JP2013193097A - Solder composition and method of forming solder bump by using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、はんだ組成物およびそれを用いたはんだバンプの形成方法に関する。 The present invention relates to a solder composition and a method for forming a solder bump using the same.
近年の電子部品の高密度実装のために、電極ピッチ（電極の配列ピッチ）が狭くなっている。そのため、印刷法ではんだ組成物を供給する方法の場合、精度の点で限界があり、隣接する電極間がはんだで短絡されるブリッジが発生したり、はんだ量不足やはんだ未着（ミッシングバンプ）が発生するといった問題があった。
この問題を解決するために、電極のみならず、電極の周辺部を含む電極配列領域に対して、はんだ組成物をベタ塗りし（電極パターンに依らず、電極が配置された領域全面またはブロック毎に一定厚みではんだ組成物を全面印刷する）、その後リフローすることで、電極のみにはんだバンプを形成することができる方法（以下、ベタ塗り法と適宜称する）が考えられた。
このようなベタ塗り法としては、例えば、はんだ組成物中のはんだ粉末の体積比率を３０％以下とし、はんだ粉末の粒子径を３０μｍ以下としたはんだ組成物を、電極配列領域にベタ塗りする方法が提案されている（特許文献１）。
The electrode pitch (electrode arrangement pitch) has become narrower due to the recent high-density mounting of electronic components. Therefore, in the case of the method of supplying the solder composition by the printing method, there is a limit in terms of accuracy, and a bridge in which adjacent electrodes are short-circuited with solder occurs, the amount of solder is insufficient, or solder is not attached (missing bump). There was a problem that occurred.
In order to solve this problem, not only the electrode but also the electrode arrangement region including the peripheral portion of the electrode is solid-coated with the solder composition (the entire region where the electrode is arranged or every block regardless of the electrode pattern). A method of forming solder bumps only on the electrodes by reflowing thereafter (hereinafter referred to as a solid coating method as appropriate) was considered.
As such a solid coating method, for example, a method in which a solder composition in which the volume ratio of the solder powder in the solder composition is 30% or less and the particle diameter of the solder powder is 30 μm or less is solid-coated on the electrode arrangement region Has been proposed (Patent Document 1).
しかしながら、前記特許文献１に記載の方法では、電極ピッチが非常に狭い（例えば、電極ピッチが１００μｍ以下）場合には、ブリッジの発生や、はんだ量不足やはんだ未着の不良を抑制できないという問題があった。 However, in the method described in Patent Document 1, when the electrode pitch is very narrow (for example, the electrode pitch is 100 μm or less), it is not possible to suppress the occurrence of bridges, insufficient solder amount, and defective soldering. was there.
そこで、本発明は、電極ピッチが非常に狭い場合にも、ブリッジの発生を抑制するとともに、はんだ量不足やはんだ未着の不良を抑制できるはんだ組成物、および、それを用いたはんだバンプの形成方法を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides a solder composition that can suppress the occurrence of bridging even when the electrode pitch is very narrow, and can also suppress the insufficient amount of solder and defective soldering, and the formation of solder bumps using the same. It aims to provide a method.
前記課題を解決すべく、本発明は、以下のようなはんだ組成物およびはんだバンプの形成方法を提供するものである。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides the following solder composition and solder bump forming method.
すなわち、本発明のはんだ組成物は、はんだ粉末と、フラックスとを含有するはんだ組成物であって、前記フラックスは、（Ａ）軟化点が１１０℃以下であり、かつ酸価が１４０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であるロジン系樹脂と、（Ｂ）軟化点が１１０℃以下であり、かつ酸価が５ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であるロジンエステル化合物と、（Ｃ）溶剤とを含有し、前記フラックスの酸価は、５ｍｇＫＯＨ／ｇ以上７０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることを特徴とするものである。 That is, the solder composition of the present invention is a solder composition containing solder powder and a flux, and the flux (A) has a softening point of 110 ° C. or less and an acid value of 140 mgKOH / g or more. A rosin ester compound having a softening point of 110 ° C. or less and an acid value of 5 mg KOH / g or less, and (C) a solvent, and the acid value of the flux is: It is 5 mgKOH / g or more and 70 mgKOH / g or less.
本発明のはんだ組成物においては、前記（Ａ）ロジン系樹脂の軟化点が、１００℃以下であることが好ましい。
本発明のはんだ組成物においては、前記フラックスの酸価が、５ｍｇＫＯＨ／ｇ以上５０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることが好ましい。
In the solder composition of the present invention, the softening point of the (A) rosin resin is preferably 100 ° C. or lower.
In the solder composition of the present invention, the acid value of the flux is preferably 5 mgKOH / g or more and 50 mgKOH / g or less.
本発明のはんだバンプの形成方法は、前記はんだ組成物を用いるはんだバンプの形成方法であって、配線基板上の電極が設けられた領域に、前記はんだ組成物を供給する供給工程と、前記配線基板を加熱して、前記はんだ粉末を溶融させることにより、前記電極上にはんだバンプを形成する溶融工程と、を備え、前記電極間の平均間隙をＷ（μｍ）、前記はんだ粉末の平均粒子径をＤ（μｍ）、および前記フラックスの酸価をＡＶ（ｍｇＫＯＨ／ｇ）とした場合に、下記数式（１）で表される条件を満たし、かつ、前記平均間隙が３５μｍ以下の場合には、下記数式（２）で表される条件を満たし、前記平均間隙が３５μｍを超える場合には、下記数式（３）で表される条件を満たすことを特徴とする方法である。
Ｄ ≦ ０．２×Ｗ ・・・（１）
（０．５×Ｗ）＋３ ≦ ＡＶ ≦ （０．５×Ｗ）＋１３ ・・・（２）
０．７５×Ｗ ≦ ＡＶ ≦ １．５×Ｗ ・・・（３）
また、本発明のはんだ組成物およびはんだバンプの形成方法により、微細ピッチの電極へはんだバンプを形成する場合において、ブリッジ、はんだ不足、はんだ未着（ミッシングバンプ）などの不良を抑制できる理由は、必ずしも定かでは無いが、本発明者らは以下のように推察する。
一般のソルダーペーストと言われる材料は、表面実装部品を電極に機械的電気的に接合するために、はんだ粉末を全て熔解合一させ、さらに表面実装部品の電極面および基板の電極面に濡れることが必要であった。すなわち、はんだが濡れるために、電極表面やはんだ粉末表面の酸化物や汚れを取り去り、正常な金属表面を露出させることが第一で、次いで、溶融したはんだが電極間に濡れ広がる必要があり、そのために活性を重視し、はんだ粒子の成長制御という概念がなかった。
本発明によるはんだ組成物およびはんだバンプ形成方法は、はんだ粉末の合一成長を制御することを前提に設計されたものであり、実験の結果、軟化点が１１０℃以下で、酸価が１４０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上の樹脂（ロジン系樹脂）と、ロジンエステル化合物とを組み合わせて用いた場合に、以下のような効果があることを発見した。これらの樹脂は、はんだ溶融前の温度域（はんだ融点の７０℃以下或いは５０℃以下で、還元作用を発揮し、はんだバンプを形成するはんだ粉末表面および電極表面（一般には銅）の酸化膜を除去する。さらに、表面に形成された金属塩は、溶媒中に溶出し、清浄な金属表面が露出し、接触する同じく清浄化された金属表面を有する金属電極やはんだ粉末と金属接合することができる。金属接合したはんだは、銅側に拡散することが可能で、時間とともに、また温度上昇により拡散領域を拡大していく一方、はんだ粉末同士も拡散が進みより大きな凝集体へと成長する。このはんだ粉末の凝集体の一部は、金属電極と接合し、一部ははんだ粉末のみの凝集体を形成する。
次いで、はんだの融点を迎えると、この凝集体は一気に合一し大きな粒子を形成するが、金属電極に接合していた凝集体は電極に引き込まれる様に濡れ広がり始め、これと接合していたはんだ粉末の凝集体は、一緒に金属電極上に引き込まれ、金属電極上にはんだバンプを形成することになる。一方、金属電極と接触していなかったはんだ粉末の凝集体は個々により大きなはんだ粉末を形成する。
一方で、金属表面の酸素を剥ぎ取ったロジン系樹脂は、当初は金属塩の形で溶液中に溶解するが、粒子の凝集・粒成長に伴い、溶液中に溶解せず、金属表面に金属塩のまま残り始める。これはリフロー工程において、溶剤が蒸発して溶解する溶媒がなくなることによるか、金属塩の溶解度を超えることによるかは定かではない。
この金属表面に残った金属塩は、有機皮膜として、他のはんだ粉末の接触を妨げる存在となり、以降の粒成長を抑止する機能を果たすことになる。
以上の金属表面への塩形成から、溶媒中への塩の溶解、金属表面の露出と接触による金属接合と拡散現象による粒子の凝集・成長と最後に金属塩による粒子接触の妨げによる粒成長の抑制、これら一連の反応によりはんだ組成物のべた塗り法でも、局所的なはんだバンプ形成を可能とした。
The method for forming a solder bump according to the present invention is a method for forming a solder bump using the solder composition, the supply step of supplying the solder composition to a region on the wiring board provided with the electrode, and the wiring And a melting step of forming solder bumps on the electrodes by heating the substrate and melting the solder powder, the average gap between the electrodes being W (μm), the average particle diameter of the solder powder Is D (μm), and when the acid value of the flux is AV (mg KOH / g), the following formula (1) is satisfied, and the average gap is 35 μm or less, When the condition expressed by the following formula (2) is satisfied and the average gap exceeds 35 μm, the condition expressed by the following formula (3) is satisfied.
D ≦ 0.2 × W (1)
(0.5 × W) + 3 ≦ AV ≦ (0.5 × W) +13 (2)
0.75 × W ≦ AV ≦ 1.5 × W (3)
In addition, when forming solder bumps on fine pitch electrodes by the solder composition and solder bump forming method of the present invention, the reason for suppressing defects such as bridges, lack of solder, solder unattached (missing bumps), Although not necessarily certain, the present inventors infer as follows.
In general, a material called solder paste melts and unifies all the solder powder to mechanically and electrically bond surface-mounted components to electrodes, and then wets the electrode surface of surface-mounted components and the electrode surface of the board. Was necessary. That is, in order for the solder to get wet, it is first necessary to remove oxides and dirt on the electrode surface and the surface of the solder powder to expose a normal metal surface, and then the molten solder needs to spread between the electrodes, Therefore, importance was placed on the activity, and there was no concept of solder particle growth control.
The solder composition and the solder bump forming method according to the present invention are designed on the premise that the coalescence growth of the solder powder is controlled. As a result of the experiment, the softening point is 110 ° C. or less, and the acid value is 140 mgKOH / It has been found that the following effects are obtained when a resin (rosin resin) of g or more is used in combination with a rosin ester compound. These resins exhibit an oxide film on the surface of the solder powder and electrode surface (generally copper) that exhibits a reducing action at a temperature range before melting of the solder (70 ° C. or lower or 50 ° C. or lower of the solder melting point) and forms solder bumps. In addition, the metal salt formed on the surface elutes in the solvent, exposes the clean metal surface, and can be metal-bonded to the metal electrode or solder powder having the same cleaned metal surface in contact. Solder that has been metal-bonded can diffuse to the copper side, and the diffusion region expands with time and temperature, while the solder powder also diffuses and grows into larger aggregates. A part of the aggregate of the solder powder is joined to the metal electrode, and a part forms an aggregate of only the solder powder.
Next, when the melting point of the solder is reached, the agglomerates coalesce and form large particles, but the agglomerates that had been bonded to the metal electrode began to spread so as to be drawn into the electrode and were bonded to this. The agglomerates of the solder powder are drawn together on the metal electrode to form solder bumps on the metal electrode. On the other hand, agglomerates of solder powder that have not been in contact with the metal electrodes form larger solder powders individually.
On the other hand, the rosin resin from which oxygen on the metal surface has been stripped initially dissolves in the solution in the form of a metal salt, but does not dissolve in the solution as the particles agglomerate and grow. Start to remain salt. In the reflow process, it is not certain whether the solvent evaporates and the solvent that dissolves disappears or exceeds the solubility of the metal salt.
The metal salt remaining on the metal surface serves as an organic film that prevents contact with other solder powders, and functions to suppress subsequent grain growth.
From the salt formation on the metal surface described above, the dissolution of the salt in the solvent, the metal agglomeration / growth due to the metal bonding and diffusion phenomenon due to the exposure and contact of the metal surface, and finally the grain growth due to the prevention of the particle contact by the metal salt Suppression and the series of reactions enable local solder bump formation even with a solid coating method of the solder composition.
本発明によれば、電極ピッチが非常に狭い場合にも、ブリッジの発生を抑制するとともに、はんだ量不足やはんだ未着の不良を抑制できるはんだ組成物、および、それを用いたはんだバンプの形成方法を提供できる。 According to the present invention, even when the electrode pitch is very narrow, the formation of a bridge and the formation of solder bumps using the solder composition that can suppress the occurrence of bridging and also suppress the shortage of solder and the failure of unattached solder. Can provide a method.
まず、本発明のはんだ組成物について説明する。すなわち、本発明のはんだ組成物は、以下説明するはんだ粉末およびフラックスを含有するものである。このようなはんだ組成物は、後述するはんだバンプの形成方法などの、いわゆるベタ塗り法に好適に用いることができるものである。 First, the solder composition of the present invention will be described. That is, the solder composition of the present invention contains a solder powder and a flux described below. Such a solder composition can be suitably used for a so-called solid coating method such as a solder bump forming method described later.
本発明に用いるはんだ粉末は、有鉛のはんだ粉末であってもよく、無鉛のはんだ粉末であってもよい。このはんだ粉末におけるはんだ合金としては、スズまたはビスマスを主成分とする合金が好ましい。また、この合金の第二元素としては、銀、銅、亜鉛、ビスマス、スズ、鉛などが挙げられる。さらに、この合金には、必要に応じて他の元素（第三元素以降）を添加してもよい。他の元素としては、銅、銀、ニッケル、コバルト、鉄、アンチモン、チタン、リン、ゲルマニウムなどが挙げられる。 The solder powder used in the present invention may be a leaded solder powder or a lead-free solder powder. As the solder alloy in the solder powder, an alloy containing tin or bismuth as a main component is preferable. In addition, examples of the second element of the alloy include silver, copper, zinc, bismuth, tin, and lead. Furthermore, you may add another element (after 3rd element) to this alloy as needed. Examples of other elements include copper, silver, nickel, cobalt, iron, antimony, titanium, phosphorus, and germanium.
前記はんだ粉末の平均粒子径は、特に限定されないが、本発明のはんだバンプの形成方法が電極ピッチの狭い配線基板に好適に用いられることから、前記はんだ粉末の平均粒子径は、０．５μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましく、１μｍ以上５μｍ以下であることがより好ましい。なお、平均粒子径は、動的光散乱式の粒子径測定装置により測定できる。 The average particle diameter of the solder powder is not particularly limited. However, since the solder bump forming method of the present invention is suitably used for a wiring board having a narrow electrode pitch, the average particle diameter of the solder powder is 0.5 μm or more. It is preferably 10 μm or less, and more preferably 1 μm or more and 5 μm or less. The average particle size can be measured with a dynamic light scattering type particle size measuring device.
前記はんだ粉末の含有量は、はんだ組成物１００質量％に対して、３０質量％以上９２質量％以下であることが好ましい。はんだ粉末の含有量が３０質量％未満の場合には、得られるはんだ組成物を用いた場合に、十分なはんだ接合を形成できにくくなる傾向にあり、他方、はんだ粉末の含有量が９２質量％を超える場合には、バインダーとしてのフラックスが足りないため、フラックスとはんだ粉末とを混合しにくくなる傾向にある。 The content of the solder powder is preferably 30% by mass or more and 92% by mass or less with respect to 100% by mass of the solder composition. When the content of the solder powder is less than 30% by mass, it tends to be difficult to form a sufficient solder joint when the obtained solder composition is used. On the other hand, the content of the solder powder is 92% by mass. In the case where it exceeds 1, the flux as the binder is insufficient, and it tends to be difficult to mix the flux and the solder powder.
本発明に用いるフラックスは、以下説明する（Ａ）ロジン系樹脂、（Ｂ）ロジンエステル化合物、および（Ｃ）溶剤を含有するものである。
また、前記フラックスの酸価は、電極の大きさと、そこに堆積させるはんだ層（はんだバンプの体積）によるが、５ｍｇＫＯＨ／ｇ以上７０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることが必要である。酸価が５ｍｇＫＯＨ／ｇ未満では、はんだ粉末や電極の表面を活性化させることができず、他方、７０ｍｇＫＯＨ／ｇを超えると、ブリッジの発生を抑制できない。また、電極ピッチが１００μｍ以下と非常に狭い場合に、ブリッジの発生とはんだ量不足の不良とを十分に抑制するという観点から、前記フラックスの酸価は、１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上５０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることがより好ましく、１５ｍｇＫＯＨ／ｇ以上３０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることがさらにより好ましく、１８ｍｇＫＯＨ／ｇ以上２８ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることが特に好ましい。
The flux used in the present invention contains (A) a rosin resin, (B) a rosin ester compound, and (C) a solvent described below.
The acid value of the flux depends on the size of the electrode and the solder layer (solder bump volume) deposited on the electrode, but it is necessary to be 5 mgKOH / g or more and 70 mgKOH / g or less. When the acid value is less than 5 mgKOH / g, the surface of the solder powder or the electrode cannot be activated. On the other hand, when the acid value exceeds 70 mgKOH / g, the occurrence of the bridge cannot be suppressed. In addition, when the electrode pitch is as narrow as 100 μm or less, the acid value of the flux is 10 mgKOH / g or more and 50 mgKOH / g or less from the viewpoint of sufficiently suppressing the occurrence of bridging and insufficient solder amount. Is more preferably 15 mgKOH / g or more and 30 mgKOH / g or less, and particularly preferably 18 mgKOH / g or more and 28 mgKOH / g or less.
本発明に用いる（Ａ）ロジン系樹脂は、軟化点が１１０℃以下であり、かつ酸価が１４０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であるロジン系樹脂である。このようなロジン系樹脂としては、ロジンおよびロジン誘導体が挙げられる。ここで、ロジンとは、Ｌ−アビエチン酸を主成分とする天然樹脂類のことをいう。ロジン誘導体としては、変性ロジン、重合ロジン、水添ロジンなどが挙げられる。これらのロジン系樹脂は１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
前記（Ａ）ロジン系樹脂の軟化点は、活性作用の観点から、６０℃以上１００℃以下であることがより好ましく、６０℃以上９５℃以下であることが特に好ましい。なお、軟化点は、熱機械分析（ＴＭＡ）装置により測定できる。
前記（Ａ）ロジン系樹脂の酸価は、活性作用の観点から、１５０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上２５０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることがより好ましく、１５０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上１８０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることが特に好ましい。なお、酸価は、試料１ｇに含まれている遊離脂肪酸を中和するのに必要な水酸化カリウムを求めることで測定できる。
The (A) rosin resin used in the present invention is a rosin resin having a softening point of 110 ° C. or lower and an acid value of 140 mgKOH / g or higher. Examples of such rosin resins include rosin and rosin derivatives. Here, rosin means natural resins mainly composed of L-abietic acid. Examples of the rosin derivative include modified rosin, polymerized rosin, and hydrogenated rosin. These rosin resins may be used alone or in combination of two or more.
The softening point of the (A) rosin resin is more preferably 60 ° C. or higher and 100 ° C. or lower, and particularly preferably 60 ° C. or higher and 95 ° C. or lower from the viewpoint of the active action. The softening point can be measured by a thermomechanical analysis (TMA) apparatus.
The acid value of the (A) rosin resin is more preferably 150 mgKOH / g or more and 250 mgKOH / g or less, and particularly preferably 150 mgKOH / g or more and 180 mgKOH / g or less, from the viewpoint of activity. In addition, an acid value can be measured by calculating | requiring potassium hydroxide required in order to neutralize the free fatty acid contained in 1g of samples.
前記（Ａ）ロジン系樹脂の含有量は、前記フラックス１００質量％に対して、１０質量％以上５０質量％以下であることが好ましい。含有量が前記下限未満では、電極の銅箔面の酸化を防止してその表面に溶融はんだを濡れやすくする、いわゆるはんだ付性が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、粒成長が著しく進展し、ブリッジ不良が増える傾向にある。 The content of the (A) rosin resin is preferably 10% by mass or more and 50% by mass or less with respect to 100% by mass of the flux. If the content is less than the lower limit, oxidation of the copper foil surface of the electrode is prevented and the solder is easily wetted on the surface, so-called solderability tends to be lowered. However, the number of bridging defects tends to increase.
本発明に用いる（Ｂ）ロジンエステル化合物は、軟化点が１１０℃以下であり、かつ酸価が５ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であるロジンエステル化合物である。このようなロジンエステル化合物としては、ロジンおよびロジン誘導体をエステル化したものが挙げられる。これらのロジンエステル化合物は１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。前記ロジンエステル化合物により、フラックスの酸価を調整することができる。
前記（Ｂ）ロジンエステル化合物の軟化点は、リフロー時の流動性の観点から、６０℃以上１００℃以下であることがより好ましい。
前記（Ｂ）ロジンエステル化合物の酸価は、フラックスの酸価を調整しやすいという観点から、１ｍｇＫＯＨ／ｇ以上５ｍｇＫＯＨ／ｇ未満であることがより好ましい。
The (B) rosin ester compound used in the present invention is a rosin ester compound having a softening point of 110 ° C. or lower and an acid value of 5 mgKOH / g or lower. Examples of such rosin ester compounds include those obtained by esterifying rosin and rosin derivatives. These rosin ester compounds may be used alone or in combination of two or more. The acid value of the flux can be adjusted by the rosin ester compound.
The softening point of the (B) rosin ester compound is more preferably 60 ° C. or higher and 100 ° C. or lower from the viewpoint of fluidity during reflow.
The acid value of the (B) rosin ester compound is more preferably 1 mgKOH / g or more and less than 5 mgKOH / g from the viewpoint of easy adjustment of the acid value of the flux.
前記（Ｂ）ロジンエステル化合物の含有量は、前記フラックス１００質量％に対して、１０質量％以上５０質量％以下であることが好ましい。含有量が前記下限未満では、フラックスの酸価が高くなりすぎる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、フラックスの酸価が低くなりすぎる傾向にある。 The content of the (B) rosin ester compound is preferably 10% by mass or more and 50% by mass or less with respect to 100% by mass of the flux. When the content is less than the lower limit, the acid value of the flux tends to be too high. On the other hand, when the content exceeds the upper limit, the acid value of the flux tends to be too low.
本発明に用いる（Ｃ）溶剤としては、公知の溶剤を適宜用いることができる。前記（Ｃ）溶剤は、前記（Ａ）ロジン系樹脂および前記（Ｂ）ロジンエステル化合物の溶解が可能なものであって、沸点が高く、水溶性のものであることが好ましい。前記（Ｃ）溶剤としては、例えば、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、ヘキシレングリコール、ヘキシルジグリコール、メチルカルビトール、ブチルカルビトール、１,５−ペンタンジオール、オクタンジオール、２−エチルヘキシルジグリコール、フェニルグリコールが挙げられる。これらの溶剤は１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。 As the solvent (C) used in the present invention, a known solvent can be appropriately used. The (C) solvent is preferably one that can dissolve the (A) rosin resin and the (B) rosin ester compound, has a high boiling point, and is water-soluble. Examples of the (C) solvent include diethylene glycol, dipropylene glycol, triethylene glycol, hexylene glycol, hexyl diglycol, methyl carbitol, butyl carbitol, 1,5-pentanediol, octanediol, and 2-ethylhexyldi. And glycol and phenyl glycol. These solvents may be used alone or in combination of two or more.
前記溶剤（Ｃ）の含有量は、前記フラックス１００質量％に対して、２０質量％以上６０質量％以下であることが好ましい。含有量が前記範囲内であれば、得られるはんだ組成物の粘度を適正な範囲に適宜調整できる。 The content of the solvent (C) is preferably 20% by mass or more and 60% by mass or less with respect to 100% by mass of the flux. If content is in the said range, the viscosity of the solder composition obtained can be suitably adjusted to an appropriate range.
本発明に用いるフラックスには、前記（Ａ）ロジン系樹脂、前記（Ｂ）ロジンエステル化合物および前記（Ｃ）溶剤の他に、必要に応じて、有機酸、つや消し剤、酸化防止剤、チクソ剤、消泡剤、防錆剤、界面活性剤、熱硬化剤などの添加剤を含有していてもよい。これらの添加剤の含有量としては、前記フラックス１００質量％に対して、１０質量％以下であることが好ましい。 In addition to the (A) rosin resin, the (B) rosin ester compound, and the (C) solvent, the flux used in the present invention includes an organic acid, a matting agent, an antioxidant, a thixotropic agent as necessary. Further, additives such as an antifoaming agent, a rust preventive agent, a surfactant and a thermosetting agent may be contained. The content of these additives is preferably 10% by mass or less with respect to 100% by mass of the flux.
次に、本発明のはんだバンプの形成方法について、図面に基づいて説明する。
図１〜図８は、本発明のはんだバンプの形成方法の一態様を説明するための図である。なお、図１〜図３は、それぞれ、本発明のはんだバンプの形成方法を適用できる配線基板の一例を示している。
本発明のはんだバンプの形成方法は、前記本発明のはんだ組成物を用いた方法である。そして、具体的には、図４〜図８に示すように、配線基板１の表面に形成された複数の電極１２にはんだバンプ３を形成するはんだバンプの形成方法であって、以下説明する供給工程および溶融工程を備える方法である。
Next, the solder bump forming method of the present invention will be described with reference to the drawings.
1-8 is a figure for demonstrating the one aspect | mode of the formation method of the solder bump of this invention. 1 to 3 each show an example of a wiring board to which the solder bump forming method of the present invention can be applied.
The method for forming a solder bump of the present invention is a method using the solder composition of the present invention. Specifically, as shown in FIGS. 4 to 8, a solder bump forming method for forming solder bumps 3 on a plurality of electrodes 12 formed on the surface of the wiring board 1, which will be described below. It is a method comprising a process and a melting process.
配線基板１は、図１に示すように、絶縁基材１１と、電極１２とを備える。
絶縁基材１１としては、適宜公知のものを用いることができ、ガラスエポキシ基材、ポリイミド基材、シリコン基材などが挙げられる。
電極１２は、配線基板１の表面に形成されるものであり、他の電子部品との電気的接続を図るためのものである。電極１２の材質は、特に限定されないが、銅、銀、スズなどが挙げられる。また、電極１２の形状は、特に限定されないが、図１に示すように円形状であってもよく、図２に示すように四角形状であってもよい。さらに、図３に示すように、電極１２が複数のブロックに分かれて設けられていてもよい。このような場合、電極１２間の平均間隙Ｗ１，Ｗ２は、同一であってもよく、異なっていてもよい。
As shown in FIG. 1, the wiring board 1 includes an insulating base material 11 and an electrode 12.
As the insulating substrate 11, a known material can be used as appropriate, and examples thereof include a glass epoxy substrate, a polyimide substrate, and a silicon substrate.
The electrode 12 is formed on the surface of the wiring substrate 1 and is used for electrical connection with other electronic components. Although the material of the electrode 12 is not specifically limited, Copper, silver, tin, etc. are mentioned. The shape of the electrode 12 is not particularly limited, but may be a circular shape as shown in FIG. 1 or a quadrangular shape as shown in FIG. Furthermore, as shown in FIG. 3, the electrode 12 may be provided in a plurality of blocks. In such a case, the average gaps W 1 and W 2 between the electrodes 12 may be the same or different.
供給工程においては、図３に示すように、配線基板１上の電極１２が設けられた領域に、はんだ組成物２を供給する。
はんだ組成物２は、後述するが、はんだ粉末２１と、フラックス２２とを含有するものである。
はんだ組成物２の供給方法としては、適宜公知の方法を採用でき、例えば、印刷機による方法、ディスペンサによる方法を採用できる。
In the supplying step, as shown in FIG. 3, the solder composition 2 is supplied to a region on the wiring board 1 where the electrode 12 is provided.
As will be described later, the solder composition 2 contains solder powder 21 and a flux 22.
As a supply method of the solder composition 2, a publicly known method can be appropriately employed. For example, a method using a printing machine or a method using a dispenser can be employed.
溶融工程においては、配線基板１を加熱して、はんだ粉末２１を溶融させる。
配線基板１を、リフロー装置などを用いて加熱すれば、はんだ粉末２１の表面酸化膜がフラックス２２に含まれる活性成分によって還元されることで、表面酸化膜が除去される。図４では、簡潔に説明するために、配線基板１上に搭載された電子部品の図示を省略している。
リフロー装置の条件は、特に限定されず、はんだ粉末の種類などに応じて適宜設定できる。
リフロー装置におけるプリヒート温度は、はんだの融点よりも７０℃低い温度以上であることが好ましく、はんだの融点よりも５０℃低い温度以上であることがより好ましく、はんだの融点よりも３０℃低い温度以上であることが特に好ましい。
リフロー装置におけるピーク温度は、はんだの融点以上であることが好ましく、はんだの融点よりも１０℃高い温度以上であることがより好ましく、はんだの融点よりも２０℃高い温度以上であることが特に好ましい。
In the melting step, the wiring board 1 is heated to melt the solder powder 21.
If the wiring board 1 is heated using a reflow apparatus or the like, the surface oxide film of the solder powder 21 is reduced by the active component contained in the flux 22, thereby removing the surface oxide film. In FIG. 4, illustration of the electronic components mounted on the wiring board 1 is omitted for the sake of brevity.
The conditions of the reflow apparatus are not particularly limited, and can be appropriately set according to the type of solder powder.
The preheating temperature in the reflow apparatus is preferably at least 70 ° C lower than the melting point of the solder, more preferably at least 50 ° C lower than the melting point of the solder, and at least 30 ° C lower than the melting point of the solder. It is particularly preferred that
The peak temperature in the reflow apparatus is preferably not less than the melting point of the solder, more preferably not less than 10 ° C. higher than the melting point of the solder, and particularly preferably not less than 20 ° C. higher than the melting point of the solder. .
前記溶融工程においては、プリヒート時に、フラックス２２の還元作用により、電極１２の表面およびはんだ粉末２１の表面の酸化膜が除去される（図４参照）。接触するはんだ粉末２１や電極１２の表面と金属接合し、その後拡散が進み粒子の合一が進行する（図５および図６参照）。この時、反応性生物として水と、ロジンと金属の反応物（金属塩２３）が生成する（図６参照）。また、合一の進行に伴い、はんだ粉末２１の分布に粗密が生じ、密の部位にはんだ粉末２１が集まり始める（図７参照）。はんだの融点に達すると、一気に拡散でつながっていたはんだ粉末２１同士は凝集・合一し、一塊の大きな粒子となる（図８参照）。
なお、溶融したはんだの表面には、溶媒の蒸発により溶解できなくなった金属塩２３が付いており、これが立体障害となり、個々に粒成長したはんだ粉末２１の更なる合一を抑制することになる。
その後、配線基板１を冷却して残渣洗浄して、はんだバンプ３以外のはんだ粉末２１を除去する。
以上のようにして、電極１２上にはんだバンプ３を形成することができる。
In the melting step, the oxide film on the surface of the electrode 12 and the surface of the solder powder 21 is removed by the reducing action of the flux 22 during preheating (see FIG. 4). The solder powder 21 and the surface of the electrode 12 that are in contact with each other are metal-bonded, and then diffusion proceeds and particle coalescence proceeds (see FIGS. 5 and 6). At this time, water, a reaction product of rosin and metal (metal salt 23) is generated as a reactive organism (see FIG. 6). Further, as the coalescence progresses, the distribution of the solder powder 21 becomes coarse and dense, and the solder powder 21 begins to gather in dense portions (see FIG. 7). When the melting point of the solder is reached, the solder powders 21 connected by diffusion are aggregated and united to form a large particle (see FIG. 8).
Note that the surface of the molten solder has a metal salt 23 that cannot be dissolved by evaporation of the solvent, which becomes a steric hindrance and suppresses further coalescence of the individually grown grain of solder powder 21. .
Thereafter, the wiring board 1 is cooled and the residue is washed, and the solder powder 21 other than the solder bumps 3 is removed.
As described above, the solder bump 3 can be formed on the electrode 12.
本発明のはんだバンプの形成方法は、前記供給工程と、前記溶融工程とを備える方法であるが、はんだ組成物２が、以下説明する条件を満たすものであることが必要である。
すなわち、電極１２間の平均間隙をＷ（μｍ）、はんだ粉末２１の（初期の）平均粒子径をＤ（μｍ）、およびフラックス２２の酸価をＡＶ（ｍｇＫＯＨ／ｇ）とした場合に、下記数式（１）で表される条件を満たし、かつ、前記平均間隙が３５μｍ以下の場合には、下記数式（２）で表される条件を満たし、前記平均間隙が３５μｍを超える場合には、下記数式（３）で表される条件を満たすことが必要である。
Ｄ ≦ ０．２×Ｗ ・・・（１）
（０．５×Ｗ）＋３ ≦ ＡＶ ≦ （０．５×Ｗ）＋１３ ・・・（２）
０．７５×Ｗ ≦ ＡＶ ≦ １．５×Ｗ ・・・（３）
The method for forming solder bumps of the present invention is a method comprising the supplying step and the melting step, but the solder composition 2 must satisfy the conditions described below.
That is, when the average gap between the electrodes 12 is W (μm), the (initial) average particle diameter of the solder powder 21 is D (μm), and the acid value of the flux 22 is AV (mg KOH / g), When the condition represented by the formula (1) is satisfied and the average gap is 35 μm or less, the condition represented by the following formula (2) is satisfied, and when the average gap exceeds 35 μm, the following It is necessary to satisfy the condition expressed by Equation (3).
D ≦ 0.2 × W (1)
(0.5 × W) + 3 ≦ AV ≦ (0.5 × W) +13 (2)
0.75 × W ≦ AV ≦ 1.5 × W (3)
なお、電極１２間の平均間隙は、電極１２の直径などと、電極ピッチとの関係から算出することができる。
例えば、電極１２の形状が図１に示すように円形状である場合には、電極ピッチの値から電極１２の直径の値を減じることで算出できる。また、図１に示すＷを測定し、その平均値を算出してもよい。
さらに、電極１２の形状が図２に示すように四角形状である場合には、電極ピッチの値から電極１２の短辺の値を減じることで算出できる。また、図２に示すＷを測定し、その平均値を算出してもよい。
はんだ粉末２１の平均粒子径は、動的光散乱式の粒子径測定装置により測定できる。
フラックス２２の酸価は、試料１ｇに含まれている遊離脂肪酸を中和するのに必要な水酸化カリウムを求めることで測定できる。
The average gap between the electrodes 12 can be calculated from the relationship between the diameter of the electrodes 12 and the electrode pitch.
For example, when the shape of the electrode 12 is circular as shown in FIG. 1, it can be calculated by subtracting the value of the diameter of the electrode 12 from the value of the electrode pitch. Moreover, W shown in FIG. 1 may be measured and the average value may be calculated.
Furthermore, when the shape of the electrode 12 is a quadrangular shape as shown in FIG. 2, it can be calculated by subtracting the value of the short side of the electrode 12 from the value of the electrode pitch. Moreover, W shown in FIG. 2 may be measured and the average value may be calculated.
The average particle size of the solder powder 21 can be measured by a dynamic light scattering type particle size measuring device.
The acid value of the flux 22 can be measured by obtaining potassium hydroxide necessary for neutralizing the free fatty acid contained in 1 g of the sample.
はんだ粉末２１の平均粒子径が前記数式（１）の条件を満たさない場合には、ブリッジの発生を抑制できない。また、ブリッジの抑制の観点から、はんだ粉末２１の平均粒子径は、１０μｍ以下であることが好ましく、５μｍ以下であることがより好ましく、３μｍ以下であることがより好ましい。 When the average particle diameter of the solder powder 21 does not satisfy the condition of the mathematical formula (1), the occurrence of the bridge cannot be suppressed. Further, from the viewpoint of bridge suppression, the average particle diameter of the solder powder 21 is preferably 10 μm or less, more preferably 5 μm or less, and even more preferably 3 μm or less.
電極１２同士の平均間隙が３５μｍ以下の場合において、フラックス２２の酸価が前記数式（２）の条件を満たさない場合には、ブリッジの発生と、はんだ量不足の不良とを同時に抑制することはできない。また、ブリッジの抑制とはんだ量不足の解消との両立の観点から、下記数式（２Ａ）を満たすことがより好ましい。
（０．５×Ｗ）＋５ ≦ ＡＶ ≦ （０．５×Ｗ）＋１１ ・・・（２Ａ）
In the case where the average gap between the electrodes 12 is 35 μm or less, if the acid value of the flux 22 does not satisfy the condition of the mathematical formula (2), it is possible to simultaneously suppress the occurrence of bridging and the insufficient solder amount. Can not. Moreover, it is more preferable to satisfy | fill following numerical formula (2A) from a viewpoint of coexistence with suppression of a bridge | bridging, and elimination of the shortage of solder amount.
(0.5 × W) + 5 ≦ AV ≦ (0.5 × W) +11 (2A)
電極１２同士の平均間隙が３５μｍを超える場合において、フラックス２２の酸価が前記数式（３）の条件を満たさない場合には、ブリッジの発生と、はんだ量不足の不良とを同時に抑制することはできない。また、ブリッジの抑制とはんだ量不足の解消との両立の観点から、下記数式（３Ａ）を満たすことがより好ましい。
０．８×Ｗ ≦ ＡＶ ≦ １．３×Ｗ ・・・（３Ａ）
In the case where the average gap between the electrodes 12 exceeds 35 μm, if the acid value of the flux 22 does not satisfy the condition of the mathematical formula (3), it is possible to simultaneously suppress the occurrence of bridging and the insufficient solder amount. Can not. Moreover, it is more preferable to satisfy | fill following numerical formula (3A) from a viewpoint of coexistence with suppression of a bridge | bridging, and elimination of insufficient solder amount.
0.8 x W ≤ AV ≤ 1.3 x W (3A)
以上のような実施形態によれば、電極ピッチが非常に狭い場合にも、ブリッジの発生を抑制するとともに、はんだ量不足やはんだ未着の不良を抑制できる。
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良などは本発明に含まれるものである。
According to the embodiment as described above, even when the electrode pitch is very narrow, it is possible to suppress the occurrence of a bridge and to suppress the solder amount deficiency and the solder unattached defect.
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications, improvements and the like within a scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
次に、本発明を実施例、比較例および参考例などによりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。なお、実施例、比較例および参考例にて用いた材料を以下に示す。
ロジン系樹脂Ａ：ロジン誘導体（平均酸価：１５０ｍｇＫＯＨ／ｇ、軟化点：８５〜９５℃）商品名「ＦＧ−９０」、ハリマ化成社製
ロジン系樹脂Ｂ：ロジンをアクリル酸にて酸変性したもの（平均酸価：１８０ｍｇＫＯＨ／ｇ、軟化点：８５〜９５℃）、タムラ製作所社製
ロジン系樹脂Ｃ：ロジンを酸変性したもの（平均酸価：２３８ｍｇＫＯＨ／ｇ、軟化点：１２４〜１３４℃）、商品名「ＫＥ−６０４」、荒川化学工業社製
ロジンエステル化合物：不均化ロジングリセリンエステル（平均酸価：５ｍｇＫＯＨ／ｇ未満、軟化点：９５〜１０５℃）、商品名「ＧＥＤＩＲ−１００Ｍ」、三菱油化商事社製
溶剤：ヘキシルジグリコール
チクソ剤：ヘキサメチレンビスヒドロキシステアリン酸アミド、商品名「スリパックスＺＨＨ」、日本化成社製
消泡剤：商品名「フローレンＡＣ−３０３」、共栄社化学社製
はんだ粉末Ａ：平均粒子径が３．７μｍで、融点が２１７℃で、組成が９６．５Ｓｎ／３Ａｇ／０．５Ｃｕのもの
はんだ粉末Ｂ：平均粒子径が３．７μｍで、融点が２２７℃で、組成が９９．３Ｓｎ／０．７Ｃｕのもの
はんだ粉末Ｃ：平均粒子径が２．４μｍで、融点が２１７℃で、組成が９６．５Ｓｎ／３Ａｇ／０．５Ｃｕのもの
はんだ粉末Ｄ：平均粒子径が１１μｍで、融点が２１７℃で、組成が９６．５Ｓｎ／３Ａｇ／０．５Ｃｕのもの
EXAMPLES Next, although an Example, a comparative example, a reference example, etc. demonstrate this invention further in detail, this invention is not limited at all by these examples. The materials used in Examples, Comparative Examples, and Reference Examples are shown below.
Rosin resin A: Rosin derivative (average acid value: 150 mg KOH / g, softening point: 85-95 ° C.) trade name “FG-90”, rosin resin B manufactured by Harima Kasei Co., Ltd .: rosin was acid-modified with acrylic acid (Average acid value: 180 mg KOH / g, softening point: 85 to 95 ° C.), rosin resin C manufactured by Tamura Corporation C: rosin acid-modified (average acid value: 238 mg KOH / g, softening point: 124 to 134 ° C. ), Trade name “KE-604”, rosin ester compound manufactured by Arakawa Chemical Industries: disproportionated rosin glycerin ester (average acid value: less than 5 mg KOH / g, softening point: 95 to 105 ° C.), trade name “GEDIR-100M” “Solvent: Hexyl diglycol thixotropic agent: Hexamethylenebishydroxystearic acid amide, trade name“ Sripacs ZHH ”, Nippon Kayaku Co., Ltd. Defoaming agent manufactured by the company: trade name “Floren AC-303”, solder powder A manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd .: having an average particle size of 3.7 μm, a melting point of 217 ° C., and a composition of 96.5Sn / 3Ag / 0.5Cu. Solder powder B: Average particle diameter 3.7 μm, melting point 227 ° C., composition 99.3 Sn / 0.7 Cu solder powder C: average particle diameter 2.4 μm, melting point 217 ° C. Solder powder D having a composition of 96.5Sn / 3Ag / 0.5Cu: having an average particle diameter of 11 μm, a melting point of 217 ° C., and a composition of 96.5Sn / 3Ag / 0.5Cu
［実施例１］
ロジン系樹脂Ａ１６質量％、ロジンエステル化合物３７質量％、溶剤４０質量％、チクソ剤６質量％および消泡剤１質量％を容器に投入し、らいかい機を用いて混合してフラックスを得た。
その後、得られたフラックス１２質量％、およびはんだ粉末Ａ８８質量％を容器に投入し、混練機にて２時間混合することではんだ組成物を調製した。
そして、得られたはんだ組成物を、配線基板（絶縁基材：シリコン基材（Ｓｉ）、電極材質：ラミネート銅（ＬＭＣｕ）、電極形状：円形状、電極ピッチ：８０μｍ、電極直径：５０μｍ、電極間の間隙：３０μｍ）上の電極が設けられた領域に、印刷機にて印刷する。その後、リフロー炉（タムラ製作所「ＴＮＲ２５−５３ＰＨ」）ではんだ組成物を溶解させて、さらに、配線基板の表面を残渣洗浄して、配線基板上の電極上にはんだバンプを形成した。ここでのリフロー条件は、プリヒート温度が１６０℃（７５秒間）で、温度２２０℃以上の時間が３０秒間以上５０秒以内で、ピーク温度が２４０℃で、酸素濃度が１００ｐｐｍで、搬送速度が０．８ｍ／分である。
なお、リフロー後の配線基板の表面の状態を図９に示し、残渣洗浄後の配線基板の表面の状態を図１０に示す。
[Example 1]
16% by mass of rosin resin A, 37% by mass of rosin ester compound, 40% by mass of solvent, 6% by mass of thixotropic agent and 1% by mass of antifoaming agent were put into a container and mixed using a raking machine to obtain a flux. .
Thereafter, 12% by mass of the obtained flux and 88% by mass of solder powder A were put into a container and mixed in a kneader for 2 hours to prepare a solder composition.
And the obtained solder composition is used as a wiring board (insulating base material: silicon base material (Si), electrode material: laminated copper (LMCu), electrode shape: circular shape, electrode pitch: 80 μm, electrode diameter: 50 μm, electrode) (Printing is performed by a printing machine in a region provided with electrodes on the gap of 30 μm). Thereafter, the solder composition was dissolved in a reflow furnace (Tamura Seisakusho "TNR25-53PH"), and the surface of the wiring board was washed with residues to form solder bumps on the electrodes on the wiring board. The reflow conditions here are a preheat temperature of 160 ° C. (75 seconds), a temperature of 220 ° C. or higher for 30 seconds to 50 seconds, a peak temperature of 240 ° C., an oxygen concentration of 100 ppm, and a conveyance speed of 0. .8 m / min.
The state of the surface of the wiring board after reflow is shown in FIG. 9, and the state of the surface of the wiring board after cleaning the residue is shown in FIG.
［実施例２〜９］
表１に示す組成に従い各材料を配合した以外は実施例１と同様にして、はんだ組成物を得た。そして、表１に示す配線基板を用い、表１に示すリフロー条件ではんだ組成物を溶融させた以外は、実施例１と同様にして電極上にはんだバンプを形成した。
なお、表１中において、ＧＥは、ガラスエポキシ基材を示し、ＥＢＣｕは、電子線蒸着銅を示す。
［比較例１、参考例１〜５］
表２に示す組成に従い各材料を配合した以外は実施例１と同様にして、はんだ組成物を得た。そして、表２に示す配線基板を用い、表２に示すリフロー条件ではんだ組成物を溶融させた以外は、実施例１と同様にして電極上にはんだバンプを形成した。
[Examples 2 to 9]
A solder composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that each material was blended according to the composition shown in Table 1. Then, using the wiring substrate shown in Table 1, solder bumps were formed on the electrodes in the same manner as in Example 1 except that the solder composition was melted under the reflow conditions shown in Table 1.
In Table 1, GE represents a glass epoxy base material, and EBCu represents electron beam evaporated copper.
[Comparative Example 1, Reference Examples 1-5]
A solder composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that each material was blended according to the composition shown in Table 2. Then, solder bumps were formed on the electrodes in the same manner as in Example 1 except that the wiring board shown in Table 2 was used and the solder composition was melted under the reflow conditions shown in Table 2.
＜はんだ組成物およびはんだバンプの評価＞
はんだ組成物の評価（フラックスの酸価）およびはんだバンプの評価（平均高さ、標準偏差、外観）を以下のような方法で行った。得られた結果を表１および表２に示す。なお、電極形状が円形状でない場合には、はんだバンプの平均高さおよび標準偏差は測定しなかった。
（１）フラックスの酸価
はんだ組成物を量りとり、溶剤にて溶解させる。そして、フェノールフタレイン溶液を指示薬として０．５ｍｏｌ／Ｌ・ＫＯＨにて滴定した。
（２）平均高さ、および、（３）標準偏差
はんだバンプを形成した配線基板を試料とする。はんだバンプの高さを測定し、その平均高さおよび標準偏差を算出した。
（４）外観
はんだバンプを形成した配線基板を試料とする。試料の外観を拡大鏡にて観察する。そして、はんだバンプの状態を以下の基準に基づいて判定した。
○：はんだ量は十分であり、ブリッジは発生していない。
×：はんだ量が足りない箇所はあるが、ブリッジは発生していない。
××：ブリッジが発生している。
<Evaluation of solder composition and solder bump>
Evaluation of the solder composition (acid value of the flux) and evaluation of the solder bump (average height, standard deviation, appearance) were performed by the following methods. The obtained results are shown in Tables 1 and 2. In addition, when the electrode shape was not circular, the average height and standard deviation of the solder bumps were not measured.
(1) Acid value of flux The solder composition is weighed and dissolved in a solvent. Then, titration was performed at 0.5 mol / L · KOH using a phenolphthalein solution as an indicator.
(2) Average height and (3) standard deviation A wiring board on which solder bumps are formed is used as a sample. The height of the solder bump was measured, and the average height and standard deviation were calculated.
(4) Appearance A wiring board on which solder bumps are formed is used as a sample. Observe the appearance of the sample with a magnifier. And the state of the solder bump was determined based on the following criteria.
A: The amount of solder is sufficient, and no bridge is generated.
X: There are places where the amount of solder is insufficient, but no bridge is generated.
XX: A bridge has occurred.
表１および表２に示す結果からも明らかなように、本発明のはんだ組成物を用いた場合（実施例１〜９）には、ブリッジの発生を抑制するとともに、はんだ量不足やはんだ未着の不良を抑制できることが確認された。
一方で、フラックスが前記（Ａ）成分を含有しないものを用いた場合（比較例１）には、ブリッジの発生、はんだ量不足やはんだ未着の不良を十分には抑制できなかった。
また、はんだバンプを形成するにあたり、前記数式（１）〜（３）の条件を満たさない場合（参考例１〜５）には、ブリッジの発生、はんだ量不足やはんだ未着の不良を抑制できなかった。
As is clear from the results shown in Tables 1 and 2, when the solder composition of the present invention was used (Examples 1 to 9), the occurrence of bridges was suppressed, and the solder amount was insufficient or the solder was not deposited. It was confirmed that the defect of this can be suppressed.
On the other hand, when the flux did not contain the component (A) (Comparative Example 1), it was not possible to sufficiently suppress the occurrence of bridges, insufficient amount of solder, and defective soldering.
In addition, when forming the solder bumps, when the conditions of the mathematical formulas (1) to (3) are not satisfied (Reference Examples 1 to 5), it is possible to suppress the occurrence of bridging, insufficient solder amount and defective soldering. There wasn't.
本発明のはんだバンプの形成方法は、はんだを介して配線基板と電子部品とを接合する技術として有用である。 The method for forming solder bumps of the present invention is useful as a technique for joining a wiring board and an electronic component via solder.
１…配線基板
１２…電極
２…はんだ組成物
２１…はんだ粉末
２２…フラックス
３…はんだバンプ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Wiring board 12 ... Electrode 2 ... Solder composition 21 ... Solder powder 22 ... Flux 3 ... Solder bump
Claims (4)
前記フラックスは、（Ａ）軟化点が１１０℃以下であり、かつ酸価が１４０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であるロジン系樹脂と、（Ｂ）軟化点が１１０℃以下であり、かつ酸価が５ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であるロジンエステル化合物と、（Ｃ）溶剤とを含有し、
前記フラックスの酸価は、５ｍｇＫＯＨ／ｇ以上７０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下である
ことを特徴とするはんだ組成物。 A solder composition containing solder powder and a flux,
The flux includes (A) a rosin resin having a softening point of 110 ° C. or less and an acid value of 140 mgKOH / g or more, and (B) a softening point of 110 ° C. or less and an acid value of 5 mgKOH / g. Containing the following rosin ester compound and (C) solvent,
The solder composition, wherein an acid value of the flux is 5 mgKOH / g or more and 70 mgKOH / g or less.
前記（Ａ）ロジン系樹脂の軟化点が、１００℃以下である
ことを特徴とするはんだ組成物。 The solder composition according to claim 1,
The softening point of said (A) rosin-type resin is 100 degrees C or less. The solder composition characterized by the above-mentioned.
前記フラックスの酸価が、５ｍｇＫＯＨ／ｇ以上５０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下である
ことを特徴とするはんだ組成物。 In the solder composition according to claim 1 or 2,
The solder composition, wherein the flux has an acid value of 5 mgKOH / g or more and 50 mgKOH / g or less.
配線基板上の電極が設けられた領域に、前記はんだ組成物を供給する供給工程と、
前記配線基板を加熱して、前記はんだ粉末を溶融させることにより、前記電極上にはんだバンプを形成する溶融工程と、を備え、
前記電極間の平均間隙をＷ（μｍ）、前記はんだ粉末の平均粒子径をＤ（μｍ）、および前記フラックスの酸価をＡＶ（ｍｇＫＯＨ／ｇ）とした場合に、
下記数式（１）で表される条件を満たし、かつ、
前記平均間隙が３５μｍ以下の場合には、下記数式（２）で表される条件を満たし、
前記平均間隙が３５μｍを超える場合には、下記数式（３）で表される条件を満たす
ことを特徴とするはんだバンプの形成方法。
Ｄ ≦ ０．２×Ｗ ・・・（１）
（０．５×Ｗ）＋３ ≦ ＡＶ ≦ （０．５×Ｗ）＋１３ ・・・（２）
０．７５×Ｗ ≦ ＡＶ ≦ １．５×Ｗ ・・・（３） A method for forming a solder bump using the solder composition according to any one of claims 1 to 3,
A supply step of supplying the solder composition to a region on the wiring board provided with the electrodes;
A melting step of forming solder bumps on the electrodes by heating the wiring board and melting the solder powder,
When the average gap between the electrodes is W (μm), the average particle diameter of the solder powder is D (μm), and the acid value of the flux is AV (mg KOH / g),
Satisfy the condition expressed by the following mathematical formula (1), and
When the average gap is 35 μm or less, the condition represented by the following formula (2) is satisfied,
When the average gap exceeds 35 μm, the condition represented by the following mathematical formula (3) is satisfied.
D ≦ 0.2 × W (1)
(0.5 × W) + 3 ≦ AV ≦ (0.5 × W) +13 (2)
0.75 × W ≦ AV ≦ 1.5 × W (3)
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