WO2022158460A1 - はんだ接合用樹脂組成物 - Google Patents

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WO2022158460A1
WO2022158460A1 PCT/JP2022/001679 JP2022001679W WO2022158460A1 WO 2022158460 A1 WO2022158460 A1 WO 2022158460A1 JP 2022001679 W JP2022001679 W JP 2022001679W WO 2022158460 A1 WO2022158460 A1 WO 2022158460A1
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WO
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resin composition
soldering
solder
present
resin
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PCT/JP2022/001679
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English (en)
French (fr)
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桂司 渡辺
一浩 宮内
修平 吉松
崇志 平岡
Original Assignee
ナガセケムテックス株式会社
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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
    • B23K35/3601Selection 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 inorganic compounds as principal constituents
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering

Definitions

  • the present invention relates to a resin composition for soldering.
  • a method of mounting electronic components on a board for example, a surface mounting method of soldering to the surface of the board is known. In order to form a good solder joint, it is necessary to remove the metal oxide covering the solder surface.
  • a method for removing metal oxides for example, a method of applying liquid or paste flux (flux) to solder in advance is known.
  • Patent Literature 1 discloses a temporary fixing sheet used during the manufacturing process of electronic components and the like.
  • An object of the present invention is to provide a resin composition for soldering that fixes electrical components so that they are not displaced during soldering.
  • solder joint resin composition containing a thermoplastic resin (A) and a cross-linking agent (B), and have completed the present invention. completed. That is, the present invention provides the following soldering resin composition, soldering method, and circuit board manufacturing method.
  • the solder joint resin composition of the present invention for solving the above problems is characterized by containing a thermoplastic resin (A) and a cross-linking agent (B). According to this feature, it is possible to provide a solder joint resin composition having a high fixing force and good solderability. It can be placed in the same place and a good solder joint can be made.
  • one embodiment of the resin composition for soldering of the present invention is characterized by temporarily fixing circuit members by solidifying.
  • the circuit member can be temporarily fixed on the substrate by applying the solder bonding resin composition of the present invention to the substrate or the circuit member, placing the circuit member on the substrate, and solidifying the resin composition. Since it can be temporarily fixed, for example, it is difficult for the circuit member to be displaced on the substrate in the subsequent semiconductor mounting process, and the circuit member can be arranged at an accurate position on the substrate.
  • one embodiment of the resin composition for soldering of the present invention is characterized by containing a solvent (C).
  • the resin composition for soldering can be made liquid. By making it liquid, the resin composition for soldering of the present invention can be easily applied to substrates and circuit members.
  • one embodiment of the resin composition for soldering of the present invention is characterized by containing a fluxing agent (D).
  • a fluxing agent (D) By containing the fluxing agent (D), it is not necessary to separately apply a fluxing agent to the substrate or the like in the soldering process, the manufacturing process of the circuit board, or the like, and the efficiency of the process can be improved.
  • the flux agent (D) since the flux agent (D) is included, it is not necessary to adjust the coating amount of the flux agent alone, and workability is improved.
  • thermoplastic resin (A) is a phenoxy resin. Since the thermoplastic resin (A) is a phenoxy resin, the glass transition point of the thermoplastic resin (A) can be made close to the molding temperature in the sealing process in semiconductor manufacturing, and the softening point can be made lower than the reflow temperature. In addition, since the cross-linking agent (B) also dissolves during reflow, the thermoplastic resin (A) reacts with the cross-linking agent (B) during reflow, and the thermoplastic resin (A) can be cured. .
  • the circuit member temporarily fixed on the substrate by the resin composition for soldering according to the present invention can be fixed on the substrate by curing the thermoplastic resin (A) during reflow. After reflow, the circuit member is fixed on the substrate by soldering, and the soldering resin composition according to the present invention, which has become a thermoset, reinforces the soldering.
  • the cross-linking agent (B) is an acid anhydride (b1), and the acid anhydride (b1) has two or more functional groups. It is characterized by
  • the soldering method of the present invention for solving the above problems uses a soldering resin composition containing a thermoplastic resin (A) and a cross-linking agent (B), (i) the liquid soldering resin composition (ii) applying the liquid solder bonding resin composition according to (i) above to the surface of the substrate having the electrodes or the circuit member; and (iii) the surface of the substrate having the electrodes.
  • a soldering resin composition containing a thermoplastic resin (A) and a cross-linking agent (B), (i) the liquid soldering resin composition (ii) applying the liquid solder bonding resin composition according to (i) above to the surface of the substrate having the electrodes or the circuit member; and (iii) the surface of the substrate having the electrodes.
  • the resin composition for soldering according to the present invention can be liquefied, and can be easily applied to a substrate.
  • the circuit member can be temporarily fixed to the substrate by solidifying the liquid resin composition for soldering of the present invention.
  • the method for manufacturing a circuit board of the present invention for solving the above problems includes (i) a step of preparing a resin composition for soldering containing a liquid thermoplastic resin (A) and a cross-linking agent (B); (ii) a step of applying the liquid solder bonding resin composition according to (i) to the surface of the substrate having electrodes or a circuit member; and (iii) the liquid applied to the surface of the substrate having electrodes.
  • the resin composition for soldering according to the present invention can be liquefied, and can be easily applied to a substrate. Further, the circuit member can be temporarily fixed to the substrate by solidifying the liquid resin composition for soldering of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic explanatory diagram illustrating a soldering method and a circuit board manufacturing method in the case of double-sided bonding of the present invention, in which a reflow soldering process is performed after a molding process.
  • FIG. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic explanatory diagram illustrating a soldering method and a circuit board manufacturing method in the case of double-sided bonding of the present invention, in which a molding process is performed after a reflow soldering process.
  • FIG. 3 is a schematic explanatory diagram illustrating a soldering method and a circuit board manufacturing method in the case of double-sided bonding of the present invention, which are a soldering method and a circuit board manufacturing method using conductive pillar blocks;
  • the solder joint resin composition of the present invention is characterized by containing a thermoplastic resin (A) and a cross-linking agent (B).
  • the thermoplastic resin (A) is a main component that constitutes the resin composition for soldering of the present invention.
  • the thermoplastic resin (A) is not particularly limited, but preferably has thermosetting properties.
  • phenoxy resin oxazoline group-containing resin
  • PF phenolic resin
  • EP epoxy resin
  • PAR polyarylate resin
  • MF melamine resin
  • UF urea resin
  • UP unsaturated polyester resin
  • PDAP diallyl phthalate resin
  • PUR polyurethane resin
  • SI silicone resin
  • the thermoplastic resin (A) preferably has a functional group equivalent of 200-500. This is because if the functional group equivalent is large, the cross-linking density will be low, and if the functional group equivalent is small, the cross-linking speed during the reflow soldering process will increase, and solder joints will tend to be defective. If the functional group equivalent weight of the thermoplastic resin (A) is within the above range, it is possible to suppress a decrease in cross-linking density and occurrence of defective solder joints.
  • the thermoplastic resin (A) preferably has a glass transition point close to or higher than the molding temperature for molding.
  • Tg glass transition point
  • T1 + 0 ° C. ⁇ Tg ⁇ T1 + 30 ° C. is preferably The glass transition point is the temperature at which a substance undergoes glass transition (the temperature at which micro-Brownian motion occurs). In general, in the temperature range below the glass transition point, it exhibits hard and glassy properties, and in the temperature range above the glass transition point. shows soft and rubber-like properties.
  • the thermoplastic resin (A) becomes rubber-like and has softness during the molding process (sealing process). is a solid, elements and electronic parts are fixed to the substrate by the resin composition for soldering of the present invention.
  • the resin composition for soldering of the present invention As a result, during a molding process (sealing process) or a soldering process such as reflow, the elements and electronic components are less likely to move on the substrate and cause misalignment.
  • the softening point is also lower than the molding temperature.
  • the solder-bonding resin composition becomes too soft, and the solder-bonding resin composition cannot fix the element or electronic component on the substrate so as not to move, resulting in misalignment.
  • the thermoplastic resin (A) preferably has a softening point higher than the molding temperature and lower than the reflow temperature.
  • the softening point is the temperature at which a solid substance such as a resin rises in temperature and begins to soften and deform. If the softening point of the thermoplastic resin (A) is higher than the molding temperature and lower than the reflow temperature, the thermoplastic resin (A) is solid during the molding process, so the element or electronic component can be soldered according to the present invention. can be fixed to the substrate by a resin composition for In addition, the thermosetting reaction with the cross-linking agent (B) can be suppressed, and defective solder joints due to thermosetting resin curing before the reflow soldering process can be prevented.
  • thermoplastic resin (A) since the softening point of the thermoplastic resin (A) is lower than the reflow temperature, the thermoplastic resin (A) is softened and deformed during the reflow soldering process, and is no longer in a solid state. can proceed with the thermosetting reaction of
  • thermoplastic resin (A) a resin having a glass transition point and a softening point in the above range
  • soldering and circuit board production are performed using the soldering resin composition of the present invention.
  • thermosetting reaction with the cross-linking agent (B)
  • prevent the positional deviation of the elements and electronic parts on the substrate in a state suitable for each process, and prevent solder joint failure. can be done.
  • the phenoxy resin is a high-molecular-weight polyhydroxy polyether synthesized from bisphenol A and epichlorohydrin, having a structure as shown in the following formula (1).
  • Phenoxy resin contains about 6% hydroxyl groups in the molecule, so it can have a three-dimensional crosslinked structure with isocyanate, acid anhydride, triazine, melamine, etc., and also acts as a thermosetting resin.
  • the hydroxyl equivalent of the phenoxy resin is not particularly limited, the lower limit of the hydroxyl equivalent of the phenoxy resin is preferably 200 g/eq or more, and the upper limit of the hydroxyl equivalent of the phenoxy resin is preferably 500 g/eq or less.
  • the lower limit of the hydroxyl equivalent weight of the phenoxy resin is less than 200 g/eq, the cross-linking speed increases in the reflow soldering process, and solder joint defects tend to occur. If the upper limit of the hydroxyl equivalent weight of the phenoxy resin is more than 500 g/eq, the crosslink density will be low.
  • phenoxy resins having a bisphenol skeleton such as bisphenol A type epoxy resins and bisphenol F type epoxy resins, phenoxy resins having a naphthalene skeleton, phenoxy resins having an anthracene skeleton, and phenoxy resins having a biphenyl skeleton. Resin etc. are mentioned. Among them, a phenoxy resin having a bisphenol skeleton is preferred. Examples of commercially available phenoxy resins include YX7200, jer4275, and YX6954 (all manufactured by Mitsubishi Chemical).
  • the content of the phenoxy resin in the thermoplastic resin (A) is not particularly limited, but is, for example, 35% by mass or more and 100% by mass or less.
  • the lower limit of the content of the phenoxy resin is preferably 50% by mass or more, more preferably 70% by mass or more. When the content of the phenoxy resin is 35% by mass or more, good fixing power can be exhibited during drying.
  • the content of the thermoplastic resin (A) in the resin composition for soldering of the present invention is not particularly limited, but is, for example, 10% by mass or more and 50% by mass or less.
  • the lower limit of the content of the thermoplastic resin (A) is preferably 15% by mass or more, more preferably 20% by mass or more.
  • the upper limit of the content of the thermoplastic resin (A) is preferably 40% by mass or less, more preferably 30% by mass or less.
  • a content of the thermoplastic resin (A) of 50% by mass or less is preferred for fluidity.
  • Cross-linking agent (B) is a chemical substance necessary for forming a three-dimensional cross-linked structure.
  • the cross-linking agent (B) of the present invention is not particularly limited, it is preferably solid.
  • the cross-linking agent (B) is preferably solid in the process of applying the resin composition for soldering of the present invention to a substrate or a circuit member or in the molding process, and is melted and solid in the reflow soldering process. preferably not.
  • the temperature in the coating step is, for example, room temperature (25° C.)
  • the temperature in the molding step is, for example, 50° C.
  • the temperature in the reflow soldering step is, for example, 150° C. or higher. 250° C. or less.
  • acid anhydride-based cross-linking agents phenol-based cross-linking agents (phenol resins, etc.), dicyandiamide-based cross-linking agents (dicyandiamide, etc.), urea-based cross-linking agents, organic acid hydrazide-based cross-linking agents are preferable.
  • amine adduct-based cross-linking agents, imidazole-based cross-linking agents, and the like may be used alone or in combination of two or more. Acid anhydride-based cross-linking agents are also preferred.
  • the melting point of the cross-linking agent (B) is higher than the molding temperature.
  • the cross-linking agent (B) does not dissolve during the molding process. Thermosetting of the thermoplastic resin (A) can be prevented.
  • the melting point of the cross-linking agent (B) is not particularly limited, it is preferably 200°C or higher and 350°C or lower, for example.
  • the lower limit of the melting point of the cross-linking agent (B) is preferably 220°C or higher, more preferably 240°C or higher. This is because the cross-linking agent (B) preferably does not melt near the molding temperature and is soluble in the reflow soldering process.
  • the above phenol-based cross-linking agent is preferably obtained by condensation polymerization of phenols or naphthols (eg, phenol, cresol, naphthol, alkylphenol, bisphenol, terpenephenol, etc.) and formaldehyde.
  • phenols or naphthols eg, phenol, cresol, naphthol, alkylphenol, bisphenol, terpenephenol, etc.
  • formaldehyde e.g, phenol novolak, o-cresol novolak, p-cresol novolak, ⁇ -naphthol novolak resin, ⁇ -naphthol novolak resin, t-butylphenol novolak, dicyclopentadiene cresol, polyparavinylphenol, bisphenol A type.
  • the acid anhydride-based cross-linking agent is preferably solid.
  • phthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, alkylhexahydrophthalic anhydride such as methylhexahydrophthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, trialkyltetrahydrophthalic anhydride, 3-methyltetrahydrophthalic anhydride and the like Alkyltetrahydrophthalic anhydride, hymic anhydride, succinic anhydride, trimellitic anhydride, pyromellitic anhydride, fluorene derivatives, ester-type acid dianhydrides, alicyclic acid dianhydrides and the like can be mentioned.
  • the content of the cross-linking agent (B) with respect to 100 parts by mass of the thermoplastic resin (A) is not particularly limited, but is, for example, 1 part by mass or more and 100 parts by mass or less.
  • the lower limit is preferably 10 parts by mass or more, more preferably 20 parts by mass or more. In the case of 1 part by mass or more, it is possible to reinforce the fixation of the circuit member by soldering.
  • the amount is 100 parts by mass or less, the content of the thermoplastic resin (A) in the resin composition for soldering can be increased.
  • the solvent (C) is not particularly limited as long as it is a liquid capable of dissolving the thermoplastic resin (A).
  • Specific examples include tetraethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, N-methyl-2-pyrrolidone and the like.
  • a solvent containing at least one hydroxyl group is preferable. Specifically, they are diethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, and diethylene glycol monobutyl ether. Diethylene glycol monomethyl ether is preferred.
  • the boiling point of the solvent is not particularly limited, it is preferably 180°C to 300°C. Within this range, the solvent does not evaporate during the production of the resin composition for soldering, but evaporates during molding and reflow, so that no solvent remains. .
  • the content of the solvent (C) in the soldering resin composition of the present invention is not particularly limited, but is, for example, 50% by mass or more and 80% by mass or less.
  • the lower limit of the content of the solvent (C) is preferably 55% by mass or more, more preferably 60% by mass or more.
  • the upper limit of the content of the solvent (C) is preferably 70% by mass or less.
  • the content of the solvent (C) is 50% by mass or more, it is preferable in terms of ease of dissolving the thermoplastic resin (A).
  • the content of the thermoplastic resin (A) is 80% by mass or less, it is preferable in terms of ease of drying.
  • the content of the solvent (C) with respect to 100 parts by mass of the thermoplastic resin (A) is, for example, 150 parts by mass or more and 400 parts by mass or less.
  • the lower limit is preferably 200 parts by mass or more.
  • the amount is 150 parts by mass or more, it becomes easier to apply. If the amount is 400 parts by mass or less, the drying time can be shortened.
  • the viscosity of the resin composition for soldering of the present invention at the temperature during application is preferably 100 mPa ⁇ s or more and 2900 Pa ⁇ s or less.
  • the lower limit is preferably 1000 mPa ⁇ s or more.
  • the upper limit is preferably 2800 Ps ⁇ s or less.
  • the application working temperature is, for example, normal temperature (25° C.).
  • the viscosity of the resin composition for soldering can be measured using a rotational viscometer "TVE-25H type viscometer" (manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.).
  • the resin composition for soldering of the present invention can contain a fluxing agent (D), if necessary.
  • the flux agent (D) has the effect of reducing or removing oxides on the metal surface and improving solderability. In addition, by reducing or removing the oxide on the metal surface, the wettability is improved, and the self-alignment effect of correcting the positional deviation between the electrodes of the element and the electrodes of the wiring substrate can be exhibited or improved.
  • the flux agent referred to in the present invention refers to anything other than the thermoplastic resin (A) and the cross-linking agent (B).
  • "optionally containing a flux agent” means that when the thermoplastic resin (A) and the cross-linking agent (B) do not have flux activity, the resin composition for soldering has flux activity. It means that the fluxing agent (D) is included when the fluxing agent (D) is added, or when the thermoplastic resin (A) or the cross-linking agent (B) has the fluxing activity, and the fluxing agent (D) needs to be strongly expressed. do.
  • fluxing agents include acidic compounds, basic compounds, compounds having an alcoholic hydroxyl group, aldehydes, and salts of carboxylic acids and tertiary amines. Since the flux sheet of the present invention is used as a substrate, the flux agent preferably does not contain a metal element. Therefore, the acidic compound is preferably an organic acid (carboxylic acids, phenols, etc.), and the basic compound is preferably imidazoles and amines.
  • carboxylic acids used as fluxing agents include salicylic acid, benzoic acid, m-dihydroxybenzoic acid, pyromellitic acid, sebacic acid, abitienic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid and maleic acid.
  • Imidazoles used as fluxing agents include, for example, imidazole, 2-methylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole and 1-benzyl-2-phenylimidazole.
  • amino compounds used as fluxing agents include dodecylamine and the like.
  • Aldehydes include, for example, aldoses (glutaraldehyde, perylaldehyde, glyceraldehyde, etc.).
  • the fluxing agent (D) is selected to use a fluxing agent that does not inhibit the effects of the present invention by reacting or interacting with the thermoplastic resin (A) and the cross-linking agent (B).
  • the residue of the flux agent (D) of the present invention is removed by cleaning. If the fluxing agent (D) is water-soluble, water can be used as the cleaning agent, so the fluxing agent (D) is preferably water-soluble.
  • the content of the fluxing agent (D) with respect to 100 parts by mass of the thermoplastic resin (A) is not particularly limited, but is, for example, 1 part by mass or more and 20 parts by mass or less.
  • the lower limit is preferably 3 parts by mass or more.
  • the upper limit is preferably 15 parts by mass or less. By setting it as the said range, favorable flux activity can be exhibited.
  • the fluxing agent (D) does not have to be contained when the fluxing activity occurs due to the reaction between the thermoplastic resin (A) and the cross-linking agent (B).
  • the resin composition for soldering of the present invention may contain other components as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • Other ingredients include lubricants, antioxidants, antistatic agents, surfactants and solder particles.
  • the solder joint resin composition of the present invention can be used, for example, in the production of electronic components having the following steps.
  • the following description of the method of using the resin composition for soldering of the present invention can be replaced with the description of the method of manufacturing the circuit board of the present invention.
  • (3) Place a circuit member on the liquid soldering resin composition applied to the surface of the substrate having electrodes, or place the circuit member coated with the liquid soldering resin composition on the electrode of the substrate. Placing on a surface with.
  • a liquid containing a thermoplastic resin (A), a cross-linking agent (B) and a solvent (C) is prepared.
  • the solvent (C) in a container add the thermoplastic resin (A) and the cross-linking agent (B) while stirring the container containing the solvent (C), or add the thermoplastic resin (A) and the cross-linking agent (B) ) and the solvent (C) are kneaded and dispersed using a kneader such as a three-roll mill, followed by vacuum defoaming to prepare a solution.
  • a fluxing agent (D) may be included together.
  • thermoplastic resin (A) or the cross-linking agent (B) When preparing the liquid, it may be performed while being heated using a hot water bath or the like.
  • thermoplastic resin (A) or the cross-linking agent (B) When the thermoplastic resin (A) or the cross-linking agent (B) is not a solid but a liquid already contained in another solvent, it may be used after the other solvent is removed by an evaporator or the like.
  • Step of applying the liquid solder bonding resin composition obtained in step (1) above to the surface of the substrate having the electrodes or the circuit member> the liquid prepared in (1) is applied to a dispenser (coating liquid discharge device) For example, it is applied or potted to the electrodes and circuit members on the substrate, or printed by a printing machine.
  • a circuit member is placed on the liquid soldering resin composition applied to the surface of the substrate having electrodes, or a circuit member coated with the liquid soldering resin composition is placed on the electrode of the substrate.
  • Step of arranging on a surface having > Place a circuit member on the liquid soldering resin composition applied to the surface of the substrate having electrodes, or place the circuit member coated with the liquid soldering resin composition on the surface of the substrate having electrodes
  • elements or components are arranged on the electrodes of the substrate that have undergone step (2), or the circuit members that have undergone step (2) are arranged on the surface of the substrate having the electrodes.
  • the arranged elements and parts are arranged substantially vertically on the substrate due to the viscosity and adhesiveness of the liquid solder bonding resin composition of the present invention applied, potted or printed in the step (1).
  • the elements and parts to be arranged are semiconductor elements such as IC chips, connection parts such as solder balls and Cu pillars, and passive electric parts such as resistors.
  • the element or part may be one having connection parts such as solder bumps or Cu pillars, and the Cu pillars may be soldered Cu pillars having solder at their tips.
  • a step of temporarily fixing the circuit member by evaporating the solvent by heating at a predetermined temperature for a predetermined time and solidifying the liquid soldering resin composition the substrate that has undergone the step (3) is heated to a predetermined By applying heat for a certain time and a predetermined temperature to evaporate part or all of the solvent (C) contained in the liquid in the step (1) applied, potted or printed on the substrate, the thermoplastic The resin composition for soldering containing the resin (A) and the cross-linking agent (B) is dried.
  • the prescribed time and prescribed temperature are appropriately selected depending on the material, but are not set so as to exceed the glass transition point and softening point of the thermoplastic resin (A). Drying conditions are, for example, an oven at 120° C. for 30 minutes.
  • the element or electronic component and the substrate are electrically bonded by solder by reflow soldering or the like.
  • the element or electronic component and the substrate are joined by melting the solder.
  • thermoplastic resin (A) and the cross-linking agent (B) contained in the resin composition for soldering of the present invention dissolve in the reflow soldering process, and the cross-linking reaction of the thermoplastic resin (A) and the cross-linking agent (B) As it progresses, the resin composition for soldering of the present invention becomes a cured thermosetting resin.
  • solder joint resin composition of the present invention contains a flux agent (D) and has flux activity, the metal oxide of the terminal is reduced or removed to suppress solder joint defects. can be done.
  • the temperature of the reflow soldering process is selected according to the type of solder and the heat resistance of the substrate and semiconductor.
  • the maximum temperature of the reflow soldering process is 250° C., for example.
  • soldering process and circuit board manufacturing process can be added to the soldering method and circuit board manufacturing method. In addition, steps other than this can be added.
  • the cleaning agent used in the cleaning process is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the items or products to be removed.
  • Examples thereof include water, organic solvents, and mixed solvents of water and organic solvents.
  • Water is preferred from the viewpoint of low environmental load and easy availability.
  • Examples of organic solvents include alcohols and ketones, with alcohols being preferred.
  • When using an organic solvent it may be used alone or in combination of two or more.
  • the mixing ratio is not particularly limited, but from the viewpoint of reducing the environmental load, the lower the ratio of the organic solvent, the better.
  • Water is preferably distilled water, ion-exchanged water, or ultrapure water containing few impurities.
  • alcohols include methanol, ethanol, n-propanol, n-butanol and the like
  • ketone solvents include acetone, methyl ethyl ketone and the like.
  • the temperature of the solvent to be used can be appropriately set, but from the viewpoint of workability, room temperature is preferable.
  • a heated solvent or a solvent containing a surfactant may be used.
  • surfactants such as anionic surfactants, cationic surfactants, amphoteric surfactants, and nonionic surfactants can be used.
  • ⁇ Molding process> electronic members represented by semiconductors and the like are sealed with a curable material such as epoxy resin in order to protect them from heat, light, moisture, dust, physical impact, and the like.
  • a curable material such as epoxy resin
  • the molding temperature and time in the molding process vary depending on the resin and method used in the molding process, and are not particularly limited.
  • soldering method and circuit board manufacturing method of the present invention will be described below with reference to the drawings.
  • a method using soldered conductive pillars such as soldered Cu pillars will be described, but solder paste or the like can also be used. It is not limited.
  • FIG. 1 shows a plan view of a circuit board 1 with electrodes 2 .
  • the circuit board used in the soldering method of the present invention is a circuit board provided with electrodes, and may be provided with one or more electrodes.
  • a circuit board provided with a plurality of electrodes shown in FIG. chips, and wafers.
  • a solder resist is formed on a part of the upper surface of the circuit board other than the electrodes.
  • a circuit board provided with such electrodes for example, the above-described printed wiring board and the like can be given.
  • the electrode surface is coated with UBM (Cu/Ni/Pd/Au, Cu/Ni/Au, Cu/Ni—P/Au, etc.). It is preferable to form an Under Bump Metallization layer or a Surface Finish treatment layer. In addition, if the electrode surface of the circuit board is contaminated with grease or other contaminants, the wettability with the solder is reduced, which adversely affects the bondability. is preferred. When degreasing, it is more preferable to apply ultrasonic waves because the cleaning effect is further enhanced. If the electrode surface does not have a UBM layer or a surface finish treatment layer, an oxide film is likely to be formed on the electrode surface.
  • the liquid resin composition 3 for soldering of the present invention is applied, potted or printed on the electrodes 2 of the circuit board 1 having the electrodes 2 thereon. Even if the resin composition for soldering 3 of the present invention after application, potting or printing is liquid, it does not have fluidity such that it flows from the electrodes 2 to the extent that the electrodes 2 of the circuit board 1 are exposed. It has viscosity and fluidity to the extent that it stays on the electrode 2 so as not to expose the electrode 2 .
  • soldered conductive pillars 4 are arranged substantially vertically on the electrodes 2 of the circuit board 1 covered with the soldering resin composition 3 of the present invention. At this time, the electrodes 2 of the circuit board 1 and the solder 4a portions of the soldered conductive pillars are arranged to face each other.
  • a support carrier or the like can be used for arranging the conductive pillars 4 with solder.
  • the circuit board 1 on which the soldered conductive pillars 4 are arranged is placed in an oven and heated at a predetermined temperature for a predetermined period of time to evaporate the solvent (C) contained in the solder bonding resin composition 3 of the present invention. , the resin composition 3 for soldering of the present invention is dried. As a result, the soldering resin composition 3 of the present invention is dried, and the soldered conductive pillars 4 arranged on the electrodes 2 of the circuit board 1 can be temporarily fixed to the circuit board 1 .
  • the circuit board 1 to which the soldered conductive pillars 4 are temporarily fixed is passed through a reflow furnace to melt the solder 4a portions of the soldered conductive pillars, thereby performing reflow soldering.
  • the resin composition for soldering 3 of the present invention becomes a cured thermosetting resin by reacting the thermoplastic resin (A) and the cross-linking agent (B) to form a three-dimensional cross-linked structure.
  • the cured thermosetting resin having a three-dimensional crosslinked structure is shown in a rounded shape as shown in FIG. 1(d).
  • FIG. 2 a soldering method and a circuit board manufacturing method in the case of double-sided bonding in which a reflow soldering process is performed after a molding process will be described.
  • FIGS. 2A and 2B two circuit boards 1A and 1B having electrodes are prepared.
  • the electrodes 2A and 2B on the circuit boards 1A and 1B are coated, potted or printed with the liquid resin compositions 3A and 3B for soldering of the present invention.
  • soldered conductive pillars 4 are arranged substantially vertically on the electrodes 2A of the circuit board 1A covered with the soldering resin composition 3A of the present invention.
  • the soldered conductive pillar has solders 4a and 4b on its upper and lower end faces, respectively.
  • the electrodes 2A of the circuit board 1A and the soldered portions 4a of the soldered conductive pillars 4 are arranged to face each other.
  • the circuit board 1A and the circuit board 1B on which the soldered conductive pillars 4 are arranged are combined so that the electrodes 2A and 2B face each other.
  • the circuit boards 1A and 1B thus combined are placed in an oven and heated at a predetermined temperature for a predetermined period of time to evaporate the solvent (C) contained in the solder joint resin compositions 3A and 3B of the present invention.
  • the soldering resin compositions 3A and 3B of the present invention are dried.
  • the soldering resin compositions 3A and 3B of the present invention are dried, and the soldered conductive pillars 4 arranged on the circuit boards 1A and 1B can be temporarily fixed to the circuit boards 1A and 1B.
  • the solvent (C) is dried at the same time for the circuit boards 1A and 1B to temporarily fix the soldered conductive pillars 4 is described, but it may be done separately.
  • FIG. 2D after the state of FIG.
  • the soldering resin composition 3A of the present invention is dried and solidified, and the soldered conductive pillar arranged on the circuit board 1A 4 is temporarily fixed to the circuit board 1A.
  • the liquid soldering resin composition 3B of the present invention is applied, potted or printed on the electrodes 2B of the circuit board 1B in the same manner as in FIG. 2(b).
  • soldered conductive pillar 4 temporarily fixed to the circuit board 1A is arranged so as to face the electrode 2B of the circuit board 1B, and the solder bonding resin composition 3B of the present invention is dried. After drying, the soldered conductive pillars 4 temporarily fixed to the circuit board 1A are temporarily fixed to the circuit board 1B.
  • a molding material 5 is injected into the board group consisting of the combined circuit board 1A and circuit board 2B.
  • a pre-curing step is performed in which the substrate group into which the molding material 5 is injected is passed through a reflow furnace or a curing furnace to temporarily harden the molding material 5 .
  • the mold material 5 becomes a temporary hardened mold material.
  • the pre-curing process is performed at a temperature lower than the reflow temperature in the reflow soldering process and slightly below the glass transition point of the mold material 5 .
  • the time for the precuring step depends on the mold material 5 used, but is, for example, about 1 second to 30 minutes.
  • the group of substrates on which the mold material 5 is temporarily hardened is passed through a reflow furnace to perform a reflow soldering process.
  • the solder portions 4a and 4b of the soldered conductive pillar 4 are melted, thereby soldering the electrode 2A of the circuit board 1A and one end surface of the conductive pillar.
  • the electrodes 2B of the circuit board 1B and the other end surfaces of the conductive pillars are soldered.
  • the resin composition for soldering 3A and 3B of the present invention becomes a thermosetting resin cured product by reacting the thermoplastic resin (A) and the cross-linking agent (B) to form a three-dimensional cross-linked structure. .
  • the injected mold material 5 is also cured by the reflow soldering process.
  • FIG. 3 a soldering method and a circuit board manufacturing method in the case of double-sided bonding in which a molding process is performed after a reflow soldering process will be described.
  • Two circuit boards 1A and 1B having electrodes 2A and 2B are prepared.
  • the electrodes 2A and 2B on the circuit boards 1A and 1B are coated, potted or printed with the liquid resin compositions 3A and 3B for soldering of the present invention.
  • the method of coating, potting or printing the liquid soldering resin composition 3A, 3B of the present invention on the electrodes 2A, 2B on the circuit boards 1A, 1B is shown in FIGS. 2(a) and 2(b). is similar to
  • the soldered conductive pillars 4 are arranged substantially vertically on the electrodes 2A of the circuit board 1A covered with the soldering resin composition 3A of the present invention (see FIG. 2(c)).
  • the soldered conductive pillar is provided with solder 4a, 4b on its upper and lower end faces, respectively.
  • the electrodes 2A of the circuit board 1A and the soldered portions of the soldered conductive pillars 4 are arranged to face each other.
  • the circuit board 1A and the circuit board 1B on which the soldered conductive pillars 4 are arranged are combined so that the electrodes 2A and 2B face each other.
  • the circuit boards 1A and 1B thus combined are placed in an oven and heated at a predetermined temperature for a predetermined period of time to evaporate the solvent (C) contained in the solder joint resin compositions 3A and 3B of the present invention.
  • the soldering resin compositions 3A and 3B of the present invention are dried.
  • the soldering resin compositions 3A and 3B of the present invention are dried, and the soldered conductive pillars 4 arranged on the circuit boards 1A and 1B can be temporarily fixed to the circuit boards 1A and 1B.
  • the solvent (C) is dried at the same time for the circuit boards 1A and 1B to temporarily fix the soldered conductive pillars 4 is described, but it may be done separately.
  • FIG. 3(d) as shown in FIG. 2(c), after placing the soldered conductive pillars 4 on the circuit board 1A, the circuit board 1A with the soldered conductive pillars 4 placed thereon is placed in an oven. , by heating at a predetermined temperature and for a predetermined time to evaporate the solvent (C) contained in the soldering resin composition 3A of the present invention, the soldering resin composition 3A of the present invention is dried and solidified.
  • soldered conductive pillars 4 arranged on the circuit board 1A to temporarily fix the soldered conductive pillars 4 arranged on the circuit board 1A to the circuit board 1A.
  • the other solder of the soldered conductive pillar 4 temporarily fixed to the circuit board 1A is arranged so as to face the electrode 2B of the circuit board 1B, and the solder bonding resin composition 3B of the present invention is dried. After drying, the soldered conductive pillars 4 temporarily fixed to the circuit board 1A are temporarily fixed to the circuit board 1B.
  • a board group consisting of the circuit board 1A and the circuit board 1B combined as described above is passed through a reflow furnace to perform a reflow soldering process.
  • the solder portions 4a and 4b of the soldered conductive pillar 4 are melted, thereby soldering the electrode 2A of the circuit board 1A and one end surface of the conductive pillar.
  • the electrodes 2B of the circuit board 1B and the other end surfaces of the conductive pillars are soldered.
  • the resin composition for soldering 3A and 3B of the present invention becomes a thermosetting resin cured product by reacting the thermoplastic resin (A) and the cross-linking agent (B) to form a three-dimensional cross-linked structure. .
  • the molding material 5 is injected into the substrate group that has undergone the reflow soldering process, and the molding process is performed to harden the molding material 5 .
  • soldered conductive pillars having solders 4a and 4b on the upper and lower end surfaces of the conductive pillars were used for explanation.
  • soldered conductive pillar a soldered conductive pillar having solder on only one end face can also be used.
  • soldered conductive pillars having solder only on one end surface are used, the soldered conductive pillars are arranged on the circuit board 1A of the two circuit boards, and solder paste or the like is applied to the other circuit board 1B. Form a solder layer.
  • solder bonding resin composition 3B of the present invention is not applied to the circuit board 1B on which the solder layer is formed with solder paste or the like. Therefore, the soldering resin composition 3a of the present invention effectively fixes circuit members such as soldered conductive pillars to a circuit board or the like until they are soldered in a reflow soldering process.
  • FIG. 4(a) A method of soldering and a method of manufacturing a circuit board when using a conductive pillar block will be described with reference to FIG.
  • two support carriers 6A and 6B are prepared.
  • the liquid soldering resin composition 3A, 3B of the present invention is applied, potted or printed onto the support carrier. Even if the solder joint resin compositions 3A and 3B of the present invention after coating, potting or printing are liquid, they do not have such fluidity that the surfaces of the support carriers 6A and 6B are exposed. It has viscosity and fluidity to the extent that it stays.
  • soldered conductive pillars 4 are arranged substantially vertically on the support carrier 6A covered with the solder joint resin composition 3A of the present invention. At this time, the soldered conductive pillar has solders 4a and 4b on its upper and lower end faces, respectively.
  • the support carriers 6A and 6B thus combined are placed in an oven and heated at a predetermined temperature for a predetermined period of time to evaporate the solvent (C) contained in the solder joint resin compositions 3A and 3B of the present invention.
  • the soldering resin compositions 3A and 3B of the present invention are dried.
  • the soldering resin compositions 3A and 3B of the present invention are dried, and the soldered conductive pillars 4 arranged on the support carriers 6A and 6B can be temporarily fixed to the support carriers 6A and 6B.
  • the solvent (C) is dried at the same time on the support carriers 6A and 6B to temporarily fix the soldered conductive pillars 4 is described, but it may be done separately.
  • the circuit board 1A is replaced with the support carrier 6A, and the same state as in FIG.
  • the soldering resin composition 3A of the present invention is dried and solidified.
  • the soldered conductive pillars 4 arranged on the support carrier 6A are temporarily fixed to the support carrier 6A.
  • the support carrier 6B is coated, potted or printed with the liquid resin composition 3B for soldering of the present invention in the same manner as in FIG. 2(b).
  • the other solder of the soldered conductive pillar 4 temporarily fixed to the support carrier 6A is arranged so as to face the solder joint resin composition 3B of the present invention attached to the support carrier 6B,
  • the soldering resin composition 3B is dried and solidified to temporarily fix the soldered conductive pillars 4 temporarily fixed to the support carrier 6A to the support carrier 6B.
  • the molding material 5 is injected into the support carrier group consisting of the support carrier 6A and the support carrier 6B combined as described above.
  • a pre-curing step is performed in which the support carrier group into which the molding material 5 is injected is passed through a reflow furnace or a curing furnace to temporarily harden the molding material 5 . As a result, the mold material 5 becomes a temporary hardened mold material.
  • the pre-curing step is performed at a temperature slightly below the glass transition point of the mold material 5 .
  • the time for the precuring step depends on the mold material 5 used, but is, for example, about 1 second to 30 minutes.
  • the support carriers 6A and 6B are removed from the support carrier group that has undergone the precuring process, and the conductive pillar block made of the temporarily cured molding material containing the soldered conductive pillars 4 is separated.
  • circuit boards 1A and 1B having electrodes 2A and 2B are placed on the upper and lower surfaces of the conductive pillar block, respectively, and passed through a reflow furnace to perform a reflow soldering process.
  • the electrodes 2A and 2B are soldered to one end surface and the other end surface of the soldered conductive pillar 4 by melting the solder portion of the soldered conductive pillar 4, respectively.
  • the resin composition for soldering 3A and 3B of the present invention becomes a thermosetting resin cured product by reacting the thermoplastic resin (A) and the cross-linking agent (B) to form a three-dimensional cross-linked structure.
  • the temporary hardened mold material is also post-cured in the reflow soldering process to become a hardened mold material.
  • the soldering is provided with solders 4a and 4b on the upper and lower end surfaces of the conductive pillars, respectively.
  • the conductive pillar may be a soldered conductive pillar having solder only on one end face of the conductive pillar, or a conductive pillar having no solder on either of the upper or lower end faces of the conductive pillar. . In this case, it is sufficient that the electrodes of the circuit board facing the end faces of the conductive pillars not provided with solder are provided with solder.
  • soldered conductive pillars having solder only on one end surface the soldered conductive pillars are arranged on the circuit board 1A of the two circuit boards, and solder paste or the like is applied to the other circuit board 1B. It is sufficient to form a solder layer by When conductive pillars having no solder on the upper and lower end surfaces are used, a solder layer of solder paste or the like may be formed on the circuit boards 1A and 1B.
  • the resin composition for solder bonding of the present invention is used to temporarily fix solder on an electrode, but it can also be used to temporarily fix other circuit members. For example, it can be used for temporarily fixing conductive pillars and solder.
  • a method of using the resin composition for soldering of the present invention an embodiment of applying it to an electrode has been described, but for example, it may be applied to circuit members such as solder, soldered conductive pillars, and conductive pillars.
  • the circuit members are not limited to soldered conductive pillars, and may include semiconductor elements such as IC chips, connection parts such as solder paste and Cu pillars, resistors, and the like. Passive electrical components and the like are also applicable, and the circuit members may comprise, for example, solder bumps, Cu pillars, and the like.
  • the present invention can also be applied to an IC chip or the like having a ball bump, in which the circuit member and the electrode do not have opposing surfaces, for example.
  • solder joint resin composition of the present invention can be used for temporary fixing in the manufacturing process of electronic parts, and for masking in the film forming process such as painting, vapor deposition or sputtering, and can be used for paper, wood, glass, metal, semiconductor, It can be used as a temporary fixing member for workpieces such as ceramics, substrates, cloth, and plastics.
  • Examples of electronic components include electronic components such as semiconductor elements, liquid crystal display elements, and solar cells.
  • Manufacturing processes include, for example, the back grinding process of semiconductor wafers, the dicing process, the wire saw cutting process of silicon ingots, glass and ceramics. A cutting step and the like can be mentioned. By temporarily fixing works such as glass and ceramics with the resin composition for soldering of the present invention, laminating them, and then cutting them all at once, the productivity of cutting can be dramatically improved.
  • Measurement method and evaluation method (1) Measurement method and evaluation method of die shear strength Each resin composition produced in Examples and Comparative Examples was applied to a copper substrate (FR-4) using an applicator with a thickness of 50 ⁇ m. was applied to prepare a substrate having a resin composition layer.
  • the substrate FR-4 used is a glass epoxy substrate, the electrodes are made of copper, and the UBM layer on the electrode surface is Cu/Ni/Au (the thickness of the Ni layer is 3 ⁇ m and the thickness of the Au layer is 0.03 ⁇ m). ).
  • the solder balls were placed on the coated resin composition layer on the copper substrate and dried at 120° C. for 30 minutes using an oven.
  • die shear tester (Daisy Co. series 5000), a shear tool speed of 300 ⁇ m/s and a shear tool height of 30 ⁇ m from the material were applied to the solder balls on the substrate in parallel with the substrate. , the die shear strength was measured. Solder balls with a diameter of 0.76 mm and an alloy composition of SAC305 were used. The evaluation is as follows. ⁇ : Die shear strength is 700 g or more ⁇ : Die shear strength is 500 g or more and less than 700 ⁇ : Die shear strength is less than 500 g
  • Solder joint is performed, and the length of the joint between the solder ball and the substrate on the cut surface is 80% or more of the diameter of the solder ball.
  • Solder joint is performed, and the length of the joint between the solder ball and the substrate on the cut surface is 50% or more and less than 80% of the diameter of the solder ball.
  • x Not soldered. Alternatively, the length of the joint between the solder ball and the substrate at the cut surface is less than 50% of the diameter of the solder ball.
  • phenoxy resins, acid anhydrides and additives used in Examples and Comparative Examples are as follows. ⁇ Phenoxy resin> Phenoxy resin: YX7200B35 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, 2-butanone solution), solid content 35% by mass ⁇ Epoxy resin> Epoxy resin: jer828 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation)
  • TDA-100 Structure represented by formula (2) (Shin Nippon Rika Co., Ltd., Rikashid TDA-100)
  • BT-100 Structure represented by formula (3) (Shin Nippon Rika Co., Ltd., Rikashid BT-100)
  • BzDA structure represented by formula (4) (manufactured by ENEOS Corporation)
  • BPDA structure represented by formula (5) (manufactured by JFE Chemical Co., Ltd.)
  • Imidazole-based curing agent 2PHZPW (manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd.)
  • Example A After adding 257 parts by mass of diethylene glycol monomethyl ether to 286 parts by mass of 2-butanone solution of phenoxy resin (YX7200B35), 2-butanone was vacuum distilled to obtain 357 parts by mass of diethylene glycol solution of phenoxy resin. 50 parts by mass of TDA-100 was added to 357 parts by mass of a diethylene glycol solution of phenoxy resin and kneaded using a triple roll to obtain 407 parts by mass of a phenoxy resin composition.
  • each phenoxy resin composition was obtained in the same manner except that the types or amounts of the solvent and cross-linking agent shown in Table 1 were used. rice field.
  • Example E After adding 290 parts by mass of diethylene glycol monomethyl ether to 286 parts by mass of a phenoxy resin 2-butanone solution (YX7200B35), 2-butanone was vacuum distilled to obtain 390 parts by mass of a phenoxy resin diethylene glycol solution. 42 parts by mass of BPDA and 12 parts by mass of adipic acid were added to 290 parts by mass of a diethylene glycol solution of a phenoxy resin and kneaded using a triple roll to obtain 444 parts by mass of a phenoxy resin composition.
  • Examples F and G Each phenoxy resin composition was obtained in the same manner, except that the types and amounts of the solvent and fluxing agent shown in Table 2 were used instead of 290 parts by mass of diethylene glycol monomethyl ether and 12 parts by mass of adipic acid in Example E. .
  • Example H, I, N, O, P and Q Each phenoxy resin composition was prepared in the same manner, except that the types and amounts of the solvent, cross-linking agent and fluxing agent shown in Table 3 were used instead of 290 parts by mass of diethylene glycol monomethyl ether and 12 parts by mass of adipic acid in Example E. got
  • Example J Each phenoxy resin composition was prepared in the same manner, except that the types or amounts of the solvent, cross-linking agent and fluxing agent shown in Table 4 were used instead of 290 parts by mass of diethylene glycol monomethyl ether and 12 parts by mass of adipic acid in Example E. got
  • Examples R, M, K and L Each phenoxy resin composition was prepared in the same manner, except that the types or amounts of the solvent, cross-linking agent and fluxing agent listed in Table 5 were used instead of 290 parts by mass of diethylene glycol monomethyl ether and 12 parts by mass of adipic acid in Example E. got
  • Example S A phenoxy resin was prepared in the same manner as in Example E, except that the types or amounts of the solvent, cross-linking agent, fluxing agent, and additives listed in Table 5 were used instead of 290 parts by mass of diethylene glycol monomethyl ether and 12 parts by mass of adipic acid in Example E. A composition was obtained.
  • Comparative Example Using the components and amounts shown in Table 6, the resin composition of Comparative Example was obtained by manufacturing in the same manner as in Example A.
  • the resin composition for soldering of the present invention has good fixing strength and good solderability.
  • the resin composition for soldering of the present invention has a good fixing force, so that it is possible to fix electrical components without misalignment during soldering.
  • solder joint resin composition of the present invention has good solder joint properties, so that solder joint defects can be suppressed when circuit boards are manufactured using a solder joint method or a solder joint method.
  • soldering resin composition of the comparative example contains a large amount of epoxy resin that is liquid at room temperature as a thermoplastic resin compared to the soldering resin composition of the present invention in the example, the soldering resin composition after drying The composition cannot exert a temporary fixing force, the die shear strength is x, the solder jointability is also x, and it is not possible to fix the electrical parts in solder joints so that there is no misalignment, and it is also possible to suppress solder joint defects. I found out I can't.
  • the solder bonding resin composition of the present invention can be used for temporary fixing in the manufacturing process of electronic components, and can be used for temporary fixing of processed materials such as paper, wood, glass, metals, semiconductors, ceramics, substrates, cloth, and plastics. It can be used as a fixing member.

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Abstract

本発明の課題は、はんだ接合において電気部品の位置ずれがないように固定するはんだ接合用樹脂組成物を提供することである。 上記課題を解決するために、熱可塑性樹脂(A)及び架橋剤(B)を含むことを特徴とするはんだ接合用樹脂組成物を提供する。この特徴によれば、高い固定力と良好なはんだ接合性とを有するはんだ接合用樹脂組成物を提供することができ、高い固定力により位置ズレを起こしにくく、電気部品を基板上の正確な位置へ配置することができるとともに、良好なはんだ接合を行うことができる。

Description

はんだ接合用樹脂組成物
 本発明は、はんだ接合用樹脂組成物に関する。
 電子部品を基板などへ実装する手法として、例えば、基板の表面にはんだ付けを行う表面実装手法等が知られている。正常なはんだ接合を形成させるためには、はんだ表面を覆っている金属酸化物を除去する必要がある。金属酸化物を除去する方法としては、例えば、液状やペースト状のフラックス(融剤)を予めはんだに塗布する方法が知られている。
 また、半導体素子や液晶表示素子等の電子部品等の製造工程においては、加工時における異物の付着防止や位置決め等のために、粘着性を有する仮固定シート等を用いて仮固定を行う工程を備えている。例えば、特許文献1には、電子部品等の製造工程時に用いられる仮固定シートが開示されている。
特開2008-45011号公報
 スマートフォンやタブレットPC等の小型化、高性能化にともない、電気部品のサイズはますます小さくなっており、基板への電気部品のはんだ接合において、動きやすい電気部品を基板上の正確な位置にはんだ接合することができる、はんだ接合用の樹脂組成物が望まれている。
 本発明の課題は、はんだ接合において電気部品の位置ずれがないように固定するはんだ接合用樹脂組成物を提供することである。
 発明者は、上記課題に対して鋭意検討した結果、熱可塑性樹脂(A)及び架橋剤(B)を含むはんだ接合用樹脂組成物を用いることにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。
 すなわち、本発明は、以下のはんだ接合用樹脂組成物、はんだ接合方法及び回路基板の製造方法である。
 上記課題を解決するための本発明のはんだ接合用樹脂組成物は、熱可塑性樹脂(A)及び架橋剤(B)を含むことを特徴とするものである。
 この特徴によれば、高い固定力と良好なはんだ接合性とを有するはんだ接合用樹脂組成物を提供することができ、高い固定力により位置ズレを起こしにくく、電気部品を基板上の正確な位置へ配置することができるとともに、良好なはんだ接合を行うことができる。
 また、本発明のはんだ接合用樹脂組成物の一実施態様としては、固化することにより回路部材を仮固定することを特徴とするものである。本発明のはんだ接合用樹脂組成物を基板又は回路部材に塗布した後に回路部材を基板に配置し、固化することにより、回路部材を基板上に仮固定することができる。仮固定することができるので、例えば、その後の半導体の実装工程において回路部材が基板上で位置ズレを起こしにくく、基板上の正確な位置に回路部材を配置することができる。
 また、本発明のはんだ接合用樹脂組成物の一実施態様としては、溶剤(C)を含むことを特徴とするものである。溶剤(C)を含むことにより、はんだ接合用樹脂組成物を液体状とすることができる。液体状とすることにより、本発明のはんだ接合用樹脂組成物の基板や回路部材への塗布が容易に行える。
 また、本発明のはんだ接合用樹脂組成物の一実施態様としては、フラックス剤(D)を含むことを特徴とするものである。フラックス剤(D)を含むことにより、はんだ接合工程や回路基板の製造工程等において別途フラックス剤を基板等に塗布する必要がなく工程の効率化を図ることができる。また、フラックス剤(D)を含むことにより、フラックス剤単体の塗布量を調整する必要がなくなり作業性が向上する。
 また、本発明のはんだ接合用樹脂組成物の一実施態様としては、前記熱可塑性樹脂(A)がフェノキシ樹脂であることを特徴とするものである。フェノキシ樹脂であることから、前記熱可塑性樹脂(A)のガラス転移点を半導体製造における封止工程のモールド成形温度の近くにすることができ、また軟化点をリフロー温度より低くすることができる。また、リフロー中において、(B)架橋剤も溶けるので、リフロー時に前記熱可塑性樹脂(A)と前記架橋剤(B)とが反応して、前記熱可塑性樹脂(A)は硬化することがきる。このため、本発明に係るはんだ接合用樹脂組成物で基板上に仮固定されていた回路部材をリフロー中の前記熱可塑性樹脂(A)の硬化により基板上に固定することができる。また、リフロー後においては、回路部材は基板上にはんだ接合によって固定され、熱硬化物となった本発明に係るはんだ接合用樹脂組成物は当該はんだ接合を補強する。
 また、本発明のはんだ接合用樹脂組成物の一実施態様としては、前記架橋剤(B)が酸無水物(b1)であって、前記酸無水物(b1)の官能基が2つ以上であることを特徴とするものである。
 上記課題を解決するための本発明のはんだ接合方法は、熱可塑性樹脂(A)及び架橋剤(B)を含むはんだ接合用樹脂組成物を用いて、(i)液状の前記はんだ接合用樹脂組成物を準備するステップと、(ii)前記(i)に記載の液状のはんだ接合用樹脂組成物を基板の電極を有する面又は回路部材に塗布するステップと、(iii)基板の電極を有する面に塗布された前記液状のはんだ接合用樹脂組成物に回路部材を配置する、又は前記液状のはんだ接合用樹脂組成物が塗布された回路部材を基板の電極を有する面に配置するステップと、(iv)所定温度及び所定時間の加熱により前記液状のはんだ接合用樹脂組成物を固化させて、前記回路部材を仮固定するステップと、(v)前記固化されたはんだ接合用樹脂組成物をはんだの融点以上の温度に加熱するステップとを、備えることを特徴とするものである。
 この特徴によれば、本発明に係るはんだ接合用樹脂組成物を液状にすることができ、基板への塗布が容易になる。また、液状の本発明のはんだ接合用樹脂組成物を固化させることにより回路部材を基板に仮固定することができる。
 更に、上記課題を解決するための本発明の回路基板の製造方法は、(i)液状の熱可塑性樹脂(A)及び架橋剤(B)を含むはんだ接合用樹脂組成物を準備するステップと、(ii)前記(i)に記載の液状のはんだ接合用樹脂組成物を基板の電極を有する面又は回路部材に塗布するステップと、(iii)基板の電極を有する面に塗布された前記液状のはんだ接合用樹脂組成物に回路部材を配置する、又は前記液状のはんだ接合用樹脂組成物が塗布された回路部材を基板の電極を有する面に配置するステップと、(iv)所定温度及び所定時間の加熱により前記液状のはんだ接合用樹脂組成物を固化させて、前記回路部材を仮固定するステップと、(v)前記固化されたはんだ接合用樹脂組成物をはんだの融点以上の温度に加熱するステップとを、備えたことを特徴とするものである。
 この特徴によれば、本発明に係るはんだ接合用樹脂組成物を液状にすることができ、基板への塗布が容易になる。また、液状の本発明のはんだ接合用樹脂組成物を固化させることにより回路部材を基板に仮固定することができる。
 本発明によれば、はんだ接合において電気部品の位置ずれがないように固定するはんだ接合用樹脂組成物を提供することができる。
本発明の片側接合の場合のはんだ接合方法及び回路基板製造方法を説明する概略説明図である。 本発明の両側接合の場合のはんだ接合方法及び回路基板製造方法であって、モールド成形工程の後にリフローはんだ付け工程を行うはんだ接合方法や回路基板製造方法を説明する概略説明図である。 本発明の両側接合の場合のはんだ接合方法及び回路基板製造方法であって、リフローはんだ付け工程の後にモールド成形工程を行うはんだ接合方法や回路基板製造方法を説明する概略説明図である。 本発明の両側接合の場合のはんだ接合方法及び回路基板製造方法であって、導電ピラーブロックを用いるはんだ接合方法や回路基板製造方法を説明する概略説明図である。
 以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
[組成物]
 本発明のはんだ接合用樹脂組成物は、熱可塑性樹脂(A)及び架橋剤(B)を含むことを特徴とするものである。
[熱可塑性樹脂(A)]
 熱可塑性樹脂(A)は、本発明のはんだ接合用樹脂組成物を構成する主な成分である。熱可塑性樹脂(A)としては、特に限定されないが、熱硬化性も持ち合わせているものが好ましい。例えば、フェノキシ樹脂、オキサゾリン基含有樹脂、フェノール樹脂(PF)、エポキシ樹脂(EP)、ポリアリレート樹脂(PAR)、メラミン樹脂(MF)、尿素樹脂(ユリア樹脂)(UF)、不飽和ポリエステル樹脂(UP)、ジアリルフタレート樹脂(PDAP)、ポリウレタン樹脂(PUR)、シリコン樹脂(SI)が挙げられる。これらは1種類を単独で用いてもよいし、2種類以上を混合して用いることもできる。これらの中でも、フェノキシ樹脂を含むことが好ましい。
 熱可塑性樹脂(A)は、熱可塑性樹脂(A)の官能基当量が200~500であることが好ましい。官能基当量が大きいと架橋密度が低くなり、官能基当量が小さいと、リフローはんだ付け工程中の架橋速度が速くなり、はんだ接合が不良になりやすいからである。熱可塑性樹脂(A)の官能基当量が上記範囲内であれば、架橋密度の低下やはんだ接合の不良発生を抑制することができる。
 熱可塑性樹脂(A)は、ガラス転移点がモールド成形の成形温度に近いかそれ以上の温度であることが好ましい。熱可塑性樹脂(A)のガラス転移点をTg、モールド成形の成形温度をT1とした場合、「ガラス転移点がモールド成形の成形温度に近い」とは、T1+0℃≦Tg≦T1+30℃の範囲内であることが好ましい。
 ガラス転移点は、物質のガラス転移が起こる温度(ミクロブラウン運動が起こる温度)であり、一般的にガラス転移点未満の温度領域では、硬くガラス状の性質を示し、ガラス転移点より高い温度領域では、軟らかくゴム状の性質を示す。
 熱可塑性樹脂(A)のガラス転移点がモールド成形温度に近いと、モールド成形工程(封止工程)の際に、熱可塑性樹脂(A)はゴム状となって柔らかさを有してはいるが固体であるため、素子や電子部品は本発明のはんだ接合用樹脂組成物によって基板に固定されている。そうすると、モールド成形工程(封止工程)やリフロー等によるはんだ接合工程の際に、素子や電子部品が基板上を動いてしまい、位置ズレを起こすということが発生しにくい。一方、熱可塑性樹脂(A)のガラス転移点がモールド成形温度よりかなり低いと、軟化点もモールド成形温度を下回るため、モールド成形工程(封止工程)やリフロー等によるはんだ接合工程の際に、はんだ接合用樹脂組成物が柔らかくなりすぎて、はんだ接合用樹脂組成物が基板上に素子や電子部品を動かないように固定しておけず、位置ズレが発生してしまう。
 熱可塑性樹脂(A)は、熱可塑性樹脂(A)の軟化点がモールド成形温度より高く、リフロー温度より低いことが好ましい。
 軟化点とは、樹脂等の固体物質の温度が上昇し、軟化して変形し始める温度である。
 熱可塑性樹脂(A)の軟化点がモールド成形温度より高く、リフロー温度より低いと、モールド成形工程の際には、熱可塑性樹脂(A)は固体なので、素子や電子部品は本発明のはんだ接合用樹脂組成物によって基板に固定できる。また、架橋剤(B)との熱硬化反応を抑えることができ、リフローはんだ付け工程前に熱硬化樹脂硬化物化してしまうことによるはんだ接合の不良を防ぐことができる。しかし、熱可塑性樹脂(A)の軟化点がリフロー温度より低いので、リフローはんだ付け工程の際には、熱可塑性樹脂(A)は軟化し変形するので固体状態ではなくなり、架橋剤(B)との熱硬化反応を進めることができる。
 上記から、ガラス転移点及び軟化点が上記範囲をとるような樹脂を熱可塑性樹脂(A)として採用すれば、本発明のはんだ接合用樹脂組成物を用いて、はんだ接合や回路基板製造を行う場合に、架橋剤(B)との熱硬化反応を制御することができたり、各工程に適した状態で基板上の素子や電子部品の位置ズレを防いだり、はんだ接合不良を防いだりすることができる。
 上記フェノキシ樹脂とは、下記式(1)で示すような構造を有し、ビスフェノールAとエピクロルヒドリンより合成される高分子量ポリヒドロキシポリエーテルである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 フェノキシ樹脂は、分子中に約6%の水酸基を含んでいるので、イソシアネート、酸無水物、トリアジンやメラミン等で3次元架橋構造を有することができ、熱硬化性樹脂としても作用する。
 フェノキシ樹脂の水酸基当量は、特に制限されないが、フェノキシ樹脂の水酸基当量の下限値は、好ましくは200g/eq以上であり、フェノキシ樹脂の水酸基当量の上限値は、好ましくは500g/eq以下である。フェノキシ樹脂の水酸基当量の下限値が200g/eqより小さいと、リフローはんだ付け工程において架橋速度が速くなり、はんだ接合の不良が発生しやすい。フェノキシ樹脂の水酸基当量の上限値が500g/eqより大きいと、架橋密度が低くなってしまう。
 上記フェノキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂等のビスフェノール骨格を有するフェノキシ樹脂や、ナフタレン骨格を有するフェノキシ樹脂や、アントラセン骨格を有するフェノキシ樹脂や、ビフェニル骨格を有するフェノキシ樹脂等が挙げられる。なかでも、ビスフェノール骨格を有するフェノキシ樹脂が好ましい。
 上記フェノキシ樹脂のうち市販されているものとしては、例えば、YX7200、jer4275、YX6954(いずれも三菱化学製)等が挙げられる。
 熱可塑性樹脂(A)におけるフェノキシ樹脂の含有量は、特に制限されないが、例えば、35質量%以上、100質量%以下である。フェノキシ樹脂の含有量の下限値は、好ましくは50質量%以上、より好ましくは70質量%以上である。フェノキシ樹脂の含有量が35質量%以上の場合、乾燥時に良好な固定力を発揮することができる。
 本発明のはんだ接合用樹脂組成物における熱可塑性樹脂(A)の含有量は、特に制限されないが、例えば、10質量%以上、50質量%以下である。熱可塑性樹脂(A)の含有量の下限値は、好ましくは15質量%以上、より好ましくは20質量%以上である。熱可塑性樹脂(A)の含有量の上限値は、好ましくは40質量%以下、より好ましくは30質量%以下である。熱可塑性樹脂(A)の含有量が10質量%以上の場合、固定力のため好ましい。熱可塑性樹脂(A)の含有量が50質量%以下の場合、流動性のため好ましい。
[架橋剤(B)]
 架橋剤とは、三次元架橋構造を形成させるために必要な化学物質のことである。本発明の架橋剤(B)としては、特に制限されないが、固形であることが好ましい。また、架橋剤(B)は、基板や回路部材に本発明のはんだ接合用樹脂組成物を塗布する工程やモールド成形工程においては、固形であることが好ましく、リフローはんだ付け工程においては溶けて固体でなくなることが好ましい。ここで、塗布工程の温度は、例えば常温(25℃)であり、モールド成形工程の温度は、例えば、50℃以上、200℃未満であり、リフローはんだ付け工程の温度は、例えば150℃以上、250℃以下である。また、種類についても特に制限されないが、好ましくは、酸無水物系架橋剤、フェノール系架橋剤(フェノール樹脂等)、ジシアンジアミド系架橋剤(ジシアンジアミド等)、尿素系架橋剤、有機酸ヒドラジド系架橋剤、アミンアダクト系架橋剤、イミダゾール系架橋剤などである。これらは単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、酸無水物系架橋剤が好ましい。
 架橋剤(B)については、架橋剤(B)の融点がモールド成形温度より高温であることが好ましい。架橋剤(B)の融点がモールド成形温度より高温の場合、モールド成形工程の際には、架橋剤(B)が溶解しないので、熱可塑性樹脂(A)と架橋剤(B)との反応による熱可塑性樹脂(A)の熱硬化物化を防ぐことができる。
 また、架橋剤(B)の融点は、特に制限されないが、例えば、200℃以上、350℃以下が好ましい。架橋剤(B)の融点の下限値は、220℃以上が好ましく、240℃以上がより好ましい。架橋剤(B)は、モールド成形の温度付近で溶解しないことが好ましく、リフローはんだ付け工程において可溶であることが好ましいためである。
 上記フェノール系架橋剤としては、好ましくはフェノール類またはナフトール類(例えば、フェノール、クレゾール、ナフトール、アルキルフェノール、ビスフェノール、テルペンフェノールなど)と、ホルムアルデヒドとを、縮合重合させたものである。具体的には、例えば、フェノールノボラック、o-クレゾールノボラック、p-クレゾールノボラック、α-ナフトールノボラック樹脂、β-ナフトールノボラック樹脂、t-ブチルフェノールノボラック、ジシクロペンタジエンクレゾール、ポリパラビニルフェノール、ビスフェノールA型ノボラック、キシリレン変性ノボラック、デカリン変性ノボラック、ポリ(ジ-o-ヒドロキシフェニル)メタン、ポリ(ジ-m-ヒドロキシフェニル)メタン、及びポリ(ジ-p-ヒドロキシフェニル)メタン等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 上記酸無水物系架橋剤としては、固形であることが好ましい。具体的には、無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸などのアルキルヘキサヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸、3-メチルテトラヒドロ無水フタル酸などのアルキルテトラヒドロ無水フタル酸、無水ハイミック酸、無水コハク酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、フルオレン誘導体、エステル型酸二無水物、脂環式酸二無水物等を挙げることができる。酸無水物の特有の原子団である(-CO・O・OC-)を2つ以上有するものが好ましい。これらは単独で用いてもよく2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらのうち、好ましくは、1,2,3,4-ブタンテトラカルボン酸二無水物(新日本理化製、製品名:BT100)、1,3,3a,4,5,9b-ヘキサヒドロ-5(テトラヒドロ-2,5-ジオキソ-3-フラニル)ナフト[1,2-C]フラン-1,3-ジオン(新日本理化製、製品名:TDA100)、9,9-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)フルオレン二酸無水物(JFEケミカル製、製品名:BPAF)、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸ニ無水物(JFEケミカル製、製品名:(s-)BPDA)、9,9-ビス[4-(3,4-ジカルボキシフェノキシ)フェニル]フルオレン二酸無水物(JFEケミカル製、製品名:BPF-PA)、4,4’-ビス(1,3-ジオキソ-1,3-ジヒドロイソベンゾフラン-5-イルカルボニルオキシ)ビフェニル(本州化学製、製品名:BP-TME)、2,2’,3,3’,5,5’-ヘキサメチル[1,1’-ビフェニル]-4,4’-ジイル=ビス(1,3-ジオキソ-1,3-ジヒドロ-2-ベンゾフラン-5-カルボキシラート)(本州化学製、製品名:TMPBP-TME)等が挙げられる。
 熱可塑性樹脂(A)の含有量100質量部に対する架橋剤(B)の含有量は、特に制限されないが、例えば、1質量部以上、100質量部以下である。下限値としては、好ましくは10質量部以上、より好ましくは20質量部以上である。1質量部以上の場合には、はんだ接合による回路部材の固定を補強することができる。100質量部以下の場合には、はんだ接合用樹脂組成物中の熱可塑性樹脂(A)の含有量を高めることができる。
[溶剤(C)]
 溶剤(C)としては、熱可塑性樹脂(A)を溶解することができる液体であれば、特に制限はない。具体的には、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、N-メチル-2-ピロリドン等が挙げられる。また、水酸基を少なくとも1つ以上含む溶剤が好ましい。具体的には、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルである。好ましくは、ジエチレングリコールモノメチルエーテルである。
 溶剤の沸点は、特に制限されないが、180℃~300℃が好ましい。この範囲であれば、はんだ接合用樹脂組成物を製造している間に溶剤が蒸発してしまうことがなく、しかしモールド成形やリフロー時に蒸発して、溶剤の残留がないようにすることができる。
 本発明のはんだ接合用樹脂組成物における溶剤(C)の含有量は、特に制限されないが、例えば、50質量%以上、80質量%以下である。溶剤(C)の含有量の下限値は、好ましくは55質量%以上、より好ましくは60質量%以上である。溶剤(C)の含有量の上限値は、好ましくは70質量%以下である。溶剤(C)の含有量が50質量%以上の場合、熱可塑性樹脂(A)等の溶かしやすさの点で好ましい。熱可塑性樹脂(A)の含有量が80質量%以下の場合、乾燥しやすさの点で好ましい。
 熱可塑性樹脂(A)の含有量100質量部に対する溶剤(C)の含有量は、例えば、150質量部以上、400質量部以下である。下限値としては、好ましくは200質量部以上である。150質量部以上の場合には、塗工しやすくなる。400質量部以下の場合には、乾燥時間を短縮することができる。
 本発明のはんだ接合用樹脂組成物の塗布作業時の温度における粘度は、好ましくは100mPa・s以上、2900Pa・s以下である。下限値としては、好ましくは1000mPa・s以上である。上限値としては、好ましくは2800Ps・s以下である。塗布作業温度は、例えば、常温(25℃)である。なお、はんだ接合用樹脂組成物の粘度の測定は、回転粘度計「TVE-25H型粘度計」(東機産業株式会社製)を用いて測定することができる。
[フラックス剤(D)]
 本発明のはんだ接合用樹脂組成物は、必要に応じて、フラックス剤(D)を含有することができる。
 フラックス剤(D)は、金属表面の酸化物を還元または除去し、はんだ接合性を向上させる作用を有する。また、金属表面の酸化物が還元または除去されることによって、濡れ性が向上し、素子の電極と配線基板の電極との位置ズレを補正するというセルフアライメント効果を発揮または向上させることができる。
 本発明にいうフラックス剤は、熱可塑性樹脂(A)及び架橋剤(B)以外のものをいう。
 本発明において、「必要に応じて、フラックス剤を含有する」とは、熱可塑性樹脂(A)及び架橋剤(B)がフラックス活性を有しない場合に、はんだ接合用樹脂組成物にフラックス活性を付与するとき、または熱可塑性樹脂(A)又は架橋剤(B)がフラックス活性を有する場合であっても、さらにフラックス活性を強く発現させる必要があるときにフラックス剤(D)を含むことを意味する。
 フラックス剤として、例えば、酸性化合物、塩基性化合物、アルコール性水酸基を有する化合物、アルデヒド類およびカルボン酸と三級アミンの塩を挙げることができる。
 フラックス剤は、本発明のフラックスシートを基板に使用するので、金属元素を含まないものが好ましい。このため、酸性化合物としては、有機酸(カルボン酸類およびフェノール類等)が好ましく、塩基性化合物としてはイミダゾール類およびアミン類が好ましい。
 フラックス剤として用いるカルボン酸類としては、例えば、サリチル酸、安息香酸、m-ジヒドロキシ安息香酸、ピロメリット酸、セバシン酸、アビチエン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸またはマレイン酸等を挙げることができる。
 フラックス剤として用いるイミダゾール類としては、例えば、イミダゾール、2-メチルイミダゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾールおよび1-ベンジル-2-フェニルイミダゾールが挙げられる。
 フラックス剤として用いるアミノ類としては、例えば、ドデシルアミン等を挙げることができる。
 アルデヒドとしては、例えば、アルドース類(グルタルアルデヒド、ペリルアルデヒドおよびグリセルアルデヒド等)を挙げることができる。
 本発明において、フラックス剤(D)は、熱可塑性樹脂(A)および架橋剤(B)との反応または相互作用によって本発明の効果を阻害することのないフラックス剤を選択して使用する。
 本発明のフラックス剤(D)の残渣は、洗浄によって除去される。フラックス剤(D)が水溶性であれば、洗浄剤として水を用いることができるため、フラックス剤(D)は水溶性であることが好ましい。
 熱可塑性樹脂(A)の含有量100質量部に対するフラックス剤(D)の含有量は、特に制限されないが、例えば、1質量部以上、20質量部以下である。下限値としては、好ましくは3質量部以上である。上限値としては、好ましくは15質量部以下である。上記範囲とすることにより、良好なフラックス活性を発揮することができる。なお、熱可塑性樹脂(A)と架橋剤(B)の反応によりフラックス活性が生じる場合には、フラックス剤(D)を含有しなくてもよい。
[その他の成分]
 本発明のはんだ接合用樹脂組成物には、本発明の効果を阻害しない範囲で、その他の成分を含有することができる。
 その他の成分としては、滑剤、酸化防止剤、帯電防止剤、界面活性剤およびはんだ粒子等が挙げられる。
[使用方法]
 本発明のはんだ接合用樹脂組成物は、例えば、次のステップを有する電子部品の製造に使用することができる。なお、本発明のはんだ接合用樹脂組成物の使用方法に関する以下の説明は、本発明の回路基板の製造方法の説明に置き換えることができる。
(1)液状の前記はんだ接合用樹脂組成物を準備するステップ。
(2)前記(1)のステップで得られた液状のはんだ接合用樹脂組成物を基板の電極を有する面又は回路部材に塗布するステップ。
(3)基板の電極を有する面に塗布された前記液状のはんだ接合用樹脂組成物に回路部材を配置する、又は前記液状のはんだ接合用樹脂組成物が塗布された回路部材を基板の電極を有する面に配置するステップ。
(4)所定温度及び所定時間の加熱により前記液状のはんだ接合用樹脂組成物を固化させて、前記回路部材を仮固定するステップ。
(5)前記固化されたはんだ接合用樹脂組成物をはんだの融点以上の温度に加熱するステップ。
<(1)液状のはんだ接合用樹脂組成物を準備するステップ>
 液状のはんだ接合用樹脂組成物を準備する工程では、熱可塑性樹脂(A)、架橋剤(B)及び溶剤(C)を含む液体を準備する。
 容器に溶剤(C)を入れ、溶剤(C)が入った容器内を攪拌しながら熱可塑性樹脂(A)及び架橋剤(B)を加えることや、熱可塑性樹脂(A)、架橋剤(B)及び溶剤(C)を、例えば3本ロールミル等の混錬機を用いて混錬、分散して、真空脱泡することで溶液を準備してもよい。この時に、フラックス剤(D)を一緒に含ませてもよい。
 前記液体を準備する場合に、湯浴等を用いて加熱しながら行ってもよい。
 また、熱可塑性樹脂(A)又は架橋剤(B)が固体ではなく既に別の溶剤に含まれている液体の場合は、エバポレーター等で当該別の溶剤を飛ばしてから使用してもよい。
<(2)前記(1)のステップで得られた液状のはんだ接合用樹脂組成物を基板の電極を有する面又は回路部材に塗布するステップ>
 前記(1)の工程で得られた液状のはんだ接合用樹脂組成物を基板の電極を有する面又は回路部材に塗布するステップでは、前記(1)で準備した液をディスペンサ(塗液吐出装置)等で基板上の電極や回路部材に塗布又はポッティングしたり、印刷機で印刷したりする。
<(3)基板の電極を有する面に塗布された前記液状のはんだ接合用樹脂組成物に回路部材を配置する、又は前記液状のはんだ接合用樹脂組成物が塗布された回路部材を基板の電極を有する面に配置するステップ>
 基板の電極を有する面に塗布された前記液状のはんだ接合用樹脂組成物に回路部材を配置する、又は前記液状のはんだ接合用樹脂組成物が塗布された回路部材を基板の電極を有する面に配置するステップでは、前記(2)のステップを経た基板の電極上に素子や部品を配置するか、又は前記(2)のステップを経た回路部材を基板の電極を有する面に配置する。
 配置された素子や部品は、前記(1)の工程で塗布、ポッティング又は印刷された本発明の液状のはんだ接合用樹脂組成物の粘性、粘着性によって、基板上に略垂直に配置される。
 配置される素子や部品は、ICチップ等の半導体素子やはんだボールやCuピラー等の接続部品や抵抗等の受動性の電気部品等である。また、素子や部品は、はんだバンプやCuピラー等の接続部品を備えたものであってもよく、Cuピラーはその先端にはんだを備えたはんだ付きCuピラーでもよい。
<(4)所定温度及び所定時間の加熱により溶剤を蒸発させて、前記液状のはんだ接合用樹脂組成物を固化させることにより、前記回路部材を仮固定する工程>
 所定温度及び所定時間の加熱により溶剤を蒸発させて、前記液状のはんだ接合用樹脂組成物を固化させることにより、前記回路部材を仮固定する工程では、前記(3)の工程を経た基板に所定時間及び所定温度の加熱を施し、基板上に塗布、ポッティング又は印刷された前記(1)の工程の液に含有される前記溶剤(C)の一部又は全部を蒸発させることにより、前記熱可塑性樹脂(A)及び前記架橋剤(B)を含有するはんだ接合用樹脂組成物を乾固する。
 所定時間及び所定温度は、材料によって適宜選択されるものであるが、熱可塑性樹脂(A)のガラス転移点及び軟化点を超えるようには設定しない。乾燥条件は、例えば、オーブンで120℃、30分間である。
<(5)前記固化されたはんだ接合用樹脂組成物をはんだの融点以上の温度に加熱する工程>
 前記固化されたはんだ接合用樹脂組成物をはんだの融点以上の温度に加熱する工程では、リフローはんだ付け等で素子や電子部品と基板とがはんだによって電気的に接合する。素子や電子部品と基板との間に配置されていたはんだが溶融することによって接合する。本発明のはんだ接合用樹脂組成物に含まれる熱可塑性樹脂(A)及び架橋剤(B)は、リフローはんだ付け工程において溶解し、熱可塑性樹脂(A)及び架橋剤(B)の架橋反応が進行し、本発明のはんだ接合用樹脂組成物は、熱硬化性樹脂硬化物となる。
 本発明のはんだ接合用樹脂組成物が、フラックス剤(D)を含むなどしてフラックス活性を有している場合には、端子の金属酸化物を還元又は除去し、はんだ接合不良を抑制することができる。
 リフローはんだ付け工程の温度は、はんだの種類、基板や半導体の耐熱性によって選択される。リフローはんだ付け工程の最高温度は、例えば、250℃である。
 はんだ接合方法や回路基板の製造方法として、「洗浄工程」や「モールド成形工程」を付加することができる。また、これ以外の工程を付加することもできる。
<洗浄工程>
 洗浄工程では、フラックス剤、溶剤などの残渣が取り除かれる。残渣があると、はんだ接合や回路基板の信頼性や耐久性が損なわれることがあるためである。
 洗浄工程に用いる洗浄剤は、特に制限されず、取り除きたいものや製品等によって適宜選択することができる。水、有機溶剤、水と有機溶剤との混合溶剤等が挙げられるが、環境負荷が低く、入手しやすいとの観点から、水が好ましい。有機溶剤としては、アルコール、ケトンなどをあげることができるが、好ましくはアルコールである。有機溶剤を使用する場合、単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。なお、水に溶けにくい場合は、有機溶剤、又は水と有機溶剤との混合溶剤を用いることが好ましい。水と有機溶剤との混合溶剤において、混合比は、特に制限はないが、環境負荷の低減の観点から、有機溶剤の比率が低いほうが好ましい。水は、不純物の少ない蒸留水やイオン交換水、超純水が好ましい。アルコールの例としては、メタノール、エタノール、n-プロパノール、n-ブタノール等を挙げられ、ケトン系溶剤としてはアセトン、メチルエチルケトン等が挙げられる。使用する溶剤の温度としては、適宜設定することができるが、作業性の観点から、室温で行うのが好ましい。
 なお、フラックス剤等が溶解しにくいときや、溶解するのに時間がかかるときには、加熱した溶剤を用いることや、界面活性剤を含有する溶剤を用いてもよい。この加熱した溶剤の温度としては、高いほど溶解しやすくなるが、その溶剤の沸点未満の温度であることが好ましい。
 界面活性剤としては、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、両性イオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤等の界面活性剤を用いることができる。
 また、溶解除去の効率を向上させる観点から、超音波を照射つつ溶解除去させることが好ましい。フラックス剤が残存すると、はんだ接合部位を腐食する可能性があり、長期使用の信頼性低下を招く原因となるため、フラックス剤の除去効率を向上させるために、超音波を照射しつつ洗浄処理を行うことが好ましい。なお、超音波の強さとしては、形成したはんだ接合が破断しない程度に調整することが好ましい。また、液中ジェット、ダイレクトパスなどの水流発生装置により洗浄することが、フラックス剤の除去効果を向上させるために好ましい。
 <モールド成形工程>
 モールド成形工程では、半導体等に代表される電子部材を、熱、光、湿気、ほこり、物理的衝撃等から保護するためにエポキシ樹脂等の硬化性材料により封止する。モールド成形工程における成形温度や時間は、モールド成形工程に使用する樹脂や方式により異なり、特に限定されるものではない。
 以下、図面を用いて、本発明のはんだ接合用方や回路基板製造方法を説明する。なお、図面において、はんだ付きCuピラー等のはんだ付き導電ピラーを用いた方法を説明するが、ソルダーペースト等を用いることもでき、また、本発明のはんだ接合方法や回路基板製造方法は、これに限定されるものではない。
 図1に、電極2を備える回路基板1の平面図を示す。本発明のはんだ接合方法で用いる回路基板は、電極を備える回路基板であって、一つ以上の電極を備えていればよく、例えば、図1に示された複数の電極が備えられた回路基板、チップ、ウエハ等が挙げられる。また、一部の回路基板上面の電極以外の領域には、ソルダーレジストが形成されている。このような電極を備える回路基板としては、例えば、上記で示したプリント配線基板等が挙げられる。電極表面には、はんだとの濡れ性を向上させるために、例えば、Cu電極表面には、Cu/Ni/Pd/Au、Cu/Ni/Au、Cu/Ni-P/Au等からなるUBM(Under Bump Metallization)層又は、Surface Finish処理層を形成していることが好ましい。
 また、回路基板の電極表面に油脂等の汚れが付着していると、はんだとの濡れ性が低下し接合性に悪影響を及ぼすので、あらかじめ有機溶媒、酸性水溶液、塩基性水溶液等で脱脂するのが好ましい。脱脂の際には、超音波をかけると洗浄効果が更に高くなるのでより好ましい。電極表面にUBM層又は、Surface Finish処理層がない場合には、電極表面に酸化皮膜が形成されやすいため、酸性水溶液や塩基性水溶液等によりあらかじめ回路基板を洗浄してもよい。
(片側接合)
 図1を用いて、片側接合の場合のはんだ接合方法や回路基板製造方法(片側接合)を説明する。
 図1(b)に示すように、電極2を備えた回路基板1の電極2に液状の本発明のはんだ接合用樹脂組成物3を塗布、ポッティング又は印刷する。塗布、ポッティング又は印刷後の本発明のはんだ接合用樹脂組成物3は、液状であっても、回路基板1の電極2が露出してしまうほど電極2から流れるような流動性は有しておらず、電極2を露出させないよう電極2上に留まる程度の粘度や流動性を有している。
 次に、図1(c)に示すように、前記本発明のはんだ接合用樹脂組成物3に覆われた回路基板1の電極2上に、はんだ付き導電ピラー4を略垂直に配置する。このとき、回路基板1の電極2とはんだ付き導電ピラーのはんだ4a部分とが対向するように配置する。
 なお、はんだ付き導電ピラー4の配置には、サポートキャリア等を用いることができる。
 前記はんだ付き導電ピラー4を配置した回路基板1をオーブンに入れ、所定温度及び所定時間による加熱を施し、本発明のはんだ接合用樹脂組成物3に含有される溶剤(C)を蒸発させることにより、本発明のはんだ接合用樹脂組成物3を乾燥させる。これにより、本発明のはんだ接合用樹脂組成物3は乾固し、回路基板1の電極2上に配置されたはんだ付き導電ピラー4を回路基板1に仮固定することができる。
 はんだ付き導電ピラー4が仮固定された回路基板1を、リフロー炉に通して、はんだ付き導電ピラーのはんだ4a部分を溶融することにより、リフローはんだ付けを行う。この時、本発明のはんだ接合用樹脂組成物3は、熱可塑性樹脂(A)及び架橋剤(B)が反応し3次元架橋構造を形成することにより、熱硬化性樹脂硬化物となる。なお、3次元架橋構造を形成した熱硬化性樹脂硬化物は、図1(d)に示すように、丸みを帯びた形状で図示する。
(両側接合-先モールド後リフロー)
 図2を用いて、モールド成形工程の後にリフローはんだ付け工程を行う両側接合の場合のはんだ接合方法や回路基板製造方法を説明する。
 図2(a)及び図2(b)に示すように、電極を備えた回路基板1A,1Bを2枚準備する。前記回路基板1A,1B上の電極2A,2Bに液状の本発明のはんだ接合用樹脂組成物3A,3Bを塗布、ポッティング又は印刷する。
 図2(c)に示すように、前記本発明のはんだ接合用樹脂組成物3Aに覆われた回路基板1Aの電極2A上に、はんだ付き導電ピラー4を略垂直に配置する。このとき、はんだ付き導電ピラーはその上下の端面のそれぞれにはんだ4a,4bを備えている。回路基板1Aの電極2Aとはんだ付き導電ピラー4のはんだ部分4aとが対向するように配置する。
 図2(d)に示すように、前記はんだ付き導電ピラー4を配置した回路基板1A及び前記回路基板1Bを、電極2A及び2Bが対向するように組み合わせる。このように組み合わせた回路基板1A,1Bをオーブンに入れ、所定温度及び所定時間による加熱を施し、本発明のはんだ接合用樹脂組成物3A,3Bに含有される溶剤(C)を蒸発させることにより、本発明のはんだ接合用樹脂組成物3A,3Bを乾燥させる。これにより、本発明のはんだ接合用樹脂組成物3A,3Bは乾固し、回路基板1A及び回路基板1Bに配置されたはんだ付き導電ピラー4を回路基板1A,1Bに仮固定することができる。
 上記においては、回路基板1A及び1Bについて同時に溶剤(C)を乾燥させてはんだ付き導電ピラー4を仮固定する場合を記載したが、別々でも構わない。例えば、図2(d)の変形として、図2(c)の状態の後、はんだ付き導電ピラー4を配置した回路基板1Aをオーブンに入れ、所定温度及び所定時間による加熱を施し、本発明のはんだ接合用樹脂組成物3Aに含有される溶剤(C)を蒸発させることにより、本発明のはんだ接合用樹脂組成物3Aを乾燥し乾固させて、回路基板1Aに配置されたはんだ付き導電ピラー4を回路基板1Aに仮固定する。次に、回路基板1Bの電極2Bに、図2(b)と同様に、液状の本発明のはんだ接合用樹脂組成物3Bを塗布、ポッティング又は印刷する。次に、回路基板1Aに仮固定されたはんだ付き導電ピラー4のもう一方のはんだを、回路基板1Bの電極2Bに対向するように配置し、本発明のはんだ接合用樹脂組成物3Bを乾燥し乾固させて、回路基板1Aに仮固定されたはんだ付き導電ピラー4を回路基板1Bに仮固定する。
 図2(e)に示すように、組み合わせた回路基板1A及び回路基板2Bからなる基板群にモールド材料5を注入する。前記モールド材料5を注入した基板群をリフロー炉又はキュア炉に通してモールド材料5を仮硬化させるプレキュア工程を行う。これにより、モールド材料5はモールド材料仮硬化物になる。プレキュア工程は、リフローはんだ付け工程におけるリフロー温度よりも低く、モールド材料5のガラス転移点を僅かに下回る温度にて行われる。プレキュア工程の時間は、使用するモールド材料5に依存するが、例えば、1秒~30分程度である。プレキュア工程を設けることで、熱膨張係数の違いにより発生する界面応力による断線等を抑制することができる。
 図2(f)に示すように、前記モールド材料5を仮硬化した基板群をリフロー炉に通してリフローはんだ付け工程を行う。当該リフローはんだ付け工程において、はんだ付き導電ピラー4のはんだ部分4a及び4bが溶融することにより、前記回路基板1Aの電極2Aと導電ピラーの一方の端面とがはんだ接合される。また、同時に前記回路基板1Bの電極2Bと導電ピラーの他方の端面とがはんだ接合される。この時、本発明のはんだ接合用樹脂組成物3A,3Bは、熱可塑性樹脂(A)及び架橋剤(B)が反応し3次元架橋構造を形成することにより、熱硬化性樹脂硬化物となる。また、注入されたモールド材料5もリフローはんだ付け工程によって、硬化する。
(両側接合-先リフロー後モールド)
 図3を用いて、リフローはんだ付け工程の後にモールド成形工程を行う両側接合の場合のはんだ接合方法や回路基板製造方法を説明する。
 電極2A,2Bを備えた回路基板1A,1Bを2枚準備する。前記回路基板1A,1B上の電極2A,2Bに液状の本発明のはんだ接合用樹脂組成物3A,3Bを塗布、ポッティング又は印刷する。なお、回路基板1A,1B上の電極2A,2Bに液状の本発明のはんだ接合用樹脂組成物3A,3Bを塗布、ポッティング又は印刷する方法については、図2(a)及び図2(b)と同様である。
 前記本発明のはんだ接合用樹脂組成物3Aに覆われた回路基板1Aの電極2A上に、はんだ付き導電ピラー4を略垂直に配置する(図2(c)参照。)。はんだ付き導電ピラーはその上下の端面のそれぞれにはんだ4a,4bを備えている。このとき、回路基板1Aの電極2Aとはんだ付き導電ピラー4のはんだ部分とが対向するように配置する。
 図3(d)に示すように、前記はんだ付き導電ピラー4を配置した回路基板1A及び前記回路基板1Bを、電極2A及び2Bが対向するように組み合わせる。このように組み合わせた回路基板1A,1Bをオーブンに入れ、所定温度及び所定時間による加熱を施し、本発明のはんだ接合用樹脂組成物3A,3Bに含有される溶剤(C)を蒸発させることにより、本発明のはんだ接合用樹脂組成物3A,3Bを乾燥させる。これにより、本発明のはんだ接合用樹脂組成物3A,3Bは乾固し、回路基板1A及び回路基板1Bに配置されたはんだ付き導電ピラー4を回路基板1A,1Bに仮固定することができる。
 上記においては、回路基板1A及び1Bについて同時に溶剤(C)を乾燥させてはんだ付き導電ピラー4を仮固定する場合を記載したが、別々でも構わない。例えば、図3(d)の変形として、図2(c)に示すように、回路基板1Aにはんだ付き導電ピラー4を配置した後、はんだ付き導電ピラー4を配置した回路基板1Aをオーブンに入れ、所定温度及び所定時間による加熱を施し、本発明のはんだ接合用樹脂組成物3Aに含有される溶剤(C)を蒸発させることにより、本発明のはんだ接合用樹脂組成物3Aを乾燥し乾固させて、回路基板1Aに配置されたはんだ付き導電ピラー4を回路基板1Aに仮固定する。次に、回路基板1Aに仮固定されたはんだ付き導電ピラー4のもう一方のはんだを、回路基板1Bの電極2Bに対向するように配置し、本発明のはんだ接合用樹脂組成物3Bを乾燥し乾固させて、回路基板1Aに仮固定されたはんだ付き導電ピラー4を回路基板1Bに仮固定する。
 図3(e)に示すように、前記のように組み合わせた回路基板1A及び回路基板1Bからなる基板群をリフロー炉に通してリフローはんだ付け工程を行う。当該リフローはんだ付け工程において、はんだ付き導電ピラー4のはんだ部分4a及び4bが溶融することにより、前記回路基板1Aの電極2Aと導電ピラーの一方の端面とがはんだ接合される。また、同時に前記回路基板1Bの電極2Bと導電ピラーの他方の端面とがはんだ接合される。この時、本発明のはんだ接合用樹脂組成物3A,3Bは、熱可塑性樹脂(A)及び架橋剤(B)が反応し3次元架橋構造を形成することにより、熱硬化性樹脂硬化物となる。
 前記リフローはんだ付け工程を経た基板群にモールド材料5を注入して成形工程を行い、モールド材料5を硬化させる。
 前記した両側接合(先モールド後リフロー)や両側接合(先リフロー後モールド)においては、導電ピラーの上下の端面のそれぞれにはんだ4a,4bを備えているはんだ付き導電ピラーを用いて説明したが、はんだ付き導電ピラーとしては、片方の端面にのみはんだを備えたはんだ付き導電ピラーを用いることもできる。片方の端面にのみはんだを備えたはんだ付き導電ピラーを用いた場合、2枚の回路基板の内、回路基板1Aにはんだ付き導電ピラーを配置し、もう一方の回路基板1Bにはソルダーペースト等によるはんだ層を形成する。この場合、ソルダーペースト等ではんだ層を形成する回路基板1Bには、本発明のはんだ接合用樹脂組成物3Bを塗布等しない。そのため、リフローはんだ付け工程においてはんだ付けされるまでの、はんだ付き導電ピラー等の回路部材の回路基板等への固定は、本発明のはんだ接合用樹脂組成物3aにより発揮される。
(両側接合-導電ピラーブロック経由)
 図4を用いて、導電ピラーブロックを用いた場合のはんだ接合方法や回路基板製造方法を説明する。
 図4(a)に示すように、サポートキャリア6A,6Bを2枚準備する。前記サポートキャリア上に液状の本発明のはんだ接合用樹脂組成物3A,3Bを塗布、ポッティング又は印刷する。塗布、ポッティング又は印刷後の本発明のはんだ接合用樹脂組成物3A,3Bは、液状であっても、サポートキャリア6A,6Bの表面が露出してしまうほどの流動性は有しておらず、留まる程度の粘度や流動性を有している。
 前記本発明のはんだ接合用樹脂組成物3Aに覆われたサポートキャリア6A上に、はんだ付き導電ピラー4を略垂直に配置する。このとき、はんだ付き導電ピラーはその上下の端面のそれぞれにはんだ4a,4bを備えている。
 図4(a)に示すように、前記はんだ付き導電ピラー4を配置したサポートキャリア6Aと、前記サポートキャリア6Bとを対向するように配置し組み合わせる。このように組み合わせたサポートキャリア6A,6Bをオーブンに入れ、所定温度及び所定時間による加熱を施し、本発明のはんだ接合用樹脂組成物3A,3Bに含有される溶剤(C)を蒸発させることにより、本発明のはんだ接合用樹脂組成物3A,3Bを乾燥させる。これにより、本発明のはんだ接合用樹脂組成物3A,3Bは乾固し、サポートキャリア6A及び6Bに配置されたはんだ付き導電ピラー4をサポートキャリア6A,6Bに仮固定することができる。
 上記においては、サポートキャリア6A及び6Bにおいて同時に溶剤(C)を乾燥させてはんだ付き導電ピラー4を仮固定する場合を記載したが、別々でも構わない。例えば、図4(a)の変形として、回路基板1Aをサポートキャリア6Aに代えて図2(c)と同様の状態にして、はんだ付き導電ピラー4を配置したサポートキャリア6Aをオーブンに入れ、所定温度及び所定時間による加熱を施し、本発明のはんだ接合用樹脂組成物3Aに含有される溶剤(C)を蒸発させることにより、本発明のはんだ接合用樹脂組成物3Aを乾燥し乾固させて、サポートキャリア6Aに配置されたはんだ付き導電ピラー4をサポートキャリア6Aに仮固定する。次に、サポートキャリア6Bに、図2(b)と同様に、液状の本発明のはんだ接合用樹脂組成物3Bを塗布、ポッティング又は印刷する。次に、サポートキャリア6Aに仮固定されたはんだ付き導電ピラー4のもう一方のはんだを、サポートキャリア6Bに付された本発明のはんだ接合用樹脂組成物3Bに対向するように配置し、本発明のはんだ接合用樹脂組成物3Bを乾燥し乾固させて、サポートキャリア6Aに仮固定されたはんだ付き導電ピラー4をサポートキャリア6Bに仮固定する。
 図4(b)に示すように、前記のように組み合わせたサポートキャリア6A及びサポートキャリア6Bからなるサポートキャリア群にモールド材料5を注入する。
 前記モールド材料5を注入したサポートキャリア群をリフロー炉又はキュア炉に通してモールド材料5を仮硬化させるプレキュア工程を行う。これにより、モールド材料5はモールド材料仮硬化物になる。プレキュア工程は、モールド材料5のガラス転移点を僅かに下回る温度にて行われる。プレキュア工程の時間は、使用するモールド材料5に依存するが、例えば、1秒~30分程度である。プレキュア工程を設けることで、熱膨張係数の違いにより発生する界面応力による断線等を抑制することができる。
 図4(d)に示すように、前記プレキュア工程を経たサポートキャリア群からサポートキャリア6A,6Bを取り除き、前記はんだ付き導電ピラー4を内包するモールド材料仮硬化物からなる導電ピラーブロックを分離する。
 図4(e)に示すように、前記導電ピラーブロックの上面及び下面のそれぞれに電極2A,電極2Bを備えた回路基板1A,1Bを配置し、リフロー炉に通してリフローはんだ付け工程を行う。当該リフローはんだ付け工程において、はんだ付き導電ピラー4のはんだ部分が溶融することにより、前記はんだ付き導電ピラー4の一方及び他方の端面にそれぞれ前記電極2A,2Bがはんだ接合される。この時、本発明のはんだ接合用樹脂組成物3A,3Bは、熱可塑性樹脂(A)及び架橋剤(B)が反応し3次元架橋構造を形成することにより、熱硬化性樹脂硬化物となる。また、仮硬化したモールド材料仮硬化物もリフローはんだ付け工程においてポストキュアが行われ、モールド材料硬化物になる。
 前記した両側接合(先モールド後リフロー)、両側接合(先リフロー後モールド)や両側接合(導電ピラーブロック経由)においては、導電ピラーの上下の端面のそれぞれにはんだ4a,4bを備えているはんだ付き導電ピラーを用いて説明したが、導電ピラーとしては、導電ピラーの片方の端面にのみはんだを備えたはんだ付き導電ピラーや、上下の端面のいずれにもはんだを備えない導電ピラーを用いることもできる。この場合、導電ピラーのはんだが備えられていない端面に対向する回路基板の電極に、はんだが備えられていればよい。例えば、片方の端面にのみはんだを備えたはんだ付き導電ピラーを用いる場合、2枚の回路基板の内、回路基板1Aにはんだ付き導電ピラーを配置し、もう一方の回路基板1Bにはソルダーペースト等によるはんだ層を形成すればよい。また、上下の端面のいずれにもはんだを備えない導電ピラーを用いる場合、回路基板1A及び1Bには、ソルダーペースト等によるはんだ層を形成すればよい。
 上記実施態様では、本発明のはんだ接合用樹脂組成物を用いて電極上にはんだを仮固定する態様を説明したが、その他の回路部材の仮固定にも利用することができる。例えば、導電ピラーとはんだの仮固定にも利用することができる。
 また、本発明のはんだ接合用樹脂組成物の使用方法として、電極に塗布する態様を説明したが、例えば、はんだ、はんだ付き導電ピラー、導電ピラーなどの回路部材に塗布してもよい。
 はんだ付き導電ピラーを用いた場合で説明したが、回路部材としては、はんだ付き導電ピラーに限定されるものではなく、ICチップ等の半導体素子やソルダーペーストやCuピラー等の接続部品や抵抗等の受動性の電気部品等でも適用でき、回路部材は、例えば、はんだバンプやCuピラー等を備えていてもよい。また、回路部材と電極とが対向面を有していない、例えば、ボールバンプを備えたICチップ等でも適用できる。
[はんだ接合用樹脂組成物の用途]
 本発明のはんだ接合用樹脂組成物は、電子部品の製造工程における仮固定や、塗装、蒸着又はスパッタリングなどの被膜形成工程におけるマスキングに使用することができ、紙、木材、ガラス、金属、半導体、セラミックス、基板、布、プラスチック等の被加工材の仮固定部材として使用することができる。
 電子部品としては、半導体素子や液晶表示素子、太陽電池等の電子部品が挙げられ、製造工程としては、例えば、半導体ウエハのバックグラインド工程、ダイシング工程、シリコンインゴッドのワイヤーソー切断工程、ガラスやセラミックス切断工程等が挙げられる。ガラスやセラミックスなどのワークを本発明のはんだ接合用樹脂組成物により仮固定して積層後、一括切断することで飛躍的に切断の生産性を向上させることができる。
 以下に、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。なお、以下の実施例で使用した各成分の物性値については、下記の方法に基づいて測定した値を使用した。
本発明で用いた測定方法および評価方法は以下のとおりである。
[1]測定方法および評価方法
(1)ダイシェア強度の測定方法及び評価方法
 実施例および比較例で製造した各樹脂組成物を、銅基板上(FR-4)にアプリケーターを用い、厚さ50μmで塗布し、樹脂組成物層を有する基板を作成した。
 なお、用いた基板FR-4は、ガラスエポキシ基板で、電極は銅からなり、電極表面のUBM層はCu/Ni/Au(Ni層の厚さは3μm、Au層の厚さは0.03μm)である。
 はんだボールを銅基板上の塗布した樹脂組成物層に載せ、オーブンを用い、120℃で30分間乾燥した。
 乾燥した後、ダイシェアーテスター(デイジー社製シリーズ5000)を用い、基板上のはんだボールに対し、シェアツール速度300μm/s、シェアツールを材料からの高さ30μmにして基板と平行に力を加え、ダイシェア強度を測定した。
 はんだボールは、直径0.76mm、合金組成SAC305を用いた。
 評価は次のとおりである。
 ◎:ダイシェア強度が700g以上
 〇:ダイシェア強度が500g以上700未満
 ×:ダイシェア強度が500g未満
(2)はんだ接合の評価方法
 上記(1)ダイシェア強度の測定方法の欄において、120℃で30分間乾燥したはんだボールが樹脂組成物層に載った銅基板を用い、リフローはんだ付けをした。
 リフローはんだ付けは、室温から150℃まで1分間で昇温した後、150℃から最高温度250℃の間で、4分間リフローさせた。
 リフロー後、はんだボールの中央部分を基板とともに、基板の平面視に対し鉛直方向に切断した。切断面におけるはんだボールと基板との間の接合部を顕微鏡で拡大し、目視によって評価をした。
 評価は次のとおり。
 ◎:はんだ接合をしており、切断面におけるはんだボールと基板との間の接合部の長さが、はんだボールの直径の80%以上である。
 〇:はんだ接合をしており、切断面におけるはんだボールと基板との間の接合部の長さがはんだボールの直径の50%以上80%未満である。
 ×:はんだ接合をしていない。又は、切断面におけるはんだボールと基板との間の接合部の長さがはんだボールの直径50%未満である。
 実施例および比較例で使用したフェノキシ樹脂、酸無水物及び添加剤は、以下のとおりである。
<フェノキシ樹脂>
フェノキシ樹脂:YX7200B35(三菱ケミカル株式会社製、2-ブタノン溶液)、固形分35質量%
<エポキシ樹脂>
エポキシ樹脂:jer828(三菱ケミカル株式会社製)
<酸無水物>
TDA-100:式(2)で表される構造(新日本理化株式会社製、リカシッドTDA-100)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
BT-100:式(3)で表される構造(新日本理化株式会社製、リカシッドBT-100)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
BzDA:式(4)で表される構造(ENEOS株式会社製)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
BPDA:式(5)で表される構造(JFEケミカル株式会社製)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
<イミダゾール系硬化剤>
イミダゾール系硬化剤:2PHZPW(四国化成工業株式会社製)
[実施例A]
 フェノキシ樹脂の2-ブタノン溶液(YX7200B35)286質量部に、ジエチレングリコールモノメチルエーテル257質量部を加えた後、2-ブタノンを真空留去し、フェノキシ樹脂のジエチレングリコール溶液357質量部を得た。
 フェノキシ樹脂のジエチレングリコール溶液357質量部にTDA-100 50質量部を加え、三本ロールを用いて混錬し、フェノキシ樹脂組成物407質量部を得た。
[実施例B~D]
 実施例Aにおけるジエチレングリコールモノメチルエーテル257質量部およびTDA-100 50質量部の代わりに、表1に記載の溶剤および架橋剤の種類または量を用いた以外、同様にして、各フェノキシ樹脂組成物を得た。
[実施例E]
 フェノキシ樹脂の2-ブタノン溶液(YX7200B35)286質量部に、ジエチレングリコールモノメチルエーテル290質量部を加えた後、2-ブタノンを真空留去し、フェノキシ樹脂のジエチレングリコール溶液390質量部を得た。
 フェノキシ樹脂のジエチレングリコール溶液290質量部にBPDA 42質量部およびアジピン酸12質量部を加え、三本ロールを用いて混錬し、フェノキシ樹脂組成物444質量部を得た。
[実施例F及びG]
 実施例Eにおけるジエチレングリコールモノメチルエーテル290質量部およびアジピン酸12質量部の代わりに、表2に記載の溶剤およびフラックス剤の種類または量を使用した以外、同様にして、各フェノキシ樹脂組成物を得た。
[実施例H、I、N、O、PおよびQ]
 実施例Eにおけるジエチレングリコールモノメチルエーテル290質量部およびアジピン酸12質量部の代わりに、表3に記載の溶剤、架橋剤およびフラックス剤の種類または量を使用した以外、同様にして、各フェノキシ樹脂組成物を得た。
[実施例J]
 実施例Eにおけるジエチレングリコールモノメチルエーテル290質量部およびアジピン酸12質量部の代わりに、表4に記載の溶剤、架橋剤およびフラックス剤の種類または量を使用した以外、同様にして、各フェノキシ樹脂組成物を得た。
[実施例R、M、KおよびL]
 実施例Eにおけるジエチレングリコールモノメチルエーテル290質量部およびアジピン酸12質量部の代わりに、表5に記載の溶剤、架橋剤およびフラックス剤の種類または量を使用した以外、同様にして、各フェノキシ樹脂組成物を得た。
[実施例S]
 実施例Eにおけるジエチレングリコールモノメチルエーテル290質量部およびアジピン酸12質量部の代わりに、表5に記載の溶剤、架橋剤およびフラックス剤の種類または量並びに添加剤を使用した以外、同様にして、フェノキシ樹脂組成物を得た。
[比較例]
 表6に記載した成分及び量を用いて、実施例Aと同様に製造し、比較例の樹脂組成物を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
 実施例から本発明のはんだ接合用樹脂組成物は、固定力もはんだ接合性も良好であることが分かった。
 本発明のはんだ接合用樹脂組成物は、固定力が良好であるので、はんだ接合において電気部品の位置ずれがないように固定することができる。
 本発明のはんだ接合用樹脂組成物は、はんだ接合性が良好であるので、はんだ接合方法やはんだ接合方法を用いて回路基板を製造する場合に、はんだ接合不良を抑制することができる。
 比較例のはんだ接合用樹脂組成物は、実施例における本発明のはんだ接合用樹脂組成物と比較して、熱可塑性樹脂として常温で液状のエポキシ樹脂を多く含むため、乾燥後のはんだ接合用樹脂組成物が仮固定力を発揮できず、ダイシェア強度が×、はんだ接合性も×となり、はんだ接合において電気部品の位置ずれがないように固定することができず、はんだ接合不良を抑制することもできないことが分かった。
 本発明のはんだ接合用樹脂組成物は、電子部品の製造工程における仮固定に使用することができ、紙、木材、ガラス、金属、半導体、セラミックス、基板、布、プラスチック等の被加工材の仮固定部材として使用することができる。
1,1A,1B・・・回路基板、2,2A,2B・・・電極、3,3A,3B・・・はんだ接合用樹脂組成物、4・・・はんだ付き導電ピラー、4a,4b・・・はんだ、5・・・モールド材料、6A,6B・・・サポートキャリア、7・・・ソルダーレジスト

 

Claims (8)

  1.  熱可塑性樹脂(A)及び架橋剤(B)を含むはんだ接合用樹脂組成物。
  2.  固化することにより回路部材を仮固定することを特徴とする、請求項1に記載のはんだ接合用樹脂組成物。
  3.  溶剤(C)を含む、請求項1及び請求項2に記載のはんだ接合用樹脂組成物。
  4.  フラックス剤(D)を含む、請求項1~3のいずれか一項に記載のはんだ接合用樹脂組成物。
  5.  前記熱可塑性樹脂(A)がフェノキシ樹脂である、請求項1~4のいずれか一項に記載のはんだ接合用樹脂組成物。
  6.  前記架橋剤(B)が酸無水物(b1)であって、前記酸無水物(b1)が特有の原子団(-CO・O・OC-)を2つ以上有している、請求項1~5のいずれか一項に記載のはんだ接合用樹脂組成物。
  7.  請求項1~6のいずれか一項に記載のはんだ接合用樹脂組成物を用いたはんだ接合方法であって、下記(i)~(v)のステップを有することを特徴とする、はんだ接合方法。
     (i)液状の前記はんだ接合用樹脂組成物を準備するステップ
     (ii)前記(i)に記載の液状のはんだ接合用樹脂組成物を基板の電極を有する面又は回路部材に塗布するステップ
     (iii)基板の電極を有する面に塗布された前記液状のはんだ接合用樹脂組成物に回路部材を配置する、又は前記液状のはんだ接合用樹脂組成物が塗布された回路部材を基板の電極を有する面に配置するステップ
     (iv)所定温度及び所定時間の加熱により前記液状のはんだ接合用樹脂組成物を固化させて、前記回路部材を仮固定するステップ
     (v)前記固化されたはんだ接合用樹脂組成物をはんだの融点以上の温度に加熱するステップ
  8.  (i)液状の請求項1~6のいずれか一項に記載のはんだ接合用樹脂組成物を準備するステップ
     (ii)前記(i)に記載の液状のはんだ接合用樹脂組成物を基板の電極を有する面又は回路部材に塗布するステップ
     (iii)基板の電極を有する面に塗布された前記液状のはんだ接合用樹脂組成物に回路部材を配置する、又は前記液状のはんだ接合用樹脂組成物が塗布された回路部材を基板の電極を有する面に配置するステップ
     (iv)所定温度及び所定時間の加熱により前記液状のはんだ接合用樹脂組成物を固化させて、前記回路部材を仮固定するステップ
     (v)前記固化されたはんだ接合用樹脂組成物をはんだの融点以上の温度に加熱するステップ
    を備えたことを特徴とする回路基板の製造方法。

     
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