JP7705033B2 - フラックス、及びそれを用いたはんだペースト - Google Patents

Description

本発明は、フラックス、及びそれを用いたはんだペーストに関する。

従来、プリント基板への電子部品の実装といった、電子機器における電子部品の固定と電気的接続は一般にはんだ付けにより行われている。はんだ付けにおいては、プリント基板及び電子部品にはんだが付着し易くなるようにする補助剤であるフラックスが使用され、これまで、はんだ付け用のフラックスについて様々な開発がなされてきた。
一方で、かかるはんだ付け用フラックスは、はんだ付けの際、高温状態となるため、含まれる溶剤成分が突沸する等して溶融したフラックスが飛散する場合があった。そこで、かかるフラックスの飛散を抑制する技術として、例えば、特許文献１に記載の技術が知られている。特許文献１には、ベース樹脂、溶剤、活性剤、チクソ剤、および重量平均分子量が２，０００Ｍｗ以上１，０００，０００Ｍｗ以下のポリアルキレンオキサイド重合体を所定量含むフラックスが開示されている（特許文献１の請求項１）。

特開２０２０－１５７３１０号公報

しかしながら、本発明者が検討した結果、上記特許文献１に記載のフラックスであっても、リフロー時のフラックスの飛散抑制の点で改善の余地があることが判明した。また、フラックスをはんだペーストに適用した場合、はんだペーストの保管・保存中にフラックス成分が浸み出し、フラックスとはんだ粉とが分離する場合があった。そのため、フラックスとはんだ粉との分離を抑制してはんだペーストの保管性を向上させることが要求される。

本発明者はさらに検討したところ、フラックスに新たに側鎖にアリル基および／またはフェニル基を有するアルキレンオキサイド共重合体を用いることで、意外にもリフロー時のフラックスの飛散をより効果的に抑制しつつ、はんだペーストの保管性を向上できることを見出した。

本発明によれば、
チキソ剤を含むフラックスであって、
前記チキソ剤が、側鎖にアリル基および／またはフェニル基を有するアルキレンオキサイド共重合体（Ａ）を含む、フラックスが提供される。

また本発明によれば、
上記のフラックス、および金属粉を含む、はんだペーストが提供される。

本発明によれば、リフロー時のフラックスの飛散をより効果的に抑制しつつ、はんだペーストの保管性を向上できるフラックス、及びそれを用いたはんだペーストが提供される。

以下、本発明の実施形態について、詳細に説明する。なお、本明細書中、「略」という用語は、特に明示的な説明の無い限りは、製造上の公差や組立て上のばらつき等を考慮した範囲を含むことを表す。本明細書中、数値範囲の説明における「ａ～ｂ」との表記は、特に断らない限り、ａ以上ｂ以下のことを表す。例えば、「１～５質量％」とは「１質量％以上５質量％以下」を意味する。

＜フラックス＞
本実施形態のフラックスは、チキソ剤を含むフラックスであって、チキソ剤が、側鎖にアリル基および／またはフェニル基を有するアルキレンオキサイド共重合体（Ａ）を含む。これにより、リフロー時のフラックスの飛散をより効果的に抑制しつつ、はんだペーストの保管性を向上できる。

以下、フラックスに含まれる各成分について、説明する。

［チキソ剤］
チキソ剤は、フラックスおよびはんだペーストにチキソ性を付与するために用いられる。
本実施形態のチキソ剤は、少なくとも、側鎖にアリル基および／またはフェニル基を有するアルキレンオキサイド共重合体（Ａ）を含む。すなわち、アルキレンオキサイド共重合体（Ａ）が側鎖にアリル基および／またはフェニル基といった嵩高い疎水基を有することで、界面活性効果が得られ、これによりはんだ粉の分散性を良好にし、フラックス成分とはんだ粉との分離を抑制しやすくできるとともに、えい糸性が向上することで小さな塊のフラックス成分が飛び散ることを抑制できると考えられる。また、ポリアルキレンオキサイドを主骨格とすることで良好な粘度が得られ、リフローによる高温下でも適度な粘度が保持されフラックス成分の飛散を抑制しやすくなり、また、フラックスの保管時においては、粘度およびチキソ性の向上によるはんだ粉の沈降を抑制しフラックス成分との分離を生じにくくできる。なお、本実施形態において、リフロー時にはんだ粉とフラックス成分が分離することは問題ない。

（アルキレンオキサイド共重合体（Ａ））
アルキレンオキサイド共重合体（Ａ）は、ポリアルキレンオキサイドと、側鎖にアリル基および／またはフェニル基を有するグリシジルエーテルとの共重合体であることが好ましい。アルキレンオキサイド共重合体（Ａ）における側鎖のアリル基および／またはフェニル基の含有量は、１～１２質量％であることが好ましい。

ポリアルキレンオキサイドとしては、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、１，４－ブチレンオキサイド（テトラヒドロフラン）などが挙げられる。なかでもエチレンオキサイド、プロピレンオキサイドが好ましく、エチレンオキサイドおよびプロピレンオキサイドをともに有するものがより好ましい。

アルキレンオキサイド共重合体（Ａ）として具体的には、例えば、エチレンオキサイド・プロピレンオキサイド・アリルグリシジルエーテルの３元共重合体（ａ１）、およびエチレンオキサイド・プロピレンオキサイド・フェニルグリシジルエーテルの３元共重合体（ａ２）の中から選ばれる１種または２種が挙げられる。

エチレンオキサイド・プロピレンオキサイド・アリルグリシジルエーテルの３元共重合体（ａ１）中のエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、アリルグリシジルエーテルの共重合比率をｎ，ｍ，ｌ（ｍｏｌ％）としたとき、ｎ：ｍ：ｌ＝９６～９３：１～６：３～１であることが好ましい。

エチレンオキサイド・プロピレンオキサイド・フェニルグリシジルエーテルの３元共重合体（ａ２）中のエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、フェニルグリシジルエーテルの共重合比率をｘ，ｙ，ｚ（ｍｏｌ％）としたとき、ｘ：ｙ：ｚ＝９８～９７：１：１～２であることが好ましい。

また、アルキレンオキサイド共重合体（Ａ）は、エチレンオキサイド・プロピレンオキサイド・フェニルまたはアリルグリシジルエーテルを繰り返し単位に含む、ランダム共重合体である。

アルキレンオキサイド共重合体（Ａ）の重量平均分子量は、好ましくは５万～８０万であり、より好ましくは６万～６０万であり、さらに好ましくは７万～５０万であり、ことさらに好ましくは８万～２０万であり、特に好ましくは９万～１５万である。これにより、はんだ粉とフラックス成分との比重の差を小さくし、保管性を良好にできる。

また、アルキレンオキサイド共重合体（Ａ）の水溶液粘度（濃度１０質量％）は、５０～３０００ｍＰａ・ｓであることが好ましく、１００～２０００ｍＰａ・ｓであることがより好ましい。

アルキレンオキサイド共重合体（Ａ）の含有量は、チキソ剤全量に対し、５０質量％以上が好ましく、６０質量％以上がより好ましく、８０質量％以上がさらに好ましく、９０質量％以上がことさらに好ましく、９８質量％以上が特に好ましく、１００質量％であってもよい。

また、本実施形態のチキソ剤は、上記のアルキレンオキサイド共重合体（Ａ）以外のチキソ剤をさらに含んでもよい。他のチキソ剤としては、特に限定されず公知のものを用いることができるが、例えば、アミド化合物、エステル化合物、ソルビトール系チキソ剤、カルナバワックス、および蜜ろう等のワックス系チキソ剤等が挙げられる。

上記のチキソ剤であるアミド化合物としては、モノアミド、ビスアミド、ポリアミドが挙げられる。より具体的には、例えば、かかるアミド化合物は、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－トルアミド、ｐ－トルエンメタンアミド、芳香族アミド、ヘキサメチレンヒドロキシステアリン酸アミド、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のモノアミド；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脂肪酸（脂肪酸の炭素数６～２４）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、芳香族ビスアミド等のビスアミド；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、１，２，３－プロパントリカルボン酸トリス（２－メチルシクロヘキシルアミド）、環状アミドオリゴマー、非環状アミドオリゴマー等のポリアミドが挙げられる。

上記のチキソ剤であるエステル化合物としては、例えば、ヒマシ硬化油等が挙げられる。

上記のソルビトール系チキソ剤としては、例えば、ジベンジリデンソルビトール、ビス（４－メチルベンジリデン）ソルビトール、（Ｄ－）ソルビトール、モノベンジリデン（－Ｄ－）ソルビトール、モノ（４－メチルベンジリデン）－（Ｄ－）ソルビトール等が挙げられる。

本実施形態のチキソ剤の含有量は、当該フラックスの全重量に対して、０．１～２０質量％が好ましく、２～１５質量％がより好ましく、８～１２質量％がさらに好ましい。
チキソ剤の含有量を、上記上限値以下とすることにより飛散抑制しやすくなる。一方、チキソ剤の含有量を、上記下限値以上とすることにより保存性と飛散抑制のバランスを向上できる。

本実施形態のチキソ剤の重量平均分子量は、好ましくは５万～８０万であり、より好ましくは６万～６０万であり、さらに好ましくは７万～５０万であり、ことさらに好ましくは８万～２０万であり、特に好ましくは９万～１５万である。また、本実施形態のフラックスは、異なる重量平均分子量の複数種のチキソ剤を含むものであってもよい。
重量平均分子量の測定方法としては、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）の測定結果を、標準ポリエチレングリコールの検量線を用いて換算する手法が一般に知られている。
例えば、以下の条件で測定することができる。
測定装置：Ａｇｉｌｅｎｔ製 １２６０ Ｉｎｆｉｎｉｔｙ
使用カラム：東ソー製 ＴＳＫｇｕａｒｄｃｏｌｕｍｎ ＳＷＸＬ （ガードカラム）、東ソー製 ＴＳＫｇｅｌ Ｇ５０００ＰＷＸＬ－ＣＰ、東ソー製 ＴＳＫｇｅｌ Ｇ３０００ＰＷＸＬ－ＣＰ
移動相：０．１Ｍ硝酸ナトリウム水溶液
標準物質：ポリエチレングリコール
検出器：ＲＩ検出器、Ｐｏｌ（＋）
注入量：２０μｌ
検量線：ポリエチレングリコール基準

［活性剤］
本実施形態のフラックスは活性剤を含むことが好ましい。
活性剤とは、金属酸化物を除去する特性を有するものであり、はんだ接合プロセス時のはんだ濡れ性を高めることが可能である。
すなわち、一般的に、はんだ接合プロセスについて、ギ酸ガスなどの還元ガス雰囲気下で行う場合と、還元ガスを実質的に含まない、窒素ガスやアルゴンガスなどを含む不活性ガス雰囲気下あるいは減圧雰囲気下で行う場合、大気圧環境下で行う場合が知られている。そこで、フラックスが活性剤を含むことで、還元ガスを実質的に含まない不活性ガス雰囲気または減圧雰囲気のはんだ接合プロセスに用いることが可能となる。

活性剤としては、有機酸、アミン類、ハロゲン系活性剤、およびリン系活性剤の中から選ばれる１種または２種以上が挙げられる。これらの活性剤は、詳細なメカニズムは定かではないが、金属酸化物と塩又はキレートを形成することによって、はんだ及びはんだ付け対象の金属表面の金属酸化膜を除去できると考えられる。

有機酸としては、モノカルボン酸、ジカルボン酸、ジカルボン酸の無水物、オキシ酸等が挙げられる。これらを単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。この中でも、ヒドロキシ基及びカルボキシ基の少なくとも一方を分子中に２個以上有する多価の有機酸を用いてもよい。

有機酸の具体例の一例としては、例えば、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、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、フタル酸、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、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、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、およびリノレン酸等が挙げられる。

この中でも、低残渣性の観点から、有機酸は、炭素数が１１以下の有機酸を含んでもよい。
炭素数が１１以下の有機酸としては、例えば、グリコール酸（炭素数２）、チオグリコール酸（炭素数２）、グリシン（炭素数２）、マロン酸（炭素数３）、フマル酸（炭素数４）、マレイン酸（炭素数４）、コハク酸（炭素数４）、ジグリコール酸（炭素数４）、酒石酸（炭素数４）、リンゴ酸（炭素数４）、グルタル酸（炭素数５）、２，２－ビス（ヒドロキシメチル）プロピオン酸（炭素数５）、アジピン酸（炭素数６）、クエン酸（炭素数６）、ピコリン酸（炭素数６）、安息香酸（炭素数７）、２，２－ビス（ヒドロキシメチル）ブタン酸（炭素数６）、サリチル酸（炭素数７）、ジピコリン酸（炭素数７）、２，３－ジヒドロキシ安息香酸（炭素数７）、３－ヒドロキシ安息香酸（炭素数７）、スベリン酸（炭素数８）、フタル酸（炭素数８）、イソフタル酸（炭素数８）、テレフタル酸（炭素数８）、パラヒドロキシフェニル酢酸（炭素数８）、１，３－シクロヘキサンジカルボン酸（炭素数８）、ｐ－アニス酸（炭素数８）、アゼライン酸（炭素数９）、２，４－ジエチルグルタル酸（炭素数９）、セバシン酸（炭素数１０）、フェニルコハク酸（炭素数１０）、２－キノリンカルボン酸（炭素数１０）、４－ｔｅｒｔ－ブチル安息香酸（炭素数１１）等が挙げられる。

また、有機酸としては、例えば、ダイマー酸、トリマー酸、ダイマー酸に水素を添加した水添物である水添ダイマー酸、トリマー酸に水素を添加した水添物である水添トリマー酸が挙げられる。

フラックス中の有機酸の含有量は、例えば、０～１５質量％であってもよいし、１～１０質量％であってもよい。

アミン類としては、例えば、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、および５－フェニルテトラゾール等が挙げられる。

フラックス中のアミン類の含有量は、例えば、０～１５質量％であってもよいし、０．５～５質量％であってもよい。

ハロゲン系活性剤としては、有機ハロゲン化合物類またはアミンハロゲン化水素酸塩類等が挙げられる。

有機ハロゲン化合物としては、例えば、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－ジオール等が挙げられる。
その他の有機ハロゲン化合物としては、例えば、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。さらに有機フルオロ化合物であるフッ素系界面活性剤、パーフルオロアルキル基を有する界面活性剤、ポリテトラフルオロエチレン等が挙げられる。

アミンハロゲン化水素酸塩としては、例えば、ヨウ化水素酸（ＨＩ）、臭化水素酸（ＨＢｒ）、塩化水素酸（ＨＣｌ）、フッ化水素酸（ＨＦ）等のハロゲン化水素酸と、アニリン、ジフェニルグアニジン、ジエチルアミン、イソプロピルアミン等のアミン化合物とを組合せた塩が挙げられる。また、アミンハロゲン化水素酸塩類同等物として、テトラフルオロホウ酸（ＨＢＦ４）と、アミン化合物とを組合せた塩も用いることができる。

フラックス中のハロゲン系活性剤の含有量は、例えば、０～１０質量％であってもよいし、０．５～５質量％であってもよい。
フラックス中の有機ハロゲン化合物の含有量は、例えば、０～５質量％であってもよい。
フラックス中のアミンハロゲン化水素酸塩の含有量は、例えば、０～１質量％であってもよい。

リン系活性剤としては、例えば、ホスホン酸エステル、フェニル置換ホスフィン酸ホスホン酸類、燐酸エステル類等が挙げられる。

ホスホン酸エステルとしては、例えば、２－エチルヘキシル（２－エチルヘキシル）ホスホネート、ｎ－オクチル（ｎ－オクチル）ホスホネート、ｎ－デシル（ｎ－デシル）ホスホネート、及びｎ－ブチル（ｎ－ブチル）ホスホネートが挙げられる。
フェニル置換ホスフィン酸としては、例えば、フェニルホスフィン酸、及びジフェニルホスフィン酸が挙げられる。

フラックス中のリン系活性剤の含有量は、例えば、０～１０質量％であってもよいし、１～５質量％であってもよい。

活性剤の含有量は、フラックス全量に対して、０～３０質量％であってもよいし、１～２０質量％であってもよく、５～１５質量％であってもよい。

［溶剤］
本実施形態のフラックスは溶剤を含む。溶剤としては、特に限定されないが、例えば、固形溶剤、液状溶剤が挙げられる。これらを単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。

固形溶剤は、２５℃で固形の溶剤であればよく、融点の下限が、例えば、３０℃以上でもよく、４０℃以上でもよく、５０℃以上でもよい。融点の上限は、例えば、２８０℃以下としてもよい。

固形溶剤としては、例えば、アルコール系固形溶剤やフェノール系固形溶剤等が用いられる。
上記のアルコール系固形溶剤は、分子内に１個または２個以上のヒドロキシ基を有する固形溶剤であればよく、２個または３個以上の複数のヒドロキシ基を有する多価アルコール系固形溶剤が好ましい。多価アルコール系固形溶剤の具体例としては、例えば、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン、２，５－ジメチル－２，５－ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール等が挙げられる。
上記のフェノール系固形溶剤は、分子内に１個または２個以上のフェノール基を有する固形溶剤であればよく、フェノール基のベンゼン環には、１または２個以上のヒドロキシ基が結合してもよい。

フラックス中の固形溶剤の含有量は、例えば、０～４０質量％でもよく、１～３０質量％でもよい。

液状溶剤とは、２５℃で液状の溶剤であり、アルコール系溶剤、グリコールエーテル系溶剤、テルピネオール類、炭化水素類、エステル類、水等などが用いられる。これらを単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。この中でも、液状溶剤として、アルコール系溶剤及びグリコールエーテル系溶剤の少なくとも一方を用いてもよい。

上記のアルコール系溶剤としては、例えば、イソプロピルアルコール、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、２，５－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、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、エリトリトール、トレイトール、グアヤコールグリセロールエーテル、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－ジオール等が挙げられる。

上記のグリコールエーテル系溶剤としては、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、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ブチルエーテル、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、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル等が挙げられる。

フラックス中の液状溶剤の含有量は、例えば、０～５０質量％でもよく、１～４５質量％でもよい。

［ベース樹脂］
フラックスは、ベース樹脂を含んでもよい。
ベース樹脂としては、例えば、ロジン系樹脂、（メタ）アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、フェノキシ樹脂、ビニルエーテル系樹脂、テルペン樹脂、変性テルペン樹脂（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）、テルペンフェノール樹脂、変性テルペンフェノール樹脂（例えば、水添テルペンフェノール樹脂等）、スチレン樹脂、変性スチレン樹脂（例えば、スチレンアクリル樹脂、スチレンマレイン樹脂等）、キシレン樹脂、変性キシレン樹脂（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）等が挙げられる。これらを単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。
なお、本明細書中、「（メタ）アクリル系樹脂」とは、メタクリル系樹脂及びアクリル系樹脂を包含する概念をいう。

これらの中でも、ベース樹脂は、ロジン系樹脂を含むことが好ましい。
ロジン系樹脂としては、例えば、ガムロジン、ウッドロジン、トール油ロジン等の原料ロジン、原料ロジンから得られる誘導体が挙げられる。誘導体としては、例えば、精製ロジン、水添ロジン、不均化ロジン、重合ロジン及び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）、並びに重合ロジンの精製物、水素化物及び不均化物、並びにα，β不飽和カルボン酸変性物の精製物、水素化物、不均化物等が挙げられる。これらのロジン系樹脂は、１種を単独で、又は２種以上を組み合わせて用いられる。

フラックス中のベース樹脂の含有量は、例えば、１０～７０質量％であってもよく、２０～５０質量％であってもよい。ベース樹脂の含有量は、フラックス中の他の成分に応じて適宜調整される。

［添加剤］
フラックスは、本発明の効果を損なわない限り、フラックスに通常添加される添加剤を含んでもよい。
添加剤としては、例えば、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、およびリン系酸化防止剤等の酸化防止剤、防錆剤、消泡剤、つや消し剤、界面活性剤、ならびに着色剤等が挙げられる。これらを単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。

［用途］
本実施形態のフラックスは、例えば、金属粉と混合してはんだペーストとして使用したり、ボールアタッチ用、或いはチップアタッチ用のフラックスとして使用することができる。

＜はんだペースト＞
本実施形態のはんだペーストは、上記のフラックスと、金属粉を含む。

金属粉は、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Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｓ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ａｕ、Ｇｅ、Ｐ等を添加したはんだ粉体で構成されてもよい。

はんだ合金は、Ａｓ：２５～３００重量ｐｐｍ、並びにＳｂ：０重量ｐｐｍ超え３０００重量ｐｐｍ以下、Ｂｉ：０重量ｐｐｍ超え１００００重量ｐｐｍ以下、およびＰｂ：０重量ｐｐｍ超え５１００重量ｐｐｍ以下の少なくとも１種、並びに残部がＳｎからなる合金組成を有することが好ましい。はんだ合金は、Ａｇ：０～４質量％およびＣｕ：０～０．９質量％の少なくとも１種を更に含有していてもよい。

はんだペースト中の金属粉及びフラックスの含有量に限定はなく、例えば、金属粉を５～９５質量％、フラックスを５～９５質量％とすることができる。

フラックス及びはんだペーストの製造方法に限定はなく、原料を同時に又は順次、任意の方法で混合することにより製造することができる。
例えば、フラックスの製造方法は、最終的にフラックスの全成分が混合されればよく、溶剤に他の成分を順次混合してもよいし、他の成分を混合したものを溶剤に添加してもよいし、溶剤と他の全成分を同時に混合してもよい。
また、はんだペーストの製造方法は、必ずしも、フラックスを予め調製して、これを金属粉と混合する必要はなく、最終的にフラックスの全成分、金属粉及び必要に応じてはんだペーストに添加される添加剤とが混合されるのであれば混合の順番は問わず、フラックスの成分の一部と金属粉とを混合した後、フラックスの残りの成分を添加するなどしてもよい。

本実施形態のフラックスやはんだペーストは、一例として、半導体装置の製造方法に用いることができる。
半導体装置の製造方法は、フラックスやはんだペーストを電極に塗布する工程と、その電極にはんだボールを載せ、例えば、リードフレームやプリント配線基板などの基板と半導体素子とを加熱処理して、溶融したはんだボールを介してこれらを接合する工程とを含んでもよい。
加熱処理は、窒素雰囲気下または減圧雰囲気下で行ってもよく、昇温速度が例えば３℃／ｓｅｃ以上の条件で行ってもよい。
半導体装置の製造方法は、接合する工程の後、フラックスやはんだペーストを洗浄する工程を含まないように構成されてもよい。

以上、本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することができる。また、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。

以下、本発明について実施例を参照して詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例の記載に何ら限定されるものではない。

１．フラックスの調製
表１、２に示す配合割合で、以下に示す各原料を公知の方法で混合することにより、フラックスを得た。
（ベース樹脂）
・ベース樹脂１：アクリル酸変性水添ロジン
・ベース樹脂２：水添ロジン
・ベース樹脂３：ロジンエステル
・ベース樹脂４：重合ロジン
（溶剤）
・溶剤１：ヘキシルジグリコール（ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル）
・溶剤２：へキシレングリコール（２－メチルペンタン－２，４－ジオール）
（活性剤）
・有機酸１：グルタル酸
・有機酸２：アジピン酸
・アミン類：２－エチルイミダゾール
・ハロゲン系活性剤：２，３－ジブロモ－１，４－ブタンジオール
（チキソ剤）
・チキソ剤１：硬化ヒマシ油
・チキソ剤２：ポリアマイド系チキソ剤
・チキソ剤３：ポリエチレンオキサイド（「アルコックスＬ－１１」明成化学工業社製、重量平均分子量１１万（カタログ値））
・アルキレンオキサイド共重合体（Ａ）１：チキソ剤エチレンオキサイド・プロピレンオキサイド・アリルグリシジルエーテルランダム共重合体（「アルコックス ＣＰ－Ａ１Ｈ」明和化学工業社製、重量平均分子量１０万（カタログ値））
・アルキレンオキサイド共重合体（Ａ）２：エチレンオキサイド・プロピレンオキサイド・フェニルグリシジルエーテルランダム共重合体（「アルコックス ＣＰ－Ｂ１」明和化学工業社製、重量平均分子量１０万（カタログ値））

２．はんだペーストの調製
得られたフラックスと、金属粉を、フラックス１３質量％：金属粉８７質量％の比率で混合してはんだペーストを得た。金属粉としては、Ａｇが３．０質量％、Ｃｕが０．５質量％、残部がＳｎであるＳｎ－Ａｇ－Ｃｕ系のはんだ合金（金属粉の粒径の平均はφ２０μｍ）を用いた。
なお、金属粉の粒径は、ＪＩＳ Ｚ ３２８４－１：２０１４の表２（粉末サイズの分類）において記号６に分類されるものを使用した。

３．評価
得られたはんだペーストを用いて、以下の評価項目について評価を行った。

＜飛散性＞
ＦＲ－４（Ｆｌａｍｅ Ｒｅｔａｒｄａｎｔ Ｔｙｐｅ４）の基板上に、メタルマスク（マスク厚０．１５ｍｍ、開口サイズ１．６ｍｍ×１．６ｍ）を用いて、得られた各はんだペーストを印刷した。
つぎに、印刷部分にサイズ３．２ｍｍ×１．６ｍｍのチップコンデンサを３０個搭載し、リフロー炉で実装した。リフロー温度プロファイルは以下（ｉ）～（ｉｖ）の通りとした。
（ｉ）１５０℃まで２℃／秒で昇温
（ｉｉ）１５０～１８０℃まで８０秒間で昇温
（ｉｉｉ）１８０～２４０℃まで２℃／秒で昇温
（ｉｖ）２２０℃以上で４０秒間保持
３０個のチップコンデンサ搭載箇所の外側（周囲）に飛散したフラックス残渣の数をそれぞれ計測し、３０箇所分の計測値を合計し、以下の基準にしたがい評価した。なお、フラックス残渣の数は、そのサイズによらず、一塊を一つとした。
・基準
○：０～５個
△：６～１５個
×：１６個以上

＜保存性（保管性）＞
ペースト容器（内径５８ｍｍ円柱状）に各はんだペーストを１００ｇ投入し、ソフナー（シンキー社ＡＲＶ－９３０ＴＷＩＮ）で回転数２００ｒｐｍを２分間撹拌した。つづけて、蓋をして密閉し、その状態で室温（２５±３℃、６０％ＲＨ以下）に放置した。
その後、２４時間ごとに蓋を開けてペースト容器を傾け、はんだペーストからフラックス成分が流れ出す（または染み出す）か否かを目視で確認し、流れ出た時間について、以下の基準にしたがい評価した。
・基準
○：１６８時間以上たっても流れ出なかった。
△：７２時間以上１６８時間未満で流れ出た。
×：７２時間未満で流れ出た。

Claims (10)

1. チキソ剤を含むフラックスであって、
   前記チキソ剤が、側鎖にアリル基および／またはフェニル基を有するアルキレンオキサイド共重合体（Ａ）を含む、フラックス。
2. 請求項１に記載のフラックスであって、
   前記チキソ剤の重量平均分子量が５万～８０万である、フラックス。
3. 請求項１または２に記載のフラックスであって、
   前記チキソ剤の含有量が当該フラックスの全重量に対して、０．１～２０質量％である、フラックス。
4. 請求項１乃至３いずれか一項に記載のフラックスであって、
   前記アルキレンオキサイド共重合体（Ａ）は、ポリアルキレンオキサイドと、側鎖にアリル基および／またはフェニル基を有するグリシジルエーテルとの共重合体である、フラックス。
5. 請求項１乃至４いずれか一項に記載のフラックスであって、
   前記アルキレンオキサイド共重合体（Ａ）は、エチレンオキサイド・プロピレンオキサイド・アリルグリシジルエーテルランダム共重合体、およびエチレンオキサイド・プロピレンオキサイド・フェニルグリシジルエーテルランダム共重合体の中から選ばれる１種または２種である、フラックス。
6. 請求項１乃至５いずれか一項に記載のフラックスであって、
   前記アルキレンオキサイド共重合体（Ａ）は、ランダム共重合体である、フラックス。
7. 請求項１乃至６いずれか一項に記載のフラックスであって、
   さらにロジンを含む、フラックス。
8. 請求項１乃至７いずれか一項に記載のフラックスであって、
   さらに有機酸、アミン類、ハロゲン系活性剤、およびリン系活性剤の中から選ばれる１種または２種以上の活性剤を含む、フラックス。
9. 請求項８に記載のフラックスであって、
   前記活性剤が、炭素数１１以下の有機酸を含む、フラックス。
10. 請求項１乃至９のいずれか一項に記載のフラックス、および金属粉を含む、はんだペースト。