JPH11197879A

JPH11197879A - はんだペースト

Info

Publication number: JPH11197879A
Application number: JP10021497A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Saeda; 繁佐枝; Hitoshi Amita; 仁網田; Isamu Taguchi; 勇田口
Original assignee: Showa Denko KK
Current assignee: Resonac Holdings Corp
Priority date: 1998-01-19
Filing date: 1998-01-19
Publication date: 1999-07-27
Anticipated expiration: 2018-01-19
Also published as: JP3774311B2

Abstract

(57)【要約】【課題】はんだペーストのリフロー特性、はんだ付け
性、接合すべき金属との濡れ性、はんだペーストの印刷
性など、はんだペースト本来の特性を損なう事なくかつ
はんだ粉末とフラックスとの反応を抑制し、保存安定性
を向上させたはんだペーストの提供。【解決手段】活性剤として、分解して酸を発生するス
ルフォン酸エステル、ターシャリーブチルカルボン酸エ
ステル、イソブチルカルボン酸エステル及びイソプロピ
ルカルボン酸エステルの少なくとも一種である有機酸エ
ステルと、有機酸、有機塩基のハロゲン化水素酸塩また
はルイス酸であるエステル分解触媒をフラックス中に配
合したことを特徴とするはんだペースト。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は保存安定性が向上し
たはんだペーストに関する。さらに具体的には、用いる
フラックス中に保存中には安定なエステルとして存在
し、リフロー時には分解して活性剤として働く有効な酸
を発生する有機酸エステルを配合し、また必要に応じさ
らに特定のはんだ金属粒子表面のための安定剤を加える
ことによって保存安定性に優れたはんだペーストを提供
するものである。

【０００２】

【従来の技術】はんだペーストは、エレクトロニクス産
業において電子部品を表面実装するために用いられる。
はんだペーストはその印刷適性、粘着性のため自動化に
適しており、近年その使用が増大している。電子産業に
おいては、はんだペーストはプリント基板上にスクリー
ン印刷または場合によってはディスペンサーにより塗布
され、電子部品が搭載され、ついではんだペーストをリ
フローし電子部品が固定化される。リフローとは電子部
品が搭載された基板を予熱し、その後はんだペーストを
融解温度以上に加熱し部品の接合を行う一連の操作を言
う。

【０００３】現在のはんだペーストに関する問題点の一
つはその保存安定性にあり、通常冷蔵保存を行っても３
カ月程度の保存寿命しかないことである。実使用温度の
２５℃付近ではさらに寿命が短くなる。これに対し最近
では電子製品の小型化のためファインピッチの部品、例
えば０．３ｍｍピッチのＱＦＰタイプのＬＳＩの使用、
さらにはＣＳＰなどの多用により、はんだペーストに対
し極端にファインピッチの印刷性能が要求されている。
このような要望に応えるためにははんだ粒子の平均粒子
径を下げなければ対応が不可能で、この結果はんだ粒子
の表面積増大に基ずくはんだ粒子表面の酸化による劣化
が促進され、はんだペーストの保存安定性が一層悪化す
ることになる。はんだペーストの保存安定性低下の最大
の原因は、保存中にはんだ粉末がフラックスの一成分で
ある活性剤と反応し、酸化が進行して活性剤が消費さ
れ、フラックスの活性度が低下すると同時に反応生成物
によりはんだペーストの粘度が増加し、この結果接合能
力が低下すると共に適正な印刷特性が維持出来なくなる
ことにある。更にまた最近は環境問題から、鉛を含まな
いいわゆるＰｂフリーはんだペーストが推奨されてお
り、これに対応してＰｂフリーはんだペーストに移行す
べく開発が進められている。しかしこれらのＰｂフリー
はんだペースト、特に最も有効なものとして注目されて
いるＳｎ／Ｚｎ系のものは通常のＰｂベースのはんだよ
り安定性がかなり悪いため、Ｓｎ／Ｚｎ系のはんだに対
しても、保存中のはんだ粒子とフラックスの反応が抑制
された保存安定性の良いはんだペーストに対する強い要
望がある。

【０００４】はんだペーストの安定性を向上させる技術
としては、従来は反応性の活性剤を減少させること以外
には主としてはんだ粒子の表面を保護し、金属の反応性
を下げる努力がなされてきた。例えばはんだ粉末をグリ
セリンで被覆する方法（特公平５−２６５９８）、また
はんだペーストの溶剤に不溶性あるいは難溶性のコーテ
ィング剤によりはんだ粉末をコートする方法（特開平１
−１１３１９７）が開示されている。後者のコーティン
グ剤の好適な例としてはシリコーンオイル、シリコーン
ベース高分子量化合物、フッ素化シリコーンオイル、フ
ルオロシリコーン樹脂およびフッ素化炭化水素ベース高
分子化合物などが挙げられている。またはんだ粉末を、
常温ではフラックスと不相溶であり、はんだ付け温度で
相溶するロジン系混合物、あるいはフラックスそのも
の、即ちロジンを主体とする樹脂でコートする方法（特
開平３−１８４６９８、特開平４−２５１６９１）が開
示されている。前述の特公平５−２６５９８、特開平１
−１１３１９７に開示された方法では比較的多量のコー
ティング剤で被覆を行えばはんだ粉末の酸化を押さえる
に有効かも知れないが、多量の被覆材料ははんだのリフ
ローに対しむしろ不都合であって、逆にソルダーボール
が多発するおそれがある。またこれらの被覆は物理的に
行われているだけで、付着は非常に弱いと考えられ、は
んだペーストを製造する際の混練あるいは使用時の移
送、印刷等の取扱ではがれてしまう恐れが強い。また、
前述の特開平３−１８４６９８、特開平４−２５１６９
１に開示されたコート剤ではそれ自身に反応性の有機酸
を多数含み粉末を保護しているとは言い難い。その他の
方法としては、高温安定性を有し、長時間加熱しても活
性が低下しないはんだ用の活性剤として、酸性リン酸エ
ステルと、該酸性リン酸エステルと相溶性を有し、はん
だ効果を低下させない不燃性または難燃性の低揮発性希
釈剤で希釈したはんだ付け用フラックスを用いる方法
（特開昭６３−９０３９０）、フェノール系、フォスフ
ァイト系または硫黄系の抗酸化剤を添加する方法（特公
昭５９−２２６３２、特開平３−１２４０９２）、また
特定の界面活性剤を用いること（特開平２−１４７１９
４）などの方法が提案されているがいずれも充分でな
い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述のごとく、はんだ
ペーストの保存安定性に対する要望が強いため、本発明
ははんだペーストのリフロー特性、はんだ付け性、接合
すべき金属との濡れ性あるいははんだペーストの印刷性
など、本来はんだペーストが発揮すべき特性を損なう事
なく、はんだ粒子の酸化を防ぎ、かつはんだペーストに
おいてはんだ粉末とはんだ粉末の劣化を促進するフラッ
クスとの反応を抑制し、保存安定性を向上させたはんだ
ペーストの開発を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】発明者らは上記の課題を
解決するべく鋭意努力し検討した結果、本発明に到達し
た。即ち、（１）活性剤として、分解して酸を発生す
る有機酸エステルの少なくとも一種とエステル分解触媒
をフラックス中に配合したことを特徴とするはんだペー
スト、（２）有機酸エステルが、スルフォン酸エステ
ル、ターシャリーブチルカルボン酸エステル、イソブチ
ルカルボン酸エステル及びイソプロピルカルボン酸エス
テルの少なくとも一種である上記（１）記載のはんだペ
ースト、（３）エステル分解触媒が有機酸、有機塩基
のハロゲン化水素酸塩またはルイス酸である上記（１）
または（２）に記載のはんだペースト、（４）安定剤
として酸性リン酸エステルまたはキレート剤をさらに配
合した上記（１）ないし（３）のいずれかに記載のはん
だペースト、（５）活性剤として有機臭素化合物をさ
らに配合した上記（１）ないし（４）のいずれかに記載
のはんだペースト、（６）活性剤として、分解して酸
を発生する有機酸エステル、有機酸エステルに対して
０．１〜１００重量％のエステル分解触媒及び有機ハロ
ゲン化合物の合計量をフラックス全体に対して０．１〜
２０重量％を配合した（１）ないし（５）のいずれかに
記載のはんだペースト、及び（７）はんだ粉末が、少
なくともＳｎおよびＺｎを含有するＰｂフリーはんだま
たは少なくともＳｎおよびＡｇを含有するＰｂフリーは
んだである上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の
はんだペーストを開発することによって上記の目的を達
成することができた。

【０００７】

【発明の実施形態】はんだペーストは一般には、はんだ
粉末を主体とし、これにロジンまたは合成樹脂系の粘着
剤、活性剤として有機酸および／または各種アミンのハ
ロゲン化水素酸塩および有機ハロゲン化合物、溶剤、チ
クソトロピック剤、界面活性剤等からなるフラックスを
配合したものである。これら成分のうち、リフロー時に
はんだ金属の表面酸化物を除去し良好な接合を得るため
に作用する有効な成分は、主として活性剤である有機酸
および／または各種アミンのハロゲン化水素酸塩である
が、これらは多量にフラックスに添加すると保存中に於
いても活性を発揮しペーストの劣化を促進する一面を持
っている。また同時にもう一つの有効成分である有機ハ
ロゲン化合物の保存中の分解を促進する欠点もある。本
発明者らは鋭意検討の結果、これら活性剤の一部または
全部に代えて、保存中にはエステルの形態を保って安定
であり、リフロー温度に達したときに初めて分解して酸
を発生する化合物を用いれば保存安定性とはんだ付け性
を両立できることを見出し本発明に到達した。

【０００８】この様なエステルの一例としては、各種脂
肪属カルボン酸エステル、芳香族カルボン酸エステル、
スルフォン酸エステルなどの有機酸エステルがあげられ
る。これらの中でもカルボン酸エステル及びスルフォン
酸エステルが好ましい。またこれらエステルのアルコー
ル残基としては、アルキル、アリル、アラルキルのどれ
であっても良いが、特にエステルとして分解しやすいタ
ーシャリーブチル基、イソプロピル基、イソブチル基が
好ましい。これらの化合物はハロゲンを含んでいてもよ
い。具体的な例としては、パラトルエンスルフォン酸プ
ロピル、パラトルエンスルフォン酸イソプロピル、パラ
トルエンスルフォン酸イソブチル、パラトルエンスルフ
ォン酸ブチル、ベンゼンスルフォン酸プロピル、ベンゼ
ンスルフォン酸イソプロピル、ベンゼンスルフォン酸イ
ソブチル、サルチル酸プロピル、サルチル酸イソプロピ
ル、サルチル酸イソブチル、サルチル酸ブチル、４−ニ
トロ安息香酸イソプロピル、４−ニトロ安息香酸−ｔ−
ブチル、メタアクリル酸−ｔ−ブチル、アクリル酸ｔ−
ブチル、マロン酸ｔ−ブチル、ブロモ酢酸ｔ−ブチルな
どが挙げられる。この中で特にパラトルエンスルフォン
酸プロピル、サルチル酸イソブチル、ブロム酢酸ターシ
ャリーブチルが特に好ましい。添加量としてはフラック
ス全体に対してに対して０．０１〜２０重量％、好まし
くは０．０５〜５重量％の範囲を使用する。

【０００９】上記の分解性エステルは単独ではリフロー
温度において分解性が低いため、さらに分解を促進する
ためには少量のエステル分解触媒の添加が有効である。
エステル分解触媒としては有機酸、有機塩基のハロゲン
化水素酸塩さらにルイス酸とよばれる一連の化合物が有
効である。具体的には、有機酸類としては、蓚酸、こは
く酸、アジピン酸、フマル酸、フタル酸、りんご酸、マ
レイン酸等の有機ジカルボン酸およびその無水物、また
各種のモノカルボン酸類、例えば蟻酸、酢酸、ステアリ
ン酸、ミリスチリル酸等が挙げられる。またこれらは混
合して用いてもよい。有機塩基のハロゲン化水素酸塩と
しては、イソプロピルアミン臭化水素酸塩、ブチルアミ
ン塩化水素酸塩、シクロヘキシルアミン臭化水素酸塩等
のハロゲン化水素酸アミン塩、ジフェニルグアニジン臭
化水素酸塩等があげられる。

【００１０】ルイス酸としては塩化亜鉛、臭化亜鉛、塩
化鉄、臭化鉄、塩化アルミニウム、塩化錫、臭化錫、三
弗化ホウ素、塩化チタン、臭化チタン等が挙げられる。
これらエステル分解触媒とはんだ粒子との反応は避ける
ことは困難であるためその添加量は必要最小限にとどめ
る必要がある。エステル分解触媒としての望ましい添加
量は分解して酸を発生する有機酸エステルにたいし、重
量比で０．１〜１００％、好ましくは１〜５０％の範囲
である。

【００１１】さらに保存安定性を要求される場合には、
安定剤を併用することが効果的である。安定剤としては
既に発明者らが提案しているはんだ金属と錯形成能力を
有する高分子化合物の他に、はんだ金属とキレート化合
物を形成して金属粒子を保護する化合物、はんだ金属表
面で金属と反応しフラックスに不溶性の塩を形成しする
燐酸エステルが挙げられる。

【００１２】はんだ金属と錯体を作り易い高分子化合物
とは、はんだ金属と配位しやすい官能基をもつ高分子物
質である。ここで言う高分子とは少なくとも１０量体以
上の重合体を意味する。１０量体以下では高分子として
の性質を示し難く効果が少ない。具体的には、ポリアク
リル酸、ポリビニルアルコール、ポリビニルピリジン、
ポリビニルイミダゾール、ポリオキサゾリン、ポリアク
リルアミド、ポリＮ−ビニルアセトアミド、ポリプロピ
レングリコール、ポリエチレングリコール、ポリエチレ
ンイミン、ポリビニルピリジン、ポリビニルイミダゾー
ル、ポリビニルピロリドン、メチルセルロース、エチル
セルロース等が挙げられるが、これらに限定されるもの
ではない。これらの高分子化合物は直鎖状であっても分
岐構造を持っていても、また架橋されていてもよい。架
橋剤として配位官能基と構造が異なる成分が混在しても
過半数の単位成分が配位能力を持っていればよい。また
２種以上のモノマーを共重合してあってもよい。

【００１３】はんだ金属とキレート結合を作り表面を安
定化させる化合物の具体例としては、シュウ酸、酒石
酸、リンゴ酸、イミノジ酢酸、ニトリロトリ酢酸、アン
トラニル酸、キナルジン酸、キノリン−８−カルボン酸
などがあげられる。

【００１４】はんだ金属表面でフラックスに不溶性の塩
を形成し、はんだ金属表面を保護するリン酸エステルと
しては酸性リン酸エステルが望ましく、以下の一般式で
表される。（ＲＯ）x Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）_3-X Ｘ＝１又は２Ｒ＝アルキル基好ましい化合物を具体的にあげると、モノイソデシルフ
ォスフェート、モノブチルフォスフェート、ビス−２エ
チルヘキシルフォスフェート等である。

【００１５】これら安定剤の添加量は、はんだペースト
の安定性を充分に確保するに足る量でよいが、一般的に
はフラックスに対し０．００５重量％以上２０重量％以
下である。さらに好ましくは０．０１重量％以上１０重
量％以下が好ましい。添加量が少なすぎると安定化効果
が無く、多量に添加しすぎるとはんだ金属粒子を保護し
すぎるため活性力を阻害し、はんだボールの発生が多く
なる。

【００１６】はんだペーストのはんだ付け性、濡れ性を
さらに改良するために保存中には有機ハロゲン化合物と
して安定に存在し、リフロー温度では分解して活性力を
発揮する有機ハロゲン化合物が好ましく用いられる。こ
のような性能を有する有機ハロゲン化合物の一例をあげ
れば、炭素数１０以上のアルキル鎖を持った置換基を有
するベンジル化合物のハロゲン化物、または炭素数１０
以上の脂肪族または脂環式化合物の一分子中に４個以上
のハロゲンを含むポリハロゲン化合物が挙げられ、これ
らを混合して使用しても良い。

【００１７】炭素数１０以上のアルキル鎖を持ったベン
ジルハロゲン化合物は、アルキル鎖とベンジルハロゲナ
イド間の結合が化学的に安定なものなら何でも良く、又
ハロゲンとしては臭素あるいは塩素が好ましい。更に具
体的にはベンジル化合物のハロゲン化物としては、例え
ば４−ステアロイルオキシベンジルブロマイド、４−ス
テアリルオキシベンジルブロマイド、４−ステアリルベ
ンジルブロマイド、４−ブロモメチルベンジルステアレ
ート、４−ステアロイルアミノベンジルブロマイド、
２，４−ビスブロモメチルベンジルステアレート等よう
な化合物が挙げられる。それ以外にも４−パルミトイル
オキシベンジルブロマイド、４−ミリストイルオキシベ
ンジルブロマイド、４−ラウロイルオキシベンジルブロ
マイド、４−ウンデカノイルオキシベンジルブロマイド
等が挙げられる。

【００１８】また炭素数１０以上のポリハロゲン脂肪族
化合物または脂環式化合物としては、化学的に安定な官
能基、例えばカルボキシル基、エステル基、アルコール
基、エーテル基、ケトン基などを有していても良く、多
ハロゲンとは四個以上のハロゲン元素が結合した化合物
であり、ハロゲンとしては塩素または臭素、特に臭素が
好ましい。これら化合物の具体例としては、９，１０，
１２，１３，１５，１６−ヘキサブロモステアリン酸、
９，１０，１２，１３，１５，１６−ヘキサブロモステ
アリン酸メチルエステル、同エチルエステル、９，１
０，１２，１３−テトラブロモステアリン酸、同メチル
エステル、同エチルエステル、９，１０，１２，１３，
１５，１６−ヘキサブロモステアリルアルコール、９，
１０，１２，１３−テトラブロモステアリルアルコー
ル、１，２，５，６，９，１０−ヘキサブロモシクロド
デカン等が挙げられる。これらの化合物のうち活性剤に
は特にヘキサブロモステアリン酸、ヘキサブロモシクロ
ドデカンが好ましい。

【００１９】またこれ以外に、１−ブロモ−２−ブタノ
ール、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、４−ジブロモ−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、３−ブタンジオール、
２、３−ジブロモ−２−ブテン−１、４−ジオール、１
−ブロモ−３−メチル−１−ブテン、１、４−ジブロモ
ブテン、１−ブロモ−１−プロペン、２、３−ジブロモ
プロペン、ブロモ酢酸エチル、α−ブロモカプリル酸エ
チル、α−ブロモプロピオン酸エチル、β−ブロモプロ
ピオン酸エチル、α−ブロモ−酪酸エチル、２、３−ジ
ブロモコハク酸、２−ブロモコハク酸、２、２−ブロモ
アジピン酸、２、４−ジブロモアセトフェノン、１、１
−ジブロモテトラクロロエタン、１、２−ジブロモ−１
−フェニルエタン、１、２−ジブロモスチレン等の臭化
物またこれらの化合物の臭素が塩素に置き変わった化合
物があげられるがこれらの例示に限定されるものではな
い。添加量としてはフラックス全量に対して０．０２〜
２０重量％、好ましくは０．０５〜５重量％配合するこ
とが良い。

【００２０】はんだ粉末としては、粒径はその使用目的
によって異なるが、現在多く使用されているものは５〜
３０μｍ、２０〜５０μｍ、３０〜７０μｍなどの粒径
のものが多く用いられている。金属組成としては、例え
ば６３Ｓｎ／３７Ｐｂの共晶はんだ組成を中心として、
６２Ｓｎ／３６Ｐｂ／２Ａｇ、６２．６Ｓｎ／３７Ｐｂ
／０．４Ａｇ、６０Ｓｎ／４０Ｐｂ、５０Ｓｎ／５０Ｐ
ｂ、３０Ｓｎ／７０Ｐｂ、２５Ｓｎ／７５Ｐｂ、１０Ｓ
ｎ／８８Ｐｂ／２Ａｇ、４６Ｓｎ／８Ｂｉ／４６Ｐｂ、
５７Ｓｎ／３Ｂｉ／４０Ｐｂ、４２Ｓｎ／４２Ｐｂ／１
４Ｂｉ／２Ａｇ、４５Ｓｎ／４０Ｐｂ／１５Ｂｉ、５０
Ｓｎ／３２Ｐｂ／１８Ｃｄなどが挙げられる。

【００２１】また最近のＰｂ排除の観点からＰｂを含ま
ない、例えば４８Ｓｎ／５２Ｉｎ、４３Ｓｎ／５７Ｂ
ｉ、９７Ｉｎ／３Ａｇ、５８Ｓｎ／４２Ｉｎ、９５Ｉｎ
／５Ｂｉ、６０Ｓｎ／４０Ｂｉ、９１Ｓｎ／９Ｚｎ、９
６．５Ｓｎ／３．５Ａｇ、９９．３Ｓｎ／０．７Ｃｕ、
９５Ｓｎ／５Ｓｂ、２０Ｓｎ／８０Ａｕ、９０Ｓｎ／１
０Ａｇ、Ｓｎ９０／Ｂｉ７．５／Ａｇ２／Ｃｕ０．５、
９７Ｓｎ／３Ｃｕ、９９Ｓｎ／１Ｇｅ、９２Ｓｎ／７．
５Ｂｉ／０．５Ｃｕ、９７Ｓｎ／２Ｃｕ／０．８Ｓｂ／
０．２Ａｇ、９５．５Ｓｎ／３．５Ａｇ／１Ｚｎ、９
５．５Ｓｎ／４Ｃｕ／０．５Ａｇ、５２Ｓｎ／４５Ｂｉ
／３Ｓｂ、５１Ｓｎ／４５Ｂｉ／３Ｓｂ／１Ｚｎ、８５
Ｓｎ／１０Ｂｉ／５Ｓｂ、８４Ｓｎ／１０Ｂｉ／５Ｓｂ
／１Ｚｎ、８８．２Ｓｎ／１０Ｂｉ／０．８Ｃｕ／１Ｚ
ｎ、８９Ｓｎ／４Ａｇ／７Ｓｂ、８８Ｓｎ／４Ａｇ／７
Ｓｂ／１Ｚｎ、９８Ｓｎ／１Ａｇ／１Ｓｂ、９７Ｓｎ／
１Ａｇ／１Ｓｂ／１Ｚｎ、９３．２Ｓｎ／２Ａｇ／０．
８Ｃｕ／６Ｚｎ、８９Ｓｎ／８Ｚｎ／３Ｂｉ、８６Ｓｎ
／８Ｚｎ／６Ｂｉ、９１．２Ｓｎ／２Ａｇ／０．９Ｃｕ
／８Ｚｎなどが挙げられる。また上記の金属粉末は２つ
以上の組成を持つものを混合して使用してもよい。

【００２２】本発明のはんだペーストに配合される樹脂
成分としては、従来周知の天然ロジン、不均化ロジン、
重合ロジン、変成ロジン、合成樹脂としてはポリエステ
ル、ポリウレタン、アクリル系樹脂その他が用いられ
る。溶剤としては、従来のはんだペーストと同様にアル
コール、エーテル、エステル、芳香族系の溶剤が利用で
き、例えばベンジルアルコール、ブタノール、エチルセ
ロソルブ、ブチルセロソルブ、ブチルカルビトール、ジ
エチレングリコールヘキシルエーテル、プロピレングリ
コールフェニルエーテル、ジオクチルフタレート、キシ
レン等が一種または混合して用いられる。また印刷性を
改善するために添加されるチクソトロピック剤として
は、微細なシリカ粒子、カオリン粒子などの無機系のも
の、または水添ヒマシ油、アマイド化合物などの有機系
のものが使用される。

【００２３】本発明のはんだペーストは、はんだ粉末８
６〜９２重量％、ロジンまたは樹脂成分３〜７重量％、
溶剤３〜７重量％、活性剤は有機分解触媒、有機ハロゲ
ン化合物を合計して０．０１〜２重量％、チクソトロピ
ック剤その他０．０２〜２重量％を混合する。混合はプ
ラネタリーミキサー等公知の装置を用いて行われる。

【００２４】

【実施例】以下実施例をもって発明の内容をさらに具体
的に説明するが、本発明がこれらに限定されるものでは
ない。［試験法］はんだペーストの保存安定性保存安定性としては、はんだペースト製造後、２５℃で
７日間保存する加速試験を行い、はんだペースト製造直
後の粘度と加速試験後の粘度の比を指標とした。本加速
試験の条件は大略３月間、５℃の冷蔵保管に相当する。
粘度の測定はＴＡインストルメント社製、 Carri-Med C
S Rheometer を用いて測定した。測定は直径２cmの平行
円板を用い、ギャップを７００μm とし、ずり速度１
（ｓｅｃ^ー1) 、温度２５℃で行った。はんだ付け性はんだ付け性の評価はＪＩＳＺ−３２８４のソルダー
ボール試験により、セラミック基板上で試験を行った。
なおはんだの金属組成により試験は空気中あるいは窒素
雰囲気中で行った。窒素雰囲気中の場合の酸素濃度は約
１００ppm である。

【００２５】（実施例１）樹脂成分として重合ロジン２
３重量％、不均化ロジン２３重量％、チクソトロピック
剤として水添ヒマシ油６重量％、有機酸エステルとして
パラトルエンスルフォン酸プロピル１重量％、エステル
分解触媒としてシクロヘキシルアミン臭化水素酸塩を
０．５重量％、溶剤としてジエチレングリコールヘキシ
ルエーテルを加えて１００重量％とするフラックスを調
製した。このフラックスを１０ｇに２５〜４５μｍの粒
度をもつＳｎ６３Ｐｂ３７の共晶はんだ９０ｇを添加
し、乳鉢中で混練し１００ｇのはんだペーストを製造し
た。製造直後のはんだペーストの粘度は上記の測定法で
５８０Pa.s、２５℃、７日間の加速試験後の粘度は５９
０Pa.sであり、粘度上昇比は１．０１７であり、非常に
安定であった。またソルダーボール試験ははんだの凝集
度合１であり良い活性、すなわち酸化膜除去性能を示し
た。結果は表１に示す。

【００２６】（実施例２）分解触媒のシクロヘキシルア
ミン臭化水素塩の量を０．０５重量％に減少した以外は
実施例１と同じ条件ではんだペーストの製造及び性能試
験を行った。結果を表１に示すがこのような少量のエス
テル分解触媒でも充分エステルの分解を促進しているこ
とが判る。

【００２７】（実施例３〜５、比較例１）実施例１の分
解触媒のシクロヘキシルアミン臭化水素酸塩に代えて、
それと同量のフタル酸、臭化亜鉛、ジフェニルグアニジ
ン臭化水素酸塩をそれぞれ加えたはんだペースト、およ
び分解触媒を全く添加しないはんだペーストを作成し、
実施例１と同じ試験を行った。結果を表１にまとめて示
す。

【００２８】

【表１】

【００２９】（実施例６〜１１）樹脂成分として重合ロ
ジン２３重量％、不均化ロジン２３重量％、チクソトロ
ピック剤として水添ヒマシ油６重量％、表２に示す各種
のエステル１重量％、エステル分解触媒としてジフェニ
ルグアニジン臭化水素酸塩を０．５重量％、溶剤として
ジエチレングリコールヘキシルエーテルを加えて１００
重量％とするフラックスを調製した。このフラックスを
１０ｇに２５〜４５μｍの粒度をもつＳｎ６３Ｐｂ３７
の共晶はんだ９０ｇを添加し、乳鉢中で混練し１００ｇ
のはんだペーストを製造した。保存性と活性の評価は実
施例１と同様に行った。結果を表２に示す。得られたは
んだペーストはそれぞれ程度の違いはあるがいずれも良
い安定性と活性を保持している。

【００３０】

【表２】

【００３１】（実施例１２〜１６、比較例２）樹脂成分
として重合ロジン２３重量％、不均化ロジン２３重量
％、チクソトロピック剤として水添ヒマシ油６重量％、
有機酸エステルとしてパラトルエンスルフォン酸プロピ
ル０．５重量％、エステル分解触媒としてシクロヘキシ
ルアミン臭化水素酸塩を０．０５重量％、安定剤として
表３のような各種の化合物を０．２５％添加し、溶剤と
してジエチレングリコールヘキシルエーテルを加えて１
００重量％とするフラックスを製造した。このフラック
スを１０ｇに２５〜４５μｍの粒度をもつＳｎ８９／Ｚ
ｎ８／Ｂｉ３の組成を持つＰｂフリーはんだ９０ｇを添
加し、窒素雰囲気中で乳鉢中で混練し１００ｇのはんだ
ペーストを製造した。保存性の評価は実施例１と同様に
粘度比で行い、ソルダーボールの評価はＪＩＳＺ−３
２８４に準じて窒素雰囲気中で行った。結果は表３に示
す。

【００３２】

【表３】

【００３３】（実施例１７〜２２）樹脂成分として重合
ロジン２３重量％、不均化ロジン２３重量％、チクソト
ロピック剤として水添ヒマシ油６重量％、分解して酸を
発生する有機酸エステルの各種エステルを０．５重量
％、エステル分解触媒としてジフェニルグアニジン臭化
水素酸塩を０．０５重量％、安定剤としてビス２エチル
ヘキシルフォスフェートを０．２５％添加し、活性剤と
してさらにヘキサブロモステアリン酸を１．３重量％、
溶剤としてジエチレングリコールヘキシルエーテルを加
えて１００重量％とするフラックスを製造した。このフ
ラックス１０ｇに２５〜４５μｍの粒度をもつＳｎ８９
／Ｚｎ8 ／Ｂｉ３の組成を持つＰｂフリーはんだ９０ｇ
を添加し、窒素雰囲気中、乳鉢中で混練し１００ｇのは
んだペーストを製造した。保存性の評価は実施例１と同
様に粘度比で行い、ソルダーボールの評価はＪＩＳＺ
−３２８４に準じて窒素雰囲気中で行った。結果を表４
に示す。

【００３４】（実施例２３）実施例２０と同じ組成のフ
ラックスを用い、はんだ金属粒子としてＳｎ９０／Ｂｉ
７．５／Ａｇ２／Ｃｕ０．５の組成のものを用いた。結
果を表４に示す。

【００３５】

【表４】

【００３６】

【発明の効果】本発明によるはんだペーストは、電子製
品の小型化、ファインピッチの要求に対応するはんだペ
ースト中のはんだ粉末の平均粒子径の低下必要性におい
て、はんだペースト中のはんだ粉末と活性剤の反応を大
幅に抑制するために、活性剤として保存中は安定なエス
テルであり、リフロー時には分解して酸を発生する有機
酸エステルを用いることによりはんだペーストとして従
来のはんだペーストに比して極めて保存安定性の優れた
はんだペーストを開発することに成功した。この活性剤
は保存中には安定なエステルとして存在し、リフロー時
には分解して活性剤として有効な酸を発生するものであ
り、極めて少量のエステル分解触媒の作用によりエステ
ルであってもリフロー時には十分酸としての作用を有す
ることが確認できた。また本発明のはんだペーストは必
要に応じて特定のはんだ金属粒子表面の安定剤を加える
ことにより、更に保存安定性に優れ、かつはんだ付け性
に優れたはんだペーストを提供することができる。特に
今まで保存安定性が極端に悪いため実用が困難であった
Ｓｎ／Ｚｎ系のＰｂフリーはんだの保存性を格段に向上
することができることが確認できた。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＢ２３Ｋ 35/26 ３１０Ｂ２３Ｋ 35/26 ３１０ＡＨ０５Ｋ 3/34 ５０３Ｈ０５Ｋ 3/34 ５０３Ｚ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】活性剤として、分解して酸を発生する有
機酸エステルの少なくとも一種とエステル分解触媒をフ
ラックス中に配合したことを特徴とするはんだペース
ト。
【請求項２】有機酸エステルが、スルフォン酸エステ
ル、ターシャリーブチルカルボン酸エステル、イソブチ
ルカルボン酸エステル及びイソプロピルカルボン酸エス
テルの少なくとも一種である請求項１記載のはんだペー
スト。
【請求項３】エステル分解触媒が有機酸、有機塩基の
ハロゲン化水素酸塩またはルイス酸である請求項１また
は２に記載のはんだペースト。
【請求項４】安定剤として酸性リン酸エステルまたは
キレート剤をさらに配合した請求項１ないし３のいずれ
かに記載のはんだペースト。
【請求項５】活性剤として有機臭素化合物をさらに配
合した請求項１ないし４のいずれかに記載のはんだペー
スト。
【請求項６】活性剤として、分解して酸を発生する有
機酸エステル、有機酸エステルに対して０．１〜１００
重量％のエステル分解触媒及び有機ハロゲン化合物の合
計量をフラックス全体に対して０．１〜２０重量％を配
合した請求項１ないし５のいずれかに記載のはんだペー
スト。
【請求項７】はんだ粉末が、少なくともＳｎおよびＺ
ｎを含有するＰｂフリーはんだまたは少なくともＳｎお
よびＡｇを含有するＰｂフリーはんだである請求項１な
いし６のいずれかに記載のはんだペースト。