is the maximum temperature at which crystals (unmelted metal or alloy) can coexist with the molten state. Above the liquidus temperature, the material is of a homogeneous quality consisting only of the molten state. The soldering process temperature is higher than the liquidus temperature by a temperature determined by the soldering technique.

본 발명에 따른 솔더 조성물은 무연이며, 전형적으로 약 105℃인 동일 유형의 다른 솔더들보다 가공 온도가 높다. 또한, 본 발명에 따른 솔더 조성물은 종래 기존의 무연 솔더 조성물에 비해 더 우수한 연성 및 안정성을 갖는다.The solder composition according to the present invention is lead-free and has a higher processing temperature than other solders of the same type, typically at about < RTI ID = 0.0 > 105 C. < / RTI > In addition, the solder composition according to the present invention has better ductility and stability than conventional lead-free solder compositions.

비스무스 및 구리의 다른 요소들과의 조합은, 솔더의 기계적 성능 향상, 및 예상되는 가공 온도의 증가를 포함하는 솔더 조성물의 전체적인 성능을 특정한 조건 하에서 향상시킨다.The combination of bismuth and other elements of copper improves the overall performance of the solder composition under certain conditions, including improved mechanical performance of the solder, and an expected increase in processing temperature.

일부 실시 예에 있어서, 무연 솔더 조성물은 120℃ 내지 135℃ 범위 내의 고상선 온도를 가질 수 있다.In some embodiments, the lead-free solder composition may have a solidus temperature within the range of 120 < 0 > C to 135 < 0 > C.

다른 일부 실시 예에 있어서, 솔더 조성물은 130℃ 내지 145℃ 범위 내의 액상선 온도를 가질 수 있다.In some other embodiments, the solder composition may have a liquidus temperature in the range of 130 캜 to 145 캜.

일부 실시 예에 있어서, 무연 솔더 조성물은 3 내지 4 중량%의 스티비움을 포함할 수 있다.In some embodiments, the lead-free solder composition may comprise 3 to 4 weight percent stibium.

일부 실시 예에 있어서, 무연 솔더 조성물은 4 내지 5 중량%의 비스무스를 포함할 수 있다.In some embodiments, the lead-free solder composition may comprise from 4 to 5% by weight of bismuth.

본 발명에 따른 무연 솔더 조성물은 120℃보다 낮지 않은 고상선 온도를 가지며, 양호한 연성 및 안정성을 가지며, 따라서 유리 상에서 금속화된 표면에 전기 커넥터를 납땜하는 데 적합하다.The lead-free solder composition according to the present invention has a solidus temperature of not lower than 120 캜, has good ductility and stability, and is therefore suitable for soldering electrical connectors on a surface metallized on glass.

이제, 아래 표 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 무연 솔더 조성물에 의해 형성된 솔더 접합부의 내-균열성능(anti-cracking performance)이 몇몇 비교되는 예시들과 본 발명의 실시 예들과의 비교와 함께 설명된다.Now, as shown in Table 1 below, the anti-cracking performance of a solder joint formed by a lead-free solder composition according to the present invention is compared with some comparative examples and embodiments of the present invention Together.

실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 실시예 4Example 4 실시예 5Example 5 비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2



함량(중량%)



Content (% by weight)



스티비움Stibium 1One 2.32.3 44 4.34.3 55 44 55 구리Copper 0.10.1 0.50.5 1One 1.41.4 22 1One 22 비스무스Bismuth 0.50.5 1.51.5 33 55 77 33 55 인듐indium 4040 4545 5050 5555 6060 4545 5050 은silver 0.50.5 1.51.5 2.52.5 44 66 2.52.5 44 마그네슘magnesium 55 77 88 99 1010 88 99 스칸듐scandium 0.10.1 0.50.5 1One 1.21.2 2.52.5 0.050.05 2.82.8 니오븀Niobium 0.40.4 0.60.6 0.80.8 1.11.1 1.51.5 0.050.05 22 주석Remark 1010 2020 2525 3030 4040 3030 4040 균열(cracking)Cracking √√ √√ √√ √√ √√ ×× ×× 연성(ductility)Ductility 양호Good 양호Good 양호Good 양호Good 양호Good 부족lack 부족lack

주석:Remark:

√: 납땜하는 동안 인접한 솔더 접합부에 균열이 발생하지 않음√: No cracks in adjacent solder joints during soldering

×: 납땜하는 동안 인접한 솔더 접합부에 균열이 발생함X: Cracks occur in adjacent solder joints during soldering

상기 표에서 확인할 수 있는 바와 같이, 솔더 조성물에 스칸듐이 0.1 내지 2.5 중량%의 범위 내의 양으로 함유되어 있을 때, 본 발명에 따른 무연 솔더 조성물에 의해 후속 공정에서의 솔더 접합부의 균열을 방지할 수 있다. 그러나, 솔더 조성물에 스칸듐이 0.1 중량%보다 낮거나 2.5 중량%보다 높은 양으로 함유되어 있을 때, 솔더의 내-균열성능은 저하된다. 또한, 솔더 조성물에 니오븀이 0.4 내지 1.5 중량%의 범위 내의 양으로 함유되어 있을 때, 본 발명에 따른 무연 솔더 조성물에 의해 형성된 솔더 접합부는 양호한 연성을 갖는다. 그러나, 솔더 조성물에 니오븀이 0.4 중량%보다 낮거나 1.5 중량%보다 높은 양으로 함유되어 있을 때, 솔더의 연성은 저하된다.As can be seen in the above table, when the solder composition contains scandium in an amount within the range of 0.1 to 2.5% by weight, the lead-free solder composition according to the present invention can prevent cracking of the solder joint in the subsequent process have. However, when scandium is contained in an amount lower than 0.1 wt% or higher than 2.5 wt% in the solder composition, the anti-cracking performance of the solder is lowered. Further, when the niobium is contained in the solder composition in an amount within the range of 0.4 to 1.5 wt%, the solder joint formed by the lead-free solder composition according to the present invention has good ductility. However, when niobium is contained in the solder composition in an amount lower than 0.4 wt% or higher than 1.5 wt%, the ductility of the solder is lowered.

고온 보관 실험(High Temperature Storage Test)High Temperature Storage Test

본 발명의 실시 예에 따른 무연 솔더의 연성 성능을 고온 보관 실험으로 테스트하였다. 본 실험에서, 분위기 조절 챔버(climate controlled chamber)의 온도는 120℃로 일정하게 유지되며, 전기 커넥터 및 본 발명에 따른 솔더로 전기 커넥터에 납땜된 금속화된 표면은 상기 분위기 조절 챔버 내에 배치되고, 6 뉴턴의 중량을 전기 커넥터에 24시간 동안 걸어 놓았다. 24시간 종료 후, 전기 커넥터는 디지털 포스 게이지(digital force gauge)에 의해 50N의 힘으로 3초간 당겨졌으며, 본 실험 동안 전기 커넥터의 균열에 의한 단선은 발생하지 않았다.The ductile performance of the lead-free solder according to the embodiment of the present invention was tested by high temperature storage test. In this experiment, the temperature of the climate controlled chamber was kept constant at 120 캜, and the electrical connector and the metallized surface soldered to the electrical connector with the solder according to the invention were placed in the atmosphere conditioning chamber, 6 I hooked the Newton's weight to the electrical connector for 24 hours. After 24 hours, the electrical connector was pulled for 3 seconds with a force of 50 N by a digital force gauge, and no disconnection due to cracking of the electrical connector occurred during this experiment.

상기 설명된 것들은 단지 본 발명의 바람직한 실시 예 및 적용되는 기술 원리임을 유의한다. 본 발명이 본 명세서에 기재된 특정 실시 예들로 한정되지 않는다는 것이 당업자에게 이해될 것이다. 다양한 자명한 변형, 재조정 및 대체가 본 발명의 보호 범위를 벗어나지 않는 한 당업자에 의해 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명이 상기 실시 예들을 통해 상세히 설명되었음에도 불구하고, 본 발명은 상기 실시 예들로 제한되지 않으며, 본 발명의 개념을 벗어나지 않는 다른 동등한 실시 예들을 더 포함할 수 있다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위에 의해 정해진다.It should be noted that the above description is merely the preferred embodiment of the present invention and the applied technical principles. It will be understood by those skilled in the art that the present invention is not limited to the specific embodiments described herein. Various obvious modifications, rearrangements and substitutions may be made by those skilled in the art without departing from the scope of protection of the present invention. Accordingly, although the present invention has been described in detail with reference to the above embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and may include other equivalent embodiments without departing from the concept of the present invention. The scope of the invention is defined by the appended claims.

Claims (5)

0.02 내지 6 중량%의 스티비움(stibium),
0.03 내지 3 중량%의 구리,
0.03 내지 8 중량%의 비스무스(bismuth),
40 내지 60 중량%의 인듐(indium),
0.3 내지 8 중량%의 은,
5 내지 11 중량%의 마그네슘,
0.1 내지 2.5 중량%의 스칸듐(scandium),
0.4 내지 1.5 중량%의 니오븀(niobium), 및
10 내지 45 중량%의 주석(tin)을 포함하는 무연 솔더 조성물(lead free solder composition).
0.02 to 6 wt% stibium,
0.03 to 3% by weight of copper,
0.03 to 8 wt% bismuth,
40 to 60% by weight of indium,
0.3 to 8% by weight of silver,
5 to 11% by weight of magnesium,
0.1 to 2.5% by weight of scandium,
0.4 to 1.5% by weight of niobium, and
A lead free solder composition comprising 10 to 45 wt% tin.
제1 항에 있어서,
1.2 내지 1.5 중량%의 스칸듐을 포함하는 무연 솔더 조성물.
The method according to claim 1,
1. A lead-free solder composition comprising 1.2 to 1.5 weight percent scandium.
제1 항에 있어서,
1.0 내지 1.2 중량%의 니오븀을 포함하는 무연 솔더 조성물.
The method according to claim 1,
1. A lead-free solder composition comprising 1.0-1.2 wt% niobium.
제1 항에 있어서,
상기 무연 솔더 조성물은 120℃ 내지 135℃ 범위 내 고상선 온도를 갖는 무연 솔더 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the lead-free solder composition has a solidus temperature in the range of 120 < 0 > C to 135 < 0 > C.
제3 항에 있어서,
상기 무연 솔더 조성물은 130℃ 내지 145℃ 범위 내 액상선 온도를 갖는 무연 솔더 조성물.
The method of claim 3,
Wherein the lead-free solder composition has a liquidus temperature in the range of 130 < 0 > C to 145 < 0 > C.
KR1020160086042A 2016-07-07 2016-07-07 Lead Free Solder Composition With High Ductility KR20180005855A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160086042A KR20180005855A (en) 2016-07-07 2016-07-07 Lead Free Solder Composition With High Ductility

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160086042A KR20180005855A (en) 2016-07-07 2016-07-07 Lead Free Solder Composition With High Ductility

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20180005855A true KR20180005855A (en) 2018-01-17

Family

ID=61026236

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160086042A KR20180005855A (en) 2016-07-07 2016-07-07 Lead Free Solder Composition With High Ductility

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20180005855A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112342417A (en) * 2020-11-17 2021-02-09 昆明理工大学 Tin-based solder and preparation method thereof

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112342417A (en) * 2020-11-17 2021-02-09 昆明理工大学 Tin-based solder and preparation method thereof
CN112342417B (en) * 2020-11-17 2022-03-15 昆明理工大学 Tin-based solder and preparation method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2594109B1 (en) Glass pane with electric connection element
JP7082641B2 (en) Indium-tin-silver-based lead-free solder
KR20170108768A (en) Lead free solder composition with high ductility
KR20180065607A (en) Solder paste containing lead free solder composition with high ductility and soldering flux
KR20180005855A (en) Lead Free Solder Composition With High Ductility
US20170266764A1 (en) Lead free solder composition with high ductility
KR20180065583A (en) Solder paste containing lead free solder composition with high ductility and soldering flux
KR20170140870A (en) Lead Free Solder Composition With High Ductility
KR20170108762A (en) Lead free solder composition with high ductility
KR20180019368A (en) Lead free solder composition with high ductility
US20200114474A1 (en) Solder paste containing lead free solder composition with high ductility and soldering flux
KR20170108742A (en) Lead free solder composition with high ductility
KR20180067089A (en) Solder paste containing lead free solder composition with high ductility and soldering flux
EP2974818B1 (en) Solder joining method
KR20180012082A (en) Lead free solder composition with high ductility
KR20170141107A (en) Solder paste containing lead free solder composition with high ductility and soldering flux
KR20170135222A (en) Lead free solder composition with high ductility
KR20180027767A (en) Lead free solder composition with high ductility
KR20180009176A (en) Lead free solder composition with high ductility
KR20170133868A (en) Lead free solder composition with high ductility
KR20170108743A (en) Lead free solder composition with high ductility
US20200122278A1 (en) Lead free solder composition with high ductility
KR20170108738A (en) Lead free solder composition with high ductility
KR20170130757A (en) Lead free solder composition with high ductility
KR20170138873A (en) Lead free solder composition with high ductility