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JP7634044B2 - Solder composition and electronic board - Google Patents
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Description

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

はんだ組成物は、はんだ粉末にフラックス組成物(ロジン系樹脂、活性剤および溶剤など)を混練してペースト状にした混合物である(特許文献1参照)。近年、はんだ組成物としては、環境問題に配慮して、ハロゲンを削減したハロゲンフリー、或いは、ハロゲンを全く含有しないノンハロゲンが求められている。 The solder composition is a mixture of solder powder and a flux composition (rosin-based resin, activator, solvent, etc.) kneaded into a paste (see Patent Document 1). In recent years, with consideration for environmental issues, there has been a demand for solder compositions that are halogen-free, with reduced halogen content, or that contain no halogen at all.

特許第5887330号公報Patent No. 5887330

しかしながら、ハロゲンフリーなどのはんだ組成物を用いた場合には、はんだ粉末の酸化膜除去が困難となり、はんだボールが発生してしまうという問題がある。 However, when using a halogen-free solder composition, it becomes difficult to remove the oxide film from the solder powder, which can result in the formation of solder balls.

本発明は、ハロゲンフリーまたはノンハロゲンタイプであるにも拘わらず、はんだボールの発生を十分に抑制できるフラックス組成物、はんだ組成物、並びに、電子基板を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a flux composition, a solder composition, and an electronic substrate that can sufficiently suppress the occurrence of solder balls, even though they are halogen-free or non-halogen type.

本発明によれば、以下に示すフラックス組成物、はんだ組成物および電子基板が提供される。
[1] (A)樹脂、および(B)活性剤を含有し、
前記(B)成分が、(B1)キノリン骨格を有する化合物を含有する、
フラックス組成物。
[2] [1]に記載のフラックス組成物において、
前記(B1)成分が、下記一般式(1)で表される化合物である、
フラックス組成物。
According to the present invention, there are provided a flux composition, a solder composition, and an electronic board as described below.
[1] A composition comprising (A) a resin and (B) an activator,
The component (B) contains (B1) a compound having a quinoline skeleton.
Flux composition.
[2] The flux composition according to [1],
The component (B1) is a compound represented by the following general formula (1):
Flux composition.

Figure 0007634044000001
Figure 0007634044000001

(一般式(1)中、X~Xは、独立に、水素、水酸基、炭素数1~3のアルキル基、または炭素数1~3のアルコキシ基であり、X~Xのいずれか2つにより環を構成していてもよい。) (In general formula (1), X 1 to X 7 are independently hydrogen, a hydroxyl group, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, and any two of X 2 to X 7 may form a ring.)

[3] [1]または[2]に記載のフラックス組成物において、
前記(B)成分が、さらに(B2)アゾール類を含有する、
フラックス組成物。
[4] [1]~[3]のいずれかに記載のフラックス組成物において、
前記(B)成分が、さらに(B3)有機酸を含有する、
フラックス組成物。
[5] [1]~[4]のいずれかに記載のフラックス組成物において、
さらに(C)チクソ剤を含有する、
フラックス組成物。
[6] [1]~[5]のいずれかに記載のフラックス組成物と、(D)はんだ粉末とを含有する、
はんだ組成物。
[7] [6]に記載のはんだ組成物において、
前記(D)成分の合金系が、Sn-Bi系、Sn-Ag-Bi系、Sn-Ag-Sb-Bi系、Sn-Bi-Sb-In系、Sn-Bi-Sb-In-Ni-Co系、およびSn-Bi-Sb-Cu-In-Ni-Co系のいずれかである、
はんだ組成物。
[8] [6]または[7]に記載のはんだ組成物において、
前記(D)成分の合金組成が、Sn-57Bi-1Ag、Sn-58Bi、Sn-35Bi-1Ag、Sn-45Bi-1.5Sb-0.5Ag、Sn-50Bi-1Sb-0.5In、Sn-50Bi-1Sb-0.5In-0.05Ni-0.1Co、およびSn-50Bi-1Sb-2Cu-0.5In-0.05Ni-0.1Coのいずれかである、
はんだ組成物。
[9] [6]~[8]のいずれかに記載のはんだ組成物を用いたはんだ付け部を備える、
電子基板。
[3] The flux composition according to [1] or [2],
The component (B) further contains an azole (B2).
Flux composition.
[4] The flux composition according to any one of [1] to [3],
The component (B) further contains an organic acid (B3).
Flux composition.
[5] The flux composition according to any one of [1] to [4],
Further containing (C) a thixotropic agent,
Flux composition.
[6] A flux composition according to any one of [1] to [5] and (D) a solder powder,
Solder composition.
[7] The solder composition according to [6],
The alloy system of the (D) component is any one of a Sn-Bi system, a Sn-Ag-Bi system, a Sn-Ag-Sb-Bi system, a Sn-Bi-Sb-In system, a Sn-Bi-Sb-In-Ni-Co system, and a Sn-Bi-Sb-Cu-In-Ni-Co system;
Solder composition.
[8] The solder composition according to [6] or [7],
The alloy composition of the (D) component is any one of Sn-57Bi-1Ag, Sn-58Bi, Sn-35Bi-1Ag, Sn-45Bi-1.5Sb-0.5Ag, Sn-50Bi-1Sb-0.5In, Sn-50Bi-1Sb-0.5In-0.05Ni-0.1Co, and Sn-50Bi-1Sb-2Cu-0.5In-0.05Ni-0.1Co;
Solder composition.
[9] A soldered portion using the solder composition according to any one of [6] to [8].
Electronic board.

本発明の一態様によれば、ハロゲンフリーまたはノンハロゲンタイプであるにも拘わらず、はんだボールの発生を十分に抑制できるフラックス組成物、はんだ組成物、並びに、電子基板を提供できる。 According to one aspect of the present invention, it is possible to provide a flux composition, a solder composition, and an electronic substrate that can sufficiently suppress the occurrence of solder balls, even though they are halogen-free or non-halogen type.

[フラックス組成物]
まず、本実施形態に係るフラックス組成物について説明する。本実施形態に係るフラックス組成物は、はんだ組成物におけるはんだ粉末以外の成分であり、以下説明する(A)樹脂、および(B)活性剤を含有するものである。また、(B)成分が、(B1)キノリン骨格を有する化合物を含有する。
[Flux composition]
First, the flux composition according to the present embodiment will be described. The flux composition according to the present embodiment contains the components other than the solder powder in the solder composition, namely (A) a resin and (B) an activator, which will be described below. The (B) component contains (B1) a compound having a quinoline skeleton.

本実施形態に係るフラックス組成物が、ハロゲンフリーまたはノンハロゲンタイプであるにも拘わらず、はんだボールの発生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、はんだ合金系の中でも、Sn-Bi系などのはんだ合金は、Biが酸化しやすい性質のため、はんだ粉末の酸化膜除去が困難であり、また、再酸化の抑制も困難である。そのため、従来は、フラックス組成物に、有機酸およびアミン系活性剤に加え、ハロゲン系活性剤を配合していた。これにより、酸化膜除去を促進し、再酸化を抑制することで、はんだボールの発生を抑制していた。そして、ハロゲン系活性剤を使用しない場合には、Biの酸化膜除去や再酸化抑制ができなかったところ、(B1)キノリン骨格を有する化合物により、Biの酸化膜除去や再酸化抑制ができる。この理由は必ずしも定かではないが、(B1)成分により、はんだ酸化膜除去後に金属表面にキレート形成することで再酸化を抑制する効果が得られているものと、本発明者らは推察する。また、(B1)成分は、有機酸や他のアミン系活性剤と比較して、はんだ組成物の安定性や信頼性への悪影響が少ないという利点もある。以上のようにして、上記本発明の効果が達成されるものと本発明者らは推察する。
The reason why the flux composition according to the present embodiment can sufficiently suppress the occurrence of solder balls despite being a halogen-free or non-halogen type is not necessarily clear, but the inventors speculate as follows.
That is, among solder alloys, Sn-Bi solder alloys and the like have a tendency for Bi to oxidize, so that it is difficult to remove the oxide film of the solder powder, and it is also difficult to suppress reoxidation. For this reason, in the past, a halogen-based activator was added to the flux composition in addition to an organic acid and an amine-based activator. This promotes the removal of the oxide film and suppresses reoxidation, thereby suppressing the generation of solder balls. In addition, when a halogen-based activator is not used, it is not possible to remove the oxide film of Bi or suppress reoxidation, but the compound having a quinoline skeleton (B1) can remove the oxide film of Bi and suppress reoxidation. Although the reason for this is not necessarily clear, the present inventors speculate that the (B1) component forms a chelate on the metal surface after the solder oxide film is removed, thereby suppressing reoxidation. In addition, the (B1) component has the advantage of having less adverse effects on the stability and reliability of the solder composition compared to organic acids and other amine-based activators. The present inventors speculate that the above-mentioned effects of the present invention are achieved in the above manner.

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

(A)成分の配合量は、フラックス組成物100質量%に対して、30質量%以上70質量%以下であることが好ましく、35質量%以上60質量%以下であることがより好ましく、40質量%以上50質量%以下であることが特に好ましい。(A)成分の配合量が前記下限以上であれば、はんだ付ランドの銅箔面の酸化を防止してその表面に溶融はんだを濡れやすくする、いわゆるはんだ付け性を向上でき、はんだボールを十分に抑制できる。また、(A)成分の配合量が前記上限以下であれば、フラックス残さ量を十分に抑制できる。 The amount of component (A) is preferably 30% by mass or more and 70% by mass or less, more preferably 35% by mass or more and 60% by mass or less, and particularly preferably 40% by mass or more and 50% by mass or less, based on 100% by mass of the flux composition. If the amount of component (A) is equal to or more than the lower limit, oxidation of the copper foil surface of the soldering land can be prevented, making the surface more easily wetted by molten solder, improving so-called solderability, and sufficiently suppressing solder balls. Also, if the amount of component (A) is equal to or less than the upper limit, the amount of flux residue can be sufficiently suppressed.

[(B)成分]
本実施形態に用いる(B)活性剤は、(B1)キノリン骨格を有する化合物を含有することが必要である。この(B1)成分は、はんだボールの発生を抑制する作用がある。この(B1)成分は、1分子中に、1つ以上の水酸基を有することが好ましい。
(B1)成分は、下記一般式(1)で表される化合物であることが好ましい。
[Component (B)]
The activator (B) used in this embodiment must contain a compound having a quinoline skeleton (B1). This component (B1) has the effect of suppressing the generation of solder balls. This component (B1) preferably has one or more hydroxyl groups in one molecule.
The component (B1) is preferably a compound represented by the following general formula (1).

Figure 0007634044000002
Figure 0007634044000002

一般式(1)において、X~Xは、独立に、水素、水酸基、炭素数1~3のアルキル基、または炭素数1~3のアルコキシ基であり、X~Xのいずれか2つにより環を構成していてもよい。
は、水素であることが特に好ましい。
~Xは、水素、水酸基、メチル基、またはメトキシ基であることが好ましく、水素、またはメチル基であることがより好ましい。
In general formula (1), X 1 to X 7 are independently hydrogen, a hydroxyl group, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, and any two of X 2 to X 7 may form a ring.
It is particularly preferred that X 1 is hydrogen.
X 2 to X 7 are preferably hydrogen, a hydroxyl group, a methyl group, or a methoxy group, and more preferably hydrogen or a methyl group.

(B1)成分としては、8-キノリノール、2-メチル-8-キノリノール、および5-メチル-8-キノリノールなどが挙げられる。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。 (B1) Component includes 8-quinolinol, 2-methyl-8-quinolinol, and 5-methyl-8-quinolinol. These may be used alone or in combination of two or more.

(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、0.1質量%以上10質量%以下であることが好ましく、0.2質量%以上8質量%以下であることがより好ましく、0.8質量%以上5質量%以下であることがさらにより好ましく、1.5質量%以上2.5質量%以下であることが特に好ましい。(B1)成分の配合量が前記下限以上であれば、はんだボールの抑制効果を更に向上できる傾向にあり、他方、前記上限以下であれば、フラックス組成物の絶縁性を維持できる傾向にある。 The amount of the (B1) component is preferably 0.1% by mass or more and 10% by mass or less, more preferably 0.2% by mass or more and 8% by mass or less, even more preferably 0.8% by mass or more and 5% by mass or less, and particularly preferably 1.5% by mass or more and 2.5% by mass or less, based on 100% by mass of the flux composition. If the amount of the (B1) component is equal to or more than the lower limit, the effect of suppressing solder balls tends to be further improved, while if the amount is equal to or less than the upper limit, the insulating properties of the flux composition tend to be maintained.

(B)成分は、さらに(B2)アゾール類を含有することが好ましい。この(B2)成分は、(B1)成分の作用を補助して、はんだボールの抑制効果を向上できる作用がある。
(B2)成分としては、ピロール化合物、イミダゾール化合物、ピラゾール化合物、およびトリアゾール化合物などが挙げられる。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、これらの中でも、はんだ溶融性の観点から、イミダゾール化合物またはトリアゾール化合物が好ましい。また、イミダゾール化合物とトリアゾール化合物とを併用することが特に好ましい。
イミダゾール化合物としては、2-メチルイミダゾール、2-エチルイミダゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾール、および1,2-ジメチルイミダゾールなどが挙げられる。これらの中でも、2-エチル-4-メチルイミダゾールが好ましい。
トリアゾール化合物としては、ベンゾトリアゾール、1,2,3-トリアゾール、および1,2,4-トリアゾールなどが挙げられる。これらの中でも、ベンゾトリアゾールが好ましい。
It is preferable that the component (B) further contains an azole (B2), which acts to supplement the action of the component (B1) and improve the effect of suppressing the formation of solder balls.
Examples of the (B2) component include pyrrole compounds, imidazole compounds, pyrazole compounds, and triazole compounds. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, from the viewpoint of solder melting property, imidazole compounds or triazole compounds are preferred. It is particularly preferred to use imidazole compounds and triazole compounds in combination.
Examples of the imidazole compound include 2-methylimidazole, 2-ethylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, and 1,2-dimethylimidazole. Among these, 2-ethyl-4-methylimidazole is preferred.
Examples of the triazole compound include benzotriazole, 1,2,3-triazole, and 1,2,4-triazole. Among these, benzotriazole is preferred.

(B2)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、0.1質量%以上8質量%以下であることが好ましく、0.5質量%以上5質量%以下であることがより好ましく、1質量%以上3質量%以下であることが特に好ましい。(B2)成分の配合量が前記下限以上であれば、はんだボールの抑制効果を更に向上できる傾向にあり、他方、前記上限以下であれば、フラックス組成物の絶縁性を維持できる傾向にある。 The amount of the (B2) component is preferably 0.1% by mass or more and 8% by mass or less, more preferably 0.5% by mass or more and 5% by mass or less, and particularly preferably 1% by mass or more and 3% by mass or less, relative to 100% by mass of the flux composition. If the amount of the (B2) component is equal to or more than the lower limit, the effect of suppressing solder balls tends to be further improved, while if the amount is equal to or less than the upper limit, the insulating properties of the flux composition tend to be maintained.

(B)成分は、さらに(B3)有機酸を含有することが好ましい。この(B3)成分は、(B1)成分の作用を補助して、はんだボールの抑制効果を向上できる作用がある。
(B3)成分としては、モノカルボン酸、ジカルボン酸などの他に、その他の有機酸が挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
モノカルボン酸としては、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、ブチリック酸、バレリック酸、カプロン酸、エナント酸、カプリン酸、ラウリル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、ツベルクロステアリン酸、アラキジン酸、ベヘニン酸、リグノセリン酸、およびグリコール酸などが挙げられる。
ジカルボン酸としては、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、フマル酸、マレイン酸、酒石酸、およびジグリコール酸などが挙げられる。これらの中でも、活性作用の観点から、アジピン酸、またはスベリン酸などが好ましく、スベリン酸が特に好ましい。
その他の有機酸としては、ダイマー酸、トリマー酸、レブリン酸、乳酸、アクリル酸、安息香酸、サリチル酸、アニス酸、クエン酸、およびピコリン酸などが挙げられる。これらの中でも、ピコリン酸を用いることがより好ましい。
(B3)成分としては、複数の有機酸を併用することが好ましく、スベリン酸およびピコリン酸を併用することが特に好ましい。
It is preferable that the component (B) further contains an organic acid (B3), which acts to supplement the action of the component (B1) and improve the effect of suppressing solder ball formation.
Examples of the component (B3) include other organic acids in addition to monocarboxylic acids and dicarboxylic acids. These may be used alone or in combination of two or more.
Monocarboxylic acids include formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid, caproic acid, enanthic acid, capric acid, lauric acid, myristic acid, pentadecylic acid, palmitic acid, margaric acid, stearic acid, tuberculostearic acid, arachidic acid, behenic acid, lignoceric acid, and glycolic acid.
Examples of dicarboxylic acids include oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid, fumaric acid, maleic acid, tartaric acid, and diglycolic acid. Among these, adipic acid or suberic acid is preferred from the viewpoint of activity, and suberic acid is particularly preferred.
Other organic acids include dimer acid, trimer acid, levulinic acid, lactic acid, acrylic acid, benzoic acid, salicylic acid, anisic acid, citric acid, and picolinic acid, etc. Among these, it is more preferable to use picolinic acid.
As the component (B3), it is preferable to use a plurality of organic acids in combination, and it is particularly preferable to use suberic acid and picolinic acid in combination.

(B3)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、0.1質量%以上12質量%以下であることが好ましく、0.5質量%以上8質量%以下であることがより好ましく、1質量%以上5質量%以下であることが特に好ましい。(B3)成分の配合量が前記下限以上であれば、はんだボールの抑制効果を更に向上できる傾向にあり、他方、前記上限以下であれば、フラックス組成物の絶縁性を維持できる傾向にある。 The amount of the (B3) component is preferably 0.1% by mass or more and 12% by mass or less, more preferably 0.5% by mass or more and 8% by mass or less, and particularly preferably 1% by mass or more and 5% by mass or less, relative to 100% by mass of the flux composition. If the amount of the (B3) component is equal to or more than the lower limit, the effect of suppressing solder balls tends to be further improved, while if the amount is equal to or less than the upper limit, the insulating properties of the flux composition tend to be maintained.

(B)成分は、本発明の課題を達成できる範囲において、(B1)成分~(B3)成分以外に、その他の活性剤(以下(B4)成分とも称する)をさらに含有してもよい。(B4)成分としては、ハロゲン系活性剤、および(B1)成分および(B2)成分以外のアミン系活性剤などが挙げられる。ただし、(B1)成分~(B3)成分の合計の配合量は、(B)成分100質量%に対して、50質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であることがより好ましく、90質量%以上であることが特に好ましい。 The (B) component may further contain other activators (hereinafter also referred to as (B4) component) in addition to the (B1) to (B3) components, to the extent that the object of the present invention can be achieved. Examples of the (B4) component include halogen-based activators and amine-based activators other than the (B1) and (B2) components. However, the total amount of the (B1) to (B3) components is preferably 50% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, and particularly preferably 90% by mass or more, relative to 100% by mass of the (B) component.

(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、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15質量%以下であることがより好ましく、1.5質量%以上10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以上であれば、活性作用を向上できる傾向にあり、他方、前記上限以下であれば、フラックス組成物の絶縁性を維持できる傾向にある。 The amount of component (B) is preferably 0.5% by mass or more and 20% by mass or less, more preferably 1% by mass or more and 15% by mass or less, and particularly preferably 1.5% by mass or more and 10% by mass or less, relative to 100% by mass of the flux composition. If the amount of component (B) is equal to or more than the lower limit, the activation action tends to be improved, while if the amount is equal to or less than the upper limit, the insulating properties of the flux composition tend to be maintained.

[(C)成分]
本実施形態に係るフラックス組成物は、印刷性などの観点から、さらに(C)チクソ剤を含有することが好ましい。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、およびガラスフリットなどが挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
[Component (C)]
From the viewpoint of printability, etc., the flux composition according to the present embodiment preferably further contains (C) a thixotropic agent. Examples of the thixotropic agent used here include hardened castor oil, amides, kaolin, colloidal silica, organic bentonite, and glass frit. These may be used alone or in combination of two or more.

(C)成分の配合量は、フラックス組成物100質量%に対して、1質量%以上20質量%以下であることが好ましく、2質量%以上12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。 The amount of component (C) is preferably 1% by mass or more and 20% by mass or less, and more preferably 2% by mass or more and 12% by mass or less, relative to 100% by mass of the flux composition. If the amount is less than the lower limit, thixotropy is not obtained and sagging tends to occur easily, while if the amount is more than the upper limit, the thixotropy is too high and printing defects tend to occur.

[溶剤]
本実施形態に係るフラックス組成物は、印刷性などの観点から、さらに溶剤を含有することが好ましい。ここで用いる溶剤としては、公知の溶剤を適宜用いることができる。このような溶剤としては、沸点170℃以上の溶剤を用いることが好ましい。また、グリコール系溶剤が好ましい。
このような溶剤としては、例えば、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、ヘキシレングリコール、ヘキシルジグリコール、1,5-ペンタンジオール、メチルカルビトール、ブチルカルビトール、2-エチルヘキシルジグリコール(EHDG)、オクタンジオール、フェニルグリコール、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、およびジブチルマレイン酸などが挙げられる。これらの溶剤は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。
[solvent]
From the viewpoint of printability, the flux composition according to the present embodiment preferably further contains a solvent. As the solvent used here, a known solvent can be appropriately used. As such a solvent, it is preferable to use a solvent having a boiling point of 170° C. or more. Moreover, a glycol-based solvent is preferable.
Examples of such solvents include diethylene glycol, dipropylene glycol, triethylene glycol, hexylene glycol, hexyl diglycol, 1,5-pentanediol, methyl carbitol, butyl carbitol, 2-ethylhexyl diglycol (EHDG), octanediol, phenyl glycol, diethylene glycol monohexyl ether, tetraethylene glycol dimethyl ether, dibutyl maleic acid, etc. These solvents may be used alone or in combination of two or more.

溶剤を用いる場合、その配合量は、フラックス組成物100質量%に対して、10質量%以上75質量%以下であることが好ましく、20質量%以上65質量%以下であることがより好ましい。溶剤の配合量が前記範囲内であれば、得られるはんだ組成物の粘度を適正な範囲に適宜調整できる。 When a solvent is used, the amount of the solvent is preferably 10% by mass or more and 75% by mass or less, and more preferably 20% by mass or more and 65% by mass or less, relative to 100% by mass of the flux composition. If the amount of the solvent is within the above range, the viscosity of the resulting solder composition can be appropriately adjusted to an appropriate range.

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

ヒンダードフェノール化合物としては、ペンタエリトリトールテトラキス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオナート]、ビス[3-(3-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロピオン酸][エチレンビス(オキシエチレン)]、N,N’-ビス[2-[2-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)エチルカルボニルオキシ]エチル]オキサミド、N,N’-ビス{3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオニル}ヒドラジン、および、アクリル酸2-[1-(2-ヒドロキシ-3,5-ジ-tert-ペンチルフェニル)エチル]-4,6-ジ-tert-ペンチルフェニルなどが挙げられる。これらの中でも、はんだボールの更なる抑制効果の観点から、アクリル酸2-[1-(2-ヒドロキシ-3,5-ジ-tert-ペンチルフェニル)エチル]-4,6-ジ-tert-ペンチルフェニルを用いることが好ましい。 Examples of hindered phenol compounds include pentaerythritol tetrakis[3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate], bis[3-(3-tert-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl)propionic acid][ethylene bis(oxyethylene)], N,N'-bis[2-[2-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)ethylcarbonyloxy]ethyl]oxamide, N,N'-bis{3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionyl}hydrazine, and 2-[1-(2-hydroxy-3,5-di-tert-pentylphenyl)ethyl]-4,6-di-tert-pentylphenyl acrylate. Among these, it is preferable to use 2-[1-(2-hydroxy-3,5-di-tert-pentylphenyl)ethyl]-4,6-di-tert-pentylphenyl acrylate from the viewpoint of further suppressing the formation of solder balls.

酸化防止剤を用いる場合、その配合量は、フラックス組成物100質量%に対して、0.1質量%以上5質量%以下であることが好ましく、0.5質量%以上3質量%以下であることがより好ましい。酸化防止剤の配合量が前記下限以上であれば、はんだ溶融性を向上できる傾向にあり、他方、前記上限以下であれば、フラックス組成物の絶縁性を維持できる傾向にある。 When an antioxidant is used, the amount of the antioxidant is preferably 0.1% by mass or more and 5% by mass or less, and more preferably 0.5% by mass or more and 3% by mass or less, relative to 100% by mass of the flux composition. If the amount of the antioxidant is equal to or more than the lower limit, the solder melting property tends to be improved, while if the amount is equal to or less than the upper limit, the insulating properties of the flux composition tend to be maintained.

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

[はんだ組成物]
次に、本実施形態に係るはんだ組成物について説明する。本実施形態に係るはんだ組成物は、前述の本実施形態に係るフラックス組成物と、以下説明する(D)はんだ粉末とを含有するものである。
フラックス組成物の配合量は、はんだ組成物100質量%に対して、5質量%以上35質量%以下であることが好ましく、7質量%以上15質量%以下であることがより好ましく、8質量%以上12質量%以下であることが特に好ましい。フラックス組成物の配合量が5質量%未満の場合(はんだ粉末の配合量が95質量%を超える場合)には、バインダーとしてのフラックス組成物が足りないため、フラックス組成物とはんだ粉末とを混合しにくくなる傾向にあり、他方、フラックス組成物の配合量が35質量%を超える場合(はんだ粉末の配合量が65質量%未満の場合)には、得られるはんだ組成物を用いた場合に、十分なはんだ接合を形成できにくくなる傾向にある。
[Solder Composition]
Next, the solder composition according to the present embodiment will be described. The solder composition according to the present embodiment contains the flux composition according to the present embodiment described above and the solder powder (D) described below.
The amount of the flux composition is preferably 5% by mass or more and 35% by mass or less, more preferably 7% by mass or more and 15% by mass or less, and particularly preferably 8% by mass or more and 12% by mass or less, relative to 100% by mass of the solder composition. When the amount of the flux composition is less than 5% by mass (when the amount of the solder powder exceeds 95% by mass), the flux composition as a binder is insufficient, so that it tends to be difficult to mix the flux composition and the solder powder. On the other hand, when the amount of the flux composition is more than 35% by mass (when the amount of the solder powder is less than 65% by mass), when the obtained solder composition is used, it tends to be difficult to form a sufficient solder joint.

本実施形態に係るはんだ組成物は、ハロゲンフリーまたはノンハロゲンタイプであるにも拘わらず、はんだボールの発生を十分に抑制できる。そして、プリント配線基板のハロゲンフリーに対応可能なはんだ組成物であっても、ハロゲン系活性剤を用いる場合と同等レベルで、はんだボールの発生を抑制できることから、ハロゲンフリーまたはノンハロゲンタイプのはんだ組成物として特に好適に用いることができる。
ハロゲンフリーのはんだ組成物は、塩素濃度が900質量ppm以下(より好ましくは、100質量ppm以下、特に好ましくは、0質量ppm)であり、臭素濃度が900質量ppm以下(より好ましくは、100質量ppm以下、特に好ましくは、0質量ppm)であり、ヨウ素濃度が900質量ppm以下(より好ましくは、100質量ppm以下、特に好ましくは、0質量ppm)であり、かつ、ハロゲン濃度が1500質量ppm以下(より好ましくは、300質量ppm以下、特に好ましくは、0質量ppm)であるものであることが好ましい。なお、ハロゲンとしては、フッ素、塩素、臭素およびヨウ素などが挙げられる。
なお、はんだ組成物中の塩素濃度、臭素濃度およびハロゲン濃度は、JEITA ET-7304Aに記載の方法に準じて測定できる。また、簡易的には、はんだ組成物の配合成分およびその配合量から算出できる。
The solder composition according to the present embodiment can sufficiently suppress the occurrence of solder balls, even though it is a halogen-free or non-halogen type. Furthermore, even if the solder composition is compatible with halogen-free printed wiring boards, it can suppress the occurrence of solder balls at the same level as when a halogen-based activator is used, so it can be particularly preferably used as a halogen-free or non-halogen type solder composition.
The halogen-free solder composition preferably has a chlorine concentration of 900 ppm by mass or less (more preferably 100 ppm by mass or less, particularly preferably 0 ppm by mass), a bromine concentration of 900 ppm by mass or less (more preferably 100 ppm by mass or less, particularly preferably 0 ppm by mass), an iodine concentration of 900 ppm by mass or less (more preferably 100 ppm by mass or less, particularly preferably 0 ppm by mass), and a halogen concentration of 1500 ppm by mass or less (more preferably 300 ppm by mass or less, particularly preferably 0 ppm by mass). Examples of halogen include fluorine, chlorine, bromine, and iodine.
The chlorine concentration, bromine concentration and halogen concentration in the solder composition can be measured according to the method described in JEITA ET-7304A, or simply calculated from the components and their amounts in the solder composition.

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

鉛フリーのはんだ粉末の合金系としては、具体的には、Sn-Ag-Cu系、Sn-Cu系、Sn-Ag系、Sn-Bi系、Sn-Ag-Bi系、Sn-Ag-Sb-Bi系、Sn-Ag-Cu-Bi系、Sn-Ag-Cu-Ni系、Sn-Ag-Cu-Bi-Sb系、Sn-Ag-Bi-In系、Sn-Ag-Cu-Bi-In-Sb系などが挙げられる。
なお、本実施形態に係るフラックス組成物は、Sn-Bi系などのはんだ合金系であっても、はんだボールの発生を十分に抑制できる。そのため、Biを含むはんだ合金系の(D)成分を使用する場合に、本実施形態に係るフラックス組成物の効果を特に発揮できる。具体的なはんだ合金系としては、Sn-Bi系、Sn-Ag-Bi系、Sn-Ag-Sb-Bi系、Sn-Bi-Sb-In系、Sn-Bi-Sb-In-Ni-Co系、およびSn-Bi-Sb-Cu-In-Ni-Co系などが挙げられる。これらの合金系の中でも、Sn-Bi系、Sn-Ag-Bi系、またはSn-Ag-Sb-Bi系が好ましい。また、具体的なはんだ合金組成としては、Sn-57Bi-1Ag、Sn-58Bi、Sn-35Bi-1Ag、Sn-45Bi-1.5Sb-0.5Ag、Sn-50Bi-1Sb-0.5In、Sn-50Bi-1Sb-0.5In-0.05Ni-0.1Co、およびSn-50Bi-1Sb-2Cu-0.5In-0.05Ni-0.1Coなどが挙げられる。これらの合金組成の中でも、Sn-57Bi-1Ag、Sn-58Bi、Sn-35Bi-1Ag、およびSn-45Bi-1.5Sb-0.5Agが好ましい。
Specific examples of alloy systems for lead-free solder powder include Sn-Ag-Cu systems, Sn-Cu systems, Sn-Ag systems, Sn-Bi systems, Sn-Ag-Bi systems, Sn-Ag-Sb-Bi systems, Sn-Ag-Cu-Bi systems, Sn-Ag-Cu-Ni systems, Sn-Ag-Cu-Bi-Sb systems, Sn-Ag-Bi-In systems, and Sn-Ag-Cu-Bi-In-Sb systems.
The flux composition according to the present embodiment can sufficiently suppress the occurrence of solder balls even in solder alloys such as Sn-Bi. Therefore, when using the component (D) of a solder alloy containing Bi, the effect of the flux composition according to the present embodiment can be particularly exhibited. Specific solder alloys include Sn-Bi, Sn-Ag-Bi, Sn-Ag-Sb-Bi, Sn-Bi-Sb-In, Sn-Bi-Sb-In-Ni-Co, and Sn-Bi-Sb-Cu-In-Ni-Co. Among these alloys, Sn-Bi, Sn-Ag-Bi, or Sn-Ag-Sb-Bi are preferred. Specific solder alloy compositions include Sn-57Bi-1Ag, Sn-58Bi, Sn-35Bi-1Ag, Sn-45Bi-1.5Sb-0.5Ag, Sn-50Bi-1Sb-0.5In, Sn-50Bi-1Sb-0.5In-0.05Ni-0.1Co, and Sn-50Bi-1Sb-2Cu-0.5In-0.05Ni-0.1Co. Among these alloy compositions, Sn-57Bi-1Ag, Sn-58Bi, Sn-35Bi-1Ag, and Sn-45Bi-1.5Sb-0.5Ag are preferred.

(D)成分の平均粒子径は、通常1μm以上40μm以下であるが、はんだ付けパッドのピッチが狭い電子基板にも対応するという観点から、1μm以上35μm以下であることがより好ましく、2μm以上35μm以下であることがさらにより好ましく、3μm以上32μm以下であることが特に好ましい。なお、平均粒子径は、動的光散乱式の粒子径測定装置により測定できる。 The average particle diameter of component (D) is usually 1 μm or more and 40 μm or less, but from the viewpoint of being compatible with electronic boards with narrow pitches of solder pads, it is more preferably 1 μm or more and 35 μm or less, even more preferably 2 μm or more and 35 μm or less, and particularly preferably 3 μm or more and 32 μm or less. The average particle diameter can be measured by a dynamic light scattering type particle size measuring device.

[はんだ組成物の製造方法]
本実施形態のはんだ組成物は、上記説明したフラックス組成物と上記説明した(D)はんだ粉末とを上記所定の割合で配合し、撹拌混合することで製造できる。
[Method of manufacturing solder composition]
The solder composition of the present embodiment can be produced by blending the above-described flux composition and the above-described (D) solder powder in the above-described predetermined ratio, and stirring and mixing them.

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

リフロー工程においては、はんだ組成物上に電子部品を配置し、リフロー炉により所定条件にて加熱する。このリフロー工程により、電子部品およびプリント配線基板の間に十分なはんだ接合を行うことができる。その結果、電子部品をプリント配線基板に実装することができる。
リフロー条件は、はんだの融点に応じて適宜設定すればよい。例えば、プリヒート温度は、90℃以上130℃以下であることが好ましく、100℃以上120℃以下であることがより好ましい。プリヒート時間は、40秒間以上120秒間以下であることが好ましく、60秒間以上100秒間以下であることがより好ましい。ピーク温度は、160℃以上190℃以下であることが好ましく、180℃以上190℃以下であることがより好ましい。また、140℃以上の温度の保持時間は、30秒間以上120秒間以下であることが好ましく、80秒間以上120秒間以下であることがより好ましい。
In the reflow process, an electronic component is placed on the solder composition and heated in a reflow furnace under predetermined conditions. This reflow process allows a sufficient solder joint to be formed between the electronic component and the printed wiring board. As a result, the electronic component can be mounted on the printed wiring board.
The reflow conditions may be appropriately set according to the melting point of the solder. For example, the preheat temperature is preferably 90°C or more and 130°C or less, more preferably 100°C or more and 120°C or less. The preheat time is preferably 40 seconds or more and 120 seconds or less, more preferably 60 seconds or more and 100 seconds or less. The peak temperature is preferably 160°C or more and 190°C or less, more preferably 180°C or more and 190°C or less. The holding time of the temperature of 140°C or more is preferably 30 seconds or more and 120 seconds or less, more preferably 80 seconds or more and 120 seconds or less.

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

次に、本発明を実施例および比較例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。なお、実施例および比較例にて用いた材料を以下に示す。
((A)成分)
ロジン系樹脂A:アクリル酸変性水添ロジン、商品名「パインクリスタルKE-604」、荒川化学工業社製
ロジン系樹脂B:完全水添ロジン、商品名「フォーラルAX」、理化ファインテク社製((B1)成分)
キノリン化合物A:8-キノリノール
キノリン化合物B:2-メチル-8-キノリノール
((B2)成分)
アゾール類A:ベンゾトリアゾール
アゾール類B:2-エチル-4-メチルイミダゾール、商品名「2E4MZ」、四国化成工業社
((B3)成分)
有機酸A:ピコリン酸
有機酸B:スベリン酸
((C)成分)
チクソ剤A:商品名「スリパックスZHH」、日本化成社製
チクソ剤B:商品名「ヒマコウ」、ケイエフ・トレーディング社製
(他の成分)
溶剤:ジエチレングリコールモノ-2-エチルヘキシルエーテル(2-エチルヘキシルジグリコール(EHDG)、沸点:272℃)、日本乳化剤社製
酸化防止剤A:N,N’-ビス{3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオニル}ヒドラジン、商品名「イルガノックスMD-1024」、BASF社製
酸化防止剤B:アクリル酸2-[1-(2-ヒドロキシ-3,5-ジ-tert-ペンチルフェニル)エチル]-4,6-ジ-tert-ペンチルフェニル、商品名「スミライザーGS」、住友化学社製
((D)成分)
はんだ粉末A:合金組成はSn-57Bi-1Ag、粒子径分布は20~38μm
はんだ粉末B:合金組成はSn-45Bi-1.5Sb-0.5Ag、粒子径分布は20~38μm
はんだ粉末C:合金組成はSn-58Bi、粒子径分布は20~38μm
はんだ粉末D:合金組成はSn-50Bi-1Sb-0.5In、粒子径分布は20~38μm
はんだ粉末E:合金組成はSn-50Bi-1Sb-0.5In-0.05Ni-0.1Co、粒子径分布は20~38μm
はんだ粉末F:合金組成はSn-50Bi-1Sb-2Cu-0.5In-0.05Ni-0.1Co、粒子径分布は20~38μm
The present invention will now be described in more detail with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples. The materials used in the examples and comparative examples are shown below.
(Component (A))
Rosin-based resin A: acrylic acid modified hydrogenated rosin, product name "Pine Crystal KE-604", manufactured by Arakawa Chemical Industries, Ltd. Rosin-based resin B: fully hydrogenated rosin, product name "Foral AX", manufactured by Rika Finetech Co., Ltd. (component (B1))
Quinoline compound A: 8-quinolinol Quinoline compound B: 2-methyl-8-quinolinol (component (B2))
Azole A: Benzotriazole Azole B: 2-ethyl-4-methylimidazole, trade name "2E4MZ", Shikoku Chemical Industry Co., Ltd. (component (B3))
Organic acid A: Picolinic acid Organic acid B: Suberic acid (component (C))
Thixotropic agent A: Trade name "Slipax ZHH", manufactured by Nippon Kasei Co., Ltd. Thixotropic agent B: Trade name "Himako", manufactured by KF Trading Co., Ltd. (other ingredients)
Solvent: diethylene glycol mono-2-ethylhexyl ether (2-ethylhexyl diglycol (EHDG), boiling point: 272°C), antioxidant A manufactured by Nippon Nyukazai Co., Ltd.: N,N'-bis{3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionyl}hydrazine, trade name "Irganox MD-1024", antioxidant B manufactured by BASF: 2-[1-(2-hydroxy-3,5-di-tert-pentylphenyl)ethyl]-4,6-di-tert-pentylphenyl acrylate, trade name "Sumilizer GS", manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd. (component (D))
Solder powder A: alloy composition is Sn-57Bi-1Ag, particle size distribution is 20 to 38 μm
Solder powder B: alloy composition is Sn-45Bi-1.5Sb-0.5Ag, particle size distribution is 20 to 38 μm
Solder powder C: alloy composition is Sn-58Bi, particle size distribution is 20 to 38 μm
Solder powder D: alloy composition is Sn-50Bi-1Sb-0.5In, particle size distribution is 20 to 38 μm
Solder powder E: Alloy composition is Sn-50Bi-1Sb-0.5In-0.05Ni-0.1Co, particle size distribution is 20 to 38 μm
Solder powder F: alloy composition is Sn-50Bi-1Sb-2Cu-0.5In-0.05Ni-0.1Co, particle size distribution is 20 to 38 μm

[実施例1]
ロジン系樹脂A25質量%、ロジン系樹脂B21質量%、キノリン化合物A2質量%、アゾール類A0.5質量%、アゾール類B1質量%、有機酸A1質量%、有機酸B3質量%、溶剤37質量%、酸化防止剤A2質量%、チクソ剤A5質量%、およびチクソ剤B2.5質量%を容器に投入し、プラネタリーミキサーを用いて混合してフラックス組成物を得た。
その後、得られたフラックス組成物10.6質量%、溶剤0.6質量%およびはんだ粉末A88.8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]
25 mass % of rosin-based resin A, 21 mass % of rosin-based resin B, 2 mass % of quinoline compound A, 0.5 mass % of azole A, 1 mass % of azole B, 1 mass % of organic acid A, 3 mass % of organic acid B, 37 mass % of solvent, 2 mass % of antioxidant A, 5 mass % of thixotropic agent A, and 2.5 mass % of thixotropic agent B were charged into a container and mixed using a planetary mixer to obtain a flux composition.
Thereafter, 10.6% by mass of the obtained flux composition, 0.6% by mass of the solvent, and 88.8% by mass of the solder powder A (total of 100% by mass) were placed in a container and mixed with a planetary mixer to prepare a solder composition.

[実施例2~15]
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]
表1に示す組成に従い各材料を配合した以外は実施例1と同様にして、はんだ組成物を得た。
[Examples 2 to 15]
A solder composition was obtained in the same manner as in Example 1, except that the materials were mixed according to the composition shown in Table 1.
[Comparative Example 1]
A solder composition was obtained in the same manner as in Example 1, except that the materials were mixed according to the composition shown in Table 1.

<はんだ組成物の評価>
はんだ組成物の評価(ソルダーボール試験、ピン間ボール)を以下のような方法で行った。得られた結果を表1に示す。
(1)ソルダーボール試験
IPC TM-650 2.4.43の記載を参考にして、ソルダーボール試験を行った。具体的には、厚さ0.6mm~0.8mmのセラミック基板上に、メタルスクリーンを使用して、はんだ組成物を直径6.5mmの円形状に1個印刷して、試料とした。180℃に設定したホットプレート上に、上記の試料を置き、溶融してから5秒後取り出し、水平に保持して冷却する。20倍の顕微鏡を用いて、はんだ中のソルダーボールの数と大きさを観察し、以下の基準で判定した。なお、「Preferred」、「Acceptable」、「Unacceptable;Clusters」、および「Unacceptable」は、IPC TM-650 2.4.43に記載の評価基準に準じている。
◎:「Preferred」、フラックス残さ中、または周囲にほとんどソルダーボールがない状態(数個程度)。
○:「Acceptable」、フラックス残さ中、または周囲にまばらにソルダーボールが発生している。ただし、ソルダーボールが密集した状態では存在していない。
×:「Unacceptable;Clusters」、フラックス残さ中にソルダーボールが密集して発生している。
××:「Unacceptable」、フラックス残さ周囲全体に連続的にソルダーボールが発生している。
(2)ピン間ボール
0.4mm×3.0mmの銅パッドを0.8mm間隔で80本有する基板上に、対応するパターンを有するメタルマスクを用い、はんだ組成物を、印刷速度50mm/sec、印圧0.2Nの条件で印刷した。その後、リフロー炉(タムラ製作所社製)で、はんだ組成物を溶解させて、はんだ付けを行って、試験基板を作製した。試験基板を拡大鏡にて観察して、ピン間にあるはんだボールの数(ピン間ボール数、単位:個/ピン)を測定し、以下の基準に従って、ピン間ボールを評価した。なお、リフロー条件は、プリヒート温度が100~120℃(約80秒間)であり、温度140℃以上の時間が約100秒間であり、ピーク温度が約185℃である。
◎:ピン間ボール数が4個未満である。
○:ピン間ボール数が4個以上10個未満である。
△:ピン間ボール数が10個以上15個未満である。
×:ピン間ボール数が15個以上である。
<Evaluation of Solder Composition>
The solder compositions were evaluated (solder ball test, pin-to-pin ball test) by the following method. The results are shown in Table 1.
(1) Solder ball test The solder ball test was performed with reference to the description in IPC TM-650 2.4.43. Specifically, a solder composition was printed in a circular shape with a diameter of 6.5 mm on a ceramic substrate with a thickness of 0.6 mm to 0.8 mm using a metal screen to prepare a sample. The above sample was placed on a hot plate set at 180°C, melted, and then removed 5 seconds later, held horizontally, and cooled. The number and size of solder balls in the solder were observed using a 20x microscope, and judged according to the following criteria. Note that "Preferred", "Acceptable", "Unacceptable;Clusters", and "Unacceptable" are in accordance with the evaluation criteria described in IPC TM-650 2.4.43.
◎: "Preferred", flux residue or almost no solder balls in the vicinity (only a few).
◯: "Acceptable", solder balls are scattered in or around the flux residue. However, the solder balls are not densely packed.
×: "Unacceptable;Clusters", solder balls are densely formed in the flux residue.
XX: "Unacceptable", solder balls were continuously generated all around the flux residue.
(2) Ball between pins On a board having 80 copper pads of 0.4 mm x 3.0 mm at 0.8 mm intervals, a metal mask having a corresponding pattern was used to print the solder composition at a printing speed of 50 mm/sec and a printing pressure of 0.2 N. The solder composition was then melted in a reflow furnace (manufactured by Tamura Manufacturing Co., Ltd.) and soldered to prepare a test board. The test board was observed with a magnifying glass to measure the number of solder balls between the pins (number of balls between pins, unit: pieces/pin), and the ball between pins was evaluated according to the following criteria. The reflow conditions were a preheat temperature of 100 to 120°C (about 80 seconds), a time at a temperature of 140°C or higher for about 100 seconds, and a peak temperature of about 185°C.
⊚: The number of balls between pins is less than 4.
◯: The number of balls between the pins is 4 or more and less than 10.
Δ: The number of balls between the pins is 10 or more and less than 15.
×: The number of balls between the pins is 15 or more.

Figure 0007634044000003
Figure 0007634044000003

表1に示す結果からも明らかなように、本発明のはんだ組成物(実施例1~15)は、ソルダーボール試験、およびピン間ボールの全ての結果が良好であることが確認された。なお、実施例1~15のはんだ組成物には、ハロゲン系活性剤が配合されていないので、ノンハロゲンタイプのはんだ組成物である。
従って、本発明のはんだ組成物によれば、ハロゲンフリーまたはノンハロゲンタイプであるにも拘わらず、はんだボールの発生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 Table 1, it was confirmed that the solder compositions of the present invention (Examples 1 to 15) gave good results in all of the solder ball tests and inter-pin ball tests. Note that the solder compositions of Examples 1 to 15 do not contain a halogen-based activator, and are therefore non-halogen type solder compositions.
Therefore, it was confirmed that the solder composition of the present invention can sufficiently suppress the occurrence of solder balls, even though it is a halogen-free or non-halogen type.

本発明のフラックス組成物およびはんだ組成物は、電子機器のプリント配線基板などの電子基板に電子部品を実装するための技術として好適に用いることができる。 The flux composition and solder composition of the present invention can be suitably used as a technique for mounting electronic components on electronic substrates such as printed wiring boards for electronic devices.

Claims (7)

フラックス組成物と、(D)はんだ粉末とを含有するはんだ組成物であって、
前記フラックス組成物が、(A)樹脂、および(B)活性剤を含有し、
前記(B)成分が、(B1)キノリン骨格を有する化合物を含有し、
前記(D)成分の合金系が、Sn-Bi系、Sn-Ag-Bi系、Sn-Ag-Sb-Bi系、Sn-Bi-Sb-In系、Sn-Bi-Sb-In-Ni-Co系、およびSn-Bi-Sb-Cu-In-Ni-Co系のいずれかである、
はんだ組成物
A solder composition comprising a flux composition and (D) a solder powder,
The flux composition comprises: (A) a resin; and (B) an activator;
The component (B) contains (B1) a compound having a quinoline skeleton ,
The alloy system of the (D) component is any one of a Sn-Bi system, a Sn-Ag-Bi system, a Sn-Ag-Sb-Bi system, a Sn-Bi-Sb-In system, a Sn-Bi-Sb-In-Ni-Co system, and a Sn-Bi-Sb-Cu-In-Ni-Co system;
Solder composition .
請求項1に記載のはんだ組成物において、
前記(B1)成分が、下記一般式(1)で表される化合物である、
はんだ組成物
Figure 0007634044000004
(一般式(1)中、X~Xは、独立に、水素、水酸基、炭素数1~3のアルキル基、または炭素数1~3のアルコキシ基であり、X~Xのいずれか2つにより環を構成していてもよい。)
The solder composition according to claim 1,
The component (B1) is a compound represented by the following general formula (1):
Solder composition .
Figure 0007634044000004
(In general formula (1), X 1 to X 7 are independently hydrogen, a hydroxyl group, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, and any two of X 2 to X 7 may form a ring.)
請求項1または請求項2に記載のはんだ組成物において、
前記(B)成分が、さらに(B2)アゾール類を含有する、
はんだ組成物
The solder composition according to claim 1 or 2,
The component (B) further contains an azole (B2).
Solder composition .
請求項1または請求項2に記載のはんだ組成物において、
前記(B)成分が、さらに(B3)有機酸を含有する、
はんだ組成物
The solder composition according to claim 1 or 2,
The component (B) further contains an organic acid (B3).
Solder composition .
請求項1または請求項2に記載のはんだ組成物において、
前記フラックス組成物が、さらに(C)チクソ剤を含有する、
はんだ組成物
The solder composition according to claim 1 or 2,
The flux composition further contains (C) a thixotropic agent.
Solder composition .
請求項1または請求項2に記載のはんだ組成物において、
前記(D)成分の合金組成が、Sn-57Bi-1Ag、Sn-58Bi、Sn-35Bi-1Ag、Sn-45Bi-1.5Sb-0.5Ag、Sn-50Bi-1Sb-0
.5In、Sn-50Bi-1Sb-0.5In-0.05Ni-0.1Co、およびSn-50Bi-1Sb-2Cu-0.5In-0.05Ni-0.1Coのいずれかである、
はんだ組成物。
The solder composition according to claim 1 or 2 ,
The alloy composition of the component (D) is Sn-57Bi-1Ag, Sn-58Bi, Sn-35Bi-1Ag, Sn-45Bi-1.5Sb-0.5Ag, Sn-50Bi-1Sb-0.5Ag,
.5In, Sn-50Bi-1Sb-0.5In-0.05Ni-0.1Co, and Sn-50Bi-1Sb-2Cu-0.5In-0.05Ni-0.1Co;
Solder composition.
請求項1または請求項2に記載のはんだ組成物を用いたはんだ付け部を備える、
電子基板。
A soldered portion comprising the solder composition according to claim 1 or 2 .
Electronic board.
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