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TW201042052A - Lead-free solder alloy, solder ball, and electronic member comprising solder bump - Google Patents

Lead-free solder alloy, solder ball, and electronic member comprising solder bump Download PDF

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Publication number
TW201042052A
TW201042052A TW099110893A TW99110893A TW201042052A TW 201042052 A TW201042052 A TW 201042052A TW 099110893 A TW099110893 A TW 099110893A TW 99110893 A TW99110893 A TW 99110893A TW 201042052 A TW201042052 A TW 201042052A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
solder
mass
alloy
tin
free
Prior art date
Application number
TW099110893A
Other languages
English (en)
Inventor
Tsutomu Sasaki
Shinichi Terashima
Masamoto Tanaka
Katsuichi Kimura
Original Assignee
Nippon Steel Materials Co Ltd
Nippon Micrometal Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Materials Co Ltd, Nippon Micrometal Corp filed Critical Nippon Steel Materials Co Ltd
Publication of TW201042052A publication Critical patent/TW201042052A/zh

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Classifications

    • H05K3/346
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/26Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 400 degrees C
    • B23K35/262Sn as the principal constituent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C12/00Alloys based on antimony or bismuth
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C13/00Alloys based on tin
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C13/00Alloys based on tin
    • C22C13/02Alloys based on tin with antimony or bismuth as the next major constituent
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/341Surface mounted components
    • H05K3/3431Leadless components
    • H05K3/3436Leadless components having an array of bottom contacts, e.g. pad grid array or ball grid array components

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  • Metallurgy (AREA)
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Description

201042052 六、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於用於電早愛杜 Έ子零件之連接的無鉛焊料合金 具有焊料球及焊料凸塊的電子元件。 L先前技術】 在内藏於電子機器之電子回路基板中 用於基板與電子零件之接人祕电 坪接^贋之 Ο 午之接合。做為焊接時使用之焊料合 二從:往,含有錫與,之成份系被廣泛使用至今。然而, 宝物^^的㈣問題以及別(歐盟)的喊指令_危 i地門::含有錯’也就是所謂無錯焊料合金被廣 之“·貫用化。做為無錯焊料合金,有以錫為主成分 —銅系、錫—銀—鋼系、錫-録系、錫- 1各箱人鋅系’以及在這些再適當添加其他添加元素者。 适t各種合金系,係各右具考 ❹ 用。 有長處短處,根據用it而被分別使 近年來,隨著電子零件的高密度實裳化,除了以 1=的手:、在焊料嘴流中使零件與基板的接合部份 回焊也變地被歧使肖。/;^ 料膏的 格陣列)讀片型封裝使用焊料球之獅 晶片模組)等高機能化之表面實狀自動結合)、則(多 變地㈣泛使用。 ^零件(以下總稱為關也 BGA係内藏半導體積體回路⑽,在單面上,通常以 3 201042052 置電極’在各電極上連接著被稱為烊料凸塊之 之焊料⑽::切下的形狀之焊料合金塊。為形成如此 之^凸塊’有數種方法’但以使用焊料球為一般的方去 在此’簡單制使料料球之焊料凸塊的形成方法。首先, 在BGA的電極上塗布具有黏著性之助焊劑或是錫膏,在該 塗布電極部上以搭載梦罟氺 ^ 、 戰裝置來搭載焊蚪球。之後,將該搭載 了焊料球之BGA在回焊爐内加熱,焊料球溶融,實現電極 與焊料球的接合,而做為焊料凸塊。 做為以焊接來接合時所要求的品質•特性,要求接合 “員性南是不用說的,#外觀也很重要,必須顯示健全的 口金色調W BGA做為最終商品出貨的情況,做為出貨前 的部品檢查,會使用畫像辨識裝置來進行焊料&塊之外觀 檢察。因A,若色調有變化,會被誤認為有沒形成焊料凸 塊的不良,在檢查工程上是不佳的。 【參考文獻】 【專利文獻】 【專利文獻1】日本國專利3925554號公報 【專利文獻2】日本國專利4144415號公報 【專利文獻3】日本國專利特開_卜2隨3號公報 【發明内容】
成分之無鉛焊料合金來進行焊接 色成黃色(黃變)的情況。在BGA 【發明所欲解決之課題】 在使用上述以錫為主 的情況時,焊料表面有變 201042052 的情況, 的情況’如此之黃變會在藉由畫像辨識裝置來確認 料凸塊之檢查時成為障礙。更且,在BGA的情況, 凸塊形成後會進行被稱為預燒試驗之高溫動作試驗 認有無焊 在焊料 。預燒 試驗係為了去除BGA零件之初期不良之試驗,例如,在1U C之氣氛中以12小時之長時間來確認有無動作不良,而判 定是否為初期不良品。在如此之試驗後,即使沒有做為零 件之動作不良,若焊料凸塊黃變,也無法做為最終製品出 貨,成 1 π θ α f α Α …一 〇檢查,
而作業員介入自動工程來確認有無焊料凸塊之必要,因此 會使工程的效率顯著低下。 本發明,係有鑒於上述問題來做成,以提供在焊接後、 預燒試驗後,也不會黃變之無鉛焊料合金、具有焊料球及 ¥料凸塊之電子元件為目的。 ; 【用以解決課題之手段】 〇 本發明者們,對於焊接後之焊料表面的變色、在βγα
來就呈黃色。 5 201042052 因此’藉由對於凸塊添加各種元素,調查黃變的狀況, 發現防止黃變的元素與添加量,而完成本發明 發明之要旨如以下。 亦即’本 與申請專利範圍第1項有關之無錯焊料 在於:係添加合計!質量卿以上。」質量,其特徵 2種以上之從鐘、納、鉀、齊、鈹、鎮、 μ種或 素、鈦、錯、铪、銳、组、钥 、鑭系元 匕、ee * 法石録、ίΚΐ 所、出之添加元素,_ 、矽、链 ^下#伤為含有40質量%以 ”申請專利範圍第2項有關之無錯焊料 之錫。 在於:前述無鉛焊料合金為錫 I,其特徵 么 、 x ^ m —鋼条 、、錫一銻系,或是錫—銀一鋼系。 ’、、錫一鉍 與申請專利範圍第3項有關之無錯焊料 :二前述,加元素内,關於皱、鎮、軒,其=其特徵 里為1質1 ppm以上50質量ppm以下 J之添加 與申請專利範圍第4項有關之無錯焊料 在於:前述添加元素内,關於辞、銘 :金’其特徵 其分別之添加量,為丨f旦 ·*、矽、錳, 里為1質里ppm以上1〇質 與申請專利範圍第5項有關之無錯焊料^以下。 :::前述無錯焊料合金為錫—銀〜鋼系,銀:金’其特徵 貝ΐ/。以上5質量%^下,銅 ’、有量為〇1 質量%以下。 置為〇.01質量〜上15 在於6項㈣之“焊料合金 、1述無錯焊料合金含有錄 …其特徵 以上0.5質量%以下。 有置為0.005質量% 201042052 丄 一料合金,复蛀外 前述無錯焊料合金含有銀、銅㈣,銀含有量為〇 8 男里%以上1.5質量%以下,銅含有量 ’、,,. ^ „ η/ _ υ.υΰ貝里%以上 質她下,錄含有量為0.01質量%以上 " 與申請專利範圍第8項有關之無錯焊料合金,。H 在於:前述無鉛焊料合金含有銻, 〃、徵 以上U質《以下。 3有!為〇.。。5質量% 〇 肖”專利範圍第9項有關之焊料球,其特徵在於. 係由申請專利範圍第卜8 、 焊料球,球徑為丄_以下。 合金來形成之 與申請專利範圍第10項有關之電子元件,並特徵在 ^係具有使料請專利範圍第卜8項之任—無錯焊料合 金來形成之焊料凸塊。 與申請專利範圍第11項有關之電子元件,其特徵在 於:係具有使用申請專利範圍第9項之焊料球來形成之焊 Q 料凸塊。 【發明效果】 ^根據本發明,可防止在焊接後之焊料表面、在BGA之 焊料凸塊形成後之凸塊表面、以及在BGA之預燒試驗後之 焊料凸塊表面之黃變。 θ若可防止黃變’則可除去在藉由畫像辨識裝置來確認 =料凸塊有無的檢查之障礙。又,也可防止預燒試驗後之 、變也不會有黃變而無法做為最終製品出貨、而成為不 良品使良率低下的問題。又,在自動工程内之檢查,也不 7 201042052 會有圖像辨識不良的發生,彳防止卫程效率的低下。 【實施方式】 以下,對於本發明之無鉛焊料合金來詳細說明。 無銘焊料合金若要黃變,是在合金成份内不含有較錫 令易氧化的合金成份之情況,且大量含有錫的情況,例如, 錫為40質置%以上的情況。因此,以錫為質量%以上之 無鉛焊料合金的黃變防止為目的。 本發明之無錯焊料合金,係添加合計i質量_以上 °·1質量%以下之1種或2種以上之從鐘、納、鉀、舞、鈹、 鎮、銳、紀、鑭系元素、鈦、錯、給、銳、组、銷、鋅、 曰鎵I□石夕、錳所選出之添加元素之物,若未滿1質 量_,則改變表面氧化膜之色調的效果低,無法防止黃 變、另方面’若超過°· 1質量%,則會發生濡濕性低下、 二良好地進仃悍接、或是所形成之凸塊表面的性狀變粗 等不良。黃變防止之詳細機制雖仍在檢討中,但藉由在表 面的錫氧化膜上添加元素之氧化物複合,表面氧化膜會從 結晶質變化為微紝曰,弋θ , ^ …日日或疋微結晶與非晶質。藉由此,表 面氧化膜之光學特性變彳卜 . 、 ,表面即使同樣的厚度被氧化, 也被認為不至於色調變化 …^ 頁變。因此,添加元素並非成 為氧化物而做為介在物來在 在,而疋以金屬元素存在於無 ¥料合金中為佳。 較錫容易氧化的元去絲从、丄 素雖然有很多’但其中,添加1種 或2種以上上述之鋰、鈉、 鉀、鈣、鈹、鎂、銳、釔、鑭 201042052 系元素、鈦、锆、铪、鈮、钽、鉬、鋅、鋁、鎵、銦、矽、 錳的情況,而可得到充分的黃變防止效果。 錫—鋅系等,在充分含有較錫容易氡化的元素之無紹 焊料合金不容易發生黃變,因此,若在純㈣ 素之合金系的錫—銀系、錫—銅系、錫—鉍系、錫—銻系、 或是錫—銀—銅系中添加前述添加元素則更可有效地得 到黃變防止效果。 Ο Ο 前述添加元素中,關於鈹、鎮、約,其分別的添加量 以在1質量卿以上50質量Ppm以下為佳。若未滿丄質量 刚,則黃變防止效果不充分,若超過50質量卿,則凸 塊形成後之表面氧化膜變的強固,在之後的工程之焊接成 為障礙的可能性變高。特別是添加這些元素的情況,使表 面氧化膜變化成微結晶與非晶質之混合物的效果大,又, 也可抑制由於預燒試驗之氧化膜厚的增加。 又,前述添加元素内,關於辞、鋁、鎵、銦、矽、錳, 其分別之添加量為在1質量卿以上1G質量卿以下為 佳。若未滿1質詈,目卩立 ^ PP則頁變防止效果不充分,若超過 、量Ppm貝j凸塊形成後之表面氧化膜變的強固,在之 後的工程會成為焊接的障礙,或是漂濕性劣化,凸塊形成 無法健全地實施的可能性變高。χ,若超過8質量卿, 則凸塊形成後之表面凹凸變大,有畫像難以辨識的情況, 因此在8質量ppffl以下更佳。 無錯焊料合金中的添加元素的分析方法,例如可藉由 感應輕合電漿放射(iCP)分析法或是輝光放電f譜⑽ 9 201042052 法來進行,而可決定添加元素的添加量。 ^述各種無鉛焊料合金内,對於標準的 合金來使用之錫—銀—銅系,在 ;“枓 下’銅含有量為°·。1質《以U質〜時, =洛下衝擊特性的提昇變的顯著,且關於 金之熱疲勞特性或i妒煜粗入么从$ ^ ° 性也變… 的霜濕性等其他接合信賴 也k的更優良,上述添加 這此特”種類及添加量並不會使 二特Μ化。又,銀的含有量若低 鉛锃人a 貝里/0,則產生無 知鲜枓合金之熱疲勞 超斯曰 低卜之不良情況。,銀含有量若 雙過5貝置%,則在益如捏 卜料合金内形成粗大的Ag3Sn,有 吏接口仏賴性低下之情況。更佳 皙θ。, 1的潰况為,銀含有量在〇· 8 、置%以上1.5質量%以下。銅含有 盔纽μβ , 』3有1右未滿〇. 01質量%則 ~料合金的濡濕性有變差 秀雯差的傾向。又,若超過1.5質 0 4 ,、.、錯焊料合金變硬,接人彳丄紹α 士 .^ 接13仏賴性有低下之傾向。更佳 的情況為〇 0 5曾署〇/ I、/ I· 1 Λ b貝1/°以上h0質量%以下為佳。 在錫一銀一銅系盔令L、度斗立人 .,^ 矛…、鈍谇枓合金中,藉由使鎳在錫中存 ’有抑制無鉛焊料合金盥雷 人私、 /、電極之介面上形成的金屬間化 σ物成長的效果。其结杲― 俨、、果 M耐洛下衝擊特性為首之接合 15賴性顯著提升。特別是, π ς ^ 螺含有ΐ以在0· 005質量%以上 • b違量%以下,接人^士鐽 晷。/ σ L賴性詖升效果大。若未滿0. 005質 0 ’則有難以發現前述放要认& ^, 引边政果的情況。又,若超過0. 5質量 貝J無錯焊料合金變硬,而右# & &, f 而有使接合信賴性低下的情況。 的情況為’°.01質《以上(M質量%以下。上述添加 〜之種類及添加量’不會使這些特性劣化。 10 201042052 錫銀銅系無絡焊料合金中,録存在於錫中 在錫中分散,而有提升無錯焊料合金内之对缺陷成長特性 的效果,其結果,熱疲勞 ^ η 贫将棱升。特別是,銻之含有量 以在0.005質量%以上i 〇 ,置 里/0以下,前述熱疲勞特性提 升效果大。若未滿0.005 臭ΐ /〇則有難以發現前述效果的愔 況。又’若超過1·〇皙吾G/ 。,則‘,、、錯焊料合金變硬,而有使 接合信賴性低下的情況。 更佳的情況為,0.02質量%以上 0.5質以下。上沭夭 __ Ο Ο 上边添加兀素之種類及添 些特性劣化。 使k 一般而言,上诚分各认Α λ 攻几素的組合,可藉由κρ分析法 GD—MS分析法等來測定而決定。 一 本發明之無鉛焊料合全, π ^ 金在業界一般所使用之錫爐用 知料或疋回焊用焊料,焊料 知抖線等任一種焊料合金形態中, ^可發現該效果,更且,人古 3有烊料粉之焊料膏、 也可發現該絲。㈣是,在窄間㈣裝連接所使用之1 ==料球中,使用該無錯谭料合金是有效果的。因此, 具有使用這些無鉛焊料合 σ I灭形成之焊料凸塊的電子元 件,在預燒試驗中可防止黃變。 無錯焊料合金,或是製作焊料球之氣氛, 非活性氣體等非氧化氣氛為佳。 ^做為從前述無料料合金來㈣焊料球 可,割法或是氣體中造粒法等。線割法,係將溶解後 4:金一疋拉絲,使其成線狀後,切斷成—定的 長度 藉由在油中使装,交點 jr 使其命融,而藉由利用表面張力使其球 201042052 狀化來製作谭料球。又’氣體中造粒法,係將溶融後之益 料料合金從小孔上一邊振動一邊噴出,藉由在真空中或、 是氣體氣氛中之振動波,來將該溶融後之無錯焊料合金切 斷’藉由表面張力來使其球狀化而可製作焊料球。 使用根據本發明之無錯焊料合金來製作焊料凸塊的方 法’-般而言有藉由網板印刷的方法與藉由焊料球之方 法。網板印刷法,係將前述無錯焊料合金以喷霧做 微細的焊料粉後’與助焊劑混合而成為焊料膏後,在電極 上使用金屬遮罩來塗布,使一定量之焊料膏置於電極上 後’可藉由回焊來形成焊料凸塊。又,藉由焊料球之方法, 係在塗布了助焊劑之電極上將前述焊料球排列好,而可藉 由回焊來形成焊料凸塊。 3 以下,藉由實施例來更具體說明本發明效果。 【實施例】 (實施例1) 所厂在主成分中,使與本發明有關之添加元素成為表卜5 解It各成分’來秤量各純金屬,使用碳坩鍋藉由高頻融 八/製作無料料合金。製作好之無料料合金的組合 I::係藉由ICP發光分析、1CP質量分析、或是GD-MS 2去來進仃。使用前述所製作之各無鉛焊料合金,藉由 礼中造粒法來製作直徑3〇〇 # m之焊料球。 之尺做為貫裝焊料球的印刷電路基板,係使用—1(_) 電極:。、Γ極為°· 5_間距’電極表面處理係直接使用銅 或疋在鋼電極上施以鍍鎳及鍍金後之銅/鎳/金層積 201042052 電極之基板。在基板上搭载焊料球回焊後,形成ΜΙ 焊劑,係使用水溶性助焊劑。又,回桿溫度,係以溶融(液 相線)溫度+ 30°為條件。 將形成了凸塊後的基板,放 处八保持在大氣氣氛、150。 之爐内15小時’從爐取出後,以 ^ Μ目視觀察凸塊表面是否有 黃變,幾乎沒有黃變者為◎,有龙 有θ變但不會使畫像辨識產 生不良者為◦,黃變顯著者為X。 . L ^ A 属濕性,係在上述印刷 Ο Ο 電路基板之回焊後’以不完全,'愛 凡主屬4之電極數在〇.〇1%以下 者為◎,超過〇·〇1%而在〇 上上 隹以下者為〇,超過0,1%而在 1%以下者為△,超過1%者為X。 做為實裝了耐落下衝擊辑w 牮将险砰價用之焊料球的試料,
在零件端,係使用ο. 5ππη間距,雷姑^A ,PCD 門距電極墊數為324插角的10_ 見方之CSP。此CSP的電極表 甘1 衣面為銅。又,做為印刷電路 基板,係使用 Q , (mm)尺寸,電極表面處理 銅〜〇SP(有機護銅劑製程) ” ”,、 ^ 」之基板。百先,在CSP上搭載焊 科球後回焊,形成焊料凸 板h 後將csp實裝在印刷電路基 板上。使用水溶性助焊劑。 Ο Λ 〇 . y.. 回焊溫度為以溶融溫度+ 30為條件。此實裝品 又十 定回路的電阻值,而Λ ^㈤⑷,藉由測 的IP . 進仃破斷的判定。耐落下衝擊特性 的汗價’係根據JEDEC規格 _生 行,— 之」ESD 22—Bill之方法來進 初期值之9拉士 f之零件的電阻值’當電阻值成為 〜4值之2倍之時間點之 门 右主/ 人數疋義為破斷。相對於僅 有主成分的特性的愔潢从& T m ’’右為同等以上之愔、戈兔付 授士 超過〇%〜m以下的特性决m 兄為◎,僅有 子Μ化之情況為〇,被認為有超過 13 201042052 m之特性劣化之情況為χ。 熱疲勞特 H i ~r~ 擊特性試驗用之⑽施評價,使用相同於落下询 "Ο尺寸,電極表:Μ基板,使用5隱 品,以】小時^ = 為銅〜^之基板。對於實裝 j时马1週期,施以在_4 保持20分鐘之”” C保持20分鐘,在125 "理< /皿度溫度週期。έ 阻值,在点益1体 、,且成莉鍊串連之回路的電 成為3平仏開始前之電阻值2倍 斷,藉由計測到達破斷 。$ 8 ”判定為破 < 血—低溫之反覆呤貉r舢、田 期數)來評價。相對於僅有φ +八 夂覆-人數(熱週 m 有成分之特性的情況,若為间算 =之情況為◎,僅有超過。%,以下的特性劣化= 被認為有超過1G%之特性劣化之情況為X。月, 關於潘濕性、耐落下衝擊 於僅有m夕降 …彼旁特性’實施了相對 有主成刀之情況之比較之結果示於表卜表“ 下衝2 1〜表5所示’根據本發明,不會使潔濕性、耐落 擊特性、熱疲勞特性劣化,而可防止黃變。 201042052 ο Ο 【I ί 備考 丨比較例丨 5 鑑 JJ 比較例 5 繇 1比較例1 5 嚭 Jj 5 -Ο 辑 ίΚ 赵 截 比較例 5 5 嫁 5 馨 λ3 -Ο 5 截 5 ^ΒΙζ 5 诺 5 u Jj Jj 5 5 省 5 -Ο 5 窗 Jj 5 截 省 ίΚ 5 比較例 5 兹 Jj s< Jj 熱疲勞特性1 ◎ ◎ ◎ ◎ 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ 〇 耐落下衝擊性i ◎ ◎ ◎ ◎ 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ 〇 itaP 銅/鎳/金: ◎ ◎ ◎ 〇 X ◎ ◎ ◎ 〇 X ◎ ◎ ◎ 〇 X ◎ ◎ ◎ 〇 X ◎ ◎ ◎ 〇 X ◎ ◎ ◎ 〇 X ◎ ◎ ◎ 〇 X ◎ ◎ ◎ 〇 X 銅電極 ◎ ◎ ◎ 〇 X ◎ ◎ ◎ 〇 X ◎ ◎ ◎ 〇 X ◎ ◎ ◎ 〇 X ◎ ◎ ◎ 〇 X ◎ ◎ ◎ 〇 X ◎ ◎ ◎ 〇 X ◎ ◎ ◎ 〇 X •錄/金 X X 〇 ◎ ◎ X X 〇 ◎ 〇 X X 〇 ◎ ◎ X X 〇 ◎ ◎ X X 〇 ◎ ◎ X X 〇 ◎ ◎ X X 〇 ◎ ◎ X X 〇 ◎ ◎ 銅電極 X X 〇 ◎ ◎ X X 〇 ◎ 〇 X X 〇 ◎ ◎ X X 〇 ◎ ◎ X X 〇 ◎ ◎ X X 〇 ◎ ◎ X X 〇 ◎ ◎ X X 〇 ◎ ◎ OJ 添加量 (質量ppm) i <=5 (Ν1 C3 LO czj ◦ g s LO 元素 悔 添加量 (質量PDffl) CD LO 1—( 1 1000 「1100 ! 〇 LO 〇 t—Η 1 1000 ί 1 1100 1 ο LO <=> Τ· 1 1 1000 1 Γ 1100 1 ο LO Ο 1—Η 「1000 1 丨 1100 1 <=> CO ο LQ CZ3 o s o s o LO ο 1—^ ,1000 ] 1100 1 ο LO cri r—H 1000 1 1100 1 o in o 1000 1 1100 1 元素 蓊 焊蚪合金之主成分組合 (質量%) 珑 1 踢一3. 5銀 1 _1 錫一0. 7銅 錫一58叙 錫一7録 1_ I 錫一3. 0銀一0. 5銅 j 1 i 錫一1.0銀一0. 5銅 錫一0. 3銀_ 0. 7銅 6^ T " < CNJ CO LO ς〇 卜 οο cn> C5 1'·^ <ΝΙ CO LJO CO 卜 ΟΟ CT> (Ν1 CO (NI OJ LO OJ CO ΟΟ Cv] CD Οί CO οα CO CO CO CO LO CO CO CO CO 00 CO Οϊ CO - 201042052 1備考 ί 比較例| 比較例 實施例 i實施例| 實施例 實施例 比較例 實施例| ί實施例1 f實施例I 實施例| 比較例| 實施例I 實施例I 實施例| 實施例1 實施例I 實施例I 實施例I 實施例 ,熱疲勞特性 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 1耐落下衝擊性 ! ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 1 濡滿性 銅/鎳/金 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ 〇 ◎ ◎ ◎ 〇 銅電極 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ 〇 ◎ ◎ ◎ 〇 黃變 ,銅/鎳/金 1 X X 〇 ◎ ◎ ◎ X 〇 ◎ ◎ ◎ X 〇 ◎ ◎ ◎ 〇 ◎ ◎ ◎ 銅電極 X X 〇 ◎ ◎ ◎ X 〇 ◎ ◎ ◎ X 〇 ◎ ◎ ◎ 〇 ◎ ◎ ◎ 添加元素2 |添加量 丨(質量ppm) LO <=> LO CNI <=> LO LO LO 素 窠 添加元素1 |添加量 i (質量_) 〇 LO C5 1 '1 〇 g 〇 LO 〇 τ· 4 ο r—Η ο LO LO 〇 τ—i r—^ S L〇 LO 〇 LO in LT> 元素 窠 織 焊蚪合金之主成分組合(質量%) 錫一1. 2 銀一0. 5 銅一0. 05 錄 0^ CS1 C£5 xr 〇〇 C75 C5 LO - C<l LO CO LO LO LO LO CO LO I>- L〇 oo LO C75 LO o C£5 201042052 【co^】 備考 比較例 1實施例1 1實施例1 1實施例1 比較例I 1實施例1 實施例 實施例 比較例 !實施例I i實施例1 1實施例I 比較例 實施例 實施例 實施例 比較例 實施例 實施例 實施例 比較例 實施例 實施例 實施例 熱疲勞特性 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 耐落下衝擊性 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 濡濕性 銅/鎳/金 ◎ ◎ ◎ 〇 ◎ ◎ ◎ 〇 ◎ ◎ ◎ 〇 ◎ ◎ ◎ 〇 ◎ ◎ ◎ 〇 ◎ ◎ ◎ 〇 銅電極 ◎ ◎ ◎ 〇 ◎ ◎ ◎ 〇 ◎ ◎ ◎ 〇 ◎ ◎ ◎ 〇 ◎ ◎ ◎ 〇 ◎ ◎ ◎ 〇 銅/鎳/金 X 〇 〇 〇 X 〇 〇 〇 X 〇 〇 〇 X 〇 〇 〇 X 〇 〇 〇 X 〇 〇 〇 銅電極 X 〇 〇 〇 X 〇 〇 〇 X 〇 〇 〇 X 〇 〇 〇 X 〇 〇 〇 X 〇 〇 〇 添加元素2 添加量 (質量 f)pm), 元素 添加元素1 添加量 (質量ppm) LO 〇 Γ-Η C5 τ-Η s m o* CD in o <=> ο CVJ lh> CD 〇 ^—1 LO C5 r—^ 〇 1 1 LO 〇 1—Η 〇 元素 頌 缞 場 域 焊蚪合金之主成分組合(質量%) 錫一1. 2 銀_0. 5 銅一0. 05 錄 ^6 1—^ ς〇 CD CO C0 CO LO CD CO CD £ 〇〇 CO CD CO 1—1 卜 c^a CO LO CO c^- 〇〇 § 〇〇 (Ν1 00 CO 00 00 - 201042052 【二】 備考 i比較例1 5 -Ο 5 邊 5 5 5 馨 _〇 5 嫁 ipc 5 ¥ 5 5 5 5 1比較例1 5 赵 5 5 5 ¥ 5 镩 1比較例1 5 雀 ik 5 崔 5 比較例1 5 5 邊 ΐΚ 私ί IpnC 5 ^88( 5 達 省 省 Ik 熱疲勞特性 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ i耐落下衝擊性 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 濡濕性 1 銅/鎳/金 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ 〇 ◎ ◎ ◎ 〇 銅電極 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ 〇 ◎ ◎ ◎ 〇 銅/鎳/金 X 〇 〇 ◎ ◎ ◎ X 〇 ◎ ◎ ◎ X 〇 ◎ ◎ ◎ fx X 〇 ◎ ◎ ◎ X 〇 ◎ ◎ ◎ X 〇 ◎ ◎ ◎ 〇 ◎ ◎ ◎ 銅電極 X 〇 〇 ◎ ◎ ◎ X 〇 ◎ ◎ ◎ X 〇 ◎ ◎ ◎ X X 〇 ◎ ◎ ◎ X 〇 ◎ ◎ ◎ X 〇 ◎ ◎ ◎ 〇 ◎ ◎ ◎ CN1 _D 3 1添加量 (質量ppm) LO CNJ s LO ID 元素 1—Η -δ 暗 1添加量 (質 ii>pn〇 〇 LO 〇 T—Η ο S 〇 卜 LO CD CZJ S 〇 卜 LO 〇 ◦ S 〇 LO c=> Τ-Η C3 S 〇 LO ο* CD s Ο LO ◦· τ—Η ο LO LO (Nl LO LO 元素 窠 窠 **)</ 欺 suli' 2¾ <却 ft 錫一1.2 銀一0.7 銅一0.01 鎳 ^ 錫一1.2銀_1.0 鋼一0. 05 錄 LO 〇〇 CO 〇〇 〇〇 〇〇 00 CD 00 § S CS1 CD CO LO CT5 CO CD σ; 〇〇 05 〇 C5 » < G5 g ρ·* CO Τ—< S r—· LO 1 1 g r 1 卜 F 1 〇〇 o CD C5 C3 — ' f 1 CN) τ—Ι CO 1—^ ς〇 卜 00 1 ___ < CT5 S 1—t 201042052 οο 【s<】 備考 比較例 1實施例| |實施例 !- 實施例 實施例 熱疲勞 特性 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ Κ Si ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 濡濕性 銅/鎳/金 ◎ ◎ ◎ ◎ 〇 銅電極 ◎ ◎ ◎ ◎ 〇 黃變 銅/鎳/金 X 〇 ◎ ◎ ◎ 銅電極 X 〇 ◎ ◎ ◎ 添加元素2 添加量 (質量rom) 〇 LO 〇 LO 〇 LO LO m> 窠 添加元素1 添加量 (質量ppm) 〇 LO C5 LO OJ 〇 m ιΛ m 元素 _1 焊蚪合金之主成分組合(質量%) 1_ 錫一1.2 銀一1.0 銅一0.01 錄一0. 3 録 1 6^ 产1 OJ 严1 CNI CN1 1—1 CO CV3 1—^ Lit) (Nl r 1 ^ 201042052 (實施例2) 表6所不成分來製作焊料膏,使用同 印刷電路基板 m列1之 實 更用CSP以網板印刷法來形成焊料凸塊 傻夏把冋於實施例1夕h , ,^ 之s平價。其結果併記在表6。 如表6所示,根 擊特性 '執疲& 發明,不會使濡濕性、耐落下衝 …屣勞特性劣化, 且可防止黃變。 ❹ 20 201042052
比較例 比較例 實施例 實施例 1 實施例 1 |比較例 !- 1比較例 1 ,實施例 1 ,實施例 1 實施例 1 實施例 熱疲勞 特性 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 财落下 衝擊性 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 濡濕性 銅/銻/金 ◎ ◎ ◎ ◎ 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 〇 銅電極 ◎ ◎ ◎ ◎ 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 〇 黃變 銅/鎳/金 X X 〇 〇 〇 X X 〇 ◎ ◎ ◎ 銅電極 X X 〇 〇 〇 X X 〇 ◎ ◎ ◎ 添加元素2 添加量 (質量ppm) 元素 添加元素1 添加量 (質量ppm) 〇 LO LO CZ? ο g ο 元素 vulK 2¾ 焊蚪合金之主成分組合(質量%) 1 锡 一1.2 銀一0.5 銅一0. 05 錄 錫 一 1. 2 銀一1. 0 銅 一 0. 05 錄 ^6 CO r—( 〇〇 (NI 1——( 1—^ CO OJ CO CO eo CO LO CO CO CO 201042052 【圖式簡單說明】 益 【主要元件符號說明】 M. 22

Claims (1)

  1. 201042052 七、申請專利範圍: 1.種無敍焊料合金,盆 .、 ppm以上〇. 1質量% ; •添加合計1質量 負里4以下之1種或2種以上之 鈣、鈹、鎂、钪、釔 核、鈉、鉀、 【鑭糸7L素、鈦、錄、給 翻、鋅、紹、鐘、加 銳、纽、 \ 鎵銦、矽、錳所選出之添加元音 伤為含有40質量%以上之錫。 、剩下部 =如申請專圍第丨項之無料料合金 鉛焊料合仝盔々日... 〃 $ ’月_j …和纤竹合金,复 〇 逑無錯焊料合金為錫—銀系_ 録系,或是錫—銀—鋼系。 “系、錫— 3. 如申請專利範圍第i項之無 述添加元素内,關认 叶了寸口金,其中,前 “ 關於鈹、鎂、鈣,其分別之添加量,為】 貝ϊ ppm以上50質量ppm以下。 為 4. 如申請專利範圍第1或3項之無鉛焊料合金 前述添加元素内,M於处 坪卄口金,其中, 禮於鋅、鋁、鎵、銦、矽、短,1分別 添加量’為1質量ppm以上H)質量卿以下。” 〇 乂 5·如申請專利範圍第丄或3項之無船焊料合金, 剛述無鉛焊料合金A 八 以上5質”以下 含有量為。.1質量% 以下。 下,鋼含有量為°·。1質《以上1.5質量% 、6_如巾請專利範圍f 5項之無錯谭料合金,其中,々 ^錯焊料合金含有鎳,錄含有量為UG5質量%以上〇 , 買置%以下。 · · 、、7.如中請專利範圍帛5項之無錯焊料合金,其中,十 、〔夂焊料合金含有銀、銅及鎳,銀含有量為〇.8質量% 23 201042052 二上1.5質«以下,銅含有量為〇 〇5質量%以上】 -下,錄含有量為0·01質量%以上〇」質量%以下。、量 δ·如h專利範圍第5項之無料料合金,其中— 述無鉛焊料合金含有肆’銻含有量為〇 則 質量%以下。 ^置為U05質量%以上ί〇 3 料料球,其特徵在於:由申請專利範圍第i戋 項^無錯焊料合金來形成之焊料球,球徑為1Π^Τ 1 0 —— 了. _ 圍第1或3項之其特徵在於:具有使用中請專利範 、…、、°l淳料合金來形成之焊料凸塊。 11. 一種電子亓 圍第9項之焊料球 *徵在於*有使用申明專利1& I形成之焊料凸塊。 24
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