(57)【要約】【課題】所望の位置にはんだバンプを形成するのに好適なフラックスを提供する。【解決手段】フラックスを径が１．０ｍｍ、厚さが０．１５ｍｍとなるように印刷したレジスト基板を、１５０℃で３０秒加熱し室温にて冷却した場合における、フラックスとレジスト基板との接触角が、１１．０度以上１７．０度以下であり、Ｃｕ板を１５０℃の恒温槽で１２時間加熱した焼きＣｕ板にフラックスを塗布し、フラックスが塗布された焼きＣｕ板をＳｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕ合金中へ、浸漬速度１５ｍｍ／ｓｅｃ、浸漬深さ２．０ｍｍで浸漬した場合におけるゼロクロスタイムが０秒超２．０秒以下である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
当該フラックスを径が１．０ｍｍ、厚さが０．１５ｍｍとなるように印刷したレジスト基板を、１５０℃で３０秒加熱し室温にて冷却した場合における、前記フラックスと前記レジスト基板との接触角が、１１．０度以上１７．０度以下であり、
Ｃｕ板を１５０℃の恒温槽で１２時間加熱した焼きＣｕ板に前記フラックスを塗布し、当該フラックスが塗布された焼きＣｕ板を、Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕ合金中へ、浸漬速度１５ｍｍ／ｓｅｃ、浸漬深さ２．０ｍｍで浸漬した場合におけるゼロクロスタイムが０秒超２．０秒以下である
ことを特徴とするフラックス。
【請求項２】
少なくともアミンを１３質量％以上４０質量％以下、界面活性剤を１質量％以上１５質量％以下含有し、
前記アミンが分子量７００以下のアミンからなり、
前記界面活性剤が、分子量７００超の界面活性剤からなる
ことを特徴とする請求項１に記載のフラックス。
【請求項３】
有機酸を５質量％以上３０質量％以下、アミンを１３質量％以上４０質量％以下、界面活性剤を１質量％以上１５質量％以下、ベース剤を１０質量％以上３０質量％以下及び溶剤を１０質量％以上４０質量％以下を含有し、
前記アミンが分子量７００以下のアミンからなり、
前記界面活性剤が、分子量７００超の界面活性剤からなる
ことを特徴とする請求項１に記載のフラックス。
【請求項４】
前記アミンが、
イミダゾール類、脂肪族アミン、芳香族アミン、アミノアルコール、ポリオキシアルキレン型アルキルアミン、末端アミンポリオキシアルキレン、アミンハロゲン化水素酸塩、ポリオキシアルキレンアミン
の少なくともいずれか一種からなることを特徴とする請求項２又は３に記載のフラックス。
【請求項５】
前記界面活性剤が、ポリオキシアルキレン型アルキルアミン型界面活性剤、ポリオキシアルキレン型アルキレンジアミン型界面活性剤、又はポリオキシアルキレン型アルキレントリアミン型界面活性剤のうち、いずれか一種からなる
ことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載のフラックス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、界面活性剤を含有するフラックスに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、はんだ付けに用いられるフラックスは、はんだ合金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。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、はんだ合金と接合対象物の金属表面との間に金属間化合物が形成され、強固な接合が得られる。
【０００３】
近年、フラックスを使用してはんだ付けされる電子部品の小型化により、電子部品のはんだ付け部位である電極ピッチの狭小化が進行している。狭小な電極部にはんだバンプを形成する際に、ボール状のはんだに代わって、柱状の金属核をはんだで被覆した金属核カラムが使用されるようになってきた。
【０００４】
金属核カラムを基板に実装する一般的な方法について説明する。図示しないが、まず、基板の電極部にフラックスを塗布する。次に、この電極部に金属核カラムを載置するための搭載治具を基板上に置く。そして、搭載治具に穿設された貫通孔に金属核カラムを貫通させて、電極上のフラックス中にカラムを垂直に載置させる。この状態を保持したままリフロー炉等の加熱装置に基板を投入して加熱する。すると、金属核カラムの表面のはんだと基板の電極部に塗布したフラックスが溶融して、基板と金属核カラムとがはんだ付けされるため、はんだバンプが形成される。
【０００５】
金属核カラムを基板に実装する際、フラックスの濡れ広がりが不十分だと、酸化膜の除去が十分にできず、除去できた所にだけはんだが広がってしまい、均一に広がらない。はんだが均一に広がらないと、金属核カラムが倒れたり、移動したりして、はんだバンプを電極部の所望の位置に形成することができない。はんだバンプが電極部の所望の位置に形成されないと、導電不良等、はんだ付けの信頼性を損なう原因となる。
【０００６】
一般に、フラックスに界面活性剤を添加すると、フラックスの表面張力が弱まってフラックスが濡れ広がりやすくなることが知られている。界面活性剤を含有するフラックスの例として、特許文献１には、ロジンエステル系界面活性剤又はアミド系界面活性剤を含有するフラックス組成物が開示されている。特許文献２には、カチオン性界面活性剤及び非イオン性界面活性剤を含むろう接用フラックスが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０５−４２３８９号公報
【特許文献２】特開２００４−５０１７６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、電極部に塗布したフラックスの表面張力が低くて濡れ広がりすぎる場合も、フラックスの濡れ広がりと一緒に金属核カラムが移動してしまい、所望の位置にはんだバンプを形成することができない。
【０００９】
従来のフラックスでは、例え界面活性剤を含有していても、上述した通り、フラックスの表面張力が高すぎても低すぎても金属核カラムが移動してしまうため、所望の位置にはんだバンプを形成することが困難であった。上述した特許文献１、２に開示されるフラックスも、このような問題について何等考慮していなかった。
【００１０】
そこで、本発明はこのような課題を解決したものであって、所望の位置に金属核カラムによるはんだバンプを形成するのに好適な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】
【００１１】
上述の課題を解決するために採った本発明の技術手段は、次の通りである。
（１）フラックスを径が１．０ｍｍ、厚さが０．１５ｍｍとなるように印刷したレジスト基板を、１５０℃で３０秒加熱し室温にて冷却した場合における、フラックスとレジスト基板との接触角が、１１．０度以上１７．０度以下であり、Ｃｕ板を１５０℃の恒温槽で１２時間加熱した焼きＣｕ板にフラックスを塗布し、フラックスが塗布された焼きＣｕ板を、Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕ合金中へ、浸漬速度１５ｍｍ／ｓｅｃ、浸漬深さ２．０ｍｍで浸漬した場合におけるゼロクロスタイムが０秒超２．０秒以下であることを特徴とするフラックス。
【００１２】
（２）少なくともアミンを１３質量％以上４０質量％以下、界面活性剤を１質量％以上１５質量％以下含有し、アミンが分子量７００以下のアミンからなり、界面活性剤が、分子量７００超の界面活性剤からなることを特徴とする前記（１）に記載のフラックス。
【００１３】
（３）有機酸を５質量％以上３０質量％以下、アミンを１３質量％以上４０質量％以下、界面活性剤を１質量％以上１５質量％以下、ベース剤を１０質量％以上３０質量％以下及び溶剤を１０質量％以上４０質量％以下含有し、アミンが分子量７００以下のアミンからなり、界面活性剤が、分子量７００超の界面活性剤からなることを特徴とする前記（１）に記載のフラックス。
【００１４】
（４）アミンがイミダゾール類、脂肪族アミン、芳香族アミン、アミノアルコール、ポリオキシアルキレン型アルキルアミン、末端アミンポリオキシアルキレン、アミンハロゲン化水素酸塩、ポリオキシアルキレンアミンの少なくともいずれか一種からなることを特徴とする前記（２）又は（３）に記載のフラックス。
【００１５】
（５）界面活性剤が、ポリオキシアルキレン型アルキルアミン型界面活性剤、ポリオキシアルキレン型アルキレンジアミン型界面活性剤、又はポリオキシアルキレン型アルキレントリアミン型界面活性剤のうち、いずれか一種からなることを特徴とする前記（２）〜（４）のいずれかに記載のフラックス。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のフラックスは、濡れ広がりが良好であり、所望の位置に金属核カラムによるはんだバンプを形成することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る実施の形態としてのフラックスについて説明する。ただし、本発明は以下の具体例に限定されるものではない。
【００１８】
［フラックスの組成例］
本実施の形態のフラックスは、フラックスを径が１．０ｍｍ、厚さが０．１５ｍｍとなるように印刷したレジスト基板を、１５０℃で３０秒加熱し室温にて冷却した場合における、フラックスとレジスト基板との接触角が、１１．０度以上１７．０度以下である。また、Ｃｕ板を１５０℃の恒温槽で１２時間加熱した焼きＣｕ板にフラックスを塗布し、このフラックスが塗布された焼きＣｕ板を、Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕ（千住金属工業製エコソルダーＭ７０５）合金中へ浸漬速度１５ｍｍ／ｓｅｃ、浸漬深さ２．０ｍｍで浸漬した場合におけるゼロクロスタイムは、０秒超２．０秒以下である。
【００１９】
本実施の形態のフラックスは、アミンと界面活性剤を含有することが好ましく、有機酸を５質量％以上３０質量％以下、アミンを１３質量％以上４０質量％以下、界面活性剤を１質量％以上１５質量％以下、ベース剤を１０質量％以上３０質量％以下及び溶剤を１０質量％以上４０質量％以下含有することがより好ましい。
【００２０】
有機酸は、フラックスにおける活性剤成分として添加される。有機酸としては、グルタル酸、フェニルコハク酸、コハク酸、マロン酸、アジピン酸、アゼライン酸、グリコール酸、ジグリコール酸、チオグリコール酸、チオジグリコール酸、プロピオン酸、リンゴ酸、酒石酸、ダイマー酸、水添ダイマー酸、トリマー酸等が使用される。
【００２１】
アミンは、フラックスにおける活性補助成分として添加され、フラックスの濡れ広がりの速さに影響を与える。アミンは、分子量７００以下のアミンであることが好ましく、分子量６００以下のアミンであることがより好ましい。アミンとしては、例えば、イミダゾール類、脂肪族アミン、芳香族アミン、アミノアルコール、ポリオキシアルキレン型アルキルアミン、末端アミンポリオキシアルキレン、アミンハロゲン化水素酸塩の少なくともいずれか一種が使用される。
【００２２】
イミダゾール類としては、イミダゾール、２−メチルイミダゾール、２−エチル−４−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、ポリオキシエチレンアミン、ポリオキシプロピレンアミン等が挙げられる。脂肪族アミンとしては、メチルアミン、エチルアミン、ジメチルアミン、１−アミノプロパン、イソプロピルアミン、トリメチルアミン、ｎ−エチルメチルアミン、アリルアミン、ｎ−ブチルアミン、ジエチルアミン、ｓｅｃ−ブチルアミン、ｔｅｒｔ−ブチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエチルアミン、イソブチルアミン、ピロリジン、３−ピロリン、ｎ−ペンチルアミン、ジメチルアミノプロパン、１−アミノヘキサン、トリエチルアミン、ジイソプロピルアミン、ジプロピルアミン、ヘキサメチレンイミン、１−メチルピペリジン、２−メチルピペリジン、４−メチルピペリジン、シクロヘキシルアミン、ジアリルアミン、ｎ−オクチルアミン、アミノメチル、シクロヘキサン、ｎ−オクチルアミン、２−エチルヘキシルアミン、ジブチルアミン、ジイソブチルアミン、１，１，３，３−テトラメチルブチルアミン、１−シクロヘキシルエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルシクロヘキシルアミン等が挙げられる。芳香族アミンとしては、アニリン、ジエチルアニリン、ピリジン、ジフェニルグアニジン、ジトリルグアニジン等が挙げられる。アミノアルコールとしては、２−エチルアミノエタノール、ジエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン、Ｎ−ブチルジエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、Ｎ，Ｎ−ビス(２−ヒドロキシエチル)−Ｎ−シクロヘキシルアミン、トリエタノールアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ'−テトラキス（２−ヒドロキシプロピル）エチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ''−ペンタキス（２−ヒドロキシプロピル）ジエチレントリアミン等が挙げられる。ポリオキシアルキレン型アルキルアミンとしては、ポリオキシアルキレンアルキルアミン、ポリオキシアルキレンエチレンジアミン、ポリオキシアルキレンジエチレントリアミンが挙げられる。末端アミンポリオキシアルキレンとしては、末端アミノポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコールコポリマー（末端アミノＰＥＧ−ＰＰＧコポリマー）、テトラオキシプロピレンエチレンジアミン等が挙げられる。アミンハロゲン化水素酸塩としては、前述の各種アミンのハロゲン化水素酸塩(フッ化水素酸塩、ホウフッ化水素酸塩、塩化水素酸塩、臭化水素酸塩、ヨウ化水素酸塩)例えば(エチルアミン塩酸塩、エチルアミン臭化水素酸塩、シクロヘキシルアミン塩化水素酸塩、シクロヘキシルアミン臭化水素酸塩)等が挙げられる。
【００２３】
界面活性剤は、フラックスの表面張力を調整する成分として添加される。界面活性剤は、分子量が７００超である。例えば、ポリオキシエチレンエチレンジアミン、ポリオキシプロピレンエチレンジアミン、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンエチレンジアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレン牛脂アミン、ポリオキシエチレンアルキルプロピルジアミン、ポリオキシエチレン牛脂プロピルジアミン、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアミド、脂肪族アルコールエチレンオキシド付加体等の、ポリオキシアルキレン型アルキルアミン型界面活性剤、ポリオキシアルキレン型アルキレンジアミン型界面活性剤、又はポリオキシアルキレン型アルキレントリアミン型界面活性剤のうち、少なくともいずれか一種が使用されることがより好ましい。
【００２４】
ベース剤として、ポリエチレングリコール、ＰＥＧ−ＰＰＧコポリマー、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリオキシエチレン牛脂エステルが使用される。
【００２５】
溶剤には、一般的に知られているグリコールエーテル系及びアルコール系の化合物を使用できる。溶剤は、活性剤の作用を効率よくもたらすために、１２０℃〜１５０℃の低温域において揮発しないことが好ましい。溶剤が揮発してしまうとフラックスの流動性が悪くなり、フラックスが接合箇所に濡れ広がることが難しくなる。そのため、溶剤の沸点は２００℃以上であることが好ましい。また、リフロー温度で揮発する溶剤を使用することが好ましく、溶剤の沸点は、２８０℃以下であることが好ましい。溶剤としては、ヘキシレングリコール、ヘキシルジグリコール、１，３−ブタンジオール、２−エチル−１，３−ヘキサンジオール、２−エチルヘキシルジグリコール、フェニルグリコール、ブチルトリグリコール、ターピネオール等が使用される。
【００２６】
上述したフラックスに対するその他の添加剤として、例えば、トランス−２，３−ジブロモ−２−ブテン−１，４−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−１−プロパノール、２，３−ジクロロ−１−プロパノール、２，２，２−トリブロモエタノール、１，１，２，２−テトラブロモエタン等のハロゲンを０質量％以上５質量％以下で含有してもよいし、色素、顔料、染料等の着色剤、消泡剤等をフラックスの性能を損なわない範囲で適宜添加してもよい。
【実施例】
【００２７】
以下、実施例で本発明に係るフラックスの具体例を示すが、本発明は、以下の具体例に限定されるものではない。また、以下の表中で単位のない数値は、質量％を示す。
【００２８】
［表１、表２について］
まず、表１、表２に示す組成で各実施例及び各比較例のフラックスを用意した。濡れ広がりの良好なフラックスに含まれる組成の割合を見極めるため、用意した各フラックスについて、次のように、フラックスとレジスト基板との接触角の検証、及びウェッティングバランス法によるゼロクロスタイムの検証を行った。
【００２９】
（Ｉ）接触角の検証について
（Ａ）評価方法
各実施例及び比較例のフラックスを、径が１．０ｍｍ、厚さが０．１５ｍｍとなるように異なるレジスト基板上に印刷した後、フラックスが印刷された各レジスト基板を１５０℃で３０秒間加熱し、その後室温まで冷却した。レジスト基板には太陽インキ株式会社製ＰＳＲ−４０００  Ｇ２４Ｋを用い、冷却後のフラックスのレジスト基板との接触角を接触角計「DROP MASTER 700」（協和界面化学社製）を用いて測った。
【００３０】
（Ｂ）判定基準
フラックスとレジスト基板の接触角から、フラックスの濡れ広がる範囲が広いか狭いかを判断することができる。接触角が小さなフラックスほど濡れ広がる範囲が広く、接触角が大きなフラックスほど濡れ広がる範囲が狭いといえる。フラックスの濡れ広がる範囲は、広すぎても狭すぎても、金属核カラムが倒れたり移動したりして所望の位置にはんだバンプを形成できないため、濡れ広がりが良好といえない。接触角が所定の範囲内となり、濡れ広がりが良好なフラックスは、所望の位置に金属核カラムによるはんだバンプを形成できる。発明者らは、接触角が１１．０度以上１７．０度以下となったフラックスが、濡れ広がりの良好なフラックスであることを見出した。接触角が１１．０度未満となったフラックスでは、フラックスが濡れ広がりすぎるため、金属核カラムをはんだ付けしても所望の位置にはんだバンプを形成できない。接触角が１７．０度を超えたフラックスでは、フラックスの濡れ広がりが不十分なため、金属核カラムをはんだ付けしても所望の位置にはんだバンプを形成できない。
【００３１】
（ＩＩ）ウェッティングバランス法によるゼロクロスタイムの検証について
（Ａ）評価方法
３０．０ｍｍ×５．０ｍｍ×０．３ｍｍのＣｕ板を１５０℃の恒温槽で１２時間加熱して、焼きＣｕ板を用意した。この焼きＣｕ板の表面にフラックスを塗布し、レスカ製ソルダーチェッカーＳＡＴ−５１００を用いて試験を行った。２５０℃に加熱保持されたＳｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕ（千住金属工業製エコソルダーＭ７０５）のはんだ中へ、浸漬速度１５ｍｍ／ｓｅｃ、浸漬深さ２．０ｍｍで浸漬して時間軸に対する濡れ曲線を得た。得られた濡れ曲線から、ゼロクロスタイムを検証した。この評価を各実施例及び比較例のフラックスについてそれぞれ行った。
【００３２】
（Ｂ）判定基準
ゼロクロスタイムから、フラックスの濡れ広がる速さを判断することができる。ゼロクロスタイムが速いフラックスほど、濡れ広がる速さが速いため濡れ広がりが良好であり、ゼロクロスタイムが遅いフラックスほど、濡れ広がる速さが遅いため濡れ広がりが不十分といえる。本発明者らは、ゼロクロスタイムが２．０秒以下だったフラックスが、濡れ広がりの良好なフラックスであることを見出した。ゼロクロスタイムが２．０秒を超えたフラックスは、濡れ広がりが遅く、不十分なフラックスであると言える。濡れ広がりが不十分なフラックスをはんだ付けに用いると、接合不良等のはんだ付け不良を引き起こし易くなり、濡れ広がりの良好なフラックスをはんだに用いると、はんだ付け不良を起こしにくくなる。
【００３３】
【表１】
2018196899.tif 000002
【００３４】
【表２】
2018196899.tif 000003
【００３５】
実施例１のフラックスは、有機酸を２０質量％、アミンとしてイミダゾールを３質量％、アミンとしてＮ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ''−ペンタキス（２−ヒドロキシプロピル)ジエチレントリアミンを２０質量％、アミンとして末端アミノＰＥＧ−ＰＰＧコポリマーを７質量％、界面活性剤としてポリオキシエチレンアルキルアミンを３質量％、ベース剤としてポリエチレングリコールを１５質量％、溶剤を３２質量％含有する。実施例１のフラックスは、接触角が１２．２度で、ゼロクロスタイムが１．１２秒と、共に良好な結果を得られた。
【００３６】
実施例２のフラックスは、有機酸を２０質量％、イミダゾールを３質量％、アミンとしてジエタノールアミンを７質量％、Ｎ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ''−ペンタキス（２−ヒドロキシプロピル)ジエチレントリアミンを２０質量％、ポリオキシエチレンアルキルアミンを３質量％、ポリエチレングリコールを１５質量％、溶剤を３２質量％含有する。実施例２のフラックスは、接触角が１２．９度で、ゼロクロスタイムが１．０５秒と、共に良好な結果を得られた。
【００３７】
実施例３のフラックスは、有機酸を２０質量％、アミンとして２−メチルイミダゾールを３質量％、Ｎ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ''−ペンタキス（２−ヒドロキシプロピル)ジエチレントリアミンを２０質量％、末端アミノＰＥＧ−ＰＰＧコポリマーを７質量％、ポリオキシエチレンアルキルアミンを３質量％、ポリエチレングリコールを１５質量％、溶剤を３２質量％含有する。実施例３のフラックスは、接触角が１２．１度で、ゼロクロスタイムが１．１秒と、共に良好な結果を得られた。
【００３８】
実施例４のフラックスは、有機酸を２０質量％、Ｎ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ''−ペンタキス（２−ヒドロキシプロピル)ジエチレントリアミンを２０質量％、アミンとしてエチルアミン塩酸塩を３質量％と、末端アミノＰＥＧ−ＰＰＧコポリマーを７質量％、ポリオキシエチレンアルキルアミンを３質量％、ポリエチレングリコールを１５質量％、溶剤を３２質量％含有する。実施例４のフラックスは、接触角が１２．７度で、ゼロクロスタイムが１．０８秒と、共に良好な結果を得られた。
【００３９】
実施例５のフラックスは、有機酸を２０質量％、Ｎ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ''−ペンタキス（２−ヒドロキシプロピル)ジエチレントリアミンを２０質量％、アミンとしてエチルアミン臭化水素酸塩を３質量％、末端アミノＰＥＧ−ＰＰＧコポリマーを７質量％、ポリオキシエチレンアルキルアミンを３質量％、ポリエチレングリコールを１５質量％、溶剤を３２質量％含有する。実施例５のフラックスは、接触角が１２．３度で、ゼロクロスタイムが１．１５秒と、共に良好な結果を得られた。
【００４０】
実施例６のフラックスは、有機酸を２０質量％、Ｎ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ''−ペンタキス（２−ヒドロキシプロピル)ジエチレントリアミンを２０質量％、アミンとしてシクロヘキシルアミン臭化水素酸塩を３質量％、末端アミノＰＥＧ−ＰＰＧコポリマーを７質量％、ポリオキシエチレンアルキルアミンを３質量％、ポリエチレングリコールを１５質量％、溶剤を３２質量％含有する。実施例６のフラックスは、接触角が１３．１度で、ゼロクロスタイムが１．２９秒と、共に良好な結果を得られた。
【００４１】
実施例７のフラックスは、有機酸を１０質量％、イミダゾールを３質量％、アミンとしてＮ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ'−テトラキス（２−ヒドロキシプロピル)エチレンジアミンを１０質量％、ポリオキシエチレンアルキルアミンを１０質量％、ポリエチレングリコールを３０質量％、溶剤を３７質量％含有する。実施例７のフラックスは、接触角が１１．８度で、ゼロクロスタイムが１．０８秒と、共に良好な結果を得られた。
【００４２】
実施例８のフラックスは、有機酸を１０質量％、イミダゾールを３質量％、Ｎ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ'−テトラキス（２−ヒドロキシプロピル)エチレンジアミンを１０質量％、ポリオキシエチレンアルキルアミンを１５質量％、ポリエチレングリコールを２５質量％、溶剤を３７質量％含有する。実施例８のフラックスは、接触角が１２．０度で、ゼロクロスタイムが１．０８秒と、共に良好な結果を得られた。
【００４３】
実施例９のフラックスは、有機酸を１０質量％、イミダゾールを３質量％、Ｎ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ'−テトラキス（２−ヒドロキシプロピル)エチレンジアミンを１０質量％、ハロゲンとしてトランス−２，３−ジブロモ−２−ブテン−１，４−ジオールを５質量％、ポリオキシエチレンアルキルアミンを１０質量％、ポリエチレングリコールを２５質量％、溶剤を３７質量％含有する。実施例９のフラックスは、接触角が１１．０度で、ゼロクロスタイムが１．０８秒と、共に良好な結果を得られた。
【００４４】
実施例１０のフラックスは、有機酸を１０質量％、イミダゾールを３質量％、Ｎ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ'−テトラキス（２−ヒドロキシプロピル)エチレンジアミンを１０質量％、エチルアミン塩酸塩を５質量％、ポリオキシエチレンアルキルアミンを１０質量％、ポリエチレングリコールを２５質量％、溶剤を３７質量％含有する。実施例１０のフラックスは、接触角が１１．３度で、ゼロクロスタイムが１．０２秒と、共に良好な結果を得られた。
【００４５】
実施例１１のフラックスは、有機酸を１０質量％、イミダゾールを３質量％、Ｎ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ'−テトラキス（２−ヒドロキシプロピル)エチレンジアミンを１０質量％、エチルアミン臭化水素酸塩を５質量％、ポリオキシエチレンアルキルアミンを１０質量％、ポリエチレングリコールを２５質量％、溶剤を３７質量％含有する。実施例１１のフラックスは、接触角が１１．１度で、ゼロクロスタイムが１．０３秒と、共に良好な結果を得られた。
【００４６】
実施例１２のフラックスは、有機酸を１０質量％、イミダゾールを３質量％、Ｎ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ'−テトラキス（２−ヒドロキシプロピル)エチレンジアミンを５質量％、末端アミノＰＥＧ−ＰＰＧコポリマーを１０質量％、界面活性剤としてポリオキシエチレンポリオキシプロピレンエチレンジアミンを１０質量％、ポリエチレングリコールを３０質量％、溶剤を３２質量％含有する。実施例１２のフラックスは、接触角が１３．８度で、ゼロクロスタイムが１．１秒と、共に良好な結果を得られた。
【００４７】
実施例１３のフラックスは、有機酸を２０質量％、イミダゾールを３質量％、Ｎ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ''−ペンタキス（２−ヒドロキシプロピル)ジエチレントリアミンを２０質量％、末端アミノＰＥＧ−ＰＰＧコポリマーを７質量％、界面活性剤としてポリオキシエチレンアルキルアミンを５質量％、ポリエチレングリコールを１５質量％、溶剤を３０質量％含有する。実施例１３のフラックスは、接触角が１１．０度で、ゼロクロスタイムが１．１秒と、共に良好な結果を得られた。
【００４８】
実施例１４のフラックスは、有機酸を２０質量％、イミダゾールを１質量％、Ｎ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ''−ペンタキス（２−ヒドロキシプロピル)ジエチレントリアミンを２０質量％、末端アミノＰＥＧ−ＰＰＧコポリマーを７質量％、ポリオキシエチレンアルキルアミンを５質量％、ポリエチレングリコールを１５質量％、溶剤を３２質量％含有する。実施例１４のフラックスは、接触角が１１．１度で、ゼロクロスタイムが２．０秒と、共に良好な結果を得られた。
【００４９】
実施例１５のフラックスは、有機酸を２０質量％、イミダゾールを３質量％、Ｎ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ''−ペンタキス（２−ヒドロキシプロピル)ジエチレントリアミンを２０質量％、末端アミノＰＥＧ−ＰＰＧコポリマーを７質量％、ポリオキシエチレンアルキルアミンを１質量％、ポリエチレングリコールを１５質量％、溶剤を３４質量％含有する。実施例１５のフラックスは、接触角が１６．０度で、ゼロクロスタイムが１．１４秒と、共に良好な結果を得られた。
【００５０】
実施例１６のフラックスは、有機酸を５質量％、イミダゾールを８質量％、Ｎ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ''−ペンタキス（２−ヒドロキシプロピル)ジエチレントリアミンを２０質量％、末端アミノＰＥＧ−ＰＰＧコポリマーを１２質量％、ポリオキシエチレンアルキルアミンを３質量％、ポリエチレングリコールを１２質量％、溶剤を４０質量％含有する。実施例１６のフラックスは、接触角が１３．３度で、ゼロクロスタイムが１．０２秒と、共に良好な結果を得られた。
【００５１】
実施例１７のフラックスは、有機酸を３０質量％、イミダゾールを３質量％、Ｎ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ''−ペンタキス（２−ヒドロキシプロピル)ジエチレントリアミンを２０質量％、末端アミノＰＥＧ−ＰＰＧコポリマーを７質量％、ポリオキシエチレンアルキルアミンを１質量％、ポリエチレングリコールを２９質量％、溶剤を１０質量％含有する。実施例１７のフラックスは、接触角が１５．８度で、ゼロクロスタイムが１．０９秒と、共に良好な結果を得られた。
【００５２】
実施例１８のフラックスは、有機酸を１９質量％、Ｎ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ'−テトラキス（２−ヒドロキシプロピル)エチレンジアミンを２０質量％、Ｎ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ''−ペンタキス（２−ヒドロキシプロピル)ジエチレントリアミンを２０質量％、ポリオキシエチレンアルキルアミンを１質量％、ポリエチレングリコールを１０質量％、溶剤を３０質量％含有する。実施例１８のフラックスは、接触角が１１．２度で、ゼロクロスタイムが１．９６秒と、共に良好な結果を得られた。
【００５３】
比較例１のフラックスは、有機酸を５質量％、末端アミノＰＥＧ−ＰＰＧコポリマーを１４質量％、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンエチレンジアミンを３０質量％、ポリエチレングリコールを２０質量％、溶剤を３１質量％含有する。比較例１のフラックスは、接触角が１５．１度で良好な結果を得られたが、ゼロクロスタイムが５．２３秒と、濡れ広がりが遅かった。
【００５４】
比較例２のフラックスは、有機酸を２０質量％、Ｎ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ''−ペンタキス（２−ヒドロキシプロピル)ジエチレントリアミンを２０質量％、界面活性剤として、ポリオキシエチレンアルキルアミドを２０質量％、ポリエチレングリコールを１２質量％、溶剤を２８質量％含有する。比較例２のフラックスは、接触角が９．０度で濡れ広がりすぎであり、ゼロクロスタイムが２．３３秒と濡れ広がりが遅かった。
【００５５】
比較例３のフラックスは、有機酸を２０質量％、Ｎ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ''−ペンタキス（２−ヒドロキシプロピル)ジエチレントリアミンを１０質量％、末端アミノＰＥＧ−ＰＰＧコポリマーを１０質量％、界面活性剤として、ポリオキシエチレンアルキルアミンを２０質量％、ポリエチレングリコールを１０質量％、溶剤を３０質量％含有する。比較例３のフラックスは、ゼロクロスタイムが１．６８秒と良好な結果を得られたが、接触角が１０．２度で濡れ広がりすぎであった。
【００５６】
比較例４のフラックスは、有機酸を７質量％、末端アミノＰＥＧ−ＰＰＧコポリマーを１１質量％、ポリエチレングリコールを１３質量％、溶剤を６９質量％含有する。比較例４のフラックスは、接触角が２６．７度で濡れ広がりが不十分であった上に、ゼロクロスタイムが２．７６秒と、濡れ広がりが遅かった。
【００５７】
比較例５のフラックスは、有機酸を１０質量％、イミダゾールを３質量％、末端アミノＰＥＧ−ＰＰＧコポリマーを１０質量％、ポリエチレングリコールを３０質量％、溶剤を４７質量％含有する。比較例５のフラックスは、ゼロクロスタイムが１．１秒と良好な結果を得られたが、接触角が１７．２度で濡れ広がりが不十分であった。
【００５８】
比較例６のフラックスは、有機酸を１０質量％、イミダゾールを１質量％、Ｎ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ'−テトラキス（２−ヒドロキシプロピル)エチレンジアミンを１０質量％、ポリオキシエチレンアルキルアミンを１０質量％、ポリエチレングリコールを３０質量％、溶剤を３９質量％含有する。比較例６のフラックスは、接触角が１１．５度と良好な結果を得られたが、ゼロクロスタイムが２．４秒で濡れ広がりが遅かった。
【００５９】
比較例７のフラックスは、有機酸を７質量％、イミダゾールを３質量％、末端アミノＰＥＧ−ＰＰＧコポリマーを１１質量％、ポリエチレングリコールを１３質量％、溶剤を６６質量％含有する。比較例７のフラックスは、ゼロクロスタイムが１．１秒と良好な結果を得られたが、接触角が２７．０度で、濡れ広がりが不十分であった。
【００６０】
実施例１〜１８のフラックスは、いずれも有機酸を５質量％以上３０質量％以下含有する。いずれの実施例においても接触角及びゼロクロスタイムの検証で良好な結果を得られたことから、有機酸の含有割合は、５質量％以上３０質量％以下が好ましいといえる。本例の有機酸としては、グルタル酸を使用したが、あらゆる有機酸を使用することができ、他にも例えば酒石酸、フェニルコハク酸、コハク酸、マロン酸、アジピン酸、アゼライン酸、グリコール酸、ジグリコール酸、チオグリコール酸、チオジグリコール酸、プロピオン酸、リンゴ酸、ダイマー酸、水添ダイマー酸、トリマー酸等を５質量％以上３０質量％以下含有するフラックスも、接触角及びゼロクロスタイムの検証で良好な結果を得られた。
【００６１】
実施例７のフラックスと比較例６のフラックスは、含有する成分が同じであるが、実施例７におけるゼロクロスタイムが１．０８秒と良好な結果であるのに対して、比較例６におけるゼロクロスタイムが２．４秒と遅くなった。これは、実施例７と比較例６のフラックスが含有するアミンの割合が異なるからであるといえる。実施例７と比較例６の結果から、アミンの含有割合は、フラックスのゼロクロスタイムに影響を与えると言える。実施例７のフラックスはアミンを１３質量％含有し、比較例６のフラックスはアミンを１１質量％含有する。また、実施例１〜１８のフラックスは、いずれもアミンを１３質量％以上４０質量％以下含有する。そのため、アミンの含有割合は１３質量％以上４０質量％以下であることが好ましいと言える。
【００６２】
実施例１〜１８は含有するアミンの組み合わせが異なっているが、いずれも接触角及びゼロクロスタイムの検証で良好な結果を得られた。そのため、含有するアミンの種類は接触角及びゼロクロスタイムの検証に影響を与えるものではなく、いずれの種類のアミンを含有しても好ましいといえる。本明細書の段落［００２１］と［００２２］に記載したアミンを１３質量％以上４０質量％以下含有するフラックスも、接触角及びゼロクロスタイムの検証で良好な結果を得られた。そのため、アミンは、分子量７００以下のアミンであることが好ましく、分子量６００以下のアミンであることがより好ましく、イミダゾール類、脂肪族アミン、芳香族アミン、アミノアルコール、ポリオキシアルキレン型アルキルアミン、末端アミンポリオキシアルキレン、アミンハロゲン化水素酸塩、ポリオキシアルキレンアミンの少なくともいずれか一種からなることが更に好ましいと言える。
【００６３】
実施例１３のフラックスと実施例１５のフラックスは、含有する成分が同じであるが、実施例１３のフラックスの接触角が１１．０度であるのに対して、実施例１５のフラックスの接触角は、１６．０度となり、角度が大きくなった。実施例１３と実施例１５のフラックスは、界面活性剤のポリオキシエチレンアルキルアミンの含有割合が異なっているため、接触角に違いが出たのは、実施例１５のフラックスが含有する界面活性剤の割合が、実施例１３のフラックスよりも少ないからであるといえる。そのため、界面活性剤の含有割合は、フラックスのレジスト基板との接触角に影響を与えることがわかる。
【００６４】
そのため、比較例４、５、７のフラックスで、接触角がそれぞれ２６．７度、１７．２度、２７．０度と濡れ広がりが不十分であったのは、これらのフラックスが、界面活性剤を含有していないからであるといえる。
【００６５】
実施例８のフラックスと比較例３のフラックスでは、同じ界面活性剤を使用したが、その含有割合が異なっている。実施例８のフラックスにおける接触角は１２．０度と良好だったが、比較例３のフラックスにおける接触角は１０．２度と濡れ広がりすぎる結果となった。また、比較例３と同じ割合で界面活性剤を含有する比較例２も、接触角が９．０度と濡れ広がりすぎる結果となった。実施例８、比較例３〜５、７の結果と、各実施例のフラックスがいずれも界面活性剤を１質量％以上１５質量％以下含有することから、界面活性剤の含有割合は１質量％以上１５質量％以下が好ましいといえる。
【００６６】
実施例１１と実施例１２のフラックスは、含有する界面活性剤の種類が異なっているが、共に良好な大きさの接触角を得られた。また、各実施例のフラックスは、界面活性剤として、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンエチレンジアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミンのいずれか一方を１質量％以上１５質量％以下含有し、いずれの実施例も良好な大きさの接触角を得られた。更に、本明細書の段落［００２３］に記載した界面活性剤を、１質量％以上１５質量％以下含有するフラックスも、これらの界面活性剤を複数含有したフラックスも、良好な大きさの接触角を得られた。
【００６７】
これらの結果から、いずれの種類の界面活性剤を含有しても、良好な大きさの接触角を得られるといえ、特に、界面活性剤の種類として、分子量７００超の界面活性剤を使用することが好ましく、ポリオキシアルキレン型アルキルアミン型界面活性剤、ポリオキシアルキレン型アルキレンジアミン型界面活性剤、又はポリオキシアルキレン型アルキレントリアミン型界面活性剤のうち少なくともいずれか一種を含有することがより好ましいといえる。
【００６８】
実施例１〜１８のフラックスは、いずれもベース剤として、ポリエチレングリコールを１０質量％以上３０質量％以下含有する。いずれの実施例においても接触角及びゼロクロスタイムの検証で良好な結果を得られたことから、ベース剤の含有割合は、１０質量％以上３０質量％以下が好ましいといえる。ベース剤としては、ポリエチレングリコールに限られず、例えばＰＥＧ−ＰＰＧコポリマー、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリオキシエチレン牛脂エステル等を１０質量％以上３０質量％以下含有するフラックスも、接触角及びゼロクロスタイムの検証で良好な結果を得られた。
【００６９】
実施例１〜１８のフラックスは、いずれも溶剤を１０質量％以上４０質量％以下含有する。いずれの実施例においても接触角及びゼロクロスタイムの検証で良好な結果を得られたことから、溶剤の含有割合は、１０質量％以上４０質量％以下が好ましいといえる。本例の溶剤としては、ヘキシルジグリコールを使用したが、溶剤の種類はこれに限られず、本明細書の段落［００２５］に記載した溶剤を１０質量％以上４０質量％以下含有するフラックスも接触角及びゼロクロスタイムの検証で良好な結果を得られた。
【００７０】
実施例９のフラックスでは、ハロゲンとしてトランス−２，３−ジブロモ−２−ブテン−１，４−ジオール、２，３−ジブロモ−１，４−ブタンジオールを含有しており、接触角及びゼロクロスタイムの検証で良好な結果を得られたため、ハロゲンを０質量％以上５質量％以下含有してもよいといえる。ハロゲンとして、他にも２，３−ジブロモ−１，４−ブタンジオール、２，３−ジブロモ−１−プロパノール、２，３−ジクロロ−１−プロパノール、２，２，２−トリブロモエタノール、１，１，２，２−テトラブロモエタン等を０質量％以上５質量％以下添加しても接触角及びゼロクロスタイムの検証で良好な結果を得られた。更に、上述した実施例に色素・顔料・染料等の着色剤や、消泡剤のいずれか又はこれらの組み合わせを含有したフラックスも接触角及びゼロクロスタイムの検証で良好な結果を得られた。
【００７１】
上述の接触角及びゼロクロスタイムの検証で良好な結果を得られたフラックスを、金属核カラムの基板への実装に用いたところ、金属核カラムが倒れたり移動したりせずに実装でき、所望の位置にはんだバンプを形成できた。なお、本実施例において、各組成の含有割合は、上に記載した割合に限られない。また、本実施例において、金属を核とする核カラムを用いたが、これに限られず、樹脂等の絶縁物を核にしたカラムであってもよい。また、はんだボールや、Ｃｕ等の金属を核にした核ボールは、カラムよりもセルフアライメント性が働きやすいため、はんだボールや核ボールを用いても、ボールのミッシングなく、安定して実装できた。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は、金属を核とする核カラム、金属を核とする核ボール、はんだボールを電極部に搭載するために用いられるフラックスに適用される。