저Pb Sn-5%Pb-1.5%Ag=x%In계 솔더 합금의 특성에 관한 연구 = A Study on the characteristics of low Pb Sn-5%Pb-1.5%Ag=x%In solder alloys
저자
강정윤 (부산대학교 금속공학과) ; 주철홍 (한국중공업(주)) ; 홍순국 (LG전자(주) 생산기술쎈타) ; 김인배 (부산대학교 금속공학과)
발행기관
학술지명
生産技術硏究所論文集(Journal of Research Institute of Industrial Technology)
권호사항
발행연도
1998
작성언어
Korean
KDC
530.9
자료형태
학술저널
수록면
135-144(10쪽)
제공처
소장기관
Pb의 환경오염 문제를 발생하지 않는 저농도 Pb 솔더합금을 개발하기 위하여, 새로운 Sn-5%Pb-1.5%Ag-x%In계 합금 조성을 설계하고, 이 합금의 융점, 젖음성, 상분석, 경도, 인장강도, 드로스성을 평가하여, Sn-37%Pb 솔더와 대체 가능성을 타진하였다. Sn-5%Pb 솔더 합금의 Pb이온 용출농도는 국제규제치인 2ppm¹)보다 훨씬 적은 0.46 ppm이었고, 환경문제를 유발하지 않는 것으로 확인되었다. 이 합금계의 융점은 183∼192℃이고, 응고온도범위도 5℃ 내외로 매우 좁았다. 젖음성은 In의 첨가량에 따라 큰 차이가 거의 없었으며, Sn-37%Pb와 비슷하였다. 융점 및 젖음성 측면에서 Sn-37%Pb와 대체 가능한 것으로 판단되었다. 경도는 Sn-37%Pb의 약 1.5배이고, 인장강도는 Sn-37%Pb의 것보다 높고, In의 첨가량에 따라 증가하였지만, 연신율은 감소 하였다. In이 1% 첨가된 합금에서는 수지상정 경계에 Ag₃Sn과 Pb가 정출되고, 3%이상에서는 Ag₃Sn과 Ag₃In 및 Pb가 정출되었다. 드로스 생성속도는 Sn-37%Pb합금이 Sn-5%Pb-1.5%Ag합금보다 빠르고, In을 첨가할수록 느리고, 2%의 In을 첨가한 합금은 180분에서도 거의 드로스가 발생하지 않았다.
Recently environmental pollution caused by 'Pb' has posed a serious threat to the global environment, the trend to regulate the usage of 'Pb' in electronic industry is on the rise. Currently, the solder alloy with high Pb content, 63%Sn-37%Pb, is utilized in the electronic assembly; therefore, the objective of this study is to develop an alternative solder alloy for the existing 63%Sn-37%Pb solder alloy.
First thing, this work choosed Sn-5Pb-1.5Ag, Sn-5Pb-1.5AgBi(x=1 ∼ 5%) for candidate solder alloys, and examined their properties such as melting range, wettability, microhardness, tensile property, oxidation behavior and microstructure. Wettability was on the same level of 63%Sn-37%Pb. Dissolution of Pb ion in 95%Sn-5%Pb solder was 0.46ppm.
This solder alloy revealed cellular dendrite microstructure, β-Sn matrix, Pb-rich phase, Ag/Sn, and Cu/Sn Intermetallic compounds. The range of solidification temperature was within 30℃. Also these alloy displayed a higher U.T.S and lower elongation than 63%Sn-37%Pb.
The resistance of oxidation in Sn-5Pb-1.5Ag solder alloy was superior to that of Sn-37Pb solder alloy. But that of Sn-5Pb-1.5Ag-5Bi solder alloy was equal to that of Sn-37%Pb solder alloy.
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