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KR20120132282A - 땜납 페이스트용 플럭스 및 땜납 페이스트 - Google Patents

땜납 페이스트용 플럭스 및 땜납 페이스트 Download PDF

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KR20120132282A
KR20120132282A KR1020110109273A KR20110109273A KR20120132282A KR 20120132282 A KR20120132282 A KR 20120132282A KR 1020110109273 A KR1020110109273 A KR 1020110109273A KR 20110109273 A KR20110109273 A KR 20110109273A KR 20120132282 A KR20120132282 A KR 20120132282A
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KR
South Korea
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flux
solder
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molecule
Prior art date
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Inventor
테루요시 하마가와
요우이치 쿠키모토
타쿠 하세가와
히토시 사쿠라이
Original Assignee
하리마 카세이 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 땜납 페이스트용 플럭스에 관한 것으로서, (A) 열경화성 프레폴리머, (B) 분자내에 3개 이상의 관능기를 갖는 다관능성 에폭시 모노머 또는 올리고머, (C) 융점이 80?170℃인 카르복실산 및 (D) 분자내에 2개 이상의 시아나토기를 갖는 시안산 에스테르를 포함한다.

Description

땜납 페이스트용 플럭스 및 땜납 페이스트{FLUX FOR SOLDERING PASTE AND SOLDERING PASTE}
본 발명은 땜납 페이스트 및 그것에 사용되는 플럭스에 관한 것이고, 상세하게는 땜납 페이스트의 플럭스에 있어서의 경화 수지막 형성용 수지 성분의 개량에 관한 것이다.
전자제품의 실장 공정에서는 전자부품 단자와 회로기판 전극을 접합하기 위해서, 땜납 페이스트를 사용하는 경우가 많다. 특허문헌 1에는 소정의 수지상 물질을 함유하는 플럭스와 땜납 분말을 배합하여 얻어지는 크림 땜납이 기재되어 있다. 최근, 전자제품의 소형화?고성능화에 따라서, 땜납 접합부의 미세화가 진행되고 있다. 이러한 전자부품이 낙하 등에 의해 충격을 받은 경우, 외부응력의 부하에 의해 접합부가 손상을 받을 우려가 있다. 특히, 접합부가 미세할수록 충격을 받은 경우에 영향이 크기 때문에 접합 신뢰성(접합 강도)의 저하가 우려된다.
또한, 미세화 기술의 확립과 병행되어 환경부하의 경감에 대해서도 제조 공정에 있어서 임해야 할 과제 중 하나가 되고 있다. 이 과제의 해결책으로서 저온 땜납(예컨대, Sn-Bi, Sn-Bi-Ag 등의 SnBi계 땜납)을 사용한 저온 접합 프로세스에 의한 소비전력의 삭감(CO2 배출량의 삭감)이라는 수단이 열거된다.
그러나, SnBi계 땜납은 기계적 강도가 충분하지 않다. 이 때문에, SnBi계 땜납을 사용하여 미세한 접합부를 형성하는 경우에는 접합부가 충격을 받았을 때뿐만 아니라, 제품이 가혹한 조건하에서 사용되었을 때에도 접합 강도가 저하될 우려가 있다. 여기서, 접합 강도를 향상시키기 위해서, 땜납 분말과 열경화성 수지류를 포함하는 땜납 페이스트를 접합 재료로서 사용하는 방법이 제안되고 있다. 땜납 페이스트를 사용한 접합부는 땜납층 주위에 경화 수지막이 형성되기 때문에 강도가 향상된다고 생각된다. 또한, 경화 수지막이 전자부품과 회로기판의 간극을 충전하여 전자부품과 회로기판의 밀착성을 보강하는 것도 강도 향상에 기여한다고 생각된다. 이러한 열경화성 수지로서는 에폭시류나 시아네이트 에스테르류 등이 알려져 있다(특허문헌 2 및 특허문헌 3).
특허문헌 1: 일본특허공개 평2-205296호 공보
특허문헌 2: 일본특허공개 2006-334669호 공보
특허문헌 3: 일본특허공개 2002-224885호 공보
상술의 땜납 페이스트는 납땜시에 있어서, 수지의 경화가 진행되는 온도역에서 일정시간 이상 유지시킬 필요가 있다. 그러나, 이러한 가열 상태를 유지하는 것은 생산면, 부품이나 기판에의 열부하의 면에서 바람직하지 않다. 또한, 가열 상태를 유지하는 것은 환경부하를 경감시키기 위해서 저온 땜납을 사용한다는 본래의 의도에서 일탈하게 된다.
한편, 가열 유지 시간을 짧게 즉, 경화 시간을 짧게 하기 위해서, 반응성이 높은 수지나 경화제 등을 사용하는 것이 알려져 있다. 그러나, 반응성이 높은 수지나 경화제를 포함하는 땜납 페이스트는 보존시에도 반응이 진행되기 쉽고, 페이스트의 점도가 상승하기 때문에 보존 안정성이 저하한다.
또한, 최근, 실장 기판이 배치되는 환경이 다양화되고 있고, 예컨대, 차재 기판에서는 엔진룸내의 엔진 부근과 같이 한란차가 매우 크고, 또한, 심한 진동이 가해진다는 보다 가혹한 환경에서의 실장 기판의 배치가 증가하고 있다. 이러한 경우에서는 접합부에 높은 내구성이 우수한 것이 요구된다. 구체적으로는 고온과 저온의 냉열 사이클을 반복하는 온도부하 조건하에서 내크랙성 등이 우수한 것이 요구된다.
본 발명의 과제는 보존 안정성이 우수하여 저온 또는 단시간에 수지가 경화되고, 또한 내구성이 우수한 땜납 페이스트와 그것에 사용하는 플럭스를 제공하는 것이다.
본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해 예의검토를 행한 결과, 이하의 구성으로 이루어지는 해결수단을 발견하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
(1) (A) 열경화성 프레폴리머, (B) 분자내에 3개 이상의 관능기를 갖는 다관능성 에폭시 모노머 또는 올리고머, (C) 융점이 80?170℃인 카르복실산 및 (D) 분자내에 2개 이상의 시아나토기를 갖는 시안산 에스테르를 포함하는 것을 특징으로 하는 땜납 페이스트용 플럭스.
(2) 상기 (1)에 있어서, 상기 (A) 열경화성 프레폴리머는 2관능 에폭시 프레폴리머를 포함하는 것을 특징으로 하는 땜납 페이스트용 플럭스.
(3) 상기 (1) 또는 (2)에 있어서, 상기 (B) 분자내에 3개 이상의 관능기를 갖는 다관능성 에폭시 모노머 또는 올리고머는 70?125℃의 연화점을 갖는 것을 특징으로 하는 땜납 페이스트용 플럭스.
(4) 상기 (3)에 있어서, 상기 분자내에 3개 이상의 관능기를 갖는 다관능성 에폭시 모노머는 트리스-(2,3-에폭시프로필)이소시아누레이트인 것을 특징으로 하는 땜납 페이스트용 플럭스.
(5) 상기 (1) 또는 (2)에 있어서, 상기 (C) 카르복실산의 융점은 90?140℃인 것을 특징으로 하는 땜납 페이스트용 플럭스.
(6) 상기 (1) 또는 (2)에 있어서, 상기 (D) 분자내에 2개 이상의 시아나토기를 갖는 시안산 에스테르는 분자내에 방향환을 더 갖는 것을 특징으로 하는 땜납 페이스트용 플럭스.
(7) 상기 (1) 또는 (2)에 있어서, 상기 (B) 분자내에 3개 이상의 관능기를 갖는 다관능성 에폭시 모노머 또는 올리고머의 함유 비율은 땜납 페이스트용 플럭스의 고형분의 총량에 대하여 5?50질량%인 것을 특징으로 하는 땜납 페이스트용 플럭스.
(8) 상기 (1) 또는 (2)에 있어서, 상기 (C) 카르복실산의 함유 비율은 땜납 페이스트용 플럭스의 고형분의 총량에 대하여 1?30질량%인 것을 특징으로 하는 땜납 페이스트용 플럭스.
(9) 상기 (1) 또는 (2)에 있어서, 상기 (D) 시안산 에스테르의 함유 비율은 땜납 페이스트용 플럭스의 고형분의 총량에 대하여 1?20질량%인 것을 특징으로 하는 땜납 페이스트용 플럭스.
(10) 땜납 금속 분말과 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 땜납 페이스트용 플럭스를 포함하는 것을 특징으로 하는 땜납 페이스트.
(11) 상기 (10)에 있어서, 상기 땜납 금속 분말은 200℃ 이하의 융점을 갖는 저온 땜납 금속 분말인 것을 특징으로 하는 땜납 페이스트.
(발명의 효과)
본 발명의 하나의 형태인 땜납 페이스트용 플럭스에 있어서는 (A) 열경화성 프레폴리머, (B) 분자내에 3개 이상의 관능기를 갖는 다관능성 에폭시 모노머 또는 올리고머, (C) 융점이 80℃?170℃인 카르복실산, (D) 분자내에 2개 이상의 시아나토기를 갖는 시안산 에스테르가 조합되어 있다. 이 플럭스를 사용함으로써, 보존 안정성이 우수한 땜납 페이스트를 조제할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 형태인 땜납 페이스트는 땜납 금속 분말과 상기 땜납 페이스트용 플럭스가 조합되어 있다. 이 땜납 페이스트는 보존 안정성이 우수하다. 또한, 상기 땜납 페이스트를 사용함으로써 납땜을 저온 및 단시간에 행해도 충분히 수지를 경화시킬 수 있고, 또한 경화 후의 경화 수지층에 대하여 그 내구성이 우수한 것으로 할 수 있다.
우선, 본 발명의 하나의 형태인 땜납 페이스트용 플럭스에 대하여, 구체적인 실시형태를 들어서 상세하게 설명한다.
땜납 페이스트용 플럭스의 일실시형태는
(A) 열경화성 수지 프레폴리머(이하, 「A성분」이라고 기재하는 경우가 있음)와,
(B) 분자내에 3개 이상의 관능기를 갖는 다관능성 에폭시 모노머 또는 올리고머(이하, 「B성분」이라고 기재하는 경우가 있음)와,
(C) 융점이 80℃?170℃인 카르복실산(이하, 「C성분」이라고 기재하는 경우가 있음)과,
(D) 분자내에 2개 이상의 시아나토기를 갖는 시안산 에스테르(이하, 「D성분」이라고 기재하는 경우가 있음)와, 또한 필요에 따라서,
(E) 경화제(이하, 「E성분」이라고 기재하는 경우가 있음)와,
(F) 상기 A?E성분을 용해하고, 또는 분산시키기 위한 분산제(이하, 「F성분」이라고 기재하는 경우가 있음)를 포함한다.
또한, 이하, 땜납 페이스트용 플럭스에 포함되는 F성분 이외의 성분을 「고형분」이라고 한다.
상기 땜납 페이스트용 플럭스의 A성분은 예컨대, 2관능의 에폭시프레폴리머(2관능의 에폭시 수지 주제)를 주된 성분으로 하거나, 또는 2관능의 에폭시프레폴리머만으로 이루어진다. 땜납 페이스트용 플럭스나 그것을 사용한 땜납 페이스트의 내열성 및 작업성의 관점에서 A성분은 2관능의 에폭시프레폴리머를 15질량% 이상 포함하는 것이 바람직하고, 20질량% 이상 포함하는 것이 보다 바람직하다.
2관능의 에폭시프레폴리머로서는 예컨대, 비스페놀A형, 비스페놀F형, 브롬화 비스페놀A형, 수첨 비스페놀A형, 비스페놀S형, 비스페놀AF형, 비페닐형, 나프탈렌형, 플루오렌형 등의 각종 글리시딜에테르형 에폭시프레폴리머나 글리시딜에스테르형 에폭시프레폴리머, 글리시딜아민형 에폭시프레폴리머, 지환형 에폭시프레폴리머 등이 열거된다. 그 중에서도, 비스페놀A형, 비스페놀F형, 비스페놀S형, 나프탈렌형이 특히 바람직하다.
A성분은 2관능의 에폭시 수지 프레폴리머뿐만 아니라 예컨대, 우레탄프레폴리머, 불포화 폴리에스테르프레폴리머, 페놀프레폴리머, 라디칼 중합성 아크릴프레폴리머, 말레이미드프레폴리머 등의 다른 열경화성 프레폴리머를 포함해도 좋다. 이러한 다른 열경화성 프레폴리머는 1종류를 단독으로 사용해도 좋고, 또는 2종류 이상을 병용해도 좋다.
상기 땜납 페이스트용 플럭스는 A성분의 경화 속도를 빠르게 하거나 경도를 늘리는 목적으로 E성분을 더 포함해도 좋다. 특히, A성분이 에폭시프레폴리머(에폭시 수지 주제)를 포함하는 경우에 있어서, 땜납 페이스트용 플럭스는 E성분으로서 에폭시프레폴리머용 경화제 또는 경화 촉진제를 포함한다. 에폭시프레폴리머용 경화제 또는 경화 촉진제로서는 공지의 것을 적당히 사용할 수 있다. 경화제는 1종류를 단독으로 사용해도 좋고, 2종류 이상을 병용해도 좋다.
에폭시프레폴리머용 경화제 또는 경화 촉진제로서는 예컨대, 이미다졸류, 폴리아민, 산무수물, 기타 각종 경화제 또는 경화 촉진제를 사용할 수 있다.
이미다졸류로서는 예컨대, 2-페닐-4,5-디히드록시메틸이미다졸, 2-페닐-4-메틸-5-히드록시메틸이미다졸, 1-시아노에틸-2-운데실이미다졸리움트리멜리테이트, 에폭시-이미다졸 첨가물, 에폭시-페놀-붕산 에스테르 배합물, 2-메틸이미다졸, 2-에틸-4-메틸이미다졸, 2-헵타데실이미다졸 등이 열거된다.
폴리아민으로서는 예컨대, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라민, 메타크실릴렌디아민 등의 지방족 아민, 이소포론디아민, 1,3-비스아미노메틸시클로헥산 등의 지환족 아민, 디아미노디페닐메탄, m-페닐렌디아민, 디아미노디페닐술폰 등의 방향족 아민, 기타 디시안 디아미드, 유기산 디히드라지드 등이 열거된다. 또한, 폴리아민계의 경화제는 다이머산 변성체의 폴리아미드, 케톤 변성체의 케티민, 에폭시드 변성체의 에폭시 첨가물, 티오요소 변성체, 마니히 변성체, 마이클 부가 변성체 등의 각종 변성체이어도 좋다.
산무수물로서는 예컨대, 무수 프탈산, 무수 트리멜리트산, 무수 피로멜리트산 등의 방향족 산무수물; 무수 테트라히드로프탈산, 무수 메틸테트라히드로프탈산, 무수 헥사히드로프탈산, 무수 메틸엔드메틸렌테트라히드로프탈산, 무수 도데세닐숙신산, 무수 트리알킬테트라히드로프탈산 등의 환상 지방족 산무수물 등이 열거된다.
경화제(E성분)는 잠재성 경화제 또는 잠재성 경화 촉진제인 것이 바람직하다.
에폭시프레폴리머용 경화제 또는 경화 촉진제의 구체예로서는 예컨대, Asahi Kasei E-materials Corporation 제작의 잠재성 경화 촉진제, 상품명 Novacure HX-3721, HX-3722, HX-3088, HXA-3792; Nippon Soda Co., Ltd. 제작의 경화 촉진제, 상품명 NIPA-2E4MZ, NIPA-2P4MZ, HIPA-2E4MZ, HIPA-2E4MZ, NIPA-2MZ, HIPA-2MZ, TEP-2MZ, TIC-188; Shikoku Chemicals Corporation 제작의 이미다졸계 경화 촉진제, 상품명 Curezol(등록상표) 2PHZ-PW(2-페닐-4,5-디히드록시메틸이미다졸), Curezol 2P4MHZ-PW(2-페닐-4-메틸-5-히드록시메틸이미다졸); 동 회사 제작의 이미다졸계 잠재성 경화제, 상품명 C11Z-CNS(1-시아노에틸-2-운데실이미다졸리움트리멜리테이트), Cureduct P-050(에폭시-이미다졸 첨가물), Cureduct L-07N(에폭시-페놀-붕산 에스테르 배합물); 후지 카세이 고교 가부시키가이샤 제작의 지방족 폴리아민계 경화제, 상품명 Fujicure(등록상표) FXR-1020, Fujicure FXR-1030, Fujicure FXR-1050, Fujicure FXR-1080; Ajinomoto Fine-Techno Co., Inc. 제작의 아민 첨가물계 경화제, 상품명 Amicure PN-23, Amicure MY-24, Amicure PN-31, Amicure PN-40; 동 회사 제작의 히드라지드계 경화제, 상품명 Amicure VDH; Air Water Inc. 제작의 경화제(페놀아랄킬 수지), 상품명 HE-100 시리즈; Sanshin Chemical Industry Co., Ltd. 제작의 양이온계 잠재성 경화 촉진제(방향족술포늄염), 상품명 San-Aid(등록상표) SI-60L, San-Aid SI-80L, San-Aid SI-100L; 기타 Fa형 벤조옥사진(예컨대, Konishi Chemical Ind. Co., Ltd. 제작의 상품명 BF-BXZ, BS-BXZ, BA-BXZ), Pd형 벤조옥사진 등이 열거된다.
E성분의 함유량은 특별히 한정되지 않고, 상기 플럭스를 사용한 땜납 페이스트에 요구되는 가교의 정도나 가교 속도에 따라서 적당히 설정될 수 있다.
상기 땜납 페이스트용 플럭스의 B성분은 분자내에 3개 이상의 관능기를 갖는 다관능성 에폭시 화합물이면 특별히 한정되지 않는다. 관능기로서는 예컨대, 글리시딜기, 알릴기, 카르복실기, 히드록실기가 열거되고, 그 중에서도, 글리시딜기가 바람직하다. 또한, B성분에 있어서의 3개 이상의 관능기는 적어도 1개가 글리시딜기인 것이 바람직하다.
B성분은 분자내에 3개 이상의 관능기를 갖기 때문에, 상기 A성분과의 가교 반응이 진행되기 쉽고 저온가열 조건하에서도 단시간에 가교 밀도가 높은 경화 수지층이 형성된다. 상기 땜납 페이스트용 플럭스가 B성분을 포함하지 않는 경우에는 땜납 페이스트의 가열 조건을 저온도 또는 단시간으로 설정할 때 가교 밀도가 높은 경화 수지층이 형성되기 어려워진다.
B성분의 용융 온도 또는 연화점은 70?125℃가 바람직하고, 90?125℃가 보다 바람직하다. B성분의 용융 온도 또는 연화점이 70℃를 하회하면, 보관 중에 증점이나 경화가 생기기 쉬워져 땜납 페이스트의 보존 안정성이 저하되는 경향이 있다. 반대로, B성분의 용융 온도 또는 연화점이 125℃를 상회하면, 땜납 페이스트의 가열 조건을 저온도 또는 단시간으로 설정할 때 가교 밀도가 높은 경화 수지층이 형성되기 어려워지는 경향이 있다.
땜납 페이스트용 플럭스나 땜납 페이스트의 보관 온도는 일반적으로 빙점 아래이고, B성분의 용융 온도 또는 연화점과 비교하여 매우 낮다. 그 때문에, 상기 땜납 페이스트용 플럭스 및 그것을 사용한 땜납 페이스트는 보관 중에 가교 반응이 생기기 어려워져 보관 중에 증점되거나 경화되는 것을 억제할 수 있다.
B성분의 구체예로서는 예컨대, 일반식(1):
Figure pat00001
(일반식(1) 중, R1 및 R2는 동일하거나 또는 서로 다르고, 글리시딜기, 알릴 기, 카르복시알킬기 또는 히드록시알킬기를 나타낸다)로 나타내어지는 3관능 에폭시 모노머가 열거된다. 일반식(1)에 나타낸 바와 같이, 시아누르산의 각 질소 원자에 글리시딜기 등의 관능기가 도입된 이소시아누르산에스테르는 A성분으로서의 열경화성 프레폴리머에 있어서의 가교 구조를 조밀하게 할 뿐만 아니라, 땜납 페이스트를 경화하여 얻어지는 경화 수지막의 열팽창을 억제하고 그 내열성을 향상시킬 수 있다. 또한, 경화 수지막의 투명성을 높게 유지할 수 있다. 상기 일반식(1)로 나타내어지는 3관능 에폭시 모노머는 그 중에서도, 하기 식(1-1):
Figure pat00002
로 나타내어지는 R1 및 R2는 모두 글리시딜기의 트리스-(2,3-에폭시프로필)이소시아누레이트(TEPIC, 연화점 120℃)가 바람직하다.
또한, B성분으로서는 예컨대, 하기 식(2)로 나타내어지는 나프탈렌형의 4관능 에폭시 모노머(연화점 92℃)나 하기 식(3)으로 나타내어지는 페놀노볼락형 에폭시 올리고머, 하기 식(4)로 나타내어지는 크레졸노볼락형 에폭시 올리고머, 하기 식(5)로 나타내어지는 디시클로펜타디엔형 에폭시 올리고머 등이 열거된다.
Figure pat00003
(식(3)?(5) 중, n은 1?3의 정수를 나타내고, 바람직하게는 1 또는 2를 나타낸다)
상기 식(3)으로 나타내어지는 페놀노볼락형 에폭시 올리고머는 반복단위의 수(n)가 2인 경우에 연화점은 80℃이다. 상기 식(4)로 나타내어지는 크레졸노볼락형 에폭시 올리고머는 반복단위의 수(n)가 2인 경우에 연화점은 70℃이다. 또한, 상기 식(5)로 나타내어지는 디시클로펜타디엔형 에폭시 올리고머는 반복단위의 수(n)가 2인 경우에 연화점은 90℃이다.
B성분의 함유량은 땜납 페이스트용 플럭스의 고형분의 총량에 대하여 5?50질량%가 바람직하고, 10?40질량%가 보다 바람직하다. B성분의 함유량을 5?50질량%로 설정함으로써, 땜납 페이스트의 가열 조건을 저온도 및 단시간으로 설정하면서 가교 밀도가 높은 경화 수지층을 얻을 수 있다. B성분의 함유량이 5질량%를 하회하면, 가열 조건이 저온 또는 단시간인 경우에 가교 밀도가 높은 경화 수지층을 형성하기 어려워지는 경향이 있다. 반대로, B성분의 함유량이 50질량%를 상회하면, A성분의 가교가 과도하게 진행하여 땜납 페이스트의 작업성이 저하되는 경향이 있다.
상기 땜납 페이스트용 플럭스의 C성분은 프로톤 공여체(브론스테드산)로서 에폭시기의 개환을 촉진한다. 이 C성분에는 융점이 80?170℃인 것이 사용된다. 융점이 80℃를 하회하는 카르복실산을 사용한 경우 카르복실산이 비교적 낮은 온도에서 융해되기 때문에 저온에서도 상기 에폭시 화합물의 개환을 촉진하고, 그 결과, 땜납 페이스트의 보관 중에 증점되거나 경화되거나 보존 안정성이 나빠진다. 또한, 저온에서의 반응성이 높아지면, 땜납 금속의 용융 온도역에 도달하는 것보다 매우 낮은 온도에서 수지의 경화 반응이 촉진되어 땜납 금속의 용융이나 합체를 저해할 가능성도 있다. 한편, 융점이 170℃를 상회하는 카르복실산을 사용한 경우 땜납 금속의 용융과 거의 동일한 온도 또는 보다 높은 온도에서 상기 에폭시 화합물의 개환이 촉진된다. 그 결과, 단시간으로는 충분히 경화되지 않거나 또는 경화 완료까지 장시간의 가열을 필요로 하여 가교 밀도가 높은 경화 수지층이 형성되기 어려워지는 경향이 있다. 성분의 융점은 80?170℃가 바람직하고, 90?140℃가 보다 바람직하다.
C성분으로서는 예컨대, 글루타르산(95℃), 이타콘산(167℃), 시트라콘산(90℃), 아젤라익산(98℃), 2,2-디메틸글루타르산(85℃), 페닐숙신산(167℃), 시트르산(100℃), 디티오글리콜산(135℃), 3,3-디메틸글루타르산 무수물(125℃), 3,3-디메틸글루타르산(100℃), 무수 숙신산(120℃), 무수 프탈산(132℃), 말레산(133℃), 말론산(136℃), 소르빈산(135℃), 페닐말론산(153℃), 벤질말론산(118℃) 등이 열거된다(괄호내에는 융점을 나타낸다).
이들 중에서도, 글루타르산, 이타콘산, 시트라콘산, 아젤라익산, 2,2-디메틸글루타르산, 페닐숙신산, 시트르산, 디티오글리콜산, 3,3-디메틸글루타르산 무수물, 3,3-디메틸글루타르산, 페닐말론산 및 벤질말론산이 바람직하고, 글루타르산이 보다 바람직하다. C성분은 1종류만을 사용해도 좋고, 2종류 이상을 병용해도 좋다.
C성분의 함유량은 땜납 페이스트용 플럭스의 고형분의 총량에 대하여 1?30질량%가 바람직하고, 10?25질량%가 보다 바람직하다. B성분의 함유량을 1?30질량%로 설정함으로써, 땜납 페이스트를 가열했을 때의 A성분의 가교를 적당히 촉진시킬 수 있고, 이것에 의해, 땜납 페이스트의 가열 온도의 저하나 가열 시간의 단축 효과를 얻을 수 있다. C성분의 함유량이 1질량%를 하회하면, 상기 효과를 얻는 것이 어려워지는 경향이 있다. 반대로, C성분의 함유량이 30질량%를 상회하면, A성분의 가교가 과도하게 진행되어 땜납 페이스트의 작업성을 저하시키는 경향이 있다.
상기 땜납 페이스트용 플럭스의 D성분은 분자내에 2개 이상의 시아나토기를 갖는 것 이외에는 특별히 한정되지 않고, 공지의 각종 시안산 에스테르를 적당히 사용할 수 있다. 그 중에서도, 시안산 에스테르의 올리고머와 같이 분자내에 3개 이상의 시아나토기를 갖는 시안산 에스테르는 땜납 페이스트를 가열했을 때 가교 밀도가 너무 높아지는 것을 억제하여 가교 밀도를 적당한 범위로 설정할 수 있다. 이 때문에, 경화 수지층이 단단하고 또는 무르다는 사태를 회피하여 경화 수지층의 충격 저항을 우수한 것으로 할 수 있다. 또한, D성분은 분자내에 방향환을 더 갖는 것이 바람직하다. 분자내에 방향환을 갖는 D성분은 땜납 페이스트를 경화시켜 얻어지는 경화 수지층에 유연성을 부여한다. 그 결과, 경화 수지층에 가해지는 응력을 완화하는 것이 가능해지고 크랙의 발생을 억제한다. 또한, 분자내에 1개의 시아나토기밖에 갖지 않는 시안산 에스테르를 사용한 경우에는 경화 수지층에 충분한 유연성을 부여할 수 없게 되는 경향이 있다.
D성분으로서는 하기 식(6)으로 나타내어지는 1,1-비스(4-시아나토페틸)에탄 등의 비스페놀E형 시안산 에스테르; 하기 식(7)로 나타내어지는 2,2-비스(4-시아나토페닐)프로판 등의 비스페놀A형 시안산 에스테르; 하기 식(8)로 나타내어지는 비스(4-시아나토페닐)메탄, 하기 식(9)로 나타내어지는 비스(4-시아나토-3,5-디메틸페닐)메탄 등의 비스페놀F형 시안산 에스테르; 하기 식(10)으로 나타내어지는 폴리2,2-비스(4-시아나토페닐)프로판 등의 폴리시안산 에스테르 등이 열거된다. 또한, 폴리2,2-비스(4-시아나토페닐)프로판은 상품명 「BA-230」으로서 Lonza Corporation(스위스)에 의해 시판되고 있다.
Figure pat00004
이들 D성분 중에서도, 상기 식(6)으로 나타내어지는 1,1-비스(4-시아나토페닐)에탄, 상기 식(7)로 나타내어지는 2,2-비스(4-시아나토페닐)프로판 및 상기 식(10)으로 나타내어지는 폴리2,2-비스(4-시아나토페닐)프로판이 바람직하고, 특히, 1,1-비스(4-시아나토페닐)에탄이나 폴리2,2-비스(4-시아나토페닐)프로판이 보다 바람직하다. D성분은 1종류만을 사용해도 좋고, 2종류 이상을 병용해도 좋다.
D성분의 함유량은 땜납 페이스트용 플럭스의 고형분의 총량에 대하여 1?20질량%가 바람직하고, 5?15질량%가 보다 바람직하다. D성분의 함유량을 1?20질량%로 설정함으로써, 경화 수지층의 유연성을 적당히 설정할 수 있다. D성분의 함유량이 1질량%를 하회하면, 경화 수지층에 충분한 유연성을 부여하기 어려워지는 경향이 있다. 반대로, D성분의 함유량이 20질량%를 상회하면, 경화 수지층이 과도하게 유연해져 강도가 낮아지는 경향이 있다.
상기 땜납 페이스트용 플럭스의 F성분으로서는 예컨대, 테르피네올, 헥실렌글리콜, 부틸카르비톨, 벤질알콜, 이소팔미틸알콜, 이소스테아릴알콜, 라우랄알콜 등의 알콜류; 디이소부틸아디페이트, 디에틸프탈레이트, 디부틸프탈레이트 등의 에스테르류; 헥사데칸, 도데실벤젠 등의 탄화수소류 등의 유기 용제가 열거된다. F성분의 함유량은 적당히 설정하면 좋지만, 땜납 페이스트용 플럭스의 총량에 대하여 1?80질량%로 하는 것이 바람직하다.
상기 땜납 페이스트용 플럭스는 일반적으로 땜납 페이스트용 플럭스에 사용되는 다른 첨가제를 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서 더 포함해도 좋다. 이러한 성분으로서는 상기 열경화성 수지 이외의 수지(로진, 아크릴 수지 등), 활성제(에틸아민, 프로필아민 등 아민의 할로겐화 수소산염; 락트산, 시트르산, 벤조산 등의 유기 카르복실산 등), 틱소트로피제(경화 피마자유, 밀납, 카나우바 왁스 등), 용제 등이 열거된다. 또한, 상술의 C성분은 활성제로서의 기능도 발휘할 수 있다.
또한, 상기 땜납 페이스트용 플럭스에는 상술한 각 성분 이외에 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서 필요에 따라 산화방지제, 방청제, 킬레이트화제 등의 다른 성분을 더 첨가할 수 있다. 또한, 상기 다른 성분은 예컨대, 플럭스와 땜납 합금 분말을 혼합할 때 첨가할 수도 있다.
이어서, 본 발명의 다른 형태인 땜납 페이스트에 대하여 상세하게 설명한다.
상기 땜납 페이스트의 일실시형태는 땜납 금속 분말과 상기 땜납 페이스트용 플럭스를 포함한다.
상기 땜납 페이스트에 사용되는 땜납 금속 분말은 일반적으로 사용되는 땜납 금속 분말이면 특별히 한정되지 않는다. 환경부하의 경감에서 본 발명에서는 바람직하게는 저온 땜납 금속 분말이 사용된다. 본 명세서에 있어서, 「저온 땜납 금속」이란 200℃ 이하, 바람직하게는 100℃?200℃의 융점을 갖는 땜납 금속을 말한다. 땜납 금속으로서는 SnBi계, SnIn계 등이 열거되고, 특히, SnBi계가 바람직하다. SnBi계 땜납 금속의 구체예로서는 Sn-Bi, Sn-Bi-Ag 등이 열거된다. 특히 바람직한 땜납 금속의 조성으로서는 Sn-58Bi(Sn 42질량%, Bi 58질량%), Sn-57Bi-1Ag(Sn 42질량%, Bi 57질량%, Ag 1질량%) 등이 열거된다.
땜납 금속 분말의 입자경은 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 0.5?50㎛, 보다 바람직하게는 10?50㎛, 특히 바람직하게는 25?45㎛이다. 또한, 땜납 금속 분말은 1종류만을 사용해도 좋고, 2종류 이상을 병용해도 좋다.
본 발명의 땜납 페이스트는 통상, 땜납 금속 분말을 20?95질량%, 특히 바람직하게는 80?90질량%의 비율로 포함하며 잔부가 다른 성분이다.
본 발명의 땜납 페이스트는 예컨대, 전자기기 부품 등을 땜납 접속할 때 주로 스크린 인쇄에 의해 기판 상에 도포하여 사용된다. 기판에의 도포 후에는 예컨대, 150?200℃ 정도에서 예열을 행하고, 최고온도 170?250℃ 정도에서 리플로우를 행한다. 기판상에의 도포 및 리플로우는 대기 중에서 행해도 좋고, 질소, 아르곤, 헬륨 등의 불활성 분위기 중에서 행해도 좋다.
본 발명의 땜납 페이스트는 상기 구성에 의해 「보존 안정성」 및 「저온에서의 단시간 경화」의 상반되는 특성을 구비하고, 또한 납땜에 의해 경화된 후에는 우수한 내구성을 나타낸다. 따라서, 본 발명의 땜납 페이스트는 예컨대, 회로기판에의 전자부품의 실장 용도에 사용할 수 있다.
(실시예)
이하, 실시예 및 비교예를 들어서 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예로 한정되지 않는다.
실시예 1
<땜납 페이스트용 플럭스의 조제>
이하의 A?F의 각 성분을 교반 용기에 투입하고, 실온에서 10분간 교반?혼합함으로써 땜납 페이스트용 플럭스를 얻었다. A?E성분에 대해서는 처음에 땜납 페이스트용 플럭스의 고형분의 총량에 대한 함유 비율을 나타내고, 이어서, 땜납 페이스트용 플럭스의 총량에 대한 함유 비율을 [ ]내에 나타냈다. 또한, C성분은 활성제로서의 기능도 겸한다.
A성분: 비스페놀A형 에폭시 수지(상품명: YD128, Nippon Steel Chemical Co., Ltd. 제작), 71.1질량%, [64질량%]
B성분: 트리스-(2,3-에폭시프로필)이소시아누레이트(TEPIC), 11.1질량%, [10질량%]
C성분: 글루타르산, 11.1질량%, [10질량%]
D성분: 1,1-비스(4-시아나토페닐)에탄, 5.56질량%, [5질량%]
E성분: 이미다졸계 경화 촉진제(상품명: 「Curezol(등록상표)」 2PHZ-PW, 2-페닐-4,5-디히드록시메틸이미다졸, Shikoku Chemicals Corporation 제작), 1.11질량%, [1질량%]
F성분: 부틸카르비톨 아세테이트(BCA)
F성분(분산제)의 함유 비율은 땜납 페이스트용 플럭스의 총량에 대하여 10질량%가 되도록 조정했다.
<땜납 페이스트의 조제>
땜납 금속 분말과 상기 땜납 페이스트용 플럭스를 88:12의 질량비로 혼합하여 땜납 페이스트를 얻었다. 혼합은 컨디셔닝 믹서(Thinky Corporation 제작: 아와토리 렌타로우)를 사용하여 1분간 행했다. 또한, 땜납 금속 분말은 Sn-58Bi(Sn 42질량% 및 Bi 58질량%로 이루어지는 합금)를 사용했다.
실시예 2?18
표 1에 기재된 각 성분을 표 1?4에 기재된 분량으로 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 각각 땜납 페이스트용 플럭스를 얻었다. 이어서, 땜납 금속 분말과 얻어진 땜납 페이스트용 플럭스를 표 1?4에 기재된 질량비로 혼합한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 각각 땜납 페이스트를 얻었다. 또한, 실시예 16?18에서는 땜납 금속 분말로서 Sn-57Bi-1Ag(Sn 42질량%, Bi 57질량% 및 Ag 1질량%로 이루어지는 합금)를 사용했다.
비교예 1?8
표 5에 기재된 각 성분을 표 5에 기재된 분량으로 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 각각 땜납 페이스트용 플럭스를 얻었다. 이어서, 땜납 금속 분말과 얻어진 땜납 페이스트용 플럭스를 표 5에 기재된 질량비로 혼합한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 각각 땜납 페이스트를 얻었다.
또한, B, C 및 D의 각 성분을 사용하지 않은 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 땜납 페이스트를 조제했다. 이것을 대조로서 표 5에 나타냈다.
(평가)
실시예 1?18 및 비교예 1?8에서 얻어진 땜납 페이스트를 사용하여 보존 안정성, 경도, 접합 강도 및 경화 수지층의 외관을 이하의 방법으로 평가했다.
<보존 안정성>
조제 직후의 땜납 페이스트의 점도를 레오미터(Anton Paar GmbH 제작, MCR301)를 사용하여 측정했다. 이어서, 땜납 페이스트를 25℃에서 12시간 정치시킨 후, 다시 점도를 측정했다. 정치 후의 점도를 조제 직후의 점도로 나눔으로써 증점률(25℃, 12시간)을 구하여 땜납 페이스트의 보존 안정성을 평가했다.
증점률이 1.4 이하인 경우, 보존 안정성의 관점에서 실용에 적합하다고 평가했다. 증점률의 평가 기준은 이하와 같다. 땜납 페이스트의 보존 안정성의 평가 결과를 표 1?5에 나타냈다.
A+(매우 양호): 1.1 이하.
A(양호): 1.1보다 크고 1.2 이하.
B(실용에 제공할 수 있음): 1.2보다 크고 1.4 이하.
C(불량): 1.4보다 크다.
<경도>
기판(유리 에폭시 기판(FR-4))에 0.5g의 땜납 페이스트를 놓았다. 이어서, 대기 중에서 핫플레이트를 사용하여 가열(피크 온도 180℃, 30초간 유지)하고 땜납 페이스트를 경화시켰다. 경화 후, JIS K5600-5-4(도료 일반시험방법-제5부:도막의 기계적 성질-제4절:긁힘 경도(연필법))에 준거하여 긁힘 경도(연필법) 시험을 행했다. 실시예 3, 12 및 13에 있어서는 땜납 페이스트용의 가열 조건을 피크 온도 160℃, 30초간 유지로 변경한 경우의 경도도 측정했다.
긁힘 경도가 H보다 단단한 경우, 경화 수지층의 경도는 실용에 적합하다고 평가했다. 경도의 평가 기준은 이하와 같다. 평가 결과를 표 1?5에 나타낸다.
A+(매우 양호): 5H 또는 5H보다 단단하다.
A(양호): 4H?2H.
B(실용에 제공할 수 있음): H.
C(불량): B 또는 B보다 연하다.
<접합 강도>
칩 부품 탑재용 기판에 상기 땜납 페이스트를 인쇄한 후, 부품을 탑재하고 가열 용융(리플로우)시킴으로써 납땜을 행했다. 기판에는 유리 에폭시 기판(FR-4) 상에 Cu 전극을 구비한 것을 사용했다. 땜납 페이스트의 가열은 대기 중에서 행하고, 가열 조건은 피크 온도 180℃, 유지 시간 30초로 했다. 실시예 3, 12 및 13에 있어서는 가열 조건을 피크 온도 160℃, 30초간 유지로 변경한 경우에 대해서도 접합 강도를 측정했다.
땜납 페이스트의 경화 후, JIS Z3198-7(납 프리 땜납 시험 방법-제7부:칩 부품의 땜납 이음매 전단시험방법)에 준거하여 칩 부품의 전단 강도를 측정했다. 접합 강도는 강도 측정기(DAGE 제작: 본드 테스터 시리즈 4000)를 사용하여 측정된 땜납 이음매 파단시의 인장하중(N)에 대하여 20회 측정 결과로부터 평균치를 산출하여 구했다.
전단 강도(인장하중)가 60N 이상인 경우, 접합 강도가 실용에 적합하다고 평가했다. 접합 강도의 평가 기준은 이하와 같다. 평가 결과를 표 1?5에 나타냈다.
A+(매우 양호): 145N 이상.
A(양호): 130N 이상, 145N 미만.
B(실용에 제공할 수 있음): 60N 이상, 130N 미만.
C(불량): 60N 미만.
<경화 수지층의 외관>
상기 접합 강도의 평가에 사용한 샘플에 대하여 냉열 사이클을 1000사이클 실시했다. 냉열 사이클의 냉각 조건은 -40℃, 30분으로 하고, 가열 조건은 120℃, 30분으로 했다. 냉열 사이클을 실시한 후, 경화 수지층의 외관을 목시로 관찰했다.
목시 관찰의 평가 결과가 이하의 B랭크 이상인 경우, 경화 수지층의 외관이 실용에 적합(즉, 경화 수지층의 유연성이 적당하고 내구성이 우수함)하다고 평가했다. 결과를 표 1?5에 나타낸다.
A+(매우 양호): 경화 수지층에 크랙이 전혀 관찰되지 않았다.
A(양호): 경화 수지층에 약간의 크랙이 관찰되었지만, 응시하지 않으면 인식할 수 없는 정도였다.
B(실용에 제공할 수 있음): 경화 수지층에 목시로 인식가능한 크랙이 발생되었지만, 크랙이 미세하여 실용상 지장이 없는 정도이다.
C(불량): 현저하게 크랙이 발생되어 실용적으로 견딜 수 없는 경우이다.
Figure pat00005
Figure pat00006
Figure pat00007
Figure pat00008
Figure pat00009
표 1?4에 나타낸 바와 같이, 실시예 1?18의 플럭스를 사용하여 얻어진 땜납 페이스트는 보존 안정성이 우수하고, 경화시킨 경우에 우수한 경도를 갖는 것을 알 수 있다. 또한, 실시예 1?18에서 얻어진 땜납 페이스트를 사용하여 접속한 경우 접합 강도도 강하고 경화 수지층에 크랙도 거의 발생되지 않고, 내구성도 우수한 것을 알 수 있다.
한편, 표 5에 나타낸 바와 같이, 비교예 1?8의 플럭스를 사용하여 얻어진 땜납 페이스트(즉, A성분, B성분, C성분 및 D성분 중 적어도 1개를 뺀 플럭스를 사용하여 얻어진 땜납 페이스트)는 보존 안정성, 경도, 접합 강도 및 경화 수지층의 외관 중 적어도 1개에서 열악하여 실용적이지 않은 것을 알 수 있다.

Claims (11)

  1. (A) 열경화성 프레폴리머, (B) 분자내에 3개 이상의 관능기를 갖는 다관능성 에폭시 모노머 또는 올리고머, (C) 융점이 80?170℃인 카르복실산 및 (D) 분자내에 2개 이상의 시아나토기를 갖는 시안산 에스테르를 포함하는 것을 특징으로 하는 땜납 페이스트용 플럭스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 (A) 열경화성 프레폴리머는 2관능 에폭시 프레폴리머를 포함하는 것을 특징으로 하는 땜납 페이스트용 플럭스.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 (B) 분자내에 3개 이상의 관능기를 갖는 다관능성 에폭시 모노머 또는 올리고머는 70?125℃의 연화점을 갖는 것을 특징으로 하는 땜납 페이스트용 플럭스.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 분자내에 3개 이상의 관능기를 갖는 다관능성 에폭시 모노머는 트리스-(2,3-에폭시프로필)이소시아누레이트인 것을 특징으로 하는 땜납 페이스트용 플럭스.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 (C) 카르복실산의 융점은 90?140℃인 것을 특징으로 하는 땜납 페이스트용 플럭스.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 (D) 분자내에 2개 이상의 시아나토기를 갖는 시안산 에스테르는 분자내에 방향환을 더 갖는 것을 특징으로 하는 땜납 페이스트용 플럭스.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 (B) 분자내에 3개 이상의 관능기를 갖는 다관능성 에폭시 모노머 또는 올리고머의 함유 비율은 땜납 페이스트용 플럭스의 고형분의 총량에 대하여 5?50질량%인 것을 특징으로 하는 땜납 페이스트용 플럭스.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 (C) 카르복실산의 함유 비율은 땜납 페이스트용 플럭스의 고형분의 총량에 대하여 1?30질량%인 것을 특징으로 하는 땜납 페이스트용 플럭스.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 (D) 시안산 에스테르의 함유 비율은 땜납 페이스트용 플럭스의 고형분의 총량에 대하여 1?20질량%인 것을 특징으로 하는 땜납 페이스트용 플럭스.
  10. 땜납 금속 분말과 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 땜납 페이스트용 플럭스를 포함하는 것을 특징으로 하는 땜납 페이스트.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 땜납 금속 분말은 200℃ 이하의 융점을 갖는 저온 땜납 금속 분말인 것을 특징으로 하는 땜납 페이스트.
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Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5807221B2 (ja) * 2010-06-28 2015-11-10 アユミ工業株式会社 接合構造体製造方法および加熱溶融処理方法ならびにこれらのシステム
US9389504B2 (en) 2012-02-20 2016-07-12 Lg Chem, Ltd. Photo-curable and thermo-curable resin composition, and dry film solder resist
KR101360968B1 (ko) * 2012-03-19 2014-02-11 주식회사 엘지화학 광경화성 및 열경화성을 갖는 수지 조성물과, 드라이 필름 솔더 레지스트
WO2015016322A1 (ja) * 2013-07-31 2015-02-05 ミネベア株式会社 熱硬化性樹脂組成物及び摺動部材、並びに摺動部材の製造方法
WO2015019666A1 (ja) * 2013-08-06 2015-02-12 千住金属工業株式会社 導電性接着剤、接合体および継手
JP2017508622A (ja) * 2013-12-31 2017-03-30 アルファ・メタルズ・インコーポレイテッドAlpha Metals, Inc. ロジンフリー熱硬化性フラックス配合物
JP6374298B2 (ja) * 2014-10-31 2018-08-15 千住金属工業株式会社 フラックス及びフラックスを用いた接合方法
JP6383768B2 (ja) * 2015-09-30 2018-08-29 株式会社タムラ製作所 はんだ組成物および電子基板の製造方法
JP2017080797A (ja) * 2015-10-30 2017-05-18 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 はんだペースト及びはんだ付け用フラックス及びそれを用いた実装構造体
US10522493B2 (en) 2015-12-25 2019-12-31 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Paste thermosetting resin composition, semiconductor component, semiconductor mounted article, method for manufacturing semiconductor component, and method for manufacturing semiconductor mounted article
CN109415492B (zh) * 2016-06-28 2020-05-05 东丽株式会社 环氧树脂组合物、预浸料坯及纤维增强复合材料
JP6967726B2 (ja) * 2018-01-31 2021-11-17 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 はんだペーストおよび実装構造体
JP6617793B2 (ja) * 2018-06-01 2019-12-11 千住金属工業株式会社 ソルダペースト用フラックス及びソルダペースト
JP7126167B2 (ja) * 2019-03-28 2022-08-26 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 はんだペーストおよび実装構造体
CN110004323B (zh) * 2019-03-29 2020-08-14 北京理工大学 一种低熔点高强度热敏材料及其制备方法
CN110842393B (zh) * 2019-11-20 2021-10-29 苏州优诺电子材料科技有限公司 一种低温无铅焊锡膏及制备方法
JP2021178336A (ja) 2020-05-12 2021-11-18 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 樹脂フラックスはんだペーストおよび実装構造体

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0647189B2 (ja) 1989-01-31 1994-06-22 日産化学工業株式会社 クリームはんだ
US4988395A (en) * 1989-01-31 1991-01-29 Senju Metal Industry Co., Ltd. Water-soluble soldering flux and paste solder using the flux
JP2646394B2 (ja) * 1989-06-15 1997-08-27 千住金属工業株式会社 水溶性はんだ付け用フラックス
US6896172B2 (en) * 2000-08-22 2005-05-24 Senju Metal Industry Co., Ltd. Lead-free solder paste for reflow soldering
JP3791403B2 (ja) * 2000-12-04 2006-06-28 富士電機ホールディングス株式会社 鉛フリーハンダ対応無洗浄用フラックスおよびこれを含有するハンダ組成物
JP4644945B2 (ja) 2001-01-31 2011-03-09 住友ベークライト株式会社 半田接合用硬化性フラックス、半田接合部、半導体パッケージ及び半導体装置
US20030111519A1 (en) * 2001-09-04 2003-06-19 3M Innovative Properties Company Fluxing compositions
CN1309786C (zh) * 2002-03-08 2007-04-11 钟渊化学工业株式会社 热固性树脂组合物,用该组合物构成的叠层制品及电路基板
JP2005248164A (ja) * 2004-02-02 2005-09-15 Tamura Kaken Co Ltd 熱硬化性樹脂組成物およびフィルム付き製品
JP4716031B2 (ja) * 2004-07-21 2011-07-06 日産化学工業株式会社 ハンダ用耐熱水溶性フラックス組成物
JP2006131743A (ja) * 2004-11-05 2006-05-25 Hitachi Chem Co Ltd 熱硬化性樹脂組成物及びそれを用いたプリプレグ、金属張積層板、プリント配線板
US20060272747A1 (en) 2005-06-03 2006-12-07 Renyi Wang Fluxing compositions
US8227536B2 (en) * 2005-08-11 2012-07-24 Senju Metal Industry Co., Ltd. Lead-free solder paste and its use
JP4893720B2 (ja) * 2008-09-25 2012-03-07 パナソニック電工株式会社 熱硬化性樹脂組成物及びその製造方法
WO2010036953A2 (en) * 2008-09-26 2010-04-01 Fry's Metals, Inc. Conductive compositions and methods of using them
JP5698447B2 (ja) * 2009-09-08 2015-04-08 株式会社タムラ製作所 はんだ接合剤組成物

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Publication number Publication date
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