JP4103784B2 - はんだ付け用フラックス組成物、はんだペーストおよびはんだ付け方法 - Google Patents
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Description
このようなフラックスを用いて、プリント配線板に電子部品をはんだ付けすると、はんだ付け終了後に、フラックス成分の一部または大部分がプリント配線板に残る。これをフラックス残渣というが、従来は、プリント配線板の電気的信頼性を確保するためにフロンなどの溶媒により洗浄除去されていた。しかし、フロンの利用が規制された後は、フラックス残渣を洗浄除去しない方法が一般的になりつつあり、そのため、フラックス材料には、プリント配線板上に残るフラックス残渣の影響を受けず、電気的および機械的な高信頼性を達することが強く要望されている。すなわち、高温高湿条件下におかれても、激しい温度変化にあっても、フラックス残渣の影響が無く、電気的信頼性は確保される必要がある。
これに対して、配合時には低粘度であり、はんだ付け後には分子量が高くなり、フラックス残渣中からプリント配線板上に化合物成分が移行しないようにして、さらに可とう性を向上して耐クラック性を改善するために、熱硬化性樹脂の添加が提案されている(特許文献7、8)。しかし、理想に反して現実的には、主剤と硬化剤からなる通常の熱硬化性樹脂を使用した場合には、それぞれ反応性を有する主剤と硬化剤の2つの成分が、フラックス中に含有される活性剤成分と相互作用して、主剤と硬化剤の間の反応に影響するために、フラックス作用に悪影響を及ぼしたり、あるいは、十分な耐クラック性を達せなかったりして、実用には適さなかった。
本発明の別の目的は、優れたはんだぬれ性を発現すると共に、接合後の電気的信頼性に優れるはんだ付けを、容易に行うことが可能なはんだ付け方法を提供することにある。
[1] 1分子中に潜在化されたカルボキシル基とオキセタン基をそれぞれ1個以上有する化合物を含有することを特徴とするはんだ付け用フラックス組成物。
[2] 1分子中に潜在化されたカルボキシル基とオキセタン基をそれぞれ1個以上有する化合物が、ヒドロキシル基とオキセタン基を同一分子中に有する化合物の該ヒドロキシル基と環状酸無水物を開環ハーフエステル化反応させ、さらに発生したカルボキシル基に対してビニル(チオ)エーテル化合物を反応させることにより得られる化合物である前記の[1]に記載のはんだ付け用フラックス組成物。
[3] 1分子中に潜在化されたカルボキシル基とオキセタン基をそれぞれ1個以上有する化合物が、下記式(1)で表される化合物、または(4)で表される基を繰り返し単位として有し、該繰り返し単位の数が1〜400である化合物から選択される少なくとも1種以上である前記の[1]または[2]に記載のはんだ付け用フラックス組成物。
[5] 前記の非イオン性有機ハロゲン化合物が、1分子中に2,3−ジブロモプロピル基を少なくとも1個以上有する化合物である前記の[4]に記載のはんだ付け用フラックス組成物。
[6] 樹脂、活性剤、熱潜在性触媒、チクソトロピー性付与剤、酸化防止剤、防錆剤、キレート化剤および溶剤からなる群より選択される少なくとも1種をさらに含む前記の[1]〜[5]のいずれかに記載のはんだ付け用フラックス組成物。
[7] 前記の[1]〜[6]のいずれかに記載のはんだ付け用フラックス組成物とはんだ粉末とを含むはんだペースト。
[8] はんだ粉末が、錫(Sn)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、銀(Ag)、アンチモン(Sb)、鉛(Pb)、インジウム(In)、アルミニウム(Al)、ビスマス(Bi)、ニッケル(Ni)、金(Au)およびゲルマニウム(Ge)からなる群より選択される1種または2種以上を含むはんだ粉末である前記の[7]に記載のはんだペースト。
[9] はんだ粉末が、錫/銀合金(Sn/Ag)、錫/銀/銅合金(Sn/Ag/Cu)、錫/銀/ビスマス/インジウム(Sn/Ag/Bi/In)、錫/銅合金(Sn/Cu)、錫/銅/ニッケル(Sn/Cu/Ni)、錫/亜鉛合金(Sn/Zn)、錫/亜鉛/ビスマス合金(Sn/Zn/Bi)、錫/亜鉛/アルミニウム(Sn/Zn/Al)、錫/亜鉛/ビスマス/アルミニウム(Sn/Zn/Bi/Al)、錫/亜鉛/ビスマス/インジウム(Sn/Zn/Bi/In)、さらには、錫/ビスマス合金(Sn/Bi)、錫/インジウム合金(Sn/In)からなるはんだ粉末を含み、鉛金属を含まないことを特徴とする前記の[7]または[8]に記載のはんだペースト。
[10] 前記の[1]〜[6]のいずれかに記載のはんだ付け用フラックス組成物をプリント配線板の電極部に設ける工程(A)と、はんだバンプを形成した電子部品を準備する工程(B)と、工程(A)で得られたプリント配線板に工程(B)で準備した電子部品を搭載する工程(C)と工程(C)で得られた電子部品を備えるプリント配線板をリフローして実装する工程(D1)とを含むはんだ付け方法。
[11] 前記の[1]〜[6]のいずれかに記載のはんだ付け用フラックス組成物をプリント配線板の電極部に設ける工程(A)と工程(A)で得られたプリント配線板にフロー法またはディップ法によりはんだを供給する工程(D2)とを含むはんだ付け方法。
[12] 前記の[7]〜[9]のいずれか1項に記載のはんだペーストをプリント配線板の電極部に印刷する工程(X)と、工程(X)で得られたプリント配線板に電子部品を搭載する工程(Y)と、工程(Y)で得られた電子部品を備えるプリント配線板をリフローして実装する工程(Z)とを含むはんだ付け方法。
[13] 前記の[1]〜[6]のいずれかに記載のはんだ付け用フラックス組成物を用いて、あるいは、前記の[7]〜[9]のいずれかに記載のはんだペーストを用いて、電子部品をはんだ付けして使用されるプリント配線板。
そのため、プリント配線板等の電子部品材料として好適に使用できる。
本発明のフラックス組成物およびはんだペーストは、1分子中に潜在化されたカルボキシル基とオキセタン基をそれぞれ1個以上有する化合物(A)を含有することを特徴とする。
潜在化されたカルボキシル基とオキセタン基を同一分子中に有する化合物(A)としては、例えば、下記式(1)で表される化合物や、あるいは下記式(4)で表される基を繰り返し単位として有し、該繰り返し単位の数が1〜400である化合物等が挙げられる。
すなわち、工程Iの反応として、ヒドロキシル基およびオキセタン基を同一分子中に有するヒドロキシオキセタン化合物(a1)の該ヒドロキシル基に、1分子あたり環状酸無水基を1個以上有する化合物(a2)を開環ハーフエステル化反応させ、次いで工程IIの反応として、前記の工程Iの反応で得られた化合物を出発原料として、この化合物の新たに生成したカルボキシル基に、ビニル(チオ)エーテル化合物(a3)を付加させることにより、該カルボキシル基がブロック化された化合物(A)が得られる。
前記の一連の2段階の反応は、逐次行ってもよいし、中間反応物を一旦回収することなく、同一反応容器中で継続して行ってもよい。
ヒドロキシル基およびオキセタン基を同一分子中に有するヒドロキシオキセタン化合物(a1)としては、下記式(5)で表される化合物が挙げられる。
前記の原料(a1)は1種単独で、または2種以上を混合して使用できる。
1) 1分子中に1個の環状カルボン酸無水基を有する化合物として、無水フタル酸、無水トリメリット酸、テトラブロモ無水フタル酸、テトラクロロ無水フタル酸等の芳香族カルボン酸無水物;無水コハク酸、無水マレイン酸、ドデセニル無水コハク酸等の脂肪族カルボン酸の無水物;テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、無水メチルナジック酸、無水ハイミック酸、無水クロレンド酸(商品名は無水へット酸)等の脂環式カルボン酸無水物等が挙げられ、また、
2) 1分子中に2個以上の環状カルボン酸無水基を有する化合物として、無水ピロメリット酸3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、4,4’−オキシジフタル酸二無水物、エチレングリコールビス(アンヒドロトリメリテート)、グリセロールビスアンヒドロトリメリテートモノアセテート、ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物等の芳香族カルボン酸無水物;ブタンテトラカルボン酸二無水物等の脂肪族カルボン酸の無水物;水添無水トリメリット酸、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロ−3−フラニル)−3−メチル−3−シクロへキセン−1,2−ジカルボン酸無水物、3,4−ジカルボキシ−1,2,3,4−テトラヒドロ−1−ナフタレンコハク酸二無水物等の脂環式カルボン酸無水物等が挙げられる。
前記の1分子中に環状酸無水基を1個以上有する化合物(a1)は、環状カルボン酸無水基以外の官能基を有していてもよく、カルボキシル基を有している場合、該カルボキシル基は工程IIで、前記のビニル(チオ)エーテル(a3)と反応し、本発明の自己架橋性樹脂(A)の潜在性活性基の一部として機能させることができる。具体的には、例えば、無水ピロメリット酸等ベンゼンポリカルボン酸が無水物を形成したもの;シクロヘキサン−1,3,4−トリカルボン酸−3,4−無水物等のシクロアルカンポリカルボン酸が無水物を形成したもの等が好適に使用することができる。
これらの、環状酸無水物(a2)の中でも、無水コハク酸、テトラヒドロ無水フタル酸、3,4−ジカルボキシ−1,2,3,4−テトラヒドロ−1−ナフタレンコハク酸二無水物、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロ−3−フラニル)−3−メチル−3−シクロへキセン−1,2−ジカルボン酸無水物が、入手性の点と、得られる自己架橋性樹脂の溶剤や樹脂に対する溶解性の点から好ましく挙げられる。
前記の原料(a2)は1種単独で、または2種以上を混合して使用できる。
前記の原料(a3)は、1種単独で、または2種以上を混合して使用できる。
また、ジブチルすずジラウレートやブチルチンオキシアセテートなどの有機スズ化合物も反応を促進させる触媒として使用することができる。
より具体的には、n−プロパノール、n−ブタノール、n−ヘキサノール、n−オクタノ−ル、2−エチルヘキサノール等の第1級アルコール類、またはイソプロパノール、2−ブタノール、2−ヘキサノール、2−オクタノ−ル、シクロヘキサノール等の第2級アルコール類のリン酸モノエステル類もしくはリン酸ジエステル類が挙げられる。
前記の触媒は、1種単独で、または2種以上を混合して使用できる。
これらのビニル(チオ)エーテル化合物は、1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
当量比が、1:1よりアルキルビニルエーテルまたはアルキルビニルチオエーテルが少ないと、前記式(4)の酸価が下がらないので好ましくなく、前記の当量比が1:5より多いと、未反応物として多量に残存するので好ましくない。
また、反応温度は、通常室温〜200℃の範囲の温度であればよく、好ましくは、室温〜150℃である。また、この反応の反応温度は、反応進行状況に応じて、適宜選定すればよいが、通常1〜100時間でよい。
より好ましくは、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PMA)が挙げられる。
前記の有機溶剤は、1種単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。前記の有機溶媒の使用量は、特に限定されないが、反応原料100質量部に対して、通常、5〜95質量部、好ましくは、20〜80質量部である。
全2段階の反応において、有機溶剤は、同一のあるいは相異なる溶剤を用いることができ、後段の工程IIの反応においては、前段階で用いた溶剤の一部または全部を留去等の方法で除去してもよいし、除去せずそのままあるいはさらに溶剤を追加して使用してもよい。
前記の化合物としては、具体的には例えば、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、ノニルナフタレンスルホン酸などのスルホン酸類とn−プロパノール、n−ブタノール、n−ヘキサノール、n−オクタノ−ルなどの第一級アルコール類またはイソプロパノール、2−ブタノール、2−ヘキサノール、2−オクタノ−ル、シクロヘキサノールなどの第二級アルコール類とのエステル化物、さらには前記スルホン酸類とオキシラン基含有化合物との反応により得られるβ‐ヒドロキシアルキルスルホン酸エステル類などが挙げられる。
該リン酸エステル類(v)としては、例えば、工程Iで用いることのできる前記の酸触媒、すなわち前記の式(9)で表される化合物が挙げられる。
[R14 3NR15]+X- ・・・・・(11)
[R16 3PR17]+X- ・・・・・(12)
[R18 2OR19]+X- ・・・・・(13)
[R20 2SR21]+X- ・・・・・(14)
(式(11)〜(14)中のR14、R16、R18、R20は炭素数1〜12のアルキル基、アルケニル基、アリール基、アルカリール基、アルカノール基またはシクロアルキル基であって、2個のR14、R16、R18、R20は互いに結合してN、P、OまたはSをヘテロ原子とする複素環を形成していてもよく、R15、R17、R19、R21は水素原子、炭素数1〜12のアルキル基、アルケニル基、アリール基、アルカリール基、X-はSbF6 -、AsF6 -、PF6 -またはBF4 -である)で表される化合物などが挙げられる。
これらの溶剤を配合する場合の割合は、特に限定されないが、通常、フラックス組成物全量に対して、0.1〜50重量%が使用される。
ここで、はんだ粉末は、特に限定されないが、例えば、錫、銅、亜鉛、銀、アンチモン、アルミニウム、鉛、インジウム、ビスマス、ニッケル、金およびゲルマニウムからなる群より選択される1種または2種以上を含むはんだ粉末や、公知の錫/鉛合金(Sn/Pb)、錫/銀合金(Sn/Ag)、錫/銀/銅合金(Sn/Ag/Cu)、錫/銀/ビスマス/インジウム(Sn/Ag/Bi/In)、錫/銅合金(Sn/Cu)、錫/銅/ニッケル合金(Sn/Cu/Ni)、錫/亜鉛合金(Sn/Zn)、錫/亜鉛/ビスマス合金(Sn/Zn/Bi)、錫/亜鉛/アルミニウム合金(Sn/Zn/Al)、錫/亜鉛/ビスマス/アルミニウム合金(Sn/Zn/Bi/Al)、錫/亜鉛/ビスマス/インジウム合金(Sn/Zn/Bi/In)、錫/ビスマス合金(Sn/Bi)および錫/インジウム合金(Sn/In)からなる群より選択される1種または2種以上を含むはんだ粉末等が挙げられる。
はんだ粉末の形状は、真球、不定形、いずれでも良い。
また、はんだ粉末の粒径は、通常のものであればよく、真球の場合直径20〜60μmが特に好ましい。
さらに、はんだ合金の組成も特に限定されないが、Sn63/Pb37、Sn/3.5Ag、Sn/3.5Ag/0.5Cu、Sn/3.0Ag/0.5Cu、Sn/3.5Ag/8.0In/0.5Bi、Sn/0.7Cu、Sn/9.0Zn、Sn/8.0Zn/3.0Bi、Sn/7.0Zn/0.003Al、Sn/9.0Zn/0.003Al、Sn/8.0Zn/3.0Bi/0.003Al、Sn/58.0Bi、Sn/52.0In、Sn/1.0Ge、97.0In/3.0Ag、Sn/25.0Ag/10.0Sb等が好ましく使用できる。なお、数値は合金組成中の各金属の配合重量比を示す。
鉛害等の廃棄処理の観点からは、鉛フリーのはんだが好ましく挙げられる。
はんだペースト用フラックスの配合量は、はんだペースト全量に対して、通常1〜50重量%、特に5〜30重量%、さらには5〜15重量%である。はんだ粉末が、50重量%未満または99重量%を超える場合は、必要なはんだ印刷適性が満足できないので好ましくない。最近の環境問題やリサイクルの観点から、はんだペーストとして鉛フリーが望ましい。
用いた測定方法を次に示す。
1.酸価の測定
酸価は、JIS K 0070−3(1992)の方法に準じて、テトラヒドロフラン(THF)溶液に、一定量の樹脂を溶解させ、フェノールフタレインを指示薬として、KOH/エタノール溶液にて滴定し、測定を行った。
2.粘度の測定
粘度は、東機産業(株)製EHD型粘度計により温度25℃、回転数0.5〜100rpm、測定時間3分間で測定した。
3.分解開始温度の測定
分解開始温度は、セイコーインスツルメント(株)製「TG/DTA220」により、昇温速度10℃/分、窒素流量;50ml/分の条件で測定した。
4.重量平均分子量(Mw)の測定
重量平均分子量(Mw)は、東ソー(株)製のゲル浸透クロマトグラフィー SC−8010(GPC)を用い、カラムとして昭和電工(株)製「SHODEX K−801」を用い、THFを溶離液とし、RI検出器により測定してポリスチレン換算により求めた。
「水添ロジン」は、荒川化学工業(株)製の商品名「パインクリスタルKE−604」、
I−PrVEは、日本カーバイド工業(株)製のイソプロピルビニルエーテル、
n−BuVEは、日本カーバイド工業(株)製のn−ブチルビニルエーテル、
BDDVEは、日本カーバイド工業(株)製の1,4−ブタンジオールジビニルエーテル、
「ハイソルブMTEM」は、製品名で、東邦化学工業(株)製のテトラエチレングリコールジメチルエーテル、
「アロンオキセタンOXT−121」は、製品名で、東亞合成(株)製のキシリレンビスオキセタン、
「アロンオキセタンOXT−101」は、製品名で、東亞合成(株)製の3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタン、
HEVEは、丸善石油化学(株)製のヒドロキシエチルビニルエーテル、
PMAは、協和発酵工業(株)製のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、
TEAは、和光純薬工業(株)製のトリエチルアミン、
「エピクロンB−4400」は、製品名で、大日本インキ化学工業(株)製の5−(2,5−ジオキソテトラヒドロ−3−フラニル)−3−メチル−3−シクロへキセン−1,2−ジカルボン酸無水物。
(1) 63Sn/37Pb(平均粒径25μm)
(2) Sn/3.0Ag/0.5Cu(平均粒径25μm)
(3) Sn/8.0Zn/3.0Bi(平均粒径25μm)
温度計、還流冷却器、撹拌機を備えた1リットルの4つ口フラスコに、水添ロジンを324.8グラム、I−PrVEを235.2グラム、PMAを240.0グラム仕込み、30分かけて常温から100℃まで昇温させた。続いて、100℃で3時間反応させ、酸価が3mgKOH/g以下であることを確認し、反応を停止させた。次いで、ロータリーエバポレーターにより、未反応のI−PrVEを留去して表1に示す特性を有する淡黄色透明なロジン誘導体(R−1)を得た。ロジン誘導体(R−1)について、配合組成、収率、酸価、粘度、分解開始温度および重量平均分子量(Mw)を表1に示す。
温度計、還流冷却器、撹拌機を備えた1リットルの4つ口フラスコに、アジピン酸を278.1グラム、BDDVEを297.9グラム、PMAを224.0グラム仕込み、30分かけて常温から100℃まで昇温させた。続いて、100℃で3時間反応させ、酸価が10mgKOH/g以下であることを確認し、反応を停止させた。この後、ヘキサン/アセトン=9/1(重量比)の混合溶剤により、ポリマー分の再沈精製を行った。さらに、ロータリーエバポレーターを用い、混合液から溶剤を留去した後、真空乾燥して表1に示す特性を有する淡黄色透明の樹脂(P−1)を得た。樹脂(P−1)について、配合組成、収率、酸価、粘度、分解開始温度および重量平均分子量(Mw)を表1に示す。
温度計、還流冷却器、撹拌機を備えた1リットルの4つ口フラスコに、無水コハク酸を240.0グラム、HEVEを253.6グラム、PMAを168.0グラム、反応触媒としてトリエチルアミンを6.4グラムを仕込み、温度を60℃に保ちながら3時間撹拌しながら反応した。その後、温度を100℃に上昇させ、100℃に保ちながら2時間撹拌しながら反応した。反応後の酸価が20.0mgKOH/g以下になった時点でn−BuVE132.0グラムを添加し、さらに100℃で3時間撹拌しながら反応した。その後、混合物の酸価が5.0mgKOH/g以下であることを確認し、反応を停止させた。この後、生成物を分液ロートに移し、ヘキサン/アセトン=9/1の混合溶液によりポリマー分の再沈精製を行った。さらに、ロータリーエバポレーターを用い、混合液から溶剤を留去し、その後、真空乾燥することで、表1に示す特性を有する淡黄色透明の樹脂(S−1)を得た。樹脂(S−1)について、配合組成、収率、酸価、粘度、分解開始温度および重量平均分子量(Mw)を表1に示す。
温度計、還流冷却器、撹拌機を備えた1リットルの4つ口フラスコに、アロンオキセタンOXT−101を219.2グラム、エピクロンB−4400を207.2グラム、PMAを240グラム仕込み、30分かけて常温から140℃まで昇温し、同温度を維持しながら2時間反応を
続け、反応率が98%になったところで反応を終了した。その後、系内の温度を100℃に下げて、BDDVE133.6グラムを30分かけて滴下した。続いて、同温度で2時間反応を続け、酸価が10mgKOH/g以下であることを確認し反応を停止させた。この後、ヘキサン/アセトン=9/1(重量比)の混合溶剤により、ポリマー分の再沈精製を行った。さらに、ロータリーエバポレーターを用い、混合液から溶剤を留去した後、真空乾燥して表1に示す特性を有する淡黄色透明の樹脂(A−1)を得た。樹脂(A−1)について、配合組成、収率、酸価、粘度、分解開始温度および重量平均分子量(Mw)を表1に示す。
温度計、還流冷却器、撹拌機を備えた1リットルの4つ口フラスコに、アロンオキセタンOXT−101を265グラム、水添無水トリメリット酸を343グラム、PMAを265グラム仕込み、30分かけて常温から140℃まで昇温し、同温度を維持しながら2時間反応を続け、反応率が98%になったところで反応を終了した。その後、系内の温度を100℃に下げて、BDDVE150グラムを30分かけて滴下した。続いて、同温度で2時間反応を続け、酸価が10mgKOH/g以下であることを確認し反応を停止させた。この後、ヘキサン/アセトン=9/1(重量比)の混合溶剤により、ポリマー分の再沈精製を行った。さらに、ロータリーエバポレーターを用い、混合液から溶剤を留去した後、真空乾燥して表1に示す特性を有する淡黄色透明の樹脂(A−2)を得た。樹脂(A−2)について、配合組成、収率、酸価、粘度、分解開始温度および重量平均分子量(Mw)を表1に示す。
表2記載のフラックス組成物に種々のはんだ粉末を混練、はんだペーストを調製し、得られたはんだペーストに対するぬれ効力、広がり率、絶縁性、マイグレーション性、耐クラック性、経時安定性について調べた。結果を表2に示す。なお、比較例3の保存安定性評価における200時間後の粘度測定は、はんだペーストが流動性のないぼそぼその状態となり、測定不能であった。
実施例1〜7、比較例1〜3について得られたはんだペーストに対して、ぬれ効力、はんだボールの発生、広がり率、絶縁性、経時安定性について調べた。試験方法は以下の通りである。
1.[ぬれ効力]
JIS Z3284の附属書10に準じた。
評価は、次のとおりであり、以下の1〜4の4段階の広がり度合いの区分表示に従った。
1;はんだペーストから溶解したはんだが試験版をぬらし、ペーストを塗布した面積以上に広がった状態、
2;はんだペーストを塗布した部分はすべてはんだがぬれた状態、
3;はんだペーストを塗布した部分の大半は、はんだがぬれた状態、(ディウエッティングも含まれる。)
4;試験版ははんだがぬれた様子はなく、溶融したはんだは1つまたは複数のはんだボールとなった状態(ノンウエッティング)
JIS Z3197に準拠して、はんだペーストを用いた試験片のはんだ付けにおけるはんだの広がり率を測定した。試験片には、通常の銅板およびパラジウムメッキ板を使用した。
3.[絶縁性]
JIS Z3284の附属書3に準じ、次の2条件で試験した。
条件A:温度40℃、相対湿度90%、200時間
条件B:温度85℃、相対湿度85%、200時間
○:1011Ω以上〜、
△:109Ω以上〜1011Ω未満、
×: 〜109Ω未満。
4.[マイグレーション性]
JIS Z3284の附属書14に準じ、次の2条件で試験した。
条件A:温度40℃、相対湿度90%、1000時間
条件B:温度85℃、相対湿度85%、1000時間
5.[熱衝撃試験]
リフロー後のプリント配線板を、125℃×30分、さらし10分、−55℃×30分、さらし10分、合計80分を1サイクルとする雰囲気下に放置し、1000時間後の残渣を観察し、クラックの有無を判定した。
6.[ピンコンタクト割れ試験]
リフロー後、プリント配線板を24時間室温で放置後、ランド上にあるはんだ表面に残っているフラックス残渣を、針で突き刺し、フラックス残渣の割れの有無を判定した。
7.[フラックス残渣可とう性試験]
銅板上にはんだペースト用を印刷し、同様な条件で予備試験し、次いでリフローした。フラックス残渣は、はんだの上と周辺に存在しており、そのまま銅板を約45度曲げることで可とう性を確認した。可とう性がないと残渣にひびが入り、場合によっては割れ落ちる。
8.[粘度の経時安定性]
はんだペースト製造後、25℃で7日間保存する加速試験を行い、はんだペースト製造直後の粘度と加速試験後の粘度の比を指標とした。本加速試験の条件は大略3ヶ月間、5℃の冷蔵保管に相当する。粘度の測定は、(株)マルコム製スパイラル粘度計で測定した。測定条件は、JIS Z3284のスパイラル方式に基づき行った。
一方、比較例1〜3で示されるはんだペーストは、絶縁抵抗値が低く、マイグレーションの発生も確認された。さらに、熱衝撃試験、ピンコンタクト割れ試験、フラックス残渣可とう性試験に関しては、フラックス残渣が容易に割れ、可とう性に劣ることがわかった。
Claims (9)
- 天然ロジン、不均化ロジン、および重合ロジンからなる群から選ばれる天然物由来の樹脂、もしくは、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコン樹脂、エポキシ樹脂、オキセタン樹脂、およびアクリル樹脂からなる群から選ばれる合成樹脂、ならびに、塩化水素酸アミン塩、臭化水素酸アミン塩、カルボン酸、およびカルボン酸アミン塩からなる群から選ばれる活性剤を含有するはんだ付け用フラックス組成物において、
1分子中に潜在化されたカルボキシル基とオキセタン基をそれぞれ1個以上有する化合物であって、ヒドロキシル基とオキセタン基を同一分子中に有する化合物の該ヒドロキシル基に環状酸無水物を開環ハーフエステル化反応させ、さらに発生したカルボキシル基に対してビニル(チオ)エーテル化合物を反応させることにより得られる化合物であって、下記式(1)で表される化合物、または(4)基を繰り返し単位として有し、該繰り返し単位の数が1〜400である化合物
を10〜15重量%含有することを特徴とするはんだ付け用フラックス組成物。
(式中、R1、R2およびR3は、それぞれ独立に水素原子または炭素原子1〜18の有機基、R4は炭素数1〜18の有機基、Y1は酸素原子またはイオウ原子である。)
(式中、R5、R6はそれぞれ独立に水素原子または炭素原子1〜18の有機基、R7は二価の炭素数1〜18の有機基、R8は二価の炭素数1〜18の有機基、Y2は酸素原子またはイオウ原子であり、Y2をヘテロ原子とする複素環を形成する。)]
- さらに、非イオン性有機ハロゲン化合物を含むことを特徴とする請求項1に記載のはんだ付け用フラックス組成物。
- 前記の非イオン性有機ハロゲン化合物が、1分子中に2,3−ジブロモプロピル基を少なくとも1個以上有する化合物である請求項2に記載のはんだ付け用フラックス組成物。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載のはんだ付け用フラックス組成物とはんだ粉末とを含むはんだペースト。
- はんだ粉末が、錫(Sn)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、銀(Ag)、アンチモン(Sb)、鉛(Pb)、インジウム(In)、アルミニウム(Al)、ビスマス(Bi)、ニッケル(Ni)、金(Au)およびゲルマニウム(Ge)からなる群より選択される1種または2種以上を含むはんだ粉末である請求項4に記載のはんだペースト。
- はんだ粉末が、錫/銀合金(Sn/Ag)、錫/銀/銅合金(Sn/Ag/Cu)、錫/銀/ビスマス/インジウム(Sn/Ag/Bi/In)、錫/銅合金(Sn/Cu)、錫/銅/ニッケル(Sn/Cu/Ni)、錫/亜鉛合金(Sn/Zn)、錫/亜鉛/ビスマス合金(Sn/Zn/Bi)、錫/亜鉛/アルミニウム(Sn/Zn/Al)、錫/亜鉛/ビスマス/アルミニウム(Sn/Zn/Bi/Al)、錫/亜鉛/ビスマス/インジウム(Sn/Zn/Bi/In)、さらには、錫/ビスマス合金(Sn/Bi)、錫/インジウム合金(Sn/In)からなるはんだ粉末を含み、鉛金属を含まないことを特徴とする請求項4または5に記載のはんだペースト。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載のはんだ付け用フラックス組成物をプリント配線板の電極部に設ける工程(A)と、はんだバンプを形成した電子部品を準備する工程(B)と、工程(A)で得られたプリント配線板に工程(B)で準備した電子部品を搭載する工程(C)と、工程(C)で得られた電子部品を備えるプリント配線板をリフローして実装する工程(D1)とを含むはんだ付け方法。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載のはんだ付け用フラックス組成物をプリント配線板の電極部に設ける工程(A)と工程(A)で得られたプリント配線板にフロー法またはディップ法によりはんだを供給する工程(D2)とを含むはんだ付け方法。
- 請求項4〜6のいずれか1項に記載のはんだペーストをプリント配線板の電極部に印刷する工程(X)と、工程(X)で得られたプリント配線板に電子部品を搭載する工程(Y)と、工程(Y)で得られた電子部品を備えるプリント配線板をリフローして実装する工程(Z)とを含むはんだ付け方法。
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