JP2022156267A - フラックス及びソルダペースト - Google Patents

フラックス及びソルダペースト Download PDF

Info

Publication number
JP2022156267A
JP2022156267A JP2021059865A JP2021059865A JP2022156267A JP 2022156267 A JP2022156267 A JP 2022156267A JP 2021059865 A JP2021059865 A JP 2021059865A JP 2021059865 A JP2021059865 A JP 2021059865A JP 2022156267 A JP2022156267 A JP 2022156267A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
formula
acid
flux
group
solder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2021059865A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6993605B1 (ja
Inventor
智子 永井
Tomoko Nagai
和順 ▲高▼木
Kazunobu Takagi
愛 浅見
Ai ASAMI
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Senju Metal Industry Co Ltd
Original Assignee
Senju Metal Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Senju Metal Industry Co Ltd filed Critical Senju Metal Industry Co Ltd
Priority to JP2021059865A priority Critical patent/JP6993605B1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6993605B1 publication Critical patent/JP6993605B1/ja
Priority to KR1020237037129A priority patent/KR20230154287A/ko
Priority to PCT/JP2022/008913 priority patent/WO2022209553A1/ja
Priority to CN202280025545.0A priority patent/CN117083148B/zh
Priority to TW111108224A priority patent/TWI784893B/zh
Publication of JP2022156267A publication Critical patent/JP2022156267A/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • B23K35/24Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/26Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 400 degrees C
    • 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
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C13/00Alloys based on tin

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
  • Die Bonding (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

【課題】基板の反り等による応力が加わっても、接合対象物から剥離することを抑制でき、よって接合不良を抑制できるソルダペースト、及びこのようなソルダペーストに用いるフラックスを提供する。【解決手段】ベース樹脂、活性剤、チクソ剤、溶剤、及びはんだ接合不良抑制剤を含み、前記はんだ接合不良抑制剤は、オレフィン及び/又はビニル芳香族化合物と無水マレイン酸との共重合体を特定のアルコールと反応させることにより製造することができる共重合体である。【選択図】なし

Description

本発明は、フラックス及びソルダペーストに関する。
近年、情報機器の小型化により、情報機器に搭載される電子部品においても急速な小型化及び薄型化が進行している。電子部品は、薄型化の要求により、接続端子の狭小化や実装面積の縮小化に対応するため、裏面に電極が設置されたボールグリッドアレイ(Ball Grid Array、BGA)が用いられている(例えば、特許文献1)。
BGAを適用した電子部品には、例えば、半導体パッケージがある。半導体パッケージでは、電極を有する半導体チップが樹脂で封止されており、半導体パッケージの電極には、はんだバンプが形成されている。このはんだバンプは、はんだボールを半導体パッケージの電極に接合することすることにより形成されている。
BGAを適用した半導体パッケージは、ソルダペーストが塗布された基板の電極に、各はんだバンプが位置合わせされて載置され、加熱によりソルダペーストが溶融されることによりはんだバンプと電極が接合して、基板に搭載される。
ここで用いられるソルダペーストは、はんだ粉末、フラックスを含む組成物である。基板の電極に塗布されたソルダペーストは、リフロー炉中で加熱されると、はんだ粒子が融点以上で溶融するとともに、このはんだ粒子の表面の酸化膜がフラックスの作用により除去される。これにより、はんだ粒子が一体化し、はんだバンプと電極との接合が完遂する。
特開2008-71779号公報
BGAを適用した半導体パッケージでは、近年薄型化が要求され、半導体パッケージの薄型化が進行している。このように、半導体チップの薄型化が進行したことで、リフロー時の加熱で、従来では無視できたフラックスの主活性温度域より低温域で半導体パッケージに発生する反りが大きくなり、はんだ付けの新たな問題となってきた。
はんだ付け工程では、図1に示すとおり、半導体パッケージ1の電極(図示せず)に、はんだバンプ2が形成される。また、基板3に設けられた基板電極4に、ソルダペースト5Aが塗布される。このソルダペースト5Aが塗布された基板電極4の上に、半導体パッケージ1のはんだバンプ2が載置される。図1(a)に示すリフローの前の工程では、はんだバンプ2と基板電極4に塗布されたソルダペースト5Aは接した状態にある。続くリフロー工程により、半導体パッケージ1がまず低温域で加熱され、ここで加熱により半導体パッケージ1の全体で反りが発生する。その中でも、部品端部では反りが大きく、そのため、ソルダペースト5Aの大部分は基板電極4の上に残りつつ、ソルダペースト5Aの一部が付着した状態のはんだバンプ2が、基板電極4から剥離する事象が生じる(図1(b))。これにより、はんだバンプ2と基板電極4に塗布されたソルダペースト5Aとの間にクリアランス(隙間)が生じる。
このようにはんだバンプ2が基板電極4から剥離したことで、本加熱時に溶融中のソルダペースト5Aと基板電極4がはんだ接合に十分な接触面積や時間を有せないか、又は、接触できないことにより、基板電極4の表面の金属酸化膜とフラックス中の活性剤成分が十分な反応をすることができず、基板電極4の表面の金属酸化膜を除去することができない。これにより、はんだバンプと電極とが十分に接合せず、接合不良が生じる。またはんだバンプ2と基板電極4が離れたまま、はんだ付け工程が終了することにより、はんだバンプ2と基板電極4とが十分に接合せず、接合不良が生じる。
本発明は、このような課題を鑑みなされたものであり、特にフラックスの主活性温度域より低温域で発生した部品の反りにより、はんだバンプが基板電極から剥離することを抑制できるソルダペースト用のフラックス及びソルダペーストを提供することを目的とする。
本発明者は、特定の構造を有するはんだ接合不良抑制剤を用いることにより、基板の反り等による応力が加わっても、接合対象物から剥離することを抑制できるソルダペーストが得られることを見出し本発明を完成させた。
本発明によれば、ベース樹脂、活性剤、チクソ剤、溶剤、及びはんだ接合不良抑制剤を含み、前記はんだ接合不良抑制剤は、式(1)で表される構造単位と、式(2)で表される構造単位とを含む共重合体である、フラックスが提供される。
Figure 2022156267000001
式(1)において、Rは、炭素数1~24の飽和もしくは不飽和の、直鎖状、分枝鎖状もしくは環状のアルキル基、又は置換もしくは無置換のアリール基であり、
Figure 2022156267000002
式(2)において、Rは、式(2-1)で表される基であり、
Figure 2022156267000003
式(2-1)において、nは、1~20の整数であり、R21は、水素原子又は炭素数1~6のアルキル基であり、R22は、炭素数1~6の、直鎖、分枝鎖、もしくは環式のアルキレン基である。
本発明によれば、ベース樹脂、活性剤、チクソ剤、溶剤、ポリオキシアルキレンモノアルキルエーテル及びはんだ接合不良抑制剤を含み、
前記はんだ接合不良抑制剤は、式(1)で表される構造単位と、式(2)で表される構造単位とを含む共重合体である、フラックスが提供される。
Figure 2022156267000004
式(1)において、Rは、炭素数1~24の飽和もしくは不飽和の、直鎖状、分枝鎖状もしくは環状のアルキル基、又は置換もしくは無置換のアリール基であり、
Figure 2022156267000005
式(2)において、Rは、式(2-1)で表される基であり、
Figure 2022156267000006
式(2-1)において、nは、1~20の整数であり、R21は、水素原子又は炭素数1~6のアルキル基であり、R22は、炭素数1~6の、直鎖、分枝鎖、もしくは環式のアルキレン基である。
また本発明によれば、はんだ粉末と、上記フラックスと、を含むソルダペーストが提供される。
本発明によれば、基板の反り等による応力が加わっても、接合対象物から剥離することを抑制でき、よって接合不良を抑制できるソルダペースト、及びこのようなソルダペーストに用いるフラックスが提供される。
従来のフラックスを用いたはんだ付け工程を示す説明図である。 本実施形態のフラックスによる作用効果例を示す説明図である。
以下、本発明の実施形態について、詳細に説明する。なお、本明細書中、数値範囲の説明における「X~Y」との表記は、特に断らない限り、X以上Y以下のことを表す。例えば、「1~5質量%」とは「1質量%以上5質量%以下」を意味する。
本明細書における基(原子団)の表記において、置換か無置換かを記していない表記は、置換基を有しないものと置換基を有するものの両方を包含するものである。例えば「アルキル基」とは、置換基を有しないアルキル基(無置換アルキル基)のみならず、置換基を有するアルキル基(置換アルキル基)をも包含するものである。
[フラックス]
(第一の実施形態)
第一の実施形態におけるフラックスは、ベース樹脂、活性剤、チクソ剤、溶剤、及びはんだ接合不良抑制剤を含む。第一の実施形態のフラックスにおいて、はんだ接合不良抑制剤は、式(1)で表される構造単位と、式(2)で表される構造単位とを含む共重合体である。
Figure 2022156267000007
式(1)において、Rは、炭素数1~24の飽和もしくは不飽和の、直鎖状、分枝鎖状もしくは環状のアルキル基、又は置換もしくは無置換のアリール基である。
Figure 2022156267000008
式(2)において、Rは、式(2-1)で表される基である。
Figure 2022156267000009
式(2-1)において、nは、1~20の整数であり、R21は、水素原子又は炭素数1~6のアルキル基であり、R22は、炭素数1~6の、直鎖、分枝鎖、もしくは環式のアルキレン基である。
本実施形態のフラックスは、式(1)で表される構造単位と、式(2)で表される構造単位とを含む共重合体を含むことにより、はんだの接合不良が抑制される。ここで、本発明において、「接合不良」は、例えば、はんだと、はんだ付けの対象とが継手形成されないこと(Non Wet Open:NWO)を意味する。「接合不良」は、例えば、電気抵抗測定により測定できる。本発明において、「接合不良の抑制」は、例えば、本発明の抑制剤を含まない以外は同様の組成を有する対照のはんだ又はソルダペーストを用いて接合した場合に、有意に接合不良の発生頻度が低下することを意味する。前記接合不良の発生頻度は、後述のNWO評価試験に基づき実施できる。本実施形態のフラックスは、上記共重合体を含むことにより、はんだバンプに対する密着性に優れ、半導体パッケージ電極と基板電極との強壮な接続が実現される。よって本実施形態のフラックスを含むソルダペーストは、基板の反り等による応力が加わっても接合対象物から剥離せず、結果として半導体パッケージのはんだバンプと基板の電極との間の接合不良が抑制される。
より詳細には、本実施形態のフラックスを含むソルダペーストを使用した場合、リフロー工程による加熱により半導体パッケージ1に反りが発生しても、図1(b)に示すような、はんだバンプ2が基板電極4から剥離する事象が生じない。本実施形態のフラックスを含むソルダペーストを使用することにより、半導体パッケージ1に反りが発生しても、図2に示すように、ソルダペースト5Aが基板電極4とはんだバンプ2との両方から剥離することなく、よってはんだバンプ2と基板電極4との間にクリアランスが生じない。よって、はんだバンプ2と基板電極4との間の接合が確保される。
(第二の実施形態)
第二の実施形態におけるフラックスは、ベース樹脂、活性剤、チクソ剤、溶剤、ポリオキシアルキレンモノアルキルエーテル及びはんだ接合不良抑制剤を含む。第二の実施形態のフラックスは、ポリオキシアルキレンモノアルキルエーテルを含む点で、上記第一の実施形態のフラックスと相違する。
以下に、第一および第二の実施形態のフラックスに用いられる成分について詳述する。
(はんだ接合不良抑制剤)
本実施形態のフラックスは、はんだ接合不良抑制剤として、式(1)で表される構造単位と、式(2)で表される構造単位とを含む共重合体(本明細書中、「共重合体P」と称する)を含む。
Figure 2022156267000010
式(1)において、Rは、炭素数1~24の飽和もしくは不飽和の、直鎖状、分枝鎖状もしくは環状のアルキル基、又は置換もしくは無置換のアリール基である。
Figure 2022156267000011
式(2)において、Rは、式(2-1)で表される基である。
Figure 2022156267000012
式(2-1)において、nは、1~20の整数であり、R21は、水素原子又は炭素数1~6のアルキル基であり、R22は、炭素数1~6の、直鎖、分枝鎖、もしくは環式のアルキレン基である。
本実施形態のフラックスは、上述の共重合体Pを含むことにより、はんだの接合不良が抑制される。より詳細には、本実施形態のフラックスは、上述の共重合体Pを含むことにより、基板電極及びはんだバンプの双方に対する密着性に優れる。これにより、半導体パッケージと基板電極との強壮な接続が実現される。よって本実施形態のフラックスを含むソルダペーストは、基板の反り等による応力が加わっても接合対象物から剥離せず、結果として半導体パッケージのはんだバンプと基板の電極との間の接合不良が抑制される。上記の共重合体Pを用いることにより上記効果が得られる理由は、必ずしも明らかではないが、第一に、共重合体Pは高耐熱性であり、はんだ付け工程で高温環境に晒されても、基板電極およびはんだバンプに対する密着性を維持し得るためと考えられる。また第二に、共重合体Pは、高耐熱性であるため、高温環境下であっても、ソルダペースト中におけるはんだ粉末の分散性を均一化する作用を有するためと考えられる。
本実施形態で用いられる共重合体Pにおける上記式(1)で表される構造単位において、Rは、炭素数1~24の飽和もしくは不飽和の、直鎖状、分枝鎖状もしくは環状のアルキル基、又は置換もしくは無置換のアリール基である。好ましくは、Rは、炭素数1~24の飽和直鎖アルキル基又は無置換のアリール基であり、より好ましくは、Rは、炭素数6~18の飽和直鎖アルキル基、フェニル基又はアルキルフェニル基である。Rが上記構造を有することにより、共重合体Pは、優れたはんだ接合不良抑制効果を有し得る。
ここで、Rを構成し得る炭素数1~24の飽和もしくは不飽和の直鎖、分枝状もしくは環状のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、イソペンチル基、sec-ペンチル基、tert-ペンチル基、ネオペンチル基、(n-)ヘキシル基、(n-)ヘプチル基、(n-)オクチル基、(n-)ノニル基、(n-)デシル基、(n-)ウデシル基、(n-)ドデシル基、(n-)トリデシル基、(n-)テトラデシル基、(n-)ペンタデシル基、(n-)ヘキサデシル基、(n-)ヘプタデシル基、(n-)オクタデシル基、(n-)ナノデシル基、(n-)ヘンイコシル基、(n-)ドコシル基、(n-)トリコシル基、(n-)テトラコシル基等が挙げられる。中でも特に、Rが、ヘキシル基、オクタデシル基、(n-)オクチル基(-C17)であることが、共重合体Pが優れたはんだ接合不良抑制効果を有する点で好ましい。
を構成し得る置換もしくは無置換のアリール基は、例えば、フェニル基、アルキルフェニル基等が挙げられ、好ましくは、フェニル基、メチルフェニル基が挙げられる。前記アルキルフェニル基におけるアルキル基は、例えば、炭素数1~5の飽和もしくは不飽和の直鎖、分枝状もしくは環状のアルキル基であり、好ましくは、炭素数1~5の飽和の直鎖アルキル基である。アルキルフェニル基におけるアルキル基は、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基等があげられる。アリール基において、ベンゼン環等の芳香環の水素原子は、例えば、他の置換基により置換されてもよく、他の置
換基としては、例えば、ヒドロキシ基、ハロゲン基、アミノ基、アルキル基等が挙げられる。ここで、ハロゲン基は、例えば、塩素原子、臭素原子等が挙げられる。
共重合体Pの全構造単位中の式(1)で表される構造単位の割合は、例えば、20~80モル%であり、好ましくは、30~70モル%であり、より好ましくは、40~60モル%である。
本実施形態で用いられる共重合体Pにおける上記式(2)で表される構造単位において、Rは、上記式(2-1)で表される基である。上記式(2-1)において、nは、1~30の整数であり、R21は、水素原子又は炭素数1~6のアルキル基であり、R22は、炭素数1~6の、直鎖、分枝鎖、もしくは環式のアルキレン基である。式(2-1)において、nは、好ましくは、1~20の整数であり、より好ましくは、4~15の整数であり、さらにより好ましくは、8~13の整数である。式(2-1)において、R21は、好ましくは、水素原子又は炭素数1~4のアルキル基であり、より好ましくは、炭素数1又は2のアルキル基(メチル基、又はエチル基)である。R22は、好ましくは、炭素数1~6の直鎖アルキレン基であり、より好ましくは、炭素数2又は3のアルキレンである。換言すると、式(2)中の-R21O-基は、オキシエチレン基又はオキシプロピレン基であることが好ましい。共重合体Pが、上記式(2)で表される構造単位を有することにより、ソルダペースト中におけるはんだ粉末の分散性が向上し得る。
共重合体Pの全構造単位中の式(2)で表される構造単位の割合は、例えば、20~80モル%であり、好ましくは、30~70モル%であり、より好ましくは、40~60モル%である。
好ましい実施形態において、共重合体Pは、式(p1)で表される繰り返し構造を有する共重合体(p1)である。
Figure 2022156267000013
式(p1)において、l及びmは、共重合体(p1)中のモル含有率を示し、lは0より大きく1未満であり、mは0より大きく1未満であり、
は、炭素数1~24の飽和もしくは不飽和の直鎖、分枝状もしくは環状のアルキル基であり、
は、上記式(2)における定義と同義である。
式(p1)で表される共重合体(p1)は、各構造単位が交互に結合した交互共重合体であってもよいし、ランダムに決層したランダム共重合体であってもよいし、ブロック単位で結合したブロック共重合体であってもよい。
別の好ましい実施形態において、共重合体Pは、式(p2)で表される繰り返し構造を有する共重合体(p2)である。
Figure 2022156267000014
式(p2)において、l及びmは、共重合体(p2)中のモル含有率を示し、lは0より大きく1未満であり、mは0より大きく1未満であり、
は、上記式(2)における定義と同義である。
式(p2)で表される共重合体(p2)もまた、各構造単位が交互に結合した交互共重合体であってもよいし、ランダムに決層したランダム共重合体であってもよいし、ブロック単位で結合したブロック共重合体であってもよい。
共重合体(p2)は、上記式(1)が式(6)で表される構造単位である場合に相当する。式(6)で表される構造単位は化学的に堅牢である。そのため、これを構造単位として含む共重合体(p2)は、はんだ接合不良抑制効果を有するとともに、高い耐熱性を有し得る。
Figure 2022156267000015
一実施形態において、共重合体Pの重量平均分子量(Mw)は、例えば、1000~100000である。共重合体Pの重量平均分子量(Mw)の下限値は、好ましくは、2000以上であり、より好ましくは、4000以上であり、さらに好ましくは、6000以上であり、特に好ましくは、7000以上である。共重合体Pの重量平均分子量(Mw)の下限値は、好ましくは、50000以下であり、より好ましくは、40000以下であり、さらに好ましくは、30000以下であり、特に好ましくは、20000以下である。
一実施形態において、共重合体Pの数平均分子量(Mn)は、例えば、1000~4000であり、好ましくは、2000~3000である。一実施形態において、共重合体Pの分散度(Mw/Mn)は、例えば、1.0~5.0であり、好ましくは、2.0~4.0であり、より好ましくは、3.0~4.0である。上記範囲の分子量及び分布を有する共重合体Pを使用することにより、得られるソルダペーストにおけるはんだ粉末の分散性が向上するとともに、はんだ接合部が高い強度及び高い靭性を有し得る。なお、これらの値は、ポリスチレンを標準物質として用いるフェルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)測定により求めることができる。
(はんだ接合不良抑制剤の製造方法)
以下に、はんだ接合不良抑制剤として使用される共重合体Pの製造方法にて記載する。
本実施形態で用いられる共重合体Pは、例えば、式(p3)で表される、オレフィン及び/又はビニル芳香族化合物と無水マレイン酸との共重合体(以下、「前駆体ポリマー」と称する)に、上記式(2-1)で表される基を導入することにより得られる。
Figure 2022156267000016
式(p3)において、Rは、上記式(1)における定義と同義であり、l及びmは、前駆体ポリマー(p3)中のモル含有率を示し、lは0より大きく1未満であり、mは0より大きく1未満である。
より詳細には、共重合体Pは、オレフィン及び/又はビニル芳香族化合物と無水マレイン酸との共重合体である前駆体ポリマー(p3)を、塩基性触媒の存在下、以下の式(7)で表されるアルコールと反応させることにより製造することができる。この前駆体ポリマー(p3)と式(7)の化合物との反応により、前駆体ポリマー(p3)中の無水マレイン酸部分がエステル化されて、式(p)で表される目的の共重合体Pが得られる。ここで、前駆体ポリマー(p3)は、ランダム共重合体、交互共重合体、ブロック共重合体のいずれであってもよい。一般に、無水マレイン酸は交互共重合性が強いモノマーとして知られているため、前駆体ポリマー(p3)は、典型的には、交互共重合体である。
Figure 2022156267000017
式(p)において、l及びmは、共重合体P中のモル含有率を示し、lは0より大きく1未満であり、mは0より大きく1未満であり、Rは、上記式(1)における定義と同義であり、Rは、上記式(2)における定義と同義である。
式(p3)で表される前駆体ポリマー(p3)は、オレフィン又はビニル芳香族化合物と無水マレイン酸との重合反応により製造してもよいし、市販の製品を使用してもよい。オレフィン又はビニル芳香族化合物と無水マレイン酸との重合反応としては、オレフィン又はビニル芳香族化合物と無水マレイン酸とを重合開始剤の存在下で反応させる公知の手法を使用できる。前駆体ポリマー(p3)を製造するために用いるオレフィンとしては、エチレン、プロピレン、1-ブテン、イソブテン、4-メチル-1-ペンテン、1-ヘキセン、1-オクテン、1-ノネン、1-デセン、1-ドデセン等のα-オレフィンが好ましい。前駆体ポリマー(p3)を製造するために用いるビニル芳香族化合物としては、スチレン、α-メチルスチレン、p-メチルスチレン、ジビニルベンゼン、1,1-ジフェニルエチレン、N,N-ジメチル-p-アミノエチルスチレン、N,N-ジエチル-p-アミノエチルスチレン等が挙げられる。製造コストの観点からスチレンを用いることが好ましい。また、オレフィン又はビニル芳香族化合物は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、前駆体ポリマー(p3)として使用するスチレン-無水マレイン酸共重合体としては、Xiranシリーズ(Polyscope社製)等が挙げられる。
上述の前駆体ポリマー(p3)に式(2-1)で表される基を導入する工程は、前駆体ポリマー(p3)と以下の式(7)で表される化合物とを、塩基性触媒の存在下で反応させることにより実施される。
Figure 2022156267000018
ここで、式(7)において、n、R21及びR22は、式(2-1)における定義と同義である。
上記工程で使用される式(7)で表される化合物としては、ポリオキシアルキレンモノアルキルエーテルが挙げられ、好ましくは、nが1~30のポリエチレングリコールモノメチルエーテル又はポリエチレングリコールモノエチルエーテル、あるいはnが1~30のポリプロピレングリコールモノメチルエーテル又はポリプロピレングリコールモノエチルエーテルが挙げられる。式(7)で表される化合物において、nは、より好ましくは、1~20の整数であり、さらに好ましくは、4~15の整数であり、なおさらに好ましくは、8~13の整数である。
一実施形態において、共重合体Pは、式(8)で表される構造単位、式(9)で表される構造単位、又は式(10)で表される構造単位を含んでもよい。
Figure 2022156267000019
Figure 2022156267000020
Figure 2022156267000021
式(9)において、Rは、上記式(2)におけるものと同義である。共重合体Pが、式(8)で表される構造単位、式(9)で表される構造単位、又は式(10)で表される構造単位を含む場合、その含有量は、共重合体Pの全構造単位に対して、1~10モル%である。
フラックス中の共重合体Pの含有量は、フラックス全体に対して、1質量%以上25質量%以下の量である。一実施形態において、フラックス中の共重合体Pの含有量の下限値は、フラックス全体に対して、好ましくは、1.5質量%以上であり、より好ましくは、2質量%以上であり、さらに好ましくは、5質量%以上であり、さらにより好ましくは、8質量%以上であり、特に好ましくは、10質量%以上である。一実施形態において、フラックス中の共重合体Pの含有量の上限値は、フラックス全体に対して、好ましくは、24質量%以下であり、より好ましくは、22質量%以下であり、さらに好ましくは、20質量%以下であり、特に好ましくは、18質量%以下である。
(ベース樹脂)
本実施形態のフラックスに用いられるベース樹脂としては、例えば、ロジン系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、フェノキシ樹脂、ビニルエーテル系樹脂、テルペン樹脂、変性テルペン樹脂(例えば、芳香族変性テルペン樹脂、水添テルペン樹脂、水添芳香族変性テルペン樹脂等)、テルペンフェノール樹脂、変性テルペンフェノール樹脂(例えば、水添テルペンフェノール樹脂等)、スチレン樹脂、変性スチレン樹脂(例えば、スチレンアクリル樹脂、スチレンマレイン樹脂等)、キシレン樹脂、変性キシレン樹脂(例えば、フェノール変性キシレン樹脂、アルキルフェノール変性キシレン樹脂、フェノール変性レゾール型キシレン樹脂、ポリオール変性キシレン樹脂、ポリオキシエチレン付加キシレン樹脂等)等が挙げられる。これらを単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。なお、本明細書中、「(メタ)アクリル系樹脂」とは、メタクリル系樹脂及びアクリル系樹脂を包含する概念をいう。
これらの中でも、ベース樹脂は、ロジン系樹脂を含むことが好ましい。ロジン系樹脂としては、例えば、ガムロジン、ウッドロジン、トール油ロジン等の原料ロジン、原料ロジンから得られる誘導体が挙げられる。誘導体としては、例えば、精製ロジン、水添ロジン、不均化ロジン、重合ロジン及びα,β不飽和カルボン酸変性物(アクリル化ロジン)、マレイン化ロジン、フマル化ロジン等)、並びに重合ロジンの精製物、水素化物及び不均化物、並びにα,β不飽和カルボン酸変性物の精製物、水素化物、不均化物等が挙げられる。これらのロジン系樹脂は、1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて用いられる。
フラックス中のベース樹脂の含有量は、フラックス全体に対し、例えば、10~60質量%であり、好ましくは、20~50質量%である。
(活性剤)
本実施形態のフラックスは、フラックス作用を有する活性剤を含む。ここでフラックス作用とは、ソルダペーストが塗布される金属表面に生じた酸化皮膜を除去するという還元作用、及び、溶融はんだの表面張力を低下させて、はんだの接合金属表面への濡れ性を促進する作用を意味する。活性剤としては、有機酸、有機ハロゲン化合物、アミンハロゲン化水素酸塩等が挙げられる。
有機酸としては、モノカルボン酸、ジカルボン酸、ジカルボン酸の無水物、オキシ酸等が挙げられる。これらを単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。この中でも、ヒドロキシ基及びカルボキシ基の少なくとも一方を分子中に2個以上有する多価の有機酸を用いてもよい。
有機酸の具体例としては、例えば、グルタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、エイコサン二酸、クエン酸、グリコール酸、コハク酸、サリチル酸、ジグリコール酸、ジピコリン酸、ジブチルアニリンジグリコール酸、スベリン酸、セバシン酸、チオグリコール酸、テレフタル酸、ドデカン二酸、パラヒドロキシフェニル酢酸、ピコリン酸、フェニルコハク酸、フタル酸、フマル酸、マレイン酸、マロン酸、ラウリン酸、安息香酸、酒石酸、イソシアヌル酸トリス(2-カルボキシエチル)、グリシン、1,3-シクロヘキサンジカルボン酸、2,2-ビス(ヒドロキシメチル)プロピオン酸、2,2-ビス(ヒドロキシメチル)ブタン酸、2,3-ジヒドロキシ安息香酸、2,4-ジエチルグルタル酸、2-キノリンカルボン酸、3-ヒドロキシ安息香酸、リンゴ酸、p-アニス酸、ステアリン酸、12-ヒドロキシステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸等が挙げられる。
また、有機酸としては、ダイマー酸、トリマー酸、ダイマー酸に水素を添加した水添物である水添ダイマー酸、トリマー酸に水素を添加した水添物である水添トリマー酸なども使用することができる。例としては、オレイン酸とリノール酸の反応物であるダイマー酸、オレイン酸とリノール酸の反応物であるトリマー酸、アクリル酸の反応物であるダイマー酸、アクリル酸の反応物であるトリマー酸、メタクリル酸の反応物であるダイマー酸、メタクリル酸の反応物であるトリマー酸、アクリル酸とメタクリル酸の反応物であるダイマー酸、アクリル酸とメタクリル酸の反応物であるトリマー酸、オレイン酸の反応物であるダイマー酸、オレイン酸の反応物であるトリマー酸、リノール酸の反応物であるダイマー酸、リノール酸の反応物であるトリマー酸、リノレン酸の反応物であるダイマー酸、リノレン酸の反応物であるトリマー酸、アクリル酸とオレイン酸の反応物であるダイマー酸、アクリル酸とオレイン酸の反応物であるトリマー酸、アクリル酸とリノール酸の反応物であるダイマー酸、アクリル酸とリノール酸の反応物であるトリマー酸、アクリル酸とリノレン酸の反応物であるダイマー酸、アクリル酸とリノレン酸の反応物であるトリマー酸、メタクリル酸とオレイン酸の反応物であるダイマー酸、メタクリル酸とオレイン酸の反応物であるトリマー酸、メタクリル酸とリノール酸の反応物であるダイマー酸、メタクリル酸とリノール酸の反応物であるトリマー酸、メタクリル酸とリノレン酸の反応物であるダイマー酸、メタクリル酸とリノレン酸の反応物であるトリマー酸、オレイン酸とリノレン酸の反応物であるダイマー酸、オレイン酸とリノレン酸の反応物であるトリマー酸、リノール酸とリノレン酸の反応物であるダイマー酸、リノール酸とリノレン酸の反応物であるトリマー酸、上述した各ダイマー酸の水添物である水添ダイマー酸、上述した各トリマー酸の水添物である水添トリマー酸等が挙げられる。
有機ハロゲン化物としては、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化合物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、及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、及び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、その他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化合物としては、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、及び5-ヨードアントラニル酸などのヨウ化カルボキシル化合物、2-クロロ安息香酸、及び3-クロロプロピオン酸などの塩化カルボキシル化合物、2,3-ジブロモプロピオン酸、2,3-ジブロモコハク酸、及び2-ブロモ安息香酸などの臭素化カルボキシル化合物等が挙げられる。
アミンハロゲン化水素酸塩としては、アミン類とハロゲン化水素との反応生成物が挙げられる。ここで、アミン類としては、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、エチレンジアミン、シクロヘキシルアミン、1,3-ジフェニルグアニジン、1,3-ジーo-トリルグアニジン、1-o-トリルビグアニド等が挙げられ、ハロゲン化水素としては、塩素、臭素、ヨウ素の水素化物が挙げられる。
フラックス中の活性剤の含有量は、フラックス全体に対し、例えば、1~20質量%であり、好ましくは、5~15質量%である。
(チクソ剤)
本実施形態のフラックスは、チクソ剤を含む。チクソ剤は、フラックス及びこれを用いて得られるソルダペーストの流動特性を改善する作用を有する。チクソ剤としては、例えば、ワックス系チクソ剤、アマイド系チクソ剤等が挙げられる。ワックス系チクソ剤としては、例えば、ヒマシ硬化油等が挙げられる。アマイド系チクソ剤としては、例えば、ラウリン酸アマイド、パルミチン酸アマイド、ステアリン酸アマイド、ベヘン酸アマイド、ヒドロキシステアリン酸アマイド、飽和脂肪酸アマイド、オレイン酸アマイド、エルカ酸アマイド、不飽和脂肪酸アマイド、p-トルエンメタンアマイド、芳香族アマイド、置換アマイド、メチロールステアリン酸アマイド、メチロールアマイド、脂肪酸エステルアマイド等が挙げられる。アマイド系チクソ剤は、ビスアマイド系チクソ剤及び/又はポリアマイド系チクソ剤であってもよく、ビスアマイド系チクソ剤としては、メチレンビスステアリン酸アマイド、エチレンビスラウリン酸アマイド、エチレンビスヒドロキシステアリン酸アマイド、飽和脂肪酸ビスアマイド、メチレンビスオレイン酸アマイド、不飽和脂肪酸ビスアマイド、m-キシリレンビスステアリン酸アマイド、芳香族ビスアマイド等が挙げられ、ポリアマイド系チクソ剤としては、飽和脂肪酸ポリアマイド、不飽和脂肪酸ポリアマイド、芳香族ポリアマイド等が挙げられる。
フラックス中のチクソ剤の含有量は、フラックス全体に対し、例えば、1~15質量%であり、好ましくは、5~10質量%である。
(溶剤)
本実施形態のフラックスは、溶剤を含む。溶剤は、フラックスの粘度を、塗布に適切な程度に調整するために用いられる。用いられる溶剤としては、アルコール系溶剤、グリコールエーテル系溶剤、テルピネオール類、炭化水素類、エステル類、水等などが挙げられる。これらを単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。この中でも、アルコール系溶剤又はグリコールエーテル系溶剤の少なくとも一方を用いてもよい。
アルコール系溶剤としては、例えば、イソプロピルアルコール、1,2-ブタンジオール、イソボルニルシクロヘキサノール、2,4-ジエチル-1,5-ペンタンジオール、2,2-ジメチル-1,3-プロパンジオール、2,5-ジメチル-2,5-ヘキサンジオール、2,5-ジメチル-3-ヘキシン-2,5-ジオール、2,3-ジメチル-2,3-ブタンジオール、1,1,1-トリス(ヒドロキシメチル)エタン、2-エチル-2-ヒドロキシメチル-1,3-プロパンジオール、2,2'-オキシビス(メチレン)ビス(2-エチル-1,3-プロパンジオール)、2,2-ビス(ヒドロキシメチル)-1,3-プロパンジオール、1,2,6-トリヒドロキシヘキサン、ビス[2,2,2-トリス(ヒドロキシメチル)エチル]エーテル、1-エチニル-1-シクロヘキサノール、1,4-シクロヘキサンジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、エリトリトール、トレイトール、グアヤコールグリセロールエーテル、3,6-ジメチル-4-オクチン-3,6-ジオール、2,4,7,9-テトラメチル-5-デシン-4,7-ジオール等が挙げられる。
グリコールエーテル系溶剤としては、例えば、ヘキシルジグリコール、ジエチレングリコールモノ-2-エチルヘキシルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、2-メチルペンタン-2,4-ジオール、ジ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ジブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル等が挙げられる。
エステル系溶剤としては、コハク酸ジイソブチル、コハク酸ジブチル、アジピン酸ジメチル、アジピン酸ジエチル、アジピン酸ジブチル、アジピン酸ジイソプロピル、アジピン酸ジイソブチル、アジピン酸ジイソデシル、マレイン酸ジブチル、セバシン酸ジメチル、セバシン酸ジエチル、セバシン酸ジブチル、セバシン酸ジオクチル、デカン二酸ジイソプロピル等が挙げられる。
フラックス中の溶剤の含有量は、ベース樹脂と有機酸の性状及び添加量を考慮して、塗布作業が円滑に実施できる量を選択することができ、フラックス全体に対して、例えば、10~60質量%であり、好ましくは、25~50質量%である。
(ポリオキシアルキレンモノアルキルエーテル)
第二の実施形態におけるフラックスは、ポリオキシアルキレンモノアルキルエーテルを含む。ポリオキシアルキレンモノアルキルエーテルとしては、例えば、重量平均分子量が76~5000のポリエチレングリコールモノメチルエーテル又は重量平均分子量が90~5000のポリエチレングリコールモノエチルエーテル、あるいは重量平均分子量が90~5000のポリプロピレングリコールモノメチルエーテル又は重量平均分子量が104~5000のポリプロピレングリコールモノエチルエーテルが挙げられる。
用いられるポリオキシアルキレンモノアルキルエーテルの重量平均分子量の下限値は、好ましくは、200以上であり、より好ましくは、300以上であり、さらに好ましくは、400以上ある。用いられるポリオキシアルキレンモノアルキルエーテルの重量平均分子量の上限値は、好ましくは、3000以下であり、より好ましくは、2000以下であり、さらに好ましくは、1500以下である。
ポリオキシアルキレンモノアルキルエーテルを用いることにより、得られるソルダペーストの塗布性および取り扱い性が改善され、よってこれを用いて製造された電子回路実装基板は、優れた接続信頼性を備える。
第二の実施形態のフラックス中の、ポリオキシアルキレンモノアルキルエーテルの含有量は、フラックス全体に対して、例えば、0.1質量%~10質量%、好ましくは、2質量%~8質量%である。
(その他の成分)
本実施形態のフラックスは、さらにアミンを含んでもよい。アミンは、フラックス活性剤として機能し得る。アミンとしては、例えば、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、エチレンジアミン、シクロヘキシルアミン、1,3-ジフェニルグアニジン、1,3-ジ-o-トリルグアニジン、1-o-トリルビグアニド、イミダゾール、2-エチルイミダゾール、2-メチルイミダゾール、2-ウンデシルイミダゾール、2-ヘプタデシルイミダゾール、1,2-ジメチルイミダゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾール、2-フェニルイミダゾール、4-メチル-2-フェニルイミダゾール、1-ベンジル-2-メチルイミダゾール、1-ベンジル-2-フェニルイミダゾール等が挙げられる。
本実施形態のフラックスがアミンを含む場合、アミンの含有量は、フラックス全体に対して、0.1質量%以上5質量%以下であり、好ましくは、1質量%以上5質量%以下である。
本発明のフラックスは、さらに酸化防止剤を含んでもよい。前記酸化防止剤により、はんだ粉末の酸化を抑えることができる。酸化防止剤としては、例えば、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、フェノール系酸化防止剤、ビスフェノール系酸化防止剤、ポリマー型酸化防止剤等が挙げられる。なお、酸化防止剤は、一種類を単独で用いてもよいし、二種類以上を併用してもよい。
フラックス中の酸化防止剤の配合量は、特に制限されず、例えば、フラックス全量に対して1質量%以上10質量%以下であり、好ましくは、1質量%以上5質量%以下である。
本実施形態のフラックスは、さらに、本発明の効果を損なわない範囲で、上記以外の他の添加剤を含んでもよい。添加剤としては、例えば、着色剤、消泡剤、界面活性剤、つや消し剤等が挙げられる。前記添加剤の配合量は、特に制限されず、例えば、フラックス全量に対して0質量%以上5質量%以下とすることができる。
[ソルダペースト]
本実施形態のソルダペーストは、上述のフラックスと、はんだ粉末とを含む。
はんだ粉末の種類(合金組成など)は特に限定されない。具体的には、Sn-Ag合金、Sn-Cu合金、Sn-Ag-Cu合金、Sn-In合金、Sn-Pb合金、Sn-Bi合金、Sn-Ag-Cu-Bi合金、及び上記合金組成にAg、Cu、In、Ni、Co、Sb、Ge、P、Fe、Zn、及びGa等を更に添加した合金などが挙げられる。
本実施形態のソルダペーストは、通常、上述のフラックスと、はんだ粉末(金属粉)とを混合することで製造することができる。フラックスとはんだ粉末の混合比率は特に限定されず、最終的に得られるソルダペーストが実用上問題ない程度の粘度を有すればよい。フラックスとはんだ粉末の混合比率は、質量比で、典型的には、フラックス:はんだ粉末=1:99~30:70、好ましくは、フラックス:はんだ粉末=3:97~20:80、より好ましくは、フラックス:はんだ粉末=5:95~15:85である。
本実施形態のソルダペーストは、上述のフラックスを使用することにより、はんだ接合不良を抑制することができる。したがって、本実施形態のソルダペーストを使用することにより、信頼性の高い電子回路実装基板を提供することができる。
以上、本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することができる。また、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。
以下、本発明を実施例及び比較例により説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
<フラックスの作製>
下記表1に、実施例1~11及び比較例1の組成を示す。下記表1に示す配合量の各材料をそれぞれ混合し、加熱溶融することにより、均一に分散された実施例1~11及び比較例1のフラックスを得た。
表1に記載の成分は以下のとおりである。
(ベース樹脂)
・ベース樹脂1:アクリル酸変性水添ロジン
・ベース樹脂2:マレイン酸変性水添ロジン
(活性剤)
・活性剤1:グルタル酸
・活性剤2:スベリン酸
・活性剤3:アゼライン酸
・活性剤4:コハク酸
・活性剤5:セバシン酸
・活性剤6:トランス-2,3-ジブロモ-2-ブテン-1,4-ジオール
・活性剤7:2-フェニル-4-メチルイミダゾール
(チクソ剤)
・チクソ剤1:ポリアマイド
・チクソ剤2:硬化ひまし油
(溶剤)
・溶剤1:ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル
(酸化防止剤)
・酸化防止剤1:ヒンダードフェノール系酸化防止剤
(添加剤)
・添加剤1:重量平均分子量が400~800のポリエチレングリコールモノメチルエーテルの混合物
(接合不良抑制剤)
・抑制剤1:以下式(p1)の構造単位を有する共重合体(重量平均分子量(Mw):7855、数平均分子量(Mn):2058、Mw/Mn:3.8)。
Figure 2022156267000022
(式(p1)において、Rは、デシル基であり、Rは、-(CH-CH-O-)-C(n=8~13の混合物)である。)
・抑制剤2:以下式(p2)の構造単位を有する共重合体(重量平均分子量(Mw):8495、数平均分子量(Mn):2397、Mw/Mn:3.5)
Figure 2022156267000023
(式(p2)において、Rは、-(CH-CH-O-)-C(n=8~13の混合物)である。)
<ソルダペーストの作製>
前述の各実施例及び比較例で示した組成のフラックスを用いて、ソルダペーストを作製した。具体的には、ソルダペースト全体に対して、12質量%の各フラックスと、88質量%のSn-3Ag-0.5Cu(融点217℃)のはんだ粉末(粒径:20~38μm)とを混合することにより、実施例1~11及び比較例1の各ソルダペーストを作製した。
<ソルダペーストの性能評価>
上述の方法で得られた各実施例及び比較例のソルダペーストを、以下の性能について評価した。
(NWO評価)
上述の各ソルダペーストについて、接合不良(Non Wet Open:NWO)が生じるかを評価した。具体的には、基板(Cu-OSP処理ガラスエポキシ基板)に開口径:0.30mm、マスク厚0.12mm(120μm)、開口数:132個のメタルマスクを用いて、前記各ソルダペーストを印刷し、はんだバンプを形成した、0.5mmピッチのBGAを搭載した。これを、リフロー炉にて、25℃から130℃の昇温速度を、3℃/sec、130℃から190℃の昇温速度を1.0℃/sec、ピーク温度を200℃に設定して加熱し、その後冷却した。冷却後、基板とBGAとを剥離させた。剥離後に、印刷したソルダペーストが、はんだバンプに付着し、且つ基板側にソルダペーストが付着していない箇所を、NWOが発生した箇所とみなした。NWOが発生した箇所の個数を数え、表1に、「NWO発生数」(個)として記載する。また、NWO発生数が20個以下であるものを接合良好であると評価し、表1において「〇」と記載する。NWO発生数が20個を超えるものを、接合不良と評価し、表1において「×」と記載する。
図1を参照して上述したように、BGAはリフロー工程における加熱により反りが発生し、はんだバンプが基板電極から剥離する事象が生じる。はんだバンプと基板電極が離れた状態で、はんだ付け工程が終了することにより、はんだバンプと基板電極とが十分に接合せず、接合不良が生じる。つまり、この評価方法によって、NWOが発生する可能性のある潜在箇所を見積もることが可能となる。
(リフロー性(溶融性))
上述の各ソルダペーストの溶融性を以下の方法により評価した。まず、基板(Cu-OSP処理ガラスエポキシ基板)に開口径:0.28mm、マスク厚0.1mm、開口数:64個のメタルマスクを用いて、前記各ソルダペーストを印刷した。この基板を、50℃から170℃の昇温速度を、4℃/sec、170℃から195℃の昇温速度を、約0.2℃/secで、118秒、ピーク温度:236.5℃、220℃以上の溶融時間:43秒のリフロープロファイルで大気リフローをし、はんだ合金を溶融させた。溶融性の評価について、印刷した64点のすべてが溶融したものを「〇」と評価し、1点でも溶融していないものを「×」と評価した。結果を表1に示す。
(経時安定性)
上述の各ソルダペーストについて、株式会社マルコム社製:PCU-205を用い、JISZ3284-3スパイラル方式に準拠して、回転数:10rpm、25℃、大気中で10時間、粘度を測定した。そして、10時間後の粘度が、ソルダペーストの初期粘度と比較して1.3倍以下であれば、十分な経時安定性を示すものとして「○」と評価し、1.3倍を超える場合には「×」と評価した。なお初期粘度は、連続撹拌開始時点の粘度を意味する。結果を表1に示す。
(加熱時のだれ性)
上述の各ソルダペーストについて、JIS3284-3に準拠し、リフロー工程の加熱時でのだれ挙動の測定を行った。なお、メタルマスクとしては、JISZ3284-3の図6において、より孔径が小さいメタルマスクを使用した。各パターンのうち印刷されたソルダペースト全てが一体にならない最小間隔を目視により測定した。最小間隔が小さいほど、加熱時の形状保持性が良好であることを表す。最小間隔の測定結果が0.4mm以下を「〇」と評価し、0.5mm以上を「×」と評価した。
(粘着性(タッキング性))
上述の各ソルダペーストについて、JIS3284-3に準拠し測定を行った。4回測定を行い、プローブを引き剥がすのに必要な力の平均値が1.1N以上を「〇」と評価し、1.1N未満を「×」と評価した。プローブを引き剥がすのに必要な力が高いほど、粘着性が高く、チップ保持力が優れることを表す。
Figure 2022156267000024
表1から明らかなように、比較例1のソルダペーストを用いた場合、接合部のNWOの評価値が35であるのに対して、実施例1~11の各の各ソルダペーストを用いた場合、接合部のNWOの評価値は、20以下であり、接合不良の発生が抑制されていた。また、実施例3~11のソルダペーストのNWOの評価値は、7以下であり、接合不良の発生がより効果的に抑制されていた。さらに、実施例5~11のソルダペーストのNWOの評価値は、0であり、接合不良の発生が完全に抑制されていた。この結果から、式(p1)の共重合体(p1)を、フラックス全体の質量に対して、1.6~20量%添加することにより、接合不良の発生をより効果的に抑制できることがわかった。また、共重合体(p1)を、フラックス全体の質量に対して、3.2質量%以上又は5.6質量%以上とすることにより、接合不良の発生をさらに効果的に抑制でき、12.8質量%以上とすることにより、接合不良の発生を完全に抑制できることがわかった。さらに、実施例1~10のソルダペーストは、実施例11のソルダペーストと比較して、溶融性(リフロー性)に優れていた。この結果から、共重合体(p1)を、フラックス全体の質量に対して、1.6~16質量%添加することにより、接合不良の発生をより効果的に抑制でき、かつより優れた溶融性が得られることがわかった。
本発明によれば、ベース樹脂、活性剤、チクソ剤、溶剤、及びはんだ接合不良抑制剤を含フラックスであって、
前記はんだ接合不良抑制剤は、式(1)で表される構造単位と、式(2)で表される構造単位とを含む共重合体であ
前記共重合体の重量平均分子量は、1000以上100000以下であり、
前記はんだ接合不良抑制剤は、当該フラックス全体に対して、1質量%以上25質量%以下の量である、フラックスが提供される。
Figure 2022156267000041
式(1)において、Rは、炭素数1~24の飽和もしくは不飽和の、直鎖状、分枝鎖状もしくは環状のアルキル基、又は置換もしくは無置換のアリール基であり、
Figure 2022156267000042
式(2)において、Rは、式(2-1)で表される基であり、
Figure 2022156267000043
式(2-1)において、nは、1~20の整数であり、R21は、水素原子又は炭素数1~6のアルキル基であり、R22は、炭素数1~6の、直鎖、分枝鎖、もしくは環式のアルキレン基である。
本発明によれば、ベース樹脂、活性剤、チクソ剤、溶剤、ポリオキシアルキレンモノアルキルエーテル及びはんだ接合不良抑制剤を含フラックスであって、
前記はんだ接合不良抑制剤は、式(1)で表される構造単位と、式(2)で表される構造単位とを含む共重合体であ
前記共重合体の重量平均分子量は、1000以上100000以下であり、
前記はんだ接合不良抑制剤は、当該フラックス全体に対して、1質量%以上25質量%以下の量である、フラックスが提供される。
Figure 2022156267000044
式(1)において、Rは、炭素数1~24の飽和もしくは不飽和の、直鎖状、分枝鎖状もしくは環状のアルキル基、又は置換もしくは無置換のアリール基であり、
Figure 2022156267000045
式(2)において、Rは、式(2-1)で表される基であり、
Figure 2022156267000046
式(2-1)において、nは、1~20の整数であり、R21は、水素原子又は炭素数1~6のアルキル基であり、R22は、炭素数1~6の、直鎖、分枝鎖、もしくは環式のアルキレン基である。
以上、本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することができる。また、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。
以下、実施形態の例を付記する。
1. ベース樹脂、活性剤、チクソ剤、溶剤、及びはんだ接合不良抑制剤を含み、
前記はんだ接合不良抑制剤は、式(1)で表される構造単位と、式(2)で表される構造単位とを含む共重合体である、フラックス:
Figure 2022156267000047
式(1)において、R は、炭素数1~24の飽和もしくは不飽和の、直鎖状、分枝鎖状もしくは環状のアルキル基、又は置換もしくは無置換のアリール基であり、
Figure 2022156267000048
式(2)において、R は、式(2-1)で表される基であり、
Figure 2022156267000049
式(2-1)において、nは、1~30の整数であり、R 21 は、水素原子又は炭素数1~6のアルキル基であり、R 22 は、炭素数1~6の、直鎖、分枝鎖、もしくは環式のアルキレン基である。
2. ベース樹脂、活性剤、チクソ剤、溶剤、ポリオキシアルキレンモノアルキルエーテル及びはんだ接合不良抑制剤を含み、
前記はんだ接合不良抑制剤は、式(1)で表される構造単位と、式(2)で表される構造単位とを含む共重合体である、フラックス:
Figure 2022156267000050
式(1)において、R は、炭素数1~24の飽和もしくは不飽和の、直鎖状、分枝鎖状もしくは環状のアルキル基、又は置換もしくは無置換のアリール基であり、
Figure 2022156267000051
式(2)において、R は、式(2-1)で表される基であり、
Figure 2022156267000052
式(2-1)において、nは、1~30の整数であり、R 21 は、水素原子又は炭素数1~6のアルキル基であり、R 22 は、炭素数1~6の、直鎖、分枝鎖、もしくは環式のアルキレン基である。
3. 前記式(1)において、R は、置換もしくは無置換のアリール基である、1.又は2.に記載のフラックス。
4. 前記式(1)が、式(6)で表される構造を有する、1.乃至3.のいずれかに記載のフラックス。
Figure 2022156267000053
5. 前記式(2-1)において、R 22 は、炭素数2又は3のアルキレン基である、1.乃至4.のいずれかに記載のフラックス。
6. 前記共重合体の重量平均分子量が、1000以上100000以下である、1.乃至5.のいずれかに記載のフラックス。
7. 前記はんだ接合不良抑制剤は、当該フラックス全体に対して、1質量%以上25質量%以下の量である、1.乃至6.のいずれかに記載のフラックス。
8. はんだ粉末と、
1.乃至7.のいずれかに記載のフラックスと、を含むソルダペースト。

Claims (8)

  1. ベース樹脂、活性剤、チクソ剤、溶剤、及びはんだ接合不良抑制剤を含み、
    前記はんだ接合不良抑制剤は、式(1)で表される構造単位と、式(2)で表される構造単位とを含む共重合体である、フラックス:
    Figure 2022156267000025
    式(1)において、Rは、炭素数1~24の飽和もしくは不飽和の、直鎖状、分枝鎖状もしくは環状のアルキル基、又は置換もしくは無置換のアリール基であり、
    Figure 2022156267000026
    式(2)において、Rは、式(2-1)で表される基であり、
    Figure 2022156267000027
    式(2-1)において、nは、1~30の整数であり、R21は、水素原子又は炭素数1~6のアルキル基であり、R22は、炭素数1~6の、直鎖、分枝鎖、もしくは環式のアルキレン基である。
  2. ベース樹脂、活性剤、チクソ剤、溶剤、ポリオキシアルキレンモノアルキルエーテル及びはんだ接合不良抑制剤を含み、
    前記はんだ接合不良抑制剤は、式(1)で表される構造単位と、式(2)で表される構造単位とを含む共重合体である、フラックス:
    Figure 2022156267000028
    式(1)において、Rは、炭素数1~24の飽和もしくは不飽和の、直鎖状、分枝鎖状もしくは環状のアルキル基、又は置換もしくは無置換のアリール基であり、
    Figure 2022156267000029
    式(2)において、Rは、式(2-1)で表される基であり、
    Figure 2022156267000030
    式(2-1)において、nは、1~30の整数であり、R21は、水素原子又は炭素数1~6のアルキル基であり、R22は、炭素数1~6の、直鎖、分枝鎖、もしくは環式のアルキレン基である。
  3. 前記式(1)において、Rは、置換もしくは無置換のアリール基である、請求項1又は2に記載のフラックス。
  4. 前記式(1)が、式(6)で表される構造を有する、請求項1乃至3のいずれか一項に記載のフラックス。
    Figure 2022156267000031
  5. 前記式(2-1)において、R22は、炭素数2又は3のアルキレン基である、請求項1乃至4のいずれか一項に記載のフラックス。
  6. 前記共重合体の重量平均分子量が、1000以上100000以下である、請求項1乃至5のいずれか一項に記載のフラックス。
  7. 前記はんだ接合不良抑制剤は、当該フラックス全体に対して、1質量%以上25質量%以下の量である、請求項1乃至6のいずれか一項に記載のフラックス。
  8. はんだ粉末と、
    請求項1乃至7のいずれか一項に記載のフラックスと、を含むソルダペースト。
JP2021059865A 2021-03-31 2021-03-31 フラックス及びソルダペースト Active JP6993605B1 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021059865A JP6993605B1 (ja) 2021-03-31 2021-03-31 フラックス及びソルダペースト
KR1020237037129A KR20230154287A (ko) 2021-03-31 2022-03-02 플럭스 및 솔더 페이스트
PCT/JP2022/008913 WO2022209553A1 (ja) 2021-03-31 2022-03-02 フラックス及びソルダペースト
CN202280025545.0A CN117083148B (zh) 2021-03-31 2022-03-02 助焊剂以及焊膏
TW111108224A TWI784893B (zh) 2021-03-31 2022-03-07 助焊劑及焊膏

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021059865A JP6993605B1 (ja) 2021-03-31 2021-03-31 フラックス及びソルダペースト

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP6993605B1 JP6993605B1 (ja) 2022-02-04
JP2022156267A true JP2022156267A (ja) 2022-10-14

Family

ID=80815854

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021059865A Active JP6993605B1 (ja) 2021-03-31 2021-03-31 フラックス及びソルダペースト

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP6993605B1 (ja)
KR (1) KR20230154287A (ja)
CN (1) CN117083148B (ja)
TW (1) TWI784893B (ja)
WO (1) WO2022209553A1 (ja)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0192212A (ja) * 1987-08-28 1989-04-11 Sandoz Ag 有機コンパウンドの改良
JPH0381092A (ja) * 1989-08-25 1991-04-05 Asahi Chem Res Lab Ltd はんだ付け用フラックス組成物
JP2013082885A (ja) * 2011-07-12 2013-05-09 Dic Corp 水性インクジェット記録用白色インク、白色顔料ペースト、インクジェット記録用水性インクセット
JP2017149798A (ja) * 2016-02-22 2017-08-31 日立化成株式会社 研磨液、研磨液セット及び基体の研磨方法
JP2019122956A (ja) * 2018-01-16 2019-07-25 関西ペイント株式会社 防食塗装方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4211828B2 (ja) 2006-09-12 2009-01-21 株式会社日立製作所 実装構造体
CN101347877B (zh) * 2007-12-25 2011-03-16 厦门市及时雨焊料有限公司 一种焊接组合物
JP5247291B2 (ja) * 2008-08-07 2013-07-24 Agcセイミケミカル株式会社 はんだ用フラックス這い上がり防止組成物、該組成物を被覆したはんだ用電子部材、該部材のはんだ付け方法および電気製品
CN102059472A (zh) * 2011-01-11 2011-05-18 东莞中奇宏五金科技有限公司 一种不含卤素的无铅焊锡膏
CN102248321A (zh) * 2011-07-06 2011-11-23 江西理工大学 一种无卤素的led灯用无铅焊锡膏
CN102896440B (zh) * 2011-07-26 2016-05-18 刘丽 助焊剂组合物和包含该助焊剂组合物的无铅焊膏
CN107160052B (zh) * 2017-04-12 2019-05-14 华南理工大学 一种高性能低温软钎焊无铅锡膏及其制备方法
CN109475049A (zh) * 2017-09-08 2019-03-15 株式会社田村制作所 电子基板的制造方法及各向异性导电糊
JP6781218B2 (ja) * 2017-09-21 2020-11-04 株式会社タムラ製作所 フラックス及びソルダペースト
JP6824208B2 (ja) * 2018-02-26 2021-02-03 株式会社タムラ製作所 フラックス及びソルダペースト

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0192212A (ja) * 1987-08-28 1989-04-11 Sandoz Ag 有機コンパウンドの改良
JPH0381092A (ja) * 1989-08-25 1991-04-05 Asahi Chem Res Lab Ltd はんだ付け用フラックス組成物
JP2013082885A (ja) * 2011-07-12 2013-05-09 Dic Corp 水性インクジェット記録用白色インク、白色顔料ペースト、インクジェット記録用水性インクセット
JP2017149798A (ja) * 2016-02-22 2017-08-31 日立化成株式会社 研磨液、研磨液セット及び基体の研磨方法
JP2019122956A (ja) * 2018-01-16 2019-07-25 関西ペイント株式会社 防食塗装方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022209553A1 (ja) 2022-10-06
CN117083148A (zh) 2023-11-17
JP6993605B1 (ja) 2022-02-04
TW202239876A (zh) 2022-10-16
CN117083148B (zh) 2024-05-07
KR20230154287A (ko) 2023-11-07
TWI784893B (zh) 2022-11-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6275356B1 (ja) フラックス組成物、ソルダペースト組成物及び電子回路基板
CA3068816C (en) Flux and solder material
JP5856747B2 (ja) はんだ付け用フラックスおよびはんだペースト組成物
US20120291921A1 (en) Flux for solder paste, and solder paste
JP7089491B2 (ja) フラックス組成物、ソルダペースト及び電子回路基板
JP6522674B2 (ja) フラックス組成物、ソルダペースト及び電子回路基板
JP6423840B2 (ja) フラックス組成物及びソルダーペースト
KR20200029353A (ko) 제트 디스펜서용 땜납 조성물 및 전자 기판의 제조 방법
KR20190024866A (ko) 플럭스 조성물, 솔더 페이스트 조성물 및 전자 회로 기판
JP6275311B1 (ja) ソルダペースト及びはんだ接合部
JP6259623B2 (ja) 低酸価アクリル樹脂含有はんだ付け用フラックスおよびはんだペースト組成物
JP7312534B2 (ja) 微小チップ部品用はんだ組成物
WO2022209553A1 (ja) フラックス及びソルダペースト
JP4819624B2 (ja) はんだ付け用フラックスおよびはんだペースト組成物
JP6932112B2 (ja) フラックス及びソルダペースト
JP6845452B1 (ja) はんだ接合不良抑制剤、フラックスおよびソルダペースト
JP7324024B2 (ja) フラックス及びソルダペースト
JP7220694B2 (ja) フラックス組成物、およびはんだ組成物、並びに、電子基板の製造方法
KR20230157684A (ko) 솔더 페이스트
JP2023051797A (ja) フラックス組成物、ソルダペースト及び電子回路実装基板
JP2022188686A (ja) フラックス組成物、およびはんだ組成物、並びに、電子基板の製造方法
JP2024031830A (ja) フラックス組成物、はんだ組成物、および電子基板

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210402

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20210402

A975 Report on accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005

Effective date: 20210423

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210713

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210910

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20211109

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20211122

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6993605

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150