JPWO2009069601A1 - はんだ付け用フラックス、はんだペースト組成物およびはんだ付け方法 - Google Patents

Abstract

フラックス残渣の粘着性を抑え、高い信頼性を確保しつつ、リフロー時の揮発量を低減して環境負荷の少ないはんだ付けを可能にするはんだ付け用フラックスを提供する。かかる課題を解決する手段として、本発明のはんだ付け用フラックスは、ベース樹脂、活性剤および溶剤を含有するはんだ付け用フラックスであって、前記溶剤として、２０℃以上で液状である有機酸無水物および２０℃以上で液状である多価アルコールを含有し、かつ、前記有機酸無水物の酸価をＡＶ（ｍｇＫＯＨ／ｇ）、その含有量をＷA（ｇ）とし、前記多価アルコールの水酸基価ＯＨＶ（ｍｇＫＯＨ／ｇ）、その含有量をＷOH（ｇ）としたときに、ＡＶ× ＷA：ＯＨＶ×ＷOH＝１：０．４〜０．６である。

Description

本発明は、例えば回路基板に対して回路部品等をはんだ接続する際に使用されるはんだ付け用フラックスおよびはんだペースト組成物と、これらを用いたはんだ付け方法とに関する。

一般に、はんだペースト組成物は、ロジン類などのベース樹脂、溶剤、活性剤、チキソ剤等からなるフラックスおよびはんだ粉末などから構成されている。ここで、フラックスに用いられる溶剤としては、ジエチレングリコールモノブチルエーテル（ブチルカルビトール）やジエチレングリコールモノ−n−ヘキシルエーテル（ヘキシルカルビトール）に代表されるような揮発性有機化合物（以下、ＶＯＣという）が一般的に使用されている。このような溶剤が使用される理由は、フラックス成分の溶解性に優れるとともに、連続印刷時の粘度安定性を確保することが容易であり、かつ、はんだ溶融時には揮発するため電気絶縁抵抗を損なうことがないという優れた特性を持つことにある。

しかしながら、ＶＯＣは、光化学オキシダントの原因物質となり得るため、近年、地球環境に対する配慮から、その使用を制限する対策（ＶＯＣ対策）が要望されている。
そこで、ＶＯＣ対策として、例えば、フラックス成分として水溶性物質を使用することにより、溶剤を水に置換した水溶性はんだペースト（特許文献１参照）や、水を溶剤とし、従来の疎水性ベース樹脂を分散させたはんだ付け用フラックス（特許文献２参照）が提案されている。

しかしながら、特許文献１の水溶性はんだペーストを用いると、水洗浄工程や水すすぎ工程などが必要となるため工程数が増え、電子部品などの製品コストが上昇するという問題が生じるとともに、洗浄やすすぎ工程などで発生する廃液の処理を要するといった問題もあった。他方、特許文献２のはんだ付け用フラックスは、非水溶性の樹脂を乳化分散させているため使用時や保管時の安定性が懸念されるとともに、はんだ粉末と混練してはんだペーストとする際にも、分散粒子の安定を保つことが非常に困難であるという問題があった。

そのため、はんだ付け用フラックスにおけるＶＯＣ対策としては、水以外の溶剤で、かつリフロー時にもほとんど揮発しないような高沸点の有機溶剤を用いた対策が有望視されている。しかし、高沸点の有機溶剤を通常量含有するフラックスでは、乾燥性が悪くなり、はんだ付け後にフラックス残渣の粘着性が高くなるという問題や、マイグレーションが発生するなどして信頼性が低下するといった問題が生じる。したがって、高沸点の有機溶剤を用いる場合、フラックス中の溶剤の含有率をある程度低く設計する必要がある。しかし、溶剤の含有率を下げると、はんだペーストとした時の粘度が高くなり、作業性が著しく低下することになる。
このように、良好な作業性を確保しうるよう通常量の溶剤を用いながら、フラックス残渣の粘着性を抑え、かつ高い信頼性ではんだ付けを可能にするＶＯＣ対策は、確立されていないのが現状であった。

特開平１０−８５９８５号公報 特開２００７−１４４４４６号公報

本発明は、かかる事情に鑑みなされたものであって、フラックス残渣の粘着性を抑え、高い信頼性を確保しつつ、リフロー時の揮発量を低減して環境負荷の少ないはんだ付けを可能にするはんだ付け用フラックスと、これを用いたはんだペースト組成物およびはんだ付け方法とを提供することを目的とする。

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた。その結果、フラックス中の溶剤として、２０℃以上で液状である有機酸無水物および２０℃以上で液状である多価アルコールを特定の比率で併用すると、両溶剤がリフロー時の加熱でエステル化反応により硬化するため、リフロー時の揮発量を大幅に低減できると同時に、フラックス残渣における液状物質の残留も抑制でき、残渣の粘着性増大や信頼性低下といった問題をも解決することが可能になる、という新たな事実を見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明のはんだ付け用フラックスは、ベース樹脂、活性剤および溶剤を含有するはんだ付け用フラックスであって、前記溶剤として、２０℃以上で液状である有機酸無水物および２０℃以上で液状である多価アルコールを含有し、かつ、前記有機酸無水物の酸価をＡＶ（ｍｇＫＯＨ／ｇ）、その含有量をＷ_A（ｇ）とし、前記多価アルコールの水酸基価ＯＨＶ（ｍｇＫＯＨ／ｇ）、その含有量をＷ_OH（ｇ）としたときに、ＡＶ× Ｗ_A：ＯＨＶ×Ｗ_OH＝１：０．４〜０．６である、ことを特徴とする。上記構成においては、フラックス総量に対して、前記有機酸無水物の含有量は１０〜５０重量％、前記多価アルコールの含有量は５〜４０重量％、前記有機酸無水物および前記多価アルコールの合計含有量は１５〜８０重量％であることが好ましい。また、上記構成においては、沃素価が１２０〜１７０である油成分をも含有することが好ましく、より好ましくは、前記油成分は、乾性油および半乾性油の少なくとも一方を含み、さらに好ましくは、前記油成分は、桐油、けし油、くるみ油、紅花油、ひまわり油および大豆油からなる群より選ばれる１種以上を含むのがよい。
本発明のはんだペースト組成物は、前記本発明のはんだ付け用フラックスとはんだ合金粉末とを含有する、ことを特徴とする。
本発明のはんだ付け方法は、前記本発明のはんだ付け用フラックスとはんだ合金粉末とを含んでなるはんだペースト組成物を使用し、リフロー時にフラックス中の有機酸無水物と多価アルコールとを硬化反応させる、ことを特徴とする。

本発明によれば、フラックス中に含まれる溶剤として、加熱時にエステル化反応によって硬化しうる有機酸無水物と多価アルコールとを使用しているため、フラックス残渣の粘着性を抑え、高い信頼性を確保しつつ、リフロー時の揮発量を大幅に低減して環境負荷の少ないはんだ付を行うことができる、という効果が得られる。

以下、本発明の一実施形態について詳細に説明する。
本発明のはんだ付け用フラックス（以下、単に「フラックス」と称することもある）は、２０℃以上で液状である有機酸無水物および２０℃以上で液状である多価アルコールを溶剤として含有する。このように、常温（室温）で液状の有機酸無水物と多価アルコールとを溶剤として用いることにより、はんだペースト組成物としてはんだ付けに供する際には液状のまま溶剤として機能し、良好な作業性を確保するとともに、リフロー時には、両溶剤が加熱によってエステル化反応を起こして硬化することとなり、その結果、リフロー時の揮発量を大幅に低減できると同時に、フラックス残渣における液状物質の残留も抑制でき、残渣の粘着性増大や信頼性低下といった問題を回避できる。

前記有機酸無水物としては、例えば、無水プロピオン酸、無水酪酸、無水トリフルオロ酢酸、メチル−テトラヒドロ無水フタル酸、メチル−ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチル−エンドメチレン−テトラヒドロ無水フタル酸、ジメチル−エイコサジエン二酸無水物などの一般的な液状有機酸無水物が挙げられる。有機酸無水物は、１種のみであってもよいし、２種以上であってもよい。
前記多価アルコールとしては、例えば、グリセリン、プロピレングリコール、１，３−ブチレングリコール、トリエチレングリコール、ジグリセリン−プロピレンオキサイド付加物、ひまし油ポリオール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリグリセリンなどの一般的な液状多価アルコールが挙げられる。多価アルコールは、１種のみであってもよいし、２種以上であってもよい。

前記有機酸無水物および前記多価アルコールは、いずれも、はんだ溶融時の加熱初期での揮発をも確実に防止するために、沸点が２６０℃を超えるものであることが好ましく、より好ましくは沸点が４００℃を超えるものがよい。沸点が２６０℃以下であると、リフロー時（すなわち、はんだ溶融時）の加熱初期に揮発し易くなり、ＶＯＣ対策として充分な効果が得られない。加えて、リフロー時（すなわち、はんだ溶融時）の加熱初期に、有機酸無水物あるいは多価アルコールのいずれか一方が多く揮発した場合、エステル化反応による膜の硬化が不充分となり、フラックス残渣のべとつきや信頼性の低下といった問題が生じるおそれがある。このような観点から、前記有機酸無水物としては、メチル−エンドメチレン−テトラヒドロ無水フタル酸、ジメチル−エイコサジエン二酸無水物が特に好ましく、前記多価アルコールとしては、ジグリセリン−プロピレンオキサイド付加物、ひまし油ポリオールが特に好ましい。

本発明のフラックスにおいては、前記有機酸無水物の酸価をＡＶ（ｍｇＫＯＨ／ｇ）、その含有量をＷ_A（ｇ）とし、前記多価アルコールの水酸基価ＯＨＶ（ｍｇＫＯＨ／ｇ）、その含有量をＷ_OH（ｇ）としたときに、ＡＶ× Ｗ_A：ＯＨＶ×Ｗ_OH＝１：０．４〜０．６であることが重要である。ここで、「ＡＶ× Ｗ_A」は、Ｗ_A（ｇ）の有機酸無水物を中和するのに要する水酸化カリウムの量（ｍｇ）を意味しており、他方、「ＯＨＶ×Ｗ_OH」は、Ｗ_OH（ｇ）の多価アルコールをアセチル化したときに水酸基と結合した酢酸を中和するのに要する水酸化カリウムの量（ｍｇ）を意味している。本発明のフラックスでは、有機酸無水物の酸価と多価アルコールの水酸基価とに基づいて両者の含有量（含有比率）を決定することにより、有機酸無水物と多価アルコールとのエステル化反応を、一方を残留させることなく効率よく進行させることができる。好ましくはＡＶ× Ｗ_A：ＯＨＶ×Ｗ_OH＝１：０．４５〜０．５５、最も好ましくはＡＶ× Ｗ_A：ＯＨＶ×Ｗ_OH＝１：０．５であるのがよい。
なお、溶剤として用いる前記有機酸無水物が２種以上である場合、前記「ＡＶ× Ｗ_A」の値は、各々の有機酸無水物（Ａ¹、Ａ²、・・・、Ａⁿ）の酸価（Ａ¹Ｖ、Ａ²Ｖ、・・・、ＡⁿＶ）と各々の有機酸無水物（Ａ¹、Ａ²、・・・、Ａⁿ）の含有量（Ｗ_A ¹、Ｗ_A ²、・・・、Ｗ_A ⁿ）との積を足し合わせることにより算出すればよい。すなわち、２種以上の有機酸無水物を併用した場合の「ＡＶ× Ｗ_A」の値は、式〔ＡＶ× Ｗ_A＝Ａ¹Ｖ× Ｗ_A ¹＋Ａ²Ｖ× Ｗ_A ²＋・・・＋ＡⁿＶ× Ｗ_A ⁿ〕で求められる。
同様に、溶剤として用いる前記多価アルコールが２種以上である場合、前記「ＯＨＶ×Ｗ_OH」の値は、各々の多価アルコール（ＯＨ¹、ＯＨ²、・・・、ＯＨⁿ）の水酸基価（ＯＨ¹Ｖ、ＯＨ²Ｖ、・・・、ＯＨⁿＶ）と各々の多価アルコール（ＯＨ¹、ＯＨ²、・・・、ＯＨⁿ）の含有量（Ｗ_OH ¹、Ｗ_OH ²、・・・、Ｗ_OH ⁿ）との積を足し合わせることにより算出すればよい。すなわち、２種以上の多価アルコールを併用した場合の「ＯＨＶ×Ｗ_OH」の値は、式〔ＯＨＶ×Ｗ_OH＝ＯＨ¹Ｖ×Ｗ_OH ¹＋ＯＨ²Ｖ×Ｗ_OH ²＋・・・＋ＯＨⁿＶ×Ｗ_OH ⁿ〕で求められる。

前記有機酸無水物の含有量は、フラックス総量に対して１０〜５０重量％であることが好ましく、より好ましくは１５〜３５重量％であるのがよい。有機酸無水物の含有量が１０重量％未満であると、エステル化反応を効率よく進行させるべく、上述したＡＶ× Ｗ_A：ＯＨＶ×Ｗ_OHの比率が特定範囲になるように添加される多価アルコールの量も必然的に少量となるため、液状成分が少なくなり、フラックスの高粘度化による作業性の低下が懸念される。逆に、有機酸無水物の含有量が５０重量％を超えると、多価アルコールの添加量も増加するため、フラックスの低粘度化による作業性低下が懸念される。

前記多価アルコールの含有量は、フラックス総量に対して５〜４０重量％であることが好ましく、より好ましくは８〜２０重量％であるのがよい。多価アルコールの含有量が５重量％未満であると、エステル化反応を効率よく進行させるべく、上述したＡＶ× Ｗ_A：ＯＨＶ×Ｗ_OHの比率が特定範囲になるように添加される有機酸無水物の量も必然的に少量となるため、液状成分が少なくなり、フラックスの高粘度化による作業性の低下が懸念される。逆に、多価アルコールの含有量が４０重量％を超えると、有機酸無水物の添加量も増加するため、フラックスの低粘度化による作業性低下が懸念される。

また、前記有機酸無水物および前記多価アルコールの合計含有量は、フラックス総量に対して１５〜８０重量％であることが好ましく、より好ましくは２０〜５０重量％であるのがよい。有機酸無水物および多価アルコールとの合計含有量が１５重量％未満であると、フラックス中の液状成分が少なくなるため、フラックスが高粘度化して作業性が著しく低下するおそれがあり、一方、８０重量％を超えると、はんだ金属を清浄化する成分が少なくなるため充分なはんだ付け性が得られないおそれがあるとともに、フラックスの低粘度化により作業性が低下するおそれもある。

本発明のフラックスは、溶剤として、前記有機酸無水物および前記多価アルコールのほかに、沃素価が１２０〜１７０である油成分をも含有することが好ましい。ここで、油成分とは、１種の油もしくは２種以上の油の混合物を意味するものである。油は、通常、常温（室温）で液状である。このため、前記有機酸無水物および前記多価アルコールとともに油成分をも溶剤として用いると、はんだペースト組成物としてはんだ付けに供する際には、前記油成分が液状のまま溶剤として機能し、良好な作業性を確保することができる。しかも、前記油成分は、リフロー時には空気中の酸素と反応して酸化重合を起こして硬化することとなり、その結果、リフロー時の揮発量を大幅に低減できると同時に、フラックス残渣における液状物質の残留も抑制できる。
前記油成分の沃素価は、１２０〜１７０であり、より好ましくは１２５〜１６５である。前記油成分の沃素価が１２０未満であると、リフロー時の酸化重合による膜の硬化が不充分となり、残渣のべとつきや信頼性の低下を招くおそれがあり、一方、沃素価が１７０を超えると、フラックスもしくははんだペースト組成物の保管時や作業時に、過剰な酸化重合反応が進行し、その結果、粘度が上昇して安定性が劣化し、作業性を損なうおそれがある。
なお、前記油成分が２種以上の油からなる場合には、油成分全体の沃素価が１２０〜１７０になっていればよい。

前記油成分は、乾性油および半乾性油の少なくとも一方を含むことが好ましい。特に、前記油成分は、沃素価が１２０〜１７０である乾性油および沃素価が１２０〜１７０である半乾性油の少なくとも一方を含むことがより好ましい。沃素価が１２０〜１７０である乾性油としては、例えば、桐油、けし油、くるみ油、紅花油などが挙げられ、沃素価が１２０〜１７０である半乾性油としては、例えば、ひまわり油、大豆油などが挙げられる。
前記油成分が２種以上の油からなる場合、前記油成分は、乾性油および半乾性油の少なくとも一方のみからなることが好ましく、より好ましくは、沃素価が１２０〜１７０である乾性油および沃素価が１２０〜１７０である半乾性油の少なくとも一方のみからなるのがよい。ただし、混合した油成分全体の沃素価が１２０〜１７０になるように各油の配合割合が調整されていれば、前記油成分は沃素価が１２０未満の油や沃素価が１７０を超える油を含有していてもよい。沃素価が１２０未満の油としては、例えば、ホホバ油、ひまし油、やし油、ごま油などが挙げられ、沃素価が１７０を超える油としては、亜麻仁油、しそ油などが挙げられる。

溶剤として前記油成分をも含有する場合、フラックス中に占める前記油成分の含有量（２種以上の油の混合物である場合には、それらの合計含有量）は、フラックス総量に対して４５重量％以下であることが好ましく、より好ましくは３５重量％以下であるのがよい。前記油成分の含有量が４５重量％を超えると、有機酸無水物と多価アルコールを合わせた液状成分の総量が多くなってしまうため、フラックスの低粘度化により作業性が低下するおそれがある。

本発明のフラックスには、上述した溶剤のほかに、本発明の効果を損なわない範囲で、例えば、エーテル系溶剤、エステル系溶剤等のような従来から一般的にフラックスに用いられている高沸点溶剤を含有させることができる。その場合、本発明の目的を考慮すると、ベース樹脂や活性剤等のフラックス成分を溶解させうる極性溶剤であり、かつ沸点が４００℃以上である溶剤を用いることが好ましい。このような高沸点溶剤としては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリグリセリン等のエーテル化合物あるいはエステル化合物のほか、トリメリット酸エステル、フタル酸エステル、ソルビトールエーテルなどが挙げられる。これら高沸点溶剤の含有量は、通常、フラックス総量に対して３０重量％以下であるのがよい。

本発明のフラックスは、溶剤のほかに、ベース樹脂および活性剤を含有し、さらに、必要に応じて、チキソ剤、その他の添加剤などを含有することもある。
前記ベース樹脂としては、従来から一般的にフラックスに用いられている通常のロジンおよびその誘導体や、従来から一般的にフラックスに用いられている合成樹脂が挙げられる。ロジンとしては、例えば、ガムロジン、トール油ロジン、ウッドロジン等が挙げられ、ロジン誘導体としては、例えば、重合ロジン、アクリル化ロジン、水素添加ロジン、ホルミル化ロジン、ロジンエステル、ロジン変性マレイン酸樹脂、ロジン変性フェノール樹脂、ロジン変性アルキド樹脂等が挙げられ、合成樹脂としては、例えば、スチレン−マレイン酸樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等が挙げられる。ベース樹脂の含有量は、特に限定されないが、フラックス総量に対して５〜７５重量％であるのがよい。

前記活性剤としては、特に限定されないが、ＶＯＣ対策という本発明の目的を考慮すると、低揮発性であることが好ましく、例えば、エチルアミン、プロピルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、エチレンジアミン、アニリン等のハロゲン化水素酸塩、乳酸、クエン酸、ステアリン酸、アジピン酸、トリデカン二酸、ドデカン二酸等の有機カルボン酸等が挙げられる。活性剤の含有量は、特に限定されないが、フラックス総量に対して０．１〜２０重量％であるのがよい。活性剤が０．１重量％未満であると、活性力が不足して、はんだ付け性が低下するおそれがあり、一方、２０重量％を超えると、フラックスの皮膜性が低下し、親水性が高くなるので、腐食性および絶縁性が低下するおそれがある。

前記チキソ剤としては、特に限定されないが、例えば、硬化ひまし油、蜜ロウ、カルナバワックス、ステアリン酸アミド、ヒドロキシステアリン酸エチレンビスアミド等が挙げられる。チキソ剤の含有量は、特に限定されないが、フラックス総量に対して０．５〜２５重量％であるのがよい。
前記その他の添加剤としては、例えば、酸化防止剤、防錆剤、キレート剤等が挙げられる。これらその他の添加剤の含有量は、本発明の効果を損なわない範囲内で適宜設定すればよい。

本発明のはんだペースト組成物は、前述した本発明のはんだ付け用フラックスとはんだ合金粉末とを含有する。
前記はんだ合金粉末としては、特に制限はなく、一般に用いられている錫−鉛合金、さらに銀、ビスマスまたはインジウムなどを添加した錫−鉛合金等を用いることができる。また、錫−銀系、錫−銅系、錫−銀−銅系等の鉛フリー合金を用いてもよい。なお、はんだ合金粉末の粒径は、５〜５０μｍ程度であるのがよい。

本発明のはんだペースト組成物におけるフラックスとはんだ合金粉末との比率は、所望されるはんだペーストの用途や機能に応じて適宜設定すればよく、特に制限されないが、フラックス：はんだ合金粉末（重量比）＝５：９５〜２０：８０程度であるのがよい。

本発明のはんだ付け方法は、前述した本発明のはんだペースト組成物を使用し、リフロー時にフラックス中の有機酸無水物と多価アルコールとを硬化反応させるものである。このとき、リフローは、例えば、１５０〜２００℃程度でプリヒートを行った後、最高温度１７０〜２５０℃程度で行えばよいが、これに限定されるものではない。なお、はんだ付けに際し、はんだペースト組成物は、通常、ディスペンサーやスクリーン印刷等により基板上に塗布される。
本発明のはんだ付け方法は、例えば、電子機器部品等をはんだ接続する際に好ましく適用することができる。

以下、実施例および比較例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

（実施例１〜９および比較例１〜３）
表１および表２に示すフラックスの各成分のうち、液状有機酸無水物を除いた全ての成分を表１および表２に示す配合組成で容器に仕込み、加熱して溶解させた後、冷却した。冷却後、得られた混合物に、表１および表２に示す配合組成となる量の液状有機酸無水物を添加して、フラックスをそれぞれ得た。
なお、液状有機酸無水物としては、酸価３１５ｍｇＫＯＨ／ｇのメチル−エンドメチレン−テトラヒドロ無水フタル酸（日立化成工業製「ＭＨＡＣ−Ｐ」；表中では、これを「有機酸無水物（Ａ）」と表記する）、および、酸価３００ｍｇＫＯＨ／ｇのジメチル−エイコサジエン二酸無水物（岡村製油製「ＩＰＵ−２２ＡＨ」；表中では、これを「有機酸無水物（Ｂ）」と表記する）の少なくとも一方を用いた。また、液状多価アルコールとしては、水酸基価３００ｍｇＫＯＨ／ｇのジグリセリン−プロピレンオキサイド付加物（阪本薬品工業製「ＳＹ−ＤＰ９」；表中では、これを「多価アルコール（Ａ）」と表記する）、および、水酸基価３２０ｍｇＫＯＨ／ｇのひまし油ポリオール（伊藤製油製「ＵＲＩＣ Ｈ−１０２」；表中では、これを「多価アルコール（Ｂ）」と表記する）の少なくとも一方を用いた。

次いで、容器に、得られた各フラックスと、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金（Ｓｎ：Ａｇ：Ｃｕ（重量比）＝９６．５：３．０：０．５）からなるはんだ合金粉末（融点２１９℃、粒径３０〜２０μｍ）とを、フラックス：はんだ合金粉末（重量比）＝１１：８９の比率で混合攪拌して、はんだペースト組成物をそれぞれ得た。
得られた各はんだペースト組成物は、以下の方法により評価した。結果を表１および表２に示す。

＜フラックスの揮発性＞
銅板（８０ｍｍ×４０ｍｍ×０．３ｍｍ）上に、１０ｍｍ×１０ｍｍの開口部を１０個有する厚み１５０μｍのメタルマスクを用いてはんだペースト組成物を印刷した。このとき、印刷直後の銅板の重量（ａ）を測定し、印刷前後の銅板の重量差から印刷されたはんだペースト組成物の重量（Ａ）を求めた。印刷後３０分以内に、大気下において１７５±５℃で８０±５秒間プリヒートを行い、最高温度２３５±５℃でリフローを行った。リフロー後の銅板の重量（ｂ）を測定し、リフロー前後の重量差（ａ−ｂ）とフラックス含有率（すなわち、１１重量％）とから下記式に基づきフラックスの揮発率（％）を算出した。
フラックスの揮発率（％）＝[（ａ−ｂ）／（Ａ×０．１１）]×１００

＜絶縁性＞
ＪＩＳ−Ｚ−３１９７に規定するくし形基板（ＩＩ型）に、同じパターンを有する厚み１００μｍのメタルマスクを用いてはんだペースト組成物を印刷した。印刷後１０分以内に、大気下において１７５±５℃で８０±５秒間プリヒートを行い、最高温度２３５±５℃でリフローを行った。リフロー後の基板を、温度８５℃、湿度８５％の恒温恒湿槽内に放置し、１０００時間後の抵抗値（Ω）を測定することにより、電気的な信頼性の指標として絶縁性を評価した。
なお、例えば実施例１の抵抗値は５×１０⁹Ωであったが、これを表１および表２中では「５Ｅ９」と表記するようにした。他の抵抗値も全て同様に表記した。

＜腐食性＞
はんだペースト組成物を用いてＪＩＳ−Ｚ−３２８４に規定する銅板腐食試験片を作製し、該試験片を温度４０℃、湿度８５％の恒温恒湿槽内に９６時間放置した後、目視観察により腐食発生の有無を確認した。

＜残渣の粘着性＞
はんだペースト組成物を用いてＪＩＳ−Ｚ−３２８４に規定する乾燥度試験片を作製し、常温まで冷却した試験片に粉末タルクを付着させた後、柔らかいブラシで表面を軽く払った。このとき、粉末タルクの付着の有無を目視観察により確認した。

表１から、フラックス中の溶剤として有機酸無水物および多価アルコールを特定の割合で用いた実施例１〜９のはんだペースト組成物によれば、リフロー時（はんだの加熱溶融時）に揮発物の発生が抑えられるとともに、エステル化反応による硬化が起こるため、絶縁性の低下、腐食および残渣の粘着性発生といった不具合の発生がなく、高い信頼性を維持しながら環境負荷を低減することが可能になることがわかる。
これに対し、表２から明らかなように、フラックス中の溶剤として揮発性有機化合物であるヘキシルカルビトールを用いた比較例１の従来のはんだペースト組成物では、信頼性は高いものの、フラックスの揮発性が高く、環境負荷が大きいという問題がある。また、フラックス中の溶剤として多価アルコールと有機酸（フタル酸）とを用いた比較例２のはんだペースト組成物では、有機酸無水物を含まないので硬化反応が進まず、その結果、揮発物の量を充分に抑えられないという問題が生じると同時に、高沸点である液状の多価アルコールが残留するため、絶縁性、腐食性および残渣の粘着性といった特性が悪化する。また、フラックス中の溶剤として有機酸無水物および多価アルコールを用いたものの、有機酸無水物の酸価と多価アルコールの水酸基価との比率が本発明の範囲から外れている比較例３のはんだペースト組成物では、エステル化反応に寄与しない高沸点成分の残留によって、絶縁性、腐食性および残渣の粘着性といった特性劣化が発生するという問題が生じる。

以上、本発明にかかるはんだ付け用フラックスおよびはんだペースト組成物について詳しく説明したが、本発明の範囲はこれらの説明に拘束されることはなく、本発明の趣旨を損なわない範囲で適宜変更または改善しうるものである。

Claims (7)

1. ベース樹脂、活性剤および溶剤を含有するはんだ付け用フラックスであって、前記溶剤として、２０℃以上で液状である有機酸無水物および２０℃以上で液状である多価アルコールを含有し、かつ、前記有機酸無水物の酸価をＡＶ（ｍｇＫＯＨ／ｇ）、その含有量をＷ_A（ｇ）とし、前記多価アルコールの水酸基価ＯＨＶ（ｍｇＫＯＨ／ｇ）、その含有量をＷ_OH（ｇ）としたときに、ＡＶ× Ｗ_A：ＯＨＶ×Ｗ_OH＝１：０．４〜０．６である、ことを特徴とするはんだ付け用フラックス。
2. フラックス総量に対して、前記有機酸無水物の含有量は１０〜５０重量％、前記多価アルコールの含有量は５〜４０重量％、前記有機酸無水物および前記多価アルコールの合計含有量は１５〜８０重量％である、請求項１記載のはんだ付け用フラックス。
3. 沃素価が１２０〜１７０である油成分をも含有する、請求項１または２記載のはんだ付け用フラックス。
4. 前記油成分は、乾性油および半乾性油の少なくとも一方を含む、請求項３記載のはんだ付け用フラックス。
5. 前記油成分は、桐油、けし油、くるみ油、紅花油、ひまわり油および大豆油からなる群より選ばれる１種以上を含む、請求項４記載のはんだ付け用フラックス。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載のはんだ付け用フラックスとはんだ合金粉末とを含有する、ことを特徴とするはんだペースト組成物。
7. 請求項１〜５のいずれかに記載のはんだ付け用フラックスとはんだ合金粉末とを含んでなるはんだペースト組成物を使用し、リフロー時にフラックス中の有機酸無水物と多価アルコールとを硬化反応させる、ことを特徴とするはんだ付け方法。