JP6585572B2 - Flux composition and solder paste - Google Patents

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Description

本発明はフラックス組成物及びソルダペーストに関する。   The present invention relates to a flux composition and a solder paste.

従来、基板(プリント配線板やシリコンウエハ等)上に形成される電子回路に電子部品を接合する際には、ソルダペーストを用いたはんだ接合方法が採用されている。そしてこのはんだ接合方法の1つとして、ソルダペーストを基板上に印刷する印刷法が挙げられる。
この印刷法においては一般的にメタルマスクが用いられ、スキージによりメタルマスク開口部にソルダペーストを充填して基板をメタルマスクから離すことにより基板側にソルダペーストが転写される仕組みである。この際、ソルダペーストがスキージやメタルマスクの開口部壁面に付着等し、基板側に転写されるその体積や形状がメタルマスクの設計通りに行われなくなる現象が生じる。
これを防止するため、ソルダペーストにはメタルマスクの設計通りにこれを印刷し得る、所謂印刷性が求められる。特に近年の電子部品端子のファインピッチ化に伴いメタルマスクの開口部も更なる微細化が進んでいるため、このような微細な開口部を有するメタルマスクにも対応し得る印刷性の重要性は高まっている。
Conventionally, when an electronic component is bonded 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 paste has been employed. As one of the solder joining methods, there is a printing method in which a solder paste is printed on a substrate.
In this printing method, a metal mask is generally used, and the solder paste is transferred to the substrate side by filling the metal mask opening with a solder paste using a squeegee and separating the substrate from the metal mask. At this time, a phenomenon occurs in which the solder paste adheres to the wall surface of the opening of the squeegee or the metal mask, and the volume and shape transferred to the substrate side are not performed according to the design of the metal mask.
In order to prevent this, the solder paste is required to have so-called printability that can be printed according to the design of the metal mask. In particular, with the finer pitch of electronic component terminals in recent years, metal mask openings have been further miniaturized, so the importance of printability that can be applied to metal masks having such fine openings is important. It is growing.

このような微細な開口部を有するメタルマスクにも対応し得る印刷性を実現する方法として、パラフィンを添加したソルダペースト組成物が提案されている(特許文献1から特許文献3)。   As a method for realizing printability that can be applied to a metal mask having such fine openings, a solder paste composition to which paraffin is added has been proposed (Patent Documents 1 to 3).

しかし基板にはファインピッチ電子部品と従来の大型部品が混在して搭載されることがある。また車載用基板においては、はんだ接合信頼性を確保するためにパターンは微細であってもメタルマスクは薄型ではないものを使用することが少なくない。これらの場合、メタルマスクは一定以上の厚み(例えば150μmから160μm)に設定されることが多い。
このように開口部は微細でメタルマスクが厚くなるとメタルマスクの開口部のアスペクト比が大きくなり、ソルダペーストがメタルマスク開口部壁面に付着し易くなる。例えば0.5mmピッチのQuad Flat Package(QFP)に対応するパターン且つ厚み150μmのメタルマスクでスクリーン印刷を行うと、ソルダペーストの転写形状の異常が起こり、転写率が安定しない傾向にある。上記特許文献1から3には、このようにメタルマスクの開口部が高アスペクト比となるような場合における不具合等とそれを克服する印刷性については言及されていない。
However, a fine pitch electronic component and a conventional large component may be mixed and mounted on the substrate. Moreover, in order to ensure solder joint reliability, in-vehicle substrates often use a metal mask that is not thin even if the pattern is fine. In these cases, the metal mask is often set to a certain thickness (for example, 150 μm to 160 μm).
As described above, when the opening is fine and the metal mask becomes thick, the aspect ratio of the opening of the metal mask increases, and the solder paste easily adheres to the wall surface of the metal mask opening. For example, when screen printing is performed with a metal mask having a pattern corresponding to a 0.5 mm pitch Quad Flat Package (QFP) and a thickness of 150 μm, the transfer shape of the solder paste is abnormal, and the transfer rate tends to be unstable. In Patent Documents 1 to 3 mentioned above, there is no mention of problems and the like in the case where the opening of the metal mask has a high aspect ratio and the printability to overcome it.

特開平7−132395号公報JP 7-132395 A 特許第4396162号公報Japanese Patent No. 4396162 特開2013−71152号公報JP 2013-71152 A

本発明は上記課題を解決するものであり、メタルマスクの厚み及び開口径にかかわらず良好な版離れ性及び印刷性を確保し得るフラックス組成物及びソルダペーストを提供することをその目的とする。   This invention solves the said subject, and it aims at providing the flux composition and solder paste which can ensure favorable plate release property and printability irrespective of the thickness and opening diameter of a metal mask.

(1)本発明に係るフラックス組成物は、(A)ベース樹脂と、(B)溶剤と、(C)活性剤と、(D)チクソ剤とを含み、前記溶剤(B)として(B−1)末端にヒドロキシル基を有さないエステル系溶剤を含むことをその特徴とする。 (1) The flux composition according to the present invention comprises (A) a base resin, (B) a solvent, (C) an activator, and (D) a thixotropic agent, and (B- 1) It contains an ester solvent having no hydroxyl group at the terminal.

(2)上記(1)に記載の構成にあって、前記エステル系溶剤(B−1)は、エステル結合を2つ有することをその特徴とする。 (2) In the configuration described in (1) above, the ester solvent (B-1) has two ester bonds.

(3)上記(1)または(2)に記載の構成にあって、前記チクソ剤(D)は、(D−1)脂肪酸ポリアマイド構造を有し当該脂肪酸が炭素数12から22の長鎖アルキル基を有するチクソ剤を含むことをその特徴とする。 (3) In the constitution described in (1) or (2) above, the thixotropic agent (D) has (D-1) a fatty acid polyamide structure, and the fatty acid is a long-chain alkyl having 12 to 22 carbon atoms. It includes a thixotropic agent having a group.

(4)上記(1)から(3)のいずれか1に記載の構成にあって、前記チクソ剤(D−1)は、熱分解ガスクロマトグラフ質量分析法(昇温速度:20℃/分)による揮発ピーク値の検出温度が450℃から480℃であることをその特徴とする。 (4) In the configuration described in any one of (1) to (3) above, the thixotropic agent (D-1) is pyrolysis gas chromatograph mass spectrometry (temperature rising rate: 20 ° C./min). The characteristic feature is that the detection temperature of the volatilization peak value is from 450 ° C. to 480 ° C.

(5)上記(1)から(4)のいずれか1に記載の構成にあって、前記チクソ剤(D−1)は図1に表すクロマトグラムを示すことをその特徴とする。 (5) In the constitution described in any one of (1) to (4) above, the thixotropic agent (D-1) is characterized by showing a chromatogram shown in FIG.

(6)本発明に係るソルダペーストは、上記(1)から(5)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。 (6) The solder paste according to the present invention includes the flux composition according to any one of (1) to (5) above and a solder alloy powder.

本発明によれば、メタルマスクの厚み及び開口径にかかわらず良好な版離れ性及び印刷性を確保し得るフラックス組成物及びソルダペーストを提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the flux composition and solder paste which can ensure favorable plate release property and printability irrespective of the thickness and opening diameter of a metal mask can be provided.

本実施形態に係るチクソ剤(D−1)であって、熱分解ガスクロマトグラフ質量分析法(昇温速度:20℃/分)による揮発ピーク値の検出温度が450℃から480℃のものに係るクロマトグラムである。It is a thixotropic agent (D-1) according to the present embodiment and has a detection temperature of a volatile peak value by 450 ° C. to 480 ° C. by pyrolysis gas chromatography mass spectrometry (temperature increase rate: 20 ° C./min). It is a chromatogram. 本発明に係る実施例及び比較例に用いるチクソ剤を熱分解ガスクロマトグラフ質量分析法(昇温速度:20℃/分)を用いて測定したクロマトグラムである。It is the chromatogram which measured the thixotropic agent used for the Example and comparative example which concern on this invention using the pyrolysis gas chromatograph mass spectrometry (temperature rising rate: 20 degree-C / min).

本発明のフラックス組成物及びソルダペーストの一実施形態を以下に詳述する。なお、本発明がこれらの実施形態に限定されないのはもとよりである。   One embodiment of the flux composition and solder paste of the present invention is described in detail below. Of course, the present invention is not limited to these 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)溶剤と、(C)活性剤と、(D)チクソ剤とを含む。
(1) Flux composition The flux composition of this embodiment contains (A) base resin, (B) solvent, (C) activator, and (D) thixotropic agent.

(A)ベース樹脂
前記ベース樹脂(A)としては、例えばロジン系樹脂、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等が挙げられる。これらの中でも、特にロジン系樹脂及びアクリル樹脂が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 Examples of the base resin (A) include rosin resins, acrylic resins, styrene-maleic acid resins, epoxy resins, urethane resins, polyester resins, phenoxy resins, terpene resins, and polyalkylene carbonates. . Among these, rosin resins and acrylic resins are particularly preferably used. In addition, you may use these individually by 1 type or in mixture of multiple types.

前記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;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フラックス組成物の活性化向上の観点から水添ロジンが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。   Examples of the rosin resin include rosin such as tall oil rosin, gum rosin, and wood rosin; rosin derivatives obtained by polymerizing, hydrogenating, heterogenizing, acrylated, maleating, esterifying, or adding phenol to rosin A modified rosin resin obtained by subjecting these rosin or rosin derivative and unsaturated carboxylic acid (acrylic acid, methacrylic acid, maleic anhydride, fumaric acid, etc.) to a Diels-Alder reaction; Among these, hydrogenated rosin is preferably used from the viewpoint of improving the activation of the flux composition. In addition, you may use these individually by 1 type or in mixture of multiple types.

また前記ロジン系樹脂の酸価は80mgKOH/gから350mgKOH/gであることが好ましく、その重量平均分子量は250Mwから1,100Mwであることが好ましい。   The acid value of the rosin resin is preferably 80 mgKOH / g to 350 mgKOH / g, and its weight average molecular weight is preferably 250 Mw to 1,100 Mw.

前記アクリル樹脂としては、例えば(メタ)アクリル酸を含むモノマーを重合することにより生成されるものであればいずれも使用することができる。また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。   Any acrylic resin can be used as long as it is produced by polymerizing a monomer containing (meth) acrylic acid, for example. Moreover, the acrylic resin may be used alone or in combination of two or more.

また前記アクリル樹脂の酸価は30mgKOH/gから100mgKOH/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。   The acid value of the acrylic resin is preferably 30 mgKOH / g to 100 mgKOH / g, and the weight average molecular weight is preferably 3,000 Mw to 30,000 Mw.

前記ベース樹脂の配合量は、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、20質量%以上50質量%以下であることがより好ましい。   The blending amount of the base resin is preferably 10% by mass or more and 60% by mass or less, and more preferably 20% by mass or more and 50% by mass or less with respect to the total amount of the flux composition.

また前記ベース樹脂の酸価は30mgKOH/gから350mgKOH/gであることが好ましい。   The acid value of the base resin is preferably 30 mgKOH / g to 350 mgKOH / g.

前記ベース樹脂としてロジン系樹脂を用いる場合、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、20質量%以上50質量%以下であることが更に好ましい。   When a rosin resin is used as the base resin, the blending amount is preferably 10% by mass or more and 60% by mass or less, and more preferably 20% by mass or more and 50% by mass or less, based on the total amount of the flux composition. .

前記ベース樹脂としてアクリル樹脂を用いる場合、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。   When an acrylic resin is used as the base resin, the blending amount is preferably 10% by mass or more and 60% by mass or less, and more preferably 15% by mass or more and 50% by mass or less with respect to the total amount of the flux composition.

また前記アクリル樹脂と前記ロジン系樹脂とを併用する場合、その配合比率はロジン系樹脂:アクリル樹脂の比率で10:90から50:50であることが好ましく、15:85から40:60であることがより好ましい。   Moreover, when using together the said acrylic resin and the said rosin-type resin, it is preferable that the mixture ratio is 10:90 to 50:50 in the ratio of a rosin-type resin: acrylic resin, and is 15:85 to 40:60. It is more preferable.

(B)溶剤
前記溶剤(B)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を使用することができる。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。
(B) Solvent Examples of the solvent (B) include isopropyl alcohol, ethanol, acetone, toluene, xylene, ethyl acetate, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, hexyl diglycol, (2-ethylhexyl) diglycol, phenyl glycol, and butyl carbitol. , Octanediol, α-terpineol, β-terpineol, tetraethylene glycol dimethyl ether, trimellitic acid tris (2-ethylhexyl), bisisopropyl sebacate and the like can be used. You may use these individually by 1 type or in mixture of multiple types.

本実施形態のフラックス組成物においては、前記溶剤(B)として(B−1)末端にヒドロキシル基を有さないエステル系溶剤を含むことが好ましい。
フラックス組成物に用いられる溶剤としては、所謂グリコール系の溶剤が用いられるのが一般的である。しかし本実施形態のフラックス組成物は、前記溶剤(B)として末端にヒドロキシル基を有さないエステル系溶剤(B−1)を含むことにより、メタルマスクの開口部が高アスペクト比となるような場合においても安定した版離れ性及び印刷性を確保することができる。
In the flux composition of this embodiment, it is preferable that the said solvent (B) contains the ester solvent which does not have a hydroxyl group at the (B-1) terminal.
As the solvent used in the flux composition, a so-called glycol solvent is generally used. However, the flux composition of this embodiment includes an ester solvent (B-1) having no hydroxyl group at the terminal as the solvent (B), so that the opening of the metal mask has a high aspect ratio. Even in this case, it is possible to ensure stable release performance and printability.

前記エステル系溶剤(B−1)としては、例えばコハク酸ジイソブチル、コハク酸ジブチル、アジピン酸ジイソブチル、アジピン酸ジイソデシル、デカン二酸ジイソプロピル、n−オクタン酸アミル等が挙げられる。
これらの中でもエステル結合を2つ有するエステル系溶剤を用いるとフラックス組成物及びソルダペーストの印刷性をより向上することができる。またこれらの中でも脂肪酸ジカルボン酸ジエステルが好ましく、デカン二酸ジイソプロピル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。
Examples of the ester solvent (B-1) include diisobutyl succinate, dibutyl succinate, diisobutyl adipate, diisodecyl adipate, diisopropyl decandioate, and amyl n-octanoate.
Among these, when an ester solvent having two ester bonds is used, the printability of the flux composition and the solder paste can be further improved. Of these, fatty acid dicarboxylic acid diesters are preferred, and diisopropyl decanedioate is particularly preferred. In addition, you may use these individually by 1 type or in mixture of multiple types.

前記溶剤(B)の配合量は、フラックス組成物全量に対して10質量%以上65質量%以下であることが好ましい。より好ましいその配合量は20質量%以上50質量%以下であり、特に好ましい配合量は25質量%以上45質量%以下である。
また前記エステル系溶剤(B−1)の配合量は、前記溶剤(B)全量に対して20質量%から100質量%であることが好ましい。
The blending amount of the solvent (B) is preferably 10% by mass or more and 65% by mass or less with respect to the total amount of the flux composition. The blending amount is more preferably 20% by mass or more and 50% by mass or less, and the particularly preferable blending amount is 25% by mass or more and 45% by mass or less.
Moreover, it is preferable that the compounding quantity of the said ester solvent (B-1) is 20 mass% to 100 mass% with respect to the said solvent (B) whole quantity.

(C)活性剤
前記活性剤(C)としては、例えば有機酸、有機ハロゲン化合物、有機酸塩、有機アミン塩等が挙げられる。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。なお、活性剤(C)として臭素および塩素が単独で900ppm以下のものが好ましく用いられる。
(C) Activator Examples of the activator (C) include organic acids, organic halogen compounds, organic acid salts, and organic amine salts. You may use these individually by 1 type or in mixture of multiple types. As the activator (C), bromine and chlorine having 900 ppm or less are preferably used.

前記有機酸としては、例えばモノカルボン酸、ジカルボン酸、その他の有機酸等が挙げられる。
前記モノカルボン酸としては、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、プチリック酸、バレリック酸、カプロン酸、エナント酸、カプリン酸、ラウリル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、ツベルクロステアリン酸、アラキジン酸、ベヘニン酸、リグノセリン酸、グリコール酸等が挙げられる。
また前記ジカルボン酸としては、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、フマル酸、マレイン酸、酒石酸、ジグリコール酸等が挙げられる。
更にその他の有機酸としては、ダイマー酸、レブリン酸、乳酸、アクリル酸、安息香酸、サリチル酸、アニス酸、クエン酸、ピコリン酸等が挙げられる。
これらの中でも特にソルダペーストの良好な濡れ性、加熱ダレ性を得る目的で、ピコリン酸が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。
Examples of the organic acid include monocarboxylic acid, dicarboxylic acid, and other organic acids.
Examples of the monocarboxylic acid include formic acid, acetic acid, propionic acid, petric acid, valeric acid, caproic acid, enanthic acid, capric acid, lauric acid, myristic acid, pentadecylic acid, palmitic acid, margaric acid, stearic acid, tuberculostearin. Acid, arachidic acid, behenic acid, lignoceric acid, glycolic acid and the like can be mentioned.
Examples of the dicarboxylic acid include oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, fumaric acid, maleic acid, tartaric acid, and diglycolic acid.
Still other organic acids include dimer acid, levulinic acid, lactic acid, acrylic acid, benzoic acid, salicylic acid, anisic acid, citric acid, picolinic acid and the like.
Among these, picolinic acid is preferably used for the purpose of obtaining good wettability and heat sagging property of the solder paste.
In addition, you may use these individually by 1 type or in mixture of multiple types.

前記有機ハロゲン化合物としては、例えばジブロモブテンジオール、ジブロモコハク酸、5−ブロモ安息香酸、5−ブロモニコチン酸、5−ブロモフタル酸等が挙げられる。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。   Examples of the organic halogen compound include dibromobutenediol, dibromosuccinic acid, 5-bromobenzoic acid, 5-bromonicotinic acid, and 5-bromophthalic acid. You may use these individually by 1 type or in mixture of multiple types.

前記活性剤(C)の配合量は、フラックス組成物全量に対して1質量%から20質量%であることが好ましい。より好ましい前記配合量は1質量%から15質量%であり、特に好ましい前記配合量は1質量%から10質量%である。   The compounding amount of the activator (C) is preferably 1% by mass to 20% by mass with respect to the total amount of the flux composition. The more preferable blending amount is 1% by mass to 15% by mass, and the particularly preferable blending amount is 1% by mass to 10% by mass.

(D)チクソ剤
前記チクソ剤(D)としては、例えば水素添加ヒマシ油、飽和脂肪酸アミド、飽和脂肪酸ビスアミド類、オキシ脂肪酸類、ジベンジリデンソルビトール類等が挙げられる。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。
(D) Thixotropic agent Examples of the thixotropic agent (D) include hydrogenated castor oil, saturated fatty acid amides, saturated fatty acid bisamides, oxy fatty acids, dibenzylidene sorbitols, and the like. You may use these individually by 1 type or in mixture of multiple types.

本実施形態のフラックス組成物には、チクソ剤(D)として(D−1)脂肪酸ポリアマイド構造を有し当該脂肪酸が炭素数12から22の長鎖アルキル基を有するチクソ剤を含めることが好ましい。なお当該長鎖アルキル基は直鎖状のもの、分岐状のもののいずれも用いることができる。また前記長鎖アルキル基は繰り返しにより炭素−炭素結合で長鎖に繋がったものでも良い。   The flux composition of the present embodiment preferably includes a thixotropic agent (D-1) having a fatty acid polyamide structure as the thixotropic agent (D), and the fatty acid having a long-chain alkyl group having 12 to 22 carbon atoms. Note that the long-chain alkyl group may be either a straight-chain or branched-chain group. The long-chain alkyl group may be one that is connected to the long chain by a carbon-carbon bond by repetition.

前記脂肪酸を構成する炭素数12から22の長鎖のアルキル基は疎水性が高く、且つ当該脂肪酸はアミド結合により高重合化されて脂肪酸ポリアマイド構造となっているため、より高い疎水性を有する。そして前記エステル系溶剤(B−1)もヒドロキシル基を有さない、即ち疎水性の性質を有しているため、両者は親和力があるために疎水結合し易いと考えられる。そのためこれらを併用することにより、メタルマスクの開口部からの版離れ性が向上するため、当該開口部が高アスペクト比となるような場合においても安定した印刷性及び転写率を確保することができると考えられる。   The long-chain alkyl group having 12 to 22 carbon atoms constituting the fatty acid has high hydrophobicity, and since the fatty acid is highly polymerized by an amide bond to form a fatty acid polyamide structure, it has higher hydrophobicity. And since the said ester solvent (B-1) does not have a hydroxyl group, ie, has a hydrophobic property, since both have affinity, it is thought that it is easy to carry out a hydrophobic bond. Therefore, by using these together, the release property from the opening of the metal mask is improved, so that stable printability and transfer rate can be ensured even when the opening has a high aspect ratio. it is conceivable that.

また前記エステル系溶剤(B−1)及びチクソ剤(D−1)をフラックス組成物に併用することにより、これを用いて形成されるフラックス残渣と空気の界面に疎水性の膜を形成することができ、フラックス残渣の空気中の水分の吸湿を抑制し、マイグレーションの発生をも抑制し得る。   In addition, by using the ester solvent (B-1) and the thixotropic agent (D-1) in combination with the flux composition, a hydrophobic film is formed at the interface between the flux residue formed using this and the air. It is possible to suppress moisture absorption of the flux residue in the air and to suppress the occurrence of migration.

なお、当該チクソ剤(D−1)は、ガスクロマトグラフ質量分析法(昇温速度:20℃/分)による揮発ピーク値の検出温度が450℃から480℃であることが好ましい。   In addition, it is preferable that the thixotropic agent (D-1) has a detection temperature of the volatilization peak value by gas chromatography mass spectrometry (temperature rising rate: 20 ° C./min) of 450 ° C. to 480 ° C.

なお本実施形態において、前記チクソ剤(D−1)の揮発ピーク値は、以下の測定条件にて、熱分解ガスクロマトグラフ質量分析法を用いて測定される。
(試料)
前記チクソ剤(D−1) 0.3mg
(熱分解)
熱分解装置:マルチショットパイロライザー EGA/PY−3030D(フロンティア・ラボ社製)
熱分析条件:(発生ガス分析)
熱分解条件:炉温度40〜700℃(1分間保持)、インターフェース温度320℃
(ガスクロマトグラフ質量分析)
ガスクロマトグラフ質量分析装置:JMS−Q1050GC(日本電子(株)製)
ガスクロマトグラフ条件
キャピラリーチューブ:Ultra ALLOY不活性化金属キャピラリーチューブ 型番 UADTM−2.5N(フロンティア・ラボ社製)
キャリアガス:ヘリウム
注入口温度:320℃
カラム温度:350℃(34分間保持)
スプリット比:1/50
質量分析条件
イオン源温度 300℃
GCインターフェース温度 320℃
検出器電圧 −1000volt
イオン化電流 50μA
イオン化エネルギー 70eV
サイクルタイム 300msec
質量範囲 m/z 10〜500
In the present embodiment, the volatilization peak value of the thixotropic agent (D-1) is measured using pyrolysis gas chromatography mass spectrometry under the following measurement conditions.
(sample)
The thixotropic agent (D-1) 0.3 mg
(Thermal decomposition)
Pyrolysis device: Multi-shot pyrolyzer EGA / PY-3030D (manufactured by Frontier Laboratories)
Thermal analysis conditions: (evolved gas analysis)
Thermal decomposition conditions: furnace temperature 40-700 ° C (held for 1 minute), interface temperature 320 ° C
(Gas chromatograph mass spectrometry)
Gas chromatograph mass spectrometer: JMS-Q1050GC (manufactured by JEOL Ltd.)
Gas Chromatograph Conditions Capillary Tube: Ultra ALLOY Deactivated Metal Capillary Tube Model No. UADTM-2.5N (manufactured by Frontier Laboratories)
Carrier gas: Helium Inlet temperature: 320 ° C
Column temperature: 350 ° C (hold for 34 minutes)
Split ratio: 1/50
Mass spectrometry conditions Ion source temperature 300 ° C
GC interface temperature 320 ° C
Detector voltage -1000 volt
Ionization current 50μA
Ionization energy 70eV
Cycle time 300msec
Mass range m / z 10-500

前記チクソ剤(D−1)としては、例えばターレンVAシリーズ(共栄社化学(株)製)が好ましく用いられる。
また上記測定条件下で測定した場合のガスクロマトグラフが図1に示すものとなるものが、前記チクソ剤(D−1)として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を組合せて使用することができる。
As the thixotropic agent (D-1), for example, the Talen VA series (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) is preferably used.
In addition, the gas chromatograph when measured under the above measurement conditions shown in FIG. 1 is particularly preferably used as the thixotropic agent (D-1). In addition, these can be used individually by 1 type or in combination of multiple.

前記チクソ剤(D)の配合量は、フラックス組成物全量に対して1質量%から10質量%が好ましい。更に好ましいその配合量は、フラックス組成物全量に対して2質量%から9質量%である。
また前記チクソ剤(D−1)の配合量は、フラックス組成物全量に対して1質量%から12質量%が好ましい。更に好ましいその配合量は、フラックス組成物全量に対して2質量%から9質量%である。
The amount of the thixotropic agent (D) is preferably 1% by mass to 10% by mass with respect to the total amount of the flux composition. The blending amount is more preferably 2% by mass to 9% by mass with respect to the total amount of the flux composition.
The amount of the thixotropic agent (D-1) is preferably 1% by mass to 12% by mass with respect to the total amount of the flux composition. The blending amount is more preferably 2% by mass to 9% by mass with respect to the total amount of the flux composition.

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を配合することができる。このような酸化防止剤としては、例えばヒンダー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防止剤が好ましく用いられる。このヒンダードフェノール系酸化防止剤としては、例えばイルガノックス245(BASFジャパン(株)製)等が挙げられる。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。
Antioxidant Antioxidant can be mix | blended with the flux composition of this embodiment in order to suppress the oxidation of solder alloy powder. Examples of such antioxidants include, but are not limited to, hindered phenolic antioxidants, phenolic antioxidants, bisphenolic antioxidants, polymer-type antioxidants, and the like. Among these, a hindered phenol antioxidant is particularly preferably used. Examples of the hindered phenol-based antioxidant include Irganox 245 (manufactured by BASF Japan Ltd.). These can be used alone or in combination.

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%から10質量%程度であることが好ましい。   The blending amount of the antioxidant is not particularly limited, but generally it is preferably about 0.5% by mass to 10% by mass with respect to 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、消泡剤、防錆剤、界面活性剤、熱硬化剤、つや消し剤等の添加剤を配合することができる。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質量%以下、特に5質量%以下であることが好ましい。   Moreover, additives, such as an antifoamer, a rust preventive agent, surfactant, a thermosetting agent, and a delustering agent, can be mix | blended with the flux composition of this embodiment. The blending amount of the additive is preferably 10% by mass or less, particularly preferably 5% 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、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。
(2) Solder paste The solder paste 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.

前記はんだ合金粉末の配合量は、ソルダペースト全量に対して65質量%から95質量%であることが好ましい。より好ましい配合量は85質量%から93質量%であり、特に好ましい配合量は88質量%から91質量%である。
前記はんだ合金粉末の配合量が65質量%未満の場合には、得られるソルダペースト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質量%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 mass to 95% by mass with respect to the total amount of the solder paste. A more preferred blending amount is from 85% by weight to 93% by weight, and a particularly preferred blending amount is from 88% by weight to 91% by weight.
When the blending amount of the solder alloy powder is less than 65% by mass, there is a tendency that sufficient solder joints are hardly formed when the obtained solder paste is used. On the other hand, when the content of the solder alloy powder exceeds 95% by mass, the flux composition as the binder is insufficient, and thus the flux composition and the solder alloy powder tend to be difficult to mix.

更に前記はんだ合金粉末の平均粒子径は、20μmから38μm以下であることが好ましい。なお、当該平均粒子径は、動的光散乱式の粒子径測定装置により測定し得る。   Further, the average particle diameter of the solder alloy powder is preferably 20 μm to 38 μm. The average particle size can be measured by a dynamic light scattering type particle size measuring device.

本実施形態のソルダペーストは、上記フラックス組成物を使用することにより、メタルマスクの開口部が高アスペクト比となるような場合においても安定した版離れ性及び印刷性を確保することができる。   The solder paste of this embodiment can ensure stable plate release and printability even when the opening portion of the metal mask has a high aspect ratio by using the flux composition.

なお、上記においてはフラックス組成物をソルダペーストに使用する実施形態について説明したが、本実施形態におけるフラックス組成物の用途はこれに限定されず、例えばはんだボール用ボンドフラックス等の他のフラックス用途にも種々適用可能である。   In addition, in the above, although embodiment which uses a flux composition for solder paste was described, the use of the flux composition in this embodiment is not limited to this, For example, for other flux uses, such as a bond flux for solder balls Various applications are also possible.

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 with reference to Examples and Comparative Examples. The present invention is not limited to these examples.

表1に記載の各成分を混練し、各フラックス組成物を得た。そしてこれら各フラックス組成物11質量%と、Sn−3Ag−0.5Cuはんだ合金粉末(平均粒径28μm)89質量%とを混合し、実施例1から7、参考例8、9及び比較例1から4に係る各ソルダペーストを作製した。
なお、特に記載のない限り、表1に記載の数値は質量%を意味するものとする。
Each component described in Table 1 was kneaded to obtain each flux composition. Then, 11% by mass of each of these flux compositions and 89% by mass of Sn-3Ag-0.5Cu solder alloy powder (average particle size 28 μm) were mixed, and Examples 1 to 7, Reference Examples 8, 9 and Comparative Example 1 were mixed. To 4 were prepared.
Unless otherwise specified, the numerical values shown in Table 1 mean mass%.

また実施例1から7、参考例8、9及び比較例1から4に用いたチクソ剤を以下の測定条件にて熱分解ガスクロマトグラフ質量分析法を用いて測定した。そのガスクロマトグラフを図2に示す。
(試料)
0.3mg
(熱分解)
熱分解装置:マルチショットパイロライザー EGA/PY−3030D(フロンティア・ラボ社製)
熱分析条件:(発生ガス分析)
熱分解条件:炉温度40〜700℃(1分間保持)、インターフェース温度320℃
(ガスクロマトグラフ質量分析)
ガスクロマトグラフ質量分析装置:JMS−Q1050GC(日本電子(株)製)
ガスクロマトグラフ条件
キャピラリーチューブ:Ultra ALLOY不活性化金属キャピラリーチューブ 型番 UADTM−2.5N(フロンティア・ラボ社製)
キャリアガス:ヘリウム
注入口温度:320℃
カラム温度:350℃(34分間保持)
スプリット比:1/50
質量分析条件
イオン源温度 300℃
GCインターフェース温度 320℃
検出器電圧 −1000volt
イオン化電流 50μA
イオン化エネルギー 70eV
サイクルタイム 300msec
質量範囲 m/z 10〜500
Moreover, the thixotropic agents used in Examples 1 to 7, Reference Examples 8 and 9 and Comparative Examples 1 to 4 were measured using pyrolysis gas chromatograph mass spectrometry under the following measurement conditions. The gas chromatograph is shown in FIG.
(sample)
0.3mg
(Thermal decomposition)
Pyrolysis device: Multi-shot pyrolyzer EGA / PY-3030D (manufactured by Frontier Laboratories)
Thermal analysis conditions: (evolved gas analysis)
Thermal decomposition conditions: furnace temperature 40-700 ° C (held for 1 minute), interface temperature 320 ° C
(Gas chromatograph mass spectrometry)
Gas chromatograph mass spectrometer: JMS-Q1050GC (manufactured by JEOL Ltd.)
Gas Chromatograph Conditions Capillary Tube: Ultra ALLOY Deactivated Metal Capillary Tube Model No. UADTM-2.5N (manufactured by Frontier Laboratories)
Carrier gas: Helium Inlet temperature: 320 ° C
Column temperature: 350 ° C (hold for 34 minutes)
Split ratio: 1/50
Mass spectrometry conditions Ion source temperature 300 ° C
GC interface temperature 320 ° C
Detector voltage -1000 volt
Ionization current 50μA
Ionization energy 70eV
Cycle time 300msec
Mass range m / z 10-500

<印刷性(1)>
ガラスエポキシ基板と100ピン0.5mmピッチのQFP(パッケージサイズ:14mm×14mm×1.0mm)を用意した。前記ガラスエポキシ基板に前記QFPに対応するソルダレジストと電極(210μm×1,100μm)を設け、次いでこれと同じパターンを有する厚さ150μmのメタルマスクを用い、各ソルダペーストを、印刷機(製品名:SP60P−L、パナソニック(株)製)を用い、1種につき先ずは前記基板に捨て刷りとして2枚印刷した後、6枚の前記基板に連続で印刷し、各試験基板を作製した。なお、印刷時の条件はスキージ速度:30mm/秒、版離れ速度:1.0mm/秒とした。
各試験基板上の印刷パターンについて画像検査機(製品名:aspire2、(株)コーヨンテクノロジー製)を用いて100ピン中の差分高さ(印刷形状の頂点の高さから平均高さを減じた値。以下同じ。)が180μm以上のツノの発生個数を測定した。その結果を表2に表す。
<Printability (1)>
A glass epoxy substrate and QFP (package size: 14 mm × 14 mm × 1.0 mm) with a 100-pin 0.5 mm pitch were prepared. A solder resist corresponding to the QFP and an electrode (210 μm × 1,100 μm) are provided on the glass epoxy substrate, and then a 150 μm-thick metal mask having the same pattern as this is used, and each solder paste is printed on a printing machine (product name : SP60P-L, manufactured by Panasonic Corporation), each type was first printed on the substrate as two discarded prints, and then continuously printed on the six substrates to prepare each test substrate. The printing conditions were squeegee speed: 30 mm / second and plate separation speed: 1.0 mm / second.
The difference height in 100 pins (the average height was subtracted from the height of the top of the printed shape) using an image inspection machine (product name: aspire2, manufactured by Koyon Technology Co., Ltd.) for the printed pattern on each test substrate. The number of horns having a value of 180 μm or more was measured. The results are shown in Table 2.

<印刷性(2)>
印刷性(1)で作製した各試験基板につき、パターンの印刷性(にじみの発生の有無等)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にて評価した。その結果を表2に表す。
◎:非常に良好
○:良好
△:普通
×:悪い
<Printability (2)>
For each test substrate produced with printability (1), the printability of the pattern (whether or not blurring occurs) is as follows using an image inspection machine (product name: aspire2, manufactured by Koyon Technology Co., Ltd.). And evaluated. The results are shown in Table 2.
◎: Very good ○: Good △: Normal ×: Bad

以上に示す通り、実施例1から7、参考例8、9に係るソルダペーストは、フラックス組成物に末端にヒドロキシル基を有さないエステル系溶剤(B−1)を含むことにより、微細なパターンを有する150μmのソルダマスクを使用した場合であっても安定した版離れ性及び印刷性を確保し得る。特にフラックス組成物にエステル結合を2つ有する前記エステル系溶剤(B−1)を含み、チクソ剤(D)として脂肪酸ポリアマイド構造を有し当該脂肪酸が炭素数12から22の長鎖アルキル基を有するチクソ剤(D−1)を含む実施例1から7のソルダペーストは特に優れた版離れ性及び印刷性を奏する。 As described above, the solder pastes according to Examples 1 to 7 and Reference Examples 8 and 9 contain a fine pattern by including an ester solvent (B-1) having no hydroxyl group at the terminal in the flux composition. Even when a 150 μm solder mask having a thickness of 10 is used, stable plate release and printability can be ensured. In particular, the flux composition contains the ester solvent (B-1) having two ester bonds, has a fatty acid polyamide structure as the thixotropic agent (D), and the fatty acid has a long-chain alkyl group having 12 to 22 carbon atoms. The solder pastes of Examples 1 to 7 containing the thixotropic agent (D-1) exhibit particularly excellent plate release properties and printability.

Claims (2)

(A)ベース樹脂と、(B)溶剤と、(C)活性剤と、(D)チクソ剤とを含み、
前記溶剤(B)として(B−1)末端にヒドロキシル基を有さないエステル系溶剤を含み、
前記エステル系溶剤(B−1)は、エステル結合を2つ有し、
前記チクソ剤(D)は、(D−1)脂肪酸ポリアマイド構造を有し当該脂肪酸が炭素数12から22の長鎖アルキル基を有するチクソ剤を含み、
前記チクソ剤(D−1)は、熱分解ガスクロマトグラフ質量分析法(加熱炉昇温速度:20℃/分)による揮発最大ピーク値の検出温度が450℃から480℃であり、
前記チクソ剤(D−1)は、ターレンVA−79(共栄社化学(株)製)であることを特徴とするフラックス組成物。
(A) a base resin, (B) a solvent, (C) an activator, and (D) a thixotropic agent,
As the solvent (B), (B-1) includes an ester solvent having no hydroxyl group at the end,
The ester solvent (B-1) has two ester bonds,
The thixotropic agent (D) includes (D-1) a thixotropic agent having a fatty acid polyamide structure and the fatty acid having a long-chain alkyl group having 12 to 22 carbon atoms,
The thixotropic agent (D-1) is the pyrolysis gas chromatography mass spectrometry (heating RoNoboru raising rate: 20 ° C. / min) Ri detected temperature is 480 ° C. der from 450 ° C. to volatilize the maximum peak value by,
The thixotropic agent (D-1) is Taren VA-79 (Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) der flux composition characterized Rukoto.
請求項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特徴とするソルダペースト。   A solder paste comprising the flux composition according to claim 1 and a solder alloy powder.
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