JP2024001726A - Solder composition and electronic substrate - Google Patents

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JP2024001726A JP2022100577A JP2022100577A JP2024001726A JP 2024001726 A JP2024001726 A JP 2024001726A JP 2022100577 A JP2022100577 A JP 2022100577A JP 2022100577 A JP2022100577 A JP 2022100577A JP 2024001726 A JP2024001726 A JP 2024001726A
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澄怜 田中
Sumire Tanaka
大悟 市川
Daigo Ichikawa
直樹 岡田
Naoki Okada
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solder composition which is excellent in printability and sagging property when heated.
SOLUTION: A solder composition contains: a flux composition containing (A) rosin-based resin, (B) an activator and (C) a thixotropic agent; and (D) solder powders. The component (C) contains an amide compound of which a DSC curve by (C1) differential scanning calorimetry (DSC) has a plurality of endothermic peaks and at least one of the endothermic peaks falls within a range of 130°C or more and 220°C or less.
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COPYRIGHT: (C)2024,JPO&INPIT

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 a solder composition and an electronic board.

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(特許文献1参照)。このはんだ組成物では、印刷性およびはんだ付性とともに、リフロー工程でのプリヒート時におけるダレ(プリヒート時にはんだ組成物の塗布膜の形が崩れること)を抑制する性質(加熱時のダレ性)が求められる。また、近年、微小ランドへの実装が進んでいることから、加熱時のダレ性の更なる向上が求められる。しかしながら、加熱時のダレ性を向上させるために、はんだ組成物の粘度またはチクソ性を高くすると、はんだ組成物の印刷性が低下してしまう傾向にある。このように、印刷性と加熱時のダレ性を両立させることは困難である。 A solder composition is a paste-like mixture obtained by kneading solder powder with a flux composition (rosin resin, activator, solvent, etc.) (see Patent Document 1). In addition to printability and solderability, this solder composition is required to have the property of suppressing sag during preheating in the reflow process (the shape of the coating film of the solder composition collapses during preheating) (sagging resistance during heating). It will be done. Furthermore, in recent years, as mounting on micro lands has progressed, further improvement in sag resistance during heating is required. However, if the viscosity or thixotropy of the solder composition is increased in order to improve the sagging properties during heating, the printability of the solder composition tends to decrease. As described above, it is difficult to achieve both printability and sag resistance during heating.

特許第5887330号公報Patent No. 5887330

本発明は、印刷性と加熱時のダレ性の両方が優れるはんだ組成物、並びに、これを用いた電子基板を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a solder composition that is excellent in both printability and sag resistance during heating, and an electronic board using the same.

本発明によれば、以下に示すはんだ組成物および電子基板が提供される。
[1](A)ロジン系樹脂、(B)活性剤、および(C)チクソ剤を含有するフラックス組成物と、(D)はんだ粉末とを含有し、
前記(C)成分は、(C1)示差走査熱量測定(DSC)によるDSC曲線が、複数の吸熱ピークを有し、かつ、前記吸熱ピークの少なくとも1つが、130℃以上220℃以下の範囲にあるアミド化合物を含有する、
はんだ組成物。
[2][1]に記載のはんだ組成物において、
前記DSC曲線が、3つ以上の吸熱ピークを有する、
はんだ組成物。
[3][1]または[2]に記載のはんだ組成物において、
前記吸熱ピークのうち、最も高い温度にある吸熱ピークが、190℃以上220℃以下の範囲にある、
はんだ組成物。
[4][1]~[3]のいずれかに記載のはんだ組成物において、
前記吸熱ピークのうち、最も低い温度にある吸熱ピークが、120℃以上150℃以下の範囲にある、
[5][1]~[4]のいずれかに記載のはんだ組成物を用いたはんだ付け部を備える、
電子基板。
According to the present invention, the following solder composition and electronic board are provided.
[1] Contains a flux composition containing (A) a rosin resin, (B) an activator, and (C) a thixotropic agent, and (D) solder powder,
Component (C) has a DSC curve determined by (C1) differential scanning calorimetry (DSC) that has a plurality of endothermic peaks, and at least one of the endothermic peaks is in a range of 130°C or more and 220°C or less. containing an amide compound,
Solder composition.
[2] In the solder composition described in [1],
the DSC curve has three or more endothermic peaks,
Solder composition.
[3] In the solder composition according to [1] or [2],
Among the endothermic peaks, the endothermic peak at the highest temperature is in the range of 190 ° C. or more and 220 ° C. or less,
Solder composition.
[4] In the solder composition according to any one of [1] to [3],
Among the endothermic peaks, the endothermic peak at the lowest temperature is in the range of 120 ° C. or more and 150 ° C. or less,
[5] A soldered part using the solder composition according to any one of [1] to [4],
Electronic substrate.

本発明によれば、印刷性と加熱時のダレ性の両方が優れるはんだ組成物、並びに、こ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 that is excellent in both printability and sag resistance during heating, and an electronic board using the same.

調製例1で得られたアミド化合物のDSC曲線を示すグラフである。1 is a graph showing a DSC curve of an amide compound obtained in Preparation Example 1. 調製例2で得られたアミド化合物のDSC曲線を示すグラフである。2 is a graph showing a DSC curve of the amide compound obtained in Preparation Example 2. 比較例1で用いるチクソ剤AのDSC曲線を示すグラフである。1 is a graph showing a DSC curve of thixotropic agent A used in Comparative Example 1. 比較例2で用いるチクソ剤BのDSC曲線を示すグラフである。2 is a graph showing a DSC curve of thixotropic agent B used in Comparative Example 2.

本実施形態のはんだ組成物は、(A)ロジン系樹脂、(B)活性剤、および(C)チクソ剤を含有するフラックス組成物と、(D)はんだ粉末とを含有するものである。 The solder composition of this embodiment contains (A) a rosin resin, (B) an activator, and (C) a flux composition containing a thixotropic agent, and (D) solder powder.

本実施形態によれば、印刷性と加熱時のダレ性の両方が優れるはんだ組成物が得られ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、(C1)示差走査熱量測定(DSC)によるDSC曲線が、複数の吸熱ピークを有し、かつ、前記吸熱ピークの少なくとも1つが、130℃以上220℃以下の範囲にあるアミド化合物により、印刷性を維持しつつ、加熱時のダレ性を向上できるメカニズムは、次の通りであると本発明者らは推察する。
まず、(C1)アミド化合物は、はんだ組成物のチクソ性に寄与するが、アミド化合物の吸熱ピークに応じて、チクソ性への寄与度が異なっている。また、チクソ性への寄与度は、はんだ組成物の温度によっても変化する。そして、本実施形態の(C1)成分においては、比較的に低温での吸熱ピークを有するとともに、130℃以上220℃以下の範囲にある、比較的に高温での吸熱ピークを有する。この比較的に高温での吸熱ピークと、比較的に低温での吸熱ピークとにより、はんだ組成物の温度によってチクソ性への寄与度を変えている。そして、本実施形態の(C1)成分であれば、印刷時には、印刷性に優れる範囲にチクソ比を調整でき、また、加熱時には、加熱ダレに優れる範囲にチクソ比を調整できる。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。
The reason why a solder composition that is excellent in both printability and sagging property during heating is obtained according to the present embodiment is not necessarily clear, but the present inventors speculate as follows.
That is, (C1) printing is performed using an amide compound whose DSC curve obtained by differential scanning calorimetry (DSC) has a plurality of endothermic peaks, and at least one of the endothermic peaks is in the range of 130° C. or higher and 220° C. or lower. The present inventors conjecture that the mechanism by which the sagging property during heating can be improved while maintaining the properties is as follows.
First, the amide compound (C1) contributes to the thixotropy of the solder composition, but the degree of contribution to the thixotropy differs depending on the endothermic peak of the amide compound. Furthermore, the degree of contribution to thixotropy also changes depending on the temperature of the solder composition. The component (C1) of the present embodiment has an endothermic peak at a relatively low temperature and also has an endothermic peak at a relatively high temperature in the range of 130° C. or more and 220° C. or less. Due to the endothermic peak at a relatively high temperature and the endothermic peak at a relatively low temperature, the degree of contribution to thixotropy changes depending on the temperature of the solder composition. If the component (C1) of this embodiment is used, the thixotropic ratio can be adjusted to a range that provides excellent printability during printing, and the thixotropic ratio can be adjusted to a range that provides excellent heating sag during heating. The present inventors conjecture that the effects of the present invention described above are achieved in the manner described above.

[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、以下説明する(A)ロジン系樹脂、(B)活性剤、および(C)チクソ剤を含有するものである。
[Flux composition]
First, the flux composition used in this embodiment will be explained. The flux composition used in this embodiment is a component other than the solder powder in the solder composition, and contains (A) a rosin resin, (B) an activator, and (C) a thixotropic agent, which will be described below. .

[(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 rosin resin (A) used in this embodiment include rosins and modified rosin resins. Examples of rosins include gum rosin, wood rosin, and tall oil rosin. Examples of the rosin-based modified resin include disproportionated rosin, polymerized rosin, hydrogenated rosin, and derivatives thereof. Hydrogenated rosins include fully hydrogenated rosins, partially hydrogenated rosins, unsaturated organic acids (alpha, β-, aliphatic unsaturated monobasic acids such as (meth)acrylic acid, fumaric acid, maleic acid, etc.) Unsaturated organic acid-modified rosin, which is a modified rosin of aliphatic unsaturated dibasic acids such as unsaturated carboxylic acids, unsaturated carboxylic acids with an aromatic ring such as cinnamic acid, etc.) (also called rosin). These rosin resins may be used alone or in combination of two or more.

(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 component (A) is preferably 20% by mass or more and 70% by mass or less, more preferably 30% by mass or more and 60% by mass or less, based on 100% by mass of the flux composition. If the blending amount of component (A) is above the lower limit, it is possible to prevent oxidation of the copper foil surface of the soldering land and make it easier to wet the surface with molten solder, improving so-called solderability, and ensuring sufficient solder balls. can be suppressed to Moreover, if the blending amount of component (A) is below the above-mentioned upper limit, the amount of flux remaining can be sufficiently suppressed.

[(B)成分]
本実施形態に用いる(B)活性剤としては、有機酸、非解離性のハロゲン化化合物からなる非解離型活性剤(ハロゲン系活性剤)、およびアミン系活性剤などが挙げられる。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。また、これらの中でも、(B1)有機酸を含有することが好ましい。また、(B)成分は、(B2)アミン系活性剤をさらに含有することが好ましい。
(B1)成分としては、モノカルボン酸、ジカルボン酸などの他に、その他の有機酸が挙げられる。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。
モノカルボン酸としては、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、ブチリック酸、バレリック酸、カプロン酸、エナント酸、カプリン酸、ラウリル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、ツベルクロステアリン酸、アラキジン酸、ベヘニン酸、リグノセリン酸、およびグリコール酸などが挙げられる。
ジカルボン酸としては、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、ドデカン二酸、フマル酸、マレイン酸、酒石酸、およびジグリコール酸などが挙げられる。これらの中でも、活性作用の観点から、コハク酸、グルタル酸、ドデカン二酸などが好ましい。
その他の有機酸としては、3-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸、ダイマー酸、トリマー酸、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、およびピコリン酸などが挙げられる。これらの中でも、活性作用の観点から、3-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸を用いることがより好ましい。
また、微小ランドでのはんだ溶融性の向上の観点からは、複数の有機酸を併用することが好ましく、コハク酸、グルタル酸、ドデカン二酸、および3-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸を併用することが特に好ましい。
[(B) Component]
Examples of the activator (B) used in this embodiment include organic acids, non-dissociable activators (halogen-based activators) made of non-dissociable halogenated compounds, and amine-based activators. These may be used alone or in combination of two or more. Moreover, among these, it is preferable to contain (B1) an organic acid. Moreover, it is preferable that the component (B) further contains (B2) an amine-based activator.
Component (B1) includes monocarboxylic acids, dicarboxylic acids, and other organic acids. These may be used alone or in combination of two or more.
Monocarboxylic acids include formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid, caproic acid, enanthic acid, capric acid, lauric acid, myristic acid, pentadecyl acid, palmitic acid, margaric acid, stearic acid, tuberculostearic acid. , arachidic acid, behenic acid, lignoceric acid, and glycolic acid.
Dicarboxylic acids include oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid, fumaric acid, maleic acid, tartaric acid, and diglycolic acid. Can be mentioned. Among these, succinic acid, glutaric acid, dodecanedioic acid and the like are preferred from the viewpoint of active action.
Other organic acids include 3-hydroxy-2-naphthoic acid, dimer acid, trimer acid, levulinic acid, lactic acid, acrylic acid, benzoic acid, salicylic acid, anisic acid, citric acid, and picolinic acid. Among these, from the viewpoint of active action, it is more preferable to use 3-hydroxy-2-naphthoic acid.
In addition, from the viewpoint of improving solder meltability in micro lands, it is preferable to use multiple organic acids in combination, and it is preferable to use succinic acid, glutaric acid, dodecanedioic acid, and 3-hydroxy-2-naphthoic acid in combination. is particularly preferred.

(B1)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12質量%以下であることが好ましく、2質量%以上10質量%以下であることがより好ましく、3質量%以上7質量%以下であることが特に好ましい。(B1)成分の配合量が前記下限以上であれば、活性作用を向上できる傾向にあり、他方、前記上限以下であれば、フラックス組成物の絶縁性を維持できる傾向にある。 The blending amount of component (B1) is preferably 1% by mass or more and 12% by mass or less, more preferably 2% by mass or more and 10% by mass or less, based on 100% by mass of the flux composition. It is particularly preferable that the amount is 7% by mass or more. If the blending amount of component (B1) is at least the above-mentioned lower limit, there is a tendency that the active effect can be improved, while, on the other hand, when it is below the above-mentioned upper limit, the insulation properties of the flux composition tend to be maintained.

(B2)成分としては、イミダゾリン類(2-フェニルイミダゾリンなど)、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、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、臭化水素酸など))、アミノ酸類(グリシン、アラニン、アスパラギン酸、グルタミン酸、バリンなど)、アミド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、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、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、活性作用の観点から、イミダゾリン類が好ましく、2-フェニルイミダゾリンが特に好ましい。
また、微小ランドでのはんだ溶融性の向上の観点からは、(B1)成分と(B2)成分を併用することが好ましく、(B1)成分と、2-フェニルイミダゾリンを併用することが特に好ましい。
Components (B2) include imidazolines (such as 2-phenylimidazoline), amines (such as polyamines such as ethylenediamine), amine salts (amines such as trimethylolamine, cyclohexylamine, and diethylamine, and organic acid salts such as amino alcohols). Examples include inorganic acid salts (hydrochloric acid, sulfuric acid, hydrobromic acid, etc.), amino acids (glycine, alanine, aspartic acid, glutamic acid, valine, etc.), and amide compounds. Specifically, diphenylguanidine hydrobromide, cyclohexylamine hydrobromide, diethylamine salts (hydrochloride, succinate, adipate, sebacate, etc.), triethanolamine, monoethanolamine, these Examples include hydrobromide of amines. Among these, from the viewpoint of active action, imidazolines are preferred, and 2-phenylimidazoline is particularly preferred.
Further, from the viewpoint of improving solder meltability in micro lands, it is preferable to use the (B1) component and the (B2) component together, and it is particularly preferable to use the (B1) component and 2-phenylimidazoline together.

(B2)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12質量%以下であることが好ましく、2質量%以上10質量%以下であることがより好ましく、3質量%以上7質量%以下であることが特に好ましい。(B2)成分の配合量が前記下限以上であれば、活性作用を向上できる傾向にあり、他方、前記上限以下であれば、フラックス組成物の絶縁性を維持できる傾向にある。 The blending amount of component (B2) is preferably 1% by mass or more and 12% by mass or less, more preferably 2% by mass or more and 10% by mass or less, based on 100% by mass of the flux composition. It is particularly preferable that the amount is 7% by mass or more. If the blending amount of component (B2) is at least the above-mentioned lower limit, there is a tendency that the active effect can be improved, while on the other hand, when it is below the above-mentioned upper limit, the insulation properties of the flux composition tend to be maintained.

(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、3質量%以上25質量%以下であることが好ましく、5質量%以上20質量%以下であることがより好ましく、8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以上であれば、活性作用を向上できる傾向にあり、他方、前記上限以下であれば、フラックス組成物の絶縁性を維持できる傾向にある。 The blending amount of component (B) is preferably 3% by mass or more and 25% by mass or less, more preferably 5% by mass or more and 20% by mass or less, based on 100% by mass of the flux composition. It is particularly preferable that the amount is 15% by mass or more. If the blending amount of component (B) is at least the above-mentioned lower limit, there is a tendency for the activation effect to be improved, whereas, on the other hand, when it is below the above-mentioned upper limit, the insulation properties of the flux composition tend to be maintained.

[(C)成分]
本実施形態に用いる(C)チクソ剤は、(C1)示差走査熱量測定(DSC)によるDSC曲線が、複数の吸熱ピークを有し、かつ、前記吸熱ピークの少なくとも1つが、130℃以上220℃以下の範囲にあるアミド化合物を含有することが必要である。このような(C1)成分であれば、印刷性を維持しつつ、加熱時のダレ性を向上できる。ここで、DSC曲線は、適宜公知の示差走査熱量計を用いて測定でき、例えば、セイコーインスツル社製の示差走査熱量計「DSC6200」を用いて測定できる。
[(C) Component]
(C) The thixotropic agent used in the present embodiment has (C1) a DSC curve determined by differential scanning calorimetry (DSC) having a plurality of endothermic peaks, and at least one of the endothermic peaks is 130°C or more and 220°C It is necessary to contain an amide compound within the following range. With such a component (C1), it is possible to improve the sagging property during heating while maintaining printability. Here, the DSC curve can be appropriately measured using a known differential scanning calorimeter, for example, a differential scanning calorimeter "DSC6200" manufactured by Seiko Instruments.

DSC曲線が、複数の吸熱ピークを有さない場合、印刷性と加熱時のダレ性との両立はできない。
DSC曲線は、同様の観点から、3つ以上の吸熱ピークを有することが好ましく、印刷時のダレ性と加熱時のダレ性とのバランスの観点から、3つの吸熱ピークを有することが特に好ましい。
If the DSC curve does not have a plurality of endothermic peaks, it is not possible to achieve both printability and sag resistance during heating.
From the same point of view, the DSC curve preferably has three or more endothermic peaks, and from the viewpoint of a balance between sagging during printing and sagging during heating, it is particularly preferable to have three endothermic peaks.

吸熱ピークの少なくとも1つが、130℃以上220℃以下の範囲にない場合には、加熱時のダレを抑制できない。
吸熱ピークのうち、最も高い温度にある吸熱ピークは、190℃以上220℃以下の範囲にあることが好ましい。このような吸熱ピークを有することにより、加熱時のダレをより確実に抑制できる。また、同様の観点から、最も高い温度にある吸熱ピークは、200℃以上220℃以下の範囲にあることがより好ましく、210℃以上220℃以下の範囲にあることが特に好ましい。
If at least one of the endothermic peaks is not in the range of 130°C or higher and 220°C or lower, sagging during heating cannot be suppressed.
Among the endothermic peaks, the endothermic peak having the highest temperature is preferably in the range of 190°C or higher and 220°C or lower. By having such an endothermic peak, sag during heating can be suppressed more reliably. Further, from the same viewpoint, the endothermic peak at the highest temperature is more preferably in the range of 200°C or more and 220°C or less, particularly preferably in the range of 210°C or more and 220°C or less.

吸熱ピークのうち、最も低い温度にある吸熱ピークは、印刷時のダレをより確実に抑制するという観点から、120℃以上150℃以下の範囲にあることが好ましく、125℃以上140℃以下の範囲にあることがより好ましく、125℃以上135℃以下の範囲にあることが特に好ましい。 Among the endothermic peaks, the endothermic peak at the lowest temperature is preferably in the range of 120°C or more and 150°C or less, and is preferably in the range of 125°C or more and 140°C or less, from the viewpoint of more reliably suppressing sag during printing. More preferably, the temperature is in the range of 125°C or more and 135°C or less.

DSC曲線が、複数の吸熱ピークを3つ有する場合、低温側から2つ目の吸熱ピークは、150℃以上190℃以下の範囲にあることが好ましい。このような吸熱ピークを有することにより、印刷時のダレ性と加熱時のダレ性とのバランスをとることができる。また、同様の観点から、低温側から2つ目の吸熱ピークは、160℃以上180℃以下の範囲にあることが好ましく、165℃以上175℃以下の範囲にあることが特に好ましい。 When the DSC curve has three endothermic peaks, the second endothermic peak from the low temperature side is preferably in the range of 150°C or higher and 190°C or lower. By having such an endothermic peak, it is possible to balance the sagging property during printing and the sagging property during heating. Further, from the same viewpoint, the second endothermic peak from the low temperature side is preferably in the range of 160°C or more and 180°C or less, particularly preferably in the range of 165°C or more and 175°C or less.

本実施形態において、印刷性を維持しつつ、加熱時のダレ性を向上するという観点で特に好適なDSC曲線は、次の条件を満たすことが好ましい。すなわち、DSC曲線が、3つの吸熱ピークを有し、かつ、低温側から1つ目の吸熱ピークは、125℃以上135℃以下の範囲にあり、低温側から2つ目の吸熱ピークは、165℃以上175℃以下の範囲にあり、低温側から3つ目の吸熱ピークは、210℃以上220℃以下の範囲にあることが好ましい。本実施形態においては、このような条件を満たす成分(以下、場合により(C1-1)成分ともいう)を含有することが特に好ましい。 In this embodiment, it is preferable that a particularly suitable DSC curve satisfy the following conditions from the viewpoint of improving sagging property during heating while maintaining printability. That is, the DSC curve has three endothermic peaks, and the first endothermic peak from the low temperature side is in the range of 125°C to 135°C, and the second endothermic peak from the low temperature side is in the range of 165°C to 135°C. The temperature is preferably in the range of 175°C or higher, and the third endothermic peak from the low temperature side is preferably in the range of 210°C or higher and 220°C or lower. In the present embodiment, it is particularly preferable to contain a component that satisfies such conditions (hereinafter also referred to as (C1-1) component in some cases).

本実施形態においては、(C1)成分の2種以上を併用することが好ましい。このようにすれば、はんだ組成物の性状を更に好ましいものとできる。また、(C1-1)成分と、(C1-1)成分以外の(C1)成分とを併用することがより好ましい。 In this embodiment, it is preferable to use two or more of the components (C1) in combination. In this way, the properties of the solder composition can be made even more preferable. Further, it is more preferable to use the (C1-1) component together with a (C1) component other than the (C1-1) component.

この(C1)成分は、例えば、ヒドロキシ脂肪族モノカルボン酸を含む炭素数2から22の脂肪族モノカルボン酸、炭素数2から12の脂肪族ジカルボン酸、および、炭素数2から16のジアミンを縮合させることで作製できる。
炭素数2から22の脂肪族モノカルボン酸の中でも、炭素数の少ないものを用いるほど、(C1)成分のDSC曲線における吸熱ピークの温度が低くなる傾向にある。
炭素数2から12の脂肪族ジカルボン酸の中でも、炭素数の少ないものを用いるほど、(C1)成分のDSC曲線における吸熱ピークの温度が低くなる傾向にある。
炭素数2から16のジアミンの中でも、炭素数の少ないものを用いるほど、(C1)成分のDSC曲線における吸熱ピークの温度が低くなる傾向にある。
This component (C1) includes, for example, an aliphatic monocarboxylic acid having 2 to 22 carbon atoms including a hydroxy aliphatic monocarboxylic acid, an aliphatic dicarboxylic acid having 2 to 12 carbon atoms, and a diamine having 2 to 16 carbon atoms. It can be produced by condensation.
Among aliphatic monocarboxylic acids having 2 to 22 carbon atoms, the lower the number of carbon atoms used, the lower the temperature of the endothermic peak in the DSC curve of component (C1) tends to be.
Among aliphatic dicarboxylic acids having 2 to 12 carbon atoms, the lower the number of carbon atoms used, the lower the temperature of the endothermic peak in the DSC curve of component (C1) tends to be.
Among diamines having 2 to 16 carbon atoms, the lower the number of carbon atoms used, the lower the temperature of the endothermic peak in the DSC curve of component (C1) tends to be.

炭素数2から22の脂肪族モノカルボン酸に対する炭素数2から12の脂肪族ジカルボン酸の配合量が多いほど、(C1)成分のDSC曲線における最も低い温度にある吸熱ピークの温度範囲が高くなる傾向にある。
炭素数2から22の脂肪族モノカルボン酸と、炭素数2から12の脂肪族ジカルボン酸の合計のカルボキシル基の量と、炭素数2から16のジアミンのアミノ基の量は、等しいことが好ましい。これらの量が等しいときには、縮合反応が進行しやすい。
The greater the blending amount of the aliphatic dicarboxylic acid having 2 to 12 carbon atoms relative to the aliphatic monocarboxylic acid having 2 to 22 carbon atoms, the higher the temperature range of the endothermic peak at the lowest temperature in the DSC curve of component (C1). There is a tendency.
The total amount of carboxyl groups in the aliphatic monocarboxylic acid having 2 to 22 carbon atoms and the aliphatic dicarboxylic acid having 2 to 12 carbon atoms is preferably equal to the amount of amino groups in the diamine having 2 to 16 carbon atoms. . When these amounts are equal, the condensation reaction tends to proceed.

縮合反応時の温度は、100℃以上250℃以下であることが好ましく、120℃以上210℃以下であることがより好ましく、150℃以上190℃以下であることが特に好ましい。この温度が高いほど、(C1)成分のDSC曲線における最も低い温度にある吸熱ピークの温度範囲が高くなる傾向にある。
縮合反応にかける時間は、1時間以上15時間以下であることが好ましく、3時間以上11時間以下であることがより好ましく、5時間以上8時間以下であることが特に好ましい。この時間が長いほど、(C1)成分のDSC曲線における最も低い温度にある吸熱ピークの温度範囲が高くなる傾向にある。
すなわち、(C1)成分のDSC曲線における吸熱ピークの数、最も高い温度にある吸熱ピークの温度範囲、並びに、最も低い温度にある吸熱ピークの温度範囲は、(i)(C1)成分の原料の種類および配合量を調整すること、(ii)縮合反応時の温度を調整すること、並びに、(iii)縮合反応にかける時間を調整することなどにより、適宜調整することができる。
The temperature during the condensation reaction is preferably 100°C or more and 250°C or less, more preferably 120°C or more and 210°C or less, particularly preferably 150°C or more and 190°C or less. The higher this temperature is, the higher the temperature range of the endothermic peak at the lowest temperature in the DSC curve of component (C1) tends to be.
The time for the condensation reaction is preferably 1 hour or more and 15 hours or less, more preferably 3 hours or more and 11 hours or less, particularly preferably 5 hours or more and 8 hours or less. The longer this time, the higher the temperature range of the endothermic peak at the lowest temperature in the DSC curve of component (C1) tends to become.
That is, the number of endothermic peaks in the DSC curve of component (C1), the temperature range of the endothermic peak at the highest temperature, and the temperature range of the endothermic peak at the lowest temperature are determined by (i) the number of endothermic peaks in the DSC curve of component (C1). It can be adjusted as appropriate by adjusting the type and amount, (ii) adjusting the temperature during the condensation reaction, and (iii) adjusting the time for the condensation reaction.

(C1)成分の配合量は、フラックス組成物100質量%に対して、0.1質量%以上25質量%以下であることが好ましく、1質量%以上20質量%以下であることがより好ましく、2質量%以上16質量%以下であることがさらに好ましく、3質量%以上10質量%以下であることが特に好ましい。(C1)成分の配合量が前記下限以上であれば、印刷時のダレおよび加熱時のダレを抑制できる。(C1)成分の配合量が前記上限以下であれば、チクソ性が高すぎることはなく、印刷不良を抑制できる。 The blending amount of component (C1) is preferably 0.1% by mass or more and 25% by mass or less, more preferably 1% by mass or more and 20% by mass or less, based on 100% by mass of the flux composition. It is more preferably 2% by mass or more and 16% by mass or less, and particularly preferably 3% by mass or more and 10% by mass or less. If the blending amount of the component (C1) is at least the above-mentioned lower limit, sagging during printing and sagging during heating can be suppressed. If the blending amount of the component (C1) is below the above-mentioned upper limit, the thixotropy will not be too high and printing defects can be suppressed.

(C)成分は、(C1)成分以外のチクソ剤(以下、(C2)成分)を含有していてもよい。(C2)成分としては、硬化ひまし油、(C1)成分以外のアミド類、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。 Component (C) may contain a thixotropic agent other than component (C1) (hereinafter referred to as component (C2)). Examples of the component (C2) include hydrogenated castor oil, amides other than the component (C1), kaolin, colloidal silica, organic bentonite, and glass frit. These may be used alone or in combination of two or more.

(C)成分の配合量は、フラックス組成物100質量%に対して、1質量%以上25質量%以下であることが好ましく、3質量%以上20質量%以下であることがより好ましく、5質量%以上16質量%以下であることがさらに好ましく、6質量%以上10質量%以下であることが特に好ましい。(C)成分の配合量が前記下限以上であれば、チクソ性が得られ、印刷時のダレを抑制できる。(C)成分の配合量が前記上限以下であれば、チクソ性が高すぎることはなく、印刷不良を抑制できる。 The blending amount of component (C) is preferably 1% by mass or more and 25% by mass or less, more preferably 3% by mass or more and 20% by mass or less, and 5% by mass or less, based on 100% by mass of the flux composition. % or more and 16% by mass or less, and particularly preferably 6% by mass or more and 10% by mass or less. If the blending amount of component (C) is at least the above-mentioned lower limit, thixotropic properties can be obtained and sag during printing can be suppressed. If the blending amount of component (C) is below the above-mentioned upper limit, the thixotropy will not be too high and printing defects can be suppressed.

[溶剤]
本実施形態のフラックス組成物においては、印刷性などの観点から、さらに溶剤を含有することが好ましい。ここで用いる溶剤としては、公知の溶剤を適宜用いることができる。このような溶剤としては、沸点170℃以上の溶剤を用いることが好ましい。また、グリコール系溶剤が好ましい。
このような溶剤としては、例えば、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、ヘキシレングリコール、ヘキシルジグリコール、1,5-ペンタンジオール、メチルカルビトール、ブチルカルビトール、2-エチルヘキシルジグリコール(EHDG)、オクタンジオール、フェニルグリコール、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、およびジブチルマレイン酸などが挙げられる。これらの溶剤は1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
[solvent]
The flux composition of this embodiment preferably further contains a solvent from the viewpoint of printability and the like. As the solvent used here, any known solvent can be used as appropriate. As such a solvent, it is preferable to use a solvent having a boiling point of 170° C. or higher. Moreover, glycol solvents are preferred.
Examples of such solvents include diethylene glycol, dipropylene glycol, triethylene glycol, hexylene glycol, hexyl diglycol, 1,5-pentanediol, methyl carbitol, butyl carbitol, and 2-ethylhexyl diglycol (EHDG). , octanediol, phenyl glycol, diethylene glycol monohexyl ether, tetraethylene glycol dimethyl ether, and dibutyl maleic acid. These solvents may be used alone or in combination of two or more.

溶剤を用いる場合、その配合量は、フラックス組成物100質量%に対して、10質量%以上60質量%以下であることが好ましく、20質量%以上40質量%以下であることがより好ましい。溶剤の配合量が前記範囲内であれば、得られるはんだ組成物の粘度を適正な範囲に適宜調整できる。 When a solvent is used, the amount thereof is preferably 10% by mass or more and 60% by mass or less, and more preferably 20% by mass or more and 40% by mass or less, based on 100% by mass of the flux composition. If the blending amount of the solvent is within the above range, the viscosity of the resulting solder composition can be adjusted to an appropriate range.

[酸化防止剤]
本実施形態のフラックス組成物においては、はんだ溶融性などの観点から、さらに酸化防止剤を含有することが好ましい。ここで用いる酸化防止剤としては、公知の酸化防止剤を適宜用いることができる。酸化防止剤としては、硫黄化合物、ヒンダードフェノール化合物、およびホスファイト化合物などが挙げられる。これらの中でも、ヒンダードフェノール化合物が好ましい。
[Antioxidant]
The flux composition of this embodiment preferably further contains an antioxidant from the viewpoint of solder meltability. As the antioxidant used here, any known antioxidant can be used as appropriate. Examples of antioxidants include sulfur compounds, hindered phenol compounds, and phosphite compounds. Among these, hindered phenol compounds are preferred.

ヒンダードフェノール化合物としては、ペンタエリトリトールテトラキス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオナート]、ビス[3-(3-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロピオン酸][エチレンビス(オキシエチレン)]、N,N’-ビス[2-[2-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)エチルカルボニルオキシ]エチル]オキサミド、および、N,N’-ビス{3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオニル}ヒドラジンなどが挙げられる。 Examples of hindered phenol compounds include pentaerythritol tetrakis [3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate], bis[3-(3-tert-butyl-4-hydroxy-5-methyl) phenyl)propionic acid][ethylenebis(oxyethylene)], N,N'-bis[2-[2-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)ethylcarbonyloxy]ethyl]oxamide, and N,N'-bis{3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionyl}hydrazine.

[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、溶剤、および酸化防止剤の他に、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、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 (A) component, (B) component, (C) component, solvent, and antioxidant, the flux composition used in this embodiment may contain other additives as necessary. of resin can be added. Other additives include antifoaming agents, 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 based on 100% by mass of the flux composition. 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 this embodiment will be explained. The solder composition of this embodiment contains the above-described flux composition of this embodiment and (D) solder powder 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 based on 100% by mass of the solder composition. It is particularly preferable that the amount is 12% by mass or less. If the amount of flux composition is less than 5% by mass (if the amount of solder powder is more than 95% by mass), there is not enough flux composition as a binder, so the flux composition and 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 resulting 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、鉛フリーはんだ粉末のみからなることが好ましいが、有鉛のはんだ粉末であってもよい。また、このはんだ粉末におけるはんだ合金は、スズ(Sn)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、銀(Ag)、アンチモン(Sb)、鉛(Pb)、インジウム(In)、ビスマス(Bi)、ニッケル(Ni)、コバルト(Co)およびゲルマニウム(Ge)からなる群から選択される少なくとも1種を含有することが好ましい。
このはんだ粉末におけるはんだ合金としては、スズを主成分とする合金が好ましい。また、このはんだ合金は、スズ、銀および銅を含有することがより好ましい。さらに、このはんだ合金は、添加元素として、アンチモン、ビスマスおよびニッケルのうちの少なくとも1つを含有してもよい。本実施形態のフラックス組成物によれば、アンチモン、ビスマスおよびニッケルなどの酸化しやすい添加元素を含むはんだ合金を用いた場合でも、ボイドの発生を抑制できる。
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 preferably composed of only lead-free solder powder, but may be leaded solder powder. The solder alloys in this solder powder include tin (Sn), copper (Cu), zinc (Zn), silver (Ag), antimony (Sb), lead (Pb), indium (In), bismuth (Bi), It is preferable to contain at least one member selected from the group consisting of nickel (Ni), cobalt (Co), and germanium (Ge).
The solder alloy in this solder powder is preferably an alloy containing tin as a main component. Moreover, it is more preferable that this solder alloy contains tin, silver, and copper. Furthermore, this solder alloy may contain at least one of antimony, bismuth, and nickel as an additive element. According to the flux composition of the present embodiment, the generation of voids can be suppressed even when a solder alloy containing easily oxidizable additive elements such as antimony, bismuth, and nickel is used.
Here, the lead-free solder powder refers to a solder metal or alloy powder that does not contain lead. However, although it is permissible for lead to exist as an unavoidable impurity in the lead-free solder powder, in this case, the amount of lead is preferably 300 mass ppm or less.

鉛フリーのはんだ粉末の合金系としては、具体的には、Sn-Ag-Cu系、Sn-Cu系、Sn-Ag系、Sn-Bi系、Sn-Ag-Bi系、Sn-Ag-Cu-Bi系、Sn-Ag-Cu-Ni系、Sn-Ag-Cu-Bi-Sb系、Sn-Ag-Bi-In系、Sn-Ag-Cu-Bi-In-Sb系などが挙げられる。 Specifically, lead-free solder powder alloys include Sn-Ag-Cu, Sn-Cu, Sn-Ag, Sn-Bi, Sn-Ag-Bi, and Sn-Ag-Cu. -Bi system, Sn-Ag-Cu-Ni system, Sn-Ag-Cu-Bi-Sb system, Sn-Ag-Bi-In system, Sn-Ag-Cu-Bi-In-Sb system, etc.

(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35μm以下であることがさらにより好ましく、3μm以上32μm以下であることが特に好ましい。なお、平均粒子径は、動的光散乱式の粒子径測定装置により測定できる。 The average particle diameter of component (D) is usually 1 μm or more and 40 μm or less, but from the viewpoint of being compatible with electronic boards with narrow soldering pad pitches, it is more preferably 1 μm or more and 35 μm or less, and 2 μm or more and 35 μm or less. It is even more preferable that it is below, and it is especially preferable that it is 3 μm or more and 32 μm or less. Note that the average particle diameter can be measured using a dynamic light scattering type particle diameter 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。
[Method for manufacturing solder composition]
The solder composition of the present embodiment can be manufactured by blending the above-described flux composition and the above-described solder powder (D) in the above-described predetermined ratio and stirring and mixing.

[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。
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 board of this embodiment will be explained. The electronic board of this embodiment is characterized by having a soldered 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.
Examples of the coating device used here include a screen printer, a metal mask printer, a dispenser, a jet dispenser, and the like.
In addition, electronic components are placed on the solder composition coated by the coating device, heated under predetermined conditions in a reflow oven, and mounted on the printed wiring board through a reflow process. It 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 process, the electronic component is placed on the solder composition and heated under predetermined conditions in a reflow oven. Through this reflow process, sufficient solder bonding can be achieved between the electronic component and the printed wiring board. As a result, the electronic component can be mounted on the printed wiring board.
Reflow conditions may be appropriately set depending on the melting point of the solder. For example, the preheat temperature is preferably 140°C or more and 200°C or less, more preferably 150°C or more and 160°C or less. Preheating time is preferably 60 seconds or more and 120 seconds or less. The peak temperature is preferably 230°C or more and 270°C or less, more preferably 240°C or more and 255°C or less. Further, the holding time at a temperature of 220° C. or higher is preferably 20 seconds or more and 60 seconds or less.

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 board of the present embodiment are not limited to the above-described embodiments, and modifications and improvements within the range that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
For example, in the electronic board, the printed wiring board and the electronic component are bonded together by a reflow process, but the present invention is not limited to this. For example, instead of the reflow process, the printed wiring board and the electronic component may be bonded by a process of heating the solder composition using laser light (laser heating process). In this case, the laser light source is not particularly limited, and can be appropriately employed depending on the wavelength matched to the absorption band of the metal. Examples of laser light sources include solid lasers (ruby, glass, YAG, etc.), semiconductor lasers (GaAs, InGaAsP, etc.), liquid lasers (dye, etc.), and gas lasers (He-Ne, Ar, CO 2 , etc.). excimer, 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A:水添酸変性ロジン(軟化点:124~134℃、酸価:230~245mgKOH/g)、商品名「パインクリスタルKE-604」、荒川化学工業社製
ロジン系樹脂B:完全水添ロジン(軟化点:79~88℃、酸価:158~173mgKOH/g)、商品名「フォーラルAX」、理化ファインテク社製
((B1)成分)
有機酸A:コハク酸
有機酸B:グルタル酸
有機酸C:ドデカン二酸
有機酸D:3-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸
((B2)成分)
アミン系活性剤:2-フェニルイミダゾリン
((C1)成分)
アミド化合物A:下記調製例1で得られたアミド化合物(DSC曲線において、低温側から1つ目の吸熱ピーク温度が128℃であり、2つ目の吸熱ピーク温度が170℃であり、3つ目の吸熱ピーク温度が216℃である)
アミド化合物B:下記調製例2で得られたアミド化合物(DSC曲線における低温側から1つ目の吸熱ピーク温度が136℃であり、2つ目の吸熱ピーク温度が171℃であり、3つ目の吸熱ピーク温度が195℃である)
((C2)成分)
チクソ剤A:エチレンビスオレイン酸アミド(DSC曲線において、低温側から1つ目の吸熱ピーク温度が78℃であり、2つ目の吸熱ピーク温度が88℃であり、3つ目の吸熱ピーク温度が121℃である)、商品名「スリパックスO」、日本化成社製
チクソ剤B:ヘキサメチレンビスオレイン酸アミド(DSC曲線において、吸熱ピーク温度が112℃である)、商品名「スリパックスZHO」、日本化成社製
(他の成分)
アミン化合物:2-フェニルイミダゾリン
酸化防止剤:商品名「イルガノックス245」、BASF社製
溶剤: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(EHDG)、沸点:272℃)、日本乳化剤社製
((D)成分)
はんだ粉末:合金組成はSn-3.0Ag-0.5Cu、粒子径分布は15~25μm(IPC-J-STD-005Aのタイプ5に相当)、はんだ融点は217~220℃
Next, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these Examples in any way. The materials used in the Examples and Comparative Examples are shown below.
((A) component)
Rosin resin A: Hydrogenated acid-modified rosin (softening point: 124-134°C, acid value: 230-245 mgKOH/g), trade name "Pine Crystal KE-604", manufactured by Arakawa Chemical Co., Ltd. Rosin resin B: Complete Hydrogenated rosin (softening point: 79-88°C, acid value: 158-173mgKOH/g), trade name "Foral AX", manufactured by Rika Finetech (component (B1))
Organic acid A: succinic acid Organic acid B: glutaric acid Organic acid C: dodecanedioic acid Organic acid D: 3-hydroxy-2-naphthoic acid (component (B2))
Amine activator: 2-phenylimidazoline ((C1) component)
Amide compound A: the amide compound obtained in Preparation Example 1 below (in the DSC curve, the first endothermic peak temperature from the low temperature side is 128 °C, the second endothermic peak temperature is 170 °C, The endothermic peak temperature of the eye is 216°C)
Amide compound B: the amide compound obtained in Preparation Example 2 below (the first endothermic peak temperature from the low temperature side in the DSC curve is 136 ° C., the second endothermic peak temperature is 171 ° C., and the third endothermic peak temperature is 136 ° C. The endothermic peak temperature of is 195℃)
((C2) component)
Thixotropic agent A: Ethylene bisoleic acid amide (In the DSC curve, the first endothermic peak temperature from the low temperature side is 78 ° C., the second endothermic peak temperature is 88 ° C., and the third endothermic peak temperature is 78 ° C. is 121°C), trade name "Slipax O", Nippon Kasei Co., Ltd. thixotropic agent B: hexamethylenebisoleic acid amide (in the DSC curve, the endothermic peak temperature is 112°C), trade name "Slipax ZHO", Manufactured by Nippon Kasei (other ingredients)
Amine compound: 2-phenylimidazoline Antioxidant: Trade name "Irganox 245", manufactured by BASF Solvent: diethylene glycol mono-2-ethylhexyl ether (2-ethylhexyl diglycol (EHDG), boiling point: 272°C), Nippon Nyukazai Co., Ltd. ((D) component)
Solder powder: Alloy composition is Sn-3.0Ag-0.5Cu, particle size distribution is 15-25μm (corresponding to type 5 of IPC-J-STD-005A), solder melting point is 217-220℃

[調製例1]
攪拌器、温度計、および分水器を備えた反応装置に、水素添加ひまし油脂肪酸由来の12-ヒドロキシステアリン酸、および炭素数2から12の脂肪族ジカルボン酸を、それぞれ所定量ずつ加え、80~100℃に加温して溶融させた。その後、所定量のヘキサメチレンジアミンを加え、温度150℃~190℃で、窒素雰囲気下にて、5~8時間、脱水しながら縮合反応を行いアミド化させ、酸価5mgKOH/g以下のアミド化合物Aを得た。
[Preparation example 1]
A predetermined amount of 12-hydroxystearic acid derived from hydrogenated castor oil fatty acid and an aliphatic dicarboxylic acid having 2 to 12 carbon atoms were added to a reaction apparatus equipped with a stirrer, a thermometer, and a water separator. It was heated to 100°C and melted. Thereafter, a predetermined amount of hexamethylene diamine is added, and a condensation reaction is carried out at a temperature of 150°C to 190°C under a nitrogen atmosphere for 5 to 8 hours while dehydrating, resulting in amidation, resulting in an amide compound with an acid value of 5 mgKOH/g or less. I got an A.

[調製例2]
使用する炭素数2から12の脂肪族ジカルボン酸の種類および配合量を変更するとともに、縮合反応時の温度および時間を変更した以外は、調製例1と同様にして、酸価5mgKOH/g以下のアミド化合物Bを得た。
[Preparation example 2]
A preparation with an acid value of 5 mgKOH/g or less was carried out in the same manner as in Preparation Example 1, except that the type and amount of the aliphatic dicarboxylic acid having 2 to 12 carbon atoms used and the temperature and time during the condensation reaction were changed. Amide compound B was obtained.

[アミド化合物の示差走査熱量測定(DSC)]
調製例1および2で得られたアミド化合物、並びに、チクソ剤Aおよびチクソ剤BのDSC曲線を、示差走査熱量計により、測定した。なお、測定時の条件については下記のとおりである。得られた結果を図1、図2、図3および図4にそれぞれに示す。
・示差走査熱量計:DSC6200(セイコーインスツル社製)
・試料:10mg
・測定雰囲気:窒素雰囲気
・測定温度:30℃から250℃
・昇温速度:20℃/min
[Differential scanning calorimetry (DSC) of amide compounds]
The DSC curves of the amide compounds obtained in Preparation Examples 1 and 2, as well as Thixo Agent A and Thixo Agent B were measured using a differential scanning calorimeter. The conditions during measurement are as follows. The obtained results are shown in FIG. 1, FIG. 2, FIG. 3, and FIG. 4, respectively.
・Differential scanning calorimeter: DSC6200 (manufactured by Seiko Instruments Inc.)
・Sample: 10mg
・Measurement atmosphere: Nitrogen atmosphere ・Measurement temperature: 30℃ to 250℃
・Temperature increase rate: 20℃/min

[実施例1]
ロジン系樹脂A31質量%、ロジン系樹脂B9質量%、有機酸A0.5質量%、有機酸B0.5質量%、有機酸C1質量%、有機酸D2.5質量%、アミン系活性剤5質量%、溶剤32.5質量%、酸化防止剤2質量%、およびアミド化合物A16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%、溶剤1.2質量%およびはんだ粉末87.8質量%(合計で100質量%)を容器に投入し、プラネタリーミキサーにて混合することではんだ組成物を調製した。
[Example 1]
Rosin resin A 31% by mass, rosin resin B 9% by mass, organic acid A 0.5% by mass, organic acid B 0.5% by mass, organic acid C 1% by mass, organic acid D 2.5% by mass, amine activator 5% by mass %, 32.5% by mass of solvent, 2% by mass of antioxidant, and 16% by mass of amide compound A were charged into a container and mixed using a planetary mixer to obtain a flux composition.
Thereafter, 11% by mass of the obtained flux composition, 1.2% by mass of the solvent, and 87.8% by mass of the solder powder (100% by mass in total) were put into a container and mixed in a planetary mixer to form a solder composition. I prepared something.

[実施例2~9]
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。
[比較例1~2]
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 9]
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.
[Comparative Examples 1-2]
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.

<はんだ組成物の評価>
はんだ組成物の評価(性状、加熱ダレ、印刷性)を以下のような方法で行った。得られた結果を表1に示す。
(1)性状
はんだ組成物に光沢が有るか否かを目視で確認する。その後、はんだ組成物を、へらを用いて容器の中央と側面をかき混ぜ、滑らかさを確認する。そして、下記の基準に従って、性状を評価した。
◎:光沢および滑らかさに問題はない。
〇:光沢に問題ないが、滑らかさに若干問題がある。
△:光沢および滑らかさの少なくともいずれか一方に問題がある。
×:光沢および滑らかさのいずれにも問題がある。
(2)加熱ダレ
試験基板(両面銅張積層板)上に、0.1mmから1.2mmまで0.1mmピッチで配置しているパターン孔を有するメタルマスクを使用して、はんだ組成物を印刷して、温度150℃1分加熱した。加熱後の試験基板を観察し、パターン孔のうち、印刷されたはんだ組成物が一体にならない最小間隔を測定する。複数のパターン孔について、この測定を行い、その平均をとる。そして、下記の基準に従って、加熱ダレを評価した。
◎:最小間隔の平均が、0.2mm以下である。
○:最小間隔の平均が、0.2mm超0.3mm以下である。
△:最小間隔の平均が、0.3mm超0.4mm以下である。
×:最小間隔の平均が、0.4mm以上である。
(3)印刷性
試験基板(FR4基材、ソルダレジスト開口直径75μm)と、この試験基板に対応するパターンを有するメタルマスク(厚さ30μm、メタルマスク開口直径95μm、ピッチサイズ130μm)を使用した。試験基板上に印刷装置(製品名:SP-0601、パナソニック ファクトリー ソリューションズ(株)製)にて、はんだ組成物をメタル硬度90、印刷角度60℃のウレタンスキージで印刷した。
印刷後の試験基板を、金属顕微鏡を用いて観察し、はんだ組成物がCuランド上(9,800箇所)に転写されていない比率(未転写率)と、Cuランドが見えている部分の有無を観察し、以下の基準に従って、印刷性を評価した。
◎:はんだ組成物が、100%転写されている。
○:未転写率が、0.1%未満である。
△:未転写率が、0.1%以上0.5%未満である。
×:未転写率が、0.5%以上であるか、或いは、はんだ組成物が基板上に転写されず、Cuランドが見えている部分がある。
<Evaluation of solder composition>
The solder composition was evaluated (properties, heating sag, printability) by the following method. The results obtained are shown in Table 1.
(1) Properties Visually check whether the solder composition has gloss. Then, use a spatula to stir the solder composition in the center and sides of the container to check for smoothness. Then, the properties were evaluated according to the following criteria.
◎: No problem with gloss and smoothness.
○: There is no problem with gloss, but there is some problem with smoothness.
Δ: There is a problem in at least one of gloss and smoothness.
×: There are problems in both gloss and smoothness.
(2) Heating sag Print the solder composition on the test board (double-sided copper-clad laminate) using a metal mask with patterned holes arranged at a pitch of 0.1 mm from 0.1 mm to 1.2 mm. Then, the mixture was heated at a temperature of 150° C. for 1 minute. The test board after heating is observed, and the minimum interval among the pattern holes at which the printed solder composition does not become integrated is determined. This measurement is performed for a plurality of pattern holes and the average thereof is taken. Then, heating sag was evaluated according to the following criteria.
◎: The average minimum interval is 0.2 mm or less.
○: The average minimum interval is more than 0.2 mm and less than 0.3 mm.
Δ: The average minimum distance is more than 0.3 mm and less than 0.4 mm.
×: The average minimum interval is 0.4 mm or more.
(3) Printability A test board (FR4 base material, solder resist opening diameter 75 μm) and a metal mask (thickness 30 μm, metal mask opening diameter 95 μm, pitch size 130 μm) having a pattern corresponding to this test board were used. The solder composition was printed on the test board using a printing device (product name: SP-0601, manufactured by Panasonic Factory Solutions Co., Ltd.) using a urethane squeegee with a metal hardness of 90 and a printing angle of 60°C.
The test board after printing was observed using a metallurgical microscope, and the ratio (non-transfer rate) in which the solder composition was not transferred to the Cu land (9,800 locations) and the presence or absence of parts where the Cu land was visible were determined. was observed, and the printability was evaluated according to the following criteria.
◎: 100% of the solder composition was transferred.
○: Untransfer rate is less than 0.1%.
Δ: Untransfer rate is 0.1% or more and less than 0.5%.
×: The untransfer rate is 0.5% or more, or the solder composition is not transferred onto the substrate and there are parts where the Cu land is visible.

Figure 2024001726000001
Figure 2024001726000001

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1~9)は、性状、加熱ダレ、および印刷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、印刷性と加熱時のダレ性の両方が優れ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 9) had good results in terms of properties, heating sag, and printability.
Therefore, it was confirmed that the solder composition of the present invention is excellent in both printability and sag resistance during heating.

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 electronic components on electronic substrates such as printed wiring boards of electronic devices.

Claims (5)

(A)ロジン系樹脂、(B)活性剤、および(C)チクソ剤を含有するフラックス組成物と、(D)はんだ粉末とを含有し、
前記(C)成分は、(C1)示差走査熱量測定(DSC)によるDSC曲線が、複数の吸熱ピークを有し、かつ、前記吸熱ピークの少なくとも1つが、130℃以上220℃以下の範囲にあるアミド化合物を含有する、
はんだ組成物。
A flux composition containing (A) a rosin resin, (B) an activator, and (C) a thixotropic agent, and (D) a solder powder,
Component (C) has a DSC curve determined by (C1) differential scanning calorimetry (DSC) that has a plurality of endothermic peaks, and at least one of the endothermic peaks is in a range of 130°C or more and 220°C or less. containing an amide compound,
Solder composition.
請求項1に記載のはんだ組成物において、
前記DSC曲線が、3つ以上の吸熱ピークを有する、
はんだ組成物。
The solder composition according to claim 1,
the DSC curve has three or more endothermic peaks,
Solder composition.
請求項2に記載のはんだ組成物において、
前記吸熱ピークのうち、最も高い温度にある吸熱ピークが、190℃以上220℃以下の範囲にある、
はんだ組成物。
The solder composition according to claim 2,
Among the endothermic peaks, the endothermic peak at the highest temperature is in the range of 190 ° C. or more and 220 ° C. or less,
Solder composition.
請求項2に記載のはんだ組成物において、
前記吸熱ピークのうち、最も低い温度にある吸熱ピークが、120℃以上150℃以下の範囲にある、
はんだ組成物。
The solder composition according to claim 2,
Among the endothermic peaks, the endothermic peak at the lowest temperature is in the range of 120 ° C. or more and 150 ° C. or less,
Solder composition.
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を用いたはんだ付け部を備える、
電子基板。
A soldered part using the solder composition according to any one of claims 1 to 4,
Electronic substrate.
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