KR20200125651A - 플럭스, 솔더 페이스트, 납땜 프로세스, 납땜 제품의 제조 방법, bga 패키지의 제조 방법 - Google Patents

플럭스, 솔더 페이스트, 납땜 프로세스, 납땜 제품의 제조 방법, bga 패키지의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20200125651A
KR20200125651A KR1020207027293A KR20207027293A KR20200125651A KR 20200125651 A KR20200125651 A KR 20200125651A KR 1020207027293 A KR1020207027293 A KR 1020207027293A KR 20207027293 A KR20207027293 A KR 20207027293A KR 20200125651 A KR20200125651 A KR 20200125651A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
solder
solvent
flux
mass
temperature
Prior art date
Application number
KR1020207027293A
Other languages
English (en)
Inventor
아리사 시라이시
나오토 오자와
다카유키 스즈키
미쓰야스 후루사와
Original Assignee
가부시키가이샤 오리진
가부시키가이샤 코키
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시키가이샤 오리진, 가부시키가이샤 코키 filed Critical 가부시키가이샤 오리진
Publication of KR20200125651A publication Critical patent/KR20200125651A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B23K1/0008—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering specially adapted for particular articles or work
    • B23K1/0016—Brazing of electronic components
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B23K1/008—Soldering within a furnace
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B23K1/20—Preliminary treatment of work or areas to be soldered, e.g. in respect of a galvanic coating
    • B23K1/203—Fluxing, i.e. applying flux onto surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/26—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 400 degrees C
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/26—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 400 degrees C
    • B23K35/262—Sn as the principal constituent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/36—Selection 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
    • B23K35/3612—Selection 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
    • B23K35/3615—N-compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/36—Selection 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
    • B23K35/3612—Selection 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
    • B23K35/3618—Carboxylic acids or salts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/36—Selection 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
    • B23K35/362—Selection of compositions of fluxes
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/341—Surface mounted components
    • H05K3/3431—Leadless components
    • H05K3/3436—Leadless components having an array of bottom contacts, e.g. pad grid array or ball grid array components
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/3489—Composition of fluxes; Methods of application thereof; Other methods of activating the contact surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/36—Electric or electronic devices
    • B23K2101/42—Printed circuits
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C13/00—Alloys based on tin
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Abstract

환원제 및 활성제를 포함하지 않고, 또, 땜납 접합부를 무잔사로 할 수 있는 플럭스, 및, 상기 플럭스를 이용한 솔더 페이스트를 제공한다. 본 발명의 플럭스는, 질소 유량 0.2∼0.3L 매분이고 승온 속도 10℃매분의 열중량 측정에서 질량이 제로로 되는 온도가 180℃ 이상 260℃ 미만인 제1의 용제와；질소 유량 0.2∼0.3L 매분이고 승온 속도 10℃ 매분의 열중량 측정에서 질량이 제로로 되는 온도가 100℃ 이상 220℃ 미만인 제2의 용제와；지방산 아마이드를 포함한다. 제1의 용제의 함유량은, 제2의 용제의 함유량보다도 적다. 땜납의 표면 산화막을 환원 제거하기 위한 환원제 및 환원성을 향상시키기 위한 활성제를 포함하지 않아, 땜납 분말과의 혼합물은 솔더 페이스트로 될 수 있다.

Description

플럭스, 솔더 페이스트, 납땜 프로세스, 납땜 제품의 제조 방법, BGA 패키지의 제조 방법
본 발명은, 플럭스, 솔더 페이스트, 납땜 프로세스, 납땜 제품의 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 무잔사(無殘渣) 솔더 페이스트를 구성가능한 플럭스, 무잔사 솔더 페이스트, 상기 솔더 페이스트를 이용한 납땜 프로세스, 납땜 제품의 제조 방법, 및, BGA 패키지의 제조 방법에 관한 것이다.
파워 디바이스의 제조에 있어서는, 반도체 칩과 DBC(Direct　Bonded　Copper) 기판 사이, 및, DBC 기판과 베이스판 사이의 각각에 있어서, 대면적의 땜납 접합이 이루어진다. 땜납 재료로서는, 땜납 박(箔)이나 솔더 페이스트를 이용하는 경우가 있고, 전자(前者)에서는 고정을 위한 지그가 필요하고, 후자(後者)에서는 땜납 접합 후의 플럭스 잔사의 세정이 필요해진다.
솔더 페이스트에는, 통상, 땜납 분말과 플럭스가 포함된다. 플럭스 성분에는, 환원제, 활성제, 칙소제(thixotropic agent)(바인더), 용제, 점착 부여제 수지 등이 있다. 환원제는, 납땜 시, 땜납 분말의 표면이나 납땜 대상물 표면의 산화막을 제거하는 역할을 하고, 활성제는, 환원성을 향상시키고 땜납의 젖음성(wettability)을 향상시키는 역할을 한다.
그러나, 플럭스는, 납땜 후에 플럭스 잔사로서 잔존한다. 플럭스 성분 중 환원제나 활성제는, 납땜의 성능, 부식, 마이그레이션에 큰 영향을 미친다. 환원 효과가 높으면, 납땜성은 향상한다. 그러나, 이들의 활성 성분은 이온화 하기 쉽고 물과의 친화성도 강하기 때문에, 부식이나 이온 마이그레이션을 일으키기 쉽다.
이 때문에, 환원제나 활성제를 포함하는 솔더 페이스트를 이용한 경우는, 땜납 접합 후의 플럭스 잔사의 세정이 필요해진다. 그러나, 플럭스 잔사의 세정은, 공정의 비용 상승을 초래한다. 또, 세정 공정에서는 폐액이 발생하기 때문에 환경 부하가 높고, 삭감이 요망되고 있다.
그래서, 특허문헌 1에는, 환원제 및 활성제 프리의, 세정을 필요로 하지 않는 솔더 페이스트가 개시되어 있다(단락 0001). 상기 솔더 페이스트를 이용한 경우의 플럭스 잔사는, 함유하는 칙소제가 주(主)이고, 그의 잔사량은, 땜납 접합부 전체의 1질량% 이하로 아주 조금이다.
국제 공개 2017/057651호
그러나, 상기 솔더 페이스트를 이용한 경우에서도, 땜납 접합이 대면적으로 되면 될수록 플럭스 잔사의 총량은 증가한다. 또, 면적이 크기 때문에, 플럭스가 휘발하기 어렵고, 땜납 접합부의 내부에 남아 보이드 발생의 요인으로 되어 버린다. 또한, 보이드가 발생한 개소는 방열성이 악화되기 때문에, 파워 디바이스의 성능 저하를 초래한다.
본 발명은 상술한 과제를 감안해서, 환원제 및 활성제를 포함하지 않고, 또, 땜납 접합부를 무잔사로 또한 저보이드로 할 수 있는 플럭스, 및, 상기 플럭스를 이용한 솔더 페이스트를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 「무잔사」란, 땜납 접합 후의 플럭스 잔사가 존재하지 않는 상태 또는 거의 존재하지 않는 상태를 말한다. 구체적으로는, 땜납 접합 후, 눈으로 보아 관찰해서 플럭스 잔사를 확인할 수 없거나, 혹은, 플럭스 잔사를 눈으로 보아 확인할 수 있지만 적외 분광법(IR)으로 검출할 수 없을 정도의 잔사를 말한다. 「저보이드」란, 땜납 부분을 X선 투과 장치로 관찰한 경우에 보이드가 5% 미만인 것을 말한다. 또한, 「%」는, 2차원 투과상(透過像)의 면적 비율이다.
본 발명자들은, 지방산 아마이드는 특정 용제의 증발과 함께 증발시킬 수 있기 때문에, 칙소제로서 지방산 아마이드와, 질소 유량 0.2∼0.3L 매분(L/min)이고 승온 속도 10℃ 매분의 열중량 측정에서 질량이 제로로 되는 온도가 다른, 2종류의 용제를 이용해서, 환원제, 활성제를 포함하지 않고, 상기 2종류의 용제(제1의 용제, 제2의 용제)와, 지방산 아마이드를 포함하는 플럭스를 제작하고, 이 플럭스를 이용한 솔더 페이스트가 플럭스 잔사를 무잔사로 할 수 있고, 그 때문에 플럭스 잔사는 내부에 남지 않고 땜납 접합부가 저보이드로 되는 것을 발견하고, 본 발명을 완성시켰다.
본 발명의 제1의 양태에 관계된 플럭스는, 질소 유량 0.2∼0.3L 매분이고 승온 속도 10℃ 매분의 열중량 측정에서 질량이 제로로 되는 온도가 180℃ 이상 260℃ 미만인 제1의 용제와；질소 유량 0.2∼0.3L 매분이고 승온 속도 10℃ 매분의 열중량 측정에서 질량이 제로로 되는 온도가 100℃ 이상 220℃ 미만인 제2의 용제와；지방산 아마이드를 포함하고；상기 제1의 용제의 함유량은, 상기 제2의 용제의 함유량보다도 적고, 땜납의 표면 산화막을 환원 제거하기 위한 환원제 및 환원성을 향상시키기 위한 활성제를 포함하지 않고, 땜납 분말과의 혼합물은 솔더 페이스트로 될 수 있고, 플럭스 잔사는, 무잔사로 될 수 있다.
본 명세서에 있어서 「열중량 측정에서 질량이 제로」란, 제로 또는 제로에 가까운 값으로서, 승온에 대해서 TG 곡선이 변동하지 않게 된 값(또는, 승온에 대해서 TG 곡선의 변동이 보이지 않게 된 값)을 말한다. 「지방산 아마이드」는 칙소제로서 작용하고, 땜납 분말과 다른 성분과의 분리 방지 또는 흘러내림 방지 등을 가능하게 하고, 「용제」는 점도 조정 등을 가능하게 한다. 제2의 용제는 땜납 분말이 용융하는 온도보다도 낮은 온도에서 증발하는 것이 바람직하다. 제1의 용제는 증발 시에 지방산 아마이드를 증발시키는 것이 바람직하다. 「환원제」는 산화막을 제거하는 성분을 말하고, 「활성제」는 환원성을 향상시키는 성분을 말한다. 「환원제를 포함하지 않는다」란 환원제 프리인 것, 또는, 포함했다고 해도, 본 발명의 효과를 방해하지 않을 정도의 양인 것을 말하고, 「활성제를 포함하지 않는다」란 활성제 프리인 것, 또는, 포함했다고 해도, 본 발명의 효과를 방해하지 않을 정도의 양인 것을 말한다. 즉, 세정을 필요로 하지 않고, 플럭스 잔사가 무잔사로 되고, 땜납 접합부를 저보이드로 할 수 있는 양이다. 이와 같이, 본 발명의 효과를 방해하지 않는 범위에 있어서는, 환원제, 활성제, 첨가물 등의 기타 성분을 포함해도 좋다. 즉, 본 발명의 플럭스는, 본질적으로, 제1의 용제, 제2의 용제, 지방산 아마이드로 이루어지는 플럭스이더라도 좋고, 솔더 페이스트는, 본질적으로, 땜납 분말, 제1의 용제, 제2의 용제, 지방산 아마이드로 이루어지는 솔더 페이스트이더라도 좋다. 또한, 본 명세서에 있어서, 「∼로 이루어진다」라고 할 때는, 「본질적으로∼로 이루어진다(essentially consisting of)」를 의미한다.
이와 같이 구성하면, 플럭스 잔사가 무잔사로 되고, 땜납 접합부를 저보이드로 할 수 있는 플럭스를 얻을 수가 있다.
본 발명의 제2의 양태에 관계된 플럭스는, 상기 본 발명의 제1의 양태에 관계된 플럭스에 있어서, 상기 제1의 용제의 상기 온도는, 상기 제2의 용제의 상기 온도보다도 높고, 상기 제1의 용제의 상기 온도와 상기 제2의 용제의 상기 온도와의 차는, 15℃ 이상이다.
이와 같이 구성하면, 제1의 용제와 제2의 용제의 조합이 보다 바람직해진다.
본 발명의 제3의 양태에 관계된 플럭스는, 상기 본 발명의 제1의 양태 또는 제2의 양태에 관계된 플럭스에 있어서, 상기 제1의 용제를 2∼15질량%, 상기 제2의 용제를 70∼86질량%, 상기 지방산 아마이드를 6∼24질량% 포함한다.
이와 같이 구성하면, 플럭스 성분의 비율을 보다 적절한 비율로 할 수가 있다.
본 발명의 제4의 양태에 관계된 플럭스는, 상기 본 발명의 제1의 양태∼제3의 양태 중 어느 하나의 양태에 관계된 플럭스에 있어서, 상기 제1의 용제와；상기 제2의 용제와；상기 지방산 아마이드로 이루어진다.
이와 같이 구성하면, 플럭스 잔사가 무잔사로 되고, 땜납 접합부를 저보이드로 할 수 있는 플럭스를 얻을 수가 있다.
본 발명의 제5의 양태에 관계된 솔더 페이스트는, 땜납 분말과；상기 본 발명의 제1의 양태∼제4의 양태 중 어느 하나의 양태에 관계된 플럭스를 포함한다.
이와 같이 구성하면, 땜납 접합 후의 플럭스 잔사가 무잔사로 되고, 땜납 접합부를 저보이드로 할 수 있는 솔더 페이스트를 얻을 수가 있다.
본 발명의 제6의 양태에 관계된 솔더 페이스트는, 땜납 분말과；상기 본 발명의 제4의 양태에 관계된 플럭스로 이루어진다.
이와 같이 구성하면, 땜납 접합 후의 플럭스 잔사가 무잔사로 되고, 땜납 접합부를 저보이드로 할 수 있는 솔더 페이스트를 얻을 수가 있다.
본 발명의 제7의 양태에 관계된 솔더 페이스트는, 상기 본 발명의 제5의 양태 또는 제6의 양태에 관계된 솔더 페이스트에 있어서, 상기 땜납 분말이, 38㎛ 이하의 입경의 분말을, 땜납 분말 총량의 40질량% 이하의 비율로 포함한다.
이와 같이 구성하면, 땜납 분말의 적어도 60질량%는, 그의 입경이 38㎛를 넘게 되고, 땜납 분말 사이에 환원 가스의 도입에 보다 적합한 간극을 유지할 수 있고, 보다 환원 가스가 침입하기 쉬워진다. 또, 입경이 크면 입자 사이의 틈이 커지므로, 용제와 지방산 아마이드의 증발이 보다 용이하게 된다. 특히, 대면적 접합의 파워 디바이스에서는, 중심부의 용제 및 지방산 아마이드를 증발시키는 것이 어렵고, 상기의 입자 지름이 보다 바람직하다. 또한, 도 7에 땜납 분말 사이에 생긴 간극의 주사 전자현미경(SEM) 화상을 예시한다.
본 발명의 제8의 양태에 관계된 납땜 프로세스는, 상기 본 발명의 제5의 양태∼제7의 양태 중 어느 하나의 양태에 관계된 솔더 페이스트를 제공하는 공정과；상기 땜납 분말을 환원하는 환원 가스를 도입하는 공정과；상기 땜납 분말을 용융하는 공정을 구비한다.
이와 같이 구성하면, 플럭스 잔사의 양을 무잔사로 할 수가 있다. 또, 솔더 페이스트는 환원제·활성제 프리이기 때문에, 납땜 시의 플럭스의 휘발분(揮發分)에는 이온성이 없고, 기판이나 부재로의 부식이 일어나는 일은 없다.
본 발명의 제9의 양태에 관계된 납땜 제품의 제조 방법은, 제1의 용제와, 질소 유량 0.2∼0.3L 매분이고 승온 속도 10℃ 매분의 열중량 측정에서 질량이 제로로 되는 온도가 상기 제1의 용제보다도 낮은 제2의 용제와, 지방산 아마이드와, 땜납 분말을 포함하는 솔더 페이스트를, 납땜 대상물에 도포하는, 도포 공정과；상기 솔더 페이스트를 도포한 납땜 대상물을, 상기 땜납 분말이 용융하지 않는 범위에서 가열해서, 상기 제2의 용제를 증발시키는, 증발 공정과；상기 증발 공정에 병행해서, 또는 그 후에, 상기 땜납 분말과 상기 납땜 대상물을 환원 가스로 환원하는, 환원 공정과；상기 환원 공정 후에, 상기 땜납 분말과 상기 납땜 대상물을 가열해서, 상기 땜납 분말을 용융시키는, 땜납 용융 공정을 구비하고；상기 제1의 용제와 상기 지방산 아마이드는, 상기 증발 공정에서 상기 제2의 용제와 함께 증발하거나, 또는, 상기 땜납 용융 공정에서의 가열에 수반하여 증발하고, 플럭스 잔사는, 무잔사로 될 수 있다.
이와 같이 구성하면, 환원 시에 땜납 분말이 용융하지 않아, 땜납 분말 사이 등에 생긴 간극에 의해, 땜납 분말 및 납땜 대상물의 환원을 효과적으로 행할 수가 있다. 또, 플럭스 잔사의 양을 무잔사로 할 수 있고, 그리고, 솔더 페이스트는 환원제·활성제 프리이기 때문에, 납땜 시의 플럭스의 휘발분에는 이온성이 없고, 기판이나 부재로의 부식이 일어나는 일은 없다, 는 이점을 가지는 납땜 제품의 제조 방법으로 된다.
본 발명의 제10의 양태에 관계된 납땜 제품의 제조 방법은, 상기 본 발명의 제9의 양태에 관계된 납땜 제품의 제조 방법에 있어서, 상기 증발 공정은, 상기 납땜 대상물이 배치된 공간을 감압하는, 감압 공정을 더 구비한다.
이와 같이 구성하면, 증발 공정에서 증발하는 플럭스 성분의 증발을 촉진시킬 수가 있다.
본 발명의 제11의 양태에 관계된 납땜 제품의 제조 방법은, 상기 본 발명의 제9의 양태 또는 제10의 양태에 관계된 납땜 제품의 제조 방법에 있어서, 상기 증발 공정은, 상기 납땜 대상물이 진공중에 있는 상태에서 가열한다. 「진공」이란, 대기보다 낮은 압력(이른바 감압)의 공간을 말한다.
이와 같이 구성하면, 용제의 증발을 촉진시킬 수가 있다. 또, 상압 시의 끓는점(비등점)이 환원 시의 온도보다도 높은 용제이더라도 효율좋게 증발시킬 수 있고, 사용가능한 용제의 종류를 늘릴 수가 있다.
본 발명의 제12의 양태에 관계된 납땜 제품의 제조 방법은, 상기 본 발명의 제9의 양태∼제11의 양태 중 어느 하나의 양태에 관계된 납땜 제품의 제조 방법에 있어서, 상기 증발 공정에 의해, 상기 땜납 분말 사이에 간극이 생기고, 상기 환원 공정은, 상기 땜납 분말과 상기 납땜 대상물이 진공중에 있는 상태에서, 상기 간극에 환원 가스를 도입한다.
이와 같이 구성하면, 땜납 분말 사이 등의 간극에 환원 가스를 침입하기 쉽게 할 수 있다.
본 발명의 제13의 양태에 관계된 납땜 제품의 제조 방법은, 상기 본 발명의 제9의 양태∼제12의 양태 중 어느 하나의 양태에 관계된 납땜 제품의 제조 방법에 있어서, 상기 땜납 용융 공정은, 상기 땜납 분말과 상기 납땜 대상물이 진공중에 있는 상태에서 가열해서 상기 땜납 분말을 용융하고, 일체화한 땜납 접합부를 얻어：상기 땜납 용융 공정 후, 상기 진공을 파괴해서, 상기 땜납 접합부의 내부 공동(보이드)을 압축해서 작게 하거나, 또는 없애는, 진공 파괴 공정과；상기 진공 파괴 공정 후, 상기 납땜 대상물을 냉각하는 냉각 공정을 더 구비한다.
이와 같이 구성하면, 진공 파괴 공정에 있어서 땜납이 용융하고 있는 상태에서 공동(보이드)을 찌부러뜨릴 수 있고, 공동을 찌부러뜨린 후에 땜납을 고화시킬 수 있기 때문에, 땜납 중의 보이드에 의한 피로 수명의 저하를 더욱더 억제할 수가 있다.
본 발명의 제14의 양태에 관계된 납땜 제품의 제조 방법은, 상기 본 발명의 제9의 양태∼제13의 양태 중 어느 하나의 양태에 관계된 납땜 제품의 제조 방법에 있어서, 상기 환원 가스가, 폼산(蟻酸) 가스이다.
이와 같이 구성하면, 환원 가스로서 자주 이용되는 가스에 호적한 솔더 페이스트로 된다. 또, 300℃보다 낮은 온도에서 땜납 분말 및 납땜 대상물을 환원할 수가 있다.
본 발명의 제15의 양태는, 본 발명의 제1의 양태∼제4의 양태 중 어느 하나의 양태에 관계된 플럭스를 땜납 볼의 가(假)고정제로서 사용해서, BGA 패키지를 제조하는 것이다. BGA 패키지의 제조 방법은, 제1의 용제와, 질소 유량 0.2∼0.3L매분이고 승온 속도 10℃매분의 열중량 측정에서 질량이 제로로 되는 온도가 상기 제1의 용제보다도 낮은 제2의 용제와, 지방산 아마이드를 포함하는 플럭스를, 가고정제로서, BGA 패키지 기판에 도포하는, 도포 공정과；도포한 상기 플럭스에 땜납 볼을 가고정하는, 가고정 공정과；상기 플럭스를 도포한 BGA 패키지 기판을, 상기 땜납 볼이 용융하지 않는 범위에서 가열해서, 상기 제2의 용제를 증발시키는, 증발 공정과；상기 증발 공정에 병행해서, 또는 그 후에, 상기 땜납 볼과 상기 BGA 패키지 기판을 환원 가스로 환원하는, 환원 공정과；상기 환원 공정 후에, 상기 땜납 볼과 상기 BGA 패키지 기판을 가열해서, 상기 땜납 볼을 상기 BGA 패키지 기판에 접합하고, 땜납 범프를 형성하는, 형성 공정을 구비하고；상기 제1의 용제와 상기 지방산 아마이드는, 상기 증발 공정에서 상기 제2의 용제와 함께 증발하거나, 또는, 상기 형성 공정에서의 가열에 수반하여 증발하고, 플럭스 잔사는, 무잔사로 될 수 있다.
이와 같이 구성하면, 플럭스 잔사가 무잔사로 되고, 땜납 접합부가 저보이드인 BGA 패키지를 제조할 수 있다.
본 발명의 제16의 양태에 관계된 납땜 제품의 제조 방법은, 제1의 용제와, 질소 유량 0.2∼0.3L매분이고 승온 속도 10℃매분의 열중량 측정에서 질량이 제로로 되는 온도가 상기 제1의 용제보다도 낮은 제2의 용제와, 지방산 아마이드와, 땜납 분말을 포함하는 솔더 페이스트를, 납땜 대상물에 도포하는, 도포 공정과；도포한 상기 솔더 페이스트에, BGA 패키지가 가지는 땜납 범프를 배치하는, 범프 배치 공정과；상기 솔더 페이스트를 도포한 납땜 대상물을, 상기 땜납 분말과 상기 땜납 범프가 용융하지 않는 범위에서 가열해서, 상기 제2의 용제를 증발시키는, 증발 공정과；상기 증발 공정에 병행해서, 또는 그 후에, 상기 땜납 분말과 상기 납땜 대상물과 상기 땜납 범프를 환원 가스로 환원하는, 환원 공정과；상기 환원 공정 후에, 상기 땜납 분말과 상기 납땜 대상물과 상기 땜납 범프를 가열해서, 상기 땜납 분말과 상기 땜납 범프를 용융시키는, 땜납 용융 공정을 구비하고；상기 제1의 용제와 상기 지방산 아마이드는, 상기 증발 공정에서 상기 제2의 용제와 함께 증발하거나, 또는, 상기 땜납 용융 공정에서의 가열에 수반하여 증발하고, 플럭스 잔사는, 무잔사로 될 수 있다.
이와 같이 구성하면, 상기 납땜 대상물이 프린트 기판인 경우, BGA 패키지를 실장할 수 있고, 플럭스 잔사는 무잔사로 되고, 땜납 접합부를 저보이드로 할 수가 있다.
본 발명에 의하면, 환원제 및 활성제를 포함하지 않고 세정이 불필요한 플럭스로서, 플럭스 잔사의 양을 무잔사로 할 수 있고, 땜납 접합부의 보이드가 적은 플럭스를 얻을 수가 있다. 또, 그 플럭스와 땜납 분말과의 혼합물은, 세정 불필요한, 잔사가 무잔사인, 또한 땜납 접합부의 보이드가 적은 솔더 페이스트로 될 수 있다.
도 1은 납땜 제품의 제조 방법의 개요를 도시하는 도면이다. A는 종래법이고, B는 본 발명의 방법이다.
도 2는 본 발명의 납땜 제품의 제조 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 3은 납땜 장치(1)의 개략 구성도이다.
도 4는 납땜 장치(1)를 이용한 땜납 접합 순서를 예시하는 흐름도이다.
도 5는 납땜 장치(1)를 이용한 다른 땜납 접합 순서를 예시하는 흐름도이다.
도 6은 리플로우에서의 온도 프로파일을 예시하는 그래프이다.
도 7은 땜납 분말 사이에 생긴 간극을 도시하는 주사 전자현미경(SEM) 화상이다.
본 출원은, 일본에서 2018년 3월 9일에 출원된 일본특허출원 특원2018－043396호에 기초하고 있으며, 그 내용은 본원의 내용으로서 그의 일부를 형성한다.
또, 본 발명은 이하의 상세한 설명에 의해 더욱더 완전하게 이해할 수 있을 것이다. 본 발명의 또다른 응용 범위는, 이하의 상세한 설명에 의해 분명해질 것이다. 그렇지만, 상세한 설명 및 특정의 실례는, 본 발명의 바람직한 실시 형태이고, 설명의 목적을 위해서만 기재되어 있는 것이다. 이 상세한 설명으로부터, 본 발명의 정신과 범위 내에 있어서의, 갖가지 변경, 개변이, 당업자에게 있어 명확하기 때문이다. 출원인은, 기재된 실시 형태의 어느것도 공중에 헌상할 의도는 없고, 개변, 대체안 중, 특허청구범위 내에 문언상 포함되지 않을지도 모르는 것도, 균등론 하에서의 발명의 일부로 한다.
이하, 도면을 참조해서 본 발명의 실시 형태에 대해서 설명한다. 또한, 각 도면에 있어서 서로 동일 또는 상당하는 부분에는 동일 혹은 유사한 부호를 부가하고, 중복된 설명은 생략한다. 또, 본 발명은, 이하의 실시 형태에 제한되는 것은 아니다.
[플럭스]
본 발명의 제1의 실시 형태에 관계된 플럭스를 설명한다.
본 발명의 플럭스는, 칙소제로서 지방산 아마이드와, 질소 유량 0.2∼0.3L매분이고 승온 속도 10℃매분의 열중량 측정에서 질량이 제로로 되는 온도가 다른, 제1의 용제와 제2의 용제의 2종류의 용제를 포함하지만, 환원제, 활성제를 포함하지 않는다. 또는, 포함한다고 해도 본 발명의 효과를 방해하지 않을 정도의 양이하이다.
여기서 환원제란, 환원 작용을 나타내고, 납땜 시 땜납 분말의 표면이나 납땜 대상물의 표면의 산화막을 제거하는 물질이고, 예를 들면, 로진, 로진 유도체 등이다.
활성제란, 환원성이나 땜납의 젖음성을 향상시키는 물질이고, 예를 들면, 아민－할로겐화 수소산염, 유기산 등이다. 아민－할로겐화 수소산염으로서는, 예를 들면, 다이에틸아민 브로민화(臭化) 수소산염, 사이클로헥실아민 브로민화 수소산염 등을 들 수 있다. 유기산으로서는, 예를 들면, 글루타르산(glutaric acid), 아디프산(adipic acid), 아젤라산(azelaic acid), 세바식산(sebacic acid), 스테아르산(stearic acid), 벤조산(安息香酸) 등을 들 수 있다.
또한, 본 발명의 플럭스는, 환원제와 활성제를 제외하고, 발명의 효과가 얻어지는 한에 있어서, 지방산 아마이드와 용제 이외의 화합물(첨가물 등)을 함유해도 좋다.
[솔더 페이스트]
본 발명의 제2의 실시 형태에 관계된 솔더 페이스트를 설명한다.
본 발명의 솔더 페이스트는, 상기 플럭스와 땜납 분말을 포함한다.
또한, 본 발명의 솔더 페이스트는, 환원제와 활성제를 제외하고, 발명의 효과가 얻어지는 한에 있어서, 상기 플럭스와 땜납 분말 이외의 화합물(첨가물 등)을 함유해도 좋다.
본 발명의 솔더 페이스트를 이용해서 납땜을 행하는 경우, 환원에는 환원 가스를 이용한다. 본 발명의 솔더 페이스트에 포함되는 땜납 분말은, 상기 환원 가스에 의한 환원 온도 및 환원 시의 기압에 있어서 용융하지 않는 것이 바람직하다. 즉, 땜납 분말이 용융하는 온도는, 환원 온도보다도 높은 임의의 온도이고, 본 실시 형태에서는 환원 온도보다도 10∼50℃ 높은 온도인 것이 바람직하다.
[용제]
제2의 용제는, 환원 온도 이하에서 증발(기화)하는 것이 바람직하다. 제2의 용제의 증발이 기압에 관계없이 완료하는 최저 온도(이후, 증발 온도라고 한다)는, 환원 온도보다도 낮거나 또는 동일한 임의의 온도이다. 상압에서의 끓는점이 환원 온도보다도 높은 용제이더라도, 분위기의 압력을 조정하는 기구에 의해, 용제의 증발 온도를 환원 온도보다도 낮게 할 수 있고, 제2의 용제로서 이용할 수가 있다. 이와 같이, 제2의 용제는 소정의 기압에 있어서 환원 온도 이하에서 증발하는 것이면 좋다.
즉, 본 발명의 플럭스 및 솔더 페이스트는, 소정의 기압에 있어서, 이하의 관계를 가지는 재료를 포함한다.
·제2의 용제의 증발 온도≤환원 온도＜땜납 분말의 융점
상기의 「융점」이란, 기압에 관계없이 물질이 용융하는 온도를 말한다.
이와 같이, 환원 가스에 의한 환원 시, 땜납 분말은 고체이면 좋고, 제2의 용제는 기체이면 좋고, 환원 시의 온도에 맞추어, 땜납 분말, 제2의 용제를 적당히 조합한다.
제1의 용제는, 제2의 용제의 증발에 수반하여 본래의 끓는점보다도 낮은 온도에서 증발을 개시하고, 증발 공정에 있어서 제2의 용제와 함께 증발(기화)해 버리는 것이더라도 좋고, 제2의 용제와는 달리, 환원 시의 온도로부터의 더 높은(추가적인) 승온에 수반하여 증발하는 것이더라도 좋다. 이와 같이, 제1의 용제는 그 종류에 따라, 증발에 의해 소실하는 타이밍은 달라도 좋다. 또한, 제1의 용제의 증발에 수반하여 지방산 아마이드를 증발시킬 필요가 있기 때문에, 제1의 용제는, 증발 시에 지방산 아마이드를 증발시킬 수 있는 용제인 것이 바람직하다.
제1의 용제는, 질소 유량 0.2∼0.3L매분이고 승온 속도 10℃매분의 열중량 측정에서 질량이 제로로 되는 온도가 180℃ 이상 260℃ 미만인 것이 바람직하다.
제2의 용제는, 질소 유량 0.2∼0.3L매분이고 승온 속도 10℃매분의 열중량 측정에서 질량이 제로로 되는 온도가 100℃ 이상 220℃ 미만인 것이 바람직하다.
열중량 측정(TG)은, 열분석 장치(TG－DTA), 주식회사 리가쿠(Rigaku Corporation)제 TG8120을 이용해서, 알루미늄 팬에 5㎎ 정도(약 5㎎)를 넣고 측정한 것이다.
또한, 제1의 용제의 상기 온도와 제2의 용제의 상기 온도와의 차가, 적어도 15℃ 이상 있는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 25℃ 이상이고, 특히 바람직하게는 35℃ 이상이다.
제1의 용제로서는, 테트라에틸렌글리콜 디메틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노페닐에테르, 1－헥사데칸올, 2－헥실데칸올, 1－옥타데칸올, 이소아랄킬 알코올, 이소옥타데칸올, 트리메틸올 프로판, 트리에틸렌글리콜, 테트라에틸렌글리콜, 1,8－옥탄디올, 2,4－디에틸－1,5－펜탄디올 등을 들 수 있다. 상기 용제는, 단독으로, 혹은 복수 종류를 혼합해서 이용할 수가 있다.
제2의 용제로서는, 예를 들면, 글리콜계, 글리콜 에테르계, 알코올계 등의 용제를 들 수가 있다. 구체적으로는, 트리에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 트리에틸렌글리콜 디메틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노부틸 에테르, 디에틸렌글리콜 모노헥실에테르, 에틸렌글리콜 모노페닐에테르, 디에틸렌글리콜 모노부틸아세테이트, 디프로필렌글리콜, 디에틸렌글리콜－2－에틸헥실에테르, α－테르피네올, 멘톨, 벤질알코올, 2－에틸－1,3－헥산디올, 2,2,4－트리메틸－1,3－펜탄디올, 2,5－다이메틸－2,5－헥산디올, 2－메틸펜탄－2,4―디올, 2,2－디메틸－1,3－프로판디올, 벤조산부틸, 아디프산디에틸, 도데칸, 테트라데센, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 헥실렌글리콜, 1,5－디하이드록시펜탄, 올레일알코올 등을 들 수 있다. 상기 용제는, 단독으로, 혹은 복수 종류를 혼합해서 이용할 수가 있다.
[칙소제]
칙소제는, 솔더 페이스트의 점도 조정이나 물질의 고착을 촉진시킨다. 칙소제로는, 지방산 아마이드를 이용한다.
지방산 아마이드로서, 아마이드계 칙소제를 들 수가 있다. 아마이드계 칙소제란, 아마이드 결합(－CONH－)을 포함하는 화합물이고, 예를 들면, 스테아르산 아마이드, 팔미트산 아마이드, 라우르산 아마이드, 베헨산 아마이드, 12－하이드록시스테아르산 아마이드 등의 고급 지방산 아마이드, 리시놀레산 아마이드, 에루스산 아마이드, 올레산 아마이드 등의 불포화 지방산 모노아마이드, N－라우릴라우르산 아마이드, N－스테아릴스테아르산 아마이드 등의 치환 아마이드, 메틸올스테아르산 아마이드 등의 메틸올 아마이드, 지방산 아마이드의 에틸렌 옥사이드 부가체, 지방산 에스터 아마이드, 지방산 에탄올 아마이드, N－뷰틸－N＇－스테아릴 요소(尿素) 등의 치환 요소 등, 메틸렌 비스스테아르산 아마이드, 에틸렌 비스라우르산 아마이드, 에틸렌 비스하이드록시스테아르산 아마이드 등의 포화 지방산 비스아마이드, 메틸렌 비스올레산 아마이드 등의 불포화 지방산 비스아마이드, m－자일릴렌 비스스테아르산 아마이드 등의 방향족 비스아마이드 등을 들 수 있다. 이들 아마이드계 칙소제를 단독으로, 혹은 복수 종류를 혼합해서 이용할 수가 있다.
또한, 형상은 특별히 제한되지 않고, 입상(粒狀)이나 플레이크상이더라도 좋다. 또, 용제로 팽윤한 것을 이용해도 좋다. 상기 칙소제 중에서도, 제1의 용제와 함께 휘발하기 쉬워지기 때문에, 고급 지방산 아마이드 등을 이용하는 것이 보다 바람직하다. 특히 바람직하게는, 상압 시의 융점이 80℃ 이상 110℃ 이하인 고급 지방산 아마이드 및 불포화 지방산 아마이드이다.
이들 칙소제는, 플럭스 및 솔더 페이스트의 점도를 올리고, 솔더 페이스트의 칙소비를 올리고(인쇄성이 향상하고), 열 흘러내림성을 향상시키고, 땜납 분말과 플럭스의 분리를 억제할 수가 있다. 이들 칙소제는, 제1의 용제의 증발 시에 증발하기 때문에 땜납 접합부 내에 거의 남지 않는다. 휘발해서 기판이나 부품에 다시 부착해도, 활성 물질이 아니기 때문에 부식시키는 일이 없다.
[땜납 분말]
땜납 분말의 합금 조성은 특별히 제한되지 않는다. 범프 형성이나 프린트 기판의 실장에 오늘날 사용되고 있는 각종 땜납 합금이 사용가능하다. 예를 들면, 납프리 땜납으로서 이용되고 있는 Sn－Ag계 땜납, Sn－Ag－Cu계 땜납, Sn－Ag－Cu－Bi계 땜납, Sn－Ag－In－Bi계 땜납, Sn－Cu계 땜납, Sn－Zn계 땜납, Sn－Bi계 땜납 등의 납프리 땜납 합금의 분말이나, 융점 변화형 합금 A－FAP를 들 수가 있다.
땜납 분말의 평균 입경은, 예를 들면 15∼53㎛ 또는 20∼53㎛의 범위를 들 수가 있다. 그러나, 인쇄 개구의 사이즈에 따라, 보다 대경(大徑) 또는 보다 소경(小徑)인 것으로 적당히 변경해도 좋다. 또한, 땜납 분말 사이의 간극에 환원 가스를 도입하고, 보다 환원성을 향상시키는 것을 고려하면, 땜납 분말은, 38㎛ 이하의 입경의 분말을 땜납 분말 총량의 40질량% 이하의 비율로 포함하는 분말이 보다 바람직하다. 더욱더 바람직하게는 30질량% 이하이고, 특히 바람직하게는 20질량% 이하이다. 도 7에 입경의 다름(차이)에 의해 생기는 땜납 분말 사이의 간극을 주사 전자현미경(SEM) 화상으로 예시한다.
또한, 본 명세서에 있어서, 「평균 입경」은, 레이저 회절·산란법에 의해서 구한 입도 분포에 있어서의 적산값 50%에서의 입경을 의미한다.
[환원 가스]
솔더 페이스트와 함께 이용하는 환원 가스로서는, 수소, 폼산 등의 카복실산의 가스, 카복실산 이외의 유기산의 가스, 유기산 이외의 유기 화합물의 가스, 유기 화합물 이외의 다른 환원성의 가스를 들 수가 있다.
상압, 진공에 관계없이, 환원 시의 온도는 150∼450℃가 바람직하다. 예를 들면 환원 가스가 폼산인 경우는, 환원 시의 온도는 150∼300℃이고, 바람직하게는 160∼250℃이고, 특히 바람직하게는 170∼230℃이다. 환원 가스가 수소인 경우는, 250∼450℃이고, 바람직하게는 260∼400℃이고, 특히 바람직하게는 270∼350℃이다.
일 예로서, 환원 가스에 폼산을 이용해서, 환원 온도를 약 200℃로 한 경우는, 제2의 용제에는 약 200℃ 이하에서 증발하는 것이 바람직하다. 또한, 폼산을 이용하면 다른 환원 가스보다도 낮은 온도에서 환원할 수 있기 때문에 바람직하다.
[조성]
본 발명의 플럭스의 조성은, 지방산 아마이드가 6∼24질량%, 제1의 용제가 2∼15질량%, 제2의 용제가 70∼86질량%이고, 바람직하게는, 지방산 아마이드가 9∼15질량%, 제1의 용제가 4∼12질량%, 제2의 용제가 76∼84질량%이다. 예를 들면, 제1의 용제가 4질량%, 지방산 아마이드가 12질량%, 제2의 용제가 84질량%이다.
본 발명의 솔더 페이스트의 조성은, 땜납 분말이 80∼99질량%, 상기 플럭스가 1∼20질량%이고, 바람직하게는, 땜납 분말이 85∼95질량%, 상기 플럭스가 5∼15질량%이다.
본 발명의 플럭스는, 전형적으로는, 지방산 아마이드, 제1의 용제, 제2의 용제를 상기 비율로 혼합한 것이다. 본 발명의 솔더 페이스트는, 전형적으로는, 땜납 분말, 지방산 아마이드, 제1의 용제, 제2의 용제를 상기 비율로 혼합해서, 페이스트상(狀)으로 한 것이다. 또한, 지방산 아마이드나 용제의 양은 점도 조정의 정도에 따라 적당히 변경할 수가 있다. 지방산 아마이드와 용제는, 가열하면서 교반해서 혼합하면 좋다. 땜납 분말과의 혼합은, 상온에서 교반기를 이용해서 혼합하면 좋다.
[납땜 제품의 제조 방법]
도 1을 참조해서, 종래법과 비교하면서 본 발명의 제3의 실시 형태에 관계된 납땜 제품의 제조 방법의 개요를 설명한다. 도 1의 방법 A는 종래법이고, 사용하는 솔더 페이스트는, 땜납 분말과, 플럭스로서, 환원제, 활성제, 칙소제, 용제를 포함한다. 방법 B는 본 발명의 납땜 제품의 제조 방법이고, 사용하는 솔더 페이스트는, 땜납 분말과, 플럭스로서, 칙소제(지방산 아마이드), 제1의 용제, 제2의 용제를 포함하지만, 환원제, 활성제를 포함하지 않는다.
이하, 도 1에서는 피접합 부재로서 납땜 대상물(T)과 솔더 페이스트(S)를 이용해서 설명한다.
우선 방법 A에서는, 스크린 인쇄 등에 의해 납땜 대상물(T)에 솔더 페이스트(S＇)를 도포한다(A1). 도 1에 도시하는, 납땜 대상물(T)과 솔더 페이스트(S＇)를 가열하면, 용제의 증발이 시작된다(A2). 또 가열해서, 환원제, 활성제를 포함하는 용융한 플럭스에 의해 환원한다(A3). 또 땜납 용융 온도 이상까지 가열하고, 납땜을 행한다(A4). 솔더 페이스트중의 10질량% 전후의 플럭스가 플럭스 잔사로서 남기 때문에, 세정해서 제거한다(A5).
한편으로 방법 B에서는, 스크린 인쇄 등에 의해 납땜 대상물(T)에 솔더 페이스트(S)를 도포한다(B1). 도 1에 도시하는 납땜 대상물(T)과 솔더 페이스트(S)를 가열하면, 제2의 용제의 증발이 시작된다(B2). 또 환원 온도까지 가열하고, 환원 가스(F)에 의해 환원한다(B3). 환원 시(B3)에서는, 제1의 용제의 종류나 환원을 개시할 때까지의 시간 등의 갖가지 조건에 따라 칙소제로서의 지방산 아마이드와 제1의 용제가 잔존하고 있는 경우가 있다. 또 땜납 용융 온도 이상까지 가열하고, 납땜을 행한다(B4). 제1의 용제가 잔존하고 있는 경우는, 납땜을 완료할 때까지 제1의 용제가 증발하고, 제1의 용제의 증발에 수반하여 칙소제로서의 지방산 아마이드도 증발한다. 따라서, 플럭스 잔사는 거의 남지 않아 무잔사로 되고, 세정도 당연히 불필요하다. 방법 B에서는, 땜납 분말의 용융하는 온도가 환원 온도보다도 높기 때문에, 환원 시에 땜납 분말이 용융하지 않아, 땜납 분말 사이에 간극이 생기고, 환원 가스의 침입, 환원을 용이하게 한다. 또한, 환원은, 제2의 용제의 증발과 동시이더라도 좋고, 증발 후이더라도 좋다.
도 2를 참조해서, 본 발명의 제3의 실시 형태에 관계된 납땜 제품의 제조 방법을 보다 상세하게 설명한다. 도 2는, 납땜 제품의 제조 방법을 도시하는 흐름도이다.
이하, 도 2, 도 3에서는, 피접합 부재로서, 도 3에 도시하는 바와 같이 기판(W), 솔더 페이스트(S), 전자 부품(P)을 이용해서 설명한다.
(1) 솔더 페이스트의 제공 공정
솔더 페이스트의 제공 공정이란, 상기 본 발명의 제2의 실시 형태에 관계된 솔더 페이스트를 사용할 수 있는 상태로 하는 공정이다. 솔더 페이스트의 제조이더라도, 이미 제조된 솔더 페이스트의 준비이더라도 좋다.
(2) 솔더 페이스트의 도포 공정
솔더 페이스트를, 솔더 페이스트 인쇄기(또는 스크린 인쇄기) 등을 이용해서 납땜 대상물 위에 도포한다. 통상은 메탈 마스크라 불리는, 예를 들면, 얇기가 약 30∼300㎛ 정도인 금속판에 구멍을 뚫은 마스크(型)를 이용하고, 인쇄기의 스퀴지를 사용해서 인쇄를 행한다. 사람 손으로 스퀴지를 움직이게 하는 수동의 장치를 사용해도 좋다. 또는, 시린지를 이용한 도포이더라도 좋다.
(3) 제2의 용제의 증발 공정, 피접합 부재의 환원 공정, 땜납 용융 공정
제2의 용제의 증발 공정, 피접합 부재의 환원 공정, 땜납 용융 공정에 대해서, 도 3에 기재된 납땜 장치(1)를 이용해서 보다 상세하게 설명한다.
솔더 페이스트(S)를 도포한 납땜 대상물로서, 기판(W)과 전자 부품(P)을 이용하고 있다. 환원 가스로서는, 폼산 가스를 이용하고 있다.
또한, 이하의 설명에 있어서, 본 발명의 제3의 실시 형태에 관계된 납땜 제품의 제조 방법은, 도 3의 납땜 장치(1)의 작용과 아울러 설명하지만, 다른 장치에 의해서 행해지는 것이라도 좋다.
우선 도 3을 참조해서, 납땜 장치(1)를 설명한다. 도 3은, 납땜 장치(1)의 개략 구성도이다. 납땜 장치(1)는, 피접합 부재의 땜납 접합이 행해지는 공간인 처리 공간(11s)을 형성하는 챔버(11)를 가지는 처리부(10)와, 환원 가스로서의 폼산 가스(F)를 챔버(11)에 공급하는 환원 가스 공급부로서의 폼산 공급부(20)와, 납땜 장치(1) 내의 폼산 가스(F)를 배출하기 전에 농도를 저하시키는 환원 가스 처리부로서의 촉매 유닛(33)과, 납땜 장치(1)의 동작을 제어하는 제어 장치(50)와, 이들을 수용하는 케이스(100)를 구비하고 있다.
납땜 장치(1)는, 기판(W)과 전자 부품(P)을, 솔더 페이스트(S)로 접합하는 장치로 되어 있다. 기판(W) 및 전자 부품(P)은, 모두, 표면에 금속 부분을 가지고 있고, 상기 금속 부분이 땜납을 거쳐 도통하도록 접합된다. 기판(W) 및 전자 부품(P)은, 솔더 페이스트(S)를 사이에 둔 상태에서 챔버(11)에 반입되고, 챔버(11) 내에서 땜납이 용융해서 접합된다. 이하, 기판(W), 솔더 페이스트(S), 전자 부품(P)이 적중(積重)되어 땜납이 용융해 있지 않은 상태의 것을 피접합 부재(B)라고 하고, 땜납이 용융해서 기판(W)과 전자 부품(P)이 접합된 상태인 것, 즉 접합 부재를 납땜 제품(C)이라고 한다.
챔버(11)는, 셔터(11d)로 반입 출구(11a)를 막는 것에 의해, 처리 공간(11s)을 밀폐할 수 있도록 구성되어 있다. 챔버(11)는, 처리 공간(11s)을, 대체로 10Pa(절대 압력)로 감압해도 견딜 수 있는 바와 같은 재료나 형상이 채용되고 있다.
챔버(11)의 내부에는, 피접합 부재(B)가 재치되는 캐리어 플레이트(12)와, 캐리어 플레이트(12)를 가열하는 히터(13)가 마련되어 있다.
히터(13)는, 캐리어 플레이트(12)를, 땜납의 용융 온도보다도 높은 접합 온도까지 가열할 수 있도록 구성되어 있다.
폼산 공급부(20)는, 폼산 가스(F)를 챔버(11) 내로 인도한다. 또한, 본 설명에서는, 환원 가스로서 폼산 가스(F)를 이용하고 있지만, 기판(W) 및 전자 부품(P)의 접합면에 생성된 금속 산화물을 환원할 수 있는 것이면, 폼산 가스(F) 이외의 카복실산의 가스, 카복실산 이외의 유기산의 가스, 유기산 이외의 유기 화합물의 가스, 유기 화합물 이외의 다른 환원성의 가스이더라도 좋다. 다른 환원성의 가스로서, 예를 들면 수소 가스를 들 수 있다. 본 설명에서는, 환원 온도를 땜납의 용융 온도보다도 낮게 하는 관점, 및 입수 용이성의 관점에서, 환원 가스로서 폼산 가스(F)를 이용하고 있다.
촉매 유닛(33)은, 납땜 장치(1)로부터 배출되는 배출 가스(E)중의 폼산의 농도를, 환경에 영향을 주지 않는 농도로 저하시키는 기기이다. 또한, 기체(G)는, 챔버(11)로부터 배출되는 가스의 총칭이다.
진공 펌프(31)는, 챔버(11) 내의 압력을 대체로 10Pa(절대 압력)로 감압할 수 있도록 챔버(11) 내의 기체(G)를 배출하는 감압 펌프로서 배설된다.
제어 장치(50)는, 셔터(11d)를 개폐시킬 수 있도록 구성되어 있다. 또, 제어 장치(50)는, 히터(13)의 ON(온)－OFF(오프) 및 출력의 변경을 거쳐, 캐리어 플레이트(12)의 가열을 행할 수 있도록 구성되어 있다. 또, 제어 장치(50)는, 폼산 가스(F)를 챔버(11)를 향해 공급할 수 있도록 구성되어 있다. 또, 제어 장치(50)는, 진공 펌프(31)의 발정(start/stop)을 제어할 수 있도록 구성되어 있다. 또, 제어 장치(50)는, 후술하는 납땜 장치(1)의 동작의 시퀀스가 기억되어 있다.
계속해서 도 4를 참조해서, 본 발명의 실시 형태에 관계된 납땜 제품(C)의 제조 방법을 설명한다. 도 4는, 납땜 제품(C)의 땜납 접합 순서를 도시하는 흐름도이다. 이하의 설명에서는 납땜 장치(1)의 구성에 대해서 언급하고 있을 때는, 적당히 도 3을 참조한다.
납땜 장치(1)에 피접합 부재(B)를 반입하기 위해서, 셔터(11d)를 여는 버튼(도시하지 않음)을 누르면, 제어 장치(50)는, 진공 펌프(31)를 작동시켜, 챔버(11) 내의 기체(G)의 배기를 개시한 후(S1), 셔터(11d)를 개방으로 한다. 아울러, 캐리어 플레이트(12)의 대부분이 챔버(11)의 외측으로 나오도록 캐리어 플레이트(12)를 이동시킨다. 셔터(11d)를 열기 전에 챔버(11) 내의 기체(G)를 챔버(11)로부터 배출시킴으로써, 셔터(11d)를 열어도 챔버(11) 내의 기체(G)가 반입 출구(11a)를 거쳐 납땜 장치(1) 밖으로 유출하는 것을 방지할 수가 있다. 셔터(11d)가 개방으로 되고, 캐리어 플레이트(12)의 대부분이 챔버(11)의 외측으로 나와, 캐리어 플레이트(12)에 피접합 부재(B)가 재치되면, 캐리어 플레이트(12)의 챔버(11) 내로의 이동에 수반하여 피접합 부재(B)가 챔버(11) 내에 반입된다(S2).
피접합 부재(B)가 챔버(11) 내에 반입되면, 제어 장치(50)는, 셔터(11d)를 닫고, 챔버(11) 내를 밀폐한다. 다음에, 셔터(11d)가 개방일 때에 챔버(11) 내에 유입한 대기를 제거하고, 불활성 가스의 분위기로 하기 위해, 제어 장치(50)는, 챔버(11) 내의 기체(G)의 배기를 행하고, 그 후 불활성 가스(N)를 도입한다. 이 공정을 반복하는 것에 의해, 챔버(11) 내의 산소 농도를 저하시킨다(S3). 산소 농도는 5ppm 이하가 바람직하다. 불활성 가스(N)는, 예를 들면 질소 가스이다.
다음에 제어 장치(50)는, 히터(13)를 ON으로 해서, 캐리어 플레이트(12)의 온도, 나아가서는 피접합 부재(B)의 온도를, 솔더 페이스트(S)에 포함되는 제2의 용제가 기화(증발)하는 온도로 승온한다(S4). 승온함에 따라서 주로 제2의 용제가 증발하고 솔더 페이스트(S)로부터 제거된다. 본 실시 형태에서는, 제2의 용제의 증발을 촉진시키기 위해, 챔버(11) 내의 압력을 진공(감압)으로 할 수가 있다. 이와 같이, 폼산 가스(F)의 공급 전에, 폼산 가스(F)를 포함하지 않는 분위기에서 가열하고 제2의 용제를 증발시켜, 땜납 분말 사이에 간극을 형성해도 좋다.
본 실시 형태에서는, 기화하는 온도가 환원 온도보다도 낮은 경우로 설명하고 있지만, 기화하는 온도는 하기의 환원 온도와 동일해도 좋다. 동일한 경우는, 제2의 용제 일부의 증발과 피접합 부재(B)의 환원이 동시에 일어나게 된다. 즉, (S4) 공정과 다음 공정인 (S5) 공정 및 (S6) 공정이 병행하는 경우가 존재한다.
제2의 용제가 증발하고, 땜납 분말 사이에 간극이 형성되면, 다음에 제어 장치(50)는, 폼산 가스(F)를 폼산 공급부(20)로부터 챔버(11) 내에 공급함(S5)과 동시에, 히터(13)를 ON으로 유지해서, 캐리어 플레이트(12)의 온도, 나아가서는 피접합 부재(B)의 온도를 환원 온도로 승온한다(S6). 환원 온도는, 폼산에 의해서 피접합 부재(B)의 산화물이 환원되는 온도이다. 여기서, 본 실시 형태에서는, 환원 온도는, 솔더 페이스트(S)에 포함되는 땜납 분말의 용융 온도보다도 낮기 때문에, 땜납 분말이 용융하지 않아 형성된 간극으로 폼산 가스가 침입하기 쉽고, 피접합 부재(B)가 땜납 접합되기 전에 산화막을 호적하게 제거할 수가 있다. 폼산 가스(F)의 공급은, 챔버(11) 내를 진공으로 하고 나서 행하는 것에 의해, 땜납 분말의 간극으로 폼산 가스(F)가 침입하기 쉬워진다. 폼산 가스(F)를 챔버(11) 내에 공급하는 공정(S5) 및 피접합 부재(B)의 온도를 환원 온도로 승온하는 공정(S6)이 환원 공정에 상당한다. 또한, 환원 온도로의 승온이 완료 후에 폼산 가스(F)를 공급해도 좋다.
환원 공정(S5, S6) 이 종료했으면, 챔버(11) 내의 폼산 가스(F) 분위기를 유지한 채, 히터(13)의 출력을 올려, 캐리어 플레이트(12)의 온도, 나아가서는 피접합 부재(B)의 온도를 접합 온도로 승온해서 땜납 분말을 용융시키고, 피접합 부재(B)의 땜납 접합을 행한다(S7). 접합 온도는, 솔더 페이스트(S)에 포함되는 땜납 분말의 용융 온도보다도 높은 임의의 온도이고, 본 실시 형태에서는 용융 온도보다도 30∼50℃ 높은 온도로 하고 있다. 또한, 제1의 용제가 잔존하고 있는 경우는, 환원 공정(S5, S6)으로부터 접합 공정(S7) 사이에 증발하고, 제1의 용제의 증발에 수반하여 지방산 아마이드도 증발해서 소실된다.
피접합 부재(B)의 땜납이 용융했으면, 제어 장치(50)는, 히터(13)를 OFF로 한다. 이와 같이 냉각을 개시함으로써, 피접합 부재(B)의 온도가 저하하고, 융점 미만으로 되면, 땜납이 굳어져 납땜 제품(C)으로 된다. 이 때, 캐리어 플레이트(12)를 강제적으로 냉각함으로써 땜납의 고화를 앞당겨도 좋다. 다음에, 진공 펌프(31)의 작동 및 메인 배기 밸브(41v)를 개방으로 해서 챔버(11) 내로부터 폼산 가스(F)를 배출하고(S8), 불활성 가스(N)를 도입함으로써, 챔버(11) 내를 상압(常壓)으로 한다. 챔버(11) 내로부터 배출된 폼산 가스(F)는, 촉매 유닛(33)에 유입한다. 폼산 가스(F)는, 촉매 유닛(33)에서 폼산이 분해되고, 폼산의 농도가 소정의 농도 이하로 저감되어, 배출 가스(E)로서 납땜 장치(1)로부터 배출된다(S9). 납땜 제품(C)이 제조되면, 제어 장치(50)는, 바이패스 배기관(42)을 거친 챔버(11) 내의 기체(G)의 배기를 행하고(S10), 셔터(11d)를 개방으로 한다. 이것에 의해, 납땜 제품(C)을 챔버(11)로부터 꺼낼 수가 있다(S11).
납땜 제품(C)이 챔버(11)로부터 반출되었으면, 제어 장치(50)는, 연속 운전이 행해지는지 여부를 판단한다(S12). 연속 운전이 행해지는 경우는, 챔버(11) 내의 기체(G)의 배기를 행하는 공정(S1)으로 돌아간다. 다른 한편, 연속 운전이 행해지지 않는 경우는, 메인터넌스 운전을 행한다(S13).
이상의 설명에서는, 피접합 부재(B)를 폼산 가스(F)의 분위기 하에서 승온하고, 솔더 페이스트(S)중의 땜납 분말을 용융하도록 했지만, 진공(예를 들면 100Pa(절대 압력) 정도)중에서 승온해서 땜납 분말을 용융해도 좋다. 피접합 부재(B)를 진공중에서 승온하는 경우는, 처리 배출 공정(S8, S9)이, 환원 공정(S5, S6) 직후에 행해진다. 또한, 납땜 제품(C)을 챔버(11)로부터 꺼내기(S11) 위한 셔터(11d)를 열 때에, 챔버(11) 내에 폼산 가스(F)가 거의 존재하지 않는 경우는, 챔버(11) 내를 부압(負壓)으로 하지 않고(진공 펌프(31)를 작동시키지 않고), 셔터(11d)를 열어도 좋다. 본 발명에서 사용하는 솔더 페이스트는, 플럭스 잔사를 무잔사로 할 수 있기 때문에, 피접합 부재(B)를 진공중에서 접합한 경우라도 땜납 비산(飛散)(또는 플럭스 비산)을 억제할 수가 있다.
피접합 부재(B)를 진공중에서 접합하는 예로서, 도 5를 참조해서, 본 발명의 다른 실시 형태에 관계된 납땜 제품(C)의 제조 방법을 설명한다. 도 5는, 납땜 제품(C)의 땜납 접합 순서를 도시하는 흐름도이다. 이하의 설명에서는 납땜 장치(1)의 구성에 대해서 언급하고 있을 때는, 적당히 도 3을 참조한다.
(S1)∼(S6)은, 도 4의 제조 방법과 마찬가지이다.
(S6)이 종료했으면, 제어 장치(50)는, 진공 펌프(31)의 작동 및 메인 배기 밸브(41v)를 개방으로 함으로써, 챔버(11) 내로부터 폼산 가스(F)를 배출하고, 챔버(11) 내를 감압한다(S7). 챔버(11) 내의 감압(진공)을 유지한 채, 히터(13)의 출력을 올려, 캐리어 플레이트(12)의 온도, 나아가서는 피접합 부재(B)의 온도를 접합 온도로 승온하고(S8), 땜납을 용융시켜, 피접합 부재(B)의 땜납 접합을 행한다. 피접합 부재(B)의 땜납 접합을 행했으면, 제어 장치(50)는, 불활성 가스(N)를 도입함(S9)으로써, 챔버(11) 내의 진공을 파괴한다. 제어 장치(50)는, 히터(13)를 OFF로 하고, 냉각을 개시함(S10)으로써, 피접합 부재(B)의 온도가 저하하고, 융점 미만으로 되면, 땜납이 굳어져, 납땜 제품(C)으로 된다. 납땜 제품(C)이 제조되면, 제어 장치(50)는, 바이패스 배기관(42)을 거친 챔버(11) 내의 기체(G)의 배기를 행하고, 셔터(11d)를 개방으로 한다. 이것에 의해, 납땜 제품(C)을 챔버(11)로부터 꺼낼 수가 있다(S11).
(S12)∼(S13)은, 도 4의 제조 방법과 마찬가지이다.
이와 같이 땜납이 용융한 상태에서 불활성 가스(N)를 도입하면, 공동(보이드)을 압축하고 찌부러뜨릴 수가 있다. 공동을 찌부러뜨린 후에 땜납을 고화시키면, 땜납중의 보이드에 의한 피로 수명의 저하를 더욱더 억제할 수가 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 납땜 장치(1)에 의하면, 케이스(100)에, 처리부(10), 폼산 공급부(20), 촉매 유닛(33), 제어 장치(50) 등, 진공중에서 땜납 접합을 행하는데 요하는 기기가 수용되어 있으므로, 폼산 가스(F)를 이용한 땜납 접합을 적절히 납땜 장치(1) 내에서 완결시킬 수가 있다. 또, 본 실시 형태에 관계된 납땜 제품(C)의 제조 방법에 의하면, 솔더 페이스트(S)와 폼산 가스(F)를 이용해서 적절한 진공 납땜을 행할 수가 있다.
이상의 설명에서는, 피접합 부재로서, 솔더 페이스트(S)와 함께 기판(W), 전자 부품(P)을 이용해서 설명했지만, 피접합 부재는, 땜납 접합에 적합한 금속 부분을 표면에 가지는 부재라면, 기판(W)이나 전자 부품(P) 이외의 부재이더라도 좋다.
본원의 납땜 제품의 제조 방법은, 또 땜납 접합이 완료한 납땜 대상물을 코팅하는 코팅 공정을 구비해도 좋다. 본 발명에 의한 땜납 접합에서는, 잔사가 거의 없기 때문에 코팅제와의 밀착성에 문제가 생기지 않는다. 따라서, 코팅 공정에 의해 코팅하는 것에 의해, 땜납 접합부가 적절히 보호된다.
본원의 납땜 제품의 제조 방법은, BGA(Ball　Grid　Array) 패키지의 제조 방법에 이용할 수도 있다. 즉, BGA 패키지 기판 상에, 가고정제로서 본원의 플럭스를 도포(인쇄)하고, 입경 100∼350㎛ 정도의 땜납 볼을 플럭스 상에 재치해서, 본원의 납땜 제품의 제조 방법을 이용해서, 땜납 볼의 접합(범프의 형성)을 행해도 좋다.
본원의 납땜 제품의 제조 방법은, BGA 패키지의 실장에 이용할 수도 있다. 즉, 프린트 기판 상에, 가고정제로서 본원의 솔더 페이스트를 도포(인쇄)하고, BGA 패키지의 땜납 범프를 솔더 페이스트 상에 재치해서, 본원의 납땜 제품의 제조 방법을 이용해서, 땜납 범프의 접합을 행해도 좋다.
이상과 같이, 본 발명의 플럭스 및 솔더 페이스트는, 그 조성을 보다 심플한 것으로 하고, 종래의 환원제 및 활성제가 담당하고 있던 산화 금속의 환원이나 환원성의 향상, 나아가서는 용융성의 향상을, 장치측의 환원 가스의 도입 및 진공에 의해서 대응할 수 있도록 한 것이다. 또 그 조성에 의해, 땜납 접합부를 무잔사로 또한 저보이드로 할 수가 있다. 또한, 본 발명을, 납땜을 통해서 설명했지만, 본 발명은 「납땜(soldering)」에 한정되지 않고 「경납땜(brazing)」에 있어서도 유용하다.
실시예
다음에, 본 발명의 실시예에 대해서 비교예와 아울러 설명한다. 또한, 본 발명은 하기의 실시예에 한정해서 해석되는 것은 아니다.
[재료]
·땜납 분말
땜납 분말(A)：Sn－3Ag－0.5 Cu(약칭 SAC305), 융점 약 220℃, 평균 입경 40㎛, 38㎛ 이하의 비율 15%
땜납 분말(B)：Sn－3Ag－0.5 Cu(약칭 SAC305), 융점 약 220℃, 평균 입경 33㎛, 38㎛ 이하의 비율 80%
땜납 분말(C)：Sn－3Ag－0.5 Cu(약칭 SAC305), 융점 약 220℃, 평균 입경 30㎛, 38㎛ 이하의 비율 90%, 20㎛ 이하의 비율 5%
　땜납 분말(D)：Sn－3Ag－0.5 Cu(약칭 SAC305), 융점 약 220℃, 평균 입경 19㎛, 25㎛ 이하의 비율 90%, 10㎛ 이하의 비율 5%
·아마이드
　지방산 아마이드(A)：스테아르산 아마이드(카오(花王)사제)
　지방산 아마이드(B)：라우르산 아마이드(니혼카세이(日本化成)사제)
　폴리아마이드：라이트 아마이드 WH―255(쿄에이샤 카가쿠(共榮社化學)사제)
·용제
　제1의 용제(A)：트리메틸올프로판(미츠비시(三菱) 가스 카가쿠사제)
　제1의 용제(B)：이소옥타데칸올(닛산 카가쿠 코교(日産化學工業)사제)
　제1의 용제(C)：1－헥사데칸올(토쿄 카세이사제)
　제1의 용제(D)：2,4－디메틸－1,5－펜탄디올(토쿄 카세이(東京化成)사제)
　제2의 용제(A)：2,2－디메틸－1,3－헥산디올(KH 네오켐사제)
　제2의 용제(B)：2－메틸－1,3－헥산디올(토쿄 카세이사제)
　제2의 용제(C)：3－메틸－1,5－펜탄디올(토쿄 카세이사제)
　제2의 용제(D)：3－메틸－1,3－부탄디올(토쿄 카세이사제)
[솔더 페이스트의 제작 1]
[실시예 1]
지방산 아마이드(A) 6질량%, 지방산 아마이드(B) 6질량%, 제1의 용제(A) 2질량%, 제2의 용제(A) 86질량%를 혼합하여, 플럭스를 제작했다.
제작한 플럭스 8.5질량%와 땜납 합금 분말(A)(Sn：Ag：Cu=96.5：3.0：0.5(질량%)) 91.5질량%를 혼합 교반해서 솔더 페이스트를 제작했다.
[실시예 2]
지방산 아마이드(A) 6질량%, 지방산 아마이드(B) 6질량%, 제1의 용제(A) 4질량%, 제2의 용제(A) 84질량%를 혼합하여, 플럭스를 제작했다.
제작한 플럭스 8.5질량%와 땜납 합금 분말(A)(Sn：Ag：Cu=96.5：3.0：0.5(질량%)) 91.5질량%를 혼합 교반해서 솔더 페이스트를 제작했다.
[실시예 3]
지방산 아마이드(A) 6질량%, 지방산 아마이드(B) 6질량%, 제1의 용제(B) 4질량%, 제2의 용제(A) 84질량%를 혼합하여, 플럭스를 제작했다.
제작한 플럭스 8.5질량%와 땜납 합금 분말(A)(Sn：Ag：Cu=96.5：3.0：0.5(질량%)) 91.5질량%를 혼합 교반해서 솔더 페이스트를 제작했다.
[실시예 4]
지방산 아마이드(A) 6질량%, 지방산 아마이드(B) 6질량%, 제1의 용제(B) 12질량%, 제2의 용제(A) 76질량%를 혼합하여, 플럭스를 제작했다.
제작한 플럭스 8.5질량%와 땜납 합금 분말(A)(Sn：Ag：Cu=96.5：3.0：0.5(질량%)) 91.5질량%를 혼합 교반해서 솔더 페이스트를 제작했다.
[실시예 5]
지방산 아마이드(A) 3질량%, 지방산 아마이드(B) 3질량%, 제1의 용제(B) 12질량%, 제2의 용제(A) 82질량%를 혼합하여, 플럭스를 제작했다.
제작한 플럭스 8.5질량%와 땜납 합금 분말(A)(Sn：Ag：Cu=96.5：3.0：0.5(질량%)) 91.5질량%를 혼합 교반해서 솔더 페이스트를 제작했다.
[실시예 6]
지방산 아마이드(A) 12질량%, 지방산 아마이드(B) 12질량%, 제1의 용제(B) 6질량%, 제2의 용제(A) 70질량%를 혼합하여, 플럭스를 제작했다.
제작한 플럭스 8.5질량%와 납프리 땜납 합금 분말(A)(Sn：Ag：Cu=96.5：3.0：0.5(질량%)) 91.5질량%를 혼합 교반해서 솔더 페이스트를 제작했다.
[실시예 7]
지방산 아마이드(A) 6질량%, 지방산 아마이드(B) 6질량%, 제1의 용제(C) 4질량%, 제2의 용제(A) 84질량%를 혼합하여, 플럭스를 제작했다.
제작한 플럭스 8.5질량%와 납프리 땜납 합금 분말(A)(Sn：Ag：Cu=96.5：3.0：0.5(질량%)) 91.5질량%를 혼합 교반해서 솔더 페이스트를 제작했다.
[실시예 8]
지방산 아마이드(A) 6질량%, 지방산 아마이드(B) 6질량%, 제1의 용제(D) 4질량%, 제2의 용제(A) 84질량%를 혼합하여, 플럭스를 제작했다.
제작한 플럭스 8.5질량%와 납프리 땜납 합금 분말(A)(Sn：Ag：Cu=96.5：3.0：0.5(질량%)) 91.5질량%를 혼합 교반해서 솔더 페이스트를 제작했다.
[비교예 1]
지방산 아마이드(A) 6질량%, 지방산 아마이드(B) 6질량%, 제2의 용제(A) 88질량%를 혼합하여, 플럭스를 제작했다.
제작한 플럭스 8.5질량%와 땜납 합금 분말(A)(Sn：Ag：Cu=96.5：3.0：0.5(질량%)) 91.5질량%를 혼합 교반해서 솔더 페이스트를 제작했다.
[비교예 2]
지방산 아마이드(A) 6질량%, 지방산 아마이드(B) 6질량%, 제1의 용제(B) 21질량%, 제2의 용제(A) 67질량%를 혼합하여, 플럭스를 제작했다.
제작한 플럭스 8.5질량%와 땜납 합금 분말(A)(Sn：Ag：Cu=96.5：3.0：0.5(질량%)) 91.5질량%를 혼합 교반해서 솔더 페이스트를 제작했다.
[비교예 3]
지방산 아마이드(A) 6질량%, 지방산 아마이드(B) 6질량%, 제1의 용제(A) 21질량%, 제2의 용제(A) 67질량%를 혼합하여, 플럭스를 제작했다.
제작한 플럭스 8.5질량%와 땜납 합금 분말(A)(Sn：Ag：Cu=96.5：3.0：0.5(질량%)) 91.5질량%를 혼합 교반해서 솔더 페이스트를 제작했다.
[비교예 4]
폴리아마이드 5질량%, 제2의 용제(A) 95질량%를 혼합하여, 플럭스를 제작했다.
제작한 플럭스 8.5질량%와 납프리 땜납 합금 분말(B)(Sn：Ag：Cu=96.5：3.0：0.5(질량%)) 91.5질량%를 혼합 교반해서 솔더 페이스트를 제작했다.
[시험편(試驗片)의 제작 1]
시험편으로서, 니켈도금 구리(銅) 기판(70×70㎜, 두께 1㎜)을 준비하고, 상기 기판의 일면에 실시예 및 비교예의 솔더 페이스트를 40×35㎜ 사이즈이고 600㎛ 두께(메탈 마스크후)로 도포했다. 도포한 솔더 페이스트 위에 니켈도금 구리 기판(40×35㎜, 두께 1㎜)을 탑재(搭載)했다.
[리플로우 조건 1]
리플로우 조건은, 도 6의 「온도 프로파일」에 도시하는 대로이다.
예비 가열 1(제2의 용제 증발 공정)：질소 분위기(대기압) 200℃ 이하
예비 가열 2(제2의 용제 증발 공정)：진공 분위기(200Pa 이하), 200℃, 120초
예비 가열 3(환원 공정)：폼산+질소 분위기(대기압, 폼산 농도 3%Vol), 200℃, 240초
본가열(땜납 용융 공정)：진공 분위기(200Pa), 피크 온도 260℃, 220℃ 이상, 가열 시간 90초
[보이드 판정 1]
솔더 페이스트가 인쇄된 기판을, 상기 리플로우 조건에서 가열한 후, 보이드의 유무를 확인했다. 확인 방법은, 기판마다 땜납 부분을 X선 투과 장치(엑스론(YXLON)·인터내셔널사제 Cheetah　Evo)로 관찰해서, 보이드가 5% 미만인 것을 OK, 보이드가 5% 이상인 것을 NG로 했다.
[잔사량 판정 1]
상기 리플로우 조건에서 가열한 후의 플럭스 잔사는, 눈으로 보아 관찰해서, 땜납 접합부의 깊은 곳(淵)으로부터 3㎜ 이상에 걸쳐서 플럭스 잔사를 명확하게 확인할 수 있거나, 혹은, 땜납 접합부로부터 떨어진(이격된) 개소에서 플럭스 잔사를 명확하게 확인할 수 있는 경우, 또는 IR법(적외 분광법, 퍼킨엘머(PerkinElmer)사제 FT－IR　Frontier, Spotlight400)으로 검출할 수 있는 경우를, NG로 했다. 플럭스 잔사를 눈으로 보아 확인할 수 없거나, 혹은, 땜납 접합부의 깊은 곳으로부터 3㎜ 이내에서 아주 조금밖에 확인할 수 없는 경우로서, 또한 IR법(적외 분광법)으로 검출할 수 없는 경우를 OK로 했다.
Figure pct00001
기화 온도란, 질소 유량 0.2∼0.3L 매분이고 승온 속도 10℃ 매분의 열중량 측정에서 질량이 제로로 되는 온도이다.
Figure pct00002
Figure pct00003
Figure pct00004
실시예 1∼8은, 보이드를 적게, 및 잔사를 적게 할(무잔사로 할) 수 있었다. 보이드를 5% 미만으로 할 수 있으면, 대면적의 땜납 접합이 이루어지는 파워 디바이스의 제조(히트싱크의 땜납 접합 등)에 특히 유효하게 된다. 또한, 상기한 대로 지방산 아마이드는 기화 온도가 350℃ 이하인 것이 바람직하다. 비교예 1은, 제1의 용제를 포함하지 않기 때문에, 지방산 아마이드를 증발시킬 수 없어, 보이드가 발생했다. 비교예 2∼3은, 제1의 용제의 양이 너무 많기 때문에, 제1의 용제가 잔사로서 남았다. 비교예 4는, 지방산 아마이드가 아니라 폴리아마이드를 이용했기 때문에, 플럭스 잔사가 남고, 기화 시의 가스가 계속 방출된 결과, 보이드도 많았다.
[솔더 페이스트의 제작 2]
[실시예 9]
지방산 아마이드(A) 6질량%, 지방산 아마이드(B) 6질량%, 제1의 용제(A) 8질량%, 제2의 용제(B) 80질량%를 혼합하여, 플럭스를 제작했다.
제작한 플럭스 8.5질량%와 땜납 합금 분말(C)(Sn：Ag：Cu=96.5：3.0：0.5(질량%)) 91.5질량%를 혼합 교반해서 솔더 페이스트를 제작했다.
[실시예 10]
지방산 아마이드(A) 6질량%, 지방산 아마이드(B) 6질량%, 제1의 용제(A) 8질량%, 제2의 용제(C) 80질량%를 혼합하여, 플럭스를 제작했다.
제작한 플럭스 8.5질량%와 땜납 합금 분말(C)(Sn：Ag：Cu=96.5：3.0：0.5(질량%)) 91.5질량%를 혼합 교반해서 솔더 페이스트를 제작했다.
[실시예 11]
지방산 아마이드(A) 6질량%, 지방산 아마이드(B) 6질량%, 제1의 용제(B) 8질량%, 제2의 용제(D) 80질량%를 혼합하여, 플럭스를 제작했다.
제작한 플럭스 8.5질량%와 땜납 합금 분말(C)(Sn：Ag：Cu=96.5：3.0：0.5(질량%)) 91.5질량%를 혼합 교반해서 솔더 페이스트를 제작했다.
[실시예 12]
지방산 아마이드(A) 6질량%, 지방산 아마이드(B) 6질량%, 제1의 용제(B) 8질량%, 제2의 용제(D) 80질량%를 혼합하여, 플럭스를 제작했다.
제작한 플럭스 8.5질량%와 땜납 합금 분말(D)(Sn：Ag：Cu=96.5：3.0：0.5(질량%)) 91.5질량%를 혼합 교반해서 솔더 페이스트를 제작했다.
[비교예 5]
지방산 아마이드(A) 6질량%, 지방산 아마이드(B) 6질량%, 제2의 용제(D) 88질량%를 혼합하여, 플럭스를 제작했다.
제작한 플럭스 8.5질량%와 땜납 합금 분말(C)(Sn：Ag：Cu=96.5：3.0：0.5(질량%)) 91.5질량%를 혼합 교반해서 솔더 페이스트를 제작했다.
[비교예 6]
지방산 아마이드(A) 6질량%, 지방산 아마이드(B) 6질량%, 제2의 용제(B) 88질량%를 혼합하여, 플럭스를 제작했다.
제작한 플럭스 8.5질량%와 땜납 합금 분말(C)(Sn：Ag：Cu=96.5：3.0：0.5(질량%)) 91.5질량%를 혼합 교반해서 솔더 페이스트를 제작했다.
[시험편의 제작 2]
시험편으로서, 무산소 구리 기판(44×35㎜, 두께 1㎜)을 준비하고, 상기 기판의 일면에 실시예 및 비교예의 솔더 페이스트를 12.8×9.8㎜ 사이즈이고 200㎛ 두께(메탈 마스크 두께)로 도포했다. 도포한 솔더 페이스트 위에 니켈도금 구리 기판(12.8×9.8㎜, 두께 1㎜)을 탑재했다.
[리플로우 조건 2]
리플로우 조건은, 도 6의 「온도 프로파일」에 도시하는 대로이다.
예비 가열 1(제2의 용제 증발 공정)：질소 분위기(대기압) 200℃ 이하, 60초
예비 가열 2(제2의 용제 증발 공정)：진공 분위기(200Pa 이하), 200℃, 60초
예비 가열 3(환원 공정)：폼산+질소 분위기(대기압, 폼산 농도 3%Vol), 200℃, 120초
본가열(땜납 용융 공정)：진공 분위기(200Pa), 피크 온도 250℃, 220℃ 이상, 가열시간 40초
[보이드 판정 2]
솔더 페이스트가 인쇄된 기판을, 상기 리플로우 조건에서 가열한 후, 보이드의 유무를 확인했다. 확인 방법은, 기판마다 땜납 부분을 X선 투과 장치(엑스론·인터내셔널사제 Cheetah　Evo)로 관찰해서, 보이드가 3% 미만인 것을 OK, 보이드가 3% 이상인 것을 NG로 했다.
[잔사량 판정 2]
상기 리플로우 조건에서 가열한 후의 플럭스 잔사는, 눈으로 보아 관찰해서, 땜납 접합부의 깊은 곳으로부터 3㎜ 이상에 걸쳐서 플럭스 잔사를 명확하게 확인할 수 있거나, 혹은, 땜납 접합부로부터 떨어진 개소에서 플럭스 잔사를 명확하게 확인할 수 있는 경우, 또는 IR법(적외 분광법, 퍼킨엘머사제 FT－IR　Frontier, Spotlight400)으로 검출할 수 있는 경우를, NG로 했다. 플럭스 잔사를 눈으로 보아 확인할 수 없거나, 혹은, 땜납 접합부의 깊은 곳으로부터 3㎜ 이내에서 아주 조금밖에 확인할 수 없는 경우로서, 또한 IR법(적외 분광법)으로 검출할 수 없는 경우를 OK로 했다.
Figure pct00005
기화 온도란, 질소 유량 0.2∼0.3L매분이고 승온 속도 10℃매분의 열중량 측정에서 질량이 제로로 되는 온도이다.
Figure pct00006
실시예 9∼12는, 보이드를 적게, 및 잔사를 적게 할(무잔사로 할) 수 있었다. 보이드를 3% 미만으로 할 수 있으면, 보다 엄격한 기준이 요구되는 반도체 칩의 땜납 접합에 특히 유효하게 된다. 비교예 5 및 비교예 6은, 제1의 용제를 포함하지 않기 때문에, 지방산 아마이드를 증발시킬 수 없어, 보이드가 발생했다.
본 명세서 중에서 인용하는 간행물, 특허 출원 및 특허를 포함하는 모든 문헌을, 각 문헌을 개개로 구체적으로 나타내고, 참조에 의해 포함시키거나, 또, 그 내용의 모든 것을 여기에서 기술하는 것과 동일한 정도로, 참조에 의해 여기에 포함시킨다.
본 발명의 설명에 관련해서(특히 이하의 청구항에 관련해서) 이용되는 명사 및 마찬가지 지시어의 사용은, 본 명세서중에서 특별히 지적하거나, 분명하게 문맥과 모순되거나 하지 않는 한, 단수 및 복수의 양쪽에 이르는 것이라고 해석된다. 어구 「구비한다」, 「가진다」 및 「포함한다」는, 특별히 언급(기재)이 없는 한, 오픈엔드 텀(즉 「∼를 포함하지만 한정되지 않는다」고 하는 의미)으로서 해석된다. 본 명세서중의 수치 범위의 구진(具陳)은, 본 명세서중에서 특별히 지적하지 않는 한, 단지 그 범위 내에 해당하는 각 값을 개개로 언급하기 위한 약기법(略記法)으로서의 역할을 하는 것만을 의도하고 있으며, 각 값은, 본 명세서중에서 개개로 열거된 바와 같이, 명세서에 포함시켜진다. 본 명세서중에서 설명되는 모든 방법은, 본 명세서중에서 특별히 지적하거나, 분명하게 문맥과 모순되거나 하지 않는 한, 모든 적절한 순번으로 행할 수가 있다. 본 명세서중에서 사용하는 모든 예 또는 예시적인 표현(예를 들면 「등」)은, 특별히 주장하지 않는 한, 단지 본 발명을 보다 잘 설명하는 것만을 의도하고, 본 발명의 범위에 대한 제한을 마련하는 것은 아니다. 명세서중의 어떠한 표현도, 청구항에 기재되어 있지 않은 요소를, 본 발명의 실시에 불가결한 것으로서 나타내는 것이라고는 해석되지 않는 것으로 한다.
본 명세서중에서는, 본 발명을 실시하기 위해 본 발명자가 알고 있는 최량의 형태를 포함해서, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해서 설명하고 있다. 당업자에게 있어서는, 상기 설명을 읽으면, 이들 바람직한 실시 형태의 변형이 분명해질 것이다. 본 발명자는, 숙련자가 적당히 이와 같은 변형을 적용하는 것을 예기(豫期)하고 있으며, 본 명세서중에서 구체적으로 설명되는 것 이외의 방법으로 본 발명이 실시되는 것을 예정하고 있다. 따라서 본 발명은, 준거법에서 허용되고 있는 바와 같이, 본 명세서에 첨부된 청구항에 기재된 내용의 수정 및 균등물을 모두 포함한다. 또, 본 명세서중에서 특별히 지적하거나, 분명하게 문맥과 모순되거나 하지 않는 한, 모든 변형에 있어서의 상기 요소의 어느 조합도 본 발명에 포함된다.
1: 납땜 장치
11: 챔버
11s: 처리 공간
20: 폼산 공급부
31: 진공 펌프
33: 촉매 유닛
41ｖ: 메인 배기 밸브
42: 바이패스 배기관
50: 제어 장치
100: 케이스
C: 납땜 제품
B: 피접합 부재
F: 환원 가스, 폼산 가스
G: 기체
M: 틀, 메탈 마스크
N: 불활성 가스
P: 전자 부품
Q: 스퀴지
S＇, S: 솔더 페이스트
T: 납땜 대상물
W: 기판

Claims (16)

  1. 질소 유량 0.2∼0.3L 매분이고 승온 속도 10℃ 매분의 열중량 측정에서 질량이 제로로 되는 온도가 180℃ 이상 260℃ 미만인 제1의 용제와；
    질소 유량 0.2∼0.3L매분이고 승온 속도 10℃매분의 열중량 측정에서 질량이 제로로 되는 온도가 100℃ 이상 220℃ 미만인 제2의 용제와；
    지방산 아마이드；를 포함하고,
    상기 제1의 용제의 함유량은, 상기 제2의 용제의 함유량보다도 적고,
    땜납의 표면 산화막을 환원 제거하기 위한 환원제 및 환원성을 향상시키기 위한 활성제를 포함하지 않고,
    땜납 분말과의 혼합물은, 솔더 페이스트로 될 수 있고,
    플럭스 잔사는, 무잔사로 될 수 있는,
    플럭스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1의 용제의 상기 온도는, 상기 제2의 용제의 상기 온도보다도 높고,
    상기 제1의 용제의 상기 온도와 상기 제2의 용제의 상기 온도와의 차는, 15℃ 이상인, 플럭스.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 지방산 아마이드를 6∼24질량%, 상기 제1의 용제를 2∼15질량%, 상기 제2의 용제를 70∼86질량% 포함하는, 플럭스.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1의 용제와；
    상기 제2의 용제와；
    상기 지방산 아마이드로 이루어지는； 플럭스.
  5. 땜납 분말과；
    제 1 항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 기재된 플럭스；를 포함하는, 솔더 페이스트.
  6. 땜납 분말과；
    제 4 항에 기재된 플럭스로 이루어지는；
    솔더 페이스트.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 땜납 분말은, 38㎛ 이하의 입경의 분말을, 땜납 분말 총량의 40질량% 이하의 비율로 포함하는, 솔더 페이스트.
  8. 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 솔더 페이스트를 제공하는 공정과；
    상기 땜납 분말을 환원하는 환원 가스를 도입하는 공정과；
    상기 땜납 분말을 용융하는 공정；을 구비하는,
    납땜 프로세스.
  9. 제1의 용제와,
    질소 유량 0.2∼0.3L매분이고 승온 속도 10℃매분의 열중량 측정에서 질량이 제로로 되는 온도가 상기 제1의 용제보다도 낮은 제2의 용제와,
    지방산 아마이드와,
    땜납 분말을 포함하는 솔더 페이스트를, 납땜 대상물에 도포하는, 도포 공정과；
    상기 솔더 페이스트를 도포한 납땜 대상물을, 상기 땜납 분말이 용융하지 않는 범위에서 가열해서, 상기 제2의 용제를 증발시키는, 증발 공정과；
    상기 증발 공정에 병행해서, 또는 그 후에, 상기 땜납 분말과 상기 납땜 대상물을 환원 가스로 환원하는, 환원 공정과；
    상기 환원 공정 후에, 상기 땜납 분말과 상기 납땜 대상물을 가열해서, 상기 땜납 분말을 용융시키는, 땜납 용융 공정；을 구비하고,
    상기 제1의 용제와 상기 지방산 아마이드는, 상기 증발 공정에서 상기 제2의 용제와 함께 증발하거나, 또는, 상기 땜납 용융 공정에서의 가열에 수반하여 증발하고,
    플럭스 잔사는, 무잔사로 될 수 있는,
    납땜 제품의 제조 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 증발 공정은, 상기 납땜 대상물이 배치된 공간을 감압하는, 감압 공정을 더 구비하는, 제조 방법.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 증발 공정은, 상기 납땜 대상물이 진공 중에 있는 상태에서 가열하는, 제조 방법.
  12. 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 증발 공정에 의해, 상기 땜납 분말 사이에 간극이 생기고,
    상기 환원 공정은, 상기 땜납 분말과 상기 납땜 대상물이 진공중에 있는 상태에서, 상기 간극에 환원 가스를 도입하는, 제조 방법.
  13. 제 9 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 땜납 용융 공정은, 상기 땜납 분말과 상기 납땜 대상물이 진공중에 있는 상태에서 가열해서 상기 땜납 분말을 용융하고, 일체화한 땜납 접합부를 얻어：
    상기 땜납 용융 공정 후, 상기 진공을 파괴해서, 상기 땜납 접합부의 내부 공동(보이드)을 압축해서 작게 하거나, 또는 없애는, 진공 파괴 공정과；
    상기 진공 파괴 공정 후, 상기 납땜 대상물을 냉각하는 냉각 공정；을 더 구비하는, 제조 방법.
  14. 제 9 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 환원 가스는, 폼산(蟻酸) 가스인, 제조 방법.
  15. 제1의 용제와,
    질소 유량 0.2∼0.3L매분이고 승온 속도 10℃매분의 열중량 측정에서 질량이 제로로 되는 온도가 상기 제1의 용제보다도 낮은 제2의 용제와,
    지방산 아마이드를 포함하는 플럭스를, 가(假)고정제로서, BGA 패키지 기판에 도포하는, 도포 공정과；
    도포한 상기 플럭스에 땜납 볼을 가고정하는, 가고정 공정과；
    상기 플럭스를 도포한 BGA 패키지 기판을, 상기 땜납 볼이 용융하지 않는 범위에서 가열해서, 상기 제2의 용제를 증발시키는, 증발 공정과；
    상기 증발 공정에 병행해서, 또는 그 후에, 상기 땜납 볼과 상기 BGA 패키지 기판을 환원 가스로 환원하는, 환원 공정과；
    상기 환원 공정 후에, 상기 땜납 볼과 상기 BGA 패키지 기판을 가열해서, 상기 땜납 볼을 상기 BGA 패키지 기판에 접합하고, 땜납 범프를 형성하는, 형성 공정；을 구비하고,
    상기 제1의 용제와 상기 지방산 아마이드는, 상기 증발 공정에서 상기 제2의 용제와 함께 증발하거나, 또는, 상기 형성 공정에서의 가열에 수반하여 증발하고,
    플럭스 잔사는, 무잔사로 될 수 있는,
    BGA 패키지의 제조 방법.
  16. 제1의 용제와, 질소 유량 0.2∼0.3L매분이고 승온 속도 10℃매분의 열중량 측정에서 질량이 제로로 되는 온도가 상기 제1의 용제보다도 낮은 제2의 용제와, 지방산 아마이드와, 땜납 분말을 포함하는 솔더 페이스트를, 납땜 대상물에 도포하는, 도포 공정과；
    도포한 상기 솔더 페이스트에, BGA 패키지가 가지는 땜납 범프를 배치하는, 범프 배치 공정과；
    상기 솔더 페이스트를 도포한 납땜 대상물을, 상기 땜납 분말과 상기 땜납 범프가 용융하지 않는 범위에서 가열해서, 상기 제2의 용제를 증발시키는, 증발 공정과；
    상기 증발 공정에 병행해서, 또는 그 후에, 상기 땜납 분말과 상기 납땜 대상물과 상기 땜납 범프를 환원 가스로 환원하는, 환원 공정과；
    상기 환원 공정 후에, 상기 땜납 분말과 상기 납땜 대상물과 상기 땜납 범프를 가열해서, 상기 땜납 분말과 상기 땜납 범프를 용융시키는, 땜납 용융 공정；을 구비하고,
    상기 제1의 용제와 상기 지방산 아마이드는, 상기 증발 공정에서 상기 제2의 용제와 함께 증발하거나, 또는, 상기 땜납 용융 공정에서의 가열에 수반하여 증발하고,
    플럭스 잔사는, 무잔사로 될 수 있는,
    납땜 제품의 제조 방법.
KR1020207027293A 2018-03-09 2019-03-08 플럭스, 솔더 페이스트, 납땜 프로세스, 납땜 제품의 제조 방법, bga 패키지의 제조 방법 KR20200125651A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018043396 2018-03-09
JPJP-P-2018-043396 2018-03-09
PCT/JP2019/009284 WO2019172410A1 (ja) 2018-03-09 2019-03-08 フラックス、ソルダペースト、はんだ付けプロセス、はんだ付け製品の製造方法、ｂｇａパッケージの製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20200125651A true KR20200125651A (ko) 2020-11-04

Family

ID=67847170

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020207027293A KR20200125651A (ko) 2018-03-09 2019-03-08 플럭스, 솔더 페이스트, 납땜 프로세스, 납땜 제품의 제조 방법, bga 패키지의 제조 방법

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20200398383A1 (ko)
EP (1) EP3763477A4 (ko)
JP (2) JP7356112B2 (ko)
KR (1) KR20200125651A (ko)
CN (1) CN111836695B (ko)
TW (1) TWI806984B (ko)
WO (1) WO2019172410A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230058185A (ko) * 2020-11-12 2023-05-02 센주긴조쿠고교 가부시키가이샤 납땜 장치

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11581239B2 (en) * 2019-01-18 2023-02-14 Indium Corporation Lead-free solder paste as thermal interface material
JP2020116611A (ja) * 2019-01-24 2020-08-06 株式会社弘輝 フラックス及びソルダペースト
JP6706000B1 (ja) * 2019-12-12 2020-06-03 千住金属工業株式会社 フラックス、はんだペーストおよびはんだ付け製品の製造方法
TWI733301B (zh) * 2020-01-09 2021-07-11 廣化科技股份有限公司 焊料膏組成物及包含其之焊接方法
JP6836090B1 (ja) * 2020-04-02 2021-02-24 千住金属工業株式会社 フラックス組成物、及びそれを用いたはんだペースト
WO2022107802A1 (ja) 2020-11-18 2022-05-27 千住金属工業株式会社 フラックス及びソルダペースト
JP6947998B1 (ja) * 2020-11-18 2021-10-13 千住金属工業株式会社 フラックス及びソルダペースト
CN116529021B (zh) * 2020-11-18 2024-03-08 千住金属工业株式会社 助焊剂及焊膏
CN113523469A (zh) * 2021-06-15 2021-10-22 芜湖市零一精密工具制造有限公司 一种刀具加工用真空焊接工艺

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170057651A (ko) 2015-11-17 2017-05-25 삼성전자주식회사 전자 장치 및 전자 장치의 핸드오프 기능 제공 방법

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
KR100254927B1 (ko) * 1994-12-07 2000-05-01 오까베 히로시 납땜용 플럭스, 땜납 페이스트 및 이것을 사용한 납땜 방법
CA2212554A1 (en) * 1997-09-22 1999-03-22 David Wai-Yin Leung Non-cfcs solder flux composition
US6103549A (en) * 1998-03-17 2000-08-15 Advanced Micro Devices, Inc. No clean flux for flip chip assembly
US6217671B1 (en) * 1999-12-14 2001-04-17 International Business Machines Corporation Composition for increasing activity of a no-clean flux
US6887319B2 (en) * 2002-04-16 2005-05-03 Senju Metal Industry Co., Ltd. Residue-free solder paste
US7767032B2 (en) * 2006-06-30 2010-08-03 W.C. Heraeus Holding GmbH No-clean low-residue solder paste for semiconductor device applications
JP4859717B2 (ja) 2007-03-14 2012-01-25 株式会社タムラ製作所 はんだ組成物
EP2682220A1 (en) * 2011-03-02 2014-01-08 Senju Metal Industry Co., Ltd Flux
WO2014027568A1 (ja) * 2012-08-13 2014-02-20 千住金属工業株式会社 インジウムボールおよびその製造方法
JP6513950B2 (ja) * 2015-01-07 2019-05-15 ナミックス株式会社 無洗浄フラックス、および半導体パッケージの製造方法
JP5816947B1 (ja) * 2015-02-05 2015-11-18 株式会社弘輝 フラックス用活性剤、フラックス及びはんだ
JP6042956B1 (ja) * 2015-09-30 2016-12-14 オリジン電気株式会社 半田付け製品の製造方法
WO2017057651A1 (ja) 2015-09-30 2017-04-06 オリジン電気株式会社 還元ガス用ソルダペースト、半田付け製品の製造方法
JP6668664B2 (ja) * 2015-10-02 2020-03-18 三菱マテリアル株式会社 ハンダペースト用水溶性フラックス及びハンダペースト
JP2017192987A (ja) * 2016-04-18 2017-10-26 オリジン電気株式会社 半田組成物及び半田付け製品の製造方法
JP2018043396A (ja) 2016-09-14 2018-03-22 住友ゴム工業株式会社 タイヤの製造方法
JP6160788B1 (ja) * 2017-01-13 2017-07-12 千住金属工業株式会社 フラックス
JP6337349B1 (ja) * 2017-08-28 2018-06-06 株式会社弘輝 フラックス、ソルダペースト及び電子回路基板の製造方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170057651A (ko) 2015-11-17 2017-05-25 삼성전자주식회사 전자 장치 및 전자 장치의 핸드오프 기능 제공 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230058185A (ko) * 2020-11-12 2023-05-02 센주긴조쿠고교 가부시키가이샤 납땜 장치

Also Published As

Publication number Publication date
US20200398383A1 (en) 2020-12-24
JPWO2019172410A1 (ja) 2021-03-25
EP3763477A4 (en) 2021-11-17
CN111836695A (zh) 2020-10-27
JP7356112B2 (ja) 2023-10-04
TWI806984B (zh) 2023-07-01
TW201940276A (zh) 2019-10-16
EP3763477A1 (en) 2021-01-13
WO2019172410A1 (ja) 2019-09-12
CN111836695B (zh) 2022-06-24
JP2023169277A (ja) 2023-11-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7356112B2 (ja) フラックス、ソルダペースト、はんだ付けプロセス、はんだ付け製品の製造方法、ｂｇａパッケージの製造方法
JP6281157B2 (ja) 還元ガス用ソルダペースト、半田付け製品の製造方法
US5229070A (en) Low temperature-wetting tin-base solder paste
CN109923951B (zh) 软钎焊方法
TWI666086B (zh) 焊錫凸塊之形成方法
JP4650417B2 (ja) 高融点金属粒分散フォームソルダの製造方法
JP2011147982A (ja) はんだ、電子部品、及び電子部品の製造方法
JP6937093B2 (ja) フラックス組成物及びソルダペースト
JP2020055035A (ja) はんだ組成物および電子基板
JP5724088B2 (ja) 金属フィラー及びこれを含む鉛フリーはんだ
WO2019022193A1 (ja) はんだペースト用フラックス、はんだペースト、はんだペーストを用いたはんだバンプの形成方法及び接合体の製造方法
JP2009131872A (ja) 半田ペースト及び半田接合部の製造方法
WO2021045131A1 (ja) はんだペースト及びはんだ接合体
JP4811661B2 (ja) ボイド発生の少ないＡｕ−Ｓｎ合金はんだペースト
JP6506046B2 (ja) はんだバンプのリフロー方法
KR20190126438A (ko) 솔더 페이스트용 플럭스, 솔더 페이스트, 솔더 페이스트를 사용한 솔더 범프의 형성 방법 및 접합체의 제조 방법
JP4242725B2 (ja) 無鉛ハンダ接合用フラックス及びソルダーペースト
JP2017170480A (ja) 高温用Ｐｂフリーはんだペースト及びその製造方法
WO2020262631A1 (ja) フラックス及びソルダペースト
WO2020066489A1 (ja) はんだ組成物および電子基板
JP2022022506A (ja) はんだペースト用フラックス組成物
JP2008254004A (ja) ボイド発生の少ないＡｕ−Ｓｎ合金はんだペースト

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal