JP6359499B2 - Cold-heat shock flux composition, solder paste composition, and electronic circuit board - Google Patents
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Description
本発明は、プリント配線板やシリコンウエハといった基板上に形成された電極と電子部品等とをはんだ付けする際に使用されるフラックス組成物およびこれを用いたソルダペースト組成物に関する。 The present invention relates to a flux composition used when soldering an electrode formed on a substrate such as a printed wiring board or a silicon wafer and an electronic component, and a solder paste composition using the same.
従来、電子部品を基板に実装する際に使用されるソルダペースト組成物には、はんだ合金粉末や基板上の金属酸化物の除去や、はんだ合金粉末の表面張力の低下による濡れ性の向上を目的としてフラックス組成物が配合される。 Conventional solder paste compositions used when mounting electronic components on a board are intended to remove solder alloy powder and metal oxides on the board, and to improve wettability by reducing the surface tension of the solder alloy powder. As a flux composition.
このフラックス組成物は、基板上への電子部品の実装後、フラックス残渣としてはんだ接合部やその近傍、例えば基板上や電子部品の端子・リードフレーム等に付着したまま残ることとなる。ここでこのようなフラックス残渣はその性質上、亀裂が発生し易いという問題がある。そしてフラックス残渣に亀裂が生じると、この亀裂を通して水分が電子回路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。 After mounting the electronic component on the substrate, the flux composition remains as a flux residue attached to the solder joint portion or the vicinity thereof, for example, on the substrate or a terminal / lead frame of the electronic component. Here, due to the nature of such a flux residue, there is a problem that cracks are likely to occur. If a crack is generated in the flux residue, moisture penetrates into the circuit portion of the electronic circuit board through the crack, causing a problem that the circuit is short-circuited or the metal of the circuit is corroded.
またフラックス残渣の亀裂発生を抑制するようなフラックス組成物であっても、例えばこれを用いて電子部品を搭載した電子回路基板が−４０℃から１２５℃といった寒暖の差が激しい環境下に置かれる場合、その激しい冷熱衝撃によりフラックス残渣に亀裂が発生してしまうという問題がある。 Moreover, even if it is a flux composition which suppresses generation | occurrence | production of the crack of a flux residue, for example, the electronic circuit board which mounted an electronic component using this will be set | placed on the environment where the difference of cold / heating of -40 to 125 degreeC is intense. In this case, there is a problem that cracks are generated in the flux residue due to the intense thermal shock.
更にはこのような寒暖の差が激しい環境下においては、実装された電子部品と基板との熱膨張係数の差によってはんだ接合部に大きな応力が発生する。そしてこの応力によりはんだ接合部は塑性変形を繰り返すため、フラックス残渣のみならずはんだ接合部にも亀裂が発生し易くなる。 Further, in such an environment where the difference between the temperature and the temperature is severe, a large stress is generated in the solder joint due to the difference in thermal expansion coefficient between the mounted electronic component and the substrate. Since the solder joint repeats plastic deformation due to this stress, cracks are likely to occur not only in the flux residue but also in the solder joint.
またこの繰り返しの応力の負荷により（亀裂が発生していない）亀裂先端付近のはんだに応力が集中し、発生した亀裂がはんだ接合部のより深くに進展し易くなる。このようにはんだ接合部に発生した亀裂が著しく進展した場合には、最終的に電子部品と基板との電気的な接続が損なわれてしまうという問題がある。 Moreover, stress is concentrated on the solder near the crack tip (where no crack is generated) due to this repeated stress load, and the generated crack is likely to propagate deeper in the solder joint. Thus, when the crack which generate | occur | produced in the solder joint part progressed remarkably, there exists a problem that the electrical connection of an electronic component and a board | substrate will be impaired finally.
このような問題を解決する方法として、電子部品と絶縁膜との間にはんだ部から浸出したフラックスの残渣が介在しており、前記フラックスに用いるアクリル樹脂のガラス転移点が−４０℃以下または当該フラックス残渣の軟化温度以上であり、−４０℃から当該フラックス残渣の軟化温度までの温度範囲における線膨張係数の最大値が３００×１０−６／Ｋ以下であるフラックス残渣を有するはんだ接合構造が開示されている（特許文献１参照）。 As a method for solving such a problem, a residue of the flux leached from the solder portion is interposed between the electronic component and the insulating film, and the glass transition point of the acrylic resin used for the flux is −40 ° C. or less or A solder joint structure having a flux residue that is equal to or higher than the softening temperature of the flux residue and whose maximum coefficient of linear expansion in the temperature range from −40 ° C. to the softening temperature of the flux residue is 300 × 10 −6 / K or less is disclosed. (See Patent Document 1).
近年においては、例えば自動車のエンジンルーム内といったような寒暖差がより大きく、しかも激しい振動も負荷されるような環境下における電子回路基板の使用が増えてきている。またこのような環境下に置かれる電子回路基板においても更なる小型化、高密度化の要求は増しており、フラックス残渣およびはんだ接合部の亀裂発生およびその進展の抑制効果に加え、はんだ接合部のボイド抑制およびフラックス飛散の抑制、フラックス残渣の良好な絶縁性等が求められている。 In recent years, the use of electronic circuit boards has increased in an environment where there is a greater difference in temperature, such as in the engine room of an automobile, and where severe vibrations are also applied. In addition, there is an increasing demand for further miniaturization and higher density in electronic circuit boards placed in such an environment. In addition to the effect of suppressing the occurrence of cracks and the progress of flux residue and solder joints, solder joints Therefore, there is a demand for suppression of voids, suppression of flux scattering, good insulation of flux residues, and the like.
本発明は上記課題を解決するものであり、特にその使用時に−４０℃から１２５℃といった寒暖の差が激しく冷熱衝撃の大きい環境下に置かれる電子回路基板に用いられた場合であっても、フラックス残渣およびはんだ接合部の亀裂発生およびその進展の抑制効果を奏し、更にはんだ接合部のボイドおよびフラックス飛散の抑制、フラックス残渣の良好な絶縁性を奏するフラックス組成物およびこれを用いたソルダペースト組成物に関する。 The present invention solves the above problems, and even when used in an electronic circuit board that is placed in an environment where there is a significant difference in temperature such as −40 ° C. to 125 ° C. and a large thermal shock during its use, A flux composition that exhibits the effect of suppressing the occurrence and development of cracks in the flux residue and solder joints, and further suppresses voids and flux scattering in the solder joints, and provides good insulation of the flux residue, and a solder paste composition using the same Related to things.
（１）本発明のフラックス組成物は、（Ａ）合成樹脂と、（Ｂ）活性剤と、（Ｃ）チキソ剤と、（Ｄ）溶剤とを含むフラックス組成物であって、前記合成樹脂（Ａ）は、（Ａ−１）メタクリル酸と炭素数２以上のアルキル基を有するモノマーとを含むモノマー類を重合したアクリル樹脂を含み、前記活性剤（Ｂ）は、（Ｂ−１）臭素原子およびカルボキシル基を有する炭素数２から６の脂肪酸と、（Ｂ−２）下記一般式（１）で表される化合物とを含むことをその特徴とする。 (1) The flux composition of the present invention is a flux composition comprising (A) a synthetic resin, (B) an activator, (C) a thixotropic agent, and (D) a solvent, wherein the synthetic resin ( A) includes an acrylic resin obtained by polymerizing monomers including (A-1) methacrylic acid and a monomer having an alkyl group having 2 or more carbon atoms, and the activator (B) includes (B-1) a bromine atom. And a fatty acid having 2 to 6 carbon atoms having a carboxyl group and (B-2) a compound represented by the following general formula (1).
（２）上記（１）に記載の構成にあって、前記メタクリル酸と炭素数２以上のアルキル基を有するモノマーとを含むモノマー類を重合したアクリル樹脂（Ａ−１）の配合量は、フラックス組成物全量に対して１０重量％から９０重量％であることをその特徴とする。 (2) The amount of the acrylic resin (A-1) obtained by polymerizing monomers including the methacrylic acid and a monomer having an alkyl group having 2 or more carbon atoms in the configuration described in (1) is a flux It is characterized by being 10% to 90% by weight relative to the total amount of the composition.
（３）上記（１）または（２）に記載の構成にあって、前記メタクリル酸と炭素数２以上のアルキル基を有するモノマーとを含むモノマー類を重合したアクリル樹脂（Ａ−１）と、前記臭素原子およびカルボキシル基を有する炭素数２から６の脂肪酸（Ｂ−１）と、前記上記一般式（１）で表される化合物（Ｂ−２）との配合比は、それぞれ８６：１０：４から９４：１：５であることをその特徴とする。 (3) An acrylic resin (A-1) obtained by polymerizing monomers including the methacrylic acid and a monomer having an alkyl group having 2 or more carbon atoms, in the configuration described in (1) or (2) above; The compounding ratio of the fatty acid (B-1) having 2 to 6 carbon atoms having a bromine atom and a carboxyl group and the compound (B-2) represented by the general formula (1) is 86:10: 4 to 94: 1: 5.
（４）上記（１）から（３）のいずれか１に記載の構成にあって、本発明のフラックス組成物は、酸化防止剤を更に含むことをその特徴とする。 (4) In the configuration described in any one of (1) to (3) above, the flux composition of the present invention further includes an antioxidant.
（５）上記（１）から（４）のいずれか１に記載の構成にあって、本発明のフラックス組成物は、ロジン樹脂を更に含むことをその特徴とする。 (5) In the configuration described in any one of (1) to (4) above, the flux composition of the present invention is characterized by further including a rosin resin.
（６）上記（１）から（５）のいずれか１に記載の構成にあって、本発明のフラックス組成物は、これを加熱して形成するフラックス固化物に−４０℃／３０分〜１２５℃／３０分を１サイクルとする冷熱衝撃試験を２，０００サイクル与えた後の前記フラックス固化物の接着力が０．２Ｎ／ｍｍ２以上であることをその特徴とする。 (6) In the configuration described in any one of (1) to (5) above, the flux composition of the present invention is applied to a flux solidified product formed by heating this to −40 ° C./30 minutes to 125 It is characterized in that the adhesive strength of the flux solidified product after applying a thermal shock test of 2,000 cycles at 1 ° C./30 minutes is 0.2 N / mm 2 or more.
（７）本発明のソルダペースト組成物は、上記（１）から（６）のいずれか１に記載のフラックス組成物とはんだ合金粉末とを含むことをその特徴とする。 (7) The solder paste composition of the present invention is characterized by including the flux composition according to any one of (1) to (6) above and a solder alloy powder.
（８）上記（７）に記載の構成にあって、前記はんだ合金粉末は、錫および鉛を含む合金、錫および鉛並びに銀、ビスマスおよびインジウムの少なくとも１種を含む合金、錫および銀を含む合金、錫および銅を含む合金、錫、銀および銅を含む合金、錫およびビスマスを含む合金のいずれかから選定されることをその特徴とする。 (8) In the configuration according to (7), the solder alloy powder includes an alloy containing tin and lead, an alloy containing tin and lead, and at least one of silver, bismuth and indium, tin and silver. It is selected from any of alloys, alloys containing tin and copper, alloys containing tin, silver and copper, and alloys containing tin and bismuth.
（９）本発明のはんだ接合体は、上記（７）または（８）のいずれかに記載のソルダペースト組成物を用いて形成され、前記はんだ接合体に−４０℃／３０分〜１２５℃／３０分を１サイクルとする冷熱衝撃試験を２，０００サイクル与える前と与えた後のはんだシェア強度の低下率が５０％以下であることをその特徴とする。 (9) The solder joint of the present invention is formed using the solder paste composition according to any of (7) or (8) above, and is applied to the solder joint from −40 ° C./30 minutes to 125 ° C. / It is characterized in that the rate of decrease in the solder shear strength is 50% or less before and after applying 2,000 cycles of the thermal shock test with 30 minutes as one cycle.
（１０）本発明の電子回路基板は、基板上に搭載される電子部品と、前記基板上に形成される電極と、前記基板上に形成されるソルダレジスト膜と、上記（７）または（８）に記載のソルダペースト組成物を用いて形成されるフラックス残渣とはんだ接合部とからなるはんだ接合体とを有する電子回路基板であって、前記フラックス残渣は前記基板および前記ソルダレジスト膜の少なくとも一方と前記電子部品との間に介在し、前記はんだ接合体に−４０℃／３０分〜１２５℃／３０分を１サイクルとする冷熱衝撃試験を２，０００サイクル与える前と与えた後のはんだシェア強度の低下率が５０％以下であることをその特徴とする。 (10) An electronic circuit board according to the present invention includes an electronic component mounted on the board, an electrode formed on the board, a solder resist film formed on the board, and the above (7) or (8 The solder residue is formed using the solder paste composition according to claim 1 and a solder joint body including a solder joint, and the flux residue is at least one of the substrate and the solder resist film. Solder share before and after applying 2,000 cycles of a thermal shock test between -40 ° C./30 minutes to 125 ° C./30 minutes. The strength reduction rate is 50% or less.
本発明のフラックス組成物およびこれを用いたソルダペースト組成物は、特にその使用時に−４０℃から１２５℃といった寒暖の差が激しく冷熱衝撃の大きい環境下に置かれる電子回路基板に用いられた場合であっても、フラックス残渣およびはんだ接合部の亀裂発生およびその進展の抑制効果を奏し、更にはんだ接合部のボイドおよびフラックス飛散の抑制、フラックス残渣の良好な絶縁性を奏することができる。 The flux composition of the present invention and the solder paste composition using the same are particularly used in an electronic circuit board that is placed in an environment where there is a great difference in temperature between -40 ° C. and 125 ° C. and a large thermal shock when used. Even so, it is possible to exhibit the effect of suppressing the occurrence of cracks in the solder residue and the flux residue and the progress of the solder residue, the suppression of voids and flux scattering in the solder joint, and the good insulation of the flux residue.
またこのようなフラックス残渣およびはんだ接合部を有する電子回路基板は、例えば自動車のエンジンルーム内といった寒暖の差が激しく冷熱衝撃が大きいのみならず、激しい振動も負荷されるような過酷な環境下においても、十分な接合信頼性を保つことができる。 Also, an electronic circuit board having such a flux residue and a solder joint is not only in a severe environment such as in a car engine room where there is not only a large difference in temperature and temperature but also a large thermal shock but also a heavy vibration. However, sufficient bonding reliability can be maintained.
本発明のフラックス組成物、ソルダペースト組成物、はんだ接合体および電子回路基板の一実施形態を以下に詳述する。 One embodiment of the flux composition, solder paste composition, solder joint and electronic circuit board of the present invention is described in detail below.
１．フラックス組成物
本実施形態のフラックス組成物は、（Ａ）合成樹脂と、（Ｂ）活性剤と、（Ｃ）チキソ剤と、（Ｄ）溶剤とを含む。
1. Flux composition The flux composition of this embodiment contains (A) a synthetic resin, (B) an activator, (C) a thixotropic agent, and (D) a solvent.
（Ａ）合成樹脂
本実施形態のフラックス組成物に用いられる合成樹脂（Ａ）には、メタクリル酸と炭素数２以上のアルキル基を有するモノマーとを含むモノマー類を重合したアクリル樹脂（Ａ−１）が含まれる。
当該アクリル樹脂（Ａ−１）の中でも、メタクリル酸と炭素数２から６のアルキル基を有するモノマーとを含むモノマー類を重合したアクリル樹脂、更にはメタクリル酸と炭素数２のアルキル基を有するモノマーとを含むモノマー類を重合したアクリル樹脂は、形成されるフラックス残渣（フラックス固化物）のべたつきを抑え且つ良好な亀裂抑制効果を奏することから、特に好ましく用いられる。
(A) Synthetic resin The synthetic resin (A) used in the flux composition of this embodiment includes an acrylic resin (A-1) obtained by polymerizing monomers including methacrylic acid and a monomer having an alkyl group having 2 or more carbon atoms. ) Is included.
Among the acrylic resins (A-1), an acrylic resin obtained by polymerizing monomers containing methacrylic acid and a monomer having an alkyl group having 2 to 6 carbon atoms, and further a monomer having methacrylic acid and an alkyl group having 2 carbon atoms. Acrylic resin obtained by polymerizing monomers containing is particularly preferably used because it suppresses stickiness of the formed flux residue (flux solidified product) and exhibits a good crack suppression effect.
当該アクリル樹脂（Ａ−１）の酸価は３０ｍｇＫＯＨ／ｇから１５０ｍｇＫＯＨ／ｇであることが好ましく、その重量平均分子量は３，０００Ｍｗから３０，０００Ｍｗであることが好ましい。
また当該アクリル樹脂（Ａ−１）の配合量は、フラックス組成物全量に対して１０重量％から９０重量％であることが好ましい。
The acid value of the acrylic resin (A-1) is preferably 30 mgKOH / g to 150 mgKOH / g, and its weight average molecular weight is preferably 3,000 Mw to 30,000 Mw.
Moreover, it is preferable that the compounding quantity of the said acrylic resin (A-1) is 10 to 90 weight% with respect to the flux composition whole quantity.
また前記アクリル樹脂（Ａ−１）の生成に用いられるモノマー類にはメタクリル酸と炭素数２以上のアルキル基を有するモノマー以外のモノマーを含めても良く、更には炭素数２以上のアルキル基を有するモノマーを２種以上含めても良い。当該モノマー類に炭素数２以上のアルキル基を有するモノマーを２種以上含める場合、例えば炭素数２のアルキル基を有するモノマーと炭素数４のアルキル基を有するモノマーというように、それぞれ異なる炭素数のアルキル基を有するモノマーを含めることが好ましい。この中でも特に、炭素数２のアルキル基を有するモノマーと炭素数６のアルキル基を有するモノマーの併用が好ましい。
The monomers used for the production of the acrylic resin (A-1) may include monomers other than methacrylic acid and a monomer having an alkyl group having 2 or more carbon atoms, and further an alkyl group having 2 or more carbon atoms. Two or more types of monomers may be included. When two or more types of monomers having an alkyl group having 2 or more carbon atoms are included in the monomers, for example, a monomer having an alkyl group having 2 carbon atoms and a monomer having an alkyl group having 4 carbon atoms have different carbon numbers. It is preferable to include a monomer having an alkyl group. Among these, the combined use of a monomer having a
更に前記アクリル樹脂（Ａ−１）の生成に用いられるモノマー類は、メタクリル酸と炭素数２以上のアルキル基を有するモノマーとをそれぞれ４：９６から２０：８０の割合で含めることが好ましい。 Furthermore, it is preferable that the monomers used for the production of the acrylic resin (A-1) include methacrylic acid and a monomer having an alkyl group having 2 or more carbon atoms in a ratio of 4:96 to 20:80, respectively.
また前記合成樹脂（Ａ）には、前記アクリル樹脂（Ａ−１）以外のアクリル樹脂、エポキシ樹脂、マレイン酸樹脂、ブチラール樹脂、ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂等およびこれらを天然樹脂で変性したもの等のその他の合成樹脂を含めることができる。その他の合成樹脂としては酸価を有するものも有さないものもいずれも使用することができるが、酸価を有するものが好ましく用いられる。またこれらは単独でまたは複数を組合せて使用することができる。
なお、本実施形態において、合成樹脂（Ａ）とは天然樹脂、変性天然樹脂以外の樹脂を意味する。
The synthetic resin (A) includes acrylic resins other than the acrylic resin (A-1), epoxy resins, maleic resins, butyral resins, polyester resins, melamine resins, phenol resins, polyurethane resins, and the like, and natural resins thereof. Other synthetic resins such as those modified with can be included. As other synthetic resins, those having an acid value and those having no acid value can be used, but those having an acid value are preferably used. These can be used alone or in combination.
In the present embodiment, the synthetic resin (A) means a resin other than a natural resin or a modified natural resin.
前記合成樹脂（Ａ）として前記アクリル樹脂（Ａ−１）とその他の合成樹脂とを併用する場合、合成樹脂（Ａ）全体の酸価は３０ｍｇＫＯＨ／ｇから１５０ｍｇＫＯＨ／ｇであることが好ましい。またこの場合、合成樹脂（Ａ）全量の配合量はフラックス組成物全量に対して１０重量％から９０重量％であることが好ましい。 When the acrylic resin (A-1) and another synthetic resin are used in combination as the synthetic resin (A), the acid value of the entire synthetic resin (A) is preferably 30 mgKOH / g to 150 mgKOH / g. In this case, the total amount of the synthetic resin (A) is preferably 10% by weight to 90% by weight with respect to the total amount of the flux composition.
（Ｂ）活性剤
本実施形態のフラックス組成物には、活性剤（Ｂ）として（Ｂ−１）臭素原子およびカルボキシル基を有する炭素数２から６の脂肪酸と（Ｂ−２）下記一般式（１）で表される化合物とを含めることが好ましい。
(B) Activator In the flux composition of the present embodiment, (B-1) a fatty acid having 2 to 6 carbon atoms having a bromine atom and a carboxyl group and (B-2) the following general formula (B) as the activator (B) It is preferable to include the compound represented by 1).
前記臭素原子およびカルボキシル基を有する炭素数２から６の脂肪酸（Ｂ−１）の中でも脂肪酸の炭素数は３から６が好ましく、更には臭素原子が当該脂肪酸の少なくとも２位に配置されていることが好ましい。
このような脂肪酸（Ｂ−１）としては、例えば２−ブロモプロピオン酸、２−ブロモ酪酸、２−ブロモヘキサン酸、２，３ジブロモプロピオン酸、２，３−ジブロモコハク酸等が挙げられる。これらの中でも特に１つの臭素原子を有する２−ブロモプロピオン酸、２−ブロモ酪酸、２−ブロモヘキサン酸が好ましく用いられる。またこれらは単独でまたは複数を組合せて使用することができる。
また当該脂肪酸（Ｂ−１）の配合量は、フラックス組成物全量に対して０．１重量％から４重量％であることが好ましい。当該配合量をこの範囲とすることで、基板上のランドへの腐食性抑制とフラックス残渣の良好な絶縁抵抗性を向上させることができる。
Among the fatty acid (B-1) having 2 to 6 carbon atoms having a bromine atom and a carboxyl group, the fatty acid preferably has 3 to 6 carbon atoms, and the bromine atom is disposed at least at the 2-position of the fatty acid. Is preferred.
Examples of such fatty acid (B-1) include 2-bromopropionic acid, 2-bromobutyric acid, 2-bromohexanoic acid, 2,3 dibromopropionic acid, and 2,3-dibromosuccinic acid. Among these, 2-bromopropionic acid, 2-bromobutyric acid and 2-bromohexanoic acid having one bromine atom are particularly preferably used. These can be used alone or in combination.
Moreover, it is preferable that the compounding quantity of the said fatty acid (B-1) is 0.1 to 4 weight% with respect to the flux composition whole quantity. By making the said compounding quantity into this range, the corrosive suppression to the land on a board | substrate and the favorable insulation resistance of a flux residue can be improved.
また前記一般式（１）で表される化合物（Ｂ−２）は、ピコリン酸、６−メチルピコリン酸、６−エチルピコリン酸、３−シクロプロピルピコリン酸、４−シクロプロピルピコリン酸、５−ブチルプロピルピコリン酸、６−シクロブチルピコリン酸等が挙げられる。これらの中でも特にピコリン酸が好ましく用いられる。またこれらは単独でまたは複数を組合せて使用することができる。
また前記一般式（１）で表される化合物（Ｂ−２）の配合量は、フラックス組成物全量に対して０．１重量％から４重量％であることが好ましい。当該配合量をこの範囲とすることで、ソルダペーストの良好な印刷性とフラックス残渣の良好な絶縁抵抗性を向上させることができる。
The compound (B-2) represented by the general formula (1) includes picolinic acid, 6-methylpicolinic acid, 6-ethylpicolinic acid, 3-cyclopropylpicolinic acid, 4-cyclopropylpicolinic acid, 5- Examples thereof include butylpropylpicolinic acid and 6-cyclobutylpicolinic acid. Of these, picolinic acid is particularly preferably used. These can be used alone or in combination.
Moreover, it is preferable that the compounding quantity of the compound (B-2) represented by the said General formula (1) is 0.1 to 4 weight% with respect to the flux composition whole quantity. By making the said compounding quantity into this range, the favorable printability of a solder paste and the favorable insulation resistance of a flux residue can be improved.
前記脂肪酸（Ｂ−１）と前記一般式（１）で表される化合物（Ｂ−２）との配合比は、それぞれ１５：８５から７０：３０であることが好ましい。 The compounding ratio of the fatty acid (B-1) and the compound (B-2) represented by the general formula (1) is preferably 15:85 to 70:30, respectively.
本実施形態のフラックス組成物には、前記活性剤（Ｂ）として、前記脂肪酸（Ｂ−１）および前記上記一般式（１）で表される化合物（Ｂ−２）以外のその他の活性剤を含めることができる。その他の活性剤としては、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、有機アミン塩等を配合することができる。これらは単独でまたは複数を組合せて使用することができる。
前記活性剤（Ｂ）として前記脂肪酸（Ｂ−１）と前記一般式（１）で表される化合物（Ｂ−２）とその他の活性剤とを併用する場合、活性剤（Ｂ）全量の配合量はフラックス組成物全量に対して６重量％から１４重量％であることが好ましい。
In the flux composition of the present embodiment, as the activator (B), other activators other than the fatty acid (B-1) and the compound (B-2) represented by the general formula (1) are included. Can be included. As other activators, for example, an amine salt (inorganic acid salt or organic acid salt) such as an organic amine hydrogen halide salt, an organic acid, an organic acid salt, an organic amine salt, or the like can be blended. These can be used alone or in combination.
When the fatty acid (B-1), the compound (B-2) represented by the general formula (1) and other active agents are used in combination as the active agent (B), the total amount of the active agent (B) is blended The amount is preferably 6 to 14% by weight based on the total amount of the flux composition.
本実施形態のフラックス組成物は、前記メタクリル酸と炭素数２以上のアルキル基を有するモノマーとを含むモノマー類を重合したアクリル樹脂（Ａ−１）と、前記臭素原子およびカルボキシル基を有する炭素数２から６の脂肪酸（Ｂ−１）と前記上記一般式（１）で表される化合物（Ｂ−２）とを含むことにより、これを用いたソルダペースト組成物がボイド抑制、フラックス飛散抑制およびフラックス残渣の絶縁性といったソルダペースト組成物に求められる特性を有しつつ、更に形成されるフラックス残渣に良好な接着力を付与することができることから、寒暖の差が激しく冷熱衝撃が大きい環境下においてもフラックス残渣およびはんだ接合部の亀裂発生およびその進展の抑制効果を奏することができる。 The flux composition of the present embodiment includes an acrylic resin (A-1) obtained by polymerizing monomers including the methacrylic acid and a monomer having an alkyl group having 2 or more carbon atoms, and the carbon number having the bromine atom and the carboxyl group. By including the fatty acid (B-1) of 2 to 6 and the compound (B-2) represented by the above general formula (1), the solder paste composition using the fatty acid can suppress voids, suppress flux scattering, and While having the characteristics required for solder paste composition such as insulation of flux residue, it can give good adhesion to the formed flux residue. In addition, it is possible to achieve the effect of suppressing the occurrence of cracks in the solder residue and the flux residue and the progress thereof.
またこのようなフラックス残渣は、これに−４０℃／３０分〜１２５℃／３０分を１サイクルとする冷熱衝撃試験を２，０００サイクル与えた後のその接着力を０．２Ｎ／ｍｍ２以上に保つことができる。 Further, such a flux residue has an adhesive strength of 0.2 N / mm 2 or more after giving 2,000 cycles of a thermal shock test with -40 ° C./30 minutes to 125 ° C./30 minutes as one cycle. Can be kept in.
なお、特に前記アクリル樹脂（Ａ−１）と、前記脂肪酸（Ｂ−１）と、前記一般式（１）で表される化合物（Ｂ−２）との配合比率がそれぞれ８６：１０：４から９４：１：５である場合に、特に上記効果を奏することができる。 In particular, the blend ratio of the acrylic resin (A-1), the fatty acid (B-1), and the compound (B-2) represented by the general formula (1) is 86: 10: 4, respectively. In the case of 94: 1: 5, the above effects can be achieved particularly.
（Ｃ）チキソ剤
本実施形態のフラックス組成物に用いられるチキソ剤（Ｃ）としては、例えばヒマシ油、水素添加ヒマシ油、脂肪酸アマイド類、オキシ脂肪酸類等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。またこれらは単独でまたは複数を組合せて使用することができる。
前記チキソ剤（Ｃ）の配合量は、フラックス組成物全量に対して３重量％から１５重量％であることが好ましい。
(C) Thixotropic agent Examples of the thixotropic agent (C) used in the flux composition of the present embodiment include castor oil, hydrogenated castor oil, fatty acid amides, oxyfatty acids and the like, but are not limited thereto. It is not a thing. These can be used alone or in combination.
The blending amount of the thixotropic agent (C) is preferably 3% by weight to 15% by weight with respect to the total amount of the flux composition.
（Ｄ）溶剤
本実施形態のフラックス組成物に用いられる溶剤（Ｄ）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が、これらに限定されるものではない。またこれらは単独でまたは複数を組合せて使用することができる。
前記溶剤（Ｄ）の配合量は、フラックス組成物全量に対して２０重量％から４０重量％であることが好ましい。
(D) Solvent As the solvent (D) used in the flux composition of the present embodiment, for example, isopropyl alcohol, ethanol, acetone, toluene, xylene, ethyl acetate, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, glycol ether and the like can be used. However, it is not limited to these. These can be used alone or in combination.
The blending amount of the solvent (D) is preferably 20% by weight to 40% by weight with respect to the total amount of the flux composition.
（Ｅ）酸化防止剤
本実施形態の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（Ｅ）を使用することができる。このような酸化防止剤（Ｅ）としては、例えばヒンダード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が、これらに限定されるものではない。これらの中でも特にヒンダードフェノール系酸化剤が好ましく用いられる。またこれらは単独でまたは複数を組合せて使用することができる。
前記酸化防止剤（Ｅ）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重量％から５重量％程度であることが好ましい。
(E) Antioxidant Antioxidant (E) can be used for the flux composition of this embodiment in order to suppress the oxidation of solder alloy powder. Examples of such antioxidant (E) include, but are not limited to, hindered phenolic antioxidants, phenolic antioxidants, bisphenolic antioxidants, and polymer-type antioxidants. is not. Among these, a hindered phenol-based oxidizing agent is particularly preferably used. These can be used alone or in combination.
The blending amount of the antioxidant (E) is not particularly limited, but generally it is preferably about 0.5 to 5% by weight with respect to the total amount of the flux composition.
（Ｆ）ロジン樹脂
本実施形態のフラックス組成物には、合成樹脂（Ａ）以外の樹脂として、ロジン樹脂（Ｆ）を使用することができる。前記アクリル樹脂（Ａ−１）とロジン樹脂（Ｆ）とを併用すると、リフロー中のはんだ合金粉末表面の酸化膜の除去をより効率よく行うことができる。
このようなロジン樹脂（Ｆ）としては、例えばトール油ロジン、ガムロジン、ウッドロジン等のロジン、およびロジンを重合化、水添化、不均一化、アクリル化、マレイン化、エステル化、およびフェノール付加反応等を行ったロジン誘導体、変性ロジン樹脂等を使用することができる。これらは単独でまたは複数を組合せて使用することができる。
またロジン樹脂（Ｆ）としては、酸価を有するものも有さないものもいずれも使用することができるが、酸価を有するものが好ましく用いられる。
前記ロジン樹脂（Ｆ）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。
(F) Rosin resin As the resin other than the synthetic resin (A), rosin resin (F) can be used in the flux composition of the present embodiment. When the acrylic resin (A-1) and the rosin resin (F) are used in combination, it is possible to more efficiently remove the oxide film on the surface of the solder alloy powder during reflow.
Examples of such rosin resin (F) include rosin such as tall oil rosin, gum rosin, and wood rosin, and polymerizing, hydrogenating, heterogenizing, acrylating, maleating, esterifying, and phenol addition reaction. A rosin derivative, a modified rosin resin or the like subjected to the above process can be used. These can be used alone or in combination.
Further, as the rosin resin (F), those having an acid value and those having no acid value can be used, but those having an acid value are preferably used.
The blending amount of the rosin resin (F) is preferably 20% by weight or less based on the total amount of the flux composition.
また本実施形態のフラックス組成物には、つや消し剤、消泡剤等の添加剤を使用することができる。当該添加剤の配合量は、フラックス組成物全量に対して１０重量％以下、特に５重量％以下であることが好ましい。 Moreover, additives, such as a delustering agent and an antifoamer, can be used for the flux composition of this embodiment. The blending amount of the additive is preferably 10% by weight or less, particularly preferably 5% by weight or less, based on the total amount of the flux composition.
なお本明細書において、本実施形態のフラックス組成物を加熱して形成するフラックス固化物とは、フラックス組成物のみを加熱して形成するものと、当該フラックス組成物とはんだ合金粉末とを含むソルダペースト組成物を用いて電子回路基板上に電子部品を実装した場合に当該電子基板上に形成されるフラックス残渣の両方を意味する。 In this specification, the flux solidified product formed by heating the flux composition of the present embodiment is a solder formed by heating only the flux composition, and the solder containing the flux composition and the solder alloy powder. It means both the flux residue formed on the electronic substrate when the electronic component is mounted on the electronic circuit substrate using the paste composition.
２．ソルダペースト組成物
本実施形態のソルダペースト組成物は、上記フラックス組成物とはんだ合金粉末とを混合することにより得られる。
前記はんだ合金粉末としては、例えば錫および鉛を含む合金、錫および鉛並びに銀、ビスマスおよびインジウムの少なくとも１種を含む合金、錫および銀を含む合金、錫および銅を含む合金、錫、銀および銅を含む合金、錫およびビスマスを含む合金等を用いることができる。またこれら以外にも、例えば錫、鉛、銀、ビスマス、インジウム、銅、亜鉛、ガリウム、アンチモン、金、パラジウム、ゲルマニウム、ニッケル、クロム、アルミニウム、リン等を適宜組合せたはんだ合金粉末を使用することができる。なお、上記に挙げた元素以外であってもその組合せに使用することは可能である。
これらの中でも特に錫、銀および銅を含むはんだ合金粉末、例えば錫−鉛系はんだ合金、錫−銀系合金はんだ、錫−銀−銅系はんだ合金、錫−銀−銅−ビスマス系はんだ合金、錫−銀−銅−インジウム系はんだ合金、錫−銀−銅−ビスマス−インジウム系はんだ合金の粉末が好ましく用いられる。
2. Solder paste composition The solder paste composition of this embodiment is obtained by mixing the flux composition and the solder alloy powder.
Examples of the solder alloy powder include an alloy containing tin and lead, an alloy containing tin and lead and at least one of silver, bismuth and indium, an alloy containing tin and silver, an alloy containing tin and copper, tin, silver and An alloy containing copper, an alloy containing tin and bismuth, or the like can be used. Besides these, for example, use a solder alloy powder in which tin, lead, silver, bismuth, indium, copper, zinc, gallium, antimony, gold, palladium, germanium, nickel, chromium, aluminum, phosphorus, etc. are appropriately combined. Can do. Note that elements other than those listed above can be used in combination.
Among these, solder alloy powders containing tin, silver and copper, for example, tin-lead solder alloys, tin-silver alloy solders, tin-silver-copper solder alloys, tin-silver-copper-bismuth solder alloys, A tin-silver-copper-indium solder alloy or a tin-silver-copper-bismuth-indium solder alloy powder is preferably used.
前記はんだ合金粉末の配合量は、ソルダペースト組成物全量に対して６５重量％から９５重量％であることが好ましい。より好ましい配合量は８５重量％から９３重量％であり、特に好ましい配合量は８９重量％から９２重量％である。
前記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 amount of the solder alloy powder is preferably 65% by weight to 95% by weight with respect to the total amount of the solder paste composition. A more preferred blending amount is 85% to 93% by weight, and a particularly preferred blending amount is 89% to 92% by weight.
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.
本実施形態のソルダペースト組成物は上記フラックス組成物を使用することにより、ボイド抑制、フラックス飛散抑制およびフラックス残渣の絶縁性といったソルダペースト組成物に求められる特性を有しつつ、更に形成されるフラックス残渣に良好な接着力を付与することができる。このようなフラックス残渣は、寒暖の差が激しく冷熱衝撃が大きい環境下においてもその接着力を発揮しはんだ接合部に発生する応力を抑制するため、フラックス残渣およびはんだ接合部の亀裂発生およびその進展の抑制効果を奏することができる。
またこのようなフラックス残渣は、これに−４０℃／３０分〜１２５℃／３０分を１サイクルとする冷熱衝撃試験を２，０００サイクル与えた後のその接着力を０．２Ｎ／ｍｍ２以上に保つことができる。
The solder paste composition of this embodiment has the characteristics required for the solder paste composition such as void suppression, flux scattering suppression and flux residue insulation by using the above flux composition, and further formed flux. Good adhesive force can be imparted to the residue. Such a flux residue exhibits its adhesive strength even in an environment where there is a large difference in temperature and a large thermal shock, and suppresses the stress generated in the solder joint. Can be suppressed.
Further, such a flux residue has an adhesive strength of 0.2 N / mm 2 or more after giving 2,000 cycles of a thermal shock test with -40 ° C./30 minutes to 125 ° C./30 minutes as one cycle. Can be kept in.
３．はんだ接合体／電子回路基板
本実施形態のはんだ接合体は、上記ソルダペースト組成物を用いて形成されることが好ましい。また例えば、上記はんだ合金粉末からなるソルダボールと上記フラックス組成物とを用いて形成されてもよい。なお、はんだ接合体とは、はんだ接合部およびこれに接着するようにまたはこの近傍に形成されるフラックス残渣を指す。
3. Solder Joint / Electronic Circuit Board The solder joint of the present embodiment is preferably formed using the solder paste composition. For example, you may form using the solder ball which consists of the said solder alloy powder, and the said flux composition. In addition, a solder joined body refers to the solder residue and the flux residue formed so as to adhere to the solder joint.
前記はんだ接合体を有する電子回路基板は、例えば基板上の所定の位置に電極およびソルダレジスト膜を形成し、所定のパターンを有するマスクを用いて本実施形態のソルダペースト組成物を印刷し、当該パターンに適合する電子部品を所定の位置に搭載し、これをリフローすることにより作製される。
このようにして作製された電子回路基板は、前記電極上にはんだ接合部が形成され、当該はんだ接合部は当該電極と電子部品とを電気的に接合する。
また前記基板上にははんだ接合部に接着するようにまたはこの近傍にフラックス残渣が付着しており、当該フラックス残渣は、前記基板および前記ソルダレジスト膜の少なくとも一方と前記電子部品との間に介在してこれらを接着している。
The electronic circuit board having the solder joint is formed, for example, by forming an electrode and a solder resist film at a predetermined position on the board, and printing the solder paste composition of the present embodiment using a mask having a predetermined pattern. An electronic component that conforms to the pattern is mounted at a predetermined position, and is reflowed.
In the electronic circuit board thus manufactured, a solder joint is formed on the electrode, and the solder joint electrically joins the electrode and the electronic component.
Further, a flux residue adheres to or near the solder joint on the substrate, and the flux residue is interposed between at least one of the substrate and the solder resist film and the electronic component. And these are adhered.
このようなはんだ接合体は、上記フラックス組成物を使用することにより、ボイド抑制、フラックス飛散抑制およびフラックス残渣の良好な絶縁性に加え、フラックス残渣が良好な接着力を有する。このようなフラックス残渣は、寒暖の差が激しく冷熱衝撃が大きい環境下においてもその接着力を発揮しはんだ接合部に発生する応力を抑制するため、フラックス残渣およびはんだ接合部の亀裂発生およびその進展の抑制効果を奏することができる。
またこのようなはんだ接合体は、これに−４０℃／３０分〜１２５℃／３０分を１サイクルとする冷熱衝撃試験を２，０００サイクル与えた場合であっても、当該冷熱衝撃試験の前と後のはんだシェア強度の低下率を５０％以下に抑制することができる。
By using the above-mentioned flux composition, such a solder joined body has good adhesive strength in addition to void suppression, flux scattering suppression, and good insulation of the flux residue. Such a flux residue exhibits its adhesive strength even in an environment where there is a large difference in temperature and a large thermal shock, and suppresses the stress generated in the solder joint. Can be suppressed.
In addition, even if such a solder joint is subjected to a thermal shock test of 2,000 ° C./30 minutes to 125 ° C./30 minutes for 2,000 cycles, Further, the rate of decrease in solder shear strength can be suppressed to 50% or less.
なお、特に前記フラックス残渣が前記はんだ接合部に接着し、且つ前記基板および前記ソルダレジスト膜の少なくとも一方と前記電子部品との間に介在してこれらを接着している構成、特に前記基板および前記ソルダレジスト膜の少なくとも一方、前記電子部品および前記はんだ接合部により囲まれる空間を埋めるようにこれらに接着している構成の場合、上記効果をより奏することができる。また前記フラックス残渣は、基板上のこれ以外の場所や、前記電子部品の他の場所に付着するように形成されていてもよい。 In particular, the configuration in which the flux residue adheres to the solder joint, and is interposed between at least one of the substrate and the solder resist film and the electronic component, particularly the substrate and the In the case of a structure in which the space surrounded by at least one of the solder resist film, the electronic component, and the solder joint portion is bonded to these, the above effect can be further achieved. The flux residue may be formed so as to adhere to other locations on the substrate or other locations of the electronic component.
なお、本実施形態の電子回路基板に実装される電子部品の種類は特に限定されないが、例えばチップコンデンサ、チップＬＥＤといったチップ型部品を実装する際に特にその効果をより発揮することができる。 In addition, the kind of electronic component mounted on the electronic circuit board of the present embodiment is not particularly limited, but the effect can be particularly exhibited when mounting a chip-type component such as a chip capacitor or a chip LED.
このような電子回路基板は、自動車のエンジンルーム内といった寒暖の差が激しく冷熱衝撃が大きい環境下においても好適に用いることができ、高い信頼性を保つことができる。 Such an electronic circuit board can be suitably used even in an environment where there is a large difference in temperature and a large thermal shock, such as in an engine room of an automobile, and high reliability can be maintained.
以下、図１を用いて本実施形態の電子回路基板の一例を説明する。 Hereinafter, an example of the electronic circuit board of the present embodiment will be described with reference to FIG.
当該実施形態に係る電子回路基板１００は、基板１、電極２、ソルダレジスト膜３、はんだ接合体４、はんだ接合部４１、フラックス残渣４２、電子部品５、電子部品の外部電極６および電子部品の端部７とからなる。
電極２およびソルダレジスト膜３は基板１上に形成されている。はんだ接合体４ははんだ接合部４１とフラックス残渣４２とからなり、はんだ接合部４１は、電極２と外部電極６とを電気的接合するように形成されている。またフラックス残渣４２は、はんだ接合部４、および電子部品５の基板１側表面とこれに対向するソルダレジスト膜３表面とに接着するよう形成されている。更にフラックス残渣４２は、ソルダレジスト膜３とはんだ接合部４１と端部７に接着するようにも形成されている。
The electronic circuit board 100 according to the embodiment includes a substrate 1, an
The
フラックス残渣４２は良好な接着力を有し、これに−４０℃／３０分〜１２５℃／３０分を１サイクルとする冷熱衝撃試験を２，０００サイクル与えた後のその接着力を０．２Ｎ／ｍｍ２以上に保つことができる。これにより、フラックス残渣４２は電子回路基板１００が寒暖の差が激しく冷熱衝撃が大きい環境下に置かれた場合であってもその接着力を発揮してはんだ接合部４１に発生する応力を抑制するため、フラックス残渣４２およびはんだ接合部４１の亀裂発生およびその進展の抑制効果を奏することができる。
The
またはんだ接合体４はこのような構成により、これに−４０℃／３０分〜１２５℃／３０分を１サイクルとする冷熱衝撃試験を２，０００サイクル与えた場合であっても、当該冷熱衝撃試験の前と後のはんだシェア強度の低下率を５０％以下に抑制することができる。
なお、特に図１のようにフラックス残渣４２が電子部品５の基板１側表面とこれに対向するソルダレジスト膜３の表面との隙間を埋めるように形成されている場合、フラックス残渣４２およびはんだ接合部４１の亀裂発生およびその進展の抑制効果を向上することができる。
Also, the solder joint 4 has such a configuration, and even when the thermal shock test is performed for 2,000 cycles of -40 ° C./30 minutes to 125 ° C./30 minutes. The decrease rate of the solder shear strength before and after the test can be suppressed to 50% or less.
In particular, as shown in FIG. 1, when the
なお、本実施形態においては基板１上にソルダレジスト膜３が形成された状態で電子部品５が実装されているが、例えばセラミック基板のように基板上にソルダレジスト膜を形成しない基板上に電子部品を実装した電子回路基板であっても同様の効果を奏する。
In this embodiment, the electronic component 5 is mounted in a state where the solder resist
また本明細書において、前記フラックス固形物（フラックス残渣）の接着力は、以下の測定方法にて測定される。 Moreover, in this specification, the adhesive force of the said flux solid substance (flux residue) is measured with the following measuring methods.
フラックス組成物またはこれを用いたソルダペースト組成物を用いて基板上にチップ部品を表面実装し、当該基板上にフラックス固形物を形成する。当該フラックス固形物は前記チップ部品と前記基板の両方に接着するように形成される。
その後、冷熱衝撃試験装置等を用いて前記基板に−４０℃／３０分〜１２５℃／３０分を１サイクルとする冷熱衝撃試験を２，０００サイクル与えて試験基板を作製する。
A chip component is surface-mounted on a substrate using a flux composition or a solder paste composition using the flux composition, and a flux solid is formed on the substrate. The flux solid is formed so as to adhere to both the chip component and the substrate.
After that, using a thermal shock test apparatus or the like, a test substrate is produced by applying 2,000 cycles of a thermal shock test in which one cycle is −40 ° C./30 minutes to 125 ° C./30 minutes.
そして当該試験基板上に形成されたフラックス固形物について、オートグラフ等を用いてその接着力を測定する。測定の条件はＪＩＳ規定Ｃ６００６８−２−２１に準拠する。測定に用いるジグは端面が平坦で部品寸法と同等以上の幅を持つせん断ジグとする。測定にあたっては、当該せん断ジグを前記冷熱衝撃試験後のチップ部品側面に突き当てて所定のせん断速度にて基板に平行な力を加えてその最大試験力を求め、この値を前記チップ部品の面積で除してフラックス固形物の接着力を算出する。この時、せん断高さは部品高さの１／４以下とし、せん断速度は５ｍｍ／分とする。 And about the flux solid substance formed on the said test board | substrate, the adhesive force is measured using an autograph etc. The measurement conditions conform to JIS standard C60068-2-21. The jig used for measurement is a shear jig having a flat end face and a width equal to or greater than the part dimensions. In the measurement, the shear jig is abutted against the side of the chip part after the thermal shock test and a force parallel to the substrate is applied at a predetermined shear rate to obtain the maximum test force, and this value is calculated as the area of the chip part. Divide by to calculate the adhesive strength of the flux solid. At this time, the shear height is ¼ or less of the component height, and the shear rate is 5 mm / min.
更に本明細書において、前記はんだ接合体のはんだシェア強度およびその低下率は、以下の測定方法にて測定される。 Further, in the present specification, the solder shear strength and the rate of decrease of the solder joined body are measured by the following measuring method.
ソルダペースト組成物を用いて基板上にチップ部品を表面実装し、当該基板上にはんだ接合体を形成する。当該チップ部品を実装した基板についてオートグラフ等を用いてそのはんだシェア強度を測定する。
その後、冷熱衝撃試験装置等を用いて前記基板に−４０℃／３０分〜１２５℃／３０分を１サイクルとする冷熱衝撃試験を２，０００サイクル与えて試験基板を作製する。
A chip component is surface-mounted on a substrate using a solder paste composition, and a solder joint is formed on the substrate. The solder shear strength of the board on which the chip component is mounted is measured using an autograph or the like.
After that, using a thermal shock test apparatus or the like, a test substrate is produced by applying 2,000 cycles of a thermal shock test in which one cycle is −40 ° C./30 minutes to 125 ° C./30 minutes.
次いで、当該試験基板上にあるはんだ接合体について、オートグラフ等を用いてそのはんだシェア強度を測定する。
冷熱衝撃試験前後のはんだシェア強度測定の条件はＪＩＳ規定Ｃ６００６８−２−２１に準拠する。測定に用いるジグは端面が平坦で部品寸法と同等以上の幅を持つせん断ジグとする。測定にあたっては、当該せん断ジグを基板のチップ部品側面に突き当てて所定のせん断速度にて基板に平行な力を加えてその最大試験力を求め、この値をはんだシェア強度とする。この時、せん断高さは部品高さの１／４以下とし、せん断速度は５ｍｍ／分とする。
Next, the solder shear strength of the solder joint on the test board is measured using an autograph or the like.
The conditions for measuring the solder shear strength before and after the thermal shock test conform to JIS C60068-2-21. The jig used for measurement is a shear jig having a flat end face and a width equal to or greater than the part dimensions. In the measurement, the shear jig is abutted against the chip component side surface of the substrate and a force parallel to the substrate is applied at a predetermined shear rate to obtain the maximum test force, and this value is defined as the solder shear strength. At this time, the shear height is ¼ or less of the component height, and the shear rate is 5 mm / min.
そして、冷熱衝撃試験前のはんだ接合体のはんだシェア強度に対し、冷熱衝撃試験後により低下したはんだシェア強度の割合を百分率で示した値をはんだシェア強度の低下率（％）とする。 And the value which showed the ratio of the solder shear strength decreased by the percentage after the thermal shock test with respect to the solder shear strength of the solder joined body before the thermal shock test as a percentage (%) of the solder shear strength.
以下、実施例および比較例を挙げて本発明を詳述する。なお、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 and Comparative Examples. The present invention is not limited to these examples.
メタクリル酸と炭素数２以上のアルキル基を有するモノマーとを含むモノマー類を重合したアクリル樹脂（Ａ−１）の合成
以下の成分および手順にて、アクリル樹脂（Ａ−１）を作製した。
メタクリル酸１０重量％、２−エチルヘキシルメタクリレート５１重量％、ラウリルアクリレート３９重量％を混合した溶液を作製した。
その後、撹拌機、流管および窒素導入管とを備えた５００ｍｌの４つ口フラスコにジエチレングリコールモノヘキシルエーテル２００ｇを仕込み、これを１１０℃に加熱した。その後、上記溶液３００ｇにアゾ系ラジカル開始剤としてジメチル２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオネート）（製品名：Ｖ−６０１、和光純薬（株）製）を０．２重量％から５重量％を加えてこれを溶解させた。
この溶液を上記４つ口フラスコに１．５時間かけて滴下し、当該４つ口フラスコ内にある成分を１１０℃で１時間撹拌した後に反応を終了させ、メタクリル酸と炭素数２以上のアルキル基を有するモノマーとを含むモノマー類を重合したアクリル樹脂（Ａ−１）を得た。なお、当該アクリル樹脂（Ａ−１）の重量平均分子量は７，８００Ｍｗ、酸価は４０ｍｇＫＯＨ／ｇ、ガラス転移温度は−４７℃であった。
Synthesis of acrylic resin (A-1) obtained by polymerizing monomers including methacrylic acid and a monomer having an alkyl group having 2 or more carbon atoms. An acrylic resin (A-1) was produced by the following components and procedures.
A solution in which 10% by weight of methacrylic acid, 51% by weight of 2-ethylhexyl methacrylate, and 39% by weight of lauryl acrylate were mixed was prepared.
Thereafter, 200 g of diethylene glycol monohexyl ether was charged into a 500 ml four-necked flask equipped with a stirrer, a flow tube and a nitrogen introduction tube, and heated to 110 ° C. Thereafter,
This solution was dropped into the four-necked flask over 1.5 hours, and the components in the four-necked flask were stirred at 110 ° C. for 1 hour, and then the reaction was terminated, and methacrylic acid and an alkyl having 2 or more carbon atoms were obtained. An acrylic resin (A-1) obtained by polymerizing monomers including a monomer having a group was obtained. In addition, the weight average molecular weight of the said acrylic resin (A-1) was 7,800 Mw, the acid value was 40 mgKOH / g, and the glass transition temperature was -47 degreeC.
フラックス組成物
表１に記載の各成分を混練し、実施例１から６、９から１１、参考例７、８および比較例１に係る各フラックス組成物を得た。なお、特に記載のない限り、表１に記載の数値は重量％を意味するものとする。
Flux Composition Each component shown in Table 1 was kneaded to obtain each flux composition according to Examples 1 to 6, 9 to 11, Reference Examples 7 and 8, and Comparative Example 1. Unless otherwise specified, the numerical values shown in Table 1 mean weight%.
＜フラックス残渣接着力＞
各フラックス組成物について、フラックス残渣の接着力を測定した。その測定方法は以下の通りである。また測定した数値を表２に示す。
<Flux residue adhesion>
About each flux composition, the adhesive force of the flux residue was measured. The measuring method is as follows. The measured numerical values are shown in Table 2.
はんだ付パターンを有していない、ソルダレジストを備えたガラスエポキシ基板を各フラックス組成物につき５枚用意し、これに３．２ｍｍ×１．６ｍｍサイズのチップ部品と、当該チップ部品を実装するために形成された開口を持つ厚さ１５０μｍのメタルマスクを用意した。
前記各ガラスエポキシ基板上に前記メタルマスクを用いて各フラックス組成物を印刷し、前記チップ部品を搭載した。その後、酸素濃度１，５００±５００ｐｐｍの窒素雰囲気下において、ピーク温度を２４０℃に設定したリフロー炉（製品名：ＴＮＰ−５３８ＥＭ、（株）タムラ製作所製）を用いて前記各基板を加熱し、フラックス残渣にて当該各基板と前記チップ部品とを接着した。
次に、前記各５枚の基板からそれぞれ１枚を試験前基板として残し、それ以外の各基板を−４０℃（３０分間）〜１２５℃（３０分間）の条件に設定した冷熱衝撃試験装置（製品名：ＥＳ−７６ＬＭＳ、日立アプライアンス（株）製）に入れ、上記冷熱衝撃サイクルを２，０００サイクルまで、５００サイクル毎に各基板を１枚ずつ取り出しつつ、上記冷熱サイクルを繰り返す環境下に曝し、各試験基板を作製した。
To prepare five glass epoxy substrates each having a solder resist and having no soldering pattern for each flux composition, and to mount a chip component of 3.2 mm × 1.6 mm size and the chip component on this A metal mask having a thickness of 150 μm and having an opening formed in was prepared.
Each flux composition was printed on each glass epoxy substrate using the metal mask, and the chip component was mounted. Thereafter, in a nitrogen atmosphere with an oxygen concentration of 1,500 ± 500 ppm, each substrate was heated using a reflow furnace (product name: TNP-538EM, manufactured by Tamura Corporation) having a peak temperature set to 240 ° C., The substrate and the chip component were bonded with a flux residue.
Next, a thermal shock test apparatus (one of the five substrates is left as a pre-test substrate, and the other substrates are set to conditions of −40 ° C. (30 minutes) to 125 ° C. (30 minutes)). (Product name: ES-76LMS, manufactured by Hitachi Appliances, Inc.) and exposed to an environment in which the above thermal cycle is repeated while taking out each substrate up to 2,000 cycles and taking out each board one by one every 500 cycles. Each test substrate was produced.
前記各試験前基板と各試験基板について、それぞれ前記チップ部品の接着力（フラックス残渣の接着力）をオートグラフ（製品名：ＥＺ−Ｌ−５００Ｎ、（株）島津製作所製）を用いて測定した。測定条件は、ＪＩＳ規定Ｃ６００６８−２−２１に準拠した。また接着力の測定に際しては、ジグは端面が平坦で部品寸法と同等以上の幅を持つせん断ジグを用いた。このせん断ジグを前記チップ部品側面に突き当てて所定のせん断速度で基板に平行な力を加えて最大試験力を求め、この値をフラックス残渣の接着力（Ｎ）とした。またこの値を前記チップ部品の面積で除してフラックス残渣の接着力（Ｎ／ｍｍ２）を算出した。この時、せん断高さは部品高さの１／４以下とし、せん断速度は５ｍｍ／分とした。
なお表２には、上記冷熱衝撃サイクルを２，０００サイクル繰り返した後のフラックス残渣の接着力（Ｎ）および（Ｎ／ｍｍ２）を記載した。
About each said board | substrate before a test and each test board | substrate, the adhesive force (adhesive force of a flux residue) of the said chip component was measured using the autograph (Product name: EZ-L-500N, Shimadzu Corporation Corp.), respectively. . The measurement conditions were based on JIS regulations C60068-2-21. In measuring the adhesive strength, a shear jig having a flat end face and a width equal to or greater than the part size was used. The shear jig was abutted against the side surface of the chip component and a force parallel to the substrate was applied at a predetermined shear rate to obtain the maximum test force, and this value was defined as the adhesive force (N) of the flux residue. Further, this value was divided by the area of the chip component to calculate the adhesive force (N / mm 2 ) of the flux residue. At this time, the shear height was ¼ or less of the component height, and the shear rate was 5 mm / min.
Table 2 shows the adhesive strength (N) and (N / mm 2 ) of the flux residue after the above thermal shock cycle was repeated 2,000 cycles.
次に、上記各フラックス組成物１１．０重量％と、Ｓｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕはんだ合金粉末（平均粒径２０μｍから３６μｍ）８９．０重量％とを混合し、実施例１から６、９から１１、参考例７、８および比較例１に係る各ソルダペースト組成物を作製した。 Next, 11.0% by weight of each of the above flux compositions and 89.0% by weight of Sn-3Ag-0.5Cu solder alloy powder (average particle size 20 μm to 36 μm) were mixed, and Examples 1 to 6, 9 were mixed. To 11, Solder paste compositions according to Reference Examples 7 and 8 and Comparative Example 1 were produced.
各ソルダペースト組成物について、はんだ接合部のはんだシェア強度低下率、はんだ亀裂進展性、はんだシェア強度低下率、はんだ亀裂進展抑制、ボイド抑制、ボール抑制、銅板腐食抑制および絶縁抵抗を測定し、その結果に基づき評価を行った。これらの測定方法および評価方法は以下の通りである。またその評価結果を表２に示す。 For each solder paste composition, the solder joint strength reduction rate, solder crack progressability, solder shear strength reduction rate, solder crack growth suppression, void suppression, ball suppression, copper plate corrosion suppression and insulation resistance of the solder joint are measured. Evaluation was performed based on the results. These measurement methods and evaluation methods are as follows. The evaluation results are shown in Table 2.
＜はんだシェア強度低下率＞
３．２ｍｍ×１．６ｍｍのサイズのチップ部品と、当該サイズのチップ部品を実装できるパターンを有するソルダレジストおよびチップ部品を接続する電極（１．６ｍｍ×１．０ｍｍ）とを備えたガラスエポキシ基板を各ソルダペースト組成物につき５枚と、同パターンを有する厚さ１５０μｍのメタルマスクを用意した。
前記各ガラスエポキシ基板上に前記メタルマスクを用いて各ソルダペースト組成物を印刷し、前記チップ部品を搭載した。その後、酸素濃度１，５００±５００ｐｐｍの窒素雰囲気下において、ピーク温度を２４０℃に設定したリフロー炉（製品名：ＴＮＰ−５３８ＥＭ、（株）タムラ製作所製）を用いて前記各基板を加熱し、はんだ接合体を有する各基板を作製した。
次に、前記各５枚の基板からそれぞれ１枚を試験前基板として残し、それ以外の各基板を−４０℃（３０分間）〜１２５℃（３０分間）の条件に設定した冷熱衝撃試験装置（製品名：ＥＳ−７６ＬＭＳ、日立アプライアンス（株）製）に入れ、上記冷熱衝撃サイクルを２，０００サイクルまで、５００サイクル毎に各基板を１枚ずつ取り出しつつ、上記冷熱サイクルを繰り返す環境下に曝し、各試験基板を作製した。
<Solder shear strength reduction rate>
A glass epoxy substrate comprising a chip component having a size of 3.2 mm × 1.6 mm, a solder resist having a pattern capable of mounting the chip component of the size, and an electrode (1.6 mm × 1.0 mm) connecting the chip component And a metal mask with a thickness of 150 μm having the same pattern was prepared for each solder paste composition.
Each solder paste composition was printed on each glass epoxy substrate using the metal mask, and the chip component was mounted. Thereafter, in a nitrogen atmosphere with an oxygen concentration of 1,500 ± 500 ppm, each substrate was heated using a reflow furnace (product name: TNP-538EM, manufactured by Tamura Corporation) having a peak temperature set to 240 ° C., Each board | substrate which has a solder joined body was produced.
Next, a thermal shock test apparatus (one of the five substrates is left as a pre-test substrate, and the other substrates are set to conditions of −40 ° C. (30 minutes) to 125 ° C. (30 minutes)). (Product name: ES-76LMS, manufactured by Hitachi Appliances, Inc.) and exposed to an environment in which the above thermal cycle is repeated while taking out each substrate up to 2,000 cycles and taking out each board one by one every 500 cycles. Each test substrate was produced.
前記各試験前基板と各試験基板について、それぞれ前記チップ部品のシェア強度をオートグラフ（製品名：ＥＺ−Ｌ−５００Ｎ、（株）島津製作所製）を用いて測定した。測定条件は、ＪＩＳ規定Ｃ６００６８−２−２１に準拠した。また接着力の測定に際しては、ジグは端面が平坦で部品寸法と同等以上の幅を持つせん断ジグを用いた。このせん断ジグを前記チップ部品側面に突き当てて所定のせん断速度で基板に平行な力を加えて最大試験力を求め、この値をシェア強度とした。この時、せん断高さは部品高さの１／４以下とし、せん断速度は５ｍｍ／分とした。
そして、前記各試験前基板のシェア強度に対し、各試験基板のシェア強度の割合を百分率で示した値を強度低下率（％）として求めた。なお表２においては、上記冷熱衝撃サイクルを２，０００サイクル繰り返した試験基板でのシェア強度低下率（％）を求め、以下の通り評価した。
◎：シェア強度低下率が３５％以下
○：シェア強度低下率が３５％を超え、４０％以下
△：シェア強度低下率が４０％を超え、４５％以下
×：シェア強度低下率が４５％超え
About each said board | substrate before a test and each test board | substrate, the shear strength of the said chip component was measured using the autograph (Product name: EZ-L-500N, Shimadzu Corporation make), respectively. The measurement conditions were based on JIS regulations C60068-2-21. In measuring the adhesive strength, a shear jig having a flat end face and a width equal to or greater than the part size was used. The shear jig was abutted against the side surface of the chip component and a force parallel to the substrate was applied at a predetermined shear rate to obtain the maximum test force, and this value was defined as the shear strength. At this time, the shear height was ¼ or less of the component height, and the shear rate was 5 mm / min.
And the value which showed the ratio of the shear strength of each test board | substrate with respect to the shear strength of each said board | substrate before a test was calculated | required as a strength reduction rate (%). In Table 2, the shear strength reduction rate (%) was obtained for a test substrate obtained by repeating the above thermal shock cycle for 2,000 cycles, and evaluated as follows.
◎: Share strength decrease rate 35% or less ○: Share strength decrease rate exceeds 35%, 40% or less △: Share strength decrease rate exceeds 40%, 45% or less ×: Share strength decrease rate exceeds 45%
＜はんだ亀裂進展抑制＞
３．２ｍｍ×１．６ｍｍのサイズのチップ部品と、当該サイズのチップ部品を実装できるパターンを有するソルダレジストおよびチップ部品を接続する電極（１．６ｍｍ×１．２ｍｍ）とを備えたガラスエポキシ基板を各ソルダぺースト組成物につき５枚と、同パターンを有する厚さ１５０μｍのメタルマスクとを用意した。
前記各ガラスエポキシ基板上に前記メタルマスクを用いて各ソルダペースト組成物を印刷し、前記チップ部品を搭載した。その後、酸素濃度１５００±５００ｐｐｍの窒素雰囲気下において、リフロー炉（製品名：ＴＮＰ−５３８ＥＭ、（株）タムラ製作所製）を用いて以下のリフロー条件にて前記各基板をリフローし、はんだ接合体を形成した。
リフロー条件
プリヒート：１７０℃から１９０℃、１１０秒間、ピーク温度：２４５℃
２００℃以上の時間は６５秒間、２２０℃以上の時間は４５秒間、ピーク温度から２００℃までの冷却速度は３℃から８℃／秒
次に、前記各５枚の基板を−４０℃（３０分間）〜１２５℃（３０分間）の条件に設定した冷熱衝撃試験装置（製品名：ＥＳ−７６ＬＭＳ、日立アプライアンス（株）製）に入れ、上記冷熱衝撃サイクルを３，０００サイクルまで、１，０００、１，５００、２，０００、２，５００、３，０００サイクルの時点で各基板を１枚ずつ取り出しつつ、上記冷熱サイクルを繰り返す環境下に曝し、各試験基板を作製した。
<Inhibition of solder crack growth>
A glass epoxy substrate comprising a chip component having a size of 3.2 mm × 1.6 mm, a solder resist having a pattern capable of mounting the chip component of the size, and an electrode (1.6 mm × 1.2 mm) connecting the chip component Were prepared for each solder paste composition and a 150 μm thick metal mask having the same pattern.
Each solder paste composition was printed on each glass epoxy substrate using the metal mask, and the chip component was mounted. Thereafter, each substrate is reflowed under the following reflow conditions using a reflow furnace (product name: TNP-538EM, manufactured by Tamura Corporation) in a nitrogen atmosphere with an oxygen concentration of 1500 ± 500 ppm. Formed.
Reflow conditions Preheat: 170 ° C to 190 ° C, 110 seconds, peak temperature: 245 ° C
The time above 200 ° C. is 65 seconds, the time above 220 ° C. is 45 seconds, and the cooling rate from the peak temperature to 200 ° C. is 3 ° C. to 8 ° C./second. Minutes) to 125 ° C. (30 minutes), set in a thermal shock test apparatus (product name: ES-76LMS, manufactured by Hitachi Appliances), and the above thermal shock cycle up to 3,000 cycles, 1,000 Each test substrate was prepared by taking out each substrate one by one at the time of 1,500, 2,000, 2,500, and 3,000 cycles and exposing it to an environment in which the above cooling cycle was repeated.
そして、前記各試験基板の対象部分を切り出し、これをエポキシ樹脂（製品名：エポマウント（主剤および硬化剤）、リファインテック（株）製）を用いて封止した。更に湿式研磨機（製品名：ＴｅｇｒａＰｏｌ−２５、丸本ストルアス（株）製）を用いて前記各試験基板に実装された前記チップ部品の中央断面が分かるような状態とし、そのはんだ接合部の組織内部に進行した亀裂を走査電子顕微鏡（製品名：ＴＭ−１０００、（株）日立ハイテクノロジーズ製）を用いて、以下のように評価した。なお、各サイクルにおける評価チップ数は２０個とした。
○：２，５０１から３，０００サイクルの間ではんだ接合部を完全に横断する亀裂が発生した
△：２，００１から２，５００サイクルの間ではんだ接合部を完全に横断する亀裂が発生した
×：２，０００サイクル未満ではんだ接合部を完全に横断する亀裂が発生した
And the target part of each said test board | substrate was cut out, and this was sealed using the epoxy resin (Product name: Epomount (main agent and hardening | curing agent), refined tech Co., Ltd. product). Further, using a wet polishing machine (product name: TegraPol-25, manufactured by Marumoto Struers Co., Ltd.), the chip parts mounted on the test substrates are in a state where the center cross section can be seen, and the structure of the solder joints The crack which progressed inside was evaluated as follows using a scanning electron microscope (product name: TM-1000, manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation). The number of evaluation chips in each cycle was 20.
○: A crack completely traversing the solder joint was generated between 2,501 and 3,000 cycles. Δ: A crack completely traversing the solder joint was generated between 2,001 and 2,500 cycles. X: A crack that completely crossed the solder joint occurred in less than 2,000 cycles
＜ボイド抑制＞
３．２ｍｍ×１．６ｍｍのサイズのチップ部品と、当該サイズのチップ部品を実装できるパターンを有するソルダレジストおよびチップ部品を接続する電極（１．６ｍｍ×１．２ｍｍ）とを備えたガラスエポキシ基板と、同パターンを有する厚さ１５０μｍのメタルマスクとを用意した。
前記各ガラスエポキシ基板上に前記メタルマスクを用いて各ソルダペースト組成物を印刷し、前記チップ部品を搭載した。その後、酸素濃度１５００±５００ｐｐｍの窒素雰囲気下において、リフロー炉（製品名：ＴＮＰ−５３８ＥＭ、（株）タムラ製作所製）を用いて以下のリフロー条件にて前記各基板をリフローし、各試験基板を作製した。
リフロー条件
プリヒート：１７０℃から１９０℃、１１０秒間、ピーク温度：２４５℃
２００℃以上の時間は６５秒間、２２０℃以上の時間は４５秒間、ピーク温度から２００℃までの冷却速度は３℃から８℃／秒
<Void suppression>
A glass epoxy substrate comprising a chip component having a size of 3.2 mm × 1.6 mm, a solder resist having a pattern capable of mounting the chip component of the size, and an electrode (1.6 mm × 1.2 mm) connecting the chip component A metal mask having the same pattern and a thickness of 150 μm was prepared.
Each solder paste composition was printed on each glass epoxy substrate using the metal mask, and the chip component was mounted. Thereafter, each substrate was reflowed under the following reflow conditions using a reflow furnace (product name: TNP-538EM, manufactured by Tamura Corporation) in a nitrogen atmosphere with an oxygen concentration of 1500 ± 500 ppm. Produced.
Reflow conditions Preheat: 170 ° C to 190 ° C, 110 seconds, peak temperature: 245 ° C
Time above 200 ° C is 65 seconds, time above 220 ° C is 45 seconds, cooling rate from peak temperature to 200 ° C is 3 ° C to 8 ° C / second
次に、前記各試験基板の表面状態をＸ線透過装置（製品名：ＳＭＸ−１６０Ｅ、（株）島津製作所製）で観察して、はんだ接合部が形成されている領域に占めるボイドの総面積の割合（ボイドの面積率）を測定した。そして各試験基板中４０箇所のランドにおけるボイドの面積率の平均値を求め、以下のように評価した。
○：ボイドの面積率の平均値が１０％以下であって、ボイド発生の抑制効果が良好
△：ボイドの面積率の平均値が１０％超え１５％以下であって、ボイド発生の抑制効果が十分
×：ボイドの面積率の平均値が１５％超え２０％以下であって、ボイド発生の抑制効果が不十分
Next, the surface state of each test substrate is observed with an X-ray transmission device (product name: SMX-160E, manufactured by Shimadzu Corporation), and the total area of voids in the area where the solder joint is formed. The ratio (area ratio of voids) was measured. And the average value of the void area ratio in 40 land in each test board | substrate was calculated | required, and it evaluated as follows.
○: The average value of the void area ratio is 10% or less and the effect of suppressing the generation of voids is good. Δ: The average value of the void area ratio is more than 10% and 15% or less, and the effect of suppressing the generation of voids. Sufficient ×: The average value of the void area ratio is more than 15% and 20% or less, and the effect of suppressing the generation of voids is insufficient
＜ボール抑制＞
ボイド抑制試験と同様の条件にて各試験基板を作製した。
次いで、前記各試験基板をＸ線透過装置（製品名：ＳＭＸ−１６０Ｅ、（株）島津製作所製）で観察し、前記チップ部品の周辺およびその下面に発生したボール数をカウントし、以下のように評価した。
○：実装された１０個のチップ部品の周辺およびその下面に発生したボール数が０個
△：実装された１０個のチップ部品の周辺およびその下面に発生したボール数が０個超え５個以下
×：実装された１０個のチップ部品の周辺およびその下面に発生したボール数が５個超え１０個以下
<Ball suppression>
Each test substrate was produced under the same conditions as in the void suppression test.
Next, each of the test substrates was observed with an X-ray transmission device (product name: SMX-160E, manufactured by Shimadzu Corporation), and the number of balls generated around the chip component and on the lower surface thereof was counted. Evaluated.
○: The number of balls generated on the periphery of the 10 chip components mounted on the lower surface thereof is 0. Δ: The number of balls generated on the periphery of the mounted 10 chip components and the lower surface thereof is 0 and less than 5 ×: The number of balls generated on the periphery and the lower surface of 10 mounted chip components is more than 5 and less than 10
＜銅板腐食抑制＞
各ソルダペーストについてＪＩＳ規定Ｚ ３２８４（１９９４）に準拠し各試験基板を作製および銅板腐食試験を行い、以下のように評価した。
○：腐食なし
×：腐食あり
<Copper plate corrosion suppression>
About each solder paste, each test board | substrate was produced and the copper plate corrosion test was performed based on JIS prescription | regulation Z3284 (1994), and it evaluated as follows.
○: No corrosion ×: Corrosion
＜絶縁抵抗＞
各ソルダペーストについてＪＩＳ規定Ｚ ３２８４（１９９４）に準拠し各試験基板を作製し、その電極間の絶縁抵抗を８５℃、８５％Ｒ．Ｈ．（相対湿度）、印加電圧３２Ｖ直流の条件下で測定し、以下のように評価した。
○：測定初期値が１．０×１０９Ω以上
△：測定初期値が１．０×１０８Ω以上、１．０×１０９Ω未満
×：測定初期値が１．０×１０８Ω未満
<Insulation resistance>
Each solder paste was prepared for each solder paste in accordance with JIS standard Z 3284 (1994), and the insulation resistance between the electrodes was 85 ° C., 85% R.D. H. (Relative humidity) was measured under the condition of an applied voltage of 32 V DC and evaluated as follows.
○: Initial measurement value is 1.0 × 10 9 Ω or more Δ: Initial measurement value is 1.0 × 10 8 Ω or more, less than 1.0 × 10 9 Ω ×: Initial measurement value is 1.0 × 10 8 Ω Less than
以上、実施例に示す通り、本実施例のフラックス組成物は、−４０℃／３０分〜１２５℃／３０分を１サイクルとする冷熱衝撃試験を２，０００サイクル与えた後の接着力を０．２Ｎ／ｍｍ２以上に保つことができる。そのため、これを用いたソルダペースト組成物がボイド抑制、フラックス飛散抑制およびフラックス残渣の絶縁性といったソルダペースト組成物に求められる特性を有しつつ、更に形成されるフラックス残渣に良好な接着力を付与することができ、寒暖の差が激しく冷熱衝撃が大きい環境下においてもフラックス残渣およびはんだ接合部の亀裂発生およびその進展の抑制効果を奏することができる。そしてこれに起因して、はんだ接合体のシェア強度の低下も抑性される。
このようなフラックス組成物およびソルダペースト組成物を用いた電子回路基板は、特に高信頼性が要求されると共に寒暖の差が激しく冷熱衝撃が大きい環境下においても好適に用いることができる。
As described above, as shown in the examples, the flux composition of this example has an adhesive force of 0 after giving 2,000 cycles of a thermal shock test in which one cycle is −40 ° C./30 minutes to 125 ° C./30 minutes. It can be kept at 2 N / mm 2 or more. Therefore, the solder paste composition using this has the characteristics required for the solder paste composition such as void suppression, flux scattering suppression, and flux residue insulation, but also gives good adhesion to the formed flux residue. Even in an environment where there is a large difference in temperature and a large thermal shock, the effect of suppressing the occurrence of cracks in the flux residue and solder joints and the progress thereof can be achieved. As a result, a decrease in the shear strength of the solder joint is also suppressed.
An electronic circuit board using such a flux composition and a solder paste composition can be suitably used even in an environment where high reliability is required and there is a great difference in temperature and temperature and a large thermal shock.
１ 基板
２ 電極
３ ソルダレジスト膜
４ はんだ接合体
４１ はんだ接合部
４２ フラックス残渣
５ 電子部品
６ 外部電極
７ 端部
１００ 電子回路基板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Board |
Claims (10)
前記合成樹脂（Ａ）は、（Ａ−１）メタクリル酸と炭素数２以上のアルキル基を有するモノマーとを含むモノマー類を重合したアクリル樹脂を含み、
前記活性剤（Ｂ）は、（Ｂ−１）臭素原子およびカルボキシル基を有する炭素数２から６の脂肪酸と、（Ｂ−２）下記一般式（１）で表される化合物とを含み、
前記臭素原子およびカルボキシル基を有する炭素数２から６の脂肪酸（Ｂ−１）と前記下記一般式（１）で表される化合物（Ｂ−２）との配合比は、それぞれ１５：８５から７０：３０であることを特徴とするフラックス組成物。
The synthetic resin (A) includes an acrylic resin obtained by polymerizing monomers including (A-1) methacrylic acid and a monomer having an alkyl group having 2 or more carbon atoms,
The activator (B) includes (B-1) a fatty acid having 2 to 6 carbon atoms having a bromine atom and a carboxyl group, and (B-2) a compound represented by the following general formula (1) :
The compounding ratio of the fatty acid (B-1) having 2 to 6 carbon atoms having a bromine atom and a carboxyl group and the compound (B-2) represented by the following general formula (1) is 15:85 to 70, respectively. : The flux composition characterized by being 30 .
前記ソルダペースト組成物を印刷した前記基板上に電子部品を搭載し、
前記電子部品を搭載した前記基板を所定の温度でリフローすることで前記はんだ合金粉末からなるはんだ接合部と前記フラックス組成物からなるフラックス残渣を有するはんだ接合体を形成する方法であって、
当該方法により形成された前記はんだ接合体に−４０℃／３０分〜１２５℃／３０分を１サイクルとする冷熱衝撃試験を２，０００サイクル与える前と与えた後のはんだシェア強度の低下率が５０％以下であることを特徴とするはんだ接合体の形成方法。 Printing the solder paste composition according to claim 7 or 8 on a substrate;
An electronic component is mounted on the substrate on which the solder paste composition is printed,
A method of forming a solder joint having a solder joint portion made of the solder alloy powder and a flux residue made of the flux composition by reflowing the substrate on which the electronic component is mounted at a predetermined temperature,
Decreasing rate of solder shear strength before and after giving 2,000 cycles of a thermal shock test in which one cycle of −40 ° C./30 minutes to 125 ° C./30 minutes is applied to the solder joint formed by the method. A method for forming a solder joint, characterized by being 50% or less.
基板上に電極およびソルダレジスト膜を形成し、
請求項７または請求項８に記載のソルダペースト組成物を基板上に印刷し、
前記ソルダペースト組成物を印刷した前記基板上に電子部品を搭載し、
前記電子部品を搭載した前記基板を所定の温度でリフローすることで前記はんだ合金粉末からなるはんだ接合部と前記フラックス組成物からなるフラックス残渣を有するはんだ接合体が前記基板上に形成され、
前記フラックス残渣は前記基板および前記ソルダレジスト膜の少なくとも一方と前記電子部品との間に介在し、
前記はんだ接合体に−４０℃／３０分〜１２５℃／３０分を１サイクルとする冷熱衝撃試験を２，０００サイクル与える前と与えた後のはんだシェア強度の低下率が５０％以下であることを特徴とする電子回路基板の製造方法。 An electronic circuit board manufacturing method comprising:
Form an electrode and solder resist film on the substrate,
Printing the solder paste composition according to claim 7 or 8 on a substrate;
An electronic component is mounted on the substrate on which the solder paste composition is printed,
By reflowing the substrate on which the electronic component is mounted at a predetermined temperature, a solder joint having a solder joint portion made of the solder alloy powder and a flux residue made of the flux composition is formed on the substrate,
The flux residue is interposed between at least one of the substrate and the solder resist film and the electronic component,
The decrease rate of the solder shear strength is 50% or less before and after giving 2,000 cycles of the thermal shock test of -40 ° C./30 minutes to 125 ° C./30 minutes to the solder joint. A method of manufacturing an electronic circuit board characterized by the above.
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