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KR102122166B1 - Flux for solder paste, solder paste, method of forming solder bumps using solder paste, and method of manufacturing joined body - Google Patents

Flux for solder paste, solder paste, method of forming solder bumps using solder paste, and method of manufacturing joined body Download PDF

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KR102122166B1
KR102122166B1 KR1020197031518A KR20197031518A KR102122166B1 KR 102122166 B1 KR102122166 B1 KR 102122166B1 KR 1020197031518 A KR1020197031518 A KR 1020197031518A KR 20197031518 A KR20197031518 A KR 20197031518A KR 102122166 B1 KR102122166 B1 KR 102122166B1
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KR
South Korea
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solder
flux
solder paste
paste
powder
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츠카사 야소시마
마사유키 이시카와
Original Assignee
미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 솔더 페이스트용 플럭스는, 점조제, 용제, 및 틱소제를 함유하는 솔더 페이스트용 플럭스로서, 산가치가 100 ㎎KOH/g 이하이고, 열중량 측정에 있어서 300 ℃ 에서의 감소율이 80 질량% 이상이고, 점도가 0.5 ㎩·s 이상이고, 또한 태킹력이 1.0 N 이상이다.The flux for a solder paste of the present invention is a flux for a solder paste containing a viscous agent, a solvent, and a thixotropic agent, having an acid value of 100 mgKOH/g or less, and a reduction rate at 300°C in a thermogravimetric measurement of 80 mass%. Or more, the viscosity is 0.5 Pa·s or more, and the tacking force is 1.0 N or more.

Description

솔더 페이스트용 플럭스, 솔더 페이스트, 솔더 페이스트를 사용한 솔더 범프의 형성 방법 및 접합체의 제조 방법Flux for solder paste, solder paste, method of forming solder bumps using solder paste, and method of manufacturing joined body

본 발명은, 전자 부품을 기판에 접합할 때 등에 사용되는 솔더를 얻을 수 있는 솔더 페이스트용 플럭스, 솔더 페이스트, 솔더 페이스트를 사용한 솔더 범프의 형성 방법 및 접합체의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a flux for solder paste, a solder paste, a method for forming a solder bump using a solder paste, and a method for manufacturing a joined body, which can obtain solder used for bonding electronic components to a substrate.

본원은, 2017년 7월 28일에 일본에 출원된 일본 특허출원 2017-147084호 및 2018년 7월 17일에 일본에 출원된 일본 특허출원 2018-133872호에 대해 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.The present application claims priority to Japanese Patent Application No. 2017-147084 filed in Japan on July 28, 2017 and Japanese Patent Application No. 2018-133872 filed in Japan on July 17, 2018, and the contents thereof. Use it here.

종래, 솔더링에는, 로진, 용제, 틱소제 및 활성제를 함유하는 플럭스와 솔더 분말에 의해 구성되는 솔더 페이스트가 사용된다. 이와 같은 솔더 페이스트를 사용하여 솔더 범프를 형성하는 경우, 솔더 페이스트를 기판 위에 도포하여 리플로 처리하면, 솔더의 상면에 로진 등에 기초하는 잔류물이 남는 점에서, 이 잔류물을 약품 등에 의해 세정할 필요가 있어, 번잡하다.Conventionally, in soldering, a solder paste composed of a flux containing a rosin, a solvent, a thixotropic agent, and an active agent and a solder powder is used. When a solder bump is formed using such a solder paste, when the solder paste is applied onto the substrate and reflowed, residues based on rosin or the like remain on the upper surface of the solder, and the residue is cleaned with a chemical or the like. There is a need, it is complicated.

이와 같은 잔류물을 세정하는 수고를 덜기 위하여, 솔더링 후에 잔류물이 발생하지 않는 플럭스, 및 이 플럭스를 함유하는 솔더 페이스트가 알려져 있다 (특허문헌 1 참조).In order to reduce the trouble of cleaning such a residue, a flux in which no residue is generated after soldering and a solder paste containing the flux are known (see Patent Document 1).

이 특허문헌 1 에 기재된 플럭스는, 포름산암모늄과, 상온에서 액체이고, 대기압에 있어서의 비점이 150 ℃ 이상인 지방족 다가 알코올을 함유하고 있기 때문에, 환원성을 갖고, 효율적으로 산화 피막을 환원함으로써, 기판 등에 발생한 산화 피막을 제거하고 있다. 이 특허문헌 1 의 구성에서는, 기판에 전자 부품 등을 솔더링한 후의 플럭스의 잔류물이 억제된다.Since the flux described in Patent Document 1 contains ammonium formate and a liquid at room temperature and contains an aliphatic polyalcohol having a boiling point of 150° C. or higher at atmospheric pressure, it has reducing properties and efficiently reduces the oxide film, thereby forming a substrate, etc. The generated oxide film is being removed. In the configuration of Patent Document 1, the residue of the flux after soldering electronic components or the like to the substrate is suppressed.

그런데, 특허문헌 1 에 기재된 플럭스 및 그 플럭스를 함유하는 솔더 페이스트는, 저온에서 분해되기 때문에, 솔더 표면이 플럭스에 의해 피복되지 않고 노출된 상태가 된다. 이 때문에, 솔더의 표면이 재산화될 우려가 있다.However, since the flux described in Patent Document 1 and the solder paste containing the flux decompose at a low temperature, the solder surface is exposed without being covered by the flux. For this reason, there is a fear that the surface of the solder is re-oxidized.

이에 대하여, 솔더의 표면의 재산화를 억제할 수 있는 솔더 범프의 형성 방법이 제안되어 있다 (특허문헌 2 참조).On the other hand, a method of forming a solder bump capable of suppressing reoxidation of the surface of the solder has been proposed (see Patent Document 2).

이 특허문헌 2 에 기재된 솔더 범프의 형성 방법은, 개구부를 갖는 마스크를 기판 상에 배치하고, 이 개구부 내에 플럭스와 솔더 분말을 함유하는 솔더 페이스트를 충전하도록 솔더 페이스트를 인쇄하고, 마스크를 박리한 후, 기판 상의 범프 전구체를 리플로 처리하여 솔더 범프를 형성하는 방법으로서, 플럭스는, 로진, 용제 및 틱소제를 함유하고, 플럭스의 산가치가 100 ㎎KOH/g 이하로서, 플럭스의 할로겐 함유량이 0.03 질량% 이하이고, 리플로 처리를 포름산 가스 분위기 하 및/또는 포름산이 열에 의해 분해된 가스의 분위기 하에서 실시하는 구성으로 되어 있다.In the method of forming the solder bump described in this patent document 2, a mask having an opening is disposed on a substrate, the solder paste is printed so as to fill the opening with a solder paste containing flux and solder powder, and the mask is peeled off. , As a method of forming a solder bump by reflowing a bump precursor on a substrate, the flux contains a rosin, a solvent and a thixotropic agent, the acid value of the flux is 100 mgKOH/g or less, and the halogen content of the flux is 0.03 It is a mass% or less, and has a structure in which the reflow treatment is performed under a formic acid gas atmosphere and/or an atmosphere of a gas in which formic acid is decomposed by heat.

이 솔더 범프의 형성 방법에서는, 리플로 처리를 포름산 가스 분위기 하 및/또는 포름산이 열에 의해 분해된 가스의 분위기 하에서 실시함으로써, 솔더 분말 등의 산화 피막을 환원하여 솔더 용융을 원활하게 하고 있다.In the method of forming the solder bumps, the reflow treatment is performed under a formic acid gas atmosphere and/or an atmosphere of a gas in which formic acid is decomposed by heat to reduce oxide films such as solder powder to smooth solder melting.

일본 공개특허공보 2011-83809호 (A)Japanese Patent Application Publication No. 2011-83809 (A) 일본 공개특허공보 2016-78095호 (A)Japanese Patent Application Publication No. 2016-78095 (A)

그런데, 특허문헌 2 에 기재된 솔더 범프의 형성 방법에서는, 로진을 주성분으로 하는 플럭스를 사용하기 때문에, 이 형성 방법에 사용되는 플럭스를 함유하는 솔더 페이스트가 리플로되면, 로진에 기초하는 잔류물이 발생하는 점에서, 솔더를 세정할 필요가 있다. 또, 솔더를 세정해도, 잔류물을 완전히 제거할 수 없는 경우가 있고, 이 경우, 전자 부품과 기판의 접합성이 저하될 우려가 있다.By the way, in the method of forming the solder bumps described in Patent Document 2, since a flux containing rosin as a main component is used, when the solder paste containing the flux used in this formation method reflows, rosin-based residues are generated. In that respect, it is necessary to clean the solder. Moreover, even if the solder is cleaned, the residue may not be completely removed, and in this case, there is a fear that the bonding property between the electronic component and the substrate is deteriorated.

본 발명은, 이와 같은 사정을 고려하여 이루어진 것으로, 잔류물의 발생을 억제할 수 있는 솔더를 얻을 수 있는 솔더 페이스트용 플럭스, 솔더 페이스트, 솔더 페이스트를 사용한 솔더 범프의 형성 방법 및 접합체의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made in consideration of such circumstances, and provides a flux for solder paste, a solder paste, a method for forming a solder bump using a solder paste, and a method for manufacturing a joined body, which can obtain solder capable of suppressing generation of residues. It aims to do.

본 발명의 일 양태의 솔더 페이스트용 플럭스 (이하, 「본 발명의 솔더 페이스트용 플럭스」로 칭한다) 는, 점조제, 용제, 및 틱소제를 함유하는 솔더 페이스트용 플럭스로서, 산가치가 100 ㎎KOH/g 이하이고, 열중량 측정에 있어서 300 ℃ 에서의 감소율이 80 질량% 이상이고, 점도가 0.5 ㎩·s 이상이고, 또한 태킹력이 1.0 N 이상이다.The flux for a solder paste of one embodiment of the present invention (hereinafter referred to as "the flux for a solder paste of the present invention") is a flux for a solder paste containing a viscous agent, a solvent, and a thixotropic agent, with an acid value of 100 mgKOH/ g or less, the reduction rate at 300°C in the thermogravimetric measurement is 80 mass% or more, the viscosity is 0.5 Pa·s or more, and the tacking force is 1.0 N or more.

또한, 태킹력이란, 솔더용 플럭스를 기판 등에 도포했을 때의 기판에 대한 점착 강도를 의미하고, JISZ3284 에 기초하여 측정된다.In addition, tacking force means the adhesive strength with respect to a board|substrate when the flux for solder is apply|coated to a board|substrate, etc., and is measured based on JISZ3284.

본 발명에서는, 솔더 페이스트용 플럭스가 열중량 측정에 있어서 300 ℃ 에서의 감소율이 80 질량% 이상이기 때문에, 솔더 페이스트용 플럭스를 함유하는 솔더 페이스트가 리플로되었을 때에, 플럭스로서 휘발분이 많기 때문에, 상기 솔더 페이스트용 플럭스를 함유하는 솔더 페이스트가 리플로되어 솔더 범프가 형성된 경우여도, 잔류물이 발생하는 것을 억제할 수 있다.In the present invention, since the flux for the solder paste has a reduction rate at 300° C. of 80% by mass or more in thermogravimetric measurement, when the solder paste containing the flux for the solder paste is reflowed, there are many volatile components as the flux. Even when the solder paste containing the flux for solder paste is reflowed to form solder bumps, generation of residues can be suppressed.

또, 솔더 페이스트용 플럭스의 점도가 0.5 ㎩·s 미만이면, 이 플럭스의 점도가 지나치게 작아, 솔더 페이스트를 구성할 수 없고, 기판 등에 도포할 수 없을 우려가 있다. 또한, 솔더 페이스트용 플럭스의 태킹력이 1.0 N 미만이면, 점착 강도가 낮기 때문에, 이 플럭스를 함유하는 솔더 페이스트를 기판 등에 도포했을 때에, 도포된 솔더 페이스트가 기판 등에서 흘러내려 떨어지거나 할 우려가 있다. 이에 반하여, 본 발명에서는, 플럭스의 점도가 0.5 ㎩·s 이상이고, 또한 태킹력이 1.0 N 이상으로 되어 있으므로, 솔더 페이스트용 플럭스 및 솔더 분말로 이루어지는 솔더 페이스트의 형상 유지성을 확보할 수 있다.Moreover, when the viscosity of the flux for solder paste is less than 0.5 Pa·s, the viscosity of this flux is too small, so that a solder paste cannot be formed, and there is a fear that it cannot be applied to a substrate or the like. In addition, when the tacking force of the flux for solder paste is less than 1.0 N, the adhesive strength is low. Therefore, when the solder paste containing this flux is applied to a substrate or the like, there is a fear that the applied solder paste flows off the substrate or the like. . On the other hand, in the present invention, since the viscosity of the flux is 0.5 Pa·s or more, and the tacking force is 1.0 N or more, shape retention of the solder paste made of the flux for solder paste and the solder powder can be secured.

또, 솔더 페이스트용 플럭스의 산가치를 100 ㎎KOH/g 이하로 설정함으로써, 미미하게 남을 수 있는 플럭스 잔류물과 주위의 금속 부분, 예를 들어 배선의 구리 등의 반응이 억제되어, 부식을 억제할 수 있어, 접합체의 장기 신뢰성을 확보할 수 있다. 추가로, 솔더 페이스트로 했을 때의 솔더 분말과 플럭스가 반응하는 것이 억제되어, 솔더 페이스트로서의 점도 변화가 적어지므로, 통상적으로는 냉장 보관이 필요한 솔더 페이스트를 실온에서 장기간 (예를 들어, 6 개월 이상) 보존할 수 있어, 장기 보관성을 향상시킬 수 있다.In addition, by setting the acid value of the flux for the solder paste to 100 mgKOH/g or less, the reaction of the remaining flux residue and surrounding metal parts, such as copper in the wiring, is suppressed and corrosion is suppressed. This can ensure long-term reliability of the joined body. In addition, since the reaction between the solder powder and the flux when using a solder paste is suppressed, and the viscosity change as a solder paste is reduced, a solder paste requiring refrigeration is usually stored at room temperature for a long period of time (for example, 6 months or more). ) Can be preserved, and long-term storage can be improved.

또, 이 산가치가 100 ㎎KOH/g 을 초과하면, 솔더 페이스트용 플럭스와 솔더 분말의 산화물의 환원 반응에서 발생하는 환원수의 발생이 많아져, 솔더 범프 내의 보이드가 많아지기 때문에, 상기 산가치를 100 ㎎KOH/g 이하로 설정하고 있다.Moreover, when this acid value exceeds 100 mgKOH/g, the generation of the reduced water generated in the reduction reaction of the flux for the solder paste and the oxide of the solder powder increases, and the voids in the solder bumps increase. It is set at 100 mgKOH/g or less.

또한, 본 발명의 솔더 페이스트용 플럭스에는, 통상적인 플럭스에 함유되는 로진류나 활성제를 함유하지 않는 것이 바람직하지만, 상기 열중량 측정 및 산가치의 요건을 만족하는 범위이면 미미하게 함유되어 있어도 된다.In addition, the flux for solder paste of the present invention preferably does not contain rosin or an active agent contained in a conventional flux, but may be contained in a minor amount as long as it satisfies the requirements of the thermogravimetric measurement and acid value.

본 발명의 솔더 페이스트용 플럭스의 바람직한 양태로는, 로진류의 함유량이 10 질량% 이하이면 된다.As a preferable aspect of the flux for solder pastes of the present invention, the rosin content may be 10 mass% or less.

솔더 페이스트용 플럭스 내에 로진류가 함유되어 있어도, 그 양이 10 질량% 이하이면, 솔더 페이스트용 플럭스의 산가치를 100 ㎎KOH/g 이하로 할 수 있다. 즉, 솔더 페이스트용 플럭스는, 로진류가 10 질량% 이하의 범위 내이면, 함유하는 것을 방해하지 않는다.Even if rosin is contained in the flux for solder paste, if the amount is 10 mass% or less, the acid value of the flux for solder paste can be 100 mgKOH/g or less. In other words, the flux for the solder paste is not prevented from being contained as long as the rosin is in the range of 10% by mass or less.

본 발명 다른 양태의 솔더 페이스트 (이하, 「본 발명의 솔더 페이스트」로 칭한다) 는, 상기 솔더 페이스트용 플럭스와, 솔더 분말을 혼합하여 이루어진다.The solder paste of another aspect of the present invention (hereinafter referred to as "the solder paste of the present invention") is made by mixing the above-mentioned solder paste flux and solder powder.

본 발명의 솔더 페이스트는, 상기 솔더 페이스트용 플럭스를 함유하고 있으므로, 솔더 페이스트가 리플로된 경우여도, 잔류물의 발생을 억제할 수 있어, 잔류물이 남음으로써 발생하는 접합성의 저하를 억제할 수 있다.Since the solder paste of the present invention contains the flux for the solder paste, even when the solder paste is reflowed, generation of residues can be suppressed, and deterioration of bondability caused by residues can be suppressed. .

본 발명의 솔더 페이스트의 바람직한 양태로는, 상기 솔더 페이스트용 플럭스의 함유율이 30 체적% 이상 90 체적% 이하이면 된다.As a preferable aspect of the solder paste of this invention, the content rate of the said solder paste flux should just be 30 volume% or more and 90 volume% or less.

솔더 페이스트용 플럭스의 함유율이 30 체적% 미만인 경우, 페이스트를 구성할 수 없거나, 혹은 건조된 페이스트가 되어, 솔더 페이스트를 기판 등에 도포할 수 없을 우려가 있다. 한편, 솔더 페이스트용 플럭스의 함유율이 90 체적% 를 초과하고 있으면, 솔더 페이스트의 점도가 지나치게 낮아져 도포 성능이 악화되거나, 플럭스와 솔더 분말이 분리되기 쉬워지거나 할 우려가 있다.When the content of the flux for the solder paste is less than 30% by volume, there is a concern that the paste cannot be formed or becomes a dried paste, and the solder paste cannot be applied to a substrate or the like. On the other hand, if the content of the flux for the solder paste exceeds 90% by volume, the viscosity of the solder paste may be excessively lowered to deteriorate the coating performance, or the flux and the solder powder may be easily separated.

이에 반하여, 상기 양태에서는, 솔더 페이스트용 플럭스의 함유율이 30 체적% 이상 90 체적% 이하인 점에서, 적절한 점도의 솔더 페이스트를 구성할 수 있고, 도포 성능의 악화나, 플럭스와 솔더 분말의 분리를 억제할 수 있다.On the other hand, in the above aspect, since the solder paste flux content is 30% by volume or more and 90% by volume or less, a solder paste having an appropriate viscosity can be formed, and deterioration of coating performance and separation of flux and solder powder are suppressed. can do.

본 발명의 솔더 페이스트의 바람직한 양태로는, 상기 솔더 분말은, Sn-Ag-Cu 솔더 분말, Sn-Cu 솔더 분말, Sn-Ag 솔더 분말, Pb-Sn 솔더 분말, Au-Sn 솔더 분말, Au-Ge 솔더 분말, Au-Si 솔더 분말 중 어느 것이면 된다.In a preferred embodiment of the solder paste of the present invention, the solder powder is Sn-Ag-Cu solder powder, Sn-Cu solder powder, Sn-Ag solder powder, Pb-Sn solder powder, Au-Sn solder powder, Au- It may be either Ge solder powder or Au-Si solder powder.

상기 양태에 의하면, 상기 각종 분말 중 어느 것을 솔더 분말로서 사용할 수 있다. 특히, 솔더 분말이 Au-Sn 솔더 분말인 경우, Au-Sn 솔더 분말을 함유하는 솔더 페이스트는, 고융점의 솔더 페이스트이기 때문에, 리플로시에 잔류물의 튀어오름이 일어나기 쉽지만, 상기 솔더 페이스트용 플럭스를 사용함으로써 잔류물의 발생이 억제되므로, 리플로시의 잔류물의 튀어오름을 방지할 수 있다.According to the above aspect, any of the above various powders can be used as the solder powder. In particular, when the solder powder is Au-Sn solder powder, since the solder paste containing the Au-Sn solder powder is a solder paste having a high melting point, it is easy to bounce the residue upon reflow, but the flux for the solder paste Since the generation of residues is suppressed by using, it is possible to prevent splashing of residues during reflow.

본 발명 다른 양태의 솔더 페이스트를 사용한 솔더 범프의 형성 방법 (이하, 「본 발명의 솔더 페이스트를 사용한 솔더 범프의 형성 방법」으로 칭한다) 은, 개구부를 갖는 마스크를 기판 상에 배치하고, 상기 개구부 내에 상기 솔더 페이스트를 충전하도록 상기 솔더 페이스트를 인쇄하고, 상기 마스크를 박리한 후 상기 기판 상의 범프 전구체를 포름산 가스 분위기 하에서 리플로 처리하여 솔더 범프를 형성한다.A method of forming a solder bump using a solder paste of another aspect of the present invention (hereinafter referred to as "the method of forming a solder bump using the solder paste of the present invention") is provided with a mask having an opening on a substrate, and within the opening The solder paste is printed to fill the solder paste, and after peeling off the mask, the bump precursor on the substrate is reflowed under a formic acid gas atmosphere to form a solder bump.

이와 같은 구성에 의하면, 상기 잔류물이 발생하는 것을 억제함으로써, 솔더 범프의 세정 공정을 생략할 수 있는 것 외에, 포름산 가스 분위기 하에서 리플로 처리가 이루어지므로, 산화물을 환원 제거하는 로진류 등이 함유되어 있지 않아도, 기판 상의 산화 피막 및 솔더의 표면의 산화 피막을 환원하여 솔더 용융을 원활하게 할 수 있다.According to this configuration, by suppressing the generation of the residue, the cleaning process of the solder bumps can be omitted, and the reflow treatment is performed under a formic acid gas atmosphere, and thus contains rosin, which reduces and removes oxides. Even if it is not made, it is possible to smooth the solder melt by reducing the oxide film on the substrate and the oxide film on the surface of the solder.

본 발명 다른 양태의 솔더 페이스트를 사용한 접합체의 제조 방법 (이하, 「본 발명의 솔더 페이스트를 사용한 접합체의 제조 방법」으로 칭한다) 은, 솔더 페이스트를 사용한 접합체의 제조 방법으로서, 접합물과 피접합물 사이에 상기 솔더 페이스트를 배치하고, 포름산 가스 분위기 하에서 가열함으로써 상기 접합물과 상기 피접합물을 솔더 접합한다.The manufacturing method of the joined body using the solder paste of another aspect of the present invention (hereinafter referred to as "the manufacturing method of the joined body using the solder paste of the present invention") is a manufacturing method of a joined body using a solder paste, and a joined object to be joined The solder paste is disposed therebetween, and the joint is joined to the joint to be solder by heating under a formic acid gas atmosphere.

이와 같은 구성에 의하면, 상기 잔류물이 발생하는 것을 억제함으로써, 접합부의 세정 공정을 생략할 수 있는 것 외에, 포름산 가스 분위기 하에서 리플로 처리가 이루어지므로, 산화물을 환원 제거하는 로진류 등이 함유되어 있지 않아도, 접합물 및 피접합물 상의 산화 피막 및 솔더의 표면의 산화 피막을 환원하여 솔더 용융을 원활하게 할 수 있어, 접합물 및 피접합물을 보다 강고하게 접합할 수 있다.According to such a structure, by suppressing the generation of the residue, the cleaning process of the junction can be omitted, and reflow treatment is performed under a formic acid gas atmosphere, and thus, rosin to reduce and remove oxides is contained. Even if it is not present, it is possible to smoothly melt the solder by reducing the oxide film on the joined material and the surface of the solder and the oxide film on the surface of the solder, so that the joint and the joined material can be joined more firmly.

또한, 솔더 페이스트를 배치하는 방법으로는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 인쇄법이나 디스펜서에 의한 도포, 핀 전사 등으로 배치할 수 있다. 또, 접합물로는, 예를 들어 기판 등이고, 피접합물로는, 예를 들어, LED 소자 등의 반도체 소자 등이다.In addition, the method of disposing the solder paste is not particularly limited, and for example, it can be disposed by a printing method, coating by a dispenser, pin transfer, or the like. Moreover, as a joined object, it is a board|substrate etc., for example, As a to-be-joined object, it is a semiconductor element, such as an LED element, etc., for example.

본 발명의 솔더 페이스트용 플럭스, 솔더 페이스트, 솔더 페이스트를 사용한 솔더 범프의 형성 방법 및 접합체의 제조 방법에서는, 잔류물의 발생 및 솔더의 표면의 재산화를 억제할 수 있다.In the method for forming the flux for solder paste, solder paste, and solder bumps using the solder paste of the present invention and a method for manufacturing a bonded body, generation of residues and reoxidation of the surface of the solder can be suppressed.

이하, 본 발명에 관련된 솔더 페이스트용 플럭스, 솔더 페이스트 및 솔더 페이스트를 사용한 솔더 범프의 형성 방법에 대해 설명한다.Hereinafter, a method for forming a flux for a solder paste, a solder paste, and a solder bump using the solder paste according to the present invention will be described.

본 실시형태의 솔더 페이스트용 플럭스 (이하, 간단히 플럭스라고 하는 경우가 있다) 는, 점조제, 용제, 및 틱소제를 함유하는 플럭스로서, 산가치가 100 ㎎KOH/g 이하이고, 열중량 측정에 있어서 300 ℃ 에서의 감소율이 80 질량% 이상이고, 점도가 0.5 ㎩·s 이상이고, 또한 태킹력이 1.0 N 이상이다.The flux for solder paste of the present embodiment (hereinafter sometimes simply referred to as flux) is a flux containing a viscous agent, a solvent, and a thixotropic agent, having an acid value of 100 mgKOH/g or less, and in thermogravimetric measurement. The reduction rate at 300°C is 80 mass% or more, the viscosity is 0.5 Pa·s or more, and the tacking force is 1.0 N or more.

이하에, 플럭스의 구성, 산가치, 열중량 측정에 있어서의 300 ℃ 에서의 감소율, 점도 및 태킹력을, 상기 서술한 바와 같이 규정한 이유에 대해 설명한다.Hereinafter, the reason for defining the structure of the flux, the acid value, and the reduction rate at 300°C, viscosity, and tacking force in thermogravimetric measurement as described above will be described.

[플럭스의 구성][The composition of flux]

플럭스는, 점조제, 용제, 및 틱소제를 함유하여 구성된다. 또한, 본 실시형태에서는, 플럭스는, 점조제, 용제, 및 틱소제만으로 구성된다.The flux is composed of a viscous agent, a solvent, and a thixotropic agent. In addition, in this embodiment, a flux is comprised only of a viscous agent, a solvent, and a thixotropic agent.

플럭스의 산가치는, 100 ㎎KOH/g 이하로 되어 있다. 이 산가치를 100 ㎎KOH/g 이하로 설정함으로써, 솔더 페이스트로 했을 때의 솔더 분말과 플럭스가 반응하는 것이 억제되고, 솔더 페이스트로서의 점도 변화를 적게 하기 때문이다. 또, 산가치가 상기 값을 초과하면, 플럭스와 솔더 분말의 산화물의 환원 반응에서 발생하는 환원수의 발생이 많아지고, 형성된 솔더 범프 내의 보이드가 많아지기 때문이다. 또한, 플럭스의 산가치는, 50 ㎎KOH/g 이하인 것이 바람직하고, 10 ㎎KOH/g 이하인 것이 보다 바람직하다. 산가치의 하한에 특별히 제한은 없고, 측정의 검출 하한치 이하여도 되지만, 예를 들어, 0.01 ㎎KOH/g 이다.The acid value of the flux is 100 mgKOH/g or less. This is because by setting the acid value to 100 mgKOH/g or less, the reaction between the solder powder and the flux when using a solder paste is suppressed and the viscosity change as a solder paste is reduced. This is because when the acid value exceeds the above value, the generation of reduced water generated in the reduction reaction of the flux and the oxide of the solder powder increases, and the voids in the formed solder bumps increase. Further, the acid value of the flux is preferably 50 mgKOH/g or less, and more preferably 10 mgKOH/g or less. The lower limit of the acid value is not particularly limited, and may be less than or equal to the lower limit of detection of the measurement, but is, for example, 0.01 mgKOH/g.

또한, 플럭스는, 열중량 측정에 있어서 300 ℃ 에서의 감소율이 80 질량% 이상이다. 이것은 열중량 측정에 있어서 300 ℃ 에서의 감소율이 80 질량% 미만이면, 플럭스를 함유하는 솔더 페이스트가 리플로되었을 때에 잔류물의 양이 많아지기 때문이다. 또한, 플럭스는, 열중량 측정에 있어서 300 ℃ 에서의 감소율이 85 질량% 이상인 것이 바람직하고, 90 질량% 이상인 것이 보다 바람직하다. 감소량의 상한에 특별히 제한은 없지만, 일반적으로 이용 가능한 점조제를 사용한 경우의 수치로서 예를 들어, 99.5 질량% 이다.In addition, the flux has a reduction rate at 300°C of 80% by mass or more in thermogravimetric measurement. This is because when the reduction rate at 300°C in the thermogravimetric measurement is less than 80% by mass, the amount of residue increases when the solder paste containing the flux is reflowed. Moreover, it is preferable that the reduction rate at 300 degreeC is 85 mass% or more in thermogravimetric measurement, and it is more preferable that it is 90 mass% or more. Although there is no restriction|limiting in particular in the upper limit of a reduction amount, it is 99.5 mass %, for example as a numerical value in the case of using the generally available viscous agent.

플럭스에 함유되는 용제로는, 알코올, 케톤, 에스테르, 에테르, 방향족계, 탄화수소류, 테르펜계 및 테르페노이드계 등의 용제가 사용된다. 구체적으로는, 벤질알코올, 에탄올, 에틸알코올, 이소프로필알코올, 부탄올, 디에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜, 에틸셀로솔브, 부틸셀로솔브, 부틸카르비톨, 이소프로필알코올, 아세트산에틸, 아세트산부틸, 벤조산부틸, 아디프산디에틸, 도데칸, 테트라데센, α-테르피네올, 2-메틸-2,4-펜탄디올, 2-에틸-1,3-헥산디올, 톨루엔, 자일렌, 프로필렌글리콜모노페닐에테르, 디에틸렌글리콜모노헥실에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디이소부틸아디페이트, 헥실렌글리콜, 시클로헥산디메탄올, 2-테르피닐옥시에탄올, 2-디하이드로테르피닐옥시에탄올, 시트랄, 리날로올, 리모넨, 카르바크롤, 피넨, 파르네센 등이 단독 또는 이들을 혼합하여 사용된다.As the solvent contained in the flux, solvents such as alcohols, ketones, esters, ethers, aromatics, hydrocarbons, terpenes and terpenoids are used. Specifically, benzyl alcohol, ethanol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, butanol, diethylene glycol, ethylene glycol, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, butyl carbitol, isopropyl alcohol, ethyl acetate, butyl acetate, benzoic acid Butyl, diethyl adipate, dodecane, tetradecene, α-terpineol, 2-methyl-2,4-pentanediol, 2-ethyl-1,3-hexanediol, toluene, xylene, propylene glycol monophenyl Ether, diethylene glycol monohexyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, diisobutyl adipate, hexylene glycol, cyclohexanedimethanol, 2-terfinyloxyethanol, 2-dihydroterpinyl Oxyethanol, citral, linalool, limonene, carbacrol, pinene, farnesene and the like are used alone or in combination.

또, 플럭스에 함유되는 틱소제로는, 경화 피마자유, 수소 첨가 피마자유, 카나우바 왁스, 아미드류, 하이드록시 지방산류, 디벤질리덴소르비톨, 비스(p-메틸벤질리덴)소르비톨류, 밀랍, 스테아르산아미드, 하이드록시스테아르산에틸렌비스아미드 등이 단독 또는 이들을 혼합하여 사용된다. 또한, 이들에 필요에 따라 카프릴산, 라우르산, 미리스트산, 팔미트산, 스테아르산, 베헤닌산과 같은 지방산, 1,2-하이드록시스테아르산과 같은 하이드록시 지방산, 산화 방지제, 계면 활성제, 아민류 등을 첨가하여 사용된다.Moreover, as the thixotropic agent contained in the flux, cured castor oil, hydrogenated castor oil, carnauba wax, amides, hydroxy fatty acids, dibenzylidene sorbitol, bis(p-methylbenzylidene) sorbitol, beeswax, stear Acid amide and ethylene bisamide hydroxystearate are used alone or in combination. In addition, if necessary, fatty acids such as caprylic acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, behenic acid, hydroxy fatty acids such as 1,2-hydroxystearic acid, antioxidants, and surfactants , Amines, etc. are used.

플럭스의 점도는, 0.5 ㎩·s 이상이다. 플럭스의 점도가 0.5 ㎩·s 미만이면, 이 플럭스의 점도가 지나치게 작아, 솔더 페이스트를 구성할 수 없고, 기판 등에 도포할 수 없을 우려가 있다. 또한, 플럭스의 점도는, 1.0 ㎩·s 이상인 것이 바람직하다. 또한, 점도는 실온 (25 ℃) 일 때의 점도이다. 점도의 상한에 특별히 제한은 없지만, 도포성 등의 관점에서, 예를 들어, 100 ㎩·s 이다.The viscosity of the flux is 0.5 Pa·s or more. If the viscosity of the flux is less than 0.5 Pa·s, the viscosity of this flux is too small, so that a solder paste cannot be formed, and there is a fear that it cannot be applied to a substrate or the like. Moreover, it is preferable that the viscosity of a flux is 1.0 Pa*s or more. In addition, viscosity is the viscosity at room temperature (25 degreeC). Although there is no restriction|limiting in particular in the upper limit of a viscosity, It is 100 Pa*s, for example from a viewpoint of coatability, etc.

또, 플럭스의 태킹력은, 1.0 N 이상이다. 플럭스의 태킹력이 1.0 N 미만이면, 점착 강도가 낮기 때문에, 이 플럭스를 함유하는 솔더 페이스트를 기판 등에 도포했을 때에, 도포한 솔더 페이스트가 기판 등으로부터 흘러내려 떨어지거나 할 우려가 있다. 또한, 플럭스의 태킹력은, 1.2 N 이상인 것이 바람직하다. 또한, 태킹력은 실온 (25 ℃) 일 때의 수치이다. 태킹력의 상한에 특별히 제한은 없지만, 마스크로부터의 판 빠짐성 등의 관점에서, 예를 들어, 100 N 이다.Moreover, the tacking force of the flux is 1.0 N or more. When the tacking force of the flux is less than 1.0 N, the adhesive strength is low, and therefore, when the solder paste containing this flux is applied to a substrate or the like, there is a fear that the applied solder paste flows off the substrate or the like and may fall off. Moreover, it is preferable that the tacking force of a flux is 1.2 N or more. In addition, the tacking force is a value at room temperature (25 degreeC). Although there is no restriction|limiting in particular in the upper limit of a tacking force, It is 100N, for example from a viewpoint of board peeling property from a mask.

[점조제의 구성] [Constituent composition]

점조제는, 상온 (25 ℃) 에서 고체 또는 점도가 1 ㎩·s 이상인 액체인 것이 바람직하다. 이것은, 점조제가 상온에서 점도가 1 ㎩·s 미만인 액체이면, 플럭스의 점도가 지나치게 작아, 솔더 페이스트를 구성할 수 없어, 기판 등에 도포할 수 없을 우려가 있기 때문이다. 이와 같이 점조제가 상온에서 1 ㎩·s 이상인 점도를 갖고 있거나, 혹은 상온에서 고체이기 때문에, 이 점조제를 함유하는 플럭스 및 솔더 분말로 이루어지는 솔더 페이스트는, 형상 유지성을 갖는다. 점도의 상한에 특별히 제한은 없지만, 도포성 등의 관점에서, 예를 들어, 400 ㎩·s 이다.It is preferable that the viscous agent is a solid at room temperature (25°C) or a liquid having a viscosity of 1 Pa·s or more. This is because if the viscous agent is a liquid having a viscosity of less than 1 Pa·s at room temperature, the viscosity of the flux is too small to form a solder paste, and may not be applied to a substrate or the like. As described above, since the viscous agent has a viscosity of 1 Pa·s or more at room temperature or is solid at room temperature, the solder paste comprising the flux and the solder powder containing the viscous agent has shape retention properties. Although there is no particular limitation on the upper limit of the viscosity, it is, for example, 400 Pa·s from the viewpoint of coatability and the like.

또, 점조제는, 열중량 측정에 있어서, 300 ℃ 에서의 감소량이 90 질량% 이상이다. 이것은, 플럭스 성분 중의 대부분이 점조제이기 때문에, 열중량 측정에 있어서 300 ℃ 에서의 감소율이 90 질량% 미만이면, 플럭스의 열중량 측정에 있어서 300 ℃ 에서의 감소율을 80 % 이상으로 할 수 없기 때문이다. 감소율의 상한에 특별히 제한은 없고, 100 질량% 감소하는 점조제를 사용하는 것도 가능하다.In addition, in the thermogravimetric measurement, the viscous agent has a reduction amount at 300°C of 90% by mass or more. This is because, since most of the flux components are viscous agents, if the reduction rate at 300°C in thermogravimetric measurement is less than 90% by mass, the reduction rate at 300°C in thermogravimetric measurement of the flux cannot be 80% or more. . There is no particular limitation on the upper limit of the reduction rate, and it is also possible to use a viscous agent which decreases by 100 mass%.

이 점조제의 태킹력은, 1.1 N 이상으로 설정되어 있다. 상기 서술한 바와 같이, 플럭스 성분 중의 대부분이 점조제이기 때문에, 점조제의 태킹력이 1.1 N 미만이면, 플럭스의 태킹력을 1.0 N 이상으로 할 수 없기 때문이다. 태킹력의 상한에 특별히 제한은 없지만, 마스크로부터의 판 빠짐성 등의 관점에서, 예를 들어, 200 N 이다.The tacking force of this viscous agent is set to 1.1 N or more. This is because, as described above, since most of the flux components are viscous agents, if the tacking force of the viscous agent is less than 1.1 N, the tacking force of the flux cannot be 1.0 N or more. Although there is no restriction|limiting in particular in the upper limit of a tacking force, It is 200N, for example from a viewpoint of board|substrate peelability from a mask.

플럭스에 함유되는 점조제로는, 분해 온도가 낮고, 점조성을 갖는 것이 바람직하다. 예를 들어, 점조제로는, 이소보르닐시클로헥산올, 이소보르닐페놀 및 이들의 유도체 외에, 수 평균 분자량이 700 이상 1500 이하인 폴리부텐 등이 사용된다. 또한, 폴리부텐의 수 평균 분자량을 700 이상 1500 이하로 한 것은, 수 평균 분자량이 700 미만이면 점도가 1 ㎩·s 미만이 되어 점조 효과가 낮아, 솔더 페이스트의 인쇄성이 저하되기 때문이고, 수 평균 분자량이 1500 을 초과하면 내열성이 높아져 잔류물로서 남기 쉬워지기 때문이다.As the viscous agent contained in the flux, it is preferable that the decomposition temperature is low and has viscous properties. For example, in addition to isobornylcyclohexanol, isobornylphenol and derivatives thereof, polybutenes having a number average molecular weight of 700 or more and 1500 or less are used as the viscous agent. Moreover, the number average molecular weight of polybutene is 700 or more and 1500 or less because the number average molecular weight is less than 700 because the viscosity becomes less than 1 Pa·s, the viscosity effect is low, and the printability of the solder paste decreases. This is because when the average molecular weight exceeds 1500, heat resistance becomes high and it is easy to remain as a residue.

이와 같이 본 실시형태에서는, 점조제를 로진류, 다이머산, 및 수 평균 분자량이 1500 을 초과하는 폴리부텐 등에 의해 구성하고 있지 않는 점에서, 열중량 측정에 있어서 300 ℃ 에서의 감소율이 90 질량% 이상이 되고, 솔더 범프에 잔류물이 남는 것을 억제하면서, 점조성을 확보하고 있다.Thus, in this embodiment, since the viscous agent is not composed of rosin, dimer acid, and polybutene having a number average molecular weight exceeding 1500, the reduction rate at 300°C in thermogravimetric measurement is 90 mass% or more. This ensures viscous property while suppressing residual residues on the solder bumps.

또한, 본 실시형태의 플럭스는, 상기 서술한 바와 같이 로진류 등을 주성분으로서 함유하고 있지 않기 때문에, 산화물을 환원 제거하여 하지에 적시고, 솔더 범프를 피복하여 재산화를 방지하는 효과가 부족하다. 이와 같은 로진류의 기능은, 후술하는 포름산 가스에 의해 보충되어 있다.In addition, since the flux of the present embodiment does not contain rosin or the like as the main component as described above, it is insufficient to reduce and remove oxides, soak them in the base, and coat the solder bumps to prevent reoxidation. The function of such rosin is supplemented by formic acid gas, which will be described later.

이와 같은 플럭스의 배합 조성은, 예를 들어, 용제가 19 질량% ∼ 60 질량%, 점조제가 30 질량% ∼ 80 질량%, 틱소제가 1.0 질량% ∼ 10 질량% 이다. 용제가 19 질량% 미만에서는, 솔더 페이스트가 페이스트상이 되기 어렵고, 용제가 60 질량% 를 초과하면, 기판 상에 인쇄 도포된 상태의 솔더 페이스트 (이하, 범프 전구체라고 하는 경우가 있다) 의 형상 유지성이 불량이 된다. 틱소제가 1.0 질량% 미만에서는, 솔더 페이스트의 형상 유지성이 불량이 되고, 10 질량% 를 초과하면, 솔더 페이스트가 지나치게 딱딱해진다. 또, 점조제가 30 질량% 미만인 경우, 페이스트를 구성할 수 없거나, 혹은 건조된 페이스트가 되어, 솔더 페이스트를 기판 등에 도포할 수 없을 우려가 있다.The compounding composition of such a flux is, for example, 19% by mass to 60% by mass of the solvent, 30% by mass to 80% by mass of the viscous agent, and 1.0% by mass to 10% by mass of the thixotropic agent. When the solvent is less than 19% by mass, the solder paste is difficult to form a paste, and when the solvent exceeds 60% by mass, the shape-retaining property of the solder paste (hereinafter, sometimes referred to as a bump precursor) in a printed state on the substrate. It becomes bad. When the thixotropic agent is less than 1.0 mass%, the shape retention property of the solder paste becomes poor, and when it exceeds 10 mass%, the solder paste becomes too hard. Moreover, when the viscous agent is less than 30% by mass, there is a concern that the paste cannot be formed or becomes a dried paste, and the solder paste cannot be applied to a substrate or the like.

한편, 점조제가 80 질량% 를 초과하면, 솔더 페이스트의 점도가 지나치게 높아지거나, 혹은 점착력이 지나치게 높아져, 인쇄시의 긁어냄성이 악화되거나, 혹은 디스펜서에 의한 도포시나 핀 전사시의 형상이 악화될 우려가 있다. 바람직한 플럭스의 배합 조성은, 점조제가 35 질량% 이상 80 질량% 이하, 틱소제가 2 질량% 이상 6 질량% 이하, 잔부가 용제이다. 또, 더욱 바람직한 플럭스의 배합 조성은, 점조제가 35 질량% 이상 70 질량% 이하, 틱소제가 2.5 질량% 이상 5.5 질량% 이하, 잔부가 용제이다.On the other hand, if the viscosity of the viscous agent exceeds 80% by mass, the viscosity of the solder paste may be too high, or the adhesive strength may be too high, resulting in deterioration in scratchability during printing, or deterioration in shape during application by a dispenser or during pin transfer. There is. The preferred composition of the flux composition is a viscous agent of 35 mass% or more and 80 mass% or less, a thixotropic agent of 2 mass% or more and 6 mass% or less, and the remainder being a solvent. Moreover, as for the more preferable flux compounding composition, a viscous agent is 35 mass% or more and 70 mass% or less, a thixotropic agent is 2.5 mass% or more and 5.5 mass% or less, and the balance is a solvent.

또한, 솔더 페이스트용 플럭스 내에 활성제가 다량으로 함유되어 있으면, 솔더 페이스트로 했을 때의 솔더 분말과 플럭스가 반응하고, 점도 변화가 커지므로, 냉장 보존이어도 수 개월 밖에 보존할 수 없다. 이 때문에, 본 실시형태에서는, 솔더 페이스트용 플럭스에는, 활성제를 함유하지 않는 것으로 하고 있다.In addition, when a large amount of the active agent is contained in the flux for the solder paste, the solder powder and the flux in the case of the solder paste react and the viscosity change becomes large, so even if refrigerated, it can be stored only for several months. For this reason, in this embodiment, it is assumed that the flux for solder paste does not contain an activator.

[솔더 페이스트의 구성][Composition of solder paste]

솔더 페이스트는, 상기 서술한 플럭스와, 솔더 분말을 혼합하여 이루어지는 혼합체이고, 플럭스의 함유율이 30 체적% 이상 90 체적% 이하로 설정되어 있다. 솔더 페이스트용 플럭스의 함유율이 30 체적% 미만인 경우, 페이스트를 구성할 수 없거나, 혹은 건조된 페이스트가 되어, 솔더 페이스트를 기판 등에 인쇄 도포할 수 없을 우려가 있다. 한편, 솔더 페이스트용 플럭스의 함유율이 90 체적% 를 초과하면, 솔더 페이스트의 점도가 지나치게 높아지거나, 혹은 점착력이 지나치게 높아져, 인쇄시의 긁어냄성이 악화되거나, 혹은 디스펜서에 의한 도포시나 핀 전사시의 형상이 악화될 우려가 있다. 이 때문에, 본 실시형태에서는, 플럭스의 함유율이 30 체적% 이상 90 체적% 이하로 설정되어 있다. 또한, 플럭스의 함유율은, 40 체적% 이상 90 체적% 이하인 것이 바람직하다.The solder paste is a mixture obtained by mixing the above-described flux and solder powder, and the content of the flux is set to 30% by volume or more and 90% by volume or less. When the content of the flux for the solder paste is less than 30% by volume, there is a concern that the paste cannot be formed or becomes a dried paste, and the solder paste cannot be printed and applied to a substrate or the like. On the other hand, when the content of the flux for the solder paste exceeds 90% by volume, the viscosity of the solder paste becomes too high, or the adhesive strength becomes too high, the scratchability during printing deteriorates, or when applying by a dispenser or during pin transfer. There is a fear that the shape may deteriorate. For this reason, in this embodiment, the content rate of the flux is set to 30 volume% or more and 90 volume% or less. Moreover, it is preferable that the content rate of a flux is 40 volume% or more and 90 volume% or less.

이로써, 솔더 페이스트의 점도는, 0.4 ㎩·s 이상이 되고, 솔더 페이스트의 태킹력은, 0.8 N 이상이 된다.Thereby, the viscosity of the solder paste becomes 0.4 Pa·s or more, and the tacking force of the solder paste becomes 0.8 N or more.

또, 솔더 분말로는, Sn-Ag-Cu 솔더 분말, Sn-Cu 솔더 분말, Sn-Ag 솔더 분말, Pb-Sn 솔더 분말, Au-Sn 솔더 분말, Au-Ge 솔더 분말을 예시할 수 있다. 또, 솔더 분말의 평균 입경은, 예를 들어, 0.1 ∼ 30.0 ㎛ 의 범위 내에 있고, 이로써 마스크 개구부에 대한 페이스트 충전성 및 범프 전구체의 형상 유지성을 높일 수 있다.Moreover, as a solder powder, Sn-Ag-Cu solder powder, Sn-Cu solder powder, Sn-Ag solder powder, Pb-Sn solder powder, Au-Sn solder powder, Au-Ge solder powder can be illustrated. Moreover, the average particle diameter of the solder powder is, for example, in the range of 0.1 to 30.0 µm, whereby the filling property of the mask opening and the shape retention property of the bump precursor can be improved.

또한, 범프 형성을 협피치로 하기 위해서는, 솔더 분말의 평균 입경은, 0.1 ∼ 10.0 ㎛ 의 범위 내에 있는 것이 바람직하다.Moreover, in order to make bump formation a narrow pitch, it is preferable that the average particle diameter of the solder powder is in the range of 0.1 to 10.0 µm.

[솔더 범프의 형성 방법][How to form a solder bump]

다음으로, 솔더 페이스트를 사용한 솔더 범프의 형성 방법을 설명한다.Next, a method of forming a solder bump using a solder paste will be described.

이 형성 방법은, 솔더 페이스트를 인쇄하는 인쇄 공정과, 솔더 페이스트를 포름산 가스 분위기 하에서 가열하는 리플로 공정을 구비한다. 이하, 인쇄 공정, 리플로 공정의 순으로 상세를 설명한다.This forming method includes a printing process for printing the solder paste and a reflow process for heating the solder paste under a formic acid gas atmosphere. Hereinafter, details will be described in the order of the printing process and the reflow process.

(인쇄 공정)(Printing process)

인쇄 공정에서는, 실리콘 웨이퍼, 유리 에폭시 수지 기판 등의 기판 상에 개구부를 갖는 마스크를 배치하고, 이 개구부 내에는 솔더 페이스트를 충전하도록 솔더 페이스트를 인쇄 도포한다. 이 인쇄 도포 후, 마스크를 기판으로부터 박리하여, 기판 상에 범프 전구체를 형성한다. 또한, 솔더 페이스트는, 인쇄 도포되는 것으로 했지만, 디스펜서 등에 의한 토출 공급이어도 되고, 핀 전사 장치 등에 의한 핀 전사여도 된다.In the printing process, a mask having an opening is disposed on a substrate such as a silicon wafer or a glass epoxy resin substrate, and the solder paste is printed and applied to fill the solder paste in the opening. After this printing application, the mask is peeled off the substrate to form a bump precursor on the substrate. In addition, although the solder paste is supposed to be applied by printing, discharge supply by a dispenser or the like may be used, or pin transfer by a pin transfer device or the like may be used.

이 경우, 점조제가 상온에서 고체 또는 점도가 1 ㎩·s 이상인 액체이기 때문에, 점조제를 함유하는 솔더 페이스트용 플럭스 및 솔더 분말로 이루어지는 솔더 페이스트의 형상 유지성을 확보할 수 있다. 또, 솔더 페이스트용 플럭스의 함유율이 30 체적% 이상 90 체적% 이하인 점에서, 적절한 점도 및 점착력의 솔더 페이스트를 구성할 수 있고, 인쇄시의 긁어냄성의 악화 등을 억제할 수 있다.In this case, since the viscous agent is a solid at room temperature or a liquid having a viscosity of 1 Pa·s or more, it is possible to secure shape retention of the solder paste comprising a flux and a solder powder for a solder paste containing the viscous agent. Further, since the content of the flux for the solder paste is 30% by volume or more and 90% by volume or less, a solder paste having an appropriate viscosity and adhesive strength can be formed, and deterioration of the scratchability during printing can be suppressed.

(리플로 공정)(Reflow process)

리플로 공정에서는, 먼저 예비 가열로서, 포름산 가스 분위기 하에서, 기판 상에 형성된 범프 전구체를 솔더 분말의 융점보다 낮은 온도에서 30 초 ∼ 2 분 가열하고 (프레 히트 공정), 플럭스 중의 보이드원인 용제를 휘발시킨다. 이 포름산 가스 분위기 하에서의 각 히트 공정은, 상온에서 N2 를 순도 99 % 의 포름산에 버블링함으로써 N2 가스 내에 포름산을 용입시킨 가스를 발생시키고, 이 포름산이 용입된 N2 가스를 노 내에 공급함으로써 실행된다. 이 포름산이 용입된 N2 가스 (포름산 가스) 의 포름산 농도는, 예를 들어, 대략 3 체적% 로 설정된다. 또한, 노 내에 포름산을 둠으로써 포름산 가스 분위기를 생성해도 된다.In the reflow process, first, as a preliminary heating, in a formic acid gas atmosphere, the bump precursor formed on the substrate is heated at a temperature lower than the melting point of the solder powder for 30 seconds to 2 minutes (preheat process), and the solvent that is a void source in the flux is volatilized. Order. Each heat process under this formic acid gas atmosphere generates a gas in which formic acid is dissolved in N 2 gas by bubbling N 2 into formic acid having a purity of 99% at room temperature, and the N 2 gas in which formic acid is introduced is supplied into the furnace. Is executed. The concentration of formic acid in the N 2 gas (formic acid gas) in which this formic acid is dissolved is, for example, set to approximately 3% by volume. Further, formic acid gas atmosphere may be generated by placing formic acid in the furnace.

그 후, 솔더 분말의 융점보다 높은 온도, 예를 들어, 솔더 분말의 융점 +30 ℃ 의 온도에서 10 초 ∼ 1 분 가열하고 (본 히트 공정), 솔더 분말을 용융시킨다. 이 때, 포름산은, 솔더 분말에 함유되는 Sn 등의 금속 산화물과 반응하여 포름산염을 생성한 후, 다시 고온화에 놓여짐으로써 포름산염이 포름산에 의해 환원된다. 이와 같이 포름산 가스 분위기 하에서, 각 히트 공정을 실행하면, 포름산의 환원력에 의해 솔더 분말 등의 산화 피막이 환원된다. 그리고, 용융시킨 솔더를 냉각시키면, 표면 장력에 의해 대략 반구상의 솔더 범프가 형성된다.Thereafter, heating is performed at a temperature higher than the melting point of the solder powder, for example, at a temperature of +30°C of the solder powder for 10 seconds to 1 minute (this heat process), and the solder powder is melted. At this time, formic acid is reacted with a metal oxide such as Sn contained in the solder powder to produce formate, and then is subjected to high temperature, whereby formate is reduced by formic acid. As described above, when each heat step is performed under a formic acid gas atmosphere, an oxide film such as solder powder is reduced by the reducing power of formic acid. Then, when the molten solder is cooled, an approximately hemispherical solder bump is formed by surface tension.

이 경우, 본 실시형태에서는, 솔더 페이스트용 플럭스가 열중량 측정에 있어서 300 ℃ 에서의 감소율이 80 질량% 이상이고, 그 중에서도 점조제가 열중량 측정에 있어서 300 ℃ 에서의 감소량이 90 질량% 이상이기 때문에, 솔더 페이스트용 플럭스를 함유하는 솔더 페이스트가 리플로되었을 때에, 플럭스로서도 휘발분이 많기 때문에, 범프 전구체가 리플로되어 솔더 범프가 형성된 경우여도, 잔류물이 발생하는 것을 억제할 수 있어, 솔더 범프의 세정 공정을 생략할 수 있다.In this case, in the present embodiment, the flux for solder paste has a reduction rate at 300°C of 80% by mass or more in thermogravimetric measurement, and a viscous agent has a reduction amount of 300% or more at 300°C in thermogravimetric measurement among them. Therefore, when the solder paste containing the flux for the solder paste is reflowed, since the flux is also largely volatile, even when the bump precursor is reflowed and the solder bump is formed, the generation of residues can be suppressed, and the solder bump can be suppressed. The washing process of can be omitted.

또, 포름산 가스 분위기 하에서 리플로 처리가 이루어지므로, 솔더 페이스트를 구성하는 플럭스 내에 산화물을 환원 제거하는 로진류가 함유되어 있지 않아도, 포름산 가스의 환원력에 의해 솔더 분말이나 기판 상의 산화 피막을 환원하여 솔더 용융을 원활하게 할 수 있다.In addition, since the reflow treatment is performed under an atmosphere of formic acid gas, even if no rosin to reduce and remove oxides is contained in the flux constituting the solder paste, the solder powder or the oxide film on the substrate is reduced and soldered by the reducing power of formic acid gas. Melting can be smoothed.

또, 본 실시형태의 솔더 페이스트용 플럭스를 사용함으로써 잔류물의 발생이 억제되므로, 솔더 분말이 고융점의 Au-Sn 솔더 분말이어도 리플로시의 잔류물의 튀어오름을 방지할 수 있다.In addition, since the generation of residues is suppressed by using the flux for solder paste of the present embodiment, even if the solder powder is a Au-Sn solder powder having a high melting point, the rebound of the residue during reflow can be prevented.

또한, 솔더 페이스트용 플럭스의 산가치가 100 ㎎KOH/g 이하로 설정되어 있기 때문에, 솔더 범프 내에 있어서의 보이드의 발생을 억제할 수 있는 것 외에, 솔더 페이스트를 장기간 (예를 들어, 6 개월 이상) 보존할 수 있어, 장기 보관성을 향상시킬 수 있다.In addition, since the acid value of the flux for the solder paste is set at 100 mgKOH/g or less, the generation of voids in the solder bumps can be suppressed, and the solder paste can be used for a long time (for example, 6 months or more). ) Can be preserved, and long-term storage can be improved.

또한, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 경우는 없으며, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 여러 가지의 변경을 가하는 것이 가능하다.In addition, the present invention is not limited to the above embodiments, and various changes can be made without departing from the spirit of the present invention.

상기 실시형태에서는, 플럭스는, 점조제, 용제, 및 틱소제만으로 구성되는 것으로 했지만, 이것에 한정되지 않고, 산가치가 100 ㎎KOH/g 이하이고, 열중량 측정에 있어서 300 ℃ 에서의 감소율이 80 질량% 이상인 범위 내이고, 점도가 0.5 ㎩·s 이상이고, 또한 태킹력이 1.0 N 이상이면, 플럭스는 로진류 및 활성제를 미량으로 함유해도 된다. 예를 들어, 로진류의 경우에는 10 질량% 이하, 활성제의 경우에는 0.1 질량% 이하의 범위이면, 플럭스에 이들을 함유해도 된다.In the above embodiment, the flux is composed of only a viscous agent, a solvent, and a thixotropic agent, but is not limited to this, the acid value is 100 mgKOH/g or less, and the rate of decrease at 300°C in thermogravimetric measurement is 80. If it is in the range of mass% or more, the viscosity is 0.5 Pa·s or more, and the tacking force is 1.0 N or more, the flux may contain a trace amount of rosin and an active agent. For example, in the case of rosin, if it is in the range of 10% by mass or less, and in the case of the active agent, 0.1% by mass or less, the flux may contain these.

또, 상기 실시형태에서는, 리플로 공정에 있어서 프레 히트 공정 및 본 히트 공정을 실행함으로써, 가열 온도를 2 단계로 단계적으로 상승시키는 것으로 했지만, 이것에 한정되지 않고, 본 히트 공정만을 실행해도 된다. 또, 가열 온도를 3 단계 이상으로 단계적으로 상승시켜도 된다.Moreover, in the said embodiment, although the preheating process and this heat process were performed in a reflow process, it was supposed to raise the heating temperature stepwise in two steps, but is not limited to this, You may perform only this heat process. Further, the heating temperature may be increased stepwise in three or more steps.

또한, 상기 실시형태에서는, 솔더 페이스트를 사용한 솔더 범프의 제조 방법에 대해 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 본 발명의 솔더 페이스트는, 접합물과 피접합물 사이에 배치되어, 포름산 가스 분위기 하에서 가열함으로써 접합물과 피접합물을 솔더 접합하는, 접합체의 제조 방법에 이용되어도 된다.In addition, although the manufacturing method of the solder bump using a solder paste was demonstrated in the said embodiment, it is not limited to this, The solder paste of this invention is arrange|positioned between a joined object and a to-be-joined object, and heated under a formic acid gas atmosphere By doing so, it may be used for a method of manufacturing a joined body in which solder joints are joined to a joined object.

실시예Example

여러 조건을 변경하면서, 솔더 페이스트를 제조하고, 이 솔더 페이스트로부터 얻어지는 솔더 범프의 리플로 후의 잔류물의 양, 솔더 페이스트의 장기 보관성 및 형상 유지성에 관한 실험을 실시하였다. 얻어진 실시예 1 ∼ 9 및 비교예 1 ∼ 6 의 샘플에 대해, 표 1 및 표 2 를 참조하면서 설명한다.While changing various conditions, a solder paste was prepared, and experiments were conducted on the amount of residue after reflow of the solder bumps obtained from the solder paste, long-term storage properties of the solder paste, and shape retention. The samples of Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 6 obtained will be described with reference to Tables 1 and 2.

또한, 표 1 에 있어서 플럭스 및 점조제의 각각에 있어서의 열중량 측정에 있어서의 300 ℃ 에서의 감소율 (이하, 표 1 에서는 300 ℃ TG 감소라고 한다) 에 대해서는, 일반적인 열중량 측정 장치를 사용하여 측정하였다. 예를 들어, 플럭스의 열중량 측정에서는, 10 ㎎ 의 플럭스를 N2 분위기 하에서, 승온 10 ℃/분, 실온 (25 ℃) 에서부터 300 ℃ 까지 온도를 상승시켰을 때의 중량 변화를 측정함으로써, 상기 감소율을 구하였다. 점조제도 마찬가지이다.In addition, in Table 1, the reduction rate at 300°C in the thermogravimetric measurement of each of the flux and the viscous agent (hereinafter referred to as 300°C TG reduction in Table 1) was measured using a general thermogravimetric device. Did. For example, in the thermogravimetric measurement of the flux, the rate of decrease is measured by measuring the change in weight when the temperature of the 10 mg flux is increased from 10° C./min at room temperature (25° C.) to 300° C. under an N 2 atmosphere. Was obtained. The same is true of the viscous system.

또, 플럭스 및 점조제의 점도에 대해서는, JIS Z 8803 에 준거하여 측정하였다. 또한, 표 1 에서는, 상온 (25 ℃) 에 있어서 액상인 것에 대해서는, 상기 JIS Z 8803 에 준거하여 측정한 점도를 표시하고, 상온에 있어서 고체인 것에 대해서는, 표 1 에 고체로 표시하였다.Moreover, the viscosity of the flux and the viscous agent was measured according to JIS Z 8803. Moreover, in Table 1, the viscosity measured according to the above-mentioned JIS Z 8803 is indicated for a liquid at room temperature (25°C), and a solid at room temperature is shown as a solid in Table 1.

또한, 플럭스의 산가치에 대해서는, JIS Z 3197 에 준거하여 측정하였다. 또한, 산가치가 지나치게 작아 검출 한계를 초과한 것에 대해서는, 검출 한계 이하로 표시하였다.In addition, the acid value of the flux was measured according to JIS Z 3197. In addition, about the acid value which was too small and exceeded a detection limit, it displayed below the detection limit.

이와 같은 표 1 에 나타내는 솔더 분말 및 플럭스를 표 1 에 나타내는 비율로 혼합함으로써, 솔더 페이스트를 제조하였다. 또, 플럭스는 점조제, 틱소제, 용제, 활성제를 혼합함으로써 제조하고, 점조제, 틱소제, 용제 및 활성제는 표 1 에 기재된 바와 같이 하고, 틱소제는 5 질량% 로 하고, 잔부를 용제로 하였다.Solder pastes were prepared by mixing the solder powders and fluxes shown in Table 1 in the proportions shown in Table 1. In addition, the flux was prepared by mixing a viscous agent, a thixotropic agent, a solvent, and an active agent, and the viscous agent, a thixotropic agent, a solvent, and an active agent were as shown in Table 1, and the thixotropic agent was 5 mass%, and the remainder was used as a solvent.

리플로 후의 잔류물의 유무, 솔더 페이스트의 장기 보관성 및 형상 유지성에 대한 평가를 하기 수법에 의해 실시하였다.The presence or absence of the residue after reflow, evaluation of long-term storage properties and shape retention of the solder paste were performed by the following method.

(리플로 후의 잔류물의 유무) (Presence or absence of residue after reflow)

동판의 표면에 두께 200 ㎛ 의 인쇄용 스텐실 마스크를 사용하여, 각 실시예 1 ∼ 9 및 비교예 1 ∼ 6 의 솔더 페이스트의 각각을 직경 6.5 ㎜ 의 원 형상으로 인쇄 도포하여, 동판으로부터 인쇄용 스텐실 마스크를 제거하였다. 이와 같이 하여, 각 시료에 대해 원 형상의 범프 전구체를 동판 상에 형성하고, 평가용 기판으로 하였다.A stencil mask for printing with a thickness of 200 µm was used on the surface of the copper plate, and each of the solder pastes of Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 6 was printed and applied in a circular shape having a diameter of 6.5 mm, and a stencil mask for printing was printed from the copper plate. Removed. In this way, for each sample, a circular bump precursor was formed on a copper plate, and used as a substrate for evaluation.

다음으로, 포름산 가스 분위기 하에서, 이 평가용 기판을 가열함으로써, 범프 전구체를 리플로 처리시켰다. 이 때, 피크 온도는 각 솔더 분말의 융점 +30 ℃ 로 하고, 가열 시간은 1 분으로 하였다. 이 포름산 가스 분위기 하에서의 가열은, 상온에서 N2 를 버블링함으로써 N2 가스 내에 포름산을 용입시킨 가스를 발생시키고, 이 포름산이 용입된 N2 가스를 노 내에 공급함으로써 실행하였다. 이 포름산이 용입된 N2 가스 (포름산 가스) 의 포름산 농도는, 대략 3 체적% 로 하였다.Next, the bump precursor was reflowed by heating this evaluation substrate under a formic acid gas atmosphere. At this time, the peak temperature was set to +30°C of the melting point of each solder powder, and the heating time was 1 minute. Heating under a gas atmosphere, formic acid, by bubbling N 2 at room temperature to generate a gas that penetration of formic acid in the N 2 gas was performed by supplying the N 2 gas is formic acid the penetration in the furnace. The concentration of formic acid in the N 2 gas (formic acid gas) in which this formic acid was dissolved was set to approximately 3% by volume.

그 후, 전자 현미경 (SEM) 을 사용하여, 리플로 처리된 범프 전구체 (솔더 범프) 를 관찰하고, 잔류물의 면적이 솔더 페이스트의 도포 면적의 3 할 미만인 경우를 양호로 판정하고, 잔류물이 솔더 페이스트의 도포 면적의 3 할 이상을 덮고 있는 경우를 불량으로 판정하였다.Then, using an electron microscope (SEM), the bump precursor (solder bump) subjected to the reflow treatment was observed, and it was judged as good when the area of the residue was less than 30% of the application area of the solder paste, and the residue was soldered. A case where more than 30% of the application area of the paste was covered was judged as defective.

(솔더 페이스트의 장기 보관성) (Long-term storage of solder paste)

페이스트를 실온에서 6 개월간 보관한 후, 이 페이스트를 사용하여 상기와 동일한 평가용 기판을 제조하고, 이것에 상기 리플로 처리를 실시하여 솔더 범프를 형성하였다.After storing the paste at room temperature for 6 months, this paste was used to prepare the same evaluation substrate, and subjected to the reflow treatment to form a solder bump.

그 후, 광학 현미경으로 관찰하고, 솔더 분말의 미용융분 (粉) 의 발생량이 솔더 페이스트 제작 직후와 동일한 경우를 양호로 판정하고, 솔더 분말의 미용융분의 발생량이 솔더 페이스트 제작 직후부터 증가한 경우를 불량으로 판정하였다.Thereafter, it was observed with an optical microscope, and the case where the amount of non-melting powder generated in the solder powder was the same as immediately after production of the solder paste was judged as good, and the case where the amount of non-melting powder generated in the solder powder increased immediately after production of the solder paste was defective It was judged as.

(형상 유지성) (Shape retention)

평가 기판 상에 피치 200 ㎛, 개구경 120 ㎛, 두께 25 ㎛ 의 마스크에서 솔더 페이스트를 도포하여, 범프 전구체를 100 개 형성하였다. 100 개의 범프 전구체를 형성한 평가 기판을 육안, 또는 광학 현미경으로 관찰하고, 100 개의 솔더 범프 전구체 중, 미싱이 5 개 지점 이하, 인쇄 처짐에 의한 브릿지가 5 개 지점 이하, 범프 전구체의 결손이 5 개 지점 이하인 경우를 양호로 판정하고, 미싱, 브릿지 및 결손 중 어느 것이 5 개 지점보다 많이 발생한 경우를 불량으로 판정하였다.On the evaluation substrate, solder paste was applied on a mask having a pitch of 200 μm, an aperture diameter of 120 μm, and a thickness of 25 μm to form 100 bump precursors. The evaluation substrate on which 100 bump precursors were formed was observed with a naked eye or an optical microscope, and among the 100 solder bump precursors, there were 5 or less missing points, 5 or less bridges due to printing sagging, and 5 defects of the bump precursors. A case in which the number of points was less than or equal to one point was judged as good, and a case in which any of the sewing machine, bridge, and defect occurred more than five points was judged as defective.

Figure 112019108889020-pct00001
Figure 112019108889020-pct00001

Figure 112019108889020-pct00002
Figure 112019108889020-pct00002

표 1 및 표 2 로부터 알 수 있는 바와 같이, 비교예 1, 3 및 6 은, 플럭스의 열중량 측정에 있어서의 300 ℃ 에서의 감소량이 60 질량% 이하로 낮은 점에서, 리플로 후의 잔류물이 발생한 영역이 솔더 페이스트의 도포 면적의 3 할을 초과하고 있고, 리플로 후의 잔류물이 많았다. 한편, 실시예 1 ∼ 9 에서는, 플럭스의 열중량 측정에 있어서의 300 ℃ 에서의 감소율이 80 질량% 이상이었기 때문에, 리플로 후의 잔류물이 적었다. 또, 비교예 2, 4 및 5 도 플럭스의 열중량 측정에 있어서의 300 ℃ 에서의 감소율이 80 질량% 이상이었기 때문에, 리플로 후의 잔류물이 적었다. 이 때문에, 플럭스의 열중량 측정에 있어서, 300 ℃ 에서의 감소량이 모두 80 질량% 이상인 것이 유효한 범위인 것을 알 수 있었다.As can be seen from Tables 1 and 2, Comparative Examples 1, 3, and 6 show that the residual amount after reflow is low because the amount of reduction at 300°C in the thermogravimetric measurement of the flux is as low as 60% by mass or less. The generated area exceeded 30% of the application area of the solder paste, and there were many residues after reflow. On the other hand, in Examples 1-9, since the reduction rate at 300 degreeC in the thermogravimetric measurement of a flux was 80 mass% or more, there were few residues after reflow. Moreover, since the reduction rate at 300 degreeC in the thermogravimetric measurement of the comparative examples 2, 4 and 5 degree flux was 80 mass% or more, there were few residues after reflow. For this reason, it was found that in the thermogravimetric measurement of the flux, the reduction amount at 300°C was 80% by mass or more.

또, 비교예 1, 2 및 5 는, 플럭스의 산가치가 200 ∼ 1500 ㎎KOH/g 으로 높은 점에서, 장기 보관성이 떨어졌다. 한편, 실시예 1 ∼ 9 에서는, 플럭스의 산가치가 100 ㎎KOH/g 이하였기 때문에, 솔더 페이스트의 장기 보관성이 우수하였다. 또, 비교예 3, 4 및 6 도 플럭스의 산가치가 검출 한계 이하였기 때문에, 솔더 페이스트의 장기 보관성이 우수하였다. 이 때문에, 플럭스의 산가치가 100 ㎎KOH/g 이하인 것이 유효한 범위인 것을 알 수 있었다.Moreover, in Comparative Examples 1, 2 and 5, since the acid value of the flux was high at 200 to 1500 mgKOH/g, long-term storage was poor. On the other hand, in Examples 1 to 9, since the acid value of the flux was 100 mgKOH/g or less, the long-term storage property of the solder paste was excellent. Moreover, since the acid values of the comparative examples 3, 4 and 6 degrees flux were below the detection limit, the long-term storage property of the solder paste was excellent. For this reason, it was found that an effective range is that the acid value of the flux is 100 mgKOH/g or less.

또한, 실시예 2 에서는, 플럭스는, 0.1 질량% 의 활성제를 함유하고 있지만, 플럭스의 산가치가 100 ㎎KOH/g 이하이기 때문에, 장기 보관성이 우수하였다. 한편, 비교예 2 에서는, 플럭스가 0.2 질량% 의 활성제를 함유하고 있는 점에서, 플럭스의 산가치가 200 ㎎KOH/g 으로 높아져, 장기 보관성이 떨어졌다. 이 때문에, 플럭스의 산가치가 상기 범위 내이면, 0.1 질량% 이하의 활성제를 함유해도 되는 것을 알 수 있었다.Further, in Example 2, the flux contained 0.1% by mass of the active agent, but the acid value of the flux was 100 mgKOH/g or less, and thus excellent in long-term storage. On the other hand, in Comparative Example 2, since the flux contained 0.2% by mass of the active agent, the acid value of the flux increased to 200 mgKOH/g, resulting in poor long-term storage. For this reason, it was found that if the acid value of the flux is within the above range, it may contain 0.1% by mass or less of the active agent.

비교예 5 에서는 플럭스가 40 질량% 의 중합 로진을 함유하고 있는 점에서, 플럭스의 산가치가 800 ㎎KOH/g 으로 높아져, 장기 보관성이 떨어졌다. 한편, 실시예 8 에서는, 플럭스는, 중합 로진을 5 질량% 함유하고 있기는 하지만, 장기 보관성이 우수하였다.In Comparative Example 5, since the flux contained 40% by mass of polymerization rosin, the acid value of the flux increased to 800 mgKOH/g, resulting in poor long-term storage. On the other hand, in Example 8, the flux contained 5% by mass of the polymerization rosin, but was excellent in long-term storage.

또, 비교예 6 에서는, 플럭스가 40 질량% 의 로진 에스테르를 함유하고 있는 점에서, 열중량 측정에 있어서의 300 ℃ 에서의 감소량이 60 질량% 이하로 낮아져, 리플로 후의 잔류물이 많았다. 한편, 실시예 9 에서는, 플럭스는, 로진 에스테르를 10 질량% 함유하고 있기는 하지만, 리플로 후의 잔류물이 적었다.Moreover, in the comparative example 6, since the flux contained 40 mass% of rosin ester, the reduction amount at 300 degreeC in thermogravimetry was lowered to 60 mass% or less, and there were many residues after reflow. On the other hand, in Example 9, the flux contained 10% by mass of the rosin ester, but had little residue after reflow.

이러한 점에서, 플럭스의 산가치, 열중량 측정에 있어서의 300 ℃ 에서의 감소량이 상기 범위 내이면, 10 질량% 이하의 로진류를 함유해도 되는 것을 알 수 있었다.From these points, it was found that if the amount of the acid value of the flux and the reduction at 300°C in the thermogravimetric measurement were within the above range, rosins of 10% by mass or less may be contained.

또한, 비교예 4 는, 플럭스의 점도가 0.3 ㎩·s 로 낮고, 태킹력도 0.8 N 으로 작은 점에서, 인쇄 처짐 등이 발생하여, 형상 유지성이 떨어졌다. 한편, 실시예 1 ∼ 9 는, 플럭스의 점도가 1 ㎩·s 이상이고, 태킹력도 1.0 N 이상인 점에서 형상 유지성이 우수하였다. 또, 비교예 1 ∼ 3 및 5 는, 플럭스의 점도가 0.5 ㎩·s 이상이고, 태킹력도 1.0 N 이상인 점에서, 형상 유지성이 우수하였다. 이 때문에, 플럭스의 점도가 0.5 ㎩·s 이상이고, 또한 태킹력이 1.0 N 이상인 것이 유효한 범위인 것을 알 수 있었다.In addition, in Comparative Example 4, since the viscosity of the flux was low at 0.3 Pa·s and the tacking force was also as small as 0.8 N, printing sagging and the like occurred, resulting in poor shape retention. On the other hand, Examples 1 to 9 were excellent in shape retention since the viscosity of the flux was 1 Pa·s or more and the tacking force was 1.0 N or more. Further, Comparative Examples 1 to 3 and 5 had excellent shape retention since the viscosity of the flux was 0.5 Pa·s or more and the tacking force was 1.0 N or more. For this reason, it was found that the viscosity of the flux was 0.5 Pa·s or more, and the tacking force was 1.0 N or more.

산업상 이용가능성Industrial availability

전자 부품의 기판에 대한 접합의 신뢰성을 효율적으로 향상시킬 수 있다.The reliability of bonding of electronic components to a substrate can be effectively improved.

Claims (14)

점조제, 용제, 및 틱소제를 함유하는 솔더 페이스트용 플럭스로서,
상기 솔더 페이스트용 플럭스는 산가치가 100 ㎎KOH/g 이하이고, 10 ㎎ 의 플럭스를 N2 분위기 하에서, 승온 10 ℃/분, 25 ℃ 인 실온에서부터 300 ℃ 까지 온도를 상승시켰을 때의 중량의 감소율이 80 질량% 이상이고, 점도가 0.5 ㎩·s 이상이고, 또한 태킹력이 1.0 N 이상인 것을 특징으로 하는 솔더 페이스트용 플럭스.
A flux for a solder paste containing a viscous agent, a solvent, and a thixotropic agent,
The flux for the solder paste has an acid value of 100 mgKOH/g or less, and a rate of weight loss when the temperature is raised from room temperature to 300 °C at an elevated temperature of 10 °C/min and 25 °C under an N 2 atmosphere. A flux for solder paste, wherein the flux is 80 mass% or more, the viscosity is 0.5 Pa·s or more, and the tacking force is 1.0 N or more.
제 1 항에 있어서,
로진류의 함유량이 10 질량% 이하인 것을 특징으로 하는 솔더 페이스트용 플럭스.
According to claim 1,
A flux for solder paste, characterized in that the content of rosin is 10% by mass or less.
제 1 항에 기재된 솔더 페이스트용 플럭스와, 솔더 분말을 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 솔더 페이스트.A solder paste comprising the flux for a solder paste according to claim 1 and a solder powder. 제 3 항에 있어서,
상기 솔더 페이스트용 플럭스의 함유율이 30 체적% 이상 90 체적% 이하인 것을 특징으로 하는 솔더 페이스트.
The method of claim 3,
Solder paste, characterized in that the content of the flux for the solder paste is 30% by volume or more and 90% by volume or less.
제 3 항에 있어서,
상기 솔더 분말은, Sn-Ag-Cu 솔더 분말, Sn-Cu 솔더 분말, Sn-Ag 솔더 분말, Pb-Sn 솔더 분말, Au-Sn 솔더 분말, Au-Ge 솔더 분말, Au-Si 솔더 분말 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 솔더 페이스트.
The method of claim 3,
The solder powder, any of Sn-Ag-Cu solder powder, Sn-Cu solder powder, Sn-Ag solder powder, Pb-Sn solder powder, Au-Sn solder powder, Au-Ge solder powder, Au-Si solder powder Solder paste characterized by being one.
개구부를 갖는 마스크를 기판 상에 배치하고, 상기 개구부 내에 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 솔더 페이스트를 충전하도록 상기 솔더 페이스트를 인쇄하고, 상기 마스크를 박리한 후 상기 기판 상의 범프 전구체를 포름산 가스 분위기 하에서 리플로 처리하여 솔더 범프를 형성하는 것을 특징으로 하는 솔더 페이스트를 사용한 솔더 범프의 형성 방법.A mask having an opening is disposed on the substrate, the solder paste is printed to fill the opening with the solder paste according to any one of claims 3 to 5, and the mask is peeled off, and then the bump precursor on the substrate is removed. Method of forming a solder bump using a solder paste, characterized in that to form a solder bump by reflow treatment in a formic acid gas atmosphere. 솔더 페이스트를 사용한 접합체의 제조 방법으로서,
접합물과 피접합물 사이에 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 솔더 페이스트를 배치하고, 포름산 가스 분위기 하에서 가열함으로써 상기 접합물과 상기 피접합물을 솔더 접합하는 것을 특징으로 하는 솔더 페이스트를 사용한 접합체의 제조 방법.
As a manufacturing method of a joined body using a solder paste,
A solder characterized by arranging the solder paste according to any one of claims 3 to 5 between the joined object and the joined object, and soldering the joined object to the joined object by heating under a formic acid gas atmosphere. Method for manufacturing a joined body using a paste.
제 2 항에 기재된 솔더 페이스트용 플럭스와, 솔더 분말을 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 솔더 페이스트.A solder paste comprising the flux for a solder paste according to claim 2 and a solder powder. 제 8 항에 있어서,
상기 솔더 페이스트용 플럭스의 함유율이 30 체적% 이상 90 체적% 이하인 것을 특징으로 하는 솔더 페이스트.
The method of claim 8,
Solder paste, characterized in that the content of the flux for the solder paste is 30% by volume or more and 90% by volume or less.
제 4 항에 있어서,
상기 솔더 분말은, Sn-Ag-Cu 솔더 분말, Sn-Cu 솔더 분말, Sn-Ag 솔더 분말, Pb-Sn 솔더 분말, Au-Sn 솔더 분말, Au-Ge 솔더 분말, Au-Si 솔더 분말 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 솔더 페이스트.
The method of claim 4,
The solder powder, any of Sn-Ag-Cu solder powder, Sn-Cu solder powder, Sn-Ag solder powder, Pb-Sn solder powder, Au-Sn solder powder, Au-Ge solder powder, Au-Si solder powder Solder paste characterized by being one.
제 8 항에 있어서,
상기 솔더 분말은, Sn-Ag-Cu 솔더 분말, Sn-Cu 솔더 분말, Sn-Ag 솔더 분말, Pb-Sn 솔더 분말, Au-Sn 솔더 분말, Au-Ge 솔더 분말, Au-Si 솔더 분말 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 솔더 페이스트.
The method of claim 8,
The solder powder, any of Sn-Ag-Cu solder powder, Sn-Cu solder powder, Sn-Ag solder powder, Pb-Sn solder powder, Au-Sn solder powder, Au-Ge solder powder, Au-Si solder powder Solder paste characterized by being one.
제 9 항에 있어서,
상기 솔더 분말은, Sn-Ag-Cu 솔더 분말, Sn-Cu 솔더 분말, Sn-Ag 솔더 분말, Pb-Sn 솔더 분말, Au-Sn 솔더 분말, Au-Ge 솔더 분말, Au-Si 솔더 분말 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 솔더 페이스트.
The method of claim 9,
The solder powder, any of Sn-Ag-Cu solder powder, Sn-Cu solder powder, Sn-Ag solder powder, Pb-Sn solder powder, Au-Sn solder powder, Au-Ge solder powder, Au-Si solder powder Solder paste characterized by being one.
개구부를 갖는 마스크를 기판 상에 배치하고, 상기 개구부 내에 제 8 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 기재된 솔더 페이스트를 충전하도록 상기 솔더 페이스트를 인쇄하고, 상기 마스크를 박리한 후 상기 기판 상의 범프 전구체를 포름산 가스 분위기 하에서 리플로 처리하여 솔더 범프를 형성하는 것을 특징으로 하는 솔더 페이스트를 사용한 솔더 범프의 형성 방법.A mask having an opening is disposed on a substrate, the solder paste is printed to fill the opening with the solder paste according to any one of claims 8 to 12, and the mask is peeled off, and then the bump precursor on the substrate is removed. Method of forming a solder bump using a solder paste, characterized in that to form a solder bump by reflow treatment in a formic acid gas atmosphere. 솔더 페이스트를 사용한 접합체의 제조 방법으로서,
접합물과 피접합물 사이에 제 8 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 기재된 솔더 페이스트를 배치하고, 포름산 가스 분위기 하에서 가열함으로써 상기 접합물과 상기 피접합물을 솔더 접합하는 것을 특징으로 하는 솔더 페이스트를 사용한 접합체의 제조 방법.
As a manufacturing method of a joined body using a solder paste,
A solder characterized by arranging the solder paste according to any one of claims 8 to 12 between the joint and the joined object, and soldering the joint to the joined object by heating under a formic acid gas atmosphere. Method for manufacturing a joined body using a paste.
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