JP2020131257A - Flux and solder paste - Google Patents

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Abstract

To provide a flux in which reflowability of solder particles is excellent and no residue is generated at a reflow temperature of a high temperature range, and a solder paste.SOLUTION: A flux contains: at least one kind of solid solvent which is a solid at normal temperature, and is evaporated at a reflow temperature; at least one kind of liquid solvent which is a liquid at normal temperature, and is evaporated at a reflow temperature; and polyethylene glycol which has a molecular weight of 1000 or less, and is 1 to 10 mass% to flux total mass.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、フラックス及びソルダペーストに関する。 The present invention relates to flux and solder paste.

プリント基板等の電子部品を接合するために、フラックスが使用され、特に、はんだ粒子とペースト状のフラックスとが混合されたソルダペーストが広く用いられている。ソルダペーストを用いた電子部品の接合は、例えば、はんだ接合部にソルダペーストを適量塗布し、その後、リフロー温度にて加熱することではんだ粒子を融解させ、はんだ接合部に接合させる(以下、リフロー工程ともいう)。しかし、リフロー工程後のはんだ接合部に、固形成分がフラックス残渣として発生し、電子回路の性能劣化や腐食等の問題があった。 Flux is used to bond electronic components such as printed circuit boards, and in particular, solder paste in which solder particles and paste-like flux are mixed is widely used. For joining electronic components using solder paste, for example, an appropriate amount of solder paste is applied to the solder joint, and then the solder particles are melted by heating at the reflow temperature and joined to the solder joint (hereinafter, reflow). Also called a process). However, solid components are generated as flux residues at the solder joints after the reflow process, which causes problems such as deterioration of electronic circuit performance and corrosion.

そこで近年、リフロー工程後において、はんだ接合部に発生するフラックス残渣を抑えるフラックスが提案されている(特許文献1、2)。これらのフラックスは、リフロー温度の加熱により、フラックスが気化することで、はんだ接合部の周囲にフラックス残渣が発生しないのが特徴である。フラックス残渣が発生しないことを無残渣ともいう。 Therefore, in recent years, a flux that suppresses a flux residue generated at a solder joint after a reflow step has been proposed (Patent Documents 1 and 2). These fluxes are characterized in that the flux is vaporized by heating at the reflow temperature, so that no flux residue is generated around the solder joint. The fact that no flux residue is generated is also referred to as no residue.

特開2004−25305号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-25305 特開2013−132654号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-132654

RoHS指令により、鉛含有のはんだ組成は規制対象となっており、電子部品の接合には、鉛を含まない無鉛はんだ(鉛フリーはんだ)が使用されている。しかし、一部部品においては、現在も高温鉛はんだの使用が認められている。高温鉛はんだと従来の無残渣用フラックスを混合したソルダペーストを用いてリフローを行うと、はんだが溶融する前にフラックスが揮発し、はんだ溶融時にはフラックスが残っておらず、十分な溶融性及びリフロー性が確保できないという問題がある。 According to the RoHS Directive, the lead-containing solder composition is subject to regulation, and lead-free solder (lead-free solder) that does not contain lead is used for joining electronic components. However, the use of high temperature lead solder is still permitted for some parts. When reflow is performed using a solder paste that is a mixture of high-temperature lead solder and conventional residue-free flux, the flux volatilizes before the solder melts, and no flux remains when the solder melts, resulting in sufficient meltability and reflow. There is a problem that sex cannot be secured.

そこで、本発明は、高温域のリフロー温度において、はんだ粒子のリフロー性に優れ、且つ、残渣が発生しないフラックス及びソルダペーストの提供を目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a flux and a solder paste which are excellent in reflowability of solder particles and do not generate residue at a reflow temperature in a high temperature range.

前記目的を達成するために、本発明のフラックスは、
常温で固体であり、リフロー温度で蒸発する少なくとも1種類の固体溶剤と、
常温で液体であり、リフロー温度で蒸発する少なくとも1種類の液体溶剤と、
分子量1000以下であり、フラックス全体の質量に対して1〜10質量%含有するポリエチレングリコールとを含んでいることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the flux of the present invention is used.
At least one solid solvent that is solid at room temperature and evaporates at reflow temperature,
At least one liquid solvent that is liquid at room temperature and evaporates at reflow temperature,
It has a molecular weight of 1000 or less, and is characterized by containing polyethylene glycol containing 1 to 10% by mass with respect to the total mass of the flux.

本発明のソルダペーストは、本発明のフラックスと、はんだ粒子とを含む。 The solder paste of the present invention contains the flux of the present invention and solder particles.

本発明によれば、高温域のリフロー温度において、はんだ粒子のリフロー性に優れ、且つ、残渣が発生しないフラックス及びソルダペーストを提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a flux and a solder paste which are excellent in reflowability of solder particles and do not generate a residue at a reflow temperature in a high temperature range.

本発明において、「無残渣」とは、フラックス残渣の量がフラックス中の5%以下であることをいう。 In the present invention, "residual-free" means that the amount of flux residue is 5% or less in the flux.

本発明のフラックスは、例えば、さらに、チキソ剤および活性剤からなる群から選択された少なくとも一つの添加成分を含み、前記添加成分がリフロー温度で他の成分とともに、蒸発するものである。 The flux of the present invention further comprises, for example, at least one additive component selected from the group consisting of thixotropic agents and activators, wherein the additive component evaporates together with other components at the reflow temperature.

本発明のフラックスは、例えば、前記固体溶剤が、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール、2,5−ジメチルヘキサン−2,5−ジオール、トリメチロールプロパン、及び2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオールからなる群から選択された少なくとも一つを含む。 In the flux of the present invention, for example, the solid solvent is 2,2-dimethyl-1,3-propanediol, 2,5-dimethylhexane-2,5-diol, trimethylolpropane, and 2-butyl-2-. Includes at least one selected from the group consisting of ethyl-1,3-propanediol.

本発明のフラックスは、例えば、前記液体溶剤が、1,2,6−ヘキサントリオール、イソボルニルシクロヘキサノール、イソオクタデカノール、ペンタエリスリトール、ベヘン酸ベヘニル、流動パラフィン、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、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、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、メチルプロピレントリグリコール、ブチルプロピレントリグリコール、トリエチレングリコールブチルメチルエーテル、及びテトラエチレングリコールジメチルエーテルからなる群から選択された少なくとも一つを含む。 In the flux of the present invention, for example, the liquid solvent is 1,2,6-hexanetriol, isobornylcyclohexanol, isooctadecanol, pentaerythritol, behenyl behenate, liquid paraffin, diethylene glycol monohexyl ether, diethylene glycol mono. Selected from the group consisting of -2-ethylhexyl ether, ethylene glycol monophenyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, triethylene glycol monobutyl ether, methylpropylene triglycol, butylpropylene triglycol, triethylene glycol butylmethyl ether, and tetraethylene glycol dimethyl ether. Includes at least one.

本発明のフラックスは、例えば、前記チキソ材が、脂肪酸アミドから選ばれる。 In the flux of the present invention, for example, the thixotropic material is selected from fatty acid amides.

本発明のフラックスは、例えば、前記脂肪酸アミドが、ステアリン酸アミド、ラウリン酸アミド、パルミチン酸アミド、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、ベヘン酸アミド、ヒドロキシステアリン酸アミド、及びトルアミドからなる群から選択された少なくとも一つである。 In the flux of the present invention, for example, the fatty acid amide is selected from the group consisting of stearic acid amide, lauric acid amide, palmitate amide, oleic acid amide, erucic acid amide, bechenic acid amide, hydroxystearic acid amide, and toluamide. At least one.

本発明のフラックスは、例えば、前記活性剤が、マレイン酸モノオクチル、トリメリット酸、及び、イソオクタデカン酸からなる群から選択された少なくとも一つである。 The flux of the present invention is, for example, at least one in which the activator is selected from the group consisting of monooctyl maleate, trimellitic acid, and isooctadecanoic acid.

本発明のフラックスは、例えば、リフロー温度で蒸発しない成分が3質量%以下である。 The flux of the present invention contains, for example, 3% by mass or less of components that do not evaporate at the reflow temperature.

本発明のソルダペーストは、例えば、前記はんだ粒子の融解温度が、280℃から330℃である。 In the solder paste of the present invention, for example, the melting temperature of the solder particles is 280 ° C. to 330 ° C.

以下、本発明の実施形態について、例をあげてさらに具体的に説明する。本発明は、以下の実施形態に限定されない。各溶剤は、リフロー温度で蒸発可能なもの、即ち、その沸点または分解温度がリフロー温度以下であるものである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to examples. The present invention is not limited to the following embodiments. Each solvent is evaporable at the reflow temperature, that is, its boiling point or decomposition temperature is equal to or lower than the reflow temperature.

<フラックス>
本実施形態のフラックスは、固体溶剤と液体溶剤とポリエチレングリコール(以下、PEG)を含む。前記固体溶剤は、常温で固体であり、リフロー温度で蒸発する少なくとも1種類の溶剤である。前記固体溶剤は、特に制限されず、フラックスの溶剤として、一般に用いられる固体溶剤が挙げられる。具体的には、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール、2,5−ジメチルヘキサン−2,5−ジオール、トリメチロールプロパン、及び2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール等が挙げられる。なお、これらは単独で用いても、2種以上を併用してもよい。前記固体溶剤の配合量は、特に制限されず、例えば、フラックス全体の質量に対して25〜60質量%であり、好ましくは、40〜60質量%であり、より好ましくは、45〜55質量%である。
<Flux>
The flux of the present embodiment contains a solid solvent, a liquid solvent, and polyethylene glycol (hereinafter, PEG). The solid solvent is at least one solvent that is solid at room temperature and evaporates at the reflow temperature. The solid solvent is not particularly limited, and examples of the flux solvent include commonly used solid solvents. Specifically, 2,2-dimethyl-1,3-propanediol, 2,5-dimethylhexane-2,5-diol, trimethylolpropane, and 2-butyl-2-ethyl-1,3-propanediol. And so on. These may be used alone or in combination of two or more. The blending amount of the solid solvent is not particularly limited, and is, for example, 25 to 60% by mass, preferably 40 to 60% by mass, and more preferably 45 to 55% by mass with respect to the total mass of the flux. Is.

前記リフロー温度は、特に制限されず、例えば、300〜380℃、好ましくは、330〜360℃である。 The reflow temperature is not particularly limited, and is, for example, 300 to 380 ° C, preferably 330 to 360 ° C.

前記液体溶剤は、常温で液体であり、リフロー温度で蒸発する少なくとも1種類の溶剤である。前記液体溶剤は、特に制限されず、フラックスの溶剤として、一般に用いられる液体溶剤が挙げられる。具体的には、1,2,6−ヘキサントリオール、イソボルニルシクロヘキサノール、イソオクタデカノール、ペンタエリスリトール、ベヘン酸ベヘニル、流動パラフィン、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、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、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、メチルプロピレントリグリコール、ブチルプロピレントリグリコール、トリエチレングリコールブチルメチルエーテル、及びテトラエチレングリコールジメチルエーテル等が挙げられる。なお、これらは単独で用いても、2種以上を併用してもよい。前記液体溶剤の配合量は、特に制限されず、例えば、フラックス全体の質量に対して20〜60質量%であり、好ましくは、25〜50質量%であり、より好ましくは、25〜35質量%である。 The liquid solvent is at least one kind of solvent that is liquid at room temperature and evaporates at the reflow temperature. The liquid solvent is not particularly limited, and examples of the flux solvent include commonly used liquid solvents. Specifically, 1,2,6-hexanetriol, isobornylcyclohexanol, isooctadecanol, pentaerythritol, behenyl behenate, liquid paraffin, diethylene glycol monohexyl ether, diethylene glycol mono-2-ethylhexyl ether, ethylene glycol. Examples thereof include monophenyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, triethylene glycol monobutyl ether, methylpropylene triglycol, butylpropylene triglycol, triethylene glycol butylmethyl ether, tetraethylene glycol dimethyl ether and the like. These may be used alone or in combination of two or more. The blending amount of the liquid solvent is not particularly limited, and is, for example, 20 to 60% by mass, preferably 25 to 50% by mass, and more preferably 25 to 35% by mass with respect to the total mass of the flux. Is.

前記PEGは、分子量1500未満である。前記PEGの分子量は、1500未満であればよく、例えば、200、300、400、600、800、1000等であり、具体的には、1000以下、より好ましくは400〜600である。前記PEGの分子量が、1500になると、完全に蒸発せず、その一部がフラックス残渣として残ることがある。前記PEGの配合量は、フラックス全体の質量に対して1〜10質量%含有する。前記PEGの形状は特に制限されず、例えば、液状、ペースト状、固形状等が挙げられ、好ましくは、液状である。 The PEG has a molecular weight of less than 1500. The molecular weight of the PEG may be less than 1500, for example, 200, 300, 400, 600, 800, 1000, etc., specifically 1000 or less, more preferably 400 to 600. When the molecular weight of the PEG reaches 1500, it may not evaporate completely and a part of it may remain as a flux residue. The blending amount of the PEG is 1 to 10% by mass with respect to the total mass of the flux. The shape of the PEG is not particularly limited, and examples thereof include a liquid, a paste, and a solid, and a liquid is preferable.

本実施形態のフラックスは、さらに、例えば、チキソ剤および活性剤等の添加成分を含んでもよい。この場合、前記添加成分がリフロー温度で他の成分とともに、蒸発するものを使用する。なお、これらは単独で用いても、2種以上を併用してもよい。これにより、チキソトロピー性やぬれ性を高めることが可能である。従来のソルダペーストでは、無残渣にするには、活性剤やチキソ剤は、蒸発が困難であるため、全く含有させないか、含有させる場合でも、リフロー温度で気化するものに限られており、十分な活性または流動性改善特性を有するものが使用できなかった。 The flux of the present embodiment may further contain additive components such as a thixotropic agent and an activator. In this case, the additive component that evaporates together with other components at the reflow temperature is used. These may be used alone or in combination of two or more. This makes it possible to enhance thixotropy and wettability. In the conventional solder paste, in order to make it residue-free, the activator and thixotropy are difficult to evaporate, so they are not contained at all, or even if they are contained, they are limited to those that vaporize at the reflow temperature, which is sufficient. Those having good activity or fluidity improving properties could not be used.

前記チキソ剤は、フラックスと他の成分との分離を防いで保存安定性を高め、かつ印刷や吐出時の転写性を高めるように流動特性を改善する働きを持つ。前記チキソ剤として、例えば、脂肪酸アミド等が挙げられ、具体的には、ステアリン酸アミド、ラウリン酸アミド、パルミチン酸アミド、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、ベヘン酸アミド、ヒドロキシステアリン酸アミド、及びトルアミド等が挙げられる。前記チキソ剤の配合量は、特に制限されず、例えば、フラックス全体の質量に対して5〜25質量%であり、好ましくは、15〜25質量%である。 The thixotropy has a function of preventing separation of the flux from other components, improving storage stability, and improving flow characteristics so as to improve transferability during printing and ejection. Examples of the thixo agent include fatty acid amides, and specific examples thereof include stearic acid amides, lauric acid amides, palmitic acid amides, oleic acid amides, erucic acid amides, bechenic acid amides, hydroxystearic acid amides, and toluamides. And so on. The blending amount of the thixotropy is not particularly limited, and is, for example, 5 to 25% by mass, preferably 15 to 25% by mass, based on the total mass of the flux.

前記活性剤は、はんだ付け部や粉末はんだ表面の酸化物を還元除去して清浄化し、溶融したはんだのぬれ性を高め、はんだ接合部に金属的に付着させる作用を有している。前記活性剤として、例えば、マレイン酸モノオクチル、トリメリット酸、イソオクタデカン酸等が挙げられる。前記活性剤の配合量は、特に制限されず、例えば、フラックス全体の質量に対して5〜20質量%であり、好ましくは、5〜10質量%である。 The activator has the effect of reducing and removing oxides on the surface of the soldered portion and powdered solder to purify the solder, increasing the wettability of the molten solder, and metallically adhering to the solder joint portion. Examples of the activator include monooctyl maleate, trimellitic acid, isooctadecaneic acid and the like. The blending amount of the activator is not particularly limited, and is, for example, 5 to 20% by mass, preferably 5 to 10% by mass, based on the total mass of the flux.

本発明のフラックスは、さらに、ロジンを含んでもよい。前記ロジンはアビエチン酸およびその異性体を主成分とする天然樹脂であり、前記ロジンの添加により、粘度調整、電子部品の粘着保持、アビエチン酸による酸化物の還元除去作用等の効果が得られる。前記ロジンは、例えば、水添ロジン、酸変性ロジン、重合ロジン、ロジンエステル等が挙げられる。前記ロジンの配合量は、フラックス全体の質量に対して0.1〜1質量%であることが好ましい。 The flux of the present invention may further contain rosin. The rosin is a natural resin containing abietic acid and an isomer thereof as a main component, and the addition of the rosin has effects such as viscosity adjustment, adhesion retention of electronic parts, and reduction and removal of oxides by abietic acid. Examples of the rosin include hydrogenated rosin, acid-modified rosin, polymerized rosin, and rosin ester. The blending amount of the rosin is preferably 0.1 to 1% by mass with respect to the total mass of the flux.

本発明のフラックスにおいて、フラックスが、リフロー温度で蒸発しない成分を5質量%以下の量で含有してもよい。本発明のフラックスは、多量の固体溶剤を含有するため、そのような非蒸発性成分も、少なくとも一部はリフロー中に蒸発しうるので、実際のフラックス残渣はさらに少なくなる可能性がある。好ましくは、非蒸発性成分のフラックス中の含有量は0.5質量%以下とする。この非蒸発性成分は、フラックス残渣として微量が残留してもリフロー性や融解性に悪影響を及ぼさないものであることが好ましい。 In the flux of the present invention, the flux may contain a component that does not evaporate at the reflow temperature in an amount of 5% by mass or less. Since the flux of the present invention contains a large amount of solid solvent, at least a part of such a non-evaporable component can be evaporated during the reflow, so that the actual flux residue may be further reduced. Preferably, the content of the non-evaporable component in the flux is 0.5% by mass or less. It is preferable that this non-evaporable component does not adversely affect the reflowability and meltability even if a trace amount remains as a flux residue.

本発明のフラックスは、還元性雰囲気および窒素雰囲気のいずれかで使用可能することが好ましい。還元性雰囲気は、例えば、ギ酸や水素ガスを含有する一般的な還元性雰囲気に加え、特開2001−58259号公報に記載されている、水素ラジカルを含む雰囲気であってもよい。 It is preferable that the flux of the present invention can be used in either a reducing atmosphere or a nitrogen atmosphere. The reducing atmosphere may be, for example, an atmosphere containing hydrogen radicals described in JP-A-2001-58259, in addition to a general reducing atmosphere containing formic acid or hydrogen gas.

前記水素ラジカルを含有する雰囲気でのリフローはんだ付けは、水素ガス供給装置とプラズマ発生装置を備え、内部を真空に排気できるリフロー炉を用いて行うことができる。 The reflow soldering in an atmosphere containing hydrogen radicals can be performed using a reflow furnace provided with a hydrogen gas supply device and a plasma generator and capable of evacuating the inside to a vacuum.

本発明のフラックスを用いて還元性雰囲気でリフローはんだ付けを行う場合、雰囲気ガスが酸化物の除去作用を示すため、フラックス中に活性剤を全く含有させなくてもよい。 When reflow soldering is performed in a reducing atmosphere using the flux of the present invention, the flux does not need to contain an activator at all because the atmospheric gas exhibits an oxide removing action.

<ソルダペースト>
本実施形態のソルダペーストは、本発明のフラックスと、はんだ粒子とを含む。本実施形態のソルダペーストは、本発明のフラックスの記載を援用できる。前記はんだ粒子は、特に制限されず、例えば、融点が280℃から330℃のはんだ粒子等が挙げられる。
<Solder paste>
The solder paste of the present embodiment contains the flux of the present invention and solder particles. The description of the flux of the present invention can be incorporated into the solder paste of the present embodiment. The solder particles are not particularly limited, and examples thereof include solder particles having a melting point of 280 ° C. to 330 ° C.

本実施形態のソルダペーストにおいて、本発明のフラックスは、前述したように、チキソ材として脂肪酸アミドを含むことが好ましい。前記脂肪酸アミドは、前述と同様である。前記チキソ剤を有することで、本発明のソルダペーストにおいて比重が大きく異なる粉末はんだとフラックスの分離を防いで保存安定性を高め、かつ印刷や吐出時の転写性を高めるように流動特性を改善できる。 In the solder paste of the present embodiment, the flux of the present invention preferably contains a fatty acid amide as a thixotropy material, as described above. The fatty acid amide is the same as described above. By having the thixotropic agent, it is possible to prevent separation of powder solder and flux having significantly different specific densities in the solder paste of the present invention, improve storage stability, and improve flow characteristics so as to improve transferability during printing and ejection. ..

前記はんだ粒子の粒径は、特に制限されず、例えば、10〜60μmの範囲でよいが、より大径または小径のものでもよい。前記はんだ粒子と本発明のフラックスの配合量は、前記はんだ粒子の粒径によっても異なるが、一般には本発明のフラックスが8〜15質量%、前記はんだ粒子が85〜92質量%でよい。 The particle size of the solder particles is not particularly limited and may be, for example, in the range of 10 to 60 μm, but may be a larger diameter or a smaller diameter. The blending amount of the solder particles and the flux of the present invention varies depending on the particle size of the solder particles, but generally, the flux of the present invention may be 8 to 15% by mass and the solder particles may be 85 to 92% by mass.

本実施形態のソルダペーストは、本発明のフラックスを含むことにより、高温域のリフロー温度においても、リフロー性に優れ、且つ、はんだ接合部において残渣の発生しないはんだ付けが可能となる。 By containing the flux of the present invention, the solder paste of the present embodiment has excellent reflowability even at a reflow temperature in a high temperature range, and can be soldered without generating a residue at a solder joint.

以下、本発明の実施例について説明する。ただし、本発明は、以下の実施例には限定されない。 Hereinafter, examples of the present invention will be described. However, the present invention is not limited to the following examples.

<フラックスの作製>
下記表1に実施例1から実施例23を、下記表2に比較例1から比較例3を示す。下記表1及び下記表2に示す配合量の各材料をそれぞれ混合し、加熱融解することにより、均一に分散された実施例1から実施例23及び比較例1から比較例3を得た。
<Making flux>
Table 1 below shows Examples 1 to 23, and Table 2 below shows Comparative Examples 1 to 3. By mixing each of the materials shown in Table 1 and Table 2 below and heating and melting them, Example 1 to Example 23 and Comparative Example 1 to Comparative Example 3 were uniformly dispersed.

Figure 2020131257
Figure 2020131257

Figure 2020131257
Figure 2020131257

なお、前記表1及び表2における流動パラフィン及びイソオクタデカノールの詳細は、以下に示す。
流動パラフィン:商品名ハイコールK-350、カネダ株式会社製
イソオクタデカノール:商品名ファインオキソコール180T、日産化学株式会社製
Details of the liquid paraffin and isooctadecanol in Tables 1 and 2 are shown below.
Liquid paraffin: Product name HYCOAL K-350, manufactured by Kaneda Co., Ltd. Isooctadecanol: Product name Fine Oxocol 180T, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.

<ソルダペーストの作製>
前記各実施例(前記表1)、及び前記各比較例(前記表2)で示した組成の各フラックスを用いて、ソルダペーストを作製した。具体的には、ソルダペースト全体に対して、10質量%の前記各フラックスと、90質量%の90Pb−10Snのはんだ粉末(粒径:20〜38μm)とを混合することにより、各ソルダペーストを作製した。前記はんだ粒子は、鉛(Pb)を90質量%、及び、スズ(Sn)を10質量%含む、高温鉛(Pbrich)はんだであり、前記はんだ粒子の融点は、301℃である。
<Making solder paste>
A solder paste was prepared using each flux having the composition shown in each of the Examples (Table 1) and Comparative Example (Table 2). Specifically, each solder paste is prepared by mixing 10% by mass of each of the above fluxes with 90% by mass of 90Pb-10Sn solder powder (particle size: 20 to 38 μm) with respect to the entire solder paste. Made. The solder particles are high-temperature lead (Pbrich) solder containing 90% by mass of lead (Pb) and 10% by mass of tin (Sn), and the melting point of the solder particles is 301 ° C.

<残渣量評価試験>
前記各実施例及び前記各比較例を基に作製した前記各フラックスを用いて、前記各フラックスの残渣量を評価した。前記残渣量の評価方法について説明する。前記各フラックスをアルミパンに10mg入れ、ULVAC社製 TGD9600を用いて、ピーク温度350℃、昇温速度1℃/secにて加熱した。前記加熱したものを評価サンプルとし、加熱後の前記各フラックスの重量を算出し、下記評価基準に従って評価した。
<Residual amount evaluation test>
The amount of residue of each flux was evaluated using each of the fluxes prepared based on each of the Examples and Comparative Examples. The evaluation method of the residue amount will be described. 10 mg of each of the above fluxes was placed in an aluminum pan and heated at a peak temperature of 350 ° C. and a heating rate of 1 ° C./sec using a ULVAC TGD9600. The heated sample was used as an evaluation sample, and the weight of each flux after heating was calculated and evaluated according to the following evaluation criteria.

残渣量評価試験 評価基準
◎:重量が加熱前の3%以下になった
〇:重量が加熱前の3%より多く、5%以下になった
×:重量が加熱前の5%より多かった
Residual amount evaluation test Evaluation criteria ◎: Weight was 3% or less before heating 〇: Weight was more than 3% before heating and 5% or less ×: Weight was more than 5% before heating

<リフロー性評価試験>
前記各実施例及び前記各比較例のフラックスを用いてソルダペーストを作製し、はんだ広がり試験を行うことでリフロー性の評価を行った。はんだ広がり試験はJIS Z3197に準拠した。リフロー条件について説明する。プリヒートを170℃で90秒行い、ピーク温度330℃で60秒保持し、はんだを溶融させた。リフローは窒素雰囲気下で行った。前記融解したものを評価サンプルとし、リフロー後の前記各ソルダペーストのぬれ広がり率を算出し、下記評価基準に従って評価した。
<Reflowability evaluation test>
A solder paste was prepared using the fluxes of each of the Examples and Comparative Examples, and the reflowability was evaluated by performing a solder spreading test. The solder spread test conformed to JIS Z3197. The reflow conditions will be described. Preheating was performed at 170 ° C. for 90 seconds and held at a peak temperature of 330 ° C. for 60 seconds to melt the solder. The reflow was performed in a nitrogen atmosphere. The melted product was used as an evaluation sample, and the wett spread ratio of each of the solder pastes after reflow was calculated and evaluated according to the following evaluation criteria.

リフロー性評価試験 評価基準
◎:ぬれ広がり率が90%以上
〇:ぬれ広がり率が85%以上90%未満
×:ぬれ広がり率が85%未満、または、はんだが溶融しなかった
Reflowability evaluation test Evaluation criteria ◎: Wetting spread rate is 90% or more 〇: Wetting spread rate is 85% or more and less than 90% ×: Wetting spread rate is less than 85%, or the solder did not melt

前記各実施例及び前記各比較例の残渣量及びリフロー性の各評価結果を下記表3に示す。

Figure 2020131257
Table 3 below shows the results of each evaluation of the residual amount and reflowability of each of the Examples and Comparative Examples.
Figure 2020131257

前記表3から明らかな通り、比較例に用いた前記各ソルダペーストは、一方の特性は良好となるが、どれも他方の試験で悪影響が出ることが確認できる。これに対し、本発明によれば、残渣量評価試験、リフロー性評価試験の何れにおいても、良好な結果となる。 As is clear from Table 3, each of the solder pastes used in the comparative example has good properties on one side, but it can be confirmed that all of them have an adverse effect in the test on the other side. On the other hand, according to the present invention, good results are obtained in both the residue amount evaluation test and the reflowability evaluation test.

以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は、前記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をできる。 Although the present invention has been described above with reference to the embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made to the structure and details of the present invention within the scope of the present invention.

以上のように、本発明によれば、例えば、高温域において、はんだ粒子のリフロー性に優れ、且つ、残渣が発生しないことが可能になる。このため、本発明は、例えば、融解温度が高いはんだ粒子を使用する分野において有用である。 As described above, according to the present invention, for example, in a high temperature region, the reflowability of the solder particles is excellent and no residue can be generated. Therefore, the present invention is useful, for example, in the field of using solder particles having a high melting temperature.

Claims (10)

常温で固体であり、リフロー温度で蒸発する少なくとも1種類の固体溶剤と、
常温で液体であり、リフロー温度で蒸発する少なくとも1種類の液体溶剤と、
分子量1000以下であり、フラックス全体の質量に対して1〜10質量%含有するポリエチレングリコールとを含んでいることを特徴とする、フラックス。
At least one solid solvent that is solid at room temperature and evaporates at reflow temperature,
At least one liquid solvent that is liquid at room temperature and evaporates at reflow temperature,
A flux having a molecular weight of 1000 or less and containing 1 to 10% by mass of polyethylene glycol with respect to the total mass of the flux.
さらに、チキソ剤および活性剤からなる群から選択された少なくとも一つの添加成分を含み、前記添加成分がリフロー温度で他の成分とともに、蒸発するものである、請求項1記載のフラックス。 The flux according to claim 1, further comprising at least one additive component selected from the group consisting of thixotropy and activator, wherein the additive component evaporates together with other components at the reflow temperature. 前記固体溶剤が、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール、2,5−ジメチルヘキサン−2,5−ジオール、トリメチロールプロパン、及び2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオールからなる群から選択された少なくとも一つを含む、請求項1または2記載のフラックス。 The solid solvent is 2,2-dimethyl-1,3-propanediol, 2,5-dimethylhexane-2,5-diol, trimethylolpropane, and 2-butyl-2-ethyl-1,3-propanediol. The flux according to claim 1 or 2, comprising at least one selected from the group consisting of. 前記液体溶剤が、1,2,6−ヘキサントリオール、イソボルニルシクロヘキサノール、イソオクタデカノール、ペンタエリスリトール、ベヘン酸ベヘニル、流動パラフィン、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、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、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、メチルプロピレントリグリコール、ブチルプロピレントリグリコール、トリエチレングリコールブチルメチルエーテル、及びテトラエチレングリコールジメチルエーテルからなる群から選択された少なくとも一つを含む、請求項1から3のいずれか一項に記載のフラックス。 The liquid solvent is 1,2,6-hexanetriol, isobornylcyclohexanol, isooctadecanol, pentaerythritol, behenyl behenate, liquid paraffin, diethylene glycol monohexyl ether, diethylene glycol mono-2-ethylhexyl ether, ethylene glycol. Claimed to include at least one selected from the group consisting of monophenyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, triethylene glycol monobutyl ether, methylpropylene triglycol, butylpropylene triglycol, triethylene glycol butyl methyl ether, and tetraethylene glycol dimethyl ether. The flux according to any one of Items 1 to 3. 前記チキソ材が、脂肪酸アミドから選ばれる、請求項2から4のいずれか一項に記載のフラックス。 The flux according to any one of claims 2 to 4, wherein the thixotropy material is selected from fatty acid amides. 前記脂肪酸アミドが、ステアリン酸アミド、ラウリン酸アミド、パルミチン酸アミド、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、ベヘン酸アミド、ヒドロキシステアリン酸アミド、及び、トルアミドからなる群から選択された少なくとも一つである、請求項5記載のフラックス。 The fatty acid amide is at least one selected from the group consisting of stearic acid amides, lauric acid amides, palmitic acid amides, oleic acid amides, erucic acid amides, bechenic acid amides, hydroxystearic acid amides, and toluamides. The flux according to claim 5. 前記活性剤が、マレイン酸モノオクチル、トリメリット酸、及び、イソオクタデカン酸からなる群から選択された少なくとも一つである、請求項2から6のいずれか一項に記載のフラックス。 The flux according to any one of claims 2 to 6, wherein the activator is at least one selected from the group consisting of monooctyl maleate, trimellitic acid, and isooctadecanoic acid. リフロー温度で蒸発しない成分が3質量%以下である、請求項1から7のいずれか一項に記載のフラックス。 The flux according to any one of claims 1 to 7, wherein the component that does not evaporate at the reflow temperature is 3% by mass or less. 請求項1から8のいずれか1つに記載のフラックスと、はんだ粒子とを含む、ソルダペースト。 A solder paste containing the flux according to any one of claims 1 to 8 and solder particles. 前記はんだ粒子の融解温度が、280℃から330℃である、請求項9記載のソルダペースト。 The solder paste according to claim 9, wherein the melting temperature of the solder particles is 280 ° C to 330 ° C.
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