JP2021154389A - Solder composition and electronic substrate - Google Patents

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Abstract

To provide a solder composition which can sufficiently suppress voids.SOLUTION: A solder composition contains a flux composition containing (A) a rosin-based resin, (B) an activator and (C) a solvent, and (D) solder powder having a melting point of 200°C or higher and 250°C or lower, in which the component (B) contains (B1) a dicarboxylic acid having a substituted or unsubstituted alkylene group and 3 to 10 carbon atoms, and the component (C) contains (C1) diol or diacetate of diol having a boiling point of 220°C or higher and 250°C or lower.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、はんだ組成物および電子基板に関する。 The present invention relates to solder compositions and electronic substrates.

はんだ組成物は、はんだ粉末にフラックス組成物(ロジン系樹脂、活性剤および溶剤など)を混練してペースト状にした混合物である(例えば、特許文献1)。このはんだ組成物においては、はんだ溶融性やはんだが濡れ広がりやすいという性質(はんだ濡れ広がり)などのはんだ付け性とともに、ボイドの抑制や印刷性などが要求されている。
一方で、電子機器の機能の多様化により、大型の電子部品が電子基板に搭載されるようになっている。また、大型の電子部品の中には、電極端子の面積が広い電子部品(例えば、QFN(Quad Flatpack No Lead)、パワートランジスタ)がある。このような電子部品では、はんだ組成物の印刷面積が広いため、ボイドが発生しやすい傾向にある。
The solder composition is a mixture obtained by kneading a flux composition (rosin-based resin, activator, solvent, etc.) with solder powder to form a paste (for example, Patent Document 1). In this solder composition, in addition to solderability such as solder meltability and the property that the solder easily wets and spreads (solder wet spread), void suppression and printability are required.
On the other hand, due to the diversification of the functions of electronic devices, large electronic components are being mounted on electronic boards. Further, among the large electronic components, there are electronic components having a large area of electrode terminals (for example, QFN (Quad Flatpack No Lead), power transistor). In such an electronic component, since the printed area of the solder composition is large, voids tend to occur easily.

特許第5756067号公報Japanese Patent No. 5756067

はんだ組成物において、ボイドを低減するために、イソボルニルシクロヘキサノールのような高沸点で高粘度の溶剤を用いることが検討されている。しかしながら、このように高沸点で高粘度の溶剤を用いても、QFNのような電極端子の面積が広い電子部品に対しては、ボイドを低減する効果が不十分であることが分かった。 In solder compositions, the use of high boiling point, high viscosity solvents such as isobornylcyclohexanol has been studied to reduce voids. However, it has been found that even if such a solvent having a high boiling point and a high viscosity is used, the effect of reducing voids is insufficient for electronic components having a large area of electrode terminals such as QFN.

そこで、本発明は、ボイドを十分に抑制できるはんだ組成物、およびそれを用いた電子基板を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a solder composition capable of sufficiently suppressing voids and an electronic substrate using the same.

本発明の一態様に係るはんだ組成物は、(A)ロジン系樹脂、(B)活性剤および(C)溶剤を含有するフラックス組成物と、(D)融点が200℃以上250℃以下であるはんだ粉末とを含有し、前記(B)成分が、(B1)置換または無置換のアルキレン基を有し、炭素数が3〜10のジカルボン酸を含有し、前記(C)成分が、(C1)沸点が220℃以上250℃以下である、ジオール、または、ジオールのジアセテートを含有することを特徴とするものである。 The solder composition according to one aspect of the present invention is a flux composition containing (A) a rosin-based resin, (B) an activator and (C) a solvent, and (D) has a melting point of 200 ° C. or higher and 250 ° C. or lower. The component (B) contains a solder powder, the component (B) has a (B1) substituted or unsubstituted alkylene group, and contains a dicarboxylic acid having 3 to 10 carbon atoms, and the component (C) contains (C1). ) It is characterized by containing a diol having a boiling point of 220 ° C. or higher and 250 ° C. or lower, or a diacetate of the diol.

本発明の一態様に係るはんだ組成物おいては、前記(B1)成分が、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、フェニルマロン酸、フェニルコハク酸、シクロペンタンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、およびシクロヘキセンジカルボン酸からなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。
本発明の一態様に係るはんだ組成物おいては、前記(C1)成分が、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、1,2−ヘキサンジオール、ジプロピレングリコール、1,4−ブタンジオールジアセテート、および1,3−ブチレンジオールジアセテートからなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。
本発明の一態様に係るはんだ組成物おいては、前記(C1)成分の沸点が、230℃以上250℃以下であることが好ましい。
本発明の一態様に係るはんだ組成物おいては、前記(B)成分が、(B2)ダイマー酸をさらに含有することが好ましい。
本発明の一態様に係るはんだ組成物おいては、前記(B)成分が、アラニン、L−ヒスチジン、およびホスホニトリル酸フェニルエステルからなる群から選択される少なくとも1つをさらに含有することが好ましい。
In the solder composition according to one aspect of the present invention, the component (B1) is malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelli acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, phenylmalonic acid, phenyl. It is preferably at least one selected from the group consisting of succinic acid, cyclopentanedicarboxylic acid, cyclohexanedicarboxylic acid, and cyclohexendicarboxylic acid.
In the solder composition according to one aspect of the present invention, the component (C1) is 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 2-ethyl-1,3-hexanediol, 1,2-. It is preferably at least one selected from the group consisting of hexanediol, dipropylene glycol, 1,4-butanediol diacetate, and 1,3-butylenediol diacetate.
In the solder composition according to one aspect of the present invention, the boiling point of the component (C1) is preferably 230 ° C. or higher and 250 ° C. or lower.
In the solder composition according to one aspect of the present invention, it is preferable that the component (B) further contains (B2) dimer acid.
In the solder composition according to one aspect of the present invention, it is preferable that the component (B) further contains at least one selected from the group consisting of alanine, L-histidine, and a phosphonitrile acid phenyl ester. ..

本発明の一態様に係る電子基板は、前記本発明の一態様に係るはんだ組成物を用いたはんだ付け部を備えることを特徴とするものである。 The electronic substrate according to one aspect of the present invention is characterized by including a soldering portion using the solder composition according to the one aspect of the present invention.

本発明のはんだ組成物によれば、ボイドを十分に抑制できる理由は必ずしも定かではないが、本発明者らは以下のように推察する。
すなわち、本発明のはんだ組成物においては、(C)溶剤として、(C1)沸点が220℃以上250℃以下である、ジオール、または、ジオールのジアセテートを用いている。(C1)成分は、その一部は、はんだが溶融する前やはんだ溶融時に揮発して気体となってしまうが、この気体が、はんだ組成物中の気体を外部に押し出す作用がある。そして、揮発しなかった(C1)成分を含有するはんだ組成物は、はんだ溶融時にもある程度の流動性を有しているため、はんだ組成物中の気体が徐々に集まりながら外部に放出される。このようにして、ボイドを十分に抑制できる。また、(B)活性剤の1つである有機酸は、はんだ付け性の観点からは必須ともいえる成分であるが、有機酸の種類によっては、ボイドの発生要因となりえる。これに対し、本発明においては、ボイドの発生要因となりにくい有機酸((B1)成分)を選択して使用している。以上のようにして、上記本発明の効果が達成されるものと本発明者らは推察する。
According to the solder composition of the present invention, the reason why voids can be sufficiently suppressed is not always clear, but the present inventors presume as follows.
That is, in the solder composition of the present invention, diol or diol diacetate having a boiling point (C1) of 220 ° C. or higher and 250 ° C. or lower is used as the (C) solvent. A part of the component (C1) volatilizes before the solder melts or when the solder melts to become a gas, and this gas has an action of pushing the gas in the solder composition to the outside. Since the solder composition containing the non-volatile (C1) component has a certain degree of fluidity even when the solder is melted, the gas in the solder composition is gradually collected and released to the outside. In this way, voids can be sufficiently suppressed. Further, the organic acid, which is one of the activators (B), is an essential component from the viewpoint of solderability, but it can be a factor of generating voids depending on the type of the organic acid. On the other hand, in the present invention, an organic acid ((B1) component) that is unlikely to cause voids is selected and used. As described above, the present inventors presume that the above-mentioned effect of the present invention is achieved.

本発明によれば、ボイドを十分に抑制できるはんだ組成物、並びにそれを用いた電子基板を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a solder composition capable of sufficiently suppressing voids, and an electronic substrate using the same.

本実施形態のはんだ組成物は、以下説明するフラックス組成物と、以下説明する(D)はんだ粉末とを含有するものである。 The solder composition of the present embodiment contains the flux composition described below and the solder powder (D) described below.

[フラックス組成物]
まず、本実施形態に用いるフラックス組成物について説明する。本実施形態に用いるフラックス組成物は、はんだ組成物におけるはんだ粉末以外の成分であり、(A)ロジン系樹脂、(B)活性剤および(C)溶剤を含有するものである。
[Flux composition]
First, the flux composition used in this embodiment will be described. The flux composition used in this embodiment is a component other than the solder powder in the solder composition, and contains (A) a rosin-based resin, (B) an activator, and (C) a solvent.

[(A)成分]
本実施形態に用いる(A)ロジン系樹脂としては、ロジン類およびロジン系変性樹脂が挙げられる。ロジン類としては、ガムロジン、ウッドロジンおよびトール油ロジンなどが挙げられる。ロジン系変性樹脂としては、不均化ロジン、重合ロジン、水素添加ロジンおよびこれらの誘導体などが挙げられる。水素添加ロジンとしては、完全水添ロジン、部分水添ロジン、並びに、不飽和有機酸((メタ)アクリル酸などの脂肪族の不飽和一塩基酸、フマル酸、マレイン酸などのα,β−不飽和カルボン酸などの脂肪族不飽和二塩基酸、桂皮酸などの芳香族環を有する不飽和カルボン酸など)の変性ロジンである不飽和有機酸変性ロジンの水素添加物(「水添酸変性ロジン」ともいう)などが挙げられる。これらのロジン系樹脂は1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
[(A) component]
Examples of the (A) rosin-based resin used in the present embodiment include rosins and rosin-based modified resins. Examples of rosins include gum rosin, wood rosin and tall oil rosin. Examples of the rosin-based modified resin include disproportionated rosins, polymerized rosins, hydrogenated rosins and derivatives thereof. Hydrogenated rosins include fully hydrogenated rosins, partially hydrogenated rosins, and aliphatic unsaturated monobasic acids such as unsaturated organic acids ((meth) acrylic acid, and α, β- such as fumaric acid and maleic acid. Hydrogenated additive of unsaturated organic acid-modified rosin, which is a modified rosin of aliphatic unsaturated dibasic acid such as unsaturated carboxylic acid, unsaturated carboxylic acid having an aromatic ring such as cinnamic acid, etc. Also called "rosin"). One of these rosin-based resins may be used alone, or two or more thereof may be mixed and used.

(A)成分の配合量は、フラックス組成物100質量%に対して、20質量%以上70質量%以下であることが好ましく、30質量%以上60質量%以下であることがより好ましい。(A)成分の配合量が前記下限以上であれば、はんだ付ランドの銅箔面の酸化を防止してその表面に溶融はんだを濡れやすくする、いわゆるはんだ付け性を向上でき、はんだボールを十分に抑制できる。また、(A)成分の配合量が前記上限以下であれば、フラックス残さ量を十分に抑制できる。 The blending amount of the component (A) is preferably 20% by mass or more and 70% by mass or less, and more preferably 30% by mass or more and 60% by mass or less with respect to 100% by mass of the flux composition. When the blending amount of the component (A) is equal to or higher than the above lower limit, it is possible to improve the so-called solderability, which prevents oxidation of the copper foil surface of the soldered land and makes it easier for the molten solder to get wet on the surface, and the solder ball is sufficiently used. Can be suppressed. Further, when the blending amount of the component (A) is not more than the above upper limit, the amount of flux residue can be sufficiently suppressed.

[(B)成分]
本実施形態に用いる(B)活性剤は、(B1)置換または無置換のアルキレン基を有し、炭素数が3〜10のジカルボン酸を含有する。この(B1)成分は、ボイドの発生要因になりにくい。一方で、1分子中の炭素数が11を超えると、有機酸自体が、ボイドの発生要因となってしまう。
(B1)成分において、アルキレン基の置換基は、炭化水素基であることが好ましく、アルキル基、またはフェニル基であることがより好ましい。また、置換基とアルキレン基とにより、環状構造を形成していてもよい。環状構造としては、例えば、シクロペンタン環、シクロヘキサン環、およびシクロヘキセン環などが挙げられる。
[(B) component]
The (B) activator used in this embodiment has a (B1) substituted or unsubstituted alkylene group and contains a dicarboxylic acid having 3 to 10 carbon atoms. This (B1) component is unlikely to be a factor in generating voids. On the other hand, when the number of carbon atoms in one molecule exceeds 11, the organic acid itself becomes a factor for generating voids.
In the component (B1), the substituent of the alkylene group is preferably a hydrocarbon group, more preferably an alkyl group or a phenyl group. Further, a cyclic structure may be formed by the substituent and the alkylene group. Examples of the cyclic structure include a cyclopentane ring, a cyclohexane ring, and a cyclohexene ring.

(B1)成分としては、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、フェニルマロン酸、フェニルコハク酸、シクロペンタンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、およびシクロヘキセンジカルボン酸などが挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
(B1)成分の配合量は、ボイドおよび活性作用の観点から、フラックス組成物100質量%に対して、0.5質量%以上7質量%以下であることが好ましく、1質量%以上5質量%以下であることがより好ましく、1.5質量%以上3質量%以下であることが特に好ましい。
The components (B1) include malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelli acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, phenylmalonic acid, phenylsuccinic acid, cyclopentanedicarboxylic acid, cyclohexanedicarboxylic acid, and cyclohexene. Examples include dicarboxylic acid. One of these may be used alone, or two or more thereof may be mixed and used.
The blending amount of the component (B1) is preferably 0.5% by mass or more and 7% by mass or less with respect to 100% by mass of the flux composition from the viewpoint of voids and active action, and is 1% by mass or more and 5% by mass or less. It is more preferably 1.5% by mass or more and 3% by mass or less.

本実施形態において、(B)成分は、(B2)ダイマー酸をさらに含有してもよい。この(B2)成分により、はんだ粉末の再酸化を防止できる傾向があるために、他の活性剤の作用を相乗的に高めることができる。また、(B2)成分は、ボイドの発生要因になりにくい。
(B2)成分は、不飽和脂肪酸の重合によって生成されるダイマー酸であることが好ましい。この不飽和脂肪酸の炭素数は、特に限定されないが、8以上22以下であることが好ましく、12以上18以下であることがより好ましく、18であることが特に好ましい。また、ダイマー酸は、二塩基酸を主成分(50質量%以上)とするものであればよく、一塩基酸または三塩基酸を含有していてもよい。
本実施形態においては、チップ脇ボールおよびボイドの抑制の観点から、(B1)成分および(B2)成分以外の有機酸を用いないことが好ましい。
(B2)成分の配合量は、ボイドおよび活性作用の観点から、フラックス組成物100質量%に対して、1質量%以上20質量%以下であることが好ましく、3質量%以上15質量%以下であることがより好ましく、5質量%以上10質量%以下であることが特に好ましい。
In the present embodiment, the component (B) may further contain (B2) dimer acid. Since this component (B2) tends to prevent the reoxidation of the solder powder, the action of other activators can be synergistically enhanced. In addition, the component (B2) is unlikely to be a factor in generating voids.
The component (B2) is preferably a dimer acid produced by the polymerization of unsaturated fatty acids. The carbon number of this unsaturated fatty acid is not particularly limited, but is preferably 8 or more and 22 or less, more preferably 12 or more and 18 or less, and particularly preferably 18. Further, the dimer acid may be any as long as it contains a dibasic acid as a main component (50% by mass or more), and may contain a monobasic acid or a tribasic acid.
In the present embodiment, it is preferable not to use an organic acid other than the component (B1) and the component (B2) from the viewpoint of suppressing the ball and voids on the side of the chip.
The blending amount of the component (B2) is preferably 1% by mass or more and 20% by mass or less, preferably 3% by mass or more and 15% by mass or less, based on 100% by mass of the flux composition from the viewpoint of voids and active action. It is more preferable that there is, and it is particularly preferable that it is 5% by mass or more and 10% by mass or less.

(B)成分は、本発明の課題を達成できる範囲において、(B1)成分および(B2)成分以外に、その他の活性剤((B3)ハロゲン系活性剤、(B4)アミン系活性剤、および(B5)ホスホニトリル酸フェニルエステルなど)をさらに含有してもよい。なお、(B1)成分および(B2)成分の合計配合量は、ボイドおよび活性作用の観点から、(B)成分100質量%に対して、90質量%以上であることが好ましく、95質量%以上であることがより好ましい。 In addition to the components (B1) and (B2), the component (B) contains other activators ((B3) halogen-based activator, (B4) amine-based activator, and so on, as long as the object of the present invention can be achieved. (B5) Phenylnitrile acid phenyl ester, etc.) may be further contained. The total amount of the component (B1) and the component (B2) to be blended is preferably 90% by mass or more, preferably 95% by mass or more, based on 100% by mass of the component (B) from the viewpoint of voids and active action. Is more preferable.

(B3)成分としては、塩素化物、臭素化物、フッ化物のように塩素、臭素、フッ素の各単独元素の共有結合による化合物でもよいが、塩素、臭素およびフッ素の任意の2つまたは全部のそれぞれの共有結合を有する化合物でもよい。これらの化合物は、水性溶媒に対する溶解性を向上させるために、例えばハロゲン化アルコールやハロゲン化カルボキシル化合物のように水酸基やカルボキシル基などの極性基を有することが好ましい。ハロゲン化アルコールとしては、例えば、臭素化アルコール(2,3−ジブロモプロパノール、
2,3−ジブロモブタンジオール、トランス−2,3−ジブロモ−2−ブテン−1,4−ジオール、1,4−ジブロモ−2−ブタノール、およびトリブロモネオペンチルアルコールなど)、塩素化アルコール(1,3−ジクロロ−2−プロパノール、および1,4−ジクロロ−2−ブタノールなど)、フッ素化アルコール(3−フルオロカテコールなど)、並びに、その他これらに類する化合物が挙げられる。ハロゲン化カルボキシル化合物としては、ヨウ化カルボキシル化合物(2−ヨード安息香酸、3−ヨード安息香酸、2−ヨードプロピオン酸、5−ヨードサリチル酸、および5−ヨードアントラニル酸など)、塩化カルボキシル化合物(2−クロロ安息香酸、および3−クロロプロピオン酸など)、臭素化カルボキシル化合物(2,3−ジブロモプロピオン酸、2,3−ジブロモコハク酸、および2−ブロモ安息香酸など)、並びに、その他これらに類する化合物が挙げられる。なお、これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
The component (B3) may be a compound formed by covalent bonds of each single element of chlorine, bromine, and fluorine, such as chlorinated, bromine, and fluoride, but any two or all of chlorine, bromine, and fluorine can be used. It may be a compound having a covalent bond of. These compounds preferably have a polar group such as a hydroxyl group or a carboxyl group, such as a halogenated alcohol or a halogenated carboxyl compound, in order to improve the solubility in an aqueous solvent. Examples of the halogenated alcohol include brominated alcohol (2,3-dibromopropanol,
2,3-Dibromobutanediol, trans-2,3-dibromo-2-butene-1,4-diol, 1,4-dibromo-2-butanol, tribromoneopentyl alcohol, etc.), chlorinated alcohol (1) , 3-Dichloro-2-propanol, and 1,4-dichloro-2-butanol, etc.), fluorinated alcohols (3-fluorocatechol, etc.), and other similar compounds. The carboxylated carboxyl compounds include carboxyl compounds iodide (2-iodobenzoic acid, 3-iodobenzoic acid, 2-iodopropionic acid, 5-iodosalicylic acid, and 5-iodoanthranyl acid, etc.), and carboxyl chloride compounds (2-). Chlorobenzoic acid and 3-chloropropionic acid, etc.), brominated carboxyl compounds (2,3-dibromopropionic acid, 2,3-dibromosuccinic acid, and 2-bromobenzoic acid, etc.), and other similar compounds. Can be mentioned. In addition, these may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types in mixture.

(B4)成分としては、アミン類(エチレンジアミンなどのポリアミンなど)、アミン塩類(トリメチロールアミン、シクロヘキシルアミン、およびジエチルアミンなどのアミンやアミノアルコールなどの有機酸塩や無機酸塩(塩酸、硫酸、および臭化水素酸など))、アミノ酸類(L−ヒスチジン、グリシン、アラニン、アスパラギン酸、グルタミン酸、およびバリンなど)、アミド系化合物、およびイミダゾール系化合物などが挙げられる。具体的には、ジフェニルグアニジン臭化水素酸塩、シクロヘキシルアミン臭化水素酸塩、ジエチルアミン塩(塩酸塩、コハク酸塩、アジピン酸塩、およびセバシン酸塩など)、トリエタノールアミン、モノエタノールアミン、並びに、これらのアミンの臭化水素酸塩などが挙げられる。これらの中でも、ボイドの発生要因になりにくいという観点から、アラニンまたはL−ヒスチジンを用いることが好ましい。また、これらと(B1)成分とを併用することがより好ましい。
(B5)成分としては、伏見製薬所社製の「ラビトルFP−110」などが挙げられる。(B5)成分は、ボイドの発生要因になりにくい。また、(B5)成分と(B1)成分とを併用することがより好ましい。
The components (B4) include amines (polyamines such as ethylenediamine), amine salts (amines such as trimethylolamine, cyclohexylamine, and diethylamine, and organic acid salts and inorganic acid salts such as aminoalcohol (hydrochloride, sulfuric acid, and). Hydrobromic acid, etc.)), amino acids (L-histidine, glycine, alanine, aspartic acid, glutamate, and valine, etc.), amide compounds, imidazole compounds, and the like. Specifically, diphenylguanidine hydrobromide, cyclohexylamine hydrobromide, diethylamine salts (such as hydrochloride, succinate, adipate, and sebasinate), triethanolamine, monoethanolamine, In addition, hydrobromide salts of these amines and the like can be mentioned. Among these, it is preferable to use alanine or L-histidine from the viewpoint that it is unlikely to cause voids. Further, it is more preferable to use these in combination with the component (B1).
Examples of the component (B5) include "Ravitor FP-110" manufactured by Fushimi Pharmaceutical Co., Ltd. The component (B5) is unlikely to be a factor in generating voids. Further, it is more preferable to use the component (B5) and the component (B1) in combination.

(B)成分の配合量としては、フラックス組成物100質量%に対して、1質量%以上25質量%以下であることが好ましく、2質量%以上20質量%以下であることがより好ましく、3質量%以上15質量%以下であることが特に好ましい。(B)成分の配合量が前記下限未満では、はんだボールが生じやすくなる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、フラックス組成物の絶縁性が低下する傾向にある。 The blending amount of the component (B) is preferably 1% by mass or more and 25% by mass or less, more preferably 2% by mass or more and 20% by mass or less, based on 100% by mass of the flux composition. It is particularly preferable that it is by mass% or more and 15% by mass or less. If the blending amount of the component (B) is less than the lower limit, solder balls tend to be generated, while if it exceeds the upper limit, the insulating property of the flux composition tends to decrease.

[(C)成分]
本実施形態に用いる(C)溶剤は、(C1)沸点が220℃以上250℃以下である、ジオール、または、ジオールのジアセテートを含有することが必要である。(C1)成分により、ボイドの発生を抑制できる。
なお、(C1)成分の沸点が220℃未満である場合、および、(C1)成分の沸点が250℃超である場合には、ボイドの発生を十分に抑制できない。なお、本明細書において、沸点とは、1013hPaにおける沸点のことをいう。また、ボイドの観点から、(C1)成分の沸点は、220℃以上240℃以下であることが好ましく、225℃以上235℃以下であることがさらに好ましく、230℃以上235℃以下であることが特に好ましい。
[(C) component]
The solvent (C) used in the present embodiment needs to contain diol or diacetate of diol having a boiling point (C1) of 220 ° C. or higher and 250 ° C. or lower. The component (C1) can suppress the generation of voids.
When the boiling point of the component (C1) is less than 220 ° C. and when the boiling point of the component (C1) is more than 250 ° C., the generation of voids cannot be sufficiently suppressed. In the present specification, the boiling point means the boiling point at 1013 hPa. From the viewpoint of voids, the boiling point of the component (C1) is preferably 220 ° C. or higher and 240 ° C. or lower, more preferably 225 ° C. or higher and 235 ° C. or lower, and preferably 230 ° C. or higher and 235 ° C. or lower. Especially preferable.

(C1)成分としては、1,4−ブタンジオール(沸点:230℃)、1,5−ペンタンジオール(沸点:240℃)、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール(沸点:242℃)、1,2−ヘキサンジオール(沸点:223℃)、ジプロピレングリコール(沸点:230℃)、1,4−ブタンジオールジアセテート(沸点:232℃)、および1,3−ブチレンジオールジアセテート(沸点:232℃)などが挙げられる。これらの中でも、溶剤の融点の観点から、1,4−ブタンジオール、1,3−ブチレンジオールジアセテートがより好ましい。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。 As the component (C1), 1,4-butanediol (boiling point: 230 ° C.), 1,5-pentanediol (boiling point: 240 ° C.), 2-ethyl-1,3-hexanediol (boiling point: 242 ° C.), 1,2-Hexanediol (boiling point: 223 ° C), dipropylene glycol (boiling point: 230 ° C), 1,4-butanediol diacetate (boiling point: 232 ° C), and 1,3-butylenediol diacetate (boiling point: 230 ° C). 232 ° C.) and the like. Among these, 1,4-butanediol and 1,3-butylenediol diacetate are more preferable from the viewpoint of the melting point of the solvent. One of these may be used alone, or two or more thereof may be mixed and used.

(C)成分は、本発明の目的を達成できる範囲内において、(C1)成分以外の溶剤((C2)成分)を含有していてもよい。
(C2)成分としては、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル(DEH)、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、α,β,γ−ターピネオール、ベンジルグリコール、ジエチレングリコールモノ2−エチルヘキシルエーテル、トリプロピレングリコール、ジエチレングリコールモノベンジルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノ2−エチルヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートおよび2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオールなどが挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
The component (C) may contain a solvent (component (C2)) other than the component (C1) as long as the object of the present invention can be achieved.
As the component (C2), diethylene glycol monohexyl ether (DEH), diethylene glycol monobutyl ether, α, β, γ-turpineol, benzyl glycol, diethylene glycol mono2-ethylhexyl ether, tripropylene glycol, diethylene glycol monobenzyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, Examples thereof include tripropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol mono2-ethylhexyl ether, diethylene glycol monoethyl ether acetate and 2,2-dimethyl-1,3-propanediol. One of these may be used alone, or two or more thereof may be mixed and used.

(C2)成分を用いる場合、(C2)成分の(C)成分に対する質量比((C2)/(C))は、ボイドの抑制と印刷性とのバランスの観点から、1/15以上1/1以下であることが好ましく、1/10以上1/2以下であることがより好ましく、1/5以上1/3以下であることが特に好ましい。 When the component (C2) is used, the mass ratio of the component (C2) to the component (C) ((C2) / (C)) is 1/15 or more 1 / from the viewpoint of the balance between void suppression and printability. It is preferably 1 or less, more preferably 1/10 or more and 1/2 or less, and particularly preferably 1/5 or more and 1/3 or less.

(C)成分の配合量は、フラックス組成物100質量%に対して、20質量%以上60質量%以下であることが好ましく、25質量%以上50質量%以下であることがより好ましく、30質量%以上40質量%以下であることが特に好ましい。溶剤の配合量が前記範囲内であれば、得られるはんだ組成物の粘度を適正な範囲に適宜調整できる。 The blending amount of the component (C) is preferably 20% by mass or more and 60% by mass or less, more preferably 25% by mass or more and 50% by mass or less, and 30% by mass with respect to 100% by mass of the flux composition. It is particularly preferable that it is% or more and 40% by mass or less. When the blending amount of the solvent is within the above range, the viscosity of the obtained solder composition can be appropriately adjusted within an appropriate range.

本実施形態においては、印刷性などの観点から、さらにチクソ剤を含有していてもよい。本実施形態に用いるチクソ剤としては、硬化ひまし油、アミド類、カオリン、コロイダルシリカ、有機ベントナイト、およびガラスフリットなどが挙げられる。これらのチクソ剤は1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。 In the present embodiment, a thixo agent may be further contained from the viewpoint of printability and the like. Examples of the thixo agent used in the present embodiment include cured castor oil, amides, kaolin, colloidal silica, organic bentonite, and glass frit. One of these thixogens may be used alone, or two or more thereof may be mixed and used.

チクソ剤を用いる場合、その配合量は、フラックス組成物100質量%に対して、2質量%以上20質量%以下であることが好ましく、4質量%以上12質量%以下であることがより好ましい。配合量が前記下限未満では、チクソ性が得られず、ダレが生じやすくなる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、チクソ性が高すぎて、印刷不良となりやすい傾向にある。 When a thixo agent is used, the blending amount thereof is preferably 2% by mass or more and 20% by mass or less, and more preferably 4% by mass or more and 12% by mass or less with respect to 100% by mass of the flux composition. If the blending amount is less than the lower limit, the thixo property is not obtained and dripping tends to occur. On the other hand, if the blending amount exceeds the upper limit, the tix property is too high and printing defects tend to occur.

[他の成分]
本実施形態に用いるフラックス組成物には、(A)成分、(B)成分、(C)成分およびチクソ剤の他に、必要に応じて、その他の添加剤、更には、その他の樹脂を加えることができる。その他の添加剤としては、消泡剤、酸化防止剤、改質剤、つや消し剤、および発泡剤などが挙げられる。これらの添加剤の配合量としては、フラックス組成物100質量%に対して、0.01質量%以上5質量%以下であることが好ましい。その他の樹脂としては、アクリル系樹脂などが挙げられる。
[Other ingredients]
In addition to the component (A), the component (B), the component (C) and the thixo agent, other additives and other resins are added to the flux composition used in the present embodiment, if necessary. be able to. Other additives include antifoaming agents, antioxidants, modifiers, matting agents, foaming agents and the like. The blending amount of these additives is preferably 0.01% by mass or more and 5% by mass or less with respect to 100% by mass of the flux composition. Examples of other resins include acrylic resins.

[はんだ組成物]
次に、本実施形態のはんだ組成物について説明する。本実施形態のはんだ組成物は、前述の本実施形態のフラックス組成物と、以下説明する(D)はんだ粉末とを含有するものである。
フラックス組成物の配合量は、はんだ組成物100質量%に対して、5質量%以上35質量%以下であることが好ましく、7質量%以上15質量%以下であることがより好ましく、8質量%以上12質量%以下であることが特に好ましい。フラックス組成物の配合量が5質量%未満の場合(はんだ粉末の配合量が95質量%を超える場合)には、バインダーとしてのフラックス組成物が足りないため、フラックス組成物とはんだ粉末とを混合しにくくなる傾向にあり、他方、フラックス組成物の配合量が35質量%を超える場合(はんだ粉末の配合量が65質量%未満の場合)には、得られるはんだ組成物を用いた場合に、十分なはんだ接合を形成できにくくなる傾向にある。
[Solder composition]
Next, the solder composition of the present embodiment will be described. The solder composition of the present embodiment contains the flux composition of the present embodiment described above and the solder powder (D) described below.
The blending amount of the flux composition is preferably 5% by mass or more and 35% by mass or less, more preferably 7% by mass or more and 15% by mass or less, and 8% by mass with respect to 100% by mass of the solder composition. It is particularly preferable that the content is 12% by mass or less. When the blending amount of the flux composition is less than 5% by mass (when the blending amount of the solder powder exceeds 95% by mass), the flux composition as a binder is insufficient, so the flux composition and the solder powder are mixed. On the other hand, when the blending amount of the flux composition exceeds 35% by mass (when the blending amount of the solder powder is less than 65% by mass), when the obtained solder composition is used, It tends to be difficult to form a sufficient solder joint.

[(D)成分]
本実施形態に用いる(D)はんだ粉末は、融点が200℃以上250℃以下であるはんだ粉末である。本実施形態においては、融点が200℃以上250℃以下のはんだ粉末を使用する前提で、(C1)成分の沸点を規定している。
このはんだ粉末におけるはんだ合金としては、スズ(Sn)を主成分とする合金が好ましい。また、この合金の第二元素としては、銀(Ag)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、ビスマス(Bi)、インジウム(In)およびアンチモン(Sb)などが挙げられる。さらに、この合金には、必要に応じて他の元素(第三元素以降)を添加してもよい。他の元素としては、銅、銀、ビスマス、インジウム、アンチモン、およびアルミニウム(Al)などが挙げられる。
ここで、鉛フリーはんだ粉末とは、鉛を添加しないはんだ金属または合金の粉末のことをいう。ただし、鉛フリーはんだ粉末中に、不可避的不純物として鉛が存在することは許容されるが、この場合に、鉛の量は、300質量ppm以下であることが好ましい。
[(D) component]
The solder powder (D) used in this embodiment is a solder powder having a melting point of 200 ° C. or higher and 250 ° C. or lower. In this embodiment, the boiling point of the component (C1) is defined on the premise that a solder powder having a melting point of 200 ° C. or higher and 250 ° C. or lower is used.
As the solder alloy in this solder powder, an alloy containing tin (Sn) as a main component is preferable. Examples of the second element of this alloy include silver (Ag), copper (Cu), zinc (Zn), bismuth (Bi), indium (In) and antimony (Sb). Further, other elements (third element and later) may be added to this alloy as needed. Other elements include copper, silver, bismuth, indium, antimony, aluminum (Al) and the like.
Here, the lead-free solder powder refers to a solder metal or alloy powder to which lead is not added. However, it is permissible for lead to be present as an unavoidable impurity in the lead-free solder powder, but in this case, the amount of lead is preferably 300 mass ppm or less.

鉛フリーはんだ粉末におけるはんだ合金としては、具体的には、Sn−Ag系、およびSn−Ag−Cu系などが挙げられる。これらの中でも、はんだ接合の強度の観点から、Sn−Ag−Cu系のはんだ合金が好ましく用いられている。そして、Sn−Ag−Cu系のはんだの融点は、通常200℃以上250℃以下(好ましくは、200℃以上240℃以下)である。なお、Sn−Ag−Cu系のはんだの中でも、銀含有量が低い系統のはんだの融点は、210℃以上250℃以下(好ましくは、220℃以上240℃以下)である。 Specific examples of the solder alloy in the lead-free solder powder include Sn-Ag type and Sn-Ag-Cu type. Among these, Sn-Ag-Cu based solder alloys are preferably used from the viewpoint of the strength of the solder joint. The melting point of the Sn—Ag—Cu-based solder is usually 200 ° C. or higher and 250 ° C. or lower (preferably 200 ° C. or higher and 240 ° C. or lower). Among the Sn—Ag—Cu type solders, the solder having a low silver content has a melting point of 210 ° C. or higher and 250 ° C. or lower (preferably 220 ° C. or higher and 240 ° C. or lower).

(D)成分の平均粒子径は、通常1μm以上40μm以下であるが、はんだ付けパッドのピッチが狭い電子基板にも対応するという観点から、1μm以上35μm以下であることがより好ましく、2μm以上30μm以下であることがさらにより好ましく、3μm以上20μm以下であることが特に好ましい。なお、平均粒子径は、動的光散乱式の粒子径測定装置により測定できる。 The average particle size of the component (D) is usually 1 μm or more and 40 μm or less, but it is more preferably 1 μm or more and 35 μm or less from the viewpoint of supporting an electronic substrate having a narrow solder pad pitch, and 2 μm or more and 30 μm. It is even more preferably 3 μm or more and 20 μm or less. The average particle size can be measured by a dynamic light scattering type particle size measuring device.

[はんだ組成物の製造方法]
本実施形態のはんだ組成物は、上記説明したフラックス組成物と上記説明した(D)はんだ粉末とを上記所定の割合で配合し、撹拌混合することで製造できる。
[Manufacturing method of solder composition]
The solder composition of the present embodiment can be produced by blending the flux composition described above and the solder powder (D) described above in the above-mentioned predetermined ratios and stirring and mixing them.

[電子基板]
次に、本実施形態の電子基板について説明する。本実施形態の電子基板は、以上説明したはんだ組成物を用いたはんだ付け部を備えることを特徴とするものである。本発明の電子基板は、前記はんだ組成物を用いて電子部品を電子基板(プリント配線基板など)に実装することで製造できる。
前述した本実施形態のはんだ組成物は、はんだ組成物の印刷面積が広い場合でも、大きな径のボイドを十分に抑制できる。そのため、電子部品としては、電極端子の面積が広い電子部品(例えば、QFN、パワートランジスタ)を用いてもよい。また、はんだ組成物の印刷面積は、例えば、20mm以上であってもよく、30mm以上であってもよく、40mm以上であってもよい。なお、印刷面積は、電子部品の電極端子の面積に対応する。
ここで用いる塗布装置としては、スクリーン印刷機、メタルマスク印刷機、ディスペンサー、およびジェットディスペンサーなどが挙げられる。
また、前記塗布装置にて塗布したはんだ組成物上に電子部品を配置し、リフロー炉により所定条件にて加熱して、前記電子部品をプリント配線基板に実装するリフロー工程により、電子部品を電子基板に実装できる。
[Electronic substrate]
Next, the electronic substrate of this embodiment will be described. The electronic substrate of the present embodiment is characterized by including a soldering portion using the solder composition described above. The electronic board of the present invention can be manufactured by mounting electronic components on an electronic board (printed wiring board, etc.) using the solder composition.
The solder composition of the present embodiment described above can sufficiently suppress voids having a large diameter even when the printed area of the solder composition is large. Therefore, as the electronic component, an electronic component having a large electrode terminal area (for example, QFN, power transistor) may be used. The printed area of the solder composition may be, for example, 20 mm 2 or more, 30 mm 2 or more, or 40 mm 2 or more. The printed area corresponds to the area of the electrode terminals of the electronic component.
Examples of the coating apparatus used here include a screen printing machine, a metal mask printing machine, a dispenser, and a jet dispenser.
Further, the electronic components are placed on the solder composition coated by the coating device, heated by a reflow furnace under predetermined conditions, and the electronic components are mounted on the printed wiring board by a reflow process. Can be implemented in.

リフロー工程においては、前記はんだ組成物上に前記電子部品を配置し、リフロー炉により所定条件にて加熱する。このリフロー工程により、電子部品およびプリント配線基板の間に十分なはんだ接合を行うことができる。その結果、前記電子部品を前記プリント配線基板に実装することができる。
リフロー条件は、はんだの融点に応じて適宜設定すればよい。例えば、プリヒート温度は、140℃以上200℃以下であることが好ましく、150℃以上160℃以下であることがより好ましい。プリヒート時間は、60秒間以上120秒間以下であることが好ましい。ピーク温度は、230℃以上270℃以下であることが好ましく、240℃以上255℃以下であることがより好ましい。また、220℃以上の温度の保持時間は、20秒間以上60秒間以下であることが好ましい。
In the reflow step, the electronic component is placed on the solder composition and heated by a reflow furnace under predetermined conditions. By this reflow process, sufficient solder bonding can be performed between the electronic component and the printed wiring board. As a result, the electronic component can be mounted on the printed wiring board.
The reflow conditions may be appropriately set according to the melting point of the solder. For example, the preheat temperature is preferably 140 ° C. or higher and 200 ° C. or lower, and more preferably 150 ° C. or higher and 160 ° C. or lower. The preheat time is preferably 60 seconds or more and 120 seconds or less. The peak temperature is preferably 230 ° C. or higher and 270 ° C. or lower, and more preferably 240 ° C. or higher and 255 ° C. or lower. The holding time of the temperature of 220 ° C. or higher is preferably 20 seconds or longer and 60 seconds or shorter.

また、本実施形態のはんだ組成物および電子基板は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良などは本発明に含まれるものである。
例えば、前記電子基板では、リフロー工程により、プリント配線基板と電子部品とを接着しているが、これに限定されない。例えば、リフロー工程に代えて、レーザー光を用いてはんだ組成物を加熱する工程(レーザー加熱工程)により、プリント配線基板と電子部品とを接着してもよい。この場合、レーザー光源としては、特に限定されず、金属の吸収帯に合わせた波長に応じて適宜採用できる。レーザー光源としては、例えば、固体レーザー(ルビー、ガラス、YAGなど)、半導体レーザー(GaAs、およびInGaAsPなど)、液体レーザー(色素など)、並びに、気体レーザー(He−Ne、Ar、CO、およびエキシマーなど)が挙げられる。
Further, the solder composition and the electronic substrate of the present embodiment are not limited to the above-described embodiment, and modifications and improvements within the range in which the object of the present invention can be achieved are included in the present invention.
For example, in the electronic board, the printed wiring board and the electronic component are bonded by a reflow process, but the present invention is not limited to this. For example, instead of the reflow step, the printed wiring board and the electronic component may be adhered by a step of heating the solder composition using laser light (laser heating step). In this case, the laser light source is not particularly limited, and can be appropriately adopted according to the wavelength matched to the absorption band of the metal. Laser light sources include, for example, solid-state lasers (ruby, glass, YAG, etc.), semiconductor lasers (GaAs, and InGaAsP, etc.), liquid lasers (dye, etc.), and gas lasers (He-Ne, Ar, CO 2 , and so on). Eximer etc.).

次に、本発明を実施例および比較例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。なお、実施例および比較例にて用いた材料を以下に示す。
((A)成分)
ロジン系樹脂:水添酸変性ロジン、商品名「パインクリスタルKE−604」、荒川化学工業社製
((B1)成分)
有機酸A:アジピン酸、東京化成社製
有機酸B:コハク酸、東京化成社製
有機酸C:フェニルコハク酸、東京化成社製
有機酸D:スベリン酸、東京化成社製
有機酸E:アゼライン酸、東京化成社製
有機酸F:セバシン酸、東京化成社製
有機酸G:マロン酸、東京化成社製
有機酸H:1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、東京化成社製
有機酸I:cis−4−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸、東京化成社製
((B2)成分)
有機酸J:ダイマー酸、商品名「UNIDYME14」、エア・ブラウン社製
((B3)成分)
ハロゲン系活性剤:トランス−2,3−ジブロモ−2−ブテン−1,4−ジオール(TDBD)
((B4)成分)
アミン系活性剤A:アラニン、東京化成社製
アミン系活性剤B:L−ヒスチジン、東京化成社製
((B5)成分)
ホスホニトリル酸フェニルエステル:商品名「ラビトルFP−110」、伏見製薬所社製
((C1)成分)
溶剤A:ジプロピレングリコール(沸点:230℃)、東京化成社製
溶剤B:1,2−ヘキサンジオール(沸点:223℃)、大阪有機化学工業社製
溶剤C:1,4−ブタンジオール(沸点:230℃)、東京化成社製
溶剤D:1,5−ペンタンジオール(沸点:240℃)、東京化成社製溶剤E:2−エチル−1,3−ヘキサンジオール(沸点:242℃)、日本乳化剤社製
溶剤F:1,3−ブチレンジオールジアセテート(沸点:232℃)、ダイセル化学社製溶剤G:1,4−ブタンジオールジアセテート(沸点:232℃)、商品名「CELTOL 1,4−BDDA」、ダイセル化学社製
((C2)成分)
溶剤H:1,3−ブタンジオール(沸点:203℃)
溶剤I:2,4−ジエチル−1,5−ペンタンジオール(沸点:300℃)、商品名「キョーワジオールPD−9」、KHネオケム社製
溶剤J:プロピレングリコールジアセテート(沸点:190℃)
溶剤K:1,6−ヘキサンジオールジアセテート(沸点:260℃)
溶剤L:1−(2−ブトキシ−1−メチルエトキシ)プロパン−2−オール(沸点:230℃)、ダウ・ケミカル社製
溶剤M:ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル(DEH)(沸点:258℃)
((D)成分)
はんだ粉末:合金組成はSn−3.0Ag−0.5Cu、粒子径分布は20〜38μm、はんだ融点は217〜220℃
(他の成分)
有機酸K:エイコサン二酸、東京化成社製
チクソ剤:商品名「スリパックスH」、日本化成社製
酸化防止剤:商品名「イルガノックス245」、BASF社製
Next, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these examples. The materials used in Examples and Comparative Examples are shown below.
(Ingredient (A))
Rosin-based resin: Hydrogenated acid-modified rosin, trade name "Pine Crystal KE-604", manufactured by Arakawa Chemical Industry Co., Ltd. ((B1) component)
Organic Acid A: Adipic Acid, Tokyo Kasei Co., Ltd. Organic Acid B: Succinic Acid, Tokyo Kasei Co., Ltd. Organic Acid C: Phenylsuccinic Acid, Tokyo Kasei Co., Ltd. Organic Acid D: Suberic Acid, Tokyo Kasei Co., Ltd. Organic Acid E: Azeline Acid, Tokyo Kasei's organic acid F: sebacic acid, Tokyo Kasei's organic acid G: malonic acid, Tokyo Kasei's organic acid H: 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, Tokyo Kasei's organic acid I: cis- 4-Cyclohexene-1,2-dicarboxylic acid, manufactured by Tokyo Kasei Co., Ltd. ((B2) component)
Organic acid J: Dimer acid, trade name "UNIDYME14", manufactured by Air Brown ((B3) component)
Halogen activator: trans-2,3-dibromo-2-butene-1,4-diol (TDBD)
((B4) component)
Amine-based activator A: Alanine, manufactured by Tokyo Kasei Co., Ltd. Amine-based activator B: L-histidine, manufactured by Tokyo Kasei Co., Ltd. ((B5) component)
Phenyl nitrile acid phenyl ester: trade name "Ravitor FP-110", manufactured by Fushimi Pharmaceutical Co., Ltd. ((C1) component)
Solvent A: Dipropylene glycol (boiling point: 230 ° C), Tokyo Kasei Co., Ltd. Solvent B: 1,2-hexanediol (boiling point: 223 ° C.), Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd. Solvent C: 1,4-butanediol (boiling point) : 230 ° C), Tokyo Kasei Co., Ltd. solvent D: 1,5-pentanediol (boiling point: 240 ° C.), Tokyo Kasei Co., Ltd. solvent E: 2-ethyl-1,3-hexanediol (boiling point: 242 ° C.), Japan Solvent F: 1,3-butylenediol diacetate (boiling point: 232 ° C.) manufactured by Emulsifier, solvent G: 1,4-butanediol diacetate (boiling point: 232 ° C.) manufactured by Daicel Chemical Co., Ltd., trade name "CELTOL 1,4" -BDDA ", manufactured by Daicel Chemical Co., Ltd. ((C2) component)
Solvent H: 1,3-butanediol (boiling point: 203 ° C)
Solvent I: 2,4-diethyl-1,5-pentanediol (boiling point: 300 ° C.), trade name "Kyowadiol PD-9", KH Neochem solvent J: propylene glycol diacetate (boiling point: 190 ° C.)
Solvent K: 1,6-hexanediol diacetate (boiling point: 260 ° C)
Solvent L: 1- (2-butoxy-1-methylethoxy) propan-2-ol (boiling point: 230 ° C.), Dow Chemicals solvent M: diethylene glycol monohexyl ether (DEH) (boiling point: 258 ° C.)
(Component (D))
Solder powder: Alloy composition is Sn-3.0Ag-0.5Cu, particle size distribution is 20 to 38 μm, solder melting point is 217 to 220 ° C.
(Other ingredients)
Organic Acid K: Eikosan Diacid, Tixed Agent manufactured by Tokyo Kasei Co., Ltd .: Product name "Slipax H", Antioxidant manufactured by Nippon Kasei Co., Ltd .: Product name "Irganox 245", manufactured by BASF

[実施例1]
ロジン系樹脂46質量%、有機酸A2質量%、有機酸J8.5質量%、ハロゲン系活性剤0.5質量%、溶剤A35質量%、チクソ剤6質量%および酸化防止剤2質量%を容器に投入し、プラネタリーミキサーを用いて混合してフラックス組成物を得た。
その後、得られたフラックス組成物11質量%およびはんだ粉末89質量%(合計で100質量%)を容器に投入し、プラネタリーミキサーにて混合することではんだ組成物を調製した。
[Example 1]
A container containing 46% by mass of rosin-based resin, 2% by mass of organic acid A, 8.5% by mass of organic acid J, 0.5% by mass of halogen-based activator, 35% by mass of solvent A, 6% by mass of tinx agent and 2% by mass of antioxidant. And mixed using a planetary mixer to obtain a flux composition.
Then, 11% by mass of the obtained flux composition and 89% by mass of the solder powder (100% by mass in total) were put into a container and mixed with a planetary mixer to prepare a solder composition.

[実施例2〜10]
表1に示す組成に従い各材料を配合した以外は実施例1と同様にして、はんだ組成物を得た。
[Examples 2 to 10]
A solder composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that each material was blended according to the composition shown in Table 1.

[実施例11〜20]
表2に示す組成に従い各材料を配合した以外は実施例1と同様にして、はんだ組成物を得た。
[Examples 11 to 20]
A solder composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that each material was blended according to the composition shown in Table 2.

[比較例1〜7]
表3に示す組成に従い各材料を配合した以外は実施例1と同様にして、はんだ組成物を得た。
[Comparative Examples 1 to 7]
A solder composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that each material was blended according to the composition shown in Table 3.

<はんだ組成物の評価>
はんだ組成物の評価(QFNボイド、パワートランジスタ部品ボイド、印刷揮発性)を以下のような方法で行った。得られた結果を表1〜表3に示す。
なお、以下のような方法において、評価用基板は、次の方法で作成した。
すなわち、チップ部品(1608チップ(大きさ:1.6mm×0.8mm)および1005チップ(大きさ:1.6mm×0.8mm)、QFP部品、QFN部品、BGA部品)を搭載できる基板(タムラ製作所社製の「SP−TDC」)に、120μm厚のメタルマスクを使用して、はんだ組成物を印刷し、QFN部品、およびパワートランジスタ部品を搭載し、下記リフロー条件A〜Cのいずれかの条件にて、リフロー炉(タムラ製作所社製)で、はんだ組成物を溶解させて、はんだ付けを行って、評価用基板を得た。
また、リフロー条件AおよびBについては、以下の通りである。
(i)リフロー条件A
プリヒート温度が150〜180℃(約80秒間)であり、温度220℃以上の時間が約50秒間であり、ピーク温度が250℃である。
(ii)リフロー条件B
プリヒート温度が150〜180℃(約80秒間)であり、温度220℃以上の時間が約50秒間であり、ピーク温度が235℃である。
(iii)リフロー条件C
プリヒート温度が150〜180℃(約80秒間)であり、温度220℃以上の時間が約50秒間であり、ピーク温度が245℃である。
(1)QFNボイド
リフロー条件AおよびBで得られた評価用基板のそれぞれについて、QFN部品(大きさ:8mm×8mm、厚み:0.75mm)の搭載部分をX線検査装置(「NLX−5000」、NAGOYA ELECTRIC WORKS社製)を用いて観察した。得られた画像から、ボイド率[(ボイド面積/電極面積)×100]を算出し、その平均値(n=4)をとった。そして、ボイド率に基づいて、下記の基準に従って、QFNボイドを評価した。
◎:ボイド率が、15%未満である。
○:ボイド率が、15%以上20%未満である。
△:ボイド率が、20%以上25%未満である。
×:ボイド率が、25%以上である。
(2)パワートランジスタ部品ボイド
パワートランジスタ(大きさ:5.5mm×6.5mm、厚み:2.3mm、ランド:スズめっき、ランドの面積:30mm)を実装できる電極を有する基板上に、対応するパターンを有するメタルマスクを用い、はんだ組成物を印刷した。その後、はんだ組成物上にパワートランジスタを搭載して、リフロー条件Cでリフローを行い、試験基板を作製した。得られた試験基板におけるはんだ接合部を、X線検査装置(「NLX−5000」、NAGOYA ELECTRIC WORKS社製)を用いて観察した。そして、リフロー後のパワートランジスタでのボイドを観察し、得られた画像から、ボイド率(ボイド
面積/電極面積×100)を算出し、その平均値(N=4)をとった。そしてボイド率に
基づいて、下記の基準に従って、パワートランジスタ部品ボイドを評価した。
○:ボイド率が、10%未満である。
△:ボイド率が、10%以上13%未満である。
×:ボイド率が、13%以上である。
(3)印刷揮発性
8mm×8mmの四角上のメタルマスク(厚み:0.2mm)に、得られたはんだ組成物を載せ、手刷り印刷を行い、温度25℃の雰囲気下で12時間放置し、べたつきの有無を確認した。そして、下記の基準に従って、印刷揮発性を評価した。
〇:はんだ組成物にべたつきがある。
×:はんだ組成物にべたつきがない。
<Evaluation of solder composition>
The evaluation of the solder composition (QFN void, power transistor component void, print volatility) was carried out by the following method. The obtained results are shown in Tables 1 to 3.
In the following method, the evaluation substrate was prepared by the following method.
That is, a substrate (Tamura) on which chip parts (1608 chips (size: 1.6 mm × 0.8 mm) and 1005 chips (size: 1.6 mm × 0.8 mm), QFP parts, QFN parts, BGA parts) can be mounted. A 120 μm thick metal mask is used to print a solder composition on a “SP-TDC” manufactured by Mfg. Co., Ltd., and a QFN component and a power transistor component are mounted. Under the conditions, the solder composition was melted and soldered in a reflow furnace (manufactured by Tamura Manufacturing Co., Ltd.) to obtain an evaluation substrate.
The reflow conditions A and B are as follows.
(I) Reflow condition A
The preheat temperature is 150 to 180 ° C. (about 80 seconds), the time at which the temperature is 220 ° C. or higher is about 50 seconds, and the peak temperature is 250 ° C.
(Ii) Reflow condition B
The preheat temperature is 150 to 180 ° C. (about 80 seconds), the time at which the temperature is 220 ° C. or higher is about 50 seconds, and the peak temperature is 235 ° C.
(Iii) Reflow condition C
The preheat temperature is 150 to 180 ° C. (about 80 seconds), the time at which the temperature is 220 ° C. or higher is about 50 seconds, and the peak temperature is 245 ° C.
(1) For each of the evaluation boards obtained under the QFN void reflow conditions A and B, the mounting portion of the QFN component (size: 8 mm × 8 mm, thickness: 0.75 mm) is mounted on an X-ray inspection device (“NLX-5000”). , NAGOYA ELECTRIC WORKS). From the obtained image, the void ratio [(void area / electrode area) × 100] was calculated, and the average value (n = 4) was taken. Then, based on the void ratio, the QFN void was evaluated according to the following criteria.
⊚: The void rate is less than 15%.
◯: The void rate is 15% or more and less than 20%.
Δ: The void rate is 20% or more and less than 25%.
X: The void rate is 25% or more.
(2) Power transistor parts Void power transistor (size: 5.5 mm x 6.5 mm, thickness: 2.3 mm, land: tin plating, land area: 30 mm 2 ) can be mounted on a substrate having electrodes. The solder composition was printed using a metal mask having a pattern to be used. Then, a power transistor was mounted on the solder composition, and reflow was performed under the reflow condition C to prepare a test substrate. The solder joint portion of the obtained test substrate was observed using an X-ray inspection apparatus (“NLX-5000”, manufactured by NAGOYA ELECTRIC WORKS). Then, the voids in the power transistor after reflow were observed, the void ratio (void area / electrode area × 100) was calculated from the obtained image, and the average value (N = 4) was taken. Then, based on the void ratio, the power transistor component void was evaluated according to the following criteria.
◯: The void rate is less than 10%.
Δ: The void rate is 10% or more and less than 13%.
X: The void rate is 13% or more.
(3) Printing Volatility Place the obtained solder composition on a metal mask (thickness: 0.2 mm) on a square of 8 mm x 8 mm, perform hand-print printing, and leave it for 12 hours in an atmosphere at a temperature of 25 ° C. , Checked for stickiness. Then, the print volatility was evaluated according to the following criteria.
〇: The solder composition is sticky.
X: The solder composition is not sticky.

Figure 2021154389
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Figure 2021154389
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Figure 2021154389
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表1に示す結果からも明らかなように、本発明のはんだ組成物(実施例1〜20)は、QFNボイド、パワートランジスタ部品ボイド、および印刷揮発性の全ての結果が良好であることが確認された。従って、本発明のはんだ組成物によれば、ボイドを十分に抑制できることが確認された。 As is clear from the results shown in Table 1, it was confirmed that the solder compositions of the present invention (Examples 1 to 20) had good results in all of the QFN voids, the power transistor component voids, and the print volatility. Was done. Therefore, it was confirmed that the solder composition of the present invention can sufficiently suppress voids.

本発明のはんだ組成物は、電子機器のプリント配線基板などの電子基板に電子部品を実装するための技術として好適に用いることができる。 The solder composition of the present invention can be suitably used as a technique for mounting an electronic component on an electronic board such as a printed wiring board of an electronic device.

Claims (7)

(A)ロジン系樹脂、(B)活性剤および(C)溶剤を含有するフラックス組成物と、(D)融点が200℃以上250℃以下であるはんだ粉末とを含有し、
前記(B)成分が、(B1)置換または無置換のアルキレン基を有し、炭素数が3〜10のジカルボン酸を含有し、
前記(C)成分が、(C1)沸点が220℃以上250℃以下である、ジオール、または、ジオールのジアセテートを含有する
ことを特徴とするはんだ組成物。
A flux composition containing (A) a rosin resin, (B) an activator and (C) a solvent, and (D) a solder powder having a melting point of 200 ° C. or higher and 250 ° C. or lower are contained.
The component (B) has a (B1) substituted or unsubstituted alkylene group and contains a dicarboxylic acid having 3 to 10 carbon atoms.
A solder composition, wherein the component (C) contains a diol or a diacetate of a diol having a boiling point (C1) of 220 ° C. or higher and 250 ° C. or lower.
請求項1に記載のはんだ組成物において、
前記(B1)成分が、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、フェニルマロン酸、フェニルコハク酸、シクロペンタンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、およびシクロヘキセンジカルボン酸からなる群から選択される少なくとも1種である
ことを特徴とするはんだ組成物。
In the solder composition according to claim 1,
The components (B1) are malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, phenylmalonic acid, phenylsuccinic acid, cyclopentanedicarboxylic acid, cyclohexanedicarboxylic acid, and cyclohexene. A solder composition, which is at least one selected from the group consisting of dicarboxylic acids.
請求項1または請求項2に記載のはんだ組成物において、
前記(C1)成分が、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、1,2−ヘキサンジオール、ジプロピレングリコール、1,4−ブタンジオールジアセテート、および1,3−ブチレンジオールジアセテートからなる群から選択される少なくとも1種である
ことを特徴とするはんだ組成物。
In the solder composition according to claim 1 or 2.
The component (C1) is 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 2-ethyl-1,3-hexanediol, 1,2-hexanediol, dipropylene glycol, 1,4-butanediol di. A solder composition comprising at least one selected from the group consisting of acetate and 1,3-butylenediol diacetate.
請求項1または請求項2に記載のはんだ組成物において、
前記(C1)成分の沸点が、230℃以上250℃以下である
ことを特徴とするはんだ組成物。
In the solder composition according to claim 1 or 2.
A solder composition having a boiling point of the component (C1) of 230 ° C. or higher and 250 ° C. or lower.
請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のはんだ組成物において、
前記(B)成分が、(B2)ダイマー酸をさらに含有する
ことを特徴とするはんだ組成物。
The solder composition according to any one of claims 1 to 4.
A solder composition, wherein the component (B) further contains (B2) dimer acid.
請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載のはんだ組成物において、
前記(B)成分が、アラニン、L−ヒスチジン、およびホスホニトリル酸フェニルエステルからなる群から選択される少なくとも1つをさらに含有する
ことを特徴とするはんだ組成物。
The solder composition according to any one of claims 1 to 5.
A solder composition, wherein the component (B) further contains at least one selected from the group consisting of alanine, L-histidine, and a phosphonitrile acid phenyl ester.
請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載のはんだ組成物を用いたはんだ付け部を備えることを特徴とする電子基板。 An electronic substrate comprising a soldering portion using the solder composition according to any one of claims 1 to 6.
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