JP5782474B2 - Flux composition and solder composition - Google Patents
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Description
本発明は、フラックス組成物およびこれを用いたはんだ組成物に関する。 The present invention relates to a flux composition and a solder composition using the same.
はんだ組成物（ソルダペースト）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。このはんだ組成物においては、印刷性やはんだ溶融性とともに、はんだが塗れ広がりやすいという性質（はんだ塗れ広がり）が要求されている。そこで、フラックス組成物中の活性剤として、はんだ塗れ広がりやはんだ溶融性に優れたハロゲン系活性剤を含有するはんだ組成物が用いられている。このハロゲン系活性剤としては、種々の成分が検討されており、例えば、フッ素、塩素、臭素などのハロゲン原子を含有するハロゲン化アンモニウム化合物が提案されている（例えば、特許文献１）。また、フッ素、塩素、臭素などのハロゲン原子を含有するハロゲン化有機酸が提案されている（例えば、特許文献２）。 The solder composition (solder paste) is a mixture in which a solder powder is kneaded with a flux composition (such as a rosin resin, an activator, and a solvent) to form a paste. The solder composition is required to have a property (solder spread) that the solder can be easily spread along with the printability and solder meltability. Therefore, as an activator in the flux composition, a solder composition containing a halogen-based activator excellent in solder spread and solder meltability is used. As the halogen-based activator, various components have been studied. For example, an ammonium halide compound containing a halogen atom such as fluorine, chlorine, bromine or the like has been proposed (for example, Patent Document 1). In addition, a halogenated organic acid containing a halogen atom such as fluorine, chlorine or bromine has been proposed (for example, Patent Document 2).
しかしながら、前記特許文献１および２に記載のはんだ組成物を用いてはんだ付けした場合には、はんだ付け後の銅箔のうち、はんだの周囲やフラックス残さのある部分が緑や黒などに変色するという問題があることが分かった。また、前記特許文献１および２に記載のはんだ組成物は、はんだ溶融性の点でも未だ必ずしも十分ではなかった。 However, when soldering is performed using the solder composition described in Patent Documents 1 and 2, the portion around the solder and the portion with the flux residue in the copper foil after soldering changes to green or black. It turns out that there is a problem. In addition, the solder compositions described in Patent Documents 1 and 2 are not always sufficient in terms of solder meltability.
そこで、本発明は、はんだ組成物としたときに、はんだ塗れ広がりおよびはんだ溶融性が優れ、かつはんだ付け後の銅箔の変色を防止できるフラックス組成物、およびこれを用いたはんだ組成物を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides a flux composition that, when used as a solder composition, has excellent solder spread and solder meltability and can prevent discoloration of the copper foil after soldering, and a solder composition using the same. The purpose is to do.
前記課題を解決すべく、本発明は、以下のようなフラックス組成物およびはんだ組成物を提供するものである。
すなわち、本発明のフラックス組成物は、樹脂および活性剤を含有するフラックス組成物であって、前記活性剤が、ヨウ素系カルボキシル化合物を含有することを特徴とするものである。
In order to solve the above problems, the present invention provides the following flux composition and solder composition.
That is, the flux composition of the present invention is a flux composition containing a resin and an activator, wherein the activator contains an iodine carboxyl compound.
本発明のフラックス組成物においては、前記ヨウ素系カルボキシル化合物が、安息香酸のオルト位、メタ位およびパラ位のうちの少なくともいずれかがヨウ素で置換されている化合物であることが好ましい。
本発明のフラックス組成物においては、臭素系化合物および塩素系化合物を含有しないことが好ましい。
In the flux composition of the present invention, the iodine-based carboxyl compound is preferably a compound in which at least one of ortho-position, meta-position and para-position of benzoic acid is substituted with iodine.
In the flux composition of this invention, it is preferable not to contain a bromine type compound and a chlorine type compound.
本発明のはんだ組成物は、前記フラックス組成物と、はんだ粉末とを含有することを特徴とするものである。
本発明のはんだ組成物においては、前記はんだ粉末が、スズ、銅、亜鉛、銀、アンチモン、鉛、インジウム、ビスマス、ニッケル、金およびゲルマニウム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。
The solder composition of the present invention is characterized by containing the flux composition and solder powder.
In the solder composition of the present invention, the solder powder may contain at least one selected from the group consisting of tin, copper, zinc, silver, antimony, lead, indium, bismuth, nickel, gold, and germanium. preferable.
本発明によれば、はんだ組成物としたときに、はんだ塗れ広がりおよびはんだ溶融性が優れ、かつはんだ付け後の銅箔の変色を防止できるフラックス組成物、およびこれを用いたはんだ組成物を提供できる。 According to the present invention, when a solder composition is used, a flux composition that is excellent in solder spread and solder meltability and can prevent discoloration of a copper foil after soldering, and a solder composition using the same are provided. it can.
［フラックス組成物］
まず、本発明のフラックス組成物について説明する。本発明のフラックス組成物は、以下説明する樹脂および活性剤を含有するものである。また、このフラックス組成物は、必要に応じて、前記成分の他に、溶剤およびチクソ剤や、その他の添加剤をさらに含有してもよい。
[Flux composition]
First, the flux composition of the present invention will be described. The flux composition of the present invention contains a resin and an activator described below. Moreover, this flux composition may further contain a solvent, a thixotropic agent, and other additives in addition to the above components, if necessary.
本発明に用いる樹脂としては、ロジン系樹脂が挙げられるが、アクリル系樹脂などの他の樹脂を用いてもよい。このロジン系樹脂としては、天然ロジン（未変性ロジン）および変性ロジンが挙げられる。天然ロジンとしては、ガムロジン、トール油ロジン、ウッドロジンなどが挙げられる。変性ロジンとしては、重合ロジン、水素添加ロジン、ロジンエステル、ロジン変性樹脂などが挙げられる。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。 Examples of the resin used in the present invention include rosin resins, but other resins such as acrylic resins may be used. Examples of the rosin resin include natural rosin (unmodified rosin) and modified rosin. Examples of natural rosin include gum rosin, tall oil rosin, and wood rosin. Examples of the modified rosin include polymerized rosin, hydrogenated rosin, rosin ester, and rosin modified resin. These rosin resins may be used alone or in combination of two or more.
前記ロジン系樹脂の配合量は、フラックス組成物１００質量％に対して、３５質量％以上６０質量％以下であることが好ましい。配合量が前記下限未満では、いわゆるはんだ付け性が低下する傾向にあり、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 blending amount of the rosin resin is preferably 35% by mass or more and 60% by mass or less with respect to 100% by mass of the flux composition. If the blending amount is less than the lower limit, so-called solderability tends to be lowered. On the other hand, if the blending amount exceeds the upper limit, the flux residual amount tends to increase.
本発明に用いる活性剤は、少なくともヨウ素系カルボキシル化合物を含有することが必要である。このヨウ素系カルボキシル化合物とは、１分子内に１つ以上のカルボキシル基と、置換基を有していてもよい炭化水素基とを有し、前記炭化水素基の水素原子のうちの１つ以上はヨウ素に置換されている化合物のことをいう。前記炭化水素基としては、アルキル基、シクロアルキル基およびアリール基が挙げられる。前記炭化水素基の炭素数は、特に限定されないが、２〜２０であることが好ましく、３〜１２であることがより好ましい。また、前記炭化水素基におけるヨウ素に置換されている水素原子の数は、１つ以上であればよく特に限定されないが、１つ以上３つ以下であることが好ましい。前記炭化水素基におけるヨウ素以外の置換基としては、アミノ基、ヒドロキシ基などが挙げられる。また、前記ヨウ素系カルボキシル化合物は、はんだ塗れ広がりおよびはんだボールの観点から、安息香酸のオルト位、メタ位およびパラ位のうちの少なくともいずれかがヨウ素で置換されている化合物であることがより好ましい。
また、本発明では、活性剤として臭素系化合物および塩素系化合物を含有しないことが好ましい。このように、はんだ付け後の銅箔の変色の一つの原因と推定される臭素系化合物および塩素系化合物を含有しないことで、はんだ付け後の銅箔の変色をより確実に防止できる。
The activator used in the present invention needs to contain at least an iodine carboxyl compound. This iodine-based carboxyl compound has one or more carboxyl groups in one molecule and a hydrocarbon group which may have a substituent, and one or more of the hydrogen atoms of the hydrocarbon group. Refers to a compound substituted with iodine. Examples of the hydrocarbon group include an alkyl group, a cycloalkyl group, and an aryl group. Although carbon number of the said hydrocarbon group is not specifically limited, It is preferable that it is 2-20, and it is more preferable that it is 3-12. Further, the number of hydrogen atoms substituted with iodine in the hydrocarbon group is not particularly limited as long as it is 1 or more, but it is preferably 1 or more and 3 or less. Examples of the substituent other than iodine in the hydrocarbon group include an amino group and a hydroxy group. In addition, the iodine-based carboxyl compound is more preferably a compound in which at least one of the ortho-position, meta-position and para-position of benzoic acid is substituted with iodine from the viewpoint of solder spread and solder balls. .
Moreover, in this invention, it is preferable not to contain a bromine-type compound and a chlorine-type compound as an activator. Thus, the discoloration of the copper foil after soldering can be more reliably prevented by not containing the bromine-based compound and the chlorine-based compound that are presumed to be one cause of the discoloration of the copper foil after soldering.
前記ヨウ素系カルボキシル化合物としては、モノヨードカルボキシル化合物（２−ヨード安息香酸、３−ヨード安息香酸、４−ヨード安息香酸、３−ヨードサリチル酸、４−ヨードサリチル酸、５−ヨードサリチル酸、６−ヨードサリチル酸、３−ヨードアントラニル酸、４−ヨードアントラニル酸、５−ヨードアントラニル酸、６−ヨードアントラニル酸、２−ヨードプロピオン酸など）、ジヨードカルボキシル化合物（２，３−ジヨード安息香酸、２，４−ジヨード安息香酸、２，５−ジヨード安息香酸、２，６−ジヨード安息香酸、３，４−ジヨード安息香酸、３，５−ジヨード安息香酸、３，４−ジヨードサリチル酸、３，５−ジヨードサリチル酸、３，６−ジヨードサリチル酸、４，５−ジヨードサリチル酸、４，６−ジヨードサリチル酸、５，６−ジヨードサリチル酸、３，４−ジヨードアントラニル酸、３，５−ジヨードアントラニル酸、３，６−ジヨードアントラニル酸、４，５−ジヨードアントラニル酸、４，６−ジヨードアントラニル酸、５，６−ジヨードアントラニル酸など）、トリヨードカルボキシル化合物（２，３，４−トリヨード安息香酸、２，３，５−トリヨード安息香酸、２，３，６−トリヨード安息香酸、２，４，６−トリヨード安息香酸、３，４，５−トリヨード安息香酸、３，４，６−トリヨード安息香酸、３，４，５−トリヨードサリチル酸、３，４，６−トリヨードサリチル酸、３，５，６−トリヨードサリチル酸、４，５，６−トリヨードサリチル酸、３，４，５−トリヨードアントラニル酸、３，４，６−トリヨードアントラニル酸、３，５，６−トリヨードアントラニル酸、４，５，６−トリヨードアントラニル酸など）などが挙げられる。これらの中でも、はんだ塗れ広がり、はんだボールおよびはんだ溶融性のバランスの観点から、２−ヨード安息香酸、４−ヨードサリチル酸、４−ヨードアントラニル酸、２，４−ジヨード安息香酸、２，５−ジヨード安息香酸、３，４−ジヨード安息香酸、３，５−ジヨード安息香酸、３，５−ジヨードサリチル酸、４，５−ジヨードサリチル酸、４，６−ジヨードサリチル酸、３，５−ジヨードアントラニル酸、４，５−ジヨードアントラニル酸、４，６−ジヨードアントラニル酸、２，３，４−トリヨード安息香酸、２，４，６−トリヨード安息香酸、３，４，５−トリヨード安息香酸が好ましく、２−ヨード安息香酸がより好ましい。
前記ヨウ素系カルボキシル化合物の配合量としては、フラックス組成物１００質量％に対して、０．０１質量％以上１０質量％以下であることが好ましく、０．１質量％以上５質量％以下であることがより好ましく、０．２質量％以上１質量％以下であることが特に好ましい。配合量が前記下限未満では、はんだ塗れ広がりが不十分となる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、絶縁性が低下する傾向にある。
Examples of the iodine-based carboxyl compound include monoiodocarboxyl compounds (2-iodobenzoic acid, 3-iodobenzoic acid, 4-iodobenzoic acid, 3-iodosalicylic acid, 4-iodosalicylic acid, 5-iodosalicylic acid, and 6-iodosalicylic acid. 3-iodoanthranilic acid, 4-iodoanthranilic acid, 5-iodoanthranilic acid, 6-iodoanthranilic acid, 2-iodopropionic acid, etc.), diiodocarboxyl compounds (2,3-diiodobenzoic acid, 2,4- Diiodobenzoic acid, 2,5-diiodobenzoic acid, 2,6-diiodobenzoic acid, 3,4-diiodobenzoic acid, 3,5-diiodobenzoic acid, 3,4-diiodosalicylic acid, 3,5-diiodo Salicylic acid, 3,6-diiodosalicylic acid, 4,5-diiodosalicylic acid, 4,6-diiodosa Tyric acid, 5,6-diiodosalicylic acid, 3,4-diiodoanthranilic acid, 3,5-diiodoanthranilic acid, 3,6-diiodoanthranilic acid, 4,5-diiodoanthranilic acid, 4,6 -Diiodoanthranilic acid, 5,6-diiodoanthranilic acid, etc.), triiodocarboxyl compounds (2,3,4-triiodobenzoic acid, 2,3,5-triiodobenzoic acid, 2,3,6-triiodobenzoic acid) Acid, 2,4,6-triiodobenzoic acid, 3,4,5-triiodobenzoic acid, 3,4,6-triiodobenzoic acid, 3,4,5-triiodosalicylic acid, 3,4,6-triiodo Salicylic acid, 3,5,6-triiodosalicylic acid, 4,5,6-triiodosalicylic acid, 3,4,5-triiodoanthranilic acid, 3,4,6-triiodoanthranyl , 3,5,6-triiodo-anthranilic acid, 4,5,6-and tri-iodo-anthranilic acid) and the like. Among these, from the viewpoint of balance of solder spread, solder ball and solder meltability, 2-iodobenzoic acid, 4-iodosalicylic acid, 4-iodoanthranilic acid, 2,4-diiodobenzoic acid, 2,5-diiodo Benzoic acid, 3,4-diiodobenzoic acid, 3,5-diiodobenzoic acid, 3,5-diiodosalicylic acid, 4,5-diiodosalicylic acid, 4,6-diiodosalicylic acid, 3,5-diiodoanthranyl Acid, 4,5-diiodoanthranilic acid, 4,6-diiodoanthranilic acid, 2,3,4-triiodobenzoic acid, 2,4,6-triiodobenzoic acid, 3,4,5-triiodobenzoic acid Preferably, 2-iodobenzoic acid is more preferable.
As a compounding quantity of the said iodine-type carboxyl compound, it is preferable that it is 0.01 mass% or more and 10 mass% or less with respect to 100 mass% of flux compositions, and it is 0.1 mass% or more and 5 mass% or less. Is more preferable, and is particularly preferably 0.2% by mass or more and 1% by mass or less. If the blending amount is less than the lower limit, the solder spread tends to be insufficient, whereas if it exceeds the upper limit, the insulating property tends to decrease.
本発明に用いる活性剤としては、前記ヨウ素系カルボキシル化合物の他に、有機酸、アミン系活性剤などを用いてもよい。これらの活性剤は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。
前記有機酸としては、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。
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、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、ジグリコール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。
これらの有機酸の中でも、はんだ塗れ広がり、はんだボールおよびはんだ溶融性のバランスの観点から、ジグリコール酸、グルタル酸、アジピン酸、ドデカン二酸などのジカルボン酸が好ましく、ジグリコール酸、グルタル酸、アジピン酸がより好ましい。
As the activator used in the present invention, in addition to the iodine carboxyl compound, an organic acid, an amine activator, or the like may be used. These activators may be used individually by 1 type, and may mix and use 2 or more types.
Examples of the organic acid include other organic acids in addition to monocarboxylic acid and dicarboxylic acid.
Monocarboxylic acids include formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric 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 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. It is done.
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 these organic acids, dicarboxylic acids such as diglycolic acid, glutaric acid, adipic acid, and dodecanedioic acid are preferable from the viewpoint of balance of solder spread, solder balls and solder meltability, diglycolic acid, glutaric acid, Adipic acid is more preferred.
前記アミン系活性剤としては、アミン類（エチレンジアミンなどのポリアミンなど）、アミン塩類（トリメチロールアミン、シクロヘキシルアミン、ジエチルアミンなどのアミンやアミノアルコールなどの有機酸塩や無機酸塩（塩酸、硫酸、臭化水素酸など））、アミノ酸類（グリシン、アラニン、アスパラギン酸、グルタミン酸、バリンなど）、アミド系化合物などが挙げられる。 Examples of the amine activator include amines (polyamines such as ethylenediamine), amine salts (amines such as trimethylolamine, cyclohexylamine, diethylamine, and organic acid salts such as amino alcohols and inorganic acid salts (hydrochloric acid, sulfuric acid, odors). Hydroacid, etc.)), amino acids (glycine, alanine, aspartic acid, glutamic acid, valine, etc.), amide compounds and the like.
前記活性剤の合計の配合量は、フラックス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、２質量％以上１０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、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、絶縁性が低下する傾向にある。 The total compounding amount of the activator is preferably 0.5% by mass or more and 20% by mass or less, and more preferably 2% by mass or more and 10% by mass or less with respect to 100% by mass of the flux. If the blending amount is less than the lower limit, solder balls tend to be easily formed. On the other hand, if the blending amount exceeds the upper limit, the insulating property tends to decrease.
本発明に用いる溶剤としては、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。 Examples of the solvent used in the present invention include diethylene glycol, dipropylene glycol, triethylene glycol, hexylene glycol, hexyl diglycol, 1,5-pentanediol, methyl carbitol, butyl carbitol, 2-ethylhexyl diglycol, octane diol, Phenyl glycol is mentioned. These solvents may be used alone or in combination of two or more.
前記溶剤の配合量は、フラックス組成物１００質量％に対して、２５質量％以上６０質量％以下であることが好ましい。配合量が前記範囲内であれば、得られるはんだ組成物の粘度を適正な範囲に適宜調整できる。 The amount of the solvent is preferably 25% by mass or more and 60% by mass or less with respect to 100% by mass of the flux composition. If the blending amount is within the above range, the viscosity of the obtained solder composition can be appropriately adjusted to an appropriate range.
本発明に用いるチクソ剤としては、硬化ひまし油、アミド類、カオリン、コロイダルシリカ、有機ベントナイト、ガラスフリットなどが挙げられる。これらのチクソ剤は１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。 Examples of the thixotropic agent used in the present invention include hardened castor oil, amides, kaolin, colloidal silica, organic bentonite, and glass frit. These thixotropic agents may be used alone or in combination of two or more.
前記チクソ剤の配合量は、前記フラックス１００質量％に対して、１質量％以上１０質量％以下であることが好ましい。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、塗布不良となりやすい傾向にある。 The amount of the thixotropic agent is preferably 1% by mass or more and 10% by mass or less with respect to 100% by mass of the flux. If the blending amount is less than the lower limit, thixotropy cannot be obtained and the sagging tends to occur. On the other hand, if the amount exceeds the upper limit, the thixotropy tends to be too high and the coating tends to be poor.
本発明に用いる添加剤としては、酸化防止剤、消泡剤、防錆剤（含窒素化合物）、界面活性剤、レベリング剤などが挙げられる。これらの添加剤の配合量は、フラックス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、０．５質量％以上５質量％以下であることがより好ましい。 Examples of the additive used in the present invention include an antioxidant, an antifoaming agent, a rust inhibitor (nitrogen-containing compound), a surfactant, and a leveling agent. The blending amount of these additives is preferably 0.1% by mass or more and 10% by mass or less, and more preferably 0.5% by mass or more and 5% by mass or less with respect to 100% by mass of the flux.
［はんだ組成物］
次に、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、前記本発明のフラックス組成物と、以下説明するはんだ粉末とを含有するものである。
[Solder composition]
Next, the solder composition of the present invention will be described. The solder composition of the present invention contains the flux composition of the present invention and a solder powder described below.
本発明に用いるはんだ粉末は、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）、金（Ａｕ）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。また、このはんだ粉末は、無鉛の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。
無鉛のはんだ粉末の合金組成としては、具体的には、Ｓｎ／Ａｇ、Ｓｎ／Ａｇ／Ｃｕ、Ｓｎ／Ｃｕ、Ｓｎ／Ａｇ／Ｂｉ、Ｓｎ／Ｂｉ、Ｓｎ／Ａｇ／Ｃｕ／Ｂｉ、Ｓｎ／Ｓｂ、Ｓｎ／Ｚｎ／Ｂｉ、Ｓｎ／Ｚｎなどが挙げられる。
The solder powder used in the present invention is tin (Sn), copper (Cu), zinc (Zn), silver (Ag), antimony (Sb), lead (Pb), indium (In), bismuth (Bi), nickel ( It is preferable to contain at least one selected from the group consisting of Ni), gold (Au), and germanium (Ge). The solder powder is preferably composed only of lead-free solder powder, but may be lead-lead solder powder.
As an alloy composition of the lead-free solder powder, specifically, Sn / Ag, Sn / Ag / Cu, Sn / Cu, Sn / Ag / Bi, Sn / Bi, Sn / Ag / Cu / Bi, Sn / Sb , Sn / Zn / Bi, Sn / Zn, and the like.
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、１０μｍ以上３５μｍ以下であることがより好ましく、１５μｍ以上２５μｍ以下であることが特に好ましい。平均粒子径が上記範囲内であれば、はんだ付けランドのピッチの狭くなってきている最近のプリント配線基板にも対応できる。なお、平均粒子径は、動的光散乱式の粒子径測定装置により測定できる。 The average particle size of the solder powder is preferably 1 μm or more and 40 μm or less, more preferably 10 μm or more and 35 μm or less, and particularly preferably 15 μm or more and 25 μm or less. If the average particle diameter is within the above range, it can be applied to the recent printed wiring board in which the pitch of the soldering lands is narrow. The average particle size can be measured with a dynamic light scattering type particle size measuring device.
前記はんだ粉末の配合量は、はんだ組成物１００質量％に対して、８０質量％以上９２質量％以下であることが好ましく、８５質量％以上９０質量％以下であることがより好ましい。はんだ粉末の含有量が前記下限未満の場合には、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。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フラックス組成物が足りないため、フラックスとはんだ粉末とを混合しにくくなる傾向にある。 The blending amount of the solder powder is preferably 80% by mass or more and 92% by mass or less, and more preferably 85% by mass or more and 90% by mass or less with respect to 100% by mass of the solder composition. When the content of the solder powder is less than the lower limit, it tends to be difficult to form a sufficient solder joint when the obtained solder composition is used. On the other hand, when the content of the solder powder exceeds 92% by mass, the flux composition as a binder is insufficient, and thus it tends to be difficult to mix the flux and the solder powder.
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することができる。
ここで用いる塗布装置としては、メタルマスク印刷機、スクリーン印刷機、ディスペンサー、ジェットディスペンサーなどが挙げられる。
はんだ付け方法としては、リフロー炉による方法以外に、レーザー光源を用いる方法を採用してもよい。
An electronic component can be mounted on a printed wiring board using the solder composition described above.
Examples of the coating apparatus used here include a metal mask printing machine, a screen printing machine, a dispenser, and a jet dispenser.
As a soldering method, a method using a laser light source may be adopted in addition to a method using a reflow furnace.
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。
（樹脂）
ロジン系樹脂Ａ：水添アクリル酸変性ロジン、商品名「ＫＥ−６０４」、荒川化学工業社製
ロジン系樹脂Ｂ：ロジンエステル、商品名「ハリタックＦ−８５」、ハリマ化成社製
（活性剤）
有機酸Ａ：マロン酸
有機酸Ｂ：アジピン酸
有機酸Ｃ：グルタル酸
有機酸Ｄ：ドデカン二酸
ヨウ素系カルボキシル化合物Ａ：２−ヨード安息香酸
ヨウ素系カルボキシル化合物Ｂ：３−ヨード安息香酸
ヨウ素系カルボキシル化合物Ｃ：２−ヨードプロピオン酸
ヨウ素系カルボキシル化合物Ｄ：５−ヨードサリチル酸
ヨウ素系カルボキシル化合物Ｅ：５−ヨードアントラニル酸
臭素系活性剤Ａ：ジブロモブテンジオール
臭素系活性剤Ｂ：２−ブロモ安息香酸
臭素系活性剤Ｃ：２，３−ジブロモプロピオン酸
臭素系活性剤Ｄ：２，３−ジブロモコハク酸
塩素系活性剤Ａ：２−クロロ安息香酸
塩素系活性剤Ｂ：３−クロロプロピオン酸
（他の成分）
酸化防止剤：ヒンダートフェノール、商品名「イルガノックス２４５」、チバ・ジャパン社製
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：水添ヒマシ油、商品名「ヒマ硬」、ＫＦトレーディング社製
含窒素化合物：ベンゾイミダゾール
溶剤：ヘキシルジグリコール
はんだ粉末：粒子径２０〜３６μｍ、はんだ融点２２０℃、はんだ組成Ｓｎ／Ａｇ／Ｃｕ
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. In addition, the material used in the Example and the comparative example is shown below.
(resin)
Rosin resin A: hydrogenated acrylic acid modified rosin, trade name “KE-604”, Arakawa Chemical Industries, Ltd. rosin resin B: rosin ester, trade name “Halitac F-85”, manufactured by Harima Kasei Co., Ltd. (activator)
Organic acid A: Malonic acid Organic acid B: Adipic acid Organic acid C: Glutaric acid Organic acid D: Dodecanedioic acid iodine-based carboxyl compound A: 2-iodobenzoic acid iodine-based carboxyl compound B: 3-iodobenzoic acid iodine-based carboxyl Compound C: 2-iodopropionic acid iodine-based carboxyl compound D: 5-iodosalicylic acid iodine-based carboxyl compound E: 5-iodoanthranilate bromine-based activator A: dibromobutenediol bromine-based activator B: bromine 2-bromobenzoate System activator C: 2,3-dibromopropionic acid bromine activator D: 2,3-dibromosuccinic acid chlorine activator A: 2-chlorobenzoic acid chlorine activator B: 3-chloropropionic acid (other component)
Antioxidant: hindered phenol, trade name “Irganox 245”, Ciba Japan's thixotropic agent A: trade name “Sripacs ZHH”, Nippon Kasei Co., Ltd. thixotropic agent B: hydrogenated castor oil, trade name “castor hard” Nitrogen-containing compound: benzimidazole solvent: hexyl diglycol solder powder: particle size 20 to 36 μm, solder melting point 220 ° C., solder composition Sn / Ag / Cu
［実施例１］
ロジン系樹脂Ａ４３質量％、ロジン系樹脂Ｂ６質量％、有機酸Ａ３．５質量％、ヨウ素系カルボキシル化合物Ａ０．２質量％、酸化防止剤２質量％、チクソ剤Ａ４質量％、チクソ剤Ｂ４質量％、含窒素化合物０．３質量％、および溶剤３７質量％をそれぞれ容器に投入し、らいかい機を用いて混合してフラックスを得た。
その後、得られたフラックス組成物１１質量％、およびはんだ粉末８９質量％を容器に投入し、混練機にて２時間混合することで、下記表１に示す組成を有するはんだ組成物を調製した。
[Example 1]
Rosin resin A 43%, Rosin resin B 6%, Organic acid A 3.5%, Iodine carboxyl compound A 0.2%, Antioxidant 2%, Thixo agent A 4%, Thixo agent B 4% Then, 0.3% by mass of a nitrogen-containing compound and 37% by mass of a solvent were respectively charged into a container and mixed using a raking machine to obtain a flux.
Thereafter, 11% by mass of the obtained flux composition and 89% by mass of the solder powder were put into a container and mixed for 2 hours with a kneader to prepare a solder composition having the composition shown in Table 1 below.
［実施例２〜１１］
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、フラックス組成物およびはんだ組成物を得た。
［比較例１〜１２］
表２に示す組成に従い各材料を配合した以外は実施例１と同様にして、フラックス組成物およびはんだ組成物を得た。
[Examples 2 to 11]
A flux composition and a solder composition were obtained in the same manner as in Example 1 except that each material was blended according to the composition shown in Table 1.
[Comparative Examples 1 to 12]
A flux composition and a solder composition were obtained in the same manner as in Example 1 except that each material was blended according to the composition shown in Table 2.
＜はんだ組成物の評価＞
はんだ組成物の特性（はんだボール、はんだ塗れ広がり、はんだ溶融性、銅板腐食）を以下のような方法で評価した。得られた結果を表１に示す。
（１）はんだボール
ＪＩＳ Ｚ ３２８４ ソルダボール試験に準拠した方法により、はんだボールを評価した。そして、以下の基準に従って、はんだボールを評価した。
◎：ＪＩＳ Ｚ ３２８４に記載の付属書１１表１の凝集度合１
○：ＪＩＳ Ｚ ３２８４に記載の付属書１１表１の凝集度合２
△：ＪＩＳ Ｚ ３２８４に記載の付属書１１表１の凝集度合３
×：ＪＩＳ Ｚ ３２８４に記載の付属書１１表１の凝集度合４
（２）はんだ塗れ広がり
ＪＩＳ Ｚ ３１９７ はんだ広がり法に準拠した方法により、はんだ塗れ広がりを評価した。そして、以下の基準に従って、はんだ塗れ広がりを評価した。
◎：はんだ塗れ広がりが８０％以上である。
○：はんだ塗れ広がりが７５％以上８０％未満である。
△：はんだ塗れ広がりが７０％以上７５％未満である。
×：はんだ塗れ広がりが７０％未満である。
（３）はんだ溶融性
基板上にはんだ組成物を印刷し、その上に０．５ｍｍ間隔２２８ピンのＢＧＡ基板を実装し、その後、プリベーク１８５〜２０５℃を９０秒とピーク温度を２７０℃の条件でリフローを行い、試験基板を作製した。得られた試験基板から、ＢＧＡ基板を取り剥がし、ＢＧＡ基板の未接合箇所を数えた。そして、以下の基準に従って、はんだ溶融性を評価した。
◎：未接合箇所が全くない。
○：未接合箇所が１ピン以上５ピン以下である。
△：未接合箇所が６ピン以上１０ピン以下である。
×：未接合箇所が１１ピン以上である。
（４）銅板腐食
ＪＩＳ Ｚ ３１９７ 腐食試験 ソルダペーストに準拠した方法により、銅板腐食を評価した。そして、以下の基準に従って、銅板腐食を評価した。
○：銅板に変色がない。
×：銅板に変色がある。
<Evaluation of solder composition>
The properties of the solder composition (solder balls, spread of solder, solder meltability, copper plate corrosion) were evaluated by the following methods. The obtained results are shown in Table 1.
(1) Solder ball The solder ball was evaluated by a method based on the JIS Z 3284 solder ball test. The solder balls were evaluated according to the following criteria.
A: Aggregation degree 1 of Appendix 11 Table 1 described in JIS Z 3284
○: Aggregation degree 2 in Appendix 11 Table 1 described in JIS Z 3284
(Triangle | delta): The aggregation degree 3 of the appendix 11 Table 1 described in JISZ3284
×: Aggregation degree 4 in Appendix 11 Table 1 described in JIS Z 3284
(2) Solder spread The solder spread was evaluated by a method based on the JIS Z 3197 solder spread method. The solder spread was evaluated according to the following criteria.
A: Solder spread is 80% or more.
◯: Solder spread is 75% or more and less than 80%.
Δ: Solder spread is 70% or more and less than 75%.
X: Solder spread is less than 70%.
(3) Solder meltability A solder composition is printed on a substrate, a 228-pin BGA substrate with a spacing of 0.5 mm is mounted on the substrate, and then prebaked at 185 to 205 ° C. for 90 seconds and a peak temperature of 270 ° C. Reflow was performed to prepare a test substrate. The BGA substrate was peeled off from the obtained test substrate, and the unbonded portions of the BGA substrate were counted. And solder melting property was evaluated according to the following criteria.
A: There are no unjoined parts.
○: The unjoined portion is 1 pin or more and 5 pins or less.
(Triangle | delta): An unjoined location is 6 pins or more and 10 pins or less.
X: An unjoined location is 11 pins or more.
(4) Copper plate corrosion JIS Z 3197 corrosion test Copper plate corrosion was evaluated by a method based on solder paste. And copper plate corrosion was evaluated in accordance with the following criteria.
○: There is no discoloration in the copper plate.
X: The copper plate has discoloration.
表１および表２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を用いた場合（実施例１〜１１）には、はんだ塗れ広がりおよびはんだ溶融性が良好であり、はんだボールの発生やはんだ付け後の銅箔の変色を防止できることが確認された。
これに対し、ハロゲン系活性剤を含有していないはんだ組成物を用いた場合（比較例１）には、はんだ塗れ広がりおよびはんだ溶融性が不十分であることが分かった。また、ヨウ素系カルボキシル化合物を含有していないはんだ組成物を用いた場合（比較例２〜１２）には、はんだ溶融性が不十分であり、はんだ付け後の銅箔の変色を防止できないことが分かった。
As is clear from the results shown in Table 1 and Table 2, when the solder composition of the present invention is used (Examples 1 to 11), the solder spread and solder meltability are good, and the solder balls It was confirmed that generation and discoloration of the copper foil after soldering can be prevented.
On the other hand, it was found that when a solder composition containing no halogen-based activator was used (Comparative Example 1), the solder spread and solder meltability were insufficient. Moreover, when the solder composition which does not contain an iodine carboxyl compound is used (Comparative Examples 2 to 12), the solder meltability is insufficient and the discoloration of the copper foil after soldering cannot be prevented. I understood.
本発明のフラックスおよびはんだ組成物は、電子機器のプリント配線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 and solder composition of the present invention can be suitably used as a technique for mounting an electronic component on a printed wiring board of an electronic device.
Claims (5)
前記活性剤が、ヨウ素系カルボキシル化合物を含有する
ことを特徴とするフラックス組成物。 A flux composition containing a resin and an activator,
The flux composition, wherein the activator contains an iodine carboxyl compound.
前記ヨウ素系カルボキシル化合物が、安息香酸のオルト位、メタ位およびパラ位のうちの少なくともいずれかがヨウ素で置換されている化合物である
ことを特徴とするフラックス組成物。 The flux composition according to claim 1, wherein
The flux composition, wherein the iodine-based carboxyl compound is a compound in which at least one of an ortho position, a meta position, and a para position of benzoic acid is substituted with iodine.
臭素系化合物および塩素系化合物を含有しない
ことを特徴とするフラックス組成物。 In the flux composition according to claim 1 or claim 2,
A flux composition characterized by not containing a bromine-based compound and a chlorine-based compound.
前記はんだ粉末が、スズ、銅、亜鉛、銀、アンチモン、鉛、インジウム、ビスマス、ニッケル、金およびゲルマニウムからなる群から選択される少なくとも１種を含有する
ことを特徴とするはんだ組成物。 The solder composition according to claim 4,
The solder composition contains at least one selected from the group consisting of tin, copper, zinc, silver, antimony, lead, indium, bismuth, nickel, gold, and germanium.
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