(57)【要約】【課題】フラックス残渣にべとつき及び亀裂が生じることが抑制されたはんだペーストを提供する。【解決手段】フラックスにロジンが含有されたはんだペーストであって、ヨウ素価が１４０ｇ／１００ｇ以上であり、分子構造の４５％以上が１，４結合型である水酸基末端液状ポリブタジエンが、フラックス中に１０〜３０重量％含有された。【選択図】図３
2013094781.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フラックスにロジンが含有されたはんだペーストであって、
ヨウ素価が１４０ｇ／１００ｇ以上であり、分子構造の４５％以上が１，４結合型である水酸基末端液状ポリブタジエンが、前記フラックス中に１０〜３０重量％含有されたことを特徴と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、フラックスにロジンが含有されたはんだペーストに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１に示されるように、分子量１０００〜３０００のアタクティック１，２−ポリブタジエンの不飽和結合部分に水素を添加して飽和結合としたものを含有するソルダペースト用フラックス組成物が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２４４８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記したように、特許文献１に示されるソルダペースト用フラックス組成物に含まれるポリブタジエンでは、不飽和結合部分に水素が添加されている（ポリブタジエンのヨウ素価が低くなっている）。そのため、ポリブタジエンとペースト中に含まれる成分（例えばロジン）とが反応し難く、はんだ付け後に形成されるフラックス残渣には、ロジン、ポリブタジエンに起因するべとつきが残り、フラックス残渣に異物が付着し易くなる。
【０００５】
上記したポリブタジエンは、ヨウ素価が低く他の物質と反応し難いので、ポリブタジエン単体の振る舞いを示す。ポリブタジエンは熱可塑性樹脂なので、外部環境が高温になると液化が進む。フラックス残渣に導電性の異物が付着していると、その異物が液化したポリブタジエン中（フラックス残渣中）に浸透し、浸透した異物を介して、電極間が短絡する虞がある。
【０００６】
また、ロジンとポリブタジエンとは反応し難いので、ロジンは単体の振る舞いを示す。したがって、外部環境が低温になると、ロジン同士が結合して、ロジンの結晶化が進む。この結晶化したロジンは、脆性を有するので、外部環境の温度変化によって、フラックス残渣に亀裂が生じ易くなる。このような亀裂が電極間にわたって形成され、この亀裂に導電性の液体が染み込むと、電極間が短絡する虞がある。
【０００７】
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、フラックス残渣にべとつき及び亀裂が生じることが抑制され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】
【０００８】
上記した目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、フラックスにロジンが含有されたはんだペーストであって、ヨウ素価が１４０ｇ／１００ｇ以上であり、分子構造の４５％以上が１，４結合型である水酸基末端液状ポリブタジエンが、フラックス中に１０〜３０重量％含有されたことを特徴とする。
【０００９】
このように本発明によれば、不飽和結合部分が飽和結合とされたポリブタジエンと比べてヨウ素価の高いポリブタジエンが、フラックス中に含有されている。これによれば、はんだ付けにて、ロジンとポリブタジエンとの加熱硬化反応が進行し、ポリブタジエンにロジンが結合した結合物質が形成される。この結合物質は安定状態にあるので、ロジン、ポリブタジエンに起因するべとつきがフラックス残渣に生じ難くなる。これにより、フラックス残渣への異物の付着が抑制され、フラックス残渣中に浸透した異物を介して、電極間が短絡することが抑制される。
【００１０】
また、上記したように、結合物質は安定状態にあるので、外部環境が低温になっても、ロジンの結晶化が抑制される。このように、脆性を有する、結晶化したロジンが、フラックス残渣中に含まれ難くなるので、外部環境が温度変化しても、フラックス残渣に亀裂が生じ難くなる。これにより、亀裂に導電性の液体が染み込んだ結果、電極間が短絡することが抑制される。
【００１１】
なお、上記した作用効果を裏づける実験結果は、実施形態にて説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】フラックス残渣を説明するための上面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】はんだペーストに含まれる樹脂材料のフラックス中の含有量と、フラックス残渣のべとつき及び亀裂との関係を示す説明図である。
【図４】はんだペーストに含まれる樹脂材料の分子構造と、フラックス残渣のべとつき及び亀裂との関係を示す説明図である。
【図５】はんだペーストに含まれる樹脂材料のヨウ素価と、フラックス残渣のべとつき及び亀裂との関係を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を、基板への電子部品のはんだ付けに使用した場合の実施形態を図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１は、フラックス残渣を説明するための上面図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。図３は、はんだペーストに含まれる樹脂材料のフラックス中の含有量と、フラックス残渣のべとつき及び亀裂との関係を示す説明図である。図４は、はんだペーストに含まれる樹脂材料の分子構造と、フラックス残渣のべとつき及び亀裂との関係を示す説明図である。図５は、はんだペーストに含まれる樹脂材料のヨウ素価と、フラックス残渣のべとつき及び亀裂との関係を示す説明図である。
【００１４】
図１及び図２に示すように、はんだ１０は、電子部品３０の電極３１と、基板５０の電極５１とを電気的に接続している。電極３１，５１それぞれをはんだ付けする際、はんだペーストに含まれるロジンやゴム成分が染み出して、フラックス残渣１１が形成され、各電極３１，５１の電気的な接続部位が、フラックス残渣１１によって被覆保護される。
【００１５】
本実施形態に係るはんだペーストは、フラックス中に、ロジン、及び、はんだ粉末の他、ヨウ素価が１４０ｇ／１００ｇ以上であり、分子構造の４５％以上が１，４結合型である水酸基末端液状ポリブタジエンが１０〜３０重量％含有されていることを特徴点とする。以下、この特徴点を、図３〜図５に基づいて説明する。
【００１６】
図３〜図５は、ピッチが０．５ｍｍの複数の電極３１を有する電子部品３０を基板５０にはんだ付けした際、基板５０に形成されるフラックス残渣１１に、べとつき及び亀裂が生じたか否かを示している。べとつきの評価は、異物をフラックス残渣１１に乗せた後、基板５０を傾けて、重力落下するか否かによって判定した。図３〜図５では、異物が重力落下した場合に、べたつきがないと判断して○、重力落下しなかった場合に、べたつきがあると判断して×をつけている。また、亀裂の評価は、−３０℃を３０分維持した後、温度を８０℃まで上げて３０分維持する。その後、８０℃を３０分維持した後、温度を−３０℃まで下げて３０分維持する。これを１サイクルとして２５０サイクル行った後、隣接する電極３１間にわたって亀裂が生じているか否かによって判断した。図３〜図５では、隣接する電極３１間にわたって亀裂が生じていなかった場合に、亀裂がないと判断して○、隣接する電極３１間にわたって亀裂が生じた場合に、亀裂があると判断して×をつけている。
【００１７】
図３では、フラックス中の水酸基末端液状ポリブタジエン（以下、単にポリブタジエンと示す）の含有量を重量％で示している。図中に示すように、出光製のＲ−１５ＨＴ（ヨウ素価が２６０ｇ／１００ｇであり、分子構造の８０％が１，４結合型である水酸基末端液状ポリブタジエン）の場合、フラックス中の含有量が１０〜３０重量％の時、フラックス残渣１１のべとつき及び亀裂の評価が共に○となっている。これに対して、日本曹達のＧ−２０００（ヨウ素価が２１ｇ／１００ｇであり、分子構造の１５％以下が１，４結合型である水酸基末端液状ポリブタジエン）の場合、フラックス残渣１１のべとつき、及び、亀裂の評価が共に○にはなっていない。また、出光製のエポール（ヨウ素価が５ｇ／１００ｇであり、分子構造の８０％が１，４結合型である水酸基末端液状ポリオレフィン）の場合、フラックス残渣１１のべとつき、及び、亀裂の評価が共に○にはなっていない。
【００１８】
図４では、ポリブタジエンの１，４結合の割合を％で示している。本実験では、１，４結合の割合の異なるＲ−１５ＨＴとＧ−２０００の混合割合を調整することで、ポリブタジエンの１，４結合の割合を変化させている。図中に示すように、１，４結合の割合が４５％以上の場合に、フラックス残渣１１のべとつき及び亀裂の評価が共に○となっている。これに対して、１，４結合の割合が３８％以下の場合、フラックス残渣１１のべとつきの評価は○だが、亀裂の評価が×となっている。
【００１９】
図５では、ポリブタジエンのヨウ素価をｇ／１００ｇで示している。本実験では、ヨウ素価の異なるＲ−１５ＨＴとエポールの混合割合を調整することで、ポリブタジエンの１，４結合の割合を変化させている。図中に示すように、ヨウ素価がおよそ１４０ｇ／１００ｇ以上の場合に、フラックス残渣１１のべとつき及び亀裂の評価が共に○となっている。これに対して、ヨウ素価が１３３ｇ／１００ｇ以下の場合に、フラックス残渣１１のべとつきの評価は○だが、亀裂の評価が×となっている。
【００２０】
なお、上記したように、エポールは、水酸基末端液状ポリオレフィン（以下、単にポリオレフィンと示す）であり、ポリブタジエンではない。しかしながら、ポリオレフィンとポリブタジエンとは、分子の主鎖が異なるだけなので、ヨウ素価の割合判定に支障がないと思われる。このように、わざわざエポールを用いたのは、ヨウ素価の低いポリブタジエンは常温で固体となり、ヨウ素価の高いポリブタジエンと混合することができないからである。
【００２１】
次に、本実施形態に係るはんだペーストの作用効果を説明する。上記したように、はんだペーストのフラックス中には、ロジン、及び、はんだ粉末の他、ヨウ素価が１４０ｇ／１００ｇ以上であり、分子構造の４５％以上が１，４結合型である水酸基末端液状ポリブタジエンが１０〜３０重量％含有されている。このようなはんだペーストを用いてはんだ付けを行った際に形成されるフラックス残渣１１のべとつき及び亀裂の評価は、実験の結果、共に○となっている。すなわち、異物をフラックス残渣１１に乗せて、基板５０を傾けた場合、異物が重力落下する。そして、−３０℃を３０分維持した後、温度を８０℃まで上げて３０分維持する。その後、８０℃を３０分維持した後、温度を−３０℃まで下げて３０分維持する。これを１サイクルとして２５０サイクル行った後においても、隣接する電極３１間にわたって亀裂が生じなかった。
【００２２】
このように、フラックス残渣１１のべとつき及び亀裂の評価が共に○となった理由は、はんだ付けにて、フラックス中に含まれるロジンとポリブタジエンとの加熱硬化反応が進行し、ポリブタジエンにロジンが結合した結合物質が形成されるためであると考えられる。結合物質は安定状態にあるので、ロジン、ポリブタジエンに起因するべとつきがフラックス残渣１１に生じ難くなる。これにより、フラックス残渣１１への異物の付着が抑制され、フラックス残渣１１中に浸透した異物を介して、電極間が短絡することが抑制される。
【００２３】
また、結合物質は安定状態にあるので、外部環境が低温になっても、ロジンの結晶化が抑制される。このように、脆性を有する、結晶化したロジンが、フラックス残渣１１中に含まれ難くなるので、外部環境が温度変化しても、フラックス残渣１１に亀裂が生じ難くなる。これにより、亀裂に導電性の液体が染み込んだ結果、電極間が短絡することが抑制される。
【００２４】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。
【符号の説明】
【００２５】
１０・・・はんだ
１１・・・フラックス残渣
３０・・・電子部品
３１・・・電極
５０・・・基板
５１・・・電極
【図１】
2013094781.tif 000003
【図２】
2013094781.tif 000004
【図３】
2013094781.tif 000005
【図４】
2013094781.tif 000006
【図５】
2013094781.tif 000007