JP2021185003A - はんだ組成物および電子基板 - Google Patents
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Abstract
Description
一方で、電子機器の機能の多様化により、大型の電子部品が電子基板に搭載されるようになっている。また、大型の電子部品の中には、電極端子の面積が広い電子部品(例えば、QFN(Quad Flatpack No Lead)、パワートランジスタ)がある。このような電子部品では、はんだ組成物の印刷面積が広いため、ボイドが発生しやすい傾向にある。
本発明のはんだ組成物は、(A)ロジン系樹脂、(B)活性剤および(C)溶剤を含有するフラックス組成物と、(D)融点が200℃以上250℃以下であるはんだ粉末とを含有し、前記(B)成分が、(B1)オルト位またはプロス位のみに水酸基を有する芳香族カルボン酸、(B2)アルキレン基を有し、炭素数が2〜8のジカルボン酸、および、(B3)アルキル基を有し、炭素数が2〜8のモノカルボン酸からなる群から選択される少なくとも1種を含有し、前記(C)成分が、(C1)沸点が220℃以上250℃以下である、ジオール(但し、オクタンジオールおよび2−エチル−1,3−ヘキサンジオールを除く)、または、ジオールのジアセテートを含有することを特徴とするものである。
本発明のはんだ組成物においては、前記(C1)成分の沸点が、230℃以上250℃以下であることが好ましい。
本発明のはんだ組成物においては、前記(B)成分が、(B4)ダイマー酸をさらに含有することが好ましい。
本発明の電子基板は、前記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。
すなわち、本発明のはんだ組成物においては、(C)溶剤として、(C1)沸点が220℃以上250℃以下である、ジオール、または、ジオールのジアセテートを用いている。(C1)成分は、その一部は、はんだが溶融する前やはんだ溶融時に揮発して気体となってしまうが、この気体が、はんだ組成物中の気体を外部に押し出す作用がある。そして、揮発しなかった(C1)成分を含有するはんだ組成物は、はんだ溶融時にもある程度の流動性を有しているため、はんだ組成物中の気体が徐々に集まりながら外部に放出される。このようにして、ボイドを十分に抑制できる。また、有機酸の種類によっては、ボイドの発生要因となりえる。これに対し、本発明においては、ボイドの発生要因となりにくい有機酸((B1)成分など)を選択して使用している。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。
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)ロジン系樹脂、(B)活性剤および(C)溶剤を含有するものである。
本実施形態に用いる(A)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。
本実施形態に用いる(B)活性剤は、(B1)オルト位またはプロス位のみに水酸基を有する芳香族カルボン酸、(B2)アルキレン基を有し、炭素数が2〜8のジカルボン酸、および、(B3)アルキル基を有し、炭素数が2〜8のモノカルボン酸からなる群から選択される少なくとも1種を含有する。これら(B1)成分〜(B3)成分は、ボイドの発生要因になりにくい。
(B2)成分としては、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、およびスベリン酸が挙げられる。これらの中でも、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸が好ましく、コハク酸、アジピン酸がより好ましい。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。
(B3)成分としては、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、およびカプリル酸などが挙げられる。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(B1)成分〜(B3)成分の中でも、ボイドおよび活性作用の観点から、(B1)成分および(B2)成分がより好ましく、(B1)成分が特に好ましい。
(B1)成分〜(B3)成分の合計配合量は、ボイドおよび活性作用の観点から、フラックス組成物100質量%に対して、1質量%以上7質量%以下であることが好ましく、1.5質量%以上5質量%以下であることがより好ましく、2質量%以上3質量%以下であることが特に好ましい。
(B4)成分は、不飽和脂肪酸の重合によって生成されるダイマー酸であることが好ましい。この不飽和脂肪酸の炭素数は、特に限定されないが、8以上22以下であることが好ましく、12以上18以下であることがより好ましく、18であることが特に好ましい。また、ダイマー酸は、二塩基酸を主成分(50質量%以上)とするものであればよく、一塩基酸または三塩基酸を含有していてもよい。
本実施形態においては、チップ脇ボールおよびボイドの抑制の観点から、(B1)成分〜(B4)成分以外の有機酸を用いないことが好ましい。
(B4)成分の配合量は、ボイドおよび活性作用の観点から、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、3質量%以上15質量%以下であることがより好ましく、5質量%以上10質量%以下であることが特に好ましい。
本実施形態に用いる(C)溶剤は、(C1)沸点が220℃以上250℃以下である、ジオール、または、ジオールのジアセテートを含有することが必要である。(C1)成分により、ボイドの発生を抑制できる。
なお、(C1)成分の沸点が220℃未満である場合、および、(C1)成分の沸点が250℃超である場合には、ボイドの発生を十分に抑制できない。なお、本明細書において、沸点とは、1013hPaにおける沸点のことをいう。また、ボイドの観点から、(C1)成分の沸点は、220℃以上240℃以下であることが好ましく、225℃以上235℃以下であることがさらに好ましく、230℃以上235℃以下であることが特に好ましい。
(C2)成分としては、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、α,β,γ−ターピネオール、ベンジルグリコール、ジエチレングリコールモノ2−エチルヘキシルエーテル、トリプロピレングリコール、ジエチレングリコールモノベンジルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノ2−エチルヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートおよび2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオ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。
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、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。その他の樹脂としては、アクリル系樹脂などが挙げられる。
次に、本実施形態のはんだ組成物について説明する。本実施形態のはんだ組成物は、前述の本実施形態の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。
本実施形態に用いる(D)はんだ粉末は、融点が200℃以上250℃以下であるはんだ粉末である。本実施形態においては、融点が200℃以上250℃以下のはんだ粉末を使用する前提で、(C1)成分の沸点を規定している。
このはんだ粉末におけるはんだ合金としては、スズ(Sn)を主成分とする合金が好ましい。また、この合金の第二元素としては、銀(Ag)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、ビスマス(Bi)、インジウム(In)およびアンチモン(Sb)などが挙げられる。さらに、この合金には、必要に応じて他の元素(第三元素以降)を添加してもよい。他の元素としては、銅、銀、ビスマス、インジウム、アンチモン、およびアルミニウム(Al)などが挙げられる。
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。
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。
次に、本実施形態の電子基板について説明する。本実施形態の電子基板は、以上説明した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。本発明の電子基板は、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。
前述した本実施形態のはんだ組成物は、はんだ組成物の印刷面積が広い場合でも、大きな径のボイドを十分に抑制できる。そのため、電子部品としては、電極端子の面積が広い電子部品(例えば、QFN、パワートランジスタ)を用いてもよい。また、はんだ組成物の印刷面積は、例えば、20mm2以上であってもよく、30mm2以上であってもよく、40mm2以上であってもよい。なお、印刷面積は、電子部品の電極端子の面積に対応する。
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、前記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、前記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。
リフロー条件は、はんだの融点に応じて適宜設定すればよい。例えば、プリヒート温度は、140℃以上200℃以下であることが好ましく、150℃以上160℃以下であることがより好ましい。プリヒート時間は、60秒間以上120秒間以下であることが好ましい。ピーク温度は、230℃以上270℃以下であることが好ましく、240℃以上255℃以下であることがより好ましい。また、220℃以上の温度の保持時間は、20秒間以上60秒間以下であることが好ましい。
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、CO2、およびエキシマーなど)が挙げられる。
((A)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
((B1)成分)
有機酸A:2,6−ジヒドロキシ安息香酸、東京化成社製
((B2)成分)
有機酸B:コハク酸、東京化成社製
有機酸C:アジピン酸、東京化成社製
有機酸D:グルタル酸、東京化成社製
有機酸E:ピメリン酸、東京化成社製
有機酸F:スベリン酸、東京化成社製
((B4)成分)
有機酸G:ダイマー酸、商品名「UNIDYME14」、エア・ブラウン社製
((B5)成分)
ハロゲン系活性剤:トランス−2,3−ジブロモ−2−ブテン−1,4−ジオール(TDBD)
((C1)成分)
溶剤A:1,4−ブタンジオール(沸点:230℃)、東京化成社製
溶剤B:1,3−ブチレンジオールジアセテート(沸点:232℃)、ダイセル化学社製溶剤C:1,5−ペンタンジオール(沸点:240℃)、東京化成社製
溶剤D:2−エチル−1,3−ヘキサンジオール(沸点:242℃)、日本乳化剤社製溶剤E:1,4−ブタンジオールジアセテート(沸点:232℃)、商品名「CELTOL 1,4−BDDA」、ダイセル化学社製
溶剤F:ジプロピレングリコール(沸点:230℃)、東京化成社製
溶剤G:1,2−ヘキサンジオール(沸点:223℃)、大阪有機化学工業社製
((C2)成分)
溶剤H:2,4−ジエチル−1,5−ペンタンジオール(沸点:300℃)、商品名「キョーワジオールPD−9」、KHネオケム社製
溶剤I:1−(2−ブトキシ−1−メチルエトキシ)プロパン−2−オール(沸点:230℃)、ダウ・ケミカル社製
溶剤J:ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート(沸点:217℃)
溶剤K:ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル(沸点:212℃)
((D)成分)
はんだ粉末:合金組成はSn−3.0Ag−0.5Cu、粒子径分布は20〜38μm、はんだ融点は217〜220℃
(他の成分)
有機酸H:2,4−ジヒドロキシ安息香酸、東京化成社製
有機酸I:エイコサン二酸、東京化成社製
チクソ剤:商品名「スリパックスH」、日本化成社製
酸化防止剤:商品名「イルガノックス245」、BASF社製
ロジン系樹脂46質量%、有機酸A2質量%、有機酸G8.5質量%、ハロゲン系活性剤0.5質量%、溶剤A35質量%、チクソ剤6質量%および酸化防止剤2質量%を容器に投入し、プラネタリーミキサーを用いて混合してフラックス組成物を得た。
その後、得られたフラックス組成物11質量%およびはんだ粉末89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。
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1〜6]
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。
はんだ組成物の評価(チップ脇ボール、ピン間ボール、QFNボイド、パワートランジスタ部品ボイド、極小パッドボイド)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。
なお、以下のような方法において、評価用基板は、次の方法で作成した。
すなわち、チップ部品(1608チップ(大きさ:1.6mm×0.8mm)および1005チップ(大きさ:1.6mm×0.8mm)、QFP部品、QFNチップ、BGA部品)を搭載できる基板(タムラ製作所社製の「SP−TDC」)に、120μm厚のメタルマスクを使用して、はんだ組成物を印刷し、チップ部品60個を搭載し、下記リフロー条件AおよびBのいずれかの条件にて、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、評価用基板を得た。
また、リフロー条件AおよびBについては、以下の通りである。
(i)リフロー条件A
プリヒート温度が150〜180℃(約80秒間)であり、温度220℃以上の時間が約50秒間であり、ピーク温度が245℃である。
(ii)リフロー条件B
プリヒート温度が150〜180℃(約80秒間)であり、温度220℃以上の時間が約50秒間であり、ピーク温度が235℃である。
(1)チップ脇ボール
リフロー条件Aで得られた評価用基板を拡大鏡にて観察し、チップ部品の脇に発生したはんだボールの数(個/チップ)を測定した。
B:チップ当たりのはんだボールの数が、3個未満である。
D:チップ当たりのはんだボールの数が、3個以上である。
(2)ピン間ボール
リフロー条件Aで得られた評価用基板を拡大鏡にて観察し、QFP部品(0.8mmピッチ)のピン間に発生したはんだボールの数(個/ピン)の結果に基づいて下記の基準に従って、ピン間ボールを評価した。
B:ピン当たりのはんだボールの数が、100個未満である。
D:ピン当たりのはんだボールの数が、100個以上である。
(3)QFNボイド
リフロー条件AおよびBで得られた評価用基板のそれぞれについて、QFN部品(大きさ:8mm×8mm、厚み:0.75mm)の搭載部分をX線検査装置(「NLX−5000」、NAGOYA ELECTRIC WORKS社製)を用いて観察した。得られた画像から、ボイド率[(ボイド面積/電極面積)×100]を算出し、その平均値(n=4)をとった。そして、ボイド率に基づいて、下記の基準に従って、QFNボイドを評価した。
A:ボイド率が、15%未満である。
B:ボイド率が、15%以上20%未満である。
C:ボイド率が、20%以上25%未満である。
D:ボイド率が、25%以上である。
(4)パワートランジスタ部品ボイド
パワートランジスタ(大きさ:5.5mm×6.5mm、厚み:2.3mm、ランド:スズめっき、ランドの面積:30mm2)を実装できる電極を有する基板上に、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した。その後、はんだ組成物上にパワートランジスタを搭載して、リフロー条件Aでリフローを行い、試験基板を作製した。得られた試験基板におけるはんだ接合部を、X線検査装置(「NLX−5000」、NAGOYA ELECTRIC WORKS社製)を用いて観察した。そして、リフロー後のパワートランジスタでのボイドを観察し、得られた画像から、ボイド率(ボイド
面積/電極面積×100)を算出し、その平均値(N=4)をとった。そしてボイド率に
基づいて、下記の基準に従って、パワートランジスタのボイドを評価した。
B:ボイド率が、10%未満である。
C:ボイド率が、10%以上13%未満である。
D:ボイド率が、13%以上である。
(5)極小パッドボイド
リフロー条件Aで得られた評価用基板について、BGA部品(大きさ:8mm×8mm、厚み:0.75mm、ピッチ:0.5mm、パッド数:228)の搭載部分をX線検査装置(「NLX−5000」、NAGOYA ELECTRIC WORKS社製)を用いて観察した。得られた画像から、ボイド率[(ボイド面積/電極面積)×100]を算出し、その平均値(n=228)をとった。そして、ボイド率に基づいて、下記の基準に従って、極小パッドボイドを評価した。
B:ボイド率が、2%未満である
D:ボイド率が、2%以上である。
Claims (4)
- (A)ロジン系樹脂、(B)活性剤および(C)溶剤を含有するフラックス組成物と、(D)融点が200℃以上250℃以下であるはんだ粉末とを含有し、
前記(B)成分が、(B1)オルト位またはプロス位のみに水酸基を有する芳香族カルボン酸、(B2)アルキレン基を有し、炭素数が2〜8のジカルボン酸、および、(B3)アルキル基を有し、炭素数が2〜8のモノカルボン酸からなる群から選択される少なくとも1種を含有し、
前記(C)成分が、(C1)沸点が220℃以上250℃以下である、ジオール(但し、オクタンジオールおよび2−エチル−1,3−ヘキサンジオールを除く)、または、ジオールのジアセテートを含有する
ことを特徴とするはんだ組成物。 - 請求項1に記載のはんだ組成物において、
前記(C1)成分が、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,2−ヘキサンジオール、ジプロピレングリコール、1,4−ブタンジオールジアセテート、および1,3−ブチレンジオールジアセテートからなる群から選択される少なくとも1種である
ことを特徴とするはんだ組成物。 - 請求項1に記載のはんだ組成物において、
前記(C1)成分が、1,4−ブタンジオール、および1,3−ブチレンジオールジアセテートからなる群から選択される少なくとも1種である
ことを特徴とするはんだ組成物。 - 請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の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電子基板。
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60221192A (ja) * | 1984-04-13 | 1985-11-05 | Nippon Genma:Kk | クリ−ムはんだ |
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WO2011083831A1 (ja) * | 2010-01-08 | 2011-07-14 | 荒川化学工業株式会社 | 鉛フリーハンダ用フラックス組成物及び鉛フリーハンダペースト |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60221192A (ja) * | 1984-04-13 | 1985-11-05 | Nippon Genma:Kk | クリ−ムはんだ |
JPH071182A (ja) * | 1992-12-28 | 1995-01-06 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | はんだ付け用フラックス |
WO2011083831A1 (ja) * | 2010-01-08 | 2011-07-14 | 荒川化学工業株式会社 | 鉛フリーハンダ用フラックス組成物及び鉛フリーハンダペースト |
JP2018034190A (ja) * | 2016-08-31 | 2018-03-08 | 株式会社タムラ製作所 | はんだ組成物および電子基板 |
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