JP6845452B1 - はんだ接合不良抑制剤、フラックスおよびソルダペースト - Google Patents

Abstract

【課題】接合不良の発生を抑制しうるはんだ接合不良抑制剤、フラックスおよびソルダペーストを提供する。【解決手段】本発明のフラックスは、ベース樹脂、活性剤、チキソ剤、溶剤、及びはんだ接合不良抑制剤を含み、前記はんだ接合不良抑制剤は、下記式（１１）で表される化合物を含む、はんだ接合不良抑制剤である。式（１１）において、Ｒ９およびＲ１０は、それぞれ独立に、炭素数１〜１８の飽和もしくは不飽和の直鎖、分枝状または環状のアルキル基であり、Ｒ１１およびＲ１２は、それぞれ独立に、カルボキシ基であるか、Ｒ１１およびＲ１２は、架橋され、カルボン酸無水物基を形成してもよい。【選択図】なし

Description

本発明は、はんだ接合不良抑制剤、フラックスおよびソルダペーストに関する。

近年、電子機器の薄型化及び小型化に伴い、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）等の半導体パッケージが用いられている（例えば、特許文献１）。

特開２００８−７１７７９号公報

しかしながら、ＢＧＡ等の半導体パッケージは、パッケージに使用されている材質が複数あることから、熱膨張係数の違いにより半導体パッケージに反りが発生する。また、半導体パッケージの薄型化により、パッケージの反り量が大きくなっている。このため、はんだバンプとソルダペーストとが基板から離れ、ランド（はんだ付け部分）は、フラックスによる酸化除去が行われず、ランドの表面に酸化被膜が残る。また、ソルダペーストと基板が再接触しても、フラックスの活性（濡れ性）が熱により低下しているため、同様に、フラックスによる酸化除去が十分に行われない。したがって、電子部品と基板が接合せず、接合不良が生じるという問題がある。

そこで、本発明は、接合不良の発生を抑制しうるはんだ接合不良抑制剤、フラックスおよびソルダペーストの提供を目的とする。

前記目的を達成するために、本発明のはんだ接合不良抑制剤（以下、「抑制剤」ともいう）は、下記式（１１）で表される化合物を含む：

前記式（１１）において、
Ｒ^９およびＲ^１０は、それぞれ独立に、炭素数１〜１８の飽和もしくは不飽和の直鎖、分枝状または環状のアルキル基であり、
Ｒ^１１およびＲ^１２は、それぞれ独立に、カルボキシ基であるか、
Ｒ^１１およびＲ^１２は、架橋され、カルボン酸無水物基を形成してもよい。

本発明のフラックスは、ベース樹脂、活性剤、チキソ剤、溶剤、及びはんだ接合不良抑制剤を含み、
前記はんだ接合不良抑制剤は、前記本発明のはんだ接合不良抑制剤である。

本発明のソルダペーストは、フラックスと、はんだ粉末とを含み、
前記フラックスは、前記本発明のフラックスである。

本発明によれば、はんだの接合不良の発生を抑制できる。

＜はんだ接合不良抑制剤＞
本発明のはんだ接合不良抑制剤は、下記式（１１）の化合物を含む。

前記式（１１）において、
Ｒ^９およびＲ^１０は、それぞれ独立に、炭素数１〜１８の飽和もしくは不飽和の直鎖、分枝状または環状のアルキル基であり、
Ｒ^１１およびＲ^１２は、それぞれ独立に、カルボキシ基であるか、
Ｒ^１１およびＲ^１２は、架橋され、カルボン酸無水物基を形成してもよい。

本発明のはんだ接合不良抑制剤は、前記式（１１）の化合物を含むことが特徴であり、その他の構成および条件は、特に制限されない。

本発明者らは、鋭意研究の結果、本発明の抑制剤を共存させることで、接合不良を抑制できることを見出し、本発明を確立するに至った。したがって、本発明の抑制剤によれば、はんだの接合不良を抑制し得る。

本発明において、「接合不良」は、例えば、はんだと、はんだ付けの対象とが継手形成されないこと（Non Wet Open: NWO）を意味する。前記「接合不良」は、例えば、電気抵抗測定により測定できる。本発明において、「接合不良の抑制」は、例えば、本発明の抑制剤を含まない以外は同様の組成を有する対照のはんだまたはソルダペーストを用いて接合した場合に、有意に接合不良の発生頻度が低下することを意味する。前記接合不良の発生頻度は、後述のＮＷＯ評価試験に基づき実施できる。

前記式（１１）において、Ｒ^９およびＲ^１０は、それぞれ独立に、炭素数１〜１８の飽和もしくは不飽和の直鎖、分枝状または環状のアルキル基である。Ｒ^９は、好ましくは、炭素数１〜１８の飽和の直鎖アルキル基であり、より好ましくは、炭素数４〜８の飽和の直鎖アルキル基であり、さらに好ましくは、ペンチル基（−Ｃ_５Ｈ_１１）、ヘキシル基（−Ｃ_６Ｈ_１３）、またはヘプチル基（−Ｃ_７Ｈ_１５）である。Ｒ^１０は、好ましくは、炭素数１〜１８の飽和の直鎖アルキル基であり、より好ましくは、炭素数５〜９の飽和の直鎖アルキル基であり、さらに好ましくは、ヘキシル基（−Ｃ_６Ｈ_１２）、ヘプチル基（−Ｃ_７Ｈ_１４）、またはオクチル基（−Ｃ_８Ｈ_１６）である。前記式（１１）において、Ｒ^９は、例えば、炭素数１〜１８の飽和の直鎖アルキル基であり、Ｒ^１０は、炭素数１〜１８の飽和の直鎖アルキル基である。

Ｒ^１１およびＲ^１２は、それぞれ独立に、カルボキシ基であるか、架橋され、カルボン酸無水物基を形成してもよい。前記カルボン酸無水物基は、例えば、カルボン酸無水物を含む置換基を意味する。前記架橋は、例えば、Ｒ^１１およびＲ^１２が一つの環構造を形成していることを意味する。

ある態様において、前記式（１１）で表される化合物は、下記式（１２）で表される化合物であることが好ましい。

ある態様において、前記式（１１）で表される化合物は、下記式（１３）で表される化合物であることが好ましい。

前記式（１１）で表される化合物は、例えば、下記式（１５）で表される化合物を無水マレイン酸と反応させることにより製造できる。前記反応において、下記式（１５）で表される化合物の量比は、例えば、無水マレイン酸に対して当量以上、好ましくは１〜１．５倍当量と設定できる。具体例として、前記式（１５）で表される化合物は、例えば、無水マレイン酸に対して、０．０１〜３重量％、好ましくは、０．０１〜１重量％に設定できる。反応温度は、例えば、３０〜１５０℃、好ましくは４０〜１００℃である。前記反応は、例えば、窒素、希ガス等の不活性ガスの雰囲気下で、０．５〜２０時間、好ましくは０．５〜１０時間実施する。

＜フラックス＞
本発明のフラックスは、前述のように、ベース樹脂、活性剤、チキソ剤、溶剤、および前記本発明のはんだ接合不良抑制剤を含む。本発明のフラックスは、前記本発明の抑制剤を含むことが特徴であり、その他の構成および条件は、特に制限されない。本発明のフラックスは、前記本発明の抑制剤の説明を援用できる。本発明のフラックスによれば、はんだの接合時の接合不良の発生を抑制できる。

前記ベース樹脂は、特に制限されず、例えば、ポリエチレングリコール、ロジン（ロジン系樹脂）等があげられる。前記ロジンとしては、例えば、ガムロジン、ウッドロジンおよびトール油ロジン等の原料ロジン；前記原料ロジンから得られる誘導体；等があげられる。前記誘導体は、例えば、精製ロジン；水添ロジン；不均化ロジン；重合ロジン、ならびに前記重合ロジンの精製物、水素化物および不均化物；α，β不飽和カルボン酸変性物（アクリル化ロジン、マレイン化ロジン、フマル化ロジン等）、ならびに前記α，β不飽和カルボン酸変性物の精製物、水素化物および不均化物；等があげられる。前記ロジンは、例えば、一種類を単独で使用してもよいし、二種類以上を使用してもよい。また、前記ベース樹脂は、例えば、ロジン系樹脂に代えて、または加えて、テルペン樹脂、変性テルペン樹脂、テルペンフェノール樹脂、変性テルペンフェノール樹脂、スチレン樹脂、変性スチレン樹脂、キシレン樹脂、及び変性キシレン樹脂から選択される少なくとも一種以上の樹脂をさらに含むことができる。前記変性テルペン樹脂は、例えば、芳香族変性テルペン樹脂、水添テルペン樹脂、水添芳香族変性テルペン樹脂等があげられる。前記変性テルペンフェノール樹脂は、例えば、水添テルペンフェノール樹脂等があげられる。前記変性スチレン樹脂は、例えば、スチレンアクリル樹脂、スチレンマレイン酸樹脂等があげられる。前記変性キシレン樹脂は、例えば、フェノール変性キシレン樹脂、アルキルフェノール変性キシレン樹脂、フェノール変性レゾール型キシレン樹脂、ポリオール変性キシレン樹脂、ポリオキシエチレン付加キシレン樹脂等があげられる。

前記ベース樹脂の配合量は、特に制限されず、例えば、フラックス全量に対して、１０質量％以上、６０質量％以下（１０〜６０質量％）であり、好ましくは、２０質量％以上、５０質量％以下（２０〜５０質量％）である。

前記活性剤は、はんだ付け部および粉末はんだ表面の酸化物を還元除去して清浄化し、溶融したはんだのぬれ性を高め、はんだ接合部に金属的に付着させる作用を有している。前記活性剤は、例えば、有機酸、有機ハロゲン化合物、アミンハロゲン化水素酸塩等が挙げられる。有機酸としては、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、スベリン酸、ピメリン酸、セバシン酸、ドデカンニ酸、エイコサンニ酸、グリコール酸、サリチル酸、ジグリコール酸、ピコリン酸、フェニルコハク酸、フタル酸、フマル酸、マレイン酸、安息香酸、テレフタル酸、ラウリン酸、ステアリン酸、１２−ヒドロキシステアリン酸、２，２−ビス（ヒドロキシメチル）プロピオン酸等が挙げられる。有機ハロゲン化合物としては、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−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、１，４−ジブロモ−２−ブタノール、２，３−ジブロモ−１，４−ブタンジオール、トランス−２，３−ジブロモ−２−ブテン−１，４−ジオール等が挙げられる。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、アミンとしては、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、エチレンジアミン、シクロヘキシルアミン、１，３−ジフェニルグアニジン、１，３−ジ−ｏ−トリルグアニジン、１−ｏ−トリルビグアニド等が挙げられ、ハロゲン化水素としては、塩素、臭素、ヨウ素の水素化物が挙げられる。なお、前記活性剤は、一種類を単独で用いてもよいし、二種類以上を併用してもよい。前記活性剤の配合量は、特に制限されず、例えば、フラックス全量に対して、１質量％以上、２０質量％以下（１〜２０質量％）であり、好ましくは、５質量％以上、１５質量％以下（５〜１５質量％）である。

前記チキソ剤は、フラックスと他の成分との分離を防いで保存安定性を高め、かつ印刷や吐出時の転写性を高めるように流動特性を改善する作用を有している。前記チキソ剤は、例えば、ワックス系チキソ剤、アミド系チキソ剤等があげられる。前記ワックス系チキソ剤は、例えば、ヒマシ硬化油等があげられる。前記アミド系チキソ剤は、例えば、ラウリン酸アミド、パルミチン酸アミド、ステアリン酸アミド、ベヘン酸アミド、ヒドロキシステアリン酸アミド、飽和脂肪酸アミド、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、不飽和脂肪酸アミド、ｐ−トルエンメタンアミド、芳香族アミド、メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、エチレンビスヒドロキシステアリン酸アミド、飽和脂肪酸ビスアミド、メチレンビスオレイン酸アミド、不飽和脂肪酸ビスアミド、ｍ−キシリレンビスステアリン酸アミド、芳香族ビスアミド、飽和脂肪酸ポリアミド、不飽和脂肪酸ポリアミド、芳香族ポリアミド、置換アミド、メチロールステアリン酸アミド、メチロールアミド、脂肪酸エステルアミド等があげられる。なお、前記チキソ剤は、一種類を単独で用いてもよいし、二種類以上を併用してもよい。前記チキソ剤の配合量は、特に制限されず、例えば、フラックス全量に対して１質量％以上、１５質量％以下（１〜１５質量％）であり、好ましくは、５質量％以上、１０質量％以下（５〜１０量％）である。

前記溶剤は、例えば、アルコール系溶剤、グリコールエーテル系溶剤、エステル系溶剤、テルピネオール類等があげられる。前記アルコール系溶剤は、例えば、１，２−ブタンジオール、イソボルニルシクロヘキサノール、２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオール、２，２−ジメチル−１，３−プロパンジオール、２，５−ジメチル−２，５−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、２，５−ジメチル−３−ヘキシン−２，５−ジオール、２，３−ジメチル−２，３−ブタンジオール、２−メチルペンタン−２，４−ジオール、１，１，１−トリス（ヒドロキシメチル）エタン、２−エチル−２−ヒドロキシメチル−１，３−プロパンジオール、２，２′−オキシビス（メチレン）ビス（２−エチル−１，３−プロパンジオール）、２，２−ビス（ヒドロキシメチル）−１，３−プロパンジオール、１，２，６−トリヒドロキシヘキサン、ビス［２，２，２−トリス（ヒドロキシメチル）エチル］エーテル、１−エチニル−１−シクロヘキサノール、１，４−シクロヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、３，６−ジメチル−４−オクチン−３，６−ジオール、２，４，７，９−テトラメチル−５−デシン−４，７−ジオール等があげられる。前記グリコールエーテル系溶剤は、例えば、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、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、メチルプロピレントリグリコール、ブチルプロピレンジグリコール、ブチルプロピレントリグリコール、トリエチレングリコールブチルメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル等があげられる。エステル系溶剤としては、コハク酸ジイソブチル、コハク酸ジブチル、アジピン酸ジメチル、アジピン酸ジエチル、アジピン酸ジブチル、アジピン酸ジイソプロピル、アジピン酸ジイソブチル、アジピン酸ジイソデシル、マレイン酸ジブチル、セバシン酸ジメチル、セバシン酸ジエチル、セバシン酸ジブチル、セバシン酸ジオクチル、デカン二酸ジイソプロピル等が挙げられる。なお、前記溶剤は、一種類を単独で用いてもよいし、二種類以上を併用してもよい。

前記溶剤の配合量は、特に制限されず、例えば、他の成分の残部としてもよい。具体例として、前記溶剤の配合量は、例えば、フラックス全量に対して１０質量％以上、６０質量％以下（１０〜６０質量％）であり、好ましくは、２５質量％以上、５０質量％以下（２５〜５０質量％）である。

本発明のフラックスにおいて、前記抑制剤は、例えば、一種類を単独で用いてもよいし、二種類以上を併用してよい。前記抑制剤は、例えば、はんだの接合不良をより抑制できることから、好ましくは、前記式（１２）もしくは（１３）で表される化合物、またはその混合物である。

前記抑制剤の配合量、すなわち、前記式（１１）で表される化合物の配合量は、フラックス全体の質量に対して、０質量％を超えればよく、はんだの接合不良をより抑制できることから、好ましくは、５質量％以上、２５質量％以下（５〜２５質量％）、５質量％以上、２４質量％以下（５〜２４質量％）、または５質量％以上、２０質量％以下（５〜２０質量％）であり、より好ましくは、１０質量％以上、２５質量％以下（１０〜２５質量％）、１０質量％以上、２４質量％以下（１０〜２４質量％）、または１０質量％以上、２０質量％以下（１０〜２０質量％）であり、さらに好ましくは、１６質量％以上、２５質量％以下（１６〜２５質量％）、１６質量％以上、２４質量％以下（１６〜２４質量％）、または１６質量％以上、２０質量％以下（１６〜２０質量％）である。前記抑制剤が二種類以上の抑制剤を含む場合、前記抑制剤の配合量は、例えば、一種類の抑制剤の配合量でもよいし、二種類以上の抑制剤の配合量の合計の配合量でもよいが、後者が好ましい。

前記抑制剤が前記式（１２）または（１３）で表される化合物の場合、前記式（１２）または（１３）化合物の配合量は、フラックス全体の質量に対して、例えば、０質量％を超えればよく、はんだの接合不良をより抑制できることから、好ましくは、５質量％以上、２５質量％以下（５〜２５質量％）、５質量％以上、２４質量％以下（５〜２４質量％）、または５質量％以上、２０質量％以下（５〜２０質量％）であり、より好ましくは、１０質量％以上、２５質量％以下（１０〜２５質量％）、１０質量％以上、２４質量％以下（１０〜２４質量％）、または１０質量％以上、２０質量％以下（１０〜２０質量％）であり、さらに好ましくは、１６質量％以上、２５質量％以下（１６〜２５質量％）、１６質量％以上、２４質量％以下（１６〜２４質量％）、または１６質量％以上、２０質量％以下（１６〜２０質量％）である。

本発明のフラックスは、さらに、アミンを含んでもよい。前記アミンとしては、例えば、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、エチレンジアミン、シクロヘキシルアミン、１，３−ジフェニルグアニジン、１，３−ジ−ｏ−トリルグアニジン、１−ｏ−トリルビグアニド、イミダゾール、２−エチルイミダゾール、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、４−メチル−２−フェニルイミダゾール、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等があげられる。

前記アミンの配合量は、特に制限されず、例えば、フラックス全量に対して０．１質量％以上、５質量％以下（０．１〜５質量％）であり、好ましくは、１質量％以上、５質量％以下（１〜５質量％）である。

本発明のフラックスは、さらに、酸化防止剤を含んでもよい。前記酸化防止剤により、はんだ粉末の酸化を抑えることができる。前記酸化防止剤としては、例えば、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、フェノール系酸化防止剤、ビスフェノール系酸化防止剤、ポリマー型酸化防止剤等があげられる。なお、前記酸化防止剤は、一種類を単独で用いてもよいし、二種類以上を併用してもよい。

前記酸化防止剤の配合量は、特に制限されず、例えば、フラックス全量に対して１質量％以上、１０質量％以下（１〜１０質量％）であり、好ましくは、１質量％以上、５質量％以下（１〜５質量％）である。

本発明のフラックスは、さらに、例えば、添加剤を含んでもよい。前記添加剤としては、例えば、着色剤、消泡剤、界面活性剤、つや消し剤等があげられる。なお、前記添加剤は、一種類を単独で用いてもよいし、二種類以上を併用してもよい。前記添加剤の配合量は、特に制限されず、例えば、フラックス全量に対して０質量％以上、５質量％以下（０〜５質量％）である。

＜ソルダペースト＞
本発明のソルダペーストは、前述のように、フラックスと、はんだ粉末とを含み、前記フラックスが、本発明のフラックスである。本発明のソルダペーストは、前記本発明のフラックスを含むことが特徴であり、その他の構成および条件は特に制限されない。本発明のソルダペーストによれば、はんだの接合不良の発生を抑制できる。本発明のソルダペーストは、前記本発明の抑制剤およびフラックスの説明を援用できる。

前記はんだ粉末は、例えば、金属粉末ということもできる。前記はんだ粉末は、特に制限されず、例えば、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、もしくは、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粉末等があげられる。

前記はんだ粉末の粒径は、特に制限されず、例えば、１０〜６０μｍの範囲があげられるが、より大径または小径のものでもよい。前記はんだ粉末と本発明のフラックスの配合量は、前記はんだ粉末の粒径によって、適宜設定できる。前記はんだ粉末と本発明のフラックスの配合量は、例えば、本発明のフラックスを８〜１５質量％に、前記はんだ粉末が８５〜９２質量％に設定できる。

＜電子回路基板＞
本発明の電子回路基板は、２つの部材がはんだにより接合されたはんだ接合部を備え、前記はんだ接合部が、前記本発明のはんだ接合不良抑制剤を含む。本発明の電子回路基板は、前記はんだ接合部が、前記本発明の抑制剤を含むことが特徴であり、その他の構成および条件は、特に制限されない。本発明の電子回路基板は、前記本発明の抑制剤、フラックス、およびソルダペーストの説明を援用できる。

前記電子回路基板は、プリント基板でもよいし、フレキシブル・プリント基板でもよい。前記電子回路基板の用途は、特に制限されない。

前記２つの部材は、例えば、電子部品またはそのリード線と基板配線との組合わせ、基板配線同士の組合わせ等があげられる。前記電子部品は、特に制限されず、電子回路基板に実装される任意の電子部品があげられる。

＜電子機器＞
本発明の電子機器は、前記本発明の電子回路基板を備える。本発明の電子機器は、前記本発明の電子回路基板を備えることが特徴であり、その他の構成および条件は、特に制限されない。本発明の電子機器は、前記本発明の抑制剤、フラックス、ソルダペースト、および電子回路基板の説明を援用できる。

前記電子機器は、特に制限されず、電子回路基板を備える任意の電子機器があげられ、具体例として、パーソナルコンピュータ、タブレット末端等の情報機器；テレビ、冷蔵庫、洗濯機等の電化製品；エアコン等の空調機器；等があげられる。

＜はんだ付け方法＞
本発明のはんだ付け方法は、はんだ接合不良抑制剤の存在下、第１の接合対象物と、第２の接合対象物とを接合する接合工程を含み、前記はんだ接合不良抑制剤は、前記本発明のはんだ接合不良抑制剤である。本発明のはんだ付け方法は、前記本発明の抑制剤の存在下、前記接合工程を実施することが特徴であり、その他の工程および条件は、特に制限されない。本発明のはんだ付け方法によれば、はんだの接合不良の発生を抑制できる。本発明のはんだ付け方法は、前記本発明の抑制剤、フラックス、およびソルダペーストの説明を援用できる。

前記接合工程は、フロー式で実施してもよいし、リフロー式で実施してもよい。前記接合工程は、例えば、前記本発明のフラックス入り（含有）はんだまたは前記本発明のソルダペーストを用いて実施できる。

前記本発明のフラックス入りはんだを用いる場合、前記接合工程では、前記第１の接合対象物および前記第２の接合対象物と、前記フラックス入りはんだを加熱することで溶融することにより、前記第１の接合対象物および前記第２の接合対象物とをはんだを介して接合できる。

前記本発明のソルダペーストを用いる場合、本発明のはんだ付け方法は、例えば、以下のように実施できる。前記接合工程に先立ち、前記本発明のソルダペーストを、前記第１の接合対象物または前記第２の接合対象物において、前記第１の接合対象物と前記第２の接合対象物とを接合させる接合部に転写する（付着させる）。つぎに、前記本発明のソルダペーストが転写された前記第１の接合対象物または前記第２の接合対象物の接合部に、他方の接合対象物を接触させる。そして、前記本発明のソルダペーストと、前記第１の接合対象物および前記第２の接合対象物とを加熱および溶融し、前記第１の接合対象物および前記第２の接合対象物とを前記本発明のソルダペーストを介して接合する。

以下、本発明の実施例について説明する。ただし、本発明は、以下の実施例には限定されない。

（実施例１）
本発明の抑制剤により、はんだの接合不良の発生を抑制できることを確認した。

＜フラックスの作製＞
下記表１に、実施例１〜１０および比較例１の組成を示す。下記表１に示す配合量（質量％）の各材料をそれぞれ混合し、加熱融解することにより、均一に分散された実施例１〜１０および比較例１のフラックスを得た。下記表１の抑制剤Ｅとしては、前記式（１１）に属する前記式（１２）および（１３）の化合物の混合物を用いた。

＜ソルダペーストの作製＞
前記各実施例および前記比較例で示した組成の各フラックスを用いて、ソルダペーストを作製した。具体的には、ソルダペースト全体に対して、１２質量％の前記各フラックスと、８８質量％のＳｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ（融点２１７℃）のはんだ粉末（粒径：２０〜３８μｍ）とを混合することにより、実施例１〜１０および比較例１の各ソルダペーストを作製した。

＜ＮＷＯ評価試験＞
前記各ソルダペーストについて、接合不良（Non Wet Open: NWO）が生じるかを評価した。具体的には、基板（Ｃｕ−ＯＳＰ処理ガラスエポキシ基板）に開口径：０．３０ｍｍ、マスク厚０．１２ｍｍ（１２０μｍ）、開口数：１３２個のメタルマスクを用いて、前記各ソルダペーストを印刷し、はんだバンプを形成した０．５ｍｍピッチのＢＧＡを搭載する。リフロー炉にて、２５℃（室温）から１３０℃の昇温速度を、３℃／ｓｅｃ、１３０〜１９０℃の昇温速度を１．０℃／ｓｅｃ、ピーク温度を２００℃と設定して、加熱後、冷却した。冷却後、前記基板と前記ＢＧＡとを剥離させた。前記剥離後に、ＮＷＯの評価について、前記印刷したソルダペーストが、前記はんだバンプに付着し、且つ前記基板側に前記ソルダペーストが付着していない箇所を、ＮＷＯが発生した箇所とみなした。そして、前記ＮＷＯが発生した箇所の個数を数え、前記個数が２０個以下であるものを接合良好であると判定した。

一般的に、ＢＧＡは加熱により反りが発生するため、リフロー中に基板とＢＧＡとが離れようとする箇所が発生する。その際にソルダペーストが基板側からＢＧＡ側に持ち上げられることで、ランドの酸化膜を除去することができず、接合不良が生じることとなる。つまり、この評価方法によって、ＮＷＯが発生する可能性のある潜在箇所を見積もることが可能となる。また、前記潜在箇所が多数存在する場合は、例えば、基板とＢＧＡとが離れない箇所にあったり、印刷箇所が持ち上がらない箇所に囲まれたりした場合であっても、ＢＧＡの反りを抑制することは難しく、ＮＷＯが発生する。

上記のＮＷＯ評価試験は、例示であって、ＮＷＯ評価試験における条件は、これに限定されない。ＮＷＯ評価試験における加熱条件は、例えば、はんだ粉末の融点やＢＧＡの反りの発生温度に合わせて変更可能である。具体的には、前記室温から１３０℃までの昇温速度は、例えば、２．１〜３．９℃／ｓｅｃである。また、１３０〜１９０℃の昇温速度は、例えば、０．７〜１．３℃／ｓｅｃのであり、ピーク温度は、１６０〜２４０℃で設定可能である。また、リフロー炉を用いるのではなく局所加熱によって加熱する場合を想定することもでき、前記局所加熱の場合には、前記昇温速度は、例えば、３．５〜６．０℃／ｓｅｃとすることもできる。

＜溶融性評価試験＞
前記各実施例および前記比較例のフラックスを用いてソルダペーストを作製し、基板（Ｃｕ−ＯＳＰ処理ガラスエポキシ基板）に開口径：０．２８ｍｍ、マスク厚：０．１ｍｍ、開口数：６４個のメタルマスクを用いてソルダペーストを印刷した。前記印刷後、５０〜１７０℃の昇温速度を、４℃／ｓｅｃ、１７０〜１９５℃の昇温速度を、約０．２℃／ｓｅｃで１１８秒、ピーク温度：２３６．５℃、２２０℃以上の溶融時間：４３秒のリフロープロファイルで大気リフローをし、はんだ合金を溶融させた。溶融性の評価について、印刷した６４点のすべてが溶融したものを「〇」と評価し、１点でも溶融していないものを「×」と評価した。

上記の溶融性評価試験は、例示であって、溶融性評価試験における条件は、これに限定されない。溶融性評価試験における加熱条件は、例えば、はんだ粉末の融点に合わせて変更可能である。具体的には、５０〜１７０℃の昇温速度は、例えば、２．８〜５．２℃／ｓｅｃである。また、１７０〜１９５℃の昇温速度は、例えば、０．１４〜０．２６℃／ｓｅｃのであり、ピーク温度は、１８０〜２８０℃で設定可能である。また、リフロー炉を用いるのではなく局所加熱によって加熱する場合を想定することもでき、前記局所加熱の場合には、前記昇温速度は、例えば、３．５〜６．０℃／ｓｅｃとすることもできる。

＜経時安定性評価試験＞
各ソルダペーストについて、株式会社マルコム社製：ＰＣＵ−２０５を用い、ＪＩＳＺ３２８４−３ スパイラル方式に準拠して、回転数：１０ｒｐｍ、２５℃、大気中で１０時間粘度を測定した。そして、１０時間後の粘度が、ソルダペーストの初期粘度と比較して１．３倍以下であれば、十分な経時安定性を示すものとして「○」と評価し、１．３倍を超える場合には「×」と評価した。前記初期粘度は、連続撹拌開始時点の粘度を意味する。

＜加熱ダレ性評価試験＞
各ソルダペーストについて、ＪＩＳ３２８４−３に準拠し測定を行った。なお、メタルマスクとしては、ＪＩＳＺ３２８４−３の図６において、より孔径が小さいメタルマスクを使用した。測定結果が０．４ｍｍ以下を「〇」と評価し、０．５ｍｍ以上を「×」と評価した。

＜粘着性評価試験＞
各ソルダペーストについて、ＪＩＳ３２８４−３に準拠し測定を行った。４回測定を行い、プローブを引き剥がすのに必要な力の平均値が１．１Ｎ以上を「〇」と評価し、１．１Ｎ未満を「×」と評価した。

前記各実施例ならびに前記比較例の残渣量およびリフロー性の各評価結果を前記表１に示す。前記表１から明らかなように、比較例１のソルダペーストを用いた場合、接合部のＮＷＯの評価値が３５であるのに対して、実施例１〜１０の各ソルダペーストを用いた場合、接合部のＮＷＯの評価値は、２０以下であり、接合不良の発生が抑制されていた。また、前記実施例３〜１０のソルダペーストのＮＷＯの評価値は、９以下であり、接合不良の発生がより効果的に抑制されていた。さらに、前記実施例５〜１０のソルダペーストのＮＷＯの評価値は、５以下であり、接合不良の発生がほぼ完全に抑制されていた。この結果から、前記式（１１）の化合物を、フラックス全体の質量に対して、５〜２５質量％添加することにより、接合不良の発生をより効果的に抑制できることがわかった。また、前記式（１１）の化合物を、フラックス全体の質量に対して、１０質量％以上または１１質量％以上とすることにより、接合不良の発生をさらに効果的に抑制でき、１６質量％以上とすることにより、接合不良の発生をほぼ完全に抑制できることがわかった。さらに、実施例１〜９のソルダペーストは、実施例１０のソルダペーストと比較して、溶融性（リフロー性）に優れている。このため、この結果から、前記式（１１）の化合物を、フラックス全体の質量に対して、２４質量％以下にすること、具体的には、５〜２４質量％添加することにより、接合不良の発生をより効果的に抑制でき、かつより優れた溶融性が得られることがわかった。

以上、実施形態および実施例を参照して本発明を説明したが、本発明は、前記実施形態および実施例に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をできる。

＜付記＞
上記の実施形態および実施例の一部または全部は、以下の付記のように記載されうるが、以下には限られない。
（付記１）
前記式（１１）で表される化合物を含む、はんだ接合不良抑制剤：
前記式（１１）において、
Ｒ^９およびＲ^１０は、それぞれ独立に、炭素数１〜１８の飽和もしくは不飽和の直鎖、分枝状または環状のアルキル基であり、
Ｒ^１１およびＲ^１２は、それぞれ独立に、カルボキシ基であるか、
Ｒ^１１およびＲ^１２は、架橋され、カルボン酸無水物基を形成してもよい。
（付記２）
前記式（１１）で表される化合物は、前記式（１２）で表される化合物である、付記１記載のはんだ接合不良抑制剤。
（付記３）
前記式（１１）で表される化合物は、前記式（１３）で表される化合物である、付記１記載のはんだ接合不良抑制剤。
（付記４）
ベース樹脂、活性剤、チキソ剤、溶剤、及びはんだ接合不良抑制剤を含み、
前記はんだ接合不良抑制剤は、付記１から３のいずれかに記載のはんだ接合不良抑制剤である、フラックス。
（付記５）
前記はんだ接合不良抑制剤の配合量は、フラックス全体の質量に対して、５質量％以上、２５質量％以下である、付記４記載のフラックス。
（付記６）
前記はんだ接合不良抑制剤の配合量は、フラックス全体の質量に対して、１０量％以上、２５質量％以下である、付記４記載のフラックス。
（付記７）
さらに、アミンを含む、付記４から６のいずれかに記載のフラックス。
（付記８）
前記アミンは、イミダゾール類から選ばれる、付記７記載のフラックス。
（付記９）
さらに、酸化防止剤を含む、付記４から８のいずれかに記載のフラックス。
（付記１０）
フラックスと、はんだ粉末とを含み、
前記フラックスは、付記４から９のいずれかに記載のフラックスである、ソルダペースト。

以上のように、本発明によれば、はんだの接合不良の発生を抑制できる。このため、本発明は、例えば、ＢＧＡ等の半導体基板に好適に利用できる。

Claims (7)

1. ベース樹脂、活性剤、チキソ剤、溶剤、及びはんだ接合不良抑制剤を含み、
   前記はんだ接合不良抑制剤は、下記式（１２）で表される化合物であり、
   前記はんだ接合不良抑制剤の配合量は、フラックス全体の質量に対して、５質量％以上、２５質量％以下である、フラックス。
   

   
2. ベース樹脂、活性剤、チキソ剤、溶剤、及びはんだ接合不良抑制剤を含み、
   前記はんだ接合不良抑制剤は、下記式（１３）で表される化合物であり、
   前記はんだ接合不良抑制剤の配合量は、フラックス全体の質量に対して、５質量％以上、２５質量％以下である、フラックス。
   

   
3. 前記はんだ接合不良抑制剤の配合量は、フラックス全体の質量に対して、１０質量％以上２５質量％以下である、請求項１または２記載のフラックス。
4. さらに、アミンを含む、請求項１から３のいずれか一項に記載のフラックス。
5. 前記アミンは、イミダゾール類から選ばれる、請求項４記載のフラックス。
6. さらに、酸化防止剤を含む、請求項１から５のいずれか一項に記載のフラックス。
7. フラックスと、はんだ粉末とを含み、
   前記フラックスは、請求項１から６のいずれか一項に記載のフラックスである、ソルダペースト。