JP2015010214A - Solder composition and thermosetting resin composition - Google Patents

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青木 淳
Atsushi Aoki
淳 青木
小野木 剛
Takeshi Onoki
剛 小野木
雅裕 土屋
Masahiro Tsuchiya
雅裕 土屋
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solder composition that has both sufficient solder meltability and sufficient resin curability.SOLUTION: The solder composition contains not less than 50 mass% to not more than 90 mass% of a lead-free solder power having a melting point of 240°C or lower, not less than 10 mass% to not more than 40 mass% of a thermosetting resin composition containing a thermosetting resin and an aromatic carboxylic acid. The aromatic carboxylic acid is a compound having a benzene ring or a naphthalene ring in which one of hydrogen atoms of the benzene ring or the naphthalene ring is substituted with a carboxylic group and one or two of hydrogen atoms are substituted with at least any one of a hydroxyl group, a methoxy group, an ethoxy group, a protoxy group and an acetoxy group.

Description

本発明は、電子部品と配線基板とを接続するはんだ組成物、およびこのはんだ組成物用の熱硬化性樹脂組成物に関する。   The present invention relates to a solder composition for connecting an electronic component and a wiring board, and a thermosetting resin composition for the solder composition.

近年、電子機器の小型軽量化が進むと同時に、配線基板の高密度実装化が進んでいる。そして、半導体のパッケージも小型化が進み、グリッドアレイ型の電子部品であるBGAやLGAもチップサイズパッケージ(以下、CSPともいう)へと小型化してきている。そして、パッケージの小型化が進むにつれ、接続端子ピッチも小さくなり、0.5mmピッチのCSPも普及している。その結果、接続端子自身も小さくする必要があるため、電子部品と配線基板との接続強度が弱くなってしまう。その強化策の一つとして、電子部品と配線基板との間にアンダーフィル剤を入れて硬化させる方法も実用化されている。しかし、実装工程が長くなる、或いは電子部品または接合不良が発見されたときにリペアーができないという欠点がある。   In recent years, electronic devices have been reduced in size and weight, and at the same time, high-density mounting of wiring boards has been advanced. Semiconductor packages have also been downsized, and BGA and LGA, which are grid array type electronic components, have also been downsized into chip size packages (hereinafter also referred to as CSP). As the size of the package is further reduced, the connection terminal pitch is reduced, and a CSP having a pitch of 0.5 mm has become widespread. As a result, since the connection terminal itself needs to be small, the connection strength between the electronic component and the wiring board is weakened. As one of the strengthening measures, a method of putting an underfill agent between an electronic component and a wiring board and curing it has been put into practical use. However, there is a drawback that the mounting process becomes long, or repair is not possible when an electronic component or a bonding failure is found.

そこで、電子部品と配線基板との接続強度をはんだペーストにより向上することが求められており、例えば、熱硬化性樹脂、有機酸、溶剤および硬化剤を含有するフラックスと、はんだ粉末とを含有するはんだペーストが提案されている(例えば、特許文献1)。   Therefore, it is required to improve the connection strength between the electronic component and the wiring board by using a solder paste. For example, it contains a flux containing a thermosetting resin, an organic acid, a solvent and a curing agent, and a solder powder. A solder paste has been proposed (for example, Patent Document 1).

特開2001−219294号公報JP 2001-219294 A

しかしながら、特許文献1に記載のはんだペーストでは、樹脂硬化性が不十分であり、必要に応じて、リフロー後にアフターキュアなどをすることが必要となるという問題があった。
一方で、樹脂硬化性を高めるために、硬化成分量を調整することなども考えられるが、樹脂硬化性を高めると、はんだ溶融性が低下してしまう。このように、はんだ溶融性と樹脂硬化性とは二律背反の関係にあり、これらを両立することは困難であった。
However, the solder paste described in Patent Document 1 has a problem that the resin curability is insufficient, and it is necessary to perform after-cure after reflow as necessary.
On the other hand, in order to improve the resin curability, it may be possible to adjust the amount of the curing component. However, if the resin curability is increased, the solder meltability is lowered. Thus, solder meltability and resin curability are in a trade-off relationship, and it has been difficult to achieve both.

そこで、本発明は、十分なはんだ溶融性を有するとともに、十分な樹脂硬化性を有するはんだ組成物、およびこのはんだ組成物用の熱硬化性樹脂組成物を提供することを目的とする。   Then, an object of this invention is to provide the solder composition which has sufficient resin meltability while having sufficient solder meltability, and the thermosetting resin composition for this solder composition.

本発明のはんだ組成物は、240℃以下の融点を有する鉛フリーはんだ粉末50質量%以上90質量%以下と、熱硬化性樹脂および芳香族カルボン酸を含有する熱硬化性樹脂組成物10質量%以上50質量%以下とを含有し、前記芳香族カルボン酸は、ベンゼン環またはナフタレン環を有し、当該ベンゼン環または当該ナフタレン環の水素原子の1つは、カルボキシル基に置換され、当該ベンゼン環または当該ナフタレン環の水素原子の1つまたは2つは、ヒドロキシ基、メトキシ基、エトキシ基、プロトキシ基、ブトキシ基およびアセトキシ基の少なくともいずれかに置換されている化合物であることを特徴とするものである。   The solder composition of the present invention is a lead-free solder powder having a melting point of 240 ° C. or less, 50 mass% to 90 mass%, and a thermosetting resin composition containing 10% by mass of a thermosetting resin and an aromatic carboxylic acid. The aromatic carboxylic acid has a benzene ring or a naphthalene ring, and one of the hydrogen atoms of the benzene ring or the naphthalene ring is substituted with a carboxyl group, and the benzene ring Or one or two hydrogen atoms of the naphthalene ring is a compound substituted with at least one of a hydroxy group, a methoxy group, an ethoxy group, a protoxy group, a butoxy group and an acetoxy group It is.

本発明のはんだ組成物においては、前記芳香族カルボン酸が、2,4−ジヒドロキシ安息香酸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、前記熱硬化性樹脂組成物が、さらに、9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキシドを含有することが好ましい。
In the solder composition of the present invention, the aromatic carboxylic acid is preferably 2,4-dihydroxybenzoic acid.
In the solder composition of the present invention, it is preferable that the thermosetting resin composition further contains 9,10-dihydro-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide.

本発明の熱硬化性樹脂組成物は、熱硬化性樹脂および芳香族カルボン酸を含有し、前記芳香族カルボン酸は、ベンゼン環またはナフタレン環を有し、当該ベンゼン環または当該ナフタレン環の水素原子の1つは、カルボキシル基に置換され、当該ベンゼン環または当該ナフタレン環の水素原子の1つまたは2つは、ヒドロキシ基、メトキシ基、エトキシ基、プロトキシ基、ブトキシ基およびアセトキシ基の少なくともいずれかに置換されている化合物であることを特徴とするものである。   The thermosetting resin composition of the present invention contains a thermosetting resin and an aromatic carboxylic acid, and the aromatic carboxylic acid has a benzene ring or a naphthalene ring, and a hydrogen atom of the benzene ring or the naphthalene ring. Is substituted with a carboxyl group, and one or two hydrogen atoms of the benzene ring or the naphthalene ring are at least one of a hydroxy group, a methoxy group, an ethoxy group, a protoxy group, a butoxy group, and an acetoxy group It is characterized by being a compound substituted by.

なお、本発明のはんだ組成物が、十分なはんだ溶融性を有するとともに、十分な樹脂硬化性を有する理由は必ずしも定かではないが、本発明者らは以下のように推察する。
すなわち、本発明のはんだ組成物において、芳香族カルボン酸は、はんだの活性剤として作用するだけでなく、熱硬化性樹脂を硬化させる硬化成分としても作用している。本発明における芳香族カルボン酸は、カルボキシル基およびヒドロキシ基などを有している。本発明における芳香族カルボン酸では、カルボキシル基が主にはんだの活性に寄与し、ヒドロキシ基などが主にエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂の硬化に寄与する。そこで、芳香族カルボン酸のヒドロキシ基を多くすれば、重合化が進行しやすくなり樹脂硬化性を向上できる。しかし、芳香族カルボン酸のヒドロキシ基が多過ぎると、重合が進行する分、はんだ溶融性が低下してしまう。本発明においては、上記の観点から、芳香族カルボン酸のヒドロキシ基とカルボキシル基の数を所定範囲に調整することで、従来は困難であったはんだ溶融性と樹脂硬化性との両立を図ることができるものと本発明者らは推察する。
The reason why the solder composition of the present invention has sufficient solder meltability and sufficient resin curability is not necessarily clear, but the present inventors speculate as follows.
That is, in the solder composition of the present invention, the aromatic carboxylic acid not only acts as a solder activator but also acts as a curing component that cures the thermosetting resin. The aromatic carboxylic acid in the present invention has a carboxyl group and a hydroxy group. In the aromatic carboxylic acid in the present invention, the carboxyl group mainly contributes to the activity of the solder, and the hydroxyl group mainly contributes to the curing of the thermosetting resin such as an epoxy resin. Accordingly, if the number of hydroxy groups in the aromatic carboxylic acid is increased, the polymerization is facilitated and the resin curability can be improved. However, if there are too many hydroxy groups in the aromatic carboxylic acid, the solder meltability will decrease as polymerization proceeds. In the present invention, from the above viewpoint, by adjusting the number of hydroxy groups and carboxyl groups of the aromatic carboxylic acid within a predetermined range, it is possible to achieve both solder meltability and resin curability, which has been difficult in the past. The present inventors speculate that this is possible.

本発明によれば、十分なはんだ溶融性を有するとともに、十分な樹脂硬化性を有するはんだ組成物を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while having sufficient solder meltability, the solder composition which has sufficient resin curability can be provided.

先ず、本発明のはんだ組成物および熱硬化性樹脂組成物について説明する。
本発明のはんだ組成物は、電子部品および配線基板を接続するはんだ組成物である。そして、このはんだ組成物は、以下説明する鉛フリーはんだ粉末50質量%以上90質量%以下と、以下説明する熱硬化性樹脂組成物10質量%以上50質量%以下とを含有するものである。
この鉛フリーはんだ粉末の含有量が50質量%未満の場合(熱硬化性樹脂組成物の含有量が50質量%を超える場合)には、得られるはんだ組成物にて接着した場合に、電子部品および配線基板の間に十分なはんだ接合を形成できず、電子部品および配線基板の間の導電性が不十分となり、他方、鉛フリーはんだ粉末の含有量が90質量%を超える場合(熱硬化性樹脂組成物の含有量が10質量%未満の場合)には、得られるはんだ組成物にて接着した場合に、電子部品および配線基板の間の接続強度が不十分となる。また、得られるはんだ組成物において、接続強度と導電性とのバランスをとるという観点から、この鉛フリーはんだ粉末の含有量は、60質量%以上90質量%以下であることが好ましく、70質量%以上85質量%以下であることがより好ましい。
First, the solder composition and thermosetting resin composition of the present invention will be described.
The solder composition of the present invention is a solder composition for connecting an electronic component and a wiring board. And this solder composition contains 50 mass% or more and 90 mass% or less of the lead-free solder powder demonstrated below, and 10 mass% or more and 50 mass% or less of the thermosetting resin composition demonstrated below.
When the content of the lead-free solder powder is less than 50% by mass (when the content of the thermosetting resin composition exceeds 50% by mass), the electronic component is bonded with the obtained solder composition. When sufficient solder joints cannot be formed between the wiring board and the electronic component and the wiring board, the electrical conductivity between the electronic component and the wiring board becomes insufficient. On the other hand, the content of lead-free solder powder exceeds 90% by mass (thermosetting When the content of the resin composition is less than 10% by mass), the bonding strength between the electronic component and the wiring board is insufficient when the resulting solder composition is adhered. Further, in the obtained solder composition, from the viewpoint of achieving a balance between connection strength and conductivity, the content of the lead-free solder powder is preferably 60% by mass or more and 90% by mass or less, and 70% by mass. More preferably, it is 85 mass% or less.

[(A)鉛フリーはんだ粉末]
本発明に用いる(A)鉛フリーはんだ粉末は、240℃以下の融点を有するものである。この鉛フリーはんだ粉末の融点が240℃を超えるものを用いる場合には、はんだ組成物における通常の接着温度では鉛フリーはんだ粉末を溶融させることが困難となる。
ここで、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のことをいう。ただし、鉛フリーはんだ粉末中に、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、この場合に、鉛の量は、100質量ppm以下であることが好ましい。
[(A) Lead-free solder powder]
The lead-free solder powder (A) used in the present invention has a melting point of 240 ° C. or lower. When the lead-free solder powder having a melting point exceeding 240 ° C. is used, it is difficult to melt the lead-free solder powder at a normal bonding temperature in the solder composition.
Here, the lead-free solder powder refers to a solder metal or alloy powder to which lead is not added. However, it is allowed that lead is present as an inevitable impurity in the lead-free solder powder, but in this case, the amount of lead is preferably 100 mass ppm or less.

前記鉛フリーはんだ粉末は、スズ(Sn)、銅(Cu)、銀(Ag)、ビスマス(Bi)、アンチモン(Sb)、インジウム(In)および亜鉛(Zn)からなる群から選択される少なくとも1種の金属を含むことが好ましい。
また、前記鉛フリーはんだ粉末における具体的なはんだ組成(質量比率)としては、以下のようなものを例示できる。
2元系合金としては、例えば、95.3Ag/4.7BiなどのAg−Bi系、66Ag/34LiなどのAg−Li系、3Ag/97InなどのAg−In系、67Ag/33TeなどのAg−Te系、97.2Ag/2.8TlなどのAg−Tl系、45.6Ag/54.4ZnなどのAg−Zn系、80Au/20SnなどのAu−Sn系、52.7Bi/47.3InなどのBi−In系、35In/65Sn、51In/49Sn、52In/48SnなどのIn−Sn系、8.1Bi/91.9ZnなどのBi−Zn系、43Sn/57Bi、42Sn/58BiなどのSn−Bi系、98Sn/2Ag、96.5Sn/3.5Ag、96Sn/4Ag、95Sn/5AgなどのSn−Ag系、91Sn/9Zn、30Sn/70ZnなどのSn−Zn系、99.3Sn/0.7CuなどのSn−Cu系、95Sn/5SbなどのSn−Sb系が挙げられる。+
3元系合金としては、例えば、95.5Sn/3.5Ag/1InなどのSn−Ag−In系、86Sn/9Zn/5In、81Sn/9Zn/10InなどのSn−Zn−In系、95.5Sn/0.5Ag/4Cu、96.5Sn/3.0Ag/0.5Cu、98.3Sn/1.0Ag/0.7Cu、99.0Sn/0.3Ag/0.7CuなどのSn−Ag−Cu系、90.5Sn/7.5Bi/2Ag、41.0Sn/58Bi/1,0AgなどのSn−Bi−Ag系、89.0Sn/8.0Zn/3.0BiなどのSn−Zn−Bi系が挙げられる。
その他の合金としては、Sn/Ag/Cu/Bi系などが挙げられる。
The lead-free solder powder is at least one selected from the group consisting of tin (Sn), copper (Cu), silver (Ag), bismuth (Bi), antimony (Sb), indium (In), and zinc (Zn). It is preferred to include a seed metal.
Moreover, as a specific solder composition (mass ratio) in the said lead-free solder powder, the following can be illustrated.
As binary alloys, for example, Ag-Bi type such as 95.3Ag / 4.7Bi, Ag-Li type such as 66Ag / 34Li, Ag-In type such as 3Ag / 97In, Ag-type such as 67Ag / 33Te, etc. Te, Ag-Tl such as 97.2Ag / 2.8Tl, Ag-Zn such as 45.6Ag / 54.4Zn, Au-Sn such as 80Au / 20Sn, 52.7Bi / 47.3In, etc. Bi-In series, 35In / 65Sn, 51In / 49Sn, In-Sn series such as 52In / 48Sn, Bi-Zn series such as 8.1Bi / 91.9Zn, Sn-Bi series such as 43Sn / 57Bi, 42Sn / 58Bi , 98Sn / 2Ag, 96.5Sn / 3.5Ag, 96Sn / 4Ag, Sn-Ag series such as 95Sn / 5Ag, 91Sn / 9Zn, 30Sn / 7 Sn-Zn-based, such as Zn, Sn-Cu system, such 99.3Sn / 0.7Cu, include Sn-Sb system, such as 95Sn / 5Sb. +
Examples of ternary alloys include Sn—Ag—In such as 95.5Sn / 3.5Ag / 1In, Sn—Zn—In such as 86Sn / 9Zn / 5In, 81Sn / 9Zn / 10In, and 95.5Sn. Sn-Ag-Cu systems such as /0.5Ag/4Cu, 96.5Sn / 3.0Ag / 0.5Cu, 98.3Sn / 1.0Ag / 0.7Cu, 99.0Sn / 0.3Ag / 0.7Cu 90.5Sn / 7.5Bi / 2Ag, Sn-Bi-Ag system such as 41.0Sn / 58Bi / 1,0Ag, and Sn-Zn-Bi system such as 89.0Sn / 8.0Zn / 3.0Bi. It is done.
Examples of other alloys include Sn / Ag / Cu / Bi system.

また、前記鉛フリーはんだ粉末の平均粒子径は、10μm以上70μm以下であることが好ましく、20μm以上60μm以下であることがより好ましい。鉛フリーはんだ粉末の平均粒子径が前記下限未満では、電子部品および配線基板間の導電性が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、はんだ組成物における絶縁性が低下する傾向にある。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 size of the lead-free solder powder is preferably 10 μm or more and 70 μm or less, and more preferably 20 μm or more and 60 μm or less. If the average particle size of the lead-free solder powder is less than the lower limit, the conductivity between the electronic component and the wiring board tends to decrease. On the other hand, if the upper limit is exceeded, the insulation in the solder composition tends to decrease. . The average particle size can be measured with a dynamic light scattering type particle size measuring device.

[(B)熱硬化性樹脂]
本発明に用いる熱硬化性樹脂としては、公知の熱硬化性樹脂を適宜用いることができるが、フラックス作用を有するという観点から、特にエポキシ樹脂を用いることが好ましい。
なお、本発明において、フラックス作用を有するとは、通常のロジン系フラックスのように、その塗布膜は被はんだ付け体の金属面を覆って大気を遮断し、はんだ付け時にはその金属面の金属酸化物を還元し、この塗布膜が溶融はんだに押し退けられてその溶融はんだと金属面との接触が可能となり、その残渣は回路間を絶縁する機能を有するものである。
[(B) Thermosetting resin]
As the thermosetting resin used in the present invention, a known thermosetting resin can be used as appropriate, but it is particularly preferable to use an epoxy resin from the viewpoint of having a flux action.
In the present invention, having a flux action means that the coating film covers the metal surface of the object to be soldered and shields the atmosphere, like metal rosin flux, and the metal surface of the metal surface is oxidized during soldering. The material is reduced, and the coating film is pushed away by the molten solder to allow contact between the molten solder and the metal surface, and the residue has a function of insulating between the circuits.

このようなエポキシ樹脂としては、公知のエポキシ樹脂を適宜用いることができる。このようなエポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールA型、ビスフェノールF型、ビフェニル型、ナフタレン型、クレゾールノボラック型、フェノールノボラック型、およびジシクロペンタジエン型などのエポキシ樹脂が挙げられる。これらのエポキシ樹脂は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。また、これらのエポキシ樹脂は、常温で液状のものを含有することが好ましく、常温で固形のものを用いる場合には、常温で液状のものと併用することが好ましい。また、これらのエポキシ樹脂の型の中でも、金属粒子の分散性およびペースト粘度を調整でき、さらに硬化物の落下衝撃に対する耐性が向上できるという観点や、はんだの濡れ広がり性が良好となるという観点から、液状ビスフェノールA型、液状ビスフェノールF型、液状水添タイプのビスフェノールA型、ナフタレン型、ジシクロペンタジエン型、ビフェニル型が好ましく、液状ビスフェノールA型、液状ビスフェノールF型、ビフェニル型がより好ましい。
前記エポキシ樹脂の含有量としては、熱硬化性樹脂組成物100質量%に対して、50質量%以上99質量%以下であることが好ましく、55質量%以上85質量%以下であることがより好ましく、60質量%以上71質量%以下であることが特に好ましい。エポキシ樹脂の含有量が前記下限未満では、電子部品を固着させるために十分な強度が得られないため、落下衝撃に対する耐性が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、熱硬化性樹脂組成物中の硬化成分の含有量が減少し、エポキシ樹脂を硬化せしめる速度が遅延しやすい傾向にある。
As such an epoxy resin, a known epoxy resin can be appropriately used. Examples of such epoxy resins include bisphenol A type, bisphenol F type, biphenyl type, naphthalene type, cresol novolac type, phenol novolac type, and dicyclopentadiene type epoxy resins. These epoxy resins may be used individually by 1 type, and may mix and use 2 or more types. Further, these epoxy resins preferably contain a liquid at normal temperature, and when a solid at normal temperature is used, it is preferably used in combination with a liquid at normal temperature. In addition, among these epoxy resin molds, the dispersibility of the metal particles and the paste viscosity can be adjusted, and further, the resistance to the drop impact of the cured product can be improved, and the wettability of the solder can be improved. Liquid bisphenol A type, liquid bisphenol F type, liquid hydrogenated bisphenol A type, naphthalene type, dicyclopentadiene type, and biphenyl type are preferable, and liquid bisphenol A type, liquid bisphenol F type, and biphenyl type are more preferable.
As content of the said epoxy resin, it is preferable that it is 50 to 99 mass% with respect to 100 mass% of thermosetting resin compositions, and it is more preferable that it is 55 to 85 mass%. 60 mass% or more and 71 mass% or less is especially preferable. If the content of the epoxy resin is less than the lower limit, sufficient strength for fixing the electronic component cannot be obtained, and thus the resistance to drop impact tends to decrease. On the other hand, if the content exceeds the upper limit, the thermosetting resin The content of the curing component in the composition is decreased, and the rate at which the epoxy resin is cured tends to be delayed.

[(C)芳香族カルボン酸]
本発明に用いる芳香族カルボン酸は、ベンゼン環またはナフタレン環を有し、当該ベンゼン環または当該ナフタレン環の水素原子の1つは、カルボキシル基に置換され、当該ベンゼン環または当該ナフタレン環の水素原子の1つまたは2つは、ヒドロキシ基およびメトキシ基の少なくともいずれかに置換されている化合物である。カルボキシル基に置換された数が2以上の場合は、はんだ組成物における絶縁性が不十分となる。また、ヒドロキシ基またはメトキシ基に置換された数が3以上の場合は、はんだ組成物におけるはんだ溶融性が不十分となる。さらに、樹脂硬化性の観点から、ヒドロキシ基またはメトキシ基に置換された数は、2つであることがより好ましい。
前記芳香族カルボン酸は、ベンゼン環およびナフタレン環のいずれの芳香環を有していてもよいが、ベンゼン環を有することが好ましい。
前記芳香族カルボン酸は、ヒドロキシ基、メトキシ基、エトキシ基、プロトキシ基、ブトキシ基およびアセトキシ基のうちのいずれかの置換基を有していればよいが、ヒドロキシ基を有することが好ましい。また、前記芳香族カルボン酸においては、はんだ溶融性および樹脂硬化性の観点から、ヒドロキシ基が、カルボキシル基のオルト位またはメタ位にあることが好ましく、カルボキシル基のオルト位およびメタ位にあることがより好ましい。
前記芳香族カルボン酸における当該ベンゼン環または当該ナフタレン環の水素原子の1つまたは2つは、さらに、炭素数1〜4のアルキル基およびホルミル基の少なくともいずれかに置換されていてもよい。
[(C) aromatic carboxylic acid]
The aromatic carboxylic acid used in the present invention has a benzene ring or a naphthalene ring, and one of the hydrogen atoms of the benzene ring or the naphthalene ring is substituted with a carboxyl group, and the hydrogen atom of the benzene ring or the naphthalene ring One or two of these are compounds substituted with at least one of a hydroxy group and a methoxy group. When the number substituted with carboxyl groups is 2 or more, the insulation in the solder composition becomes insufficient. Moreover, when the number substituted by the hydroxy group or the methoxy group is 3 or more, the solder meltability in the solder composition becomes insufficient. Furthermore, from the viewpoint of resin curability, the number substituted with a hydroxy group or a methoxy group is more preferably two.
The aromatic carboxylic acid may have any aromatic ring of a benzene ring and a naphthalene ring, but preferably has a benzene ring.
The aromatic carboxylic acid may have any substituent among a hydroxy group, a methoxy group, an ethoxy group, a protoxy group, a butoxy group and an acetoxy group, but preferably has a hydroxy group. In the aromatic carboxylic acid, from the viewpoint of solder meltability and resin curability, the hydroxy group is preferably in the ortho position or meta position of the carboxyl group, and in the ortho position and meta position of the carboxyl group. Is more preferable.
One or two hydrogen atoms of the benzene ring or the naphthalene ring in the aromatic carboxylic acid may be further substituted with at least one of an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms and a formyl group.

前記芳香族カルボン酸としては、2,3−ジヒドロキシ安息香酸、2,4−ジヒドロキシ安息香酸、2,5−ジヒドロキシ安息香酸、2,6−ジヒドロキシ安息香酸、3,4−ジヒドロキシ安息香酸、3,5−ジヒドロキシ安息香酸、2−ヒドロキシ安息香酸、4−ヒドロキシ安息香酸、3,5−ジメトキシ安息香酸、2−ヒドロキシ−3−ナフトエ酸、3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシ安息香酸、5−ホルミルサリチル酸などが挙げられる。これらの中でも、2,4−ジヒドロキシ安息香酸、3,5−ジヒドロキシ安息香酸、3,5−ジメトキシ安息香酸が好ましく、2,4−ジヒドロキシ安息香酸が特に好ましい。これらの芳香族カルボン酸は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。   Examples of the aromatic carboxylic acid include 2,3-dihydroxybenzoic acid, 2,4-dihydroxybenzoic acid, 2,5-dihydroxybenzoic acid, 2,6-dihydroxybenzoic acid, 3,4-dihydroxybenzoic acid, 3, 5-dihydroxybenzoic acid, 2-hydroxybenzoic acid, 4-hydroxybenzoic acid, 3,5-dimethoxybenzoic acid, 2-hydroxy-3-naphthoic acid, 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzoic acid , 5-formylsalicylic acid and the like. Among these, 2,4-dihydroxybenzoic acid, 3,5-dihydroxybenzoic acid, and 3,5-dimethoxybenzoic acid are preferable, and 2,4-dihydroxybenzoic acid is particularly preferable. These aromatic carboxylic acids may be used individually by 1 type, and 2 or more types may be mixed and used for them.

前記芳香族カルボン酸の含有量としては、熱硬化性樹脂組成物100質量%に対して、1質量%以上50質量%以下であることが好ましく、2質量%以上35質量%以下であることがより好ましく、7質量%以上30質量%以下であることが更により好ましく、12質量%以上20質量%以下であることが特に好ましい。芳香族カルボン酸の含有量が前記下限未満では、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を硬化せしめる速度が遅延することで硬化不良となる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、得られるはんだ組成物における絶縁性が低下する傾向にある。   The content of the aromatic carboxylic acid is preferably 1% by mass or more and 50% by mass or less, and preferably 2% by mass or more and 35% by mass or less with respect to 100% by mass of the thermosetting resin composition. More preferably, it is 7 mass% or more and 30 mass% or less, and it is still more preferable that it is 12 mass% or more and 20 mass% or less. If the content of the aromatic carboxylic acid is less than the lower limit, the curing rate tends to be delayed due to a delay in the rate of curing the thermosetting resin such as an epoxy resin. On the other hand, if the content exceeds the upper limit, the resulting solder composition There is a tendency that the insulation in the object is lowered.

また、本発明に用いる熱硬化性樹脂組成物は、前記熱硬化性樹脂および前記芳香族カルボン酸の他に、9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキシド、チクソ剤および硬化剤などを含有していてもよい。   In addition to the thermosetting resin and the aromatic carboxylic acid, the thermosetting resin composition used in the present invention includes 9,10-dihydro-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide, thixo An agent and a curing agent may be contained.

[(D)HCA]
本発明に用いる(D)9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキシド(以下、「HCA」ともいう)としては、適宜市販品を用いることができる。このHCAにより、はんだ組成物における樹脂硬化性を維持しつつ、はんだ溶融性の更なる向上を図ることができる。
前記HCAの含有量としては、熱硬化性樹脂組成物100質量%に対して、0.5質量%以上15質量%以下であることが好ましく、3質量%以上8質量%以下であることがより好ましい。HCAの含有量が前記下限未満では、はんだ溶融性の向上効果が得られにくい傾向にあり、他方、前記上限を超えると、絶縁性が低下するとともに、樹脂硬化によってはんだ溶融性が低下する傾向にある。
[(D) HCA]
As (D) 9,10-dihydro-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide (hereinafter also referred to as “HCA”) used in the present invention, a commercially available product can be used as appropriate. With this HCA, it is possible to further improve the solder meltability while maintaining the resin curability in the solder composition.
The content of the HCA is preferably 0.5% by mass or more and 15% by mass or less, and more preferably 3% by mass or more and 8% by mass or less with respect to 100% by mass of the thermosetting resin composition. preferable. If the content of HCA is less than the lower limit, the effect of improving the solder melting property tends to be difficult to obtain. On the other hand, if the upper limit is exceeded, the insulating property is lowered and the solder melting property is lowered due to resin curing. is there.

本発明に用いるチクソ剤としては、公知のチクソ剤を適宜用いることができる。このようなチクソ剤としては、例えば、有機系チクソ剤(脂肪酸アマイド、水添ヒマシ油、オレフィン系ワックスなど)、無機系チクソ剤(コロイダルシリカ、ベントンなど)が挙げられる。これらのチクソ剤は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。これらの中でも、脂肪酸アマイド、コロイダルシリカ、ベントンが好ましい。また、得られるはんだ組成物のにじみにくさの観点からは、有機系チクソ剤と無機系チクソ剤との組み合わせで使用することが好ましい。具体的には、脂肪酸アマイドとコロイダルシリカとの組み合わせ、脂肪酸アマイドとベントンとの組み合わせが挙げられる。
前記チクソ剤の含有量としては、熱硬化性樹脂組成物100質量%に対して、0.5質量%以上25質量%以下であることが好ましく、1質量%以上20質量%以下であることがより好ましく、10質量%以上15質量%以下であることが特に好ましい。チクソ剤の含有量が前記下限未満では、チクソ性が得られず、配線基板の電極上でダレが生じやすくなり、配線基板の電極上に電子部品を搭載した際の付着力が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、チクソ性が高すぎてシリンジニードルの詰まりにより塗布不良となりやすい傾向にある。
As the thixotropic agent used in the present invention, a known thixotropic agent can be appropriately used. Examples of such thixotropic agents include organic thixotropic agents (fatty acid amide, hydrogenated castor oil, olefinic wax, etc.) and inorganic thixotropic agents (colloidal silica, benton, etc.). These thixotropic agents may be used alone or in combination of two or more. Among these, fatty acid amide, colloidal silica, and benton are preferable. Moreover, it is preferable to use it in combination with an organic thixotropic agent and an inorganic thixotropic agent from a viewpoint of the difficulty of bleeding of the solder composition obtained. Specifically, a combination of fatty acid amide and colloidal silica, and a combination of fatty acid amide and benton are exemplified.
The thixotropic agent content is preferably 0.5% by mass or more and 25% by mass or less, and preferably 1% by mass or more and 20% by mass or less, with respect to 100% by mass of the thermosetting resin composition. More preferably, it is 10 mass% or more and 15 mass% or less. If the content of the thixotropic agent is less than the above lower limit, thixotropy cannot be obtained, the sagging is likely to occur on the electrode of the wiring board, and the adhesion force when electronic components are mounted on the wiring board electrode tends to decrease. On the other hand, if the upper limit is exceeded, the thixotropy is too high and the syringe needles tend to become defective due to clogging.

本発明に用いる硬化剤としては、適宜公知の硬化剤を用いることができる。例えば、熱硬化性樹脂として、エポキシ樹脂を用いる場合には、以下のようなものを用いることができる。これらの硬化剤は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。
潜在性硬化剤としては、例えば、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)が挙げられる。
脂肪族ポリアミン系硬化剤としては、例えば、フジキュアFXR−1020、FXR−1030、FXR−1050、FXR−1080(富士化成工業社製、商品名)が挙げられる。
エポキシ樹脂アミンアダクト系硬化剤としては、例えば、アミキュアPN−23、PN−F、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、EH−4346S、EH−5016S(ADEKA社製、商品名)が挙げられる。
イミダゾール系硬化促進剤としては、例えば、2P4MHZ、2MZA、2PZ、C11Z、C17Z、2E4MZ、2P4MZ、C11Z−CNS、2PZ−CNZ(以上、商品名)が挙げられる。
As the curing agent used in the present invention, a known curing agent can be appropriately used. For example, when an epoxy resin is used as the thermosetting resin, the following can be used. One of these curing agents may be used alone, or two or more thereof may be mixed and used.
Examples of the latent curing agent include NOVACURE HX-3722, HX-3721, HX-3748, HX-3088, HX-3613, HX-392HP, and HX-3941HP (trade name, manufactured by Asahi Kasei Epoxy Co., Ltd.).
Examples of the aliphatic polyamine curing agent include Fujicure FXR-1020, FXR-1030, FXR-1050, FXR-1080 (trade name, manufactured by Fuji Kasei Kogyo Co., Ltd.).
Examples of the epoxy resin amine adduct-based curing agent include Amicure PN-23, PN-F, MY-24, VDH, UDH, PN-31, and PN-40 (manufactured by Ajinomoto Fine Techno Co., Ltd., trade name), EH-3615S. EH-3293S, EH-3366S, EH-3842, EH-3670S, EH-3636AS, EH-4346S, EH-5016S (trade name, manufactured by ADEKA).
Examples of the imidazole curing accelerator include 2P4MHZ, 2MZA, 2PZ, C11Z, C17Z, 2E4MZ, 2P4MZ, C11Z-CNS, and 2PZ-CNZ (and above, trade names).

前記硬化剤の含有量としては、熱硬化性樹脂組成物100質量%に対して、0.5質量%以上10質量%以下であることが好ましく、1質量%以上5質量%以下であることがより好ましい。硬化剤の含有量が前記下限未満では、熱硬化性樹脂を硬化せしめる速度が遅延しやすい傾向にあり、他方、前記上限を超えると、反応性が速くなり、ペースト使用時間が短くなる傾向にある。   As content of the said hardening | curing agent, it is preferable that it is 0.5 mass% or more and 10 mass% or less with respect to 100 mass% of thermosetting resin compositions, and it is 1 mass% or more and 5 mass% or less. More preferred. If the content of the curing agent is less than the lower limit, the rate at which the thermosetting resin is cured tends to be delayed. On the other hand, if the upper limit is exceeded, the reactivity tends to be faster and the paste usage time tends to be shorter. .

本発明に用いる熱硬化性樹脂組成物は、必要に応じて、前記エポキシ樹脂、前記芳香族カルボン酸、前記HCA、前記チクソ剤および前記硬化剤以外に、界面活性剤、カップリング剤、消泡剤、粉末表面処理剤、反応抑制剤、沈降防止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、熱硬化性樹脂組成物100質量%に対して、0.01質量%以上10質量%以下であることが好ましく、0.05質量%以上5質量%以下であることがより好ましい。添加剤の含有量が前記下限未満では、それぞれの添加剤の効果を奏しにくくなる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、熱硬化性樹脂組成物による接合強度が低下する傾向にある。   In addition to the epoxy resin, the aromatic carboxylic acid, the HCA, the thixotropic agent, and the curing agent, a thermosetting resin composition used in the present invention is optionally provided with a surfactant, a coupling agent, and an antifoaming agent. It may contain additives such as an agent, a powder surface treatment agent, a reaction inhibitor, and an anti-settling agent. The content of these additives is preferably 0.01% by mass or more and 10% by mass or less, and 0.05% by mass or more and 5% by mass or less with respect to 100% by mass of the thermosetting resin composition. More preferably. If the content of the additive is less than the lower limit, the effect of each additive tends to be difficult to achieve. On the other hand, if the content exceeds the upper limit, the bonding strength due to the thermosetting resin composition tends to decrease.

次に、本発明のはんだ組成物を用いて、配線基板および電子部品などの電極同士を接続する方法について説明する。ここでは、配線基板および電子部品の電極同士を接続する場合を例に挙げて説明する。
このように配線基板および電子部品の電極同士を接続する方法としては、前記配線基板上に前記はんだ組成物を塗布する塗布工程と、前記はんだ組成物上に前記電子部品を配置し、リフロー炉により所定条件にて加熱して、前記電子部品を前記配線基板に実装するリフロー工程と、を備える方法を採用できる。
Next, a method for connecting electrodes such as a wiring board and an electronic component using the solder composition of the present invention will be described. Here, the case where the electrodes of the wiring board and the electronic component are connected will be described as an example.
Thus, as a method of connecting the electrodes of the wiring board and the electronic component, an application step of applying the solder composition on the wiring board, and arranging the electronic component on the solder composition, and using a reflow furnace And a reflow process of heating the electronic component on the wiring board under a predetermined condition.

塗布工程においては、前記配線基板上に前記はんだ組成物を塗布する。
ここで用いる塗布装置としては、例えば、ディスペンサー、スクリーン印刷機、ジェットディスペンサー、メタルマスク印刷機が挙げられる。
また、塗布膜の厚みは、特に限定されないが、50μm以上500μm以下であることが好ましく、100μm以上300μm以下であることがより好ましい。厚みが前記下限未満では、配線基板の電極上に電子部品を搭載した際の付着力が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、接続部分以外にもペーストがはみ出しやすくなる傾向にある。
In the applying step, the solder composition is applied onto the wiring board.
Examples of the coating apparatus used here include a dispenser, a screen printing machine, a jet dispenser, and a metal mask printing machine.
The thickness of the coating film is not particularly limited, but is preferably 50 μm or more and 500 μm or less, and more preferably 100 μm or more and 300 μm or less. If the thickness is less than the lower limit, the adhesive force when electronic components are mounted on the electrodes of the wiring board tends to decrease. On the other hand, if the thickness exceeds the upper limit, the paste tends to protrude beyond the connection portion. .

リフロー工程においては、前記はんだ組成物上に前記電子部品を配置し、リフロー炉により所定条件にて加熱する。このリフロー工程により、電子部品および配線基板の間に十分なはんだ接合を行うことができ、また、樹脂硬化を進行させることもできる。その結果、前記電子部品を前記配線基板に実装することができる。
リフロー条件は、はんだの融点に応じて適宜設定すればよい。例えば、Sn−Ag−Cu系のはんだ合金を用いる場合には、プリベークを温度150〜180℃で60〜120秒行い、ピーク温度を230〜250℃に設定すればよい。
In the reflow process, the electronic component is placed on the solder composition and heated in a reflow furnace under predetermined conditions. By this reflow process, sufficient soldering can be performed between the electronic component and the wiring board, and the resin can be cured. As a result, the electronic component can be mounted on the wiring board.
What is necessary is just to set reflow conditions suitably according to melting | fusing point of solder. For example, when using a Sn—Ag—Cu-based solder alloy, prebaking may be performed at a temperature of 150 to 180 ° C. for 60 to 120 seconds, and a peak temperature may be set to 230 to 250 ° C.

また、このように配線基板および電子部品の電極同士を接続する方法においては、前記リフロー工程に代えて、或いは、前記リフロー工程の前工程として、以下説明する熱圧着工程を備えていてもよい。
熱圧着工程においては、前記はんだ組成物上に前記電子部品を配置し、前記はんだ粉末の融点よりも1℃以上高い温度で、前記電子部品を前記配線基板に熱圧着する。
熱圧着時の温度が、前記はんだ粉末の融点よりも1℃以上高いという条件を満たさない場合には、はんだを十分に溶融させることができず、電子部品および配線基板の間に十分なはんだ接合を形成できず、電子部品および配線基板の間の導電性が不十分となる。
熱圧着時の温度は、130℃以上200℃以下とすることが好ましく、140℃以上180℃以下とすることがより好ましい。
熱圧着時の圧力は、特に限定されないが、0.05MPa以上3MPa以下とすることが好ましく、0.1MPa以上2MPa以下とすることがより好ましい。圧力が前記上限未満では、電子部品および配線基板の間に十分なはんだ接合を形成できず、電子部品および配線基板の間の導電性が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると配線基板にストレスがかかり、デッドスペースを広くとらなければならなくなる傾向にある。
なお、本発明においては、上記のように、熱圧着時の圧力を、従来の導電性フィラー系の異方性導電材を用いる方法による場合と比較して、低い圧力範囲に設定することができる。そのため、熱圧着工程に用いる装置の低コスト化を達成することもできる。
熱圧着時の時間は、特に限定されないが、通常、1秒以上60秒以下であり、2秒以上20秒以下であることが好ましく、3秒以上10秒以下であることがより好ましい。
In addition, in the method of connecting the electrodes of the wiring board and the electronic component in this way, a thermocompression bonding process described below may be provided instead of the reflow process or as a pre-process of the reflow process.
In the thermocompression bonding step, the electronic component is disposed on the solder composition, and the electronic component is thermocompression bonded to the wiring board at a temperature higher by 1 ° C. than the melting point of the solder powder.
If the temperature at the time of thermocompression bonding does not satisfy the condition that the temperature is higher than the melting point of the solder powder by 1 ° C. or more, the solder cannot be sufficiently melted and sufficient solder bonding between the electronic component and the wiring board is possible. Cannot be formed, and the electrical conductivity between the electronic component and the wiring board becomes insufficient.
The temperature during thermocompression bonding is preferably 130 ° C. or higher and 200 ° C. or lower, and more preferably 140 ° C. or higher and 180 ° C. or lower.
Although the pressure at the time of thermocompression bonding is not particularly limited, it is preferably 0.05 MPa or more and 3 MPa or less, and more preferably 0.1 MPa or more and 2 MPa or less. If the pressure is less than the upper limit, sufficient solder joints cannot be formed between the electronic component and the wiring board, and the electrical conductivity between the electronic component and the wiring board tends to decrease. It tends to be stressed and the dead space has to be widened.
In the present invention, as described above, the pressure at the time of thermocompression bonding can be set to a lower pressure range as compared with the case of the conventional method using a conductive filler-based anisotropic conductive material. . Therefore, cost reduction of the apparatus used for a thermocompression bonding process can also be achieved.
The time for thermocompression bonding is not particularly limited, but is usually 1 second to 60 seconds, preferably 2 seconds to 20 seconds, and more preferably 3 seconds to 10 seconds.

また、このように配線基板および電子部品の電極同士を接続する方法においては、以下説明する剥離工程、再塗布工程および再リフロー工程をさらに備えていてもよい。
剥離工程においては、前記はんだ粉末の融点よりも1℃以上高い温度で、前記電子部品を前記配線基板から剥離する。
ここで、電子部品を配線基板から剥離する方法は、特に限定されない。このような方法としては、例えば、はんだごてなどを用いて接続部分を加熱しながら、電子部品を配線基板から剥離する方法を採用することができる。なお、このような場合に、リペアに用いる公知の剥離装置を用いてもよい。
また、電子部品を配線基板から剥離した後に、必要に応じて、溶剤などで前記配線基板上を洗浄してもよい。
In addition, the method for connecting the electrodes of the wiring board and the electronic component as described above may further include a peeling step, a re-coating step, and a re-reflow step described below.
In the peeling step, the electronic component is peeled from the wiring board at a temperature higher by 1 ° C. than the melting point of the solder powder.
Here, the method for peeling the electronic component from the wiring board is not particularly limited. As such a method, for example, a method of peeling the electronic component from the wiring board while heating the connection portion using a soldering iron or the like can be employed. In such a case, a known peeling device used for repair may be used.
Moreover, after peeling an electronic component from a wiring board, you may wash | clean the said wiring board with a solvent etc. as needed.

再塗布工程においては、剥離工程後の配線基板上に前記はんだ組成物を塗布する。ここで、塗布装置や塗布膜の厚みは、前記塗布工程と同様のものや条件を採用することができる。
再リフロー工程においては、再塗布工程後のはんだ組成物上に前記電子部品を配置し、リフロー炉により所定条件にて加熱して、前記電子部品を前記配線基板に実装する。ここで、加熱条件は、前記リフロー工程と同様の条件を採用することができる。
In the re-application process, the solder composition is applied onto the wiring board after the peeling process. Here, the thickness and thickness of the coating device and the coating film can be the same as those in the coating step and conditions.
In the re-reflow step, the electronic component is placed on the solder composition after the re-application step, and heated under a predetermined condition in a reflow furnace, and the electronic component is mounted on the wiring board. Here, the heating conditions can employ the same conditions as in the reflow process.

以上説明した電子部品の接続方法によれば、電子部品および配線基板の電極同士がはんだ接合されるために、従来の導電性フィラー系の異方性導電材のように、電極および導電性フィラーが接触し合うことで接続されている場合と比較して、極めて高い接続信頼性を達成できる。また、リフロー後において、はんだ粉末の融点以上の温度の熱をかければ、はんだは溶融させることができ、また、熱硬化性樹脂組成物も軟化させることができることから、配線基板から電子部品を容易に剥離することができる。また、本発明では、剥離後に再びはんだ組成物を用いて配線基板と電子部品との接続を図る場合に、電極などにある程度の残渣(はんだなど)が残っていたとしても、それらの残渣を併せてはんだ接合することができ、導電性を確保できる。そのため、前記電子部品の接続方法は、従来の導電性フィラー系の異方性導電材を用いる方法と比較して、リペア性が優れている。   According to the method for connecting electronic components described above, since the electrodes of the electronic component and the wiring board are soldered to each other, the electrodes and conductive fillers are different from the conventional conductive filler-based anisotropic conductive material. Compared with the case where they are connected by contacting each other, extremely high connection reliability can be achieved. In addition, after reflow, if the heat at a temperature equal to or higher than the melting point of the solder powder is applied, the solder can be melted, and the thermosetting resin composition can be softened. Can be peeled off. In the present invention, when a wiring board and an electronic component are connected again using a solder composition after peeling, even if a certain amount of residue (solder, etc.) remains on the electrode, the residue is combined. Soldering can be performed, and conductivity can be ensured. Therefore, the connection method of the electronic component is excellent in repairability as compared with a conventional method using a conductive filler-based anisotropic conductive material.

また、本発明のはんだ組成物を用いた接続方法は、前記接続方法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。
例えば、前記接続方法では、リフロー工程により、配線基板と電子部品とを接着しているが、これに限定されない。例えば、リフロー工程に代えて、レーザー光を用いてはんだ組成物を加熱する工程(レーザー加熱工程)により、配線基板と電子部品とを接着してもよい。この場合、レーザー光源としては、特に限定されず、金属の吸収帯に合わせた波長に応じて適宜採用できる。レーザー光源としては、例えば、固体レーザー(ルビー、ガラス、YAGなど)、半導体レーザー(GaAs、InGaAsPなど)、液体レーザー(色素など)、気体レーザー(He−Ne、Ar、CO、エキシマーなど)が挙げられる。
In addition, the connection method using the solder composition of the present invention is not limited to the connection method described above, and modifications, improvements and the like within the scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
For example, in the connection method, the wiring board and the electronic component are bonded by the reflow process, but the present invention is not limited to this. For example, instead of the reflow process, the wiring board and the electronic component may be bonded by a process of heating the solder composition using laser light (laser heating process). In this case, the laser light source is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the wavelength matched to the metal absorption band. As the laser light source, for example, a solid laser (ruby, glass, YAG, etc.), semiconductor laser (GaAs, InGaAsP, etc.), (such as a dye) liquid laser, a gas laser (He-Ne, Ar, CO 2, etc. excimer) is Can be mentioned.

次に、本発明を実施例および比較例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、実施例および比較例にて用いた材料を以下に示す。
((A)成分)
鉛フリーはんだ粉末:平均粒子径は39μm、はんだの融点は217〜220℃、はんだの組成は96.5Sn/3.0Ag/0.5Cu
((B)成分)
熱硬化性樹脂A:ビスフェノールA型およびビスフェノールF型液状エポキシ樹脂、DIC社製、商品名「EXA−830LVP」
熱硬化性樹脂B:ビフェニル型エポキシ樹脂、ジャパンエポキシレジン社製、商品名「YX−4000HK」
((C)成分)
芳香族カルボン酸A:2,4−ジヒドロキシ安息香酸
芳香族カルボン酸B:3,5−ジメトキシ安息香酸
芳香族カルボン酸C:3,5−ジヒドロキシ安息香酸
芳香族カルボン酸D:4−ヒドロキシ安息香酸
芳香族カルボン酸E:2−ヒドロキシ−3−ナフトエ酸、
(他の成分)
芳香族カルボン酸F:没食子酸
芳香族カルボン酸G:没食子酸ステアリル
脂肪族ジカルボン酸:アジピン酸、関東電化工業社製
チクソ剤:日本化成社製、商品名「スリパックスZHH」
HCA:9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキシド、三光社製
硬化剤:変性ポリアミン、ADEKA社製、商品名「EH−5016S」
EXAMPLES Next, although an Example and a comparative example demonstrate this invention further in detail, this invention is not limited at all by these examples. In addition, the material used in the Example and the comparative example is shown below.
((A) component)
Lead-free solder powder: average particle size is 39 μm, solder melting point is 217-220 ° C., solder composition is 96.5Sn / 3.0Ag / 0.5Cu
((B) component)
Thermosetting resin A: bisphenol A type and bisphenol F type liquid epoxy resin, manufactured by DIC Corporation, trade name “EXA-830LVP”
Thermosetting resin B: biphenyl type epoxy resin, manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd., trade name “YX-4000HK”
((C) component)
Aromatic carboxylic acid A: 2,4-dihydroxybenzoic acid aromatic carboxylic acid B: 3,5-dimethoxybenzoic acid aromatic carboxylic acid C: 3,5-dihydroxybenzoic acid aromatic carboxylic acid D: 4-hydroxybenzoic acid Aromatic carboxylic acid E: 2-hydroxy-3-naphthoic acid,
(Other ingredients)
Aromatic carboxylic acid F: gallic acid Aromatic carboxylic acid G: stearyl gallic acid dicarboxylic acid: adipic acid, thixotropic agent manufactured by Kanto Denka Kogyo Co., Ltd., trade name “Sripacs ZHH”
HCA: 9,10-dihydro-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide, curing agent manufactured by Sanko Co., Ltd .: modified polyamine, manufactured by ADEKA, trade name “EH-5016S”

[実施例1]
熱硬化性樹脂A36質量%、熱硬化性樹脂B20質量%、チクソ剤14質量%および芳香族カルボン酸A30質量%を容器に投入し、攪拌機にて予備混合した後、3本ロールを用いて室温にて混合し分散させて熱硬化性樹脂組成物を得た。
次に、得られた熱硬化性樹脂組成物20質量%および鉛フリーはんだ粉末80質量%(合計で100質量%)を容器に投入し、混練機にて混合することではんだ組成物を調製した。
[Example 1]
36% by mass of thermosetting resin A, 20% by mass of thermosetting resin B, 14% by mass of thixotropic agent and 30% by mass of aromatic carboxylic acid A are charged in a container, premixed with a stirrer, and then room temperature is set using three rolls. Were mixed and dispersed to obtain a thermosetting resin composition.
Next, 20% by mass of the obtained thermosetting resin composition and 80% by mass of lead-free solder powder (100% by mass in total) were put into a container and mixed in a kneader to prepare a solder composition. .

[実施例2〜10]
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。
[実施例11〜18]
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。
[比較例1〜4]
表3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。
[Examples 2 to 10]
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.
[Examples 11 to 18]
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.
[Comparative Examples 1-4]
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 3.

<はんだ組成物の評価>
はんだ組成物の性能(はんだの溶融、LGA実装適性、樹脂硬化性、せん断強度)を以下のような方法で評価または測定した。得られた結果を表1〜表3に示す。
(1)はんだの溶融
回路パターンとして直径1mm〜2mmの複数のランドを有する配線基板上(ランド上)に、得られたはんだ組成物を塗布した(厚み:0.2mm)。そして、塗布後のはんだ組成物上に、チップ(電極:銅電極に金メッキ処理(Cu/Ni/Au))を配置した。その後、プリベーク150〜180℃を90秒とピーク温度を240℃の条件でリフローを行い、試験基板を作製した。得られた試験基板について、チップ脇ボールおよびチップの実装されていないランド上のはんだボールを観察し、それぞれ、以下の基準に従って、はんだの溶融を評価した。
◎:はんだボールがない。
○:はんだボールが5個以下である。
△:はんだボールが6個以上10個以下である。
×:はんだボールが11個以上、または、はんだが溶融しない。
(2)LGA(ランドグリッドアレイ)実装適性
回路パターンとして1.5mmピッチランド(ランド/スペース=750μm/750μm)を有する配線基板を準備した。この配線基板上(ランド上)に、得られたはんだ組成物を塗布した(厚み:0.25mm)。そして、塗布後のはんだ組成物上に、1.5mmピッチランドを有するLGA部品を配置した。その後、プリベーク150〜180℃を90秒とピーク温度を240℃の条件でリフローを行い、試験基板を作製した。得られた試験基板について、はんだの未溶融の有無を観察し、以下の基準に従って、LGA実装適性を評価した。
○:はんだの未溶融がない。
×:はんだの未溶融がある。
(3)樹脂硬化性
前記(1)において作製した試験基板を用いて評価する。得られた試験基板について、チップ脇の樹脂およびランド上の樹脂を観察し、それぞれ、以下の基準に従って、樹脂硬化性を評価した。
◎:樹脂が硬い。
○:樹脂を強く押すと、跡が残る。
△:樹脂を押すと、跡が残る。
×:樹脂が柔らかく、タックがある。
(4)せん断強度
回路パターンとして直径1mm〜2mmの複数のランドを有する配線基板上(ランド上)に、得られたはんだ組成物を塗布した(厚み:0.15mm)。そして、塗布後のはんだ組成物上に、1608CRチップ(大きさ:1.6mm×0.8mm)を配置した。その後、プリベーク150〜180℃を90秒とピーク温度を240℃の条件でリフローを行い、試験基板を作製した。得られた試験基板について、5mm/minの条件にてチップのせん断強度(単位:N/mm)を測定した。なお、せん断強度が低すぎて、測定できなかった場合には、「測定不可」と判定した。
<Evaluation of solder composition>
The performance (solder melting, LGA mounting suitability, resin curability, shear strength) of the solder composition was evaluated or measured by the following method. The obtained results are shown in Tables 1 to 3.
(1) Melting of solder The obtained solder composition was applied on a wiring board (on a land) having a plurality of lands having a diameter of 1 mm to 2 mm as a circuit pattern (thickness: 0.2 mm). Then, a chip (electrode: copper electrode with gold plating (Cu / Ni / Au)) was placed on the solder composition after application. Thereafter, reflow was carried out under conditions of pre-baking 150 to 180 ° C. for 90 seconds and a peak temperature of 240 ° C. to prepare a test substrate. About the obtained test substrate, the chip side ball and the solder ball on the land where the chip is not mounted were observed, and the melting of the solder was evaluated according to the following criteria, respectively.
A: There is no solder ball.
○: There are 5 or less solder balls.
Δ: There are 6 or more and 10 or less solder balls.
X: 11 or more solder balls or solder does not melt.
(2) LGA (Land Grid Array) Mounting Suitability A wiring board having a 1.5 mm pitch land (land / space = 750 μm / 750 μm) as a circuit pattern was prepared. The obtained solder composition was applied onto this wiring board (on the land) (thickness: 0.25 mm). And the LGA component which has a 1.5 mm pitch land was arrange | positioned on the solder composition after application | coating. Thereafter, reflow was carried out under conditions of pre-baking 150 to 180 ° C. for 90 seconds and a peak temperature of 240 ° C. to prepare a test substrate. About the obtained test board, the presence or absence of unmelted solder was observed, and LGA mounting suitability was evaluated according to the following criteria.
○: There is no unmelted solder.
X: Solder is not melted.
(3) Resin curability Evaluation is performed using the test substrate prepared in (1). With respect to the obtained test substrate, the resin on the side of the chip and the resin on the land were observed, and the resin curability was evaluated according to the following criteria, respectively.
A: The resin is hard.
○: A mark remains when the resin is pressed strongly.
Δ: A mark remains when the resin is pressed.
X: Resin is soft and has tack.
(4) Shear strength The obtained solder composition was applied on a wiring board (on the land) having a plurality of lands having a diameter of 1 mm to 2 mm as a circuit pattern (thickness: 0.15 mm). A 1608 CR chip (size: 1.6 mm × 0.8 mm) was placed on the solder composition after application. Thereafter, reflow was carried out under conditions of pre-baking 150 to 180 ° C. for 90 seconds and a peak temperature of 240 ° C. to prepare a test substrate. About the obtained test board | substrate, the shear strength (unit: N / mm < 2 >) of the chip | tip was measured on conditions of 5 mm / min. In addition, when the shear strength was too low to be measured, it was determined as “not measurable”.

Figure 2015010214
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Figure 2015010214
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表1〜表3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て、配線基板と電子部品とを接続する場合(実施例1〜18)には、はんだの溶融、LGA実装適性、樹脂硬化性およびせん断強度が良好であることが確認された。従って、本発明のはんだ組成物は、十分なはんだ溶融性を有するとともに、十分な樹脂硬化性を有することが確認された。また、例えば、実施例3と実施例10などの結果から、芳香族カルボン酸の中でも、特に2,4−ジヒドロキシ安息香酸が好ましいことが確認された。さらに、例えば、実施例3と実施例7などの結果から、(D)成分をさらに含有することが好ましいことが確認された。
これに対し、(C)成分に代えて(C)成分以外のカルボン酸類を含有するはんだ組成物を用いた場合(比較例1〜4)には、はんだ溶融性が不十分となり、LGA実装に不適であることが分かった。特に、アジピン酸などの脂肪族ジカルボン酸では、はんだ溶融性と樹脂硬化性の両方が不十分であることが分かった。
As is apparent from the results shown in Tables 1 to 3, when the wiring board and the electronic component are connected using the solder composition of the present invention (Examples 1 to 18), solder melting, LGA It was confirmed that mounting suitability, resin curability and shear strength were good. Therefore, it was confirmed that the solder composition of the present invention has sufficient solder meltability and sufficient resin curability. For example, from the results of Example 3 and Example 10, it was confirmed that 2,4-dihydroxybenzoic acid is particularly preferable among aromatic carboxylic acids. Furthermore, for example, from the results of Example 3 and Example 7, it was confirmed that the component (D) is preferably further contained.
On the other hand, when a solder composition containing a carboxylic acid other than the component (C) is used instead of the component (C) (Comparative Examples 1 to 4), the solder meltability becomes insufficient, so that the LGA mounting is possible. It turned out to be inappropriate. In particular, it has been found that aliphatic dicarboxylic acids such as adipic acid are insufficient in both solder meltability and resin curability.

本発明のはんだ組成物は、電子部品と配線基板とを接続する技術として好適に用いることができる。   The solder composition of the present invention can be suitably used as a technique for connecting an electronic component and a wiring board.

Claims (4)

240℃以下の融点を有する鉛フリーはんだ粉末50質量%以上90質量%以下と、熱硬化性樹脂および芳香族カルボン酸を含有する熱硬化性樹脂組成物10質量%以上50質量%以下とを含有し、
前記芳香族カルボン酸は、ベンゼン環またはナフタレン環を有し、
当該ベンゼン環または当該ナフタレン環の水素原子の1つは、カルボキシル基に置換され、
当該ベンゼン環または当該ナフタレン環の水素原子の1つまたは2つは、ヒドロキシ基、メトキシ基、エトキシ基、プロトキシ基、ブトキシ基およびアセトキシ基の少なくともいずれかに置換されている化合物である
ことを特徴とするはんだ組成物。
Contains 50 mass% or more and 90 mass% or less of lead-free solder powder having a melting point of 240 ° C. or less, and 10 mass% or more and 50 mass% or less of a thermosetting resin composition containing a thermosetting resin and an aromatic carboxylic acid. And
The aromatic carboxylic acid has a benzene ring or a naphthalene ring,
One of the hydrogen atoms of the benzene ring or the naphthalene ring is substituted with a carboxyl group;
One or two hydrogen atoms of the benzene ring or the naphthalene ring are compounds substituted with at least one of a hydroxy group, a methoxy group, an ethoxy group, a protoxy group, a butoxy group, and an acetoxy group. A solder composition.
請求項1に記載のはんだ組成物において、
前記芳香族カルボン酸が、2,4−ジヒドロキシ安息香酸である
ことを特徴とするはんだ組成物。
The solder composition according to claim 1,
The said aromatic carboxylic acid is 2, 4- dihydroxy benzoic acid. The solder composition characterized by the above-mentioned.
請求項1または請求項2に記載のはんだ組成物において、
前記熱硬化性樹脂組成物が、さらに、9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキシドを含有する
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 thermosetting resin composition further contains 9,10-dihydro-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide.
熱硬化性樹脂および芳香族カルボン酸を含有し、
前記芳香族カルボン酸は、ベンゼン環またはナフタレン環を有し、
当該ベンゼン環または当該ナフタレン環の水素原子の1つは、カルボキシル基に置換され、
当該ベンゼン環または当該ナフタレン環の水素原子の1つまたは2つは、ヒドロキシ基、メトキシ基、エトキシ基、プロトキシ基、ブトキシ基およびアセトキシ基の少なくともいずれかに置換されている化合物である
ことを特徴とする熱硬化性樹脂組成物。
Containing a thermosetting resin and an aromatic carboxylic acid,
The aromatic carboxylic acid has a benzene ring or a naphthalene ring,
One of the hydrogen atoms of the benzene ring or the naphthalene ring is substituted with a carboxyl group;
One or two hydrogen atoms of the benzene ring or the naphthalene ring are compounds substituted with at least one of a hydroxy group, a methoxy group, an ethoxy group, a protoxy group, a butoxy group, and an acetoxy group. A thermosetting resin composition.
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