WO2022191227A1

WO2022191227A1 - フラックスおよび電子デバイスの製造方法

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Publication number: WO2022191227A1
Application number: PCT/JP2022/010229
Authority: WO
Inventors: 靖久須川; 裕之山▲崎▼
Original assignee: 千住金属工業株式会社
Priority date: 2021-03-12
Filing date: 2022-03-09
Publication date: 2022-09-15
Also published as: TW202241626A; KR20230150882A; JP2022184949A

Abstract

ロジン化合物と、２種以上の有機溶剤と、を含み、はんだ合金を含まず、はんだ合金を含まない形で基板上に塗布して用いるフラックス。このフラックスのロジン化合物の含有比率は３０質量％超である。また、Ｂ型粘度計を用いて２０℃で測定されるこのフラックスの粘度は２０００ｍＰａ・ｓ以下である。また、このフラックスの、以下手順１で測定したタック力Ｔは５０ｇｆ以上である。［手順１］（１）少なくとも一方の面に、直径７ｍｍ、深さ０．２ｍｍの円形のくぼみが設けられた、ＮｉメッキされたＡｌプレートの一方の面に、くぼみがちょうど埋まる量のフラックスを塗布。（２）フラックスが塗布されたＡｌプレートを、５０℃で１５分間加熱処理。（３）加熱処理されたＡｌプレートを室温まで放冷後、くぼみ内に存在するフラックスのタック力Ｔを、タッキネステスターを用いて、プレスタイム：０．２ｓｅｃ、プレス圧：５０ｇｆ、侵入速度：２．０ｍｍ／ｓｅｃ、引離速度：１０ｍｍ／ｓｅｃの条件で測定。

Description

フラックスおよび電子デバイスの製造方法

　本発明は、フラックスおよび電子デバイスの製造方法に関する。より具体的には、本発明は、はんだ付けにおいて用いられるフラックス、および、フラックスを用いた電子デバイスの製造方法に関する。

　はんだ付けにおいては、通常、フラックスが用いられる。
　フラックスの使用形態としては、（ｉ）はんだ粉末とフラックスとを予め混合してはんだペーストとして用いる形態、（ｉｉ）まず電極にフラックスを塗布し、その後、フラックスが塗布された電極上にプリフォームはんだを置いてはんだ付けをする形態、などがある。

　フラックスは、第一義的には、はんだ付けの対象である電極や電子部品にはんだをはんだ付けする際に用いる補助剤であるが、フラックスに、はんだ付けの補助剤以外の役割（機能）を求める検討が知られている。
　例えば、特許文献１には、まず、基板またはチップ部品の電極にフラックスを塗布し、その後、塗布されたフラックスによりはんだボールを電極上に仮固定することなどが記載されている。すなわち、特許文献１において、フラックスは、はんだ付けの補助剤としてだけでなく、はんだボールの「仮固定用材料」としても用いられている。

特開２００３－５１６６８号公報

　特許文献１に記載されているように、フラックスを、はんだ付けの補助剤としてだけでなく、プリフォームはんだや電子部品の「仮固定」のために用いることが考えられる。しかし、本発明者が知る限り、従来のフラックスは、仮固定のための検討／最適化が行われておらず、改善の余地があった。
　具体的には、フラックスを用いたプリフォームはんだや電子部品の仮固定は、電子デバイスの製造工程の様々な工程において様々な条件下で行われうるところ、従来のフラックスは、室温程度の比較的低温における仮固定性に改善の余地があった。

　本発明はこのような事情に鑑みてなされたものである。
　本発明の目的の１つは、室温程度の比較的低温において、プリフォームはんだや電子部品を好ましく仮固定可能なフラックスを提供することである。
　また、本発明の目的の１つは、フラックスをプリフォームはんだや電子部品の仮固定のために用いる、実用上有用な電子デバイスの製造方法を提供することである。

　本発明者らは、以下に提供される発明を完成させ、上記課題を解決した。

　本発明によれば、以下のフラックスが提供される。

　ロジン化合物と、２種以上の有機溶剤と、を含み、はんだ合金を含まず、はんだ合金を含まない形で基板上に塗布して用いるフラックスであって、
　前記ロジン化合物の含有比率は３０質量％超であり、
　Ｂ型粘度計を用いて２０℃で測定される粘度が２０００ｍＰａ・ｓ以下であり、
　以下の手順１で測定したタック力Ｔが５０ｇｆ以上であるフラックス。
［手順１］
（１）少なくとも一方の面に、直径７ｍｍ、深さ０．２ｍｍの円形のくぼみが設けられた、ＮｉメッキされたＡｌプレートの前記一方の面に、前記くぼみがちょうど埋まる量のフラックスを塗布する。
（２）フラックスが塗布された前記Ａｌプレートを、５０℃で１５分間加熱処理する。
（３）加熱処理された前記Ａｌプレートを室温まで放冷後、前記くぼみ内に存在するフラックスのタック力Ｔを、タッキネステスターを用いて、プレスタイム：０．２ｓｅｃ、プレス圧：５０ｇｆ、侵入速度：２．０ｍｍ／ｓｅｃ、引離速度：１０ｍｍ／ｓｅｃの条件で測定する。

　また、本発明によれば、
　基板上に上記フラックスを塗布する塗布工程と、
　前記フラックスを塗布した前記基板上に、プリフォームはんだまたは電子部品を仮固定する仮固定工程と、
　前記基板を加熱し、前記プリフォームはんだまたは電子部品を前記基板と接合する接合工程と、
を含む電子デバイスの製造方法
が提供される。

　本発明によれば、室温程度の比較的低温において、プリフォームはんだや電子部品を好ましく仮固定可能なフラックスが提供される。
　また、本発明によれば、フラックスをプリフォームはんだや電子部品の仮固定のために用いる、実用上有用な電子デバイスの製造方法が提供される。

電子デバイスの製造方法を説明するための図である。実施例における評価方法を説明するための補足図である。

　以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明する。
　図面はあくまで説明用のものである。図面中の各部材の形状や寸法比などは、必ずしも現実の物品と対応しない。

　本明細書中、数値範囲の説明における「Ｘ～Ｙ」との表記は、特に断らない限り、Ｘ以上Ｙ以下のことを表す。例えば、「１～５質量％」とは「１質量％以上５質量％以下」を意味する。
　本明細書における「電子デバイス」の語は、半導体チップ、半導体素子、プリント配線基板、電気回路ディスプレイ装置、情報通信端末、発光ダイオード、物理電池、化学電池など、電子工学の技術が適用された素子、デバイス、最終製品等を包含する意味で用いられる。
　本明細書において、単位「ｇｆ」は、力の単位であるグラム重を表す。１ｇｆ＝９．８ｇ・ｍ／ｓ^２である。

＜フラックス＞
　本実施形態のフラックスは、ロジン化合物と、２種類以上の有機溶剤と、を含む。
　本実施形態のフラックスは、通常、はんだ付けに用いられる。
　本実施形態のフラックスは、通常、はんだ粉末とフラックスとを予め混合したはんだペーストには適用されない。本実施形態のフラックスは、はんだ合金を含まず、はんだ合金とは別に、はんだ合金を含まない形で基板（電極等）に塗布される。
　本実施形態のフラックス中の、ロジン化合物の含有比率は３０質量％超である。
　本実施形態のフラックスの、Ｂ型粘度計を用いて２０℃で測定される粘度は、２０００ｍＰａ・ｓ以下である。
　本実施形態のフラックスを、以下の手順１で測定したときのタック力Ｔは、５０ｇｆ以上、好ましくは５０～５００ｇｆ、より好ましくは１００～４００ｇｆ、さらに好ましくは２００～４００ｇｆである。
［手順１］
（１）少なくとも一方の面に、直径７ｍｍ、深さ０．２ｍｍの円形のくぼみが設けられた、ＮｉメッキされたＡｌプレートの上記一方の面に、上記くぼみがちょうど埋まる量のフラックスを塗布する。
（２）フラックスが塗布された上記Ａｌプレートを、５０℃で１５分間加熱処理する。
（３）加熱処理された上記Ａｌプレートを室温まで放冷後、上記くぼみ内に存在するフラックスのタック力Ｔを、タッキネステスターを用いて、プレスタイム：０．２ｓｅｃ、プレス圧：５０ｇｆ、侵入速度：２．０ｍｍ／ｓｅｃ、引離速度：１０ｍｍ／ｓｅｃの条件で測定する。

　ロジン化合物を有機溶剤と混合して適度に「湿らせる」ことにより、粘着性が発現する。しかし、本発明者らの予備的検討によれば、ロジン化合物を有機溶剤と単純に混合して調製したフラックスを用いても、特に室温程度の比較的低温において、プリフォームはんだまたは電子部品を適切に仮固定できない場合があった。ここで、「適切に仮固定できる」とは、例えば、（ｉ）プリフォームはんだまたは電子部品が固定された基板に衝撃を加えても、プリフォームはんだまたは電子部品がズレたり脱落したりしないこと、（ｉｉ）固定力が経時によっても変化しにくいこと（いったん仮固定されたプリフォームはんだまたは電子部品が、時間を経てもズレたり脱落したりしにくいこと）、などのうち１つ以上のことを意味する。

　よって、本発明者は、室温程度の比較的低温においても、プリフォームはんだまたは電子部品を好ましく仮固定可能なフラックスを提供するため、様々な観点から検討を行った。
　検討の結果、（ｉ）フラックスの全成分（有機溶剤を含む）中のロジン化合物の比率が、低温における仮固定性と関係しているらしいことを本発明者は知見した。特に、ロジン化合物の比率が比較的大きいほうが、良好な仮固定性が得られるらしいことを本発明者は知見した。詳細は不明であるが、ロジン化合物の比率が比較的大きいフラックスを用いると、比較的厚い塗膜を形成可能であることが、良好な仮固定性と関係している可能性がある。つまり、ロジン化合物の比率が比較的大きいフラックスを用いることで、基板上に「十分多い量」の湿ったロジンが存在することとなるために、良好な仮固定性が得られると推測される。
　また、検討の結果、（ｉｉ）塗布したフラックスを５０℃程度の一定温度で一定時間加熱した後のタック力の大きさが、室温程度の比較的低温における仮固定性と関係しているらしいことを、本発明者は知見した。
　さらに、フラックスを基板上に均一に塗布可能とすることにより確実に仮固定性を得る観点などから、本発明者は、（ｉｉｉ）フラックスの粘度を適切に設計する必要があるとも考えた。

　本発明者は、上記知見に基づいてさらに検討を進めた。そして、以下をすべて満たすフラックスを新たに調製した。この新たなフラックスを用いることで、室温程度の比較的低温における仮固定性を改善することができた。
・フラックスの全成分（有機溶剤を含む）中のロジン化合物の含有比率が、３０質量％超であること（上記（ｉ）に対応）、
・Ｂ型粘度計を用いて２０℃で測定される粘度が２０００Ｐａ・ｓ以下であること（上記（ｉｉｉ）に対応）、および、
・上述の手順１で測定したタック力Ｔが５０ｇｆ以上であること（上記（ｉｉ）に対応）、

　本実施形態のフラックスは、適切な素材を適切な量比で配合することにより製造することができる。詳細は以下で説明していくが、例えば、有機溶剤として、低揮発性の有機溶剤と高揮発性有機溶剤との量比を適切に調整することなどにより、本実施形態のフラックス（特に、タック力Ｔが５０ｇｆ以上であり、粘度が２０００ｍＰａ・ｓ以下であるフラックス）を製造することができる。そして、そのようなフラックスを用いることにより、室温程度の比較的低温においてプリフォームはんだ等を適切に仮固定することができる。

　以下、本実施形態のフラックスについてより具体的に説明する。

（ロジン化合物）
　本実施形態のフラックスは、ロジン化合物を含む。

　ロジン化合物としては、公知のロジン化合物（ロジン系樹脂など）を特に制限なく挙げることができる。
　ロジン化合物として具体的には、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を挙げることができる。
　また、ロジン化合物として、上記のような原料ロジンから得られる誘導体も挙げることができる。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、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）も挙げることができる。
　さらに、重合ロジンの精製物、水素化物及び不均化物や、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も挙げられる。

　本実施形態のフラックスは、１のみのロジン化合物を含んでもよいし、２以上のロジン化合物を含んでもよい。
　前述のように、フラックス中のロジン化合物の比率は、有機溶剤を含むフラックス全体を基準（１００質量％）として、３０質量％超である。この比率は、好ましくは３０．５質量％以上、より好ましくは３１質量％である。また、フラックス中のロジン化合物の比率は、フラックスの適度な塗布性などの観点から、通常８０質量％以下、より好ましくは７８質量％以下、さらに好ましくは７５質量％以下である。

（有機溶剤）
　本実施形態のフラックスは、２種以上の有機溶剤を含む。

　有機溶剤は、好ましくは、以下に説明する低揮発性有機溶剤と高揮発性有機溶剤とを含む。
　低揮発性有機溶剤と高揮発性有機溶剤の揮発性の差は、相対的なものである。具体的には、低揮発性有機溶剤の２０℃における蒸気圧をｐＬとし、高揮発性有機溶剤の２０℃における蒸気圧をｐＨとしたとき、ｐＬ＜ｐＨであり、ｐＨ－ｐＬの値は好ましくは５Ｐａ以上、より好ましくは６Ｐａ以上、さらに好ましくは７Ｐａ以上である。ｐＨ－ｐＬの値の上限値は特に無いが、ｐＨ－ｐＬの値の上限値は、通常１００００Ｐａ、具体的には５０００Ｐａ程度である。

　ロジン化合物と低揮発性有機溶剤とを併用することで、フラックスを電極に塗布してから比較的長い時間、塗布されたフラックスが「べたべたした」状態が維持されやすくなる。すなわち、低揮発性有機溶剤を用いることで、タック力Ｔが５０ｇｆ以上であるフラックスを製造しやすい。そして、そのようなフラックスを電極に塗布することで、プリフォームはんだ等を電極に適切に仮固定することができる。
　また、低揮発性有機溶剤に加え、高揮発性有機溶剤も用いることで、低揮発性有機溶剤のみを含むフラックスよりもフラックスの粘度を低下させ、フラックスを電極に塗布する際の塗布性を高めることができる。すなわち、低揮発性有機溶剤と高揮発性有機溶剤の併用により、電極へフラックスを塗布する際の良好な塗布性と、フラックスの塗布後における適度な粘着力の維持とを両立することができる。
　さらに、高揮発性有機溶剤を用いることで、最終的に得たい仮固定性を大きく変えることなく、フラックスを塗布しやすい粘度に容易に調整可能である。

　フラックスの塗布後における適度な粘着力などの点で、ロジン化合物の量と低揮発性有機溶剤の量は適切に調整されることが好ましい。具体的には、ロジン化合物と低揮発性有機溶剤の合計（１００質量％）に対する、低揮発性有機溶剤の割合は、好ましくは３～３０質量％、より好ましくは５～２０質量％、さらに好ましくは７．５～２０質量％である。

　低揮発性有機溶剤の例としては、ＭＴＥＭ（テトラエチレングリコールジメチルエーテル）、ＨｅＤＧ（ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル）、ＴＯＴＭ（トリメリット酸トリス（２－エチルヘキシル））、ＤＢＤＧ（ジエチレングリコールジブチルエーテル）、ＰｈＧ（エチレングリコールモノフェニルエーテル）、ＥＨＤＧ（２－［２－［（２－エチルヘキシル）オキシ］エトキシ］エタノール）などのうち１または２以上を挙げることができる。
　低揮発性有機溶剤としては、高純度品の入手容易性、ロジン化合物との相性などの点で、エーテル系溶剤またはアルコール系溶剤が好ましい。

　高揮発性有機溶剤の例としては、ＭＢ（３－メトキシ－１－ブタノール）、ＭＢＡ（3－メトキシブチルアセテート）、ＰＮＢ（１－ブトキシ－２－プロパノール）、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）、ＥＤＧ（ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ＭＦＤＧ（ジプロピレングリコールモノメチルエーテル）、ＭＦＧ（プロピレングリコールモノメチルエーテル）などのうち１または２以上を挙げることができる。
　高揮発性有機溶剤としては、高純度品の入手容易性、ロジン化合物との相性などの点で、エーテル系溶剤またはアルコール系溶剤が好ましい。

　念のため述べておくと、ここでの「低揮発性」「高揮発性」とは相対的な概念であり、上記で例示した低揮発性有機溶剤が高揮発性有機溶剤となることもあり得るし、その逆もあり得る。要は、どのような溶剤がどのような量比で用いられようと、粘度が２０００ｍＰａ・ｓ以下であり、かつ、［手順１］で測定されるタック力Ｔが５０ｇｆ以上であればよい。
　ただし、溶剤の入手容易性や調製のしやすさ、取扱性などの観点から、低揮発性有機溶剤の２０℃における蒸気圧ｐＬは、好ましくは５Ｐａ以下、より好ましくは０．１～５Ｐａ、さらに好ましくは０．５～５Ｐａである。また、高揮発性有機溶剤の２０℃における蒸気圧ｐＨは、好ましくは６Ｐａ超、より好ましくは１０Ｐａ以上、さらに好ましくは１５～１００００Ｐａ、より好ましくは１５～５０００Ｐａである。

　ちなみに、フラックスが３種以上の有機溶剤を含む場合、各有機溶剤が低揮発性有機溶剤と高揮発性有機溶剤のどちらに該当するか、また、この場合にｐＨ－ｐＬの値をどのように判断するか、について、以下に記載しておく。
（ｉ）まず、２０℃における蒸気圧が５Ｐａ超のものを高揮発性有機溶剤と、５Ｐａ以下のものを低揮発性有機溶剤と判別する。
（ｉｉ）上記（ｉ）で判別した全ての高揮発性有機溶剤と低揮発性有機溶剤の組み合わせで、蒸気圧差を算出する。そして、算出された数値の全てが５Ｐａ以上である場合のみ、　ｐＨ－ｐＬの値が５Ｐａ以上に該当するとみなす。
　例えば、２０℃における蒸気圧が５Ｐａ超の有機溶剤３種（有機溶剤１，２および３）と、２０℃における蒸気圧が５Ｐａ以下の低揮発性有機溶剤１種（有機溶剤４）をフラックスが含む場合、有機溶剤１－有機溶剤４、有機溶剤２－有機溶剤４、有機溶剤３－有機溶剤４の個別での蒸気圧差３つ全てが５Ｐａ以上の場合、ｐＨ－ｐＬの値が５Ｐａ以上であるとみなす。

　有機溶剤の比率の上限は、ロジン化合物の量を踏まえ、フラックス全体を基準（１００質量％）として７０質量％未満である。有機溶剤の比率の上限は、好ましくは、６９質量％以下、より好ましくは６５質量％以下である。
　有機溶剤の比率の下限は、フラックス全体を基準（１００質量％）として、例えば２５質量％以上、好ましくは３０質量％以上、より好ましくは３５質量％以上である。

　また、有機溶剤が、低揮発性有機溶剤と高揮発性有機溶剤とを含む場合、これらの比率は、質量比で、例えば、低揮発性有機溶剤：高揮発性有機溶剤＝５：９５～５０：５０、好ましくは、低揮発性有機溶剤：高揮発性有機溶剤＝５：９５～４０：６０、より好ましくは、低揮発性有機溶剤：高揮発性有機溶剤＝５：９５～３０：７０である。

（フラックスの粘度）
　フラックスの電極への塗布性などの点で、本実施形態のフラックスの粘度（Ｂ型粘度計を用い、２０℃で測定される）は、２０００ｍＰａ・ｓ以下である。より良好な塗布性などの観点から、粘度の上限は、好ましくは１５００ｍＰａ・ｓ以下、より好ましくは１０００ｍＰａ・ｓ以下、さらに好ましくは７００ｍＰａ・ｓ以下である。
　また、例えばフラックスを基板に塗布した後に形成される膜の厚みを適切とし、より良好な仮固定性を得る観点から、粘度の下限は、例えば１ｍＰａ・ｓ以上、好ましくは３ｍＰａ・ｓ以上、より好ましくは５ｍＰａ・ｓ以上である。
　フラックスの粘度は、（ｉ）ロジン化合物の量や種類を変更することや、（ｉｉ）上述の低揮発性有機溶剤や高揮発性有機溶剤の種類や量比を変えることにより調整可能である。粘度が最適化されることにより、良好な塗布性を得つつ、塗布後においては良好な仮固定性を得ることができる。

　ちなみに、Ｂ型粘度計を用いてフラックスの粘度を適切に測定するためには、適切なローターを選択すること、および、測定時の回転数を適切に設定することが好ましい。
　市場で流通しているＢ型粘度計には、通常、適切なローターの選択方法や適切な回転数の設定方法を記載した仕様書・説明書が付属している。よって、その記載を参考にして、ローターを選択し、かつ、回転数を設定するようにすることが好ましい。
　例えば、後掲の実施例で粘度測定に用いている東機産業社製のＢ型粘度計（型番：ＴＶＢ－１５）には、ローター毎に、回転数０．３～６０ｒｐｍで測定できる粘度上限値を記載した仕様書が付属している。測定は粘度上限値の近くで行われるほど精度の点で有利であるため、必要に応じて予備測定を行いつつ、できるだけ高精度の粘度測定が可能なローターと回転数を選択することが好ましい。

（その他添加成分）
　本実施形態のフラックスは、有機酸、アミン、界面活性剤、ハロゲン化物（有機ハロゲン化合物、アミンハロゲン化水素酸塩）などのうち１または２以上の添加成分を含んでもよいし、含まなくても（含有量０％でも）よい。これらは、活性剤として、はんだ付け性向上に寄与しうる。

　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、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なども挙げられる。
　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。

　有機酸を用いる場合、１のみの有機酸を用いてもよいし、２以上の有機酸を併用してもよい。
　有機酸を用いる場合、その量は、有機溶剤を含むフラックス全体を基準（１００質量％）として、例えば０質量％超１０質量％以下、好ましくは０．０１～１０質量％、より好ましくは０．０５～５質量％である。

　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、ジトリルグアニジン、エチルアミン、トリエチルアミン、シクロヘキシルアミン、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。

　アミンを用いる場合、１のみのアミンを用いてもよいし、２以上のアミンを併用してもよい。
　アミンを用いる場合、その量は、有機溶剤を含むフラックス全体を基準（１００質量％）として、例えば０質量％超１０質量％以下、好ましくは０．０１～１０質量％、より好ましくは０．０５～５質量％である。

　有機ハロゲン化合物としては、ｔｒａｎｓ－２，３－ジブロモ－２－ブテン－１，４－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－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、イソシアヌル酸トリス（２，３－ジブロモプロピル）、無水クロレンド酸等が挙げられる。

　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、シクロヘキシルアミン、エチレンジアミン、トリエチルアミン、ジフェニルグアニジン、ジトリルグアニジン、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る。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よく、ホウフッ化物としてホウフッ化水素酸等が挙げられる。
　アミンハロゲン化水素酸塩としては、アニリン塩化水素、シクロヘキシルアミン塩化水素、アニリン臭化水素、ジフェニルグアニジン臭化水素、ジトリルグアニジン臭化水素、エチルアミン臭化水素等が挙げられる。

　ハロゲン化物を用いる場合、１のみのハロゲン化物を用いてもよいし、２以上のハロゲン化物を併用してもよい。
　ハロゲン化物を用いる場合、その量は、有機溶剤を含むフラックス全体を基準（１００質量％）として、例えば０質量％超１０質量％以下、好ましくは０．０１～１０質量％、より好ましくは０．０５～５質量％である。

　界面活性剤には、カチオン性、アニオン性、両性、ノニオン性などの種々のものがあり、仮固定性を過度に損なわない限り任意の界面活性剤を用いることができる。
　好ましい界面活性剤の一例として、フッ素系界面活性剤を挙げることができる。フッ素系界面活性剤の例としては、ＡＧＣ社製「サーフロン」シリーズ、スリーエム社製「フロラード」シリーズ、ＤＩＣ社製「メガファック」シリーズなどが挙げられる。
　好ましい界面活性剤の別の例として、アクリル系界面活性剤を挙げることができる。アクリル系界面活性剤の例としては、共栄社化学株式会社製「ポリフロー」シリーズなどが挙げられる。
　好ましい界面活性剤のさらに別の例として、ポリエーテル系界面活性剤を挙げることができる。ポリエーテル系界面活性剤の例としては、日本乳化剤株式会社製「ニューコール」シリーズなどが挙げられる。

　界面活性剤を用いる場合、１のみの界面活性剤を用いてもよいし、２以上の界面活性剤を併用してもよい。
　界面活性剤を用いる場合、その量は、有機溶剤を含むフラックス全体を基準（１００質量％）として、例えば０質量％超５質量％以下、好ましくは０．０１～３質量％、より好ましくは０．０５～２質量％である。

＜フラックスの使用法／電子デバイスの製造方法＞
　本実施形態のフラックスを用いて、電子デバイスを製造することができる。

　例えば、
　電極上に上述したフラックスを塗布する塗布工程と、
　フラックスを塗布した上記電極上に、プリフォームはんだまたは電子部品を仮固定する仮固定工程と、
　上記電極を加熱し、前記プリフォームはんだまたは電子部品を上記電極と接合する接合工程と、
を含む一連の工程により、電子デバイスを製造することができる。

　上記各工程、および、その他の任意工程について、図１を参照しつつ説明する。

（塗布工程（図１（ａ）、図１（ｂ））
　塗布工程においては、例えば、電極が設けられた基板１（電極は不図示）の、少なくとも電極上に、フラックスを塗布する。これにより、フラックスの塗膜３を設ける。

　基板１としては、プリント配線基板などを挙げることができる。電極を構成する材料は、はんだと接合可能なものである限り任意のものであることができる。電極は、通常、銅または銅合金で構成される。
　電極上には、予め、はんだめっきがされていてもよい。この場合、後述の仮固定工程においては、プリフォームはんだではなく電子部品を仮固定する。

　フラックスの塗膜３は、少なくとも、基板１における電極部分に設けられればよい。または、フラックスの塗膜３は、基板１における電極部分とそれ以外の部分との両方に設けられてもよい。要は、仮固定工程においてプリフォームはんだまたは電子部品を仮固定したい部分にフラックスが塗布されればよい。図１（ｂ）においては、基板１の片面全体にフラックスの塗膜３が設けられている。

　フラックスの塗膜３の厚みは、仮固定工程においてプリフォームはんだまたは電子部品が十分に強く仮固定される限り特に限定されない。フラックスの塗膜３の厚みは、典型的には１～３００ｎｍ、好ましくは５～２５０μｍである。

　フラックスの塗膜３の形成方法は、特に限定されない。典型的には、スピンコート法、スプレー法、スクリーン印刷等の印刷法、スリットコート法などによりフラックスの塗膜３を形成することができる。刷毛を用いてフラックスの塗膜３を形成してもよい。また、スプレーフラクサーや発泡式フラクサーなどを用いてもよい。

　フラックスを基板上に塗布した後、有機溶剤を適度に乾燥させることが好ましい。つまり、塗布工程と仮固定工程との間には、乾燥工程があることが好ましい。乾燥工程により、塗布されたフラックス中の有機溶剤の一部、具体的には高揮発性有機溶剤を乾燥させることが好ましい。
　乾燥工程は、室温で行われてもよいし、加熱することにより行われてもよい。また、減圧によりフラックス中の有機溶剤の乾燥を促してもよい。加熱する場合、加熱条件は、例えば４０～１００℃で１～２０分程度とすることができる。

（仮固定工程（図１（ｃ））
　仮固定工程においては、フラックスが塗布された基板（電極）上に、プリフォームはんだまたは電子部品５を置いて、仮固定する。
　プリフォームはんだを仮固定する場合、その形状、大きさなどは特に限定されず、基板上にある電極の形状や大きさに応じて適宜選択すればよい。また、プリフォームはんだの合金組成も特に限定されず、種々の目的に応じて適当な合金組成を選択すればよい。
　電子部品を仮固定する場合、電子部品にはんだをはんだ付けしておくか、または、付着させておくことが好ましい。ただし、基板（電極）上に予めはんだをめっきしておいた場合には、必ずしも、電子部品にはんだをはんだ付けまたは付着させておかなくてもよい。
　上述のフラックスを用いることで、仮固定工程を、室温付近の比較的低温（例えば２０～４０℃）で行った場合でも、十分な仮固定性を得ることができる。

（接合工程）
　接合工程においては、基板（電極）を加熱し、プリフォームはんだまたは電子部品５を電極と接合する。接合工程は、例えば、リフロー炉を用いてはんだを溶融させることにより行うことができる。

　工業的な電子デバイスの製造においては、工程間で基板を搬送することが必要な場合がある。本実施形態においては、仮固定工程と接合工程の間で電子部品がズレにくいため、仮固定工程と接合工程の間で電極（基板）が搬送されたとしても、位置精度良好なはんだ付けを行うことができる。
　［手順１］のようにして測定されるタック力Ｔが５０ｇｆ以上となるフラックスは、基板上に塗布されてから、ある程度長い時間、プリフォームはんだ等の仮固定能を維持する（塗布後、ある程度長い時間が経過しても、比較的大きなタック力を示す）。この性質は、工業的な電子デバイスの製造において好ましい性質である。なぜならば、電子デバイスの製造においては、流れ作業の都合上、フラックス等を基板に塗布してからプリフォームはんだ等を基板に仮固定するまでの間にある程度の時間が空くことが多いためである。

（各工程間の時間）
　各工程間の時間について、念のため補足しておく。
　塗布工程と仮固定工程との間の時間は、例えば３０秒～２００分、具体的には１分～１２０分である。本実施形態においては、タック力Ｔが５０ｇｆ以上のフラックスを用いることにより、塗布工程と仮固定工程との間の時間がある程度長くても、プリフォームはんだ等を十分に強く仮固定することができる。
　また、仮固定工程と接合工程との間の時間は、例えば３０秒～６０分、具体的には１分～３０分である。本実施形態においてはタック力Ｔが５０ｇｆ以上のフラックスを用いることにより、仮固定工程と接合工程との間の時間がある程度長くても、プリフォームはんだ等を十分に強く仮固定したままとすることができる。

　以上、本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することができる。また、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。

　本発明の実施態様を、実施例および比較例に基づき詳細に説明する。念のため述べておくと、本発明は実施例のみに限定されない。

＜フラックスの調製＞
　以下の各表に示される成分を均一に混合して、実施例１～７および比較例１～３のフラックスを調製した。各成分については商業的に入手可能なものを市場で購入して用いた。
　各表において、配合量の単位は質量％を表す。

　また、参考のため、実施例／比較例で用いた有機溶剤の、２０℃における蒸気圧を下表に示す。

＜物性測定＞
（タック力Ｔの測定）
　前述の［手順１］の（１）～（３）に沿って、各フラックスのタック力Ｔを測定した。

　［手順１］の（１）～（３）について補足情報を記載しておく。
・ＮｉメッキされたＡｌプレートとしては、直径７ｍｍ、深さ０．２ｍｍの円形のくぼみが少なくとも５つ設けられたものを用いた。そして、５つのくぼみそれぞれでタック力を測定し、その加算平均値をタック力Ｔとして採用した。
・（１）における塗布方法：少し多めの量のフラックスをくぼみに塗布し、その後、ヘラをプレートに接触させた状態でスライドさせて、余分なフラックスを取り除いた。このようにして、２．４５πｍｍ^３（πは円周率）にできるだけ近い量のフラックスがくぼみに入るようにした。
・タック力の測定は、ＪＩＳ　Ｚ　３２８４－３に準拠して、Ｍａｌｃｏｍ社製のタッキネステスター（型番：ＴＫ－１）を用い、プレスタイム：０．２ｓｅｃ、プレス圧：５０ｇｆ、侵入速度：２．０ｍｍ／ｓｅｃ、引離速度：１０ｍｍ／ｓｅｃの条件の定圧侵入方式で行った。タッキネステスターのプローブの素材はＳＵＳ（ステンレス）、直径は５．１ｍｍであった。
・タック力の測定は、２５℃、５０％ＲＨの条件下で行った。

（粘度の測定）
　東機産業社製のＢ型粘度計、型番：ＴＶＢ－１５を用い、各実施例・比較例のフラックスについて、２０℃での粘度を測定した。具体的には、各実施例および比較例について、以下条件で測定した。
・実施例１、４、５、比較例１、２：回転数：６０ｒｐｍ、ローター：Ｌ／Ａｄｐ（Ｎｏ．１９）
・実施例２：回転数：３０ｒｐｍ、ローター：Ｍ１（Ｎｏ．２０）
・実施例３：回転数：１２ｒｐｍ、ローター：Ｌ／Ａｄｐ（Ｎｏ．１９）
・実施例６、７：回転数：３０ｒｐｍ、ローター：Ｍ２（Ｎｏ．２１）
・比較例３：回転数：１２ｒｐｍ、ローター：Ｍ２（Ｎｏ．２１）

　ちなみに、上記の粘度測定におけるローターの種類および回転数は、装置に付属の仕様書に記載された、ローター毎の、回転数０．３～６０ｒｐｍで測定できる粘度上限値を踏まえ、必要に応じて予備測定を行って決定した。
　参考までに、装置に付属の仕様書に記載された。上記各条件で測定できる粘度上限値を以下に示しておく。
　回転数：６０ｒｐｍ、ローター：Ｌ／Ａｄｐ（Ｎｏ．１９）・・・１０ｍＰａ・ｓ
　回転数：３０ｒｐｍ、ローター：Ｍ１（Ｎｏ．２０）・・・２００ｍＰａ・ｓ
　回転数：１２ｒｐｍ、ローター：Ｌ／Ａｄｐ（Ｎｏ．１９）・・・５０ｍＰａ・ｓ
　回転数：３０ｒｐｍ、ローター：Ｍ２（Ｎｏ．２１）・・・１０００ｍＰａ・ｓ
　回転数：１２ｒｐｍ、ローター：Ｍ２（Ｎｏ．２１）・・・２５００ｍＰａ・ｓ

＜性能評価＞
（プリフォームはんだ（はんだペレット）の仮固定性、および、塗布性）
　以下手順により評価した。
（１）縦５０ｍｍ×横５０ｍｍ×厚さ０．３ｍｍの銅板の片面全面に、７５±１５ｍｇのフラックスを、刷毛で塗布した。
（２）（１）でフラックスが塗布された銅板を、室温（２５℃）で２０分間静置した。（これにより、フラックス中の高揮発性有機溶剤の少なくとも一部を揮発させた。）
（３）銅板のフラックスが塗布された面上に、はんだペレット（縦２ｍｍ×横２ｍｍ、厚み１００μｍ、組成：３．０質量％Ｓｎ－１．０質量％Ａｇ－残部Ｐｂ）５個を、ピンセットを用いて静かに置いた。
（４）１分間放置後、図２に示すように、垂直にした銅板を１５０ｍｍの高さから落下させて衝撃を加えた。落下は３回繰り返した。銅板を落下させる際の銅板の向きは「垂直」とした（図２も参照されたい）。
（５）（４）の後、銅板上のペレットのズレを確認した。３回の落下を経ても５個全てのペレットの位置がズレずに仮固定されたままであった場合を仮固定性「良好」、１～３回目の落下において５個のペレットのうち１つでもズレたり取れたりした場合を仮固定性「不良」とした。
（６）また、上記（１）において、刷毛で特に問題なくフラックスを十分均一に塗布できたものを、塗布性「良好」とした。

（はんだ付け性）
　ＪＩＳ　Ｚ　３１９７：２０１２の８．３．１．１に記載の方法にて評価した。ただし、試験片は銅板（酸化処理なし）を使用した点は、ＪＩＳ記載の条件から変更した。
　広がり率が５０％以上であった場合を良好とした。

　各種情報をまとめて表４および５に示す。表４および５における「％」は質量％の意である。

　表４に示されるように、ロジン化合物の含有比率が３０質量％超であり、粘度が２０００ｍＰａ・ｓ以下であり、手順１で測定したときのタック力Ｔが５０ｇｆ以上である実施例１～７のフラックスを用いることで、室温において、はんだペレットを銅板（電極）に良好に仮固定することができた。
　なお、実施例１～７のフラックスの、刷毛による塗布性は良好であった。

　一方、表５に示されるように、手順１で測定したタック力Ｔが５０ｇｆ未満である比較例１のフラックス、ロジン化合物の含有比率が３０質量％以下である比較例２のフラックス、および、粘度が２０００ｍＰａ・ｓ超である比較例３のフラックスの、室温におけるはんだペレットの仮固定性は不十分であった。

　この出願は、２０２１年３月１２日に出願された日本出願特願２０２１－０４０４１５号、２０２１年３月１２日に出願された日本出願特願２０２１－０４０４１６号および２０２１年１２月１３日に出願された日本出願特願２０２１－２０１８０５号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

１　基板
３　フラックスの塗膜
５　プリフォームはんだまたは電子部品

Claims

　ロジン化合物と、２種以上の有機溶剤と、を含み、はんだ合金を含まず、はんだ合金を含まない形で基板上に塗布して用いるフラックスであって、
　前記ロジン化合物の含有比率は３０質量％超であり、
　Ｂ型粘度計を用いて２０℃で測定される粘度が２０００ｍＰａ・ｓ以下であり、
　以下の手順１で測定したタック力Ｔが５０ｇｆ以上であるフラックス。
［手順１］
（１）少なくとも一方の面に、直径７ｍｍ、深さ０．２ｍｍの円形のくぼみが設けられた、ＮｉメッキされたＡｌプレートの前記一方の面に、前記くぼみがちょうど埋まる量のフラックスを塗布する。
（２）フラックスが塗布された前記Ａｌプレートを、５０℃で１５分間加熱処理する。
（３）加熱処理された前記Ａｌプレートを室温まで放冷後、前記くぼみ内に存在するフラックスのタック力Ｔを、タッキネステスターを用いて、プレスタイム：０．２ｓｅｃ、プレス圧：５０ｇｆ、侵入速度：２．０ｍｍ／ｓｅｃ、引離速度：１０ｍｍ／ｓｅｃの条件で測定する。
　請求項１に記載のフラックスであって、
　前記有機溶剤は、２０℃における蒸気圧がｐＬである低揮発性有機溶剤と、２０℃における蒸気圧がｐＨ（ただし、ｐＬ＜ｐＨ）である高揮発性有機溶剤とを少なくとも含み、
　ｐＨ－ｐＬの値が５Ｐａ以上であるフラックス。
　請求項２に記載のフラックスであって、
　前記ロジン化合物と前記低揮発性有機溶剤の合計に対する、前記低揮発性有機溶剤の割合が３～３０質量％であるフラックス。
　請求項１～３のいずれか１項に記載のフラックスであって、
　さらに、有機酸を含むフラックス。
　請求項１～４のいずれか１項に記載のフラックスであって、
　さらに、アミン化合物を含むフラックス。
　請求項１～５のいずれか１項に記載のフラックスであって、
　さらに、界面活性剤を含むフラックス。
　請求項１～６のいずれか１項に記載のフラックスであって、
　さらに、有機ハロゲン化合物およびアミンハロゲン化水素酸塩からなる群より選ばれる少なくともいずれかのハロゲン化物を含むフラックス。
　請求項１～７のいずれか１項に記載のフラックスであって、
　プリフォームはんだまたは電子部品を基板に仮固定する用途に用いられるフラックス。
　基板上に請求項１～８のいずれか１項に記載のフラックスを塗布する塗布工程と、
　前記フラックスを塗布した前記基板上に、プリフォームはんだまたは電子部品を仮固定する仮固定工程と、
　前記基板を加熱し、前記プリフォームはんだまたは電子部品を前記基板と接合する接合工程と、
を含む電子デバイスの製造方法。
　請求項９に記載の電子デバイスの製造方法であって、
　前記基板上に設けられた前記フラックスの塗膜の厚みは、５～２５０μｍである、電子デバイスの製造方法。
　請求項９または１０に記載の電子デバイスの製造方法であって、
　前記塗布工程は、スピンコート、スプレー、印刷、スリットコートまたは刷毛のいずれか１つ以上の方法により行われる、電子デバイスの製造方法。