JPH07144293A - 窒素リフロー用低残渣クリームはんだ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 連続印刷時のカスレ、目詰まり、経時粘着
性、溶剤およびチクソ剤に起因する予熱ダレによるはん
だボールの発生を著しく改善した窒素リフロー用低残渣
クリームはんだを提供する。 【構成】 クリームはんだにおいて、クリームはんだフ
ラックス中にチクソ剤として、下記一般式（１）および
／または（２）で示されるＮ−置換脂肪酸アミドを、溶
剤としてはんだの融点よりも高い蒸留点を有する吸湿性
の低い分岐脂肪族アルコールおよび吸湿性の低い芳香族
アルコールを含有する窒素リフロー用低残渣クリームは
んだ。 Ｒ₁ ＣＯＮＨＲ₂ ＮＨＣＯＲ₁ ……（１） Ｒ₃ ＮＨＣＯＲ₄ ＣＯＮＨＲ₃ ……（２） （式中、Ｒ₁ は脂肪酸のアルキル基、Ｒ₂ はジアミンの
炭化水素、Ｒ₃ は脂肪族アミンのアルキル基、Ｒ₄ はジ
カルボン酸の炭化水素を表す。）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主としてプリント配線
板（ＰＷＢ：Ｐｒｉｎｔｅｄ ｗｉｒｉｎｇｂｏａｒｄ
ｓ）に電子部品等をはんだ付けする際に用いるためのは
んだ粉末とフラックスを混和して得られるクリームはん
だに関するものであり、特に印刷作業性が優れ、かつ、
経時粘着力、はんだ付け性が共に良好な窒素リフロー用
無洗浄化低残渣クリームはんだに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】クリームはんだは近年のＳＭＴ（Ｓｕｒ
ｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔｅｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）の
著しい発展に伴って注目を浴びてきた製品で、はんだ付
け材料として現在広く普及している。クリームはんだ
は、通常７０〜９２重量％のはんだ粉末と、残りがフラ
ックス成分により構成されている。はんだ粉末は、一般
的には溶融はんだ合金を不活性雰囲気にした粉末製造装
置で噴霧法により製造されている。はんだ粉末の合金組
成としては、Ｓｎ６３−Ｐｂ３７％、Ｓｎ６２−Ａｇ２
−Ｐｂ３６％等が一般的に使用されている。このほかに
低融点クリームはんだ用として、Ｓｎ−Ｂｉ−Ｐｂ系の
低融点はんだが使用されている。

【０００３】クリームはんだに用いられるフラックス
は、一般的に、ロジン、活性剤、チキソ剤、溶剤により
構成されている。ロジンは、ＷＷロジン、重合ロジン、
不均化ロジン、水添ロジン、その他各種変性ロジン等が
使用されている。活性剤は、エチルアミン、ブチルアミ
ン等にハロゲン化水素酸を反応させたアミン−ハロゲン
化水素酸塩等、チキソ剤はカスターワックス、カルナバ
ロウ等、溶剤は、アルコール系、カルビトール系、エー
テル系等が主に使用されている。現在、日本における電
子機器用フラックスは、ロジン系フラックスが主流をな
している。欧米ではＭＩＬ規格でＲＭＡグレードのもの
が、産業機器関連分野で普及している。

【０００４】これは塩素、臭素化合物等の存在が、腐蝕
や電気的特性の劣化要因となる危険性を考慮しての処置
と考えられる。一般にプリント基板と電子部品のはんだ
付けには、プリント基板のはんだ付け部と一致するとこ
ろに、穴の開いたメタルマスクを用い、該メタルマスク
でプリント基板のはんだ付け箇所にクリームはんだを印
刷塗布してから、プリント基板に電子部品を搭載し、し
かる後、適宜な加熱装置で加熱する方法が採られてい
る。ＳＭＴの現在までの成長発展の過程をたどってみる
と、発端は超ＬＳＩの高集積化にはじまり、その発展と
共に歩んできたものであると言ってもよい。例えば、Ｄ
ＩＰタイプではリードピッチ２．５４ミリ、リード本数
４０〜５０本程度が最も集積度の高い部類であったが、
ＳＭＴタイプ（ＱＦＰ）になると、リードピッチは１．
２７→１．０→０．８→０．６５→０．５→０．４ミリ
となり、０．３ミリのものの実用化の話も出始め、リー
ド本数も４辺トータルで２００本を超えるものまで出現
するようになった。

【０００５】ＳＭＴのこのような成長を支えるために、
基板の微細パターン化、多層化、クリームはんだの印刷
性の改善、印刷および製版技術、高速高精度マウンタ
ー、リフロー炉など周辺製造技術もめざましい発展をと
げてきた。従来、ＰＷＢのはんだ付けは、ロジン系フラ
ックスを用い、一般的にはフロン、トリクロロエタン等
で洗浄していた。通信機器、情報機器等の産業用ＰＷＢ
は、そのほとんどが洗浄され、自動車関連やＯＡ機器、
民生の一部では生産工程上の問題もあって、はんだ付け
面の残渣を洗浄していた。再度の熱履歴による金属面の
酸化膜を還元するのに必要な活性力を持った比較的強い
フラックスを使用していたことも、洗浄の理由の一つと
もなった。かような電子工業業界の状況下において、特
定フロン等によるオゾン層破壊が顕在化し、地球上のオ
ゾン層保護のため、電子機器製造の過程で洗浄に使用す
るフロン、トリクロロエタン等の塩素含有有機洗浄剤の
使用が、制限あるいは禁止されることとなった。

【０００６】１９９２年１１月に改定されたモントリオ
ール議定書では、特定フロンの生産量は９４年１月から
８６年の基準量に対し２５％に削減され、９６年１月か
らの全廃が決定した。１，１，１−トリクロロエタンも
８９年の基準量に対し、９４年１月から５０％に削減さ
れ、９６年１月からその生産は全廃される。そして、代
替フロンとして考えられてきたＨＦＣも、２０３０年に
その全廃が決まっている。かような状況において、代替
フロンや水洗浄など、いくつかの脱フロン対策が検討さ
れているが、無洗浄化には最近特に注目が集まってい
る。無洗浄化を成し遂げるためには、（１）クリームは
んだ中のフラックスの活性力を落し、信頼性を向上させ
ること、（２）リフローはんだ付け後のフラックス残渣
が極力少ないクリームはんだの開発が、まず必要不可欠
となる。しかし、これらのことは、不良の少ないはんだ
付けをするという点では、相反する項目である。特にリ
フローはんだ付けにおいては、高密度化された基板の熱
集束性を維持するために、強制対流による風速が早くな
る方向に進んでいる。そのため、はんだ等の酸化の問題
はより顕著になり、はんだボールの発生がより多くなる
危険性がある。今後は、さらにファインパターン化も進
むであろうことから、無洗浄化に対応するクリームはん
だを使用することによるはんだボールの発生は、より大
きな問題となってくる。

【０００７】リフローソルダリングにおいては、これら
の問題を一挙に解決する方法として、不活性雰囲気での
リフローが提案され、その中でも特に安価な窒素雰囲気
リフロー炉が市場に出てきている。この方式は、民生機
器において従来から低ハロゲン（ＲＭＡタイプ）クリー
ムはんだを用いて無洗浄化を図っていることに着目し
て、クリームはんだをさらに低ハロゲン化、低固形分化
することにより、信頼性、生産性、経済性向上を図るも
のである。安価な窒素雰囲気リフロー炉としては、例え
ば（株）弘輝製ＤＢ−７００Ｎ₂型窒素リフロー装置等
を例示することができる。Ｎ₂ 雰囲気中でのリフローは
んだ付けの効果としては、 （１）低活性クリームはんだの使用による無洗浄化 （２）低残渣タイプクリームはんだの使用による無洗浄
化 （３）はんだボールの減少 （４）はんだ広がり性の向上 （５）複数回リフローにおけるぬれ性向上 （６）混載ＰＷＢにおけるスルーホールアップの向上等
が期待できる。

【０００８】さて、クリームはんだの印刷工程での良否
は「印刷性」であり、その基準は、ニジミ、カスレ、ダ
レ、版残り、裏回り、キレ等である。クリームはんだに
おける印刷性の物理的意味は、粘度特性、チクソトロピ
ー性、凝集性等が考えられる。マウント工程での評価の
良否は「粘着性」であり、その判断基準は、部品脱落の
多少である。ペーストにおける粘着性の物理的意味は、
マウンターの速度を考慮した粘着性の測定値の大小であ
る。リフロー工程での評価の良否は「はんだ付け性」で
あり、その基準はぬれ性（溶け時間、濡れ時間、濡れ応
力）、はんだボール、ブリッジ、マンハッタン等の発生
の有無である。はんだ付け性は、当然ながら印刷性、粘
着性、また、ぬれ性自身が複雑に影響しあって種々の結
果をもたらす。Ｎ₂ リフロー用クリームはんだについて
は、無洗浄、高信頼性を確保するために、低活性、低残
渣が必然的に要求され、それ故、従来のクリームはんだ
処方としては、相反する要求特性が求められることにな
る。高密度表面実装の無洗浄化の分野では、このように
新しいクリームはんだとして低活性、低残渣タイプで印
刷作業性、粘着性、はんだ付け性の３大特性がすべて良
好な窒素リフロー用クリームはんだが強く望まれてい
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、低活性、低
残渣タイプで、印刷作業性、粘着性、はんだ付け性の３
大特性がすべて良好な窒素リフロー用低残渣クリームは
んだに関するものであり、特に連続印刷時のカスレ、目
詰まり、経時粘着性、溶剤およびチクソ剤に起因する予
熱ダレによるはんだボールの発生を著しく改善した窒素
リフロー用低残渣クリームはんだを提供するものであ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、窒素リフ
ロー用低残渣クリームはんだの印刷作業中のカスレ、目
づまり、ダレの現象、経時による粘着力の低下現象、さ
らに、窒素リフロー時のダレの現象について鋭意研究を
重ねた結果、印刷作業中のカスレ、目づまり、および経
時による粘着力の低下現象についてはクリームはんだの
フラックス中の溶剤の蒸発速度と吸湿性が、また、窒素
リフロー時のダレの現象についてはクリームはんだのフ
ラックス中のチクソ剤の溶融温度範囲と溶剤の沸点、蒸
発速度、吸湿性が大いに関係していることを究明した。

【００１１】すなわち、印刷作業中のカスレ、目づまり
は、クリームはんだ中の溶剤の吸湿性が高く、また、蒸
発速度が速いと発生確率が大きくなること、経時による
粘着力の低下は、主として溶剤の揮散が原因であり、蒸
発速度の早い溶剤（一般的には沸点の低いもので分子間
結合力の弱いもの）を使用すると、一定時間後に急激な
粘着力の低下現象を引き起こすこと、窒素リフロー時の
ダレはクリームはんだのフラックス中のゲルを形成する
チクソ剤（水素結合等により網状構造を形成しゲル化す
る）の溶融温度が低く、予備加熱以前に一定範囲量以上
の溶剤が溶存していると、フラックスのチキソトロピー
性が減少し、ダレおよびフラックスの流出を引き起こ
し、はんだボール等の不良が発生すること、さらに、は
んだの融点以下の沸点を有する溶剤が存在すると、本加
熱時の飛散によるはんだボール等の不良が発生すること
を解明した。

【００１２】そこで、まずフラックス中の溶剤の蒸発速
度、蒸留点、吸湿性に着目し、吸湿性が低く、蒸発速度
が遅く、かつ、はんだの融点よりも高い蒸留点を有する
溶剤として分岐脂肪族アルコールおよび芳香族アルコー
ルを見い出し、さらに、フラックス中のチクソ剤の融点
に着目して、高融点の各種のＮ−置換脂肪酸アミド（ビ
スアミド等）を見い出した。そして、これらの溶剤とチ
クソ剤の組み合わせによる種々の実験により、低活性、
低残渣タイプで、印刷作業性、粘着性、はんだ付け性の
３大特性がすべて良好な窒素リフロー用低残渣クリーム
はんだを発見し、本発明を完成するに至った。すなわ
ち、本発明は、粉末はんだと液状またはペースト状フラ
ックスとを混和してなるクリームはんだにおいて、該ク
リームはんだフラックス中にチクソ剤としてＮ−置換脂
肪酸アミドを、溶剤としてはんだの融点よりも高い蒸留
点を有する吸湿性の低い分岐脂肪族アルコールおよび吸
湿性の低い芳香族アルコールを含有することを特徴とす
る窒素リフロー用低残渣クリームはんだである。以下、
本発明について詳細を説明する。

【００１３】本発明におけるＮ−置換脂肪酸アミドは、
一般式（１）で示されるジアミンと脂肪酸から誘導され
るアミド（ビスアミド）と、一般式（２）で示されるジ
カルボン酸とアミンから誘導されるアミドである。一般
式（１）のビスアミドとしては、 Ｎ，Ｎ′−エチレンビスラウリン酸アミド （約１５７） Ｎ，Ｎ′−メチレンビスステアリン酸アミド （約１４０） Ｎ，Ｎ′−エチレンビスステアリン酸アミド （約１４０） Ｎ，Ｎ′−エチレンビスオレイン酸アミド （＞１１７） Ｎ，Ｎ′−エチレンビスベヘン酸アミド （約１４０） Ｎ，Ｎ′−エチレンビス−１２−ヒドロキシステアリン酸アミド （約１４０） Ｎ，Ｎ′−ブチレンビスステアリン酸アミド （約１４０） Ｎ，Ｎ′−ヘキサメチレンビスステアリン酸アミド （約１４０） Ｎ，Ｎ′−ヘキサメチレンビスオレイン酸アミド （約１４０） Ｎ，Ｎ′−キシリレンビスステアリン酸アミド （約１２３） 等を例示することができる。〔（ ）内は融点℃を示
す。〕 一般式（２）のＮ−置換脂肪酸アミドとしては、 Ｎ，Ｎ′−ジオレイルアジピン酸アミド （約１１９） Ｎ，Ｎ′−ジステアリルアジピン酸アミド （約１４４） Ｎ，Ｎ′−ジオレイルセバシン酸アミド （約１１５） Ｎ，Ｎ′−ジステアリルセバシン酸アミド （約１４０） Ｎ，Ｎ′−ジステアリルテレフタル酸アミド （約１６０） Ｎ，Ｎ′−ジステアリルイソフタル酸アミド （約１２９） 等を例示することができる。〔（ ）内は融点℃を示
す。〕 いずれのアミドもカスターワックス（融点約８５℃）や
カルナバロウ（融点約８３℃）等のチクソ剤よりも高融
点を示している。

【００１４】本発明における分岐脂肪族アルコールは、
下記の一般式（３）

【化２】 （ただし、Ｒ₁ 、Ｒ₂ は側鎖のアルキル基を表す。）で
示される側鎖高級アルコールであり、例えば、下式に示
す分岐脂肪族アルコール（Ｃ＝１４：Ｃは炭素数を意味
し、以下炭素数は“Ｃ＝”で略す。）

【化３】 分岐脂肪族アルコール（Ｃ＝１６）

【００１５】

【化４】 分岐脂肪族アルコール（Ｃ＝１８）

【化５】 分岐脂肪族アルコール（Ｃ＝１８）

【００１６】

【化６】 分岐脂肪族アルコール（Ｃ＝２６）

【化７】 分岐脂肪族アルコール（Ｃ＝２６）

【化８】 等を例示することができる。

【００１７】本発明における芳香族アルコールとして
は、例えば、下式に示す芳香族グリコールエーテル等を
例示することができる。 フェニルグリコール

【化９】 フェニルプロピレングリコール

【化１０】 エチレングリコールモノベンジルエーテル

【００１８】

【化１１】 ジエチレングリコールモノベンジルエーテル

【化１２】 本発明において、Ｎ−置換脂肪酸アミドのクリームはん
だフラックス中へのチクソ剤としての好ましい添加範囲
は０．５〜４０重量％であり、０．５重量％未満では、
そのチクソ剤としてのダレ防止効果が少なくなり、４０
重量％を超えると、ローリング性等印刷時の作業性に悪
影響が出て好ましくない。

【００１９】本発明のＮ−置換脂肪酸アミドの中でも比
較的良好なものは、 Ｎ，Ｎ′−エチレンビス−１２−ヒドロキシステアリン
酸アミド Ｎ，Ｎ′−エチレンビスオレイン酸アミド Ｎ，Ｎ′−ヘキサメチレンビスオレイン酸アミド Ｎ，Ｎ′−キシリレンビスステアリン酸アミド Ｎ，Ｎ′−ジオレイルアジピン酸アミド Ｎ，Ｎ′−ジオレイルセバシン酸アミド の６種であり、特に良好なものは、Ｎ，Ｎ′−エチレン
ビス−１２−ヒドロキシステアリン酸アミドおよびそれ
と上記他の５者いずれかとの混合物であった。（混合比
は１：０．５〜２．０の範囲が良好であった。）本発明
における分岐脂肪族アルコールのクリームはんだのフラ
ックス中への溶剤としての好ましい添加範囲は５〜４０
重量％であり、５重量％未満では、印刷時のカスレ、目
づまりと経時による粘着力の低下を引き起こすため好ま
しくなく、４０重量％を超えると、印刷性、粘着力は良
好であるが、窒素リフロー時のダレによるはんだボール
（特にメルフチップのサイドボールの発生）が多くなり
好ましくない。

【００２０】本発明の分岐脂肪族アルコールは、一般に
沸点が高く、吸湿性も極めて低く、さらに、蒸発速度も
遅いので、粘着力と印刷性へのプラス効果が高いことが
解明された。また、本加熱時の分解によるヌレ性のアッ
プおよび低残渣化への効果も高いことが実験により例証
された。本発明の窒素リフロー用クリームはんだの溶剤
として好ましいものは、分岐脂肪族アルコール（Ｃ＝１
４）および分岐脂肪族アルコール（Ｃ＝１６）である。
特に好ましいものは、分岐脂肪族アルコール（Ｃ＝１
４）であり、印刷性および経時粘着力に効果が高く、そ
の好ましい使用範囲は、芳香族アルコールとの組合せに
より、８〜２０重量％の範囲であった。

【００２１】本発明の芳香族アルコールの、溶剤として
の好ましい添加範囲は、前記分岐脂肪族アルコールとの
組合せにより１０〜８０重量％の範囲であり、１０重量
％未満では、窒素リフロー時のダレによるはんだボール
（特にメルフチップのサイドボールの発生）が多くなり
好ましくなく、８０重量％を超えると、印刷時のカス
レ、目づまりと経時による粘着力の低下を引き起こし好
ましくない。本発明の芳香族アルコールの沸点は、分岐
脂肪族アルコールのそれに比較し低く、また、吸湿性も
低いので、印刷性と窒素リフロー時のはんだボールの低
減に効果が高いことが解明された。本発明の芳香族アル
コールとして好ましいものは、フェニルプロピレングリ
コール（沸点２５５℃）、エチレングリコールモノベン
ジルエーテル（沸点２５６℃）である。特に好ましいも
のはフェニルプロピレングリコールであって、窒素リフ
ロー時のはんだ付け性に効果が高く、その好ましい使用
範囲は、分岐脂肪族アルコールとの組合せにより３０〜
６０重量％の範囲であった。

【００２２】混合溶剤としての分岐脂肪族アルコールと
芳香族アルコールの混合比率の好ましい範囲は１：２〜
１：７であり、評価特性が最も良好であった。分岐脂肪
族アルコール（Ｃ＝１４）：フェニルプロピレングリコ
ールの組合せでの最も好ましい比率は１：５であり、ま
た、窒素リフロー用のクリームはんだのフラックス中の
混合溶剤としての特に好ましい含有量は６０〜７０重量
％の範囲であった。本発明におけるフラックス中のチク
ソ剤であるＮ−置換脂肪酸アミド、溶剤である分岐脂肪
族アルコールと芳香族アルコール以外の組成は特に限定
しないが、ロジン系、非ロジン系を問わず従来公知のフ
ラックス成分が好ましく使用できる。例えば、フラック
スの基材としては、ＷＷロジン、重合ロジン、水添ロジ
ンはもちろん、ロジンエステル、マレイン酸変性ロジ
ン、ポリエチレングリコール等が好ましく使用できる。

【００２３】また、組合せ可能な他の溶剤としては、α
−テルピネオール、β−テルピネオール、ヘキシレング
リコール、ブチルカルビトール、ベンジルアルコール、
イソパルミチルアルコール、イソステアリルアルコー
ル、ラウリルアルコールなどのアルコール類、ジイソブ
チルアジペート、ジエチルフタレート、ジブチルフタレ
ートなどのエステル類、ヘキサデカン、ドデシルベンゼ
ン、ケロシン、軽油等の炭化水素類、リン酸トリブチ
ル、リン酸トリクレジル、リン酸トリペンチルなどのリ
ン酸エステル類が使用できる。さらに、活性剤として
は、例えば、ジエチルアミン、トリエチルアミン、プロ
ピルアミン、ジプロピルアミン、トリプロピルアミン、
ブチルアミン、ジブチルアミン、トリブチルアミン、ヘ
キシルアミン、オクチルアミン、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、シク
ロヘキシルアミン、メチルシクロヘキシルアミン、ジメ
チルシクロヘキシルアミン等のアミン類の塩化水素酸塩
および／または臭化水素酸塩や、コハク酸、グルタル
酸、アジピン酸、セバシン酸等のカルボン酸系活性剤が
好ましく使用できる。

【００２４】本発明におけるはんだ粉末は、球形、不定
形のいずれでもよいが、本発明の主旨からして、球形は
んだ粉末の形状に起因するダレおよびフラックスの流れ
の防止に極めて効果が高いことは言うまでもない。ま
た、はんだ合金の組成についても特に限定せず、Ｓｎ−
Ｐｂ系合金、Ｓｎ−Ｐｂ−Ｂｉ系合金、Ｓｎ−Ｐｂ−Ａ
ｇ系合金等が好ましく使用できる。本発明におけるはん
だ粉末の粒径は特に限定しないが、はんだボールやブリ
ッジが発生し易い３２５メッシュパスのはんだ粉末が特
に好ましく使用できる。本発明におけるクリームはんだ
中におけるフラックスの含有量は特に限定しないが、７
〜１５重量％が好ましい。

【００２５】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳しく
説明する。実施例１〜１２および比較例１〜２を表１お
よび表２に示す。

【００２６】

【表１】

【００２７】

【表２】

【００２８】（１）フラックスの調製 表１および表２のフラックスの各成分を容器に仕込み、
加熱溶解後冷却した。 （２）クリームはんだの調製 容器に３２５〜５００メッシュのＳｎ／Ｐｂ（６３重量
％／３７重量％）のはんだ粉末９１．５部および（１）
項で調製したフラックス８．５部をとり、攪拌してクリ
ームはんだを得た。 （３）クリームはんだの評価 次のＪＩＳ−クリームはんだ評価方法案およびＩＰＣ試
験法に準じて評価した。

【００２９】（Ａ）印刷性 クリームはんだの印刷性は、印刷されたクリームはんだ
の印刷初期および連続印刷時の転写性を評価する。印刷
評価のための標準印刷パターンを使用し、評価対象のク
リームはんだをコピー用紙上に印刷を行い、その印刷さ
れたクリームはんだの転写性を評価する。 （１）装置および材料 〇 印刷機および印刷条件 ＊ スクリーン印刷機：ニューロング精密機器製 ＬＸ
−１５ＬＸ ＊ メタルマスク：０．５ｍｍピッチＱＦＰパターン
（２００μｍ厚さ） ＊ スキージ：剣スキージ、硬度８０度、平スキージ、
硬度８０度、角度６０度 ＊ スキージ速度：２０ｍｍ／ｓｅｃ ＊ 印刷圧：２ｋｇ／ｃｍ² ＊ 環境温度：温度２５±２℃、湿度６０±１０％

【００３０】（Ｂ）粘着性 一定条件下で円柱形プローブの平滑な先端部分と平らな
クリームはんだの間を比企剥すために必要な引っ張り応
力を測定する。 （１）装置および材料 ＊ タッキング試験器：マルコム製 ＦＧ−１ ＊ 金属マスク：厚さ０．２０ｍｍ、直径６．５ｍｍの
穴を５個有するもの ＊ 円柱形ステンレス製プローブ：直径５．１±０．１
３ｍｍで、プローブの底面は平滑でクリームはんだの表
面と並行になっていること。 ＊ アルミナ基板：７６ｍｍ×２５ｍｍ×０．８ｍｍ ＊ 固定器：アルミナ基板を固定するもの （２）測定手順 ＊ 金属マスクを用いて、アルミナ基板上にクリームは
んだを印刷し、直径６．５ｍｍ厚さ０．２０ｍｍのドッ
トを３個つくったものを試験片とする。 ＊ 試験片は試験まで２５±２℃、６０±１０％ ＲＨ
の条件下で保存する。 ＊ 試験片をプローブの下に置き、印刷パターンの中心
にプローブを合わせる。２．０±０．５ｍｍ／ｓｅｃの
速度で、プローブを印刷されたクリームはんだへ下降さ
せ、５０±５ｇの加重力で加圧する。加圧後０．２秒以
内に１０±０．５ｍｍ／ｓｅｃでプローブをクリームは
んだから引き上げ、引き剥すのに必要な最大加重を記録
する。同一条件で５回以上の測定を行い、それらの値を
平均する。 （３）評価方法 クリームはんだを印刷後よりの経時時間と粘着力により
粘着性を評価する。

【００３１】（Ｃ）印刷時および加熱時でのダレ （１）装置および材料 ＊ ３．０ｍｍ×０．７ｍｍまたは３．０ｍｍ×１．５
の２種類のパターン孔をもち、それを０．２ｍｍから
１．２ｍｍまで０．１ｍｍステップで配置している２種
類のパターン孔を有する厚さ０．２ｍｍのステンレス鋼
板（メタルマスク） ＊ １０７ｍｍ×１３５ｍｍ×１．６ｍｍの銅積層基板 ＊ 窒素リフロー装置〔（株）弘輝製 ＤＣＦ−４００
Ｎ₂ 型〕 ＊ １Ｎ（規定）塩酸 ＊ イソプロピルアルコール （２）測定手順 ○ 前処理 基板を１Ｎ（規定）塩酸にて酸化膜を除去する。 ○ 試験 基板上にメタルマスクを置き、適当なスキージを用いて
クリームはんだを印刷する。 ＊ 印刷直後のダレの場合 室温で１時間試験板を保管する。 ＊ 加熱時のダレの場合 窒素リフロー装置〔（株）弘輝製 ＤＣＦ−４００ Ｎ
₂ 〕中で、印刷された試験板を８０℃２０分間加熱す
る。〔Ｏ₂ 濃度：３００ｐｐｍ〕 （３）評価方法 ２種類のパターンの５列のうち、印刷されたクリームは
んだ全てが一体とならない最小間隔で評価する。

【００３２】（Ｄ）ダレ率 板厚０．３ｍｍのステンレス板に直径５ｍｍの穴
（Ｄ₁ ）を穿設した孔板で鋼板にクリームはんだを印刷
塗布し、２４時間室内に放置後、窒素リフロー装置
〔（株）弘輝製 ＤＣＦ−４００Ｎ₂ 〕〔Ｏ₂ 濃度：３
００ｐｐｍ〕を用い、１５０℃で２０秒間加熱してダレ
を起こさせる。この時のクリームはんだの直径（Ｄ₂ ）
を測定し、次式によりダレ率を算出する。

【数１】

【００３３】（Ｅ）はんだボール試験 （１）装置および材料 ＊ アルミナ基板（５０ｍｍ×５０ｍｍ×０．８ｍｍ） ＊ メタルマスク（ＩＰＣ−ＳＰ−８１９） ＊ ピンセット ＊ ヘラまたはスパチュラ ＊ 窒素リフロー装置（予備加熱用） 〔（株）弘輝製 ＤＣＦ−４００Ｎ₂ 〕 〔Ｏ₂ 濃度：３００ｐｐｍ〕 ＊ 実体顕微鏡または拡大鏡（全景観察は倍率１０〜２
０倍、はんだボール観察は５０倍） （２）手順 ＊ アルミナ基板にクリームはんだを印刷し試験片とす
る。試験片は各２枚用意する。 ＊ 試験片は次の条件で放置した後、加熱溶解する。 ○ 印刷後１時間以内。 ○ 印刷後５〜１０分以内に、１００±５℃の窒素リフ
ロー装置内に１０±２分放置。 ＊ 温度２３５±２℃に設定された窒素リフロー装置中
に入れ、クリームはんだが溶融してから試料を取り出
し、凝固するまで放冷する。

【００３４】（３）評価方法 凝固したはんだの外観全景（はんだボールの広がり形状
など）を、１０〜２０倍の拡大鏡で観察する。さらに、
周囲のはんだボールの粒径と数を５０倍の拡大鏡を用い
て観察し、カテゴリーにより評価する。表に示すカテゴ
リーの数値について説明すると、次のとおりである。 カテゴリー１：クリームはんだが溶けると、はんだは一
つの大きな球になり、周囲にはんだボールがない。 カテゴリー２：クリームはんだが溶けると、はんだは一
つの大きな球になり、周囲に７５μｍ以下のはんだボー
ルが三つ以下ある。 カテゴリー３：クリームはんだが溶けると、はんだは一
つの大きな球になり、周囲に７５μｍ以下のはんだボー
ルが三つ以上散在するが、それらは半連続のリング上に
は並んでいない。 カテゴリー４：クリームはんだが溶けると、はんだは一
つの大きな球になり、その周囲に無数の細かい球が半連
続のリング上に並んだり、溶けて同じ大きさの球になっ
たりする。

【００３５】図１に印刷後の放置によるマウント性の変
化、図２に印刷後の放置によるはんだ付け性の変化、図
３に印刷後の放置による印刷性の変化を示す。なお、表
１および表２の成分の数値は重量％であり、それぞれの
評価は次の基準で判定した。 ◎：非常に良好 ○：良好 △：使用可能 ×：不良

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば、従来公知の技術に比べ
て、低活性低残渣タイプで、印刷作業性、粘着性、はん
だ付け性の３大特性がすべて良好な窒素リフロー用低残
渣クリームはんだを製造できるので、高密度表面実装分
野への貢献が大いに期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】印刷後の放置よるマウント性の変化を示すグラ
フである。

【図２】印刷後の放置よるはんだ付け性の変化を示すグ
ラフである。

【図３】印刷後の放置よる印刷性の変化を示すグラフで
ある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鵜殿 直靖 兵庫県神戸市兵庫区御所通１−２−28 富 士通テン株式会社内 (72)発明者 加藤 清 兵庫県神戸市兵庫区御所通１−２−28 富 士通テン株式会社内 (72)発明者 滝田 澣 東京都江戸川区西瑞江３−34 (72)発明者 下川 耕一 埼玉県北本市朝日２−238 ワコーレ北本 ＲＧ北本 Ｅ−408 (72)発明者 白井 武史 東京都江戸川区小松川２−４−１−303 (72)発明者 佐々木 保行 埼玉県大宮市南中丸32−５ 石栄コーポ１ −Ｂ (72)発明者 渡辺 克寛 栃木県小山市間々田1360−14 (72)発明者 松井 建治 埼玉県北本市西高尾８−126

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粉末はんだと液状またはペースト状フラ
   ックスとを混和してなるクリームはんだにおいて、該ク
   リームはんだフラックス中にチクソ剤として下記一般式
   （１）および／または（２）で示されるＮ−置換脂肪酸
   アミドを、溶剤としてはんだの融点よりも高い蒸留点を
   有する吸湿性の低い分岐脂肪族アルコールおよび吸湿性
   の低い芳香族アルコールを含有することを特徴とする窒
   素リフロー用低残渣クリームはんだ。 Ｒ₁ ＣＯＮＨＲ₂ ＮＨＣＯＲ₁ ……（１） （ただし、Ｒ₁ は脂肪酸のアルキル基、Ｒ₂ はジアミン
   の炭化水素を表す。） Ｒ₃ ＮＨＣＯＲ₄ ＣＯＮＨＲ₃ ……（２） （ただし、Ｒ₃ は脂肪族アミンのアルキル基、Ｒ₄ はジ
   カルボン酸の炭化水素を表す。）
2. 【請求項２】 分岐脂肪族アルコールが下記の一般式
   （３） 【化１】 （ただし、Ｒ₅ 、Ｒ₆ は側鎖のアルキル基を表す。）で
   示されるものであることを特徴とする請求項１記載のク
   リームはんだ。
3. 【請求項３】 芳香族アルコールが、フェニルグリコー
   ル、フェニルプロピレングリコール、エチレングリコー
   ルモノベンジルエーテル、またはジエチレングリコール
   モノベンジルエーテルの芳香族グリコールエーテルであ
   ることを特徴とする請求項１記載のクリームはんだ。