KR20230087565A

KR20230087565A - 땜납 합금, 땜납 볼, 및 땜납 이음

Info

Publication number: KR20230087565A
Application number: KR1020237016199A
Authority: KR
Inventors: 유키 이이지마; 슌사쿠 요시카와; 사쿠 요시카와; 간타 데이; 다카히로 마츠후지; 고타 스기사와
Original assignee: 센주긴조쿠고교 가부시키가이샤
Priority date: 2020-11-19
Filing date: 2021-11-17
Publication date: 2023-06-16
Also published as: JPWO2022107806A1; JP2022126750A; JP7144708B2; CA3236521A1; TWI833132B; EP4249165A4; JP7100283B1; CA3236527A1; CA3198256A1; TW202229570A; JP2022130498A; CN116472140A; EP4249165A1; MX2023005700A; US20230398643A1; WO2022107806A1

Abstract

Ag: 1.0 내지 4.0질량％, Cu: 0.1 내지 1.0질량％, Bi: 0.1 내지 9.0질량％, Ni: 0.005 내지 0.3질량％, Ge: 0.001 내지 0.015질량％, 및, 잔부가 Sn으로 이루어지는 합금 조성을 갖는, 납 프리 또한 안티몬 프리의 땜납 합금을 채용한다.

Description

땜납 합금, 땜납 볼, 및 땜납 이음

본 발명은, 납 프리 또한 안티몬 프리인 땜납 합금, 땜납 볼, 및 땜납 이음에 관한 것이다. 본원은, 2020년 11월 19일에, 미국에 가출원된 미국 특허 출원 제63/115,611호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

근년, 전자 기기에는, 고집적화, 대용량화, 고속화가 요구되고 있다. 예를 들어, QFP(Quad Flat Package) 등의 반도체 패키지가 사용되고 있어, 반도체 칩 레벨에서의 고집적화, 고기능화가 도모되어 있다.

QFP의 제조에서는, 실리콘 웨이퍼로부터 잘라내어진 실리콘 칩을 리드 프레임에 다이 본딩하는 패키징 프로세스가 채용되어 있다.

BGA(Ball Grid Array)와 같은 미소 전극을 접합하여 얻어지는 QFP에서는, 실리콘 칩과 리드 프레임이 땜납 합금으로 다이 본딩되어, 땜납 이음이 형성된다.

BGA와 같은 미소 전극에서는, 땜납 볼을 사용하여, 땜납 범프가 형성된다. 땜납 볼을 사용하는 경우에는, 점착성의 플럭스를 미소 전극에 도포하고, 플럭스가 도포된 전극 상에 땜납 볼을 적재한다. 그 후, 리플로우로에서 가열하여 땜납 볼이 용융되고, 용융 땜납이 미소 전극과 습윤됨으로써, 미소 전극에 땜납 범프가 형성된다.

그런데, 종래, Sn-Ag-Cu 땜납 합금은, 널리 사용되고 있고, 땜납 볼의 형태로 사용되는 것 외에, 다이 본딩에도 사용되고 있다.

이 땜납 합금을 사용한 경우에는, 근년의 다양한 요구 중에서, 내히트 사이클성, 내충격성, 내변색성을 개선할 필요가 발생하는 경우가 있다. 그래서, 종래, 널리 사용되어 온 Sn-Ag-Cu 땜납 합금에 관해서, 이들 특성을 개선하기 위해 다양한 검토가 이루어져 있다.

예를 들어, 특허문헌 1에는, Sn-Ag-Cu 땜납 합금에, Ni 및 Ge를 임의 원소로서 함유하는 땜납 합금이 개시되어 있다. 이 땜납 합금은, Ni를 함유하는 경우에는, 내히트 사이클성을 나타내고, Ge를 함유하는 경우에는, 내충격성이나 내변색성을 나타내는 것이 개시되어 있다.

일본 특허 제4144415호 공보

상술한 바와 같이, 특허문헌 1에 개시된 땜납 합금(Sn-Ag-Cu-Ni-Ge 땜납 합금)은, 내충격성, 내변색성 및 내히트 사이클성의 3종의 효과를 동시에 발휘할 수 있는 우수한 합금이다.

그러나, 합금 설계에 있어서는 가일층의 개선의 여지가 있다고 생각된다.

땜납 합금은, 각 원소에 고유의 첨가 의의가 존재하기는 하지만, 모든 구성 원소가 조합된 일체의 것이며, 각 구성 원소가 서로 영향을 미치므로, 구성 원소가 전체적으로 밸런스 좋게 함유될 필요가 있다.

특허문헌 1에 기재된 땜납 합금은, 각 구성 원소의 함유량의 각각이 개별로 최적화되어 있어, 특허문헌 1의 출원 시에 있어서 특허문헌 1에 기재되어 있는 효과가 얻어지기 위해서는 충분한 합금 조성이었다고 생각된다.

그러나, 마찬가지의 구성 원소를 갖는 땜납 합금에 있어서, 근년의 요구에 대응할 수 있도록 다른 특성을 향상시키고자 하는 경우, 또한, 각 구성 원소의 함유량을 개별로 최적화한 후에, 구성 원소를 전체적으로 밸런스 좋게 함유할 필요가 있다.

특허문헌 1에 기재된 발명에서는, BGA와 같은 미소 전극에 땜납 볼을 적재하는 경우를 상정한 합금 설계가 행해지고 있다.

이 때문에, Sn-Ag-Cu-Ni-Ge 땜납 합금을 사용해서 납땜을 행하는 경우에는, 기계적 강도의 향상이 요구된다.

또한, 본 명세서에 있어서, 기계적 강도는, 전단 강도, 인장 강도라고 기재되는 경우가 있다.

이와 같이, 근년의 고집적화, 대용량화, 고속화한 전자 기기에 있어서는, BGA뿐만 아니라, QFP에서 채용되어 있는 다이 본딩에도 적용할 수 있는 땜납 합금이 요구된다.

따라서, 본 발명은, 융점이 230℃ 근방이고, 인장 강도가 50㎫ 이상인, 납 프리 또한 안티몬 프리의 땜납 합금, 땜납 볼, 및 땜납 이음을 제공하는 것을 목적으로 한다.

땜납 합금은 2종 이상의 원소로 구성되어 있고, 각각 단독의 효과가 땜납 합금 전체의 특성에 영향을 미치는 경우도 있지만, 전술한 바와 같이, 모든 구성 원소로 일체의 것이 되기 때문에 각 구성 원소가 서로 관계되어 있다.

본 발명자들은, 특허문헌 1에 기재된 땜납 합금과 동일한 구성 원소여도 BGA에 한정되지 않고 QFP에도 대응 가능하도록, 전단 강도가 향상된 합금 설계를 행하는 것에 착안하였다.

종래, Pb가 사용된 기판이 폐기되면, 산성비에 의해 기판으로부터 용출된 Pb가 지하수로 유입되는 경우가 있다. 그리고, 지하수로부터 가축이나 사람에게 축적됨으로써 인체에 영향을 미치는 경우가 있다. 이 때문에, RoHS 지령에 의해 Pb는 규제 대상 물질로 지정되어 있다. 또한, 근년, Pb뿐만 아니라, Sn계 땜납 합금의 히트 사이클성을 향상시키는 Sb에 대해서도, 환경 및 건강상의 이유로부터 사용을 기피하는 요구가 높아지고 있기 때문에, 납 프리 또한 안티몬 프리로 원하는 특성이 얻어지도록 검토하였다.

BGA(Ball Grid Array)와 같은 미소 전극을 접합하여 얻어지는 QFP에서는, 실리콘 칩과 리드 프레임이 땜납 합금으로 다이 본딩되어 땜납 이음이 형성된다.

실리콘 칩에는, 땜납과의 습윤성을 개선하여 밀착 강도를 향상시키기 위해, 예를 들어, 최외층에 Ni층을 구비하는 백 메탈이 형성되어 있다.

최외층의 Ni층은, 용융 땜납과 접하면, Ni층이 용융 땜납 중에 용융되어 Ni 침식이 발생한다. 여기서, 백 메탈에는, 통상 Ni가 실리콘 칩으로 확산되는 것을 억제하기 위해, Ti 등의 배리어층이 형성되어 있다. Ni 침식이 진행되어 Ti층이 노출되면, 땜납 합금의 Ti에 대한 습윤성이 매우 나쁘기 때문에, 백 메탈이 용융 땜납을 튕겨 버린다. 또한, Ni층이 조금 잔존했다고 해도, Ni 원자가 용융 땜납 중으로 확산되는 한편, Ti가 Ni 중으로 거의 확산되지 않는다. 이 때문에, 배리어층인 Ti층과 Ni층의 계면에 원자 레벨로 보이드가 증가해 버려, 조금 남은 Ni층과 Ti층의 계면의 밀착 강도는 극단적으로 저하된다. 이 결과, 다이 본딩 후의 접합부는 내충격성이나 내히트 사이클성이 떨어지는 경우가 있다. 이와 같이, 백 메탈의 Ni층을 잔존시키는 것은 다이 본딩에서는 매우 중요하다.

본 발명에 있어서, 발명자들은, 각 구성 원소의 첨가 의의를 재검토한 후에, 각 구성 원소의 밸런스를 고려하여 상세하게 조성 탐색을 행하였다.

본 발명에 있어서, 발명자들은, Ag, Cu, Bi 및 Ni 함유량이 적정하면, 땜납 합금의 액상선 온도와 고상선 온도의 차(이하, 이것을 ΔT라고 하는 경우가 있음)가 적당한 범위가 되는 것을 알아냈다.

본 발명에 있어서, 발명자들은, 땜납 이음의 접합 강도를 향상시키기 위해, 접합 계면에 형성되는 금속간 화합물의 미세화에 대한 검토도 행하였다.

접합 계면에는 Cu와 Sn의 화합물이 형성되므로, Cu와 Sn의 함유비가 소정의 범위인 것이 필요하다.

또한, Cu와 Sn의 화합물에 있어서, Cu의 일부가 Ni로 치환됨으로써 화합물의 미세화가 실현되는 것에 착안하였다.

또한, Cu와 Ni의 함유량에 따라 땜납 합금의 액상선 온도는 크게 변동되는 점에서, ΔT가 너무 커지지 않도록 하여 용융 시의 점성을 제어하고, Sn 화합물의 성장을 억제하기 위해 검토를 행하였다.

이 결과, Sn-Ag-Cu-Bi-Ni-Ge 땜납 합금에 있어서, Sn, Cu 및 Ni 함유량이 밸런스 좋게 함유됨으로써, ΔT가 제어되어 접합 계면에 형성되는 금속간 화합물이 미세해져, 전단 강도, 신뢰성이 향상되는 지견도 얻어졌다.

또한, 본 발명에 있어서, 발명자들은, Ag의 함유량을 소정의 범위로 조정함으로써, 조대한 Ag₃Sn의 석출을 억제하고, 또한, 결정립계에 있어서 미세한 Ag₃Sn을 석출시킬 수 있고, 이에 의해 인장 강도, 신뢰성을 향상시킬 수 있는 지견을 얻었다.

또한, 본 발명에 있어서, 발명자들은, Bi의 함유량을 소정의 범위로 조정함으로써, 땜납 볼에 최적의 기계적 강도를 부여할 수 있다는 지견을 얻었다.

또한, 발명자들은, Bi가 과잉으로 첨가되면, 액상선 온도가 저하되어 ΔT가 커져, 편석에 의해 기계적 강도 등이 저하되는 지견을 얻었다.

또한, 본 발명자들은, Co의 함유량을 소정의 범위로 조정함으로써, ΔT가 저감되어, 인장 강도가 50㎫ 이상이며, 연신율, 푸아송비, 선팽창 계수를 향상시킬 수 있는 지견을 얻었다.

상기의 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 이하의 구성을 채용하였다.

[1] Ag: 1.0 내지 4.0질량％, Cu: 0.1 내지 1.0질량％, Bi: 0.1 내지 9.0질량％, Ni: 0.005 내지 0.3질량％, Ge: 0.001 내지 0.015질량％, 및, 잔부가 Sn으로 이루어지는 합금 조성을 갖는, 납 프리 또한 안티몬 프리의 땜납 합금.

[2] 상기 합금 조성은, Ag: 1.0 내지 3.5질량％인, [1]에 기재된 땜납 합금.

[3] 상기 합금 조성은, Ag: 2.0 내지 3.5질량％인, [1] 또는 [2]에 기재된 땜납 합금.

[4] 상기 합금 조성은, Ag: 3.0 내지 3.5질량％인, [1] 내지 [3] 중 어느 것에 기재된 땜납 합금.

[5] 상기 합금 조성은, Cu: 0.5 내지 0.85질량％인, [1] 내지 [4] 중 어느 것에 기재된 땜납 합금.

[6] 상기 합금 조성은, Cu: 0.7 내지 0.8질량％인, [1] 내지 [5] 중 어느 것에 기재된 땜납 합금.

[7] 상기 합금 조성은, Cu: 0.75 내지 0.8질량％인, [1] 내지 [6] 중 어느 것에 기재된 땜납 합금.

[8] 상기 합금 조성은, Bi: 0.2 내지 5.0질량％인, [1] 내지 [7] 중 어느 것에 기재된 땜납 합금.

[9] 상기 합금 조성은, Bi: 0.5 내지 4.0질량％인, [1] 내지 [8] 중 어느 것에 기재된 땜납 합금.

[10] 상기 합금 조성은, Bi: 1.0 내지 3.0질량％인, [1] 내지 [9] 중 어느 것에 기재된 땜납 합금.

[11] 상기 합금 조성은, Ni: 0.02 내지 0.09질량％인, [1] 내지 [10] 중 어느 것에 기재된 땜납 합금.

[12] 상기 합금 조성은, Ni: 0.03 내지 0.08질량％인, [1] 내지 [11] 중 어느 것에 기재된 땜납 합금.

[13] 상기 합금 조성은, Ni: 0.04 내지 0.06질량％인, [1] 내지 [12] 중 어느 것에 기재된 땜납 합금.

[14] 상기 합금 조성은, Ge: 0.002 내지 0.012질량％인, [1] 내지 [13] 중 어느 것에 기재된 땜납 합금.

[15] 상기 합금 조성은, Ge: 0.003 내지 0.010질량％인, [1] 내지 [14] 중 어느 것에 기재된 땜납 합금.

[16] 상기 합금 조성은, Ge: 0.003 내지 0.009질량％인, [1] 내지 [15] 중 어느 것에 기재된 땜납 합금.

[17] 또한, 상기 합금 조성은, 0.3≤Ag/Bi≤3.0을 충족하는, [1] 내지 [16] 중 어느 것에 기재된 땜납 합금.

Ag 및 Bi는 각각 상기 합금 조성에서의 함유량(질량％)을 나타낸다.

[18] 또한, 상기 합금 조성은, Co: 0.001 내지 0.1질량％를 함유하는, [1] 내지 [16] 중 어느 것에 기재된 땜납 합금.

[19] 상기 합금 조성은, Co: 0.002 내지 0.015질량％인, [18]에 기재된 땜납 합금.

[20] 상기 합금 조성은, Co: 0.004 내지 0.012질량％인, [18] 또는 [19]에 기재된 땜납 합금.

[21] 상기 합금 조성은, Co: 0.006 내지 0.009질량％인, [18] 내지 [20] 중 어느 것에 기재된 땜납 합금.

[22] 또한, 상기 합금 조성은, 1<Ag/Bi를 충족하는, [1] 내지 [17] 중 어느 것에 기재된 땜납 합금.

[23] Ag: 3.5질량％, Cu: 0.8질량％, Bi: 1.0 내지 2.0질량％, Ni: 0.05질량％, Ge: 0.008질량％, 및, 잔부가 Sn으로 이루어지는 합금 조성을 갖는, 납 프리 또한 안티몬 프리의 땜납 합금.

[24] Ag: 3.0 내지 4.0질량％, Cu: 0.7 내지 0.9질량％, Bi: 1.5질량％, Ni: 0.03 내지 0.08질량％, Ge: 0.006 내지 0.009질량％, 및, 잔부가 Sn으로 이루어지는 합금 조성을 갖는, 납 프리 또한 안티몬 프리의 땜납 합금.

[25] Ag: 3.0 내지 4.0질량％, Cu: 0.7 내지 0.9질량％, Bi: 1.8질량％, Ni: 0.03 내지 0.08질량％, Ge: 0.006 내지 0.009질량％인, 및 잔부가 Sn으로 이루어지는 합금 조성을 갖는, 납 프리 또한 안티몬 프리의 땜납 합금.

[26] 또한, 상기 합금 조성은, 1.2≤Ag/Bi≤3.0을 충족하는, [1] 내지 [17], [22] 내지 [25] 중 어느 것에 기재된 땜납 합금.

[27] 또한, 상기 합금 조성은, Ag/Bi≤1을 충족하는, [1] 내지 [17] 중 어느 것에 기재된 땜납 합금.

[28] Ag: 2.0질량％, Cu: 0.8질량％, Bi: 3.0 내지 5.0질량％, Ni: 0.05질량％, Ge: 0.008질량％, 및, 잔부가 Sn으로 이루어지는 합금 조성을 갖는, 납 프리 또한 안티몬 프리의 땜납 합금.

[29] Ag: 1.0 내지 3.0질량％, Cu: 0.7 내지 0.9질량％, Bi: 4.0질량％, Ni: 0.04 내지 0.08질량％, Ge: 0.006 내지 0.009질량％, 및, 잔부가 Sn으로 이루어지는 합금 조성을 갖는, 납 프리 또한 안티몬 프리의 땜납 합금.

[30] 또한, 상기 합금 조성은, 0.3≤Ag/Bi≤0.7을 충족하는, [1] 내지 [17], [27] 내지 [29] 중 어느 것에 기재된 땜납 합금.

[31] Ag: 3.5질량％, Cu: 0.8질량％, Bi: 0.3 내지 0.7질량％, Ni: 0.05질량％, Ge: 0.008질량％, Co: 0.008질량％, 및, 잔부가 Sn으로 이루어지는 합금 조성을 갖는, 납 프리 또한 안티몬 프리의 땜납 합금.

[32] Ag: 3.0 내지 4.0질량％, Cu: 0.7 내지 0.9질량％, Bi: 0.5질량％, Ni: 0.03 내지 0.08질량％, Ge: 0.006 내지 0.009질량％, Co: 0.004 내지 0.012질량％, 및, 잔부가 Sn으로 이루어지는 합금 조성을 갖는, 납 프리 또한 안티몬 프리의 땜납 합금.

[33] 상기 합금 조성은, Bi: 0.3 내지 1.0질량％이고,

또한, 5≤Ag/Bi≤15를 충족하는, [18] 내지 [21], [31] 내지 [32] 중 어느 것에 기재된 땜납 합금.

[34] Ag: 1.0 내지 4.0질량％, Cu: 0.7 내지 1.0질량％, Bi: 0.1 내지 7.0질량％, Ni: 0.040 내지 0.095질량％, Ge: 0.007 내지 0.015질량％, 및, 잔부가 Sn으로 이루어지는 합금 조성을 갖는, 납 프리 또한 안티몬 프리의 땜납 합금.

[35] 또한, 상기 합금 조성은, Co: 0.001 내지 0.1질량％를 함유하는, [34]에 기재된 땜납 합금.

[36] 또한, 0.007<Ni/(Ag+Bi)<0.017을 충족하는, [34] 또는 [35]에 기재된 땜납 합금.

Ni, Ag 및 Bi는 각각 상기 합금 조성에서의 함유량(질량％)을 나타낸다.

[37] 또한, 46<(Cu/Ni)×(Ag+Bi)<120을 충족하는, [34] 내지 [36] 중 어느 것에 기재된 땜납 합금.

Cu, Ni, Ag 및 Bi는 각각 상기 합금 조성에서의 함유량(질량％)을 나타낸다.

[38] [1] 내지 [37] 중 어느 것에 기재된 땜납 합금으로 이루어지는 땜납 볼.

[39] 평균 입경이 1 내지 1000㎛인, [38]에 기재된 땜납 볼.

[40] 진구도가 0.95 이상인, [38] 또는 [39]에 기재된 땜납 볼.

[41] 진구도가 0.99 이상인, [38] 내지 [40] 중 어느 것에 기재된 땜납 볼.

[42] [38] 내지 [41] 중 어느 것에 기재된 땜납 볼을 사용하여 형성된 볼 그리드 어레이.

[43] [1] 내지 [37] 중 어느 것에 기재된 땜납 합금을 사용하여 이루어지는 땜납 이음.

본 발명에 따르면, 융점이 230℃ 근방이고, 인장 강도가 50㎫ 이상인, 납 프리 또한 안티몬 프리의 땜납 합금, 땜납 볼, 및 땜납 이음을 제공할 수 있다.

본 발명의 실시 형태에 관한 땜납 합금은, 융점이 230℃ 근방이다.

본 발명의 실시 형태에 관한 땜납 합금에 있어서, 주성분은, 융점이 232℃인 Sn이다. 본 발명의 실시 형태에 관한 땜납 합금은, Sn 이외의 원소를 함유해도, 융점이 230℃ 근방이다.

여기서, 땜납 합금의 「융점」이란, 그 땜납 합금의, 고상선 온도 이상 액상선 온도 이하의 온도를 의미한다.

「230℃ 근방」이란, 170 내지 230℃를 의미한다.

「땜납 합금의 융점이 230℃ 근방이다」란, 「땜납 합금의 고상선 온도가 170 내지 225℃이며, 또한, 땜납 합금의 액상선 온도가 210 내지 230℃인」 것을 의미한다.

1. 땜납 합금의 조성

본 실시 형태의 땜납 합금은, Ag: 1.0 내지 4.0질량％, Cu: 0.1 내지 1.0질량％, Bi: 0.1 내지 9.0질량％, Ni: 0.005 내지 0.3질량％, Ge: 0.001 내지 0.015질량％, 및, 잔부가 Sn으로 이루어지는 합금 조성을 갖고, 납 프리 또한 안티몬 프리이다.

(1) Ag: 1.0 내지 4.0질량％

Ag는 결정립계에서 미세한 Ag₃Sn을 석출시킴으로써 땜납 합금의 강도를 향상시키는 원소이다.

Ag의 함유량은, 2.0질량％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 3.0질량％ 이상인 것이 더욱 바람직하다.

Ag의 함유량은, 3.5질량％ 이하인 것이 바람직하다.

Ag의 함유량은, 1.0 내지 4.0질량％이며, 1.0 내지 3.5질량％인 것이 바람직하고, 2.0 내지 3.5질량％인 것이 보다 바람직하고, 3.0 내지 3.5질량％인 것이 더욱 바람직하다.

Ag의 함유량이 상기 하한값 이상임으로써, 미세한 Ag₃Sn을 충분히 석출시킬 수 있다.

Ag의 함유량이 상기 상한값 이하임으로써, 조대한 Ag₃Sn의 석출량을 저감시킬 수 있다.

혹은, 다른 측면으로서, Ag의 함유량이 상기 하한값 이상임으로써, 납땜 후의 접합부의 강도를 높일 수 있다.

Ag의 함유량이 상기 상한값 이하임으로써, 납땜 후의 접합부의 강도를 높일 수 있다.

또한, Ag의 함유량이 3.5질량％ 이하임으로써, 조대한 Ag₃Sn의 석출량을 저감시키는 효과를 보다 높일 수 있다.

(2) Cu: 0.1 내지 1.0질량％

Cu는, Cu 침식을 억제함과 함께 Cu₆Sn₅의 석출량을 향상시킬 수 있는 원소이다.

Cu의 함유량은, 0.5질량％ 이상인 것이 바람직하고, 0.7질량％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.75질량％ 이상인 것이 더욱 바람직하다.

Cu의 함유량은, 0.85질량％ 이하인 것이 바람직하고, 0.8질량％ 이하인 것이 보다 바람직하다.

Cu의 함유량은, 0.1 내지 1.0질량％이며, 0.5 내지 0.85질량％인 것이 바람직하고, 0.7 내지 0.8질량％인 것이 보다 바람직하고, 0.75 내지 0.8질량％인 것이 더욱 바람직하다.

Cu의 함유량이 상기 하한값 이상임으로써, Cu 침식을 억제함과 함께 Cu₆Sn₅를 충분히 석출시킬 수 있고, 취약한 SnNi 화합물의 석출량을 저감할 수 있다.

Cu의 함유량이 상기 상한값 이하임으로써, 액상선 온도의 과도한 상승을 억제할 수 있다.

혹은, 다른 측면으로서, 또한, Cu의 함유량이 0.7질량％ 이상임으로써, 접합 계면에 있어서의 금속간 화합물층의 두께를 얇게 할 수 있다.

Cu의 함유량이 상기 상한값 이하임으로써, 접합 계면에 있어서의 금속간 화합물층의 두께를 얇게 할 수 있다.

Cu의 함유량이 0.7질량％ 이상임으로써, 납땜 후의 접합부의 강도를 높일 수 있다.

Cu의 함유량이 상기 상한값 이하임으로써, 납땜 후의 접합부의 강도를 높일 수 있다.

Cu의 함유량이 상기 상한값 이하임으로써, 습윤성을 향상시킬 수 있다.

Cu의 함유량은, 0.7 내지 1.0질량％인 것이 바람직하고, 0.7 내지 0.85질량％인 것이 보다 바람직하고, 0.75 내지 0.8질량％인 것이 더욱 바람직하다.

(3) Bi: 0.1 내지 9.0질량％

Bi의 함유량은, 0.2질량％ 이상인 것이 바람직하고, 0.5질량％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 1.0질량％ 이상인 것이 더욱 바람직하다.

Bi의 함유량은, 5.0질량％ 이하인 것이 바람직하고, 4.0질량％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 3.0질량％ 이하인 것이 더욱 바람직하다.

Bi의 함유량은, 0.1 내지 9.0질량％이며, 0.2 내지 5.0질량％인 것이 바람직하고, 0.5 내지 4.0질량％인 것이 보다 바람직하고, 1.0 내지 3.0질량％인 것이 더욱 바람직하다.

Bi의 함유량이 상기 하한값 이상임으로써, BGA로서 사용되는 땜납 볼의 형태에 최적의 기계적 강도를 얻을 수 있고, 내크리프성이나 습윤성도 개선할 수 있다. 또한, Bi는, Sn에 고용되기 때문에 (Cu, Ni)₆Sn₅의 결정 구조를 변형시켜, Cu 침식을 억제함과 함께 Cu₆Sn₅를 충분히 석출시킬 수 있고, 취약한 SnNi 화합물의 석출량을 저감할 수 있다.

Bi의 함유량이 상기 상한값 이하임으로써, 고상선 온도의 과도한 저하를 억제하여 ΔT를 좁게 할 수 있다. 이에 의해, 접합 계면에 있어서의 Bi의 편석이 억제되어, 기계적 강도 등의 저하를 억제할 수 있다.

혹은, 다른 측면으로서, Bi의 함유량이 상기 하한값 이상임으로써, 납땜 후의 접합부의 강도를 높일 수 있다.

또한, Bi의 함유량이 7.0질량％ 이하임으로써, 납땜 후의 접합부의 강도를 높일 수 있다.

Bi의 함유량이 상기 하한값 이상임으로써, 습윤성을 향상시킬 수 있다.

Bi의 함유량은, 0.1 내지 7.0질량％인 것이 바람직하고, 0.2 내지 5질량％인 것이 보다 바람직하고, 0.5 내지 4질량％인 것이 더욱 바람직하다.

(4) Ni: 0.005 내지 0.3질량％

Ni의 함유량은, 0.02질량％ 이상인 것이 바람직하고, 0.03질량％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.04질량％ 이상인 것이 더욱 바람직하다.

Ni의 함유량은, 0.09질량％ 이하인 것이 바람직하고, 0.08질량％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.06질량％ 이하인 것이 더욱 바람직하다.

Ni의 함유량은, 0.005 내지 0.3질량％이며, 0.02 내지 0.09질량％인 것이 바람직하고, 0.03 내지 0.08질량％인 것이 보다 바람직하고, 0.04 내지 0.06질량％인 것이 더욱 바람직하다.

Ni의 함유량이 상기 하한값 이상임으로써, Cu와 마찬가지로 땜납 합금의 액상선 온도를 제어함과 함께 Ni 침식을 억제할 수 있다.

Ni의 함유량이 상기 상한값 이하임으로써, 액상선 온도의 과도한 상승을 억제할 수 있다.

혹은, 다른 측면으로서, 또한, Ni의 함유량이 0.04질량％ 이상임으로써, 접합 계면에 있어서의 금속간 화합물층의 두께를 얇게 할 수 있다. 또한, 납땜 후의 접합부의 강도를 높일 수 있다.

또한, Ni의 함유량이 0.095질량％ 이하임으로써, 접합 계면에 있어서의 금속간 화합물층의 두께를 얇게 할 수 있다. 또한, 납땜 후의 접합부의 강도를 높일 수 있다.

Ni의 함유량은, 0.04 내지 0.095질량％인 것이 바람직하고, 0.04 내지 0.08질량％인 것이 보다 바람직하고, 0.05 내지 0.07질량％인 것이 더욱 바람직하다.

(5) Ge: 0.001 내지 0.015질량％

Ge의 함유량은, 0.002질량％ 이상인 것이 바람직하고, 0.003질량％ 이상인 것이 보다 바람직하다.

Ge의 함유량은, 0.012질량％ 이하인 것이 바람직하고, 0.01질량％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.009질량％ 이하인 것이 더욱 바람직하다.

Ge의 함유량은, 0.001 내지 0.015질량％이며, 0.002 내지 0.012질량％인 것이 바람직하고, 0.003 내지 0.01질량％인 것이 보다 바람직하고, 0.003 내지 0.009질량％인 것이 더욱 바람직하다.

Ge의 함유량이 상기 하한값 이상임으로써, 산화된 Sn의 생성이 억제되고, (Cu, Ni)₆Sn₅의 화합물의 결정 구조를 변형시켜, 화합물 중에서의 Ni의 이동을 억제하고, 땜납 합금으로의 Ni의 이동이 저해되므로, Ni 침식을 억제할 수 있다.

Ge의 함유량이 상기 상한값 이하임으로써, 액상선 온도의 과도한 상승을 억제할 수 있다.

혹은, 다른 측면으로서, 또한, Ge의 함유량이 0.007질량％ 이상임으로써, 합금의 변색을 억제할 수 있다.

Ge의 함유량이 상기 상한값 이하임으로써, 습윤성을 향상시킬 수 있다. 또한, 납땜 후의 접합부의 강도를 높일 수 있다.

Ge의 함유량은, 0.007 내지 0.015질량％인 것이 바람직하고, 0.007 내지 0.012질량％인 것이 보다 바람직하고, 0.007 내지 0.009질량％인 것이 더욱 바람직하다.

(6) Co: 0.001 내지 0.1질량％

본 실시 형태의 땜납 합금은, Co를 함유해도 된다.

Co의 함유량은, 0.001질량％ 이상인 것이 바람직하고, 0.002질량％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.004질량％ 이상인 것이 더욱 바람직하고, 0.006질량％ 이상인 것이 특히 바람직하다.

Co의 함유량은, 0.1질량％ 이하인 것이 바람직하고, 0.015질량％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.012질량％ 이하인 것이 더욱 바람직하고, 0.009질량％ 이하인 것이 특히 바람직하다.

Co의 함유량은, 0.001 내지 0.1질량％인 것이 바람직하고, 0.002 내지 0.015질량％인 것이 보다 바람직하고, 0.004 내지 0.012질량％인 것이 더욱 바람직하고, 0.006 내지 0.009질량％인 것이 특히 바람직하다.

Co의 함유량이 상기 범위 내임으로써, 인장 강도를 향상시키고, 연신율, 푸아송비, 선팽창 계수를 향상시킬 수 있다.

(7) 잔부: Sn

본 실시 형태의 땜납 합금의 잔부는 Sn이다. 전술한 원소 외에 불가피적 불순물을 함유해도 된다. 불가피적 불순물을 함유하는 경우라도, 전술한 효과에 영향을 미치는 일은 없다. 불가피적 불순물의 구체예로서는, As나 Cd를 들 수 있다. 또한, 본 발명은 납 프리 또한 안티몬 프리이기는 하지만, 불가피적 불순물로서의 Pb나 Sb의 함유를 제외하는 것은 아니다.

(8) Ag/Bi

Ag/Bi로 표기되는 비에 있어서, Ag 및 Bi는, 각각 합금 조성에서의 함유량(질량％)을 나타낸다.

본 실시 형태의 땜납 합금이 Co를 포함하지 않는 경우, 본 실시 형태의 땜납 합금은, 0.3≤Ag/Bi≤3.0을 충족하는 것이 바람직하다. Ag/Bi가 상기 범위 내임으로써, 인장 강도를 향상시킬 수 있다.

본 실시 형태의 땜납 합금이 Co를 포함하지 않는 경우, Ag/Bi≤1이어도 된다. 이 경우, 0.3≤Ag/Bi≤0.7임으로써, 인장 강도를 더욱 향상시킬 수 있다.

본 실시 형태의 땜납 합금이 Co를 포함하지 않는 경우, 1<Ag/Bi여도 된다. 이 경우, 1.2≤Ag/Bi≤3.0임으로써, ΔT를 저감시킴과 함께, 인장 강도를 향상시킬 수 있다.

본 실시 형태의 땜납 합금이 Co를 포함하는 경우, 5≤Ag/Bi≤15를 충족하는 것이 바람직하다. Ag/Bi가 상기 범위 내임으로써, ΔT가 저감되어, 인장 강도가 50㎫ 이상이며, 연신율, 푸아송비, 선팽창 계수를 향상시킬 수 있다.

(9) 액상선 온도와 고상선 온도의 차(ΔT)

본 실시 형태의 땜납 합금은, ΔT가 소정의 범위 내이면 고액 공존 영역이 좁아져, 용융 땜납의 점도 상승을 억제하고, 접합 계면에 있어서의 Bi의 편석을 억제하여 기계적 강도의 저하를 억제할 수 있는 점에서 바람직하다.

본 실시 형태의 땜납 합금의 고상선 온도는, 170 내지 225℃이고, 172 내지 223℃인 것이 바람직하고, 174 내지 221℃인 것이 보다 바람직하고, 176 내지 219℃인 것이 더욱 바람직하다.

본 실시 형태의 땜납 합금의 액상선 온도는, 210 내지 230℃이고, 212 내지 230℃인 것이 바람직하고, 212 내지 228℃인 것이 보다 바람직하고, 214 내지 226℃인 것이 더욱 바람직하다.

ΔT는, 50℃ 이하인 것이 바람직하고, 45℃ 이하인 것이 보다 바람직하고, 40℃ 이하인 것이 더욱 바람직하고, 30℃ 이하인 것이 특히 바람직하고, 15℃ 이하인 것이 가장 바람직하다. ΔT의 하한값은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 1℃여도 된다.

(10) Ni/(Ag+Bi)

여기서의 비에 있어서, Ni, Ag 및 Bi는 각각 합금 조성에서의 함유량(질량％)을 나타낸다.

Ni/(Ag+Bi)는, Ni를, Ag 및 Bi의 합계로 나눈 것이다.

본 실시 형태의 땜납 합금은, Ni/(Ag+Bi)가, 0.007 초과인 것이 바람직하다. 0.007<Ni/(Ag+Bi)임으로써, 금속간 화합물의 조대화를 억제함과 함께, 고상선 온도의 과도한 저하를 억제할 수 있다.

본 실시 형태의 땜납 합금은, Ni/(Ag+Bi)가, 0.017 미만인 것이 바람직하다. Ni/(Ag+Bi)<0.017임으로써, 액상선 온도의 과도한 상승을 억제할 수 있다. 이에 의해, 습윤성을 충분한 것으로 할 수 있다.

본 실시 형태의 땜납 합금은, 0.007<Ni/(Ag+Bi)<0.017을 충족하는 것이 바람직하다.

(11) (Cu/Ni)×(Ag+Bi)

여기서의 비에 있어서, Cu, Ni, Ag 및 Bi는 각각 합금 조성에서의 함유량(질량％)을 나타낸다.

(Cu/Ni)×(Ag+Bi)는, Cu를 Ni로 나눈 값에 대하여, Ag 및 Bi의 합계를 곱한 것이다.

본 실시 형태의 땜납 합금은, (Cu/Ni)×(Ag+Bi)가, 46 초과인 것이 바람직하다. 46<(Cu/Ni)×(Ag+Bi)임으로써, 액상선 온도의 과도한 상승을 억제할 수 있다. 이에 의해, 습윤성을 충분한 것으로 할 수 있다.

본 실시 형태의 땜납 합금은, (Cu/Ni)×(Ag+Bi)가, 120 미만인 것이 바람직하다. (Cu/Ni)×(Ag+Bi)<120임으로써, 금속간 화합물의 조대화를 억제함과 함께, 고상선 온도의 과도한 저하를 억제할 수 있다.

본 실시 형태의 땜납 합금은, 46<(Cu/Ni)×(Ag+Bi)<120을 충족하는 것이 바람직하다. 본 실시 형태의 땜납 합금은, 46<(Cu/Ni)×(Ag+Bi)<110을 충족하는 조성이어도 되고, 46<(Cu/Ni)×(Ag+Bi)<100을 충족하는 조성이어도 된다.

이상 설명한 실시 형태의 땜납 합금에 있어서는, Ag, Cu, Bi, Ni, Ge 및 Sn으로 이루어지는 특정 합금 조성을 가짐으로써, 융점이 230℃ 근방이고, 인장 강도가 50㎫ 이상인, 납 프리 또한 안티몬 프리의 땜납 합금을 제공할 수 있다.

또한, 이상 설명한 실시 형태의 땜납 합금은, Ag, Bi의 함유량을 소정의 범위 내로 함으로써, ΔT를 저감할 수 있다.

이상 설명한 땜납 합금이 Co를 함유하는 실시 형태인 경우, Co의 함유량을 소정의 범위로 조정함으로써, ΔT가 저감되어, 땜납 합금의 연신율, 푸아송비, 선팽창 계수를 향상시킬 수 있다.

본 실시 형태의 땜납 합금으로서는, 예를 들어, 이하의 제1 내지 제5 실시 형태의 것을 들 수 있다.

<제1 실시 형태>

제1 실시 형태의 땜납 합금은, Ag: 1.0 내지 4.0질량％, Cu: 0.1 내지 1.0질량％, Bi: 0.1 내지 9.0질량％, Ni: 0.005 내지 0.3질량％, Ge: 0.001 내지 0.015질량％, 및, 잔부가 Sn으로 이루어지는 합금 조성을 갖고, 납 프리 또한 안티몬 프리의 땜납 합금이며, 또한, 1<Ag/Bi이다.

Ag, Cu, Bi, Ni, Ge의 함유량은, 각각, 상기한 것이어도 된다.

여기서의 비에 있어서, Ag 및 Bi는 각각 상기 합금 조성에서의 함유량(질량％)을 나타낸다.

제1 실시 형태의 땜납 합금은, Ag: 3.5질량％, Cu: 0.8질량％, Bi: 1.0 내지 2.0질량％, Ni: 0.05질량％, Ge: 0.008질량％, 및, 잔부가 Sn으로 이루어지는 합금 조성을 갖고, 납 프리 또한 안티몬 프리의 땜납 합금이어도 된다.

제1 실시 형태의 땜납 합금은, Ag: 3.0 내지 4.0질량％, Cu: 0.7 내지 0.9질량％, Bi: 1.5질량％, Ni: 0.03 내지 0.08질량％, Ge: 0.006 내지 0.009질량％, 및, 잔부가 Sn으로 이루어지는 합금 조성을 갖고, 납 프리 또한 안티몬 프리의 땜납 합금이어도 된다.

제1 실시 형태의 땜납 합금은, Ag: 3.0 내지 4.0질량％, Cu: 0.7 내지 0.9질량％, Bi: 1.8질량％, Ni: 0.03 내지 0.08질량％, Ge: 0.006 내지 0.009질량％, 및, 잔부가 Sn으로 이루어지는 합금 조성을 갖고, 납 프리 또한 안티몬 프리의 땜납 합금이어도 된다.

제1 실시 형태의 땜납 합금은, Ag: 3.5질량％, Cu: 0.8질량％, Bi: 1.5 내지 3.0질량％, Ni: 0.05질량％, Ge: 0.003질량％, 및, 잔부가 Sn으로 이루어지는 합금 조성을 갖고, 납 프리 또한 안티몬 프리의 땜납 합금이어도 된다.

제1 실시 형태의 땜납 합금은, Ag: 3.0 내지 4.0질량％, Cu: 0.7 내지 0.9질량％, Bi: 2.0질량％, Ni: 0.03 내지 0.08질량％, Ge: 0.002 내지 0.004질량％, 및, 잔부가 Sn으로 이루어지는 합금 조성을 갖고, 납 프리 또한 안티몬 프리의 땜납 합금이어도 된다.

제1 실시 형태의 땜납 합금은, Ag: 3.0 내지 4.0질량％, Cu: 0.7 내지 0.9질량％, Bi: 2.5질량％, Ni: 0.03 내지 0.08질량％, Ge: 0.002 내지 0.004질량％, 및, 잔부가 Sn으로 이루어지는 합금 조성을 갖고, 납 프리 또한 안티몬 프리의 땜납 합금이어도 된다.

제1 실시 형태의 땜납 합금은, 1.2≤Ag/Bi≤3.0을 충족하는 것이 바람직하고, 1.3≤Ag/Bi≤1.9를 충족하는 것이 보다 바람직하다.

Ag/Bi가 상기 범위 내임으로써, ΔT를 저감시킴과 함께, 인장 강도를 향상시킬 수 있다.

제1 실시 형태의 땜납 합금은, Ag: 3.5질량％, Cu: 0.8질량％, Bi: 1.5질량％, Ni: 0.05질량％, Ge: 0.008질량％, 및, 잔부가 Sn으로 이루어지는 합금 조성을 갖고, 납 프리 또한 안티몬 프리의 땜납 합금이어도 된다.

제1 실시 형태의 땜납 합금은, Ag: 3.5질량％, Cu: 0.8질량％, Bi: 1.8질량％, Ni: 0.05질량％, Ge: 0.008질량％, 및, 잔부가 Sn으로 이루어지는 합금 조성을 갖고, 납 프리 또한 안티몬 프리의 땜납 합금이어도 된다.

제1 실시 형태의 땜납 합금은, Ag: 3.5질량％, Cu: 0.8질량％, Bi: 2.0질량％, Ni: 0.05질량％, Ge: 0.003질량％, 및, 잔부가 Sn으로 이루어지는 합금 조성을 갖고, 납 프리 또한 안티몬 프리의 땜납 합금이어도 된다.

제1 실시 형태의 땜납 합금은, Ag: 3.5질량％, Cu: 0.8질량％, Bi: 2.5질량％, Ni: 0.05질량％, Ge: 0.003질량％, 및, 잔부가 Sn으로 이루어지는 합금 조성을 갖고, 납 프리 또한 안티몬 프리의 땜납 합금이어도 된다.

제1 실시 형태의 땜납 합금에 있어서는, Ag, Cu, Bi, Ni, Ge 및 Sn으로 이루어지는 특정 합금 조성을 가짐으로써, 융점이 230℃ 근방이고, 인장 강도가 50㎫ 이상인, 납 프리 또한 안티몬 프리의 땜납 합금을 제공할 수 있다.

제1 실시 형태의 땜납 합금은, BGA뿐만 아니라, 다이 본딩에도 적용할 수 있다.

제1 실시 형태의 땜납 합금은, 1<Ag/Bi이다.

제1 실시 형태의 땜납 합금은, Ag, Bi의 함유량을 소정의 범위 내로 함으로써, ΔT를 저감할 수 있다.

제1 실시 형태의 땜납 합금은, 고상선 온도가, 208 내지 223℃인 것이 바람직하고, 210 내지 221℃인 것이 보다 바람직하고, 212 내지 219℃인 것이 더욱 바람직하다.

제1 실시 형태의 땜납 합금은, 액상선 온도가, 213 내지 227℃인 것이 바람직하고, 215 내지 225℃인 것이 보다 바람직하고, 217 내지 223℃인 것이 더욱 바람직하다.

제1 실시 형태의 땜납 합금은, ΔT가, 10℃ 이하인 것이 바람직하고, 8℃ 이하인 것이 보다 바람직하고, 7℃ 이하인 것이 더욱 바람직하다. ΔT의 하한값은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 1℃여도 된다.

제1 실시 형태의 땜납 합금은, 1.2≤Ag/Bi≤3.0인 것이 바람직하고, 1.3≤Ag/Bi≤1.9인 것이 보다 바람직하다. 제1 실시 형태의 땜납 합금에 있어서, Ag/Bi의 비가 상기 범위 내임으로써, ΔT를 저감시키기 쉬워짐과 함께, 인장 강도를 향상시키기 쉬워진다.

혹은, 다른 측면으로서, 제1 실시 형태의 땜납 합금은, 1.0≤Ag/Bi≤50.0인 것이 바람직하고, 1.0≤Ag/Bi≤3.0인 것이 보다 바람직하고, 1.5≤Ag/Bi≤3.0인 것이 더욱 바람직하다. 제1 실시 형태의 땜납 합금에 있어서, Ag/Bi의 비가 상기 범위 내임으로써, ΔT를 저감시키기 쉬워짐과 함께, 인장 강도를 향상시키기 쉬워진다.

혹은, 다른 측면으로서, 제1 실시 형태의 땜납 합금은, 10.0≤Ag/Bi≤50.0인 것이 바람직하고, 20.0≤Ag/Bi≤40.0인 것이 보다 바람직하다. 제1 실시 형태의 땜납 합금에 있어서, Ag/Bi의 비가 상기 범위 내임으로써, ΔT를 저감시키기 쉬워짐과 함께, 인장 강도를 향상시키기 쉬워진다.

<제2 실시 형태>

제2 실시 형태의 땜납 합금은, Ag: 1.0 내지 4.0질량％, Cu: 0.1 내지 1.0질량％, Bi: 0.1 내지 9.0질량％, Ni: 0.005 내지 0.3질량％, Ge: 0.001 내지 0.015질량％, 및, 잔부가 Sn으로 이루어지는 합금 조성을 갖고, 납 프리 또한 안티몬 프리의 땜납 합금이며, Ag/Bi≤1을 충족하는 것이다.

Ag, Cu, Bi, Ni, Ge의 함유량은, 각각, 상기한 것이어도 된다.

제2 실시 형태의 땜납 합금은, Ag: 2.0질량％, Cu: 0.8질량％, Bi: 3.0 내지 5.0질량％, Ni: 0.05질량％, Ge: 0.008질량％, 및, 잔부가 Sn으로 이루어지는 합금 조성을 갖고, 납 프리 또한 안티몬 프리의 땜납 합금이어도 된다.

제2 실시 형태의 땜납 합금은, Ag: 1.0 내지 3.0질량％, Cu: 0.7 내지 0.9질량％, Bi: 4.0질량％, Ni: 0.04 내지 0.08질량％, Ge: 0.006 내지 0.009질량％, 및, 잔부가 Sn으로 이루어지는 합금 조성을 갖고, 납 프리 또한 안티몬 프리의 땜납 합금이어도 된다.

제2 실시 형태의 땜납 합금은, 0.3≤Ag/Bi≤0.7을 충족하는 것이 바람직하다.

Ag/Bi가 상기 범위 내임으로써, 인장 강도를 더욱 향상시킬 수 있다.

제2 실시 형태의 땜납 합금은, Ag: 2.0질량％, Cu: 0.8질량％, Bi: 4.0질량％, Ni: 0.05질량％, Ge: 0.008질량％, 및, 잔부가 Sn으로 이루어지는 합금 조성을 갖고, 납 프리 또한 안티몬 프리의 땜납 합금인 것이 바람직하다.

제2 실시 형태의 땜납 합금에 있어서는, Ag, Cu, Bi, Ni, Ge 및 Sn으로 이루어지는 특정 합금 조성을 가짐으로써, 융점이 230℃ 근방이고, 인장 강도가 50㎫ 이상인, 납 프리 또한 안티몬 프리의 땜납 합금을 제공할 수 있다.

제2 실시 형태의 땜납 합금은, BGA뿐만 아니라, 다이 본딩에도 적용할 수 있다.

제2 실시 형태의 땜납 합금은, Ag/Bi≤1이다.

제2 실시 형태의 땜납 합금은, Ag, Bi의 함유량을 소정의 범위 내로 함으로써, ΔT를 저감할 수 있다.

제2 실시 형태의 땜납 합금은, 고상선 온도가, 175 내지 220℃인 것이 바람직하고, 175 내지 218℃인 것이 보다 바람직하고, 176 내지 216℃인 것이 더욱 바람직하다.

제2 실시 형태의 땜납 합금은, 액상선 온도가, 210 내지 230℃이고, 211 내지 229℃인 것이 바람직하고, 213 내지 227℃인 것이 보다 바람직하다.

제2 실시 형태의 땜납 합금은, ΔT가, 50℃ 이하인 것이 바람직하고, 45℃ 이하인 것이 보다 바람직하고, 40℃ 이하인 것이 더욱 바람직하다. ΔT의 하한값은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 1℃여도 된다.

제2 실시 형태의 땜납 합금은, 0.3≤Ag/Bi≤0.7인 것이 바람직하다. 제2 실시 형태의 땜납 합금에 있어서, Ag/Bi의 비가 상기 범위 내임으로써, ΔT를 저감시키기 쉬워짐과 함께, 인장 강도를 향상시키기 쉬워진다.

혹은, 다른 측면으로서, 제2 실시 형태의 땜납 합금은, 0.1≤Ag/Bi≤0.8인 것이 바람직하고, 0.15≤Ag/Bi≤0.7인 것이 보다 바람직하고, 0.2≤Ag/Bi≤0.6인 것이 더욱 바람직하다. 제2 실시 형태의 땜납 합금에 있어서, Ag/Bi의 비가 상기 범위 내임으로써, ΔT를 저감시키기 쉬워짐과 함께, 인장 강도를 향상시키기 쉬워진다.

제1 실시 형태의 땜납 합금은, 제2 실시 형태의 땜납 합금보다도, 고상선 온도의 저하를 억제할 수 있다.

제1 실시 형태의 땜납 합금은, 제2 실시 형태의 땜납 합금보다도, ΔT를 저감할 수 있다.

제2 실시 형태의 땜납 합금은, 제1 실시 형태의 땜납 합금보다도, 인장 강도를 향상시킬 수 있다.

<제3 실시 형태>

제3 실시 형태의 땜납 합금은, Ag: 1.0 내지 4.0질량％, Cu: 0.1 내지 1.0질량％, Bi: 0.1 내지 9.0질량％, Ni: 0.005 내지 0.3질량％, Ge: 0.001 내지 0.015질량％, Co: 0.001 내지 0.1질량％, 및, 잔부가 Sn으로 이루어지는 합금 조성을 갖고, 납 프리 또한 안티몬 프리의 땜납 합금이다.

Ag, Cu, Bi, Ni, Ge, Co의 함유량은, 각각, 상기한 것이어도 된다.

제3 실시 형태의 땜납 합금은, Ag: 3.5질량％, Cu: 0.8질량％, Bi: 0.3 내지 0.7질량％, Ni: 0.05질량％, Ge: 0.008질량％, Co: 0.008질량％, 및, 잔부가 Sn으로 이루어지는 합금 조성을 갖고, 납 프리 또한 안티몬 프리의 땜납 합금이어도 된다.

제3 실시 형태의 땜납 합금은, Ag: 3.0 내지 4.0질량％, Cu: 0.7 내지 0.9질량％, Bi: 0.5질량％, Ni: 0.03 내지 0.08질량％, Ge: 0.006 내지 0.009질량％, Co: 0.004 내지 0.012질량％, 및, 잔부가 Sn으로 이루어지는 합금 조성을 갖고, 납 프리 또한 안티몬 프리의 땜납 합금이어도 된다.

제3 실시 형태의 땜납 합금은, Bi: 0.3 내지 1.0질량％이고, 또한, 5≤Ag/Bi≤15를 충족하는 것이 바람직하다.

Ag/Bi가 상기 범위 내이며, Co의 함유량을 소정의 범위로 조정함으로써, ΔT가 저감되어, 인장 강도, 연신율, 푸아송비, 선팽창 계수를 향상시킬 수 있다.

제3 실시 형태의 땜납 합금은, Ag: 3.5질량％, Cu: 0.8질량％, Bi: 0.5질량％, Ni: 0.05질량％, Ge: 0.008질량％, Co: 0.008질량％, 및, 잔부가 Sn으로 이루어지는 합금 조성을 갖고, 납 프리 또한 안티몬 프리의 땜납 합금인 것이 바람직하다.

제3 실시 형태의 땜납 합금은, Co의 함유량이, 0.001 내지 0.1질량％이다.

제3 실시 형태의 땜납 합금에 있어서는, Ag, Cu, Bi, Ni, Ge, Co 및 Sn으로 이루어지는 특정 합금 조성을 가짐으로써, 융점이 230℃ 근방이고, 인장 강도가 50㎫ 이상인, 납 프리 또한 안티몬 프리의 땜납 합금을 제공할 수 있다.

제3 실시 형태의 땜납 합금은, BGA뿐만 아니라, 다이 본딩에도 적용할 수 있다.

제3 실시 형태의 땜납 합금은, 고상선 온도가, 212 내지 222℃인 것이 바람직하고, 214 내지 220℃인 것이 보다 바람직하고, 216 내지 218℃인 것이 더욱 바람직하다.

제3 실시 형태의 땜납 합금은, 액상선 온도가, 216 내지 226℃인 것이 바람직하고, 218 내지 224℃인 것이 보다 바람직하고, 220 내지 222℃인 것이 더욱 바람직하다.

제3 실시 형태의 땜납 합금은, ΔT가, 10℃ 이하인 것이 바람직하고, 8℃ 이하인 것이 보다 바람직하고, 7℃ 이하인 것이 더욱 바람직하다. ΔT의 하한값은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 1℃여도 된다.

제3 실시 형태의 땜납 합금은, 5≤Ag/Bi≤15인 것이 바람직하다. 제3 실시 형태의 땜납 합금에 있어서, Ag/Bi의 비가 상기 범위 내임으로써, ΔT를 저감시키기 쉬워짐과 함께, 인장 강도를 향상시키기 쉬워진다. 또한, 제3 실시 형태의 땜납 합금에 있어서, Ag/Bi의 비가 상기 범위 내임으로써, 연신율, 푸아송비, 선팽창 계수를 향상시킬 수 있다.

혹은, 다른 측면으로서, 제3 실시 형태의 땜납 합금은, 0.2≤Ag/Bi≤15.0인 것이 바람직하고, 0.3≤Ag/Bi≤3.0인 것이 보다 바람직하고, 0.5≤Ag/Bi≤2.0인 것이 더욱 바람직하고, 0.6≤Ag/Bi≤1.0인 것이 특히 바람직하다. 제3 실시 형태의 땜납 합금에 있어서, Ag/Bi의 비가 상기 범위 내임으로써, ΔT를 저감시키기 쉬워짐과 함께, 인장 강도를 향상시키기 쉬워진다.

제3 실시 형태의 땜납 합금은, 고상선 온도가, 200 내지 223℃인 것이 바람직하고, 202 내지 221℃인 것이 보다 바람직하고, 204 내지 219℃인 것이 더욱 바람직하다.

제3 실시 형태의 땜납 합금은, 액상선 온도가, 210 내지 227℃인 것이 바람직하고, 211 내지 225℃인 것이 보다 바람직하고, 213 내지 223℃인 것이 보다 바람직하다.

제3 실시 형태의 땜납 합금은, ΔT가, 30℃ 이하인 것이 바람직하고, 20℃ 이하인 것이 보다 바람직하고, 15℃ 이하인 것이 더욱 바람직하다. ΔT의 하한값은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 1℃여도 된다.

<제4 실시 형태>

제4 실시 형태의 땜납 합금은, Ag: 1.0 내지 4.0질량％, Cu: 0.7 내지 1.0질량％, Bi: 0.1 내지 7.0질량％, Ni: 0.040 내지 0.095질량％, Ge: 0.007 내지 0.015질량％, 및, 잔부가 Sn으로 이루어지는 합금 조성을 갖고, 납 프리 또한 안티몬 프리의 땜납 합금이다.

Ag, Cu, Bi, Ni, Ge의 함유량은, 각각, 상기한 것이어도 된다.

제4 실시 형태의 땜납 합금은, Ag: 3.0 내지 3.5질량％, Cu: 0.7 내지 1.0질량％, Bi: 1.0 내지 2.0질량％, Ni: 0.040 내지 0.060질량％, Ge: 0.007 내지 0.010질량％, 및, 잔부가 Sn으로 이루어지는 합금 조성을 갖고, 납 프리 또한 안티몬 프리의 땜납 합금이어도 된다.

혹은, 제4 실시 형태의 땜납 합금은, Ag: 1.5 내지 2.5질량％, Cu: 0.7 내지 1.0질량％, Bi: 3.0 내지 5.0질량％, Ni: 0.060 내지 0.080질량％, Ge: 0.007 내지 0.010질량％, 및, 잔부가 Sn으로 이루어지는 합금 조성을 갖고, 납 프리 또한 안티몬 프리의 땜납 합금이어도 된다.

제4 실시 형태의 땜납 합금에 있어서는, Ag, Cu, Bi, Ni, Ge 및 Sn으로 이루어지는 특정 합금 조성을 가짐으로써, 융점이 230℃ 근방이고, 인장 강도가 50㎫ 이상인, 납 프리 또한 안티몬 프리의 땜납 합금을 제공할 수 있다.

제4 실시 형태의 땜납 합금은, BGA뿐만 아니라, 다이 본딩에도 적용할 수 있다.

제4 실시 형태의 땜납 합금은, 0.3≤Ag/Bi≤3.0인 것이 바람직하고, 1.2≤Ag/Bi≤3.0인 것이 보다 바람직하고, 1.3≤Ag/Bi≤1.9인 것이 더욱 바람직하다.

제4 실시 형태의 땜납 합금에 있어서, Ag/Bi의 비가 상기 범위 내임으로써, ΔT를 저감시키기 쉬워짐과 함께, 인장 강도를 향상시키기 쉬워진다.

혹은, 제4 실시 형태의 땜납 합금은, 0.3≤Ag/Bi≤3.0인 것이 바람직하고, 0.3≤Ag/Bi≤0.7인 것이 보다 바람직하다.

제4 실시 형태의 땜납 합금은, 또한, 다음으로 설명하는 바와 같은 효과를 발휘한다.

제4 실시 형태의 땜납 합금은, 접합 계면에 있어서의 금속간 화합물층의 두께를 얇게 할 수 있다.

또한, 제4 실시 형태의 땜납 합금은, 미세한 Ag₃Sn을 충분히 석출시킬 수 있고, 또한, 조대한 Ag₃Sn의 석출량을 저감시킬 수 있다.

또한, 제4 실시 형태의 땜납 합금은, 합금의 변색을 억제할 수 있다.

또한, 제4 실시 형태의 땜납 합금은, 납땜 후의 접합부의 강도를 높일 수 있다.

제4 실시 형태의 땜납 합금은, Ni/(Ag+Bi)가, 0.007 초과인 것이 바람직하다. 0.007<Ni/(Ag+Bi)임으로써, 금속간 화합물의 조대화를 억제함과 함께, 고상선 온도의 과도한 저하를 억제할 수 있다.

제4 실시 형태의 땜납 합금은, Ni/(Ag+Bi)가, 0.017 미만인 것이 바람직하다. Ni/(Ag+Bi)<0.017임으로써, 액상선 온도의 과도한 상승을 억제할 수 있다. 이에 의해, 습윤성을 충분한 것으로 할 수 있다.

제4 실시 형태의 땜납 합금은, 0.007<Ni/(Ag+Bi)<0.017을 충족하는 것이 바람직하다.

Ni, Ag 및 Bi는 각각 합금 조성에서의 함유량(질량％)을 나타낸다.

제4 실시 형태의 땜납 합금은, (Cu/Ni)×(Ag+Bi)가, 46 초과인 것이 바람직하다. 46<(Cu/Ni)×(Ag+Bi)임으로써, 액상선 온도의 과도한 상승을 억제할 수 있다. 이에 의해, 습윤성을 충분한 것으로 할 수 있다.

제4 실시 형태의 땜납 합금은, (Cu/Ni)×(Ag+Bi)가, 120 미만인 것이 바람직하다. (Cu/Ni)×(Ag+Bi)<120임으로써, 금속간 화합물의 조대화를 억제함과 함께, 고상선 온도의 과도한 저하를 억제할 수 있다.

제4 실시 형태의 땜납 합금은, 46<(Cu/Ni)×(Ag+Bi)<120을 충족하는 것이 바람직하다. 제4 실시 형태의 땜납 합금은, 46<(Cu/Ni)×(Ag+Bi)<110을 충족하는 조성이어도 되고, 46<(Cu/Ni)×(Ag+Bi)<100을 충족하는 조성이어도 된다.

제4 실시 형태의 땜납 합금은, 1.0≤Ag/Bi≤50.0인 것이 바람직하고, 1.0≤Ag/Bi≤3.0인 것이 보다 바람직하고, 1.5≤Ag/Bi≤3.0인 것이 더욱 바람직하다. 제4 실시 형태의 땜납 합금에 있어서, Ag/Bi의 비가 상기 범위 내임으로써, ΔT를 저감시키기 쉬워짐과 함께, 인장 강도를 향상시키기 쉬워진다.

혹은, 다른 측면으로서, 제4 실시 형태의 땜납 합금은, 10.0≤Ag/Bi≤50.0인 것이 바람직하고, 20.0≤Ag/Bi≤40.0인 것이 보다 바람직하다. 제4 실시 형태의 땜납 합금에 있어서, Ag/Bi의 비가 상기 범위 내임으로써, ΔT를 저감시키기 쉬워짐과 함께, 인장 강도를 향상시키기 쉬워진다.

혹은, 제4 실시 형태의 땜납 합금은, 0.1≤Ag/Bi≤0.8인 것이 바람직하고, 0.15≤Ag/Bi≤0.7인 것이 보다 바람직하고, 0.2≤Ag/Bi≤0.6인 것이 더욱 바람직하다. 제4 실시 형태의 땜납 합금에 있어서, Ag/Bi의 비가 상기 범위 내임으로써, ΔT를 저감시키기 쉬워짐과 함께, 인장 강도를 향상시키기 쉬워진다.

제4 실시 형태의 땜납 합금은, 고상선 온도가, 170 내지 225℃이고, 172 내지 223℃인 것이 바람직하고, 174 내지 221℃인 것이 보다 바람직하고, 176 내지 219℃인 것이 더욱 바람직하다.

제4 실시 형태의 땜납 합금은, 액상선 온도가, 210 내지 230℃이고, 212 내지 230℃인 것이 바람직하고, 212 내지 228℃인 것이 보다 바람직하고, 214 내지 226℃인 것이 더욱 바람직하다.

ΔT는, 50℃ 이하인 것이 바람직하고, 45℃ 이하인 것이 보다 바람직하고, 40℃ 이하인 것이 더욱 바람직하다. ΔT의 하한값은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 1℃여도 된다.

<제5 실시 형태>

제5 실시 형태의 땜납 합금은, Ag: 1.0 내지 4.0질량％, Cu: 0.7 내지 1.0질량％, Bi: 0.1 내지 7.0질량％, Ni: 0.040 내지 0.095질량％, Ge: 0.007 내지 0.015질량％, Co: 0.001 내지 0.1질량％, 및, 잔부가 Sn으로 이루어지는 합금 조성을 갖고, 납 프리 또한 안티몬 프리의 땜납 합금이다.

Ag, Cu, Bi, Ni, Ge, Co의 함유량은, 각각, 상기한 것이어도 된다.

제5 실시 형태의 땜납 합금은, Ag: 3.0 내지 3.5질량％, Cu: 0.7 내지 1.0질량％, Bi: 0.3 내지 0.7질량％, Ni: 0.040 내지 0.060질량％, Ge: 0.007 내지 0.010질량％, Co: 0.005 내지 0.010질량％, 및, 잔부가 Sn으로 이루어지는 합금 조성을 갖고, 납 프리 또한 안티몬 프리의 땜납 합금이어도 된다.

제5 실시 형태의 땜납 합금에 있어서는, Ag, Cu, Bi, Ni, Ge, Co 및 Sn으로 이루어지는 특정 합금 조성을 가짐으로써, 융점이 230℃ 근방이고, 인장 강도가 50㎫ 이상인, 납 프리 또한 안티몬 프리의 땜납 합금을 제공할 수 있다.

제5 실시 형태의 땜납 합금은, BGA뿐만 아니라, 다이 본딩에도 적용할 수 있다.

제5 실시 형태의 땜납 합금은, 연신율, 푸아송비 및 선팽창 계수를 향상시킬 수 있다.

제5 실시 형태의 땜납 합금은, 5≤Ag/Bi≤15인 것이 바람직하다.

제5 실시 형태의 땜납 합금에 있어서, Ag/Bi의 비가 상기 범위 내임으로써, ΔT를 저감시키기 쉬워짐과 함께, 인장 강도를 향상시키기 쉬워진다. 또한, 연신율, 푸아송비 및 선팽창 계수를 향상시키기 쉬워진다.

제5 실시 형태의 땜납 합금은, 또한, 다음으로 설명하는 바와 같은 효과를 발휘한다.

제5 실시 형태의 땜납 합금은, 접합 계면에 있어서의 금속간 화합물층의 두께를 얇게 할 수 있다.

또한, 제5 실시 형태의 땜납 합금은, 미세한 Ag₃Sn을 충분히 석출시킬 수 있고, 또한, 조대한 Ag₃Sn의 석출량을 저감시킬 수 있다.

또한, 제5 실시 형태의 땜납 합금은, 합금의 변색을 억제할 수 있다.

또한, 제5 실시 형태의 땜납 합금은, 납땜 후의 접합부의 강도를 높일 수 있다.

제5 실시 형태의 땜납 합금은, Ni/(Ag+Bi)가, 0.007 초과인 것이 바람직하다. 0.007<Ni/(Ag+Bi)임으로써, 금속간 화합물의 조대화를 억제함과 함께, 고상선 온도의 과도한 저하를 억제할 수 있다.

제5 실시 형태의 땜납 합금은, Ni/(Ag+Bi)가, 0.017 미만인 것이 바람직하다. Ni/(Ag+Bi)<0.017임으로써, 액상선 온도의 과도한 상승을 억제할 수 있다. 이에 의해, 습윤성을 충분한 것으로 할 수 있다.

제5 실시 형태의 땜납 합금은, 0.007<Ni/(Ag+Bi)<0.017을 충족하는 것이 바람직하다.

제5 실시 형태의 땜납 합금은, (Cu/Ni)×(Ag+Bi)가, 46 초과인 것이 바람직하다. 46<(Cu/Ni)×(Ag+Bi)임으로써, 액상선 온도의 과도한 상승을 억제할 수 있다. 이에 의해, 습윤성을 충분한 것으로 할 수 있다.

제5 실시 형태의 땜납 합금은, (Cu/Ni)×(Ag+Bi)가, 120 미만인 것이 바람직하다. (Cu/Ni)×(Ag+Bi)<120임으로써, 금속간 화합물의 조대화를 억제함과 함께, 고상선 온도의 과도한 저하를 억제할 수 있다.

제5 실시 형태의 땜납 합금은, 46<(Cu/Ni)×(Ag+Bi)<120을 충족하는 것이 바람직하다. 제5 실시 형태의 땜납 합금은, 46<(Cu/Ni)×(Ag+Bi)<110을 충족하는 조성이어도 되고, 46<(Cu/Ni)×(Ag+Bi)<100을 충족하는 조성이어도 된다.

제5 실시 형태의 땜납 합금은, 0.2≤Ag/Bi≤15.0인 것이 바람직하고, 5≤Ag/Bi≤15인 것이 보다 바람직하다. 제5 실시 형태의 땜납 합금에 있어서, Ag/Bi의 비가 상기 범위 내임으로써, ΔT를 저감시키기 쉬워짐과 함께, 인장 강도를 향상시키기 쉬워진다. 또한, 제5 실시 형태의 땜납 합금에 있어서, Ag/Bi의 비가 상기 범위 내임으로써, 연신율, 푸아송비, 선팽창 계수를 향상시킬 수 있다.

혹은, 제5 실시 형태의 땜납 합금은, 0.2≤Ag/Bi≤15.0인 것이 바람직하고, 0.3≤Ag/Bi≤3.0인 것이 보다 바람직하고, 0.5≤Ag/Bi≤2.0인 것이 더욱 바람직하고, 0.6≤Ag/Bi≤1.0인 것이 특히 바람직하다. 제5 실시 형태의 땜납 합금에 있어서, Ag/Bi의 비가 상기 범위 내임으로써, ΔT를 저감시키기 쉬워짐과 함께, 인장 강도를 향상시키기 쉬워진다.

제5 실시 형태의 땜납 합금은, 고상선 온도가, 200 내지 223℃인 것이 바람직하고, 202 내지 221℃인 것이 보다 바람직하고, 204 내지 219℃인 것이 더욱 바람직하다.

제5 실시 형태의 땜납 합금은, 액상선 온도가, 210 내지 227℃인 것이 바람직하고, 211 내지 225℃인 것이 보다 바람직하고, 213 내지 223℃인 것이 보다 바람직하다.

제5 실시 형태의 땜납 합금은, ΔT가, 30℃ 이하인 것이 바람직하고, 20℃ 이하인 것이 보다 바람직하고, 15℃ 이하인 것이 더욱 바람직하다. ΔT의 하한값은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 1℃여도 된다.

2. 땜납 볼

이상 설명한 실시 형태의 납 프리 또한 안티몬 프리의 땜납 합금은, BGA에 사용되는 땜납 볼의 형태에 최적이다.

본 실시 형태의 땜납 볼 진구도는, 0.90 이상이 바람직하고, 0.95 이상이 보다 바람직하고, 0.99 이상이 가장 바람직하다.

진구도는, 예를 들어, 최소 제곱 중심법(LSC법), 최소 영역 중심법(MZC법), 최대 내접 중심법(MIC법), 최소 외접 중심법(MCC법) 등 다양한 방법으로 구할 수 있다.

본 발명에 있어서, 땜납 볼의 진구도는, 최소 영역 중심법(MZC법)을 사용하는 CNC 화상 측정 시스템(미츠토요사제의 울트라 퀵 비전 ULTRA QV350-PRO 측정 장치)을 사용하여 측정한다.

본 발명에 있어서, 진구도란 진구로부터의 어긋남을 나타내고, 예를 들어 500개의 각 볼의 직경을 긴 직경으로 나누었을 때에 산출되는 산술 평균값이며, 값이 상한인 1.00에 가까울수록 진구에 가까운 것을 나타낸다.

본 실시 형태의 땜납 볼은, BGA(볼 그리드 어레이) 등의 반도체 패키지의 전극이나 기판의 범프 형성에 사용된다.

본 실시 형태에 관한 땜납 볼의 직경은 1 내지 1000㎛의 범위 내가 바람직하고, 보다 바람직하게는, 50㎛ 이상 300㎛이다.

땜납 볼은, 일반적인 땜납 볼의 제조법에 의해 제조할 수 있다.

본 실시 형태에서의 직경이란, 미츠토요사제의 울트라 퀵 비전, ULTRA QV350-PRO 측정 장치에 의해 측정된 직경을 말한다.

3. 땜납 이음

본 실시 형태의 땜납 이음은, 반도체 패키지에 있어서의 IC 칩과 그 기판(인터포저)의 접속, 혹은 반도체 패키지와 프린트 배선판의 접속에 사용하는 데 적합하다.

여기서, 본 발명에 관한 「땜납 이음」이란, 상술한 본 발명에 관한 땜납 합금을 사용하여 접속되어 있고, IC 칩과 기판의 접속부를 말하고, 전극의 접속부나 다이와 기판의 접속부를 포함한다.

4. 기타

이상 설명한 실시 형태의 땜납 합금을 사용한 접합 방법은, 예를 들어 리플로우법을 사용하여 통상법에 따라서 행하면 된다. 가열 온도는 칩의 내열성이나 땜납 합금의 액상선 온도에 따라서 적절히 조정해도 된다. 칩의 열적 손상을 낮게 억제하는 관점에서 240℃ 정도인 것이 바람직하다. 플로우 솔더링을 행하는 경우의 땜납 합금의 용융 온도는 대략 액상선 온도로부터 20℃ 정도 높은 온도여도 된다.

또한, 본 실시 형태에 관한 땜납 합금을 사용하여 접합하는 경우에는, 응고 시의 냉각 속도를 고려하는 편이 조직을 더 미세하게 할 수 있다. 예를 들어 2 내지 3℃/s 이상의 냉각 속도로 땜납 이음을 냉각한다. 이 밖의 접합 조건은, 땜납 합금의 합금 조성에 따라서 적절히 조정할 수 있다.

본 발명에 관한 땜납 합금은, 그 원재료로서 저α선량재를 사용함으로써 저α선량 합금을 제조할 수 있다. 이러한 저α선량 합금은, 메모리 주변의 땜납 범프 형성에 사용되면, 소프트 에러를 억제하는 것이 가능해진다.

실시예

이하, 실시예에 의해 본 발명을 설명하는데, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.

이하에 나타내는 조성으로 실시예 1 내지 4의 땜납 합금을 합성하였다.

각각의 땜납 합금에 대해서, 이하에 나타내는 방법에 의해 측정을 행하였다.

(1) 고상선 온도와 액상선 온도의 측정

고상선 온도와 액상선 온도는, 열 기계 분석 장치(EXSTAR 6000, Seiko Instruments사)를 사용하여, 시차 주사 열량 측정(DSC: Differential scanning calorimetry)에 의한 방법으로 측정하였다.

고상선 온도의 측정은, JIS Z3198-1에 준한 방법으로 행하였다.

액상선 온도의 측정은, JIS Z3198-1의 고상선 온도의 측정 방법과 마찬가지의, DSC에 의한 방법으로 실시하였다.

(2) 인장 강도, 연신율의 측정

만능 재료 시험기(Instron사: 5966)를 사용하여, 평행부 30㎜, 직경 8㎜의 시험편에 대해서, 인장 시험을 실시하여, 인장 강도 및 연신율을 구하였다.

(3) 푸아송비

싱어라운드식 음속 측정 장치(초음파 공업사: UVM-2)를 사용하여, 1변 15㎜의 입방체상의 시험편에 대해서, 푸아송비를 측정하였다.

(4) 선팽창 계수

열 기계 분석 장치(EXSTAR 6000, Seiko Instruments사)를 사용하여, 직경 8㎜, 길이 15㎜의 시험편에 대해서, 선팽창 계수를 측정하였다.

(실시예 1)

Ag: 3.5질량％, Cu: 0.8질량％, Bi: 1.5질량％, Ni: 0.05질량％, Ge: 0.008질량％, 및, 잔부가 Sn으로 이루어지는 합금 조성을 갖는, 땜납 합금을 제조하였다.

실시예 1의 땜납 합금은, 고상선 온도가 214℃이고, 액상선 온도가 219℃이고, ΔT는 5℃였다.

실시예 1의 땜납 합금은, 인장 강도가 66.2㎫였다.

(실시예 2)

Ag: 3.5질량％, Cu: 0.8질량％, Bi: 1.8질량％, Ni: 0.05질량％, Ge: 0.008질량％, 및, 잔부가 Sn으로 이루어지는 합금 조성을 갖는, 땜납 합금을 제조하였다.

실시예 2의 땜납 합금은, 고상선 온도가 213℃이고, 액상선 온도가 218℃이고, ΔT는 5℃였다.

실시예 2의 땜납 합금은, 인장 강도가 69.9㎫였다.

(실시예 3)

Ag: 2.0질량％, Cu: 0.75질량％, Bi: 4.0질량％, Ni: 0.07질량％, Ge: 0.008질량％, 및, 잔부가 Sn으로 이루어지는 합금 조성을 갖는, 땜납 합금을 제조하였다.

실시예 3의 땜납 합금은, 고상선 온도가 206℃이고, 액상선 온도가 219℃이고, ΔT는 13℃였다.

실시예 3의 땜납 합금은, 인장 강도가 83.8㎫였다.

(실시예 4)

Ag: 3.5질량％, Cu: 0.8질량％, Bi: 0.5질량％, Ni: 0.05질량％, Ge: 0.008질량％, Co: 0.008질량％, 및, 잔부가 Sn으로 이루어지는 합금 조성을 갖는, 땜납 합금을 제조하였다.

실시예 4의 땜납 합금은, 고상선 온도가 217℃이고, 액상선 온도가 221℃이고, ΔT는 4℃였다.

실시예 4의 땜납 합금은, 인장 강도가 55.5㎫였다.

실시예 4의 땜납 합금은, 연신율이 33％였다.

실시예 4의 땜납 합금은, 푸아송비가 0.35였다.

실시예 4의 땜납 합금은, 선팽창 계수가 21.5ppm/K였다.

(실시예 5)

Ag: 3.5질량％, Cu: 0.8질량％, Bi: 2.0질량％, Ni: 0.05질량％, Ge: 0.003질량％, 및, 잔부가 Sn으로 이루어지는 합금 조성을 갖는 땜납 합금을 제조하였다.

실시예 5의 땜납 합금은, 고상선 온도가 212℃이고, 액상선 온도가 218℃이고, ΔT는 6℃였다.

실시예 5의 땜납 합금은, 인장 강도가 72.3㎫였다.

(실시예 6)

Ag: 3.5질량％, Cu: 0.8질량％, Bi: 2.5질량％, Ni: 0.05질량％, Ge: 0.003질량％, 및, 잔부가 Sn으로 이루어지는 합금 조성을 갖는 땜납 합금을 제조하였다.

실시예 6의 땜납 합금은, 고상선 온도가 211℃이고, 액상선 온도가 216℃이고, ΔT는 5℃였다.

실시예 6의 땜납 합금은, 인장 강도가 78.0㎫였다.

<땜납 합금 분말의 조제>

(시험예 A1 내지 A15, 시험예 B1 내지 B16)

이하의 표 1 내지 5에 나타내는 조성으로 시험예의 땜납 합금 분말을 조합하였다.

땜납 합금 분말은, JIS Z 3284-1:2014에 있어서의 분말 사이즈의 분류(표 2)에 있어서, 기호 6을 충족하는 사이즈(입도 분포)이다. 이 땜납 합금 분말에 있어서는, 입경이 5 내지 15㎛인 분말의 질량 분율이, 땜납 합금 분말 전체의 질량(100％)에 대하여, 80％ 이상이다.

시험예 A1 내지 A12, 시험예 A14는, 제4 실시 형태에 해당한다.

시험예 A13, 시험예 A15는, 제5 실시 형태에 해당한다.

시험예 B1 내지 B16은, 제4 실시 형태 및 제5 실시 형태 중 어느 것에도 해당하지 않는다.

시험예 B3, 시험예 B5 내지 B6, 시험예 B8 내지 B9, 시험예 B11 내지 B16은, 본 발명의 범위 내이다.

시험예 B1 내지 B2, 시험예 B4, 시험예 B7, 시험예 B10은, 본 발명의 범위 외이다.

상기에서 조제한 땜납 합금 분말을 사용하여, 하기의 <평가>에 기재한 평가 방법에 따라서, 《금속간 화합물(IMC)층의 두께의 평가》, 《Ag₃Sn의 크기의 평가》, 《내변색의 평가》, 《습윤성의 평가》 및 《땜납 접합부의 강도의 평가》를 행하였다. 이들의 결과를 표 1 내지 2에 나타냈다.

<평가>

《금속간 화합물(IMC)층의 두께의 평가》

각 예의 땜납 합금 분말을 사용하여, 직경 0.3mm의 땜납 볼을 제작하였다.

CSP용의 모듈 기판(S/F: 전해 Ni/Au, 사이즈 12×12mm)에 대하여, 플럭스(센쥬 긴조쿠 고교 가부시키가이샤제, WF-6400)를 도포한 후, 땜납 볼을 탑재하였다.

이어서, 리플로우 납땜(220℃ 이상, 40초, 피크 온도 245℃)을 행하였다. 이에 의해, 땜납 볼 전극을 구비한 CSP를 얻었다.

또한, 유리 에폭시 기판(FR-4, 사이즈 30×120mm, 두께 0.8mm)에 대하여, 솔더 페이스트를 사용하여, 전극 패턴(S/F: Cu-OSP)을 인쇄하였다. 솔더 페이스트에 포함되는 땜납 합금 분말은, Ag가 3질량％, Cu가 0.5질량％, 잔부가 Sn인 땜납 합금이었다.

이어서, 상기의 땜납 볼 전극을 구비한 CSP, 및 인쇄 후 유리 에폭시 기판을 사용하여, 리플로우 납땜(220℃ 이상, 40초, 피크 온도 245℃)을 행함으로써, 평가 기판을 제작하였다.

납땜 후의 평가 기판에 대해서, 전계 방출형 주사 전자 현미경(니혼덴시 가부시키가이샤제: JSM-7000F)을 사용하여, 단면 관찰을 실시하였다. 관찰 개소는, CSP측의 접합 계면의 IMC이다. IMC 두께의 측정은, 화상 처리 소프트웨어(Olympus사제: Scandium)에 의해 행하였다.

시험예 A1 내지 A15, 시험예 B1 내지 B16의 평가 결과를, 표 1 내지 2에 나타냈다.

판정 기준:

A: IMC층의 두께가, 1.4㎛ 미만이다.

B: IMC층의 두께가, 1.4㎛ 이상이다.

《Ag₃Sn의 크기의 평가》

각 시험예의 땜납 합금 분말을 사용하여, 직경 0.3mm의 땜납 볼을 제작하였다.

플럭스(센쥬 긴조쿠 고교 가부시키가이샤제: WF-6317)를 전극 상(S/F: Cu-OSP)에 도포한 후, 얻어진 땜납 볼을 탑재하였다.

리플로우 장치(센쥬 긴조쿠 고교 가부시키가이샤 제조: SNR-615)를 사용하여, 리플로우 납땜(피크 온도 245℃, 냉각 속도 2℃/s)을 행하였다.

납땜 후의 시료에 대해서, 전계 방출형 주사 전자 현미경(니혼덴시 가부시키가이샤제: JSM-7000F)을 사용하여, 단면 관찰을 실시하였다.

판정 기준:

A: Ag₃Sn의 최대 길이가, 5㎛ 미만이다.

B: Ag₃Sn의 최대 길이가, 5㎛ 이상 90㎛ 미만이다.

C: Ag₃Sn의 최대 길이가, 90㎛ 이상이다.

《내변색의 평가》

고가속 수명 시험 장치(HAST 챔버, ESPEC 가부시키가이샤: EHS-211M) 내에 상기 땜납 볼을 정치하였다.

125℃/100％ RH로 설정하고, 4시간 후에, 땜납 볼의 변색의 유무를, 눈으로 보아 확인하였다.

판정 기준:

A: 땜납 볼이 변색되어 있다.

B: 땜납 볼이 변색되어 있지 않다.

《습윤성의 평가》

플럭스(센쥬 긴조쿠 고교 가부시키가이샤제: WF-6317)를, 기판(S/F: Cu-OSP)에 도포한 후, 얻어진 땜납 볼을 탑재하였다.

이어서, 리플로우 납땜(220℃ 이상, 40초, 피크 온도 245℃)을 행하였다.

리플로우 후에, 디지털 마이크로스코프(가부시키가이샤 키엔스제: VHX-6000)를 사용하여, 습윤 확산된 길이를 측정하였다.

판정 기준:

A: 습윤 확산 길이가, 1000㎛ 이상이다.

B: 습윤 확산 길이가, 1000㎛ 미만이다.

《땜납 접합부의 강도의 평가》

각 예의 땜납 합금 분말을 사용하여, 직경 0.76mm의 땜납 볼을 제작하였다.

전해 Ni/Au 처리된 기판 상에 대하여, 플럭스(센쥬 긴조쿠 고교 가부시키가이샤제: WF-6400)를 도포한 후, 그 위에 땜납 볼을 탑재하였다.

납땜 후의 시료에 대하여, 풀 시험기(노드슨 어드밴스트 테크놀러지 가부시키가이샤제: Dage4000HS)를 사용하여, 시험 속도: 1000㎛/s로 실시하였다. 시험수는 N=20으로 하였다.

판정 기준:

A: IMC층이 파괴된 시험수의 비율이, 전체 시험수에 대하여, 50％ 이하였다.

B: IMC층이 파괴된 시험수의 비율이, 전체 시험수에 대하여, 50％ 초과였다.

표 1에 나타낸 바와 같이, 제4 실시 형태 또는 제5 실시 형태에 해당하는, 시험예 A1 내지 A15는, IMC층의 두께의 평가가 A였다.

또한, Cu의 함유량이 0.7 내지 1.0질량％이며, 또한, Ni의 함유량이 0.040 내지 0.095질량％ 이하인, 시험예 B1 내지 B2, 시험예 B7 내지 B16은, IMC층의 두께의 평가가 A였다.

이에 반해, Cu 또는 Ni의 함유량이 상기 범위 외인, 시험예 B3 내지 B6은, IMC층의 두께의 평가가 B였다.

표 1에 나타낸 바와 같이, 제4 실시 형태 또는 제5 실시 형태에 해당하는, 시험예 A1 내지 A15는, Ag₃Sn의 크기의 평가가, A 또는 B였다.

Ag의 함유량이, 3.5질량％ 이하인, 시험예 A1, 시험예 A3 내지 A14, 시험예 B1, 시험예 B3 내지 B15는, Ag₃Sn의 크기의 평가가 A였다.

또한, Ag의 함유량이, 4.0질량％인, 시험예 A2, 시험예 B16은, Ag₃Sn의 크기의 평가가 B였다.

이에 반해, Ag의 함유량이, 4.0질량％ 초과인, 시험예 B2는, Ag₃Sn의 크기의 평가가 C였다.

표 1에 나타낸 바와 같이, 제4 실시 형태 또는 제5 실시 형태에 해당하는, 시험예 A1 내지 A15는, 내변색의 평가가 A였다.

또한, Ge의 함유량이, 0.007질량％ 이상인, 시험예 B1 내지 B8, 시험예 B10 내지 B12는, 내변색의 평가가 A였다.

이에 반해, Ge의 함유량이, 0.007질량％ 미만인, 시험예 B9, B13 내지 B16은, 내변색의 평가가 B였다.

표 1에 나타낸 바와 같이, 제4 실시 형태 또는 제5 실시 형태에 해당하는, 시험예 A1 내지 A15는, 습윤성의 평가가 A였다.

또한, 시험예 B2 내지 B3, B5, B8 내지 B9는, 습윤성의 평가가 A였다.

이에 반해, 0.017≤Ni/(Ag+Bi)이고, (Cu/Ni)×(Ag+Bi)≤46인, 시험예 B1, 시험예 B6, 시험예 B11 내지 B13은, 습윤성의 평가가 B였다.

또한, Cu의 함유량이 1.0질량％ 초과인, 시험예 B4는, 습윤성의 평가가 B였다.

또한, Bi의 함유량이 0.1질량％ 미만인, 시험예 B7은, 습윤성의 평가가 B였다.

또한, Ge의 함유량이 0.015질량％ 초과인, 시험예 B10은, 습윤성의 평가가 B였다.

또한, Ag 또는 Bi의 함유량이 충분하지 않은, 시험예 B14는, 습윤성의 평가가 B였다.

표 1에 나타낸 바와 같이, 제4 실시 형태 또는 제5 실시 형태에 해당하는, 시험예 A1 내지 A15는, 땜납 접합부의 강도의 평가가 A였다.

또한, Ag: 1.0 내지 4.0질량％, Cu: 0.7 내지 1.0질량％, Bi: 0.1 내지 7.0질량％, Ni: 0.040 내지 0.095질량％, Ge: 0.015질량％ 이하인, 시험예 B1 내지 B8, 시험예 B9, 시험예 B11 내지 B16은, 땜납 접합부의 강도의 평가가 A였다.

이에 반해, Ag의 함유량이 상기 범위 외인, 시험예 B1, B2는, 땜납 접합부의 강도의 평가가 B였다.

또한, Cu의 함유량이 상기 범위 외인, 시험예 B3, B4는, 땜납 접합부의 강도의 평가가 B였다.

또한, Ni의 함유량이 상기 범위 외인, 시험예 B5, B6은, 땜납 접합부의 강도의 평가가 B였다.

또한, Bi의 함유량이 소정의 범위 외인, 시험예 B7, B8은, 땜납 접합부의 강도의 평가가 B였다.

또한, Ge의 함유량이 0.015질량％ 초과인, 시험예 B10은, 땜납 접합부의 강도의 평가가 B였다.

이상 나타낸 바와 같이, 제4 실시 형태 및 제5 실시 형태의 땜납 합금은, 이하의 효과를 발휘한다.

상기 땜납 합금은, 접합 계면에 있어서의 금속간 화합물층의 두께를 얇게 할 수 있다.

또한, 상기 땜납 합금은, 미세한 Ag₃Sn을 충분히 석출시킬 수 있고, 또한, 조대한 Ag₃Sn의 석출량을 저감시킬 수 있다.

상기 땜납 합금은, 습윤성을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기에서 조제한 땜납 합금 분말을 사용하여, 상기의 「(1) 고상선 온도와 액상선 온도의 측정」의 수순에 따라서, 고상선 온도와 액상선 온도를 측정하였다. 또한, 상기에서 조제한 땜납 합금 분말을 사용하여, 「(2) 인장 강도, 연신율의 측정」에 기재된 수순에 따라서, 인장 강도를 측정하였다. 측정 결과를 표 3 내지 4에 나타냈다.

시험예 A1 내지 A15는, 융점이 230℃ 근방이고, 인장 강도가 50㎫ 이상이었다.

본 발명에 따르면, 융점이 230℃ 근방이고, 인장 강도가 50㎫ 이상인, 납 프리 또한 안티몬 프리의 땜납 합금, 땜납 볼, 및 땜납 이음을 제공할 수 있다. 이 땜납 합금, 땜납 볼, 및 땜납 이음은 QFP에 적합하게 사용할 수 있다.

Claims

Ag: 1.0 내지 4.0질량％, Cu: 0.1 내지 1.0질량％, Bi: 0.1 내지 9.0질량％, Ni: 0.005 내지 0.3질량％, Ge: 0.001 내지 0.015질량％, 및, 잔부가 Sn으로 이루어지는 합금 조성을 갖는, 납 프리 또한 안티몬 프리의 땜납 합금.
제1항에 있어서,
상기 합금 조성은, Ag: 1.0 내지 3.5질량％인, 땜납 합금.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 합금 조성은, Ag: 2.0 내지 3.5질량％인, 땜납 합금.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 합금 조성은, Ag: 3.0 내지 3.5질량％인, 땜납 합금.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 합금 조성은, Cu: 0.5 내지 0.85질량％인, 땜납 합금.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 합금 조성은, Cu: 0.7 내지 0.8질량％인, 땜납 합금.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 합금 조성은, Cu: 0.75 내지 0.8질량％인, 땜납 합금.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 합금 조성은, Bi: 0.2 내지 5.0질량％인, 땜납 합금.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 합금 조성은, Bi: 0.5 내지 4.0질량％인, 땜납 합금.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 합금 조성은, Bi: 1.0 내지 3.0질량％인, 땜납 합금.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 합금 조성은, Ni: 0.02 내지 0.09질량％인, 땜납 합금.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 합금 조성은, Ni: 0.03 내지 0.08질량％인, 땜납 합금.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 합금 조성은, Ni: 0.04 내지 0.06질량％인, 땜납 합금.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 합금 조성은, Ge: 0.002 내지 0.012질량％인, 땜납 합금.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 합금 조성은, Ge: 0.003 내지 0.01질량％인, 땜납 합금.
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 합금 조성은, Ge: 0.003 내지 0.009질량％인, 땜납 합금.
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
또한, 상기 합금 조성은, 0.3≤Ag/Bi≤3.0을 충족하는, 땜납 합금.
Ag 및 Bi는 각각 상기 합금 조성에서의 함유량(질량％)을 나타낸다.
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
또한, 상기 합금 조성은, Co: 0.001 내지 0.1질량％를 함유하는, 땜납 합금.
제18항에 있어서,
상기 합금 조성은, Co: 0.002 내지 0.015질량％인, 땜납 합금.
제18항 또는 제19항에 있어서,
상기 합금 조성은, Co: 0.004 내지 0.012질량％인, 땜납 합금.
제18항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 합금 조성은, Co: 0.006 내지 0.009질량％인, 땜납 합금.
제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
또한, 상기 합금 조성은, 1<Ag/Bi를 충족하는, 땜납 합금.
Ag 및 Bi는 각각 상기 합금 조성에서의 함유량(질량％)을 나타낸다.
Ag: 3.5질량％, Cu: 0.8질량％, Bi: 1.0 내지 2.0질량％, Ni: 0.05질량％, Ge: 0.008질량％, 및, 잔부가 Sn으로 이루어지는 합금 조성을 갖는, 납 프리 또한 안티몬 프리의 땜납 합금.
Ag: 3.0 내지 4.0질량％, Cu: 0.7 내지 0.9질량％, Bi: 1.5질량％, Ni: 0.03 내지 0.08질량％, Ge: 0.006 내지 0.009질량％, 및, 잔부가 Sn으로 이루어지는 합금 조성을 갖는, 납 프리 또한 안티몬 프리의 땜납 합금.
Ag: 3.0 내지 4.0질량％, Cu: 0.7 내지 0.9질량％, Bi: 1.8질량％, Ni: 0.03 내지 0.08질량％, Ge: 0.006 내지 0.009질량％인, 및 잔부가 Sn으로 이루어지는 합금 조성을 갖는, 납 프리 또한 안티몬 프리의 땜납 합금.
제1항 내지 제17항, 제22항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,
또한, 상기 합금 조성은, 1.2≤Ag/Bi≤3.0을 충족하는, 땜납 합금.
Ag 및 Bi는 각각 상기 합금 조성에서의 함유량(질량％)을 나타낸다.
제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
또한, 상기 합금 조성은, Ag/Bi≤1을 충족하는, 땜납 합금.
Ag 및 Bi는 각각 상기 합금 조성에서의 함유량(질량％)을 나타낸다.
Ag: 2.0질량％, Cu: 0.8질량％, Bi: 3.0 내지 5.0질량％, Ni: 0.05질량％, Ge: 0.008질량％, 및, 잔부가 Sn으로 이루어지는 합금 조성을 갖는, 납 프리 또한 안티몬 프리의 땜납 합금.
Ag: 1.0 내지 3.0질량％, Cu: 0.7 내지 0.9질량％, Bi: 4.0질량％, Ni: 0.04 내지 0.08질량％, Ge: 0.006 내지 0.009질량％, 및, 잔부가 Sn으로 이루어지는 합금 조성을 갖는, 납 프리 또한 안티몬 프리의 땜납 합금.
제1항 내지 제17항, 제27항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서,
또한, 상기 합금 조성은, 0.3≤Ag/Bi≤0.7을 충족하는, 땜납 합금.
Ag 및 Bi는 각각 상기 합금 조성에서의 함유량(질량％)을 나타낸다.
Ag: 3.5질량％, Cu: 0.8질량％, Bi: 0.3 내지 0.7질량％, Ni: 0.05질량％, Ge: 0.008질량％, Co: 0.008질량％, 및, 잔부가 Sn으로 이루어지는 합금 조성을 갖는, 납 프리 또한 안티몬 프리의 땜납 합금.
Ag: 3.0 내지 4.0질량％, Cu: 0.7 내지 0.9질량％, Bi: 0.5질량％, Ni: 0.03 내지 0.08질량％, Ge: 0.006 내지 0.009질량％, Co: 0.004 내지 0.012질량％, 및, 잔부가 Sn으로 이루어지는 합금 조성을 갖는, 납 프리 또한 안티몬 프리의 땜납 합금.
제18항 내지 제21항, 제31항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 합금 조성은, Bi: 0.3 내지 1.0질량％이고,
또한, 5≤Ag/Bi≤15를 충족하는, 땜납 합금.
Ag 및 Bi는 각각 상기 합금 조성에서의 함유량(질량％)을 나타낸다.
Ag: 1.0 내지 4.0질량％, Cu: 0.7 내지 1.0질량％, Bi: 0.1 내지 7.0질량％, Ni: 0.040 내지 0.095질량％, Ge: 0.007 내지 0.015질량％, 및, 잔부가 Sn으로 이루어지는 합금 조성을 갖는, 납 프리 또한 안티몬 프리의 땜납 합금.
제34항에 있어서,
또한, 상기 합금 조성은, Co: 0.001 내지 0.1질량％를 함유하는, 땜납 합금.
제34항 또는 제35항에 있어서,
또한, 0.007<Ni/(Ag+Bi)<0.017을 충족하는, 땜납 합금.
Ni, Ag 및 Bi는 각각 상기 합금 조성에서의 함유량(질량％)을 나타낸다.
제34항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서,
또한, 46<(Cu/Ni)×(Ag+Bi)<120을 충족하는, 땜납 합금.
Cu, Ni, Ag 및 Bi는 각각 상기 합금 조성에서의 함유량(질량％)을 나타낸다.
제1항 내지 제37항 중 어느 한 항에 기재된 땜납 합금으로 이루어지는 땜납 볼.
제38항에 있어서,
평균 입경이 1 내지 1000㎛인, 땜납 볼.
제38항 또는 제39항에 있어서,
진구도가 0.95 이상인, 땜납 볼.
제38항 내지 제40항 중 어느 한 항에 있어서,
진구도가 0.99 이상인, 땜납 볼.
제38항 내지 제41항 중 어느 한 항에 기재된 땜납 볼을 사용하여 형성된 볼 그리드 어레이.
제1항 내지 제37항 중 어느 한 항에 기재된 땜납 합금을 사용하여 이루어지는 땜납 이음.