JP2017196663A - Solder Paste - Google Patents

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恭子 宮内
Kyoko Miyauchi
恭子 宮内
佐藤 昌明
Masaaki Sato
昌明 佐藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide solder paste having little dispersion of viscosity, since sedimentation of solder alloy powder in the solder paste is suppressed by coating the solder alloy powder with fatty acid.SOLUTION: In solder paste containing solder alloy powder as much as 80 mass% or more and 95 mass% or less, and a thixotropic agent as much as 0.2 mass% or more and 1.2 mass% or less, the solder alloy powder is coated with fatty acid, and the thixotropic agent contains at least hydrogenerated castor oil and amide, and a mass ratio between the hydrogenerated castor oil and the amide is in the range of 1:1 or higher and 4:1 or lower, and a viscosity ratio R is 0.95 or higher and 1.05 or lower.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、はんだ接合に用いるはんだペーストに関する。   The present invention relates to a solder paste used for solder joining.

プリント回路基板に回路素子を実装する方法としては、はんだ浴にプリント基板の下面を浸すフロー法や、プリント回路基板上に、はんだペースト(はんだ合金粉末にはんだ用フラックスを加えて適当な粘度に調整したもの)を印刷し、その上に回路素子を載置した後、はんだを加熱溶融するリフロー法などが挙げられる。いずれの方法においても、母材表面の酸化膜を除去するとともに、母材およびはんだの酸化を防止し、かつ、はんだ表面の濡れ性を確保するために、はんだ用フラックスの使用が必須とされている。   Circuit elements can be mounted on the printed circuit board by using a flow method in which the lower surface of the printed circuit board is immersed in a solder bath, or by adjusting the solder paste (solder flux to the solder alloy powder to an appropriate viscosity) on the printed circuit board. And a reflow method in which solder is heated and melted after the circuit element is placed on the printed circuit element. In either method, it is essential to use solder flux in order to remove the oxide film on the base material surface, prevent oxidation of the base material and solder, and ensure the wettability of the solder surface. Yes.

基板実装に用いられるはんだペーストとしては、はんだ合金粉末の他に、主として、ロジン、変性ロジン、合成樹脂などを主成分として用いた樹脂系フラックスが用いられるが、主成分のみでは印刷時に必要なチクソトロピー性が弱いため、通常はんだペーストには、チクソトロピック剤が添加される。また、はんだペーストには、その用途に応じて、活性剤および活性剤用の溶剤、分散安定剤などが添加される場合もある。   As the solder paste used for board mounting, in addition to the solder alloy powder, resin-based fluxes using rosin, modified rosin, synthetic resin, etc. as the main component are mainly used. Because of its weak nature, a thixotropic agent is usually added to the solder paste. In addition, an activator, a solvent for the activator, a dispersion stabilizer, and the like may be added to the solder paste depending on the application.

はんだ合金粉末が沈降を起こしてフラックスが分離してくると、ソルダペースト内にフラックスの濃淡が生じ、安定な供給ができなくなる。フラックスとはんだ合金粉末が混合されたソルダペーストにおいて、フラックス中ではんだ合金粉末が沈降を起こすのは、フラックスの比重を1とすると、はんだ合金粉末の比重が7.4程度と、両者の比重に大きな隔たりがあるためである。   When the solder alloy powder settles and the flux is separated, the density of the flux is generated in the solder paste, and stable supply cannot be performed. In solder paste in which flux and solder alloy powder are mixed, the solder alloy powder settles in the flux. When the specific gravity of the flux is 1, the specific gravity of the solder alloy powder is about 7.4. This is because there is a big gap.

フラックスとの比重差があるはんだ合金粉末が沈降することを防止するため、フラックス中に網目構造状の析出物を形成させており、この網目構造状物の析出を可能とするのがチクソトロピック剤である。この網目構造がソルダペーストの弾性を高める原因になっている。しかしながら、チクソトロピック剤の効果は必ずしも十分に発揮されているとは言い難いのが実情である。   In order to prevent the precipitation of solder alloy powder having a specific gravity difference from the flux, a network-structured precipitate is formed in the flux, and the thixotropic agent enables the precipitation of the network-structured material. It is. This network structure increases the elasticity of the solder paste. However, in reality, it is difficult to say that the effect of thixotropic agents is sufficiently exhibited.

特許文献1では、チクソトロピック剤としてはんだペースト用フラックスに添加される
高級脂肪酸アマイド(高級脂肪酸アミドと称することもある。)は、粘性調整剤としての流動性改善特性に優れ、加熱時に分解して無残渣となる効果があることが開示されている。さらに、特許文献2では流動性改善を目的として、フラックスに対してメタクリル酸重合体が添加される手法が開示されている。
In Patent Document 1, a higher fatty acid amide (sometimes referred to as a higher fatty acid amide) added to a solder paste flux as a thixotropic agent is excellent in fluidity improving properties as a viscosity modifier and decomposes upon heating. It is disclosed that there is an effect of no residue. Furthermore, Patent Document 2 discloses a technique in which a methacrylic acid polymer is added to a flux for the purpose of improving fluidity.

特開2004−25305号公報JP 2004-25305 A 国際公開第2012−118076号International Publication No. 2012-118076

しかしながら、特許文献1では、チクソトロピック剤としてはんだペースト用フラックスに添加される高級脂肪酸アマイドの化学構造内にある窒素を含む官能基が、はんだ合金粉末の表面に吸着する。その結果、高級脂肪酸アマイドは、はんだペースト用フラックスの経時粘度安定性が低下する要因となる。   However, in Patent Document 1, a functional group containing nitrogen in the chemical structure of the higher fatty acid amide added to the solder paste flux as a thixotropic agent is adsorbed on the surface of the solder alloy powder. As a result, higher fatty acid amides cause a decrease in the viscosity stability with time of the solder paste flux.

さらに、特許文献2では、メタクリル酸重合体がフラックス中へ添加されるため、はんだ合金粉末との混合比によっては、流動性改善の効果が十分でない可能性がある。   Further, in Patent Document 2, since the methacrylic acid polymer is added to the flux, the effect of improving the fluidity may not be sufficient depending on the mixing ratio with the solder alloy powder.

そこで、本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、はんだ合金粉末の沈降防止性を付与する目的で、はんだ合金粉末に脂肪酸被覆を覆うことで、フラックスとのぬれ性が改善され、はんだペースト中におけるはんだ合金粉末の沈降が抑制されたはんだペーストを提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been proposed in view of the above-mentioned problems of the prior art, and for the purpose of imparting anti-settling property of the solder alloy powder, the solder alloy powder is covered with a fatty acid coating, thereby wetting with the flux. An object of the present invention is to provide a solder paste in which the property is improved and the precipitation of the solder alloy powder in the solder paste is suppressed.

本発明の一態様に係るはんだペーストは、80質量%以上95質量%以下のはんだ合金粉末と0.2質量%以上1.2質量%以下のチクソトロピック剤とを含有し、前記はんだ合金粉末は、脂肪酸で被覆され、前記チクソトロピック剤は、少なくとも下記化学式(1)で示す水添ヒマシ油および下記化学式(2)で示すアマイドを含み、前記水添ヒマシ油と前記アマイドとの質量比は、1:1以上4:1以下の範囲内であり、下記数式1に示す粘度比Rは、0.95以上1.05以下であることを特徴とする。   The solder paste according to an aspect of the present invention contains 80% by mass or more and 95% by mass or less of a solder alloy powder and 0.2% by mass or more and 1.2% by mass or less of a thixotropic agent. The thixotropic agent coated with a fatty acid contains at least a hydrogenated castor oil represented by the following chemical formula (1) and an amide represented by the following chemical formula (2), and the mass ratio of the hydrogenated castor oil and the amide is: It is within the range of 1: 1 or more and 4: 1 or less, and the viscosity ratio R shown in the following formula 1 is 0.95 or more and 1.05 or less.

Figure 2017196663
Figure 2017196663

Figure 2017196663
(ただし、式中のRおよびRは、それぞれ独立に水素原子またはアルキル基を表す。)
Figure 2017196663
(However, R 1 and R 2 in the formula each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group.)

Figure 2017196663
ηup :測定温度25℃における、50mL試験管内のはんだペースト40mLのうち35mL目盛りの粘度
ηunder :測定温度25℃における、50mL試験管内のはんだペースト40mLのうち5mL目盛りの粘度
Figure 2017196663
η up : Viscosity of 35 mL scale in 40 mL of solder paste in a 50 mL test tube at a measurement temperature of 25 ° C. η under : Viscosity of 5 mL scale in 40 mL of solder paste in a 50 mL test tube at a measurement temperature of 25 ° C.

本発明の一の態様では、前記脂肪酸は、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、パルミトレイン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、オレイン酸、バクセン酸、リノール酸、α−リノレン酸、γ−リノレン酸、エレオステアリン酸、アラキジン酸、アラキドン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、ネルボン酸、セロチン酸、モンタン酸、メリシン酸、N−ラウロイルサルコシン、N−オレオイルサルコシンの群から選ばれる少なくとも1種以上であることが好ましい。   In one aspect of the present invention, the fatty acid is caproic acid, enanthic acid, caprylic acid, pelargonic acid, lauric acid, myristic acid, pentadecylic acid, palmitic acid, palmitoleic acid, margaric acid, stearic acid, oleic acid, vaccenic acid , Linoleic acid, α-linolenic acid, γ-linolenic acid, eleostearic acid, arachidic acid, arachidonic acid, behenic acid, lignoceric acid, nervonic acid, serotic acid, montanic acid, melicic acid, N-lauroyl sarcosine, N- It is preferably at least one selected from the group of oleoyl sarcosine.

本発明の一の態様では、前記アマイドは、アマイドラウリン酸アマイド、パルチミン酸アマイド、ステアリン酸アマイド、ヒドロキシステアリン酸アマイドの群から選ばれるいずれか1種であることが好ましい。   In one aspect of the present invention, the amide is preferably any one selected from the group of amide lauric acid amide, palmitic acid amide, stearic acid amide, and hydroxystearic acid amide.

本発明の一の態様では、前記はんだ合金粉末は、ビスマス、亜鉛、銀、アルミニウム、鉛およびスズの群から選択される少なくとも2種である。   In one aspect of the present invention, the solder alloy powder is at least two selected from the group of bismuth, zinc, silver, aluminum, lead and tin.

本発明によれば、はんだ合金粉末を脂肪酸で被覆することにより、はんだペースト中でのはんだ合金粉末の沈降が抑制されるので、粘度のばらつきが少ないはんだペーストを提供することができる。   According to the present invention, by coating the solder alloy powder with a fatty acid, sedimentation of the solder alloy powder in the solder paste is suppressed, so that it is possible to provide a solder paste with little variation in viscosity.

以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. The present embodiment described below does not unduly limit the contents of the present invention described in the claims, and all the configurations described in the present embodiment are essential as means for solving the present invention. Not necessarily.

本発明者らは、特許文献1、2に記載されている、チクソトロピック剤の最適化、さらには流動性改善施策についてはんだペーストの粘度のばらつきに関する試験研究を繰り返し行った。この結果、はんだペーストにおける粘度のばらつきには、はんだ合金粉末の沈降が大きく関係しているとの知見を得た。   The inventors of the present invention repeatedly conducted a test study on variations in solder paste viscosity for optimization of thixotropic agents and further measures for improving fluidity described in Patent Documents 1 and 2. As a result, it was found that the dispersion of the viscosity of the solder paste is largely related to the precipitation of the solder alloy powder.

本発明者らは、この点についてさらに研究を重ねた結果、はんだ合金粉末を脂肪酸で被覆処理することにより、はんだペーストにおける上/下部の粘度比を特定の範囲に制御し、上述の問題を解決できるとの知見を得た。本発明は、このような知見に基づいてなされたものである。   As a result of further research on this point, the present inventors have controlled the upper / lower viscosity ratio of the solder paste to a specific range by coating the solder alloy powder with a fatty acid to solve the above-mentioned problems. I learned that I can do it. The present invention has been made based on such knowledge.

以下、本発明の一実施形態について、はんだペーストの各成分に分けて説明する。本発明の一実施形態に係るはんだペーストは、はんだ用フラックスとはんだ合金粉末とを含有する。さらに、はんだフラックスは、a)フラックス主成分、b)チクソトロピック剤、c)チクソトロピーを溶解するための溶剤、d)有機溶剤、e)その他の添加剤をそれぞれ含む。   Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described separately for each component of the solder paste. The solder paste which concerns on one Embodiment of this invention contains the flux for solder and solder alloy powder. Further, the solder flux includes a) a flux main component, b) a thixotropic agent, c) a solvent for dissolving thixotropy, d) an organic solvent, and e) other additives.

[1.はんだ用フラックス]
まず、本実施の一形態に係るはんだペーストに含まれるはんだ用フラックスの主成分について説明する。フラックス主成分としては、70℃〜170℃の軟化点および150mgKOH/g〜240mgKOH/gの酸価を有するロジン類を用いることができる。
[1. Solder flux]
First, the main component of the solder flux contained in the solder paste according to the embodiment will be described. As a flux main component, rosins having a softening point of 70 ° C. to 170 ° C. and an acid value of 150 mgKOH / g to 240 mgKOH / g can be used.

フラックス主成分の軟化点および酸価が上記の範囲にある場合には、はんだペーストの濡れ広がり性などのはんだ付け性を犠牲にすることなく、フラックス残渣の発生量を抑制することが可能となる。また、発生した微量のフラックスについては、絶縁被膜として有効に利用することが可能となる。これに対して、軟化点が70℃未満または酸価が150mgKOH/g未満では、接合時にはんだ合金粉末の表面に形成された酸化被膜を除去しきれない場合がある。一方、軟化点が170℃を超えると、または、酸価が240mgKOH/gを超えると、はんだ合金粉末とフラックス主成分との反応により、はんだペーストの粘度を含めた特性が経時的に劣化する場合がある。   When the softening point and acid value of the flux main component are in the above ranges, the amount of flux residue generated can be suppressed without sacrificing solderability such as wet spreadability of the solder paste. . Further, the generated minute amount of flux can be effectively used as an insulating film. On the other hand, when the softening point is less than 70 ° C. or the acid value is less than 150 mgKOH / g, the oxide film formed on the surface of the solder alloy powder at the time of joining may not be completely removed. On the other hand, when the softening point exceeds 170 ° C. or the acid value exceeds 240 mgKOH / g, characteristics including the viscosity of the solder paste deteriorate over time due to the reaction between the solder alloy powder and the main flux component. There is.

ロジン類としては、公知の材料を広く適用することができるが、耐熱性と酸化膜除去という理由から、ロジン、変性ロジン、ロジンの主成分であるアビエチン酸、および、これを変性した変性アビエチン酸の群から選択される少なくとも1種を使用することが好ましい。   As rosins, known materials can be widely applied. However, rosin, modified rosin, abietic acid, which is the main component of rosin, and modified abietic acid obtained by modifying rosin are used because of heat resistance and oxide film removal. It is preferable to use at least one selected from the group of

フラックス主成分として、軟化点が70℃〜170℃の範囲にあり、かつ、酸価が150mgKOH/g〜240mgKOH/gの範囲にあるロジン類を用いるのは、はんだ接合温度およびフラックス全体の酸価調整のためである。フラックス主成分の軟化点は、70℃〜170℃であることが好ましく、80℃〜170℃であることがさらに好ましい。また、フラックス主成分の酸価は、150mgKOH/g〜240mgKOH/gであることが好ましい。なお、フラックス主成分の酸価についても、はんだ用フラックス全体の酸価と同様に、フラックス主成分1g中に含まれる遊離脂肪酸を中和するのに要する水酸化カリウム(KOH)の質量(mg)を意味し、はんだ付用フラックス試験方法(JIS Z 3197準拠)に基づいて求められる。   As the flux main component, rosins having a softening point in the range of 70 ° C. to 170 ° C. and an acid value in the range of 150 mgKOH / g to 240 mgKOH / g are used for the solder joint temperature and the acid value of the entire flux. This is for adjustment. The softening point of the main flux component is preferably 70 ° C to 170 ° C, more preferably 80 ° C to 170 ° C. Moreover, it is preferable that the acid value of a flux main component is 150 mgKOH / g-240 mgKOH / g. As for the acid value of the flux main component, the mass (mg) of potassium hydroxide (KOH) required to neutralize the free fatty acid contained in 1 g of the flux main component is the same as the acid value of the solder flux as a whole. It is calculated | required based on the flux test method for soldering (JIS Z 3197 conformity).

このようなフラックス主成分としては、具体的に、天然ロジン(軟化点:76℃〜85℃、酸価:167mgKOH/g〜175mgKOH/g)、重合ロジン(軟化点:96℃〜99℃、酸価:159mgKOH/g〜163mgKOH/g)、水素添加ロジン(軟化点:74℃〜75℃、酸価:160mgKOH/g〜170mgKOH/g)、アビエチン酸(軟化点:129℃〜137℃、酸価:179mgKOH/g〜182mgKOH/g)、ジヒドロアビエチン酸(軟化点:150℃〜155℃、酸価:154mgKOH/g〜158mgKOH/g)、デヒドロアビエチン酸(軟化点:160℃〜168℃、酸価:174mgKOH/g〜178mgKOH/g)などが使用可能である。   Specific examples of such a flux main component include natural rosin (softening point: 76 ° C. to 85 ° C., acid value: 167 mg KOH / g to 175 mg KOH / g), polymerized rosin (softening point: 96 ° C. to 99 ° C., acid Value: 159 mg KOH / g to 163 mg KOH / g), hydrogenated rosin (softening point: 74 ° C. to 75 ° C., acid value: 160 mg KOH / g to 170 mg KOH / g), abietic acid (softening point: 129 ° C. to 137 ° C., acid value 179 mg KOH / g to 182 mg KOH / g), dihydroabietic acid (softening point: 150 ° C. to 155 ° C., acid value: 154 mg KOH / g to 158 mg KOH / g), dehydroabietic acid (softening point: 160 ° C. to 168 ° C., acid value) : 174 mg KOH / g to 178 mg KOH / g) can be used.

なお、フラックス主成分の含有量は、フラックスを100質量%として、35質量%以上70質量%未満、好ましくは45質量%以上60質量%以下の範囲とすることが好ましい。フラックス主成分の含有量が35質量%未満では、得られるはんだペーストの活性が不足し、電子部品および配線基板の間の導電性を十分に確保することができない場合がある。一方、フラックス主成分の含有量が70質量%以上になると、接合後におけるフラックス残渣が増加し、母材や導体が腐食するおそれがある。   The content of the flux main component is preferably 35% by mass or more and less than 70% by mass, preferably 45% by mass or more and 60% by mass or less, with the flux being 100% by mass. If the content of the flux main component is less than 35% by mass, the activity of the obtained solder paste is insufficient, and the conductivity between the electronic component and the wiring board may not be sufficiently ensured. On the other hand, when the content of the flux main component is 70% by mass or more, the flux residue after joining increases and the base material and the conductor may be corroded.

本実施の一形態に係るはんだペーストに配合されるチクソトロピック剤には、少なくとも下記化学式(1)で示す水添ヒマシ油および下記化学式(2)で示すアマイドを含んでいる。本実施形態では、このようなチクソトロピック剤を含むことにより、フラックスをゲル状にしてはんだ合金粉末の沈降を防止するため、ゲル化の機構は長鎖の水添ヒマシ油に付加した水酸基の水素結合により強化される。   The thixotropic agent blended in the solder paste according to the embodiment includes at least hydrogenated castor oil represented by the following chemical formula (1) and amide represented by the following chemical formula (2). In this embodiment, by including such a thixotropic agent, the flux is gelled to prevent sedimentation of the solder alloy powder. Therefore, the mechanism of gelation is the hydrogen of the hydroxyl group added to the long-chain hydrogenated castor oil. Strengthened by bonding.

Figure 2017196663
Figure 2017196663

Figure 2017196663
(ただし、式中のRおよびRは、それぞれ独立に水素原子またはアルキル基を表す。)
Figure 2017196663
(However, R 1 and R 2 in the formula each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group.)

本実施の一形態に係るはんだペーストに含まれるアマイドは、特に限定されないが、アマイドラウリン酸アマイド、パルチミン酸アマイド、ステアリン酸アマイド、ヒドロキシステアリン酸アマイドの群から選ばれるいずれか1種であることが好ましい。これにより、はんだペースト中でのはんだ合金粉末の沈降がさらに抑制され、濡れ性が向上する。   Amide contained in the solder paste according to the embodiment is not particularly limited, and may be any one selected from the group of amide lauric acid amide, palmitic acid amide, stearic acid amide, and hydroxystearic acid amide. preferable. Thereby, sedimentation of the solder alloy powder in the solder paste is further suppressed, and wettability is improved.

なお、このチクソトロピック剤には、水添ヒマシ油およびアマイドの他に、植物油系重合油、酸化ポリエチレン、界面活性剤、アラビアガム、カルポマー、アルギン酸ナトリウム、エチルセルロース、シクロデキストリン、キサンタンガム、グァーガム、ピクチン、ポリアクリル酸ナトリウム、カラギナン、アルギン酸プロピレングリコール、カルボキシメチルセルロースナトリウム、ウレア変性ウレタンなどを含めることができる。   In addition to hydrogenated castor oil and amide, this thixotropic agent includes vegetable oil-based polymerized oil, oxidized polyethylene, surfactant, gum arabic, carpomer, sodium alginate, ethyl cellulose, cyclodextrin, xanthan gum, guar gum, pictin, Examples include sodium polyacrylate, carrageenan, propylene glycol alginate, sodium carboxymethylcellulose, urea-modified urethane, and the like.

本実施の一形態に係るはんだペーストでは、チクソトロピック剤として化学式(1)に示す水添ヒマシ油と、化学式(2)に示すアマイドとを、水添ヒマシ油とアマイドとの質量比で1:1以上4:1以下の範囲内で配合する。これにより、アマイドとはんだ合金粉との反応が抑制され、はんだペーストとしての保存安定性が維持されるという効果を奏する。   In the solder paste according to the present embodiment, the hydrogenated castor oil represented by the chemical formula (1) as the thixotropic agent and the amide represented by the chemical formula (2) are used in a mass ratio of the hydrogenated castor oil and the amide of 1: It mix | blends within the range of 1 or more and 4: 1 or less. Thereby, reaction of an amide and solder alloy powder is suppressed, and there exists an effect that the preservation stability as solder paste is maintained.

はんだペースト全体に対するチクソトロピック剤の配合量は、0.2質量%以上1.2質量%以下であることが重要である。チクソトロピック剤の配合量が0.2質量%未満では、はんだペーストとしてのチクソトロピー性が不足してしまう。一方、チクソトロピック剤の配合量が1.2質量%を超えると、アマイドが過剰となり、粘度安定性が低下し、さらには流動性も低下するため、はんだペーストを印刷する際に、擦れが発生し印刷不良となるおそれがあるため好ましくない。   It is important that the blending amount of the thixotropic agent with respect to the entire solder paste is 0.2% by mass or more and 1.2% by mass or less. If the amount of the thixotropic agent is less than 0.2% by mass, the thixotropic property as a solder paste will be insufficient. On the other hand, if the mixing amount of the thixotropic agent exceeds 1.2% by mass, the amide is excessive, the viscosity stability is lowered, and the fluidity is also lowered. Therefore, rubbing occurs when the solder paste is printed. However, this is not preferable because there is a risk of printing failure.

また、本実施の一形態に係るはんだペーストに配合されるチクソトロピック剤としての水添ヒマシ油とアマイドとの質量比は、1:1以上4:1以下の範囲内とする。水添ヒマシ油とアマイドとの質量比が1:1よりも低い場合は特に高い粘度非回復率を示す傾向があり、水添ヒマシ油とアマイドとの質量比が4:1より多い場合はチクソトロピーインデックス(TI値)が低くなり好ましくない。   Moreover, the mass ratio of hydrogenated castor oil and amide as a thixotropic agent blended in the solder paste according to the present embodiment is in the range of 1: 1 to 4: 1. When the mass ratio of hydrogenated castor oil and amide is lower than 1: 1, there is a tendency to exhibit a particularly high viscosity non-recovery rate. When the mass ratio of hydrogenated castor oil and amide is higher than 4: 1, thixotropy is present. The index (TI value) is lowered, which is not preferable.

本実施の一形態に係るはんだペーストは、チクソトロピック剤を溶解する目的で、チクソトロピック剤用の溶剤を含む。このような溶剤としては、特に制限されることはなく、無機系または有機系のいずれも用いることができるが、溶解性の観点から有機系のものを用いることが好ましい。具体的には、2−フェノキシエタノール(沸点:244℃〜246℃)が好適に使用できる。   The solder paste according to the embodiment includes a solvent for thixotropic agent for the purpose of dissolving the thixotropic agent. Such a solvent is not particularly limited, and either an inorganic or organic solvent can be used, but an organic solvent is preferably used from the viewpoint of solubility. Specifically, 2-phenoxyethanol (boiling point: 244 ° C. to 246 ° C.) can be preferably used.

チクソトロピック剤を溶解するための溶剤の配合量は、チクソトロピック剤に対する質量比で10倍量〜20倍量であることが好ましい。   The amount of the solvent for dissolving the thixotropic agent is preferably 10 to 20 times in terms of mass ratio to the thixotropic agent.

本実施の一形態に係るはんだペーストは有機溶剤を含む。このような有機溶剤は、特に制限されることなく、公知のものを使用することができる。ただし、はんだ接合時において、はんだ用フラックスとはんだ合金粉末を混合することにより得られるはんだペーストの粘度が好適な範囲となるように、沸点が200℃〜300℃であるものを使用することが好ましく、220℃〜300℃であるものを使用することがより好ましく、230℃〜280℃であるものを使用することがさらに好ましい。   The solder paste according to the embodiment includes an organic solvent. Such an organic solvent is not particularly limited, and a known one can be used. However, it is preferable to use one having a boiling point of 200 ° C. to 300 ° C. so that the viscosity of the solder paste obtained by mixing the solder flux and the solder alloy powder is in a suitable range at the time of soldering. It is more preferable to use what is 220 degreeC-300 degreeC, and it is still more preferable to use what is 230 degreeC-280 degreeC.

このような有機溶剤としては、具体的に、2−フェノキシエタノール(沸点:244℃〜246℃)、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール(沸点:243℃〜244℃)、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル(沸点:261℃〜265℃)およびジエチレングリコールモノブチルエーテル(沸点:230.4℃)などを使用することができる。   Specific examples of such an organic solvent include 2-phenoxyethanol (boiling point: 244 ° C. to 246 ° C.), 2-ethyl-1,3-hexanediol (boiling point: 243 ° C. to 244 ° C.), diethylene glycol monohexyl ether ( Boiling point: 261 ° C. to 265 ° C.) and diethylene glycol monobutyl ether (boiling point: 230.4 ° C.) can be used.

なお、有機溶剤の配合量は、フラックスを100質量%として、好ましくは50質量%未満、より好ましくは20質量%以上50質量%未満、さらに好ましくは25質量%以上45質量%以下とする。有機溶剤の含有量が50質量%以上では、フラックスを塗布した際にダレなどが発生しやすくなる。   The blending amount of the organic solvent is preferably less than 50% by mass, more preferably 20% by mass or more and less than 50% by mass, and further preferably 25% by mass or more and 45% by mass or less, with the flux as 100% by mass. When the content of the organic solvent is 50% by mass or more, sagging or the like is likely to occur when the flux is applied.

本実施の一形態に係るはんだ用フラックスには、上述した成分の他に、必要に応じて、表面保護剤や仮止め接着性を向上させる成分を配合することができる。具体的には、表面保護剤としては、シランカップリング剤や界面活性剤を、仮止め接着性を向上させる成分としては、リン酸系(メタ)アクリルモノマーやトリアジンジチオール系モノマーを配合することができる。   In addition to the above-described components, the flux for solder according to the present embodiment can be blended with a component that improves the surface protective agent and the temporary fixing adhesiveness as necessary. Specifically, a silane coupling agent or a surfactant is used as the surface protective agent, and a phosphoric acid (meth) acrylic monomer or a triazine dithiol monomer is added as a component for improving the temporary fixing adhesiveness. it can.

また、本実施の一形態に係るはんだ用フラックスでは、ヒートサイクルでの耐割れ性を向上させる観点から、ロジン成分に添加または一部代替する材料として、熱可塑性樹脂を使用することができる。具体的には、ポリアミド、ブタジエン、イソプレン、スチレン、アクリル酸もしくはそのエステル、メタクリル酸もしくはそのエステル、エチレンなどの重合体、または、これらの2種以上からなる共重合体を使用することもできる。   Further, in the solder flux according to the present embodiment, a thermoplastic resin can be used as a material to be added to or partially substituted for the rosin component from the viewpoint of improving crack resistance in a heat cycle. Specifically, a polymer such as polyamide, butadiene, isoprene, styrene, acrylic acid or an ester thereof, methacrylic acid or an ester thereof, ethylene, or a copolymer composed of two or more of these may be used.

これらの添加剤の配合量は、フラックスを100質量%として、合計で好ましくは1質量%以上10質量%以下、より好ましくは1質量%以上7質量%以下とすることができる。これらの添加剤の配合量が上記範囲にあれば、はんだ用フラックスの特性を確保しつつ、仮止め接着性や耐割れ性などの特性を向上させることができる。1質量%より少ないと前記効果が発揮できない。一方、10質量%を超えると、はんだ用フラックス全体におけるチクソトロピック剤の含有率が減少するため、はんだペーストの粘度がばらつき、はんだペーストの粘度非回復率が高くなるおそれがある。その結果、このようなはんだペーストでは、プリント回路基板上に印刷した際、ダレによる印刷不良やぬれ性不良を生じてしまう。   The blending amount of these additives is preferably 1% by mass or more and 10% by mass or less, more preferably 1% by mass or more and 7% by mass or less, with the flux as 100% by mass. When the blending amount of these additives is within the above range, it is possible to improve the properties such as temporary fixing adhesiveness and crack resistance while securing the properties of the solder flux. If the amount is less than 1% by mass, the above effect cannot be exhibited. On the other hand, if it exceeds 10% by mass, the content of the thixotropic agent in the entire soldering flux decreases, so that the viscosity of the solder paste varies and the viscosity non-recovery rate of the solder paste may increase. As a result, with such a solder paste, when printed on a printed circuit board, printing failure or wettability due to sagging occurs.

[1−1.はんだ用フラックスの製造方法]
次に、本実施の一形態に係るはんだ用フラックスの製造方法について説明をする。本実施の一形態に係るはんだ用フラックスの製造方法では、上記の各構成成分を、上述した配合量となるように秤量し、均一に混合することにより、はんだ用フラックスを得ることができる。この混合手段は、特に制限されることはないが、自公転ミキサー、ホモジナイザー、ヘイシェルミキサーなどを用いて混合することが好ましい。なお、構成成分を均一に混合する観点から、最初に固体成分のみを混合した後、有機溶剤を加えて、さらに混合することが好ましい。
[1-1. Manufacturing method of solder flux]
Next, a method for manufacturing a solder flux according to one embodiment will be described. In the method for manufacturing a soldering flux according to one embodiment of the present invention, the soldering flux can be obtained by weighing each of the above-described components so as to have the above-described blending amount and mixing them uniformly. The mixing means is not particularly limited, but it is preferable to mix using a self-revolving mixer, a homogenizer, a Hayshell mixer or the like. In addition, from the viewpoint of uniformly mixing the constituent components, it is preferable to first mix only the solid components and then add an organic solvent and further mix them.

[2.はんだ合金粉末]
本実施の一形態に係るはんだペーストに含まれるはんだ用フラックスと混合する、はんだ合金粉末は、ビスマス(Bi)、亜鉛(Zn)、銀(Ag)、アルミニウム(Al)、鉛(Pb)および錫(Sn)の群から選択される少なくとも2種を含む合金からなるものを好適に使用することができる。例えば、Pb−Sn系合金はんだ、Bi−Zn系合金はんだ、Sn−Ag系合金はんだなどのPbフリーはんだ、または、これらのはんだ合金にCu、Bi、In、Alなどを添加したものを使用することができる。
[2. Solder alloy powder]
The solder alloy powder mixed with the solder flux contained in the solder paste according to the present embodiment is bismuth (Bi), zinc (Zn), silver (Ag), aluminum (Al), lead (Pb), and tin. What consists of an alloy containing at least 2 sort (s) selected from the group of (Sn) can be used conveniently. For example, Pb-free solder such as Pb—Sn alloy solder, Bi—Zn alloy solder, Sn—Ag alloy solder, or a solder alloy obtained by adding Cu, Bi, In, Al, or the like is used. be able to.

はんだ合金粉末は、脂肪酸で被覆されていることを特徴とする。すなわち、はんだ合金粉末の表面は、脂肪酸からなる被覆層が形成されている。はんだ合金粉末を脂肪酸で被覆することにより、はんだペーストにおける上/下部の粘度比を所定の範囲に制御することができるので、はんだペースト中でのはんだ合金粉末の沈降が抑制される。   The solder alloy powder is characterized by being coated with a fatty acid. That is, a coating layer made of fatty acid is formed on the surface of the solder alloy powder. By coating the solder alloy powder with a fatty acid, the upper / lower viscosity ratio in the solder paste can be controlled within a predetermined range, so that the precipitation of the solder alloy powder in the solder paste is suppressed.

脂肪酸としては、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、パルミトレイン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、オレイン酸、バクセン酸、リノール酸、α−リノレン酸、γ−リノレン酸、エレオステアリン酸、アラキジン酸、アラキドン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、ネルボン酸、セロチン酸、モンタン酸、メリシン酸、N−ラウロイルサルコシン、N−オレオイルサルコシンの群から選ばれる少なくとも1種類以上使用することが好ましい。これらの脂肪酸の被覆層を直接はんだ合金粉末の表面に存在させることにより、はんだペースト中でのはんだ合金粉末の沈降が抑制されるだけでなく、悪条件下において、はんだペーストを長期に保存する場合であっても、濡れ性や酸化防止の効果を維持できる。   The fatty acids include caproic acid, enanthic acid, caprylic acid, pelargonic acid, lauric acid, myristic acid, pentadecylic acid, palmitic acid, palmitoleic acid, margaric acid, stearic acid, oleic acid, vaccenic acid, linoleic acid, α-linolenic acid , Γ-linolenic acid, eleostearic acid, arachidic acid, arachidonic acid, behenic acid, lignoceric acid, nervonic acid, serotic acid, montanic acid, mellicic acid, N-lauroyl sarcosine, N-oleoyl sarcosine It is preferable to use at least one kind. When the coating layer of these fatty acids is directly present on the surface of the solder alloy powder, not only the precipitation of the solder alloy powder in the solder paste is suppressed, but also when the solder paste is stored for a long time under adverse conditions Even so, the wettability and the antioxidant effect can be maintained.

中でも、生産性、作業性の観点から、ステアリン酸、オレイン酸、およびN−オレオイルサルコシンのいずれかがより好ましく、これらの脂肪酸のいずれかによりはんだ合金粉末の表面を被覆することで、適度に凝集した粉末形態のはんだ合金粉末となり、はんだペースト中でのはんだ合金粉末の沈降がより確実に抑制される。さらに、脂肪酸としてはオレイン酸が特に好ましく、はんだ合金粉末の表面をオレイン酸で被覆する場合には、炭素鎖内に不飽和結合(シス型)を持つことによりオレイン酸とはんだ合金粉末との接着強度をより高めることができる。その結果、はんだ合金粉末の沈降が抑制され、はんだペースト中の上/下部の粘度比Rをより安定させることができる。   Among these, from the viewpoint of productivity and workability, any of stearic acid, oleic acid, and N-oleoyl sarcosine is more preferable, and by covering the surface of the solder alloy powder with any of these fatty acids, Aggregated powdered solder alloy powder is obtained, and the precipitation of the solder alloy powder in the solder paste is more reliably suppressed. Furthermore, oleic acid is particularly preferred as the fatty acid. When the surface of the solder alloy powder is coated with oleic acid, the bond between the oleic acid and the solder alloy powder is obtained by having an unsaturated bond (cis type) in the carbon chain. The strength can be further increased. As a result, the precipitation of the solder alloy powder is suppressed, and the upper / lower viscosity ratio R in the solder paste can be further stabilized.

はんだ合金粉末の平均粒径は、1μm以上100μm以下の範囲にあることが好ましく、1μm以上50μm以下のものがより好ましい。   The average particle diameter of the solder alloy powder is preferably in the range of 1 μm to 100 μm, and more preferably 1 μm to 50 μm.

はんだ合金粉末の平均粒径が1μm未満では、はんだペースト中で、はんだ合金粉末が凝集する問題が生じるおそれがある。一方、はんだ合金粉末の平均粒径が100μmを超えると、接合時に被接合材料間に樹脂を含んだ新たな導電層が形成されてしまうため、導電性が低下するおそれがある。なお、本実施形態において、平均粒径とは、積算値50%の粒度を意味し、たとえば、SALD−7000(株式会社島津製作所)などの粒度分布測定装置により測定することができる。   When the average particle size of the solder alloy powder is less than 1 μm, there is a possibility that the solder alloy powder aggregates in the solder paste. On the other hand, if the average particle size of the solder alloy powder exceeds 100 μm, a new conductive layer containing a resin is formed between the materials to be bonded at the time of bonding, which may lower the conductivity. In the present embodiment, the average particle size means a particle size having an integrated value of 50%, and can be measured by a particle size distribution measuring device such as SALD-7000 (Shimadzu Corporation).

[3.はんだペースト]
次に、本実施の一形態に係るはんだペーストについて説明する。本実施の一形態に係るはんだペーストは、5質量%以上20質量%以下、好ましくは10質量%以上15質量%以下のはんだ用フラックスと、80質量%以上95質量%以下、好ましくは85質量%以上90質量%以下のはんだ合金粉末とから構成されている。はんだ用フラックスおよびはんだ合金粉末の質量比を、このような範囲に制御することにより、得られるはんだペーストの接合時における濡れ広がり性を優れたものとすることができる。また、フラックス残渣を、絶縁被膜として利用することができるため、母材の腐食を効果的に防止することができる。
[3. Solder paste]
Next, the solder paste according to the embodiment will be described. The solder paste according to an embodiment of the present invention has a solder flux of 5% by mass to 20% by mass, preferably 10% by mass to 15% by mass, and 80% by mass to 95% by mass, preferably 85% by mass. It is comprised from the above 90 mass% or less solder alloy powder. By controlling the mass ratio of the solder flux and the solder alloy powder within such a range, the wet spreadability at the time of joining of the obtained solder paste can be made excellent. Moreover, since a flux residue can be utilized as an insulating film, corrosion of the base material can be effectively prevented.

なお、はんだ用フラックスとはんだ合金粉末の混合方法は、特に制限されることなく、公知の方法を採用することができ、たとえば、自公転ミキサー、ホモジナイザー、ヘイシェルミキサーなどにより混合することができる。   In addition, the mixing method of the soldering flux and the solder alloy powder is not particularly limited, and a known method can be employed. For example, the mixing can be performed by a self-revolving mixer, a homogenizer, a Hayshell mixer, or the like.

本実施の一形態に係るはんだペーストは、下記数式1に示す粘度比Rが0.95以上1.05以下であることを特徴とする。   The solder paste according to an embodiment of the present invention is characterized in that the viscosity ratio R shown in the following formula 1 is 0.95 or more and 1.05 or less.

Figure 2017196663
ηup :測定温度25℃における、50mL試験管内のはんだペースト40mLのうち35mL目盛りの粘度
ηunder :測定温度25℃における、50mL試験管内のはんだペースト40mLのうち5mL目盛りの粘度
Figure 2017196663
η up : Viscosity of 35 mL scale in 40 mL of solder paste in a 50 mL test tube at a measurement temperature of 25 ° C. η under : Viscosity of 5 mL scale in 40 mL of solder paste in a 50 mL test tube at a measurement temperature of 25 ° C.

まず、50mL試験管に、はんだペースト40mLを入れ、25℃で48時間放置する。次いで、粘度計を用いて、上部35mL目盛り箇所のはんだペーストと下部5mL目盛り箇所のはんだペーストとを、シリンジでそれぞれ所定量をサンプリングする。なお、粘度計は、特に限定されず、細管粘度計、回転粘度計、落体粘度計、振動粘度計、平行板粘度計などが挙げられ、回転粘度計が好ましい。中でも、スパイラル型粘度計が特に好ましい。   First, 40 mL of solder paste is put into a 50 mL test tube and left at 25 ° C. for 48 hours. Next, using a viscometer, a predetermined amount of each of the upper 35 mL scale solder paste and the lower 5 mL scale solder paste is sampled with a syringe. The viscometer is not particularly limited, and examples thereof include a capillary viscometer, a rotational viscometer, a falling body viscometer, a vibration viscometer, a parallel plate viscometer, and the like, and a rotational viscometer is preferable. Among these, a spiral viscometer is particularly preferable.

次いで、これらのサンプルは、測定温度が25℃、回転速度が10rpm、測定時間が1分間に達した時点において粘度が測定される。これにより、上記数式1に示すηupが測定温度25℃における50mL試験管内のはんだペースト40mLのうち35mL目盛りの粘度であり、ηunderが測定温度25℃における50mL試験管内のはんだペースト40mLのうち5mL目盛りの粘度である。そして、ηupの値からηunderの値を除することにより、粘度比Rが算出される。このように算出される粘度比Rは、はんだペースト中におけるはんだ合金粉末の沈降性を確認することができるパラメータである。 Then, the viscosity of these samples is measured when the measurement temperature reaches 25 ° C., the rotation speed reaches 10 rpm, and the measurement time reaches 1 minute. Thereby, η up shown in the above equation 1 is the viscosity of the 35 mL scale of 40 mL of solder paste in a 50 mL test tube at a measurement temperature of 25 ° C., and η under is 5 mL of 40 mL of solder paste in a 50 mL test tube at a measurement temperature of 25 ° C. It is the viscosity of the scale. Then, the viscosity ratio R is calculated by dividing the value of η under from the value of η up . The viscosity ratio R calculated in this way is a parameter that can confirm the sedimentation property of the solder alloy powder in the solder paste.

すなわち、本実施の一形態に係るはんだペーストでは、粘度比Rが0.95以上1.05以下であることにより、はんだ合金粉末の沈降が抑制され、はんだペーストとしての粘度のばらつきが少なく優れていることが確認できる。   That is, in the solder paste according to the present embodiment, the viscosity ratio R is 0.95 or more and 1.05 or less, so that the precipitation of the solder alloy powder is suppressed and the viscosity variation as the solder paste is small and excellent. It can be confirmed.

粘度比Rが0.95未満である場合には、はんだペースト中のはんだ合金粉末が沈降するおそれがある。一方、粘度比Rが1.05を超える場合には、はんだペーストとしての粘度のばらつきが生じるおそれがある。   When the viscosity ratio R is less than 0.95, the solder alloy powder in the solder paste may be precipitated. On the other hand, when the viscosity ratio R exceeds 1.05, the viscosity of the solder paste may vary.

本実施の一形態に係るはんだペーストは、粘度や反応性などの経時的な変化が少なく、長期間の保存安定性に優れる。また、はんだ接合時には、はんだ合金粉末の表面の酸化被膜を効果的に除去することができるため、優れた濡れ広がり性を有する。さらに、はんだ接合時におけるフラックス残渣の発生を抑制することができ、かつ、フラックス残渣が発生した場合であっても、それを絶縁被膜として利用することできる。   The solder paste according to one embodiment has little change over time such as viscosity and reactivity, and is excellent in long-term storage stability. Moreover, since the oxide film on the surface of the solder alloy powder can be effectively removed at the time of soldering, it has excellent wet spreading properties. Furthermore, the generation of flux residue during solder bonding can be suppressed, and even when a flux residue is generated, it can be used as an insulating coating.

本実施の一形態に係るはんだペーストは、80質量%以上95質量%以下のはんだ合金粉末と0.2質量%以上1.2質量%以下のチクソトロピック剤とを含有し、はんだ合金粉末は、脂肪酸で被覆され、チクソトロピック剤は、少なくとも水添ヒマシ油およびアマイドを含み、水添ヒマシ油とアマイドとの質量比は、1:1以上4:1以下の範囲内であり、粘度比Rが0.95以上1.05以下であることを特徴とするものである。   The solder paste according to one embodiment of the present invention contains 80% by mass or more and 95% by mass or less of a solder alloy powder and 0.2% by mass or more and 1.2% by mass or less of a thixotropic agent. Coated with fatty acid, the thixotropic agent contains at least hydrogenated castor oil and amide, the mass ratio of hydrogenated castor oil and amide is in the range of 1: 1 to 4: 1, and the viscosity ratio R is It is 0.95 or more and 1.05 or less.

このように、はんだ合金粉末の沈降を抑制し、さらに高いチクソトロピー性が維持されるので、粘度や反応性などの経時的な変化が少ない。例えば、チクソトロピー性を改善し、かつ粘度安定性に優れる、はんだペーストを、基板実装に用いることができるので、工業的価値が極めて大きい。   As described above, the settling of the solder alloy powder is suppressed and higher thixotropy is maintained, so that there is little change with time in viscosity, reactivity, and the like. For example, since a solder paste that improves thixotropy and is excellent in viscosity stability can be used for board mounting, the industrial value is extremely high.

以下、実施例および比較例を用いて、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例および比較例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated further in detail using an Example and a comparative example, this invention is not limited to these Examples and a comparative example.

実施例1〜58および比較例1〜5では、はんだ用フラックスとして、表1に記載されるフラックス主成分、チクソトロピック剤、チクソトロピック剤用有機溶剤、有機溶剤、その他の構成成分として、カルボン酸エステル、有機溶剤および活性剤をそれぞれ用意した。各構成成分の組成比を表2〜5に記載されるように調整し、はんだ用フラックスを作製した。なお、表2〜5に示すチクソトロピック剤a〜eは、表1に示すチクソトロピック剤a〜eから有機溶剤を差し引いたアマイドの有効成分を質量%として表したものである。   In Examples 1 to 58 and Comparative Examples 1 to 5, as the solder flux, the flux main component, thixotropic agent, organic solvent for thixotropic agent, organic solvent, and other constituents described in Table 1 are used as carboxylic acid. Esters, organic solvents and activators were prepared. The composition ratio of each constituent component was adjusted as described in Tables 2 to 5, and a solder flux was prepared. In addition, the thixotropic agents a to e shown in Tables 2 to 5 represent the active ingredients of amides obtained by subtracting the organic solvent from the thixotropic agents a to e shown in Table 1 as mass%.

まず、実施例1〜18では、表1に示す平均粒径19μm〜27μmのはんだ合金粉末a〜cを、イソプロピルアルコール溶液に10質量%で調整されたステアリン酸(関東化学株式会社製)を添加して1時間含浸した後、60℃で6時間真空乾燥したことで、ステアリン酸で被覆されたはんだ合金粉末が得られた。   First, in Examples 1-18, the stearic acid (made by Kanto Chemical Co., Inc.) adjusted to 10 mass% to the isopropyl alcohol solution was added to the solder alloy powders a to c having an average particle diameter of 19 μm to 27 μm shown in Table 1 Then, after impregnating for 1 hour, it was vacuum-dried at 60 ° C. for 6 hours to obtain a solder alloy powder coated with stearic acid.

次いで、実施例19〜38では、表1に示す平均粒径19μm〜27μmのはんだ合金粉末a〜cを、ステアリン酸ではなくオレイン酸(関東化学株式会社製)で処理した。すなわち、実施例19では、はんだ合金粉末aをオレイン酸で処理したこと以外実施例1と同様とした。また、実施例20〜24では、はんだ合金粉末aをオレイン酸で処理したこと以外実施例2〜6とそれぞれ同様とした。また、実施例25〜34,36,38では、はんだ合金粉末a〜cをオレイン酸で処理したこと以外実施例7〜18とそれぞれ同様とした。さらに、実施例35では、はんだ合金粉末bをオレイン酸で処理し、実施例37では、はんだ合金粉末cをオレイン酸で処理したこと以外実施例1と同様とした。これにより、実施例19〜38では、オレイン酸で被覆されたはんだ合金粉末がそれぞれ得られた。   Next, in Examples 19 to 38, solder alloy powders a to c having an average particle diameter of 19 to 27 μm shown in Table 1 were treated with oleic acid (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) instead of stearic acid. That is, Example 19 was the same as Example 1 except that the solder alloy powder a was treated with oleic acid. Moreover, in Examples 20-24, it was respectively the same as Examples 2-6 except having processed the solder alloy powder a with oleic acid. Moreover, in Examples 25-34, 36, and 38, it was the same as that of Examples 7-18 except that the solder alloy powders a to c were treated with oleic acid. Furthermore, in Example 35, it was the same as Example 1 except that the solder alloy powder b was treated with oleic acid, and in Example 37, the solder alloy powder c was treated with oleic acid. Thus, in Examples 19 to 38, solder alloy powders coated with oleic acid were obtained.

次いで、実施例39〜58では、表1に示す平均粒径19μm〜27μmのはんだ合金粉末a〜cを、ステアリン酸ではなくN−オレオイルサルコシン(東京化成工業株式会社製)で処理した。すなわち、実施例39では、はんだ合金粉末aをN−オレオイルサルコシンで処理したこと以外実施例1と同様とした。また、実施例40〜44では、はんだ合金粉末aをN−オレオイルサルコシンで処理したこと以外実施例2〜6とそれぞれ同様とした。また、実施例45〜54,56,58では、はんだ合金粉末a〜cをN−オレオイルサルコシンで処理したこと以外実施例7〜18とそれぞれ同様とした。さらに、実施例55では、はんだ合金粉末bをN−オレオイルサルコシンで処理し、実施例57では、はんだ合金粉末cをN−オレオイルサルコシンで処理したこと以外実施例1と同様とした。これにより、実施例19〜38では、N−オレオイルサルコシンで被覆されたはんだ合金粉末がそれぞれ得られた。   Next, in Examples 39 to 58, the solder alloy powders a to c having an average particle diameter of 19 μm to 27 μm shown in Table 1 were treated with N-oleoyl sarcosine (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) instead of stearic acid. That is, Example 39 was the same as Example 1 except that the solder alloy powder a was treated with N-oleoyl sarcosine. Moreover, in Examples 40-44, it was the same as that of Examples 2-6 except that the solder alloy powder a was treated with N-oleoyl sarcosine. Moreover, in Examples 45-54, 56, and 58, it was respectively the same as Examples 7-18 except having processed the solder alloy powders ac with N-oleoyl sarcosine. Furthermore, Example 55 was the same as Example 1 except that the solder alloy powder b was treated with N-oleoyl sarcosine, and in Example 57, the solder alloy powder c was treated with N-oleoyl sarcosine. Thereby, in Examples 19 to 38, solder alloy powders coated with N-oleoyl sarcosine were obtained.

一方、比較例1〜5では、脂肪酸で表面処理せずに、はんだ合金粉末aを使用した。   On the other hand, in Comparative Examples 1-5, the solder alloy powder a was used without performing the surface treatment with the fatty acid.

次に、実施例1〜58および比較例1〜5では、これらのはんだ用フラックスと脂肪酸で被覆されたはんだ合金粉末を、自公転ミキサー(AR−250、シンキー株式会社製)を用いて10分間混合し、はんだペーストを作製した。   Next, in Examples 1 to 58 and Comparative Examples 1 to 5, the solder alloy powder coated with these soldering flux and fatty acid was used for 10 minutes using an auto-revolving mixer (AR-250, manufactured by Shinky Corporation). Mixing was performed to prepare a solder paste.

このようにして、作製したはんだペーストの上/下部の粘度比Rを以下のように評価した。50mL試験管に、はんだペースト40mLを入れ、25℃の温度で48時間放置した後、スパイラル型粘度計(株式会社マルコム製、PCU−02V)を用いて、上部35mL目盛り箇所のはんだペーストと下部5mL目盛り箇所のはんだペーストとを、シリンジで0.2mLずつサンプリングし、粘度値を測定した(測定温度25℃)。回転速度は10rpm、測定時間が1分間に達した時点での粘度値を読み取った。   Thus, the upper / lower viscosity ratio R of the produced solder paste was evaluated as follows. Solder paste 40mL is put into a 50mL test tube, and left at a temperature of 25 ° C for 48 hours. Then, using a spiral viscometer (Malcom, PCU-02V), the upper 35mL scale solder paste and the lower 5mL The solder paste at the scale was sampled by 0.2 mL with a syringe, and the viscosity value was measured (measurement temperature: 25 ° C.). The viscosity value was read when the rotation speed was 10 rpm and the measurement time reached 1 minute.

下記数式1から、はんだペーストの上/下部の粘度比Rを算出した。この粘度比Rを、表6〜9にそれぞれ示した。   From the following mathematical formula 1, the upper / lower viscosity ratio R of the solder paste was calculated. The viscosity ratio R is shown in Tables 6 to 9, respectively.

Figure 2017196663
ηup :測定温度25℃における、50mL試験管内のはんだペースト40mLのうち35mL目盛りの粘度
ηunder :測定温度25℃における、50mL試験管内のはんだペースト40mLのうち5mL目盛りの粘度
Figure 2017196663
η up : Viscosity of 35 mL scale in 40 mL of solder paste in a 50 mL test tube at a measurement temperature of 25 ° C. η under : Viscosity of 5 mL scale in 40 mL of solder paste in a 50 mL test tube at a measurement temperature of 25 ° C.

具体的には、粘度比Rが0.95以上1.05以下であり、誤差5%未満であったものを合格とした。   Specifically, those having a viscosity ratio R of 0.95 to 1.05 and an error of less than 5% were regarded as acceptable.

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実施例1〜58のはんだペーストは、表6〜8に示すように、いずれも上/下部の粘度比Rが0.95以上1.05以下の範囲であることが確認された。すなわち、実施例1〜58のはんだペーストは、はんだ合金粉末の沈降が抑制され、はんだペーストとしての粘度のばらつきが少なく優れたものであるといえる。   As shown in Tables 6 to 8, the solder pastes of Examples 1 to 58 were confirmed to have an upper / lower viscosity ratio R in the range of 0.95 to 1.05. That is, it can be said that the solder pastes of Examples 1 to 58 are excellent in that the precipitation of the solder alloy powder is suppressed and there is little variation in viscosity as the solder paste.

また、はんだ合金粉末を被覆する脂肪酸としてオレイン酸を使用した場合は、ステアリン酸やN−オレオイルサルコシンを使用した場合よりも、はんだペースト中の上/下部の粘度比Rが若干安定する傾向にあった。これは、オレイン酸がステアリン酸やN−オレオイルサルコシンと異なり、炭素鎖内に不飽和結合(シス型)を持つことにより、脂肪酸とはんだ合金粉末との接着強度をより高めることによって、はんだ合金粉末の沈降が抑制されたことが理由として考えられる。   Also, when oleic acid is used as the fatty acid for coating the solder alloy powder, the upper / lower viscosity ratio R in the solder paste tends to be slightly more stable than when stearic acid or N-oleoyl sarcosine is used. there were. This is because the oleic acid is different from stearic acid and N-oleoyl sarcosine, and has an unsaturated bond (cis type) in the carbon chain, thereby further increasing the adhesive strength between the fatty acid and the solder alloy powder, so that the solder alloy The reason is considered that the sedimentation of the powder is suppressed.

これに対して、比較例1〜5のはんだペーストは、表9に示すように、はんだ合金粉末を脂肪酸で被覆せずフラックスと混合したため、はんだペースト中でのはんだ合金粉末の沈降により下部の粘度値が上昇し、上/下部の粘度比Rが0.95未満となった。   On the other hand, as shown in Table 9, the solder pastes of Comparative Examples 1 to 5 were mixed with the flux without coating the solder alloy powder with fatty acid, so that the viscosity of the lower portion was reduced due to the precipitation of the solder alloy powder in the solder paste. The value increased and the upper / lower viscosity ratio R was less than 0.95.

以上より、実施例1〜58のはんだペーストは、はんだ合金粉末を脂肪酸で被覆することにより、はんだペースト中でのはんだ合金粉末の沈降が抑制されるので、粘度のばらつきが少ないことが確認された。   From the above, it was confirmed that the solder pastes of Examples 1 to 58 had less viscosity variation because the solder alloy powder was coated with a fatty acid to suppress the precipitation of the solder alloy powder in the solder paste. .

Claims (4)

80質量%以上95質量%以下のはんだ合金粉末と0.2質量%以上1.2質量%以下のチクソトロピック剤とを含有し、
前記はんだ合金粉末は、脂肪酸で被覆され、
前記チクソトロピック剤は、少なくとも下記化学式(1)で示す水添ヒマシ油および下記化学式(2)で示すアマイドを含み、
前記水添ヒマシ油と前記アマイドとの質量比は、1:1以上4:1以下の範囲内であり、
下記数式1に示す粘度比Rは、0.95以上1.05以下である、はんだペースト。
Figure 2017196663
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(ただし、式中のRおよびRは、それぞれ独立に水素原子またはアルキル基を表す。)
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ηup :測定温度25℃における、50mL試験管内のはんだペースト40mLのうち35mL目盛りの粘度
ηunder :測定温度25℃における、50mL試験管内のはんだペースト40mLのうち5mL目盛りの粘度
80% by mass or more and 95% by mass or less of solder alloy powder and 0.2% by mass or more and 1.2% by mass or less of thixotropic agent,
The solder alloy powder is coated with a fatty acid,
The thixotropic agent includes at least a hydrogenated castor oil represented by the following chemical formula (1) and an amide represented by the following chemical formula (2):
The mass ratio of the hydrogenated castor oil and the amide is in the range of 1: 1 to 4: 1,
The viscosity ratio R shown in the following mathematical formula 1 is a solder paste that is 0.95 or more and 1.05 or less.
Figure 2017196663
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(However, R 1 and R 2 in the formula each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group.)
Figure 2017196663
η up : Viscosity of 35 mL scale in 40 mL of solder paste in a 50 mL test tube at a measurement temperature of 25 ° C. η under : Viscosity of 5 mL scale in 40 mL of solder paste in a 50 mL test tube at a measurement temperature of 25 ° C.
前記脂肪酸は、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、パルミトレイン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、オレイン酸、バクセン酸、リノール酸、α−リノレン酸、γ−リノレン酸、エレオステアリン酸、アラキジン酸、アラキドン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、ネルボン酸、セロチン酸、モンタン酸、メリシン酸、N−ラウロイルサルコシン、N−オレオイルサルコシンの群から選ばれる少なくとも1種以上である、請求項1に記載のはんだペースト。   The fatty acids are caproic acid, enanthic acid, caprylic acid, pelargonic acid, lauric acid, myristic acid, pentadecylic acid, palmitic acid, palmitoleic acid, margaric acid, stearic acid, oleic acid, vaccenic acid, linoleic acid, α-linolenic acid , Γ-linolenic acid, eleostearic acid, arachidic acid, arachidonic acid, behenic acid, lignoceric acid, nervonic acid, serotic acid, montanic acid, mellicic acid, N-lauroyl sarcosine, N-oleoyl sarcosine The solder paste according to claim 1, which is at least one kind. 前記アマイドは、アマイドラウリン酸アマイド、パルチミン酸アマイド、ステアリン酸アマイド、ヒドロキシステアリン酸アマイドの群から選ばれるいずれか1種である、請求項1または2に記載のはんだペースト。   The solder paste according to claim 1 or 2, wherein the amide is any one selected from the group consisting of amide lauric acid amide, palmitic acid amide, stearic acid amide, and hydroxystearic acid amide. 前記はんだ合金粉末は、ビスマス、亜鉛、銀、アルミニウム、鉛およびスズの群から選択される少なくとも2種である、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のはんだペースト。   4. The solder paste according to claim 1, wherein the solder alloy powder is at least two selected from the group of bismuth, zinc, silver, aluminum, lead, and tin. 5.
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