JP2011056527A - Composition of solder paste - Google Patents
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Abstract
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、Sn/Pb系合金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。特に、ガラスエポキシ基板（耐熱温度：２２０〜２３５℃）を使用する場合は、63Sn/37Pb（Sn/Pbの質量比が63/37）の共晶はんだ粉末（融点：１８３℃）を用いると、基板の耐熱温度以下のリフロー温度で部品を実装できるため、基板へのダメージを抑えることができる。 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 view of the above, solder joint compositions containing Sn / Pb alloy solder powder have been widely used. In particular, when using a glass epoxy substrate (heat-resistant temperature: 220 to 235 ° C.), using eutectic solder powder (melting point: 183 ° C.) of 63Sn / 37Pb (Sn / Pb mass ratio 63/37), Since components can be mounted at a reflow temperature lower than the heat resistance temperature of the substrate, damage to the substrate can be suppressed.
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、63Sn/37Pbの共晶はんだ粉末から鉛フリーはんだ粉末へと切り替わりつつある。 However, in recent years, regulations on lead have been strengthened due to the problem of environmental pollution, and switching from 63Sn / 37Pb eutectic solder powder to lead-free solder powder is being made.
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、リフロー温度としては２４０〜２６０℃程度の高温が必要となり、基板等へのダメージが大きくなる。また、近年では電子機器の薄型化やコスト削減のため、ポリイミドやポリエチレンテレフタレート、あるいはポリエチレンナフタレート等からなるフィルム基板が使用されるようになってきているが、上記のような高温下のリフロー温度でフィルム基板に部品を実装すると、フィルム基板に反りが発生し易くなるという問題がある。 However, the lead-free alloy solder represented by the Sn / Ag / Cu alloy has a melting point that is about 40 ° C. higher than that of the Sn / Pb alloy solder, so that a reflow temperature of about 240 to 260 ° C. is required. As a result, damage to the substrate and the like is increased. In recent years, film substrates made of polyimide, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, etc. have been used to reduce the thickness of electronic devices and reduce costs. When a component is mounted on a film substrate, there is a problem that the film substrate is likely to warp.
一方、リフロー温度を下げるために、融点が相違する２種類のはんだ粉末を混合する方法がある（例えば、下記特許文献１及び特許文献２等参照）。この方法によれば、リフロー工程において、先に低融点はんだが溶融し、この溶融した低融点はんだが高融点はんだに接触し、これらが融合することによって、はんだ全体として溶融しやすくなるため、リフロー温度を下げることが可能となる。
On the other hand, in order to lower the reflow temperature, there is a method of mixing two types of solder powders having different melting points (see, for example, Patent Document 1 and
しかし、一般に融点の低いはんだは、基板と部品との接合部における機械的強度の面で信頼性が低いため、低融点はんだを混合することによって、接合信頼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, in general, a solder having a low melting point has low reliability in terms of mechanical strength at a joint between a substrate and a component. Therefore, there is a problem that bonding reliability is lowered by mixing low melting point solder. 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フラックスを含有するはんだ接合剤組成物において、リフロー温度を下げることができる上、接合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 a high bonding reliability in addition to being able to lower the reflow temperature in a solder bonding composition containing lead-free solder powder and flux.
本発明者らは、融点が相違する２種類のはんだ粉末と、熱硬化性樹脂を含有するフラックスとを用いることによって、リフロー温度の低減と、接合信頼性の向上を両立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 present inventors have found that by using two types of solder powders having different melting points and a flux containing a thermosetting resin, both reduction in reflow temperature and improvement in bonding reliability can be achieved. The present invention has been completed.
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及びフラックスを含有するはんだ接合剤組成物であって、前記フラックスが、熱硬化性樹脂を含有し、前記鉛フリーはんだ粉末が、第一のはんだ粉末と、前記第一のはんだ粉末よりも融点が高い第二のはんだ粉末とを含有することを特徴とする。 That is, the solder bonding composition of the present invention is a solder bonding composition containing a lead-free solder powder and a flux, wherein the flux contains a thermosetting resin, and the lead-free solder powder is It contains one solder powder and a second solder powder having a melting point higher than that of the first solder powder.
本発明のはんだ接合剤組成物によれば、リフロー温度を下げることができる上、接合信頼性の高いはんだ接合剤組成物を提供することができる。 According to the solder bonding agent composition of the present invention, the reflow temperature can be lowered, and a solder bonding agent composition with high bonding reliability can be provided.
本発明のはんだ接合剤組成物は、鉛フリーはんだ粉末及びフラックスを含有する。そして、前記フラックスが、熱硬化性樹脂を含有し、前記鉛フリーはんだ粉末が、第一のはんだ粉末と、前記第一のはんだ粉末よりも融点が高い第二のはんだ粉末とを含有する。なお、本発明でいう「融点」とは、融解開始温度のことであり、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）において固相線温度を指す。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 joint composition of the present invention contains lead-free solder powder and flux. The flux contains a thermosetting resin, and the lead-free solder powder contains a first solder powder and a second solder powder having a melting point higher than that of the first solder powder. In the present invention, the “melting point” refers to a melting start temperature and refers to a solidus temperature in differential scanning calorimetry (DSC). 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。
(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.
本発明で用いられる鉛フリーはんだ粉末は、リフロー温度の低減の観点から、第一のはんだ粉末と、前記第一のはんだ粉末よりも融点が高い第二のはんだ粉末とを含有する。融点が相違する２種類のはんだ粉末を用いると、リフロー工程において、先に第一のはんだ粉末（低融点はんだ）が溶融し、この溶融した低融点はんだが高融点の第二のはんだ粉末に接触し、これらが融合することによって、はんだ全体として溶融しやすくなるため、リフロー温度を下げることが可能となる。 The lead-free solder powder used in the present invention contains the first solder powder and the second solder powder having a melting point higher than that of the first solder powder from the viewpoint of reducing the reflow temperature. When two types of solder powders with different melting points are used, the first solder powder (low melting point solder) is first melted in the reflow process, and the molten low melting point solder contacts the second solder powder with a high melting point. However, by fusing these, it becomes easy to melt as a whole solder, so that the reflow temperature can be lowered.
第一のはんだ粉末としては、例えば、融点が好ましくは３０〜１８０℃、より好ましくは８０〜１５０℃のはんだ粉末が使用できる。第二のはんだ粉末としては、例えば、融点が好ましくは１８０〜６６０℃、より好ましくは１８０〜３３０℃のはんだ粉末が使用できる。リフロー温度の低減及び接合信頼性の向上の観点から、第一のはんだ粉末と第二のはんだ粉末の融点の差は、好ましくは１０〜２８０℃であり、より好ましくは４０〜１００℃である。 As the first solder powder, for example, a solder powder having a melting point of preferably 30 to 180 ° C., more preferably 80 to 150 ° C. can be used. As the second solder powder, for example, a solder powder having a melting point of preferably 180 to 660 ° C., more preferably 180 to 330 ° C. can be used. From the viewpoint of reducing the reflow temperature and improving the bonding reliability, the difference in melting point between the first solder powder and the second solder powder is preferably 10 to 280 ° C, more preferably 40 to 100 ° C.
第一のはんだ粉末の具体例としては、以下の組成を例示できる。
２元系合金：融点１８０℃以下のＳｎ―Ｂｉ系（４２Ｓｎ／５８Ｂｉ（融点：１３９℃）等）、融点１８０℃以下のＳｎ―Ｉｎ系、融点１８０℃以下のＳｎ―Ｚｎ系
３元系合金：融点１８０℃以下のＳｎ―Ａｇ―Ｂｉ系（４２Ｓｎ／５７Ｂｉ／１Ａｇ（融点：１３８℃）等）、融点１８０℃以下のＳｎ―Ｃｕ―Ｂｉ系、融点１８０℃以下のＳｎ―Ａｇ―Ｉｎ系、融点１８０℃以下のＳｎ―Ｃｕ―Ｉｎ系、融点１８０℃以下のＳｎ―Ｚｎ―Ｂｉ系、融点１８０℃以下のＳｎ―Ｂｉ―Ｉｎ系、融点１８０℃以下のＳｎ―Ｚｎ―Ｉｎ系
その他：融点１８０℃以下のＳｎ―Ａｇ―Ｃｕ―Ｂｉ系、融点１８０℃以下のＳｎ―Ａｇ―Ｃｕ―Ｉｎ系、融点１８０℃以下のＳｎ―Ａｇ―Ｉｎ―Ｂｉ系、融点１８０℃以下のＳｎ―Ａｇ―Ｚｎ―Ｉｎ系、融点１８０℃以下のＳｎ―Ｚｎ―Ｉｎ―Ｂｉ系、融点１８０℃以下のＳｎ―Ａｇ―Ｃｕ―Ｓｂ―Ｂｉ系
The following composition can be illustrated as a specific example of the first solder powder.
Binary alloys: Sn—Bi alloys having a melting point of 180 ° C. or less (42Sn / 58Bi (melting point: 139 ° C.), etc.), Sn—In alloys having a melting point of 180 ° C. or less, Sn—Zn alloys having a melting point of 180 ° C. or less : Sn-Ag-Bi system with a melting point of 180 ° C or lower (42Sn / 57Bi / 1Ag (melting point: 138 ° C), etc.), Sn-Cu-Bi system with a melting point of 180 ° C or lower, Sn-Ag-In system with a melting point of 180 ° C or lower Sn-Cu-In system with a melting point of 180 ° C or lower, Sn-Zn-Bi system with a melting point of 180 ° C or lower, Sn-Bi-In system with a melting point of 180 ° C or lower, Sn-Zn-In system with a melting point of 180 ° C or lower Other: Sn-Ag-Cu-Bi system with a melting point of 180 ° C or less, Sn-Ag-Cu-In system with a melting point of 180 ° C or less, Sn-Ag-In-Bi system with a melting point of 180 ° C or less, Sn-Ag with a melting point of 180 ° C or less -Zn-In system, melting point 1 0 ℃ less Sn-Zn-In-Bi-based,
第二のはんだ粉末の具体例としては、以下の組成を例示できる。
純金属：Ｌｉ（融点：１８１℃）、Ｓｅ（融点：２２１℃）、Ｓｎ（融点：２３２℃）、Ｂｉ（融点：２７２℃）、Ｔｌ（融点：３０４℃）、Ｚｎ（融点：４２０℃）、Ｔｅ（融点：４５０℃）、Ｓｂ（融点：６３１℃）
２元系合金：融点１８０℃以上のＳｎ―Ａｇ系（９６．５Ｓｎ／３．５Ａｇ（融点：２２１℃）等）、融点１８０℃以上のＳｎ―Ｚｎ系（９１Ｓｎ／９Ｚｎ（融点：１９８℃）等）、融点１８０℃以上のＳｎ―Ｓｂ系（９５Ｓｎ／５Ｓｂ（融点：２４０℃）等）、融点１８０℃以上のＳｎ―Ｃｕ系（９９．２５Ｓｎ／０．７５Ｃｕ（融点：２２７℃）等）、融点１８０℃以上のＳｎ―Ｎｉ系
３元系合金：融点１８０℃以上のＳｎ―Ａｇ―Ｃｕ系（９６．５Ｓｎ／３．０Ａｇ／０．５Ｃｕ（融点：２１７℃）、９８．３Ｓｎ／１．０Ａｇ／０．７Ｃｕ（融点：２２４℃）、９９Ｓｎ／０．３Ａｇ／０．７Ｃｕ（融点：２２７℃）等）、融点１８０℃以上のＳｎ―Ｚｎ―Ｂｉ系（８９Ｓｎ／８Ｚｎ／３Ｂｉ（融点：１９０℃）等）、融点１８０℃以上のＳｎ―Ａｇ―Ｂｉ系、融点１８０℃以上のＳｎ―Ａｇ―Ｎｉ系、融点１８０℃以上のＳｎ―Ａｇ―Ｓｂ系、融点１８０℃以上のＳｎ―Ｃｕ―Ｓｂ系
その他：融点１８０℃以上のＳｎ―Ａｇ―Ｃｕ―Ｂｉ系、融点１８０℃以上のＳｎ―Ａｇ―Ｃｕ―Ｉｎ系、融点１８０℃以上のＳｎ―Ａｇ―Ｉｎ―Ｂｉ系、融点１８０℃以上のＳｎ―Ａｇ―Ｃｕ―Ｓｂ―Ｂｉ系
The following composition can be illustrated as a specific example of the second solder powder.
Pure metal: Li (melting point: 181 ° C), Se (melting point: 221 ° C), Sn (melting point: 232 ° C), Bi (melting point: 272 ° C), Tl (melting point: 304 ° C), Zn (melting point: 420 ° C) , Te (melting point: 450 ° C.), Sb (melting point: 631 ° C.)
Binary alloys: Sn-Ag system with a melting point of 180 ° C or higher (96.5Sn / 3.5Ag (melting point: 221 ° C), etc.), Sn-Zn system with a melting point of 180 ° C or higher (91Sn / 9Zn (melting point: 198 ° C)) Etc.), Sn—Sb system having a melting point of 180 ° C. or higher (95Sn / 5Sb (melting point: 240 ° C.), etc.), Sn—Cu system having a melting point of 180 ° C. or higher (99.25Sn / 0.75Cu (melting point: 227 ° C.), etc.) Sn-Ni ternary alloy having a melting point of 180 ° C or higher: Sn-Ag-Cu system having a melting point of 180 ° C or higher (96.5Sn / 3.0Ag / 0.5Cu (melting point: 217 ° C), 98.3Sn / 1 0.0Ag / 0.7Cu (melting point: 224 ° C), 99Sn / 0.3Ag / 0.7Cu (melting point: 227 ° C), etc., Sn-Zn-Bi system having a melting point of 180 ° C or higher (89Sn / 8Zn / 3Bi (melting point) : 190 ° C), etc.),
なかでも第一及び第二のはんだ粉末は、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, the first and second solder powders are 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 the viewpoint of solder bonding strength. It is preferable to include one or more metals, and it is more preferable to include one or more metals selected from the group consisting of Sn, Cu, Ag, and Bi.
鉛フリーはんだ粉末中の第一のはんだ粉末の含有量は、リフロー温度の低減の観点、及び接合信頼性の観点から、１０〜５０質量％であることが好ましく、２０〜４０質量％であることがより好ましく、２０〜３０質量％であることが更に好ましい。また、鉛フリーはんだ粉末中の第二のはんだ粉末の含有量は、リフロー温度の低減の観点、及び接合信頼性の向上の観点から、５０〜９０質量％であることが好ましく、６０〜８０質量％であることがより好ましく、７０〜８０質量％であることが更に好ましい。 The content of the first solder powder in the lead-free solder powder is preferably 10 to 50% by mass, preferably 20 to 40% by mass from the viewpoint of reducing the reflow temperature and the viewpoint of bonding reliability. Is more preferable, and it is still more preferable that it is 20-30 mass%. Further, the content of the second solder powder in the lead-free solder powder is preferably 50 to 90% by mass, and 60 to 80% by mass from the viewpoint of reducing the reflow temperature and improving the bonding reliability. % Is more preferable, and 70 to 80% by mass is even more preferable.
なお、本発明で用いられる鉛フリーはんだ粉末には、第一及び第二のはんだ粉末以外に更に別のはんだ粉末が含まれていてもよい。例えば、融点が第一のはんだ粉末と第二のはんだ粉末の中間の値を示す第三のはんだ粉末が含まれていてもよい。 The lead-free solder powder used in the present invention may further contain other solder powder in addition to the first and second solder powders. For example, a third solder powder having a melting point intermediate between the first solder powder and the second solder powder may be included.
（フラックス）
本発明で用いられるフラックスは、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。
(flux)
The flux used in the present invention is not particularly limited as long as it contains a thermosetting resin, and a blend used in a conventional solder bonding composition can be used. 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〉
本発明で用いられるフラックスは、接合信頼性の観点から熱硬化性樹脂を含有する。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。なお、熱硬化性樹脂とは、加熱することによって硬化する樹脂であり、例えば、比較的低分子の物質が加熱により高分子の３次元架橋構造（網状構造）となる樹脂である。よって、ロジン系樹脂のように空気中に放置するだけで硬化する樹脂とは明確に異なる。
<Thermosetting resin>
The flux used in the present invention contains a thermosetting resin from the viewpoint of bonding reliability. 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. Note that the thermosetting resin is a resin that is cured by heating. For example, a relatively low molecular weight substance is a resin that becomes a three-dimensional crosslinked structure (network structure) by heating. Therefore, it is clearly different from a resin that cures only by being left in the air, such as a rosin resin.
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 resin, 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（イミダゾール化合物）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、イミダゾール化合物（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 (imidazole compound) 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 compound (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、０．５〜７質量％であることがより好ましい。なかでも、イミダゾール化合物を硬化剤として用いる場合は、エポキシ樹脂との硬化反応性の観点から、０．１〜１０質量％であることが好ましく、０．５〜７質量％であることがより好ましく、１〜７質量％であることが更に好ましく、２〜５質量％であることが更により好ましい。 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 7% by mass. Especially, when using an imidazole compound as a hardening | curing agent, it is preferable that it is 0.1-10 mass% from a viewpoint of hardening reactivity with an epoxy resin, and it is more preferable that it is 0.5-7 mass%. 1-7% by mass is more preferable, and 2-5% by mass is even more preferable.
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％であることが好ましく、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。更に、接合信頼性の向上が可能となる。 The content ratio of the lead-free solder powder and the 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. Furthermore, it is possible to improve the bonding reliability.
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。 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.
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。 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.
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）
ビスフェノールA型熱硬化性樹脂（DIC株式会社製、EPICLON860）85質量％、チクソ剤（日本化成株式会社製、スリパークスＺＨＨ）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）5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と、４２Ｓｎ／５８Ｂｉはんだ粉末と、９６．５Ｓｎ／３．０Ａｇ／０．５Ｃｕはんだ粉末とを、フラックス：４２Ｓｎ／５８Ｂｉはんだ粉末：９６．５Ｓｎ／３．０Ａｇ／０．５Ｃｕはんだ粉末＝２０：８：７２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、はんだ成分（２種類のはんだ粉末の混合物）の融解開始温度は、示差走査熱量計（セイコーインスツルメント社製、ＥＸＳＴＡＲ６０００）を用い、測定温度範囲を３０〜６００℃として測定した。測定の際は、吸熱量が１．５Ｊ／ｇ以上あるものを測定対象物由来のピークとし、それ未満のピークは、分析精度の観点から除外した。以下の例においても同様に測定した。
Example 1
Bisphenol A type thermosetting resin (DIC Corporation, EPICLON860) 85% by mass, thixotropic agent (Nippon Kasei Co., Ltd., Sriparks ZHH) 2% by mass, activator (adipic acid) 5% by mass, surfactant (BIC Chemy Japan Co., Ltd., BYK361N) 2% by mass, antifoaming agent (Kyoeisha Chemical Co., Ltd., Floren AC303) 1% by mass, and 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole (2P4MHZ) 5 as a curing agent Mass% was weighed into the same container and mixed using a rough machine to obtain a flux. The obtained flux, 42Sn / 58Bi solder powder, 96.5Sn / 3.0Ag / 0.5Cu solder powder, flux: 42Sn / 58Bi solder powder: 96.5Sn / 3.0Ag / 0.5Cu solder powder = Weighed at a ratio of 20: 8: 72, and these were mixed in a kneader for 2 hours to prepare a solder joint composition. 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, the melting start temperature of the solder component (mixture of two kinds of solder powders) is measured using a differential scanning calorimeter (EXSTAR6000, manufactured by Seiko Instruments Inc.) with a measurement temperature range of 30 to 600 ° C. did. At the time of measurement, those having an endotherm of 1.5 J / g or more were regarded as peaks derived from the measurement object, and peaks less than that were excluded from the viewpoint of analysis accuracy. The same measurement was performed in the following examples.
（実施例２）
実施例１の調製方法のうち、フラックスと、４２Ｓｎ／５８Ｂｉはんだ粉末と、９６．５Ｓｎ／３．０Ａｇ／０．５Ｃｕはんだ粉末とを、フラックス：４２Ｓｎ／５８Ｂｉはんだ粉末：９６．５Ｓｎ／３．０Ａｇ／０．５Ｃｕはんだ粉末＝２０：２０：６０の比率で用いたこと以外は、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 2)
Among the preparation methods of Example 1, the flux, 42Sn / 58Bi solder powder, and 96.5Sn / 3.0Ag / 0.5Cu solder powder, flux: 42Sn / 58Bi solder powder: 96.5Sn / 3.0Ag A solder joint composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that it was used at a ratio of /0.5Cu solder powder = 20: 20: 60, 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、フラックスと、４２Ｓｎ／５８Ｂｉはんだ粉末と、９６．５Ｓｎ／３．０Ａｇ／０．５Ｃｕはんだ粉末とを、フラックス：４２Ｓｎ／５８Ｂｉはんだ粉末：９６．５Ｓｎ／３．０Ａｇ／０．５Ｃｕはんだ粉末＝２０：４０：４０の比率で用いたこと以外は、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 3)
Among the preparation methods of Example 1, the flux, 42Sn / 58Bi solder powder, and 96.5Sn / 3.0Ag / 0.5Cu solder powder, flux: 42Sn / 58Bi solder powder: 96.5Sn / 3.0Ag A solder joint composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that it was used at a ratio of /0.5Cu solder powder = 20: 40: 40, 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、硬化剤２Ｐ４ＭＨＺの代わりに脂肪族ポリアミン系硬化剤ＦＸＲ−１０３０（富士化成工業社製、商品名）を用いたこと以外は、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 4
Solder joint in the same manner as in Example 1 except that the aliphatic polyamine curing agent FXR-1030 (trade name, manufactured by Fuji Kasei Kogyo Co., Ltd.) was used instead of the curing agent 2P4MHZ in the preparation method of Example 1. The agent composition was 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、９６．５Ｓｎ／３．０Ａｇ／０．５Ｃｕはんだ粉末を使用せずに、フラックスと４２Ｓｎ／５８Ｂｉはんだ粉末とを、フラックス：４２Ｓｎ／５８Ｂｉはんだ粉末＝２０：８０の比率で用いたこと以外は、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。
(Comparative Example 1)
Of the preparation methods of Example 1, without using 96.5Sn / 3.0Ag / 0.5Cu solder powder, flux and 42Sn / 58Bi solder powder were used, and flux: 42Sn / 58Bi solder powder = 20: 80. A solder bonding composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that it was used in a ratio, and various physical properties evaluations described later were performed.
（比較例２）
比較例１の調製方法のうち、４２Ｓｎ／５８Ｂｉはんだ粉末の代わりに９１．０５Ｓｎ／２．７Ａｇ／５．８Ｂｉ／０．４５Ｃｕはんだ粉末を用いたこと以外は、比較例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。
(Comparative Example 2)
Solder joining in the same manner as in Comparative Example 1 except that 91.05Sn / 2.7Ag / 5.8Bi / 0.45Cu solder powder was used instead of 42Sn / 58Bi solder powder in the preparation method of Comparative Example 1. The agent composition was prepared, and various physical property evaluations described later were performed.
（比較例３）
ロジン系樹脂（ハリマ化成社製、ハリフェノール５１２）50質量％、チクソ剤（新日本理化株式会社製、ゲルオールＤ）8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）1質量％、及び溶剤（ヘキシルジグリコール）36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と４２Ｓｎ／５８Ｂｉはんだ粉末とを、フラックス：４２Ｓｎ／５８Ｂｉはんだ粉末＝１０：９０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、後述する各種物性評価を行った。
(Comparative Example 3)
Rosin resin (Harima Kasei Co., Ltd., Hariphenol 512) 50% by mass, thixotropic agent (Shin Nippon Rika Co., Ltd., Gelol D) 8% by mass, activator (adipic acid) 5% by mass, surfactant (Bic Chemie) Japan Co., Ltd., BYK361N) 1% by mass and solvent (hexyl diglycol) 36% by mass were weighed in the same container and mixed using a rough machine to obtain a flux. The obtained flux and 42Sn / 58Bi solder powder are weighed in a ratio of flux: 42Sn / 58Bi solder powder = 10: 90, and these are mixed in a kneader for 2 hours to prepare a solder bonding composition. Then, various physical property evaluations described later were performed.
（比較例４）
比較例３のフラックスの調製方法において、成分配合比を表１に示す値としたこと以外は、比較例３と同様にしてフラックスを調製した。得られたフラックスと、４２Ｓｎ／５８Ｂｉはんだ粉末と、９６．５Ｓｎ／３．０Ａｇ／０．５Ｃｕはんだ粉末とを、フラックス：４２Ｓｎ／５８Ｂｉはんだ粉末：９６．５Ｓｎ／３．０Ａｇ／０．５Ｃｕはんだ粉末＝１０：４５：４５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、後述する各種物性評価を行った。
(Comparative Example 4)
In the flux preparation method of Comparative Example 3, a flux was prepared in the same manner as in Comparative Example 3 except that the component blending ratio was set to the values shown in Table 1. The obtained flux, 42Sn / 58Bi solder powder, 96.5Sn / 3.0Ag / 0.5Cu solder powder, flux: 42Sn / 58Bi solder powder: 96.5Sn / 3.0Ag / 0.5Cu solder powder = Weighed at a ratio of 10:45:45, and these were mixed in a kneader for 2 hours to prepare a solder joint composition, and various physical property evaluations described later were performed.
（比較例５）
比較例４の調製方法において、フラックスと、４２Ｓｎ／５８Ｂｉはんだ粉末と、９６．５Ｓｎ／３．０Ａｇ／０．５Ｃｕはんだ粉末とを、フラックス：４２Ｓｎ／５８Ｂｉはんだ粉末：９６．５Ｓｎ／３．０Ａｇ／０．５Ｃｕはんだ粉末＝１０：９：８１の比率で用いたこと以外は、比較例４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。
(Comparative Example 5)
In the preparation method of Comparative Example 4, the flux, 42Sn / 58Bi solder powder, and 96.5Sn / 3.0Ag / 0.5Cu solder powder were added to the flux: 42Sn / 58Bi solder powder: 96.5Sn / 3.0Ag /. A solder bonding agent composition was prepared in the same manner as in Comparative Example 4 except that 0.5Cu solder powder was used at a ratio of 10: 9: 81, and various physical property evaluations described later were performed.
（比較例６）
比較例３のフラックスの調製方法において、成分配合比を表１に示す値としたこと以外は、比較例３と同様にしてフラックスを調製した。得られたフラックスと、６３Ｓｎ／３７Ｐｂはんだ粉末とを、フラックス：６３Ｓｎ／３７Ｐｂはんだ粉末＝１０：９０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、後述する各種物性評価を行った。
(Comparative Example 6)
In the flux preparation method of Comparative Example 3, a flux was prepared in the same manner as in Comparative Example 3 except that the component blending ratio was set to the values shown in Table 1. The obtained flux and 63Sn / 37Pb solder powder were weighed at a ratio of flux: 63Sn / 37Pb solder powder = 10: 90, and these were mixed in a kneader for 2 hours to obtain a solder bonding composition. It prepared and various physical-property evaluation mentioned later was performed.
（比較例７）
比較例３のフラックスの調製方法において、成分配合比を表１に示す値としたこと以外は、比較例３と同様にしてフラックスを調製した。得られたフラックスと、９６．５Ｓｎ／３．０Ａｇ／０．５Ｃｕはんだ粉末とを、フラックス：９６．５Ｓｎ／３．０Ａｇ／０．５Ｃｕはんだ粉末＝１０：９０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、後述する各種物性評価を行った。
(Comparative Example 7)
In the flux preparation method of Comparative Example 3, a flux was prepared in the same manner as in Comparative Example 3 except that the component blending ratio was set to the values shown in Table 1. The obtained flux and 96.5Sn / 3.0Ag / 0.5Cu solder powder are weighed at a ratio of flux: 96.5Sn / 3.0Ag / 0.5Cu solder powder = 10: 90, and these are kneaded. A solder joint composition was prepared by mixing for 2 hours in a machine, and various physical property evaluations described later were performed.
（１）はんだフィレットの状態
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の印刷膜上に載置した。そして、各種はんだに合わせたリフロー条件（図１〜図３）にて加熱して試験片を作製した。得られた試験片について外観検査を行い、図４Ａ〜Ｃに示す判定基準にて判定を行った。即ち、はんだ５が良好なフィレット形状を示す場合を○（図４Ａ）、フィレットの表面に未溶融のはんだ５が存在する場合を△（図４Ｂ）、はんだ５が溶融せずにはんだボールの状態で存在する場合を×（図４Ｃ）とした。なお、図４において、参照符号１はガラスエポキシ基板、参照符号２は銅箔ランド、参照符号３は１６０８ＣＲチップ、参照符号４はフラックスである。
(1) Solder fillet state A copper mask land (conductor dimensions: 0.85 x 0.55 mm, conductor spacing: 0.85 mm) formed on a glass epoxy substrate is 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 and plated with Sn was placed on the printed film of the copper foil land. And it heated on the reflow conditions (FIGS. 1-3) matched with various solders, and produced the test piece. Appearance inspection was performed on the obtained test piece, and the determination was made based on the determination criteria shown in FIGS. That is, the case where the
（２）ピン間ボール試験
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、各種はんだに合わせたリフロー条件（図１〜図３）にて加熱して試験片を作製した。得られた試験片について残渣膜中に発生したはんだボールをカウントして、１ピン間（１ランド間）当たりの平均はんだボール数を算出した。
(2) Pin-to-pin ball test A metal squeegee using a 200 μm-thick metal mask and the obtained solder bonding composition on a QFP (Quad Flat Package) land (0.8 mm pitch) formed on a glass epoxy substrate. A test piece was prepared by printing under heating and heating under reflow conditions (FIGS. 1 to 3) adapted to various solders. With respect to the obtained test piece, the number of solder balls generated in the residue film was counted, and the average number of solder balls per pin (between one land) was calculated.
（３）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、各種はんだに合わせたリフロー条件（図１〜図３）にて加熱して試験片を作製した。得られた試験片について、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。
(3) Measurement of shear strength A copper mask land (conductor dimensions: 0.85 x 0.55 mm, conductor spacing: 0.85 mm) formed on a glass epoxy substrate was 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 (FIGS. 1-3) matched with various solders, and produced the test piece. About the obtained test piece, the shear strength of the chip | tip was measured on the conditions 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.
（４）冷熱衝撃試験後のせん断強度の測定
（３）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、（３）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、−６０℃で３０分間さらした後１５０℃で３０分間さらす処理を１サイクルとして、５００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。
(4) Measurement of the shear strength after the thermal shock test The test piece prepared by the same method as the shear strength measurement of (3) was subjected to the thermal shock test using the ESPEC thermal shock tester (TSA-71H-W). Thereafter, the shear strength was measured by the same method as the measurement of the shear strength in (3). The thermal shock test was conducted for 500 cycles, with one cycle consisting of exposure at −60 ° C. for 30 minutes followed by exposure at 150 ° C. for 30 minutes. In addition, the result of Table 1 is an average value of 10 chips | tips which measured shear strength.
（５）冷熱衝撃試験後の絶縁抵抗の測定
（２）のピン間ボール試験で用いた試験片について、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、各ランド間における絶縁抵抗を印加電圧：１００Ｖの条件にて測定し、絶縁抵抗の平均値を算出した。上記冷熱衝撃試験は、−６０℃で３０分間さらした後１５０℃で３０分間さらす処理を１サイクルとして、５００サイクル行った。
(5) Measurement of insulation resistance after thermal shock test About the test piece used in the pin-to-pin ball test in (2), after performing the thermal shock test with a thermal shock tester (TSA-71H-W) manufactured by ESPEC, The insulation resistance between the lands was measured under an applied voltage of 100 V, and the average value of the insulation resistance was calculated. The thermal shock test was performed for 500 cycles, with one cycle consisting of exposure at −60 ° C. for 30 minutes followed by exposure at 150 ° C. for 30 minutes.
表１に示すように、本発明の実施例は、比較例に比べ、いずれの評価項目についても良好な結果が得られた。また、図１に示すように、本発明の実施例は、リフロー温度が２２０℃以下であり、９６．５Ｓｎ／３．０Ａｇ／０．５Ｃｕはんだ粉末のみを用いた比較例７（図３参照）のリフロー温度（２４０℃）よりも低い温度でのリフローが可能であった。よって、本発明によれば、リフロー温度を下げることができる上、接合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。 As shown in Table 1, in the examples of the present invention, better results were obtained for any of the evaluation items as compared with the comparative examples. Further, as shown in FIG. 1, in the example of the present invention, the reflow temperature is 220 ° C. or less, and Comparative Example 7 using only 96.5Sn / 3.0Ag / 0.5Cu solder powder (see FIG. 3). Reflow at a temperature lower than the reflow temperature (240 ° C.) was possible. Therefore, according to the present invention, it has been found that a reflow temperature can be lowered and a solder bonding composition having high bonding reliability can be obtained.
１ ガラスエポキシ基板
２ 銅箔ランド
３ １６０８ＣＲチップ
４ フラックス
５ はんだ
1
Claims (6)
前記フラックスは、熱硬化性樹脂を含有し、
前記鉛フリーはんだ粉末は、第一のはんだ粉末と、前記第一のはんだ粉末よりも融点が高い第二のはんだ粉末とを含有する、はんだ接合剤組成物。 A solder joint composition containing lead-free solder powder and flux,
The flux contains a thermosetting resin,
The lead-free solder powder is a solder bonding composition containing a first solder powder and a second solder powder having a melting point higher than that of the first solder powder.
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