KR20220130676A - 무연 솔더링 포일 - Google Patents

Abstract

본 발명은 금속 및/또는 금속 코팅된 부품을 연결하기 위한 무연 솔더링 포일에 관한 것이다.
본 발명의 목적은, 설정된 연결 구역 형상을 세팅할 수 있게하고, 구멍 및/또는 기공의 형성을 최소화하면서, 단계적인 솔더링 공정에서도 높은 신뢰성을 보장하고 연결 구역의 열 전도를 높일 수 있는 고온 저항성 솔더 연결을 달성할 수 있는 무연 솔더링 포일을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 무연 솔더링 포일(1)은, 연성 솔더링 매트릭스(2)에서, 둘 이상의 복합 와이어들(3)이, 서로 평행하고 테이프 에지에 평행한 두 개의 연성 솔더 테이프 사이의 롤 피복에 의하여, 각각 개별적으로 샌드위치 구조로 형성되며, 상기 복합 와이어들(3)은 연성-솔더 매트릭스(2)에 비교하여 더 높은-융점, 더 강한 금속/금속 합금으로 구성되는 코어(4)를 포함하고, 그 둘레에는 다른 금속/금속 합금의 재킷(5)이 배치되며, 롤-피복 공정 후에, 적어도 하나의 코어(4)의 위와 아래에 배열되는 5㎛ 내지 15㎛의 연성-솔더 매트릭스가 더 배치된다.

Description

무연 솔더링 포일

본 발명은 무연 솔더링 포일에 관한 것으로, 금속 디바이스 및/또는 금속화된/금속-코팅된 디바이스, 즉 인접 디바이스의 표면층은 서로 연결할 수 있는 무연 솔더링 포일에 관한 것이다.

전자 산업에서 디바이스의 연결을 위하여, 종래 기술에서는 통상 솔더 페이스트와 또한 사전에 비율이 조정된 순수 금속 솔더 프레폼이라는 형태로 솔더링 재료가 사용되었다.

따라서, 전자 디바이스, 특히 전력 전자 디바이스에서 솔더링 접합부의 신뢰성은 솔더 재료 및 이들로 제조된 연결 영역의 매우 양호한 기계적, 전기적, 열적인 특성을 요구하며, 현재의 그 안정성은 점진적으로 높은 온도 범위로 확장될 것이다.

환경 보호 및 건강 안전을 이유로, 이러한 취지의 국제적인 추세는 친환경적이며 건강에 해롭지 않은 무연 솔더 재료의 사용을 향하여 나아가고 있다.

무연 솔더로의 전환 과정에서, 대부분이 주석을 기초로 하는, 많은 솔더 변형이 개발되었다. 납-함유 합금에 비교해서, 그들은 확실히 양호한 기계적, 전기적, 열적인 특성을 가지나, 대략 214°C 내지 대략 250°C 범위에서 용해된다.

더 높은 작업/사용 온도를 위하여, 전력 전자 디바이스에서 요구되는 특성의 온도 안정성과 필요한 신뢰성 및 경제적인 효율을 결합한 무연 연성 솔더가 있다.

따라서, 예컨대 특히 250℃ 이상의 온도를 의미하는, 높은 온도의 사용예의 경우, 새로운 연성-솔더(그리고 또한 여하튼 가능하면 무연인) 포일을 개발하기 위한 필요가 존재하며, 이러한 솔더링 포일은 한편으로 솔더링 공정 동안 연결되는 조립체를 손상시키지 않고, 다른 한편 또한 경제적인 효율성을 위하여, 특히 연성 솔더링에 전형적인 솔더링 프로파일로서, 무연 연성 솔더의 일반적인 공정 온도 범위, 즉 바람직하게는 250℃ 내지 300℃에서, 그러나 사용되는 연성 솔더의 액상 온도 위의 적어도 20 - 30K에서, 그리고 종래기술에서 표준인 5분보다 짧은 솔더링 시간으로, 그리고 또한 이어지는 열 처리 없이, 그리고 솔더링 동안의 접합 상대에 대한 추가적인 가압력을 적용하지 않고, 그리고 솔더링 오븐에서의 솔더링 동안 오븐에서 구축되는 분위기에 상관 없이, 고온에서 안정되고 단계적인 솔더링 공정에서도 인접 디바이스들 사이의 연결 구역의 높은 열적 신뢰성을 보장하는 솔더링 연결부, 연결 구역에서 구멍 및/또는 기공의 형성을 최소화하면서, 저가로 사용될 수 있고 그리고 전력 전자디바이스에서 필요한 온도 제어에 만족할 수 있다.

디바이스들 사이에 그러한 연결을 형성할 수 있도록, 솔더는 항상 용융 상태로 변환되어야 한다.

땜납의 냉각 및 응고 후에, 강력한 물질-대-물질의 연결부가 부품들 사이에 형성된다. 종래 기술의 땜납 포일의 단점은, 일단 용융 상태로 변환된 땜납은 외적으로 작용하는 힘에 기인하는 변화를 형상화하기 위하여 일정한 유형의 현저한 내부 저항(용융 땜납의 표면 장력)을 갖지 않는 점이다.

이러한 외부에서 작용하는 힘은 중력일 수 있으며, 이는 연결되는 디바이스의 중량으로부터 발생되고, 또한 연결 기술로부터 발생하는 전단 및 압축력과, 또한 표면 장력의 영향에 의해 초래된 힘, 또는 모세관 힘, 및 솔더링 동안 접합 점/연결 구역의 형상과 관련된 원자 상호작용력에 기인한 힘일 수 있다.

이들 힘들에 의하여 접합되는 디바이스들이 솔더링 공정 동안 서로에 대해 기울어질 수 있다.

따라서, 솔더링 후에, 단면으로 본 솔더링 두께는 대향하는 에지보다 구조물의 하나의 에지에서 상당히 더 얇다. 솔더링되는 표면에 대한 솔더링 재료의 이러한 다른 단면 두께는 솔더링 접합부의 수명에 대해 부정적인 영향을 가지고, 동시에 "두꺼운" 영역에서의 열 저항은 증가되므로, 바람직하지 않은 소위 "열 점(hot spot)"이 형성된다.

극단적인 경우, 솔더링된 접합부가 일단 용해되고 "묘비(tombstone) 효과" 동안 이들이 위치되면, 표면-실장 디바이스(SMDs)의 정확성의 완전한 상실이 발생할 수 있다.

전력 전자 디바이스의 실장 및 연결 기술 분야에서, 무연 솔더링에 의하여 이루어진 솔더링 접합부는 통상 높은 납 함량을 가지는 그들의 대응 부품에 비교해서, 매우 단축된 수명을 가지고, 이는 각각의 솔더링된 조립체의 파단시까지 온도 부하 사이클의 수가 더 작은 것을 특징으로 한다.

그러므로 납의 사람과 자연에 대한 독성이 일반적으로 알려졌음에도 불구하고, 높은-납을 포함한 솔더링이 여전히 오늘날에도 항공 우주 또는 군사 기술과 같은 민감한 영역에서 사용된다.

페이스트 형태로 구리나 은 분말에 의한 소결이나 매우 취약한 높은-금 함량의 연성 솔더링의 사용과 같은 다른 해결 방안들은 매우 비용-소모적이고 그러므로 이들 영역에서의 대안으로서 거의 생각되지 않는다.

이러한 열기계적인 이점 외에, 납-함유, 특히 높은-납 함유 솔더링은 다른 종래의 무연 연성-솔더링이 그러한 것보다 더 높은 온도에서만 용융되는 이점을 가진다. 따라서, 모듈의 개별 레벨이 솔더링에 의하여 연속으로 실장되는 소위 단계적인 솔더링 공정의 더욱 안전한 설계가 높은-납을 가진 솔더링으로 가능하다.

이와 같이, 예컨대, 1차적인 솔더링 접합부는 더 높은-용융, 높은-납을 함유한 솔더링으로 제조되었지만, 후속의 솔더링 접합부는 이어서 낮은-용융의 주석-기반 솔더링으로 설계된다.

용융 범위에서 80 K(켈빈) 이상의 온도 차이에 기초하여, 원칙적으로 그러한 설계에는 아무런 위험이 없으므로, 제1 솔더링의 고상 온도에 대한 온도 간격은 충분히 크고 따라서 양호하게 제어될 수 있으므로, 이미 솔더링된 부품이 다음 부품을 위한 이어지는 솔더링 공정 동안 분리될 것이다. 일반적인 종래 기술의 무연 연성-솔더링으로 상황이 한정되면, 이미 솔더링된 솔더링 연결부의 재용융 온도와 새로 솔더링될 솔더링 접합부의 용융 온도 사이의 온도 간격은 다른 무연 주석-기반 솔더링들에 대해 대략 30K 이상으로 감축된다.

그러나, 산업적인 실시에서, 솔더링의 액상 온도 위의 대략 20 - 30K의 과열은 일반적으로 고 품질의 연결부를 발생하기 위하여 진공 재유동 솔더링 머신에서 솔더링의 표준이다.

이와 같이 단계적인 솔더링을 위한 더욱 안전한 무연 설계에 사용될 수 있는, 인듐-함유 및 비쓰무쓰-함유 솔더링은 여전히 종래 기술에서 낮은-용융의 대체안으로 존재하였다.

그러나, 인듐-함유 및 비쓰무쓰-함유 솔더링의 매우 낮은 용융 온도는, 그리고 이와 결합하여 낮은 크리프 저항에 의하여, 전력 전자 디바이스에서 그들의 사용이 크게 제한되었다.

더욱이, 인듐(Indium)은 매우 고가의 금속이므로, 큰 면적의, 큰 부피의 장치의 솔더링으로서의 용도는 자주 비경제적이다.

납-제외 규정에 의하여 영향을 받지 않는 종래의 경제 분야에서 납-함유 솔더링의 추가 사용을 위한 즉시-종료 면제 규정에 기초하여, 납-함유 솔더링과 비교해서 대체안의 솔더링 재료는 인성과 높은 솔더링 용융 온도에 대해 갭을 메울 수 있는 성능이 부족하였다.

종래 기술의 실장 및 연결에서, 솔더링 공정 동안 솔더링될 디바이스의 기울어짐을 억제하고 그리고 일정한 솔더링-층 두께를 형성하기 위하여 형상화된 부재들, 넷(net)이나 링을 삽입함으로써 이루어지는 시도의 개념이 알려졌다. 기공으로 손상된 솔더링 연결부를 형성하는 가스 혼입물이 제거될 수 없는 것은 이들 방법들의 불리점이다.

따라서, DE 2228703 A1 및 대응하는 US 3900153 A에서, 솔더링 재료가 개시되는 데, 여기서 솔더링될 디바이스의 솔더링 공정 동안 기울어짐을 억제하기 위하여, 금속인, 둥글거나 원통형 입자들이 용융 공정 동안 입자들을 둘러싼 연성 솔더링 내로 분산되거나 솔더링될 전기 디바이스의 부품 사이에 일정한 간격을 확보하기 위하여 압연함으로써 도입된다.

이러한 해결 방안에서 솔더링 재료 내로 도입되는 금속 입자는 솔더링 공정 후의 디바이스들 사이의 최소 간격을 확보하기 위하여 솔더링 공정 동안 용해되는 것으로 생각되지 않는다.

입자들은 기하학적으로 임의로 어느 경우에나 연성-솔더링 재료내로 복제가능하게 통합되므로, 가장 바람직하게, 입자의 높이에 관련해서, 최소의 가장 작은 층 두께가 디바이스들의 연결 후에 이러한 해결 방안에 의하여 달성될 수 있다.

연성 솔더링 포일이나 연성 솔더링 테이프에서 용해 공정 동안 또는 또한 입자들이 압연 동안, 모든 입자들을 둘러싼 연성 솔더링 내로 입자들을 교반하는 동안, 연결 접합부에서 증가된 수의 공동들을 특징으로 하는 심각한 불리점이 이어서 그러한 재료에 의하여 솔더링된 영역들에 대해 생성된다.

JP 2004174522 A에서 다른 무연 연결 솔더링과 그의 제조 방법이 개시된다.

JP 2004174522 A에 따른 이러한 무연 연결 솔더링을 사용하기 위하여, 솔더링 공정 동안 가압력의 적용, 즉, 중량에 의한 접합점으로의 하중 적용이 절대적으로 필요하다. 따라서, 이러한 접합 공정은 한편으로 높은 제조-관련 복잡성에 연관되고 다른 한편 이제 반도체 디바이스들이 점증하여 얇아지므로, 절대적으로 필요한 가압력이 반도체 디바이스의 파손에 이르게 손상시키며 이로써 솔더링될 디바이스의 전기적 특성이 손상되는 결과를 초래한다.

JP 2004174522 A에 개시된 연결 솔더링에서, 금속 넷들이 항상 사용되고, 여기서 25㎛ 내지 100㎛의 와이어 직경을 가지는 다른 것들 중에서 구리 와이어가 메시 형태로 같이 직조되었고, 이들 구리 와이어는 연성-솔더링 포일에 의한 접합 전에, 진공 또는 불활성 알곤 가스 하에 대략 400℃ 내지 600℃에서 30분간 비용-집약적으로 세척되거나, 또는 연성-솔더링 포일에 의한 접합 전에 대략 1㎛의 층 두께를 가지는 주석에 의하여 코팅되어야 한다.

세척되거나 Sn으로 코팅된 이러한 넷들은 이어서 각각 20㎛ 내지 250㎛ 포일 두께를 가지는 두 개의 주석 솔더링 포일들 사이에 단일하게 또는 다수로 샌드위치 식으로 서로 위에 적층되고, 이후 샌드위치 식으로 서로 위에 적층된 연결하는 솔더링의 모든 부품들, 즉, 솔더링 포일과 넷들이 복합 솔더링 속으로, 라미네이션 가공에 의해 불연속적으로 또는 롤 피복에 의해 효과적이고 연속으로, 매우 비경제적인 공정에서 20% 내지 30% “비율 높이 감축“(샌드위치 식으로 서로 위에 적층된 복합 솔더링의 모든 부품들의 총 시작 높이와 샌드위치 식으로 서로 위에 적층된 복합 솔더링의 모든 부품의 총 시작 높이에 대한 최종 높이 사이의 차이(%로)로부터 결정)으로 압축된다.

JP 2004174522 A와 연결하여 사용된 접합 방법에 따르면, 특히 노드 점 영역에서의 금속 넷의 복잡한 형상에 기인하여, 구체적인 공정 조건(20% - 30%의 높이 감축) 아래 둘러싼 연성-솔더링 매트릭스에 의한 와이어 인서트 둘레의 완전한 물질-대-물질 흐름을 보장할 수 없다(JP 2004174526 A, 도 5와 6 참조). 그러므로, 넷들의 노드 점의 영역에서 도달이 어려운 공간에는 공동들이 잔류하였다. 또한, 연성-솔더링 포일은 구체적인 공정 조건 아래 메시 구멍들의 영역에서 가장 잘 가벼이 접촉한다. 그러나, 사용된 Sn 포일들 사이에는 강력하게 접합되는 물질-대-물질 연결부가 JP 2004174522 A에서 제시된 공정 조건 아래에서 구축될 수 없다.

그러므로, JP 2004174522A에서 개시된 이러한 방안에 의하여 Sn 솔더링에 배치된 금속 넷은 Sn 솔더링에서 낮은 접착 강도에 의해서만 일체화될 수 있고 더욱이 그들은 동시에 많은 공동/기공을 함유한다.

금속 패브릭(fabric)의 와이어 노드점들 사이의 갭은 금속 넷의 주석화(tinning)에 의하거나 가압 또는 압연 피복에 의해서 연성 솔더링으로 폐쇄될 수 없다.

JP 2004174522 A에 따른 방안의 복합 솔더링에 매입된 가스 거품은 바람직하게 와이어 노드 점들에서 축적되어 거기서 고정되고, 그들은 연성 솔더링 동안 진공 아래서도 매우 작은 영역에서만 제거될 수 있다.

그러므로, JP 2004174522A에 따른 솔더링 포일의 사용 동안 연결층에는 (진공 아래의 비용-집약적인 솔더링 공정 후에도) 높은 비율의 기공이 남아 있다.

가스 함입물의 차단 작용을 기초로, 이들 가스 합입물은 반드시 JP 2004174522A에 따라 결합된 접합점의 열 전도성이 모노리씩 솔더링의 열전도성보다 더욱 취약한 정도로 열 전도성을 반드시 손상시킨다.

또한 통합된 금속 넷의 노드점들이 중첩되지 않은 단일의 와이어 부분에 바로 이어서 배가된 와이어 두께로 추가적인 불리점이 반드시 항상 위치되고, 동시에 이들은 모두 메시 공동에 인접 위치되는 사실로부터 발생된다.

금속 넷의 이러한 그리드 구조물 내로 연성-솔더링 포일을 가압하는 동안, 사용되는 연성-솔더링 포일 재료는 서로 바로 인접하고 따라서 완전히 다른 정도로 재료 흐름에 저항하는 성형 저항을 극복하여야 하며, 이로써 물질-대-물질의 접합 구축에 국부적으로 직접 저항하고 따라서 연결 상대방 사이에 유익하지 않은 발전인 응력 상태(전단 응력, 인장 응력)를 조래한다.

또한, JP 2004174522A에서 제안된 20% 내지 30%의 비율의 높이 감축 동안, 테이프 표면의 불순물이 복합 솔더링으로 가압되는 테이프 사이에 축적되고, 이어서 솔더링 동안 더욱 취약한 품질의 솔더링된 접합부를 생성한다.

JP 2004174522A의 교시의 모든 이러한 이미 설명된 불리점은 추가로 접합 상대방이 작동상의 연결부를 발생하고, 즉, 금속 넷과 Sn 포일이 복합 포일 위에서 기계저인 응력과 변형 동안 서로로부터 "분리"하는 경향을 가지는 결과를 발생한다.

예컨대, 포일의 압인(stamping) 동안의 전단 힘과 같은 복합 포일의 후속 가공 단계에서의 최소 기계적인 응력과 변형은 이미, 따라서 부품의 박리를 초래하고, 즉, 한편으로 포일로부터 넷의 박리를 발생하고, 다른 한편 또한 서로로부터 주석 포일의박리를 초래한다.

이어서 결과적으로 이는 반드시 매우 높고 또한 비용-집약적인 거절 비율을 초래한다.

확실히 너부 낮은 접착 강도의 불리점은 유사하게 바람직한, 상승된 재용해 온도에 의하여, 예컨대, 단지 두꺼운 연성-솔더링 포일과 얇은 와이어 위브스(weaves)의 결합의 제한을 적용함으로써 완화될 수 있다.

따라서 JP 2004174522A에 따른 교시는, 또한 잔류 공동, 또는 연성 솔더링 흐름에 의하여 에워 싸이지 않은 영역의 불리점은 두꺼운 연성-솔더링 포일이 얇은 와이어 위브들과 결합하여 더욱 많은 와이어 영역이 연성-솔더링 흐름에 의하여 둘러 싸일 수 있도록 구성함으로써 상승된 재용융 온도에 의하여 완화되는 제안들을 다른 제안들 중에서 포함한다.

그러나, 이와 같이 구성된 솔더링 포일은 이어서 어느 경우에나 JP 2004174522 A에 설명된 바와 유사하게, 증가된 재용해 온도를 가지는 금속간 상의 형성 효과를 보장하지 않는 바, 솔더링 동안 금속간 상을 통해 접합 상대방에 결합하기 위하여 금속 넷 위에서 연성 솔더링에 의하여 충족되어야 하는 조건이 단순히 너무 부당하기 때문이다.

그러므로, JP 2004174522 A에 따른 이러한 방안에서 연성-솔더링 매트릭스의 연성-솔더링 흐름에 의하여 둘러싸인 와이어 위브스의 와이어 표면의 증가는 실제로 가능하지만, 금속 넷의 금속간 상을 통한 접합 상대방에 대한 결합이 부족한 결과로서의, 안전한 단계적인 솔더링 공정을 위하여 필요한 높은 재용해 온도의 상당한 저하와 이것은 반드시 결합된다.

그러나, 금속간 상들이 금속 넷과 접합 상대방들 사이에 형성될 때만, JP 2004174522 A에서 제안된 방안을 가진 증가된 재용해 온도와 기계적으로 수명이 긴 연결부가 확보될 수 있으므로, 구리 와이어와 접합 상대방들 사이의 연성 솔더링의 비교적 작은 층 두께가 반드시 필요하고, 금속 넷의 넷 재료, Cu를 가진 금속간 상이 이러한 프레임 조건 아래 형성되기 때문이다.

그러나, JP 2004174522 A에 사용된 Cu 패브릭의 매우 큰 표면에 기초하여, 이어서 금속간 상은 솔더링된 접합부의 매우 큰 부피 영역에서 형성되므로 솔더링된 접합부는 취약하고, 따라서, 솔더링 공정 후에, 솔더링 공정 동안 발생되고 접합부 연결에 참가한 디바이스/재료의 다른 열 팽창 계수로부터 발생된 열 기계적 응력에 대한 보충에 대해 발생될 수 있는 너무 작은 유연한 연성 솔더링이 잔류한다. 따라서 이어서 가장 취약한 접합 상대방, 이 경우, 전자 디바이스가 파괴된다.

그렇지 않으면 반도체의 전단 응력이 솔더링 동안 반도체의 손상을 유발하고, 솔더링 연결부에서는 이러한 응력 피크/응력 과부하를 흡수할 수 있는 무연 연성 솔더링이 없으므로, 매우 높은 비율의 금속간 상을 가지는 솔더링 연결부에서, 서로에 대한 열 팽창 계수의 큰 차이를 가지지 않는 전기 디바이스들을 가지는 기판만이 접합될 수 있는 문제가 발생한다. 바람직하게 연성 솔더링으로 완전히 구성되고, 변형에 의하여 솔더링 동안의 열 응력을 흡수하는 열기계적인 응력과 변형을 선호하는 솔더링된 연결부에서, 높은 온도에 저항하고 단계적인 솔더링 공정에서도 인접 디바이스들 사이의 연결 구역의 높은 열 신뢰성을 보장하는 솔더링 연결부를 달성하는 문제가 발생한다.

이러한 측면에서, JP 2004174522 A에서는 복합 솔더링의 최적의 두께는 150㎛이고, 250㎛ 이상의 복합 솔더링의 두께에서는 연결점의 전기적이고 열적인 저항이 너무 커지므로 이어서, 예컨대, 전자 디바이스들에서 온도는 더 이상 충분히 방출될 수 없기 때문에, 최대 250㎛ 두께까지 사용될 수 있다.

또한 JP 2004174522 A에서는 또한 80㎛ 이하의 복합 솔더링의 두께로부터 응력 방출이 더 이상 확보되지는 않고, 이어서 균열이 발생한다고 교시되었다.

JP 2004174522 A에 따르면, 하나 이상의 와이어 위브들의 사용과 함께 솔더링 동안 형성된 와이어 및/또는 금속간 상에 의해 연성-솔더링 층이 신축적으로 감소되므로 솔더링 공정 후에 "잔류 연성 땜납"의 단지 얇은 영역이 모든 곳에 분포 잔류되는 사실로부터 이것이 발생한다.

JP 2004174522 A의 교시에 따라 제조된 복합 재료에 의하여 와이어 위브의 정해진 형상을 보장하는 것이 매우 어려우므로, 솔더링된 접합부의 정확한 구조는 이러한 복합 재료, 특히 기하학적으로 복잡한 형상에 의해서는 보장될 수 없으며, 최소 간격이 주기적으로 다시 발생하는 노드점들에 대해서만 규정될 수 있기 때문이다.

확산 솔더링용 추가 재료가 WO 2011/112722 A1에 개시된다. 이 재료는 금속 캐리어 테이프와, 얇은 무연의 양측의 연성 솔더링 상부층으로 구성되고, 이는 시간-소비적인 솔더링 공정에서 가능한 완전하게 금속간 상들로 완전히 변환된다. 특허 공보 WO 2011/112722 A1에서 설명된 바와 같이, 재료는 항상 접합되는 재료와 적어도 유사한 열 팽창 계수를 갖는 재료인 것으로 생각된다.

시간-소비적인 솔더링 공정외에, 이는 종래의 실리콘-기반 반도체 디바이스의 접합에 대해 상당한 제한을 표시하고, 이어서 이는 AMB(활성 금속 놋쇠 피복), DCB(직접 구리 결합) 또는 DBC(직접 접합된 구리)와 같은, 다른 재료의 다른 열 팽창 계수와의 불일치를 보충하는 세라믹 중간층을 가지는 기판 위에서만 솔더링될 수 있으므로, 이들 고가의 세라믹 기판들만이 재료로서 사용될 수 있다. WO 2011/112722 A1에서 유사하게 설명된 바와 같이, 접합되는 표면들은 또한 추가로 충분한 흡습성을 확보하기 위하여 인성, 파형(waviness), 및 평탄성에 관해 별도로 준비되어야만 한다.

출원인에 의하여 출원된 DE 10 2017 004 626 A1, 또는 대응하는 WO 2018/210361 A1으로부터 확산 솔더링을 위한 입증된 무연 솔더링 포일과 그의 제조 방법이 추가로 공지되었고, 이에 의하면, 연성 솔더링에서 일반적인 공정-온도 범위 및 5분 이하의 솔더링 시간에, 후속의 열처리 없이 그리고 솔더링 동안 가압력을 적용함이 없이, 금속 디바이스 및/또는 금속화된 금속-코팅된 디바이스, 즉, 솔더링되는 인접 디바이스용 금속 표면층이 서로 연결되므로, 400℃ 보다 높은 재용해 온도를 가지는 금속간 상의 형태로 높은 용해 연결 구역의 연속층이 얻어진다.

이러한 교시에서 개시된 확산 솔더링용 무연 솔더링 포일은 롤 피복에 의하여 제조된 솔더링 복합 재료를 포함하므로 높은-용융의 금속 부품의 예외적으로 밀집된 입자들의 연성-솔더링 매트릭스가 환원 분위기에서 무연 연성 솔더링 속에 완전히 매입되므로 연성-솔더링 매트릭스에 고르게 분상되어 분포된 높은-용융의 금속 성분의 이러한 입자들은 포일 두께 방향으로 3㎛ 내지 10㎛ 두께를 가지며, 연성-솔더링 매트릭스에서의 서로에 대한 입자들의 간격은 1㎛ 내지 10㎛이고, 높은-용융의 금속 성분의 각각의 입자들은 무연 연성 솔더링의 1㎛ 내지 10㎛ 두께층에 의하여 모두 봉입되고, 이러한 솔더링 포일은 추가로 접합되는 디바이스의 금속 표면층에 인접한 외측의 재킷층을 가지며, 그의 층 두께는 2㎛ 내지 10㎛이고 연성 솔더링으로 구성된다.

특히 솔더링 갭의 더욱 복잡한 형상인 경우, 예컨대, 솔더링될 디바이스의 솔더링 공정 동안, 기울어짐을 억제하기 위하여, 이 방안에 의하여 솔더링층의 형상 제어가 가능하지 않더라도, 이러한 무연 솔더링 포일에 의하여, 단계적인 솔더링의 안전하고, 저가의 무연 설계가 진실로 확보될 수 있다.

DE 10 2013 110 812 B3에 개시된 교시, 및 유사하게 DE 2228703 A1 및 대응하는 US 3900153 A에 개시된 교시의 변형으로부터, 솔더링 테이프의 표면에 높은 용융 입자를 침착하고 이어서 다시 높은 용융 입자를 함유하는 솔더링 재료를 이로써 얻기 위하여 롤이나 선형 프레스에 의하여, 이들을 테이프 표면으로 가압하는 것이 알려지고, 이는 이어서 솔더링 후에 균질의 솔더링층 두께를 보장하는 것으로 생각된다.

이러한 압연이나 프레싱 제조 방법에 의하여 심각한 불리점에 도달하는 이러한 방안이 얻어지는데, 또한 서두에서 설명된 방안에서와 같이, 입자들과 연성-솔더링 재료 사이에 압연이나 프레싱에 의하여 단지 약한 결합력이 생성되기 때문이다.

압연이나 프레싱에 의하여 제조된 느슨한 복합 재료에서, 운송 동안이나 다른 조작 동안 탈락이나 낙하에 의하여 솔더링 공정 전에 높은 용융의 입자들이 이미 상실되는 위험이 항상 존재한다.

또한, 입자들의 표면은 그들이 용융 솔더링 속으로 침하할 때에만 솔더링으로 적셔지고, 이는 재료의 유형과 양/수에 따라, 가스 함유물을 생성하고, 이는 반드시 기공으로 손상된 솔더링된 연결부를 생성하고, 적셔진 결함에 기인하는 연결점의 상당한 약화를 초래한다.

예컨대, DE 3442537 A1에 기재된 방안과 같은 다른 방안들은, 솔더링된 접합부의 최고의 균일한 가능한 두께를 확보하기 위하여 금속 패브릭이나 높은-용융의 금속 구조의 포일을 사용한다(이들 금속 패브릭이나 구조화된 포일의 용해 온도는 참가하는 연성 솔더링의 온도보다 높다).

공정에서, 이들 금속 패브릭이나 구조화된 포일은 솔더링 전에 연성 솔더링 아래 또는 위에 배치된다.

유사하게, 구조물 사이에 그러한 넷들을 위치시키고 솔더링 페이스트에 의하여 그들을 채우는 것이 알려져 있다.

넷과 구조화된 포일의 별도 적용의 상당한 불리점은 솔더링 공정 동안 그들이 솔더링에 의하여 침입하여야 하거나, 또는 그들이 접합될 적어도 하나의 디바이스 표면에 초기에 접촉하여 솔더링에 의한 적셔짐을 방지하는 것이다.

이러한 사용예의 경우, 솔더링 프로파일은 넷과 포일의 열 용량이 계산에 포함되고, 이로써 새로운 솔더링 프로파일을 생성하기 위하여 상당한 비용을 필요로 할 뿐만 아니라, 이어서 이는 추가로 종래의 연성-솔더링 프로파일(종래 기술에 공통인)에 비교해서 긴 솔더링 시간을 필요로 하도록 설계되어야 한다.

솔더링 프로파일은 솔더링된 접합부의 각각의 새로운 디자인에 대해 새로 적응되어야 한다.

공정에서, 솔더링 재료에 의한 침입 시간은 실험적으로 고려되어야 하고, 또한 넷의 침하(sinking) 또는 설계된 포일의 용융 솔더링 속으로의 침하 시간은 계산에 포함되어야 한다.

공정에서, 문제는 항상 솔더링층의 두께에 비교해서 넷과 포일의 두께의 설계에 추가로 존재한다.

넷과 포일의 복잡성에 따라, 매우 낮은-점도의 솔더링이 선택되어야 한다.

또한, 넷 재료와 솔더링 재료 사이의 밀도 차이는 용융 솔더링 재료 속으로의 넷의 침하/함입을 확보하기 위하여 고려되어야 한다. 이러한 상황의 빈번한 결과는 적셔짐(wetting) 결함이고, 이어서 이는 솔더링층의 기계적 안정성과 열 전도성을 감축하라 뿐만 아니라, 이로써 이와 같이 생성된 솔더링 접합부의 신뢰성을 상당히 손상/감소시킨다.

넷이나 구조화된 포일은 프레폼(성형된 솔더링 부품) 내에 일체화되지 않고 적층 동안 느슨하게 배치되므로, 이는 반드시 별도의 삽입 단계를 필요로 하고, 추가로 또한 이는 반드시 솔더링 공정의 총 제조 시간을 상당히 부가한다.

WO 2018/209237 A1로부터, 이러한 복합 재료에 의하여 제조된 솔더링 접합부의 열 전도성을 향상시키기 위하여 5㎛ 내지 200㎛의 직경을 가지는 와이어들이 용해 또는 압연에 의하여 연성-땜납 테이프에 부가되는 솔더링 재료가 공지되었다.

WO 2018/209237에는 보다 상세하게 설명되지 않았으나 주요 단어들이 개략적으로 설명된 재료 제조 방법에 의하여, 그에 따라 와이어의 테이프 또는 포일로의 압연이 상정되고, 와이어의 표면 영역은 복합 재료의 표면에 개방되어 접촉한다.

압연에 의하여 연성-솔더링 테이프에서의 와이어의 진실로 강력한, 물질-대-물질의 일체화는 달성될 수 없다.

따라서, 압인이나 밴딩과 같은 이어지는 가공 단계 동안, 와이어가 솔더링 전에 연성 솔더링으로부터 "분리"되는 위험이 항상 쫀재한다.

또한, 이는 솔더링 동안 와이어가 먼저 용융 연성 솔더링 속에 침하/침지되어, 공동이나 적셔짐의 결함을 초래하는 것을 의미한다.

그러므로, 이 방안에서도, WO 2018/209237A1에 따라 제조된 솔더링 재료에서도, 대기압으로 충진된 작은 갭, 공동 등이 항상 잔존해서, 솔더링 동안 이미 설명된 불리점을 가지는 기공과 구멍을 생성하는 사실로 이루어지는, 이제까지 인용된 모든 방안에서 공통인, 이미 설명된 불리점이 존재한다.

그러나, WO 2018/209237 A1에서 인용된 재료/프레폼은 또한 용융 솔더링에 와이어를 첨가해서 생성될 수 있다.

공정(와이어/연성-솔더링 결합의 경우(구리 와이어, 주석-기반 연성 솔더링))에서, 와이어의 상당한 부품이 솔더링 전에 용융 연성 솔더링 속의 용액 내로 진행한다.

바(bar) 주조와 같은 단지 불연속적이고 낮은-품질의 1차 성형 방법과, 연속 주조와 같은 연속이 아닌 방법이 이를 위하여 고려될 수 있으므로, 용융 솔더링 속에 와이어가 첨가되는 그러한 제조 방법은 추가로 매우 제조-집약적이다.

열 전도성의 향상에 부가해서, WO 2018/209237 A1에 설명된 재료는 또한 솔더링 공정 동안 솔더링 층 두께를 제어하는 적극적 측면의 효과를 가지는 것으로 생각된다.

이와 관련해서, 현재의 종래 기술에 따라, 베이스판 또는 저온 침하부와 기판 사이의 전력 반도체 모듈의 솔더링 접합부는, 열 저항의 증가를 기초로, 열기계적인 장시간의 안정성을 이유로, 250㎛ 내지 최대 400㎛ 두께/솔더링-층 두께로 제조되는 것이 중요하다.

200㎛ 와이어 직경에서도, 구조 부품은 여전히 서로에 대해 최대 200㎛에 이르는(400㎛의 솔더링-층 두께에 대해) 적어도 50㎛(250㎛의 솔더링-층 두께에 대해); 따라서 후자의 경우 계획된 솔더링-층 두께의 50%만큼 여전히 경사질 수 있으므로, WO 2018/209237 A1에서 설명된 재료는 종래 기술에서 공통인 250㎛ 내지 대략 400㎛의 이러한 솔더링-층 두께에 대해 완전히 적합하지 않다.

그러나, 이러한 “솔더링된 접합부에서 기울어지는”것에 기인하여, 와이어의 도입에 의하여 지향된 본 발명의 목적(과제), 솔더링된 접합부의 열 전도성의 증가는 극복되는 데, 경사된 솔더링 접합부는 열 고온점의 진전의 주요 원인이기 때문이다.

추가로, 열기계적인 응력과 변형에 적합한 솔더링 연결부는 한편으로 일정 정도, 높은 온도에서 안정적이며 높은-용융의 금속이 (구리, 등의) 금속간 상에 포함되는 금속간 상을 포함하나, 추가로 동시에 또한 여전히 연성이고, 내크립성이며, 즉, 열 부하 사이클에 민감하지 않은 것을 원칙적으로 유의하여야 한다.

따라서 본 발명의 과제는 솔더링 공정 후에도 간단하거나 또는 아니면 복잡한 구조라도, 정해진 그리고 반복가능한 연결 구역 형상을 조정할 수 있는 50㎛ 내지 600㎛ 두께를 가지는 무연 솔더링 포일을 개발하는 것으로, 상기 솔더링 공정은 무연 연성 솔더링의 통상적인 공정-온도 범위, 즉, 바람직하게 250 내지 300℃에서, 그러나 사용된 연성-솔더링의 액상 온도 위의 적어도 20 - 30K에서, 종래 기술에서 일반적인 무연 솔더링의 전형적인 5분보다 짧은 표준 솔더링 시간에서 또한 후속의 열 처리 없이, 그리고 솔더링 동안 접합부 상대방에 추가적인 가압 압력을 적용함이 없이, 솔더링 동안에도 솔더링에서 조정되는 분위기와 관계 없이 발생할 수 있고, 연결 구역에서 구멍 및/또는 기공의 아주 최소한의 형성과 함께, 고온에서 안정되고, 단계적인 솔더링 공정에서도 인접 디바이스들 사이의 연결 구역의 높은 열적 신뢰성을 확보할 수 있는 솔더링된 연결부가 얻어질 것이고, 이미 솔더링된 영역의 재용해 위험이 존재하고, 기하학적으로 치수가 매우 정확하고 추가로 전체 연결 구역의 열 전도성을 상당히 향상시키며 동시에 연성에 의하여, 재료 피로의 경우에 연결 구역에서의 균열 전파를 억제/정지하고 그리고 공정에서 동시에 솔더링에 의하여 도입되고 또한 디바이스 사용 동안 개발된 열 응력을 흡수하고, 이로써 여기 제시된 방안에 의하여 작동상의 일반적 기술에서 종래 기술에 따라 솔더링 제료에 의하여 제조된 연결 구역과 복수회 비교해서 연결 구역의 수명을 연장하는 것이다.

본 발명에 따르면, 이 과제는 50㎛ 내지 600㎛ 두께를 가지는 무연 솔더링 포일(1)에 의하여 달성되고, 이와 함께, 금속 디바이스 및/또는 금속화된/금속-코팅된 디바이스, 즉, 무연 연성 솔더링에 일반적인 공정-온도 범위, 즉, 250℃ 내지 300℃에서, 그러나 사용된 액상 연성 ?こ냅? 액상 온도보다 적어도 20 - 30K에서, 솔더링 공정에서도 신규 방식으로 인접 디바이스의 금속 표면층과 함께, 그리고 종래 기술에서 무연 연성 솔더링에 대해 전형적인 5분보다 짧은 표준 솔더링 시간에서, 그리고 또한 솔더링 동안 솔더링 오븐에서 조정되는 분위기와 상관 없이, 연결 구역에서 아주 최소한의 기공 및/또는 구멍을 형성하면서, 고온에서 안정되고, 단계적인 솔더링 공정에서도 인접 디바이스들 사이의 연결 구역의 높은 열적 신뢰성을 보장하며, 솔더링된 연결부가 얻어지고, 이전에 솔더링된 영역의 재용해의 위험이 존재하므로, 솔더링 포일에 의하여 보장되는 신규의 솔더링 연결부의 본 발명에 따른 특성에 기초하여, 상술한 종래 기술의 문제는 해소되고, 그리고 본 발명에 따라 가능한 설계에 의하여, 특히 일체화된 메카트로닉 기능을 가진 적층에서, 장래 발견되는, 바와 같은, 복잡한 기하학적인 구조가 가능하다.

팔요하면, 본 발명에 떠른 솔더링 포일(1)은 후속 열 처리 또는 솔더링 동안 접합 상대방들에 추가 가압력을 가하지 않는 것이 또한 중요하다.

이러한 취지에서, 본 발명에는 무연 주석-기반 솔더링, 순수 주석, 순수 인듐 또는 InSn48과 같은 인듐 기반 합금으로 구성되는, 연성 솔더링 매트릭스(2)에서 솔더링 포일(1)이 밀집하여 구성되는 것이 중요하다. 두 개의 연성 솔더링 포일 또는 두 개의 연성 솔더링 테이프들 사이의 롤 방향을 따라 정렬된, 복합 와이어(3)들이 제 위치에 피복되고 이로써, 테이프(6)의 총 시작 높이에 대해, 테이프(6)의 총 시작 높이(복합 와이어(3)의 높이를 포함하지 않고 결정된)와 복합 포일(1)의 최종 높이(H)(매입된 복합 와이어(3)와 함께) 사이의 높이 차이(%로)로부터 결정된 30%보다 크고 최대 95% 범위인, 바람직하게는 50 내지 85%의, "시작 테이프의 비율 높이 감축"으로 압연 피복에 의하여 연성-솔더링 매트릭스에 물질-대-물질 관계로 배치된다.

또한, 롤 공정 후에 복합 와이어(3)의 코어(2) 사이의 최소 허용가능한 간격은 대략 500㎛인 것이 또한 중요하다. 따라서, 솔더링 동안 그리고 사용 상태에서 생성되는 접합 상대방의 다른 열 팽창계수로부터 발생된, 탄성-소성 변형에 의하여, 열기계적인 응력에 대해 보상할 수 있도록 금속간 상으로 충진된 와이어 사이에 충분한 정도로 유연한 연성-솔더링 부피가 여전히 존재하는 것이 확실하다.

동시에, 이 간격에는 위험이 없으므로 반응 분위기 아래 솔더링 동안 형성된 반응 산물은 삼투압 효과에 기인하여 연성-땜납 부피 내에 보존된다.

솔더링 포일의 외측 에지에 대해 복합 와이어(3)의 코어(2)의 최소 허용가능한 간격은 압연 공정 후에 대략 500㎛인 것을 추가로 특징으로 한다.

따라서, 롤-피복 과정 동안 테이프 에지의 영역에서 생성되는 인장 응력은 복합 와이어(3)의 물질-대-물질 통합에 대해 부정적인 영향을 미치지 않고 솔더링 상황에서 발생할 수 있는 고착이나 결합 결함은 증가된 기공도나 기공 형성을 초래하지 않을 수 있는 것이 보장된다.

롤 공정 후의 솔더링 포일의 외측 에지에 대해 그리고 서로들 가운데서 복합 와이어(3)의 코어(2)의 최대 간격은 이어서 각각 사용된 연성-솔더링 테이프의 폭에 의존한다. 따라서, 적용 상황에 따라, 복합 와이어(3)들의 수와 테이프(6) 폭 위로의 그들의 정확한 위치는 서두에서 언급된 한계와 제한 내에서 매우 가요성 있게 그리고 개별적으로 설정될 수 있고 따라서 구체적인 방안이 실장 및 연결 기술의 모든 공통 과제에 대해 확실히 실현될 수 있다.

압연 방향을 따라, 테이프 에지에 평행으로 각각 개별적으로 정렬된 복합 와이어(3)가, 완전히 물질-대-물질 관계로 서로 평행으로, 즉, 최대 접합 강도로, 연성-솔더링 매트릭스(2)에 영구히 통합된, 본 발명에 따른 이러한 솔더링 포일에 의하여, 예컨대, 포일의 압인 동안, 이어지는 가공 단계에서 발생된 힘이 결코 부품의 박리를 발생하지 않는다.

동시에, 연성-솔더링 매트릭스(2)에서 복합 와이어(3)의 본 발명에 따른 완전한 물질-대-물질 통합에 의하여, 30% 내지 95%보다 범위의 "시작 테이프의 비율 높이 감축"에 의한, 본 발명에 따른 롤 피복 후에, 복합 와이어의 내부에 아무런 공동도 확실히 잔류하지 않으므로, 이어서 솔더링 공정 동안 본 발명에 따른 솔더링 포일(1)로부터 가스가 또한 더 이상 제거되지 않고, 이로써 본 발명에 따른 솔더링 포일(1)에서 연성-솔더링 매트릭스(2)의 연성 솔더링은 항상 모노리식 연성 솔더링 시작 재료와 동일한 기술적 특성을 가진다.

또한 그러나 솔더링 포일(1)에 각각 배치된 복합 와이어(3)는 연성-솔더링 매트릭스(2)에 비교해서 수배 더 강하거나, 구리 또는 구리-기반 합금, 은 또는 은-기반 합금, 니켈 또는 니켈-기반 합금, 금 또는 금-기반 합금과 같은 금속 합금으로 이루어진 코어를 가지며, 그 둘레에 순수 주석 또는 주석-기반 합금, 또는 인듐 또는 인듐-기반 합금과 같은 다른 금속 합금 또는 다른 금속의 재킷(5)이 배치된다.

이 경우 복합 와이어(3)의 재킷(5)은 복합 와이어(3)의 총 직경의 2% 내지 20%의 층 두께를 가지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 추가적인 특징은 또한, 압연-피복 공정 후에, 연성-솔더링 매트릭스(2)에서 피복된 복합 와이어(3)의 코어(4)의 적어도 하나의 위 및 아래, 연성-솔더링 매트릭스(2) 영역과 복합 와이어(3)의 재킷(5) 층으로 구성되고, 이어서 전체적으로 가장 얇은 위치에서 적어도 5㎛이고 최대 15㎛의, 바람직하게 5㎛ 내지 대략 10㎛에 이르는 연성-솔더링 재료 층이 여전히 배치되는 것에 존재한다.

본 발명에 따른 솔더링 포일(1)은 연성 테이프(6)의 상부 테이프(6), 연성 솔더링의 하부 테이프(6), 및 테이프(6)들 사이에 위치된 여러 복합 와이어(3)들을 롤 피복을 위한 롤 갭으로 정해진 방식으로 공급함으로써 제조된다.

단면 감소를 위한 변형을 발생하는 힘에 기인하여, 본 발명에 따른 솔더링 포일(1)의 개별 디바이스는 복합 재료로서 물질-대-물질 관계로 서로 확실히 결합된다.

이러한 압연-피복 공정으로부터 발생한, 본 발명에 따른 솔더링 포일(1) 형태의 복합 재료는 솔더링 포일(1)의 테이프 길이를 가로질러, 예컨대, 연성-솔더링 매트릭스(2)에서 직사각형 단면의 외형을 가지고, 연성-솔더링 매트릭스(2)에서 복합 와이어(3)는 물질-대-물질 관계로 매입된다.

롤 갭의 형상 조정과 상호 작용하는 시작 상태에서 테이프 형상을 위한 특별한 선택과 관련하여, 시작 상태에서 둥글거나 타원 단면을 가질 수 있는, 복합 와이어(3)의 와이어 형상 및 재료 디자인에 의하여, 많은 수의 복잡한 기하학적인 장치가, 솔더링 포일의 내부(이하에서 레이아웃으로 불림)에 대해 제조될 수 있다. 그러나, 본 발명에 따른 압연-피복에 기인하여, 일반적으로 평평한 제품이 항상 다각형 형상에 우선 유사한 것에 대응하여 항상 제조된다.

서로 간에 개별적인 복합 와이어(3)의 간격과 또한 롤-갭 자체는 이어서 정해지고 반복가능하게 조정가능하다.

연성 솔더링 포일 또는 연성 솔더링 테이프 및 복합 와이어 형태의 "절반의 무단 반제품"은 시작 재료로 사용되므로, 본 발명에 따른 솔더링 포일(1)의 제조는 매우 효과적이고 경제적이다.

본 발명에 따른 솔더링 포일(1)에 의하여, 모든 재료가 완전한 물질-대-물질 관계로 갭이 없이 결합되고, 대기로 충진된 공동들이 잔류하는 복합체가 사용가능해진다.

이와 같이 본 발명에 따른 솔더링 포일운송 동안 또는 본 발명에 따른 솔더링 포일을 가진 다른 조작 동안, 복합 와이어의 탈락이나 미끄러짐 또는 다른 비편재화(delocalization)는 솔더링 포일의 이송 동안 완전히 제거된다.

본 발명에 따라, 단지 둥글거나 타원인 복합 와이어 단면들이 반제품으로 사용되는 사실에 의하여, 이들 반제품 형상이 항상 롤 피복 동안 연성 솔더링의 "흐름에 의해" 매우 잘 확실히 에워싸인다.

롤-피복 공정 동안 복합 와이어(3)가 흐름에 의하여 완전히 에워싸이는 사실에 의하여, 본 발명에 따른 솔더링 포일(1)에 의한 솔더링 동안 기공과 구멍의 거동이 모노리씩 솔더링 포일이나 그로부터 제조된 솔더 프레폼(solder preforms)에 의한 솔더링 동안 단지 조금이다.

동시에, 롤 피복 동안 테이프(6)의 연성 솔더링과 복합 와이어 사이에 생성되는 응력 조건은 테이프(6)의 성형 성능이 과잉이 되도록 하지 않는다.

성형 성능은 "재료 고착"이 상실되지 않거나 최초로 구축될 수 없는 충분히 큰 정도로 소성 변형에 의하여 외력-재료의 응력을 생성하는-의 영향 아래 형상을 변화시키기 위한 재료의 성능이다.

연성 솔더링에서의 복합 와이어의 본 발명에 따른 통합의 결과, 복합 와이어들은 본 발명에 따른 롤 피복 공정에 기인하여 각각의 경우 연성 솔더링에 의하여 완전히 에워 싸인다.

본 발명에 따르면, 솔더링이 용융되면 바로, 모든 구조 부품의 표면은 즉시 완전히 적셔지고 따라서 적셔짐의 결함이 완전히 제거될 수 있다.

그러나, 본 발명에 따른 방안에 의하여, 솔더링 갭의 그러한 매우 복잡한 형상도 재구성할 수 있도록 그들의 단면 형상이 균일하지 않게 통합된 복합 와이어(3)를 의도적으로 배치할 수 있다.

솔더링 갭의 그러한 매우 복잡한 형상은 현재, 예컨대, 기판과 베이스판 또는 냉각 소자들 사이의 솔더링 갭의 오목 또는 볼록 구조물을 가지는 전력 반도체 디바이스의 실장과 관련해서 필요하다.

그러나, 본 발명에 따른 솔더링 포일과 함께, 실장 및 연결 기술에서 더욱 복잡한 형상도 구현가능하다.

모듈이 또한 전기적인 기능에 부가해서 기계적인 기능을 가지고 더 이상 표준 "평탄" 구조 대신에 복잡한 3D 구조로 설계되어야 할 때, 장래 이것이 필요할 것이다.

연성-솔더링 매트릭스의 단면 형상의 기하학적인 설계를 자유로이 선택한 결과로서, 그리고 그에 통합된 복합 와이어(3)의 수와 형상의 자유 선택과 관련해서, 설계에 대한 어떤 한계도 거의 부여되지 않는다.

본 발명에 따른 이러한 솔더링 포일(1)로부터, 이어서 압인이나 또는 결합된 압인-성형 공정에 의하여 대응하는 사용하는 형상에 대한 다른 솔더링 몰딩(8), 소위 프레폼을 제조하는 것이 저가로 가능하다.

본 발명에 따른 솔더링 포일(1)에 의하면, 연성 솔더링에 전형적인 공정-온도 범위에서, 즉, 바람직하게 250 내지 300℃에서, 그러나 사용되는 연성 솔더링의 액상 온도 위로 적어도 20 - 30K에서, 5분보다 짧은 솔더링 시간에, 또한 최대로 대략 280℃의 솔더링 온도에서, 종래 기술의 연성 솔더링에 전형적인 솔더링 프로파일을 가진 종래의 무연 연성 솔더링 공정에서 발생하는 것은, 이어서 각각의 복합 와이어(3)의 코어(4) 둘레의 고 용융 금속간 상으로의 복합 와이어의 재킷 영역 아래 및 위, 안에서의 연성-솔더링 기둥의 금속화 효과에 기인하는 솔더링 공정 동안의 변태이고, 연결되는 부품들로의 고-용융 금속간 상의 완전한 브리지(bridge)가 형성되므로, 솔더링 후에, 복합 와이어(3)의 코어(4) 둘레의 연결 구역(13)에서의 정확하게 규정된 단면 영역에 배치된다. 본 발명에 따르면, 최초 연성-솔더링 매트릭스의 연성-솔더링 재료는 솔더링 공정 후에 연결 구역(13)에서 이들 강력한 브리지 사이 및 곁에 여전히 배치된다.

솔더링 공정에서 본 발명에 따라 형성된 높은-용융의 강력한 브리지, 즉, 결합되는 디바이스들 사이의 물질-대-물질 연결부의 본 발명에 따른 영역은, 이들 브리지에 인접하는 연성-솔더링 매트릭스의 연성 솔더링 재료와 비교해서 상당히 큰 강도이나 추가로 또한 휠씬 더 높은 재용해 온도를 가진다.

이와 같이, 금속간 상으로부터 본 발명에 따라 형성된 브리지는 종래의 연성 솔더링을 사용한 단계적인 솔더링 동안 발생하는 실장과 연결의 두 개의 기본적인 문제를 해결한다.

무엇보다, 결합될 부품 사이의 본 발명에 따라 형성된 "고온 안정성"을 가지는 브리지에 기인하여, 단계적인 솔더링 공정에서의 이들 부품의 미끄러짐이 방지/회피되는 데, 본 발명에 따라 형성된 브리지가 더 이상 연성-솔더링 공정에서의 온도에서 용해할 수 없기 때문이다.

그러나, 본 발명에 따르면, 이들 브리지는 또한 그의 높은 기계적인 안정성에 기인하여, 솔더링의 재료 피로의 경우의 균열 전파가 이들 브리지에서 정지/억제된다.

유연한 연성-솔더링 매트릭스는 항상 이들 매우 강력한, 균열-방지 요소로 기능하는, 브리지 사이에 항상 배치되므로, 본 발명에 따라, 소성 변형에 의하여, 연결 구역에서 진전된 응력 과부하를 추가로 동시에 소비할 수 있다.

동시에, 이들 매우 강력한, 레일-형상의 브리지는 "레일"을 따라/곁에 또는 인접하는 "레일"과 결합될 인접 디바이스의 표면 사이에 잔류하게 할 수 있고, 이러한 영역은 한편으로 반응 산물(즉, 접합 상대방(접합되는 디바이스(예컨대, 세라믹 기판(9), 베이스판(10), 및 연성 땜납의 접합될 표면))의 접합되는 표면에서의 솔더링 동안 사용된 환원 매체와 접합 상대방의 표면 산화물로부터의 반응 산물로서 형성된 가스(증기, 등)의 탈가스를 허요하나 다른 한편, 접합될 표면의 형상에 기초하여 "분위기"를 통상 형성하는, 접합 상대방의 표면 사이에 존재하는 공동이, 이상적인 표면((거칠기, 파형, 스코어 마크, 글힘, 등에 기인해서)으로부터 떨어지게 할 수 있고, 분위기는 이어서 솔더링 동안 방출될 수 있다.

전체적으로, 본 발명에 따른 방안에 의하여 솔더링된 접합부의 정확한 기하적인 제어의 이점 외에, 단계적인 솔더링 공정 동안 공정 제어를 향상시키고 추가로 동시에 재료 피로를 상쇄하는 이점을 가지는 완전히 신규의 솔더링된 연결부가 제조된다. 본 발명에 따른 솔더링 포일(1)에 의하여 제조된 연결 구역(13)의 수명은 종래의 실장 및 연결 기술의 솔더링 재료에 의하여 제조된 연결 구역(13)에 비교하여 상당히 양호하다(더 긴).

본 발명의 유익한 실시예들, 상세한 설명 및 추가 특징들이 종속 청구범위들과 본 발명에 따른 예시적인 실시예들의 이하의 설명으로부터 명확해질 것이다.

이하에서 본 발명은 이제 본 발명에 따른 솔루션의 6개의 도면들과 결합하여 보다 상세하게 설명될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 솔더링 포일(1)의 제조를 위한 본 발명에 따른 장치를 도시하고;
도 2는 본 발명에 따른 솔더링 포일(1)로 구성되고 솔더링 공정 전에 기판(9)과 베이스판(10) 사이에 배치된 솔더 프레폼이 단면으로 예시되고;
도 3은 연성-솔더링 공정 직후의 도 2에 예시된 장치를 도시하고;
도 4는 연속 작동으로 더 긴 사용 시간 후에 도 3에 예시된 장치를 도시하고;
도 5는 본 발명에 따른 솔더링 포일(1)로부터 제조되고 연성-솔더링 매트릭스(2)로 통합된 두 개의 복합 와이어(3)를 가지는 솔더 프레폼(8)의 3D 표현을 도시한다.
도 6은 본 발명에 따른 솔더링 포일(1)로부터 제조되고 연성-솔더링 매트릭스(2)로 통합된 세 개의 복합 와이어(3)를 가지는 솔더 프레폼(8)의 3D 표현을 도시한다.

도 1은 본 발명에 따른 무연 솔더링 포일(1)의 제조를 위한 본 발명에 따른 장치를 도시한다.

도 1에 예시된 바와 같이, 같이 시작하기 위한 시작 재료는 연성 솔더링의 두 개의 포일 또는 테이프(6)이고, 이는 탈지된 먼지가 없는 표면 품질로 제공된다.

개선된 추가 처리를 위하여, 이들 테이프(6)는 외측의 탄성 부동태화층을 제거하기 위하여, 추가로 연결에 필요한 표면 거칠기가 이어서 롤 갭에서 실행되도록 롤 피복 전에 브러시로 세척될 수 있다.

이들 포일이나 테이프(6)는 롤 스탠드의 롤들의 입력 측에 배치되므로 솔더링 재료의 하부 테이프(6)는 먼저 롤 갭을 관통하여 나사 결합된다.

이어서 편의상 스풀에 권취되어 제공되는 복합 와이어(3)는 대응하는 언와인더(unwinder) 샤프트에 중심으로 적용된다.

복합 와이어(3)는 둥글거나 또는 타원 단면으로 제공된다.

쨈납 포일(1)에 일체화되는 복합 와이어(3)들의 수에 대응해서, 이들은 롤 ?읖캔揚? 입력측에서 테이프들 사이에 배치된다.

간단한 설계에서, 일체화될 복합 와이어의 수는 둘 이상이다.

그러나, 본 발명에 따라, 땜납 포일(1)에는 더 많은 복합 와이어(3), 예컨대, 5개 이상의 복합 와이어(3)들이 사용될 수 있다. 이를 위하여, 복합 와이어(3)의 기하학적인 형상과 또한 그 두께가 다르게 선택될 수 있다.

단순한 예에 의하면, 둥근 시작 형상과 같은 직경의 두 개의 복합 와이어들이 사용될 것이다.

더욱 복잡한 예에서, 다른 형상과 무엇보다도 다른 직경의 셋 이상의 복합 와이어들이 또한 사용될 수 있다.

롤-피복 공정 후에 연성-솔더링 매트릭스(2)를 제조하는 테이프(6)용 시작 재료로서, 특히 Sn; SnAg3.5; SnCu3; SnCu0.7; SnSb5; SnSb8; SnAg0.3Cu0.7; SnAg1Cu0.7; SnAg3,8Cu0.7; SnAg3.0Cu0.5; SnAg0.4Cu0.5와 같은, 모든 공통의 무연 주석-기반 합금이 고려될 수 있다.

그러나, 예컨대, 순수 인듐이나 InSn48과 같은, 인듐에 기초한 합금과 금속이 또한 사용될 수 있다.

코어(4)로서, 무엇보다, 사용될 연성-솔더링 포일용 주석-기반 합금과 결합하여, 특히 구리 및 구리-기반 합금, 순은 및 은-기반 합금 및 니켈과 니켈-기반 합금과 같은 금속과 합금이 고려될 수 있다. 그러나, 재료 결합으로서 비용-집약적인 예를 나타내지만, 금과 금-기반 합금이 또한 인듐-기반 합금과 결합하여 사용될 수 있다.

롤-피복 동안의 연결 공정과 또한 확산-솔더링 공정에 대해, 복합 와이어(3)의 재킷(5)은 코어(4)와는 다른 재료로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이들 재킷(5)의 취약층은 이미 약간의 변형에서 파단하고 이로써 재킷 층 내부에서 연결-용이 재료를 위한 공간을 제공하므로, 코어(4)의 금속과 비교해서 매우 취약한, 재킷(5)의 둘레층(주로, 아연 산화물)은 롤-피복 공정 동안 테이프(6)로의 연결 구축을 지원한다.

이 경우, 복합 와이어(3)의 재킷(5)이 갈바닉 전기에 의해(galvanically) 또는 금속 용융욕에 코어(4)를 침지시키는 것에 의해 제조되는지 여부는 중요하지 않다.

재킷층의 두께는 복합 와이어(3)의 총 직경 두께의 약2% 내지 20%일 수 있다.

각각의 복합 와이어(3)의 코어(4) 둘레의 "확산-솔더링 영역"이 사용됨에 따라, 선행기술 또는 그들의 결합에 따라 형성된 금속간 상은 사용된 재료의 선택에 따라 더 높은-용융 상을 나타낸다.

≥400°C의 금속간 상의 재용융 온도를 달성하기 위하여, 연성-솔더링 매트릭스(2)로서의 주석-기반 솔더링의 구리, 은, 또는 니켈 와이어의 복합 와이어(3)의 코어(4), 또는 연성-솔더링 매트릭스(2)로서의 인듐-기반 솔더링과, 니켈이나 금 와이어의 복합 와이어(3)의 코어(4)의 재료 결합이 바람직하다.

각각의 솔더링 프로파일, 즉, 솔더링 공정 동안의 온도-시간 방안은 이어서 항상 각각의 재료 결합에 대한 종래 기술의 연성-솔더링 프로파일 표준과, 무연 연성 솔더링에 전형적인 공정-온도 범위, 즉, 최대 대략 280℃에서, 그리고 예컨대, 5분보다 짧은 솔더링 시간에 대응한다.

도 1에 예시된 본 발명에 따른 솔더링 포일(1)의 실시예는 중앙에서 매우 얇은 주석 복합 와이어(3)를 도시하고, 이어서 두 개의 더 두꺼운, 이 경우 균등하게 두꺼운 복합 와이어(3)가 각 측면에 하나씩 배치된다. 이 실시예는 오목한 솔더링 갭에 합치하도록 그리고 솔더링 이후에 가능한 높은 구조적인 정확성을 달성하도록 사용된다.

그러나, 이후의 솔더링 갭의 구조에 적용가능한 요건에 따라, 다른 직경을 가지는 적절한 수의 복합 와이어(3)들이 또한 사용될 수 있다.

도 1에 따르면, 복합 와이어(3)들은 안내 다이를 통해 그리고 이어서 롤 갭을 통해 다음 공정 단계에서 나사 진행되고, 그리고 공정 내에서 이미 관통하여 나사 진행된 하부 테이프(6)와 일치된다.

이어지는 롤 피복에서, 안내 다이에 의하여 소정 위치에서 복합 와이어(3)가 제 위치에 피복되는 것이 보장되고, 이로써 이는 서로에 대해 복합 와이어(3)의 간격 및 솔더링 포일(1)의 길다란 에지에 대한 복합 와이어(3)의 간격을 규정한다.

복합 와이어(3)가 이와 같이 하부 테이프(6)와 일치된 후, 그들은 롤(7)의 배출 측면에 기계적으로 고정된다.

다음에, 복합 와이어 위의 롤(7) 사이의 갭에 진입하는, 상부 테이프(6)는 롤들을 관통하여 나사 결합되고 이어서 하부 테이프(6)와 에지-대-에지 정렬된다.

균등한 폭을 가지는 연성 솔더링의 포일 또는 테이프(6)를 사용하는 것이 바람직하다.

연속 공정의 경우, 감긴 형태로, 소위 코일로 사용되는 재료를 사용하는 것이 유사하게 효과적이다.

테이프(6)와 복합 와이어(3)가 롤 갭을 통해 소정의 배치로 나사 결합된 후, 롤 갭이 닫혀진다.

얻어지는 재료의 복합 테이프의 두께는 서로에 대한 롤들의 최소 간격의 조정에 의하여 조정된다.

이제 압연 공정이 시작되면, 롤 갭 내의 금속의 소성화에 기인해서 더 강한 복합 와이어(3)의 둥근 영역 둘레에서 솔더링의 연성의 재료가 유동하고, 이들을 제 위치에서 성형하고 그 자체를 다시 연결하므로, 물질-대-물질 재료 복합체의, 본 발명에 따른 솔더링 포일(1)이 결합된다. 테이프(6)의 총 시작 높이(복합 와이어(3)의 높이를 포함하지 않고 결정된)와 복합 포일(1)의 최종 높이(매입된 복합 와이어(3)와 함께) 사이의 차이(즉, 마이너스)로부터, 테이프(6)의 총 시작 높이에 대해, 비율로부터 결정된) 롤 피복 동안 이러한 목적으로 필요한 "시작 테이프의 비율 높이 감축"은 개별적으로 그리고 압연 방향을 따라 테이프 에지들에 평행으로 정렬되는, 각각 사용된 복합 와이어와 솔더링 포일/솔더링 테이프에 사용된 재료의 선택에 따라, 30%와 95%(시작 테이프의 총 높이의) 보다 큰 범위에 있다.

예컨대, 복합 와이어(3)의 시작 재료로서 둥근 와이어가 사용되면, 롤 갭에서의 성형 공정에서 대략 타원 형상에 근접할 것이다.

이미 설명된 바와 같이, 이미 타원형인 복합 와이어(3)는 또한 시작-재료 형상으로 사용될 수 있다.

복합 와이어 표면의 둥근 형상은 피복의 제조에서 중요하다.

표현된 에지 형상을 가진 복합 와이어 단면 구조는 본 발명에 따른 해결 방안의 범위 내에서 사용하지 않는다.

연성-솔더링 매트릭스(2)의 더욱 연성인 재료는 성형 동안 물질의 흐름 속에서 매우 큰 저항에 직면함이 없이 성형 공정 동안 복합 와이어(3) 둘레로 물질-대-물질 관계로 유동할 수 있는 것은 복합 와이어(3)의 재킷 표면의 둥근 형상과 함께 일 때 뿐이다.

공정에서, 연성-솔더링 매트릭스(2)의 솔더링 재료는 복합 와이어(3)가 흐름에 의하여 둘러 싸이는 위치에서 매우 큰 국부적인 변형 온도에 이른다.

복합 와이어(3)의 표면의 둥근 형상에 의하여 솔더링의 접합에 의하여 재료 손실(파열/균열) 없이 복합 와이어의 포위가 향상되고 이와 같이 솔더링 재료의 테이프(6)의 두께를 2.5배와 같은 직경을 가지는 예컨대, 복합 와이어(3)와 같은 매우 두꺼운 복합 와이어(3)의 경우에도 최초로 복합 와이어의 내부 또는 외부 손상을 초래함이 없이 물질-대-물질 관계로 통합되도록 제조할 수 있다.

피복 공정 후에 확산 솔더링에 필요한 통합된 와이어 코어(4)의 적어도 하나에서 영역 위아래 위치된, 5㎛ 내지 최대 15㎛의 연성 솔더링의 필요한 매우 얇은 층을 얻을 수 있는 것은 이와 같은 방법에 의헤서만 가능하다.

본 발명에 따른 공정 작업 흐름 범위 내에서, 매우 다른 두께의 복합 와이어(3), 또는 최대 복합 와이어(3)의 최초 직경의 단지 1/3에 이르거나, 또는 예외로서 더 작은 복합 와이어(3)에서도 통합하기 위하여 특별한 문제는 없다.

다른 합금이 또한 통합된 복합 와이어(3)의 코어(4)에 대해 사용될 수 있다.

예들은 다른 강도의 구리 합금이나 다른 정도의 변형 경화를 가지는 순수 구리이다.

다른 강도의 합금의 사용 배경은 다른 복합 와이어(3)가 또한 솔더링에 비교해서 롤 피복 동안 다른 복합 와이어(3)가 또한 다른 정도로 변형된다.

더 연성의 와이어-코어 합금을 가지는 복합 와이어(3)가 더욱 평평해지고 롤 피복 동안 점증적으로 타원형으로 되고 비교해서 더욱 강한 금속 및 합금과 비교해서 전체 복합체에서 더 작은 높이를 가진다.

다른 강도의 합금을 선택함으로써, 그러므로 또한 본 발명에 따라 솔더링 포일(1)의 다양한 형상 설계를 생성할 수 있다.

연성 솔더링 매트릭스(6)와 복합 와이어(3), 및 테이프(6)에 사용된 금속에 따라, 더욱 양호한 성형성을 달성하기 위하여, 롤 갭 내부로 진입하는 동안 또는 전에 시작 재료를 가열하는 것이 필요할 수 있다.

솔더링 포일(1)은 또한 후속의 압연 단계들에서 더욱 얇은 솔더링 포일(1)로 압연될 수 있다.

본 발명에 따른 해결 방안은 유사하게 소정의 솔더링 접합부에 대해 솔더링 포일(1)의 매우 정확한 분배를 실시하기 위하여, 이와 같이 제조된 본 발명에 따른 땜납 포일(1)로부터 솔더 프레폼을 제조하기 위하여 제공된다. 이는, 예컨대, 압인, 레이저 절단, 마이크로에칭, 또는 종래의 전단 방법과 같은 방법들에 의하여 발생될 수 있다.

더욱이, 절단과 동시의 성형(심-인발, 엠보싱)을 포함하는 결합된 방법들이 또한 복잡한 형상의 솔더 프레폼을 제조하기 위하여 사용될 수 있다.

매우 경사된 솔더링 접합부는 기계적으로 손상되어 균질의 두꺼운 층과 같은 바람직하지 않은 열점을 형성하므로, 다양한 사용 상황들은 단지 두 개의 균등한 매우 높은 복합 와이어(3)들을 필요로 하고, 이들은 솔더링 포일(1)에서 가능한 두꺼우며 따라서 서로 정확한 간격으로 설치되고, 복합 와이어들은 예컨대 솔더 프레폼 내에 가능한 에지에 가까이 일체화된다.

솔더링 공정 동안, 이어서 부품의 경사는 이와 같이 방지되고 가능한 균질의 솔더링층이 보장된다.

도 2는 솔더링 공정 전의 단면도를 도시하고, 여기서 본 발명에 따른 무연 솔더링 포일(1)로 구성된 솔더 프레폼(8)이 여기 제시된 예시적인 실시예에서 사용되고 또한 DCB, DBC, 또는 AMB, 및 베이스판(10)으로 알려진 세라믹 기판(9) 사이에 배치된다.

본 발명에 따른 솔더링 포일(1)로 구성되고 솔더링 포일(1)로부터 압인된 이러한 솔더 프레폼(8)은 본 발명에 따라 두 복합 와이어(3)들이 연성-솔더링 매트릭스(2) 내에서 제 위치에 피복되고, 이는 이 예로서의 실시예에서 무연 주석-기반 솔더링으로 구성되고, 즉, 연성 솔더링 매트릭스 내에 밀집하여 통합되고, 본 발명에 따라 코어(4)를 가지며, 이는 더 높은 융점을 가지며 동시에 연성-솔더링 매트릭스(2)와 비교해서 더욱 강한, 금속 또는 금속 합금, 이 경우 구리로 구성되고, 그 둘레에는 다른 금속 또는 금속 합금, 이 경우, 주석-기반 합금이 배치된다.

본 발명에 따르면, "적층(stack)"이 생성된 후, 이 장치는 연성 솔더링에 전형적인 공정-온도 범위(즉, 최대 대략 280℃에서 그리고 5분보다 짧은 솔더링 시간)에서 가열되고, 공정에서 연성 솔더링 매트릭스는 용융 상태로 변환된다.

종래 기술에서 표준인 바와 같이, 이는 예컨대 진공 오븐에서, 통상 환원 가스 분위기에서 실행될 수 있다.

공정에서, 용융 솔더링은 접촉되는 표면 위에 분산된다.

본 발명에 따르면, 도 3에 예시된 바와 같이, 확산 영역, 즉, 새로운 화학 조성을 가진 영역, 인접 디바이스의 표면까지(즉, 기판(9)과 베이스 판(10)까지) 연장하고 솔더링과 적셔지는 재료 사이에 배치되는, 소위 금속간 상(11)이 이어서 복합 와이어 영역으로부터의 금속 원자와 용융 솔더링 사이의 확산 공정에 기인해서 형성된다.

하나로 통합된 연성 솔더링으로 솔더링된 연결 구역은, 연성 솔더링 후에, 단면에 걸쳐 시작 성분으로 구성되고 솔더링 전과 같은 화학 조성을 가지는 연결 구역을 가진다.

대조적으로, 솔더링이 본 발명에 따른 솔더링 포일(1)에 의하여 실행되면, 화학적으로 변화된 조성을 가지는 구역이 연성-솔더링 프로파일에 의한 연성-솔더링 공정 동안 본 발명에 따라 발생하는 용융된 연성-솔더링 용융욕과 복합 와이어(3) 사이의 확산 공정에 기인하여 코어(4) 둘레로 형성된다.

본 발명의 예시적인 실시예에서, SnCu3 솔더링은 솔더링 매트릭스로서 사용된다.

복합 와이어(3)는 주석-기반 합금의 재킷(5)과 합금화되지 않은, 순수 구리의 코어(4) 내에 존재한다.

연성 솔더링 동안, Cu3Sn와 Cu6Sn5의 금속간 상은 이들 코어(4) 둘레에 본 발명에 따라 형성된다.

복합 와이어의 둘레로 일체화된 타원형 코어와 본 예시적인 실시예에서 결합되는 영역의 표면 사이의 간격은 단지 5㎛ 내지 최대 15㎛(예시적인 실시예에서 12.5㎛)이므로, 이들 영역은 금속간 상과 함께 매우 신속하게 성장한다.

공정에서, 도 3에 예시된 금속간 상(11)의 브리지(bridge) 둘레와 코어(4)와 기판(9) 사이, 및 코어(4)와 베이스판(10) 사이에 형성된다.

이들 금속간 상(11)은 더 높은 강도와 경도 및 또한 사용되는 연성-솔더링 매트릭스(2)에 비교되는 더 높은 용융점(금속간 상(11)의 용융점은 사용되는 각각의 재료에 의존하고 일반적으로 ≥ 415℃이다)을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 솔더링 포일(1)과의 솔더링 후에, 그리고 모노리식 연성-솔더링 재료를 사용한 솔더링과 비교해서, 기판(9)과 베이스판(10) 사이의 연결 구역은 연성의 유연한 솔더링으로 구성될뿐더러 대신에 한편으로 매우 강한, 온도-안정 금속간 상(11)으로 구성되는 브리지와, 다른 한편 이들 브리지에 인접하는 연성-솔더링 매트릭스(2)의 유연한 연성 솔더링으로 구성된다.

이들 특성이 하나의 재료에 결합되면, 그들은 재료 과학에서 "질기다(tough)"고 알려진다.

조립 완료 후에, 이는 이어서 일반적으로 표준으로서 사용된다. 공정에서, 반도체 디바이스에서 열의 형태로 생성된 동력 손실은 기판(9)과 종래 기술의 각각의 연성-솔더링 연결 구역을 통해 베이스판(10)에서 제거된다.

공정에서, 개별 장치의 다른 재료가 그들의 각각의 열 팽창 계수에 따라 다른 영역으로 팽창한다.

일반적으로 표준과 같이, 작동이 짧은 시간 또는 긴 시간 동안 단속적으로 중단되면, 이어서 열 형태의 동력 손실은 반도체 디바이스에서 더 이상 생략되지 않고, 재료는 이어서 냉각되고 공정에서 수축한다.

이러한 일정한 열 부하 순환 결과로서, 다른 팽창에 기인해서 재료에서 응력이 발생된다. 이들은 특히 연결 구역의 주변 영역에 집중된다.

연결 구역의 이러한 주변 영역은 사용 기간에 걸친 많은 수의 열 부하 사이클에 기인해서 높은 응력과 변형에 노출된다.

이 현상은 또한 솔더링의 손상으로 알려져 있다.

종래의 모노리식 연성-솔더링 연결에서, 솔더링된 접합부/연결 구역의 에지 영역만이 초기 단계에서 균열에 의하여 영향을 받는다.

초기 단계에서, 전체 구조 부품의 기능 성능은 아직 제한되지 않았다.

추가의 연속 공정에서, 연결 구역의 연성 솔더링의 이러한 균열은 전력 반도체 장치가 그 위에 배치되는 영역 아래 위치하기까지 종래의 연성-솔더링 연결부에서 성장한다.

이후 열은 극히 조금 제거될 수 있다.

따라서 반도체 디바이스는 너무 고온으로 되고, 이어서 전체 조립체의 파손을 초래한다.

연성-솔더링 공정에서 본 발명에 따른 해결 방안으로 형성된 신규의 솔더링 연결부에 의하여, 예컨대, 전체 반도체 모듈과 같은, 전체 조립체의 상당히 더 긴 수명이 이제 종래 기술에 비교해서 보장될 수 있다.

도 4는 긴 연속 공정 후의 도 3에 예시된(전력 반도체 모듈과 관련하여) 본 발명에 따른 솔더링 연결부를 도시한다.

이 도면으로부터, 본 발명에 따른 방안에 의하여 균열(12)의 추가 성장이 방지되는 것은 명백하다.

금속간 상(11)의 안정된 브리지와 관련해서, 유연한 연성-뗌납 매트릭스(2)는 연결 구역(13)의 중간에서 최적의 열 응력의 소비를 보장한다.

그럼에도 불구하고, 연성-솔더링 재료의 피로 현상의 결과로서의 균열(11)의 형성은 많은 수의 열 부하 사이클의 이후 연결 구역(13) 주변에서 발생할 수 있다.

이러한 상황에서, 도 4에 예시된 바와 같이, 구리 와이어(3) 둘레에 본 발명에 따라 형성된 매우 강한 금속간 상(9)의 브리지에 의하여 이들 균열(12)이 추가적으로 확산되는 것이 확실히 방지된다.

그러므로 반도체 장치의 시트 영역 아래 균열(전파)을 방지하기 위하여 솔더 프레폼(8)의 에지/주변에 가능한 근접하게 또는 필요한 대로 근접하게 복합 와이어(3)를 일체화하는 것이 중요하고 반드시 유익하다.

솔더링 포일(1)에 피복된 일체화된 구리, 은 또는 금의 코어(4)를 가지는 복합 와이어(3)의 결과, 연결 구역(13)의 열 전도성의 추가의 상당한 향상은 둘러싸는 연성 솔더링에 동시에 비교해서 추가적으로 보장되므로, 전력 반도체 모듈의 수명은 다시 상당히 개선된다.

본 발명에 따른 상당히 향상된 열 소비의 결과, 전체 조립체의 동작 온도는 더욱 저하되므로 또한 열기계적 응력의 증진이 다시 상당히 감축된다.

도 5와 6에서, 본 발명에 따른 다른 솔더링 포일(1)로부터 제조된 두 가지 다른 솔더 프레폼(8)이 3D 도면으로 예시된다.

도 5는 3D 표현으로서, 솔더링 공정 후에 균질의 솔더링층을 보장하도록 연성-솔더링 매트릭스(2)에 통합/피복된 두 개의 복합 와이어(3)를 가지는 본 발명에 따른 솔더링 포일(1)로부터 제조된 솔더 프레폼(8)을 도시한다.

예컨대, Cu-세라믹 기판의 후방 측면에 금속화층을 가지는 반도체 디바이스를 솔더링하기 위하여, 도 5에 예시되고 본 발명에 따른 솔더링 포일로부터 제조된 솔더 프레폼(8)은 예컨대, B = 15mm x L = 15mm의 크기로 사용된다.

이러한 예시적인 실시예에 의하여, 높이 H = 100㎛를 가지는 연결 구역(13)이 보장된다.

반도체 재료는 주목할만한 함몰부를 가지지 않고 기판은 유사하게 이 구역 범위에 걸쳐 평면의 표면 구조로부터 주목할만한 편차를 보이지 못하므로, 두 개의 주변에 위치된 균등하게 높은 복합 와이어(3)에 의하여 솔더링된 접합부를 안정화시키기에 충분하다.

이러한 목적으로 필요한 솔더 프레폼(8)은 이하와 같이 제조된, 본 발명에 따른 솔더링 포일(1)로부터 제조된다.

구리 코어(4)와 주석 재킷(5)을 가지는 6개의 별도로 라우팅된 복합 와이어(3)와 함께 0.340mm 두께와 70.0mm 폭을 가지는 SnCu3의 두 개의 연성-솔더링 테이프(6)가 시작 재료로서 사용된다.

테이프(6)와 복합 와이어(3)가 이미 설명된 바와 같이 적절한 안내 다이들을 통해 롤 갭으로 공급되고, 공정에서 서로 일치되므로 연성-솔더링 테이프(6)가 다시 서로 합치되어 롤 갭 내부로 진입하고 복합 와이어(3)는 그들 사이에 정확한 간격으로 배치된다.

공정에서, 개별적으로 경로를 가지는 복합 와이어(3)들이 서로에 대해 10.0mm 간격으로 정렬된다.

테이프 에지에 대한 간격은 유사하게 10.0mm에서 설정된다.

복합 와이어(3)는 500㎛ 직경을 가지는 심-인발 구리의 코어(4)로 구성되고 그들은 25㎛ 두께의 주석 재킷(5)을 가진다.

복합 와이어는 220㎛ 두께로 피복되고 두 번의 후속 압연 처리를 통해 100㎛ 최종 두께로 감축된다.

본 발명에 따른 이 솔더링 포일(1)로부터, 이제 폭 위로 연속으로 압인 스트로크마다 15.0mm x 15.0mm 크기의 3개의 솔더 프레폼을 압인할 수 있다.

이러한 목적으로, 압인 다이와 압인 시트가 설계되므로 테이프 에지에 대한 암인 간격은 7.5mm이고 압인은 서로 가운데 5mm 간격을 가진다.

이와 같이, 두 개의 일체화된 복합 와이어들이 그들의 외측 에지에 대해 2.5mm 간격을 가지는, 프레폼/성형 솔더링 부품(8)이 솔더링 포일(1)로부터 압인된다.

이들 솔더 프레폼의 하나의 기하학적 구조가 도 5에 3D로 예시된다.

여기서 프레폼(8)의 높이는 H = 0.100mm이고, 프레폼(8)의 폭은 B = 15.0mm, 프레폼(8)의 길이는 L= 15.0mm이었다.

타원 구조로 변형된 복합 와이어(3)는 이하의 범위를 가지고, 더 큰 직경은 대략 430㎛이고 이어서 동질의 솔더링-층 두께의 제어를 위한 결정 인자인 더 짧은 직경은 대략 84㎛ 범위를 가진다.

본 발명에 따른 솔더링 포일(1)에서 피복된 복합 와이어(3) 위의 연성-솔더링 컬럼/연성-솔더링 두께(높이 H = 100㎛)는 가장 얇은 부위에서 대략 8㎛이다.

본 발명에 따라, 연성 솔더링의 경우 일반적인 연성-솔더링 프로파일에 의한 솔더링 동안, 즉, 5분보다 짧은 솔더링 시간과 대략 280℃에 이르는 연성 솔더링에 일반적인 연성-솔더링 프로파일에 의한 솔더링 동안, 대략 8㎛ 두께의 솔더링층은 더 높은-용융 금속간 상, 이 경우 Cu6Sn5 및 Cu3Sn으로 완전히 변태된다.

본 발명에 따르면, 기판 표면을 향한 솔더링 공정과 반도체의 후방 측면의 금속화를 향한 솔더링 공정 동안 일체화된 두 개의 복합 와이어(3)를 따라 공정에서 더 높은 용융점의-금속간 상의 완전한 브리지가 생성되고, 이 브리지에 의하여, 와이어의 코어들과 함께 다른 가능성 중에서, 기판에 비교한 솔더링된 반도체 장치의 기울어짐이 회피되고 동시에 다음 오븐 작업실에서의 이어지는 솔더링 공정 및 운반 동안 기판에 대한 반도체 장치의 매우 정확한 고정이 보장된다.

이러한 후속 솔더링 공정에서, 예컨대, 반도체 장치에 연결된 기판(9)은 이어서 냉각 소자에 의하여 추가로 솔더링된다.

공정에서, 본 발명에 따란 해결 방안에 의하면, 다음 오븐실로 운송 동안이나 다음 솔더링 공정 동안 반도체 재료는 이미 "슬립"가능한 기판(9)에 이전에 솔더링되지 않았다.

여기 제시된 발명에 의하면, 제 위치에 피복뙨 복합 와이어(3) 둘레 영역만이 더 높은 용융점의, 강력한 금속간 상(11)으로 변환되는 해결 방안이 제시된다.

연결 구역(13)의 잔여부는 최초 조성의 연성 솔더링으로 구성된다.

이와 같이, 대체적으로 취약한 금속간 상(11)으로 구성되고 솔더링 공정 동안 이미 반도체 장치의 손상을 초래할 수 있는 연결 구역(13)과 함께 가능하지 않은, 접합 동안 그리고 사용 조건 아래 발생되지 않은 열화학 응력에 대한 부드러운 재료 거동에 의하여 보충하는 충분한 영역이 존재한다.

도 6은 연성-솔더링 매트릭스(2)에 통합된 세 개의 복합 와이어(3)를 가지는 솔더 프레폼(8)을 도시한다.

이러한 솔더 프레폼(8)에 의하면, 사전에-굽어진 베이스판(10)과 관련해서 양쪽으로 볼록한 기판(9)의 사용에 기인하여 발생한 "기판(9)-대-베이스판(10) 솔더링" 동안, 오목한 솔더링 접합부가 안정화될 것이다.

공정에서, 에지에 밀접하게 통합된 두 개의 두꺼운 복합 와이어(3)에 의하여, 기판(9)의 최소 가능한 기울어짐이 보장되고 따라서 대략 180㎛의 연결 구역(13)에서의 최대 가능한 솔더링-층 두께가 보장된다.

더 작은 두께를 가지는 제3의 중앙으로 위치된 복합 와이어(3)는 오목한 솔더링된 접합부를 안정시킨다.

본 발명에 따른 솔더링 포일(1)의 제조를 위하여, 솔더 프레폼(8)의 제조용 시작 배료로서, 심-인발 조건에서, 0.470mm 두께와 70mm 폭을 가지는 SnAg3.5의 두 개의 브러시 처리된 테이프(6)가 사용되고, 코어(4)용 재료로서 구리와 함께 세 개의 복합 와이어(3)가 사용되고 재킷(5)으로서 코어(4)의 전기 도금 주석 코팅이 사용된다.

두 개의 둘레에 배치된 복합 와이어(3)는 압연 피복 전에 둥글고, 0.8mm의 외경을 가지고 대략 25㎛의 주석의 재킷(5) 층 두게를 가진다.

제3의 중심의 복합 와이어(3)는 0.55mm직경을 가지며 유사하게 대략 25㎛의 주석 재킷(5)을 가진다.

하부의 브러시 처리된 테이프(6)는 이완기로부터 개방된 롤 갭을 관통해서 안내 다이를 지나 감기 유닛 내로 나사 결합된다.

중심의 복합 와이어(3)는 스풀로부터 배출되어 안내 다이를 관통해서 나사 결합되고 하부의 브러시 형성된 테이프(6)의 중심에 정확하게 일치된다.

중심의 복합 와이어(3)는 외부 측면에서 고정된다.

이 때, 0.800mm의 외경을 가지는 주변의 복합 와이어(3)가 스풀에서 풀리고 안내 다이를 통해 나사 결합되고 이어서 중심으로 통하는 복합 와이어(3)의 우측에 배치된다.

중심으로 향하는 복합 와이어에 대한 간격은 예시적인 실시예에서 20mm이다.

따라서 복합 와이어(3) 아래 위치된 SnAg3.5 테이프(6)의 우측 둘레에 대해 15mm의 간격을 발생한다.

테이프(6)의 중심에서 좌측으로 향하는 유사하게 0.800mm 직경을 가지는 제3의 복합 와이어(3)는 스풀로부터 풀려서, 안내 다이를 통해 나사 결합되고 중심으로 향하는 복합 와이어에 대해 20mm 간격으로 배치된다.

중심의 좌측과 우측으로 향하는 복합 와이어(3)는 유사하게 롤의 배출 측면에 고정된다.

마지막으로, 상부의 SnAg3.5 테이프(6)는 장치에서 알 수 있는 바와 같이 하부 SnAg3.5 테이프(6)에 일치하도록 롤 갭을 관통하여 나사 결합되고, 공정에서 유사하게 안내 다이를 관통하여 통과한다.

롤(7) 사이의 롤 갭은 이어서 0.350mm 두께를 가지는 본 발명에 따른 솔더링 포일(1)이 얻어지도록 조정된다.

공정에서, 둥근 복합 와이어 단면은 SnAg3.5 포일 사이에서 성형되고 연성 솔더링에 의하여 둘러싸인다.

두 번의 연속된 압연 작업에 의하여, 본 발명에 따른 솔더링 포일(1)의 두께는 이어서 180㎛ 두께로 더욱 감축된다.

이와 같이 제조된 본 발명에 따른 솔더링 포일(1)은 SnAg3.5의 연성-솔더링 매트릭스와 같이, 높이 H= 0.18mm와 대략 70mm의 폭을 가진 직사각형 단면을 가진다.

타원 형상으로 압착/변형된 복합 와이어(3)는 직사각형 단면의 중심에 대해 중심으로/대칭으로 연성-솔더링 매트릭스 내에 매입된다.

중간 와이어의 더 작은 직경은 대략 120㎛이고 최대 직경은 대략 395㎛이다.

두 개의 주면에 배치된 복합 와이어(3)는 유사하게 타원에 대해 더 작은 직경은 155㎛이고 더 큰 직경은 대략 620㎛의 타원 포맷으로 변형된다.

이들 타원의 중심은 항상 중간에 있으며, 이는 본 발명에 따른 솔더링 포일(1)에서 전체 두께/높이의 절반의 높이에 위치함을 의미한다.

안내 다이에 기인하여, 복합 와이어 타원의 중심이 전체 롤-피복 공정에 결쳐 균등한 간격에 유지되는 것이 동시에 보장된다.

이어서, 이하의 치수(도 5 참조): 높이 H = 180㎛, 폭 B = 46.5, 길이38.0mm를 가지는 압인된 부품, 소위 "프레폼"이 본 발명에 따른 솔더링 포일(1)로부터 압인된다.

압인된 부품은, (실제) 최소 폭B = 43.0mm 내지 최대 폭 B = 70mm의 테이프로부터 위에서 설명된 바와 같이 제조된, 본 발명에 따른 솔더링 포일(1)로부터 제조될 수 있다.

이론적으로, 솔더 프레폼(8)의 길이(L)는 통상 5.0mm에서 최대 100mm보다 크게 될 수 있다.

연성-솔더링 공정에서, 250℃-260℃의 솔더링 프로파일에서 최고온도는 본 발명에 따른 이러한 솔더링 포일(1)과 함께 짝업하기 위하여 사용된다.

이러한 조건에서 SnAg3.5 솔더링은 용융된다.

구리 와이어의 주석 재킷의 경우에도 이는 동일하다.

복합 와이어(3) 영역에서의 연성 솔더링의 부품의 금속간 Cu6Sn5 및 Cu3Sn 상으로의 본 발명에 따른 변태에 기인하여, 주변 복합 와이어의 위 아래에 위치된 용융 연성 솔더링의 비율이 감소하므로, 기판이 절대적으로 기울 수 있는 값은 ≤ 10 ㎛이다.

조직에서 다소 얇게 구성되므로, 중앙 복합 와이어에 의하여, 기판(9)의 하부 에지와 베이스판의 상부 에지 사이의 간격의 단축이 가능하므로, 솔더링 갭의 오목 형상이 가능해진다. 동시에, 이로써 과잉 침하(sinking) 즉, 중심에서의 베이스판 상부 측면으로 향한 기판 아래 측의 과잉 침하가 방지된다.

이와 같이, 기판(9)은 3개의 복합 와이어(3)들에 의하여 둘러싸인다.

전체 조직이 솔더링 공정에서 높은 가압 압력에 노출되면, 중심의 복합 와이어(3)에 의하여 또한 주변 복합 와이어(3)는 솔더링 동안 압착될 수 있는 것이 방지된다.

본 발명에 의한 재료에 의하면, 이하의 이점들이 또한 서로 결합된다: 한편으로, 재료 피로의 경우의 균열 성장은 와이어 둘레 위치에서 차단되고 이로써 솔더링된 접합부의 수명은 연장되고, 다른 한편, 유연한 연성 솔더링의 넓은 영역의 존재에 기인하여, 다른 열 팽창 거동에 기초해서 큰 열화학 응력을 유발하는 재료의 접합이 허용된다.

그러므로, 본 발명에 따른 교시에 의하여, 솔더링 공정 후에 간단하거나 또는 복잡한 구조에 상관 없이, 정해진 반복가능한 연결-구역 형상의 조정이 허용되고, 단계적인 솔더링 공정에 또한 적절한 신규의 솔더링 포일(1)이 제공되므로, 연성-솔더링에 일반적인 솔더링 프로파일로서, 즉, 연성-솔더링에 일반적인 공정-온도 범위에서, 즉, 바람직하게 250 내지 300℃에서, 그리고 5분보다 짧은 솔더링 시간에서, 그리고 또한 솔더링 동안 후속의 열 처리없이 그리고 가압 압력을 적용함이 없이, 그리고 연결 구역에서의 구멍들 또는 기공들의 형성과 동시에, 이전에 솔더링된 영역의 재용해의 위험이 존재하는 소위 단계적인 솔더링 공정 동안에도, 솔더링 부품의 슬리핑이, 솔더링될 장치의 금속/금속화된 표면층에 높은 기하학적인 정확성으로 강력하게 결합되고 그리고 그 치수가 정확하게 규정되고 솔더링 공정 동안 그 간격들이 형성된, 더 높은 용해의 금속간 상의, 400℃보다 높은 재용해 온도를 가지고, 크기가 매우 정확하고 기하하적으로 정확한 완전한 브리지들이, 추가로 이들 온도-안정 브리지의 기계 강도에 기인하여, 동시에 브리지에서 직접 솔더링의 재료 피로의 경우, 연결 구역에서의 균열 전파를 방지/정지시키고, 브리지를 둘러싸는 연성 솔더링과, 연성-솔더링 매트릭스는, 동시에 솔더링에 의하여 생성되고 디바이스 작동 동안 증가된 열화학 응력을 흡수할뿐더러 이로써 재료 피로에 반응하고, 이로써 실험적인 일반 표현으로서, 여기 제공된 방안은 장착 및 연결 기술에서의 종래 기술에 따른 종래의 재료 솔더링에 의하여 제조된 연결 구역에 비교해서, 연결 구역의 수명을 상당히 연장하고, 공정에서 Cu (또는 Ag, 또는 Ni, 등)의 매입 와이어의 결과로서, 전체 연결 구역의 열 전도율을 상당히 증대시킨다.

1 솔더링 포일
2 연성-솔더링 매트릭스
3 복합 와이어
4 코어
5 재킷
6 테이프(포일)
7 롤
8 솔더 프레폼
9 세라믹 기판
10 베이스판
11 금속간 상
12 균열
13 연결 구역
H 높이
B 폭
L 길이
a 에지에 대한 간격
c 간격

Claims (10)

1. 금속 디바이스(2) 및/또는 금속화된/금속 코팅된 디바이스(2), 즉 인접 디바이스(2)들의 금속 표면층(3)을 서로 연결하기 위한, 50 ㎛ 내지 600 ㎛의 두께를 가지는 무연 솔더링 포일(1)로서,
   - 상기 솔더링 포일(1)은 치밀하게 구성되어, 무연 주석-기초의 솔더링, 순수 주석, 순수 인듐 또는 InSn48과 같은 인듐 기반 합금으로 구성되는 연성 솔더링 매트릭스(2)에서, 둘 이상의 복합 와이어들(3)이 각각 개별적으로 서로 평행하고 테이프 에지에 평행하게 통합되고,
   - 두 개의 연성 솔더 포일 또는 두 개의 연성 솔더 테이프 사이의 압연 방향을 따라 정렬된 복합 와이어들(3)이, 테이프(6)의 총 시작 높이(복합 와이어(3)의 높이를 포함하지 않고 측정됨)와 테이프(6)의 총 시작 높이에 대한 복합 포일(1)(매립된 복합 와이어(3)과 함께)의 최종 높이(H) 사이의 차이로부터 결정된, 30% 초과 95% 이하의 범위인 "시작 테이프의 비율 높이 감소" 퍼센트의, 롤 피복에 의하여 제 위치에서 피복되고 이로써 연성-솔더 매트릭스에서 물질-대-물질 관계로 배치되며,
   - 복합 와이어(3)의 코어(2)들 사이의 최소 허용가능한 간격은 압연 공정 후에 대략 500㎛ 이고,
   - 솔더링 포일의 외측 에지에 대한 복합 와이어(3)의 코어(2)들의 최소 허용가능한 간격은 압연 공정 후에 대략 500㎛이며,
   - 솔더링 포일(1)에 개별적으로 각각 배치된 복합 와이어(3)는 연성-솔더 매트릭스(2)에 비교하여 더 강하고 동시에 더 높은-융점의 금속, 또는 구리 또는 구리-기반 합금, 은 또는 은-기반 합금, 니켈 또는 니켈-기반 합금, 금 또는 금-기반 합금과 같은 금속 합금으로 구성되는 코어(4)를 가지고, 그 둘레에는 다른 금속이나, 순수 주석이나 주석-기반 합금 또는 인듐 또는 인듐-기반 합금과 같은 다른 금속 합금의 재킷(5)이 배치되고,
   - 상기 복합 와이어(3)의 재킷(5)은 상기 복합 와이어(3)의 총 직경에 대해 2% 내지 20% 두께의 층을 가지며,
   - 롤-피복 공정 후에, 연성-솔더 매트릭스(2)에서 제 위치에 피복된 상기 복합 와이어(3)의 적어도 하나의 코어(4)의 위와 아래에, 연성-솔더 매트릭스(2) 영역과 복합 와이어(3)의 재킷(5) 층으로 구성된 연성-솔더 재료 층이 더 배치되고, 이는 전체로서 가장 얇은 위치에서 적어도 5㎛, 최대 15㎛에 이르는 것을 특징으로 하는, 무연 솔더링 포일(1).
2. 제1항에 있어서,
   - 상기 복합 와이어(3)의 재킷(5)은 갈바닉 전기에 의해(galvanically) 또는 금속 용융욕에 코어(4)를 침지시켜 제조되는 것을 특징으로 하는, 무연 솔더링 포일(1).
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   - 상기 복합 와이어(3)로서 둥글거나 또는 타원형 단면을 가지는 복합 와이어(3)가 사용되는 것을 특징으로 하는, 무연 솔더링 포일(1).
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   - 솔더링 포일(1)에 사용되는 상기 복합 와이어(3)는 초기 상태에서 모두 동일한 단면 크기를 가지는 것을 특징으로 하는, 무연 솔더링 포일(1).
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   - 솔더링 포일(1)에 사용되는 상기 복합 와이어(3)는 초기 상태에서 다른 단면 크기를 가지는 것을 특징으로 하는, 무연 솔더링 포일(1).
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   - 솔더링 포일(1)에 사용되는 모든 복합 와이어(3)들의 코어(4)는 균일한 코어 재료로 구성되고, 솔더링 포일(1)에 사용되는 모든 복합 와이어(3)들의 재킷(5)은 균일한 재킷 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는, 무연 솔더링 포일(1).
7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   - 솔더링 포일(1)에 사용되는 모든 복합 와이어(3)들의 코어(4)는 다양한 코어 재료로 구성되고, 솔더링 포일(1)에 사용되는 모든 복합 와이어(3)들의 재킷(5)은 다양한 재킷 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는, 무연 솔더링 포일(1).
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   - 솔더링 포일(1)로부터 압인(stamping) 또는 절단(cutting)에 의해, 몰딩된 솔더 부품(8), 소위 프레폼이 제조되는 것을 특징으로 하는, 무연 솔더링 포일(1).
9. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   - 솔더링 포일(1)로부터, 조합된 압인-성형 다이에 의해, 몰딩된 솔더 부품(8), 소위 프레폼이 제조되는 것을 특징으로 하는, 무연 솔더링 포일(1).
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 "시작 테이프의 비율 높이 감소"는 50% 내지 85% 범위인 것을 특징으로 하는, 무연 솔더링 포일(1).

Images