JP2010179360A - Flux, solder paste, and joined part - Google Patents
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Abstract
Description
本願発明は、電子部品等とのはんだ付けに利用されるフラックス、及びそれを含有するはんだペースト、並びにそれを用いた接合部品に関する。 The present invention relates to a flux used for soldering with an electronic component and the like, a solder paste containing the flux, and a joining component using the same.
従来、部品搭載基板に対する電子部品のはんだ付けにおいては、フラックスが使用されている。このフラックスには、基板上の酸化膜を除去する目的等で、ロジン等の有機酸やハロゲン化合物等が含有されている。このようなフラックスを含有するはんだペーストを用いてはんだ付けした後に、フラックスの残渣が残ると、そのフラックス残渣が有する腐食作用により、はんだ付けされた基板が徐々に腐食される等の問題がある。そこで、はんだ付け終了後に、はんだ付けされた基板は、フラックス残渣を除去する目的で、洗浄されることが必要となる。その洗浄には、一般にフロン溶剤が使用される。ところが近年、環境汚染の観点から、脱フロン化が進められており、水で洗浄を行う水系洗浄や、はんだ付け後に洗浄を要しない固形分の少ない低残渣の無洗浄フラックスが使用されている。
しかしながら、水系洗浄の場合、洗浄に水を使用することから、洗浄に用いた水が、重金属に汚染される問題がある。また、今後さらに微細化された接続ピッチ構造を持つ半導体素子に対して、水系洗浄では洗浄性が悪いという問題があることから、洗浄を必要としない低残渣の無洗浄フラックスが多く用いられている。
Conventionally, flux is used in soldering electronic components to a component mounting board. This flux contains an organic acid such as rosin or a halogen compound for the purpose of removing an oxide film on the substrate. If a flux residue remains after soldering using such a solder paste containing flux, there is a problem that the soldered substrate is gradually corroded by the corrosive action of the flux residue. Therefore, after the soldering is completed, the soldered substrate needs to be cleaned for the purpose of removing the flux residue. For the cleaning, a chlorofluorocarbon solvent is generally used. However, in recent years, from the viewpoint of environmental pollution, chlorofluorocarbons have been promoted, and water-based cleaning in which water is used for cleaning, and low-residue non-cleaning fluxes with low solid content that do not require cleaning after soldering are used.
However, in the case of water-based cleaning, since water is used for cleaning, there is a problem that the water used for cleaning is contaminated with heavy metals. In addition, for semiconductor elements having a connection pitch structure that has been further miniaturized in the future, there is a problem that water-based cleaning has poor cleaning properties, and therefore, a low-residue non-cleaning flux that does not require cleaning is often used. .
低残渣のフラックスとして、特許文献1には、はんだ付け前には実質的にほとんど蒸発せず、はんだ付け時に、熱分解してはんだ付け面の酸化皮膜を還元除去する活性を示す溶剤を用いたはんだ付け用フラックスが開示されている。この溶剤は、はんだ付け後に徐々に揮発するような溶剤であり、この溶剤を用いることにより低残渣のフラックスとしている。 As a low-residue flux, Patent Document 1 uses a solvent that substantially does not evaporate before soldering and exhibits an activity of thermally decomposing and reducing and removing the oxide film on the soldering surface during soldering. A soldering flux is disclosed. This solvent is a solvent that gradually evaporates after soldering, and a low residue flux is obtained by using this solvent.
はんだペーストにおいては、ペーストの材料構成が、はんだ粉、溶剤、固形分(ロジン、活性剤等)から成るのが一般的である。特許文献1に記載されている従来の無洗浄型フラックスは、固形分を減らし、ハロゲン化物を含有させない等の工夫は成されているが、はんだ付後、必ずロジン等の樹脂成分或いは活性剤成分等の残渣が発生する恐れがある。 In the solder paste, the material composition of the paste is generally composed of solder powder, a solvent, and a solid content (rosin, activator, etc.). The conventional non-cleaning flux described in Patent Document 1 has been devised such as reducing the solid content and not containing a halide, but after soldering, it must be a resin component such as rosin or an activator component. Residues such as these may be generated.
本願発明は、前記課題を解決するものであり、具体的には、はんだ付け後に残渣の発生しないフラックス、及びこのフラックスを含有するはんだペースト、及び、それを用いて構成部材を接合することにより形成された、はんだ付け信頼性の高い接合部品を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned problems, and specifically, a flux that does not generate a residue after soldering, a solder paste containing this flux, and a component that is formed by joining the flux. An object of the present invention is to provide a bonded part with high soldering reliability.
1.アルデヒド基を有する芳香族アルデヒド化合物、及び/又は2つ以上のアルデヒド基を有する脂肪族アルデヒド化合物を含有することを特徴とするフラックス。
2.前記芳香族アルデヒド化合物の沸点が、1気圧下で、50℃〜180℃であることを特徴とする上記1.に記載のフラックス。
3.前記脂肪族アルデヒド化合物の沸点が、1気圧下で、50℃〜100℃であることを特徴とする上記1.又は上記2.に記載のフラックス。
4.上記1.乃至3.のいずれかに記載のフラックスと、はんだ粉と、を含有することを特徴とするはんだペースト。
5.構成部材と他の構成部材とが、上記4.に記載のはんだペーストを用いてはんだ付けされていることを特徴とする接合部品。
1. A flux comprising an aromatic aldehyde compound having an aldehyde group and / or an aliphatic aldehyde compound having two or more aldehyde groups.
2. 1. The boiling point of the aromatic aldehyde compound is 50 ° C. to 180 ° C. under 1 atm. Flux described in
3. 1. The boiling point of the aliphatic aldehyde compound is 50 to 100 ° C. under 1 atm. Or 2. Flux described in
4). Above 1. To 3. A solder paste comprising the flux according to any one of the above and solder powder.
5). The constituent member and the other constituent members are the above-mentioned 4. Soldering using the solder paste as described in 1 above.
本発明のフラックスは、アルデヒド基を有する芳香族アルデヒド化合物、及び/又は2つ以上のアルデヒド基を有する脂肪族アルデヒド化合物を含有することにより、このフラックスは、還元性を有し、基板等に発生した酸化被膜を除去することができる。また、本発明のフラックスは、基板に電子部品等をはんだ付けした後のフラックスの残渣が抑制され、無洗浄フラックスとすることができる。
また、前記芳香族アルデヒド化合物の沸点が、1気圧下で、50℃〜180℃である場合には、よりフラックス残渣が、残存され難いフラックスとすることができる。
また、前記脂肪族アルデヒド化合物の沸点が、1気圧下で、50℃〜100℃である場合には、よりフラックス残渣が、残存され難いフラックスとすることができる。
また、本発明のはんだペーストは、本発明のフラックスを含有することにより、基板に電子部品等をはんだ付けした後に、フラックス残渣が抑制され、はんだ付け後の洗浄工程を不要とすることができる。
また、本発明の接合部品は、少なくとも一部の構成部材どうしが、本発明のはんだペーストを用いてはんだ付けされていることにより、接合信頼性の高い接合部品とすることができる。
The flux of the present invention contains an aromatic aldehyde compound having an aldehyde group and / or an aliphatic aldehyde compound having two or more aldehyde groups, so that this flux has reducibility and is generated on a substrate or the like. The oxidized film can be removed. Further, the flux of the present invention can be made a non-cleaning flux because the residue of the flux after soldering electronic components or the like to the substrate is suppressed.
Moreover, when the boiling point of the aromatic aldehyde compound is 50 ° C. to 180 ° C. under 1 atm, a flux residue can be made more difficult to remain.
Moreover, when the boiling point of the aliphatic aldehyde compound is 50 ° C. to 100 ° C. under 1 atm, a flux residue can be made more difficult to remain.
Moreover, the solder paste of the present invention contains the flux of the present invention, so that after the electronic component or the like is soldered to the substrate, the flux residue is suppressed, and the cleaning step after soldering can be made unnecessary.
Moreover, the joining component of this invention can be made into a joining component with high joining reliability, when at least one part structural member is soldered using the solder paste of this invention.
[1]フラックス
本発明のフラックスは、アルデヒド基を有する芳香族アルデヒド化合物(以下、単に「芳香族化合物」という。)、及び/又は2つ以上のアルデヒド基を有する脂肪族アルデヒド化合物(以下、単に「脂肪族化合物」という。)を含有することを特徴とする。
[1] Flux The flux of the present invention is an aromatic aldehyde compound having an aldehyde group (hereinafter simply referred to as “aromatic compound”) and / or an aliphatic aldehyde compound having two or more aldehyde groups (hereinafter simply referred to as “aromatic compound”). It is characterized by containing “aliphatic compound”).
前記芳香族化合物は、アルデヒド基を有する。また、前記脂肪族化合物は、2つ以上のアルデヒド基を有する。本発明のフラックスは、この芳香族化合物及び/又はこの脂肪族化合物を含有することにより、このはんだ付けされる基板等の金属表面に形成された酸化被膜を還元し、酸化被膜を除去することができる。そして、これにより、所謂はんだの濡れ性が向上される。
更に、本発明のフラックスはこの芳香族化合物及び/又はこの脂肪族化合物を含むことにより、前記還元性に加えて、利用後に残渣として極めて残存され難く、従来必要であったフラックスの洗浄工程を行う必要がない。また、これらの化合物を併用すれば各々の長所が相乗的に得られる。
The aromatic compound has an aldehyde group. The aliphatic compound has two or more aldehyde groups. By containing this aromatic compound and / or this aliphatic compound, the flux of the present invention can reduce the oxide film formed on the metal surface such as the substrate to be soldered and remove the oxide film. it can. This improves the so-called solder wettability.
Further, the flux of the present invention contains this aromatic compound and / or this aliphatic compound, so that in addition to the reducibility, it is extremely difficult to remain as a residue after use, and a flux cleaning step that has been conventionally required is performed. There is no need. Further, when these compounds are used in combination, the respective advantages can be obtained synergistically.
前記芳香族化合物は、前記特性を有する限り、その構造は特に限定されない。芳香族化合物の骨格としては、ベンゼン、ナフタレン、又はアセナフテン等であることが好ましく、ベンゼンであることがより好ましい。とりわけ、下記一般式(1)で表される化合物であることが更に好ましい。
前記一般式(1)のR1が単結合の場合としては、ベンズアルデヒドである。
前記一般式(1)のR1における2価の炭化水素基の炭素数としては、1〜10が好ましく、より好ましくは1〜8であり、更に好ましくは1〜5である。この炭化水素基の構造は特に限定はないが、好ましくは直鎖状又は分岐状であり、より好ましくは直鎖状である。また、この炭化水素基は、飽和炭化水素基でも不飽和炭化水素基でも構わないが、好ましくは不飽和炭化水素基であり、より好ましくはエチレン系二重結合を有する不飽和炭化水素基である。この炭化水素基としては、例えば、ビニレン基、ビニルエチレン基、プロペニレン基、ブチニレン基等が挙げられる。
A case where R 1 in the general formula (1) is a single bond is benzaldehyde.
The number of carbon atoms of the divalent hydrocarbon group for R 1 in the general formula (1) is 1 to 10, more preferably 1 to 8, more preferably from 1 to 5. The structure of the hydrocarbon group is not particularly limited, but is preferably linear or branched, and more preferably linear. Further, the hydrocarbon group may be a saturated hydrocarbon group or an unsaturated hydrocarbon group, but is preferably an unsaturated hydrocarbon group, more preferably an unsaturated hydrocarbon group having an ethylene double bond. . Examples of the hydrocarbon group include vinylene group, vinylethylene group, propenylene group, butynylene group and the like.
前記一般式(1)のR1における2価の炭化水素基の場合としては、具体的には、桂皮アルデヒド、アミルシンナムアルデヒド、ブチルシンナムアルデヒド、シンナムアルデヒド、ジヒドロシンナムアルデヒド、ヘキシルシンナムアルデヒド、メトキシシンナムアルデヒド、2−p−トリルプロピオンアルデヒド等が挙げられる。これらは1種のみを用いてもよく2種以上を併用してもよい。これらの芳香族化合物のなかでは、桂皮アルデヒドが好ましい。これらの芳香族化合物は、他の芳香族化合物に比べて、残渣を低減することができる。 Specific examples of the divalent hydrocarbon group represented by R 1 in the general formula (1) include cinnamaldehyde, amylcinnamaldehyde, butylcinnamaldehyde, cinnamaldehyde, dihydrocinnamaldehyde, hexylcinnamaldehyde, methoxycinna Examples include mualdehyde and 2-p-tolylpropionaldehyde. These may use only 1 type and may use 2 or more types together. Of these aromatic compounds, cinnamic aldehyde is preferred. These aromatic compounds can reduce a residue compared with other aromatic compounds.
前記脂肪族化合物は、前記特性を有する限り、その構造は特に限定されないが、下記一般式(2)で表される化合物であることが好ましい。
前記一般式(2)のR2が単結合の場合としては、グリオキサールである。
前記一般式(2)のR2における2価の炭化水素基の炭素数としては、1〜10が好ましく、より好ましくは1〜8であり、更に好ましくは1〜5である。この炭化水素基の構造は特に限定はないが、好ましくは直鎖状又は分岐状であり、より好ましくは直鎖状である。また、この炭化水素基は、飽和炭化水素基でも不飽和炭化水素基でも構わないが、好ましくは飽和炭化水素基である。この炭化水素基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基等のアルキレン基が挙げられる。
A case where R 2 in the general formula (2) is a single bond is glyoxal.
The number of carbon atoms of the divalent hydrocarbon group for R 2 in the general formula (2) is 1 to 10, more preferably 1 to 8, more preferably from 1 to 5. The structure of the hydrocarbon group is not particularly limited, but is preferably linear or branched, and more preferably linear. The hydrocarbon group may be either a saturated hydrocarbon group or an unsaturated hydrocarbon group, but is preferably a saturated hydrocarbon group. Examples of the hydrocarbon group include alkylene groups such as a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, and a pentylene group.
前記一般式(2)のR2における2価の炭化水素基の場合としては、具体的には、グルタルジアルデヒド、グリオキサール、ブタンジアルデヒド、ブテンジアルデヒド、アジプアルデヒド及びオクタンジアルデヒド等が挙げられる。これらは1種のみを用いてもよく2種以上を併用してもよい。これらの脂肪族化合物のなかでは、グルタルジアルデヒド及びグリオキサールが好ましい。これらの脂肪族化合物は、他の脂肪族化合物に比べて、低温でのフラックス効果(還元性及び基板濡れ性等)を発現することができる Specific examples of the divalent hydrocarbon group represented by R 2 in the general formula (2) include glutardialdehyde, glyoxal, butanedialdehyde, butenedialdehyde, adipaldehyde, and octanedialdehyde. It is done. These may use only 1 type and may use 2 or more types together. Of these aliphatic compounds, glutardialdehyde and glyoxal are preferred. These aliphatic compounds can exhibit a flux effect (reducibility, substrate wettability, etc.) at a lower temperature than other aliphatic compounds.
また、前記芳香族化合物の1気圧下における沸点は、50℃〜180℃であることが好ましい。この温度が50℃以上であることにより、ハンダ付けする際には、前記芳香族化合物は気化し、残渣が発生せず、無洗浄フラックスとすることができる。この1気圧下における沸点は、より好ましくは80℃〜180℃であり、更に好ましくは130℃〜180℃ある。 Moreover, it is preferable that the boiling point in 1 atmosphere of the said aromatic compound is 50 to 180 degreeC. When this temperature is 50 ° C. or higher, when soldering, the aromatic compound is vaporized, no residue is generated, and a non-cleaning flux can be obtained. The boiling point under 1 atm is more preferably 80 ° C. to 180 ° C., and further preferably 130 ° C. to 180 ° C.
また、前記脂肪族化合物の1気圧下における沸点は、50℃〜100℃であることが好ましい。この温度が50℃以上であることにより、ハンダ付けする際には、前記脂肪族化合物は気化するため、残渣が発生せず、無洗浄フラックスとすることができる。この1気圧下における沸点は、より好ましくは0℃〜190℃であり、更に好ましくは15℃〜190℃ある。 Moreover, it is preferable that the boiling point under 1 atmosphere of the said aliphatic compound is 50 to 100 degreeC. When the temperature is 50 ° C. or higher, the aliphatic compound is vaporized when soldering, so that no residue is generated and a non-cleaning flux can be obtained. The boiling point under 1 atm is more preferably 0 ° C to 190 ° C, and further preferably 15 ° C to 190 ° C.
本発明のフラックスに含まれる前記芳香族化合物及び前記脂肪族化合の合計量は特に限定されず、フラックスの一部として含有されてもよく、フラックスの全量を構成してもよい。即ち、例えば、フラックス全体を100質量%とした場合、前記芳香族化合物及び前記脂肪族化合の合計量は70〜100質量%と含有することができる。含有量がこの範囲であれば、還元性及び低残渣性に優れたフラックスとすることができる。含有量は80〜100質量%が好ましく、90〜100質量%がより好ましく、95〜100質量%が特に好ましい。 The total amount of the aromatic compound and the aliphatic compound contained in the flux of the present invention is not particularly limited, and may be contained as part of the flux or may constitute the total amount of the flux. That is, for example, when the entire flux is 100% by mass, the total amount of the aromatic compound and the aliphatic compound can be contained as 70 to 100% by mass. If content is this range, it can be set as the flux excellent in reducing property and low residue property. The content is preferably 80 to 100% by mass, more preferably 90 to 100% by mass, and particularly preferably 95 to 100% by mass.
本発明のフラックスは、本発明の目的が達成される限り、前記芳香族化合物及び前記脂肪族化合物に加えて、その他成分を含有できる。他の成分としては、溶剤、活性剤、チクソトロピー性付与剤等が挙げられる。これらは1種のみを用いてもよく2種以上を併用してもよい。 The flux of the present invention can contain other components in addition to the aromatic compound and the aliphatic compound as long as the object of the present invention is achieved. Examples of other components include a solvent, an activator, a thixotropic agent, and the like. These may use only 1 type and may use 2 or more types together.
前記溶剤としては、水及び有機溶剤が挙げられる。この有機溶剤としては、例えば、イソプロパノール、ブタノール等の1価アルコール類;エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール等の2価アルコール類;エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート等のエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類;プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル等のプロピレングリコールモノアルキルエーテル類;プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールジプロピルエーテル、プロピレングリコールジブチルエーテル等のプロピレングリコールジアルキルエーテル類;プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート等のプロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類;エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ等のセロソルブ類;ブチルカルビトール等のカルビトール類;乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸n−プロピル、乳酸イソプロピル等の乳酸エステル類;酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸n−ブチル、酢酸イソブチル、酢酸n−アミル、酢酸イソアミル、プロピオン酸イソプロピル、プロピオン酸n−ブチル、プロピオン酸イソブチル等の脂肪族カルボン酸エステル類;3−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル等の他のエステル類;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;2−ヘプタノン、3−ヘプタノン、4−ヘプタノン、シクロヘキサノン等のケトン類;N−ジメチルホルムアミド、N−メチルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン等のアミド類;γ−ブチロラクン等のラクトン類が挙げられる。これらは1種のみを用いてもよく2種以上を併用してもよい。 Examples of the solvent include water and organic solvents. Examples of the organic solvent include monohydric alcohols such as isopropanol and butanol; divalent alcohols such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, butanediol, pentanediol, and hexanediol. Alcohols; ethylene glycol monoalkyl ether acetates such as ethylene glycol monomethyl ether acetate and ethylene glycol monoethyl ether acetate; propylene glycols such as propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether and propylene glycol monobutyl ether Monoalkyl ethers; propylene glycol Propylene glycol dialkyl ethers such as dimethyl ether, propylene glycol diethyl ether, propylene glycol dipropyl ether, propylene glycol dibutyl ether; propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate, propylene glycol monobutyl ether acetate Propylene glycol monoalkyl ether acetates such as; cellosolves such as ethyl cellosolve and butyl cellosolve; carbitols such as butyl carbitol; lactic acid esters such as methyl lactate, ethyl lactate, n-propyl lactate and isopropyl lactate; N-propyl acetate, isopropyl acetate, n-butyl acetate , Aliphatic carboxylic acid esters such as isobutyl acetate, n-amyl acetate, isoamyl acetate, isopropyl propionate, n-butyl propionate, isobutyl propionate; methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, 3- Other esters such as methyl ethoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate; aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene; 2-heptanone, 3-heptanone, 4-heptanone, cyclohexanone Ketones such as N-dimethylformamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, amides such as N-methylpyrrolidone, and lactones such as γ-butyrolacun. These may use only 1 type and may use 2 or more types together.
本発明のフラックスでは、溶剤を含有することができ、この溶剤の含有量によりフラックスの粘度を調製できる。即ち、フラックスの塗布方法に応じて適宜の粘度を選択でき、その粘度は上記範囲の溶剤量により調製できる。
この溶剤の配合量は特に限定されないが、芳香族化合物及び脂肪族化合物の合計を100質量部とした場合に、0.1〜100000質量部を用いることができ、好ましくは1〜10000質量部であり、更に好ましくは10〜1000質量部である。
The flux of the present invention can contain a solvent, and the viscosity of the flux can be adjusted by the content of the solvent. That is, an appropriate viscosity can be selected according to the flux application method, and the viscosity can be adjusted by the amount of solvent in the above range.
Although the compounding quantity of this solvent is not specifically limited, When the sum total of an aromatic compound and an aliphatic compound is 100 mass parts, 0.1-100,000 mass parts can be used, Preferably it is 1-10000 mass parts. Yes, more preferably 10 to 1000 parts by mass.
前記活性剤としては、塩化水素酸及び臭化水素酸のアミン塩、並びに、カルボン酸及びそのアミン塩が挙げられる。この活性剤としては、例えば、メチルアミン、エチルアミン、n−プロピルアミン、イソプロピルアミン、n−ブチルアミン等の第1級アミン類;ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、ジイソプロピルアミン、ジ−n−ブチルアミン等の第2級アミン類;トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリイソプロピルアミン等の第3級アミン類;モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルカノールアミン類等の塩化水素酸塩及び臭化水素酸塩、並びに、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、グルタル酸、ジエチルグルタル酸、ピメリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、マレイン酸、フマル酸、ジグリコール酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、リノール酸、オレイン酸、ステアリン酸、アラキン酸、べへニン酸、リノレン酸等の脂肪族カルボン酸;安息香酸等の芳香族酸;ヒドロキシピバリン酸、ジメチロールプロピオン酸、クエン酸、リンゴ酸、グリセリン酸、乳酸等のヒドロキシ酸、及び、これらカルボン酸のアミン塩等が挙げられる。これらは1種のみを用いてもよく2種以上を併用してもよい。 Examples of the activator include amine salts of hydrochloric acid and hydrobromic acid, and carboxylic acids and amine salts thereof. Examples of the activator include primary amines such as methylamine, ethylamine, n-propylamine, isopropylamine, n-butylamine; dimethylamine, diethylamine, di-n-propylamine, diisopropylamine, di-n. Secondary amines such as butylamine; Tertiary amines such as trimethylamine, triethylamine, tri-n-propylamine and triisopropylamine; Hydrogen chlorides such as alkanolamines such as monoethanolamine, diethanolamine and triethanolamine Acid salts and hydrobromides, as well as oxalic acid, malonic acid, succinic acid, adipic acid, glutaric acid, diethyl glutaric acid, pimelic acid, azelaic acid, sebacic acid, maleic acid, fumaric acid, diglycolic acid, caprin Acid, lauric acid, myristic , Palmitic acid, linoleic acid, oleic acid, stearic acid, arachidic acid, behenic acid, linolenic acid and other aliphatic carboxylic acids; benzoic acid and other aromatic acids; hydroxypivalic acid, dimethylolpropionic acid, citric acid, Examples thereof include hydroxy acids such as malic acid, glyceric acid, and lactic acid, and amine salts of these carboxylic acids. These may use only 1 type and may use 2 or more types together.
前記チクソトロピー性付与剤としては、例えば、カスターワックス(硬化ひまし油)等のポリオレフィン系ワックス;m−キシリレンビスステアリン酸アミド等の脂肪酸アミド;N−ブチル−N’−ステアリル尿素等の置換尿素ワックス;ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキサイド、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース等の高分子化合物;シリカ粒子、カオリン粒子等の無機粒子が挙げられる。これらは1種のみを用いてもよく2種以上を併用してもよい。 Examples of the thixotropic agent include polyolefin waxes such as castor wax (cured castor oil); fatty acid amides such as m-xylylene bis stearamide; substituted urea waxes such as N-butyl-N′-stearyl urea; Examples thereof include polymer compounds such as polyethylene glycol, polyethylene oxide, methyl cellulose, ethyl cellulose, and hydroxyethyl cellulose; inorganic particles such as silica particles and kaolin particles. These may use only 1 type and may use 2 or more types together.
本発明のフラックスでは、チクソトロピー性付与剤を含有することができる。
このチクソトロピー性付与剤の配合量は特に限定されないが、芳香族化合物及び脂肪族化合物の合計を100質量部とした場合に、0.1〜30質量部を用いることができ、好ましくは0.1〜20質量部であり、更に好ましくは0.1〜10質量部である。
The flux of the present invention can contain a thixotropic agent.
Although the compounding quantity of this thixotropic property imparting agent is not particularly limited, 0.1 to 30 parts by mass can be used, preferably 0.1 when the total of the aromatic compound and the aliphatic compound is 100 parts by mass. It is -20 mass parts, More preferably, it is 0.1-10 mass parts.
[2]はんだペースト
本発明のはんだペーストは、本発明における前記フラックスと、はんだ粉と、を含有する。
前記フラックスは、前述の本発明のフラックスをそのまま適用できる。本発明のはんだペーストに含有される前記フラックスの量は特に限定されないが、前記フラックスの含有量は、前記はんだペースト全体を100質量%とした場合、好ましくは0.1〜30質量%であり、より好ましくは1〜20質量%であり、更に好ましくは5〜10質量%である。前記フラックスの含有量が、上記範囲にあると、基板濡れ性に優れるはんだペーストとすることができる。
[2] Solder paste The solder paste of the present invention contains the flux according to the present invention and solder powder.
The flux of the present invention described above can be applied as it is as the flux. The amount of the flux contained in the solder paste of the present invention is not particularly limited, but the content of the flux is preferably 0.1 to 30% by mass when the entire solder paste is 100% by mass, More preferably, it is 1-20 mass%, More preferably, it is 5-10 mass%. When the content of the flux is in the above range, a solder paste having excellent substrate wettability can be obtained.
前記はんだ粉は、金属同士の接合化、又は電子回路等において各部材の基板への固定化等に使われる合金の粉であれば、特に限定されず、公知のはんだ粉を使用することができる。このはんだ粉としては、例えば、Sn−Pb、Sn−Pb−Ag、Sn−Pb−Bi、Sn−Pb−In、Sn−Pb−Sb等のみならず、無鉛系のSn−Sb系合金、Sn−Bi系合金、Sn−Ag系合金、Sn−Zn系合金(Ag、Cu、Bi、In、Ni、P等が添加されていてもよい)等が挙げられる。これらは1種のみを用いてもよく2種以上を併用してもよい。 The solder powder is not particularly limited as long as it is an alloy powder used for bonding between metals or fixing each member to a substrate in an electronic circuit or the like, and a known solder powder can be used. . Examples of the solder powder include Sn-Pb, Sn-Pb-Ag, Sn-Pb-Bi, Sn-Pb-In, Sn-Pb-Sb, etc., as well as lead-free Sn-Sb alloys, Sn -Bi-based alloy, Sn-Ag-based alloy, Sn-Zn-based alloy (Ag, Cu, Bi, In, Ni, P, etc. may be added) and the like. These may use only 1 type and may use 2 or more types together.
前記はんだ粉の形状は、球形、不定形、いずれでも良い。また、はんだ粉の粒径は、通常のものであればよく、球形の場合、直径5〜200μmが好ましく、より好ましくは5〜100μmであり、更に好ましくは5〜50μmである。
また、このはんだ粉の含有量は、はんだペースト全体を100質量%とした場合、好ましくは70〜99.9質量%であり、より好ましくは80〜99質量%であり、更に好ましくは90〜95質量%である。前記はんだ粉の含有量が、前記範囲にあると、基板濡れ性に優れるはんだペーストとすることができる。
The solder powder may have a spherical shape or an indefinite shape. Moreover, the particle size of solder powder should just be a normal thing, and when spherical, 5-200 micrometers in diameter are preferable, More preferably, it is 5-100 micrometers, More preferably, it is 5-50 micrometers.
Further, the content of the solder powder is preferably 70 to 99.9% by mass, more preferably 80 to 99% by mass, and still more preferably 90 to 95% when the entire solder paste is 100% by mass. % By mass. When content of the said solder powder exists in the said range, it can be set as the solder paste which is excellent in board | substrate wettability.
また、本発明のはんだペーストにおいて、本発明の目的が達成される限り、前記芳香族化合物及び/又は前記脂肪族化合物を含有するフラックスと、はんだ粉と、に加えて、接着性樹脂及び無機フィラー等の添加剤を含有させることができる。 In the solder paste of the present invention, as long as the object of the present invention is achieved, in addition to the flux containing the aromatic compound and / or the aliphatic compound and the solder powder, an adhesive resin and an inorganic filler Etc. can be contained.
前記接着性樹脂は、熱や光により接着性が発現される樹脂であれば特に限定されない。例えば、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリアセタール、等の熱可塑性樹;エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、熱硬化性ポリエステル樹脂、等の熱硬化性樹脂:エポキシ樹脂、オキセタン樹脂等の光硬化性樹脂等が挙げられる。これらは1種のみを用いてもよく2種以上を併用してもよい。
本発明のはんだペーストでは、接着性樹脂を含有させることにより、はんだのクラックを防止することができる。前記接着性樹脂を含む場合、その含有量は、前記フラックスと前記はんだ粉との合計を100質量部とした場合に、好ましくは0.1〜200質量部であり、より好ましくは10〜100質量部であり、更に好ましくは10〜80質量部である。
The adhesive resin is not particularly limited as long as the adhesive resin is expressed by heat or light. For example, thermoplastic resin such as polyolefin, polyvinyl chloride, polyamide, polyacetal, etc .; thermosetting resin such as epoxy resin, urethane resin, thermosetting polyester resin, etc .: photocurable resin such as epoxy resin, oxetane resin, etc. Can be mentioned. These may use only 1 type and may use 2 or more types together.
In the solder paste of the present invention, solder cracks can be prevented by containing an adhesive resin. When the adhesive resin is included, the content is preferably 0.1 to 200 parts by mass, more preferably 10 to 100 parts by mass, when the total of the flux and the solder powder is 100 parts by mass. Part, more preferably 10 to 80 parts by weight.
前記無機フィラーとしては、シリカ、アルミナなどの無機酸化物等が挙げられる。
本発明のはんだペーストでは、無機フィラーを含有させることにより、はんだの強度を上げることができる。
Examples of the inorganic filler include inorganic oxides such as silica and alumina.
In the solder paste of this invention, the intensity | strength of solder can be raised by containing an inorganic filler.
本発明のはんだペーストの製造方法は、前記フラックス、及び前記はんだ粉、並びに必要に応じて添加される添加物を常法により、混練する方法が挙げられる。混練する機械としては、例えば、真空撹拌装置、混練装置、プラネタリ−ミキサー等が挙げられる。配合時の温度及び条件等は特に限定されないが、通常、5〜25℃での混練が好ましい。
[3]接合部品
本発明の接合部品は、構成部材と他の構成部材とが、本発明における前記はんだペーストを用いてはんだ付けされている。
Examples of the method for producing the solder paste of the present invention include a method of kneading the flux, the solder powder, and an additive added as necessary, by a conventional method. Examples of the kneading machine include a vacuum stirring device, a kneading device, and a planetary mixer. The temperature and conditions at the time of blending are not particularly limited, but usually kneading at 5 to 25 ° C is preferable.
[3] Joined component In the joined component of the present invention, a component member and another component member are soldered using the solder paste according to the present invention.
上記構成部材及び他の構成部材は、はんだ付けにより接着される部材である限り、特に限定されない。この部材としては、例えば、部品搭載基板、チップ搭載基板等の各種基板、電子回路モジュール、フリップチップIC、半導体チップ等の各種電子部品等が挙げられる。 The said structural member and another structural member are not specifically limited as long as it is the member adhere | attached by soldering. Examples of the member include various substrates such as a component mounting substrate and a chip mounting substrate, various electronic components such as an electronic circuit module, a flip chip IC, and a semiconductor chip.
本発明の接合部材は、上記構成部材どうしが、本発明のはんだペーストに由来するはんだを介して接合されている。
本発明の接合部品としては、例えば、図1に示される表面実装型電子基板(以下、「実装体」という。)が挙げられる。この実装体を例として、以下に説明する。
図1に示すように、この実装体においては、部品搭載用の基板1の部品接続用導体(以下、「ランド」という。)2a,2b上に、積層セラミックコンデンサ4の外部電極5a,5bが、本発明のはんだペースト3a、3bに由来するはんだ13a、13bを介して接合されている。
As for the joining member of this invention, the said structural members are joined via the solder originating in the solder paste of this invention.
As the joining component of the present invention, for example, a surface mounting type electronic substrate (hereinafter referred to as “mounting body”) shown in FIG. This mounting body will be described below as an example.
As shown in FIG. 1, in this mounting body,
本発明の接合部品の製造方法(本発明のはんだペーストを使用した場合のはんだ付け方法)は、本発明のはんだペーストを用いて、前記構成部材がはんだ付けされる製造方法であれば、特に限定されない。例えば、はんだペースト塗布工程、部品搭載工程、リフロー工程を、この順序で備える通常の製造方法が挙げられる。 The manufacturing method of the joining component of the present invention (soldering method when the solder paste of the present invention is used) is particularly limited as long as the component member is soldered using the solder paste of the present invention. Not. For example, a normal manufacturing method including a solder paste application process, a component mounting process, and a reflow process in this order can be given.
前記の製造方法を、例として以下に説明する。
(1)はんだペースト塗布工程;図2(a)に示される部品接続用導体(以下、「ランド」という。)2a、2bを有する基板1に、ランド2a、2b上にはんだペースト3a、3bを印刷又は塗布する〔図2(b)参照〕。
(2)部品搭載工程;前記(1)の工程の後、はんだペースト3a、3b上に、外部電極5a、5bを備えた電子部品4を搭載する〔図2(c)参照〕。
(3)リフロー工程;前記予備加熱の後、リフロー炉等を通炉させる等により、加熱し、はんだペースト3a、3bに含有されるはんだを溶融させ、はんだ付けを行う。
The manufacturing method will be described below as an example.
(1) Solder paste application process: Solder pastes 3a and 3b are placed on the
(2) Component mounting step: After the step (1), the
(3) Reflow step: After the preheating, heating is performed by passing a reflow furnace or the like to melt the solder contained in the solder pastes 3a and 3b, and soldering is performed.
前記リフロー工程における加熱温度は、特に限定さないが、好ましくは80〜200℃であり、より好ましくは100〜180℃である。このリフロー工程における加熱温度が上記範囲内にあると、前記はんだペーストに含有されるはんだ粉は溶融する。そして、基板と電子部品とを接合することができる。また、前記はんだペーストに含有されるフラックス等は揮発し、フラックス残渣は残存され難い。 Although the heating temperature in the said reflow process is not specifically limited, Preferably it is 80-200 degreeC, More preferably, it is 100-180 degreeC. When the heating temperature in the reflow process is within the above range, the solder powder contained in the solder paste is melted. And a board | substrate and an electronic component can be joined. Further, the flux and the like contained in the solder paste are volatilized and the flux residue hardly remains.
本発明の接合部品は、本発明のはんだペーストを用いてはんだ付けされていることから、はんだ付け後にフラックス残渣が残存され難い。従って、はんだ付け後の接合部品を洗浄する必要がなく、接合信頼性の高い接合部品とすることができる。 Since the joining component of the present invention is soldered using the solder paste of the present invention, it is difficult for the flux residue to remain after soldering. Therefore, it is not necessary to clean the soldered joint component, and a joint component with high joint reliability can be obtained.
以下、本発明について、実施例を挙げて具体的に説明する。尚、本発明は、これらの実施例に何ら制約されるものではない。また、実施例中の「部」は、特に断らない限り質量基準である。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples. In addition, this invention is not restrict | limited at all by these Examples. Further, “parts” in the examples are based on mass unless otherwise specified.
[1]固体状のフラックスの調製
<実施例1〜4>
表1に示す化合物100部をフラックスとして用いた。
100 parts of the compound shown in Table 1 was used as a flux.
[2]液体状フラックスの調製
<実施例5>
表1に示すグルタルジアルデヒドの25質量%水溶液200g(グルタルジアルデヒド50g)、及びグリオキサールの40質量%水溶液125g(グリオキサール50g)を混合して実施例5の液体状フラックスを得た。
<比較例1>
表1に示す化合物を、表1に示す配合量により混合して、その混合物を100℃に加熱し、液状になるまで攪拌することにより、液体状フラックスを得た。
[2] Preparation of liquid flux <Example 5>
A liquid flux of Example 5 was obtained by mixing 200 g of a 25% by weight aqueous solution of glutardialdehyde shown in Table 1 (50 g of glutardialdehyde) and 125 g of a 40% by weight aqueous solution of glyoxal (50 g of glyoxal).
<Comparative Example 1>
The compounds shown in Table 1 were mixed according to the blending amounts shown in Table 1, and the mixture was heated to 100 ° C. and stirred until it became liquid to obtain a liquid flux.
[3]フラックスの評価
実施例1〜5及び比較例1により得られたフラックスについて、下記評価を行った。結果を表2に示す。
〔酸化膜(酸化銅)基板の作製〕
シリコンウエハ(厚さ1mm、直径20cm)に、銅を10μmの厚さで蒸着した銅基板を作成した。その後、その銅基板を、1気圧、空気下で200℃、6時間ホットプレートに置いて加熱し、片面が完全に酸化した酸化膜(酸化銅)基板を得た。
〔酸化膜(酸化スズ)基板の作製〕
シリコンウエハ(厚さ1mm、直径20cm)に、スズを10μmの厚さで蒸着したスズ基板を作成した。その後、そのスズ基板を、1気圧、空気下で200℃、6時間ホットプレートに置いて加熱し、片面が完全に酸化した酸化膜(酸化スズ)基板を得た。
[3] Evaluation of Flux The following evaluation was performed on the fluxes obtained in Examples 1 to 5 and Comparative Example 1. The results are shown in Table 2.
[Production of oxide film (copper oxide) substrate]
A copper substrate was prepared by depositing copper in a thickness of 10 μm on a silicon wafer (thickness 1 mm, diameter 20 cm). Thereafter, the copper substrate was placed on a hot plate at 200 ° C. for 6 hours under air at 1 atm and heated to obtain an oxide film (copper oxide) substrate in which one side was completely oxidized.
[Production of oxide film (tin oxide) substrate]
A tin substrate was prepared by depositing tin with a thickness of 10 μm on a silicon wafer (thickness 1 mm, diameter 20 cm). Thereafter, the tin substrate was placed on a hot plate at 1 ° C. under air at 200 ° C. for 6 hours and heated to obtain an oxide film (tin oxide) substrate having one surface completely oxidized.
(1)酸化膜(酸化銅)基板におけるフラックスの酸化膜還元性評価
実施例1〜5及び比較例1のフラックスを、酸化膜(酸化銅)基板の上(酸化膜形成面)に均等に塗布し、もう一枚の同じ種類の酸化膜基板を酸化膜形成面が、フラックスに接触するようにして重ね合わせ、隙間なく付着させた。この張り合わせ基板をホットプレート上で加熱し、還元作用が発現する温度を測定した。還元作用が発現する温度は、酸化銅の場合は黒から赤金色へ、に変色する温度を測定した。また、実施例5のフラックスに関しては、フラックスを、酸化膜形成面に均等に塗布した後、これを120℃に加熱し水分を除去した後の還元作用を評価した。
(1) Evaluation of oxide film reducing ability of flux on oxide film (copper oxide) substrate The fluxes of Examples 1 to 5 and Comparative Example 1 are evenly applied on the oxide film (copper oxide) substrate (oxide film formation surface). Then, another oxide film substrate of the same type was superposed so that the oxide film forming surface was in contact with the flux and adhered without gaps. This bonded substrate was heated on a hot plate, and the temperature at which the reducing action was exhibited was measured. In the case of copper oxide, the temperature at which the reduction action appears was measured as the temperature at which the color changes from black to red gold. In addition, regarding the flux of Example 5, after the flux was evenly applied to the oxide film forming surface, the reduction effect after removing the moisture by heating to 120 ° C. was evaluated.
(2)酸化膜(酸化スズ)基板におけるフラックスの酸化膜還元性評価
実施例1〜5及び比較例1のフラックスを、酸化膜(酸化スズ)基板の上(酸化膜形成面)に均等に塗布し、もう一枚の同じ種類の酸化膜基板を酸化膜形成面が、フラックスに接触するようにして重ね合わせ、隙間なく付着させた。この張り合わせ基板をホットプレート上で加熱し、還元作用が発現する温度を測定した。還元作用が発現する温度は、酸化膜が酸化スズの場合は、その酸化膜の色が紫黒から白色へ、変色する温度を測定した。また、実施例5のフラックスに関しては、フラックスを、酸化膜形成面に均等に塗布した後、これを120℃に加熱し水分を除去した後の還元作用を評価した。
(2) Oxide film reduction evaluation of flux on oxide film (tin oxide) substrate The fluxes of Examples 1 to 5 and Comparative Example 1 are evenly applied on the oxide film (tin oxide) substrate (oxide film formation surface). Then, another oxide film substrate of the same type was superposed so that the oxide film forming surface was in contact with the flux and adhered without gaps. This bonded substrate was heated on a hot plate, and the temperature at which the reducing action was exhibited was measured. The temperature at which the reduction action appears was the temperature at which the color of the oxide film changed from purple black to white when the oxide film was tin oxide. In addition, regarding the flux of Example 5, after the flux was evenly applied to the oxide film forming surface, the reduction effect after removing the moisture by heating to 120 ° C. was evaluated.
(3)フラックスの残渣評価
前記還元性評価後の基板を、窒素雰囲気下、ホットプレート上に置き、120分、ハンダ溶融温度に相等する250℃で加熱を行い、加熱後の酸化膜基板表面における残渣の有無について評価した。
残渣の評価は、前記加熱後の酸化膜基板を目視により観察し、全くシミや焦げが観察されなかった場合を、残渣がないとして「○」と評価し、シミや焦げが観察された場合を、残渣があるとして「×」と評価した。
(3) Flux residue evaluation The substrate after the reducibility evaluation is placed on a hot plate in a nitrogen atmosphere, heated at 250 ° C., which is equivalent to the solder melting temperature, for 120 minutes, and on the heated oxide film substrate surface. The presence or absence of residue was evaluated.
The evaluation of the residue was performed by visually observing the oxide film substrate after heating, and when no stain or scoring was observed, it was evaluated as `` ○ '' as there was no residue, and when the stain or scoring was observed The evaluation was “X” because there was a residue.
1;基板、2a,2b;ランド、3a,3b;はんだペート、4;電子部品、5a,5b;外部電極、13a,13b;はんだ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1; Board | substrate, 2a, 2b; Land, 3a, 3b; Solder pate, 4; Electronic component, 5a, 5b; External electrode, 13a, 13b; Solder.
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