JP2016002553A - Lead-free solder paste - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、特定の非ハロゲン系フラックスとＳｎ−Ｂｉ合金粉末を用いてなる鉛フリーソルダペーストに関する。 The present invention relates to a lead-free solder paste using a specific non-halogen-based flux and Sn—Bi alloy powder.
回路基板の表面実装は、例えば、回路基板上の電極パッドに、はんだ付け用フラックスとはんだ粉末を含有するクリーム状のはんだ付け用ペーストを、スクリーン印刷やディスペンサー吐出等の方法で供給し、その上にコンデンサー等の電子部品を搭載して回路基板とした後、当該回路基板をリフロー炉内で加熱して、はんだ粉末を溶融し、該電子部品と該電極パッドを接合することにより行われる。 For surface mounting of a circuit board, for example, a cream soldering paste containing soldering flux and solder powder is supplied to the electrode pads on the circuit board by a method such as screen printing or dispenser discharge. After mounting electronic components such as capacitors on a circuit board, the circuit board is heated in a reflow furnace to melt the solder powder, and the electronic component and the electrode pad are joined.
はんだ付け用フラックスには、ベース樹脂として、ロジン類（ガムロジン、ウッドロジン、トール油ロジン、重合ロジン等）が汎用されているが、例えばはんだ粉末表面の酸化皮膜の除去やハンダ粉末の再酸化防止効果などに優れるためである。 For soldering fluxes, rosins (gum rosin, wood rosin, tall oil rosin, polymerized rosin, etc.) are widely used as base resins. For example, removal of oxide film on the surface of solder powder and reoxidation prevention of solder powder It is because it is excellent in.
はんだ合金としては、Ｓｎ−Ｐｂ合金が一般的であり長期に亘る使用実績があるが、鉛の毒性問題が表面化し、Ｓｎ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ｓｂ系、Ｓｎ−Ｂｉ系、Ｓｎ−Ｚｎ系合金などの所謂「鉛フリーはんだ合金」が開発されている。 As a solder alloy, a Sn—Pb alloy is generally used and has a long track record of use, but the toxicity problem of lead has surfaced, and Sn—Ag, Sn—Sb, Sn—Bi, and Sn—Zn are surfaced. So-called “lead-free solder alloys” such as alloys have been developed.
ところで、Ｓｎ−Ｂｉ合金は、共晶組成が４２Ｓｎ／５８Ｂｉで、共晶温度が１３８℃である。該共晶温度はＳｎ−Ｐｂ共晶はんだの共晶温度１８３℃よりもかなり低いため、耐熱性の低い部材の接合に適しており、耐熱温度の低い部品や紙フェノール基板での実装が可能である。またＳｎ−Ｂｉ合金は、銀を含有するはんだ合金に比べて安価であるなどの特長がある。しかしながら、該合金は、脆くて硬いため引張強度や伸びなどの機械的特性が劣る傾向がある。また、Ｓｎ−Ａｇ系合金に比べ酸化されやすいため、Ｓｎ−Ｂｉ合金を用いた鉛フリーソルダペーストでは、はんだの濡れ不良やはんだボール発生などの問題が生じやすい。 By the way, the Sn—Bi alloy has a eutectic composition of 42 Sn / 58 Bi and a eutectic temperature of 138 ° C. Since the eutectic temperature is considerably lower than the eutectic temperature of Sn-Pb eutectic solder of 183 ° C, it is suitable for joining members with low heat resistance, and can be mounted on parts with low heat resistance and paper phenol substrates. is there. In addition, the Sn—Bi alloy is advantageous in that it is less expensive than a solder alloy containing silver. However, since the alloy is brittle and hard, it tends to have poor mechanical properties such as tensile strength and elongation. In addition, since the lead-free solder paste using the Sn-Bi alloy is likely to be oxidized as compared with the Sn-Ag alloy, problems such as poor solder wetting and generation of solder balls are likely to occur.
なお、特許文献１には、特定アミン化合物を必須成分とするロジン系フラックスとＳｎ−Ｚｎ系合金を含有する、鉛フリーソルダペーストが記載されている。 Patent Document 1 describes a lead-free solder paste containing a rosin flux containing a specific amine compound as essential components and an Sn—Zn alloy.
本発明は、はんだの濡れ不良やはんだボール発生などの前記課題を解決することができる、Ｓｎ−Ｂｉ合金を用いた鉛フリーソルダペーストを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a lead-free solder paste using an Sn-Bi alloy that can solve the above-described problems such as poor solder wetting and generation of solder balls.
すなわち本発明は、重合ロジン類（ａ１）を含有するロジン系ベース樹脂（Ａ）、二塩基酸系活性剤（Ｂ）およびシクロヘキシルアミンのエチレンオキシド付加物（Ｃ）を必須成分として含む非ハロゲン系フラックス、ならびにＳｎ−Ｂｉはんだ合金粉末からなることを特徴とする鉛フリーソルダペーストに関する。 That is, the present invention relates to a non-halogen-based flux comprising, as essential components, a rosin base resin (A) containing a polymerized rosin (a1), a dibasic acid activator (B), and an ethylene oxide adduct (C) of cyclohexylamine. And a lead-free solder paste characterized by comprising Sn-Bi solder alloy powder.
本発明によれば、はんだの濡れ不足やはんだボール発生などの前記欠点を解消できる、Ｓｎ−Ｂｉ合金を用いた鉛フリーソルダペーストを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the lead-free solder paste using Sn-Bi alloy which can eliminate the said faults, such as insufficient wetting of solder and generation | occurrence | production of a solder ball, can be provided.
〔非ハロゲン系フラックスについて〕
本発明のソルダペーストに用いられる非ハロゲン系フラックス（以下「本件フラックス」という）は、前記のように、重合ロジン類（ａ１）（以下「ａ１成分」という）を含有するロジン系ベース樹脂（Ａ）（以下「Ａ成分」という）、二塩基酸系活性剤（Ｂ）（以下「Ｂ成分」という）およびシクロヘキシルアミンのエチレンオキシド付加物（Ｃ）（以下「Ｃ成分」という）を必須成分として含むものである。以下、各構成成分につき順次説明する。
[Non-halogen flux]
As described above, the non-halogen flux (hereinafter referred to as “the flux”) used in the solder paste of the present invention is a rosin base resin (A1) containing a polymerized rosin (a1) (hereinafter referred to as “a1 component”). ) (Hereinafter referred to as “component A”), dibasic acid activator (B) (hereinafter referred to as “component B”) and cyclohexylamine ethylene oxide adduct (C) (hereinafter referred to as “component C”) as essential components. It is a waste. Hereinafter, each component will be described sequentially.
前記Ａ成分では、ａ１成分が必須成分として含有されている。用いるａ１成分としては、格別限定されず各種公知の重合ロジンを使用できる。ａ１成分の一般恒数についても格別限定されないが、色調（ＪＩＳ−Ｋ５９０２）がガードナー色数１〜１０程度、酸価（ＪＩＳ−Ｋ５９０３）が１３０〜１６０ｍｇＫＯＨ／ｇ程度、軟化点（ＪＩＳ−Ｋ２２０７）が１３０〜１５０℃程度の範囲にあるのが好ましい。Ａ成分の色調が重視される場合には、ａ１成分として水素化重合ロジンを好ましく使用できる。 In the A component, the a1 component is contained as an essential component. The a1 component to be used is not particularly limited, and various known polymerized rosins can be used. The general constant of the a1 component is not particularly limited, but the color tone (JIS-K5902) is about 1 to 10 Gardner colors, the acid value (JIS-K5903) is about 130 to 160 mgKOH / g, and the softening point (JIS-K2207). Is preferably in the range of about 130 to 150 ° C. When importance is attached to the color tone of the A component, a hydrogenated polymerized rosin can be preferably used as the a1 component.
Ａ成分（固形分換算）中のａ１成分の含有量（固形分換算）は、ハンダの濡れ性や貯蔵安定性の観点より決定され、通常は２０重量％以上であり、好ましくは２５重量％以上である。該含有量が重量％に満たない場合は、はんだボール抑制力が悪化する傾向がある。 The content of the a1 component in the component A (in terms of solid content) (in terms of solid content) is determined from the viewpoint of solder wettability and storage stability, and is usually 20% by weight or more, preferably 25% by weight or more. It is. When the content is less than% by weight, the solder ball suppressing power tends to deteriorate.
Ａ成分では、前記ａ１成分の前記含有率を満足する限り、ａ１成分の他に、例えばガムロジン、ウッドロジン、トール油ロジン等の天然ロジン類；不均化ロジン類、水素化ロジン類、ホルミル化ロジン類、フマル化ロジン類、マレイン化ロジン類、アクリル化ロジン類等の変性ロジン類などを、格別限定なく使用できる。任意使用可能な該ロジン類の使用量は、得られる本件フラックスの性能を維持できる範囲とされ、Ａ成分（固形分換算）中で通常８０重量％未満とするのがよい。 In the case of component A, as long as the content of the component a1 is satisfied, in addition to the component a1, natural rosins such as gum rosin, wood rosin, tall oil rosin, etc .; disproportionated rosins, hydrogenated rosins, formylated rosins , Modified rosins such as fumarinated rosins, maleated rosins, acrylated rosins and the like can be used without particular limitation. The amount of the rosin that can be optionally used is within a range in which the performance of the obtained flux can be maintained, and is preferably less than 80% by weight in the component A (in terms of solid content).
本件フラックス全体（有姿）におけるＡ成分の含有量（固形分換算、以下同様）は、通常２０〜６０重量％程度、好ましくは２５〜５５重量％である。該含有量が２０重量％未満では、得られる本件フラックスや本発明のソルダペーストのはんだボール抑制力が悪化する傾向となり、また６０重量％を超える場合は高粘度のため印刷不良となる傾向がある。 The content of the A component in the entire flux (solid) (in terms of solid content, the same applies hereinafter) is usually about 20 to 60% by weight, preferably 25 to 55% by weight. If the content is less than 20% by weight, the solder ball suppressing power of the obtained flux or the solder paste of the present invention tends to deteriorate, and if it exceeds 60% by weight, printing tends to be poor due to high viscosity. .
前記Ｂ成分としては、非ハロゲン系二塩基酸を用いることが必須とされる。該二塩基酸の具体例としては、コハク酸、マロン酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、デカン二酸、ドデカン二酸などが挙げられるが、これらの中でもコハク酸、マロン酸、グルタル酸、アジピン酸からなる群より選択される少なくとも１種を使用した方が、活性剤効果に優れるため好ましい。本件フラックスは、ソルダペーストの絶縁性や腐食性を考慮して、非ハロゲン系であることが必須とされるため、従来公知のフラックスに用いるハロゲン系活性剤の使用は好ましくない。該ハロゲン系活性剤としては、例えば、ジエチルアミン臭化水素酸塩、シクロヘキシルアミン臭化水素酸塩、ジフェニルグアニジン臭化水素酸塩、などの有機アミン類のハロゲン化水素酸塩；ｔｒａｎｓ−２，３−ジブロモ−２−ブテン−１，４−ジオールなどの有機ハロゲン化物などが挙げられる。なお、本件フラックスにおいては、得られるソルダペーストの性能に悪影響しない範囲で、ピコリン酸、Ｎ−ラウロイルサルコシン、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸などの一塩基酸をＢ成分と併用してもよく、該使用量は通常Ｂ成分１００重量部あたり６０重量部未満とされる。 As the component B, it is essential to use a non-halogen dibasic acid. Specific examples of the dibasic acid include succinic acid, malonic acid, glutaric acid, adipic acid, sebacic acid, decanedioic acid, dodecanedioic acid, etc. Among them, succinic acid, malonic acid, glutaric acid, It is preferable to use at least one selected from the group consisting of adipic acid because the effect of the activator is excellent. Since the flux is required to be non-halogen based in consideration of the insulation and corrosivity of the solder paste, it is not preferable to use a halogen-based activator used in a conventionally known flux. Examples of the halogen-based activator include hydrohalates of organic amines such as diethylamine hydrobromide, cyclohexylamine hydrobromide, diphenylguanidine hydrobromide; trans-2,3 -Organic halides such as dibromo-2-butene-1,4-diol. In this flux, monobasic acids such as picolinic acid, N-lauroyl sarcosine, capric acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, margaric acid, stearic acid are used within the range that does not adversely affect the performance of the obtained solder paste. You may use together with B component, and this usage-amount will be normally less than 60 weight part per 100 weight part of B component.
本件フラックスにおけるＢ成分の含有量は、はんだボール抑制力および印刷適性の観点から決定され、通常３〜１０重量％程度、好ましくは４〜８重量％である。Ｂ成分の含有量が３重量％未満では、得られる本件フラックスや本発明のソルダペーストのはんだボール抑制力が悪化する傾向となり、また１０重量％を超える場合は高粘度のため印刷不良となる傾向がある。 Content of B component in this flux is determined from a viewpoint of solder ball suppression power and printability, and is usually about 3 to 10% by weight, preferably 4 to 8% by weight. When the content of the B component is less than 3% by weight, the solder ball suppressing power of the obtained flux and the solder paste of the present invention tends to deteriorate, and when it exceeds 10% by weight, printing tends to be poor due to high viscosity. There is.
前記Ｃ成分は、各種有機アミンや有機アミン系界面活性剤の中から、Ｓｎ−Ｂｉ用ソルダペーストのはんだ付け性向上効果に着目して鋭意選定されたものである。Ｃ成分は前記Ｂ成分と併用することにより、Ｂ成分の活性効果を助長することができる。Ｃ成分におけるエチレンオキシド付加モル数は、格別限定されないが、通常は２〜１０モル程度である。好ましくはエチレンオキシド付加モル数が２であるＮ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）−Ｎ−シクロヘキシルアミンが、はんだボール抑制力や入手容易性の点から好ましく使用できる。なお、公知の有機アミン類、例えばトリブチルアミン、ジエチルアミン、シクロヘキシルアミンなどをＣ成分と併用してもよく、該使用量は通常、Ｃ成分１００重量部あたり６０重量部未満とされる。 The component C has been selected from various organic amines and organic amine surfactants by paying attention to the effect of improving the solderability of the Sn-Bi solder paste. C component can promote the active effect of B component by using together with said B component. The number of moles of ethylene oxide added in component C is not particularly limited, but is usually about 2 to 10 moles. Preferably, N, N-bis (2-hydroxyethyl) -N-cyclohexylamine having an ethylene oxide addition mole number of 2 can be preferably used from the viewpoint of solder ball restraining power and availability. It should be noted that known organic amines such as tributylamine, diethylamine, cyclohexylamine and the like may be used in combination with the C component, and the amount used is usually less than 60 parts by weight per 100 parts by weight of the C component.
本件フラックスにおいては、前記Ａ〜Ｃ成分の他に、必要に応じて、溶剤、チキソトロピック剤などを配合できる。 In this flux, a solvent, a thixotropic agent, etc. can be mix | blended as needed other than said AC component.
前記溶剤としては、各種公知のものを格別限定なく使用することができ、具体的には、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ヘキシルグリコール、オクタンジオール、エチルヘキシルグリコール、ベンジルアルコール、１，３−ブタンジオール、１，４ −ブタンジオール２−（２−ｎ−ブトキシエトキシ）エタノール、テルピネオール等のアルコール類；安息香酸ブチル、アジピン酸ジエチル、２−（２−ｎ−ブトキシエトキシ）エチルアセテート等のエステル類；ドデカン、テトラデセン等の炭化水素類；Ｎ−メチル−２−ピロリドン等のピロリドン類；メチルプロピレングリコール、ブチルプロピレングリコール、フェニルプロピレングリコール、メチルプロピレントリグリコール等のプロピレン類を例示できる。これらの中でも、はんだ濡れ性の観点から、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、テルピネオール、メチルプロピレントリグリコールを好ましく使用できる。これら溶剤は１種を単独で、または２種以上を組み合わせて用いることができる。 As the solvent, various known solvents can be used without particular limitation. Specifically, ethylene glycol monohexyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, hexyl glycol, octanediol, ethylhexyl glycol, benzyl alcohol, 1,3- Alcohols such as butanediol, 1,4-butanediol 2- (2-n-butoxyethoxy) ethanol, terpineol; esters such as butyl benzoate, diethyl adipate, 2- (2-n-butoxyethoxy) ethyl acetate Hydrocarbons such as dodecane and tetradecene; pyrrolidones such as N-methyl-2-pyrrolidone; methylpropylene glycol, butylpropylene glycol, phenylpropylene glycol, methylpropylene triglycol and the like Propylenes can be exemplified. Among these, diethylene glycol monohexyl ether, terpineol, and methylpropylene triglycol can be preferably used from the viewpoint of solder wettability. These solvents can be used alone or in combination of two or more.
本件フラックスにおける該溶剤の含有量は、得られるソルダペーストの濡れ性や印刷適性の観点から決定され、通常１５〜５０重量％程度、好ましくは２５〜４５重量％である。 The content of the solvent in the present flux is determined from the viewpoint of wettability and printability of the obtained solder paste, and is usually about 15 to 50% by weight, preferably 25 to 45% by weight.
前記チキソトロピック剤としては、各種公知のものを格別限定なく使用でき、具体例としては、硬化ひまし油、蜜ロウ、カルナバワックス、ステアリン酸アミド、ヒドロキシステアリン酸エチレンビスアミド等が挙げられ、これらは１種を単独で、または２種以上を組み合わせて用いることができる。本件フラックスにおけるチキソトロピック剤の含有量は、得られるソルダペーストの印刷適性の観点から決定され、通常は２〜１２重量％程度、好ましくは３〜９重量％である。 As the thixotropic agent, various known ones can be used without any particular limitation. Specific examples include hardened castor oil, beeswax, carnauba wax, stearamide, hydroxystearic acid ethylenebisamide, and the like. Can be used alone or in combination of two or more. The content of the thixotropic agent in the present flux is determined from the viewpoint of printability of the obtained solder paste, and is usually about 2 to 12% by weight, preferably 3 to 9% by weight.
更に、本件フラックスには、従来のフラックスで常用される各種公知の添加剤、例えば酸化防止剤、防黴剤、つや消し剤などを適宜に配合してもよい。また、所望により、各種合成樹脂を配合することもできる。該具体例としては、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂（ナイロン樹脂）、ポリエステル樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリオレフイン樹脂、フツ素系樹脂、ＡＢＳ樹脂など；イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、クロロプレンゴムまたはナイロンゴムなどの各種合成ゴム；ナイロン系エラストマーまたはポリエステル系エラストマー等のエラストマーなどが挙げられ、これらは１種を単独で、または２種以上を組み合わせて用いることができる。 Furthermore, the present flux may be appropriately mixed with various known additives commonly used in conventional fluxes, such as antioxidants, antifungal agents, and matting agents. Moreover, various synthetic resins can be blended as desired. Specific examples include epoxy resins, acrylic resins, polyimide resins, polyamide resins (nylon resins), polyester resins, polyacrylonitrile resins, vinyl chloride resins, vinyl acetate resins, polyolefin resins, fluorine-based resins, ABS resins, etc .; isoprene Various synthetic rubbers such as rubber, styrene butadiene rubber (SBR), butadiene rubber (BR), chloroprene rubber or nylon rubber; elastomers such as nylon elastomer or polyester elastomer, etc., which may be used alone or in combination Two or more kinds can be used in combination.
〔ソルダペーストについて〕
本発明のソルダペーストでは、はんだ合金粉末として、Ｓｎ−Ｂｉ合金粉末（以下「本件はんだ粉末」という）を必須使用する。前記のように、Ｓｎ−Ｂｉ合金の共晶温度（１３８℃）はＳｎ−Ｐｂ共晶はんだの共晶温度（１８３℃）よりもかなり低いため、耐熱性の低い部材の接合に適しており、耐熱温度の低い部品や紙フェノール基板での実装が可能である。またＳｎ−Ｂｉ合金は、銀を含有するはんだ合金に比べて安価であるなどの特長がある。本発明で用いるＳｎ−Ｂｉ合金とは、Ｓｎが２０〜６５重量％で残部がＢｉである合金、および微量（１〜３％）の範囲の銀（Ａｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、銅（Ｃｕ）、アンチモン（Ｓｂ）、インジウム（Ｉｎ）等を含んだ合金のことをいう。
[About solder paste]
In the solder paste of the present invention, Sn—Bi alloy powder (hereinafter referred to as “the present solder powder”) is indispensably used as the solder alloy powder. As described above, since the eutectic temperature (138 ° C.) of the Sn—Bi alloy is considerably lower than the eutectic temperature (183 ° C.) of the Sn—Pb eutectic solder, it is suitable for joining members having low heat resistance. It can be mounted on components with low heat resistance and paper phenol substrates. In addition, the Sn—Bi alloy is advantageous in that it is less expensive than a solder alloy containing silver. The Sn—Bi alloy used in the present invention is an alloy in which Sn is 20 to 65% by weight and the balance is Bi, and a small amount (1 to 3%) of silver (Ag), zinc (Zn), germanium (Ge ), Copper (Cu), antimony (Sb), indium (In) and the like.
本発明のソルダペーストは、本件フラックスおよび本件はんだ粉末で構成される。両者の配合割合は、通常は前者：後者が重量換算で５：９５〜３０：７０程度、好ましくは８：９２〜２０：８０である。本件はんだ粉末の形状についても、特に限定されるものではなく、真球、不定形などいずれの形状であってもよい。また、該粉末の粒径についても特に限定されないが、対象基板に対する印刷性の観点から、２〜５０μｍ程度のものが好ましい。 The solder paste of the present invention is composed of the present flux and the present solder powder. The blending ratio of the two is usually about 5:95 to 30:70, preferably 8:92 to 20:80 in terms of weight of the former: latter. The shape of the present solder powder is not particularly limited, and may be any shape such as a true sphere or an indefinite shape. The particle size of the powder is not particularly limited, but is preferably about 2 to 50 μm from the viewpoint of printability on the target substrate.
〔ソルダペーストの使用態様について〕
例えば、基板と電子部品との接合（実装方法）においては、表面実装技術（ＳＭＴ）が適用できる。この実装方法は、まず本発明のソルダペーストを印刷法により基板、例えば配線板上の所望の箇所に塗布した後、チップ部品やＱＦＰなどの電子部品を該塗布部に載置し、リフロー熱源により一括してはんだ付けを行なう。リフロー熱源には、熱風炉、赤外線炉、蒸気凝縮はんだ付け装置、光ビームはんだ付け装置などを使用できる。
[About usage of solder paste]
For example, surface mounting technology (SMT) can be applied to bonding (mounting method) between a substrate and an electronic component. In this mounting method, first, the solder paste of the present invention is applied to a desired location on a substrate, for example, a wiring board by a printing method, and then an electronic component such as a chip component or QFP is placed on the application portion, and a reflow heat source is used. Solder all at once. As the reflow heat source, a hot air furnace, an infrared furnace, a vapor condensation soldering device, a light beam soldering device, or the like can be used.
該プロセスでは、プリント配線板の温度を均一にするためにプレヒートし、ついで本件はんだ合金粉末の融点（１３８℃）以上〜２００℃程度以下に加熱される。その後、基板を冷却し表面実装が完了する。この実装方法によれば、プリント配線板等の基板（被接合板）の両面に対しても容易に接合させることができる。なお、本発明のソルダペーストを使用できる電子部品としては、例えば、ＬＳＩ、抵抗器、コンデンサー、トランス、インダクタンス、発振子・振動子等が挙げられるが、これに限定されるものではない。 In this process, preheating is performed to make the temperature of the printed wiring board uniform, and then the solder alloy powder is heated to a melting point (138 ° C.) or higher and about 200 ° C. or lower. Thereafter, the substrate is cooled to complete the surface mounting. According to this mounting method, it is possible to easily bond both surfaces of a substrate (bonded plate) such as a printed wiring board. Examples of electronic components that can use the solder paste of the present invention include, but are not limited to, LSIs, resistors, capacitors, transformers, inductances, oscillators / vibrators, and the like.
以下、実施例および比較例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are given and this invention is demonstrated further in detail, this invention is not limited to these.
＜フラックスの調製＞
実施例１
重合ロジン（軟化点１４０℃）を４２部、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル（日本乳化剤（株）製）を４０重量部、グルタル酸（東京化成工業（株）製）を７重量部、チキソトロピック剤（製品名「硬化ひまし油 ＨＣＯ−Ｐ」、豊国製油（株）製）を７．５重量部、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）−Ｎ−シクロヘキシルアミン（ＢＣＨＡ）を３．５重量部、加熱下に充分に混合し、フラックスを調製した。
<Preparation of flux>
Example 1
42 parts of polymerized rosin (softening point 140 ° C.), 40 parts by weight of diethylene glycol monohexyl ether (manufactured by Nippon Emulsifier Co., Ltd.), 7 parts by weight of glutaric acid (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), thixotropic agent (product) Name "Hardened castor oil HCO-P", Toyokuni Oil Co., Ltd.) 7.5 parts by weight, N, N-bis (2-hydroxyethyl) -N-cyclohexylamine (BCHA) 3.5 parts by weight, heating Mix well underneath to prepare a flux.
実施例２〜５
表１に示す原料組成に変更した他は、実施例１と同様にして各種フラックスを調製した。
Examples 2-5
Various fluxes were prepared in the same manner as in Example 1 except that the raw material composition shown in Table 1 was changed.
比較例１〜５
表２に示す原料組成に変更した他は、実施例１と同様にして各種フラックスを調製した。
Comparative Examples 1-5
Various fluxes were prepared in the same manner as in Example 1 except that the raw material composition shown in Table 2 was changed.
＜はんだボール抑制力の評価＞
鉛フリーはんだ粉末（４２Ｓｎ／５８Ｂｉ、粒径２０〜３８μｍ）と実施例１のフラックスとを、順に９０重量％および１０重量％となるようソフナーにて混練し、ソルダペーストを調製した。次いで該ソルダペーストを厚み１００μｍのステンシルを用いて評価基板上のパターンに印刷した後、大気雰囲気下においてリフローを行った。リフロー後、パターン周りのはんだボールの発生の程度を目視観察し、以下の基準で評価した。また、実施例２〜８、比較例１〜２のフラックスについても同様にはんだボール抑制力を評価した。評価結果を表３に示す。
<Evaluation of solder ball restraining power>
A solder paste was prepared by kneading the lead-free solder powder (42Sn / 58Bi, particle size 20 to 38 μm) and the flux of Example 1 with a softener so as to be 90% by weight and 10% by weight, respectively. Next, the solder paste was printed on a pattern on an evaluation substrate using a stencil having a thickness of 100 μm, and then reflowed in an air atmosphere. After reflow, the degree of generation of solder balls around the pattern was visually observed and evaluated according to the following criteria. Moreover, the solder ball suppression force was similarly evaluated about the flux of Examples 2-8 and Comparative Examples 1-2. The evaluation results are shown in Table 3.
＜はんだボール抑制力の評価基準＞
◎：はんだボール数が５個以下
○：はんだボール数が６〜１０個
△：はんだボール数が１１〜１５個
×：はんだボール数が１６個以上
<Evaluation criteria for solder ball suppression>
◎: Number of solder balls is 5 or less ○: Number of solder balls is 6 to 10 Δ: Number of solder balls is 11 to 15 ×: Number of solder balls is 16 or more
＜はんだ濡れ性の評価＞
はんだボール抑制力の評価と同様にソルダペーストの調製と実装を行い、リフロー後、パターンに対する溶融はんだの面積を測定し、以下の基準で評価した。また、実施例２〜８、比較例１〜５のフラックスについても同様にはんだ濡れ性を評価した。評価結果を表３に示す。
<Evaluation of solder wettability>
The solder paste was prepared and mounted in the same manner as the evaluation of the solder ball suppression force, and after reflow, the area of the molten solder with respect to the pattern was measured and evaluated according to the following criteria. Moreover, solder wettability was similarly evaluated about the flux of Examples 2-8 and Comparative Examples 1-5. The evaluation results are shown in Table 3.
＜はんだ濡れ性の評価基準＞
◎：溶融後のはんだ面積がパターン面積に対し９０％以上
○：溶融後のはんだ面積がパターン面積に対し８０％以上９０％未満
△：溶融後のはんだ面積がパターン面積に対し７０％以上８０％未満
×：溶融後のはんだ面積がパターン面積に対し７０％未満
<Evaluation criteria for solder wettability>
A: Solder area after melting is 90% or more with respect to pattern area B: Solder area after melting is 80% or more and less than 90% with respect to pattern area B: Solder area after melting is 70% or more and 80% with respect to pattern area Less than x: Solder area after melting is less than 70% of the pattern area
なお、表１、表２における数値は重量部を示す。また、「ＫＥ−６０４」はアクリル酸変性ロジン水素化物に係る荒川化学工業（株）製商品名を、「ＢＣＨＡ」はＮ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）−Ｎ−シクロヘキシルアミンを、「ニューコール４０５」はアミン界面活性剤に係る日本乳化剤（株）製商品名を、それぞれ意味する。 In addition, the numerical value in Table 1 and Table 2 shows a weight part. “KE-604” is a trade name of Arakawa Chemical Industries, Ltd. related to acrylic acid-modified rosin hydride, “BCHA” is N, N-bis (2-hydroxyethyl) -N-cyclohexylamine, “ “New Coal 405” means a product name manufactured by Nippon Emulsifier Co., Ltd. relating to an amine surfactant.
表１〜表３の結果から、本発明のＳｎ−Ｂｉ合金を用いた鉛フリーソルダペーストは、比較例であるソルダペーストに比べて、はんだの濡れ不良やはんだボール発生などを効果的に解消できることが明らかである。
From the results of Tables 1 to 3, the lead-free solder paste using the Sn-Bi alloy of the present invention can effectively eliminate solder wetting defects and solder ball generation as compared with the solder paste as a comparative example. Is clear.
Claims (7)
The solder paste according to any one of claims 1 to 6, wherein the solder paste contains 70 to 95 wt% of Sn-Bi solder alloy powder.
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