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JP2008110380A - Flux for cream solder, and cream solder - Google Patents

Flux for cream solder, and cream solder Download PDF

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JP2008110380A
JP2008110380A JP2006295221A JP2006295221A JP2008110380A JP 2008110380 A JP2008110380 A JP 2008110380A JP 2006295221 A JP2006295221 A JP 2006295221A JP 2006295221 A JP2006295221 A JP 2006295221A JP 2008110380 A JP2008110380 A JP 2008110380A
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JP
Japan
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fine particles
cream solder
flux
solder
cream
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Pending
Application number
JP2006295221A
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Japanese (ja)
Inventor
Eiji Iwamura
栄治 岩村
Yoshinori Masuda
義則 増田
Masayoshi Momoki
雅善 百木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Arakawa Chemical Industries Ltd
Original Assignee
Arakawa Chemical Industries Ltd
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Publication date
Application filed by Arakawa Chemical Industries Ltd filed Critical Arakawa Chemical Industries Ltd
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  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide flux composition and cream solder, by which flux composition and cream solder, the release property in screen printing can be remarkably improved, and further the generation of voids in a solder joint portion can be suppressed. <P>SOLUTION: The flux for the cream solder, which flux contains 0.05 to 10 vol.% of at least one of spheroidal polymer fine particles to be selected from the group consisting of polyimide fine particles, polyurea fine particles, benzoguanimine fine particles, acrylic cross linking fine particles, and styrenic crosslinking fine particles, and the cream solder, which contains solder particles and the flux for the cream solder, are used. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、クリームはんだ用フラックスおよびクリームはんだに関する。   The present invention relates to a flux for cream solder and cream solder.

電子部品の表面実装では、フラックスとはんだ粉末を混練した、いわゆるクリームはんだを、プリント基板にステンシルマスク等を用いて印刷塗布し、部品を搭載した後、リフロー炉等を用いて加熱溶融させて、部品を接続する方法が主に採用されている。   In surface mounting of electronic components, so-called cream solder kneaded with flux and solder powder is printed on a printed board using a stencil mask, etc., and after mounting the components, it is heated and melted using a reflow oven, The method of connecting parts is mainly adopted.

このようなはんだ付けでは、スクリーン印刷技術をベースとした手法が利用されている。この手法では、図1に示すように、実装する基板にステンシルマスクを所定の位置に設置し、このマスクに儲けられた窓状の開口部に、ペースト状のはんだをスキージにより塗布充填し、その後、マスクを除去することで、あらかじめメタルマスクに儲けられた開口部のパターンどおりに、クリームはんだが実装基板上に転写される。   In such soldering, a technique based on screen printing technology is used. In this method, as shown in FIG. 1, a stencil mask is placed at a predetermined position on a substrate to be mounted, and paste-like solder is applied and filled into a window-like opening formed in the mask with a squeegee, and thereafter By removing the mask, the cream solder is transferred onto the mounting substrate in accordance with the pattern of the opening previously made in the metal mask.

近年、基板に実装される電子部品が微小化されてきており、たとえば、ICパッケージではリードピッチが0.5mmから0.4mm、さらには0.3mmへ狭ピッチ化が進められており、チップ部品も1mm×0.5mmサイズや0.6mm×0.3mmサイズの微小部品が使われるようになってきている。このような狭ピッチ化にともない、クリームはんだを供給量不足に陥ることなく、マスクのパターンを精度よく転写できるような、より信頼性の高い実装技術が求められている。すなわち、このような狭ピッチ部品の実装では、クリームはんだの印刷性、特に版抜け性が非常に重要となる。特に、マスク開口径が小さくなった場合、メタルマスクの開口部にペースト状のクリームはんだが付着することによる不良の発生や、パターン転写精度の低下という問題点が顕在化してくる。この版抜け性に影響を与える因子としては、クリームはんだの粘度、印刷プロセス時のクリームはんだの塗布精度などが、一般的に挙げられる。 In recent years, electronic components mounted on a substrate have been miniaturized. For example, in an IC package, the lead pitch has been reduced from 0.5 mm to 0.4 mm, and further to 0.3 mm. In addition, 1 mm × 0.5 mm size and 0.6 mm × 0.3 mm size micro components have been used. With such a narrow pitch, there is a need for a more reliable mounting technique that can accurately transfer the mask pattern without causing a shortage of supply of cream solder. That is, in mounting such a narrow-pitch component, the printability of cream solder, in particular, the plate release property is very important. In particular, when the mask opening diameter is reduced, problems such as the occurrence of defects due to the paste-like cream solder adhering to the opening of the metal mask and the decrease in pattern transfer accuracy become obvious. Factors that affect the plate-release property generally include cream solder viscosity, cream solder application accuracy during the printing process, and the like.

このような問題を解決するために、クリームはんだの粘度を調整することで、印刷時のダレや滲みを抑制し、版抜け性や印刷性が改善させる方法として、適当な無機系もしくは有機化合物系のチキソトロピック剤を添加する方法(特許文献1)、特定のアミド化合物を添加し、ゲル化させる方法(特許文献2)などが提案されている。 In order to solve such problems, by adjusting the viscosity of the cream solder, it is possible to suppress dripping and bleeding during printing, and to improve the plate release and printability. A method of adding a thixotropic agent (Patent Document 1), a method of adding a specific amide compound to cause gelation (Patent Document 2), and the like have been proposed.

しかし、スクリーン印刷というプロセス操作上、クリームはんだが一定量の粘性と流動性を兼備していることは不可欠であり、このため、特許文献1〜2に示されるようなクリームはんだの粘度調整では、狭ピッチの開口部に不足無く充填できる流動性を保ち、さらにマスクに付着することなく、かつダレや滲みなくはんだ接合部としての形態を維持することは非常に困難となる。さらに、印刷時の形態が維持できるように、上記のような粘度を調整、すなわち高粘度化した場合、はんだリフロー時において、はんだ接合部等で不可避に発生する気泡などがはんだ外部に放出されず、内部に気泡(以下ボイド)として残留する問題がより顕著となる。このようなボイドの発生は接合部の機械的な強度劣化をもたらし、電子部品の信頼性を大きく低下させるという問題があった。 However, in the process operation of screen printing, it is indispensable that the cream solder has a certain amount of viscosity and fluidity. For this reason, in adjusting the viscosity of the cream solder as shown in Patent Documents 1 and 2, It is very difficult to maintain the fluidity that can be filled in the narrow pitch openings without any shortage, and to maintain the form as a solder joint without being attached to the mask and without sagging or bleeding. Furthermore, if the viscosity is adjusted as described above, that is, when the viscosity is increased so that the form at the time of printing can be maintained, bubbles that are inevitably generated at the solder joints are not released to the outside of the solder during solder reflow. The problem of remaining as bubbles (hereinafter referred to as voids) becomes more prominent. The generation of such voids causes the mechanical strength of the joint to deteriorate, resulting in a problem that the reliability of the electronic component is greatly reduced.

特開2001−347395号公報JP 2001-347395 A 特開昭60−170594号公報JP-A-60-170594

本発明は、狭ピッチの電子部品の実装においても、スクリーン印刷時の版抜け性が著しく改善され、さらにはんだ接合部におけるボイド発生を抑制することのできるフラックス組成物およびクリームはんだを提供することを目的とする。 It is an object of the present invention to provide a flux composition and a cream solder that can remarkably improve the plate slippage during screen printing even when mounting electronic components with a narrow pitch, and can suppress the generation of voids at the solder joints. Objective.

本発明者は、前記課題を解決すべく、クリームはんだ印刷時のペースト形状とボイド不良の生成機構に注目し、フラックス中に適当なサイズの球状微粒子を含有させることで、マスク開口部が狭まった狭ピッチ実装においても、印刷時の版抜け性を著しく改善することができ、さらには、リフロー時のボイド発生が顕著に改善できることを見出し、本発明を完成するに至った。 In order to solve the above problems, the present inventor focused on the paste shape and void generation mechanism during cream solder printing, and by incorporating spherical fine particles of an appropriate size in the flux, the mask opening was narrowed. Even in narrow pitch mounting, it has been found that the plate slippage at the time of printing can be remarkably improved, and furthermore, the occurrence of voids at the time of reflow can be remarkably improved, and the present invention has been completed.

すなわち、ポリイミド微粒子、ポリ尿素微粒子、ベンゾグアナミン微粒子、アクリル系架橋微粒子およびスチレン系架橋微粒子からなる群より選ばれる少なくとも1種の球状ポリマー微粒子を0.05体積%〜10体積%含有することを特徴とするクリームはんだ用フラックス;はんだ粉末および当該クリームはんだ用フラックスを含有してなるクリームはんだに関する。 That is, it is characterized by containing 0.05 vol% to 10 vol% of at least one spherical polymer fine particle selected from the group consisting of polyimide fine particles, polyurea fine particles, benzoguanamine fine particles, acrylic crosslinked fine particles, and styrene crosslinked fine particles. The present invention relates to a cream solder containing a solder powder and the cream solder flux.

本発明によれば、狭ピッチの電子部品の実装においても、スクリーン印刷時の版抜け性が著しく改善され、さらにはんだ接合部におけるボイド発生を抑制することのできるフラックス組成物およびクリームはんだを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a flux composition and a cream solder which can remarkably improve the plate slippage property at the time of screen printing even when mounting electronic components with a narrow pitch and can further suppress the generation of voids at the solder joints. be able to.

本発明におけるクリームはんだは、通常電子部品実装に用いられているものと同様に、液状のいわゆるクリームはんだ用フラックスとはんだ粉末を混練した組成物である。当該液状フラックスは、一般的にフラックスベース、溶剤、活性剤、チキソ剤などから構成されている。 The cream solder in the present invention is a composition in which a liquid so-called cream solder flux and solder powder are kneaded in the same manner as that usually used for mounting electronic components. The liquid flux is generally composed of a flux base, a solvent, an activator, a thixotropic agent, and the like.

本発明では、フラックス中に球状のポリマー微粒子を含有することを特徴とする。ポリマー微粒子はポリイミド微粒子、ポリ尿素微粒子、ベンゾグアナミン微粒子、アクリル系架橋微粒子およびスチレン系架橋微粒子からなる群より選ばれる少なくとも1種である。なお、ここで、アクリル系架橋微粒子とは、公知の(メタ)アクリル系モノマーを主成分とするモノマー成分とビニル基を少なくとも2つ以上含有する架橋モノマーとを、たとえば、ラジカル共重合させることにより得られる微粒子であり、スチレン系架橋微粒子とは、スチレン系モノマーを主成分とするモノマー成分と、ビニル基を少なくとも2つ以上含有する架橋モノマーとを、たとえば、ラジカル共重合させることにより得られる微粒子のことである。具体的には、例えば、アクリル系架橋微粒子としては、ジビニルベンゼン−アクリル酸エステル共重合体等が、スチレン系架橋微粒子としては、ジビニルベンゼン−スチレン共重合体等が挙げられる。これらポリマー微粒子は、たとえば、特開平1−213303号公報、特開平11−140181号公報、特開2006−183018号公報、特開平5−178912号公報などに記載された公知の方法により調製してもよく、ベンゾグアナミン樹脂(たとえば、商品名:エポスター、日本触媒(株)製)等の市販品をそのまま用いてもよい。 In the present invention, spherical polymer fine particles are contained in the flux. The polymer fine particles are at least one selected from the group consisting of polyimide fine particles, polyurea fine particles, benzoguanamine fine particles, acrylic crosslinked fine particles, and styrene crosslinked fine particles. Here, the acrylic crosslinked fine particles are obtained by, for example, radical copolymerizing a monomer component mainly composed of a known (meth) acrylic monomer and a crosslinked monomer containing at least two vinyl groups. The resulting fine particles are styrenic crosslinked fine particles, for example, fine particles obtained by radical copolymerization of a monomer component mainly composed of a styrene monomer and a crosslinked monomer containing at least two vinyl groups. That is. Specifically, for example, the acrylic crosslinked fine particles include divinylbenzene-acrylic acid ester copolymer, and the styrene crosslinked fine particles include divinylbenzene-styrene copolymer. These polymer fine particles are prepared by a known method described in, for example, JP-A-1-213303, JP-A-11-140181, JP-A-2006-183018, JP-A-5-178912, and the like. Alternatively, commercially available products such as benzoguanamine resin (for example, trade name: Eposter, Nippon Shokubai Co., Ltd.) may be used as they are.

上記のポリマー微粒子をフラックス中に添加することにより、印刷に適当な比較的低粘度を維持したペースト状のクリームはんだにおいても、微粒子が、チキソ性付与剤として機能し、印刷されたクリームはんだの形態を物理的に保持することで、マスク開口部が狭まった狭ピッチ実装においても、版抜け性が著しく改善される。さらには、フラックスベースの溶融粘度を比較的低くできることで、リフロー時の発泡で生じた気泡を系外に排出しやすくなる作用、もしくははんだ接合部にて発生したボイドの溶融はんだ内での拡散パスを限定し、気泡同士の合体成長を促進することで系外に排出されやすくする作用、もしくは、非常に微細な微粒子を添加した場合には、微粒子表面にガス成分を吸着する消泡作用が発現することで、ボイド発生が顕著に改善される。 By adding the above polymer fine particles to the flux, even in a paste-like cream solder that maintains a relatively low viscosity suitable for printing, the fine particles function as a thixotropic agent, and the form of the printed cream solder By physically holding the film, the plate-release property is remarkably improved even in a narrow pitch mounting in which the mask openings are narrowed. Furthermore, the melt viscosity of the flux base can be made relatively low, so that bubbles generated by foaming during reflow can be easily discharged out of the system, or the diffusion path of voids generated in the solder joints in the molten solder And promotes the coalescence growth of bubbles, making it easier to be discharged out of the system, or if very fine particles are added, a defoaming effect that adsorbs gas components on the surface of the particles appears By doing so, void generation is remarkably improved.

上記ポリマー微粒子としては、直径5μm以下、より好ましくは1μm以下のものを添加することが好ましい。直径を5μm以下とすることにより、リフロー時の流動性を向上させ、はんだ金属粒子の合体を促進することができるため好ましい。粒径の下限は特に限定されないが、通常のポリマー微粒子製造方法による最小の粒径を考慮すると、直径0.01μm以上が好ましい。 As the polymer fine particles, those having a diameter of 5 μm or less, more preferably 1 μm or less are preferably added. A diameter of 5 μm or less is preferable because the fluidity during reflow can be improved and the coalescence of solder metal particles can be promoted. The lower limit of the particle size is not particularly limited, but a diameter of 0.01 μm or more is preferable in consideration of the minimum particle size by a normal polymer fine particle production method.

フラックスに添加するポリマー微粒子は示差熱分析法、示差走査熱量分析法などにより測定される融点が260℃を越えるものが好ましい。通常、リフローによるはんだ付けは230〜260℃でおこなわれるため、融点が260℃を越えるポリマー微粒子を用いた場合には、リフロー時に気泡の合体促進作用や消泡作用が高まるため好ましい。 The polymer fine particles added to the flux preferably have a melting point of more than 260 ° C. measured by a differential thermal analysis method, a differential scanning calorimetry method or the like. Usually, since soldering by reflow is performed at 230 to 260 ° C., polymer fine particles having a melting point exceeding 260 ° C. are preferable because the action of promoting the coalescence of bubbles and the defoaming action are enhanced during reflow.

本発明のフラックスの製造に用いるフラックスベースとしては、特に限定されず公知のものを用いることができる。具体的には、ガムロジン、重合ロジン、水添ロジン、不均化ロジン、変性ロジン(例えば、アクリル酸変性ロジン等)、ロジンエステル類、その他各種ロジン誘導体などのロジン系樹脂や、ポリエステル樹脂、ポリエーテルエステルアミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、フェノキシ樹脂、テルペン樹脂等の合成樹脂等があげられる。これらは、一種を単独でまたは二種以上混合して用いることができる。 The flux base used in the production of the flux of the present invention is not particularly limited, and a known one can be used. Specifically, rosin resins such as gum rosin, polymerized rosin, hydrogenated rosin, disproportionated rosin, modified rosin (for example, acrylic acid modified rosin), rosin esters, and other various rosin derivatives, polyester resins, poly Examples thereof include synthetic resins such as ether ester amide resins, polyamide resins, polyimide resins, phenoxy resins, and terpene resins. These can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types.

本発明のフラックスの製造に用いる溶剤としては、特に限定されず公知のものを使用することができる。具体的には、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、イソブタノール等のアルコール類、ブチルカルビトール、ヘキシルカルビトール等のグリコールエーテル類、酢酸イソプロピル、プロピオン酸エチル、安息香酸ブチル、アジピン酸ジエチル等のエステル類、n−ヘキサン、ドデカン、テトラデセン等の炭化水素類等があげられる。これらは、一種を単独でまたは二種以上混合して用いることができる。 It does not specifically limit as a solvent used for manufacture of the flux of this invention, A well-known thing can be used. Specifically, alcohols such as ethanol, n-propanol, isopropanol and isobutanol, glycol ethers such as butyl carbitol and hexyl carbitol, esters such as isopropyl acetate, ethyl propionate, butyl benzoate and diethyl adipate And hydrocarbons such as n-hexane, dodecane, and tetradecene. These can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types.

本発明のフラックスの製造に用いる活性剤としては、とくに限定されず公知のものを用いることができるが、たとえばアミンのハロゲン化水素酸塩、有機酸類などを用いることができる。アミンのハロゲン化水素酸塩の具体例としては、ジエチルアミン臭化水素酸塩、シクロヘキシルアミン臭化水素酸塩などをあげることができ、有機酸類の具体例としては、アジピン酸、ステアリン酸、安息香酸などをあげることができる。なお、これらの活性剤は、一種を単独でまたは二種以上混合して用いることができる。 The activator used in the production of the flux of the present invention is not particularly limited and known ones can be used. For example, amine hydrohalides, organic acids and the like can be used. Specific examples of amine hydrohalides include diethylamine hydrobromide and cyclohexylamine hydrobromide. Specific examples of organic acids include adipic acid, stearic acid, and benzoic acid. Etc. In addition, these activators can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types.

本発明のフラックスの製造に用いるチキソ剤としては、フラックスの製造に用いられるチキソ剤であれば特に限定されず、公知のものを使用することができる。具体的には、例えば、硬化ひまし油、蜜ロウ、カルナバワックス、ステアリン酸アミド、ヒドロキシステアリン酸エチレンビスアミド等を使用することができる。これらは、一種を単独でまたは二種以上混合して用いることができる。 The thixotropic agent used in the production of the flux of the present invention is not particularly limited as long as it is a thixotropic agent used in the production of a flux, and known ones can be used. Specifically, for example, hardened castor oil, beeswax, carnauba wax, stearamide, hydroxystearic acid ethylene bisamide and the like can be used. These can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types.

これら各成分の使用量は用途に応じて適宜調節すればよいが、通常、フラックスベース30〜75重量部程度、溶剤20〜60重量部程度、チキソ剤1〜10重量部程度、活性剤0.1〜20部程度である。なお、本発明のクリームはんだ用フラックス中には、必要に応じて酸化防止剤、防黴剤、艶消し剤等の添加剤を含有させることができる。 The amount of each of these components may be appropriately adjusted according to the application, but is usually about 30 to 75 parts by weight of flux base, about 20 to 60 parts by weight of solvent, about 1 to 10 parts by weight of thixotropic agent, and 0. About 1 to 20 parts. In addition, in the flux for cream solder of this invention, additives, such as antioxidant, an antifungal agent, and a matting agent, can be contained as needed.

なお、前記ポリマー微粒子はフラックスの0.05〜10体積%程度となるよう、好ましくは0.05〜5体積%となるように添加する。添加量を0.05体積%以上とすることにより、十分なチキソ性をペースト状クリームはんだに付与できるため好ましく、10体積%以下とすることで、リフロー時に、はんだ金属粒子の溶融合体を促進させることができるため好ましい。 The polymer fine particles are added so as to be about 0.05 to 10% by volume of the flux, preferably 0.05 to 5% by volume. By making the addition amount 0.05% by volume or more, sufficient thixotropy can be imparted to the paste-like cream solder, and preferably by 10% by volume or less, it promotes melting and coalescence of solder metal particles during reflow. This is preferable.

本発明の、クリームはんだは、はんだ粉末および前記クリームはんだ用フラックスを含有するものである。   The cream solder of the present invention contains solder powder and the cream solder flux.

本発明のはんだ粉末の合金組成は特に限定されず、各種公知のものを使用できる。たとえば、はんだ合金としては、従来公知の錫−鉛合金や、鉛フリーはんだとして開発されている錫−銀合金、錫−亜鉛系合金等のはんだ合金組成;さらには前記はんだ合金に、銅、ビスマス、インジウム、アンチモン等を添加したもの等を使用できる。また、はんだ粉末の形状も特に限定されるものではなく、真球、不定形および両者の混合等、いずれの形状も使用できる。   The alloy composition of the solder powder of the present invention is not particularly limited, and various known ones can be used. For example, as a solder alloy, a conventionally known tin-lead alloy, a solder alloy composition such as a tin-silver alloy and a tin-zinc-based alloy that have been developed as a lead-free solder; , Indium, antimony and the like can be used. Further, the shape of the solder powder is not particularly limited, and any shape such as a true sphere, an indefinite shape, or a mixture of both can be used.

各成分の使用量は、用途等に応じて適宜決定すれば良いが、通常は、はんだ粉末が80〜95重量部程度、クリームはんだ用フラックスが5〜20重量部程度である。また、必要に応じて、各種公知の添加剤を添加してもよい。 Although the usage-amount of each component should just be determined suitably according to a use etc., a solder powder is about 80-95 weight part normally, and the flux for cream solder is about 5-20 weight part. Moreover, you may add various well-known additives as needed.

以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明は、下記実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated in more detail, this invention is not limited to the following Example.

実施例1〜6および比較例1〜3
表1に示した各成分を用い、下記方法により、ポリイミド微粒子、クリームはんだ用フラックス、クリームはんだを調製し、下記評価を行った。結果を表1に示す。
Examples 1-6 and Comparative Examples 1-3
Using the components shown in Table 1, polyimide fine particles, a flux for cream solder, and cream solder were prepared by the following method and evaluated as follows. The results are shown in Table 1.

(1)ポリイミド微粒子の調製
3,3´,4,4´−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物(BTDA)のアセトン溶液(0.06モル/l)150mlと、4,4´−ジアミノジフェニルエーテル(DPE)アセトン溶液(0.06モル/l)150mlを混合した後、38kHzの超音波((株)カイジョー製超音波洗浄機SONO
CLEANER 100Zを使用)を照射しながら、25℃、30分間反応させ、ポリアミック酸微粒子のアセトン分散液300mlを得た。マイクロミキサー(YM−1型、(株)山武製)を用い、図2に示すような反応装置を組み立て、ポリアミック酸微粒子を合成した。すなわち、攪拌装置がついた容量5000mlの微粒子調製槽に、前記のポリアミック酸微粒子のアセトン分散液30mlを加え、攪拌しながら、0.06モル/lのBTDA、DPE-アセトン溶液を無脈流ポンプにより、それぞれ15ml/minづつ、室温にてマイクロミキサーに導入して混合した。初流30mlは受器に入れずに廃棄し、その後の混合液を受器に採取した。温度を一定に保ちながら攪拌し、混合液が4800mlとなったところで、送液を停止した後、そのまま30分静置して、吸引ろ過し、400mlのアセトンで3回洗浄した。これを60℃で4時間加熱乾燥させた。ここで得られた図3に示すようなポリアミック酸微粒子60gを540mlのテトラリンに分散させ、突沸を起こさないようにスターラーで攪拌しながら、分水器を用いて生成した水分を除去しながら、200℃で4時間加熱してイミド化し、直径1μmのポリイミド微粒子を得た。なお、他の粒径のポリイミド微粒子は、初期の微粒子調製槽に投入するアセトン分散液量、総送液量を調整することにより製造した。初期の微粒子調製槽に投入するアセトン分散液量を減少させ、総送液量を増加させることにより粒径の大きなポリイミド微粒子が得られる。これらポリイミド微粒子の融点は、示差熱量計EXSTAR6200(SEIKO Instruments製)にて、ポリイミド微粒子5〜10mgをAl製容器に封止して、4℃/minにて300℃まで昇降温させ、その発熱および吸熱ピークを評価することにより決定した。その結果、いずれのサンプルでも、融点が260℃を超えることを確認した。
(1) Preparation of polyimide fine particles 150 ml of an acetone solution (0.06 mol / l) of 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride (BTDA) and 4,4′-diaminodiphenyl ether (DPE) ) After mixing 150 ml of acetone solution (0.06 mol / l), ultrasonic waves of 38 kHz (sonic cleaning machine SONO manufactured by Kaijo Corporation)
The mixture was reacted at 25 ° C. for 30 minutes while irradiating CLEANER 100Z) to obtain 300 ml of an acetone dispersion of polyamic acid fine particles. Using a micromixer (YM-1 type, manufactured by Yamatake Corporation), a reaction apparatus as shown in FIG. 2 was assembled to synthesize polyamic acid fine particles. That is, 30 ml of the above-mentioned acetone dispersion of polyamic acid fine particles was added to a 5000 ml fine particle preparation tank equipped with a stirrer, and 0.06 mol / l BTDA, DPE-acetone solution was added to the non-pulsating pump while stirring. Then, each 15 ml / min was introduced into the micromixer at room temperature and mixed. The initial flow of 30 ml was discarded without being placed in the receiver, and the subsequent mixed liquid was collected in the receiver. Stirring while keeping the temperature constant, when the liquid mixture reached 4800 ml, the liquid feeding was stopped, and then left to stand for 30 minutes, suction filtered, and washed with 400 ml of acetone three times. This was heat-dried at 60 ° C. for 4 hours. While dispersing 60 g of the polyamic acid fine particles obtained here as shown in FIG. 3 in 540 ml of tetralin and stirring with a stirrer so as not to cause bumping, the water produced using a water separator was removed while Imidization was carried out at 4 ° C. for 4 hours to obtain polyimide fine particles having a diameter of 1 μm. In addition, the polyimide fine particle of another particle size was manufactured by adjusting the amount of acetone dispersion liquid and the total liquid feeding amount thrown into the initial particle preparation tank. By reducing the amount of the acetone dispersion liquid charged into the initial fine particle preparation tank and increasing the total liquid feeding amount, polyimide fine particles having a large particle diameter can be obtained. The melting point of these polyimide fine particles was determined by using a differential calorimeter EXSTAR 6200 (manufactured by SEIKO Instruments), sealing 5 to 10 mg of polyimide fine particles in an Al container, raising and lowering the temperature to 300 ° C. at 4 ° C./min, It was determined by evaluating the endothermic peak. As a result, it was confirmed that the melting point exceeded 260 ° C. in any sample.

(2)フラックスの調製
表1に示したポリイミド微粒以外のフラックスの各成分(表中、各成分の使用量は、重量部で表している。)を容器に仕込み、180℃に加熱し、溶解させた。冷却後、前記のポリイミド微粒子を混合し、クリームはんだ用フラックスを得た。各ポリイミド微粒子の添加量、粒子径は表1に示したとおりである(表中、各数値はフラックス組成物における体積%である。)。またポリイミド微粒子を添加しないフラックスを比較例4とした。なお、表中の粒子径は合成したサンプルを走査型電子顕微鏡(SEM)により観察し、そのSEM写真を画像処理することにより、合計500粒子以上の微粒子における平均直径を求めた。
(2) Preparation of flux Each component of the flux other than the polyimide fine particles shown in Table 1 (in the table, the amount used of each component is expressed in parts by weight) is charged into a container, heated to 180 ° C and dissolved. I let you. After cooling, the polyimide fine particles were mixed to obtain a cream solder flux. The addition amount and particle diameter of each polyimide fine particle are as shown in Table 1 (in the table, each numerical value is volume% in the flux composition). A flux not added with polyimide fine particles was used as Comparative Example 4. In addition, the particle diameter in a table | surface observed the synthesized sample with the scanning electron microscope (SEM), and calculated | required the average diameter in the microparticles | fine-particles of a total of 500 or more by image-processing the SEM photograph.

(3)クリームはんだの調製
はんだ粉末(粒径20〜40μmのSn−Ag−Cu合金、Sn/Ag/Cuの含有量は、96.5重量%/3重量%/0.5重量%である。)89重量部と前記方法により調製した各フラックス組成物11重量部とを容器に取り、攪拌してクリームはんだ組成物を調製した。
(3) Preparation of cream solder Solder powder (Sn—Ag—Cu alloy having a particle size of 20 to 40 μm, Sn / Ag / Cu content is 96.5 wt% / 3 wt% / 0.5 wt% .) 89 parts by weight and 11 parts by weight of each flux composition prepared by the above method were placed in a container and stirred to prepare a cream solder composition.

(4)クリームはんだの評価
(4−1)印刷性
25℃で15日間保存したクリームはんだを、スクリーン厚150μmのステンシルマスクを用いて、銅張り積層板上に20回連続印刷した。パターン形状は孔幅0.25mm、長さ2.0mm、ピッチを0.5、0.4、0.3mmとした。光学顕微鏡を用いて印刷後のマスク開口部におけるはんだの付着状況および、印刷転写されたクリームはんだのダレ・にじみを評価し、明確なマスクへのはんだ付着、転写パターンのダレ・滲みが観察された場合は印刷性不良とした。◎:不良率0%、○:不良率0%を超えて5%未満、△:不良率5%以上〜15%未満、×:不良率15%以上
(4−2)ボイド評価
4−1と同様に、銅張り積層板上に、幅0.25mm、長さ2.0mm、ピッチを0.5、0.4、0.3mmとしたランドパターンにクリームはんだを印刷し、コンデンサチップ部品を搭載後、窒素中でリフローした。リフロー時のピーク温度は250℃であった。この試料の内部をX線顕微鏡(3次元X線検査装置XVA−160 (株)ユニハイトシステム製)にてボイドの発生状態を観察した。観察されたボイドの直径とランド面積に対するボイドの面積率は、接続数20個の平均値を算出することで決定した。なお、表中NGとは、はんだ付けがうまくできずに、測定ができなったことを示す。
(4) Evaluation of cream solder (4-1) Printability Cream solder stored at 25 ° C. for 15 days was continuously printed 20 times on a copper-clad laminate using a stencil mask having a screen thickness of 150 μm. The pattern shape was a hole width of 0.25 mm, a length of 2.0 mm, and a pitch of 0.5, 0.4, and 0.3 mm. Using an optical microscope, the adhesion state of the solder at the mask opening after printing and sagging / bleeding of the printed solder paste were evaluated, and clear solder adhesion to the mask and sagging / bleeding of the transfer pattern were observed. In this case, the printability was poor. A: Defect rate 0%, O: Defect rate exceeding 0% and less than 5%, Δ: Defect rate 5% to less than 15%, X: Defect rate 15% or more (4-2) Void evaluation
As with 4-1, cream solder is printed on a copper-clad laminate on a land pattern with a width of 0.25 mm, a length of 2.0 mm, and a pitch of 0.5, 0.4, 0.3 mm. After mounting the chip parts, it was reflowed in nitrogen. The peak temperature during reflow was 250 ° C. The inside of this sample was observed for the occurrence of voids with an X-ray microscope (three-dimensional X-ray inspection apparatus XVA-160 manufactured by Uniheight System Co., Ltd.). The observed void diameter and the area ratio of the void to the land area were determined by calculating an average value of 20 connections. In addition, NG in the table indicates that the measurement could not be performed because the soldering was not successful.

Figure 2008110380
Figure 2008110380

図1は、クリームはんだの印刷工程を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a cream solder printing process. 図2は、ポリマー微粒子の合成装置の一例を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic view showing an example of a polymer fine particle synthesis apparatus. 図3は、実施例に示すポリマー微粒子調製法で得られたポリアミック酸微粒子の走査型電子顕微鏡写真である。FIG. 3 is a scanning electron micrograph of polyamic acid fine particles obtained by the polymer fine particle preparation method shown in the examples.

Claims (2)

ポリイミド微粒子、ポリ尿素微粒子、ベンゾグアナミン微粒子、アクリル系架橋微粒子およびスチレン系架橋微粒子からなる群より選ばれる少なくとも1種の球状ポリマー微粒子を0.05体積%〜10体積%含有することを特徴とするクリームはんだ用フラックス。 A cream containing 0.05 vol% to 10 vol% of at least one spherical polymer fine particle selected from the group consisting of polyimide fine particles, polyurea fine particles, benzoguanamine fine particles, acrylic crosslinked fine particles, and styrene crosslinked fine particles. Solder flux. はんだ粉末および請求項1に記載のクリームはんだ用フラックスを含有してなるクリームはんだ。

A cream solder comprising the solder powder and the cream solder flux according to claim 1.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010269356A (en) * 2009-05-22 2010-12-02 Sharp Corp Solder paste composition

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