JP2017209690A - Soldering flux, manufacturing method of soldering flux, and solder paste - Google Patents

Soldering flux, manufacturing method of soldering flux, and solder paste Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide soldering flux capable of improving thixotropy of solder paste, and maintaining viscosity stability.SOLUTION: Soldering flux contains rosin, an organic solvent and a thixotropic agent. The organic solvent contains at least one kind selected from a group of 2-phenoxy ethanol, diethylene glycol mono-hexyl ether and alkyl cyclohexane, ethanol and isopropyl alcohol, and the thixotropic agent is hydrogenated castor oil.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、はんだ接合に用いるはんだ用フラックスおよびはんだ用フラックスの製造方法、並びにこのはんだ用フラックスを用いたはんだペーストに関する。   The present invention relates to a soldering flux used for soldering, a method for producing the soldering flux, and a solder paste using the soldering flux.

プリント回路基板に回路素子を実装する方法としては、はんだ浴にプリント基板の下面を浸すフロー法や、プリント回路基板上に、はんだペースト(はんだ合金粉末にはんだ用フラックスを加えて適当な粘度に調整したもの)を印刷し、その上に回路素子を載置した後、はんだを加熱溶融するリフロー法などが挙げられる。いずれの方法においても、母材表面の酸化膜を除去するとともに、母材およびはんだの酸化を防止し、かつ、はんだ表面の濡れ性を確保するために、はんだ用フラックスの使用が必須とされている。   Circuit elements can be mounted on the printed circuit board by using a flow method in which the lower surface of the printed circuit board is immersed in a solder bath, or by adjusting the solder paste (solder flux to the solder alloy powder to an appropriate viscosity) on the printed circuit board. And a reflow method in which solder is heated and melted after the circuit element is placed on the printed circuit element. In either method, it is essential to use solder flux in order to remove the oxide film on the base material surface, prevent oxidation of the base material and solder, and ensure the wettability of the solder surface. Yes.

基板実装に用いられるはんだ用フラックスとしては、主として、ロジン、変性ロジン、合成樹脂などを主成分として用いた樹脂系フラックスが用いられるが、印刷性や印刷後の形状を制御するために、チクソトロピー性をコントロールする必要があり、そのためにチクソトロピック剤が添加される。このチクソトロピック剤としては、安価であるため水添ひまし油が一般的に使用されている(例えば、特許文献1参照)。   Resin-based fluxes mainly composed of rosin, modified rosin, synthetic resin, etc. are mainly used as soldering flux for board mounting. In order to control printability and shape after printing, thixotropic properties are used. Therefore, a thixotropic agent is added. As this thixotropic agent, hydrogenated castor oil is generally used because it is inexpensive (see, for example, Patent Document 1).

特開2003−225795号公報JP 2003-225795 A

しかしながら、水添ひまし油は常温で粉末であるため、使用する際の活性化が不十分だと、十分なチクソトロピー性の発現が損なわれる恐れがある。そのために、はんだペースト使用時に塗布量が一定にならず、はんだペーストのはみ出しによるショート、フラックスの飛散、接合強度の低下等の不良が発生するという問題がある。これにより、チクソトロピック剤の活性化処理としては、粉末の水添ひまし油を有機溶剤中で膨潤させ、活性化を図ることが重要である。   However, since hydrogenated castor oil is a powder at room temperature, if the activation at the time of use is insufficient, the expression of sufficient thixotropy may be impaired. Therefore, there is a problem that the application amount is not constant when the solder paste is used, and defects such as short-circuiting due to protrusion of the solder paste, scattering of the flux, and reduction in bonding strength occur. As a result, as an activation treatment of the thixotropic agent, it is important to swell powdered hydrogenated castor oil in an organic solvent for activation.

そこで、本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、チクソトロピー性を改善し、かつ粘度安定性に優れるはんだ用フラックスおよびはんだ用フラックスの製造方法、並びにはんだペーストを提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been proposed in view of the above-mentioned problems of the prior art, and provides a solder flux, a solder flux manufacturing method, and a solder paste that improve thixotropy and is excellent in viscosity stability. The purpose is to do.

すなわち、本発明の一態様に係るはんだ用フラックスは、上述した課題を解決するために、ロジン類と有機溶剤とチクソトロピック剤とを含み、前記有機溶剤は、2−フェノキシエタノール、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、アルキルシクロヘキサンの群から選ばれる少なくとも1種と、エタノールと、イソプロピルアルコールとを含み、前記チクソトロピック剤は、水添ひまし油であることを特徴とする。   That is, the solder flux according to one embodiment of the present invention includes a rosin, an organic solvent, and a thixotropic agent in order to solve the above-described problem, and the organic solvent includes 2-phenoxyethanol, diethylene glycol monohexyl ether, It contains at least one selected from the group of alkylcyclohexane, ethanol, and isopropyl alcohol, and the thixotropic agent is hydrogenated castor oil.

本発明の一態様では、前記ロジン類が45質量%以上60質量%未満であり、前記有機溶剤が30質量%以上40質量%未満であり、前記チクソトロピック剤が0.2質量%以上5質量%未満であることが好ましい。   In one embodiment of the present invention, the rosin is 45% by mass or more and less than 60% by mass, the organic solvent is 30% by mass or more and less than 40% by mass, and the thixotropic agent is 0.2% by mass or more and 5% by mass. It is preferable that it is less than%.

本発明の一態様では、前記2−フェノキシエタノールが80質量%以上95%質量%未満であり、前記エタノールが0.2質量%以上5質量%未満であり、前記イソプロピルアルコールが0.005質量%以上0.5質量%未満であることが好ましい。   In one embodiment of the present invention, the 2-phenoxyethanol is 80% by mass or more and less than 95% by mass, the ethanol is 0.2% by mass or more and less than 5% by mass, and the isopropyl alcohol is 0.005% by mass or more. It is preferable that it is less than 0.5 mass%.

また、本発明の他の態様に係るはんだ用フラックスの製造方法は、2−フェノキシエタノール、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、アルキルシクロヘキサンの群から選ばれる少なくとも1種とエタノールとイソプロピルアルコールとを含む有機溶剤にチクソトロピック剤を添加し該チクソトロピック剤を分散させた後、所定の条件で静置加熱することにより、チクソトロピック剤を膨潤させる膨潤工程と、前記チクソトロピック剤を膨潤させた後、ロジン類および2−フェノキシエタノール、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、アルキルシクロヘキサンの群から選ばれる少なくとも1種をさらに添加して混合することにより、はんだ用フラックスを得る混合工程とを有し、前記チクソトロピック剤は、水添ひまし油であることを特徴とする。   In addition, the method for producing a solder flux according to another aspect of the present invention includes a thixotropic organic solvent containing at least one selected from the group consisting of 2-phenoxyethanol, diethylene glycol monohexyl ether, and alkylcyclohexane, and ethanol and isopropyl alcohol. After the agent is added and the thixotropic agent is dispersed, the thixotropic agent is swelled by standing and heating under predetermined conditions to swell the thixotropic agent, and then the rosin and 2- A mixing step of obtaining a solder flux by further adding and mixing at least one selected from the group of phenoxyethanol, diethylene glycol monohexyl ether, and alkylcyclohexane, and the thixotropic agent is hydrogenated castor oil. It is characterized in.

本発明の他の態様では、前記所定の条件は、液温を20℃以上50℃未満に制御し、かつ静置加熱時間を12時間以上60時間未満に設定することが好ましい。   In another aspect of the present invention, it is preferable that the predetermined conditions are such that the liquid temperature is controlled to 20 ° C. or higher and lower than 50 ° C., and the stationary heating time is set to 12 hours or longer and shorter than 60 hours.

さらに、本発明の他の態様に係るはんだペーストは、5質量%以上20質量%以下の、上述したはんだ用フラックスと、80質量%以上95質量%以下のはんだ合金粉末とを含むことを特徴とする。   Furthermore, the solder paste according to another aspect of the present invention includes 5% by mass or more and 20% by mass or less of the above-described solder flux and 80% by mass or more and 95% by mass or less of the solder alloy powder. To do.

本発明の他の態様では、JIS Z 3284に準拠したはんだペースト評価手法によって求められる、チクソトロピーインデックス(TI値)が0.5以上であることが好ましい。   In another aspect of the present invention, it is preferable that a thixotropy index (TI value) obtained by a solder paste evaluation method based on JIS Z 3284 is 0.5 or more.

本発明のはんだ用フラックスを用いることにより、はんだペーストのチクソトロピー性を向上させ、かつ粘度安定性を維持することができる。   By using the solder flux of the present invention, the thixotropy of the solder paste can be improved and the viscosity stability can be maintained.

本発明の実施形態に係るはんだ用フラックスの製造方法の概略を示すフロー図である。It is a flow figure showing the outline of the manufacturing method of the flux for solder concerning the embodiment of the present invention.

以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. The present embodiment described below does not unduly limit the contents of the present invention described in the claims, and all the configurations described in the present embodiment are essential as means for solving the present invention. Not necessarily.

本発明者らは、はんだペーストにおける粘度特性を向上させるために添加する水添ひまし油と適合する、様々な有機溶剤の選択を繰り返した。この結果、2−フェノキシエタノール、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、アルキルシクロヘキサンの群から選ばれる少なくとも1種とエタノールとイソプロピルアルコールとを含む有機溶剤に水添ひまし油を添加することで、効果的に水添ひまし油の網目構造を構築し、チクソトロピー性を向上すると同時に粘度安定性に優れるとの知見を得た。本発明は、このような知見に基づいてなされたものである。   The inventors have repeated the selection of various organic solvents that are compatible with hydrogenated castor oil added to improve the viscosity characteristics in the solder paste. As a result, by adding hydrogenated castor oil to an organic solvent containing at least one selected from the group of 2-phenoxyethanol, diethylene glycol monohexyl ether, and alkylcyclohexane and ethanol and isopropyl alcohol, the network of hydrogenated castor oil can be effectively obtained. We gained the knowledge that the structure was built, the thixotropy was improved, and at the same time the viscosity stability was excellent. The present invention has been made based on such knowledge.

以下、本発明について、はんだ用フラックスおよびその製造方法、並びにはんだペーストに分けてそれぞれ説明する。本実施の一形態に係るはんだペーストは、はんだ用フラックスとはんだ合金粉末とを含有する。さらに、本実施の一形態に係るはんだ用フラックスは、a)フラックス主成分、b)チクソトロピック剤、c)チクソトロピック剤用有機溶剤、d)有機溶剤、e)その他の添加剤とを含む。   Hereinafter, the present invention will be described separately for a solder flux, a manufacturing method thereof, and a solder paste. The solder paste according to the present embodiment contains a soldering flux and solder alloy powder. Furthermore, the solder flux according to the present embodiment includes a) a flux main component, b) a thixotropic agent, c) an organic solvent for thixotropic agent, d) an organic solvent, and e) other additives.

[1.はんだ用フラックス]
(1)はんだ用フラックスの概要
本実施の一形態に係るはんだ用フラックスは、ロジン類と有機溶剤とチクソ剤のフラックス成分とを含み、有機溶剤は2−フェノキシエタノール、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、アルキルシクロヘキサンの群から選ばれる少なくとも1種とエタノールとイソプロピルアルコールとを含み、チクソトロピック剤は水添ひまし油を含むはんだ用フラックスであることを特徴とする。さらに、はんだ用フラックス100質量%として、ロジン類が45質量%以上60質量%未満であり、有機溶剤が30質量%以上40質量%未満であり、チクソトロピック剤が0.2質量%以上5質量%未満であることが好ましい。以下、はんだ用フラックスの構成成分をそれぞれ説明する。
[1. Solder flux]
(1) Outline of soldering flux The soldering flux according to one embodiment of the present invention includes rosins, an organic solvent, and a thixotropic agent flux component. The organic solvent is 2-phenoxyethanol, diethylene glycol monohexyl ether, or alkylcyclohexane. It contains at least one selected from the group, ethanol and isopropyl alcohol, and the thixotropic agent is a solder flux containing hydrogenated castor oil. Furthermore, as 100% by mass of solder flux, rosin is 45% by mass or more and less than 60% by mass, organic solvent is 30% by mass or more and less than 40% by mass, and thixotropic agent is 0.2% by mass or more and 5% by mass. It is preferable that it is less than%. Hereinafter, each component of the solder flux will be described.

(2)はんだ用フラックスの構成成分
a)フラックス主成分
まず、本実施の一形態に係るはんだペーストに含まれるはんだ用フラックスの主成分について説明する。フラックス主成分としては、70℃〜170℃の軟化点および150mgKOH/g〜240mgKOH/gの酸価を有するロジン類を用いることができる。
(2) Constituent Components of Solder Flux a) Flux Main Component First, the main component of the solder flux contained in the solder paste according to the embodiment will be described. As a flux main component, rosins having a softening point of 70 ° C. to 170 ° C. and an acid value of 150 mgKOH / g to 240 mgKOH / g can be used.

フラックス主成分の軟化点および酸価が上記の範囲にある場合には、はんだ用ペーストの濡れ広がり性などのはんだ付け性を犠牲にすることなく、フラックス残渣の発生量を抑制することが可能となる。また、発生した微量のフラックスについては、絶縁被膜として有効に利用することが可能となる。これに対して、軟化点が70℃未満または酸価が150mgKOH/g未満では、接合時にはんだ合金粉末の表面に形成された酸化被膜を除去しきれない場合がある。一方、軟化点が170℃を超えると、または、酸価が240mgKOH/gを超えると、はんだ合金粉末とフラックス主成分との反応により、はんだペーストの粘度を含めた特性が経時的に劣化する場合がある。   When the softening point and acid value of the flux main component are in the above range, it is possible to suppress the amount of flux residue generated without sacrificing the solderability such as the wet spreadability of the solder paste. Become. Further, the generated minute amount of flux can be effectively used as an insulating film. On the other hand, when the softening point is less than 70 ° C. or the acid value is less than 150 mgKOH / g, the oxide film formed on the surface of the solder alloy powder at the time of joining may not be completely removed. On the other hand, when the softening point exceeds 170 ° C. or the acid value exceeds 240 mgKOH / g, characteristics including the viscosity of the solder paste deteriorate over time due to the reaction between the solder alloy powder and the main flux component. There is.

ロジン類としては、公知の材料を広く適用することができるが、耐熱性と酸化膜除去という理由から、ロジン、変性ロジン、ロジンの主成分であるアビエチン酸、および、これを変性した変性アビエチン酸の群から選択される少なくとも1種を使用することが好ましい。   As rosins, known materials can be widely applied. However, rosin, modified rosin, abietic acid, which is the main component of rosin, and modified abietic acid obtained by modifying rosin are used because of heat resistance and oxide film removal. It is preferable to use at least one selected from the group of

フラックス主成分として、軟化点が70℃〜170℃の範囲にあり、かつ、酸価が150mgKOH/g〜240mgKOH/gの範囲にあるロジン類を用いるのは、はんだ接合温度およびフラックス全体の酸価調整のためである。フラックス主成分の軟化点は、70℃〜170℃であることが好ましく、80℃〜170℃であることがさらに好ましい。また、フラックス主成分の酸価は、150mgKOH/g〜240mgKOH/gであることが好ましい。なお、フラックス主成分の酸価についても、はんだ用フラックス全体の酸価と同様に、フラックス主成分1g中に含まれる遊離脂肪酸を中和するのに要する水酸化カリウム(KOH)の質量(mg)を意味し、はんだ付用フラックス試験方法(JIS Z 3197準拠)に基づいて求められる。   As the flux main component, rosins having a softening point in the range of 70 ° C. to 170 ° C. and an acid value in the range of 150 mgKOH / g to 240 mgKOH / g are used for the solder joint temperature and the acid value of the entire flux. This is for adjustment. The softening point of the main flux component is preferably 70 ° C to 170 ° C, more preferably 80 ° C to 170 ° C. Moreover, it is preferable that the acid value of a flux main component is 150 mgKOH / g-240 mgKOH / g. As for the acid value of the flux main component, the mass (mg) of potassium hydroxide (KOH) required to neutralize the free fatty acid contained in 1 g of the flux main component is the same as the acid value of the solder flux as a whole. It is calculated | required based on the flux test method for soldering (JIS Z 3197 conformity).

このようなフラックス主成分としては、具体的に、天然ロジン(軟化点:76℃〜85℃、酸価:167mgKOH/g〜175mgKOH/g)、重合ロジン(軟化点:96℃〜99℃、酸価:159mgKOH/g〜163mgKOH/g)、水素添加ロジン(軟化点:74℃〜75℃、酸価:160mgKOH/g〜170mgKOH/g)、アビエチン酸(軟化点:129℃〜137℃、酸価:179mgKOH/g〜182mgKOH/g)、ジヒドロアビエチン酸(軟化点:150℃〜155℃、酸価:154mgKOH/g〜158mgKOH/g)、デヒドロアビエチン酸(軟化点:160℃〜168℃、酸価:174mgKOH/g〜178mgKOH/g)などが使用可能である。   Specific examples of such a flux main component include natural rosin (softening point: 76 ° C. to 85 ° C., acid value: 167 mg KOH / g to 175 mg KOH / g), polymerized rosin (softening point: 96 ° C. to 99 ° C., acid Value: 159 mg KOH / g to 163 mg KOH / g), hydrogenated rosin (softening point: 74 ° C. to 75 ° C., acid value: 160 mg KOH / g to 170 mg KOH / g), abietic acid (softening point: 129 ° C. to 137 ° C., acid value 179 mg KOH / g to 182 mg KOH / g), dihydroabietic acid (softening point: 150 ° C. to 155 ° C., acid value: 154 mg KOH / g to 158 mg KOH / g), dehydroabietic acid (softening point: 160 ° C. to 168 ° C., acid value) : 174 mg KOH / g to 178 mg KOH / g) can be used.

なお、フラックス主成分の含有量は、はんだ用フラックスを100質量%として、45質量%以上60質量%未満の範囲である。フラックス主成分の含有量が45質量%未満の場合は、得られるはんだペーストの活性が不足し、電子部品および配線基板の間の導電性を十分に確保することができない場合がある。一方、フラックス主成分の含有量が60質量%以上である場合には、接合後におけるフラックス残渣が増加し、母材や導体が腐食するおそれがある。   The content of the flux main component is in the range of 45% by mass or more and less than 60% by mass with the solder flux being 100% by mass. When the content of the flux main component is less than 45% by mass, the activity of the obtained solder paste is insufficient, and the conductivity between the electronic component and the wiring board may not be sufficiently ensured. On the other hand, when the content of the flux main component is 60% by mass or more, the flux residue after joining increases, and the base material and the conductor may be corroded.

b)チクソトロピック剤
次に、本実施の一形態に係るはんだ用フラックスでは、チクソトロピー性を向上させる観点から、チクソトロピック剤を添加する必要がある。ここで、チクソトロピック剤としては水添ひまし油を使用する。
b) Thixotropic Agent Next, in the solder flux according to one embodiment of the present invention, it is necessary to add a thixotropic agent from the viewpoint of improving thixotropic properties. Here, hydrogenated castor oil is used as the thixotropic agent.

本実施形態では、後述するチクソトロピック剤用有機溶剤と水添ひまし油を使用することで、この水添ひまし油を膨潤させて水素結合による網目構造が発現し、構造粘性率があがるので、チクソトロピー性が発現することになる。また、チクソトロピック剤として水添ひまし油ではなく長鎖構造を有するアマイドを使用した場合には、チクソトロピー性が向上するがアマイド同士による長鎖部分の絡み合いやアミド基間の水素結合力により、粘性が高くなりすぎる。このため、アマイドを使用したはんだ用フラックスは、はんだペーストの原料として適さない。   In this embodiment, by using an organic solvent for thixotropic agent and hydrogenated castor oil, which will be described later, this hydrogenated castor oil is swollen to develop a network structure due to hydrogen bonding, and the structural viscosity increases, so that the thixotropic property is increased. Will be expressed. In addition, when an amide having a long chain structure rather than hydrogenated castor oil is used as a thixotropic agent, thixotropic properties are improved, but the viscosity is reduced due to the entanglement of long chain portions by amides and the hydrogen bonding force between amide groups. Too high. For this reason, solder flux using amide is not suitable as a raw material for solder paste.

したがって、本実施形態では、チクソトロピック剤が水添ひまし油であることが特徴となる。なお、チクソトロピック剤の含有量は、はんだ用フラックス100質量%として、0.2質量%以上5質量%未満とすることが好ましい。   Therefore, this embodiment is characterized in that the thixotropic agent is hydrogenated castor oil. In addition, it is preferable that content of a thixotropic agent shall be 0.2 to 5 mass% as solder flux 100 mass%.

c)チクソトロピック剤用有機溶剤
次に、本実施の一形態に係るはんだ用フラックスでは、粉末のチクソトロピック剤を溶解させる観点から、有機溶剤を添加する必要がある。このチクソトロピック剤用有機溶剤は、後述する有機溶剤に含まれる。
c) Organic solvent for thixotropic agent Next, in the solder flux according to one embodiment of the present invention, it is necessary to add an organic solvent from the viewpoint of dissolving the powdered thixotropic agent. This organic solvent for thixotropic agents is contained in the organic solvent described later.

d)有機溶剤
本実施の一形態に係るはんだ用フラックスは、はんだ合金粉末とフラックスとの混合およびこれらのペースト化を容易にするため、有機溶剤を含む。この有機溶剤は、はんだ接合時において、はんだ用フラックスとはんだ合金粉末とを混合することにより得られるはんだペーストの粘度が好適な範囲となるように、沸点が200℃〜300℃であるものを使用することが好ましく、沸点が220℃〜300℃であるものを使用することがより好ましく、沸点が230℃〜300℃であるものを使用することがさらに好ましい。
d) Organic Solvent The solder flux according to one embodiment of the present invention includes an organic solvent in order to facilitate mixing of the solder alloy powder and the flux and making them into a paste. As this organic solvent, one having a boiling point of 200 ° C. to 300 ° C. is used so that the viscosity of the solder paste obtained by mixing the solder flux and the solder alloy powder is in a suitable range at the time of soldering. It is preferable to use those having a boiling point of 220 ° C to 300 ° C, and it is more preferable to use those having a boiling point of 230 ° C to 300 ° C.

種々の有機溶剤を検討した結果、本実施形態では、有機溶剤は、2−フェノキシエタノール(沸点:244〜246℃)、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル(沸点:261℃〜265℃)、アルキルシクロヘキサンの群から選ばれる少なくとも1種と、エタノールと、イソプロピルアルコールとを含むことを必須とする。これにより、水添ひまし油を膨潤させることで、水添ひまし油の水酸基(OH)と、エタノールとイソプロピルアルコールの水酸基(OH)との間に水素結合が起こる。その結果、効果的に水添ひまし油の網目構造を構築し、チクソトロピー性を向上すると同時に粘度安定性に優れる。   As a result of examining various organic solvents, in this embodiment, the organic solvent is selected from the group of 2-phenoxyethanol (boiling point: 244 to 246 ° C.), diethylene glycol monohexyl ether (boiling point: 261 ° C. to 265 ° C.), and alkylcyclohexane. It is essential to contain at least one selected from the group consisting of ethanol and isopropyl alcohol. Thereby, hydrogen bonding occurs between the hydroxyl group (OH) of hydrogenated castor oil and the hydroxyl group (OH) of ethanol and isopropyl alcohol by swelling the hydrogenated castor oil. As a result, it effectively builds a network structure of hydrogenated castor oil, improves thixotropy and at the same time has excellent viscosity stability.

なお、本実施形態に係るはんだ用フラックスに含まれる有機溶剤の含有量は、はんだ用フラックス100質量%として、30質量%以上40質量%未満とするのが好ましい。有機溶剤の含有量が30質量%未満である場合には、はんだ用フラックスを含むはんだペーストが適度なフラックスの粘度とならない。一方、有機溶剤の含有量が40質量%以上である場合は、フラックスを塗布した際にダレなどが発生しやすくなる。   In addition, it is preferable that content of the organic solvent contained in the solder flux which concerns on this embodiment shall be 30 to 40 mass% as solder flux 100 mass%. When the content of the organic solvent is less than 30% by mass, the solder paste containing the solder flux does not have an appropriate flux viscosity. On the other hand, when the content of the organic solvent is 40% by mass or more, sagging or the like is likely to occur when the flux is applied.

また、本実施形態に係るはんだ用フラックスに含まれる有機溶剤の配合量は、有機溶剤100質量%として、2−フェノキシエタノール、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、アルキルシクロヘキサンの群から選ばれる少なくとも1種が80質量%以上95質量%未満であり、エタノールが0.2質量%以上5質量%未満であり、イソプロピルアルコールが0.005質量%以上0.5質量%未満であることが好ましい。これにより、チクソトロピック剤である水添ひまし油の水酸基(OH)と、エタノールやイソプロピルアルコールの水酸基(OH)との間に適度な水素結合が起こることにより、より効率的にチクソトロピー性を高めることができると同時に粘度安定性も高めることができる。   In addition, the blending amount of the organic solvent contained in the solder flux according to the present embodiment is 80% by mass of at least one selected from the group of 2-phenoxyethanol, diethylene glycol monohexyl ether, and alkylcyclohexane as 100% by mass of the organic solvent. It is preferably 95% by mass or less, ethanol is 0.2% by mass or more and less than 5% by mass, and isopropyl alcohol is preferably 0.005% by mass or more and less than 0.5% by mass. As a result, moderate hydrogen bonding occurs between the hydroxyl group (OH) of hydrogenated castor oil, which is a thixotropic agent, and the hydroxyl group (OH) of ethanol or isopropyl alcohol, thereby improving thixotropic properties more efficiently. At the same time, viscosity stability can be improved.

さらに、本実施形態に係るはんだ用フラックスに含まれる有機溶剤は、2−フェノキシエタノール、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、アルキルシクロヘキサンの群から選ばれる少なくとも1種と2−エチル−1,3−ヘキサンジオールとエタノールとイソプロピルアルコールとであることが好ましい。この有機溶剤に2−エチル−1,3−ヘキサンジオールを含ませることで、はんだ用フラックスの分散性を向上させることができる。なお、この有機溶剤の配合量は、有機溶剤100質量%として、2−フェノキシエタノール、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、アルキルシクロヘキサンの群から選ばれる少なくとも1種が45質量%以上60質量%未満であり、2−エチル−1,3−ヘキサンジオールが35質量%以上50質量%未満であり、エタノールエタノールが0.2質量%以上5質量%未満であり、イソプロピルアルコールが0.005質量%以上0.5質量%未満であることが好ましい。   Furthermore, the organic solvent contained in the solder flux according to this embodiment is at least one selected from the group consisting of 2-phenoxyethanol, diethylene glycol monohexyl ether, and alkylcyclohexane, 2-ethyl-1,3-hexanediol, and ethanol. Isopropyl alcohol is preferred. By including 2-ethyl-1,3-hexanediol in this organic solvent, the dispersibility of the solder flux can be improved. In addition, the compounding quantity of this organic solvent is 45 mass% or more and less than 60 mass% at least 1 sort (s) chosen from the group of 2-phenoxyethanol, diethylene glycol monohexyl ether, and alkylcyclohexane as 100 mass% of organic solvents, Ethyl-1,3-hexanediol is 35 mass% or more and less than 50 mass%, ethanol ethanol is 0.2 mass% or more and less than 5 mass%, and isopropyl alcohol is 0.005 mass% or more and 0.5 mass%. It is preferable that it is less than.

e)その他の添加剤
本実施の一形態に係るはんだ用フラックスには、上述した成分のほかに、必要に応じて、表面保護剤や仮止め接着性を向上させる成分を添加することができる。具体的には、表面保護剤としては、シランカップリング剤、界面活性剤を、仮止め接着性を向上させる成分としては、リン酸系(メタ)アクリルモノマー、トリアジンジチオール系モノマーを添加することができる。
e) Other Additives In addition to the above-described components, the solder flux according to one embodiment of the present invention may contain a surface protective agent or a component that improves the temporary fixing adhesiveness, if necessary. Specifically, silane coupling agents and surfactants can be added as surface protecting agents, and phosphoric acid-based (meth) acrylic monomers and triazine dithiol-based monomers can be added as components for improving temporary adhesion. it can.

また、本実施の一形態に係るはんだ用フラックスでは、ヒートサイクルでの耐割れ性を向上させる観点から、ロジン成分に添加または一部代替する材料として、熱可塑性樹脂を使用することができる。具体的には、ポリアミド、ブタジエン、イソプレン、スチレン、アクリル酸もしくはそのエステル、メタクリル酸もしくはそのエステル、エチレンなどの重合体、または、これらの2種以上からなる共重合体を使用することもできる。   Further, in the solder flux according to the present embodiment, a thermoplastic resin can be used as a material to be added to or partially substituted for the rosin component from the viewpoint of improving crack resistance in a heat cycle. Specifically, a polymer such as polyamide, butadiene, isoprene, styrene, acrylic acid or an ester thereof, methacrylic acid or an ester thereof, ethylene, or a copolymer composed of two or more of these may be used.

なお、これらの添加剤の含有量は、はんだ用フラックス100質量%として、合計で、好ましくは10質量%以下、より好ましくは1質量%以上7質量%以下とする。これらの添加剤の含有量が上記範囲にあれば、はんだ用フラックスの特性を確保しつつ、仮止め接着性や耐割れ性などの特性を向上させることができる。   The total content of these additives is preferably 10% by mass or less, more preferably 1% by mass or more and 7% by mass or less, based on 100% by mass of solder flux. When the content of these additives is within the above range, characteristics such as temporary fixing adhesiveness and crack resistance can be improved while securing the characteristics of the solder flux.

本実施の一形態に係るはんだ用フラックスは、水添ひまし油の水酸基(OH)と、エタノールとイソプロピルアルコールの水酸基(OH)との間に水素結合が起こることにより、はんだペーストとして用いた際に、はんだペーストのチクソトロピー性を向上させ、かつ粘度安定性を維持することができる。   When the solder flux according to one embodiment of the present invention is used as a solder paste because hydrogen bonding occurs between the hydroxyl group (OH) of hydrogenated castor oil and the hydroxyl group (OH) of ethanol and isopropyl alcohol, The thixotropy of the solder paste can be improved and the viscosity stability can be maintained.

[2.はんだ用フラックスの製造方法]
図1は、本実施の一形態に係るはんだ用フラックスの製造方法の概略を示すフロー図である。本実施の一形態に係るはんだ用フラックスの製造方法は、図1に示すように、チクソトロピック剤を膨潤させる膨潤工程S1と各構成成分を混合してはんだ用フラックスを得る混合工程S2とを有する。以下、膨潤工程S1および混合工程S2をそれぞれ説明する。
[2. Manufacturing method of solder flux]
FIG. 1 is a flowchart showing an outline of a method for producing a soldering flux according to one embodiment. As shown in FIG. 1, the solder flux manufacturing method according to the present embodiment includes a swelling step S1 for swelling the thixotropic agent and a mixing step S2 for mixing each component to obtain a solder flux. . Hereinafter, each of the swelling step S1 and the mixing step S2 will be described.

(1)膨潤工程
膨潤工程S1は、有機溶剤にチクソトロピック剤を添加しチクソトロピック剤を分散させた後、所定の条件で静置加熱することにより、チクソトロピック剤を膨潤させる。具体的には、室温(5℃〜30℃)にて有機溶剤中にチクソトロピック剤である粉体の水添ひまし油を添加し、十分に分散させる。この撹拌時間は、分散させる量によって適宜調整する。ここで、チクソトロピック剤用有機溶剤は、2−フェノキシエタノール、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、アルキルシクロヘキサンの群から選ばれる少なくとも1種とエタノールとイソプロピルアルコールとを収容した容器にチクソトロピック剤を使用する。
(1) Swelling step In the swelling step S1, the thixotropic agent is swollen by adding a thixotropic agent to an organic solvent and dispersing the thixotropic agent, followed by standing heating under predetermined conditions. Specifically, hydrogenated castor oil as a thixotropic agent is added to an organic solvent at room temperature (5 ° C. to 30 ° C.) and sufficiently dispersed. This stirring time is appropriately adjusted depending on the amount to be dispersed. Here, as the organic solvent for thixotropic agent, a thixotropic agent is used in a container containing at least one selected from the group of 2-phenoxyethanol, diethylene glycol monohexyl ether, and alkylcyclohexane and ethanol and isopropyl alcohol.

所定の条件としては、容器内の液温を20℃以上50℃未満に制御し、かつ静置加熱時間を12時間以上60時間未満に設定することが好ましい。容器内の液温が20℃より低く、静置加熱時間が12時間より短い場合には、チクソトロピック剤を膨潤させることができないため、チクソトロピー性が向上しないおそれがある。一方、容器内の液温が50℃以上、静置加熱時間が60時間以上である場合には、チクソトロピック剤の分解が進み、所望とするチクソトロピー性をもつはんだペーストを作製することができないおそれがある。   As predetermined conditions, it is preferable to control the liquid temperature in the container to 20 ° C. or more and less than 50 ° C., and to set the stationary heating time to 12 hours or more and less than 60 hours. When the liquid temperature in the container is lower than 20 ° C. and the stationary heating time is shorter than 12 hours, the thixotropic agent cannot be swollen, and thus thixotropic properties may not be improved. On the other hand, when the liquid temperature in the container is 50 ° C. or higher and the stationary heating time is 60 hours or longer, the decomposition of the thixotropic agent proceeds and a solder paste having a desired thixotropic property may not be produced. There is.

膨潤工程S1で使用するチクソトロピック剤用有機溶剤は、チクソトロピック剤を膨潤させるために、有機溶剤に対しチクソトロピック剤を10〜30質量%添加することが好ましく、15〜25質量%添加することが特に好ましい。これにより、チクソトロピック剤を膨潤させ、チクソトロピック剤の水酸基(OH)と、エタノールとイソプロピルアルコールの水酸基(OH)との間に水素結合が起こるので、はんだペーストのチクソトロピー性が向上し、粘度安定性も高めることができる。   In order to swell the thixotropic agent, the organic solvent for thixotropic agent used in the swelling step S <b> 1 preferably adds 10 to 30 mass% of the thixotropic agent to the organic solvent, and adds 15 to 25 mass%. Is particularly preferred. This causes the thixotropic agent to swell and hydrogen bonding occurs between the thixotropic hydroxyl group (OH) and the hydroxyl group (OH) of ethanol and isopropyl alcohol, improving the thixotropic property of the solder paste and stabilizing the viscosity. Sexuality can also be enhanced.

膨潤工程S1で用いる有機溶剤の使用量は、添加する有機溶剤100質量%として、2−フェノキシエタノール、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、アルキルシクロヘキサンの群から選ばれる少なくとも1種が70質量%以上90質量%未満であり、エタノールが5質量%以上20質量%未満であり、イソプロピルアルコールが0.02質量%以上0.5質量%未満であることが好ましく、2−フェノキシエタノール、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、アルキルシクロヘキサンの群から選ばれる少なくとも1種が80質量%以上85質量%未満であり、エタノールが10質量%以上15質量%未満であり、イソプロピルアルコールが0.05質量%以上0.2質量%未満であることがより好ましい。これにより、膨潤させるために、チクソトロピック剤の水酸基(OH)と、エタノールとイソプロピルアルコールの水酸基(OH)との間に水素結合が発現する。その結果、はんだペーストのチクソトロピー性を向上させることができる。   The amount of the organic solvent used in the swelling step S1 is such that at least one selected from the group of 2-phenoxyethanol, diethylene glycol monohexyl ether, and alkylcyclohexane is 70% by mass or more and less than 90% by mass, as 100% by mass of the organic solvent to be added. Yes, ethanol is preferably 5% by mass or more and less than 20% by mass, and isopropyl alcohol is preferably 0.02% by mass or more and less than 0.5% by mass, from the group of 2-phenoxyethanol, diethylene glycol monohexyl ether, and alkylcyclohexane. It is more preferable that at least one selected is 80% by mass or more and less than 85% by mass, ethanol is 10% by mass or more and less than 15% by mass, and isopropyl alcohol is 0.05% by mass or more and less than 0.2% by mass. preferable. Thereby, in order to swell, a hydrogen bond appears between the hydroxyl group (OH) of the thixotropic agent and the hydroxyl group (OH) of ethanol and isopropyl alcohol. As a result, the thixotropy of the solder paste can be improved.

(2)混合工程
混合工程S2は、膨潤工程S1においてチクソトロピック剤を有機溶媒に膨潤させた後、ロジン類および2−フェノキシエタノール、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、アルキルシクロヘキサンの群から選ばれる少なくとも1種をさらに添加して混合することにより、はんだ用フラックスを得る。
(2) Mixing step In the mixing step S2, the thixotropic agent is swollen in an organic solvent in the swelling step S1, and then at least one selected from the group of rosins and 2-phenoxyethanol, diethylene glycol monohexyl ether, and alkylcyclohexane is further added. By adding and mixing, a soldering flux is obtained.

本実施形態に係るはんだ用フラックスの製造方法は、各構成成分(ロジン類、有機溶剤、チクソトロピック剤、その他添加剤)を、上述した含有量となるように秤量し、均一に混合することにより得ることができる。この混合手段は、特に制限されることはないが、自公転ミキサ、ホモジナイザ、ヘイシェルミキサなどを用いて混合することが好ましい。なお、構成成分を均一に混合する観点から、最初に固体成分のみを混合した後、有機溶剤を加えて、さらに混合することが好ましい。   The solder flux manufacturing method according to the present embodiment is obtained by weighing each constituent component (rosin, organic solvent, thixotropic agent, and other additives) so as to have the above-described content and mixing them uniformly. Can be obtained. The mixing means is not particularly limited, but is preferably mixed using a self-revolving mixer, a homogenizer, a Hayshell mixer or the like. In addition, from the viewpoint of uniformly mixing the constituent components, it is preferable to first mix only the solid components and then add an organic solvent and further mix them.

本実施形態に係るはんだ用フラックスの製造方法により作製されたはんだ用フラックスは、水添ひまし油の水酸基(OH)と、エタノールとイソプロピルアルコールの水酸基(OH)との間に水素結合が起こることにより、はんだペーストとして用いた際に、はんだペーストのチクソトロピー性を向上させ、かつ粘度安定性を維持することができる。   The solder flux produced by the method for producing a solder flux according to the present embodiment has a hydrogen bond between the hydroxyl group (OH) of hydrogenated castor oil and the hydroxyl group (OH) of ethanol and isopropyl alcohol. When used as a solder paste, the thixotropy of the solder paste can be improved and the viscosity stability can be maintained.

[3.はんだペースト]
(1)はんだ合金粉末
本実施の一形態に係るはんだ用フラックスと混合するはんだ合金粉末は、特に制限されることはないが、ビスマス(Bi)、亜鉛(Zn)、銀(Ag)、アルミニウム(Al)、鉛(Pb)および錫(Sn)の群から選択される少なくとも2種を含む合金からなるものを好適に使用することができる。たとえば、Pb−Sn系合金はんだ、及びBi−Zn系合金はんだ、Sn−Ag系合金はんだなどのPbフリーはんだ、または、これらのはんだ合金にCu、Bi、In、Alなどを添加したものを使用することができる。
[3. Solder paste]
(1) Solder alloy powder The solder alloy powder mixed with the solder flux according to one embodiment of the present invention is not particularly limited, but bismuth (Bi), zinc (Zn), silver (Ag), aluminum ( An alloy made of an alloy containing at least two selected from the group consisting of Al), lead (Pb), and tin (Sn) can be suitably used. For example, Pb-Sn alloy solder, Pb-free solder such as Bi-Zn alloy alloy solder, Sn-Ag alloy solder, etc., or those added with Cu, Bi, In, Al, etc. to these solder alloys are used. can do.

はんだ合金粉末の平均粒径は、1μm〜100μmの範囲にあることが好ましく、50μm未満のものがより好ましい。はんだ合金粉末の平均粒径が1μm未満では、はんだペースト中で、はんだ合金粉末が凝集する問題が生じるおそれがある。一方、100μmを超えると、接合時に被接合材料間に樹脂を含んだ新たな導電層が形成されてしまうため、導電性が低下するおそれがある。なお、本発明において、平均粒径とは、積算値50%の粒度を意味し、たとえば、SALD−7000(株式会社島津製作所)などの粒度分布測定装置により測定することができる。   The average particle size of the solder alloy powder is preferably in the range of 1 μm to 100 μm, more preferably less than 50 μm. When the average particle size of the solder alloy powder is less than 1 μm, there is a possibility that the solder alloy powder aggregates in the solder paste. On the other hand, when the thickness exceeds 100 μm, a new conductive layer containing a resin is formed between the materials to be bonded at the time of bonding, so that the conductivity may be lowered. In the present invention, the average particle size means a particle size having an integrated value of 50%, and can be measured by a particle size distribution measuring device such as SALD-7000 (Shimadzu Corporation).

(2)はんだフラックスとはんだ合金粉末の混合比
本実施の一形態に係るはんだペーストは、5質量%以上20質量%以下、好ましくは10質量%以上15質量%以下のはんだ用フラックスと、80質量%以上95質量%以下、好ましくは85質量%以上90質量%以下のはんだ合金粉末とから構成され、はんだ用フラックスとして、上述した本実施の一形態に係るはんだ用フラックスが使用されていることを特徴とする。はんだ用フラックスおよびはんだ合金粉末の混合比を、このような範囲に制御することにより、得られるはんだペーストの接合時における濡れ広がり性を優れたものとすることができる。また、フラックス残渣を、絶縁被膜として利用することができるため、母材の腐食を効果的に防止することができる。
(2) Mixing ratio of solder flux and solder alloy powder The solder paste according to one embodiment of the present invention has a solder flux of 5 to 20% by mass, preferably 10 to 15% by mass, and 80% by mass. % To 95% by mass, preferably 85% to 90% by mass of solder alloy powder, and the solder flux according to this embodiment described above is used as the solder flux. Features. By controlling the mixing ratio of the soldering flux and the solder alloy powder in such a range, the wet spreadability at the time of joining of the obtained solder paste can be made excellent. Moreover, since a flux residue can be utilized as an insulating film, corrosion of the base material can be effectively prevented.

なお、はんだ用フラックスとはんだ合金粉末の混合方法は、特に制限されることなく、公知の方法を採用することができ、たとえば、自公転ミキサ、ホモジナイザ、ヘイシェルミキサなどにより混合することができる。   In addition, the mixing method of the soldering flux and the solder alloy powder is not particularly limited, and a known method can be adopted. For example, the mixing can be performed by a self-revolving mixer, a homogenizer, a Hayshell mixer, or the like.

(3)特性
本実施の他の形態に係るはんだペーストは、上述したはんだ用フラックスを使用しているため、粘度特性が安定かつチクソトロピー性に優れている。
(3) Characteristics Since the solder paste according to another embodiment of the present embodiment uses the solder flux described above, the viscosity characteristics are stable and the thixotropy is excellent.

a)チクソトロピーインデックス
本実施の一形態に係るはんだペーストは、安定したチクソ性が発現され、チクソトロピーインデックス(以下、「TI値」ともいう)は0.5以上が好ましく、0.55以上がより好ましい。ここで、TI値は、「はんだペースト第3部印刷性粘度特性だれ及び粘着性試験(JISZ3284−3)」によって求めることができる。具体的には、スパイラル型粘度計(株式会社マルコム製、PCU−205)を用いてはんだペーストを測定することにより、TI値は、下記数式1により求めることができる。
a) Thixotropic Index The solder paste according to one embodiment exhibits stable thixotropy, and the thixotropic index (hereinafter also referred to as “TI value”) is preferably 0.5 or more, and more preferably 0.55 or more. . Here, the TI value can be determined by “solder paste part 3 printability viscosity characteristics and adhesion test (JISZ 3284-3)”. Specifically, by measuring the solder paste using a spiral viscometer (manufactured by Malcolm, PCU-205), the TI value can be obtained by the following formula 1.

Figure 2017209690
η:ずり速度1.8S−1時の粘度
η:ずり速度18S−1時の粘度
=1.8S−1(3rpm)
=18S−1(3rpm)
Figure 2017209690
η 1 : viscosity at a shear rate of 1.8S −1 η 2 : viscosity at a shear rate of 18S −1 D 1 = 1.8S −1 (3 rpm)
D 2 = 18S −1 (3 rpm)

b)経時的な粘度変化
本実施の一形態に係るはんだペーストでは、はんだペーストの作製直後の25℃、10rpmにおける粘度をη10rpm-ini、2週間経過時における粘度をη10rpm-2wとした場合において、下記数式2に示す変化率αは5%未満が好ましい。なお、はんだペーストの粘度は、例えば、スパイラル型粘度計によって測定することができる。
b) Change in viscosity over time In the solder paste according to one embodiment of the present invention, the viscosity at 25 ° C. and 10 rpm immediately after the preparation of the solder paste is η 10 rpm-ini , and the viscosity after two weeks is η 10 rpm-2w The change rate α shown in the following formula 2 is preferably less than 5%. Note that the viscosity of the solder paste can be measured by, for example, a spiral viscometer.

Figure 2017209690
η10rpm-ini:はんだペーストの作製直後の25℃、10rpmにおける粘度
η10rpm-2W:はんだペーストの作製から冷蔵4℃〜7℃保管2週間経過後の25℃、10rpmにおける粘度
Figure 2017209690
η 10 rpm-ini : Viscosity at 25 ° C. and 10 rpm immediately after preparation of solder paste η 10 rpm-2 W : Viscosity at 25 ° C. and 10 rpm after 2 weeks of storage at 4 ° C. to 7 ° C. after the solder paste is prepared

このように、はんだペーストのチクソトロピー性を向上させ、かつ粘度安定性を維持することができる。例えば、チクソトロピー性を改善し、かつ粘度安定性に優れる、はんだペーストを、基板実装に用いることができるので、工業的価値が極めて大きい。   Thus, the thixotropy of the solder paste can be improved and the viscosity stability can be maintained. For example, since a solder paste that improves thixotropy and is excellent in viscosity stability can be used for board mounting, the industrial value is extremely high.

以下、実施例および比較例を用いて、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例および比較例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated further in detail using an Example and a comparative example, this invention is not limited to these Examples and a comparative example.

実施例1〜6および比較例1〜2では、はんだ用フラックスとして、表1に記載される有機溶剤および活性剤であるチクソトロピック剤を比較するため、各構成成分の組成比を固定した。表2に記載の組成ではんだ用フラックスを作製した。なお、表2に示すチクソトロピック剤dは、表1に示すチクソトロピック剤dから有機溶剤を差し引いたアマイドの有効成分を質量%として表したものであり、この差し引いた有機溶剤は、表2に示すチクソトロピック剤使用有機溶剤のアマイド含有分として表したものである。   In Examples 1-6 and Comparative Examples 1-2, in order to compare the thixotropic agent which is the organic solvent and activator which are described in Table 1 as a flux for solder, the composition ratio of each structural component was fixed. A solder flux was prepared with the composition shown in Table 2. The thixotropic agent d shown in Table 2 represents the active ingredient of amide obtained by subtracting the organic solvent from the thixotropic agent d shown in Table 1 as mass%. The subtracted organic solvent is shown in Table 2. It represents as an amide content of the organic solvent using thixotropic agent shown.

まず、実施例1〜6および比較例1〜2では、反応容器に表2に示したチクソトロピック剤およびチクソトロピック剤用有機溶媒をそれぞれ添加した。次いで、有機溶剤中のチクソトロピック剤である粉体の水添ひまし油を撹拌により十分に分散させた後、表2に示したチクソトロピック剤の膨潤条件により所定の時間、静置加熱した。   First, in Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 and 2, the thixotropic agent and the organic solvent for thixotropic agent shown in Table 2 were added to the reaction vessel, respectively. Next, the powdered hydrogenated castor oil, which is a thixotropic agent in an organic solvent, was sufficiently dispersed by stirring, and then was heated by standing for a predetermined time according to the thixotropic agent swelling conditions shown in Table 2.

次に、反応容器に表2に示したフラックス主成分、有機溶剤、その他の添加剤をそれぞれ添加して、自公転ミキサ(AR−250、シンキー株式会社製)を用いて10分間混合し、はんだ用フラックスをそれぞれ作製した。   Next, the main flux component, organic solvent, and other additives shown in Table 2 were added to the reaction vessel, and mixed for 10 minutes using a self-revolving mixer (AR-250, manufactured by Shinky Corporation). Each flux was produced.

これらのはんだ用フラックス10質量%に対して、平均粒径19μm〜27μmのSn−Ag−Cu系合金からなるはんだ合金粉末(三井金属工業株式会社製)を90質量%加え、自公転ミキサ(AR−250、シンキー株式会社製)を用いて10分間混合し、はんだペーストを作製した。   90% by mass of a solder alloy powder (Mitsui Metal Industry Co., Ltd.) made of Sn—Ag—Cu based alloy having an average particle size of 19 μm to 27 μm is added to 10% by mass of these solder fluxes. -250, manufactured by Shinky Corporation) for 10 minutes to produce a solder paste.

このようにして作製したはんだペーストのチクソトロピーインデックス(TI値)および粘粘度変化率αを、以下のようにしてそれぞれ評価した。この結果を、表3に示す。   The thixotropy index (TI value) and the viscosity change rate α of the solder paste thus prepared were evaluated as follows. The results are shown in Table 3.

はんだペーストの経時的変化は、はんだペーストの作製直後の粘度η1と2週間保存した後の粘度η2とを、スパイラル型粘度計(株式会社マルコム製、PCU−205)を用いて測定し、下記数式1に示すチクソトロピーインデックス(TI値)を算出した。 The change over time of the solder paste was measured using a spiral viscometer (Malcom Co., Ltd., PCU-205) after measuring the viscosity η 1 immediately after production of the solder paste and the viscosity η 2 after storage for 2 weeks, The thixotropy index (TI value) shown in the following formula 1 was calculated.

Figure 2017209690
η:ずり速度1.8S−1時の粘度
η:ずり速度18S−1時の粘度
=1.8S−1(3rpm)
=18S−1(3rpm)
Figure 2017209690
η 1 : viscosity at a shear rate of 1.8S −1 η 2 : viscosity at a shear rate of 18S −1 D 1 = 1.8S −1 (3 rpm)
D 2 = 18S −1 (3 rpm)

はんだペーストの経時的な粘度変化は、はんだペーストの作製直後の25℃、10rpmにおける粘度η10rpm-iniと2週間冷蔵保管した後の25℃、10rpmにおける粘度η10rpm-2wとを、スパイラル型粘度計(株式会社マルコム製、PCU−205)を用いて測定し、下記数式2に示す変化率αを求めることにより評価した。 The changes in the viscosity of the solder paste over time are: the viscosity η 10 rpm-ini at 25 ° C. and 10 rpm immediately after the preparation of the solder paste, and the viscosity η 10 rpm-2w at 25 ° C. and 10 rpm after refrigerated storage for 2 weeks. Measurement was performed using a meter (Malcom Co., Ltd., PCU-205), and the change rate α shown in Equation 2 below was evaluated.

Figure 2017209690
η10rpm-ini:はんだペーストの作製直後の25℃、10rpmにおける粘度
η10rpm-2W:はんだペーストの作製から冷蔵4℃〜7℃保管2週間経過後の25℃、10rpmにおける粘度
Figure 2017209690
η 10 rpm-ini : Viscosity at 25 ° C. and 10 rpm immediately after preparation of solder paste η 10 rpm-2 W : Viscosity at 25 ° C. and 10 rpm after 2 weeks of storage at 4 ° C. to 7 ° C. after preparation of solder paste

Figure 2017209690
Figure 2017209690

Figure 2017209690
Figure 2017209690

Figure 2017209690
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表3より、実施例1〜6のいずれもTI値が0.5以上と良好であったことが確認された。これは、使用した有機溶剤に水酸基(OH)を有する溶剤を使用することで、この有機溶剤の水酸基(OH)とチクソトロピック剤である水添ひまし油の水酸基(OH)との間に水素結合が起こることにより効率的に網目構造が構築されチクソトロピー性の発現に寄与していると考えられる。また、安定した網目構造であるため、得られたはんだペーストの粘度変化率も小さくなり、安定した粘度を維持していることが分かった。   From Table 3, it was confirmed that all of Examples 1-6 had good TI values of 0.5 or more. This is because by using a solvent having a hydroxyl group (OH) as the organic solvent used, there is a hydrogen bond between the hydroxyl group (OH) of this organic solvent and the hydroxyl group (OH) of hydrogenated castor oil which is a thixotropic agent. As a result, it is considered that the network structure is efficiently constructed and contributes to the expression of thixotropy. Moreover, since it was a stable network structure, the viscosity change rate of the obtained solder paste also became small, and it turned out that the stable viscosity is maintained.

一方、比較例1では、エタノールおよびイソプロピルアルコールを使用しないでチクソトロピック剤である水添ひまし油を膨潤させようとしたので、はんだペーストのチクソトロピーインデックス(TI値)が0.5よりも低くかった。また、比較例2では、水添ひまし油でなく、水添ひまし油よりもアルキル基が長鎖であるアマイドを使用したので、はんだペーストの粘度変化率αが5.0%よりも高かった。   On the other hand, in Comparative Example 1, since the hydrogenated castor oil, which is a thixotropic agent, was tried to swell without using ethanol and isopropyl alcohol, the thixotropic index (TI value) of the solder paste was lower than 0.5. In Comparative Example 2, the viscosity change rate α of the solder paste was higher than 5.0% because amide having a longer alkyl group than hydrogenated castor oil was used instead of hydrogenated castor oil.

したがって、本実施の一形態に係るはんだフラックスでは、チクソトロピック剤として水添ひまし油を使用し、有機溶剤として、2−フェノキシエタノール、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、アルキルシクロヘキサンの群から選ばれる少なくとも1種とエタノールとイソプロピルアルコールを使用することが必須であることを確認した。   Therefore, in the solder flux according to this embodiment, hydrogenated castor oil is used as the thixotropic agent, and at least one selected from the group of 2-phenoxyethanol, diethylene glycol monohexyl ether, and alkylcyclohexane as the organic solvent and ethanol. It was confirmed that it was essential to use isopropyl alcohol.

以上より、本実施の一形態に係るはんだフラックスを用いたはんだペーストは、はんだペーストのチクソトロピー性を向上させ、かつ粘度安定性を維持することができることが確認された。   From the above, it was confirmed that the solder paste using the solder flux according to the present embodiment can improve the thixotropy of the solder paste and maintain the viscosity stability.

Claims (7)

ロジン類と有機溶剤とチクソトロピック剤とを含み、
前記有機溶剤は、2−フェノキシエタノール、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、アルキルシクロヘキサンの群から選ばれる少なくとも1種と、エタノールと、イソプロピルアルコールとを含み、
前記チクソトロピック剤は、水添ひまし油である、はんだ用フラックス。
Including rosins, organic solvents and thixotropic agents;
The organic solvent includes at least one selected from the group of 2-phenoxyethanol, diethylene glycol monohexyl ether, and alkylcyclohexane, ethanol, and isopropyl alcohol.
The thixotropic agent is hydrogenated castor oil, a soldering flux.
前記ロジン類が45質量%以上60質量%未満であり、前記有機溶剤が30質量%以上40質量%未満であり、前記チクソトロピック剤が0.2質量%以上5質量%未満である、請求項1に記載のはんだ用フラックス。   The rosin is 45% by mass or more and less than 60% by mass, the organic solvent is 30% by mass or more and less than 40% by mass, and the thixotropic agent is 0.2% by mass or more and less than 5% by mass. 1. The soldering flux according to 1. 前記有機溶剤は、前記2−フェノキシエタノールが80質量%以上95%質量%未満であり、前記エタノールが0.2質量%以上5質量%未満であり、前記イソプロピルアルコールが0.005質量%以上0.5質量%未満である、請求項2に記載のはんだ用フラックス。   In the organic solvent, the 2-phenoxyethanol is 80% by mass or more and less than 95% by mass, the ethanol is 0.2% by mass or more and less than 5% by mass, and the isopropyl alcohol is 0.005% by mass or more and 0.0. The soldering flux according to claim 2, wherein the soldering flux is less than 5% by mass. 2−フェノキシエタノール、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、アルキルシクロヘキサンの群から選ばれる少なくとも1種とエタノールとイソプロピルアルコールとを含む有機溶剤にチクソトロピック剤を添加し該チクソトロピック剤を分散させた後、所定の条件で静置加熱することにより、チクソトロピック剤を膨潤させる膨潤工程と、
前記チクソトロピック剤を膨潤させた後、ロジン類および2−フェノキシエタノール、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、アルキルシクロヘキサンの群から選ばれる少なくとも1種をさらに添加して混合することにより、はんだ用フラックスを得る混合工程とを有し、
前記チクソトロピック剤は、水添ひまし油である、はんだ用フラックスの製造方法。
A thixotropic agent is added to an organic solvent containing at least one selected from the group of 2-phenoxyethanol, diethylene glycol monohexyl ether, and alkylcyclohexane, and ethanol and isopropyl alcohol, and the thixotropic agent is dispersed under predetermined conditions. A swelling step to swell the thixotropic agent by stationary heating;
A mixing step of obtaining a soldering flux by further adding and mixing at least one selected from the group of rosins and 2-phenoxyethanol, diethylene glycol monohexyl ether, and alkylcyclohexane after swelling the thixotropic agent; Have
The said thixotropic agent is a hydrogenated castor oil, The manufacturing method of the flux for solders.
前記所定の条件は、液温を20℃以上50℃未満に制御し、かつ静置加熱時間を12時間以上60時間未満に設定する、請求項4に記載のはんだ用フラックスの製造方法。   5. The method for producing a soldering flux according to claim 4, wherein the predetermined condition is that the liquid temperature is controlled to 20 ° C. or more and less than 50 ° C., and the stationary heating time is set to 12 hours or more and less than 60 hours. 5質量%以上20質量%以下の、請求項1〜3のいずれか1項に記載のはんだ用フラックスと、
80質量%以上95質量%以下のはんだ合金粉末とを含む、はんだペースト。
5% by mass or more and 20% by mass or less of the solder flux according to any one of claims 1 to 3,
A solder paste comprising 80% by mass or more and 95% by mass or less of solder alloy powder.
JIS Z 3284に準拠したはんだペースト評価手法によって求められる、チクソトロピーインデックス(TI値)が0.5以上である、請求項6に記載のはんだペースト。   The solder paste according to claim 6, wherein a thixotropy index (TI value) obtained by a solder paste evaluation method based on JIS Z 3284 is 0.5 or more.
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