TW202546071A - 助焊劑及接合體的製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種即便不使用底部填料亦可提高焊料接合部之接合強度的助焊劑、及使用該助焊劑之接合體的製造方法。 採用含有環氧樹脂、使環氧樹脂硬化的硬化劑及活性劑的助焊劑。環氧樹脂/硬化劑表示的質量比為5以上。助焊劑含有偶合劑,偶合劑包含通式(C-1)表示的化合物。相對於助焊劑的總質量,環氧樹脂之含量為50質量%以上95質量%以下。式中,Rc1表示碳原子數1至6的烷基或氫原子。Rc2表示碳原子數1至10的伸烷基或單鍵。構成伸烷基的亞甲基可經氧原子取代。Rc3表示含有環氧基之基或硫醇基。nc為1至3的整數。mc為0至2的整數。nc+mc=3。
Description
本發明係關於助焊劑及接合體的製造方法。
將零件固定到基板及將零件電性連接到基板者,一般係藉由焊接來進行。焊接中會使用助焊劑、焊料粉末以及將助焊劑及焊料粉末混合而成的焊膏。
助焊劑具有下述功能:將作為焊接對象之接合對象物的金屬表面及焊料中存在的金屬氧化物進行化學性去除,使金屬元素可在兩者的交界之間移動。因此,藉由使用助焊劑進行焊接,在兩者之間形成金屬間化合物,可得到牢固的接合。
使用焊膏的焊接之中,首先將焊膏印刷於基板上之後安裝零件,藉由所謂回焊爐的加熱爐,將安裝有零件的基板進行加熱。藉此,焊膏所包含的焊料粉末熔融,零件焊接於基板上,而得到接合體。
此外,在將安裝有焊球的球柵陣列與基板接合時,為了提高接合強度,有時會在將球柵陣列與基板焊接後,在接合處的周圍填充底部填料,然後使底部填料硬化,而使球柵陣列固定於基板上。 例如,專利文獻1中記載可與底部填料相容的含有熱硬化性樹脂之助焊劑。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 日本特開2017-056485號公報
[發明欲解決之課題] 使用專利文獻1記載的熱硬化性助焊劑及底部填料時,需要將底部填料填充於接合處周圍的步驟、使底部填料硬化的步驟,而有接合體的製造效率降低這樣的問題。
於是,本案發明人針對不使用底部填料而是使用含有環氧樹脂之助焊劑的焊接進行研究。 發明人等發現以往含有環氧樹脂的助焊劑中,在回焊後,接合部中的焊料與助焊劑的密合性低,因而具有接合強度降低這樣的問題。
本發明係鑒於上述情事而完成者,其目的係提供一種即便不使用底部填料亦可提高焊料接合部之接合強度的助焊劑、及使用該助焊劑之接合體的製造方法。 [解決課題之手段]
本發明包含以下的態樣。 [1] 一種助焊劑,其含有環氧樹脂、使環氧樹脂硬化的硬化劑及活性劑,其中,作為環氧樹脂/硬化劑表示的質量比,前述環氧樹脂之含量與前述硬化劑之含量的質量比為5以上;前述助焊劑更含有偶合劑;前述偶合劑包含具有甲氧基之化合物,前述化合物為下述通式(C-1)表示的化合物;相對於前述助焊劑的總質量,前述環氧樹脂之含量為50質量%以上95質量%以下。
[式中,Rc1表示碳原子數1至6的烷基或氫原子;Rc2表示碳原子數1至10的伸烷基或單鍵;惟構成伸烷基的亞甲基可經氧原子取代;Rc3表示含有環氧基之基或硫醇基;nc為1至3的整數;mc為0至2的整數;nc+mc=3]。
[2] 如[1]所述之助焊劑,其中前述環氧樹脂包含雙酚型環氧樹脂。 [3] 如[1]或[2]所述之助焊劑,其中前述環氧樹脂包含萘型環氧樹脂。 [4] 如[1]所述之助焊劑,其中前述環氧樹脂包含雙酚型環氧樹脂及萘型環氧樹脂,作為雙酚型環氧樹脂/萘型環氧樹脂表示的質量比,雙酚型環氧樹脂之含量與萘型環氧樹脂之含量的質量比為0.70以上1.5以下。 [5] 如[1]至[4]中任一項所述之助焊劑,其中前述硬化劑包含熔點190℃以上的胺。 [6] 如[1]至[5]中任一項所述之助焊劑,其中前述硬化劑包含胍胺類。 [7] 如[1]所述之助焊劑,其更含有活性劑。 [8] 如[1]至[7]中任一項所述之助焊劑,其係用於將具有焊球的零件與基板接合。 [9] 一種接合體的製造方法,其具有:以如[1]至[7]中任一項所述之助焊劑將具有焊球之零件的前述焊球進行處理的步驟;及將具有前述焊球的零件與基板焊接而得到接合體的步驟。
本發明亦可說是包含以下的態樣。 [P1] 一種助焊劑,其含有環氧樹脂及硬化劑,作為環氧樹脂/硬化劑表示的質量比,前述環氧樹脂之含量與前述硬化劑之含量的質量比為5以上,前述助焊劑更含有偶合劑,前述偶合劑包含具有甲氧基之化合物。 [P2] 如[P1]所述之助焊劑,其中前述環氧樹脂包含雙酚型環氧樹脂。 [P3] 如[P1]或[P2]所述之助焊劑,其中前述環氧樹脂包含萘型環氧樹 脂。 [P4] 如[P1]所述之助焊劑,其中前述環氧樹脂包含雙酚型環氧樹脂及萘型環氧樹脂,作為雙酚型環氧樹脂/萘型環氧樹脂表示的質量比,雙酚型環氧樹脂之含量與萘型環氧樹脂之含量的質量比為0.70以上1.5以下。 [P5] 如[P1]至[P4]中任一項所述之助焊劑,其中前述硬化劑包含熔點190℃以上的胺。 [P6] 如[P1]至[P5]中任一項所述之助焊劑,其中前述硬化劑包含胍胺 類。 [P7] 如[P1]至[P6]中所述之助焊劑,其更含有活性劑。 [P8] 如[P1]至[P7]中任一項所述之助焊劑,其係用於將具有焊球之零件與基板接合。 [P9] 一種接合體的製造方法,其具有:以如[P1]至[P7]中任一項所述之助焊劑將具有焊球之零件的前述焊球進行處理的步驟;及將前述具有焊球之零件與基板焊接而得到接合體的步驟。 [發明之效果]
根據本發明,可提供一種即便不使用底部填料亦可提高焊料接合部之接合強度的助焊劑、及使用該助焊劑之接合體的製造方法。
本說明書中,「包含」及「含有」係包括「包含(comprise)」、「實質上僅由…構成(consist essentially of)」及「僅由…構成(consist of)」中任一者的概念。「包含」及「含有」亦具有意指「實質上僅由…構成(consist essentially of)」的情況,亦具有意指「僅由…構成(consist of)」的情況。
本說明書中,以與助焊劑的總質量相對的質量%規定助焊劑中的成分之含量時,該助焊劑的總質量%為100質量%。
(助焊劑) 說明第1態樣之助焊劑的一實施型態。 本實施型態之助焊劑含有環氧樹脂與硬化劑。 作為環氧樹脂/硬化劑表示的質量比,環氧樹脂之含量與硬化劑之含量的質量比為5以上。 本實施型態之助焊劑更含有偶合劑。 偶合劑包含具有甲氧基之化合物。
本實施型態之助焊劑含有環氧樹脂、硬化劑、包含具有甲氧基之化合物的偶合劑,藉此即便不使用底部填料亦可提高焊料接合部的接合強度。
本實施型態之助焊劑適用於將具有焊球之零件與基板焊接而得到接合體的步驟。 該接合體係藉由圖1至圖4例示的步驟所製造。首先,如圖1中所例示,使用刮板1使助焊劑3在載台2上延展而製作助焊劑膜3。然後如圖2所例示,準備在晶片5上接合有焊球4而成的零件6,使零件6的焊球4與助焊劑膜3接觸。然後如圖3所例示,將經由助焊劑3處理的具有焊球4之電子零件6配置於基板7上。然後如圖4所例示,對於配置有電子零件6的基板7進行回焊,得到由焊球4及助焊劑殘渣9接合而成的接合體 10。
製作助焊劑膜3的步驟中,即使長時間進行刮塗(squeegeeing)時,亦必須可連續使用該助焊劑。本實施型態之助焊劑係即使在長時間的刮塗後仍可連續使用者,其適用於將焊球安裝在晶片上。
<環氧樹脂> 環氧樹脂可列舉例如:雙酚型環氧樹脂、萘型環氧樹脂、酚醛清漆型環氧樹脂、脂肪族環氧樹脂、脂環式環氧樹脂等。
作為雙酚型環氧樹脂,只要是具有包含雙酚骨架之構成單元的環氧樹脂即可。 雙酚型可列舉例如:雙酚A型、雙酚AP型、雙酚AF型、雙酚B型、雙酚BP型、雙酚C型、雙酚E型、雙酚F型、雙酚G型、雙酚M型、雙酚S型、雙酚P型、雙酚PH型、雙酚TMC型、雙酚Z型等。 雙酚型環氧樹脂可單獨使用1種,亦可混合2種以上使用。
作為萘型環氧樹脂,只要是具有包含萘骨架之構成單元的環氧樹脂即可。 萘型環氧樹脂可列舉:1,6-二環氧丙氧基萘、1,3-二環氧丙氧基萘、1,4-二環氧丙氧基萘、1,5-二環氧丙氧基萘、2,3-二環氧丙氧基萘、2,6-二環氧丙氧基萘、2,7-二環氧丙氧基萘、1-(2,7-二環氧丙氧基萘基)-1’-(2’-環氧丙氧基萘基)甲烷、1,1’-雙(2,7-二環氧丙氧基萘基)甲烷、1,1’-雙(2,7-二環氧丙氧基萘基)-1-苯基-甲烷、2,2’-環氧丙氧基-1,1’-聯萘、2,2’,7-三環氧丙氧基-1,1’-聯萘、2,2’,7,7’-四環氧丙氧基-1,1’-聯萘等萘型環氧樹脂等。 萘型環氧樹脂可單獨使用1種,亦可混合2種以上使用。
作為酚醛清漆型環氧樹脂,只要是具有包含酚醛清漆骨架之構成單元的環氧樹脂即可,可列舉例如:酚酚醛清漆型環氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環氧樹脂、雙酚A酚醛清漆型環氧樹脂、雙酚F酚醛清漆型環氧樹脂等。
環氧樹脂可單獨使用1種,亦可混合2種以上使用。 環氧樹脂較佳為含有選自由雙酚型環氧樹脂及萘型環氧樹脂所成群組中的1種以上,更佳為含有雙酚型環氧樹脂及萘型環氧樹脂。 藉由環氧樹脂含有雙酚型環氧樹脂,容易抑制助焊劑的黏度變得太高,而容易延長助焊劑的連續使用時間。 藉由環氧樹脂含有萘型環氧樹脂,容易提高玻璃轉移溫度。
環氧樹脂的聚苯乙烯換算質量平均分子量較佳為200至500,更佳為260至400。 環氧樹脂的環氧當量較佳為100至250g/eq,更佳為130至200g/eq.。
本實施型態之助焊劑中,相對於助焊劑的總質量,環氧樹脂之含量較佳為50質量%以上95質量%以下,更佳為60質量%以上90質量%以下,又更佳為70質量%以上90質量%以下。 藉由使環氧樹脂的含量在前述範圍內的下限值以上,容易提高焊料接合的強度。
本實施型態之助焊劑包含雙酚型環氧樹脂及萘型環氧樹脂時,作為雙酚型環氧樹脂/萘型環氧樹脂表示的質量比,雙酚型環氧樹脂之含量與萘型環氧樹脂之含量的質量比可為0.01以上100以下,較佳為0.10以上4以下,更佳為0.70以上1.5以下,亦可為0.73以上1.29以下。 藉由使雙酚型環氧樹脂/萘型環氧樹脂的質量比為前述範圍的下限值以上,容易抑制助焊劑的黏度變得太高,容易延長助焊劑的連續使用時間。藉由使其在前述範圍的上限值以下,容易提高玻璃轉移溫度。
<硬化劑> 本實施型態之助焊劑所包含的硬化劑係具有使環氧樹脂硬化之作用的化合物。 作為硬化劑,只要本發明可發揮效果則未特別限定,可列舉例如:胍胺類、咪唑類、酸酐、胍類、胺基胍類、脲類、改質多胺及此等的衍生物、二氰二胺、三氟化硼胺錯合物、有機醯肼、三聚氰胺、胺加成物系硬化劑、乙烯醚嵌段羧酸、鎓鹽、異氰酸酯系硬化劑、酚類等。
胍胺類可列舉下述通式(H-1)表示的化合物。
[式中,Rh表示烷基、芳基或芳烷基]。
前述通式(H-1)中,Rh中的烷基較佳為碳原子數1至4的烷 基。 前述通式(H-1)中,Rh中的芳基較佳為苯基。
胍胺類較佳為選自由苯并胍胺及乙胍胺所成群組中的1種以 上。
咪唑類只要是具有雜五員環之1位及3位為氮原子之雜五員環的化合物即可。
咪唑類可列舉例如:咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-十一基咪唑、2-十七基咪唑、1,2-二甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、1-苯甲基-2-甲基咪唑、1-苯甲基-2-苯基咪唑、1-氰基乙基-2-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-十一基咪唑、1-氰基乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-苯基咪唑、2-苯基-4,5-二羥基甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羥基甲基咪唑、2,3-二氫-1H-吡咯并[1,2-a]苯并咪唑、氯化1-十二基-2-甲基-3-苯甲基咪唑鎓、2-甲基咪唑啉、2-苯基咪唑啉、2-甲基苯并咪唑、2-辛基苯并咪唑、2-戊基苯并咪唑、2-(1-乙基戊基)苯并咪唑、2-壬基苯并咪唑、2-(4-噻唑基)苯并咪唑、苯并咪唑、2,4-二胺基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-s-三𠯤、2,4-二胺基-6-[2’-十一基咪唑基-(1’)]-乙基-s-三𠯤、2,4-二胺基-6-[2’-乙基-4’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-s-三𠯤、1-氰基乙基-2-十一基咪唑鎓偏苯三酸酯、1-氰基乙基-2-苯基咪唑鎓偏苯三酸酯、2,4-二胺基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-s-三𠯤異三聚氰酸加成物、2-苯基咪唑異三聚氰酸加成物、環氧基咪唑加成物等。
酸酐可列舉:鄰苯二甲酸酐、馬來酸酐、環己烷二羧酸酐、苯偏三酸酐、苯均四酸酐、六氫鄰苯二甲酸酐、四氫鄰苯二甲酸酐、甲基納迪克酸酐、納迪克酸酐、戊二酸酐、甲基六氫鄰苯二甲酸酐及甲基四氫鄰苯二甲酸酐、聯苯四羧酸二酐、3,3’,4,4’-甲基雙環[2.2.1]庚烷-2,3-二羧酸酐、雙環[2.2.1]庚烷-2,3-二羧酸酐、乙二醇雙脫水偏苯三酸酯(Ethylene glycol bisanhydrotrimellitate)、丙三醇雙脫水偏苯三酸酯單乙酸酯、四丙烯基琥珀酸酐等。
硬化劑的熔點例如可為150至400℃,較佳為190℃以上,更佳為200℃以上,又更佳為210℃以上,特佳為220℃以上。 藉由硬化劑的熔點在前述下限值以上,容易抑制環氧樹脂與硬化劑的過剩反應,容易延長連續使用時間。
本說明書中,熔點係指固體熔解而變成液體時的溫度。對象化合物的熔點例如可為「岩波 理化學辭典第5版」記載的熔點。或是對象化合物的熔點可為藉由依據JIS K 0064:1992的方法測得的熔點。
硬化劑較佳為選自由胍胺類、咪唑類及酸酐所成群組中的1種以上,更佳為選自由胍胺類及咪唑類所成群組中的1種以上,又更佳為胍胺類。 藉由前述助焊劑含有胍胺類,容易抑制環氧樹脂與硬化劑的過剩反應,容易延長連續使用時間。
本實施型態之助焊劑中,相對於助焊劑的總質量,硬化劑之含量較佳為1質量%以上30質量%以下,更佳為2質量%以上20質量%以下。
本實施型態之助焊劑含有胍胺類時,相對於助焊劑的總質量,助焊劑中的胍胺之含量較佳為3質量%以上30質量%以下,更佳為5質量%以上20質量%以下。 本實施型態之助焊劑含有咪唑類時,相對於助焊劑的總質量,助焊劑中的咪唑類之含量較佳為1質量%以上15質量%以下,更佳為2質量%以上10質量%以下。 本實施型態之助焊劑含有酸酐時,相對於助焊劑的總質量,助焊劑中的酸酐之含量較佳為3質量%以上30質量%以下,更佳為5質量%以上20質量%以下。
本實施型態之助焊劑中,作為環氧樹脂/硬化劑表示的質量比,環氧樹脂之含量與前述硬化劑之含量的質量比為例如5以上50以下,較佳為6以上。 環氧樹脂/硬化劑表示的質量比之上限值並無特別限定,例如可為50,亦可為30。
<特定偶合劑> 本實施型態之助焊劑含有偶合劑,偶合劑包含特定偶合劑。 特定偶合劑係具有甲氧基之化合物。 特定偶合劑較佳為矽烷化合物。 特定偶合劑較佳為具有環氧基或硫醇基。
特定偶合劑較佳為下述通式(C-1)表示的化合物。
[式中,Rc1表示碳原子數1至6的烷基或氫原子;Rc2表示碳原子數1至10的伸烷基或單鍵;惟構成伸烷基的亞甲基可經氧原子取代;Rc3表示含有環氧基之基或硫醇基;nc為1至3的整數;mc為0至2的整數;nc+mc=3]。
Rc1中的烷基可為直鏈狀,亦可為分支鏈狀。 Rc1較佳為碳原子數1至4的烷基,更佳為甲基。
Rc2中的伸烷基可為直鏈狀,亦可為分支鏈狀。 Rc2較佳為碳原子數1至7的伸烷基。
Rc3中的含有環氧基之基可列舉例如:僅由環氧基構成之基;僅由脂環式環氧基構成之基;具有環氧基或脂環式環氧基與2價連結基之 基。 所謂的脂環式環氧基係具有屬於三員環醚之氧雜環丙烷結構的脂環式基,具體係具有脂環式基與氧雜環丙烷結構的基。 作為脂環式環氧基之基本骨架的脂環式基可為單環亦可為多環。單環的脂環式基可列舉例如:環丙基、環丁基、環戊基、環己基、環庚基、環辛基等。又,多環的脂環式基可列舉:降莰基、異莰基、三環壬基、三環癸基、四環十二基等。又,此等脂環式基的氫原子可經烷基、烷氧基、羥基等取代。 具有環氧基或脂環式環氧基與2價連結基之基時,較佳係介由式中的Rc2所鍵結之2價連結基與環氧基或脂環式環氧基鍵結。
前述通式(C-1)中,較佳係Rc1為碳原子數1至4的烷基、Rc2為碳原子數1至7的伸烷基、Rc3為含有環氧基之基或硫醇基;nc為2或3的整數。 前述通式(C-1)中,更佳係Rc1為甲基、Rc2為碳原子數1至7的伸烷基、Rc3為僅由環氧基構成之基、僅由脂環式環氧基構成之基或硫醇基;nc為2或3的整數。
特定偶合劑較佳為分別以下述化學式(C-1-1)至(C-1-4)表示之化合物。
前述助焊劑中,相對於助焊劑的總質量,特定偶合劑之含量為較佳為0.1至5質量%,更佳為0.3至3質量%,又更佳為0.5至2質量 %。
<其他成分> 本實施型態之助焊劑中,除了環氧樹脂、硬化劑及偶合劑以外,可因應需求包含其他成分,亦可不包含其他成分。 其他成分可列舉例如:活性劑、觸變劑、溶劑、環氧樹脂以外的樹脂成分(其他樹脂)、金屬減活化劑、抗氧化劑、界面活性劑、著色劑等。
本實施型態之助焊劑可為由環氧樹脂、硬化劑、活性劑、偶合劑,以及任意選自由觸變劑、溶劑、其他樹脂、金屬減活化劑、抗氧化劑、界面活性劑、及著色劑所成群組中的1種以上所構成者。構成任意的其他成分之群組的各成分係可任意地選擇。
《活性劑》 活性劑可列舉例如:有機酸、胺、鹵化合物、有機磷化合物等。
・有機酸 有機酸可列舉例如:羧酸、有機磺酸等。羧酸可列舉例如:脂肪族羧酸、芳香族羧酸、三羧酸、羥基羧酸等。脂肪族羧酸可列舉:脂肪族單羧酸、脂肪族二羧酸等。
脂肪族單羧酸可列舉例如:己酸、庚酸、辛酸、壬酸、異壬酸、癸酸、癸烯酸(Caproleic Acid)、月桂酸(十二酸)、十一酸、烏藥酸(Linderic Acid)、十三酸、肉豆蔻油酸(Myristoleic Acid)、十五酸、異棕櫚酸、棕櫚油酸(Palmitoleic Acid)、6,10,14-十六碳三烯酸(Hiragonic Acid)、大風子油酸(Hydnocarpic Acid)、珠光子酸、異硬脂酸、反油酸(Elaidic Acid)、芹子酸(Petroselinic Acid)、4,8,12,15-十八碳四烯酸(Moroctic Acid)、油硬脂酸(Eleostearic Acid)、塔日酸(Tariric Acid)、牛油酸(Vaccenic Acid)、蓖麻油酸(Ricinoleic Acid)、斑鳩菊酸(Vernolic Acid)、蘋婆酸(Sterculic Acid)、十九酸、二十酸、硬脂酸、12-羥基硬脂酸、油酸、亞麻油酸(Linoleic Acid)、次亞麻油酸(Linolenic Acid)、肉豆蔻酸、乙醇酸、硫代乙醇酸等。
脂肪族二羧酸可列舉例如:草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷二酸、二十烷二酸、檸康酸、二乙醇酸、酒石酸、2,4-二乙基戊二酸等。 芳香族羧酸可列舉例如:苯甲酸、3-羥基苯甲酸、柳酸、吡啶甲酸、對大茴香酸、間大茴香酸、鄰大茴香酸、對羥基苯基乙酸、2-喹啉羧酸等芳香族單羧酸、鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸、苯基琥珀酸、二甲吡啶酸、二丁基苯胺二乙醇酸等芳香族二羧酸、吡啶甲酸、吡啶二甲酸、3-羥基吡啶甲酸等。
三羧酸可列舉例如:檸檬酸等。
羥基羧酸可列舉例如:2,2-雙(羥基甲基)丙酸、2,2-雙(羥基甲基)丁酸、檸檬酸、異檸檬酸、蘋果酸、酒石酸等。
又,羧酸可列舉:異三聚氰酸三(2-羧基乙基)酯、1,3-環己烷二羧酸等。
又,羧酸可列舉:多元羧酸。 多元羧酸可列舉例如:二聚物酸、三聚物酸、在二聚物酸中添加氫而成的氫化物之氫化二聚物酸、在三聚物酸中添加氫而成的氫化物之氫化三聚物酸等。
有機磺酸可列舉例如:脂肪族磺酸、芳香族磺酸等。脂肪族磺酸可列舉例如:烷磺酸、烷醇磺酸等。
有機酸可單獨使用1種,亦可將2種以上混合使用。 有機酸較佳為羧酸,更佳為二羧酸。 二羧酸較佳為選自由草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸及壬二酸所成群組中的1種以上,更佳為選自由戊二酸、己二酸、庚二酸及辛二酸所成群組中的1種以上,又更佳為選自由戊二酸、己二酸及庚二酸所成群組中的1種以上。
・胺 胺可列舉例如:唑類(惟可發揮作為硬化劑之功能的咪唑類除外)、胍類、胺醇、烷胺化合物、胺聚氧基伸烷基加成物等。
唑類可列舉例如:2,4-二胺基-6-乙烯基-s-三𠯤、2,4-二胺基-6-乙烯基-s-三𠯤異三聚氰酸加成物、2,4-二胺基-6-甲基丙烯醯氧基乙基-s-三𠯤、1,2,4-三唑、2-(2’-羥基-5’-甲基苯基)苯并三唑、2-(2’-羥基-3’-第三丁基-5’-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2’-羥基-3’,5’-二-第三戊基苯基)苯并三唑、2-(2’-羥基-5’-第三辛基苯基)苯并三唑、2,2’-亞甲基雙[6-(2H-苯并三唑-2-基)-4-第三辛基酚]、6-(2-苯并三唑基)-4-第三辛基-6’-第三丁基-4’-甲基-2,2’-亞甲基雙酚、1,2,3-苯并三唑、1-[N,N-雙(2-乙基己基)胺基甲基]苯并三唑、羧基苯并三唑、1-[N,N-雙(2-乙基己基)胺基甲基]甲基苯并三唑、2,2’-[[(甲基-1H-苯并三唑-1–基)甲基]亞胺基]雙乙醇、1-(1’,2’-二羧基乙基)苯并三唑、1-(2,3-二羧基丙基)苯并三唑、1-[(2-乙基己胺基)甲基]苯并三唑、2,6-雙[(1H-苯并三唑-1-基)甲基]-4-甲基酚、5-甲基苯并三唑、5-苯基四唑等。
胍類可列舉例如:1,3-二苯基胍、1,3-二鄰甲苯基胍、1-鄰甲苯基雙胍、1,3-二鄰異丙苯基胍、1,3-二鄰異丙苯基-2-丙醯基胍等。
胺醇可列舉例如:N,N,N’,N’-四(2-羥基丙基)乙二胺、N,N,N’,N’-四(2-羥乙基)乙二胺、單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、1-胺基-2-丙醇、雙(2-羥基丙基)胺、三(2-羥基丙基)胺等。
烷胺化合物可列舉例如:乙胺、三乙胺、乙二胺、三乙四胺、環己胺、十六烷基胺、硬脂胺等。
胺聚氧基伸烷基加成物可列舉例如:末端二胺聚烷二醇、脂肪族胺聚氧基伸烷基加成物、芳香族胺聚氧基伸烷基加成物、多元胺聚氧基伸烷基加成物等。 胺聚氧基伸烷基加成物中所加成的環氧烷(alkylene oxide)可列舉例如:環氧乙烷、環氧丙烷、環氧丁烷等。
末端二胺聚烷二醇係聚烷二醇的兩末端經胺基化而成的化合 物。 末端二胺聚烷二醇可列舉例如:末端二胺聚乙二醇、末端二胺聚丙二醇、末端二胺聚乙二醇-聚丙二醇共聚物等。 末端二胺聚乙二醇-聚丙二醇共聚物可列舉例如:聚乙二醇-聚丙二醇共聚物雙(2-胺基丙基)醚、聚乙二醇-聚丙二醇共聚物雙(2-胺基乙基)醚。
脂肪族胺聚氧基伸烷基加成物、芳香族胺聚氧基伸烷基加成物及多胺聚氧基伸烷基加成物係胺的氮原子上鍵結有聚氧基伸烷基者。前述胺可列舉例如:乙二胺、1,3-丙二胺、1,4-丁二胺、六亞甲二胺、二乙三胺、月桂胺、硬脂胺、油胺、牛脂胺、硬化牛脂胺、牛脂丙二胺、間苯二甲胺、甲苯二胺、對苯二甲胺、苯二胺、異佛爾酮二胺、1,10-癸二胺、1,12-十二烷二胺、4,4-二胺基二環己基甲烷、4,4-二胺基二苯基甲烷、丁烷-1,1,4,4-四胺、嘧啶-2,4,5,6-四胺等。
鹵化合物可列舉例如:胺氫鹵酸鹽、胺氫鹵酸鹽以外的有機鹵化合物等。
活性劑較佳為有機酸。 活性劑可單獨使用1種,亦可混合2種以上使用。 相對於前述助焊劑的總質量,助焊劑中的活性劑之含量較佳為1質量%以上20質量%以下,更佳為2質量%以上15質量%以下,又更佳為3質量%以上10質量%以下。
《觸變劑》 觸變劑可列舉例如:酯系觸變劑、醯胺系觸變劑、山梨糖醇系觸變劑 等。
酯系觸變劑可列舉例如:酯化合物,具體上可列舉:硬化蓖麻油、肉豆蔻酸乙酯等。
醯胺系觸變劑可列舉例如:單醯胺、雙醯胺、聚醯胺。 單醯胺可列舉例如:月桂醯胺、棕櫚醯胺、硬脂醯胺、二十二烷醯胺、羥基硬脂醯胺、飽和脂肪醯胺、油醯胺、芥醯胺、不飽和脂肪醯胺、4-甲基苯甲醯胺(對甲苯醯胺)、對甲苯甲烷醯胺、芳香族醯胺、六亞甲基羥基硬脂醯胺、取代醯胺、羥甲基硬脂醯胺、羥甲基醯胺、脂肪酸酯醯胺等。 雙醯胺可列舉例如:伸乙基雙脂肪(脂肪酸的碳數C6至24)醯胺、伸乙基雙羥基脂肪(脂肪酸的碳數C6至24)醯胺、六亞甲基雙脂肪(脂肪酸的碳數C6至24)醯胺、六亞甲基雙羥基脂肪(脂肪酸的碳數C6至24)醯胺、芳香族雙醯胺等。作為前述雙醯胺之原料的脂肪酸可列舉例如:硬脂酸(碳數C18)、油酸(碳數C18)、月桂酸(碳數C12)等。 聚醯胺可列舉例如:飽和脂肪酸聚醯胺、不飽和脂肪酸聚醯胺、芳香族聚醯胺、1,2,3-丙烷三羧酸三(2-甲基環己基醯胺)、環狀醯胺寡聚物、非環狀醯胺寡聚物等聚醯胺。
前述環狀醯胺寡聚物可列舉:二羧酸與二胺縮聚成環狀而成的醯胺寡聚物、三羧酸與二胺縮聚成環狀而成的醯胺寡聚物、二羧酸與三胺縮聚成環狀而成的醯胺寡聚物、三羧酸與三胺縮聚成環狀而成的醯胺寡聚物、二羧酸及三羧酸與二胺縮聚成環狀而成的醯胺寡聚物、二羧酸及三羧酸與三胺縮聚成環狀而成的醯胺寡聚物、二羧酸與二胺及三胺縮聚成環狀而成的醯胺寡聚物、三羧酸與二胺及三胺縮聚成環狀而成的醯胺寡聚物、二羧酸及三羧酸與二胺及三胺縮聚成環狀而成的醯胺寡聚物等。
又,前述非環狀醯胺寡聚物可列舉:單羧酸與二胺及/或三胺縮聚成非環狀而成的醯胺寡聚物的情況、二羧酸及/或三羧酸與單胺縮聚成非環狀而成的醯胺寡聚物的情況等。若為包含單羧酸或單胺的醯胺寡聚物,則單羧酸、單胺發揮作為終端分子(terminal molecules)的功能,而成為分子量減小的非環狀醯胺寡聚物。又,非環狀醯胺寡聚物為二羧酸及/或三羧酸與二胺及/或三胺縮聚成非環狀而成的醯胺化合物時,成為非環狀高分子系醯胺聚合物。再者,非環狀醯胺寡聚物亦包含單羧酸與單胺縮合成非環狀而成的醯胺寡聚物。
山梨糖醇系觸變劑可列舉例如:二亞苄基-D-山梨糖醇、雙(4-甲基亞苄基)-D-山梨糖醇、(D-)山梨糖醇、單亞苄基(-D-)山梨糖醇、單(4-甲基亞苄基)-(D-)山梨糖醇等。
觸變劑可單獨使用1種,亦可混合2種以上使用。 觸變劑較佳為選自由酯系觸變劑及醯胺系觸變劑所成群組中的1種以 上。 助焊劑中,相對於前述助焊劑的總質量,觸變劑之含量較佳為0.1質量%以上10質量%以下,更佳為0.3質量%以上5質量%以下,又更佳為0.5質量%以上3質量%以下。
本實施型態之助焊劑,只要可發揮本發明之效果,則可含有溶劑,亦可不含有溶劑。 溶劑可列舉例如:水、醇系溶劑、二醇醚系溶劑、松脂醇類等。
醇系溶劑可列舉:2-丙醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、2,3-丁二醇、異莰基環己醇、2,4-二乙基-1,5-戊二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇、2,5-二甲基-2,5-己二醇、2,5-二甲基-3-己炔-2,5-二醇、2,3-二甲基-2,3-丁二醇、2-甲基戊烷-2,4-二醇、1,1,1-三(羥基甲基)丙烷、2-乙基-2-羥基甲基-1,3-丙二醇、2,2’-氧基雙(亞甲基)雙(2-乙基-1,3-丙二醇)、2,2-雙(羥基甲基)-1,3-丙二醇、1,2,6-三羥基己烷、1-乙炔基-1-環己醇、1,4-環己二醇、1,4-環己烷二甲醇、2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇、2-己基-1-癸醇、2-甲基-2,4-戊二醇(己二醇)、辛二醇等。
乙二醇醚系溶劑可列舉:二丙二醇單甲醚、二乙二醇單-2-乙基己醚、乙二醇單苯醚、乙二醇單丁醚(丁基二醇)、乙二醇單己醚(己基二醇)、二乙二醇單己醚(己基二乙二醇)、二乙二醇二丁醚、三乙二醇單丁醚、甲基丙三甘醇、三乙二醇丁基甲醚、四乙二醇、四乙二醇二甲醚、三丙二醇正丁醚等。
松脂醇類可列舉:α-松脂醇、β-松脂醇、γ-松脂醇、松脂醇混合物(亦即其主成分為α-松脂醇,且含有β-松脂醇或γ-松脂醇的混合物)等。
溶劑可單獨使用1種,亦可混合2種以上使用。 助焊劑中,相對於助焊劑的總質量,溶劑之含量例如可為0至40質量%,可為超過0質量%且在40質量%以下,可為超過0質量%且在30質量%以下,可為超過0質量%且在20質量%以下,可為超過0質量%且在10質量%以下,亦可為超過0質量%且在5質量%以下。
《環氧樹脂以外的樹脂成分(其他樹脂)》 本實施型態中之助焊劑,只要可發揮本發明之效果,則可包含環氧樹脂以外的樹脂成分(其他樹脂),亦可不包含其他樹脂。 其他樹脂可列舉例如:松香、松香以外的樹脂等。
本說明書中,所謂的「松香」係以松香酸作為主成分,其包括含有松香酸與其異構物之混合物的天然樹脂以及天然樹脂經化學修飾者(有時亦稱為松香衍生物)。 松香衍生物可列舉例如:精製松香、改質松香等。 改質松香可列舉:氫化松香、聚合松香、聚合氫化松香、不對稱松香、酸改質松香、松香酯、酸改質氫化松香、酸酐改質氫化松香、酸改質不對稱松香、酸酐改質不對稱松香、酚改質松香及α,β不飽和羧酸改質物(丙烯酸化松香、順丁烯二酸化松香、反丁烯二酸化松香等)以及該聚合松香的精製物、氫化物及不對稱物、以及該α,β不飽和羧酸改質物的精製物、氫化物及不對稱物、松香醇、松香胺、氫化松香醇、松香酯、氫化松香酯、松香皂、氫化松香皂、酸改質松香皂等。
松香以外的樹脂可列舉例如:萜烯樹脂、改質萜烯樹脂、萜烯酚樹脂、改質萜烯酚樹脂、苯乙烯樹脂、改質苯乙烯樹脂、二甲苯樹脂、改質二甲苯樹脂、丙烯酸樹脂、聚乙烯樹脂、丙烯酸-聚乙烯共聚樹脂等。 改質萜烯樹脂可列舉:芳香族改質萜烯樹脂、氫化萜烯樹脂、氫化芳香族改質萜烯樹脂等。改質萜烯酚樹脂可列舉:氫化萜烯酚樹脂等。改質苯乙烯樹脂可列舉:苯乙烯丙烯酸樹脂、苯乙烯順丁烯二酸樹脂等。改質二甲苯樹脂可列舉:酚改質二甲苯樹脂、烷基酚改質二甲苯樹脂、酚改質可溶酚醛型二甲苯樹脂、多元醇改質二甲苯樹脂、聚氧乙烯加成二甲苯樹脂等。
其他樹脂可單獨使用1種,亦可混合2種以上使用。 助焊劑中,相對於前述助焊劑的總質量,其他樹脂之含量例如可為0至20質量%,可為超過0質量%且在20質量%以下,可為超過0質量%且在10質量%以下,可為超過0質量%且在5質量%以下,亦可為超過0質量%且在3質量%以下。
《金屬減活化劑》 金屬減活化劑可列舉例如:受阻酚系化合物、氮化合物等。 此處所述的「金屬減活化劑」係指具有防止由於與某種化合物接觸而導致金屬劣化之性能的化合物。
受阻酚系化合物係指酚的至少一個鄰位有大體積之取代基(例如第三丁基等分支狀或環狀烷基)的酚系化合物。 受阻酚系化合物並無特別限定,可列舉例如:雙[3-(3-第三丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙酸][伸乙基雙(氧基伸乙基)]、N,N’-六亞甲基雙[3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙醯胺]、1,6-己二醇雙[3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]、2,2’-二羥基-3,3’-雙(α-甲基環己基)-5,5’-二甲基二苯基甲烷、2,2’-亞甲基雙(6-第三丁基-p-甲酚)、2,2’-亞甲基雙(6-第三丁基-4-乙基酚)、三乙二醇-雙[3-(3-第三丁基-5-甲基-4-羥基苯基)丙酸酯]、1,6-己二醇-雙-[3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]、2,4-雙-(n-辛基硫基)-6-(4-羥基-3,5-二-第三丁基苯胺基)-1,3,5-三𠯤、新戊四醇-肆[3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]、2,2-硫基-二伸乙基雙[3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]、十八基-3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯、N,N’-六亞甲基雙(3,5-二-第三丁基-4-羥基-氫桂皮醯胺)、3,5-二-第三丁基-4-羥基苯甲基磷酸酯-二乙酯、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯甲基)苯、N,N’-雙[2-[2-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)乙基羰氧基]乙基]草醯胺、下述化學式表示的化合物等。
(式中,Z為可經取代的伸烷基;R81及R82各自獨立地為可經取代的烷基、芳烷基、芳基、雜芳基、環烷基或雜環烷基;R83及R84各自獨立地為可經取代的烷基)。
金屬減活化劑中的氮化合物可列舉例如:醯肼系氮化合物、醯胺系氮化合物、三唑系氮化合物、三聚氰胺系氮化合物等。
醯肼系氮化合物只要是具有醯肼骨架的氮化合物即可,可列舉:十二烷二酸雙[N2-(2羥基苯甲醯基)醯肼]、N,N’-雙[3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙醯基]肼、癸二羧酸二柳醯基醯肼、N-亞柳基-N’-柳基醯肼、間硝基苯并醯肼、3-胺基鄰苯二甲醯肼、鄰苯二甲二醯肼、己二醯肼、草醯基雙(2-羥基-5-辛基亞苄基醯肼)、N’-苯甲醯基吡咯啶酮羧醯肼、N,N’-雙(3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙醯基)醯肼等。
醯胺系氮化合物只要是具有醯胺骨架之氮化合物即可,可列舉:N,N’-雙{2-[3-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙醯氧基]乙基}草醯胺 等。
三唑系氮化合物只要是具有三唑骨架的氮化合物即可,可列舉:N-(2H-1,2,4-三唑-5-基)柳醯胺、3-胺基-1,2,4-三唑、3-(N-柳醯基)胺基-1,2,4-三唑等。
三聚氰胺系氮化合物只要是具有三聚氰胺骨架的氮化合物即可,可列舉:三聚氰胺、三聚氰胺衍生物等。更具體而言,可列舉例如:三胺基三𠯤、烷基化三胺基三𠯤、烷氧基烷基化三胺基三𠯤、三聚氰胺、烷基化三聚氰胺、烷氧基烷基化三聚氰胺、N2-丁基三聚氰胺、N2,N2-二乙基三聚氰胺、N,N,N’,N’,N’’,N’’-六(甲氧基甲基)三聚氰胺等。
金屬減活化劑可單獨使用1種,亦可混合2種以上使用。 助焊劑中,相對於前述助焊劑的總質量,金屬減活化劑之含量例如可為0至10質量%,可為超過0質量%且在10質量%以下,可為超過0質量%且在5質量%以下,可為超過0質量%且在3質量%以下,亦可為超過0質量%且在1質量%以下。
《抗氧化劑》 抗氧化劑可列舉例如:2,2’-二羥基-3,3’-雙(α-甲基環己基)-5,5’-二甲基二苯基甲烷等受阻酚系抗氧化劑等。
抗氧化劑可單獨使用1種,亦可混合2種以上使用。 助焊劑中,相對於前述助焊劑的總質量,抗氧化劑之含量例如可為0至10質量%,可為超過0質量%且在10質量%以下,可為超過0質量%且在5質量%以下,可為超過0質量%且在3質量%以下,亦可為超過0質量%且在1質量%以下。
《界面活性劑》 界面活性劑可列舉例如:非離子界面活性劑等。 非離子界面活性劑可列舉例如:聚氧基伸烷基加成物。 作為聚氧基伸烷基加成物之來源的環氧烷可列舉例如:環氧乙烷、環氧丙烷、環氧丁烷等。 聚氧基伸烷基加成物可列舉例如:聚乙二醇、聚丙二醇、聚乙二醇-聚丙二醇共聚物、環氧乙烷-間苯二酚共聚物、聚氧基伸烷基乙炔二醇類、聚氧基伸烷基甘油醚、聚氧基伸烷基烷醚、聚氧基伸烷酯、聚氧基伸烷基烷醯胺等。 或是非離子界面活性劑可列舉:醇的聚氧基伸烷基加成物。前述醇可列舉例如:脂肪族醇、芳香族醇、多元醇。
界面活性劑可單獨使用1種,亦可混合2種以上使用。 助焊劑中,相對於前述助焊劑的總質量,界面活性劑之含量例如可為0至20質量%,可為超過0質量%且在20質量%以下,可為超過0質量%且在10質量%以下,可為超過0質量%且在5質量%以下,亦可為超過0質量%且在3質量%以下。
以上說明的本實施型態之助焊劑,由於包含具有甲氧基之特定偶合劑,因此即便不使用底部填料,亦可提高焊料接合部的接合強度。又,即使藉由低溫的回焊(例如180℃)亦可提高接合強度。 獲得此效果的理由雖未確定,但據推測認為係特定偶合劑的甲氧基對於焊料進行接著,藉此使焊料與助焊劑之間的密合性提高,結果接合強度提高。 根據實施型態之助焊劑,無須進行填充、硬化步驟即可將底部填料進行焊接,有助於實現碳中和。
第1態樣之助焊劑適用於將具有焊球之零件與基板進行接 合。
(接合體的製造方法) 第2態樣之接合體的製造方法具有以下的步驟(a)及步驟(b)。 步驟(a): 以第1態樣之助焊劑對具有焊球之零件的焊球進行處理的步驟 步驟(b): 將前述具有焊球之零件與基板進行焊接而得到接合體的步驟 以下說明第2態樣之接合體的製造方法的一實施型態。
<步驟(a)> 步驟(a)中,以第1態樣之助焊劑對具有焊球之零件的焊球進行處理。具有焊球之零件可列舉例如球柵陣列。例示圖1並且如上述所說明,可依照下述程序以助焊劑對焊球進行處理。
如圖1所例示,首先使用刮板1使助焊劑3在載台2上延展以製作助焊劑膜3。然後如圖2所示,使助焊劑膜3與零件6的焊球4接 觸。
作為焊球原料的焊料合金,可使用公知組成的焊料合金。 焊料合金可列舉例如:Sn單體的焊料合金、Sn系焊料合金、Sn-Bi系焊料合金等。 Sn系焊料合金係對Sn添加選自由Sb、Bi、In、Cu、Zn、As、Ag、Cd、Fe、Ni、Co、Au、Ge、Pb及P所成群組中的1種以上所製造的焊料合金。Sn系焊料合金所包含的Sn以外之元素可任意選定。
例如,焊料合金可為Sn單體的焊料或是Sn-Ag系、Sn-Cu系、Sn-Ag-Cu系、Sn-Bi系、Sn-In系等,或對此等合金添加Sb、Bi、In、Cu、Zn、As、Ag、Cd、Fe、Ni、Co、Au、Ge、P等而成的焊料合金。 或是焊料合金可為Sn-Pb系或對Sn-Pb系添加Sb、Bi、In、Cu、Zn、As、Ag、Cd、Fe、Ni、Co、Au、Ge、P等而成的焊料合金。 焊料合金較佳為不包含Pb的焊料合金。
<步驟(b)> 步驟(b)中,將在步驟(a)中所得之經由助焊劑處理的具有焊球之零件與基板焊接而得到接合體。
步驟(b)中,準備在晶片5上接合有焊球4的零件6,如圖3所例示,將具有經由助焊劑3處理之焊球4的零件6配置於基板7上。然後,藉由將配置有零件6的基板7加熱,零件6的焊球4與基板7的電極8接合。結果得到零件6與基板7透過焊球4及助焊劑殘渣9接合而成的接合體10。 零件及基板的加熱溫度較佳為235至270℃,更佳為240至260℃。
根據以上說明的本實施型態之接合體的製造方法,由於使用第1態樣之助焊劑,而可得到接合強度提高的接合體。 [實施例]
以下藉由實施例說明本發明,但本發明不限於以下的實施例。
<助焊劑的調製> (實施例1至20、比較例1至3) 依照表1至4所示的組成調合實施例及比較例的各助焊劑。使用之原料的成分如以下所示。表1至4中之含量係將助焊劑的總質量設為100質量%時的質量%,空欄位表示0質量%。
環氧樹脂: 使用雙酚F型環氧樹脂與雙酚A型環氧樹脂的混合物作為雙酚型環氧樹脂混合物。 使用1,6-雙(環氧丙氧基)萘作為萘型環氧樹脂。
雙酚型環氧樹脂混合物整體的環氧當量為156至170g/eq.。萘型環氧樹脂的環氧當量為136至150g/eq.。
硬化劑: 苯并胍胺(228℃)、乙胍胺(275℃)、2-苯基-4-甲基-5-羥基甲基咪唑(193℃)、甲基-四氫鄰苯二甲酸酐。括號內表示熔點。
偶合劑: 分別使用下述化學式(C-1-1)至(C1-4)表示的化合物作為特定偶合劑(1)至(4)。 分別使用下述化學式(C-2-1)至(C-2-2)表示的化合物作為其他偶合劑(1)至(2)。
・觸變劑 聚醯胺係使用以下述方法所得者。 加入12-羥基硬脂酸與十二烷二酸,加熱至約100℃,之後加入六亞甲二胺,加熱至約220℃並保持3小時,得到調製例1的聚醯胺。 將用作原料的十二烷二酸設為X莫耳、12-羥基硬脂酸設為Y莫耳、六亞甲二胺設為Z莫耳。其係原料的莫耳數滿足2Z=2X+Y的關係者。 硬化蓖麻油
・活性劑 戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、三級胺
藉由下述<評價>中記載的評價方法,進行《剪切強度的評價》、《黏度的評價》、《潤濕性的評價》、《連續使用時間的評價》、《玻璃轉移溫度的評價》。此等評價結果呈示於表1至4。
<評價> 《剪切強度的評價》 (1) 評價方法 使用金屬遮罩(開口部:尺寸φ0.6mm,厚度0.02mm),將各例的助焊劑印刷於陶瓷板上。然後,將焊球(96.5Sn-3.0Ag-0.5Cu(數字表示質量%)、直徑0.3mm;M705,千住金屬工業股份有限公司製)載置於經過印刷的助焊劑上。然後使用加熱板將搭載有焊球的陶瓷板於180℃加熱30分鐘。 然後使用高速剪切試驗裝置(DAGE-Series 4000HS),設定為剪切速度1000μm/s、剪切高度30μm,測定剪切強度。根據剪切強度測定值,依照以下的判定基準評價焊球與陶瓷板之間的剪切強度。
(2) 判定基準 A 剪切強度為5.88N以上。 B 剪切強度為2.94N以上且未達5.88。 C 剪切強度未達2.94N 將評價A視為及格,將評價B至C視為不及格。
《黏度的評價》 (1) 評價方法 黏度係使用黏度計(MALCOM股份有限公司製,PCU-205)進行測定。首先,將各例的助焊劑100至150g放入樣本鍋中。將助焊劑的溫度設定為25℃,依照以10rpm攪拌3分鐘、以3rpm攪拌6分鐘、以4rpm攪拌3分鐘、以5rpm攪拌3分鐘、以10rpm攪拌3分鐘的順序,測定剛攪拌完成後的黏度。
(2) 判定基準 A 黏度為20Pa・s以下。 B 黏度超過20Pa・s且在40Pa・s以下。 C 黏度超過40Pa・s。
《潤濕性的評價》 (1) 評價方法 弧面沾錫(Meniscograph)試驗係依據JIS Z 3197(2021) 8.3.1.2「潤濕平衡試驗」進行。 對裸銅板(寬度5mm×長度25mm×厚度0.5mm)塗布各例的助焊劑。將塗布有助焊劑的銅板在大氣環境中於120℃進行加熱處理15分鐘,得到試驗板。針對各實施例及各比較例分別準備這樣的試驗板各5片。 將所得之試驗板分別浸漬於焊料槽,得到零交叉時間(Zero Cross Time)(sec)。此處使用Solder Checker SAT-5200(RHESCA公司製)作為試驗裝置,使用96.5Sn-3.0Ag-0.5Cu(數值為質量%,M705,千住金屬工業股份有限公司製)作為焊料,以下述方式進行評價。藉由各實施例及各比較例的5片試驗板的零交叉時間(sec)之平均值,評價焊料潤濕性。試驗條件設定如下。 在焊料槽的浸漬速度:10mm/sec 在焊料槽的浸漬深度:3mm 在焊料槽的浸漬時間:10sec 焊料槽溫度:250℃ 零交叉時間(sec)的平均值越短,潤濕速度越快,表示焊料潤濕性良好。根據零交叉時間,依照以下的判定基準評價潤濕性。
(2) 判定基準 A:2.0sec以下 B:超過2.0sec且未達4.0sec C:4.0sec以上
《連續使用時間的評價》 (1) 評價方法 使用試驗裝置(澀谷工業股份有限公司製,solder ball mounter SBM370)將助焊劑進行連續刮塗。將刮塗速度設定為0.15至0.16m/秒,將刮塗次數設定為6次/分鐘,將測試時的溫度設定為23至26℃,將測試時間設定為24小時,測定每1小時進行刮塗後的各例之助焊劑的黏度。然後針對各例的助焊劑之黏度,將相較於刮塗剛開始後的黏度上升5Pa・s的時間作為連續使用時間。
(2) 判定基準 A 連續使用時間為10小時以上。 B 連續使用時間為5小時以上且未達10小時。 C 連續使用時間未達5小時。
《玻璃轉移溫度的評價》 (1) 評價方法 將各例的助焊劑於170℃靜置2小時,藉此使其硬化,以製作各例的試片(18mm×5mm×5mm)。使用熱機械分析裝置(TMA,HITACHI公司製,SAT-5200),針對各例的試片,根據線膨脹係數的測定值,算出玻璃轉移溫 度。 玻璃轉移溫度為線膨脹係數的測定值急遽變化時的溫度。線膨脹係數的測定中,將起始溫度設定為0℃,將測定溫度範圍設定為0至200℃,將升溫速度設定為5℃/min。
(2) 判定基準 A 玻璃轉移溫度為110℃以上。 B 玻璃轉移溫度為90℃以上且未達110℃。 C 玻璃轉移溫度未達90℃。
[表1]
如表1所示,含有特定偶合劑的實施例1至4的助焊劑,其剪切強度高於不含特定偶合劑的比較例1至3的助焊劑。
[表2]
如表2所示,含有活性劑的實施例7至10之助焊劑其潤濕性充分。
[表3]
如表3所示,雙酚型環氧樹脂/萘型環氧樹脂表示的質量比為0.70以上1.5以下的實施例13、14之助焊劑,其黏度的評價、連續使用時間的評價、玻璃轉移溫度的評價皆優於雙酚型環氧樹脂/萘型環氧樹脂表示的質量比未達0.70或超過1.5的實施例11、12、15、16。
[表4]
如表4所示,含有胍胺類的實施例17、20,其連續使用時間的評價、玻璃轉移溫度的評價優於含有胍胺類以外之硬化劑的實施例18、19。 [產業上的可利用性]
根據本發明,可提供一種即便不使用底部填料亦可提高焊料接合部之接合強度的助焊劑、及使用該助焊劑之接合體的製造方法。此助焊劑適用於將焊球安裝於晶片上。
1:刮板 2:載台 3:助焊劑(助焊劑膜) 4:焊球 5:晶片 6:零件 7:基板 8:電極 9:助焊劑殘渣 10:接合體
圖1係示意顯示使用刮板1製作助焊劑膜3之態樣的圖。 圖2係示意顯示使零件6的焊球4與助焊劑膜3接觸之態樣的圖。 圖3係示意顯示將零件6配置於基板7上之態樣的圖。 圖4係示意顯示將零件6與基板7接合而得到接合體10之態樣的圖。
2:載台
3:助焊劑(助焊劑膜)
4:焊球
5:晶片
6:零件
Claims (9)
- 一種助焊劑,其含有環氧樹脂、使環氧樹脂硬化的硬化劑及活性劑,其中, 作為環氧樹脂/硬化劑表示的質量比,前述環氧樹脂之含量與前述硬化劑之含量的質量比為5以上; 前述助焊劑更含有偶合劑; 前述偶合劑包含具有甲氧基之化合物; 前述化合物為下述通式(C-1)表示的化合物; 相對於前述助焊劑的總質量,前述環氧樹脂之含量為50質量%以上95質量%以下; [式中,Rc1表示碳原子數1至6的烷基或氫原子;Rc2表示碳原子數1至10的伸烷基或單鍵;惟構成伸烷基的亞甲基可經氧原子取代;Rc3表示含有環氧基之基或硫醇基;nc為1至3的整數;mc為0至2的整數;nc+mc=3]。
- 如請求項1所述之助焊劑,其中前述環氧樹脂包含雙酚型環氧樹脂。
- 如請求項1或2所述之助焊劑,其中前述環氧樹脂包含萘型環氧樹脂。
- 如請求項1所述之助焊劑,其中前述環氧樹脂包含雙酚型環氧樹脂及萘型環氧樹脂; 作為雙酚型環氧樹脂/萘型環氧樹脂表示的質量比,雙酚型環氧樹脂之含量與萘型環氧樹脂之含量的質量比為0.70以上1.5以下。
- 如請求項1至4中任一項所述之助焊劑,其中前述硬化劑包含熔點190℃以上的胺。
- 如請求項1至5中任一項所述之助焊劑,其中前述硬化劑包含胍胺類。
- 如請求項1所述之助焊劑,其更含有活性劑。
- 如請求項1至7中任一項所述之助焊劑,其係用於將具有焊球之零件與基板接合。
- 一種接合體的製造方法,其具有: 以如請求項1至7中任一項所述之助焊劑將具有焊球之零件之前述焊球進行處理的步驟;及 將前述具有焊球之零件與基板焊接而得到接合體的步驟。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2024-051165 | 2024-03-27 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW202546071A true TW202546071A (zh) | 2025-12-01 |
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