JP2011083809A - 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、基板上の酸化膜を還元し、そ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 reducing the oxide film on the substrate and removing the oxide film. 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、上記課題を解決するものであり、具体的には、効率良く酸化膜を還元することにより酸化膜を除去し、且つ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-described problems. Specifically, the flux removes the oxide film efficiently by reducing the oxide film and does not generate a residue after soldering, and the solder containing this flux. It is an object of the present invention to provide a bonding component having high soldering reliability, which is formed by bonding a paste and a component member using the paste.
本発明は、以下の通りである。
１．（Ａ）成分：ギ酸アンモニウムと、
（Ｂ）成分：常温で液体であり、大気圧における沸点が１５０℃以上の脂肪族多価アルコールと、を含有することを特徴とするフラックス。
２．前記脂肪族多価アルコールに含まれるヒドロキシル基の数が２又は３である上記１．に記載のフラックス。
３．前記（Ａ）成分１００質量部に対して、前記（Ｂ）成分の含有量が、１０〜３００質量部である上記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１項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。
The present invention is as follows.
1. (A) component: ammonium formate,
(B) component: The flux characterized by containing the aliphatic polyhydric alcohol which is liquid at normal temperature and whose boiling point in atmospheric pressure is 150 degreeC or more.
2. 1. The number of hydroxyl groups contained in the aliphatic polyhydric alcohol is 2 or 3. Flux described in
3. The said 1. whose content of the said (B) component is 10-300 mass parts with respect to 100 mass parts of said (A) component. 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、（Ａ）成分：ギ酸アンモニウムと、（Ｂ）成分：常温で液体であり、大気圧における沸点が１５０℃以上の脂肪族多価アルコールと、を含有することにより、還元性を有し、効率良く酸化膜を還元することができ、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、前記アルコールに含まれるヒドロキシル基の数が２又は３である場合には、より効率良く酸化膜を還元することができる。
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 (A) component: ammonium formate, and (B) component: an aliphatic polyhydric alcohol having a boiling point at atmospheric pressure of 150 ° C. or higher, which is liquid at room temperature, thereby reducing the flux. The oxide film can be efficiently reduced, and the oxide film generated on the substrate or the like 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.
Further, when the number of hydroxyl groups contained in the alcohol is 2 or 3, the oxide film can be more efficiently reduced.
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、（Ａ）成分：ギ酸アンモニウムと、（Ｂ）成分：常温で液体であり、大気圧における沸点が１５０℃以上の脂肪族多価アルコールと、を含有することを特徴とする。
[1] Flux The flux of the present invention contains (A) component: ammonium formate and (B) component: an aliphatic polyhydric alcohol having a boiling point of 150 ° C. or higher at room temperature and liquid at normal temperature. It is characterized by.
フラックスは、通常、大気圧下及び室温下で、液状（溶液又は分散液）である。従って、フラックスとしては、以下に例示される。
［１］成分（Ａ）及び（Ｂ）を含有する溶液又は分散液
［２］成分（Ａ）及び（Ｂ）と、他の媒体（溶剤）を含有する溶液又は分散液
これらの態様においては、成分（Ａ）が、成分（Ｂ）又は他の媒体に溶解している溶液であることが好ましい。また、例えば、２５℃で成分（Ａ）が分散している分散液であって、はんだ付けによる加熱する場合に、加熱の際に成分（Ａ）が溶解する組成物であってもよい。
The flux is usually liquid (solution or dispersion) at atmospheric pressure and at room temperature. Therefore, as a flux, it illustrates below.
[1] Solution or dispersion containing components (A) and (B) [2] Solution or dispersion containing components (A) and (B) and another medium (solvent) In these embodiments, The component (A) is preferably a solution dissolved in the component (B) or other medium. Further, for example, it may be a dispersion in which the component (A) is dispersed at 25 ° C., and in the case of heating by soldering, a composition in which the component (A) dissolves upon heating.
上記（Ａ）成分のギ酸アンモニウムは、還元性を有する化合物である。本発明のフラックスは、このギ酸アンモニウムを含有することにより、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。 The component (A) ammonium formate is a reducing compound. By containing this ammonium formate, the flux of the present invention can reduce an oxide film formed on a metal surface such as a substrate to be soldered and remove the oxide film. This improves the so-called solder wettability.
また、上記のように、本発明のフラックスは、上記（Ｂ）成分の、常温で液体であり、大気圧における沸点が１５０℃以上の脂肪族多価アルコール（以下、「脂肪族多価アルコール（Ｂ）」ともいう。）を含有する。
脂肪族多価アルコール（Ｂ）は、常温で液体である。常温で液体とは、１気圧（大気圧）且つ２０℃の雰囲気下で液体であることを意味する。また、液体とは、外力を加えることなく流動される状態を意味する。
この（Ｂ）成分を含むことにより、上記還元性に加えて、利用後（はんだ付け後）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。
尚、大気圧とは、１気圧（１気圧＝１０１３ｈＰａ＝７６０ｍｍＨｇ）のことである。
Further, as described above, the flux of the present invention is an aliphatic polyhydric alcohol (hereinafter referred to as “aliphatic polyhydric alcohol (hereinafter referred to as“ aliphatic polyhydric alcohol ”), which is a liquid at room temperature and has a boiling point of 150 ° C. or higher at atmospheric pressure. B) ").
The aliphatic polyhydric alcohol (B) is a liquid at normal temperature. Liquid at room temperature means liquid in an atmosphere of 1 atm (atmospheric pressure) and 20 ° C. In addition, the liquid means a state in which it flows without applying external force.
By including this component (B), in addition to the above reducibility, it is extremely difficult to remain as a residue after use (after soldering), and it is not necessary to perform a flux cleaning step that has been conventionally required.
The atmospheric pressure is 1 atm (1 atm = 1013 hPa = 760 mmHg).
また、脂肪族多価アルコール（Ｂ）の大気圧における沸点は、１５０℃以上、好ましくは１６０℃以上、より好ましくは２００℃以上であり、上限は、通常、４００℃である。 The boiling point of the aliphatic polyhydric alcohol (B) at atmospheric pressure is 150 ° C. or higher, preferably 160 ° C. or higher, more preferably 200 ° C. or higher, and the upper limit is usually 400 ° C.
脂肪族多価アルコール（Ｂ）は、水溶性であってよいし、水不溶性であってもよい。
また、脂肪族多価アルコール（Ｂ）は、飽和アルコール及び不飽和アルコールのいずれでもよい。
The aliphatic polyhydric alcohol (B) may be water-soluble or water-insoluble.
The aliphatic polyhydric alcohol (B) may be either a saturated alcohol or an unsaturated alcohol.
脂肪族多価アルコール（Ｂ）に含まれるヒドロキシル基の数は、通常、２以上、上限は、通常３０であり、より好ましくは２または３である。従って、上記アルコールは、多価アルコール及び多価アルコールエーテルであることが好ましい。アルコールに含まれるヒドロキシル基の数が、上記範囲内にあると、ハンドリングの点で最適な粘度となるため作業性に優れるフラックスとすることができる。 The number of hydroxyl groups contained in the aliphatic polyhydric alcohol (B) is usually 2 or more, and the upper limit is usually 30 and more preferably 2 or 3. Therefore, the alcohol is preferably a polyhydric alcohol or a polyhydric alcohol ether. If the number of hydroxyl groups contained in the alcohol is within the above range, the flux has an optimum viscosity in terms of handling, so that a flux excellent in workability can be obtained.
脂肪族多価アルコール（Ｂ）としては、炭化水素を構成する水素原子が、ヒドロキシル基に置換された脂肪族多価アルコール（Ｂ１）及び、エーテル結合を有する脂肪族多価アルコールである脂肪族多価アルコールエーテル（Ｂ２）等が挙げられる。 The aliphatic polyhydric alcohol (B) includes an aliphatic polyhydric alcohol (B1) in which the hydrogen atom constituting the hydrocarbon is substituted with a hydroxyl group, and an aliphatic polyhydric alcohol having an ether bond. And monohydric alcohol ether (B2).
上記脂肪族多価アルコール（Ｂ１）としては、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、ポ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、ポリプロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキサンジオール、ペンタンジオール、グリセリン、ヘキサントリオール、チオジグリコール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，２−ペンタンジオール、１，２−ヘキサンジオール、１，２，６−ヘキサントリオール等が挙げられる。これらは、単独で用いてよいし、２つ以上を組み合わせて用いてもよい。 Examples of the aliphatic polyhydric alcohol (B1) include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, polypropylene glycol, butylene glycol, hexanediol, pentanediol, glycerin, hexanetriol and thiodi. Examples include glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,2-pentanediol, 1,2-hexanediol, 1,2,6-hexanetriol and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
上記脂肪族多価アルコールエーテル（Ｂ２）としては、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、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ブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルモノエチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート等が挙げられる。これらは、単独で用いてよいし、２つ以上を組み合わせて用いてもよい。 Examples of the aliphatic polyhydric alcohol ether (B2) include ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monobutyl ether. , Ethylene glycol monomethyl ether acetate, triethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether, triethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monophenyl ether, propylene glycol monophenyl ether, diethylene glycol diethyl ether, dipropylene Glycol dimethyl ether, diethylene glycol monomethyl monoethyl ether, and ethylene glycol monoethyl ether acetate. These may be used alone or in combination of two or more.
上記成分（Ｂ）は、フラックスを除去する際に基板へのダメージが少なくすることができ、除去性に優れたフラックスとなるための観点から、好ましくは脂肪族多価アルコール（Ｂ１）である。 The component (B) is preferably an aliphatic polyhydric alcohol (B1) from the viewpoint of reducing the damage to the substrate when removing the flux and providing a flux with excellent removability.
また、上記成分（Ｂ）の含有量は、上記成分（Ａ）１００質量部に対して、好ましくは１０〜３００質量部、より好ましくは５０〜２００質量部、更に好ましくは７０〜１５０質量部である。上記成分（Ｂ）の含有量が、上記範囲にあると、効率良く酸化膜を還元し、その酸化膜を除去し、且つはんだ付け後に残渣の発生を抑制することができる。 The content of the component (B) is preferably 10 to 300 parts by mass, more preferably 50 to 200 parts by mass, and still more preferably 70 to 150 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A). is there. When content of the said component (B) exists in the said range, an oxide film can be reduce | restored efficiently, the oxide film can be removed, and generation | occurrence | production of a residue can be suppressed after soldering.
本発明のフラックスに含まれる上記成分（Ａ）及び上記成分（Ｂ）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、上記成分（Ａ）及び上記成分（Ｂ）の合計量は５０〜１００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７０〜１００質量％が好ましく、８０〜１００質量％がより好ましく、９０〜１００質量％が特に好ましい。 The total amount of the component (A) and the component (B) 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 component (A) and the component (B) can be contained as 50 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 70 to 100% by mass, more preferably 80 to 100% by mass, and particularly preferably 90 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、上記成分（Ａ）及び上記成分（Ｂ）に加えて、その他の成分を含有できる。その他の成分としては、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 component (A) and the component (B) 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.
上記溶剤としては、（Ａ）成分及び（Ｂ）成分が均一に溶解でき、且つ、フラックスを剥離する際、リフロー工程などの熱により容易に蒸発するものであれば特に限定されない。この有機溶剤としては、例えば、アルコール系溶媒、グリコール系溶媒、ケトン系溶媒、炭化水素系溶媒、水等が挙げられる。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 solvent is not particularly limited as long as the component (A) and the component (B) can be dissolved uniformly and can be easily evaporated by heat during the reflow process when the flux is peeled off. Examples of the organic solvent include alcohol solvents, glycol solvents, ketone solvents, hydrocarbon solvents, water, and the like. 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、上記成分（Ａ）及び上記成分（Ｂ）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 the said component (A) and the said component (B) is 100 mass parts, 0.1-100,000 mass parts can be used, Preferably 1- The amount is 10,000 parts by mass, and more preferably 10 to 1000 parts by mass.
上記活性剤としては、アミン類（アミン化合物）、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、脂肪族カルボン酸、芳香族酸、ヒドヒドロキシ酸等の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。
また、上記脂肪族カルボン酸としては、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、ベヘニン酸、リノレン酸等が挙げられる。
また、上記芳香族酸としては、安息香酸等が挙げられる。
また、上記ヒドロキシ酸としては、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、乳酸等が挙げられる。
Examples of the activator include amines (amine compounds), amine salts of hydrochloric acid and hydrobromic acid, and amine salts of carboxylic acids. 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 Examples thereof include acid salts and hydrobromides, and amine salts of carboxylic acids such as aliphatic carboxylic acids, aromatic acids and hydrhydroxy acids. These may use only 1 type and may use 2 or more types together.
Examples of the aliphatic carboxylic acid include 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, capric acid. , Lauric acid, myristic acid, palmitic acid, linoleic acid, oleic acid, stearic acid, arachidic acid, behenic acid, linolenic acid and the like.
Moreover, benzoic acid etc. are mentioned as said aromatic acid.
Examples of the hydroxy acid include hydroxypivalic acid, dimethylolpropionic acid, citric acid, malic acid, glyceric acid, and lactic acid.
上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.
本発明のフラックスの製造方法は、溶剤を含むフラックスの場合、上記（Ａ）成分、及び必要に応じて添加される溶剤以外の添加物を、（Ｂ）成分及び必要に応じて添加される溶剤のいずれか一方に溶解又は分散させた後、他方と更に混合する方法により調製される。また、溶剤を含まないフラックスの場合、上記（Ａ）成分、及び必要に応じて添加される溶剤以外の添加物を、（Ｂ）成分に溶解又は分散させる方法により調製される。 In the flux production method of the present invention, in the case of a flux containing a solvent, the component (A) and an additive other than the solvent added as needed are added as the component (B) and the solvent added as needed. It is prepared by a method of dissolving or dispersing in any one of these and then further mixing with the other. Moreover, in the case of the flux which does not contain a solvent, it prepares by the method of melt | dissolving or disperse | distributing additives other than the said (A) component and the solvent added as needed in (B) component.
［２］はんだペースト
本発明のはんだペーストは、本発明における上記フラックスと、はんだ粉と、を含有する。
上記フラックスは、上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上記フラックスの量は特に限定されないが、上記フラックスの含有量は、上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。上記フラックスの含有量が、上記範囲にあると、基板との親和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 above-described flux and solder powder of the present invention.
The above-mentioned flux of the present invention can be applied as it is. 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 affinity with the substrate can be obtained.
上記はんだ粉は、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.
上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。上記はんだ粉の含有量が、上記範囲にあると、基板との親和性に優れるはんだペーストとすることができる。
The shape of the solder powder may be either spherical or irregular. 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 excellent in affinity with a board | substrate.
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、上記（Ａ）成分及び上記（Ｂ）成分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。 Further, 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 component (A) and the component (B) and the solder powder, an adhesive resin and an inorganic filler Etc. can be contained.
上記接着性樹脂は、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。上記接着性樹脂を含む場合、その含有量は、上記フラックスと上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.
上記無機フィラーとしては、シリカ、アルミナ等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、上記フラックス、及び上記はんだ粉、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、本発明における上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 above-mentioned flux, the above-mentioned 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（構成部材及び他の構成部材）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 members (constituent members and other constituent members) include various substrates such as a component mounting substrate and a chip mounting substrate, and 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、上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 joined component of the present invention (soldering method when the solder paste of the present invention is used) is particularly limited as long as it is a manufacturing method in which the above constituent members are 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.
上記の製造方法を、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（構成部材）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；上記（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（他の構成部材）を搭載する〔図２（ｃ）参照〕。
（３）リフロー工程；上記予備加熱の後、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 above manufacturing method will be described below as an example.
(1) Solder paste application step; solder paste on the
(2) Component mounting step: After the step (1), the electronic component 4 (other components) including 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.
上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、上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、上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. Moreover, the flux contained in the solder paste is volatilized and the flux residue is hardly left.
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］フラックスの調製
＜実施例１及び２並びに比較例１＞
表１に示す成分を混合することによりフラックスを調製し、実施例１及び２並びに比較例１のフラックスとして用いた。
[1] Preparation of flux <Examples 1 and 2 and Comparative Example 1>
Flux was prepared by mixing the components shown in Table 1, and used as the flux of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1.
［２］フラックスの評価
実施例１及び２並びに比較例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。下記評価の結果を表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。
[2] Evaluation of flux The following evaluation was performed on the fluxes obtained in Examples 1 and 2 and Comparative Example 1. The results of the following evaluation 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及び２並びに比較例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。この重ね合わせた基板をホットプレート上で加熱し、還元作用が発現される温度を測定した。還元作用が発現される温度は、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、水を含有する実施例２のフラックスに関しても、上記と同様にして、フラックスを酸化膜形成面に均等に塗布した後、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、重ね合わせた基板をホットプレート上で加熱した。そして、実施例２のフラックスに含有される水分は、この酸化還元性評価の加熱の際に除去された。
(1) Evaluation of oxide film reducing ability of flux on oxide film (copper oxide) substrate The fluxes of Examples 1 and 2 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. The superposed 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 reducing action was exhibited was measured as the temperature at which the color changes from black to red gold. Also, with respect to the flux of Example 2 containing water, after the flux was evenly applied to the oxide film forming surface in the same manner as described above, another oxide film substrate of the same type was applied to the oxide film forming surface. The stacked substrates were brought into contact with the flux, and the stacked substrates were heated on a hot plate. And the water | moisture content contained in the flux of Example 2 was removed in the case of the heating of this oxidation reduction evaluation.
（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及び２並びに比較例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。この重ね合わせた基板をホットプレート上で加熱し、還元作用が発現される温度を測定した。還元作用が発現される温度は、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、水を含有する実施例２のフラックスに関しても、上記と同様にして、フラックスを酸化膜形成面に均等に塗布した後、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、重ね合わせた基板をホットプレート上で加熱した。そして、実施例２のフラックスに含有される水分は、この酸化還元性評価の加熱の際に除去された。
(2) Oxide film reduction evaluation of flux on oxide film (tin oxide) substrate The fluxes of Examples 1 and 2 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. The superposed substrate was heated on a hot plate, and the temperature at which the reducing action was exhibited was measured. The temperature at which the reducing action is manifested was the temperature at which the color of the oxide film changes from purple black to white when the oxide film is tin oxide. Also, with respect to the flux of Example 2 containing water, after the flux was evenly applied to the oxide film forming surface in the same manner as described above, another oxide film substrate of the same type was applied to the oxide film forming surface. The stacked substrates were brought into contact with the flux, and the stacked substrates were heated on a hot plate. And the water | moisture content contained in the flux of Example 2 was removed in the case of the heating of this oxidation reduction evaluation.
（３）フラックスの残渣評価
上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、上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 above 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, on the surface of the oxide film substrate after heating. The presence or absence of residue was evaluated.
For the evaluation of the residue, the oxide film substrate after the heating was visually observed, and when no stain or scorch was observed, it was evaluated as `` ○ '' as there was no residue, and when the stain or scorch 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.
Claims (5)
（Ｂ）成分：常温で液体であり、大気圧における沸点が１５０℃以上の脂肪族多価アルコールと、を含有することを特徴とするフラックス。 (A) component: ammonium formate,
(B) component: The flux characterized by containing the aliphatic polyhydric alcohol which is liquid at normal temperature and whose boiling point in atmospheric pressure is 150 degreeC or more.
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Cited By (4)
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