JP7328310B2 - フラックスおよび電子デバイスの製造方法 - Google Patents
フラックスおよび電子デバイスの製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7328310B2 JP7328310B2 JP2021201425A JP2021201425A JP7328310B2 JP 7328310 B2 JP7328310 B2 JP 7328310B2 JP 2021201425 A JP2021201425 A JP 2021201425A JP 2021201425 A JP2021201425 A JP 2021201425A JP 7328310 B2 JP7328310 B2 JP 7328310B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- flux
- acid
- organic solvent
- measured
- solder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
Description
フラックスの使用形態としては、(i)はんだ粉末とフラックスとを予め混合してはんだペーストとして用いる形態、(ii)まず電極にフラックスを塗布し、その後、フラックスが塗布された電極上にプリフォームはんだを置いてはんだ付けをする形態、などがある。
例えば、特許文献1には、まず、基板またはチップ部品の電極にフラックスを塗布し、その後、塗布されたフラックスによりはんだボールを電極上に仮固定することなどが記載されている。すなわち、特許文献1において、フラックスは、はんだ付けの補助剤としてだけでなく、はんだボールの「仮固定用材料」としても用いられている。
また、仮固定のために用いられるフラックスは、電子デバイスの製造においてプロセス条件の変動があった場合でも安定した仮固定性を示すことが求められる。しかし、本発明者が知る限り、従来、このような観点での検討は行われておらず、改善の余地があった。
本発明の目的の1つは、電子デバイスの製造において、プリフォームはんだや電子部品の仮固定を好ましく行うことができ、プロセス条件の変動があっても安定した仮固定性を示すフラックスを提供することである。
また、本発明の目的の1つは、フラックスをプリフォームはんだや電子部品の仮固定のために用いる、実用上有用な電子デバイスの製造方法を提供することである。
以下の手順1で測定した当該フラックスのタック力Tが50gf以上であり、
以下の手順2で測定した当該フラックスのタック力T'が50gf以上であるフラックス。
[手順1]
(1)少なくとも一方の面に、直径7mm、深さ0.2mmの円形のくぼみが設けられた、NiメッキされたAlプレートの前記一方の面に、前記くぼみがちょうど埋まる量のフラックスを塗布する。
(2)フラックスが塗布された前記Alプレートを、100℃で1分間加熱処理する。
(3)加熱処理された前記Alプレートを室温まで放冷後、前記くぼみ内に存在するフラックスのタック力Tを、タッキネステスターを用いて、プレスタイム:0.2sec、プレス圧:50gf、侵入速度:2.0mm/sec、引離速度:10mm/secの条件で測定する。
[手順2]
上記(2)における加熱処理の条件を、100℃で3分間に変更する以外は、[手順1]と同様の手順でタック力T'を測定する。
前記フラックスを塗布した前記基板上に、プリフォームはんだまたは電子部品を仮固定する仮固定工程と、
前記基板を加熱し、前記プリフォームはんだまたは電子部品を前記基板と接合する接合工程と、
を含む電子デバイスの製造方法。
また、本発明によれば、フラックスをプリフォームはんだや電子部品の仮固定のために用いる、実用上有用な電子デバイスの製造方法が提供される。
図面はあくまで説明用のものである。図面中の各部材の形状や寸法比などは、必ずしも現実の物品と対応しない。
本明細書における「電子デバイス」の語は、半導体チップ、半導体素子、プリント配線基板、電気回路ディスプレイ装置、情報通信端末、発光ダイオード、物理電池、化学電池など、電子工学の技術が適用された素子、デバイス、最終製品等を包含する意味で用いられる。
本明細書において、単位「gf」は、力の単位であるグラム重を表す。1gf=9.8g・m/s2である。
本実施形態のフラックスは、ロジン化合物と、2種類以上の有機溶剤と、を含む。
本実施形態のフラックスは、通常、はんだ付けに用いられる。
本実施形態のフラックスは、通常、はんだ粉末とフラックスとを予め混合したはんだペーストには適用されない。本実施形態のフラックスは、はんだ合金を含まず、はんだ合金とは別に、はんだ合金を含まない形で基板(電極等)に塗布される。
[手順1]
(1)少なくとも一方の面に、直径7mm、深さ0.2mmの円形のくぼみが設けられた、NiメッキされたAlプレートの上記一方の面に、上記くぼみがちょうど埋まる量のフラックスを塗布する。
(2)フラックスが塗布された上記Alプレートを、100℃で1分間加熱処理する。
(3)加熱処理された上記Alプレートを室温まで放冷後、上記くぼみ内に存在するフラックスのタック力Tを、タッキネステスターを用いて、プレスタイム:0.2sec、プレス圧:50gf、侵入速度:2.0mm/sec、引離速度:10mm/secの条件で測定する。
[手順2]
上記(2)における加熱処理の条件を、100℃で3分間に変更する以外は、[手順1]と同様の手順でタック力T'を測定する。
具体的には、電子デバイスの製造においては、流れ作業の都合上、フラックス等を電極に塗布してからプリフォームはんだ等を電極に仮固定するまでの間にある程度の時間が空くことが多い。また、プリフォームはんだ等を電極に仮固定してから、はんだ付け等の次の工程に行くまでの間にもある程度の時間が空くことが多い。これら時間の経過によっても、電極に塗布されたフラックスが十分な仮固定能を維持することが好ましい。また、電子デバイスの製造においては様々な条件変動があり得るため、条件変動によっても仮固定能があまり変化しないことが好ましい。
ロジン化合物単体のタック力はさほど大きくなく、有機溶剤により湿った状態となることで大きなタック力が得られるため、ロジン化合物を有機溶剤と併用することで十分な仮固定能が発現する。しかし、従来のフラックスは、プリフォームはんだ等を仮固定するという使い方が全く想定されていないため、時間の経過により、フラックス中の主な液状成分である溶剤が揮発し、フラックス中のロジン化合物が乾燥状態となって粘性を失うことで、仮固定能が低下する傾向があった。また、従来のフラックスは、電子デバイスの製造における条件変動を考慮した設計とはなっていなかった。
試行錯誤を通じ、塗布したフラックスを一定時間加熱した後のタック力の大きさが、電子デバイス製造工程において、プリフォームはんだ等を比較的長い時間仮固定できる能力や、安定した仮固定性と関係しているらしいこと知見した。
本発明者は、上記知見に基づいてさらに検討を進めた。そして、具体的に、上記[手順1]のようにして測定されるタック力Tが50gf以上であり、上記[手順2]のようにして測定されるタック力T'が50gf以上であるフラックスを新たに調製した。この新たなフラックスを用いることで、電子デバイス製造工程において、電極にプリフォームはんだ等を好ましく仮固定できるようにした。
本実施形態のフラックスは、ロジン化合物を含む。
ロジン化合物として具体的には、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を挙げることができる。
また、ロジン化合物として、上記のような原料ロジンから得られる誘導体も挙げることができる。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、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、フマル化ロジン等)も挙げることができる。
さらに、重合ロジンの精製物、水素化物及び不均化物や、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も挙げられる。
ロジン化合物の量は、有機溶剤を含むフラックス全体を基準(100質量%)として、例えば10~70質量%、好ましくは15~60質量%、さらに好ましくは20~55質量%である。
本実施形態のフラックスは、2種以上の有機溶剤を含む。
低揮発性有機溶剤と高揮発性有機溶剤の揮発性の差は、相対的なものである。具体的には、低揮発性有機溶剤の20℃における蒸気圧をpLとし、高揮発性有機溶剤の20℃における蒸気圧をpHとしたとき、pL<pHであり、pH-pLの値は好ましくは5Pa以上、より好ましくは6Pa以上、さらに好ましくは7Pa以上である。pH-pLの値の上限値は特に無いが、pH-pLの値の上限値は、通常10000Pa、具体的には5000Pa程度である。
また、低揮発性有機溶剤に加え、高揮発性有機溶剤も用いることで、低揮発性有機溶剤のみを含むフラックスよりもフラックスの粘度を低下させ、フラックスを電極に塗布する際の塗布性を高めることができる。すなわち、低揮発性有機溶剤と高揮発性有機溶剤の併用により、電極へフラックスを塗布する際の良好な塗布性と、フラックスの塗布後における適度な粘着力の維持とを両立することができる。
さらに、高揮発性有機溶剤を用いることで、最終的に得たい仮固定性を変えることなく、フラックスを塗布しやすい粘度に容易に調整可能である。
低揮発性有機溶剤としては、高純度品の入手容易性、ロジン化合物との相性などの点で、エーテル系溶剤またはアルコール系溶剤が好ましい。
高揮発性有機溶剤としては、高純度品の入手容易性、ロジン化合物との相性などの点で、エーテル系溶剤またはアルコール系溶剤が好ましい。
ただし、溶剤の入手容易性や調製のしやすさ、取扱性などの観点から、低揮発性有機溶剤の20℃における蒸気圧pLは、好ましくは5Pa以下、より好ましくは0.1~5Pa、さらに好ましくは0.5~5Paである。また、高揮発性有機溶剤の20℃における蒸気圧pHは、好ましくは6Pa超、より好ましくは10Pa以上、さらに好ましくは15~10000Pa、より好ましくは15~5000Paである。
(i)まず、20℃における蒸気圧が5Pa超のものを高揮発性有機溶剤と、5Pa以下のものを低揮発性有機溶剤と判別する。
(ii)上記(i)で判別した全ての高揮発性有機溶剤と低揮発性有機溶剤の組み合わせで、蒸気圧差を算出する。そして、算出された数値の全てが5Pa以上である場合のみ、 pH-pLの値が5Pa以上に該当するとみなす。
例えば、20℃における蒸気圧が5Pa超の有機溶剤3種(有機溶剤1,2および3)と、20℃における蒸気圧が5Pa以下の低揮発性有機溶剤1種(有機溶剤4)をフラックスが含む場合、有機溶剤1-有機溶剤4、有機溶剤2-有機溶剤4、有機溶剤1-有機溶剤4の個別での蒸気圧差3つ全てが5Pa以上の場合、pH-pLの値が5Pa以上であるとみなす。
また、有機溶剤が、低揮発性有機溶剤と高揮発性有機溶剤とを含む場合、これらの比率は、質量比で、例えば、低揮発性有機溶剤:高揮発性有機溶剤=5:95~95:5、好ましくは、低揮発性有機溶剤:高揮発性有機溶剤=10:90~90:10、より好ましくは、低揮発性有機溶剤:高揮発性有機溶剤=20:80~80:20である。
フラックスの電極への塗布性の点で、本実施形態のフラックスの粘度は適切に調整されることが好ましい。粘度は、上述の低揮発性有機溶剤や高揮発性有機溶剤の、種類や量比を変えることにより調整可能である。
別の例として、本実施形態のフラックスの、B型粘度計を用いて、20℃、回転数30rpm、ローターL/Adpの条件で測定される粘度は、好ましくは20mPa・s以下である。これの下限は、例えば2mPa・s以上である。
さらに別の例として、本実施形態のフラックスの、B型粘度計を用いて、20℃、回転数30rpm、ローターM2の条件で測定される粘度は、好ましくは1000mPa・s以下である。これの下限は、例えば100mPa・s以上である。
(適切な粘度測定のためには、測定条件、特に回転数およびローターの選択が重要である。そのため、上記では、異なる3つの測定条件での粘度の好適範囲を記載した。)
本実施形態のフラックスは、有機酸、アミン、界面活性剤、ハロゲン化物(有機ハロゲン化合物、アミンハロゲン化水素酸塩)などのうち1または2以上の添加成分を含んでもよいし、含まなくても(含有量0%でも)よい。これらは、活性剤として、はんだ付け性向上に寄与しうる。
例えば、オレイン酸とリノール酸の反応物であるダイマー酸、オレイン酸とリノール酸の反応物であるトリマー酸、アクリル酸の反応物であるダイマー酸、アクリル酸の反応物であるトリマー酸、メタクリル酸の反応物であるダイマー酸、メタクリル酸の反応物であるトリマー酸、アクリル酸とメタクリル酸の反応物であるダイマー酸、アクリル酸とメタクリル酸の反応物であるトリマー酸、オレイン酸の反応物であるダイマー酸、オレイン酸の反応物であるトリマー酸、リノール酸の反応物であるダイマー酸、リノール酸の反応物であるトリマー酸、リノレン酸の反応物であるダイマー酸、リノレン酸の反応物であるトリマー酸、アクリル酸とオレイン酸の反応物であるダイマー酸、アクリル酸とオレイン酸の反応物であるトリマー酸、アクリル酸とリノール酸の反応物であるダイマー酸、アクリル酸とリノール酸の反応物であるトリマー酸、アクリル酸とリノレン酸の反応物であるダイマー酸、アクリル酸とリノレン酸の反応物であるトリマー酸、メタクリル酸とオレイン酸の反応物であるダイマー酸、メタクリル酸とオレイン酸の反応物であるトリマー酸、メタクリル酸とリノール酸の反応物であるダイマー酸、メタクリル酸とリノール酸の反応物であるトリマー酸、メタクリル酸とリノレン酸の反応物であるダイマー酸、メタクリル酸とリノレン酸の反応物であるトリマー酸、オレイン酸とリノレン酸の反応物であるダイマー酸、オレイン酸とリノレン酸の反応物であるトリマー酸、リノール酸とリノレン酸の反応物であるダイマー酸、リノール酸とリノレン酸の反応物であるトリマー酸、上述した各ダイマー酸の水添物である水添ダイマー酸、上述した各トリマー酸の水添物である水添トリマー酸等が挙げられる。
有機酸を用いる場合、その量は、有機溶剤を含むフラックス全体を基準(100質量%)として、例えば0質量%超10質量%以下、好ましくは0.01~10質量%、より好ましくは0.05~5質量%である。
アミンを用いる場合、その量は、有機溶剤を含むフラックス全体を基準(100質量%)として、例えば0質量%超10質量%以下、好ましくは0.01~10質量%、より好ましくは0.05~5質量%である。
アミンハロゲン化水素酸塩のアミンとしては、上述したアミンを用いることができ、エチルアミン、シクロヘキシルアミン、エチレンジアミン、トリエチルアミン、ジフェニルグアニジン、ジトリルグアニジン、メチルイミダゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾール等が挙げられる。ハロゲン化水素としては、塩素、臭素、ヨウ素、フッ素の水素化物(塩化水素、臭化水素、ヨウ化水素、フッ化水素)が挙げられる。また、アミンハロゲン化水素酸塩に代えて、あるいはアミンハロゲン化水素酸塩と合わせてホウフッ化物を含んでもよく、ホウフッ化物としてホウフッ化水素酸等が挙げられる。
アミンハロゲン化水素酸塩としては、アニリン塩化水素、シクロヘキシルアミン塩化水素、アニリン臭化水素、ジフェニルグアニジン臭化水素、ジトリルグアニジン臭化水素、エチルアミン臭化水素等が挙げられる。
ハロゲン化物を用いる場合、その量は、有機溶剤を含むフラックス全体を基準(100質量%)として、例えば0質量%超10質量%以下、好ましくは0.01~10質量%、より好ましくは0.05~5質量%である。
好ましい界面活性剤の一例として、フッ素系界面活性剤を挙げることができる。フッ素系界面活性剤の例としては、AGC社製「サーフロン」シリーズ、スリーエム社製「フロラード」シリーズ、DIC社製「メガファック」シリーズなどが挙げられる。
好ましい界面活性剤の別の例として、アクリル系界面活性剤を挙げることができる。アクリル系界面活性剤の例としては、共栄社化学株式会社製「ポリフロー」シリーズなどが挙げられる。
好ましい界面活性剤のさらに別の例として、ポリエーテル系界面活性剤を挙げることができる。ポリエーテル系界面活性剤の例としては、日本乳化剤株式会社製「ニューコール」シリーズなどが挙げられる。
界面活性剤を用いる場合、その量は、有機溶剤を含むフラックス全体を基準(100質量%)として、例えば0質量%超5質量%以下、好ましくは0.01~3質量%、より好ましくは0.05~2質量%である。
本実施形態のフラックスを用いて、電子デバイスを製造することができる。
電極上に上述したフラックスを塗布する塗布工程と、
フラックスを塗布した上記電極上に、プリフォームはんだまたは電子部品を仮固定する仮固定工程と、
上記電極を加熱し、前記プリフォームはんだまたは電子部品を上記電極と接合する接合工程と、
を含む一連の工程により、電子デバイスを製造することができる。
塗布工程においては、例えば、電極が設けられた基板1(電極は不図示)の、少なくとも電極上に、フラックスを塗布する。これにより、フラックスの塗膜3を設ける。
電極上には、予め、はんだめっきがされていてもよい。この場合、後述の仮固定工程においては、プリフォームはんだではなく電子部品を仮固定する。
乾燥工程は、室温で行われてもよいし、加熱することにより行われてもよい。また、減圧によりフラックス中の有機溶剤の乾燥を促してもよい。加熱する場合、加熱条件は、例えば40~100℃で1~20分程度とすることができる。
仮固定工程においては、フラックスが塗布された基板(電極)上に、プリフォームはんだまたは電子部品5を置いて、仮固定する。
プリフォームはんだを仮固定する場合、その形状、大きさなどは特に限定されず、基板上にある電極の形状や大きさに応じて適宜選択すればよい。プリフォームはんだの形状は、例えば、リボン形状、スクエア形状、ディスク形状、ワッシャ形状、チップ形状、リング形状、カラム形状、ボール形状またはワイヤ形状であってもよい。また、プリフォームはんだの合金組成も特に限定されず、種々の目的に応じて適当な合金組成を選択すればよい。
電子部品を仮固定する場合、電子部品にはんだをはんだ付けしておくか、または、付着させておくことが好ましい。ただし、基板(電極)上に予めはんだをめっきしておいた場合には、必ずしも、電子部品にはんだをはんだ付けまたは付着させておかなくてもよい。
接合工程においては、基板(電極)を加熱し、プリフォームはんだまたは電子部品5を電極と接合する。接合工程は、例えば、リフロー炉を用いてはんだを溶融させることにより行うことができる。
[手順1]のようにして測定されるタック力Tが50gf以上となるフラックスは、基板上に塗布されてから、ある程度長い時間、プリフォームはんだ等の仮固定能を維持する(塗布後、ある程度長い時間が経過しても、比較的大きなタック力を示す)。この性質は、工業的な電子デバイスの製造において好ましい性質である。なぜならば、電子デバイスの製造においては、流れ作業の都合上、フラックス等を基板に塗布してからプリフォームはんだ等を基板に仮固定するまでの間にある程度の時間が空くことが多いためである。
また、[手順2]のようにして測定されるタック力Tが50gf以上となるフラックスは、各工程において条件変動(温度、時間などの変動)があったとしても仮固定能が変化しにくい。この性質は、条件変動がつきまとう電子デバイスの製造において好ましい性質である。
各工程間の時間について、念のため補足しておく。
塗布工程と仮固定工程との間の時間は、例えば30秒~200分、具体的には1分~120分である。本実施形態においては、タック力Tが50gf以上であり、タック力T'が50gf以上であるフラックスを用いることにより、塗布工程と仮固定工程との間の時間がある程度長くても、プリフォームはんだ等を十分に強く仮固定することができる。
また、仮固定工程と接合工程との間の時間は、例えば30秒~60分、具体的には1分~30分である。本実施形態においては、タック力Tが50gf以上であり、タック力T'が50gf以上であるフラックスを用いることにより、仮固定工程と接合工程との間の時間がある程度長くても、プリフォームはんだ等を十分に強く仮固定したままとすることができる。
以下、参考形態の例を付記する。
1.
ロジン化合物と、2種以上の有機溶剤と、を含み、はんだ合金を含まず、はんだ合金を含まない形で基板上に塗布して用いるフラックスであって、
以下の手順1で測定した当該フラックスのタック力Tが50gf以上であり、
以下の手順2で測定した当該フラックスのタック力T'が50gf以上であるフラックス。
[手順1]
(1)少なくとも一方の面に、直径7mm、深さ0.2mmの円形のくぼみが設けられた、NiメッキされたAlプレートの前記一方の面に、前記くぼみがちょうど埋まる量のフラックスを塗布する。
(2)フラックスが塗布された前記Alプレートを、100℃で1分間加熱処理する。
(3)加熱処理された前記Alプレートを室温まで放冷後、前記くぼみ内に存在するフラックスのタック力Tを、タッキネステスターを用いて、プレスタイム:0.2sec、プレス圧:50gf、侵入速度:2.0mm/sec、引離速度:10mm/secの条件で測定する。
[手順2]
上記(2)における加熱処理の条件を、100℃で3分間に変更する以外は、[手順1]と同様の手順でタック力T'を測定する。
2.
1.に記載のフラックスであって、
前記有機溶剤は、20℃における蒸気圧がpLである低揮発性有機溶剤と、20℃における蒸気圧がpH(ただし、pL<pH)である高揮発性有機溶剤とを少なくとも含み、
pH-pLの値が5Pa以上であるフラックス。
3.
2.に記載のフラックスであって、
前記ロジン化合物と前記低揮発性有機溶剤の合計に対する、前記低揮発性有機溶剤の割合が5~50質量%であるフラックス。
4.
1.~3.のいずれか1つに記載のフラックスであって、
さらに、有機酸を含むフラックス。
5.
1.~4.のいずれか1つに記載のフラックスであって、
さらに、アミン化合物を含むフラックス。
6.
1.~5.のいずれか1つに記載のフラックスであって、
さらに、界面活性剤を含むフラックス。
7.
1.~6.のいずれか1つに記載のフラックスであって、
さらに、有機ハロゲン化合物およびアミンハロゲン化水素酸塩からなる群より選ばれる少なくともいずれかのハロゲン化物を含むフラックス。
8.
1.~7.のいずれか1つに記載のフラックスであって、
B型粘度計を用いて、20℃、回転数12rpm、ローターM2の条件で測定される粘度が2500mPa・s以下であるフラックス。
9.
1.~8.のいずれか1つに記載のフラックスであって、
プリフォームはんだまたは電子部品を基板に仮固定する用途に用いられるフラックス。
10.
1.~9.のいずれか1つに記載のフラックスであって、
T'/Tの値が0.5~5であるフラックス。
11.
基板上に1.~10.のいずれか1つに記載のフラックスを塗布する塗布工程と、
前記フラックスを塗布した前記基板上に、プリフォームはんだまたは電子部品を仮固定する仮固定工程と、
前記基板を加熱し、前記プリフォームはんだまたは電子部品を前記基板と接合する接合工程と、
を含む電子デバイスの製造方法。
12.
11.に記載の電子デバイスの製造方法であって、
前記基板上に設けられた前記フラックスの塗膜の厚みは、5~250μmである、電子デバイスの製造方法。
13.
11.または12.に記載の電子デバイスの製造方法であって、
前記塗布工程は、スピンコート、スプレー、印刷、スリットコートまたは刷毛のいずれか1つ以上の方法により行われる、電子デバイスの製造方法。
以下の各表に示される成分を均一に混合して、実施例1~6および比較例1~5のフラックスを調製した。各成分については商業的に入手可能なものを市場で購入して用いた。
各表において、配合量の単位は質量%を表す。
(タック力Tの測定)
前述の[手順1]の(1)~(3)に沿って、各フラックスのタック力Tを測定した。
・NiメッキされたAlプレートとしては、直径7mm、深さ0.2mmの円形のくぼみが少なくとも5つ設けられたものを用いた。そして、5つのくぼみそれぞれでタック力を測定し、その加算平均値をタック力Tとして採用した。
・(1)における塗布方法:少し多めの量のフラックスをくぼみに塗布し、その後、ヘラをプレートに接触させた状態でスライドさせて、余分なフラックスを取り除いた。このようにして、2.45πmm3(πは円周率)にできるだけ近い量のフラックスがくぼみに入るようにした。
・タック力の測定は、JIS Z 3284-3に準拠して、Malcom社製のタッキネステスター(型番:TK-1)を用い、プレスタイム:0.2sec、プレス圧:50gf、侵入速度:2.0mm/sec、引離速度:10mm/secの条件の定圧侵入方式で行った。タッキネステスターのプローブの素材はSUS(ステンレス)、直径は5.1mmであった。
・タック力の測定は、25℃、50%RHの条件下で行った。
[手順1]の(2)における「100℃で1分間加熱処理」を「100℃で3分間加熱処理」に変えて、タック力T'を測定した。
東機産業社製のB型粘度計、型番:TVB-15を用い、各実施例・比較例のフラックスについて、以下の条件で粘度を測定した。
実施例1、比較例1、2、5・・・回転数:30rpm、ローター:L/Adp(No.19)
比較例3、4・・・回転数:60rpm、ローター:L/Adp(No.19)
実施例2・・・回転数:12rpm、ローター:M2(No.21)
実施例3、4、5、6・・・回転数:30rpm、ローター:M2(No.21)
(プリフォームはんだ(はんだペレット)の仮固定性、および、塗布性)
以下手順により評価した。
(1)縦50mm×横50mm×厚さ0.3mmの銅板の片面全面に、75±15mgのフラックスを、刷毛で塗布した。
(2)(1)でフラックスが塗布された銅板を、50℃のホットプレートで10分間加熱した。(これにより、フラックス中の高揮発性有機溶剤を揮発させた。)
(3)室温まで放冷後、銅板のフラックスが塗布された面上に、はんだペレット(縦2mm×横2mm、厚み100μm、組成:3.0質量%Sn-1.0質量%Ag-残部Pb)5個を、ピンセットを用いて静かに置いた。
(4)1分間放置後、図2に示すように、垂直にした銅板を150mmの高さから落下させて衝撃を加えた。落下は3回繰り返した。銅板を落下させる際の銅板の向きは「垂直」とした(図2も参照されたい)。
(5)(4)の後、銅板上のペレットのズレを確認した。3回の落下を経ても5個全てのペレットの位置がズレずに仮固定されたままであった場合を仮固定性「良好」、1~3回目の落下において5個のペレットのうち1つでもズレたり取れたりした場合を仮固定性「不良」とした。
(6)また、上記(1)において、刷毛で特に問題なくフラックスを十分均一に塗布できたものを、塗布性「良好」とした。
上記(1)~(5)の仮固定性の評価において、(2)の「50℃のホットプレートで10分間加熱」を「50℃のホットプレートで30分間加熱」に変えて、プリフォームはんだ(はんだペレット)の仮固定性を評価した。
「50℃のホットプレートで10分間加熱」と「50℃のホットプレートで30分間加熱」の両方で仮固定性が良好であれば、評価したフラックスは、電子デバイスの製造においてプロセス条件の変動があっても安定した仮固定性を示すと言える。
JIS Z 3197:2012の8.3.1.1に記載の方法にて評価した。ただし、試験片は銅板(酸化処理なし)を使用した点は、JIS記載の条件から変更した。
広がり率が50%以上であった場合を良好とした。
ちなみに、実施例6のフラックスは、3種の有機溶剤を含んでいる。よって、前述の手順に従って、全ての高揮発性有機溶剤と低揮発性有機溶剤の組み合わせで蒸気圧差を算出した。そして、算出された各値を表11に記載した。
なお、実施例1~6のフラックスの塗布性は良好であった。
一方、表12に示されるように、手順1で測定したタック力Tが50gf未満である、かつ/または、手順2で測定したタック力T'が50gf未満である比較例1~6のフラックスを用いても、はんだペレットを銅板(電極)に十分強く仮固定することはできなかった。特に、比較例5および6に示されるとおり、手順1で測定したタック力Tが50gf以上であっても、手順2で測定したタック力T'が50gf未満であった場合、プロセス変動に対する仮固定性の安定性の評価結果は芳しくなかった。
実施例5のフラックスについて、刷毛塗りだけでなくスピンコート法によってもフラックスを十分均一に塗布できることを示すため、以下の評価を追加で行った。
スピンコート条件:回転数300rpmで3sec、その後、回転数3000rpmで30sec
観察の結果、塗布膜は十分に均一であり、目立った凹凸や膜厚の不均一性は認められなかった。
参考までに、上記スピンコートで得られた塗布膜の写真を図3に、仮固定用途への適用を意図していない従来のフラックスをガラス基板にスピンコートして得られた塗布膜の写真を図4に示しておく。図4に示される塗布膜(明らかに不均一である)に比べて図3に示される塗布膜は極めて均一である。
本明細書では、主に、手順1で測定したタック力Tが50gf以上であり、手順2で測定したタック力T'が50gf以上であるフラックスについて説明した。
一方、電子デバイスの製造におけるプロセス条件の変動に対する安定した仮固定性を必ずしも考慮しないのであれば、少なくとも手順1で測定したタック力Tが50gf以上であればよい(プリフォームはんだや電子部品の仮固定を好ましく行いうる)と考えられる。この場合のフラックスは以下のように表現される。
「ロジン化合物と、2種以上の有機溶剤と、を含み、はんだ合金を含まず、はんだ合金を含まない形で基板上に塗布して用いるフラックスであって、
以下の手順1で測定した当該フラックスのタック力Tが50gf以上であるフラックス。
[手順1]
(1)少なくとも一方の面に、直径7mm、深さ0.2mmの円形のくぼみが設けられた、NiメッキされたAlプレートの前記一方の面に、前記くぼみがちょうど埋まる量のフラックスを塗布する。
(2)フラックスが塗布された前記Alプレートを、100℃で1分間加熱処理する。
(3)加熱処理された前記Alプレートを室温まで放冷後、前記くぼみ内に存在するフラックスのタック力Tを、タッキネステスターを用いて、プレスタイム:0.2sec、プレス圧:50gf、侵入速度:2.0mm/sec、引離速度:10mm/secの条件で測定する。」
3 フラックスの塗膜
5 プリフォームはんだまたは電子部品
Claims (11)
- ロジン化合物と、2種以上の有機溶剤と、を含み、はんだ合金を含まず、はんだ合金を含まない形で基板上に塗布した後、前記基板上に、プリフォームはんだまたは電子部品を仮固定するのに用いられるフラックスであって、
以下の手順1で測定した当該フラックスのタック力Tが70~300gfであり、
以下の手順2で測定した当該フラックスのタック力T'が70~300gfであり、
T'/Tの値が0.9~3であるフラックス。
[手順1]
(1)少なくとも一方の面に、直径7mm、深さ0.2mmの円形のくぼみが設けられた、NiメッキされたAlプレートの前記一方の面に、前記くぼみがちょうど埋まる量のフラックスを塗布する。
(2)フラックスが塗布された前記Alプレートを、100℃で1分間加熱処理する。
(3)加熱処理された前記Alプレートを室温まで放冷後、前記くぼみ内に存在するフラックスのタック力Tを、タッキネステスターを用いて、プレスタイム:0.2sec、プレス圧:50gf、侵入速度:2.0mm/sec、引離速度:10mm/secの条件で測定する。
[手順2]
上記(2)における加熱処理の条件を、100℃で3分間に変更する以外は、[手順1]と同様の手順でタック力T'を測定する。 - 請求項1に記載のフラックスであって、
前記有機溶剤は、20℃における蒸気圧がpLである低揮発性有機溶剤と、20℃における蒸気圧がpH(ただし、pL<pH)である高揮発性有機溶剤とを少なくとも含み、
pH-pLの値が5Pa以上であるフラックス。 - 請求項2に記載のフラックスであって、
前記ロジン化合物と前記低揮発性有機溶剤の合計に対する、前記低揮発性有機溶剤の割合が5~50質量%であるフラックス。 - 請求項1~3のいずれか1項に記載のフラックスであって、
さらに、有機酸を含むフラックス。 - 請求項1~4のいずれか1項に記載のフラックスであって、
さらに、アミン化合物を含むフラックス。 - 請求項1~5のいずれか1項に記載のフラックスであって、
さらに、界面活性剤を含むフラックス。 - 請求項1~6のいずれか1項に記載のフラックスであって、
さらに、有機ハロゲン化合物およびアミンハロゲン化水素酸塩からなる群より選ばれる少なくともいずれかのハロゲン化物を含むフラックス。 - 請求項1~7のいずれか1項に記載のフラックスであって、
B型粘度計を用いて、20℃、回転数12rpm、ローターM2の条件で測定される粘度が2500mPa・s以下であるフラックス。 - 基板上に請求項1~8のいずれか1項に記載のフラックスを塗布する塗布工程と、
前記フラックスを塗布した前記基板上に、プリフォームはんだまたは電子部品を仮固定する仮固定工程と、
前記基板を加熱し、前記プリフォームはんだまたは電子部品を前記基板と接合する接合工程と、
を含む電子デバイスの製造方法。 - 請求項9に記載の電子デバイスの製造方法であって、
前記基板上に設けられた前記フラックスの塗膜の厚みは、5~250μmである、電子デバイスの製造方法。 - 請求項9または10に記載の電子デバイスの製造方法であって、
前記塗布工程は、スピンコート、スプレー、印刷、スリットコートまたは刷毛のいずれか1つ以上の方法により行われる、電子デバイスの製造方法。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202280020898.1A CN116981541A (zh) | 2021-03-12 | 2022-03-09 | 助焊剂和电子设备的制造方法 |
KR1020237034702A KR20230152148A (ko) | 2021-03-12 | 2022-03-09 | 플럭스 및 전자 디바이스의 제조 방법 |
PCT/JP2022/010223 WO2022191226A1 (ja) | 2021-03-12 | 2022-03-09 | フラックスおよび電子デバイスの製造方法 |
TW111108823A TWI836368B (zh) | 2021-03-12 | 2022-03-10 | 焊劑及電子裝置之製造方法 |
JP2022146221A JP2022177151A (ja) | 2021-03-12 | 2022-09-14 | フラックスおよび電子デバイスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021040416 | 2021-03-12 | ||
JP2021040415 | 2021-03-12 | ||
JP2021040415 | 2021-03-12 | ||
JP2021040416 | 2021-03-12 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022146221A Division JP2022177151A (ja) | 2021-03-12 | 2022-09-14 | フラックスおよび電子デバイスの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022140276A JP2022140276A (ja) | 2022-09-26 |
JP7328310B2 true JP7328310B2 (ja) | 2023-08-16 |
Family
ID=83400083
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021201425A Active JP7328310B2 (ja) | 2021-03-12 | 2021-12-13 | フラックスおよび電子デバイスの製造方法 |
JP2021201805A Active JP7328311B2 (ja) | 2021-03-12 | 2021-12-13 | フラックスおよび電子デバイスの製造方法 |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021201805A Active JP7328311B2 (ja) | 2021-03-12 | 2021-12-13 | フラックスおよび電子デバイスの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (2) | JP7328310B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7365751B2 (ja) | 2021-05-20 | 2023-10-20 | 徹太郎 中川 | 溶存気体置換装置、及び溶存気体の置換方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4220192B2 (ja) | 2002-07-25 | 2009-02-04 | 三星ダイヤモンド工業株式会社 | 脆性材料用切刃の製造方法およびその製造方法で製造される脆性材料用切刃 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04220192A (ja) * | 1990-12-14 | 1992-08-11 | Senju Metal Ind Co Ltd | 低残渣はんだペースト |
JPH08213746A (ja) * | 1995-02-03 | 1996-08-20 | Sony Corp | フラツクス |
JP3518512B2 (ja) | 2001-01-25 | 2004-04-12 | 松下電器産業株式会社 | 半田ボールの搭載用フラックス |
JP6405920B2 (ja) * | 2014-11-12 | 2018-10-17 | 千住金属工業株式会社 | ソルダペースト用フラックス、ソルダペースト及びはんだ接合体 |
JP6191896B2 (ja) * | 2015-08-10 | 2017-09-06 | 荒川化学工業株式会社 | 鉛フリーはんだペースト用フラックス及び鉛フリーはんだペースト |
-
2021
- 2021-12-13 JP JP2021201425A patent/JP7328310B2/ja active Active
- 2021-12-13 JP JP2021201805A patent/JP7328311B2/ja active Active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4220192B2 (ja) | 2002-07-25 | 2009-02-04 | 三星ダイヤモンド工業株式会社 | 脆性材料用切刃の製造方法およびその製造方法で製造される脆性材料用切刃 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
安全データシート(SDS)、[ジエチレングリコールモノ-n-ブチルエーテル]、昭和化学株式会社、2020年12月08日、1~7頁 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2022140276A (ja) | 2022-09-26 |
JP7328311B2 (ja) | 2023-08-16 |
JP2022140277A (ja) | 2022-09-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101986264B1 (ko) | 수지 함유 땜납용 플럭스, 플럭스 코트 땜납용 플럭스, 수지 함유 땜납, 및 플럭스 코트 땜납 | |
JP7328310B2 (ja) | フラックスおよび電子デバイスの製造方法 | |
TW201932226A (zh) | 助焊劑及焊膏 | |
JP7312798B2 (ja) | はんだ組成物 | |
KR20200029353A (ko) | 제트 디스펜서용 땜납 조성물 및 전자 기판의 제조 방법 | |
JP2019171467A (ja) | ディスペンス塗布用はんだ組成物 | |
JP2018161674A (ja) | はんだ組成物および電子基板 | |
JP2018034190A (ja) | はんだ組成物および電子基板 | |
JP6947998B1 (ja) | フラックス及びソルダペースト | |
WO2022191226A1 (ja) | フラックスおよび電子デバイスの製造方法 | |
WO2022191227A1 (ja) | フラックスおよび電子デバイスの製造方法 | |
JP7066798B2 (ja) | はんだ組成物 | |
JP6992243B1 (ja) | フラックスコートはんだプリフォーム用フラックス、フラックスコートはんだプリフォーム、及び電子基板に電子部品を実装する方法 | |
JP7133579B2 (ja) | はんだ組成物および電子基板 | |
CN117042914A (zh) | 助焊剂和电子设备的制造方法 | |
CN116981541A (zh) | 助焊剂和电子设备的制造方法 | |
TWI782216B (zh) | 包芯焊料用的助焊劑、包芯焊料、塗覆有助焊劑的焊料用的助焊劑、塗覆有助焊劑的焊料及焊接方法 | |
TW202308838A (zh) | 焊膏及電子裝置之製造方法 | |
WO2024122214A1 (ja) | 半田フラックスおよび電子部品実装基板の製造方法 | |
TWI763367B (zh) | 助焊劑、焊接膏及焊接製品的製造方法 | |
KR102598694B1 (ko) | 플럭스 조성물, 및 그것을 이용한 땜납 페이스트 | |
JP2023163663A (ja) | 半田フラックスおよび電子部品実装基板の製造方法 | |
JP2023127903A (ja) | はんだ組成物および電子基板 | |
JP2023034204A (ja) | フラックス組成物、はんだ組成物および電子基板 | |
WO2020066489A1 (ja) | はんだ組成物および電子基板 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20211213 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220105 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20220105 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220301 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220425 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20220614 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220914 |
|
C60 | Trial request (containing other claim documents, opposition documents) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C60 Effective date: 20220914 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20220914 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20221011 |
|
C21 | Notice of transfer of a case for reconsideration by examiners before appeal proceedings |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C21 Effective date: 20221018 |
|
A912 | Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20221228 |
|
C211 | Notice of termination of reconsideration by examiners before appeal proceedings |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C211 Effective date: 20230110 |
|
C22 | Notice of designation (change) of administrative judge |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C22 Effective date: 20230221 |
|
C22 | Notice of designation (change) of administrative judge |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C22 Effective date: 20230411 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230803 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7328310 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |