JP7262343B2 - Flux and molded solder - Google Patents

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Description

本発明は、基板上に形成される電子回路に電子部品を接合する際に用いるフラックス及び成形はんだに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to flux and molded solder used for joining electronic components to electronic circuits formed on substrates.

近年、エネルギー及び環境問題の観点から、電力の制御及び供給を行う電力用半導体素子、所謂パワー半導体が注目されている。中でも、SiCを使用した半導体素子(SiC素子と略称する)は、電力損失が少なく、大電流が扱えることから各用途に採用されている。SiC素子は300℃以上の高温でも動作可能であることから、SiC素子を回路基板、例えば、セラミック基板に銅回路板を直接接合したDCB基板(Direct Copper Bond基板)に接合する際の接合材料としては、素子の動作時に溶融しないために固相線温度が300℃以上であることが求められる。 2. Description of the Related Art In recent years, from the viewpoint of energy and environmental problems, power semiconductor devices for controlling and supplying electric power, so-called power semiconductors, have attracted attention. Among them, semiconductor elements using SiC (abbreviated as SiC elements) are used for various purposes because they have little power loss and can handle large currents. Since SiC elements can operate at high temperatures of 300 ° C. or higher, it can be used as a bonding material when bonding SiC elements to a circuit board, for example, a DCB substrate (Direct Copper Bond substrate) in which a copper circuit board is directly bonded to a ceramic substrate. is required to have a solidus temperature of 300° C. or higher so as not to melt during device operation.

従来、SiC素子のような耐熱性の高いパワー半導体の接合に用いられる接合材料としては、例えば、Agを含む金属粉末をDCB基板上に配置し、これを一方向または双方向から加圧しながら加熱して金属粉末を緻密化(焼結)させるものが挙げられる。この従来技術は、液相線温度の高いAgを含む金属粉末を焼結させるために、例えば、200℃から300℃の高温条件下で長時間の加熱及び加圧が必要となり、パワー半導体の生産性が阻害されるという問題があった。 Conventionally, as a bonding material used for bonding highly heat-resistant power semiconductors such as SiC elements, for example, metal powder containing Ag is placed on a DCB substrate, and this is heated while being pressed in one direction or both directions. and densifying (sintering) the metal powder. In this prior art, in order to sinter a metal powder containing Ag with a high liquidus temperature, for example, it is necessary to heat and pressurize for a long time under high temperature conditions of 200 to 300 ° C., and the production of power semiconductors. There was a problem of sexual interfering.

そこで、効率的にDCB基板上にSiC素子を接合する技術として、固相線温度及び液相線温度の高い成形はんだが提案されている(特許文献1参照)。成形はんだは、プリフォームはんだとも呼ばれ、ワッシャ形状、リング形状、ペレット形状、ディスク形状、リボン形状及びワイヤー形状といった所定の形状に成形される。成形はんだをDCB基板とSiC素子で挟み、これを加熱することでDCB基板上にSiC素子を実装する。 Therefore, as a technique for efficiently joining a SiC element onto a DCB substrate, a molded solder having a high solidus temperature and a high liquidus temperature has been proposed (see Patent Document 1). Molded solder, also called preformed solder, is molded into predetermined shapes such as washer, ring, pellet, disk, ribbon, and wire shapes. The formed solder is sandwiched between the DCB substrate and the SiC element, and this is heated to mount the SiC element on the DCB substrate.

成形はんだの一つに、成形はんだの表面にフラックスを均一に乾燥コーティングしたものが知られている。この種の成形はんだは、フラックスの塗布工程が不要なことから、はんだ付け作業の簡便化及び自動化に適している。この種の成形はんだに使用されるフラックスとしては、オレイン酸とリノール酸の反応物であるダイマー酸や、オレイン酸とリノール酸の反応物であるトリマー酸を含むものが知られている(特許文献2参照)。 As one of the molded solders, there is known one in which the surface of the molded solder is uniformly dried and coated with flux. This type of molded solder does not require a flux application process, and is suitable for simplification and automation of soldering work. Known fluxes used in this type of molded solder include dimer acid, which is a reaction product of oleic acid and linoleic acid, and trimer acid, which is a reaction product of oleic acid and linoleic acid (Patent Document 2).

特許第6529632号公報Japanese Patent No. 6529632 特許第6501003号公報Japanese Patent No. 6501003

特許文献2に開示されるフラックスは、はんだの融点より高い物質であるダイマー酸やトリマー酸などを使用している。そのため、はんだ溶融時にフラックス中の物質が固体として残存し、はんだと接合対象物との接触を阻害したり、固化したはんだや電子部品の表面に残渣が生じるという問題がある。また、フラックスに活性剤としての効果を期待する場合、フラックス中の物質が固体のままでは活性を発現することができない。そのため、高融点のダイマー酸やトリマー酸を含有するフラックスを液状化させるべく、はんだ溶融温度以上に高い温度を加える必要があり、加熱時間の増大を招く問題もある。 The flux disclosed in Patent Document 2 uses dimer acid, trimer acid, etc., which are substances having a melting point higher than that of solder. Therefore, there is a problem that the substance in the flux remains as a solid when the solder melts, hindering the contact between the solder and the object to be joined, and leaving residue on the surface of the solidified solder and the electronic component. Moreover, when the flux is expected to have an effect as an activator, the activity cannot be exhibited if the substance in the flux remains solid. Therefore, in order to liquefy the flux containing dimer acid or trimer acid with a high melting point, it is necessary to apply a temperature higher than the melting temperature of the solder, which causes a problem of increasing the heating time.

本発明は上記の課題を解決するために提案されたものである。本発明の目的は、フラックス中の物質がはんだ溶融時に電子部品と基板との接合を阻害することがなく、また、過度に熱を加えることなくはんだ溶融が可能となる成形はんだ用フラックス及びそのようなフラックスを被覆した成形はんだを提供することにある。 The present invention has been proposed to solve the above problems. An object of the present invention is to provide a molded solder flux that does not interfere with the bonding between an electronic component and a substrate when solder is melted by substances in the flux, and that enables the solder to be melted without applying excessive heat. To provide a molded solder coated with an excellent flux.

本発明のフラックスは、
複数種の金属粉末を加圧成形してなる成形はんだ用フラックスであって、
前記金属粉末が、はんだ合金粉末と、前記はんだ合金粉末よりも液相線温度(T)が高いCu、Au、Ag、Alのいずれか1つ又は複数の粉末とを含有し、
前記フラックスは有機酸を含有し、
前記有機酸中の最も融点の高い有機酸の融点は、前記はんだ合金粉末の液相線温度(T)以下であり、
前記有機酸中の最も沸点または分解温度の低い有機酸の沸点または分解温度は、前記はんだ合金粉末の液相線温度(T)を超え、
前記有機酸中の最も沸点または分解温度の高い有機酸の沸点または分解温度は、前記成形用はんだのリフロー本加熱温度よりも低いことを特徴とする。
The flux of the present invention is
A molded solder flux obtained by pressure-molding a plurality of types of metal powder,
The metal powder contains a solder alloy powder and one or more powders of Cu, Au, Ag, and Al having a higher liquidus temperature (T) than the solder alloy powder,
The flux contains an organic acid,
The melting point of the organic acid having the highest melting point among the organic acids is equal to or lower than the liquidus temperature (T) of the solder alloy powder,
The boiling point or decomposition temperature of the organic acid having the lowest boiling point or decomposition temperature among the organic acids exceeds the liquidus temperature (T) of the solder alloy powder,
The boiling point or decomposition temperature of the organic acid having the highest boiling point or decomposition temperature among the organic acids is lower than the main reflow heating temperature of the molding solder.

本発明において、次のような構成とすることができる。
(1)前記有機酸が、ステアリン酸、グルタル酸、アゼライン酸のいずれか1つあるいは複数の組み合わせである。
(2)前記フラックスが、ベース樹脂、溶剤及び活性剤及びチクソ剤のいずれか1つ又は複数を含有する。
(3)前記有機酸の沸点または分解温度は、前記成形用はんだのリフロー本加熱温度よりも低いものである。
(4)前記金属粉末が、はんだ合金粉末と、Cu、Au、Ag、Alのいずれか1つ又は複数の粉末とを含有する。
(5)前記はんだ合金粉末は、その液相線温度(T)が130℃から220℃の範囲にある。
(6)表面の少なくとも一部に、前記の成形はんだ用フラックスの被膜が設けられた成形はんだも本発明の一態様である。
The present invention can be configured as follows.
(1) The organic acid is one or a combination of stearic acid, glutaric acid and azelaic acid.
(2) The flux contains one or more of base resin, solvent, activator and thixotropic agent.
(3) The boiling point or decomposition temperature of the organic acid is lower than the main reflow heating temperature of the molding solder.
(4) The metal powder contains solder alloy powder and powder of one or more of Cu, Au, Ag and Al.
(5) The solder alloy powder has a liquidus temperature (T) in the range of 130°C to 220°C.
(6) Molded solder having at least part of its surface coated with the flux for molded solder is also an aspect of the present invention.

本発明によれば、電子部品と基板とのはんだ付けを確実に行うことができ、しかも、はんだ付け時における加熱時間の短縮も可能な成形はんだ用フラックス及び成形はんだを得ることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the present invention, it is possible to obtain flux and solder for molded solder that enable reliable soldering of an electronic component to a substrate and shorten the heating time during soldering.

Sn-50Inはんだ合金粉末とCuからなる金属粉末とを使用した成形はんだのリフロー時における温度条件を表す温度プロファイル。A temperature profile showing the temperature conditions during reflow of molded solder using Sn-50In solder alloy powder and Cu metal powder. Sn-3.0Ag-0.5Cuはんだ合金粉末とCuからなる金属粉末とを使用した成形はんだのリフロー時における温度条件を表す温度プロファイル。A temperature profile showing temperature conditions during reflow of molded solder using Sn-3.0Ag-0.5Cu solder alloy powder and Cu metal powder.

以下、本発明のフラックス付き成形はんだの一実施形態について詳細に説明する。 An embodiment of the molded solder with flux of the present invention will be described in detail below.

<複数種の金属粉末>
本発明の成形はんだは、はんだ合金粉末と、それよりも液相線温度高い他の金属粉末とから構成される。はんだ合金を構成する合金元素としては、例えばSn、Ag、Cu、Bi、Zn、In、Ga、Sb、Au、Pd、Ge、Ni、Cr、Al、P及びIn等が挙げられ、これらの合金元素を複数組合せたはんだ合金を使用し得る。その中でもSnを含む合金、特にSnを30質量%以上含む合金が好ましく用いられる。Snの含有量は42質量%以上97質量%以下であることがより好ましい。
はんだ合金として、その固相線温度が250℃以下であるものが好ましく用いられる。具体的には、Sn-50In、Sn58Bi、Sn57Bi1Ag、SAC305はんだ合金のような液相線温度が130℃から220℃の範囲にあるものが、有機酸の沸点、昇華温度、分解温度との関係で好ましい。
<Multiple types of metal powder>
The molded solder of the present invention is composed of a solder alloy powder and another metal powder having a higher liquidus temperature than the solder alloy powder. Examples of alloying elements constituting solder alloys include Sn, Ag, Cu, Bi, Zn, In, Ga, Sb, Au, Pd, Ge, Ni, Cr, Al, P and In. Solder alloys with multiple combinations of elements may be used. Among them, alloys containing Sn, particularly alloys containing 30% by mass or more of Sn are preferably used. More preferably, the Sn content is 42% by mass or more and 97% by mass or less.
A solder alloy having a solidus temperature of 250° C. or less is preferably used. Specifically, Sn-50In, Sn58Bi, Sn57Bi1Ag, and SAC305 solder alloys, which have a liquidus temperature in the range of 130°C to 220°C, depend on the boiling point, sublimation temperature, and decomposition temperature of the organic acid. preferable.

本実施形態の成形はんだは、後述するように加圧により成形される。すなわち、成形時に加熱を伴わないため、はんだ接合前の成形はんだは、はんだ合金粉末と、それよりも液相線温度の高い金属粉末は未だ溶融拡散しておらず、溶融温度変化が生じていない。本実施形態の成形はんだを用いてはんだ接合を行う際、はんだ合金粉末は、例えばピーク温度250℃程度の一般的な鉛フリーはんだを使用した接合時の加熱温度でも十分に溶融し得る。本実施形態の成形はんだは、250℃程度での加熱であっても、SiC素子等のパワー半導体をDCB基板上に接合することができる。 The molded solder of this embodiment is molded by pressure as described later. That is, since no heating is involved during molding, the solder alloy powder and the metal powder with a higher liquidus temperature have not yet melted and diffused in the molded solder before soldering, and the melting temperature has not changed. . When performing solder bonding using the shaped solder of the present embodiment, the solder alloy powder can be sufficiently melted even at the heating temperature for bonding using general lead-free solder, which has a peak temperature of about 250° C., for example. The molded solder of this embodiment can bond a power semiconductor such as a SiC element onto a DCB substrate even when heated at about 250.degree.

はんだ合金粉末の平均粒子径は、1μm以上30μm以下であることが好ましい。より好ましい当該平均粒子径は、2μm以上25μm以下であり、2μm以上8μm以下が特に好ましい。 The average particle size of the solder alloy powder is preferably 1 μm or more and 30 μm or less. The average particle size is more preferably 2 µm or more and 25 µm or less, and particularly preferably 2 µm or more and 8 µm or less.

はんだ合金粉末よりも液相線温度の高い金属粉末の液相線温度は、50℃以上の温度差を有していることが好ましい。このような金属粉末としては、導電性に優れ、液相線温度が高いCu、Au、Ag、Alのいずれか1つ又は複数の粉末が使用できる。中でも、溶融温度が1085℃と高いCu粉末であることが好ましい。 The metal powder having a higher liquidus temperature than the solder alloy powder preferably has a liquidus temperature difference of 50° C. or more. As such a metal powder, one or a plurality of powders of Cu, Au, Ag, and Al, which are excellent in conductivity and have a high liquidus temperature, can be used. Among them, Cu powder having a melting temperature as high as 1085° C. is preferable.

本実施形態において、Cu粉末の含有割合は40質量%以上80質量%以下であることが好ましい。より好ましい当該含有割合は、40質量%以上60質量%以下であり、40質量%以上50質量%以下が特に好ましい。Cu粉末の含有割合をこの範囲とすることにより、はんだ接合後の成形はんだの再溶融をより抑制することができると共に、DCB基板とパワー半導体との接合を良好に行うことができ、また熱伝導率を向上し得る。 In the present embodiment, the Cu powder content is preferably 40% by mass or more and 80% by mass or less. The content ratio is more preferably 40% by mass or more and 60% by mass or less, and particularly preferably 40% by mass or more and 50% by mass or less. By setting the content of the Cu powder within this range, it is possible to further suppress remelting of the formed solder after soldering, and it is possible to perform good bonding between the DCB substrate and the power semiconductor. rate can be improved.

Sn-50Inはんだ合金粉末とCu粉末を用いる成形はんだの場合、Sn-50Inはんだ合金粉末とCu粉末との含有割合は、Sn-50Inはんだ合金粉末:Cu粉末=30:70から60:40であることが好ましい。Cu粉末の平均粒子径は、1μm以上30μm以下であることが好ましい。より好ましい当該平均粒子径は、1μm以上10μm以下であり、1μm以上5μm以下が特に好ましい。 In the case of molded solder using Sn-50In solder alloy powder and Cu powder, the content ratio of Sn-50In solder alloy powder and Cu powder is Sn-50In solder alloy powder:Cu powder=30:70 to 60:40. is preferred. The Cu powder preferably has an average particle size of 1 μm or more and 30 μm or less. The average particle size is more preferably 1 μm or more and 10 μm or less, and particularly preferably 1 μm or more and 5 μm or less.

<成形はんだの成形>
本実施形態の成形はんだは、複数種の金属粉末を混合分散して複数種の金属粉末の混合体を作製し、これを加圧成形用容器に収容し、前記金属粉末の混合体と前記加圧成形用容器とを加圧することにより製造され得る。
<Molding of molded solder>
The molded solder of the present embodiment is produced by mixing and dispersing a plurality of types of metal powders to prepare a mixture of a plurality of types of metal powders. It can be produced by pressing a compacting container.

複数種の金属粉末を混合分散して前記複数種の金属粉末の混合体を作製する方法としては、例えば複数種の金属粉末を混合機、撹拌機及びふるい機等を用いて、混合分散させる方法が挙げられる。複数種の金属粉末を混合分散することができれば、いずれの方法を用いてもよい。複数種の金属粉末の混合体を作製する前に、複数種の金属粉末を、それぞれふるい機等に通し、凝集物等を除去しておくことが望ましい。
金属粉末の混合体を収容する加圧成形用容器としては、粉体の加圧成形に用いることのできる容器であればよく、例えばアルミニウム等からなる粉体保持リングが好適に用いられる。
As a method of mixing and dispersing a plurality of types of metal powders to prepare a mixture of the plurality of types of metal powders, for example, a method of mixing and dispersing a plurality of types of metal powders using a mixer, a stirrer, a sieve, or the like. is mentioned. Any method may be used as long as a plurality of types of metal powders can be mixed and dispersed. Before preparing a mixture of a plurality of types of metal powders, it is desirable to pass the plurality of types of metal powders through a sieve or the like to remove agglomerates and the like.
As the pressure molding container for containing the mixture of metal powders, any container that can be used for pressure molding of powders can be used. For example, a powder retaining ring made of aluminum or the like is preferably used.

前記複数種の金属粉末の混合体と前記加圧成形容器とを加圧する方法としては、粉体を加圧成形(固形化)し得る方法であればいずれでもよく、例えばブリケットマシンを用いて行うことができる。なお、当該加圧は室温で行われることが好ましい。加圧の条件は、前記複数種の金属粉末の混合体を成形(固形化)できる条件であればよく、前記複数種の金属粉末を構成する金属により適宜調整でき、例えば200kN以上の加圧条件にて行うことができる。 As a method for pressurizing the mixture of the plurality of types of metal powders and the pressure-molded container, any method may be used as long as the powder can be pressure-molded (solidified), for example, using a briquette machine. be able to. Note that the pressurization is preferably performed at room temperature. The pressurization conditions may be any conditions as long as the mixture of the plurality of types of metal powders can be molded (solidified), and can be appropriately adjusted depending on the metals constituting the plurality of types of metal powders. For example, pressurization conditions of 200 kN or more can be done at

本実施形態の成形はんだの厚みは、使用するDCB基板、搭載する素子の種類、前記成形はんだの成形に用いる前記複数種の金属粉末の種類によって適宜調整し得るが、50μm以上1,000μm以下であることが好ましい。 The thickness of the molded solder of the present embodiment can be appropriately adjusted depending on the DCB substrate to be used, the type of element to be mounted, and the types of the plurality of types of metal powder used for molding the molded solder. Preferably.

<フラックス>
本実施形態のフラックスとしては、例えばベース樹脂、溶剤及び活性剤及びチクソ剤を含むフラックスが挙げられる。これらの成分の種類、配合量等は、適宜調整可能である。
<Flux>
The flux of this embodiment includes, for example, a flux containing a base resin, a solvent, an activator, and a thixotropic agent. The types and blending amounts of these components can be appropriately adjusted.

ベース樹脂としては、例えば、ガムロジン、ウッドロジン及びトール油ロジン等の原料ロジン、並びに該原料ロジンから得られる誘導体が挙げられる。該誘導体としては、例えば、精製ロジン、水添ロジン、不均化ロジン、重合ロジン、酸変性ロジン、フェノール変性ロジン及びα,β不飽和カルボン酸変性物(アクリル化ロジン、マレイン化ロジン、フマール化ロジン等)、並びに該重合ロジンの精製物、水素化物及び不均化物、並びに該α,β不飽和カルボン酸変性物の精製物、水素化物及び不均化物等が挙げられ、これらの1種または2種以上を使用することができる。ベース樹脂は、フラックス組成物100質量%に対して、0質量%から30質量%未満の範囲で添加することができる。 Examples of base resins include starting rosins such as gum rosin, wood rosin and tall oil rosin, and derivatives obtained from the starting rosins. Examples of the derivatives include purified rosin, hydrogenated rosin, disproportionated rosin, polymerized rosin, acid-modified rosin, phenol-modified rosin and α,β unsaturated carboxylic acid-modified products (acrylated rosin, maleated rosin, fumarized rosin). rosin, etc.), and purified products, hydrides and disproportionated products of the polymerized rosin, and purified products, hydrides and disproportionated products of the α,β unsaturated carboxylic acid-modified product, and the like, one or Two or more types can be used. The base resin can be added in the range of 0% by mass to less than 30% by mass with respect to 100% by mass of the flux composition.

活性剤としては、有機酸を1つ又は2つ以上含有する。有機酸は、モノカルボン酸、ジカルボン酸を含め、カルボキシル基を有する有機化合物を挙げられ、はんだ溶融時に有機酸が固体として残存しはんだとの接合阻害となることを防ぐ必要がある。有機酸の融点は、複数の金属粉末の中で最も低い液相線温度の金属粉末の液相線温度(T)以下であることが好ましい。より好ましくはリフロー温度領域中で揮発する物質であれば、フラックス残渣を低減することが可能である。有機酸の沸点または分解温度は、前記液相線温度(T)を超えるものであることが好ましい。具体的には、ステアリン酸、グルタル酸、アゼライン酸、ピメリン酸、セバシン酸などの有機酸が挙げられる。有機酸は、フラックス組成物100質量%に対して、0.5質量%から100質量%の範囲で添加することができる。 The active agent contains one or more organic acids. The organic acid includes organic compounds having a carboxyl group, including monocarboxylic acids and dicarboxylic acids, and it is necessary to prevent the organic acid from remaining as a solid when the solder melts and hindering bonding with the solder. The melting point of the organic acid is preferably lower than the liquidus temperature (T) of the metal powder having the lowest liquidus temperature among the plurality of metal powders. More preferably, if it is a substance that volatilizes in the reflow temperature range, it is possible to reduce flux residue. The boiling point or decomposition temperature of the organic acid is preferably higher than the liquidus temperature (T). Specific examples include organic acids such as stearic acid, glutaric acid, azelaic acid, pimelic acid, and sebacic acid. The organic acid can be added in a range of 0.5% by mass to 100% by mass with respect to 100% by mass of the flux composition.

ここで、フラックス組成物とは、溶剤と有機酸、その他の添加物から成るものを言い、常温固形物の有機酸にあっては、塗布作業の利便性からフラックス組成物中溶剤の割合が多いことから0.5質量%程度の有機酸添加量とすること望ましい場合があり、有機酸が液体の場合や固体であっても粉体塗布や吹き付けが可能な場合には100質量%の有機酸添加量となる場合がある。 Here, the flux composition is composed of a solvent, an organic acid, and other additives. In the case of organic acids that are solid at room temperature, the proportion of the solvent in the flux composition is large for the convenience of coating operations. Therefore, it may be desirable to add about 0.5% by mass of the organic acid, and if the organic acid is liquid or can be powdered or sprayed even if it is solid, the organic acid should be 100% by mass. It may be added amount.

その他、活性剤として、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(ハロゲンを含有しないもの)などを含有させてもよい。この場合、活性剤の含有量は、有機酸の添加量に対して、20質量%以下の範囲が望ましい。活性剤の添加量が20質量%を越えると、有機酸の有するフラックス機能が損なわれる。 In addition, as the activator, a non-dissociative activator composed of a non-dissociable halogenated compound, an amine-based activator (halogen-free), and the like may be contained. In this case, the content of the activator is desirably in the range of 20 mass % or less with respect to the amount of the organic acid added. If the amount of the activator added exceeds 20% by mass, the flux function of the organic acid is impaired.

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、ヨウ化物のように塩素、臭素、フッ素、ヨウ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、フッ素およびヨウ素の任意の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化合物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、その他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化合物としては、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化合物、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化合物、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化合物、並びに、その他これらに類する化合物が挙げられる。
The non-dissociation type activator includes non-salt organic compounds to which halogen atoms are covalently bonded. The halogenated compound may be a compound formed by a covalent bond of each single element of chlorine, bromine, fluorine and iodine such as chloride, bromide, fluoride and iodide. may have two or all of the respective covalent bonds. These compounds preferably have a polar group such as a hydroxyl group or a carboxyl group, such as a halogenated alcohol or a halogenated carboxyl compound, in order to improve the solubility in an aqueous solvent. Examples of halogenated alcohols include 2,3-dibromopropanol, 2,3-dibromobutanediol, trans-2,3-dibromo-2-butene-1,4-diol, 1,4-dibromo-2-butanol, and brominated alcohols such as tribromoneopentyl alcohol, chlorinated alcohols such as 1,3-dichloro-2-propanol and 1,4-dichloro-2-butanol, fluorinated alcohols such as 3-fluorocatechol, and In addition, compounds similar to these may be mentioned. Halogenated carboxyl compounds include iodinated carboxyl compounds such as 2-iodobenzoic acid, 3-iodobenzoic acid, 2-iodopropionic acid, 5-iodosalicylic acid, and 5-iodoanthranilic acid, 2-chlorobenzoic acid, and Chlorinated carboxyl compounds such as 3-chloropropionic acid, brominated carboxyl compounds such as 2,3-dibromopropionic acid, 2,3-dibromosuccinic acid, and 2-bromobenzoic acid, and other like compounds. .

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(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、並びにアミノアルコールなどの有機酸塩または無機酸塩(塩酸、硫酸、および臭化水素酸など))、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)、アミド系化合物などが挙げられる。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(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、並びに、これらのアミンの臭化水素酸塩などが挙げられる。 Amine-based surfactants include amines (polyamines such as ethylenediamine), amine salts (amines such as trimethylolamine, cyclohexylamine, and diethylamine), and organic or inorganic acid salts such as aminoalcohols (hydrochloric acid, sulfuric acid, and hydrobromic acid)), amino acids (glycine, alanine, aspartic acid, glutamic acid, valine, etc.), amide compounds, and the like. Specifically, diphenylguanidine hydrobromide, cyclohexylamine hydrobromide, diethylamine salts (such as hydrochloride, succinate, adipate, and sebacate), triethanolamine, monoethanolamine, and hydrobromides of these amines.

溶剤としては、水、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、グリコールエーテル系溶剤、テルピネオール類等のフラックス用の溶剤を使用できる。例えば、エタノール、イソプロピルアルコールなどが挙げられる。本発明のフラックスは、融点が複数の金属粉末の中で最も低い液相線温度の金属粉末の液相線温度(T)以下である有機酸を主成分とすることから、有機酸自体の粘度が比較的低く、有機酸単独でも成形はんだの表面に塗布することが可能なものも多い。この場合、溶剤は必ずしも必要ではなく、ベース樹脂と有機酸の性状及び添加量を考慮して、塗布作業が円滑に実施できる量の溶剤を使用する。
なお、常温で固体の有機酸の場合、プリフォームへ均一に塗布し易くするため、フラックス組成物100質量%に対して、50質量%以上99.5質量%以下で溶剤を含有させることが好ましい。特にイソプロピルアルコールは有機酸との相溶性の点で好ましい。
As the solvent, water, an ester solvent, an alcohol solvent, a glycol ether solvent, a flux solvent such as terpineols can be used. Examples include ethanol and isopropyl alcohol. The flux of the present invention is mainly composed of an organic acid having a melting point lower than the liquidus temperature (T) of the metal powder having the lowest liquidus temperature among a plurality of metal powders, so that the viscosity of the organic acid itself is is relatively low, and there are many organic acids that can be applied to the surface of molded solder by themselves. In this case, the solvent is not always necessary, and the amount of solvent used is such that the coating work can be carried out smoothly in consideration of the properties and amount of addition of the base resin and the organic acid.
In the case of an organic acid that is solid at room temperature, it is preferable to contain the solvent in an amount of 50% by mass or more and 99.5% by mass or less with respect to 100% by mass of the flux composition in order to facilitate uniform coating on the preform. . Isopropyl alcohol is particularly preferred in terms of compatibility with organic acids.

チクソ剤としては、硬化ひまし油、ポリアマイド類、アマイド類、カオリン、コロイダルシリカ、有機ベントナイト、および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。チクソ剤の配合量は、フラックス組成物100質量%に対して、0質量%以上20質量%以下であることが好ましい。チクソ剤を添加すると成形はんだ表面に対するフラックスの塗布性及び付着性を向上することが可能となる。 Thixotropic agents include hydrogenated castor oil, polyamides, amides, kaolin, colloidal silica, organic bentonites, and glass frits. These thixotropic agents may be used singly or in combination of two or more. The content of the thixotropic agent is preferably 0% by mass or more and 20% by mass or less with respect to 100% by mass of the flux composition. Addition of a thixotropic agent makes it possible to improve the coatability and adhesion of the flux to the molded solder surface.

以下に本発明のフラックス付き成形はんだの効果を実施例及び比較例により説明する。なお、本発明は以下の実施例によって何ら制限されるものではない。 The effect of the molded solder with flux of the present invention will be described below with reference to examples and comparative examples. It should be noted that the present invention is in no way limited by the following examples.

以下の部材を用いて、銅板接合性試験を行った。
<部材>
成形はんだ 5mm×5mm×0.1mmt
銅板 30mm×30mm×0.3mmt
銅チップ 5mm×5mm×1.3mmt
A copper plate bondability test was conducted using the following members.
<Material>
Molded solder 5 mm × 5 mm × 0.1 mmt
Copper plate 30mm x 30mm x 0.3mmt
Copper chip 5mm x 5mm x 1.3mmt

<評価方法>
各有機酸をイソプロピルアルコールに0.5質量%~50質量%濃度の割合で適宜溶解させたものをフラックスとした。続いて、用意した成形はんだに上記フラックスを塗布、風乾したものをフラックスコートプリフォーム試料として用いた。この際、フラックスコートの膜厚は3~5μmになるように調整した。なお膜厚の確認は、(株)キーエンス製レーザー顕微鏡VK-X1050にて行った。このフラックスコートされた成形はんだを銅板上に配置して、その上に電子部品に相当する銅チップを搭載し、銅チップの上から0.6Mpaの加圧を行い、以下のいずれかの条件でリフロー加熱を行った。
<リフロー条件1>
高温観察装置(SMT Scope SK-5000、山陽精工(株)製)を用いて、酸素濃度100ppmの条件で、図1に示すプリヒートを140℃2分、本加熱を200℃2分、250℃2分の温度プロファイルで加熱した。
<リフロー条件2>
高温観察装置(SMT Scope SK-5000、山陽精工(株)製)を用いて、酸素濃度100ppmの条件で、図2に示す本加熱240℃5分間の温度プロファイルで加熱した。
<評価基準>
その後、せん断装置(Dage4000ボンドテスター、Nordson社製) にて銅チップのせん断を行い、破断面から接合面積を計測し接合性の評価を以下の基準で行った。
A:接合面積95%以上
B:接合面積90%以上95%未満
C:接合面積90%未満
評価A,Bは、電子部品の実装時において実用に耐えるものであり、評価Cは接合不良と評価すべきものである。
<Evaluation method>
A flux was prepared by appropriately dissolving each organic acid in isopropyl alcohol at a concentration of 0.5% by mass to 50% by mass. Subsequently, the above-mentioned flux was applied to the prepared molded solder and air-dried to obtain a flux-coated preform sample. At this time, the film thickness of the flux coat was adjusted to 3 to 5 μm. The film thickness was confirmed using a laser microscope VK-X1050 manufactured by KEYENCE CORPORATION. This flux-coated molded solder is placed on a copper plate, a copper chip corresponding to an electronic component is mounted on it, a pressure of 0.6 Mpa is applied from above the copper chip, and under any of the following conditions Reflow heating was performed.
<Reflow condition 1>
Using a high-temperature observation device (SMT Scope SK-5000, manufactured by Sanyo Seiko Co., Ltd.), under the condition of an oxygen concentration of 100 ppm, preheating shown in FIG. Heated with a temperature profile of 1 min.
<Reflow condition 2>
Using a high-temperature observation device (SMT Scope SK-5000, manufactured by Sanyo Seiko Co., Ltd.), the sample was heated at an oxygen concentration of 100 ppm with the temperature profile shown in FIG. 2 for main heating at 240° C. for 5 minutes.
<Evaluation Criteria>
After that, the copper chip was sheared with a shearing device (Dage 4000 bond tester, manufactured by Nordson), and the bonding area was measured from the fracture surface to evaluate bondability according to the following criteria.
A: bonding area 95% or more B: bonding area 90% or more and less than 95% C: bonding area less than 90% Evaluations A and B are practical when mounting electronic components, and evaluation C is evaluated as poor bonding. should be.

<実施例1>
成形はんだは、液相線温度が120℃であるSn-50Inはんだ合金粉末(a)と、溶融温度が1085℃であるCuからなる金属粉末(e)を用いて成形されたものを使用した。金属粉末の含有量は、金属粉末(a):金属粉末(e)=60:40の割合である。
有機酸は、液相線温度が70℃、沸点または分解温度が383℃のステアリン酸を用いた。
リフロー温度プロファイルは、図1に示す温度プロファイルで加熱した(リフロー条件1)。
<Example 1>
The molded solder was molded using a Sn-50In solder alloy powder (a) with a liquidus temperature of 120°C and a Cu metal powder (e) with a melting temperature of 1085°C. The content of the metal powder is metal powder (a):metal powder (e)=60:40.
Stearic acid having a liquidus temperature of 70°C and a boiling point or decomposition temperature of 383°C was used as the organic acid.
The reflow temperature profile was the temperature profile shown in FIG. 1 (reflow condition 1).

<実施例2>
成形はんだ及びリフロー条件は、実施例1と同様のものとし、有機酸は、液相線温度が106℃、沸点または分解温度が286℃のアゼライン酸を用いた。
<Example 2>
The molding solder and reflow conditions were the same as in Example 1, and azelaic acid having a liquidus temperature of 106°C and a boiling point or decomposition temperature of 286°C was used as the organic acid.

<実施例3>
融点変形成形はんだ及びリフロー条件は、実施例1と同様のものとし、有機酸は、液相線温度が98℃、沸点または分解温度が200℃のグルタル酸を用いた。
<Example 3>
The melting point deforming solder and reflow conditions were the same as in Example 1, and glutaric acid with a liquidus temperature of 98°C and a boiling point or decomposition temperature of 200°C was used as the organic acid.

<比較例1>
成形はんだ及びリフロー条件は、実施例1と同様のものとし、有機酸は、液相線温度が153℃、沸点または分解温度が338℃のアジピン酸を用いた。
<Comparative Example 1>
The molding solder and reflow conditions were the same as in Example 1, and the organic acid used was adipic acid with a liquidus temperature of 153°C and a boiling point or decomposition temperature of 338°C.

実施例1から実施例3及び比較例1の結果をまとめたものを以下の表1に表す。なお、本明細書において表に記載の数値のうち、各金属粉末の含有量についての単位は、特に但し書きのない限り、質量%とする。

Figure 0007262343000001
A summary of the results of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 is shown in Table 1 below. In this specification, among the numerical values shown in the tables, the unit for the content of each metal powder is % by mass unless otherwise specified.
Figure 0007262343000001

実施例1及び実施例2は、接合面積90%以上95%未満という良好な結果が得られた。実施例3は、接合面積95%以上という優れた結果が得られた。実施例3は、有機酸の沸点又は分解温度である200℃以上に加熱することで有機酸が確実に揮発し、有機酸が固体として残存してはんだと接合対象物との接触を阻害することがなかったこと、及び有機酸が確実に溶融することから活性剤としての効果も十分発揮されたものと考えられる。有機酸が揮発することから、無残渣接合も可能となった。他方、比較例1は、有機酸の融点が金属粉末の中で最も低い液相線温度の金属粉末の液相線温度(120℃)以上であるアジピン酸(153℃)を用いていることから、接合面積が90%未満であった。 In Examples 1 and 2, good results of bonding area of 90% or more and less than 95% were obtained. In Example 3, an excellent result of a bonding area of 95% or more was obtained. In Example 3, heating to 200° C. or higher, which is the boiling point or decomposition temperature of the organic acid, ensures volatilization of the organic acid, and the organic acid remains as a solid to inhibit contact between the solder and the object to be joined. It is considered that the effect as an activator was sufficiently exhibited from the fact that there was no reaction and the fact that the organic acid was reliably melted. Since the organic acid volatilizes, residue-free bonding is also possible. On the other hand, Comparative Example 1 uses adipic acid (153° C.) whose melting point of the organic acid is higher than the liquidus temperature (120° C.) of the metal powder with the lowest liquidus temperature among the metal powders. , the bonding area was less than 90%.

これらの実施例から分かるように、評価がBとなった実施例1,2においても、電子部品の耐熱温度の範囲で、リフロープロファイルにおける本加熱温度を有機酸の沸点などよりも高温とすることで、実施例3のようにより優れたはんだ付け特性を得ることが可能となる。 As can be seen from these examples, even in Examples 1 and 2 in which the evaluation was B, the main heating temperature in the reflow profile was set to a temperature higher than the boiling point of the organic acid within the range of the heat resistant temperature of the electronic component. , it is possible to obtain better soldering properties as in Example 3.

<実施例4>
次に、成形はんだは、液相線温度が139℃であるSn58Biはんだ合金粉末(b)と、溶融温度が1085℃であるCuからなる金属粉末(e)を用いて成形されたものを使用した。金属粉末の含有量は、金属粉末(b):金属粉末(e)=60:40の割合である。
有機酸は、液相線温度が70℃、沸点または分解温度が383℃のステアリン酸を用いた。
リフロー温度プロファイルは、図1に示す温度プロファイルで加熱した(リフロー条件1)。
<Example 4>
Next, the molded solder was molded using a Sn58Bi solder alloy powder (b) with a liquidus temperature of 139°C and a metal powder (e) made of Cu with a melting temperature of 1085°C. . The content of the metal powder is metal powder (b):metal powder (e)=60:40.
Stearic acid having a liquidus temperature of 70°C and a boiling point or decomposition temperature of 383°C was used as the organic acid.
The reflow temperature profile was the temperature profile shown in FIG. 1 (reflow condition 1).

<実施例5>
成形はんだ及びリフロー条件は、実施例2と同様のものとし、有機酸は、液相線温度が106℃、沸点または分解温度が286℃のアゼライン酸を用いた。
<Example 5>
The molding solder and reflow conditions were the same as in Example 2, and azelaic acid having a liquidus temperature of 106°C and a boiling point or decomposition temperature of 286°C was used as the organic acid.

<実施例6>
成形はんだ及びリフロー条件は、実施例2と同様のものとし、有機酸は、液相線温度が98℃、沸点または分解温度が200℃のグルタル酸を用いた。
<Example 6>
The molding solder and reflow conditions were the same as in Example 2, and glutaric acid with a liquidus temperature of 98°C and a boiling point or decomposition temperature of 200°C was used as the organic acid.

<比較例2>
成形はんだ及びリフロー条件は、実施例2と同様のものとし、有機酸は、液相線温度が182℃、沸点または分解温度が235℃のコハク酸を用いた。
<Comparative Example 2>
The molding solder and reflow conditions were the same as in Example 2, and succinic acid with a liquidus temperature of 182°C and a boiling point or decomposition temperature of 235°C was used as the organic acid.

実施例4から実施例6及び比較例2の結果をまとめたものを以下の表2に表す。

Figure 0007262343000002
A summary of the results of Examples 4 to 6 and Comparative Example 2 is shown in Table 2 below.
Figure 0007262343000002

実施例4及び実施例5は、接合面積90%以上95%未満という良好な結果が得られた。実施例6は、接合面積95%以上という優れた結果が得られた。実施例6の優れた結果は、実施例3と同様に、有機酸の沸点又は分解温度である200℃以上に加熱することで有機酸が確実に揮発したことによると思われる。他方、比較例2は、有機酸の融点が金属粉末の中で最も低い液相線温度の金属粉末の液相線温度(139℃)以上であるコハク酸(182℃)を用いていることから、接合面積が90%未満であった。 In Examples 4 and 5, good results of bonding area of 90% or more and less than 95% were obtained. In Example 6, an excellent result of a bonding area of 95% or more was obtained. Like Example 3, the excellent results of Example 6 are believed to be due to the fact that heating to 200° C. or higher, which is the boiling point or decomposition temperature of the organic acid, ensured volatilization of the organic acid. On the other hand, Comparative Example 2 uses succinic acid (182 ° C.) whose melting point of the organic acid is higher than the liquidus temperature (139 ° C.) of the metal powder with the lowest liquidus temperature among the metal powders. , the bonding area was less than 90%.

これらの実施例から分かるように、評価がBとなった実施例4,5においても、電子部品の耐熱温度の範囲で、リフロープロファイルにおける本加熱温度を有機酸の沸点などよりも高温とすることで、実施例6のようにより優れたはんだ付け特性を得ることが可能となる。 As can be seen from these examples, even in Examples 4 and 5 in which the evaluation was B, the main heating temperature in the reflow profile was set to a higher temperature than the boiling point of the organic acid within the range of the heat resistant temperature of the electronic component. , it is possible to obtain better soldering properties as in Example 6.

<実施例7>
成形はんだは、液相線温度が139℃であるSn57Bi1Agはんだ合金粉末(c)と、溶融温度が1085℃であるCuからなる金属粉末(e)を用いて成形されたものを使用した。金属粉末の含有量は、金属粉末(c):金属粉末(e)=60:40の割合である。
有機酸は、液相線温度が70℃、沸点または分解温度が383℃のステアリン酸を用いた。
リフロー温度プロファイルは、図1に示す温度プロファイルで加熱した(リフロー条件1)。
<Example 7>
The molded solder was molded using a Sn57Bi1Ag solder alloy powder (c) with a liquidus temperature of 139°C and a metal powder (e) of Cu with a melting temperature of 1085°C. The content of the metal powder is metal powder (c):metal powder (e)=60:40.
Stearic acid having a liquidus temperature of 70°C and a boiling point or decomposition temperature of 383°C was used as the organic acid.
The reflow temperature profile was the temperature profile shown in FIG. 1 (reflow condition 1).

<実施例8>
成形はんだ及びリフロー条件は、実施例7と同様のものとし、有機酸は、液相線温度が106℃、沸点または分解温度が286℃のアゼライン酸を用いた。
<Example 8>
The molding solder and reflow conditions were the same as in Example 7, and azelaic acid having a liquidus temperature of 106°C and a boiling point or decomposition temperature of 286°C was used as the organic acid.

<比較例3>
成形はんだ及びリフロー条件は、実施例7と同様のものとし、有機酸は、液相線温度が182℃、沸点または分解温度が235℃のコハク酸を用いた。
<Comparative Example 3>
The molding solder and reflow conditions were the same as in Example 7, and succinic acid with a liquidus temperature of 182°C and a boiling point or decomposition temperature of 235°C was used as the organic acid.

実施例7、実施例8及び比較例3の結果をまとめたものを以下の表3に表す。

Figure 0007262343000003
A summary of the results of Examples 7, 8 and Comparative Example 3 is shown in Table 3 below.
Figure 0007262343000003

実施例7及び実施例8は、接合面積90%以上95%未満という良好な結果が得られた。他方、比較例3は、有機酸の融点が金属粉末の中で最も低い液相線温度の金属粉末の液相線温度(139℃)以上であるコハク酸(182℃)を用いたことから、接合面積が90%未満であった。前記各実施例から分かるように、評価がBとなった実施例7,8においても、電子部品の耐熱温度の範囲で、リフロープロファイルにおける本加熱温度を有機酸の沸点などよりも高温とすることで、より優れたはんだ付け特性を得ることが可能となる。 In Examples 7 and 8, good results of bonding areas of 90% or more and less than 95% were obtained. On the other hand, in Comparative Example 3, succinic acid (182° C.), which has a melting point of the organic acid that is higher than the liquidus temperature (139° C.) of the metal powder with the lowest liquidus temperature among the metal powders, was used. The bonding area was less than 90%. As can be seen from the above examples, even in Examples 7 and 8 in which the evaluation was B, the main heating temperature in the reflow profile was set to a higher temperature than the boiling point of the organic acid within the range of the heat resistant temperature of the electronic component. , it is possible to obtain better soldering properties.

<実施例9>
成形はんだは、液相線温度が220℃であるSAC305はんだ合金粉末(d)と、溶融温度が1085℃であるCuからなる金属粉末(e)を用いて成形されたものを使用した。金属粉末の含有量は、金属粉末(d):金属粉末(e)=60:40の割合である。
有機酸は、液相線温度が70℃、沸点または分解温度が383℃のステアリン酸を用いた。
リフロー温度プロファイルは、図2に示す温度プロファイルで加熱した(リフロー条件2)。
<Example 9>
The molded solder was molded using a SAC305 solder alloy powder (d) with a liquidus temperature of 220°C and a metal powder (e) made of Cu with a melting temperature of 1085°C. The content of the metal powder is metal powder (d):metal powder (e)=60:40.
Stearic acid having a liquidus temperature of 70°C and a boiling point or decomposition temperature of 383°C was used as the organic acid.
The reflow temperature profile was the temperature profile shown in FIG. 2 (reflow condition 2).

<実施例10>
成形はんだ及びリフロー条件は、実施例9と同様のものとし、有機酸は、液相線温度が106℃、沸点または分解温度が286℃のアゼライン酸を用いた。
<Example 10>
The molding solder and reflow conditions were the same as in Example 9, and azelaic acid having a liquidus temperature of 106°C and a boiling point or decomposition temperature of 286°C was used as the organic acid.

<比較例4>
成形はんだ及びリフロー条件は、実施例9と同様のものとし、有機酸は、液相線温度が286℃、沸点または分解温度が300℃未満のフマール酸を用いた。
<Comparative Example 4>
The molding solder and reflow conditions were the same as in Example 9, and fumaric acid having a liquidus temperature of 286°C and a boiling point or decomposition temperature of less than 300°C was used as the organic acid.

<比較例5>
成形はんだ及びリフロー条件は、実施例9と同様のものとし、有機酸は、液相線温度が135℃、沸点または分解温度が140℃のマロン酸を用いた。
<Comparative Example 5>
The molding solder and reflow conditions were the same as in Example 9, and malonic acid with a liquidus temperature of 135°C and a boiling point or decomposition temperature of 140°C was used as the organic acid.

<比較例6>
成形はんだは、実施例9と同様のものとし、有機酸は、液相線温度が98℃、沸点または分解温度が200℃のコハク酸を用いた。
リフロー温度プロファイルは、図1に示す温度プロファイルで加熱した(リフロー条件1)。
<Comparative Example 6>
The molded solder was the same as in Example 9, and the organic acid used was succinic acid with a liquidus temperature of 98°C and a boiling point or decomposition temperature of 200°C.
The reflow temperature profile was the temperature profile shown in FIG. 1 (reflow condition 1).

実施例9、実施例10及び比較例4から比較例6の結果をまとめたものを以下の表4に表す。

Figure 0007262343000004
A summary of the results of Examples 9, 10 and Comparative Examples 4 to 6 is shown in Table 4 below.
Figure 0007262343000004

実施9及び実施例10は、接合面積90%以上95%未満という良好な結果が得られた。他方、比較例4は、有機酸の融点が金属粉末の中で最も低い液相線温度の金属粉末の液相線温度(220℃)以上であるフマール酸(286℃)を用いたことから、接合面積が90%未満であった。比較例5は、有機酸の沸点または分解温度は、最も低い液相線温度の金属粉末の液相線温度(220℃)を下回るマロン酸(140℃)を用いたことから、接合面積が90%未満であった。比較例6は、グルタル酸(200℃)を用いたことから、接合面積が90%未満であった。
前記各実施例から分かるように、評価がBとなった実施例9,10においても、電子部品の耐熱温度の範囲で、リフロープロファイルにおける本加熱温度を有機酸の沸点などよりも高温とすることで、より優れたはんだ付け特性を得ることが可能となる。
In Examples 9 and 10, good results of a bonding area of 90% or more and less than 95% were obtained. On the other hand, Comparative Example 4 used fumaric acid (286° C.) whose melting point of the organic acid was higher than the liquidus temperature (220° C.) of the metal powder with the lowest liquidus temperature among the metal powders. The bonding area was less than 90%. Comparative Example 5 uses malonic acid (140° C.) whose boiling point or decomposition temperature of the organic acid is lower than the liquidus temperature (220° C.) of the metal powder with the lowest liquidus temperature. %. In Comparative Example 6, since glutaric acid (200° C.) was used, the bonding area was less than 90%.
As can be seen from the above examples, even in Examples 9 and 10 in which the evaluation was B, the main heating temperature in the reflow profile was set to a higher temperature than the boiling point of the organic acid within the range of the heat resistant temperature of the electronic component. , it is possible to obtain better soldering properties.

このように実施例1から10に係るフラックス付き成形はんだは、フラックスがはんだ溶融時に接合阻害することなくはんだ表面を保護し、また、過度に熱を加えることなく、はんだの溶融が可能となる。 In this way, the flux-coated molded solder according to Examples 1 to 10 protects the solder surface without the flux interfering with the bonding when the solder is melted, and the solder can be melted without applying excessive heat.

Claims (5)

複数種の金属粉末を加圧成形してなる成形はんだの表面の少なくとも一部を被覆する成形はんだ用フラックスであって、
前記金属粉末が、はんだ合金粉末と、前記はんだ合金粉末よりも液相線温度(T)が高いCu、Au、Ag、Alのいずれか1つ又は複数の粉末とを含有し、
前記フラックスは有機酸を含有し、
前記有機酸中の最も融点の高い有機酸の融点は、前記はんだ合金粉末の液相線温度(T)以下であり、
前記有機酸中の最も沸点または分解温度の低い有機酸の沸点または分解温度は、前記はんだ合金粉末の液相線温度(T)を超え、
前記有機酸中の最も沸点または分解温度の高い有機酸の沸点または分解温度は、前記成形用はんだのリフロー本加熱温度よりも低いことを特徴とする成形はんだ用フラックス。
A flux for molded solder that coats at least a part of the surface of molded solder obtained by pressure-molding a plurality of types of metal powder,
The metal powder contains a solder alloy powder and one or more powders of Cu, Au, Ag, and Al having a higher liquidus temperature (T) than the solder alloy powder,
The flux contains an organic acid,
The melting point of the organic acid having the highest melting point among the organic acids is equal to or lower than the liquidus temperature (T) of the solder alloy powder,
The boiling point or decomposition temperature of the organic acid having the lowest boiling point or decomposition temperature among the organic acids exceeds the liquidus temperature (T) of the solder alloy powder,
A flux for molding solder , wherein the boiling point or decomposition temperature of the organic acid having the highest boiling point or decomposition temperature among the organic acids is lower than the main reflow heating temperature of the molding solder.
前記有機酸が、ステアリン酸、グルタル酸、アゼライン酸のいずれか1つあるいは複数の組み合わせである請求項1記載の成形はんだ用フラックス。 2. The flux for molding solder according to claim 1, wherein said organic acid is one or more of stearic acid, glutaric acid and azelaic acid. ベース樹脂、溶剤及びチクソ剤のいずれか1つ又は複数を含有する請求項1又は2に記載の成形はんだ用フラックス。 3. The flux for molding solder according to claim 1, which contains one or more of a base resin, a solvent and a thixotropic agent. 前記はんだ合金粉末は、その液相線温度(T)が130℃から220℃の範囲にある請求項1から3のいずれかに記載の成形はんだ用フラックス。 The flux for forming solder according to any one of claims 1 to 3, wherein the solder alloy powder has a liquidus temperature (T) in the range of 130°C to 220°C. 複数種の金属粉末を加圧成形してなる成形はんだであって、
前記金属粉末が、はんだ合金粉末と、前記はんだ合金粉末よりも液相線温度(T)が高いCu、Au、Ag、Alのいずれか1つ又は複数の粉末とを含有し、
前記有機酸中の最も融点の高い有機酸の融点は、前記はんだ合金粉末の液相線温度(T)以下であり、
前記有機酸中の最も沸点または分解温度の低い有機酸の沸点または分解温度は、前記はんだ合金粉末の液相線温度(T)を超え、
前記成形はんだの表面の少なくとも一部に、請求項1から請求項4のいずれかに記載の成形はんだ用フラックスの被膜が設けられた成形はんだ。
A molded solder obtained by pressure-molding a plurality of types of metal powder,
The metal powder contains a solder alloy powder and one or more powders of Cu, Au, Ag, and Al having a higher liquidus temperature (T) than the solder alloy powder,
The melting point of the organic acid having the highest melting point among the organic acids is equal to or lower than the liquidus temperature (T) of the solder alloy powder,
The boiling point or decomposition temperature of the organic acid having the lowest boiling point or decomposition temperature among the organic acids exceeds the liquidus temperature (T) of the solder alloy powder,
A molded solder having a coating of the flux for molded solder according to any one of claims 1 to 4 provided on at least part of the surface of the molded solder.
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