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JP2024137336A - Flux composition, solder composition, and electronic board - Google Patents

Flux composition, solder composition, and electronic board Download PDF

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JP2024137336A
JP2024137336A JP2023048824A JP2023048824A JP2024137336A JP 2024137336 A JP2024137336 A JP 2024137336A JP 2023048824 A JP2023048824 A JP 2023048824A JP 2023048824 A JP2023048824 A JP 2023048824A JP 2024137336 A JP2024137336 A JP 2024137336A
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JP
Japan
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mass
less
component
flux composition
solder
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Pending
Application number
JP2023048824A
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Japanese (ja)
Inventor
宣宏 山下
龍太朗 下石
幸一 石垣
武 井上
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.)
Tamura Corp
Original Assignee
Tamura Corp
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Publication date
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Priority to CN202410295467.7A priority patent/CN118682348A/en
Publication of JP2024137336A publication Critical patent/JP2024137336A/en
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  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Abstract

【課題】ボイドを十分に抑制でき、かつ印刷性を向上できるフラックス組成物を提供すること。【解決手段】(A)樹脂、(B)活性剤、および(C)溶剤を含有するフラックス組成物であって、前記(C)成分が、(C1)沸点が250℃超であり、20℃における粘度が10mPa・s超である溶剤、(C2)沸点が250℃以下であり、1位および2位にそれぞれヒドロキシ基を有するジオール系溶剤、および(C3)沸点が210℃以上275℃以下であり、20℃における粘度が10mPa・s以下である溶剤を含有する、フラックス組成物。【選択図】なし[Problem] To provide a flux composition that can sufficiently suppress voids and improve printability. [Solution] A flux composition containing (A) a resin, (B) an activator, and (C) a solvent, wherein the component (C) contains (C1) a solvent having a boiling point of more than 250°C and a viscosity at 20°C of more than 10 mPa·s, (C2) a diol solvent having a boiling point of 250°C or less and having a hydroxy group at each of the 1st and 2nd positions, and (C3) a solvent having a boiling point of 210°C or more and 275°C or less and a viscosity at 20°C of 10 mPa·s or less. [Selected Figures] None

Description

本発明は、フラックス組成物、はんだ組成物、および電子基板に関する。 The present invention relates to a flux composition, a solder composition, and an electronic substrate.

はんだ組成物は、はんだ粉末にフラックス組成物(ロジン系樹脂、活性剤および溶剤など)を混練してペースト状にした混合物である(例えば、特許文献1)。このはんだ組成物においては、はんだ溶融性やはんだが濡れ広がりやすいという性質(はんだ濡れ広がり)などのはんだ付け性とともに、ボイドの抑制や印刷性などが要求されている。
一方で、電子機器の機能の多様化により、大型の電子部品が電子基板に搭載されるようになっている。また、大型の電子部品の中には、電極端子の面積が広い電子部品(例えば、QFN(Quad Flatpack No Lead)、パワートランジスタ)がある。このような電子部品では、はんだ組成物の印刷面積が広いため、ボイドが発生しやすい傾向にある。
The solder composition is a mixture of solder powder and a flux composition (rosin resin, activator, solvent, etc.) kneaded into a paste (see, for example, Patent Document 1). This solder composition is required to have solderability such as solder meltability and the property that solder easily wets and spreads (solder wettability), as well as void suppression, printability, etc.
On the other hand, due to the diversification of functions of electronic devices, large electronic components are being mounted on electronic boards. In addition, among the large electronic components, there are electronic components with large electrode terminal areas (e.g., QFN (Quad Flatpack No Lead), power transistors). In such electronic components, the printing area of the solder composition is large, so voids tend to occur easily.

特許第5756067号公報Patent No. 5756067

はんだ組成物において、ボイドを低減するために、ジオール系溶剤のような高粘度の溶剤を用いることが検討されている。しかしながら、ジオール系溶剤は、比較的に高粘度であり、しかも比較的に沸点が低い傾向にあるため、はんだ組成物の使用時に粘性が高くなる傾向にある。そのため、ローリング中のはんだ組成物がメタルマスクの壁面に付着しやすく、連続印刷性および版上放置後の印刷性が低下する傾向にある。 In order to reduce voids in solder compositions, the use of high-viscosity solvents such as diol-based solvents has been considered. However, diol-based solvents tend to have relatively high viscosity and relatively low boiling points, so the solder composition tends to become highly viscous when in use. As a result, the solder composition tends to adhere to the wall surface of the metal mask during rolling, which tends to reduce continuous printability and printability after being left on the plate.

本発明は、ボイドを十分に抑制でき、かつ印刷性を向上できるフラックス組成物、はんだ組成物、および電子基板を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a flux composition, a solder composition, and an electronic board that can sufficiently suppress voids and improve printability.

本発明によれば、以下に示すフラックス組成物、はんだ組成物および電子基板が提供される。
[1] (A)樹脂、(B)活性剤、および(C)溶剤を含有するフラックス組成物であって、
前記(C)成分が、(C1)沸点が250℃超であり、20℃における粘度が10mPa・s超である溶剤、(C2)沸点が250℃以下であり、1位および2位にそれぞれヒドロキシ基を有するジオール系溶剤、および(C3)沸点が210℃以上275℃以下であり、20℃における粘度が10mPa・s以下である溶剤を含有する、
フラックス組成物。
[2] [1]に記載のフラックス組成物において、
前記(B)成分が、(B1)炭素数6以上のジカルボン酸を含有する、
フラックス組成物。
[3] [1]または[2]に記載のフラックス組成物において、
前記(C1)成分が、ジエチレングリコールモノ2-エチルヘキシルエーテルである、
フラックス組成物。
[4] [1]~[3]のいずれかに記載のフラックス組成物において、
さらに、(D)チクソ剤を含有し、
前記(D)成分が、アミド類を含有する、
フラックス組成物。
[5] [1]~[4]のいずれかに記載のフラックス組成物において、
さらに、(E)ヒンダードアミン化合物を含有する、
フラックス組成物。
[6] [1]~[5]のいずれかに記載のフラックス組成物と、(F)はんだ粉末とを含有する、
はんだ組成物。
[7] [6]に記載のはんだ組成物を用いたはんだ付け部を備える、
電子基板。
According to the present invention, there are provided a flux composition, a solder composition, and an electronic board as described below.
[1] A flux composition comprising: (A) a resin; (B) an activator; and (C) a solvent,
The component (C) contains (C1) a solvent having a boiling point of more than 250° C. and a viscosity at 20° C. of more than 10 mPa·s, (C2) a diol solvent having a boiling point of 250° C. or less and having a hydroxy group at each of the 1- and 2-positions, and (C3) a solvent having a boiling point of 210° C. or more and 275° C. or less and a viscosity at 20° C. of 10 mPa·s or less.
Flux composition.
[2] The flux composition according to [1],
The component (B) contains (B1) a dicarboxylic acid having 6 or more carbon atoms.
Flux composition.
[3] The flux composition according to [1] or [2],
The component (C1) is diethylene glycol mono 2-ethylhexyl ether.
Flux composition.
[4] The flux composition according to any one of [1] to [3],
Further, (D) a thixotropic agent is contained,
The component (D) contains an amide.
Flux composition.
[5] The flux composition according to any one of [1] to [4],
Further, the composition contains (E) a hindered amine compound,
Flux composition.
[6] A flux composition according to any one of [1] to [5] and (F) a solder powder.
Solder composition.
[7] A soldered portion using the solder composition according to [6].
Electronic board.

本発明の一態様によれば、ボイドを十分に抑制でき、かつ印刷性を向上できるフラックス組成物、はんだ組成物、および電子基板を提供できる。 According to one aspect of the present invention, it is possible to provide a flux composition, a solder composition, and an electronic substrate that can sufficiently suppress voids and improve printability.

[フラックス組成物]
まず、本実施形態に係るフラックス組成物について説明する。本実施形態に係るフラックス組成物は、はんだ組成物におけるはんだ粉末以外の成分であり、以下説明する(A)樹脂、(B)活性剤、および(C)溶剤を含有するものである。また、(C)成分が、(C1)沸点が250℃超であり、20℃における粘度が10mPa・s超である溶剤、(C2)沸点が250℃以下であり、1位および2位にそれぞれヒドロキシ基を有するジオール系溶剤、および(C3)沸点が210℃以上275℃以下であり、20℃における粘度が10mPa・s以下である溶剤を含有することが必要である。
[Flux composition]
First, the flux composition according to the present embodiment will be described. The flux composition according to the present embodiment is a component other than the solder powder in the solder composition, and contains (A) a resin, (B) an activator, and (C) a solvent, which will be described below. In addition, it is necessary for the (C) component to contain (C1) a solvent having a boiling point of more than 250°C and a viscosity at 20°C of more than 10 mPa·s, (C2) a diol-based solvent having a boiling point of 250°C or less and having hydroxy groups at the 1st and 2nd positions, and (C3) a solvent having a boiling point of 210°C or more and 275°C or less and a viscosity at 20°C of 10 mPa·s or less.

本実施形態に係るフラックス組成物が、ボイドを十分に抑制でき、かつ印刷性を向上できる理由は必ずしも定かではないが、本発明者らは以下のように推察する。
すなわち、本発明のフラックス組成物においては、(C)溶剤として、(C2)沸点が250℃以下であり、1位および2位にそれぞれヒドロキシ基を有するジオール系溶剤を用いている。(C2)成分は、その一部は、はんだが溶融する前やはんだ溶融時に揮発して気体となってしまうが、この気体が、はんだ組成物中の気体を外部に押し出す作用がある。そして、揮発しなかった(C2)成分を含有するはんだ組成物は、はんだ溶融時にもある程度の流動性を有しているため、はんだ組成物中の気体が徐々に集まりながら外部に放出される。このようにして、ボイドを十分に抑制できる。また、この(C2)成分は、ジオール系溶剤の中でも、常温での粘度が低い傾向がある。そして、本発明のフラックス組成物においては、(C)溶剤として、(C3)沸点が210℃以上275℃以下であり、20℃における粘度が10mPa・s以下である溶剤を併用しており、これにより、はんだ組成物の使用時での粘性変化を抑えることができる。このようにして、印刷性を向上できる。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らは推察する。
The reason why the flux composition according to the present embodiment can sufficiently suppress voids and improve printability is not necessarily clear, but the present inventors speculate as follows.
That is, in the flux composition of the present invention, as the (C) solvent, a diol-based solvent (C2) having a boiling point of 250° C. or less and having hydroxyl groups at the 1st and 2nd positions is used. A part of the (C2) component volatilizes and becomes a gas before or when the solder melts, and this gas has the effect of pushing the gas in the solder composition to the outside. And, since the solder composition containing the (C2) component that has not volatilized has a certain degree of fluidity even when the solder melts, the gas in the solder composition is gradually collected and released to the outside. In this way, voids can be sufficiently suppressed. Also, among diol-based solvents, this (C2) component tends to have a low viscosity at room temperature. And, in the flux composition of the present invention, as the (C) solvent, a solvent (C3) having a boiling point of 210° C. or more and 275° C. or less and a viscosity of 10 mPa·s or less at 20° C. is used in combination, and this makes it possible to suppress the viscosity change during use of the solder composition. In this way, the printability can be improved. The inventors presume that the effects of the present invention are achieved in the above manner.

[(A)成分]
本実施形態に用いる(A)樹脂としては、ロジン系樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂およびフェノール樹脂などが挙げられる。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。これらの中でも、粘度安定性などの観点から、ロジン系樹脂、またはアクリル樹脂が好ましい。
ロジン系樹脂としては、ロジン類およびロジン系変性樹脂が挙げられる。ロジン類としては、ガムロジン、ウッドロジンおよびトール油ロジンなどが挙げられる。ロジン系変性樹脂としては、不均化ロジン、重合ロジン、水素添加ロジンおよびこれらの誘導体などが挙げられる。水素添加ロジンとしては、完全水添ロジン、部分水添ロジン、並びに、不飽和有機酸((メタ)アクリル酸などの脂肪族の不飽和一塩基酸、フマル酸、マレイン酸などのα,β-不飽和カルボン酸などの脂肪族不飽和二塩基酸、桂皮酸などの芳香族環を有する不飽和カルボン酸など)の変性ロジンである不飽和有機酸変性ロジンの水素添加物(「水添酸変性ロジン」ともいう)などが挙げられる。これらのロジン系樹脂は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、これらのロジン系樹脂の中でも、完全水添ロジンおよび水添酸変性ロジンを用いることが好ましく、完全水添ロジンと、水添酸変性ロジンとを併用することがより好ましい。
アクリル樹脂としては、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸の各種エステル、メタクリル酸の各種エステル、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、マレイン酸のエステル、無水マレイン酸のエステル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド、メタクリルアミド、塩化ビニル、および酢酸ビニルなどの少なくとも1種のモノマーを重合してなるものである。寒暖の差が激しく冷熱衝撃の大きい環境下であってもフラックス残さの亀裂発生を防止できるという点で、アクリル樹脂が有用である。このアクリル樹脂の中でも、メタクリル酸と炭素数2から6のアルキル基を有するモノマーとを含むモノマー類を重合したアクリル樹脂、更にはメタクリル酸と炭素数2のアルキル基を有するモノマーとを含むモノマー類を重合したアクリル樹脂が好ましい。このようなアクリル樹脂は、形成されるフラックス残さ(フラックス固化物)のべたつきを抑え、かつ良好な亀裂抑制効果を奏する点で好ましい。
[Component (A)]
Examples of the resin (A) used in this embodiment include rosin resins, acrylic resins, epoxy resins, and phenolic resins. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, rosin resins or acrylic resins are preferred from the viewpoint of viscosity stability and the like.
Examples of the rosin-based resin include rosins and rosin-based modified resins. Examples of the rosins include gum rosin, wood rosin, and tall oil rosin. Examples of the rosin-based modified resin include disproportionated rosin, polymerized rosin, hydrogenated rosin, and derivatives thereof. Examples of the hydrogenated rosin include fully hydrogenated rosin, partially hydrogenated rosin, and hydrogenated products of unsaturated organic acid-modified rosins (also called "hydrogenated acid-modified rosin"), which are modified rosins of unsaturated organic acids (aliphatic unsaturated monobasic acids such as (meth)acrylic acid, aliphatic unsaturated dibasic acids such as α,β-unsaturated carboxylic acids such as fumaric acid and maleic acid, and unsaturated carboxylic acids having aromatic rings such as cinnamic acid). These rosin-based resins may be used alone or in combination of two or more. Among these rosin-based resins, it is preferable to use fully hydrogenated rosin and hydrogenated acid-modified rosin, and it is more preferable to use fully hydrogenated rosin and hydrogenated acid-modified rosin in combination.
The acrylic resin is obtained by polymerizing at least one monomer such as acrylic acid, methacrylic acid, various esters of acrylic acid, various esters of methacrylic acid, crotonic acid, itaconic acid, maleic acid, maleic anhydride, esters of maleic acid, esters of maleic anhydride, acrylonitrile, methacrylonitrile, acrylamide, methacrylamide, vinyl chloride, and vinyl acetate. Acrylic resins are useful in that they can prevent cracks from occurring in the flux residue even in an environment with a large temperature difference and large thermal shock. Among these acrylic resins, acrylic resins obtained by polymerizing monomers containing methacrylic acid and a monomer having an alkyl group with 2 to 6 carbon atoms, and further acrylic resins obtained by polymerizing monomers containing methacrylic acid and a monomer having an alkyl group with 2 carbon atoms are preferred. Such acrylic resins are preferred in that they suppress the stickiness of the flux residue (flux solidified product) formed and have a good crack suppression effect.

(A)成分の配合量は、フラックス組成物100質量%に対して、25質量%以上60質量%以下であることが好ましく、30質量%以上50質量%以下であることがより好ましい。(A)成分の配合量が前記下限以上であれば、はんだ付ランドの銅箔面の酸化を防止してその表面に溶融はんだを濡れやすくする、いわゆるはんだ付け性を向上でき、はんだボールを十分に抑制できる。また、(A)成分の配合量が前記上限以下であれば、フラックス残さ量を十分に抑制できる。 The amount of component (A) is preferably 25% by mass or more and 60% by mass or less, and more preferably 30% by mass or more and 50% by mass or less, relative to 100% by mass of the flux composition. If the amount of component (A) is equal to or more than the lower limit, oxidation of the copper foil surface of the soldering land is prevented, making the surface more easily wetted by molten solder, improving so-called solderability and sufficiently suppressing solder balls. Also, if the amount of component (A) is equal to or less than the upper limit, the amount of flux residue can be sufficiently suppressed.

[(B)成分]
本実施形態に用いる(B)活性剤は、(B1)炭素数6以上のジカルボン酸を含有することが好ましい。この(B1)成分により、はんだ付け性を向上できる。
(B1)成分としては、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、エイコサン二酸、および8,13-ジメチル-8,12-エイコサジエン二酸が挙げられる。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。
[Component (B)]
The activator (B) used in this embodiment preferably contains a dicarboxylic acid (B1) having 6 or more carbon atoms. This component (B1) can improve the solderability.
Examples of the component (B1) include adipic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid, eicosanedioic acid, and 8,13-dimethyl-8,12-eicosadienedioic acid. These may be used alone or in combination of two or more.

(B1)成分の配合量は、フラックス組成物100質量%に対して、0.1質量%以上15質量%以下であることが好ましく、1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%以下であることがさらにより好ましく、5質量%以上8質量%以下であることが特に好ましい。(B1)成分の配合量が前記下限以上であれば、他物性を悪化させずに、はんだ付け性を向上できる傾向にあり、他方、前記上限以下であれば、フラックス組成物の絶縁性を維持できる傾向にある。 The amount of the (B1) component is preferably 0.1% by mass or more and 15% by mass or less, more preferably 1% by mass or more and 12% by mass or less, even more preferably 3% by mass or more and 10% by mass or less, and particularly preferably 5% by mass or more and 8% by mass or less, based on 100% by mass of the flux composition. If the amount of the (B1) component is equal to or more than the lower limit, there is a tendency for the solderability to be improved without deteriorating other physical properties, while if it is equal to or less than the upper limit, there is a tendency for the insulating properties of the flux composition to be maintained.

(B)成分は、さらに(B2)アミン系活性剤を含有していてもよい。この(B2)成分により、はんだ付け性を更に向上できる。
(B2)成分としては、ベンゾトリアゾール類(ベンゾトリアゾール、および2-(2-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)など)、イミダゾリン類(2-フェニルイミダゾリン、および2-ベンジルイミダゾリンなど)、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(トリメチロールアミン、シクロヘキシルアミン、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、バリンなど)、アミド系化合物などが挙げられる。これらの中でも、活性作用の観点から、イミダゾリン類が好ましい。
The component (B) may further contain an amine-based activator (B2), which can further improve the solderability.
Examples of component (B2) include benzotriazoles (benzotriazole, 2-(2-hydroxy-5-methylphenyl), etc.), imidazolines (2-phenylimidazoline, 2-benzylimidazoline, etc.), amines (polyamines such as ethylenediamine, etc.), amine salts (organic acid salts or inorganic acid salts of amines such as trimethylolamine, cyclohexylamine, diethylamine, and aminoalcohols (hydrochloric acid, sulfuric acid, hydrobromic acid, etc.)), amino acids (glycine, alanine, aspartic acid, glutamic acid, valine, etc.), and amide compounds. Among these, imidazolines are preferred from the viewpoint of activity.

(B2)成分の配合量は、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、0.5質量%以上8質量%以下であることがより好ましく、1質量%以上7質量%以下であることがさらにより好ましく、3質量%以上6質量%以下であることが特に好ましい。(B2)成分の配合量が前記下限以上であれば、はんだ付け性を向上できる傾向にあり、他方、前記上限以下であれば、フラックス組成物の絶縁性を維持できる傾向にある。 The amount of the (B2) component is preferably 0.1% by mass or more and 10% by mass or less, more preferably 0.5% by mass or more and 8% by mass or less, even more preferably 1% by mass or more and 7% by mass or less, and particularly preferably 3% by mass or more and 6% by mass or less, based on 100% by mass of the flux composition. If the amount of the (B2) component is equal to or more than the lower limit, the solderability tends to be improved, while if the amount is equal to or less than the upper limit, the insulating properties of the flux composition tend to be maintained.

(B)成分は、さらに(B1)成分以外の有機酸(以下、場合により(B3)成分とも称する)を含有していてもよい。
(B3)成分としては、モノカルボン酸、(B1)成分以外の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、コハク酸、ダイマー酸、酒石酸、およびジグリコール酸などが挙げられる。
その他の有機酸としては、トリマー酸、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。これらの中でも、ピコリン酸を用いることがより好ましい。
The component (B) may further contain an organic acid other than the component (B1) (hereinafter sometimes referred to as the component (B3)).
Examples of the component (B3) include monocarboxylic acids, dicarboxylic acids other than the component (B1), and other organic acids. 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, and glycolic acid.
Dicarboxylic acids include succinic acid, dimer acid, tartaric acid, and diglycolic acid.
Other organic acids include trimer acid, levulinic acid, lactic acid, acrylic acid, benzoic acid, salicylic acid, anisic acid, citric acid, and picolinic acid, etc. Among these, it is more preferable to use picolinic acid.

(B3)成分を用いる場合、その配合量としては、フラックス組成物100質量%に対して、0.1質量%以上8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く、0.3質量%以上3質量%以下であることが特に好ましい。(B3)成分の配合量が前記下限以上であれば、活性作用を向上できる傾向にあり、他方、前記上限以下であれば、フラックス組成物の絶縁性を維持できる傾向にある。 When the (B3) component is used, its amount is preferably 0.1% by mass or more and 8% by mass or less, more preferably 0.2% by mass or more and 5% by mass or less, and particularly preferably 0.3% by mass or more and 3% by mass or less, relative to 100% by mass of the flux composition. If the amount of the (B3) component is equal to or more than the lower limit, the activation action tends to be improved, while if it is equal to or less than the upper limit, the insulating properties of the flux composition tend to be maintained.

(B)成分は、本発明の課題を達成できる範囲において、(B1)成分~(B3)成分以外に、その他の活性剤(以下(B4)成分とも称する)をさらに含有してもよい。(B4)成分としては、ハロゲン系活性剤などが挙げられる。 In addition to the components (B1) to (B3), the component (B) may further contain another activator (hereinafter also referred to as the component (B4)) to the extent that the object of the present invention can be achieved. Examples of the component (B4) include halogen-based activators.

(B)成分の配合量は、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い。(B)成分の配合量が前記下限以上であれば、活性作用を向上できる傾向にあり、他方、前記上限以下であれば、フラックス組成物の絶縁性を維持できる傾向にある。 The amount of component (B) is preferably 1% by mass or more and 20% by mass or less, and more preferably 2% by mass or more and 15% by mass or less, relative to 100% by mass of the flux composition. If the amount of component (B) is equal to or more than the lower limit, the activation action tends to be improved, while if the amount is equal to or less than the upper limit, the insulating properties of the flux composition tend to be maintained.

[(C)成分]
本実施形態に用いる(C)溶剤は、(C1)沸点が250℃超であり、20℃における粘度が10mPa・s超である溶剤を含有することが必要である。このような(C1)成分は、メインの溶剤であり、これにより、はんだ組成物の印刷時やリフロー後の粘度を適正な範囲にできる。
(C1)成分としては、ジエチレングリコールモノ2-エチルヘキシルエーテル(沸点272℃、粘度11.8mPa・s)、およびポリエチレングリコールモノメチルエーテル(沸点290~310℃、粘度12.8mPa・s)などが挙げられる。これらの中でも、印刷性の観点から、ジエチレングリコールモノ2-エチルヘキシルエーテルが好ましい。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。なお、括弧内の粘度は、20℃における粘度である。
[Component (C)]
The (C) solvent used in this embodiment is required to contain (C1) a solvent having a boiling point of more than 250° C. and a viscosity of more than 10 mPa·s at 20° C. Such component (C1) is the main solvent, which allows the viscosity of the solder composition to be within an appropriate range during printing and after reflow.
Examples of the (C1) component include diethylene glycol mono 2-ethylhexyl ether (boiling point 272°C, viscosity 11.8 mPa·s) and polyethylene glycol monomethyl ether (boiling point 290 to 310°C, viscosity 12.8 mPa·s). Among these, diethylene glycol mono 2-ethylhexyl ether is preferred from the viewpoint of printability. These may be used alone or in combination of two or more. The viscosity in parentheses is the viscosity at 20°C.

(C1)成分の配合量は、(C)成分100質量%に対して、40質量%以上85質量%以下であることが好ましく、45質量%以上80質量%以下であることがより好ましく、50質量%以上75質量%以下であることが特に好ましい。 The amount of component (C1) is preferably 40% by mass or more and 85% by mass or less, more preferably 45% by mass or more and 80% by mass or less, and particularly preferably 50% by mass or more and 75% by mass or less, relative to 100% by mass of component (C).

本実施形態に用いる(C)溶剤は、(C2)沸点が250℃以下であり、1位および2位にそれぞれヒドロキシ基を有するジオール系溶剤を含有することが必要である。このような(C2)成分は、ボイドの抑制効果が高く、かつ、印刷性への悪影響が少ない。
(C2)成分としては、1,2-ブタンジオール、1,2-ペンタンジオール、および1,2-ヘキサンジオールなどが挙げられる。これらの中でも、印刷性の観点から、1,2-ブタンジオールが好ましい。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。
The (C) solvent used in this embodiment is required to contain (C2) a diol-based solvent having a boiling point of 250° C. or less and having a hydroxy group at each of positions 1 and 2. Such a (C2) component has a high effect of suppressing voids and has little adverse effect on printability.
Examples of the (C2) component include 1,2-butanediol, 1,2-pentanediol, and 1,2-hexanediol. Among these, 1,2-butanediol is preferred from the viewpoint of printability. These may be used alone or in combination of two or more.

(C2)成分の配合量は、(C)成分100質量%に対して、10質量%以上50質量%以下であることが好ましく、15質量%以上45質量%以下であることがより好ましく、20質量%以上40質量%以下であることが特に好ましい。(C2)成分の配合量が前記下限以上であれば、ボイドの抑制効果を更に高めることができる。他方、(C2)成分の配合量が前記上限以下であれば、印刷性への悪影響を抑えることができる。 The amount of the (C2) component is preferably 10% by mass or more and 50% by mass or less, more preferably 15% by mass or more and 45% by mass or less, and particularly preferably 20% by mass or more and 40% by mass or less, relative to 100% by mass of the (C) component. If the amount of the (C2) component is equal to or more than the lower limit, the effect of suppressing voids can be further enhanced. On the other hand, if the amount of the (C2) component is equal to or less than the upper limit, adverse effects on printability can be suppressed.

本実施形態に用いる(C)溶剤は、(C3)沸点が210℃以上275℃以下であり、20℃における粘度が10mPa・s以下である溶剤を含有することが必要である。このような(C3)成分により、印刷性を向上できる。
(C3)成分としては、ジエチレングリコールジブチルエーテル(沸点256℃、粘度2.4mPa・s)、ジエチレングリコールブチルメチルエーテル(沸点212℃、粘度1.6mPa・s)、テトラエチレングリコールジメチルエーテル(沸点275℃、粘度3.8mPa・s)、ジエチレングリコールモノブチルエーテル(沸点230℃、粘度5.85mPa・s)、およびジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート(沸点247℃、粘度3.56mPa・s)などが挙げられる。なお、括弧内の粘度は、20℃における粘度である。
The (C) solvent used in this embodiment is required to contain (C3) a solvent having a boiling point of 210° C. or more and 275° C. or less and a viscosity of 10 mPa·s or less at 20° C. Such a (C3) component can improve printability.
Examples of the (C3) component include diethylene glycol dibutyl ether (boiling point 256°C, viscosity 2.4 mPa·s), diethylene glycol butyl methyl ether (boiling point 212°C, viscosity 1.6 mPa·s), tetraethylene glycol dimethyl ether (boiling point 275°C, viscosity 3.8 mPa·s), diethylene glycol monobutyl ether (boiling point 230°C, viscosity 5.85 mPa·s), and diethylene glycol monobutyl ether acetate (boiling point 247°C, viscosity 3.56 mPa·s). The viscosity in parentheses is the viscosity at 20°C.

印刷性の観点から、(C3)成分の配合量は、(C)成分100質量%に対して、5質量%以上30質量%以下であることが好ましく、8質量%以上22質量%以下であることがより好ましく、10質量%以上15質量%以下であることが特に好ましい。 From the viewpoint of printability, the blending amount of the (C3) component is preferably 5% by mass or more and 30% by mass or less, more preferably 8% by mass or more and 22% by mass or less, and particularly preferably 10% by mass or more and 15% by mass or less, relative to 100% by mass of the (C) component.

(C2)成分と(C3)成分との質量比((C2)/(C3))は、ボイド抑制効果と印刷性とのバランスの観点から、1/2以上6以下であることが好ましく、1以上5以下であることがより好ましく、3/2以上4以下であることが特に好ましい。 From the viewpoint of the balance between the void suppression effect and printability, the mass ratio of the (C2) component to the (C3) component ((C2)/(C3)) is preferably 1/2 or more and 6 or less, more preferably 1 or more and 5 or less, and particularly preferably 3/2 or more and 4 or less.

(C)成分は、(C1)成分、(C2)成分および(C3)成分以外の溶剤(以下(C4)成分とも称する)を含有していてもよい。(C4)成分としては、公知の溶剤を適宜用いることができる。このような溶剤としては、沸点170℃以上250℃以下の溶剤を用いることが好ましい。
このような溶剤としては、例えば、ヘキシレングリコール(沸点197℃)、およびメチルカルビトール(沸点194℃)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。
なお、印刷性の観点からは、(C)成分として、(C2)成分以外のジオール系溶剤を使用しないことが好ましい。
The (C) component may contain a solvent other than the (C1), (C2) and (C3) components (hereinafter also referred to as the (C4) component). As the (C4) component, a known solvent can be appropriately used. As such a solvent, it is preferable to use a solvent having a boiling point of 170°C or more and 250°C or less.
Examples of such a solvent include hexylene glycol (boiling point 197° C.) and methyl carbitol (boiling point 194° C.). These may be used alone or in combination of two or more.
From the viewpoint of printability, it is preferable not to use a diol solvent other than the component (C2) as the component (C).

(C)成分の配合量は、フラックス組成物100質量%に対して、20質量%以上60質量%以下であることが好ましく、30質量%以上50質量%以下であることがより好ましい。溶剤の配合量が前記範囲内であれば、得られるはんだ組成物の粘度を適正な範囲に適宜調整できる。 The amount of component (C) is preferably 20% by mass or more and 60% by mass or less, and more preferably 30% by mass or more and 50% by mass or less, relative to 100% by mass of the flux composition. If the amount of the solvent is within the above range, the viscosity of the resulting solder composition can be appropriately adjusted to an appropriate range.

[(D)成分]
本実施形態に係るフラックス組成物は、印刷時や加熱時のダレを抑制するという観点から、(D)チクソ剤を含有することが好ましい。(D)成分としては、公知のチクソ剤を適宜使用できる。ここで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、およびガラスフリットなどが挙げられる。これらの中でも、ダレの抑制の観点から、アミド類が好ましい。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。
[Component (D)]
The flux composition according to the present embodiment preferably contains (D) a thixotropic agent from the viewpoint of suppressing sagging during printing or heating. As the (D) component, a known thixotropic agent can be appropriately used. Examples of the thixotropic agent used here include hardened castor oil, amides, kaolin, colloidal silica, organic bentonite, and glass frit. Among these, amides are preferred from the viewpoint of suppressing sagging. These may be used alone or in combination of two or more.

(D)成分の配合量は、フラックス組成物100質量%に対して、2質量%以上20質量%以下であることが好ましく、3質量%以上15質量%以下であることがより好ましく、5質量%以上10質量%以下であることが特に好ましい。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、ダレを抑制できる傾向にある。他方、前記上限以下であれば、チクソ性が高すぎることなく、印刷不良となりにくい傾向にある。 The blending amount of component (D) is preferably 2% by mass or more and 20% by mass or less, more preferably 3% by mass or more and 15% by mass or less, and particularly preferably 5% by mass or more and 10% by mass or less, based on 100% by mass of the flux composition. If the blending amount is equal to or more than the lower limit, sufficient thixotropy is obtained and sagging tends to be suppressed. On the other hand, if the blending amount is equal to or less than the upper limit, the thixotropy is not too high and printing defects are less likely to occur.

[(E)成分]
本実施形態に係るフラックス組成物は、ボイド抑制の観点から、(E)ヒンダードアミン化合物を含有することが好ましい。(E)成分は、下記一般式(E1)で表される構造を有するものである。
[Component (E)]
From the viewpoint of suppressing voids, the flux composition according to the present embodiment preferably contains a hindered amine compound (E). The component (E) has a structure represented by the following general formula (E1).

一般式(E1)において、Rは、独立して、メチル基、またはエチル基であり、メチル基であることが好ましい。
Xは、水素、炭素数1から12のアルキル基、または炭素数1から12のアルコキシ基である。
なお、(E)成分において、波線より先の部分の構造は、特に限定されない。
(E)成分の1分子中における一般式(E1)で表される構造の数は、1以上10以下であることが好ましく、2以上4以下であることがより好ましい。
In formula (E1), R 1 is independently a methyl group or an ethyl group, and is preferably a methyl group.
X is hydrogen, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms.
In addition, in component (E), the structure of the portion beyond the wavy line is not particularly limited.
The number of structures represented by general formula (E1) in one molecule of the component (E) is preferably 1 or more and 10 or less, and more preferably 2 or more and 4 or less.

(E)成分としては、ビス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)セバシケート、テトラキス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)ブタン-1,2,3,4-テトラカルボキシレート、2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジルメタクリレート、ビス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル)-[[3,5-ビス(1,1-ジメチルエチル)-4-ヒドロキシフェニル]エチル]ブチルマロネート、ビス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル)セバケート、1-(メチル)-8-(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル)セバケート、テトラキス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル)ブタン-1,2,3,4-テトラカルボキシレート、1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジルメタクリレート、ビス(1-オクチルオキシ-2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)セバケート、および、ビス(1-ウンデカオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-イル)カーボネートなどが挙げられる。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。 (E) component includes bis(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) sebacate, tetrakis(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)butane-1,2,3,4-tetracarboxylate, 2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl methacrylate, bis(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl)-[[3,5-bis(1,1-dimethylethyl)-4-hydroxyphenyl]ethyl]butylmalonate, bis(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl)sebacate, cate, 1-(methyl)-8-(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl)sebacate, tetrakis(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl)butane-1,2,3,4-tetracarboxylate, 1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl methacrylate, bis(1-octyloxy-2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)sebacate, and bis(1-undecaoxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl)carbonate. These may be used alone or in combination of two or more.

ボイド抑制の観点から、(E)成分の配合量は、フラックス組成物100質量%に対して、0.1質量%以上20質量%以下であることが好ましく、0.5質量%以上10質量%以下であることがより好ましく、1質量%以上7質量%以下であることがさらに好ましく、1.5質量%以上4質量%以下であることが特に好ましい。 From the viewpoint of suppressing voids, the blending amount of component (E) is preferably 0.1% by mass or more and 20% by mass or less, more preferably 0.5% by mass or more and 10% by mass or less, even more preferably 1% by mass or more and 7% by mass or less, and particularly preferably 1.5% by mass or more and 4% by mass or less, relative to 100% by mass of the flux composition.

[酸化防止剤]
本実施形態に係るフラックス組成物は、はんだ溶融性などの観点から、さらに酸化防止剤を含有することが好ましい。ここで用いる酸化防止剤としては、公知の酸化防止剤を適宜用いることができる。酸化防止剤としては、硫黄化合物、ヒンダードフェノール化合物、およびホスファイト化合物などが挙げられる。これらの中でも、ヒンダードフェノール化合物が好ましい。
[Antioxidants]
From the viewpoint of solder melting property, the flux composition according to the present embodiment preferably further contains an antioxidant. As the antioxidant used here, a known antioxidant can be appropriately used. Examples of the antioxidant include sulfur compounds, hindered phenol compounds, and phosphite compounds. Among these, hindered phenol compounds are preferred.

ヒンダードフェノール化合物としては、ペンタエリトリトールテトラキス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオナート]、ビス(3-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルベンゼンプロパン酸)エチレンビス(オキシエチレン)、N,N’-ビス[2-[2-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)エチルカルボニルオキシ]エチル]オキサミド、および、N,N’-ビス{3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオニル}ヒドラジンなどが挙げられる。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。 Examples of hindered phenol compounds include pentaerythritol tetrakis[3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate], bis(3-tert-butyl-4-hydroxy-5-methylbenzenepropanoate)ethylene bis(oxyethylene), N,N'-bis[2-[2-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)ethylcarbonyloxy]ethyl]oxamide, and N,N'-bis{3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionyl}hydrazine. These may be used alone or in combination of two or more.

酸化防止剤を用いる場合、その配合量は、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い。酸化防止剤の配合量が前記下限以上であれば、はんだ溶融性を向上できる傾向にあり、他方、前記上限以下であれば、フラックス組成物の絶縁性を維持できる傾向にある。 When an antioxidant is used, the amount of the antioxidant is preferably 0.1% by mass or more and 5% by mass or less, based on 100% by mass of the flux composition. If the amount of the antioxidant is equal to or more than the lower limit, the solder melting property tends to be improved, while if the amount is equal to or less than the upper limit, the insulating properties of the flux composition tend to be maintained.

[他の成分]
本実施形態に用いるフラックス組成物には、(A)成分、(B)成分、(C)成分、(D)成分、(E)成分、および酸化防止剤の他に、必要に応じて、その他の添加剤を加えることができる。その他の添加剤としては、イミダゾール化合物、消泡剤、改質剤、つや消し剤、および発泡剤などが挙げられる。これらの添加剤の配合量としては、フラックス組成物100質量%に対して、0.01質量%以上5質量%以下であることが好ましい。
[Other ingredients]
In addition to the (A), (B), (C), (D), and (E) components and the antioxidant, other additives may be added to the flux composition used in this embodiment as necessary. Examples of the other additives include imidazole compounds, antifoaming agents, modifiers, matting agents, and foaming agents. The amount of these additives to be added is preferably 0.01% by mass or more and 5% by mass or less with respect to 100% by mass of the flux composition.

[はんだ組成物]
次に、本実施形態に係るはんだ組成物について説明する。本実施形態に係るはんだ組成物は、前述の本実施形態に係るフラックス組成物と、以下説明する(F)はんだ粉末とを含有するものである。
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、5質量%以上35質量%以下であることが好ましく、7質量%以上15質量%以下であることがより好ましく、8質量%以上12質量%以下であることが特に好ましい。フラックス組成物の配合量が5質量%未満の場合(はんだ粉末の配合量が95質量%を超える場合)には、バインダーとしてのフラックス組成物が足りないため、フラックス組成物とはんだ粉末とを混合しにくくなる傾向にあり、他方、フラックス組成物の配合量が35質量%を超える場合(はんだ粉末の配合量が65質量%未満の場合)には、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にくくなる傾向にある。
[Solder Composition]
Next, the solder composition according to the present embodiment will be described. The solder composition according to the present embodiment contains the flux composition according to the present embodiment described above and the solder powder (F) described below.
The amount of the flux composition is preferably 5% by mass or more and 35% by mass or less, more preferably 7% by mass or more and 15% by mass or less, and particularly preferably 8% by mass or more and 12% by mass or less, relative to 100% by mass of the solder composition. When the amount of the flux composition is less than 5% by mass (when the amount of the solder powder exceeds 95% by mass), the flux composition as a binder is insufficient, so that it tends to be difficult to mix the flux composition and the solder powder. On the other hand, when the amount of the flux composition is more than 35% by mass (when the amount of the solder powder is less than 65% by mass), when the obtained solder composition is used, it tends to be difficult to form a sufficient solder joint.

[(F)成分]
本実施形態に用いる(F)はんだ粉末は、鉛フリーはんだ粉末のみからなることが好ましいが、有鉛のはんだ粉末であってもよい。また、このはんだ粉末におけるはんだ合金は、スズ(Sn)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、銀(Ag)、金(Au)、アンチモン(Sb)、鉛(Pb)、インジウム(In)、ビスマス(Bi)、ニッケル(Ni)、コバルト(Co)およびゲルマニウム(Ge)からなる群から選択される少なくとも1種を含有することが好ましい。
このはんだ粉末におけるはんだ合金としては、スズを主成分とする合金が好ましい。また、このはんだ合金は、スズ、銀および銅を含有することがより好ましい。さらに、このはんだ合金は、添加元素として、アンチモン、ビスマスおよびニッケルのうちの少なくとも1つを含有してもよい。
ここで、鉛フリーはんだ粉末とは、鉛を添加しないはんだ金属または合金の粉末のことをいう。ただし、鉛フリーはんだ粉末中に、不可避的不純物として鉛が存在することは許容されるが、この場合に、鉛の量は、300質量ppm以下であることが好ましい。
[Component (F)]
The solder powder (F) used in this embodiment is preferably made of only lead-free solder powder, but may be lead-containing solder powder. The solder alloy in this solder powder preferably contains at least one selected from the group consisting of tin (Sn), copper (Cu), zinc (Zn), silver (Ag), gold (Au), antimony (Sb), lead (Pb), indium (In), bismuth (Bi), nickel (Ni), cobalt (Co) and germanium (Ge).
The solder alloy in the solder powder is preferably an alloy mainly composed of tin, more preferably containing tin, silver and copper, and may further contain at least one of antimony, bismuth and nickel as an additive element.
Here, lead-free solder powder refers to a powder of a solder metal or alloy to which no lead is added. However, the presence of lead as an unavoidable impurity in the lead-free solder powder is permitted, but in this case, the amount of lead is preferably 300 ppm by mass or less.

鉛フリーのはんだ粉末の合金系としては、具体的には、Sn-Ag-Cu系、Sn-Cu系、Sn-Ag系、Sn-Bi系、Sn-Ag-Bi系、Sn-Ag-Cu-Bi系、Sn-Ag-Cu-Ni系、Sn-Ag-Cu-Bi-Sb系、Sn-Ag-Bi-In系、およびSn-Ag-Cu-Bi-In-Sb系などが挙げられる。 Specific examples of alloy systems for lead-free solder powder include Sn-Ag-Cu, Sn-Cu, Sn-Ag, Sn-Bi, Sn-Ag-Bi, Sn-Ag-Cu-Bi, Sn-Ag-Cu-Ni, Sn-Ag-Cu-Bi-Sb, Sn-Ag-Bi-In, and Sn-Ag-Cu-Bi-In-Sb systems.

(F)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、2μm以上35μm以下であることがさらにより好ましく、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 component (F) is usually 1 μm or more and 40 μm or less, but from the viewpoint of being compatible with electronic boards with narrow pitches of solder pads, it is more preferably 1 μm or more and 35 μm or less, even more preferably 2 μm or more and 35 μm or less, and particularly preferably 3 μm or more and 32 μm or less. The average particle diameter can be measured by a dynamic light scattering type particle diameter 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、上記説明したフラックス組成物と上記説明した(F)はんだ粉末とを上記所定の割合で配合し、撹拌混合することで製造できる。
[Method of manufacturing solder composition]
The solder composition of the present embodiment can be produced by blending the above-described flux composition and the above-described (F) solder powder in the above-described predetermined ratio, and stirring and mixing them.

[電子基板]
次に、本実施形態に係る電子基板について説明する。本実施形態に係る電子基板は、前述の本実施形態に係るはんだ組成物を用いたはんだ付け部を備えることを特徴とするものである。本実施形態に係る電子基板は、前記はんだ組成物を用いて電子部品を電子基板(プリント配線基板など)に実装することで製造できる。
ここで用いる塗布装置としては、スクリーン印刷機、メタルマスク印刷機、ディスペンサー、およびジェットディスペンサーなどが挙げられる。
また、塗布装置にて塗布したはんだ組成物上に電子部品を配置し、リフロー炉により所定条件にて加熱して、電子部品をプリント配線基板に実装するリフロー工程により、電子部品を電子基板に実装できる。
[Electronic board]
Next, the electronic board according to the present embodiment will be described. The electronic board according to the present embodiment is characterized by having a soldered portion using the solder composition according to the present embodiment. The electronic board according to the present embodiment can be manufactured by mounting electronic components on an electronic board (such as a printed wiring board) using the solder composition.
Examples of the coating device used here include a screen printer, a metal mask printer, a dispenser, and a jet dispenser.
In addition, electronic components can be mounted on an electronic board by a reflow process in which electronic components are placed on the solder composition applied by an application device and heated under specified conditions in a reflow furnace to mount the electronic components on a printed wiring board.

リフロー工程においては、はんだ組成物上に電子部品を配置し、リフロー炉により所定条件にて加熱する。このリフロー工程により、電子部品およびプリント配線基板の間に十分なはんだ接合を行うことができる。その結果、電子部品をプリント配線基板に実装することができる。
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、プリヒート温度は、140℃以上200℃以下であることが好ましく、150℃以上160℃以下であることがより好ましい。プリヒート時間は、60秒間以上120秒間以下であることが好ましい。ピーク温度は、230℃以上270℃以下であることが好ましく、240℃以上255℃以下であることがより好ましい。また、220℃以上の温度の保持時間は、20秒間以上60秒間以下であることが好ましい。
In the reflow process, an electronic component is placed on the solder composition and heated in a reflow furnace under predetermined conditions. This reflow process allows a sufficient solder joint to be formed between the electronic component and the printed wiring board. As a result, the electronic component can be mounted on the printed wiring board.
The reflow conditions may be appropriately set according to the melting point of the solder. For example, the preheat temperature is preferably 140° C. or more and 200° C. or less, and more preferably 150° C. or more and 160° C. or less. The preheat time is preferably 60 seconds or more and 120 seconds or less. The peak temperature is preferably 230° C. or more and 270° C. or less, and more preferably 240° C. or more and 255° C. or less. The holding time at a temperature of 220° C. or more is preferably 20 seconds or more and 60 seconds or less.

また、本実施形態に係るフラックス組成物、はんだ組成物および電子基板は、前記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、改良などは本発明に含まれるものである。
例えば、前記電子基板では、リフロー工程により、プリント配線基板と電子部品とを接着しているが、これに限定されない。例えば、リフロー工程に代えて、レーザー光を用いてはんだ組成物を加熱する工程(レーザー加熱工程)により、プリント配線基板と電子部品とを接着してもよい。この場合、レーザー光源としては、特に限定されず、金属の吸収帯に合わせた波長に応じて適宜採用できる。レーザー光源としては、例えば、固体レーザー(ルビー、ガラス、YAGなど)、半導体レーザー(GaAs、およびInGaAsPなど)、液体レーザー(色素など)、並びに、気体レーザー(He-Ne、Ar、CO、およびエキシマーなど)が挙げられる。
Furthermore, the flux composition, the solder composition, and the electronic board according to the present embodiment are not limited to the above-described embodiment, and modifications and improvements within the scope of the present invention that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
For example, in the electronic substrate, the printed wiring board and the electronic component are bonded by a reflow process, but the present invention is not limited thereto. For example, instead of the reflow process, the printed wiring board and the electronic component may be bonded by a process (laser heating process) of heating the solder composition using laser light. In this case, the laser light source is not particularly limited and can be appropriately adopted according to the wavelength that matches the absorption band of the metal. Examples of the laser light source include solid lasers (ruby, glass, YAG, etc.), semiconductor lasers (GaAs, InGaAsP, etc.), liquid lasers (dye, etc.), and gas lasers (He-Ne, Ar, CO 2 , and excimer, etc.).

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。
((A)成分)
ロジン系樹脂A:アクリル酸変性水添ロジン、商品名「パインクリスタルKE-604」、荒川化学工業社製
ロジン系樹脂B:完全水添ロジン、商品名「フォーラルAXE」、Eastman Chemical社製
((B1)成分)
ジカルボン酸A:ドデカン二酸
ジカルボン酸B:アジピン酸
((B2)成分)
アミン系活性剤:2-フェニルイミダゾリン
((C1)成分)
溶剤A:ジエチレングリコールモノ2-エチルヘキシルエーテル(沸点272℃、粘度11.8mPa・s)、商品名「EHDG」、日本乳化剤社製
((C2)成分)
溶剤B:1,2-ブタンジオール
溶剤C:1,2-ペンタンジオール
溶剤D:1,2-ヘキサンジオール
((C3)成分)
溶剤E:ジエチレングリコールジブチルエーテル(沸点256℃、粘度2.4mPa・s)
溶剤F:ジエチレングリコールブチルメチルエーテル(沸点212℃、粘度1.6mPa・s)
溶剤G:テトラエチレングリコールジメチルエーテル(沸点275℃、粘度3.8mPa・s)
溶剤H:ジエチレングリコールモノブチルエーテル(沸点230℃、粘度5.85mPa・s)
溶剤I:ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート(沸点247℃、粘度3.56mPa・s)
((C4)成分)
溶剤J:1,4-ブタンジオール
溶剤K:1,3-ブタンジオール
溶剤L:1,5-ペンタンジオール
溶剤M:2,4-ペンタンジオール
溶剤N:1,6-ヘキサンジオール
溶剤O:1,2,4-ブタントリオール
((D)成分)
チクソ剤:高級脂肪酸ポリアミド、商品名「ターレンVA-79」、共栄社化学社製
((E)成分)
ヒンダードアミン化合物:ビス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル)-[[3,5-ビス(1,1-ジメチルエチル)-4-ヒドロキシフェニル]エチル]ブチルマロネート、商品名「Tinuvin 144」、BASF社製
((F)成分)
はんだ粉末:合金組成はSn-3.0Ag-0.5Cu、粒子径分布は15~25μm
The present invention will now be described in more detail with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples. The materials used in the examples and comparative examples are shown below.
(Component (A))
Rosin-based resin A: acrylic acid-modified hydrogenated rosin, trade name "Pine Crystal KE-604", manufactured by Arakawa Chemical Industries, Ltd. Rosin-based resin B: fully hydrogenated rosin, trade name "Foral AXE", manufactured by Eastman Chemical Co. (component (B1))
Dicarboxylic acid A: dodecanedioic acid Dicarboxylic acid B: adipic acid (component (B2))
Amine-based surfactant: 2-phenylimidazoline (component (C1))
Solvent A: Diethylene glycol mono 2-ethylhexyl ether (boiling point 272°C, viscosity 11.8 mPa·s), product name "EHDG", manufactured by Nippon Nyukazai Co., Ltd. (component (C2))
Solvent B: 1,2-butanediol Solvent C: 1,2-pentanediol Solvent D: 1,2-hexanediol (component (C3))
Solvent E: Diethylene glycol dibutyl ether (boiling point 256° C., viscosity 2.4 mPa·s)
Solvent F: Diethylene glycol butyl methyl ether (boiling point 212°C, viscosity 1.6 mPa·s)
Solvent G: Tetraethylene glycol dimethyl ether (boiling point 275°C, viscosity 3.8 mPa·s)
Solvent H: Diethylene glycol monobutyl ether (boiling point 230° C., viscosity 5.85 mPa·s)
Solvent I: Diethylene glycol monobutyl ether acetate (boiling point 247° C., viscosity 3.56 mPa·s)
(Component (C4))
Solvent J: 1,4-butanediol Solvent K: 1,3-butanediol Solvent L: 1,5-pentanediol Solvent M: 2,4-pentanediol Solvent N: 1,6-hexanediol Solvent O: 1,2,4-butanetriol (Component (D))
Thixotropic agent: higher fatty acid polyamide, trade name "Talen VA-79", manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd. (component (E))
Hindered amine compound: bis(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl)-[[3,5-bis(1,1-dimethylethyl)-4-hydroxyphenyl]ethyl]butyl malonate, trade name "Tinuvin 144", manufactured by BASF (component (F))
Solder powder: alloy composition Sn-3.0Ag-0.5Cu, particle size distribution 15-25 μm

[実施例1]
ロジン系樹脂A28.5質量%、ロジン系樹脂B14.5質量%、ジカルボン酸A5質量%、ジカルボン酸B3質量%、アミン系活性剤5質量%、溶剤A25質量%、溶剤B9質量%、溶剤E4.5質量%、およびチクソ剤5.5質量%を容器に投入し、プラネタリーミキサーを用いて混合してフラックス組成物を得た。
その後、得られたフラックス組成物11.5質量%、およびはんだ粉末88.5質量%(合計で100質量%)を容器に投入し、プラネタリーミキサーにて混合することではんだ組成物を調製した。
[Example 1]
28.5 mass% of rosin-based resin A, 14.5 mass% of rosin-based resin B, 5 mass% of dicarboxylic acid A, 3 mass% of dicarboxylic acid B, 5 mass% of amine-based activator, 25 mass% of solvent A, 9 mass% of solvent B, 4.5 mass% of solvent E, and 5.5 mass% of a thixotropic agent were charged into a container and mixed using a planetary mixer to obtain a flux composition.
Thereafter, 11.5% by mass of the obtained flux composition and 88.5% by mass of solder powder (total 100% by mass) were placed in a container and mixed with a planetary mixer to prepare a solder composition.

[実施例2~11]
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、はんだ組成物を得た。
[比較例1~9]
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、はんだ組成物を得た。
[Examples 2 to 11]
A solder composition was obtained in the same manner as in Example 1, except that the materials were mixed according to the composition shown in Table 1.
[Comparative Examples 1 to 9]
A solder composition was obtained in the same manner as in Example 1, except that the materials were mixed 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(ボイド面積率、連続印刷性、版上放置後の印刷性、ローリング後の粘度変化)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)ボイド面積率
QFN部品を搭載できる基板に、はんだ組成物を印刷し、SnめっきQFN(6mm×6mm)を搭載する。リフロー炉(タムラ製作所社製)で、はんだ組成物を融解させて、はんだ付けを行って、評価用基板を得た。なお、リフロー条件は、プリヒート温度が130~180℃(約80秒間)であり、温度220℃以上の時間が約50秒間であり、ピーク温度が248℃であり、大気雰囲気である。
評価用基板の接合部についてX線透過写真を撮影し、下面電極部分のボイド面積率[(ボイド面積÷ランド面積)×100](単位:%)を計測した。そして、ボイド面積率を算出し、下記の基準に従って、ボイド面積率を評価した。
◎:ボイド面積率が、10%未満である。
○:ボイド面積率が、10%以上20%未満である。
△:ボイド面積率が、20%以上30%未満である。
×:ボイド面積率が、30%以上である。
(2)連続印刷性
はんだ組成物を印刷機に投入し、マスク厚0.08mm、スキージ速度50mm/s、印圧20mm×N、版離れ速度2mm/sの条件で、クリーニング無しで、連続10枚の印刷を行った。直径0.18mmの各100点を、外観検査機(Kohyoung aspire2)にて確認し、下記の基準に従って、連続印刷性を評価した。
◎:Min体積率が60%以上である。
○:Min体積率が50%以上60%未満である。
△:Min体積率が30%超50%未満である。
×:Min体積率が30%以下である。
(3)版上放置後の印刷性
前記(2)連続印刷性の試験を行い、その後、温度25℃相対湿度50%環境下の版上にて、1時間放置を行った。放置後、前記(2)連続印刷性の試験を行い、連続10枚の再印刷を行った。直径0.18mmの各100点を、外観検査機(Kohyoung aspire2)にて確認し、下記の基準に従って、版上放置後の印刷性を評価した。
◎:Min体積率50%までに回復したときの印刷枚数が1枚目であった。
○:Min体積率50%までに回復したときの印刷枚数が2枚目であった。
△:Min体積率50%までに回復したときの印刷枚数が3枚目であった。
×:Min体積率50%までに回復したときの印刷枚数が4枚目以降であった。
(4)ローリング後の粘度変化
はんだ組成物を試料とし、この試料を、開口の無いメタルマスク上に載せる。これを印刷機にセットし、ウレタンスキージにて連続印刷動作を12時間行うローリング試験を施す。そして、ローリング試験の前後の試料について、粘度を測定した。そして、初期の粘度値(η1)に対する、ローリング試験後の粘度値(η2)との差(η2-η1)を求め、粘度変化率[{(η2-η1)/η1}×100](単位:%)を算出した。なお、粘度測定は、スパイラル方式の粘度測定(マルコム社製、PCU-II型、測定温度:25℃、回転速度:10rpm、3分間攪拌後)によりを行った。そして、以下の基準に従って、ローリング後の粘度変化を評価した。
◎:粘度変化率が、-10%以上10%以下である。
○:粘度変化率が、-20%以上-10%未満、或いは、10%超20%以下である。
△:粘度変化率が、-30%以上-20%未満、或いは、20%超30%以下である。
×:粘度変化率が、-30%未満、或いは、30%超である。
<Evaluation of Solder Composition>
The solder compositions were evaluated (void area ratio, continuous printability, printability after being left on the plate, and viscosity change after rolling) by the following methods. The results are shown in Table 1.
(1) Void area ratio A solder composition was printed on a board capable of mounting QFN components, and a Sn-plated QFN (6 mm x 6 mm) was mounted on it. The solder composition was melted in a reflow furnace (manufactured by Tamura Corporation) and soldered to obtain an evaluation board. The reflow conditions were a preheat temperature of 130 to 180°C (about 80 seconds), a time at or above 220°C for about 50 seconds, a peak temperature of 248°C, and air.
An X-ray radiograph was taken of the bonded portion of the evaluation substrate, and the void area ratio of the lower electrode portion [(void area ÷ land area) × 100] (unit: %) was measured. The void area ratio was then calculated and evaluated according to the following criteria.
A: The void area ratio is less than 10%.
A: The void area ratio is 10% or more and less than 20%.
Δ: The void area ratio is 20% or more and less than 30%.
×: The void area ratio is 30% or more.
(2) Continuous Printability The solder composition was put into a printer, and 10 sheets were continuously printed without cleaning under the conditions of a mask thickness of 0.08 mm, a squeegee speed of 50 mm/s, a printing pressure of 20 mm×N, and a plate release speed of 2 mm/s. 100 points each with a diameter of 0.18 mm were checked with a visual inspection machine (Kohyoung aspire 2), and the continuous printability was evaluated according to the following criteria.
⊚: The Min volume fraction is 60% or more.
◯: The Min volume fraction is 50% or more and less than 60%.
Δ: The Min volume fraction is more than 30% and less than 50%.
×: The minimum volume ratio is 30% or less.
(3) Printability after being left on the plate The above (2) continuous printability test was performed, and then the plate was left on the plate in an environment of a temperature of 25° C. and a relative humidity of 50% for 1 hour. After being left on the plate, the above (2) continuous printability test was performed, and 10 sheets were continuously reprinted. 100 points each with a diameter of 0.18 mm were checked with a visual inspection machine (Kohyoung aspire 2), and the printability after being left on the plate was evaluated according to the following criteria.
⊚: The number of printed sheets when the minimum volume ratio recovered to 50% was the first sheet.
◯: The number of printed sheets when the minimum volume ratio recovered to 50% was 2.
Δ: The number of printed sheets when the minimum volume ratio recovered to 50% was 3.
x: The number of printed sheets at which the minimum volume ratio recovered to 50% was 4 or more.
(4) Viscosity change after rolling The solder composition is used as a sample, and this sample is placed on a metal mask without an opening. This is set in a printing machine, and a rolling test is performed in which continuous printing is performed with a urethane squeegee for 12 hours. The viscosity of the sample before and after the rolling test is measured. The difference (η2-η1) between the initial viscosity value (η1) and the viscosity value after the rolling test (η2) is calculated, and the viscosity change rate [{(η2-η1)/η1}×100] (unit: %) is calculated. The viscosity measurement was performed using a spiral type viscosity measurement (PCU-II type, manufactured by Malcom Co., Ltd., measurement temperature: 25°C, rotation speed: 10 rpm, after stirring for 3 minutes). The viscosity change after rolling was evaluated according to the following criteria.
⊚: The viscosity change rate is −10% or more and 10% or less.
◯: The rate of change in viscosity is −20% or more and less than −10%, or more than 10% and 20% or less.
Δ: The rate of change in viscosity is −30% or more and less than −20%, or more than 20% and 30% or less.
×: The viscosity change rate is less than −30% or more than 30%.

Figure 2024137336000002
Figure 2024137336000002

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(実施例1~11)は、ボイド面積率、連続印刷性、版上放置後の印刷性、およびローリング後の粘度変化の全てが良好であることが確認された。
従って、本発明のはんだ組成物によれば、ボイドを十分に抑制でき、かつ印刷性を向上できることが確認された。
As is clear from the results shown in Table 1, it was confirmed that the solder compositions of the present invention (Examples 1 to 11) were good in all respects of void area ratio, continuous printability, printability after being left on the plate, and viscosity change after rolling.
Therefore, it was confirmed that the solder composition of the present invention can sufficiently suppress voids and improve printability.

本発明のフラックス組成物およびはんだ組成物は、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好適に用いることができる。 The flux composition and solder composition of the present invention can be suitably used as a technique for mounting electronic components on electronic substrates such as printed wiring boards for electronic devices.

Claims (7)

(A)樹脂、(B)活性剤、および(C)溶剤を含有するフラックス組成物であって、
前記(C)成分が、(C1)沸点が250℃超であり、20℃における粘度が10mPa・s超である溶剤、(C2)沸点が250℃以下であり、1位および2位にそれぞれヒドロキシ基を有するジオール系溶剤、および(C3)沸点が210℃以上275℃以下であり、20℃における粘度が10mPa・s以下である溶剤を含有する、
フラックス組成物。
A flux composition comprising: (A) a resin; (B) an activator; and (C) a solvent,
The component (C) contains (C1) a solvent having a boiling point of more than 250° C. and a viscosity at 20° C. of more than 10 mPa·s, (C2) a diol solvent having a boiling point of 250° C. or less and having a hydroxy group at each of the 1- and 2-positions, and (C3) a solvent having a boiling point of 210° C. or more and 275° C. or less and a viscosity at 20° C. of 10 mPa·s or less.
Flux composition.
請求項1に記載のフラックス組成物において、
前記(B)成分が、(B1)炭素数6以上のジカルボン酸を含有する、
フラックス組成物。
2. The flux composition according to claim 1,
The component (B) contains (B1) a dicarboxylic acid having 6 or more carbon atoms.
Flux composition.
請求項1または請求項2に記載のフラックス組成物において、
前記(C1)成分が、ジエチレングリコールモノ2-エチルヘキシルエーテルである、
フラックス組成物。
The flux composition according to claim 1 or 2,
The component (C1) is diethylene glycol mono 2-ethylhexyl ether.
Flux composition.
請求項1または請求項2に記載のフラックス組成物において、
さらに、(D)チクソ剤を含有し、
前記(D)成分が、アミド類を含有する、
フラックス組成物。
The flux composition according to claim 1 or 2,
Further, (D) a thixotropic agent is contained,
The component (D) contains an amide.
Flux composition.
請求項1または請求項2に記載のフラックス組成物において、
さらに、(E)ヒンダードアミン化合物を含有する、
フラックス組成物。
The flux composition according to claim 1 or 2,
Further, the composition contains (E) a hindered amine compound,
Flux composition.
請求項1または請求項2に記載のフラックス組成物と、(F)はんだ粉末とを含有する、
はんだ組成物。
A flux composition according to claim 1 or 2, and (F) a solder powder.
Solder composition.
請求項6に記載のはんだ組成物を用いたはんだ付け部を備える、
電子基板。
A soldered portion comprising the solder composition according to claim 6.
Electronic board.
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