JP5667101B2 - Solder composition, method for producing the same, and printed wiring board - Google Patents
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Description
本発明は、電子機器のプリント配線基板に部品を実装するはんだ組成物（いわゆるソルダーペースト）およびその製造方法、並びに、このはんだ組成物を用いて電子部品を実装したプリント配線基板に関する。 The present invention relates to a solder composition (so-called solder paste) for mounting a component on a printed wiring board of an electronic device, a manufacturing method thereof, and a printed wiring board on which an electronic component is mounted using the solder composition.
ソルダーペーストは、はんだ粉末、ロジン系樹脂、活性剤、溶剤などを混練してペースト状にした混合物である。このソルダーペーストでは、はんだ付のしやすさ（はんだ付性）や保存安定性が求められる。しかしながら、ソルダーペーストのはんだ付性を向上させるために、はんだ付時におけるはんだ粉末の表面の活性を高めようとすると、保存時において活性剤などの活性の高い成分とはんだ粉末とが反応することにより、ソルダーペーストの保存安定性が低下してしまう傾向にある。このように、はんだ付性と保存安定性とは二律背反の関係にあり、これらを両立させることは困難である。
そこで、ソルダーペースト中のはんだ粉末の表面に防錆剤コーティングや金属メッキを施したソルダーペーストが提案されている（特許文献１）。また、多種にわたる活性剤が検討され、脂肪族トリカルボン酸などの活性剤を含有するソルダーペーストが提案されている（特許文献２）。
The solder paste is a mixture obtained by kneading solder powder, rosin resin, activator, solvent and the like into a paste. This solder paste is required to be easily soldered (solderability) and storage stability. However, in order to improve the solderability of the solder paste, when trying to increase the activity of the surface of the solder powder during soldering, the active component such as an activator reacts with the solder powder during storage. The storage stability of the solder paste tends to decrease. Thus, solderability and storage stability are in a trade-off relationship, and it is difficult to achieve both.
Then, the solder paste which gave the antirust agent coating and metal plating to the surface of the solder powder in a solder paste is proposed (patent document 1). In addition, a wide variety of activators have been studied, and a solder paste containing an activator such as an aliphatic tricarboxylic acid has been proposed (Patent Document 2).
しかしながら、特許文献１に記載のソルダーペーストにおいては、はんだ粉末に防錆剤コーティングや、金属メッキを施すために、煩雑な作業が必要となり、製造コストの点で問題がある。また、特許文献２に記載のソルダーペーストでは、はんだ付性および保存安定性を両立させることはできなかった。 However, the solder paste described in Patent Document 1 has a problem in terms of manufacturing cost because it requires a complicated operation in order to apply a rust preventive coating or metal plating to the solder powder. In addition, the solder paste described in Patent Document 2 cannot achieve both solderability and storage stability.
そこで、本発明は、はんだ付性および保存安定性に優れるはんだ組成物およびその製造方法、並びに、前記はんだ組成物を用いたプリント配線基板を提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the solder composition excellent in solderability and storage stability, its manufacturing method, and the printed wiring board using the said solder composition.
前記課題を解決すべく、本発明は、以下のようなはんだ組成物およびその製造方法、並びに、プリント配線基板を提供するものである。
すなわち、本発明のはんだ組成物は、はんだ粉末と、ビヒクルとを含有し、前記ビヒクルは、ロジン系樹脂と、溶剤と、有機酸と、下記一般式（１）で表されるイミダゾール化合物とを含有し、前記有機酸は、炭素数８以上の不飽和脂肪酸と、前記不飽和脂肪酸以外の有機酸とを含有し、前記イミダゾール化合物の含有量が、前記ビヒクル１００質量％に対して、５質量％以上１５質量％以下であることを特徴とするものである。なお、下記一般式（１）中、Ｒ１およびＲ２は、水素原子または炭素数１〜２０のアルキル基を示し、Ｘは、水素原子、または、置換もしくは無置換の炭素数１〜３のアルキル基を示す。
That is, the solder composition of the present invention contains a solder powder and a vehicle, and the vehicle contains a rosin resin, a solvent, an organic acid, and an imidazole compound represented by the following general formula (1). And the organic acid contains an unsaturated fatty acid having 8 or more carbon atoms and an organic acid other than the unsaturated fatty acid, and the content of the imidazole compound is 5% by mass with respect to 100% by mass of the vehicle. % Or more and 15 mass% or less . In the following general formula (1), R 1 and R 2 represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and X represents a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted C 1 to 3 carbon atom. Indicates an alkyl group.
本発明のはんだ組成物においては、前記一般式（１）で表されるイミダゾール化合物が、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、２−ウンデシルイミダゾール、および、２，４−ジアミノ−６−（２’−ウンデシルイミダゾリル−（１’））−エチル−ｓ−トリアジンからなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましい。
本発明のはんだ組成物においては、前記不飽和脂肪酸以外の有機酸が、ジグリコール酸、ダイマー酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、およびアゼライン酸からなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましい。
本発明のはんだ組成物においては、前記不飽和脂肪酸の含有量が、前記ビヒクル１００質量％に対して、２質量％以上２０質量％以下であり、前記不飽和脂肪酸以外の有機酸の含有量が、前記ビヒクル１００質量％に対して、２質量％以上２０質量％以下であることが好ましい。
In the solder composition of the present invention, the imidazole compound represented by the general formula (1) is 2-methylimidazole, 2-ethylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-undecylimidazole, and It is preferably at least one selected from the group consisting of 2,4-diamino-6- (2′-undecylimidazolyl- (1 ′))-ethyl-s-triazine.
In the solder composition of the present invention, the organic acid other than the unsaturated fatty acid is at least one selected from the group consisting of diglycolic acid, dimer acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, and azelaic acid. Preferably it is a seed.
In the solder composition of the present invention, the content of the unsaturated fatty acid is 2% by mass to 20% by mass with respect to 100% by mass of the vehicle, and the content of an organic acid other than the unsaturated fatty acid is The amount is preferably 2% by mass or more and 20% by mass or less with respect to 100% by mass of the vehicle.
本発明のはんだ組成物の製造方法は、ロジン系樹脂と、溶剤と、炭素数８以上の不飽和脂肪酸と、前記一般式（１）で表されるイミダゾール化合物とを含有する第一ビヒクルと、はんだ粉末とを混練して予備ペーストを得る第一混練工程と、ロジン系樹脂と、溶剤と、有機酸とを含有する第二ビヒクルと、前記予備ペーストとを混練する第二混練工程と、を備えることを特徴とする方法である。
また、本発明のプリント配線基板は、前記はんだ組成物を用いて電子部品をプリント配線基板に実装したことを特徴とするものである。
The method for producing a solder composition of the present invention includes a rosin resin, a solvent, an unsaturated fatty acid having 8 or more carbon atoms, and a first vehicle containing the imidazole compound represented by the general formula (1), A first kneading step of kneading the solder powder to obtain a preliminary paste, a second vehicle containing a rosin resin, a solvent, and an organic acid, and a second kneading step of kneading the preliminary paste. It is the method characterized by providing.
The printed wiring board of the present invention is characterized in that an electronic component is mounted on a printed wiring board using the solder composition.
本発明によれば、はんだ付性および保存安定性に優れるはんだ組成物およびその製造方法、並びに、前記はんだ組成物を用いたプリント配線基板を提供することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the solder composition excellent in solderability and storage stability, its manufacturing method, and the printed wiring board using the said solder composition.
まず、本発明のはんだ組成物について説明する。
本発明のはんだ組成物は、以下説明するはんだ粉末およびビヒクルを含有するものである。なお、ビヒクルとは、ロジン系樹脂、溶剤、有機酸およびイミダゾール化合物を含有するものである。
本発明に用いるはんだ粉末は、有鉛のはんだ粉末であってもよく、無鉛のはんだ粉末であってもよい。
前記はんだ粉末の含有量は、はんだ組成物１００質量％に対して、８５質量％以上９２質量％以下であることが好ましい。はんだ粉末の含有量が８５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り、他方、はんだ粉末の含有量が９２質量％を超える場合には、バインダーとしてのビヒクルが足りないため、ビヒクルとはんだ粉末とを混合しにくくなる傾向にある。
First, the solder composition of the present invention will be described.
The solder composition of the present invention contains a solder powder and a vehicle described below. The vehicle contains a rosin resin, a solvent, an organic acid, and an imidazole compound.
The solder powder used in the present invention may be a leaded solder powder or a lead-free solder powder.
The content of the solder powder is preferably 85% by mass or more and 92% by mass or less with respect to 100% by mass of the solder composition. When the content of the solder powder is less than 85% by mass, it tends to be difficult to form a sufficient solder joint when the obtained solder composition is used. On the other hand, the content of the solder powder is 92% by mass. In the case of exceeding the range, since the vehicle as a binder is insufficient, it tends to be difficult to mix the vehicle and the solder powder.
前記はんだ粉末の平均粒子径は、１μｍ以上４０μｍ以下であることが好ましく、２０μｍ以上３６μｍ以下であることがより好ましい。平均粒子径が上記範囲内であれば、はんだ付ランドのピッチの狭くなってきている最近のプリント回路基板、はんだバンプ形成に対するリフローはんだ付用として好ましい。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 the solder powder is preferably 1 μm or more and 40 μm or less, and more preferably 20 μm or more and 36 μm or less. If the average particle diameter is within the above range, it is preferable for reflow soldering for the recent printed circuit board and solder bump formation in which the pitch of the soldering lands is becoming narrower. The average particle size can be measured with a dynamic light scattering type particle size measuring device.
本発明に用いるロジン系樹脂としては、ロジンおよびロジン誘導体が挙げられる。ロジン誘導体としては、変性ロジン、重合ロジン、水添ロジンなどが挙げられる。これらのロジン系樹脂の中でも、活性作用の観点から、水添ロジンが好ましい。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。 Examples of the rosin resin used in the present invention include rosin and rosin derivatives. Examples of the rosin derivative include modified rosin, polymerized rosin, and hydrogenated rosin. Among these rosin-based resins, hydrogenated rosin is preferable from the viewpoint of activity. These rosin resins may be used alone or in combination of two or more.
前記ロジン系樹脂の含有量は、前記ビヒクル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い。含有量が前記下限未満では、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、いわゆるはんだ付性が低下し、はんだボールが生じやすくなる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、フラックス残さ量が多くなる傾向にある。 The content of the rosin resin is preferably 30% by mass or more and 70% by mass or less with respect to 100% by mass of the vehicle. If the content is less than the lower limit, oxidation of the copper foil surface of the soldering land is prevented and the molten solder is easily wetted on the surface. If the upper limit is exceeded, the amount of residual flux tends to increase.
本発明に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。前記溶剤としては、沸点１７０℃以上の水溶性溶剤を用いることが好ましい。前記溶剤としては、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、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。 As the solvent used in the present invention, a known solvent can be appropriately used. As the solvent, a water-soluble solvent having a boiling point of 170 ° C. or higher is preferably used. Examples of the solvent include diethylene glycol, dipropylene glycol, triethylene glycol, hexylene glycol, hexyl diglycol, 1,5-pentanediol, methyl carbitol, butyl carbitol, 2-ethylhexyl diglycol, octanediol, and phenyl. Glycol, diethylene glycol monohexyl ether. These solvents may be used alone or in combination of two or more.
前記溶剤の含有量は、前記ビヒクル１００質量％に対して、１０質量％以上５０質量％以下であることが好ましい。前記溶剤の含有量が前記範囲内であれば、得られるはんだ組成物の粘度を適正な範囲に適宜調整できる。 The content of the solvent is preferably 10% by mass or more and 50% by mass or less with respect to 100% by mass of the vehicle. If content of the said solvent is in the said range, the viscosity of the solder composition obtained can be suitably adjusted to an appropriate range.
本発明に用いる有機酸は、炭素数８以上の不飽和脂肪酸を含有することが必要である。また、不飽和脂肪酸の炭素数は、得られるはんだ組成物の保存安定性の観点から、１２以上２４以下であることが好ましく、１４以上２０以下であることがより好ましい。
前記不飽和脂肪酸の融点は、得られるはんだ組成物の保存安定性の観点から、２５℃以下であることが好ましく、１５℃以下であることがより好ましい。
前記不飽和脂肪酸としては、例えば、モノ不飽和脂肪酸、ジ不飽和脂肪酸、トリ不飽和脂肪酸が挙げられる。これらの不飽和脂肪酸は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。
モノ不飽和脂肪酸としては、ミリストレイン酸、パルミトレイン酸、オレイン酸、エライジン酸、バクセン酸、ガドレイン酸、エイコセン酸、エルカ酸、ネルボン酸などが挙げられる。
ジ不飽和脂肪酸としては、リノール酸、エイコサジエン酸、ドコサジエン酸などが挙げられる。
トリ不飽和脂肪酸としては、リノレン酸、ピノレン酸、エレオステアリン酸、ミード酸、エイコサトリエン酸などが挙げられる。
The organic acid used in the present invention needs to contain an unsaturated fatty acid having 8 or more carbon atoms. In addition, the number of carbon atoms of the unsaturated fatty acid is preferably 12 or more and 24 or less, and more preferably 14 or more and 20 or less, from the viewpoint of storage stability of the obtained solder composition.
The melting point of the unsaturated fatty acid is preferably 25 ° C. or less, and more preferably 15 ° C. or less, from the viewpoint of storage stability of the obtained solder composition.
Examples of the unsaturated fatty acid include monounsaturated fatty acids, diunsaturated fatty acids, and triunsaturated fatty acids. These unsaturated fatty acids may be used individually by 1 type, and 2 or more types may be mixed and used for them.
Examples of monounsaturated fatty acids include myristoleic acid, palmitoleic acid, oleic acid, elaidic acid, vaccenic acid, gadoleic acid, eicosenoic acid, erucic acid, nervonic acid and the like.
Examples of diunsaturated fatty acids include linoleic acid, eicosadienoic acid, docosadienoic acid, and the like.
Examples of triunsaturated fatty acids include linolenic acid, pinolenic acid, eleostearic acid, mead acid, and eicosatrienoic acid.
前記不飽和脂肪酸の含有量は、前記ビヒクル１００質量％に対して、２質量％以上２０質量％以下であることが好ましく、５質量％以上１５質量％以下であることがより好ましい。不飽和脂肪酸の含有量が前記下限未満では、得られるはんだ組成物の保存安定性が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、得られるはんだ組成物のはんだ付性が低下する傾向にある。 The content of the unsaturated fatty acid is preferably 2% by mass or more and 20% by mass or less, and more preferably 5% by mass or more and 15% by mass or less with respect to 100% by mass of the vehicle. If the content of unsaturated fatty acid is less than the lower limit, the storage stability of the resulting solder composition tends to decrease, whereas if it exceeds the upper limit, the solderability of the resulting solder composition tends to decrease. is there.
前記有機酸としては、前記炭素数８以上の不飽和脂肪酸と、これ以外の有機酸とを併用することが好ましい。
前記不飽和脂肪酸以外の有機酸としては、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。これらの有機酸は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、プチリック酸、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、グリコール酸などが挙げられる。
ジカルボン酸としては、ジグリコール酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、フマル酸、マレイン酸、酒石酸などが挙げられる。
その他の有機酸としては、ダイマー酸、レブリン酸、乳酸、アクリル酸、安息香酸、サリチル酸、アニス酸、クエン酸、ピコリン酸などが挙げられる。
前記不飽和脂肪酸以外の有機酸の中でも、活性作用の観点からは、ジグリコール酸、ダイマー酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、アゼライン酸などを用いることが好ましく、ジグリコール酸、ダイマー酸などを用いることが特に好ましい。
As said organic acid, it is preferable to use together the said C8 or more unsaturated fatty acid, and other organic acids.
Examples of organic acids other than the unsaturated fatty acids include other organic acids in addition to monocarboxylic acids and dicarboxylic acids. These organic acids may be used alone or in combination of two or more.
Monocarboxylic acids include formic acid, acetic acid, propionic acid, petric acid, valeric acid, caproic acid, enanthic acid, capric acid, lauric acid, myristic acid, pentadecylic acid, palmitic acid, margaric acid, stearic acid, tuberculostearic acid Arachidic acid, behenic acid, lignoceric acid, glycolic acid and the like.
Examples of the dicarboxylic acid include diglycolic acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, fumaric acid, maleic acid, and tartaric acid.
Examples of other organic acids include dimer acid, levulinic acid, lactic acid, acrylic acid, benzoic acid, salicylic acid, anisic acid, citric acid, and picolinic acid.
Among organic acids other than the unsaturated fatty acid, from the viewpoint of the active action, it is preferable to use diglycolic acid, dimer acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, azelaic acid, and the like. It is particularly preferable to use dimer acid or the like.
前記不飽和脂肪酸以外の有機酸を用いる場合には、この有機酸の含有量は、前記ビヒクル１００質量％に対して、２質量％以上２０質量％以下であることが好ましく、５質量％以上１５質量％以下であることがより好ましい。有機酸の含有量が前記下限未満では、得られるはんだ組成物のはんだ付性が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、得られるはんだ組成物の保存安定性が低下する傾向にある。 When an organic acid other than the unsaturated fatty acid is used, the content of the organic acid is preferably 2% by mass or more and 20% by mass or less with respect to 100% by mass of the vehicle. It is more preferable that the amount is not more than mass%. If the content of the organic acid is less than the lower limit, the solderability of the obtained solder composition tends to be reduced, and if it exceeds the upper limit, the storage stability of the obtained solder composition tends to be lowered. .
本発明に用いるイミダゾール化合物は、下記一般式（１）で表されるイミダゾール化合物である。 The imidazole compound used in the present invention is an imidazole compound represented by the following general formula (1).
前記一般式（１）において、Ｒ１およびＲ２は、水素原子または炭素数１〜２０のアルキル基を示す。また、Ｒ１は、水素原子または炭素数１〜３のアルキル基であることが好ましく、水素原子であることが特に好ましい。Ｒ２は、炭素数１〜２０のアルキル基であることが好ましく、炭素数１〜１２のアルキル基であることが特に好ましい。
前記一般式（１）において、Ｘは、水素原子、または、置換もしくは無置換の炭素数１〜３のアルキル基を示す。ここで、アルキル基の置換基としては、トリアジル基、アルキル基などが挙げられる。
In the general formula (1), R 1 and R 2 represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms. R 1 is preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and particularly preferably a hydrogen atom. R 2 is preferably an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and particularly preferably an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms.
In the general formula (1), X represents a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. Here, examples of the substituent of the alkyl group include a triazyl group and an alkyl group.
前記イミダゾール化合物としては、例えば、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、２−ウンデシルイミダゾール、２，４−ジアミノ−６−（２’−ウンデシルイミダゾリル−（１’））−エチル−ｓ−トリアジンが挙げられる。 Examples of the imidazole compound include 2-methylimidazole, 2-ethylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-undecylimidazole, 2,4-diamino-6- (2′-undecylimidazolyl- ( 1 ′))-ethyl-s-triazine.
前記イミダゾール化合物の含有量としては、前記ビヒクル１００質量％に対して、２質量％以上２０質量％以下であることが好ましく、５質量％以上１５質量％以下であることがより好ましい。イミダゾール化合物の含有量が前記下限未満では、得られるはんだ組成物の保存安定性が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、はんだ組成物としての性状が不安定（ボソボソした性状）となる傾向にある。 The content of the imidazole compound is preferably 2% by mass or more and 20% by mass or less, and more preferably 5% by mass or more and 15% by mass or less with respect to 100% by mass of the vehicle. When the content of the imidazole compound is less than the lower limit, the storage stability of the obtained solder composition tends to be lowered. On the other hand, when the content exceeds the upper limit, the property as the solder composition is unstable (the property that is lumped). Tend to be.
本発明のビヒクルには、前記ロジン系樹脂、前記溶剤、前記有機酸および前記イミダゾール化合物の他に、必要に応じて、つや消し剤、酸化防止剤、チクソ剤、消泡剤、防錆剤、界面活性剤、熱硬化剤などの添加剤を含有していてもよい。これらの添加剤の含有量としては、前記ビヒクル１００質量％に対して、１０質量％以下であることが好ましい。 In addition to the rosin resin, the solvent, the organic acid, and the imidazole compound, the vehicle of the present invention includes a matting agent, an antioxidant, a thixotropic agent, an antifoaming agent, a rust preventive agent, an interface, as necessary. You may contain additives, such as an activator and a thermosetting agent. The content of these additives is preferably 10% by mass or less with respect to 100% by mass of the vehicle.
次に、本発明のはんだ組成物の製造方法について説明する。前記本発明のはんだ組成物は、この製造方法以外の方法で作製することも可能であるが、この製造方法により作製することがより好ましい。
本発明のはんだ組成物の製造方法は、ロジン系樹脂と、溶剤と、炭素数８以上の不飽和脂肪酸と、前記一般式（１）で表されるイミダゾール化合物とを含有する第一ビヒクルと、はんだ粉末とを混練して予備ペーストを得る第一混練工程と、ロジン系樹脂と、溶剤と、有機酸とを含有する第二ビヒクルと、前記予備ペーストとを混練する第二混練工程と、を備えることを特徴とする方法である。
Next, the manufacturing method of the solder composition of this invention is demonstrated. The solder composition of the present invention can be produced by a method other than this production method, but it is more preferred to produce it by this production method.
The method for producing a solder composition of the present invention includes a rosin resin, a solvent, an unsaturated fatty acid having 8 or more carbon atoms, and a first vehicle containing the imidazole compound represented by the general formula (1), A first kneading step of kneading the solder powder to obtain a preliminary paste, a second vehicle containing a rosin resin, a solvent, and an organic acid, and a second kneading step of kneading the preliminary paste. It is the method characterized by providing.
本発明のはんだ組成物の製造方法に用いるはんだ粉末、ロジン系樹脂、溶剤、有機酸、不飽和脂肪酸およびイミダゾール化合物については、前記本発明のはんだ組成物で用いたものと同様のものを用いることができる。 The solder powder, rosin resin, solvent, organic acid, unsaturated fatty acid and imidazole compound used in the method for producing the solder composition of the present invention should be the same as those used in the solder composition of the present invention. Can do.
前記第一混練工程においては、まず、前記ロジン系樹脂と、前記溶剤と、前記不飽和脂肪酸と、前記イミダゾール化合物とを含有する第一ビヒクルを準備する。このような第一ビヒクルは、前記の各材料を混練することで得られる。混練方法は、特に限定されず、適宜公知の方法を採用できる。
前記第一混練工程においては、次に、前記第一ビヒクルと、前記はんだ粉末とを混練して予備ペーストを得る。混練方法は、特に限定されず、適宜公知の方法を採用できる。また、ここでの混練は予備的な混練であればよい。混練時間は、特に限定されないが、５〜２０分間とすることが好ましい。また、混練時の回転速度は、特に限定されないが、５〜４０ｒｐｍとすることが好ましい。
In the first kneading step, first, a first vehicle containing the rosin resin, the solvent, the unsaturated fatty acid, and the imidazole compound is prepared. Such a first vehicle can be obtained by kneading the materials described above. The kneading method is not particularly limited, and a known method can be appropriately employed.
In the first kneading step, next, the first vehicle and the solder powder are kneaded to obtain a preliminary paste. The kneading method is not particularly limited, and a known method can be appropriately employed. The kneading here may be preliminary kneading. The kneading time is not particularly limited, but is preferably 5 to 20 minutes. Moreover, the rotational speed at the time of kneading | mixing is although it does not specifically limit, It is preferable to set it as 5-40 rpm.
前記第二混練工程においては、まず、前記ロジン系樹脂と、前記溶剤と、前記有機酸とを含有する第二ビヒクルを準備する。このような第二ビヒクルは、前記の各材料を混練することで得られる。混練方法は、特に限定されず、適宜公知の方法を採用できる。
なお、前記第二ビヒクルには、さらに、前記イミダゾール化合物を配合してもよい。これにより、前記有機酸と前記イミダゾール化合物との塩を形成することができ、活性作用と保存安定性とのバランスをとることができる。
前記第二混練工程においては、次に、前記第二ビヒクルと、前記予備ペーストとを混練する。混練方法は、特に限定されず、適宜公知の方法を採用できる。但し、ここでは、予備的な混練（予備混練）をした後に、通常の混練（本混練）をすることが好ましい。また、ここでの混練は予備的な混練であればよい。予備混練での混練時間は、特に限定されないが、５〜２０分間とすることが好ましい。また、予備混練での混練時の回転速度は、特に限定されないが、５〜３０ｒｐｍとすることが好ましい。一方、本混練での混練時間は、特に限定されないが、３０〜１２０分間とすることが好ましい。また、本混練での混練時の回転速度は、特に限定されないが、１０〜４０ｒｐｍとすることが好ましい。
In the second kneading step, first, a second vehicle containing the rosin resin, the solvent, and the organic acid is prepared. Such a second vehicle can be obtained by kneading the above materials. The kneading method is not particularly limited, and a known method can be appropriately employed.
Note that the second vehicle may further contain the imidazole compound. Thereby, the salt of the said organic acid and the said imidazole compound can be formed, and an active action and the storage stability can be balanced.
In the second kneading step, next, the second vehicle and the preliminary paste are kneaded. The kneading method is not particularly limited, and a known method can be appropriately employed. However, it is preferable to perform normal kneading (main kneading) after preliminary kneading (preliminary kneading). The kneading here may be preliminary kneading. The kneading time in the preliminary kneading is not particularly limited, but is preferably 5 to 20 minutes. Moreover, the rotational speed at the time of pre-kneading is not particularly limited, but is preferably 5 to 30 rpm. On the other hand, the kneading time in the main kneading is not particularly limited, but is preferably 30 to 120 minutes. Moreover, the rotational speed at the time of kneading in the main kneading is not particularly limited, but is preferably 10 to 40 rpm.
以上のはんだ組成物の製造方法により、はんだ付性および保存安定性に優れるはんだ組成物が得られる。この理由は必ずしも定かではないが、以下のように推察される。すなわち、前記第一ビヒクルを作製した場合には、前記不飽和脂肪酸と、前記一般式（１）で表されるイミダゾール化合物との塩が形成される。この塩は、はんだ粉末への活性作用は比較的に低い。また、この塩は、不飽和脂肪酸の塩であるため、分子量の割には流動性がある。そして、前記第一ビヒクルと前記はんだ粉末とを混練した後の予備ペーストにおいては、前記はんだ粉末を流動性のある前記塩が覆うような構成となると推察される。その後、この予備ペーストと、活性作用が比較的に高い有機酸を含む前記第二ビヒクルとを混練すると、前記塩の存在により、前記はんだ粉末が活性作用の高い成分に接触する割合が低くなる。そのため、前記はんだ組成物の保存中には、はんだ粉末が活性となりにくくなる。一方で、前記はんだ組成物中には、活性作用の高い有機酸が十分に含まれているため、優れたはんだ付性を有するものとなる。その結果、はんだ付性および保存安定性に優れるはんだ組成物となると推察される。 By the above method for producing a solder composition, a solder composition having excellent solderability and storage stability can be obtained. The reason for this is not necessarily clear, but is presumed as follows. That is, when the first vehicle is produced, a salt of the unsaturated fatty acid and the imidazole compound represented by the general formula (1) is formed. This salt has a relatively low activity on the solder powder. Moreover, since this salt is a salt of an unsaturated fatty acid, it has fluidity for its molecular weight. And it is guessed that in the preliminary paste after kneading the first vehicle and the solder powder, the solder powder is covered with the flowable salt. Thereafter, when the preliminary paste and the second vehicle containing an organic acid having a relatively high active action are kneaded, the ratio of the solder powder coming into contact with a component having a high active action becomes low due to the presence of the salt. Therefore, the solder powder is less likely to become active during the storage of the solder composition. On the other hand, since the organic acid having a high active action is sufficiently contained in the solder composition, the solder composition has excellent solderability. As a result, it is assumed that the solder composition is excellent in solderability and storage stability.
次に、本発明のプリント配線基板について説明する。本発明のプリント配線基板は、以上説明したはんだ組成物を用いて電子部品をプリント配線基板に実装したことを特徴とするものである。そのため、本発明のプリント配線基板でも、リフロー時におけるはんだボールやボイドを十分に抑制できる。 Next, the printed wiring board of the present invention will be described. The printed wiring board of the present invention is characterized in that an electronic component is mounted on a printed wiring board using the solder composition described above. Therefore, even with the printed wiring board of the present invention, it is possible to sufficiently suppress solder balls and voids during reflow.
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。 EXAMPLES Next, although an Example and a comparative example demonstrate this invention further in detail, this invention is not limited at all by these examples.
［実施例１］
ロジン系樹脂Ａ（商品名「ＫＥ−６０４」、荒川工業社製）２０質量％、ロジン系樹脂Ｂ（商品名「フォーラルＡＸ」、Ｅａｓｔｍａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ社製）１５質量％、溶剤Ａ（ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル）３３質量％、チクソ剤Ａ（高級脂肪酸ポリアマイド、商品名「ターレンＡＴＸ−１１４６」、共栄社化学社製）５質量％、チクソ剤Ｂ（脂肪酸アマイド、商品名「スリパックスＨ」、日本化成社製）２質量％、不飽和脂肪酸（オレイン酸、みどり化学社製）５質量％、および２−メチルイミダゾール（四国化成社製）２０質量％を容器に投入し、らいかい機を用いて混練して第一ビヒクルを得た。
一方、ロジン系樹脂Ａ２０質量％、ロジン系樹脂Ｂ１５質量％、溶剤Ａ４０質量％、チクソ剤Ａ５質量％、チクソ剤Ｂ２質量％、酸化防止剤（商品名「ＡＮＯＸ２０」、味の素ファインテクノ社製）４質量％、有機酸Ａ（ダイマー酸、商品名「ＵＮＩＤＹＭＥ１４」、ＡＲＩＺＯＮＡ ＣＨＥＭＩＣＡＬ社製）６質量％、および有機酸Ｂ（ジグリコール酸、みどり化学社製）８質量％を容器に投入し、らいかい機を用いて混練して第二ビヒクルを得た。
その後、得られた第一ビヒクル５．５質量％、およびはんだ粉末８８．４質量％（平均粒子径：２８μｍ、はんだの融点：２１７〜２２４℃、はんだの組成：Ｓｎ／１．０Ａｇ／０．７Ｃｕ）を容器に投入し、混練機にて低速（９ｒｐｍ）で１０分間混練することで予備ペーストを得た。さらに、得られた予備ペーストに、得られた第二ビヒクル５．５質量％を投入し、混練機にて低速（９ｒｐｍ）で１０分間混練し、その後、高速（２４ｒｐｍ）で４０分間混練した。混練後のペーストに、溶剤Ｂ（ヘキシルジグリコール）０．６質量％をさらに添加して、粘度調整を行い、はんだ組成物を得た。
[Example 1]
Rosin resin A (trade name “KE-604”, manufactured by Arakawa Industrial Co., Ltd.) 20 mass%, Rosin resin B (trade name “Foral AX”, manufactured by Eastman Chemical Co.) 15 mass%, solvent A (diethylene glycol monohexyl ether) ) 33% by weight, thixotropic agent A (higher fatty acid polyamide, trade name “Tarren ATX-1146”, manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) 5% by weight, thixotropic agent B (fatty acid amide, trade name “Sripacks H”, manufactured by Nippon Kasei Co., Ltd.) 2% by mass, 5% by mass of unsaturated fatty acid (oleic acid, manufactured by Midori Chemical Co., Ltd.), and 20% by mass of 2-methylimidazole (manufactured by Shikoku Kasei Co., Ltd.) are charged into a container, and kneaded using a rake machine Got one vehicle.
On the other hand, rosin resin A 20% by mass, rosin resin B 15% by mass, solvent A 40% by mass, thixotropic agent A 5% by mass, thixotropic agent B2% by mass, antioxidant (trade name “ANOX20”, manufactured by Ajinomoto Fine Techno Co., Ltd.) 4 6% by mass of organic acid A (dimer acid, trade name “UNIDYME14”, manufactured by ARIZONA CHEMICAL) and 8% by mass of organic acid B (diglycolic acid, manufactured by Midori Chemical Co., Ltd.) A second vehicle was obtained by kneading using a machine.
Thereafter, 5.5% by mass of the obtained first vehicle and 88.4% by mass of solder powder (average particle size: 28 μm, melting point of solder: 217 to 224 ° C., composition of solder: Sn / 1.0 Ag / 0.00. 7Cu) was put into a container and kneaded at a low speed (9 rpm) for 10 minutes with a kneader to obtain a preliminary paste. Furthermore, 5.5% by mass of the obtained second vehicle was added to the obtained preliminary paste, and kneaded for 10 minutes at a low speed (9 rpm) in a kneader, and then kneaded for 40 minutes at a high speed (24 rpm). To the paste after kneading, 0.6% by mass of solvent B (hexyl diglycol) was further added to adjust the viscosity to obtain a solder composition.
［実施例２〜５］
２−メチルイミダゾールに代えて、下記のイミダゾール化合物を用いた以外は実施例１と同様にして、はんだ組成物を得た。
実施例２：２−エチルイミダゾール（東京化成工業社製）
実施例３：２−エチル−４−メチルイミダゾール（四国化成社製）
実施例４：２−ウンデシルイミダゾール（四国化成社製）
実施例５：２，４−ジアミノ−６−（２’−ウンデシルイミダゾリル−（１’））−エチル−ｓ−トリアジン（四国化成社製）
［比較例１］
２−メチルイミダゾールを配合しなかった以外は実施例１と同様にして、はんだ組成物を得た。
［比較例２〜６］
２−メチルイミダゾールに代えて、下記のアゾール化合物を用いた以外は実施例１と同様にして、はんだ組成物を得た。
比較例２：２−フェニルイミダゾール（四国化成社製）
比較例３：ベンゾイミダゾール（東京化成工業社製）
比較例４：ベンゾトリアゾール（東京化成工業社製）
比較例５：１Ｈ−ベンゾトリアゾール−１−メタノール（東京化成工業社製）
比較例６：１−メチル−１Ｈ−ベンゾトリアゾール（東京化成工業社製）
[Examples 2 to 5]
A solder composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that the following imidazole compound was used instead of 2-methylimidazole.
Example 2: 2-ethylimidazole (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
Example 3: 2-ethyl-4-methylimidazole (manufactured by Shikoku Chemicals)
Example 4: 2-undecylimidazole (manufactured by Shikoku Chemicals)
Example 5: 2,4-Diamino-6- (2′-undecylimidazolyl- (1 ′))-ethyl-s-triazine (manufactured by Shikoku Chemicals)
[Comparative Example 1]
A solder composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that 2-methylimidazole was not blended.
[Comparative Examples 2 to 6]
A solder composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that the following azole compound was used instead of 2-methylimidazole.
Comparative Example 2: 2-Phenylimidazole (manufactured by Shikoku Chemicals)
Comparative Example 3: Benzimidazole (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
Comparative Example 4: Benzotriazole (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
Comparative Example 5: 1H-benzotriazole-1-methanol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
Comparative Example 6: 1-methyl-1H-benzotriazole (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
［比較例７］
ロジン系樹脂Ａ２０質量％、ロジン系樹脂Ｂ１５質量％、溶剤Ａ３６．５質量％、チクソ剤Ａ５質量％、チクソ剤Ｂ２質量％、不飽和脂肪酸２．５質量％、酸化防止剤２質量％、有機酸Ａ３質量％、および有機酸Ｂ４質量％を容器に投入し、らいかい機を用いて混練してビヒクルを得た。
その後、得られたビヒクル１１質量％、およびはんだ粉末８８．４質量％（平均粒子径：２８μｍ、はんだの融点：２１７〜２２４℃、はんだの組成：Ｓｎ／１．０Ａｇ／０．７Ｃｕ）を容器に投入し、混練機にて低速（９ｒｐｍ）で１０分間混練し、その後、高速（２４ｒｐｍ）で４０分間混練した。混練後のペーストに、溶剤Ｂ（ヘキシルジグリコール）０．６質量％をさらに添加して、粘度調整を行い、はんだ組成物を得た。
[Comparative Example 7]
Rosin-based resin A 20% by mass, rosin-based resin B 15% by mass, solvent A 36.5% by mass, thixotropic agent A 5% by mass, thixotropic agent B2% by mass, unsaturated fatty acid 2.5% by mass, antioxidant 2% by mass, organic 3% by mass of acid A and 4% by mass of organic acid B were put into a container and kneaded using a rough machine to obtain a vehicle.
Thereafter, 11% by mass of the obtained vehicle and 88.4% by mass of solder powder (average particle size: 28 μm, melting point of solder: 217 to 224 ° C., composition of solder: Sn / 1.0 Ag / 0.7 Cu) And kneaded for 10 minutes at a low speed (9 rpm) in a kneader, and then kneaded for 40 minutes at a high speed (24 rpm). To the paste after kneading, 0.6% by mass of solvent B (hexyl diglycol) was further added to adjust the viscosity to obtain a solder composition.
［比較例８］
ロジン系樹脂Ａ２０質量％、ロジン系樹脂Ｂ１５質量％、溶剤Ａ３６．５質量％、チクソ剤Ａ５質量％、チクソ剤Ｂ２質量％、不飽和脂肪酸２．５質量％、２−フェニルイミダゾール１０質量％、酸化防止剤２質量％、有機酸Ａ３質量％、および有機酸Ｂ４質量％を容器に投入し、らいかい機を用いて混練してビヒクルを得た。
その後、得られたビヒクル１１質量％、およびはんだ粉末８８．４質量％（平均粒子径：２８μｍ、はんだの融点：２１７〜２２４℃、はんだの組成：Ｓｎ／１．０Ａｇ／０．７Ｃｕ）を容器に投入し、混練機にて低速（９ｒｐｍ）で１０分間混練し、その後、高速（２４ｒｐｍ）で４０分間混練した。混練後のペーストに、溶剤Ｂ（ヘキシルジグリコール）０．６質量％をさらに添加して、粘度調整を行い、はんだ組成物を得た。
[Comparative Example 8]
Rosin-based resin A 20% by mass, rosin-based resin B 15% by mass, solvent A 36.5% by mass, thixotropic agent A 5% by mass, thixotropic agent B2% by mass, unsaturated fatty acid 2.5% by mass, 2-phenylimidazole 10% by mass, Antioxidant 2% by mass, organic acid A 3% by mass, and organic acid B 4% by mass were charged into a container and kneaded using a roughing machine to obtain a vehicle.
Thereafter, 11% by mass of the obtained vehicle and 88.4% by mass of solder powder (average particle size: 28 μm, melting point of solder: 217 to 224 ° C., composition of solder: Sn / 1.0 Ag / 0.7 Cu) And kneaded for 10 minutes at a low speed (9 rpm) in a kneader, and then kneaded for 40 minutes at a high speed (24 rpm). To the paste after kneading, 0.6% by mass of solvent B (hexyl diglycol) was further added to adjust the viscosity to obtain a solder composition.
［比較例９〜１２］
２−フェニルイミダゾールに代えて、下記のアゾール化合物を用いた以外は比較例８と同様にして、はんだ組成物を得た。
比較例９：ベンゾイミダゾール（東京化成工業社製）
比較例１０：ベンゾトリアゾール（東京化成工業社製）
比較例１１：１Ｈ−ベンゾトリアゾール−１−メタノール（東京化成工業社製）
比較例１２：１−メチル−１Ｈ−ベンゾトリアゾール（東京化成工業社製）
[Comparative Examples 9-12]
A solder composition was obtained in the same manner as in Comparative Example 8 except that the following azole compound was used instead of 2-phenylimidazole.
Comparative Example 9: Benzimidazole (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
Comparative Example 10: Benzotriazole (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
Comparative Example 11: 1H-benzotriazole-1-methanol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
Comparative Example 12: 1-methyl-1H-benzotriazole (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
＜はんだ組成物の評価＞
はんだ組成物の評価（保存安定性、ぬれ性、加熱時のだれ性、ＱＦＮボイド、ピン間ボール）を以下のような方法で評価または測定した。得られた結果を表１に示す。
（１）保存安定性
はんだ組成物を室温（２５℃）で２〜３時間放置する。はんだ組成物の容器の蓋をあけ、スパチュラで空気の混入を避けるようにして丁寧に１〜２分間かき混ぜたものを試料とする。その後、試料をスパイラル型粘度計（マルコム社製、ＰＣＵ−ＩＩ型）にセットして、回転数を１０ｒｐｍ、温度を２５℃にして、６分間ローターを回転させる。そして、一旦回転を停止させ、温度調整した後に、回転数を１０ｒｐｍに調整し、３分後の粘度値を読み取る。また、この時の試料の性状を確認する。製造直後と同様に滑らかな性状を維持している場合には「○」と判定し、流動性が大幅に低下し、ボソボソになった場合には「×」と判定する。
なお、はんだ組成物を３０℃の恒温槽に入れて１４日経過した後の試料についても、上記と同様の評価を行う。
（２）ぬれ性
清浄した３種の基板（銅板、ニッケル板および黄銅板）を準備する。厚さ０．２ｍｍで、直径６．５ｍｍの穴が空いたメタルマスクを使用し、基板上にはんだ組成物を印刷して試験板とする。そして、はんだバスをはんだ融点より５０℃高い温度に設定する（誤差は３℃以内）。はんだバス上で試験板を加熱し、はんだ組成物が溶けはじめてから５秒間加熱後、試験板を水平にして取り出す。試験板を冷却した後、広がりの度合を以下の基準に基づいて判定する。
１：はんだ組成物から溶融したはんだが、試験板をぬらし、ペーストを塗布した面積以上に広がった状態である。
２：はんだ組成物を塗布した部分は全ては、はんだでぬれた状態である。
３：はんだ組成物を塗布した部分の大半は、はんだでぬれた状態である。
４：試験板は、はんだがぬれた様子はなく、溶融したはんだは一つ以上のはんだボールとなった状態である。
<Evaluation of solder composition>
The evaluation of the solder composition (storage stability, wettability, drooling during heating, QFN void, pin-to-pin ball) was evaluated or measured by the following method. The obtained results are shown in Table 1.
(1) Storage stability The solder composition is allowed to stand at room temperature (25 ° C.) for 2 to 3 hours. Open the lid of the solder composition container, and use a spatula that is gently stirred for 1-2 minutes so as to avoid air contamination. Thereafter, the sample is set in a spiral viscometer (Malcom Corp., PCU-II type), and the rotor is rotated for 6 minutes at a rotation speed of 10 rpm and a temperature of 25 ° C. Then, once the rotation is stopped and the temperature is adjusted, the rotation number is adjusted to 10 rpm, and the viscosity value after 3 minutes is read. Also, the properties of the sample at this time are confirmed. As in the case immediately after the production, when the smooth property is maintained, it is determined as “◯”, and when the fluidity is drastically lowered and becomes rough, it is determined as “x”.
In addition, the same evaluation as described above is performed on the sample after 14 days have passed after the solder composition is placed in a thermostatic bath at 30 ° C.
(2) Wettability Three types of cleaned substrates (copper plate, nickel plate and brass plate) are prepared. Using a metal mask having a thickness of 0.2 mm and a hole having a diameter of 6.5 mm, the solder composition is printed on the substrate to obtain a test plate. Then, the solder bath is set to a temperature 50 ° C. higher than the solder melting point (error is within 3 ° C.). The test plate is heated on the solder bath, heated for 5 seconds after the solder composition starts to melt, and then the test plate is taken out horizontally. After cooling the test plate, the extent of spread is determined based on the following criteria.
1: Solder melted from the solder composition wets the test plate and spreads more than the area where the paste is applied.
2: All the portions to which the solder composition is applied are wet with solder.
3: Most of the part which apply | coated the solder composition is the state wet with the solder.
4: The test plate is not in a state in which the solder is wet, and the molten solder is in a state of one or more solder balls.
（３）加熱時のだれ性
清浄したセラミック基板（サンユインダストリアル製：２５ｍｍ×５０ｍｍ×０．８ｍｍ）を準備する。３．０ｍｍ×１．５ｍｍのパターン孔を有し、それを０．１ｍｍから１．２ｍｍまで０．１ｍｍステップで配置しているパターン孔を有する厚み０．２ｍｍ（誤差は０．００１ｍｍ以内）のメタルマスクを使用し、このセラミック基板上にはんだ組成物を印刷して試験板とする。そして、１７０℃に加熱された炉中に試験板を入れ、１分間加熱する。加熱後の試験板を観察し、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。
（４）ＱＦＮボイド
０．５ｍｍピッチのＱＦＮ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔｐａｃｋ Ｎｏ Ｌｅａｄ）パターンの銅配線基板に、０．１２ｍｍ厚のメタルマスクを使用して、はんだ組成物を印刷し、リフロー炉（タムラ製作所「ＴＮＲ２５−５３ＰＨ」）ではんだ組成物を溶解させて、はんだ付けを行ったものを試験板とする。ここでのリフロー条件は、プリヒート温度が１５０〜１８０℃（６０秒）で、温度２２０℃以上の時間が５０秒間で、ピーク温度が２４５℃である。得られた試験板を、Ｘ線計測機（島津製作所社製「ＳＭＸ−１６０Ｅ」）を使用して観察し、０．５ｍｍピッチのＱＦＮの下面に発生したボイドの占有面積（ボイドの発生した面積／ＱＦＮの面積）を測定する。
（５）ピン間ボール
０．８ｍｍピッチのＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）パターンの銅配線基板に、０．１２ｍｍ厚のメタルマスクを使用してはんだ組成物を印刷し、リフロー炉ではんだ組成物を溶解させて、はんだ付けを行ったものを試験板とする。ここでのリフロー条件は、プリヒート温度が１５０〜１８０℃（６０秒）で、温度２２０℃以上の時間が５０秒間で、ピーク温度が２４５℃である。得られた試験板を拡大鏡にて観察し、０．８ｍｍピッチのＱＦＰランドの間隔に発生したはんだボールの数を測定する。
(3) Sagging property during heating A clean ceramic substrate (manufactured by Sanyu Industrial: 25 mm × 50 mm × 0.8 mm) is prepared. It has a pattern hole of 3.0 mm x 1.5 mm and has a pattern hole in which it is arranged in steps of 0.1 mm from 0.1 mm to 1.2 mm, with a thickness of 0.2 mm (error is within 0.001 mm) Using a metal mask, the solder composition is printed on this ceramic substrate to obtain a test plate. Then, the test plate is placed in a furnace heated to 170 ° C. and heated for 1 minute. The test plate after heating is observed, and the minimum interval at which the printed solder composition is not integrated is measured among the pattern holes.
(4) QFN Void A solder composition was printed on a copper wiring board having a QFN (Quad Flatpack No Lead) pattern with a pitch of 0.5 mm using a metal mask having a thickness of 0.12 mm, and a reflow furnace (Tamla Manufacturing Co., Ltd. “TNR25”). -53PH "), the solder composition is dissolved and soldered to obtain a test plate. The reflow conditions here are a preheat temperature of 150 to 180 ° C. (60 seconds), a temperature of 220 ° C. or higher for 50 seconds, and a peak temperature of 245 ° C. The obtained test plate was observed using an X-ray measuring device (“SMX-160E” manufactured by Shimadzu Corporation), and the area occupied by voids generated on the lower surface of the 0.5 mm pitch QFN (area where voids were generated) / QFN area).
(5) Ball between pins Print a solder composition on a copper wiring board with a QFP (Quad Flat Package) pattern with a pitch of 0.8 mm using a metal mask with a thickness of 0.12 mm, and dissolve the solder composition in a reflow oven. Let the soldered one be the test plate. The reflow conditions here are a preheat temperature of 150 to 180 ° C. (60 seconds), a temperature of 220 ° C. or higher for 50 seconds, and a peak temperature of 245 ° C. The obtained test plate is observed with a magnifying glass, and the number of solder balls generated at intervals of QFP lands with a pitch of 0.8 mm is measured.
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１〜５）は、保存安定性に優れることが確認された。また、本発明のはんだ組成物（実施例１〜５）は、ぬれ性、加熱時のだれ性、ＱＦＮボイド、ピン間ボールの評価にも優れ、はんだ付性に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 5) were excellent in storage stability. Moreover, it was confirmed that the solder composition (Examples 1-5) of this invention was excellent also in the evaluation of wettability, the dripping property at the time of heating, a QFN void, and the ball between pins, and excellent in solderability.
本発明のはんだ組成物は、電子機器のプリント配線基板に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 a component on a printed wiring board of an electronic device.
Claims (6)
前記ビヒクルは、ロジン系樹脂と、溶剤と、有機酸と、下記一般式（１）で表されるイミダゾール化合物とを含有し、
前記有機酸は、炭素数８以上の不飽和脂肪酸と、前記不飽和脂肪酸以外の有機酸とを含有し、
前記イミダゾール化合物の含有量が、前記ビヒクル１００質量％に対して、５質量％以上１５質量％以下である
ことを特徴とするはんだ組成物。
（前記一般式（１）中、Ｒ１およびＲ２は、水素原子または炭素数１〜２０のアルキル基を示し、Ｘは、水素原子、または、置換もしくは無置換の炭素数１〜３のアルキル基を示す。） Contains solder powder and vehicle,
The vehicle contains a rosin resin, a solvent, an organic acid, and an imidazole compound represented by the following general formula (1).
The organic acid contains an unsaturated fatty acid having 8 or more carbon atoms and an organic acid other than the unsaturated fatty acid ,
Content of the said imidazole compound is 5 mass% or more and 15 mass% or less with respect to 100 mass% of said vehicles, The solder composition characterized by the above-mentioned.
(In the general formula (1), R 1 and R 2 represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and X represents a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. Group.)
前記一般式（１）で表されるイミダゾール化合物が、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、２−ウンデシルイミダゾール、および、２，４−ジアミノ−６−（２’−ウンデシルイミダゾリル−（１’））−エチル−ｓ−トリアジンからなる群から選択される少なくとも１種である
ことを特徴とするはんだ組成物。 The solder composition according to claim 1,
The imidazole compound represented by the general formula (1) is 2-methylimidazole, 2-ethylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-undecylimidazole, and 2,4-diamino-6- ( A solder composition characterized by being at least one selected from the group consisting of 2'-undecylimidazolyl- (1 '))-ethyl-s-triazine.
前記不飽和脂肪酸以外の有機酸が、ジグリコール酸、ダイマー酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、およびアゼライン酸からなる群から選択される少なくとも１種であるThe organic acid other than the unsaturated fatty acid is at least one selected from the group consisting of diglycolic acid, dimer acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, and azelaic acid
ことを特徴とするはんだ組成物。The solder composition characterized by the above-mentioned.
前記不飽和脂肪酸の含有量が、前記ビヒクル１００質量％に対して、２質量％以上２０質量％以下であり、The content of the unsaturated fatty acid is 2% by mass to 20% by mass with respect to 100% by mass of the vehicle,
前記不飽和脂肪酸以外の有機酸の含有量が、前記ビヒクル１００質量％に対して、２質量％以上２０質量％以下であるThe content of organic acids other than the unsaturated fatty acid is 2% by mass or more and 20% by mass or less with respect to 100% by mass of the vehicle.
ことを特徴とするはんだ組成物。The solder composition characterized by the above-mentioned.
ロジン系樹脂と、溶剤と、有機酸とを含有する第二ビヒクルと、前記予備ペーストとを混練する第二混練工程と、
を備えることを特徴とするはんだ組成物の製造方法。
（前記一般式（１）中、Ｒ１およびＲ２は、水素原子または炭素数１〜２０のアルキル基を示し、Ｘは、水素原子、または、置換もしくは無置換の炭素数１〜３のアルキル基を示す。） A preliminary vehicle is obtained by kneading a rosin-based resin, a solvent, an unsaturated fatty acid having 8 or more carbon atoms, an imidazole compound represented by the following general formula (1), and a solder powder. A first kneading step;
A second kneading step of kneading the rosin resin, a solvent, a second vehicle containing an organic acid, and the preliminary paste;
A method for producing a solder composition, comprising:
(In the general formula (1), R 1 and R 2 represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and X represents a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. Group.)
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