JP6426741B2

JP6426741B2 - アルミニウムへの接合

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Publication number: JP6426741B2
Application number: JP2016537384A
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Inventors: ランジット・パンダー; バーワ・シン; ラフル・ラウト; アローラ・サンヨギータ; ラビンドラ・バトカル; ビン・モー
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Current assignee: Alpha Assembly Solutions Inc
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Filing date: 2014-08-29
Publication date: 2018-11-21
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Description

本発明は、改良されたはんだフラックス、とりわけアルミニウムへのはんだ付けに用いられるはんだフラックスに関する。また、本発明は、当該フラックスと従来のはんだとを用いて、アルミニウム表面をはんだ付け可能にする処理に関する。

一般的に、はんだ付けプロセスは、フラックスの使用により容易になる。はんだ接合の成功への障害の１つは、接合部位における不純物、例えば、ほこり、油または酸化物（または、酸化、oxidation）である。不純物は、機械洗浄または化学的方法により取り除くことができるが、溶加材（はんだ）を溶融するのに必要とされる高温は、ワークピース（およびはんだ）の再酸化を促進する。この影響は、はんだ付けの温度が上昇すると早まり、はんだがワークピースに接合することを完全に阻害し得る。

広い範囲の産業および最終使用用途において、例えば、自動車用のＬＥＤアセンブリおよびＰＶモジュールに用いられるものを含む電子回路およびワイヤーハーネス等のアセンブリについて、重さおよびコストを小さくすることに、業界関係者の側の強い要求がある。具体的には、プリント回路基板に現在用いられている銅層を取り除き、アルミニウムで置き換えたいという要求がある。さらに、重さおよびコストの削減を達成するために、一般的なはんだ被覆銅リボンをはんだ被覆アルミニウムで置き換えることが好都合であろう。

しかし、アルミニウムへの直接のはんだ付けは、重要な技術的課題を提起する。具体的には、アルミニウム金属への直接の結合を作るために表面上の酸化層を取り除くことが極めて困難である。アルミニウムは、非常に頑強な酸化層を作る酸化を非常に生じやすく、空気への曝露直後に再形成する傾向がある。

アルミニウムへのはんだ付けは、アルミニウム上への堆積／めっきにより、またははんだ付け可能な表面をもたらす中間層を作ることにより、達成することができる。他のアプローチは、例えばＳｎＺｎＡｌ等の高反応性はんだと結合する酸化層を取り除くために、非常に強力なフラックスの使用を含む。また、アルミニウムへの直接の接合は、高温で実施されるろう付け合金の使用を含み得る。このプロセスは、電子アセンブリに適合しない。アルミニウムに直接はんだ付けするためのはんだペーストを開発する最近の試みは、非常に高温（＞２８０℃）でのリフロープロセスを含んでおり、やはり電子部品および基板は耐えることができない。従って、中間層または強力なはんだを必要とせずに、電子アセンブリに適合するはんだ付けプロセスに用いることができる、アルミニウムへの簡易なはんだ付けを可能にするはんだフラックスについての要求がある。

本発明は、先行技術に関連する問題の少なくとも一部に取り組み、または商業的に受け入れ可能な代替の解決策を少なくとも提供しようとする。

本発明は、１つ以上のアミンを含むフラックスを提供する。

本明細書に規定の各態様または各実施形態は、相容れないことが明確に示されない限りは、任意の他の態様または実施形態と組み合わせてよい。とりわけ、好ましいまたは好都合であるとして示される任意の特徴は、好ましいまたは好都合であるとして示される任意の他の特徴と組み合わせてよい。

本明細書に用いられる用語「フラックス」は、不純物、例えば、ほこり、油または酸化物をはんだ付け前のワークピース（または、被加工部品、work piece）から取り除くための種（または、化学種、species）を包含する。

本明細書に用いられる用語「アルミニウムワークピース」は、その表面にアルミニウムおよび／またはアルミニウム合金を有するワークピースを包含する。

本発明者らは驚くべきことに、本発明のフラックスがアルミニウムワークピースへのはんだ付けを可能にすることを見出した。

使用の際、フラックスは、はんだ付けされるアルミニウムワークピースの表面と接触させる。フラックスは、はんだ付け前に、一般的にはフラックス中にワークピースを浸漬することにより、当該表面と接触させてよい。あるいは、フラックスは、はんだと共に当該表面と接触してよい。例えば、当該表面は、フラックスとはんだ粒子とを含むペーストと接触してよい。この場合、フラックスは、後の加熱工程ではんだ粒子がはんだ接合を形成する前に、ワークピースの表面からアルミニウム酸化物を取り除くであろう。

理論に束縛されるものではないが、１つ以上のアミンの存在が、アルミニウムワークピースからアルミニウム酸化物を溶解するように働き得ると考えられる。従って、後のはんだ付け工程は、強いはんだ接合の形成をもたらし得る。

また、フラックスは、アルミニウムワークピースの表面からアルミニウム酸化物を取り除くだけでなく、その後の表面の再酸化を抑制し得る。このことは、フラックスがアルミニウムワークピースの表面と接触した後にしばらくしてからはんだ付け工程が行われる場合に、特に好都合であり得る。加えて、このことは、さもなければアルミニウムの再酸化または腐食を引き起こし得る種を含むはんだペーストの使用を可能にし得る。また、１つ以上のアミンは好都合なことに、フラックス中で界面活性剤として機能し得る。

１つ以上のアミンは好都合なことに、高い熱安定性（または、高熱安定性、high thermal stability）を示し得る。従って、フラックスは、幅広いはんだと共に高温で使用され得る。

フラックスは好都合なことに水溶性であり、このことは、アルミニウム表面がフラックスと接触した後にアルミニウム表面上に形成するいかなる残留物も洗浄により取り除かれ得るということを意味する。そのような工程は、腐食および信頼性に関するいかなる潜在的な懸念をも取り除く。

前記アミンは、好ましくはエタノールアミンおよび／またはエトキシル化アミンを含む。そのようなアミン（例えば、エトキシル化タローアミンおよびエトキシル化ポリアミン）は、アルミニウム基材（または、基板、substrate）の表面を活性化するのに特に効果的であり得る、すなわち、それらはアルミニウム酸化物を溶解するのに特に効果的であり得、また、特に高い熱安定性を示し得る。また、そのようなアミンは、特に効果的な界面活性剤として機能し得る。

前記１つ以上のアミンは、好ましくはモノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、アミノエチルエタノールアミン、エトキシル化タローアミンおよびエトキシル化ポリアミンから選択される。そのようなアミンは、アルミニウムのワークピースの表面からアルミニウム酸化物の溶解するときに特に効果的である。

特に好ましい実施形態において、フラックスは、
１０〜４５重量％のモノエタノールアミン、および／または
１５〜３０重量％のトリエタノールアミン、および／または
１０〜３５重量％のアミノエチルエタノールアミン、および／または
５〜３６重量％のエトキシル化タローアミン、および／または
１〜１０重量％のエトキシル化ポリアミン
を含む。

列挙した範囲におけるアミンのそのような組み合わせは、特に高い熱安定性およびアルミニウム酸化物の溶解を示すフラックスをもたらし得る。また、当該フラックスは、処理した表面のその後の再酸化および／または腐食を抑制するのに特に効果的であり得る。

特に好ましい実施形態において、フラックスは、
１０〜４０重量％のモノエタノールアミンと、
１５〜３０重量％のトリエタノールアミンと、
１０〜３５重量％のアミノエチルエタノールアミンと、
５〜２０重量％のエトキシル化タローアミンと、
任意で、１〜１０重量％のエトキシル化ポリアミンと
を含む。

フラックスは、好ましくは活性剤をさらに含む。活性剤は、アルミニウムのワークピースの表面からのアルミニウム酸化物の溶解を助けるように働き得る。

前記活性剤は、好ましくは塩化亜鉛、塩化アルミニウムおよびフルオロホウ酸の１つ以上から選択される。そのような種は、アルミニウム酸化物を取り除くときに特に有効である。

好ましい実施形態において、フラックスは、
１〜５重量％の塩化アルミニウム、および／または
５〜１５重量％の塩化亜鉛、および／または
５〜１５重量％のフルオロホウ酸
を含む。

フラックスは、好都合なことに、界面活性剤、好ましくはエトキシル化オクチルフェノールおよびエトキシル化ノニルフェノールから選択される界面活性剤をさらに含む。

好ましい実施形態において、フラックスは、（全量の）
１０〜４０重量％のモノエタノールアミンと、
１５〜３０重量％のトリエタノールアミンと、
１０〜３５重量％のアミノエチルエタノールアミンと、
５〜２０重量％のエトキシル化タローアミンと、
１〜５重量％の水と、
１〜５重量％の塩化アンモニウムと、
５〜１５重量％の塩化亜鉛と、
５〜１５重量％の５０％フルオロホウ酸と、
１〜５重量％のフルオロホウ酸スズと、
１〜５重量％のエトキシル化ノニルフェノールおよび／またはエトキシル化オクチルフェノールと
を含む。

好ましい実施形態において、フラックスは、
１０〜４０重量％のモノエタノールアミンと、
１５〜３０重量％のトリエタノールアミンと、
１０〜３５重量％のアミノエチルエタノールアミンと、
５〜２０重量％のエトキシル化タローアミンと、
１〜５重量％の水と、
１〜５重量％の塩化アンモニウムと、
５〜１５重量％の塩化亜鉛と、
５〜１５重量％の５０％フルオロホウ酸と、
１〜５重量％のフルオロホウ酸スズと、
１〜１０重量％のエトキシル化ポリアミンと
を含む。

これらの好ましい実施形態のフラックスは、特に好ましいアルミニウム溶解および高温安定性（または、高い熱安定性、high temperature stability）を示し、後にスズ系はんだを用いてはんだ付けする条件において、アルミニウムワークピースを提供するのに特に適当である。

フラックスは、プリント回路基板、ＬＥＤまたは光起電力モジュール（または、太陽光発電モジュール、photovoltaic module）の製造用であってよい。

さらなる態様において、本発明は、本明細書に記載のフラックスを含むはんだペーストを提供する。また、当該はんだペーストは一般的に、はんだ粒子を含む。任意の従来のスズ系はんだが用いられてよく、例えば、鉛系はんだ（例えば、Ｓｎ６３Ｐｂ３７、Ｓｎ６２、Ｐｂ３６Ａｇ２）、または鉛フリーはんだ（例えば、ＳｎＢｉ、ＳｎＢｉＡｇ、ＳＡＣ３０５、低ＡｇＳＡＣ、Ｉｎｎｏｌｏｔ、ＳｎＡｇおよびＳｎ１００）である。はんだ粒子は、好ましくはスズ、スズ−銀合金、スズ−銀−銅合金、スズ−ビスマス合金およびスズ−銀−ビスマス合金の１つ以上を含む。特に適当なはんだ粒子は、ＳｎＢｉ、ＳｎＢｉＡｇ、ＳＡＣ３０５、低ＡｇＳＡＣ、Ｉｎｎｏｌｏｔ（例えば、国際公開第２００４０９６４８４号を参照されたい。その内容は参照により本明細書に組み入れられる）、ＳｎＡｇおよびＳｎ１００の１つ以上を含んでよい。そのようなはんだ粒子は、アルミニウムワークピースと特に強いはんだ接合を形成し得る。加えて、そのようなはんだは、好都合なことに鉛フリーであり、毒性の問題を回避する。

はんだペースト中のはんだ粒子およびフラックスの含有量は限定されない。はんだペースト中のはんだ粒子の含有量は、例えば、１０〜９９重量％、２５〜９０重量％、５０〜８５重量％、または６５〜８０重量％であってよい。あるいは、はんだペーストは、より少量のはんだ粒子、またはより多量のはんだ粒子を含んでよい。フラックスは、例えば、はんだペーストの実質的な残部を構成してよい。はんだペーストは、例えば、１〜９０重量％のフラックス、１０〜７５重量％のフラックス、１５〜５０重量％のフラックス、または２０〜３５重量％のフラックスを含んでよい。あるいは、はんだペーストは、より少量のはんだフラックス、またはより多量のはんだフラックスを含んでよい。はんだペーストは、はんだ粒子およびフラックス以外の種を含んでよい。

当該はんだペーストは一般的に、周囲条件において、空気中で、少なくとも３時間、好ましくは少なくとも５時間安定である。このことは、ペーストの容易な取扱いおよび貯蔵を可能にし得る。

さらなる態様において、本発明は、本明細書に記載のフラックスまたはペーストを用いて製造されたはんだ接合部を提供する。そのようなはんだ接合部は、高い強度および／または熱安定性を示し得る。

さらなる態様において、本発明は、
アルミニウム表面を提供することと、
前記アルミニウム表面と本明細書に記載のフラックスとを接触させ、その後、前記アルミニウム表面とスズまたはスズ合金を含む融液（または、溶融液、molten liquid）とを接触させることと
を含むアルミニウム表面の処理方法を提供する。

用語「アルミニウム表面」とは、アルミニウムおよび／またはアルミニウム合金に備えられた表面を包含する。一旦フラックスと接触すると、アルミニウム表面は、アルミニウム酸化物を実質的に持たなくなり得る。アルミニウム表面とスズまたはスズ合金を含む融液とを接触させるその後の工程は、アルミニウム−スズ共晶の形成をもたらし得る。そのようなアルミニウム−スズ共晶は、例えば、従来の合金を用いる従来の表面実装技術（ＳＭＴ）のプロセスを利用して、アルミニウム表面上に効果的にはんだ付けすることを可能にし得る。

当該方法は、空気中または窒素雰囲気中で効果的に行われ得る。一旦アルミニウム表面をフラックスと接触させたら、アルミニウム表面の再酸化を最小限にするために、当該方法は、好ましくは窒素雰囲気中で行う。

アルミニウム酸化物をアルミニウム表面から実質的に取り除くのに十分な時間、アルミニウム表面をフラックスと接触させる。少なくとも２秒間、好ましくは３〜３０秒間、より好ましくは５〜１５秒間、アルミニウム表面をフラックスと接触させてよい。

フラックスと接触させる前に、好ましくはアルミニウム表面を加熱し、好ましくは少なくとも８０℃の温度、より好ましくは９０〜１５０℃、さらにより好ましくは約１００℃または約１３０℃に加熱する。このことは、フラックスにより取り除かれるアルミニウム酸化物の量を増加するように働き得る。

当該方法は、好ましくは前記アルミニウム基材と前記融液とを接触させた後、前記アルミニウム表面を洗浄する工程をさらに含む。このことは、アルミニウム表面に実質的に不純物がないことを確実にし得て、それにより、アルミニウム−スズ共晶上に形成される後のはんだ接合の強度を増大する。

前記アルミニウム表面とフラックスとを接触させる前記工程は、スプレーおよび／またはディップおよび／またははけ塗りを含んでよい。

前記アルミニウム表面とスズまたはスズ合金を含む融液とを接触させる前記工程は、ホットエアはんだレベリングおよび／またはウェーブはんだ付けを含んでよい。そのような方法は、当該技術分野において公知である。

当該方法は一般的に、はんだを前記アルミニウム表面に適用する工程をさらに含む。任意の従来のはんだ付け法を用いて、はんだを適用してよい。好ましくは、表面実装技術（ＳＭＴ）リフローはんだ付けを用いてはんだを適用する。

さらなる態様において、本発明は、本明細書に記載の方法により処理されたアルミニウム表面を有するアルミニウム基材を提供する。

さらなる態様において、本発明は、アルミニウム−スズ共晶層を含む表面部分を有するアルミニウム基材を提供する。

さらなる態様において、本発明は、本明細書に記載の基材を含む、はんだ被覆アルミニウムリボン、好ましくは光起電力はんだ被覆アルミニウムリボンを提供する。

さらなる態様において、本発明は、本明細書に記載のアルミニウム基材を含むプリント回路基板またはＬＥＤを提供する。

さらなる態様において、本発明は、プリント回路板、ＬＥＤおよび光起電力モジュールから選択される装置の製造における、本明細書に記載のフラックス、または本明細書に記載のはんだペーストの使用を提供する。

さらなる態様において、本発明は、本明細書に記載のフラックス、または本明細書に記載のペーストを用いる、アルミニウム表面をはんだ付け可能にする方法、好ましくはアルミニウム表面をスズ系はんだではんだ付け可能にする方法を提供する。

本発明の態様を以下にさらに説明する。

コンセプト：
本発明は、Ａｌ表面へのＳｎまたはＳｎ系合金のはんだ付けを含む。これは特別に設計されたフラックスおよび／またはペーストの使用により達成することができる。

プロセス：
プロセス１：
・プロセスは、Ａｌ表面への特別に開発された／配合されたフラックスの適用を含む。Ａｌ表面は、アルミニウムおよび／またはアルミニウム合金を含んでよく、またはアルミニウムおよび／またはアルミニウム合金からなってよい。
・フラックスが付けられた（fluxed）Ａｌ表面を液体金属、例えば従来のＨＡＳＬ（概略図１ａを参照されたい）に、またはウェーブはんだ付け装置（概略図１ｂを参照されたい）に非常に短時間曝露する。
・液体金属へのフラックスが付けられた表面のこの短い曝露の間に、表面酸化物が取り除かれ、ＡｌおよびＳｎが界面でＡｌＳｎ共晶を形成する。
・このスズめっき工程の後、いかなる残留物も徹底的に洗浄する。これは、腐食および関連する信頼性の懸念についてのリスクを取り除く。
・このプロセスの最終結果は、標準的な電子材料およびプロセスを用いてはんだ付けすることができる金属めっきを有するＡｌ表面である。

プロセス２：
・代替のプロセスは、特別に配合されたフラックスと共に一般的な鉛フリーはんだ合金を用いる、特別に設計されたはんだペーストを使用する。
・フラックスは水溶性であり、接合部上のいかなる残留物をも容易に洗浄することができる。この工程は、用いられる高反応性フラックスの固有の性質として、腐食および信頼性のいかなる潜在的な懸念をも取り除く。
・プロセスは、標準的なＳＭＴ（表面実装技術）リフローはんだ付けと同じである。

材料セット：
フラックス：
Ａｌ酸化物を取り除いてＡｌ表面へのはんだの付着を促進するのに用いられるフラックス。これらのフラックスは、本質的に腐食性であり、アミンの組み合わせを用いて活性を与える。

・例えば、液体フラックス配合物１について、重量％で、モノエタノールアミン（１０％〜４０％の範囲）、トリエタノールアミン（１５％〜３０％の範囲）、アミノエチルエタノールアミン（１０％〜３５％）、エトキシル化タローアミン（５％〜２０％）、水（１％〜５％）、塩化アンモニウム（１％〜５％）、塩化亜鉛（５％〜１５％）、５０％フルオロホウ酸（５％〜１５％）、フルオロホウ酸スズ（１％〜５％）、ノニル／オクチルフェノールエチルオキセート（Nonyl / OctylPhenolEthyloxates）（１％〜５％）。

・例えば、液体フラックス配合物２について、重量％で、モノエタノールアミン（１０％〜４０％の範囲）、トリエタノールアミン（１５％〜３０％の範囲）、アミノエチルエタノールアミン（１０％〜３５％）、エトキシル化タローアミン（５％〜２０％）、水（１％〜５％）、塩化アンモニウム（１％〜５％）、塩化亜鉛（５％〜１５％）、５０％フルオロホウ酸（５％〜１５％）、フルオロホウ酸スズ（１％〜５％）およびエトキシル化ポリアミン（１％〜１０％）。

・例えば、液体フラックス配合物３について、重量％で、モノエタノールアミン（３０％〜４５％）、トリエタノールアミン（１８％〜２２％）、エトキシル化タローアミン（１０％〜１７％）、水（２％〜５％）、塩化アンモニウム（１％〜３％）、塩化亜鉛（１０％〜１３％）、５０％フルオロホウ酸（１０％〜１５％）、フルオロホウ酸スズ（２％〜４％）。

・例えば、ペーストフラックス配合物４について、重量％で、モノエタノールアミン（１０％〜４０％）、トリエタノールアミン（１５％〜３０％の範囲）、アミノエチルエタノールアミン（１０％〜３５％）、エトキシル化タローアミン（１０％〜３６％）、水（１％〜５％）、塩化アンモニウム（１％〜５％）、塩化亜鉛（５％〜１５％）、５０％フルオロホウ酸（５％〜１５％）、フルオロホウ酸スズ（１％〜５％）およびエトキシル化ポリアミン（１％〜１０％）。

・例えば、ペーストフラックス配合物５について、重量％で、モノエタノールアミン（１２％〜２０％の範囲）、トリエタノールアミン（１５％〜２０％）、エトキシル化タローアミン（３０％〜３５％）、水（１％〜５％）、塩化アンモニウム（１％〜４％）、塩化亜鉛（１０％〜１３％）、５０％フルオロホウ酸（１０％〜１５％）、フルオロホウ酸スズ（２％〜４％）。

腐食防止剤に用いられ得るアミンは、例えばエトキシル化タローアミンおよびエトキシル化ポリアミン等のエトキシル化アミンを含む。エトキシル化アミンは、例えば活性剤、界面活性剤、腐食防止、およびはんだ付け温度／時間に耐えるための熱安定性の提供等の複数の機能を有し、はんだ付け作業後の水によるフラックス残留物の除去を補助する。

用いられ得る活性剤は、例えば、塩化アンモニウム、塩化亜鉛、フルオロホウ酸スズ、フルオロホウ酸、アミノエチルエタノールアミン、アルカノールアミン、例えばモノエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、エトキシル化アミン、例えばエトキシル化タローアミンおよびエトキシル化ポリアミンを含む。

用いられ得る界面活性剤は、例えばエトキシル化タローアミン、エトキシル化ポリアミン、エトキシル化オクチルフェノールおよびエトキシル化ノニルフェノール等のエトキシル化分子（ethoxylated molecule）を含む。

はんだ
・本明細書に記載のフラックスは、はんだ粒子と組み合わせて用いられてよい。
・任意の一般的なＳｎ系はんだをＡｌへのはんだ付けに用いることができる。
・はんだ付けは、鉛系（例えば、Ｓｎ６３Ｐｂ３７、Ｓｎ６２、Ｐｂ３６Ａｇ２）または鉛フリー（ＳｎＢｉ、ＳｎＢｉＡｇ、ＳＡＣ３０５、低ＡｇＳＡＣ合金、Ｉｎｎｏｌｏｔ、ＳｎＡｇ、Ｓｎ１００等）であってよい。
・例えば現在推奨されているＺｎ系等の高反応性はんだの必要がない。

用途：
・標準的な電子ＰＣＢ
・自動車用途用の電子ＰＣＢ
・ＬＥＤ（例えば、ダイアタッチ、パッケージアタッチ（package attach）および任意で反射面）
・ＰＶモジュール（Ｓｎ被覆Ａｌリボンを用いるアセンブリ）
・その他（例えば、高熱伝導性のプリフォーム）

利点：
アミンは、アルミニウム基材の表面上に存在するアルミニウム酸化層を取り除くように働き得る。また、アミンは高温で安定である。

以下の非限定的な図面に関連して、本発明を説明する。

図１は、本発明に係るアルミニウム表面の処理方法の概略図を示す。図２は、本発明に係るアルミニウム表面の処理方法の概略図を示す。

図１に関して、プロセス概略図１ａは、本発明の方法の概略図である。工程は、左から右に、（ａ）スプレーまたはディップによるアルミニウムワークピースへのフラックス適用、（ｂ）アルミニウム基材をめっきまたは被覆するための、金属または金属合金を含む槽の中へのアルミニウムワークピースの浸漬、（ｃ）アルミニウムワークピースの洗浄、および（ｄ）標準的な合金による従来の／標準的なＳＭＴプロセスを用いるはんだ付け、を含む。プロセス概略図１ｂは、左から右に、（ａ）ウェーブフロー、ディップまたははけ塗りによるアルミニウムワークピースへのフラックス適用、（ｂ）アルミニウムワークピースの予熱、（ｃ）ウェーブはんだ付け、（ｄ）洗浄、および（ｅ）標準的な合金による従来の／標準的なＳＭＴプロセスを用いるはんだ付け、を含む。

図２に関して、プロセス概略図２は、本発明の方法の概略図である。工程は、左から右に、（ａ）標準的な合金を用いる、特別に開発されたはんだペーストの形成、（ｂ）アルミニウムワークピース上へのはんだペーストの印刷／計量分配（または、ディスペンス、dispensing）、（ｃ）部品のピッキングおよびペースト上への部品の配置、（ｄ）はんだリフローの実行、（ｅ）アセンブリの洗浄、を含む。

以下の非限定的な実施例に関連して、本発明を説明する。

実施例１
重量％で、モノエタノールアミン（１０％〜４０％の範囲）、トリエタノールアミン（１５％〜３０％の範囲）、アミノエチルエタノールアミン（１０％〜３５％）、エトキシル化タローアミン（５％〜２０％）、水（１％〜５％）、塩化アンモニウム（１％〜５％）、塩化亜鉛（５％〜１５％）、５０％フルオロホウ酸（５％〜１５％）、フルオロホウ酸スズ（１％〜５％）、ノニル／オクチルフェノールエチルオキセート（１％〜５％）を含む、本発明に係るフラックスを調製した。

はんだ付け前に、様々な条件下でアルミニウム板をフラックス中に浸漬した。条件を表１に示す。

全ての条件が合理的な結果を与えたが、窒素下、予熱工程および８秒以上の接触時間のときに、最も一様で、つららがないはんだ付けされたアルミニウム板が調製された。

実施例２
実施例１で形成したはんだ接合部を、電子顕微鏡を用いて調べた。はんだとアルミニウム基材との間の良好な結合を示す良好な一様な界面が観察された。ＥＤＳ分析は、アルミニウム／はんだ界面が主にＡｌ原子およびＳｎ原子を含むことを示した。バルクでは、ＣｕＳｎＩＭＣが観察された。

以上の詳細にわたる記述は、説明および図を手段として提供されており、添付の特許請求の範囲を限定することを意図しない。本明細書に説明した現在の好ましい実施形態の多くのバリエーションは当業者にとって明確であろうし、添付の特許請求の範囲およびそれらの均等物の範囲内にある。

本明細書の開示内容は、以下の態様を含む。

態様１：
１つ以上のアミンを含むフラックス。

態様２：
前記アミンが、エタノールアミンおよび／またはエトキシル化アミンを含む態様１に記載のフラックス。

態様３：
前記１つ以上のアミンが、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、アミノエチルエタノールアミン、エトキシル化タローアミンおよびエトキシル化ポリアミンから選択される、態様１または２に記載のフラックス。

態様４：
１０〜４５重量％のモノエタノールアミン、および／または
１５〜３０重量％のトリエタノールアミン、および／または
１０〜３５重量％のアミノエチルエタノールアミン、および／または
５〜３６重量％のエトキシル化タローアミン、および／または
１〜１０重量％のエトキシル化ポリアミン
を含む態様１〜３のいずれかに記載のフラックス。

態様５：
１０〜４０重量％のモノエタノールアミンと、
１５〜３０重量％のトリエタノールアミンと、
１０〜３５重量％のアミノエチルエタノールアミンと、
５〜２０重量％のエトキシル化タローアミンと、
任意で、１〜１０重量％のエトキシル化ポリアミンと
を含む態様１〜４のいずれかに記載のフラックス。

態様６：
活性剤を含む態様１〜５のいずれかに記載のフラックス。

態様７：
前記活性剤が、塩化亜鉛、塩化アルミニウムおよびフルオロホウ酸の１つ以上から選択される態様６に記載のフラックス。

態様８：
１〜５重量％の塩化アルミニウム、および／または
５〜１５重量％の塩化亜鉛、および／または
５〜１５重量％のフルオロホウ酸
を含む態様７に記載のフラックス。

態様９：
界面活性剤、好ましくはエトキシル化オクチルフェノールおよびエトキシル化ノニルフェノールから選択される界面活性剤をさらに含む態様１〜８のいずれかに記載のフラックス。

態様１０：
１０〜４０重量％のモノエタノールアミンと、
１５〜３０重量％のトリエタノールアミンと、
１０〜３５重量％のアミノエチルエタノールアミンと、
５〜２０重量％のエトキシル化タローアミンと、
１〜５重量％の水と、
１〜５重量％の塩化アンモニウムと、
５〜１５重量％の塩化亜鉛と、
５〜１５重量％の５０％フルオロホウ酸と、
１〜５重量％のフルオロホウ酸スズと、
１〜５重量％のエトキシル化ノニルフェノールおよび／またはエトキシル化オクチルフェノールと
を含む態様１〜９のいずれかに記載のフラックス。

態様１１：
１０〜４０重量％のモノエタノールアミンと、
１５〜３０重量％のトリエタノールアミンと、
１０〜３５重量％のアミノエチルエタノールアミンと、
５〜２０重量％のエトキシル化タローアミンと、
１〜５重量％の水と、
１〜５重量％の塩化アンモニウムと、
５〜１５重量％の塩化亜鉛と、
５〜１５重量％の５０％フルオロホウ酸と、
１〜５重量％のフルオロホウ酸スズと、
１〜１０重量％のエトキシル化ポリアミンと
を含む態様１〜１０のいずれかに記載のフラックス。

態様１２：
プリント回路基板、ＬＥＤまたは光起電力モジュールの製造用の態様１〜１１のいずれかに記載のフラックス。

態様１３：
態様１〜１２のいずれかに記載のフラックスを含むはんだペースト。

態様１４：
スズ、スズ−銀合金、スズ−銀−銅合金、スズ−ビスマス合金およびスズ−銀−ビスマス合金の１つ以上から選択されるはんだ粒子を含む態様１３に記載のはんだペースト。

態様１５：
周囲条件において、空気中で、少なくとも３時間、好ましくは少なくとも５時間安定である、態様１３または１４に記載のはんだペースト。

態様１６：
態様１〜１２のいずれかに記載のフラックス、または態様１３〜１５のいずれかに記載のペーストを用いて製造されたはんだ接合部。

態様１７：
アルミニウム表面を提供することと、
前記アルミニウム表面と態様１〜１２のいずれかに記載のフラックスとを接触させ、その後、前記アルミニウム表面とスズまたはスズ合金を含む融液とを接触させることと
を含むアルミニウム表面の処理方法。

態様１８：
前記アルミニウム基材と前記融液とを接触させた後、前記アルミニウム表面を洗浄する工程をさらに含む態様１７に記載の方法。

態様１９：
前記アルミニウム表面とフラックスとを接触させる前記工程が、スプレーおよび／またはディップおよび／またははけ塗りを含む態様１７または１８に記載の方法。

態様２０：
前記アルミニウム表面とスズまたはスズ合金を含む融液とを接触させる前記工程が、ホットエアはんだレベリングおよび／またはウェーブはんだ付けを含む態様１７〜１９のいずれかに記載の方法。

態様２１：
はんだを前記アルミニウム表面に適用する工程をさらに含む態様１７〜２０のいずれかに記載の方法。

態様２２：
表面実装技術リフローはんだ付けを用いて前記はんだを適用する態様２１に記載の方法。

態様２３：
態様１７〜２２のいずれかに記載の方法により処理されたアルミニウム表面を有するアルミニウム基材。

態様２４：
アルミニウム−スズ共晶層を含む表面部分を有するアルミニウム基材。

態様２５：
態様２３または２４に記載の基材を含む、はんだ被覆アルミニウムリボン、好ましくは光起電力はんだ被覆アルミニウムリボン。

態様２６：
態様２３または２４に記載のアルミニウム基材を含むプリント回路基板またはＬＥＤ。

態様２７：
プリント回路基板、ＬＥＤおよび光起電力モジュールから選択される装置の製造における、態様１〜１２のいずれかに記載のフラックス、または態様１３〜１５のいずれかに記載のはんだペーストの使用。

態様２８：
態様１〜１２のいずれかに記載のフラックス、または態様１３〜１５のいずれかに記載のペーストを用いて、アルミニウム表面をはんだ付け可能にする方法、好ましくはアルミニウム表面をスズ系はんだではんだ付け可能にする方法。

Claims

１０〜４５重量％のモノエタノールアミンと、
１５〜３０重量％のトリエタノールアミンと、
１０〜３５重量％のアミノエチルエタノールアミンと、
５〜３６重量％のエトキシル化タローアミンと、
１〜１０重量％のエトキシル化ポリアミンと
を含むフラックス。
１０〜４０重量％のモノエタノールアミンと、
１５〜３０重量％のトリエタノールアミンと、
１０〜３５重量％のアミノエチルエタノールアミンと、
５〜２０重量％のエトキシル化タローアミンと、
１〜１０重量％のエトキシル化ポリアミンと
を含む請求項１に記載のフラックス。
活性剤を含む請求項１または２に記載のフラックス。
前記活性剤が、塩化亜鉛、塩化アルミニウムおよびフルオロホウ酸の１つ以上から選択される請求項３に記載のフラックス。
１〜５重量％の塩化アルミニウム、および／または
５〜１５重量％の塩化亜鉛、および／または
５〜１５重量％のフルオロホウ酸
を含む請求項４に記載のフラックス。
界面活性剤をさらに含む請求項１〜５のいずれか１項に記載のフラックス。
１０〜４０重量％のモノエタノールアミンと、
１５〜３０重量％のトリエタノールアミンと、
１０〜３５重量％のアミノエチルエタノールアミンと、
５〜２０重量％のエトキシル化タローアミンと、
１〜５重量％の水と、
１〜５重量％の塩化アンモニウムと、
５〜１５重量％の塩化亜鉛と、
５〜１５重量％の５０％フルオロホウ酸と、
１〜５重量％のフルオロホウ酸スズと、
１〜１０重量％のエトキシル化ポリアミンと
を含む請求項１〜６のいずれか１項に記載のフラックス。
１０〜４０重量％のモノエタノールアミンと、
１５〜３０重量％のトリエタノールアミンと、
１０〜３５重量％のアミノエチルエタノールアミンと、
５〜２０重量％のエトキシル化タローアミンと、
１〜５重量％の水と、
１〜５重量％の塩化アンモニウムと、
５〜１５重量％の塩化亜鉛と、
５〜１５重量％の５０％フルオロホウ酸と、
１〜５重量％のフルオロホウ酸スズと、
１〜１０重量％のエトキシル化ポリアミンと、
１〜５重量％のエトキシル化ノニルフェノールおよび／またはエトキシル化オクチルフェノールと
を含む請求項１〜７のいずれか１項に記載のフラックス。
プリント回路基板、ＬＥＤまたは光起電力モジュールの製造用の請求項１〜８のいずれか１項に記載のフラックス。
請求項１〜９のいずれか１項に記載のフラックスを含むはんだペースト。
スズ、スズ−銀合金、スズ−銀−銅合金、スズ−ビスマス合金およびスズ−銀−ビスマス合金の１つ以上から選択されるはんだ粒子を含む請求項１０に記載のはんだペースト。
周囲条件において、空気中で、少なくとも３時間安定である、請求項１０または１１に記載のはんだペースト。
請求項１〜９のいずれか１項に記載のフラックス、または請求項１０〜１２のいずれか１項に記載のペーストを用いて製造されたはんだ接合部。
アルミニウム表面を提供することと、
前記アルミニウム表面と請求項１〜９のいずれか１項に記載のフラックスとを接触させ、その後、前記アルミニウム表面とスズまたはスズ合金を含む融液とを接触させることと
を含むアルミニウム表面の処理方法。
前記アルミニウム表面と前記融液とを接触させた後、前記アルミニウム表面を洗浄する工程をさらに含む請求項１４に記載の方法。
前記アルミニウム表面とフラックスとの接触が、スプレーおよび／またはディップおよび／またははけ塗りを含む請求項１４または１５に記載の方法。
前記アルミニウム表面とスズまたはスズ合金を含む融液との接触が、ホットエアはんだレベリングおよび／またはウェーブはんだ付けを含む請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の方法。
はんだを前記アルミニウム表面に適用する工程をさらに含む請求項１４〜１７のいずれか１項に記載の方法。
表面実装技術リフローはんだ付けを用いて前記はんだを適用する請求項１８に記載の方法。
請求項１４〜１９のいずれか１項に記載の方法により処理されたアルミニウム表面を有するアルミニウム基材。
前記アルミニウム表面部分がアルミニウム−スズ共晶層を含む請求項２０に記載のアルミニウム基材。
請求項２０または２１に記載の基材を含む、はんだ被覆アルミニウムリボン。
請求項２０または２１に記載のアルミニウム基材を含むプリント回路基板またはＬＥＤ。
プリント回路基板、ＬＥＤおよび光起電力モジュールから選択される装置の製造における、請求項１〜９のいずれか１項に記載のフラックス、または請求項１０〜１２のいずれか１項に記載のはんだペーストの使用。
請求項１〜９のいずれか１項に記載のフラックス、または請求項１０〜１２のいずれか１項に記載のペーストを用いて、アルミニウム表面をはんだ付け可能にする方法。