JP6849934B1 - フラックス及びソルダペースト - Google Patents

Abstract

【課題】粒子径が８μｍ以下のはんだ合金粒子の含有量が９９質量％以上であるはんだ合金粉末を用いた場合であっても、優れた粘度の経時安定性を有すると共に、ソルダペースト印刷後３日間放置をしてもはんだボールの発生を抑制することの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】酸変性ロジンと、溶剤と、活性剤と、チキソ剤と、を含有するフラックスを採用する。このフラックスは、粒子径が８μｍ以下のはんだ合金粒子の含有量が９９質量％以上であるはんだ合金粉末を含有するソルダペーストに用いられ、活性剤は、ハロゲン化脂肪族化合物及び一般式（２）で表されるジカルボン酸を含む。［化１］［式中、Ｒは、炭素数１〜７のアルキレン基又は単結合を表す。ただし、アルキレン基を構成するメチレン基が酸素原子に置換していてもよい。］【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、はんだ及びはんだ付けの対象となる接合対象物の金属表面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、はんだと接合対象物の金属表面と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。

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。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。ソルダペーストを使用したはんだ付けにおいては、まず、基板の電極等のはんだ付け部にソルダペーストが印刷され、このはんだ付け部に部品が搭載される。続いて、リフロー炉と称される加熱炉で基板を加熱すると、はんだが溶融してはんだ付けが完了する。

従来、活性剤としてハロゲン化水素酸塩を含むフラックスが用いられていた。
また、優れたはんだ付け性を得るために、第１級カルボキシ基を有するロジン誘導体を含有するフラックスが提案されている（特許文献１参照）。

特開平１０−２３３５７７号公報

ソルダペーストにおいては、一般に、はんだ合金粉末の粒子径が小さくなるほど、ソルダペーストの粘度が経時的に増大しやすくなる、はんだ付け性が悪くなる、はんだボールが発生しやすくなるという問題がある。

そこで、本発明は、粒子径が８μｍ以下のはんだ合金粒子の含有量が９９質量％以上であるはんだ合金粉末を用いた場合であっても、優れた粘度の経時安定性を有すると共に、はんだボールの発生を抑制することの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。

上記の課題を解決するために、本発明は以下の構成を採用した。
すなわち、本発明の第１の態様は、はんだ合金粉末を含有するソルダペーストに用いられるフラックスであって、前記はんだ合金粉末は、粒子径が８μｍ以下のはんだ合金粒子の含有量が、はんだ合金粉末の総質量に対して９９質量％以上であり、前記フラックスは、酸変性ロジンと、溶剤と、活性剤と、チキソ剤と、を含有し、前記活性剤は、ハロゲン化脂肪族化合物及び下記一般式（２）で表されるジカルボン酸を含むことを特徴とする、フラックスである。

［式中、Ｒは、炭素数１〜７のアルキレン基又は単結合を表す。ただし、アルキレン基を構成するメチレン基が酸素原子に置換していてもよい。］

第１の態様にかかるフラックスにおいて、前記酸変性ロジンの酸価は、２００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であり、前記酸変性ロジンの含有量は、フラックスの総質量に対して１５質量％以上４０質量％以下であることが好ましい。

また、第１の態様にかかるフラックスにおいて、前記ハロゲン化脂肪族化合物の含有量は、フラックスの総質量に対して１質量％以上５質量％以下であることが好ましい。

また、第１の態様にかかるフラックスにおいて、前記ジカルボン酸の含有量は、フラックスの総質量に対して３質量％以上６質量％以下であることが好ましい。

また、第１の態様にかかるフラックスにおいて、前記ハロゲン化脂肪族化合物は、２，３−ジブロモ−１，４−ブタンジオールであることが好ましい。

また、本発明の第２の態様は、粒子径が８μｍ以下のはんだ合金粒子群の含有量が、はんだ合金粉末の総質量に対して９９質量％以上であるはんだ合金粉末と、前記の第１の態様にかかるフラックスと、を含有することを特徴とする、ソルダペーストである。

本発明によれば、粒子径が８μｍ以下のはんだ合金粒子の含有量が９９質量％以上であるはんだ合金粉末を用いた場合であっても、優れた粘度の経時安定性を有すると共に、はんだボールの発生を抑制することの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、はんだボール発生抑制能の評価における、リフロー時の温度変化を示すグラフである。 実施例における、はんだ周辺に、１０個未満の、２０μｍ以下のはんだ粒子が確認された様子を撮影した写真である。 実施例における、はんだ周辺に、１０個以上４０個未満の、２０μｍ以下のはんだ粒子が確認された様子を撮影した写真である。 実施例における、はんだ周辺に、４０個以上の２０μｍ以下のはんだ粒子、２０μｍよりも大きい粉末が発生、又は、未凝集であることが確認された様子を撮影した写真である。

（フラックス）
本実施形態のフラックスは、はんだ合金粉末を含有するソルダペーストに用いられる。
本実施形態のフラックスは、酸変性ロジンと、溶剤と、特定の活性剤と、チキソ剤とを含有する。

ソルダペーストにおいては、はんだ合金粉末の粒子径が小さくなるほど、ソルダペーストの粘度が経時的に増大しやすいという問題がある。
本実施形態のフラックスは、用いるはんだ合金粉末の粒子径が小さい場合、特に、粒子径が８μｍ以下のはんだ合金粒子の含有量が９９質量％以上であるはんだ合金粉末を用いた場合であっても、ソルダペーストの粘度の経時安定性及びはんだボール発生抑制能を十分なものとすることができる。

＜酸変性ロジン＞
本実施形態のフラックスは、酸変性ロジンを含むことにより、はんだボール発生抑制能を十分なものとすることができる。

酸変性ロジンとしては、例えば、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（アクリル酸変性ロジン、マレイン酸変性ロジン、フマル酸変性ロジン等）、並びに該α、β不飽和カルボン酸変性物等の精製物、水添物及び不均化物等が挙げられる。

酸変性ロジンは、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。
酸変性ロジンは、α、β不飽和カルボン酸変性物が好ましく、マレイン酸変性水添ロジン及びアクリル酸変性水添ロジンからなる群より選択される一種以上であることがより好ましい。
酸変性ロジンの酸価は、２００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であることが好ましい。
酸変性ロジンの含有量は、フラックスの総質量に対して１５質量％以上４０質量％以下であることが好ましく、２０質量％以上４０質量％以下であることがより好ましく、３０質量％以上４０質量％以下であることがさらに好ましい。

＜溶剤＞
溶剤としては、例えば、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、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、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、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種又は２種以上を使用することができる。

＜活性剤＞
本実施形態のフラックスが含有する活性剤は、ハロゲン化脂肪族化合物及び特定のジカルボン酸を含む。

《ハロゲン化脂肪族化合物》
本実施形態のフラックスは、ハロゲン化脂肪族化合物を含むことにより、粒子径が８μｍ以下のはんだ合金粒子の含有量が、はんだ合金粉末の総質量に対して９９質量％以上であるはんだ合金粉末を用いた場合であっても、ソルダペーストの粘度の経時安定性及びはんだボール発生抑制能を十分なものとすることができる。
また、本実施形態のフラックスは、ハロゲン化脂肪族化合物を含むことにより、粒子径が５μｍ以下のはんだ合金粒子群からなるはんだ合金粉末を用いた場合であっても、ソルダペーストの粘度の経時安定性及びはんだボール発生抑制能を十分なものとすることができる。

前記ハロゲン化脂肪族化合物は、ハロゲン化脂肪族炭化水素基を有する化合物である。ハロゲン化脂肪族炭化水素基は、脂肪族炭化水素基を構成する水素原子の一部または全部がハロゲン原子で置換されたものをいう。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。
脂肪族炭化水素基は、飽和脂肪族炭化水素基、不飽和脂肪族炭化水素基のいずれでもよい。
ハロゲン化脂肪族化合物としては、例えば、ハロゲン化脂肪族アルコール、ハロゲン化複素環式化合物が挙げられる。

ハロゲン化脂肪族アルコールとしては、例えば、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−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、１，４−ジブロモ−２−ブタノール、２，３−ジブロモ−１，４−ブタンジオール、トランス−２，３−ジブロモ−２−ブテン−１，４−ジオール等が挙げられる。

ハロゲン化複素環式化合物としては、例えば、下記一般式（１）で表される化合物が挙げられる。

Ｒ_１−（Ｒ_２）_ｎ （１）
［式中、Ｒ_１は、ｎ価の複素環式基を表す。Ｒ_２は、ハロゲン化脂肪族炭化水素基を表す。］

Ｒ_１における、ｎ価の複素環式基の複素環としては、脂肪族炭化水素又は芳香族炭化水素環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換された環構造が挙げられる。この複素環におけるヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。この複素環は、３〜１０員環であることが好ましく、５〜７員環であることがより好ましい。この複素環としては、例えば、イソシアヌレート環などが挙げられる。
Ｒ_２における、ハロゲン化脂肪族炭化水素基は、炭素数１〜１０が好ましく、炭素数２〜６がより好ましく、炭素数３〜５がさらに好ましい。また、Ｒ_２は、臭素化脂肪族炭化水素基、塩素化脂肪族炭化水素基が好ましく、臭素化脂肪族炭化水素基がより好ましく、臭素化飽和脂肪族炭化水素基がさらに好ましい。

ハロゲン化複素環式化合物としては、例えば、トリス−（２，３−ジブロモプロピル）イソシアヌレート等が挙げられる。

ハロゲン化脂肪族化合物は、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。
ハロゲン化脂肪族化合物は、ハロゲン化脂肪族アルコールであることが好ましく、２，３−ジブロモ−１，４−ブタンジオールであることがより好ましい。
ハロゲン化脂肪族化合物の含有量は、フラックスの総質量に対して１質量％以上５質量％以下であることが好ましい。

本実施形態のフラックスがハロゲン化脂肪族アルコールを含有する場合、ハロゲン化脂肪族アルコールの含有量は、ハロゲン化脂肪族化合物の総質量に対して、６０質量％以上１００質量％以下であることが好ましく、８０質量％以上１００質量％以下であることがより好ましい。
ハロゲン化脂肪族アルコールの含有量が上記下限値以上であることにより、粒子径が８μｍ以下のはんだ合金粒子の含有量が９９質量％以上であるはんだ合金粉末を用いた場合であっても、はんだボール発生抑制能を優れたものとすることができる。
また、ハロゲン化脂肪族アルコールの含有量が上記下限値以上であることにより、粒子径が５μｍ以下のはんだ合金粒子群からなるはんだ合金粉末を用いた場合であっても、はんだボール発生抑制能を優れたものとすることができる。

《特定のジカルボン酸》
本実施形態のフラックスは、特定のジカルボン酸を含むことにより、粒子径が８μｍ以下のはんだ合金粒子の含有量が９９質量％以上であるはんだ合金粉末を用いた場合であっても、はんだボール発生抑制能を十分なものとすることができる。
また、本実施形態のフラックスは、特定のジカルボン酸を含むことにより、粒子径が５μｍ以下のはんだ合金粒子群からなる合金粉末を用いた場合であっても、はんだボール発生抑制能を十分なものとすることができる。
本実施形態のフラックスに含まれる特定のジカルボン酸は、下記一般式（２）で表される化合物である。

［式中、Ｒは、炭素数１〜７のアルキレン基又は単結合を表す。ただし、アルキレン基を構成するメチレン基が酸素原子に置換していてもよい。］

上記一般式（２）中、Ｒがアルキレン基である場合、アルキレン基は直鎖状でもよいし、分岐鎖状でもよい。アルキレン基は直鎖状であることが好ましい。

上記一般式（２）で表されるジカルボン酸としては、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、ピメリン酸、スベリン酸、ジグリコール酸等が挙げられる。

一般式（２）で表されるジカルボン酸は、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。
一般式（２）で表されるジカルボン酸は、シュウ酸、ジグリコール酸及びアゼライン酸からなる群より選択される一種以上であることが好ましく、シュウ酸及びジグリコール酸からなる群より選択される一種以上であることがより好ましい。
一般式（２）で表されるジカルボン酸の含有量は、フラックスの総質量に対して３質量％以上６質量％以下であることが好ましい。
本実施形態のフラックスがシュウ酸又はジグリコール酸を含有する場合、一般式（２）で表されるジカルボン酸の総質量に対して、シュウ酸及びジグリコール酸の合計の含有量は、８０質量％以上１００質量％以下であることが好ましい。
シュウ酸及びジグリコール酸の合計の含有量が上記下限値以上であることにより、粒子径が８μｍ以下のはんだ合金粒子の含有量が９９質量％以上であるはんだ合金粉末を用いた場合であっても、はんだボール発生抑制能を優れたものとすることができる。
また、シュウ酸及びジグリコール酸の合計の含有量が上記下限値以上であることにより、粒子径が５μｍ以下のはんだ合金粒子群からなるはんだ合金粉末を用いた場合であっても、はんだボール発生抑制能を優れたものとすることができる。

＜チキソ剤＞
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、ソルビトール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、モノアミド、ビスアミド、ポリアミドが挙げられる。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、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、脂肪族ポリアマイド（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、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、環状アミドオリゴマー、非環状アミドオリゴマー等が挙げられる。

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。

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。
チキソ剤は、アマイド系チキソ剤及びワックス系チキソ剤からなる群より選択される一種以上を含むことが好ましい。
アマイド系チキソ剤は、ポリアミドであることが好ましい。
ワックス系チキソ剤は、硬化ヒマシ油であることが好ましい。
チキソ剤の合計の含有量は、フラックスの総質量に対して、５質量％以上１５質量％以下であることが好ましく、５質量％以上１０質量％以下であることがより好ましい。
アマイド系チキソ剤の合計の含有量は、フラックスの総質量に対して、２質量％以上１０質量％以下であることが好ましく、３質量％以上８質量％以下であることがより好ましい。
ワックス系チキソ剤の含有量は、フラックスの総質量に対して、１質量％以上６質量％以下であることが好ましく、２質量％以上５質量％以下であることがより好ましい。

＜その他の成分＞
本実施形態のフラックスは、その他の活性剤として、例えば、上記一般式（２）で表されるジカルボン酸以外のジカルボン酸（その他のジカルボン酸）、有機酸、アミンを含んでもよい。

本実施形態のフラックスがその他のジカルボン酸を含有する場合、ジカルボン酸の総質量に対して、上記一般式（２）で表されるジカルボン酸の含有量は、６０質量％以上１００質量％以下であることが好ましく、８０質量％以上１００質量％以下であることがより好ましい。

有機酸としては、例えば、エイコサン二酸、クエン酸、グリコール酸、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、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、ラウリン酸、安息香酸、酒石酸、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）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、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、リノレン酸等が挙げられる。

アミンとしては、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、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、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。

また、本実施形態のフラックスは、界面活性剤、シランカップリング剤、着色剤を含んでもよい。

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等が挙げられる。
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。

上記例示の界面活性剤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。

また、本実施形態のフラックスは、酸変性ロジン以外のロジンを含んでもよい。酸変性ロジン以外のロジンとしては、例えば、ガムロジン、ウッドロジン及びトール油ロジン等の原料ロジン、並びに該原料ロジンから得られる誘導体等が挙げられる。
該誘導体としては、例えば、精製ロジン、水添ロジン、不均化ロジン及び重合ロジン、並びに該重合ロジンの精製物、水素化物及び不均化物等が挙げられる。
本実施形態のフラックスが酸変性ロジン以外のロジンを含有する場合、酸変性ロジンの含有量は、ロジンの総質量に対して、６０質量％以上１００質量％以下であることが好ましく、８０質量％以上１００質量％以下であることがより好ましい。
酸変性ロジンの含有量が上記下限値以上であることにより、粒子径が８μｍ以下のはんだ合金粒子の含有量が９９質量％以上であるはんだ合金粉末を用いた場合であっても、ソルダペーストの吸湿性は低減され、はんだボール発生抑制能を十分なものとすることができる。
また、酸変性ロジンの含有量が上記下限値以上であることにより、粒子径が５μｍ以下のはんだ合金粒子群からなるはんだ合金粉末を用いた場合であっても、はんだボール発生抑制能を優れたものとすることができる。

また、本実施形態のフラックスには、はんだ合金粉末の酸化を抑える目的で酸化防止剤を配合することができる。酸化防止剤としては、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］等のヒンダードフェノール系酸化防止剤を使用することができる。

本実施形態のフラックスには、更に、つや消し剤、消泡剤等の添加剤を加えてもよい。

（ソルダペースト）
本実施形態のソルダペーストは、特定のはんだ合金粉末と、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。

本実施形態のソルダペーストが含有するはんだ合金粉末は、粒子径が８μｍ以下のはんだ合金粒子の含有量が、はんだ合金粉末の総質量に対して９９質量％以上である。
本実施形態のソルダペーストが含有するはんだ合金粉末は、例えば、粒子径が５μｍ以下のはんだ合金粒子群からなるものであってもよい。
本実施形態のソルダペーストが含有するはんだ合金粉末のサイズは、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８を満たすサイズ（粒度分布）であってもよい。
本実施形態のソルダペーストは、含有するはんだ合金粉末が、このような場合であっても、粘度の経時安定性及びはんだボール抑制能が十分である。

フラックスの含有量：
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。
ソルダペースト中のフラックスの含有量がこの範囲であると、粘度の経時安定性、はんだボール発生抑制能に優れる。

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１〜１７、比較例１〜４）
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。ポリアミドとして脂肪族ポリアマイドを用いた。
なお、表１から表２における組成率は、フラックスの全質量を１００質量％とした場合の質量％であり、空欄は０質量％を意味する。

＜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１４質量％、はんだ合金粉末が８６質量％である。

ソルダペースト中のはんだ合金粉末は、Ｐｂが３６質量％、Ａｇが１質量％、Ｂｉが８質量％、残部がＳｎのはんだ合金である。
はんだ合金粉末としては、はんだ合金粉末（１）、又は、はんだ合金粉末（２）を用いた。はんだ合金粉末（１）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８を満たすサイズ（粒度分布）であり、はんだ合金粉末（２）は、記号６を満たすサイズ（粒度分布）である。

＜ソルダペーストの粘度の経時安定性（粘度安定性）の評価＞
上述した各例のフラックスと、前記はんだ合金粉末（１）とを混合して調合したソルダペーストの粘度の経時安定性について検証した。この結果を表１から表２に示した。

（１）検証方法
得られたソルダペーストについて、ＪＩＳ Ｚ ３２８４−３：２０１４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８時間測定し続けた。そして、初期粘度（測定開始３０分後の粘度）と、測定開始８時間後の粘度とを比較し、以下の判定基準に基づいて粘度の経時安定性の評価を行った。

（２）判定基準
〇：８時間後の粘度≦初期粘度×１．０５ 経時での粘度上昇が小さく、良好
×：８時間後の粘度＞初期粘度×１．０５ 経時での粘度上昇が大きく、不良

＜はんだボール発生抑制能の評価＞
上述した各例のフラックスと、前記はんだ合金粉末（１）とを混合してソルダペーストを調合した。また、上述した各例のフラックスと、前記はんだ合金粉末（２）とを混合してソルダペーストを調合した。そして、これらのソルダペーストのはんだボール発生抑制能について検証した。この結果を表１から表２に示した。

（１）検証方法
得られたソルダペーストを、ランドサイズを１００μｍ×５０μｍとし、マスク厚を４０μｍに設定して、Ｃｕ−ＯＳＰ処理ガラスエポキシ基板上に印刷した。２５℃、湿度５０％の環境下において３日間静置した後、リフローを行った。続いて、はんだ周辺に発生した、大きさが２０μｍ以下であるはんだボールの数を測定した。

リフロー条件は、５０℃から１３０℃まで２〜３℃／秒で昇温させ、１３０℃から１５０℃を９０〜１００秒保持した後、１５０℃から２００℃まで１〜２℃／秒で昇温させ、１８０℃以上で３０〜４０秒保持した。なお、酸素濃度は１５０ｐｐｍ以下であった。リフロー時の温度変化を示すグラフを図１に示す。

（２）判定基準
◎：はんだ周辺に、１０個未満の、２０μｍ以下のはんだ粒子が確認された。
〇：はんだ周辺に、１０個以上４０個未満の、２０μｍ以下のはんだ粒子が確認された。
×：はんだ周辺に、４０個以上の２０μｍ以下のはんだ粒子、２０μｍよりも大きい粉末が発生、又は、未凝集であることが確認された。
各評価の一例を図２〜図４に示す。

図２は、はんだ周辺に、１０個未満の、２０μｍ以下のはんだ粒子が確認された様子を撮影した写真である。図３は、はんだ周辺に、１０個以上４０個未満の、２０μｍ以下のはんだ粒子が確認された様子を撮影した写真である。図４は、はんだ周辺に、４０個以上の２０μｍ以下のはんだ粒子、２０μｍよりも大きい粉末が発生、又は、未凝集であることが確認された様子を撮影した写真である。

本発明では、実施例１に示すように、ハロゲン化脂肪族化合物として２，３−ジブロモ−１，４−ブタンジオールを含み、ジカルボン酸としてシュウ酸を含み、酸変性ロジンとしてマレイン酸変性水添ロジンを含み、チキソ剤としてポリアマイド（脂肪族ポリアミド）及び硬化ヒマシ油を含み、溶剤としてジエチレングリコールモノヘキシルエーテルを含むフラックスは、ソルダペーストの粘度安定性、はんだボール発生抑制能を十分なものとすることができた。
また、はんだ合金粉末（１）を用いた場合、及び、はんだ合金粉末（２）を用いた場合のいずれにおいても、はんだボール発生抑制能の評価は◎であった。

実施例２に示すように、酸変性ロジンを複数種類含むことでも、ソルダペーストの粘度安定性、はんだボール発生抑制能を十分なものとすることができた。また、はんだ合金粉末（１）を用いた場合、はんだボール発生抑制能の評価は◎であった。

実施例３に示すように、酸変性ロジンの含有量を変更し、水添ロジンを含むことでも、ソルダペーストの粘度安定性、はんだボール発生抑制能を十分なものとすることができた。また、はんだ合金粉末（１）を用いた場合、はんだボール発生抑制能の評価は〇であった。

実施例４に示すように、酸変性ロジンの種類及び含有量を変更し、重合ロジンを含むことでも、ソルダペーストの粘度安定性、はんだボール発生抑制能を十分なものとすることができた。また、はんだ合金粉末（１）を用いた場合、はんだボール発生抑制能の評価は〇であった。

実施例５に示すように、酸変性ロジンの種類を変更することでも、ソルダペーストの粘度安定性、はんだボール発生抑制能を十分なものとすることができた。
また、はんだ合金粉末（１）を用いた場合、はんだボール発生抑制能の評価は◎であった。

実施例６、７に示すように、ハロゲン化脂肪族化合物の含有量を変更することでも、ソルダペーストの粘度安定性、はんだボール発生抑制能を十分なものとすることができた。また、はんだ合金粉末（１）を用いた場合、はんだボール発生抑制能の評価は◎であった。

実施例８に示すように、ハロゲン化脂肪族化合物の種類を変更することでも、ソルダペーストの粘度安定性、はんだボール発生抑制能を十分なものとすることができた。また、はんだ合金粉末（１）を用いた場合、はんだボール発生抑制能の評価は〇であった。

実施例９に示すように、２，３−ジブロモ−１，４−ブタンジオールの含有量を減らし、ハロゲン化脂肪族化合物を複数種類含むことでも、ソルダペーストの粘度安定性、はんだボール発生抑制能を十分なものとすることができた。また、はんだ合金粉末（１）を用いた場合、はんだボール発生抑制能の評価は〇であった。

実施例１０に示すように、ジカルボン酸の含有量を変更することでも、ソルダペーストの粘度安定性、はんだボール発生抑制能を十分なものとすることができた。また、はんだ合金粉末（１）を用いた場合、はんだボール発生抑制能の評価は◎であった。

実施例１１に示すように、ジカルボン酸の種類を変更することでも、ソルダペーストの粘度安定性、はんだボール発生抑制能を十分なものとすることができた。また、はんだ合金粉末（１）を用いた場合、はんだボール発生抑制能の評価は◎であった。

実施例１２に示すように、ジカルボン酸を複数種類含むことでも、ソルダペーストの粘度安定性、はんだボール発生抑制能を十分なものとすることができた。また、はんだ合金粉末（１）を用いた場合、はんだボール発生抑制能の評価は◎であった。

実施例１３に示すように、ジカルボン酸の種類を変更することでも、ソルダペーストの粘度安定性、はんだボール発生抑制能を十分なものとすることができた。また、はんだ合金粉末（１）を用いた場合、はんだボール発生抑制能の評価は〇であった。

実施例１４、１５に示すように、ジカルボン酸を複数種類含むことでも、ソルダペーストの粘度安定性、はんだボール発生抑制能を十分なものとすることができた。また、はんだ合金粉末（１）を用いた場合、はんだボール発生抑制能の評価は〇であった。

実施例１６に示すように、更に、本発明で規定されていないジカルボン酸であるセバシン酸を含むことでも、ソルダペーストの粘度安定性、はんだボール発生抑制能を十分なものとすることができた。また、はんだ合金粉末（１）を用いた場合、はんだボール発生抑制能の評価は◎であった。

実施例１７に示すように、酸変性ロジンの含有量を減らし、水添ロジンを含むことでも、ソルダペーストの粘度安定性、はんだボール発生抑制能を十分なものとすることができた。また、はんだ合金粉末（１）を用いた場合、はんだボール発生抑制能の評価は〇であった。

本発明で規定されたジカルボン酸を含む実施例１〜１７のフラックスは、ソルダペーストのはんだボール発生抑制能を十分なものとすることができた。
これに対し、本発明で規定されたジカルボン酸を含まない比較例１、４のフラックスは、ソルダペーストのはんだボール発生抑制能が不十分であった。
これらの結果から、本発明で規定されたジカルボン酸を含むことにより、ソルダペーストのはんだボール発生抑制能を十分なものとすることができることが明らかになった。

本発明で規定されたハロゲン化脂肪族化合物を含む実施例１〜１７のフラックスは、ソルダペーストの粘度安定性を十分なものとすることができた。
これに対し、本発明で規定されたハロゲン化脂肪族化合物を含まず、ハロゲン化水素酸塩を含む比較例２のフラックスは、はんだ合金粉末（２）を用いた場合、はんだボール発生抑制能は十分であった。しかし、はんだ合金粉末（１）を用いた場合、ソルダペーストの粘度安定性及びはんだボール発生抑制能が不十分であった。
この結果から、本発明で規定されたハロゲン化脂肪族化合物を含むことにより、はんだ合金粉末（１）を用いたソルダペーストの、粘度安定性、はんだボール発生抑制能の評価を十分なものとすることができることが明らかになった。
また、本発明で規定されたハロゲン化脂肪族化合物を含まず、ハロゲン化水素酸塩を含まない比較例３のフラックスは、ソルダペーストの粘度安定性は十分であったが、はんだボール発生抑制能が不十分であった。
この結果から、本発明で規定されたハロゲン化脂肪族化合物を含むことにより、はんだボール発生抑制能の評価を十分なものとすることができることが明らかになった。

また、実施例１〜１７のフラックスと粒子径が５μｍ以下の合金粒子からなるはんだ合金粉末を用いて、同様に、ソルダペーストの粘度安定性及びはんだボール発生抑制能を評価した。
その結果、実施例１〜１７のフラックスを用いた場合、粘度安定性の評価は〇であった。また、実施例１、２、５、６、７、１０、１１、１２、１６のフラックスを用いた場合、はんだボール発生抑制能の評価は◎であった。また、実施例３、４、８、９、１３〜１５、１７のフラックスを用いた場合、はんだボール発生抑制能の評価は〇であった。

本発明によれば、粒子径が８μｍ以下の合金粒子の含有量が９９質量％以上であるはんだ合金粉末を用いた場合であっても、優れた粘度の経時安定性を有すると共に、はんだボールの発生を抑制することの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、微細な部品を基板にはんだ付けするために好適に用いることができる。

Claims (8)

1. 粒子径が８μｍ以下のはんだ合金粒子の含有量が、はんだ合金粉末の総質量に対して９９質量％以上であるはんだ合金粉末と、フラックスと、を含有する、ソルダペーストであって、
   前記フラックスは、酸変性ロジンと、溶剤と、活性剤と、チキソ剤と、を含有し、
   前記活性剤は、ハロゲン化脂肪族化合物及び下記一般式（２）で表されるジカルボン酸を含む、ソルダペースト。
   

   

   ［式中、Ｒは、炭素数１〜７のアルキレン基又は単結合を表す。ただし、アルキレン基を構成するメチレン基が酸素原子に置換していてもよい。］
2. 前記酸変性ロジンの酸価は、２００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であり、
   前記酸変性ロジンの含有量は、前記フラックスの総質量に対して１５質量％以上４０質量％以下である、請求項１に記載のソルダペースト。
3. 前記ハロゲン化脂肪族化合物の含有量は、前記フラックスの総質量に対して１質量％以上５質量％以下である、請求項１又は２に記載のソルダペースト。
4. 前記ジカルボン酸の含有量は、前記フラックスの総質量に対して３質量％以上６質量％以下である、請求項１〜３のいずれか一項に記載のソルダペースト。
5. 前記ハロゲン化脂肪族化合物は、２，３−ジブロモ−１，４−ブタンジオールである、請求項１〜４のいずれか一項に記載のソルダペースト。
6. はんだ合金粉末を含有するソルダペーストに用いられるフラックスであって、
   前記はんだ合金粉末は、粒子径が８μｍ以下のはんだ合金粒子の含有量が、はんだ合金粉末の総質量に対して９９質量％以上であり、
   前記フラックスは、ロジンと、溶剤と、活性剤と、チキソ剤と、を含有し、
   前記ロジンは、酸変性ロジンを含み、
   前記酸変性ロジンの酸価は、２００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であり、
   前記酸変性ロジンの含有量は、前記フラックスの総質量に対して１５質量％以上４０質量％以下であり、
   前記酸変性ロジンの含有量は、前記ロジンの総質量に対して６０質量％以上１００質量％以下であり、
   前記活性剤は、ハロゲン化脂肪族化合物及び下記一般式（２）で表されるジカルボン酸を含み、
   前記ハロゲン化脂肪族化合物は、ハロゲン化脂肪族アルコールを含み、
   前記ジカルボン酸は、シュウ酸及びジグリコール酸からなる群より選択される一種以上を含む、フラックス。
   

   

   ［式中、Ｒは、炭素数１〜７のアルキレン基又は単結合を表す。ただし、アルキレン基を構成するメチレン基が酸素原子に置換していてもよい。］
7. はんだ合金粉末を含有するソルダペーストに用いられるフラックスであって、
   前記はんだ合金粉末は、粒子径が８μｍ以下のはんだ合金粒子の含有量が、はんだ合金粉末の総質量に対して９９質量％以上であり、
   前記フラックスは、酸変性ロジンと、溶剤と、活性剤と、チキソ剤と、を含有し、
   前記活性剤は、ハロゲン化脂肪族化合物及び下記一般式（２）で表されるジカルボン酸を含み、
   前記ハロゲン化脂肪族化合物は、ハロゲン化脂肪族アルコールを含み、
   前記ハロゲン化脂肪族化合物の含有量は、前記フラックスの総質量に対して１質量％以上５質量％以下であり、
   前記ハロゲン化脂肪族アルコールの含有量は、前記ハロゲン化脂肪族化合物の総質量に対して６０質量％以上１００質量％以下であり、
   前記ジカルボン酸は、シュウ酸及びジグリコール酸からなる群より選択される一種以上を含む、フラックス。
   

   

   ［式中、Ｒは、炭素数１〜７のアルキレン基又は単結合を表す。ただし、アルキレン基を構成するメチレン基が酸素原子に置換していてもよい。］
8. はんだ合金粉末を含有するソルダペーストに用いられるフラックスであって、
   前記はんだ合金粉末は、粒子径が８μｍ以下のはんだ合金粒子の含有量が、はんだ合金粉末の総質量に対して９９質量％以上であり、
   前記フラックスは、酸変性ロジンと、溶剤と、活性剤と、チキソ剤と、を含有し、
   前記活性剤は、ハロゲン化脂肪族化合物及び下記一般式（２）で表されるジカルボン酸を含み、
   前記ハロゲン化脂肪族化合物は、ハロゲン化脂肪族アルコールを含み、
   前記ジカルボン酸は、シュウ酸及びジグリコール酸からなる群より選択される一種以上を含み、
   前記ジカルボン酸の含有量は、前記フラックスの総質量に対して３質量％以上６質量％以下であり、
   シュウ酸及びジグリコール酸の合計の含有量は、前記ジカルボン酸の総質量に対して８０質量％以上１００質量％以下である、フラックス。
   

   

   ［式中、Ｒは、炭素数１〜７のアルキレン基又は単結合を表す。ただし、アルキレン基を構成するメチレン基が酸素原子に置換していてもよい。］

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