JP6204007B2 - Flux composition, solder paste composition, and printed wiring board - Google Patents

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Description

本発明は、フラックス組成物、これを用いたソルダーペースト組成物、及びこれらを用いて形成されるフラックス残渣を有するプリント配線基板に関するものである。   The present invention relates to a flux composition, a solder paste composition using the same, and a printed wiring board having a flux residue formed using the same.

電子機器の小型化及び多機能化に伴い、電子部品のプリント配線基板への実装に際しては、フラックス組成物とはんだ合金とを混合したソルダーペースト組成物の使用が増えている。このはんだ合金としては、従来は鉛を含む合金を用いるのが一般的であった。しかし近年では、環境上の問題から鉛フリーのはんだ合金が広く用いられるようになっている。但し鉛フリーのはんだ合金は鉛含有のはんだと比べて溶融温度が高いため、溶融温度を下げつつ機械的特性を向上させる目的ではんだ合金にインジウムを含有させることがある。特に車のエンジン付近のように寒暖の差が大きい(例えば−40℃〜125℃)環境下に於いては、このような機械的特性を向上させたはんだ合金を用いたソルダーペースト組成物が求められている。   With the downsizing and multi-functionalization of electronic devices, the use of a solder paste composition in which a flux composition and a solder alloy are mixed is increasing when electronic components are mounted on a printed wiring board. Conventionally, as this solder alloy, an alloy containing lead has been used. In recent years, however, lead-free solder alloys have been widely used due to environmental problems. However, since a lead-free solder alloy has a higher melting temperature than lead-containing solder, indium may be contained in the solder alloy for the purpose of improving mechanical properties while lowering the melting temperature. In particular, in an environment where the temperature difference is large (for example, −40 ° C. to 125 ° C.) as in the vicinity of the engine of a car, a solder paste composition using a solder alloy with improved mechanical properties is desired. It has been.

しかしながら、インジウムを含むはんだ合金を用いたソルダーペースト組成物は、インジウムがフラックス組成物に含まれるロジンや活性剤と反応するため金属塩を生成し易い。生成された金属塩はソルダーペースト組成物の粘度を上昇させ、またこのようなソルダーペースト組成物ははんだボールが発生し易いという問題がある。はんだボールが発生すると、プリント配線基板上に実装されたパッケージ電極とはんだペーストとの未融合現象といったオープン不良やショートの原因となる。従って、特に高信頼性が要求される車載用基板に於いては、はんだボールの発生を抑制することのできるソルダーペースト組成物を用いることが要求される。   However, a solder paste composition using a solder alloy containing indium easily generates a metal salt because indium reacts with rosin and activator contained in the flux composition. The produced metal salt increases the viscosity of the solder paste composition, and such a solder paste composition has a problem that solder balls are easily generated. When the solder ball is generated, it causes an open defect such as an unfused phenomenon between the package electrode mounted on the printed wiring board and the solder paste, or a short circuit. Therefore, it is required to use a solder paste composition that can suppress the generation of solder balls, particularly in an in-vehicle substrate that requires high reliability.

ここで、インジウムとロジンとの反応の防止を目的としてポリエチレングリコールを配合するフラックスや(特許文献1参照)、インジウムを含むはんだ粉末とフラックスの反応を抑えて経時と印刷時の粘度安定性を付与することを目的としてフラックス成分にアミンハロゲン塩とジカルボン酸を含有するはんだペースト(特許文献2参照)が開示されている。   Here, flux that blends polyethylene glycol for the purpose of preventing the reaction between indium and rosin (refer to Patent Document 1), and suppresses the reaction between the solder powder containing indium and the flux, and gives viscosity stability over time and printing. For this purpose, a solder paste containing an amine halogen salt and a dicarboxylic acid in a flux component (see Patent Document 2) is disclosed.

しかし、特許文献1に開示されるフラックスはインジウムとロジンとの反応を抑えるものの、インジウムのリフロー時の酸化を抑える効果は十分ではない。そのため、はんだボールの発生を抑制するためには更なる活性剤の配合が必要となる。   However, although the flux disclosed in Patent Document 1 suppresses the reaction between indium and rosin, the effect of suppressing oxidation during reflow of indium is not sufficient. Therefore, in order to suppress generation | occurrence | production of a solder ball, the mixing | blending of the further active agent is needed.

また特許文献2に開示されるはんだペーストは炭素数の小さいジカルボン酸を用いるため、活性力に優れるものの水分の存在下では溶解してイオンになり易く、マイグレーションの要因となることがある。   In addition, since the solder paste disclosed in Patent Document 2 uses a dicarboxylic acid having a small carbon number, it has excellent activity, but in the presence of moisture, it is likely to dissolve and become ions, which may cause migration.

特開平5−228690号公報JP-A-5-228690 特開2012−71337号公報JP 2012-71337 A

本発明は上記課題を解決するものであり、インジウムを含むはんだ合金を用いた場合であってもはんだボールの発生を抑制することのできる、特に車載用基板に好適に用いられるフラックス組成物、ソルダーペースト組成物、及びこれらを用いたプリント配線基板を提供することをその目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above problems, and can suppress the generation of solder balls even when a solder alloy containing indium is used. It is an object of the present invention to provide a paste composition and a printed wiring board using these.

上記目的を達成するため、本発明のフラックス組成物、ソルダーペースト組成物、及びプリント配線基板は、以下の構成となることをその特徴とする。   In order to achieve the above object, the flux composition, solder paste composition, and printed wiring board of the present invention are characterized by having the following constitution.

(1)本発明のフラックス組成物は、(A)ロジン化合物と、(B)活性剤と、(C)溶剤とを含むフラックス組成物であって、前記ロジン化合物(A)の配合量はフラックス組成物全量に対して50重量%以下であり、前記ロジン化合物(A)として無水マレイン酸骨格を構造に含む水添ロジンをフラックス組成物全量に対して5〜50重量%含み、前記活性剤(B)の配合量はフラックス組成物全量に対して20重量%以下であり、前記活性剤(B)として炭素数が5〜20の有機酸をフラックス組成物全量に対して2〜12重量%含むことをその特徴とする。 (1) The flux composition of the present invention is a flux composition containing (A) a rosin compound, (B) an activator, and (C) a solvent, and the blending amount of the rosin compound (A) is a flux. 50% by weight or less based on the total amount of the composition, and 5 to 50% by weight of hydrogenated rosin having a maleic anhydride skeleton in the structure as the rosin compound (A) based on the total amount of the flux composition, The blending amount of B) is 20% by weight or less with respect to the total amount of the flux composition, and the activator (B) contains 2 to 12% by weight of an organic acid having 5 to 20 carbon atoms based on the total amount of the flux composition. It is characterized by that.

(2)上記(1)の構成にあって、本発明のフラックス組成物は、前記活性剤(B)として炭素数が5〜20の有機酸と炭素数が3以下の有機酸とを併用することをその特徴とする。この場合、炭素数が3以下の有機酸の配合量はフラックス組成物全量に対して1重量%以下であることが好ましい。   (2) In the configuration of (1) above, the flux composition of the present invention uses an organic acid having 5 to 20 carbon atoms and an organic acid having 3 or less carbon atoms as the activator (B). It is characterized by that. In this case, the blending amount of the organic acid having 3 or less carbon atoms is preferably 1% by weight or less based on the total amount of the flux composition.

(3)上記(1)又は(2)の構成にあって、前記炭素数が5〜20の有機酸は2つのカルボキシル基を有し該カルボキシル基が炭素鎖の両端にそれぞれ結合している有機酸であることをその特徴とする。   (3) In the configuration of (1) or (2) above, the organic acid having 5 to 20 carbon atoms has two carboxyl groups, and the carboxyl groups are bonded to both ends of the carbon chain, respectively. It is characterized by being an acid.

(4)上記(1)、(2)又は(3)の構成にあって、前記ロジン化合物(A)として配合する無水マレイン酸骨格を構造に含む水添ロジンの配合量は、フラックス組成物全量に対して20〜40重量%であることをその特徴とする。   (4) In the constitution of (1), (2) or (3) above, the blending amount of the hydrogenated rosin containing the maleic anhydride skeleton blended as the rosin compound (A) is the total amount of the flux composition. It is characterized by being 20 to 40% by weight based on the weight.

(5)また本発明のソルダーペースト組成物は、上記(1)、(2)、(3)又は(4)のフラックス組成物とはんだ合金とを含むことをその特徴とする。   (5) Moreover, the solder paste composition of this invention is characterized by including the flux composition of said (1), (2), (3) or (4), and a solder alloy.

(6)上記(5)の構成にあって、前記はんだ合金はインジウムを含むことをその特徴とする。   (6) In the configuration of (5) above, the solder alloy includes indium.

(7)更に本発明のプリント配線基板は、上記(5)又は(6)のソルダーペースト組成物を用いて形成されるフラックス残渣を有することをその特徴とする。   (7) Furthermore, the printed wiring board of the present invention is characterized by having a flux residue formed by using the solder paste composition of (5) or (6).

前記ロジン化合物(A)として無水マレイン酸骨格を構造に含む水添ロジンをフラックス組成物全量に対して5〜50重量%配合し、前記活性剤(B)として炭素数が5〜20の有機酸をフラックス組成物全量に対して2〜12重量%配合することにより、本発明のフラックス組成物とはんだ合金とを含むソルダーペースト組成物ははんだボールの発生を抑制することができる。
特に前記ロジン化合物(A)として無水マレイン酸骨格を構造に含む水添ロジンをフラックス組成物全量に対して20〜40重量%配合する場合、より高いはんだボールの発生抑制効果を奏することができる。
更には前記活性剤(B)として炭素数が5〜20の有機酸と炭素数が3以下の有機酸とを併用する場合、はんだボールの発生抑制効果をより向上することができる。
またはんだ合金が酸化し易くはんだボールが発生し易いインジウムを含む場合であっても、本発明のフラックス組成物を用いたソルダーペースト組成物は、はんだボールの発生を抑制することができる。
このように、本発明のフラックス組成物を用いたソルダーペースト組成物は高い信頼性を有しており、車載用基板にも好適に用いることができる。
Hydrogenated rosin containing a maleic anhydride skeleton in the structure as the rosin compound (A) is blended in an amount of 5 to 50% by weight based on the total amount of the flux composition, and the organic acid having 5 to 20 carbon atoms as the activator (B). By mixing 2 to 12% by weight with respect to the total amount of the flux composition, the solder paste composition containing the flux composition of the present invention and the solder alloy can suppress the generation of solder balls.
In particular, when hydrogenated rosin containing a maleic anhydride skeleton in the structure as the rosin compound (A) is blended in an amount of 20 to 40% by weight based on the total amount of the flux composition, a higher solder ball generation suppressing effect can be achieved.
Furthermore, when the organic acid having 5 to 20 carbon atoms and the organic acid having 3 or less carbon atoms are used in combination as the activator (B), the effect of suppressing the generation of solder balls can be further improved.
Even when the solder alloy contains indium that easily oxidizes and easily generates solder balls, the solder paste composition using the flux composition of the present invention can suppress the generation of solder balls.
Thus, the solder paste composition using the flux composition of the present invention has high reliability, and can be suitably used for a vehicle-mounted substrate.

図1は本発明の一実施形態に係り、ソルダーペースト組成物のはんだボール発生率を評価する際に用いるリフロー温度プロファイルを示した図である。FIG. 1 is a diagram showing a reflow temperature profile used when evaluating the solder ball generation rate of a solder paste composition according to an embodiment of the present invention. 図2は同実施形態に係り、ソルダーペースト組成物のはんだボール発生率を評価する際に用いるくし型電極基板のパターンの一部を示した図である。FIG. 2 is a diagram showing a part of a comb-shaped electrode substrate pattern used in evaluating the solder ball generation rate of the solder paste composition according to the embodiment.

以下、本発明の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述する。   Hereinafter, an embodiment of the flux composition and the solder paste composition of the present invention will be described in detail.

(A)ロジン化合物
本発明に用いられるロジン化合物(A)としては、無水マレイン酸骨格を構造に含む水添ロジンが好ましく用いられる。この無水マレイン酸骨格を構造に含む水添ロジンは単独で、又はロジン類、例えば天然ロジン、重合ロジン、水添ロジン、マレイン化ロジン、不均化ロジン、及びこれらの誘導体等と併用することができる。
(A) Rosin compound As the rosin compound (A) used in the present invention, a hydrogenated rosin containing a maleic anhydride skeleton in its structure is preferably used. The hydrogenated rosin containing the maleic anhydride skeleton in its structure may be used alone or in combination with rosins such as natural rosin, polymerized rosin, hydrogenated rosin, maleated rosin, disproportionated rosin, and derivatives thereof. it can.

このような無水マレイン酸骨格を構造に含む水添ロジンは、例えば無水マレイン酸成分と精製ロジンとをディールス・アルダー反応させ、これを水素化反応させる方法により生成することができる。
無水マレイン酸骨格を構造に含む水添ロジンの生成に用いられる精製ロジンとしては、例えばガムロジン、ウッドロジン、トール油ロジン等を水蒸気蒸留法等を用いて精製したものが挙げられる。また、無水マレイン酸成分と精製ロジンとのディールス・アルダー反応における反応温度は、例えば120〜300℃、好ましくは180〜240℃であり、反応時間は1〜9時間であることが好ましい。
更に上記で得られたディールス・アルダー反応物を水素化反応させる方法としては公知の方法を用いることができ、特に限定されるものではない。
Such a hydrogenated rosin containing a maleic anhydride skeleton in its structure can be produced, for example, by a method in which a maleic anhydride component and a purified rosin are subjected to Diels-Alder reaction and hydrogenated.
Examples of the purified rosin used for producing a hydrogenated rosin having a maleic anhydride skeleton in its structure include those obtained by purifying gum rosin, wood rosin, tall oil rosin and the like using a steam distillation method or the like. The reaction temperature in the Diels-Alder reaction between the maleic anhydride component and the purified rosin is, for example, 120 to 300 ° C, preferably 180 to 240 ° C, and the reaction time is preferably 1 to 9 hours.
Furthermore, a known method can be used as a method for hydrogenating the Diels-Alder reactant obtained above, and is not particularly limited.

ロジン化合物(A)の配合量は、フラックス組成物全量に対して50重量%以下であることが好ましい。そして、その中で無水マレイン酸骨格を構造に含む水添ロジンの配合量は、フラックス組成物全量に対して5〜50重量%である。無水マレイン酸骨格を構造に含む水添ロジンの好ましい配合量は、フラックス組成物全量に対して10〜50重量%であり、更に好ましい配合量は20〜40重量%である。無水マレイン酸骨格を構造に含む水添ロジンの配合量が5重量%未満であると、はんだボールの発生抑制効果が低減するため好ましくない。   The blending amount of the rosin compound (A) is preferably 50% by weight or less based on the total amount of the flux composition. And the compounding quantity of the hydrogenated rosin which contains a maleic anhydride skeleton in the structure is 5 to 50 weight% with respect to the flux composition whole quantity. A preferable blending amount of the hydrogenated rosin containing a maleic anhydride skeleton in the structure is 10 to 50% by weight, and a more preferable blending amount is 20 to 40% by weight with respect to the total amount of the flux composition. If the amount of hydrogenated rosin containing a maleic anhydride skeleton in the structure is less than 5% by weight, the effect of suppressing the generation of solder balls is reduced, which is not preferable.

(B)活性剤
本発明に用いられる活性剤(B)としては、炭素数が5〜20の有機酸が好ましく用いられる。この炭素数が5〜20の有機酸は単独で、又は他の有機酸、アミン類、若しくはこれらのハロゲン化物等と併用することができる。特に炭素数が5〜20の有機酸と炭素数が3以下の有機酸を併用する場合、ソルダーペースト組成物のはんだボール発生抑制効果を向上することができる。
炭素数が5〜20の有機酸は、2つのカルボキシル基を有し該カルボキシル基が炭素鎖の両端にそれぞれ結合している有機酸であることが好ましい。このような有機酸としては、例えば炭素数5〜20の直鎖状飽和脂肪酸であるグルタル酸、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、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、トリデカン二酸、テトラデカン二酸、ペンタデカン二酸、ヘキサデカン二酸、ヘプタデカン二酸、オクタデカン二酸、ノナデカン二酸、エイコサン二酸が挙げられる。これらは単独又は複数種を組合せて用いることができる。
また炭素数が3以下の有機酸としては、例えばシュウ酸、マロン酸が好ましく用いられる。
尚、炭素数が5〜20の有機酸及び炭素数が3以下の有機酸としては、上記以外にも分枝鎖構造や環状構造を持つ有機酸を用いることができる。
(B) Activator As the activator (B) used in the present invention, an organic acid having 5 to 20 carbon atoms is preferably used. This organic acid having 5 to 20 carbon atoms can be used alone or in combination with other organic acids, amines, or halides thereof. In particular, when an organic acid having 5 to 20 carbon atoms and an organic acid having 3 or less carbon atoms are used in combination, the solder ball generation suppressing effect of the solder paste composition can be improved.
The organic acid having 5 to 20 carbon atoms is preferably an organic acid having two carboxyl groups and bonded to both ends of the carbon chain. Examples of such organic acids include glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, undecanedioic acid, dodecanedioic acid, and tridecanedioic acid, which are linear saturated fatty acids having 5 to 20 carbon atoms. Examples include acid, tetradecanedioic acid, pentadecanedioic acid, hexadecanedioic acid, heptadecanedioic acid, octadecanedioic acid, nonadecanedioic acid, and eicosanedioic acid. These can be used alone or in combination of two or more.
As the organic acid having 3 or less carbon atoms, for example, oxalic acid and malonic acid are preferably used.
In addition, as the organic acid having 5 to 20 carbon atoms and the organic acid having 3 or less carbon atoms, organic acids having a branched chain structure or a cyclic structure other than the above can be used.

活性剤(B)の配合量は、フラックス組成物全量に対して20重量%以下であることが好ましい。また活性剤(B)の更に好ましい配合量はフラックス組成物全量に対して15重量%以下である。
そして、その中で炭素数が5〜20の有機酸の配合量は、フラックス組成物全量に対して2〜12重量%である。また炭素数が5〜20の有機酸の好ましい配合量はフラックス組成物全量に対して6〜12重量%であり、更に好ましい配合量は8〜12重量%である。炭素数が5〜20の有機酸の配合量が2重量%未満であると、はんだボールの発生抑止効果が低減するため好ましくない。また炭素数が5〜20の有機酸の配合量が12重量%を超えると、ソルダーペースト組成物の増粘が起こり、その保存安定性が悪化するため好ましくない。
また炭素数が3以下の有機酸を併用する場合、その配合量はフラックス組成物全量に対して1重量%以下であることが好ましい。また更に好ましいその配合量はフラックス組成物全量に対して0.5重量%以下である。
It is preferable that the compounding quantity of an activator (B) is 20 weight% or less with respect to the flux composition whole quantity. Moreover, the more preferable compounding quantity of an activator (B) is 15 weight% or less with respect to the flux composition whole quantity.
And the compounding quantity of a C5-C20 organic acid in it is 2 to 12 weight% with respect to the flux composition whole quantity. Moreover, the preferable compounding quantity of a C5-C20 organic acid is 6-12 weight% with respect to the flux composition whole quantity, and a more preferable compounding quantity is 8-12 weight%. If the blending amount of the organic acid having 5 to 20 carbon atoms is less than 2% by weight, the effect of inhibiting the generation of solder balls is reduced, which is not preferable. On the other hand, when the blending amount of the organic acid having 5 to 20 carbon atoms exceeds 12% by weight, the solder paste composition is thickened and its storage stability is deteriorated.
Moreover, when using together organic acid with 3 or less carbon atoms, it is preferable that the compounding quantity is 1 weight% or less with respect to the flux composition whole quantity. Further, the blending amount is more preferably 0.5% by weight or less based on the total amount of the flux composition.

(C)溶剤
また本発明のフラックス組成物には、溶剤(C)を配合することができる。このような溶剤としては、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が挙げられる。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。溶剤(C)の配合量は、フラックス組成物全量に対して20〜70重量%であることが好ましい。
(C) Solvent The solvent (C) can be blended with the flux composition of the present invention. Examples of such a solvent include isopropyl alcohol, ethanol, acetone, toluene, xylene, ethyl acetate, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, glycol ether and the like. These can be used alone or in combination. It is preferable that the compounding quantity of a solvent (C) is 20 to 70 weight% with respect to the flux composition whole quantity.

(D)酸化防止剤
本発明のフラックス組成物には、はんだ合金の酸化を抑える目的で酸化防止剤(D)を配合することができる。このような酸化防止剤(D)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。
酸化防止剤(D)をフラックス組成物に配合することにより、はんだ合金の濡れ性をより向上させ、またはんだボールの発生を抑制することができる。
酸化防止剤(D)の配合量は特に限定されないが、一般的にはフラックス組成物全量に対して0.5〜5重量%程度である。
(D) Antioxidant Antioxidant (D) can be mix | blended with the flux composition of this invention in order to suppress the oxidation of a solder alloy. Examples of such antioxidant (D) 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.
By mix | blending antioxidant (D) with a flux composition, the wettability of a solder alloy can be improved more or generation | occurrence | production of a ball can be suppressed.
Although the compounding quantity of antioxidant (D) is not specifically limited, Generally it is about 0.5 to 5 weight% with respect to the flux composition whole quantity.

(E)チキソ剤
本発明の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(E)を配合することができる。このようなチキソ剤(E)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。
チキソ剤(E)の配合量は、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。
(E) Thixotropic agent A thixotropic agent (E) can be mix | blended with the flux composition of this invention in order to adjust a solder paste composition to the viscosity suitable for printing. Examples of such a thixotropic agent (E) include, but are not limited to, hydrogenated castor oil, fatty acid amides, and oxy fatty acids.
The amount of the thixotropic agent (E) is preferably 3 to 15% by weight based on the total amount of the flux composition.

更に本発明の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、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。また更に好ましいその配合量は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 of this invention. The amount of such additives is preferably 10% by weight or less based on the total amount of the flux composition. The blending amount is more preferably 5% by weight or less based on the total amount of the flux composition.

はんだ合金
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が用いられる。
Solder alloy Examples of the solder alloy 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, In, and the like. A combination of a plurality of As typical solder alloys, lead-free solder alloys such as Sn-Ag-Cu and Sn-Ag-Cu-In are used.

以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を詳述するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are given and this invention is explained in full detail, this invention is not limited to these Examples.

<無水マレイン酸骨格を構造に含む水添ロジンの生成>
(ア)水蒸気蒸留法を用いて精製したガムロジン700gと無水マレイン酸154gとを反応容器に仕込み、これを温度220℃、反応時間4時間の反応条件にて、窒素気流下で撹拌しながら反応させた。その後、これを減圧下において未反応物を除去することにより付加反応生成物を得た。
(イ)上記アで得られた付加反応生成物500gと5%パラジウムカーボン(含水率50%)6.0gとを1リットル回転式オートクレーブに仕込んで系内の酸素を除去し、水素を用いて系内を100MPaに加圧して220℃まで昇温させた。その後、220℃の温度で水素化反応を3時間行い、無水マレイン酸骨格を構造に含む水添ロジンを得た。尚、本実施例においては、得た無水マレイン酸骨格を構造に含む水添ロジンを更に以下の条件で精製する。
(ウ)無水マレイン酸骨格を構造に含む水添ロジン400gとキシレン200gとを反応容器に仕込みこれを加熱して溶解させた。その後、溶解物からキシレン150gを留去した。次に、シクロヘキサン150gを反応容器に加え、これを室温まで冷却した後に、結晶の収量が約40gに達したところでその上澄み液を別の反応容器に移動させ、室温下で再結晶させた。その後、更にこれの上澄み液を除去し、シクロヘキサン20gで洗浄した後、このシクロヘキサンを留去した。
<Generation of hydrogenated rosin containing maleic anhydride skeleton>
(A) 700 g of gum rosin purified using a steam distillation method and 154 g of maleic anhydride are charged into a reaction vessel, and this is reacted with stirring under a nitrogen stream under the reaction conditions of a temperature of 220 ° C. and a reaction time of 4 hours. It was. Thereafter, an unreacted product was removed under reduced pressure to obtain an addition reaction product.
(A) 500 g of the addition reaction product obtained in the above (a) and 6.0 g of 5% palladium carbon (water content 50%) were charged into a 1 liter rotary autoclave to remove oxygen in the system, and hydrogen was used. The system was pressurized to 100 MPa and heated up to 220 ° C. Thereafter, a hydrogenation reaction was carried out at a temperature of 220 ° C. for 3 hours to obtain a hydrogenated rosin containing a maleic anhydride skeleton in the structure. In this example, the obtained hydrogenated rosin containing the maleic anhydride skeleton in the structure is further purified under the following conditions.
(C) 400 g of hydrogenated rosin containing maleic anhydride skeleton in the structure and 200 g of xylene were charged in a reaction vessel and heated to dissolve. Thereafter, 150 g of xylene was distilled off from the dissolved product. Next, 150 g of cyclohexane was added to the reaction vessel, and after cooling to room temperature, when the yield of crystals reached about 40 g, the supernatant was moved to another reaction vessel and recrystallized at room temperature. Thereafter, the supernatant was further removed, washed with 20 g of cyclohexane, and the cyclohexane was distilled off.

参考例1および実施例〜8
表1に記載の各成分を混練し、フラックス組成物を得た。この各フラックス組成物11重量部とSn−3Ag−0.5Cu−4Bi−2Inはんだ合金(粒径:20〜36μm)89重量部とを混合し、本発明及び参考例に係るソルダーペースト組成物を作製した。尚、表1に記載の数値の単位は、特に断り書きがない限り重量部である。
Reference Example 1 and Examples 2 to 8
Each component described in Table 1 was kneaded to obtain a flux composition. 11 parts by weight of each flux composition and 89 parts by weight of Sn-3Ag-0.5Cu-4Bi-2In solder alloy (particle size: 20 to 36 μm) are mixed, and the solder paste composition according to the present invention and reference examples is mixed. Produced. In addition, the unit of the numerical value of Table 1 is a weight part unless there is particular notice.

比較例1〜3
表2に記載の各成分を混練し、フラックス組成物を得た。この各フラックス組成物11重量部とSn−3Ag−0.5Cu−4Bi−2Inはんだ合金(粒径:20〜36μm)89重量部とを混合し、比較例とするソルダーペースト組成物を作製した。尚、表2に記載の数値の単位は、特に断り書きがない限り重量部である。
Comparative Examples 1-3
Each component described in Table 2 was kneaded to obtain a flux composition. 11 parts by weight of each flux composition and 89 parts by weight of Sn-3Ag-0.5Cu-4Bi-2In solder alloy (particle diameter: 20 to 36 μm) were mixed to prepare a solder paste composition as a comparative example. In addition, the unit of the numerical value of Table 2 is a weight part unless there is particular notice.

Figure 0006204007
Figure 0006204007

Figure 0006204007
※1 エイコサン二酸(炭素数20):岡村製油(株)製
※2 ドデカン二酸(炭素数12):岡村製油(株)製
※3 炭素数34の二量化脂肪酸:Union Camp Corporation製
※4 ヒンダートフェノール系酸化防止剤:BASFジャパン(株)製
※5 ヘキサメチレンヒドロキシステアリン酸アマイド:日本化成(株)製
Figure 0006204007
* 1 Eicosanedioic acid (carbon number 20): Okamura Oil Co., Ltd. * 2 Dodecanedioic acid (carbon number 12): Okamura Oil Co., Ltd. * 3 Carbon 34 dimerized fatty acid: Union Camp Corporation * 4 Hindered phenolic antioxidant: BASF Japan KK * 5 Hexamethylene hydroxystearic acid amide: Nippon Kasei KK

参考例1及び実施例〜8、及び比較例1〜3の各ソルダーペースト組成物について、以下の条件ではんだボールの発生数を測定及び評価した。その結果をそれぞれ表3及び表4に示す。 For each of the solder paste compositions of Reference Example 1 and Examples 2 to 8 and Comparative Examples 1 to 3, the number of solder balls generated was measured and evaluated under the following conditions. The results are shown in Table 3 and Table 4, respectively.

はんだボール発生率
<測定方法>
JIS規格Z3197に規定する絶縁抵抗試験で用いるくし型電極基板にOSPを塗布してプリフラックス処理を行った後、参考例1及び実施例〜8、及び比較例1〜3のソルダーペースト組成物を膜厚100μmのメタルマスクを用いてスクリーン印刷機(製品名:SP60P−2、パナソニック(株)製)にて印刷した。印刷後10分以内に、これらをリフローシステム(製品名:TNP40−577PH、タムラ製作所(株)製)を用い、図1に示すリフロー温度プロファイル条件及び大気条件下でリフローを行い各試験片を作製した。作製した各試験片について、実体顕微鏡(製品名:DSZ−44F、カートン光学(株)製)を用いて倍率50にてはんだ付け部分の溶解状態を観察し、発生したはんだボールの1導体間あたりの平均個数を算出した。尚、1導体間とは、図2に示す点線で囲った枠の1つ分を指す。
<評価方法>
1導体間あたりのはんだボール発生数に基づき以下の条件にて評価し、その評価結果が◎から△までを合格とした。
20個以下 :◎
21個以上100個以下 :○
101個以上200個以下:△
201個以上 :×
Solder ball generation rate <Measurement method>
Solder paste compositions of Reference Example 1, Examples 2 to 8, and Comparative Examples 1 to 3, after applying OSP to the comb electrode substrate used in the insulation resistance test specified in JIS standard Z3197 and performing preflux treatment Was printed with a screen printer (product name: SP60P-2, manufactured by Panasonic Corporation) using a metal mask having a film thickness of 100 μm. Within 10 minutes after printing, using a reflow system (product name: TNP40-577PH, manufactured by Tamura Corporation), reflow is performed under the reflow temperature profile conditions and atmospheric conditions shown in FIG. did. About each produced test piece, the melting state of the soldering part was observed at a magnification of 50 using a stereomicroscope (product name: DSZ-44F, manufactured by Carton Optical Co., Ltd.), and the generated solder balls per conductor The average number of was calculated. The term “between one conductor” refers to one frame surrounded by a dotted line shown in FIG.
<Evaluation method>
Evaluation was performed under the following conditions based on the number of solder balls generated between conductors, and the evaluation results passed from ◎ to Δ.
20 or less: ◎
21 or more and 100 or less: ○
101 or more and 200 or less: △
201 or more: ×

Figure 0006204007
Figure 0006204007

Figure 0006204007
Figure 0006204007

以上、実施例〜8の通り、無水マレイン酸骨格を構造に含む水添ロジンと炭素数が5〜12の有機酸を特定量配合する本発明のフラックス組成物を用いたソルダーレジスト組成物は、酸化し易い性質を有するインジウム含有はんだ合金を含む場合であってもはんだボールの発生を抑制することができる。また実施例6及び実施例7に示す通り、無水マレイン酸骨格を構造に含む水添ロジンと他のロジンを併用した場合であっても、無水マレイン酸骨格を構造に含む水添ロジンを単独で使用した場合と概ね同じ効果を奏することが分かる。 As described above, as in Examples 2 to 8, the solder resist composition using the flux composition of the present invention in which a specific amount of hydrogenated rosin containing a maleic anhydride skeleton in the structure and an organic acid having 5 to 12 carbon atoms is blended is Even when an indium-containing solder alloy having the property of being easily oxidized is included, the generation of solder balls can be suppressed. Further, as shown in Example 6 and Example 7, even when a hydrogenated rosin containing a maleic anhydride skeleton in the structure and another rosin are used in combination, a hydrogenated rosin containing a maleic anhydride skeleton in the structure is used alone. It can be seen that the same effect is obtained as when used.

100 くし型電極基板
10 パターン
S 導電間
100 Comb electrode substrate 10 Pattern S Conductivity

Claims (3)

(A)ロジン化合物と、(B)活性剤と、(C)溶剤と、(D)酸化防止剤とを含むフラックス組成物であって、
前記ロジン化合物(A)の配合量はフラックス組成物全量に対して50重量%以下であり、
前記ロジン化合物(A)として無水マレイン酸骨格を構造に含む水添ロジンをフラックス組成物全量に対して5〜50重量%含み、
前記活性剤(B)の配合量はフラックス組成物全量に対して20重量%以下であり、
前記活性剤(B)として2つのカルボキシル基を有し該カルボキシル基が炭素鎖の両端にそれぞれ結合している炭素数が5〜12のカルボン酸をフラックス組成物全量に対して2〜12重量%とマロン酸をフラックス組成物全量に対して1重量%以下含み、
前記酸化防止剤(D)としてヒンダートフェノール系酸化防止剤を含むことを特徴とするフラックス組成物と、
インジウムを含むはんだ合金とを含むことを特徴とするソルダーペースト組成物。
A flux composition comprising (A) a rosin compound, (B) an activator, (C) a solvent, and (D) an antioxidant ,
The blending amount of the rosin compound (A) is 50% by weight or less based on the total amount of the flux composition,
5 to 50% by weight of hydrogenated rosin containing a maleic anhydride skeleton in the structure as the rosin compound (A) with respect to the total amount of the flux composition;
The amount of the active agent (B) is 20% by weight or less based on the total amount of the flux composition,
The activator (B) has 2 to 12% by weight of carboxylic acid having 5 to 12 carbon atoms having two carboxyl groups and bonded to both ends of the carbon chain, respectively, based on the total amount of the flux composition. malonic acid viewing containing 1 wt% or less with respect to the flux the total amount of the composition and,
And a flux composition comprising including Mukoto a hindered phenolic antioxidant as the antioxidant (D),
A solder paste composition comprising a solder alloy containing indium.
前記ロジン化合物(A)として無水マレイン酸骨格を構造に含む水添ロジンをフラックス組成物全量に対して20〜40重量%含むことを特徴とする請求項1に記載のソルダーペースト組成物。   2. The solder paste composition according to claim 1, comprising 20 to 40% by weight of hydrogenated rosin having a maleic anhydride skeleton in the structure as the rosin compound (A) based on the total amount of the flux composition. 請求項1又は請求項2に記載のソルダーペースト組成物を用いて形成されたフラックス残渣を有することを特徴とするプリント配線基板。   A printed wiring board comprising a flux residue formed using the solder paste composition according to claim 1.
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