(57)【要約】【課題】Ｓｎを主成分とした鉛フリーはんだに於て、はんだ接合部の表面にＳｎウィスカが発生することを抑制するフラックスを提供する。【解決手段】有機酸及びアミン化合物の一方又は両方を活性剤成分として含有し、かつ、ハロゲン化合物を含有しない。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハロゲン化合物を含有しないことを特徴とするフラックス。
【請求項２】
ハロゲン化合物を含有しないフラックスと、はんだ粉末合金とを混合したことを特徴とするペースト状はんだ。
【請求項３】
ハロゲン化合物を含有しないフラックスを含有したことを特徴とするやに入りはんだ。
【請求項４】
有機酸及びアミン化合物の一方又は両方を活性剤成分として含有し、かつ、ハロゲン化合物を含有しないことを特徴とするフラックス。
【請求項５】
有機酸及びアミン化合物の一方又は両方を活性剤成分として含有し、かつ、ハロゲン化合物を含有しないフラックスと、
はんだ粉末合金とを、
混合したことを特徴とするペースト状はんだ。
【請求項６】
有機酸及びアミン化合物の一方又は両方を活性剤成分として含有し、かつ、ハロゲン化合物を含有しないフラックスを、含有したことを特徴とするやに入りはんだ。
【請求項７】
上記請求項１又は４記載のフラックスをポストフラックスとして使用し、電子部品を接合したことを特徴とする基板。
【請求項８】
上記請求項２，３，５又は６記載のはんだを使用し、電子部品を接合したことを特徴とする基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フラックス，はんだ、及び、それ等を用いて電子部品をプリント基板に接合した基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題に配慮して、鉛（Ｐｂ）を含有しないはんだ―――いわゆる鉛フリーはんだ―――が広く使用されるようになってきた（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−７５８７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、鉛を含有した従来のＳｎ−Ｐｂはんだ合金では、電子部品をプリント基板にはんだ付けした接合部に於て、何ら問題とならなかったが、前記鉛フリーはんだでは、次のような新たな問題が発生する。
即ち、鉛フリーはんだとして、Ｓｎを主成分とするものが多く使用されるが、接合部のはんだ表面にＳｎウィスカが発生し、電子部品や電気回路における短絡（ショート）を発生する危険性がある、という新たな問題である。
【０００５】
そこで、本発明は、Ｓｎを主成分とする鉛フリーはんだに於て、接合部のはんだ表面にＳｎウィスカが発生することを抑制（防止）することを、目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そこで、本発明に係るフラックスは、ハロゲン化合物を含有しない。また、本発明のペースト状はんだは、ハロゲン化合物を含有しないフラックスと、はんだ粉末合金とを混合したものである。また、本発明のやに入りはんだは、ハロゲン化合物を含有しないフラックスを含有している。
【０００７】
また、本発明に係るフラックスは、有機酸及びアミン化合物の一方又は両方を活性剤成分として含有し、かつ、ハロゲン化合物を含有しない。また、本発明のペースト状はんだは、  有機酸及びアミン化合物の一方又は両方を活性剤成分として含有し、かつ、ハロゲン化合物を含有しないフラックスと；はんだ粉末合金とを；混合したものである。
また、本発明のやに入りはんだは、有機酸及びアミン化合物の一方又は両方を活性剤成分として含有し、かつ、ハロゲン化合物を含有しないフラックスを、含有しているものである。
【０００８】
また、本発明に係る基板は、前述した各種のフラックスをポストフラックスとして使用し、電子部品を接合したものである。又は、前述した各種のはんだを使用し、電子部品を接合したものである。なお、本発明に於て、ハロゲン化合物を含有しないとは、後述のジエチルアミン・ＨＢｒ塩が 0.1質量％以下を含有する場合に相当する超微量のハロゲン化合物を含有している場合を包含しているものと定義する。
【発明の効果】
【０００９】
接合部のはんだ表面に、ウィスカが発生することを抑制乃至防止できる。これによって電子部品や電気回路の短絡（ショート）を防ぐことができ、安全性と信頼性が高まる。
また、有機酸、及び／又は、アミン化合物を活性剤成分として含有することによって、金属表面の酸化物除去が十分に行われ、良好なはんだ接合が実現できる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を詳説すると、本発明では、接合に用いられるはんだ合金は、Ｓｎ基鉛フリーはんだ合金であって、はんだ付け（作業）時には、通常、はんだ合金と共に、「フラックス」と呼ばれるはんだ付け助剤が用いられる。
このフラックスの成分としては、一般に、ロジン、及び、ロジンを溶解して液状又はペースト状にするための溶剤、その他の物質を含有している。さらに、はんだ表面や、はんだ付けされる部材表面を、覆っている金属酸化物を除去する除去作用を助けるために“活性剤”が添加される。
従来、この“活性剤”として、ハロゲン化合物が使用されていた。これに対し、本発明に係るフラックスでは、ハロゲン化合物を含有させない。
【００１１】
さらに、有機酸及びアミン化合物の一方又は両方を、前述の“活性剤”として含有させることが望ましい。即ち、フラックスの“活性剤”成分として、有機酸、及び／又はアミン化合物を含有させる。
ポストフラックスとして使用する場合は、上述したフラックスをそのまま用いることとなる。また、ペースト状はんだ（つまりソルダーペースト）とするには、上述したフラックスと、鉛フリーのはんだ粉末合金とを、混合して構成する。
【００１２】
また、やに入りはんだとするには、同様に、上述したフラックスを含有させればよい。
特に、ペースト状はんだ（ソルダーペースト）としては、有機酸及びアミン化合物の一方又は両方を活性剤成分として含有し、かつ、ハロゲン化合物を含有しないフラックスと、はんだ粉末合金とを、混合したものが望ましい。
そして、やに入りはんだとしては、有機酸及びアミン化合物の一方又は両方を活性剤成分として含有し、かつ、ハロゲン化合物を含有しないフラックスを、含有したものが望ましい。
【００１３】
次に、プリント配線板に電子部品を接合するために、上述のいずれかのフラックスを使用して基板を構成する。又は、プリント配線板に電子部品を接合するために、上述したいずれかのペースト状はんだ、又は、やに入りはんだを使用して、上記接合を行って基板とする。
【実施例】
【００１４】
以下、本発明の実施例及び比較例について、ウィスカ発生状況について実験を行った。その結果を次の表１に示す。
【表１】
2011143445.tif 000002
【００１５】
上記表１について説明すれば、ＦＲ−４製板材の上に銅パターンを形成させた基板に、実施例１〜５のように活性剤の種類及び／又は含有量を相違したフラックスを塗布し、また、実施例６では活性剤を全く使用しないフラックスとしてこれを同時に塗布した。実施例１及び従来例１，２は、いずれも活性剤としてジエチルアミン・ＨＢｒ塩を含有させ、しかも、その含有量を相違させたものである。（なお、各フラックス中には、ロジン、イソプロピルアルコールをさらに含有している。）
上述のようにフラックスを塗布した後、銅パターン上にＡｇ３質量％、Ｃｕ 0.5重量％、残部Ｓｎなる成分のはんだ合金を用いてはんだ付けを行った。
【００１６】
ジエチルアミン・ＨＢｒ塩を、 0.1質量％含有したフラックス（実施例１）を用いてはんだ付けを行った場合、85℃85％ＲＨ雰囲気下で2000時間まではんだ合金表面に、ウィスカは観察できなかった。
また、従来例１，従来例２のように、ジエチルアミン・ＨＢｒ塩を、２質量％，４質量％含有するものでは、 500時間後からウィスカの発生が確認でき、不適当であることが判る。
【００１７】
実施例２〜実施例５のように、アジピン酸もしくはラウリルアミンを添加したフラックスを塗布してはんだ付けを行った場合、アジピン酸比率 0.1質量％、アジピン酸比率 1.9
質量％、ラウリルアミン比率0.12質量％、ラウリルアミン比率2.41質量％のいずれのフラックス条件においても、85℃85％ＲＨ雰囲気下で2000時間後まで保持したはんだ合金表面を観察したところ、ウィスカの発生は確認されなかった。
【００１８】
次に、下記の表２は、実施例７〜14としてグルタル酸もしくはセバシン酸から成る有機酸、又は、ラウリルアミン、Ｎ−ブチルアミンから成るアミンを混合したフラックスを、ＦＲ−４製板材の上に銅パターンを形成した基板に、塗布して、Ａｇ３質量％、Ｃｕ 0.5重量％、残部Ｓｎから成るはんだ合金のはんだ付けを行った。（なお、各フラックス中には、ロジン、イソプロピルアルコールをさらに含有している。）
【表２】
2011143445.tif 000003
実施例７〜14のフラックス条件を用いてはんだ付けを行った場合、85℃85％ＲＨ雰囲気下で、2000時間まで保持しても、ウィスカの発生は確認できず、良好な結果が得られた。
【００１９】
次に、下記の表３について説明する。
ＦＲ−４製板材の上に銅パターンを形成させた基板と、リード材質Ｃｕ材0.65mmピッチ80ピンＱＦＰをはんだ接合したものを作製した。接合に用いたはんだ合金は、Ａｇを３質量％、Ｃｕを0.5質量％、および残部Ｓｎとするはんだ合金の粉末とした。このはんだ粉末と、ロジンおよび溶剤、表３に示す各種の活性剤を加えたものをフラックスとして混合し、ペースト状はんだ（ソルダーペースト）としてはんだ付け材料とした。ジエチルアミン・ＨＢｒ塩（２質量％）を活性剤として用いたものは85℃85％ＲＨ雰囲気下で2000時間後にはウィスカが発生した。一方で、活性剤としてアジピン酸、または、ラウリルアミンを用いたソルダーペースト、または、活性剤なしのソルダーペーストにおいては、ウィスカの発生は確認されなかった。
【表３】
2011143445.tif 000004