WO2002043916A1

WO2002043916A1 - Pate a souder

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Publication number: WO2002043916A1
Application number: PCT/JP2001/010431
Authority: WO
Inventors: Toshihiko Taguchi; Kunihito Takaura; Setsuko Tadokoro; Masahiko Hirata; Hisahiko Yoshida; Takashi Nagashima
Original assignee: Senju Metal Industry Co., Ltd.; Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2000-11-29
Filing date: 2001-11-29
Publication date: 2002-06-06
Also published as: KR20030055327A; US6926849B2; DE60134781D1; CN1478009A; JPWO2002043916A1; JP4103591B2; MY138347A; CN1247360C; EP1348513A1; ATE400395T1; EP1348513B1; KR100613640B1; EP1348513A4; US20040069974A1

Description

ソルダペースト

技術分野

本発明は、電子機器のはんだ付けに用いるソルダぺ一スト、特に Sn系鉛フリーはんだのソルダペーストに関する。

明背景田技術 ,

はんだとして古来より Sn— Pb系合金が使われてきた。 Sn— Pb合金は、融点が低く、はんだ付け性が良いという特長がある。例えば、最も代表的なはんだである共晶組成の Sn63%— Pb37%合金は、融点が 183 °Cである。

この共晶 Sn— Pbはんだは、電子機器用のはんだ付けにも、従来より一般に使用されてきた。電子部品のプリント基板への搭載は、小型化、高密度化、高性能化、低コスト化が可能なことから、表面実装技術（S M T) により行われることが、最近では多くなつてきた。 S M Tでは、はんだ粉末をはんだ付けフラックス、特にロジン系フラックス、と均一に混和してなるソルダぺ一スト（クリームはんだとも呼ばれる）を使用して、典型的にはリフローはんだ付け法により、はんだ付けが行われる。一般に、リフローはんだ付け法では、プリント基板にソルダぺ —ストを印刷または吐出により供給し、その上にチップ型の電子部品をソルダぺ —ス卜の粘'着力を利用して仮固定し、リフ口一炉でプリン卜基板ごと加熱してはんだを溶融させて部品のプリント基板への固定と接続を行う。

ところで、廃棄電子部品を解体して取り出されたプリント基板は、シュレッダ一で粉砕され、地中に埋め立て処分されることが多い。この埋め立て処分されたプリント基板粉砕物に、近年の酸性化した雨水（酸性雨）が接触すると、 Sn— Pb はんだの中の鉛成分が溶け出し、地下水を汚染する。人または動物が鉛を含んだ水を長年月にわたって飲料すると、体内に鉛成分が蓄積され、鉛中毒を起こすことが懸念される。そのため、鉛を全く含まない、鉛フリーはんだを電子機器のはんだ付けに使用することが推奨されるようになつてきた。鉛フリーはんだは、人体に無害な元素から構成した合金とする必要があり、例えば、溶融温度を下げる効果があっても、有害な Cdは使用できない。現時点で有望な鉛フリーはんだは、 Snを主成分とし、 Ag、 Cu、 B u I n、 Sb、 Zn等の 1種または 2種以上の合金元素を添加した Sn基合金である。

このうち、 Sn— Ag合金および Sn— Ag— Cu合金のような、 Agを含有する Sn基はんだ（以下、 Sn— Ag系はんだという）は、鉛フリーはんだの中では濡れ性がよいため扱い易いという利点がある。しかし、 Sn_ Ag系鉛フリーはんだは、融点が 220 °C前後と、 Sn— Pb共晶はんだに比べて約 30〜40°C高く、使用温度（はんだ付け時の加熱温度）もそれだけ高くなる。そのため、熱に弱い一部の電子部品には使用できないことがある。

Znを含有する Sn基はんだ（以下、 Sn— Zn系はんだという）は、 Znが人体に必須の無害な金属である上、埋蔵量が多く、 Ag、 Cu、 B u I n等に比べて安価な金属であることから、安全性と経済性の面で有利である。 Sn— Zn系鉛フリーはんだの代表的な組成は Sn— 9 Znである。このはんだは、融点が 199 °Cであり、 Sn— Ag系^ フリ一はんだに比べて融点が約 20°Cも低いので、 Sn_Ag系鉛フリ一はんだが使用できない、熱に弱い電子部品に対しても使用可能であるという利点もある。

Sn - Ag系および Sn― Zn系はんだを含む、 Sn基鉛フリーはんだの粉末を口ジン系フラックスと混和して作製した鉛フリーソルダペースト（以下、 Sn系鉛フリーソルダペーストという) では、 Sn― Pb系はんだ粉末を同じ口ジン系フラックスと混和して作製した従来のソルダペース卜に比べて、はんだ粉末中の活性な Sn金属の含有量が高いため、はんだ粉末とフラックス成分、特にロジン系フラックスに一般に含まれる活性剤との反応が起こり易い。この反応により、ソルダペーストの粘度変化が起こり、印刷や吐出によるソルダペース卜の供給がうまくできないという問題が生ずることがある。

その対策として、特に Sn— Ag系はんだのソルダペーストの場合には、ロジン系フラックスへの活性剤（例、ァミンハロゲン化水素酸塩や有機酸）の添加量を少なくして、フラックスとはんだ粉末との反応を抑えることにより、粘度変化を抑制するという手法を採用することができる。しかし、この手法はフラックス作用を弱めるため、はんだボールの発生や、はんだ濡れ性への悪影響を伴うことがある。従って、フラックス中の活性剤の量を減らさずに、 Sn系鉛フリーソルダぺ一ストの粘度変化を抑制することが求められている。

上記の問題に加えて、 Sn—Zn系鉛フリ一はんだの粉末からなるソルダペースト (以下、 Sn— Zn系ソルダペース卜という）には別の問題がある。 Znはイオン化傾向が高く、酸化され易い金属である。そのため、空気に触れたはんだ粉末の表面に酸化層が形成され、この酸化層によりはんだ濡れ性が悪くなる。特に、ロジン系フラックスを用いて作製した Sn— Zn系ソルダペーストでは、フラッタスとの反応によるはんだ粉末の表面酸化がさらに激しく、はんだの濡れ性が極度に悪くなつてボイドが発生したり、はんだボールが発生するといつた、はんだ付け不良が発生し易くなる。

この Sn— Zn系ソルダペース卜のはんだ濡れ性を向上させるには、ロジン系フラックスに含まれる活性剤の含有量を増やすことが考えられる。しかし、前述したように、活性剤は、はんだ付け前にはんだ粉末と反応する傾向があり、活性剤の増量はソルダペーストの早期の粘度増加を引き起し、印刷や吐出によるソルダぺーストの供給作業を阻害することがある。

そこで、 Sn— Zn系ソルダぺ一ストでは、 Sn— Zn系はんだ粉末の表面を、フラックスと混和する前に、適当な材料でコーティングして、はんだ粉末がフラックスと反応して表面酸化を起こすのを防ぐという手法も、採用されることがある。コ一ティング材料としては、 Auや Pdなどの貴金属、加水分解性有機ゲイ素化合物等により形成される無機酸化物、あるいはィミダゾールゃトリアゾールなどの有機物が使用できる。

しかし、このようなコーティングは、ソルダペーストの製造コストを増大させる。また、一部のコーティングの種類や方法は、コーティング作業中にはんだ粉末の酸化を助長することがあり、はんだ濡れ性やはんだ付け性の改善には必ずしも有効でない。発明の開示

本発明の目的は、 Sn基鉛フリーはんだ粉末をロジン系フラックス、特に活性剤を含有するロジン系フラッタスと混和してなる、 Sn系鉛フリーソルダぺ一ス卜のはんだ付け性を改善することである。

本発明の別の目的は、粘度変化が抑制され、かつ濡れ性が良好な、上記 Sn系鉛フリーソルダペーストを提供することである。

本発明のさらに別の目的は、特に従来の Sn— Zn系ソルダペース卜で顕著に見られるはんだ粉末の表面酸化を、はんだ粉末のコーティングを利用せずに防止することができ、良好はんだ濡れ性となはんだ付け性を示す Sn系鉛フリーソルダぺ一スト、特に Sn— Ζη系ソルダペース卜を提供することである。

一側面において、本発明は、 Sn基鉛フリーはんだの粉末をロジン系フラックスと混和してなるソルダペーストであって、前記ロジン系フラックスが、イソシァヌル酸および水酸基を持たないその誘導体から選ばれた少なくとも 1種のイソシァヌル酸化合物を 0. 5〜10. 0質量％含有することを特徴とするソルダペーストを提供する。

別の側面において、本発明は、 Sn基鉛フリーはんだの粉末をロジン系フラックスと混和してなるソルダぺ一ストであって、前記ロジン系フラックスが、サリチルアミドおよびその誘導体から選ばれた少なくとも 1種のサリチルアミド化合物を 0. 01〜10. 0質量％含有することを特徴とするソルダペーストを提供する。発明の詳細な説明

ソルダペース卜に用いられるロジン系フラックスは一般に、ロジンを活性剤、チキソ剤等の添加剤と一緒に溶剤に溶解させて作られる。特に、活性剤の種類と量は、ソルダペース卜のはんだ濡れ性に大きな影響を及ぼす。

一般に Sn基鉛フリ一はんだは、 Sn _ Pb系はんだに比較してはんだの濡れ性が悪い。例えば、 Sn— Pb系はんだの広がり率に比べて、 Sn _Ag系鉛フリーはんだの広がり率は約 8割程度であり、 Sn— Zn系鉛フリ一はんだの広がり率は 7割程度とさらに悪い。

そのため、 Sn系鉛フリーソルダペーストには、濡れ性の改善効果が高い活性剤を多く配合することが有利に見える。しかし、前述したように、それにより活性剤とはんだ粉末との反応に起因するソルダぺ一ス卜の粘度変化が速くなる。その結果、印刷や吐出によるソルダペーストの供給が早期に困難となり、ソルダぺーストの使用寿命が極端に短くなる。従って、はんだ粉末の表面コーティングを行わない場合には、活性剤は低減するのがよく、濡れ性が悪くなる。特に、従来の Sn— Zn系鉛フリーソルダペース卜は、濡れ性が非常に悪かった。

ソルダぺ一ストを使用したリフ口一はんだ付け法では、はんだ付けはリフロー炉と呼ばれる加熱炉内で行われる。リフロー炉による加熱は、先ず 150 ΐ：〜 170 °Cの温度で 30秒〜 100 秒の予備加爇を行った後、はんだの溶融温度 + 20〜50°Cの温度で本加熱を行う、という 2段階加熱方式が普通である。予備加熱は、ソルダペースト中の溶剤を揮散させると同時に、部品のヒートショックを和らげるために于われる。

現在なお主流である Sn— Pb共晶はんだのソルダペーストに使用される材料は、この 2段階加熱で最適な性能を発揮するように設計されている。例えば、活性剤は、予備加熱温度である 150 °C前後から一部が反応し始め、 Sn— Pb系はんだの本加熱温度である 210 °C〜230 °C前後で完全に作用するように設計されている。 Sn 一 Pb系ソルダペーストでは、 Pbが反応性の低い金属であるため、 150 °C前後の低温で活性化が始まる活性剤を用いても、予備加熱時にはんだ粉末の酸化はほとんど起こらない。

一方、 Sn— Zn系鉛フリーソルダペーストでは、予備加熱の段階で既に、 Sn— Zn 系はんだ粉末の表面に露出した亜鉛分がリフロー炉内の酸素と容易に結びついて、はんだ粉末に比較的厚い酸化層が生成する可能性があることが判明した。予備加熱中の酸化によりはんだ粉末に酸化層が形成されたものを本加熱しても、はんだ粉末が表面の酸化層を被ったまま溶融するため、拡がらずに、はんだボールとして残る。また、フラックスの多くがはんだ粉末の表面酸化層との反応により消費されて、フラックス活性が弱まるため、はんだ濡れ性が低下し、はんだ付け部の内部にボイドが発生する。これらのはんだボールやボイドの発生が、はんだ付け不良の原因となっている。

すでに述べたように、 Znはイオン化傾向が高く、非常に酸化されやすいので、 Sn— Zn系の鉛フリーはんだは表面が非常に酸化されやすい。特に、'ソルダペーストでは、はんだが粉末状態にあって、その表面積が非常に大きいため、 Sn— Zn系はんだの酸化は予備加熱段階で激しくなり、はんだ付け性への悪影響が顕著に現れるものと推測される。

予備加熱段階での Sn— Zn系はんだ粉末の酸化は、例えば、 N ₂リフロ一炉のように、炉内雰囲気から酸素を完全に排除すれば防止可能である。しかし、 N ₂リフロ —炉は高価であり、ランニングコストも高い。

本発明に従って、はんだ粉末と混合してソルダペーストの調製に用いるロジン系フラックスに、イソシァヌル酸および水酸基を持たないその誘導体から選ばれた少なくとも 1種のイソシァヌル酸化合物を添加すると、予備加熱中の Sn— Zn系はんだ粉末の酸化を防止できることが判明した。特定の理論に拘束されることを意図しないが、その理由については次のように推測される。

イソシァヌル酸化合物は一般に強い耐熱性を有しており、 150°C〜170 °Cで 30 秒〜 100 秒といった、リフロー炉での標準的な予備加熱条件での加熱では分解を受けない。そのため、ソルダぺ一ストのフラックス中にイソシァヌル酸化合物を含有させると、リフロー炉での予備加熱中にィソシァヌル酸化合物が Sn— Zn系はんだ粉末の表面を覆って、その表面酸化を効果的に防止することができる。

水酸基を有しないィソシァヌル酸化合物を使用する理由の 1つは次の通りである。ソルダペーストに用いるロジン系フラックスは、濡れ性の向上のために活性剤を含有する。活性剤としては、有機ァミンのハロゲン化水素酸塩が普通は使用される。このアミンハロゲン化水素酸塩は、極性物質の共存下では、はんだ付け前、特に印刷時にソルダぺ一ストが空気に触れる時に、 Sn— Zn系はんだ粉末と反応しうる。この反応により、ソルダペーストの粘度に変化が現れ、一般に増粘して、印刷うまくできにくくなる。特に、 Sn— Zn系の鉛フリーソルグーペース卜ではその傾向が強く、極性物質の使用は避けた方がよい。水酸基を持つイソシァヌル酸誘導体は極性を示すので、本発明のソルダペース卜のフラッタスには使用しない。

水酸基を有するイソシァヌル酸誘導体は、 Sn— Zn系鉛フリーソルダペーストに使用すると、はんだ付け後に水で洗浄を行った時に、粉末表面の Znが洗浄中に酸化を起こして粉末が白色に変化することがある。これも、水酸基を有するイソシァヌル酸誘導体が、 Sn— Zn系鉛フリ一ソルダペース卜に適していない理由の一つである。本発明で使用するのに適したィソシァヌル酸化合物としては、次式で示されるイソシァヌル酸およびその誘導体が挙げられる。

〇

II

\

R a - N N - R ,

I I

o = c ^ c =〇

ヽ

R ₂ 式中、〜R ₃ は、同一でも異なっていてもよく、それぞれ水素、場合によりハロゲンで置換されていてもよいアルキル基、またはァリル基である。アルキル基は、炭素数 1〜6、好ましくは 1〜4の低級アルキル基でよい。 R , 〜R ₃ が全て水素である化合物はィソシァヌル酸であり、これらが全てアルキル基である化合物はィソシァヌル酸トリアルキルエステルである。

かかるイソシァヌル酸化合物の具体例としては、イソシァヌル酸、イソシァヌル酸トリメチル、イソシァヌル酸トリェチル、イソシァヌル酸トリプロピル、ィソシァヌル酸ブチル、トリス（2， 3-ジブロモプロピル）イソシァヌレート、イソシァヌル酸トリァリルなどが挙げられる。イソシァヌル酸化合物は 1種もしくは 2種以上を使用することができる。

本発明で使用するのに好ましいイソシァヌル酸化合物は、イソシァヌル酸、および上記一般式で R , 〜R ₃ がハロアルキル基であるイソシァヌル酸トリス（ハ口アルキル）エステル、中でもトリス (2, 3-ジブロモプロピル) イソシァヌレートであり、その両者を併用してもよい。特に、イソシァヌル酸を単独で、またはこれを他のイソシァヌル酸化合物との混合物として使用することが好ましい。イソシァヌル酸化合物のロジン系フラッタスへの添加量は 0. 5〜10. 0質量⁰ /oの範囲とする。この添加量が 0. 5 質量％より少ないと、予備加熱時に Sn— Zn系のはんだ粉末の表面酸化を防止する効果が実質的に現れず、 10. 0質量％を超えて添加すると、かえってはんだ付け性を阻害するようになる。イソシァヌル酸化合物の好ましい添加量は 2〜 6質量⁰ /₀である。

本発明の別の側面によると、ソルダ一ペーストは、サリチルアミド（サリチル酸アミド）およびその誘導体から選ばれた少なくとも 1種のサリチルアミド化合物を 0. 01〜10. 0質量⁰ /₀の割合で含有するロジン系フラックスを、 Sn系鉛フリーはんだ粉末と混和したものからなる。

特定の理論に拘束されることを意図しないが、サリチルアミド化合物は、はんだ粉末の表面に優先的に吸着されることにより、はんだ粉末とフラックス成分、特に有機アミンハロゲン化水素酸塩や有機酸といつた活性剤との反応を防止することができるものと考えられる。それにより、このような反応に起因するソルダぺ一ストの粘度変化（主に増粘）が防止され、ソルダペーストを長期間保存しても、印刷または吐出によるソルダぺ一ストの供給を支障なく実施することが可能となる。また、サリチルアミド化合物は、ソルダペーストのリフロー性を阻害しないことも判明した。

このサリチルアミド化合物によるソルダペーストの粘度変化を抑制する効果は、 Sn— Ag系、 Sn— Zn系を含むすべての Sn基鉛フリーはんだの粉末を用いたソルダぺ一ス卜において言忍められる„

本発明で使用できるサリチルアミド化合物としては、サリチルアミド、デカメチレンジカルボン酸ジサリチロイルヒドラジド、 3—（N—サリチロイル）ァミノ - 1, 2, 4 -トリァゾ一ル等が例示される。ロジン系フラックス中のサリチルアミド化合物の含有量が 0. 01質量％より少ないと、上記効果が実質的に認められず、 10. 0質量％を越えると、はんだの溶融性が悪くなり、はんだボールの発生が起こることがある。フラックス中のサリチルアミド化合物の量は、好ましくは 0. 1〜 3. 0 質量⁰ /₀である。

前述したように、サリチルアミド化合物は、ソルダぺ一スト中の Sn基鉛フリ一はんだ粉末の表面に吸着されることで、 Sn系鉛フリーソルダ一ペース卜の粘度変化を抑制するという、その効果を示すようである。従って、フラックス中にサリチルアミド化合物を添加するのではなく、サリチルアミド化合物を適当な揮発性有機溶媒に溶解させた溶液を用いて Sn基鉛フリーはんだ粉末を、スプレー、浸漬等により表面処理し、溶媒を蒸発させることによって、はんだ粉末の表面に予めサリチルァミド化合物を吸着させておいてもよい。こうしてサリチルァミド化合物を吸着により付着させた Sn基鉛フリーはんだ粉末を、サリチルアミド化合物を含まないロジン系フラッタスと混和して、ソルダペース 1、を製造することができる。

従って、本発明により、 Sn基鉛フリ一はんだ粉末を、有機溶媒中のサリチルァミド化合物の溶液で表面処理し、得られたサリチルアミド化合物が付着したはんだ粉末をロジン系フラックスと混和することを含む、 Sn系鉛フリ一ソルダぺ一ス卜の製造方法も提供される。

この方法において、表面処理は、はんだ粉末に付着したサリチルアミド化合物の量が、次工程で混合するフラッタスとの合計量に基づいて 0. 01〜10. 0質量⁰ /₀の範囲内となるようにすることが好ましい。

本発明のソルダペーストに使用するフラックスは、ロジンを主成分とするロジン系フラックスである。典型的には、ロジン系フラックスは、ロジン、活性剤、チクソ剤、および溶剤からなる。本発明に従ってイソシァヌル酸化合物またはサリチルアミド化合物を配合した点を除いて、フラックスの他の成分の種類と配合量は、従来のロジン系フラックスと同様であればよく、特に制限はない。また、本発明のソルダペーストのフラックスに、ィソシァヌル酸化合物とサリチルァミド化合物の両方をそれぞれ上記範囲内の量で含有させることによって、はんだ付け性をさらに改善することができる。

口ジンは、ガム口ジン、トール油ロジン、ウッドレジン等の天然の未変性ロジンでも、あるいは重合ロジン、水素添加ロジン、ロジンエステル、ロジン変性樹脂などの変性ロジンでもよい。もちろん、これらの 2種以上を併用してもよい。活性剤としては有機アミンのハロゲン化水素酸塩、特に臭化水素酸塩を使用することが好ましい。有機アミンは第 1級（例、ェチルアミン）、第 2級（例、ジェチルァミン）、第 3級（例、トリェチルァミン）のいずれでもよく、ピリジン等の複素環ァミン、ァニリン等の芳香族ァミン、シクロへキシルァミン等の脂環式アミン、さらにはジフヱ二ルグァ二ジン等の 2以上のアミノ基を有する化合物も使用できる。

ステアリン酸およびセバシン酸といった有機酸活性剤または他の活性剤も、好ましくはアミンハロゲン化水素酸塩と併用して、使用しうる。

チキソ剤としては硬化ひまし油、アミド類などが一般に使用される。溶剤としては、プチルカルビトール、へキシルカルビトール等のカルビトール類、テルビネオールおよびハロゲン化アルコールなどのアルコール類などが例示される。

フラックス中の上記各成分の含有量は、例えば、質量％でロジン 35〜60%、活性剤 0. 5〜10%、チキソ剤 1〜； 10%である。ァミンハロゲン化水素酸塩活性剤の量は 0. 5〜5 %とすることが好ましい。もちろん、フラックスは本発明に従ってイソシァヌル酸化合物および/またはサリチルアミド化合物をさらに含有する。フラックスには、上記以外の 1種または 2種以上添加剤も含有させることができる。

本発明のソルダペース卜に用いる Sn基鉛フリーはんだの粉末は、 Snを主成分とし、 Ag、 Cu、 B u I n、 Sb、 Znの 1種または 2種以上の元素を含有する合金の粉末でよい。好ましい Sn基鉛フリーはんだとしては、 Sn— Ag合金（例、 Sn— 3. 5A_g)、 Sn - Ag— Cu合金（例、 Sn— 3 Ag_ 0. 5Cu)、 Sn— Zn合金（例、 Sn— 9 Zn合金）、および Sn— Zn— B i合金（例、 Sn— 8 Zn— 3 B i合金）がある。ここで、元素の前の数字は、その元素の質量％での含有量を意味する。これらの Sn基鉛フリーはんだは、溶融温度のさらなる低下、機械的強度の向上、または酸化抑制の目的で、 B u I n. Ag、 N i、 Co、 Mo、 Fe、 P、 Ge、 Ga等の 1種もしくは 2種以上をさらに含有していてもよい。

フラッタスがィソシァヌル酸化合物を含有する本発明の第 1の態様においては、 Sn基鉛フリーはんだは、 Sn—Zn合金および Sn— Zn _B i合金のような Sn— Zn系はんだが好ましい。前述したように、フラックス中のイソシァヌル酸化合物は、リフロー中の予備加熱段階でのはんだ粉末の酸化防止に非常に有効であり、酸化を受け易い Sn— Zn系鉛フリ一はんだ粉末を用いたソルダペーストに対して適用した時に、特に大きな効果が得られる。

一方、フラックスがサリチルアミド化合物を含有する本発明の第 2の態様は、 Sn— Ag合金や Sn— Ag _ Cu合金を含む、あらゆる Sn基鉛フリーはんだの粉末を用いたソルダペース卜に対して十分に適用することができるが、その効果は一般に、 Sn— Zn系はんだの方が Sn— Ag系はんだより大きくなる。

はんだ粉末の形態は特に制限されないが、通常は球形粉末であり、遠心噴霧法やガスアトマイズ法等により調製することができる。はんだ粉末の粒度は、従来とソルダペーストと同様でよく、通常は 200~400 メッシュ程度であるが、 500 メッシュまたはそれより微細な粉末も使用可能である。

はんだ粉末とフラッタスとの配合比は、印刷または吐出に適した粘稠性を持つソルダペーストが得られるように設定すればよい。通常は、フラックスが 5〜20 質量％、残部がはんだ粉末である。

以下の実施例は本発明をさらに例示するものである。これらの実施例はあらゆる意味で例示であり、制限を意図していない。実施例中、％は特に指定のない限り質量％である。実施例

(実施例 1〜3 および比較例 1 ) .

質量⁰ /oで、 8 %Zn— 3 %B i—残部 Snという組成の Sn— Zn系鉛フリーはんだの球形粉末 88. 5%を、下記表 1に示す組成の、活性剤を含有する口ジン系フラックス 11. 5%とよく混和して、ソルダペーストを調製した。

得られたソルダペーストを用いて、通常の予備加熱と本加熱を行う二段加熱方式のリフロー炉でリフロー試験を行い、はんだ付け性（濡れ性）とはんだボールの発生について評価した。これらの結果を表 1に併せて示す。

表 1

表 1の結果から分かるように、本発明に従ってイソシァヌル酸化合物を添加したフラックスを用いて調製した Sn— Ζη系鉛フリーソルダペーストは、大気雰囲気のリフロー炉で標準的な条件ではんだ付けした場合、イソシァヌル酸化合物を添加しなかった比較例 1のソルダペース卜に比べて、はんだボールの発生量やはんだ付け性において明らかに優れていた。

(実施例 4〜 5および比較例 2〜 3 )

質量⁰ /₀で、 8 %Zn— 3 %B i—残部 Snという組成の Sn— Ζη系鉛フリーはんだ又は 3 °/oAg -0. 5 %Cu—残部 Snという組成の Sn— Ag系鉛フリ一はんだの球形粉末 88. 5 %を、下記表 2に示す組成の、活性剤を含有すロジン系フラックス 1 1. 5%とよく混和して、本発明例および比較例のソルダペーストを調製した。

得られたソルダペーストを用いて、室温に放置して、印刷または吐出が可能なペース卜状態に保持される保存寿命を、ソルダーペース卜の粘度変化の速度を評価する指標として測定した。その結果を表 2に併せて示す。表 2

表 2からわかるように、フラックスがサリチルアミド化合物を含有していない従来の鉛フリーソルダペーストでは、 Sn— Ag系はんだの場合で 6週間、より反応性に富む Sn— Zn系の場合には 1週間で、ソルダペーストがペースト状態を失い、' 使用不能になった。これに対し、本発明に従ってフラックスにサリチルアミドを添加することにより、ソルダペーストの使用寿命が、 Sn— Ag系はんだでは 2倍以上、 Sn— Zn系はんだでは 6倍以上に増大し、サリチルアミドの添加が粘度変化を効果的に抑制できることが実証された。産業上の利用可能性

本発明により、従来のリフローはんだ付け法により支障なくはんだ付けすることができる、はんだ付け性が改善された Sn系鉛フリーソルダペース卜が提供される。その結果、例えば、酸化され易い Sn— Zn系鉛フリーはんだを用いたソルダぺ一ストにおいて、従来と同様の適正な量の活性剤を使用して、はんだボールの発生を抑え、濡れ性に優れたソルダぺ一ストを得ることができる。また、 Sn— Ag系および Sn— Zn系を含む Sn系鉛フリーソルダペース卜の粘度変化が抑制され、ソルダペース卜を長期間にわたって使用することが可能となり、印刷や吐出作業が容易となる。

以上に本発明を、特に好適態様に関して説明したが、これらは例示にすぎず、本発明を制限するものではない。本発明の範囲内において、以上に説明した本発明の各種態様に対して各種の変更をなすことができることは当業者には理解されよう。

Claims

請求の範囲

1 . Sn基鉛フリーはんだの粉末をロジン系フラックスと混和してなるソルダぺ一ストであって、前記ロジン系フラックスが、イソシァヌル酸および水酸基を持たないその誘導体から選ばれた少なくとも 1種のイソシァヌル酸化合物を 0. 5〜 10. 0質量％含有することを特徴とするソルダペースト。

2 . 前記鉛フリーはんだが、 Znを含有する Sn基はんだである、請求項 1記載のソルダペース卜。

3 . 前記イソシァヌル酸化合物が、イソシァヌル酸およびィソシァヌル酸トリハロゲン化アルキルエステルから選ばれる、請求項 1記載のソルダペース卜。：

4 . Sn基鉛フリーはんだの粉末をロジン系フラックスと混和してなるソルダぺ一ストであって、前記ロジン系フラックスが、サリチルアミドおよびその誘導体から選ばれた少なくとも 1種のサリチルアミド化合物を 0. 01〜10. 0質量％含有することを特徴とするソルダペースト。

5 . 前記鉛フリーはんだが、 Agを含有する Sn基はんだおよび Znを含有する Sn基はんだから選ばれる、請求項 4記載のソルダペースト。

6 . 前記サリチルアミド化合物が、サリチルアミド、デカメチレンジカルボン酸ジサリチロイルヒドラジド、および 3—（N—サリチロイル）アミノー 1, 2, 4— トリアゾールから選ばれる、請求項 4記載のソルダペースト。

7 . 前記 Sn— Zn系はんだがさらに B iを含有する、請求項 2または 5記載のソルダペースト。

8 . 前記 Sn— Ag系はんだがさらに Cuを含有する、請求項 5記載のソルダペース b o

9 . 前記口ジン系フラックスが活性剤を含有する、請求項 1 または 4記載のソルダペースト。

10. 前記活性剤が少なくとも有機アミンハロゲン化水素酸塩を含む、請求項 9 記載のソルダペースト。