JP6466361B2 - Solder composition for forming solder bump and method for forming solder bump - Google Patents
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Description
本発明は、はんだバンプ形成用はんだ組成物およびはんだバンプの形成方法に関する。 The present invention relates to a solder composition for forming solder bumps and a method for forming solder bumps.
はんだバンプの形成方法としては、メッキ法、はんだボールを置く方法、はんだ組成物を印刷してリフローする方法(印刷法)などが採用されている。これらの中の印刷法では、はんだ組成物を電子基板の電極上に、メタルマスクを用いて印刷する。この印刷時にはんだ組成物の掻き取り残りによってバンプ形成後のバンプの高さにばらつきが生じ、はんだバンプの不濡れ(ミッシングバンプ)が発生しやすくなる。
このような問題を解決するために、ロジン系樹脂、溶剤、有機酸およびチクソ剤を含むフラックス組成物を含有するはんだ組成物が提案されている。このはんだ組成物においては、溶剤として、ポリアルキレングリコールモノアルキルエーテルと、ポリアルキレングリコールジアルキルエーテルとの混合物を用い、粒子径がグラインドゲージによる測定で10μm以下のチクソ剤を用いている(特許文献1参照)。
As a method for forming solder bumps, a plating method, a method of placing solder balls, a method of printing and reflowing a solder composition (printing method), and the like are employed. In these printing methods, the solder composition is printed on the electrodes of the electronic substrate using a metal mask. Due to the remaining scraping of the solder composition at the time of printing, the height of the bumps after the bump formation varies, and the solder bumps are not easily wetted (missing bumps).
In order to solve such a problem, a solder composition containing a flux composition containing a rosin resin, a solvent, an organic acid and a thixotropic agent has been proposed. In this solder composition, a mixture of polyalkylene glycol monoalkyl ether and polyalkylene glycol dialkyl ether is used as a solvent, and a thixotropic agent having a particle size of 10 μm or less as measured by a grind gauge (Patent Document 1). reference).
特許文献1に記載のはんだ組成物は、印刷時にはんだ組成物の掻き取り残りを抑制でき、優れた印刷性を有している。しかしながら、印刷性に優れるはんだ組成物を用いて、適正に印刷をした場合にも、はんだバンプの不濡れが発生してしまう場合がある。そのため、はんだバンプの不濡れをより確実に抑制する方法が要求されている。 The solder composition described in Patent Document 1 can suppress the scraping residue of the solder composition during printing and has excellent printability. However, even when printing is properly performed using a solder composition having excellent printability, non-wetting of the solder bumps may occur. Therefore, a method for more reliably suppressing non-wetting of solder bumps is required.
そこで、本発明は、はんだバンプの不濡れを十分に抑制できるはんだバンプ形成用はんだ組成物、並びに、それを用いたはんだバンプの形成方法を提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the solder composition for solder bump formation which can fully suppress the non-wetting of a solder bump, and the formation method of a solder bump using the same.
前記課題を解決すべく、本発明は、以下のようなはんだバンプ形成用はんだ組成物およびはんだバンプの形成方法を提供するものである。
本発明のはんだバンプ形成用はんだ組成物は、(A)バインダーおよび(B)活性剤を含有するフラックス組成物と、(C)はんだ粉末とを含有し、前記(A)バインダーが、(A1)エポキシ化合物を含有し、前記(B)活性剤が、(B1)有機酸アミン塩を含有し、前記(A1)エポキシ化合物の重量平均分子量が、100以上10000以下であり、前記(A)成分の配合量が、前記フラックス組成物100質量%に対して、50質量%以上98質量%以下であり、前記(B1)成分の配合量が、前記フラックス組成物100質量%に対して、0.5質量%以上20質量%以下であることを特徴とするものである。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides the following solder composition for forming solder bumps and a method for forming solder bumps.
The solder composition for forming solder bumps of the present invention contains (A) a binder and (B) a flux composition containing an activator and (C) solder powder, and the (A) binder comprises (A1). contains an epoxy compound, wherein the (B) active agent, (B1) an organic acid amine salt contains, weight average molecular weight of the (A1) epoxy compound is 100 to 10,000, the component (a) Is 50% by mass or more and 98% by mass or less with respect to 100% by mass of the flux composition, and the compounding amount of the component (B1) is 0.1% with respect to 100% by mass of the flux composition. It is 5 mass% or more and 20 mass% or less .
本発明のはんだバンプ形成用はんだ組成物においては、前記(A1)エポキシ化合物が、温度25℃において液状であることが好ましい。
本発明のはんだバンプ形成用はんだ組成物においては、前記(C)はんだ粉末の平均粒子径が、10μm以下であることが好ましい。
本発明のはんだバンプ形成用はんだ組成物においては、前記フラックス組成物の配合量が、当該はんだ組成物100質量%に対して、15質量%以上50質量%以下であることが好ましい。
In the solder bump forming solder composition of the present invention, the (A1) epoxy compound is preferably a liquid at a temperature 25 ° C..
In the solder composition for forming solder bumps of the present invention, the average particle diameter of the (C) solder powder is preferably 10 μm or less.
In the solder composition for forming solder bumps of the present invention, the blending amount of the flux composition is preferably 15% by mass or more and 50% by mass or less with respect to 100% by mass of the solder composition.
本発明のはんだバンプの形成方法は、前記はんだバンプ形成用はんだ組成物を用いたはんだバンプの形成方法であって、電子基板の電極上に、前記はんだ組成物を印刷する印刷工程と、前記電子基板を加熱して、前記はんだ組成物中のはんだ粉末を溶融させることにより、前記電極上にはんだバンプを形成するバンプ形成工程と、前記電子基板上のフラックス残さを洗浄する残さ洗浄工程と、を備えることを特徴とする方法である。 The method for forming a solder bump according to the present invention is a method for forming a solder bump using the solder composition for forming a solder bump, wherein a printing step of printing the solder composition on an electrode of an electronic substrate, and the electronic A bump forming step for forming solder bumps on the electrodes by melting the solder powder in the solder composition by heating the substrate, and a residue cleaning step for cleaning the flux residue on the electronic substrate, It is the method characterized by providing.
本発明のはんだバンプ形成用はんだ組成物によって、はんだバンプの不濡れを十分に抑制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、はんだ組成物を適正に印刷をした場合にも、はんだバンプの不濡れが発生してしまうメカニズムは、次の通りであると本発明者らは推察する。つまり、印刷後のはんだ組成物中のはんだ粉末は、リフロー処理により溶融し結合して、はんだバンプとなる。このリフロー処理の際に、はんだ粉末が溶融する前に流れてしまうと、はんだの供給不足によって、正常なはんだバンプが形成できなくなる。そして、その結果、はんだバンプの不濡れが発生してしまうものと本発明者らは推察する。
本発明のはんだ組成物においては、(A)バインダーとして(A1)エポキシ化合物および(A2)アクリル化合物のうちの少なくともいずれかを用い、(B)活性剤として(B1)有機酸アミン塩を用いている。このような組み合わせで用いる場合には、驚くべきことに、はんだ組成物の常温における粘度やチクソ性を高くしなくても、はんだ組成物を加熱した際のダレ(はんだ粉末の流れ)を抑制できる。この理由は必ずしも定かではないが、エポキシ化合物およびアクリル化合物などのバインダー中において、加熱された有機酸アミン塩と、はんだ粉末とが相互作用を起こし、粒子間の凝集を促しているものと本発明者らは推察する。そして、はんだ組成物を加熱した際のダレを抑制できるので、はんだバンプの不濡れを十分に抑制できる。しかも、本発明のはんだ組成物においては、はんだ組成物の常温における粘度やチクソ性を高くしなくても良いので、はんだ組成物の印刷性が低下することもない。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 solder bump non-wetting can be sufficiently suppressed by the solder composition for forming a solder bump of the present invention is not necessarily clear, but the present inventors speculate as follows.
That is, the present inventors infer that the mechanism by which the solder bumps are not wet even when the solder composition is properly printed is as follows. That is, the solder powder in the solder composition after printing is melted and bonded by reflow processing to form solder bumps. If the solder powder flows before melting during the reflow process, normal solder bumps cannot be formed due to insufficient supply of solder. As a result, the present inventors infer that the solder bumps are not wet.
In the solder composition of the present invention, (A) at least one of an epoxy compound and (A2) an acrylic compound is used as a binder, and (B1) an organic acid amine salt is used as an activator. Yes. When used in such a combination, surprisingly, sagging (flow of solder powder) when the solder composition is heated can be suppressed without increasing the viscosity and thixotropy of the solder composition at room temperature. . The reason for this is not necessarily clear, but in the binder such as an epoxy compound and an acrylic compound, the heated organic acid amine salt and the solder powder interact with each other to promote aggregation between the particles and the present invention. They guess. And since the dripping at the time of heating a solder composition can be suppressed, the non-wetting of a solder bump can fully be suppressed. Moreover, in the solder composition of the present invention, it is not necessary to increase the viscosity and thixotropy of the solder composition at room temperature, so that the printability of the solder composition does not deteriorate. As described above, the present inventors speculate that the effects of the present invention are achieved.
本発明によれば、はんだバンプの不濡れを十分に抑制できるはんだバンプ形成用はんだ組成物、並びに、それを用いたはんだバンプの形成方法を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the solder composition for solder bump formation which can fully suppress the non-wetting of a solder bump, and the formation method of a solder bump using the same can be provided.
本発明のはんだバンプ形成用はんだ組成物は、以下説明するフラックス組成物と、以下説明する(C)はんだ粉末とを含有するものである。 The solder composition for forming solder bumps of the present invention contains a flux composition described below and (C) solder powder described below.
[フラックス組成物]
まず、本発明に用いるフラックス組成物について説明する。本発明に用い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、(A)バインダーおよび(B)活性剤を含有するものである。
[Flux composition]
First, the flux composition used for this invention is demonstrated. The flux composition used in the present invention is a component other than the solder powder in the solder composition, and contains (A) a binder and (B) an activator.
[(A)成分]
本発明に用いる(A)バインダーとしては、(A1)エポキシ化合物および(A2)アクリル化合物が挙げられる。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、これらの中でも、フラックス残さの除去性の観点から、(A1)エポキシ化合物がより好ましい。また、前記(A)成分は、はんだ組成物の塗布性の観点から、温度25℃において液状であることが好ましい。
[(A) component]
Examples of the (A) binder used in the present invention include (A1) an epoxy compound and (A2) an acrylic compound. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, (A1) an epoxy compound is more preferable from the viewpoint of removability of the flux residue. The component (A) is preferably liquid at a temperature of 25 ° C. from the viewpoint of the applicability of the solder composition.
本発明に用いる(A1)エポキシ化合物としては、エポキシ基を有するモノマー、エポキシ基を有するオリゴマー、およびエポキシ樹脂が挙げられる。これらの中でも、バインダーとしての機能の観点から、エポキシ樹脂が好ましい。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。
このようなエポキシ樹脂としては、公知のエポキシ樹脂を適宜用いることができる。このようなエポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールA型、ビスフェノールF型、ビフェニル型、ナフタレン型、クレゾールノボラック型、フェノールノボラック型、およびジシクロペンタジエン型などのエポキシ樹脂が挙げられる。これらの中でも、樹脂粘度を小さくできるという観点から、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂が好ましく、ビスフェノールF型エポキシ樹脂が特に好ましい。なお、これらのエポキシ樹脂は1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
Examples of the (A1) epoxy compound used in the present invention include a monomer having an epoxy group, an oligomer having an epoxy group, and an epoxy resin. Among these, an epoxy resin is preferable from the viewpoint of the function as a binder. These may be used alone or in combination of two or more.
As such an epoxy resin, a known epoxy resin can be appropriately used. Examples of such epoxy resins include bisphenol A type, bisphenol F type, biphenyl type, naphthalene type, cresol novolac type, phenol novolac type, and dicyclopentadiene type epoxy resins. Among these, from the viewpoint that the resin viscosity can be reduced, bisphenol A type epoxy resin and bisphenol F type epoxy resin are preferable, and bisphenol F type epoxy resin is particularly preferable. In addition, these epoxy resins may be used individually by 1 type, and 2 or more types may be mixed and used for them.
前記(A1)成分の重量平均分子量は、はんだ組成物の塗布性の観点から、100以上10000以下であることが好ましく、100以上5000以下であることがより好ましく、100以上1000以下であるであることが特に好ましい。なお、本明細書において、重量平均分子量とは、ゲルパーミュエーションクロマトグラフィーで測定し、標準ポリスチレン検量線を用いて換算した値を示す。 The weight average molecular weight of the component (A1) is preferably 100 or more and 10,000 or less, more preferably 100 or more and 5000 or less, and more preferably 100 or more and 1000 or less, from the viewpoint of applicability of the solder composition. It is particularly preferred. In the present specification, the weight average molecular weight is a value measured by gel permeation chromatography and converted using a standard polystyrene calibration curve.
本発明に用いる(A2)アクリル化合物は、アクリル系モノマー(アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、アクリル酸、メタクリル酸など)を原料とするアクリルポリマーである。
このようなアクリルポリマーとしては、公知のアクリルポリマーを適宜用いることができる。このようなアクリルポリマーは、官能基を有していてもよい。この場合、官能基としては、水酸基、カルボキシル基、エポキシ基、アルキル基、アルコキシ基、およびアルコキシシリル基などが挙げられる。
The (A2) acrylic compound used in the present invention is an acrylic polymer made from an acrylic monomer (acrylic ester, methacrylic ester, acrylic acid, methacrylic acid, etc.) as a raw material.
As such an acrylic polymer, a known acrylic polymer can be appropriately used. Such an acrylic polymer may have a functional group. In this case, examples of the functional group include a hydroxyl group, a carboxyl group, an epoxy group, an alkyl group, an alkoxy group, and an alkoxysilyl group.
前記(A2)成分の重量平均分子量は、はんだ組成物の塗布性の観点から、100以上20000以下であることが好ましく、500以上15000以下であることがより好ましく、1000以上10000以下であるであることが特に好ましい。 The weight average molecular weight of the component (A2) is preferably 100 or more and 20000 or less, more preferably 500 or more and 15000 or less, and more preferably 1000 or more and 10,000 or less, from the viewpoint of applicability of the solder composition. It is particularly preferred.
前記(A)成分の配合量は、フラックス組成物100質量%に対して、50質量%以上98質量%以下であることが好ましく、60質量%以上95質量%以下であることがより好ましく、80質量%以上90質量%以下であることが特に好ましい。前記(A)成分の配合量が前記下限未満では、バインダーとしての機能が低下して、はんだ組成物の加熱した際のダレを抑制しにくくなる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、(B1)有機酸アミン塩の配合量が不足して、はんだ組成物の加熱した際のダレを抑制しにくくなる傾向にある。 The blending amount of the component (A) is preferably 50% by mass or more and 98% by mass or less, more preferably 60% by mass or more and 95% by mass or less, with respect to 100% by mass of the flux composition. It is particularly preferable that the content is not less than mass% and not more than 90 mass%. When the blending amount of the component (A) is less than the lower limit, the function as a binder tends to be reduced, and it is difficult to suppress sagging when the solder composition is heated. On the other hand, when the upper limit is exceeded, B1) The compounding amount of the organic acid amine salt is insufficient, and it tends to be difficult to suppress sagging when the solder composition is heated.
[(B)成分]
本発明に用いる(B)活性剤は、(B1)有機酸アミン塩を含有する。なお、前記(B1)成分以外に、(B2)有機酸を含有していてもよい。また、前記(B1)成分および(B2)以外の公知の活性剤(非解離型活性剤、アミン系活性剤など)をさらに含有していてもよい。
[Component (B)]
The (B) activator used in the present invention contains (B1) an organic acid amine salt. In addition to the component (B1), (B2) an organic acid may be contained. Moreover, you may further contain well-known activators (a non-dissociation type active agent, an amine type activator, etc.) other than the said (B1) component and (B2).
本発明に用いる(B1)有機酸アミン塩は、アミンと有機酸との塩である。
前記(B1)成分は、熱重量示差熱分析(TG/DTA)にて測定した軟化点(溶融・分解開始温度ともいう)が、90℃以上210℃以下であることが好ましく、110℃以上150℃以下であることがより好ましい。軟化点が前記下限未満では、ポットライフが低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、低温接合でのはんだぬれ性が良好でない傾向にある。ここで、軟化点は、以下のようなに方法より測定できる。
有機酸アミン塩を試料として10mg±3mg秤量し、30℃〜250℃まで加熱しつつ、下記条件にて、TG/DTA測定を行う。なお、リファレンスとしては、不活性なアルミナ粉末を10mg±3mg秤量し使用する。
測定装置:セイコーインスツルメンツ社製の「TG/DTA6200」
雰囲気:大気
昇温レート:10℃/min
The (B1) organic acid amine salt used in the present invention is a salt of an amine and an organic acid.
The component (B1) preferably has a softening point (also referred to as melting / decomposition start temperature) measured by thermogravimetric differential thermal analysis (TG / DTA) of 90 ° C. or higher and 210 ° C. or lower, and 110 ° C. or higher and 150 ° C. or higher. It is more preferable that it is below ℃. When the softening point is less than the lower limit, the pot life tends to be lowered. On the other hand, when the upper limit is exceeded, the solder wettability at low-temperature bonding tends to be not good. Here, the softening point can be measured by the following method.
TG / DTA measurement is performed under the following conditions while weighing 10 mg ± 3 mg using the organic acid amine salt as a sample and heating to 30 ° C. to 250 ° C. As a reference, 10 mg ± 3 mg of an inert alumina powder is weighed and used.
Measuring device: “TG / DTA6200” manufactured by Seiko Instruments Inc.
Atmosphere: Air temperature rising rate: 10 ° C / min
前記アミンとしては、適宜公知のアミンを用いることができる。このようなアミンは、芳香族アミンであってもよく、脂肪族アミンであってもよい。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。このようなアミンとしては、有機酸アミン塩の安定性などの観点から、炭素数3〜13のアミンを用いることが好ましく、炭素数4〜7の1級アミンを用いることがより好ましい。
前記芳香族アミンとしては、ベンジルアミン、アニリン、1,3−ジフェニルグアニジンなどが挙げられる。
前記脂肪族アミンとしては、プロピルアミン、ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、シクロヘキシルアミン、トリエタノールアミンなどが挙げられる。
As said amine, a well-known amine can be used suitably. Such an amine may be an aromatic amine or an aliphatic amine. These may be used alone or in combination of two or more. As such an amine, an amine having 3 to 13 carbon atoms is preferably used, and a primary amine having 4 to 7 carbon atoms is more preferably used from the viewpoint of the stability of the organic acid amine salt.
Examples of the aromatic amine include benzylamine, aniline, and 1,3-diphenylguanidine.
Examples of the aliphatic amine include propylamine, butylamine, pentylamine, hexylamine, heptylamine, octylamine, cyclohexylamine, and triethanolamine.
前記有機酸としては、適宜公知の有機酸を用いることができる。このような有機酸は、モノカルボン酸であってもよく、ジカルボン酸であってもよく、これら以外の他のカルボン酸であってもよい。また、このような有機酸は、脂肪族カルボン酸であってもよく、芳香族カルボン酸であってもよい。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。このような有機酸としては、有機酸アミン塩の安定性などの観点から、炭素数3〜7のジカルボン酸であることが好ましく、炭素数5〜6のジカルボン酸であることがより好ましい。
前記モノカルボン酸としては、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、エナント酸などが挙げられる。
前記ジカルボン酸としては、アジピン酸、2,4−ジエチルグルタル酸、2,2−ジエチルグルタル酸、3−メチルグルタル酸、グルタル酸、コハク酸、マロン酸が挙げられる。
前記他のカルボン酸としては、トリメリット酸、1,2,3−プロパントリカルボン酸、クエン酸、ピコリン酸などが挙げられる。
As said organic acid, a well-known organic acid can be used suitably. Such an organic acid may be a monocarboxylic acid, a dicarboxylic acid, or another carboxylic acid other than these. Such organic acid may be an aliphatic carboxylic acid or an aromatic carboxylic acid. These may be used alone or in combination of two or more. Such an organic acid is preferably a dicarboxylic acid having 3 to 7 carbon atoms, more preferably a dicarboxylic acid having 5 to 6 carbon atoms, from the viewpoint of the stability of the organic acid amine salt.
Examples of the monocarboxylic acid include propionic acid, butyric acid, valeric acid, caproic acid, and enanthic acid.
Examples of the dicarboxylic acid include adipic acid, 2,4-diethylglutaric acid, 2,2-diethylglutaric acid, 3-methylglutaric acid, glutaric acid, succinic acid, and malonic acid.
Examples of the other carboxylic acid include trimellitic acid, 1,2,3-propanetricarboxylic acid, citric acid, and picolinic acid.
前記(B1)成分の配合量としては、フラックス組成物100質量%に対して、0.5質量%以上20質量%以下であることが好ましく、1質量%以上18質量%以下であることがより好ましく、3質量%以上15質量%以下であることが更により好ましく、5質量%以上13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未満では、はんだ組成物の加熱した際のダレを抑制しにくくなる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、ポットライフが低下する傾向にある。 The blending amount of the component (B1) is preferably 0.5% by mass or more and 20% by mass or less, and more preferably 1% by mass or more and 18% by mass or less with respect to 100% by mass of the flux composition. Preferably, it is still more preferably 3% by mass or more and 15% by mass or less, and particularly preferably 5% by mass or more and 13% by mass or less. When the blending amount of the component (B1) is less than the lower limit, it tends to be difficult to suppress sagging when the solder composition is heated. On the other hand, when the upper limit is exceeded, the pot life tends to decrease.
本発明に用いる(B2)有機酸としては、適宜公知の有機酸を用いることができる。このような有機酸は、モノカルボン酸であってもよく、ジカルボン酸であってもよく、これら以外の他のカルボン酸であってもよい。また、このような有機酸は、脂肪族カルボン酸であってもよく、芳香族カルボン酸であってもよい。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。このような有機酸としては、活性作用の観点から、ジカルボン酸であることが好ましく、炭素数5〜6のジカルボン酸であることがより好ましい。
前記モノカルボン酸としては、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、エナント酸などが挙げられる。
前記ジカルボン酸としては、アジピン酸、2,4−ジエチルグルタル酸、2,2−ジエチルグルタル酸、3−メチルグルタル酸、グルタル酸、コハク酸、マロン酸が挙げられる。
前記他のカルボン酸としては、トリメリット酸、1,2,3−プロパントリカルボン酸、クエン酸、ピコリン酸などが挙げられる。
As the (B2) organic acid used in the present invention, a known organic acid can be appropriately used. Such an organic acid may be a monocarboxylic acid, a dicarboxylic acid, or another carboxylic acid other than these. Such organic acid may be an aliphatic carboxylic acid or an aromatic carboxylic acid. These may be used alone or in combination of two or more. Such an organic acid is preferably a dicarboxylic acid, and more preferably a dicarboxylic acid having 5 to 6 carbon atoms, from the viewpoint of activity.
Examples of the monocarboxylic acid include propionic acid, butyric acid, valeric acid, caproic acid, and enanthic acid.
Examples of the dicarboxylic acid include adipic acid, 2,4-diethylglutaric acid, 2,2-diethylglutaric acid, 3-methylglutaric acid, glutaric acid, succinic acid, and malonic acid.
Examples of the other carboxylic acid include trimellitic acid, 1,2,3-propanetricarboxylic acid, citric acid, and picolinic acid.
前記(B)成分の配合量としては、フラックス組成物100質量%に対して、1質量%以上25質量%以下であることが好ましく、2質量%以上20質量%以下であることがより好ましく、3質量%以上18質量%以下であることが更により好ましく、5質量%以上15質量%以下であることが特に好ましい。(B)成分の配合量が前記下限未満では、フラックス組成物の活性作用が不十分となる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、ポットライフが低下する傾向にある。 The blending amount of the component (B) is preferably 1% by mass or more and 25% by mass or less, more preferably 2% by mass or more and 20% by mass or less, with respect to 100% by mass of the flux composition. It is still more preferably 3% by mass or more and 18% by mass or less, and particularly preferably 5% by mass or more and 15% by mass or less. When the blending amount of the component (B) is less than the lower limit, the activity of the flux composition tends to be insufficient, and when it exceeds the upper limit, the pot life tends to be lowered.
[他の成分]
本発明のフラックス組成物においては、印刷性などの観点から、さらにチクソ剤を含有していてもよい。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、ガラスフリットなどが挙げられる。これらのチクソ剤は1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
[Other ingredients]
The flux composition of the present invention may further contain a thixotropic agent from the viewpoint of printability. Examples of the thixotropic agent used herein include hardened castor oil, amides, kaolin, colloidal silica, organic bentonite, and glass frit. These thixotropic agents may be used alone or in combination of two or more.
前記チクソ剤を用いる場合、その配合量は、フラックス組成物100質量%に対して、0.5質量%以上15質量%以下であることが好ましく、1質量%以上10質量%以下であることがより好ましい。配合量が前記下限未満では、チクソ性が得られず、ダレが生じやすくなる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、チクソ性が高すぎて、印刷不良となりやすい傾向にある。 When the thixotropic agent is used, the blending amount is preferably 0.5% by mass or more and 15% by mass or less, and preferably 1% by mass or more and 10% by mass or less with respect to 100% by mass of the flux composition. More preferred. If the blending amount is less than the lower limit, thixotropy cannot be obtained and the sagging tends to occur. On the other hand, if it exceeds the upper limit, the thixotropy tends to be too high and printing tends to be poor.
本発明に用いるフラックス組成物には、前記(A)成分、前記(B)成分およびチクソ剤の他に、必要に応じて、その他の添加剤、更には、その他の樹脂を加えることができる。その他の添加剤としては、消泡剤、酸化防止剤、改質剤、つや消し剤、発泡剤などが挙げられる。また、本発明に用いるフラックス組成物は、本発明の効果を達成できる範囲内において、ロジン系樹脂を含有していてもよい。
なお、本発明に用いるフラックス組成物は、溶剤を含有していてもよいが、はんだ組成物を加熱した際のダレを抑制するという観点からは、溶剤を含有しないことが好ましい。
また、本発明に用いるフラックス組成物は、フラックス残さの除去性の観点から、イミダゾール化合物などの反応の速い硬化剤を含有しないことが好ましい。
In addition to the component (A), the component (B) and the thixotropic agent, other additives and further other resins can be added to the flux composition used in the present invention, if necessary. Examples of other additives include antifoaming agents, antioxidants, modifiers, matting agents, and foaming agents. Moreover, the flux composition used for this invention may contain the rosin-type resin in the range which can achieve the effect of this invention.
In addition, although the flux composition used for this invention may contain the solvent, it is preferable not to contain a solvent from a viewpoint of suppressing dripping at the time of heating a solder composition.
Moreover, it is preferable that the flux composition used for this invention does not contain fast-curing hardening | curing agents, such as an imidazole compound, from a viewpoint of the removability of a flux residue.
[はんだバンプ形成用はんだ組成物]
次に、本発明のはんだバンプ形成用はんだ組成物について説明する。本発明のはんだバンプ形成用はんだ組成物は、前記本発明に用いるフラックス組成物と、以下説明する(C)はんだ粉末とを含有するものである。
前記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、15質量%以上50質量%以下であることが好ましく、20質量%以上45質量%以下であることがより好ましく、30質量%以上42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15質量%未満の場合(はんだ粉末の配合量が85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50質量%を超える場合(はんだ粉末の配合量が50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、はんだバンプを形成できにくくなる傾向にある。
[Solder composition for forming solder bumps]
Next, the solder composition for forming solder bumps of the present invention will be described. The solder composition for forming solder bumps of the present invention contains the flux composition used in the present invention and (C) solder powder described below.
The blending amount of the flux composition is preferably 15% by mass or more and 50% by mass or less, more preferably 20% by mass or more and 45% by mass or less, with respect to 100% by mass of the solder composition, and 30% by mass. % To 42% by mass is particularly preferable. When the blending amount of the flux composition is less than 15% by mass (when the blending amount of the solder powder exceeds 85% by mass), the flux composition as the binder is insufficient, so the flux composition and the solder powder are mixed. On the other hand, when the blending amount of the flux composition exceeds 50% by mass (when the blending amount of the solder powder is less than 50% by mass), when the obtained solder composition is used, It tends to be difficult to form solder bumps.
[(C)成分]
本発明に用いる(C)はんだ粉末は、240℃以下の融点を有することが好ましく、低温プロセス化の観点からは、180℃以下(より好ましくは160℃以下)の融点を有するものであることがより好ましい。このはんだ粉末の融点が180℃を超えるものを用いる場合には、リフロー処理時の温度が低温(例えば、180℃以下)の場合に、はんだ粉末を溶融させることができない傾向にある。一方で、はんだ接合の強度の観点からは、はんだ粉末の融点は、160℃以上であることが好ましく、200℃以上であることがより好ましい。
また、このはんだ粉末は、環境への影響の観点から、鉛フリーはんだ粉末であることが好ましい。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、100質量ppm以下であることが好ましい。
[Component (C)]
The (C) solder powder used in the present invention preferably has a melting point of 240 ° C. or lower, and has a melting point of 180 ° C. or lower (more preferably 160 ° C. or lower) from the viewpoint of low temperature processing. More preferred. When the solder powder having a melting point exceeding 180 ° C. is used, the solder powder tends not to be melted when the temperature during reflow treatment is low (for example, 180 ° C. or lower). On the other hand, from the viewpoint of solder joint strength, the melting point of the solder powder is preferably 160 ° C. or higher, and more preferably 200 ° C. or higher.
Moreover, it is preferable that this solder powder is a lead-free solder powder from a viewpoint of the influence on an environment. Here, the lead-free solder powder refers to a solder metal or alloy powder to which lead is not added. However, it is allowed that lead is present as an inevitable impurity in the lead-free solder powder, but in this case, the amount of lead is preferably 100 mass ppm or less.
前記(C)成分は、スズ(Sn)、ビスマス(Bi)、銅(Cu)、銀(Ag)、アンチモン(Sb)、インジウム(In)、亜鉛(Zn)、およびチタン(Ti)からなる群から選択される少なくとも1種の金属からなる金属または合金であることが好ましい。例えば、スズ基のはんだとしては、Sn−0.7Cuなどのスズ−銅系;Sn−3.5Agなどのスズ−銀系;Sn−3.0Ag−0.5Cu、Sn−3.5Ag−0.7Cu、Sn−1.0Ag−0.7Cu、Sn−0.3Ag−0.7Cuなどのスズ−銀−銅系;Sn−2.5Ag−1.0Bi−0.5Cu、Sn−1.0Ag−2.0Bi−0.5Cuなどのスズ−銀−ビスマス−銅系;Sn−3.5Ag−0.5Bi−8.0Inなどのスズ−銀−ビスマス−インジウム系;Sn−1.0Ag−0.7Cu−2.0Bi−0.2Inなどのスズ−銀−銅−ビスマス−インジウム系;Sn−58Biなどのスズービスマス系;Sn−1.0Ag−58Biなどのスズ−銀−ビスマス系;Sn−5.0Sbなどのスズーアンチモン系;Sn−9Znなどのスズ−亜鉛系;Sn−8.0Zn−3.0Biなどのスズ−亜鉛−ビスマス系;Sn−30In−12Sb−3Znなどのスズ−インジウム−アンチモン−亜鉛系;Sn−56Bi−4Tiなどのスズ−ビスマス−チタン系;Sn−3.5Ag−4Tiなどのスズ−銀−チタン系;Sn−52Inなどのスズ−インジウム系などが挙げられる。インジウム基のはんだとしては、金属インジウムのインジウム系;In−3.0Agなどのインジウム−銀系が挙げられる。また、上記金属、合金には更に微量成分として、上記の金属以外にも、鉄(Fe)、ニッケル(Ni)、コバルト(Co)、モリブデン(Mo)、リン(P)、セリウム(Ce)、ゲルマニウム(Ge)、シリコン(Si)、ガリウム(Ga)、アルミニウム(Al)、ニオブ(Nb)、バナジウム(V)、カルシウム(Ca)、マグネシウム(Mg)、ジルコニウム(Zr)、金(Au)、パラジウム(Pd)、白金(Pt)、鉛(Pb)などを含有していてもよい。これらの中でも、低融点特性の点からは、スズ−ビスマス系、スズ−銀−ビスマス系、スズ−インジウム系、インジウム系、インジウム−銀系などがより好ましい。また、はんだ接合の強度の観点からは、スズ−銀−銅系、スズ−銀系などが好ましい。 The component (C) is a group consisting of tin (Sn), bismuth (Bi), copper (Cu), silver (Ag), antimony (Sb), indium (In), zinc (Zn), and titanium (Ti). It is preferably a metal or alloy made of at least one metal selected from the group consisting of: For example, tin-based solders include tin-copper such as Sn-0.7Cu; tin-silver such as Sn-3.5Ag; Sn-3.0Ag-0.5Cu, Sn-3.5Ag-0 Tin-silver-copper systems such as .7Cu, Sn-1.0Ag-0.7Cu, Sn-0.3Ag-0.7Cu; Sn-2.5Ag-1.0Bi-0.5Cu, Sn-1.0Ag Tin-silver-bismuth-copper system such as -2.0Bi-0.5Cu; Tin-silver-bismuth-indium system such as Sn-3.5Ag-0.5Bi-8.0In; Sn-1.0Ag-0 Tin-silver-copper-bismuth-indium system such as 7Cu-2.0Bi-0.2In; Tin-bismuth system such as Sn-58Bi; Tin-silver-bismuth system such as Sn-1.0Ag-58Bi; Sn-5 . Tin-antimony system such as 0Sb; S Tin-zinc system such as Sn-9Zn; Tin-zinc-bismuth system such as Sn-8.0Zn-3.0Bi; Tin-indium-antimony-zinc system such as Sn-30In-12Sb-3Zn; Sn-56Bi-4Ti Tin-bismuth-titanium system such as Sn-3.5Ag-4Ti; tin-silver-titanium system such as Sn-52In; tin-indium system such as Sn-52In. Examples of the indium-based solder include indium-based metal indium; indium-silver-based such as In-3.0Ag. In addition to the above metals, iron (Fe), nickel (Ni), cobalt (Co), molybdenum (Mo), phosphorus (P), cerium (Ce), Germanium (Ge), silicon (Si), gallium (Ga), aluminum (Al), niobium (Nb), vanadium (V), calcium (Ca), magnesium (Mg), zirconium (Zr), gold (Au), Palladium (Pd), platinum (Pt), lead (Pb), etc. may be contained. Among these, tin-bismuth, tin-silver-bismuth, tin-indium, indium, indium-silver, and the like are more preferable from the viewpoint of low melting point characteristics. From the viewpoint of solder joint strength, tin-silver-copper, tin-silver, and the like are preferable.
前記(C)成分の平均粒子径は、電極ピッチの狭い電子基板に対応するという観点から、0.5μm以上10μm以下であることが好ましく、0.5μm以上8μm以下であることがより好ましく、1μm以上5μm以下であることが特に好ましい。なお、平均粒子径は、動的光散乱式またはレーザー回折式の粒子径測定装置により測定できる。 The average particle size of the component (C) is preferably 0.5 μm or more and 10 μm or less, more preferably 0.5 μm or more and 8 μm or less, from the viewpoint of corresponding to an electronic substrate having a narrow electrode pitch. The thickness is particularly preferably 5 μm or less. The average particle size can be measured by a dynamic light scattering type or laser diffraction type particle size measuring device.
[はんだ組成物の製造方法]
本発明のはんだバンプ形成用はんだ組成物は、上記説明したフラックス組成物と上記説明した(C)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 for producing solder composition]
The solder composition for forming a solder bump of the present invention can be produced by blending the above-described flux composition and the above-described (C) solder powder in the above-mentioned predetermined ratio and stirring and mixing them.
[はんだバンプの形成方法]
次に、本発明のはんだバンプの形成方法について説明する。
本発明のはんだバンプの形成方法は、前記本発明のはんだバンプ形成用はんだ組成物を用いた方法である。そして、本発明のはんだバンプの形成方法は、以下説明する印刷工程、バンプ形成工程および残さ洗浄工程を備える方法である。
[Method of forming solder bumps]
Next, the solder bump forming method of the present invention will be described.
The solder bump forming method of the present invention is a method using the solder bump forming solder composition of the present invention. And the formation method of the solder bump of this invention is a method provided with the printing process, bump formation process, and residue cleaning process which are demonstrated below.
印刷工程においては、電子基板の電極上に、はんだ組成物を印刷する。
電子基板としては、例えば、プリント配線基板などが挙げられる。
はんだ組成物は、前記本発明のはんだバンプ形成用はんだ組成物である。
はんだ組成物の印刷方法としては、適宜公知の方法を採用できる。また、印刷方法に用いるマスクについては、電極のパターンに対応するように印刷できるものであってもよく、電極に関わりなくベタ印刷できるものであってもよい。
In the printing process, a solder composition is printed on the electrode of the electronic substrate.
As an electronic board, a printed wiring board etc. are mentioned, for example.
The solder composition is the solder composition for forming solder bumps of the present invention.
As a printing method of the solder composition, a known method can be appropriately employed. The mask used for the printing method may be one that can be printed so as to correspond to the pattern of the electrode, or one that can be printed solid regardless of the electrode.
バンプ形成工程においては、前記印刷工程後の電子基板を加熱して、前記はんだ組成物中のはんだ粉末を溶融させることにより、前記電極上にはんだバンプを形成する。
印刷工程後の電子基板を、リフロー装置などを用いて加熱すれば、はんだ粉末の表面酸化膜がフラックス組成物に含まれる活性成分によって還元されることで、表面酸化膜が除去される。そして、はんだ粉末や電極の表面と金属接合し、その後拡散が進み、溶融はんだの結合が進行して、電極上にはんだバンプを形成できる。
なお、印刷工程においてベタ印刷をした場合には、電極上の溶融はんだに、基材上の溶融はんだが引っ張られながら結合するため、電極上に選択的にはんだバンプを形成できる。
リフロー装置の条件は、特に限定されず、はんだ粉末の種類などに応じて適宜設定できる。
リフロー装置におけるプリヒート温度は、はんだの融点よりも70℃低い温度以上であることが好ましく、はんだの融点よりも50℃低い温度以上であることがより好ましく、はんだの融点よりも30℃低い温度以上であることが特に好ましい。
リフロー装置におけるピーク温度は、はんだの融点以上であることが好ましく、はんだの融点よりも10℃高い温度以上であることがより好ましく、はんだの融点よりも20℃高い温度以上であることが特に好ましい。
In the bump forming step, the electronic substrate after the printing step is heated to melt the solder powder in the solder composition, thereby forming solder bumps on the electrodes.
If the electronic substrate after the printing process is heated using a reflow apparatus or the like, the surface oxide film of the solder powder is reduced by the active component contained in the flux composition, so that the surface oxide film is removed. Then, metal bonding is performed with the solder powder or the surface of the electrode, and then diffusion proceeds, bonding of the molten solder proceeds, and a solder bump can be formed on the electrode.
In addition, when solid printing is performed in the printing process, since the molten solder on the substrate is bonded to the molten solder on the electrode while being pulled, solder bumps can be selectively formed on the electrode.
The conditions of the reflow apparatus are not particularly limited, and can be appropriately set according to the type of solder powder.
The preheating temperature in the reflow apparatus is preferably at least 70 ° C lower than the melting point of the solder, more preferably at least 50 ° C lower than the melting point of the solder, and at least 30 ° C lower than the melting point of the solder. It is particularly preferred that
The peak temperature in the reflow apparatus is preferably not less than the melting point of the solder, more preferably not less than 10 ° C. higher than the melting point of the solder, and particularly preferably not less than 20 ° C. higher than the melting point of the solder. .
残さ洗浄工程においては、前記バンプ形成工程後の電子基板上のフラックス残さを洗浄する。
ここで、洗浄に用いる洗浄液としては、アルコール系溶剤、テルペン系溶剤、石油系溶剤、炭化水素系溶剤、アルカリ系溶剤および水などが挙げられる。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。また、この洗浄液は、さらに洗浄剤(界面活性剤など)を含有してもよい。
In the residue cleaning step, the flux residue on the electronic substrate after the bump forming step is cleaned.
Here, examples of the cleaning liquid used for cleaning include alcohol solvents, terpene solvents, petroleum solvents, hydrocarbon solvents, alkaline solvents, and water. These may be used alone or in combination of two or more. The cleaning liquid may further contain a cleaning agent (such as a surfactant).
次に、本発明を実施例および比較例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。なお、実施例および比較例にて用いた材料を以下に示す。
((A1)成分)
エポキシ化合物:エポキシ樹脂、商品名「EXA−830LVP」、DIC社製
((A2)成分)
アクリル化合物:アクリルポリマー、商品名「ARUFON UC−1020」、東亞合成社製
((B1)成分)
有機酸アミン塩:ベンジルアミンアジピン酸塩、昭和化学社製
((B2)成分)
有機酸A:アジピン酸
有機酸B:ピコリン酸
有機酸C:グルタル酸
((C)成分)
はんだ粉末:2〜6μm(平均粒子径4μm)、はんだ融点139℃、はんだ組成42Sn/58Bi
(他の成分)
ロジン系樹脂:水添酸変性ロジン、商品名「パインクリスタルKE−604」、荒川化学工業社製
溶剤:2−エチルヘキシルジグリコール
チクソ剤A:商品名「ゲルオールD」、新日本理化社製
チクソ剤B:商品名「スリパックスZHH」、日本化成社製
EXAMPLES Next, although an Example and a comparative example demonstrate this invention further in detail, this invention is not limited at all by these examples. In addition, the material used in the Example and the comparative example is shown below.
((A1) component)
Epoxy compound: Epoxy resin, trade name “EXA-830LVP”, manufactured by DIC (component (A2))
Acrylic compound: Acrylic polymer, trade name “ARUFON UC-1020”, manufactured by Toagosei Co., Ltd. (component (B1))
Organic acid amine salt: benzylamine adipate, manufactured by Showa Chemical Co. (component (B2))
Organic acid A: Adipic acid Organic acid B: Picolinic acid Organic acid C: Glutaric acid (component (C))
Solder powder: 2 to 6 μm (average particle size 4 μm), solder melting point 139 ° C., solder composition 42 Sn / 58 Bi
(Other ingredients)
Rosin resin: hydrogenated acid-modified rosin, trade name “Pine Crystal KE-604”, Arakawa Chemical Industries, Ltd. Solvent: 2-ethylhexyl diglycol thixotropic agent A: trade name “Gelall D”, Shin Nippon Rika Co., Ltd. thixotropic agent B: Product name “Sripacs ZHH”, manufactured by Nippon Kasei Co., Ltd.
[実施例1]
エポキシ化合物86質量%、有機酸アミン塩13質量%およびチクソ剤A1質量%を容器に投入し、三本ロール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40質量%およびはんだ粉末60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]
An epoxy compound (86% by mass), organic acid amine salt (13% by mass) and thixotropic agent A (1% by mass) were charged into a container and mixed using a three roll to obtain a flux composition.
Thereafter, 40% by mass of the obtained flux composition and 60% by mass of solder powder (100% by mass in total) were put into a container and mixed with a planetary mixer to prepare a solder composition.
[実施例2〜7]
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1〜5]
表2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 7]
A solder composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that each material was blended according to the composition shown in Table 1.
[Comparative Examples 1-5]
A solder composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that each material was blended according to the composition shown in Table 2.
<はんだ組成物の評価>
はんだ組成物の評価(粘度、加熱ダレ、溶融挙動、はんだバンプ形成性(電極上印刷、ベタ印刷)、洗浄性)を以下のような方法で行った。実施例について得られた結果を表1に示す。比較例について得られた結果を表2に示す。
(1)粘度
スパイラル方式の粘度計を用いて、次のように測定を行う。まず、はんだ組成物を25℃で2〜3時間放置する。はんだ組成物の容器の蓋をあけ、スパチュラで空気の混入を避けるようにして丁寧に1〜2分かき混ぜる。さらに、はんだ組成物の容器を恒温槽に入れる。その後、回転速度を10rpmに調節し、温度25℃に設定し、約3分後にローターに吸引されたペーストが排出口から現れていることを確認した後、ローター回転を停止させ、温度が一定になるまで待つ。温度が一定になった後、回転速度を10rpmに調節し、3分後の粘度値ηを読み取る。そして、粘度値ηの結果に基づいて下記の基準に従って、粘度を評価した。
○:100Pa・s未満である。
×:100Pa・s以上である。
(2)加熱ダレ
JIS Z 3284付属書5、7の記載に基づき、加熱ダレを評価した。なお、加熱ダレは、下記の基準に従って評価した。
◎:0.2μm以下である。
○:0.2μm超0.4μm以下である。
△:0.4μm超0.6μm以下である。
×:0.6μm超である。
(3)溶融挙動
櫛形電極基板(配線の幅:50μm、配線間の間隔:50μm、配線数:50本)に、はんだ組成物をメタルマスク(開口:30mm×2mm、厚み:50μm)を用いて印刷して、試験基板を得た。この試験基板を、加熱装置(リフローシミュレーター)にて、昇温レート1.8℃/秒で30℃から160℃まで昇温し、160℃にて10秒間維持する条件で、加熱して、はんだ粉末の溶融の挙動を確認した。そして、下記の基準に従って、溶融挙動を評価した。
○:ダレ広がらず、はんだ粉末が溶融する。
×:ダレ広がった後に、はんだ粉末が溶融し、スペース間にはんだボールが存在する。
(4)はんだバンプ形成性(電極上印刷)
ドット状の電極(36個、材質:銅、直径:160μm、電極ピッチ:320μm)を有する基板に、はんだ組成物をメタルマスク(開口:ドット状の電極に対応する開口、厚み:50μm)を用いて印刷して、試験基板を得た。この試験基板を、加熱装置(リフローシミュレーター)にて、プリヒート温度100℃で50秒間、ピーク温度170℃にて10秒間維持する条件で、加熱した後の電極を観察した。そして、下記の基準に従って、はんだバンプ形成性(電極上印刷)を評価した。
○:はんだバンプの不濡れ部分がない。
△:はんだバンプの不濡れ部分があるが、5か所未満である。
×:はんだバンプの不濡れ部分が、5か所以上ある。
(5)はんだバンプ形成性(ベタ印刷)
ドット状の電極(36個、材質:銅、直径:160μm、電極ピッチ:320μm)を有する基板に、はんだ組成物をメタルマスク(開口:30mm×2mm、厚み:50μm)を用いて印刷して、試験基板を得た。この試験基板を、加熱装置(リフローシミュレーター)にて、昇温レート1.8℃/秒で30℃から160℃まで昇温し、160℃にて10秒間維持する条件で、加熱した後の電極を観察した。そして、下記の基準に従って、はんだバンプ形成性(ベタ印刷)を評価した。
○:はんだバンプの不濡れ部分がない。
△:はんだバンプの不濡れ部分があるが、5か所未満である。
×:はんだバンプの不濡れ部分が、5か所以上ある。
(6)洗浄性
はんだバンプ形成性(電極上印刷)を評価した基板を試験基板とし、この試験基板を、洗浄液(商品名「クリーンスルー750K」、花王社製)を用いて洗浄し、その表面を観察した。そして、下記の基準に従って、洗浄性を評価した。
◎:フラックス残さが除去されている。
○:フラックス残さがほぼ除去されている。
×:フラックス残さが除去されていない。
<Evaluation of solder composition>
Evaluation of the solder composition (viscosity, heating sag, melting behavior, solder bump formation (printing on electrode, solid printing), detergency) was performed by the following methods. The results obtained for the examples are shown in Table 1. The results obtained for the comparative example are shown in Table 2.
(1) Viscosity Using a spiral viscometer, the viscosity is measured as follows. First, the solder composition is left at 25 ° C. for 2 to 3 hours. Open the lid of the solder composition container, and gently stir for 1-2 minutes to avoid air contamination with a spatula. Furthermore, the container of the solder composition is placed in a thermostatic bath. Thereafter, the rotational speed is adjusted to 10 rpm, the temperature is set to 25 ° C., and after confirming that the paste sucked into the rotor appears from the discharge port after about 3 minutes, the rotor rotation is stopped and the temperature is kept constant. Wait until After the temperature becomes constant, the rotational speed is adjusted to 10 rpm, and the viscosity value η after 3 minutes is read. Then, the viscosity was evaluated according to the following criteria based on the result of the viscosity value η.
○: Less than 100 Pa · s.
X: 100 Pa · s or more.
(2) Heating sagging Heating sagging was evaluated based on the description in JIS Z 3284 appendices 5 and 7. The heating sagging was evaluated according to the following criteria.
A: 0.2 μm or less.
○: More than 0.2 μm and 0.4 μm or less.
(Triangle | delta): It is more than 0.4 micrometer and 0.6 micrometer or less.
X: More than 0.6 μm.
(3) Melting behavior Using a metal mask (opening: 30 mm × 2 mm, thickness: 50 μm) on a comb-shaped electrode substrate (wiring width: 50 μm, spacing between wirings: 50 μm, number of wirings: 50) A test substrate was obtained by printing. The test substrate is heated with a heating device (reflow simulator) at a temperature rising rate of 1.8 ° C./second from 30 ° C. to 160 ° C. and maintained at 160 ° C. for 10 seconds, and solder The melting behavior of the powder was confirmed. Then, the melting behavior was evaluated according to the following criteria.
○: The sag does not spread and the solder powder melts.
X: After the sagging spread, the solder powder melts and there are solder balls between the spaces.
(4) Solder bump formability (printing on electrodes)
Using a metal mask (opening: opening corresponding to dot-like electrode, thickness: 50 μm) on a substrate having dot-like electrodes (36, material: copper, diameter: 160 μm, electrode pitch: 320 μm) And printed to obtain a test substrate. The electrode after heating this test substrate with a heating apparatus (reflow simulator) was observed under the condition of maintaining the preheat temperature at 100 ° C. for 50 seconds and the peak temperature at 170 ° C. for 10 seconds. And according to the following reference | standard, solder bump formability (printing on an electrode) was evaluated.
○: There is no non-wetting part of the solder bump.
Δ: There are non-wetting portions of the solder bumps, but there are less than 5 places.
X: There are 5 or more non-wetting portions of solder bumps.
(5) Solder bump formability (solid printing)
Printing a solder composition on a substrate having dot-shaped electrodes (36 pieces, material: copper, diameter: 160 μm, electrode pitch: 320 μm) using a metal mask (opening: 30 mm × 2 mm, thickness: 50 μm), A test substrate was obtained. The electrode after heating the test substrate under a condition that the temperature is increased from 30 ° C. to 160 ° C. at a temperature increase rate of 1.8 ° C./second and maintained at 160 ° C. for 10 seconds with a heating device (reflow simulator). Was observed. The solder bump formability (solid printing) was evaluated according to the following criteria.
○: There is no non-wetting part of the solder bump.
Δ: There are non-wetting portions of the solder bumps, but there are less than 5 places.
X: There are 5 or more non-wetting portions of solder bumps.
(6) Detergency The substrate evaluated for solder bump formability (printing on the electrode) is used as a test substrate, and this test substrate is cleaned with a cleaning solution (trade name “Clean Through 750K”, manufactured by Kao Corporation), and its surface Was observed. The detergency was evaluated according to the following criteria.
A: The flux residue is removed.
○: The flux residue is almost removed.
X: The flux residue is not removed.
表1および表2に示す結果からも明らかなように、(A1)エポキシ化合物および(A2)アクリル化合物のうちのいずれかと、(B1)有機酸アミン塩とを含有するはんだ組成物を用いた場合(実施例1〜7)には、加熱ダレ、溶融挙動、はんだバンプ形成性(電極上印刷、ベタ印刷)、洗浄性の全てが良好であった。また、このような場合には、粘度も適正な範囲内であるので、印刷性も良好である。従って、本発明によれば、印刷性を維持しつつ、はんだバンプの不濡れを十分に抑制できることが確認された。 As is clear from the results shown in Tables 1 and 2, when a solder composition containing either (A1) an epoxy compound or (A2) an acrylic compound and (B1) an organic acid amine salt is used In Examples 1 to 7, heating sag, melting behavior, solder bump formability (printing on electrodes, solid printing), and cleanability were all good. In such a case, since the viscosity is within an appropriate range, the printability is good. Therefore, according to the present invention, it was confirmed that non-wetting of solder bumps can be sufficiently suppressed while maintaining printability.
本発明のはんだ組成物は、電子機器のプリント配線基板などの電子基板にはんだバンプを形成するための技術として好適に用いることができる。 The solder composition of the present invention can be suitably used as a technique for forming solder bumps on an electronic board such as a printed wiring board of an electronic device.
Claims (5)
前記(A)バインダーが、(A1)エポキシ化合物を含有し、
前記(B)活性剤が、(B1)有機酸アミン塩を含有し、
前記(A1)エポキシ化合物の重量平均分子量が、100以上10000以下であり、
前記(A)成分の配合量が、前記フラックス組成物100質量%に対して、50質量%以上98質量%以下であり、
前記(B1)成分の配合量が、前記フラックス組成物100質量%に対して、0.5質量%以上20質量%以下である
ことを特徴とするはんだバンプ形成用はんだ組成物。 (A) a flux composition containing a binder and (B) an activator, and (C) a solder powder,
(A) the binder contains a (A1) epoxy compound,
The (B) activator contains (B1) an organic acid amine salt ,
The weight average molecular weight of the (A1) epoxy compound is 100 or more and 10,000 or less,
The blending amount of the component (A) is 50% by mass to 98% by mass with respect to 100% by mass of the flux composition,
The solder composition for forming a solder bump , wherein the blending amount of the component (B1) is 0.5% by mass or more and 20% by mass or less with respect to 100% by mass of the flux composition .
前記(A1)エポキシ化合物が、温度25℃において液状である
ことを特徴とするはんだバンプ形成用はんだ組成物。 In the solder composition for forming a solder bump according to claim 1,
The solder composition for forming a solder bump, wherein the (A1) epoxy compound is liquid at a temperature of 25 ° C.
前記(C)はんだ粉末の平均粒子径が、10μm以下である
ことを特徴とするはんだバンプ形成用はんだ組成物。 In the solder composition for forming a solder bump according to claim 1 or 2 ,
(C) The solder powder for forming solder bumps, wherein the solder powder has an average particle size of 10 μm or less.
前記フラックス組成物の配合量が、当該はんだ組成物100質量%に対して、15質量%以上50質量%以下である
ことを特徴とするはんだバンプ形成用はんだ組成物。 In the solder composition for forming solder bumps according to any one of claims 1 to 3 ,
The solder composition for forming a solder bump, wherein the blending amount of the flux composition is 15% by mass to 50% by mass with respect to 100% by mass of the solder composition.
電子基板の電極上に、前記はんだ組成物を印刷する印刷工程と、
前記電子基板を加熱して、前記はんだ組成物中のはんだ粉末を溶融させることにより、前記電極上にはんだバンプを形成するバンプ形成工程と、
前記電子基板上のフラックス残さを洗浄する残さ洗浄工程と、を備える
ことを特徴とするはんだバンプの形成方法。 A method for forming solder bumps using the solder composition for forming solder bumps according to any one of claims 1 to 4 ,
A printing step of printing the solder composition on an electrode of an electronic substrate;
A bump forming step of forming a solder bump on the electrode by heating the electronic substrate and melting the solder powder in the solder composition;
And a residue cleaning step of cleaning the flux residue on the electronic substrate.
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