[发明专利]无铅焊料用焊剂及焊膏

说明书

技术领域

本发明涉及一种无铅焊料用焊剂(以下，有时仅简称为焊剂)以及含有该焊剂的焊 膏。

背景技术

要在电路基板上的导线图形上表面安装电容器等的电子元件，一般进行焊接。焊接时 要求各种各样的特性。例如，重要的是抑制“焊料球(solder ball)”的形成。在这里， 焊料球是指，在导线图案上所印刷的焊膏在回流加热熔融时过度地坍落扩散，在坍落的边 缘附近出现球状的细微的焊料的现象。若焊料球的量多，则容易产生桥接和短路，明显地 损害安装基板的可靠性。

可是，出于铅污染环境和对人体有害的理由，近年来，焊料正在逐渐从以前主流的铅 共晶焊料转换成不含铅的焊料(即无铅焊料)。随之而来产生的新问题是由于回流炉的最 高加热温度上升40～50℃，因此在焊料接合部的内部产生微米级的气泡缺陷(以下称作“气 泡孔洞(void)”)。该气泡孔洞尤其容易在倒装芯片(FC，flip chip)安装基板的凸点(bump) 接合部内部产生。若气泡孔洞数目多或其直径大，则该凸点接合部的强度和凸点-金属层间 的密合力下降，明显地损害安装基板的可靠性。

还有，以Sn-Ag类为代表的无铅焊料在熔融状态下难以润湿基础基板(尤其是铜类的 金属基板和陶瓷基板)。因此，有时在焊料接合界面(尤其是直接焊接接合界面)产生毫 米级的空隙(以下，称作“空隙孔洞”)。该空隙孔洞也损害到安装基板的可靠性。

这样，在使用无铅焊料时必须解决“焊料球”、“气泡孔洞”、“空隙孔洞”等的各种问 题。

以前，为解决“焊料球”的问题，已知的技术有，例如，使用特定量的树脂酸类的多 元醇酯化合物作为焊剂的基础树脂。(例如，参照日本专利第3513513号公报(特开平 7-185882公报)、日本专利第3345138号公报(特开平7-1182号公报)、日本专利第2561452 号公报(特开平5-337688号公报)以及特开2002-361483号公报等)。可是，用这些技术， 并不能充分解决特别是所述“气泡孔洞”的问题。

又，为解决“气泡孔洞”的问题，已知的技术有，例如，使用具有特定软化点和酸值 的树脂酸类作为焊剂的基础树脂。(例如，参照日本专利特开2003-264367号公报，日本专 利特开平9-10988号公报)。可是其效果并不充分。

又，为解决“空隙孔洞”的问题，一般是通过选择作为焊剂材料的活性剂的种类来对 应。(参照例如，日本专利特开10-178261号公报等)。可是其效果并不充分。还存在产品 设计的自由度倾向于变低的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种无铅焊料用的焊剂，所述焊剂不会损害到难以产生焊 料球等的通常的焊接特性，并且可以降低“气泡孔洞”和“空隙孔洞”(以下，有时将两 者仅统称为“孔洞”)的产生量。

本发明的又一目的是提供使用该焊剂而制成的、可以显著降低孔洞的产生量的焊膏。

本发明者们认为“气泡孔洞”的产生是由于以下理由。即，推测是由(1)回流炉的 温度由于向无铅焊料的移动而显著上升，由此(2)在焊料接合部内，作为焊剂的基础树 脂成分的树脂酸类分解产生气体而引起的。另外，发明者们认为该气体主要是树脂酸的叔 羧基脱离形成的挥发性的环状化合物。

又，“空隙孔洞”的产生推测是由作为焊剂的基础树脂成分的树脂酸类所包含的大量 的低分子量的物质残留在熔融焊料与基础基板(陶瓷等)的接合界面所引起的。

基于上述推测，本发明者们对于“气泡孔洞”，着眼于抑制所述气体的产生，发现可 以通过将含有特定量的、使树脂酸类与多元醇反应而成的热稳定性优良的酯组合物作为基 础树脂的焊剂来解决。

又，对于“空隙孔洞”，着眼于所述低分子量的物质，发现，作为用于基础树脂的酯 组合物和树脂酸类，可以通过含有“在与其软化点(K)的关系中，将分子量300以下的 成分的含量(重量％)除去到在预设的特定量以下而得到的酯化合物”和“在与其软化点 (K)的关系中，将分子量300以下的成分的含量(重量％)除去到在预设的特定量以下 而得到的树脂酸类”的焊剂来解决。(另外，以下，有时将该“分子量300以下的成分” 仅叫作“低沸分”)。

也就是，本发明涉及一种无铅焊料用焊剂，该无铅焊料用焊剂作为基础树脂(A)，含 有6～55重量％的树脂酸类的多元醇酯(a1)。