JP6133649B2 - Acrylic resin-containing soldering flux composition and solder paste composition - Google Patents
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Description
本発明は、プリント基板に電子部品等をはんだ付けする際に使用されるフラックス組成物及びこれを用いたソルダーペースト組成物であって、長期に渡って激しい冷熱サイクルに曝される過酷な環境下においてもそのフラックス残渣に亀裂が入り難く、絶縁性に優れ、且つ、フラックス残渣のべたつきを抑えることのできるはんだ付け用フラックス組成物と、当該フラックス組成物を用いたソルダーペースト組成物に関する。 The present invention relates to a flux composition used when soldering an electronic component or the like to a printed circuit board and a solder paste composition using the same, under a harsh environment that is exposed to intense cooling and heating cycles over a long period of time. In regard to the soldering flux composition, a soldering flux composition using the flux composition and a soldering flux composition that is less likely to crack in the flux residue, has excellent insulating properties, and can suppress stickiness of the flux residue.
従来、電子部品を基板に実装する際に使用されるソルダーペースト組成物には、はんだ合金粉末と共に、基板上の金属酸化物の除去並びにはんだ合金粉末の表面張力を低下させて濡れ性を向上することを目的としてフラックス組成物が配合される。 Conventionally, a solder paste composition used when mounting an electronic component on a substrate improves the wettability together with the solder alloy powder by removing the metal oxide on the substrate and reducing the surface tension of the solder alloy powder. For this purpose, a flux composition is blended.
そして電子部品が搭載された基板のうち、例えば自動車のエンジンルーム内に配置される車載用基板は、使用時に−４０℃から１２５℃というような非常に寒暖の差が激しい冷熱サイクル環境下に置かれる。そのため、電子部品を実装した際に車載用基板上に残ったフラックス残渣は、長期の激しい寒暖の差によって亀裂が入り易くなり、またこの亀裂を通して水分が基板の回路部分に浸透して回路をショートさせたり、その回路の金属を腐食させたりするという問題が生じる。 Of the boards on which the electronic components are mounted, for example, the on-board board placed in the engine room of the automobile is placed in a thermal cycle environment where there is a very high temperature difference between −40 ° C. and 125 ° C. during use. It is burned. For this reason, the flux residue remaining on the in-vehicle board when electronic components are mounted tends to crack due to a long-term intense temperature difference, and moisture penetrates into the circuit part of the board through this crack and shorts the circuit. Or cause corrosion of the metal in the circuit.
このような問題を解決するフラックス組成物として、例えば炭素数がＣ６以上Ｃ１５以下のアルキル基を有する（メタ）アクリル酸エステルと前記（メタ）アクリル酸エステル以外の（メタ）アクリル酸エステルとのラジカル共重合により得られるアクリル樹脂を含むフラックス組成物（特許文献１参照）や、長鎖アルキル部分が炭素数１２〜２３の分岐構造を有する長鎖アルキル（メタ）アアクリレートを含むモノマー成分を重合させて得られる熱可塑性アルキル樹脂を含むフラックス組成物（特許文献２）が開示されている。 As a flux composition which solves such a problem, for example, (meth) acrylic acid ester having an alkyl group having 6 to 15 carbon atoms and (meth) acrylic acid ester other than (meth) acrylic acid ester and A flux composition containing an acrylic resin obtained by radical copolymerization (see Patent Document 1) or a monomer component containing a long-chain alkyl (meth) acrylate having a branched structure in which the long-chain alkyl moiety has 12 to 23 carbon atoms A flux composition (Patent Document 2) containing a thermoplastic alkyl resin obtained by polymerization is disclosed.
特許文献１に開示される炭素数がＣ６以上Ｃ１５以下のアルキル基を有する（メタ）アクリル酸エステルや、特許文献２に開示される長鎖アルキル部分が炭素数１２〜２３の分岐構造を有する長鎖アルキル（メタ）アクリレートを用いたアクリル樹脂を使用すれば、フラックス組成物のガラス転移温度（Ｔｇ）を下げることができ、長期の冷熱サイクルのうち冷却に対しては一定の耐性を有するものと推測される。 A (meth) acrylic acid ester having an alkyl group having 6 to 15 carbon atoms disclosed in Patent Document 1 or a branched structure having a long-chain alkyl moiety disclosed in Patent Document 2 having 12 to 23 carbon atoms. If an acrylic resin using a long-chain alkyl (meth) acrylate is used, the glass transition temperature (Tg) of the flux composition can be lowered, and it has a certain resistance to cooling in a long-term cooling cycle. Presumed to be.
しかし、例えば前記アクリル基又は前記長鎖アルキル部分が複数の分鎖構造を有する場合、このような（メタ）アクリレートは高温下での長期の熱履歴により熱劣化して硬くなる性質を有する。そのため、このような（メタ）アクリレートから得られるアクリル樹脂を用いたフラックス組成物は長期の熱履歴による熱変性で脆くなり易く、フラックス残渣は冷熱サイクル下で起こる自身の伸縮により亀裂を生じ易くなる。 However, for example, when the acrylic group or the long-chain alkyl moiety has a plurality of branched structures, such a (meth) acrylate has a property of becoming hard due to thermal deterioration due to a long-term heat history at a high temperature. Therefore, a flux composition using an acrylic resin obtained from such a (meth) acrylate is likely to become brittle due to thermal denaturation due to a long-term thermal history, and the flux residue is liable to crack due to its own expansion and contraction that occurs under a thermal cycle. .
また（メタ）アクリル酸を含んだモノマーを共重合して得られるアクリル樹脂は、（メタ）アクリル酸由来のカルボン酸の影響によってそのＴｇが上がる傾向にある。そのため冷熱サイクルに耐えられるフラックス組成物としたい場合、特許文献１及び特許文献２に開示されるアクリル樹脂のように、（メタ）アクリル酸を含有しないモノマーを用いて共重合したアクリル樹脂を用いることが多い。 An acrylic resin obtained by copolymerizing a monomer containing (meth) acrylic acid tends to increase its Tg due to the influence of carboxylic acid derived from (meth) acrylic acid. Therefore, when it is desired to make a flux composition that can withstand a thermal cycle, use an acrylic resin copolymerized with a monomer that does not contain (meth) acrylic acid, such as the acrylic resins disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2. There are many.
しかし、（メタ）アクリル酸を含まないモノマーからなるアクリル樹脂は、活性剤や有機酸との相溶性が悪いためフラックス組成物の各組成が分離し易い。そのため、このようなフラックス組成物を用いたソルダーペースト組成物は印刷性が悪く、またこれにより形成されたフラックス残渣はべたつくために埃やごみを吸着し易く、更には透明性が低下するためにリフロー後のはんだ検査がし難いという問題がある。 However, an acrylic resin composed of a monomer that does not contain (meth) acrylic acid has poor compatibility with the activator and the organic acid, so that each composition of the flux composition is easily separated. Therefore, the solder paste composition using such a flux composition has poor printability, and the flux residue formed thereby is sticky, so that dust and dust are easily adsorbed, and further transparency is lowered. There is a problem that solder inspection after reflow is difficult.
本発明は上記課題を解決するものであり、耐寒性にも耐熱性にも優れることから長期の冷熱サイクル下でもフラックス残渣の亀裂の発生を抑えることができ、絶縁性にも優れ、且つ、良好なはんだ付け性を有し、これを用いて形成されるフラックス残渣のべたつきを抑えることのできるはんだ付け用フラックス組成物、及びソルダーペースト組成物を提供することをその目的とする。 The present invention solves the above-mentioned problems, and since it is excellent in cold resistance and heat resistance, it can suppress the occurrence of cracks in the flux residue even under a long-term cooling cycle, and is excellent in insulation and good. An object of the present invention is to provide a soldering flux composition and a solder paste composition that have excellent solderability and can suppress stickiness of a flux residue formed using the soldering property.
本発明のはんだ付け用フラックス組成物、及びソルダーペースト組成物は、以下の構成からなることをその特徴とする。 The soldering flux composition and the solder paste composition of the present invention are characterized by having the following constitution.
（１）（メタ）アクリル酸と下記一般式（１）で表される化合物とを含むモノマーを共重合して得られるアクリル系樹脂と、活性剤とを含むことを特徴とするはんだ付け用フラックス組成物。
（２）前記一般式（１）で表される化合物の飽和アルキル基の炭素数は６〜１２であることを特徴とする上記（１）に記載のはんだ付け用フラックス組成物。 (2) The soldering flux composition as described in (1) above, wherein the saturated alkyl group of the compound represented by the general formula (1) has 6 to 12 carbon atoms.
（３）前記アクリル系樹脂の重量平均分子量は３，０００〜３５，０００であり、その酸価は３０〜１５０ｍｇＫＯＨ／ｇであることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載のはんだ付け用フラックス組成物。 (3) The solder according to (1) or (2) above, wherein the acrylic resin has a weight average molecular weight of 3,000 to 35,000 and an acid value of 30 to 150 mgKOH / g. Flux composition for attaching.
（４）有機溶剤を更に含み、前記アクリル系樹脂の配合量ははんだ付け用フラックス組成物全量に対して１０〜５０重量％であり、前記活性剤の配合量ははんだ付け用フラックス組成物全量に対して５〜１５重量％であり、前記有機溶剤の配合量ははんだ付け用フラックス組成物全量に対して２０〜５０重量％であることを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれか１項に記載のはんだ付け用フラックス組成物。 (4) An organic solvent is further included, the blending amount of the acrylic resin is 10 to 50% by weight based on the total amount of the soldering flux composition, and the blending amount of the activator is based on the total amount of the soldering flux composition. Any one of (1) to (3) above, wherein the amount of the organic solvent is 20 to 50% by weight based on the total amount of the soldering flux composition. Item 2. A soldering flux composition according to item 1.
（５）ロジン系樹脂を更に含むことを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれか１項に記載のはんだ付け用フラックス組成物。 (5) The soldering flux composition as described in any one of (1) to (4) above, further comprising a rosin resin.
（６）上記（１）〜（５）のいずれか１項に記載のはんだ付け用フラックス組成物と、はんだ合金粉末とを含有することを特徴とするはんだ付け用ソルダーペースト組成物。 (6) A solder paste composition for soldering, comprising the soldering flux composition according to any one of (1) to (5) above and a solder alloy powder.
本発明のはんだ付け用フラックス組成物は、上記一般式（１）で表される化合物を含むモノマーを共重合して得られるアクリル系樹脂を用いることによりそのＴｇを低くすることができ、且つ、長期の熱履歴をかけた場合でも熱変性し難く、過酷な冷熱サイクル下においてもそのフラックス残渣に亀裂が入り難くなる。 The soldering flux composition of the present invention can reduce its Tg by using an acrylic resin obtained by copolymerizing a monomer containing the compound represented by the general formula (1), and Even when a long thermal history is applied, heat denaturation is difficult, and cracks are hardly formed in the flux residue even under severe cooling and heating cycles.
即ち、上記一般式（１）で表される化合物は、２位で分岐してそれぞれに炭素数２〜２０の直鎖構造の炭素鎖を有する飽和アルキル基を含んでいるため、これを含むモノマーを共重合して得られるアクリル系樹脂は耐寒性にも耐熱性にも優れており、長期の熱履歴による熱変性を抑えることができる。そのため、本発明のはんだ付け用フラックス組成物を用いて形成されたフラックス残渣は適切な粘性と弾性を保つことができ、冷熱サイクル下で発生する自身の伸縮にも耐え、亀裂の発生を抑制することができる。 That is, since the compound represented by the general formula (1) includes a saturated alkyl group having a carbon chain having a straight chain structure having 2 to 20 carbon atoms and branched at the 2-position, the monomer containing this. Acrylic resins obtained by copolymerizing are excellent in cold resistance and heat resistance, and can suppress thermal denaturation due to long-term heat history. Therefore, the flux residue formed using the soldering flux composition of the present invention can maintain appropriate viscosity and elasticity, withstands its own expansion and contraction that occurs under a thermal cycle, and suppresses the generation of cracks. be able to.
また、上記一般式（１）で表される化合物は炭素数２〜２０の直鎖構造の炭素鎖を有する飽和アルキル基を含んでいるため疎水性が高く、そのためこれを含むモノマーを共重合して得られるアクリル系樹脂は絶縁性に優れており、本発明のはんだ付け用フラックス組成物の絶縁性を向上させることができる。 Moreover, since the compound represented by the general formula (1) contains a saturated alkyl group having a straight chain carbon chain having 2 to 20 carbon atoms, it is highly hydrophobic, and therefore a monomer containing this is copolymerized. The resulting acrylic resin is excellent in insulation, and can improve the insulation of the soldering flux composition of the present invention.
更には、前記アクリル系樹脂は、（メタ）アクリル酸を含むモノマーを共重合して得られるものであるため、活性剤や有機溶剤といった成分との相溶性が良い。そのため、本発明のはんだ付け用フラックス組成物は各成分の分離を抑えることができ、これを用いて形成されるフラックス残渣の透明性を向上させるとともに、べたつきの発生を抑えることができる。 Furthermore, since the acrylic resin is obtained by copolymerizing a monomer containing (meth) acrylic acid, the compatibility with components such as an activator and an organic solvent is good. Therefore, the soldering flux composition of the present invention can suppress the separation of each component, improve the transparency of the flux residue formed using this, and suppress the occurrence of stickiness.
このように、本発明のはんだ付け用フラックス組成物及びソルダーペースト組成物は絶縁性にも印刷性にも優れる。またこれを用いて形成したフラックス残渣は−４０℃から１２５℃というような過酷な冷熱サイクル下に長時間曝された場合であっても亀裂の発生を抑制することができ、且つ、そのべたつきを抑制することができる。そのため、本発明のはんだ付け用フラックス組成物及びソルダーペースト組成物は、特に長時間に渡って過酷な冷熱サイクル下に曝される車載用基板にも好適に用いることができる。 Thus, the soldering flux composition and the solder paste composition of the present invention are excellent in both insulation and printability. Moreover, even if the flux residue formed using this is exposed to a harsh cooling cycle such as −40 ° C. to 125 ° C. for a long time, the occurrence of cracks can be suppressed and the stickiness can be reduced. Can be suppressed. Therefore, the soldering flux composition and the solder paste composition of the present invention can be suitably used particularly for an in-vehicle board that is exposed to a severe cooling and heating cycle for a long time.
以下、本発明のはんだ付け用フラックス組成物及びソルダーペースト組成物の一実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment of the soldering flux composition and the solder paste composition of the present invention will be described in detail.
＜アクリル系樹脂＞
本明細書においては、（メタ）アクリル酸とはアクリル酸又はメタクリル酸の総称を指す。
<Acrylic resin>
In the present specification, (meth) acrylic acid refers to a generic name for acrylic acid or methacrylic acid.
次に炭素数２〜２０の直鎖構造の炭素鎖を有する飽和アルキル基を有する化合物としては、下記の一般式（１）で表すことができる。
このような化合物としては、下記一般式（３）〜（６）で表す化合物が挙げられる。 Examples of such a compound include compounds represented by the following general formulas (3) to (6).
前記一般式（１）に表される化合物のうち飽和アルキル基の炭素数が６〜１２である化合物は、更にアクリル系樹脂のＴｇを下げることができ、フラックス組成物及びフラックス残渣の柔軟性を更に向上することができる。 Among the compounds represented by the general formula (1), the compound having a saturated alkyl group having 6 to 12 carbon atoms can further lower the Tg of the acrylic resin, and can improve the flexibility of the flux composition and the flux residue. Further improvement can be achieved.
また本発明のアクリル系樹脂を生成するためのモノマーには、他のモノマー成分、例えばメチルメタクリレートのような（メタ）アクリル酸エステルを含有させることができる。 The monomer for producing the acrylic resin of the present invention can contain other monomer components, for example, (meth) acrylic acid esters such as methyl methacrylate.
本発明のアクリル系樹脂を生成する場合の（メタ）アクリル酸、上記一般式（１）で表される化合物、及び他のモノマー成分の配合割合は、（メタ）アクリル酸エステル：上記一般式（１）で表される化合物：他のモノマー成分＝５〜２０：６０〜９５：０〜２０であることが好ましい。 In the case of producing the acrylic resin of the present invention, the blending ratio of (meth) acrylic acid, the compound represented by the above general formula (1), and other monomer components is (meth) acrylic acid ester: the above general formula ( Compound represented by 1): Other monomer components = 5-20: 60-95: 0-20 are preferable.
前記アクリル系樹脂の配合量は、はんだ付け用フラックス組成物全量に対して１０〜５０重量％であることが好ましい。
また、当該アクリル系樹脂の重量平均分子量は３，０００〜３５，０００であり、その酸価は３０〜１５０ｍｇＫＯＨ／ｇであることが好ましい。
更には、当該アクリル系樹脂のＴｇは、−７５℃以上−４０℃以下であることが好ましい。
The blending amount of the acrylic resin is preferably 10 to 50% by weight based on the total amount of the soldering flux composition.
Moreover, it is preferable that the weight average molecular weights of the said acrylic resin are 3,000-35,000, and the acid value is 30-150 mgKOH / g.
Furthermore, it is preferable that Tg of the said acrylic resin is -75 degreeC or more and -40 degrees C or less.
＜活性剤＞
本発明のはんだ付け用フラックス組成物に配合される活性剤としては、例えば有機アミンのハロゲン化水素塩等のアミン塩（無機酸塩や有機酸塩）、有機酸、有機酸塩、有機アミン塩等が挙げられる。具体的には、ジフェニルグアニジン臭化水素酸塩、シクロヘキシルアミン臭化水素酸塩、ジエチルアミン塩、酸塩、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸等が前記活性剤として挙げられる。これらは単独で又は複数を組合せて使用することができる。
このような活性剤の配合量は、はんだ付け用フラックス組成物全量に対して５〜１５重量％であることが好ましい。
<Activator>
Examples of the activator blended in the soldering flux composition of the present invention include amine salts (inorganic acid salts and organic acid salts) such as organic amine hydrogen halide salts, organic acids, organic acid salts, and organic amine salts. Etc. Specifically, diphenylguanidine hydrobromide, cyclohexylamine hydrobromide, diethylamine salt, acid salt, succinic acid, adipic acid, sebacic acid and the like can be mentioned as the activator. These can be used alone or in combination.
The blending amount of such an activator is preferably 5 to 15% by weight with respect to the total amount of the soldering flux composition.
＜有機溶剤＞
本発明のはんだ付け用フラックス組成物には、更に有機溶剤を配合することができる。このような有機溶剤としては、例えばイソプロピルアルコール、エタノール、アセトン、トルエン、キシレン、酢酸エチル、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、グリコールエーテル等を使用することができる。これらは単独で又は複数を組合せて使用することができる。
このような有機溶剤の配合量は、はんだ付け用フラックス組成物全量に対して２０〜５０重量％であることが好ましい。
<Organic solvent>
An organic solvent can be further blended in the soldering flux composition of the present invention. As such an organic solvent, for example, isopropyl alcohol, ethanol, acetone, toluene, xylene, ethyl acetate, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, glycol ether and the like can be used. These can be used alone or in combination.
The blending amount of such an organic solvent is preferably 20 to 50% by weight based on the total amount of the soldering flux composition.
＜ロジン系樹脂＞
本発明のはんだ付け用フラックス組成物には、更にロジン系樹脂を配合することができる。このようなロジン系樹脂としては、例えばガムロジン、重合ロジン、水添ロジン、不均一化ロジン、アクリル酸変性ロジン、マレイン酸変性ロジン等を配合することができる。これらは単独で又は複数を組合せて使用することができる。
このようなロジン系樹脂（Ｅ）の配合量は、はんだ付け用フラックス組成物全量に対して５〜２０重量％であることが好ましい。
<Rosin resin>
A rosin resin can be further blended in the soldering flux composition of the present invention. Examples of such rosin resins include gum rosin, polymerized rosin, hydrogenated rosin, heterogeneous rosin, acrylic acid modified rosin, maleic acid modified rosin and the like. These can be used alone or in combination.
The blending amount of such rosin resin (E) is preferably 5 to 20% by weight based on the total amount of the soldering flux composition.
本発明のはんだ付け用フラックス組成物には、はんだ合金粉末の酸化を抑える目的で酸化防止剤を配合することができる。このような酸化防止剤としては、例えばヒンダートフェノール系酸化防止剤、フェノール系酸化防止剤、ビスフェノール系酸化防止剤、ポリマー型酸化防止剤等が挙げられる。その中でも特にヒンダートフェノール系酸化剤が好ましく用いられるが、使用できる酸化防止剤はこれらに限定されるものではない。またこれらは単独で又は複数を組合せて使用することができる。
このような酸化防止剤の配合量は特に限定されないが、一般的にははんだ付け用フラックス組成物全量に対して０．５〜５重量％程度である。
An antioxidant may be added to the soldering flux composition of the present invention for the purpose of suppressing the oxidation of the solder alloy powder. Examples of such antioxidants include hindered phenolic antioxidants, phenolic antioxidants, bisphenolic antioxidants, and polymer-type antioxidants. Of these, hindered phenol-based oxidizing agents are particularly preferably used, but usable antioxidants are not limited to these. These can be used alone or in combination.
The amount of such an antioxidant is not particularly limited, but is generally about 0.5 to 5% by weight with respect to the total amount of the soldering flux composition.
本発明のはんだ付け用フラックス組成物には、ソルダーペースト組成物を印刷に適した粘度に調整する目的でチキソ剤を配合することができる。このようなチキソ剤としては、例えば水素添加ヒマシ油、脂肪酸アマイド類、オキシ脂肪酸類が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
このようなチキソ剤の配合量は、はんだ付け用フラックス組成物全量に対して３〜１５重量％であることが好ましい。
A thixotropic agent can be blended with the soldering flux composition of the present invention for the purpose of adjusting the solder paste composition to a viscosity suitable for printing. Examples of such thixotropic agents include, but are not limited to, hydrogenated castor oil, fatty acid amides, and oxy fatty acids.
The amount of such a thixotropic agent is preferably 3 to 15% by weight based on the total amount of the soldering flux composition.
更に本発明のはんだ付け用フラックス組成物には、ハロゲン、つや消し剤、消泡剤等の添加剤を加えてもよい。このような添加剤の配合量は、はんだ付け用フラックス組成物全量に対して１０重量％以下であることが好ましい。また更に好ましい配合量ははんだ付け用フラックス組成物全量に対して５重量％以下である。 Furthermore, you may add additives, such as a halogen, a delustering agent, and an antifoamer, to the flux composition for soldering of this invention. The amount of such additives is preferably 10% by weight or less based on the total amount of the soldering flux composition. A more preferable blending amount is 5% by weight or less based on the total amount of the soldering flux composition.
＜はんだ合金粉末＞
本発明のソルダーペースト組成物に用いられるはんだ合金粉末としては、例えばＳｎ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｂｉ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｓｂ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｇｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｐ、Ｉｎ等を複数組合せたものが挙げられる。代表的なはんだ合金粉末としては、Ｓｎ−Ａｇ−ＣｕやＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｉｎといった鉛フリーはんだ合金粉末が用いられる。
<Solder alloy powder>
Examples of the solder alloy powder used in the solder paste composition of the present invention include Sn, Ag, Cu, Bi, Zn, In, Ga, Sb, Au, Pd, Ge, Ni, Cr, Al, P, and In. A combination of two or more may be mentioned. As typical solder alloy powders, lead-free solder alloy powders such as Sn—Ag—Cu and Sn—Ag—Cu—In are used.
このようなはんだ合金粉末の配合量は、ソルダーペースト組成物全量に対して６５重量％以上９５重量％以下であることが好ましい。より好ましい配合量は８５重量％以上９３重量％以下であり、特に好ましい配合量は８９重量％以上９２重量％以下である。
はんだ合金粉末の配合量が６５重量％未満の場合には、得られるソルダーペースト組成物を用いた場合に充分なはんだ接合が形成されにくくなる傾向にある。他方はんだ合金粉末の含有量が９５重量％を超える場合にはバインダ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合金粉末とを混合しにくくなる傾向にある。
The blending amount of such solder alloy powder is preferably 65% by weight or more and 95% by weight or less with respect to the total amount of the solder paste composition. A more preferable blending amount is 85 wt% or more and 93 wt% or less, and a particularly preferable blending amount is 89 wt% or more and 92 wt% or less.
When the blending amount of the solder alloy powder is less than 65% by weight, there is a tendency that sufficient solder joints are hardly formed when the obtained solder paste composition is used. On the other hand, when the content of the solder alloy powder exceeds 95% by weight, the flux composition as a binder is insufficient, and therefore, it tends to be difficult to mix the flux composition and the solder alloy powder.
本発明のソルダーペースト組成物は、上記はんだ付け用フラックス組成物とはんだ合金粉末とを公知の方法にて混合することで作成される。 The solder paste composition of the present invention is prepared by mixing the soldering flux composition and the solder alloy powder by a known method.
以下、実施例、参考例及び比較例を挙げて本発明を詳述する。尚、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples , Reference Examples and Comparative Examples. The present invention is not limited to these examples.
炭素数２〜２０の直鎖構造の炭素鎖を有する飽和アルキル基を有する化合物の合成 Synthesis of compounds having a saturated alkyl group having a straight chain carbon chain having 2 to 20 carbon atoms
（合成例１）
撹拌機、還流管を備えた２，０００ｍｌの４つ口フラスコにアクリル酸２４３．４ｇ(３．３８ｍｏｌ)、２−へキシルデカノール６３０．３ｇ(２．６ｍｏｌ、商品名：ファインオキソコール１６００、日産化学工業（株）製)、ｐ−トルエンスルホン酸一水和物７４．１ｇ（０．３９ｍｏｌ）、ｐ−メトキシハイドロキノン４ｇ、トルエン９００ｇを加え、還流下で６時間反応させた。この溶液を飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で中和し、酢酸エチルで抽出した後に濃縮して、下記一般式（７）で表される化合物（１）７５６ｇ(収率：９８％)を得た。
In a 2,000 ml four-necked flask equipped with a stirrer and a reflux tube, acrylic acid 243.4 g (3.38 mol), 2-hexyldecanol 630.3 g (2.6 mol, trade name: Fineoxocol 1600, Nissan Chemical Industries, Ltd.), 74.1 g (0.39 mol) of p-toluenesulfonic acid monohydrate, 4 g of p-methoxyhydroquinone, and 900 g of toluene were added and reacted under reflux for 6 hours. This solution was neutralized with a saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution, extracted with ethyl acetate, and concentrated to obtain 756 g (yield: 98%) of the compound (1) represented by the following general formula (7).
（合成例２）
原料アルコールとして２−オクタデカノール（商品名：ファインオキソコール１８０Ｔ、日産化学工業（株）製）を用いた以外は合成例１と同様の条件にて、下記一般式（８）で表される化合物（２）７５６ｇ（収率：９８％）を得た。
It is represented by the following general formula (8) under the same conditions as in Synthesis Example 1 except that 2-octadecanol (trade name: Fineoxocol 180T, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) was used as the raw material alcohol. 756 g (yield: 98%) of compound (2) was obtained.
（合成例３）
原料アルコールとして２−オクチルドデカノール（商品名：リソノール２０ＳＰ、高級アルコール工業（株）製）を用いた以外は合成例１と同様の条件にて、下記一般式（９）で表される化合物（３）７５６ｇ（収率：９８％）を得た。
A compound represented by the following general formula (9) under the same conditions as in Synthesis Example 1 except that 2-octyldodecanol (trade name: Lisonol 20SP, manufactured by Higher Alcohol Industry Co., Ltd.) was used as the raw material alcohol. 3) 756 g (yield: 98%) was obtained.
（合成例４）
原料アルコールとして２−デシルテトラデカノール（商品名：リソノール２４ＳＰ、高級アルコール工業（株）製）を用いた以外は合成例１と同様の条件にて、下記一般式（１０）で表される化合物（４）７５６ｇ（収率：９８％）を得た。
A compound represented by the following general formula (10) under the same conditions as in Synthesis Example 1 except that 2-decyltetradecanol (trade name: Lisonol 24SP, manufactured by Higher Alcohol Industry Co., Ltd.) was used as the raw material alcohol. (4) 756 g (yield: 98%) was obtained.
炭素数２〜２０の分岐構造の炭素鎖を有する飽和アルキル基を有する化合物の合成
（比較合成例）
原料アルコールとしてイソオクタデカノール（商品名：ファインオキソコール１８０、日産化学工業（株）製）を用いた以外は合成例１と同様の条件にて、下記一般式（１１）で表される比較化合物（１）７５６ｇ（収率：９８％）を得た。
Comparison represented by the following general formula (11) under the same conditions as in Synthesis Example 1 except that isooctadecanol (trade name: Fineoxocol 180, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) was used as the raw material alcohol. 756 g (yield: 98%) of compound (1) was obtained.
また、比較化合物（２）として下記一般式（１２）で表される化合物を用いた。
アクリル系樹脂１〜１１の生成
撹拌機、還流管と窒素導入管を備えた５００ｍｌの４つ口フラスコにジエチルヘキシルグリコールを２００ｇ仕込み、これを１１０℃に加熱した。その後、表１に記載の配合にてモノマーを混合した溶液（合計３００ｇ）に、アゾ系ラジカル開始剤（ジメチル２,２’−アゾビス（２−メチルプロピオネート）、商品名：Ｖ−６０１、和光純薬（株）製）を０．２〜５重量％加えて溶解させた。この溶液を、１．５時間かけて滴下し、滴下後１１０℃で1時間撹拌後、反応を終了し、アクリル系樹脂１〜１１を得た。尚、これらの樹脂の重量平均分子量及び酸価は表２に示す通りである。
また、以下の表のうち、組成を表すものに係る数値の単位は、特に断り書きがない限り重量％である。
Formation of acrylic resins 1 to 11 A 500 ml four-necked flask equipped with a stirrer, a reflux tube and a nitrogen introduction tube was charged with 200 g of diethylhexyl glycol and heated to 110 ° C. Then, an azo radical initiator (dimethyl 2,2′-azobis (2-methylpropionate), trade name: V-601, 0.2 to 5% by weight of Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added and dissolved. This solution was added dropwise over 1.5 hours. After the addition, the solution was stirred at 110 ° C. for 1 hour, and then the reaction was terminated to obtain acrylic resins 1 to 11. The weight average molecular weight and acid value of these resins are as shown in Table 2.
Moreover, the unit of the numerical value which concerns on what represents a composition among the following tables | surfaces is weight% unless there is particular notice.
アクリル系樹脂１２〜１７の生成
表３に記載の配合にてモノマーを混合した溶液（合計３００ｇ）を用いた以外はアクリル系樹脂１〜１１の生成と同じ条件にてアクリル系樹脂１２〜１７を得た。尚、これらの樹脂の重量平均分子量及び酸価は表４に示す通りである。
Production of acrylic resins 12 to 17 Acrylic resins 12 to 17 were produced under the same conditions as the production of acrylic resins 1 to 11 except that a solution (300 g in total) in which monomers were mixed in the formulation shown in Table 3 was used. Obtained. The weight average molecular weights and acid values of these resins are as shown in Table 4.
＜アクリル系樹脂の耐熱劣化性＞
上記アクリル系樹脂１〜１１、及びアクリル系樹脂１２〜１７を１ｍｍ厚程度となるようにアルミシャーレに広げ、１５０℃で１００時間暴露した。そして暴露後の各樹脂を指触し、粘着性があるものを〇、指触して粘着性がないものを×として評価した。樹脂１〜１１は全て耐熱劣化性の評価は〇であったが、樹脂１２〜１７については、樹脂１５及び樹脂１７以外は×であった。
<Heat resistance degradation of acrylic resin>
The acrylic resins 1 to 11 and the acrylic resins 12 to 17 were spread on an aluminum petri dish so as to have a thickness of about 1 mm and exposed at 150 ° C. for 100 hours. Each resin after the exposure was touched with a finger, and the sticky one was evaluated as ◯, and the one that was not touched with a finger was evaluated as ×. Resins 1 to 11 were all evaluated to have good heat deterioration resistance, but the resins 12 to 17 were “x” except for the resin 15 and the resin 17.
参考例１及び実施例２〜１１のはんだ付け用フラックス組成物の作製
以下に示す組成にて各成分を混練し、本発明の各はんだ付け用フラックス組成物を作製した。
アクリル系樹脂：樹脂１〜１１ 各４２．０重量％
ロジン系樹脂：パインクリスタルＫＥ−６０４（荒川化学工業（株）製） １５．０重量％
活性剤：コハク酸 ０．５重量％、スベリン酸 ３．５重量％、マロン酸 ０．５重量
％、２−ブロモヘキサン酸 １．５重量％
チキソ剤：スリパックス−ＺＨＨ（日本化成（株）製） ３．４重量％
酸化防止剤：イルガノックス２４５（ＢＡＳＦジャパン（株）製） １．０重量％
有機溶剤：ヘキシルジグリコール ３２．６重量％
Preparation of Flux Composition for Soldering in Reference Example 1 and Examples 2 to 11 Each component was kneaded with the composition shown below to prepare each soldering flux composition of the present invention.
Acrylic resin: Resin 1-11 42.0% by weight each
Rosin resin: Pine Crystal KE-604 (Arakawa Chemical Industries, Ltd.) 15.0% by weight
Activator: Succinic acid 0.5% by weight, suberic acid 3.5% by weight, malonic acid 0.5% by weight, 2-bromohexanoic acid 1.5% by weight
Thixotropic agent: SLIPAX-ZHH (Nippon Kasei Co., Ltd.) 3.4 wt%
Antioxidant: Irganox 245 (manufactured by BASF Japan Ltd.) 1.0% by weight
Organic solvent: hexyl diglycol 32.6% by weight
比較例１〜６のはんだ付け用フラックス組成物の作製
アクリル系樹脂として樹脂１２〜１７を各４２．０重量％配合した以外は参考例１及び実施例２〜１１と同じ組成にて比較例１〜６の各はんだ付け用フラックス組成物を作製した。
Comparison except that a resin 12-17 was blended each 42.0 wt% as produced acrylic resins soldering flux composition of Comparative Example 1-6 in the same composition as in Reference Example 1 and Example 2-11 cases 1 ~ 6 soldering flux compositions were prepared.
参考例１及び実施例２〜１１及び比較例１〜６の各はんだ付け用フラックス組成物１１．０重量％と、Ｓｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕはんだ合金粉末とを混合し、本発明及び比較例に係る各ソルダーペースト組成物を作製した。 The present invention and comparative examples were prepared by mixing 11.0% by weight of each soldering flux composition of Reference Example 1 and Examples 2 to 11 and Comparative Examples 1 to 6 with Sn-3Ag-0.5Cu solder alloy powder. Each solder paste composition was prepared.
参考例１及び実施例２〜１１、及び比較例１〜６の各はんだ付け用フラックス組成物、並びに各ソルダーペースト組成物について、以下通り測定及び評価を行った。その結果を表５及び表６にそれぞれ示す。 Reference Example 1 and Example 2 to 11, and each of soldering flux composition of Comparative Examples 1 to 6, and each solder paste composition was carried out as measurement and evaluation described below. The results are shown in Table 5 and Table 6, respectively.
＜耐残渣亀裂性＞
０．８ｍｍピッチのＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）パターンが存在する基板に、同じパターンを有する厚み１５０μｍのメタルマスクを用いて各ソルダーペースト組成物を印刷した。リフロー炉（製品名：ＴＮＰ４０−５７７ＰＨ、タムラ製作所（株）製）を使用し、印刷後１０分以内に、各基板について酸素濃度４，０００ｐｐｍ下において最高温度２４０℃でリフローを行った。これを１５０℃下で２００時間放置した後、各基板に−４０℃×３０分→１２５℃×３０分を１サイクルとして５０サイクルの条件で冷熱サイクル負荷をかけた後、各基板のＱＦＰパターンのはんだ付け部における亀裂発生状態を目視観察し、以下の基準で評価した。
○ ＱＦＰ接続部の端子間（全９６カ所）を連結するクラックの数が１０未満
×ＱＦＰ接続部の端子間（全９６カ所）を連結するクラックの数が１０以上
<Residue crack resistance>
Each solder paste composition was printed on a substrate having a 0.8 mm pitch QFP (Quad Flat Package) pattern using a metal mask having the same pattern and a thickness of 150 μm. Using a reflow furnace (product name: TNP40-577PH, manufactured by Tamura Corporation), reflow was performed at a maximum temperature of 240 ° C. under an oxygen concentration of 4,000 ppm for each substrate within 10 minutes after printing. After leaving this at 150 ° C. for 200 hours, each substrate was subjected to 50 cycles of −40 ° C. × 30 minutes → 125 ° C. × 30 minutes and subjected to a thermal cycle load, and then the QFP pattern of each substrate was The crack generation state in the soldered portion was visually observed and evaluated according to the following criteria.
○ The number of cracks connecting between the terminals of the QFP connection part (96 places in total) is less than 10 × The number of cracks connecting the terminals of the QFP connection part (96 places in total) is 10 or more
＜粘着性＞
耐残渣亀裂性に表す条件と同様の条件にて各基板を２４０℃リフローした後のフラックス残渣を指触して、その粘着性を以下の基準で評価した。
〇 指触の貼り付き跡がない
△ 指触の貼り付き跡が生じる
× 指に樹脂成分が付着する
＜残渣外観＞
耐残渣亀裂性に表す条件と同様の条件にて各基板を２４０℃リフローした後のフラックス残渣を目視観察し、以下の基準で評価した。
〇 ２４０℃リフロー後の残渣が透明で析出物が無い
△ ２４０℃リフロー後の残渣に濁りがあるが析出物が無い
× ２４０℃リフロー後の残渣に油状分の分離があり析出物が観察される
<Adhesiveness>
The flux residue after reflowing each substrate at 240 ° C. under the same conditions as those for the residual crack resistance was touched, and the adhesion was evaluated according to the following criteria.
〇 There are no traces of finger touches △ There are traces of finger touches × Resin components adhere to fingers <Residue appearance>
The flux residue after visually reflowing each substrate at 240 ° C. under the same conditions as those for the residual crack resistance was visually observed and evaluated according to the following criteria.
○ Residue after 240 ° C reflow is transparent and has no deposits △ Residue after 240 ° C reflow is turbid but has no deposits × The residue after 240 ° C reflow has oily separation and precipitates are observed
以上、実施例に示す通り、本発明のアクリル系樹脂を用いたはんだ付け用フラックス組成物はいずれも耐熱熱劣化に優れている。またこのようなはんだ付け用フラックス組成物を用いたソルダーペースト組成物は、耐残渣亀裂性、粘着性及び残渣外観にも優れ、特に高信頼性が要求されると共に−４０℃から１２５℃という激しい冷熱サイクル下に長時間曝される車載用基板にも好適に用いることができる。
As described above, as shown in the examples, the soldering flux composition using the acrylic resin of the present invention is excellent in heat and heat degradation. Also, the solder paste composition using such a soldering flux composition is excellent in residue crack resistance, adhesiveness and residue appearance, and particularly requires high reliability and is intense from -40 ° C to 125 ° C. It can also be suitably used for a vehicle-mounted substrate that is exposed to a cold cycle for a long time.
Claims (5)
活性剤とを含むことを特徴とするはんだ付け用フラックス組成物。
A soldering flux composition comprising an activator.
前記アクリル系樹脂の配合量ははんだ付け用フラックス組成物全量に対して１０〜５０重量％であり、
前記活性剤の配合量ははんだ付け用フラックス組成物全量に対して５〜１５重量％であり、
前記有機溶剤の配合量ははんだ付け用フラックス組成物全量に対して２０〜５０重量％であることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載のはんだ付け用フラックス組成物。 Further comprising an organic solvent,
The blending amount of the acrylic resin is 10 to 50% by weight with respect to the total amount of the soldering flux composition,
The amount of the activator is 5 to 15% by weight based on the total amount of the soldering flux composition,
The amount of the organic solvent soldering flux composition of any crab according to claim 1 or claim 2, characterized in that 20 to 50% by weight with respect to the soldering flux to the total amount of the composition.
はんだ合金粉末とを含有することを特徴とするはんだ付け用ソルダーペースト組成物。 The soldering flux composition according to any one of claims 1 to 4 ,
A solder paste composition for soldering, comprising a solder alloy powder.
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