JP2011036901A - Solder bonding agent composition - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solder bonding agent composition containing lead-free solder powder and a thermosetting resin, which has satisfactory solderability and also has high reliability. <P>SOLUTION: The solder bonding agent composition contains lead-free solder powder and thermosetting resin-containing flux, and further contains an inorganic filler with the average particle diameter of 5 to 100 nm. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、各種電子部品のプリント配線板等への実装や、半導体装置の組立てにおける電子部品を基板へ搭載する際に、各種部品の電極端子と各種基板上の電極とを電気的に導通接合又は機械的に接着させる材料に関する。   The present invention electrically connects the electrode terminals of various components and the electrodes on the various substrates when mounting the various electronic components on a printed wiring board or the like or mounting the electronic components on the substrate in the assembly of the semiconductor device. Or, it relates to a material to be mechanically bonded.

従来、電子機器の小型化及び薄型化に伴って、モジュール化された部品の実装や、ICやLSI等の半導体素子その他の各種電子部品の組立ての中で、優れた導電性と高い接合信頼性の点から、63Sn/37Pb(Sn/Pbの質量比が63/37)の共晶はんだ粉末を含有するはんだ接合剤組成物が広く使用されてきた。しかし近年、環境汚染の問題から鉛に対する規制が強化され、下記特許文献1に開示されたような鉛フリーはんだ粉末を含有するはんだ接合剤組成物に切り替わりつつある。   Conventionally, with the miniaturization and thinning of electronic devices, excellent electrical conductivity and high bonding reliability have been achieved in the mounting of modularized components and the assembly of various electronic components such as ICs and LSIs. In this respect, solder bonding compositions containing eutectic solder powder of 63Sn / 37Pb (Sn / Pb mass ratio of 63/37) have been widely used. However, in recent years, regulations on lead have been strengthened due to the problem of environmental pollution, and the solder bonding composition containing lead-free solder powder as disclosed in Patent Document 1 below is being switched to.

ところが、Sn/Ag/Cu合金に代表される鉛フリー合金はんだは、Sn/Pb系合金はんだに比べて、約40℃高い融点を有するため、はんだ付けされる各種電子部品や基板あるいはその接合界面に大きな熱歪みを生じるので、接合信頼性に不安がある。   However, lead-free alloy solder represented by Sn / Ag / Cu alloy has a melting point that is about 40 ° C higher than that of Sn / Pb-based alloy solder. As a result, a large thermal strain is generated, and there is anxiety in the reliability of the joint.

また、熱硬化性樹脂を含有するはんだ接合剤組成物を使用する場合、熱硬化性樹脂の硬化物の線膨張係数が電子部品や基板に比べて高いため、はんだ接合後の外部からの熱的要因によって、接合界面や電子部品にクラックが生じ、接合信頼性を著しく損なう問題がある。   In addition, when using a solder bonding composition containing a thermosetting resin, the linear expansion coefficient of the cured product of the thermosetting resin is higher than that of electronic components and substrates, so that the thermal Depending on the factor, there is a problem that cracks occur in the bonding interface and electronic parts, and the bonding reliability is remarkably impaired.

他方、はんだ接合後において、接合部分をアンダーフィルやモールド樹脂等によって補強する場合があるが、接合信頼性の観点から、使用されるアンダーフィルやモールド樹脂には、これらの硬化物の線膨張係数が小さい材料を使用することが望まれている。一般的に樹脂硬化物の線膨張係数を低下させる手法として、シリカやアルミナ等の線膨張係数の低い無機フィラーを添加する方法が知られており、上記のアンダーフィルやモールド樹脂にも既に応用されている技術である。   On the other hand, after soldering, the joint may be reinforced with underfill or mold resin, but from the viewpoint of joint reliability, the underfill or mold resin used has a linear expansion coefficient of these cured products. However, it is desirable to use a material having a small size. In general, as a method of reducing the linear expansion coefficient of a cured resin, a method of adding an inorganic filler having a low linear expansion coefficient such as silica or alumina is known, and has already been applied to the above-mentioned underfill and mold resin. Technology.

特開2007−136491号公報JP 2007-136491 A

しかしながら、熱硬化性樹脂を含有するはんだ接合剤組成物に一般的な無機フィラーを添加すると、添加したフィラー成分がはんだの凝集を阻害し、はんだが溶融しない、すなわち、リフロー後に大量のはんだボールを発生させ、フィレット形成が不能となり、その結果としてはんだ付け性が低下する問題があった。このような問題について、従来のはんだ接合剤組成物は充分に検討されていなかった。   However, when a general inorganic filler is added to a solder bonding composition containing a thermosetting resin, the added filler component inhibits the aggregation of the solder, and the solder does not melt, that is, a large amount of solder balls are formed after reflow. There is a problem that fillet formation becomes impossible and as a result, solderability deteriorates. With respect to such problems, conventional solder bonding agent compositions have not been sufficiently studied.

本発明は、鉛フリーはんだ粉末及び熱硬化性樹脂を含有するはんだ接合剤組成物において、はんだ付け性が良好であり、かつ信頼性の高いはんだ接合剤組成物を提供する。   The present invention provides a solder bonding composition having good solderability and high reliability in a solder bonding composition containing a lead-free solder powder and a thermosetting resin.

発明者らは、はんだ接合剤組成物に特定範囲の平均粒径を有する無機フィラーを添加することにより、はんだの凝集を阻害せずにはんだを溶融させることができることを見出し、本発明を完成するに至った。   The inventors have found that by adding an inorganic filler having an average particle diameter in a specific range to the solder bonding composition, the solder can be melted without inhibiting the aggregation of the solder, and the present invention is completed. It came to.

すなわち、本発明のはんだ接合剤組成物は、鉛フリーはんだ粉末と熱硬化性樹脂含有フラックスとを含有するはんだ接合剤組成物であって、平均粒径5〜100nmの無機フィラーを含有することを特徴とする。   That is, the solder joint composition of the present invention is a solder joint composition containing a lead-free solder powder and a thermosetting resin-containing flux, and contains an inorganic filler having an average particle diameter of 5 to 100 nm. Features.

本発明のはんだ接合剤組成物によれば、はんだの凝集を阻害せずにはんだを溶融させることができるため、はんだ付け性が良好なはんだ接合剤組成物を得ることができる。また、電子部品等と接合部との間に生じる線膨張係数の差異を低減できるため、信頼性の高いはんだ接合剤組成物を得ることができる。   According to the solder bonding agent composition of the present invention, the solder can be melted without inhibiting the aggregation of the solder, and therefore a solder bonding agent composition with good solderability can be obtained. Moreover, since the difference of the linear expansion coefficient produced between an electronic component etc. and a junction part can be reduced, a highly reliable solder bonding agent composition can be obtained.

42Sn/58Biはんだ粉末を含有するはんだ接合剤組成物のリフロー条件を示すグラフである。It is a graph which shows the reflow conditions of the solder bonding agent composition containing 42Sn / 58Bi solder powder. 96.5Sn/3.0Ag/0.5Cuはんだ粉末を含有するはんだ接合剤組成物のリフロー条件を示すグラフである。It is a graph which shows the reflow conditions of the solder bonding agent composition containing 96.5Sn / 3.0Ag / 0.5Cu solder powder.

本発明のはんだ接合剤組成物は、鉛フリーはんだ粉末と熱硬化性樹脂含有フラックスとを含有するはんだ接合剤組成物であって、平均粒径5〜100nmの無機フィラーを含有する。以下、本発明のはんだ接合剤組成物に含有される(又は含有され得る)成分について説明する。   The solder bonding composition of the present invention is a solder bonding composition containing a lead-free solder powder and a thermosetting resin-containing flux, and contains an inorganic filler having an average particle size of 5 to 100 nm. Hereinafter, the components contained in (or can be contained in) the solder joint composition of the present invention will be described.

(鉛フリーはんだ粉末)
鉛フリーはんだ粉末とは、鉛を添加しないはんだ金属または合金の粉末である。ただし、はんだ粉末中に、不可避的不純物として鉛が存在することは許容されるが、この場合、鉛の量は、100ppm以下であることが好ましい。具体的には、鉛フリーはんだを形成するハンダ組成としては、以下を例示できる。
(Lead-free solder powder)
The lead-free solder powder is a solder metal or alloy powder to which lead is not added. However, the presence of lead as an inevitable impurity in the solder powder is allowed, but in this case, the amount of lead is preferably 100 ppm or less. Specifically, the following can be illustrated as a solder composition which forms lead-free solder.

純金属:Ag、Au、Cu、Pt、Pd、W、Ni、Ta、Ti、Cr、Fe、Co、Ga、In、Li、Se、Sn、Bi、Tl、Zn、Te
2元系合金:95.3Ag/4.7Bi等のAg−Bi系、66Ag/34Li等のAg−Li系、3Ag/97In等のAg−In系、67Ag/33Te等のAg−Te系、97.2Ag/2.8Tl等のAg−Tl系、45.6Ag/54.4Zn等のAg−Zn系、80Au/20Sn等のAu−Sn系、52.7Bi/47.3In等のBi−In系、35In/65Sn、51In/49Sn、52In/48Sn等のIn−Sn系、8.1Bi/91.9Zn等のBi−Zn系、43Sn/57Bi、42Sn/58Bi等のSn−Bi系、98Sn/2Ag、96.5Sn/3.5Ag、96Sn/4Ag、95Sn/5Ag等のSn−Ag系、91Sn/9Zn、30Sn/70Zn等のSn−Zn系、99.3Sn/0.7Cu等のSn−Cu系、95Sn/5Sb等のSn−Sb系
3元系合金:95.5Sn/3.5Ag/1In等のSn−Ag−In系、86Sn/9Zn/5In、81Sn/9Zn/10In等のSn−Zn−In系、95.5Sn/0.5Ag/4Cu、96.5Sn/3.0Ag/0.5Cu等のSn−Ag−Cu系、90.5Sn/7.5Bi/2Ag、41.0Sn/58Bi/1.0Ag等のSn−Bi−Ag系、89.0Sn/8.0Zn/3.0Bi等のSn−Zn−Bi系
その他:Sn/Ag/Cu/Bi系など
Pure metal: Ag, Au, Cu, Pt, Pd, W, Ni, Ta, Ti, Cr, Fe, Co, Ga, In, Li, Se, Sn, Bi, Tl, Zn, Te
Binary alloys: Ag-Bi type such as 95.3Ag / 4.7Bi, Ag-Li type such as 66Ag / 34Li, Ag-In type such as 3Ag / 97In, Ag-Te type such as 67Ag / 33Te, 97 Ag-Tl system such as 2Ag / 2.8Tl, Ag-Zn system such as 45.6Ag / 54.4Zn, Au-Sn system such as 80Au / 20Sn, Bi-In system such as 52.7Bi / 47.3In 35In / 65Sn, 51In / 49Sn, 52In / 48Sn etc. In-Sn series, 8.1Bi / 91.9Zn etc. Bi-Zn series, 43Sn / 57Bi, 42Sn / 58Bi etc. Sn-Bi series, 98Sn / 2Ag 96.5Sn / 3.5Ag, 96Sn / 4Ag, Sn-Ag series such as 95Sn / 5Ag, Sn-Zn series such as 91Sn / 9Zn, 30Sn / 70Zn, 99.3Sn / 0 Sn-Cu type such as 7Cu, Sn-Sb type ternary alloy such as 95Sn / 5Sb: Sn-Ag-In type such as 95.5Sn / 3.5Ag / 1In, 86Sn / 9Zn / 5In, 81Sn / 9Zn / Sn-Zn-In series such as 10In, Sn-Ag-Cu series such as 95.5Sn / 0.5Ag / 4Cu, 96.5Sn / 3.0Ag / 0.5Cu, 90.5Sn / 7.5Bi / 2Ag, Sn-Bi-Ag system such as 41.0Sn / 58Bi / 1.0Ag, Sn-Zn-Bi system such as 89.0Sn / 8.0Zn / 3.0Bi Other: Sn / Ag / Cu / Bi system, etc.

なかでも鉛フリーはんだは、接合剤として適正な融点が得られる観点、及びはんだ接合強度の観点から、Sn、Cu、Ag、Bi、Sb、In及びZnからなる群より選ばれる一種以上の金属を含むことが好ましく、Sn、Cu、Ag及びBiからなる群より選ばれる一種以上の金属を含むことがより好ましい。   Among these, lead-free solder is made of one or more metals selected from the group consisting of Sn, Cu, Ag, Bi, Sb, In, and Zn, from the viewpoint of obtaining an appropriate melting point as a bonding agent and solder bonding strength. It is preferable to include, and it is more preferable to include one or more metals selected from the group consisting of Sn, Cu, Ag, and Bi.

(熱硬化性樹脂含有フラックス)
熱硬化性樹脂含有フラックス(以下、単に「フラックス」ともいう)としては、熱硬化性樹脂を含有する限りにおいて特に限定されず、従来のはんだ接合剤組成物で使用されている配合のものを使用できる。例えば、熱硬化性樹脂、活性剤、チクソ剤、硬化剤等を含有するフラックスが使用できる。
(Thermosetting resin-containing flux)
The thermosetting resin-containing flux (hereinafter, also simply referred to as “flux”) is not particularly limited as long as it contains a thermosetting resin, and the one used in the conventional solder bonding composition is used. it can. For example, a flux containing a thermosetting resin, an activator, a thixotropic agent, a curing agent, or the like can be used.

〈熱硬化性樹脂〉
熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、アルキド樹脂等を例示でき、硬化速度、高ガラス転移温度の確保及びせん断強度の観点からエポキシ樹脂が好ましい。
<Thermosetting resin>
Examples of the thermosetting resin include an epoxy resin, a phenol resin, a melamine resin, a urea resin, an alkyd resin, and the like, and an epoxy resin is preferable from the viewpoints of curing speed, ensuring a high glass transition temperature, and shear strength.

エポキシ樹脂としては、主に非揮発性のエポキシ系化合物であるビスフェノールA型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂(フェノールノボラック型エポキシ樹脂、o−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、p−tert−ブチルフェノールノボラック型エポキシ樹脂など)、ビスフェノールFやビスフェノールSにエピクロルヒドリンを反応させて得られたビスフェノールF型エポキシ樹脂やビスフェノールS型エポキシ樹脂、さらにシクロヘキセンオキシド基、トリシクロデカンオキシド基、シクロペンテンオキシド基などを有する脂環式エポキシ樹脂、フタル酸ジグリシジルエステル、テトラヒドロフタル酸ジグリシジルエステル、ヘキサヒドロフタル酸ジグリシジルエステル、ジグリシジル−p−ヒドロキシ安息香酸、ダイマー酸グリシジルエステルなどのグリシジルエステル樹脂、テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン、トリグリシジル−p−アミノフェノールなどのグリシジルアミン系樹脂、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリテトラメチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、レゾルシンジグリシジルエーテル、1、6ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル、ソルビタンポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテルなどのグリシジルエーテル樹脂、トリス(2、3−エポキシプロピル)イソシアヌレート、トリグリシジルトリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレート等のトリアジン環を有するトリグリシジルイソシアヌレート、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、アダマンタン型エポキシ樹脂などが挙げられる。   Epoxy resins mainly include non-volatile epoxy compounds such as bisphenol A type epoxy resins, novolak type epoxy resins (phenol novolak type epoxy resins, o-cresol novolak type epoxy resins, p-tert-butylphenol novolak type epoxy resins). ), Bisphenol F-type epoxy resin and bisphenol S-type epoxy resin obtained by reacting bisphenol F and bisphenol S with epichlorohydrin, and cycloaliphatic epoxy having cyclohexene oxide group, tricyclodecane oxide group, cyclopentene oxide group, etc. Resin, Phthalic acid diglycidyl ester, Tetrahydrophthalic acid diglycidyl ester, Hexahydrophthalic acid diglycidyl ester, Diglycidyl-p-hydroxybenzoic acid, Dimer Glycidyl ester resins such as acid glycidyl ester, glycidyl amine resins such as tetraglycidyl diaminodiphenylmethane, triglycidyl-p-aminophenol, propylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, polytetramethylene glycol diglycidyl ether, glycerol poly Glycidyl ether, trimethylolpropane polyglycidyl ether, resorcin diglycidyl ether, 1,6 hexanediol diglycidyl ether, ethylene glycol diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, sorbitol polyglycidyl ether, sorbitan polyglycidyl ether, pentaerythritol polyglycidyl Glycidyl such as ether Ether resins, tris (2,3-epoxypropyl) isocyanurate, triglycidyl isocyanurate having a triazine ring such as triglycidyltris (2-hydroxyethyl) isocyanurate, dicyclopentadiene type epoxy resin, adamantane type epoxy resin, etc. Can be mentioned.

また、エポキシ樹脂としては、主に、常温で液状のエポキシ樹脂と、常温で固形のエポキシ樹脂とをブレンドして使用することが、はんだをブレンドした際の粘度を適正な範囲に維持する観点から好ましい。   In addition, as an epoxy resin, it is mainly used by blending an epoxy resin that is liquid at normal temperature and a solid epoxy resin at normal temperature, from the viewpoint of maintaining the viscosity when solder is blended in an appropriate range. preferable.

フラックス全体を100質量%としたときの熱硬化性樹脂の含有量は、40〜95質量%であることが好ましく、60〜90質量%であることがより好ましい。   The content of the thermosetting resin when the entire flux is 100% by mass is preferably 40 to 95% by mass, and more preferably 60 to 90% by mass.

〈活性剤〉
活性剤は、金属表面に存在する酸化物、硫化物、水酸化物、塩化物、硫酸塩、炭酸塩等を還元して金属を清浄化する成分である。
<Activator>
The activator is a component that cleans the metal by reducing oxides, sulfides, hydroxides, chlorides, sulfates, carbonates, etc. present on the metal surface.

活性剤としては、環境負荷の低減の観点から、非ハロゲン化合物が好ましく、アミン類、アミン塩類(エチレンジアミン等のポリアミン、シクロヘキシルアミン、ジエチルアミン等のアミンの有機酸塩等)、有機酸類、アミノ酸類、アミド系化合物等が好ましい。具体的には、アジピン酸、セバシン酸、トリエタノールアミン、モノエタノールアミン等が特に好ましい。   As the activator, non-halogen compounds are preferable from the viewpoint of reducing environmental load, and amines, amine salts (polyamines such as ethylenediamine, organic acid salts of amines such as cyclohexylamine and diethylamine), organic acids, amino acids, Amide compounds and the like are preferable. Specifically, adipic acid, sebacic acid, triethanolamine, monoethanolamine and the like are particularly preferable.

フラックス全体を100質量%としたときの活性剤の含有量は、0.5〜15質量%であることが好ましく、2〜10質量%であることがより好ましい。   The content of the activator when the total flux is 100% by mass is preferably 0.5 to 15% by mass, and more preferably 2 to 10% by mass.

〈チクソ剤〉
チクソ剤としては、従来から使用されている水添ヒマシ油、脂肪酸アマイド類などが使用できる。
<Thixotropic agent>
As the thixotropic agent, conventionally used hydrogenated castor oil, fatty acid amides and the like can be used.

フラックス全体を100質量%としたときのチクソ剤の含有量は、0.5〜10質量%であることが好ましく、1〜5質量%であることがより好ましい。   The content of the thixotropic agent when the entire flux is 100% by mass is preferably 0.5 to 10% by mass, and more preferably 1 to 5% by mass.

〈硬化剤〉
硬化剤は、上述した熱硬化性樹脂の硬化剤(硬化促進剤)として用いられる成分であり、各種の硬化剤が使用できる。例えば潜在性硬化剤としては、ノバキュアHX-3722、HX-3721、HX-3748、HX-3088、HX-3613、HX-3921HP、HX-3941HP(旭化成エポキシ社製、商品名)、脂肪族ポリアミン系としては、フジキュアFXR-1020、FXR-1030、FXR-1050、FXR-1080(富士化成工業社製、商品名)、エポキシ樹脂アミンアダクト系としては、アミキュアPN-23、MY-24、VDH、UDH、PN-31、PN-40(味の素ファインテクノ社製、商品名)、EH-3615S、EH-3293S、EH-3366S、EH-3842、EH-3670S、EH-3636AS(旭電化工業社製、商品名)等が挙げられる。また、イミダゾール系硬化剤としては、2MZA、2PZ、C11Z、C17Z、2E4MZ、2P4MZ、2P4MHZ、C11Z-CNS、2PZ-CNZ(四国化成工業社製、商品名)等が挙げられる。なかでも、イミダゾール系硬化剤(特に水酸基を有するイミダゾール化合物)を用いると、熱硬化性樹脂の硬化反応が急激に進むことが無く、応力の発生を防止できるので、好ましい。
<Curing agent>
A hardening | curing agent is a component used as a hardening | curing agent (hardening accelerator) of the thermosetting resin mentioned above, and various hardening agents can be used. For example, as the latent curing agent, NovaCure HX-3722, HX-3721, HX-3748, HX-3088, HX-3613, HX-3921HP, HX-3941HP (Asahi Kasei Epoxy Co., Ltd., trade name), aliphatic polyamine type As for Fujicure FXR-1020, FXR-1030, FXR-1050, FXR-1080 (Fuji Kasei Kogyo Co., Ltd., trade name), As for epoxy resin amine adduct system, Amicure PN-23, MY-24, VDH, UDH , PN-31, PN-40 (Ajinomoto Fine Techno Co., product name), EH-3615S, EH-3293S, EH-3366S, EH-3842, EH-3670S, EH-3636AS (manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd., product) Name). Examples of the imidazole curing agent include 2MZA, 2PZ, C11Z, C17Z, 2E4MZ, 2P4MZ, 2P4MHZ, C11Z-CNS, 2PZ-CNZ (trade name, manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd.). Of these, the use of an imidazole-based curing agent (particularly an imidazole compound having a hydroxyl group) is preferable because the curing reaction of the thermosetting resin does not proceed rapidly and the generation of stress can be prevented.

フラックス全体を100質量%としたときの硬化剤の含有量は、0.1〜10質量%であることが好ましく、0.5〜5質量%であることがより好ましい。   The content of the curing agent when the entire flux is 100% by mass is preferably 0.1 to 10% by mass, and more preferably 0.5 to 5% by mass.

環境負荷の低減の観点から、フラックスの揮発成分(VOC)含有量は1質量%以下であることが好ましい。VOC含有量は、フラックスを示差熱天秤(TG/DTA測定装置)により、窒素雰囲気下、室温から300℃まで加熱した際の質量の減少量を測定することによって得られる。   From the viewpoint of reducing environmental burden, the volatile component (VOC) content of the flux is preferably 1% by mass or less. The VOC content can be obtained by measuring the decrease in mass when the flux is heated from room temperature to 300 ° C. in a nitrogen atmosphere using a differential thermal balance (TG / DTA measuring device).

環境負荷の低減の観点から、フラックスのハロゲン含有量は1000ppm以下であることが好ましい。ハロゲン含有量は、フラックスを完全燃焼させ、フラックス中のハロゲンを0.1質量%過酸化水素水溶液に捕集した後、イオンクロマトグラフィーによりハロゲンを定量することによって得られる。   From the viewpoint of reducing environmental load, the halogen content of the flux is preferably 1000 ppm or less. The halogen content can be obtained by completely burning the flux, collecting the halogen in the flux in a 0.1% by mass aqueous hydrogen peroxide solution, and then quantifying the halogen by ion chromatography.

鉛フリーはんだ粉末とフラックスとの含有比率(鉛フリーはんだ粉末:フラックス)は、60〜90質量%:40〜10質量%が好ましく、より好ましくは75〜85質量%:25〜15質量%である。上記比率とすることにより、ペーストとしての粘性やチクソ性が良好となり、印刷やディスペンス塗布などの量産工程に適したはんだ接合剤組成物が得られる。   The content ratio of lead-free solder powder and flux (lead-free solder powder: flux) is preferably 60 to 90 mass%: 40 to 10 mass%, more preferably 75 to 85 mass%: 25 to 15 mass%. . By setting it as the said ratio, the viscosity as a paste and thixotropy become favorable, and the solder joint composition suitable for mass production processes, such as printing and dispensing application | coating, is obtained.

(無機フィラー)
本発明のはんだ接合剤組成物は、はんだ付け性を良好に維持しつつフラックス硬化物の線膨張係数を調整して、接合信頼性を向上させるため、平均粒径5〜100nmの無機フィラーを含有する。本発明において、無機フィラーの平均粒径は、日機装株式会社製ナノトラックUPA−EX150によって測定された体積基準の平均粒径(D50)とする。測定条件を以下に示す。
(Inorganic filler)
The solder bonding composition of the present invention contains an inorganic filler having an average particle size of 5 to 100 nm in order to improve the bonding reliability by adjusting the linear expansion coefficient of the flux cured product while maintaining good solderability. To do. In the present invention, the average particle diameter of the inorganic filler is a volume-based average particle diameter (D50) measured by Nikkiso Nanotrac UPA-EX150. The measurement conditions are shown below.

(無機フィラーが樹脂に分散された検体の場合:後述する実施例1〜7,9,10等)
溶媒:プロピレングリコールモノメチルエーテル
濃度:0.5質量%(無機フィラーの濃度として)
予備分散 :日本精機社製Ultrasonic Homogenizerにより20kHzで60秒間の超音波処理
測定温度 :20.0℃±2.5℃
(In the case of a specimen in which an inorganic filler is dispersed in a resin: Examples 1 to 7, 9, 10, etc. described later)
Solvent: Propylene glycol monomethyl ether Concentration: 0.5% by mass (as inorganic filler concentration)
Preliminary dispersion: Ultrasonic treatment at 20 kHz for 60 seconds with Ultrasonic Homogenizer manufactured by Nippon Seiki Co., Ltd. Measurement temperature: 20.0 ° C. ± 2.5 ° C.

(無機フィラーそのものが検体の場合:後述する実施例8等)
溶媒:水
濃度:0.5質量%
予備分散 :日本精機社製Ultrasonic Homogenizerにより20kHzで60秒間の超音波処理
測定温度 :20.0℃±2.5℃
(When the inorganic filler itself is a sample: Example 8 etc. described later)
Solvent: Water Concentration: 0.5% by mass
Preliminary dispersion: Ultrasonic treatment at 20 kHz for 60 seconds with Ultrasonic Homogenizer manufactured by Nippon Seiki Co., Ltd. Measurement temperature: 20.0 ° C. ± 2.5 ° C.

接合信頼性をより向上させる観点からは、無機フィラーの平均粒径が10nm以上であることが好ましく、15nm以上であることがより好ましい。一方、はんだ付け性をより良好に維持する観点からは、無機フィラーの平均粒径が80nm以下であることが好ましく、50nm以下であることがより好ましい。これらの観点を総合すると、無機フィラーの平均粒径は、10〜80nmであることが好ましく、15〜50nmであることがより好ましい。   From the viewpoint of further improving the bonding reliability, the average particle size of the inorganic filler is preferably 10 nm or more, and more preferably 15 nm or more. On the other hand, from the viewpoint of maintaining better solderability, the average particle size of the inorganic filler is preferably 80 nm or less, and more preferably 50 nm or less. Taking these viewpoints together, the average particle size of the inorganic filler is preferably 10 to 80 nm, and more preferably 15 to 50 nm.

無機フィラーの含有量は、接合信頼性をより向上させる観点から、上述したフラックス中の熱硬化性樹脂100質量部に対し2質量部以上であることが好ましく、5質量部以上であることがより好ましく、20質量部以上であることが更に好ましい。一方、はんだ付け性をより良好に維持する観点から、無機フィラーの含有量は、上述したフラックス中の熱硬化性樹脂100質量部に対し100質量部以下であることが好ましく、90質量部以下であることがより好ましく、80質量部以下であることが更に好ましい。これらの観点を総合すると、無機フィラーの含有量は、上述したフラックス中の熱硬化性樹脂100質量部に対し2〜100質量部であることが好ましく、5〜90質量部であることがより好ましく、20〜80質量部であることが更に好ましい。   From the viewpoint of further improving the bonding reliability, the content of the inorganic filler is preferably 2 parts by mass or more and more preferably 5 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the thermosetting resin in the flux described above. Preferably, it is 20 parts by mass or more. On the other hand, from the viewpoint of maintaining better solderability, the content of the inorganic filler is preferably 100 parts by mass or less, and 90 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the thermosetting resin in the flux described above. More preferably, it is more preferably 80 parts by mass or less. When these viewpoints are combined, the content of the inorganic filler is preferably 2 to 100 parts by mass, more preferably 5 to 90 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the thermosetting resin in the flux described above. More preferably, it is 20-80 mass parts.

無機フィラーとしては、フラックス硬化物の線膨張係数を調整することによって電子部品等と接合部との間に生じる線膨張係数の差異を低減できるものであれば特に限定されず、二酸化珪素(シリカ)、酸化アルミニウム(アルミナ)、炭酸カルシウム、含水ケイ酸マグネシウム(タルク)、カオリンクレー、硫酸バリウム、ゼオライト等の無機粒子が使用できる。なかでも、二酸化珪素粒子を使用すると、フラックス硬化物の線膨張係数の低減を容易に実現できるため、好ましい。   The inorganic filler is not particularly limited as long as it can reduce the difference in the linear expansion coefficient generated between the electronic component and the joint by adjusting the linear expansion coefficient of the flux cured product. Silicon dioxide (silica) Inorganic particles such as aluminum oxide (alumina), calcium carbonate, hydrous magnesium silicate (talc), kaolin clay, barium sulfate, and zeolite can be used. Among these, the use of silicon dioxide particles is preferable because the linear expansion coefficient of the flux cured product can be easily reduced.

本発明のはんだ接合剤組成物、又ははんだ接合剤組成物に含まれるフラックスは、上記の成分に加えて、必要に応じて種々の添加剤、例えば界面活性剤、消泡剤、レベリング剤等の添加剤などを含有することができる。なかでも、界面活性剤を添加すると、はんだ濡れ広がり性が向上する上、無機フィラーの分散性も向上するため好ましい。   In addition to the above components, the flux contained in the solder bonding agent composition of the present invention or the solder bonding agent composition includes various additives such as surfactants, antifoaming agents, leveling agents and the like as necessary. Additives and the like can be contained. Among these, it is preferable to add a surfactant because solder wettability is improved and dispersibility of the inorganic filler is also improved.

本発明のはんだ接合剤組成物は、上述した必須成分及び必要に応じて添加される添加剤と共に混練処理することにより容易に製造することができる。この際、無機フィラーを添加するタイミングは特に限定されず、フラックスの配合成分としてフラックス中に無機フィラーを添加した後、フラックスと鉛フリーはんだ粉末とを混合してもよいし、無機フィラーを添加する前に、予めフラックスと鉛フリーはんだ粉末とを混合しておき、これに無機フィラーを添加してもよい。ただし、無機フィラーをフラックス中に均一に分散させるには、フラックス中に無機フィラーを添加した後、フラックスと鉛フリーはんだ粉末とを混合することが好ましい。   The solder joint composition of the present invention can be easily produced by kneading together with the above-described essential components and additives added as necessary. At this time, the timing of adding the inorganic filler is not particularly limited, and the flux and lead-free solder powder may be mixed after adding the inorganic filler in the flux as a flux component, or the inorganic filler is added. In advance, flux and lead-free solder powder may be mixed in advance, and an inorganic filler may be added thereto. However, in order to uniformly disperse the inorganic filler in the flux, it is preferable to add the inorganic filler to the flux and then mix the flux and lead-free solder powder.

以下に実施例を示し、本発明をより具体的に説明する。これら実施例は、本発明における最良の実施形態の一例ではあるものの、本発明はこれら実施例により限定を受けるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. These examples are examples of the best mode of the present invention, but the present invention is not limited by these examples.

(実施例1)
平均粒径50nmのシリカ粒子(50質量%)を液状ビスフェノールA型エポキシ樹脂(50質量%)中に分散させた樹脂組成物(アドマテックス社製、製品名50wt% 50nmシリカ分散ビスフェノールA型エポキシ樹脂)65質量%、ビスフェノールA型熱硬化性樹脂(DIC株式会社製、EPICLON860)22質量%、チクソ剤(新日本理化株式会社製、ゲルオールD)2質量%、活性剤(アジピン酸)5質量%、界面活性剤(ビックケミージャパン株式会社製、BYK361N)2質量%、消泡剤(共栄社化学株式会社製、フローレンAC303)1質量%、さらに硬化剤として2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール(2P4MHZ)3質量%を同じ容器に計量し、らいかい機を用いて混合し、フラックスを得た。得られたフラックスを用いて、後述する各種物性評価を行った。また、上記と同様の方法で得られたフラックスと42Sn/58Biはんだ粉末とを、フラックス:はんだ粉末=20:80の比率で計量し、これらを混練機にて2時間混合することで、はんだ接合剤組成物を調製した。このはんだ接合剤組成物を用いて、後述する各種物性評価を行った。実施例1の成分配合および評価結果を表1に記載した。なお、表1において、「樹脂100質量部に対するシリカ粒子含有量(質量部)」は、50wt% 50nmシリカ分散ビスフェノールA型エポキシ樹脂中のビスフェノールA型エポキシ樹脂と、ビスフェノールA型熱硬化性樹脂(EPICLON860)との合計を100質量部としたときのシリカ粒子含有量(質量部)をさす。以下の例においても同様である。
Example 1
Resin composition in which silica particles with an average particle size of 50 nm (50% by mass) are dispersed in liquid bisphenol A type epoxy resin (50% by mass) (product name: 50% by weight 50 nm silica dispersed bisphenol A type epoxy resin, manufactured by Admatechs) ) 65% by mass, bisphenol A type thermosetting resin (DIC Corporation, EPICLON860) 22% by mass, thixotropic agent (Shin Nippon Rika Co., Ltd., Gelol D) 2% by mass, activator (adipic acid) 5% by mass , 2% by mass of surfactant (BYK361N, manufactured by BYK Japan), 1% by mass of antifoaming agent (Floren AC303, manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), and 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxy as a curing agent Methylimidazole (2P4MHZ) 3% by mass was weighed in the same container and mixed using a rough machine to obtain a flux. Various physical property evaluations to be described later were performed using the obtained flux. In addition, the flux obtained by the same method as described above and 42Sn / 58Bi solder powder are weighed at a ratio of flux: solder powder = 20: 80, and these are mixed in a kneader for 2 hours to perform solder bonding. An agent composition was prepared. Various physical property evaluations to be described later were performed using this solder bonding agent composition. The component composition and evaluation results of Example 1 are shown in Table 1. In Table 1, “silica particle content (parts by mass) with respect to 100 parts by mass of resin” refers to bisphenol A type epoxy resin in 50 wt% 50 nm silica-dispersed bisphenol A type epoxy resin and bisphenol A type thermosetting resin ( EPICLON860) means the silica particle content (parts by mass) when the total is 100 parts by mass. The same applies to the following examples.

(実施例2)
実施例1の調製方法のうち、50wt% 50nmシリカ分散ビスフェノールA型エポキシ樹脂の配合量を50質量%にし、ビスフェノールA型熱硬化性樹脂(EPICLON860)の配合量を37質量%にしたこと以外は、実施例1と同様にしてフラックス及びはんだ接合剤組成物を調製し、後述する各種物性評価を行った。
(Example 2)
In the preparation method of Example 1, the blending amount of 50 wt% 50 nm silica-dispersed bisphenol A type epoxy resin was 50% by mass, and the blending amount of bisphenol A type thermosetting resin (EPICLON860) was 37% by mass. In the same manner as in Example 1, flux and solder bonding agent compositions were prepared, and various physical property evaluations described later were performed.

(実施例3)
実施例1の調製方法のうち、50wt% 50nmシリカ分散ビスフェノールA型エポキシ樹脂の配合量を35質量%にし、ビスフェノールA型熱硬化性樹脂(EPICLON860)の配合量を52質量%にしたこと以外は、実施例1と同様にしてフラックス及びはんだ接合剤組成物を調製し、後述する各種物性評価を行った。
(Example 3)
In the preparation method of Example 1, except that the blending amount of 50 wt% 50 nm silica-dispersed bisphenol A type epoxy resin was 35 mass% and the blending amount of bisphenol A type thermosetting resin (EPICLON860) was 52 mass%. In the same manner as in Example 1, flux and solder bonding agent compositions were prepared, and various physical property evaluations described later were performed.

(実施例4)
実施例1の調製方法のうち、50wt% 50nmシリカ分散ビスフェノールA型エポキシ樹脂の配合量を20質量%にし、ビスフェノールA型熱硬化性樹脂(EPICLON860)の配合量を67質量%にしたこと以外は、実施例1と同様にしてフラックス及びはんだ接合剤組成物を調製し、後述する各種物性評価を行った。
Example 4
In the preparation method of Example 1, the blending amount of 50 wt% 50 nm silica-dispersed bisphenol A type epoxy resin was 20% by mass, and the blending amount of bisphenol A type thermosetting resin (EPICLON860) was 67% by mass. In the same manner as in Example 1, flux and solder bonding agent compositions were prepared, and various physical property evaluations described later were performed.

(実施例5)
実施例1の調製方法のうち、50wt% 50nmシリカ分散ビスフェノールA型エポキシ樹脂の代わりに、平均粒径25nmのシリカ粒子(50質量%)を液状ビスフェノールA型エポキシ樹脂(50質量%)中に分散させた樹脂組成物(アドマテックス社製、製品名50wt% 25nmシリカ分散ビスフェノールA型エポキシ樹脂)を使用したこと以外は、実施例1と同様にしてフラックス及びはんだ接合剤組成物を調製し、後述する各種物性評価を行った。
(Example 5)
In the preparation method of Example 1, instead of 50 wt% 50 nm silica-dispersed bisphenol A type epoxy resin, silica particles having an average particle size of 25 nm (50% by mass) are dispersed in liquid bisphenol A type epoxy resin (50% by mass). A flux and solder bonding agent composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that a resin composition (manufactured by Admatechs Co., Ltd., product name: 50 wt%, 25 nm silica-dispersed bisphenol A type epoxy resin) was used. Various physical properties were evaluated.

(実施例6)
実施例1の調製方法のうち、50wt% 50nmシリカ分散ビスフェノールA型エポキシ樹脂の代わりに、平均粒径15nmのシリカ粒子(50質量%)を液状ビスフェノールA型エポキシ樹脂(50質量%)中に分散させた樹脂組成物(アドマテックス社製、製品名50wt% 15nmシリカ分散ビスフェノールA型エポキシ樹脂)を使用したこと以外は、実施例1と同様にしてフラックス及びはんだ接合剤組成物を調製し、後述する各種物性評価を行った。
(Example 6)
In the preparation method of Example 1, instead of 50 wt% 50 nm silica-dispersed bisphenol A type epoxy resin, silica particles having an average particle size of 15 nm (50% by mass) are dispersed in liquid bisphenol A type epoxy resin (50% by mass). A flux and solder bonding agent composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the resin composition (manufactured by Admatechs Co., Ltd., product name: 50 wt%, 15 nm silica-dispersed bisphenol A type epoxy resin) was used. Various physical properties were evaluated.

(実施例7)
実施例1の調製方法と同様にしてフラックスを調製し、後述する各種物性評価を行った。また、実施例1の調製方法のうち、42Sn/58Biはんだ粉末の代わりに96.5Sn/3.0Ag/0.5Cuはんだ粉末を使用したこと以外は、実施例1と同様にしてはんだ接合剤組成物を調製し、後述する各種物性評価を行った。
(Example 7)
A flux was prepared in the same manner as in the preparation method of Example 1, and various physical property evaluations described later were performed. Further, in the preparation method of Example 1, the solder bonding agent composition was the same as Example 1 except that 96.5Sn / 3.0Ag / 0.5Cu solder powder was used instead of 42Sn / 58Bi solder powder. The material was prepared and various physical property evaluations mentioned later were performed.

(実施例8)
実施例1の調製方法のうち、ビスフェノールA型熱硬化性樹脂(EPICLON860)の配合量を54.5質量%にしたことと、50wt% 50nmシリカ分散ビスフェノールA型エポキシ樹脂の代わりに平均粒径50nmのシリカ粒子(32.5質量%)を使用したこと以外は、実施例1と同様にしてフラックス及びはんだ接合剤組成物を調製し、後述する各種物性評価を行った。
(Example 8)
In the preparation method of Example 1, the blending amount of bisphenol A type thermosetting resin (EPICLON860) was 54.5% by mass, and silica having an average particle diameter of 50 nm instead of 50 wt% 50 nm silica-dispersed bisphenol A type epoxy resin. A flux and a solder bonding agent composition were prepared in the same manner as in Example 1 except that the particles (32.5% by mass) were used, and various physical property evaluations described later were performed.

(実施例9)
実施例1の調製方法のうち、50wt% 50nmシリカ分散ビスフェノールA型エポキシ樹脂の配合量を77.5質量%にし、ビスフェノールA型熱硬化性樹脂(EPICLON860)の配合量を9.5質量%にしたこと以外は、実施例1と同様にしてフラックス及びはんだ接合剤組成物を調製し、後述する各種物性評価を行った。
Example 9
In the preparation method of Example 1, the blending amount of 50 wt% 50 nm silica-dispersed bisphenol A type epoxy resin was 77.5% by mass, and the blending amount of bisphenol A type thermosetting resin (EPICLON860) was 9.5% by mass. In the same manner as in Example 1, flux and solder bonding agent compositions were prepared, and various physical property evaluations described later were performed.

(実施例10)
実施例1の調製方法のうち、50wt% 50nmシリカ分散ビスフェノールA型エポキシ樹脂の配合量を4質量%にし、ビスフェノールA型熱硬化性樹脂(EPICLON860)の配合量を83質量%にしたこと以外は、実施例1と同様にしてフラックス及びはんだ接合剤組成物を調製し、後述する各種物性評価を行った。
(Example 10)
In the preparation method of Example 1, the blending amount of 50 wt% 50 nm silica-dispersed bisphenol A type epoxy resin was 4 mass%, and the blending amount of bisphenol A type thermosetting resin (EPICLON860) was 83 mass%. In the same manner as in Example 1, flux and solder bonding agent compositions were prepared, and various physical property evaluations described later were performed.

(比較例1)
実施例1の調製方法のうち、50wt% 50nmシリカ分散ビスフェノールA型エポキシ樹脂を使用しなかったことと、ビスフェノールA型熱硬化性樹脂(EPICLON860)の配合量を87質量%にしたこと以外は、実施例1と同様にしてフラックス及びはんだ接合剤組成物を調製し、後述する各種物性評価を行った。
(Comparative Example 1)
In the preparation method of Example 1, except that 50 wt% 50 nm silica-dispersed bisphenol A type epoxy resin was not used and the blending amount of bisphenol A type thermosetting resin (EPICLON860) was set to 87% by mass, A flux and solder bonding agent composition was prepared in the same manner as in Example 1, and various physical property evaluations described later were performed.

(比較例2)
実施例1の調製方法のうち、ビスフェノールA型熱硬化性樹脂(EPICLON860)の配合量を54.5質量%にしたことと、50wt% 50nmシリカ分散ビスフェノールA型エポキシ樹脂の代わりに平均粒径0.5μmのシリカ粒子(32.5質量%)を使用したこと以外は、実施例1と同様にしてフラックス及びはんだ接合剤組成物を調製し、後述する各種物性評価を行った。
(Comparative Example 2)
In the preparation method of Example 1, the blending amount of bisphenol A type thermosetting resin (EPICLON860) was 54.5% by mass, and the average particle size was 0.5 μm instead of 50 wt% 50 nm silica-dispersed bisphenol A type epoxy resin. A flux and a solder bonding agent composition were prepared in the same manner as in Example 1 except that silica particles (32.5% by mass) were used, and various physical property evaluations described later were performed.

(比較例3)
実施例1の調製方法のうち、ビスフェノールA型熱硬化性樹脂(EPICLON860)の配合量を70質量%にしたことと、50wt% 50nmシリカ分散ビスフェノールA型エポキシ樹脂の代わりに平均粒径0.5μmのシリカ粒子(17質量%)を使用したこと以外は、実施例1と同様にしてフラックス及びはんだ接合剤組成物を調製し、後述する各種物性評価を行った。
(Comparative Example 3)
In the preparation method of Example 1, the blending amount of bisphenol A type thermosetting resin (EPICLON860) was set to 70% by mass, and an average particle size of 0.5 μm was used instead of 50 wt% 50 nm silica-dispersed bisphenol A type epoxy resin. A flux and a solder bonding agent composition were prepared in the same manner as in Example 1 except that silica particles (17% by mass) were used, and various physical property evaluations described later were performed.

(1)線膨張係数の測定
得られたフラックスをポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム上に、厚さ50μm±10μmになるようにバーコーターを用いて均一に塗布し、炉内温度190℃に保持したオーブン内で90分間加熱硬化させた。得られた硬化塗膜をPETフィルムから剥がし、5mm×20mmのサイズに切断した試料について、SII社製TMA装置(SS6000)を用い、線膨張係数(α1、α2)を測定した。
(1) Measurement of linear expansion coefficient Oven which was obtained by uniformly applying the obtained flux onto a polyethylene terephthalate (PET) film using a bar coater to a thickness of 50 μm ± 10 μm and maintaining the furnace temperature at 190 ° C. And cured for 90 minutes. The obtained cured coating film was peeled off from the PET film, and the linear expansion coefficient (α1, α2) was measured for a sample cut into a size of 5 mm × 20 mm using a TMA apparatus (SS6000) manufactured by SII.

(2)ガラス転移温度
(1)の線膨張係数測定の際に得られた温度―TMA曲線の外挿点(最初の吸熱の開始点)を試料のガラス転移温度(Tg)とした。
(2) Glass transition temperature The extrapolated point (starting point of the first endotherm) of the temperature-TMA curve obtained when measuring the linear expansion coefficient in (1) was taken as the glass transition temperature (Tg) of the sample.

(3)弾性率の測定
(1)の線膨張係数測定と同様の方法でPETフィルム上に硬化塗膜を作製し、これをPETフィルムから剥がし、5mm×30mmのサイズに切断した試料について、SHIMADZU社製オートグラフ(AGS-G)を使用し、引っ張り速度5mm/minの条件で弾性率を測定した。
(3) Measurement of elastic modulus A cured coating film was prepared on a PET film by the same method as the linear expansion coefficient measurement in (1), and this was peeled off from the PET film and cut into a size of 5mm x 30mm. Using an autograph (AGS-G), the elastic modulus was measured under the condition of a pulling speed of 5 mm / min.

(4)破断強度の測定
(3)の弾性率測定と同様の方法で作製した試料を、SHIMADZU社製オートグラフ(AGS-G)を使用し、引っ張り速度5mm/minの条件で破断強度を測定した。
(4) Measurement of breaking strength Using a SHIMADZU autograph (AGS-G), measure the breaking strength of the sample prepared by the same method as the elastic modulus measurement in (3) under the condition of a pulling speed of 5 mm / min. did.

(5)はんだの光沢の評価
ガラスエポキシ基板上に形成されたQFP(Quad Flat Package)用ランド(0.8mmピッチ)に、得られたはんだ接合剤組成物を、厚み200μmtのメタルマスクを用いてメタルスキージで印刷し、42Sn/58Biはんだ粉末を用いた例については図1に示すリフロー条件で加熱し、96.5Sn/3.0Ag/0.5Cuはんだ粉末を用いた例については図2に示すリフロー条件で加熱して試料を作製した。得られた試料について、はんだの光沢を目視観察し、下記基準で評価した。
○:光沢有り
△:一部光沢有り
×:光沢無し
(5) Evaluation of the gloss of the solder The obtained solder bonding composition was applied to a land for QFP (Quad Flat Package) (0.8 mm pitch) formed on a glass epoxy substrate using a metal mask having a thickness of 200 μmt. An example using 42Sn / 58Bi solder powder printed with a squeegee and heated under the reflow conditions shown in FIG. 1, and an example using 96.5Sn / 3.0Ag / 0.5Cu solder powder as shown in FIG. A sample was prepared by heating under conditions. About the obtained sample, the gloss of the solder was visually observed and evaluated according to the following criteria.
○: Glossy △: Some glossy ×: No gloss

(6)はんだボールの有無(フィレット形成性)の評価
(5)のはんだの光沢評価に用いた試料について、ピン間(ランド間)の残さ膜中に発生したはんだボールの有無を目視観察し、下記基準で評価した。
○:はんだボールの発生がほとんど無い
△:はんだボールの発生が見られる
×:フィレット形成不能
(6) Evaluation of Solder Ball Presence (Fillet Formability) For the sample used for the solder gloss evaluation of (5), visually observe the presence or absence of solder balls generated in the residual film between the pins (between lands). Evaluation was made according to the following criteria.
○: Solder balls are hardly generated Δ: Solder balls are generated ×: Fillet cannot be formed

(7)せん断強度の測定
ガラスエポキシ基板上に形成された銅箔ランド(導体寸法:0.85×0.55mm、導体間隔: 0.85mm)に、得られたはんだ接合剤組成物を、厚み150μmtのメタルマスクを用いてメタルスキージで印刷し、Snめっきされた1608CRチップを上記銅箔ランド(10個)の印刷膜上に1つずつ載置した。そして、(5)のはんだの光沢評価と同様のリフロー条件で加熱して試験片を作製した。この試験片について、引張り試験機(SHIMADZU社製EZ-L)を用いて、5mm/minの条件でチップのせん断強度を測定した。なお、表1の結果は、せん断強度を測定した10個のチップの平均値である。
(7) Measurement of shear strength Copper solder lands (conductor dimensions: 0.85 x 0.55 mm, conductor spacing: 0.85 mm) formed on a glass epoxy substrate were coated with the obtained solder bonding composition on a metal mask with a thickness of 150 µmt. A 1608 CR chip plated with a metal squeegee was placed on the printed film of the copper foil lands (10 pieces) one by one. And it heated on the reflow conditions similar to the glossiness evaluation of the solder of (5), and produced the test piece. About this test piece, the shear strength of the chip | tip was measured on condition of 5 mm / min using the tensile tester (EZ-L by SHIMADZU). In addition, the result of Table 1 is an average value of 10 chips | tips which measured shear strength.

(8)冷熱衝撃試験後のせん断強度の測定
(7)のせん断強度測定と同様の方法で作製した試験片について、ESPEC社製冷熱衝撃試験器(TSA-71H-W)により冷熱衝撃試験を行った後に、(7)のせん断強度測定と同様の方法でせん断強度を測定した。上記冷熱衝撃試験は、40℃で15分間さらした後125℃で15分間さらす処理を1サイクルとして、3000サイクル行った。なお、表1の結果は、せん断強度を測定した10個のチップの平均値である。
(8) Measurement of the shear strength after the thermal shock test For the test piece prepared by the same method as the measurement of the shear strength in (7), the thermal shock test was performed using a thermal shock tester (TSA-71H-W) manufactured by ESPEC. Thereafter, the shear strength was measured by the same method as the measurement of the shear strength in (7). The thermal shock test was performed for 3000 cycles, with one cycle consisting of exposure at 40 ° C. for 15 minutes and then exposure to 125 ° C. for 15 minutes. In addition, the result of Table 1 is an average value of 10 chips | tips which measured shear strength.

Figure 2011036901
Figure 2011036901

表1に示すように、本発明の実施例は、比較例に比べて「はんだの光沢」及び「はんだボールの有無(フィレット形成性)」の評価が良好であり、「せん断強度」及び「冷熱衝撃試験後のせん断強度」についても高い結果が得られた。よって、本発明によれば、はんだ付け性が良好であり、かつ信頼性の高いはんだ接合剤組成物が得られることが分かった。特に、「冷熱衝撃試験後のせん断強度」に関しては、シリカ粒子を熱硬化性樹脂100質量部に対し5〜90質量部の範囲内で添加した実施例1〜9が優れていた。   As shown in Table 1, in the examples of the present invention, the evaluation of “solder gloss” and “presence / absence of solder balls (fillet formation)” is better than that of the comparative example, and “shear strength” and “cooling / heating” High results were also obtained for “shear strength after impact test”. Therefore, according to this invention, it turned out that solderability is favorable and a reliable solder bonding agent composition is obtained. In particular, regarding “shear strength after a thermal shock test”, Examples 1 to 9 in which silica particles were added within a range of 5 to 90 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the thermosetting resin were excellent.

Claims (5)

鉛フリーはんだ粉末と熱硬化性樹脂含有フラックスとを含有するはんだ接合剤組成物であって、
平均粒径5〜100nmの無機フィラーを含有することを特徴とする、はんだ接合剤組成物。
A solder joint composition containing a lead-free solder powder and a thermosetting resin-containing flux,
A solder joint composition comprising an inorganic filler having an average particle diameter of 5 to 100 nm.
前記無機フィラーは、平均粒径が15〜50nmである、請求項1記載のはんだ接合剤組成物。   The solder bonding agent composition according to claim 1, wherein the inorganic filler has an average particle size of 15 to 50 nm. 前記無機フィラーの含有量が、前記熱硬化性樹脂含有フラックス中の熱硬化性樹脂100質量部に対し5〜90質量部である、請求項1又は2記載のはんだ接合剤組成物。   The solder bonding agent composition according to claim 1 or 2 whose content of said inorganic filler is 5-90 mass parts to 100 mass parts of thermosetting resin in said thermosetting resin content flux. 前記無機フィラーは、二酸化珪素粒子である、請求項1〜3のいずれか1項記載のはんだ接合剤組成物。   The solder bonding agent composition according to claim 1, wherein the inorganic filler is silicon dioxide particles. 前記鉛フリーはんだ粉末は、Sn、Cu、Ag、Bi、Sb、In及びZnからなる群より選ばれる一種以上の金属を含有する、請求項1〜4のいずれか1項記載のはんだ接合剤組成物。   The solder bonding agent composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the lead-free solder powder contains one or more metals selected from the group consisting of Sn, Cu, Ag, Bi, Sb, In, and Zn. object.
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