JP5760170B2 - Solder paste - Google Patents
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Description
本発明は、はんだペーストに関するものである。 The present invention relates to a solder paste.
電子機器もしくは電子機器の回路形成技術の分野では、電子部品を基板に実装する際には、はんだ粉末とフラックスを混練したいわゆるクリームはんだが用いられている。一般的にクリームはんだに用いられるフラックスは、ロジン類、溶剤、活性剤、チキソ剤等により構成されている。上述したフラックスは、はんだ付け後ははんだ付けされた部品の接着には関与せず、はんだ接合ははんだ粉末の溶融接合によってのみ達成され、その接合強度は、はんだ接合面積に強く依存する。 In the field of electronic equipment or circuit formation technology for electronic equipment, so-called cream solder in which solder powder and flux are kneaded is used when electronic components are mounted on a substrate. Generally, the flux used for cream solder is composed of rosins, solvents, activators, thixotropic agents and the like. The above-described flux does not participate in the adhesion of the soldered parts after soldering, and solder bonding is achieved only by melt bonding of solder powder, and the bonding strength strongly depends on the solder bonding area.
ところが、近年の電子機器の軽薄短小化に伴い、部品実装密度が高まり、はんだ接合面積の狭小化が依然として進行中であり、はんだ接合面積でのみ接合強度を確保する従来手段では対応が困難になりつつある。 However, as electronic devices have become smaller and lighter in recent years, the mounting density of components has increased and the solder joint area is still becoming narrower, making it difficult to cope with conventional means that ensure joint strength only in the solder joint area. It's getting on.
現在、低融点はんだとしては錫−ビスマス系共晶はんだが知られており、この融点は138℃、実装温度は概ね160℃前後と、実装温度を低温化させることができる材料である。しかしながら、この低融点はんだは接合部の耐衝撃性に乏しく、接合部の信頼性を高めるためには接合部の補強が必要となる。 At present, a tin-bismuth eutectic solder is known as a low melting point solder, which has a melting point of 138 ° C. and a mounting temperature of about 160 ° C., and is a material that can lower the mounting temperature. However, this low melting point solder has poor impact resistance at the joint, and it is necessary to reinforce the joint in order to increase the reliability of the joint.
そこで、フラックス中に接着剤成分を含有させ、その接着剤によって接合強度を向上させる方法が考案された。例えば、特許文献1では、フラックス中に熱硬化樹脂である熱硬化樹脂とカルボン酸からなる接着剤成分を含有させた、接着剤含有はんだペーストである。これは、はんだ付けした後に、はんだの周りを接着剤が覆うことで接合部の補強を行うものである。
Therefore, a method has been devised in which an adhesive component is contained in the flux and the bonding strength is improved by the adhesive. For example,
しかしながら、前記の接着剤は透明であり、接合部において接着剤の存在箇所を視認することが困難である。上述したように、接合部の補強は、はんだ接合箇所の周りを接着剤が覆うことによって達成されるため、接着剤の視認性が低いと補強効果を確認することが困難であり、意図した通りの補強効果が得られているかどうかや、接着剤が流れてしまい十分な補強効果が得られない等の不良品の発生時に、それを検知することができない。 However, the adhesive is transparent, and it is difficult to visually recognize the location of the adhesive at the joint. As described above, the reinforcement of the joint portion is achieved by covering the solder joint portion with the adhesive, and therefore it is difficult to confirm the reinforcement effect when the adhesive is low in visibility, as intended. It is impossible to detect the occurrence of a defective product such as whether or not the reinforcing effect is obtained and whether the adhesive flows and the sufficient reinforcing effect cannot be obtained.
そこでフラックス中に顔料や染料といった着色剤を添加することで接着剤の視認性を向上させる手段が考えられるが、これらの成分は、はんだの凝集性や印刷性などに悪影響を及ぼすため使用することができない。 Therefore, a means to improve the visibility of the adhesive by adding colorants such as pigments and dyes in the flux can be considered, but these components are used because they adversely affect the cohesiveness and printability of solder. I can't.
本発明は、このような従来の課題を解決するもので、接着剤による接合部の補強箇所の視認性を高めたはんだペーストを提供することを目的とする。 This invention solves such a conventional subject, and it aims at providing the solder paste which improved the visibility of the reinforcement location of the junction part by an adhesive agent.
上記目的を達成するために、第1の本発明は、
Biの含有量が15〜65wt%とSnからなるはんだと、
エポキシ樹脂である接着剤用樹脂と、
硬化剤と、
はんだ付け温度において、カルボキシル基と共役系を形成する不飽和結合を生成するヒドロキシカルボン酸である第1活性剤及び脂肪族ジカルボン酸である第2の活性剤と、を含むはんだペーストである。
In order to achieve the above object, the first present invention provides:
A solder composed of Sn with a Bi content of 15 to 65 wt%,
An adhesive resin which is an epoxy resin;
A curing agent;
A solder paste containing a first activator that is a hydroxycarboxylic acid and a second activator that is an aliphatic dicarboxylic acid that form an unsaturated bond that forms a conjugated system with a carboxyl group at a soldering temperature .
また、第2の本発明は、
前記第1の活性剤の含有量をA(重量部)、前記第2の活性剤の含有量をB(重量部)としたとき、前記はんだ100重量部に対して、0.5≦A≦3.0かつ1.0≦B≦3.5かつ1.5≦(A+B)≦4.0を満たす、上記第1の本発明のはんだペーストである。
The second aspect of the present invention
When the content of the first activator is A (parts by weight) and the content of the second activator is B (parts by weight), 0.5 ≦ A ≦ 3.0 and 100 parts by weight of the solder The solder paste according to the first aspect of the present invention satisfies 1.0 ≦ B ≦ 3.5 and 1.5 ≦ (A + B) ≦ 4.0.
また、第3の本発明は、
前記第1の活性剤がクエン酸であり、前記第2の活性剤がグルタル酸である、上記第1または第2の本発明のはんだペーストである。
The third aspect of the present invention
The solder paste of the first or second aspect of the present invention, wherein the first active agent is citric acid and the second active agent is glutaric acid.
また、第4の本発明は、
前記はんだは、42Sn−58Biであり、
前記はんだ100重量部に対して、前記エポキシ樹脂は10重量部、前記硬化剤は5重量部である、上記第2または第3の本発明のはんだペーストである。
The fourth aspect of the present invention is
The solder is 42Sn-58Bi,
The solder paste according to the second or third aspect of the present invention, wherein the epoxy resin is 10 parts by weight and the curing agent is 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the solder.
これにより、本発明のはんだペーストは、例えば、SnとBiからなるはんだと、フラックス中の接着剤としてエポキシ樹脂とその硬化剤と、活性剤として、上記低融点はんだよりも2〜40℃融点が低く、はんだ付け温度において、分子内脱水によりカルボキシル基と共役系を形成する不飽和結合を生成するヒドロキシカルボン酸と、同様にはんだよりも融点の低い脂肪族ジカルボン酸で構成される。本構成によって、接合部の接着剤による補強箇所の視認性を高めることができ、不良品の検知を容易にすることができる。 Thereby, the solder paste of the present invention has, for example, a solder composed of Sn and Bi, an epoxy resin and its curing agent as an adhesive in the flux, and a melting point of 2 to 40 ° C. as an activator than the low melting point solder. It is composed of a hydroxycarboxylic acid that generates an unsaturated bond that forms a conjugated system with a carboxyl group by intramolecular dehydration at a soldering temperature, and an aliphatic dicarboxylic acid that similarly has a lower melting point than solder. By this structure, the visibility of the reinforcement location by the adhesive agent of a junction part can be improved, and the detection of inferior goods can be made easy.
以上のように、本発明のはんだペーストによれば、接合部の接着剤による補強箇所の視認性を高めることができ、不良品の検知を容易にすることができる。 As mentioned above, according to the solder paste of this invention, the visibility of the reinforcement location by the adhesive agent of a junction part can be improved, and the detection of inferior goods can be made easy.
以下、本発明のはんだペースト、およびそれを用いた実装構造体の一実施の形態について説明する。 Hereinafter, an embodiment of the solder paste of the present invention and a mounting structure using the same will be described.
本実施の形態の接着剤含有はんだペーストは、錫とビスマスからなるはんだと、そのはんだ融点より2〜40℃低い融点を有する下記(a)、(b)に属する2種類の活性剤と、接着剤成分であるエポキシ樹脂と、その硬化剤によって構成される。
The adhesive-containing solder paste of the present embodiment is composed of a solder composed of tin and bismuth, two activators belonging to the following (a) and (b) having a
(a)第1の活性剤は、はんだ付け温度において、カルボキシル基と共役系を形成する不飽和結合を生成するヒドロキシカルボン酸である。 (a) The first activator is a hydroxycarboxylic acid that forms an unsaturated bond that forms a conjugated system with a carboxyl group at the soldering temperature.
(b)第2の活性剤は、脂肪族ジカルボン酸である。 (b) The second activator is an aliphatic dicarboxylic acid.
上記(a)に属するヒドロキシカルボン酸として、クエン酸、イソクエン酸、リンゴ酸等が例示される。 Examples of the hydroxycarboxylic acid belonging to the above (a) include citric acid, isocitric acid, malic acid and the like.
上記(a)に属するヒドロキシカルボン酸は、はんだ付け温度において、分子内脱水反応によって生成する不飽和結合が、カルボキシル基と共役系を形成することによって、茶褐色系に呈色するため、活性剤の役割だけでなく着色剤としての役割が発現する。さらに、エポキシ樹脂との親和性も高いことから、呈色したカルボン酸がエポキシ樹脂中に取り込まれやすく、着色した成分が接着剤中に定着しやすい。 The hydroxycarboxylic acid belonging to the above (a) has a brownish color due to the formation of a conjugated system with an unsaturated bond formed by an intramolecular dehydration reaction at the soldering temperature. Not only a role but also a role as a colorant is expressed. Furthermore, since the affinity with the epoxy resin is also high, the colored carboxylic acid is easily taken into the epoxy resin, and the colored component is easily fixed in the adhesive.
上記(b)に属する脂肪族ジカルボン酸として、グルタル酸、セバシン酸等が例示される。 Examples of the aliphatic dicarboxylic acid belonging to the above (b) include glutaric acid and sebacic acid.
上記(b)に属する脂肪族ジカルボン酸は、上記(a)に属するヒドロキシカルボン酸単独では不足する活性力を補うのに最適であり、着色の効果と凝集性、濡れ性、はんだペーストとしての可使時間等の特性を満足させるために必要となる。 Aliphatic dicarboxylic acids belonging to (b) above are optimal for supplementing the deficiency in the activity of the hydroxycarboxylic acids belonging to (a) alone, and are effective as coloring effects and cohesiveness, wettability, and solder paste. Necessary for satisfying characteristics such as working time.
後述する実施例および比較例から得られた結果として、上記(a)、(b)2種類の活性剤の含有量は、はんだ100重量部に対して
(a)第1の活性剤の含有量は、0.5〜3.0重量部であり、好ましくは、0.5〜1.0重量部であり、
(b)第2の活性剤の含有量は、1.0〜3.5重量部であり、好ましくは、2.0〜2.5重量部である。
As a result obtained from Examples and Comparative Examples described later, the contents of the above two (a) and (b) two activators are based on 100 parts by weight of solder.
(a) The content of the first active agent is 0.5 to 3.0 parts by weight, preferably 0.5 to 1.0 parts by weight,
(b) Content of 2nd active agent is 1.0-3.5 weight part, Preferably, it is 2.0-2.5 weight part.
ただし、第1の活性剤の量(a)と第2の活性剤の量(b)の総量((a)+(b))は、1.5〜4.0重量部であり、好ましくは、2.5〜3.0重量部を満たすことを特徴とする。 However, the total amount ((a) + (b)) of the amount (a) of the first active agent and the amount (b) of the second active agent is 1.5 to 4.0 parts by weight, preferably 2.5 to 3.0. It is characterized by satisfying the weight part.
ここで第1の活性剤の量(a)と第2の活性剤の量(b)の総量がはんだ100重量部に対して1.5重量部を下回ると、はんだの凝集性や濡れ性が低下し、接合信頼性が低下するおそれがある。逆に、第1の活性剤の量(a)と第2の活性剤の量(b)の総量がはんだ100重量部に対して4.0重量部を上回ると、可使時間が短くなり、使用形態が制限されるおそれがある。 Here, if the total amount of the first activator (a) and the second activator (b) is less than 1.5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the solder, the cohesiveness and wettability of the solder will decrease. In addition, the bonding reliability may be reduced. Conversely, if the total amount of the first activator (a) and the second activator (b) exceeds 4.0 parts by weight with respect to 100 parts by weight of solder, the pot life will be shortened, May be restricted.
また、第1の活性剤の含有量がはんだ100重量部に対して0.5重量部を下回ると、着色の効果を十分に得られないおそれがあり、逆に3.0重量部を上回ると、可使時間が短くなるおそれがあると同時に、相対的に第2の活性剤の含有量が低下することとなり、はんだの凝集性や濡れ性が低下し、接合信頼性が低下するおそれがある。 Further, if the content of the first activator is less than 0.5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the solder, the coloring effect may not be sufficiently obtained. At the same time, the content of the second activator is relatively lowered, so that the cohesiveness and wettability of the solder are lowered, and the joining reliability may be lowered.
また、第2の活性剤の含有量がはんだ100重量部に対して1.0重量部を下回ると、はんだの凝集性や濡れ性が低下し、接合信頼性が低下するおそれがある。逆に3.5重量部を上回ると、可使時間が短くなり、使用形態が制限されるおそれがある。 On the other hand, when the content of the second activator is less than 1.0 part by weight with respect to 100 parts by weight of the solder, the cohesiveness and wettability of the solder are lowered, and the joining reliability may be lowered. On the other hand, if it exceeds 3.5 parts by weight, the pot life is shortened and the usage pattern may be limited.
また、はんだ中のBiの含有量は15〜65重量%であることが好ましく、20〜59重量%であることがより好ましい。Biの含有量が15重量%であれば、その合金は約160℃で溶融を開始する。さらにBiの含有量を増加させると溶融開始温度は低下していき、20重量%以上で溶融開始温度が139℃となり、58重量%で共晶組成となる。一方、Bi含有量が15重量%を下回る場合や、65重量%を超える場合は低融点化の効果を十分に得られないおそれがある。 Further, the content of Bi in the solder is preferably 15 to 65% by weight, and more preferably 20 to 59% by weight. If the Bi content is 15% by weight, the alloy starts to melt at about 160 ° C. When the Bi content is further increased, the melting start temperature decreases, and when it is 20% by weight or more, the melting start temperature becomes 139 ° C., and at 58% by weight, the eutectic composition is obtained. On the other hand, if the Bi content is less than 15% by weight or exceeds 65% by weight, the effect of lowering the melting point may not be sufficiently obtained.
上記エポキシ樹脂は、ビスフェノールA型エポキシ樹脂やビスフェノールF型エポキシ樹脂などの液状エポキシ樹脂を主体とし、接着剤の密着性や機械的強度、耐熱性などを向上させるために、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、多官能エポキシ樹脂などの各種エポキシ樹脂を含むことができる。 The above epoxy resin is mainly a liquid epoxy resin such as bisphenol A type epoxy resin or bisphenol F type epoxy resin, and in order to improve adhesiveness, mechanical strength, heat resistance, etc., biphenyl aralkyl type epoxy resin, Various epoxy resins such as an alicyclic epoxy resin, a dicyclopentadiene type epoxy resin, a naphthalene type epoxy resin, and a polyfunctional epoxy resin can be included.
本発明の実施例では、はんだ粉末が100重量部に対して、エポキシ樹脂を10重量部添加しているが、所望の粘度や印刷形状を得ることのできる限りにおいて添加量は自由に選択することができる。 In the examples of the present invention, 10 parts by weight of epoxy resin is added to 100 parts by weight of solder powder, but the addition amount can be freely selected as long as the desired viscosity and printed shape can be obtained. Can do.
また、エポキシ樹脂の硬化剤としては、はんだ付け工程においてエポキシ樹脂の硬化反応が十分進行するものであれば種類や添加量は自由であり、種類としてはイミダゾール系硬化剤、アミン系硬化剤、酸無水物系硬化剤等が例示できる。 As the epoxy resin curing agent, any kind or amount of addition can be used as long as the epoxy resin curing reaction proceeds sufficiently in the soldering process. Examples of the kind include imidazole-based curing agents, amine-based curing agents, and acid curing agents. An anhydride type hardening | curing agent etc. can be illustrated.
また、本発明のはんだペーストは、反応性希釈剤やチクソトロピー性付与剤を含んでいてもよい。これらは所望の粘度や印刷形状を得るために任意に加えられる。 Moreover, the solder paste of this invention may contain the reactive diluent and the thixotropy imparting agent. These are optionally added in order to obtain a desired viscosity and printed shape.
以下、本発明の実施例および比較例を示す。
(実施例1)
ここでは、まず、本発明の一実施例である、接着剤含有はんだペーストの作製例を説明し、更に、図1(a)〜図1(c)を参照しながら、接着剤含有はんだペーストを用いてチップ抵抗器を基板に実装する工程を説明する。
Examples of the present invention and comparative examples are shown below.
Example 1
Here, first, an example of producing an adhesive-containing solder paste, which is an embodiment of the present invention, will be described, and further, an adhesive-containing solder paste will be described with reference to FIGS. 1 (a) to 1 (c). A process of mounting the chip resistor on the substrate will be described.
I.はんだ粉末として42Sn-58Bi組成の球形粒子を用いた。このはんだ粉末の平均粒径は20μmであり、融点は139℃である。 I. Spherical particles having a composition of 42Sn-58Bi were used as solder powder. This solder powder has an average particle size of 20 μm and a melting point of 139 ° C.
また、接着剤成分として、液状ビスフェノールF型エポキシ樹脂であるジャパンエポキシレジン製「E806」、およびイミダゾール系硬化剤であるADEKA製「EHI-I」を用いた。 Further, as an adhesive component, “E806” manufactured by Japan Epoxy Resin, which is a liquid bisphenol F type epoxy resin, and “EHI-I” manufactured by ADEKA, which is an imidazole-based curing agent, were used.
また、活性剤は、前述の第1の活性剤であるヒドロキシカルボン酸としてクエン酸(融点約100℃)、前述の第2の活性剤である脂肪族ジカルボン酸としてグルタル酸(融点約99℃)を用いた。 The activator is citric acid (melting point: about 100 ° C.) as the above-mentioned first activator hydroxycarboxylic acid, and glutaric acid (melting point: about 99 ° C.) as the aliphatic dicarboxylic acid is the above-mentioned second activator. Was used.
また、チクソトロピー性付与剤として、新日本理化製「ゲルオールD」を用いた。 As a thixotropic agent, “Gelall D” manufactured by Shin Nippon Chemical Co., Ltd. was used.
本発明のはんだペーストは、フラックスを作製した後、その中にはんだ粒子を添加し混練することによって作製する。ここではこのはんだ粒子100重量部に対してフラックス成分の添加量を定義している。 The solder paste of the present invention is prepared by preparing a flux and then adding and kneading solder particles therein. Here, the addition amount of the flux component is defined with respect to 100 parts by weight of the solder particles.
エポキシ樹脂10重量部に対して、チクソトロピー性付与剤を0.1重量部添加し、140℃で加熱撹拌することでチクソトロピー性付与剤を溶解させ、室温に放冷した。そこへイミダゾール系硬化剤を5重量部、クエン酸を0.5重量部、グルタル酸を2.5重量部添加し、真空プラネタリミキサで20分間混練することでフラックスを得た。 0.1 parts by weight of a thixotropic property-imparting agent was added to 10 parts by weight of the epoxy resin, and the thixotropy-imparting agent was dissolved by heating and stirring at 140 ° C. and allowed to cool to room temperature. Thereto was added 5 parts by weight of an imidazole-based curing agent, 0.5 parts by weight of citric acid, and 2.5 parts by weight of glutaric acid, and kneaded for 20 minutes with a vacuum planetary mixer to obtain a flux.
前記フラックス中に、はんだ粉末100重量部を添加し、真空プラネタリミキサで1時間混練することで接着剤含有はんだペーストを得た。 100 parts by weight of solder powder was added to the flux and kneaded with a vacuum planetary mixer for 1 hour to obtain an adhesive-containing solder paste.
II.次に、この様にして作製した接着剤含有はんだペーストを用いてチップ抵抗器を基板に実装する工程を説明する。 II. Next, a process of mounting the chip resistor on the substrate using the adhesive-containing solder paste produced in this way will be described.
ここで、図1(a)〜図1(c)は、接着剤含有はんだペーストを用いてチップ抵抗器を実装する過程を模式的に表した断面図である。 Here, FIG. 1A to FIG. 1C are cross-sectional views schematically showing a process of mounting a chip resistor using an adhesive-containing solder paste.
この接着剤含有はんだペースト1を、部品搭載基板2の基板電極3にメタルマスクを介して印刷し(図1(a)参照)、2012サイズのチップ抵抗器4をマウントし(図1(b)参照)、160℃に設定したリフロー炉に6分間通炉することによりはんだ付けを行った。
This adhesive-containing
その結果、はんだ粒子が溶融し、一体化して金属の塊となりチップ抵抗器4と基板電極3との間ではんだ接合部6を形成し、その周囲をはんだ粒子を含まない接着剤樹脂層5が取り囲む状態が形成された。これにより、図1(c)の断面図で表される実装構造体が得られ、接着剤によって金属接合が補強されている状態が観察された。
As a result, the solder particles are melted and integrated into a lump of metal to form a
更に、接着剤樹脂層5は茶褐色に呈色しており、補強されている状態を容易に視認することができた。
Furthermore, the
(1)尚、呈色の効果については、上記の通りチップ抵抗器の実装構造体を作製し、接合箇所を目視により観察を行ない、接着剤樹脂層が着色しておりその存在箇所が明らかである場合を○、存在箇所が不明瞭である場合を×とし、○を合格とした。 (1) In addition, about the effect of coloration, the mounting structure of a chip resistor is produced as mentioned above, and the joint location is observed visually, and the adhesive resin layer is colored and the presence location is clear. In some cases, ◯ was given, in which the location was unclear, x was given, and ○ was accepted.
(2)また、はんだの凝集性試験は、JIS Z 3284 ソルダボール試験に従って実施し、下記の通りランク付けを行ない、◎、○を合格としたところ、本実施例で作製した接着剤含有はんだペーストはクラス2の凝集性を示し、合格基準を満足した。
(2) The solder agglomeration test was conducted according to the JIS Z 3284 solder ball test, ranked as follows, and when ◎ and ○ were passed, the adhesive-containing solder paste produced in this example Exhibited
◎:クラス1〜2
○:クラス3
×:クラス4〜5
(3)また、はんだの濡れ性試験は、JIS Z 3197 はんだ広がり試験に従って実施し、下記の通りランク付けを行ない、◎、○を合格としたところ、本実施例で作製した接着剤含有はんだペーストは、88%の濡れ性を示し、合格基準を満足した。
A: Class 1-2
Y:
×: Class 4-5
(3) In addition, the solder wettability test was conducted according to the JIS Z 3197 solder spread test, ranked as follows, and when ◎ and ○ were passed, the adhesive-containing solder paste produced in this example Exhibited 88% wettability and satisfied the acceptance criteria.
◎:85%以上
○:80%以上85%未満
×:80%未満
(4)また、はんだの可使時間試験は、スクリーン印刷機により、スキージ速度40mm/sec、スキージ移動距離200mm、1往復毎分のサイクルで、目隠ししたメタルマスク上で接着剤含有はんだペーストに対して24時間連続ローリングを行い、初期、4時間、8時間、24時間ローリングした材料に対して、JIS Z 3284印刷性試験ならびに流動特性試験にしたがって実施し、下記の通りランク付けを行い、◎、○を合格としたところ、本実施例で作製した接着剤含有はんだペーストは印刷性試験および流動特性試験ともに初期から24時間に渡って評価結果に変化が見られず、合格基準を満足した。
◎: 85% or more ○: 80% or more and less than 85% ×: Less than 80% (4) Solder working time test is performed by screen printer, squeegee speed 40mm / sec, squeegee moving distance 200mm, every reciprocation In a cycle of minutes, the adhesive-containing solder paste is continuously rolled for 24 hours on a blinded metal mask, and JIS Z 3284 printability test is performed on the material that was initially rolled for 4 hours, 8 hours, and 24 hours. Conducted according to the flow property test, ranked as follows, and ◎, ○ passed, the adhesive-containing solder paste prepared in this example was 24 hours from the beginning in both the printability test and the flow property test There was no change in the evaluation results across the board, which satisfied the acceptance criteria.
◎:初期評価結果を24時間維持
○:初期評価結果を8時間維持
×:初期評価結果を8時間維持できない
次に、他の実施例について説明する。
(実施例2〜10)
実施例1と同様に、第1の活性剤であるヒドロキシカルボン酸としてクエン酸を、第2の活性剤である脂肪族ジカルボン酸としてグルタル酸を用い、その配合比(重量比)を表1に示すとおりに変化させて、実施例1と同様の手順で接着剤含有はんだペーストを作製し、評価を行い、その結果を表1に示す。
A: Initial evaluation result is maintained for 24 hours. O: Initial evaluation result is maintained for 8 hours. X: Initial evaluation result cannot be maintained for 8 hours. Next, other examples will be described.
(Examples 2 to 10)
As in Example 1, citric acid was used as the hydroxycarboxylic acid as the first activator and glutaric acid was used as the aliphatic dicarboxylic acid as the second activator, and the blending ratio (weight ratio) is shown in Table 1. By changing as shown, an adhesive-containing solder paste was prepared and evaluated in the same procedure as in Example 1, and the results are shown in Table 1.
ここでは、実施例1〜8で用いた第1の活性剤のヒドロキシカルボン酸であるクエン酸を、イソクエン酸(融点約105℃)に置き換えたフラックスおよび接着剤含有はんだペーストを作製した。
Here, a flux and adhesive-containing solder paste was prepared by replacing citric acid, which is the hydroxycarboxylic acid of the first activator used in Examples 1 to 8, with isocitric acid (melting point: about 105 ° C.).
実施例1と同様の手順で接着剤含有はんだペーストを作製し、評価を行った。その結果を表2に示す。 An adhesive-containing solder paste was prepared in the same procedure as in Example 1 and evaluated. The results are shown in Table 2.
ここでは、比較例を説明する。
Here, a comparative example will be described.
実施例1と同様に、第1の活性剤であるヒドロキシカルボン酸としてクエン酸を、第2の活性剤である脂肪族ジカルボン酸としてグルタル酸を用い、その配合比(重量比)を表3に示すとおりに変化させた比較例1〜13を示す。 As in Example 1, citric acid was used as the hydroxycarboxylic acid as the first activator and glutaric acid was used as the aliphatic dicarboxylic acid as the second activator, and the blending ratio (weight ratio) is shown in Table 3. The comparative examples 1-13 changed as shown are shown.
これらの比較例において、実施例1と同様の手順で接着剤含有はんだペーストを作製し、評価を行い、その結果を表3に示す。 In these comparative examples, an adhesive-containing solder paste was prepared and evaluated in the same procedure as in Example 1, and the results are shown in Table 3.
(1)呈色の効果に着目し、実施例1〜10と比較例1〜13を比較すると、クエン酸量(a)が0.5〜3.2重量部の材料は合格基準を満たす一方で、0.3〜0.4重量部(比較例1〜3)では合格判定基準を満たすことが出来ないことがわかった。 (1) When focusing on the effect of coloration and comparing Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 13, the material having a citric acid amount (a) of 0.5 to 3.2 parts by weight satisfies the acceptance criteria, while 0.3 to It was found that 0.4 weight part (Comparative Examples 1 to 3) could not satisfy the acceptance criteria.
また、実施例6,9,10と比較例2を比較すると、呈色の効果はグルタル酸量(b)に関わらず、クエン酸量(a)のみに依存していると考えられる。 Further, when Examples 6, 9, 10 and Comparative Example 2 are compared, it is considered that the coloration effect depends only on the citric acid amount (a) regardless of the glutaric acid amount (b).
以上より、呈色の効果が合格判定基準を満たすためにはクエン酸量(a)が0.5重量部以上必要であることがわかった。 From the above, it was found that the amount of citric acid (a) is required to be 0.5 parts by weight or more in order for the coloring effect to satisfy the acceptance criteria.
(2)凝集性および濡れ性に着目し、実施例1〜10と比較例1〜13を比較すると、グルタル酸量(b)が1.0〜3.7重量部の材料は合格基準を満たす一方で、0.8重量部(比較例4,6,8,9,12)では凝集性、濡れ性の両方あるいはどちらか一方の合格判定基準を満たすことが出来ないことがわかった。 (2) Focusing on cohesion and wettability, comparing Examples 1 to 10 with Comparative Examples 1 to 13, the material having a glutaric acid content (b) of 1.0 to 3.7 parts by weight satisfies the acceptance criteria, while 0.8 It was found that in the parts by weight (Comparative Examples 4, 6, 8, 9, 12), it was not possible to satisfy the acceptance criteria of either or both of cohesiveness and wettability.
また、実施例1,6,8と比較例4,6,8,9,12より、はんだの凝集性、濡れ性に対するクエン酸量(a)の寄与は小さく、グルタル酸量(b)の寄与が大きいと考えられる。 Further, from Examples 1, 6, 8 and Comparative Examples 4, 6, 8, 9, 12, the contribution of citric acid amount (a) to the cohesiveness and wettability of solder is small, and the contribution of glutaric acid amount (b). Is considered large.
以上より、はんだの凝集性、濡れ性の合格判定基準を満たすためには、グルタル酸量(b)が1.0重量部以上必要であることがわかった。また、グルタル酸量(b)が2.0重量部以上であれば、クエン酸量(a)が0.5重量部未満の比較例1を除いて、濡れ性、凝集性共に判定基準の◎を満足し、より好ましい結果が得られることがわかった。 From the above, it was found that the amount of glutaric acid (b) is required to be 1.0 part by weight or more in order to meet the acceptance criteria for solder cohesion and wettability. Further, if the amount of glutaric acid (b) is 2.0 parts by weight or more, except for Comparative Example 1 in which the amount of citric acid (a) is less than 0.5 parts by weight, both the wettability and the cohesiveness satisfy the criterion ◎. It has been found that more favorable results can be obtained.
(3)可使時間に着目し、実施例1〜10と比較例1〜13を比較すると、クエン酸量(a)とグルタル酸量(b)の総量(a)+(b)が1.3〜4.0重量部の材料は合格判定基準を満たす一方で、4.2重量部以上の材料(比較例5,7,10,11,13)では、合格判定基準を満たせないことがわかった。 (3) Focusing on the pot life, when comparing Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 13, the total amount (a) + (b) of the citric acid amount (a) and the glutaric acid amount (b) is 1.3 to While 4.0 parts by weight of the material satisfied the acceptance criterion, it was found that 4.2 parts by weight of the material (Comparative Examples 5, 7, 10, 11, 13) could not satisfy the acceptance criterion.
これはクエン酸やグルタル酸が、はんだ粒子やエポキシ樹脂と反応することによる特性の変化に起因すると考えられる。 This is thought to be due to the change in characteristics caused by the reaction of citric acid and glutaric acid with solder particles and epoxy resin.
実施例2〜4と比較例5,7,10,11,13を比較すると、クエン酸量(a)とグルタル酸量(b)の比率にかかわらず、その総量(a)+(b)が4.0重量部であれば可使時間の合格判定基準を満たしているが、4.2重量部以上だと可使時間の合格判定基準を満足できないことがわかる。 When Examples 2 to 4 and Comparative Examples 5, 7, 10, 11, and 13 were compared, the total amount (a) + (b) was found regardless of the ratio of the amount of citric acid (a) to the amount of glutaric acid (b). If it is 4.0 parts by weight, it will meet the acceptance criteria for pot life, but if it is 4.2 parts by weight or more, it will be understood that the acceptance criteria for pot life cannot be satisfied.
以上のことより、可使時間の合格判定基準を満たすためには、クエン酸量(a)とグルタル酸量(b)の総量(a)+(b)が4.0重量部以下である必要があることがわかった。さらに3.0重量部以下であれば可使時間の判定基準の◎を満足し、より好ましい結果が得られることがわかった。 From the above, in order to satisfy the acceptance criteria for pot life, the total amount (a) + (b) of the citric acid amount (a) and the glutaric acid amount (b) needs to be 4.0 parts by weight or less. I understood it. Furthermore, it was found that if it is 3.0 parts by weight or less, the criteria for determining the pot life is satisfied, and more preferable results are obtained.
(4)また、実施例11〜18より、第1の活性剤のヒドロキシカルボン酸であるクエン酸をイソクエン酸に置き換えても、クエン酸を使用した時と同様の着色の効果や、凝集性、濡れ性、可使時間を示す結果が得られた。このことから、はんだ付け温度において、分子内脱水により、カルボキシル基と共役系を形成する不飽和結合を生成するヒドロキシカルボン酸であるリンゴ酸(融点約100℃)を第1の活性剤として用いても同様の効果が得られると推測できる。 (4) Further, from Examples 11 to 18, even when citric acid, which is the hydroxycarboxylic acid of the first activator, is replaced with isocitric acid, the same coloring effect as when citric acid is used, cohesion, Results showing wettability and pot life were obtained. From this, malic acid (melting point: about 100 ° C.), which is a hydroxycarboxylic acid that generates an unsaturated bond that forms a conjugated system with a carboxyl group by intramolecular dehydration at the soldering temperature, is used as the first activator. It can be assumed that the same effect can be obtained.
以上の結果をまとめると次の通りである。 The above results are summarized as follows.
即ち、はんだ粒子100重量部に対して
1)呈色の効果が合格基準を満たすために、第1の活性剤の量(a)が0.5重量部以上であり、
2)凝集性、濡れ性が合格基準を満たすために、第2の活性剤の量(b)が1.0重量部以上であり、
3)可使時間が合格基準を満たすために、第1の活性剤と第2の活性剤の総量(a)+(b)が4.0重量部以下である。
That is, for 100 parts by weight of solder particles, 1) the amount of the first activator (a) is 0.5 parts by weight or more in order for the coloration effect to satisfy the acceptance criteria,
2) The amount of the second active agent (b) is 1.0 part by weight or more in order that the cohesiveness and wettability satisfy the acceptance criteria,
3) The total amount (a) + (b) of the first activator and the second activator is 4.0 parts by weight or less in order to satisfy the pass standard.
との3条件を満たす、すなわち0.5≦(a)≦3.0かつ1.0≦(b)≦3.5かつ1.5≦(a)+(b)≦4.0となる接着剤含有はんだペーストにおいて、着色の効果、濡れ性、凝集性、可使時間全ての合格判定基準を満たすことが見いだせた。さらに、0.5≦(a)≦1.0かつ2.0≦(b)≦2.5かつ2.5≦(a)+(b)≦3.0となる場合、濡れ性、凝集性、可使時間がより好ましい結果となることがわかった。 In the adhesive-containing solder paste that satisfies the following three conditions, that is, 0.5 ≦ (a) ≦ 3.0 and 1.0 ≦ (b) ≦ 3.5 and 1.5 ≦ (a) + (b) ≦ 4.0, coloring effect, wettability It has been found that all the acceptance criteria for cohesiveness and pot life are satisfied. Furthermore, when 0.5 ≦ (a) ≦ 1.0 and 2.0 ≦ (b) ≦ 2.5 and 2.5 ≦ (a) + (b) ≦ 3.0, the wettability, cohesiveness, and pot life may be more preferable. all right.
尚、上記実施の形態では、はんだとしてSn58Biを用いた場合について説明したが、これに限らず例えば、Sn57Bi1Ag組成のはんだであっても上記と同様の効果を発揮する。 In addition, although the case where Sn58Bi was used as a solder was demonstrated in the said embodiment, even if it is not only this but a solder of Sn57Bi1Ag composition, the same effect as the above is exhibited.
また、上記実施の形態では、第1及び第2の活性剤を用いる場合について説明したが、これに限らず例えば、補助活性剤として、レブリン酸、コハク酸などを添加しても良い。 Moreover, although the case where the 1st and 2nd activator was used was demonstrated in the said embodiment, it is not restricted to this, For example, you may add levulinic acid, a succinic acid, etc. as an auxiliary activator.
また、上記実施の形態では、第2の活性剤として、脂肪族ジカルボン酸を用いた場合について説明したが、これに限らず例えば、ロジン(アビエチン酸誘導体)を第2の活性剤として用いても良い。 Moreover, although the case where aliphatic dicarboxylic acid was used as a 2nd active agent was demonstrated in the said embodiment, it is not restricted to this, For example, even if it uses a rosin (abietic acid derivative) as a 2nd active agent. good.
また、上記実施の形態では、接着剤用樹脂の一例として、エポキシ樹脂を用いる場合について説明したが、これに限らず例えば、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、またはメラミン樹脂等の熱硬化性樹脂を用いても良い。 Moreover, in the said embodiment, although the case where an epoxy resin was used was demonstrated as an example of resin for adhesive agents, it is not restricted to this, For example, thermosetting resins, such as a phenol resin, a polyimide resin, a polyurethane resin, or a melamine resin May be used.
本発明のはんだペーストは、接合部の接着剤による補強箇所の視認性を高めることができ、不良品の検知を容易にすることができるという効果を有し、部品実装用のはんだペーストとして有用である。 The solder paste of the present invention has an effect that the visibility of the reinforced part by the adhesive at the joint can be enhanced and the detection of defective products can be facilitated, and is useful as a solder paste for component mounting. is there.
1 接着剤含有はんだペースト
2 部品搭載基板
3 基板電極
4 チップ抵抗器
5 接着剤樹脂層
6 はんだ接合部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
エポキシ樹脂である接着剤用樹脂と、
硬化剤と、
はんだ付け温度において、カルボキシル基と共役系を形成する不飽和結合を生成するヒドロキシカルボン酸である第1活性剤及び脂肪族ジカルボン酸である第2の活性剤と、を含むはんだペースト。 A solder composed of Sn with a Bi content of 15 to 65 wt%,
An adhesive resin which is an epoxy resin;
A curing agent;
A solder paste comprising a first activator that is a hydroxycarboxylic acid and a second activator that is an aliphatic dicarboxylic acid that form an unsaturated bond that forms a conjugated system with a carboxyl group at a soldering temperature .
≦4.0を満たす、請求項1に記載のはんだペースト。 When the content of the first activator is A (parts by weight) and the content of the second activator is B (parts by weight), 0.5 ≦ A ≦ 3.0 and 100 parts by weight of the solder 1.0 ≦ B ≦ 3.5 and 1.5 ≦ (A + B)
The solder paste according to claim 1, wherein ≦ 4.0 is satisfied.
前記はんだ100重量部に対して、前記エポキシ樹脂は10重量部、前記硬化剤は5重量部である、請求項2または3に記載のはんだペースト。 The solder is 42Sn-58Bi,
The solder paste according to claim 2 or 3, wherein the epoxy resin is 10 parts by weight and the curing agent is 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the solder.
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