(57)【要約】      （修正有）【課題】はんだ合金粉末と混合し、はんだペーストを形成した際に、経時的な変化が少なく、かつ、接合時におけるマイグレーションの発生およびフラックス残渣の発生を抑制することが可能な無洗浄型のはんだ用フラックスを提供する。【解決手段】はんだ用フラックスを、３５〜７０質量％のフラックス主成分と、１〜１５質量％のアセチレンアルコール系化合物と、１〜１５質量％のリン酸エステルから構成する。この際、フラックス主成分として、ロジン、変性ロジン、アビエチン酸および変性アビエチン酸の群から選択される少なくとも１種であり、軟化点が７０〜１７０℃であり、かつ、酸価が１００〜２００ｍｇＫＯＨ／ｇであるものを使用する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
フラックス主成分を３５質量％以上７０質量％未満、アセチレンアルコール系化合物を１質量％以上１５質量％未満、および、リン酸エステルを１質量％以上１５質量％未満含み、
前記フラックス主成分は、ロジン、変性ロジン、アビエチン酸および変性アビエチン酸の群から選択される少なくとも１種であり、軟化点が７０℃〜１７０℃であり、かつ、酸価が１００ｍｇＫＯＨ／ｇ〜２００ｍｇＫＯＨ／ｇである、
はんだ用フラックス。
【請求項２】
前記アセチレンアルコール系化合物は、第一級アセチレンアルコール、第二級アセチレンアルコールおよび第三級アセチレンアルコールの群から選択される少なくとも１種である、請求項１に記載のはんだ用フラックス。
【請求項３】
前記リン酸エステルは、下記化学式（１）で表されるリン酸エステルである、請求項１または２に記載のはんだ用フラックス。
【化１】
2015208779.tif 000007
（ただし、式中のＲ1およびＲ2は、炭素数が１２〜２２のアルキル基を表す。）
【請求項４】
前記はんだ用フラックスは、酸価が１００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上２００ｍｇＫＯＨ／ｇ未満である請求項１〜３のいずれかに記載のはんだ用フラックス。
【請求項５】
沸点が２００℃〜３００℃の範囲にある有機溶剤を２０質量％以上５０質量％未満さらに含む、請求項１〜４のいずれかに記載のはんだ用フラックス。
【請求項６】
チクソ剤および／または活性剤をさらに含む、請求項１〜５のいずれかに記載のはんだ用フラックス。
【請求項７】
表面保護材剤、仮止め接着性を向上させる成分、熱可塑性樹脂の群から選択される少なくとも１種をさらに含む、請求項１〜６のいずれかに記載のはんだ用フラックス。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載のはんだ用フラックスを５質量％以上２０質量％未満と、ビスマス、亜鉛、銀、アルミニウム、鉛および錫の群から選択される少なくとも２種を含む合金からなる、はんだ合金粉末を８０質量％以上９５質量％未満含有する、はんだペースト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、はんだ接合に用いるはんだ用フラックス、および、このはんだ用フラックスを用いたはんだペーストに関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント回路基板に回路素子を実装する方法としては、はんだ浴にプリント基板の下面を浸すフロー法や、プリント回路基板上に、はんだペースト（はんだ合金粉末にフラックスを加えて適当な粘度に調整したもの）を印刷し、その上に回路素子を載置した後、はんだを加熱溶融するリフロー法などが挙げられる。いずれの方法においても、母材表面の酸化膜を除去するとともに、母材およびはんだの酸化を防止し、かつ、はんだ表面の濡れ性を良好にするために、フラックスの使用が必須とされている。
【０００３】
基板実装用のフラックスとしては、主として、ロジン、変性ロジン、合成樹脂などを主成分として用いた樹脂系のフラックスが用いられるが、主成分のみでは活性力が弱いため、通常、有機酸や有機ハロゲン化合物などの活性剤が添加される。しかしながら、多量の活性剤が添加された活性フラックスでは、はんだ接合後のフラックス残渣と母材との錯化物生成反応により、母材または導体が腐食されてしまうという問題があり、はんだ接合後にフラックス残渣をフロン系洗浄液で洗浄し、除去することが必要とされる。
【０００４】
ところで、近年、環境保護の観点から、フロン系洗浄液の使用が規制されており、アルコール系、水系または準水系、代替フロン系の洗浄液によって洗浄する技術や、無洗浄型のフラックスの開発が盛んに行われている。ただし、アルコール系洗浄液には、引火点が低く、安全性に問題があり、水系または準水系洗浄液には、排水処理や微細部分の乾燥が困難であるという問題があり、また、代替フロン系洗浄液には、コストが高く、その用途が限られるという問題がある。このため、現在では、無洗浄型のフラックスの開発が主流となっている。
【０００５】
たとえば、特開２００３−２６４３６７号公報には、アクリル系樹脂とともに、酸価および軟化点の両方において高水準と低水準であって、その酸価および軟化点の両方において一致点がない２種類のロジン系樹脂を樹脂成分に用いた、フラックスが記載されている。また、特開２０１０−４６６８７号公報には、ロジンを主成分として、炭素数１４以上３０以下の直鎖飽和一塩基脂肪酸と、２価〜６価の多価アルコールとの縮合反応により得られ、示差熱曲線における極大ピークの温度が７０℃〜８５℃の範囲にあり、酸価が３ｍｇＫＯＨ／ｇ以下かつ水酸基価が５ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であるエステルを添加した、フラックスが記載されている。このようなフラックスにより、はんだ接合後の洗浄が不要となるばかりでなく、接合部のボイドや割れを改善することができる。しかしながら、これらのフラックスには、母材に対する濡れ性が十分でなく、また、多量のフラックス残渣が生じるといった問題がある。
【０００６】
これに対して、特許３７０２９６９号公報には、ロジン系樹脂、活性剤および溶剤を少なくとも含有するフラックスにおいて、０．０５質量％〜１．０質量％の不飽和脂肪酸アミドを含有させたことを特徴とする液状フラックスが記載されている。このようなフラックスを用いたはんだペーストでは、フラックス残渣を絶縁被膜として有効に利用することができるため、フラックス残渣を低減させることが可能である。しかしながら、この技術では、接合時に生じるフラックス残渣の全てを絶縁被膜として利用することは難しく、フラックス残渣に起因する腐食を完全に防止することはできない。
【０００７】
ところで、はんだペースト中では、はんだ合金粉末とフラックスが混合された状態にあるため、保管中に、はんだ合金粉末とフラックスの構成成分が反応することがある。この結果、はんだペースト中に金属塩が生成し、はんだペーストの粘度や接合時の反応性などが経時的に変化し、印刷不良、濡れ不良または接合不良などが生じる。
【０００８】
この問題に対して、特許第４０６９２３１号公報および特許４１０６５０４号公報には、アセチレンアルコール系化合物を添加したはんだ用フラックス、および、このはんだ用フラックスを用いたはんだペーストが記載されている。はんだペースト中にアセチレンアルコール系化合物を存在させることにより、はんだ合金粉末とフラックス構成成分との反応が妨げられ、はんだペーストの経時的な変化が抑制される。しかしながら、このようなはんだペーストを用いた回路基板では、直流電圧がかかる電極間に水滴が付着すると、陽極から溶け出た金属イオンが陰極で電子を授受することで成長し、この還元金属が陽極に達することにより、両極がショートする現象（マイグレーション）が起こりやすいという問題がある。
【０００９】
マイグレーションを防止する技術として、ＷＯ２０１２／１１８０７５号公報には、リン酸エステルを添加したはんだ用フラックスが記載されている。この技術では、はんだ付けの際に、リン酸エステルがはんだ合金粉末などの表面に吸着し、疎水性の被膜を形成することで、マイグレーションを抑制している。しかしながら、この技術では、はんだ合金粉末とフラックスの構成成分との反応を抑制することはできず、はんだペーストの経時的な変化は避けられない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００３−２６４３６７号公報
【特許文献２】特開２０１０−４６６８７号公報
【特許文献３】特許３７０２９６９号公報
【特許文献４】特許第４０６９２３１号公報
【特許文献５】特許第４１０６５０４号公報
【特許文献６】ＷＯ２０１２／１１８０７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上述した問題に鑑みて、はんだ合金粉末と混合し、はんだペーストを形成した際に、粘度や反応性などの経時的な変化が少なく、かつ、接合時におけるマイグレーションの発生およびフラックス残渣の発生を抑制することが可能な無洗浄型のはんだ用フラックスを提供することを目的とする。また、このはんだ用フラックスとはんだ合金粉末を混合した、はんだペースト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】
【００１２】
本発明のはんだ用フラックスは、フラックス主成分を３５質量％以上７０質量％未満、アセチレンアルコール系化合物を１質量％以上１５質量％未満、および、リン酸エステルを１質量％以上１５質量％未満含むことを特徴とする。また、前記フラックス主成分は、ロジン、変性ロジン、アビエチン酸および変性アビエチン酸の群から選択される少なくとも１種であり、軟化点が７０℃〜１７０℃であり、かつ、酸価が１００ｍｇＫＯＨ／ｇ〜２００ｍｇＫＯＨ／ｇであることを特徴とする。
【００１３】
前記アセチレンアルコール系化合物は、第一級アセチレンアルコール、第二級アセチレンアルコールおよび第三級アセチレンアルコールの群から選択される少なくとも１種であることが好ましい。
【００１４】
前記リン酸エステルは、下記化学式（１）で表されるリン酸エステルであることが好ましい。
【００１５】
【化１】
2015208779.tif 000002
（ただし、式中のＲ1およびＲ2は、炭素数が１２〜２２のアルキル基を表す。）              
【００１６】
前記はんだ用フラックスは、酸価が１００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上２００ｍｇＫＯＨ／ｇ未満であることが好ましい。
【００１７】
本発明のはんだ用フラックスは、沸点が２００℃〜３００℃の範囲にある有機溶剤を２０質量％以上５０質量％未満さらに含んでも良い。
【００１８】
また、チクソ剤および／または活性剤をさらに含んでもよい。
【００１９】
加えて、表面保護材剤、仮止め接着性を向上させる成分、熱可塑性樹脂の群から選択される少なくとも１種をさらに含んでもよい。
【００２０】
本発明のはんだペーストは、前記はんだ用フラックスを５質量％以上２０質量％未満と、ビスマス、亜鉛、銀、アルミニウム、鉛および錫の群から選択される少なくとも２種を含む合金からなる、はんだ合金粉末を８０質量％以上９５質量％未満含有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、はんだ合金粉末と混合し、はんだペーストを形成した際に、粘度や反応性などの経時的な変化が少なく、かつ、接合時におけるマイグレーションの発生およびフラックス残渣の発生を抑制することが可能な無洗浄型のはんだ用フラックスを提供することができる。また、このはんだ用フラックスとはんだ合金粉末を混合することにより、長期間保管した場合であっても、粘度や反応性などの経時的な変化が少なく、接合時におけるマイグレーションの発生が少なく、かつ、フラックス残渣もほとんど生じない、はんだペーストを提供することができる。このため、本発明の工業的意義はきわめて大きい。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明者らは、上述した問題に鑑みて、無洗浄型はんだ用フラックスについて鋭意研究を重ねた。その結果、無洗浄型はんだ用フラックスにおいて、フラックス残渣の発生には、フラックス主成分の軟化点および酸価が大きく関係していることを突き止めた。本発明者らは、この点についてさらに研究を重ねた結果、フラックス主成分として、ロジン、変性ロジン、アビエチン酸および変性アビエチン酸の群から選択され、軟化点および酸価が特定の範囲にあるものを用いることで、濡れ性を含むはんだ付け性を犠牲にすることなく、フラックス残渣を大幅に低減することができるとの知見を得た。
【００２３】
また、本発明者らは、はんだペーストの経時的な変化や接合時におけるマイグレーションを防止するためには、はんだ用フラックスに、アセチレンアルコール系化合物とリン酸エステルを同時に添加することを試みた。しかしながら、このようにして得られたはんだ用フラックスは、粘度や反応性の経時的な変化を十分に抑制することができず、所望の保存安定性を得ることができなかった。本発明者らは、この点についても、さらに研究を重ねた結果、はんだ合成粉末に還元性を付与するにより、はんだペーストの経時的な変化を抑制し、かつ、接合時におけるマイグレーションの発生を安定して防止することが可能であるとの知見を得た。本発明は、これらの知見に基づき完成されたものである。
【００２４】
以下、本発明について、「１．はんだ用フラックス」と、「２．はんだペースト」に分けて説明する。
【００２５】
１．はんだ用フラックス
本発明のはんだ用フラックスは、フラックス主成分を３５質量％以上７０質量％未満、アセチレンアルコール系化合物を１質量％以上１５質量％未満、および、リン酸エステルを１質量％以上１５質量％未満含有することを特徴とする。また、フラックス主成分として、ロジン、変性ロジン、アビエチン酸および変性アビエチン酸の群から選択される少なくとも１種であり、軟化点が７０℃〜１７０℃であり、かつ、酸価が１００ｍｇＫＯＨ／ｇ〜２００ｍｇＫＯＨ／ｇであるものを使用することを特徴とする。
【００２６】
このようなはんだ用フラックスを用いたはんだペーストは、経時的な変化が少なく、かつ、接合時におけるマイグレーションの発生やフラックス残渣の発生を大幅に抑制することができる。
【００２７】
（１）構成成分
はじめに、本発明のはんだ用フラックスの構成成分である、フラックス主成分、アセチレンアルコール系化合物およびリン酸エステルなどについて説明する。
【００２８】
（フラックス主成分）
本発明のはんだ用フラックスにおいては、フラックス主成分として、ロジン、変性ロジン、ロジンの主成分であるアビエチン酸、および、これを変性した変性アビエチン酸からなる群から選択される少なくとも１種を使用する。これは、ロジン、変性ロジン、アビエチン酸および変性アビエチン酸はその骨格にカルボン酸を含んでおり、このカルボキシル基が、はんだ合金粉末の表面に形成された酸化物と反応することで、酸化被膜を除去することができるからである。
【００２９】
ただし、これらのフラックス主成分は、軟化点が７０℃〜１７０℃、好ましくは７５℃〜１６５℃、より好ましくは８０℃〜１６０℃、かつ、酸価が１００ｍｇＫＯＨ／ｇ〜２００ｍｇＫＯＨ／ｇ、好ましくは１００ｍｇＫＯＨ／ｇ〜１８０ｍｇＫＯＨ／ｇ、より好ましくは１３０ｍｇＫＯＨ／ｇ〜１７０ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲にあることが必要とされる。フラックス主成分として、軟化点および酸価がこのような範囲にあるものを使用することにより、濡れ性などのはんだ付け性を犠牲にすることなく、フラックス残渣の発生量を抑制することが可能となる。また、発生した微量のフラックスについては、絶縁被膜として有効に利用することが可能となる。これに対して、軟化点が７０℃未満または酸価が１００ｍｇＫＯＨ／ｇ未満では、接合時にはんだ粉末の表面に形成された酸化被膜を除去しきれない場合がある。一方、軟化点が１７０℃を超えると、または、酸価が２００ｍｇＫＯＨ／ｇを超えると、はんだ粉末とフラックス主成分との反応により、はんだペーストの粘度を含めた特性が経時的に劣化する場合がある。なお、酸価とは、フラックス主成分１ｇ中に含まれる遊離脂肪酸を中和するのに要する水酸化カリウム（ＫＯＨ）の質量（ｍｇ）を意味し、はんだ付用フラックス試験方法（ＪＩＳ  Ｚ  ３１９７）に基づき、求めることができる。
【００３０】
このようなフラックスとしては、具体的には、天然ロジン（軟化点：７６℃〜８５℃、酸価：１６７ｍｇＫＯＨ／ｇ〜１７５ｍｇＫＯＨ／ｇ）、重合ロジン（軟化点：９６℃〜９９℃、酸価：１５９ｍｇＫＯＨ／ｇ〜１６３ｍｇＫＯＨ／ｇ）、水素添加ロジン（軟化点：７４℃〜７５℃、酸価：１６０ｍｇＫＯＨ／ｇ〜１７０ｍｇＫＯＨ／ｇ）、アビエチン酸（軟化点：１２９℃〜１３７℃、酸価：１７９ｍｇＫＯＨ／ｇ〜１８２ｍｇＫＯＨ／ｇ）、ジヒドロアビエチン酸（軟化点：１５０℃〜１５５℃、酸価：１５４ｍｇＫＯＨ／ｇ〜１５８ｍｇＫＯＨ／ｇ）、デヒドロアビエチン酸（軟化点：１６０℃〜１６８℃、酸価：１７４ｍｇＫＯＨ／ｇ〜１７８ｍｇＫＯＨ／ｇ）などを挙げることができる。
【００３１】
フラックス主成分の含有量は、３５質量％以上７０質量％未満、好ましくは３５質量％以上６０質量％以下、より好ましくは３５質量％以上５０質量％以下とすることが必要である。フラックス主成分の含有量が３５質量％未満では、得られるはんだペーストの活性が不足し、電子部品および配線基板の間の導電性を十分に確保することができない場合がある。一方、フラックス主成分の含有量が７０質量％以上になると、フラックスとして溶解させることが困難となり、接合時に生じるフラックス残渣が増加し、母材や導体が腐食するおそれがある。
【００３２】
（アセチレンアルコール系化合物）
アセチレンアルコール系化合物は、アセチレン結合（炭素−炭素間三重結合）に隣接する炭素に水酸基が結合した構造を有する。このような構造を有するアセチレンアルコール系化合物は、アセチレン結合周辺の電子密度が高く、かつ、極性の大きい水酸基が存在するため、はんだペースト中において、はんだ合金粉末の表面に強く吸着する。この結果、はんだ合金粉末とフラックスの構成成分との反応が抑制され、粘度や反応性などの経時的な変化が少ないはんだペーストを形成することが可能となる。
【００３３】
このようなアセチレンアルコール系化合物としては、特に制限されることなく、第一級アセチレンアルコール、第二級アセチレンアルコールおよび第三級アセチレンアルコールの群から選択される少なくとも１種を用いることができる。
【００３４】
第一級アセチレンアルコールとしては、たとえば、２−ブチン−１，４−ジオール、２−ブチン−１−オール、２−デシン−１−オール、４−ジエチルアミノ−２−ヘブチン−１−オール、２，４−ヘキサジイン−１，６−ジオール、２−ヘキシン−１−オール、２−ペンチン−１−オール、３−フェニル−２−プロピン−１−オール、２−プロピン−１−オール、１−ヘプチン−１−オールなどを好適に用いることができる。
【００３５】
第二級アセチレンアルコールとしては、たとえば、３−ブチン−２−オール、３−ヘキシン−２，５−ジオール、１−ヘキシン−３−オール、５−メチル−１−ヘキシン−３−オール、１−オクチン−３−オール、１−ペンチン−３−オール、２，２，８，８−テトラメチル−３，６−ノナジイン−５−オール、４−エチル−１−オクチン−３−オール、１，１，３−トリフェニル−２−プロピン−１−オール、１−フェニル−２−プロピン−１−オールなどを好適に用いることができる。
【００３６】
第三級アセチレンアルコールとしては、たとえば、２，５−ジメチル−３−ヘキシン−２，５−ジオール、３，６−ジメチル−１−ヘプチン−３−オール、２，５−ジメチル−３−ヘキシン−２，５−ジオール、３，５−ジメチル−１−ヘキシン−３−オール、３，６−ジメチル−４−オクチン−３，６−ジオール、３，４−ジメチル−１−ペンチン−３−オール、３−エチル−１−ヘプチン−３−オール、３−エチル−１−ペンチン−３−オール、１−エチニル−１−シクロヘキサノール、２−メチル−３−ブチン−２−オール、３−メチル−１−ペンテン−４−イン−３−オール、３−メチル−１−ペンチン−３−オール、２−メチル−４−フェニル−３−ブチン−２−オール、２，４，７，９−テトラメチル−５−デシン−４，７−ジオール、１，１−ジフェニル−２−プロピン−１−オールなどを好適に用いることができる。
【００３７】
アセチレンアルコール系化合物の含有量は、１質量％以上１５質量％未満、好ましくは１質量％以上１０質量％以下、より好ましくは１質量％以上７質量％以下とすることが必要である。アセチレンアルコール系化合物の含有量が１質量％未満では、このはんだ用フラックスを使用したはんだペーストにおける粘度や反応性の経時的な変化を十分に抑制することができない。一方、アセチレンアルコール系化合物の含有量が１５質量％以上では、他のフラックス成分の含有量が減少し、ダレによる印刷不良、濡れ性の不足によるはんだ付け性の低下、はんだボールの発生などの問題が生じるおそれがある。
【００３８】
（リン酸エステル）
リン酸エステルは、有機リン化合物のうち、リン酸とアルコールとが脱水縮合したエステルであり、リン酸に結合する３つの水素の一部または全部が有機基で置換された構造を有する。このような構造を有するリン酸エステルは、はんだ合金粉末の表面に吸着し、疎水性の被膜を形成する。このため、はんだ付け部が高湿環境下に置かれた場合であっても、直流電圧がかかる電極間に水滴が付着することが防止され、マイグレーションの発生が抑制されることとなる。
【００３９】
このようなリン酸エステルとしては、はんだ合金末とはんだ用フラックスとの反応性を抑制する観点から、下記化学式（１）で表されるような、ＯＨ基を１つ以上備えるものを用いることが好ましい。ただし、下記化学式（１）中、Ｒ1およびＲ2は、炭素数が１２〜２２のアルキル基を表す。
【００４０】
【化１】
2015208779.tif 000003
【００４１】
具体的には、エチルアシッドホスフェート、ブチルアシッドホスフェート、ジブチルピロホスフェート、ブトキシエチルアシッドホスフェート、２−エチルヘキシルアシッドホスフェート、イソトリデシルアシッドホスフェート、オレイルアシッドホスフェート、テトラコシルアシッドホスフェート、エチレングリコールアシッドホスフェート、２−ヒドロキシエチルメタクリレートアシッドホスフェート、ジブチルホスフェート、ビス（２−エチルヘキシル）ホスフェート、アレンドロン酸の群から選択される少なくとも１種を用いることが好ましい。
【００４２】
リン酸エステルの含有量は、１質量％以上１５質量％未満、好ましくは１質量％以上１０質量％以下、より好ましくは１質量％以上７質量％以下とすることが必要である。リン酸エステルの含有量が１質量％未満では、このはんだ用フラックスを使用したはんだペーストにおいてマイグレーションを十分に抑制することができない場合がある。一方、リン酸エステルの含有量が１５質量％以上では、フラックス残渣が液状化したり、他のフラックス成分の含有量が減少し、ダレによる印刷不良、濡れ性の不足によるはんだ付け性の低下、はんだボールの発生などの問題が生じるおそれがある。
【００４３】
（有機溶剤）
本発明のはんだ用フラックスにおいては、フラックスのペースト化を容易にするため、有機溶剤を添加することができる。このような有機溶剤は、特に制限されることなく、公知のものを使用することができる。ただし、はんだ用フラックスとはんだ合金粉末とを混合することにより得られるはんだペーストを、はんだ接合時に融解した場合に、好適な粘度に調整可能な高沸点溶剤、具体的には、沸点が２００℃〜３００℃、好ましくは２２０℃〜３００℃、より好ましくは２３０℃〜３００℃の範囲にある有機溶剤を使用することが好ましい。
【００４４】
このような有機溶剤としては、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル（沸点：２６１℃〜２６５℃）やジエチレングリコールモノブチルエーテル（沸点：２３０．４℃）などを挙げることができる。
【００４５】
有機溶剤の含有量は、好ましくは５０質量％未満、より好ましくは２０質量％以上５０質量％未満、さらに好ましくは２５質量％以上４５質量％以下とする。有機溶剤の含有量が５０質量％以上では、フラックスを塗布した際にダレなどが発生しやすくなる。
【００４６】
（チクソ剤）
本発明のはんだ用フラックスでは、チクソ性を向上させる観点から、チクソ剤を添加することができる。このようなチクソ剤としては、特に制限されることはなく、硬化ひまし油、密ロウ、カルナバワックス、ステアリン酸アミド、ヒドロキシステアリン酸エチレンビスアミドなどの一般的なものを使用することができる。
【００４７】
チクソ剤の含有量は、好ましくは１０質量％以下、より好ましくは１質量％以上７質量％以下とする。チクソ剤の含有量がこのような範囲にあれば、本発明のはんだ用フラックスの特性を確保しつつ、チクソ性を向上させることができる。
【００４８】
（活性剤）
本発明のはんだ用フラックスでは、使用時に十分な活性力を確保するため、活性剤を添加することもできる。このような活性剤としては、特に制限されることなく、アミンのハロゲン化水素酸塩、アジピン酸、ステアリン酸、安息香酸などの有機酸類、へキシルアミン、ジオクチルアミン、トリエチルアミンなどの有機アミン類といった一般的なものを使用することができる。
【００４９】
活性剤の含有量は、好ましくは１０質量％以下、より好ましくは１質量％以上７質量％以下とする。活性剤の含有量がこのような範囲にあれば、本発明のはんだ用フラックスの特性を確保しつつ、接合時に、十分な活性力を得ることができる。
【００５０】
（他の添加剤）
本発明のはんだ用フラックスには、上述した成分のほかに、必要に応じて、表面保護剤や仮止め接着性を向上させる成分を添加することができる。具体的には、表面保護剤としては、シランカップリング剤、界面活性剤を、仮止め接着性を向上させる成分としては、リン酸系（メタ）アクリルモノマー、トリアジンジチオール系モノマーを添加することができる。
【００５１】
また、本発明のはんだ用フラックスでは、ヒートサイクルでの耐割れ性を向上させる観点から、ロジン成分に添加または一部代替する材料として、熱可塑性樹脂を使用することができる。具体的には、ポリアミド、ブタジエン、イソプレン、スチレン、アクリル酸もしくはそのエステル、メタクリル酸もしくはそのエステル、エチレンなどの重合体、または、これらの２種以上からなる共重合体を使用することもできる。
【００５２】
これらの添加剤の含有量は、合計で、好ましくは１０質量％以下、より好ましくは１質量％以上７質量％以下とする。他の添加剤の含有量がこのような範囲にあれば、本発明のはんだ用フラックスの特性を確保しつつ、仮止め接着性や耐割れ性などを向上させることが可能となる。
【００５３】
（２）はんだ用フラックスの製造方法
次に、本発明のはんだ用フラックスの製造方法について説明をする。
【００５４】
本発明のはんだ用フラックスは、各構成成分を、上述した含有量となるように秤量し、均一に混合することにより得ることができる。この混合手段は、特に制限されることはないが、自公転ミキサ、ホモジナイザ、ヘイシェルミキサなどを用いて混合することが好ましい。なお、構成成分を均一に混合する観点から、最初に固体成分のみを混合した後、有機溶剤を加えて、さらに混合することが好ましい。
【００５５】
（３）はんだ用フラックスの酸価
本発明では、各構成成分の含有量を上述のように調製することにより、従来の無洗浄型のフラックスにおいて、５０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満とされていたフラックス全体の酸価を、１００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上２００ｍｇＫＯＨ／ｇ未満に制御することが好ましく、１１０ｍｇＫＯＨ／ｇ〜１６０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下に制御することがより好ましく、１１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上１４０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下に制御することがさらに好ましい。はんだ用フラックスとしての酸価をこのような範囲に制御することにより、はんだ接合時の濡れ性を向上させることができ、また、フラックス残渣の発生量をより低減することが可能となる。これに対して、はんだ用フラックスとしての酸価が１００ｍｇＫＯＨ／ｇ未満では、はんだを十分に活性化することができないため、母材に対する濡れ性が不足し、電子部品と配線基板の導電性が損なわれてしまう。一方、はんだ用フラックスとしての酸価が２００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上では、はんだ粉末とフラックスとの反応を抑制することができず、接合時におけるフラックス残渣の生成長が増加し、母材の腐食などの不具合が生じるおそれがある。また、はんだ合金粉末とフラックスの反応が優先的に進行することにより、母材（被接合材）とはんだ合金粉末との合金化が十分に進行しない場合がある。
【００５６】
２．はんだペースト
次に、本発明のはんだ用フラックスを用いたはんだペーストについて説明する。
【００５７】
（１）はんだ合金粉末
本発明のはんだ用フラックスと混合する、はんだ合金粉末としては、ビスマス（Ｂｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、鉛（Ｐｂ）および錫（Ｓｎ）の群から選択される少なくとも２種を含む合金からなるものを使用することができる。たとえば、Ｐｂ−Ｓｎ系合金はんだ、Ｂｉ−Ｚｎ系合金はんだやＳｎ−Ａｇ系合金はんだなどのＰｂフリーはんだ、または、これらのはんだ合金に、Ｃｕ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ａｌなどを添加したものを使用することができる。
【００５８】
はんだ合金粉末の平均粒径は、１μｍ〜１００μｍの範囲にあることが好ましく、５０μｍ未満のものがより好ましい。はんだ合金粉末の平均粒径が１μｍ未満では、はんだペースト中で、はんだ合金粉末が凝集する問題が生じるおそれがある。一方、１００μｍを超えると、接合時に被接合材料間に樹脂を含んだ新たな導電層が形成されてしまうため、導電性が低下するおそれがある。なお、本発明において、平均粒径とは、積算値５０％の粒度を意味し、たとえば、ＳＡＬＤ−７０００（株式会社島津製作所）などの粒度分布測定装置により測定することができる。
【００５９】
（２）混合比
本発明のはんだペーストは、５質量％〜２０質量％、好ましくは１０質量％〜１５質量％のはんだ用フラックスと、８０質量％〜９５質量％、好ましくは８５質量％〜９０質量％のはんだ合金粉末とから構成され、はんだ用フラックスとして、本発明のはんだ用フラックスが使用されていることを特徴とする。はんだ用フラックスおよびはんだ合金粉末の混合比をこのような範囲に制御することにより、得られるはんだペーストの接合時における濡れ性を優れたものとすることができる。また、フラックス残渣を、絶縁被膜として利用することができるため、母材の腐食を効果的に防止することができる。
【００６０】
なお、はんだ用フラックスとはんだ合金粉末の混合方法は、特に制限されることなく、公知の方法を採用することができ、たとえば、自公転ミキサ、ホモジナイザ、ヘイシェルミキサなどにより混合することができる。
【００６１】
（３）特性
本発明のはんだペーストは、本発明のはんだ用フラックスを使用しているため、経時的な変化が少なく、長期間の保存安定性に優れる。また、接合時におけるマイグレーションの発生やフラックス残渣の発生を抑制することができる。
【実施例】
【００６２】
以下、実施例を用いて本発明をさらに詳しく説明する。
【００６３】
（実施例１〜１７および比較例１〜１３）
はんだ用フラックスとして、表１に記載されるフラックス主成分、アセチレンアルコール系化合物、およびリン酸エステル、その他の構成成分として、有機溶剤、チクソ剤および活性剤を用意した。これらの構成成分の組成比を表２に記載されるように調整し、はんだ用フラックスを得た。
【００６４】
これらのはんだ用フラックス１２．５質量％に対して、平均粒径１９μｍ〜２７μｍのＢｉ−Ｚｎ−Ａｌ系合金からなるはんだ合金粉末（三井金属工業株式会社製）を８７．５質量％加え、自公転ミキサ（ＡＲ−２５０、シンキー株式会社製）を用いて１０分間混合し、はんだペーストを得た。
【００６５】
このようにして得られたはんだペーストの、（ａ）経時的変化、および、（ｂ）耐マイグレーション性を、次のようにして評価した。
【００６６】
（ａ）経時的変化
はんだペーストの経時的変化は、はんだペーストの作製直後の粘度η1と２週間保存した後の粘度η2とを、スパイラル型粘度計（株式会社マルコム製、ＰＣＵ−２０５）を用いて測定し、その変化率α（＝（η2−η1）／η1×１００）を求めることにより評価した。具体的には、変化率αが５％未満であったものを「優（◎）」、５％以上１０％未満であったものを「良（○）」、１０％以上であったものを「不良（×）」として評価した。
【００６７】
（ｂ）耐マイグレーション性
はんだペーストの耐マイグレーション性を評価するため、はんだペーストを０．５ｍｍピッチで形成した電極に印刷した後、これを、同様に０．５ｍｍピッチのリードを有した基板に載置し、リフロー炉を用いたはんだ接合を行った。このようにしてはんだ接合された電極間にイオン交換水を滴下し、リード間に８Ｖの電圧を印加する加速劣化試験を行った。この際、はんだ接合部を、実体顕微鏡（ＺＥＩＳＳ製、Ｓｔｅｍｉ  ＤＶ４）を用いて観察し、加速劣化試験を開始してから、マイグレーションが発生するまでの時間を計測した。
【００６８】
【表１】
2015208779.tif 000004
【００６９】
【表２】
2015208779.tif 000005
【００７０】
【表３】
2015208779.tif 000006
【００７１】
（総合評価）
表１〜表３より、本発明の技術的範囲に属するはんだペーストを用いた実施例１〜１７は、いずれも粘度変化率αが１０％未満であり、耐マイグレーション性に優れ、かつ、フラックス残渣および腐食の発生がきわめて少ないことが確認される。また、これらのはんだペーストは、はんだ付用フラックス試験方法（ＪＩＳ  Ｚ  ３１９７）により測定される酸価が、いずれも１００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上２００ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲にあることが確認される。
【００７２】
これに対して、アセチレンアルコール系化合物およびリン酸エステルのいずれも含まない、はんだ用ペーストを用いた比較例１〜６では、粘度変化率αが１０％以上で、加速劣化試験開始後９０秒〜１８０秒でマイグレーションが発生していることが確認される。
【００７３】
また、アセチレンアルコール系化合物を含むが、リン酸エステルを含まない、はんだ用ペーストを用いた比較例７〜１０では、粘度変化率αは１０％未満であったが、加速劣化試験開始後１２０秒〜１８０秒でマイグレーションが発生していることが確認される。
【００７４】
さらに、アセチレンアルコール系化合物は含まないが、リン酸エステルを含む比較例１１〜１３のはんだ用ペーストを用いた比較例１１〜１３では、耐マグレーション性は良好であるものの、粘度変化率αは１０％以上であり、経時的な変化が大きいことが確認される。