JP2022183730A - フラックス及びソルダペースト - Google Patents

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Abstract

【課題】種々の表面処理が施された電極に対して濡れ性を高められるとともに、複数回のリフロー後であってもボイドの発生を抑制することができるフラックス及びソルダペーストを提供する。【解決手段】ロジンと、アミンと、有機スルホン酸と、チキソ剤と、溶剤とを含有する、フラックスを採用する。【選択図】なし

Description

本発明は、フラックス及びソルダペーストに関する。
はんだ付けに用いられるフラックスは、はんだ付けの対象となる接合対象物の金属表面及びはんだに存在する金属酸化物を化学的に除去し、両者の境界で金属元素の移動を可能にする効能を持つ。このため、フラックスを使用してはんだ付けを行うことで、両者の間に金属間化合物が形成されるようになり、強固な接合が得られる。このようなフラックスには、一般に、樹脂成分、溶剤、活性剤、チキソ剤等が含まれる。
ソルダペーストは、はんだ合金の粉末とフラックスとを混合させて得られた複合材料である。ソルダペーストを使用したはんだ付けでは、まず、基板にソルダペーストが印刷された後、部品が搭載され、リフロー炉と称される加熱炉で、部品が搭載された基板が加熱される。
電子部品実装用基板の電極には、用途に応じて、NiAuめっき、Cu-Organic Solderability Preservative(Cu-OSP)処理、Snめっき等の種々の表面処理が施されている場合がある。フラックス及びソルダペーストにおいては、これらの種々の表面処理が施されたいずれの電極に対しても、良好な濡れ性を発揮することが望まれている。
フラックス及びソルダペーストは、活性剤を含有することにより、濡れ性を発揮する。例えば、特許文献1には、活性剤としてp-トルエンスルホン酸を含有するフラックスが記載されている。
特表平8-503168号公報
しかしながら、特許文献1に記載のフラックスは、種々の表面処理が施された電極の中でも、表面処理の種類によっては、良好な濡れ性が発揮されない場合があった。
ところで、リフロー処理においては、フラックスに含まれる水分、ガス化したフラックス等が、接合部にボイドを形成する場合がある。ボイドは、はんだ付けにより実装された部品の信頼性を低下させる。
基板の両面に電子部品を実装する、あるいは、多層基板に電子部品を実装する場合には、複数回のリフローが行われる。複数回のリフローにより、接合部にボイドが形成されやすくなる場合がある。
そこで、本発明は、種々の表面処理が施された電極に対して濡れ性を高められるとともに、複数回のリフロー後であってもボイドの発生を抑制することができるフラックス及びソルダペーストを提供することを目的とする。
本発明は、以下の態様を含む。
本発明の一態様は、ロジンと、アミンと、有機スルホン酸と、チキソ剤と、溶剤とを含有する、フラックスである。
前記一態様にかかるフラックスにおいて、前記有機スルホン酸は、アルカンスルホン酸、アルカノールスルホン酸及び芳香族スルホン酸からなる群より選択される1種以上であることが好ましい。
前記一態様にかかるフラックスにおいて、前記有機スルホン酸は、p-トルエンスルホン酸及びメタンスルホン酸からなる群より選択される1種以上であることが好ましい。
前記一態様にかかるフラックスにおいて、前記アミンは、ロジンアミン、アゾール類及びグアニジン類からなる群より選択される1種以上であることが好ましい。
また、本発明の第2の態様は、はんだ合金粉末と、前記の第1の態様にかかるフラックスと、を含有する、ソルダペーストである。
本発明によれば、種々の表面処理が施された電極に対して濡れ性を高められるとともに、複数回のリフロー後であってもボイドの発生を抑制することができるフラックス及びソルダペーストを提供することができる。
実施例における、濡れ性及びボイド発生の評価における、リフロー時の温度変化を示すグラフである。 NiAuめっきを施した基板、Cu-OSP処理ガラスエポキシ基板、及びSnめっきを施した基板に対し、ソルダペーストを印刷し、リフロー後の基板の濡れの状態を示す写真及び濡れの判定基準を示す図である。
(フラックス)
本実施形態のフラックスは、ロジンと、アミンと、有機スルホン酸と、チキソ剤と、溶剤とを含有する。
<ロジン>
本発明において「ロジン」とは、アビエチン酸を主成分とする、アビエチン酸とこの異性体との混合物を含む天然樹脂、及び天然樹脂を化学修飾したもの(ロジン誘導体と呼ぶ場合がある)を包含する。
天然樹脂中のアビエチン酸含有量は、一例として、40質量%以上80質量%以下である。
本明細書において「主成分」とは、化合物を構成する成分のうち、その化合物中の含有量が40質量%以上の成分をいう。
アビエチン酸の異性体の代表的なものとしては、ネオアビエチン酸、パラストリン酸、レボピマル酸等が挙げられる。アビエチン酸の構造を以下に示す。
Figure 2022183730000001
前記「天然樹脂」としては、例えば、ガムロジン、ウッドロジン及びトール油ロジン等が挙げられる。
本発明において「天然樹脂を化学修飾したもの(ロジン誘導体)」とは、前記「天然樹脂」に対して水素化、脱水素化、中和、アルキレンオキシド付加、アミド化、二量化及び多量化、エステル化並びにDiels-Alder環化付加からなる群より選択される1つ以上の処理を施したものを包含する。
ロジン誘導体としては、例えば、精製ロジン、変性ロジン等が挙げられる。
変性ロジンとしては、水添ロジン、重合ロジン、重合水添ロジン、不均化ロジン、酸変性ロジン、ロジンエステル、酸変性水添ロジン、無水酸変性水添ロジン、酸変性不均化ロジン、無水酸変性不均化ロジン、フェノール変性ロジン及びα,β不飽和カルボン酸変性物(アクリル化ロジン、マレイン化ロジン、フマル化ロジン等)、並びに該重合ロジンの精製物、水素化物及び不均化物、並びに該α,β不飽和カルボン酸変性物の精製物、水素化物及び不均化物、ロジンアルコール、水添ロジンアルコール、ロジンエステル、水添ロジンエステル、ロジン石鹸、水添ロジン石鹸、酸変性ロジン石鹸等が挙げられる。
本明細書において、ロジンは、ロジンアミンを包含しない。
ロジンは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
前記ロジン誘導体としては、上記の中でも、酸変性水添ロジン及びロジンエステルからなる群より選択される1種以上を用いることが好ましい。
前記酸変性水添ロジンとしては、アクリル酸変性水添ロジンを用いることが好ましい。
前記フラックス中の、前記ロジンの含有量は、前記フラックスの総量(100質量%)に対して、5質量%以上50質量%以下であることが好ましく、10質量%以上45質量%以下であることがより好ましく、15質量%以上40質量%以下であることが更に好ましい。
<アミン>
アミンとしては、例えば、ロジンアミン、アゾール類、グアニジン類、アルキルアミン化合物、アミノアルコール化合物等が挙げられる。
ロジンアミンとしては、例えば、デヒドロアビエチルアミン、ジヒドロアビエチルアミン等が挙げられる。
ロジンアミンは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
ロジンアミンは、いわゆる不均化ロジンアミンを意味する。
デヒドロアビエチルアミン、ジヒドロアビエチルアミンの各構造を以下に示す。
Figure 2022183730000002
アゾール類としては、例えば、2-メチルイミダゾール、2-エチルイミダゾール、2-ウンデシルイミダゾール、2-ヘプタデシルイミダゾール、1,2-ジメチルイミダゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾール、2-フェニルイミダゾール、2-フェニル-4-メチルイミダゾール、1-ベンジル-2-メチルイミダゾール、1-ベンジル-2-フェニルイミダゾール、1-シアノエチル-2-メチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-ウンデシルイミダゾール、1-シアノエチル-2-エチル-4-メチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-フェニルイミダゾール、1-シアノエチル-2-ウンデシルイミダゾリウムトリメリテイト、1-シアノエチル-2-フェニルイミダゾリウムトリメリテイト、2,4-ジアミノ-6-[2’-メチルイミダゾリル-(1’)]-エチル-s-トリアジン、2,4-ジアミノ-6-[2’-ウンデシルイミダゾリル-(1’)]-エチル-s-トリアジン、2,4-ジアミノ-6-[2’-エチル-4’-メチルイミダゾリル-(1’)]-エチル-s-トリアジン、2,4-ジアミノ-6-[2’-メチルイミダゾリル-(1’)]-エチル-s-トリアジンイソシアヌル酸付加物、2-フェニルイミダゾールイソシアヌル酸付加物、2-フェニル-4,5-ジヒドロキシメチルイミダゾール、2-フェニル-4-メチル-5-ヒドロキシメチルイミダゾール、2,3-ジヒドロ-1H-ピロロ[1,2-a]ベンズイミダゾール、1-ドデシル-2-メチル-3-ベンジルイミダゾリウムクロライド、2-メチルイミダゾリン、2-フェニルイミダゾリン、2,4-ジアミノ-6-ビニル-s-トリアジン、2,4-ジアミノ-6-ビニル-s-トリアジンイソシアヌル酸付加物、2,4-ジアミノ-6-メタクリロイルオキシエチル-s-トリアジン、エポキシ-イミダゾールアダクト、2-メチルベンゾイミダゾール、2-オクチルベンゾイミダゾール、2-ペンチルベンゾイミダゾール、2-(1-エチルペンチル)ベンゾイミダゾール、2-ノニルベンゾイミダゾール、2-(4-チアゾリル)ベンゾイミダゾール、ベンゾイミダゾール、1,2,4-トリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-5’-メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-3’-tert-ブチル-5’-メチルフェニル)-5-クロロベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-3’,5’-ジ-tert-アミルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-5’-tert-オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2,2’-メチレンビス[6-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-4-tert-オクチルフェノール]、6-(2-ベンゾトリアゾリル)-4-tert-オクチル-6’-tert-ブチル-4’-メチル-2,2’-メチレンビスフェノール、1,2,3-ベンゾトリアゾール、1-[N,N-ビス(2-エチルヘキシル)アミノメチル]ベンゾトリアゾール、カルボキシベンゾトリアゾール、1-[N,N-ビス(2-エチルヘキシル)アミノメチル]メチルベンゾトリアゾール、2,2’-[[(メチル-1H-ベンゾトリアゾール-1-イル)メチル]イミノ]ビスエタノール、1-(1’,2’-ジカルボキシエチル)ベンゾトリアゾール、1-(2,3-ジカルボキシプロピル)ベンゾトリアゾール、1-[(2-エチルヘキシルアミノ)メチル]ベンゾトリアゾール、2,6-ビス[(1H-ベンゾトリアゾール-1-イル)メチル]-4-メチルフェノール、5-メチルベンゾトリアゾール、5-フェニルテトラゾール等が挙げられる。
グアニジン類としては、例えば、1,3-ジフェニルグアニジン、1,3-ジ-o-トリルグアニジン、1-o-トリルビグアニド、1,3-ジ-o-クメニルグアニジン、1,3-ジ-o-クメニル-2-プロピオニルグアニジン等が挙げられる。
アルキルアミン化合物としては、例えば、エチルアミン、トリエチルアミン、エチレンジアミン、トリエチレンテトラミン、シクロヘキシルアミン、ヘキサデシルアミン、ステアリルアミン等が挙げられる。
アミノアルコール化合物としては、例えば、N,N,N’,N’-テトラキス(2-ヒドロキシプロピル)エチレンジアミン等が挙げられる。
アミンは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
上記の中でも、前記アミンは、ロジンアミン、アゾール類及びグアニジン類からなる群より選択される1種以上を含有することが好ましく、ロジンアミン及びアゾール類からなる群より選択される1種以上を含有することがより好ましく、アゾール類を含有することが更に好ましい。
前記アゾール類は、2-エチルイミダゾール及び2-フェニル-4-メチルイミダゾールからなる群より選択される1種以上であることが好ましい。
前記グアニジン類は、ジトリルグアニジンであることが好ましい。
前記フラックス中の、前記アミンの合計の含有量は、前記フラックスの総量(100質量%)に対して、1質量%以上30質量%以下であることが好ましく、2質量%以上20質量%以下であることがより好ましく、3質量%以上15質量%以下であることが更に好ましく、3質量%以上10質量%以下であることが特に好ましい。
前記アミンの含有量が前記範囲内であることにより、種々の表面処理が施された電極に対する濡れ性をより優れたものとすることができる。
前記フラックスがアゾール類を含む場合、前記フラックス中の、前記アゾール類の含有量は、前記フラックスの総量(100質量%)に対して、1質量%以上10質量%以下であることが好ましく、2質量%以上8質量%以下であることがより好ましく、3質量%以上6質量%以下であることが更に好ましい。
前記アゾール類の含有量が前記範囲内であることにより、種々の表面処理が施された電極に対する濡れ性をより優れたものとすることができる。
前記フラックスがアゾール類を含む場合、前記フラックス中の、前記アゾール類の含有量の割合(質量比)は、有機スルホン酸の含有量に対して、0.3以上10以下であることが好ましく、1以上3以下であることがより好ましい。
前記フラックスがロジンアミンを含む場合、前記フラックス中の、前記ロジンアミンの含有量は、前記フラックスの総量(100質量%)に対して、5質量%以上30質量%以下であることが好ましく、7質量%以上20質量%以下であることがより好ましく、10質量%以上15質量%以下であることが更に好ましい。
前記ロジンアミンの含有量が前記範囲内であることにより、種々の表面処理が施された電極に対する濡れ性をより優れたものとすることができる。
前記フラックスがロジンアミンを含む場合、前記フラックス中の、前記ロジンアミンの含有量の割合(質量比)は、有機スルホン酸の含有量に対して、1以上20以下であることが好ましく、2以上10以下であることがより好ましく、3.33以上10以下であることが更に好ましい。
前記フラックスがグアニジン類を含む場合、前記フラックス中の、前記グアニジン類の含有量は、前記フラックスの総量(100質量%)に対して、2質量%以上20質量%以下であることが好ましく、3質量%以上15質量%以下であることがより好ましく、5質量%以上10質量%以下であることが更に好ましい。
前記グアニジン類の含有量が前記範囲内であることにより、種々の表面処理が施された電極に対する濡れ性をより優れたものとすることができる。
前記フラックスがグアニジン類を含む場合、前記フラックス中の、前記グアニジン類の含有量の割合(質量比)は、有機スルホン酸の含有量に対して、0.5以上10以下であることが好ましく、1以上5以下であることがより好ましく、1.66以上5以下であることが更に好ましい。
<有機スルホン酸>
有機スルホン酸としては、例えば、脂肪族スルホン酸、芳香族スルホン酸等が挙げられる。脂肪族スルホン酸としては、例えば、アルカンスルホン酸、アルカノールスルホン酸等が挙げられる。
アルカンスルホン酸としては、例えば、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、1-プロパンスルホン酸、2-プロパンスルホン酸、1-ブタンスルホン酸、2-ブタンスルホン酸、ペンタンスルホン酸、ヘキサンスルホン酸、デカンスルホン酸、ドデカンスルホン酸等が挙げられる。
アルカノールスルホン酸としては、例えば、2-ヒドロキシエタン-1-スルホン酸、2-ヒドロキシプロパン-1-スルホン酸、2-ヒドロキシブタン-1-スルホン酸、2-ヒドロキシペンタン-1-スルホン酸、1-ヒドロキシプロパン-2-スルホン酸、3-ヒドロキシプロパン-1-スルホン酸、4-ヒドロキシブタン-1-スルホン酸、2-ヒドロキシヘキサン-1-スルホン酸、2-ヒドロキシデカン-1-スルホン酸および2-ヒドロキシドデカン-1-スルホン酸等が挙げられる。
芳香族スルホン酸としては、例えば、1-ナフタレンスルホン酸、2-ナフタレンスルホン酸、p-トルエンスルホン酸、キシレンスルホン酸、p-フェノールスルホン酸、クレゾールスルホン酸、スルホサリチル酸、ニトロベンゼンスルホン酸、スルホ安息香酸およびジフェニルアミン-4-スルホン酸等が挙げられる。
有機スルホン酸は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
前記有機スルホン酸は、芳香族スルホン酸を含有することが好ましい。
芳香族スルホン酸は、p-トルエンスルホン酸であることが好ましい。
脂肪族スルホン酸は、アルカンスルホン酸であることが好ましい。
アルカンスルホン酸は、メタンスルホン酸であることが好ましい。
前記フラックス中の、前記有機スルホン酸の含有量は、前記フラックスの総量(100質量%)に対して、0.2質量%以上10質量%以下であることが好ましく、0.5質量%以上5質量%以下であることがより好ましく、0.5質量%以上3質量%以下であることが更に好ましく、1質量%以上3質量%以下であることが特に好ましい。
前記有機スルホン酸の含有量が、前記範囲内以上であることにより、種々の表面処理が施された電極に対して濡れ性を高められるとともに、複数回のリフロー後であってもボイドの発生を抑制することができる。
<チキソ剤>
チキソ剤としては、例えば、エステル系チキソ剤、アマイド系チキソ剤、ソルビトール系チキソ剤等が挙げられる。
エステル系チキソ剤としては、例えばエステル化合物が挙げられ、具体的には硬化ひまし油、ミリスチン酸エチル等が挙げられる。
アマイド系チキソ剤としては、例えば、モノアマイド、ビスアマイド、ポリアマイドが挙げられ、具体的には、ラウリン酸アミド、パルミチン酸アミド、ステアリン酸アミド、ベヘン酸アミド、ヒドロキシステアリン酸アミド、飽和脂肪酸アミド、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、不飽和脂肪酸アミド、4-メチルベンズアミド(p-トルアミド)、p-トルエンメタンアミド、芳香族アミド、ヘキサメチレンヒドロキシステアリン酸アミド、置換アミド、メチロールステアリン酸アミド、メチロールアミド、脂肪酸エステルアミド等のモノアミド;メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、エチレンビスヒドロキシ脂肪酸(脂肪酸の炭素数C6~24)アミド、エチレンビスヒドロキシステアリン酸アミド、飽和脂肪酸ビスアミド、メチレンビスオレイン酸アミド、不飽和脂肪酸ビスアミド、m-キシリレンビスステアリン酸アミド、芳香族ビスアミド等のビスアミド;飽和脂肪酸ポリアミド、不飽和脂肪酸ポリアミド、芳香族ポリアミド、1,2,3-プロパントリカルボン酸トリス(2-メチルシクロヘキシルアミド)、環状アミドオリゴマー、非環状アミドオリゴマー等のポリアミドが挙げられる。
前記環状アミドオリゴマーは、ジカルボン酸とジアミンとが環状に重縮合したアミドオリゴマー、トリカルボン酸とジアミンとが環状に重縮合したアミドオリゴマー、ジカルボン酸とトリアミンとが環状に重縮合したアミドオリゴマー、トリカルボン酸とトリアミンとが環状に重縮合したアミドオリゴマー、ジカルボン酸及びトリカルボン酸とジアミンとが環状に重縮合したアミドオリゴマー、ジカルボン酸及びトリカルボン酸とトリアミンとが環状に重縮合したアミドオリゴマー、ジカルボン酸とジアミン及びトリアミンとが環状に重縮合したアミドオリゴマー、トリカルボン酸とジアミン及びトリアミンとが環状に重縮合したアミドオリゴマー、ジカルボン酸及びトリカルボン酸とジアミン及びトリアミンとが環状に重縮合したアミドオリゴマー等が挙げられる。
また、前記非環状アミドオリゴマーは、モノカルボン酸とジアミン及び/又はトリアミンとが非環状に重縮合したアミドオリゴマーである場合、ジカルボン酸及び/又はトリカルボン酸とモノアミンとが非環状に重縮合したアミドオリゴマーである場合等が挙げられる。モノカルボン酸又はモノアミンを含むアミドオリゴマーであると、モノカルボン酸、モノアミンがターミナル分子(terminal molecules)として機能し、分子量を小さくした非環状アミドオリゴマーとなる。また、非環状アミドオリゴマーは、ジカルボン酸及び/又はトリカルボン酸と、ジアミン及び/又はトリアミンとが非環状に重縮合したアミド化合物である場合、非環状高分子系アミドポリマーとなる。更に、非環状アミドオリゴマーは、モノカルボン酸とモノアミンとが非環状に縮合したアミドオリゴマーも含まれる。
ソルビトール系チキソ剤としては、例えば、ジベンジリデン-D-ソルビトール、ビス(4-メチルベンジリデン)-D-ソルビトール、(D-)ソルビトール、モノベンジリデン(-D-)ソルビトール、モノ(4-メチルベンジリデン)-(D-)ソルビトール等が挙げられる。
チキソ剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
前記チキソ剤は、エステル系チキソ剤を含有することが好ましい。
前記エステル系チキソ剤は、硬化ひまし油を含むことが好ましい。
前記フラックス中の、前記チキソ剤の含有量は、前記フラックスの総量(100質量%)に対して、3質量%以上20質量%以下であることが好ましく、5質量%以上15質量%以下であることがより好ましく、7質量%以上10質量%以下であることが更に好ましい。
<溶剤>
溶剤としては、例えば、水、アルコール系溶剤、グリコールエーテル系溶剤、テルピネオール類等が挙げられる。
アルコール系溶剤としては、例えば、イソプロピルアルコール、1,2-ブタンジオール、イソボルニルシクロヘキサノール、2,4-ジエチル-1,5-ペンタンジオール、2,2-ジメチル-1,3-プロパンジオール、2,5-ジメチル-2,5-ヘキサンジオール、2,5-ジメチル-3-ヘキシン-2,5-ジオール、2,3-ジメチル-2,3-ブタンジオール、2-メチルペンタン-2,4-ジオール、1,1,1-トリス(ヒドロキシメチル)プロパン、2-エチル-2-ヒドロキシメチル-1,3-プロパンジオール、2,2′-オキシビス(メチレン)ビス(2-エチル-1,3-プロパンジオール)、2,2-ビス(ヒドロキシメチル)-1,3-プロパンジオール、1,2,6-トリヒドロキシヘキサン、1-エチニル-1-シクロヘキサノール、1,4-シクロヘキサンジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、2,4,7,9-テトラメチル-5-デシン-4,7-ジオール等が挙げられる。
グリコールエーテル系溶剤としては、例えば、ジエチレングリコールモノ-2-エチルヘキシルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル(ヘキシルジグリコール)、ジエチレングリコールジブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、メチルプロピレントリグルコール、ブチルプロピレントリグルコール、トリエチレングリコールブチルメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル等が挙げられる。
溶剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
前記溶剤は、グリコールエーテル系溶剤を含むことが好ましい。
前記グリコールエーテル系溶剤は、ヘキシルジグリコールを含むことが好ましい。
前記フラックス中の、前記溶剤の合計の含有量は、前記フラックスの総量(100質量%)に対して、40質量%以上80質量%以下であることが好ましく、40質量%以上75質量%以下であることがより好ましく、50質量%以上75質量%以下であることが更に好ましい。
<その他の成分>
本実施形態におけるフラックスは、ロジン、アミン、有機スルホン酸、チキソ剤及び溶剤以外に、必要に応じてその他成分を含んでもよい。
その他成分としては、アミン及び有機スルホン酸以外の活性剤、ロジン以外の樹脂成分、金属不活性化剤、界面活性剤、シランカップリング剤、酸化防止剤、着色剤等が挙げられる。
アミン及び有機スルホン酸以外の活性剤としては、例えば、その他の有機酸系活性剤(すなわち、有機スルホン酸以外の有機酸)、ハロゲン系活性剤等が挙げられる。
その他の有機酸系活性剤:
その他の有機酸系活性剤としては、例えば、カルボン酸等が挙げられる。
カルボン酸としては、例えば、脂肪族カルボン酸、芳香族カルボン酸等が挙げられる。
有機酸系活性剤としては、例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、エイコサン二酸、サリチル酸、ジピコリン酸、ジブチルアニリンジグリコール酸、スベリン酸、セバシン酸、テレフタル酸、ドデカン二酸、パラヒドロキシフェニル酢酸、ピコリン酸、フェニルコハク酸、フタル酸、ラウリン酸、安息香酸、酒石酸、イソシアヌル酸トリス(2-カルボキシエチル)、1,3-シクロヘキサンジカルボン酸、2,2-ビス(ヒドロキシメチル)プロピオン酸、2,2-ビス(ヒドロキシメチル)ブタン酸、2,3-ジヒドロキシ安息香酸、2,4-ジエチルグルタル酸、2-キノリンカルボン酸、3-ヒドロキシ安息香酸、p-アニス酸、ステアリン酸、12-ヒドロキシステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ピメリン酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、イソペラルゴン酸、カプリン酸、カプロレイン酸、ウンデカン酸、ラウリン酸、リンデル酸、トリデカン酸、ミリストレイン酸、ペンタデカン酸、イソパルミチン酸、パルミトレイン酸、ヒラゴン酸、ヒドノカーピン酸、マーガリン酸、イソステアリン酸、エライジン酸、ペトロセリン酸、モロクチン酸、エレオステアリン酸、タリリン酸、バクセン酸、リミノレイン酸、ベルノリン酸、ステルクリン酸、ノナデカン酸、エイコサン酸、ダイマー酸、トリマー酸、ダイマー酸に水素を添加した水添物である水添ダイマー酸、トリマー酸に水素を添加した水添物である水添トリマー酸等が挙げられる。
ダイマー酸、トリマー酸としては、例えば、オレイン酸とリノール酸との反応物であるダイマー酸、オレイン酸とリノール酸との反応物であるトリマー酸、アクリル酸の反応物であるダイマー酸、アクリル酸の反応物であるトリマー酸、メタクリル酸の反応物であるダイマー酸、メタクリル酸の反応物であるトリマー酸、アクリル酸とメタクリル酸との反応物であるダイマー酸、アクリル酸とメタクリル酸との反応物であるトリマー酸、オレイン酸の反応物であるダイマー酸、オレイン酸の反応物であるトリマー酸、リノール酸の反応物であるダイマー酸、リノール酸の反応物であるトリマー酸、リノレン酸の反応物であるダイマー酸、リノレン酸の反応物であるトリマー酸、アクリル酸とオレイン酸との反応物であるダイマー酸、アクリル酸とオレイン酸との反応物であるトリマー酸、アクリル酸とリノール酸との反応物であるダイマー酸、アクリル酸とリノール酸との反応物であるトリマー酸、アクリル酸とリノレン酸との反応物であるダイマー酸、アクリル酸とリノレン酸との反応物であるトリマー酸、メタクリル酸とオレイン酸との反応物であるダイマー酸、メタクリル酸とオレイン酸との反応物であるトリマー酸、メタクリル酸とリノール酸との反応物であるダイマー酸、メタクリル酸とリノール酸との反応物であるトリマー酸、メタクリル酸とリノレン酸との反応物であるダイマー酸、メタクリル酸とリノレン酸との反応物であるトリマー酸、オレイン酸とリノレン酸との反応物であるダイマー酸、オレイン酸とリノレン酸との反応物であるトリマー酸、リノール酸とリノレン酸との反応物であるダイマー酸、リノール酸とリノレン酸との反応物であるトリマー酸、上述した各ダイマー酸の水添物である水添ダイマー酸、上述した各トリマー酸の水添物である水添トリマー酸等が挙げられる。
例えば、オレイン酸とリノール酸との反応物であるダイマー酸は、炭素数が36の2量体である。また、オレイン酸とリノール酸との反応物であるトリマー酸は、炭素数が54の3量体である。
その他の有機酸系活性剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
その他の有機酸系活性剤は、カルボン酸であることが好ましい。
カルボン酸は、脂肪族カルボン酸であることが好ましい。
脂肪族カルボン酸は、脂肪族ジカルボン酸であることが好ましい。
脂肪族ジカルボン酸は、アジピン酸であることが好ましい。
前記フラックス中の、その他の有機酸系活性剤の含有量は、前記フラックスの総量(100質量%)に対して、0質量%以上10質量%以下であることが好ましく、0質量%以上5質量%以下であることがより好ましく、0質量%以上3質量%以下であることが更に好ましい。
その他の有機酸系活性剤の含有量が上記範囲内であることにより、複数回のリフロー後であってもボイドの発生を抑制しやすくなる。
ハロゲン系活性剤:
ハロゲン系活性剤としては、例えば、アミンハロゲン化水素酸塩、アミンハロゲン化水素酸塩以外の有機ハロゲン化合物等が挙げられる。
アミンハロゲン化水素酸塩は、アミンとハロゲン化水素とを反応させた化合物である。
ここでのアミンとしては、脂肪族アミン、アゾール類、グアニジン類等が挙げられる。ハロゲン化水素としては、例えば、塩素、臭素、ヨウ素の水素化物が挙げられる。
脂肪族アミンとしては、例えば、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、エチレンジアミン等が挙げられる。
グアニジン類及びアゾール類としては、<アミン>において上述したものが挙げられる。
より具体的には、アミンハロゲン化水素酸塩としては、例えば、シクロヘキシルアミン臭化水素酸塩、ヘキサデシルアミン臭化水素酸塩、ステアリルアミン臭化水素酸塩、エチルアミン臭化水素酸塩、ジフェニルグアニジン臭化水素酸塩、エチルアミン塩酸塩、ステアリルアミン塩酸塩、ジエチルアニリン塩酸塩、ジエタノールアミン塩酸塩、2-エチルヘキシルアミン臭化水素酸塩、ピリジン臭化水素酸塩、イソプロピルアミン臭化水素酸塩、ジエチルアミン臭化水素酸塩、ジメチルアミン臭化水素酸塩、ジメチルアミン塩酸塩、ロジンアミン臭化水素酸塩、2-エチルヘキシルアミン塩酸塩、イソプロピルアミン塩酸塩、シクロヘキシルアミン塩酸塩、2-ピペコリン臭化水素酸塩、1,3-ジフェニルグアニジン塩酸塩、ジメチルベンジルアミン塩酸塩、ヒドラジンヒドラート臭化水素酸塩、ジメチルシクロヘキシルアミン塩酸塩、トリノニルアミン臭化水素酸塩、ジエチルアニリン臭化水素酸塩、2-ジエチルアミノエタノール臭化水素酸塩、2-ジエチルアミノエタノール塩酸塩、塩化アンモニウム、ジアリルアミン塩酸塩、ジアリルアミン臭化水素酸塩、ジエチルアミン塩酸塩、トリエチルアミン臭化水素酸塩、トリエチルアミン塩酸塩、ヒドラジン一塩酸塩、ヒドラジン二塩酸塩、ヒドラジン一臭化水素酸塩、ヒドラジン二臭化水素酸塩、ピリジン塩酸塩、アニリン臭化水素酸塩、ブチルアミン塩酸塩、へキシルアミン塩酸塩、n-オクチルアミン塩酸塩、ドデシルアミン塩酸塩、ジメチルシクロヘキシルアミン臭化水素酸塩、エチレンジアミン二臭化水素酸塩、ロジンアミン臭化水素酸塩、2-フェニルイミダゾール臭化水素酸塩、4-ベンジルピリジン臭化水素酸塩、L-グルタミン酸塩酸塩、N-メチルモルホリン塩酸塩、ベタイン塩酸塩、2-ピペコリンヨウ化水素酸塩、シクロヘキシルアミンヨウ化水素酸塩、1,3-ジフェニルグアニジンフッ化水素酸塩、ジエチルアミンフッ化水素酸塩、2-エチルヘキシルアミンフッ化水素酸塩、シクロヘキシルアミンフッ化水素酸塩、エチルアミンフッ化水素酸塩、ロジンアミンフッ化水素酸塩、シクロヘキシルアミンテトラフルオロホウ酸塩、及びジシクロヘキシルアミンテトラフルオロホウ酸塩等が挙げられる。
また、ハロゲン系活性剤としては、例えば、アミンとテトラフルオロホウ酸(HBF)とを反応させた塩、アミンと三フッ化ホウ素(BF)とを反応させた錯体も用いることができる。
前記錯体としては、例えば、三フッ化ホウ素ピぺリジン等が挙げられる。
アミンハロゲン化水素酸塩以外の有機ハロゲン化合物としては、例えば、trans-2,3-ジブロモ-2-ブテン-1,4-ジオール、トリアリルイソシアヌレート6臭化物、イソシアヌル酸トリス-(2,3-ジブロモプロピル)、1-ブロモ-2-ブタノール、1-ブロモ-2-プロパノール、3-ブロモ-1-プロパノール、3-ブロモ-1,2-プロパンジオール、1,4-ジブロモ-2-ブタノール、1,3-ジブロモ-2-プロパノール、2,3-ジブロモ-1-プロパノール、2,3-ジブロモ-2-ブテン-1,4-ジオール等が挙げられる。
また、アミンハロゲン化水素酸塩以外の有機ハロゲン化合物としては、ハロゲン化カルボキシル化合物も挙げられ、例えば、2-ヨード安息香酸、3-ヨード安息香酸、2-ヨードプロピオン酸、5-ヨードサリチル酸、5-ヨードアントラニル酸などのヨウ化カルボキシル化合物;2-クロロ安息香酸、3-クロロプロピオン酸などの塩化カルボキシル化合物;2,3-ジブロモプロピオン酸、2,3-ジブロモコハク酸、2-ブロモ安息香酸などの臭素化カルボキシル化合物等が挙げられる。
ハロゲン系活性剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
ハロゲン系活性剤は、アミンハロゲン化水素酸塩であることが好ましい。
アミンハロゲン化水素酸塩は、グアニジン類とハロゲン化水素とを反応させた化合物であることが好ましい。
グアニジン類とハロゲン化水素とを反応させた化合物は、ジフェニルグアニジンとハロゲン化水素とを反応させた化合物であることが好ましい。
ジフェニルグアニジンとハロゲン化水素とを反応させた化合物は、ジフェニルグアニジン臭化水素酸塩であることが好ましい。
前記フラックス中の、前記ハロゲン系活性剤の含有量は、前記フラックスの総量(100質量%)に対して、0質量%以上5質量%以下であることが好ましく、0.2質量%以上3質量%以下であることがより好ましく、0.5質量%以上2質量%以下であることが更に好ましい。
ロジン系樹脂以外の樹脂成分:
ロジン系樹脂以外の樹脂成分としては、例えば、テルペン樹脂、変性テルペン樹脂、テルペンフェノール樹脂、変性テルペンフェノール樹脂、スチレン樹脂、変性スチレン樹脂、キシレン樹脂、変性キシレン樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、アクリル-ポリエチレン共重合樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。
変性テルペン樹脂としては、芳香族変性テルペン樹脂、水添テルペン樹脂、水添芳香族変性テルペン樹脂等が挙げられる。変性テルペンフェノール樹脂としては、水添テルペンフェノール樹脂等が挙げられる。変性スチレン樹脂としては、スチレンアクリル樹脂、スチレンマレイン酸樹脂等が挙げられる。変性キシレン樹脂としては、フェノール変性キシレン樹脂、アルキルフェノール変性キシレン樹脂、フェノール変性レゾール型キシレン樹脂、ポリオール変性キシレン樹脂、ポリオキシエチレン付加キシレン樹脂等が挙げられる。
金属不活性化剤:
金属不活性化剤としては、例えば、ヒンダードフェノール系化合物、窒素化合物等が挙げられる。
ここでいう「金属不活性化剤」とは、ある種の化合物との接触により金属が劣化することを防止する性能を有する化合物をいう。
ヒンダードフェノール系化合物とは、フェノールのオルト位の少なくとも一方に嵩高い置換基(例えばt-ブチル基等の分岐状又は環状アルキル基)を有するフェノール系化合物をいう。
ヒンダードフェノール系化合物としては、特に限定されず、例えば、ビス[3-(3-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロピオン酸][エチレンビス(オキシエチレン)]、N,N’-ヘキサメチレンビス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロパンアミド]、1,6-ヘキサンジオールビス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオナート]、2,2’-メチレンビス[6-(1-メチルシクロヘキシル)-p-クレゾール]、2,2’-メチレンビス(6-tert-ブチル-p-クレゾール)、2,2’-メチレンビス(6-tert-ブチル-4-エチルフェノール)、トリエチレングリコール-ビス[3-(3-tert-ブチル-5-メチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、1,6-ヘキサンジオール-ビス-[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、2,4-ビス-(n-オクチルチオ)-6-(4-ヒドロキシ-3,5-ジ-t-ブチルアニリノ)-1,3,5-トリアジン、ペンタエリスリチル-テトラキス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、2,2-チオ-ジエチレンビス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、オクタデシル-3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、N,N’-ヘキサメチレンビス(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシ-ヒドロシンナマミド)、3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンジルフォスフォネート-ジエチルエステル、1,3,5-トリメチル-2,4,6-トリス(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)ベンゼン、N,N’-ビス[2-[2-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)エチルカルボニルオキシ]エチル]オキサミド、下記化学式で表される化合物等が挙げられる。
Figure 2022183730000003
(式中、Zは、置換されてもよいアルキレン基である。R及びRは、それぞれ独立して、置換されてもよい、アルキル基、アラルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、シクロアルキル基又はヘテロシクロアルキル基である。R及びRは、それぞれ独立して、置換されてもよいアルキル基である。)
金属不活性化剤における窒素化合物としては、例えば、ヒドラジド系窒素化合物、アミド系窒素化合物、トリアゾール系窒素化合物、メラミン系窒素化合物等が挙げられる。
ヒドラジド系窒素化合物としては、ヒドラジド骨格を有する窒素化合物であればよく、ドデカン二酸ビス[N2-(2ヒドロキシベンゾイル)ヒドラジド]、N,N’-ビス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオニル]ヒドラジン、デカンジカルボン酸ジサリチロイルヒドラジド、N-サリチリデン-N’-サリチルヒドラジド、m-ニトロベンズヒドラジド、3-アミノフタルヒドラジド、フタル酸ジヒドラジド、アジピン酸ヒドラジド、オキザロビス(2-ヒドロキシ-5-オクチルベンジリデンヒドラジド)、N’-ベンゾイルピロリドンカルボン酸ヒドラジド、N,N’-ビス(3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオニル)ヒドラジン等が挙げられる。
アミド系窒素化合物としては、アミド骨格を有する窒素化合物であればよく、N,N’-ビス{2-[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシル]エチル}オキサミド等が挙げられる。
トリアゾール系窒素化合物としては、トリアゾール骨格を有する窒素化合物であればよく、N-(2H-1,2,4-トリアゾール-5-イル)サリチルアミド、3-アミノ-1,2,4-トリアゾール、3-(N-サリチロイル)アミノ-1,2,4-トリアゾール等が挙げられる。
メラミン系窒素化合物としては、メラミン骨格を有する窒素化合物であればよく、メラミン、メラミン誘導体等が挙げられる。より具体的には、例えば、トリスアミノトリアジン、アルキル化トリスアミノトリアジン、アルコキシアルキル化トリスアミノトリアジン、メラミン、アルキル化メラミン、アルコキシアルキル化メラミン、N2-ブチルメラミン、N2,N2-ジエチルメラミン、N,N,N’,N’,N’’,N’’-ヘキサキス(メトキシメチル)メラミン等が挙げられる。
界面活性剤:
界面活性剤としては、ノニオン系界面活性剤、弱カチオン系界面活性剤等が挙げられる。
ノニオン系界面活性剤としては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリエチレングリコール-ポリプロピレングリコール共重合体、脂肪族アルコールポリオキシエチレン付加体、芳香族アルコールポリオキシエチレン付加体、多価アルコールポリオキシエチレン付加体が挙げられる。
弱カチオン系界面活性剤としては、例えば、末端ジアミンポリエチレングリコール、末端ジアミンポリエチレングリコール-ポリプロピレングリコール共重合体、脂肪族アミンポリオキシエチレン付加体、芳香族アミンポリオキシエチレン付加体、多価アミンポリオキシエチレン付加体が挙げられる。
上記以外の界面活性剤としては、例えば、ポリオキシアルキレンアセチレングリコール類、ポリオキシアルキレングリセリルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンエステル、ポリオキシアルキレンアルキルアミン、ポリオキシアルキレンアルキルアミド等が挙げられる。
本実施形態のフラックスは、ロジン、チキソ剤及び溶剤に加え、アミンと有機スルホン酸とを組み合わせて含有することにより、種々の表面処理が施されたいずれの電極に対しても、十分な濡れ性を発揮するとともに、複数回のリフロー後であってもボイドの発生を十分に抑制する。
NiAuめっき処理された電極に比べて、Cu-OSP処理された電極、Snめっき処理された電極は表面が酸化されやすいため、濡れにくい。また、これら3種類の電極のうち、Snめっき処理された電極は表面が最も酸化されやすいため、Snめっき処理された電極は最も濡れにくい。
本実施形態のフラックスは、NiAuめっき、Cu-OSP処理、及びSnめっきの処理が施された電極のいずれに対しても、十分な濡れ性を発揮する。
(ソルダペースト)
本実施形態のソルダペーストは、はんだ合金粉末と、上述したフラックスと、を含有する。
はんだ合金粉末は、Sn単体のはんだの粉体、または、Sn-Ag系、Sn-Cu系、Sn-Ag-Cu系、Sn-Bi系、Sn-In系等、あるいは、これらの合金にSb、Bi、In、Cu、Zn、As、Ag、Cd、Fe、Ni、Co、Au、Ge、P等を添加したはんだ合金の粉体で構成されてもよい。
はんだ合金粉末は、Sn-Pb系、あるいは、Sn-Pb系にSb、Bi、In、Cu、Zn、As、Ag、Cd、Fe、Ni、Co、Au、Ge、P等を添加したはんだ合金の粉体で構成されてもよい。
はんだ合金粉末は、Pbを含まないはんだであることが好ましい。
フラックスの含有量:
ソルダペースト中、フラックスの含有量は、ソルダペーストの全質量に対して5~30質量%であることが好ましく、5~15質量%であることがより好ましい。
本実施形態のソルダペーストは、ロジンと、アミンと、有機スルホン酸と、チキソ剤と、溶剤とを含有することにより、種々の表面処理が施されたいずれの電極に対しても、十分な濡れ性を発揮するとともに、複数回のリフロー後であってもボイドの発生を十分に抑制する。
NiAuめっき処理された電極に比べて、Cu-OSP処理された電極、Snめっき処理された電極は表面が酸化されやすいため、濡れにくい。また、これら3種類の電極のうち、Snめっき処理された電極は表面が最も酸化されやすいため、Snめっき処理された電極は最も濡れにくい。
本実施形態のソルダペーストは、NiAuめっき、Cu-OSP処理、及びSnめっきの処理が施された電極のいずれに対しても、十分な濡れ性を発揮する。
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
<フラックスの調製>
(実施例1~11、比較例1~9)
以下の表1から表2に示す組成で実施例及び比較例のフラックスを調合した。
ロジン:アクリル酸変性水添ロジン、ロジンエステル
アミン:ロジンアミン、2-フェニル-4-メチルイミダゾール、2-エチルイミダゾール、1,3-ジ-o-トリルグアニジン(ジトリルグアニジン)
有機スルホン酸:p-トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸
その他の活性剤:アジピン酸、ジフェニルグアニジン臭化水素酸塩
チキソ剤:硬化ひまし油
溶剤:ヘキシルジグリコール
<ソルダペーストの調製>
各例のフラックスと、下記のはんだ合金粉末と、をそれぞれ混合してソルダペーストを調合した。調合したソルダペーストは、いずれも、フラックスが10.5質量%、はんだ合金粉末が89.5質量%である。
ソルダペースト中のはんだ合金粉末は、Agが3質量%、Cuが0.5質量%、残部がSnのはんだ合金からなる粉末である。
はんだ合金粉末は、JIS Z 3284-1:2014における粉末サイズの分類(表2)において、記号6を満たすサイズ(粒度分布)である。
<濡れ性の評価>
検証方法:
基板に対して、NiAuめっきを施した基板、Cu-OSP処理ガラスエポキシ基板、及びSnめっき施した基板を用意した。
ランドサイズを8mm×8mmとし、マスク厚を80μmに設定して、それぞれの基板上に、調製したソルダペーストを印刷した。
次いで、ソルダペーストを印刷した基板をリフロー処理した。
リフロー条件は、150℃まで2℃/秒で昇温させ、150~180℃で80秒間昇温した後、180~240℃まで2℃/秒で昇温させつつ、220℃以上で40秒間保持とした。
リフローは、N雰囲気下、酸素濃度80~150ppmで行った。
リフロー時の温度変化を示すグラフを図1に示す。
リフロー後のそれぞれの基板の表面状態を、次に示す判定基準により評価した。
実施例1~11、比較例1~9の評価結果を表1~2に示した。
判定基準:
A:印刷面に均一にはんだが濡れている。
B:印刷外周部にディウエットが発生している。
C:印刷面の半分以上にディウエットが発生している。
NiAuめっきを施した基板、Cu-OSP処理ガラスエポキシ基板、及びSnめっき施した基板に対し、ソルダペーストを印刷し、リフロー後の基板の濡れの状態を示す写真及び濡れの判定基準を、図2に示した。図2は、左から、NiAuめっきを施した基板、Cu-OSP処理ガラスエポキシ基板、及びSnめっきを施した基板であり、上から、濡れの状態の評価がA、B、Cである。
<ボイド発生の評価>
検証方法:
メタルマスク(開口径0.30mm、マスク厚80μm)を用いて、基板(Cu-OSP処理ガラスエポキシ基板)上の、10個のパッド(直径0.25mm)にソルダペーストを印刷した。
ソルダペーストを印刷した基板に対し、<濡れ性の評価>と同一の条件でリフローを1回行った。10個の各パッドにおいて、それぞれ、基板の鉛直方向からX線を照射して、透過X線を解析することにより、ボイド面積を測定した。ボイド面積の測定では、X線が少なくとも1個のボイドを通過した場合には、ボイドが存在したものとして測定した。ボイドは、直径5μm以上のものを検出した。
次いで、パッドのランド面積に対するボイドの総面積の割合を算出した。得られた割合の平均値を算出し、初期ボイド面積率とした。
初期ボイド面積率の判定基準:
A:初期ボイド面積率が、10%未満である。
B:初期ボイド面積率が、10%以上である。
実施例1~11、比較例1~9の評価結果を表1~2に示した。
続いて、初期ボイド面積率の評価がAであったペーストが印刷された各パッドに対し、更に、同じ条件でリフローを2回行った。すなわち、同一のパッドに対して計3回のリフローを行った。
次いで、10個の各パッドにおいて、それぞれ、パッドのランド面積に対するボイドの総面積の割合を算出した。得られた割合の平均値を算出し、初期ボイド面積率に対する増加率を算出し、ボイド面積増加率とした。
ボイド面積増加率の判定基準:
A:ボイド増加率が5%未満である。
B:ボイド面積増加率が5%以上である。
実施例1~11、比較例3~5、7、9の評価結果を表1~2に示した。
Figure 2022183730000004
Figure 2022183730000005
アミン及び有機スルホン酸を含む実施例1のフラックスは、NiAuめっき基板の濡れがAであり、Cu-OSP処理ガラスエポキシ基板の濡れがAであり、Snめっき基板の濡れがBであり、初期ボイド面積率がAであり、ボイド面積増加率はAであった。
これに対し、アミン及び有機スルホン酸をいずれも含まない比較例1のフラックスは、NiAuめっき基板の濡れはAであり、Cu-OSP処理ガラスエポキシ基板の濡れがCであり、Snめっき基板の濡れがCであり、初期ボイド面積率がBであった。
アミン及び有機スルホン酸を含む実施例3のフラックスは、NiAuめっき基板の濡れがAであり、Cu-OSP処理ガラスエポキシ基板の濡れがAであり、Snめっき基板の濡れがBであり、初期ボイド面積率がAであり、ボイド面積増加率はAであった。
これに対し、有機スルホン酸を含まない比較例4のフラックスは、NiAuめっき基板の濡れはAであり、Cu-OSP処理ガラスエポキシ基板の濡れがAであり、Snめっき基板の濡れがCであり、初期ボイド面積率がAであり、ボイド面積増加率はAであった。
アミン及び有機スルホン酸を含む実施例5のフラックスは、NiAuめっき基板の濡れがAであり、Cu-OSP処理ガラスエポキシ基板の濡れがAであり、Snめっき基板の濡れがBであり、初期ボイド面積率がAであり、ボイド面積増加率はAであった。
これに対し、有機スルホン酸を含まない比較例6のフラックスは、NiAuめっき基板の濡れはAであり、Cu-OSP処理ガラスエポキシ基板の濡れがAであり、Snめっき基板の濡れがBであり、初期ボイド面積率がBであった。
アミン及び有機スルホン酸を含む実施例9のフラックスは、NiAuめっき基板の濡れがAであり、Cu-OSP処理ガラスエポキシ基板の濡れがBであり、Snめっき基板の濡れがBであり、初期ボイド面積率がAであり、ボイド面積増加率はAであった。
これに対し、有機スルホン酸を含まない比較例8のフラックスは、NiAuめっき基板の濡れはAであり、Cu-OSP処理ガラスエポキシ基板の濡れがCであり、Snめっき基板の濡れがCであり、初期ボイド面積率がBであった。
アミン及び有機スルホン酸を含む実施例1のフラックスは、NiAuめっき基板の濡れがAであり、Cu-OSP処理ガラスエポキシ基板の濡れがAであり、Snめっき基板の濡れがBであり、初期ボイド面積率がAであり、ボイド面積増加率はAであった。
これに対し、アミンを含まない比較例5のフラックスは、NiAuめっき基板の濡れはBであり、Cu-OSP処理ガラスエポキシ基板の濡れはBであり、Snめっき基板の濡れがCであり、初期ボイド面積率がAであり、ボイド面積増加率はAであった。
有機酸を含まない比較例2のフラックスは、Snめっき基板の濡れがCであり、初期ボイド面積率がBであった。
アジピン酸の含有量が3質量%であり、有機スルホン酸を含まない比較例4のフラックスは、Snめっき基板の濡れがCであり、初期ボイド面積率がAであり、ボイド面積増加率はAであった。
また、アジピン酸の含有量が5質量%であり、有機スルホン酸を含まない比較例3のフラックスは、Snめっき基板の濡れがBであり、初期ボイド面積率がAであり、ボイド面積増加率はBであった。
また、アジピン酸の含有量が5質量%であり、有機スルホン酸を含まない比較例7、9のフラックスは、初期ボイド面積率がAであり、ボイド面積増加率はBであった。
一方、アミン及び有機スルホン酸を含む実施例1~11のフラックスは、NiAuめっき基板の濡れはAであり、Cu-OSP処理ガラスエポキシ基板の濡れはA又はBであり、Snめっき基板の濡れがBであり、初期ボイド面積率がAであり、ボイド面積増加率はAであった。
本発明の実施例1~11のフラックス及びソルダペーストは、アミン及び有機スルホン酸を含むことにより、NiAuめっき基板、Cu-OSP処理ガラスエポキシ基板、及びSnめっき基板に対する濡れを十分なものとすることができるとともに、初期ボイド面積率及びボイド面積増加率を十分に低減することができた。
ロジンアミン又はイミダゾールを含み、有機スルホン酸の含有量が、フラックスの総量に対して1質量%以上である、本発明の実施例1及び実施例3~8のフラックスは、NiAuめっき基板、Cu-OSP処理ガラスエポキシ基板、及びSnめっき基板のいずれの基板に対しても濡れを優れたものにすることができた。
本発明によれば、種々の表面処理が施された電極に対して濡れ性を高められるとともに、複数回のリフロー後であってもボイドの発生を抑制することができるフラックス及びソルダペーストを提供することができる。このソルダペースト及びフラックスは、複数回のリフローを伴うはんだ付けに好適に用いることができる。

Claims (5)

  1. ロジンと、アミンと、有機スルホン酸と、チキソ剤と、溶剤とを含有する、フラックス。
  2. 前記有機スルホン酸は、アルカンスルホン酸、アルカノールスルホン酸及び芳香族スルホン酸からなる群より選択される1種以上である、請求項1に記載のフラックス。
  3. 前記有機スルホン酸は、p-トルエンスルホン酸及びメタンスルホン酸からなる群より選択される1種以上である、請求項2に記載のフラックス。
  4. 前記アミンは、ロジンアミン、アゾール類及びグアニジン類からなる群より選択される1種以上である、請求項1~3のいずれか一項に記載のフラックス。
  5. はんだ合金粉末と、請求項1~4のいずれか一項に記載のフラックスと、を含有する、ソルダペースト。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2722256B2 (ja) * 1989-08-31 1998-03-04 ニホンハンダ株式会社 クリームはんだ
US5297721A (en) 1992-11-19 1994-03-29 Fry's Metals, Inc. No-clean soldering flux and method using the same
CN104476017B (zh) * 2014-11-13 2016-09-21 兑元工业科技(惠州)有限公司 一种无铅焊料用助焊剂及其制备方法
CN108296672A (zh) * 2017-12-31 2018-07-20 天长市飞龙金属制品有限公司 一种耐腐蚀稳定助焊剂
JP6643744B1 (ja) * 2019-05-27 2020-02-12 千住金属工業株式会社 はんだペースト及びはんだペースト用フラックス
JP6967050B2 (ja) * 2019-09-27 2021-11-17 株式会社タムラ製作所 はんだ付け用フラックス組成物
JP2021091197A (ja) 2019-12-12 2021-06-17 株式会社デュプロ インクジェット記録装置、その制御方法およびその制御プログラム

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