JP6522674B2 - Flux composition, solder paste and electronic circuit board - Google Patents

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本発明は、フラックス組成物、ソルダペースト及び電子回路基板に関する。   The present invention relates to a flux composition, a solder paste and an electronic circuit board.

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る電子回路に電子部品を接合するには、はんだ合金を用いたはんだ接合方法が採用されている。従来、前記はんだ合金には鉛を使用するのが一般的であった。しかし環境負荷の観点からRoHS指令等によって鉛の使用が制限されたため、近年では鉛を含有しない、所謂鉛フリーはんだ合金を用いたはんだ接合が一般的になりつつある。   In order to bond electronic components to an electronic circuit formed on a substrate such as a printed wiring board or a silicon wafer, a solder bonding method using a solder alloy is employed. Conventionally, it has been common to use lead as the solder alloy. However, since the use of lead is restricted by the RoHS directive and the like from the viewpoint of environmental load, in recent years, solder bonding using a so-called lead-free solder alloy containing no lead is becoming popular.

この鉛フリーはんだ合金には、例えばSn−Cu系、Sn−Ag−Cu系、Sn−Bi系、Sn−Zn系はんだ合金等がよく用いられる。その中でもテレビ、携帯電話等に使用される民生用電子機器や自動車に搭載される車載用電子機器には、Sn−3Ag−0.5Cuはんだ合金が多く使用されている。   As the lead-free solder alloy, for example, Sn-Cu-based, Sn-Ag-Cu-based, Sn-Bi-based, and Sn-Zn-based solder alloys are often used. Among them, Sn-3Ag-0.5Cu solder alloy is often used in consumer electronic devices used in TVs, mobile phones and the like and in-vehicle electronic devices mounted in automobiles.

また近年では、例えば電子制御装置に用いられる電子回路基板のように、エンジンコンパートメントやエンジン直載、またはモーターとの機電一体化といった寒暖差が特に激しく(例えば−30℃から110℃、−40℃から125℃、−40℃から150℃といった寒暖差)、加えて振動負荷を受けるような過酷な環境下での電子回路基板の配置の検討及び実用化がなされている。   Also, in recent years, as in the case of electronic circuit boards used in electronic control devices, for example, the temperature difference between the engine compartment, engine directly mounted, or electromechanical integration with a motor is particularly severe (for example, -30 ° C to 110 ° C, -40 ° C) C., a temperature difference of -40.degree. C. to 150.degree. C.), and the placement of the electronic circuit board in a severe environment where vibration load is additionally applied are studied and put into practical use.

特許文献1から特許文献7には、このような寒暖差の激しい環境下におかれる車載用電子回路基板に用いるはんだ合金において、その機械特性の向上を目的として酸化性の高いIn、Bi及びSbといった元素を添加する方法が開示されている。   Patent documents 1 to 7 disclose that a solder alloy used for a vehicle electronic circuit board which is placed in such an environment with a large temperature difference is a highly oxidized In, Bi and Sb for the purpose of improving the mechanical characteristics. Methods of adding such elements are disclosed.

また特許文献8には、酸化性の高い元素を含むはんだ合金を用いたソルダペーストの経時変化を抑制するために、ソルダペースト用フラックスに活性剤として炭素数3〜5のジカルボン酸と炭素数15〜20のジカルボン酸を併用する方法が開示されている。   Moreover, in patent document 8, in order to suppress the time-dependent change of the solder paste using the solder alloy containing the element with high oxidation property, the flux with solder paste uses a dicarboxylic acid having 3 to 5 carbon atoms and 15 carbon atoms as an activator. A method is disclosed in which -20 dicarboxylic acids are used in combination.

特開平5−228685号公報JP-A-5-228685 特開平9−326554号公報Unexamined-Japanese-Patent No. 9-326554 特開2000−190090号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2000-190090 特開2000−349433号公報JP 2000-349433 A 特開2008−28413号公報JP 2008-28413 A 国際公開パンフレットWO2009/011341号International Publication Pamphlet WO2009 / 011341 特開2012−81521号公報JP 2012-81521 A 特開2003−260589号公報Japanese Patent Application Publication No. 2003-260589

しかし、Sn−3Ag−0.5Cu系はんだ合金は、従来のSn−Pb共晶はんだに比べて固相線温度・液相線温度が約40℃以上も高く、また粘性の高いCuも含有されている。そのためフラックス組成物に含まれる活性剤がSn−3Ag−0.5Cu系はんだ合金の酸化膜を十分に除去できないと、特にこれをソルダペーストに用いてはんだ接合する場合、その接合中にボイドが発生し易く、且つ形成されたはんだ接合部にボイドが残留し易くなる虞がある。
特にSn−Ag−Cu系はんだ合金にBi、In及びSbといった酸化性の高い元素を添加する場合、Sn−3Ag−0.5Cu系はんだ合金よりも表面酸化膜を十分に除去し難い傾向にある。そのため使用するフラックス組成物の活性力が不十分であると、特にこれをソルダペーストに用いてはんだ接合する場合、溶融した前記はんだ合金からなる合金粉末の粘性が下がり難くなりはんだ接合部にボイドが残留し易く、当該合金粉末同士が凝集・融合し難くなりはんだボールが発生し易いという問題がある。はんだボールは基板上に実装された電子部品の電極とソルダ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ため、特に高信頼性が要求される車載用電子回路基板においては、はんだボールの発生の抑制は重要な課題の一つである。
またBall Grid Array(BGA)部品等のはんだ接合に用いられるソルダボールにおいても、はんだ合金の酸化膜の除去が不十分であると基板上の電極と電子部品上の電極との接合不良が起こり易くなる。特にSn−Ag−Cu系はんだ合金にBi、In及びSbといった酸化性の高い元素を添加したソルダボールを使用する場合、上述の接合不良は更に起こり易くなる。
However, Sn-3Ag-0.5Cu-based solder alloy contains solidus temperature and liquidus temperature higher by about 40 ° C or more than conventional Sn-Pb eutectic solder, and also contains Cu with high viscosity. ing. Therefore, if the activator contained in the flux composition can not sufficiently remove the oxide film of the Sn-3Ag-0.5Cu-based solder alloy, voids are generated during the bonding, particularly when the solder paste is used for the solder paste. There is a possibility that voids may easily remain in the formed solder joint.
In particular, when an element having a high oxidizing property such as Bi, In and Sb is added to a Sn-Ag-Cu solder alloy, the surface oxide film tends to be more difficult to remove sufficiently than a Sn-3Ag-0.5Cu solder alloy. . Therefore, if the activity of the flux composition used is insufficient, particularly when solder bonding using this as a solder paste, the viscosity of the alloy powder consisting of the molten solder alloy does not easily decrease, and voids are formed in the solder joint. There is a problem that the alloy powder tends to remain, and the alloy powders are less likely to be aggregated or fused, and solder balls are easily generated. Solder balls cause open defects and shorts, such as non-fusion of electrode paste of an electronic component mounted on a substrate and solder paste. Therefore, solder balls are particularly required for automotive electronic circuit boards requiring high reliability. Control of the occurrence of is one of the important issues.
Also in solder balls used for solder bonding such as Ball Grid Array (BGA) parts, if the removal of the oxide film of the solder alloy is insufficient, bonding failure between the electrode on the substrate and the electrode on the electronic component easily occurs. Become. In particular, in the case of using a solder ball in which an element having a high oxidizing property such as Bi, In and Sb is added to a Sn—Ag—Cu-based solder alloy, the above-mentioned joint failure is more likely to occur.

上述したはんだ合金の表面酸化膜の除去不十分によるはんだボールの発生や接合不良を抑制するために活性力の強い活性剤と活性力の弱い活性剤とを併用した場合であっても、これらの組み合わせのみではBi、In及びSb等を含むはんだ合金への酸化作用が不十分となり、はんだボールやボイドの発生及び接合不良の抑制効果を十分に発揮し難い虞がある。   Even in the case where an activator having a strong activity and a activator having a weak activity are used in combination to suppress the generation of solder balls and joint defects due to insufficient removal of the surface oxide film of the solder alloy described above, If the combination alone is used, the oxidizing action to the solder alloy containing Bi, In, Sb, etc. becomes insufficient, and there is a possibility that it is difficult to sufficiently exhibit the effect of suppressing the generation of solder balls and voids and bonding defects.

本発明は上記課題を解決するものであり、酸化性の強い合金元素を含むはんだ合金を用いる場合であってもはんだ接合部のボイド発生、はんだボールの発生及びはんだ接合不良を抑制しつつ、良好な印刷性を発揮することのできるフラックス組成物、ソルダペースト及びこれを用いて形成されるはんだ接合体を有する電子回路基板を提供することをその目的とする。   The present invention solves the above-described problems, and even when using a solder alloy containing a strongly oxidizing alloy element, it is possible to suppress void generation in a solder joint, generation of solder balls, and solder joint defects while being good. It is an object of the present invention to provide an electronic circuit board having a flux composition capable of exhibiting excellent printability, a solder paste, and a solder joint formed using the same.

(1)本発明に係るフラックス組成物は、(A)ベース樹脂と、(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、前記活性剤(B)の配合量はフラックス組成物全量に対して4.5質量%以上35質量%以下であり、前記活性剤(B)として(B−1)炭素数が3から4の直鎖の飽和ジカルボン酸をフラックス組成物全量に対して0.5質量%以上3質量%以下、(B−2)炭素数が5から13のジカルボン酸をフラックス組成物全量に対して2質量%以上15質量%以下、及び(B−3)炭素数が20から22のジカルボン酸をフラックス組成物全量に対して2質量%以上15質量%以下含むことをその特徴とする。 (1) A flux composition according to the present invention is a flux composition comprising (A) a base resin, (B) an activator, (C) a thixo agent, and (D) a solvent, wherein the activator The compounding amount of (B) is 4.5% by mass or more and 35% by mass or less based on the total amount of the flux composition, and as the activator (B), (B-1) linear saturated having 3 to 4 carbon atoms The dicarboxylic acid is 0.5% to 3% by mass with respect to the total amount of the flux composition, and (B-2) the dicarboxylic acid having 5 to 13 carbon atoms is 2% to 15% by mass to the total amount of the flux composition Hereinafter, and (B-3) is characterized in that it contains a dicarboxylic acid having 20 to 22 carbon atoms in an amount of 2% by mass to 15% by mass with respect to the total amount of the flux composition.

(2)上記(1)に記載の構成にあって、前記炭素数が3から4の直鎖の飽和ジカルボン酸(B−1)はマロン酸及びコハク酸の少なくとも一方であり、前記炭素数が5から13のジカルボン酸(B−2)はグルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、2−メチルアゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸及びトリデカン二酸から選ばれる少なくとも1種であり、前記炭素数が20から22のジカルボン酸(B−3)はエイコサ二酸、8−エチルオクタデカン二酸、8,13−ジメチル−8,12−エイコサジエン二酸及び11−ビニル−8−オクタデセン二酸から選ばれる少なくとも1種であることをその特徴とする。 (2) In the constitution described in the above (1), the linear saturated dicarboxylic acid having 3 to 4 carbon atoms (B-1) is at least one of malonic acid and succinic acid, and the carbon number is 5 13 dicarboxylic acid (B-2) is glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, 2-methyl azelaic acid, sebacic acid, undecane diacid, dodecane diacid and tridecanedioic acid or al The dicarboxylic acid (B-3) having at least one selected and having a carbon number of 20 to 22 is eicosadic acid, 8-ethyloctadecanedioic acid, 8,13-dimethyl-8,12-eicosadienedic acid and 11 It is characterized in that it is at least one selected from vinyl-8-octadecene diacid.

(3)上記(1)または(2)に記載の構成にあって、前記炭素数が20から22のジカルボン酸(B−3)は常温で液状または半固体状であることをその特徴とする。 (3) In the constitution described in the above (1) or (2), the dicarboxylic acid (B-3) having 20 to 22 carbon atoms is characterized in that it is liquid or semisolid at normal temperature. .

(4)本発明に係るフラックス組成物は、上記(1)から(3)のいずれか1に記載の構成にあって、酸化防止剤を更に含むことをその特徴とする。 (4) The flux composition according to the present invention has the feature described in any one of the above (1) to (3), further including 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、前記ベース樹脂(A)は(A−1)ロジン系樹脂を含むことをその特徴とする。 (5) In the constitution according to any one of (1) to (4) above, the base resin (A) is characterized by containing (A-1) a rosin resin.

(6)上記(5)に記載の構成にあって、前記ベース樹脂(A)は更に(A−2)合成樹脂を含むことをその特徴とする。 (6) In the configuration described in (5) above, the base resin (A) further includes (A-2) a synthetic resin.

(7)本発明に係るソルダペーストは、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 according to the present invention is characterized by containing the flux composition according to any one of the above (1) to (6) 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Sn並びにPb、Ag、Bi、In及びSbから選ばれる少なくとも1種を含む合金からなることをその特徴とする。 (8) In the configuration described in the above (7), the solder alloy powder is characterized by being composed of Sn and an alloy containing at least one selected from Pb, Ag, Bi, In and Sb.

(9)本発明に係る電子回路基板は、上記(7)または(8)に記載のソルダペーストを用いて形成されるはんだ接合体を有することをその特徴とする。 (9) The electronic circuit board according to the present invention is characterized by having a solder joint formed using the solder paste according to (7) or (8) above.

本発明のフラックス組成物、ソルダペースト及びこれを用いて形成されるはんだ接合体を有する電子回路基板は、酸化性の強い合金元素を含むはんだ合金を用いる場合であってもはんだ接合部のボイド発生、はんだボールの発生及びはんだ接合不良を抑制しつつ、良好な印刷性を発揮することができる。   The flux composition of the present invention, the solder paste, and the electronic circuit board having a solder joint formed using the same have void formation in the solder joint even when using a solder alloy containing a strongly oxidizing alloy element. Thus, good printability can be exhibited while suppressing generation of solder balls and solder joint defects.

本発明の実施例及び比較例に係る試験基板において、チップ部品の電極下の領域及びフィレットが形成されている領域を表す、X線透過装置を用いてチップ部品側から撮影した写真。The test board which concerns on the Example and comparative example of this invention WHEREIN: The photograph image | photographed from the chip component side using the X-ray transmission apparatus showing the area | region under the electrode of chip components, and the area | region in which the fillet is formed.

以下、本発明のフラックス組成物、ソルダペースト及び電子回路基板の一実施形態を詳述する。なお、本発明が以下の実施形態に限定されるものではないことはもとよりである。   Hereinafter, one embodiment of the flux composition, solder paste and electronic circuit board of the present invention will be described in detail. In addition, it is of course that the present invention is not limited to the following embodiments.

(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)ベース樹脂と、(B)活性剤と、(C)チキソ剤と、(D)溶剤とを含むことが好ましい。
(1) Flux Composition The flux composition of the present embodiment preferably contains (A) a base resin, (B) an activator, (C) a thixo agent, and (D) a solvent.

(A)ベース樹脂
前記ベース樹脂(A)としては、例えば(A−1)ロジン系樹脂及び(A−2)合成樹脂の少なくとも一方を用いることが好ましい。
前記ロジン系樹脂(A−1)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;ロジンを重合化、水添化、不均一化、アクリル化、マレイン化、エステル化若しくはフェノール付加反応等を行ったロジン誘導体;これらロジンまたはロジン誘導体と不飽和カルボン酸(アクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸、フマル酸等)とをディールス・アルダー反応させて得られる変性ロジン樹脂等が挙げられる。これらの中でも特に変性ロジン樹脂が好ましく用いられ、アクリル酸を反応させて水素添加した水添アクリル酸変性ロジン樹脂が特に好ましく用いられる。なおこれらは1種単独でまたは複数種を混合して用いてもよい。
(A) Base resin As said base resin (A), it is preferable to use at least one of (A-1) rosin type-resin and (A-2) synthetic resin, for example.
Examples of the rosin resin (A-1) include rosin such as tall oil rosin, gum rosin, wood rosin; rosin polymerization, hydrogenation, heterogeneity, acrylation, maleation, esterification or phenol addition reaction, etc. And rosin derivatives obtained by reacting the above rosins or rosin derivatives with unsaturated carboxylic acids (acrylic acid, methacrylic acid, maleic anhydride, fumaric acid, etc.), and modified rosin resins obtained by Diels-Alder reaction. Among these, modified rosin resin is particularly preferably used, and hydrogenated acrylic acid modified rosin resin obtained by reacting acrylic acid to be hydrogenated is particularly preferably used. In addition, you may use these individually by 1 type or in mixture of multiple types.

なお前記ロジン系樹脂(A−1)の酸価は140mgKOH/gから350mgKOH/gであることが好ましく、その質量平均分子量は200Mwから1,000Mwであることが好ましい。   The acid value of the rosin resin (A-1) is preferably 140 mg KOH / g to 350 mg KOH / g, and the weight average molecular weight thereof is preferably 200 Mw to 1,000 Mw.

前記合成樹脂(A−2)としては、例えばアクリル樹脂、スチレン−マレイン酸樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、フェノキシ樹脂、テルペン樹脂、ポリアルキレンカーボネート及びカルボキシル基を有するロジン系樹脂とダイマー酸誘導体柔軟性アルコール化合物とを脱水縮合してなる誘導体化合物が挙げられる。なおこれらは1種単独でまたは複数種を混合して用いてもよい。これらの中でも特にアクリル樹脂が好ましく用いられる。   Examples of the synthetic resin (A-2) include acrylic resin, styrene-maleic acid resin, epoxy resin, urethane resin, polyester resin, phenoxy resin, terpene resin, polyalkylene carbonate, rosin resin having a carboxyl group, and dimer acid A derivative compound formed by dehydration condensation with a derivative flexible alcohol compound can be mentioned. In addition, you may use these individually by 1 type or in mixture of multiple types. Among these, acrylic resin is particularly preferably used.

前記アクリル樹脂は、例えば炭素数1から20のアルキル基を有する(メタ)アクリレートを単重合、または当該アクリレートを主成分とするモノマーを共重合することにより得られる。このようなアクリル樹脂の中でも、特にメタクリル酸と炭素鎖が直鎖状である炭素数2から20の飽和アルキル基を2つ有するモノマーを含むモノマー類とを重合して得られるアクリル樹脂が好ましく用いられる。なお当該アクリル樹脂は、1種単独でまたは複数種を混合して用いてもよい。   The acrylic resin can be obtained, for example, by homopolymerizing a (meth) acrylate having an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or copolymerizing a monomer containing the acrylate as a main component. Among such acrylic resins, acrylic resins obtained by polymerizing methacrylic acid and a monomer containing a monomer having two linear C 2 to C 20 saturated alkyl groups having a linear carbon chain are particularly preferably used. Be In addition, the said acrylic resin may be used individually by 1 type or in mixture of multiple types.

前記カルボキシル基を有するロジン系樹脂とダイマー酸誘導体柔軟性アルコール化合物とを脱水縮合してなる誘導体化合物(以下、「ロジン誘導体化合物」という。)について、先ずカルボキシル基を有するロジン系樹脂としては、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;水添ロジン、重合ロジン、不均一化ロジン、アクリル酸変性ロジン、マレイン酸変性ロジン等のロジン誘導体等が挙げられ、これら以外にもカルボキシル基を有するロジンであれば使用することができる。またこれらは1種単独でまたは複数種を混合して用いてもよい。
次に前記ダイマー酸誘導体柔軟性アルコール化合物としては、例えばダイマージオール、ポリエステルポリオール、ポリエステルダイマージオールのようなダイマー酸から誘導される化合物であって、その末端にアルコール基を有するもの等が挙げられ、例えばPRIPOL2033、PRIPLAST3197、PRIPLAST1838(以上、クローダジャパン(株)製)等を用いることができる。
前記ロジン誘導体化合物は、前記カルボキシル基を有するロジン系樹脂と前記ダイマー酸誘導体柔軟性アルコール化合物とを脱水縮合することにより得られる。この脱水縮合の方法としては一般的に用いられる方法を使用することができる。また、前記カルボキシル基を有するロジン系樹脂と前記ダイマー酸誘導体柔軟性アルコール化合物とを脱水縮合する際の好ましい質量比率は、それぞれ25:75から75:25である。
Regarding the derivative compound (hereinafter referred to as "rosin derivative compound") formed by dehydration condensation of a rosin resin having a carboxyl group and a dimer acid derivative soft alcohol compound, first, as a rosin resin having a carboxyl group, for example, Tall oil rosins, gum rosins, rosins such as wood rosins; hydrogenated rosins, polymerized rosins, heterogeneous rosins, rosin derivatives such as acrylic acid modified rosins, and acrylic acid modified rosins, and maleic acid modified rosins, etc. If it is, it can be used. Moreover, you may use these individually by 1 type or in mixture of multiple types.
Next, as the dimer acid derivative flexible alcohol compound, for example, a compound derived from a dimer acid such as dimer diol, polyester polyol, polyester dimer diol and the like having an alcohol group at the end, etc. may be mentioned. For example, PRIPOL2033, PRIPLAST 3197, and PRIPLAST 1838 (above, manufactured by Croda Japan Ltd.) can be used.
The rosin derivative compound is obtained by dehydration condensation of a rosin-based resin having the carboxyl group and the dimer acid derivative soft alcohol compound. A commonly used method can be used as a method of this dehydration condensation. In addition, the preferable mass ratio at the time of dehydrating condensation of the rosin-based resin having the carboxyl group and the dimer acid derivative flexible alcohol compound is 25:75 to 75:25, respectively.

前記合成樹脂(A−2)の酸価は0mgKOH/gから150mgKOH/gであることが好ましく、その質量平均分子量は1,000Mwから30,000Mwであることが好ましい   The acid value of the synthetic resin (A-2) is preferably 0 mg KOH / g to 150 mg KOH / g, and the mass average molecular weight thereof is preferably 1,000 Mw to 30,000 Mw

また前記ベース樹脂(A)の配合量は、フラックス組成物全量に対して10質量%以上60質量%以下であることが好ましく、30質量%以上55質量%以下であることがより好ましい。   The amount of the base resin (A) is preferably 10% by mass to 60% by mass, and more preferably 30% by mass to 55% by mass, based on the total amount of the flux composition.

前記ロジン系樹脂(A−1)を単独で用いる場合、その配合量はフラックス組成物全量に対して20質量%以上60質量%以下であることが好ましく、30質量%以上55質量%以下であることが更に好ましい。ロジン系樹脂(A−1)の配合量をこの範囲とすることで、良好なはんだ付性を実現することができる。   When using the said rosin-type resin (A-1) independently, it is preferable that the compounding quantity is 20 mass% or more and 60 mass% or less with respect to the flux composition whole quantity, and is 30 mass% or more and 55 mass% or less Is more preferred. By making the compounding quantity of rosin type-resin (A-1) into this range, favorable solderability can be implement | achieved.

また前記合成樹脂(A−2)を単独で用いる場合、その配合量はフラックス組成物全量に対して10質量%以上60質量%以下であることが好ましく、15質量%以上50質量%以下であることがより好ましい。   Moreover, when using the said synthetic resin (A-2) independently, it is preferable that the compounding quantity is 10 mass% or more and 60 mass% or less with respect to the flux composition whole quantity, and is 15 mass% or more and 50 mass% or less Is more preferred.

更に前記ロジン系樹脂(A−1)と前記合成樹脂(A−2)とを併用する場合、その配合比率はロジン系樹脂:合成樹脂=20:80から50:50であることが好ましく、25:75から40:60であることがより好ましい。   Furthermore, when using the rosin resin (A-1) and the synthetic resin (A-2) in combination, the compounding ratio is preferably rosin resin: synthetic resin = 20:80 to 50:50, and 25 More preferably, it is from 75 to 40:60.

なお前記ベース樹脂(A)としては、ロジン系樹脂(A−1)単独、またはロジン系樹脂(A−1)及び合成樹脂(A−2)としてアクリル樹脂の併用が好ましい。   In addition, as said base resin (A), rosin-type resin (A-1) independent or the combined use of an acrylic resin as rosin-type resin (A-1) and a synthetic resin (A-2) is preferable.

(B)活性剤
前記活性剤(B)として、(B−1)炭素数が3から4の直鎖の飽和ジカルボン酸をフラックス組成物全量に対して0.5質量%以上3質量%以下、(B−2)炭素数が5から13のジカルボン酸をフラックス組成物全量に対して2質量%以上15質量%以下、及び(B−3)炭素数が20から22のジカルボン酸をフラックス組成物全量に対して2質量%以上15質量%以下含むことが好ましい。
当該活性剤(B)の配合量は、4.5質量%以上35質量%以下であることが好ましく、4.5質量%以上20質量%以下であることがより好ましい。
(B) Activator As the activator (B), (B-1) a linear saturated dicarboxylic acid having 3 to 4 carbon atoms with respect to the total amount of the flux composition of 0.5% by mass or more and 3% by mass or less, (B-2) a dicarboxylic acid having 5 to 13 carbon atoms with respect to the total amount of the flux composition of 2% to 15% by mass, and (B-3) a dicarboxylic acid having a carbon number of 20 to 22 and a flux composition It is preferable to contain 2 mass% or more and 15 mass% or less with respect to the total amount.
It is preferable that it is 4.5 to 35 mass%, and, as for the compounding quantity of the said activator (B), it is more preferable that it is 4.5 to 20 mass%.

前記炭素数が3から4の直鎖の飽和ジカルボン酸(B−1)は、マロン酸及びコハク酸の少なくとも一方であることが好ましい。
また当該炭素数が3から4の直鎖の飽和ジカルボン酸(B−1)のより好ましい配合量は、フラックス組成物全量に対して0.5質量%から2質量%である。
The linear saturated dicarboxylic acid (B-1) having 3 to 4 carbon atoms is preferably at least one of malonic acid and succinic acid.
Moreover, the more preferable compounding quantity of the said C3-C4 linear saturated dicarboxylic acid (B-1) is 0.5 mass% to 2 mass% with respect to the flux composition whole quantity.

前記炭素数が5から13のジカルボン酸(B−2)における炭素鎖は直鎖であっても分鎖であってもいずれでもよいが、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、2−メチルアゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸及びトリデカン二から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。これらの中でも特にアジピン酸、スベリン酸、セバシン酸及びドデカン二酸が好ましく用いられる。
また前記炭素数が5から13のジカルボン酸(B−2)のより好ましい配合量は、フラックス組成物全量に対して3質量%から12質量%である。
The carbon chain in the dicarboxylic acid (B-2) having 5 to 13 carbon atoms may be linear or branched, but glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid , 2-methyl azelaic acid, sebacic acid, undecanoic diacid, is preferably at least one selected from dodecanoic diacid and tridecanedioic acid. Among these, adipic acid, suberic acid, sebacic acid and dodecanedioic acid are particularly preferably used.
Moreover, the more preferable compounding quantity of the said C5-C13 dicarboxylic acid (B-2) is 3 mass% to 12 mass% with respect to the flux composition whole quantity.

前記炭素数が20から22のジカルボン酸(B−3)における炭素鎖は直鎖であっても分鎖であってもいずれでもよいが、エイコサ二酸、8−エチルオクタデカン二酸、8,13−ジメチル−8,12−エイコサジエン二酸及び11−ビニル−8−オクタデセン二酸から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。   The carbon chain in the dicarboxylic acid (B-3) having a carbon number of 20 to 22 may be either linear or branched, but eicosaic acid, 8-ethyloctadecanedioic acid, 8, 13 It is preferable that it is at least one selected from -dimethyl-8,12-eicosadiene diacid and 11-vinyl-8-octadecene diacid.

また前記炭素数が20から22のジカルボン酸(B−3)としては、常温で液状または半固体状であるものがより好ましく用いられる。なお本明細書において、常温とは5℃から35℃の範囲をいう。また半固体状とは液状と固体状との間に該当する状態をいい、その一部が流動性を有する状態及び流動性はないが外力を与えると変形する状態を言う。このような前記炭素数が20から22のジカルボン酸(B−3)としては、特に8−エチルオクタデカン二酸が好ましく用いられる。   Moreover, as said C20-C22 dicarboxylic acid (B-3), what is liquid or semisolid at normal temperature is used more preferably. In the present specification, normal temperature refers to a range of 5 ° C. to 35 ° C. The semi-solid state refers to a state corresponding to a liquid state and a solid state, and refers to a state in which a part has fluidity and a state in which there is no fluidity but is deformed when an external force is applied. As such a dicarboxylic acid (B-3) having 20 to 22 carbon atoms, particularly, 8-ethyloctadecanedioic acid is preferably used.

また前記炭素数が20から22のジカルボン酸(B−3)のより好ましい配合量は、フラックス組成物全量に対して3質量%から12質量%である。   Moreover, the more preferable compounding quantity of the said C20-C22 dicarboxylic acid (B-3) is 3 mass% to 12 mass% with respect to the flux composition whole quantity.

前記活性剤(B)として前記活性剤(B−1)、(B−2)及び(B−3)のそれぞれの炭素数の範囲に該当するジカルボン酸を上記配合量により配合することにより、本実施形態のフラックス組成物は、Bi、In及びSbといった酸化性の高い元素を添加したはんだ合金を使用した場合であっても十分にその酸化膜を除去することができる。よってこれをソルダペーストに用いる場合、前記はんだ合金からなる合金粉末同士の凝集力の向上及びはんだ溶融時の粘性の低減を図れ、これにより電子部品脇に発生するはんだボールやはんだ接合部に発生するボイドを低減することができる。またソルダボールによるはんだ接合を行う場合であっても、当該ソルダボールの表面酸化を十分に抑制し得るため、基板上の電極と電子部品の電極との接合不良を抑制することができる。   By blending, as the activator (B), a dicarboxylic acid corresponding to the range of the carbon number of each of the activators (B-1), (B-2) and (B-3) according to the above blending amount, The flux composition of the embodiment can sufficiently remove the oxide film even when using a solder alloy to which a highly oxidizing element such as Bi, In and Sb is added. Therefore, when this is used for a solder paste, it is possible to improve the cohesion of alloy powders comprising the above-mentioned solder alloy and reduce the viscosity at the time of melting the solder, thereby generating solder balls and solder joints generated at the side of electronic components. Voids can be reduced. In addition, even in the case of performing solder bonding using solder balls, since surface oxidation of the solder balls can be sufficiently suppressed, bonding failure between the electrode on the substrate and the electrode of the electronic component can be suppressed.

特にソルダペーストに用いる場合、前記炭素数が3から4の直鎖の飽和ジカルボン酸(B−1)は、前記フラックス組成物と前記合金粉末とを混練する際、その一部が前記合金粉末の表面をコーティングしてその表面酸化を抑制し得る。また前記炭素数が20から22のジカルボン酸(B−3)は反応性が遅いことから長時間に渡る基板へのソルダペーストの印刷工程においても安定的であり且つリフロー加熱中においても揮発し難いことから、溶融した前記合金粉末の表面を被覆して還元作用により酸化を抑制することができる。
但し前記炭素数20から22のジカルボン酸(B−3)は活性力が低く、前記炭素数3から4の直鎖の飽和ジカルボン酸(B−1)との組み合わせのみでは前記合金粉末表面の酸化膜を十分に除去できない虞がある。そのため、特にBi、In及びSb等を含むはんだ合金の粉末を用いた場合、当該合金粉末への酸化作用が不十分となり、はんだボールやボイドの抑制効果を十分に発揮し難い。
In particular, when used for solder paste, when the linear saturated dicarboxylic acid (B-1) having 3 to 4 carbon atoms is kneaded with the flux composition and the alloy powder, a part thereof is the same as that of the alloy powder. The surface may be coated to inhibit its surface oxidation. Further, since the dicarboxylic acid (B-3) having 20 to 22 carbon atoms is slow in reactivity, it is stable also in the printing process of solder paste on a substrate over a long time, and it is difficult to volatilize even during reflow heating Thus, the surface of the molten alloy powder can be coated to suppress oxidation by the reduction action.
However, the C20 to C22 dicarboxylic acid (B-3) has low activity, and the oxidation of the surface of the alloy powder is caused only by the combination with the C3 to C4 linear saturated dicarboxylic acid (B-1). There is a possibility that the film can not be removed sufficiently. Therefore, particularly when a powder of a solder alloy containing Bi, In, Sb, etc. is used, the oxidation action to the alloy powder becomes insufficient, and it is difficult to sufficiently exhibit the effect of suppressing solder balls and voids.

しかし本実施形態のフラックス組成物は、前記(B−1)及び(B−3)の活性剤に更にプリヒート中から強力な活性力を発揮する炭素数が5から13のジカルボン酸(B−2)を所定量含有するため、フラックス残さの信頼性を確保しつつ、このような合金粉末を使用した場合であっても十分に酸化膜を除去することができるようになる。そのため、本実施形態のフラックス組成物は、前記合金粉末同士の凝集力を向上し、且つはんだ溶融時の粘性を低減させることにより、電子部品脇に発生するはんだボールやはんだ接合部に発生するボイドを低減することができる。またこのような作用により、当該フラックス組成物をソルダボールに使用した場合にも基板上の電極と電子部品上の電極との接合不良を抑制することができる。   However, the flux composition of the present embodiment is a dicarboxylic acid having 5 to 13 carbon atoms which exerts a strong activity during preheating to the activators of (B-1) and (B-3) (B-2) Since a predetermined amount of C) is contained, the reliability of the flux residue can be ensured, and the oxide film can be sufficiently removed even when such an alloy powder is used. Therefore, the flux composition of the present embodiment improves the cohesion of the alloy powders and reduces the viscosity at the time of melting the solder, thereby causing voids generated in the solder ball and the solder joint portion at the side of the electronic component. Can be reduced. Further, due to such an action, even when the flux composition is used for solder balls, it is possible to suppress the bonding failure between the electrode on the substrate and the electrode on the electronic component.

即ち本実施形態のフラックス組成物は、前記活性剤(B−1)、(B−2)及び(B−3)という特定の炭素数の範囲に該当するジカルボン酸を所定の配合量にて組み合わせて配合することにより、所謂短鎖のジカルボン酸と長鎖のジカルボン酸との組み合わせよりも更に良好なはんだ合金への酸化還元作用を発揮し得る。またこのような活性剤を組み合わせたフラックス組成物は良好な印刷性をも発揮することができる。   That is, in the flux composition of the present embodiment, dicarboxylic acids corresponding to the specific carbon number range of the activators (B-1), (B-2) and (B-3) are combined in a predetermined blending amount By blending it, it is possible to exhibit a redox effect to a solder alloy better than the combination of so-called short chain dicarboxylic acid and long chain dicarboxylic acid. Moreover, the flux composition which combined such an activator can also exhibit favorable printability.

本実施形態のフラックス組成物には、上記効果を阻害しない範囲で他の活性剤を配合することができる。
このような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、有機アミン塩等が挙げられる。具体的には、ジフェニルグアニジン臭化水素酸塩、シクロヘキシルアミン臭化水素酸塩、ジエチルアミン塩、ダイマー酸、レブリン酸、乳酸、アクリル酸、安息香酸、サリチル酸、アニス酸、クエン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、アントラニル酸、ピコリン酸及び3−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸等が挙げられる。これらは1種単独でまたは複数種を混合して用いてもよい。
当該他の活性剤の配合量は、フラックス組成物全量に対して0質量%超20質量%以下であることが好ましい。
Other active agents can be blended with the flux composition of the present embodiment as long as the above effects are not inhibited.
Examples of such other activators include amine salts (inorganic acid salts and organic acid salts) such as hydrogen halides of organic amines, organic acids, organic acid salts, organic amine salts and the like. Specifically, diphenyl guanidine hydrobromide, cyclohexylamine hydrobromide, diethylamine salt, dimer acid, levulinic acid, lactic acid, acrylic acid, benzoic acid, salicylic acid, anisic acid, citric acid, 1,4- Examples thereof include cyclohexanedicarboxylic acid, anthranilic acid, picolinic acid and 3-hydroxy-2-naphthoic acid. You may use these individually by 1 type or in mixture of multiple types.
It is preferable that the compounding quantity of the said other activator is more than 0 mass% and 20 mass% or less with respect to the flux composition whole quantity.

(C)チキソ剤
前記チキソ剤(C)としては、例えば水素添加ヒマシ油、脂肪酸アマイド類、飽和脂肪酸ビスアミド類、オキシ脂肪酸、ジベンジリデンソルビトール類が挙げられる。これらは1種単独でまたは複数種を混合して用いてもよい。
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2質量%以上15質量%以下であることが好ましく、2質量%以上10質量%以下であることがより好ましい。
(C) Thixo agent Examples of the thixo agent (C) include hydrogenated castor oil, fatty acid amides, saturated fatty acid bisamides, oxyfatty acid and dibenzylidene sorbitols. You may use these individually by 1 type or in mixture of multiple types.
The compounding amount of the thixotropic agent (C) is preferably 2% by mass to 15% by mass, and more preferably 2% by mass to 10% by mass, with respect to the total amount of the flux composition.

(D)溶剤
前記溶剤(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、ヘキシルジグリコール、(2−エチルヘキシル)ジグリコール、フェニルグリコール、ブチルカルビトール、オクタンジオール、αテルピネオール、βテルピネオール、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、トリメリット酸トリス(2−エチルヘキシル)、セバシン酸ビスイソプロピル等が挙げられる。これらは1種単独でまたは複数種を混合して用いてもよい。
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質量%以上50質量%以下であることが好ましく、25質量%以上40質量%以下であることがより好ましい。
(D) Solvent As the solvent (D), for example, isopropyl alcohol, ethanol, acetone, toluene, xylene, ethyl acetate, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, hexyl diglycol, (2-ethylhexyl) diglycol, phenyl glycol, butyl carbitol And octanediol, α-terpineol, β-terpineol, tetraethylene glycol dimethyl ether, tris (2-ethylhexyl) trimellitate, bisisopropyl sebacate and the like. You may use these individually by 1 type or in mixture of multiple types.
The content of the solvent (D) is preferably 20% by mass to 50% by mass, and more preferably 25% by mass to 40% by mass, based on the total amount of the flux composition.

本実施形態のフラックス組成物には、前記はんだ合金の酸化を抑える目的で酸化防止剤を配合することができる。この酸化防止剤としては、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。そ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。これらは1種単独でまたは複数種を混合して用いてもよい。
前記酸化防止剤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質量%以上5質量%程度以下であることが好ましい。
An antioxidant can be added to the flux composition of the present embodiment for the purpose of suppressing the oxidation of the solder alloy. Examples of the antioxidant include hindered phenol-based antioxidants, phenol-based antioxidants, bisphenol-based antioxidants, polymer-type antioxidants, and the like. Among them, hindered phenol-based oxidizing agents are particularly preferably used. You may use these individually by 1 type or in mixture of multiple types.
Although the compounding quantity of the said antioxidant is not specifically limited, Generally, it is preferable that they are 0.5 mass% or more and about 5 mass% or less with respect to the flux composition whole quantity.

本実施形態のフラックス組成物には、必要に応じて添加剤を配合することができる。前記添加剤としては、例えば消泡剤、界面活性剤、つや消し剤及び無機フィラー等が挙げられる。これらは1種単独でまたは複数種を混合して用いてもよい。
前記添加剤の配合量は、フラックス組成物全量に対して0.5質量%以上20質量%以下であることが好ましく、1質量%以上15質量%以下であることがより好ましい。
Additives can be blended into the flux composition of the present embodiment as required. As said additive, an antifoamer, surfactant, a matting agent, an inorganic filler etc. are mentioned, for example. You may use these individually by 1 type or in mixture of multiple types.
The blending amount of the additive is preferably 0.5% by mass or more and 20% by mass or less, and more preferably 1% by mass or more and 15% by mass or less based on the total amount of the flux composition.

(2)ソルダペースト
本実施形態のソルダペーストは、前記フラックス組成物とはんだ合金からなるはんだ合金粉末とを含むことが好ましい。
(2) Solder paste It is preferable that the solder paste of this embodiment contains the said flux composition and the solder alloy powder which consists of a solder alloy.

<はんだ合金粉末>
前記はんだ合金粉末としては、無鉛のはんだ合金の粉末が好ましく用いられる。そして本実施形態のソルダペーストは、使用するはんだ合金の成分を問わず、またBi、In及びSb等の酸化性の高い成分を使用した場合であってもはんだ接合部のボイド発生、はんだボールの発生及びはんだ接合不良を抑制しつつ、良好な印刷性を発揮することができる。
<Solder alloy powder>
As the solder alloy powder, a lead-free solder alloy powder is preferably used. The solder paste according to the present embodiment is not limited to the components of the solder alloy to be used, and even when the components having high oxidizing properties such as Bi, In and Sb are used, void generation in the solder joint, solder ball Good printability can be exhibited while suppressing occurrence and solder joint defects.

前記はんだ合金粉末に用いることのできる合金の例示としては、例えばSn並びにAg、Bi、In、Sb、Cu、Zn、Ga、Ge、Au、Pa、Ni、Cr、Al、P、Cd、Tl、Se、Ti、Si及びMg等から選ばれる少なくとも1種を含む合金が挙げられる。なお上記に挙げた元素以外であってもその組み合わせに使用することは可能である。   Examples of alloys that can be used for the solder alloy powder include, for example, Sn and Ag, Bi, In, Sb, Cu, Zn, Ga, Ge, Au, Pa, Ni, Cr, Al, P, Cd, Tl, Alloys containing at least one selected from Se, Ti, Si, Mg and the like can be mentioned. In addition, even if it is except the element quoted above, it is possible to use for the combination.

本実施形態のソルダペーストは、例えば前記フラックス組成物と前記はんだ合金粉末とを混練することにより得られる。
前記はんだ合金粉末と前記フラックス組成物との配合比率は、はんだ合金粉末:フラックス組成物の比率で65:35から95:5であることが好ましい。より好ましいその配合比率は85:15から93:7であり、特に好ましい配合比率は87:13から92:8である。
The solder paste of this embodiment can be obtained, for example, by kneading the flux composition and the solder alloy powder.
The compounding ratio of the solder alloy powder to the flux composition is preferably 65:35 to 95: 5 in the ratio of solder alloy powder: flux composition. The more preferable blending ratio is 85:15 to 93: 7, and the particularly preferred blending ratio is 87:13 to 92: 8.

なお前記合金粉末の平均粒子径は1μm以上40μm以下であることが好ましく、5μm以上35μm以下であることがより好ましく、10μm以上30μm以下であることが特に好ましい。   The average particle diameter of the alloy powder is preferably 1 μm to 40 μm, more preferably 5 μm to 35 μm, and particularly preferably 10 μm to 30 μm.

(3)電子回路基板
本実施形態の電子回路基板は、前記ソルダペーストを用いて形成されるはんだ接合部とフラックス残さ(本明細書においては当該はんだ接合部とフラックス残さとを合わせて「はんだ接合体」という。)を有することが好ましい。当該電子回路基板は、例えば基板上の所定の位置に電極及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。そして前記基板上には、少なくともはんだ接合部に接着するようにフラックス残さが付着している。
(3) Electronic Circuit Board The electronic circuit board of the present embodiment includes the solder joint portion formed using the solder paste and the flux residue (in the present specification, the solder joint portion and the flux residue are combined to form a “solder joint It is preferable to have a body. The said electronic circuit board forms an electrode and a solder resist film in the predetermined position on a board | substrate, for example, prints the solder paste of this embodiment using the mask which has a predetermined pattern, and the electronic component which adapts the said pattern It mounts in a predetermined position and is produced by reflowing this.
In the electronic circuit board manufactured in this manner, a solder joint is formed on the electrode, and the solder joint electrically joins the electrode and the electronic component. And, on the substrate, flux residue adheres so as to adhere to at least a solder joint.

本実施形態の電子回路基板は前記ソルダペーストを用いてそのはんだ接合体が形成されているため、酸化性の強い合金元素を含むはんだ合金を用いる場合であってもはんだ接合部のボイド発生及びはんだボールの発生を抑制しつつ、良好な印刷性を発揮することができる。
このようなはんだ接合体を有する電子回路基板は、車載用電子回路基板といった高い信頼性の求められる電子回路基板にも好適に用いることができる。
The solder joint is formed using the above-mentioned solder paste in the electronic circuit board of the present embodiment. Therefore, even when using a solder alloy containing an alloy element having a strong oxidizing property, generation of voids and solder in the solder joint Good printability can be exhibited while suppressing the generation of balls.
An electronic circuit board having such a solder joint can be suitably used also for an electronic circuit board which is required to have high reliability such as a car-mounted electronic circuit board.

またこのような電子回路基板を組み込むことにより、電子制御装置が作製される。   Further, by incorporating such an electronic circuit board, an electronic control device is manufactured.

以下、実施例及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 by way of examples and comparative examples. The present invention is not limited to these examples.

<アクリル樹脂の合成>
メタクリル酸10質量%、2−エチルヘキシルメタクリレート51質量%、ラウリルアクリレート39質量%を混合した溶液を作製した。
その後、撹拌機、還流管及び窒素導入管とを備えた500mlの4つ口フラスコにジエチルヘキシルグリコール200gを仕込み、これを110℃に加熱した。次いで前記溶液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質量%から5質量%を加えてこれを溶解させた。
この溶液を前記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、合成樹脂を得た。なお、合成樹脂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 solution was prepared by mixing 10% by mass of methacrylic acid, 51% by mass of 2-ethylhexyl methacrylate, and 39% by mass of lauryl acrylate.
Thereafter, 200 g of diethylhexyl glycol was charged into a 500 ml four-necked flask equipped with a stirrer, a reflux condenser and a nitrogen introduction pipe, and this was heated to 110 ° C. Subsequently, 0.2% by mass of dimethyl 2,2'-azobis (2-methylpropionate) (product name: V-601, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as an azo radical initiator is added to 300 g of the solution described above. The mass% was added to dissolve it.
This solution was added dropwise to the four-necked flask over 1.5 hours, and the components in the four-necked flask were stirred at 110 ° C. for 1 hour to complete the reaction to obtain a synthetic resin. In addition, the weight average molecular weight of the synthetic resin was 7,800 Mw, the acid value was 40 mg KOH / g, and the glass transition temperature was -47 ° C.

表1から表4に記載の各成分を混練し、実施例1から16及び比較例1から18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から表4に配合量の単位は質量%である。   Each component described in Tables 1 to 4 was kneaded to obtain each flux composition according to Examples 1 to 16 and Comparative Examples 1 to 18. In addition, unless otherwise indicated, the unit of the compounding quantity is a mass% in Tables 1 to 4.

※1 荒川化学工業(株)製 水添酸変性ロジン
※2 日本化成(株)製 ヘキサメチレンビスヒドロキシステアリン酸アマイド
※3 BASFジャパン(株)製 ヒンダードフェノール系酸化防止剤
* 1 Arakawa Chemical Industries, Ltd. hydro-acid modified rosin * 2 Nippon Kasei Co., Ltd. hexamethylene bishydroxystearic acid amide * 3 BASF Japan Co., Ltd. hindered phenolic antioxidant

<ソルダペーストの作製>
前記フラックス組成物を11.2質量%と以下のはんだ合金の粉末を88.8質量混合し、実施例1から16及び比較例1から18に係るソルダペーストを作製した。
実施例1、比較例4:Sn−3Ag−0.5Cuはんだ合金
実施例2、比較例5:Sn−3Ag−59Biはんだ合金
実施例3、比較例6:Sn−2Ag−58Bi−0.5Cu−0.1Niはんだ合金
実施例4、比較例7:Sn−3Ag−0.5Cu−3.5Bi−3Sb−0.04Ni−0.01Coはんだ合金
実施例5から16、比較例1から3及び8から18:Sn−3Ag−0.5Cu−0.5Bi−2.5Sb−4In−0.15Niはんだ合金
※はんだ合金粉末の粒径はいずれも20μmから36μm
<Preparation of solder paste>
The solder composition according to Examples 1 to 16 and Comparative Examples 1 to 18 was manufactured by mixing the flux composition in an amount of 88.8 mass% with the powders of the following solder alloys: 11.2% by mass.
Example 1, Comparative Example 4: Sn-3Ag-0.5Cu Solder Alloy Example 2, Comparative Example 5: Sn-3Ag-59Bi Solder Alloy Example 3, Comparative Example 6: Sn-2Ag-58Bi-0.5Cu- 0.1 Ni solder alloy Example 4, Comparative Example 7: Sn-3Ag-0.5Cu-3.5Bi-3Sb-0.04 Ni-0.01Co solder alloy Examples 5 to 16, Comparative Examples 1 to 3 and 8 18: Sn-3Ag-0.5Cu-0.5Bi-2.5Sb-4In-0.15Ni solder alloy * The particle size of all solder alloy powders is 20 μm to 36 μm

(1)ボイド試験
2.0mm×1.2mm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及び前記チップ部品を接続する電極(1.25mm×1.0mm)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のメタルマスクを用意した。
前記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を印刷し、それぞれ前記チップ部品を搭載した。
その後、リフロー炉(製品名:TNP−538EM、(株)タムラ製作所製)を用いて前記各ガラスエポキシ基板を加熱してそれぞれに前記ガラスエポキシ基板と前記チップ部品とを電気的に接合するはんだ接合部を形成し、前記チップ部品を実装した。この際のリフロー条件は、プリヒートを170℃から190℃で110秒間、ピーク温度を245℃とし、200℃以上の時間が65秒間、220℃以上の時間が45秒間、ピーク温度から200℃までの冷却速度を3℃から8℃/秒とし、酸素濃度は1500±500ppmに設定した。
次いで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、各試験基板中40箇所のランドにおいて、チップ部品の電極下の領域(図1の破線で囲った領域(a))に占めるボイドの面積率(ボイドの総面積の割合。以下同じ。)とフィレットが形成されている領域(図1の破線で囲った領域(b))に占め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。その結果を表5から表8までにそれぞれ表す。
◎:ボイドの面積率の平均値が3%以下であって、ボイド発生の抑制効果が極めて良好
○:ボイドの面積率の平均値が3%超5%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5%超8%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8%を超え、ボイド発生の抑制効果が不十分
(1) Void test A chip part of 2.0 mm × 1.2 mm size, a solder resist having a pattern capable of mounting the chip part of the size, and an electrode (1.25 mm × 1.0 mm) connecting the chip parts And a 150 μm thick metal mask having the same pattern.
Each solder paste was printed on the glass epoxy substrate using the metal mask, and the chip parts were mounted.
Thereafter, the respective glass epoxy substrates are heated using a reflow furnace (product name: TNP-538EM, manufactured by Tamura Corporation), and solder bonding is performed to electrically bond the glass epoxy substrate and the chip component to each other. The chip parts were mounted. Reflow conditions at this time are: preheat 170 ° C. to 190 ° C. for 110 seconds, peak temperature 245 ° C., 200 ° C. or more for 65 seconds, 220 ° C. or more for 45 seconds, peak temperature to 200 ° C. The cooling rate was 3 ° C. to 8 ° C./sec, and the oxygen concentration was set to 1500 ± 500 ppm.
Next, the surface condition of each test substrate is observed with an X-ray transmission device (product name: SMX-160E, manufactured by Shimadzu Corporation), and the area under the electrode of the chip component at 40 lands in each test substrate (Figure Area ratio of void occupying area (a) surrounded by broken line of 1 (ratio of total area of void. The same applies hereinafter) and area where fillet is formed (area surrounded by broken line in FIG. 1 (b)) The average value of the area ratio of voids occupying in was determined and evaluated as follows. The results are shown in Tables 5 to 8, respectively.
A: The average value of the area ratio of voids is 3% or less, and the effect of suppressing void formation is extremely good. O: The average value of the area ratio of voids is more than 3% and 5% or less. Good: Average value of area ratio of voids is more than 5% and 8% or less, and the effect of suppressing void generation is sufficient. ×: Average value of area ratio of voids exceeds 8%, the effect of suppressing void generation is insufficient

(2)はんだボール試験
リフロー条件のピーク温度を260℃、200℃以上の時間を70秒間、220℃以上の時間を60秒間とする以外は上記(1)ボイド試験と同じ条件にて各試験基板を作製し、これらを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、チップ部品の周辺及び下面に発生したはんだボール数をカウントし、以下のように評価した。その結果を表5から表8までにそれぞれ表す。
◎:2.0mm×1.2mmチップ抵抗10個辺りに発生したボール数が0個
○:2.0mm×1.2mmチップ抵抗10個辺りに発生したボール数が0個を超え5個以下
△:2.0mm×1.2mmチップ抵抗10個辺りに発生したボール数が5個を超え10個以下
×:2.0mm×1.2mmチップ抵抗10個辺りに発生したボール数が10個を超える
(2) Solder ball test Each test substrate under the same conditions as the above-mentioned (1) void test except that the peak temperature of the reflow condition is 260 ° C., the time of 200 ° C. or more is 70 seconds, and the time of 220 ° C. or more is 60 seconds. The surface condition of each test substrate is observed with an X-ray transmission device (product name: SMX-160E, manufactured by Shimadzu Corporation), and the number of solder balls generated around the chip component and the lower surface is counted. And evaluated as follows. The results are shown in Tables 5 to 8, respectively.
:: The number of balls generated per 10 2.0 mm × 1.2 mm chip resistance is 0 ○: The number of balls generated per 10 2.0 mm × 1.2 mm chip resistance is more than 0 and 5 or less △ : The number of balls generated around 10 2.0 mm x 1.2 mm chip resistance exceeds 5 and is 10 or less x: The number of balls generated around 10 2.0 mm x 1.2 mm chip resistance exceeds 10

(3)銅板腐食試験
JIS規格Z 3284(1994)に規定の条件に従い試験を行い、以下のように評価した。その結果を表5から表8までにそれぞれ表す。
○:Cu板の変色なし
×:Cu板の変色あり
(4)印刷性試験
100ピン0.5mmピッチのBGAを実装できるパターンを有するソルダレジストと電極(直径0.25mm)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120μmのメタルマスクを用意した。
前記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をそれぞれ6枚連続で印刷し、直径0.25mmにおける転写体積率を画像検査機(製品名:aspire2、(株)コーヨンテクノロジー製)を用いて以下の基準で評価した。その結果を表5から表8までにそれぞれ表す。
◎:転写体積率35%以下の個数が0個
○:転写体積率35%以下の個数が0個を超え10個以下
△:転写体積率35%以下の個数が10個を超え50個以下
×:転写体積率35%以下の個数が50個を超える
(3) Copper plate corrosion test A test was conducted according to the conditions defined in JIS Standard Z 3284 (1994), and evaluated as follows. The results are shown in Tables 5 to 8, respectively.
○: No discoloration of the Cu plate ×: Discoloration of the Cu plate (4) Printability test A glass epoxy substrate provided with a solder resist and an electrode (diameter 0.25 mm) with a pattern capable of mounting a BGA of 100 pins 0.5 mm pitch And a 120 μm thick metal mask having the same pattern was prepared.
Six sheets of each solder paste are printed continuously on the glass epoxy substrate using the metal mask, and the transfer volume ratio at a diameter of 0.25 mm is an image inspection machine (product name: aspire2, manufactured by Coyon Technology, Inc.) The following criteria were used to evaluate. The results are shown in Tables 5 to 8, respectively.
:: The number of transfer volume ratio 35% or less is 0. ○: The transfer volume ratio 35% or less is more than 0 and 10 or less. Δ: The transfer volume ratio 35% or less is more than 10 and 50 or less × : The number of transfer volume ratio 35% or less exceeds 50

以上に示す通り、実施例に係るソルダペーストは、前記活性剤(B)として前記炭素数が3から4の直鎖の飽和ジカルボン酸(B−1)と、前記炭素数が5から13のジカルボン酸(B−2)と、前記炭素数が20から22のジカルボン酸(B−3)を所定量含むフラックス組成物を使用することにより、Sn−3Ag−0.5Cuはんだ合金の合金粉末のみならず、酸化性の高いBiを多く含むはんだ合金の粉末、並びに酸化性の高いSb、In、Bi、Ni、Coを含むはんだ合金の粉末を使用した場合であってもはんだ接合部のボイド発生及びはんだボールの発生を十分に抑制すると共に銅板の腐食を抑制し、且つ良好な印刷性を発揮し得ることが分かる。
なお、例えば比較例5から10のように前記炭素数が5から13のジカルボン酸(B−2)を配合したフラックス組成物を用いた場合であっても、その配合量が少ない場合ははんだ接合部のボイド発生及びはんだボールの発生の抑制効果は不十分であることが分かる。
As described above, in the solder paste according to the example, as the activator (B), the linear saturated dicarboxylic acid having 3 to 4 carbon atoms (B-1) and the dicarbonide having 5 to 13 carbon atoms are used. By using a flux composition containing a predetermined amount of an acid (B-2) and a dicarboxylic acid (B-3) having a carbon number of 20 to 22, it is possible to use only an alloy powder of a Sn-3Ag-0.5Cu solder alloy Even when a powder of a highly oxidizable Bi-rich solder alloy and a powder of a highly oxidizable Sb, In, Bi, Ni, Co-containing solder alloy are used, void formation in solder joints and It is understood that generation of solder balls can be sufficiently suppressed, corrosion of the copper plate can be suppressed, and good printability can be exhibited.
In addition, for example, as in Comparative Examples 5 to 10, even when the flux composition containing the dicarboxylic acid (B-2) having 5 to 13 carbon atoms is used, the solder bonding is performed when the blending amount is small. It can be seen that the effect of suppressing void formation and solder ball formation in the part is insufficient.

以上、本発明のフラックス組成物は、車載用電子回路基板といった高い信頼性の求められる電子回路基板にも好適に用いることができる。更にこのような電子回路基板は、より一層高い信頼性が要求される電子制御装置に好適に使用することができる。
As described above, the flux composition of the present invention can also be suitably used for an electronic circuit board that is required to have high reliability, such as a vehicle-mounted electronic circuit board. Furthermore, such an electronic circuit board can be suitably used for an electronic control device that requires higher reliability.

Claims (9)

(A)ベース樹脂と、(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、
前記活性剤(B)の配合量はフラックス組成物全量に対して4.5質量%以上35質量%以下であり、
前記活性剤(B)として(B−1)炭素数が3から4の直鎖の飽和ジカルボン酸をフラックス組成物全量に対して0.5質量%以上3質量%以下、(B−2)炭素数が5から13のジカルボン酸をフラックス組成物全量に対して2質量%以上15質量%以下、及び(B−3)炭素数が20から22のジカルボン酸をフラックス組成物全量に対して2質量%以上15質量%以下含むことを特徴とするフラックス組成物。
A flux composition comprising (A) a base resin, (B) an activator, (C) a thixo agent, and (D) a solvent,
The compounding quantity of the said activator (B) is 4.5 mass% or more and 35 mass% or less with respect to the flux composition whole quantity,
(B-1) straight-chain saturated dicarboxylic acid having 3 to 4 carbon atoms as the activator (B) in an amount of 0.5% by mass or more and 3% by mass or less based on the total amount of the flux composition (B-2) carbon The dicarboxylic acid of 5 to 13 in number is 2 mass% or more and 15 mass% or less with respect to the total amount of the flux composition, and (B-3) the dicarboxylic acid having 20 to 22 carbon atoms is 2 mass of in the total amount of the flux composition % Or more and 15 mass% or less.
前記炭素数が3から4の直鎖の飽和ジカルボン酸(B−1)はマロン酸及びコハク酸の少なくとも一方であり、
前記炭素数が5から13のジカルボン酸(B−2)はグルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、2−メチルアゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸及びトリデカン二酸から選ばれる少なくとも1種であり、
前記炭素数が20から22のジカルボン酸(B−3)はエイコサ二酸、8−エチルオクタデカン二酸、8,13−ジメチル−8,12−エイコサジエン二酸及び11−ビニル−8−オクタデセン二酸から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項1に記載のフラックス組成物。
The linear saturated dicarboxylic acid having 3 to 4 carbon atoms (B-1) is at least one of malonic acid and succinic acid,
The carbon atoms from 5 to 13 dicarboxylic acid (B-2) is glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, 2-methyl azelaic acid, sebacic acid, undecane diacid, dodecane diacid and tridecane It is at least one selected or diacid et al,
Said C20-C22 dicarboxylic acid (B-3) is eicosadic acid, 8-ethyl octadecanedioic acid, 8,13-dimethyl-8,12-eicosadiene diacid and 11-vinyl-8-octadecene diacid The flux composition according to claim 1, wherein the flux composition is at least one selected from the group consisting of
前記炭素数が20から22のジカルボン酸(B−3)は常温で液状または半固体状であることを特徴とする請求項1または2に記載のフラックス組成物。   The flux composition according to claim 1 or 2, wherein the dicarboxylic acid (B-3) having 20 to 22 carbon atoms is liquid or semisolid at normal temperature. 酸化防止剤を更に含むことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のフラックス組成物。   The flux composition according to any one of claims 1 to 3, further comprising an antioxidant. 前記ベース樹脂(A)は(A−1)ロジン系樹脂を含むことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載のフラックス組成物。   The flux composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the base resin (A) contains (A-1) a rosin resin. 前記ベース樹脂(A)は更に(A−2)合成樹脂を含むことを特徴とする請求項5に記載のフラックス組成物。   The flux composition according to claim 5, wherein the base resin (A) further comprises (A-2) a synthetic resin. 請求項1から請求項6のいずれか1項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特徴とするソルダペースト。   A solder paste comprising the flux composition according to any one of claims 1 to 6 and a solder alloy powder. 前記はんだ合金粉末はSn並びにAg、Bi、In、Sb、Cu、Ni及びCoから選ばれる少なくとも1種を含む合金からなることを特徴とする請求項7に記載のソルダペースト。   The solder paste according to claim 7, wherein the solder alloy powder comprises Sn and an alloy containing at least one selected from Ag, Bi, In, Sb, Cu, Ni and Co. 請求項7または請求項8に記載のソルダペーストを用いて形成されるはんだ接合体を有することを特徴とする電子回路基板。   An electronic circuit substrate comprising a solder joint formed using the solder paste according to claim 7 or 8.
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