焊料組合物及使用了該焊料組合物的電子基板的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種焊料組合物，其含有焊劑組合物和(E)焊料粉末，所述焊劑組合物包含(A)松香類樹脂、(B)活化劑、(C)觸變劑及(D)溶劑，其中，所述(B)成分含有(B1)熔點為160℃以上且220℃以下、且1分子中具有3個以上羧基的多元羧酸。
【專利說明】
焊料組合物及使用了該焊料組合物的電子基板
技術領域
[0001] 本發明涉及焊料組合物及使用了該焊料組合物的電子基板。
【背景技術】
[0002] 近年來，隨著電子設備輕薄短小化，印刷布線基板的微細化得到發展，安裝于印刷 基板的安裝部件的微小化得到發展。為了進行這樣的微細部件的微小間距下的接合，要求 將焊料粉末微粉化(例如，平均粒徑為20M1以下）。
[0003] 然而，如果制成平均粒徑小的焊料粉末，則其比表面積增大，焊料粉末的表面所生 成的氧化物量也相應地增多。為了使焊料粉末的表面所生成的氧化物熔融而除去，要求含 有具有高還原力的焊劑成分的焊料組合物，例如，進行了焊劑成分中的活化劑等的研究(例 如，文獻1:日本特開號公報）。
[0004] 然而，在增加有機酸等活化劑時，雖然焊料的潤濕性有增高的傾向，但也存在容易 在焊接部分發生腐蝕這樣的問題。另外，由于焊料粉末的微粉化，還存在容易產生焊料球及 由加熱導致的滴落這樣的問題。如上所述，隨著焊料粉末的微粉化，存在各種各樣的問題， 沒有能夠滿足所有這些要求的焊料組合物。

【發明內容】

[0005] 因此，本發明的目的在于，提供一種焊料組合物及使用了該焊料組合物的電子基 板，所述焊料組合物即使在使用了平均粒徑較小的焊料粉末(例如，平均粒徑為20M1以下） 的情況下，焊料的潤濕性也優異，且能夠充分地抑制在焊接部分的腐蝕、焊料球及由加熱導 致的滴落。
[0006] 為了解決上述課題，本發明提供如下所述的焊料組合物及電子基板。
[0007] 本發明的焊料組合物含有焊劑組合物和(E)焊料粉末，所述焊劑組合物包含(A)松 香類樹脂、（B)活化劑、（C)觸變劑及(D)溶劑，其中，所述(B)成分含有(B1)熔點為160°C以上 且220°C以下、且1分子中具有3個以上羧基的多元羧酸。
[0008] 在本發明的焊料組合物中，優選相對于焊劑組合物100質量％，所述(B1)成分的配 合量為0.01質量％以上且15質量％以下。
[0009] 在本發明的焊料組合物中，優選所述(B1)成分的熔點為180°C以上且200°C以下。
[0010] 在本發明的焊料組合物中，優選所述(B1)成分具有1個以上芳香環。
[0011] 在本發明的焊料組合物中，優選所述(B1)成分為下述通式(1)所示的化合物。
[0013] 所述通式⑴中，X分別相同或不同，分別獨立地表示氫、羥基、取代或未取代的烷 基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的烯基、取代或未取代的烷氧基、或者取代或未取 代的酰基。另外，X任選互相鍵合而形成環結構。
[0014] 在本發明的焊料組合物中，優選所述(B)成分還含有(B2)熔點為100°C以上且200 °(：以下的二羧酸。
[0015] 在本發明的焊料組合物中，優選所述(E)成分的熔點為200°C以上且250°C以下，所 述(E)成分的平均粒徑為20mi以下。
[0016] 本發明的電子基板是使用上述焊料組合物將電子部件安裝于基板而成的。
[0017] 通過本發明的焊料組合物，即使在使用平均粒徑較小的焊料粉末的情況下，焊料 的潤濕性也優異，且能夠充分地抑制在焊接部分的腐蝕、焊料球及由加熱導致的滴落，其原 因尚未明確，本發明人等推測如下。
[0018] 即，本發明人等推測，在使用粒徑較小的焊料粉末(例如，焊料粉末的平均粒徑為 20wii以下）的情況下，產生焊料球的原因如下所述。簡言之，在回流焊工序中的預加熱時，微 細的焊料粉末的表面發生氧化而成為異物。由此，在正式加熱時會阻礙焊料粉末彼此的凝 聚。因此，本發明人等推測，無法凝聚的焊料粉末與焊劑成分一起流出到焊盤間，形成焊料 球。
[0019] 在本發明的焊劑組合物中，含有1分子中具有3個以上羧基、且活性較強的（B1)成 分，利用該(B1)成分能夠除去焊料粉末表面的氧化物。而且，該(B1)成分的熔點為160°C以 上，因此，在回流焊工序的預加熱時成為賦予觸變性的成分，從而能夠抑制由加熱導致的滴 落。進而，由于該(B1)成分的熔點為160°C以上，因此，在回流焊工序的預加熱至焊料熔融期 間也成為賦予觸變性的成分，能夠抑制焊料粉末的流出。另外，由于該(B1)成分的熔點為 220°C以下，因此，在回流焊工序中的焊料熔融時成為液體，不易殘留未反應物，也不易產生 在焊接部分的腐蝕。本發明人推測，如上所述能夠實現上述本發明的效果。
[0020] 根據本發明，可以提供一種焊料組合物及使用了該焊料組合物的電子基板，所述 焊料組合物即使在使用了平均粒徑較小的焊料粉末(例如，平均粒徑為20wii以下）的情況 下，焊料的潤濕性也優異，且能夠抑制在焊接部分的腐蝕、焊料球及由加熱導致的滴落。
【附圖說明】
[0021] 圖1為示出焊料的潤濕性的試驗中的回流焊時的時間與溫度的關系的圖表。
[0022] 圖2是用于說明腐蝕性的試驗方法的說明圖。
【具體實施方式】
[0023] 本發明的焊料組合物含有以下說明的焊劑組合物和以下說明的(E)焊料粉末。 [0024][焊劑組合物]
[0025]本發明中使用的焊劑組合物為焊料組合物中的上述(E)成分以外的成分，含有(A) 松香類樹脂、(B)活化劑、（C)觸變劑及(D)溶劑。
[0026]相對于焊料組合物100質量％，上述焊劑組合物的配合量優選為5質量％以上且35 質量％以下，更優選為7質量％以上且15質量％以下，特別優選為8質量％以上且13質量％ 以下。在焊劑組合物的配合量低于5質量％的情況(焊料粉末的配合量超過95質量％的情 況)下，作為粘合劑的焊劑組合物不足，因此存在焊劑組合物與焊料粉末難以混合的傾向， 另一方面，在焊劑組合物的配合量超過35質量％的情況(焊料粉末的配合量低于65質量％ 的情況)下，使用得到的焊料組合物時，存在難以形成充分的焊接的傾向。
[0027] [(A)成分]
[0028] 作為本發明中使用的(A)松香類樹脂，可以舉出：松香類及松香類改性樹脂。作為 松香類，可以舉出：脂松香、木松香、妥爾油松香、歧化松香、聚合松香、氫化松香及它們的衍 生物等。作為松香類改性樹脂，可以列舉:能夠作為狄爾斯-阿爾德反應的反應成分的上述 松香類的不飽和有機酸改性樹脂（（甲基)丙烯酸等脂肪族的不飽和一元酸、富馬酸、馬來酸 等a，0-不飽和羧酸等脂肪族不飽和二元酸、肉桂酸等具有芳香環的不飽和羧酸等的改性樹 月旨)及這些改性物等的松香酸、以及以這些改性物為主成分的物質等。這些松香類樹脂可以 單獨使用1種，也可以混合2種以上使用。
[0029]相對于焊劑組合物100質量％，上述(A)成分的配合量優選為30質量％以上且70質 量％以下，更優選為35質量％以上且60質量％以下。（A)成分的配合量低于上述下限時，會 使焊接性降低，存在容易產生焊料球的傾向，所謂焊接性是指防止焊接焊盤的銅箱表面等 的氧化，使得熔融焊料易于潤濕其表面的性質，另一方面，如果(A)成分的配合量超過上述 上限，則存在焊劑殘留量增多的傾向。
[0030] [(B)成分]
[0031]本發明中使用的(B)活化劑需要含有以下說明的(B1)成分。
[0032] 該(B)成分為熔點為160°C以上且220°C以下、且1分子中具有3個以上羧基的多元 羧酸。
[0033] 在該(B)成分的熔點為160°C以上且220°C以下的范圍內時，能夠充分地抑制在焊 接部分的腐蝕、焊料球及由加熱導致的滴落。另外，從同樣的觀點考慮，該(B1)成分的熔點 更優選為180 °C以上且200 °C以下，特別優選為190 °C以上且200 °C以下。
[0034] 另外，在該(B1)成分的1分子中的羧基數為3個以上時，能夠充分地提高焊料的潤 濕性。另外，從同樣的觀點考慮，1分子中的羧基數更優選為3個以上且6個以下，特別優選為 3個。
[0035] 該(B1)成分可以為脂肪族多元羧酸，也可以為芳香族多元羧酸，但從活化作用的 觀點考慮，優選為具有1個以上芳香環的芳香族多元羧酸。進而，作為該(B1)成分中的芳香 環，可以舉出：苯環、萘環等。其中，從降低(B1)成分的熔點的觀點考慮，優選苯環。
[0036] 作為這樣的(B1)成分，可以舉出例如下述通式(1)所示的化合物。
[0038]上述通式（1)中，X分別相同或不同。另外，X分別獨立地表示氫、羥基、取代或未取 代的烷基（甲基、乙基等）、取代或未取代的芳基（苯基等）、取代或未取代的烯基（乙烯基 等）、取代或未取代的烷氧基（甲氧基、乙氧基等）、或者取代或未取代的酰基（乙酰基等hx 任選相互鍵合而形成環結構。
[0039] 作為上述(B1)成分，具體可以舉出連苯三酸等。
[0040] 作為上述(B1)成分的配合量，相對于焊劑組合物100質量％，優選為0.01質量％以 上且15質量％以下，更優選為0.1質量％以上且8質量％以下，進一步優選為0.5質量％以上 且4質量％以下，特別優選為0.8質量％以上且2質量％以下。（B1)成分的配合量低于上述下 限時，存在容易產生焊料球、容易發生焊料滴落的傾向，另一方面，如果超過上述上限，則存 在焊劑組合物的絕緣性降低的傾向。
[0041 ] 上述(B)成分優選還含有(B2)熔點為100°C以上且200°C以下(更優選為120°C以上 且200°C以下，特別優選為160°C以上且200°C以下）的二羧酸。通過這樣的(B2)成分，能夠將 焊劑組合物中的活化劑的流動性調整至更適當的范圍，因此可以協同提高（B1)成分的作 用。
[0042]作為該(B2)成分，可以列舉:丙二酸、丁二酸、己二酸、辛二酸、癸二酸等。其中，從 活化作用的觀點考慮，優選丁二酸、己二酸，更優選丁二酸。這些（B2)成分可以單獨使用1 種，也可以混合2種以上使用。
[0043] 在使用上述（B2)的情況下，作為（B2)成分的配合量，相對于焊劑組合物100質 量％，優選為0.1質量％以上且5質量％以下，更優選為0.2質量％以上且3質量％以下，特別 優選為0.5質量％以上且2質量％以下。在(B2)成分的配合量低于上述下限時，存在容易發 生焊料滴落的傾向，另一方面，在超過上述上限時，存在焊劑組合物的絕緣性降低的傾向。
[0044] 在上述(B)成分中，可以組合使用上述(B1)成分、上述(B1)成分及上述(B2)成分以 外的其它有機酸（以下稱為(B3)成分）。
[0045] 作為(B3)成分，除了單羧酸、上述(B2)成分以外的二羧酸等以外，還可以舉出上述 (B1)成分以外的有機酸。
[0046]作為單羧酸，可以列舉：甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、癸酸、月桂酸、肉 豆蔻酸、十五烷酸、棕櫚酸、十七烷酸、硬脂酸、甲基硬脂酸、花生酸、山崳酸、二十四烷酸、乙 醇酸等。
[0047]作為上述(B2)成分以外的二羧酸，可以舉出戊二酸等。
[0048]作為其它有機酸，可以列舉:二聚酸、乙酰丙酸、乳酸、丙烯酸、苯甲酸、水楊酸、茴 香酸、檸檬酸、吡啶甲酸等。
[0049] 這些（B3)成分可以單獨使用1種，也可以混合2種以上使用。需要說明的是，這些 (B3)成分中，優選使用二聚酸。存在通過二聚酸能夠防止焊料粉末的再氧化的傾向，因此可 以協同提高(B1)成分的作用。
[0050] 作為上述(B3)成分的配合量，相對于焊劑組合物100質量％，優選為0.5質量％以 上且20質量％以下，更優選為1質量％以上且15質量％以下，特別優選為5質量％以上且15 質量％以下。（B3)成分的配合量低于上述下限時，存在活化作用不足的傾向，另一方面，如 果超過上述上限，則存在焊劑組合物的絕緣性降低的傾向。
[0051] 在上述(B)成分中，可以組合使用上述(B1)成分和(B4)包含非離解性鹵化化合物 的非離解型活化劑。該(B4)成分能夠賦予作為(B4)成分的活性作用且幾乎不會對上述(B1) 成分~上述(B3)成分的活化作用造成影響。
[0052] 作為上述(B4)成分，可以舉出鹵原子通過共價鍵鍵合而成的非鹽類有機化合物。 作為該鹵化化合物，可以是如氯化物、溴化物、碘化物、氟化物那樣由氯、溴、碘、氟各單獨元 素的共價鍵形成的化合物，也可以是具有氯、溴、碘及氟中的任意2種或全部的各自的共價 鍵的化合物。為了提高這些化合物對水性溶劑的溶解性，優選例如鹵代醇、鹵代羧酸這樣的 具有羥基、羧基等極性基團的物質。作為鹵代醇，例如可以列舉:2,3_二溴丙醇、2,3_二溴丁 二醇、反-2，3-二溴-2-丁烯-1，4-二醇、1，4-二溴-2-丁醇、三溴新戊醇等溴代醇、1，3-二氯-2_丙醇、1，4_二氯-2-丁醇等氯代醇、3-氟鄰苯二酚等氟代醇、其它與這些化合物類似的化 合物。作為鹵代羧酸，可以列舉:2_碘苯甲酸、3-碘苯甲酸、2-碘丙酸、5-碘水楊酸、5-碘鄰氨 基苯甲酸等碘代羧酸、2-氯苯甲酸、3-氯丙酸等氯代羧酸、2,3_二溴丙酸、2,3_二溴丁二酸、 2_溴苯甲酸等溴代羧酸、其它與這些化合物類似的化合物。另外，作為這些化合物，還可以 舉出：三(2,3_二溴丙基)異氰脲酸酯等。這些活化劑可以單獨使用1種，也可以混合2種以上 使用。
[0053] 作為上述(B4)成分的配合量，相對于焊劑組合物100質量％，優選為0.1質量％以 上且10質量％以下，更優選為0.2質量％以上且5質量％以下，特別優選為0.5質量％以上且 2質量％以下。（B4)成分的配合量低于上述下限時，存在焊料涂布鋪展降低的傾向，另一方 面，如果超過上述上限，則存在焊劑組合物的絕緣性降低的傾向。
[0054] 作為上述(B)成分的總配合量，相對于焊劑組合物100質量％，優選為1質量％以上 且25質量％以下，更優選為3質量％以上且20質量％以下，特別優選為5質量％以上且20質 量％以下。（B)成分的配合量低于上述下限時，存在容易產生焊料球的傾向，另一方面，如果 超過上述上限，則存在焊劑組合物的絕緣性降低的傾向。
[0055] [(C)成分]
[0056] 作為本發明中使用的（C)觸變劑，可以列舉：固化蓖麻油、酰胺類、高嶺土、膠體二 氧化硅、有機膨潤土、玻璃粉等。這些觸變劑可以單獨使用1種，也可以混合2種以上使用。
[0057] 相對于焊劑組合物100質量％，上述(C)成分的配合量優選為1質量％以上且15質 量％以下，更優選為2質量％以上且10質量％以下。配合量低于上述下限時，無法獲得觸變 性，存在容易發生滴落的傾向，另一方面，如果超過上述上限，則存在觸變性變得過高而容 易發生印刷不良的傾向。
[0058] [(D)成分]
[0059] 作為本發明中使用的（D)溶劑，可以適當使用公知的溶劑。作為這樣的溶劑，優選 使用沸點170°C以上的水溶性溶劑。
[0060] 作為這樣的溶劑，可以列舉例如：二乙二醇、二丙二醇、三乙二醇、己二醇、二甘醇 己醚、1，5_戊二醇、二甘醇甲醚、二甘醇丁醚、二甘醇-2-乙基己基醚(EHDG)、辛二醇、乙二醇 苯醚、二乙二醇單己醚、四乙二醇二甲基醚(MTEM)。這些溶劑可以單獨使用1種，也可以混合 2種以上使用。
[0061] 相對于焊劑組合物100質量％，上述(D)成分的配合量優選為20質量％以上且60質 量％以下，更優選為30質量％以上且50質量％以下。只要溶劑的配合量在上述范圍內，就能 夠將得到的焊料組合物的粘度適當地調整至適宜的范圍。
[0062][其它成分]
[0063]本發明使用的焊劑組合物中除了上述(A)成分、上述(B)成分、上述(C)成分及上述 (D)成分以外，可以根據需要加入其它添加劑，還可以進一步加入其它樹脂。作為其它添加 劑，可以列舉:消泡劑、抗氧劑、改性劑、消光劑、發泡劑等。作為其它樹脂，可以舉出丙烯酸 類樹脂等。
[0064] [(E)成分]
[0065] 本發明中使用的（E)焊料粉末優選僅由無鉛焊料粉末構成，但也可以是含鉛的焊 料粉末。作為該焊料粉末中的焊料合金，優選以錫(Sn)為主成分的合金。另外，作為該合金 的第二元素，可以列舉:銀(Ag)、銅(Cu)、鋅(Zn)、鉍(Bi)、銻(Sb)等。另外，可以根據需要在 該合金中添加其它元素（第三及以上的元素）。作為其它元素，可以列舉:銅、銀、鉍、銻、鋁 (A1)、銦(In)等。
[0066] 另外，從對環境的影響的觀點考慮，該焊料粉末優選為無鉛焊料粉末。這里，無鉛 焊料粉末是指未添加鉛的焊料金屬或合金的粉末。其中，允許在無鉛焊料粉末中存在作為 不可避免的雜質的鉛，但在這種情況下，鉛的量優選為100質量ppm以下。
[0067] 作為無鉛的焊料粉末，具體可以列舉:Sn-Ag、Sn-Ag-Cu、Sn-Cu、Sn-Ag-Bi、Sn-Bi、 Sn-Ag-Cu-Bi、Sn_Sb、Sn-Zn-Bi、Sn_Zn、Sn-Zn-Al、Sn-Ag-Bi-In、Sn-Ag-Cu-Bi-In-Sb、In_Ag 等。其中，從焊接強度的觀點考慮，優選使用Sn-Ag-Cu類焊料合金。而且，Sn-Ag-Cu類焊料的 熔點通常為200°C以上且250°C以下。需要說明的是，Sn-Ag-Cu類焊料中，銀含量較低的體系 的焊料的熔點為210°C以上且250°C以下。
[0068] 上述(E)成分的平均粒徑通常為lwii以上且40wii以下，從也能應對焊盤的間距狹窄 的電子基板的觀點考慮，平均粒徑的上限值優選為25mi以下，更優選為20wii以下，進一步更 優選為15wii以下，特別優選為12wii以下。另一方面，平均粒徑的下限值沒有特別限定，例如 可以為2mi以上，也可以為3wii以上。需要說明的是，平均粒徑可以利用動態光散射式的粒徑 測定裝置來測定。
[0069] 另外，根據本發明的焊料組合物，即使在焊料粉末的平均粒徑較小的情況下，焊料 的潤濕性也優異，且能夠充分地抑制在焊接部分的腐蝕、焊料球及由加熱導致的滴落。
[0070] [焊料組合物的制造方法]
[0071] 本發明的焊料組合物可以通過將上述說明的焊劑組合物與上述說明的(E)焊料粉 末按照上述給定的比例配合后攪拌混合而制造。
[0072][電子基板]
[0073] 接著，對本發明的電子基板進行說明。本發明的電子基板（印刷電路基板等)是使 用以上說明的焊料組合物將電子部件安裝于基板（印刷布線基板等)而成的。因此，對于本 發明的電子基板而言，能夠充分地抑制在焊接部分的腐蝕、焊料球及由加熱導致的滴落。
[0074] 作為這里使用涂布裝置，可以列舉:絲網印刷機、金屬掩模印刷機、分配器、噴射分 配器等。
[0075] 另外，可以通過回流焊工序將電子部件安裝于基板，所述回流焊工序是在使用上 述涂布裝置涂布的焊料組合物上設置電子部件，利用回流焊爐在給定條件下加熱，將上述 電子部件安裝于印刷布線基板的工序。
[0076] 在回流焊工序中，在上述焊料組合物上設置上述電子部件，利用回流焊爐在給定 條件下加熱。通過該回流焊工序，可在電子部件與印刷布線基板之間進行充分的焊接。其結 果是可以將上述電子部件安裝于上述印刷布線基板。
[0077] 回流焊條件只要根據焊料的熔點適當設定即可。例如，在使用Sn-Ag-Cu類焊料合 金的情況下，只要在溫度150~200°C下進行60~120秒鐘的預加熱，并將峰值溫度設定為 230~270°C即可。
[0078] 另外，本發明的焊料組合物及電子基板并不限于上述實施方式，本發明也包括在 能實現本發明目的的范圍內進行的變形、改良等。
[0079] 例如，對于上述電子基板而言，通過回流焊工序將印刷布線基板與電子部件粘接， 但并不限于此。例如也可以利用使用激光對焊料組合物進行加熱的工序(激光加熱工序)代 替回流焊工序來粘接印刷布線基板與電子部件。在該情況下，作為激光光源，沒有特別限 定，可以根據符合金屬吸收帶的波長而適當采用。作為激光光源，可以列舉例如：固體激光 (紅寶石、玻璃、YAG等）、半導體激光(GaAs、InGaAsP等）、液體激光(色素等）、氣體激光(此_ 如、厶廣0) 2、準分子等）。
[0080] 實施例
[0081] 接下來，通過實施例及比較例對本發明進行更詳細的說明，但本發明并不受這些 例子的任何限制。另外，實施例及比較例所使用的材料如下所示。
[0082] ((A)成分）
[0083]松香類樹脂:氫化酸改性松香、商品名"Pine crystal KE-604"、荒川化學工業株 式會社制造
[0084] ((B1)成分）
[0085] 活化劑A:連苯三酸(參照下述結構式(S1))、熔點195 °C
[0086](其它成分）
[0087] 活化劑B:偏苯三酸(參照下述結構式(S2))、熔點229~231°C
[0088] 活化劑C:均苯三酸(參照下述結構式(S3))、熔點超過300°C
[0089] ((B2)成分）
[0090] 活化劑D: 丁二酸、熔點185~187°C
[0091] ((B3)成分）
[0092] 活化劑E:吡啶甲酸
[0093] 活化劑F:二聚酸、商品名"UNIDYME14"、Arizona Chemical公司制造 [0094]活化劑G:戊二酸、熔點95~98°C
[0095] ((B4)成分）
[0096] 活化劑H:反-2，3-二溴-2-丁烯-1，4-二醇（TDBD)
[0097] ((C)成分）
[0098] 觸變劑：固化蓖麻油、商品名"MMAK0(匕7硬)"、肝Trading公司制造 [0099] ((D)成分）
[0100] 溶劑A:二甘醇-2-乙基己基醚(EHDG)
[0101] 溶劑B:四乙二醇二甲基醚(MTEM)
[0102] ((E)成分）
[0103] 焊料粉末:粒徑5~15wn(平均粒徑lOwn)、焊料熔點220°C、焊料組成Sn/Ag3.0/ Cu0.5
[0104] (其它成分）
[0105]抗氧劑:受阻酚類抗氧劑、商品名"IRGANOX 245"、Ciba Japan公司制造
[0107][實施例1]
[0108]將松香類樹脂36質量％、觸變劑6質量％、溶劑A 30質量％、溶劑B 14.9質量％、活 化劑A 0.1質量％、活化劑D 0.5質量％、活化劑E 0.5質量％、活化劑F 6質量％、活化劑G 3 質量％、活化劑H 1質量％、及抗氧劑2質量％投入容器，使用行星式混合機混合而得到焊劑 組合物。
[0109] 然后，將得到的焊劑組合物11質量％和焊料粉末89質量％ (總計100質量％)投入 容器，并使用行星式混合機混合，由此制備了焊料組合物。
[0110] [實施例2~5]
[0111] 按照表1所示的組成配合各種材料，除此以外，與實施例1同樣地得到了焊料組合 物。
[0112] [比較例1~7]
[0113]按照表2所示的組成配合各種材料，除此以外，與實施例1同樣地得到了焊料組合 物。
[0114] <焊料組合物的評價>
[0115] 通過如下所述的方法進行了焊料組合物的評價(焊料球、焊料的潤濕性、腐蝕性、 加熱滴落）。將得到的結果示于表1和表2。
[0116] (1)焊料球
[0117] 按照JIS Z 3284-1994的附錄11中記載的方法進行焊料球(solder ball)的試驗。 即，準備陶瓷板(尺寸：50mmX50mm、厚度:0.5mm)，使用具有直徑C>6.5mm的圓形圖案孔且厚 度0.2mm的金屬掩模在該陶瓷板上印刷焊料組合物而得到試驗片。將試驗片載置于溫度調 節至260°C的加熱板上，在焊料熔融后保持5秒鐘。用顯微鏡對所述試驗片進行觀察，按照下 述的標準評價焊料球。
[0118] ◎:焊料(粉末)熔融，焊料成為一個較大的球，且周圍沒有焊料球。
[0119]〇：焊料(粉末)熔融，焊料成為一個較大的球，且周圍有3個以下的直徑75wii以下 的焊料球。
[0120] X:焊料(粉末)熔融，焊料成為一個較大的球，且周圍有4個以上的直徑75wii以下 的焊料球、或多個細球排列成半連續的環狀。
[0121] X X :存在焊料(粉末)未熔融的部分，且在焊料的較大的球的周圍有多個細球排 列成半連續的環狀。
[0122] (2)焊料的潤濕性
[0123] 按照JIS Z 3284-1994的附錄10中記載的方法進行焊料的潤濕性(dewetting)的 試驗。即，準備磷脫氧銅板(尺寸:50mmX50mm、厚度:0.5mm)，用拋光劑拋光。使用具有直徑 06.5mm的圓形圖案孔且厚度0.2mm的金屬掩模在該磷脫氧銅板上印刷焊料組合物而得到 試驗片。在圖1所示的回流焊條件下，在氮氣氛圍下對試驗片實施回流焊處理。用顯微鏡對 所述試驗片進行觀察，按照下述標準評價焊料的潤濕性。
[0124] 〇:涂布了焊料組合物的部分均處于被焊料潤濕的狀態。
[0125] A :涂布了焊料組合物的大半部分處于被焊料潤濕的狀態（也包括反潤濕 (dewetting))〇
[0126] (3)腐蝕性
[0127] 按照JIS Z 3284-1994的附錄4中記載的方法進行腐蝕性的試驗。即，準備2張銅板 (尺寸：50mmX 50mm、厚度:0 ? 5mm)，用拋光劑拋光，并進行超聲波清洗。然后，如圖2所示，將 銅板的兩端5mm的部分彎曲成3字形的銅板作為第一基板A，將兩端6mm的部分彎曲成3字 形的銅板作為第二基板B。使用具有直徑06.5mm的圓形圖案孔且厚度0.2mm的金屬掩模在 第二基板B上印刷焊料組合物P。在該第二基板B上蓋上第一基板A而制成試驗片。將試驗片 載置于溫度調節至270°C的加熱板上，在焊料熔融后保持5秒鐘。將該試驗片投入設定為溫 度40°C、相對濕度90%的恒溫恒濕槽內，放置96小時，得到了試驗后的試驗片。對試驗后的 試驗片用肉眼觀察，確認第一基板A和第二基板B上有無殘渣的變色，進而用IPA清洗殘渣， 用肉眼觀察確認有無銅的變色，按照以下的標準評價銅箱的變色。
[0128] 〇:沒有殘渣的變色和銅的變色。
[0129] A :沒有殘渣的變色，但銅表面變色。
[0130] X:有殘渣的變色，且銅表面變色。
[0131] (4)加熱滴落
[0132] 按照JIS Z 3284-1994的附錄8中記載的方法進行加熱滴落的試驗。即，準備覆銅 疊層板(尺寸:80mmX60mm、厚度:1.6mm)，用拋光劑拋光，并用IPA擦拭表面。然后，使用具有 2種圖案孔且厚度0.2mm的金屬掩模在該覆銅疊層板上印刷焊料組合物而得到試驗片，所述 金屬掩模具有（i )3 ? 0 X 0 ? 7mm或（ii)3 ? 0 X 1 ? 5mm的2種圖案孔且將該圖案孔以0 ? 1mm間距配 置。在設定為150°C的烘箱中將試驗片加熱1分鐘。對所述試驗片進行肉眼觀察，以2種圖案 的5列中，以印刷的焊料組合物全部沒有成為一體的最小間隔來評價加熱滴落。需要說明的 是，該最小間隔越小，加熱滴落越良好。
[0133] 表1
[0136]
[0137] 由表1和表2所示的結果可知，確認了本發明的焊料組合物（實施例1~5)的焊料 球、焊料的潤濕性、腐蝕性及加熱滴落均良好。因此，確認了本發明的焊料組合物即使在使 用平均粒徑較小的焊料粉末(焊料組成為錫-銀-銅類、焊料的熔點為200°C以上且250°C以 下）的情況下，焊料的潤濕性也優異、且能夠充分地抑制在焊接部分的腐蝕、焊料球及由加 熱導致的滴落。
[0138] 相比之下，可知在使用了不含(B1)成分的焊料組合物的情況下（比較例1~7)，焊 料球、焊料的潤濕性、腐蝕性及加熱滴落均不足。
【主權項】
1. 一種焊料組合物，其含有焊劑組合物和(E)焊料粉末，所述焊劑組合物包含(A)松香 類樹脂、(B)活化劑、（C)觸變劑及(D)溶劑，其中， 所述(B)成分含有(BI)熔點為160°C以上且220°C以下、且1分子中具有3個以上羧基的 多元羧酸。2. 根據權利要求1所述的焊料組合物，其中，相對于焊劑組合物100質量％，所述(BI)成 分的配合量為0.01質量％以上且15質量％以下。3. 根據權利要求1所述的焊料組合物，其中，所述(BI)成分的熔點為180°C以上且200°C 以下。4. 根據權利要求1所述的焊料組合物，其中，所述(BI)成分具有1個以上芳香環。5. 根據權利要求1所述的焊料組合物，其中，所述(BI)成分為下述通式（1)所示的化合 物：所述通式（1)中，X分別相同或不同，分別獨立地表示氫、羥基、取代或未取代的烷基、取 代或未取代的芳基、取代或未取代的烯基、取代或未取代的烷氧基、或者取代或未取代的酰 基，另外，X任選互相鍵合而形成環結構。6. 根據權利要求1所述的焊料組合物，其中，所述(B)成分還含有(B2)熔點為HKTC以上 且200 °C以下的二羧酸。7. 根據權利要求1所述的焊料組合物，其中，所述(E)成分的熔點為200°C以上且250°C 以下，所述(E)成分的平均粒徑為20μπι以下。8. -種電子基板，其是使用權利要求1~7中任一項所述的焊料組合物將電子部件安裝 于基板而成的。
【文檔編號】B23K35/362GK106001996SQ201610183145
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年3月28日
【發明人】中路將, 中路將一, 石垣幸, 石垣幸一, 中村步美
【申請人】株式會社田村制作所