特許 7331579 鉛フリーはんだフラックス、鉛フリーソルダペースト

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-08-15

(45)【発行日】2023-08-23

(54)【発明の名称】鉛フリーはんだフラックス、鉛フリーソルダペースト

(51)【国際特許分類】

   B23K 35/363 20060101AFI20230816BHJP

   B23K 35/26 20060101ALN20230816BHJP

   C22C 13/00 20060101ALN20230816BHJP

   C22C 12/00 20060101ALN20230816BHJP

【ＦＩ】

B23K35/363 C

B23K35/363 E

B23K35/26 310A

B23K35/26 310C

C22C13/00

C22C12/00

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2019172552

(22)【出願日】2019-09-24

(65)【公開番号】P2020055037

(43)【公開日】2020-04-09

【審査請求日】2022-03-09

(31)【優先権主張番号】P 2018183127

(32)【優先日】2018-09-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000168414

【氏名又は名称】荒川化学工業株式会社

(72)【発明者】

【氏名】長坂 進介

(72)【発明者】

【氏名】坂下 智史

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 正樹

【審査官】川村 裕二

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－１６９５５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１２１０５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／０５７６５１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－０６４７５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０４０１０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０２５４８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平５－１８５２８３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｋ ３５／００－３５／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

重合ロジンを含まないロジン系樹脂（Ａ）、活性剤（Ｂ）、チキソ剤（Ｃ）及び溶剤（Ｄ）を含み、
（Ｃ）成分が、融点１６０～２２０℃であるアミドのみからなり、
（Ｄ）成分が、沸点２２０～３１０℃の芳香環を有する溶剤（Ｄ１）及び沸点２２０～２８０℃の芳香環を有さない溶剤（Ｄ２）のみからなり、
（Ｄ１）成分が、エチレングリコールモノフェニルエーテル又はジエチレングリコールモノフェニルエーテルのいずれかであり、
（Ｄ２）成分が、ジエチレングリコールモノｎ－ヘキシルエーテル又はトリプロピレングリコールモノメチルエーテルのいずれかである、鉛フリーはんだフラックス。

【請求項2】

（Ａ）成分が、水素化ロジン、不均化ロジン及び水素化アクリル化ロジンからなる群より選ばれる少なくとも１種を含む、請求項１に記載の鉛フリーはんだフラックス。

【請求項3】

（Ｂ）成分が、非ハロゲン系酸活性剤（Ｂ１）及び／又はハロゲン系活性剤（Ｂ２）を含む請求項１又は２に記載の鉛フリーはんだフラックス。

【請求項4】

（Ｃ）成分が、ヒドロキシル基を有する請求項１～３のいずれかに記載の鉛フリーはんだフラックス。

【請求項5】

（Ｃ）成分の含有量が、全フラックス成分１００質量％に対して、１～１５質量％である請求項１～４のいずれかに記載の鉛フリーはんだフラックス。

【請求項6】

請求項１～５のいずれかに記載のはんだフラックス及びはんだ粉末を含む鉛フリーソルダペースト。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、鉛フリーはんだフラックス、鉛フリーソルダペーストに関する。

【背景技術】

【0002】

鉛フリーはんだ用フラックスは、例えば、ＩＣ、コンデンサ、抵抗等の電子部品をプリント基板等に実装する際に用いる材料であり、はんだ粉末と混練してペースト状にして使用される。また近年は自動車用途において、電子化が急速に進み、自動車内部の過酷な環境に耐えうる電子部品、電子基板等が要求されており、ソルダペーストにも高い信頼性が求められている。その１つには、リフロー工程後のサイドボールの発生を抑制する（以下、耐サイドボール性ともいう）ことにあり、仮にサイドボールが存在すると、自動車走行時の振動により、リード端子間に移動し、ショート等の不具合が起こりうる。

【0003】

耐サイドボール性の技術としては、例えば、レボピマル酸とアクリル酸のディールスアルダー反応物と所定の臭素系活性剤を含有するクリームはんだが公知である（特許文献１）。当該はんだでは、耐サイドボール性に優れるものの、保存安定性が不十分であった。また保存安定性を改善する技術として、重合ロジンを含むベース樹脂及び特定の臭素系活性剤からなる鉛フリーはんだペースト用フラックスも公知であるが、重合ロジンでは連続印刷性が可能なレベルの保存安定性には至っていなかった（特許文献２）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開平０６－０３９５８４号公報

【文献】特開２０１３－０４６９２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、保存安定性及び連続印刷性に優れ、リフロー工程後にサイドボールの発生も少ない鉛フリーはんだフラックスを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明者らは、鉛フリーはんだフラックスにおける前記の課題を解決すべく、ロジン系樹脂、チキソ剤及び溶剤を適宜組み合わせることにより、フラックス中の成分が相溶され、更に加熱ダレによるサイドボールの発生も抑えられると考え、鋭意検討したところ、本発明を完成させるに至った。すなわち、本発明は、以下の鉛フリーはんだフラックス（以下、はんだフラックスともいう）、鉛フリーソルダペースト（以下、ソルダペーストともいう）に関する。

【0007】

１．重合ロジンを含まないロジン系樹脂（Ａ）、活性剤（Ｂ）、チキソ剤（Ｃ）及び溶剤（Ｄ）を含み、
（Ｃ）成分が、融点１６０～２２０℃であるアミドを含み、
（Ｄ）成分が、沸点２２０～３１０℃の芳香環を有する溶剤（Ｄ１）及び沸点２２０～２８０℃の芳香環を有さない溶剤（Ｄ２）を含む、鉛フリーはんだフラックス。

【0008】

２．（Ａ）成分が、水素化ロジン、不均化ロジン及び水素化アクリル化ロジンからなる群より選ばれる少なくとも１種を含む、前項１に記載の鉛フリーはんだフラックス。

【0009】

３．（Ｂ）成分が、非ハロゲン系酸活性剤（Ｂ１）及び／又はハロゲン系活性剤（Ｂ２）を含む前項１又は２に記載の鉛フリーはんだフラックス。

【0010】

４．（Ｃ）成分が、ヒドロキシル基を有する請求項１～３のいずれかに記載の鉛フリーはんだフラックス。

【0011】

５．（Ｃ）成分の含有量が、全フラックス成分１００質量％に対して、１～１５質量％である前項１～４のいずれかに記載の鉛フリーはんだフラックス。

【0012】

６．（Ｄ１）成分が、エチレングリコールモノフェニルエーテル、ジエチレングリコールモノフェニルエーテル及びプロピレングリコールモノフェニルエーテルから選ばれる少なくとも１種を含む、前項１～５のいずれかに記載の鉛フリーはんだフラックス。

【0013】

７．（Ｄ２）成分が、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル及び／又はトリプロピレングリコールモノメチルエーテルを含む、前項１～６のいずれかに記載の鉛フリーはんだフラックス。

【0014】

８．前項１～７のいずれかに記載のはんだフラックス及びはんだ粉末を含む鉛フリーソルダペースト。

【発明の効果】

【0015】

本発明のはんだフラックスによれば、特定の溶剤を併用することにより、ロジン系樹脂等の成分を相溶する結果、ソルダペーストが保存安定性及び連続印刷性に優れたものとなる。更に、前記はんだフラックスは、特定のアミドを含むことにより、はんだペーストを電極に印刷し部品を搭載して、リフローした後の加熱ダレが抑制され、部品周囲への微細なサイドボールの発生も少ないものとなる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】実施例および比較例におけるリフロー温度プロファイルを示したグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0017】

本発明のはんだフラックスは、重合ロジンを含まないロジン系樹脂（Ａ）（以下、（Ａ）成分という）、活性剤（Ｂ）（以下、（Ｂ）成分という）、特定のチキソ剤（Ｃ）（以下、（Ｃ）成分という）及び特定の溶剤（Ｄ）（以下、（Ｄ）成分という）を含むものである。

【0018】

（Ａ）成分は、ロジン系樹脂であり、重合ロジンを含まないものである。重合ロジンを含むと、溶剤との相溶性が悪くなり、はんだフラックスの保存安定性が低下しやすくなる。（Ａ）成分としては、重合ロジン以外であれば、特に限定されず各種公知のものを使用でき、例えば、ガムロジン、ウッドロジン及びトール油ロジン等の原料ロジン；前記原料ロジンの精製物（精製ロジン）又は水素化物（水素化ロジン）；マレイン化ロジン、フマル化ロジン、アクリル化ロジン等のα，β－不飽和カルボン酸変性ロジン；前記変性ロジンの水素化物；不均化ロジン、ロジンエステル等のロジン誘導体；前記誘導体の水素化物等が挙げられる。これらは、単独でも２種以上を組み合わせても良い。該ロジンエステルの製造に用いるポリオールとしては、特に限定されず、例えば、グリセリン、グリセロール、１，２，３－プロパントリオール、１，２，４－ブタントリオール、３－メチルペンタン－１，３，５－トリオール、１，２，６－ヘキサントリオールグリセリン等のトリオール；ペンタエリスリトール、ジグリセリン及びジトリメチロールプロパン等のテトラオール等が挙げられ、これらは単独でも２種以上を組み合わせても良い。これらの（Ａ）成分の中でも、ソルダペーストの保存安定性及び連続印刷性に優れる点から、水素化ロジン、不均化ロジン及び水素化アクリル化ロジンからなる群より選ばれる少なくとも１種を含むことが好ましい。

【0019】

（Ａ）成分の含有量としては、特に限定されないが、はんだ粉末の濡れ性を向上させる点から、全フラックス成分を１００質量％として、固形分質量（以下同様）で１０～５０質量％程度が好ましく、１５～４５質量％程度がより好ましい。

【0020】

（Ｂ）成分としては、特に限定されないが、はんだ粉末の良好な濡れ性の点から、非ハロゲン系酸活性剤（Ｂ１）（以下、（Ｂ１）成分という）及び／又はハロゲン系活性剤（Ｂ２）（以下、（Ｂ２）成分という）を含むことが好ましい。

【0021】

（Ｂ）成分の含有量としては、特に限定されないが、はんだ粉末の良好な濡れ性の点から、全フラックス成分を１００質量％として、１～３５質量％程度が好ましく、２～２５質量％程度がより好ましい。

【0022】

（Ｂ１）成分としては、特に限定されず、例えば、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸等の脂肪族一塩基酸；コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、シュウ酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、ダイマー酸、イタコン酸、フマル酸、マレイン酸、無水マレイン酸等の脂肪族二塩基酸；１,３－シクロヘキサンジカルボン酸、１，４－シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環式二塩基酸；ピロール２－カルボン酸、ピロール２，５－ジカルボン酸、２－フランカルボン酸、２，５－フランジカルボン酸、２－チオフェンカルボン酸、２，５－チオフェンカルボン酸、ピリジン－２－カルボン酸（ピコリン酸）、ピリジン２，６－ジカルボン酸等のヘテロ原子含有複素環型カルボン酸等が挙げられる。これらは単独でも２種以上を組み合わせても良い。中でも、グルタル酸、スベリン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、ダイマー酸が好ましい。

【0023】

（Ｂ１）成分の含有量としては、特に限定されないが、はんだ粉末の良好な濡れ性の点から、全フラックス成分を１００質量％として、１～１７質量％程度が好ましく、１．５～１５質量％程度がより好ましい。

【0024】

（Ｂ２）成分としては、特に限定されず、３－ブロモプロピオン酸、２－ブロモペンタン酸、２－ブロモ吉草酸、５－ブロモ吉草酸、２－ブロモイソ吉草酸、２，３－ジブロモコハク酸、２－ブロモコハク酸、２，２－ジブロモアジピン酸等のブロモカルボン酸；ｔｒａｎｓ－２，３－ジブロモ－１，４－ブテンジオール、ｃｉｓ－２，３－ジブロモ－１，４－ブテンジオール、１－ブロモ－２－ブタノール、１－ブロモ－２－プロパノール、３－ブロモ－１－プロパノール、３－ブロモ－１，２－プロパンジオール、１，４－ジブロモ－２－ブタノール、１，３－ジブロモ－２－プロパノール、２，２－ビス（ブロモメチル）－１，３－プロパンジオール、２，３－ジブロモ－１－プロパノール等のブロモアルコール；ジブロモサリチル酸等のブロモヒドロキシカルボン酸；メチルアミン臭素酸塩、エチルアミン臭素酸塩、ジエチルアミン臭素酸塩、ジエチルアミン塩化水素酸塩等のアミン系ハロゲン化合物；１－ブロモ－３－メチル－１－ブテン、１，４－ジブロモブテン、１－ブロモ－１－プロペン、２，３－ジブロモプロペン、１，２－ジブロモ－１－フェニルエタン、１，２－ジブロモスチレン、１，２，３，４－テトラブロモブタン、１，２－ジブロモ－１－フェニルエタン、４－ステアロイルオキシベンジルブロミド、４－ステアリルオキシベンジルブロミド、４－ステアリルベンジルブロミド、４－ブロモメチルベンジルステアレート、４－ステアロイルアミノベンジルブロミド、２，４－ビスブロモメチルべンジルステアレート、４－パルミトイルオキシベンジルブロミド、４－ミリストイルオキシベンジルブロミド、４－ラウロイルオキシベンジルブロミド、４－ウンデカノイルオキシベンジルブロミド等の活性水素非含有ハロゲン化合物等が挙げられる。これらは単独でも２種以上を併用しても良い。中でも、ｔｒａｎｓ－２，３－ジブロモ－１，４－ブテンジオール、２，２－ビス（ブロモメチル）－１，３－プロパンジオール、２，３－ジブロモコハク酸が好ましい。

【0025】

（Ｂ２）成分の含有量としては、特に限定されないが、はんだ粉末の良好な濡れ性の点から、全フラックス成分を１００質量％として、１０質量％未満が好ましく、０．５～５質量％程度がより好ましい。

【0026】

また、（Ｂ）成分としては、アミン系活性剤（Ｂ３）（以下、（Ｂ３）成分という）を使用できる。

【0027】

（Ｂ３）成分としては、特に限定されず、例えば、ｎ－ヘキシルアミン、ｎ－へプチルアミン、ｎ－オクチルアミン等のモノアルキルアミン；ジｎ－ヘキシルアミン、ジｎ－ヘプチルアミン、ジｎ－オクチルアミン、ジｎ－ノニルアミン、ジｎ－デシルアミン、ジ（１－エチルヘキシル）アミン、ジ（２－エチルヘキシル）アミン等のジアルキルアミン；トリｎ－ヘキシルアミン、トリｎ－ヘプチルアミン、トリｎ－オクチルアミン、Ｎ，Ｎ－ジエチルメチルアミン等のトリアルキルアミン；モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルカノールアミン；シクロヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミン等の脂環式アミン；ジフェニルアミン、トリフェニルアミン等の芳香族アミン等が挙げられる。

【0028】

（Ｂ３）成分の含有量としては、特に限定されないが、保存安定性およびはんだ粉末の良好な濡れ性の点から、全フラックス成分を１００質量％として、５質量％未満が好ましく、０．５～３質量％程度がより好ましい。

【0029】

（Ｃ）成分は、融点が１６０～２２０℃であるアミドである。融点が１６０℃未満であると、ソルダペーストの加熱だれが生じやすくなり、耐サイドボール性が低下する傾向となり、２２０℃を上回ると、（Ａ）成分又は（Ｄ）成分との相溶性が悪くなり、ソルダペーストの保存安定性が低下する傾向がある。また同様の点から、融点としては、好ましくは１６５～２１０℃、より好ましくは１７０～２００℃である。なお、（Ｃ）成分の融点は、示差走査熱量計（ＤＳＣ）で測定した値である。

【0030】

（Ｃ）成分としては、前記融点を満たすものであれば、特に限定されないが、ソルダペーストの加熱だれを抑制する点から、ジアミド、トリアミド、テトラアミド等のポリアミドが好ましい。

【0031】

また、（Ｃ）成分は、ソルダペーストの加熱だれを抑制する点から、ヒドロキシル基を有することも好ましい。

【0032】

このような（Ｃ）成分は、以下の方法により得ることができる。
（１）ヒドロキシル基を有するカルボン酸及び第１級ジアミンを反応させる。
（２）ヒドロキシル基を有するカルボン酸のアルキルエステル及び第１級ジアミンを反応させる。
（３）ヒドロキシル基を有するカルボン酸、及びヒドロキシル基を有するカルボン酸のアルキルエステルの混合物、並びに第１級ジアミンを反応させる。
（４）ヒドロキシル基を有するカルボン酸のハライド及び第１級ジアミンを反応させる。

【0033】

ヒドロキシル基を有するカルボン酸としては、ソルダペーストの加熱だれを抑制する点から、その全炭素数が１２以上であるものが好ましく、例えば、ヒドロキシラウリン酸（２－ヒドロキシラウリン酸、３－ヒドロキシラウリン酸、ｋ－ヒドロキシラウリン酸（ｋは４～１２の整数））、ヒドロキシミリスチン酸（２－ヒドロキシミリスチン酸、３－ヒドロキシミリスチン酸、ｌ－ヒドロキシミリスチン酸（ｌは４～１４の整数））、ヒドロキシパルミチン酸（２－ヒドロキシパルミチン酸、３－ヒドロキシパルミチン酸、ｍ－ヒドロキシパルミチン酸（ｍは４～１４の整数））、ヒドロキシステアリン酸（２－ヒドロキシステアリン酸、３－ヒドロキシステアリン酸、ｎ－ヒドロキシステアリン酸（ｎは４～１８の整数））、ジヒドロキシパルミチン酸、ジヒドロキシステアリン酸等が挙げられる。これらは単独でも２種以上を組み合わせても良い。

【0034】

前記カルボン酸のアルキルエステルとしては、構成するアルキル基がメチル基、エチル基、ｎ－ブチル基であるもの等が挙げられる。これらは単独でも２種以上を組み合わせても良い。

【0035】

前記カルボン酸のハライドとしては、クロライド、ブロマイド等が挙げられる。これらは単独でも２種以上を組み合わせても良い。

【0036】

第１級ジアミンとしては、特に限定されず、例えば、エチレンジアミン、１，２－プロピレンジアミン、１，３－プロピレンジアミン、１，２－ブチレンジアミン、１，４－ブチレンジアミン、１，５－ペンタンジアミン、１，６－ヘキサンジアミン、１，８－オクタンジアミン等の脂肪族ジアミン；１，４－ジアミノシクロヘキサン、４，４’－ジアミノジシクロヘキシルメタン、１，３－ビス（アミノメチル）シクロヘキサン、１，４－ビス（アミノメチル）シクロヘキサン等の脂環族ジアミン；ｏ－キシリレンジアミン、ｍ－キシリレンジアミン、ｐ－キシリレンジアミン等の芳香族ジアミン等が挙げられる。

【0037】

（Ｃ）成分の反応条件としては、特に限定されず、例えば、ヒドロキシル基を有するカルボン酸及び／又はヒドロキシル基を有するカルボン酸のアルキルエステルと、第１級ジアミンを、通常、常圧又は真空下において、温度１１０～２５０℃程度、時間２～２４時間で行うこと等が挙げられる。

【0038】

また（Ｃ）成分には、ヒドロキシル基を有さないカルボン酸（ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸等のモノカルボン酸；オクタン二酸、デカン二酸、ドデカン二酸等のジカルボン酸等）及び前記第１級アミンを反応させて得られるアミドを含んでいても良い。

【0039】

（Ｃ）成分の市販品としては、例えば、「ＪＨ－１７０」、「ＪＨ－１８０」（以上、伊藤製油（株）製）等が挙げられる。

【0040】

（Ｃ）成分の含有量としては、特に限定されないが、ソルダペーストの優れた連続印刷性の点から、全フラックス成分を１００質量％として、１～１５質量％程度が好ましく、３～８質量％程度がより好ましい。

【0041】

（Ｄ）成分は、沸点２２０～３１０℃の芳香環を有する溶剤（Ｄ１）（以下、（Ｄ１）成分という）及び沸点２２０～２８０℃の芳香環を有さない溶剤（Ｄ２）（以下、（Ｄ２）成分という）を含むものである。（Ｄ１）成分及び（Ｄ２）成分を含むことにより、（Ａ）成分、（Ｂ）成分及び（Ｃ）成分等のフラックス成分を溶解しやすくし、ソルダペーストの保存安定性及び連続印刷性が優れやすい。（Ｄ１）成分及び（Ｄ２）成分の融点が２２０℃未満であると、溶剤が揮発しやすくなることでソルダペーストが増粘し、ソルダペーストの保存安定性及び連続印刷性が悪くなる。また（Ｄ１）成分の沸点が３１０℃を超えると、温度２５０℃程度でのリフロー工程において、溶剤が充分に揮発されないため、加熱ダレが起こりやすくなり、サイドボールも発生しやすくなる。さらに（Ｄ２）成分の沸点が２８０℃を超えた場合も同様に、加熱ダレが起こりやすくなり、サイドボールも発生しやすくなる。なお、（Ｄ）成分の沸点は、示差走査熱量計（ＤＳＣ）で測定した値である。

【0042】

（Ｄ１）成分としては、例えば、エチレングリコールモノフェニルエーテル、ジエチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル、ジエチレングリコールモノベンジルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテル等の芳香族エーテル；安息香酸ブチル等が挙げられる。これらは単独でも２種以上を組み合わせても良い。中でも（Ａ）成分、（Ｂ）成分及び（Ｃ）成分等のフラックス成分を溶解し、ソルダペーストの保存安定性に優れる点から、エチレングリコールモノフェニルエーテル、ジエチレングリコールモノフェニルエーテル及びプロピレングリコールモノフェニルエーテルから選ばれる少なくとも１種を含むことが好ましく、エチレングリコールモノフェニルエーテル、ジエチレングリコールモノフェニルエーテルを含むことがより好ましい。

【0043】

（Ｄ２）成分としては、例えば、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、ポリプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノｎ－ブチルエーテル、トリエチレングリコールモノｎ－ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノｎ－ヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノ（２－エチルヘキシル）エーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル等の（ポリ）アルキレングリコールモノアルキルエーテル；ジエチレングリコールジｎ－ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノ－２－エチルヘキシルエーテル等の（ポリ）アルキレングリコールジアルキルエーテル；２－エチル－１，３－ヘキサンジオール、２－ブチル－２－エチル－１，３―プロパンジオール、２，４－ジエチル－１，５－ペンタンジオール、２，２，４－トリメチル－１，３－ペンタンジオール等のアルコール；アジピン酸ジエチル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート等のエステル等が挙げられる。これらは単独でも２種以上を組み合わせても良い。中でもソルダペーストの優れた連続印刷性の点から、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテルを含むことが好ましく、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテルを含むことがより好ましい。

【0044】

（Ｄ）成分の含有量としては、特に限定されないが、ソルダペーストの優れた保存安定性の点から、全フラックス成分を１００質量％として、２０～６０質量％程度が好ましく、３０～５０質量％程度がより好ましい。

【0045】

（Ｄ１）成分及び（Ｄ２）成分の含有比率としては、特に限定されないが、ソルダペーストの保存安定性、連続印刷性及び耐サイドボール性を両立できる点から、固形分質量比率で（Ｄ１）／（Ｄ２）＝１／１０～１０／１程度が好ましく、１／５～５／１程度がより好ましい。

【0046】

本発明のはんだフラックスには、更に酸化防止剤、防黴剤、艶消し剤及び増粘防止剤等の添加剤を含んでも良い。

【0047】

酸化防止剤としては、特に限定されず、例えば、ペンタエリスリチル－テトラキス〔３－（３，５－ジ－ｔ－ブチル－４－ヒドロキシフェニル）プロピオネート〕、トリエチレングリコールビス〔３－（３－ｔ－ブチル－５－メチル－４－ヒドロキシフェニル）プロピオネート〕、１，６－ヘキサンジオールビス〔３－（３，５－ジ－ｔ－ブチル－４－ヒドロキシフェニル）プロピオネート〕、２，４－ビス（ｎ－オクチルチオ）－６－（４－ヒドロキシ－３，５－ジ－ｔ－ブチルアニリノ）－１，３，５－トリアジン、２，２－チオ－ジエチレンビス〔３－（３，５－ジ－ｔ－ブチル－４－ヒドロキシフェニル）プロピオネート〕、オクタデシル－３－（３，５－ジ－ｔ－ブチル－４－ヒドロキシフェニル）プロピオネート、Ｎ，Ｎ’－ヘキサメチレンビス（３，５－ジ－ｔ－ブチル－４－ヒドロキシ－ヒドロシンアミド）、３，５－ジ－ｔ－ブチル－４－ヒドロキシベンジルフォスフォネート－ジエチルエステル、１，３，５－トリメチル－２，４，６－トリス（３，５－ジ－ｔ－ブチル－４－ヒドロキシベンジル）ベンゼンのヒンダードフェノール系酸化防止剤；２，６－ジ－ｔ－ブチル－ｐ－クレゾール、２，４－ジメチル－６－ｔ－ブチル－フェノール、スチレネートフェノール、２，４－ビス［（オクチルチオ）メチル］－ｏ－クレゾール等の他のフェノール系酸化防止剤；トリフェニルフォスファイト、トリエチルフォスファイト、トリラウリルトリチオフォスファエト、トリス（トリデシル）フォスファイト等のリン系酸化防止剤；ジラウリルチオジプロピオネート、ジラウリルサルファイド、２－メルカプトベンゾイミダゾール、ラウリルステアリルチオジプロピオネート等の硫黄系酸化防止剤等が挙げられる。これらは単独でも２種以上を組み合わせても良い。また含有量も特に限定されず、全フラックス成分を１００質量％に対して、通常は、０．１～５質量％、好ましくは０．５～３質量％程度である。

【0048】

本発明のはんだフラックスの製造法は特に限定されず、各種公知の方法を採用でき、例えば、（Ａ）成分、（Ｂ）成分、（Ｃ）成分及び（Ｄ）成分、必要に応じて添加剤を加熱下で充分に溶融するまで混合すること等が挙げられる。加熱温度としても特に限定されず、通常は８０～２５０℃程度、好ましくは１００～２３０℃程度である。

【0049】

本発明のソルダペーストは、本発明のはんだフラックスとはんだ粉末とを含有するものである。それぞれの含有量は、特に限定されず、通常、前者が５～３０質量％程度、後者が７０～９５質量％程度である。

【0050】

はんだ粉末としては、鉛を含有しないものであれば、特に限定されず、各種公知のものを使用できる。具体的には、Ｓｎをベースとするはんだ粉末、例えばＳｎ－Ａｇ系、Ｓｎ－Ｃｕ系、Ｓｎ－Ｓｂ系、Ｓｎ－Ｚｎ系、Ｓｎ－Ｂｉ系のはんだ粉末等が挙げられる。また、はんだ粉末は、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｂｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｎｉ、Ｐ、Ｐｔ、Ｓｂ、Ｚｎの１種又は２種以上の元素がドープされたものであっても良い。はんだ粉末としては、例えば、Ｓｎ９６．５Ａｇ３Ｃｕ０．５、Ｓｎ９５Ｓｂ５、Ｓｎ９９．３Ｃｕ０．７、Ｓｎ９７Ｃｕ３、Ｓｎ９２Ｃｕ６Ａｇ２、Ｓｎ９９Ｃｕ０．７Ａｇ０．３、Ｓｎ９５Ｃｕ４Ａｇ１、Ｓｎ９７Ａｇ３、Ｓｎ９６．３Ａｇ３．７、Ｓｎ４２－Ｂｉ５８等を例示できる。また、はんだ粉末の平均粒子径も特に限定されず、通常は１～５０μｍ程度、好ましくは１５～４０μｍ程度である。また、はんだ粉末の形状も特に限定されず、球形や不定形であっても良い。なお、球形とは、好ましくは、粒子の縦横のアスペクト比が１．２以内であることを意味する。また、本発明のはんだフラックス及びはんだ粉末の混合手段、混合順序及び条件も特に限定されない。

【実施例】

【0051】

以下に本発明を実施例により更に具体的に説明する。ただし、本発明の技術的範囲がこれら実施例に限定されるものではない。また実施例中で「％」は特に断りのない限り、質量基準である。

【0052】

実施例１
水素化ロジン２１質量％（商品名「ＫＥ－６１４」、荒川化学工業（株）製）、水素化アクリル化ロジン（商品名「ＫＥ－６０４」、荒川化学工業（株）製）を２１質量％、アジピン酸（東京化成工業（株）製）を２質量％、ジエチルアミン臭素酸塩を１質量％、ジアミド（商品名「ＩＴＯＨＷＡＸ ＪＨー１８０」、融点：１８４℃、伊藤製油（株）製）を５質量％、エチレングリコールモノフェニルエーテル（沸点：２３７℃）を２５質量％及びジエチレングリコールモノヘキシルエーテル（沸点：２６３℃）を２５質量％となるように混合し、加熱下で溶融させ、はんだフラックスを調製した。組成を表１に示す（以下同様）。

【0053】

実施例２～１３、比較例１～５
表１に示す組成に変更した他は、実施例１と同様にして鉛フリーはんだフラックスをそれぞれ調製した。

【0054】

＜ソルダペーストの調製＞
実施例１のはんだフラックスと市販の無鉛はんだ粉末（９６．５Ｓｎ／３Ａｇ／０．５Ｃｕ、三井金属（株）製、粒径２０～３８μｍ、通常品）とを順に１１質量％及び８９質量％となるようソフナーで混練し、ソルダペーストを調製した。他の実施例及び比較例のはんだフラックスについても同様にしてソルダペーストを調製した。

【0055】

＜保存安定性＞
各ソルダペーストについて、調製直後の粘度と、４０℃の恒温槽中で２４時間保温した後の粘度とを、それぞれ市販のスパイラル方式粘度計（製品名「ＰＣＵ－２０５」、共軸二重円筒形回転型、（株）マルコム製）を用いて、予め温度２５℃に調整したソルダペーストを回転数１０ｒｐｍで測定し、以下の（式１）に基づき、増粘率（％）を算出した。増粘率が１０％未満の場合、保存安定性が良好であることを示す。

【0056】

（式１）増粘率（％）＝〔｛（４０℃、２４時間保温後の粘度）－（ソルダペースト調製直後の粘度）｝÷（ソルダペースト調製直後の粘度）〕×１００

【0057】

＜連続印刷性（連続ローリング耐性）＞
各ソルダペーストについて、調製直後の粘度を測定した。次に連続印刷機（装置名「半自動スクリーン印刷機ミノマット ハンター Ｙ－３５４０－ＣＨ」、（株）ミノグループ製）を用いて、スキージ速度３０ｍｍ／秒、スキージストローク３００ｍｍ、スキージタクト３０秒及び温度２５℃にて、前記ソルダペーストを１２時間連続印刷した後の粘度を測定した。なお、粘度は市販のスパイラル方式粘度計（製品名「ＰＣＵ－２０５」、共軸二重円筒形回転型、（株）マルコム製）を用いて、予め温度２５℃に調整したソルダペーストを回転数１０ｒｐｍで測定し、以下の（式２）に基づき、増粘率（％）を算出した。増粘率が１０％未満の場合、保存安定性が良好であることを示す。

【0058】

（式２）増粘率（％）＝〔｛（温度２５℃、１２時間連続印刷した後の粘度）－（ソルダペースト調製直後の粘度）｝÷（ソルダペースト調製直後の粘度）〕×１００

【0059】

＜耐サイドボール性＞
各ソルダペーストを厚み１５０μｍのステンシルを用いて評価基板上の４５３２チップ抵抗パターンに印刷し、４５３２チップ抵抗１０個をチップマウンターで搭載した後、酸素濃度約１０００ｐｐｍ雰囲気下において、図１に示すリフロー温度プロファイルに従って、リフローした。その後、４５３２チップ抵抗の長辺に隣接するサイドボールの発生の程度を目視観察し、以下の基準で評価した。

【0060】

＜評価基準＞
◎：サイドボールの数が５個以下
○：サイドボールの数が６個以上１０個以下
△：サイドボールの数が１１個以上１５個以下
×：サイドボールの数が１６個以上

【0061】

【表1】

【0062】

＜ロジン系樹脂＞
・ＫＥ－６１４：商品名「ＫＥ－６１４」、水素化ロジン、荒川化学工業（株）製
・ＫＥ－６０４：商品名「ＫＥ－６０４」、水素化アクリル化ロジン、荒川化学工業（株）製
・ＫＲ－１２０：商品名「ＫＲ－１２０」、不均化ロジン、荒川化学工業（株）製
＜チキソ剤＞
・ＪＨ－１８０：商品名「ＩＴＯＨＷＡＸ ＪＨ－１８０」、融点：１８４℃、伊藤製油（株）製
・ＪＨ－１７０：商品名「ＩＴＯＨＷＡＸ ＪＨ－１７０」、融点：１７４℃、伊藤製油（株）製
・Ｊ－６３０：商品名「ＩＴＯＨＷＡＸ Ｊ－６３０」、Ｎ，Ｎ’－ヘキサメチレン－ビス－１２－ヒドロキシステアリルアミド、融点：１３５℃、伊藤製油（株）製
・ＭＡ－ＷＡＸ－Ｏ：商品名「ＭＡ－ＷＡＸ－Ｏ」、１２－ヒドロキシステアリン酸エチレンビスアミド、融点：１４０℃、ＫＦトレーディング（株）製
・ＨＣＯ－Ｐ：商品名「硬化ひまし油 ＨＣＯ－Ｐ」、硬化ひまし油、融点８５℃、豊国製油（株）製
＜溶剤＞
・ＰｈＧ ：エチレングリコールモノフェニルエーテル（沸点：２３７℃）
・ＰｈＤＧ：ジエチレングリコールモノフェニルエーテル（沸点：２９８℃）
・ＨｅＤＧ：ジエチレングリコールモノｎ－ヘキシルエーテル（沸点：２６３℃）
・ＭＦＴＧ：トリプロピレングリコールモノメチルエーテル（沸点：２４３℃）
・ＨｅＧ：エチレングリコールモノｎ－ヘキシルエーテル（沸点：２０５℃）

【図1】