JP6573019B1 - フラックス及びソルダペースト - Google Patents

Abstract

【課題】水洗浄性及び印刷性にバランスよく優れたフラックス及びソルダペーストを提供する【解決手段】本発明のフラックスは、有機酸と、溶剤と、７〜４０ｍｏｌのエチレンオキサイド平均付加モル数を有するポリオキシエチレンベヘニルアルコールと、を含む。【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。

電子機器の基板への電子部品の接合及び組立ては、コスト面及び信頼性の観点から、はんだ材料と、はんだ付け用フラックス（フラックス）とからなるソルダペーストを用いたはんだ付けにより行われることが多い。

特許文献１には、界面活性剤と、特定の炭素数を有する酸無水物と、ベース樹脂と、を所定の割合で含有するはんだ付け用フラックスが開示されている。この文献には、上記はんだ付け用フラックスが、はんだ金属中におけるボイド発生を抑制したり、フラックス及びはんだ金属の飛散を抑制したり、はんだ付後に発生する残渣の洗浄を容易に行ったりできることが開示されている。

特開２０１６−１７９４９６号公報

通常、はんだ付後に発生する残渣の洗浄は、特許文献１のように溶剤を用いて行われることが多い。しかしながら、環境負荷を低減させる観点から、はんだ付後に発生する残渣の洗浄は、水を用いて行われることが好ましく、水洗浄性に優れるフラックスが求められている。

したがって、本発明は、水洗浄性及び印刷性にバランスよく優れた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。

本発明者らは、上記課題を解決するべく鋭意研究した結果、有機酸と、溶剤と、特定のエチレンオキサイド平均付加モル数を有するポリオキシエチレンベヘニルアルコールと、を含有することにより、得られるフラックスは、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明のフラックスは、有機酸と、溶剤と、７〜４０ｍｏｌのエチレンオキサイド平均付加モル数を有するポリオキシエチレンベヘニルアルコールと、を含む。

本発明のソルダペーストは、はんだ材料と、本発明のフラックスとからなる。

本発明によれば、水洗浄性及び印刷性を向上可能なフラックス及びソルダペーストを提供可能である。

以下、本発明を実施するための形態（以下、「本実施形態」という。）について説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。

なお、本明細書において、各元素の含有量は、例えば、ＪＩＳ Ｚ ３９１０ に準拠にしてＩＣＰ−ＡＥＳで分析することにより測定することができる。

［フラックス］
本実施形態のフラックスは、有機酸と、溶剤と、７〜４０ｍｏｌのエチレンオキサイド平均付加モル数を有するポリオキシエチレンベヘニルアルコール（ベヘニルアルコールエチレンオキサイド付加体）と、を含むことにより、水洗浄性及び印刷性を向上できる。このため、フラックスは、例えば、はんだ付け用フラックスとして好適に用いられる。

（ベヘニルアルコールエチレンオキサイド付加体）
フラックスは、ベヘニルアルコールエチレンオキサイド付加体を含有する。本発明者らは、アルキレングリコールの骨格及び平均付加モル数、並びにアルキルエーテルの骨格が、水洗浄性、印刷性に依存するレオロジー（粘度、チキソ比）に重要な影響を与えるという知見を得た。そして、本発明者らは、ポリアルキレングリコールアルキルエーテルとして、７〜４０ｍｏｌのエチレンオキサイド平均付加モル数を有するポリオキシエチレンベヘニルアルコールを用いることにより、フラックスは、水洗浄性及び印刷性にバランスよく優れることを見出した。

ベヘニルアルコールエチレンオキサイド付加体は、下記式（Ａ）により表される。
ＣＨ₃−（ＣＨ₂）₂₁−Ｏ−［（ＣＨ₂）₂−Ｏ］_m−Ｈ…（Ａ）
式（Ａ）中、ｍは、平均付加モル数を表す。

ベヘニルアルコールエチレンオキサイド付加体のエチレンオキサイド平均付加モル数（上記式（Ａ）中のｍ）は、水洗浄性及び印刷性に一層優れる観点から、１０〜３０ｍｏｌであることが好ましい。

ベヘニルアルコールエチレンオキサイド付加体の含有量は、水洗浄性及び印刷性に一層優れる観点から、フラックス全体に対して、５〜２０質量％であることが好ましく、１０〜２０質量％であることがより好ましい。

（有機酸）
フラックスは、印刷性を向上させるために有機酸（有機酸系活性剤）を含有する。有機酸としては、アジピン酸、アゼライン酸、エイコサン二酸、クエン酸、グリコール酸、コハク酸、サリチル酸、ジグリコール酸、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、チオグリコール酸、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、フマル酸、マレイン酸、マロン酸、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)、グリシン、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、グルタル酸、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、リンゴ酸、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、ダイマー酸、水添ダイマー酸、トリマー酸、水添トリマー酸等が挙げられる。

有機酸の含有量は、水洗浄性及び印刷性に一層バランスよく優れる観点から、フラックス全体に対して、１〜１０質量％であることが好ましい。

（溶剤）
フラックスは、溶剤を含有する。溶剤としては、水、アルコール系溶剤、グリコール系溶剤、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、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、１，１，１−トリス（ヒドロキシメチル）エタン、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、ビス［２，２，２−トリス（ヒドロキシメチル）エチル］エーテル、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、エリトリトール、トレイトール、グアヤコールグリセロールエーテル、３，６−ジメチル−４−オクチン−３，６−ジオール、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。グリコール系溶剤としては、１，３−ブチレングリコール、フェニルグリコール、ヘキシレングリコ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、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、２−メチルペンタン−２，４−ジオール、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、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、ヘキシルジグリコール、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。

溶剤の含有量は、例えば、フラックス全体に対して、０を超えて、８０質量％以下であってもよく、２０〜６０質量％であることが好ましい。

フラックスは、上記のベヘニルアルコールエチレンオキサイド付加体以外のエチレンオキサイド付加体（その他のエチレンオキサイド付加体）を含有してもよい。その他のエチレンオキサイド付加体としては、例えば、７ｍｏｌ未満のエチレンオキサイド平均付加モル数を有するポリオキシエチレンベヘニルアルコール、アルキルアルコールエチレンオキサイド付加体（例えば、セチルアルコールエチレンオキサイド付加体、ステアリルアルコールオキサイド付加体等）、レゾルシノールエチレンオキサイド付加体、ポリエチレングリコール等が挙げられる。これらのエチレンオキサイド付加体は、１種を単独で、又は２種以上を組み合わせて用いられる。

エチレンオキサイド付加体の含有量は、フラックス全体に対して、０〜３０質量％であってもよい。

フラックスは、上述したエチレンオキサイド付加体を除く樹脂を含有してもよい。その他の樹脂としては、例えば、ロジン系樹脂、（メタ）アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、フェノキシ樹脂、ビニルエーテル系樹脂、テルペン樹脂、変性テルペン樹脂（例えば、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）、テルペンフェノール樹脂、変性テルペンフェノール樹脂（例えば、水添テルペンフェノール樹脂等）、スチレン樹脂、変性スチレン樹脂（例えば、スチレンアクリル樹脂、スチレンマレイン樹脂等）、キシレン樹脂、変性キシレン樹脂（例えば、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）等が挙げられる。これらの樹脂は、１種を単独で、又は２種以上を組み合わせて用いられる。これらの中でも、樹脂は、ロジン系樹脂及び（メタ）アクリル系樹脂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。なお、ここでいう「（メタ）アクリル系樹脂」とは、メタクリル系樹脂及びアクリル系樹脂を包含する概念をいう。

ロジン系樹脂としては、例えば、ガムロジン、ウッドロジン、トール油ロジン等の原料ロジン、原料ロジンから得られる誘導体が挙げられる。誘導体としては、例えば、精製ロジン、水添ロジン、不均化ロジン、重合ロジン及び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）、並びに重合ロジンの精製物、水素化物及び不均化物、並びにα，β不飽和カルボン酸変性物の精製物、水素化物、不均化物等が挙げられる。これらのロジン系樹脂は、１種を単独で、又は２種以上を組み合わせて用いられる。

ロジン系樹脂の含有量は、水洗浄性に一層優れる観点から、フラックス全体に対して、５質量％以下であることが好ましく、０質量％であることがより好ましい。

（メタ）アクリル系樹脂としては、例えば、（メタ）アクリル系モノマーの単独重合体、２種類以上のアクリル系モノマーの共重合体が挙げられる。（メタ）アクリル系モノマーとしては、（メタ）アクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、クロトン酸、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸ヘキシル、（メタ）アクリル酸プロピル、（メタ）アクリル酸オクチル、（メタ）アクリル酸ノニル、（メタ）アクリル酸デシル、（メタ）アクリル酸ウンデシル、（メタ）アクリル酸ドデシル、（メタ）アクリル酸トリデシル、（メタ）アクリル酸テトラデシル、（メタ）アクリル酸ラウリル、（メタ）アクリル酸ステアリル等が挙げられる。これらの（メタ）アクリル系樹脂は、１種を単独で、又は２種以上を組み合わせて用いられる。

（メタ）アクリル系樹脂の含有量は、フラックス全体に対して、例えば、５質量％以下であることが好ましく、０質量％であることがより好ましい。

樹脂の含有量は、フラックス全体に対して、５質量％以下であることが好ましく、０質量％であることがより好ましい。

フラックスは、活性を一層向上させるためにアミン系活性剤（アミン）を含有することが好ましい。なお、ここでいうアミンは、後述するアミンハロゲン化水素酸塩を包含しない。アミンとしては、例えば、両末端基にアミノ基を有するポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコールコポリマー（末端ジアミンＰＥＧ−ＰＰＧ）コポリマー、アミン脂肪族アミン、芳香族アミン、アミノアルコール、イミダゾール、ベンゾトリアゾール、アミノ酸、グアニジン、ヒドラジド等が挙げられる。脂肪族アミンとしては、例えば、ジメチルアミン、エチルアミン、１−アミノプロパン、イソプロピルアミン、トリメチルアミン、アリルアミン、ｎ−ブチルアミン、ジエチルアミン、ｓｅｃ−ブチルアミン、ｔｅｒｔ−ブチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエチルアミン、イソブチルアミン、シクロヘキシルアミン等が挙げられる。芳香族アミンとしては、例えば、アニリン、Ｎ−メチルアニリン、ジフェニルアミン、Ｎ−イソプロピルアニリン、ｐ−イソプロピルアニリン等が挙げられる。アミノアルコールとしては、例えば、２−アミノエタノール、２−(エチルアミノ)エタノール、ジエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリエタノールアミン、Ｎ−ブチルジエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、Ｎ，Ｎ−ビス(２−ヒドロキシエチル)−Ｎ−シクロヘキシルアミン、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、Ｎ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ''−ペンタキス(２−ヒドロキシプロピル)ジエチレントリアミン等が挙げられる。イミダゾールとしては、例えば、２−メチルイミダゾール、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等が挙げられる。ベンゾトリアゾールとしては、例えば、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、１，２，３−ベンゾトリアゾールナトリウム塩水溶液、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等が挙げられる。アミノ酸としては、アラニン、アルギニン、アスパラギン、アスパラギン酸、システイン塩酸塩、グルタミン、グルタミン酸、グリシン、ヒスチジン、イソロイシン、ロイシン、リジン一塩酸塩、メチオニン、フェニルアラニン、プロリン、セリン、トレオニン、トリプトファン、チロシン、バリン、β-アラニン、γ-アミノ酪酸、δ-アミノ吉草酸、ε-アミノヘキサン酸、ε-カプロラクタム、７−アミノヘプタン酸等が挙げられる。グアニジンとしては、例えば、ジシアンジアミド、１，３−ジフェニルグアニジン、１，３−ジ−ｏ−トリルグアニジン等が挙げられる。

アミンの含有量は、フラックス全体に対して、例えば、０〜６５質量％であり、水洗浄性及び印刷性にバランスよく一層優れる観点から、２０〜６５質量％であることが好ましく、３０〜５５質量％であることがより好ましい。

フラックスは、活性を向上させるために、有機ハロゲン化合物を含有してもよい。なお、ここでいう有機ハロゲン化合物は、後述するアミンハロゲン化水素酸塩を包含しない。有機ハロゲン化合物としては、例えば、トランス−２，３−ジブロモ−２−ブテン−１，４−ジオール、２，３−ジブロモ−１，４−ブタンジオール、２，３−ジブロモ−１−プロパノール、２，３−ジクロロ−１−プロパノール、１，１，２，２−テトラブロモエタン、２，２，２−トリブロモエタノール、ペンタブロモエタン、四臭化炭素、２，２−ビス(ブロモメチル)−１，３−プロパンジオール、ｍｅｓｏ−２，３−ジブロモこはく酸、クロロアルカン、塩素化脂肪酸エステル、臭化ｎ−ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、トリアリルイソシアヌレート６臭化物、２，２−ビス[３，５−ジブロモ−４−(２，３−ジブロモプロポキシ)フェニル]プロパン、ビス[３，５−ジブロモ−４−(２，３−ジブロモプロポキシ)フェニル]スルホン、エチレンビスペンタブロモベンゼン、２−クロロメチルオキシラン、ヘット酸、ヘット酸無水物、臭化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂等が挙げられる。

有機ハロゲン化合物の含有量は、フラックス全体に対して、例えば、０〜５質量％であり、水洗浄性及び印刷性にバランスよく一層優れる観点から、０〜１質量％であることが好ましい。

フラックスは、はんだ付け性を向上させるためにアミンハロゲン化水素酸塩活性剤（アミンハロゲン化水素酸塩）を含有してもよい。アミンハロゲン化水素酸塩としては、アミンとして例示したアミンのハロゲン化水素酸塩が挙げられる。アミンハロゲン化水素酸塩としては、例えば、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、シクロヘキシルアミン臭化水素酸塩、ジエチルアミン臭化水素酸塩、モノエチルアミン臭化水素酸塩、１，３−ジフェニルグアニジン臭化水素酸塩、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、モノエチルアミン塩酸塩、モノエチ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、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。

アミンハロゲン化水素酸塩の含有量は、フラックス全体に対して、例えば、０〜５質量％であり、水洗浄性及び印刷性にバランスよく一層優れる観点から、０〜１質量％であることが好ましい。

フラックスは、ロジン系樹脂、アミン、アミンハロゲン化水素酸塩、及び有機ハロゲン化合物からなる群より選択される１種以上を含むことが好ましく、アミンハロゲン化水素酸塩を含むことがより好ましく、アミン及びアミンハロゲン化水素酸塩を含むことが更に好ましい。

フラックスは、チキソ剤を含有してもよい。チキソ剤としては、例えば、ワックス系チキソ剤、アマイド系チキソ剤等が挙げられる。ワックス系チキソ剤としては、例えば、ヒマシ硬化油等が挙げられる。アマイド系チキソ剤としては、例えば、ラウリン酸アマイド、パルミチン酸アマイド、ステアリン酸アマイド、ベヘン酸アマイド、ヒドロキシステアリン酸アマイド、飽和脂肪酸アマイド、オレイン酸アマイド、エルカ酸アマイド、不飽和脂肪酸アマイド、ｐ−トルエンメタンアマイド、芳香族アマイド、置換アマイド、メチロールステアリン酸アマイド、メチロールアマイド、脂肪酸エステルアマイド等が挙げられる。アマイド系チキソ剤は、ビスアマイド系チキソ剤及び／又はポリアマイド系チキソ剤であってもよく、ビスアマイド系チキソ剤としては、メチレンビスステアリン酸アマイド、エチレンビスラウリン酸アマイド、エチレンビスヒドロキシステアリン酸アマイド、飽和脂肪酸ビスアマイド、メチレンビスオレイン酸アマイド、不飽和脂肪酸ビスアマイド、ｍ−キシリレンビスステアリン酸アマイド、芳香族ビスアマイド等が挙げられ、ポリアマイド系チキソ剤としては、飽和脂肪酸ポリアマイド、不飽和脂肪酸ポリアマイド、芳香族ポリアマイド等が挙げられる。

チキソ剤の含有量は、フラックス全体に対して、例えば、０〜１５質量％であってもよい。

［ソルダペースト］
本実施形態のソルダペーストは、はんだ材料と、本実施形態のフラックスとからなる。ソルダペーストは、本実施形態のフラックスを含有することにより、水洗浄性及び印刷性を向上できる。なお、ここでいう「フラックス」とは、ソルダペーストにおけるはんだ材料以外の成分全体をいう。

（はんだ材料）
はんだ材料は、Ｓｎ又はＳｎ系合金を含有することが好ましい。Ｓｎ又はＳｎ系合金は、不可避不純物を含んでもよい。

Ｓｎは、例えば、９９．９％以上の純度を有するＳｎ（３Ｎ材）であってもよく、９９．９９％以上の純度を有するＳｎ（４Ｎ材）であってもよく、９９．９９９％の純度を有するＳｎ（５Ｎ材）であってもよい。

Ｓｎ系合金としては、例えば、Ｓｎ−Ａｇ合金、Ｓｎ−Ｃｕ合金、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｃｏ合金、Ｓｎ−Ｉｎ合金、Ｓｎ−Ｂｉ合金、Ｓｎ−Ｓｂ合金、Ｓｎ−Ｐｂ合金等の組成を有する合金、上記組成を有する合金にＡｓ、Ｂｉ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｇｅ、Ｐ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｇａ等を添加した合金が挙げられる。Ｓｎ系合金中のＳｎの含有量は、特に限定されず、例えば、４０質量％超とすることができる。

Ｓｎ及びＳｎ系合金は、接合信頼性に一層優れる観点から、Ｓｎ、Ｓｎ−Ｃｕ合金、又はＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金であることが好ましい。同様の観点から、Ａｇの含有量は、０〜４．０質量％であることが好ましく、Ｃｕの含有量は、０〜３．０質量％であることが好ましく、０〜１．０質量％であることがより好ましく、０．３〜０．７５質量％であることが更に好ましい。

Ｓｎの含有量は、はんだ材料全体に対して、例えば、４０質量％以上であってもよく、５０質量％以上であってもよく、７０質量％以上であってもよく、９０質量％以上であってもよい。一方、はんだ材料がＰｂを含有する場合、Ｐｂのはんだ材料全体に対する含有量が９０質量％以上であってもよく、Ｓｎのはんだ材料全体に対する含有量が５質量％以上であってもよく、１０質量％以上であってもよい。

はんだ材料は、例えば、２０〜３００質量ｐｐｍのＡｓを含有してもよい。Ａｓの含有量が２０質量ｐｐｍ以上であることにより、粘度上昇が抑制され、増粘抑制効果に優れる。Ａｓの含有量が３００質量ｐｐｍ以下であることにより、濡れ性が劣化することを一層抑制できる。このため、Ａｓの含有量が２０〜３００質量ｐｐｍであることにより、本実施形態のソルダペーストは、増粘抑制効果及び信頼性をバランスよく両立できる。同様の観点から、Ａｓの含有量は、はんだ材料全体に対して、３０〜２５０質量ｐｐｍであることが好ましく、５０〜２００質量ｐｐｍであることがより好ましい。Ａｓは、Ｓｎ又はＳｎ系合金と共に（例えば、金属間化合物や固溶体等）を構成していてもよいし、Ｓｎ系合金とは別に、例えばＡｓ単体や酸化物として、存在していてもよい。

はんだ材料は、５０質量ｐｐｍ（０．００５０質量％）〜３．０質量％のＢｉを含有することが好ましい。Ｂｉの含有量が５０質量ｐｐｍ以上であることにより、粘度上昇が抑制され、増粘抑制効果に優れる。Ｂｉの含有量が３．０質量％以下であることにより、液相線温度（Ｔ_L）と固相線温度（Ｔ_S）との差（ΔＴ＝Ｔ_L−Ｔ_S）を小さくでき、サイクル特性等の信頼性に優れる。このため、Ｂｉの含有量が５０質量ｐｐｍ〜３．０質量％であることにより、本実施形態のソルダペーストは、増粘抑制効果及び信頼性をバランスよく両立できる。同様の観点から、Ｂｉの含有量は、はんだ材料全体に対して、５０質量ｐｐｍ（０．００５０質量％）〜１．０質量％であることが好ましく、１００質量ｐｐｍ（０．０１０質量％）〜１．０質量％であることがより好ましい。

はんだ材料は、２０質量ｐｐｍ（０．００２０質量％）〜０．５質量％のＳｂを含有することが好ましい。Ｓｂの含有量が２０質量ｐｐｍ以上であることにより、粘度上昇が抑制され、増粘抑制効果に優れる。Ｓｂの含有量が０．５質量％以下であることにより、濡れ性、及びサイクル特性等の信頼性に優れる。このため、Ｓｂの含有量が２０質量ｐｐｍ〜０．５質量％であることにより、本実施形態のソルダペーストは、増粘抑制効果及び信頼性をバランスよく両立できる。同様の観点から、Ｓｂの含有量は、はんだ材料全体に対して、５０質量ｐｐｍ（０．００５０質量％）〜０．３質量％であることが好ましく、１００質量ｐｐｍ（０．０１０質量％）〜０．１質量％であることがより好ましい。

はんだ材料は、２０質量ｐｐｍ（０．００２０質量％）〜０．７質量％のＰｂを含有することが好ましい。Ｐｂの含有量が２０質量ｐｐｍ以上であることにより、粘度上昇が抑制され、増粘抑制効果に優れる。Ｐｂの含有量が０．７質量％以下であることにより、液相線温度（Ｔ_L）と固相線温度（Ｔ_S）との差（ΔＴ＝Ｔ_L−Ｔ_S）を小さくでき、サイクル特性等の信頼性に優れる。このため、Ｐｂの含有量が２０質量ｐｐｍ〜０．７質量％であることにより、本実施形態のソルダペーストは、増粘抑制効果及び信頼性をバランスよく両立できる。同様の観点から、Ｐｂの含有量は、はんだ材料全体に対して、５０質量ｐｐｍ（０．００５０質量％）〜０．５質量％であることが好ましく、１００質量ｐｐｍ（０．０１０質量％）〜０．３質量％であることがより好ましい。

Ｂｉは、Ｓｎ又はＳｎ系合金と共に合金（例えば、金属間化合物、固溶体等）の形態で存在していてもよく、Ｓｎ及びＳｎ系合金とは別に存在していてもよい。

本実施形態のはんだ材料の製造方法としては、特に限定されず、例えば、原料金属を溶融混合することにより製造する方法が挙げられる。

本実施形態において、はんだ材料の形態は、特に限定されず、例えば、ワイヤ状の形態であってもよく、ボール状の形態（はんだボール）、粉末状の形態（はんだ粉末）等の粒子状の形態であってもよい。はんだ材料の形態は、流動性に優れる観点から、粒子状の形態であることが好ましく、粉末状の形態であることがより好ましい。

粒子状のはんだ材料の製造方法としては、例えば、溶融させたはんだ材料を滴下して粒子を得る滴下法や遠心噴霧する噴霧法、バルクのはんだ材料を粉砕する方法等が挙げられる。滴下法や噴霧法において、滴下や噴霧は、粒子状とするために不活性雰囲気や溶媒中で行うことが好ましい。

また、はんだ材料が粒子状である場合、はんだ材料は、ＪＩＳ Ｚ ３２８４−１：２００４における粉末サイズの分類（表２）において記号１〜８に該当するサイズ（粒度分布）を有していることが好ましく、記号４〜８に該当するサイズ（粒度分布）を有していることがより好ましく、記号５〜８に該当するサイズ（粒度分布）を有していることが更に好ましい。これにより、微細な部品へのはんだ付けが可能となる。

本実施形態において、粒子状であるはんだ材料のサイズ（粒度分布）は、ＪＩＳ Ｚ ３２８４−２：２０１４の４．２．３に記載されたレーザ回折式粒度分布測定試験に準拠して行うことができる。

本実施形態において、はんだ材料の含有量と、フラックスの含有量との質量比（はんだ材料：フラックス）は、例えば、はんだ材料９５質量％：フラックス５質量％〜はんだ材料５質量％：フラックス９５質量％であってもよく、好ましくははんだ材料９５質量％：フラックス５質量％〜はんだ材料８５質量％：フラックス１５質量％であってもよい。

本実施形態において、ソルダペーストは、酸化ジルコニウム粉末をさらに含むことができる。ソルダペースト全体の質量に対する酸化ジルコニウム粉末の含有量は、０．０５〜２０．０質量％が好ましく、０．０５〜１０．０質量％がより好ましく、０．１〜３質量％が最も好ましい。酸化ジルコニウム粉末の含有量が上記範囲内であれば、フラックスに含まれる活性剤が酸化ジルコニウム粉末と優先的に反応し、はんだ粉末表面のＳｎやＳｎ酸化物との反応が起こりにくくなることで経時変化による粘度上昇を更に抑制する効果が発揮される。

ソルダペーストに添加する酸化ジルコニウム粉末の粒径の上限に限定はないが、５μｍ以下であることが好ましい。粒径が５μｍ以下であるとペーストの印刷性を維持することができる。また、下限も特に限定されることはないが、０．５μｍ以上であることが好ましい。上記粒径は、酸化ジルコニウム粉末のＳＥＭ写真を撮影し、視野内に存在する各粒子について画像解析により投影円相当径を求めたときの、投影円相当径が０．１μｍ以上であるものの投影円相当径の平均値とする。酸化ジルコニウム粒子の形状は特に限定されないが、異形状であればフラックスとの接触面積が大きく増粘抑制効果がある。球形であると良好な流動性が得られるためにペーストとしての優れた印刷性が得られる。所望の特性に応じて適宜形状を選択すればよい。

本実施形態において、ソルダペーストは、本実施形態のはんだ材料（はんだ粉末）とフラックスとを公知の方法により混練することにより製造することができる。

本実施形態のソルダペーストは、例えば、電子機器における微細構造の回路基板に用いられ、具体的には、メタルマスクを用いた印刷法、ディスペンサを用いた吐出法、又は転写ピンによる転写法等により、はんだ付け部に塗布し、リフローを行うことができる。

以下、本発明について実施例により具体的に説明するが、本発明は実施例に記載の内容に限定されるものではない。

（フラックスの調製）
表１〜表３に示す各材料を、表１〜表３に示す組成となるように加熱撹拌した後、冷却することによりフラックスを調製した。各表中の数値は、フラックスの合計が１００質量％としたときの各材料の含有量（質量％）を表し、「Ｂａｌ」は、残部を表す。以下に表中に示す各材料の試薬名及びＣＡＳ番号を示す。

各実施例及び比較例のフラックスについて（１）フラックス粘度、（２）フラックスチキソ比、（３）水洗浄性、（４）印刷性の評価を行った。各評価方法を以下に示し、評価結果を表１〜表３に示す。

（１）フラックス粘度
得られたフラックスを２５℃に調整し、回転粘度計（ＰＣＵ−２０５、株式会社マルコム製）を用いて１０ｒｐｍの回転数にてフラックスの粘度を求めた。結果を表１〜表３に示す。

（２）チキソ比
得られたフラックスを２５℃に調整し、回転粘度計（ＰＣＵ−２０５、株式会社マルコム製）を用いて以下の式にてチキソ比を求めた。結果を表１〜表３に示す。
チキソ比＝ＬＯＧ（回転数が３ｒｐｍである粘度／回転数が３０ｒｐｍである粘度）

（３）水洗浄性
Ｃｕ−ＯＳＰ電極のプリント基板上に、所定の開口を有するマスクを配置して、フラックスを塗布し、マスクを取り外した。次に、塗布した面の上に、Ｓｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ（各数値は質量％）の組成を有するはんだボールをマウント（載置）した後、窒素雰囲気下にてリフローを行った。リフロー条件は、室温から２５０℃まで１℃／ｓの昇温速度で昇温した後、２５０℃にて３０秒間保持した。リフロー後のウェハを４０℃に保温した水にて１分間浸漬洗浄し、乾燥させた。その後、光学顕微鏡にてフラックスの残渣が見られなかったものを「〇」とし、一部残渣が見られたものを「×」とした。結果を表１〜表３に示す。

（４）フラックス印刷性
フラックスを、ＪＩＳ Ｚ ３２８４のダレ試験用メタルマスクに印刷した。印刷後、パターン間隔が０．２ｍｍの部分において、隣同士がつかない場合を「〇」とし、隣同士がついている場合を「×」とした。結果を表１〜表３に示す。

本発明のフラックス及びソルダペーストは、水洗浄性及び印刷性に優れているため各種用途に利用できる。

Claims (4)

1. 有機酸と、溶剤と、７〜４０ｍｏｌのエチレンオキサイド平均付加モル数を有するポリオキシエチレンベヘニルアルコールと、
   ロジン系樹脂、アミン、アミンハロゲン化水素酸塩、及び有機ハロゲン化合物からなる群より選択される１種以上と、
   を含むフラックスであって、
   前記有機酸の含有量が、前記フラックス全体に対して１〜１０質量％であり、
   前記溶剤の含有量が、前記フラックス全体に対して０を超えて８０質量％以下であり、
   前記ポリオキシエチレンベヘニルアルコールの含有量が、前記フラックス全体に対して５〜２０質量％であり、
   ロジン系樹脂の含有量が、前記フラックス全体に対して５質量％以下であり、
   アミンの含有量が、前記フラックス全体に対して０〜６５質量％であり、
   アミンハロゲン化水素酸塩の含有量が、前記フラックス全体に対して０〜５質量％であり、
   有機ハロゲン化合物の含有量が、前記フラックス全体に対して０〜５質量％である、
   フラックス。
2. 前記ポリオキシエチレンベヘニルアルコールのエチレンオキサイド平均付加モル数が、１０〜３０ｍｏｌである請求項１記載のフラックス。
3. アミンハロゲン化水素酸塩を含む請求項１又は２記載のフラックス。
4. はんだ材料と、請求項１〜３のいずれか１項に記載のフラックスと、からなるソルダペースト。