(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はんだ用フラックス並びに当該フラックスを含有したソルダーペーストの提供を目的とする。【解決手段】本発明は、フラックス主成分に熱分解温度が３００℃以下の熱可塑性樹脂を当該フラックス全量に対し３０質量％以下の量を配合させることにより、当該はんだ用フラックスを用いたソルダーペースト並びに本発明のはんだ付け用フラックスを用いたリフロー方式のはんだ付けに於いて、はんだ付け後のフラックス残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、分解温度が３００℃以下の熱可塑性樹脂を３０質量％以下含有することを特徴とするはんだ用フラックス及びはんだ付け用フラックス。
【請求項２】
請求項１記載のはんだ用フラックス及びはんだ付け用フラックスに、溶剤及び／又は活性剤より選ばれる１種又は２種以上を含有することを特徴とするはんだ用フラックス、及びはんだ付け用フラックス。
【請求項３】
請求項１記載〜請求項２記載のはんだ用フラックス及びはんだ付け用フラックスに、ロジン、変性ロジン、アビエチン酸、及び変性アビエチン酸からなる群より選ばれる少なくとも１種又は２種以上を含有することを特徴とするはんだ用フラックス及びはんだ付け用フラックス。
【請求項４】
前記熱可塑組成樹脂が、ポリカーボネート樹脂であることを特徴とする請求項１〜請求項３記載のはんだ用フラックス及びはんだ付け用フラックス。
【請求項５】
はんだ合金粉末と請求項１〜請求項４記載のはんだ用フラックスを含有することを特徴とするソルダーペースト。
【請求項６】
請求項１〜請求項４記載のはんだ付け用フラックス並びに請求項５記載のソルダー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はんだ用フラックス及びそれを用いたソルダーペースト、並びにはんだ付け用フラックスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ソルダーペーストは、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、ソルダーペーストは、はんだ粉末と基材としてのロジン等の樹脂、金属表面の洗浄等目的の有機酸等の活性剤、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ものである。
そして、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。  
しかし、ソルダーペーストでは行えない実装が旧態として依然行われているのも事実であり、ディップ方式での実装の際にも残渣の無いフラックスは現場から現在も求められ続けている。
【０００３】
そして、プリント基板と電子部品を、ソルダーペーストを用いてはんだ接合した場合、ソルダー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。
これは、リフロー方式式だけでなくフロー方式でも同様の問題がある。
【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ー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、ソルダー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ー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
【特許文献４】特開２０１０−２６９３５６号公報
【特許文献５】特開２０１５−２０８７７９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はんだ用フラックス並びに当該フラックスを含有したソルダー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】
発明者らは、フラックス組成物の組成に着目し検討したところ、溶剤及び活性剤からなるフラックス主成分に特定量の熱分解温度が３００℃以下の熱可塑性樹脂を含有させることにより、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、熱分解温度が３００℃以下の熱可塑性樹脂を主成分とし、溶剤及び活性剤からなるフラックス主成分に配合させることや、活性剤の代わりになるギ酸雰囲気中での使用により、はんだ付け後のフラックス残が極めて少なくなることを可能とした。
【０００９】
また、熱可塑性樹脂を配合した技術は、特許文献４及び特許文献５等で開示されている。
具体的には、特許文献４では、はんだ合金粉末と低融点の熱可塑性樹脂粉末とフラックスを含有するはんだペースト組成物に関して、ペーストの粘度上昇抑制や印刷特性の向上に関するする技術の開示が、特許文献５では軟化点が７０℃〜１７０℃で酸価が１００ｍｇＫＯＨ／ｇ〜２００ｍｇＫＯＨ／ｇであるロジン、変性ロジン。アビエチン酸、及び変性アビエチン酸の群より選択される少なくとも１種を主成分とするフラックス組成物にアセチレンアルコール系化合物とリン酸エステルを特定量含有した技術の開示がされているが、当該特許文献に於いて熱可塑性樹脂に関する記載は段落００５１にヒートサイクルでの耐割れ性を向上する目的でロジン成分の添加することが可能であるとの内容のみであり、本発明の技術であるはんだ付け後の残渣が極めて少ないはんだ付けが可能となることについての開示及び示唆も見られない。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のソルダーペーストは、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低減しているため、残渣割れやマイグレーション等の不具合が少なく、極めて良好なはんだ付けが可能となる。  
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明のはんだ用フラックス並びにそれを用いたソルダーペーストについて、以下に説明する。
本発明のはんだ用フラックスは、主成分は熱分解温度が３００℃以下の熱可塑性樹脂と溶剤並びに活性剤からなり、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、チクソ剤、エタノール、イソプロパノール，イソブタノール、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等のグリコールエーテル類、エチレングリコール、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等、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。
【００１２】
上記のはんだ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、カルボン酸としてコハク酸やグルタン酸、ジカルボン酸としてマロン酸、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、ヒドロキシ酸としてクエン酸、酒石酸及び乳酸、芳香族カルボン酸として安息香酸、尿素やヨウド等のハロゲン及びその誘導体、アミンとしてエチルアミン、プロピルアミン、ジエチルアミン,トリエチルアミン、エチレンジアミン、その他にアニリンや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。
また、この活性剤は、上記に述べた範囲の添加だけではなく、ギ酸のようなモノカルボン酸の雰囲気中の加熱であればその雰囲気が活性剤の代わりを果たす為、フラックスの組成は熱分解温度が３００℃以下の熱可塑性樹脂と溶剤だけでも良い。
【００１３】
本発明のはんだ用フラックスに用いる分解温度が３００℃以下の熱可塑性樹脂は、本発明の効果を有する範囲に於いて特に制限はなく、ポリエチレン樹脂やポリカーボネート樹脂が例示でき、前記熱可塑性樹脂の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が、フラックス全量に対して３０質量％以下が好ましい。
【００１４】
本発明のはんだ用フラックスには、ロジン、変性ロジン、アビエチン酸、及び変性アビエチン酸は、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。
【００１５】
本発明のはんだ用フラックスを含有したソルダー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、本発明のソルダー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合してもよい。
【００１６】
本発明のソルダーペーストは、上記はんだ用フラックスと上記はんだ粉末を混合したものであるが、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。
【００１７】
本発明のソルダーペーストには、本発明の効果を有する範囲に於いて記のはんだ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や変性ウレア等のチクソ剤や粘度調製剤、通常のソルダー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。
【００１８】
本発明のはんだ付け用フラックスは、フロー方式のはんだ付けに応用でき、当該はんだ付け用フラックスを用いたはんだ付けは、はんだ付け後のフラックス残が極めて少なくなることが期待できる。
また、本発明のはんだ用フラックスを用いたはんだペースト並びにはんだ付け用フラックス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残渣割れや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】
【００１９】
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。
【００２０】
実施例に用いたソルダーペーストは、以下の通りである。
（はんだ用フラックス）
表１に示す組成を加熱溶解し、フラックスを調整した。
（はんだ粉末）
日本スペリア社製ＳＮ１００Ｃはんだ合金の粒径２５〜３８μｍのものを使用。
（ソルダーペースト）
表２に示す割合にて混合して、均一に分散させてソルダーペーストとし、評価に用いた。
【００２１】
【表１】
2019130585.tif 000002
【００２２】
【表２】
2019130585.tif 000003
【００２３】
ソルダーペーストの評価は、以下のように実施した。
ソルダーペーストを、市販の無酸素銅板に約０．３ｇ塗布し、約２５０℃ホットプレート上に約３０秒間放置、加熱し、ソルダーペーストを溶解したことを確認し、その後、室温まで冷却した。
冷却後、銅板に残る残渣を目視にて確認し、残渣の状態を評価した。
【００２４】
各試料の評価結果を表３に示す。
【００２５】
【表３】
2019130585.tif 000004
【００２６】
表３より、本発明のはんだ用フラックスを用いたソルダーペーストは、残渣が確認されなかった。
また、はんだ合金の濡れ広がりや接合状況、及び外観を確認したところ、従来のはんだ用フラックスを用いたソルダーペーストと比較しても、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、本発明のはんだ用フラックスを用いたソルダーペーストははんだ付け後の残渣が極めて少ないことが明白となった。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明のはんだ用フラックスを用いたソルダーペーストや本発明のはんだ付け用フラックス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残渣割れやマイグレーション等の不具合も解消されるため、広く電子部品等のはんだ付けに応用が期待される。