JP2021003730A - Flux and solder paste - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、はんだ付けに用いられるフラックス、及び、該フラックスを含むソルダペーストに関する。 The present invention relates to a flux used for soldering and a solder paste containing the flux.
プリント配線板等の電子回路基板に接合部品を実装する際には、はんだ合金とフラックスとを混合したソルダペーストが用いられる。ソルダペーストは、電子回路基板表面の電極部に塗布されると共に、該電極部に接合部品の電極部を接触させた状態で加熱(リフロー)される。これにより、はんだ合金が溶融してはんだ接合部が形成され、該はんだ接合部を介して基板と接合部品とが接合される。 When mounting a bonded component on an electronic circuit board such as a printed wiring board, a solder paste in which a solder alloy and a flux are mixed is used. The solder paste is applied to the electrode portion on the surface of the electronic circuit board, and is heated (reflowed) in a state where the electrode portion of the joint component is in contact with the electrode portion. As a result, the solder alloy is melted to form a solder joint, and the substrate and the joint component are joined via the solder joint.
ソルダペーストに含まれるフラックスは、一般的に、ロジン、活性剤、溶剤、チキソ剤等から構成される。これらの中でも、ロジンは、フラックス全体の約半分を占める主成分であり、活性力が高いことから、はんだの濡れ性を向上させる。一方で、ロジンは不揮発性であるため、リフロー後に残渣としてはんだ接合部の周囲に残存する。ロジンを含むフラックスにおける残渣は、実装後の工程において、例えば、樹脂封止を行う際に樹脂と基板との密着性を低下させたり、ワイヤボンディングを行う際に電極と基板との接合を阻害したりする虞があった。 The flux contained in the solder paste is generally composed of a rosin, an activator, a solvent, a thixotropy and the like. Among these, rosin is the main component that occupies about half of the total flux, and since it has high activity, it improves the wettability of the solder. On the other hand, since rosin is non-volatile, it remains around the solder joint as a residue after reflow. The residue in the flux containing rosin reduces the adhesion between the resin and the substrate in the post-mounting process, for example, when sealing the resin, or hinders the bonding between the electrode and the substrate when performing wire bonding. There was a risk of it.
従来、洗浄剤を用いた洗浄工程を行うことで残渣を除去した後、樹脂封止やワイヤボンディング等の後工程を行っていたが、洗浄剤による大気汚染や洗浄工程におけるコスト増加の問題から、無洗浄化が求められている。無洗浄で後工程を行うためには、リフロー後の残渣を可能な限り減少させることが望ましい。そのため、近年では、ロジンを含むことなく低残渣を実現可能なフラックスの開発が進められている。例えば、特許文献1では、炭素数が10以上の有機酸からなる有機酸混合物を活性剤として用いることにより、無洗浄でリフロー後の残渣を低減させたフラックスが開示されている。 Conventionally, after removing the residue by performing a cleaning process using a cleaning agent, post-processes such as resin sealing and wire bonding have been performed. However, due to problems such as air pollution by the cleaning agent and cost increase in the cleaning process, No cleaning is required. In order to carry out the post-process without washing, it is desirable to reduce the residue after reflow as much as possible. Therefore, in recent years, the development of a flux capable of achieving a low residue without containing rosin has been promoted. For example, Patent Document 1 discloses a flux in which an organic acid mixture composed of an organic acid having 10 or more carbon atoms is used as an activator to reduce the residue after reflow without washing.
しかしながら、例えば、特許文献1のようにロジンを含まないフラックスには、ロジンに代わってはんだの濡れ性を向上させるため、活性剤の一部に不揮発性の活性剤(例えば、炭素数が10以上の有機酸)を含有させる必要があった。そのため、リフロー温度でフラックスの成分を充分に揮発させることが難しく、その結果、リフロー後の残渣を充分に低減させることができなかった。 However, for example, in the flux containing no rosin as in Patent Document 1, in order to improve the wettability of the solder instead of the rosin, a non-volatile activator (for example, having 10 or more carbon atoms) is part of the activator. It was necessary to contain the organic acid). Therefore, it is difficult to sufficiently volatilize the flux component at the reflow temperature, and as a result, the residue after reflow cannot be sufficiently reduced.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、はんだの濡れ性を向上させると共に、リフロー後の残渣を低減させることが可能なフラックス、及び、該フラックスを含むソルダペーストを提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a flux capable of improving the wettability of solder and reducing the residue after reflow, and a solder paste containing the flux. Make it an issue.
本発明に係るフラックスは、脂肪酸と、イミダゾール化合物とを含む。 The flux according to the present invention contains a fatty acid and an imidazole compound.
脂肪酸及びイミダゾール化合物は、いずれも高い活性力を有することから、前記フラックスは、不揮発性の活性剤を使用しなくても、はんだの濡れ性を向上させる。さらに、脂肪酸及びイミダゾール化合物は、いずれも揮発性の成分であるため、リフロー後の残渣を低減させることができる。 Since both the fatty acid and the imidazole compound have high activity, the flux improves the wettability of the solder without using a non-volatile activator. Furthermore, since both the fatty acid and the imidazole compound are volatile components, the residue after reflow can be reduced.
本発明に係るフラックスは、前記脂肪酸及び前記イミダゾール化合物の合計含有量が、フラックス全体に対して、40重量%以上95重量%以下であることが好ましい。 The flux according to the present invention preferably has a total content of the fatty acid and the imidazole compound of 40% by weight or more and 95% by weight or less with respect to the entire flux.
斯かる構成により、前記フラックスは、はんだの濡れ性をより向上させることができる。 With such a configuration, the flux can further improve the wettability of the solder.
本発明に係るフラックスは、前記脂肪酸が、主鎖の炭素数が10以下の飽和脂肪酸、及び、炭素数が18以下の不飽和脂肪酸の少なくとも一方であることが好ましい。 In the flux according to the present invention, the fatty acid is preferably at least one of a saturated fatty acid having 10 or less carbon atoms in the main chain and an unsaturated fatty acid having 18 or less carbon atoms in the main chain.
斯かる構成により、前記フラックスは、粘性を高く、かつ、粘性を適切な範囲に調整することができる。 With such a configuration, the flux can have a high viscosity and the viscosity can be adjusted in an appropriate range.
本発明に係るフラックスは、前記不飽和脂肪酸が、オレイン酸、リノール酸、及び、リノレン酸からなる群から選択される少なくとも一つであることが好ましい。 The flux according to the present invention preferably has at least one unsaturated fatty acid selected from the group consisting of oleic acid, linoleic acid, and linolenic acid.
斯かる構成により、前記フラックスは、粘性をより適切な範囲に調整することができる。 With such a configuration, the flux can be adjusted in viscosity to a more appropriate range.
本発明に係るフラックスは、前記イミダゾール化合物が、2−フェニルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、及び、2−フェニル−4−メチルイミダゾールからなる群から選択される少なくとも一つであることが好ましい。 The flux according to the present invention is that the imidazole compound is at least one selected from the group consisting of 2-phenylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, and 2-phenyl-4-methylimidazole. preferable.
これらのイミダゾール化合物は、260℃以下で揮発する。一般的に、リフロー温度は、部品の損傷を抑制する観点から、260℃以下で行われる。よって、イミダゾール化合物が260℃以下で揮発することにより、前記フラックスは、リフロー後の残渣をより低減させることができる。 These imidazole compounds volatilize below 260 ° C. Generally, the reflow temperature is 260 ° C. or lower from the viewpoint of suppressing damage to parts. Therefore, when the imidazole compound volatilizes at 260 ° C. or lower, the flux can further reduce the residue after reflow.
本発明に係るフラックスは、前記脂肪酸の含有量に対する前記イミダゾール化合物の含有量の比が、0.2以上4.9以下であることが好ましい。 The flux according to the present invention preferably has a ratio of the content of the imidazole compound to the content of the fatty acid of 0.2 or more and 4.9 or less.
斯かる構成により、前記フラックスは、粘性を高く、かつ、粘性を適切な範囲に調整することができる。 With such a configuration, the flux can have a high viscosity and the viscosity can be adjusted in an appropriate range.
本発明に係るソルダペーストは、上述のフラックスと、融点が260℃以下のはんだ合金粉末と、を含む。 The solder paste according to the present invention contains the above-mentioned flux and a solder alloy powder having a melting point of 260 ° C. or lower.
前記ソルダペーストは、上述のフラックスを含むことにより、はんだの濡れ性を向上させると共に、リフロー後の残渣を低減させることができる。 By containing the above-mentioned flux, the solder paste can improve the wettability of the solder and reduce the residue after reflow.
本発明に係るソルダペーストは、前記フラックスの含有量が、ソルダペースト全体に対して、8重量%以上12重量%以下であることが好ましい。 The solder paste according to the present invention preferably has a flux content of 8% by weight or more and 12% by weight or less with respect to the entire solder paste.
斯かる構成により、前記ソルダペーストは、はんだの濡れ性をより向上させると共に、リフロー後の残渣をより低減させることができる。 With such a configuration, the solder paste can further improve the wettability of the solder and further reduce the residue after reflow.
本発明によれば、はんだの濡れ性に優れると共に、リフロー後の残渣を低減させることが可能なフラックス、及び、該フラックスを含むソルダペーストを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a flux capable of excellent wettability of solder and reducing the residue after reflow, and a solder paste containing the flux.
以下、本発明の実施形態に係るフラックス、及び、該フラックスを含むソルダペーストについて説明する。 Hereinafter, the flux according to the embodiment of the present invention and the solder paste containing the flux will be described.
<フラックス>
(脂肪酸)
本実施形態に係るフラックスは、脂肪酸を含む。脂肪酸としては、主鎖の炭素数が10以下の飽和脂肪酸、及び、炭素数が18以下の不飽和脂肪酸の少なくとも一方であることが好ましい。前記飽和脂肪酸としては、例えば、ノナン酸、オクタン酸、デカン酸、ヘプタン酸、2−エチルヘキサン酸、2−ヘキシルデカン酸、4−メチルノナン酸等が挙げられる。これらの中でも、前記飽和脂肪酸は、主鎖の炭素数が9以下の飽和脂肪酸であることが好ましい。炭素数が18以下の不飽和脂肪酸としては、オレイン酸、リノール酸、及び、リノレン酸からなる群から選択される少なくとも一つであることが好ましい。なお、脂肪酸は、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
<Flux>
(fatty acid)
The flux according to this embodiment contains fatty acids. The fatty acid is preferably at least one of a saturated fatty acid having 10 or less carbon atoms in the main chain and an unsaturated fatty acid having 18 or less carbon atoms. Examples of the saturated fatty acid include nonanoic acid, octanoic acid, decanoic acid, heptanic acid, 2-ethylhexanoic acid, 2-hexyldecanoic acid, 4-methylnonanoic acid and the like. Among these, the saturated fatty acid is preferably a saturated fatty acid having 9 or less carbon atoms in the main chain. The unsaturated fatty acid having 18 or less carbon atoms is preferably at least one selected from the group consisting of oleic acid, linoleic acid, and linolenic acid. As the fatty acid, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
脂肪酸の含有量は、フラックス全体に対して、11重量%以上であることが好ましく、15重量%以上であることがより好ましい。また、脂肪酸の含有量は、フラックス全体に対して、60重量%以下であることが好ましく、51重量%以下であることがより好ましい。なお、脂肪酸が2種以上含まれる場合、前記含有量は脂肪酸の合計含有量である。 The fatty acid content is preferably 11% by weight or more, more preferably 15% by weight or more, based on the total flux. The fatty acid content is preferably 60% by weight or less, more preferably 51% by weight or less, based on the total flux. When two or more kinds of fatty acids are contained, the content is the total content of fatty acids.
(イミダゾール化合物)
本実施形態に係るフラックスは、イミダゾール化合物を含む。ここで、イミダゾール化合物とは、イミダゾール基を有する化合物のことを意味する。イミダゾール化合物は、260℃以下で揮発するイミダゾール化合物であることが好ましい。このようなイミダゾール化合物としては、例えば、2−フェニルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール等が挙げられる。なお、イミダゾール化合物は、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
(Imidazole compound)
The flux according to this embodiment contains an imidazole compound. Here, the imidazole compound means a compound having an imidazole group. The imidazole compound is preferably an imidazole compound that volatilizes at 260 ° C. or lower. Examples of such an imidazole compound include 2-phenylimidazole, 2-phenyl-4-methylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole and the like. The imidazole compound may be used alone or in combination of two or more.
イミダゾール化合物の含有量は、フラックス全体に対して、11重量%以上であることが好ましく、15重量%以上であることがより好ましい。また、イミダゾール化合物の含有量は、フラックス全体に対して、54重量%以下であることが好ましく、50重量%以下であることがより好ましい。なお、イミダゾール化合物が2種以上含まれる場合、前記含有量はイミダゾール化合物の合計含有量である。 The content of the imidazole compound is preferably 11% by weight or more, more preferably 15% by weight or more, based on the total flux. The content of the imidazole compound is preferably 54% by weight or less, more preferably 50% by weight or less, based on the total flux. When two or more kinds of imidazole compounds are contained, the content is the total content of the imidazole compounds.
本実施形態に係るフラックスは、脂肪酸及びイミダゾール化合物の合計含有量が、フラックス全体に対して、40重量%以上であることが好ましく、60重量%以上であることがより好ましい。また、前記合計含有量は、フラックス全体に対して、95重量%以下であることが好ましく、90重量%以下であることがより好ましい。 The flux according to the present embodiment preferably has a total content of the fatty acid and the imidazole compound in an amount of 40% by weight or more, more preferably 60% by weight or more, based on the total content of the flux. Further, the total content is preferably 95% by weight or less, more preferably 90% by weight or less, based on the entire flux.
本実施形態に係るフラックスは、脂肪酸の含有量に対するイミダゾール化合物の含有量の比が、0.2以上であることが好ましく、0.5以上であることがより好ましく、0.8以上であることが特に好ましい。また、前記比は、4.9以下であることが好ましく、2.1以下であることがより好ましく、1.0以下であることが特に好ましい。 The flux according to the present embodiment has a ratio of the content of the imidazole compound to the content of the fatty acid preferably 0.2 or more, more preferably 0.5 or more, and more preferably 0.8 or more. Is particularly preferable. The ratio is preferably 4.9 or less, more preferably 2.1 or less, and particularly preferably 1.0 or less.
本実施形態に係るフラックスは、脂肪酸と、イミダゾール化合物とを含む。脂肪酸とイミダゾール化合物とを含むフラックスは、いずれも高い活性力を有することから、はんだの濡れ性を向上させる。さらに、脂肪酸及びイミダゾール化合物は、いずれも揮発性の成分であるため、リフロー後の残渣を低減させることができる。 The flux according to the present embodiment contains a fatty acid and an imidazole compound. Since all the fluxes containing the fatty acid and the imidazole compound have high activity, the wettability of the solder is improved. Furthermore, since both the fatty acid and the imidazole compound are volatile components, the residue after reflow can be reduced.
本実施形態に係るフラックスは、脂肪酸及びイミダゾール化合物の合計含有量が、フラックス全体に対して、40重量%以上95重量%以下であることにより、はんだの濡れ性をより向上させることができる。 The flux according to the present embodiment can further improve the wettability of the solder when the total content of the fatty acid and the imidazole compound is 40% by weight or more and 95% by weight or less with respect to the entire flux.
本実施形態に係るフラックスは、脂肪酸が、主鎖の炭素数が10以下の飽和脂肪酸、及び、炭素数が18以下の不飽和脂肪酸の少なくとも一方であることにより、粘性を高く、かつ、粘性を適切な範囲に調整することができる。 The flux according to the present embodiment has high viscosity and viscosity because the fatty acid is at least one of a saturated fatty acid having 10 or less carbon atoms in the main chain and an unsaturated fatty acid having 18 or less carbon atoms in the main chain. It can be adjusted to an appropriate range.
本実施形態に係るフラックスは、不飽和脂肪酸が、オレイン酸、リノール酸、及び、リノレン酸からなる群から選択される少なくとも一つであることにより、粘性をより適切な範囲に調整することができる。 The flux according to the present embodiment can adjust the viscosity to a more appropriate range when the unsaturated fatty acid is at least one selected from the group consisting of oleic acid, linoleic acid, and linolenic acid. ..
本実施形態に係るフラックスは、イミダゾール化合物が、2−フェニルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾールからなる群から選択される少なくとも一つである。これらのイミダゾール化合物は、260℃以下で揮発する。一般的に、リフロー温度は、部品の損傷を抑制する観点から、260℃以下で行われる。よって、イミダゾール化合物が260℃以下で揮発することにより、前記フラックスは、リフロー後の残渣をより低減させることができる。 The flux according to the present embodiment is at least one in which the imidazole compound is selected from the group consisting of 2-phenylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, and 2-phenyl-4-methylimidazole. These imidazole compounds volatilize below 260 ° C. Generally, the reflow temperature is 260 ° C. or lower from the viewpoint of suppressing damage to parts. Therefore, when the imidazole compound volatilizes at 260 ° C. or lower, the flux can further reduce the residue after reflow.
本実施形態に係るフラックスは、脂肪酸の含有量に対するイミダゾール化合物の含有量の比が0.2以上4.9以下であることにより、粘性を高く、かつ、粘性を適切な範囲に調整することができる。 The flux according to the present embodiment has a high viscosity and the viscosity can be adjusted within an appropriate range by having the ratio of the content of the imidazole compound to the content of the fatty acid being 0.2 or more and 4.9 or less. it can.
(活性剤)
本実施形態に係るフラックスは、はんだの濡れ性をより向上させる観点から、さらに、活性剤を含んでいてもよい。活性剤は、リフロー後の残渣を低減させる観点から、揮発性の活性剤であることが好ましい。揮発性の活性剤としては、例えば、有機酸系活性剤、アミン化合物系活性剤、ハロゲン化合物系活性剤等が挙げられる。これらの中でも、活性剤は、環境負荷低減の観点から、有機酸系活性剤であることが好ましい。なお、活性剤は、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
(Activator)
The flux according to the present embodiment may further contain an activator from the viewpoint of further improving the wettability of the solder. The activator is preferably a volatile activator from the viewpoint of reducing the residue after reflow. Examples of the volatile activator include an organic acid-based activator, an amine compound-based activator, and a halogen compound-based activator. Among these, the activator is preferably an organic acid-based activator from the viewpoint of reducing the environmental load. The activator may be used alone or in combination of two or more.
有機酸系活性剤としては、特に限定されるものではなく、例えば、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、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、リグノセリン酸、グリコール酸等のモノカルボン酸;シュウ酸、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、フマル酸、マレイン酸、酒石酸、ジグリコール酸、メチルコハク酸、フェニルコハク酸等のジカルボン酸;ダイマー酸、レブリン酸、乳酸、アクリル酸、安息香酸、サリチル酸、アニス酸、クエン酸、トリス(2−カルボキシエチル)イソシアヌレート等のその他の有機酸が挙げられる。 The organic acid-based activator is not particularly limited, and is not particularly limited, for example, formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid, caproic acid, enanthic acid, capric acid, lauric acid, myristic acid, pentadecylic acid and palmitic acid. , Margaric acid, stearic acid, tubercrostearic acid, arachidic acid, behenic acid, lignoseric acid, glycolic acid and other monocarboxylic acids; oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelli acid, suberic acid, Dicarboxylic acids such as azelaic acid, sebacic acid, fumaric acid, maleic acid, tartaric acid, diglycolic acid, methylsuccinic acid, phenylsuccinic acid; dimer acid, levulinic acid, lactic acid, acrylic acid, benzoic acid, salicylic acid, anisic acid, citric acid , Tris (2-carboxyethyl) isocyanurate and other organic acids.
アミン化合物系活性剤としては、特に限定されるものではなく、例えば、トリメチルアミン、トリエチルアミン、テトラメチルエチレンジアミン、エチレンジアミン、トリエチレンジアミン、トリエタノールアミン、アニリン、ピリジン、ピペリジン等が挙げられる。 The amine compound-based activator is not particularly limited, and examples thereof include trimethylamine, triethylamine, tetramethylethylenediamine, ethylenediamine, triethylenediamine, triethanolamine, aniline, pyridine, and piperidine.
ハロゲン化合物系活性剤としては、特に限定されるものではなく、例えば、トランス−2,3−ジブロモ−2−ブテン−1,4−ジオール、ジブロモサリチル酸、トリス(2,3−ジブロモプロピル)イソシアヌレート等が挙げられる。 The halogen compound-based activator is not particularly limited, and for example, trans-2,3-dibromo-2-butene-1,4-diol, dibromosalicylic acid, tris (2,3-dibromopropyl) isocyanurate. And so on.
活性剤の含有量は、フラックス全体に対して、1重量%以上であることが好ましく、5重量%以上であることがより好ましい。また、活性剤の含有量は、フラックス全体に対して、10重量%以下であることが好ましく、8重量%以下であることがより好ましい。なお、活性剤が2種以上含まれる場合、前記含有量は活性剤の合計含有量である。 The content of the activator is preferably 1% by weight or more, more preferably 5% by weight or more, based on the total amount of the flux. The content of the activator is preferably 10% by weight or less, more preferably 8% by weight or less, based on the total amount of the flux. When two or more kinds of activators are contained, the content is the total content of the activators.
なお、活性剤は、不揮発性の活性剤を含んでいてもよい。不揮発性の活性剤の含有量は、フラックス全体に対して、20重量%以下であることが好ましい。不揮発性の活性剤の含有量が20重量%以下であっても、脂肪酸及びイミダゾール化合物の高い活性力により、良好な濡れ性を発揮する。 The activator may contain a non-volatile activator. The content of the non-volatile activator is preferably 20% by weight or less with respect to the entire flux. Even if the content of the non-volatile activator is 20% by weight or less, good wettability is exhibited due to the high activity of the fatty acid and the imidazole compound.
(チキソ剤)
本実施形態に係るフラックスは、該フラックスのチキソ性をより高める観点から、さらに、チキソ剤を含んでいてもよい。チキソ剤としては、例えば、ひまし硬化油、脂肪酸アミド、カオリン、コロイダルシリカ、有機ベントナイト、ガラスフリット等が挙げられる。これらの中でも、チキソ剤は、揮発性を高める観点から、脂肪酸アミドであることが好ましい。揮発性を高める脂肪酸アミドとしては、例えば、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、ミリスチン酸アミド等が挙げられる。なお、チキソ剤は、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
(Thixotropic agent)
The flux according to the present embodiment may further contain a thixotropic agent from the viewpoint of further enhancing the thixotropic property of the flux. Examples of the thixotropy include castor oil, fatty acid amide, kaolin, colloidal silica, organic bentonite, glass frit and the like. Among these, the thixotropy is preferably a fatty acid amide from the viewpoint of increasing volatility. Examples of the fatty acid amide that enhances volatility include stearic acid amide, lauric acid amide, palmitic acid amide, oleic acid amide, erucic acid amide, bechenic acid amide, and myristic acid amide. The thixotropy may be used alone or in combination of two or more.
チキソ剤の含有量は、フラックス全体に対して、1重量%以上であることが好ましく、8重量%以上であることがより好ましい。また、チキソ剤の含有量は、フラックス全体に対して、20重量%以下であることが好ましく、12重量%以下であることがより好ましい。なお、チキソ剤が2種以上含まれる場合、前記含有量はチキソ剤の合計含有量である。 The content of the thixotropy is preferably 1% by weight or more, more preferably 8% by weight or more, based on the total flux. The thixotropy content is preferably 20% by weight or less, more preferably 12% by weight or less, based on the total flux. When two or more kinds of thixotropic agents are contained, the content is the total content of thixotropic agents.
(溶剤)
本実施形態に係るフラックスは、該フラックスの粘度を適切な範囲に調整する観点から、溶剤を含んでいてもよい。溶剤としては、例えば、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル(ヘキシルジグリコール)、ジエチレングリコールジブチルエーテル(ジブチルジグリコール)、ジエチレングリコールモノ2−エチルヘキシルエーテル(2エチルヘキシルジグリコール)、ジエチレングリコールモノブチルエーテル(ブチルジグリコール)等のグリコールエーテル類;n−ヘキサン、イソヘキサン、n−ヘプタン等の脂肪族系化合物;酢酸イソプロピル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、コスモール43N(商品名)等のエステル類;メチルエチルケトン、メチル−n−プロピルケトン、ジエチルケトン等のケトン類;エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、イソブタノール、オクタンジオール、トリメチロールプロパン、ネオペンチルグリコール、2,5−ジメチル−2,5−ヘキサンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、ファインオキソコール(商品名、登録商標)等のアルコール類等が挙げられる。なお、溶剤は、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
(solvent)
The flux according to the present embodiment may contain a solvent from the viewpoint of adjusting the viscosity of the flux within an appropriate range. Examples of the solvent include glycol ethers such as diethylene glycol monohexyl ether (hexyl diglycol), diethylene glycol dibutyl ether (dibutyl diglycol), diethylene glycol mono2-ethylhexyl ether (2 ethyl hexyl diglycol), and diethylene glycol monobutyl ether (butyl diglycol). Classes; aliphatic compounds such as n-hexane, isohexane, n-heptane; esters such as isopropyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, Cosmol 43N (trade name); methyl ethyl ketone, methyl-n-propyl ketone, diethyl. Ketones such as ketones; ethanol, n-propanol, isopropanol, isobutanol, octanediol, trimethylpropane, neopentyl glycol, 2,5-dimethyl-2,5-hexanediol, 3-methyl-1,5-pentane Examples thereof include alcohols such as diol and fine oxocol (trade name, registered trademark). As the solvent, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
溶剤の含有量は、フラックス全体に対して、1重量%以上であることが好ましく、8重量%以上であることがより好ましい。また、溶剤の含有量は、フラックス全体に対して、38重量%以下であることが好ましく、20重量%以下であることがより好ましい。なお、溶剤が2種以上含まれる場合、前記含有量は溶剤の合計含有量である。 The content of the solvent is preferably 1% by weight or more, more preferably 8% by weight or more, based on the entire flux. The content of the solvent is preferably 38% by weight or less, more preferably 20% by weight or less, based on the entire flux. When two or more kinds of solvents are contained, the content is the total content of the solvents.
本実施形態に係るフラックスは、その他の添加剤として、例えば、安定剤、界面活性剤、消泡剤、及び、腐食防止剤から選択される少なくとも一種を含んでいてもよい。その他の添加剤の合計含有量は、特に限定されるものではなく、例えば、フラックス全体に対して、5重量%以下とすることができる。 The flux according to the present embodiment may contain at least one selected from, for example, a stabilizer, a surfactant, an antifoaming agent, and a corrosion inhibitor as other additives. The total content of the other additives is not particularly limited, and can be, for example, 5% by weight or less based on the total flux.
本実施形態に係るフラックスは、リフロー後の残渣を低減させる観点から、樹脂を含まないことが望ましい。フラックスが樹脂を含む場合、その含有量は、リフロー後の残渣を低減させる観点から、フラックス全体に対して、5重量%以下であることが好ましい。 The flux according to the present embodiment preferably does not contain a resin from the viewpoint of reducing the residue after reflow. When the flux contains a resin, the content thereof is preferably 5% by weight or less with respect to the entire flux from the viewpoint of reducing the residue after reflow.
樹脂としては、例えば、ガムロジン、トール油ロジン、ウッドロジン、重合ロジン、水添ロジン、不均化ロジン、アクリル化ロジン、ロジンエステル、酸変性ロジン、超淡色ロジン等のロジン系樹脂;公知の合成樹脂等が挙げられる。 Examples of the resin include rosin-based resins such as gum rosin, tall oil rosin, wood rosin, polymerized rosin, hydrogenated rosin, disproportionated rosin, acrylicized rosin, rosin ester, acid-modified rosin, and ultralight rosin; known synthetic resins. And so on.
本実施形態に係るフラックスの製造方法は、特に限定されるものではない。例えば、脂肪酸と、イミダゾール化合物と、必要に応じて活性剤、チキソ剤、溶剤及びその他の添加剤とを加熱容器に投入した後、100〜120℃まで加熱することにより全原料を溶解させる。そして、室温まで冷却することにより、本実施形態に係るフラックスを得ることができる。 The method for producing the flux according to the present embodiment is not particularly limited. For example, a fatty acid, an imidazole compound, and if necessary, an activator, a thixotropic agent, a solvent, and other additives are put into a heating container, and then heated to 100 to 120 ° C. to dissolve all the raw materials. Then, by cooling to room temperature, the flux according to this embodiment can be obtained.
本実施形態に係るフラックスは、脂肪酸と、イミダゾール化合物と、活性剤と、チキソ剤と、溶剤と、その他の添加剤とを含むが、当該構成に限定されるものではない。その他の実施形態に係るフラックスは、脂肪酸と、イミダゾール化合物と、活性剤と、チキソ剤と、溶剤と、その他の添加剤とからなり、好ましくは、脂肪酸と、イミダゾール化合物と、活性剤とからなる。 The flux according to the present embodiment includes, but is not limited to, a fatty acid, an imidazole compound, an activator, a thixotropy, a solvent, and other additives. The flux according to the other embodiment comprises a fatty acid, an imidazole compound, an activator, a thixo agent, a solvent and other additives, preferably a fatty acid, an imidazole compound and an activator. ..
<ソルダペースト>
本実施形態に係るソルダペーストは、上述のフラックスと、融点が260℃以下のはんだ合金粉末と、を含む。本実施形態に係るソルダペーストは、フラックスの含有量が、ソルダペースト全体に対して、8重量%以上12重量%以下であることが好ましい。
<Solder paste>
The solder paste according to the present embodiment contains the above-mentioned flux and a solder alloy powder having a melting point of 260 ° C. or lower. The solder paste according to the present embodiment preferably has a flux content of 8% by weight or more and 12% by weight or less with respect to the entire solder paste.
一般的に、リフロー温度は、部品の損傷を抑制する観点から、260℃以下で行われる。そのため、通常、融点が260℃以下のはんだ合金粉末が用いられる。このようなはんだ合金粉末としては、例えば、Sn−Pb系の共晶はんだ合金、鉛フリーはんだ合金等が挙げられる。鉛フリーはんだ合金としては、例えば、スズ、銀、銅、インジウム、亜鉛、ビスマス、アンチモン等を含む合金が挙げられる。より具体的には、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等の合金が挙げられる。 Generally, the reflow temperature is 260 ° C. or lower from the viewpoint of suppressing damage to parts. Therefore, a solder alloy powder having a melting point of 260 ° C. or lower is usually used. Examples of such solder alloy powders include Sn—Pb-based eutectic solder alloys and lead-free solder alloys. Examples of the lead-free solder alloy include alloys containing tin, silver, copper, indium, zinc, bismuth, antimony and the like. More specifically, Sn / Ag, Sn / Ag / Cu, Sn / Cu, Sn / Ag / Bi, Sn / Bi, Sn / Ag / Cu / Bi, Sn / Sb, Sn / Zn / Bi, Sn / Alloys such as Zn, Sn / Zn / Al, Sn / Ag / Bi / In, Sn / Ag / Cu / Bi / In / Sb, and In / Ag can be mentioned.
本実施形態に係るソルダペーストは、上述のフラックスと、融点が260℃以下のはんだ合金粉末と、を含む。前記ソルダペーストは、上述のフラックスを含むことにより、はんだの濡れ性を向上させると共に、リフロー後の残渣を低減させることができる。 The solder paste according to the present embodiment contains the above-mentioned flux and a solder alloy powder having a melting point of 260 ° C. or lower. By containing the above-mentioned flux, the solder paste can improve the wettability of the solder and reduce the residue after reflow.
本実施形態に係るソルダペーストは、フラックスの含有量が、ソルダペースト全体に対して、8重量%以上12重量%以下であることにより、はんだの濡れ性をより向上させると共に、リフロー後の残渣をより低減させることができる。 The solder paste according to the present embodiment has a flux content of 8% by weight or more and 12% by weight or less with respect to the entire solder paste, thereby further improving the wettability of the solder and removing the residue after reflow. It can be further reduced.
本実施形態に係るソルダペーストの製造方法は、特に限定されるものではない。例えば、フラックスと、はんだ合金粉末とを混合することにより、本実施形態に係るソルダペーストが得られる。 The method for producing the solder paste according to the present embodiment is not particularly limited. For example, by mixing the flux and the solder alloy powder, the solder paste according to the present embodiment can be obtained.
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, examples of the present invention will be described, but the present invention is not limited to the following examples.
[ソルダペーストの作製]
表1〜3に示す配合量の各原料を加熱容器に投入し、120℃まで加熱することにより、全原料を溶解させた。その後、室温まで冷却することにより、均一に分散された各実施例及び比較例のフラックスを得た。なお、表1に示す各配合量は、フラックスに含まれる各成分の含有量と等しい。次に、各フラックスを10質量%、はんだ粉(Sn−3.0wt%Ag−0.5wt%Cu)を90質量%となるように混合して、各実施例及び比較例のソルダペーストを得た。
[Making solder paste]
Each of the raw materials in the blending amounts shown in Tables 1 to 3 was put into a heating container and heated to 120 ° C. to dissolve all the raw materials. Then, by cooling to room temperature, uniformly dispersed flux of each Example and Comparative Example was obtained. The blending amount shown in Table 1 is equal to the content of each component contained in the flux. Next, each flux was mixed so as to be 10% by mass, and solder powder (Sn-3.0 wt% Ag-0.5 wt% Cu) was mixed so as to be 90% by mass to obtain solder pastes of each Example and Comparative Example. It was.
表1〜3に示す各原料の詳細を以下に示す。
(脂肪酸)
ノナン酸:東京化成工業(株)製、製品名「ノナン酸」
オクタン酸:東京化成工業(株)製、製品名「n−オクタン酸」
ヘプタン酸:東京化成工業(株)製、製品名「ヘプタン酸」
2−エチルヘキサン酸:東京化成工業(株)製、製品名「2−エチルヘキサン酸」
2−ヘキシルデカン酸:東京化成工業(株)製、製品名「2−ヘキシルデカン酸」
リノレン酸:東京化成工業(株)製、製品名「リノレン酸」
オレイン酸:東京化成工業(株)製、製品名「オレイン酸」
(イミダゾール化合物)
2PZ−PW:2−フェニルイミダゾール、四国化成(株)製、製品名「2PZ−PW」
2P4MZ:2−フェニル−4−メチルイミダゾール、四国化成(株)製、製品名「2P4MZ」
2E4MZ:2−エチル−4−メチルイミダゾール、四国化成(株)製、製品名「2E4MZ」
(樹脂)
KE−604:酸変性ロジン、荒川化学工業(株)製、製品名「KE−604」
KR−612:超淡色ロジン、荒川化学工業(株)製、製品名「KR−612」
ロンヂスR:不均化ロジン、荒川化学工業(株)製、製品名「ロンヂスR」
(溶剤)
ODA:KHネオケム(株)製、製品名「オクタンジオール」
トリメチロールプロパン:三菱ガス化学(株)製、製品名「トリメチロールプロパン」
NPG:三菱ガス化学(株)製、製品名「ネオペンチルグリコール」
DMHD:LUZHOU FUBANG CHEMICAL(株)製、製品名「2,5−ジメチル−2,5−ヘキサンジオール」
C−43N:日清オイリオグループ(株)製、製品名「コスモール43N」
ファインオキソコール180A:日産化学(株)製、製品名「ファインオキソコール180A」
MPD:3−メチル−1,5−ペンタンジオール、(株)クラレ製、製品名「MPD」
HeDG:ヘキシルジグリコール、日本乳化剤(株)製、製品名「HeDG」
(活性剤)
MeSA:小松川化学(株)製、製品名「メチルコハク酸」
PhSA:Beijing Hercules chemicals(株)製、製品名「Phenylsuccinic Acid」
アジピン酸:住友化学工業(株)製、製品名「アジピン酸」
グルタル酸:東京化成工業(株)製、製品名「グルタル酸」
AZA:エメリー オレオケミカルズ ジャパン(株)製、製品名「エメロックス1144」
マレイン酸:扶桑化学工業(株)製、製品名「含水マレイン酸」
ジグリコール酸:みどり化学(株)製、製品名「ジグリコール酸」
DBBD:トランス−2,3−ジブロモ−2−ブテン−1,4−ジオール、東京化成工業(株)製、製品名「DBBD」
(チキソ剤)
lauramide:日本化成(株)製、製品名「ダイヤミッドY」
stearamide:花王(株)製、製品名「脂肪酸アマイドS」
J−630:N,N’−ヘキサメチレン−ビス−12−ヒドロキシステアリルアミド、伊藤製油(株)製、製品名「J−630」
ひまし硬化油:伊藤製油(株)製、製品名「ひまし硬化油」
(その他の添加剤)
2,2’−メチレンビス(6−tert−ブチル−4−メチルフェノール):安定剤、東京化成工業(株)製
Details of each raw material shown in Tables 1 to 3 are shown below.
(fatty acid)
Pelargonic acid: Made by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., product name "Pelargonic acid"
Octanoic acid: Made by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., product name "n-octanoic acid"
Enanthic acid: Made by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., product name "Enanthic acid"
2-Ethylhexanoic acid: manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., product name "2-ethylhexanoic acid"
2-Hexyldecanoic acid: Made by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., Product name "2-Hexyldecanoic acid"
Linolenic acid: Made by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., product name "linolenic acid"
Oleic acid: Made by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., product name "oleic acid"
(Imidazole compound)
2PZ-PW: 2-Phenylimidazole, manufactured by Shikoku Chemicals Corporation, product name "2PZ-PW"
2P4MZ: 2-Phenyl-4-methylimidazole, manufactured by Shikoku Chemicals Corporation, product name "2P4MZ"
2E4MZ: 2-Ethyl-4-methylimidazole, manufactured by Shikoku Chemicals Corporation, product name "2E4MZ"
(resin)
KE-604: Acid-modified rosin, manufactured by Arakawa Chemical Industry Co., Ltd., product name "KE-604"
KR-612: Ultra-light color rosin, manufactured by Arakawa Chemical Industry Co., Ltd., product name "KR-612"
Rondis R: Disproportionated rosin, manufactured by Arakawa Chemical Industry Co., Ltd., product name "Londis R"
(solvent)
ODA: KH Neochem Co., Ltd., product name "Octandiol"
Trimethylolpropane: Made by Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc., product name "trimethylolpropane"
NPG: Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc., product name "Neopentyl Glycol"
DMHD: LUZHOU FUBANG CHEMICAL Co., Ltd., product name "2,5-dimethyl-2,5-hexanediol"
C-43N: Made by Nisshin Oillio Group Co., Ltd., product name "Cosmall 43N"
Fine OxoCol 180A: Made by Nissan Chemical Industries, Ltd., product name "Fine Oxyacid 180A"
MPD: 3-Methyl-1,5-pentanediol, manufactured by Kuraray Co., Ltd., product name "MPD"
HeDG: Hexyldiglycol, manufactured by Nippon Emulsifier Co., Ltd., product name "HeDG"
(Activator)
MeSA: Komatsugawa Chemical Co., Ltd., product name "Methylsuccinic acid"
PhSA: Manufactured by Beijing Hercules Chemicals Co., Ltd., product name "Phenylsucnic Acid"
Adipic acid: Made by Sumitomo Chemical Co., Ltd., product name "Adipic acid"
Glutaric acid: Made by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., product name "glutaric acid"
AZA: Emery Oreo Chemicals Japan Co., Ltd., product name "Emerox 1144"
Maleic acid: Made by Fuso Chemical Industry Co., Ltd., product name "hydrogenic anhydride"
Diglycolic acid: Made by Midori Chemical Co., Ltd., product name "diglycolic acid"
DBBD: Trans-2,3-dibromo-2-butene-1,4-diol, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., product name "DBBD"
(Thixotropic agent)
lauramide: Made by Nihon Kasei Co., Ltd., product name "Diamid Y"
stearamide: Made by Kao Corporation, product name "Fatty Acid Amide S"
J-630: N, N'-hexamethylene-bis-12-hydroxystearylamide, manufactured by Ito Oil Co., Ltd., product name "J-630"
Castor oil: Made by Ito Oil Co., Ltd., product name "Castor oil"
(Other additives)
2,2'-Methylenebis (6-tert-butyl-4-methylphenol): Stabilizer, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.
[残渣の評価]
TG/TDA装置(TG 8120、(株)リガク製)を使用し、アルミパンに5mgの各フラックスを秤量して、窒素気流下、10K/minの昇温速度で573Kまで加熱を行った。その際、533K時点でのTGによる重量変化率を測定した。結果を表1〜3に示す。なお、重量変化率が95%以上であったものを良と判定した。
[Evaluation of residue]
Using a TG / TDA device (TG 8120, manufactured by Rigaku Co., Ltd.), each flux of 5 mg was weighed in an aluminum pan, and heated to 573 K at a heating rate of 10 K / min under a nitrogen stream. At that time, the weight change rate due to TG at 533K was measured. The results are shown in Tables 1-3. Those having a weight change rate of 95% or more were judged to be good.
[濡れ性評価]
FR−4樹脂基板(OSP処理をしたもの)に、各ソルダペーストを、120μmの厚みでマスク開口率が100%となるように印刷した。その後、はんだリフロー装置(エイテック製、NIS−20−82−C)を用いて、酸素濃度1000ppmの窒素雰囲気下で加熱処理を行った。加熱処理は、まず、熱処理開始(常温)から180℃までを1.5℃/秒で昇温後、180℃で100秒間維持した。その後、180℃から250℃までを2.0℃/秒で昇温し、250℃で15秒間維持した後、250℃から常温までを3.0/秒で冷却した。濡れ性評価は、目視にて下記の基準に基づき行った。
◎:ランド全体にはんだが濡れ広がっている。
○:未溶融はんだがない。
[Wetability evaluation]
Each solder paste was printed on an FR-4 resin substrate (OSP-treated) so as to have a thickness of 120 μm and a mask aperture ratio of 100%. Then, using a solder reflow device (NIS-20-82-C manufactured by Atec), heat treatment was performed in a nitrogen atmosphere having an oxygen concentration of 1000 ppm. In the heat treatment, first, the heat treatment was started (normal temperature) to 180 ° C. at 1.5 ° C./sec, and then maintained at 180 ° C. for 100 seconds. Then, the temperature was raised from 180 ° C. to 250 ° C. at 2.0 ° C./sec, maintained at 250 ° C. for 15 seconds, and then cooled from 250 ° C. to room temperature at 3.0 ° C./sec. The wettability evaluation was visually performed based on the following criteria.
⊚: Solder is wet and spread over the entire land.
◯: There is no unmelted solder.
表1の結果から分かるように、本発明の要件をすべて満たす各実施例のソルダペーストは、TGによる重量変化率が95%以上であり、リフロー後の残渣を低減させることができた。また、各実施例のソルダペーストは、はんだの濡れ性も良好であった。 As can be seen from the results in Table 1, the solder paste of each example satisfying all the requirements of the present invention had a weight change rate of 95% or more due to TG, and was able to reduce the residue after reflow. In addition, the solder paste of each example had good solder wettability.
一方、脂肪酸及びイミダゾール化合物を含まない比較例1のソルダペーストは、はんだの濡れ性は良好であるものの、TGによる重量変化率が68%であり、リフロー後の残渣を充分に低減させることができなかった。 On the other hand, the solder paste of Comparative Example 1 containing no fatty acid and imidazole compound has good solder wettability, but has a weight change rate of 68% due to TG, and the residue after reflow can be sufficiently reduced. There wasn't.
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