JP6913122B2 - はんだ組成物および電子基板の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、はんだ組成物および電子基板の製造方法に関する。
近年、電子機器の小型軽量化が進むと同時に、配線基板の高密度実装化が進んでいる。そして、実装する電子部品も小型化が進むにつれ、接続端子ピッチも小さくなっている。その結果、接続端子自身も小さくする必要があるため、電子部品と配線基板との接続強度が弱くなってしまう。その強化策の一つとして、電子部品と配線基板との間にアンダーフィルを入れて硬化させる方法も実用化されている。しかし、実装工程が長くなる、或いは電子部品または接合不良が発見されたときにリペアーができないという欠点がある。
そこで、電子部品と配線基板との接続強度をはんだ組成物により向上することが求められており、例えば、熱硬化性樹脂、有機酸、溶剤および硬化剤を含有する熱硬化性フラックスと、はんだ粉末とを含有するはんだ組成物が提案されている（例えば、特許文献１）。
しかしながら、特許文献１に記載のようなはんだ組成物を、水溶性プリフラックス処理が施された配線基板に使用する場合、リフロー工程におけるプリヒート時に、はんだ溶融性が低下するという問題があった。
そこで、本発明は、はんだ溶融性が優れるはんだ組成物、並びにこれを用いた電子基板の製造方法を提供することを目的とする。
前記課題を解決すべく、本発明は、以下のようなはんだ組成物および電子基板の製造方法を提供するものである。
本発明のはんだ組成物は、（Ａ）マレイミド化合物、（Ｂ）アリルフェノール化合物および（Ｃ）活性剤を含有する熱硬化性フラックス組成物と、（Ｄ）はんだ粉末とを含有し、前記（Ｃ）成分が、有機酸および有機酸アミン塩からなる群から選択される少なくとも１つを含有することを特徴とするものである。
本発明のはんだ組成物は、（Ａ）マレイミド化合物、（Ｂ）アリルフェノール化合物および（Ｃ）活性剤を含有する熱硬化性フラックス組成物と、（Ｄ）はんだ粉末とを含有し、前記（Ｃ）成分が、有機酸および有機酸アミン塩からなる群から選択される少なくとも１つを含有することを特徴とするものである。
本発明のはんだ組成物においては、前記（Ａ）成分が、下記一般式（１）で表される化合物であることが好ましい。
前記一般式（１）において、Ｘは、前記一般式（１−１）および（１−２）で表される基、並びに、炭素数３〜１２の直鎖状または分岐状のアルキレン基のうちのいずれか１つの基であり、前記一般式（１−１）において、Ｒ１およびＲ２は、独立して、水素またはメチル基であり、Ｒ３〜Ｒ６は、独立して、水素、メチル基またはエチル基であり、Ｌ１およびＬ２は、独立して、単結合または−ＯＡｒ−であり、Ａｒは、フェニレンであり、前記一般式（１−２）において、Ｌ３およびＬ４は、独立して、炭素数３〜４０の直鎖状または分岐状のアルキレン基であり、このアルキレン基は、環構造を有していてもよく、ｎは、１〜５である。
本発明のはんだ組成物においては、前記（Ｂ）成分が、下記一般式（２）で表される化合物であることが好ましい。
前記一般式（２）において、Ｒ７およびＲ８は、独立して、水素またはメチル基であり、ｍは、１〜１５の整数である。
本発明のはんだ組成物においては、前記（Ｄ）成分が、融点が２００℃以上のはんだ合金からなることが好ましい。
本発明のはんだ組成物においては、前記（Ａ）成分の配合量は、前記（Ａ）成分および前記（Ｂ）成分の合計量１００質量％に対して、４０質量％以上９０質量％以下であることが好ましい。
本発明の電子基板の製造方法は、前記はんだ組成物を用いる電子基板の製造方法であって、配線基板の電極端子上に、水溶性プリフラックスによる保護被膜を形成する水溶性プリフラックス工程と、前記水溶性プリフラックス工程後の電極端子上に、前記はんだ組成物を塗布する塗布工程と、電子部品を前記はんだ組成物上に搭載する搭載工程と、前記電子部品が搭載された前記配線基板を加熱することにより、前記はんだ粉末を溶融させ、前記電子部品を前記電極端子に接合するリフロー工程と、前記熱硬化性フラックス組成物を加熱して硬化させる熱硬化工程と、を備えることを特徴とする方法である。
本発明のはんだ組成物においては、前記（Ａ）成分の配合量は、前記（Ａ）成分および前記（Ｂ）成分の合計量１００質量％に対して、４０質量％以上９０質量％以下であることが好ましい。
本発明の電子基板の製造方法は、前記はんだ組成物を用いる電子基板の製造方法であって、配線基板の電極端子上に、水溶性プリフラックスによる保護被膜を形成する水溶性プリフラックス工程と、前記水溶性プリフラックス工程後の電極端子上に、前記はんだ組成物を塗布する塗布工程と、電子部品を前記はんだ組成物上に搭載する搭載工程と、前記電子部品が搭載された前記配線基板を加熱することにより、前記はんだ粉末を溶融させ、前記電子部品を前記電極端子に接合するリフロー工程と、前記熱硬化性フラックス組成物を加熱して硬化させる熱硬化工程と、を備えることを特徴とする方法である。
本発明のはんだ組成物によれば、水溶性プリフラックス処理が施された配線基板に使用する場合でも、はんだ溶融性が優れる理由は必ずしも定かではないが、本発明者は以下のように推察する。
すなわち、熱硬化性フラックス組成物を含有するはんだ組成物を、水溶性プリフラックス処理が施された配線基板に使用する場合に、次のような現象が起こると本発明者は推察する。リフロー工程におけるプリヒート時には、水溶性プリフラックスの成分であるイミダゾール化合物が、熱硬化性フラックス組成物中のエポキシ樹脂に作用して、エポキシ樹脂の硬化が進み過ぎてしまう。このように、硬化が進み過ぎると、有機酸の活性作用が妨げられて、はんだ溶融性が低下してしまう。
これに対し、本発明のはんだ組成物においては、（Ａ）マレイミド化合物と（Ｂ）アリルフェノール化合物とを硬化させている。この硬化反応は、イミダゾール化合物による影響をあまり受けないため、熱硬化性樹脂の硬化が進み過ぎてしまうことがない。一方で、本発明に用いる熱硬化性フラックス組成物は、リフロー工程後の熱硬化工程で、十分に硬化させることができるので、電子部品と配線基板との接続を十分に補強できる。
以上のようにして、上記本発明の効果が達成されるものと本発明者は推察する。
すなわち、熱硬化性フラックス組成物を含有するはんだ組成物を、水溶性プリフラックス処理が施された配線基板に使用する場合に、次のような現象が起こると本発明者は推察する。リフロー工程におけるプリヒート時には、水溶性プリフラックスの成分であるイミダゾール化合物が、熱硬化性フラックス組成物中のエポキシ樹脂に作用して、エポキシ樹脂の硬化が進み過ぎてしまう。このように、硬化が進み過ぎると、有機酸の活性作用が妨げられて、はんだ溶融性が低下してしまう。
これに対し、本発明のはんだ組成物においては、（Ａ）マレイミド化合物と（Ｂ）アリルフェノール化合物とを硬化させている。この硬化反応は、イミダゾール化合物による影響をあまり受けないため、熱硬化性樹脂の硬化が進み過ぎてしまうことがない。一方で、本発明に用いる熱硬化性フラックス組成物は、リフロー工程後の熱硬化工程で、十分に硬化させることができるので、電子部品と配線基板との接続を十分に補強できる。
以上のようにして、上記本発明の効果が達成されるものと本発明者は推察する。
本発明によれば、水溶性プリフラックス処理が施された配線基板に使用する場合でも、はんだ溶融性が優れるはんだ組成物、並びにこれを用いた電子基板の製造方法を提供できる。
以下、本発明のはんだ組成物および電子基板の製造方法の実施形態を説明する。
［熱硬化性フラックス組成物］
まず、本実施形態に用いる熱硬化性フラックス組成物について説明する。
本実施形態に用いる熱硬化性フラックス組成物は、以下説明する（Ａ）マレイミド化合物、（Ｂ）アリルフェノール化合物および（Ｃ）活性剤を含有するものである。
［熱硬化性フラックス組成物］
まず、本実施形態に用いる熱硬化性フラックス組成物について説明する。
本実施形態に用いる熱硬化性フラックス組成物は、以下説明する（Ａ）マレイミド化合物、（Ｂ）アリルフェノール化合物および（Ｃ）活性剤を含有するものである。
［（Ａ）成分］
本実施形態に用いる（Ａ）マレイミド化合物は、１分子中に、マレイミド骨格を有する化合物である。
（Ａ）成分としては、例えば、下記一般式（１）で表される化合物が挙げられる。
本実施形態に用いる（Ａ）マレイミド化合物は、１分子中に、マレイミド骨格を有する化合物である。
（Ａ）成分としては、例えば、下記一般式（１）で表される化合物が挙げられる。
一般式（１）において、Ｘは、２価の有機基であればよく、特に限定されない。ただし、Ｘは、下記一般式（１−１）および（１−２）で表される基、並びに、炭素数３〜１２の直鎖状または分岐状のアルキレン基のうちのいずれか１つの基であることが好ましい。
一般式（１−１）において、Ｒ１およびＲ２は、独立して、水素またはメチル基である。Ｒ１およびＲ２は、両方が水素であるか、或いは、両方がメチル基であることが好ましい。
Ｒ３〜Ｒ６は、独立して、水素、メチル基またはエチル基である。Ｒ３〜Ｒ６は、全てが水素であってもよい。
Ｌ１およびＬ２は、独立して、単結合または−ＯＡｒ−であり、Ａｒは、フェニレンである。Ｌ１およびＬ２は、両方が単結合であるか、或いは、両方が−ＯＡｒ−であることが好ましい。
一般式（１−１）で表される基を有するマレイミド化合物としては、４，４−ジフェニルメタンビスマレイミド、ビス−（３−エチル−５−メチル−４−マレイミドフェニル）メタン、および２，２’−ビス−［４−（４−マレイミドフェノキシ）フェニル］プロパンなどが挙げられる。より具体的には、下記構造式（１−１−１）〜（１−１−３）で表される化合物などが挙げられる。また、これらの中でも、熱硬化性フラックス組成物の硬化物の線膨張係数を下げるという観点からは、下記構造式（１−１−１）で表される化合物が好ましい。
これらの化合物の市販品としては、ＢＭＩ、ＢＭＩ−７０およびＢＭＩ−８０（ケイアイ化成社製）などが挙げられる。
Ｒ３〜Ｒ６は、独立して、水素、メチル基またはエチル基である。Ｒ３〜Ｒ６は、全てが水素であってもよい。
Ｌ１およびＬ２は、独立して、単結合または−ＯＡｒ−であり、Ａｒは、フェニレンである。Ｌ１およびＬ２は、両方が単結合であるか、或いは、両方が−ＯＡｒ−であることが好ましい。
一般式（１−１）で表される基を有するマレイミド化合物としては、４，４−ジフェニルメタンビスマレイミド、ビス−（３−エチル−５−メチル−４−マレイミドフェニル）メタン、および２，２’−ビス−［４−（４−マレイミドフェノキシ）フェニル］プロパンなどが挙げられる。より具体的には、下記構造式（１−１−１）〜（１−１−３）で表される化合物などが挙げられる。また、これらの中でも、熱硬化性フラックス組成物の硬化物の線膨張係数を下げるという観点からは、下記構造式（１−１−１）で表される化合物が好ましい。
これらの化合物の市販品としては、ＢＭＩ、ＢＭＩ−７０およびＢＭＩ−８０（ケイアイ化成社製）などが挙げられる。
一般式（１−２）において、Ｌ３およびＬ４は、独立して、炭素数３〜４０の直鎖状または分岐状のアルキレン基であり、このアルキレン基は、環構造を有していてもよい。Ｌ３およびＬ４は、炭素数１０〜４０の分岐状で、環構造を有するアルキレン基であることが好ましく、炭素数３６の分岐状で、環構造を有するアルキレン基であることが特に好ましい。
また、ｎは、１〜５であり、ｎの平均は、１以上２以下であることが好ましく、１以上１．５以下であることがより好ましい。
一般式（１−２）で表される基を有するマレイミド化合物として、具体的には、下記構造式（１−２−１）で表される化合物などが挙げられる。
これらの化合物の市販品としては、ＢＭＩ−１５００（Ｄｅｓｉｇｎｅｒ Ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ Ｉｎｃ社製）などが挙げられる。なお、ＢＭＩ−１５００においては、下記構造式（１−２−１）中のｎの平均は１．３である。
また、ｎは、１〜５であり、ｎの平均は、１以上２以下であることが好ましく、１以上１．５以下であることがより好ましい。
一般式（１−２）で表される基を有するマレイミド化合物として、具体的には、下記構造式（１−２−１）で表される化合物などが挙げられる。
これらの化合物の市販品としては、ＢＭＩ−１５００（Ｄｅｓｉｇｎｅｒ Ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ Ｉｎｃ社製）などが挙げられる。なお、ＢＭＩ−１５００においては、下記構造式（１−２−１）中のｎの平均は１．３である。
炭素数３〜１２の直鎖状または分岐状のアルキレン基を有するマレイミド化合物としては、１，６’−ビスマレイミド−（２，２，４−トリメチル）ヘキサンなどが挙げられる。より具体的には、下記構造式（１−３−１）で表される化合物などが挙げられる。
このマレイミド化合物において、アルキレン基は、炭素数６〜１２の分岐状であることが好ましく、炭素数８〜１２の分岐状であることがより好ましい。
これらの化合物の市販品としては、ＢＭＩ−ＴＭＨ（大和化成社製）などが挙げられる。
このマレイミド化合物において、アルキレン基は、炭素数６〜１２の分岐状であることが好ましく、炭素数８〜１２の分岐状であることがより好ましい。
これらの化合物の市販品としては、ＢＭＩ−ＴＭＨ（大和化成社製）などが挙げられる。
（Ａ）成分の配合量は、熱硬化性フラックス組成物１００質量％に対して、１５質量％以上７０質量％以下であることが好ましく、２０質量％以上６０質量％以下であることがより好ましく、４０質量％以上５５質量％以下であることが特に好ましい。（Ａ）成分の配合量が前記範囲内であれば、電子部品と電子基板とのはんだ接合を十分に補強できる。また、（Ａ）成分の配合量が前記下限以上であれば、熱硬化性フラックス組成物の硬化物のガラス転移温度を向上でき、線膨張係数を下げることができる。
［（Ｂ）成分］
本実施形態に用いる（Ｂ）アリルフェノール化合物は、１分子中に、１つ以上のアリル基を有するフェノール化合物である。
（Ｂ）成分としては、例えば、下記一般式（２）で表される化合物が挙げられる。
本実施形態に用いる（Ｂ）アリルフェノール化合物は、１分子中に、１つ以上のアリル基を有するフェノール化合物である。
（Ｂ）成分としては、例えば、下記一般式（２）で表される化合物が挙げられる。
一般式（２）において、Ｒ７およびＲ８は、独立して、水素またはメチル基である。Ｒ７およびＲ８は、両方が水素であるか、或いは、両方がメチル基であることが好ましい。
また、ｍは、１〜１５である。
ｍが１であるアリルフェノール化合物としては、２，２−ジアリルビスフェノールＡなどが挙げられる。より具体的には、下記構造式（２−１）で表される化合物などが挙げられる。
ｍが２〜１５であるアリルフェノール化合物としては、アリルフェノールと、架橋基剤とを反応させることで得られるアリルフェノール重縮合物が挙げられる。ここで、アリルフェノールとしては、ｏ−アリルフェノールが好ましい。架橋基剤としては、ホルムアルデヒドおよびアセトアルデヒドなどが挙げられる。
これらの化合物の市販品としては、ＤＡＢＰＡ（大和化成社製）、ＭＥＨ−８０００Ｈ、およびＭＥＨ−８００５（明和化成社製）などが挙げられる。
また、ｍは、１〜１５である。
ｍが１であるアリルフェノール化合物としては、２，２−ジアリルビスフェノールＡなどが挙げられる。より具体的には、下記構造式（２−１）で表される化合物などが挙げられる。
ｍが２〜１５であるアリルフェノール化合物としては、アリルフェノールと、架橋基剤とを反応させることで得られるアリルフェノール重縮合物が挙げられる。ここで、アリルフェノールとしては、ｏ−アリルフェノールが好ましい。架橋基剤としては、ホルムアルデヒドおよびアセトアルデヒドなどが挙げられる。
これらの化合物の市販品としては、ＤＡＢＰＡ（大和化成社製）、ＭＥＨ−８０００Ｈ、およびＭＥＨ−８００５（明和化成社製）などが挙げられる。
（Ｂ）成分の配合量は、熱硬化性フラックス組成物１００質量％に対して、１５質量％以上７５質量％以下であることが好ましく、２０質量％以上６０質量％以下であることがより好ましく、３０質量％以上５０質量％以下であることが特に好ましい。（Ａ）成分の配合量が前記範囲内であれば、電子部品と電子基板とのはんだ接合を十分に補強できる。
本実施形態においては、（Ａ）成分および（Ｂ）成分の組合せで用いることで、水溶性プリフラックス処理が施された配線基板に使用する場合でも、はんだ溶融性が優れる熱硬化性フラックス組成物が得られる。
また、（Ａ）成分と（Ｂ）成分との配合比率を調整することにより、熱硬化性フラックス組成物の硬化物のガラス転移温度を向上でき、線膨張係数を下げることができる。
上記のような観点から、（Ａ）成分の配合量は、（Ａ）成分および（Ｂ）成分の合計量１００質量％に対して、４０質量％以上９０質量％以下であることが好ましく、４５質量％以上８０質量％以下であることがより好ましく、５０質量％以上７０質量％以下であることが特に好ましい。
また、（Ａ）成分と（Ｂ）成分との配合比率を調整することにより、熱硬化性フラックス組成物の硬化物のガラス転移温度を向上でき、線膨張係数を下げることができる。
上記のような観点から、（Ａ）成分の配合量は、（Ａ）成分および（Ｂ）成分の合計量１００質量％に対して、４０質量％以上９０質量％以下であることが好ましく、４５質量％以上８０質量％以下であることがより好ましく、５０質量％以上７０質量％以下であることが特に好ましい。
［（Ｃ）成分］
本実施形態に用いる（Ｃ）活性剤は、有機酸および有機酸アミン塩からなる群から選択される少なくとも１つを含有する。リフロー工程では、有機酸または有機酸アミン塩と、（Ａ）成分および（Ｂ）成分との硬化反応がそれほど進まないため、はんだ溶融性への悪影響が少ない。また、はんだ溶融性および保存安定性の観点から、有機酸および有機酸アミン塩を併用することがより好ましい。
本実施形態に用いる（Ｃ）活性剤は、有機酸および有機酸アミン塩からなる群から選択される少なくとも１つを含有する。リフロー工程では、有機酸または有機酸アミン塩と、（Ａ）成分および（Ｂ）成分との硬化反応がそれほど進まないため、はんだ溶融性への悪影響が少ない。また、はんだ溶融性および保存安定性の観点から、有機酸および有機酸アミン塩を併用することがより好ましい。
有機酸としては、モノカルボン酸、ジカルボン酸などの他に、その他の有機酸が挙げられる。これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
モノカルボン酸としては、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、ブチリック酸、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、およびグリコール酸などが挙げられる。
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、およびジグリコール酸などが挙げられる。これらの中でも、熱硬化性フラックス組成物の硬化物の物性の観点から、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸が好ましい。
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、およびピコリン酸などが挙げられる。
モノカルボン酸としては、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、ブチリック酸、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、およびグリコール酸などが挙げられる。
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、およびジグリコール酸などが挙げられる。これらの中でも、熱硬化性フラックス組成物の硬化物の物性の観点から、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸が好ましい。
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、およびピコリン酸などが挙げられる。
有機酸アミン塩は、前記有機酸のアミン塩である。有機酸アミン塩におけるアミンとしては、適宜公知のアミンを用いることができる。このようなアミンは、芳香族アミンであってもよく、脂肪族アミンであってもよい。これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。このようなアミンとしては、有機酸アミン塩の安定性などの観点から、炭素数が３以上１３以下のアミンを用いることが好ましく、炭素数が４以上７以下の１級アミンを用いることがより好ましい。
前記芳香族アミンとしては、ベンジルアミン、アニリン、１，３−ジフェニルグアニジンなどが挙げられる。これらの中でも、ベンジルアミンが特に好ましい。
前記脂肪族アミンとしては、プロピルアミン、ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、シクロヘキシルアミン、トリエタノールアミンなどが挙げられる。
前記芳香族アミンとしては、ベンジルアミン、アニリン、１，３−ジフェニルグアニジンなどが挙げられる。これらの中でも、ベンジルアミンが特に好ましい。
前記脂肪族アミンとしては、プロピルアミン、ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、シクロヘキシルアミン、トリエタノールアミンなどが挙げられる。
有機酸および有機酸アミン塩の合計の配合量は、熱硬化性フラックス組成物１００質量％に対して、１質量％以上１５質量％以下であることが好ましく、２質量％以上１２質量％以下であることがより好ましく、３質量％以上１０質量％以下であることが特に好ましい。有機酸および有機酸アミン塩の合計の配合量が前記下限以上であれば、はんだ接合の不良をより確実に防止できる。また、有機酸および有機酸アミン塩の合計の配合量が前記上限以下であれば、熱硬化性フラックス組成物の絶縁性を確保できる。
（Ｃ）成分は、必要に応じて、有機酸および有機酸アミン塩以外の他の活性剤を含有してもよい。他の活性剤としては、非解離性のハロゲン化化合物からなる非解離型活性剤、およびアミン系活性剤などが挙げられる。
非解離性のハロゲン化化合物からなる非解離型活性剤としては、ハロゲン原子が共有結合により結合した非塩系の有機化合物が挙げられる。このハロゲン化化合物としては、塩素化物、臭素化物、フッ化物のように塩素、臭素、フッ素の各単独元素の共有結合による化合物でもよいが、塩素、臭素およびフッ素の任意の２つまたは全部のそれぞれの共有結合を有する化合物でもよい。これらの化合物は、水性溶媒に対する溶解性を向上させるために、例えばハロゲン化アルコールやハロゲン化カルボキシルのように水酸基やカルボキシル基などの極性基を有することが好ましい。ハロゲン化アルコールとしては、例えば２，３−ジブロモプロパノール、２，３−ジブロモブタンジオール、トランス−２，３−ジブロモ−２−ブテン−１，４−ジオール、１，４−ジブロモ−２−ブタノール、およびトリブロモネオペンチルアルコールなどの臭素化アルコール、１，３−ジクロロ−２−プロパノール、および１，４−ジクロロ−２−ブタノールなどの塩素化アルコール、３−フルオロカテコールなどのフッ素化アルコール、並びに、これらに類する化合物が挙げられる。ハロゲン化カルボキシルとしては、２−ヨード安息香酸、３−ヨード安息香酸、２−ヨードプロピオン酸、５−ヨードサリチル酸、および５−ヨードアントラニル酸などのヨウ化カルボキシル、２−クロロ安息香酸、および３−クロロプロピオン酸などの塩化カルボキシル、２，３−ジブロモプロピオン酸、２，３−ジブロモコハク酸、および２−ブロモ安息香酸などの臭素化カルボキシル、並びに、これらに類する化合物が挙げられる。
アミン系活性剤としては、アミン類（エチレンジアミンなどのポリアミンなど）、アミン塩類（エチルアミン、ジエチルアミン、トリメチロールアミン、シクロヘキシルアミン、およびジエチルアミンなどのアミンやアミノアルコールなどの有機酸塩や無機酸塩（塩酸、硫酸、臭化水素酸など））、アミノ酸類（グリシン、アラニン、アスパラギン酸、グルタミン酸、およびバリンなど）、および、アミド系化合物などが挙げられる。具体的には、エチルアミン臭化水素酸塩、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（塩酸塩、コハク酸塩、アジピン酸塩、およびセバシン酸塩など）、トリエタノールアミン、モノエタノールアミン、および、これらのアミンの臭化水素酸塩などが挙げられる。
（Ｃ）成分の配合量としては、熱硬化性フラックス組成物１００質量％に対して、１質量％以上２０質量％以下であることが好ましく、２質量％以上１５質量％以下であることがより好ましく、３質量％以上１２質量％以下であることが特に好ましい。（Ｃ）成分の配合量が前記下限以上であれば、はんだ接合の不良をより確実に防止できる。また、（Ｃ）成分の配合量が前記上限以下であれば、熱硬化性フラックス組成物の絶縁性を確保できる。
［硬化剤］
また、本実施形態に用いる熱硬化性フラックス組成物は、（Ａ）成分〜（Ｃ）成分の他に、硬化剤をさらに含有してもよい。
本実施形態に用いる硬化剤としては、公知の硬化剤を適宜用いることができる。この硬化剤としては、イミダゾール系硬化剤、トリアゾール類、メラミン類、酸無水物類、およびジシアンジアミド類などが挙げられる。これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
イミダゾール系硬化剤としては、２−エチルイミダゾール、２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾール、２−フェニル−４，５−ジヒドロキシメチルイミダゾール、２，４−ジアミノ−６−［２’−エチル−４’−メチルイミダゾリル−（１’）］−エチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−［２’−メチルイミダゾリル−（１’）］−エチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−［２’−メチルイミダゾリル−（１’）］−エチル−ｓ−トリアジンイソシアヌル酸付加物、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾリウムトリメリテイト、１−シアノエチル−２−ウンデシルイミダゾール、および２，４−ジアミノ−６−［２’−ウンデシルイミダゾリル−（１’）］−エチル−ｓ−トリアジンが挙げられる。
トリアゾール類としては、トリアゾール、およびベンゾトリアゾールなどが挙げられる。
メラミン類としては、メラミン、アセトグアナミン、およびベンゾグアナミンなどが挙がられる。
酸無水物類としては、４，４’−オキシジフタル酸無水物などが挙げられる。
ジシアンジアミド類としては、ジシアンジアミド、およびＮフェニルジシアンジアミドなどが挙げられる。
また、本実施形態に用いる熱硬化性フラックス組成物は、（Ａ）成分〜（Ｃ）成分の他に、硬化剤をさらに含有してもよい。
本実施形態に用いる硬化剤としては、公知の硬化剤を適宜用いることができる。この硬化剤としては、イミダゾール系硬化剤、トリアゾール類、メラミン類、酸無水物類、およびジシアンジアミド類などが挙げられる。これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
イミダゾール系硬化剤としては、２−エチルイミダゾール、２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾール、２−フェニル−４，５−ジヒドロキシメチルイミダゾール、２，４−ジアミノ−６−［２’−エチル−４’−メチルイミダゾリル−（１’）］−エチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−［２’−メチルイミダゾリル−（１’）］−エチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−［２’−メチルイミダゾリル−（１’）］−エチル−ｓ−トリアジンイソシアヌル酸付加物、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾリウムトリメリテイト、１−シアノエチル−２−ウンデシルイミダゾール、および２，４−ジアミノ−６−［２’−ウンデシルイミダゾリル−（１’）］−エチル−ｓ−トリアジンが挙げられる。
トリアゾール類としては、トリアゾール、およびベンゾトリアゾールなどが挙げられる。
メラミン類としては、メラミン、アセトグアナミン、およびベンゾグアナミンなどが挙がられる。
酸無水物類としては、４，４’−オキシジフタル酸無水物などが挙げられる。
ジシアンジアミド類としては、ジシアンジアミド、およびＮフェニルジシアンジアミドなどが挙げられる。
硬化剤を用いる場合、その配合量は、熱硬化性フラックス組成物１００質量％に対して、０．１質量％以上１０質量％以下であることが好ましく、０．２質量％以上５質量％以下であることがより好ましい。硬化剤の配合量が前記下限以上であれば、熱硬化性フラックス組成物の硬化性を向上できる。他方、硬化剤の配合量が前記上限以下であれば、熱硬化性フラックス組成物の保存安定性を確保できる。
［チクソ剤］
また、本実施形態に用いる熱硬化性フラックス組成物は、（Ａ）成分〜（Ｃ）成分および硬化剤の他に、チクソ剤をさらに含有してもよい。
本実施形態に用いるチクソ剤としては、硬化ひまし油、アミド類、カオリン、コロイダルシリカ、有機ベントナイト、ガラスフリットなどが挙げられる。これらのチクソ剤は１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
また、本実施形態に用いる熱硬化性フラックス組成物は、（Ａ）成分〜（Ｃ）成分および硬化剤の他に、チクソ剤をさらに含有してもよい。
本実施形態に用いるチクソ剤としては、硬化ひまし油、アミド類、カオリン、コロイダルシリカ、有機ベントナイト、ガラスフリットなどが挙げられる。これらのチクソ剤は１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
チクソ剤を用いる場合、その配合量は、熱硬化性フラックス組成物１００質量％に対して、０．１質量％以上５質量％以下であることが好ましく、０．５質量％以上３質量％以下であることがより好ましい。チクソ剤の配合量が前記下限以上であれば、十分なチクソ性が得られ、ダレを十分に抑制できる。また、チクソ剤の配合量が前記上限以下であれば、チクソ性が高すぎて、印刷不良となることはない。
［他の熱硬化性樹脂］
また、本実施形態に用いる熱硬化性フラックス組成物は、（Ａ）成分〜（Ｃ）成分、硬化剤およびチクソ剤の他に、（Ａ）成分以外の他の熱硬化性樹脂をさらに含有してもよい。
本実施形態に用いる他の熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂などが挙げられる。これらの中でも、放置試験後のはんだ溶融性の観点から、フェノール樹脂が好ましい。これらの他の熱硬化性樹脂は１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
また、本実施形態に用いる熱硬化性フラックス組成物は、（Ａ）成分〜（Ｃ）成分、硬化剤およびチクソ剤の他に、（Ａ）成分以外の他の熱硬化性樹脂をさらに含有してもよい。
本実施形態に用いる他の熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂などが挙げられる。これらの中でも、放置試験後のはんだ溶融性の観点から、フェノール樹脂が好ましい。これらの他の熱硬化性樹脂は１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
他の熱硬化性樹脂を用いる場合、本発明の効果を妨げないという観点から、その配合量は、熱硬化性フラックス組成物１００質量％に対して、１質量％以上１０質量％以下であることが好ましく、１質量％以上５質量％以下であることがより好ましい。
［他の成分］
本実施形態に用いる熱硬化性フラックス組成物は、必要に応じて、（Ａ）成分〜（Ｃ）成分、硬化剤、チクソ剤、および他の熱硬化性樹脂の他に、界面活性剤、カップリング剤、消泡剤、粉末表面処理剤、反応抑制剤、沈降防止剤、フィラーなどの添加剤を含有していてもよい。これらの添加剤の配合量としては、熱硬化性フラックス組成物１００質量％に対して、０．０１質量％以上１０質量％以下であることが好ましく、０．０５質量％以上５質量％以下であることがより好ましい。
本実施形態に用いる熱硬化性フラックス組成物は、溶剤をさらに含有していてもよい。この溶剤により、塗布に適した粘度に調整できる。溶剤としては、公知の有機溶剤を適宜使用できる。溶剤の配合量は、塗布に適した粘度に応じて、適宜調整できる。
本実施形態に用いる熱硬化性フラックス組成物は、必要に応じて、（Ａ）成分〜（Ｃ）成分、硬化剤、チクソ剤、および他の熱硬化性樹脂の他に、界面活性剤、カップリング剤、消泡剤、粉末表面処理剤、反応抑制剤、沈降防止剤、フィラーなどの添加剤を含有していてもよい。これらの添加剤の配合量としては、熱硬化性フラックス組成物１００質量％に対して、０．０１質量％以上１０質量％以下であることが好ましく、０．０５質量％以上５質量％以下であることがより好ましい。
本実施形態に用いる熱硬化性フラックス組成物は、溶剤をさらに含有していてもよい。この溶剤により、塗布に適した粘度に調整できる。溶剤としては、公知の有機溶剤を適宜使用できる。溶剤の配合量は、塗布に適した粘度に応じて、適宜調整できる。
［熱硬化性フラックス組成物の物性］
本実施形態に用いる熱硬化性フラックス組成物は、その硬化物の物性が以下の条件を満たすことが好ましい。なお、ここで硬化条件は、熱硬化性フラックス組成物が十分に硬化する加熱条件であればよく、例えば、２００℃の温度で３時間、加熱すればよい。
熱硬化性フラックス組成物の硬化物のガラス転移温度は、１６０℃以上であることが好ましく、１８０℃以上であることがより好ましく、２００℃以上であることが特に好ましい。ガラス転移温度が前記下限以上であれば、はんだ接合の補強効果を更に高めることができる。
熱硬化性フラックス組成物の硬化物の線膨張係数は、７０（１０−６／℃）以下であることが好ましく、６０（１０−６／℃）以下であることがより好ましく、５５（１０−６／℃）以下であることが特に好ましい。線膨張係数が前記上限以下であれば、はんだ接合の補強効果を更に高めることができる。
ガラス転移温度および線膨張係数は、Ｔｈｅｒｍａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ（以降、ＴＭＡとも称する。）を用い、昇温速度１０℃／ｍｉｎ、温度範囲３０〜３００℃の条件下にて測定できる。
本実施形態に用いる熱硬化性フラックス組成物は、その硬化物の物性が以下の条件を満たすことが好ましい。なお、ここで硬化条件は、熱硬化性フラックス組成物が十分に硬化する加熱条件であればよく、例えば、２００℃の温度で３時間、加熱すればよい。
熱硬化性フラックス組成物の硬化物のガラス転移温度は、１６０℃以上であることが好ましく、１８０℃以上であることがより好ましく、２００℃以上であることが特に好ましい。ガラス転移温度が前記下限以上であれば、はんだ接合の補強効果を更に高めることができる。
熱硬化性フラックス組成物の硬化物の線膨張係数は、７０（１０−６／℃）以下であることが好ましく、６０（１０−６／℃）以下であることがより好ましく、５５（１０−６／℃）以下であることが特に好ましい。線膨張係数が前記上限以下であれば、はんだ接合の補強効果を更に高めることができる。
ガラス転移温度および線膨張係数は、Ｔｈｅｒｍａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ（以降、ＴＭＡとも称する。）を用い、昇温速度１０℃／ｍｉｎ、温度範囲３０〜３００℃の条件下にて測定できる。
［はんだ組成物］
次に、本実施形態のはんだ組成物について説明する。本実施形態のはんだ組成物は、前述の熱硬化性フラックス組成物と、以下説明する（Ｄ）はんだ粉末とを含有するものである。
熱硬化性フラックス組成物の配合量は、はんだ組成物１００質量％に対して、８質量％以上４０質量％以下であることが好ましく、１０質量％以上３０質量％以下であることがより好ましく、１２質量％以上２０質量％以下であることが特に好ましい。熱硬化性フラックス組成物の配合量が８質量％以上（はんだ粉末の配合量が９２質量％以下）であれば、バインダーとしての熱硬化性フラックス組成物が足りるため、熱硬化性フラックス組成物とはんだ粉末とを容易に混合できる。また、熱硬化性フラックス組成物の配合量が４０質量％以下（はんだ粉末の配合量が６０質量％以上）であれば、得られるはんだ組成物を用いた場合に、十分なはんだ接合を形成できる。
次に、本実施形態のはんだ組成物について説明する。本実施形態のはんだ組成物は、前述の熱硬化性フラックス組成物と、以下説明する（Ｄ）はんだ粉末とを含有するものである。
熱硬化性フラックス組成物の配合量は、はんだ組成物１００質量％に対して、８質量％以上４０質量％以下であることが好ましく、１０質量％以上３０質量％以下であることがより好ましく、１２質量％以上２０質量％以下であることが特に好ましい。熱硬化性フラックス組成物の配合量が８質量％以上（はんだ粉末の配合量が９２質量％以下）であれば、バインダーとしての熱硬化性フラックス組成物が足りるため、熱硬化性フラックス組成物とはんだ粉末とを容易に混合できる。また、熱硬化性フラックス組成物の配合量が４０質量％以下（はんだ粉末の配合量が６０質量％以上）であれば、得られるはんだ組成物を用いた場合に、十分なはんだ接合を形成できる。
［（Ｄ）成分］
本実施形態に用いる（Ｄ）はんだ粉末は、融点が２００℃以上のはんだ合金からなるはんだ粉末であることが好ましく、融点が２００℃以上２４０℃以下のはんだ合金からなるはんだ粉末であることがより好ましい。融点が２００℃以上２４０℃以下のはんだ合金としては、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系、およびＳｎ−Ａｇ系などのはんだ合金が挙げられる。また、このようなはんだ合金においては、銀含有量が通常４質量％以下であり、銅の含有量が通常１質量％以下である。
本実施形態に用いる（Ｄ）はんだ粉末は、融点が２００℃以上のはんだ合金からなるはんだ粉末であることが好ましく、融点が２００℃以上２４０℃以下のはんだ合金からなるはんだ粉末であることがより好ましい。融点が２００℃以上２４０℃以下のはんだ合金としては、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系、およびＳｎ−Ａｇ系などのはんだ合金が挙げられる。また、このようなはんだ合金においては、銀含有量が通常４質量％以下であり、銅の含有量が通常１質量％以下である。
（Ｄ）成分の平均粒子径は、通常１μｍ以上４０μｍ以下であるが、はんだ付けパッドのピッチが狭い電子基板にも対応するという観点から、１μｍ以上３５μｍ以下であることがより好ましく、３μｍ以上３２μｍ以下であることが特に好ましい。なお、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できる。
［はんだ組成物の製造方法］
本実施形態のはんだ組成物は、前記熱硬化性フラックス組成物と前記（Ｄ）はんだ粉末とを前記の所定の割合で配合し、撹拌混合することで製造できる。
本実施形態のはんだ組成物は、前記熱硬化性フラックス組成物と前記（Ｄ）はんだ粉末とを前記の所定の割合で配合し、撹拌混合することで製造できる。
［電子基板の製造方法］
次に、本実施形態の電子基板の製造方法について説明する。
本実施形態の電子基板の製造方法は、前述した本実施形態のはんだ組成物を用いる方法であって、以下説明する水溶性プリフラックス工程、塗布工程、搭載工程、リフロー工程および熱硬化工程を備える。
次に、本実施形態の電子基板の製造方法について説明する。
本実施形態の電子基板の製造方法は、前述した本実施形態のはんだ組成物を用いる方法であって、以下説明する水溶性プリフラックス工程、塗布工程、搭載工程、リフロー工程および熱硬化工程を備える。
水溶性プリフラックス工程においては、配線基板の電極端子上に、水溶性プリフラックスによる保護被膜を形成する。
配線基板としては、プリント配線基板、配線が設けられたシリコン基板などが挙げられる。
電極端子の材質としては、公知の導電性材料（銅、銀、および金など）を適宜用いることができる。なお、水溶性プリフラックスによる保護被膜を形成する観点から、配線基板は、少なくとも一部には、銅からなる電極端子を有することが好ましい。
水溶性プリフラックスとしては、適宜公知の水溶性プリフラックスを用いることができる。また、保護被膜の形成方法についても、適宜公知の方法を採用できる。
配線基板としては、プリント配線基板、配線が設けられたシリコン基板などが挙げられる。
電極端子の材質としては、公知の導電性材料（銅、銀、および金など）を適宜用いることができる。なお、水溶性プリフラックスによる保護被膜を形成する観点から、配線基板は、少なくとも一部には、銅からなる電極端子を有することが好ましい。
水溶性プリフラックスとしては、適宜公知の水溶性プリフラックスを用いることができる。また、保護被膜の形成方法についても、適宜公知の方法を採用できる。
塗布工程においては、水溶性プリフラックス工程後の電極端子上に、はんだ組成物を塗布する。
塗布装置としては、例えば、ディスペンサー、スクリーン印刷機、ジェットディスペンサー、およびメタルマスク印刷機などが挙げられる。
塗膜の厚み（塗膜厚）は、適宜設定できる。
塗布装置としては、例えば、ディスペンサー、スクリーン印刷機、ジェットディスペンサー、およびメタルマスク印刷機などが挙げられる。
塗膜の厚み（塗膜厚）は、適宜設定できる。
搭載工程においては、電子部品をはんだ組成物上に搭載する。
電子部品としては、チップ部品、ＢＧＡパッケージ、チップサイズパッケージなどが挙げられる。
搭載工程で用いる装置としては、公知のチップマウント装置を適宜用いることができる。
電子部品としては、チップ部品、ＢＧＡパッケージ、チップサイズパッケージなどが挙げられる。
搭載工程で用いる装置としては、公知のチップマウント装置を適宜用いることができる。
リフロー工程においては、電子部品が搭載された配線基板を加熱することにより、はんだ粉末を溶融させ、電子部品を電極端子に接合する。
ここで用いる装置としては、公知のリフロー炉を適宜用いることができる。
リフロー条件は、はんだの融点に応じて適宜設定すればよい。例えば、Ｓｎ−Ａｕ−Ｃｕ系のはんだ合金を用いる場合には、プリヒートを温度１５０〜１８０℃（好ましくは、１５０〜１６０℃）で６０〜１２０秒間行い、ピーク温度を２２０〜２６０℃（好ましくは、２３０〜２５０℃）に設定すればよい。
ここで用いる装置としては、公知のリフロー炉を適宜用いることができる。
リフロー条件は、はんだの融点に応じて適宜設定すればよい。例えば、Ｓｎ−Ａｕ−Ｃｕ系のはんだ合金を用いる場合には、プリヒートを温度１５０〜１８０℃（好ましくは、１５０〜１６０℃）で６０〜１２０秒間行い、ピーク温度を２２０〜２６０℃（好ましくは、２３０〜２５０℃）に設定すればよい。
熱硬化工程においては、前記熱硬化性フラックス組成物を加熱して硬化させる。
加熱条件としては、加熱温度が、１４０℃以上２２０℃以下であることが好ましく、１５０℃以上２１０℃以下であることがより好ましい。加熱温度が前記範囲内であれば、熱硬化性フラックス組成物を十分に硬化させることができ、電子基板に搭載された電子部品への悪影響も少ない。
加熱時間は、１０分間以上３時間以下であることが好ましく、１時間以上２時間以下であることがより好ましい。加熱時間が前記範囲内であれば、熱硬化性フラックス組成物を十分に硬化させることができ、電子基板に搭載された電子部品への悪影響も少ない。
加熱条件としては、加熱温度が、１４０℃以上２２０℃以下であることが好ましく、１５０℃以上２１０℃以下であることがより好ましい。加熱温度が前記範囲内であれば、熱硬化性フラックス組成物を十分に硬化させることができ、電子基板に搭載された電子部品への悪影響も少ない。
加熱時間は、１０分間以上３時間以下であることが好ましく、１時間以上２時間以下であることがより好ましい。加熱時間が前記範囲内であれば、熱硬化性フラックス組成物を十分に硬化させることができ、電子基板に搭載された電子部品への悪影響も少ない。
以上のような電子基板の製造方法によれば、熱硬化性フラックス組成物の硬化物により、はんだバンプによる接合部を補強できる。また、本実施形態のはんだ組成物は、水溶性プリフラックス処理が施された配線基板に使用する場合でも、はんだ溶融性が優れている。そのため、本実施形態の電子基板の製造方法によれば、適切なリフローはんだ付けができる。
次に、本発明を実施例および比較例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。なお、実施例および比較例にて用いた材料を以下に示す。
（（Ａ）成分）
マレイミド化合物Ａ：構造式（１−１−１）で表されるマレイミド化合物、４，４−ジフェニルメタンビスマレイミド、商品名「ＢＭＩ」、ケイアイ化成社製
マレイミド化合物Ｂ：構造式（１−１−２）で表されるマレイミド化合物、ビス−（３−エチル−５−メチル−４−マレイミドフェニル）メタン、商品名「ＢＭＩ−７０」、ケイアイ化成社製
マレイミド化合物Ｃ：構造式（１−１−３）で表されるマレイミド化合物、２，２’−ビス−［４−（４−マレイミドフェノキシ）フェニル］プロパン、商品名「ＢＭＩ−８０」、ケイアイ化成社製
マレイミド化合物Ｄ：構造式（１−３−１）で表されるマレイミド化合物、１，６’−ビスマレイミド−（２，２，４−トリメチル）ヘキサン、商品名「ＢＭＩ−ＴＭＨ」、大和化成社製
マレイミド化合物Ｅ：構造式（１−２−１）で表されるマレイミド化合物、商品名「ＢＭＩ−１５００」、Ｄｅｓｉｇｎｅｒ Ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ Ｉｎｃ社製
（（Ｂ）成分）
アリルフェノール化合物Ａ：アリルフェノール重縮合物（２−アリルフェノールとホルムアルデヒドとの重縮合物）、商品名「ＭＥＨ−８０００Ｈ」、明和化成社製
アリルフェノール化合物Ｂ：アリルフェノール重縮合物、商品名「ＭＥＨ−８００５」、明和化成社製
アリルフェノール化合物Ｃ：２，２−ジアリルビスフェノールＡ、商品名「ＤＡＢＰＡ」、大和化成社製
（（Ｃ）成分）
活性剤Ａ：アジピン酸
活性剤Ｂ：ｎ−ブチルアミンアジピン酸塩
（（Ｄ）成分）
はんだ粉末：粒子径分布２０〜３８μｍ（平均粒子径：３０μｍ）、はんだ融点２１７〜２２０℃、はんだ合金Ｓｎ−Ａｕ３.０−Ｃｕ０．５
（他の成分）
エポキシ樹脂Ａ：ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、商品名「ＥＰＩＣＬＯＮ ＥＸＡ−８３０ＬＶＰ」、ＤＩＣ社製
エポキシ樹脂Ｂ：ナフタレン型エポキシ樹脂、商品名「ＥＰＩＣＬＯＮ ＨＰ−４０３２Ｄ」、ＤＩＣ社製
溶剤：ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル（ＤＥＨ）
チクソ剤：商品名「ゲルオールＤ」、新日本理化社製
（（Ａ）成分）
マレイミド化合物Ａ：構造式（１−１−１）で表されるマレイミド化合物、４，４−ジフェニルメタンビスマレイミド、商品名「ＢＭＩ」、ケイアイ化成社製
マレイミド化合物Ｂ：構造式（１−１−２）で表されるマレイミド化合物、ビス−（３−エチル−５−メチル−４−マレイミドフェニル）メタン、商品名「ＢＭＩ−７０」、ケイアイ化成社製
マレイミド化合物Ｃ：構造式（１−１−３）で表されるマレイミド化合物、２，２’−ビス−［４−（４−マレイミドフェノキシ）フェニル］プロパン、商品名「ＢＭＩ−８０」、ケイアイ化成社製
マレイミド化合物Ｄ：構造式（１−３−１）で表されるマレイミド化合物、１，６’−ビスマレイミド−（２，２，４−トリメチル）ヘキサン、商品名「ＢＭＩ−ＴＭＨ」、大和化成社製
マレイミド化合物Ｅ：構造式（１−２−１）で表されるマレイミド化合物、商品名「ＢＭＩ−１５００」、Ｄｅｓｉｇｎｅｒ Ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ Ｉｎｃ社製
（（Ｂ）成分）
アリルフェノール化合物Ａ：アリルフェノール重縮合物（２−アリルフェノールとホルムアルデヒドとの重縮合物）、商品名「ＭＥＨ−８０００Ｈ」、明和化成社製
アリルフェノール化合物Ｂ：アリルフェノール重縮合物、商品名「ＭＥＨ−８００５」、明和化成社製
アリルフェノール化合物Ｃ：２，２−ジアリルビスフェノールＡ、商品名「ＤＡＢＰＡ」、大和化成社製
（（Ｃ）成分）
活性剤Ａ：アジピン酸
活性剤Ｂ：ｎ−ブチルアミンアジピン酸塩
（（Ｄ）成分）
はんだ粉末：粒子径分布２０〜３８μｍ（平均粒子径：３０μｍ）、はんだ融点２１７〜２２０℃、はんだ合金Ｓｎ−Ａｕ３.０−Ｃｕ０．５
（他の成分）
エポキシ樹脂Ａ：ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、商品名「ＥＰＩＣＬＯＮ ＥＸＡ−８３０ＬＶＰ」、ＤＩＣ社製
エポキシ樹脂Ｂ：ナフタレン型エポキシ樹脂、商品名「ＥＰＩＣＬＯＮ ＨＰ−４０３２Ｄ」、ＤＩＣ社製
溶剤：ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル（ＤＥＨ）
チクソ剤：商品名「ゲルオールＤ」、新日本理化社製
［実施例１］
マレイミド化合物Ａ４５質量％、アリルフェノール化合物Ａ４５質量％、活性剤Ａ４質量％、活性剤Ｂ５質量％およびチクソ剤１質量％を容器に投入し、粉砕混合機にて、粉砕し混合し分散させて熱硬化性フラックス組成物を得た。
その後、得られた熱硬化性フラックス組成物１４．５質量％およびはんだ粉末８５．５質量％（合計で１００質量％）を容器に投入し、混練機にて混合することではんだ組成物を調製した。
次に、チップ部品を搭載できる基板（導体の材質：銅、水溶性プリフラックス処理あり）を準備し、この基板の電極端子上に、メタルマスク印刷機により得られたはんだ組成物を印刷した。塗膜の厚みは、１５０μｍであった。次に、チップ部品（３２１６チップ）を、塗膜形成後の基板の電極端子上に搭載し、リフロー炉（タムラ製作所社製）に通して加熱した。ここでのリフロー条件は、プリヒート温度が１５０〜１８０℃（６０秒間）で、温度２２０℃以上の時間が５０秒間で、ピーク温度が２４５℃である。その後、リフロー後の基板を、加熱炉に投入し、温度２００℃にて２時間の加熱処理を施して、評価用基板を作製した。
マレイミド化合物Ａ４５質量％、アリルフェノール化合物Ａ４５質量％、活性剤Ａ４質量％、活性剤Ｂ５質量％およびチクソ剤１質量％を容器に投入し、粉砕混合機にて、粉砕し混合し分散させて熱硬化性フラックス組成物を得た。
その後、得られた熱硬化性フラックス組成物１４．５質量％およびはんだ粉末８５．５質量％（合計で１００質量％）を容器に投入し、混練機にて混合することではんだ組成物を調製した。
次に、チップ部品を搭載できる基板（導体の材質：銅、水溶性プリフラックス処理あり）を準備し、この基板の電極端子上に、メタルマスク印刷機により得られたはんだ組成物を印刷した。塗膜の厚みは、１５０μｍであった。次に、チップ部品（３２１６チップ）を、塗膜形成後の基板の電極端子上に搭載し、リフロー炉（タムラ製作所社製）に通して加熱した。ここでのリフロー条件は、プリヒート温度が１５０〜１８０℃（６０秒間）で、温度２２０℃以上の時間が５０秒間で、ピーク温度が２４５℃である。その後、リフロー後の基板を、加熱炉に投入し、温度２００℃にて２時間の加熱処理を施して、評価用基板を作製した。
［実施例２〜１１および比較例１〜３］
表１に示す組成に従い各材料を配合した以外は実施例１と同様にして、熱硬化性フラックス組成物、はんだ組成物および評価用基板を得た。
表１に示す組成に従い各材料を配合した以外は実施例１と同様にして、熱硬化性フラックス組成物、はんだ組成物および評価用基板を得た。
＜はんだ組成物の評価＞
はんだ組成物の評価（はんだ溶融性、セルフアライメント性、放置試験後のはんだ溶融性）を以下のような方法で行った。また、熱硬化性フラックス組成物の評価（ガラス転移温度、線膨張係数）を以下のような方法で行った。得られた結果を表１に示す。
（１）はんだ溶融性
基板（導体の材質：銅、水溶性プリフラックス処理あり）を準備し、この基板の電極端子上に、メタルマスク印刷機により得られたはんだ組成物を印刷した。メタルマスクの開口直径は、６．５ｍｍであり、塗膜の厚みは、１５０μｍであった。次に、リフロー炉（タムラ製作所社製）に通して加熱した。ここでのリフロー条件は、プリヒート温度が１５０〜１８０℃（６０秒間）で、温度２２０℃以上の時間が５０秒間で、ピーク温度が２４５℃である。そして、はんだの溶融状態を目視にて観察し、下記の基準に従って、はんだ溶融性を評価した。
◎：はんだ組成物を塗布した部分は、全て、はんだでぬれた状態である。
○：はんだ組成物を塗布した部分の大半は、はんだでぬれた状態である。
△：はんだ組成物を塗布した部分の一部を除き、はんだでぬれた状態である。
×：はんだ組成物を塗布した部分の大半は、はんだでぬれていない状態である。
（２）セルフアライメント性
チップ部品を３０°ずらして基板の電極端子上に搭載した以外は、各実施例および各比較例と同様にして、セルフアライメント性の評価用基板を作製した。この評価用基板を観察し、リフロー工程後のチップ部品のずれを観察した。そして、下記の基準に従って、セルフアライメント性を評価した。
○：チップ部品が正常な位置にはんだ付けされている。
△：チップ部品の位置に、僅かにずれが生じている。
×：チップ部品の位置に、ずれが生じている。
（３）ガラス転移温度および（４）線膨張係数
厚み１００μｍの銅フィルムを準備し、これに熱硬化性フラックス組成物をその厚みが１００〜２００μｍとなるようにアプリケータを用いて塗布した。塗布後の各銅フィルムについて、熱硬化性フラックス組成物が十分に硬化する加熱条件（２００℃の温度で３時間）にて加熱し、銅フィルム上に熱硬化性フラックス組成物の硬化物を形成した。次いで得られた硬化物を銅フィルムより剥離し、縦４０ｍｍ×横５ｍｍの大きさにカットした。そして、Ｔｈｅｒｍａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓを用い、昇温速度１０℃／ｍｉｎ、温度範囲３０〜３００℃の条件下にて、熱硬化性フラックス組成物の硬化物のガラス転移温度とＣＴＥ（線膨張係数）を測定した。
（５）放置試験後のはんだ溶融性
温度２３℃、湿度６０％の雰囲気下にて、はんだ組成物を開封状態で、５日間放置する放置試験を行った。そして、この放置試験後のはんだ組成物を使用して、上記（１）はんだ溶融性の試験を行い、同様の基準に従って、放置試験後のはんだ溶融性を評価した。
はんだ組成物の評価（はんだ溶融性、セルフアライメント性、放置試験後のはんだ溶融性）を以下のような方法で行った。また、熱硬化性フラックス組成物の評価（ガラス転移温度、線膨張係数）を以下のような方法で行った。得られた結果を表１に示す。
（１）はんだ溶融性
基板（導体の材質：銅、水溶性プリフラックス処理あり）を準備し、この基板の電極端子上に、メタルマスク印刷機により得られたはんだ組成物を印刷した。メタルマスクの開口直径は、６．５ｍｍであり、塗膜の厚みは、１５０μｍであった。次に、リフロー炉（タムラ製作所社製）に通して加熱した。ここでのリフロー条件は、プリヒート温度が１５０〜１８０℃（６０秒間）で、温度２２０℃以上の時間が５０秒間で、ピーク温度が２４５℃である。そして、はんだの溶融状態を目視にて観察し、下記の基準に従って、はんだ溶融性を評価した。
◎：はんだ組成物を塗布した部分は、全て、はんだでぬれた状態である。
○：はんだ組成物を塗布した部分の大半は、はんだでぬれた状態である。
△：はんだ組成物を塗布した部分の一部を除き、はんだでぬれた状態である。
×：はんだ組成物を塗布した部分の大半は、はんだでぬれていない状態である。
（２）セルフアライメント性
チップ部品を３０°ずらして基板の電極端子上に搭載した以外は、各実施例および各比較例と同様にして、セルフアライメント性の評価用基板を作製した。この評価用基板を観察し、リフロー工程後のチップ部品のずれを観察した。そして、下記の基準に従って、セルフアライメント性を評価した。
○：チップ部品が正常な位置にはんだ付けされている。
△：チップ部品の位置に、僅かにずれが生じている。
×：チップ部品の位置に、ずれが生じている。
（３）ガラス転移温度および（４）線膨張係数
厚み１００μｍの銅フィルムを準備し、これに熱硬化性フラックス組成物をその厚みが１００〜２００μｍとなるようにアプリケータを用いて塗布した。塗布後の各銅フィルムについて、熱硬化性フラックス組成物が十分に硬化する加熱条件（２００℃の温度で３時間）にて加熱し、銅フィルム上に熱硬化性フラックス組成物の硬化物を形成した。次いで得られた硬化物を銅フィルムより剥離し、縦４０ｍｍ×横５ｍｍの大きさにカットした。そして、Ｔｈｅｒｍａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓを用い、昇温速度１０℃／ｍｉｎ、温度範囲３０〜３００℃の条件下にて、熱硬化性フラックス組成物の硬化物のガラス転移温度とＣＴＥ（線膨張係数）を測定した。
（５）放置試験後のはんだ溶融性
温度２３℃、湿度６０％の雰囲気下にて、はんだ組成物を開封状態で、５日間放置する放置試験を行った。そして、この放置試験後のはんだ組成物を使用して、上記（１）はんだ溶融性の試験を行い、同様の基準に従って、放置試験後のはんだ溶融性を評価した。
表１に示す結果からも明らかなように、本発明のはんだ組成物を用いた場合（実施例１〜１１）には、はんだ溶融性、セルフアライメント性、および放置試験後のはんだ溶融性が良好であることが分かった。従って、本発明によれば、水溶性プリフラックス処理が施された配線基板に使用する場合でも、はんだ溶融性が優れることが確認された。
これに対し、（Ａ）マレイミド化合物および（Ｂ）アリルフェノール化合物の少なくともいずれかを含有しない場合（比較例１〜３）には、はんだ溶融性、セルフアライメント性、および放置試験後のはんだ溶融性のいずれか１つ以上が不十分となることが分かった。
また、実施例１および実施例４などでは、熱硬化性フラックス組成物の硬化物におけるガラス転移温度が高くなり、線膨張係数が低くなっていることが分かった。
これに対し、（Ａ）マレイミド化合物および（Ｂ）アリルフェノール化合物の少なくともいずれかを含有しない場合（比較例１〜３）には、はんだ溶融性、セルフアライメント性、および放置試験後のはんだ溶融性のいずれか１つ以上が不十分となることが分かった。
また、実施例１および実施例４などでは、熱硬化性フラックス組成物の硬化物におけるガラス転移温度が高くなり、線膨張係数が低くなっていることが分かった。
本発明のはんだ組成物は、電子機器のプリント配線基板などの電子基板に電子部品を実装するための技術として特に好適に用いることができる。
Claims (6)
- （Ａ）マレイミド化合物、（Ｂ）アリルフェノール化合物および（Ｃ）活性剤を含有する熱硬化性フラックス組成物と、（Ｄ）はんだ粉末とを含有するはんだ組成物であって、
前記（Ｃ）成分が、有機酸および有機酸アミン塩からなる群から選択される少なくとも１つを含有し、
前記（Ａ）成分の配合量が、前記熱硬化性フラックス組成物１００質量％に対して、１５質量％以上７０質量％以下であり、
前記（Ｂ）成分の配合量が、前記熱硬化性フラックス組成物１００質量％に対して、１５質量％以上７５質量％以下であり、
前記熱硬化性フラックス組成物の配合量が、前記はんだ組成物１００質量％に対して、８質量％以上４０質量％以下であり、
前記熱硬化性フラックス組成物が、（Ａ）成分以外の他の熱硬化性樹脂、および硬化剤をさらに含有する場合、（Ａ）成分以外の他の熱硬化性樹脂の配合量が、前記熱硬化性フラックス組成物１００質量％に対して、１０質量％以下である
ことを特徴とするはんだ組成物。 - 請求項１に記載のはんだ組成物において、
前記（Ａ）成分が、下記一般式（１）で表される化合物である
ことを特徴とするはんだ組成物。
（前記一般式（１）において、Ｘは、前記一般式（１−１）および（１−２）で表される基、並びに、炭素数３〜１２の直鎖状または分岐状のアルキレン基のうちのいずれか１つの基であり、
前記一般式（１−１）において、Ｒ１およびＲ２は、独立して、水素またはメチル基であり、Ｒ３〜Ｒ６は、独立して、水素、メチル基またはエチル基であり、Ｌ１およびＬ２は、独立して、単結合または−ＯＡｒ−であり、Ａｒは、フェニレンであり、
前記一般式（１−２）において、Ｌ３およびＬ４は、独立して、炭素数３〜４０の直鎖状または分岐状のアルキレン基であり、このアルキレン基は、環構造を有していてもよく、ｎは、１〜５である。） - 請求項１または請求項２に記載のはんだ組成物において、
前記（Ｂ）成分が、下記一般式（２）で表される化合物である
ことを特徴とするはんだ組成物。
（前記一般式（２）において、Ｒ７およびＲ８は、独立して、水素またはメチル基であり、ｍは、１〜１５である。） - 請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のはんだ組成物において、
前記（Ｄ）成分が、融点が２００℃以上のはんだ合金からなる
ことを特徴とするはんだ組成物。 - 請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のはんだ組成物において、
前記（Ａ）成分の配合量は、前記（Ａ）成分および前記（Ｂ）成分の合計量１００質量％に対して、４０質量％以上９０質量％以下である
ことを特徴とするはんだ組成物。 - 請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のはんだ組成物を用いる電子基板の製造方法であって、
配線基板の電極端子上に、水溶性プリフラックスによる保護被膜を形成する水溶性プリフラックス工程と、
前記水溶性プリフラックス工程後の電極端子上に、前記はんだ組成物を塗布する塗布工程と、
電子部品を前記はんだ組成物上に搭載する搭載工程と、
前記電子部品が搭載された前記配線基板を加熱することにより、前記はんだ粉末を溶融させ、前記電子部品を前記電極端子に接合するリフロー工程と、
前記熱硬化性フラックス組成物を加熱して硬化させる熱硬化工程と、を備える
ことを特徴とする電子基板の製造方法。
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| JP2019046221A JP6913122B2 (ja) | 2019-03-13 | 2019-03-13 | はんだ組成物および電子基板の製造方法 |
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