JP2003260589A - ソルダペースト用フラックス及びソルダペースト - Google Patents

ソルダペースト用フラックス及びソルダペースト

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Abstract

(57)【要約】 【課題】ソルダペーストの皮はり、粘度変化等の経時変
化を防止し、かつ使用に関しては良好の塗布・印刷性を
長時間持続し、高温プリヒートにも耐えうるソルダペー
ストを提供することを目的とする。 【解決手段】活性剤として炭素数３〜５のジカルボン酸
および炭素数１５〜２０のジカルボン酸をそれぞれ１種
類以上含有するフラックスとはんだ金属とよりなること
を特徴とするソルダペーストである。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、経時変化の極めて
少なく、高温プリヒートにも耐えうるソルダペースト用
フラックス及びソルダペーストに関する。
【０００２】
【従来技術】従来よりハンダ金属粉末をロジン樹脂及び
その誘導体を主体としたフラックスと練り合わせたソル
ダペーストをプリント基板に塗布、印刷し、部品を搭載
した後、加熱してハンダ金属を溶融して実装基板を作製
することは広く行われている。近年、ソルダペーストが
用いられる実装基板は部品の微小化及び実装密度の上昇
が進められると共に、ソルダペースト合金の鉛フリー化
も行われてきているため長時間にわたって良好な塗布・
印刷性を持続し、高温プリヒートにも耐えうるソルダペ
ーストが要求されている。そのためソルダペースト用フ
ラックス及びソルダペーストについて種々の検討、提案
がなされている。例えば、特開平６−６３７８８号公報
にはフラックスとハンダ粉末とを混練して成るクリーム
はんだにおいて、炭素数１２〜３０の常温で個体の開環
したジカルボン酸又はその塩を０．０１〜６重量％含有
することを特徴とするクリームはんだについて開示され
ており、特開２００１−１３８０８９号公報には活性剤
として融点５０℃以上の脂肪酸及び５０℃以下では亜鉛
と実質的に反応を起こさない融点１００℃以上の有機ハ
ロゲン化物を含む亜鉛含有ハンダ用フラックスについて
記載されている。しかしながら、上記の要求を充分に満
足できるものは得られていない。
【０００３】その理由として、ソルダペーストの経時変
化のメカニズムが大きく関与している。即ち、ソルダペ
ーストの経時変化としては、空気中の酸素や水分がソル
ダペーストと反応したり、或いはソルダペースト中の合
金と、フラックス中の活性剤及び有機酸が反応したりし
て、その結果、はんだペーストの粘度が変化し、ソルダ
ペースト表面が硬化して皮を張ったような状態である
「皮はり」という現象を生じるのである。このような現
象はハロゲン系活性剤や従来の有機酸を使わなければソ
ルダペーストの経時変化を軽減することが出来る。
【０００４】だが、それらの物を使用しなければ当然、
良好なハンダ付け性を確保することは難しく、どちらか
一方を満足することが出来てもソルダペーストとしては
不完全であり、ソルダペーストの皮はり、粘度変化等の
経時変化を防止し、かつ使用に関しては良好の塗布・印
刷性を長時間持続し、高温プリヒートにも耐えうるソル
ダペーストの開発が待たれていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者はソ
ルダペーストの皮はり、粘度変化等の経時変化を防止
し、かつ使用に関しては良好の塗布・印刷性を長時間持
続し、高温プリヒートにも耐えうるソルダペーストにつ
いて種々検討した結果、フラックス中の活性剤として炭
素数３〜５のジカルボン酸および炭素数１５〜２０のジ
カルボン酸をそれぞれ少なくとも１種類以上含有するこ
とにより上記の目的を達成できることを見出し、本発明
を完成したもので、本発明の目的は粘度変化等の経時変
化を防止し、良好な塗布性及び印刷性を長時間持続し、
高温プリヒートにも耐えうるソルダペーストを提供する
ことである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本願の第１の発明の要旨
は、ソルダペースト用フラックスにおいて、活性剤とし
て炭素数３〜５のジカルボン酸と炭素数１５〜２０のジ
カルボン酸を含有することを特徴とするソルダペースト
用フラックスであり、本願の第２の発明の要旨は、活性
剤として炭素数３〜５のジカルボン酸と炭素数１５〜２
０のジカルボン酸とを含有するフラックスとはんだ合金
を含んでいることを特徴とするソルダペーストである。
【０００７】即ち、本発明の作用は明らかではないが、
フラックス中の炭素数３〜５のジカルボン酸は、フラッ
クスとはんだ粉末との混練の際、一部は、はんだ粉末成
分である金属と塩をつくり、はんだ粉末表面をコーティ
ングし、これによりソルダペーストの粘度変化や皮はり
等の経時変化を抑え、他方、炭素数１５〜２０のジカル
ボン酸は、反応性が遅くフラックスとはんだ粉末混練の
際にはほとんどはんだ粉末と反応せず、長時間にわたる
塗布・印刷、高温プリヒートにも影響を及ぼさないが、
ソルダペースト溶融温度近傍ではその活性剤としての機
能を果たし良好なはんだ付け性を示すものであり、これ
らのジカルボン酸を併用することによって相乗効果によ
り所期の目的を達成しうるものと考えられる。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明について詳細に述べる。本
発明において活性剤として使用する炭素数３〜５のジカ
ルボン酸とはマロン酸、コハク酸、マレイン酸、フマル
酸、グルタル酸等であり、他方、炭素数１５〜２０のジ
カルボン酸としては、ペンタデカンニ酸（Ｃ15Ｈ
28Ｏ4）、ヘキサデカンニ酸（Ｃ16Ｈ30Ｏ4）、ヘプタデ
カンニ酸（Ｃ17Ｈ32Ｏ4）、オクタデカンニ酸（Ｃ18Ｈ
34Ｏ4）、ノナデカンニ酸（Ｃ19Ｈ36Ｏ4）、エイコサン
ニ酸（Ｃ20Ｈ 38Ｏ4）等を挙げることが出来る。そし
て、特に、炭素数３〜５のジカルボン酸がコハク酸また
はマロン酸であり、炭素数１５〜２０のジカルボン酸が
Ｃ20Ｈ38Ｏ4またはＣ16Ｈ30Ｏ4である組み合わせが好ま
しい。
【０００９】これらのジカルボン酸類の使用量について
は、炭素数３〜５のジカルボン酸の量は０．０５〜５重
量％であって、０．０５重量％以下では、はんだ粉末表
面へのコーティング膜が不完全であり、十分な効果が出
ず、多ければその効果をより発揮するが、フラックスの
信頼性を低下させてしまい、５重量％以上では、信頼性
を確保できない。好ましくは０．１〜３重量％である。
炭素数１５〜２０のジカルボン酸の量は６〜３０重量％
であり、６重量％以下では反応性の低さからソルダペー
スト溶融温度付近で十分な効果が出ず、多ければその効
果をより発揮する。３０重量％以上になると、フラック
ス中のロジンの量が少なくなりすぎタッキング力等が低
下してしまい、十分な印刷性を確保出来ない。好ましく
は、７〜２５重量％である。本発明におけるフラックス
には、通常のフラックスに使用される揺変剤、チクソ
剤、消泡剤、酸化防止剤、防錆剤、界面活性剤、熱硬化
剤等を必要に応じて配合することが出来る。即ち、粘性
を調整する目的で加えられる揺変剤としては、硬化ヒマ
シ油、脂肪酸アマイドなどの通常のフラックスに使用さ
れるものが使用できる。揺変剤はフラックス中２０重量
％以下の範囲で配合することができる。
【００１０】本発明のソルダペーストに用いられるはん
だ粉末合金は、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｚｎ、
Ｂｉ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ａｌ等の金属を含有する合金であっ
て、具体的には、Ｓｎ−Ｐｂ、Ｓｎ−Ａｇ、Ｓｎ−Ｉｎ
またはＳｎ−Ｚｎで示される二元系或いはこれらの二元
系合金にＣｕ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｎｉ、Ｇｅ、Ｓｂ、Ｚｎ、
Ｐｂ、の中から選ばれる１種類または２種以上を組み合
わせた三元系もしくはそれ以上の合金を挙げることが出
来る。特にＰｂフリーのはんだ合金であるＳｎ−Ｚｎ系
の場合にはその効果を十分に発揮することが出来る。
【００１１】
【実施例】以下、本発明を実施例によってさらに具体的
に説明するが、本発明はこの例示により何ら限定される
ものではない。実施例及び比較例の配合によって得られ
たソルダペーストについて連続印刷性、はんだボール、
濡れ性、粘度の経時変化を測定した。測定方法は次の通
りである。 連続印刷性 メタルマスクを用いて連続印刷を行い、
版抜け性、耐ニジミ性を評価する はんだボール 基板にソルダペーストを印刷し、リフ
ロー後部品に拡大鏡を用いてハンダボールを観察する。 Ｉ．．．．はんだボールなし III．．．．はんだボール多数あり 濡れ性 基板にソルダペーストを印刷し、部品をマ
ウント、リフロー後、部品に対する濡れ上がり等を拡大
鏡を用いて観察する。 ◎…良好 △…不濡れあり 粘度 ＪＩＳ−Ｚ−３２８４に準拠してマルコム
（株）製スパイラル粘度計ＰＣＵ−２０５を用いて粘度
を測定する。
【００１２】 実施例１ 重量部（％） Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕ（２５−４５μｍ） ９０．０ 変性ロジン ５．２ 硬化ヒマシ油 ０．４ シクロヘキシルアミン臭化水素酸塩 ０．３ コハク酸（Ｃ4Ｈ6Ｏ4） ０．２ エイコサン二酸（Ｃ20Ｈ38Ｏ4） １．０ ジエチレングリコールモノブチルエーテル ２．９ 以上の配合より成るソルダペーストについて、先に示し
た測定法によって連続印刷性、はんだボール、濡れ性、
粘度の経時変化を測定した。その結果を表１に示した。
【００１３】 実施例２ 重量部（％） Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕ（２５−４５μｍ） ９０．０ 変性ロジン ５．５ 硬化ヒマシ油 ０．４ シクロヘキシルアミン臭化水素酸塩 ０．３ マロン酸（Ｃ3Ｈ4Ｏ4） ０．２ ヘキサデカン二酸（Ｃ16Ｈ30Ｏ4） １．０ ジエチレングリコールモノブチルエーテル ２．６ 以上の配合より成るソルダペーストについて、先に示し
た測定法によって連続印刷性、はんだボール、濡れ性、
粘度の経時変化を測定した。その結果を表１に示した。
【００１４】 比較例１ 重量部（％） Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕ（２５−４５μｍ） ９０．０ 変性ロジン ５．７ 硬化ヒマシ油 ０．４ シクロヘキシルアミン臭化水素酸塩 ０．３ エイコサン二酸（Ｃ20Ｈ38Ｏ4） １．０ ジエチレングリコールモノブチルエーテル ２．６ 以上の配合より成るソルダペーストについて、先に示し
た測定法によって連続印刷性、はんだボール、濡れ性、
粘度の経時変化を測定した。その結果を表１に示した。
【００１５】 比較例２ 重量部（％） Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕ（２５−４５μｍ） ９０．０ 変性ロジン ６．０ 硬化ヒマシ油 ０．４ シクロヘキシルアミン臭化水素酸塩 ０．３ マロン酸（Ｃ3Ｈ4Ｏ4） ０．２ ジエチレングリコールモノブチルエーテル ３．１ 以上の配合より成るソルダペーストについて、先に示し
た測定法によって連続印刷性、はんだボール、濡れ性、
粘度の経時変化を測定した。その結果を表１に示した。
【００１６】
【表１】
【００１７】
【発明の効果】以上述べたように活性剤として炭素数３
〜５のジカルボン酸および炭素数１５〜２０のジカルボ
ン酸を含有するソルダペーストは皮はり、粘度変化等の
経時変化を防止し、かつ使用に関しては良好の塗布・印
刷性を長時間持続し、高温プリヒートにも耐えうるソル
ダペーストである。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ソルダペースト用フラックスにおいて、
    活性剤として炭素数３〜５のジカルボン酸および炭素数
    １５〜２０のジカルボン酸を含有することを特徴とする
    ソルダペースト用フラックス。
  2. 【請求項２】 炭素数３〜５のジカルボン酸が０．０５
    〜５重量％、炭素数１５〜２０のジカルボン酸が６〜３
    ０重量％の量で含まれることを特徴とする請求項１に記
    載のソルダペースト用フラックス。
  3. 【請求項３】炭素数３〜５のジカルボン酸がコハク酸ま
    たはマロン酸であり、炭素数１５〜２０のジカルボン酸
    がエイコサンニ酸（Ｃ20Ｈ38Ｏ4）またはヘキサデカン
    二酸（Ｃ16Ｈ30Ｏ4）である請求項１または２記載のソ
    ルダペースト用フラックス
  4. 【請求項４】 請求項１〜３の何れかに記載のソルダペ
    ースト用フラックスとはんだ金属とを含んでなることを
    特徴とするソルダペースト。
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