JP5195486B2 - フラックス、はんだペースト及び接合部品 - Google Patents
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Description
しかしながら、水系洗浄の場合、洗浄に水を使用することから、洗浄に用いた水が、重金属に汚染される問題がある。また、今後さらに微細化された接続ピッチ構造を持つ半導体素子に対して、水系洗浄では洗浄性が悪いという問題があることから、洗浄を必要としない低残渣の無洗浄フラックスが多く用いられている。
前記芳香族アルデヒド化合物の沸点が、1気圧下で、50℃〜180℃であり、
前記脂肪族アルデヒド化合物の沸点が、1気圧下で、50℃〜100℃であり、
フラックス全体を100質量%とした場合、前記芳香族アルデヒド化合物及び前記脂肪族アルデヒド化合物の合計量は70〜100質量%であることを特徴とするフラックス。
2.上記1.に記載のフラックスと、はんだ粉と、を含有することを特徴とするはんだペースト。
3.構成部材と他の構成部材とが、上記2.に記載のはんだペーストを用いてはんだ付けされていることを特徴とする接合部品。
また、前記芳香族アルデヒド化合物の沸点が、1気圧下で、50℃〜180℃である場合には、よりフラックス残渣が、残存され難いフラックスとすることができる。
また、前記脂肪族アルデヒド化合物の沸点が、1気圧下で、50℃〜100℃である場合には、よりフラックス残渣が、残存され難いフラックスとすることができる。
また、本発明のはんだペーストは、本発明のフラックスを含有することにより、基板に電子部品等をはんだ付けした後に、フラックス残渣が抑制され、はんだ付け後の洗浄工程を不要とすることができる。
また、本発明の接合部品は、少なくとも一部の構成部材どうしが、本発明のはんだペーストを用いてはんだ付けされていることにより、接合信頼性の高い接合部品とすることができる。
本発明のフラックスは、アルデヒド基を有する芳香族アルデヒド化合物(以下、単に「芳香族化合物」という。)、及び/又は2つ以上のアルデヒド基を有する脂肪族アルデヒド化合物(以下、単に「脂肪族化合物」という。)を含有し、他の成分として、溶剤、活性剤、又はチクソトロピー性付与剤を含有でき、
芳香族化合物の沸点が、1気圧下で、50℃〜180℃であり、
脂肪族化合物の沸点が、1気圧下で、50℃〜100℃であり、
フラックス全体を100質量%とした場合、芳香族化合物及び脂肪族化合物の合計量は70〜100質量%であることを特徴とする。
更に、本発明のフラックスはこの芳香族化合物及び/又はこの脂肪族化合物を含むことにより、前記還元性に加えて、利用後に残渣として極めて残存され難く、従来必要であったフラックスの洗浄工程を行う必要がない。また、これらの化合物を併用すれば各々の長所が相乗的に得られる。
前記一般式(1)のR1における2価の炭化水素基の炭素数としては、1〜10が好ましく、より好ましくは1〜8であり、更に好ましくは1〜5である。この炭化水素基の構造は特に限定はないが、好ましくは直鎖状又は分岐状であり、より好ましくは直鎖状である。また、この炭化水素基は、飽和炭化水素基でも不飽和炭化水素基でも構わないが、好ましくは不飽和炭化水素基であり、より好ましくはエチレン系二重結合を有する不飽和炭化水素基である。この炭化水素基としては、例えば、ビニレン基、ビニルエチレン基、プロペニレン基、ブチニレン基等が挙げられる。
前記一般式(2)のR2における2価の炭化水素基の炭素数としては、1〜10が好ましく、より好ましくは1〜8であり、更に好ましくは1〜5である。この炭化水素基の構造は特に限定はないが、好ましくは直鎖状又は分岐状であり、より好ましくは直鎖状である。また、この炭化水素基は、飽和炭化水素基でも不飽和炭化水素基でも構わないが、好ましくは飽和炭化水素基である。この炭化水素基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基等のアルキレン基が挙げられる。
この溶剤の配合量は特に限定されないが、芳香族化合物及び脂肪族化合物の合計を100質量部とした場合に、0.1〜100000質量部を用いることができ、好ましくは1〜10000質量部であり、更に好ましくは10〜1000質量部である。
このチクソトロピー性付与剤の配合量は特に限定されないが、芳香族化合物及び脂肪族化合物の合計を100質量部とした場合に、0.1〜30質量部を用いることができ、好ましくは0.1〜20質量部であり、更に好ましくは0.1〜10質量部である。
本発明のはんだペーストは、本発明における前記フラックスと、はんだ粉と、を含有する。
前記フラックスは、前述の本発明のフラックスをそのまま適用できる。本発明のはんだペーストに含有される前記フラックスの量は特に限定されないが、前記フラックスの含有量は、前記はんだペースト全体を100質量%とした場合、好ましくは0.1〜30質量%であり、より好ましくは1〜20質量%であり、更に好ましくは5〜10質量%である。前記フラックスの含有量が、上記範囲にあると、基板濡れ性に優れるはんだペーストとすることができる。
また、このはんだ粉の含有量は、はんだペースト全体を100質量%とした場合、好ましくは70〜99.9質量%であり、より好ましくは80〜99質量%であり、更に好ましくは90〜95質量%である。前記はんだ粉の含有量が、前記範囲にあると、基板濡れ性に優れるはんだペーストとすることができる。
本発明のはんだペーストでは、接着性樹脂を含有させることにより、はんだのクラックを防止することができる。前記接着性樹脂を含む場合、その含有量は、前記フラックスと前記はんだ粉との合計を100質量部とした場合に、好ましくは0.1〜200質量部であり、より好ましくは10〜100質量部であり、更に好ましくは10〜80質量部である。
本発明のはんだペーストでは、無機フィラーを含有させることにより、はんだの強度を上げることができる。
[3]接合部品
本発明の接合部品は、構成部材と他の構成部材とが、本発明における前記はんだペーストを用いてはんだ付けされている。
本発明の接合部品としては、例えば、図1に示される表面実装型電子基板(以下、「実装体」という。)が挙げられる。この実装体を例として、以下に説明する。
図1に示すように、この実装体においては、部品搭載用の基板1の部品接続用導体(以下、「ランド」という。)2a,2b上に、積層セラミックコンデンサ4の外部電極5a,5bが、本発明のはんだペースト3a、3bに由来するはんだ13a、13bを介して接合されている。
(1)はんだペースト塗布工程;図2(a)に示される部品接続用導体(以下、「ランド」という。)2a、2bを有する基板1に、ランド2a、2b上にはんだペースト3a、3bを印刷又は塗布する〔図2(b)参照〕。
(2)部品搭載工程;前記(1)の工程の後、はんだペースト3a、3b上に、外部電極5a、5bを備えた電子部品4を搭載する〔図2(c)参照〕。
(3)リフロー工程;前記予備加熱の後、リフロー炉等を通炉させる等により、加熱し、はんだペースト3a、3bに含有されるはんだを溶融させ、はんだ付けを行う。
<実施例5>
表1に示すグルタルジアルデヒドの25質量%水溶液200g(グルタルジアルデヒド50g)、及びグリオキサールの40質量%水溶液125g(グリオキサール50g)を混合して実施例5の液体状フラックスを得た。
<比較例1>
表1に示す化合物を、表1に示す配合量により混合して、その混合物を100℃に加熱し、液状になるまで攪拌することにより、液体状フラックスを得た。
実施例1〜5及び比較例1により得られたフラックスについて、下記評価を行った。結果を表2に示す。
〔酸化膜(酸化銅)基板の作製〕
シリコンウエハ(厚さ1mm、直径20cm)に、銅を10μmの厚さで蒸着した銅基板を作成した。その後、その銅基板を、1気圧、空気下で200℃、6時間ホットプレートに置いて加熱し、片面が完全に酸化した酸化膜(酸化銅)基板を得た。
〔酸化膜(酸化スズ)基板の作製〕
シリコンウエハ(厚さ1mm、直径20cm)に、スズを10μmの厚さで蒸着したスズ基板を作成した。その後、そのスズ基板を、1気圧、空気下で200℃、6時間ホットプレートに置いて加熱し、片面が完全に酸化した酸化膜(酸化スズ)基板を得た。
実施例1〜5及び比較例1のフラックスを、酸化膜(酸化銅)基板の上(酸化膜形成面)に均等に塗布し、もう一枚の同じ種類の酸化膜基板を酸化膜形成面が、フラックスに接触するようにして重ね合わせ、隙間なく付着させた。この張り合わせ基板をホットプレート上で加熱し、還元作用が発現する温度を測定した。還元作用が発現する温度は、酸化銅の場合は黒から赤金色へ、に変色する温度を測定した。また、実施例5のフラックスに関しては、フラックスを、酸化膜形成面に均等に塗布した後、これを120℃に加熱し水分を除去した後の還元作用を評価した。
実施例1〜5及び比較例1のフラックスを、酸化膜(酸化スズ)基板の上(酸化膜形成面)に均等に塗布し、もう一枚の同じ種類の酸化膜基板を酸化膜形成面が、フラックスに接触するようにして重ね合わせ、隙間なく付着させた。この張り合わせ基板をホットプレート上で加熱し、還元作用が発現する温度を測定した。還元作用が発現する温度は、酸化膜が酸化スズの場合は、その酸化膜の色が紫黒から白色へ、変色する温度を測定した。また、実施例5のフラックスに関しては、フラックスを、酸化膜形成面に均等に塗布した後、これを120℃に加熱し水分を除去した後の還元作用を評価した。
前記還元性評価後の基板を、窒素雰囲気下、ホットプレート上に置き、120分、ハンダ溶融温度に相等する250℃で加熱を行い、加熱後の酸化膜基板表面における残渣の有無について評価した。
残渣の評価は、前記加熱後の酸化膜基板を目視により観察し、全くシミや焦げが観察されなかった場合を、残渣がないとして「○」と評価し、シミや焦げが観察された場合を、残渣があるとして「×」と評価した。
Claims (3)
- アルデヒド基を有する芳香族アルデヒド化合物、及び/又は2つ以上のアルデヒド基を有する脂肪族アルデヒド化合物を含有し、他の成分として、溶剤、活性剤、又はチクソトロピー性付与剤を含有でき、
前記芳香族アルデヒド化合物の沸点が、1気圧下で、50℃〜180℃であり、
前記脂肪族アルデヒド化合物の沸点が、1気圧下で、50℃〜100℃であり、
フラックス全体を100質量%とした場合、前記芳香族アルデヒド化合物及び前記脂肪族アルデヒド化合物の合計量は70〜100質量%であることを特徴とするフラックス。 - 請求項1に記載のフラックスと、はんだ粉と、を含有することを特徴とするはんだペースト。
- 構成部材と他の構成部材とが、請求項2に記載のはんだペーストを用いてはんだ付けされていることを特徴とする接合部品。
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