CN110315241A - 分配涂布用焊料组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明的分配涂布用焊料组合物含有焊剂组合物和(G)焊料粉末,所述焊剂组合物含有(A)松香类树脂、(B)活化剂、(C)溶剂、(D)触变剂及(E)咪唑化合物,利用E型粘度计测定的该焊料组合物在25℃下的粘度为50Pa·s以上且120Pa·s以下。
Description
技术领域
本发明涉及分配(dispense)涂布用焊料组合物。
背景技术
在电子设备中,将电子部件与布线基板进行连接的情况下,使用了焊料组合物(所谓的焊料糊)。该焊料组合物是将焊料粉末、松香类树脂、活化剂、溶剂等混炼形成糊状的混合物。通过将该焊料组合物涂布在布线基板上,然后实施回流焊工序,可以形成焊料凸块。这里,作为涂布形式,通常为丝网印刷法等,但要求以各种涂布形式进行涂布,近年来,要求通过分配涂布法进行涂布。
而且,作为分配涂布用焊料组合物,例如提出了焊料糊的粘度为超过50~120Pa·s的范围内的金-锡合金焊料糊(参照文献1:日本特开2009-241126号公报)。
文献1中记载的分配涂布用焊料组合物在利用分配涂布法进行涂布的情况下具有足够的涂布性。但是,与印刷法所使用的焊料组合物的粘度相比,分配涂布用焊料组合物的粘度更低,因此,在回流焊工序中的预热时容易发生滴落。另外,由于在预热时发生滴落,也容易产生芯片附近的焊料球。
发明内容
因此,本发明的目的在于提供一种分配涂布用焊料组合物,其在利用分配涂布法进行涂布的情况下,具有足够的涂布性,且可以充分抑制预热时的滴落。
本发明人等为了实现上述目的而进行了深入研究,结果发现以下见解。即,由于分配涂布用焊料组合物的粘度低,因此在回流焊工序中的预热时容易发生滴落,但在该焊料组合物中添加了咪唑化合物的情况下,令人吃惊地发现,即使在粘度低的状态下,也可以抑制预热时的滴落,从而完成了本发明。
即,本发明的分配涂布用焊料组合物含有焊剂组合物和(G)焊料粉末,所述焊剂组合物含有(A)松香类树脂、(B)活化剂、(C)溶剂、(D)触变剂及(E)咪唑化合物,利用E型粘度计测定的该焊料组合物在25℃下的粘度为50Pa·s以上且120Pa·s以下。
在本发明的分配涂布用焊料组合物中,优选所述焊剂组合物还含有(F)吡唑化合物。
在本发明的分配涂布用焊料组合物中,优选所述(A)成分含有(A1)不饱和有机酸改性松香的氢化物和(A2)完全氢化松香。
在本发明的分配涂布用焊料组合物中,优选所述(D)成分含有(D1)酰胺类触变剂。
根据本发明,可以提供在利用分配涂布法进行涂布的情况下具有足够的涂布性、且可以充分抑制预热时的滴落的分配涂布用焊料组合物。
附图说明
图1是示出分配涂布装置的示意图。
图2是示出加热滴落及芯片附近球的评价试验中回流焊时的时间与温度的关系的图表。
具体实施方式
[分配涂布用焊料组合物]
首先,对本实施方式的分配涂布用焊料组合物进行说明。
本实施方式的分配涂布用焊料组合物含有以下说明的焊剂组合物和以下说明的(G)焊料粉末。
在本实施方式中,利用E型粘度计测定的焊料组合物在25℃下的粘度必需为50Pa·s以上且120Pa·s以下。在粘度低于50Pa·s的情况下,无法充分地抑制预热时的滴落。另一方面,在粘度超过120Pa·s的情况下,在利用分配涂布法进行涂布时,无法保持足够的涂布性。另外,从兼顾预热时的滴落和涂布性的观点出发,利用E型粘度计测定的焊料组合物在25℃下的粘度更优选为70Pa·s以上且115Pa·s以下,特别优选为90Pa·s以上且110Pa·s以下。
另外,在本实施方式中,利用E型粘度计测定的焊料组合物的触变指数优选为0.40以上且0.90以下,更优选为0.45以上且0.80以下,特别优选为0.65以上且0.75以下。如果触变指数为上述范围内,则在利用分配涂布法进行涂布的情况下,可以保持足够的涂布性。
粘度及触变指数可以根据JIS Z3284附属文件6,利用E型粘度计进行测定。
另外,在本实施方式中,从兼顾预热时的滴落和涂布性的观点出发,利用流变仪测定的焊料组合物在25℃下的粘度优选为70Pa·s以上且130Pa·s以下,更优选为80Pa·s以上且120Pa·s以下。这里,作为流变仪,可以使用例如Thermo Fisher Scientific公司制造的“MARS III”。
需要说明的是,作为将焊料组合物的粘度及触变指数调整为上述范围的方法,可以举出以下的方法。
粘度及触变指数均可以通过对松香类树脂、溶剂及触变剂的种类、配合量进行变更来调整。
[焊剂组合物]
用于本实施方式的焊剂组合物是焊料组合物中除了焊料粉末以外的成分,其含有(A)松香类树脂、(B)活化剂、(C)溶剂、(D)触变剂及(E)咪唑化合物。
相对于焊料组合物100质量%,上述焊剂组合物的配合量优选为10质量%以上且25质量%以下,更优选为12质量%以上且20质量%以下,特别优选为14质量%以上且18质量%以下。在焊剂的配合量为上述下限以上时,可以进一步提高分配涂布法的涂布性。另一方面,在焊剂的配合量为上述上限以下时,可以更容易形成焊接。
[(A)成分]
作为本实施方式所使用的(A)松香类树脂,可列举松香类及松香类改性树脂。作为松香类,可列举:脂松香、木松香及妥尔油松香等。作为松香类改性树脂,可列举:歧化松香、聚合松香、氢化松香(完全氢化松香、部分氢化松香、以及作为不饱和有机酸((甲基)丙烯酸等脂肪族不饱和一元酸、富马酸、马来酸等α,β-不饱和羧酸等脂肪族不饱和二元酸、肉桂酸等具有芳香环的不饱和羧酸等)改性松香的不饱和有机酸改性松香的氢化物(也称为“酸改性氢化松香”))及它们的衍生物等。这些松香类树脂可以单独使用1种,也可以混合2种以上使用。
在本实施方式中,从分配涂布法的涂布性的观点出发,优选组合使用(A1)不饱和有机酸改性松香的氢化物和(A2)完全氢化松香作为(A)松香类树脂。另外,相对于(A1)成分及(A2)成分的总量100质量%,(A1)成分的配合量优选为30质量%以上且90质量%以下,更优选为40质量%以上且85质量%以下,特别优选为50质量%以上且80质量%以下。
对于(A)成分而言,如果为不影响本发明目的的范围,则可以含有除(A1)成分及(A2)成分以外的其它松香类树脂((A3)成分)。但是,在使用该(A3)成分的情况下,相对于(A)成分100质量%,其配合量优选为30质量%以下,更优选为25质量%以下。
相对于焊剂组合物100质量%,(A)成分的配合量优选为25质量%以上且60质量%以下,更优选为30质量%以上且55质量%以下,特别优选为35质量%以上且52质量%以下。在(A)成分的配合量为上述下限以上时,能够提高焊接性,可以充分抑制焊料球,所谓焊接性是指防止焊接焊盘的铜箔面的氧化,使得熔融焊料易于润湿其表面的性质。另外,在(A)成分的配合量为上述上限以下时,能够充分抑制焊剂残留量。
[(B)成分]
作为本实施方式所使用的(B)活化剂,可列举有机酸、由非离解性含卤化合物构成的非离解型活化剂、胺类活化剂等。这些活化剂可以单独使用1种,也可以混合使用2种以上。
作为有机酸,除了单羧酸、二羧酸等以外,还可列举其它有机酸。
作为单羧酸,可列举:甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、十五烷酸、棕榈酸、十七烷酸、硬脂酸、结核硬脂酸、花生酸、山萮酸、二十四烷酸、乙醇酸等。
作为二羧酸,可列举:草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、富马酸、马来酸、酒石酸、以及二甘醇酸等。
作为其它有机酸,可列举:二聚酸、乙酰丙酸、乳酸、丙烯酸、苯甲酸、水杨酸、茴香酸、柠檬酸、吡啶甲酸等。
作为由非解离性的含卤化合物构成的非解离型活化剂,可举出通过共价键键合有卤原子的非盐类有机化合物。作为该含卤化合物,可以是如氯化物、溴化物、氟化物那样由氯、溴、氟各单独元素的共价键形成的化合物,也可以是具有氯、溴及氟中的任意2种或全部的各自的共价键的化合物。为了提高对水性溶剂的溶解性,这些化合物优选例如如卤代醇、卤代羧酸一样具有羟基、羧基等极性基团。作为卤代醇,可列举例如:2,3-二溴丙醇、2,3-二溴丁二醇、反-2,3-二溴-2-丁烯-1,4-二醇(TDBD)、1,4-二溴-2-丁醇、三溴新戊醇等溴代醇、1,3-二氯-2-丙醇、1,4-二氯-2-丁醇等氯代醇、3-氟邻苯二酚等氟代醇、其它与它们类似的化合物。作为卤代羧酸,可列举:2-碘苯甲酸、3-碘苯甲酸、2-碘丙酸、5-碘水杨酸、5-碘氨茴酸等碘代羧酸、2-氯苯甲酸、3-氯丙酸等氯代羧酸、2,3-二溴丙酸、2,3-二溴丁二酸、2-溴苯甲酸等溴代羧酸、其它与它们类似的化合物。
作为胺类活化剂,可列举:胺类(乙二胺等多胺等)、胺盐类(三羟甲基胺、环己胺、二乙胺等胺、氨基醇等的有机酸盐、无机酸盐(盐酸、硫酸、氢溴酸等))、氨基酸类(甘氨酸、丙氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、缬氨酸等)、酰胺类化合物等。具体而言,可列举:二苯基胍氢溴酸盐、环己胺氢溴酸盐、二乙胺盐(盐酸盐、丁二酸盐、己二酸盐、癸二酸盐等)、三乙醇胺、单乙醇胺、这些胺的氢溴酸盐等。
作为(B)成分的配合量,相对于焊剂组合物100质量%,优选为0.1质量%以上且15质量%以下,更优选为0.5质量%以上且10质量%以下。在(B)成分的配合量为上述下限以上时,能够更可靠地抑制焊料球。另一方面,在(B)成分的配合量为上述上限以下时,可以确保焊剂组合物的绝缘性。
[(C)成分]
作为本实施方式所使用的(C)溶剂,可以适当使用公知的溶剂。作为这样的溶剂,优选使用沸点170℃以上的溶剂。
作为这样的溶剂,可以列举例如:二乙二醇、二丙二醇、三乙二醇、己二醇、二乙二醇己醚(hexyl diglycol)、1,5-戊二醇、甲基卡必醇、丁基卡必醇、二乙二醇-2-乙基己基醚、辛二醇、乙二醇苯醚、四乙二醇二甲醚、马来酸二丁酯、癸二酸二(2-乙基己基)酯、壬二酸二(2-乙基己基)酯、以及α,β,γ-萜品醇等。这些溶剂可以单独使用1种,也可以混合2种以上使用。
相对于焊剂组合物100质量%,(C)成分的配合量优选为30质量%以上且60质量%以下,更优选为35质量%以上且55质量%以下。在(C)成分的配合量为上述下限以上时,容易将焊料组合物的粘度及触变性调整为适当的范围。另一方面,在(C)成分的配合量为上述上限以下时,焊料组合物熔融时溶剂更不容易残存于残留的焊剂残留物中。
[(D)成分]
本实施方式所使用的(D)触变剂优选含有(D1)酰胺类触变剂。根据该(D1)成分,具有不仅可以抑制焊料组合物的屈服值升高、而且能够提高粘性、触变性的倾向。
作为(D1)成分,可以列举:N,N’-六亚甲基双羟基硬脂酰胺、N,N’-亚乙基双硬脂酰胺、N,N’-亚乙基双癸酰胺、N,N’-亚乙基双月桂酰胺、N,N’-亚乙基双二十二碳酰胺、N,N’-六亚甲基双硬脂酰胺、N,N’-六亚甲基双二十二碳酰胺、N,N’-二硬脂基己二酰胺、N,N’-二硬脂基癸二酰胺、N,N’-亚乙基双油酰胺、N,N’-亚乙基双芥酸酰胺、N,N’-六亚甲基双油酰胺、N,N’-二油烯基己二酰胺、N,N’-二油烯基癸二酰胺、N,N’-间苯二甲基双硬脂酰胺、N,N’-间苯二甲基双羟基硬脂酰胺、以及N,N’-二硬脂基间苯二甲酰胺等。其中,从焊料组合物的屈服值的观点出发,优选为N,N’-六亚甲基双羟基硬脂酰胺、N,N’-亚乙基双硬脂酰胺。这些成分可以单独使用1种,也可以混合2种以上使用。
对于(D)成分而言,如果为不影响本发明目的的范围,则可以含有除上述(D1)成分以外的其它触变剂((D2)成分)。其中,在使用该(D2)成分的情况下,相对于(D)成分100质量%,其配合量优选为30质量%以下。
作为(D2)成分,可举出:甘油酯类触变剂(固化蓖麻油等)、无机类触变剂(高岭土、胶体二氧化硅、有机膨润土、玻璃粉等)。这些成分可以单独使用1种,也可以混合2种以上使用。
相对于焊剂组合物100质量%,(D)成分的配合量优选为3质量%以上且15质量%以下,更优选为5质量%以上且10质量%以下。在(D)成分的配合量为上述下限以上时,可以获得足够的触变性,能够更可靠地抑制预热时的滴落。另一方面,在(D)成分的配合量为上述上限以下时,不会触变性过高而发生涂布不良。
[(E)成分]
作为本实施方式所使用的(E)咪唑化合物,可以适当使用公知的咪唑化合物。利用该(E)成分,即使在焊料组合物的粘度低的状态下,也能够抑制预热时的滴落。
作为(E)成分,可以举出:2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、苯并咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-十七烷基咪唑等。其中,从抑制预热时的滴落的观点出发,更优选为2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑。这些成分可以单独使用1种,也可以混合2种以上使用。
相对于焊剂组合物100质量%,(E)成分的配合量优选为0.1质量%以上且10质量%以下,更优选为0.5质量%以上且5质量%以下,特别优选为1质量%以上且3质量%以下。在(E)成分的配合量为上述下限以上时,能够更可靠地抑制预热时的滴落。另一方面,在(E)成分的配合量为上述上限以下,能够保持保存稳定性。
[(F)成分]
在本实施方式所使用的焊剂组合物中,从更可靠地抑制预热时的滴落的观点出发,优选还含有(F)吡唑化合物。作为这里使用的(F)吡唑化合物,可以适当使用公知的吡唑化合物。
作为(F)成分,可举出:3,5-二甲基吡唑、3,5-二异丙基吡唑及4-甲基吡唑等。这些成分可以单独使用1种,也可以混合2种以上使用。
在使用(F)成分的情况下,相对于焊剂组合物100质量%,其配合量优选为0.1质量%以上且5质量%以下,更优选为0.2质量%以上且3质量%以下,特别优选为0.4质量%以上且1质量%以下。在(F)成分的配合量为上述下限以上时,可以更可靠地抑制预热时的滴落。另一方面,在(F)成分的配合量为上述上限以下时,能够保持保存稳定性。
[其它成分]
在本发明所使用的焊剂组合物中,除了(A)成分、(B)成分、(C)成分、(D)成分、(E)成分及(F)成分以外,还可以根据需要加入其它添加剂,进而加入其它树脂。作为其它添加剂,可以举出:抗氧剂、消泡剂、改性剂、消光剂、发泡剂等。作为其它树脂,可举出丙烯酸类树脂等。
[(G)成分]
本实施方式所使用的(E)焊料粉末优选仅由无铅焊料粉末构成,但也可以是含铅的焊料粉末。作为该焊料粉末中的焊料合金,优选以锡为主成分的合金。另外,作为该合金的第二元素,可以列举:银、铜、锌、铋、锑等。另外,可以根据需要在该合金中添加其它元素(第三及以上的元素)。作为其它元素,可以列举:铜、银、铋、锑、铝、铟等。
作为无铅焊料粉末,具体可以列举:Sn/Ag、Sn/Ag/Cu、Sn/Cu、Sn/Ag/Bi、Sn/Bi、Sn/Ag/Cu/Bi、Sn/Sb、Sn/Zn/Bi、Sn/Zn、Sn/Zn/Al、Sn/Ag/Bi/In、Sn/Ag/Cu/Bi/In/Sb、In/Ag等。
上述焊料粉末的平均粒径优选为1μm以上且40μm以下,更优选为5μm以上且35μm以下,特别优选为10μm以上且30μm以下。在平均粒径为上述范围内时,能够应对焊接焊盘的间距逐渐变得狭窄的最近的印刷布线基板。需要说明的是,平均粒径可以利用动态光散射式的粒径测定装置来测定。
[焊料组合物的制造方法]
本发明的分配涂布用焊料组合物可以通过将上述说明的焊剂组合物与上述说明的(G)焊料粉末按照上述给定的比例配合并搅拌混合来制造。
[使用焊料组合物的连接方法]
接下来,对使用了本发明的分配涂布用焊料组合物的布线基板及电子部件等的电极彼此间的连接方法进行说明。在此,列举对布线基板及电子部件的电极彼此进行连接的情况作为例子来说明。
作为这样将布线基板及电子部件的电极彼此进行连接的方法,可以采用具备下述工序的方法:涂布工序,利用分配涂布法将上述焊料组合物涂布在上述布线基板上;回流焊工序,将上述电子部件配置在上述焊料组合物上,利用回流焊炉进行加热,将上述电子部件安装于上述布线基板。
在涂布工序中,利用分配涂布法将上述焊料组合物涂布在上述布线基板上。
这里使用的涂布装置是图1所示那样的分配涂布装置1。分配涂布装置1具备注射器11、针12和挤压部13。在分配涂布装置1中,焊料组合物被填充于注射器11。而且,在利用分配涂布装置1对焊料组合物进行涂布的情况下,挤压部13对填充于注射器11的焊料组合物进行挤压,由针12涂布焊料组合物。
上述本实施方式的分配涂布用焊料组合物的分配涂布法的涂布性优异,可以用这样的分配涂布装置良好地进行涂布。
分配涂布装置1的涂布条件没有特别限定,优选如下所述。
针12中的喷嘴直径优选为0.1mm以上且1mm以下,更优选为0.2mm以上且0.6mm以下。
挤压部13中的压力优选为50kPa以上且300kPa以下。
涂布时间优选为0.1秒钟以上且0.5秒钟以下。
生产节奏优选为0.5注射次数(shot)/秒以上且3注射次数/秒以下。
间隙(针12与布线基板的距离)优选为0.1mm以上且1mm以下,更优选为0.2mm以上且0.7mm以下,特别优选为0.3mm以上且0.5mm以下。
涂布温度优选为20℃以上且30℃以下,更优选为22℃以上且28℃以下。
在回流焊工序中,将上述电子部件配置在上述焊料组合物上,利用回流焊炉在给定条件下进行加热。通过该回流焊工序,可以在电子部件与布线基板之间进行充分的焊接。其结果是,能够将上述电子部件安装于上述布线基板。
回流焊条件可以根据焊料的熔点而适当设定。例如,在使用Sn-Au-Cu类焊料合金的情况下,可以在温度150~180℃下进行60~120秒钟的预热,并将峰值温度设定为240~260℃。
另外,使用本发明的焊料组合物的连接方法并不限于上述连接方法,本发明也包括在能实现本发明目的的范围内进行的变形、改良等。
例如,对于上述连接方法而言,通过回流焊工序将布线基板与电子部件粘接,但并不限于此。例如也可以利用使用激光对焊料组合物进行加热的工序(激光加热工序)代替回流焊工序来粘接布线基板与电子部件。在该情况下,作为激光光源,没有特别限定,可以根据符合金属吸收带的波长而适当采用。作为激光光源,可以列举例如:固体激光(红宝石、玻璃、YAG等)、半导体激光(GaAs、InGaAsP等)、液体激光(色素等)、气体激光(He-Ne、Ar、CO2、准分子等)。
实施例
接下来,通过实施例及比较例进一步详细地对本发明进行说明,但本发明并限定于这些例子。需要说明的是,将实施例及比较例中使用的材料示于以下。
((A1)成分)
松香类树脂A:氢化酸改性松香、商品名“KE-604”、荒川化学工业株式会社制造((A2)成分)
松香类树脂B:完全氢化松香、商品名“Foral AX”、双日株式会社制造
((A3)成分)
松香类树脂C:聚合松香、商品名“中国聚合松香140”、荒川化学工业株式会社制造
((B)成分)
活化剂A:琥珀酸
活化剂B:戊二酸
活化剂C:吡啶-α-羧酸
((C)成分)
溶剂A:二乙二醇-2-乙基己基醚、日本乳化剂株式会社制造
溶剂B:α,β,γ-萜品醇、商品名“Terpineol C”、日本萜烯化学株式会社制造
((D1)成分)
触变剂A:N,N’-六亚甲基双羟基硬脂酰胺、商品名“SLIPACKS ZHH”、日本化成株式会社制造
((D2)成分)
触变剂B:氢化蓖麻油、商品名“HIMAKO”、KF TRADING公司制造((E)成分)
咪唑化合物A:2-乙基咪唑、商品名“2EZ”、四国化成工业株式会社制造
咪唑化合物B:2-乙基-4-甲基咪唑、商品名“2E4MZ”、四国化成工业株式会社制造
咪唑化合物C:2-苯基-4-甲基咪唑、商品名“2P4MZ”、四国化成工业株式会社制造
((F)成分)
吡唑化合物:3,5-二甲基吡唑
((G)成分)
焊料粉末A:粒径5~15μm、焊料熔点216~220℃、焊料组成Sn/3.0Ag/0.5Cu
焊料粉末B:粒径20~36μm、焊料熔点216~220℃、焊料组成Sn/3.0Ag/0.5Cu
(其它成分)
抗氧剂A:商品名“Irganox MD1024”、BASF公司制造
抗氧剂B:商品名“Irganox 245”、BASF公司制造
[实施例1]
将松香类树脂A 22质量%、松香类树脂B 7质量%、松香类树脂C 8质量%、触变剂A 6.6质量%、触变剂B 1.8质量%、抗氧剂A 0.9质量%、抗氧剂B 1.8质量%、活化剂A 0.5质量%、活化剂B 4质量%、活化剂C 1质量%、咪唑化合物A 1.8质量%、吡唑化合物0.4质量%、溶剂A 32.3质量%、以及溶剂B 11.9质量%分别投入容器,用罩式电热器加热至160℃,并且用混炼机(行星式混合器)进行混合,得到了焊剂组合物。
然后,将得到的焊剂组合物14.8质量%及焊料粉末85.2质量%(总计100质量%)投入于容器,用混炼机(行星式混合器)进行混合,由此制备了焊料组合物。
另外,根据JIS Z3284附属文件6,利用E型粘度计对得到的焊料组合物进行了测定。将转速设为10rpm,将温度设为25℃,读取了粘度值η(单位:mPa·s)。另外,与上述同样地操作,读取了将转速调整为30rpm时的粘度值(30rpm粘度)和将转速调整为3rpm时的粘度值(3rpm粘度)。然后,基于下式计算出触变指数。将得到的结果示于表1。
触变指数=log[(3rpm粘度)/(30rpm粘度)]
进一步,对于得到的焊料组合物,使用流变仪(Thermo Fisher Scientific公司制造的“MARS III”)在剪切速度10s-1的条件下进行了温度25℃下的粘度的测定。将得到的结果示于表1。
[实施例2~6及比较例1~3]
除了按照表1所示的组成配合了各材料以外,与实施例1同样地得到了焊料组合物。
另外,对于得到的焊料组合物,与实施例1同样地测定了粘度及触变指数。
<焊料组合物的评价>
用以下的方法评价或测定了焊料组合物的性能(涂布性、加热滴落、芯片附近球)。将得到的结果示于表1。
(1)涂布性
使用分配涂布装置(武藏工程株式会社制造的“SHOT mini”),在下述的涂布条件下,在基板(材质:铝、大小:150mm×150mm、厚度:0.5mm)上的100mm×100mm的范围内以等间隔进行10000点的喷出(100点×100列),得到了试验基板。
针的喷嘴径(直径):0.4mm
挤压部中的压力:120kPa
涂布时间:0.3秒钟
生产节奏:1注射次数/秒
间隙:0.35mm
涂布温度:25℃
然后,通过肉眼观察得到的试验基板,按照以下的基准评价了涂布性。
A:没有发生未涂布。
B:虽然发生了未涂布,但未涂布的数量是每100个中为5个以下。
C:发生未涂布,且未涂布的数量是每100个中超过5个。
(2)加热滴落
按照JIS Z 3284-3:2014中记载的方法进行加热滴落的试验。即,准备覆铜层压板(copper clad laminate)(大小:80mm×60mm、厚度:1.6mm),用抛光剂进行抛光,用IPA擦拭了表面。然后,使用厚度0.2mm的金属掩模将焊料组合物印刷在该覆铜层压板上,得到了试验基板,所述金属掩模具有(i)3.0×0.7mm或(ii)3.0×1.5mm这2种图案的孔、且以0.1mm的间隔配置2种图案的孔。在图2所示的回流焊条件下、在氧浓度1000ppm以下的气体氛围下对该试验基板实施了回流焊处理。通过肉眼观察得到的试验基板,以2种图案的5列中全部被印刷的焊料组合物没有成为一体的最小间隔对加热滴落性进行了评价。需要说明的是,该最小间隔越小,加热滴落性越良好。
(3)芯片附近球
在与上述(1)涂布性的试验相同的条件下将焊料组合物涂布于能够搭载芯片部件(3216CR芯片)的评价用基板(株式会社田村制作所制造的“SP-011”),搭载38个芯片部件,得到了试验基板。在图2所示的回流焊条件下、在氧浓度1000ppm以下的气体氛围下对该试验片实施了回流焊处理。用放大镜观察得到的试验基板,测定了在芯片附近产生的焊料球的数量(个)。需要说明的是,关于比较例2,由于涂布性不良,因此未进行芯片附近球的评价。
根据表1所示的结果可知,在使用了本发明的分配涂布用焊料组合物的情况下(实施例1~6),涂布性、加热滴落、以及芯片附近球的评价结果均为良好。由此可以确认,根据本发明的分配涂布用焊料组合物,在利用分配涂布法涂布的情况下,具有足够的涂布性、且可以充分地抑制预热时的滴落。
相比之下可知,在不含有(E)咪唑化合物的情况下(比较例1),加热滴落性不足。另外可知,在焊料组合物的粘度过高的情况下(比较例2),分配涂布法的涂布性不足。
Claims (17)
1.一种分配涂布用焊料组合物,其含有焊剂组合物和(G)焊料粉末,所述焊剂组合物含有(A)松香类树脂、(B)活化剂、(C)溶剂、(D)触变剂及(E)咪唑化合物,
利用E型粘度计测定的该焊料组合物在25℃下的粘度为50Pa·s以上且120Pa·s以下。
2.一种分配涂布用焊料组合物,其含有焊剂组合物和(G)焊料粉末,所述焊剂组合物含有(A)松香类树脂、(B)活化剂、(C)溶剂、(D)触变剂及(E)咪唑化合物,
利用流变仪测定的该焊料组合物在25℃下的粘度为70Pa·s以上且130Pa·s以下。
3.根据权利要求1所述的分配涂布用焊料组合物,其中,利用流变仪测定的该焊料组合物在25℃下的粘度为70Pa·s以上且130Pa·s以下。
4.根据权利要求1所述的分配涂布用焊料组合物,其中,所述焊剂组合物还含有(F)吡唑化合物。
5.根据权利要求1所述的分配涂布用焊料组合物,其中,所述(A)成分含有(A1)不饱和有机酸改性松香的氢化物和(A2)完全氢化松香。
6.根据权利要求1所述的分配涂布用焊料组合物,其中,所述(C)成分含有二乙二醇-2-乙基己基醚及α,β,γ-萜品醇。
7.根据权利要求1所述的分配涂布用焊料组合物,其中,所述(D)成分含有(D1)酰胺类触变剂。
8.根据权利要求7所述的分配涂布用焊料组合物,其中,所述(D1)成分为选自N,N’-六亚甲基双羟基硬脂酰胺、N,N’-亚乙基双硬脂酰胺、N,N’-亚乙基双癸酰胺、N,N’-亚乙基双月桂酰胺、N,N’-亚乙基双二十二碳酰胺、N,N’-六亚甲基双硬脂酰胺、N,N’-六亚甲基双二十二碳酰胺、N,N’-二硬脂基己二酰胺、N,N’-二硬脂基癸二酰胺、N,N’-亚乙基双油酰胺、N,N’-亚乙基双芥酸酰胺、N,N’-六亚甲基双油酰胺、N,N’-二油烯基己二酰胺、N,N’-二油烯基癸二酰胺、N,N’-间苯二甲基双硬脂酰胺、N,N’-间苯二甲基双羟基硬脂酰胺、以及N,N’-二硬脂基间苯二甲酰胺中的至少1种。
9.根据权利要求7所述的分配涂布用焊料组合物,其中,所述(D1)成分为选自N,N’-六亚甲基双羟基硬脂酰胺及N,N’-亚乙基双硬脂酰胺中的至少1种。
10.根据权利要求1所述的分配涂布用焊料组合物,其中,所述(E)成分为选自2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、苯并咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、以及2-十七烷基咪唑中的至少1种。
11.根据权利要求1所述的分配涂布用焊料组合物,其中,所述(E)成分为选自2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、以及2-乙基-4-甲基咪唑中的至少1种。
12.根据权利要求1所述的分配涂布用焊料组合物,其中,
相对于所述焊剂组合物100质量%,所述(A)成分的配合量为25质量%以上且60质量%以下,
相对于所述焊剂组合物100质量%,所述(B)成分的配合量为0.1质量%以上且15质量%以下,
相对于所述焊剂组合物100质量%,所述(C)成分的配合量为30质量%以上且60质量%以下,
相对于所述焊剂组合物100质量%,所述(D)成分的配合量为3质量%以上且15质量%以下,
相对于所述焊剂组合物100质量%,所述(E)成分的配合量为0.1质量%以上且10质量%以下。
13.根据权利要求4所述的分配涂布用焊料组合物,其中,
相对于所述焊剂组合物100质量%,所述(F)成分的配合量为0.1质量%以上且5质量%以下。
14.根据权利要求1~13中任一项所述的分配涂布用焊料组合物,其中,
相对于所述焊料组合物100质量%,所述焊剂组合物的配合量为10质量%以上且25质量%以下。
15.一种连接方法,其是使用了权利要求1~14中任一项所述的分配涂布用焊料组合物的布线基板及电子部件的电极彼此的连接方法,该方法包括:
涂布工序,利用分配涂布法将所述焊料组合物涂布在所述布线基板上;
回流焊工序,将所述电子部件配置在所述焊料组合物上,利用回流焊炉进行加热,将所述电子部件安装于所述布线基板。
16.根据权利要求15所述的连接方法,其中,所述分配涂布法所使用的分配涂布装置具备注射器、针和挤压部,
所述分配涂布装置的涂布条件如下所述:
条件(a1):针中的喷嘴直径为0.1mm以上且1mm以下,
条件(a2):挤压部中的压力为50kPa以上且300kPa以下,
条件(a3):涂布时间为0.1秒钟以上且0.5秒钟以下,
条件(a4):生产节奏为0.5注射次数/秒以上且3注射次数/秒以下,
条件(a5):间隙为0.1mm以上且1mm以下,
条件(a6):涂布温度为20℃以上且30℃以下。
17.根据权利要求15所述的连接方法,其中,所述回流焊工序的条件如下所述:
条件(b1):预热温度为150℃以上且180℃以下,
条件(b2):预热时间为60秒钟以上且120秒钟以下,
条件(b3):峰值温度为240℃以上且260℃以下。
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