KR20200122980A - 납 프리 땜납 합금, 전자 회로 실장 기판 및 전자 제어 장치 - Google Patents

Abstract

납땜 시의 가열 조건을 Sn-3Ag-0.5Cu 땜납 합금과 동등 이하로 할 수 있음과 함께, 한란의 차가 심하고 진동이 부하되는 가혹한 환경 하에 있어서도 땜납 접합부의 균열 진전을 억제할 수 있으며, 또한 Ni/Pd/Au 도금이나 Ni/Au 도금이 이루어져 있지 않은 전자 부품을 사용하여 땜납 접합을 행한 경우에 있어서도 땜납 접합부와 전자 부품의 전극의 계면 부근의 영역에 있어서의 균열 진전을 억제할 수 있는 수단으로서, 2.5질량％ 이상 4질량％ 이하의 Ag와, 0.6질량％ 이상 0.75질량％ 이하의 Cu와, 2질량％ 이상 6질량％ 이하의 Bi와, 0.01질량％ 이상 0.04질량％ 이하의 Ni와, 0.01질량％ 이상 0.04질량％ 이하의 Co를 포함하고, 잔부가 Sn으로 이루어지며, Ni 및 Co의 합계 함유량이 0.05질량％ 이하인 것을 특징으로 하는 납 프리 땜납 합금, 전자 회로 실장 기판 및 전자 제어 장치를 제공한다.

Description

납 프리 땜납 합금, 전자 회로 실장 기판 및 전자 제어 장치

본 발명은 납 프리 땜납 합금, 전자 회로 실장 기판 및 전자 제어 장치에 관한 것이다.

프린트 배선판이나 모듈 기판과 같은 전자 회로 기판에 형성되는 도체 패턴에 전자 부품을 접합하는 방법으로서, 땜납 합금을 사용한 땜납 접합 방법이 있다. 이전에는 이 땜납 합금에는 납이 사용되고 있었다. 그러나, 환경 부하의 관점에서 RoHS 명령 등에 의해 납의 사용이 제한되었기 때문에, 근년에는 납을 함유하지 않는, 소위 납 프리 땜납 합금에 의한 땜납 접합 방법이 일반화되고 있다.

이 납 프리 땜납 합금으로서는, 예를 들어 Sn-Cu계, Sn-Ag-Cu계, Sn-Bi계 및 Sn-Zn계 땜납 합금 등이 잘 알려져 있다. 그 중에서도 텔레비전, 휴대 전화 등에 사용되는 민생용 전자 기기나 자동차에 탑재되는 차량 탑재용 전자 기기에는, Sn-3Ag-0.5Cu 땜납 합금이 많이 사용되고 있다.

납 프리 땜납 합금은, 납 함유 땜납 합금과 비교하여 납땜성이 다소 떨어진다. 그러나 플럭스나 납땜 장치의 개량에 의해 이 납땜성의 문제는 커버되어 있다. 그 때문에, 예를 들어 차량 탑재용 전자 회로 실장 기판이라도, 자동차의 차실 내와 같이 한란차가 있기는 하지만 비교적 온화한 환경 하에 놓이는 것에 있어서는, Sn-3Ag-0.5Cu 땜납 합금을 사용하여 형성한 땜납 접합부에서도 큰 문제는 발생하지 않았다.

그러나 근년에는, 예를 들어 전자 제어 장치에 사용되는 전자 회로 실장 기판과 같이, 엔진 컴파트먼트에 대한 배치, 엔진에 대한 직접 탑재, 모터와의 기전 일체화된 것에 대한 배치의 검토 및 실용화가 이루어져 있다. 이들은 한란차가 심하고(예를 들어 -30℃에서 115℃, -40℃에서 125℃와 같은 한란차), 더불어 진동 부하를 받는 가혹한 환경 하에 있다. 이러한 한란차가 매우 심한 환경 하에서는, 전자 회로 실장 기판에 있어서, 실장된 전자 부품과 기판(본 명세서에 있어서 단순히 「기판」이라고 하는 경우에는, 도체 패턴 형성 전의 판, 도체 패턴이 형성되어 전자 부품과 전기적 접속이 가능한 판, 및 전자 부품이 탑재된 전자 회로 실장 기판 중 전자 부품을 포함하지 않는 판 부분 중 어느 것이고, 경우에 따라 적절하게 어느 것을 가리키며, 이 경우에는 「전자 부품이 탑재된 전자 회로 실장 기판 중 전자 부품을 포함하지 않는 판 부분」을 가리킴)의 선팽창 계수의 차에 의한 땜납 접합부의 열 변위와 이에 수반하는 응력이 발생하기 쉽다. 그리고 이 한란차에 의한 소성 변형의 반복은, 땜납 접합부에 균열을 야기하기 쉽다.

또한, 시간의 경과와 함께 땜납 접합부에 반복하여 부여되는 응력은, 발생한 균열의 선단 부근에 집중하기 때문에, 당해 균열은 땜납 접합부의 심부까지 횡단적으로 진전되기 쉬워진다. 이와 같이 현저하게 진전된 균열은, 전자 부품과 기판 상에 형성된 도체 패턴의 전기적 접속의 절단을 야기해 버린다. 특히 심한 한란차에 추가하여 전자 회로 실장 기판에 진동이 부하되는 환경 하에 있어서는, 상기 균열 및 그 진전은 더 발생하기 쉽다.

그 때문에 이러한 가혹한 환경 하에 있어서는, Sn-3Ag-0.5Cu 땜납 합금으로 형성된 땜납 접합부에서는 균열 발생 및 균열 진전이 일어나기 쉬워, 충분한 신뢰성을 확보할 수 없다고 하는 문제가 있었다.

또한, 차량 탑재용 전자 회로 기판에 탑재되는 QFP(Quad Flat Package), SOP(Small Outline Package)와 같은 전자 부품의 리드 부분에는, 종래, Ni/Pd/Au 도금이나 Ni/Au 도금이 이루어진 부품이 다용되고 있었다. 그러나 근년의 전자 부품의 저비용화나 기판의 다운사이징화에 수반하여, 리드 부분을 Sn 도금으로 바꾼 전자 부품이나 Sn 도금된 하면 전극을 갖는 전자 부품의 검토 및 실용화가 이루어지고 있다.

땜납 접합 시에 있어서, Sn 도금된 전자 부품은, Sn 도금 및 땜납 접합부에 포함되는 Sn과 리드 부분이나 상기 하면 전극에 포함되는 Cu의 상호 확산을 발생시키기 쉽다. 이 상호 확산에 의해, 땜납 접합부와 상기 리드 부분이나 상기 하면 전극의 계면 부근의 영역(이하, 본 명세서에 있어서는 「계면 부근」이라고 함)에서, 금속간 화합물인 Cu₃Sn층이 요철상으로 크게 성장한다. 상기 Cu₃Sn층은 원래 단단하여 취성의 성질을 갖는 데다가, 요철상으로 크게 성장한 Cu₃Sn층은 더 취성으로 된다. 그 때문에, 특히 상술한 가혹한 환경 하에 있어서는, 상기 계면 부근은 땜납 접합부와 비교하여 균열이 발생하기 쉽고, 또한 발생한 균열은 이것을 기점으로 하여 단숨에 진전되기 때문에, 전기적 단락이 발생하기 쉽다.

따라서, 금후에는 상술한 가혹한 환경 하에서 Ni/Pd/Au 도금이나 Ni/Au 도금이 이루어져 있지 않은 전자 부품을 사용한 경우라도 상기 계면 부근에 있어서의 균열 진전 억제 효과를 발휘할 수 있는 납 프리 땜납 합금에 대한 요망도 커질 것으로 예상된다.

또한 근년의 차량 탑재용 전자 회로 실장 기판은, 비용의 삭감이나 중량의 경감 및 레이아웃의 자유화를 목적으로 하여 그 다운사이징화가 널리 검토되기 시작하고 있다. 그리고 이것을 실현하는 방법의 하나로서, 땜납 접합부 중 소위 필렛부의 체적을 줄이는 방법이 이용되고 있다.

즉, 종래의 땜납 접합부는, 도 1에 도시하는 바와 같이 필렛부가 전자 부품의 측면을 덮으면서, 완만한 밑단 확대의 형상으로 되도록 형성되는 것이 일반적이었다. 한편, 근년에 있어서는, 도 2에 도시하는 바와 같이 필렛부의 전자 부품의 측면을 덮는 부분을 적게 하고 기울기가 큰 형상으로 함으로써 필렛부의 체적을 삭감하는 방법이나, 전자 부품의 측면을 덮는 부분이 없는(필렛부가 없는) 구조로 하는 방법이 채용되고 있다.

땜납 접합부의 필렛부의 체적을 삭감하면, 전자 부품의 고밀도 실장 및 다운사이징화는 실현할 수 있다. 그러나 필렛부의 체적이 작아지면 작아질수록, 땜납 접합부의 강도도 저하될 수 있기 때문에, 특히 한란차가 매우 크고 진동이 부하되는 가혹한 환경 하에 있어서는, 필렛부의 체적이 큰 땜납 접합부보다 필렛부의 체적이 작은 땜납 접합부 쪽이 균열 진전 억제 효과는 떨어지기 쉽다고 하는 문제가 있다.

이제까지도 Sn-Ag-Cu계 땜납 합금에 Ag, Bi, In 및 Sb와 같은 원소를 첨가함으로써 땜납 접합부의 강도와 이에 수반하는 열 피로 특성을 향상시키고, 이에 의해 상기 땜납 접합부의 균열 진전을 억제하는 방법은 몇 가지 개시되어 있다(특허문헌 1 내지 특허문헌 3 참조).

일본 특허 제5024380호 공보 일본 특허 제5349703호 공보 일본 특허 공개 제2016-26879호 공보

여기서, 근년의 차량 탑재용 전자 회로 실장 기판은, 미소 전자 부품의 사용이나 고밀도 실장이 검토ㆍ채용되어 있다. 이러한 전자 회로 실장 기판에는 내열성이 낮은 전자 부품과 열 용량이 큰 대형 전자 부품이 혼재되는 케이스도 있으며, 이 경우에 융점이 높은 땜납 합금을 사용하여 납땜을 행하면, 전자 부품의 기능 열화나 땜납 합금의 미용융 발생의 우려가 있기 때문에, 납땜 시의 가열 온도를 Sn-3Ag-0.5Cu 땜납 합금과 동등 이하로 하고 싶다고 하는 요망은 많다.

Bi를 첨가한 납 프리 땜납 합금은, 납땜 시의 가열 온도를 Sn-3Ag-0.5Cu 땜납 합금과 동등 이하로 할 수 있고, 또한 그 강도를 향상시킬 수 있다.

그러나 이러한 납 프리 땜납 합금은 연신성이 악화될 우려가 있고, 그 함유량에 따라서는 취성이 강해진다고 하는 단점이 있다.

또한 Sb나 In을 첨가한 납 프리 땜납 합금은, 당해 납 프리 땜납 합금의 원자 배열의 격자에 Sb나 In이 들어가 Sn과 치환되기 때문에, 당해 원자 배열의 격자에 변형이 발생하여, Sn 매트릭스가 강화되고, 납 프리 땜납 합금의 강도가 향상될 수 있다. 그 때문에, 이러한 납 프리 땜납 합금을 사용하여 형성되는 땜납 접합부는, 높은 균열 진전 억제 효과를 가질 수 있다.

그러나 특히 Sb는, 그 첨가에 의해 납 프리 땜납 합금의 고상선 온도ㆍ액상선 온도를 상승시키기 때문에, 납땜 시에 있어서 Sn-3Ag-0.5Cu 땜납 합금과 동등한 가열 조건으로 하면, 납 프리 땜납 합금의 미용융 현상이 발생할 우려가 있다. 또한 In은 단가가 높은 합금 원소이기 때문에, 납 프리 땜납 합금의 가격을 상승시킬 수 있다.

또한, 상술한 바와 같이, 사용하는 전자 부품의 내열 조건이나 열 용량에 따라서는, 납땜 시의 가열 조건을 Sn-3Ag-0.5Cu 땜납 합금과 동등 이하로 설정하지 않을 수 없는 경우도 있다.

또한 Ni/Pd/Au 도금이나 Ni/Au 도금이 이루어져 있지 않은 전자 부품을 사용하여 땜납 접합을 행한 경우, 상기 계면 부근에서 금속간 화합물인 Cu₃Sn층이 요철상으로 크게 성장하기 때문에, 이 계면 부근에 있어서의 균열 진전의 억제는 어렵다.

그러나, 땜납 접합부의 균열 진전 억제 효과와 납땜 시의 가열 온도의 억제의 양립이나 필렛부의 체적이 작은 땜납 접합부의 균열 진전 억제에 대해서는, 상기 특허문헌에 있어서는 언급도 시사도 되어 있지 않다.

본 발명은 상기 과제를 해결하는 것이며, 납땜 시의 가열 조건을 Sn-3Ag-0.5Cu 땜납 합금과 동등 이하로 할 수 있음과 함께, 한란의 차가 심하고 진동이 부하되는 가혹한 환경 하에 있어서도 땜납 접합부의 균열 진전을 억제할 수 있으며, 또한 Ni/Pd/Au 도금이나 Ni/Au 도금이 이루어져 있지 않은 전자 부품을 사용하여 땜납 접합을 행한 경우에 있어서도 상기 계면 부근에 있어서의 균열 진전을 억제할 수 있는 납 프리 땜납 합금, 전자 회로 실장 기판 및 전자 제어 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

(1) 본 발명의 납 프리 땜납 합금은, 2.5질량％ 이상 4질량％ 이하의 Ag와, 0.6질량％ 이상 0.75질량％ 이하의 Cu와, 2질량％ 이상 6질량％ 이하의 Bi와, 0.01질량％ 이상 0.04질량％ 이하의 Ni와, 0.01질량％ 이상 0.04질량％ 이하의 Co를 포함하고, 잔부가 Sn으로 이루어지며, Ni 및 Co의 합계 함유량이 0.05질량％ 이하인 것을 그 특징으로 한다.

(2) 상기 (1)에 기재된 구성에 있어서, Ag의 함유량은 2.5질량％ 이상 3.8질량％ 이하인 것을 그 특징으로 한다.

(3) 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 구성에 있어서, Bi의 함유량은 3질량％ 이상 4.5질량％ 이하인 것을 그 특징으로 한다.

(4) 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 기재된 구성에 있어서, Ni의 함유량은 0.02질량％ 이상 0.04질량％ 이하이고, Co의 함유량은 0.01질량％ 이상 0.03질량％ 이하인 것을 특징으로 한다.

(5) 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 기재된 구성에 있어서, 본 발명의 납 프리 땜납 합금은, P, Ga 및 Ge 중 적어도 어느 것을 합계로 0.001질량％ 이상 0.05질량％ 이하 더 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

(6) 상기 (1) 내지 (5) 중 어느 하나에 기재된 구성에 있어서, 본 발명의 납 프리 땜납 합금은, Fe, Mn, Cr 및 Mo 중 적어도 어느 것을 합계로 0.001질량％ 이상 0.05질량％ 이하 더 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

(7) 본 발명의 솔더 페이스트는, 분말상의 납 프리 땜납 합금이며 상기 (1) 내지 (6) 중 어느 하나에 기재된 납 프리 땜납 합금과, 베이스 수지와, 틱소제와, 활성제와, 용제를 포함하는 플럭스를 갖는 것을 그 특징으로 한다.

(8) 본 발명의 전자 회로 실장 기판은, 상기 (1) 내지 (6) 중 어느 하나에 기재된 납 프리 땜납 합금을 사용하여 형성되는 땜납 접합부를 갖는 것을 그 특징으로 한다.

(9) 본 발명의 전자 제어 장치는, 상기 (8)에 기재된 전자 회로 실장 기판을 갖는 것을 그 특징으로 한다.

본 발명의 납 프리 땜납 합금은, 납땜 시의 가열 조건을 Sn-3Ag-0.5Cu 땜납 합금과 동등 이하로 할 수 있음과 함께, 한란의 차가 심하고 진동이 부하되는 가혹한 환경 하에 있어서도 땜납 접합부의 균열 진전을 억제할 수 있으며, 또한 Ni/Pd/Au 도금이나 Ni/Au 도금이 이루어져 있지 않은 전자 부품을 사용하여 땜납 접합을 행한 경우에 있어서도 상기 계면 부근에 있어서의 균열 진전을 억제할 수 있고, 이러한 땜납 접합부를 갖는 전자 회로 실장 기판 및 전자 제어 장치는, 가혹한 환경 하에 있어서도 높은 신뢰성을 발휘할 수 있다.

도 1은, 필렛부가 전자 부품의 측면을 덮으면서, 완만한 밑단 확대의 형상으로 되도록 형성된 땜납 접합부를 갖는 전자 회로 실장 기판의 단면 모식도.
도 2는, 필렛부의 전자 부품의 측면을 덮는 부분을 적게 하고, 그 기울기가 커지도록 형성된 땜납 접합부를 갖는 전자 회로 실장 기판의 단면 모식도.

이하, 본 발명의 납 프리 땜납 합금, 전자 회로 실장 기판 및 전자 제어 장치의 일 실시 형태를 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명이 이하의 실시 형태에 한정되는 것은 아님은 물론이다.

(1) 납 프리 땜납 합금

본 실시 형태의 납 프리 땜납 합금에는, Ag를 함유시킬 수 있다. 납 프리 땜납 합금에 Ag를 첨가함으로써, 그 Sn 입계 중에 Ag₃Sn 화합물을 석출시켜, 기계적 강도를 부여할 수 있다.

본 실시 형태의 납 프리 땜납 합금은, Ag의 함유량을 2.5질량％ 이상 4질량％ 이하로 함으로써, 납 프리 땜납 합금의 연신성을 양호하게 하면서, 기계적 강도, 내열충격성 및 이것을 사용하여 형성되는 땜납 접합부의 내열 피로 특성을 향상시킬 수 있다.

또한 Ag의 함유량을 2.5질량％ 이상 3.8질량％ 이하로 하면, 납 프리 땜납 합금의 강도와 연성의 밸런스를 보다 양호하게 할 수 있다. 특히 바람직한 Ag의 함유량은, 3질량％ 이상 3.8질량％ 이하이다.

본 실시 형태의 납 프리 땜납 합금에는, Cu를 함유시킬 수 있다. 납 프리 땜납 합금에 Cu를 첨가함으로써, 그 Sn 입계 중에 Cu₆Sn₅ 화합물을 석출시켜, 납 프리 땜납 합금의 내열충격성을 향상시킬 수 있다.

본 실시 형태의 납 프리 땜납 합금은, Cu의 함유량을 0.6질량％ 이상 0.75질량％ 이하로 함으로써, 그 연신성을 저해하지 않고 내열충격성을 향상시킬 수 있다. 나아가, 이것을 사용하여 형성되는 땜납 접합부의 상기 계면 부근에 있어서의 Cu₆Sn₅ 화합물의 집중 석출을 억제할 수 있어, 그 접합 신뢰성을 보다 향상시킬 수 있다.

또한 Cu의 함유량을 0.7질량％ 이상 0.75질량％ 이하로 하면, 납 프리 땜납 합금의 내열충격성 및 땜납 접합부의 접합 신뢰성을 더 향상시킬 수 있다.

본 실시 형태의 납 프리 땜납 합금에는, Bi를 함유시킬 수 있다. 납 프리 땜납 합금에 Bi를 첨가함으로써, Sn의 결정 격자의 일부가 Bi로 치환되어 그 결정 격자에 변형이 발생한다. 그리고 이 결정 중의 전위에 필요한 에너지가 증대됨으로써, 이러한 납 프리 땜납 합금을 사용하여 형성되는 땜납 접합부의 금속 조직이 고용 강화됨과 함께, 영률을 높일 수 있다. 그 때문에, 당해 땜납 접합부가 장기간에 걸쳐 한란차에 의한 외부 응력을 받는 경우라도, 땜납 접합부의 변형을 억제하고, 양호한 내외부 응력성을 발휘할 수 있다.

본 실시 형태의 납 프리 땜납 합금은, Bi의 함유량을 2질량％ 이상 6질량％ 이하로 함으로써, 상기 고용 강화의 효과를 향상시킴과 함께, 그 연신성을 저해하지 않고 기계적 강도, 내열충격성 및 접합 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한 Bi는 납 프리 땜납 합금의 연신성을 저해할 수 있는 합금 원소이지만, 본 실시 형태의 납 프리 땜납 합금은, Bi 및 다른 합금 원소의 함유 밸런스 등을 도모함으로써, 그 연신성을 저해하지 않고 균열 진전 억제 효과를 향상시킬 수 있다.

또한 Bi의 함유량을 2질량％ 이상 4.5질량％ 이하로 하면, 납 프리 땜납 합금의 고용 강화의 효과, 기계적 강도, 내열충격성 및 접합 신뢰성을 더 향상시킬 수 있다. 더욱 바람직한 Bi의 함유량은 3질량％ 이상 4.5질량％ 이하이다.

본 실시 형태의 납 프리 땜납 합금에는, Ni 및 Co를 함유시킬 수 있다. 납 프리 땜납 합금에 Ni 및 Co를 첨가함으로써, 납땜 시에 용융된 납 프리 땜납 합금 중에 미세한 (Cu,Ni,Co)₆Sn₅가 형성되어, 용융되어 있는 땜납 중에 분산된다. 그리고 이 (Cu,Ni,Co)₆Sn₅의 존재에 의해, 이러한 납 프리 땜납 합금을 사용하여 형성되는 땜납 접합부는 양호한 균열 진전 억제 효과를 발휘하고, 또한 그 내열 피로 특성을 향상시킬 수 있다. 또한, Ni/Pd/Au 도금이나 Ni/Au 도금이 이루어져 있지 않은 전자 부품을 땜납 접합하는 경우라도, 납땜 시에 Ni 및 Co가 상기 계면 부근으로 이동하여 미세한 (Cu,Ni,Co)₆Sn₅를 형성하기 때문에, 그 계면 부근에 있어서의 Cu₃Sn층의 성장을 억제할 수 있고, 상기 계면 부근의 균열 진전 억제 효과를 향상시킬 수 있다.

본 실시 형태의 납 프리 땜납 합금은, Ni의 함유량을 0.01질량％ 이상 0.04질량％ 이하, Co의 함유량을 0.01질량％ 이상 0.04질량％ 이하로 하고, 이들의 합계 함유량을 0.05질량％ 이하로 함으로써, 납땜 시에 (Cu,Ni,Co)₆Sn₅가 충분히 형성되고, 또한 용융되어 있는 땜납 중 및 상기 계면 부근에 밸런스 좋게 분산될 수 있기 때문에, 형성되는 땜납 접합부에 있어서의 균열 진전 억제 효과 및 내열 피로 특성, 그리고 상기 계면 부근의 균열 진전 억제 효과를 한층 더 향상시킬 수 있다.

또한, 본 실시 형태의 납 프리 땜납 합금은, Ni 및 Co의 함유량을 상기 범위로 함으로써, 땜납 잉곳 중에 있어서의 Sn, Cu, Ni 및 Co로 구성되는 침상 물질의 생성을 억제할 수 있다. 그 때문에, 이것을 분말화하였을 때의 침상 물질의 석출을 억제하고, 당해 분말화된 납 프리 땜납 합금을 포함하는 솔더 페이스트의 인쇄 누락성의 저하를 억제할 수 있다.

또한 Ni의 함유량을 0.02질량％ 이상 0.04질량％ 이하, Co의 함유량을 0.01질량％ 이상 0.03질량％ 이하로 하면, 납 프리 땜납 합금을 사용하여 형성되는 땜납 접합부에 있어서의 균열 진전 억제 효과 및 내열 피로 특성, 그리고 상기 계면 부근의 균열 진전 억제 효과를 더 향상시킬 수 있다.

즉, 본 실시 형태의 납 프리 땜납 합금은, Ni와 Co를 병용하고, Ni의 함유량, Co의 함유량 및 이들의 합계량을 조정함으로써, 상기 효과의 향상을 실현할 수 있는 것이다.

또한, 본 실시 형태의 납 프리 땜납 합금은, 다른 합금 원소의 함유량의 밸런스를 도모함으로써, Ni 및 Co의 함유량을 0.04질량％ 이하로 한 경우에 있어서 상기 효과를 더 향상시킬 수 있다.

또한, 본 실시 형태의 납 프리 땜납 합금에는, P, Ga 및 Ge 중 적어도 1종을 함유시킬 수 있다. P, Ga 및 Ge 중 적어도 1종을 첨가함으로써, 납 프리 땜납 합금의 산화를 방지할 수 있다.

본 실시 형태의 납 프리 땜납 합금은, P, Ga 및 Ge 중 적어도 1종의 합계 함유량을 0.001질량％ 이상 0.05질량％ 이하로 함으로써, 납 프리 땜납 합금의 용융 온도(액상선 온도)의 상승 및 이것을 사용하여 형성되는 땜납 접합부의 보이드 발생을 억제하면서, 납 프리 땜납 합금의 산화 방지 효과를 향상시킬 수 있다.

또한, 본 실시 형태의 납 프리 땜납 합금에는, Fe, Mn, Cr 및 Mo 중 적어도 1종을 함유시킬 수 있다. Fe, Mn, Cr 및 Mo 중 적어도 1종을 첨가함으로써, 납 프리 땜납 합금을 사용하여 형성되는 균열 진전 억제 효과를 향상시킬 수 있다.

본 실시 형태의 납 프리 땜납 합금은, Fe, Mn, Cr 및 Mo 중 적어도 1종의 합계 함유량을 0.001질량％ 이상 0.05질량％ 이하로 함으로써, 납 프리 땜납 합금의 용융 온도(액상선 온도)의 상승 및 이것을 사용하여 형성되는 땜납 접합부의 보이드 발생을 억제하면서, 땜납 접합부의 균열 진전 억제 효과를 보다 향상시킬 수 있다.

또한, 본 실시 형태의 납 프리 땜납 합금에는, 그 효과를 저해하지 않는 범위에 있어서, 다른 성분(원소), 예를 들어 Cd, Tl, Se, Au, Ti, Si, Al, Mg, Zn 등을 함유시킬 수 있다. 또한, 본 실시 형태의 납 프리 땜납 합금에는, 당연히 불가피 불순물도 포함되는 것이다.

또한, 본 실시 형태의 납 프리 땜납 합금은, 그 잔부는 Sn으로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 실시 형태의 납 프리 땜납 합금은, 그 액상선 온도가 220℃ 이하인 것이 바람직하다. 당해 액상선 온도를 220℃ 이하로 함으로써, 납땜 시의 가열 온도를 Sn-3Ag-0.5Cu 땜납 합금과 동등 이하로 할 수 있다.

본 실시 형태의 땜납 접합부의 형성은, 예를 들어 플로우 방법, 땜납 볼에 의한 실장, 솔더 페이스트를 사용한 리플로우 방법 등, 땜납 접합부를 형성할 수 있는 것이라면 어떠한 방법을 이용해도 된다. 또한 그 중에서도 특히 솔더 페이스트를 사용한 리플로우 방법이 바람직하게 이용된다.

(2) 솔더 페이스트

이러한 솔더 페이스트로서는, 예를 들어 분말상으로 한 상기 납 프리 땜납 합금과 플럭스를 혼련하여 페이스트상으로 함으로써 제작된다.

이러한 플럭스로서는, 예를 들어 베이스 수지와, 틱소제와, 활성제와, 용제를 포함하는 플럭스가 사용된다.

상기 베이스 수지로서는, 예를 들어 톨유 로진, 검 로진, 우드 로진 등의 로진, 수소 첨가 로진, 중합 로진, 불균일화 로진, 아크릴산 변성 로진, 말레산 변성 로진 등의 로진 유도체를 포함하는 로진계 수지; 아크릴산, 메타크릴산, 아크릴산의 각종 에스테르, 메타크릴산의 각종 에스테르, 크로톤산, 이타콘산, 말레산, 무수 말레산, 말레산의 에스테르, 무수 말레산의 에스테르, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 아크릴아미드, 메타크릴아미드, 염화비닐, 아세트산비닐 등 중 적어도 1종의 모노머를 중합하여 이루어지는 아크릴 수지; 에폭시 수지; 페놀 수지 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 복수를 조합하여 사용할 수 있다.

이들 중에서도 로진계 수지, 그 중에서도 특히 산 변성된 로진에 수소 첨가를 행한 수소 첨가 산 변성 로진이 바람직하게 사용된다. 또한, 수소 첨가 산 변성 로진과 아크릴 수지의 병용도 바람직하다.

상기 베이스 수지의 산가는 10mgKOH/g 이상 250mgKOH/g 이하인 것이 바람직하다. 또한, 상기 베이스 수지의 배합량은 플럭스 전량에 대하여 10질량％ 이상 90질량％ 이하인 것이 바람직하다.

상기 틱소제로서는, 예를 들어 수소 첨가 피마자유, 지방산 아미드류, 옥시 지방산류를 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 복수를 조합하여 사용할 수 있다. 상기 틱소제의 배합량은, 플럭스 전량에 대하여 3질량％ 이상 15질량％ 이하인 것이 바람직하다.

상기 활성제로서는, 예를 들어 유기 아민의 할로겐화 수소염 등의 아민염(무기산염이나 유기산염), 유기산, 유기산염, 유기 아민염 등을 배합할 수 있다. 더욱 구체적으로는, 디페닐구아니딘브롬화수소산염, 시클로헥실아민브롬화수소산염, 디에틸아민염, 산염, 숙신산, 아디프산, 세바스산, 말론산, 도데칸이산 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 복수를 조합하여 사용할 수 있다. 상기 활성제의 배합량은, 플럭스 전량에 대하여 5질량％ 이상 15질량％ 이하인 것이 바람직하다.

상기 용제로서는, 예를 들어 이소프로필알코올, 에탄올, 아세톤, 톨루엔, 크실렌, 아세트산에틸, 에틸셀로솔브, 부틸셀로솔브, 글리콜에테르 등을 사용할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 복수를 조합하여 사용할 수 있다. 상기 용제의 배합량은, 플럭스 전량에 대하여 20질량％ 이상 40질량％ 이하인 것이 바람직하다.

상기 플럭스에는, 납 프리 땜납 합금의 산화를 억제할 목적으로 산화 방지제를 배합할 수 있다. 이 산화 방지제로서는, 예를 들어 힌더드 페놀계 산화 방지제, 페놀계 산화 방지제, 비스페놀계 산화 방지제, 폴리머형 산화 방지제 등을 들 수 있다. 그 중에서도 특히 힌더드 페놀계 산화 방지제가 바람직하게 사용된다. 이들은 단독으로 또는 복수를 조합하여 사용할 수 있다. 상기 산화 방지제의 배합량은 특별히 한정되지 않지만, 일반적으로는 플럭스 전량에 대하여 0.5질량％ 이상 5질량％ 정도 이하인 것이 바람직하다.

상기 플럭스에는 할로겐, 소광제, 소포제 및 무기 필러 등의 첨가제를 첨가해도 된다.

상기 첨가제의 배합량은, 플럭스 전량에 대하여 10질량％ 이하인 것이 바람직하다. 또한, 이들의 더 바람직한 배합량은 플럭스 전량에 대하여 5질량％ 이하이다.

상기 납 프리 땜납 합금의 합금 분말과 플럭스의 배합 비율은, 땜납 합금:플럭스의 비율로 65:35 내지 95:5인 것이 바람직하다. 보다 바람직한 배합 비율은 85:15 내지 93:7이고, 특히 바람직한 배합 비율은 87:13 내지 92:8이다.

또한, 상기 합금 분말의 입자 직경은 1㎛ 이상 40㎛ 이하인 것이 바람직하고, 5㎛ 이상 35㎛ 이하인 것이 보다 바람직하고, 10㎛ 이상 30㎛ 이하인 것이 특히 바람직하다.

(3) 땜납 접합부

본 실시 형태의 땜납 접합부는, 예를 들어 상기 솔더 페이스트를 기판 상의 소정 위치에 인쇄하고, 이것을 예를 들어 220℃ 내지 250℃의 온도에서 리플로우를 행함으로써 형성된다. 또한, 이 리플로우에 의해 기판 상에는 땜납 접합부와 플럭스를 유래로 한 플럭스 잔류물이 형성된다.

또한, 이러한 땜납 접합부를 갖는 전자 회로 실장 기판은, 예를 들어 기판 상의 소정의 위치에 전극 및 절연층을 형성하고, 소정의 패턴을 갖는 마스크를 사용하여 본 실시 형태의 솔더 페이스트를 인쇄하고, 당해 패턴에 적합한 전자 부품을 소정의 위치에 탑재하고, 이것을 리플로우시킴으로써 제작된다.

이와 같이 하여 제작된 전자 회로 실장 기판은, 상기 전극 상에 땜납 접합부가 형성되고, 당해 땜납 접합부는 당해 전극과 전자 부품을 전기적으로 접합한다. 그리고, 상기 기판 상에는, 적어도 땜납 접합부에 접착되도록 플럭스 잔류물이 부착되어 있다.

또한, 본 실시 형태의 땜납 접합부는, 도 1에 도시하는 바와 같은 땜납 접합부(30), 즉 필렛부가 전자 부품의 측면을 덮으면서, 완만한 밑단 확대의 형상으로 되도록 형성된 것이어도 되고, 또한 도 2에 도시하는 바와 같은 땜납 접합부(40), 즉 필렛부의 전자 부품의 측면을 덮는 부분(필렛부의 체적)이 적고 기울기가 큰 형상으로 되도록 형성된 것이어도 된다. 나아가, 본 실시 형태의 땜납 접합부는, 필렛부가 없는 것, 즉 전자 부품의 측면을 덮는 땜납 접합부가 없는 구성의 것이어도 된다.

여기서, 필렛부의 전자 부품의 측면을 덮는 부분(필렛부의 체적)이 적고 기울기가 큰 형상으로 되도록 형성된 땜납 접합부로서는, 예를 들어 도 2에 도시하는 바와 같은 전자 부품의 단부(20a)와 땜납 접합부의 단부(40a)의 간격 L1, 및 전자 부품의 단부(20b)와 땜납 접합부의 단부(40b)의 간격 L2가 모두 0.05mm 이하인 것을 들 수 있다.

즉, 본 실시 형태의 납 프리 땜납 합금을 사용하여 형성되는 땜납 접합부는, 필렛부가 전자 부품의 측면을 덮으면서 완만한 밑단 확대의 형상으로 되도록 형성된 땜납 접합부라도, 필렛부의 전자 부품의 측면을 덮는 부분(필렛부의 체적)이 적고 그 기울기가 큰 형상으로 되도록 형성된 땜납 접합부라도, 그 어느 것에 있어서도 양호한 균열 진전 억제 효과를 발휘할 수 있다. 따라서, 본 실시 형태의 땜납 접합부는, 필렛부의 체적이 작거나, 혹은 필렛부가 없는 형상이라도 한란차가 매우 크고 진동이 부하되는 가혹한 환경 하에 있어서 사용할 수 있다.

이와 같이, 본 실시 형태의 땜납 접합부는, 그 형상(필렛부의 체적)을 불문하고 양호한 땜납 균열 진전 억제 효과를 발휘할 수 있고, 한란차가 심한 환경 하에서 사용하는 전자 회로 실장 기판에 있어서의 전자 부품의 고밀도 실장 및 다운사이징화를 실현할 수 있다.

또한, 상술한 바와 같이, 본 실시 형태의 납 프리 땜납 합금은, 납땜 시의 가열 조건을 Sn-3Ag-0.5Cu 땜납 합금과 동등 이하로 설정할 수 있기 때문에, 땜납 접합부를 형성하는 기판이나 탑재하는 전자 부품의 선택지를 넓힐 수 있다.

그리고, 이러한 땜납 접합부를 갖는 전자 회로 실장 기판은, 차량 탑재용 전자 회로 실장 기판과 같은 높은 신뢰성이 요구되는 전자 회로 실장 기판에도 적합하게 사용할 수 있다.

또한, 이러한 전자 회로 실장 기판을 내장함으로써, 신뢰성이 높은 전자 제어 장치가 제작된다.

<실시예>

이하, 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

플럭스의 제작

이하의 각 성분을 혼련하여, 실시예 및 비교예에 관한 플럭스를 얻었다.

수소 첨가 산 변성 로진(제품명: KE-604, 아라카와 가가쿠 고교(주)제)

51질량％

경화 피마자유 6질량％

도데칸이산 10질량％

말론산 1질량％

디페닐구아니딘브롬화수소산염 2질량％

힌더드 페놀계 산화 방지제(제품명: 이르가녹스 245, BASF 재팬(주)제)

1질량％

디에틸렌글리콜모노헥실에테르 29질량％

솔더 페이스트의 제작

상기 플럭스 11질량％와, 표 1 내지 표 2에 기재된 각 납 프리 땜납 합금의 분말(분말 입경 20㎛ 내지 38㎛) 89질량％를 혼합하여, 실시예 1 내지 실시예 21 및 비교예 1 내지 비교예 18에 관한 각 솔더 페이스트를 제작하였다.

또한, 실시예 및 비교예의 각 납 프리 땜납 합금의 액상선 온도를 표 1 및 표 2에 병기한다.

(1) 전단 강도 시험

이하의 용구를 준비하였다.

ㆍ3.2mm×1.6mm의 사이즈의 칩 부품(Ni/Sn 도금)

ㆍ상기 당해 사이즈의 칩 부품을 실장할 수 있는 패턴을 갖는 솔더 레지스트 및 상기 칩 부품을 접속하는 전극(1.6mm×0.55mm)을 구비한 프린트 배선판(각 솔더 페이스트에 대하여 2매씩)

ㆍ상기 패턴을 갖는 두께 150㎛의 메탈 마스크

1종의 솔더 페이스트에 대하여 2매의 상기 프린트 배선판 상에 상기 메탈 마스크를 사용하여 각 솔더 페이스트를 인쇄하고, 각각 상기 칩 부품을 탑재하였다.

그 후, 리플로우로(제품명: TNP-538EM, (주)다무라 세이사쿠쇼제)를 사용하여 상기 각 프린트 배선판을 가열하여, 도 2에 도시하는 바와 같은 필렛부의 체적이 적고 그 기울기가 큰 형상의 땜납 접합부를 갖는 각 전자 회로 실장 기판을 제작하였다. 이때의 리플로우 조건은, 프리히트를 170℃ 내지 190℃에서 110초간, 피크 온도를 240℃로 하고, 200℃ 이상인 시간이 65초간, 220℃ 이상인 시간이 45초간, 피크 온도에서 200℃까지의 냉각 속도를 3℃ 내지 8℃/초로 하고, 산소 농도는 1500±500ppm으로 설정하였다.

이어서, 사용한 솔더 페이스트마다 1매의 상기 각 전자 회로 실장 기판을 -40℃(30분간)에서 125℃(30분간)의 조건으로 설정한 냉열 충격 시험 장치(제품명: ES-76LMS, 히타치 어플리언스(주)제)를 사용하여, 냉열 충격 사이클을 1,000사이클 반복하는 환경 하에 노출시킨 후 이것을 취출하였다.

그리고, 사용한 솔더 페이스트마다, 전술한 냉열 충격 사이클을 부여한 각 전자 회로 실장 기판과 이것을 부여하지 않은 각 전자 회로 실장 기판 각각의 칩 부품의 전단 강도를 오토그래프(제품명: EZ-L-500N, (주)시마즈 세이사쿠쇼제)를 사용하여 측정하였다.

또한, 당해 전단 강도의 측정 조건은 JIS 규정 C60068-2-21에 준거하였다. 또한, 당해 전단 강도의 측정 시에는, 지그는 단부면이 평탄하고 부품 치수와 동등 이상의 폭을 갖는 전단 지그로 하고, 전단 지그를 칩 부품 측면에 맞대어 소정의 전단 속도로 각 전자 회로 실장 기판에 평행인 힘을 가하여, 최대 시험력을 구하여 이 값을 전단 강도로 하였다. 또한, 당해 측정에 있어서의 전단 높이는 부품 높이의 1/4 이하로 하고, 전단 속도는 5mm/분으로 하였다. 또한, 각 전자 회로 실장 기판에 있어서의 평가 칩수는 5개로 하였다.

냉열 충격 사이클을 부여하지 않은 각 전자 회로 실장 기판의 전단 강도의 평균값을 S0, 냉열 충격 사이클을 부여한 전자 회로 실장 기판의 전단 강도의 평균값을 S1로 하여, 이하의 계산식에 기초하여 전단 강도 저하율을 산출하였다. 각 실시예 및 각 비교예에 있어서의 S0, S1 및 전단 강도 저하율의 값을 표 3 및 표 4에 나타낸다.

전단 강도 저하율=(S0-S1)/S0×100

(2) 전단 강도 시험

3.2mm×1.6mm의 사이즈의 칩 부품(Ni/Sn 도금)을 실장할 수 있는 패턴을 갖는 솔더 레지스트 및 상기 칩 부품을 접속하는 전극(1.6mm×1.2mm)을 구비한 프린트 배선판(각 솔더 페이스트에 대하여 2매씩)을 사용하여, 도 1에 도시하는 바와 같은 형상의 땜납 접합부를 형성하는 것 이외에는 상기 (1) 전단 강도 시험과 동일한 조건에서 각 전자 회로 실장 기판을 제작하여 전단 강도를 측정하고, 전단 강도 저하율을 산출하였다. 각 실시예 및 각 비교예에 있어서의 S0, S1 및 전단 강도 저하율의 값을 표 3 및 표 4에 나타낸다.

(3) Sn 도금 SON 땜납 균열 시험

이하의 용구를 준비하였다.

ㆍ6mm×5mm×0.8mm 사이즈의 1.3mm 피치 SON(Small Outline Non-leaded package) 부품(단자수 8핀, 제품명: STL60N3LLH5, STMicroelectronics사제)

ㆍ상기 SON 부품을 실장할 수 있는 패턴을 갖는 솔더 레지스트 및 상기 SON 부품을 접속하는 전극(메이커 권장 설계에 준거)을 구비한 프린트 배선판

ㆍ상기 패턴을 갖는 두께 150㎛의 메탈 마스크

상기 프린트 배선판 상에 상기 메탈 마스크를 사용하여 각 솔더 페이스트를 인쇄하고, 각각에 상기 SON 부품을 탑재하였다.

그 후, 리플로우로(제품명: TNP-538EM, (주)다무라 세이사쿠쇼제)를 사용하여 상기 각 프린트 배선판을 가열하여, 도 1에 도시하는 바와 같은 땜납 접합부를 갖는 각 전자 회로 실장 기판을 제작하였다. 이때의 리플로우 조건은, 프리히트를 170℃ 내지 190℃에서 110초간, 피크 온도를 240℃로 하고, 200℃ 이상인 시간이 65초간, 220℃ 이상인 시간이 45초간, 피크 온도에서 200℃까지의 냉각 속도를 3℃ 내지 8℃/초로 하고, 산소 농도는 1,500±500ppm으로 설정하였다.

이어서, -40℃(30분간)에서 125℃(30분간)의 조건으로 설정한 냉열 충격 시험 장치(제품명: ES-76LMS, 히타치 어플리언스(주)제)를 사용하여, 냉열 충격 사이클을 2,000, 3,000사이클 반복하는 환경 하에 상기 각 전자 회로 실장 기판을 각각 노출시킨 후 이것을 취출하여, 각 시험 기판을 제작하였다.

이어서, 각 시험 기판의 대상 부분을 잘라내고, 이것을 에폭시 수지(제품명: 에포마운트(주제 및 경화제), 리파인테크(주)제)를 사용하여 밀봉하였다. 또한, 습식 연마기(제품명: TegraPol-25, 마루모토 스트루어스(주)제)를 사용하여 각 시험 기판에 실장된 상기 SON 부품의 중앙 단면을 알 수 있는 상태로 하여, 땜납 접합부에 발생한 균열이 땜납 접합부를 완전히 횡단하여 파단에 이르렀는지 여부에 대하여 주사 전자 현미경(제품명: TM-1000, (주)히타치 하이테크놀러지즈제)을 사용하여 관찰하였다.

이 관찰에 기초하여, 땜납 접합부와 SON 부품의 전극 계면(의 금속간 화합물)에 발생한 균열에 대하여 이하와 같이 평가하였다. 그 결과를 표 3 및 표 4에 나타낸다. 또한, 각 냉열 충격 사이클에 있어서의 평가 SON수는 20개로 하고, SON 1개당 게이트 전극의 1단자를 관찰하여, 합계 20단자의 단면을 확인하였다.

◎: 3,000사이클까지 상기 계면을 완전히 횡단하는 균열이 발생하지 않음

○: 2,001 내지 3,000사이클의 사이에서 상기 계면을 완전히 횡단하는 균열이 발생

×: 2,000사이클까지의 사이에서 상기 계면을 완전히 횡단하는 균열이 발생

(3) 침상 물질의 확인

2L의 스테인리스 비이커에 실시예 및 비교예에 관한 땜납 합금의 잉곳 50g, 경화 피마자유 890g 및 수소 첨가 산 변성 로진(제품명: KE-604, 아라카와 가가쿠 고교(주)제) 10g을 넣고, 맨틀 히터를 사용하여 이것을 가열하였다.

상기 스테인리스 비이커의 내용물의 온도를 계측하고, 이것이 160℃에 달한 시점에서 균질기((주)SMT제)를 사용하여 2000rpm의 회전 조건에서 상기 내용물의 교반을 개시하였다. 그리고, 상기 내용물의 온도가 270℃에 도달한 시점에서 그 가열을 정지하고, 상기 균질기의 회전 조건을 10,000rpm으로 변경하여 상기 내용물을 5분간 교반하였다.

그 후, 상기 균질기의 회전을 정지시키고, 상기 내용물을 실온까지 냉각하였다. 이어서, 상기 내용물 중, 경화 피마자유 중에 침강된 각 땜납 합금의 분말을 취출하여 아세트산에틸로 경화 피마자유가 제거될 때까지 세정하였다. 그리고, 세정 후의 각 땜납 합금의 분말을 실체 현미경으로 관찰하여, 그 상태를 이하의 기준으로 평가하였다.

○: 침상 물질의 발생 없음

×: 침상 물질의 발생 있음

이상에 나타내는 바와 같이, 실시예에 관한 납 프리 땜납 합금을 사용하여 형성된 땜납 접합부는, 필렛부가 전자 부품의 측면을 덮으면서 완만한 밑단 확대의 형상으로 되도록 형성된 것이라도, 필렛부의 전자 부품의 측면을 덮는 부분이 적고 그 기울기가 큰 형상으로 되도록 형성된 것이라도, 어느 것에 있어서도 한란의 차가 심하고 진동이 부하되는 가혹한 환경 하에서의 양호한 균열 억제 효과 및 전단 강도의 저하 억제 효과를 발휘할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 실시예에 관한 납 프리 땜납 합금을 사용하여 형성된 땜납 접합부는, 프린트 배선판의 전극에 Ni/Pd/Au 도금이나 Ni/Au 도금이 이루어져 있지 않아도, 상기 계면 부근에 있어서의 균열 진전 억제 효과를 발휘할 수 있다.

더 상세하게 설명하면, 실시예에 관한 납 프리 땜납 합금은, 양호한 균열 억제 효과를 발휘하여 전단 강도의 저하를 억제하면서, 침상 물질의 생성도 억제할 수 있음을 알 수 있다.

따라서, 이러한 땜납 접합부를 갖는 전자 회로 실장 기판은, 그 땜납 접합부의 형상, 즉 필렛부의 체적의 대소를 불문하고 차량 탑재용 전자 회로 실장 기판과 같은 한란차가 심하며 또한 높은 신뢰성이 요구되는 전자 회로 실장 기판에도 적합하게 사용할 수 있다. 또한, 이러한 전자 회로 실장 기판은, 한층 더 높은 신뢰성이 요구되는 전자 제어 장치에 적합하게 사용할 수 있다.

100, 200: 전자 회로 실장 기판
10: 기판
11: 전극
12: 절연층
20: 전자 부품
30, 40: 땜납 접합부
31, 41: 플럭스 잔류물

Claims (9)

1. 2.5질량％ 이상 4질량％ 이하의 Ag와, 0.6질량％ 이상 0.75질량％ 이하의 Cu와, 2질량％ 이상 6질량％ 이하의 Bi와, 0.01질량％ 이상 0.04질량％ 이하의 Ni와, 0.01질량％ 이상 0.04질량％ 이하의 Co를 포함하고, 잔부가 Sn으로 이루어지며,
   Ni 및 Co의 합계 함유량이 0.05질량％ 이하인 것을 특징으로 하는 납 프리 땜납 합금.
2. 제1항에 있어서,
   Ag의 함유량이 2.5질량％ 이상 3.8질량％ 이하인 것을 특징으로 하는 납 프리 땜납 합금.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   Bi의 함유량이 3질량％ 이상 4.5질량％ 이하인 것을 특징으로 하는 납 프리 땜납 합금.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   Ni의 함유량이 0.02질량％ 이상 0.04질량％ 이하이고, Co의 함유량이 0.01질량％ 이상 0.03질량％ 이하인 것을 특징으로 하는 납 프리 땜납 합금.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   P, Ga 및 Ge 중 적어도 어느 것을 합계로 0.001질량％ 이상 0.05질량％ 이하 더 포함하는 것을 특징으로 하는 납 프리 땜납 합금.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   Fe, Mn, Cr 및 Mo 중 적어도 어느 것을 합계로 0.001질량％ 이상 0.05질량％ 이하 더 포함하는 것을 특징으로 하는 납 프리 땜납 합금.
7. 분말상의 납 프리 땜납 합금이며 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 납 프리 땜납 합금과,
   베이스 수지와, 틱소제와, 활성제와, 용제를 포함하는 플럭스를 갖는 것을 특징으로 하는 솔더 페이스트.
8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 납 프리 땜납 합금을 사용하여 형성되는 땜납 접합부를 갖는 것을 특징으로 하는 전자 회로 실장 기판.
9. 제8항에 기재된 전자 회로 실장 기판을 갖는 것을 특징으로 하는 전자 제어 장치.

Images