JP7324024B2 - flux and solder paste - Google Patents
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Description
本発明はフラックス及びソルダペーストに関する。 The present invention relates to fluxes and solder pastes.
電子回路基板（プリント配線板やシリコンウエハ等）上に形成されている電子回路に電子部品を接合する方法として、ソルダペーストを用いたはんだ接合方法が一般的に用いられている。そしてこのはんだ接合方法の１つとして、ソルダペーストを基板上に印刷する印刷法が挙げられる。 2. Description of the Related Art A soldering method using solder paste is generally used as a method of joining electronic components to an electronic circuit formed on an electronic circuit board (printed wiring board, silicon wafer, etc.). As one of the soldering methods, there is a printing method in which solder paste is printed on a substrate.
この印刷法では、ソルダペーストを電子回路基板上に印刷し、当該電子回路基板上の所定の位置に電子部品を搭載し、これをリフロー装置等で加熱することではんだ接合を行う。
しかしこの加熱時において、ソルダペーストに含まれるフラックスが電子回路基板上に飛散する場合があった。飛散したフラックスが例えば電子回路基板上に取り付けられたコネクタ等の電気接点に付着し、これがフラックス残渣として加熱後の電子回路実装基板上に残存する場合、これがその後の工程において導通不良等を引き起こす原因となっていた。
In this printing method, a solder paste is printed on an electronic circuit board, an electronic component is mounted at a predetermined position on the electronic circuit board, and soldered by heating with a reflow device or the like.
However, during this heating, the flux contained in the solder paste may spatter onto the electronic circuit board. For example, if the scattered flux adheres to electrical contacts such as connectors mounted on the electronic circuit board and remains as flux residue on the electronic circuit mounting board after heating, this causes poor continuity in subsequent processes. It was.
このような加熱時のフラックスの飛散抑制方法としては、例えば以下の方法が開示されている。
天然ロジンまたは合成ロジンにダイマー酸とジアミンの重縮合反応によって生成されるポリアミド樹脂を溶融させたフラックス（特許文献１参照）。
溶融粘度が所定範囲の樹脂成分を含み、当該樹脂成分としてロジン類の多価アルコールエステルを使用するフラックス組成物（特許文献２参照）。
所定の構造式で表されるマレオピマル酸無水物類を含み、かつ溶融粘度が所定範囲内であるロジン誘導体水素化物を含むフラックス（特許文献３参照）。
溶媒として液状ポリアルキレングリコールを使用し、当該溶媒中にベース樹脂として固体ポリアルキレングリコールを分散させて特定の会合型増粘剤で会合させ、且つアルカノールアミン及び活性剤を含むフラックス（特許文献４参照）。
所定の構造式で表される飛散防止剤を含むフラックス組成物（特許文献５参照）。
モノマー（繰り返し単位）が少なくとも１０量体である高分子化合物を、フラックス重量に対し０．００５～３．０重量％添加するフラックスを配合したはんだペースト（特許文献６参照）。
For example, the following method is disclosed as a method for suppressing flux scattering during heating.
A flux obtained by melting a polyamide resin produced by a polycondensation reaction of dimer acid and diamine in natural rosin or synthetic rosin (see Patent Document 1).
A flux composition containing a resin component having a melt viscosity within a predetermined range and using a polyhydric alcohol ester of rosin as the resin component (see Patent Document 2).
A flux containing a maleopimaric anhydride represented by a given structural formula and a rosin derivative hydride having a melt viscosity within a given range (see Patent Document 3).
A flux that uses a liquid polyalkylene glycol as a solvent, disperses a solid polyalkylene glycol as a base resin in the solvent, associates with a specific associative thickener, and contains an alkanolamine and an activator (see Patent Document 4. ).
A flux composition containing an anti-scattering agent represented by a given structural formula (see Patent Document 5).
A solder paste containing a flux in which a polymer compound whose monomer (repeating unit) is at least a decamer is added in an amount of 0.005 to 3.0% by weight based on the weight of the flux (see Patent Document 6).
本発明は、加熱時のフラックス飛散を抑制し得るフラックス及びソルダペーストを提供することをその目的とする。 An object of the present invention is to provide a flux and a solder paste capable of suppressing flux scattering during heating.
本発明に係るフラックスは、ベース樹脂と、溶剤と、活性剤と、チクソ剤と、重量平均分子量が２，０００Ｍｗ以上１，０００，０００Ｍｗ以下のポリアルキレンオキサイド重合体を含み、前記重量平均分子量が２，０００Ｍｗ以上１，０００，０００Ｍｗ以下のポリアルキレンオキサイド重合体の配合量は、フラックス全量に対して０．５質量％以上１０質量％以下である。 The flux according to the present invention contains a base resin, a solvent, an activator, a thixotropic agent, and a polyalkylene oxide polymer having a weight average molecular weight of 2,000 Mw or more and 1,000,000 Mw or less, and the weight average molecular weight is The blending amount of the polyalkylene oxide polymer of 2,000 Mw or more and 1,000,000 Mw or less is 0.5 mass % or more and 10 mass % or less based on the total amount of the flux.
前記ベース樹脂はアクリル樹脂を含むことが好ましい。 The base resin preferably contains an acrylic resin.
前記アクリル樹脂の配合量は、フラックス全量に対して１０質量％以上６０質量％以下であることが好ましい。 The amount of the acrylic resin compounded is preferably 10% by mass or more and 60% by mass or less with respect to the total amount of the flux.
前記アクリル樹脂の重量平均分子量は、３，０００Ｍｗ以上３０，０００Ｍｗ以下であることが好ましい。 The acrylic resin preferably has a weight average molecular weight of 3,000 Mw or more and 30,000 Mw or less.
本発明に係るソルダペーストは、前記フラックスとはんだ合金粉末とを含む。 The solder paste according to the present invention contains the flux and solder alloy powder.
本発明に係る電子回路実装基板の製造方法は、電子回路基板上の所定の位置に前記ソルダペーストを印刷する工程と、前記ソルダペーストを印刷した前記電子回路基板上の所定の位置に電子部品を載置する工程と、前記電子部品を載置した前記電子回路基板を不活性雰囲気下で所定の温度条件及び時間条件で加熱する工程とを含む。 A method for manufacturing an electronic circuit mounting board according to the present invention includes steps of printing the solder paste on a predetermined position on the electronic circuit board, and mounting an electronic component on the predetermined position on the electronic circuit board on which the solder paste is printed. and heating the electronic circuit board on which the electronic component is mounted under an inert atmosphere under predetermined temperature and time conditions.
本発明によれば、加熱時のフラックス飛散を抑制し得るフラックス及び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 flux and solder paste which can suppress flux scattering at the time of heating can be provided.
本発明のフラックス及びソルダペーストの一実施形態を以下に詳述する。なお、本発明がこれらの実施形態に限定されないのはもとよりである。 One embodiment of the flux and solder paste of the present invention is detailed below. It goes without saying that the present invention is not limited to these embodiments.
（１）フラックス
本実施形態のフラックスは、ベース樹脂と、溶剤と、活性剤と、チクソ剤と、重量平均分子量が２，０００Ｍｗ以上１，０００，０００Ｍｗ以下のポリアルキレンオキサイド重合体を含む。
(1) Flux The flux of this embodiment contains a base resin, a solvent, an activator, a thixotropic agent, and a polyalkylene oxide polymer having a weight average molecular weight of 2,000 Mw or more and 1,000,000 Mw or less.
＜ベース樹脂＞
本実施形態のフラックスには、例えばアクリル樹脂、ロジン系樹脂、スチレン－マレイン酸樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、フェノキシ樹脂、テルペン樹脂、ポリアルキレンカーボネート等が挙げられる。これらの中でも、特にアクリル樹脂が好ましく用いられる。なおこれらは１種単独でまたは複数種を混合して用いてもよい。
<Base resin>
Examples of the flux of this embodiment include acrylic resins, rosin resins, styrene-maleic acid resins, epoxy resins, urethane resins, polyester resins, phenoxy resins, terpene resins, polyalkylene carbonates, and the like. Among these, acrylic resins are particularly preferably used. In addition, these may be used individually by 1 type or in mixture of multiple types.
前記ベース樹脂の配合量は、フラックス全量に対して１０質量％以上７０質量％以下であることが好ましい。より好ましいその配合量は２０質量％以上６０質量％以下であり、特に好ましい配合量は３０質量％以上５０質量％以下である。 The blending amount of the base resin is preferably 10% by mass or more and 70% by mass or less with respect to the total amount of the flux. A more preferable blending amount is 20% by mass or more and 60% by mass or less, and a particularly preferable blending amount is 30% by mass or more and 50% by mass or less.
＜アクリル樹脂＞
前述の通り、前記ベース樹脂としては、アクリル樹脂が好ましく用いられる。
前記ベース樹脂として前記アクリル樹脂を含む場合、本実施形態のフラックスを用いて形成するフラックス残渣への亀裂の発生を抑制することができる。
<Acrylic resin>
As described above, an acrylic resin is preferably used as the base resin.
When the acrylic resin is included as the base resin, it is possible to suppress the generation of cracks in the flux residue formed using the flux of the present embodiment.
当該アクリル樹脂としては、例えば（メタ）アクリル酸を含むモノマーを重合することにより生成されるものであればいずれも使用することができる。また当該アクリル樹脂は、１種単独でまたは複数種を混合して用いてもよい。 Any acrylic resin can be used as long as it is produced by polymerizing a monomer containing (meth)acrylic acid, for example. Moreover, you may use the said acrylic resin individually by 1 type or in mixture of multiple types.
前記アクリル樹脂の酸価は２０ｍｇＫＯＨ／ｇから１００ｍｇＫＯＨ／ｇであることが好ましい。
また前記アクリル樹脂の重量平均分子量は３，０００Ｍｗから３０，０００Ｍｗであることが好ましく、また５，０００Ｍｗから１５，０００Ｍｗであることがより好ましい。
The acid value of the acrylic resin is preferably 20 mgKOH/g to 100 mgKOH/g.
The acrylic resin preferably has a weight average molecular weight of 3,000 Mw to 30,000 Mw, more preferably 5,000 Mw to 15,000 Mw.
前記ロジン系樹脂としては、例えばトール油ロジン、ガムロジン、ウッドロジン等のロジン；ロジンを重合化、水添化、不均一化、アクリル化、マレイン化、エステル化若しくはフェノール付加反応等を行ったロジン誘導体；これらロジンまたはロジン誘導体と不飽和カルボン酸（アクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸、フマル酸等）とをディールス・アルダー反応させて得られる変性ロジン樹脂等が挙げられる。これらの中でも特に水添ロジンが好ましく用いられる。なおこれらは１種単独でまたは複数種を混合して用いてもよい。 Examples of the rosin-based resin include rosins such as tall oil rosin, gum rosin, and wood rosin; modified rosin resins obtained by Diels-Alder reaction of these rosins or rosin derivatives and unsaturated carboxylic acids (acrylic acid, methacrylic acid, maleic anhydride, fumaric acid, etc.); Among these, hydrogenated rosin is particularly preferably used. In addition, these may be used individually by 1 type or in mixture of multiple types.
前記ロジン系樹脂の酸価は２０ｍｇＫＯＨ／ｇから３００ｍｇＫＯＨ／ｇであることが好ましい。 The acid value of the rosin-based resin is preferably 20 mgKOH/g to 300 mgKOH/g.
前記ベース樹脂として前記アクリル樹脂を含む場合、前記アクリル樹脂の配合量は、フラックス全量に対して１０質量％以上６０質量％以下であることが好ましい。より好ましいその配合量は２０質量％以上５０質量％以下であり、特に好ましい配合量は２５質量％以上４５質量％以下である。 When the acrylic resin is included as the base resin, the acrylic resin content is preferably 10% by mass or more and 60% by mass or less with respect to the total amount of the flux. A more preferable blending amount is 20% by mass or more and 50% by mass or less, and a particularly preferable blending amount is 25% by mass or more and 45% by mass or less.
また前記ベース樹脂として、前記アクリル樹脂と前記ロジン樹脂とを併用する場合、前記アクリル樹脂の配合量は、フラックス全量に対して１０質量％以上６０質量％以下であることが好ましい。より好ましいその配合量は２０質量％以上５０質量％以下であり、特に好ましい配合量は２５質量％以上４５質量％以下である。
またこの場合のロジン系樹脂の配合量は、フラックス全量に対して５質量％以上４０質量％以下であることが好ましい。より好ましいその配合量は５質量％以上２５質量％以下であり、特に好ましい配合量は５質量％以上２０質量％以下である。
When the acrylic resin and the rosin resin are used together as the base resin, the amount of the acrylic resin to be blended is preferably 10% by mass or more and 60% by mass or less with respect to the total amount of the flux. A more preferable blending amount is 20% by mass or more and 50% by mass or less, and a particularly preferable blending amount is 25% by mass or more and 45% by mass or less.
In this case, the amount of the rosin-based resin compounded is preferably 5% by mass or more and 40% by mass or less with respect to the total amount of the flux. A more preferable blending amount is 5% by mass or more and 25% by mass or less, and a particularly preferable blending amount is 5% by mass or more and 20% by mass or less.
＜溶剤＞
前記溶剤としては、例えば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、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、ヘキシレングリコール、１，５－ペンタンジオール、メチルカルビトール、ブチルカルビトール、グリコールエーテル、２－エチルヘキシルジグリコール、オクタンジオール、フェニルグリコール、イソプロピルアルコール、エタノール、アセトン、トルエン、キシレン、酢酸エチル、エチルセロソルブ及びブチルセロソルブ等を使用することができる。これらは１種単独でまたは複数種を混合して用いてもよい。
<Solvent>
Examples of the solvent include diethylene glycol monohexyl ether, diethylene glycol, dipropylene glycol, triethylene glycol, hexylene glycol, 1,5-pentanediol, methyl carbitol, butyl carbitol, glycol ether, 2-ethylhexyl diglycol, octane. Diols, phenyl glycol, isopropyl alcohol, ethanol, acetone, toluene, xylene, ethyl acetate, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, and the like can be used. These may be used singly or in combination.
前記溶剤の配合量は、フラックス全量に対して１０質量％以上６０質量％以下であることが好ましい。より好ましいその配合量は２０質量％以上５０質量％以下であり、特に好ましい配合量は３０質量％以上５０質量％以下である。 The blending amount of the solvent is preferably 10% by mass or more and 60% by mass or less with respect to the total amount of the flux. A more preferable blending amount is 20% by mass or more and 50% by mass or less, and a particularly preferable blending amount is 30% by mass or more and 50% by mass or less.
＜活性剤＞
前記活性剤としては、例えば有機酸、有機ハロゲン化合物、有機酸塩及び有機アミン塩等が挙げられる。これらは１種単独でまたは複数種を混合して用いてもよい。
<Activator>
Examples of the activator include organic acids, organic halogen compounds, organic acid salts and organic amine salts. These may be used singly or in combination.
前記有機酸としては、例えばモノカルボン酸、ジカルボン酸、その他の有機酸等が挙げられる。
前記モノカルボン酸としては、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、ブタン酸、ペンタン酸、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、グリコール酸等が挙げられる。
また前記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、ジグリコール酸等が挙げられる。
更に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、ピコリン酸等が挙げられる。
Examples of the organic acid include monocarboxylic acid, dicarboxylic acid, and other organic acids.
Examples of the monocarboxylic acids include formic acid, acetic acid, propionic acid, butanoic acid, pentanoic acid, caproic acid, enanthic acid, capric acid, lauric acid, myristic acid, pentadecyl acid, palmitic acid, margaric acid, stearic acid, and tuberculostearin. 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.
Still other organic acids include dimer acid, levulinic acid, lactic acid, acrylic acid, benzoic acid, salicylic acid, anisic acid, citric acid, picolinic acid and the like.
前記有機ハロゲン化合物としては、例えばジブロモブテンジオール、ジブロモコハク酸、５－ブロモ安息香酸、５－ブロモニコチン酸、５－ブロモフタル酸、２－ヨード安息香酸等が挙げられる。これらは１種単独でまたは複数種を混合して用いてもよい。 Examples of the organic halogen compounds include dibromobutenediol, dibromosuccinic acid, 5-bromobenzoic acid, 5-bromonicotinic acid, 5-bromophthalic acid, and 2-iodobenzoic acid. These may be used singly or in combination.
前記活性剤の配合量は、フラックス全量に対して０．５質量％以上１５質量％以下であることが好ましい。より好ましいその配合量は１質量％以上１０質量％以下であり、特に好ましい配合量は１質量％以上５質量％以下である。 The content of the activator is preferably 0.5% by mass or more and 15% by mass or less with respect to the total amount of the flux. A more preferable blending amount is 1% by mass or more and 10% by mass or less, and a particularly preferable blending amount is 1% by mass or more and 5% by mass or less.
＜チクソ剤＞
前記チクソ剤としては、例えば水素添加ヒマシ油、飽和脂肪酸アミド、飽和脂肪酸ビスアミド類、オキシ脂肪酸類及びジベンジリデンソルビトール類等が挙げられる。これらは１種単独でまたは複数種を混合して用いてもよい。
またこれらの中でも特に、脂肪酸ポリアマイド構造を有し当該脂肪酸が炭素数１２から２２の長鎖アルキル基を有するチクソ剤が好ましく用いられる。なお、前記長鎖アルキル基は繰り返しにより炭素－炭素結合で長鎖に繋がったものでも良い。
<Thixotropic agent>
Examples of the thixotropic agents include hydrogenated castor oil, saturated fatty acid amides, saturated fatty acid bisamides, oxyfatty acids and dibenzylidene sorbitols. These may be used singly or in combination.
Among these, a thixotropic agent having a fatty acid polyamide structure and the fatty acid having a long-chain alkyl group of 12 to 22 carbon atoms is particularly preferably used. The long-chain alkyl group may be one that is linked to a long chain by a carbon-carbon bond through repetition.
前記チクソ剤の配合量は、フラックス全量に対して１質量％以上１５質量％以下であることが好ましい。より好ましいその配合量は３質量％以上１２質量％以下であり、特に好ましい配合量は３質量％以上８質量％以下である。 The content of the thixotropic agent is preferably 1% by mass or more and 15% by mass or less with respect to the total amount of the flux. A more preferable blending amount is 3% by mass or more and 12% by mass or less, and a particularly preferable blending amount is 3% by mass or more and 8% by mass or less.
＜重量平均分子量が２，０００Ｍｗ以上１，０００，０００Ｍｗ以下のポリアルキレンオキサイド重合体＞
前記重量平均分子量が２，０００Ｍｗ以上１，０００，０００Ｍｗ以下のポリアルキレンオキサイド重合体としては、例えばエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド及びブチレンオキサイド等のアルキレンオキサイドを含むモノマーを共重合させて得ることができる。このような共重合体としては、例えばポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール及びポリブチレングリコール等が挙げられる。これらは１種単独でまたは複数種を混合して用いてもよい。
この共重合の方法は公知の方法を使用することができる。また、共重合する各モノマーのモルバランスを調整することにより、生成されるポリアルキレンオキサイド重合体の重量平均分子量を２，０００Ｍｗ以上１，０００，０００Ｍｗ以下に調整することができる。
<Polyalkylene oxide polymer having a weight average molecular weight of 2,000 Mw or more and 1,000,000 Mw or less>
The polyalkylene oxide polymer having a weight average molecular weight of 2,000 Mw or more and 1,000,000 Mw or less can be obtained, for example, by copolymerizing monomers containing alkylene oxide such as ethylene oxide, propylene oxide and butylene oxide. Examples of such copolymers include polyethylene glycol, polypropylene glycol and polybutylene glycol. These may be used singly or in combination.
A known method can be used for this copolymerization method. Further, by adjusting the molar balance of each monomer to be copolymerized, the weight average molecular weight of the polyalkylene oxide polymer produced can be adjusted to 2,000 Mw or more and 1,000,000 Mw or less.
また、前記ポリアルキレンオキサイド重合体の重量平均分子量は、１０，０００Ｍｗから５００，０００Ｍｗであることがより好ましく、更に好ましいその重量平均分子量は、２０，０００Ｍｗから２００，０００Ｍｗである。
前記重量平均分子量が２，０００Ｍｗ以上１，０００，０００Ｍｗ以下のポリアルキレンオキサイド重合体の重量平均分子量をこの範囲とすることにより、後述する本実施形態のフラックスの飛散抑制効果を更に向上させることができる。
The weight average molecular weight of the polyalkylene oxide polymer is more preferably 10,000 Mw to 500,000 Mw, and still more preferably 20,000 Mw to 200,000 Mw.
By setting the weight-average molecular weight of the polyalkylene oxide polymer having a weight-average molecular weight of 2,000 Mw to 1,000,000 Mw in this range, the effect of suppressing flux scattering in the present embodiment, which will be described later, can be further improved. can.
前記重量平均分子量が２，０００Ｍｗ以上１，０００，０００Ｍｗ以下のポリアルキレンオキサイド重合体の配合量は、フラックス全量に対して０．５質量％以上１０質量％以下であることが好ましい。
なお、前記重量平均分子量が２，０００Ｍｗ以上１，０００，０００Ｍｗ以下のポリアルキレンオキサイド重合体の配合量は、その重量平均分子量によって、上記範囲内において適宜調整し得る。
そして前記重量平均分子量が２，０００Ｍｗ以上１，０００，０００Ｍｗ以下のポリアルキレンオキサイド重合体の配合量をこの範囲とすることにより、後述する本実施形態のフラックスの飛散抑制効果を更に向上させることができる。
The blending amount of the polyalkylene oxide polymer having a weight average molecular weight of 2,000 Mw or more and 1,000,000 Mw or less is preferably 0.5% by mass or more and 10% by mass or less based on the total amount of the flux.
The amount of the polyalkylene oxide polymer having a weight-average molecular weight of 2,000 Mw or more and 1,000,000 Mw or less can be appropriately adjusted within the above range depending on the weight-average molecular weight.
By setting the blending amount of the polyalkylene oxide polymer having a weight average molecular weight of 2,000 Mw or more and 1,000,000 Mw or less within this range, it is possible to further improve the effect of suppressing flux scattering in this embodiment, which will be described later. can.
本実施形態のフラックスは、前記重量平均分子量が２，０００Ｍｗ以上１，０００，０００Ｍｗ以下のポリアルキレンオキサイド重合体を含むことにより、高温下でも良好な粘度を保つことができる。そのため、当該フラックスを用いたソルダペーストを電子回路基板に印刷し、これを加熱する場合にあっても、ソルダペーストに含まれるフラックスの粘度を良好に保つことができるため、フラックスの飛散を抑制することができる。 Since the flux of the present embodiment contains the polyalkylene oxide polymer having a weight average molecular weight of 2,000 Mw or more and 1,000,000 Mw or less, it can maintain good viscosity even at high temperatures. Therefore, even when the solder paste using the flux is printed on an electronic circuit board and the board is heated, the viscosity of the flux contained in the solder paste can be maintained well, so the scattering of the flux can be suppressed. be able to.
また本実施形態のフラックスは、ＢＧＡ（ボールグリットアレイ）部品の実装にも好適に用いることができる。即ち、例えば電子回路基板上の所定の電極部分にフラックスを塗布してＢＧＡ部品を載置し、これを加熱する場合においても、本実施形態のフラックスは、加熱時のフラックスの粘度を良好に保つことができるため、その飛散を抑制することができる。 Further, the flux of the present embodiment can be suitably used for mounting BGA (Ball Grid Array) parts. That is, for example, even when flux is applied to predetermined electrode portions on an electronic circuit board, a BGA component is placed thereon, and this is heated, the flux of the present embodiment maintains good viscosity during heating. Therefore, the scattering can be suppressed.
なお上記電子回路基板の加熱を不活性雰囲気下で行う場合、通常は、はんだ接合に用いるフラックス（当該電子回路基板上に印刷されたソルダペーストに含まれるフラックス、ＢＧＡ部品を実装するために電子回路基板の電極上に塗布されたフラックス等）は酸化し難く、そのため活性化し易い。従って、このような条件下ではフラックス飛散も活性雰囲気下より発生し易い虞がある。
しかし本実施形態のフラックスは、上記加熱を不活性雰囲気下で行う場合であっても、フラックス（ソルダペーストに含まれるものを含む）の粘度を一定以内に保つことができるため、フラックスの飛散を抑制することができる。
When the electronic circuit board is heated in an inert atmosphere, the flux used for soldering (the flux contained in the solder paste printed on the electronic circuit board, the flux contained in the solder paste printed on the electronic circuit board, the electronic circuit for mounting BGA parts, etc.) Flux, etc., applied to the electrodes of the substrate) is difficult to oxidize and is therefore easily activated. Therefore, under such conditions, flux scattering may occur more easily than under an active atmosphere.
However, the flux of the present embodiment can keep the viscosity of the flux (including that contained in the solder paste) within a certain range even when the above heating is performed in an inert atmosphere. can be suppressed.
＜酸化防止剤＞
本実施形態のフラックスには、フラックスと混合するはんだ合金粉末や、電子部品の実装に使用するソルダボールの酸化を抑える目的で、酸化防止剤を配合することができる。
このような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。これらの中でも特にヒンダードフェノール系酸化防止剤が好ましく用いられる。このヒンダードフェノール系酸化防止剤としては、例えばイルガノックス２４５（ＢＡＳＦジャパン（株）製）等が挙げられる。またこれらは単独でまたは複数を組合せて使用することができる。
<Antioxidant>
The flux of the present embodiment can contain an antioxidant for the purpose of suppressing oxidation of solder alloy powder mixed with the flux and solder balls used for mounting electronic components.
Examples of such antioxidants include hindered phenol antioxidants, phenol antioxidants, bisphenol antioxidants, polymer antioxidants, and the like. Among these, hindered phenol-based antioxidants are particularly preferably used. Examples of this hindered phenol antioxidant include Irganox 245 (manufactured by BASF Japan Ltd.). Moreover, these can be used individually or in combination.
前記酸化防止剤の配合量は特に限定されないが、一般的にはフラックス全量に対して０．５質量％から１０質量％程度であることが好ましい。 Although the amount of the antioxidant to be added is not particularly limited, it is generally preferably about 0.5% by mass to 10% by mass based on the total amount of the flux.
＜添加剤＞
本実施形態のフラックスには、消泡剤、防錆剤、界面活性剤、熱硬化剤及びつや消し剤等の添加剤を配合することができる。当該添加剤の配合量は、フラックス全量に対して１０質量％以下、特に５質量％以下であることが好ましい。
<Additive>
Additives such as antifoaming agents, antirust agents, surfactants, thermosetting agents, and matting agents can be added to the flux of the present embodiment. The amount of the additive compounded is preferably 10% by mass or less, particularly 5% by mass or less, based on the total amount of the flux.
（２）ソルダペースト
本実施形態のフラックスは、例えばこれをはんだ合金粉末と混合してソルダペーストとしてはんだ接合を行ってもよく、またはんだ合金からなるソルダボールを有するＢＧＡ部品の実装時に使用することではんだ接合に用いることもできる。なお本実施形態のフラックスは、特にソルダペーストに好ましく用いられる。
(2) Solder paste The flux of the present embodiment may be mixed with solder alloy powder for soldering as a solder paste, or may be used when mounting a BGA component having solder balls made of a solder alloy. It can also be used for solder joints. The flux of this embodiment is particularly preferably used for solder paste.
前記はんだ合金粉末としては、例えば錫及び鉛を含む合金、錫及び鉛並びに銀、ビスマス及びインジウムの少なくとも１種を含む合金、錫及び銀を含む合金、錫及び銅を含む合金、錫、銀及び銅を含む合金、錫及びビスマスを含む合金等を用いることができる。またこれら以外にも、例えば錫、鉛、銀、ビスマス、インジウム、銅、亜鉛、ガリウム、アンチモン、金、パラジウム、ゲルマニウム、ニッケル、クロム、アルミニウム、リン等を適宜組合せたはんだ合金粉末を使用することができる。なお、上記に挙げた元素以外であってもその組合せに使用することは可能である。 Examples of the solder alloy powder include alloys containing tin and lead, alloys containing tin and lead and at least one of silver, bismuth and indium, alloys containing tin and silver, alloys containing tin and copper, tin, silver and An alloy containing copper, an alloy containing tin and bismuth, or the like can be used. In addition to these, for example, solder alloy powder in which tin, lead, silver, bismuth, indium, copper, zinc, gallium, antimony, gold, palladium, germanium, nickel, chromium, aluminum, phosphorus, etc. are appropriately combined may be used. can be done. Elements other than those listed above can also be used in the combination.
前記ソルダペーストを作製する場合、前記はんだ合金粉末とフラックスとの配合比率は、はんだ合金粉末：フラックスの比率で６５：３５から９５：５であることが好ましい。より好ましい配合比率は８５：１５から９３：７であり、特に好ましい配合比率は８８：１２から９１：９である。 When preparing the solder paste, the mixing ratio of the solder alloy powder and the flux is preferably from 65:35 to 95:5 in terms of solder alloy powder:flux ratio. A more preferred mixing ratio is from 85:15 to 93:7, and a particularly preferred mixing ratio is from 88:12 to 91:9.
更に前記はんだ合金粉末の平均粒子径は、２０μｍから３８μｍ以下であることが好ましい。なお、当該平均粒子径は、動的光散乱式の粒子径測定装置により測定し得る。 Furthermore, the average particle size of the solder alloy powder is preferably from 20 μm to 38 μm. The average particle size can be measured with a dynamic light scattering particle size measuring device.
本実施形態のソルダペーストは、本実施形態のフラックスを用いることにより、電子部品の電子回路基板への実装時、即ち加熱時において、ソルダペーストに含まれるフラックスの粘度を良好に保つことができるため、フラックスの飛散を抑制することができる。 By using the flux of the present embodiment, the solder paste of the present embodiment can maintain good viscosity of the flux contained in the solder paste when mounting the electronic component on the electronic circuit board, that is, during heating. , flux scattering can be suppressed.
（３）電子回路実装基板の製造方法
本実施形態の電子回路実装基板の製造方法は、例えば以下の工程を含む。
(3) Manufacturing Method of Electronic Circuit Mounting Board The manufacturing method of the electronic circuit mounting board of the present embodiment includes, for example, the following steps.
１）印刷工程
本工程では、電子回路及び絶縁層等が形成された電子回路基板上の所定の位置、例えば電極（ランド）上に本実施形態のソルダペーストを印刷する。印刷方法としては、例えばメタルマスクを用い、スキージによりメタルマスク開口部にソルダペーストを充填し、前記電子回路基板をメタルマスクから離すことにより当該電子回路基板側にソルダペーストを転写することにより行う方法が挙げられる。
1) Printing Process In this process, the solder paste of the present embodiment is printed on predetermined positions, for example, electrodes (lands) on an electronic circuit board on which an electronic circuit, an insulating layer, and the like are formed. As a printing method, for example, a metal mask is used, the openings of the metal mask are filled with solder paste by a squeegee, and the electronic circuit board is separated from the metal mask to transfer the solder paste to the electronic circuit board side. is mentioned.
２）電子部品の載置工程
本工程では、前記ソルダペーストを印刷した前記電子回路基板上の所定の位置に電子部品を載置する。例えば前記電極（ランド）上に電子部品のリードや下面電極が位置するように前記電子部品を載置する。
2) Step of placing electronic components In this step, electronic components are placed at predetermined positions on the electronic circuit board on which the solder paste is printed. For example, the electronic component is placed on the electrode (land) so that the lead or lower surface electrode of the electronic component is positioned.
３）加熱工程
本工程では、前記電子部品を載置した前記電子回路基板を不活性雰囲気下で所定の温度条件及び時間条件で加熱する。加熱温度及び加熱時間は、使用する電子部品の種類及び用途、並びにはんだ合金粉末を構成する合金元素によって適宜調整することができる。また前記加熱は、例えばリフロー装置等を用いて行われる。
3) Heating step In this step, the electronic circuit board on which the electronic component is mounted is heated under an inert atmosphere under predetermined temperature and time conditions. The heating temperature and heating time can be appropriately adjusted according to the type and application of the electronic component to be used, and the alloying elements constituting the solder alloy powder. Further, the heating is performed using, for example, a reflow device or the like.
本実施形態の電子回路実装基板の製造方法においては、本実施形態のフラックスを含むソルダペーストを使用することにより、上記加熱工程時におけるフラックスの飛散を抑制することができるため、信頼性の高い電子回路実装基板を製造することができる。 In the method for manufacturing an electronic circuit mounting board of the present embodiment, by using the solder paste containing the flux of the present embodiment, it is possible to suppress the scattering of the flux during the heating process. A circuit-mounted substrate can be manufactured.
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を詳述する。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples and comparative examples. However, the present invention is not limited to these examples.
＜アクリル樹脂の作製＞
撹拌機、還流管、及び窒素導入管とを備えた５００ｍｌの４つ口フラスコにジエチレングリコールモノヘキシルエーテル２００ｇを仕込み、これを１１０℃に加熱した。
またメタクリル酸１０質量％、２－エチルヘキシルメタクリレート５１質量％、ラウリルアクリレート３９質量％を混合したもの３００ｇにアゾ系ラジカル開始剤としてジメチル２，２’－アゾビス（２－メチルプロピオネート）（製品名：Ｖ－６０１、和光純薬（株）製）を０．２質量％から５質量％を加えてこれを溶解させ、溶液を作製した。
次いで当該溶液を上記４つ口フラスコに１．５時間かけて滴下したものを１１０℃で１時間撹拌した後に反応を終了させ、実施例に用いるアクリル樹脂を得た。なお、当該アクリル樹脂の重量平均分子量は７，８００Ｍｗ、酸価は４０ｍｇＫＯＨ／ｇ、ガラス転移温度は－４７℃であった。
<Production of acrylic resin>
200 g of diethylene glycol monohexyl ether was placed in a 500 ml four-necked flask equipped with a stirrer, a reflux tube and a nitrogen inlet, and heated to 110°C.
Dimethyl 2,2′-azobis(2-methylpropionate) (product name) was added to 300 g of a mixture of 10% by mass of methacrylic acid, 51% by mass of 2-ethylhexyl methacrylate, and 39% by mass of lauryl acrylate as an azo radical initiator. : 0.2% to 5% by mass of V-601 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added and dissolved to prepare a solution.
Next, the solution was added dropwise to the four-necked flask over 1.5 hours, stirred at 110° C. for 1 hour, and then the reaction was terminated to obtain an acrylic resin used in Examples. The acrylic resin had a weight average molecular weight of 7,800 Mw, an acid value of 40 mgKOH/g, and a glass transition temperature of -47°C.
＜溶解性確認試験＞
表１に記載の実施例１から７、及び比較例１から３に係る各成分を混練した。そして溶剤以外の各成分が溶剤に十分溶解し、フラックスが作製できたものを〇、溶剤以外の各成分が溶剤に溶解せず、フラックスが作製できなかったものを×とした。その結果を表２に表わす。
<Solubility confirmation test>
Each component according to Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 3 shown in Table 1 was kneaded. When each component other than the solvent was sufficiently dissolved in the solvent and the flux could be produced, it was evaluated as ◯. The results are shown in Table 2.
そして実施例１から７、並びに比較例１及び２の各フラックス１１質量％と、Ｓｎ－３Ａｇ－０．５Ｃｕはんだ合金粉末（平均粒径２０～３８μｍ）８９質量％とを混合し、実施例１から７、並びに比較例１及び２に係る各ソルダペーストを作製した。
なお、特に記載のない限り、表１に記載の数値は質量％を意味するものとする。ただし表１において、アクリル樹脂の配合量は固形分の数値を記載した。
Then, 11% by mass of each flux of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 and 2 and 89% by mass of Sn-3Ag-0.5Cu solder alloy powder (average particle size 20 to 38 μm) were mixed. 7, and each solder paste according to Comparative Examples 1 and 2 were prepared.
Unless otherwise specified, the numerical values shown in Table 1 mean % by mass. However, in Table 1, the compounding amount of the acrylic resin is indicated by the numerical value of the solid content.
※２ 共栄社化学（株）製 チクソ剤（高級脂肪酸ポリアマイド）
※３ ＢＡＳＦジャパン（株）製 ヒンダードフェノール系酸化防止剤
*3 Hindered phenolic antioxidant manufactured by BASF Japan Ltd.
＜フラックス飛散抑制確認試験＞
以下の用具を用意した。
・パワートランジスタ（製品名：２ＳＪ５９８ＺＥ１ＡＹ（ルネサスエレクトロニクス（株）製）
・上記パワートランジスタを実装できるランドパターンが形成されたプリント配線板（表面処理：Ｃｕ－ＯＳＰ）
・上記ランドパターンに対応するパターンを有する厚さ１５０μｍのメタルマスク
<Flux scattering suppression confirmation test>
I prepared the following tools.
・Power transistor (product name: 2SJ598ZE1AY (manufactured by Renesas Electronics Corporation)
・Printed wiring board (surface treatment: Cu-OSP) with a land pattern on which the above power transistor can be mounted
・Metal mask with a thickness of 150 μm having a pattern corresponding to the above land pattern
前記プリント配線板に前記メタルマスクを用いて各ソルダペーストを印刷し、前記パワートランジスタを前記プリント配線板１枚につき１２個ずつ載置した。
その後、リフロー炉（製品名：ＴＮＶ３０－５０８ＥＭ２－Ｘ、（株）タムラ製作所製）を用いて前記各プリント配線板を加熱して、前記パワートランジスタが実装された各試験基板を作製した。この際のリフロー条件は図１に示す温度プロファイル条件に従い、窒素雰囲気下にて行った。
Each solder paste was printed on the printed wiring board using the metal mask, and 12 power transistors were mounted on each printed wiring board.
Then, each printed wiring board was heated using a reflow oven (product name: TNV30-508EM2-X, manufactured by Tamura Seisakusho Co., Ltd.) to prepare each test board on which the power transistor was mounted. The reflow conditions at this time were performed in a nitrogen atmosphere according to the temperature profile conditions shown in FIG.
作製した前記各試験基板の前記パワートランジスタが実装された面を双眼実体顕微鏡（製品名：ＳＫＺ－２、（株）清和光学製作所製）を用いて観察し、フラックス飛散の発生数をカウントし、以下の基準に基づき評価した。その結果を表２に表わす。
◎：フラックス飛散発生数が９以下
〇：フラックス飛散発生数が１０以上１９以下
△：フラックス飛散発生数が２０以上３４以下
×：フラックス飛散発生数が３５以上
The surface of each of the prepared test substrates on which the power transistor is mounted is observed using a binocular stereoscopic microscope (product name: SKZ-2, manufactured by Seiwa Optical Co., Ltd.), and the number of occurrences of flux scattering is counted. It was evaluated based on the following criteria. The results are shown in Table 2.
◎: The number of flux spattering is 9 or less. ○: The number of flux spattering is 10 to 19. △: The number of flux spattering is 20 to 34. ×: The number of flux spattering is 35 or more.
＜フラックス残渣外観確認試験＞
上記フラックス飛散抑制確認試験にて作製した各試験基板について、当該各試験基板上に形成されたフラックス残渣の外観について双眼実体顕微鏡（製品名：ＳＫＺ－２、（株）清和光学製作所製）を用いて観察し、以下の基準に基づき評価した。その結果を表２に表わす。
〇：フラックス残渣に亀裂が確認できない
△：フラックス残渣の亀裂が確認できる
<Flux residue appearance confirmation test>
For each test substrate prepared in the flux scattering suppression confirmation test, the appearance of the flux residue formed on each test substrate was examined using a binocular stereoscopic microscope (product name: SKZ-2, manufactured by Seiwa Optical Co., Ltd.). It was observed and evaluated based on the following criteria. The results are shown in Table 2.
〇: No cracks observed in flux residue △: Cracks observed in flux residue
＜総合評価＞
上記「溶解性確認試験」、「フラックス飛散抑制確認試験」及び「フラックス残渣外観確認試験」の各結果について、◎を５点、〇を３点、△を１点、×を０点とし、実施例１から７、並びに比較例１及び２のぞれぞれの総合点を以下の基準に従い評価した。その結果を表２に表わす。
◎：総合点が１１点以上
〇：総合点が９点以上１０点以下
△：総合点が７点以上８点以下
×：総合点が６点以下
なお、比較例３については、溶解性確認試験で溶剤以外の成分が溶剤に溶解せずフラックスを作製できなかったため、溶解性確認試験以外の試験が行えなかった。そのため、比較例３については、溶解性確認試験以外の項目は全て「－」と表示している。
<Comprehensive evaluation>
For each result of the above "solubility confirmation test", "flux scattering suppression confirmation test" and "flux residue appearance confirmation test", ◎ is 5 points, ○ is 3 points, △ is 1 point, and × is 0 points. The total score of each of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 and 2 was evaluated according to the following criteria. The results are shown in Table 2.
◎: Overall score is 11 points or more ○: Overall score is 9 points or more and 10 points or less △: Overall score is 7 points or more and 8 points or less ×: Overall score is 6 points or less Regarding Comparative Example 3, the solubility confirmation test Because the components other than the solvent did not dissolve in the solvent, the flux could not be prepared, so tests other than the solubility confirmation test could not be performed. Therefore, for Comparative Example 3, all items other than the solubility confirmation test are indicated with "-".
以上に示す通り、実施例に係るソルダペーストは、重量平均分子量が２，０００Ｍｗ以上１，０００，０００Ｍｗ以下のポリアルキレンオキサイド重合体を使用することにより、高温下でも良好な粘度を保つことができる。そのため、実施例に係るソルダペーストを電子回路基板に印刷し、これを加熱した場合にあっても、フラックスの粘度を良好に保つことができるため、フラックスの飛散を抑制することができることが分かる。
また、ベース樹脂としてアクリル樹脂を含むフラックスを用いた実施例１から６に係るソルダペーストについては、これを用いて形成されるフラックス残渣の外観も良好であり、より信頼性の高い電子回路実装基板を提供し得ることが分かる。
As described above, the solder pastes according to the examples can maintain good viscosity even at high temperatures by using a polyalkylene oxide polymer having a weight average molecular weight of 2,000 Mw or more and 1,000,000 Mw or less. . Therefore, even when the solder paste according to the example is printed on an electronic circuit board and heated, the viscosity of the flux can be kept favorable, so it can be seen that the scattering of the flux can be suppressed.
Further, regarding the solder pastes according to Examples 1 to 6 using the flux containing acrylic resin as the base resin, the appearance of the flux residue formed using this is also good, and the electronic circuit mounting board is more reliable. It can be seen that the
Claims (7)
前記重量平均分子量が１０，０００Ｍｗ以上１，０００，０００Ｍｗ以下のポリアルキレンオキサイド重合体の配合量は、フラックス全量に対して０．５質量％以上１０質量％以下であるフラックス。 A base resin, a solvent, an activator, a thixotropic agent, and a polyalkylene oxide polymer having a weight average molecular weight of 10,000 Mw or more and 1,000,000 Mw or less,
The amount of the polyalkylene oxide polymer having a weight average molecular weight of 10,000 Mw or more and 1,000,000 Mw or less is 0.5 mass % or more and 10 mass % or less of the total amount of the flux.
前記ソルダペーストを印刷した前記電子回路基板上の所定の位置に電子部品を載置する工程と、
前記電子部品を載置した前記電子回路基板を不活性雰囲気下で所定の温度条件及び時間条件で加熱する工程とを含む電子回路実装基板の製造方法。 A step of printing the solder paste according to claim 6 on a predetermined position on an electronic circuit board;
placing an electronic component at a predetermined position on the electronic circuit board printed with the solder paste;
and heating the electronic circuit board on which the electronic component is mounted under an inert atmosphere under predetermined temperature and time conditions.
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