(57)【要約】【課題】はんだ付け温度が高い場合においても、フラックス残さを水洗により除去できるはんだ付け用フラックスを提供すること。【解決手段】本発明のはんだ付け用フラックスは、（Ａ）ポリグリセリンと炭素数８〜１２の脂肪酸とのエステル化合物と、（Ｂ）炭素数１２〜１８の脂肪酸と、（Ｃ）沸点が１２０℃以上の溶剤と、を含有することを特徴とするものである。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）ポリグリセリンと炭素数８〜１２の脂肪酸とのエステル化合物と、（Ｂ）炭素数１２〜１８の脂肪酸と、（Ｃ）沸点が１２０℃以上の溶剤とを含有することを特徴とするはんだ付け用フラックス。
【請求項２】
請求項１に記載のはんだ付け用フラックスにおいて、
前記（Ｂ）脂肪酸が、ミリスチン酸である
ことを特徴とするはんだ付け用フラックス。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のはんだ付け用フラックスにおいて、
前記（Ａ）エステル化合物の含有量が、当該フラックス１００質量％に対して、５０質量％以上９０質量％以下である
ことを特徴とするはんだ付け用フラックス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、はんだ付け用フラックスに関し、詳しくは、はんだ付け後のフラックス残さを水洗により除去できるはんだ付け用フラックスに関する。
【背景技術】
【０００２】
フラックスを用いてはんだ付けをする場合には、フラックス中の不揮発性の有機物成分（いわゆるフラックス残さ）がはんだ付けをした部分に残ってしまう。このフラックス残さをそのまま残留させる、いわゆる無洗浄フラックスでは、フラックス残さの変質や介在物などによりランド間のショートの危険が増してしまう。そのため、無洗浄フラックスでは、ランド間の短いパッケージ部品などには対応できない。そこで、パッケージ部品内のはんだ付けをする場合には、フラックス残さを有機溶剤により洗浄している。しかし、洗浄用の有機溶剤が空気中に揮散することを避けられず、火災の危険があったり、大気汚染（揮発性有機化合物（ＶＯＣ）の揮発など）の原因になりやすい。また、労働衛生上の面からも有機溶剤の使用の規制は強められている。さらに、水質汚染（排水中の生物化学的酸素要求量（ＢＯＤ）や化学的酸素要求量（ＣＯＤ）の上昇など）を防止するために、高度の排水処理が求められる。
【０００３】
上記のような問題を解決するために、フラックス残さを水または温水により洗浄する、いわゆる水洗浄のフラックスへの移行が進められている（例えば、特許文献１）。
一方で、はんだの鉛フリー化に伴い、高融点のはんだが用いられる傾向にある。特にパッケージ部品内に用いるはんだについては、パッケージ部品の搭載時における熱にも耐える必要があるため、さらに高融点のはんだが用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１５８７２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載のようなフラックスでは、はんだ付け温度が高すぎる場合には、フラックス残さを水洗では除去しにくくなるという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、はんだ付け温度が高い（例えば、２５０℃以上）場合においても、フラックス残さを水洗により除去できるはんだ付け用フラックスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決すべく、本発明は、以下のようなはんだ付け用フラックスを提供するものである。
すなわち、本発明のはんだ付け用フラックスは、（Ａ）ポリグリセリンと炭素数８〜１２の脂肪酸とのエステル化合物と、（Ｂ）炭素数１２〜１８の脂肪酸と、（Ｃ）沸点が１２０℃以上の溶剤とを含有することを特徴とするものである。
【０００８】
本発明のはんだ付け用フラックスにおいては、前記（Ｂ）脂肪酸が、ミリスチン酸であることが好ましい。
本発明のはんだ付け用フラックスにおいては、前記（Ａ）エステル化合物の含有量が、当該フラックス１００質量％に対して、５０質量％以上９０質量％以下であることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、はんだ付け温度が高い場合においても、フラックス残さを水洗により除去できるはんだ付け用フラックスを提供することが可能となる。
そのため、フラックス残さを有機溶剤で洗浄する場合と比較して、火災の危険や、大気汚染への影響を低減できる。さらに、労働衛生上の問題も改善され、排水処理における管理負担も軽減できる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明のはんだ付け用フラックスは、以下説明する（Ａ）エステル化合物と、（Ｂ）脂肪酸と、（Ｃ）溶剤とを含有するものである。
本発明に用いる（Ａ）エステル化合物は、ポリグリセリンと炭素数８〜１２の脂肪酸とのエステル化合物である。
【００１１】
前記ポリグリセリンは、複数のグリセリンが重合した構造をもつものをいう。このポリグリセリンにおけるグリセリン単位の平均重合数は、フラックスの水洗浄性の観点から、６以上１２以下であることが好ましく、８以上１１以下であることがより好ましく、１０であることが特に好ましい。
【００１２】
前記脂肪酸は、炭素数が８以上１２以下のものであることが必要である。炭素数が前記範囲外である場合には、フラックスの水洗浄性が不十分となる。このような脂肪酸としては、例えば、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ラウリル酸が挙げられる。
【００１３】
前記（Ａ）エステル化合物としては、例えば、デカグリセリル化合物（モノカプリル酸デカグリセリル、モノペラルゴン酸デカグリセリル、モノカプリン酸デカグリセリル、モノラウリル酸デカグリセリルなど）、オクタグリセリル化合物（モノカプリル酸オクタグリセリル、モノペラルゴン酸オクタグリセリル、モノカプリン酸オクタグリセリル、モノラウリル酸オクタグリセリルなど）、ヘキサグリセリル化合物（モノカプリル酸ヘキサグリセリル、モノペラルゴン酸ヘキサグリセリル、モノカプリン酸ヘキサグリセリル、モノラウリル酸ヘキサグリセリルなど）が挙げられる。
【００１４】
前記（Ａ）エステル化合物の含有量は、前記フラックス１００質量％に対して、２０質量％以上９５質量％以下であることが好ましく、４０質量％以上９２質量％以下であることがより好ましく、５０質量％以上９０質量％以下であることが特に好ましい。含有量が前記範囲外であると、フラックスのピン転写性が低下する傾向にある。
【００１５】
本発明に用いる（Ｂ）脂肪酸は、炭素数が１２以上１８以下のものである。炭素数が前記下限未満では、フラックス残さが焦げ付きやすくなり、洗浄不足となりやすい傾向にあり、他方、前記上限を超えると、はんだの濡れ性が低下する傾向にある。（Ｂ）脂肪酸は、飽和脂肪酸であってもよく、不飽和脂肪酸であってもよい。このような（Ｂ）脂肪酸としては、例えば、ラウリル酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ミリストレイン酸、パルミトレイン酸、オレイン酸が挙げられる。
【００１６】
前記（Ｂ）脂肪酸の含有量は、前記フラックス１００質量％に対して、４質量％以上２０質量％以下であることが好ましく、５質量％以上１０質量％以下であることがより好ましい。含有量が前記下限未満では、フラックスの水洗浄性および活性作用が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、フラックス中の脂肪酸が再結晶により析出しやすくなるとともに、フラックスの水洗浄性が低下する傾向にある。
【００１７】
本発明に用いる（Ｃ）溶剤は、沸点が１２０℃以上の溶剤である。沸点が前記下限未満では、高温ではんだ付けをする場合において、溶剤の揮発性が高すぎるために、フラックスの水洗浄性が低下する。また、溶剤の揮発性の観点から、前記（Ｃ）溶剤の沸点は、２００℃以上３００℃以下であることが好ましく、２３０℃以上２７０℃以下であることがより好ましい。
【００１８】
前記（Ｃ）溶剤としては、例えば、グリコール系溶剤（トリエチレングリコールモノメチルエーテル（沸点：２４９℃）、エチレングリコールモノフェニルエーテル（沸点：２４５℃）、ジエチレングリコールジブチルエーテル（沸点：２５６℃）、トリエチレングリコールブチルメチルエーテル（沸点：２６１℃）、ヘキシルジグリコール（沸点：２５９℃）、ジエチレングリコールモノブチルエーテル（沸点：２３０℃）、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル、ポリエチレングリコールジメチルエーテル、２−エチルヘキシルジグリコール、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、１，３−ブタンジオール、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ブチルグリコール、イソブチルジグリコール、エチレングリコールモノフェニルエーテル主体の混合グリコールエーテル（商品名：フェニルグリコールＨ）、メチルポリグリコール、ブチルプロピレングリコールなど）、アルコール系溶剤（α−，β−，γ−ターピネオールの異性体混合物（商品名：ターピネオールＣ）、オクタンジオールなど）、石油系溶剤（商品名：ソルベッソ１５０）が挙げられる。これらの中でも、他の成分との相溶性の観点から、グリコール系溶剤が好ましい。
【００１９】
前記（Ｃ）溶剤の含有量は、前記フラックス１００質量％に対して、１質量％以上７０質量％以下であることが好ましく、２質量％以上５０質量％以下であることがより好ましい。含有量が前記下限未満では、フラックスの水洗浄性が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、前記（Ａ）成分が不足するために、フラックスの活性作用が低下する傾向にある。
【００２０】
本発明のフラックスには、本発明の効果を達成できる範囲内において、前記（Ｂ）脂肪酸以外の一般的な他の活性剤を含有していてもよい。
他の活性剤としては、例えば、脂肪酸以外の有機酸類（コハク酸、アジピン酸、セバシン酸など）、ハロゲン化物（ハロゲン化アルコールなど）、アミン類、アミノ酸類、アミド系化合物が挙げられる。
これら他の活性剤を用いる場合には、その含有量は、前記フラックス１００質量％に対して、０．０１質量％以上１０質量％以下であることが好ましい。
【００２１】
本発明のフラックスには、前記（Ａ）エステル化合物、前記（Ｂ）脂肪酸、前記（Ｃ）溶剤および前記他の活性剤の他に、必要に応じて、酸化防止剤、消泡剤、防錆剤、界面活性剤などの添加剤を含有していてもよい。これらの添加剤の含有量としては、前記フラックス１００質量％に対して、０．０１質量％以上１０質量％以下であることが好ましい。
【００２２】
以上説明した本発明のフラックスは、はんだ付け温度が高い場合においても、フラックス残さを水洗により除去できるものである。ここで、はんだ付け温度は、共晶はんだ（Ｐｂ／Ｓｎ）の融点である１８４℃よりも高温であれば、特に限定されない。はんだ付け温度が、例えば２５０℃以上、２７０℃以上、または３００℃以上であっても、本発明のフラックスを用いれば、フラックス残さを水洗により除去できる。
高融点のはんだ組成としては、例えば、Ａｕ−Ｓｎ系、Ａｕ−Ｇｅ系、Ｐｂ−Ｓｎ系、Ｐｂ−Ｓｎ−Ｓｂ系、Ｐｂ−Ｓｎ−Ｓｂ−Ｂｉ系、Ｐｂ−Ｓｎ−Ｂｉ系、Ｐｂ−Ｓｂ系が挙げられる。
また、フラックス残さを水洗する際には、水を用いてもよく、温水を用いてもよい。フラックス残さを水洗する際の水温は、１５℃以上１００℃未満であればよい。
【実施例】
【００２３】
次に、本発明を実施例および比較例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。なお、実施例および比較例にて用いた材料を以下に示す。
（Ａ）エステル化合物ａ：デカグリセリンモノラウリン酸エステル、商品名「ＭＬ−７５０」、阪本薬品工業社製
（Ａ）エステル化合物ｂ：デカグリセリンモノカプリル酸エステル、商品名「ＭＣＡ−７５０」、阪本薬品工業社製
エステル化合物ｃ：デカグリセリンモノカプロン酸エステル、商品名「ＭＣ６Ｇ-１０」、日本エマルジョン社製
エステル化合物ｄ：デカグリセリンモノミリスチン酸エステル、商品名「ＭＭ−７５０」、阪本薬品工業社製
（Ｂ）脂肪酸：ミリスチン酸
（Ｃ）溶剤：トリエチレングリコールモノメチルエーテル、商品名「ハイモールＴＭ」、東邦化学工業社製
【００２４】
［実施例１］
（Ａ）エステル化合物ａ５０質量％、（Ｂ）脂肪酸７質量％および（Ｃ）溶剤４６質量％を容器に投入し、らいかい機を用いて混合してフラックスを得た。
【００２５】
［実施例２〜７、比較例１〜３］
表１に示す組成に従い各材料を配合した以外は実施例１と同様にして、フラックスを得た。
【００２６】
＜フラックスの評価＞
フラックスの特性（水洗浄性、ピン転写性）を以下のような方法で評価した。実施例について得られた結果を表１に示し、比較例について得られた結果を表２に示す。
（１）水洗浄性
試験基板：セラミック板（大きさ：２５ｍｍ×２５ｍｍ、厚み０．６３５ｍｍ）に、０．０３ｇのフラックスを滴下して試験片を得た。この試験片をホットプレート上で３００℃にて６０秒間加熱する。加熱後の試験片を、温度６０℃の水に１５分間浸漬し、その後、温度８０℃にて２０分間乾燥する。得られた試験片を目視にて観察し、下記の基準に従って、水洗浄性を評価した。
○：有機物残さ（フラックス残さ）がない。
×：有機物残さ（フラックス残さ）がある。
（２）ピン転写性
基板上にフラックスを厚み１５μｍになるように塗布する。そして、針先（爪楊枝の針先、先端直径 ：０．２〜０．８ｍｍφ、直径：１〜４ｍｍφ、材質：木材）を当該フラックスに垂直に刺し、その後、この針先を別の基板上に垂直に置き、フラックスの転写を試みる。フラックスの転写の有無を目視にて観察し、下記の基準に従って、ピン転写性を評価した。
なお、針の材質は、フラックスを多量に内部吸着しないものであれば、特に限定されず、竹材などの天然材料や、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６などのステンレス鋼であってもよい。
○：転写良好。
△：若干転写不足。
×：転写しない。
【００２７】
【表１】
2014024116.tif 000002
【００２８】
表１に示す結果からも明らかなように、本発明のフラックスを用いた場合（実施例１〜７）には、はんだ付け温度が３００℃の場合においても、フラックス残さを水洗により除去できることが確認された。また、実施例６〜７では、ピン転写性が若干劣ることから、（Ａ）エステル化合物の含有量は、本発明のフラックス１００質量％に対して、５０質量％以上９０質量％以下であることが好ましいことが確認された。
これに対し、（Ｂ）脂肪酸を含まないフラックスを用いた場合（比較例１）や、（Ａ）エステル化合物を含まないフラックスを用いた場合（比較例２〜３）には、はんだ付け温度が３００℃の場合における水洗浄性が不十分であることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明のはんだ付け用フラックスは、鉛フリーはんだ（特に、高融点のはんだ）のはんだ付けに特に好適に用いることができる。