JP6575707B1 - フラックス及びソルダペースト - Google Patents
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Abstract
Description
[1]
有機酸と、ロジンと、チキソ剤と、溶剤と、ヒンダードフェノール系酸化防止剤及び/又はリン系酸化防止剤と、を含み、
チキソ剤は、環状アミド化合物と非環状アミド化合物からなり、環状アミド化合物を0.1wt%以上8.0wt%以下、非環状アミド化合物を0.5wt%以上8.0wt%以下で含み、かつ、環状アミド化合物と非環状アミド化合物の合計が1.5wt%以上10.0wt%以下であり、
環状アミド化合物は、ジカルボン酸及び/またはトリカルボン酸と、ジアミン及び/またはトリアミンが環状に重縮合した分子量が3000以下のアミド化合物であり、
非環状アミド化合物は、モノカルボン酸、ジカルボン酸及び/またはトリカルボン酸と、モノアミン、ジアミン及び/またはトリアミンが非環状に縮合したアミド化合物である
ことを特徴とするフラックス。
[2]
環状アミド化合物は、ジカルボン酸及びトリカルボン酸の炭素数が3以上10以下である
ことを特徴とする[1]に記載のフラックス。
[3]
環状アミド化合物は、ジカルボン酸及びトリカルボン酸の炭素数が6以上10以下である
ことを特徴とする[1]に記載のフラックス。
[4]
環状アミド化合物は、ジアミン及びトリアミンの炭素数が2以上54以下である
ことを特徴とする[2]または[3]に記載のフラックス。
[5]
環状アミド化合物は、ジアミン及びトリアミンの炭素数が6である
ことを特徴とする[2]または[3]に記載のフラックス。
[6]
環状アミド化合物は、炭素数が3以上10以下のジカルボン酸と、炭素数が2以上54以下のジアミンが環状に重縮合したアミド化合物である
ことを特徴とする[1]に記載のフラックス。
[7]
環状アミド化合物は、炭素数が6以上10以下のジカルボン酸と、炭素数が6のジアミンが環状に重縮合したアミド化合物である
ことを特徴とする[1]に記載のフラックス。
[8]
環状アミド化合物は、ジカルボン酸及びトリカルボン酸の炭素数が3以上10以下、ジアミン及びトリアミンの炭素数が2以上54以下であり、
非環状アミド化合物は、モノカルボン酸、ジカルボン酸及びトリカルボン酸の炭素数が2以上28以下、モノアミン、ジアミン及びトリアミンの炭素数が0以上54以下である
ことを特徴とする[1]に記載のフラックス。
[9]
チキソ剤は、さらにエステル化合物を含む
ことを特徴とする[1]〜[8]の何れかに記載のフラックス。
[10]
チキソ剤は、エステル化合物としてヒマシ硬化油を含む
ことを特徴とする[9]に記載のフラックス。
[11]
チキソ剤は、環状アミド化合物を0.1wt%以上1.5wt%以下、非環状アミド化合物を0.5wt%以上4.0wt%以下含む
ことを特徴とする[1]に記載のフラックス。
[12]
チキソ剤は、エステル化合物を0wt%以上8.0wt%以下含む
ことを特徴とする[9]または[10]に記載のフラックス。
[13]
ロジンを30wt%以上60wt%以下、
有機酸を0.2wt%以上10wt%以下含む
ことを特徴とする[1]〜[12]の何れかに記載のフラックス。
[14]
さらに、アミンを0wt%以上20wt%、
有機ハロゲン化合物を0wt%以上5wt%以下、
アミンハロゲン化水素酸塩を0wt%以上2wt%以下、
酸化防止剤を0wt%以上5wt%以下含む
ことを特徴とする[1]〜[13]の何れかに記載のフラックス。
[15]
ヒンダードフェノール系酸化防止剤及び/又はリン系酸化防止剤の含有量は、前記フラックス全体に対して、0.2〜10wt%である
ことを特徴とする[1]〜[14]の何れかに記載のフラックス。
[16]
[1]〜[15]の何れか1項に記載のフラックスと、金属粉を含む
ことを特徴とするソルダペースト。
本実施形態は、有機酸と、ロジンと、チキソ剤と、溶剤と、ヒンダードフェノール系酸化防止剤及び/又はリン系酸化防止剤と、を含み、
チキソ剤は、環状アミド化合物と非環状アミド化合物からなり、環状アミド化合物を0.1wt%以上8.0wt%以下、非環状アミド化合物を0.5wt%以上8.0wt%以下で含み、かつ、環状アミド化合物と非環状アミド化合物の合計が1.5wt%以上10.0wt%以下であり、
環状アミド化合物は、ジカルボン酸及び/またはトリカルボン酸と、ジアミン及び/またはトリアミンが環状に重縮合した分子量が3000以下のアミド化合物であり、
非環状アミド化合物は、モノカルボン酸、ジカルボン酸及び/またはトリカルボン酸と、モノアミン、ジアミン及び/またはトリアミンが非環状に縮合したアミド化合物である
ことを特徴とするフラックスに関する。
チキソ剤は、環状アミド化合物と非環状アミド化合物からなる。
チキソ剤が、環状アミド化合物と非環状アミド化合物からなるフラックスでは、チキソ剤が非環状アミド化合物からなる場合と比較して、非環状アミド化合物の含有量を増やすことなく、チキソ性を向上させることができ、チキソ剤の析出を抑制することができる。このフラックスを用いたソルダペーストでは、にじみ、かすれ等が抑制された良好な印刷性を得ることができ、また、印刷後のソルダペーストが流れる印刷ダレを抑制することができる。更に、はんだ付け時の加熱によるソルダペーストの加熱ダレを抑制することができる。
本実施形態のフラックスは、例えば、ロジンを30wt%以上60wt%以下、より好ましくは、ロジンを35wt%以上60wt%以下、有機酸を0.2wt%以上10wt%以下含む。
本実施形態のフラックスは、さらに、アミン、ハロゲンを含んでも良く、例えば、アミンを0wt%以上20wt%以下、より好ましくは、アミンを0wt%以上5wt%以下、ハロゲンとして有機ハロゲン化合物を0wt%以上5wt%以下、アミンハロゲン化水素酸塩を0wt%以上2wt%以下含む。
本実施形態のフラックスは、ヒンダードフェノール系酸化防止剤及び/又はリン系酸化防止剤を含む。ヒンダードフェノール系酸化防止剤及び/又はリン系酸化防止剤を含むことにより、ソルダペーストの増粘を抑制することができる。ヒンダードフェノール系酸化防止剤及び/又はリン系酸化防止剤の含有量は、前記フラックス全体に対して、好ましくは0.2〜10wt%(併用の場合は合計量)である。
溶剤としては、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。グリコールエーテル系溶剤としては、ヘキシルジグリコール、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等が挙げられる。本実施形態のフラックスは、残部が溶剤である。
本実施形態のソルダペーストは、上述したフラックスと、金属粉を含む。金属粉は、Sn単体、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Pb、Sb、Bi、In、Cu、Zn、As、Ag、Cd、Fe、Ni、Co、Au、Ge、P等を添加したはんだの粉体で構成される。
上記(1)式中、As、Sb、Bi、およびPbは各々合金組成での含有量(質量ppm)を表す。
275≦2As+Sb+Bi+Pb≦5300 (1b)
上記(1a)および(1b)式中、As、Sb、Bi、およびPbは各々合金組成での含有量(質量ppm)を表す。
上記(2)式中、As、Sb、Bi、およびPbは各々合金組成での含有量(質量ppm)を表す。
上記(2a)式中、As、Sb、BiおよびPbは各々合金組成での含有量(質量ppm)を表す。
(1)検証方法
チキソ性の評価は、JIS Z3284−3 4.2に準拠し、スパイラル方式粘度計を用いて行った。粘度計の回転速度を3rpmと30rpmに設定し、所定時間回転後の粘度を読み取ってチキソ比を算出した。
〇〇:チキソ比が0.60以上
〇 :チキソ比が0.30以上0.60未満
× :チキソ比が0.30未満
(1)検証方法
ソルダペーストの印刷ダレ抑制能の評価は、JIS Z3284−3 4.3に準拠し、所定のパターンでソルダペースト印刷部が形成されたステンレス製メタルマスクを使用して銅板にソルダペーストを印刷し、メタルマスクを取り除いた後、室温25±5℃、相対湿度50±10%で10〜20分間保管し、印刷された各パターンのうち、印刷されたソルダペースト全てが一体にならない最小間隔を目視により確認した。メタルマスクの厚みは0.2mm、ソルダペースト印刷部は四角形の開口で、大きさは3.0×1.5mmとなっている。ソルダペースト印刷部は、同じ大きさの複数の開口が間隔を異ならせて並び、開口の間隔Lは0.2−0.3−0.4−0.5−0.6−0.7−0.8−0.9−1.0−1.1−1.2mmとなっている。
〇:印刷後、一体にならない最小間隔が0.2mm以下
×:印刷後、一体にならない最小間隔が0.2mm超
(1)検証方法
ソルダペーストの印刷性の評価は、JIS Z3284−3 4.1に準拠し、所定のパターンでソルダペースト印刷部が形成されたステンレス製メタルマスクを使用して銅板にソルダペーストを印刷し、印刷初期及び連続印刷時において、にじみ、かすれがないかを目視により確認した。
〇:印刷後、にじみ・かすれがない
×:印刷後、にじみ・かすれがある
(1)検証方法
ソルダペーストの加熱ダレ抑制能の評価は、JIS Z3284−3 4.4に準拠し、所定のパターンでソルダペースト印刷部が形成されたステンレス製メタルマスクを使用して銅板にソルダペーストを印刷し、メタルマスクを取り除いた後、150±10℃にて10分間加熱を行い、印刷された各パターンのうち、印刷されたソルダペースト全てが一体にならない最小間隔を目視により確認した。メタルマスクの厚みは0.2mm、ソルダペースト印刷部は四角形の開口で、大きさは3.0×1.5mmとなっている。ソルダペースト印刷部は、同じ大きさの複数の開口が間隔を異ならせて並び、開口の間隔Lは0.2−0.3−0.4−0.5−0.6−0.7−0.8−0.9−1.0−1.1−1.2mmとなっている。
〇:一体にならない最小間隔が1.0mm以下
×:一体にならない最小間隔が1.0mm超
得られたソルダペーストについて、JIS Z 3284−3の「4.2 粘度特性試験」に記載された方法に従って、回転粘度計(PCU−205、株式会社マルコム製)を用い、回転数:10rpm、測定温度:25℃にて、粘度を12時間測定し続けた。そして、初期粘度(撹拌30分後の粘度)と12時間後の粘度とを比較し、以下の基準に基づいて増粘抑制効果の評価を行った。
13時間後の粘度 ≦ 初期粘度×1.2 :経時での粘度上昇が小さく良好(○)
13時間後の粘度 > 初期粘度×1.2 :経時での粘度上昇が大きく不良(×)
〇:上記の各評価が全て〇〇又は〇
×:上記の各評価において×あり
表4に示す組成を有するはんだ合金を使用しても、ソルダペーストの印刷ダレ抑制能、印刷性、加熱ダレ抑制能、増粘抑制効果に対して十分な効果が得られた。
Claims (15)
- 有機酸と、ロジンと、チキソ剤と、溶剤と、ヒンダードフェノール系酸化防止剤及び/又はリン系酸化防止剤と、を含み、
チキソ剤は、環状アミド化合物と非環状アミド化合物からなり、環状アミド化合物を0.1wt%以上8.0wt%以下、非環状アミド化合物を0.5wt%以上8.0wt%以下で含み、かつ、環状アミド化合物と非環状アミド化合物の合計が1.5wt%以上10.0wt%以下であり、
環状アミド化合物は、ジカルボン酸及び/またはトリカルボン酸と、ジアミン及び/またはトリアミンが環状に重縮合した分子量が3000以下のアミド化合物であり、
非環状アミド化合物は、モノカルボン酸、ジカルボン酸及び/またはトリカルボン酸と、モノアミン、ジアミン及び/またはトリアミンが非環状に縮合したアミド化合物であり、
ヒンダードフェノール系酸化防止剤及び/又はリン系酸化防止剤の含有量は、フラックス全体に対して、0.2〜10wt%である
ことを特徴とするフラックス。 - 環状アミド化合物は、ジカルボン酸及びトリカルボン酸の炭素数が3以上10以下である
ことを特徴とする請求項1に記載のフラックス。 - 環状アミド化合物は、ジカルボン酸及びトリカルボン酸の炭素数が6以上10以下である
ことを特徴とする請求項1に記載のフラックス。 - 環状アミド化合物は、ジアミン及びトリアミンの炭素数が2以上54以下である
ことを特徴とする請求項2または請求項3に記載のフラックス。 - 環状アミド化合物は、ジアミン及びトリアミンの炭素数が6である
ことを特徴とする請求項2または請求項3に記載のフラックス。 - 環状アミド化合物は、炭素数が3以上10以下のジカルボン酸と、炭素数が2以上54以下のジアミンが環状に重縮合したアミド化合物である
ことを特徴とする請求項1に記載のフラックス。 - 環状アミド化合物は、炭素数が6以上10以下のジカルボン酸と、炭素数が6のジアミンが環状に重縮合したアミド化合物である
ことを特徴とする請求項1に記載のフラックス。 - 環状アミド化合物は、ジカルボン酸及びトリカルボン酸の炭素数が3以上10以下、ジアミン及びトリアミンの炭素数が2以上54以下であり、
非環状アミド化合物は、モノカルボン酸、ジカルボン酸及びトリカルボン酸の炭素数が2以上28以下、モノアミン、ジアミン及びトリアミンの炭素数が0以上54以下である
ことを特徴とする請求項1に記載のフラックス。 - チキソ剤は、さらにエステル化合物を含む
ことを特徴とする請求項1〜請求項8の何れか1項に記載のフラックス。 - チキソ剤は、エステル化合物としてヒマシ硬化油を含む
ことを特徴とする請求項9に記載のフラックス。 - チキソ剤は、環状アミド化合物を0.1wt%以上1.5wt%以下、非環状アミド化合物を0.5wt%以上4.0wt%以下含む
ことを特徴とする請求項1に記載のフラックス。 - チキソ剤は、エステル化合物を0wt%以上8.0wt%以下含む
ことを特徴とする請求項9または請求項10に記載のフラックス。 - ロジンを30wt%以上60wt%以下、
有機酸を0.2wt%以上10wt%以下含む
ことを特徴とする請求項1〜請求項12の何れか1項に記載のフラックス。 - さらに、アミンを0wt%以上20wt%、
有機ハロゲン化合物を0wt%以上5wt%以下、
アミンハロゲン化水素酸塩を0wt%以上2wt%以下、
酸化防止剤を0wt%以上5wt%以下含む
ことを特徴とする請求項1〜請求項13の何れか1項に記載のフラックス。 - 請求項1〜請求項14の何れか1項に記載のフラックスと、金属粉を含む
ことを特徴とするソルダペースト。
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