JPS60127096A - マイクロエレクトロニクス部品接合用フラツクス - Google Patents

マイクロエレクトロニクス部品接合用フラツクス

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JPS60127096A
JPS60127096A JP23285683A JP23285683A JPS60127096A JP S60127096 A JPS60127096 A JP S60127096A JP 23285683 A JP23285683 A JP 23285683A JP 23285683 A JP23285683 A JP 23285683A JP S60127096 A JPS60127096 A JP S60127096A
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JP
Japan
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flux
solder
effect
joining
bonding
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Application number
JP23285683A
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English (en)
Inventor
Koichi Fujiwara
幸一 藤原
Masayoshi Asahi
朝日 雅好
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/36Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
    • B23K35/3612Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest with organic compounds as principal constituents
    • B23K35/3618Carboxylic acids or salts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はマイクロエレクトロニクス部品のはんだ接合用
として好適なフラックスに関する。
従来、電子部品のはんだ付は用フラックスの主成分であ
る活性剤に要求ざnる性能としては、被接合母材の表面
を清浄にする作用が主であった。ところが電子部品のマ
イクロ接合に最も適しているとされるリフU−ソルダリ
ング法によるはんだ接合においては場合によ多心ずしも
はんだ付は用フラックスの清浄作用は必要ないと考えら
nる。リフローンルダリング法によるマイクロ接合は、
接合部分にあらかじめ微細なはんだバンプを形成してお
き、対向するはんだバンプを溶融して一括接合する方法
である。はんだバンプと被接合母材との間には、例えば
Pb−8n合金はんだとAt電極の接合の場合にみられ
るように真空蒸着法あるいはめつき法によシCr。
Cu 、 A11kの中間金属を順次積層し密着性を高
める場合がある。このような構造を持つはんだバンプ相
f1の接合においては、被接合母材の表面は既に清浄化
されているので、使用されるフラックスの作用としては
これまで常識とされていた被接合母材の表面清浄作用は
不要であり、はんだの表面被膜を除去し、はんだの溶融
を円滑にする作用のみで十分である。むしろこのような
表面清浄作用に代えて被接合母材への腐蝕性を抑制する
利点の万が貞要であると云える。
本発明は上記知見に基づき、はんだとキレート化合物を
形成するキレート剤について、そのフラックスとしての
効果を追求した結果達成されたものである。尚、公知の
フラックスの中にCよ例えば米国特許第4..000.
016号に、キレート剤としては最もボビューラなエチ
レンジアミン四酢酸二ナトリウム地等9通常EI)T 
Aとして知られているキレート試薬を活性剤とする水溶
性フラックスが開示されているが、上記キレート剤は水
にのみ溶解し、アルコール類には不溶のため、接合作業
中、水の蒸発によシ該キレート剤が沈殿し、7ラツクス
作用が著しく低減する欠点のあることが指摘される。
本発明は、はんだ接合作業中安定なフラックス作用を果
し、かつ被接合母材への腐蝕性も極めて低く、この結果
信頼性の高い接合効果を得ることのできるマイクロエレ
クトロニクス部品接合用スラックスを提供するものであ
る。
上記目的を達成するため、本発明の構成は、はんだの主
成分とキレート化合物を形成し、かつ有機溶媒に可溶な
キレート剤を活性剤として含有することを特徴とする。
更に本発明はマイクロエレクトロニクス部品の接合にお
いて、その低温接合用スラックスをも提供するものであ
る。
従来、電子部品のはんだ材料としてはpb −Sn合金
が専ら使用され、ロジン糸フラックスによp作業温度2
00℃以上ではんだ付けがなされている。−万、現在電
子部品については、エレクトロニクスの著しい進歩に伴
ない、ジョセフンン素子等の超高速デバイスが実用化を
目指して研究が進められている。特にpb系ジョセフソ
ン素子の場合、索子の耐熱温度が80℃以下であるので
、低融点合金はんだが必要とされている。ところが、従
来用いられているロジン系7ラツクスは活性化温度が1
50 ℃以上であるため使用で@ない。一方、低融点合
金用フラックス七して、乳酸、オレイン酸、グルタミン
酸。
=Iハク酸が従来知られているが(電子技術、24巻、
7号、P79)、例えばIn−33重量%Bi−1,6
M、8% Sn (融点60 ’C) (7)ように、
In基の低融点合金はんだに対してはフラックス作用が
極めて弱く適用できfxかった。
本発明け、はんだの主成分とキレート化合物を形成はせ
ることによ!llはんだ接合作業中安定なフラックス作
用を果し、かつ被接合母材への腐蝕性も極めて低くでき
る知見に基づき、更に低温下においても活性な7ラツク
ス作成を発揮しくN軸性の高い低融点用フラックスを達
成したものである。
以下に本発明を実施例と共に詳細に説明する。
はんだは通常Pb 、 Sn 、 Bl 、 Inのい
ずれかを主成分とした合金で構成さ力、る。これらの各
元素とキレート化合物を形成するキレート剤は非常に多
いが、これらキレート剤は有機溶媒例えば主にアルコー
ル又はエーテルに可mなものであることが必要である。
その第一の理由は前述したように、水にしか溶けないキ
レート剤では、はんだ付は作業中に水が蒸発し、該キレ
ート剤が沈殿する欠点があるので、蒸発しにくい溶媒が
必要とされるためである。第2の理由は、スラックスの
役割として接合界面を空気からしゃ断し、活性作用によ
って清浄化された表面を保護することを目的とした、例
えば公知のポリエチレングリコール又はグリセリン等の
接合界面の傑物作用のある溶媒と均一に溶は合う必要が
あるためである。
発明者等は、アルコール又はエーテルに可溶ナキレート
剤についてそのフラックス作用ノ有無を次に述べる方法
により調べた。すなわち、フラックスの調製は、インプ
ロビルアルコール30亀量チとボリエナレングリコール
(分子量200)65重量係から成る混合液に、51量
%の神々のキレ−1・試薬を鼎解し、このうち沈殿を生
じなかったものを7ラツクス作用の試駈に供L7た。一
方、接合試験試料として、AI!、板にSin、を2p
m被覆し、該sio、膜に直径50 pmの孔をエツチ
ングによシ開け、露出したAl1上に中間金属としてC
r 、 Cu 、 AuO順で直径50μm、膜厚各1
00OA真空蒸着したものを電極パッドとし、n”< 
tri、極バッド上に各種はんだをメタルマスクを用い
た真空蒸着法により形成した。はんだバングは直径80
μm、高さ20μmである。はんだの種類はそれぞれ次
表のものを用いた。
フラックス作用の試験方法は、前記接合試験試料上に前
、ii−: 7ラツクスをマイクロシリンジにより10
0μに塗布後、窒素ガス雰囲気中で、前記はんだの融点
よシも10℃^くなるように試験試料をヒータブロック
上で5分間加熱し、はんだ表if+の溶融状況を観察し
、また。7ラツクス作用を有する供試フラックスの場合
、蒸着状態で80μm直径でおったものが、はんだが溶
融し、自身の表面張力で丸くなること、及びS iO,
膜とはんだのぬれ性が悪いことのために、溶融後は直径
50μmの半球状になることから、フラックス作用の有
無金谷易に判定できる。
/ / 上記実験の結果、各はんだについて、そ仔ぞれフラック
ス作用を有するキレート剤として次のものが特に有効で
あることが確認できた。
(1) Bi基のはんだの場合 ジエチルジテオカルバミン酸ナトリウム、チオ尿s、o
−7エナントロリン、2.3ジメルカプトグロパノール
、モリン、サリチルアルドキシム、ビスムチオール、5
−スルホサリチル酸。
(2) In基のはんだの場合 モリン、チオ尿素、ジエチルジテオカルノクミン酸ナト
リウム、5−スルホサリチル酸、ネオトリン (3) 、Sn基のはんだの場合 ジテオ7コウ酸。モリン、2,3ジメルカプトプロパノ
ール、α−ニトロソ−βす7トール。
5−スルホサリチル酸 (4) pb基のはんだの場合 チオ尿素、ジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム、ビ
スムチオール■、モリン、5−スルホサリチル酸 前記のキレート剤をブテルセロンルブ(ブチル−β−オ
ンキコテルエーテル)3ON−t、!:グリセリン65
重i%の混合液に溶解したものもフラックス作用を有す
ることが判った。
実施例1 イソプロピルアルコール25%とポリエチレングリコー
ル(分子1200)65重量%(以−1係)の混合液に
5−スルホサリテル酸10%を加え超刊波槽中で溶解し
本発明の7ラツクスをイ(子だ。該フラックスをIn−
33%B1−16%Sn低融点はんだ(融点60℃)か
ら成るジョセフンンデバイスチップのフリップテップボ
ンデインクに適用した。なお、はんだバンプは、予めA
rイオンエツチングによシフリーニングされ/こNb[
極バッドに、該Nb電極と該はんだの密着性向上のため
中間金属としてpa 10001. An 1000X
を11イ子線蒸着した後、該はんだをメタルマスクを用
いて直径60 pm 、厚さ15μmのハンダバンプを
フラッシュ蒸着法により形成した。フリツズボンデイン
グは、該チップ(4跋角)と配線板を、予め配線板上に
該フラックス5μ℃を塗布し、位置合わせした後、70
℃5分間加熱後急冷することにより行った。フラックス
の効果を確かめるため、ボンディング後、テップと配線
板相方にAぷリベットを接着剤で接着し、小型の引張試
験機によシ接合強度を測定するとともに、破断面を観察
した。その結果、該はんだ母材の引張強度と同等の2.
5 K? /−の接合強度が得られ、また破面の観察か
ら、チップと配線板上の該はんだは完全に溶融合体して
いることが確められ、該フラックスが信頼性の高いもの
であることが判明した。なお、該スラックスを使用しな
いで前記と同様な試験を行った場け、接合強度はほぼO
であり、該はんだが融合しなかった。
さらに、ポリエチレングリコールの濃度を65係と一定
にし、該活性剤の濃度を帆1%から30%まで変化させ
、インプロピルアルコール濃度を調節したフラックスを
作製し、前記と同様な方法により7ラツクスの有効性の
試験を行ったところ、該フラックス濃度が0.2%未満
及び21係以上では接合強度のばらつきが大きく、フラ
ックス作用が不完全であった。
実施例2 インプロピルアルコール38%とポリエチレンクリコー
ル(分子−1i200)60%の混合液にモリン2%を
加え超音波槽中で溶解し本発明のフラックスを得た。フ
ラックスの効果を確める試験を実施例1と同様な方法で
行った結果、接合強度2.5に//−となり、本発明の
フラックスが有効であることが確められた。さらに、ポ
リエチレンクリコール濃度を60%と一定にし、該活性
剤の濃度を0.1%から30%まで変化さ、七F1残部
イングロビルアルコールの7ラツクスを作製し、実施例
1と同様な方法によりフラックスの有効性の試験を行っ
たところ、該活性剤は帆5チ未満の場合スラックス効果
が不完全であること、また10%以上ではイソプロピル
アルコールとポリエチレングリコール混合液に溶角イし
なかった。
実施例3 ブナルセロンルブ42%とポリエチレングリコール(分
子量400)50%の混合液にジエチルジテオカルバミ
ン酸ナトリウム8係を加え超音波槽中で溶解し本発明の
スラックスを得た。
該フラックスの有効性判定試験を実施例1と同様な方法
で行った結果、接合強度2.5 KiP/−となシ本発
明のフラックスが有効であることが確められた。さらに
ポリエチレングリコール濃度を50%と一定にし、該活
性剤の濃度を0.5%から20%まで変化させ、残部ブ
ナルセロソルプの7ラツクスを作製し、実施例1と同様
な試験を行った結果、該活性剤は1%から10%の範囲
においてのみ接合強度の再現性が良好であった。
実施例4 イソプロピルアルコール30%とグリセリン67%の混
合液にチオ尿素3%を加え超音波槽中で溶解し、本発明
の7ラツクスを得た。該フラックスの有効性判定試験を
実施例1と同様な方法で行った結果、接合強度2.5I
シ/−となシ本発明の7ラツクスが有効であることが確
められた。さらにグリセリン濃度を60%と一定にL7
、該活性剤の濃度を0.5%から20%まで変化させ、
残部イソプロピルアルコールのフラックスを作製し、実
施例1と同様な試験を行った結果、該活性剤は2%から
10%の範囲においてのみ接合強度の再現性が良好であ
った。
以」二のように本発明に係るフラックスは、アルコール
又はエーテルに可溶な、はんだの主成分元素のみと選択
的にキレート化合物を形成すZ)キレート剤をフラック
スの活性剤として含有シフ、ているため、従来の無機系
、有機系の7ラツクスで問題となっていた接合母材等へ
の腐食性がきわめて低くまた更に水溶性の7ラツクスで
あるだめ接合後の洗浄が容易でろシ、洗浄用の有機系溶
剤による環境汚染がないという優れた利点がある。−更
に本発明の7ラツクスは低融点のtまんだ成分と選択的
にキレート化合物を形成し2、低温度下でも優れたフラ
ックス作用を発揮するので耐熱温度の低い被接合母材に
も好適に用いることができる等の利点がある。
なお、本発明のフラックスは、実施例に挙けたはんだに
限定されるものでなく、In 、 Bi 。
Snのいずれかを主な成分元素として含むはんだにも適
用できる。甘た、本発明においてはキレート剤を同時に
2種以上加えてもフラックス作用に悪影響を与えないこ
とが確められた。
特許出願人 日本電信電話公社

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)はんだの主成分とキレート化合物を形成しかつ有
    機溶媒に可溶なキレート剤を活性剤として含有すること
    を特徴とするマイクロエレクトロニクス部品接合用フラ
    ックス。
  2. (2) 上記キレート剤として、5−スルホサリチル酸
    が0.2〜20重量%含有されていることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載のマイクロエレクトロニクス
    部品接合用フラックス。
  3. (3) 上記キレート剤として、モリンが0.5〜10
    小バ(口係含有さ扛ていることを特徴とする特許請求の
    師、曲筆1項記載のマイクロエレクトロニクス部品接合
    用フラックス。
  4. (4) 上記キレート剤として、ジエチルジテオカルバ
    ミン酸ナトリウムが1〜10重量%含有さ扛ていムこと
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載のマイクロエレ
    クトロニクス部品接合用フラックス。
  5. (5)上記キレート剤としてチオ尿素が2〜10重量%
    含有されていることを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載のマイクロエレクトロニクス部品接合用フラックス
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62187595A (ja) * 1986-02-12 1987-08-15 Senjiyu Kinzoku Kogyo Kk クリ−ムはんだ
JPS6418600A (en) * 1987-07-13 1989-01-23 Nippon Almit Kk Flux for soldering
WO2022113556A1 (ja) * 2020-11-30 2022-06-02 千住金属工業株式会社 フラックスおよびソルダペースト

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3740831A (en) * 1971-07-28 1973-06-26 Int Nickel Co Soldering fluxes
US3814638A (en) * 1972-05-05 1974-06-04 Int Nickel Co Soldering fluxes
US3832242A (en) * 1970-07-23 1974-08-27 Scm Corp Brazing and solder compositions comprising a chelating agent

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3832242A (en) * 1970-07-23 1974-08-27 Scm Corp Brazing and solder compositions comprising a chelating agent
US3740831A (en) * 1971-07-28 1973-06-26 Int Nickel Co Soldering fluxes
US3814638A (en) * 1972-05-05 1974-06-04 Int Nickel Co Soldering fluxes

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62187595A (ja) * 1986-02-12 1987-08-15 Senjiyu Kinzoku Kogyo Kk クリ−ムはんだ
JPS6418600A (en) * 1987-07-13 1989-01-23 Nippon Almit Kk Flux for soldering
JPH0217279B2 (ja) * 1987-07-13 1990-04-19 Nippon Almit Kk
WO2022113556A1 (ja) * 2020-11-30 2022-06-02 千住金属工業株式会社 フラックスおよびソルダペースト
CN116438033A (zh) * 2020-11-30 2023-07-14 千住金属工业株式会社 助焊剂和焊膏
CN116438033B (zh) * 2020-11-30 2023-10-31 千住金属工业株式会社 助焊剂和焊膏
US11945055B2 (en) 2020-11-30 2024-04-02 Senju Metal Industry Co., Ltd. Flux and solder paste

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