WO2019103090A1 - フラックス及びソルダペースト - Google Patents

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acid
cyclic amide
less
cyclic
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浩由 川▲崎▼
正人 白鳥
善範 ▲高▼木
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千住金属工業株式会社
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    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C13/00Alloys based on tin

Definitions

  • the present invention relates to a flux used for soldering and a solder paste using the flux.
  • the flux used for soldering chemically removes the metal oxides present on the metal surface of the soldering object to be soldered and allows the movement of metal elements at the boundary between the two.
  • soldering using a flux an intermetallic compound can be formed between the solder and the metal surface of the bonding object, and a strong bonding can be obtained.
  • thixotropy is imparted by the thixotropic agent contained in the flux.
  • the thixotropic agent builds up a network in the flux and imparts thixotropic properties.
  • the viscosity is lowered when shear force is applied, and the workability such as printability is improved.
  • the flux of the solder paste after printing which is referred to as printing sag
  • heating sag the flux of the solder paste when melted by heating
  • an amide-based thixotropic agent composed of an amide compound obtained by dehydration condensation of a fatty acid and an amine is used from the viewpoints of imparting thixotropy, improving printability, printing dripping, and suppressing heating dripping (for example, patent documents 1).
  • an ester-type thixotropic agent comprising castor hydrogenated oil is used.
  • the amide type thixotropic agent hydrogen bonds are easily formed in the molecule and between molecules due to the amide bond, the compatibility is poor when the polymer is formed, uniform dispersion is difficult, and the printability is not stable.
  • the amount of the high molecular weight amide compound is increased, the viscosity becomes extremely high, and the printability is deteriorated.
  • the ester-based thixotropic agent it is not possible to sufficiently suppress the heat dripping.
  • the present invention has been made to solve such problems, and is a solder paste which imparts thixotropy, and which uses a flux excellent in printability, print sag suppression ability, and heat sag suppression ability. Intended to provide.
  • a flux containing a thixotropic agent comprising a cyclic amide compound and an acyclic amide compound can improve thixotropy, and with the solder paste containing this flux and metal powder, can improve printability and can suppress printing sag and heating sag. Found out.
  • the present invention contains an organic acid, rosin, a thixotropic agent, and a solvent, and the thixotropic agent is a flux comprising a cyclic amide compound and a noncyclic amide compound, and 0.1 wt% or more of the cyclic amide compound.
  • the compound is an amide compound having a molecular weight of 3000 or less, in which a dicarboxylic acid and / or a tricarboxylic acid and a diamine and / or a triamine are cyclically polycondensed, and the noncyclic amide compound is a monocarboxylic acid, a dicarboxylic acid and / or a tricarboxylic acid And an amide compound in which monoamines, diamines and / or triamines are noncyclically condensed.
  • the carbon number of the dicarboxylic acid and the tricarboxylic acid is 3 or more and 10 or less, and the cyclic amide compound is more preferably the carbon number of the dicarboxylic acid and the tricarboxylic acid is 6 or more and 10 or less.
  • the cyclic amide compound preferably has 2 or more and 54 or less carbon atoms of diamine and triamine, and the cyclic amide compound preferably has 6 or more carbon atoms of diamine and triamine.
  • the cyclic amide compound is preferably an amide compound in which a dicarboxylic acid having 3 to 10 carbon atoms and a diamine having 2 to 54 carbon atoms are cyclically polycondensed, and the cyclic amide compound has 6 or more carbon atoms More preferably, it is an amide compound obtained by cyclic polycondensation of a dicarboxylic acid of 10 or less and a diamine having 6 carbon atoms.
  • the non-cyclic amide compound preferably has 2 to 28 carbon atoms of monocarboxylic acid, dicarboxylic acid and tricarboxylic acid, and 0 to 54 carbon atoms of monoamine, diamine and triamine.
  • the thixotropic agent preferably further contains an ester compound, and the thixotropic agent preferably contains castor oil as an ester compound.
  • the thixotropic agent more preferably contains 0.1 wt% or more and 1.5 wt% or less of the cyclic amide compound and 0.5 wt% or more and 4.0 wt% or less of the noncyclic amide compound. Furthermore, it is preferable that a thixotropic agent contains 0 wt% or more and 8.0 wt% or less of an ester compound.
  • this invention is a solder paste containing the flux mentioned above and metal powder.
  • the thixo agent consisting of a cyclic amide compound and a non-cyclic amide compound is cross-linked with a low molecular weight cyclic amide compound, so that the flux of the present invention is compared with the thixo agent consisting of a non-cyclic amide compound.
  • thixotropy can be improved without increasing the content of the non-cyclic amide compound, and precipitation of the thixotropic agent can be suppressed.
  • solder paste using this flux it is possible to obtain good printability in which bleeding, blur, and the like are suppressed, and also, it is possible to suppress printing sag in which the solder paste flows after printing. Furthermore, the heat dripping of the solder paste by the heating at the time of soldering can be suppressed.
  • the flux of the present embodiment contains a thixotropic agent, rosin, an organic acid, and a solvent.
  • the thixotropic agent comprises a cyclic amide compound and an acyclic amide compound.
  • the cyclic amide compound is a low molecular weight amide compound having a molecular weight of 3,000 or less, in particular, a molecular weight of 1,000 or less, in which dicarboxylic acid and / or tricarboxylic acid and diamine and / or triamine are cyclically polycondensed.
  • the non-cyclic amide compound may be a non-cyclic amide oligomer having a molecular weight of 3,000 or less obtained by non-cyclic polycondensation of monocarboxylic acid, dicarboxylic acid and / or tricarboxylic acid, and monoamine, diamine and / or triamine; Is a non-cyclic polymeric amide polymer.
  • FIG. 1 is a schematic view showing the outline of the molecular structure of dicarboxylic acid
  • FIG. 2 is a schematic view showing the outline of molecular structure of diamine
  • FIG. 3 is a schematic view showing the outline of molecular structure of acyclic amide compound .
  • the amide bond site is indicated by (A) and the hydrogen bond site is indicated by (B).
  • FIG. 4 is a schematic view showing an outline of the molecular structure of the non-cyclic amide compound.
  • hydrogen bonding (B) proceeds in the molecule, so the solubility (compatibility) in the flux becomes very poor, and coarseness is caused in the flux. Precipitation may occur, leading to poor thixotropy.
  • printability is bad and printing dripping and heating dripping generate
  • the non-cyclic amide compound is cross-linked by non-covalent interaction with the cyclic amide compound to construct a relatively uniform network of thixotropic agent components. , To suppress excessive thixo agent precipitation.
  • FIG. 5 is a schematic view showing an outline of the molecular structure of the cyclic amide compound. Now, by polycondensation of the dicarboxylic acid shown in FIG. 1 and the diamine shown in FIG. 2, as shown in FIG. 5, a cyclic amide compound is synthesized as a low molecular weight amide.
  • the cyclic amide compound has the property of being easy to crystallize as compared to the non-cyclic low molecular weight amide since the symmetry is higher than the non-cyclic amide compound.
  • non-cyclic low molecular weight amides have polar end groups, they are easily compatible with each other in flux, and are difficult to crystallize, and therefore, it is difficult to impart thixotropy by network formation.
  • the cyclic amide compound does not have a polar end group, it is difficult to be compatible in the flux and tends to impart thixotropy by network formation.
  • the thixotropic agent comprising a cyclic amide compound and an acyclic amide compound
  • hydrogen bonding between molecules of the cyclic amide compound and the acyclic amide compound is promoted, and the hydrogen bond in the molecule of the acyclic amide compound is inhibited
  • FIG. 6 is a schematic view showing an outline of a molecular structure obtained by crosslinking a noncyclic amide compound with a cyclic amide compound.
  • the thixotropic agent comprising a cyclic amide compound and an acyclic amide compound
  • the cyclic amide compound and the acyclic amide compound are hydrogen-bonded (B), so that the noncyclic amide compound is acyclic amide compound. It is thought that a network of relatively uniform components cross-linked by covalent interaction is constructed.
  • the flux containing a thixotropic agent comprising a cyclic amide compound and an acyclic amide compound excessive precipitation of the thixotropic agent is suppressed and the thixotropic property is excellent as compared with the thixo agent comprising an acyclic amide compound.
  • the printability is excellent, the printing sag is suppressed, and the heating sag is further suppressed.
  • the cyclic amide compound and the noncyclic amide compound are represented as [n + n] type, where n is the number of carboxylic acids and n is the number of amines.
  • the cyclic amide compound is constructed in the [1 + 1] type to the [n + n] type, preferably in the [1 + 1] type to [3 + 3] type, and particularly preferably in the [2 + 2] type.
  • FIG. 5 shows an example of the [2 + 2] type in which dicarboxylic acid and diamine are cyclically polycondensed, and the cyclic amide compound is preferably [2 + 2] type in which dicarboxylic acid and diamine are cyclically polycondensed.
  • the cyclic amide compound is a [2 + 2] type in which tricarboxylic acid and diamine are cyclically polycondensed, and one of the functional groups of tricarboxylic acid is in a free state unbound to another compound, and tricarboxylic acid and diamine are Also included are the [2 + 3] type in which a cyclic structure is polycondensed to form a cage structure, and the [3 + 2] type in which a dicarboxylic acid and a triamine are cyclically polycondensed to form a cage structure.
  • the cyclic amide compound is an amide oligomer obtained by cyclic polycondensation of dicarboxylic acid and diamine, an amide oligomer obtained by cyclic polycondensation of tricarboxylic acid and diamine, an amide oligomer obtained by cyclic polycondensation of dicarboxylic acid and triamine, and tricarboxylic acid
  • the non-cyclic amide compound is an amide compound obtained by non-cyclic polycondensation of monocarboxylic acid and diamine and / or triamine
  • the non-cyclic amide compound is an amido compound obtained by non-cyclic polycondensation of dicarboxylic acid and / or tricarboxylic acid and monoamine.
  • the monocarboxylic acid and the monoamine function as terminal molecules, resulting in an acyclic amide oligomer with a reduced molecular weight.
  • the non-cyclic amide compound when the non-cyclic amide compound is an amide compound portion obtained by non-cyclic polycondensation of dicarboxylic acid and / or tricarboxylic acid, and diamine and / or triamine, it becomes a non-cyclic high molecular weight amide polymer. Furthermore, the non-cyclic amide compound also includes an amide compound in which a monocarboxylic acid and a monoamine are condensed in a non-cyclic manner.
  • FIG. 7 is a schematic view showing the outline of the molecular structure of monocarboxylic acid
  • FIG. 8 is a schematic view showing the outline of the molecular structure of monoamine
  • FIG. 9 is a molecule of a noncyclic amide compound in which monocarboxylic acid and monoamine are condensed. It is a schematic diagram which shows the outline
  • the non-cyclic amide compound shown in FIG. 9 is formed by the amide bond of the carboxyl group (COOH) of the monocarboxylic acid shown in FIG. 7 and the amino group (NH 2 ) of the monoamine shown in FIG. 8 by condensation.
  • the amide bond site in the molecule of the noncyclic amide compound is shown by (A), and the hydrogen bond site between the molecules of the noncyclic amide compound is shown in (B).
  • monoamides having one amide group in the molecule are linked by hydrogen bonds.
  • the assembly of monoamides by hydrogen bonds is treated as a supramolecule.
  • a supramolecule refers to a collection of molecules constructed from non-covalent interactions such as hydrogen bonds, hydrophobic interactions and the like. Hydrogen bonds show strong interactions and a stable structure.
  • the non-cyclic amide compound which is a monoamide formed by condensation of a monocarboxylic acid and a monoamine is linked by an interaction by hydrogen bond derived from an amide bond, and additionally, an amide linked by an interaction of hydrogen bond, especially an amide of the main chain.
  • a crosslink site is formed by the interaction between molecular chains due to hydrogen bond derived from bonding, hydrophobic interaction by side chain, etc., and it grows into a three-dimensional network.
  • non-cyclic amide compound in which a monocarboxylic acid and a monoamine are condensed has a single amide group, it can form a network by bonding by non-covalent interaction by a hydrogen bond.
  • the cyclic amide compound contained as a thixotropic agent is an amide compound in which a dicarboxylic acid and / or a tricarboxylic acid and a diamine and / or a triamine are cyclically polycondensed, and has two or more amide groups.
  • the non-cyclic amide compound which is an assembly of monoamides linked by interaction through hydrogen bonds, is connected via the cyclic amide compound.
  • the thixotropic agent contains a cyclic amide compound and a non-cyclic amide compound
  • the cyclic amide compound and the non-cyclic amide compound form a network to impart thixotropy.
  • the rheological properties as flux are impaired (the printability due to crystal precipitation is poor), and the density of the thixo agent is low in the portion where the aggregate is not formed, and the state of the thixo agent substantially lacks as described above. It is thought that the effect can not be realized.
  • dicarboxylic acids and / or tricarboxylic acids dicarboxylic acids and / or tricarboxylic acids, cyclic amide compounds in which diamines and / or triamines are cyclically polycondensed, monocarboxylic acids, dicarboxylic acids and / or tricarboxylic acids, monoamines, diamines and / or triamines
  • the non-cyclic amide compound is cross-linked by the non-covalent interaction with the cyclic amide compound by combining the non-cyclic amide compound in which the non-cyclic ring is condensed in the content defined in the present invention.
  • a network of different thixotropic components can be constructed to suppress excessive thixotropic agent deposition.
  • the effect of using the cyclic amide compound and the noncyclic amide compound in combination is that even if the molecular weight of the noncyclic amide compound is 3,000 or less, as long as the content of the cyclic amide compound and the noncyclic amide compound is defined in the present invention. , Even over 3000.
  • the carbon number of the dicarboxylic acid and the tricarboxylic acid is 3 or more and 10 or less, and the carbon number of the dicarboxylic acid and the tricarboxylic acid is more preferably 6 or more and 10 or less.
  • carbon number of diamine and triamine is 2 or more and 54 or less, and it is more preferable that carbon number of diamine and triamine is six.
  • carbon number of monocarboxylic acid, dicarboxylic acid and tricarboxylic acid is 2 or more and 28 or less, and carbon number of monocarboxylic acid, dicarboxylic acid and tricarboxylic acid is more preferably 2 or more. It is 18 or less, more preferably 2 or more and 10 or less, and still more preferably 6 or more and 10 or less.
  • the carbon number of monoamines, diamines and triamines is preferably 0 or more and 54 or less, and the carbon number of monoamines, diamines and triamines is more preferably 0 or more and 18 or less, still more preferably 0 or more and 10 or less. More preferably, it is 6 or more and 10 or less.
  • Examples of the dicarboxylic acid in the cyclic amide compound and the noncyclic amide compound include adipic acid having 6 carbon atoms and sebacic acid having 10 carbon atoms.
  • the dicarboxylic acid in the cyclic amide compound and the noncyclic amide compound is malonic acid having 3 carbon atoms, succinic acid having 4 carbon atoms, glutaric acid having 5 carbon atoms, pimelic acid having 7 carbon atoms, suberic acid having 8 carbon atoms, Examples thereof include aliphatic dicarboxylic acids such as azelaic acid having 9 carbon atoms and cyclohexanedicarboxylic acid having 8 carbon atoms, and aromatic dicarboxylic acids such as phthalic acid having 6 carbon atoms and terephthalic acid having 6 carbon atoms.
  • examples of the tricarboxylic acid in the cyclic amide compound and the noncyclic amide compound include cyclohexane tricarboxylic acid having 9 carbon atoms and benzene tricarboxylic acid having 9 carbon atoms.
  • monocarboxylic acid in the non-cyclic amide compound is acetic acid having 2 carbon atoms, palmitic acid having 16 carbon atoms, stearic acid having 18 carbon atoms, 12-hydroxystearic acid having 18 carbon atoms, behenic acid having 22 carbon atoms, carbon The number 28 montanic acid etc. are mentioned.
  • Examples of the diamine in the cyclic amide compound and the noncyclic amide compound include 1,6-hexanediamine and the like.
  • the diamine in the cyclic amide compound and the noncyclic amide compound is ethylenediamine having 2 carbon atoms, 1,3-diaminopropane having 3 carbon atoms, 1,4-diaminobutane having 4 carbon atoms, dimer diamine having 36 carbon atoms, carbon Examples include phenylenediamine of formula 6, metaxylylenediamine having 8 carbon atoms, paraxylylenediamine having 8 carbon atoms, 2,4-diaminotoluene having 8 carbon atoms, and the like.
  • triamines in cyclic amide compounds and acyclic amide compounds include triaminocyclohexane having 6 carbon atoms, trimer triamine having 54 carbon atoms, and the like.
  • examples of the monoamine in the non-cyclic amide compound include ammonia having 0 carbon, ethylamine having 2 carbon, hexyl amine having 6 carbon, octyl amine having 8 carbon, stearyl amine having 18 carbon, and the like.
  • non-cyclic amide compounds of the [1 + 1] type in which a monocarboxylic acid and a monoamine are condensed examples include stearic acid amide (molecular weight 283.49), p-toluamide (molecular weight 135.17), and the like.
  • stearic acid amide molecular weight 283.49
  • p-toluamide molecular weight 135.17
  • ethylenediamine mono-stearic-acid amide molecular weight 326.56
  • Ethylenediaminebisstearic acid amide (molecular weight 593.02), ethylenediaminebispalmitic acid amide (molecular weight 536.9), and metaxylylenediamine bisstearin as the [2 + 1] type non-cyclic amide compound in which a monocarboxylic acid and a diamine are condensed.
  • An acid amide (molecular weight 669.11) etc. are mentioned.
  • non-cyclic amide compounds of the [1 + 2] type in which dicarboxylic acid and monoamine are condensed include succinic acid bisstearylamide (molecular weight 621.07), adipic acid bisstearylamide (molecular weight 649.12), sebacic acid bisstearylamide (molecular weight 705.27) and the like.
  • the non-cyclic amide compound may be substituted with one obtained by ring-opening polymerization of lactam, and examples thereof include 6-nylon obtained by ring-opening polymerization of ⁇ -caprolactam and 12-nylon obtained by ring-opening polymerization of lauryl lactam.
  • the flux of the present embodiment is 0.1 wt% or more and 8.0 wt% or less of the cyclic amide compound described above as the thixotropic agent, more preferably 0.1 wt% or more and 1.5 wt% or less of the cyclic amide compound; 0.5 wt% or more and 8.0 wt% or less of the compound, more preferably 0.5 wt% or more and 4.0 wt% or less of the noncyclic amide compound, and the total of the cyclic amide compound and the noncyclic amide compound is 1.5 wt% % Or more and 10.0 wt% or less.
  • the amount of the cyclic amide compound is less than 0.1 wt%, thixotropy will deteriorate. In addition, it is not possible to suppress printing sag and heating sag. On the other hand, when the amount of the cyclic amide compound is more than 8.0 wt%, the total amount of the amide thixotropic agent is increased, so that precipitation occurs in the flux and the printability is deteriorated.
  • the flux of the present embodiment preferably contains an ester compound as a thixotropic agent, and contains 0 wt% or more and 8.0 wt% or less of the ester compound, and more preferably 0 wt% or more and 4.0 wt% or less of the ester compound.
  • the flux of the present embodiment contains 30 wt% or more and 60 wt% or less of rosin, more preferably 35 wt% or more and 60 wt% or less of rosin, and 0.2 wt% or more and 10 wt% or less of organic acid.
  • the flux of the present embodiment may further contain an amine or halogen, and the amine is 0 wt% or more and 20 wt% or less, more preferably 0 wt% or more and 5 wt% or less of an amine, and 0 wt% or more and 5 wt% organic halogen compound as a halogen. % Or less and 0 wt% or more and 2 wt% or less of amine hydrohalide salt.
  • the flux of the present embodiment may further contain an antioxidant, and contains 0 wt% or more and 5 wt% or less of the antioxidant.
  • the remainder of the flux of the present embodiment is a solvent.
  • the rosin examples include raw material rosins such as gum rosin, wood rosin and tall oil rosin, and derivatives obtained from the raw material rosin.
  • examples of such derivatives include purified rosin, hydrogenated rosin, disproportionated rosin, polymerized rosin, acid modified rosin, phenol modified rosin and ⁇ , ⁇ unsaturated carboxylic acid modified product (acrylated rosin, maleated rosin, fumarized Rosins, etc.), and purified products, hydrides and disproportionates of the polymerized rosins, and purified products, hydrides and disproportionates of the ⁇ , ⁇ -unsaturated carboxylic acid modified products, etc. Two or more types can be used.
  • examples of the organic acid include dimer acid, trimer acid, hydrogenated dimer acid which is a hydrogenated product obtained by adding hydrogen to dimer acid, and hydrogenated trimer acid which is a hydrogenated product obtained by adding hydrogen to trimer acid.
  • dimer acid which is a reactant of oleic acid and linoleic acid trimer acid which is a reactant of oleic acid and linoleic acid
  • dimer acid which is a reactant of acrylic acid trimer acid which is a reactant of acrylic acid, methacrylic acid
  • trimer acid which is a reactant of methacrylic acid the dimer acid which is a reactant of methacrylic acid
  • the reactant of trimer acid which is a reactant of acrylic acid and methacrylic acid the reactant of trimer acid which is a reactant of acrylic acid and methacrylic acid
  • amines include monoethanolamine, diphenylguanidine, ethylamine, triethylamine, ethylenediamine, triethylenetetramine, 2-methylimidazole, 2-undecylimidazole, 2-heptadecylimidazole, 1,2-dimethylimidazole, 2-ethyl-4 -Methylimidazole, 2-phenylimidazole, 2-phenyl-4-methylimidazole, 1-benzyl-2-methylimidazole, 1-benzyl-2-phenylimidazole, 1-cyanoethyl-2-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2 -Undecylimidazole, 1-cyanoethyl-2-ethyl-4-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole, 1-cyanoethyl-2-undecylimidazolium trimery 1-cyanoethyl-2-phenyl
  • the amine hydrohalide is a compound obtained by reacting an amine with a hydrogen halide, and includes aniline hydrogen chloride, aniline hydrogen bromide and the like.
  • the amine of the amine hydrohalide salt the above-mentioned amine can be used, and ethylamine, ethylenediamine, triethylamine, methylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole and the like can be mentioned, and as the hydrogen halide, chlorine, Examples thereof include bromine, iodine and hydrides of fluorine (hydrogen chloride, hydrogen bromide, hydrogen iodide, hydrogen fluoride).
  • it may replace with an amine hydrohalide salt, or it may combine with an amine hydrohalide salt, and a borofluoride may be included, and boro hydrofluoric acid etc. are mentioned as a borofluoride.
  • the solvent examples include water, alcohol solvents, glycol ether solvents, terpineols and the like.
  • alcohol solvents isopropyl alcohol, 1,2-butanediol, isobornyl cyclohexanol, 2,4-diethyl-1,5-pentanediol, 2,2-dimethyl-1,3-propanediol, 2,5 -Dimethyl-2,5-hexanediol, 2,5-dimethyl-3-hexyne-2,5-diol, 2,3-dimethyl-2,3-butanediol, 1,1,1-tris (hydroxymethyl) Ethane, 2-ethyl-2-hydroxymethyl-1,3-propanediol, 2,2'-oxybis (methylene) bis (2-ethyl-1,3-propanediol), 2,2-bis (hydroxymethyl) 1,3-propanediol, 1,2,6-trihydroxyhexane,
  • glycol ether solvents include hexyl diglycol, diethylene glycol mono-2-ethyl hexyl ether, ethylene glycol monophenyl ether, 2-methylpentane-2,4-diol, diethylene glycol monohexyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, triethylene glycol monobutyl ether Etc.
  • antioxidant include hindered phenol-based antioxidants and the like.
  • solder paste of the present embodiment contains the above-described flux and metal powder.
  • the metal powder is preferably a solder containing no Pb, Sn alone, or Sn-Ag, Sn-Cu, Sn-Ag-Cu, Sn-Bi, Sn-In, or the like. These alloys are composed of solder powder obtained by adding Sb, Bi, In, Cu, Zn, As, Ag, Cd, Fe, Ni, Co, Au, Ge, P and the like.
  • solder paste using this flux it is possible to obtain good printability in which bleeding, blur, and the like are suppressed, and also, it is possible to suppress printing sag in which the solder paste flows after printing. Furthermore, the heat dripping of the solder paste by the heating at the time of soldering can be suppressed.
  • the fluxes of the examples and comparative examples are prepared with the compositions shown in Table 1, Table 2, Table 3 and Table 4 below, and solder pastes are prepared using this flux, and the thixotropic nature of the flux, printing of solder paste The effect of suppressing dripping, printability, and suppressing heat dripping was verified.
  • the composition ratio in Table 1, Table 2, Table 3, and Table 4 is wt (weight)% when the whole quantity of flux is 100.
  • the solder paste contains 11 wt% of flux and 89 wt% of metal powder.
  • the metal powder in the solder paste is a Sn-Ag-Cu solder alloy containing 3.0 wt% Ag, 0.5 wt% Cu and the balance Sn, and the average particle size of the metal powder is ⁇ 20 ⁇ m. It is.
  • a thixo agent sebacic acid which is a dicarboxylic acid having 10 carbon atoms and 1,6-hexanediamine which is a diamine having 6 carbon atoms are cyclically formed.
  • a non-cyclic amide compound obtained by non-cyclic polycondensation of a polycondensed cyclic amide compound, sebacic acid which is a dicarboxylic acid having 10 carbon atoms, and 1,6-hexanediamine which is a diamine having 6 carbon atoms is used.
  • Example 2 by containing 0.5 wt% of the cyclic amide compound, even if 8 wt% of the non-cyclic amide compound is contained, the thixotropy of the flux, the print sag suppression ability of the solder paste, the printability, the heat sag suppression ability Were not inhibited, and a sufficient effect was obtained on them. Furthermore, as in Example 3, even when the cyclic amide compound is contained at 8.0 wt%, the thixotropy of the flux, the print sag suppressing ability of the solder paste, the printability, and the heat sag suppressing ability are not inhibited. Enough effect was obtained.
  • a cyclic amide compound in which a dicarboxylic acid having 10 carbon atoms and a diamine having 6 carbon atoms are cyclically polycondensed, a dicarboxylic acid having 10 carbon atoms, and a diamine having 6 carbon atoms are non-cyclic polycondensation By including the selected non-cyclic amide compound in the range specified in the present invention, sufficient effects on the thixotropy of the flux, the print sag suppressing ability of the solder paste, the printability, and the heat sag suppressing ability were obtained. .
  • Example 4 As shown in Example 4, as a thixo agent, 2 wt. Parts of a cyclic amide compound obtained by cyclic polycondensation of adipic acid which is a dicarboxylic acid having 6 carbon atoms and 1,6-hexanediamine which is a diamine having 6 carbon atoms %, 4 wt% of a non-cyclic amide compound in which adipic acid having 6 carbon atoms and a 1,6-hexane diamine having 6 carbon atoms are non-cyclically polycondensed Properties of the solder paste, printability, printability and heat sagging can not be inhibited, and sufficient effects can be obtained against these, and the dicarboxylic acid having 6 carbon atoms and the diamine having 6 carbon atoms are effective.
  • the cyclic amide compound cyclically polycondensed, the dicarboxylic acid having 6 carbon atoms, and the non-cyclic amide compound wherein the diamine having 6 carbon atoms is non-cyclic polycondensed are contained in the range specified in the present invention. Also it means, thixotropy of flux, printing sagging ability of suppressing solder paste, printing properties, sufficient effect was obtained for the heating sag suppression factor.
  • Example 12 to Example 13 it contains a cyclic amide compound and a non-cyclic amide compound as a thixotropic agent within the range defined in the present invention, and further contains a halogen within the range defined in the present invention
  • a cyclic amide compound and a non-cyclic amide compound as a thixotropic agent within the range defined in the present invention
  • a halogen within the range defined in the present invention
  • a cyclic amide compound and a non-cyclic amide compound are contained as a thixotropic agent within the range defined in the present invention, and an antioxidant is further contained within the range defined in the present invention, Sufficient effects were obtained on the thixotropic properties of the flux, the print sag suppressing ability of the solder paste, the printability, and the heat sag suppressing ability.
  • Example 15 contains a cyclic amide compound and a non-cyclic amide compound as a thixotropic agent within the range defined in the present invention, and further includes an amine, a halogen and an antioxidant within the range defined in the present invention.
  • Example 18 to Example 22 contains a cyclic amide compound and a non-cyclic amide compound as a thixotropic agent within the range defined in the present invention, and further, an ester as a thixotropic agent within the range defined by the present invention
  • a compound changing the kind of organic acid within the range specified in the present invention, combining plural kinds of organic acids, changing the amount of organic acid, controlling the thixotropic nature of the flux and the printing dripping of the solder paste Sufficient effects were obtained on the performance, printability and heat sagging ability.
  • it contains a cyclic amide compound and a non-cyclic amide compound as a thixotropic agent within the range defined in the present invention, and further, an ester as a thixotropic agent within the range defined by the present invention Also including the compound and containing an amine within the range specified in the present invention, sufficient effects on the thixotropy of the flux, the print sag suppressing ability of the solder paste, the printability, and the heat sag suppressing ability were obtained.
  • Examples 25 to 26 it contains a cyclic amide compound and a non-cyclic amide compound as a thixotropic agent within the range defined in the present invention, and further, an ester as a thixotropic agent within the range defined by the present invention Containing a compound and further containing a halogen within the range specified in the present invention also has sufficient effects on the thixotropy of the flux, print sag suppression ability of the solder paste, printability, and heat sag suppression ability.
  • Example 27 contains a cyclic amide compound and a non-cyclic amide compound as a thixotropic agent in the range defined in the present invention, and further contains an ester compound as a thixotropic agent in the range defined in the present invention, Furthermore, the inclusion of an antioxidant within the range specified in the present invention also has sufficient effects on the thixotropy of the flux, the print sag suppressing ability of the solder paste, the printability, and the heat sag suppressing ability.
  • Example 28 contains a cyclic amide compound and a non-cyclic amide compound as a thixo agent in the range defined in the present invention, and further contains an ester compound as a thixo agent in the range defined in the present invention, Furthermore, even if the amount of organic acid is reduced within the range specified in the present invention by containing an amine, a halogen, and an antioxidant within the range specified in the present invention, the thixotropy of flux, printing of solder paste Sufficient effects were obtained on drip suppression ability, printability, and heat drip suppression ability.
  • Example 31 containing a cyclic amide compound and a non-cyclic amide compound as a thixotropic agent within the range defined in the present invention, and further including an ester compound as a thixotropic agent within the range defined in the present invention Even if the amount of the ester compound was reduced, a sufficient effect was obtained on the thixotropy of the flux, the print sag suppressing ability of the solder paste, the printability, and the heat sag suppressing ability.
  • the cyclic amide compound and the non-cyclic amide compound are contained as a thixo agent in the range defined in the present invention, and further, the esters as a thixo agent in the range specified in the present invention
  • the amount of the ester compound is increased, and the non-cyclic amide compound is reduced, thereby obtaining sufficient effects on the thixotropy of the flux, the print sag suppressing ability of the solder paste, the printability, and the heat sag suppressing ability.
  • the substrate was heated at 25 ° C. to 250 ° C. at 1 ° C./sec by N 2 reflow, then ultrasonically cleaned in a beaker with a solvent, and then visually confirmed that it was dried was free of flux residue, The washability was obtained.
  • the cyclic amide compound is contained at 0.1% by weight at the lower limit within the range specified in the present invention, and the noncyclic amide compound is contained at 2.5% by weight within the range specified in the present invention
  • the total thixotropy of the flux, solder paste, including the cyclic amide compound and the noncyclic amide compound is within the range defined in the present invention, and further includes the ester compound as the thixo agent within the range defined in the present invention. Sufficient effects were obtained on the print sag suppressing ability, the printability, and the heat sag suppressing ability.
  • the cyclic amide compound is increased from the lower limit value within the range defined in the present invention to contain 0.3 wt%, the non-cyclic amide compound is contained 2.5 wt% same as Example 35, cyclic amide Even if the total content of the compound and the acyclic amide compound is within the range defined in the present invention, the content of the ester compound is reduced as compared with Example 35, the thixotropic nature of the flux, the printing dripping suppression of the solder paste are suppressed. Sufficient effects were obtained on the performance, printability and heat sagging ability.
  • Example 37 containing 0.3 wt% of the cyclic amide compound as in Example 36 and 8 wt% of the non-cyclic amide compound within the range specified in the present invention, the total of the cyclic amide compound and the non-cyclic amide compound Even in the range specified in the present invention, sufficient effects on the thixotropy of the flux, the print sag suppression ability of the solder paste, the printability, and the heat sag suppression ability without containing an ester compound as a thixo agent was gotten.
  • Thixo agents include cyclic amide compounds and non-cyclic amide compounds using, as dicarboxylic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, cyclohexanedicarboxylic acid, phthalic acid or terephthalic acid, etc.
  • sufficient effects were obtained on the thixotropy of the flux, the print sag suppressing ability of the solder paste, the printability, and the heat sag suppressing ability.
  • the thixotropic agent contains a cyclic amide compound or non-cyclic amide compound using cyclohexanetricarboxylic acid, benzenetricarboxylic acid or the like as a tricarboxylic acid, the thixotropy of the flux, print sag suppression ability of solder paste, printability, heating A sufficient effect was obtained on the sagging control ability.
  • ethylenediamine, 1,3-diaminopropane, 1,4-diaminobutane, dimer diamine, phenylenediamine, metaxylylenediamine, paraxylylenediamine, 2,4-diaminotoluene etc. were used as diamines.
  • the inclusion of the cyclic amide compound and the noncyclic amide compound also has sufficient effects on the thixotropy of the flux, the print sag suppressing ability of the solder paste, the printability, and the heat sag suppressing ability.
  • the thixotropic agent contains a cyclic amide compound or non-cyclic amide compound using triaminocyclohexane, trimer triamine or the like as a triamine, the thixotropy of the flux, print sag suppression ability of solder paste, printability, heat sag suppression A sufficient effect was obtained on performance.
  • the thixotropy of the flux, solder paste is also possible that the thixotropic agent contains a non-cyclic amide compound using acetic acid, palmitic acid, stearic acid, 12-hydroxystearic acid, behenic acid, montanic acid etc. as monocarboxylic acid. Sufficient effects were obtained on print sag suppression ability, printability, and heat sag suppression ability.
  • the thixotropic agent contains a non-cyclic amide compound using ammonia, ethylamine, hexylamine, octylamine, stearylamine etc. as a monoamine, the thixotropy of the flux, the print sag suppression ability of the solder paste, the printability, the heating A sufficient effect was obtained on the sagging control ability.
  • the thixotropic agent contains a non-cyclic amide compound obtained by ring-opening polymerization of lactam, sufficient effects can be obtained on the thixotropic nature of the flux, the print sag suppressing ability of the solder paste, the printability, and the heat sag suppressing ability.
  • the thixotropic agent is a cyclic amide compound in which a dicarboxylic acid and / or a tricarboxylic acid and a diamine and / or a triamine are cyclically polycondensed, a monocarboxylic acid and a dicarboxylic acid
  • the carbon number of the acid is 3 or more and 10 or less
  • the carbon number of diamine and triamine is 2 or more and 54 or less
  • the non-cyclic amide compound has 2 or more and 28 or less carbon atoms of monocarboxylic acid, dicar
  • the thixotropy was able to be improved and precipitation of the thixotropic agent was able to be suppressed without increasing the content of the non-cyclic amide compound, as compared with the case where the thixotropic agent was composed of the non-cyclic amide compound.
  • solder paste using this flux it was possible to obtain good printability in which bleeding, blur, and the like were suppressed, and it was possible to suppress printing sag in which the solder paste after printing flows. Furthermore, the heat dripping of the solder paste by the heating at the time of soldering was able to be suppressed.
  • the flux according to the present invention contains 0 wt% or more and 8.0 wt% or less of an ester compound as a thixotropic agent, more preferably 0 wt% or more and 4.0 wt% or less of an ester compound, and 30 wt% or more and 60 wt% or less of rosin Preferably, 35 wt% or more and 60 wt% or less of rosin, 0.2 wt% or more and 10 wt% or less of organic acid, 0 wt% or more and 20 wt% or less of amine, more preferably 0 wt% or more and 5 wt% or less of amine, organic halogen compound It contains 0 wt% to 5 wt%, 0 wt% to 2 wt% of amine hydrohalide, and 0 wt% to 5 wt% of an antioxidant, with the balance being a solvent.
  • the thixotropy of the flux by containing the cyclic amide compound and the non-cyclic amide compound in the thixotropic agent, the print sag suppressing ability of the solder paste, the printability, and the heat sag suppressing ability are not inhibited. Sufficient effects were obtained for these.

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Abstract

チキソ性を付与し、かつ、印刷性、印刷ダレの抑制能、加熱ダレの抑制能に優れたフラックス及びフラックスを用いたソルダペーストを提供する。 フラックスは、チキソ剤とロジンと有機酸と溶剤を含み、チキソ剤は、ジカルボン酸及び/またはトリカルボン酸とジアミン及び/またはトリアミンが環状に重縮合した環状アミド化合物と、モノカルボン酸、ジカルボン酸及び/またはトリカルボン酸が非環状に重縮合した非環状アミド化合物からなる。環状アミド化合物は、ジカルボン酸及びトリカルボン酸の炭素数が3以上10以下、ジアミン及びトリアミンの炭素数が2以上54以下であり、環状アミド化合物を0.1wt%以上8.0wt%以下、非環状アミド化合物を0.5wt%以上8.0wt%以下含み、かつ、環状アミド化合物と非環状アミド化合物の合計が1.5wt%以上10.0wt%以下である。

Description

フラックス及びソルダペースト
 本発明は、はんだ付けに用いられるフラックス及びこのフラックスを用いたソルダペーストに関する。
 一般的に、はんだ付けに用いられるフラックスは、はんだ及びはんだ付けの対象となる接合対象物の金属表面に存在する金属酸化物を化学的に除去し、両者の境界で金属元素の移動を可能にする効能を持つ。このため、フラックスを使用してはんだ付けを行うことで、はんだと接合対象物の金属表面との間に金属間化合物が形成できるようになり、強固な接合が得られる。
 このようなはんだ付け用フラックスと、金属粉を含むソルダペーストでは、フラックスに含まれるチキソ剤によってチキソ性が付与される。チキソ剤は、フラックス中でネットワークを構築し、チキソ性を付与する。チキソ性を有するとフラックスはせん断力が掛かると、粘度が下がるため印刷性等の作業性が向上する。また、チキソ剤を含むことで、印刷ダレと称す印刷後のソルダペーストのダレ、加熱ダレと称す加熱により溶融する際のソルダペーストのダレがチキソ剤により形成されたネットワークにより保持されることでフラックスのダレが抑制される。
 チキソ剤としては、チキソ性の付与、印刷性の向上、印刷ダレ、加熱ダレの抑制の観点から脂肪酸とアミンが脱水縮合したアミド化合物からなるアミド系チキソ剤が使用されている(例えば、特許文献1参照)。また、チキソ剤としては、ヒマシ硬化油からなるエステル系チキソ剤が使用されている。
特許第3350767号公報
 アミド系チキソ剤では、アミド結合により分子内、分子間で水素結合を形成しやすく、高分子になると相溶性も悪く、均一な分散が難しく、それにより印刷性が安定しない。また、高分子のアミド化合物の量を増やすと、極度に粘度が高くなるため、印刷性が悪くなる。更に、エステル系チキソ剤でも、加熱ダレを十分に抑制することができない。
 本発明は、このような課題を解決するためなされたもので、チキソ性を付与し、かつ、印刷性、印刷ダレの抑制能、加熱ダレの抑制能に優れたフラックス及びフラックスを用いたソルダペーストを提供することを目的とする。
 環状アミド化合物と非環状アミド化合物からなるチキソ剤を含むフラックスでは、チキソ性を向上させ、このフラックスと金属粉を含むソルダペーストでは、印刷性を向上させ、かつ、印刷ダレと加熱ダレを抑制できることを見出した。
 そこで、本発明は、有機酸と、ロジンと、チキソ剤と、溶剤を含み、チキソ剤は、環状アミド化合物と非環状アミド化合物からなるフラックスであり、環状アミド化合物を0.1wt%以上8.0wt%以下、非環状アミド化合物を0.5wt%以上8.0wt%以下で含み、かつ、環状アミド化合物と非環状アミド化合物の合計が1.5wt%以上10.0wt%以下であり、環状アミド化合物は、ジカルボン酸及び/またはトリカルボン酸と、ジアミン及び/またはトリアミンが環状に重縮合した分子量が3000以下のアミド化合物であり、非環状アミド化合物は、モノカルボン酸、ジカルボン酸及び/またはトリカルボン酸と、モノアミン、ジアミン及び/またはトリアミンが非環状に縮合したアミド化合物である。
 環状アミド化合物は、ジカルボン酸及びトリカルボン酸の炭素数が3以上10以下であり、環状アミド化合物は、ジカルボン酸及びトリカルボン酸の炭素数が6以上10以下であることがより好ましい。
 環状アミド化合物は、ジアミン及びトリアミンの炭素数が2以上54以下であり、環状アミド化合物は、ジアミン及びトリアミンの炭素数が6であることがより好ましい。
 環状アミド化合物は、炭素数が3以上10以下のジカルボン酸と、炭素数が2以上54以下のジアミンが環状に重縮合したアミド化合物であることが好ましく、環状アミド化合物は、炭素数が6以上10以下のジカルボン酸と、炭素数が6のジアミンが環状に重縮合したアミド化合物であることがより好ましい。
 非環状アミド化合物は、モノカルボン酸、ジカルボン酸及びトリカルボン酸の炭素数が2以上28以下、モノアミン、ジアミン及びトリアミンの炭素数が0以上54以下であることが好ましい。
 チキソ剤は、さらにエステル化合物を含むことが好ましく、チキソ剤は、エステル化合物としてヒマシ硬化油を含むことが好ましい。
 チキソ剤は、環状アミド化合物を0.1wt%以上1.5wt%以下、非環状アミド化合物を0.5wt%以上4.0wt%以下含むことがより好ましい。さらに、チキソ剤は、エステル化合物を0wt%以上8.0wt%以下含むことが好ましい。
 また、ロジンを30wt%以上60wt%以下、有機酸を0.2wt%以上10wt%以下含むことが好ましく、さらに、アミンを0wt%以上20wt%、有機ハロゲン化合物を0wt%以上5wt%以下、アミンハロゲン化水素酸塩を0wt%以上2wt%以下、酸化防止剤を0wt%以上5wt%以下含むことが好ましい。
 また、本発明は、上述したフラックスと、金属粉を含むソルダペーストである。
 環状アミド化合物と非環状アミド化合物からなるチキソ剤では、非環状アミド化合物が低分子の環状アミド化合物で架橋されることで、本発明のフラックスでは、チキソ剤が非環状アミド化合物からなる場合と比較して、非環状アミド化合物の含有量を増やすことなく、チキソ性を向上させることができ、チキソ剤の析出を抑制することができる。
 このフラックスを用いたソルダペーストでは、にじみ、かすれ等が抑制された良好な印刷性を得ることができ、また、印刷後のソルダペーストが流れる印刷ダレを抑制することができる。更に、はんだ付け時の加熱によるソルダペーストの加熱ダレを抑制することができる。
ジカルボン酸の分子構造の概要を示す模式図である。 ジアミンの分子構造の概要を示す模式図である。 非環状アミド化合物の分子構造の概要を示す模式図である。 非環状アミド化合物の分子構造の概要を示す模式図である。 環状アミド化合物の分子構造の概要を示す模式図である。 環状アミド化合物で非環状アミド化合物を架橋した分子構造の概要を示す模式図である。 モノカルボン酸の分子構造の概要を示す模式図である。 モノアミンの分子構造の概要を示す模式図である。 モノカルボン酸とモノアミンが縮合した非環状アミド化合物の分子構造の概要を示す模式図である。
 <本実施の形態のフラックスの一例>
 本実施の形態のフラックスは、チキソ剤と、ロジンと、有機酸と、溶剤を含む。チキソ剤は、環状アミド化合物と非環状アミド化合物からなる。
 環状アミド化合物は、ジカルボン酸及び/またはトリカルボン酸と、ジアミン及び/またはトリアミンが環状に重縮合した分子量が3000以下、とりわけ分子量が1000以下の低分子系アミド化合物である。また、非環状アミド化合物は、モノカルボン酸、ジカルボン酸及び/またはトリカルボン酸と、モノアミン、ジアミン及び/またはトリアミンが非環状に重縮合した分子量が3000以下の非環状アミドオリゴマーや、分子量が3000超の非環状高分子系アミドポリマーである。
 図1は、ジカルボン酸の分子構造の概要を示す模式図、図2は、ジアミンの分子構造の概要を示す模式図、図3は、非環状アミド化合物の分子構造の概要を示す模式図である。図1に示すジカルボン酸と、図2に示すジアミンを重縮合(脱水縮合)させることで、図3に示すように、非環状アミド化合物が合成される。
 図3に示す非環状アミド化合物からなるチキソ剤は、図1に示すジカルボン酸のカルボキシル基(COOH)と、図2に示すジアミンのアミノ基(NH)が重縮合によりアミド結合し、アミド基C(=O)-NHの水素(H)と酸素(O)が分子内、分子間で水素結合することでネットワークが形成される。アミド結合箇所を(A)で示し、水素結合箇所を(B)で示す。
 図4は、非環状アミド化合物の分子構造の概要を示す模式図である。非環状アミド化合物が高分子化した場合、図4に示すように、分子内で水素結合(B)が進行するため、フラックス中で非常に溶解性(相溶性)が悪くなり、フラックス中で粗大な析出を発生してしまう場合があり、チキソ性が悪くなる。また、このようなフラックスと金属粉が混合されたソルダペーストでは、印刷性が悪く、また、印刷ダレ、加熱ダレが発生する。
 そこで、環状アミド化合物を非環状アミド化合物と併用することで、環状アミド化合物で非環状アミド化合物を非共有結合性の相互作用にて架橋し、比較的均一なチキソ剤成分のネットワークを構築して、過度のチキソ剤析出を抑制する。
 図5は、環状アミド化合物の分子構造の概要を示す模式図である。さて、図1に示すジカルボン酸と、図2に示すジアミンを重縮合させることで、図5に示すように、低分子系アミドとして環状アミド化合物が合成される。
 環状アミド化合物は、非環状アミド化合物よりも対称性が高いため、非環状の低分子系アミドと比較して、結晶化しやすいという性質を持つ。一方、非環状の低分子系アミドは、極性の末端基を有するため、フラックス中に相溶しやすく、結晶化しにくいことからネットワーク形成によるチキソ性を付与しにくい。これに対し、環状アミド化合物は、極性の末端基を有さないため、フラックス中に相溶しにくく、ネットワーク形成によるチキソ性を付与しやすい。
 これにより、環状アミド化合物と非環状アミド化合物からなるチキソ剤では、環状アミド化合物と非環状アミド化合物との分子間での水素結合が促進され、非環状アミド化合物の分子内での水素結合が阻害されると考えられる。
 図6は、環状アミド化合物で非環状アミド化合物を架橋した分子構造の概要を示す模式図である。環状アミド化合物と非環状アミド化合物からなるチキソ剤では、図6に示すように、環状アミド化合物と非環状アミド化合物が水素結合(B)されることで、環状アミド化合物で非環状アミド化合物が非共有結合性の相互作用にて架橋された比較的均一な成分のネットワークが構築されると考えられる。
 従って、環状アミド化合物と非環状アミド化合物からなるチキソ剤を含むフラックスでは、非環状アミド化合物からなるチキソ剤と比較して、チキソ剤の過度な析出が抑制され、かつ、チキソ性に優れる。また、環状アミド化合物と非環状アミド化合物からなるチキソ剤を含むフラックスと金属粉からなるソルダペーストでは、印刷性に優れ、また、印刷ダレが抑制され、更に加熱ダレが抑制される。
 環状アミド化合物と非環状アミド化合物は、カルボン酸の数をn、アミンの数をnとしたとき、[n+n]型と表される。環状アミド化合物は、[1+1]型から[n+n]型が構築されるが、好ましくは、[1+1]型~[3+3]型、特に好ましくは[2+2]型である。図5は、ジカルボン酸とジアミンが環状に重縮合した[2+2]型の一例であり、環状アミド化合物は、ジカルボン酸とジアミンが環状に重縮合した[2+2]型が好ましい。
 なお、環状アミド化合物は、トリカルボン酸とジアミンが環状に重縮合し、トリカルボン酸の官能基の1つが他の化合物と未結合なフリーの状態となっている[2+2]型、トリカルボン酸とジアミンが環状に重縮合してかご型構造をなす[2+3]型、ジカルボン酸とトリアミンが環状に重縮合してかご型構造をなす[3+2]型等も含まれる。
 これにより、環状アミド化合物は、ジカルボン酸とジアミンが環状に重縮合したアミドオリゴマー、トリカルボン酸とジアミンが環状に重縮合したアミドオリゴマー、ジカルボン酸とトリアミンが環状に重縮合したアミドオリゴマー、トリカルボン酸とトリアミンが環状に重縮合したアミドオリゴマー、ジカルボン酸及びトリカルボン酸とジアミンが環状に重縮合したアミドオリゴマー、ジカルボン酸及びトリカルボン酸とトリアミンが環状に重縮合したアミドオリゴマー、ジカルボン酸とジアミン及びトリアミンが環状に重縮合したアミドオリゴマー、トリカルボン酸とジアミン及びトリアミンが環状に重縮合したアミドオリゴマー、ジカルボン酸及びトリカルボン酸とジアミン及びトリアミンが環状に重縮合したアミドオリゴマーの何れでも良い。
 また、非環状アミド化合物は、モノカルボン酸とジアミン及び/またはトリアミンが非環状に重縮合したアミド化合物である場合、ジカルボン酸及び/またはトリカルボン酸とモノアミンが非環状に重縮合したアミド化合物である場合等、モノカルボン酸またはモノアミンを含むアミド化合物であると、モノカルボン酸、モノアミンがターミナル分子(terminal molecules)として機能し、分子量を小さくした非環状アミドオリゴマーとなる。また、非環状アミド化合物は、ジカルボン酸及び/またはトリカルボン酸と、ジアミン及び/またはトリアミンが非環状に重縮合したアミド化合部である場合、非環状高分子系アミドポリマーとなる。更に、非環状アミド化合物は、モノカルボン酸とモノアミンが非環状に縮合したアミド化合物も含まれる。
 以下に、モノカルボン酸とモノアミンが非環状に縮合したアミド化合物がネットワークを形成できる理由を説明する。
 図7は、モノカルボン酸の分子構造の概要を示す模式図、図8は、モノアミンの分子構造の概要を示す模式図、図9は、モノカルボン酸とモノアミンが縮合した非環状アミド化合物の分子構造の概要を示す模式図である。
 図7に示すモノカルボン酸のカルボキシル基(COOH)と、図8に示すモノアミンのアミノ基(NH)が縮合によりアミド結合することで、図9に示す非環状アミド化合物が形成される。また、非環状アミド化合物のアミド基C(=O)-NHの水素(H)と酸素(O)が、分子間で水素結合することでつながる。非環状アミド化合物の分子内のアミド結合箇所を(A)で示し、非環状アミド化合物の分子間の水素結合箇所を(B)で示す。
 このように、分子内に1つのアミド基を持つモノアミド(モノアマイド)は、水素結合によりつながっていく。この水素結合によるモノアミドの集合体は超分子として取り扱われる。超分子とは、水素結合、疎水性相互作用等の非共有結合性の相互作用から構築された分子の集合体を指す。水素結合は強い相互作用を示し、安定した構造となる。
 モノカルボン酸とモノアミンが縮合したモノアミドである非環状アミド化合物は、アミド結合に由来する水素結合による相互作用でつながり、加えて、水素結合による相互作用でつながった分子鎖、とりわけ、主鎖のアミド結合に由来する水素結合や、側鎖による疎水性相互作用等による分子鎖間の相互作用によって架橋部位を形成し3次元ネットワークへと成長する。
 以上のように、モノカルボン酸とモノアミンが縮合した非環状アミド化合物は、アミド基を1つしか持たないものの、水素結合による非共有性相互作用により結合することで、ネットワークを形成できることが判る。
 なお、チキソ剤として含有する環状アミド化合物は、ジカルボン酸及び/またはトリカルボン酸と、ジアミン及び/またはトリアミンが環状に重縮合したアミド化合物で、アミド基を2つ以上持つ
 これにより、環状アミド化合物がチキソ剤に加わることで、水素結合による相互作用でつながったモノアミドの集合体である非環状アミド化合物が、環状アミド化合物を介してつながる
 チキソ剤が環状アミド化合物と非環状アミド化合物を含むフラックスを用いたソルダペーストでは、環状アミド化合物と非環状アミド化合物がネットワークを形成することで、チキソ性が付与されると考えられる。
 しかし、環状アミド化合物と非環状アミド化合物の含有量が過少であると、十分なネットワークが形成できないため、チキソ性が付与されない。
 一方、環状アミド化合物を含まない、または、環状アミド化合物の含有量が本願発明で規定される量より少ないチキソ剤では、非環状アミド化合物が過剰になると、非環状アミド化合物の分子内、分子間で過度に相互作用してしまい、凝集・析出が発生しやすくなる。
 これにより、フラックスとしてのレオロジー特性が損なわれる(結晶析出による印刷性が悪い)ことや、凝集体が形成されていない部分でチキソ剤密度が少なく、実質的に上記のようなチキソ剤不足の状態となり効果を発揮できなくなると考えられる。
 これに対して、ジカルボン酸及び/またはトリカルボン酸と、ジアミン及び/またはトリアミンが環状に重縮合した環状アミド化合物と、モノカルボン酸、ジカルボン酸及び/またはトリカルボン酸と、モノアミン、ジアミン及び/またはトリアミンが非環状に縮合した非環状アミド化合物を、本願発明で規定される含有量で併用することにより、環状アミド化合物で非環状アミド化合物を非共有結合性の相互作用にて架橋し、比較的均一なチキソ剤成分のネットワークを構築して、過度のチキソ剤析出を抑制することができる。この環状アミド化合物と非環状アミド化合物を併用することによる効果は、環状アミド化合物と非環状アミド化合物の含有量が本願発明で規定される範囲であれば、非環状アミド化合物の分子量が3000以下でも、3000超でも発揮される。
 また、非環状アミド化合物は、ジカルボン酸及び/またはトリカルボン酸のカルボキシル基の合計モル数と、ジアミン及び/またはトリアミンのアミノ基の合計モル数の比が1:1であれば、分子量が最大になる。これに対し、ジカルボン酸及び/またはトリカルボン酸のカルボキシル基の合計モル数と、ジアミン及び/またはトリアミンのアミノ基の合計モル数の比が1:mまたはm:1(m>1)であれば、分子量を小さくした非環状アミドオリゴマーとなる。好ましくは1:2~2:1である。
 環状アミド化合物は、ジカルボン酸及びトリカルボン酸の炭素数が3以上10以下であり、ジカルボン酸及びトリカルボン酸の炭素数が6以上10以下であることがより好ましい。
 また、環状アミド化合物は、ジアミン及びトリアミンの炭素数が2以上54以下であり、ジアミン及びトリアミンの炭素数が6であることがより好ましい。
 更に、非環状アミド化合物は、モノカルボン酸、ジカルボン酸及びトリカルボン酸の炭素数が2以上28以下であることが好ましく、モノカルボン酸、ジカルボン酸及びトリカルボン酸の炭素数は、より好ましくは2以上18以下、更に好ましくは2以上10以下、より更に好ましくは6以上10以下である。非環状アミド化合物は、モノアミン、ジアミン及びトリアミンの炭素数が0以上54以下であることが好ましく、モノアミン、ジアミン及びトリアミンの炭素数は、より好ましくは0以上18以下、更に好ましくは0以上10以下、より更に好ましくは6以上10以下である。
 環状アミド化合物、非環状アミド化合物におけるジカルボン酸は、炭素数が6のアジピン酸、炭素数が10のセバシン酸等が挙げられる。
 また、環状アミド化合物、非環状アミド化合物におけるジカルボン酸は、炭素数3のマロン酸、炭素数4のコハク酸、炭素数5のグルタル酸、炭素数7のピメリン酸、炭素数8のスベリン酸、炭素数9のアゼライン酸、炭素数8のシクロヘキサンジカルボン酸等の脂肪族ジカルボン酸、及び、炭素数6のフタル酸、炭素数6のテレフタル酸等の芳香族ジカルボン酸が挙げられる。
 更に、環状アミド化合物、非環状アミド化合物におけるトリカルボン酸は、炭素数9のシクロヘキサントリカルボン酸、炭素数9のベンゼントリカルボン酸等が挙げられる。
 また、非環状アミド化合物におけるモノカルボン酸は、炭素数2の酢酸、炭素数16のパルミチン酸、炭素数18のステアリン酸、炭素数18の12-ヒドロキシステアリン酸、炭素数22のベヘン酸、炭素数28のモンタン酸等が挙げられる。
 環状アミド化合物、非環状アミド化合物におけるジアミンは、1,6-ヘキサンジアミン等が挙げられる。
 また、環状アミド化合物、非環状アミド化合物におけるジアミンは、炭素数2のエチレンジアミン、炭素数3の1,3-ジアミノプロパン、炭素数4の1,4-ジアミノブタン、炭素数36のダイマージアミン、炭素数6のフェニレンジアミン、炭素数8のメタキシリレンジアミン、炭素数8のパラキシリレンジアミン、炭素数8の2,4-ジアミノトルエン等が挙げられる。
 更に、環状アミド化合物、非環状アミド化合物におけるトリアミンは、炭素数6のトリアミノシクロヘキサン、炭素数54のトリマートリアミン等が挙げられる。
 また、非環状アミド化合物におけるモノアミンは、炭素数0のアンモニア、炭素数2のエチルアミン、炭素数6のヘキシルアミン、炭素数8のオクチルアミン、炭素数18のステアリルアミン等が挙げられる。
 モノカルボン酸とモノアミンが縮合した[1+1]型の非環状アミド化合物としては、ステアリン酸アミド(分子量283.49)、p-トルアミド(分子量135.17)等が挙げられる。また、モノカルボン酸とジアミンが縮合した[1+1]型の非環状アミド化合物としては、エチレンジアミンモノステアリン酸アミド(分子量326.56)等が挙げられる。
 モノカルボン酸とジアミンが縮合した[2+1]型の非環状アミド化合物としては、エチレンジアミンビスステアリン酸アミド(分子量593.02)、エチレンジアミンビスパルミチン酸アミド(分子量536.9)、メタキシリレンジアミンビスステアリン酸アミド(分子量669.11)等が挙げられる。
 ジカルボン酸とモノアミンが縮合した[1+2]型の非環状アミド化合物としては、コハク酸ビスステアリルアミド(分子量621.07)、アジピン酸ビスステアリルアミド(分子量649.12)、セバシン酸ビスステアリルアミド(分子量705.27)等が挙げられる。
 なお、非環状アミド化合物は、ラクタムを開環重合したものでも置換でき、例えば、ε-カプロラクタムを開環重合した6-ナイロン、ラウリルラクタムを開環重合した12-ナイロン等が挙げられる。
 本実施の形態のフラックスは、チキソ剤として上述した環状アミド化合物を0.1wt%以上8.0wt%以下、より好ましくは、環状アミド化合物を0.1wt%以上1.5wt%以下、非環状アミド化合物を0.5wt%以上8.0wt%以下、より好ましくは、非環状アミド化合物を0.5wt%以上4.0wt%以下含み、かつ、環状アミド化合物と非環状アミド化合物の合計が1.5wt%以上10.0wt%以下である。
 環状アミド化合物の量が0.1wt%未満であると、チキソ性が悪くなる。また、印刷ダレ、加熱ダレを抑制できない。一方、環状アミド化合物の量が8.0wt%超であると、アミド系チキソ剤の合計量が多くなることで、フラックス中で析出が発生し、印刷性が悪くなる。
 また、本実施の形態のフラックスは、チキソ剤としてエステル化合物を含むことが好ましく、エステル化合物を0wt%以上8.0wt%以下、より好ましくは、エステル化合物を0wt%以上4.0wt%以下含む。
 本実施の形態のフラックスは、ロジンを30wt%以上60wt%以下、より好ましくは、ロジンを35wt%以上60wt%以下、有機酸を0.2wt%以上10wt%以下含む。
 本実施の形態のフラックスは、さらに、アミン、ハロゲンを含んでも良く、アミンを0wt%以上20wt%以下、より好ましくは、アミンを0wt%以上5wt%以下、ハロゲンとして有機ハロゲン化合物を0wt%以上5wt%以下、アミンハロゲン化水素酸塩を0wt%以上2wt%以下含む。
 本実施の形態のフラックスは、更に、酸化防止剤を含んでも良く、酸化防止剤を0wt%以上5wt%以下含む。本実施の形態のフラックスは、残部が溶剤である。
 ロジンとしては、例えば、ガムロジン、ウッドロジン及びトール油ロジン等の原料ロジン、並びに該原料ロジンから得られる誘導体が挙げられる。該誘導体としては、例えば、精製ロジン、水添ロジン、不均化ロジン、重合ロジン、酸変性ロジン、フェノール変性ロジン及びα,β不飽和カルボン酸変性物(アクリル化ロジン、マレイン化ロジン、フマル化ロジン等)、並びに該重合ロジンの精製物、水素化物及び不均化物、並びに該α,β不飽和カルボン酸変性物の精製物、水素化物及び不均化物等が挙げられ、これらの1種または2種以上を使用することができる。
 有機酸としては、グルタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、エイコサン二酸、クエン酸、グリコール酸、コハク酸、サリチル酸、ジグリコール酸、ジピコリン酸、ジブチルアニリンジグリコール酸、スベリン酸、セバシン酸、チオグリコール酸、テレフタル酸、ドデカン二酸、パラヒドロキシフェニル酢酸、ピコリン酸、フェニルコハク酸、フタル酸、フマル酸、マレイン酸、マロン酸、ラウリン酸、安息香酸、酒石酸、イソシアヌル酸トリス(2-カルボキシエチル)、グリシン、1,3-シクロヘキサンジカルボン酸、2,2-ビス(ヒドロキシメチル)プロピオン酸、2,2-ビス(ヒドロキシメチル)ブタン酸、2,3-ジヒドロキシ安息香酸、2,4-ジエチルグルタル酸、2-キノリンカルボン酸、3-ヒドロキシ安息香酸、リンゴ酸、p-アニス酸、ステアリン酸、12-ヒドロキシステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸等が挙げられる。
 また、有機酸としては、ダイマー酸、トリマー酸、ダイマー酸に水素を添加した水添物である水添ダイマー酸、トリマー酸に水素を添加した水添物である水添トリマー酸が挙げられる。
 例えば、オレイン酸とリノール酸の反応物であるダイマー酸、オレイン酸とリノール酸の反応物であるトリマー酸、アクリル酸の反応物であるダイマー酸、アクリル酸の反応物であるトリマー酸、メタクリル酸の反応物であるダイマー酸、メタクリル酸の反応物であるトリマー酸、アクリル酸とメタクリル酸の反応物であるダイマー酸、アクリル酸とメタクリル酸の反応物であるトリマー酸、オレイン酸の反応物であるダイマー酸、オレイン酸の反応物であるトリマー酸、リノール酸の反応物であるダイマー酸、リノール酸の反応物であるトリマー酸、 リノレン酸の反応物であるダイマー酸、リノレン酸の反応物であるトリマー酸、アクリル酸とオレイン酸の反応物であるダイマー酸、アクリル酸とオレイン酸の反応物であるトリマー酸、アクリル酸とリノール酸の反応物であるダイマー酸、アクリル酸とリノール酸の反応物であるトリマー酸、アクリル酸とリノレン酸の反応物であるダイマー酸、アクリル酸とリノレン酸の反応物であるトリマー酸、メタクリル酸とオレイン酸の反応物であるダイマー酸、メタクリル酸とオレイン酸の反応物であるトリマー酸、メタクリル酸とリノール酸の反応物であるダイマー酸、メタクリル酸とリノール酸の反応物であるトリマー酸、メタクリル酸とリノレン酸の反応物であるダイマー酸、メタクリル酸とリノレン酸の反応物であるトリマー酸、オレイン酸とリノレン酸の反応物であるダイマー酸、オレイン酸とリノレン酸の反応物であるトリマー酸、リノール酸とリノレン酸の反応物であるダイマー酸、リノール酸とリノレン酸の反応物であるトリマー酸、上述した各ダイマー酸の水添物である水添ダイマー酸、上述した各トリマー酸の水添物である水添トリマー酸等が挙げられる。
 アミンとしては、モノエタノールアミン、ジフェニルグアニジン、エチルアミン、トリエチルアミン、エチレンジアミン、トリエチレンテトラミン、2-メチルイミダゾール、2-ウンデシルイミダゾール、2-ヘプタデシルイミダゾール、1,2-ジメチルイミダゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾール、2-フェニルイミダゾール、2-フェニル-4-メチルイミダゾール、1-ベンジル-2-メチルイミダゾール、1-ベンジル-2-フェニルイミダゾール、1-シアノエチル-2-メチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-ウンデシルイミダゾール、1-シアノエチル-2-エチル-4-メチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-フェニルイミダゾール、1-シアノエチル-2-ウンデシルイミダゾリウムトリメリテイト、1-シアノエチル-2-フェニルイミダゾリウムトリメリテイト、2,4-ジアミノ-6-[2′-メチルイミダゾリル-(1′)]-エチル-s-トリアジン、2,4-ジアミノ-6-[2′-ウンデシルイミダゾリル-(1′)]-エチル-s-トリアジン、2,4-ジアミノ-6-[2′-エチル-4′-メチルイミダゾリル-(1′)]-エチル-s-トリアジン、2,4-ジアミノ-6-[2′-メチルイミダゾリル-(1′)]-エチル-s-トリアジンイソシアヌル酸付加物、2-フェニルイミダゾールイソシアヌル酸付加物、2-フェニル-4,5-ジヒドロキシメチルイミダゾール、2-フェニル-4-メチル-5-ヒドロキシメチルイミダゾール、2,3-ジヒドロ-1H-ピロロ[1,2-a]ベンズイミダゾール、1-ドデシル-2-メチル-3-ベンジルイミダゾリウムクロライド、2-メチルイミダゾリン、2-フェニルイミダゾリン、2,4-ジアミノ-6-ビニル-s-トリアジン、2,4-ジアミノ-6-ビニル-s-トリアジンイソシアヌル酸付加物、2,4-ジアミノ-6-メタクリロイルオキシエチル-s-トリアジン、エポキシ-イミダゾールアダクト、2-メチルベンゾイミダゾール、2-オクチルベンゾイミダゾール、2-ペンチルベンゾイミダゾール、2-(1-エチルペンチル)ベンゾイミダゾール、2-ノニルベンゾイミダゾール、2-(4-チアゾリル)ベンゾイミダゾール、ベンゾイミダゾール、2-(2′-ヒドロキシ-5′-メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2′-ヒドロキシ-3′-tert-ブチル-5′-メチルフェニル)-5-クロロベンゾトリアゾール、2-(2′-ヒドロキシ-3′,5′-ジ-tert-アミルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2′-ヒドロキシ-5′-tert-オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2,2′-メチレンビス[6-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-4-tert-オクチルフェノール]、6-(2-ベンゾトリアゾリル)-4-tert-オクチル-6′-tert-ブチル-4′-メチル-2,2′-メチレンビスフェノール、1,2,3-ベンゾトリアゾール、1-[N,N-ビス(2-エチルヘキシル)アミノメチル]ベンゾトリアゾール、カルボキシベンゾトリアゾール、1-[N,N-ビス(2-エチルヘキシル)アミノメチル]メチルベンゾトリアゾール、2,2′-[[(メチル-1H-ベンゾトリアゾール-1-イル)メチル]イミノ]ビスエタノール、1-(1′,2′-ジカルボキシエチル)ベンゾトリアゾール、1-(2,3-ジカルボキシプロピル)ベンゾトリアゾール、1-[(2-エチルヘキシルアミノ)メチル]ベンゾトリアゾール、2,6-ビス[(1H-ベンゾトリアゾール-1-イル)メチル]-4-メチルフェノール、5-メチルベンゾトリアゾール、5-フェニルテトラゾール等が挙げられる。
 有機ハロゲン化合物としては、trans-2,3-ジブロモ-1,4-ブテンジオール、トリアリルイソシアヌレート6臭化物、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、2,3-ジブロモ-1,4-ブタンジオール、2,3-ジブロモ-2-ブテン-1,4-ジオール等が挙げられる。
 アミンハロゲン化水素酸塩は、アミンとハロゲン化水素を反応させた化合物であり、アニリン塩化水素、アニリン臭化水素等が挙げられる。アミンハロゲン化水素酸塩のアミンとしては、上述したアミンを用いることができ、エチルアミン、エチレンジアミン、トリエチルアミン、メチルイミダゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾール等が挙げられ、ハロゲン化水素としては、塩素、臭素、ヨウ素、フッ素の水素化物(塩化水素、臭化水素、ヨウ化水素、フッ化水素)が挙げられる。また、アミンハロゲン化水素酸塩に代えて、あるいはアミンハロゲン化水素酸塩と合わせてホウフッ化物を含んでも良く、ホウフッ化物としてホウフッ化水素酸等が挙げられる。
 溶剤としては、水、アルコール系溶剤、グリコールエーテル系溶剤、テルピネオール類等が挙げられる。アルコール系溶剤としてはイソプロピルアルコール、1,2-ブタンジオール、イソボルニルシクロヘキサノール、2,4-ジエチル-1,5-ペンタンジオール、2,2-ジメチル-1,3-プロパンジオール、2,5-ジメチル-2,5-ヘキサンジオール、2,5-ジメチル-3-ヘキシン-2,5-ジオール、2,3-ジメチル-2,3-ブタンジオール、1,1,1-トリス(ヒドロキシメチル)エタン、2-エチル-2-ヒドロキシメチル-1,3-プロパンジオール、2,2′-オキシビス(メチレン)ビス(2-エチル-1,3-プロパンジオール)、2,2-ビス(ヒドロキシメチル)-1,3-プロパンジオール、1,2,6-トリヒドロキシヘキサン、ビス[2,2,2-トリス(ヒドロキシメチル)エチル]エーテル、1-エチニル-1-シクロヘキサノール、1,4-シクロヘキサンジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、エリトリトール、トレイトール、グアヤコールグリセロールエーテル、3,6-ジメチル-4-オクチン-3,6-ジオール、2,4,7,9-テトラメチル-5-デシン-4,7-ジオール等が挙げられる。グリコールエーテル系溶剤としては、ヘキシルジグリコール、ジエチレングリコールモノ-2-エチルヘキシルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、2-メチルペンタン-2,4-ジオール、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ジブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル等が挙げられる。酸化防止剤としては、ヒンダードフェノール系酸化防止剤等が挙げられる。
 <本実施の形態のソルダペーストの一例>
 本実施の形態のソルダペーストは、上述したフラックスと、金属粉を含む。金属粉は、Pbを含まないはんだであることが好ましく、Sn単体、または、Sn-Ag系、Sn-Cu系、Sn-Ag-Cu系、Sn-Bi系、Sn-In系等、あるいは、これらの合金にSb、Bi、In、Cu、Zn、As、Ag、Cd、Fe、Ni、Co、Au、Ge、P等を添加したはんだの粉体で構成される。
 <本実施の形態のフラックス及びソルダペーストの作用効果例>
チキソ剤と、ロジンと、有機酸と、溶剤を含み、チキソ剤が、環状アミド化合物と非環状アミド化合物からなるフラックスでは、チキソ剤が非環状アミド化合物からなる場合と比較して、非環状アミド化合物の含有量を増やすことなく、チキソ性を向上させることができ、チキソ剤の析出を抑制することができる。このフラックスを用いたソルダペーストでは、にじみ、かすれ等が抑制された良好な印刷性を得ることができ、また、印刷後のソルダペーストが流れる印刷ダレを抑制することができる。更に、はんだ付け時の加熱によるソルダペーストの加熱ダレを抑制することができる。
 以下の表1、表2、表3、表4に示す組成で実施例と比較例のフラックスを調合し、このフラックスを使用してソルダペーストを調合して、フラックスのチキソ性、ソルダペーストの印刷ダレの抑制能、印刷性、加熱ダレの抑制能について検証した。なお、表1、表2、表3、表4における組成率は、フラックスの全量を100とした場合のwt(重量)%である。
 ソルダペーストは、フラックスが11wt%、金属粉が89wt%である。また、ソルダペースト中の金属粉は、Agが3.0wt%、Cuが0.5wt%、残部がSnであるSn-Ag-Cu系のはんだ合金であり、金属粉の粒径の平均はφ20μmである。
 <フラックスのチキソ性の評価>
(1)検証方法
 チキソ性の評価は、JIS Z3284-3 4.2に準拠し、スパイラル方式粘度計を用いて行った。粘度計の回転速度を3rpmと30rpmに設定し、所定時間回転後の粘度を読み取ってチキソ比を算出した。
(2)判定基準
〇〇:チキソ比が0.60以上
〇 :チキソ比が0.30以上0.60未満
× :チキソ比が0.30未満
 <ソルダペーストの印刷ダレ抑制能の評価>
(1)検証方法
 ソルダペーストの印刷ダレ抑制能の評価は、JIS Z3284-3 4.3に準拠し、所定のパターンでソルダペースト印刷部が形成されたステンレス製メタルマスクを使用して銅板にソルダペーストを印刷し、メタルマスクを取り除いた後、室温25±5℃、相対湿度50±10%で10~20分間保管し、印刷された各パターンのうち、印刷されたソルダペースト全てが一体にならない最小間隔を目視により確認した。メタルマスクの厚みは0.2mm、ソルダペースト印刷部は四角形の開口で、大きさは3.0×1.5mmとなっている。ソルダペースト印刷部は、同じ大きさの複数の開口が間隔を異ならせて並び、開口の間隔Lは0.2-0.3-0.4-0.5-0.6-0.7-0.8-0.9-1.0-1.1-1.2mmとなっている。
(2)判定基準
〇:印刷後、一体にならない最小間隔が0.2mm以下
×:印刷後、一体にならない最小間隔が0.2mm超
 <ソルダペーストの印刷性の評価>
(1)検証方法
 ソルダペーストの印刷性の評価は、JIS Z3284-3 4.1に準拠し、所定のパターンでソルダペースト印刷部が形成されたステンレス製メタルマスクを使用して銅板にソルダペーストを印刷し、印刷初期及び連続印刷時において、にじみ、かすれがないかを目視により確認した。
(2)判定基準
〇:印刷後、にじみ・かすれがない
×:印刷後、にじみ・かすれがある
 <ソルダペーストの加熱ダレ抑制能の評価>
(1)検証方法
 ソルダペーストの加熱ダレ抑制能の評価は、JIS Z3284-3 4.4に準拠し、所定のパターンでソルダペースト印刷部が形成されたステンレス製メタルマスクを使用して銅板にソルダペーストを印刷し、メタルマスクを取り除いた後、150±10℃にて10分間加熱を行い、印刷された各パターンのうち、印刷されたソルダペースト全てが一体にならない最小間隔を目視により確認した。メタルマスクの厚みは0.2mm、ソルダペースト印刷部は四角形の開口で、大きさは3.0×1.5mmとなっている。ソルダペースト印刷部は、同じ大きさの複数の開口が間隔を異ならせて並び、開口の間隔Lは0.2-0.3-0.4-0.5-0.6-0.7-0.8-0.9-1.0-1.1-1.2mmとなっている。
(2)判定基準
〇:一体にならない最小間隔が1.0mm以下
×:一体にならない最小間隔が1.0mm超
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 本発明では、実施例1~実施例3に示すように、チキソ剤として、炭素数が10のジカルボン酸であるセバシン酸と、炭素数が6のジアミンである1,6-ヘキサンジアミンが環状に重縮合した環状アミド化合物と、炭素数が10のジカルボン酸であるセバシン酸と、炭素数が6のジアミンである1,6-ヘキサンジアミンが非環状に重縮合した非環状アミド化合物を本発明で規定された範囲内で含むことで、フラックスのチキソ性を向上させることができ、チキソ剤の析出を抑制することができた。また、このフラックスを用いたソルダペーストでは、にじみ、かすれ等が抑制された良好な印刷性を得ることができ、印刷後のソルダペーストが流れる印刷ダレを抑制することができた。更に、はんだ付け時の加熱によるソルダペーストの加熱ダレを抑制することができた。
 実施例2のように、環状アミド化合物を0.5wt%含むことで、非環状アミド化合物を8wt%含んでも、フラックスのチキソ性、ソルダペーストの印刷ダレ抑制能、印刷性、加熱ダレの抑制能が阻害されず、これらに対して十分な効果が得られた。更に、実施例3のように、環状アミド化合物を8.0wt%含むことでも、フラックスのチキソ性、ソルダペーストの印刷ダレ抑制能、印刷性、加熱ダレの抑制能が阻害されず、これらに対して十分な効果が得られた。これにより、炭素数が10のジカルボン酸と、炭素数が6のジアミンが環状に重縮合した環状アミド化合物と、炭素数が10のジカルボン酸と、炭素数が6のジアミンが非環状に重縮合した非環状アミド化合物を、本発明で規定された範囲内で含むことで、フラックスのチキソ性、ソルダペーストの印刷ダレ抑制能、印刷性、加熱ダレ抑制能に対して十分な効果が得られた。
 実施例4に示すように、チキソ剤として、炭素数が6のジカルボン酸であるアジピン酸と、炭素数が6のジアミンである1,6-ヘキサンジアミンが環状に重縮合した環状アミド化合物を2wt%、炭素数が6のジカルボン酸であるアジピン酸と、炭素数が6のジアミンである1,6-ヘキサンジアミンが非環状に重縮合した非環状アミド化合物を4wt%含むことでも、フラックスのチキソ性、ソルダペーストの印刷ダレ抑制能、印刷性、加熱ダレの抑制能が阻害されず、これらに対して十分な効果が得られ、炭素数が6のジカルボン酸と、炭素数が6のジアミンが環状に重縮合した環状アミド化合物と、炭素数が6のジカルボン酸と、炭素数が6のジアミンが非環状に重縮合した非環状アミド化合物を、本発明で規定された範囲内で含むことでも、フラックスのチキソ性、ソルダペーストの印刷ダレ抑制能、印刷性、加熱ダレ抑制能に対して十分な効果が得られた。
 実施例5~実施例9に示すように、本発明で規定された範囲内でチキソ剤として環状アミド化合物と非環状アミド化合物を含むことで、本発明で規定された範囲内で有機酸の種類を変える、複数種類の有機酸を組み合わせる、有機酸の量を変えることでも、フラックスのチキソ性、ソルダペーストの印刷ダレ抑制能、印刷性、加熱ダレ抑制能に対して十分な効果が得られた。
 実施例10~実施例11に示すように、本発明で規定された範囲内でチキソ剤として環状アミド化合物と非環状アミド化合物を含み、さらに、本発明で規定された範囲内でアミンを含むことでも、フラックスのチキソ性、ソルダペーストの印刷ダレ抑制能、印刷性、加熱ダレ抑制能に対して十分な効果が得られた。
 実施例12~実施例13に示すように、本発明で規定された範囲内でチキソ剤として環状アミド化合物と非環状アミド化合物を含み、さらに、本発明で規定された範囲内でハロゲンを含むことでも、フラックスのチキソ性、ソルダペーストの印刷ダレ抑制能、印刷性、加熱ダレ抑制能に対して十分な効果が得られた。
 実施例14に示すように、本発明で規定された範囲内でチキソ剤として環状アミド化合物と非環状アミド化合物を含み、さらに、本発明で規定された範囲内で酸化防止剤を含むことでも、フラックスのチキソ性、ソルダペーストの印刷ダレ抑制能、印刷性、加熱ダレ抑制能に対して十分な効果が得られた。
 実施例15に示すように、本発明で規定された範囲内でチキソ剤として環状アミド化合物と非環状アミド化合物を含み、さらに、本発明で規定された範囲内でアミン、ハロゲン、酸化防止剤を含むことで、本発明で規定された範囲内で有機酸の量を減らしても、フラックスのチキソ性、ソルダペーストの印刷ダレ抑制能、印刷性、加熱ダレ抑制能に対して十分な効果が得られた。
 実施例16~実施例17に示すように、本発明で規定された範囲内でチキソ剤として環状アミド化合物と非環状アミド化合物を含むことで、本発明で規定された範囲内でロジンの量を変えることでも、フラックスのチキソ性、ソルダペーストの印刷ダレ抑制能、印刷性、加熱ダレ抑制能に対して十分な効果が得られた。
 実施例18~実施例22に示すように、本発明で規定された範囲内でチキソ剤として環状アミド化合物と非環状アミド化合物を含み、さらに、本発明で規定された範囲内でチキソ剤としてエステル化合物を含むことで、本発明で規定された範囲内で有機酸の種類を変える、複数種類の有機酸を組み合わせる、有機酸の量を変えることでも、フラックスのチキソ性、ソルダペーストの印刷ダレ抑制能、印刷性、加熱ダレ抑制能に対して十分な効果が得られた。
 実施例23~実施例24に示すように、本発明で規定された範囲内でチキソ剤として環状アミド化合物と非環状アミド化合物を含み、さらに、本発明で規定された範囲内でチキソ剤としてエステル化合物を含み、本発明で規定された範囲内でアミンを含むことでも、フラックスのチキソ性、ソルダペーストの印刷ダレ抑制能、印刷性、加熱ダレ抑制能に対して十分な効果が得られた。
 実施例25~実施例26に示すように、本発明で規定された範囲内でチキソ剤として環状アミド化合物と非環状アミド化合物を含み、さらに、本発明で規定された範囲内でチキソ剤としてエステル化合物を含み、さらに、本発明で規定された範囲内でハロゲンを含むことでも、フラックスのチキソ性、ソルダペーストの印刷ダレ抑制能、印刷性、加熱ダレ抑制能に対して十分な効果が得られた。
 実施例27に示すように、本発明で規定された範囲内でチキソ剤として環状アミド化合物と非環状アミド化合物を含み、さらに、本発明で規定された範囲内でチキソ剤としてエステル化合物を含み、さらに、本発明で規定された範囲内で酸化防止剤を含むことでも、フラックスのチキソ性、ソルダペーストの印刷ダレ抑制能、印刷性、加熱ダレ抑制能に対して十分な効果が得られた。
 実施例28に示すように、本発明で規定された範囲内でチキソ剤として環状アミド化合物と非環状アミド化合物を含み、さらに、本発明で規定された範囲内でチキソ剤としてエステル化合物を含み、さらに、本発明で規定された範囲内でアミン、ハロゲン、酸化防止剤を含むことで、本発明で規定された範囲内で有機酸の量を減らしても、フラックスのチキソ性、ソルダペーストの印刷ダレ抑制能、印刷性、加熱ダレ抑制能に対して十分な効果が得られた。
 実施例29~実施例30に示すように、本発明で規定された範囲内でチキソ剤として環状アミド化合物と非環状アミド化合物を含み、さらに、本発明で規定された範囲内でチキソ剤としてエステル化合物を含むことで、本発明で規定された範囲内でロジンの量を変えることでも、フラックスのチキソ性、ソルダペーストの印刷ダレ抑制能、印刷性、加熱ダレ抑制能に対して十分な効果が得られた。
 実施例31に示すように、本発明で規定された範囲内でチキソ剤として環状アミド化合物と非環状アミド化合物を含み、さらに、本発明で規定された範囲内でチキソ剤としてエステル化合物を含むことで、エステル化合物の量を減らしても、フラックスのチキソ性、ソルダペーストの印刷ダレ抑制能、印刷性、加熱ダレ抑制能に対して十分な効果が得られた。
 実施例32~実施例34に示すように、本発明で規定された範囲内でチキソ剤として環状アミド化合物と非環状アミド化合物を含み、さらに、本発明で規定された範囲内でチキソ剤としてエステル化合物を含むことで、エステル化合物の量を増やし、非環状アミド化合物を減らすことにより、フラックスのチキソ性、ソルダペーストの印刷ダレ抑制能、印刷性、加熱ダレ抑制能に対して十分な効果が得られ、さらに、Nリフローにて25℃から250℃まで1℃/secにて加熱し、その後溶剤にてビーカー内で超音波洗浄し、その後乾燥したものを目視確認したところフラックス残渣がなく、洗浄性が得られた。
 実施例35に示すように、環状アミド化合物を本発明で規定された範囲内の下限値で0.1wt%含み、非環状アミド化合物を本発明で規定された範囲内で2.5wt%含み、環状アミド化合物と非環状アミド化合物の合計が本発明で規定された範囲内であり、さらに、本発明で規定された範囲内でチキソ剤としてエステル化合物を含むことでも、フラックスのチキソ性、ソルダペーストの印刷ダレ抑制能、印刷性、加熱ダレ抑制能に対して十分な効果が得られた。
 実施例36に示すように、環状アミド化合物を本発明で規定された範囲内の下限値から増やして0.3wt%含み、非環状アミド化合物を実施例35と同じ2.5wt%含み、環状アミド化合物と非環状アミド化合物の合計が本発明で規定された範囲内であることで、実施例35と比較してエステル化合物の含有量を減らしても、フラックスのチキソ性、ソルダペーストの印刷ダレ抑制能、印刷性、加熱ダレ抑制能に対して十分な効果が得られた。
 実施例37のように、環状アミド化合物を実施例36と同じ0.3wt%含み、非環状アミド化合物を本発明で規定された範囲内で8wt%含み、環状アミド化合物と非環状アミド化合物の合計が本発明で規定された範囲内であることでも、チキソ剤としてエステル化合物を含まずに、フラックスのチキソ性、ソルダペーストの印刷ダレ抑制能、印刷性、加熱ダレ抑制能に対して十分な効果が得られた。
 これに対し、比較例1に示すように、本発明で規定された範囲内でチキソ剤として環状アミド化合物を含んでも、非環状アミド化合物の含有量が本発明で規定された範囲外で、環状アミド化合物と非環状アミド化合物の合計が本発明で規定された範囲外であると、フラックスのチキソ性、ソルダペーストの印刷ダレ抑制能、印刷性、加熱ダレ抑制能に対して効果が得られなかった。
 また、比較例2に示すように、本発明で規定された範囲内でチキソ剤として環状アミド化合物と非環状アミド化合物を含んでも、環状アミド化合物と非環状アミド化合物の合計が本発明で規定された範囲外であると、フラックスのチキソ性、ソルダペーストの印刷ダレ抑制能、印刷性、加熱ダレ抑制能に対して効果が得られなかった。
 更に、比較例3に示すように、チキソ剤として環状アミド化合物は含まず、本発明で規定された範囲外で非環状アミド化合物を含むと、フラックスのチキソ性、ソルダペーストの印刷ダレ抑制能、加熱ダレ抑制能に対しては効果が得られたが、印刷性に対しては効果が得られなかった。
 また、比較例4に示すように、チキソ剤として環状アミド化合物と非環状アミド化合物は含まず、本発明で規定された範囲内でエステル化合物を含むと、フラックスのチキソ性、ソルダペーストの印刷ダレ抑制能、印刷性に対しては効果が得られたが、加熱ダレ抑制能に対しては効果が得られなかった。
 なお、チキソ剤が、ジカルボン酸としてマロン酸、コハク酸、グルタル酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、フタル酸またはテレフタル酸等を使用した環状アミド化合物、非環状アミド化合物を含むことでも、フラックスのチキソ性、ソルダペーストの印刷ダレ抑制能、印刷性、加熱ダレ抑制能に対して十分な効果が得られた。
 また、チキソ剤が、トリカルボン酸としてシクロヘキサントリカルボン酸、ベンゼントリカルボン酸等を使用した環状アミド化合物、非環状アミド化合物を含むことでも、フラックスのチキソ性、ソルダペーストの印刷ダレ抑制能、印刷性、加熱ダレ抑制能に対して十分な効果が得られた。
 更に、チキソ剤が、ジアミンとしてエチレンジアミン、1,3-ジアミノプロパン、1,4-ジアミノブタン、ダイマージアミン、フェニレンジアミン、メタキシリレンジアミン、パラキシリレンジアミン、2,4-ジアミノトルエン等を使用した環状アミド化合物、非環状アミド化合物を含むことでも、フラックスのチキソ性、ソルダペーストの印刷ダレ抑制能、印刷性、加熱ダレ抑制能に対して十分な効果が得られた。
 また、チキソ剤が、トリアミンとしてトリアミノシクロヘキサン、トリマートリアミン等を使用した環状アミド化合物、非環状アミド化合物を含むことでも、フラックスのチキソ性、ソルダペーストの印刷ダレ抑制能、印刷性、加熱ダレ抑制能に対して十分な効果が得られた。
 更に、チキソ剤が、モノカルボン酸として酢酸、パルミチン酸、ステアリン酸、12-ヒドロキシステアリン酸、ベヘン酸、モンタン酸等を使用した非環状アミド化合物を含むことでも、フラックスのチキソ性、ソルダペーストの印刷ダレ抑制能、印刷性、加熱ダレ抑制能に対して十分な効果が得られた。
 また、チキソ剤が、モノアミンとしてアンモニア、エチルアミン、ヘキシルアミン、オクチルアミン、ステアリルアミン等を使用した非環状アミド化合物を含むことでも、フラックスのチキソ性、ソルダペーストの印刷ダレ抑制能、印刷性、加熱ダレ抑制能に対して十分な効果が得られた。
 更に、チキソ剤が、ラクタムを開環重合した非環状アミド化合物を含むことでも、フラックスのチキソ性、ソルダペーストの印刷ダレ抑制能、印刷性、加熱ダレ抑制能に対して十分な効果が得られた。
 以上のことから、チキソ剤とロジンと有機酸と溶剤を含み、チキソ剤は、ジカルボン酸及び/またはトリカルボン酸とジアミン及び/またはトリアミンが環状に重縮合した環状アミド化合物と、モノカルボン酸、ジカルボン酸及び/またはトリカルボン酸とモノアミン、ジアミン及び/またはトリアミンが非環状に重縮合した非環状アミド化合物、または、ラクタムを開環重合した非環状アミド化合物からなり、環状アミド化合物は、ジカルボン酸及びトリカルボン酸の炭素数が3以上10以下、ジアミン及びトリアミンの炭素数が2以上54以下であり、非環状アミド化合物は、モノカルボン酸、ジカルボン酸及びトリカルボン酸の炭素数が2以上28以下、モノアミン、ジアミン及びトリアミンの炭素数が0以上54以下であり、環状アミド化合物を0.1wt%以上8.0wt%以下、より好ましくは、環状アミド化合物を0.1wt%以上1.5wt%以下、非環状アミド化合物を0.5wt%以上8.0wt%以下、より好ましくは、非環状アミド化合物を0.5wt%以上4.0wt%以下含み、かつ、環状アミド化合物と非環状アミド化合物の合計が1.5wt%以上10.0wt%以下である本発明に係るフラックスでは、チキソ剤が非環状アミド化合物からなる場合と比較して、非環状アミド化合物の含有量を増やすことなく、チキソ性を向上させることができ、チキソ剤の析出を抑制することができた。
 このフラックスを用いたソルダペーストでは、にじみ、かすれ等が抑制された良好な印刷性を得ることができ、また、印刷後のソルダペーストが流れる印刷ダレを抑制することができた。更に、はんだ付け時の加熱によるソルダペーストの加熱ダレを抑制することができた。
 さらに、本発明に係るフラックスは、チキソ剤としてエステル化合物を0wt%以上8.0wt%以下、より好ましくは、エステル化合物を0wt%以上4.0wt%以下、ロジンを30wt%以上60wt%以下、より好ましくは、ロジンを35wt%以上60wt%以下、有機酸を0.2wt%以上10wt%以下、アミンを0wt%以上20wt%以下、より好ましくは、アミンを0wt%以上5wt%以下、有機ハロゲン化合物を0wt%以上5wt%以下、アミンハロゲン化水素酸塩を0wt%以上2wt%以下、酸化防止剤を0wt%以上5wt%以下で含み、残部が溶剤である。このような組成とすることで、チキソ剤に環状アミド化合物と非環状アミド化合物を含むことによるフラックスのチキソ性、ソルダペーストの印刷ダレ抑制能、印刷性、加熱ダレの抑制能が阻害されず、これらに対して十分な効果が得られた。

Claims (15)

  1.  有機酸と、ロジンと、チキソ剤と、溶剤を含み、
     チキソ剤は、環状アミド化合物と非環状アミド化合物からなり、環状アミド化合物を0.1wt%以上8.0wt%以下、非環状アミド化合物を0.5wt%以上8.0wt%以下で含み、かつ、環状アミド化合物と非環状アミド化合物の合計が1.5wt%以上10.0wt%以下であり、
     環状アミド化合物は、ジカルボン酸及び/またはトリカルボン酸と、ジアミン及び/またはトリアミンが環状に重縮合した分子量が3000以下のアミド化合物であり、
     非環状アミド化合物は、モノカルボン酸、ジカルボン酸及び/またはトリカルボン酸と、モノアミン、ジアミン及び/またはトリアミンが非環状に縮合したアミド化合物である
     ことを特徴とするフラックス。
  2.  環状アミド化合物は、ジカルボン酸及びトリカルボン酸の炭素数が3以上10以下である
     ことを特徴とする請求項1に記載のフラックス。
  3.  環状アミド化合物は、ジカルボン酸及びトリカルボン酸の炭素数が6以上10以下である
     ことを特徴とする請求項1に記載のフラックス。
  4.  環状アミド化合物は、ジアミン及びトリアミンの炭素数が2以上54以下である
     ことを特徴とする請求項2または請求項3に記載のフラックス。
  5.  環状アミド化合物は、ジアミン及びトリアミンの炭素数が6である
     ことを特徴とする請求項2または請求項3に記載のフラックス。
  6.  環状アミド化合物は、炭素数が3以上10以下のジカルボン酸と、炭素数が2以上54以下のジアミンが環状に重縮合したアミド化合物である
     ことを特徴とする請求項1に記載のフラックス。
  7.  環状アミド化合物は、炭素数が6以上10以下のジカルボン酸と、炭素数が6のジアミンが環状に重縮合したアミド化合物である
     ことを特徴とする請求項1に記載のフラックス。
  8.  環状アミド化合物は、ジカルボン酸及びトリカルボン酸の炭素数が3以上10以下、ジアミン及びトリアミンの炭素数が2以上54以下であり、
     非環状アミド化合物は、モノカルボン酸、ジカルボン酸及びトリカルボン酸の炭素数が2以上28以下、モノアミン、ジアミン及びトリアミンの炭素数が0以上54以下である
     ことを特徴とする請求項1に記載のフラックス。
  9.  チキソ剤は、さらにエステル化合物を含む
     ことを特徴とする請求項1~請求項8の何れか1項に記載のフラックス。
  10.  チキソ剤は、エステル化合物としてヒマシ硬化油を含む
     ことを特徴とする請求項9に記載のフラックス。
  11.  チキソ剤は、環状アミド化合物を0.1wt%以上1.5wt%以下、非環状アミド化合物を0.5wt%以上4.0wt%以下含む
     ことを特徴とする請求項1に記載のフラックス。
  12.  チキソ剤は、エステル化合物を0wt%以上8.0wt%以下含む
     ことを特徴とする請求項9または請求項10に記載のフラックス。
  13.  ロジンを30wt%以上60wt%以下、
     有機酸を0.2wt%以上10wt%以下含む
     ことを特徴とする請求項1~請求項12の何れか1項に記載のフラックス。
  14.  さらに、アミンを0wt%以上20wt%、
     有機ハロゲン化合物を0wt%以上5wt%以下、
     アミンハロゲン化水素酸塩を0wt%以上2wt%以下、
     酸化防止剤を0wt%以上5wt%以下含む
     ことを特徴とする請求項1~請求項13の何れか1項に記載のフラックス。
  15.  請求項1~請求項14の何れか1項に記載のフラックスと、金属粉を含む
     ことを特徴とするソルダペースト。
PCT/JP2018/043146 2017-11-24 2018-11-22 フラックス及びソルダペースト WO2019103090A1 (ja)

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