JP2019150873A - Solder composition and method for manufacturing electronic substrate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、はんだ組成物および電子基板の製造方法に関する。 The present invention relates to a solder composition and a method for manufacturing an electronic substrate.
近年、電子機器の小型軽量化が進むと同時に、配線基板の高密度実装化が進んでいる。そして、実装する電子部品も小型化が進むにつれ、接続端子ピッチも小さくなっている。その結果、接続端子自身も小さくする必要があるため、電子部品と配線基板との接続強度が弱くなってしまう。その強化策の一つとして、電子部品と配線基板との間にアンダーフィル剤を入れて硬化させる方法も実用化されている。しかし、実装工程が長くなる、或いは電子部品または接合不良が発見されたときにリペアーができないという欠点がある。 In recent years, electronic devices have been reduced in size and weight, and at the same time, high-density mounting of wiring boards has been advanced. As the electronic components to be mounted are further reduced in size, the connection terminal pitch is also reduced. As a result, since the connection terminal itself needs to be small, the connection strength between the electronic component and the wiring board is weakened. As one of the strengthening measures, a method of putting an underfill agent between an electronic component and a wiring board and curing it has been put into practical use. However, there is a drawback that the mounting process becomes long, or repair is not possible when an electronic component or a bonding failure is found.
そこで、電子部品と配線基板との接続強度をはんだ組成物により向上することが求められており、例えば、熱硬化性樹脂、有機酸、溶剤および硬化剤を含有する熱硬化性フラックスと、はんだ粉末とを含有するはんだ組成物が提案されている（例えば、特許文献１）。 Therefore, it is required to improve the connection strength between the electronic component and the wiring board with the solder composition. For example, a thermosetting flux containing a thermosetting resin, an organic acid, a solvent and a curing agent, and solder powder (For example, patent document 1) is proposed.
しかしながら、特許文献１に記載のようなはんだ組成物を、水溶性プリフラックス処理が施された配線基板に使用する場合、リフロー工程におけるプリヒート時に、はんだ溶融性が低下するという問題があった。 However, when the solder composition as described in Patent Document 1 is used for a wiring board that has been subjected to a water-soluble preflux treatment, there has been a problem that solder meltability is reduced during preheating in the reflow process.
そこで、本発明は、水溶性プリフラックス処理が施された配線基板に使用する場合でも、はんだ溶融性が優れるはんだ組成物、並びにこれを用いた電子基板の製造方法を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a solder composition having excellent solder meltability even when used for a wiring board subjected to a water-soluble preflux treatment, and a method for producing an electronic board using the same. .
前記課題を解決すべく、本発明は、以下のようなはんだ組成物および電子基板の製造方法を提供するものである。
本発明のはんだ組成物は、（Ａ）エポキシ樹脂および（Ｂ）活性剤を含有する熱硬化性フラックス組成物と、（Ｃ）はんだ粉末とを含有し、前記（Ａ）成分が、（Ａ１）脂環式エポキシ樹脂を含有し、前記（Ｂ）成分が、有機酸および有機酸アミン塩からなる群から選択される少なくとも１つを含有することを特徴とするものである。
In order to solve the above problems, the present invention provides the following solder composition and method for producing an electronic substrate.
The solder composition of the present invention contains (A) a thermosetting flux composition containing an epoxy resin and (B) an activator, and (C) a solder powder, and the component (A) is (A1). An alicyclic epoxy resin is contained, and the component (B) contains at least one selected from the group consisting of an organic acid and an organic acid amine salt.
本発明のはんだ組成物においては、前記（Ａ１）成分が、１分子中に、下記構造式（Ｓ１）、下記構造式（Ｓ２）、下記構造式（Ｓ３）、下記構造式（Ｓ４）および下記構造式（Ｓ５）で表される基からなる群から選択される少なくとも１つの基を、１つ以上有することが好ましい。下記構造式（Ｓ１）〜下記構造式（Ｓ５）中、シクロヘキサン環またはシクロペンタン環における水素は、メチル基に置換されていてもよい。 In the solder composition of the present invention, the component (A1) contains the following structural formula (S1), structural formula (S2), structural formula (S3), structural formula (S4), and It is preferable to have at least one group selected from the group consisting of groups represented by Structural Formula (S5). In the following structural formulas (S1) to (S5), hydrogen in the cyclohexane ring or cyclopentane ring may be substituted with a methyl group.
本発明のはんだ組成物においては、前記はんだ粉末が、融点が２００℃以上２４０℃以下のはんだ合金からなることが好ましい。
本発明のはんだ組成物においては、前記（Ａ１）成分の配合量が、前記（Ａ）成分１００質量％に対して、５０質量％以上であることが好ましい。
本発明の電子基板の製造方法は、前記はんだ組成物を用いる電子基板の製造方法であって、配線基板の電極端子上に、水溶性プリフラックスによる保護被膜を形成する水溶性プリフラックス工程と、前記水溶性プリフラックス工程後の電極端子上に、前記はんだ組成物を塗布する塗布工程と、電子部品を前記はんだ組成物上に搭載する搭載工程と、前記電子部品が搭載された前記配線基板を加熱することにより、前記はんだ粉末を溶融させ、前記電子部品を前記電極端子に接合するリフロー工程と、前記熱硬化性フラックス組成物を加熱して硬化させる熱硬化工程と、を備えることを特徴とする方法である。
In the solder composition of the present invention, the solder powder is preferably made of a solder alloy having a melting point of 200 ° C. or higher and 240 ° C. or lower.
In the solder composition of this invention, it is preferable that the compounding quantity of the said (A1) component is 50 mass% or more with respect to 100 mass% of said (A) components.
The method for producing an electronic substrate of the present invention is a method for producing an electronic substrate using the solder composition, and a water-soluble preflux process for forming a protective film with a water-soluble preflux on the electrode terminal of the wiring board; An application step of applying the solder composition onto the electrode terminal after the water-soluble preflux step, a mounting step of mounting an electronic component on the solder composition, and the wiring board on which the electronic component is mounted The method comprises: a reflow process for melting the solder powder by heating and joining the electronic component to the electrode terminal; and a thermosetting process for heating and curing the thermosetting flux composition. It is a method to do.
本発明のはんだ組成物によれば、水溶性プリフラックス処理が施された配線基板に使用する場合でも、はんだ溶融性が優れる理由は必ずしも定かではないが、本発明者は以下のように推察する。
すなわち、熱硬化性フラックス組成物を含有するはんだ組成物を、水溶性プリフラックス処理が施された配線基板に使用する場合に、次のような現象が起こると本発明者は推察する。リフロー工程におけるプリヒート時には、水溶性プリフラックスの成分であるイミダゾール化合物が、熱硬化性フラックス組成物中のエポキシ樹脂に作用して、エポキシ樹脂の硬化が進み過ぎてしまう。このように、硬化が進み過ぎると、有機酸の活性作用が妨げられて、はんだ溶融性が低下してしまう。
これに対し、本発明のはんだ組成物においては、イミダゾール化合物により硬化しにくい（Ａ）脂環式エポキシ樹脂を用いているため、エポキシ樹脂の硬化が進み過ぎてしまうことがない。一方で、本発明の熱硬化性フラックス組成物は、リフロー工程後の熱硬化工程で、十分に硬化させることができるので、電子部品と配線基板との接続を十分に補強できる。
以上のようにして、上記本発明の効果が達成されるものと本発明者は推察する。
According to the solder composition of the present invention, even when it is used for a wiring board that has been subjected to a water-soluble preflux treatment, the reason why the solder meltability is excellent is not necessarily clear, but the present inventors infer as follows. .
That is, when using the solder composition containing a thermosetting flux composition for the wiring board in which the water-soluble preflux process was performed, this inventor estimates that the following phenomena will occur. During preheating in the reflow process, the imidazole compound, which is a component of the water-soluble preflux, acts on the epoxy resin in the thermosetting flux composition, and curing of the epoxy resin proceeds excessively. Thus, when hardening progresses too much, the active effect | action of an organic acid will be prevented and solder meltability will fall.
On the other hand, in the solder composition of the present invention, since the (A) alicyclic epoxy resin that is hard to be cured by the imidazole compound is used, the curing of the epoxy resin does not proceed excessively. On the other hand, since the thermosetting flux composition of the present invention can be sufficiently cured in the thermosetting process after the reflow process, the connection between the electronic component and the wiring board can be sufficiently reinforced.
As described above, the inventor presumes that the effect of the present invention is achieved.
本発明によれば、水溶性プリフラックス処理が施された配線基板に使用する場合でも、はんだ溶融性が優れるはんだ組成物、並びにこれを用いた電子基板の製造方法を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even when using for the wiring board in which the water-soluble preflux process was performed, the solder composition which is excellent in solder meltability, and the manufacturing method of an electronic substrate using the same can be provided.
以下、本発明のはんだ組成物および電子基板の製造方法の実施形態を説明する。
［熱硬化性フラックス組成物］
まず、本実施形態に用いる熱硬化性フラックス組成物について説明する。
本実施形態に用いる熱硬化性フラックス組成物は、以下説明する（Ａ）脂環式エポキシ樹脂および（Ｂ）活性剤を含有するものである。
Hereinafter, embodiments of a solder composition and an electronic substrate manufacturing method of the present invention will be described.
[Thermosetting flux composition]
First, the thermosetting flux composition used for this embodiment is demonstrated.
The thermosetting flux composition used in the present embodiment contains (A) an alicyclic epoxy resin and (B) an activator described below.
［（Ａ）成分］
本実施形態に用いる（Ａ）エポキシ樹脂は、（Ａ１）脂環式エポキシ樹脂を含有する。また、（Ａ）成分は、脂環式エポキシ樹脂以外の公知のエポキシ樹脂（（Ａ２）成分）を含有してもよい。
（Ａ１）成分としては、１分子中に、下記構造式（Ｓ１）、下記構造式（Ｓ２）、下記構造式（Ｓ３）、下記構造式（Ｓ４）および下記構造式（Ｓ５）で表される基からなる群から選択される少なくとも１つの基を、１つ以上有するものが挙げられる。
[(A) component]
The (A) epoxy resin used in the present embodiment contains (A1) an alicyclic epoxy resin. Moreover, (A) component may contain well-known epoxy resins ((A2) component) other than an alicyclic epoxy resin.
The component (A1) is represented by the following structural formula (S1), structural formula (S2), structural formula (S3), structural formula (S4), and structural formula (S5) below in one molecule. Examples thereof include one having at least one group selected from the group consisting of groups.
構造式（Ｓ１）〜構造式（Ｓ５）において、シクロヘキサン環またはシクロペンタン環における水素は、メチル基に置換されていてもよい。
また、（Ａ１）成分のうち１分子中の構造式（Ｓ１）で表される基を有する場合、構造式（Ｓ１）で表される基の数は、２つ以上であることが好ましく、２つ以上６つ以下であることがより好ましく、３つ以上４つ以下であることが特に好ましい。
構造式（Ｓ１）で表される基を有する（Ａ１）成分としては、下記一般式（１−１）〜（１−４）で表される化合物などが挙げられる。これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
In Structural Formula (S1) to Structural Formula (S5), hydrogen in the cyclohexane ring or cyclopentane ring may be substituted with a methyl group.
Moreover, when it has group represented by Structural formula (S1) in 1 molecule among (A1) component, it is preferable that the number of groups represented by Structural formula (S1) is two or more. It is more preferable that the number is 1 or more and 6 or less, and particularly preferable that the number is 3 or more and 4 or less.
Examples of the component (A1) having a group represented by the structural formula (S1) include compounds represented by the following general formulas (1-1) to (1-4). These may be used alone or in combination of two or more.
前記一般式（１−１）において、シクロヘキサン環における水素は、メチル基に置換されていてもよい。また、ｎ１は０〜３であり、ｎ１の平均は、０．５以上２以下であることが好ましく、０．８以上１．２以下であることがより好ましい。ｍ１は、１〜５であり、１〜４であることが好ましく、２〜３であることがより好ましい。
前記一般式（１−１）で表される化合物として、具体的には、下記構造式（１−１−１）〜（１−１−３）で表される化合物などが挙げられる。なお、構造式（１−１−３）におけるｎ１の平均は１である。
これらの化合物の市販品としては、セロキサイド２０２１Ｐ、およびセロキサイド２０８１（ダイセル社製）などが挙げられる。
In the general formula (1-1), hydrogen in the cyclohexane ring may be substituted with a methyl group. N1 is 0 to 3, and the average of n1 is preferably 0.5 or more and 2 or less, and more preferably 0.8 or more and 1.2 or less. m1 is 1 to 5, preferably 1 to 4, and more preferably 2 to 3.
Specific examples of the compound represented by the general formula (1-1) include compounds represented by the following structural formulas (1-1-1) to (1-1-3). Note that the average of n1 in the structural formula (1-1-3) is 1.
Examples of commercially available products of these compounds include Celoxide 2021P and Celoxide 2081 (manufactured by Daicel Corporation).
前記一般式（１−２）において、シクロヘキサン環における水素は、メチル基に置換されていてもよい。また、ｎ２は０〜３であり、ｎ２の平均は、０．５以上２以下であることが好ましく、０．８以上１．２以下であることがより好ましい。ｍ２は、０〜４であり、０〜２であることが好ましく、０〜１であることがより好ましい。
前記一般式（１−２）で表される化合物として、具体的には、下記構造式（１−２−１）で表される化合物などが挙げられる。
これらの化合物の市販品としては、Ｓｙｎａ−Ｅｐｏｘｙ２８Ｅ（ＳＹＮＡＳＩＡ社製）などが挙げられる。
In the general formula (1-2), hydrogen in the cyclohexane ring may be substituted with a methyl group. N2 is 0 to 3, and the average of n2 is preferably 0.5 or more and 2 or less, and more preferably 0.8 or more and 1.2 or less. m2 is 0 to 4, preferably 0 to 2, and more preferably 0 to 1.
Specific examples of the compound represented by the general formula (1-2) include a compound represented by the following structural formula (1-2-1).
Examples of commercially available products of these compounds include Syna-Epoxy28E (manufactured by SYNASIA).
前記一般式（１−３）において、シクロヘキサン環における水素は、メチル基に置換されていてもよい。また、ｎ３は、１〜１０である。ｎ３が７以上の場合には、アルキル基が環状（例えば、シクロヘキサン環）となっていてもよい。
前記一般式（１−３）で表される化合物として、具体的には、下記構造式（１−３−１）で表される化合物などが挙げられる。
In the general formula (1-3), hydrogen in the cyclohexane ring may be substituted with a methyl group. N3 is 1-10. When n3 is 7 or more, the alkyl group may be cyclic (for example, a cyclohexane ring).
Specific examples of the compound represented by the general formula (1-3) include a compound represented by the following structural formula (1-3-1).
前記一般式（１−４）において、シクロヘキサン環における水素は、メチル基に置換されていてもよい。また、ｎ４、ｎ５、ｎ６およびｎ７は、それぞれ、０〜３であり、ｎ４、ｎ５、ｎ６およびｎ７の合計の平均は、０．５以上２以下であることが好ましく、０．８以上１．２以下であることがより好ましい。ｍ４、ｍ５、ｍ６およびｍ７は、それぞれ、１〜５であり、１〜４であることが好ましく、２〜３であることがより好ましい。
前記一般式（１−４）で表される化合物の市販品としては、エポリードＧＴ４０１（ダイセル社製）などが挙げられる。なお、エポリードＧＴ４０１においては、前記一般式（１−４）中のｎ４、ｎ５、ｎ６およびｎ７の合計の平均は、１であり、ｍ４、ｍ５、ｍ６およびｍ７は、それぞれ、３である。
In the general formula (1-4), hydrogen in the cyclohexane ring may be substituted with a methyl group. N4, n5, n6 and n7 are each 0 to 3, and the average of the total of n4, n5, n6 and n7 is preferably 0.5 or more and 2 or less, and 0.8 or more and 1. More preferably, it is 2 or less. m4, m5, m6 and m7 are each 1 to 5, preferably 1 to 4, and more preferably 2 to 3.
As a commercially available product of the compound represented by the general formula (1-4), Epolide GT401 (manufactured by Daicel Corporation) and the like can be mentioned. In the epolide GT 401, the average of the total of n4, n5, n6, and n7 in the general formula (1-4) is 1, and m4, m5, m6, and m7 are 3, respectively.
構造式（Ｓ１）で表される基を有する（Ａ１）成分としては、下記構造式（１−５）で表される化合物を含むモノマー成分を重合させてなる重合体であってもよい。重合体は、単独重合体であってもよく、共重合体であってもよい。共重合体の場合における他のモノマー成分としては、二重結合を有する公知のモノマー成分を適宜用いることができる。他のモノマー成分としては、アクリル酸、メタクリル酸、およびメタクリル酸メチルなどが挙げられる。 The component (A1) having a group represented by the structural formula (S1) may be a polymer obtained by polymerizing a monomer component containing a compound represented by the following structural formula (1-5). The polymer may be a homopolymer or a copolymer. As another monomer component in the case of a copolymer, the well-known monomer component which has a double bond can be used suitably. Examples of other monomer components include acrylic acid, methacrylic acid, and methyl methacrylate.
構造式（Ｓ２）で表される基を有する（Ａ１）成分としては、一般式（２−１）で表される化合物などが挙げられる。 Examples of the component (A1) having a group represented by the structural formula (S2) include a compound represented by the general formula (2-1).
前記一般式（２−１）において、シクロヘキサン環における水素は、メチル基に置換されていてもよい。また、ｐは、１〜２０である。Ｒは、アルキル基である。
前記一般式（２−１）で表される化合物の市販品としては、ＥＨＰＥ３１５０（ダイセル社製）などが挙げられる。
In the general formula (2-1), hydrogen in the cyclohexane ring may be substituted with a methyl group. Moreover, p is 1-20. R is an alkyl group.
Examples of commercially available compounds represented by the general formula (2-1) include EHPE3150 (manufactured by Daicel).
構造式（Ｓ３）で表される基および構造式（Ｓ５）で表される基を有する（Ａ１）成分としては、構造式（３−１）で表される化合物などが挙げられる。
また、構造式（Ｓ４）で表される基および構造式（Ｓ５）で表される基を有する（Ａ１）成分としては、構造式（４−１）で表される化合物などが挙げられる。
Examples of the component (A1) having the group represented by the structural formula (S3) and the group represented by the structural formula (S5) include compounds represented by the structural formula (3-1).
In addition, examples of the component (A1) having the group represented by the structural formula (S4) and the group represented by the structural formula (S5) include compounds represented by the structural formula (4-1).
前記構造式（３−１）で表される化合物の市販品としては、ＤＥ−１０２（ＪＸＴＧエネルギー社製）などが挙げられる。
前記構造式（４−１）で表される化合物の市販品としては、ＤＥ−１０３（ＪＸＴＧエネルギー社製）などが挙げられる。
Examples of commercially available compounds represented by the structural formula (3-1) include DE-102 (manufactured by JXTG Energy).
Examples of commercially available compounds represented by the structural formula (4-1) include DE-103 (manufactured by JXTG Energy).
（Ａ１）成分の配合量は、水溶性プリフラックス処理が施された配線基板に使用する場合のはんだ溶融性を高めるという観点から、（Ａ）成分１００質量％に対して、５０質量％以上であることが好ましく、７０質量％以上であることがより好ましく、９０質量％以上であることが特に好ましく、１００質量％であることが最も好ましい。 The blending amount of the component (A1) is 50% by mass or more with respect to 100% by mass of the component (A) from the viewpoint of improving the solder meltability when used for the wiring board subjected to the water-soluble preflux treatment. Preferably, it is 70% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, and most preferably 100% by mass.
（Ａ２）成分としては、公知のエポキシ樹脂を適宜用いることができる。このようなエポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型、ビフェニル型、ナフタレン型、クレゾールノボラック型、フェノールノボラック型などのエポキシ樹脂が挙げられる。これらのエポキシ樹脂は１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。また、これらのエポキシ樹脂は、常温で液状のものを含有することが好ましく、常温で固形のものを用いる場合には、常温で液状のものと併用することが好ましい。 As the component (A2), a known epoxy resin can be appropriately used. Examples of such epoxy resins include bisphenol A type, bisphenol F type, biphenyl type, naphthalene type, cresol novolak type, phenol novolak type and the like. These epoxy resins may be used individually by 1 type, and may mix and use 2 or more types. Further, these epoxy resins preferably contain a liquid at normal temperature, and when a solid at normal temperature is used, it is preferably used in combination with a liquid at normal temperature.
（Ａ）成分の配合量は、熱硬化性フラックス組成物１００質量％に対して、４０質量％以上９７質量％以下であることが好ましく、６０質量％以上９５質量％以下であることがより好ましく、７０質量％以上９３質量％以下であることが特に好ましい。（Ａ）成分の配合量が前記範囲内であれば、十分な硬化性を確保でき、電子部品と電子基板とのはんだ接合を十分に補強できる。 The blending amount of the component (A) is preferably 40% by mass to 97% by mass, more preferably 60% by mass to 95% by mass with respect to 100% by mass of the thermosetting flux composition. 70 mass% or more and 93 mass% or less is particularly preferable. If the blending amount of the component (A) is within the above range, sufficient curability can be ensured and the solder joint between the electronic component and the electronic substrate can be sufficiently reinforced.
［（Ｂ）成分］
本実施形態に用いる（Ｂ）活性剤は、有機酸および有機酸アミン塩からなる群から選択される少なくとも１つを含有する。リフロー工程では、有機酸または有機酸アミン塩と、エポキシ樹脂との硬化反応がそれほど進まないため、はんだ溶融性への悪影響が少ない。また、はんだ溶融性および保存安定性の観点から、有機酸および有機酸アミン塩を併用することがより好ましい。
[Component (B)]
The (B) activator used in this embodiment contains at least one selected from the group consisting of organic acids and organic acid amine salts. In the reflow process, the curing reaction between the organic acid or the organic acid amine salt and the epoxy resin does not proceed so much, so there is little adverse effect on the solder meltability. Moreover, it is more preferable to use an organic acid and an organic acid amine salt in combination from the viewpoints of solder meltability and storage stability.
有機酸としては、モノカルボン酸、ジカルボン酸などの他に、その他の有機酸が挙げられる。これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
モノカルボン酸としては、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、ブチリック酸、バレリック酸、カプロン酸、エナント酸、カプリン酸、ラウリル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、ツベルクロステアリン酸、アラキジン酸、ベヘニン酸、リグノセリン酸、およびグリコール酸などが挙げられる。
ジカルボン酸としては、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、フマル酸、マレイン酸、酒石酸、およびジグリコール酸などが挙げられる。これらの中でも、熱硬化性フラックス組成物の硬化物の物性の観点から、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸が好ましい。
その他の有機酸としては、ダイマー酸、レブリン酸、乳酸、アクリル酸、安息香酸、サリチル酸、アニス酸、クエン酸、およびピコリン酸などが挙げられる。
Examples of the organic acid include other organic acids besides monocarboxylic acid and dicarboxylic acid. These may be used alone or in combination of two or more.
Monocarboxylic acids include formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid, caproic acid, enanthic acid, capric acid, lauric acid, myristic acid, pentadecylic acid, palmitic acid, margaric acid, stearic acid, tuberculostearic acid Arachidic acid, behenic acid, lignoceric acid, glycolic acid and the like.
Examples of the dicarboxylic acid include oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, fumaric acid, maleic acid, tartaric acid, and diglycolic acid. Among these, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, and suberic acid are preferable from the viewpoint of physical properties of the cured product of the thermosetting flux composition.
Examples of other organic acids include dimer acid, levulinic acid, lactic acid, acrylic acid, benzoic acid, salicylic acid, anisic acid, citric acid, and picolinic acid.
有機酸アミン塩は、前記有機酸のアミン塩である。有機酸アミン塩におけるアミンとしては、適宜公知のアミンを用いることができる。このようなアミンは、芳香族アミンであってもよく、脂肪族アミンであってもよい。これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。このようなアミンとしては、有機酸アミン塩の安定性などの観点から、炭素数が３以上１３以下のアミンを用いることが好ましく、炭素数が４以上７以下の１級アミンを用いることがより好ましい。
前記芳香族アミンとしては、ベンジルアミン、アニリン、１，３−ジフェニルグアニジンなどが挙げられる。これらの中でも、ベンジルアミンが特に好ましい。
前記脂肪族アミンとしては、プロピルアミン、ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、シクロヘキシルアミン、トリエタノールアミンなどが挙げられる。
The organic acid amine salt is an amine salt of the organic acid. As the amine in the organic acid amine salt, a known amine can be appropriately used. Such an amine may be an aromatic amine or an aliphatic amine. These may be used alone or in combination of two or more. As such an amine, from the viewpoint of the stability of the organic acid amine salt, it is preferable to use an amine having 3 to 13 carbon atoms, and it is more preferable to use a primary amine having 4 to 7 carbon atoms. preferable.
Examples of the aromatic amine include benzylamine, aniline, and 1,3-diphenylguanidine. Of these, benzylamine is particularly preferred.
Examples of the aliphatic amine include propylamine, butylamine, pentylamine, hexylamine, heptylamine, octylamine, cyclohexylamine, and triethanolamine.
有機酸および有機酸アミン塩の合計の配合量は、熱硬化性フラックス組成物１００質量％に対して、１質量％以上１５質量％以下であることが好ましく、２質量％以上１２質量％以下であることがより好ましく、３質量％以上１０質量％以下であることが特に好ましい。有機酸および有機酸アミン塩の合計の配合量が前記下限以上であれば、はんだ接合の不良をより確実に防止できる。また、有機酸および有機酸アミン塩の合計の配合量が前記上限以下であれば、熱硬化性フラックス組成物の絶縁性を確保できる。 The total amount of the organic acid and the organic acid amine salt is preferably 1% by mass or more and 15% by mass or less, and preferably 2% by mass or more and 12% by mass or less with respect to 100% by mass of the thermosetting flux composition. More preferably, it is more preferably 3% by mass or more and 10% by mass or less. If the total blending amount of the organic acid and the organic acid amine salt is equal to or more than the lower limit, it is possible to prevent solder bonding defects more reliably. Moreover, if the total compounding quantity of an organic acid and organic acid amine salt is below the said upper limit, the insulation of a thermosetting flux composition is securable.
（Ｂ）成分は、必要に応じて、有機酸および有機酸アミン塩以外の他の活性剤を含有してもよい。他の活性剤としては、非解離性のハロゲン化化合物からなる非解離型活性剤、およびアミン系活性剤などが挙げられる。 (B) A component may contain other activators other than an organic acid and organic acid amine salt as needed. Examples of other activators include non-dissociative activators made of non-dissociable halogenated compounds and amine-based activators.
前記非解離性のハロゲン化化合物からなる非解離型活性剤としては、ハロゲン原子が共有結合により結合した非塩系の有機化合物が挙げられる。このハロゲン化化合物としては、塩素化物、臭素化物、フッ化物のように塩素、臭素、フッ素の各単独元素の共有結合による化合物でもよいが、塩素、臭素およびフッ素の任意の２つまたは全部のそれぞれの共有結合を有する化合物でもよい。これらの化合物は、水性溶媒に対する溶解性を向上させるために、例えばハロゲン化アルコールやハロゲン化カルボキシルのように水酸基やカルボキシル基などの極性基を有することが好ましい。ハロゲン化アルコールとしては、例えば２，３−ジブロモプロパノール、２，３−ジブロモブタンジオール、トランス−２，３−ジブロモ−２−ブテン−１，４−ジオール、１，４−ジブロモ−２−ブタノール、およびトリブロモネオペンチルアルコールなどの臭素化アルコール、１，３−ジクロロ−２−プロパノール、および１，４−ジクロロ−２−ブタノールなどの塩素化アルコール、３−フルオロカテコールなどのフッ素化アルコール、並びに、これらに類する化合物が挙げられる。ハロゲン化カルボキシルとしては、２−ヨード安息香酸、３−ヨード安息香酸、２−ヨードプロピオン酸、５−ヨードサリチル酸、および５−ヨードアントラニル酸などのヨウ化カルボキシル、２−クロロ安息香酸、および３−クロロプロピオン酸などの塩化カルボキシル、２，３−ジブロモプロピオン酸、２，３−ジブロモコハク酸、および２−ブロモ安息香酸などの臭素化カルボキシル、並びに、これらに類する化合物が挙げられる。 Examples of the non-dissociable activator comprising the non-dissociable halogenated compound include non-salt organic compounds in which halogen atoms are bonded by a covalent bond. The halogenated compound may be a compound formed by covalent bonding of chlorine, bromine and fluorine, such as chlorinated, brominated and fluoride, but any two or all of chlorine, bromine and fluorine may be used. The compound which has the following covalent bond may be sufficient. In order to improve the solubility in an aqueous solvent, these compounds preferably have a polar group such as a hydroxyl group or a carboxyl group such as a halogenated alcohol or a halogenated carboxyl. Examples of the halogenated alcohol include 2,3-dibromopropanol, 2,3-dibromobutanediol, trans-2,3-dibromo-2-butene-1,4-diol, 1,4-dibromo-2-butanol, And brominated alcohols such as tribromoneopentyl alcohol, chlorinated alcohols such as 1,3-dichloro-2-propanol, and 1,4-dichloro-2-butanol, fluorinated alcohols such as 3-fluorocatechol, and The compound similar to these is mentioned. Examples of the halogenated carboxyl include 2-iodobenzoic acid, 3-iodobenzoic acid, 2-iodopropionic acid, 5-iodosalicylic acid, 5-iodoanthranilic acid, and the like, 2-chlorobenzoic acid, and 3- Examples thereof include carboxyl chloride such as chloropropionic acid, brominated carboxyl such as 2,3-dibromopropionic acid, 2,3-dibromosuccinic acid, and 2-bromobenzoic acid, and similar compounds.
前記アミン系活性剤としては、アミン類（エチレンジアミンなどのポリアミンなど）、アミン塩類（エチルアミン、ジエチルアミン、トリメチロールアミン、シクロヘキシルアミン、およびジエチルアミンなどのアミンやアミノアルコールなどの有機酸塩や無機酸塩（塩酸、硫酸、臭化水素酸など））、アミノ酸類（グリシン、アラニン、アスパラギン酸、グルタミン酸、およびバリンなど）、および、アミド系化合物などが挙げられる。具体的には、エチ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、シクロヘキシルアミン臭化水素酸塩、ジエチルアミン塩（塩酸塩、コハク酸塩、アジピン酸塩、およびセバシン酸塩など）、トリエタノールアミン、モノエタノールアミン、および、これらのアミンの臭化水素酸塩などが挙げられる。 Examples of the amine-based activator include amines (such as polyamines such as ethylenediamine), amine salts (organic acid salts such as ethylamine, diethylamine, trimethylolamine, cyclohexylamine, diethylamine, and amino alcohols such as amino alcohols and inorganic acid salts ( Hydrochloric acid, sulfuric acid, hydrobromic acid, etc.)), amino acids (glycine, alanine, aspartic acid, glutamic acid, valine, etc.), amide compounds, and the like. Specifically, ethylamine hydrobromide, diphenylguanidine hydrobromide, cyclohexylamine hydrobromide, diethylamine salts (such as hydrochloride, succinate, adipate, and sebacate), tris Examples include ethanolamine, monoethanolamine, and hydrobromides of these amines.
（Ｂ）成分の配合量としては、熱硬化性フラックス組成物１００質量％に対して、１質量％以上２０質量％以下であることが好ましく、２質量％以上１５質量％以下であることがより好ましく、３質量％以上１２質量％以下であることが特に好ましい。（Ｂ）成分の配合量が前記下限以上であれば、はんだ接合の不良をより確実に防止できる。また、（Ｂ）成分の配合量が前記上限以下であれば、熱硬化性フラックス組成物の絶縁性を確保できる。 (B) As a compounding quantity of a component, it is preferable that it is 1 to 20 mass% with respect to 100 mass% of thermosetting flux compositions, and it is more preferable that it is 2 to 15 mass%. It is particularly preferably 3% by mass or more and 12% by mass or less. If the blending amount of the component (B) is equal to or greater than the lower limit, it is possible to more reliably prevent solder bonding defects. Moreover, if the compounding quantity of (B) component is below the said upper limit, the insulation of a thermosetting flux composition is securable.
［硬化剤］
また、本実施形態に用いる熱硬化性フラックス組成物は、（Ａ）成分および（Ｂ）成分の他に、硬化剤をさらに含有してもよい。（Ａ１）成分である脂環式エポキシ樹脂は、イミダゾール化合物などの硬化剤により硬化しにくいため、これらの硬化剤を用いても、はんだ溶融性への悪影響が少ない。
本実施形態に用いる硬化剤としては、公知の硬化剤を適宜用いることができる。この硬化剤としては、イミダゾール系硬化剤、トリアゾール類、メラミン類、酸無水物類、およびジシアンジアミド類などが挙げられる。これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
イミダゾール系硬化剤としては、２−エチルイミダゾール、２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾール、２−フェニル−４，５−ジヒドロキシメチルイミダゾール、２，４−ジアミノ−６−［２’−エチル−４’−メチルイミダゾリル−（１’）］−エチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−［２’−メチルイミダゾリル−（１’）］−エチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−［２’−メチルイミダゾリル−（１’）］−エチル−ｓ−トリアジンイソシアヌル酸付加物、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾリウムトリメリテイト、１−シアノエチル−２−ウンデシルイミダゾール、および２，４−ジアミノ−６−［２’−ウンデシルイミダゾリル−（１’）］−エチル−ｓ−トリアジンが挙げられる。
トリアゾール類としては、トリアゾール、およびベンゾトリアゾールなどが挙げられる。
メラミン類としては、メラミン、アセトグアナミン、およびベンゾグアナミンなどが挙がられる。
酸無水物類としては、４，４’−オキシジフタル酸無水物などが挙がられる。
ジシアンジアミド類としては、ジシアンジアミド、およびＮフェニルジシアンジアミドなどが挙げられる。
[Curing agent]
Moreover, the thermosetting flux composition used for this embodiment may further contain a hardening | curing agent other than (A) component and (B) component. Since the alicyclic epoxy resin as the component (A1) is hard to be cured by a curing agent such as an imidazole compound, even if these curing agents are used, there is little adverse effect on the solder meltability.
As the curing agent used in the present embodiment, a known curing agent can be appropriately used. Examples of the curing agent include imidazole curing agents, triazoles, melamines, acid anhydrides, and dicyandiamides. These may be used alone or in combination of two or more.
Examples of the imidazole curing agent include 2-ethylimidazole, 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole, 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole, 2,4-diamino-6- [2′- Ethyl-4'-methylimidazolyl- (1 ')]-ethyl-s-triazine, 2,4-diamino-6- [2'-methylimidazolyl- (1')]-ethyl-s-triazine, 2,4 -Diamino-6- [2'-methylimidazolyl- (1 ')]-ethyl-s-triazine isocyanuric acid adduct, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazolium trimellitate, 1-cyanoethyl-2-undecylimidazole and 2,4-diamino-6- [2′-undecylimidazolyl- (1 ′) - include ethyl -s- triazine.
Examples of triazoles include triazole and benzotriazole.
Examples of melamines include melamine, acetoguanamine, and benzoguanamine.
Examples of acid anhydrides include 4,4′-oxydiphthalic acid anhydride.
Examples of dicyandiamides include dicyandiamide and N-phenyldicyandiamide.
硬化剤を用いる場合、その配合量は、熱硬化性フラックス組成物１００質量％に対して、０．１質量％以上１０質量％以下であることが好ましく、０．２質量％以上５質量％以下であることがより好ましい。硬化剤の配合量が前記下限以上であれば、熱硬化性フラックス組成物の硬化性を向上できる。他方、硬化剤の配合量が前記上限以下であれば、熱硬化性フラックス組成物の保存安定性を確保できる。 When using a hardening | curing agent, it is preferable that the compounding quantity is 0.1 to 10 mass% with respect to 100 mass% of thermosetting flux compositions, and is 0.2 to 5 mass%. It is more preferable that If the compounding quantity of a hardening | curing agent is more than the said minimum, the sclerosis | hardenability of a thermosetting flux composition can be improved. On the other hand, if the compounding quantity of a hardening | curing agent is below the said upper limit, the storage stability of a thermosetting flux composition is securable.
［チクソ剤］
また、本実施形態に用いる熱硬化性フラックス組成物は、（Ａ）成分、（Ｂ）成分および硬化剤の他に、チクソ剤をさらに含有してもよい。
本実施形態に用いるチクソ剤としては、硬化ひまし油、アミド類、カオリン、コロイダルシリカ、有機ベントナイト、ガラスフリットなどが挙げられる。これらのチクソ剤は１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
[Thixotropic agent]
The thermosetting flux composition used in the present embodiment may further contain a thixotropic agent in addition to the component (A), the component (B) and the curing agent.
Examples of the thixotropic agent used in the present embodiment include hardened castor oil, amides, kaolin, colloidal silica, organic bentonite, and glass frit. These thixotropic agents may be used alone or in combination of two or more.
チクソ剤を用いる場合、その配合量は、熱硬化性フラックス組成物１００質量％に対して、０．１質量％以上５質量％以下であることが好ましく、０．５質量％以上３質量％以下であることがより好ましい。チクソ剤の配合量が前記下限以上であれば、十分なチクソ性が得られ、ダレを十分に抑制できる。また、チクソ剤の配合量が前記上限以下であれば、チクソ性が高すぎて、印刷不良となることはない。 When using a thixotropic agent, the blending amount is preferably 0.1% by mass or more and 5% by mass or less, and 0.5% by mass or more and 3% by mass or less with respect to 100% by mass of the thermosetting flux composition. It is more preferable that If the blending amount of the thixotropic agent is not less than the lower limit, sufficient thixotropy can be obtained, and sagging can be sufficiently suppressed. Moreover, if the compounding quantity of a thixotropic agent is below the said upper limit, thixotropy will be too high and it will not become a printing defect.
［他の熱硬化性樹脂］
また、本実施形態に用いる熱硬化性フラックス組成物は、（Ａ）成分、（Ｂ）成分、硬化剤およびチクソ剤の他に、（Ａ）成分以外の他の熱硬化性樹脂をさらに含有してもよい。
本実施形態に用いる他の熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂などが挙げられる。これらの中でも、放置試験後のはんだ溶融性の観点から、フェノール樹脂が好ましい。これらの他の熱硬化性樹脂は１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
[Other thermosetting resins]
The thermosetting flux composition used in the present embodiment further contains a thermosetting resin other than the component (A) in addition to the component (A), the component (B), the curing agent and the thixotropic agent. May be.
Examples of other thermosetting resins used in the present embodiment include phenol resins, unsaturated polyester resins, urea resins, and melamine resins. Among these, a phenol resin is preferable from the viewpoint of solder meltability after the standing test. One of these other thermosetting resins may be used alone, or two or more thereof may be mixed and used.
他の熱硬化性樹脂を用いる場合、本発明の効果を妨げないという観点から、その配合量は、熱硬化性フラックス組成物１００質量％に対して、１質量％以上５０質量％以下であることが好ましく、１０質量％以上４５質量％以下であることがより好ましい。 When using other thermosetting resins, the blending amount is 1% by mass or more and 50% by mass or less with respect to 100% by mass of the thermosetting flux composition from the viewpoint of not hindering the effect of the present invention. Is preferable, and it is more preferable that they are 10 mass% or more and 45 mass% or less.
［他の成分］
本実施形態の熱硬化性フラックス組成物は、必要に応じて、（Ａ）成分、（Ｂ）成分、硬化剤、チクソ剤、および他の熱硬化性樹脂の他に、界面活性剤、カップリング剤、消泡剤、粉末表面処理剤、反応抑制剤、沈降防止剤、フィラーなどの添加剤を含有していてもよい。これらの添加剤の配合量としては、熱硬化性フラックス組成物１００質量％に対して、０．０１質量％以上１０質量％以下であることが好ましく、０．０５質量％以上５質量％以下であることがより好ましい。
[Other ingredients]
The thermosetting flux composition of the present embodiment includes a surfactant, a coupling, in addition to the component (A), the component (B), the curing agent, the thixotropic agent, and other thermosetting resins, as necessary. It may contain additives such as agents, antifoaming agents, powder surface treatment agents, reaction inhibitors, antisettling agents, and fillers. As a compounding quantity of these additives, it is preferable that it is 0.01 mass% or more and 10 mass% or less with respect to 100 mass% of thermosetting flux compositions, and 0.05 mass% or more and 5 mass% or less. More preferably.
［はんだ組成物］
次に、本実施形態のはんだ組成物について説明する。本実施形態のはんだ組成物は、前述の熱硬化性フラックス組成物と、以下説明する（Ｃ）はんだ粉末とを含有するものである。
熱硬化性フラックス組成物の配合量は、はんだ組成物１００質量％に対して、８質量％以上４０質量％以下であることが好ましく、１０質量％以上３０質量％以下であることがより好ましく、１２質量％以上２０質量％以下であることが特に好ましい。熱硬化性フラックス組成物の配合量が８質量％以上（はんだ粉末の配合量が９２質量％以下）であれば、バインダーとしての熱硬化性フラックス組成物が足りるため、熱硬化性フラックス組成物とはんだ粉末とを容易に混合できる。また、熱硬化性フラックス組成物の配合量が４０質量％以下（はんだ粉末の配合量が６０質量％以上）であれば、得られるはんだ組成物を用いた場合に、十分なはんだ接合を形成できる。
[Solder composition]
Next, the solder composition of this embodiment will be described. The solder composition of this embodiment contains the thermosetting flux composition described above and (C) solder powder described below.
The blending amount of the thermosetting flux composition is preferably 8% by mass or more and 40% by mass or less, more preferably 10% by mass or more and 30% by mass or less, with respect to 100% by mass of the solder composition. It is particularly preferably 12% by mass or more and 20% by mass or less. If the blending amount of the thermosetting flux composition is 8% by mass or more (the blending amount of the solder powder is 92% by mass or less), the thermosetting flux composition as a binder is sufficient. Solder powder can be easily mixed. Moreover, if the compounding quantity of a thermosetting flux composition is 40 mass% or less (the compounding quantity of a solder powder is 60 mass% or more), sufficient solder joint can be formed when the obtained solder composition is used. .
［（Ｃ）成分］
本実施形態に用いる（Ｃ）はんだ粉末は、融点が２００℃以上２４０℃以下のはんだ合金からなるはんだ粉末である。融点が２００℃以上２４０℃以下のはんだ合金としては、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系、およびＳｎ−Ａｇ系などのはんだ合金が挙げられる。また、このようなはんだ合金においては、銀含有量が通常４質量％以下であり、銅の含有量が通常１質量％以下である。
[Component (C)]
The solder powder (C) used in the present embodiment is a solder powder made of a solder alloy having a melting point of 200 ° C. or higher and 240 ° C. or lower. Examples of the solder alloy having a melting point of 200 ° C. or higher and 240 ° C. or lower include Sn—Ag—Cu type and Sn—Ag type solder alloys. In such a solder alloy, the silver content is usually 4% by mass or less, and the copper content is usually 1% by mass or less.
（Ｃ）成分の平均粒子径は、通常１μｍ以上４０μｍ以下であるが、はんだ付けパッドのピッチが狭い電子基板にも対応するという観点から、１μｍ以上３５μｍ以下であることがより好ましく、３μｍ以上３２μｍ以下であることが特に好ましい。なお、平均粒子径は、動的光散乱式の粒子径測定装置により測定できる。 The average particle diameter of the component (C) is usually 1 μm or more and 40 μm or less, but is more preferably 1 μm or more and 35 μm or less, more preferably 3 μm or more and 32 μm, from the viewpoint of being compatible with an electronic substrate having a narrow soldering pad pitch. It is particularly preferred that The average particle size can be measured with a dynamic light scattering type particle size measuring device.
［はんだ組成物の製造方法］
本実施形態のはんだ組成物は、前記熱硬化性フラックス組成物と前記（Ｃ）はんだ粉末とを前記の所定の割合で配合し、撹拌混合することで製造できる。
[Method for producing solder composition]
The solder composition of this embodiment can be manufactured by blending the thermosetting flux composition and the (C) solder powder at the predetermined ratio and stirring and mixing them.
［電子基板の製造方法］
次に、本実施形態の電子基板の製造方法について説明する。
本実施形態の電子基板の製造方法は、前述した本実施形態のはんだ組成物を用いる方法であって、以下説明する水溶性プリフラックス工程、塗布工程、搭載工程、リフロー工程および熱硬化工程を備える。
[Electronic substrate manufacturing method]
Next, the manufacturing method of the electronic substrate of this embodiment is demonstrated.
The manufacturing method of the electronic substrate of this embodiment is a method using the solder composition of this embodiment described above, and includes a water-soluble preflux process, a coating process, a mounting process, a reflow process, and a thermosetting process described below. .
水溶性プリフラックス工程においては、配線基板の電極端子上に、水溶性プリフラックスによる保護被膜を形成する。
配線基板としては、プリント配線基板、配線が設けられたシリコン基板などが挙げられる。
電極端子の材質としては、公知の導電性材料（銅、銀、金など）を適宜用いることができる。なお、水溶性プリフラックスによる保護被膜を形成する観点から、配線基板は、少なくとも一部には、銅からなる電極端子を有することが好ましい。
水溶性プリフラックスとしては、適宜公知の水溶性プリフラックスを用いることができる。また、保護被膜の形成方法についても、適宜公知の方法を採用できる。
In the water-soluble preflux process, a protective film made of water-soluble preflux is formed on the electrode terminals of the wiring board.
Examples of the wiring board include a printed wiring board and a silicon substrate provided with wiring.
As a material of the electrode terminal, a known conductive material (copper, silver, gold, etc.) can be used as appropriate. Note that, from the viewpoint of forming a protective film with a water-soluble preflux, the wiring board preferably has at least a part of electrode terminals made of copper.
As a water-soluble preflux, a well-known water-soluble preflux can be used suitably. Moreover, a well-known method is employable suitably also about the formation method of a protective film.
塗布工程においては、水溶性プリフラックス工程後の電極端子上に、はんだ組成物を塗布する。
塗布装置としては、例えば、ディスペンサー、スクリーン印刷機、ジェットディスペンサー、およびメタルマスク印刷機などが挙げられる。
塗膜の厚み（塗膜厚）は、適宜設定できる。
In the application step, a solder composition is applied on the electrode terminal after the water-soluble preflux step.
Examples of the coating device include a dispenser, a screen printer, a jet dispenser, and a metal mask printer.
The thickness of the coating film (coating film thickness) can be appropriately set.
搭載工程においては、電子部品をはんだ組成物上に搭載する。
電子部品としては、チップ部品、ＢＧＡパッケージ、チップサイズパッケージなどが挙げられる。
搭載工程で用いる装置としては、公知のチップマウント装置を適宜用いることができる。
In the mounting process, the electronic component is mounted on the solder composition.
Examples of the electronic component include a chip component, a BGA package, and a chip size package.
As a device used in the mounting process, a known chip mount device can be used as appropriate.
リフロー工程においては、電子部品が搭載された配線基板を加熱することにより、はんだ粉末を溶融させ、電子部品を電極端子に接合する。
ここで用いる装置としては、公知のリフロー炉を適宜用いることができる。
リフロー条件は、はんだの融点に応じて適宜設定すればよい。例えば、Ｓｎ−Ａｕ−Ｃｕ系のはんだ合金を用いる場合には、プリヒートを温度１５０〜１８０℃（好ましくは、１５０〜１６０℃）で６０〜１２０秒間行い、ピーク温度を２２０〜２６０℃（好ましくは、２３０〜２５０℃）に設定すればよい。
In the reflow process, the wiring board on which the electronic component is mounted is heated to melt the solder powder, and the electronic component is joined to the electrode terminal.
As an apparatus used here, a well-known reflow furnace can be used suitably.
What is necessary is just to set reflow conditions suitably according to melting | fusing point of solder. For example, when using a Sn—Au—Cu-based solder alloy, preheating is performed at a temperature of 150 to 180 ° C. (preferably 150 to 160 ° C.) for 60 to 120 seconds, and a peak temperature of 220 to 260 ° C. (preferably 230-250 ° C.).
熱硬化工程においては、前記熱硬化性フラックス組成物を加熱して硬化させる。
加熱条件としては、加熱温度が、１４０℃以上２２０℃以下であることが好ましく、１５０℃以上２００℃以下であることがより好ましい。加熱温度が前記範囲内であれば、熱硬化性フラックス組成物を十分に硬化させることができ、電子基板に搭載された電子部品への悪影響も少ない。
加熱時間は、１０分間以上３時間以下であることが好ましく、１時間以上２時間以下であることがより好ましい。加熱時間が前記範囲内であれば、熱硬化性フラックス組成物を十分に硬化させることができ、電子基板に搭載された電子部品への悪影響も少ない。
In the thermosetting step, the thermosetting flux composition is heated and cured.
As heating conditions, the heating temperature is preferably 140 ° C. or higher and 220 ° C. or lower, more preferably 150 ° C. or higher and 200 ° C. or lower. When the heating temperature is within the above range, the thermosetting flux composition can be sufficiently cured, and there is little adverse effect on the electronic components mounted on the electronic substrate.
The heating time is preferably from 10 minutes to 3 hours, more preferably from 1 hour to 2 hours. When the heating time is within the above range, the thermosetting flux composition can be sufficiently cured, and there is little adverse effect on the electronic component mounted on the electronic substrate.
以上のような電子基板の製造方法によれば、熱硬化性フラックス組成物の硬化物により、はんだバンプによる接合部を補強できる。また、本実施形態のはんだ組成物は、水溶性プリフラックス処理が施された配線基板に使用する場合でも、はんだ溶融性が優れている。そのため、本実施形態の電子基板の製造方法によれば、適切なリフローはんだ付けができる。 According to the method for manufacturing an electronic substrate as described above, the joint portion by the solder bump can be reinforced by the cured product of the thermosetting flux composition. Moreover, even when the solder composition of this embodiment is used for a wiring board that has been subjected to a water-soluble preflux treatment, the solder composition is excellent. Therefore, according to the manufacturing method of the electronic substrate of this embodiment, appropriate reflow soldering can be performed.
次に、本発明を実施例および比較例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。なお、実施例および比較例にて用いた材料を以下に示す。
（（Ａ１）成分）
脂環式エポキシ樹脂Ａ：構造式（１−１−１）で表される脂環式エポキシ樹脂、商品名「セロキサイド２０２１Ｐ」、ダイセル社製
脂環式エポキシ樹脂Ｂ：構造式（１−２−１）で表される脂環式エポキシ樹脂、商品名「Ｓｙｎａ−Ｅｐｏｘｙ２８Ｅ」、ＳＹＮＡＳＩＡ社製
脂環式エポキシ樹脂Ｃ：構造式（１−１−３）で表される脂環式エポキシ樹脂、商品名「セロキサイド２０８１」、ダイセル社製
脂環式エポキシ樹脂Ｄ：一般式（１−４）で表される化合物に相当する脂環式エポキシ樹脂、商品名「エポリードＧＴ４０１」、ダイセル社製
脂環式エポキシ樹脂Ｅ：一般式（２−１）で表される化合物に相当する脂環式エポキシ樹脂、商品名「ＥＨＰＥ３１５０」、ダイセル社製
脂環式エポキシ樹脂Ｆ：構造式（３−１）で表される脂環式エポキシ樹脂、商品名「ＤＥ−１０２」、ＪＸＴＧエネルギー社製
脂環式エポキシ樹脂Ｇ：構造式（４−１）で表される脂環式エポキシ樹脂、商品名「ＤＥ−１０３」、ＪＸＴＧエネルギー社製
（（Ａ２）成分）
エポキシ樹脂Ａ：ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、商品名「ＥＰＩＣＬＯＮ ＥＸＡ−８３０ＬＶＰ」、ＤＩＣ社製
エポキシ樹脂Ｂ：ナフタレン型エポキシ樹脂、商品名「ＥＰＩＣＬＯＮ ＨＰ−４０３２Ｄ」、ＤＩＣ社製
（（Ｂ）成分）
活性剤Ａ：アジピン酸
活性剤Ｂ：ｎ−ブチルアミンアジピン酸塩
活性剤Ｃ：ピコリン酸
（（Ｃ）成分）
はんだ粉末：粒子径分布２０〜３８μｍ（平均粒子径：３０μｍ）、はんだ融点２１７〜２２０℃、はんだ合金Ｓｎ−Ａｕ３.０−Ｃｕ０．５
（他の成分）
硬化剤Ａ：２−エチルイミダゾール
硬化剤Ｂ：４，４’−オキシジフタル酸無水物
他の熱硬化性樹脂：液状フェノール樹脂、商品名「ＭＥＨ−８０００Ｈ」、明和化成社製
チクソ剤：商品名「ゲルオールＤ」、新日本理化社製
EXAMPLES Next, although an Example and a comparative example demonstrate this invention further in detail, this invention is not limited at all by these examples. In addition, the material used in the Example and the comparative example is shown below.
((A1) component)
Alicyclic epoxy resin A: alicyclic epoxy resin represented by structural formula (1-1-1), trade name “Celoxide 2021P”, Daicel alicyclic epoxy resin B: structural formula (1-2 1) The alicyclic epoxy resin represented by 1), the trade name “Syna-Epoxy28E”, the alicyclic epoxy resin C manufactured by SYNASIA Corporation: the alicyclic epoxy resin represented by the structural formula (1-1-3), the product Name “Celoxide 2081”, Daicel alicyclic epoxy resin D: alicyclic epoxy resin corresponding to the compound represented by formula (1-4), trade name “Epolide GT401”, Daicel alicyclic Epoxy resin E: alicyclic epoxy resin corresponding to the compound represented by formula (2-1), trade name “EHPE3150”, Daicel alicyclic epoxy resin F: represented by structural formula (3-1) Alicyclic Epoxy resin, trade name “DE-102”, alicyclic epoxy resin G manufactured by JXTG Energy Co .: alicyclic epoxy resin represented by structural formula (4-1), trade name “DE-103”, JXTG Energy Co., Ltd. Made ((A2) component)
Epoxy resin A: bisphenol F type epoxy resin, trade name “EPICLON EXA-830LVP”, DIC Corporation epoxy resin B: naphthalene type epoxy resin, trade name “EPICLON HP-4032D”, DIC Corporation (component (B))
Activator A: adipic acid activator B: n-butylamine adipate activator C: picolinic acid (component (C))
Solder powder: particle size distribution 20-38 μm (average particle size: 30 μm), solder melting point 217-220 ° C., solder alloy Sn—Au 3.0-Cu 0.5
(Other ingredients)
Curing agent A: 2-ethylimidazole curing agent B: 4,4′-oxydiphthalic anhydride and other thermosetting resin: liquid phenol resin, trade name “MEH-8000H”, Meiwa Kasei Co., Ltd. thixotropic agent: trade name “ "Gerall D", manufactured by Shin Nippon Rika Co., Ltd.
［実施例１］
脂環式エポキシ樹脂Ａ８９質量％、活性剤Ａ４質量％、活性剤Ｂ５質量％およびチクソ剤２質量％を容器に投入し、粉砕混合機にて、粉砕し混合し分散させて熱硬化性フラックス組成物を得た。
その後、得られた熱硬化性フラックス組成物１５質量％およびはんだ粉末８５質量％（合計で１００質量％）を容器に投入し、混練機にて混合することではんだ組成物を調製した。
次に、チップ部品を搭載できる基板（導体の材質：銅、水溶性プリフラックス処理あり）を準備し、この基板の電極端子上に、メタルマスク印刷機により得られたはんだ組成物を印刷した。塗膜の厚みは、１５０μｍであった。次に、チップ部品（３２１６チップ）を、塗膜形成後の基板の電極端子上に搭載し、リフロー炉（タムラ製作所社製）に通して加熱した。ここでのリフロー条件は、プリヒート温度が１５０〜１８０℃（６０秒間）で、温度２２０℃以上の時間が５０秒間で、ピーク温度が２４５℃である。その後、リフロー後の基板を、加熱炉に投入し、温度１５０℃にて２時間の加熱処理を施して、評価用基板を作製した。
[Example 1]
Alicyclic epoxy resin A 89% by mass, activator A 4% by mass, activator B 5% by mass, and thixotropic agent 2% by mass are put into a container, pulverized, mixed and dispersed in a pulverizer / mixer, and thermosetting flux composition I got a thing.
Thereafter, 15% by mass of the obtained thermosetting flux composition and 85% by mass (100% by mass in total) of the solder powder were put into a container and mixed with a kneader to prepare a solder composition.
Next, a substrate on which chip components can be mounted (conductor material: copper, with water-soluble preflux treatment) was prepared, and the solder composition obtained by a metal mask printer was printed on the electrode terminals of this substrate. The thickness of the coating film was 150 μm. Next, the chip component (3216 chip) was mounted on the electrode terminal of the substrate after the coating film was formed, and heated through a reflow furnace (manufactured by Tamura Corporation). The reflow conditions here are a preheat temperature of 150 to 180 ° C. (60 seconds), a temperature of 220 ° C. or higher for 50 seconds, and a peak temperature of 245 ° C. Thereafter, the substrate after reflow was put into a heating furnace and subjected to a heat treatment at a temperature of 150 ° C. for 2 hours to produce an evaluation substrate.
［実施例２〜１３および比較例１〜４］
表１に示す組成に従い各材料を配合した以外は実施例１と同様にして、はんだ組成物および評価用基板を得た。
[Examples 2 to 13 and Comparative Examples 1 to 4]
A solder composition and a substrate for evaluation were obtained in the same manner as in Example 1 except that each material was blended according to the composition shown in Table 1.
＜はんだ組成物の評価＞
はんだ組成物の評価（フラックス残さ中の気泡、はんだ溶融性、セルフアライメント性）を以下のような方法で行った。得られた結果を表１に示す。
（１）フラックス残さ中の気泡
評価用基板からチップ部品を取り除き、フラックス残さを拡大鏡にて観察した。そして、下記の基準に従って、フラックス残さ中の気泡を評価した。
◎：フラックス残さ中に、気泡がない。
○：フラックス残さ中に、小さな気泡が、僅かにある。
△：フラックス残さ中に、小さな気泡がある。
×：フラックス残さ中に、大きな気泡が数多くある。
（２）はんだ溶融性
基板（導体の材質：銅、水溶性プリフラックス処理あり）を準備し、この基板の電極端子上に、メタルマスク印刷機により得られたはんだ組成物を印刷した。メタルマスクの開口直径は、６．５ｍｍであり、塗膜の厚みは、１５０μｍであった。次に、リフロー炉（タムラ製作所社製）に通して加熱した。ここでのリフロー条件は、プリヒート温度が１５０〜１８０℃（６０秒間）で、温度２２０℃以上の時間が５０秒間で、ピーク温度が２４５℃である。そして、はんだの溶融状態を目視にて観察し、下記の基準に従って、はんだ溶融性を評価した。
◎：はんだ組成物を塗布した部分は、全て、はんだでぬれた状態である。
○：はんだ組成物を塗布した部分の大半は、はんだでぬれた状態である。
△：はんだ組成物を塗布した部分の一部を除き、はんだでぬれた状態である。
×：はんだ組成物を塗布した部分の大半は、はんだでぬれていない状態である。
（３）セルフアライメント性
チップ部品を３０°ずらして基板の電極端子上に搭載した以外は、各実施例および各比較例と同様にして、セルフアライメント性の評価用基板を作製した。この評価用基板を観察し、リフロー工程後のチップ部品のずれを観察した。そして、下記の基準に従って、セルフアライメント性を評価した。
○：チップ部品が正常な位置にはんだ付けされている。
△：チップ部品の位置に、僅かにずれが生じている。
×：チップ部品の位置に、ずれが生じている。
（４）放置試験後のはんだ溶融性
温度２３℃、湿度６０％の雰囲気下にて、はんだ組成物を開封状態で、５日間放置する放置試験を行った。そして、この放置試験後のはんだ組成物を使用して、上記（２）はんだ溶融性の試験を行い、同様の基準に従って、放置試験後のはんだ溶融性を評価した。
<Evaluation of solder composition>
Evaluation of the solder composition (bubbles in the flux residue, solder melting property, self-alignment property) was performed by the following method. The obtained results are shown in Table 1.
(1) Bubbles in flux residue Chip components were removed from the evaluation substrate, and the flux residue was observed with a magnifier. And according to the following reference | standard, the bubble in the flux residue was evaluated.
A: There are no bubbles in the flux residue.
○: There are a few small bubbles in the flux residue.
Δ: There are small bubbles in the flux residue.
X: There are many large bubbles in the flux residue.
(2) Solder meltability A substrate (conductor material: copper, with water-soluble preflux treatment) was prepared, and a solder composition obtained by a metal mask printer was printed on the electrode terminals of this substrate. The opening diameter of the metal mask was 6.5 mm, and the thickness of the coating film was 150 μm. Next, it heated through the reflow furnace (made by Tamura Seisakusho). The reflow conditions here are a preheat temperature of 150 to 180 ° C. (60 seconds), a temperature of 220 ° C. or higher for 50 seconds, and a peak temperature of 245 ° C. And the molten state of the solder was observed visually and the solder meltability was evaluated according to the following criteria.
(Double-circle): All the parts which apply | coated the solder composition are the states wet with the solder.
◯: Most of the portion where the solder composition is applied is wet with solder.
(Triangle | delta): It is the state wet with the solder except for a part of part which applied the solder composition.
X: Most of the portions to which the solder composition is applied are not wet with solder.
(3) Self-alignment property A substrate for evaluation of self-alignment property was produced in the same manner as in each Example and each Comparative Example except that the chip component was shifted by 30 ° and mounted on the electrode terminal of the substrate. The substrate for evaluation was observed, and the deviation of the chip component after the reflow process was observed. And self-alignment property was evaluated according to the following reference | standard.
○: The chip part is soldered to a normal position.
Δ: Slight deviation occurs in the position of the chip component.
×: Deviation occurs in the position of the chip component.
(4) Solder meltability after standing test A standing test was performed in which the solder composition was left open for 5 days in an atmosphere at a temperature of 23 ° C and a humidity of 60%. Then, using the solder composition after the standing test, the above (2) solder melting test was performed, and the solder melting property after the standing test was evaluated according to the same standard.
表１に示す結果からも明らかなように、本発明のはんだ組成物を用いた場合（実施例１〜１３）には、フラックス残さ中の気泡、はんだ溶融性、およびセルフアライメント性が良好であることが分かった。従って、本発明によれば、水溶性プリフラックス処理が施された配線基板に使用する場合でも、はんだ溶融性が優れることが確認された。
これに対し、脂環式エポキシ樹脂を含有しない場合（比較例１〜４）には、フラックス残さ中の気泡、はんだ溶融性、およびセルフアライメント性のいずれか１つ以上が不十分となることが分かった。
As is apparent from the results shown in Table 1, when the solder composition of the present invention is used (Examples 1 to 13), bubbles in the flux residue, solder meltability, and self-alignment properties are good. I understood that. Therefore, according to the present invention, it was confirmed that the solder meltability is excellent even when used for a wiring board subjected to a water-soluble preflux treatment.
On the other hand, when no alicyclic epoxy resin is contained (Comparative Examples 1 to 4), any one or more of bubbles, solder meltability, and self-alignment in the flux residue may be insufficient. I understood.
本発明のはんだ組成物は、電子機器のプリント配線基板などの電子基板に電子部品を実装するための技術として特に好適に用いることができる。 The solder composition of the present invention can be particularly suitably used as a technique for mounting an electronic component on an electronic substrate such as a printed wiring board of an electronic device.
Claims (5)
前記（Ａ）成分が、（Ａ１）脂環式エポキシ樹脂を含有し、
前記（Ｂ）成分が、有機酸および有機酸アミン塩からなる群から選択される少なくとも１つを含有する
ことを特徴とするはんだ組成物。 (A) a thermosetting flux composition containing an epoxy resin and (B) an activator, and (C) a solder powder,
The component (A) contains (A1) an alicyclic epoxy resin,
The component (B) contains at least one selected from the group consisting of organic acids and organic acid amine salts.
前記（Ａ１）成分が、１分子中に、下記構造式（Ｓ１）、下記構造式（Ｓ２）、下記構造式（Ｓ３）、下記構造式（Ｓ４）および下記構造式（Ｓ５）で表される基からなる群から選択される少なくとも１つの基を、１つ以上有する
ことを特徴とするはんだ組成物。
The component (A1) is represented by the following structural formula (S1), structural formula (S2), structural formula (S3), structural formula (S4), and structural formula (S5) below in one molecule. A solder composition comprising at least one group selected from the group consisting of groups.
前記はんだ粉末が、融点が２００℃以上２４０℃以下のはんだ合金からなる
ことを特徴とするはんだ組成物。 In the solder composition according to claim 1 or 2,
The solder powder is made of a solder alloy having a melting point of 200 ° C. or higher and 240 ° C. or lower.
前記（Ａ１）成分の配合量が、前記（Ａ）成分１００質量％に対して、５０質量％以上である
ことを特徴とするはんだ組成物。 In the solder composition according to any one of claims 1 to 3,
The blending amount of the component (A1) is 50% by mass or more with respect to 100% by mass of the component (A).
配線基板の電極端子上に、水溶性プリフラックスによる保護被膜を形成する水溶性プリフラックス工程と、
前記水溶性プリフラックス工程後の電極端子上に、前記はんだ組成物を塗布する塗布工程と、
電子部品を前記はんだ組成物上に搭載する搭載工程と、
前記電子部品が搭載された前記配線基板を加熱することにより、前記はんだ粉末を溶融させ、前記電子部品を前記電極端子に接合するリフロー工程と、
前記熱硬化性フラックス組成物を加熱して硬化させる熱硬化工程と、を備える
ことを特徴とする電子基板の製造方法。 A method for manufacturing an electronic substrate using the solder composition according to any one of claims 1 to 4,
A water-soluble preflux process for forming a protective coating with a water-soluble preflux on the electrode terminals of the wiring board;
On the electrode terminal after the water-soluble preflux process, an application process for applying the solder composition;
A mounting step of mounting an electronic component on the solder composition;
A reflow process of melting the solder powder by heating the wiring board on which the electronic component is mounted, and joining the electronic component to the electrode terminal;
And a thermosetting step of heating and curing the thermosetting flux composition. An electronic substrate manufacturing method comprising:
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