JP5816947B1 - フラックス用活性剤、フラックス及びはんだ - Google Patents

Abstract

【課題】はんだ付け直後からはんだの濡れ性を向上させることができ、且つはんだの濡れ性を持続的に向上させることができるフラックス用活性剤等を提供することを課題とする。【解決手段】 下記一般式１（式中、Ｘ１、Ｘ２は異なるハロゲン原子であり、Ｒ１、Ｒ２は一般式−ＯＨ、−Ｏ−Ｒ３、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｒ４、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＨ−Ｒ５で表される基であり同一の基であっても異なる基であってもよく、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５は炭素数１〜１８の芳香族炭化水素基、脂肪族炭化水素基であり同一の基であっても異なる基であってもよい。）で表されるハロゲン化合物を含む。【化１】【選択図】なし

Description

本発明は、フラックス用活性剤、これを含むフラックス及びはんだに関する。

電子部品の接合等に用いられるはんだは、通常はんだ合金とフラックスとを含む。該フラックスは、変性ロジン、合成樹脂等からなる樹脂成分、活性剤、さらに必要に応じて溶剤成分、他の添加剤等を含む。前記活性剤としては、有機ハロゲン化合物を含むハロゲン系活性剤が知られている。
例えば、特許文献１には、臭素、塩素などのハロゲン原子が共有結合によって有機化合物中に導入されているハロゲン化合物を活性剤として含むフラックスが記載されている。また、特許文献２には、ヨウ素系カルボキシル化合物を活性剤として含むフラックスが記載されている。
これらのハロゲン化合物は、はんだ表面の酸化膜を除去し、あるいは、再酸化を防止し、さらに、はんだの表面張力を低下させることで、はんだの濡れ性を向上させうることが知られている。

しかしながら、これらのハロゲン化合物活性剤を含むフラックスは、上記効果をはんだ付け直後からは発揮しにくく、また、効果を持続させることも難しいため、通常のはんだ付け工程においてはんだの濡れ性を充分に向上させることが難しいという問題がある。

特開２００２−１２００８９号 特開２０１４−１８８５７８号

本発明は、前記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、はんだ付け直後からはんだの濡れ性を向上させることができ、且つはんだの濡れ性を持続的に向上させることができるフラックス用活性剤、フラックス及びはんだを提供することを課題とする。

本発明のフラックス用活性剤は、下記一般式１（式中、Ｘ^１、Ｘ^２は異なるハロゲン原子であり、Ｒ^１、Ｒ^２は一般式−ＯＨ、−Ｏ−Ｒ^３、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｒ^４、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＨ−Ｒ^５で表される基であり同一の基であっても異なる基であってもよく、Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５は炭素数１〜１８の芳香族炭化水素基、脂肪族炭化水素基であり同一の基であっても異なる基であってもよい。）で表されるハロゲン化合物を含む。

本発明によれば、はんだ付け直後からはんだの濡れ性を向上させることができ、且つはんだの濡れ性を持続的に向上させることができる。

前記Ｘ^１はＢｒ又はＩであり、前記Ｘ^２はＢｒ又はＩであってもよい。

前記一般式１におけるＸ^１はＢｒ又はＩであり、Ｘ^２はＢｒ又はＩである場合には、はんだ付けから特に短時間ではんだの濡れ性を向上させることができ、且つはんだの濡れ性をより持続的に向上させることができる。
尚、本発明において上記場合は、Ｘ^１がＢｒである場合にＸ^２はＩであり、Ｘ^１がＩである場合にＸ^２はＢｒであることを意味する。

フラックスにかかる本発明は、前記フラックス用活性剤を含む。

はんだにかかる本発明は、前記フラックスを含む。

本発明によれば、はんだ付け直後からはんだの濡れ性を向上させることができ、且つはんだの濡れ性を持続的に向上させることができる。

以下に、本発明に係るフラックス用活性剤、フラックス及びはんだについて説明する。

まず、本実施形態のフラックス用活性剤について説明する。
本実施形態のフラックス用活性剤（以下、単に活性剤とも言う。）は、下記一般式１で表されるハロゲン化合物を含む。

前記Ｘ^１、Ｘ^２は、Ｂｒ、Ｉ、Ｃｌ、Ｆ、Ａｔ等のハロゲン原子であって、互いに異なるハロゲン原子であれば特に限定されるものではないが、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉであることが好ましく、特に、Ｂｒ及びＩであることが好ましい。すなわち、Ｘ^１がＢｒであるときに、Ｘ^２はＩであり、Ｘ^１がＩであるときに、Ｘ^２はＢｒであることが好ましい。具体的には、下記一般式（２）又は（３）で表されるハロゲン化合物が好ましい。
但し、下記一般式（２）及び（３）中、Ｒ^１、Ｒ^２は、一般式−ＯＨ、−Ｏ−Ｒ^３、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｒ^４、−Ｏ-Ｃ（＝Ｏ）−ＮＨ−Ｒ^５で表される基であり、Ｒ^１、Ｒ^２は同一の基であっても異なる基であってもよい。
また、Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５は、同一の基であっても異なる基であってもよく、炭素数１〜１８の芳香族炭化水素基、脂肪族炭化水素基である。
Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５としては、例えば、炭素数１〜６のメチル基、エチル基、プロピル基；炭素数１８の直鎖または分子鎖状アルキル基；炭素数２〜６のアルケニル基、シクロヘキシル基、フェニル基；メチル基、ヒドロキシ基、メトキシ基、カルボキシル基、アミノ基、シアノ基等の置換基が導入されたシクロヘキシル基、フェニル基等が挙げられる。

前記Ｘ^１、Ｘ^２が、Ｂｒ、Ｉの組み合わせである場合には、はんだ付け直後から濡れ性を向上させることができると同時に、濡れ性を持続的に向上させることができる効果がより高くなる。
前記Ｘ^１、Ｘ^２が、互いに異なるハロゲン原子であることによって、上述のような効果が得られるのは、以下のような理由によるためであると考えられる。

活性剤を構成する化合物にハロゲン原子が導入されていることにより、ハロゲン原子の作用によってはんだ表面の酸化膜を除去する、あるいは酸化膜の形成を抑制することができ、さらに、はんだの表面張力を低下させることができるため、はんだの濡れ性を向上させることができる。しかし、ハロゲン原子による上記効果は、それぞれのハロゲン原子ごとに発揮しうる効果の強さ、発揮するまでの時間、効果の持続性等が相違する。
例えば、ハロゲン原子の中でもＢｒ（臭素）は比較的はんだ付け直後から上記効果を発揮しうるが、耐熱性が低いため、はんだ付け時の加熱によって効果が低下していき、持続的に濡れ性向上効果が発揮できない場合がある。
これらの問題を解消するために、例えば、はんだ付け温度を上げてはんだ付けの時間を短くすることや、Ｂｒの含有量を増やすことが考えられる。しかし、はんだ付け温度を上げると、基板や電子部品への熱ダメージが大きくなり、また、フラックス残渣の焦げつきが生じるおそれがある。また、Ｂｒの含有量を増やすことはフラックス残渣の絶縁性が低下する原因になるおそれがある。

また、ハロゲン原子の中でもＩ（ヨウ素）は、比較的耐熱性が高く、効果の持続性はあるものの、酸化膜を除去するのに時間がかかる。よって、例えば、短時間ではんだ付けを行う工程では、濡れ性を向上させることができない場合がある。

本実施形態の活性剤は異なるハロゲン原子が導入されたハロゲン化合物を含むことで、濡れ性向上効果をはんだ付け直後から発揮でき、且つ持続的に発揮できる。

本実施形態のハロゲン化合物は、上記一般式（１）乃至（３）におけるＲ^１、Ｒ^２が、一般式−ＯＨ、−Ｏ−Ｒ^３、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｒ^４、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＨ−Ｒ^５で表される基である。
Ｒ^１、Ｒ^２は同一の基であっても異なる基であってもよいが、好ましくは同一の基である。

ハロゲン化合物が、Ｒ^１、Ｒ^２が共に−ＯＨで表される同一の基であるものとしては、例えば、下記式（４）のようなハロゲン化合物があげられる。

また、本実施形態のハロゲン化合物は、上記一般式（１）乃至（３）におけるＲ^３、Ｒ^４、Ｒ^５は上述したような炭素数１〜１８の芳香族炭化水素基、脂肪族炭化水素基である。
中でも、Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５は、フェニル基であることが好ましい。

ハロゲン化合物が、Ｒ^１、Ｒ^２が共に−Ｏ−Ｒ^３で表される同一の基であって、Ｒ^３がフェニル基であるものとしては、例えば、下記一般式（５）のようなハロゲン化合物があげられる。

上記一般式（５）における、Ｒ^６、Ｒ^７は、水素原子、メチル基、ヒドロキシ基、メトキシ基、カルボキシル基、アミノ基、シアノ基等が挙げられるが、好ましくは、水素原子、メチル基である。
また、Ｒ^６、Ｒ^７は同一の基であっても異なる基であってもよいが、好ましくは同一の基である。

ハロゲン化合物が、Ｒ^１、Ｒ^２が共に−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｒ^４で表される同一の基であって、Ｒ^４がフェニル基であるものとしては、例えば、下記一般式（６）のようなハロゲン化合物があげられる。

上記一般式（６）における、Ｒ⁸、Ｒ⁹は、水素原子、メチル基、ヒドロキシ基、メトキシ基、カルボキシル基、アミノ基、シアノ基等が挙げられるが、好ましくは、水素原子、メチル基である。
また、Ｒ^６、Ｒ^７は同一の基であっても異なる基であってもよいが、好ましくは同一の基である。

ハロゲン化合物が、Ｒ^１、Ｒ^２が共に−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＨ−Ｒ^５で表される同一の基であって、Ｒ^５がフェニル基であるものとしては、例えば、下記一般式（７）のようなハロゲン化合物があげられる。

上記一般式（７）における、Ｒ^１０、Ｒ^１１は、水素原子、メチル基、ヒドロキシ基、メトキシ基、カルボキシル基、アミノ基、シアノ基等が挙げられるが、好ましくは、水素原子、メチル基である。
また、Ｒ¹⁰、Ｒ¹¹は同一の基であっても異なる基であってもよいが、好ましくは同一の基である。

以下に、上記一般式４で表されるハロゲン化合物を用いて、上記一般式３で表されるハロゲン化合物のＲ^１、Ｒ^２が一般式−Ｏ−Ｒ³、Ｒ³が、共にフェニル基であるジフェニルエーテル誘導体（下記式８で表されるハロゲン化合物）の製造方法を例示する。

《ジフェニルエーテル誘導体（式８）の合成》
温度計、スターラーピースを備えた反応容器へ、トルエン５０ｇ、酸化銀（Ｉ）８．７ｇ、ベンジルブロミド６．１ｇ、上記式４で表されるハロゲン化合物を５．０ｇ加えた。その後、内温４０℃で２４時間反応させた。
ガスクロマトグラフ（ＧＣ：装置名ＧＣ−２０１０、製造元：島津製作所）で原料である上記ハロゲン化合物（式４）のピークが消失していることを確認後、メタノール１０ｇ添加し、３ｈｒ撹拌した。その後、エバポレーターにより溶媒を留去した。酢酸エチル４０ｇを添加後、２ｈｒ撹拌し、析出している黒色固体をろ別した。再度エバポレーターにより溶媒を除去後、ＩＰＡ５０ｇ添加し、内温５〜１０℃で一晩撹拌させた。析出している固体をろ別し乾燥させ、白色固体を１．４３ｇ（収率１７．７％）得た。赤外吸収スペクトル（ＩＲ：装置名：Ｆｒｏｎｔｉｅｒ ＧＯＬＤ ｓｐｏｔｌｉｇｈｔ ４００、製造元：Ｐｅｒｋｉｎ Ｅｌｍｅｒ）により、１２４３ｃｍ^−１にエーテル結合由来のピークを確認し、３２００〜２８００ｃｍ^−１付近に検出されるＯＨ基由来のブロードなピークが消失していることで、上記式８で表されるジフェニルエーテル誘導体であることを確認した。

以下に、上記一般式４で表されるハロゲン化合物を用いて、上記一般式３で表されるハロゲン化合物のＲ^１、Ｒ^２が一般式−Ｏ−Ｒ^３、Ｒ^３が、共にステアリル基であるジステアリルエーテル誘導体（下記式９で表されるハロゲン化合物）の製造方法を例示する。

《ジステアリルエーテル誘導体（式９）の合成》
上記式８で表されるジフェニルエーテル誘導体の合成における反応条件のうち、ベンジルブロミド６．１３ｇを１−ブロモオクタデカン１２．０ｇに変更した以外は同様の手順で合成した。それにより白色固体を１．６８ｇ（収率１２．８％）得た。赤外吸収スペクトル（ＩＲ）により、１２３１ｃｍ^−１にエーテル結合由来のピークを確認し、２８５０、２９６０ｃｍ^−１にＣ−Ｈ伸縮運動によるピークを確認し、さらに、３２００〜２８００ｃｍ^−１付近に検出されるＯＨ基由来のブロードなピークが消失していることで、上記式９で表されるジステアリルエーテル誘導体であることを確認した。

以下に、上記一般式４で表されるハロゲン化合物を用いて、上記一般式３で表されるハロゲン化合物のＲ^１、Ｒ^２が一般式−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｒ^４、Ｒ^４が、共にフェニル基であるジフェニルエステル誘導体（下記式１０で表されるハロゲン化合物）の製造方法を例示する。

《ジフェニルエステル誘導体（式１０）の合成》
温度計、スターラーピースを備えた反応容器へ、トルエン５０ｇ、トリエチルアミン３．６ｇ、４，４−ジメチルアミノピリジン（ＤＭＡＰ）０．２１ｇ、上記式４で表されるハロゲン化合物を５．０ｇ加えた。そこに、ベンゾイルクロライド４．２７ｇをトルエン１０ｇに溶解させた溶液を１５分かけて滴下した。滴下終了後、内温４０℃で７２時間反応させた。
ガスクロマトグラフ（ＧＣ：装置名ＧＣ−２０１０、製造元：島津製作所）で原料である上記ハロゲン化合物（式４）のピークが消失していることを確認後、純水５０ｇを添加した。５分撹拌後、下層を抜き取り、再度純水５０ｇ添加し、分液操作を行った。上層の溶媒をエバポレーターにより溶媒を留去することで、粘性の高い液体を得た。ＩＰＡ７０ｇとトルエン１ｇを添加し、撹拌すると、固形分が析出した。そのまま、一晩室温で撹拌した。析出している固体をろ別し乾燥させ、白色固体を４．５１ｇ（収率５２．７％）得た。赤外吸収スペクトル（ＩＲ：装置名：Ｆｒｏｎｔｉｅｒ ＧＯＬＤ ｓｐｏｔｌｉｇｈｔ ４００、製造元：Ｐｅｒｋｉｎ Ｅｌｍｅｒ）により、１７４２ｃｍ^−１にエステル結合由来のピークを確認し、３２００〜２８００ｃｍ^−１付近に検出されるＯＨ基由来のブロードなピークが消失していることで、上記式１０で表されるジフェニルエステル誘導体であることを確認した。

以下に、上記式４で表されるハロゲン化合物を用いて、上記式３で表されるハロゲン化合物のＲ^１、Ｒ^２が一般式−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｒ^４、Ｒ^４が、共にステアリル基であるジステアリルエステル誘導体（下記式１１で表されるハロゲン化合物）の製造方法を例示する。

《ジステアリルエステル誘導体（式１１）の合成》
上記式１０で表されるジフェニルエステル誘導体の合成における反応条件のうち、ベンゾイルクロライド４．２７ｇをステアリルクロライド１０．３６ｇに変更した以外は同様の手順で合成した。それにより白色固体を９．１４ｇ（収率６４．８％）得た。赤外吸収スペクトル（ＩＲ）により、１７４２ｃｍ^−１にエステル結合由来のピークを確認し、２８５０、２９６０ｃｍ^−１にＣ−Ｈ伸縮運動によるピークを確認し、さらに、３２００〜２８００ｃｍ^−１付近に検出されるＯＨ基由来のブロードなピークが消失していることで、上記式１１で表されるステアリルエステル誘導体であることを確認した。

以下に、上記式４で表されるハロゲン化合物を用いて、上記式３で表されるハロゲン化合物のＲ^１、Ｒ^２が−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＨ−Ｒ^５で、Ｒ^５が、共にフェニル基であるジフェニルウレタン誘導体（式１２で表されるハロゲン化合物）の製造方法を例示する。

《ジフェニルウレタン誘導体の合成（式１２）》
温度計、スターラーピースを備えた反応容器へ、シクロヘキサン５０ｇ、トルエン１０ｇ、１，４−ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン（ＤＡＢＣＯ）０．１ｇ、イソシアン酸フェニル４．４７ｇ、上記式４で表されるハロゲン化合物を５．０ｇ加えた。その後内温６５℃で２４時間反応させた。ＧＣで原料である上記ハロゲン化合物のピークが消失していることを確認後、メタノール２０ｇ追加し、室温で一晩反応させた。析出している固体をろ別した。ろ別した固体にＩＰＡを加え、３時間撹拌した。再度ろ別し、白色固体６．２７ｇ（収率６９．２％）得た。赤外吸収スペクトル（ＩＲ）により、３３１７ｃｍ^−１にＮ−１置換アミドＮ−Ｈ伸縮振動由来のピーク及び１７０８ｃｍ^−１にウレタン結合由来のピークを確認し、２２７５〜２２５０ｃｍ^−１付近に出現するイソシアネート由来のピークが消失し、及び３２００〜２８００ｃｍ^−１付近に検出されるＯＨ基由来のブロードなピークが消失していることで、上記式１２で表されるジフェニルウレタン誘導体であることを確認した。

以下に、上記式４で表されるハロゲン化合物を用いて、上記一般式３で表されるハロゲン化合物のＲ^１、Ｒ^２が−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＨ−Ｒ^５で、Ｒ⁵が、共にステアリル基であるジステアリルウレタン誘導体（式１３で表されるハロゲン化合物）の製造方法を例示する。

《ジステアリルウレタン誘導体の合成（式１３）》
上記式１２で表されるジフェニルウレタン誘導体の合成における反応条件のうち、イソシアン酸フェニル４．４７ｇをイソシアン酸ステアリル７．５７ｇ、上記式４で表されるハロゲン化合物５．０ｇを３．０ｇに変更した以外は同様の手順で合成した。それにより白色固体を９．１４ｇ（収率６４．８％）得た。赤外吸収スペクトル（ＩＲ）により、３３４６ｃｍ^−１にＮ−１置換アミドＮ−Ｈ伸縮振動由来のピーク、２８４９、２９１７ｃｍ^−１にＣ−Ｈ伸縮運動によるピーク、１６８８ｃｍ^−１にウレタン結合由来のピーク及び、１５２８ｃｍ^−１に鎖状Ｎ−１置換アミド由来のピークを確認し、２２７５〜２２５０ｃｍ^−１付近に出現するイソシアネート由来のピークが消失し、３２００〜２８００ｃｍ^−１付近に検出されるＯＨ基由来のブロードなピークが消失していることで、上記式１３で表されるジステアリルウレタン誘導体であることを確認した。

次に、上記本実施形態の活性剤を含むフラックスについて説明する。

本実施形態のフラックスは、用途は特に限定されるものではなく、例えば、ソルダーペースト、やに入りはんだ等のはんだ用のフラックスや、ポストフラックスとして用いることができる。

本実施形態のフラックスは上記活性剤を１種又は２種以上を混合して用いてもよい。
活性剤のフラックス中における含有量は特に限定されるものではないが、例えば、０．１質量％以上１０質量％以下、好ましくは０．３質量％以上４質量％以下等が挙げられる。
本実施形態のフラックスをやに入りはんだ用のフラックスとして用いる場合には、上記活性剤の含有量は、例えば、０．３質量％以上４質量％以下、好ましくは１質量％以上３質量％以下等であることが挙げられる。
上記活性剤の含有量が上記範囲である場合には、はんだ付け直後からはんだの濡れ性を向上させやすく、且つはんだの濡れ性を持続的に向上させやすくなるため好ましい。

本実施形態のフラックスは、上記本実施形態の活性剤の他に、公知の活性剤成分を補助活性剤として含んでいてもよい。補助活性剤としては、例えば、有機酸、アミンハロゲン塩等を用いることができる。有機酸としては、例えば、グルタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ステアリン酸、安息香酸などが挙げられる。また、アミンハロゲン塩のアミンとしては、ジエチルアミン、ジブチルアミン、トリブチルアミン、ジフェニルグアニジン、シクロヘキシルアミンなどが挙げられる。対するハロゲンとしては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素、アスタチンが挙げられるが、フッ素は腐食性が強く信頼性を損なうおそれがあり望ましくない。またアスタチンはハロゲンに分類されるが半減期が著しく短く原子炉中でしか存在できないため実用的ではない。

本実施形態のフラックスは、樹脂成分、溶剤成分等を含んでいてもよい。
樹脂成分としては、合成樹脂、天然樹脂など、フラックスの樹脂成分として用いられる公知の樹脂成分であれば特に限定されるものではない。例えば、重合ロジン、水添ロジン、天然ロジン、不均化ロジン、酸変性ロジン等が挙げられる。

上記樹脂成分のフラックスにおける含有量は特に限定されるものではないが、例えば、２０質量％以上９９質量％以下、好ましくは３０質量％以上９９質量％以下等が挙げられる。
本実施形態のフラックスをやに入りはんだ用のフラックスとして用いる場合には、上記樹脂成分の含有量は、例えば、４０質量％以上９９質量％以下、好ましくは６０質量％以上９９質量％以下等であることが挙げられる。

溶剤成分としては、フラックスの溶剤成分として用いられる公知の成分であれば特に限定されるものではない。例えば、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル（ヘキシルジグリコール）、ジエチレングリコールジブチルエーテル（ジブチルジグリコール）、ジエチレングリコールモノ２−エチルヘキシルエーテル（２エチルヘキシルジグリコール）、ジエチレングリコールモノブチルエーテル（ブチルジグリコール）などのグリコールエーテル類；ｎ−ヘキサン、イソヘキサン、ｎ−ヘプタンなどの脂肪族系化合物；酢酸イソプロピル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチルなどのエステル類；メチルエチルケトン、メチル−ｎ−プロピルケトン、ジエチルケトンなどのケトン類；エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、イソブタノールなどのアルコール類等が挙げられる。
前記溶媒は、単独で、あるいは複数種類を混合して用いることができる。

上記溶剤成分のフラックスにおける含有量は特に限定されるものではないが、例えば、０質量％以上６０質量％以下、好ましくは０質量％以上４０質量％以下等が挙げられる。

本実施形態のフラックスには、さらに、チキソ剤、酸化防止剤、界面活性剤、消泡剤、腐食防止剤等の添加剤が含まれていてもよい。

さらに、本実施形態のフラックスを含むはんだについて説明する。
本実施形態のフラックスは上述のとおり、ソルダーペーストなどのはんだ組成物、やに入りはんだ等のはんだ用いることができる。

はんだ組成物としてのソルダーペーストは、はんだ合金粉末と上記本実施形態のフラックスとを混合することで構成されている。
はんだ合金としては、特に限定されるものではなく、無鉛のはんだ合金、有鉛のはんだ合金のいずれでもよいが、環境への影響の観点から無鉛のはんだ合金が好ましい。
具体的には、無鉛のはんだ合金としては、スズ、銀、銅、亜鉛、ビスマス、アンチモン等を含む合金等が挙げられ、より具体的には、Ｓｎ／Ａｇ、Ｓｎ／Ａｇ／Ｃｕ、Ｓｎ／Ｃｕ、Ｓｎ／Ａｇ／Ｂｉ、Ｓｎ／Ｂｉ、Ｓｎ／Ａｇ／Ｃｕ／Ｂｉ、Ｓｎ／Ｓｂ、Ｓｎ／Ｚｎ／Ｂｉ、Ｓｎ／Ｚｎ、Ｓｎ／Ｚｎ／Ａｌ、Ｓｎ／Ａｇ／Ｂｉ／Ｉｎ、Ｓｎ／Ａｇ／Ｃｕ／Ｂｉ／Ｉｎ／Ｓｂ、Ｉｎ／Ａｇ等の合金が挙げられる。

はんだ組成物としてのソルダーペーストは、例えば、上記はんだ合金粉末の配合量は、８０質量％以上９５質量％以下、上記フラックス５質量％以上２０質量％以下で混合されていることが好ましい。

はんだとしてのやに入りはんだは、中心部に本実施形態のフラックスが充填された細い筒状のはんだ合金から構成されている。
やに入りはんだの中のフラックスの含有量は１質量％以上５質量％以下であることが好ましい。
本実施形態の活性剤を含むフラックスは、やに入りはんだ用のフラックスとして用いられることが特に好ましい。
やに入りはんだは、濡れ性が低下すると、フィレットの形成不良、端子間におけるブリッジ、ツノ立ちという不良が発生しやすくなる。
本実施形態のフラックスを含むやに入りはんだは、濡れ性低下をはんだ付け直後から抑制でき、且つ持続的に濡れ性を向上させうるため、濡れ性低下による上記不良を効果的に抑制しうる。

本実施形態にかかるフラックス用活性剤、フラックス及びはんだ組成物は、以上のとおりであるが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は前記説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

次に、本発明の実施例について比較例と併せて説明する。なお、本発明は下記の実施例に限定して解釈されるものではない。

（フラックスの作製）
活性剤として下記の活性剤１乃至６を用い、表１に示す配合比のフラックスを作製した。各原料を加熱容器に投入して、１８０℃まで加熱し、全原料が溶解して分散したことを確認した。その後、室温にまで冷却して、均一なフラックスを得た。ここで、水素添加ロジンとして荒川化学工業社製「ＫＲ−６１２」を、酸変性ロジンとして荒川化学工業社製「パインクリスタル ＫＥ−６０４」、有機酸としてアジピン酸を用いた。

活性剤１：上記式４で表されるハロゲン化合物
活性剤２：上記式８で表されるジフェニルエーテル誘導体
活性剤３：上記式９で表されるジステアリルエーテル誘導体
活性剤４：上記式１０で表されるジフェニルエステル誘導体
活性剤５：上記式１１で表されるジステアリルエステル誘導体
活性剤６：上記式１２で表されるジフェニルウレタン誘導体
活性剤７：上記式１３で表されるジステアリルウレタン誘導体
活性剤８：下記式１４で表されるハロゲン化合物
活性剤９：下記式１５で表されるハロゲン化合物

（濡れ性試験方法）
以下の方法で、各フラックスの濡れ性を評価した。
脱脂洗浄した銅板（３ｍｍ×３ｍｍ×０．５ｍｍ厚）上に、糸はんだ（はんだ合金：ＳＡＣ３０５（Ｓｎ９６．５質量％、Ａｇ３．０質量％、Ｃｕ０．５質量％）長さ約７ｍｍ、径１．０ｍｍ）を径２．０ｍｍのリング状にしたものを置き、このリング状の糸はんだの上に、各フラックスをひとかけら（約１０ｍｇ）乗せて試験片を作製した。
各試験片を３００℃に加熱したはんだ槽の上に置き、糸はんだを溶融させ、溶融後５秒間経過した後、試験片をはんだ槽の上からはずした。
各試験片をイソプロピルアルコールを用いフラックスを洗浄し、はんだの高さをマイクロメーター（ミツトヨ社製）で測定した。該はんだの高さから以下の計算式で広がり率を求めた。

広がり率（％）＝１００×（Ｄ−Ｈ）／Ｄ
Ｈ：はんだの高さ＝（試験後の基板の厚さ）−（試験前の基板の厚さ）
Ｄ：試験に用いたはんだを球とみなした場合の直径（ｍｍ）＝２．２（ｍｍ）

また、各試験片のはんだを目視で観察して、はんだの状態を評価した。評価は、はじきが見られなかった場合を○、はじきがみられた場合を×とした。
結果を表２に示す。

表２に示すように、上記実施例１〜実施例７は、比較例１、２に比べ広がり率が高く、はじきも少ないため濡れ性が高いことが明らかであった。
尚、実施例１に比べると実施例２〜７では、やや広がり率が低いが、これは、分子量の大きい置換基が導入された活性剤を使用しているため、ハロゲン含有割合が低下するためであると考えられる。

（はんだ付け試験方法）
次に、上記活性剤１乃至７を用いたフラックス（実施例１〜７、および比較例１、２）で、やに入りはんだ(実施例８乃至１４、比較例３、４)を作製し、はんだ付け試験を行った。やに入りはんだの中のフラックスの含有量は３．２％とし、線径を０．５ｍｍφとなるように調整、製造した。

このやに入りはんだを用いて、スライドはんだ付けを行った。厚さ１．６ｍｍのＦＲ−４基板を用い、φ１．０ｍｍのスルホールを２０個直列に形成した。そのスルホールにＬアングルピン部品（２０ピン、Ｎｉ／Ａｕめっき）のリードを挿入した。はんだ付けロボット（ジャパンユニックス社製、ＵＮＩＸ−４１２Ｒ）を用い、３５０℃に設定したコテ先（先割れ形状、Ｐ１Ｖ１０−２３）を直列するピンにスライドさせる（速度６ｍｍ／秒、および１０ｍｍ／秒）と同時に、上記やに入りはんだをコテ先に送った。やに入りはんだがコテ先によって加熱溶融し、フラックスにより濡れ広がって、リードと基板ランドの間にはんだ接合を形成した。評価は以下のように行った。

《フィレットの観察》
基板のランドにはんだが濡れて、且つピン部品のリードの周辺に山の裾野のように、はんだ接合が形成される状態をフィレットが形成された状態であるとする。
目視にて各基板を観察し、基板のパッドのすべてにはんだが濡れて良好な状態である場合にはＡ、イモはんだ付けが生じる場合にはＢ、基板のパッドの一部ではんだがはじかれてフィレットの形状が不均一な状態であった場合にはＣと評価した。
尚、イモはんだ付けが生じた状態とは、ランドにはんだが濡れているが、その形状が山の裾野のようにならず、団子状に形成された状態を意味する。

《ブリッジの観察》
ブリッジとは、はんだの表面酸化膜の除去が不十分で、流動性が低下し、隣接するピン間ではんだが繋がってしまう不良現象をいう。
目視にて各基板を観察し、スライド速度が速い場合（１０ｍｍ／秒）でブリッジ無しをＡ、スライド速度が速い場合（１０ｍｍ／秒）ではブリッジ有りだが、通常のスライド速度（６ｍｍ／秒）でブリッジ無しをＢ、通常のスライド速度（６ｍｍ／秒）でブリッジ有りをＣと評価した。結果を表３に示す。

各実施例はフィレットの形成及びブリッジの発生状況とも比較例に較べて良好であった。特に実施例８では、フィレットの形成及びブリッジの発生状況いずれもＡ評価であり、はんだ付けがきわめて良好に行えることが明らかであった。

Claims (4)

1. 下記一般式１（式中、Ｘ^１、Ｘ^２は異なるハロゲン原子であり、Ｒ^１、Ｒ^２は一般式−ＯＨ、−Ｏ−Ｒ^３、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｒ^４、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＨ−Ｒ^５で表される基であり同一の基であっても異なる基であってもよく、Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５は炭素数１〜１８の芳香族炭化水素基、脂肪族炭化水素基であり同一の基であっても異なる基であってもよい。）で表されるハロゲン化合物を含むフラックス用活性剤。
   

   
2. 前記Ｘ^１はＢｒ又はＩであり、前記Ｘ^２はＢｒ又はＩである請求項１に記載のフラックス用活性剤。
3. 請求項１又は２に記載のフラックス用活性剤を含むフラックス。
4. 請求項３に記載のフラックスを含むはんだ。