DE10056355A1

DE10056355A1 - Flux for solder paste used for soldering, contains ethyl cellulose with specific ethoxyl rate content

Info

Publication number: DE10056355A1
Application number: DE10056355A
Authority: DE
Inventors: Naoyasu Udono; Koichi Sekiguchi
Original assignee: Denso Ten Ltd; Koki Co Ltd
Current assignee: Denso Ten Ltd; Koki Co Ltd
Priority date: 1999-11-17
Filing date: 2000-11-14
Publication date: 2001-06-07
Also published as: CN1153649C; JP2001138091A; CN1311077A

Abstract

The flux for solder paste contains ethyl cellulose with ethoxyl rate content of 46-50%.

Description

BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention

Diese Erfindung betrifft eine Flußmittelzusammensetzung für eine Lötpaste, welche Zusammensetzung zum Löten verwen det wird, wenn elektronische Bauelemente oder dergleichen auf eine gedruckte Schaltungsplatte montiert werden. Diese Erfindung betrifft auch ein Packungssubstrat, das unter Verwendung einer Lötpaste gebildet wird, die diese Flußmit telzusammensetzung für eine Lötpaste enthält, und eine Steuervorrichtung, an die das Packungssubstrat montiert ist.This invention relates to a flux composition for a solder paste, which composition is used for soldering is detected when electronic components or the like can be mounted on a printed circuit board. This The invention also relates to a packaging substrate, which under Using a solder paste that forms this flux contains a solder paste, and a Control device to which the packaging substrate is mounted.

2. Description of the related art

Eine Lötpaste, die durch Mischen von Lötpulver und einer Flußmittelzusammensetzung hergestellt wird, hat zum Löten von elektronischen Bauelementen auf eine gedruckte Schaltungsplatte breite Verwendung gefunden.A solder paste made by mixing solder powder and a flux composition is made to Soldering electronic components to a printed one Circuit board found wide use.

Diese Flußmittelzusammensetzung für eine Lötpaste um faßt als ihre Hauptkomponente ein Harz des Kolophoniumtyps und wird hergestellt, indem ein Aktivator zum Verbessern der Aktivierungskraft, wie etwa ein Amin-Hydrohalogenid oder eine organische Säure, und ein Wachs, um die Zusammensetzung pastenartig zu machen, hinzugefügt werden und dies durch Erhitzen in einem Lösungsmittel innerhalb des Bereiches eines Siedepunktes von 200 bis 300°C gelöst wird und die Zusammensetzung zu einer pastenartigen Form abgekühlt wird.This flux composition for a solder paste around incorporates a rosin type resin as its main component and is made by using an activator to improve the Activation power, such as an amine hydrohalide or an organic acid, and a wax to make up the composition pasty, be added and done by Heat in a solvent within the range a boiling point of 200 to 300 ° C is solved and the Composition is cooled to a pasty shape.

Ein Lötrückflußprozeß ist verbreitet eingesetzt worden, um elektronische Bauelemente auf eine gedruckte Schaltungs platte zu packen. Dieser Lötrückflußprozeß umfaßt die Schritte zum Auftragen einer Lötpaste auf eines, oder bei des, von einem Leiter einer gedruckten Schaltungsplatte und Anschlußdrähten von elektronischen Bauelementen, das Anord nen der elektronischen Bauelemente und dann das Schmelzen der Lötpaste zum Herstellen einer Verbindung. A solder reflow process has been widely used around electronic components on a printed circuit pack plate. This solder reflow process includes the Steps to apply a solder paste on one, or at of, from a conductor of a printed circuit board and Connection wires of electronic components, the arrangement NEN of the electronic components and then the melting the solder paste to make a connection.

In diesem Fall ist eine Flußmittelzusammensetzung zum Entfernen von Oxiden auf der Leiteroberfläche und zum Unter stützen der Benetzbarkeit mit dem Lot unerläßlich. Wenn ein Harz des Kolophoniumtyps allein verwendet wird, ist die Aktivierungskraft niedrig, und die beabsichtigte Operation kann nicht hinreichend ausgeführt werden. Deshalb wird, wie oben beschrieben, der Aktivator hinzugefügt. Wenn der Akti vator hinzugefügt wird, kann jedoch die Korrosion des Lei ters infolge einer Komplexbildungsreaktion nach dem Löten zwischen einem Flußmittelrückstand und dem Substrat nicht vermieden werden. Dieser Flußmittelrückstand wird unter Verwendung eines Reinigungsagens des Freontyps weggewaschen, um einen Rückgang des Isolierwiderstandes und eine Korro sion, die aus diesem Flußmittelrückstand resultiert, zu verhindern.In this case, a flux composition is for Remove oxides on the conductor surface and to the bottom support the wettability with the solder. When a Rosin type resin used alone is the Activation power low, and the intended operation cannot be executed sufficiently. Therefore, how described above, the activator added. If the acti vator is added, however, the corrosion of the lei ters due to a complex formation reaction after soldering between a flux residue and the substrate be avoided. This flux residue is under Washed away using a freont type cleaning agent, a decrease in insulation resistance and a corrosion sion resulting from this flux residue prevent.

In den letzten Jahren ist jedoch die Verwendung von Freon eingeschränkt worden, um die Umwelt zu schützen, da das Bewußtsein bezüglich der Umweltverschmutzung zugenommen hat. Deshalb ist der neue Trend zu verzeichnen, den Flußmit telrückstand nicht wegzuwaschen, und mehr denn je ist eine höhere Zuverlässigkeit des Flußmittelrückstandes verlangt worden, der auf der gedruckten Schaltungsplatte verbleibt.In recent years, however, the use of Freon has been restricted to protect the environment since awareness of pollution has increased Has. That is why there is a new trend, the river with not wash away the residue, and more than ever there is one demands higher reliability of the flux residue that remains on the printed circuit board.

Die Zuverlässigkeit des Flußmittelrückstandes, der auf der gedruckten Schaltungsplatte verbleibt, ist hinsichtlich des Isolierwiderstandes bei einer hohen Feuchtigkeit oder durch Ausführen eines Migrationstestes bewertet worden, aber fast alle diese Tests sind unter Thermostat- und Humidistat bedingungen durchgeführt worden. Doch unterliegen neueste elektronische Geräte, im besonderen Steuervorrichtungen für Autos, und gedruckte Schaltungsplatten, die für solche Geräte und Vorrichtungen verwendet werden, immer hohen Temperatur- und Feuchtigkeitsveränderungen, und in Extrem fällen bildet sich Tau auf Elektrodenabschnitten, oder es haftet Staub auf ihnen, wodurch die Zuverlässigkeit verrin gert wird.The reliability of the flux residue on of the printed circuit board remains is regarding insulation resistance at high humidity or assessed by running a migration test, but almost all of these tests are under thermostat and humidistat conditions have been carried out. But are subject to the latest electronic devices, especially control devices for Cars, and printed circuit boards designed for such Equipment and devices used are always high Temperature and humidity changes, and in extreme cases, dew forms on electrode sections, or it dust sticks to them, reducing reliability is gert.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Flußmittelzusammensetzung für eine Lötpaste vorzusehen, die im Vergleich zu herkömmlichen Flußmittelzusammensetzungen für eine Lötpaste die Lötbarkeit nicht verschlechtert, die es zuläßt, daß ein Flußmittelrückstand nach dem Löten auf einer gedruckten Schaltungsplatte verbleibt, um Elektroden abschnitte von gelöteten Bauelementen zu bedecken, und die keine Verringerung der Zuverlässigkeit hervorruft, die durch Tau, der bei einer Temperaturveränderung auftritt, oder durch das Anhaften von Staub herbeigeführt wird.It is an object of the present invention To provide flux composition for a solder paste, the compared to conventional flux compositions for a solder paste the solderability does not deteriorate it allows a flux residue to be left on after soldering a printed circuit board remains around electrodes to cover sections of soldered components, and the does not reduce the reliability caused by Dew that occurs when the temperature changes, or is caused by the adherence of dust.

SUMMARY OF THE INVENTION

Als Resultat von Studien zur Suche eines Mittels zum Lösen der oben beschriebenen Probleme hat der Erfinder der vorliegenden Erfindung herausgefunden, daß die oben be schriebene Aufgabe erfüllt werden kann, wenn Ethylcellulose, die mit einem Harz des Kolophoniumtyps als Hauptkomponente einer Flußmittelzusammensetzung für eine Lötpaste kompatibel ist und den Effekt verleiht, daß ein Flußmittelrückstand nach dem Löten durch einen Lötrückflußprozeß Bauelementelek troden einschließlich einer Lötkehle abdecken kann, zu der Zusammensetzung hinzugefügt wird. Damit hat der Erfinder die vorliegende Erfindung erfüllt.As a result of studies looking for a means to The inventor has solved the above-described problems present invention found that the above be written task can be fulfilled if ethyl cellulose, that with a rosin type resin as the main component a flux composition for a solder paste compatible is and gives the effect that a flux residue after soldering by a solder reflow process component elec treads including a solder throat to which Composition is added. The inventor has the present invention met.

Bei einer Flußmittelzusammensetzung für eine Lötpaste, die ein Harz des Kolophoniumtyps, einen Aktivator, ein Wachs und ein Lösungsmittel enthält, sieht die vorliegende Erfin dung eine Flußmittelzusammensetzung für eine Lötpaste vor, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Flußmittelzusammen setzung Ethylcellulose mit einem Ethoxylgruppengehalt von 46 bis 50 Gew.-% enthält.With a flux composition for a solder paste, which is a rosin type resin, an activator, a wax and contains a solvent, see the present inventions a flux composition for a solder paste, which is characterized in that the fluxes together setting ethyl cellulose with an ethoxyl group content of 46 contains up to 50 wt .-%.

Elektrodenabschnitte von Bauelementen, die unter Ver wendung der Lötpaste gelötet wurden, die die Flußmittel zusammensetzung für eine Lötpaste gemäß der vorliegenden Erfindung enthält, sind mit einem Flußmittelrückstand be deckt. Deshalb kann die Verringerung der Zuverlässigkeit eliminiert werden, die sich aus dem Auftreten von Tau oder dem Anhaften von Staub ergibt, das in der Vergangenheit beobachtet worden ist.Electrode sections of components that under Ver using the solder paste that was soldered to the flux composition for a solder paste according to the present Invention contains are with a flux residue covers. Therefore, the reduction in reliability eliminated from the appearance of dew or the clinging of dust that resulted in the past has been observed.

BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Fig. 1 ist eine Teilschnittansicht eines Lötverbin dungsabschnittes, wenn das Löten unter Verwendung einer herkömmlichen Lötpaste ausgeführt wird; und Fig. 1 is a partial sectional view of a dung Lötverbin portion when soldering is carried out using a conventional solder paste; and

Fig. 2 ist eine Teilschnittansicht eines Lötverbin dungsabschnittes, wenn das Löten unter Verwendung einer Lötpaste ausgeführt wird, die eine Flußmittelzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt. Fig. 2 is a partial sectional view of a dung Lötverbin portion when soldering is carried out using a solder paste according to the present invention comprises a flux composition.

DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT

Flußmittelzusammensetzungen für eine Lötpaste enthalten im allgemeinen ein Harz des Kolophoniumtyps wie etwa ein Balsamkolophonium, ein disproportioniertes Kolophonium, ein polymerisiertes Kolophonium, etc., als Hauptkomponente. Die Zusammensetzung enthält ferner Salze wie z. B. ein Hexyl amin-HBr-Salz, ein Dibutylamin-HBr-Salz, ein Tributylamin- HBr-Salz, eine organische Säure wie etwa Octylsäure, Adipin säure, etc., als Aktivator zum Verbessern der Aktivierungs kraft und ein Wachs wie etwa gehärtetes Rizinusöl und höhere Fettsäureamide, um die Zusammensetzung pastenartig zu ma chen. Die Zusammensetzung wird in einem Lösungsmittel ge löst, das einen Siedepunkt innerhalb des Bereiches von 200 bis 300°C hat, wie zum Beispiel Diethylenglykolmonobutyl ether oder Diethylenglykolmonohexylether. In der Flußmittel zusammensetzung für eine Lötpaste gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Teil des Harzes des Kolophoniumtyps als Hauptkomponente von den oben beschriebenen Komponenten durch Ethylcellulose ersetzt und eine vorbestimmte Menge von dieser Ethylcellulose enthalten.Contain fluxing compositions for a solder paste generally a rosin type resin such as a Balsam rosin, a disproportionated rosin polymerized rosin, etc., as the main component. The Composition also contains salts such as. B. a hexyl amine HBr salt, a dibutylamine HBr salt, a tributylamine HBr salt, an organic acid such as octylic acid, adipine acid, etc., as an activator to improve activation strength and a wax such as hardened castor oil and higher Fatty acid amides to measure the composition paste-like chen. The composition is in a solvent that solves a boiling point within the range of 200 up to 300 ° C, such as diethylene glycol monobutyl ether or diethylene glycol monohexyl ether. In the flux composition for a solder paste according to the present The invention is part of the rosin type resin as Main component from the components described above Ethyl cellulose replaced and a predetermined amount of contain this ethyl cellulose.

Ethylcellulose wird hergestellt, indem drei -OH-Gruppen in der Glucoseeinheit als Bildungseinheit durch eine Ethoxylgruppe (-OC₂H₅) ersetzt werden. Bei der vorliegenden Erfindung wird Ethylcellulose eines Typs verwendet, der 2,30 bis 2,60 Ethoxylgruppen pro Glucoseeinheit enthält. Umge rechnet in einen Ethoxylgruppengehalt entspricht diese Menge 46 bis 50 Gew.-%.Ethyl cellulose is produced by replacing three -OH groups in the glucose unit as a forming unit with an ethoxyl group (-OC ₂ H ₅ ). In the present invention, ethyl cellulose of a type containing 2.30 to 2.60 ethoxyl groups per glucose unit is used. Converted into an ethoxyl group content, this amount corresponds to 46 to 50% by weight.

Fig. 1 zeigt eine gelötete Oberfläche, wenn das Löten unter Verwendung einer herkömmlichen Lötpaste erfolgt. In Fig. 1 bezeichnet Bezugszeichen 1 eine gedruckte Schaltungs platte, Bezugszeichen 2 einen Leiter, Bezugszeichen 3 einen Flußmittelrückstand, Bezugszeichen 4 einen Lötkehlenab schnitt, Bezugszeichen 5 ein elektronisches Bauelement und Bezugszeichen 6 einen Elektrodenabschnitt. Wenn das Löten unter Verwendung der herkömmlichen Lötpaste erfolgt, wie in Fig. 1 gezeigt, verbleibt der Flußmittelrückstand 3 nach dem Rückfluß kaum oder selten auf der Oberfläche des Lötkehlen abschnittes 4. Demzufolge gelangt dieser Lötkehlenabschnitt 4 oder der Elektrodenabschnitt 6 des gelöteten elektroni schen Bauelementes 5 in direkten Kontakt mit der atmosphäri schen Luft, wodurch Tau oder das Anhaften von Staub und ein schließlicher Rückgang der Zuverlässigkeit hervorgerufen werden. Fig. 1 shows a soldered surface when soldering is carried out using a conventional solder paste. In Fig. 1 reference numeral 1 denotes a printed circuit board, numeral 2 a conductor, reference numeral 3 a flux residue, numeral 4 a cut Lötkehlenab, numeral 5 is an electronic device, and reference numeral 6 an electrode portion. If the soldering is carried out using the conventional solder paste, as shown in FIG. 1, the flux residue 3 hardly or rarely remains on the surface of the solder fillet section 4 after the reflux. As a result, this fillet portion 4 or the electrode portion 6 of the soldered electronic component 5's comes into direct contact with the atmospheric air, thereby causing dew or the adherence of dust and an eventual decrease in reliability.

Ethylcellulose gemäß der vorliegenden Erfindung, die den Ethoxylgruppengehalt von 46 bis 50 Gew.-% hat, wie oben beschrieben, löst sich hinreichend in einem Lösungsmittel, das allgemein für Flußmittelzusammensetzungen für eine Lötpaste verwendet wird, ist mit dem Harz des Kolophonium typs als Hauptkomponente hinreichend kompatibel, verleiht Flexibilität und besitzt ein ausgezeichnetes Filmbildungs vermögen auf der Metalloberfläche. Wenn das Löten unter Verwendung der Flußmittelzusammensetzung ausgeführt wird, die solche Ethylcellulose enthält, bedeckt deshalb der Flußmittelrückstand 3 nach dem Lötrückfluß die gesamte Oberfläche des Lötkehlenabschnittes 4, wie in Fig. 2 ge zeigt, und verhindert den Kontakt mit der atmosphärischen Luft. Daher ist es möglich, das Auftreten von Tau auf den Elektrodenabschnitten und das Anhaften von Staub zu verhin dern und eine hohe Zuverlässigkeit zu erhalten.Ethyl cellulose according to the present invention, which has the ethoxyl group content of 46 to 50% by weight as described above, sufficiently dissolves in a solvent generally used for flux compositions for a solder paste is sufficient with the rosin type resin as a main component compatible, gives flexibility and has an excellent film-forming ability on the metal surface. Therefore, when the soldering is carried out using the flux composition containing such ethyl cellulose, the flux residue 3 after the solder reflux covers the entire surface of the solder fillet portion 4 as shown in FIG. 2 and prevents contact with the atmospheric air. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of dew on the electrode portions and the adherence of dust and to obtain high reliability.

Diese Ethylcellulose kann durch Reaktion von Alkali cellulose mit Ethylchlorid hergestellt werden oder ist kommerziell auf dem Markt erhältlich. Beispiele von handels üblicher Ethylcellulose enthalten Ethylcellulose des K-Typs, des N-Typs und des T-Typs als Produkte von Hercules Co.This ethyl cellulose can be made by reaction of alkali cellulose can be produced with ethyl chloride or is commercially available on the market. Examples of trade usual ethyl cellulose contain K-type ethyl cellulose, of the N-type and the T-type as products from Hercules Co.

In der Flußmittelzusammensetzung für eine Lötpaste gemäß der vorliegenden Erfindung beträgt der Anteil an Ethylcellulose mit dem Ethoxylgruppengehalt von 46 bis 50 Gew.-% vorzugsweise 0,2 bis 5 Gew.-% auf der Basis von 100 Gew.-% der Flußmittelzusammensetzung. Wenn dieser Anteil kleiner als 0,2 Gew.-% ist, ist es schwierig, den Effekt der vorliegenden Erfindung zum Bedecken des Lötkehlenabschnittes mit dem Flußmittelrückstand nach dem Lötrückfluß zu errei chen. Wenn er 5 Gew.-% überschreitet, wird die Viskosität der Flußmittelzusammensetzung selbst so hoch, daß die Druck fähigkeit der Lötpaste auf dem Substrat während des Lotzu fuhrprozesses durch das Drucken bei dem Lötrückflußprozeß verringert wird. Wenn der Anteil größer als 5 Gew.-% ist, verringern sich ferner die Mengen von anderen Komponenten der Flußmittelzusammensetzung relativ, besonders die Menge des Harzes des Kolophoniumtyps, so daß der Effekt für die Flußmittelzusammensetzung nicht vorhanden sein kann.In the flux composition for a solder paste according to the present invention, the proportion is Ethyl cellulose with an ethoxyl group content of 46 to 50% by weight preferably 0.2 to 5% by weight based on 100% by weight the flux composition. If this share is less than 0.2% by weight, it is difficult to effect the present invention for covering the fillet portion with the flux residue after the solder reflux chen. If it exceeds 5% by weight, the viscosity becomes the flux composition itself so high that the pressure Ability of the solder paste on the substrate during soldering process by printing in the solder reflow process is reduced. If the proportion is greater than 5% by weight, the amounts of other components also decrease the flux composition relative, especially the amount of the rosin type resin, so that the effect for the Flux composition may not be present.

Wenn der Anteil der Ethoxylgruppe in Ethylcellulose kleiner als 46 Gew.-% ist, muß Ethylcellulose in einer Menge von über 5 Gew.-% hinzugefügt werden, um den oben beschrie benen Effekt zu erreichen. In diesem Fall kommt es jedoch zu den oben beschriebenen Problemen. Wenn der Anteil der Ethoxylgruppe in Ethylcellulose andererseits 50 Gew.-% überschreitet, wird die Auflösung von Ethylcellulose in der Flußmittelzusammensetzung schwierig.If the proportion of the ethoxyl group in ethyl cellulose is less than 46% by weight, ethyl cellulose must be used in an amount of over 5 wt .-% are added to the above described to achieve this effect. In this case, however, it happens the problems described above. If the share of Ethoxyl group in ethyl cellulose, on the other hand, 50% by weight exceeds, the dissolution of ethyl cellulose in the Flux composition difficult.

In der Flußmittelzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung sind Komponenten außer Ethylcellulose keine beson deren Grenzen gesetzt. Deshalb können das Harz des Kolophoniumtyps, der Aktivator, das Wachs, das Lösungsmittel, etc., die in der Vergangenheit für Flußmittelzusammensetzungen für Lötpasten verwendet worden sind, eingesetzt werden.In the flux composition according to the present Components other than ethyl cellulose are not particularly important whose limits are set. Therefore, the rosin type resin, the activator, the wax, the solvent, etc., those in the past for flux compositions for Solder pastes have been used.

Es ist möglich, nicht nur das Balsamkolophonium, das disproportionierte Kolophonium und das polymerisierte Kolo phonium zu verwenden, die oben beschrieben wurden, sondern auch einen Kolophoniumester, ein durch Maleinsäure modifi ziertes Kolophonium, und so weiter. Die Menge von diesem Harz des Kolophoniumtyps beträgt vorzugsweise 10 bis 60 Gew.-% auf der Basis von 100 Gew.-% der Flußmittelzusammen setzung.It is possible not just the balsam rosin that disproportionated rosin and the polymerized colo to use phonium, which were described above, but also a rosin ester, modified by maleic acid decorated rosin, and so on. The amount of this Rosin type resin is preferably 10 to 60% by weight together based on 100% by weight of the flux settlement.

Beispiele für den Aktivator enthalten Hydrochloride und/oder Hydrobromide von Aminen wie etwa Diethylamin, Triethylamin, Propylamin, Dipropylamin, Tripropylamin, Butylamin, Dibutylamin, Tributylamin, Hexylamin, Octylamin, Monoethanolamin, Diethanolamin, Triethanolamin, Cyclohexyl amin, Methylcyclohexylamin, Dimethylcyclohexylamin, etc., und Aktivatoren des Carbonsäuretyps wie etwa Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure, etc. Die Menge des Aktivators beträgt vorzugsweise 0,1 bis 10 Gew.-% auf der Basis von 100 Gew.-% der Flußmittelzusammensetzung.Examples of the activator include hydrochloride and / or hydrobromides of amines such as diethylamine, Triethylamine, propylamine, dipropylamine, tripropylamine, Butylamine, dibutylamine, tributylamine, hexylamine, octylamine, Monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, cyclohexyl amine, methylcyclohexylamine, dimethylcyclohexylamine, etc., and carboxylic acid type activators such as succinic acid, Glutaric acid, adipic acid, sebacic acid, etc. The amount of Activator is preferably 0.1 to 10 wt .-% on the Based on 100% by weight of the flux composition.

Gehärtetes Rizinusöl, höhere Fettsäureamide, Glycerid, etc., können als Wachs verwendet werden. Die Menge des Wachses beträgt vorzugsweise 1 bis 15 Gew.-% auf der Basis von 100 Gew.-% der Flußmittelzusammensetzung.Hardened castor oil, higher fatty acid amides, glyceride, etc., can be used as wax. The amount of Wax is preferably 1 to 15% by weight based of 100% by weight of the flux composition.

Diethylenglykolmonobutylether, Diethylenglykolmono hexylether, Triethylenglykolmonobutylether, etc., können als Lösungsmittel verwendet werden. Die Menge des Lösungsmittels beträgt vorzugsweise 20 bis 80 Gew.-% auf der Basis von 100 Gew.-% der Flußmittelzusammensetzung.Diethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol mono hexyl ether, triethylene glycol monobutyl ether, etc., can be used as Solvents are used. The amount of solvent is preferably 20 to 80% by weight based on 100% by weight the flux composition.

Neben diesen herkömmlich verwendeten Komponenten können verschiedene Zusätze hinzugefügt werden. Es ist besonders günstig, ein Rißverhinderungsagens zum Verhindern des Auf tretens von Rissen des Flußmittelrückstandes hinzuzufügen, der nach dem Löten auf der gedruckten Schaltungsplatte verbleibt. Beispiele für solch ein Rißverhinderungsagens enthalten ein ataktisches 1,2-Polybutadien mit einem Moleku largewicht von 1.000 bis 3.000, ein Polybutadien, das herge stellt wird, indem Wasserstoff zu einem ungesättigten Ver bindungsabschnitt des ersteren hinzugefügt wird, ein Poly butadien mit einer Hydroxylgruppe oder einer Carboxylgruppe an einem oder zwei Enden des ersteren und ein Polyamidharz mit einem Erweichungspunkt von 90 bis 150°C. Wenn diese Rißverhinderungsagenzien hinzugefügt werden, verleihen sie dem Harz des Kolophoniumtyps eine angemessene Flexibilität und verhindern schließlich das Auftreten der Risse.In addition to these conventionally used components various additives can be added. It is special inexpensive, a crack prevention agent to prevent the opening adding cracks in the flux residue, the one after soldering on the printed circuit board remains. Examples of such a crack prevention agent contain an atactic 1,2-polybutadiene with one molecule Lar weight from 1,000 to 3,000, a polybutadiene, the herge is made by hydrogen to an unsaturated Ver binding section of the former is added, a poly butadiene with a hydroxyl group or a carboxyl group at one or two ends of the former and a polyamide resin with a softening point of 90 to 150 ° C. If those Crack prevention agents are added, they confer the rosin type resin adequate flexibility and ultimately prevent the cracks from occurring.

Eine Lötpaste kann erhalten werden, wenn die Flußmit telzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung mit Lötpulver vermischt wird. Dieses Lötpulver kann entweder kugelförmig oder amorph sein. Der Zusammensetzung der Lot legierung sind auch keine besonderen Grenzen gesetzt, und es kann eine Legierung des Sn-Pb-Typs, eine Legierung des Sn- Pb-Bi-Typs, eine Legierung des Sn-Pb-Ag-Typs oder derglei chen verwendet werden. Dem Anteil der Flußmittelzusammenset zung in dieser Lötpaste sind keine besonderen Grenzen ge setzt, und vorzugsweise liegt er bei 7 bis 15 Gew.-%.A solder paste can be obtained if the flux with tel composition according to the present invention Solder powder is mixed. This solder powder can either be spherical or amorphous. The composition of the solder alloy, there are no special limits either, and it can be an alloy of Sn-Pb type, an alloy of Sn- Pb-Bi type, an alloy of Sn-Pb-Ag type or the like Chen can be used. The proportion of the flux composition There are no special limits in this solder paste sets, and is preferably 7 to 15 wt .-%.

In dem Packungssubstrat, das elektronische Bauelemente hat, die unter Verwendung der Lötpaste, die die Flußmittel zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt, auf die gedruckte Schaltungsplatte montiert sind, ist die Löt kehlenoberfläche mit dem Flußmittelrückstand bedeckt. Des halb bildet sich auf der Lötkehlenoberfläche auch dann kein Tau, wenn eine Temperaturveränderung und eine Feuchtigkeits veränderung auftreten. Da Staub nicht direkt auf der Lötkeh lenoberfläche haftet, tritt auch kein Isolierungsdefekt auf. Daher ist dieses Packungssubstrat besonders für Steuervor richtungen für Autos geeignet, die einer aggressiven Umge bung ausgesetzt sind, wie zum Beispiel für einen elektroni schen Kraftstoffeinspritzungscontroller und einen Airbag- Controller.In the packaging substrate, the electronic components has that using the solder paste that the flux composition according to the present invention the printed circuit board is assembled, is the solder fillet surface covered with flux residue. Des half does not form on the surface of the fillet Dew when there is a change in temperature and moisture change occur. Since dust is not directly on the solder head surface adheres, there is also no insulation defect. Therefore, this packaging substrate is especially for tax purposes suitable for cars with an aggressive reverse exercise, such as for an electronics fuel injection controller and an airbag Controller.

Als nächstes wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf Beispiele und Vergleichsbeispiele von ihr eingehender erläutert.Next, the present invention is under Reference to examples and comparative examples of her explained in more detail.

Examples 1 to 4

In einen rostfreien 500-ml-Stahlbecher wurden eine Kolophoniumkomponente wie etwa Balsamkolophonium, dispropor tioniertes Kolophonium oder polymerisiertes Kolophonium und Ethylcellulose (1) oder Ethylcellulose (2) gemäß der Mi schungszusammensetzung gegeben, die in Tabelle 1 gezeigt ist. Bei den Beispielen 3 und 4 wurde hydriertes Polybuta dien 2000 als Rißverhinderungsagens hinzugefügt, und ferner wurde Diethylenglykolmonobutylether als Lösungsmittel hinzu gefügt. Jede Zusammensetzung wurde auf 150°C erhitzt und gelöst. Als nächstes wurden Adipinsäure und Phenylguanidin hydrobromid (DPG . HBr) als Aktivatoren und N,N-Ethylen-bis- Stearinsäureamid als Wachs hinzugefügt und verrührt und gelöst. Das Erhitzen wurde dann gestoppt. Falls hierbei ein Verdampfen von Diethylenglykolmonobutylether auftrat, wurde die Verdampfungsmenge ergänzt. Das Gemisch wurde sofort abgekühlt, und nach dem Abkühlen wurde Lötpulver hinzugefügt und ausreichend verrührt und vermischt, um eine Lötpaste zu ergeben. Hierbei verwendete Ethylcellulose (1) war Ethylcel lulose K-100, ein Produkt von Hercules Co., mit einem Ethoxylgruppengehalt von 46,1 bis 47,2%. Ethylcellulose (2) war Ethylcellulose N-200, ein Produkt von Hercules Co., mit einem Ethoxylgruppengehalt von 48,0 bis 49,5%. Hydriertes Polybutadien wurde hergestellt, indem Wasserstoff zu einem ungesättigten Verbindungsabschnitt von ataktischem 1,2- Polybutadien mit einem Molekulargewicht von 2.000 hinzuge fügt wurde. Es handelte sich um GI-2000 (Handelsname), ein Produkt von Nippon Soda K. K. Lötpulver war ein eutektisches Zinn-Blei-Lot und enthielt wenigstens 90% Pulver mit Parti keldurchmessern von 20 bis 40 µm. In a 500 ml stainless steel beaker, a rosin component such as balsam rosin, disproportionated rosin or polymerized rosin and ethyl cellulose ( 1 ) or ethyl cellulose ( 2 ) was put in accordance with the mixture composition shown in Table 1. In Examples 3 and 4, hydrogenated polybutene diene 2000 was added as a crack preventing agent, and further diethylene glycol monobutyl ether was added as a solvent. Each composition was heated to 150 ° C and dissolved. Next, adipic acid and phenylguanidine hydrobromide (DPG. HBr) as activators and N, N-ethylene-bis-stearic acid amide as wax were added and stirred and dissolved. The heating was then stopped. If evaporation of diethylene glycol monobutyl ether occurred, the amount of evaporation was added. The mixture was cooled immediately, and after cooling, solder powder was added and stirred and mixed sufficiently to give a solder paste. Ethyl cellulose ( 1 ) used here was ethyl cellulose K-100, a product of Hercules Co., with an ethoxyl group content of 46.1 to 47.2%. Ethyl cellulose ( 2 ) was ethyl cellulose N-200, a product of Hercules Co., with an ethoxyl group content of 48.0 to 49.5%. Hydrogenated polybutadiene was prepared by adding hydrogen to an unsaturated connecting portion of atactic 1,2-polybutadiene with a molecular weight of 2,000. It was GI-2000 (trade name), a product of Nippon Soda KK solder powder was a eutectic tin-lead solder and contained at least 90% powder with particle diameters of 20 to 40 µm.

Comparative Examples 1 and 2

Lötpasten wurden gemäß den Mischungszusammensetzungen, die in Tabelle 1 gezeigt sind, auf dieselbe Weise wie bei den Beispielen 1 bis 4 hergestellt, mit der Ausnahme, daß keine Ethylcellulose verwendet wurde.Solder pastes were made according to the mix compositions, shown in Table 1 in the same way as in Examples 1 to 4, except that no ethyl cellulose was used.

Tabelle 1 Table 1

Die Lötpasten, die bei den Beispielen 1 bis 4 und den Vergleichsbeispielen 1 und 2 erhalten wurden, wurden durch das folgende Testverfahren getestet.The solder pastes used in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 were obtained by tested the following test procedure.

(1) Wetting effect and wetting distance test

Eine Messung gemäß JIS Z 3284 wurde ausgeführt.A measurement according to JIS Z 3284 was carried out.

Eine Kupferplatte wurde als Testplatte verwendet. Eine Metallmaske wurde auf die Testplatte gelegt, deren Oberflä che mit Isopropylalkohol gewaschen war. Jede Lötpaste wurde auf solch eine Weise aufgetragen, um ein Loch der Metall maske vollständig zu schließen. Nachdem die Metallmaske entfernt war, wurde die Testplatte in horizontaler Position erhitzt. Fünf Sekunden später wurde das Erhitzen gestoppt, und ein Abkühlen in horizontaler Position wurde ausgeführt, bis sich das Lot verfestigt hatte, um den Ausdehnungsgrad zu prüfen. Der Ausdehnungsgrad wurde nach den folgenden Bedin gungen klassifiziert:
A copper plate was used as a test plate. A metal mask was placed on the test plate, the surface of which was washed with isopropyl alcohol. Each solder paste was applied in such a way as to completely close a hole in the metal mask. After the metal mask was removed, the test plate was heated in a horizontal position. Five seconds later, the heating was stopped and cooling in the horizontal position was carried out until the solder solidified to check the degree of expansion. The degree of expansion was classified according to the following conditions:

1. 1: Condition in which the molten solder from the solder telpaste wet the test plate and spread over the Expanded beyond the area of applying the paste;
2. 2: condition where the entire section to which the Solder paste had been applied, wetted with the solder was;
3. 3: condition where the largest part to which the soldering paste was applied, with which solder was wetted; and
4. 4: Condition where the test plate is not soldered was wetted and the molten solder was a single one Solder ball or a variety of solder balls formed.

Bei diesem Test wiesen alle Lötpasten, die bei den. Beispielen 1 bis 4 und den Vergleichsbeispielen 1 und 2 erhalten wurden, das Resultat der Klasse 1 auf. Mit anderen Worten, die Lötleistung der Lötpasten wurde nicht ver schlechtert, auch wenn Ethylcellulose hinzugefügt wurde.In this test, all solder pastes used in the. Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 the result of class 1 was obtained. With others Words, the soldering performance of the solder pastes was not ver deteriorated even when ethyl cellulose was added.

(2) Flux residue to flux coverage ratio residue

Eine Lötpaste, die bei jedem der Beispiele 1 bis 4 und den Vergleichsbeispielen 1 und 2 erhalten wurde, wurde (mit einer Druckdicke von 150 µm) auf ein bedrucktes Substrat gedruckt, worauf 100 Chipkomponenten mit einer Größe von 3,1 × 1,6 mm und 100 Chipkomponenten mit einer Größe von 2 × 1,25 mm montiert werden können. Nachdem die Chipkomponenten montiert waren, wurde ein Rückflußlöten ausgeführt, und eine Bedeckungsgradbedingung des Flußmittelrückstandes auf der Lötkehlenoberfläche an den Bauelement elektrodenabschnitten wurde geprüft. Die Rückflußbedingung umfaßte das Vorerhitzen bei 150 bis 160°C für 60 bis 80 Sekunden und ein Haupterhitzen bei 200°C oder darüber für 30 Sekunden, und für das Heizsystem wurde heiße Luft in Kombination mit einer Heizung im fernen Infrarot verwendet.A solder paste that is used in each of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 was obtained (with a printing thickness of 150 µm) on a printed Printed substrate, on which 100 chip components with a Size of 3.1 × 1.6 mm and 100 chip components with one Size of 2 × 1.25 mm can be mounted. after the Were re-soldered executed, and a coverage level of the flux residue on the solder fillet surface to the component electrode sections were checked. The reflux condition included preheating at 150 to 160 ° C for 60 to 80 Seconds and a main heating at 200 ° C or above for 30 seconds, and hot air was in for the heating system Used in combination with a far infrared heater.

Der Bedeckungsgrad des Flußmittelrückstandes auf der Lötkehlenoberfläche wurde gemäß dem folgenden Standard klassifiziert:
○: die gesamte Lötkehlenoberfläche an den Bauelementelek trodenabschnitten war mit dem Flußmittelrückstand be deckt;
X: es existierten Abschnitte, wo ein Teil der Lötkehlen oberfläche an den Bauelementelektrodenabschnitten nicht mit dem Flußmittelrückstand bedeckt war.The degree of coverage of the flux residue on the solder fillet surface was classified according to the following standard:
○: the entire solder fillet surface on the component electrode sections was covered with the flux residue;
X: There existed portions where a part of the solder fillet surface on the device electrode portions was not covered with the flux residue.

Bei diesem Test wiesen die Lötpasten der Beispiele 1 bis 4 einen Flußmittelbedeckungsgrad von ○ auf, aber als die Lötpasten der Vergleichsbeispiele 1 und 2 verwendet wurden, war ein Flußmittelbedeckungsgrad von X zu verzeich nen. Mit anderen Worten, als Ethylcellulose hinzugefügt wurde, wurde dadurch dem Flußmittelrückstand auf der Lötkeh lenoberfläche ein Bedeckungsbildungsvermögen verliehen.In this test, the solder pastes showed the examples 1 to 4 have a flux coverage of ○, but as the solder pastes of Comparative Examples 1 and 2 used a flux coverage of X was recorded nen. In other words, added as ethyl cellulose was thereby the flux residue on the Lötkeh surface of the surface.

(3) Degree of coverage at low temperature

Jede der Lötpasten, die bei den Beispielen 1 bis 4 und den Vergleichsbeispielen 1 und 2 erhalten wurden, wurde (mit einer Druckdicke von 100 µm) auf eine Kupferfolienober fläche eines überlappenden Randabschnittes einer kammförmi gen Elektrode 2 gedruckt, wie es gemäß JIS Z 3197 festgelegt ist. Dann wurde ein Rückfluß unter derselben Bedingung wie bei dem Testverfahren (2) ausgeführt, um jenen Prüfkörper zu erhalten. Nachdem dieser eine Nacht lang bei -20°C in einem Kühlschrank aufbewahrt wurde, wurde er herausgenommen. Drei Minuten später wurde eine Gleichspannung von 100 V auf jeden Elektrodenabschnitt angewendet, um den Isolierwiderstand zu messen und die Verringerung des Isolierwiderstandes infolge der Taubildung zu prüfen. Das Resultat ist in der folgenden Tabelle 2 verzeichnet.Each of the solder pastes obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 was printed (with a printing thickness of 100 µm) on a copper foil surface of an overlapping edge portion of a comb-shaped electrode 2 as defined in JIS Z 3197 is. Then, reflux was carried out under the same condition as in the test method (2) to obtain that test piece. After being stored in a refrigerator at -20 ° C for one night, it was taken out. Three minutes later, a DC voltage of 100 V was applied to each electrode section to measure the insulation resistance and to check the reduction in insulation resistance due to dew formation. The result is shown in Table 2 below.

Tabelle 2 Table 2

Es war erkennbar, daß dann, als Ethylcellulose hinzuge fügt war, der Film des Flußmittelrückstandes auf der Kehlen oberfläche gebildet wurde, und demzufolge haftete Tau nicht direkt auf der Lötkehlenoberfläche, war die Verringerung des Isolierwiderstandes eingeschränkt und konnte eine Verringe rung der Zuverlässigkeit eliminiert werden.It was evident that then when ethyl cellulose was added was added, the film of flux residue on the throats surface was formed, and consequently dew did not stick directly on the solder fillet surface, was the reduction in Insulated resistance limited and could reduce reliability are eliminated.

Claims

1. flux composition for a solder paste, with a rosin type resin, an activator and a wax, characterized in that it contains ethyl cellulose with an ethoxyl group content of 46 to 50 wt .-%.

2. The flux composition of claim 1, wherein the proportion of ethyl cellulose 0.2 to 5 wt .-% on the basis of 100% by weight of the flux composition.

3. flux composition according to claim 1 or 2, which also contains a crack prevention agent.

4. Solder paste, the solder powder and the flux together composition according to any one of claims 1 to 3.

5. Pack substrate, followed by the solder paste Claim 4 is applied.

6. Controller for a car to which the pack substrate is mounted according to claim 5.