(57)【要約】【課題】本発明は、はんだ付け後のフラックス残渣が極めて少ない状態となるソルダペースト用フラックス及び当該フラックスを含有したソルダペーストの提供を目的とする。【解決手段】本発明は、ソルダペースト中のはんだ粉末の沈降を防止するチクソ剤等の含有を極力少なくし、沈降防止剤とてウレアウレタンを用いることにより、はんだ付け後のフラックス残存量を飛躍的に減少させることに成功し、はんだ付け後のフラックス残渣が極めて少なくなることを可能とした。【選択図】無【特許請求の範囲】
【請求項１】
フラックス主成分として、ウレアウレタンを０．０５〜２．０質量％含有すること特徴とするソルダペースト用フラックス。
【請求項２】
請求項１記載のソルダペースト用フラックスに、溶剤及び活性剤を含有することを特徴とするソルダペースト用フラックス。
【請求項３】
はんだ合金粉末と請求項１〜請求項２記載のソルダペースト用フラックスとを混和してなることを特徴とするソルダペースト。
【請求項４】
請求項３記載のはんだ合金粉末が、鉛フリーはんだ合金であることを特徴とするソルダペースト。
【請求項５】
請求項３〜請求項４記載のソルダペーストを用いてはんだ付けを行ったことを特徴とするはんだ接合部。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、はんだ付け性に優れ、はんだ付け後のフラックスの残渣が極めて少ないソルダペースト用フラックス及びそれを用いたソルダペースト、並びに当該ソルダペーストを用いたはんだ接合部に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ソルダペーストは、プリント基板等の表面実装が主流になってきている。
一般に、ソルダペーストは、はんだ粉末と基材としてのロジン等の樹脂、金属表面の洗浄等を目的とした有機酸等の活性剤、粘度調製剤としてのチクソ剤、及び溶剤等からなるフラックスとを混合したペースト状のはんだである。
そして、当該ソルダペーストは、プリント基板上の電子部品等と接合したい部分にスクリーン印刷等にて塗布され、はんだ付けに用いられる。  
【０００３】
そして、プリント基板と電子部品を、ソルダペーストを用いてはんだ接合した場合、ソルダペースト中に含有するフラックス組成の一部がはんだ接合後にプリント基板並びにはんだ接合部に残存するため、プリント基板や電子部品に対し不具合を発生させることがある。
【０００４】
そこで、はんだ付けの際に残存するフラックス残渣を低減したソルダペーストが検討されている。
例えば、出願人の特許文献１では、活性剤にカルボキシル基２個有する化合物及びサリチル酸及び安息香酸１種又は２種以上を組合せて用いることに加え、ソルダペーストに含有されるはんだ粉末以外の成分がはんだの溶融する温度以下で揮発する条件を満たすフラックス組成物を用いる技術が開示されている。
また、特許文献２では、特定のロジン類を用いることにより、フラックス残渣を低減したフラックスが開示されている。
そして、特許文献３では、ポリアルキルメタクリレート及びステアリン酸アミドを含有させたフラックスを用いることにより、無残渣となるソルダペーストが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−１２７０６０号公報
【特許文献２】特開２０１１−２２４６５２号公報
【特許文献３】特開２０１３−１３２６５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、はんだ付け後のフラックス残渣が極めて少ない状態となるソルダペースト用フラックス並びに当該フラックスを含有したソルダペーストの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
従来のアマイド系やひまし油系のチクソ剤は通常のはんだ付け温度では揮発しにくく、かつソルダペースト中のはんだ粉末の沈降を防止するためにはフラックス中で少なくとも３〜１０質量％程度の配合量が必要である。
発明者らは、残存しやすいチクソ剤に着目し検討したところ、ウレアウレタンを用いることにより、課題であるはんだ付け後のフラックス残渣が極めて少なくなることを見出し、本発明の完成に至った。
【０００８】
即ち、本発明は、ソルダペースト中のはんだ粉末の沈降を防止する従来のチクソ剤の含有量を極力少なく、若しくは使用せずに、ウレアウレタンを従来のチクソ剤含有量に比べ非常に低含有量を用いることにより、はんだ付け後のフラックス残存量を飛躍的に減少することができることを可能とした。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のソルダペーストは、はんだ付け後のフラックス残渣を極めて少なくなるようにしているため、フラックス残渣の洗浄をしない基板等でもフラックス残渣が起因となるマイグレーション等の不具合の可能性が著しく減少し、極めて良好なはんだ付けが可能となることに加え、フラックス残渣の洗浄が必要な基板等ではその洗浄工程を省くことができることにより生産コストの低減も可能である。  
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明のソルダペースト用フラックス並びにそれを用いたソルダペーストについて、以下に説明する。
本発明のソルダペースト用フラックスは、主成分として溶剤、活性剤、及びウレアウレタンを含有し、溶剤としては、本発明の効果を有する範囲に於いて特に制限はなく、１，５ペンタンジオール、アセチレンアルコール、アセチレンジオール、ベンジルアルコール等のアルコール類、ブチルカルビトール，ヘキシルカルビトール、酢酸エチルカルビトール等のグリコールエーテル類、ヘキシルグリコール、ヘキシルジグリコール、ジエチレングリコール等のグリコール類、プロピオン酸エチル、安息香酸ブチル等のエステル類、ｎ−ヘキサン、ドデカン等の炭化水素類、１，８−テルピンモノアセテート、１，８−テルピンジアセテート等のテルペン誘導体、シクロヘキサン、イソボルニルシクロヘキサノール、ジエチレングリコールモノエチルアセテート等が例示でき、前記溶剤の１種又は２種以上を混合して用いても構わない。
また、配合量も発明の効果を有する範囲に於いて特に制限はない。
【００１１】
上記のソルダペースト用フラックスの成分でもある活性剤は、本発明の効果を有する範囲に於いて特に制限はなく、ジカルボン酸としてマロン酸、コハク酸、グルタン酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、マレイン酸等、ヒドロキシ酸としてクエン酸、酒石酸、乳酸等、芳香族カルボン酸として安息香酸、フェニルコハク酸等、イミダゾールとしてメチルイミダゾール、エチルイミダゾール、フェニルイミダゾール等、その他ハロゲン化水素酸塩等が例示でき、前記活性剤の１種又は２種以上を混合して用いても構わない。
その際に、配合量も発明の効果を有する範囲に於いて特に制限はない。
【００１２】
また、ウレアウレタンは本発明の効果を有する範囲に於いて配合量等の制限はなく、当該成分が溶解可能なＮ−メチル−２−２ピロリドン等の溶剤に溶解させた状態でフラックスに用いても構わない。
そして、ウレアウレタンの配合量は、フラックスを１００とした場合、０．０５〜２．０質量％が好ましい。
【００１３】
本発明のソルダペースト用フラックスにロジン等の樹脂を使用しても良い。ロジンには天然ロジン、水添ロジン、重合ロジン、変性ロジン等があり、ロジンエステル類も併用して使用することもできる。
本発明の効果を有する範囲に於いて特に制限はなく、前記樹脂の１種又は２種以上を混合して用いても構わない。
また、配合量も発明の効果を有する範囲に於いて特に制限はない。
【００１４】
本発明のソルダペースト用フラックスを含有したソルダペーストに用いるはんだ合金粉末は、本発明の効果を有する範囲に於いて特に制限はないが、Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ系鉛フリー合金、Ｓｎ-Ａｇ-Ｃｕ系鉛フリー合金、Ｓｎ-Ｚｎ系鉛フリー合金、Ｓｎ-Ｂｉ系鉛フリー合金等に加えＰｂ含有はんだ合金も例示でき、更に前記鉛フリーはんだ合金に、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｇｅ、Ｐ、Ｇａ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｐ、Ａｕ等の元素を添加したものも使用可能である。
また、本発明のソルダペーストに用いるはんだ粉末の粒径サイズも本発明の効果を有する範囲に於いて特に制限はなく、用途に応じ適宜粒径サイズを指定でき、複数の粒径サイズのはんだ粉末を混和してもよい。
【００１５】
本発明のソルダペーストは、上記ソルダペースト用フラックスと上記はんだ粉末を混和したものであるが、其々の配合比率は本発明の効果を有する範囲に於いて特に制限はなく、用途や目的に応じ適宜調製することができる。
【００１６】
本発明のソルダペーストには、本発明の効果を有する範囲に於いて上記のソルダペースト用フラックス及びはんだ粉末の他に、ステアリン酸アミド等のチクソ剤や粘度調製剤、通常のソルダペーストに添加可能な成分を本発明の効果を有する範囲に於いて添加しても構わない。
【００１７】
本発明のソルダペースト用フラックスを用いたソルダペーストを用いてはんだ付けを行ったはんだ接合部は、はんだ付け時のフラックス残渣が極めて少ないことから、フラックス残渣によるマイグレーション等の不具合が抑制され、信頼性の向上が期待できる。
【実施例】
【００１８】
本発明に関し、実施例を基に更に詳しく説明する。
ただし、本発明は、以下に示す実施例に限定されるものではない。
【００１９】
実施例に用いたソルダペーストは、以下の通りである。
（ソルダペースト用フラックス）
表１に示す組成を加熱溶解し、フラックスを調整した。
なお、ウレアウレタン溶液は５０％Ｎ−メチル−２−２ピロリドン溶液を用いた。
（はんだ粉末）
日本スペリア社製ＳＮ１００Ｃはんだ合金の粒径２０〜３８μｍのものを使用。
（ソルダペースト）
表２に示す割合にて混合して、均一に分散させてソルダペーストとし、評価に用いた。
【００２０】
【表１】
2020006402.tif 000002
【００２１】
【表２】
2020006402.tif 000003
【００２２】
ソルダペースト用フラックスの評価は、表１の組成１０ｍｇを試料として、ＴＧ-ＤＴＡを用いて、昇温速度１．５℃／秒の条件で２４０℃に達した時点の減量率を確認した。
【００２３】
各試料の評価結果を表３に示す。
【００２４】
【表３】
2020006402.tif 000004
【００２５】
表３より、本発明のソルダペースト用フラックスは、残存量が約０．６％と、比較例の約５．３％以上と比べ、約１／９と少なく、しかも、僅かであることが確認された。
また、表2に示す実施例１と比較例１のソルダペーストを用いて、のはんだ付け性及び外観を確認したところ、実施例１は比較例１と比較しても、遜色なく、寧ろ良好な状態となっていることも確認した。
即ち、本発明のソルダペースト用フラックスははんだ付け後の残渣が極めて少ないこと、当該フラックスを用いたソルダペーストは従来のソルダペースト用フラックスを用いたソルダペーストと同等以上のはんだ付け特性を示すことが夫々明白となった。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明のソルダペースト用フラックスを用いたソルダペーストを用いたリフロー方式のはんだ付けは、はんだ付け時のフラックス残渣が極めて少ないことから、フラックス残渣によるマイグレーション等の不具合も解消されることに加え、フラックス残渣の洗浄が不要なるため、基板等の洗浄工程を省くことが可能なため、広く電子部品等のはんだ付けに応用が期待される。