JPS63303695A - クリ−ムはんだ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はクリームはんだに関する。

従来の技術 クリームはんだは樹脂（例えば天然ロジン、不均化ロジ
ン、水添ロジンおよび重合ロジン等のロジン系樹脂等）
、溶剤、活性剤および各種添加剤（例えば粘度調整剤、
酸化防止剤および消泡剤等）を含有するフラックスに粉
末はんだを分散させたクリーム状のはんだで、主として
接合すべき金属基村上に塗布もしくは印刷して使用され
る。

クリームはんだに一般的に要請される特性は保存中に粘
性変化がなくて、はんだ付性が低下せず、悪臭や毒性が
少なく、しかもはんだ付後の洗浄が容易で作業性がよい
こと等である。さらに、近年の電子機器類等の製品の高
性能化と小型化に伴って、クリームはんだを用いて接合
される部品の微小化、高密度実装化および高集積化が進
められ、クリームはんだにも高い絶縁性、接合強度およ
び接合精度の確保および生産性や信頼性の向上等の性能
が要求されているが、従来品はこれに十分応えることが
できないのが実情である。

この原因の一つはフラックス用の溶剤に求めることがで
きる。即ち、従来からクリームはんだの７ラツクス用溶
剤としてはエチレングリコールエーテル類（例えばトリ
エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレング
リコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモ
ノブチルエーテル、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モノフェニルエーテル
、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレン
グリコールモノフェニルエーテル等）やジアルキルグリ
コールエーテル類（例えば、ジエチレングリコールジエ
チルエーテル、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ジメチルエーテル等）、多価
アルコールＩＩ（例えばプロピレングリコール、ブタン
ジオール、ベンタンジオール、ヘキサンジオール、トリ
エチレングリコール、グリセリン等）等が常用されてい
るが、これらの溶剤を配合したクリームはんだは一般に
保存中に粘性変化を生じ易く、経時的に性能が低下する
傾向がある。

エチレングリコールエーテル類の欠点、即ち毒性が高い
だけでなく、比較的揮発性が高く、短時間で粘着性を失
うために作業工程の自由度が制限されるという難点を解
消するために主としてエステル系の可塑剤を併用する場
合があるが、経時的に分解して強酸を発生し、信頼性を
低下させるだけでなく、活性剤やロジン系樹脂の溶解分
散性が低下してこれらが局部的に析出するという別の問
題が生ずる（活性剤の局部的析出は腐食の原因となり、
ロジン系樹脂の局部的析出は印刷性の著しい低下をもた
らす）。

また、トリエチレングリコールやグリセリン等の多価ア
ルコールは揮発性の点では問題はないが、ロジン系樹脂
と相溶性が悪く、しかも吸湿性があるために加熱時には
んだを飛散させ、はんだボールを増加させるという欠点
を有する。

さらに、フラックス作用を助長するためにアジピン酸や
セパシン酸等の多価カルボン酸またはステアリン酸等の
高級飽和脂肪酸等が使用されているが、比較的多量使用
しないと効果がないためにクリームはんだの粘弾性特性
と洗浄性の低下をもたらす。

さらにまた、非分枝状の脂肪族カルボン酸を使用する場
合もあるが、この場合には、Ｃ１〜Ｃ１のものは刺激臭
が強く、吸湿しやすくて腐食性があり、０４〜Ｃ８のも
のは不快臭が強過ぎ、０１０以上のものは固体状のため
クリームはんだとして必要な粘度特性が得られなくなり
、洗浄性も悪化する等の問題がある。

発明が解決しようとする問題点 本発明は従来のクリームはんだの上記欠点を有さないク
リームはんだであって、特に、経時的な粘度変化がない
、はんだボールや残渣が少なくてはんだ付性が良く信頼
性か高い、皮はりゃ乾燥がなく放置可能時間が長く作業
性が良い、悪臭や毒性が少ない、およびはんだ付後の洗
浄性が良い等の特性を有するクリームはんだを提供する
ためになされたものである。

即ち本発明は、一般式（Ｉ）： Ｒ＜ （式中、Ｒ，は側鎖を有することもある炭素原子数ｌ〜
２０のアルキル基を示し、Ｒ３は側鎖を有することもあ
る炭素原子数６〜２０のアルキル基を示す。但し、Ｒ１
とＲ８を含むカルボン酸の全炭素原子数は１０以上であ
る。） で表わされるカルボン酸および／またはその誘導体を含
有するクリームはんだに関する。

一般式（Ｉ）で表わされるカルボン酸の製造法は特に限
定的ではないが、例えばエチレン、プロピレン、ブテン
、イソブテン等のオレフィンまたはその重合物を原料と
するオキソ反応生成物の水素化によって得られるアルコ
ールの酸化、該オキソ反応によって得られるアルデヒド
のアルドール縮合生成物またはクロトン縮合生成物の酸
化、または低級アルコールのゲルベ（Ｇ　ｕｅｒｂｅｔ
）反応生成物の酸化等によって高純度で得ることができ
る。

一般式（Ｉ）で表わされるカルボン酸の直鎖率は反応原
料の種類や反応条件等によって左右され、特に限定的で
はないが、通常は約４５〜１００％ｗｔ、特に８５〜１
００％ｗｔである。

このようなカルボン酸としては、トリメチルヘプタン酸
、２−メチルノナン酸、２−メチルデカン酸、２−メチ
ルウンデカン酸、２−メチルドデカン酸、２−メチルト
リデカン酸、２−メチルテトラデカン酸、テトラメチル
ノナン酸、２−ペンチルノナン酸、２−ヘキシルデカン
酸、２−ヘプチルノナン酸、２−ヘプチルウンデカン酸
、２−オクチルドデカン酸、２−デシルテトラデカン酸
、２−デシルドデカン酸、２−ウンデシルドデカン酸、
２−デシルペンタデカン酸および２−ウンデシルテトラ
デカン酸等が例示されるが、特に２−ヘプチルノナン酸
等が好ましい。

一般式（Ｉ）で表わされるカルボン酸は例えば次の様な
特性を有する。

ｌ）はとんど無臭の常温で液状の高純度高級カルボン酸
で、毒性もない。

２）揮発性が低くて沸点が高いのでクリームはんだの耐
乾燥性を高める。

３）基材樹脂との相溶性が優れているのでクリームはん
だの粘度の経時変化を少なくする。

４）活性剤に対して適度の溶解性を有するので、腐食の
原因となる活性剤の析出を抑制する。

５）吸湿性が低いのでクリームはんだの長期保存と塗布
もしくは印刷後の回数置時間の延長を可能とし、粘度の
上昇とハンダボールの生成を防止する。

６）製造条件を適宜選定することによって粘度や沸点を
自由に調整するとかできる。

７）耐酸化性に優れており、はんだ付後の洗浄性が良い
。

８）極めて酸価が高く（例えば、Ｃ１゜〜ＣＳａのカル
ボン酸の酸価は３２６〜１０４である）、有効なフラッ
クス作用を示すので、従来のクリームはんだにおいて必
須とされている樹脂の一部もしくは全部を代替すること
が可能となり、配合処方上の自由度を高めることができ
る。

前記の一般式（Ｉ）で表わされるカルボン酸の誘導体と
しては各種のエステル（例えば、イソステアリン酸ブチ
ル等）、等が例示される。

この種のエステル類は従来のクリームはんだに配合され
ているブチルカルピトールアセテートやジイソブチルア
ジペート等に比べて極めて安定であり、基材樹脂を安定
に溶解する。

上記のカルボン酸および／またはその誘導体は所望によ
り適宜２種以上併用してもよい。

一般式（Ｉ）で表わされるカルボン酸および／またはそ
の誘導体の配合量は特に限定的ではないが、通常はクリ
ームはんだフラックスの全重量に対して約２〜８０重量
％、好ましくは約４０〜７０重量％である。

本発明によるクリームはんだのフラックスは通常、上記
成分に基材樹脂（例えば、重合ロジン、天然ロジン、水
素添加ロジン、マレイン化ロジン、不均化ロジン等）お
よび活性剤（例えば、含窒素塩基のハロゲン化水素酸塩
、有機酸塩、有機酸、アミノ酸等）を適宜配合すること
によって調製される。

該フラックスには所望により常套の添加剤を適宜配合し
てもよい。このような添加剤としては既知の溶剤（例え
ば、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチ
レングリコールモノブチルエーテルアセテート、トリエ
チレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレン
グリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモ
ノフェニルエーテル、プロピレングリコールモノフェニ
ルエーテル、エチレングリコール、ポリエチレングリコ
ール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール
、ブタンジオール、ヘキシレングリコール等）、可塑剤
（例えば、フタール酸ジオクチル）、粘度調整剤（例え
ば、硬化ヒマシ油等のワックス類、超微粒粉シリカ等）
、酸化防止剤（例えば、ＢＨＴ等）、消泡剤（例えば、
シリコン系消泡剤等）等が挙げられる。

以上の配合処方によって得られるフラックスに常套の粉
末はんだを常法により混練配合することによって本発明
によるクリームはんだが得られる。

フラックスの配合量は特に限定的ではないが、通常はク
リームはんだ全重量に対して約８〜１６重量％、好まし
くは約１０〜１４重量％である。

本発明を以下の実施例によってさらに説明する。

実施例１−１０ 粉末はんだ（Ｐｂ／５ｎ＝３７／６３．２５０メツシユ
）８７重量部および表−１の配合処方によるフラックス
１３重量部を十分に混練することによってクリームはん
だ１−１０を調製した。

これらのクリームはんだの特性を表−１に示す。

表−！中のクリームはんだの特性の評価記号Ａ〜Ｃの意
味は次の通りである： ｌ）粘度変化 Ａ；はとんど変化なし、Ｂ：使用可能な程度の粘度変化
あり、Ｃ：使用不能な程度の粘度変化あり ２）活性剤の溶解性 Ａ；良好、Ｂ；冷時析出、Ｃ：不溶 ３）印刷後の残渣（印刷８時間後の残渣の程度）Ａ：変
化なし、Ｂ：わずかに増加、Ｃ；著しく増加 ４）塗布後の残渣（塗布１００時間後にリフローした時
の残渣の程度） Ａ；非常に少ない、Ｂ；少ない、Ｃ；多い５）はんだ付
性（酸化処理銅板に対するはんだ付性） Ａ；優れている、Ｂ：使用可能、Ｃ：悪い６）臭（リフ
ロ一時に発生する臭気の程度）Ａ：無臭、Ｂ：有臭、Ｃ
：不快臭 ７）粘着性（塗布後２４時間までのチップ部品の固着力
の程度） Ａ；２４時間可能、Ｂ：ｌ　２時間可能、Ｃ：１２時間
不可 ８）樹脂の安定性（ｉｌｉ製後１００日経過後のフラッ
クス中の樹脂の状態） Ａ；透明、Ｂ：濁り、Ｃ；結晶化 ９）銅板腐食（ＪＩＳ　Ｚ　３１９７）Ａ；合格、Ｃ；
不合格 １０）洗浄性（フレオンＡＥＳを用いる煮沸洗浄）Ａ；
優れている、Ｂ：良好、Ｃ；悪い １１）絶縁性（ＪＩＳ　Ｚ　３１９７）Ａ；合格、Ｃ：
不合格 比較例１〜７ 実施例１−１１に準拠してクリームはんだｌ。

〜７′を調製した。

これらのクリームはんだの特性を表−１に示す。

発明の効果 本発明に用いる一般式（Ｉ）で表わされるカルボン酸は
フラックス用溶剤として比較的多量添加してもクリーム
はんだの粘弾性や洗浄性を全く低下させず、また、はん
だボールを発生させず、良好なフラッグス特性を維持し
、しかも不快臭がなく、経済的にも比較的安価である。

さらに、該カルボン酸は耐酸化性に優れているので、は
んだ付後の洗浄性が良いだけでなく、有効なフラックス
作用を示すので、従来のクリームはんだにおいては必須
とされている樹脂の一部もしくは全部を代替し得る。

従って、本発明によるクリームはんだは高い生産性と信
頼性をもたらし、特に高密度実装基板の大量生産に適し
ている。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一般式（ I ）： ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ） （式中、Ｒ＿１は側鎖を有することもある炭素原子数１
   〜２０のアルキル基を示し、Ｒ＿２は側鎖を有すること
   もある炭素原子数６〜２０のアルキル基を示す。但し、
   Ｒ＿１とＲ＿２を含むカルボン酸の全炭素原子数は１０
   以上である。） で表わされるカルボン酸および／またはその誘導体を含
   有するクリームはんだ。 ２、式（ I ）で表わされるカルボン酸が、オレフィン
   を原料とするオキソ反応生成物の水素化によって得られ
   るアルコールの酸化によって製造されるカルボン酸であ
   る第１項記載のクリームはんだ。 ３、オレフィンがエチレン、プロピレン、ブテン、イソ
   ブテンまたはこれらの重合物である第２項記載のクリー
   ムはんだ。 ４、式（ I ）で表わされるカルボン酸が、オレフィン
   を原料とするオキソ反応によって得られるアルデヒドの
   アルドール縮合生成物またはクロトン縮合生成物から誘
   導されるカルボン酸である第１項記載のクリームはんだ
   。 ５、式（ I ）で表わされるカルボン酸が、低級アルコ
   ールのゲルベ反応生成物の酸化によって得られるカルボ
   ン酸である第１項記載のクリームはんだ。 ６、式（ I ）で表わされるカルボン酸がトリメチルヘ
   プタン酸、２−メチルノナン酸、２−メチルデカン酸、
   ２−メチルウンデカン酸、２−メチルドデカン酸、２−
   メチルトリデカン酸、２−メチルテトラデカン酸、テト
   ラメチルノナン酸、２−ペンチルノナン酸、２−ヘキシ
   ルデカン酸、２−ヘプチルノナン酸、２−ヘプチルウン
   デカン酸、２−オクチルドデカン酸、２−デシルテトラ
   デカン酸、２−デシルドデカン酸、２−ウンデシルドデ
   カン酸、２−デシルペンタデカン酸および２−ウンデシ
   ルテトラデカン酸から成る群から選択される１種もしく
   は２種以上のカルボン酸である第１項記載のクリームは
   んだ。 ７、式（ I ）で表わされるカルボン酸の誘導体がエス
   テルである第１項記載のクリームはんだ。