(57)【要約】【課題】  超高絶縁性を示すソルダーペーストを提供する。【解決手段】  ソルダーペースト全重量の９５〜８０重量％を占める半田の金属成分としての合金粉末、又は鉛フリー半田の金属成分としての合金粉末と、ソルダーペースト全重量の５〜２０重量％を占めるフラックスとが混合され、上記フラックスは、フラックス全重量に対して脂肪酸が５〜５０重量％、セルロースが１〜２０重量％、テルペンが１０〜６０重量％含有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソルダーペースト全重量の９５〜８０重量％を占める半田の金属成分としての合金粉末、又は鉛フリー半田の金属成分としての合金粉末と、ソルダーペースト全重量の５〜２０重量％を占めるフラックスとが混合され、
上記フラックスは、フラックス全重量に対して脂肪酸が５〜５０重量％、セルロースが１〜２０重量％、テルペンが１０〜６０重量％含有すること
を特徴とするソルダーペースト。
【請求項２】
上記フラックスは、さらに活性補助剤としてジカルボン酸が添加されてなること
を特徴とする請求項１記載のソルダーペースト。
【請求項３】
上記フラックスは、さらにチクソ剤としてひまし油、エチレンビスステアリン酸アマイド、ステアリン酸アミド、Ｎ．Ｎ−ジステアリルアジピン酸アミド等のアミド類、溶剤が添加されてなること
を特徴とする請求項１又は２記載のソルダーペースト。
【請求項４】
上記脂肪酸は、ベヘニン酸、アラキジン酸、ステアリン酸、パルチミン酸、ミリスチン酸、ラウリン酸等の飽和脂肪酸のうち何れか３種以上からなること
を特徴とする請求項１〜３のうち何れか１項記載のソルダーペースト。
【請求項５】
ソルダーペースト全重量の９５〜８０重量％を占める半田の金属成分としての合金粉末に対して、ソルダーペースト全重量の５〜２０重量％混合されるフラックスにおいて、
全重量に対して脂肪酸が５〜５０重量％、セルロースが１〜２０重量％、テルペンが１０〜６０重量％含有すること
を特徴とするフラックス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ソルダーペースト及びフラックスに関し、特にロジンを完全に使用することなく、超高絶縁性を担わせる際に好適なソルダーペースト及びフラックスに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年において電子機器は、電子部品を面実装化することにより軽量でかつ小型化されている。特に、電子部品は多数の箇所において接続され、かつ電子部品そのものが微小なサイズで構成されることから、電極をプリント基板の回路パターンに半田付けするためにソルダーペーストを利用することが望ましい。
【０００３】
ソルダーペーストは、従来から用いられている粉末状半田と、液状またはペースト状のフラックスとを一定の割合で均一に混合することにより形成される。一般に、上記フラックスは、天然ロジン、水添ロジン、エステル化ロジン等に代表されるロジンと、ハロゲンや有機酸等の活性剤と、チクソ剤と、エチレングリコール類のエーテル等の溶剤から構成される。（例えば特許文献１参照）
【０００４】
表１は、従来のソルダーペーストの代表的な物性を示している。
【０００５】
[表１]
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【０００６】
この従来のソルダーペーストでは、金属成分としてＰｂフリーのＳｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕ合金を利用し、フラックス含有量をソルダーペースト全重量に対して１１重量％としている。ソルダーペーストでは、水溶液抵抗値が１０００００Ωｃｍ以上、粘度２０．０×１０４ＣＰ、チクソ値が０．５０、粘度回復率が５．０％以下、絶縁抵抗値が５．０×１０８Ω以上の物性からなるのが一般的である。
【特許文献１】特開平６−２６２３８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで産業界においては、ロジンの特性を生かして様々な製品にこれを適用し続け、半田材としてのソルダーペーストもその一つである。ロジンは、半田付けするための接合金属同士の表面の酸化物を還元させることにより、きれいな金属面を作り出すことができる。また、ロジンは、様々なハロゲン化物をよく溶かし込むことから、ロジンにハロゲン化物を含有させ、還元作用をさらに強力にすることも可能である。
【０００８】
しかしながら、近年のロジンの人体に関する悪影響が指摘されている。特にロジンは、アレルギー物質として喘息の誘引物質としても作用することから、その使用も徐々に制限されつつあり、ソルダーペーストに関しても同様にロジンを用いることなく製造する必要性があった。
【０００９】
また、近年の電子機器のさらなる精密化、小型化に伴い、特に高温環境化において長期間使用された場合においても、半田に対してより高い絶縁抵抗を持たせる必要がある。上記従来のソルダーペーストにおいては、上述の如き５．０×１０８Ω程度の絶縁抵抗値までは満足することができるものの、１．０×１０９Ωを越える超高絶縁性を持たせるのは困難であった。
【００１０】
そこで、本発明は、上述した課題に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、有害物質としてのロジンを使用することなく、１．０×１０９Ωを越える超高絶縁性を示すソルダーペースト並びにその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係るソルダーペーストは、上述した課題を解決するために、ソルダーペースト全重量の９５〜８０重量％を占める半田の金属成分としての合金粉末、又は鉛フリー半田の金属成分としての合金粉末と、ソルダーペースト全重量の５〜２０重量％を占めるフラックスとが混合され、上記フラックスは、フラックス全重量に対して脂肪酸が５〜５０重量％、セルロースが１〜２０重量％、テルペンが１０〜６０重量％含有する。
【００１２】
また、本発明に係るソルダーペーストは、上述した課題を解決するために、ソルダーペースト全重量の９５〜８０重量％を占める半田の金属成分としての合金粉末に対して、ソルダーペースト全重量の５〜２０重量％混合されるフラックスにおいて、全重量に対して脂肪酸が５〜５０重量％、セルロースが１〜２０重量％、テルペンが１０〜６０重量％含有する。
【発明の効果】
【００１３】
本願発明に係るソルダーペーストにおいては、吸湿性を極力抑えることが可能となることから、絶縁抵抗値を１．０×１０９Ω以上まで向上させることが可能となる。その結果、本願発明では、半田に対してより高い絶縁抵抗を持たせることが可能となる。また、本発明に係るソルダーペーストにおいては、人体に悪影響を及ぼす可能性があるロジンを使用することなく製造することができる点においても有用といえる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態として、超高絶縁性を示すソルダーペースト並びにその製造方法ついて、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１５】
本発明を適用したソルダーペーストは、金属成分としての合金粉末と、液状またはペースト状のフラックスとを一定の割合で均一に混合することにより形成される。以下の例においては、ソルダーペースト全重量の９５〜８０重量％を占める半田の金属成分としての合金粉末、又は鉛フリー半田の金属成分としての合金粉末と、ソルダーペースト全重量の５〜２０重量％を占めるフラックスとを混合する場合を例にとり説明をする。図１は、フラックスの配合例を示している。
【００１６】
本発明を適用したソルダーペーストを形成するためのフラックスは、脂肪酸と活性剤とチクソ剤と増粘剤と溶剤とから構成される。
【００１７】
脂肪酸は、例えばベヘニン酸、アラキジン酸、ステアリン酸、パルチミン酸、ミリスチン酸、ラウリン酸、等の飽和脂肪酸である。ちなみに、脂肪酸は、これら６種の飽和脂肪酸のうち任意の３種以上で構成されていればよく、また他の任意の飽和脂肪酸に置換してもよい。活性剤は、ドデカン二酸等である。チクソ剤は、エチレンビスステアリン酸アマイド等である。増粘剤は、セルロースであって、例えばエチルセルロース等として具体化される。また溶剤は、テルペンと、アルコール系の溶剤からなる。テルペンは、例えばターピネオール等であり、またアルコール系の溶剤は、ソルダーペーストの印刷性の安定性を目的として添加されるものであって、例えばジエチレングリコールモノヘキシルエーテル等である。
【００１８】
この図１に示す例においては、フラックス全重量に対して、パルチミン酸を１８．０重量％、ラウリン酸を７．０重量％、ミリスチン酸を７．０重量％、ベヘニン酸を７．０重量％、ドデカン二酸を２．０重量％、エチレンビスステアリン酸アマイドを１０．０重量％、エチルセルロースを４．０重量％、ターピネオール２５．０重量％、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテルを２０．０重量％、混合する場合を示している。
【００１９】
また、本発明では、脂肪酸の総重量％がフラックス全重量に対して５〜５０重量％、セルロース１〜２０重量％、テルペンが１０〜６０重量％の範囲にあればよい。さらに望ましくは、脂肪酸４０重量％、セルロース４重量％、テルペン４５重量％で混合するようにしてもよい。
【００２０】
フラックスには、さらに活性補助剤としてジカルボン酸が添加されていてもよい。また、フラックスには、さらにチクソ剤としてひまし油、エチレンビスステアリン酸アマイド、ステアリン酸アミド、Ｎ．Ｎ−ジステアリルアジピン酸アミド等のアミド類、溶剤が添加されていてもよい。
【００２１】
なお、本発明は各原料を上述の如き成分比で構成する場合に限定されるものではない。例えば、上記重量％は、±１重量％の誤差が含まれていてもよい。また、脂肪酸の成分比も上述した例に限定されるものではない。
【００２２】
次に、本発明を適用したソルダーペーストの製造方法につき、図面を参照しながら詳細に説明をする。
【００２３】
図２はフラックスの製造方法を示すフローチャートである。
【００２４】
先ず、ステップＳ１１において、溶剤としてのターピネオールに、増粘剤としてエチルセルロースをさらに、チクソ剤としてのエチレンビスステアリン酸アマイド。活性剤としてのドデカン二酸を溶解させるとともに、ベヘニン酸、アラキジン酸、ステアリン酸、パルチミン酸、ミリスチン酸、ラウリン酸、など脂肪酸をフラックス全重量に対して５〜５０重量％溶解させる。このとき、図１に示す成分比に基づいてソルダーペーストを製造する場合には、これら脂肪酸について、フラックス全重量に対して、パルチミン酸を１８．０重量％、ラウリン酸を７．０重量％、ミリスチン酸を７．０重量％、ベヘニン酸を７．０重量％混合させる。
【００２５】
次に、ステップＳ１２へ移行し、これら脂肪酸が混合された上記溶液に、溶剤としてジエチレングリコールモノヘキシルエーテルを溶解させて、これを攪拌する。
【００２６】
以上、ステップＳ１１〜ステップＳ１２のプロセスを経て、フラックスが製造されることになる。
【００２７】
次に、フラックスと合金とを混合してソルダーペーストに仕上げるプロセスにつき、図３を用いて説明をする。
【００２８】
ステップＳ２１において、フラックスと、合金粉末を規定量混合する。この合金粉末は、例えば、金属成分としてＳｎ、Ｐｂ、Ａｇ、Ｃｕの何れか１種以上を含有する粒径２０〜４０μｍの合金を想定している。ちなみに、Ｐｂフリーのソルダーペーストに仕上げる場合には、上記合金として、Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕを利用するようにしてもよい。なお、以下の例においては、ステップＳ２１においてフラックスの含有量をソルダーペースト全重量の１１重量％とし、これに残りの８９重量％の合金を混合させる場合につき説明をする。
【００２９】
次にステップＳ２２において、フラックスと合金粉末を混合させた容器を、チャンバ内に載置する。
【００３０】
次にステップＳ２３へ移行し、フラックスと合金粉末とが混合された容器内を攪拌する。この１回目の攪拌処理に関しては、例えば攪拌棒を容器内で回転させることにより実行するようにしてもよく、その回転速度は、例えば、７０ＲＰＭ程度で実行するようにしてもよい。
【００３１】
次にステップＳ２４へ移行し、攪拌処理を終了させるとともに、容器の壁面並びに攪拌棒のフラックス及び未混練部をかきおとす。
【００３２】
次にステップＳ２５へ移行し、再度容器内を攪拌する。
【００３３】
最後にステップＳ２６へ移行し、攪拌処理を停止するとともに、容器内に生成された本願発明に係るソルダーペーストを取り出すことにより、製造工程を終了させる。
【００３４】
なお、このステップＳ２４〜ステップＳ２６の工程は、あくまで品質の安定性を向上させるべく実行するものである。ステップＳ２３における１回目の攪拌において、容器の上部や攪拌棒等に未混練部が付着したまま残存しているケースが多々あることから、これを除去すべく実行するものである。このため、ステップＳ２４〜ステップＳ２５の工程は省略するようにしてもよい。
【００３５】
このような工程を経て製造された本願発明に係るソルダーペーストの物性を以下の表２に示す。ちなみに、これら物性の測定試験は、ＪＩＳ  Ｚ  ３２８４−１９９４、ＪＩＳ  Ｚ  ３１９７−１９９９に基づく。また、絶縁抵抗値は、８５℃で１６８時間後の抵抗値とする。
【００３６】
[表２]
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【００３７】
即ち、本願発明に係るソルダーペーストにおいては、吸湿性を極力抑えることが可能となることから、絶縁抵抗値を１．０×１０９Ω以上まで向上させることが可能となる。その結果、本願発明では、半田に対してより高い絶縁抵抗を持たせることが可能となる。
【００３８】
また、本発明に係るソルダーペーストにおいては、人体に悪影響を及ぼす可能性があるロジンを使用することなく製造することができる点においても有用といえる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明を適用したソルダーペーストの製造方法に利用されるフラックスの配合例を示している。
【図２】フラックスの製造方法を示すフローチャートである。
【図３】フラックスと合金とを混合してソルダーペーストに仕上げるプロセスにつき説明するためのフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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