JP6458894B1 - フラックス及びソルダペースト - Google Patents

Abstract

【課題】常温時と、はんだ付けで想定される熱履歴の双方で所定のレオロジー特性を得られ、かつ、はんだ付け後の残渣量を抑制して低残渣を実現可能なフラックスを提供する。【解決手段】フラックスは、ＯＨ基を２個以上有し、融点が２５℃未満の第１のアルコール化合物と、ＯＨ基を２個以上有し、融点が２５℃超の第２のアルコール化合物とを含み、２５℃での粘度が１０Ｐａ・ｓ以上５０Ｐａ・ｓ以下、１００℃での粘度が０Ｐａ・ｓ超１Ｐａ・ｓ以下、１０ｍｇの当該フラックスを、Ｎ２雰囲気下で、２５℃〜２５０℃まで昇温速度１０℃／ｍｉｎにて加熱した後の重量が、加熱前の重量の１５％以下である。【選択図】無し

Description

本発明は、はんだ付けに用いられるフラックス及びこのフラックスを用いたソルダペーストに関する。

一般的に、はんだ付けに用いられるフラックスは、はんだ及びはんだ付けの対象となる接合対象物の金属表面に存在する金属酸化物を化学的に除去し、両者の境界で金属元素の移動を可能にする効能を持つ。このため、フラックスを使用してはんだ付けを行うことで、はんだと接合対象物の金属表面との間に金属間化合物が形成できるようになり、強固な接合が得られる。

近年、小型情報機器の発達により、搭載される電子部品では急速な小型化が進行している。電子部品は、小型化の要求により接続端子の狭小化や実装面積の縮小化に対応するため、裏面に電極が配置されたボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）が適用されている。

ＢＧＡの電極には、はんだバンプが形成されている。はんだバンプを作る方法として、フラックスを塗布した電極に、はんだボールを搭載して加熱する方法が採られている。

フラックスは、ベース剤、溶剤、チキソ剤により、揮発性と、粘度、チキソ比等のレオロジー特性が決まる。はんだボールを使用したはんだ付けでは、常温時にフラックスが所定の粘度を有していないと、フラックスが流れ出し、はんだボールを電極に保持できない。このため、従来、フラックスに所定量のロジンを含むことで、所定のレオロジー特性を得ていた。

しかし、ロジンははんだ付けで想定される熱履歴で揮発しにくく、残渣の主成分となる。はんだ付けで想定される熱履歴で残存しやすいロジン、ベース剤、チキソ剤の添加は、残渣量が増える要因となる。残渣量が増えると、はんだ付け後の残渣を洗浄しないで使用する無洗浄用途に不適格となる場合があり。低残渣のフラックスが求められる。

そこで、常温時に高粘度で、はんだ付けで想定される熱履歴で揮発性を有する溶剤として、２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオールを含み、ロジンを含まず低残渣を実現したフラックスが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許第６１６０７８８号公報

しかし、常温時には高粘度で、はんだ付けで想定される熱履歴では、溶融したはんだが十分にぬれ広がるような液状となり、更に揮発性を有する溶剤は非常に限られており、低残渣フラックスを設計するにあたり、溶剤に対する自由度が低かった。

本発明は、このような課題を解決するためなされたもので、常温時と、はんだ付けで想定される熱履歴の双方で所定のレオロジー特性を得られ、かつ、はんだ付け後の残渣量を抑制して無洗浄で使用する用途に適用できるような低残渣を実現可能なフラックス、及び、このフラックスを使用したソルダペーストを提供することを目的とする。

常温域での様態が異なる２種のアルコール化合物を含むことで、常温時と、はんだ付けで想定される熱履歴の双方で所定のレオロジー特性を得られ、かつ、はんだ付けで想定される熱履歴で揮発性を得られることを見出した。

そこで、本発明は、ＯＨ基を２個以上有したアルコール化合物を含むフラックスであって、ＯＨ基を２個以上有し、融点が２５℃未満の第１のアルコール化合物と、ＯＨ基を２個以上有し、融点が２５℃超の第２のアルコール化合物とを含み、第１のアルコール化合物はグリセリンであり、第２のアルコール化合物は２，５−ジメチルヘキサン−２，５−ジオールであり、２５℃での粘度が１０Ｐａ・ｓ以上５０Ｐａ・ｓ以下、１００℃での粘度が０Ｐａ・ｓ超１Ｐａ・ｓ以下、１０ｍｇの当該フラックスを、Ｎ_２雰囲気下で、２５℃〜２５０℃まで昇温速度１０℃／ｍｉｎにて加熱した後の重量が、加熱前の重量の１５％以下であるフラックスである。

本発明のフラックスは、１０ｍｇの当該フラックスを、Ｎ_２雰囲気下で、２５℃〜２５０℃まで昇温速度１０℃／ｍｉｎにて加熱した後の重量が、加熱前の重量の５％以下であることがより好ましい。

また、本発明のフラックスは、グリセリンを５５ｗｔ％以上９０ｗｔ％以下、２，５−ジメチルヘキサン−２，５−ジオールを５ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下で含むことがより好ましく、第１のアルコール化合物／第２のアルコール化合物で表されるグリセリンと２，５−ジメチルヘキサン−２，５−ジオールとの重量比が、１．８３以上１２．４０以下であることがより好ましい。

本発明のフラックスは、更に、有機酸を０ｗｔ％以上１０ｗｔ％、アミンを０ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下、溶剤を０ｗｔ％以上１５ｗｔ％以下、チキソ剤を０ｗｔ％以上１５ｗｔ％以下、ベース剤を０ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下で含む。

また、本発明のフラックスは、ハロゲン化合物、着色剤、消泡剤、酸化防止剤、界面活性剤のうち、少なくとも１種を含んでも良い。

更に、本発明は、上述したフラックスと、金属粉を含むソルダペーストである。

本発明のフラックスは、ＯＨ基を２個以上有し、融点が２５℃未満の第１のアルコール化合物と、ＯＨ基を２個以上有し、融点が２５℃超の第２のアルコール化合物とを含み、第１のアルコール化合物はグリセリンであり、第２のアルコール化合物は２，５−ジメチルヘキサン−２，５−ジオールであり、２５℃での粘度が１０Ｐａ・ｓ以上５０Ｐａ・ｓ以下、１００℃での粘度が０Ｐａ・ｓ超１Ｐａ・ｓ以下であり、熱重量測定法による測定で、１０ｍｇの当該フラックスを、Ｎ_２雰囲気下で、２５℃〜２５０℃まで昇温速度１０℃／ｍｉｎにて加熱した後の重量が、加熱前の重量の１５％以下であることで、常温時と、はんだ付けで想定される熱履歴の双方で、それぞれに適した所定のレオロジー特性を持つことができる。また、残渣の量を抑制して低残渣を実現でき、はんだ付け後に無洗浄で使用する用途に適用できる。本発明のソルダペーストは、本発明のフラックスが使用されることで、常温時には流れ出さず、はんだ付けで想定される熱履歴ではフラックスが流れ、金属酸化物を除去して溶融した金属粉を濡れ広がらせることができる。また、はんだ付け後に無洗浄で使用する用途に適用できる。

このように、融点により２５℃という常温域での様態が規定され、常温域での様態が異なる２種のアルコール化合物を含むことで、低残渣フラックスを設計する自由度が向上する。

＜本実施の形態のフラックスの一例＞
本実施の形態のフラックスは、ＯＨ基を２個以上有し、融点が２５℃未満の第１のアルコール化合物と、ＯＨ基を２個以上有し、融点が２５℃超の第２のアルコール化合物とを含み、２５℃での粘度が１０Ｐａ・ｓ以上５０Ｐａ・ｓ以下、１００℃での粘度が０Ｐａ・ｓ超１Ｐａ・ｓ以下である。

また、本実施の形態のフラックスは、熱重量測定法による測定で、１０ｍｇの当該フラックスを、Ｎ_２雰囲気下で、２５℃〜２５０℃まで昇温速度１０℃／ｍｉｎにて加熱した後の重量が、加熱前の重量の１５％以下である。

融点が２５℃未満の第１のアルコール化合物と、融点が２５℃超の第２のアルコール化合物とを含むフラックスは、ロジン等、樹脂等のベース剤、チキソ剤の含有量を減らしても、または、ベース剤、チキソ剤を含まなくても、常温時と、はんだ付けで想定される熱履歴の双方で、それぞれに適した所定のレオロジー特性を持たせることができる。なお、ロジンを非含有とすることがより好ましい。

このため、フラックスを加熱した後の重量が、加熱前の重量の１５％以下とすることができ、加熱した後の重量が加熱前の重量の１５％以下であれば、無洗浄の用途で使用可能な低残渣と見なすことができる。

ここで、低残渣のフラックスとしては、１０ｍｇの当該フラックスを、Ｎ_２雰囲気下で、２５℃〜２５０℃まで昇温速度１０℃／ｍｉｎにて加熱した後の重量が、加熱前の重量の５％以下であることがより好ましい。

本実施の形態のフラックスは、フラックス全体を１００ｗｔ％としたとき、第１のアルコール化合物を５５ｗｔ％以上９０ｗｔ％以下、第２のアルコール化合物を５ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下で含む。また、本実施の形態のフラックスは、第１のアルコール化合物と第２のアルコール化合物との重量比が、第１のアルコール化合物／第２のアルコール化合物で表した場合に１．８３以上１２．４０以下である。

第１のアルコール化合物及び第２のアルコール化合物は、ＯＨ基を２個以上６個以下で有する。第１のアルコール化合物は、ＯＨ基を３個以上４個以下で有することがより好ましい。また、第２のアルコール化合物は、ＯＨ基を２個以上４個以下で有することがより好ましい。

第１のアルコール化合物は、１０ｍｇの第１のアルコール化合物を、Ｎ_２雰囲気下で、２５℃〜２５０℃まで昇温速度１０℃／ｍｉｎにて加熱した後の重量が、加熱前の重量の１５％以下であることが好ましく、１０ｍｇの第１のアルコール化合物を、Ｎ_２雰囲気下で、２５℃〜２５０℃まで昇温速度１０℃／ｍｉｎにて加熱した後の重量が、加熱前の重量の５％以下であることがより好ましい。

また、第２のアルコール化合物は、１０ｍｇの第２のアルコール化合物を、Ｎ_２雰囲気下で、２５℃〜２５０℃まで昇温速度１０℃／ｍｉｎにて加熱した後の重量が、加熱前の重量の１５％以下であることが好ましく、１０ｍｇの第２のアルコール化合物を、Ｎ_２雰囲気下で、２５℃〜２５０℃まで昇温速度１０℃／ｍｉｎにて加熱した後の重量が、加熱前の重量の５％以下であることがより好ましい。

第１のアルコール化合物は、２５℃での粘度が１０Ｐａ・ｓ未満であることがより好ましい。また、第１のアルコール化合物は、グリセリンであることがより好ましい。グリセリンは、金属酸化物を除去する活性剤としても機能し得る。なお、グリセリンは、２５℃での粘度が０．９Ｐａ・ｓである。また、１０ｍｇのグリセリンを、Ｎ_２雰囲気下で、２５℃〜２５０℃まで昇温速度１０℃／ｍｉｎにて加熱した後の重量が、加熱前の重量の５％以下であり、はんだ付けで想定される熱履歴で揮発性を有する。第２のアルコール化合物は、２，５−ジメチルヘキサン−２，５−ジオールであることがより好ましい。１０ｍｇの２，５−ジメチルヘキサン−２，５−ジオールを、Ｎ_２雰囲気下で、２５℃〜２５０℃まで昇温速度１０℃／ｍｉｎにて加熱した後の重量が、加熱前の重量の５％以下であり、はんだ付けで想定される熱履歴で揮発性を有する。

２個以上のＯＨ基を有するアルコール化合物は、金属酸化物を除去する活性剤として機能し得る。このため、更に活性剤を添加することで、より高い活性を持たせることができる。

そこで、本実施の形態のフラックスは、更に、活性剤として有機酸を０ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下、アミンを０ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下で含む。

また、本実施の形態のフラックスは、更に、溶剤を０ｗｔ％以上１５ｗｔ％以下で含む。

本実施の形態のフラックスは、低残渣の効果を阻害しない範囲で、チキソ剤、ベース剤を含んでも良く、更に、チキソ剤を０ｗｔ％以上１５ｗｔ％以下、ベース剤を０ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下で含んでも良い。

なお、本実施の形態のフラックスは、他の添加剤として、ハロゲン化合物、着色剤、消泡剤、酸化防止剤、界面活性剤のうち、少なくとも１種を含んでも良い。

有機酸としては、グルタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、エイコサン二酸、クエン酸、グリコール酸、コハク酸、サリチル酸、ジグリコール酸、ジピコリン酸、ジブチルアニリンジグリコール酸、スベリン酸、セバシン酸、チオグリコール酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ドデカン二酸、パラヒドロキシフェニル酢酸、ピコリン酸、フェニルコハク酸、フマル酸、マレイン酸、マロン酸、ラウリン酸、安息香酸、酒石酸、イソシアヌル酸トリス（２−カルボキシエチル）、グリシン、１，３−シクロヘキサンジカルボン酸、２，２−ビス（ヒドロキシメチル）プロピオン酸、２，２−ビス（ヒドロキシメチル）ブタン酸、４−ｔｅｒｔ−ブチル安息香酸、２，３−ジヒドロキシ安息香酸、２，４−ジエチルグルタル酸、２−キノリンカルボン酸、３−ヒドロキシ安息香酸、リンゴ酸、ｐ−アニス酸、パルミチン酸、ステアリン酸、１２−ヒドロキシステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、ダイマー酸、ダイマー酸に水素を添加した水添ダイマー酸、トリマー酸、トリマー酸に水素を添加した水添トリマー酸等が挙げられる。

アミンとしては、モノエタノールアミン、ジフェニルグアニジン、エチルアミン、トリエチルアミン、エチレンジアミン、トリエチレンテトラミン、２−メチルイミダゾール、２−ウンデシルイミダゾール、２−ヘプタデシルイミダゾール、１，２−ジメチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール、２−フェニル−４−メチルイミダゾール、１−ベンジル−２−メチルイミダゾール、１−ベンジル−２−フェニルイミダゾール、１−シアノエチル−２−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−ウンデシルイミダゾール、１−シアノエチル−２−エチル−４−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール、１−シアノエチル−２−ウンデシルイミダゾリウムトリメリテイト、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾリウムトリメリテイト、２，４−ジアミノ−６−［２′−メチルイミダゾリル−（１′）］−エチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−［２′−ウンデシルイミダゾリル−（１′）］−エチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−［２′−エチル−４′−メチルイミダゾリル−（１′）］−エチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−［２′−メチルイミダゾリル−（１′）］−エチル−ｓ−トリアジンイソシアヌル酸付加物、２−フェニルイミダゾールイソシアヌル酸付加物、２−フェニル−４，５−ジヒドロキシメチルイミダゾール、２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾール、２，３−ジヒドロ−１Ｈ−ピロロ［１，２−ａ］ベンズイミダゾール、１−ドデシル−２−メチル−３−ベンジルイミダゾリウムクロライド、２−メチルイミダゾリン、２−フェニルイミダゾリン、２，４−ジアミノ−６−ビニル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−ビニル−ｓ−トリアジンイソシアヌル酸付加物、２，４−ジアミノ−６−メタクリロイルオキシエチル−ｓ−トリアジン、エポキシ−イミダゾールアダクト、２−メチルベンゾイミダゾール、２−オクチルベンゾイミダゾール、２−ペンチルベンゾイミダゾール、２−（１−エチルペンチル）ベンゾイミダゾール、２−ノニルベンゾイミダゾール、２−（４−チアゾリル）ベンゾイミダゾール、ベンゾイミダゾール、２−（２′−ヒドロキシ−５′−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２′−ヒドロキシ−３′−ｔｅｒｔ−ブチル−５′−メチルフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール、２−（２′−ヒドロキシ−３′，５′−ジ−ｔｅｒｔ−アミルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２′−ヒドロキシ−５′−ｔｅｒｔ−オクチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２，２′−メチレンビス［６−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４−ｔｅｒｔ−オクチルフェノール］、６−（２−ベンゾトリアゾリル）−４−ｔｅｒｔ−オクチル−６′−ｔｅｒｔ−ブチル−４′−メチル−２，２′−メチレンビスフェノール、１，２，３−ベンゾトリアゾール、１−［Ｎ，Ｎ−ビス（２−エチルヘキシル）アミノメチル］ベンゾトリアゾール、カルボキシベンゾトリアゾール、１−［Ｎ，Ｎ−ビス（２−エチルヘキシル）アミノメチル］メチルベンゾトリアゾール、２，２′−［［（メチル−１Ｈ−ベンゾトリアゾール−１−イル）メチル］イミノ］ビスエタノール、１−（１′，２′−ジカルボキシエチル）ベンゾトリアゾール、１−（２，３−ジカルボキシプロピル）ベンゾトリアゾール、１−［（２−エチルヘキシルアミノ）メチル］ベンゾトリアゾール、２，６−ビス［（１Ｈ−ベンゾトリアゾール−１−イル）メチル］−４−メチルフェノール、５−メチルベンゾトリアゾール、５−フェニルテトラゾール等が挙げられる。

溶剤としては、アルコール系溶剤、グリコールエーテル系溶剤等が挙げられる。アルコール系溶剤としてはエタノール、工業用エタノール（エタノールにメタノール及び／またはイソプロピルアルコールを添加した混合溶剤）、イソプロピルアルコール、イソボルニルシクロヘキサノール等が挙げられる。グリコールエーテル系溶剤としては、ヘキシルジグリコール、ジエチレングリコールモノ−２−エチルヘキシルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、２−メチルペンタン−２，４−ジオール、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル等が挙げられる。

チキソ剤としては、ワックス系チキソ剤、アマイド系チキソ剤が挙げられる。ワックス系チキソ剤としては例えばヒマシ硬化油等が挙げられる。アマイド系チキソ剤としてはラウリン酸アマイド、パルミチン酸アマイド、ステアリン酸アマイド、ベヘン酸アマイド、ヒドロキシステアリン酸アマイド、飽和脂肪酸アマイド、オレイン酸アマイド、エルカ酸アマイド、不飽和脂肪酸アマイド、ｐ−トルエンメタンアマイド、芳香族アマイド、メチレンビスステアリン酸アマイド、エチレンビスラウリン酸アマイド、エチレンビスヒドロキシステアリン酸アマイド、飽和脂肪酸ビスアマイド、メチレンビスオレイン酸アマイド、不飽和脂肪酸ビスアマイド、ｍ−キシリレンビスステアリン酸アマイド、芳香族ビスアマイド、飽和脂肪酸ポリアマイド、不飽和脂肪酸ポリアマイド、芳香族ポリアマイド、置換アマイド、メチロールステアリン酸アマイド、メチロールアマイド、脂肪酸エステルアマイド等が挙げられる。

ベース剤としては、ロジン、ポリエチレングリコール等が挙げられる。無洗浄用途であれば、ロジンを非含有とすることがより好ましい。ハロゲン化合物としては、有機ハロゲン化合物、アミンハロゲン化水素酸塩が挙げられ、有機ハロゲン化合物としては、有機ブロモ化合物であるｔｒａｎｓ−２，３−ジブロモ−１，４−ブテンジオール、トリアリルイソシアヌレート６臭化物、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、２，３−ジブロモ−１−プロパノール、２，３−ジブロモ−１，４−ブタンジオール、２，３−ジブロモ−２−ブテン−１，４−ジオール、ｔｒａｎｓ−２，３−ジブロモ−２−ブテン−１，４−ジオール、ｃｉｓ−２，３−ジブロモ−２−ブテン−１，４−ジオール、テトラブロモフタル酸、ブロモコハク酸等が挙げられる。また、有機クロロ化合物であるクロロアルカン、塩素化脂肪酸エステル、ヘット酸、ヘット酸無水物等が挙げられる。無洗浄用途であれば、ハロゲン化合物を非含有とすることがより好ましい。

アミンハロゲン化水素酸塩は、アミンとハロゲン化水素を反応させた化合物であり、アニリン塩化水素、アニリン臭化水素等が挙げられる。アミンハロゲン化水素酸塩のアミンとしては、上述したアミンを用いることができ、エチルアミン、エチレンジアミン、トリエチルアミン、メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール等が挙げられ、ハロゲン化水素としては、塩素、臭素、ヨウ素、フッ素の水素化物（塩化水素、臭化水素、ヨウ化水素、フッ化水素）が挙げられる。また、アミンハロゲン化水素酸塩に代えて、あるいはアミンハロゲン化水素酸塩と合わせてホウフッ化物を含んでも良く、ホウフッ化物としてホウフッ化水素酸等が挙げられる。

界面活性剤としては、ヒドロキシプロピル化エチレンジアミン、ポリオキシプロピレンエチレンジアミン、エチレンジアミンテトラポリオキシエチレンポリオキシプロピレン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアミド等が挙げられる。また、２，４，７，９−テトラメチル−５−デシン−４，７−ジオール−エチレンオキサイド付加体等のアセチレングリコール系界面活性剤が挙げられる。酸化防止剤としては、ヒンダードフェノール系酸化防止剤等が挙げられる。

＜本実施の形態のソルダペーストの一例＞
本実施の形態のソルダペーストは、上述したフラックスと、金属粉を含む。金属粉は、Ｐｂを含まないはんだであることが好ましく、Ｓｎ単体、または、Ｓｎ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｂｉ系、Ｓｎ-Ｉｎ系等、あるいは、これらの合金にＳｂ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｓ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ａｕ、Ｇｅ、Ｐ等を添加したはんだの粉体で構成される。

＜本実施の形態のフラックス及びソルダペーストの作用効果例＞
ＯＨ基を２個以上有し、融点が２５℃未満の第１のアルコール化合物と、ＯＨ基を２個以上有し、融点が２５℃超の第２のアルコール化合物とを含み、２５℃での粘度が１０Ｐａ・ｓ以上５０Ｐａ・ｓ以下、１００℃での粘度が０Ｐａ・ｓ超１Ｐａ・ｓ以下であり、また、熱重量測定法による測定で、１０ｍｇの当該フラックスを、Ｎ_２雰囲気下で、２５℃〜２５０℃まで昇温速度１０℃／ｍｉｎにて加熱した後の重量が、加熱前の重量の１５％以下であるフラックス、及び、このフラックスを用いたソルダペーストでは、ロジン等、樹脂等のベース剤、チキソ剤の含有量を減らしても、または、ロジンを含まなくても、更にはロジン以外のベース剤、チキソ剤を含まなくても、常温時と、はんだ付けで想定される熱履歴の双方で、それぞれに適した所定のレオロジー特性を持たせることができる。

これにより、低残渣フラックス及び低残渣フラックスを用いたソルダペーストを実現できる。そして、常温域での様態が異なる２種のアルコール化合物を含むことで、低残渣フラックスを設計する自由度が向上する。

以下の表１に示す組成で実施例と比較例のフラックスを調合して、フラックスの粘度と残渣量について検証した。なお、表１における組成率は、フラックスの全量を１００とした場合のｗｔ（重量）％である。

＜フラックスの粘度評価＞
（１）検証方法
実施例、比較例のフラックスについて、２５℃及び１００℃における粘度を測定した。実施例、比較例のフラックスの２５℃における粘度の測定は、マルコム社製ＰＣＵ−２０５の粘度計を使用した。測定法は、ＪＩＳ Ｚ ３２８４に準拠する。実施例、比較例のフラックスの１００℃における粘度測定は、レオメータ（Ｔｈｅｒｍｏ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ＨＡＡＫＥ ＭＡＲＳ III（登録商標））のプレート間に挟んだ後、６Ｈｚでプレートを回転させることにより測定した。

なお、実施例、比較例のフラックスに含まれる第１のアルコール化合物及び第２のアルコール化合物の粘度も、上述したフラックスと同様の手法で測定できる。但し、実施例、比較例のフラックスに含まれる第１のアルコール化合物であるグリセリンについては、２５℃における粘度の測定にレオメータ（登録商標）を使用した。グリセリンの２５℃での粘度は０．９Ｐａ・ｓであった。また、実施例に含まれる第２のアルコール化合物である２，５−ジメチルヘキサン−２，５−ジオールは、２５℃で固体である。

（２）判定基準
（２−ａ）２５℃における粘度
〇：２５℃での粘度が１０Ｐａ・ｓ以上５０Ｐａ・ｓ以下であった。
×：２５℃での粘度が１０Ｐａ・ｓ未満または５０Ｐａ・ｓ超であった。
（２−ｂ）１００℃における粘度
〇：１００℃での粘度が０Ｐａ・ｓ超１Ｐａ・ｓ以下であった。
×：１００℃での粘度が１Ｐａ・ｓ超であった。

＜残渣量評価＞
（１）検証方法
ＴＧ法（熱重量測定法）による試験評価方法として、アルミパンに各実施例及び各比較例のフラックスを１０ｍｇ詰めて、ＵＬＶＡＣ社製ＴＧＤ９６００を用いてＮ_２雰囲気下で２５℃〜２５０℃まで、昇温速度１０℃／ｍｉｎにて加熱した。加熱後の各フラックスの重量が、加熱前の５％以下、または、１５％以下になったかどうかを測定した。

（２）判定基準
〇〇：重量が加熱前の５％以下になった。
○：重量が加熱前の５％超１５％以下になった。
×：重量が加熱前の１５％より大きかった。

加熱後の重量が加熱前の１５％以下になったフラックスは、加熱によってフラックス中の成分が十分に揮発し、リフロー後に洗浄不要なフラックスであると言える。加熱後の重量が加熱前の５％以下になったフラックスは、加熱によってフラックス中の成分がより十分に揮発し、リフロー後に洗浄不要なフラックスであると言える。重量が加熱前の１５％より大きかったフラックスは、フラックス中の成分の揮発が不十分であったと言える。フラックス中の成分の揮発が不十分で残渣が多く残ると、吸湿等による導電不良等の原因となる。

なお、実施例、比較例のフラックスに含まれる第１のアルコール化合物及び第２のアルコール化合物の残渣量評価についても、上述したフラックスと同様の手法で測定できる。アルミパンに各実施例及び各比較例のフラックスに含まれる第１のアルコール化合物であるグリセリンを１０ｍｇ詰めて、ＵＬＶＡＣ社製ＴＧＤ９６００を用いてＮ_２雰囲気下で２５℃〜２５０℃まで、昇温速度１０℃／ｍｉｎにて加熱したところ、重量が加熱前の５％以下であった。また、アルミパンに各実施例のフラックスに含まれる第２のアルコール化合物である２，５−ジメチルヘキサン−２，５−ジオールを１０ｍｇ詰めて、ＵＬＶＡＣ社製ＴＧＤ９６００を用いてＮ_２雰囲気下で２５℃〜２５０℃まで、昇温速度１０℃／ｍｉｎにて加熱したところ、重量が加熱前の５％以下であった。

＜総合評価＞
〇：２５℃、１００℃での粘度評価が〇、かつ、残渣量評価が〇〇または〇であった。
×：２５℃、１００℃での粘度評価、残渣量評価の何れか、または両方が×であった。

実施例１に示すように、第１のアルコール化合物としてグリセリンを、本発明で規定された範囲内で７６ｗｔ％、第２のアルコール化合物として２，５−ジメチルヘキサン−２，５−ジオールを、本発明で規定された範囲内で１７ｗｔ％含み、第１のアルコール化合物と第２のアルコール化合物の重量比（第１のアルコール化合物／第２のアルコール化合物）が、本発明で規定された範囲内で４．４７であり、更に、本発明で規定された範囲で、有機酸としてグルタル酸を３ｗｔ％、アミンとして２−メチルイミダゾールを３ｗｔ％、界面活性剤として２，４，７，９−テトラメチル−５−デシン−４，７−ジオール−エチレンオキサイド付加体を１ｗｔ％含むフラックスでは、２５℃での粘度が１０Ｐａ・ｓ以上５０Ｐａ・ｓ以下、１００℃での粘度が０Ｐａ・ｓ超１Ｐａ・ｓ以下であり、常温では流れ出さないような所定の粘度を有し、かつ、はんだ付けで想定される熱履歴でぬれ広がるような液状となって、常温時と、はんだ付けで想定される熱履歴の双方で、それぞれに適した所定のレオロジー特性を持つ効果が得られた。また、残渣量が５ｗｔ％以下で、残渣量を抑制して低残渣とする十分な効果が得られた。

実施例２に示すように、第１のアルコール化合物としてグリセリンを、本発明で規定された範囲内で６４ｗｔ％、第２のアルコール化合物として２，５−ジメチルヘキサン−２，５−ジオールを、本発明で規定された範囲内で３０ｗｔ％含み、第１のアルコール化合物と第２のアルコール化合物の重量比が、本発明で規定された範囲内で２．１３であり、更に、本発明で規定された範囲で、有機酸としてグルタル酸を３ｗｔ％、アミンとして２−メチルイミダゾールを３ｗｔ％含むフラックスでも、２５℃での粘度が１０Ｐａ・ｓ以上５０Ｐａ・ｓ以下、１００℃での粘度が０Ｐａ・ｓ超１Ｐａ・ｓ以下であり、常温時と、はんだ付けで想定される熱履歴の双方で、それぞれに適した所定のレオロジー特性を持つ効果が得られた。また、残渣量が５ｗｔ％以下で、残渣量を抑制して低残渣とする十分な効果が得られた。

実施例３に示すように、第１のアルコール化合物としてグリセリンを、本発明で規定された範囲内で８８ｗｔ％、第２のアルコール化合物として２，５−ジメチルヘキサン−２，５−ジオールを、本発明で規定された範囲内で１０ｗｔ％含み、第１のアルコール化合物と第２のアルコール化合物の重量比が、本発明で規定された範囲内で８．８０であり、更に、本発明で規定された範囲で、有機酸としてグルタル酸を１ｗｔ％、アミンとして２−メチルイミダゾールを１ｗｔ％含むフラックスでも、２５℃での粘度が１０Ｐａ・ｓ以上５０Ｐａ・ｓ以下、１００℃での粘度が０Ｐａ・ｓ超１Ｐａ・ｓ以下であり、常温時と、はんだ付けで想定される熱履歴の双方で、それぞれに適した所定のレオロジー特性を持つ効果が得られた。また、残渣量が５ｗｔ％以下で、残渣量を抑制して低残渣とする十分な効果が得られた。

実施例４に示すように、第１のアルコール化合物としてグリセリンを、本発明で規定された範囲内で９０ｗｔ％、第２のアルコール化合物として２，５−ジメチルヘキサン−２，５−ジオールを、本発明で規定された範囲内で１０ｗｔ％含み、第１のアルコール化合物と第２のアルコール化合物の重量比が、本発明で規定された範囲内で９．００であるフラックスでも、２５℃での粘度が１０Ｐａ・ｓ以上５０Ｐａ・ｓ以下、１００℃での粘度が０Ｐａ・ｓ超１Ｐａ・ｓ以下であり、常温時と、はんだ付けで想定される熱履歴の双方で、それぞれに適した所定のレオロジー特性を持つ効果が得られた。また、残渣量が５ｗｔ％以下で、残渣量を抑制して低残渣とする十分な効果が得られた。

実施例５に示すように、第１のアルコール化合物としてグリセリンを、本発明で規定された範囲内で６２ｗｔ％、第２のアルコール化合物として２，５−ジメチルヘキサン−２，５−ジオールを、本発明で規定された範囲内で５ｗｔ％含み、第１のアルコール化合物と第２のアルコール化合物の重量比が、本発明で規定された範囲内で１２．４０であり、更に、本発明で規定された範囲で、有機酸としてグルタル酸を３ｗｔ％、グリコールエーテル系溶剤としてヘキシルジグリコールを１５ｗｔ％、チキソ剤としてヒマシ硬化油を１５ｗｔ％含むフラックスでも、２５℃での粘度が１０Ｐａ・ｓ以上５０Ｐａ・ｓ以下、１００℃での粘度が０Ｐａ・ｓ超１Ｐａ・ｓ以下であり、常温時と、はんだ付けで想定される熱履歴の双方で、それぞれに適した所定のレオロジー特性を持つ効果が得られた。また、残渣量が５％超１５ｗｔ％以下で、残渣量を抑制して低残渣とする十分な効果が得られた。

実施例６に示すように、第１のアルコール化合物としてグリセリンを、本発明で規定された範囲内で５５ｗｔ％、第２のアルコール化合物として２，５−ジメチルヘキサン−２，５−ジオールを、本発明で規定された範囲内で３０ｗｔ％含み、第１のアルコール化合物と第２のアルコール化合物の重量比が、本発明で規定された範囲内で１．８３であり、更に、本発明で規定された範囲で、有機酸としてグルタル酸を５ｗｔ％、アミンとして２−メチルイミダゾールを５ｗｔ％、グリコールエーテル系溶剤としてヘキシルジグリコールを５ｗｔ％含むフラックスでも、２５℃での粘度が１０Ｐａ・ｓ以上５０Ｐａ・ｓ以下、１００℃での粘度が０Ｐａ・ｓ超１Ｐａ・ｓ以下であり、常温時と、はんだ付けで想定される熱履歴の双方で、それぞれに適した所定のレオロジー特性を持つ効果が得られた。また、残渣量が５ｗｔ％以下で、残渣量を抑制して低残渣とする十分な効果が得られた。

実施例７に示すように、第１のアルコール化合物としてグリセリンを、本発明で規定された範囲内で６５ｗｔ％、第２のアルコール化合物として２，５−ジメチルヘキサン−２，５−ジオールを、本発明で規定された範囲内で１８ｗｔ％含み、第１のアルコール化合物と第２のアルコール化合物の重量比が、本発明で規定された範囲内で３．６１であり、更に、本発明で規定された範囲で、有機酸としてグルタル酸を３ｗｔ％、アミンとして２−メチルイミダゾールを３ｗｔ％、ベース剤としてポリエチレングリコールを１０ｗｔ％、界面活性剤として２，４，７，９−テトラメチル−５−デシン−４，７−ジオール−エチレンオキサイド付加体を１ｗｔ％含むフラックスでも、２５℃での粘度が１０Ｐａ・ｓ以上５０Ｐａ・ｓ以下、１００℃での粘度が０Ｐａ・ｓ超１Ｐａ・ｓ以下であり、常温時と、はんだ付けで想定される熱履歴の双方で、それぞれに適した所定のレオロジー特性を持つ効果が得られた。また、残渣量が５％超１５ｗｔ％以下で、残渣量を抑制して低残渣とする十分な効果が得られた。

実施例８に示すように、第１のアルコール化合物としてグリセリンを、本発明で規定された範囲内で７５ｗｔ％、第２のアルコール化合物として２，５−ジメチルヘキサン−２，５−ジオールを、本発明で規定された範囲内で１５ｗｔ％含み、第１のアルコール化合物と第２のアルコール化合物の重量比が、本発明で規定された範囲内で５．００であり、更に、本発明で規定された範囲で、有機酸としてグルタル酸を５ｗｔ％、コハク酸５ｗｔ％含むフラックスでも、２５℃での粘度が１０Ｐａ・ｓ以上５０Ｐａ・ｓ以下、１００℃での粘度が０Ｐａ・ｓ超１Ｐａ・ｓ以下であり、常温時と、はんだ付けで想定される熱履歴の双方で、それぞれに適した所定のレオロジー特性を持つ効果が得られた。また、残渣量が５ｗｔ％以下で、残渣量を抑制して低残渣とする十分な効果が得られた。

実施例９に示すように、第１のアルコール化合物としてグリセリンを、本発明で規定された範囲内で７５ｗｔ％、第２のアルコール化合物として２，５−ジメチルヘキサン−２，５−ジオールを、本発明で規定された範囲内で１５ｗｔ％含み、第１のアルコール化合物と第２のアルコール化合物の重量比が、本発明で規定された範囲内で５．００であり、更に、本発明で規定された範囲で、アミンとして２−メチルイミダゾールを５ｗｔ％、ジエタノールアミンを５ｗｔ％含むフラックスでも、２５℃での粘度が１０Ｐａ・ｓ以上５０Ｐａ・ｓ以下、１００℃での粘度が０Ｐａ・ｓ超１Ｐａ・ｓ以下であり、常温時と、はんだ付けで想定される熱履歴の双方で、それぞれに適した所定のレオロジー特性を持つ効果が得られた。また、残渣量が５ｗｔ％以下で、残渣量を抑制して低残渣とする十分な効果が得られた。

実施例１０に示すように、第１のアルコール化合物としてグリセリンを、本発明で規定された範囲内で７７ｗｔ％、第２のアルコール化合物として２，５−ジメチルヘキサン−２，５−ジオールを、本発明で規定された範囲内で２２ｗｔ％含み、第１のアルコール化合物と第２のアルコール化合物の重量比が、本発明で規定された範囲内で３．５０であり、更に、本発明で規定された範囲で、グリコールエーテル系溶剤としてヘキシルジグリコールを１ｗｔ％含むフラックスでも、２５℃での粘度が１０Ｐａ・ｓ以上５０Ｐａ・ｓ以下、１００℃での粘度が０Ｐａ・ｓ超１Ｐａ・ｓ以下であり、常温時と、はんだ付けで想定される熱履歴の双方で、それぞれに適した所定のレオロジー特性を持つ効果が得られた。また、残渣量が５ｗｔ％以下で、残渣量を抑制して低残渣とする十分な効果が得られた。

実施例１１に示すように、第１のアルコール化合物としてグリセリンを、本発明で規定された範囲内で８１ｗｔ％、第２のアルコール化合物として２，５−ジメチルヘキサン−２，５−ジオールを、本発明で規定された範囲内で１４ｗｔ％含み、第１のアルコール化合物と第２のアルコール化合物の重量比が、本発明で規定された範囲内で５．７９であり、更に、本発明で規定された範囲で、界面活性剤として２，４，７，９−テトラメチル−５−デシン−４，７−ジオール−エチレンオキサイド付加体を５ｗｔ％含むフラックスでも、２５℃での粘度が１０Ｐａ・ｓ以上５０Ｐａ・ｓ以下、１００℃での粘度が０Ｐａ・ｓ超１Ｐａ・ｓ以下であり、常温時と、はんだ付けで想定される熱履歴の双方で、それぞれに適した所定のレオロジー特性を持つ効果が得られた。また、残渣量が５ｗｔ％以下で、残渣量を抑制して低残渣とする十分な効果が得られた。

実施例１２に示すように、第１のアルコール化合物としてグリセリンを、本発明で規定された範囲内で８１ｗｔ％、第２のアルコール化合物として２，５−ジメチルヘキサン−２，５−ジオールを、本発明で規定された範囲内で１４ｗｔ％含み、第１のアルコール化合物と第２のアルコール化合物の重量比が、本発明で規定された範囲内で５．７９であり、更に、本発明で規定された範囲で、チキソ剤としてヒマシ硬化油を５ｗｔ％含むフラックスでも、２５℃での粘度が１０Ｐａ・ｓ以上５０Ｐａ・ｓ以下、１００℃での粘度が０Ｐａ・ｓ超１Ｐａ・ｓ以下であり、常温時と、はんだ付けで想定される熱履歴の双方で、それぞれに適した所定のレオロジー特性を持つ効果が得られた。また、残渣量が５ｗｔ％以下で、残渣量を抑制して低残渣とする十分な効果が得られた。

これに対し、比較例１に示すように、第１のアルコール化合物としてグリセリンを、本発明で規定された範囲を超えて１００ｗｔ％含むフラックスでは、はんだ付けで想定される熱履歴に対して所定のレオロジー特性を持つ効果、また、低残渣とする効果は得られたが、２５℃での粘度が１０Ｐａ・ｓ未満で、常温時に所定のレオロジー特性を持つことができなかった。

また、比較例２に示すように、第１のアルコール化合物としてグリセリンを、本発明で規定された範囲を超えて９８ｗｔ％含み、更に、有機酸としてグルタル酸を１ｗｔ％、アミンとして２−メチルイミダゾールを１ｗｔ％含むフラックスでも、はんだ付けで想定される熱履歴に対して所定のレオロジー特性を持つ効果、また、低残渣とする効果は得られたが、２５℃での粘度が１０Ｐａ・ｓ未満で、常温時に所定のレオロジー特性を持つことができなかった。

更に、比較例３に示すように、第１のアルコール化合物としてグリセリンを、本発明で規定された範囲内で６１ｗｔ％含むが、第２のアルコール化合物を含まず、更に、有機酸としてグルタル酸を３ｗｔ％、アミンとして２−メチルイミダゾールを３ｗｔ％、ベース剤としてポリエチレングリコールを１０ｗｔ％、グリコールエーテル系溶剤としてヘキシルジグリコールを１０ｗｔ％、チキソ剤としてヒマシ硬化油を５ｗｔ％、アマイド系チキソ剤を８ｗｔ％含むフラックスでは、常温時と、はんだ付けで想定される熱履歴の双方で、それぞれに適した所定のレオロジー特性を持つ効果は得られたが、残渣量が１５ｗｔ％を超え、残渣量が抑制できず低残渣とする効果が得られなかった。

以上のことから、ＯＨ基を２個以上有し、融点が２５℃未満の第１のアルコール化合物と、ＯＨ基を２個以上有し、融点が２５℃超の第２のアルコール化合物とを含み、２５℃での粘度が１０Ｐａ・ｓ以上５０Ｐａ・ｓ以下、１００℃での粘度が０Ｐａ・ｓ超１Ｐａ・ｓ以下であり、熱重量測定法による測定で、１０ｍｇの当該フラックスを、Ｎ_２雰囲気下で、２５℃〜２５０℃まで昇温速度１０℃／ｍｉｎにて加熱した後の重量が、加熱前の重量の１５％以下であるフラックスでは、常温時と、はんだ付けで想定される熱履歴の双方で、それぞれに適した所定のレオロジー特性を持つ効果、残渣量が抑制される効果が得られた。

これらの効果は、活性剤として他の有機酸、アミンを本発明で規定される範囲内で含むことでも阻害されなかった。また、ベース剤、溶剤、チキソ剤を本発明で規定される範囲内で含むことでも阻害されなかった。

Claims (11)

1. ＯＨ基を２個以上有したアルコール化合物を含むフラックスであって、
   ＯＨ基を２個以上有し、融点が２５℃未満の第１のアルコール化合物と、
   ＯＨ基を２個以上有し、融点が２５℃超の第２のアルコール化合物とを含み、
   第１のアルコール化合物はグリセリンであり、第２のアルコール化合物は２，５−ジメチルヘキサン−２，５−ジオールであり、
   ２５℃での粘度が１０Ｐａ・ｓ以上５０Ｐａ・ｓ以下、１００℃での粘度が０Ｐａ・ｓ超１Ｐａ・ｓ以下、１０ｍｇの当該フラックスを、Ｎ_２雰囲気下で、２５℃〜２５０℃まで昇温速度１０℃／ｍｉｎにて加熱した後の重量が、加熱前の重量の１５％以下である
   ことを特徴とするフラックス。
2. １０ｍｇの当該フラックスを、Ｎ_２雰囲気下で、２５℃〜２５０℃まで昇温速度１０℃／ｍｉｎにて加熱した後の重量が、加熱前の重量の５％以下である
   ことを特徴とする請求項１に記載のフラックス。
3. グリセリンを５５ｗｔ％以上９０ｗｔ％以下、２，５−ジメチルヘキサン−２，５−ジオールを５ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下で含む
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のフラックス。
4. 第１のアルコール化合物／第２のアルコール化合物で表されるグリセリンと２，５−ジメチルヘキサン−２，５−ジオールとの重量比が、１．８３以上１２．４０以下である
   ことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のフラックス。
5. 更に、有機酸を０ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下で含む
   ことを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項に記載のフラックス。
6. 更に、アミンを０ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下で含む
   ことを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか１項に記載のフラックス。
7. 更に、溶剤を０ｗｔ％以上１５ｗｔ％以下で含む
   ことを特徴とする請求項１〜請求項６の何れか１項に記載のフラックス。
8. 更に、チキソ剤を０ｗｔ％以上１５ｗｔ％以下で含む
   ことを特徴とする請求項１〜請求項７の何れか１項に記載のフラックス。
9. 更に、ベース剤を０ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下で含む
   ことを特徴とする請求項１〜請求項８の何れか１項に記載のフラックス。
10. 更に、ハロゲン化合物、着色剤、消泡剤、酸化防止剤、界面活性剤のうち、少なくとも１種を含む
    ことを特徴とする請求項１〜請求項９の何れか１項に記載のフラックス。
11. 請求項１〜請求項１０の何れか１項に記載のフラックスとはんだ粉末を含む
    ことを特徴とするソルダペースト。