JP2017064758A - Flux composition, solder composition and electronic substrate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フラックス組成物、はんだ組成物および電子基板に関する。 The present invention relates to a flux composition, a solder composition, and an electronic substrate.
はんだ組成物は、はんだ粉末にフラックス組成物（ロジン系樹脂、活性剤および溶剤など）を混練してペースト状にした混合物である。このはんだ組成物においては、はんだ溶融性やはんだが濡れ広がりやすいという性質（はんだ濡れ広がり）などのはんだ付け性が要求されている。これらの問題を解決するために、フラックス組成物中の活性剤などの検討がされ、活性剤としてイミダゾール系化合物などを用いることが提案されている（例えば、特許文献１）。 The solder composition is a mixture in which a solder powder is kneaded with a flux composition (such as a rosin resin, an activator, and a solvent) to form a paste. This solder composition is required to have solderability such as solder melting property and a property that the solder easily spreads (wet solder spread). In order to solve these problems, an active agent in the flux composition has been studied, and it has been proposed to use an imidazole compound as the active agent (for example, Patent Document 1).
一方で、電子機器の小型化および薄型化に伴い、電子部品の下面に電極端子を有する下面電極部品（例えば、ＬＧＡ（ランドグリッドアレイ）、ＢＧＡ（ボールグリッドアレイ））が用いられている。この下面電極部品を実装する際には、はんだ付けされる電極端子が下面電極部品と配線基板との間に密閉されることになる。そのため、ＱＦＰ（クワッドフラットパッケージ）などの電子部品を実装する際には、リフロー時に揮発していた成分が、フラックス残さ内に残存してしまう。このリフロー時に揮発していた成分がフラックス残さ内に残存する場合には、絶縁信頼性試験にてマイグレーションが発生しやすくなり、絶縁信頼性が低下する傾向にある。
そこで、下面電極部品のはんだ付けに用いるはんだ組成物においては、上記のような場合でも、十分な絶縁信頼性を有することが要求されている。
On the other hand, with downsizing and thinning of electronic devices, lower surface electrode parts (for example, LGA (land grid array), BGA (ball grid array)) having electrode terminals on the lower surface of electronic parts are used. When mounting this lower surface electrode component, the electrode terminal to be soldered is sealed between the lower surface electrode component and the wiring board. Therefore, when an electronic component such as a QFP (quad flat package) is mounted, a component that has volatilized at the time of reflow remains in the flux residue. When the component that has been volatilized at the time of reflow remains in the flux residue, migration tends to occur in the insulation reliability test, and the insulation reliability tends to decrease.
Therefore, a solder composition used for soldering the lower surface electrode component is required to have sufficient insulation reliability even in the above case.
本発明は、はんだ組成物としたときに、はんだ付け性に優れ、かつ下面電極部品のはんだ付けに用いた場合にも十分な絶縁信頼性を有するフラックス組成物、およびこれを用いたはんだ組成物、並びに、このはんだ組成物を用いた電子基板を提供することを目的とする。 The present invention provides a flux composition that has excellent solderability when used as a solder composition and has sufficient insulation reliability even when used for soldering a lower surface electrode component, and a solder composition using the same And it aims at providing the electronic substrate using this solder composition.
前記課題を解決すべく、本発明は、以下のようなフラックス組成物、はんだ組成物および電子基板を提供するものである。
本発明のフラックス組成物は、（Ａ）ロジン系樹脂と、（Ｂ）活性剤と、（Ｃ）溶剤とを含有し、前記（Ｂ）成分が、（Ｂ１）重合脂肪酸、（Ｂ２）芳香族カルボン酸および（Ｂ３）脂肪族ジカルボン酸を含有し、前記（Ｃ）成分が、（Ｃ１）温度２０℃における水への溶解度が２ｇ／１００ｇ以下である溶剤を含有し、前記（Ｃ１）成分の配合量が、前記（Ｃ）成分１００質量％に対して、７５質量％以上であることを特徴とするものである。
In order to solve the above problems, the present invention provides the following flux composition, solder composition, and electronic substrate.
The flux composition of the present invention contains (A) a rosin resin, (B) an activator, and (C) a solvent. The component (B) is (B1) a polymerized fatty acid and (B2) an aromatic. A carboxylic acid and (B3) an aliphatic dicarboxylic acid, wherein the component (C) contains (C1) a solvent having a solubility in water at a temperature of 20 ° C. of 2 g / 100 g or less, and the component (C1) A compounding quantity is 75 mass% or more with respect to 100 mass% of said (C) component, It is characterized by the above-mentioned.
本発明のフラックス組成物においては、前記（Ｃ）成分が、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールモノ２−エチルヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノ２−エチルヘキシルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、および１，３−オクチレングリコールからなる群から選択される少なくとも１つの溶剤であることが好ましい。
本発明のフラックス組成物は、イミダゾール系化合物を含有しないものであることが好ましい。
In the flux composition of the present invention, the component (C) is diethylene glycol monohexyl ether, ethylene glycol mono 2-ethylhexyl ether, diethylene glycol mono 2-ethylhexyl ether, ethylene glycol monobenzyl ether, tripropylene glycol monobutyl ether, propylene glycol. It is preferably at least one solvent selected from the group consisting of monophenyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, and 1,3-octylene glycol.
The flux composition of the present invention preferably contains no imidazole compound.
本発明のはんだ組成物は、前記フラックス組成物と、はんだ粉末とを含有することを特徴とするものである。
本発明のはんだ組成物においては、電子部品の下面に電極端子を有する下面電極部品を電子基板に実装する際に用いることが好ましい。
本発明の電子基板は、前記はんだ組成物を用いて、電子部品を電子基板に実装したことを特徴とするものである。
The solder composition of the present invention is characterized by containing the flux composition and solder powder.
In the solder composition of this invention, it is preferable to use when mounting the lower surface electrode component which has an electrode terminal in the lower surface of an electronic component on an electronic substrate.
The electronic board of the present invention is characterized in that an electronic component is mounted on an electronic board using the solder composition.
本発明のフラックス組成物によって、はんだ組成物としたときに、はんだ付け性に優れ、かつ下面電極部品のはんだ付けに用いた場合にも十分な絶縁信頼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、イオンマイグレーションの発生するメカニズムは、次の通りであると本発明者らは推察する。イオンマイグレーションは、電極金属が陽極から溶出し、陰極に移動して析出することで生じる。そして、溶出した金属は、酸化、還元を繰り返しながら、金属イオン、金属の水酸化物および酸化物を経て、金属として析出する。
具体的には、まず、陽極において、下記のような化学反応が起こり、ＣｕＯがフラックス残さ中に移動し、コロイド状に分散する。
（陽極での化学反応）
Ｃｕ → Ｃｕ２＋ ＋ ２ｅ−（溶出）
Ｈ２Ｏ → Ｈ＋ ＋ ＯＨ−
Ｃｕ２＋ ＋ ２ＯＨ− → Ｃｕ（ＯＨ）２
Ｃｕ（ＯＨ）２ → ＣｕＯ ＋ Ｈ２Ｏ
次に、フラックス残さにおいては、下記のような化学反応が起こり、Ｃｕ２＋が陰極に移動する。
（フラックス残さでの化学反応）
ＣｕＯ ＋ Ｈ２Ｏ ＝ Ｃｕ（ＯＨ）２ ＝ Ｃｕ２＋ ＋ ２ＯＨ−
そして、陰極においては、下記のような化学反応が起こり、Ｃｕが析出する。
（陰極での化学反応）
２Ｈ＋ ＋ ２ｅ− → Ｈ２
Ｃｕ２＋ ＋ ２ｅ− → Ｃｕ（析出）
When the solder composition is used as the solder composition according to the present invention, the reason why the solder composition is excellent in solderability and has sufficient insulation reliability even when used for soldering the lower surface electrode parts is not necessarily clear, The present inventors infer as follows.
That is, the present inventors speculate that the mechanism of ion migration is as follows. Ion migration occurs when the electrode metal elutes from the anode, moves to the cathode, and precipitates. And the eluted metal deposits as a metal through a metal ion, a metal hydroxide, and an oxide, repeating oxidation and reduction.
Specifically, first, the following chemical reaction occurs at the anode, and CuO moves into the flux residue and disperses in a colloidal form.
(Chemical reaction at the anode)
Cu → Cu 2+ + 2e − (elution)
H 2 O → H + + OH −
Cu 2+ + 2OH − → Cu (OH) 2
Cu (OH) 2 → CuO + H 2 O
Next, in the flux residue, the following chemical reaction occurs, and Cu 2+ moves to the cathode.
(Chemical reaction with flux residue)
CuO + H 2 O = Cu (OH) 2 = Cu 2+ + 2OH −
At the cathode, the following chemical reaction occurs and Cu is deposited.
(Chemical reaction at the cathode)
2H + + 2e − → H 2
Cu 2+ + 2e − → Cu (precipitation)
本発明のフラックス組成物においては、（Ｃ）溶剤中の所定量以上が、（Ｃ１）温度２０℃における水への溶解度が２ｇ／１００ｇ以下である溶剤である。そのため、リフロー時に揮発していた成分である（Ｃ）成分が、仮にフラックス残さ内に残存しても、フラックス残さ内に水分をほとんど吸着しない。上記のメカニズムにおけるフラックス残さでの化学反応で、Ｈ２Ｏが少なくなり、ＣｕＯからＣｕ（ＯＨ）２への反応を抑制できる。
また、本発明者らは、鋭意研究の結果、従来、活性剤として用いられていたイミダゾール系化合物や、ピリジンなどの含窒素複素環化合物がイオンマイグレーションの発生原因となることを見出した。そして、（Ｂ１）重合脂肪酸、（Ｂ２）芳香族カルボン酸および（Ｂ３）脂肪族ジカルボン酸を組み合わせた活性剤組成であれば、イミダゾール系化合物を用いずとも、はんだ付け性を確保できる。また、このような活性剤組成は、イオンマイグレーションへの影響が少ない。以上のようにして、上記本発明の効果が達成されるものと本発明者らは推察する。
In the flux composition of the present invention, (C) a predetermined amount or more in the solvent is (C1) a solvent having a solubility in water at a temperature of 20 ° C. of 2 g / 100 g or less. Therefore, even if the component (C) that has been volatilized at the time of reflow remains in the flux residue, it hardly adsorbs moisture in the flux residue. In the chemical reaction with the flux residue in the above mechanism, H 2 O is reduced, and the reaction from CuO to Cu (OH) 2 can be suppressed.
Further, as a result of earnest research, the present inventors have found that imidazole compounds conventionally used as activators and nitrogen-containing heterocyclic compounds such as pyridine cause ion migration. And if it is an activator composition which combined (B1) polymeric fatty acid, (B2) aromatic carboxylic acid, and (B3) aliphatic dicarboxylic acid, solderability is securable even if it does not use an imidazole type compound. Moreover, such an activator composition has little influence on ion migration. As described above, the present inventors speculate that the effects of the present invention are achieved.
本発明によれば、はんだ組成物としたときに、はんだ付け性に優れ、かつ下面電極部品のはんだ付けに用いた場合にも十分な絶縁信頼性を有するフラックス組成物、およびこれを用いたはんだ組成物、並びに、このはんだ組成物を用いた電子基板を提供できる。 According to the present invention, when a solder composition is used, the flux composition is excellent in solderability and has sufficient insulation reliability even when used for soldering of lower surface electrode parts, and solder using the same A composition and an electronic substrate using the solder composition can be provided.
［フラックス組成物］
まず、本発明のフラックス組成物について説明する。本発明のフラックス組成物は、はんだ組成物におけるはんだ粉末以外の成分であり、（Ａ）ロジン系樹脂、（Ｂ）活性剤、および（Ｃ）溶剤を含有するものである。
[Flux composition]
First, the flux composition of the present invention will be described. The flux composition of the present invention is a component other than the solder powder in the solder composition, and contains (A) a rosin resin, (B) an activator, and (C) a solvent.
［（Ａ）成分］
本発明に用いる（Ａ）ロジン系樹脂としては、ロジン類およびロジン系変性樹脂が挙げられる。ロジン類としては、ガムロジン、ウッドロジン、トール油ロジン、不均化ロジン、重合ロジン、水素添加ロジンおよびこれらの誘導体などが挙げられる。ロジン系変性樹脂としては、ディールス・アルダー反応の反応成分となり得る前記ロジン類の不飽和有機酸変性樹脂（（メタ）アクリル酸などの脂肪族の不飽和一塩基酸、フマル酸、マレイン酸などのα，β−不飽和カルボン酸などの脂肪族不飽和二塩基酸、桂皮酸などの芳香族環を有する不飽和カルボン酸などの変性樹脂）およびアビエチン酸の変性樹脂、並びに、これらの変性物を主成分とするものなどが挙げられる。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。
[(A) component]
Examples of the (A) rosin resin used in the present invention include rosins and rosin modified resins. Examples of rosins include gum rosin, wood rosin, tall oil rosin, disproportionated rosin, polymerized rosin, hydrogenated rosin, and derivatives thereof. As rosin-based modified resins, unsaturated organic acid-modified resins of the above rosins that can be reactive components of Diels-Alder reactions (aliphatic unsaturated monobasic acids such as (meth) acrylic acid, fumaric acid, maleic acid, etc.) Modified resins such as aliphatic unsaturated dibasic acids such as α, β-unsaturated carboxylic acids and unsaturated carboxylic acids having aromatic rings such as cinnamic acid) and modified resins of abietic acid, and modified products thereof The thing which has as a main component is mentioned. These rosin resins may be used alone or in combination of two or more.
前記（Ａ）成分の配合量は、フラックス組成物１００質量％に対して、３０質量％以上７０質量％以下であることが好ましく、３５質量％以上６５質量％以下であることがより好ましい。（Ａ）成分の配合量が前記下限未満では、はんだ付ランド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し、はんだボールが生じやすくなる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、フラックス残さ量が多くなる傾向にある。 The blending amount of the component (A) is preferably 30% by mass to 70% by mass and more preferably 35% by mass to 65% by mass with respect to 100% by mass of the flux composition. When the blending amount of the component (A) is less than the lower limit, oxidation of the copper foil surface of the soldering land is prevented and the molten solder is easily wetted on the surface, so-called solderability is lowered, and solder balls are easily generated. On the other hand, if the upper limit is exceeded, the amount of residual flux tends to increase.
［（Ｂ）成分］
本発明に用いる（Ｂ）活性剤は、以下説明する（Ｂ１）重合脂肪酸、（Ｂ２）芳香族カルボン酸および（Ｂ３）脂肪族ジカルボン酸を含有することが必要である。
本発明に用いる（Ｂ１）重合脂肪酸としては、不飽和脂肪酸の重合によって生成される脂肪酸が挙げられる。（Ｂ１）成分により、はんだ粉末の再酸化を防止できる傾向があるために、他の活性剤の作用を相乗的に高めることができる。
この不飽和脂肪酸の炭素数は、特に限定されないが、８以上２２以下であることが好ましく、１２以上１８以下であることがより好ましく、１８であることが特に好ましい。また、この重合脂肪酸としては、特に限定されないが、二塩基酸または三塩基酸を主成分とするものが好ましい。具体的には、ダイマー酸（炭素数３６）、トリマー酸（炭素数５４）などが挙げられる。
前記（Ｂ１）成分の配合量は、前記フラックス組成物１００質量％に対して、０．１質量％以上８質量％以下であることが好ましく、０．５質量％以上５質量％以下であることがより好ましい。配合量が前記下限未満では、はんだ付け性が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、フラックス残さが緑色となる傾向にある。
[Component (B)]
The (B) activator used in the present invention needs to contain (B1) a polymerized fatty acid, (B2) an aromatic carboxylic acid and (B3) an aliphatic dicarboxylic acid which will be described below.
Examples of the (B1) polymerized fatty acid used in the present invention include fatty acids produced by polymerization of unsaturated fatty acids. Since the component (B1) tends to prevent reoxidation of the solder powder, the action of other activators can be synergistically enhanced.
The number of carbon atoms of the unsaturated fatty acid is not particularly limited, but is preferably 8 or more and 22 or less, more preferably 12 or more and 18 or less, and particularly preferably 18. Further, the polymerized fatty acid is not particularly limited, but those having a dibasic acid or a tribasic acid as a main component are preferable. Specific examples include dimer acid (carbon number 36), trimer acid (carbon number 54), and the like.
The blending amount of the component (B1) is preferably 0.1% by mass or more and 8% by mass or less, and 0.5% by mass or more and 5% by mass or less with respect to 100% by mass of the flux composition. Is more preferable. If the blending amount is less than the lower limit, the solderability tends to be lowered. On the other hand, if it exceeds the upper limit, the flux residue tends to be green.
本発明に用いる（Ｂ２）芳香族カルボン酸は、芳香族モノカルボン酸および芳香族ジカルボン酸が挙げられる。これらの中でも、芳香族モノカルボン酸が好ましい。これらは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。
芳香族モノカルボン酸としては、安息香酸、ナフトエ酸、ヒドロキシ安息香酸、およびヒドロキシナフトエ酸などが挙げられる。
芳香族ジカルボン酸としては、フタル酸、イソフタル酸、およびテレフタル酸などが挙げられる。
前記（Ｂ２）成分の配合量は、前記フラックス組成物１００質量％に対して、０．１質量％以上８質量％以下であることが好ましく、０．５質量％以上５質量％以下であることがより好ましい。配合量が前記下限未満では、はんだ付け性が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、絶縁信頼性が低下する傾向にある。
Examples of the (B2) aromatic carboxylic acid used in the present invention include aromatic monocarboxylic acids and aromatic dicarboxylic acids. Of these, aromatic monocarboxylic acids are preferred. These may be used alone or in combination of two or more.
Examples of the aromatic monocarboxylic acid include benzoic acid, naphthoic acid, hydroxybenzoic acid, and hydroxynaphthoic acid.
Examples of the aromatic dicarboxylic acid include phthalic acid, isophthalic acid, and terephthalic acid.
The blending amount of the component (B2) is preferably 0.1% by mass or more and 8% by mass or less, and 0.5% by mass or more and 5% by mass or less with respect to 100% by mass of the flux composition. Is more preferable. When the blending amount is less than the lower limit, the solderability tends to be lowered, and when it exceeds the upper limit, the insulation reliability tends to be lowered.
本発明に用いる（Ｂ３）脂肪族ジカルボン酸は、アルキレン基を有する二塩基酸である。この脂肪族ジカルボン酸の炭素数は、特に限定されないが、３以上２２以下であることが好ましく、５以上２０以下であることがより好ましい。この脂肪族ジカルボン酸としては、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、およびエイコサン二酸などが挙げられる。これらは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（Ｂ３）成分の配合量は、前記フラックス組成物１００質量％に対して、０．１質量％以上１０質量％以下であることが好ましく、０．５質量％以上８質量％以下であることがより好ましい。配合量が前記下限未満では、はんだ付け性が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、絶縁信頼性が低下する傾向にある。
The (B3) aliphatic dicarboxylic acid used in the present invention is a dibasic acid having an alkylene group. The number of carbon atoms of the aliphatic dicarboxylic acid is not particularly limited, but is preferably 3 or more and 22 or less, and more preferably 5 or more and 20 or less. Examples of the aliphatic dicarboxylic acid include malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid, and eicosanedioic acid. These may be used alone or in combination of two or more.
The blending amount of the component (B3) is preferably 0.1% by mass or more and 10% by mass or less, and 0.5% by mass or more and 8% by mass or less with respect to 100% by mass of the flux composition. Is more preferable. When the blending amount is less than the lower limit, the solderability tends to be lowered, and when it exceeds the upper limit, the insulation reliability tends to be lowered.
前記（Ｂ）成分においては、前記（Ｂ１）成分〜前記（Ｂ３）成分以外のその他の有機酸（以下（Ｂ４）成分という）をさらに含有してもよい。
（Ｂ４）成分としては、（Ｂ２）成分以外のモノカルボン酸、その他の有機酸が挙げられる。
モノカルボン酸としては、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、ブチリック酸、バレリック酸、カプロン酸、エナント酸、カプリン酸、ラウリル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、ツベルクロステアリン酸、アラキジン酸、ベヘニン酸、およびリグノセリン酸などが挙げられる。
その他の有機酸としては、グリコール酸、レブリン酸、乳酸、アクリル酸、アニス酸、クエン酸、およびピコリン酸などが挙げられる。
これらの（Ｂ４）成分は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。なお、これらの（Ｂ４）成分の中でも、はんだボールの抑制および濡れ性の確保の観点から、ピコリン酸を用いることが好ましい。
前記（Ｂ４）成分の配合量は、前記フラックス組成物１００質量％に対して、０．１質量％以上８質量％以下であることが好ましく、０．２質量％以上５質量％以下であることがより好ましい。
In the said (B) component, you may further contain other organic acids (henceforth (B4) component) other than the said (B1) component-the said (B3) component.
Examples of the component (B4) include monocarboxylic acids other than the component (B2) and other organic acids.
Monocarboxylic acids include formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid, caproic acid, enanthic acid, capric acid, lauric acid, myristic acid, pentadecylic acid, palmitic acid, margaric acid, stearic acid, tuberculostearic acid Arachidic acid, behenic acid, lignoceric acid and the like.
Examples of other organic acids include glycolic acid, levulinic acid, lactic acid, acrylic acid, anisic acid, citric acid, and picolinic acid.
These (B4) components may be used individually by 1 type, and 2 or more types may be mixed and used for them. Among these components (B4), picolinic acid is preferably used from the viewpoint of suppressing solder balls and ensuring wettability.
The blending amount of the component (B4) is preferably 0.1% by mass or more and 8% by mass or less, and 0.2% by mass or more and 5% by mass or less with respect to 100% by mass of the flux composition. Is more preferable.
前記（Ｂ）成分においては、（Ｂ５）非解離性のハロゲン化化合物からなる非解離型活性剤をさらに含有してもよい。この（Ｂ５）成分は、前記（Ｂ１）成分〜前記（Ｂ４）成分の活性作用にほとんど影響を与えずに、（Ｂ５）成分としての活性作用を付与できる。 The component (B) may further contain (B5) a non-dissociative activator composed of a non-dissociable halogenated compound. The component (B5) can impart an active action as the component (B5) without substantially affecting the active action of the components (B1) to (B4).
前記（Ｂ５）成分としては、ハロゲン原子が共有結合により結合した非塩系の有機化合物が挙げられる。このハロゲン化化合物としては、塩素化物、臭素化物、フッ化物のように塩素、臭素、フッ素の各単独元素の共有結合による化合物でもよいが、塩素、臭素およびフッ素の任意の２つまたは全部のそれぞれの共有結合を有する化合物でもよい。これらの化合物は、水性溶媒に対する溶解性を向上させるために、例えばハロゲン化アルコールやハロゲン化カルボキシル化合物のように水酸基やカルボキシル基などの極性基を有することが好ましい。ハロゲン化アルコールとしては、例えば２，３−ジブロモプロパノール、２，３−ジブロモブタンジオール、トランス−２，３−ジブロモ−２−ブテン−１，４−ジオール、１，４−ジブロモ−２−ブタノール、トリブロモネオペンチルアルコールなどの臭素化アルコール、１，３−ジクロロ−２−プロパノール、１，４−ジクロロ−２−ブタノールなどの塩素化アルコール、３−フルオロカテコールなどのフッ素化アルコール、その他これらに類する化合物が挙げられる。ハロゲン化カルボキシル化合物としては、２−ヨード安息香酸、３−ヨード安息香酸、２−ヨードプロピオン酸、５−ヨードサリチル酸、５−ヨードアントラニル酸などのヨウ化カルボキシル化合物、２−クロロ安息香酸、３−クロロプロピオン酸などの塩化カルボキシル化合物、２，３−ジブロモプロピオン酸、２，３−ジブロモコハク酸、２−ブロモ安息香酸などの臭素化カルボキシル化合物、その他これらに類する化合物が挙げられる。これらの活性剤は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。 Examples of the component (B5) include non-salt organic compounds in which halogen atoms are bonded by a covalent bond. The halogenated compound may be a compound formed by covalent bonding of chlorine, bromine and fluorine, such as chlorinated, brominated and fluoride, but any two or all of chlorine, bromine and fluorine may be used. A compound having a covalent bond of In order to improve the solubility in an aqueous solvent, these compounds preferably have a polar group such as a hydroxyl group or a carboxyl group such as a halogenated alcohol or a halogenated carboxyl compound. Examples of the halogenated alcohol include 2,3-dibromopropanol, 2,3-dibromobutanediol, trans-2,3-dibromo-2-butene-1,4-diol, 1,4-dibromo-2-butanol, Brominated alcohols such as tribromoneopentyl alcohol, chlorinated alcohols such as 1,3-dichloro-2-propanol and 1,4-dichloro-2-butanol, fluorinated alcohols such as 3-fluorocatechol, and the like Compounds. Examples of the halogenated carboxyl compound include 2-iodobenzoic acid, 3-iodobenzoic acid, 2-iodopropionic acid, 5-iodosalicylic acid, 5-iodoanthranilic acid, and the like, 2-chlorobenzoic acid, 3-chloro Examples thereof include carboxylated carboxyl compounds such as chloropropionic acid, brominated carboxyl compounds such as 2,3-dibromopropionic acid, 2,3-dibromosuccinic acid and 2-bromobenzoic acid, and the like. These activators may be used individually by 1 type, and may mix and use 2 or more types.
前記（Ｂ５）成分の配合量としては、フラックス組成物１００質量％に対して、０．１質量％以上１０質量％以下であることが好ましく、０．５質量％以上５質量％以下であることがより好ましく、１質量％以上３質量％以下であることが特に好ましい。（Ｂ５）成分の配合量が前記下限未満では、はんだ濡れ広がりが低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、フラックス組成物の絶縁性が低下する傾向にある。 The blending amount of the component (B5) is preferably 0.1% by mass or more and 10% by mass or less, and 0.5% by mass or more and 5% by mass or less with respect to 100% by mass of the flux composition. Is more preferable, and 1% by mass or more and 3% by mass or less is particularly preferable. When the blending amount of the component (B5) is less than the lower limit, the solder wetting spread tends to decrease, and when it exceeds the upper limit, the insulating property of the flux composition tends to decrease.
前記（Ｂ）成分の合計配合量としては、フラックス組成物１００質量％に対して、１質量％以上２０質量％以下であることが好ましく、３質量％以上１５質量％以下であることがより好ましく、５質量％以上１２質量％以下であることが特に好ましい。（Ｂ）成分の配合量が前記下限未満では、はんだボールが生じやすくなる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、フラックス組成物の絶縁性が低下する傾向にある。 The total amount of the component (B) is preferably 1% by mass or more and 20% by mass or less, more preferably 3% by mass or more and 15% by mass or less with respect to 100% by mass of the flux composition. It is particularly preferably 5% by mass or more and 12% by mass or less. When the blending amount of the component (B) is less than the lower limit, solder balls tend to be easily formed. On the other hand, when the amount exceeds the upper limit, the insulating property of the flux composition tends to be lowered.
［（Ｃ）成分］
本発明に用いる（Ｃ）溶剤は、（Ｃ１）温度２０℃における水への溶解度が２ｇ／１００ｇ以下である溶剤を含有することが必要である。この（Ｃ１）成分であれば、フラックス残さ内に残存したとしても、フラックス残さへの水分の吸着を十分に抑制できる。また、このような観点から、（Ｃ１）成分の温度２０℃における水への溶解度は、１．５ｇ／１００ｇ以下であることが好ましく、１ｇ／１００ｇ以下であることがより好ましく、０．５ｇ／１００ｇ以下であることが特に好ましい。
前記（Ｃ）成分としては、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル（１．７）、エチレングリコールモノ２−エチルヘキシルエーテル（０．２）、ジエチレングリコールモノ２−エチルヘキシルエーテル（０．３）、エチレングリコールモノベンジルエーテル（０．４）、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル（０．４）、プロピレングリコールモノフェニルエーテル（０．２）、ジエチレングリコールジブチルエーテル（０．３）、および１，３−オクチレングリコール（０．６）などが挙げられる。これらは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。なお、括弧内の数値は、上記の溶剤の温度２０℃における水への溶解度（単位：ｇ／１００ｇ）である。
[Component (C)]
The (C) solvent used in the present invention must contain (C1) a solvent whose solubility in water at a temperature of 20 ° C. is 2 g / 100 g or less. If it is this (C1) component, even if it remains in a flux residue, adsorption | suction of the water | moisture content to a flux residue can fully be suppressed. From such a viewpoint, the solubility of the component (C1) in water at a temperature of 20 ° C. is preferably 1.5 g / 100 g or less, more preferably 1 g / 100 g or less, and 0.5 g / It is especially preferable that it is 100 g or less.
Examples of the component (C) include diethylene glycol monohexyl ether (1.7), ethylene glycol mono 2-ethylhexyl ether (0.2), diethylene glycol mono 2-ethylhexyl ether (0.3), ethylene glycol monobenzyl ether (0 .4), tripropylene glycol monobutyl ether (0.4), propylene glycol monophenyl ether (0.2), diethylene glycol dibutyl ether (0.3), 1,3-octylene glycol (0.6), etc. Can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more. In addition, the numerical value in a parenthesis is the solubility (unit: g / 100g) in water in the temperature of 20 degreeC of said solvent.
前記（Ｃ１）成分の配合量は、前記（Ｃ）成分１００質量％に対して、７５質量％以上であることが必要である。（Ｃ）成分中の（Ｃ１）成分の配合量がこのような範囲であれば、フラックス残さへの水分の吸着を十分に抑制できる。また、このような観点から、前記（Ｃ１）成分の配合量は、８０質量％以上であることが好ましく、９０質量％以上であることがより好ましく、９９質量％以上であることが更により好ましく、１００質量％であることが特に好ましい。 The blending amount of the component (C1) needs to be 75% by mass or more with respect to 100% by mass of the component (C). When the blending amount of the component (C1) in the component (C) is within such a range, moisture adsorption to the flux residue can be sufficiently suppressed. From such a viewpoint, the amount of the component (C1) is preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, and even more preferably 99% by mass or more. 100% by mass is particularly preferable.
前記（Ｃ）成分においては、本発明の効果を阻害しない範囲において、前記（Ｃ１）成分以外の溶剤（以下（Ｃ２）成分という）を含有してもよい。
このような溶剤としては、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、１,５−ペンタンジオール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノフェニルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル（ＭＴＥＭ）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。
The component (C) may contain a solvent other than the component (C1) (hereinafter referred to as component (C2)) as long as the effects of the present invention are not impaired.
Examples of such solvents include diethylene glycol, dipropylene glycol, triethylene glycol, hexylene glycol, 1,5-pentanediol, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monophenyl ether, and tetraethylene glycol dimethyl ether (MTEM). Is mentioned. These solvents may be used alone or in combination of two or more.
前記（Ｃ）成分の配合量は、フラックス組成物１００質量％に対して、２０質量％以上５０質量％以下であることが好ましく、２０質量％以上４０質量％以下であることがより好ましい。溶剤の配合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 blending amount of the component (C) is preferably 20% by mass or more and 50% by mass or less, and more preferably 20% by mass or more and 40% by mass or less with respect to 100% by mass of the flux composition. If the blending amount of the solvent is within the above range, the viscosity of the obtained solder composition can be appropriately adjusted to an appropriate range.
［（Ｄ）成分］
本発明のフラックス組成物においては、印刷性などの観点から、さらに（Ｄ）チクソ剤を含有していてもよい。ここで用いる（Ｄ）チクソ剤としては、硬化ひまし油、アミド類、カオリン、コロイダルシリカ、有機ベントナイト、ガラスフリットなどが挙げられる。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。
[(D) component]
The flux composition of the present invention may further contain (D) a thixotropic agent from the viewpoint of printability and the like. Examples of the thixotropic agent (D) used herein include hardened castor oil, amides, kaolin, colloidal silica, organic bentonite, and glass frit. These thixotropic agents may be used alone or in combination of two or more.
前記（Ｄ）成分を用いる場合、その配合量は、フラックス組成物１００質量％に対して、１質量％以上１５質量％以下であることが好ましく、２質量％以上１０質量％以下であることがより好ましい。配合量が前記下限未満では、チクソ性が得られず、ダレが生じやすくなる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、チクソ性が高すぎて、印刷不良となりやすい傾向にある。 When using the said (D) component, it is preferable that the compounding quantity is 1 to 15 mass% with respect to 100 mass% of flux compositions, and it is 2 to 10 mass%. More preferred. If the blending amount is less than the lower limit, thixotropy cannot be obtained and the sagging tends to occur. On the other hand, if it exceeds the upper limit, the thixotropy tends to be too high and printing tends to be poor.
［他の成分］
本発明に用いるフラックス組成物には、前記（Ａ）成分、前記（Ｂ）成分、前記（Ｃ）成分および前記（Ｄ）成分の他に、必要に応じて、その他の添加剤、更には、その他の樹脂を加えることができる。その他の添加剤としては、消泡剤、酸化防止剤、改質剤、つや消し剤、発泡剤などが挙げられる。その他の樹脂としては、アクリル系樹脂などが挙げられる。
[Other ingredients]
In addition to the component (A), the component (B), the component (C) and the component (D), the flux composition used in the present invention, if necessary, other additives, Other resins can be added. Examples of other additives include antifoaming agents, antioxidants, modifiers, matting agents, and foaming agents. Examples of other resins include acrylic resins.
［はんだ組成物］
次に、本発明のはんだ組成物について説明する。本発明のはんだ組成物は、前記本発明のフラックス組成物と、以下説明する（Ｅ）はんだ粉末とを含有するものである。
前記フラックス組成物の配合量は、はんだ組成物１００質量％に対して、５質量％以上３５質量％以下であることが好ましく、７質量％以上１５質量％以下であることがより好ましく、８質量％以上１２質量％以下であることが特に好ましい。フラックス組成物の配合量が５質量％未満の場合（はんだ粉末の配合量が９５質量％を超える場合）には、バインダーとしてのフラックス組成物が足りないため、フラックス組成物とはんだ粉末とを混合しにくくなる傾向にあり、他方、フラックス組成物の配合量が３５質量％を超える場合（はんだ粉末の配合量が６５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る。
[Solder composition]
Next, the solder composition of the present invention will be described. The solder composition of the present invention contains the flux composition of the present invention and (E) solder powder described below.
The blending amount of the flux composition is preferably 5% by mass to 35% by mass, more preferably 7% by mass to 15% by mass, and more preferably 8% by mass with respect to 100% by mass of the solder composition. It is particularly preferable that the content is not less than 12% and not more than 12% by mass. When the blending amount of the flux composition is less than 5% by mass (when the blending amount of the solder powder exceeds 95% by mass), the flux composition as the binder is insufficient, so the flux composition and the solder powder are mixed. On the other hand, when the blending amount of the flux composition exceeds 35% by mass (when the blending amount of the solder powder is less than 65% by mass), when the obtained solder composition is used, It tends to be difficult to form a sufficient solder joint.
［（Ｅ）成分］
本発明に用いる（Ｅ）はんだ粉末は、鉛フリーはんだ粉末のみからなることが好ましいが、有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（Ｓｎ）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（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ビスマス（Ｂｉ）、インジウム（Ｉｎ）およびアンチモン（Ｓｂ）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、ビスマス、インジウム、アンチモン、およびアルミニウム（Ａｌ）などが挙げられる。
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。
[(E) component]
The solder powder (E) used in the present invention is preferably composed only of lead-free solder powder, but may be lead-containing solder powder. As the solder alloy in the solder powder, an alloy containing tin (Sn) as a main component is preferable. Examples of the second element of the alloy include silver (Ag), copper (Cu), zinc (Zn), bismuth (Bi), indium (In), and antimony (Sb). Furthermore, you may add another element (after 3rd element) to this alloy as needed. Examples of other elements include copper, silver, bismuth, indium, antimony, and aluminum (Al).
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.
鉛フリーのはんだ粉末としては、具体的には、Ｓｎ−Ａｇ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ、Ｓｎ−Ｃｕ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｂｉ、Ｓｎ−Ｂｉ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｂｉ、Ｓｎ−Ｓｂ、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ、Ｓｎ−Ｚｎ、Ｓｎ−Ｚｎ−Ａｌ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｂｉ−Ｉｎ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｂｉ−Ｉｎ−Ｓｂ、Ｉｎ−Ａｇなどが挙げられる。これらの中でも、はんだ接合の強度の観点から、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系のはんだ合金が好ましく用いられている。そして、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系のはんだの融点は、通常２００℃以上２５０℃以下である。なお、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系のはんだの中でも、銀含有量が低い系のはんだの融点は、２１０℃以上２５０℃以下である。 Specific examples of the lead-free solder powder include Sn-Ag, Sn-Ag-Cu, Sn-Cu, Sn-Ag-Bi, Sn-Bi, Sn-Ag-Cu-Bi, Sn-Sb, Sn. -Zn-Bi, Sn-Zn, Sn-Zn-Al, Sn-Ag-Bi-In, Sn-Ag-Cu-Bi-In-Sb, In-Ag, and the like can be given. Among these, Sn—Ag—Cu-based solder alloys are preferably used from the viewpoint of solder joint strength. The melting point of the Sn—Ag—Cu solder is usually 200 ° C. or higher and 250 ° C. or lower. Note that among the Sn—Ag—Cu solders, the solder having a low silver content has a melting point of 210 ° C. or higher and 250 ° C. or lower.
前記（Ｅ）成分の平均粒子径は、通常１μｍ以上４０μｍ以下であるが、はんだ付けパッドのピッチが狭い電子基板にも対応するという観点から、１μｍ以上３５μｍ以下であることがより好ましく、２μｍ以上３５μｍ以下であることがさらにより好ましく、３μｍ以上３０μｍ以下であることが特に好ましい。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 component (E) is usually 1 μm or more and 40 μm or less, but is preferably 1 μm or more and 35 μm or less, more preferably 2 μm or more, from the viewpoint of corresponding to an electronic substrate having a narrow soldering pad pitch. It is still more preferably 35 μm or less, and particularly preferably 3 μm or more and 30 μm or less. The average particle size can be measured with a dynamic light scattering type particle size measuring device.
［はんだ組成物の製造方法］
本発明のはんだ組成物は、上記説明したフラックス組成物と上記説明した（Ｅ）はんだ粉末とを上記所定の割合で配合し、撹拌混合することで製造できる。
[Method for producing solder composition]
The solder composition of the present invention can be produced by blending the above-described flux composition and the above-described (E) solder powder in the above-mentioned predetermined ratio and stirring and mixing them.
［電子基板］
次に、本発明の電子基板について説明する。本発明の電子基板は、以上説明したはんだ組成物を用いて電子部品を電子基板（プリント配線基板など）に実装したことを特徴とするものである。
ここで用いる塗布装置としては、スクリーン印刷機、メタルマスク印刷機、ディスペンサー、ジェットディスペンサーなどが挙げられる。
また、前記塗布装置にて塗布したはんだ組成物上に電子部品を配置し、リフロー炉により所定条件にて加熱して、前記電子部品をプリント配線基板に実装するリフロー工程により、電子部品を電子基板に実装できる。
[Electronic substrate]
Next, the electronic substrate of the present invention will be described. The electronic board of the present invention is characterized in that an electronic component is mounted on an electronic board (such as a printed wiring board) using the solder composition described above.
Examples of the coating apparatus used here include a screen printer, a metal mask printer, a dispenser, and a jet dispenser.
In addition, the electronic component is placed on the solder composition applied by the coating device, heated under a predetermined condition by a reflow furnace, and the electronic component is mounted on the printed wiring board by a reflow process. Can be implemented.
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、電子部品およびプリント配線基板の間に十分なはんだ接合を行うことができる。その結果、前記電子部品を前記プリント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、プリヒートを温度１５０〜２００℃で６０〜１２０秒行い、ピーク温度を２３０〜２７０℃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 printed wiring board. As a result, the electronic component can be mounted on the printed 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, preheating may be performed at a temperature of 150 to 200 ° C. for 60 to 120 seconds, and a peak temperature may be set to 230 to 270 ° C.
また、本発明のはんだ組成物および電子基板は、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。
例えば、前記電子基板では、リフロー工程により、プリント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、プリント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、ＣＯ２、エキシマーなど）が挙げられる。
Further, the solder composition and the electronic substrate of the present invention are not limited to the above-described embodiments, 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 electronic board, the printed wiring board and the electronic component are bonded by the reflow process, but the invention is not limited to this. For example, instead of the reflow process, the printed 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）
ロジン系樹脂Ａ：水添酸変性ロジン、商品名「パインクリスタルＫＥ−６０４」、荒川化学工業社製
ロジン系樹脂Ｂ：完全水添ロジン、商品名「フォーラルＡＸ」、イーストマンケミカル社製
（（Ｂ１）成分）
活性剤Ａ：ダイマー酸、商品名「ＵＮＩＤＹＭＥ１４」、アリゾナケミカル社製
（（Ｂ２）成分）
活性剤Ｂ：３−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸、東京化成工業社製
（（Ｂ３）成分）
活性剤Ｃ：アゼライン酸、キシダ化学社製
（（Ｂ４）成分）
活性剤Ｄ：ピコリン酸
（（Ｃ１）成分）
溶剤Ａ：ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル（温度２０℃における水への溶解度は１．７ｇ／１００ｇ）
溶剤Ｂ：ジエチレングリコールモノ２−エチルヘキシルエーテル（温度２０℃における水への溶解度は０．３ｇ／１００ｇ）
（（Ｃ２）成分）
溶剤Ｃ：テトラエチレングリコールジメチルエーテル（温度２０℃における水への溶解度は無限大）
（（Ｄ）成分）
チクソ剤Ａ：商品名「ヒマコウ」、ＫＦトレーディング社製
チクソ剤Ｂ：商品名「スリパックスＨ」、日本化成社製
（（Ｅ）成分）
はんだ粉末：粒子径５〜１５μｍ（平均粒子径１０μｍ）、はんだ融点２２０℃、はんだ組成Ｓｎ／Ａｇ３．０／Ｃｕ０．５
（他の成分）
イミダゾール系化合物Ａ：２−エチルイミダゾール、東京化成工業社製
イミダゾール系化合物Ｂ：２−エチル−４−メチルイミダゾール、商品名「キュアゾール２Ｅ４ＭＺ」、四国化成社製
酸化防止剤：商品名「イルガノックス２４５」、ＢＡＳＦ社製
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)
Rosin resin A: Hydrogenated acid-modified rosin, trade name “Pine Crystal KE-604”, Arakawa Chemical Industries, Ltd. Rosin resin B: Completely hydrogenated rosin, trade name “Foral AX”, manufactured by Eastman Chemical (( B1) Component)
Activator A: Dimer acid, trade name “UNIDYME14”, manufactured by Arizona Chemical Co. (component (B2))
Activator B: 3-hydroxy-2-naphthoic acid, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. (component (B3))
Activator C: Azelaic acid, manufactured by Kishida Chemical Co. (component (B4))
Activator D: Picolinic acid (component (C1))
Solvent A: Diethylene glycol monohexyl ether (solubility in water at 20 ° C. is 1.7 g / 100 g)
Solvent B: Diethylene glycol mono 2-ethylhexyl ether (solubility in water at 20 ° C. is 0.3 g / 100 g)
((C2) component)
Solvent C: Tetraethylene glycol dimethyl ether (water solubility at 20 ° C is infinite)
((D) component)
Thixo Agent A: Trade name “Himakou”, KF Trading Co., Ltd. Thixo Agent B: Trade name “Sripacs H”, Nippon Kasei Co., Ltd. (component (E))
Solder powder: particle size 5-15 μm (average particle size 10 μm), solder melting point 220 ° C., solder composition Sn / Ag3.0 / Cu0.5
(Other ingredients)
Imidazole compound A: 2-ethylimidazole, imidazole compound B manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd .: 2-ethyl-4-methylimidazole, trade name “Curazole 2E4MZ”, Shikoku Kasei Co., Ltd. antioxidant: trade name “Irganox 245” ”, Manufactured by BASF
［実施例１］
ロジン系樹脂Ａ３１質量部、ロジン系樹脂Ｂ１５．５質量部、チクソ剤Ａ５質量部、チクソ剤Ｂ０．５質量部、溶剤Ａ３３．３質量部、活性剤Ａ２質量部、活性剤Ｃ２質量部、活性剤Ｄ６質量部、活性剤Ｅ０．２質量部および酸化防止剤４．５質量部を容器に投入し、プラネタリーミキサーを用いて混合してフラックス組成物を得た。
その後、得られたフラックス組成物１１質量％およびはんだ粉末８９質量％（合計で１００質量％）を容器に投入し、プラネタリーミキサーにて混合することではんだ組成物を調製した。
[Example 1]
Rosin resin A31 parts by mass, rosin resin B15.5 parts by mass, thixotropic agent A5 parts by mass, thixotropic agent B0.5 parts by mass, solvent A33.3 parts by mass, activator A2 parts by mass, activator C2 parts by mass, active 6 parts by mass of agent D, 0.2 part by mass of activator E and 4.5 parts by mass of antioxidant were charged into a container and mixed using a planetary mixer to obtain a flux composition.
Thereafter, 11% by mass of the obtained flux composition and 89% by mass (100% by mass in total) of the solder powder were put into a container and mixed with a planetary mixer to prepare a solder composition.
［実施例２〜３］
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、フラックス組成物およびはんだ組成物を得た。
［比較例１〜５］
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、フラックス組成物およびはんだ組成物を得た。
[Examples 2-3]
A flux composition and a solder composition were obtained in the same manner as in Example 1 except that each material was blended according to the composition shown in Table 1.
[Comparative Examples 1-5]
A flux composition and a solder composition were obtained in the same manner as in Example 1 except that each material was blended according to the composition shown in Table 1.
＜フラックス組成物およびはんだ組成物の評価＞
フラックス組成物およびはんだ組成物の評価（絶縁信頼性試験１〜４、溶融性）を以下のような方法で行った。得られた結果を表１に示す。なお、絶縁信頼性試験３は、実施例１および比較例１〜４について評価を行い、絶縁信頼性試験４は、実施例１、比較例２および比較例４について評価を行った。
（１）絶縁信頼性試験１（８５℃、８５％、１２．５Ｖ、０時間）
櫛形パターンを有する基板（ライン：４００μｍ、スペース：５００μｍ）を準備し、脱脂処理（イソプロピルアルコール）を行った後に、フラックス組成物をスクリーン印刷（マスク厚み：０．１２ｍｍ）にて印刷した。次に、基板に印刷されたフラックス組成物上に、カバーガラス（大きさ：１８ｍｍ×１８ｍｍ、厚み：０．１４ｍｍ）を配置した。その後、プリヒート温度を１５０〜２００℃で９０秒間、２２０℃以上の保持時間を５３秒間、ピーク温度を２４４℃とする条件でリフローを行い、試験基板を作製した。
ＩＰＣ−ＴＭ−６５０ ２．６．３．７に記載の方法に準拠して、得られた試験基板を恒温槽中に投入し、温度８５℃、相対湿度８５％、測定電圧１２．５Ｖの条件にて、絶縁抵抗値を測定した。そして、得られた絶縁抵抗値に基づいて、下記の基準に従って、絶縁信頼性を評価した。
◎：絶縁抵抗値が１×１０９Ω以上である。
○：絶縁抵抗値が１×１０８Ω以上１×１０９Ω未満である。
△：絶縁抵抗値が５×１０７Ω以上１×１０８Ω未満である。
×：絶縁抵抗値が５×１０７Ω未満である。
（２）絶縁信頼性試験２（８５℃、８５％、１２．５Ｖ、３００時間）
絶縁信頼性試験１と同様の方法により、試験基板を作製した。
ＩＰＣ−ＴＭ−６５０ ２．６．３．７に記載の方法に準拠して、得られた試験基板を恒温槽中に投入し、温度８５℃、相対湿度８５％、測定電圧１２．５Ｖの条件にて、３００時間経過した後の絶縁抵抗値を測定した。そして、得られた絶縁抵抗値に基づいて、下記の基準に従って、絶縁信頼性を評価した。
◎：絶縁抵抗値が１×１０８Ω以上である。
○：絶縁抵抗値が５×１０７Ω以上１×１０８Ω未満である。
△：絶縁抵抗値が１×１０７Ω以上１×１０８Ω未満である。
×：絶縁抵抗値が１×１０７Ω未満である。
（３）絶縁信頼性試験３（１２５℃、１２．５Ｖ、０時間）
絶縁信頼性試験１と同様の方法により、試験基板を作製した。
ＩＰＣ−ＴＭ−６５０ ２．６．３．７に記載の方法に準拠して、得られた試験基板を恒温槽中に投入し、温度１２５℃、測定電圧１２．５Ｖの条件にて、絶縁抵抗値を測定した。そして、得られた絶縁抵抗値に基づいて、下記の基準に従って、絶縁信頼性を評価した。
○：絶縁抵抗値が１×１０７Ω以上である。
△：絶縁抵抗値が５×１０６Ω以上１×１０７Ω未満である。
×：絶縁抵抗値が５×１０６Ω未満である。
（４）絶縁信頼性試験４（１２５℃、１２．５Ｖ、マイグレーション試験）
絶縁信頼性試験１と同様の方法により、試験基板を作製した。
ＩＰＣ−ＴＭ−６５０ ２．６．３．７に記載の方法に準拠して、得られた試験基板を恒温槽中に投入し、温度１２５℃、測定電圧１２．５Ｖの条件にて、マイグレーション試験を行った。そして、マイグレーションによる短絡が生じるまでの時間を測定し、下記の基準に従って、絶縁信頼性を評価した。
○：マイグレーションによる短絡が生じるまでの時間が５００時間以上である。
△：マイグレーションによる短絡が生じるまでの時間が３００時間以上５００時間未満である。
×：マイグレーションによる短絡が生じるまでの時間が３００時間未満である。
（５）溶融性
直径０．２ｍｍφの開穴が４９個設けられ、厚みが０．１２ｍｍの版を用い、はんだ組成物を基板上に、印刷速度５０ｍｍ／ｓｅｃ、印圧０．２Ｎの条件で印刷した。その後、プリヒート１８０℃を６０秒間とピーク温度２６０℃を１０秒間の条件でリフローを行い、試験基板を作製した。試験基板の印刷箇所（４９個）のうち、はんだが溶融した溶融箇所を測定し、以下の基準に従って、溶融性を評価した。
○：溶融箇所が３５個以上である。
△：溶融箇所が２５個以上３５個未満である。
×：溶融箇所が２５個未満である。
<Evaluation of flux composition and solder composition>
Evaluation of the flux composition and the solder composition (insulation reliability tests 1 to 4, meltability) was performed by the following method. The obtained results are shown in Table 1. The insulation reliability test 3 was evaluated for Example 1 and Comparative Examples 1 to 4, and the insulation reliability test 4 was evaluated for Example 1, Comparative Example 2 and Comparative Example 4.
(1) Insulation reliability test 1 (85 ° C., 85%, 12.5 V, 0 hour)
A substrate having a comb pattern (line: 400 μm, space: 500 μm) was prepared, and after degreasing (isopropyl alcohol), the flux composition was printed by screen printing (mask thickness: 0.12 mm). Next, a cover glass (size: 18 mm × 18 mm, thickness: 0.14 mm) was placed on the flux composition printed on the substrate. Thereafter, reflow was performed under the conditions of a preheat temperature of 150 to 200 ° C. for 90 seconds, a holding time of 220 ° C. or higher for 53 seconds, and a peak temperature of 244 ° C., to prepare a test substrate.
In accordance with the method described in IPC-TM-650 2.6.3.7, the obtained test substrate was put into a thermostatic bath, and the temperature was 85 ° C., the relative humidity was 85%, and the measurement voltage was 12.5 V. Then, the insulation resistance value was measured. Based on the obtained insulation resistance value, the insulation reliability was evaluated according to the following criteria.
A: The insulation resistance value is 1 × 10 9 Ω or more.
A: The insulation resistance value is 1 × 10 8 Ω or more and less than 1 × 10 9 Ω.
Δ: The insulation resistance value is 5 × 10 7 Ω or more and less than 1 × 10 8 Ω.
X: The insulation resistance value is less than 5 × 10 7 Ω.
(2) Insulation reliability test 2 (85 ° C., 85%, 12.5 V, 300 hours)
A test substrate was produced in the same manner as in insulation reliability test 1.
In accordance with the method described in IPC-TM-650 2.6.3.7, the obtained test substrate was put into a thermostatic bath, and the temperature was 85 ° C., the relative humidity was 85%, and the measurement voltage was 12.5 V. The insulation resistance value after 300 hours was measured. Based on the obtained insulation resistance value, the insulation reliability was evaluated according to the following criteria.
A: The insulation resistance value is 1 × 10 8 Ω or more.
○: The insulation resistance value is 5 × 10 7 Ω or more and less than 1 × 10 8 Ω.
Δ: The insulation resistance value is 1 × 10 7 Ω or more and less than 1 × 10 8 Ω.
X: The insulation resistance value is less than 1 × 10 7 Ω.
(3) Insulation reliability test 3 (125 ° C., 12.5 V, 0 hour)
A test substrate was produced in the same manner as in insulation reliability test 1.
In accordance with the method described in IPC-TM-650 2.6.3.7, the obtained test substrate was put into a thermostatic bath, and the insulation resistance was measured under the conditions of a temperature of 125 ° C. and a measurement voltage of 12.5 V. The value was measured. Based on the obtained insulation resistance value, the insulation reliability was evaluated according to the following criteria.
A: The insulation resistance value is 1 × 10 7 Ω or more.
Δ: The insulation resistance value is 5 × 10 6 Ω or more and less than 1 × 10 7 Ω.
×: Insulation resistance value is less than 5 × 10 6 Ω.
(4) Insulation reliability test 4 (125 ° C., 12.5 V, migration test)
A test substrate was produced in the same manner as in insulation reliability test 1.
In accordance with the method described in IPC-TM-650 2.6.3.7, the obtained test substrate was put into a thermostatic bath, and a migration test was performed under conditions of a temperature of 125 ° C. and a measurement voltage of 12.5 V. Went. And the time until the short circuit by migration occurs was measured, and the insulation reliability was evaluated according to the following criteria.
○: The time until a short circuit occurs due to migration is 500 hours or more.
(Triangle | delta): Time until the short circuit by migration arises is 300 hours or more and less than 500 hours.
X: Time until short circuit by migration occurs is less than 300 hours.
(5) Meltability 49 holes having a diameter of 0.2 mmφ are provided, a plate having a thickness of 0.12 mm is used, and the solder composition is applied on the substrate at a printing speed of 50 mm / sec and a printing pressure of 0.2 N. Printed. Then, reflow was performed under the conditions of preheating 180 ° C. for 60 seconds and peak temperature 260 ° C. for 10 seconds to prepare a test substrate. Of the printed parts (49) of the test substrate, the melted part where the solder was melted was measured, and the meltability was evaluated according to the following criteria.
○: There are 35 or more melting points.
(Triangle | delta): A melt location is 25 or more and less than 35 pieces.
X: The number of melting points is less than 25.
表１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（実施例１〜３）は、上記の絶縁信頼性試験の結果が良好であり、また溶融性の結果も良好であることが確認された。なお、上記の絶縁信頼性試験は、本来であればリフロー時に揮発していた成分がフラックス残さ内に残存した場合を想定している。従って、本発明のはんだ組成物は、はんだ付け性に優れ、かつ下面電極部品のはんだ付けに用いた場合にも十分な絶縁信頼性を有することが確認された。
これに対し、比較例１〜５で得られたはんだ組成物は、上記の絶縁信頼性試験の結果、および、溶融性の結果の少なくともいずれかが不十分であることが分かった。
As is clear from the results shown in Table 1, the solder compositions (Examples 1 to 3) of the present invention have good results of the above-described insulation reliability test and also have good meltability results. Was confirmed. Note that the above insulation reliability test assumes a case where components that were originally volatilized during reflow remain in the flux residue. Therefore, it was confirmed that the solder composition of the present invention is excellent in solderability and has sufficient insulation reliability when used for soldering the lower surface electrode parts.
On the other hand, it was found that the solder compositions obtained in Comparative Examples 1 to 5 were insufficient in at least one of the results of the insulation reliability test and the meltability.
本発明のはんだ組成物は、電子機器のプリント配線基板などの電子基板に電子部品を実装するための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 mounting an electronic component on an electronic board such as a printed wiring board of an electronic device.
Claims (6)
前記（Ｂ）成分が、（Ｂ１）重合脂肪酸、（Ｂ２）芳香族カルボン酸および（Ｂ３）脂肪族ジカルボン酸を含有し、
前記（Ｃ）成分が、（Ｃ１）温度２０℃における水への溶解度が２ｇ／１００ｇ以下である溶剤を含有し、
前記（Ｃ１）成分の配合量が、前記（Ｃ）成分１００質量％に対して、７５質量％以上である
ことを特徴とするフラックス組成物。 (A) containing a rosin resin, (B) an activator, and (C) a solvent,
The component (B) contains (B1) a polymerized fatty acid, (B2) an aromatic carboxylic acid and (B3) an aliphatic dicarboxylic acid,
The component (C) contains (C1) a solvent whose solubility in water at a temperature of 20 ° C. is 2 g / 100 g or less,
The compounding quantity of the said (C1) component is 75 mass% or more with respect to 100 mass% of said (C) component. The flux composition characterized by the above-mentioned.
前記（Ｃ）成分が、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールモノ２−エチルヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノ２−エチルヘキシルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、および１，３−オクチレングリコールからなる群から選択される少なくとも１つの溶剤である
ことを特徴とするフラックス組成物。 The flux composition according to claim 1, wherein
The component (C) is diethylene glycol monohexyl ether, ethylene glycol mono 2-ethylhexyl ether, diethylene glycol mono 2-ethylhexyl ether, ethylene glycol monobenzyl ether, tripropylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monophenyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, and A flux composition, wherein the flux composition is at least one solvent selected from the group consisting of 1,3-octylene glycol.
イミダゾール系化合物を含有しない
ことを特徴とするフラックス組成物。 In the flux composition according to claim 1 or claim 2,
A flux composition characterized by not containing an imidazole compound.
電子部品の下面に電極端子を有する下面電極部品を電子基板に実装する際に用いる
ことを特徴とするはんだ組成物。 The solder composition according to claim 4,
A solder composition for use in mounting a bottom electrode part having an electrode terminal on the bottom surface of an electronic part on an electronic substrate.
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