CN109475983A - 焊膏用助焊剂和焊膏 - Google Patents

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Abstract

本申请发明的目的在于，提供能形成空隙少的软钎料接合部的焊膏用助焊剂。本申请发明的焊膏用助焊剂含有包含脂肪酸和脂肪族伯胺的有机成分作为主成分。

Description

焊膏用助焊剂和焊膏
相关申请的相互参照
本申请要求日本国特愿2016-152043号的优先权，通过引用并入本申请说明书的记载。
技术领域
本发明涉及焊膏用助焊剂、和使用该焊膏用助焊剂而形成的焊膏。
背景技术
制造在基板上接合有电子部件等接合部件的接合结构体时，通过将包含软钎料粉和助焊剂的焊膏涂布于基板表面的电极部，以使该电极部与接合部件的电极部接触的状态进行加热，从而借助由焊膏形成的软钎料接合部将基板与接合部件接合。
近年来，出于对环境的担忧，作为构成焊膏中的软钎料粉的软钎料合金，期望使用不含铅者(无铅软钎料合金)。作为使用无铅软钎料合金的软钎料粉，例如提出了混合有包含Sn或Sn合金的Sn系金属的颗粒和包含Cu或Cu合金的Cu系金属的颗粒者(参照专利文献1)。
对于使用上述软钎料粉的焊膏，为了形成上述的软钎料接合部而加热时，首先，使熔点低于Cu系金属的颗粒的Sn系金属的颗粒熔融。然后，熔融了的Sn系金属与Cu系金属的颗粒的表面的Cu反应，从而在Cu系金属的颗粒的表面形成金属间化合物(具体而言，CuSn合金)层(以下，也记作IMC层)。该IMC层的熔点高于Sn系金属，因此，软钎料接合部再次加热的情况下，软钎料接合部变得也不易再熔融。因此，即使为需要再次加热接合结构体的情况，也可以良好地维持软钎料接合部中的接合状态。
然而，如上述，使用混合有熔点不同的金属的颗粒的焊膏形成软钎料接合部时，变得容易在软钎料接合部内形成空隙(void)。具体而言，如果将上述的焊膏加热，则助焊剂等挥发成分挥发而产生气体，该气体在熔融了的Sn系金属中变得以气泡的形式残留。上述气体在Sn系金属固化时也不会脱离，而残留于软钎料接合部并形成空隙。这样的空隙如果在软钎料接合部中大量存在，则基板与接合部件的接触面积减少，因此，有电阻增加、放热等担心。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本国特开2010-149185号公报
发明内容
发明要解决的问题
因此，本申请发明提供能形成空隙少的软钎料接合部的焊膏用助焊剂，且提供使用该焊膏用助焊剂的焊膏。
用于解决问题的方案
本发明的焊膏用助焊剂含有包含脂肪酸和脂肪族伯胺的有机成分作为主成分。
前述焊膏用助焊剂优选的是，前述有机成分的质量相对于前述焊膏用助焊剂的质量的比率为70质量％以上且100质量％以下。
前述焊膏用助焊剂优选的是，前述脂肪酸与前述脂肪族伯胺的摩尔比成为1∶0.5以上且1.5以下的方式构成。
前述焊膏用助焊剂优选的是，前述脂肪酸为饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸中的至少一者，前述饱和脂肪酸的主链的碳数为10以下，前述不饱和脂肪酸的碳数为18以下。
前述不饱和脂肪酸优选为选自由油酸、亚油酸和亚麻酸组成的组中的至少一者。
前述焊膏用助焊剂优选的是，前述脂肪酸由饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸构成，且不饱和脂肪酸的摩尔数相对于饱和脂肪酸与不饱和脂肪酸的总计的摩尔数的比率为20mol％以下。
前述焊膏用助焊剂优选的是，前述脂肪族伯胺为饱和脂肪族伯胺和不饱和脂肪族伯胺中的至少一者，前述饱和脂肪族伯胺的主链的碳数为8以下，前述不饱和脂肪族伯胺的碳数为18以下。
前述不饱和脂肪族伯胺优选为油胺。
本发明的焊膏含有上述中的任意焊膏用助焊剂和软钎料粉，前述软钎料粉含有包含Sn或Sn合金的Sn系金属的颗粒和包含Cu或Cu合金的Cu系金属的颗粒中的至少一者。
前述焊膏优选的是，前述焊膏用助焊剂的含量为5质量％以上且12质量％以下。
前述焊膏优选的是，前述软钎料粉的平均粒径为5μm以上且35μm以下。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式进行说明。需要说明的是，本发明不限定于下述的实施方式。
本发明的焊膏用助焊剂含有包含脂肪酸和脂肪族伯胺的有机成分作为主成分。前述有机成分的质量相对于前述焊膏用助焊剂的质量的比率优选65质量％以上且100质量％以下、更优选70质量％以上且100质量％以下。另外，前述脂肪酸与前述脂肪族伯胺的摩尔比优选成为1∶0.5以上且1.5以下、更优选成为1∶0.7以上且1.3以下、特别优选1∶1。
作为前述脂肪酸，优选使用在常温下为液态的脂肪酸。需要说明的是，常温是指，25℃以上且30℃以下的温度。另外，作为前述脂肪酸，优选为甚至在对焊膏进行回流焊时的温度下也不发生气化的脂肪酸，例如沸点优选140℃以上且400℃以下、更优选200℃以上且360℃以下、特别优选230℃以上且270℃以下。
另外，前述脂肪酸优选为饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸中的至少一者。作为饱和脂肪酸，没有特别限定，例如优选主链的碳数为10以下者、更优选9以下者。具体而言，作为饱和脂肪酸，可以举出选自由辛酸、壬酸、癸酸、4-甲基壬酸和2-己基癸酸组成的组中的至少一者。作为不饱和脂肪酸，没有特别限定，例如优选碳数为24以下者、更优选18以下者。具体而言，作为不饱和脂肪酸，可以举出选自由油酸、亚油酸和亚麻酸组成的组中的至少一者。
需要说明的是，作为前述脂肪酸，使用饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸的情况下，不饱和脂肪酸的摩尔数相对于饱和脂肪酸与不饱和脂肪酸的总计的摩尔数的比率优选20mol％以下、更优选10mol％以下。
作为前述脂肪族伯胺，优选使用在常温下为液态的脂肪族伯胺。另外，作为前述脂肪族伯胺，沸点优选70℃以上且400℃以下、更优选75℃以上且180℃以下。另外，作为脂肪族伯胺，更优选沸点低于前述脂肪酸的脂肪族伯胺。
另外，脂肪族伯胺优选为饱和脂肪族伯胺和不饱和脂肪族伯胺中的至少一者。作为饱和脂肪族伯胺，没有特别限定，例如优选主链的碳数为8以下者、更优选6以下者。另外，作为饱和脂肪族伯胺，可以举出选自由丁胺、己胺、辛胺和2-乙基己胺组成的组中的至少一者。作为不饱和脂肪族伯胺，没有特别限定，例如优选碳数为18以下者。另外，作为不饱和脂肪族伯胺，可以举出油胺。
上述的焊膏用助焊剂中，可以含有除上述脂肪酸和脂肪族伯胺以外的其他成分。例如，出于调整粘度等目的，可以含有溶剂、触变剂等。
作为前述溶剂，没有特别限定，例如可以举出二乙二醇单己醚(己基二甘醇)、二乙二醇二丁醚(二丁基二甘醇)、二乙二醇单2-乙基己醚(2乙基己基二甘醇)、二乙二醇单丁醚(丁基二甘醇)等甘醇醚类；正己烷、异己烷、正庚烷等脂肪族系化合物；乙酸异丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯等酯类；甲乙酮、甲基正丙酮、二乙酮等酮类；乙醇、正丙醇、异丙醇、异丁醇、辛二醇等醇类、松油醇、薄荷醇、苯基乙醇、芳樟醇、香叶醇等萜系醇类等。前述溶剂可以单独使用，也可以混合多种而使用。另外，作为溶剂的用量，没有特别限定，例如，相对于焊膏用助焊剂的质量，优选0质量％以上且20质量％以下、更优选0质量％以上且16质量％以下。
作为前述触变剂，没有特别限定，例如可以举出酰胺系触变剂、氢化蓖麻油、蜂蜡、巴西棕榈蜡、硬脂酸酰胺等高级脂肪酸酰胺等。另外，作为触变剂的用量，没有特别限定，例如，相对于焊膏用助焊剂的质量，优选0质量％以上且20质量％以下、更优选0质量％以上且16质量％以下。
以上的焊膏用助焊剂与软钎料粉混炼而形成焊膏。作为焊膏用助焊剂的质量相对于焊膏的质量的比率，没有特别限定，例如优选5质量％以上且12质量％以下、更优选5.5质量％以上且8质量％以下、更优选5.5质量％以上且6质量％以下。
另外，作为焊膏的粘度，没有特别限定，可以根据印刷、分散涂布等供给方法而调整。例如，优选10Pa·s以上且350Pa·s以下、更优选100Pa·s以上且300Pa·s以下。需要说明的是，前述粘度是使用螺旋式粘度测定装置(Malcom Co.,Ltd.制PCU-205)，基于10rpm下的粘度值而测定的。
作为前述软钎料粉，没有特别限定，可以使用一般的软钎料粉。例如，可以使用：构成作为无铅软钎料使用的Sn-Ag系软钎料、Sn-Ag-Cu系软钎料、Sn-Ag-Cu-Bi系软钎料、Sn-Ag-In-Bi系软钎料、Sn-Cu系软钎料、Sn-Zn系软钎料、Sn-Bi系软钎料、Sn-Sb系软钎料、Sn-Au系软钎料、Sn-In系软钎料等无铅软钎料的金属粉末。特别优选混合有包含Sn或Sn合金的Sn系金属的颗粒、和包含Cu或Cu合金的Cu系金属的颗粒的软钎料粉(以下，也记作SnCu软钎料粉)作为软钎料粉。
作为前述Sn系金属的颗粒，可以举出：包含Sn 100质量％的Sn颗粒、或包含Sn与选自由In、Ag、Cu、Sb、Ni、Ge、Fe、Co和Bi组成的组中的一种以上的其他金属的Sn合金颗粒等。作为Sn合金颗粒，优选可以举出具有Sn-Ag、Sn-Cu、Sn-Sb或Sn-Ag-Cu的组成者。
对于Sn系金属的颗粒，例如平均粒径D50(中值粒径)优选1μm以上且70μm以下、更优选5μm以上且35μm以下。另外，Sn系金属的颗粒的90％粒径D90优选100μm以下、更优选60μm以下。Sn系金属的颗粒为前述范围的粒径的情况下，60μm厚以下的薄的印刷成为可能，因此，可以减薄软钎料接合部的厚度。软钎料接合部的厚度薄时，可以提高放热性。
作为前述Cu系金属的颗粒，可以举出：包含Cu 100质量％的Cu颗粒、或包含Cu与选自由In、Ag、Sn和Bi组成的组中的一种以上的其他金属的Cu合金颗粒等。作为Cu合金颗粒，优选可以举出具有Cu-Ag-Sn-Bi-In的组成者。
对于Cu系金属的颗粒，例如平均粒径D50(中值粒径)优选1μm以上且70μm以下、更优选5μm以上且35μm以下。另外，Cu系金属的颗粒的90％粒径D90优选100μm以下、更优选60μm以下。Cu系金属的颗粒为前述范围的粒径的情况下，60μm厚以下的薄的印刷成为可能，因此，可以减薄软钎料接合部的厚度。软钎料接合部的厚度薄时，可以提高放热性。
需要说明的是，上述“平均粒径D50(中值粒径)”和“90％粒径D90”是指，用激光衍射式粒度分布测定装置测定的值。
作为Sn系金属的颗粒与Cu系金属的颗粒的混合比率，没有特别限定。例如，Sn系金属的颗粒优选35质量％以上且85质量％以下、更优选50质量％以上且65质量％以下。另外，Cu系金属的颗粒优选15质量％以上且65质量％以下、更优选35质量％以上且50质量％以下。通过成为这样的混合比率，从而加热焊膏时，熔融了的Sn系金属与Cu系金属的颗粒的表面的Cu发生反应，在Cu系金属的颗粒的表面形成充分的金属间化合物(具体而言，CuSn合金)层(以下，也记作IMC层)。
需要说明的是，作为构成上述的软钎料粉的金属的颗粒，除Sn系金属的颗粒和Cu系金属的颗粒之外，可以进而包含其他金属的颗粒。作为其他金属的颗粒，例如可以举出含有Ni等的金属颗粒。这样的其他金属的颗粒相对于软钎料粉的质量优选为1质量％以上且20质量％以下的含量。
如以上，根据本发明的焊膏用助焊剂和焊膏，可以形成空隙少的软钎料接合部。
即，使用将含有包含脂肪酸和脂肪族伯胺的有机成分作为主成分的焊膏用助焊剂与软钎料粉混炼而形成的焊膏，将电子部件等接合部件接合于基板时，可以降低在软钎料接合部产生空隙。
需要说明的是，本发明的焊膏用助焊剂和焊膏不限定于上述实施方式，可以在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变更。另外，当然也可以任意采用上述多种实施方式的构成、方法等并组合(也可以将1个实施方式的构成、方法等用于其他实施方式的构成、方法等)。
实施例
以下，对本发明的实施例进行说明，但本发明不限定于以下的实施例。
＜使用材料＞
1.脂肪酸
·辛酸(东京化成工业株式会社制、制品名：正辛酸)
·壬酸(东京化成工业株式会社制、制品名：壬酸)
·4-甲基壬酸(东京化成工业株式会社制、制品名：4-甲基壬酸)
·癸酸(东京化成工业株式会社制、制品名：癸酸)
·硬脂酸(东京化成工业株式会社制、制品名：硬脂酸)
·油酸(和光纯药工业株式会社制、制品名：油酸)
·亚油酸(ALDRICH社制、制品名：亚油酸)
·亚麻酸(东京化成工业株式会社制、制品名：亚麻酸)
·2-己基癸酸(东京化成工业株式会社制、制品名：2-己基癸酸)
2.脂肪族伯胺
·丁胺(东京化成工业株式会社制、制品名：丁胺)
·己胺(东京化成工业株式会社制、制品名：己胺)
·2-乙基己胺(广荣化学工业株式会社制、制品名：2-乙基己胺)
·辛胺(东京化成工业株式会社制、制品名：正辛胺)
·油胺(东京化成工业株式会社制、制品名：油胺)
3.树脂成分
·超浅色松香(荒川化学工业株式会社制、制品名：KR-612)
·歧化松香(荒川化学工业株式会社制、制品名：Ronzis R)
4.溶剂
·己基二甘醇(日本乳化剂株式会社制、制品名：HeDG)
·松油醇(YASUHARACHEMICAL CO.,LTD.制、制品名：松油醇)
5.触变剂
·N.N’-六亚甲基-双-12-羟基硬脂酰胺(伊藤制油株式会社制、制品名：J-630)
·蓖麻氢化油(伊藤制油株式会社制、制品名：蓖麻氢化油)
·蜂蜡(三木化学工业株式会社制、制品名：赤印晒蜜蜡)
6.活性剂
·己二酸(东京化成工业株式会社制、制品名：己二酸)
·反式-2,3-二溴-2-丁烯-1,4-二醇(JAIN SPECIALITY FINE CHEMICALS公司制、制品名：DBBD)
7.软钎料粉1
使用由包含Sn的Sn系金属的颗粒(平均粒径：19.8μm)、和包含Cu合金的Cu系金属的颗粒(平均粒径：11.7μm)构成者。Cu合金的组成设为：Cu为65质量％、Sn为15质量％、Ag为10质量％、Bi为5质量％、In为5质量％。另外，各颗粒的质量相对于软钎料粉的质量的比率设为：Sn系金属的颗粒为65质量％、Cu系金属的颗粒为35质量％。需要说明的是，上述平均粒径(D50)是通过Beckman Coulter制激光衍射粒度分布测定装置而测定的。
8.软钎料粉2
使用由包含Sn的第一Sn系金属的颗粒(平均粒径：19.8μm)、包含Sn合金的第二Sn系金属的颗粒(平均粒径：30.8μm)、和包含Cu合金的Cu系金属的颗粒(平均粒径：11.7μm)构成者。Sn合金的组成设为：Sn为95质量％、Sb为5质量％。Cu合金的组成设为：Cu为65质量％、Sn为15质量％、Ag为10质量％、Bi为5质量％、In为5质量％。另外，各颗粒的质量相对于软钎料粉的质量的比率设为：第一Sn系金属的颗粒为32.5质量％、第二Sn系金属的颗粒为32.5质量％、Cu系金属的颗粒为35质量％。需要说明的是，上述平均粒径(D50)是通过BeckmanCoulter制激光衍射粒度分布测定装置而测定的。
9.软钎料粉3
使用由包含Sn的第一Sn系金属的颗粒(平均粒径：19.8μm)、包含Sn合金的第二Sn系金属的颗粒(平均粒径：28.4μm)、和包含Cu合金的Cu系金属的颗粒(平均粒径：11.7μm)构成者。Sn合金的组成设为：Ag为1.1质量％、Cu为0.7质量％、Ni为0.07质量％、Ge为0.01质量％、余量仅为Sn。另外，各颗粒的质量相对于软钎料粉的质量的比率设为：第一Sn系金属的颗粒为32.5质量％、第二Sn系金属的颗粒为32.5质量％、Cu系金属的颗粒为35质量％。需要说明的是，上述平均粒径(D50)是通过Beckman Coulter制激光衍射粒度分布测定装置而测定的。
10.软钎料粉4
使用由包含Sn的Sn系金属的颗粒(平均粒径：19.8μm)、和包含Cu的Cu系金属的颗粒(平均粒径：1.1μm)构成者。另外，各颗粒的质量相对于软钎料粉的质量的比率设为：Sn系金属的颗粒为65质量％、Cu系金属的颗粒为35质量％。需要说明的是，上述平均粒径(D50)是通过Beckman Coulter制激光衍射粒度分布测定装置而测定的。
11.软钎料粉5
使用由包含Sn的Sn系金属的颗粒(平均粒径：19.8μm)、和包含Cu合金的Cu系金属的颗粒(平均粒径：11.7μm)构成者。Cu合金的组成设为：Cu为65质量％、Sn为15质量％、Ag为10质量％、Bi为5质量％、In为5质量％。另外，各颗粒的质量相对于软钎料粉的质量的比率设为：Sn系金属的颗粒为50质量％、Cu系金属的颗粒为50质量％。需要说明的是，上述平均粒径(D50)是通过Beckman Coulter制激光衍射粒度分布测定装置而测定的。
12.软钎料粉6
使用由包含Sn的Sn系金属的颗粒(平均粒径：19.8μm)、和包含Cu合金的Cu系金属的颗粒(平均粒径：11.7μm)构成者。Cu合金的组成设为：Cu为65质量％、Sn为15质量％、Ag为10质量％、Bi为5质量％、In为5质量％。另外，各颗粒的质量相对于软钎料粉的质量的比率设为：Sn系金属的颗粒为40质量％、Cu系金属的颗粒为60质量％。需要说明的是，上述平均粒径(D50)是通过Beckman Coulter制激光衍射粒度分布测定装置而测定的。
13.软钎料粉7
使用由包含Sn的Sn系金属的颗粒(平均粒径：7.3μm)、和包含Cu合金的Cu系金属的颗粒(平均粒径：9.6μm)构成者。Cu合金的组成设为：Cu为65质量％、Sn为15质量％、Ag为10质量％、Bi为5质量％、In为5质量％。另外，各颗粒的质量相对于软钎料粉的质量的比率设为：Sn系金属的颗粒为65质量％、Cu系金属的颗粒为35质量％。需要说明的是，上述平均粒径(D50)是通过Beckman Coulter制激光衍射粒度分布测定装置而测定的。
14.软钎料粉8
使用由包含Sn合金的Sn系金属的颗粒(平均粒径：28.8μm)构成者。Sn合金的组成设为：Sn为96.5质量％、Ag为3.0质量％、Cu为0.5质量％。需要说明的是，上述平均粒径(D50)是通过Beckman Coulter制激光衍射粒度分布测定装置而测定的。
＜比较例1＞
1.助焊剂的制作
以下述表1的配方将上述树脂成分、活性剂、触变剂、溶剂混炼，制作助焊剂(比较例1)。
[表1]
2.焊膏的制作
以下述表2的配方将比较例1的助焊剂与上述软钎料粉1混炼，制作焊膏。
[表2]
3.空隙的评价
(1)模拟基板的制作
在Cu板(经过硫酸铵蚀刻处理者)上印刷比较例1的焊膏，使其在60μm的厚度下掩模开口率成为100％，制作模拟基板。
(2)加热处理
用高温观察装置(山阳精工株式会社制、SK-5000)对所得模拟基板进行加热处理。作为加热处理的温度条件，从热处理开始(常温)以1.6℃/秒升温至120℃，之后维持120℃300秒，以0.8℃/秒从120℃冷却至常温，将其设为条件(温度曲线1)。另外，加热处理在氧浓度为500ppm以下的氮气气氛下进行。
在以温度曲线1进行加热处理后的模拟基板的焊膏上重叠Si芯片(尺寸：0.3×5.0×5.0)，在以0.4MPa加压的状态下，在与温度曲线1不同的温度条件下进行加热处理，得到试验体。作为加热处理的温度条件，从热处理开始(常温)以2.1℃/秒升温至150℃，以0.25℃/秒从150℃升温至180℃，以2℃/秒从180℃升温至250℃，之后维持250℃60秒，以3.8℃/秒从250℃冷却至常温，将其设为条件(温度曲线2)。
(3)空隙率的算出
然后，将所得试验体在具备Si芯片的位置切断，对其截面进行观察，从而算出空隙率(void率)。具体而言，用Hirox Corporation制数码显微镜KH-8700，算出空隙部分的面积，除以接合部整体的面积部，而算出空隙率。对于算出的空隙率，示于下述表3。
[表3]
空隙率
比较例1 61.6％
<试验1(实施例1～24)>
1.助焊剂的制作
以下述表4的组合使用各脂肪酸和各脂肪族伯胺，以下述表5的配方进行混炼，制作助焊剂。
[表4]
[表5]
2.焊膏的制作
以下述表6的配方将上述的实施例1～24的各助焊剂和上述软钎料粉1混炼，制作焊膏。
[表6]
3.空隙的评价
使用如上述制作的各焊膏，制作试验体，除此之外，在与比较例1同一条件下进行空隙的评价。各实施例的空隙率示于下述表7、8。
[表7]
[表8]
<试验2(实施例25～48)>
1.助焊剂的制作
以下述表9的组合使用各脂肪酸和各脂肪族伯胺，除此之外，与试验1同样地制作助焊剂。
[表9]
2.焊膏的制作和空隙的评价
使用上述实施例25～48的各助焊剂，除此之外，与试验1同样地制作焊膏。
另外，使用如上述制作的各焊膏，制作试验体，除此之外，在与比较例1同一条件下进行空隙的评价。各实施例的空隙率示于下述表10、11。
[表10]
[表11]
<试验3(实施例49～55)>
1.助焊剂的制作
以下述表12的组合使用脂肪酸和脂肪族伯胺，使脂肪酸的摩尔比为下述表12所述，除此之外，与试验1同样地制作助焊剂。
2.焊膏的制作和空隙的评价
使用上述实施例49～55的各助焊剂，除此之外，与试验1同样地制作焊膏。
另外，使用如上述制作的各焊膏制作试验体，除此之外，在与比较例1同一条件下进行空隙的评价。各实施例的空隙率示于下述表12。
[表12]
<试验4(实施例56～60)>
1.助焊剂和焊膏的制作
制作试验2的实施例30的助焊剂，使用该助焊剂，形成下述表13的配方，除此之外，与试验1同样地制作焊膏。
2.空隙的评价
使用如上述制作的各焊膏制作试验体，除此之外，在与比较例1同一条件下进行空隙的评价。各实施例的空隙率示于下述表13。
[表13]
<试验5(实施例61～67)>
1.助焊剂和焊膏的制作
制作试验2的实施例26、30的助焊剂，使用该助焊剂和如下述表14的软钎料粉2～7，除此之外，与试验1同样地制作焊膏。
2.空隙的评价
使用如上述制作的各焊膏制作试验体，除此之外，在与比较例1同一条件下进行空隙的评价。各实施例的空隙率示于下述表14。
[表14]
助焊剂 软钎料粉 空隙率(％)
实施例61 实施例30的助焊剂 软钎料粉2 6.6
实施例62 实施例30的助焊剂 软钎料粉3 6.1
实施例63 实施例26的助焊剂 软钎料粉4 29.4
实施例64 实施例30的助焊剂 软钎料粉4 16.8
实施例65 实施例30的助焊剂 软钎料粉5 6.6
实施例66 实施例30的助焊剂 软钎料粉6 38.5
实施例67 实施例30的助焊剂 软钎料粉7 5.3
<试验6(实施例68、69)>
1.助焊剂和焊膏的制作
使助焊剂的配方成为下述表15中记载的配方，除此之外，与试验1同样地制作焊膏。
2.空隙的评价
使用以下述表15的配方制作的焊膏，制作试验体，除此之外，在与比较例1同一条件下进行空隙的评价。各实施例的空隙率示于下述表15。
[表15]
<试验7(实施例70)>
1.助焊剂的制作
以下述表16的组合使用脂肪酸和脂肪族伯胺，使脂肪族伯胺的摩尔分率为下述表16所述，除此之外，与试验1同样地制作助焊剂。
2.焊膏的制作和空隙的评价
使用上述助焊剂，除此之外，与试验1同样地制作焊膏。
另外，使用如上述制作的焊膏制作试验体，除此之外，在与比较例1同一条件下进行空隙的评价。实施例70的空隙率示于下述表16。
[表16]
<试验8(实施例71、72)>
1.助焊剂的制作
助焊剂的配方设为下述表17中记载的配方，除此之外，与试验1同样地制作助焊剂。
2.焊膏的制作和空隙的评价
使用上述助焊剂，除此之外，与试验1同样地制作焊膏。
另外，使用如上述制作的焊膏制作试验体，除此之外，在与比较例1同一条件下进行空隙的评价。各实施例的空隙率示于下述表17。
[表17]
<试验9(实施例73)>
1.助焊剂的制作
使助焊剂的配方成为下述表18中记载的配方，除此之外，与试验1同样地制作助焊剂。
2.焊膏的制作和空隙的评价
使用上述助焊剂，使其成为下述表19中记载的配方，除此之外，与试验1同样地制作焊膏。
另外，使用如上述制作的焊膏制作试验体，除此之外，在与比较例1同一条件下进行空隙的评价。实施例73的空隙率示于下述表18。
[表18]
[表19]
<试验10(比较例2、实施例74)>
1.比较例2的助焊剂和焊膏的制作
制作比较例1的助焊剂，使用该助焊剂和软钎料粉8，除此之外，与比较例1同样地制作焊膏。
2.实施例74的助焊剂和焊膏的制作
制作实施例6的助焊剂，使用该助焊剂和软钎料粉8，除此之外，与试验1同样地制作焊膏。
3.空隙的评价
(1)模拟基板的制作
在FR-4树脂基板(经OSP处理者)上印刷上述各焊膏，使得在120μm的厚度下掩模开口率成为100％，制作模拟基板。
(2)加热处理
在所得模拟基板的焊膏上重叠PwTr芯片，用软钎料回流焊装置(A-TEC制、NIS-20-82-C)，在氧浓度1000ppm的氮气气氛下进行加热处理，得到试验体。作为加热处理的温度条件，从热处理开始(常温)以1.5℃/秒升温至180℃，之后维持180℃100秒。之后以2.0℃/秒从180℃升温至250℃，维持250℃15秒后，以3.0/秒从250℃冷却至常温，将其设为条件(温度曲线3)。
(3)空隙率的算出
然后，将加热处理后的试验体在具备PwTr芯片的位置切断，对其截面进行观察，从而算出空隙率(void率)。具体而言，使用Hirox Corporation制数码显微镜KH-8700，算出空隙部分的面积，除以接合部整体的面积部，而算出空隙率。对于算出的空隙率，示于下述表20。
[表20]
助焊剂 软钎焊粉 空隙率(％)
比较例2 比较例1的助焊剂 软钎焊粉8 25
实施例74 实施例6的助焊剂 软钎焊粉8 0
<总结>
如果将表3所示的比较例1的空隙率与表7、8、10～18所示的实施例1～73的空隙率比较，则确认到各实施例的空隙率低。亦即，通过使用含有包含脂肪酸和脂肪族伯胺的有机成分作为主成分的焊膏用助焊剂，从而可以实现空隙率的降低。
另外，如果将表7、8的实施例1～3、5～7、9～11与实施例4、8、12～24比较，则确认到实施例1～3、5～7、9～11的空隙率得到有效地降低。亦即，通过使用主链的碳数为10以下者作为脂肪酸、使用主链的碳数为8以下者作为脂肪族伯胺，从而可以更有效地降低空隙率。
另外，如果将表3所示的比较例1的空隙率与表10～12所示的实施例25～55的空隙率比较，则确认到各实施例的空隙率低。亦即，组合使用低沸点(碳数10以下)的脂肪酸和高沸点(碳数18)的脂肪酸的情况下，也可以实现空隙率的降低。
另外，如果将表12所示的实施例49～52的空隙率与实施例53～55的空隙率比较，则确认到实施例49～52的空隙率低。亦即，通过不饱和脂肪酸的摩尔数相对于饱和脂肪酸与不饱和脂肪酸的总计的摩尔数的比率为20mol％以下，从而可以更有效地实现空隙率的降低。
另外，如果将表3所示的比较例1的空隙率与表13所示的实施例56～60的空隙率比较，则确认到各实施例的空隙率低。亦即，通过使用本申请发明的焊膏用助焊剂，从而可以在不影响焊膏中的助焊剂的含量的情况下，实现空隙率的降低。特别是，通过焊膏用助焊剂的含量为5.5质量％以上且6质量％以下，从而可以更有效地实现空隙率的降低。
另外，如果将表3所示的比较例1的空隙率与表14所示的实施例61～67的空隙率比较，则确认到各实施例的空隙率低。亦即，通过使用本申请发明的焊膏用助焊剂，从而可以在不影响金属的颗粒的种类、混合比和粒径范围的情况下，实现空隙率的降低。
另外，如果将表3所示的比较例1的空隙率与表15所示的实施例68、69的空隙率比较，则确认到各实施例的空隙率低。亦即，本申请发明的焊膏用助焊剂中，通过以脂肪酸与脂肪族伯胺的摩尔比成为1：0.5以上且1.5以下的方式构成，从而可以实现空隙率的降低。
另外，如果将表3所示的比较例1的空隙率与表16所示的实施例70的空隙率比较，则确认到实施例70的空隙率低。亦即，组合使用低沸点(碳数10以下)的脂肪族伯胺和高沸点(碳数18)的脂肪族伯胺的情况下，也可以实现空隙率的降低。
另外，如果将表3所示的比较例1的空隙率与表17所示的实施例71、72的空隙率比较，则各实施例的空隙率低。亦即，本申请发明的焊膏用助焊剂中，即使脂肪酸和脂肪族伯胺为支链型，也可以实现空隙率的降低。
另外，如果将表3所示的比较例1的空隙率与表18所示的实施例73的空隙率比较，则确认到实施例73的空隙率低。亦即，本申请发明的焊膏用助焊剂中，通过含有脂肪酸和脂肪族伯胺作为主成分，从而可以实现空隙率的降低。
另外，如果将表20所示的比较例2的空隙率与实施例74的空隙率比较，则确认到实施例74的空隙率低。亦即，对于本申请发明的焊膏用助焊剂，即使在使用仅包含Sn系金属的颗粒的软钎料粉制作焊膏的情况下，也可以实现空隙率的降低。

Claims (11)

1.一种焊膏用助焊剂，其含有包含脂肪酸和脂肪族伯胺的有机成分作为主成分。
2.根据权利要求1所述的焊膏用助焊剂，其中，所述有机成分的质量相对于所述焊膏用助焊剂的质量的比率为70质量％以上且100质量％以下。
3.根据权利要求1或2所述的焊膏用助焊剂，其中，以所述脂肪酸与所述脂肪族伯胺的摩尔比成为1：0.5以上且1.5以下的方式构成。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的焊膏用助焊剂，其中，
所述脂肪酸为饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸中的至少一者，
所述饱和脂肪酸的主链的碳数为10以下，
所述不饱和脂肪酸的碳数为18以下。
5.根据权利要求4所述的焊膏用助焊剂，其中，所述不饱和脂肪酸为选自由油酸、亚油酸和亚麻酸组成的组中的至少一者。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的焊膏用助焊剂，其中，所述脂肪酸由饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸构成，且不饱和脂肪酸的摩尔数相对于饱和脂肪酸与不饱和脂肪酸的总计的摩尔数的比率为20mol％以下。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的焊膏用助焊剂，其中，
所述脂肪族伯胺为饱和脂肪族伯胺和不饱和脂肪族伯胺中的至少一者，
所述饱和脂肪族伯胺的主链的碳数为8以下，
所述不饱和脂肪族伯胺的碳数为18以下。
8.根据权利要求7所述的焊膏用助焊剂，其中，所述不饱和脂肪族伯胺为油胺。
9.一种焊膏，其含有权利要求1至8中任一项所述的焊膏用助焊剂和软钎料粉，
所述软钎料粉含有包含Sn或Sn合金的Sn系金属的颗粒和包含Cu或Cu合金的Cu系金属的颗粒中的至少一者。
10.根据权利要求9所述的焊膏，其中，所述焊膏用助焊剂的含量为5质量％以上且12质量％以下。
11.根据权利要求9或10所述的焊膏，其中，所述软钎料粉的平均粒径为5μm以上且35μm以下。
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