JP2024031830A - Flux composition, solder composition, and electronic substrate - Google Patents

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JP2024031830A JP2023113502A JP2023113502A JP2024031830A JP 2024031830 A JP2024031830 A JP 2024031830A JP 2023113502 A JP2023113502 A JP 2023113502A JP 2023113502 A JP2023113502 A JP 2023113502A JP 2024031830 A JP2024031830 A JP 2024031830A
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功 杉山
Isao Sugiyama
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a flux composition which can sufficiently suppress occurrence of a solder ball regardless of a halogen free or non-halogen type.
SOLUTION: A flux composition contains (A) a resin and (B) an activator, wherein the component (B) contains (B1) a compound having a quinoline skeleton.
SELECTED DRAWING: None
COPYRIGHT: (C)2024,JPO&INPIT

Description

本発明は、フラックス組成物、はんだ組成物、および電子基板に関する。 The present invention relates to a flux composition, 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)。近年、はんだ組成物としては、環境問題に配慮して、ハロゲンを削減したハロゲンフリー、或いは、ハロゲンを全く含有しないノンハロゲンが求められている。 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 recent years, in consideration of environmental issues, there has been a demand for halogen-free solder compositions that contain less halogen, or halogen-free solder compositions that do not contain halogen at all.

特許第5887330号公報Patent No. 5887330

しかしながら、ハロゲンフリーなどのはんだ組成物を用いた場合には、はんだ粉末の酸化膜除去が困難となり、はんだボールが発生してしまうという問題がある。 However, when a halogen-free solder composition is used, it becomes difficult to remove the oxide film from the solder powder, resulting in the formation of solder balls.

本発明は、ハロゲンフリーまたはノンハロゲンタイプであるにも拘わらず、はんだボールの発生を十分に抑制できるフラックス組成物、はんだ組成物、並びに、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 flux composition, a solder composition, and an electronic board that can sufficiently suppress the generation of solder balls despite being halogen-free or non-halogen type.

本発明によれば、以下に示すフラックス組成物、はんだ組成物および電子基板が提供される。
[1] (A)樹脂、および(B)活性剤を含有し、
前記(B)成分が、(B1)キノリン骨格を有する化合物を含有する、
フラックス組成物。
[2] [1]に記載のフラックス組成物において、
前記(B1)成分が、下記一般式(1)で表される化合物である、
フラックス組成物。
According to the present invention, the following flux composition, solder composition, and electronic board are provided.
[1] Contains (A) a resin and (B) an activator,
The component (B) contains (B1) a compound having a quinoline skeleton.
Flux composition.
[2] In the flux composition according to [1],
The component (B1) is a compound represented by the following general formula (1),
Flux composition.

Figure 2024031830000001
Figure 2024031830000001

(一般式(1)中、X~Xは、独立に、水素、水酸基、炭素数1~3のアルキル基、または炭素数1~3のアルコキシ基であり、X~Xのいずれか2つにより環を構成していてもよい。) (In general formula (1), X 1 to X 7 are independently hydrogen, a hydroxyl group, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms; or two may form a ring.)

[3] [1]または[2]に記載のフラックス組成物において、
前記(B)成分が、さらに(B2)アゾール類を含有する、
フラックス組成物。
[4] [1]~[3]のいずれかに記載のフラックス組成物において、
前記(B)成分が、さらに(B3)有機酸を含有する、
フラックス組成物。
[5] [1]~[4]のいずれかに記載のフラックス組成物において、
さらに(C)チクソ剤を含有する、
フラックス組成物。
[6] [1]~[5]のいずれかに記載のフラックス組成物と、(D)はんだ粉末とを含有する、
はんだ組成物。
[7] [6]に記載のはんだ組成物において、
前記(D)成分の合金系が、Sn-Bi系、Sn-Ag-Bi系、Sn-Ag-Sb-Bi系、Sn-Bi-Sb-In系、Sn-Bi-Sb-In-Ni-Co系、およびSn-Bi-Sb-Cu-In-Ni-Co系のいずれかである、
はんだ組成物。
[8] [6]または[7]に記載のはんだ組成物において、
前記(D)成分の合金組成が、Sn-57Bi-1Ag、Sn-58Bi、Sn-35Bi-1Ag、Sn-45Bi-1.5Sb-0.5Ag、Sn-50Bi-1Sb-0.5In、Sn-50Bi-1Sb-0.5In-0.05Ni-0.1Co、およびSn-50Bi-1Sb-2Cu-0.5In-0.05Ni-0.1Coのいずれかである、
はんだ組成物。
[9] [6]~[8]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。
[3] In the flux composition according to [1] or [2],
The component (B) further contains (B2) an azole,
Flux composition.
[4] In the flux composition according to any one of [1] to [3],
The component (B) further contains (B3) an organic acid.
Flux composition.
[5] In the flux composition according to any one of [1] to [4],
further containing (C) a thixotropic agent;
Flux composition.
[6] Containing the flux composition according to any one of [1] to [5] and (D) solder powder,
Solder composition.
[7] In the solder composition according to [6],
The alloy system of the component (D) is Sn-Bi system, Sn-Ag-Bi system, Sn-Ag-Sb-Bi system, Sn-Bi-Sb-In system, Sn-Bi-Sb-In-Ni- Co-based and Sn-Bi-Sb-Cu-In-Ni-Co based,
Solder composition.
[8] In the solder composition according to [6] or [7],
The alloy composition of the component (D) is Sn-57Bi-1Ag, Sn-58Bi, Sn-35Bi-1Ag, Sn-45Bi-1.5Sb-0.5Ag, Sn-50Bi-1Sb-0.5In, Sn- 50Bi-1Sb-0.5In-0.05Ni-0.1Co, and Sn-50Bi-1Sb-2Cu-0.5In-0.05Ni-0.1Co,
Solder composition.
[9] A soldered portion using the solder composition according to any one of [6] to [8],
Electronic substrate.

本発明の一態様によれば、ハロゲンフリーまたはノンハロゲンタイプであるにも拘わらず、はんだボールの発生を十分に抑制できるフラックス組成物、はんだ組成物、並びに、電子基板を提供できる。 According to one aspect of the present invention, it is possible to provide a flux composition, a solder composition, and an electronic board that can sufficiently suppress the generation of solder balls despite being halogen-free or non-halogen type.

[フラックス組成物]
まず、本実施形態に係るフラックス組成物について説明する。本実施形態に係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)樹脂、および(B)活性剤を含有するものである。また、(B)成分が、(B1)キノリン骨格を有する化合物を含有する。
[Flux composition]
First, the flux composition according to this embodiment will be explained. The flux composition according to the present embodiment is a component other than the solder powder in the solder composition, and contains (A) a resin and (B) an activator, which will be described below. Further, the component (B) contains (B1) a compound having a quinoline skeleton.

本実施形態に係るフラックス組成物が、ハロゲンフリーまたはノンハロゲンタイプであるにも拘わらず、はんだボールの発生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、はんだ合金系の中でも、Sn-Bi系などのはんだ合金は、Biが酸化しやすい性質のため、はんだ粉末の酸化膜除去が困難であり、また、再酸化の抑制も困難である。そのため、従来は、フラックス組成物に、有機酸およびアミン系活性剤に加え、ハロゲン系活性剤を配合していた。これにより、酸化膜除去を促進し、再酸化を抑制することで、はんだボールの発生を抑制していた。そして、ハロゲン系活性剤を使用しない場合には、Biの酸化膜除去や再酸化抑制ができなかったところ、(B1)キノリン骨格を有する化合物により、Biの酸化膜除去や再酸化抑制ができる。この理由は必ずしも定かではないが、(B1)成分により、はんだ酸化膜除去後に金属表面にキレート形成することで再酸化を抑制する効果が得られているものと、本発明者らは推察する。また、(B1)成分は、有機酸や他のアミン系活性剤と比較して、はんだ組成物の安定性や信頼性への悪影響が少ないという利点もある。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 the flux composition according to this embodiment is able to sufficiently suppress the generation of solder balls despite being halogen-free or non-halogen type is not necessarily clear, but the inventors of the present invention speculate as follows. .
That is, among solder alloys, in solder alloys such as Sn--Bi, since Bi is easily oxidized, it is difficult to remove an oxide film from the solder powder, and it is also difficult to suppress re-oxidation. Therefore, conventionally, a halogen-based activator has been blended into a flux composition in addition to an organic acid and an amine-based activator. This promoted the removal of the oxide film and suppressed re-oxidation, thereby suppressing the generation of solder balls. In addition, when a halogen-based activator is not used, it is not possible to remove the Bi oxide film or suppress reoxidation, but with (B1) a compound having a quinoline skeleton, it is possible to remove the Bi oxide film and suppress reoxidation. Although the reason for this is not necessarily clear, the present inventors assume that component (B1) forms a chelate on the metal surface after removing the solder oxide film, thereby achieving the effect of suppressing re-oxidation. Component (B1) also has the advantage that it has less adverse effect on the stability and reliability of the solder composition than organic acids and other amine-based activators. The present inventors conjecture that the effects of the present invention described above are achieved in the manner described above.

[(A)成分]
本実施形態に用いる(A)樹脂としては、ロジン系樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂およびフェノール樹脂などが挙げられる。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。これらの中でも、粘度安定性などの観点から、ロジン系樹脂、またはアクリル樹脂が好ましい。
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。また、これらのロジン系樹脂の中でも、完全水添ロジンおよび水添酸変性ロジンを用いることが好ましく、完全水添ロジンと、水添酸変性ロジンとを併用することがより好ましい。
アクリル樹脂としては、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸の各種エステル、メタクリル酸の各種エステル、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、マレイン酸のエステル、無水マレイン酸のエステル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド、メタクリルアミド、塩化ビニル、および酢酸ビニルなどの少なくとも1種のモノマーを重合してなるものである。寒暖の差が激しく冷熱衝撃の大きい環境下であってもフラックス残さの亀裂発生を防止できるという点で、アクリル樹脂が有用である。このアクリル樹脂の中でも、メタクリル酸と炭素数2から6のアルキル基を有するモノマーとを含むモノマー類を重合したアクリル樹脂、更にはメタクリル酸と炭素数2のアルキル基を有するモノマーとを含むモノマー類を重合したアクリル樹脂が好ましい。このようなアクリル樹脂は、形成されるフラックス残さ(フラックス固化物)のべたつきを抑え、かつ良好な亀裂抑制効果を奏する点で好ましい。
[(A) Component]
Examples of the resin (A) used in this embodiment include rosin resins, acrylic resins, epoxy resins, and phenol resins. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, rosin resins or acrylic resins are preferred from the viewpoint of viscosity stability.
Examples of rosin-based resins 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 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. Moreover, among these rosin-based resins, it is preferable to use fully hydrogenated rosin and hydrogenated acid-modified rosin, and it is more preferable to use fully hydrogenated rosin and hydrogenated acid-modified rosin together.
Acrylic resins include acrylic acid, methacrylic acid, various esters of acrylic acid, various esters of methacrylic acid, crotonic acid, itaconic acid, maleic acid, maleic anhydride, esters of maleic acid, esters of maleic anhydride, acrylonitrile, and methacrylic acid. It is formed by polymerizing at least one monomer such as lonitrile, acrylamide, methacrylamide, vinyl chloride, and vinyl acetate. Acrylic resin is useful in that it can prevent cracks caused by flux residue even in environments with large temperature differences and large thermal shocks. Among these acrylic resins, acrylic resins polymerized with monomers containing methacrylic acid and a monomer having an alkyl group having 2 to 6 carbon atoms, and monomers containing methacrylic acid and a monomer having an alkyl group having 2 to 6 carbon atoms. An acrylic resin polymerized with is preferred. Such an acrylic resin is preferable because it suppresses the stickiness of the flux residue (solidified flux) that is formed and has a good crack suppressing effect.

(A)成分の配合量は、フラックス組成物100質量%に対して、30質量%以上70質量%以下であることが好ましく、35質量%以上60質量%以下であることがより好ましく、40質量%以上50質量%以下であることが特に好ましい。(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 30% by mass or more and 70% by mass or less, more preferably 35% by mass or more and 60% by mass or less, and 40% by mass or less, based on 100% by mass of the flux composition. % or more and 50% by mass or less is particularly preferable. 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)活性剤は、(B1)キノリン骨格を有する化合物を含有することが必要である。この(B1)成分は、はんだボールの発生を抑制する作用がある。この(B1)成分は、1分子中に、1つ以上の水酸基を有することが好ましい。
(B1)成分は、下記一般式(1)で表される化合物であることが好ましい。
[(B) Component]
The (B) activator used in this embodiment needs to contain (B1) a compound having a quinoline skeleton. This component (B1) has the effect of suppressing the generation of solder balls. This component (B1) preferably has one or more hydroxyl groups in one molecule.
The component (B1) is preferably a compound represented by the following general formula (1).

Figure 2024031830000002
Figure 2024031830000002

一般式(1)において、X~Xは、独立に、水素、水酸基、炭素数1~3のアルキル基、または炭素数1~3のアルコキシ基であり、X~Xのいずれか2つにより環を構成していてもよい。
は、水素であることが特に好ましい。
~Xは、水素、水酸基、メチル基、またはメトキシ基であることが好ましく、水素、またはメチル基であることがより好ましい。
In general formula (1), X 1 to X 7 are independently hydrogen, a hydroxyl group, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, and any one of X 2 to X 7 Two may constitute a ring.
It is particularly preferred that X 1 is hydrogen.
X 2 to X 7 are preferably hydrogen, a hydroxyl group, a methyl group, or a methoxy group, and more preferably hydrogen or a methyl group.

(B1)成分としては、8-キノリノール、2-メチル-8-キノリノール、および5-メチル-8-キノリノ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。 Component (B1) includes 8-quinolinol, 2-methyl-8-quinolinol, and 5-methyl-8-quinolinol. These may be used alone or in combination of two or more.

(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、0.1質量%以上10質量%以下であることが好ましく、0.2質量%以上8質量%以下であることがより好ましく、0.8質量%以上5質量%以下であることがさらにより好ましく、1.5質量%以上2.5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、はんだボールの抑制効果を更に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 0.1% by mass or more and 10% by mass or less, and preferably 0.2% by mass or more and 8% by mass or less, based on 100% by mass of the flux composition. It is more preferably 0.8% by mass or more and 5% by mass or less, even more preferably 1.5% by mass or more and 2.5% by mass or less. If the amount of component (B1) is at least the above-mentioned lower limit, it tends to further improve the effect of suppressing solder balls, and on the other hand, when it is at or below the above-mentioned upper limit, it tends to be able to maintain the insulation properties of the flux composition.

(B)成分は、さらに(B2)アゾール類を含有することが好ましい。この(B2)成分は、(B1)成分の作用を補助して、はんだボールの抑制効果を向上できる作用がある。
(B2)成分としては、ピロール化合物、イミダゾール化合物、ピラゾール化合物、およびトリアゾール化合物などが挙げられる。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、はんだ溶融性の観点から、イミダゾール化合物またはトリアゾール化合物が好ましい。また、イミダゾール化合物とトリアゾール化合物とを併用することが特に好ましい。
イミダゾール化合物としては、2-メチルイミダゾール、2-エチルイミダゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾール、および1,2-ジメチルイミダゾールなどが挙げられる。これらの中でも、2-エチル-4-メチルイミダゾールが好ましい。
トリアゾール化合物としては、ベンゾトリアゾール、1,2,3-トリアゾール、および1,2,4-トリアゾールなどが挙げられる。これらの中でも、ベンゾトリアゾールが好ましい。
It is preferable that the component (B) further contains (B2) an azole. This component (B2) has the effect of assisting the effect of the component (B1) and improving the effect of suppressing solder balls.
Examples of the component (B2) include pyrrole compounds, imidazole compounds, pyrazole compounds, and triazole compounds. These may be used alone or in combination of two or more. Moreover, among these, imidazole compounds or triazole compounds are preferable from the viewpoint of solder meltability. Moreover, it is particularly preferable to use an imidazole compound and a triazole compound together.
Examples of the imidazole compound include 2-methylimidazole, 2-ethylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, and 1,2-dimethylimidazole. Among these, 2-ethyl-4-methylimidazole is preferred.
Examples of triazole compounds include benzotriazole, 1,2,3-triazole, and 1,2,4-triazole. Among these, benzotriazole is preferred.

(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、0.1質量%以上8質量%以下であることが好ましく、0.5質量%以上5質量%以下であることがより好ましく、1質量%以上3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、はんだボールの抑制効果を更に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 0.1% by mass or more and 8% by mass or less, and preferably 0.5% by mass or more and 5% by mass or less, based on 100% by mass of the flux composition. More preferably, it is 1% by mass or more and 3% by mass or less. If the amount of component (B2) is at least the above-mentioned lower limit, the effect of suppressing solder balls tends to be further improved, while if it is below the above-mentioned upper limit, the insulation properties of the flux composition tend to be maintained.

(B)成分は、さらに(B3)有機酸を含有することが好ましい。この(B3)成分は、(B1)成分の作用を補助して、はんだボールの抑制効果を向上できる作用がある。
(B3)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、アジピン酸、またはスベリン酸などが好ましく、スベリン酸が特に好ましい。
その他の有機酸としては、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、ピコリン酸を用いることがより好ましい。
(B3)成分としては、複数の有機酸を併用することが好ましく、スベリン酸およびピコリン酸を併用することが特に好ましい。
It is preferable that component (B) further contains (B3) an organic acid. This component (B3) has the effect of assisting the effect of the component (B1) and improving the effect of suppressing solder balls.
Component (B3) 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, from the viewpoint of active action, adipic acid or suberic acid is preferred, and suberic acid is particularly preferred.
Other organic acids include dimer acid, trimer acid, levulinic acid, lactic acid, acrylic acid, benzoic acid, salicylic acid, anisic acid, citric acid, and picolinic acid. Among these, it is more preferable to use picolinic acid.
As component (B3), it is preferable to use a plurality of organic acids in combination, and it is particularly preferable to use suberic acid and picolinic acid in combination.

(B3)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、0.1質量%以上12質量%以下であることが好ましく、0.5質量%以上8質量%以下であることがより好ましく、1質量%以上5質量%以下であることが特に好ましい。(B3)成分の配合量が前記下限以上であれば、はんだボールの抑制効果を更に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 (B3) is preferably 0.1% by mass or more and 12% by mass or less, and preferably 0.5% by mass or more and 8% by mass or less, based on 100% by mass of the flux composition. More preferably, it is 1% by mass or more and 5% by mass or less. If the amount of component (B3) is at least the above-mentioned lower limit, it tends to further improve the effect of suppressing solder balls, while when it is at or below the above-mentioned upper limit, it tends to maintain the insulation properties of the flux composition.

(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~(B3)成分以外に、その他の活性剤(以下(B4)成分とも称する)をさらに含有してもよい。(B4)成分としては、ハロゲン系活性剤、および(B1)成分および(B2)成分以外のアミン系活性剤などが挙げられる。ただし、(B1)成分~(B3)成分の合計の配合量は、(B)成分100質量%に対して、50質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であることがより好ましく、90質量%以上であることが特に好ましい。 Component (B) may further contain other active agents (hereinafter also referred to as component (B4)) in addition to components (B1) to (B3), as long as the objects of the present invention can be achieved. Examples of the component (B4) include halogen-based activators and amine-based activators other than the components (B1) and (B2). However, the total blending amount of components (B1) to (B3) is preferably 50% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, based on 100% by mass of component (B). It is particularly preferable that the content is 90% by mass or more.

(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、0.5質量%以上20質量%以下であることが好ましく、1質量%以上15質量%以下であることがより好ましく、1.5質量%以上10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 0.5% by mass or more and 20% by mass or less, more preferably 1% by mass or more and 15% by mass or less, based on 100% by mass of the flux composition. , it is particularly preferably 1.5% by mass or more and 10% by mass or less. 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]
本実施形態に係るフラックス組成物は、印刷性などの観点から、さらに(C)チクソ剤を含有することが好ましい。ここで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。
[(C) Component]
The flux composition according to the present embodiment preferably further contains (C) a thixotropic agent from the viewpoint of printability and the like. Examples of the thixotropic agent used here include hydrogenated castor oil, amides, 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20質量%以下であることが好ましく、2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。 The blending amount of component (C) is preferably 1% by mass or more and 20% by mass or less, more preferably 2% by mass or more and 12% by mass or less, based on 100% by mass of the flux composition. If the amount is less than the lower limit, thixotropy is not obtained and sag tends to occur, while if it exceeds the upper limit, the thixotropy is too high and printing defects tend to occur.

[溶剤]
本実施形態に係るフラックス組成物は、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 according to the present 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75質量%以下であることが好ましく、20質量%以上65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 75% by mass or less, more preferably 20% by mass or more and 65% 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]
本実施形態に係るフラックス組成物は、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 according to the present 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、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、および、アクリル酸2-[1-(2-ヒドロキシ-3,5-ジ-tert-ペンチルフェニル)エチル]-4,6-ジ-tert-ペンチルフェニルなどが挙げられる。これらの中でも、はんだボールの更なる抑制効果の観点から、アクリル酸2-[1-(2-ヒドロキシ-3,5-ジ-tert-ペンチルフェニル)エチル]-4,6-ジ-tert-ペンチルフェニルを用いることが好ましい。 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, N,N'-bis{3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionyl}hydrazine and 2-[1-(2-hydroxy-3,5-di-tert acrylate) -pentylphenyl)ethyl]-4,6-di-tert-pentylphenyl and the like. Among these, from the viewpoint of further suppressing effect on solder balls, 2-[1-(2-hydroxy-3,5-di-tert-pentylphenyl)ethyl]-4,6-di-tert-pentyl acrylate Preference is given to using phenyl.

酸化防止剤を用いる場合、その配合量は、フラックス組成物100質量%に対して、0.1質量%以上5質量%以下であることが好ましく、0.5質量%以上3質量%以下であることがより好ましい。酸化防止剤の配合量が前記下限以上であれば、はんだ溶融性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。 When using an antioxidant, the amount thereof is preferably 0.1% by mass or more and 5% by mass or less, and 0.5% by mass or more and 3% by mass or less, based on 100% by mass of the flux composition. It is more preferable. If the amount of the antioxidant is at least the above-mentioned lower limit, it tends to improve the solder melting properties, and on the other hand, when it is at least the above-mentioned upper limit, it tends to be able to maintain the insulation properties of the flux composition.

[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。
[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.

[はんだ組成物]
次に、本実施形態に係るはんだ組成物について説明する。本実施形態に係るはんだ組成物は、前述の本実施形態に係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。
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 according to this embodiment will be explained. The solder composition according to this embodiment contains the above-described flux composition according to 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.

本実施形態に係るはんだ組成物は、ハロゲンフリーまたはノンハロゲンタイプであるにも拘わらず、はんだボールの発生を十分に抑制できる。そして、プリント配線基板のハロゲンフリーに対応可能なはんだ組成物であっても、ハロゲン系活性剤を用いる場合と同等レベルで、はんだボールの発生を抑制できることから、ハロゲンフリーまたはノンハロゲンタイプのはんだ組成物として特に好適に用いることができる。
ハロゲンフリーのはんだ組成物は、塩素濃度が900質量ppm以下(より好ましくは、100質量ppm以下、特に好ましくは、0質量ppm)であり、臭素濃度が900質量ppm以下(より好ましくは、100質量ppm以下、特に好ましくは、0質量ppm)であり、ヨウ素濃度が900質量ppm以下(より好ましくは、100質量ppm以下、特に好ましくは、0質量ppm)であり、かつ、ハロゲン濃度が1500質量ppm以下(より好ましくは、300質量ppm以下、特に好ましくは、0質量ppm)であるものであることが好ましい。なお、ハロゲンとしては、フッ素、塩素、臭素およびヨウ素などが挙げられる。
なお、はんだ組成物中の塩素濃度、臭素濃度およびハロゲン濃度は、JEITA ET-7304Aに記載の方法に準じて測定できる。また、簡易的には、はんだ組成物の配合成分およびその配合量から算出できる。
Although the solder composition according to the present embodiment is halogen-free or non-halogen type, it can sufficiently suppress the generation of solder balls. Even if a solder composition is compatible with halogen-free printed wiring boards, halogen-free or non-halogen type solder compositions can suppress the generation of solder balls to the same level as when using a halogen-based activator. It can be particularly suitably used as
The halogen-free solder composition has a chlorine concentration of 900 mass ppm or less (more preferably 100 mass ppm or less, particularly preferably 0 mass ppm) and a bromine concentration of 900 mass ppm or less (more preferably 100 mass ppm or less). ppm or less, particularly preferably 0 mass ppm), the iodine concentration is 900 mass ppm or less (more preferably 100 mass ppm or less, particularly preferably 0 mass ppm), and the halogen concentration is 1500 mass ppm. or less (more preferably 300 mass ppm or less, particularly preferably 0 mass ppm). Note that examples of the halogen include fluorine, chlorine, bromine, and iodine.
Note that the chlorine concentration, bromine concentration, and halogen concentration in the solder composition can be measured according to the method described in JEITA ET-7304A. In addition, it can be simply calculated from the components of the solder composition and their amounts.

[(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-Sb-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。
なお、本実施形態に係るフラックス組成物は、Sn-Bi系などのはんだ合金系であっても、はんだボールの発生を十分に抑制できる。そのため、Biを含むはんだ合金系の(D)成分を使用する場合に、本実施形態に係るフラックス組成物の効果を特に発揮できる。具体的なはんだ合金系としては、Sn-Bi系、Sn-Ag-Bi系、Sn-Ag-Sb-Bi系、Sn-Bi-Sb-In系、Sn-Bi-Sb-In-Ni-Co系、およびSn-Bi-Sb-Cu-In-Ni-Co系などが挙げられる。これらの合金系の中でも、Sn-Bi系、Sn-Ag-Bi系、またはSn-Ag-Sb-Bi系が好ましい。また、具体的なはんだ合金組成としては、Sn-57Bi-1Ag、Sn-58Bi、Sn-35Bi-1Ag、Sn-45Bi-1.5Sb-0.5Ag、Sn-50Bi-1Sb-0.5In、Sn-50Bi-1Sb-0.5In-0.05Ni-0.1Co、およびSn-50Bi-1Sb-2Cu-0.5In-0.05Ni-0.1Coなどが挙げられる。これらの合金組成の中でも、Sn-57Bi-1Ag、Sn-58Bi、Sn-35Bi-1Ag、およびSn-45Bi-1.5Sb-0.5Agが好ましい。
Specifically, lead-free solder powder alloys include Sn-Ag-Cu, Sn-Cu, Sn-Ag, Sn-Bi, Sn-Ag-Bi, and Sn-Ag-Sb. -Bi series, Sn-Ag-Cu-Bi series, Sn-Ag-Cu-Ni series, Sn-Ag-Cu-Bi-Sb series, Sn-Ag-Bi-In series, Sn-Ag-Cu-Bi- Examples include In-Sb type.
Note that the flux composition according to the present embodiment can sufficiently suppress the generation of solder balls even when the flux composition is based on a solder alloy such as a Sn--Bi system. Therefore, when using component (D) of a solder alloy system containing Bi, the effect of the flux composition according to the present embodiment can be particularly exhibited. Specific solder alloy systems include Sn-Bi, Sn-Ag-Bi, Sn-Ag-Sb-Bi, Sn-Bi-Sb-In, and Sn-Bi-Sb-In-Ni-Co. and Sn-Bi-Sb-Cu-In-Ni-Co systems. Among these alloy systems, Sn-Bi system, Sn-Ag-Bi system, or Sn-Ag-Sb-Bi system is preferred. In addition, specific solder alloy compositions include Sn-57Bi-1Ag, Sn-58Bi, Sn-35Bi-1Ag, Sn-45Bi-1.5Sb-0.5Ag, Sn-50Bi-1Sb-0.5In, Sn Examples include -50Bi-1Sb-0.5In-0.05Ni-0.1Co, and Sn-50Bi-1Sb-2Cu-0.5In-0.05Ni-0.1Co. Among these alloy compositions, Sn-57Bi-1Ag, Sn-58Bi, Sn-35Bi-1Ag, and Sn-45Bi-1.5Sb-0.5Ag are preferred.

(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、本実施形態に係る電子基板について説明する。本実施形態に係る電子基板は、前述の本実施形態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。本実施形態に係る電子基板は、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、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、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 according to this embodiment will be explained. The electronic board according to this embodiment is characterized in that it includes a soldering part using the solder composition according to the above-described embodiment. The electronic board according to this embodiment 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, the electronic components are mounted on the electronic board through a reflow process in which electronic components are placed on the solder composition coated with a coating device, heated under predetermined conditions in a reflow oven, and then mounted on the printed wiring board. can.

リフロー工程においては、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、電子部品を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、90℃以上130℃以下であることが好ましく、100℃以上120℃以下であることがより好ましい。プリヒート時間は、40秒間以上120秒間以下であることが好ましく、60秒間以上100秒間以下であることがより好ましい。ピーク温度は、160℃以上190℃以下であることが好ましく、180℃以上190℃以下であることがより好ましい。また、140℃以上の温度の保持時間は、30秒間以上120秒間以下であることが好ましく、80秒間以上120秒間以下であることがより好ましい。
In the reflow process, electronic components are 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, electronic components 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 90°C or more and 130°C or less, more preferably 100°C or more and 120°C or less. The preheat time is preferably 40 seconds or more and 120 seconds or less, and more preferably 60 seconds or more and 100 seconds or less. The peak temperature is preferably 160°C or more and 190°C or less, more preferably 180°C or more and 190°C or less. Further, the holding time at a temperature of 140° C. or higher is preferably 30 seconds or more and 120 seconds or less, and more preferably 80 seconds or more and 120 seconds or less.

また、本実施形態に係るフラックス組成物、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 flux composition, solder composition, and electronic board according to the present embodiment are not limited to the above embodiments, and modifications, improvements, etc. within the scope of achieving the purpose of the present invention are included in the present invention. It is something.
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:アクリル酸変性水添ロジン、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、商品名「フォーラルAX」、理化ファインテク社製((B1)成分)
キノリン化合物A:8-キノリノール
キノリン化合物B:2-メチル-8-キノリノール
((B2)成分)
アゾール類A:ベンゾトリアゾール
アゾール類B:2-エチル-4-メチルイミダゾール、商品名「2E4MZ」、四国化成工業社
((B3)成分)
有機酸A:ピコリン酸
有機酸B:スベリン酸
((C)成分)
チクソ剤A:商品名「スリパックスZHH」、日本化成社製
チクソ剤B:商品名「ヒマコウ」、ケイエフ・トレーディング社製
(他の成分)
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
酸化防止剤A: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、商品名「イルガノックスMD-1024」、BASF社製
酸化防止剤B:アクリル酸2-[1-(2-ヒドロキシ-3,5-ジ-tert-ペンチルフェニル)エチル]-4,6-ジ-tert-ペンチルフェニル、商品名「スミライザーGS」、住友化学社製
((D)成分)
はんだ粉末A:合金組成はSn-57Bi-1Ag、粒子径分布は20~38μm
はんだ粉末B:合金組成はSn-45Bi-1.5Sb-0.5Ag、粒子径分布は20~38μm
はんだ粉末C:合金組成はSn-58Bi、粒子径分布は20~38μm
はんだ粉末D:合金組成はSn-50Bi-1Sb-0.5In、粒子径分布は20~38μm
はんだ粉末E:合金組成はSn-50Bi-1Sb-0.5In-0.05Ni-0.1Co、粒子径分布は20~38μm
はんだ粉末F:合金組成はSn-50Bi-1Sb-2Cu-0.5In-0.05Ni-0.1Co、粒子径分布は20~38μm
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: Acrylic acid-modified hydrogenated rosin, product name "Pine Crystal KE-604", manufactured by Arakawa Chemical Co., Ltd. Rosin resin B: fully hydrogenated rosin, product name "Foral AX", manufactured by Rika Fine Tech Co., Ltd. ( (B1) component)
Quinoline compound A: 8-quinolinol Quinoline compound B: 2-methyl-8-quinolinol ((B2) component)
Azole A: Benzotriazole Azole B: 2-ethyl-4-methylimidazole, trade name "2E4MZ", Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd. (component (B3))
Organic acid A: picolinic acid Organic acid B: suberic acid (component (C))
Thixotropic agent A: Brand name “Slipax ZHH”, manufactured by Nippon Kasei Co., Ltd. Thixotropic agent B: Brand name “Himakou”, manufactured by KF Trading Co., Ltd. (other ingredients)
Solvent: diethylene glycol mono-2-ethylhexyl ether (2-ethylhexyldiglycol (EHDG), boiling point: 272°C), Nippon Nyukazai Co., Ltd. Antioxidant A: N,N'-bis{3-(3,5-di- tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionyl}hydrazine, trade name "Irganox MD-1024", manufactured by BASF Antioxidant B: acrylic acid 2-[1-(2-hydroxy-3,5-di-tert) -pentylphenyl)ethyl]-4,6-di-tert-pentylphenyl, trade name "Sumilizer GS", manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd. (component (D))
Solder powder A: Alloy composition is Sn-57Bi-1Ag, particle size distribution is 20 to 38 μm
Solder powder B: Alloy composition is Sn-45Bi-1.5Sb-0.5Ag, particle size distribution is 20 to 38 μm
Solder powder C: Alloy composition is Sn-58Bi, particle size distribution is 20 to 38 μm
Solder powder D: Alloy composition is Sn-50Bi-1Sb-0.5In, particle size distribution is 20 to 38 μm
Solder powder E: Alloy composition is Sn-50Bi-1Sb-0.5In-0.05Ni-0.1Co, particle size distribution is 20 to 38 μm
Solder powder F: Alloy composition is Sn-50Bi-1Sb-2Cu-0.5In-0.05Ni-0.1Co, particle size distribution is 20 to 38 μm

[実施例1]
ロジン系樹脂A25質量%、ロジン系樹脂B21質量%、キノリン化合物A2質量%、アゾール類A0.5質量%、アゾール類B1質量%、有機酸A1質量%、有機酸B3質量%、溶剤37質量%、酸化防止剤A2質量%、チクソ剤A5質量%、およびチクソ剤B2.5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10.6質量%、溶剤0.6質量%およびはんだ粉末A88.8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 25% by mass, Rosin Resin B 21% by mass, Quinoline Compound A 2% by mass, Azoles A 0.5% by mass, Azoles B 1% by mass, Organic Acid A 1% by mass, Organic Acid B 3% by mass, Solvent 37% by mass. , 2% by mass of antioxidant A, 5% by mass of thixotropic agent A, and 2.5% by mass of thixotropic agent B were placed in a container and mixed using a planetary mixer to obtain a flux composition.
Thereafter, 10.6% by mass of the obtained flux composition, 0.6% by mass of solvent, and 88.8% by mass of solder powder A (total 100% by mass) were put into a container and mixed with a planetary mixer. A solder composition was prepared.

[実施例2~15]
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]
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 15]
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 example 1]
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(ソルダーボール試験、ピン間ボール)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)ソルダーボール試験
IPC TM-650 2.4.43の記載を参考にして、ソルダーボール試験を行った。具体的には、厚さ0.6mm~0.8mmのセラミック基板上に、メタルスクリーンを使用して、はんだ組成物を直径6.5mmの円形状に1個印刷して、試料とした。180℃に設定したホットプレート上に、上記の試料を置き、溶融してから5秒後取り出し、水平に保持して冷却する。20倍の顕微鏡を用いて、はんだ中のソルダーボールの数と大きさを観察し、以下の基準で判定した。なお、「Preferred」、「Acceptable」、「Unacceptable;Clusters」、および「Unacceptable」は、IPC TM-650 2.4.43に記載の評価基準に準じている。
◎:「Preferred」、フラックス残さ中、または周囲にほとんどソルダーボールがない状態(数個程度)。
○:「Acceptable」、フラックス残さ中、または周囲にまばらにソルダーボールが発生している。ただし、ソルダーボールが密集した状態では存在していない。
×:「Unacceptable;Clusters」、フラックス残さ中にソルダーボールが密集して発生している。
××:「Unacceptable」、フラックス残さ周囲全体に連続的にソルダーボールが発生している。
(2)ピン間ボール
0.4mm×3.0mmの銅パッドを0.8mm間隔で80本有する基板上に、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、印刷速度50mm/sec、印圧0.2Nの条件で印刷した。その後、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、試験基板を作製した。試験基板を拡大鏡にて観察して、ピン間にあるはんだボールの数(ピン間ボール数、単位:個/ピン)を測定し、以下の基準に従って、ピン間ボールを評価した。なお、リフロー条件は、プリヒート温度が100~120℃(約80秒間)であり、温度140℃以上の時間が約100秒間であり、ピーク温度が約185℃である。
◎:ピン間ボール数が4個未満である。
○:ピン間ボール数が4個以上10個未満である。
△:ピン間ボール数が10個以上15個未満である。
×:ピン間ボール数が15個以上である。
<Evaluation of solder composition>
Evaluation of the solder composition (solder ball test, ball between pins) was performed in the following manner. The results obtained are shown in Table 1.
(1) Solder ball test A solder ball test was conducted with reference to the description in IPC TM-650 2.4.43. Specifically, a sample was prepared by printing one circular piece of the solder composition with a diameter of 6.5 mm on a ceramic substrate with a thickness of 0.6 mm to 0.8 mm using a metal screen. The above sample is placed on a hot plate set at 180°C, and 5 seconds after melting, it is taken out and held horizontally to cool. The number and size of solder balls in the solder were observed using a 20x microscope and judged based on the following criteria. Note that "Preferred", "Acceptable", "Unacceptable;Clusters", and "Unacceptable" conform to the evaluation criteria described in IPC TM-650 2.4.43.
◎: "Preferred", flux remains or there are almost no solder balls around (about a few).
○: "Acceptable", solder balls are sparsely generated in or around the flux residue. However, the solder balls do not exist in a dense state.
×: "Unacceptable;Clusters", solder balls are densely generated in the flux residue.
XX: "Unacceptable", solder balls are continuously generated all around the flux residue.
(2) Ball between pins On a substrate having 80 0.4 mm x 3.0 mm copper pads spaced at 0.8 mm intervals, a solder composition was applied at a printing speed of 50 mm/sec using a metal mask with a corresponding pattern. Printing was performed at a printing pressure of 0.2N. Thereafter, the solder composition was melted in a reflow oven (manufactured by Tamura Seisakusho Co., Ltd.), and soldering was performed to prepare a test board. The test board was observed with a magnifying glass, the number of solder balls between pins (number of balls between pins, unit: pieces/pin) was measured, and the balls between pins were evaluated according to the following criteria. Note that the reflow conditions are that the preheat temperature is 100 to 120°C (about 80 seconds), the time at which the temperature is 140°C or higher is about 100 seconds, and the peak temperature is about 185°C.
◎: The number of balls between pins is less than 4.
○: The number of balls between pins is 4 or more and less than 10.
Δ: The number of balls between pins is 10 or more and less than 15.
×: The number of balls between pins is 15 or more.

Figure 2024031830000003
Figure 2024031830000003

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1~15)は、ソルダーボール試験、およびピン間ボールの全ての結果が良好であることが確認された。なお、実施例1~15のはんだ組成物には、ハロゲン系活性剤が配合されていないので、ノンハロゲンタイプのはんだ組成物である。
従って、本発明のはんだ組成物によれば、ハロゲンフリーまたはノンハロゲンタイプであるにも拘わらず、はんだボールの発生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 15) had good results in all the solder ball tests and pin-to-pin balls. Note that the solder compositions of Examples 1 to 15 do not contain a halogen-based activator, so they are non-halogen type solder compositions.
Therefore, it was confirmed that the solder composition of the present invention can sufficiently suppress the generation of solder balls even though it is halogen-free or non-halogen type.

本発明のフラックス組成物およびはんだ組成物は、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 flux composition and solder composition of the present invention can be suitably used as a technique for mounting electronic components on electronic boards such as printed wiring boards of electronic devices.

Claims (9)

(A)樹脂、および(B)活性剤を含有し、
前記(B)成分が、(B1)キノリン骨格を有する化合物を含有する、
フラックス組成物。
(A) a resin, and (B) an activator;
The component (B) contains (B1) a compound having a quinoline skeleton.
Flux composition.
請求項1に記載のフラックス組成物において、
前記(B1)成分が、下記一般式(1)で表される化合物である、
フラックス組成物。
Figure 2024031830000004

(一般式(1)中、X~Xは、独立に、水素、水酸基、炭素数1~3のアルキル基、または炭素数1~3のアルコキシ基であり、X~Xのいずれか2つにより環を構成していてもよい。)
The flux composition according to claim 1,
The component (B1) is a compound represented by the following general formula (1),
Flux composition.
Figure 2024031830000004

(In general formula (1), X 1 to X 7 are independently hydrogen, a hydroxyl group, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms; or two may form a ring.)
請求項1または請求項2に記載のフラックス組成物において、
前記(B)成分が、さらに(B2)アゾール類を含有する、
フラックス組成物。
In the flux composition according to claim 1 or 2,
The component (B) further contains (B2) an azole,
Flux composition.
請求項1または請求項2に記載のフラックス組成物において、
前記(B)成分が、さらに(B3)有機酸を含有する、
フラックス組成物。
In the flux composition according to claim 1 or 2,
The component (B) further contains (B3) an organic acid.
Flux composition.
請求項1または請求項2に記載のフラックス組成物において、
さらに(C)チクソ剤を含有する、
フラックス組成物。
In the flux composition according to claim 1 or 2,
further containing (C) a thixotropic agent;
Flux composition.
請求項1または請求項2に記載のフラックス組成物と、(D)はんだ粉末とを含有する、
はんだ組成物。
Containing the flux composition according to claim 1 or claim 2 and (D) solder powder,
Solder composition.
請求項6に記載のはんだ組成物において、
前記(D)成分の合金系が、Sn-Bi系、Sn-Ag-Bi系、Sn-Ag-Sb-Bi系、Sn-Bi-Sb-In系、Sn-Bi-Sb-In-Ni-Co系、およびSn-Bi-Sb-Cu-In-Ni-Co系のいずれかである、
はんだ組成物。
The solder composition according to claim 6,
The alloy system of the component (D) is Sn-Bi system, Sn-Ag-Bi system, Sn-Ag-Sb-Bi system, Sn-Bi-Sb-In system, Sn-Bi-Sb-In-Ni- Co-based and Sn-Bi-Sb-Cu-In-Ni-Co based,
Solder composition.
請求項6に記載のはんだ組成物において、
前記(D)成分の合金組成が、Sn-57Bi-1Ag、Sn-58Bi、Sn-35Bi-1Ag、Sn-45Bi-1.5Sb-0.5Ag、Sn-50Bi-1Sb-0.5In、Sn-50Bi-1Sb-0.5In-0.05Ni-0.1Co、およびSn-50Bi-1Sb-2Cu-0.5In-0.05Ni-0.1Coのいずれかである、
はんだ組成物。
The solder composition according to claim 6,
The alloy composition of the component (D) is Sn-57Bi-1Ag, Sn-58Bi, Sn-35Bi-1Ag, Sn-45Bi-1.5Sb-0.5Ag, Sn-50Bi-1Sb-0.5In, Sn- 50Bi-1Sb-0.5In-0.05Ni-0.1Co, and Sn-50Bi-1Sb-2Cu-0.5In-0.05Ni-0.1Co,
Solder composition.
請求項6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 portion using the solder composition according to claim 6,
Electronic substrate.
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