KR101279459B1 - Method for preparing tin-based solder paste using a synthesis process by chemical reduction - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 솔더 페이스트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 화학적 환원 합성법을 이용한 주석계 솔더 페이스트 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a solder paste, and more particularly, to a tin-based solder paste manufacturing method using a chemical reduction synthesis method.
나노입자는 나노 스케일의 입자크기를 가지는 입자로서, 전자전이에 필요한 에너지가 물질의 크기에 따라 변화되는 양자크기제한현상(quantum confinement effect) 및 넓은 비표면적으로 인하여 벌크 상태의 물질과는 전혀 다른 광학적, 전기적, 자기적 특성을 나타낸다.Nanoparticles are nanoscale particle sizes, which are completely different from bulk materials because of their large specific surface area and quantum confinement effect. , Electrical and magnetic properties.
따라서, 이러한 성질 때문에 촉매분야, 전기자기분야, 광학분야, 의학분야 등에서의 이용가능성에 대한 많은 관심이 집중되어 왔다. 나노입자는 벌크와 분자의 중간체라고 할 수 있으므로, 두 가지 방향에서의 접근방법 즉, "탑 다운(top-down)" 접근법과 "바텀 업(bottom-up)" 접근법의 측면에서 나노입자의 합성이 가능하다. "탑 다운" 접근법은 벌크물질을 조각내어 작게 만드는 방법으로 나노입자의 크기를 제어하기 용이하다는 장점이 있으나, 10nm 이하의 나노입자를 만들기 힘들다는 문제점이 있다. 따라서, 최근에는 "바텀 업" 접근법, 즉 원자나 분자수준에서부터 조립하여 나노입자를 만드는 방법이 각광받고 있으며, 화학적인 분자나 원자 등의 전구물질을 통하는 경우 주로 콜로이드 용액상 합성을 통해 이루어진다.Therefore, much attention has been focused on the availability in the catalytic field, the electromagnetics field, the optical field, the medical field, etc. due to this property. Since nanoparticles can be called intermediates between bulk and molecules, the synthesis of nanoparticles in terms of two directions of approach: a "top-down" approach and a "bottom-up" approach. This is possible. The "top down" approach has the advantage that it is easy to control the size of the nanoparticles by slicing the bulk material, but there is a problem that it is difficult to make nanoparticles of less than 10nm. Therefore, in recent years, a "bottom up" approach, that is, a method of making nanoparticles by assembling from the atomic or molecular level, has been in the spotlight, and through chemical molecules or precursors such as atoms, mainly through colloidal solution phase synthesis.
한편, 종래 전자기기에 내장되는 전자 회로 기판에서 기판과 전자부품을 접합하기 위해 주석-납계 솔더재료, 특히 63 중량% 주석- 37 중량% 납 등 저융점(m.p. 183℃)을 가지는 재료가 일반적으로 사용되어 왔으나, 근래에는 주석-납계 솔더재료에 포함되는 납이 부적절한 폐기물처리에 의하여 환경오염을 초래할 가능성이 큰 관계로 납을 함유하지 않는 이른바 무연솔더(lead free solder) 재료의 개발이 활발히 진행되고 있다. 이와 같은 무연솔더 재료로서 유망한 것 중 하나가 주석-은-구리계 솔더재료이다.On the other hand, in an electronic circuit board embedded in a conventional electronic device, a material having a low melting point (mp 183 ° C.) such as tin-lead solder material, particularly 63 wt% tin-37 wt% lead, is generally used to bond a substrate and an electronic component. Although lead has been used recently, the development of so-called lead-free solder materials that do not contain lead is actively underway since lead in tin-lead solder materials is likely to cause environmental pollution by improper waste disposal. have. One promising such lead-free solder material is a tin-silver-copper solder material.
일반적으로 주석-은-구리계 솔더 제조를 위하여 화학적 환원 방법이 이용되고 있으나, 이때 주석 전구체로 상대적으로 가격이 비싼 Sn(NO3)2, SnCl2, SnBr2, SnI2, Sn(OH)2 등의 주석염을 사용함에 따라 제조 단가가 상승하는 문제점이 있다. Generally, a chemical reduction method is used to manufacture tin-silver-copper solders, but in this case, Sn (NO 3 ) 2 , SnCl 2 , SnBr 2 , SnI 2 , and Sn (OH) 2 are relatively expensive as tin precursors. There is a problem that the manufacturing cost is increased by using tin salts.
또한, 합금의 제조법으로 주석>구리 또는 주석>구리>은의 순차적인 합성을 제시하여 공정이 번거롭고 난이도가 높으며, 이로 인해 제조 가격이 상승하는 문제점이 있다. 나아가, 100~260℃ 온도에서 환원제를 첨가하여 주석 나노입자를 형성시키는데, 이는 생성 입자의 크기 제어가 어렵고, 에너지 소모가 크다는 단점이 있다.In addition, the present invention presents a sequential synthesis of tin> copper or tin> copper> silver as a method for producing an alloy, which is cumbersome and difficult, resulting in an increase in manufacturing price. Furthermore, tin nanoparticles are formed by adding a reducing agent at a temperature of 100 to 260 ° C., which has disadvantages in that it is difficult to control the size of the produced particles, and energy consumption is high.
대한민국 공개특허공보 제2010-0019867호(2010.02.19. 공개)에는 주석 전구체로 Sn(NO3)2, SnCl2, SnBr2, SnI2, Sn(OH)2, SnSO4, Sn(CH3COO)2 및 Sn(CH3COCHCOCH3)2으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 주석염을 사용하는 화학적 환원 합성법을 이용한 주석계 합금 나노입자의 제조 방법에 대하여 개시하고 있다.
Korean Unexamined Patent Publication No. 2010-0019867 (published Feb. 19, 2010) includes a tin precursor as Sn (NO 3 ) 2 , SnCl 2 , SnBr 2 , SnI 2 , Sn (OH) 2 , SnSO 4 , Sn (CH 3 COO ) discloses a 2 and Sn (CH 3 COCHCOCH 3) method of manufacturing a tin-based alloy nanoparticles by a chemical synthesis method for the reduction of 2 using at least one tin salt selected from the group consisting of.
본 발명의 하나의 목적은 가격이 저렴한 주석 전구체를 이용한 솔더 페이스트 제조 방법을 제공하는 것이다.One object of the present invention is to provide a solder paste manufacturing method using a tin precursor which is inexpensive.
본 발명의 다른 목적은 합금 제조 시 첨가 원소의 동시 환원법을 이용하여 빠른 제조와 제조 비용의 절감을 유도할 수 있는 솔더 페이스트 제조 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a solder paste manufacturing method that can induce a rapid manufacturing and a reduction in manufacturing cost by using a simultaneous reduction method of additional elements in the alloy production.
본 발명의 또 다른 목적은 입자 합성 과정에서 에너지가 적게 소요되고, 사용 용매에 따라 생성 입자의 제어가 용이하며, 이러한 솔더 입자를 함유하는 솔더 페이스트 제조 방법을 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a solder paste manufacturing method which requires less energy during particle synthesis, easily controls the produced particles according to the solvent used, and contains such solder particles.
본 발명의 또 다른 목적은 후속 세척 공정을 포함하지 않으면서 우수한 솔더링 특성을 갖는 솔더 페이스트 제조 방법을 제공하는 것이다.It is yet another object of the present invention to provide a solder paste manufacturing method having good soldering properties without involving subsequent cleaning processes.
본 발명의 또 다른 목적은 화학적 환원 합성법을 이용하여 저가 대량 생산이 가능하며, 인위적인 추가 공정 없이도 입자의 크기 및 분산을 균일하게 만들 수 있는 솔더 페이스트 제조 방법을 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a solder paste manufacturing method capable of mass production at low cost using chemical reduction synthesis, and to uniformize particle size and dispersion without artificially additional processes.
본 발명의 또 다른 목적은 산업적인 수요에 우선적으로 대응할 수 있는 100 nm 초과 1㎛ 미만의 입자 크기를 갖는 솔더 나노입자를 포함하는 솔더 페이스트 제조 방법을 제공하는 것이다.
It is yet another object of the present invention to provide a solder paste manufacturing method comprising solder nanoparticles having a particle size of greater than 100 nm and less than 1 μm that may preferentially respond to industrial demand.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 솔더 페이스트 제조 방법은 (a) 환원제 및 표면안정제를 용매에 용해시켜 환원제 용액을 제조하는 단계; (b) 상기 환원제 용액에, 주석(Sn)을 포함하는 용액형 전구체를 주사(injection)하는 단계; (c) 상기 용액형 전구체가 주사된 환원제 용액을 환원반응시킨 후 냉각시켜 주석계 미세입자를 합성하는 단계; (d) 합성된 주석계 미세입자 함유 용액 중 상부 용액을 제거하여 주석계 미세입자를 수집하는 단계; 및 (e) 수집된 주석계 미세입자와 플럭스(flux)를 혼합하여 페이스트를 제조하는 단계;를 포함하며, 상기 (b) 단계는, 주석 전구체로 주석(Ⅱ) 2-에틸헥사노에이트(tin(II) 2-ethylhexanoate)를 사용하는 것을 특징으로 한다.
Solder paste manufacturing method according to the present invention for achieving the above object comprises the steps of (a) dissolving a reducing agent and surface stabilizer in a solvent to prepare a reducing agent solution; (b) injecting a solution precursor containing tin (Sn) into the reducing agent solution; (c) synthesizing the tin-based microparticles by reducing and cooling the reducing agent solution injected with the solution precursor; (d) collecting the tin-based microparticles by removing the upper solution in the synthesized tin-based microparticle-containing solution; And (e) mixing the collected tin-based microparticles with flux to prepare a paste, wherein step (b) comprises tin (II) 2-ethylhexanoate (tin) as a tin precursor. (II) 2-ethylhexanoate).
본 발명에 따른 솔더 페이스트 제조 방법은 하기와 같은 효과가 있다.The solder paste manufacturing method according to the present invention has the following effects.
첫번째, 주석 전구체로 가격이 저렴한 주석(Ⅱ) 2-에틸헥사노에이트(C16H30O4Sn)를 사용하므로 낮은 제조 단가로 솔더 페이스트의 제작이 가능하다.First, inexpensive tin (II) 2-ethylhexanoate (C 16 H 30 O 4 Sn) is used as the tin precursor, which enables solder paste to be manufactured at low manufacturing cost.
두번째, 표면안정제로 시트레이트(citrate) 또는 시트레이트와 캐핑제(capping agent)를 동시 첨가하여 사용함으로써, 폴리비닐피롤리돈(polyvinyl pyrrolidone; 이하 PVP) 등의 제거를 위한 합성 나노입자의 세척 공정 없이도 플럭스와 혼합하여 솔더 페이스트를 제조하여 우수한 솔더링 특성을 확보할 수 있다.Second, the process of washing synthetic nanoparticles for removing polyvinyl pyrrolidone (PVP) and the like by using citrate or citrate and a capping agent simultaneously as a surface stabilizer. Solder pastes can be prepared by blending with the flux to ensure good soldering properties without
세번째, 솔더 합금 제조 시 첨가 합금 원소의 전구체염을 동시에 첨가, 용해시키고, 환원 공정으로 동시에 환원시킴으로써 빠른 제조와 제조 비용의 절감이 가능하다.Third, in the manufacture of the solder alloy, by simultaneously adding and dissolving the precursor salt of the alloying element, and reducing at the same time in the reduction process it is possible to quickly reduce the manufacturing and manufacturing cost.
네번째, 상온에서 환원제를 이용하여 주석 나노입자를 형성하므로 에너지가 적게 소요되고, 생성 입자의 제어가 용이하다.Fourth, since the tin nanoparticles are formed using a reducing agent at room temperature, less energy is required, and control of the produced particles is easy.
다섯번째, 화학적 환원 합성법을 통해 초기 투자비가 거의 없고, 저가형 대량 생산 공정을 제공하고, pH 조절 또는 요오드 이온 첨가 등의 인위적인 추가 공정 없이도 입자의 크기 및 분산을 균일하게 확보할 수 있는 친환경적인 공정이다.Fifth, it is an eco-friendly process that provides little initial investment cost through chemical reduction synthesis method, provides low-cost mass production process, and secures particle size and dispersion uniformly without artificial additional process such as pH adjustment or iodine ion addition. .
여섯번째, 산업적인 수요에 우선적으로 대응할 수 있는 100nm 초과, 1㎛ 미만 크기의 솔더 나노입자의 제조가 가능하다.
Sixth, it is possible to manufacture solder nanoparticles larger than 100 nm and smaller than 1 μm that can respond to industrial demand first.
도 1은 본 발명에 따른 솔더 페이스트 제조 방법의 예를 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명에 따른 솔더 페이스트 제조 방법의 다른 예를 나타낸 순서도이다.
도 3은 본 발명에 따른 솔더 페이스트 제조 방법의 또 다른 예를 나타낸 순서도이다.
도 4는 본 발명에 따른 솔더 페이스트 제조 방법의 또 다른 예를 나타낸 순서도이다.
도 5는 실험예 1에 의해 합성된 주석 미세입자의 SEM 사진이다.
도 6은 실험예 2에 의해 합성된 주석 미세입자의 SEM 사진이다.
1 is a flowchart showing an example of a solder paste manufacturing method according to the present invention.
2 is a flow chart showing another example of a solder paste manufacturing method according to the present invention.
Figure 3 is a flow chart showing another example of a solder paste manufacturing method according to the present invention.
Figure 4 is a flow chart showing another example of a solder paste manufacturing method according to the present invention.
5 is a SEM photograph of tin microparticles synthesized in Experimental Example 1. FIG.
6 is a SEM photograph of tin microparticles synthesized in Experimental Example 2. FIG.
이하에서는, 본 발명에 따른 화학적 환원 합성법을 이용한 주석계 솔더 페이스트(Tin-based solder paste) 제조 방법에 대하여 상세히 설명한다.
Hereinafter, a method of manufacturing tin-based solder paste using the chemical reduction synthesis method according to the present invention will be described in detail.
도 1은 본 발명에 따른 솔더 페이스트 제조 방법의 예를 나타낸 순서도이다. 1 is a flowchart showing an example of a solder paste manufacturing method according to the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 솔더 페이스트 제조 방법은, 환원제 및 표면안정제를 용매에 용해시키는 단계(S110), 환원제 용액에 용액형 주석 전구체를 주사(injection)하는 단계(S120), 주석 미세입자를 합성하는 단계(S130), 주석 미세입자를 수집하는 단계(S140) 및 주석 미세입자와 플럭스(flux)를 혼합하여 페이스트를 제조하는 단계(S150)를 포함한다.
As shown in FIG. 1, the solder paste manufacturing method according to the present invention includes dissolving a reducing agent and a surface stabilizer in a solvent (S110), injecting a solution-type tin precursor into a reducing agent solution (S120), Synthesizing the tin microparticles (S130), collecting the tin microparticles (S140) and mixing the tin microparticles and flux (flux) to prepare a paste (S150).
환원제 용액 제조 단계(S110)에서는 환원제 및 표면안정제를 용매에 용해시키는 단계로서, 환원제가 용매에 완전히 녹도록 충분히 용해시킨다. 이때 빠른 용해를 위해서는 용매를 지속적으로 강하게 교반하는 것이 바람직하다.In the reducing agent solution preparing step (S110), the reducing agent and the surface stabilizer are dissolved in a solvent, and the reducing agent is sufficiently dissolved to completely dissolve in the solvent. At this time, it is preferable to continuously stir the solvent vigorously for rapid dissolution.
상기에서, 환원제는 금속염으로 생성되는 금속 이온들을 금속입자로 강제 환원시키는 기능을 하며, 일례로 수소화 붕소 나트륨(sodium borohydride; NaBH4) 또는 이와 유사한 하이드라진(hydrazine; NH2NH2), 포름알데하이드(formaldehyde), 디메틸포름아마이드(demethyl formamide), 수소화알루미늄리튬(lithium aluminium hydride; LiAlH4), 리튬 트리에틸하이드로 보레이트(lithium hydrotriethyl borate; LiBEt3H), 환원 설탕(reducing sugar) 등의 강환원제를 사용할 수 있으며, 금속염 100중량부에 대하여 50~200중량부의 비율로 용매에 장입할 수 있다. 이때, 금속염은 주석염일 수 있다.In the above, the reducing agent serves to forcibly reduce metal ions produced by metal salts to metal particles, for example sodium borohydride (NaBH 4 ) or similar hydrazine (NH 2 NH 2 ), formaldehyde ( strong reducing agents such as formaldehyde), dimethyl formamide, lithium aluminum hydride (LiAlH 4 ), lithium triethylhydro borate (LiBEt 3 H) and reducing sugar It may be charged to the solvent in a ratio of 50 to 200 parts by weight relative to 100 parts by weight of the metal salt. In this case, the metal salt may be tin salt.
환원제가 금속염 100중량부에 대하여 50중량부 미만으로 장입될 경우, 금속염을 금속 입자로 충분히 환원시키는 것이 어려울 수 있고, 이에 따라 용액 내 불순물의 생성을 증가시킬 수 있다. 반면에, 환원제가 금속염 100중량부에 대하여 200중량부를 초과하여 장입될 경우, 역시 용액 내 불순물의 생성을 증가시키고, 아울러 더 이상의 환원 효과의 향상 없이 재료비 상승만을 초래할 수 있다.When the reducing agent is charged to less than 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the metal salt, it may be difficult to sufficiently reduce the metal salt to the metal particles, thereby increasing the generation of impurities in the solution. On the other hand, when the reducing agent is charged in excess of 200 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the metal salt, it may also increase the production of impurities in the solution, and may also cause only a material cost increase without further improving the reducing effect.
표면안정제(stabilizing agent)는 구형 입자의 수율을 향상시키고, 입자간의 응집을 방지하기 위한 것으로, 일례로, 시트레이트(citrate)를 사용할 수 있다. 시트레이트는, 일례로, 나트륨 시트레이트(sodium citrate), 트리나트륨 시트레이트(trisodium citrate), 트리나트륨 시트레이트 디하이드레이트(trisodium citrate dehydrate) 등을 사용할 수 있으며, 이들 중 1종을 단독으로 사용하거나 또는 2종 이상 혼용하여 사용할 수 있다.Surface stabilizer (stabilizing agent) is to improve the yield of the spherical particles and to prevent aggregation between the particles, for example, citrate (citrate) can be used. As the citrate, for example, sodium citrate, trisodium citrate, trisodium citrate dehydrate, and the like may be used. Or it can mix and use 2 or more types.
표면안정제와 유사한 목적으로 사용되는 기존의 PVP 캐핑제를 사용할 경우, 이후에 솔더링(soldering)이 잘 되지 않기 때문에 솔더링 전에 세척 등으로 PVP를 제거해야 하는데, 이 공정은 매우 까다롭고 제조 가격의 상승을 야기시킨다.In case of using existing PVP capping agent which is used for the purpose similar to surface stabilizer, it is difficult to solder afterwards, so it is necessary to remove PVP by cleaning before soldering. Cause.
하지만, 표면안정제로 PVP 대신 시트레이트를 사용하면, 솔더링 특성이 우수하여 후속한 세척 공정 없이도 페이스트 첨가물로의 사용이 가능하다. 이에 따라, 기존의 PVP를 사용하는 것에 비해 공정을 단순화할 수 있고, 제조 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.However, when citrate is used instead of PVP as the surface stabilizer, the soldering properties are excellent, so that it can be used as a paste additive without subsequent cleaning process. Accordingly, the process can be simplified compared to using the conventional PVP, and the manufacturing cost can be reduced.
이러한 표면안정제는 금속염 100중량부에 대하여 50~150중량부의 비율로 용매에 장입할 수 있다. 표면안정제가 금속염 100중량부에 대하여 50중량부 미만으로 장입될 경우, 입자의 수율 향상 효과가 미비하고, 입자간 뭉침이 발생할 수 있고, 반면에 150중량부를 초과하여 장입될 경우, 더 이상의 효과 없이 용액 내 불순물의 생성을 증가시키면서 재료비 상승만을 초래할 수 있다.Such surface stabilizer may be charged in a solvent at a ratio of 50 to 150 parts by weight based on 100 parts by weight of the metal salt. When the surface stabilizer is loaded in an amount of less than 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the metal salt, the effect of improving the yield of particles is insufficient and aggregation between particles may occur, whereas when loaded in excess of 150 parts by weight, no further effect is obtained. It can only lead to a material cost increase while increasing the production of impurities in the solution.
솔더 미세입자 제조를 위한 용매로는, 수산기(-OH)가 포함된, 에틸렌글리콜(ethylene glycol), 디에틸렌글리콜(diethylene glycol), 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol), 테트라에틸렌글리콜(tetraethylene glycol), 트리에틸렌글리콜(triethylene glycol), 폴리프로필렌글리콜(polypropylene glycol) 등의 글리콜(glycol)류와 1,5-펜타네디올(1,5-pentanediol), 1,2-프로판디올(1,2-propanediol) 등의 디올(diol)류 및 벤질알콜(benzyl alcohol) 등 환원작용을 하는 다양한 용매를 사용할 수 있다. 이들 용매는 1종을 단독으로 사용하거나 2종 이상 혼용하여 사용할 수 있다. 상기 용매 종류의 선택은 표면안정제의 사용 유무 및 종류, 캐핑제의 사용 유무 및 종류와 더불어 최종 수집 나노 입자의 크기에 지대한 영향을 미치는데, 일례로, 디에틸렌글리콜 용매에 시트레이트 표면안정제만을 녹이거나 시트레이트와 1, 10-페나트롤린(1,10-phenanthroline) 캐핑제를 동시에 녹여 주석 나노입자를 합성할 경우 주석 나노입자의 크기를 100nm~1㎛ 수준으로 형성시킬 수 있다. 솔더 나노입자의 크기가 100nm~1㎛ 크기를 벗어나면, 산업적인 수요에 우선적으로 대응하기 어려울 수 있다.
Solvents for the production of solder microparticles, ethylene glycol (diethylene glycol), diethylene glycol (diethylene glycol), polyethylene glycol (tetraethylene glycol), containing a hydroxyl group (-OH), tri Glycols such as ethylene glycol, polypropylene glycol, 1,5-pentanediol, 1,2-propanediol, 1,2-propanediol Diols, such as diols and benzyl alcohol (benzyl alcohol) can be used a variety of solvents for reducing action. These solvent can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types. The choice of the solvent type has a great influence on the size of the final collected nanoparticles together with the use and type of the surface stabilizer, the use of the capping agent, and, for example, dissolving only the citrate surface stabilizer in diethylene glycol solvent. Alternatively, when the citrate and the 1,10-phenanthroline (1,10-phenanthroline) capping agent are dissolved at the same time to synthesize the tin nanoparticles, the size of the tin nanoparticles may be formed at a level of 100 nm to 1 μm. If the size of the solder nanoparticles exceeds the size of 100nm ~ 1㎛, it may be difficult to preferentially respond to industrial demand.
한편, 환원제 용액 제조 단계(S110)에서는 표면안정제인 시트레이트와 캐핑제(capping agent)를 동시에 첨가하여 사용할 수도 있다.On the other hand, in the reducing agent solution manufacturing step (S110) it may be used by adding the citrate and the capping agent (capping agent) as a surface stabilizer at the same time.
이때, 캐핑제는 합성되는 나노 입자의 뭉침 및 표면 산화를 방지하는 효과를 발현하기 위한 것으로, 일례로, 1, 10-페나트롤린(1,10-phenanthroline)을 사용할 수 있다. 캐핑제는 금속염 100중량부에 대하여 30~150중량부의 비율로 용매에 장입할 수 있다. 캐핑제가 금속염 100중량부에 대하여 30중량부 미만으로 장입될 경우, 합성되는 나노 입자의 뭉침 방지 효과가 불충분하거나 표면이 크게 산화될 수 있고, 반면에150중량부를 초과하여 장입될 경우, 추후 솔더링 특성을 떨어뜨리거나 재료비의 과다한 상승을 유발할 수 있다.
In this case, the capping agent is to express the effect of preventing the aggregation and surface oxidation of the nanoparticles synthesized, for example, 1, 10-phenathroline (1,10-phenanthroline) can be used. The capping agent may be charged in the solvent at a ratio of 30 to 150 parts by weight based on 100 parts by weight of the metal salt. When the capping agent is loaded in an amount of less than 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the metal salt, the agglomeration prevention effect of the synthesized nanoparticles may be insufficient or the surface may be greatly oxidized. It may lower the cost or cause excessive material costs.
표면안정제로 시트레이트와 캐핑제를 동시에 첨가하여 사용할 때에도 적당한 양의 캐핑제 첨가 시에는 솔더링 특성이 우수하여 후속한 세척 공정 없이도 페이스트 첨가물로 사용할 수 있기 때문에 공정 단순화 및 제조 비용 절감이 가능하다.
Even when the citrate and the capping agent are added simultaneously as surface stabilizers, when the appropriate amount of the capping agent is added, the soldering properties are excellent, so that it can be used as a paste additive without the subsequent washing process, thereby simplifying the process and reducing the manufacturing cost.
다음으로, 용액형 주석 전구체 주사 단계(S120)에서는 환원제 용액에, 용액형 주석 전구체를 주사한다. Next, in the solution type tin precursor injection step (S120), the solution type tin precursor is injected into the reducing agent solution.
용액형 주석 전구체로는 솔더 페이스트의 제조 비용 절감을 위해 가격이 저렴한 주석(Ⅱ) 2-에틸헥사노에이트(tin(II) 2-ethylhexanoate; C16H30O4Sn)를 사용하는 것이 바람직하다.It is preferable to use inexpensive tin (II) 2-ethylhexanoate (C 16 H 30 O 4 Sn) as a solution type tin precursor to reduce the cost of manufacturing solder paste. .
도면으로 도시하지는 않았으나, 주석(Ⅱ) 2-에틸헥사노에이트를 사용하지 않는 경우에서는 용액형 주석 전구체 주사 단계(S120) 이전에 분말형 주석 전구체를 용매에 녹여 용액형 주석 전구체를 제조하는 단계를 더 포함할 수 있다. Although not shown in the drawing, in the case of not using tin (II) 2-ethylhexanoate, the step of preparing a solution tin precursor by dissolving the powdered tin precursor in a solvent prior to the solution type tin precursor injection step (S120) It may further include.
보다 구체적으로, 용액형 주석 전구체 주사 단계(S120)는 주석 솔더 입자의 제조를 위하여 환원제 용액에 주석 전구체의 금속염을 주사한다.More specifically, the solution-type tin precursor injection step (S120) injects the metal salt of the tin precursor in the reducing agent solution for the production of tin solder particles.
상기에서, 주사 시 주사 속도는 0.1~5㎖/s 속도의 정속 주사가 바람직한데, 주사 속도는 합성 나노입자의 크기에 다소간 영향을 미치게 된다.In the above, the injection rate is preferably 0.1 ~ 5ml / s constant injection rate, the injection rate will affect the size of the synthetic nanoparticles somewhat.
한편, 환원제 용액에 금속염을 주사하는 것으로 설명하였으나, 이와 순서를 뒤바꾸어 상기한 용액형 주석 전구체 또는 합금 원소들을 포함한 용액형 전구체 등의 금속염에 환원제 등을 충분히 용해시킨 환원제 용액을 주사할 수 있음은 물론이다.On the other hand, it was described that the metal salt is injected into the reducing agent solution, but in reverse order, it is possible to inject the reducing agent solution in which the reducing agent is sufficiently dissolved in the metal salt such as the solution type precursor or the solution precursor containing the alloying elements. Of course.
다음으로, 주석 미세입자 합성 단계(S130)에서는 상기의 용액형 주석 전구체 주사 후에, 3분~1시간 동안 용액을 환원반응시킨 후 냉각시켜 주석 미세입자의 합성을 완료한다.Next, in the tin microparticle synthesis step (S130), after the solution-type tin precursor injection, the solution is reduced for 3 minutes to 1 hour and then cooled to complete the synthesis of tin microparticles.
주석 미세입자의 합성 과정에서, 반응 및 냉각시간이 3분 미만이면, 충분한 산화환원반응이 일어나지 않아 주석 미세입자가 제대로 합성되지 않을 수 있고, 1시간을 초과하면 더 이상의 산화환원반응이 발생하지 않은 채 공정 시간만 길어질 수 있다.
In the process of synthesizing tin microparticles, if the reaction and cooling time is less than 3 minutes, sufficient redox reaction may not occur, and tin microparticles may not be properly synthesized, and if more than 1 hour, no further redox reaction occurs. Only process time can be extended.
다음으로, 주석 미세입자 수집 단계(S140)에서는 수집된 주석 미세입자 함유 용액 중 상부 용액을 버리고 침전된 주석 미세입자를 수집한다. 합성된 나노입자의 크기가 작은 경우에는 원심분리기를 사용하여 나노입자를 강제 침전시킨 뒤 상부 용액을 버리고 침전된 나노입자를 수집한다.Next, in the tin microparticle collection step (S140), the upper solution in the collected tin microparticle-containing solution is discarded and the precipitated tin microparticles are collected. When the size of the synthesized nanoparticles is small, the nanoparticles are forcedly precipitated using a centrifuge, and then the supernatant is discarded and the precipitated nanoparticles are collected.
그 후, 수집된 주석 미세입자 또는 수집된 합금 미세입자와 플럭스(flux)를 혼합하여 페이스트를 제조한다(S150).Thereafter, the collected tin microparticles or the collected alloy microparticles and a flux (mix) are mixed to prepare a paste (S150).
플럭스는 솔더 입자를 페이스트화 하는 매개 물질이므로 인쇄용 페이스트를 제조하는데 있어 필수 물질이다. 아울러 페이스트는 솔더링 부 형성에 관여하는 금속들의 표면 산화층을 제거하는 역할을 수행한다. 플럭스는 기존의 공지된 다양한 물질들을 이용할 수 있으며, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.Flux is an essential material for pasting solder particles and is an essential material for manufacturing printing pastes. In addition, the paste serves to remove the surface oxide layer of the metals involved in the soldering portion formation. The flux may use a variety of known materials, and a detailed description thereof will be omitted.
이때, 플럭스와 합성 솔더 입자의 비율을 적절히 혼합함으로써 솔더 페이스트의 점도를 조절할 수 있다. 또한 솔더 입자의 장입 비율은 기존 일반 솔더 페이스트 제조 공정에서의 수준으로 고정시킨 상황에서 점도를 높인 플럭스 포물레이션(formulation)을 섞어주는 방법으로 최종 솔더 페이스트의 점도를 기존 솔더 페이스트의 수준으로 조절할 수도 있다.At this time, the viscosity of the solder paste can be adjusted by appropriately mixing the ratio of flux and synthetic solder particles. In addition, the solder particle loading rate can be adjusted to the level of the conventional solder paste by mixing the flux formulation with the higher viscosity in a state where it is fixed at the level in the conventional general solder paste manufacturing process. .
이렇듯, 표면안정제로 시트레이트 또는 시트레이트와 캐핑제를 동시 첨가하여 사용할 경우에는 합성 나노입자의 세척 공정 없이도 플럭스와 혼합하여 솔더 페이스트를 제조할 수 있으므로, 우수한 솔더링 특성을 확보할 수 있다.As such, when the citrate or the citrate and the capping agent are simultaneously used as the surface stabilizer, the solder paste may be manufactured by mixing with the flux even without washing the synthetic nanoparticles, thereby obtaining excellent soldering properties.
한편, 환원제 용액 제조 단계(S110)부터 페이스트 제조 단계(S150)는 모두 10~30℃의 상온에서 실시된다.
On the other hand, the reducing agent solution manufacturing step (S110) to paste manufacturing step (S150) are all carried out at room temperature of 10 ~ 30 ℃.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 화학적 환원 방법을 통한 솔더 페이스트 제조 방법은 초기 투자비가 거의 없고, 저가형 대량 생산 공정을 제공할 수 있을 뿐만 아니라 pH 조절 또는 요오드 이온 첨가 등의 인위적인 추가 공정 없이도 10~30℃의 상온 공정을 통해 입자의 크기 및 분산을 균일하게 확보할 수 있는 친환경적인 공정을 제공한다. 즉, 용매 종류의 선택과 표면안정제의 사용 유무 및 종류, 캐핑제의 사용 유무 및 종류 등을 변화시키면서 입자의 크기와 분산 정도를 조절하는 것이 가능하다. 아울러 대한민국 공개특허공보 제2010-0019867호(2010.02.19. 공개)와는 달리 상온 공정을 통해 주석 또는 솔더 합금 입자를 제조하므로 에너지 사용 비용이 없는 장점이 있다.
As described above, the solder paste manufacturing method through the chemical reduction method according to the present invention has little initial investment cost, can provide a low-cost mass production process, and also without the artificial additional process such as pH adjustment or iodine ion addition. It provides an environmentally friendly process that can secure the size and dispersion of particles uniformly through a room temperature process of 30 ℃. That is, it is possible to control the size and dispersion of the particles while changing the type of solvent, the use and type of surface stabilizer, the use and type of capping agent, and the like. In addition, unlike the Republic of Korea Patent Publication No. 2010-0019867 (2010.02.19. Disclosure) there is an advantage that there is no energy use costs because the production of tin or solder alloy particles through a room temperature process.
도 2는 본 발명에 따른 솔더 페이스트 제조 방법의 다른 예를 나타낸 순서도이다. 2 is a flow chart showing another example of a solder paste manufacturing method according to the present invention.
도 2에 도시된 솔더 페이스트 제조 방법은, 환원제 및 표면안정제를 용매에 용해시키는 단계(S210), 환원제 용액에 용액형 주석 전구체를 주사하는 단계(S220), 주석 미세입자를 합성하는 단계(S230), 알콜류로 용매를 치환하는 단계(S240), 주석 미세입자를 수집하는 단계(S250), 주석 미세입자와 플럭스를 혼합하여 페이스트를 제조하는 단계(S260) 및 페이스트 내 알콜류 용매를 휘발시켜 점도를 조절하는 단계(S270)를 포함한다.In the solder paste manufacturing method shown in FIG. 2, the step of dissolving a reducing agent and a surface stabilizer in a solvent (S210), a step of injecting a solution-type tin precursor into a reducing agent solution (S220), and synthesizing tin fine particles (S230). , The step of replacing the solvent with alcohols (S240), collecting tin microparticles (S250), preparing a paste by mixing tin microparticles and flux (S260) and adjusting the viscosity by evaporating the alcohol solvent in the paste It includes a step (S270).
도 2에 도시된 예의 경우, 알콜류로 용매를 치환하는 단계(S240) 및 페이스트 내 알콜류 용매를 휘발시켜 점도를 조절하는 단계(S270)를 더 포함하는 것을 제외하고는 도 1에 도시된 예와 동일한 과정으로 솔더 페이스트를 제조하는 바, 도 1과 공통된 과정에 대하여는 중복된 설명을 생략하기로 한다. For the example shown in Figure 2, the same as the example shown in Figure 1 except for further comprising the step of adjusting the viscosity (S270) by substituting the solvent with alcohols (S240) and the volatilization of the alcohol solvent in the paste Since a solder paste is manufactured by the process, a redundant description of the process common to FIG. 1 will be omitted.
알콜류로 용매를 치환하는 단계(S240)에서, 알콜류로는 메탄올, 에탄올, 이소프로필알콜 또는 벤질알콜과 같은 일반 알콜류를 사용할 수 있다. 알콜류로의 치환은 10~30℃의 상온에서 미세입자 함유 용액을 원심분리시킨 후 상부 용액을 버리고, 알콜류를 채우는 과정을 반복하여 진행한다.Substituting the solvent with alcohols (S240), as alcohols, general alcohols such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol or benzyl alcohol may be used. Substitution of the alcohol is repeated by centrifuging the fine particle-containing solution at room temperature of 10 ~ 30 ℃, discard the upper solution, and filling the alcohol.
도 2에 도시된 바와 같이, 알콜류로 용매를 치환하는 단계(S240)를 포함할 경우에는, 미세입자와 플럭스를 혼합하여 페이스트를 제조하는 단계(S260) 이후에 페이스트 내 알콜류 용매를 휘발시켜 점도를 조절하는 단계(S270)를 더 실시하여 10~30℃의 상온 휘발 과정을 통해 페이스트 내 알콜류를 제거시키며 페이스트의 적절한 점도를 획득한다.
As shown in Figure 2, in the case of including a step of replacing the solvent with alcohol (S240), after the step of preparing a paste by mixing the fine particles and flux (S260) by evaporating the solvent in the paste alcohol viscosity Further adjusting step (S270) to remove the alcohol in the paste through a room temperature volatilization process of 10 ~ 30 ℃ to obtain an appropriate viscosity of the paste.
도 3은 본 발명에 따른 솔더 페이스트 제조 방법의 또 다른 예를 나타낸 순서도이다. Figure 3 is a flow chart showing another example of a solder paste manufacturing method according to the present invention.
도 3에 도시된 솔더 페이스트 제조 방법은, 환원제 및 표면안정제를 용매에 용해시키는 단계(S310), 환원제 용액에 합금 원소들을 포함한 용액형 전구체를 주사하는 단계(S320), 합금 미세입자를 합성하는 단계(S330), 합금 미세입자를 수집하는 단계(S340) 및 합금 미세입자와 플럭스를 혼합하여 페이스트를 제조하는 단계(S350)를 포함한다.In the solder paste manufacturing method shown in FIG. 3, the step of dissolving a reducing agent and a surface stabilizer in a solvent (S310), the step of injecting a solution precursor containing alloying elements into the reducing agent solution (S320), and synthesizing the alloy microparticles (S330), collecting the alloy microparticles (S340) and mixing the alloy microparticles and the flux to prepare a paste (S350).
도 3에 도시된 솔더 페이스트 제조 방법의 경우, 주석 미세입자를 제조하는 과정을 주석계 합금 미세입자를 제조하는 과정으로 대체된 것을 제외하고는 도 1에 도시된 예와 동일한 과정으로 솔더 페이스트를 제조하는 바, 도 1과 공통된 과정에 대하여는 중복된 설명을 생략하기로 한다. In the solder paste manufacturing method illustrated in FIG. 3, the solder paste is manufactured by the same process as the example illustrated in FIG. 1 except that the process of manufacturing tin microparticles is replaced with the process of manufacturing tin-based alloy microparticles. Therefore, a duplicate description of the process common to that of FIG. 1 will be omitted.
용액형 주석 전구체 주사 단계(S320)는 합금 원소 각각의 전구체를 원하는 합금 조성에 대응되는 양으로 초기에 사용된 용매에 모두 한꺼번에 혹은 순차적으로 녹인 후 환원제 용액에 주사한다.Solution tin precursor injection step (S320) is to dissolve the precursor of each of the alloying elements in the initially used solvent all at once or sequentially in an amount corresponding to the desired alloy composition and then injected into the reducing agent solution.
환원제 용액에 합금 원소들을 포함한 용액형 전구체를 주사하는 단계(S320) 는 미리 마련된 합금 원소들을 포함한 용액형 전구체를 이용할 수 있다.Injecting the solution type precursor including the alloying elements into the reducing agent solution (S320) may use a solution type precursor including the alloying elements prepared in advance.
여기서, 합금 원소들은 주석(Sn), 은(Ag), 구리(Cu) 중에서 주석을 포함하여 2종 이상을 사용할 수 있다. 이때, 주석 전구체로는 가격이 저렴한 주석(Ⅱ) 2-에틸헥사노에이트(tin(II) 2-ethylhexanoate; C16H30O4Sn) 용액을 사용하는 것이 바람직하다.Here, the alloying elements may include two or more kinds of tin (Sn), silver (Ag), and copper (Cu), including tin. In this case, it is preferable to use a tin (II) 2-ethylhexanoate (C 16 H 30 O 4 Sn) solution which is inexpensive as the tin precursor.
합금으로 제조할 경우에는, 은(Ag) 전구체로 AgNO3, AgCl, AgBr, AgI, AgOH, Ag2SO4, AgCH3COO, AgCH3COCHCOCH3 등을 상기 용매와 동일 용매에 녹여 용액형 주석 전구체와 섞어 사용할 수 있고, 구리(Cu) 전구체로 Cu(NO3)2, CuCl2, CuBr2, CuI2, Cu(OH)2, CuSO4, Cu(CH3COO)2, Cu(CH3COCHCOCH3)2 등을 상기 용매와 동일 용매에 녹여 용액형 주석 전구체와 섞어 사용할 수 있다.In the case of an alloy, AgNO 3 , AgCl, AgBr, AgI, AgOH, Ag 2 SO 4 , AgCH 3 COO, AgCH 3 COCHCOCH 3, etc. are dissolved in the same solvent as the silver (Ag) precursor. And Cu (NO 3 ) 2 , CuCl 2 , CuBr 2 , CuI 2 , Cu (OH) 2 , CuSO 4 , Cu (CH 3 COO) 2 , Cu (CH 3 COCHCOCH 3 ) 2 and the like can be dissolved in the same solvent as the above solvent and mixed with the solution-type tin precursor.
다음으로, 주석계 미세 합금 합성 단계(S330)에서는 환원반응 및 냉각을 통하여 주석계 미세 합금을 합성한다.Next, in the tin-based fine alloy synthesis step (S330) to synthesize a tin-based fine alloy through a reduction reaction and cooling.
다음으로, 제조된 주석계 미세합금 함유 용액 중 상부 용액을 버리고 침전된 주석계 미세합금을 수집한다(S340).Next, the upper solution is discarded in the prepared tin-based microalloy-containing solution and the precipitated tin-based microalloy is collected (S340).
다음으로, 수집된 주석계 합금 미세입자와 플럭스(flux)를 혼합하여 페이스트를 제조한다(S350). Next, the paste is prepared by mixing the collected tin-based alloy microparticles and flux (S350).
도 3에 도시된 솔더 페이스트 제조 방법에 따르면 합금 제조 시 첨가 합금 원소의 전구체염을 동시에 첨가, 용해시키고, 환원 공정으로 동시에 환원시킴으로써 빠른 제조와 제조 비용의 절감이 가능하다.
According to the solder paste manufacturing method shown in FIG. 3, the precursor salt of the added alloying element is added and dissolved at the same time during the alloy production, and the reduction is simultaneously performed in a reduction process, thereby making it possible to quickly manufacture and reduce the manufacturing cost.
도 4는 본 발명에 따른 솔더 페이스트 제조 방법의 또 다른 예를 나타낸 순서도이다.Figure 4 is a flow chart showing another example of a solder paste manufacturing method according to the present invention.
도 4에 도시된 솔더 페이스트 제조 방법은, 환원제 및 표면안정제를 용매에 용해시키는 단계(S410), 환원제 용액에 합금 원소들을 포함한 용액형 전구체를 주사하는 단계(S420), 합금 미세입자를 형성하는 단계(S430), 알콜류로 용매를 치환하는 단계(S440), 합금 미세입자를 수집하는 단계(S450), 합금 미세입자와 플럭스를 혼합하여 페이스트를 제조하는 단계(S460) 및 페이스트 내 알콜류 용매를 휘발시켜 점도를 조절하는 단계(S470)를 포함한다.In the solder paste manufacturing method shown in FIG. 4, the step of dissolving a reducing agent and a surface stabilizer in a solvent (S410), the step of injecting a solution-type precursor containing alloying elements into the reducing agent solution (S420), and forming the alloy microparticles (S430), replacing the solvent with alcohol (S440), collecting the alloy microparticles (S450), mixing the alloy microparticles and the flux to prepare a paste (S460), and volatilizing the alcohol solvent in the paste. Adjusting the viscosity (S470).
도 4에서는 주석 미세입자 대신 주석계 합금 미세입자가 제조되는 과정을 포함하는 것을 제외하고는 도 2에 도시된 방법과 동일한 방법으로 솔더 페이스트를 제조할 수 있으며, 또한, 주석계 미세 합금에 이용되는 성분들은 도 3에서 상술하였는 바, 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
In FIG. 4, except that the tin-based alloy microparticles are manufactured instead of the tin microparticles, the solder paste may be manufactured by the same method as shown in FIG. 2, and used for the tin-based microalloy. Since the components have been described above with reference to FIG. 3, detailed descriptions thereof will be omitted.
실험예Experimental Example
이하, 본 발명의 바람직한 실험예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention through the preferred experimental examples of the present invention will be described in more detail. It is to be understood, however, that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed in a limiting sense.
여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
Details that are not described herein will be omitted since those skilled in the art can sufficiently infer technically.
실험예Experimental Example 1. One. 주석 미세입자Tin microparticles 페이스트 제조 Paste manufacturer
디에틸렌글리콜(diethylene glycol) 용매 100㎖에 수소화 붕소 나트륨(sodium borohydride; NaBH4) 2g, 트리나트륨 시트레이트 디하이드레이트(trisodium citrate dehydrate) 0.1g 및 1, 10-페나트롤린(1,10-phenanthroline) 1g을 25℃에서 충분히 용해시켰다. 그 후, 주석(Ⅱ) 2-에틸헥사노에이트(tin(II) 2-ethylhexanoate; C16H30O4Sn) 1.2g을 2.1㎖/min 속도로 정속 주입하여 1시간 동안 반응을 유지시켰다. 반응 종료 후에 30분 동안 주석 미세입자가 완벽히 침전되면, 상부 용액을 버리고 침전 부분을 플럭스와 혼합하여 주석 미세입자 페이스트를 제조하였다.2 g of sodium borohydride (NaBH 4 ) in 100 ml of diethylene glycol solvent, 0.1 g of trisodium citrate dehydrate and 1,10-phenanthroline (1,10-phenanthroline) ) 1 g was sufficiently dissolved at 25 ° C. Thereafter, 1.2 g of tin (II) 2-ethylhexanoate (C 16 H 30 O 4 Sn) was injected at a constant rate of 2.1 mL / min to maintain the reaction for 1 hour. When the tin microparticles were completely precipitated for 30 minutes after the completion of the reaction, the upper solution was discarded and the precipitate portion was mixed with the flux to prepare a tin microparticle paste.
상기에서 합성된 주석 미세입자를 건조시킨 후, 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope; SEM)으로 촬영하였으며, 그 사진을 도 5에 나타내었다.After drying the synthesized tin microparticles, it was taken by a scanning electron microscope (Scanning Electron Microscope; SEM), the photo is shown in FIG.
도 5를 참조하면, 합성된 주석 미세입자는 구형이고, 균일하게 분산되며, 100~300nm 크기의 입자를 가진다는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 크기 및 형상의 솔더 입자들을 함유하는 솔더 페이스트는 미세 피치(pitch) 적용용으로 산업적 가치를 가진다.
Referring to Figure 5, it can be seen that the synthesized tin microparticles are spherical, uniformly dispersed, having a particle size of 100 ~ 300nm. Solder pastes containing solder particles of this size and shape are of industrial value for fine pitch applications.
실험예Experimental Example 2. 2. SnSn -3.5-3.5 AgAg 합금 미세입자 페이스트 제조 Alloy Microparticle Paste Manufacturing
디에틸렌글리콜(diethylene glycol) 100㎖에 수소화 붕소 나트륨(sodium borohydride; NaBH4) 2g, 트리나트륨 시트레이트 디하이드레이트(trisodium citrate dehydrate) 0.1g 및 1, 10-페나트롤린(1,10-phenanthroline) 1g을 25℃에서 충분히 용해시켰다. 그 후, 주석(Ⅱ) 2-에틸헥사노에이트(tin(II) 2-ethylhexanoate; C16H30O4Sn) 1.2g과 질산은(silver nitrate; AgNO3) 0.02g을 디에틸렌글리콜 (diethylene glycol) 10㎖에 각각 완벽히 용해시킨 전구체(precursor) 용액을 2㎖ 추출하여 2.1㎖/min 속도로 정속 주입하여 1시간 동안 반응을 유지시켰다. 반응 종료 후에 30분 동안 합금 미세입자가 완벽히 침전되면, 상부 용액을 버리고 침전 부분을 플럭스와 혼합하여 Sn-3.5(중량%)Ag 합금 미세입자 페이스트를 제조하였다.2 g of sodium borohydride (NaBH 4 ) in 100 ml of diethylene glycol, 0.1 g of trisodium citrate dehydrate and 1,10-phenanthroline (1,10-phenanthroline) 1 g was sufficiently dissolved at 25 ° C. Then, 1.2 g of tin (II) 2-ethylhexanoate (C 16 H 30 O 4 Sn) and 0.02 g of silver nitrate (AgNO 3 ) were added to diethylene glycol. 2 ml of a precursor solution completely dissolved in 10 ml each was extracted and injected at a constant rate of 2.1 ml / min to maintain a reaction for 1 hour. When the alloy fine particles completely precipitated for 30 minutes after the completion of the reaction, the upper solution was discarded and the precipitate portion was mixed with the flux to prepare a Sn-3.5 (wt%) Ag alloy microparticle paste.
상기에서 합성된 Sn-3.5Ag 미세입자를 건조시킨 후, 주사전자현미경으로 촬영하였으며, 그 사진을 도 6에 나타내었다. 도 6을 참조하면, 합성된 Sn-3.5Ag 조성 미세입자는 도 5에 도시된 Sn 미세입자와 마찬가지로, 구형이고, 분산이 균일한 100~300nm 크기의 입자를 가진다는 것을 확인할 수 있었다.
After drying the synthesized Sn-3.5Ag microparticles, and photographed by a scanning electron microscope, the photograph is shown in FIG. Referring to FIG. 6, it can be seen that the synthesized Sn-3.5Ag composition microparticles are spherical and have a particle size of 100 to 300 nm that is uniform in dispersion, similar to the Sn microparticles shown in FIG. 5.
이상 본 발명에 따른 화학적 환원 합성법을 이용한 주석계 솔더 페이스트 제조 방법의 예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.As described above, examples of a method of manufacturing tin-based solder paste using the chemical reduction synthesis method according to the present invention are described, but the present invention is not limited to the above examples, but may be modified in various forms, and is commonly used in the art. Those skilled in the art will understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. Therefore, it should be understood that the examples described above are exemplary in all respects and not restrictive.
Claims (5)
(b) 상기 환원제 용액에, 주석(Sn)을 포함하는 용액형 전구체를 주사(injection)하는 단계;
(c) 상기 용액형 전구체가 주사된 환원제 용액을 환원반응시킨 후 냉각시켜 주석계 미세입자를 합성하는 단계;
(d) 합성된 주석계 미세입자 함유 용액 중 상부 용액을 제거하여 주석계 미세입자를 수집하는 단계; 및
(e) 수집된 주석계 미세입자와 플럭스(flux)를 혼합하여 페이스트를 제조하는 단계;를 포함하며,
상기 (b) 단계는, 주석 전구체로 주석(Ⅱ) 2-에틸헥사노에이트(tin(II) 2-ethylhexanoate)를 사용하는 것을 특징으로 하는 솔더 페이스트 제조 방법.
(a) dissolving a reducing agent and a surface stabilizer in a solvent to prepare a reducing agent solution;
(b) injecting a solution precursor containing tin (Sn) into the reducing agent solution;
(c) synthesizing the tin-based microparticles by reducing and cooling the reducing agent solution injected with the solution precursor;
(d) collecting the tin-based microparticles by removing the upper solution in the synthesized tin-based microparticle-containing solution; And
(e) mixing the collected tin-based microparticles with flux to prepare a paste; and
In step (b), tin (II) 2-ethylhexanoate (tin (II) 2-ethylhexanoate) is used as a tin precursor.
상기 용액형 전구체는
은(Ag) 전구체 또는 구리(Cu) 전구체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 솔더 페이스트 제조 방법.
The method of claim 1,
The solution precursor
A solder paste manufacturing method further comprising a silver (Ag) precursor or a copper (Cu) precursor.
상기 표면안정제는
시트레이트(citrate)를 단독으로 사용하거나 또는 시트레이트와 1, 10-페나트롤린(1,10-phenanthroline) 재질의 캐핑제(capping agent)를 동시에 첨가하여 사용하는 것을 특징으로 하는 솔더 페이스트 제조 방법.
The method of claim 1,
The surface stabilizer
Citrate (citrate) is used alone or a solder paste manufacturing method characterized in that used by adding the citrate and a capping agent (capping agent) of 1,10-phenanthroline (1,10-phenanthroline) at the same time .
상기 (c) 단계와 상기 (d) 단계 사이에, (f) 알콜류로 상기 용매를 치환하는 단계와,
상기 (e) 단계 이후에, (g) 상기 페이스트 내 상기 알콜류 용매를 휘발시켜 상기 페이스트의 점도를 조절하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 솔더 페이스트 제조 방법.
The method of claim 1,
(F) substituting the solvent with alcohols between steps (c) and (d),
After the step (e), (g) volatilizing the alcohol solvent in the paste to adjust the viscosity of the paste; solder paste manufacturing method characterized in that it further comprises.
상기 (a) 단계 내지 상기 (g) 단계는
10℃ 내지 30℃의 온도에서 실시하는 것을 특징으로 하는 솔더 페이스트 제조 방법. 5. The method of claim 4,
Step (a) to step (g)
The solder paste manufacturing method characterized by performing at the temperature of 10 degreeC-30 degreeC.
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