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KR102903807B1 - 플럭스 및 솔더 페이스트 - Google Patents

플럭스 및 솔더 페이스트

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KR102903807B1
KR102903807B1 KR1020257001816A KR20257001816A KR102903807B1 KR 102903807 B1 KR102903807 B1 KR 102903807B1 KR 1020257001816 A KR1020257001816 A KR 1020257001816A KR 20257001816 A KR20257001816 A KR 20257001816A KR 102903807 B1 KR102903807 B1 KR 102903807B1
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가즈요리 다카기
유타카 하시모토
나나코 미야기
무츠키 가네코
메구미 하야카와
츠요시 마사키
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센주긴조쿠고교 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 플럭스는, 로진과, 용제와, 칙소제와, 아민 요오드화 수소산 염과, 활성제(다만, 아민 요오드화 수소산 염을 제외한다)를 함유하고, 아민 요오드화 수소산 염이, 복소 지환식 아민 요오드화 수소산 염을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이 복소 지환식 아민 요오드화 수소산 염으로서는, 피페리딘 요오드화 수소산 염 및 피페콜린 요오드화 수소산 염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종이 바람직하다. 이러한 플럭스에 의하면, 납땜 시에 보이드의 발생을 보다 억제할 수 있다.

Description

플럭스 및 솔더 페이스트
본 발명은, 플럭스 및 솔더 페이스트에 관한 것이다.
본원은, 2022년 7월 22일에, 일본에 출원된 특원 2022-117441호에 근거하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
기판에 대한 부품의 고정, 및 기판에 대한 부품의 전기적인 접속은, 일반적으로, 납땜에 의해 수행된다. 납땜에 있어서는, 플럭스, 땜납 분말, 및, 플럭스 및 땜납 분말을 혼합한 솔더 페이스트가 이용된다.
플럭스는, 납땜의 대상이 되는 접합 대상물의 금속 표면 및 땜납에 존재하는 금속 산화물을 화학적으로 제거하고, 양자의 경계에서 금속 원소의 이동을 가능하게 하는 효능을 가진다. 이 때문에, 플럭스를 사용하여 납땜을 수행함으로써, 양자의 사이에 금속간 화합물을 형성되는 바와 같이 되어 강고한 접합이 얻어진다.
솔더 페이스트를 사용한 납땜에서는, 우선, 기판에 솔더 페이스트가 인쇄된 후, 부품이 탑재되고, 리플로우 로(爐)라고 칭해지는 가열로에서, 부품이 탑재된 기판이 가열된다. 이것에 의해, 솔더 페이스트에 포함되는 땜납 분말이 용융하고, 부품이 기판에 납땜된다.
플럭스의 배합 성분은, 땜납의 종류, 또는 접합 대상물 표면의 금속종(種)에 따라서, 적절히 선택된다. 예를 들면, 특허문헌 1의 실시예에는, 특정의 땜납 합금 분말에 대해서, 베이스 수지, 용제, 칙소제, 활성제(아민 브롬화 수소산 염, 유기 모노카르복시산), 산화 방지제 및 방청제를 함유하는 플럭스를 이용한 솔더 페이스트가 제안되어 있다.
특허문헌1: 일본 특개 2002-361484호 공보
근래, QFN(Quad　Flat　Non-Leaded　Package) 등의 소형화한 부품이 이용되고 있다. QFN은, 패키지의 주변에 리드를 갖지 않고, 패키지의 배면에 리드 프레임의 노출면 및 전극 단자를 갖기 때문에, 기판에 QFN을 납땜하는 하는 경우에는, QFN의 배면과, 기판의 표면의 사이를 솔더 페이스트로 접합한다.
이러한, 패키지 배면의 리드 프레임의 노출면 및 전극 단자를, 기판에 대해서 납땜하는 하는 경우에 있어서, 종래의 솔더 페이스트에서는, 보이드의 발생을 충분히 억제하는 것이 어렵다.
여기서, 본 발명은, 납땜 시에 보이드의 발생을 보다 억제할 수 있는 플럭스, 및 이것을 이용한 솔더 페이스트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 이하의 구성을 채용했다.
[1] 로진과, 용제와, 칙소제와, 아민 요오드화 수소산 염과, 활성제(다만, 상기 아민 요오드화 수소산 염을 제외한다)를 함유하고, 상기 아민 요오드화 수소산 염이, 복소 지환식 아민 요오드화 수소산 염을 포함하는, 플럭스.
[2] 상기 복소 지환식 아민 요오드화 수소산 염이, 피페리딘 요오드화 수소산 염 및 피페콜린 요오드화 수소산 염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 일종인, [1]에 기재된 플럭스.
[3] 상기 복소 지환식 아민 요오드화 수소산 염의 함유량이, 플럭스의 총 질량(100 질량%)에 대해서, 0.01 질량% 이상 1.5 질량% 이하인, [1] 또는 [2]에 기재된 플럭스.
[4] 상기 용제는, 비점 250℃ 이상의 용제(S1)와, 비점 220℃ 이하의 용제(S3)를 병용하는, [1]~[3]의 어느 하나에 기재의 플럭스.
[5] 상기 용제(S1)와 상기 용제(S3)의 비율이, 용제(S1)/용제(S3)으로 나타내는 질량비로, 50/50 이상 85/15 이하인, [4]에 기재된 플럭스.
[6] 추가로, 황 함유 화합물을 함유하는, [1]~[5]의 어느 하나에 기재의 플럭스.
[7] 상기 활성제가, 하기 일반식(A0)으로 나타내는 디카르복시산을 포함하는, [1]~[6]의 어느 하나에 기재의 플럭스.
[식 중, n은, 0~8의 정수이다.]
[8] 상기 활성제가, 트리아졸 화합물을 포함하는, [1]~[7]의 어느 하나에 기재의 플럭스.
[9] 땜납 합금 분말과, [1]~[8]의 어느 하나에 기재된 플럭스를 함유하는 솔더 페이스트.
본 발명에 의하면, 납땜 시에 보이드의 발생을 보다 억제할 수 있는 플럭스, 및 이것을 이용한 솔더 페이스트를 제공할 수 있다.
[도 1] 본 실시예에서의 [보이드 발생의 억제의 효과]의 평가에 있어서의, 리플로우 프로파일을 나타내는 도면이다.
(플럭스)
본 실시 형태의 플럭스는, 로진과, 용제와, 칙소제와, 아민 요오드화 수소산 염과, 활성제(다만, 상기 아민 요오드화 수소산 염을 제외한다)를 함유한다. 상기 아민 요오드화 수소산 염은, 복소 지환식 아민 요오드화 수소산 염을 포함한다.
<로진>
로진으로서는, 예를 들면, 검 로진, 우드 로진 및 톨유 로진 등의 원료 로진, 및 상기 원료 로진으로부터 얻어지는 유도체를 들 수 있다.
상기 유도체로서는, 예를 들면, 정제 로진, 수첨 로진, 불균화 로진, 중합 로진, 산변성 로진, 산변성 수첨 로진, 페놀 변성 로진 및 α,β 불포화 카르복시산 변성물(아크릴화 로진, 말레인화 로진, 푸말화 로진 등), 및 상기 중합 로진의 정제물, 수소화물 및 불균화물, 및 상기 α,β 불포화 카르복시산 변성물의 정제물, 수소화물 및 불균화물 등을 들 수 있다.
로진은, 1종을 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 혼합하여 이용해도 된다.
로진으로서는, 상기 중에서도, 중합 로진, 산변성 수첨 로진 및 수첨 로진으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종 이상을 이용하는 것이 바람직하다.
산변성 수첨 로진으로서는, 아크릴산 변성 수첨 로진을 이용하는 것이 바람직하다.
수첨 로진으로서는, 아비에틴산과 이의 이성체의 혼합물을 포함하는 천연 수지를 수소화한 것, 예를 들면, 디히드로아비에틴산과 테트라히드로아비에틴산을 주성분으로 하는 로진 등을 들 수 있다. 「주성분」이란, 화합물을 구성하는 성분 가운데, 그 화합물 중의 함유량이 40 질량% 이상인 성분을 말한다.
본 실시 형태의 플럭스 중의, 로진의 함유량으로서는, 상기 플럭스의 총 질량(100 질량%)에 대해서, 10 질량% 이상 60 질량% 이하가 바람직하고, 20 질량% 이상 50 질량% 이하가 보다 바람직하고, 25 질량% 이상 40 질량% 이하가 더욱 바람직하다.
<용제>
용제로서는, 예를 들면, 물, 알코올계 용제, 글리콜 에테르계 용제, 테르피네오르류 등을 들 수 있다.
알코올계 용제로서는, 이소프로필 알코올, 1,2-부탄디올, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 2,3-부탄디올, 이소보르닐 시클로헥산올, 2,4-디에틸-1,5-펜탄디올, 2,2-디메틸-1,3-프로판디올, 2,5-디메틸-2,5-헥산디올, 2,5-디메틸-3-헥신-2,5-디올, 2,3-디메틸-2,3-부탄디올, 2-메틸펜탄-2,4-디올, 1,1,1-트리스(히드록시메틸) 에탄, 2-에틸-2-히드록시메틸-1,3-프로판디올, 2,2＇-옥시 비스(메틸렌) 비스(2-에틸-1,3-프로판디올), 2,2-비스(히드록시메틸)-1,3-프로판디올, 1,2,6-트리히드록시헥산, 1-에틴일-1-시클로헥산올, 1,4-시클로헥산디올, 1,4-시클로헥산 디메탄올, 2,4,7,9-테트라메틸-5-데신-4,7-디올, 2-헥실-1-데칸올르, 2-메틸-2,4-펜탄 디올(헥실렌글리콜), 옥탄 디올 등을 들 수 있다.
글리콜 에테르계 용제로서는, 디에틸렌글리콜 모노-2-에틸 헥실 에테르, 에틸렌글리콜 모노페닐 에테르, 에틸렌글리콜 모노부틸 에테르(부틸 글리콜), 에틸렌글리콜 모노헥실 에테르(헥실 글리콜), 디에틸렌글리콜 모노헥실 에테르(헥실 디글리콜), 디에틸렌글리콜 디부틸 에테르, 트리에틸렌글리콜 모노부틸 에테르, 메틸프로필렌트리글리콜, 트리에틸렌글리콜 부틸 메틸 에테르, 테트라에틸렌글리콜, 테트라에틸렌글리콜 디메틸 에테르, 트리프로필렌 글리콜-n-부틸 에테르 등을 들 수 있다.
테르피네올류로서는, α-테르피네올, β-테르피네올, γ-테르피네올, 테르피네올 혼합물(즉, 그 주성분이 α-테르피네올이며, β-테르피네올 또는 γ-테르피네올을 함유하는 혼합물) 등을 들 수 있다.
그 외 용제로서는, 예를 들면, 세바신산 디옥틸(DOS), 유동 파라핀 등을 들 수 있다.
용제는, 1종을 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 혼합하여 이용해도 된다.
본 실시 형태의 플럭스에 있어서, 상기 용제는, 납땜 시에 있어서의 보이드 발생의 억제의 관점으로부터, 비점이 다른 용제를 병용하는 것이 바람직하다. 그 중에서도, 상기 용제는, 비점 250℃ 이상의 용제(S1)와, 비점 220℃ 이하의 용제(S3)를 병용하는 것이 바람직하다. 용제(S1)와 용제(S3)를 병용하는 것에 의해, 납땜 시에 보이드의 발생을 더 한층 억제할 수 있다.
　본 명세서에 있어서, 「용제의 비점」이란, 대상의 용제의 포화 증기압이 1 기압과 동일해질 때의, 그 용제의 온도를 의미한다.
이하, 비점 250℃ 이상의 용제를 (S1) 성분, 비점 220℃ 이하의 용제를 (S3) 성분이라고도 한다. 또한, 비점 220℃ 초과 250℃ 미만의 용제를 (S2) 성분이라고 한다.
≪비점 250℃ 이상의 용제(S1)≫
(S1) 성분으로서는, 예를 들면, 디에틸렌글리콜 모노-2-에틸 헥실 에테르(비점 272℃), 디에틸렌글리콜 모노헥실 에테르(헥실 디글리콜)(비점 258℃), 디에틸렌글리콜 디부틸 에테르(비점 256℃), 트리에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르(비점 278℃), 트리에틸렌 글리콜 부틸 메틸 에테르(비점 261℃), 테트라에틸렌글리콜 디메틸 에테르(비점 275℃) 등을 들 수 있다.
≪비점 220℃ 초과 250℃ 미만의 용제(S2)≫
(S2) 성분으로서는, 예를 들면, 1,4-부탄디올(비점 228℃), 페닐 글리콜(비점 237℃), 부틸 갈비톨(비점 231℃), 트리프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르(비점 243℃) 등을 들 수 있다.
≪비점 220℃ 이하의 용제(S3)≫
(S3) 성분으로서는, 예를 들면, 1,3-부탄디올(비점 203℃), 1,2-부탄디올(비점 194℃), 2-메틸-2,4-펜탄 디올(헥실렌글리콜)(비점 198℃), 에틸렌글리콜 모노헥실 에테르(헥실 글리콜)(비점 208℃), 2,2-디메틸-1,3-프로판디올(비점 210℃), 2,5-디메틸-2,5-헥산디올(비점 215℃), 2,5-디메틸-3-헥신-2,5-디올(비점 206℃), α-테르피네올(비점 218℃)(이상, 비점 190℃ 이상 220℃ 이하의 용제(이 용제를 「용제(S31)」 또는 「(S31) 성분」이라고도 말한다)); 에틸렌글리콜 모노부틸 에테르(부틸 글리콜)(비점 171℃), 2,3-부탄디올(비점 183℃), 2,3-디메틸-2,3-부탄디올(비점 174℃), 1-에틴일-1-시클로헥산올(비점 180℃)(이상, 비점 160℃ 이상 190℃ 미만의 용제(이 용제를 「용제(S32)」 또는 「(S32) 성분」이라고도 말한다)) 등을 들 수 있다.
비점이 다른 용제의 형태로서는, 상기의 (S1) 성분과 (S3) 성분과의 조합이 바람직하고, 납땜 시에 보이드의 발생이 억제되기 쉬운 것에 더하여, 비점이 너무 낮지 않고, 솔더 페이스트로 했을 때의 경시에서의 점도 변화의 비율이 낮은 것으로부터, (S1) 성분과 (S31) 성분을 병용하는 것이 특히 바람직하다.
(S1) 성분과 (S3) 성분을 병용하는 경우, 상기 (S1) 성분과 상기 (S3) 성분의 비율은, 납땜 시에 보이드의 발생이 억제되기 쉬운 관점으로부터, 용제(S1)/용제(S3)으로 나타내는 질량비로, 50/50 이상 85/15 이하인 것이 바람직하다. 추가로, 솔더 페이스트로 했을 때의 경시에서의 점도 변화의 비율을 낮게 억제되기 쉬운 관점으로부터, 용제(S1)/용제(S3)으로 나타내는 질량비로, 55/45 이상 85/15 이하인 것이 바람직하고, 60/40 이상 85/15 이하인 것이 보다 바람직하다.
용제의 총 함유량은, 플럭스에 있어서의 잔부이다.
예를 들면, 본 실시 형태의 플럭스 중의, 용제의 총 함유량으로서는, 상기 플럭스의 총 질량(100 질량%)에 대해서, 25 질량% 이상 60 질량% 이하가 바람직하고, 30 질량% 이상 50 질량% 이하가 보다 바람직하고, 35 질량% 이상 45 질량% 이하가 더욱 바람직하다.
<칙소제>
칙소제로서는, 예를 들면, 에스테르계 칙소제, 아미드계 칙소제, 소르비톨계 칙소제 등을 들 수 있다.
에스테르계 칙소제로서는, 예를 들면 에스테르 화합물을 들 수 있고, 구체적으로는 경화 피마자유, 미리스틴산 에틸 등을 들 수 있다.
아미드계 칙소제로서는, 예를 들면, 모노아미드, 비스아미드, 폴리아미드를 들 수 있다.
모노아미드로서는, 예를 들면, 라우린산 아미드, 팔미틴산 아미드, 스테아린산 아미드, 베헨산 아미드, 히드록시스테아린산 아미드, 포화 지방산 아미드, 올레인산 아미드, 에루크산 아미드, 불포화 지방산 아미드, 4-메틸 벤즈 아미드(p-톨루아미드), p-톨루엔 메탄 아미드, 방향족 아미드, 헥사메틸렌 히드록시스테아린산 아미드, 치환 아미드, 메틸올 스테아린산 아미드, 메틸올 아미드, 지방산 에스테르 아미드 등을 들 수 있다.
비스아미드로서는, 예를 들면, 에틸렌 비스지방산(지방산의 탄소수 C6~24) 아미드, 에틸렌 비스히드록시지방산(지방산의 탄소수 C6~24) 아미드, 헥사메틸렌 비스지방산(지방산의 탄소수 C6~24) 아미드, 헥사메틸렌 비스히드록시지방산(지방산의 탄소수 C6~24) 아미드, 방향족 비스아미드 등을 들 수 있다. 상기 비스아미드의 원료인 지방산으로서는, 예를 들면, 스테아린산(탄소수 C18), 올레인산(탄소수 C18), 라우린산(탄소수 C12) 등을 들 수 있다.
폴리아미드로서는, 예를 들면, 포화 지방산 폴리아미드, 불포화 지방산 폴리아미드, 방향족 폴리아미드, 1,2,3-프로판 트리카르복실산 트리스(2-메틸시클로헥실 아미드), 환상 아미드 올리고머, 비환상 아미드 올리고머 등의 폴리아미드를 들 수 있다.
상기 환상 아미드 올리고머는, 디카르복시산과 디아민이 환상으로 중축합한 아미드 올리고머, 트리카르복시산과 디아민이 환상으로 중축합한 아미드 올리고머, 디카르복시산과 트리아민이 환상으로 중축합한 아미드 올리고머, 트리카르복시산과 트리아민이 환상으로 중축합한 아미드 올리고머, 디카르복시산 및 트리카르복시산과 디아민이 환상으로 중축합한 아미드 올리고머, 디카르복시산 및 트리카르복시산과 트리아민이 환상으로 중축합한 아미드 올리고머, 디카르복시산과 디아민 및 트리아민이 환상으로 중축합한 아미드 올리고머, 트리카르복시산과 디아민 및 트리아민이 환상으로 중축합한 아미드 올리고머, 디카르복시산 및 트리카르복시산과 디아민 및 트리아민이 환상으로 중축합한 아미드 올리고머 등을 들 수 있다.
상기 비환상 아미드 올리고머는, 모노카르복시산과 디아민 및/또는 트리아민이 비환상으로 중축합한 아미드 올리고머, 디카르복시산 및/또는 트리카르복시산과 모노아민이 비환상으로 중축합한 아미드 올리고머 등을 들 수 있다. 모노카르복시산 또는 모노아민을 포함하는 아미드 올리고머이면, 모노카르복시산, 모노아민이 터미널 분자로서 기능하여, 분자량을 작게 한 비환상 아미드 올리고머가 된다. 또한, 비환상 아미드 올리고머는, 디카르복시산 및/또는 트리카르복시산과, 디아민 및/또는 트리아민이 비환상으로 중축합한 아미드 화합물인 경우, 비환상 고분자계 아미드 폴리머가 된다. 추가로, 비환상 아미드 올리고머는, 모노카르복시산과 모노아민이 비환상으로 축합한 아미드 올리고머도 포함된다.
소르비톨계 칙소제로서는, 예를 들면, 디벤질리덴-D-소르비톨, 비스(4-메틸벤질리덴)-D-소르비톨, (D-)소르비톨, 모노벤질리덴 (-D-)소르비톨, 모노(4-메틸벤질리덴)-(D-)소르비톨 등을 들 수 있다.
칙소제는, 1종을 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 혼합하여 이용해도 된다.
본 실시 형태의 플럭스가 함유하는 칙소제로서는, 에스테르계 칙소제 및 아미드계 칙소제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종이 바람직하고, 아미드계 칙소제를 적어도 포함하는 것이 보다 바람직하고, 에스테르계 칙소제와 아미드계 칙소제의 조합이 더욱 바람직하다.
에스테르계 칙소제로서는, 경화 피마자유가 바람직하다.
아미드계 칙소제로서는, 폴리아미드가 바람직하다.
본 실시 형태의 플럭스 중의, 칙소제의 함유량으로서는, 상기 플럭스의 총 질량(100 질량%)에 대해서, 2 질량% 이상 20 질량% 이하가 바람직하고, 5 질량% 이상 15 질량% 이하가 보다 바람직하고, 5 질량% 이상 10 질량% 이하가 더욱 바람직하다.
<아민 요오드화 수소산 염>
본 실시 형태의 플럭스에 있어서, 아민 요오드화 수소산 염에는, 복소 지환식 아민 요오드화 수소산 염을 포함하는 것을 이용한다. 복소 지환식 아민 요오드화 수소산 염은, 복소 지환식 아민과 요오드화 수소를 반응시킨 화합물이다.
복소 지환식 아민 요오드화 수소산 염에 있어서의, 복소 지환식 아민은, 6원환 구조를 가지는 복소 지환식 아민이 바람직하고, 그 중에서도 피페리딘, 피페콜린이 적합하게 들 수 있고, 피페리딘, 2-피페콜린이 특히 바람직하다.
복소 지환식 아민 요오드화 수소산 염으로서는, 피페리딘 요오드화 수소산 염 및 피페콜린 요오드화 수소산 염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 이용하는 것이 바람직하고, 피페리딘 요오드화 수소산 염, 및 2-피페콜린 요오드화 수소산 염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 이용하는 것이 보다 바람직하다.
본 실시 형태의 플럭스 중의, 복소 지환식 아민 요오드화 수소산 염의 함유량으로서는, 상기 플럭스의 총 질량(100 질량%)에 대해서, 0.01 질량% 이상 1.5 질량% 이하가 바람직하고, 0.05 질량% 이상 1.25 질량% 이하가 보다 바람직하고, 0.1 질량% 이상 1 질량% 이하가 더욱 바람직하고, 0.1 질량% 이상 0.9 질량% 이하가 특히 바람직하다.
복소 지환식 아민 요오드화 수소산 염의 함유량이, 상기의 바람직한 범위의 하한치 이상이면, 납땜 시에 있어서의 보이드 발생이 억제되기 쉬워지고, 상기의 바람직한 범위의 상한치 이하이면, 솔더 페이스트의 경시에서의 점도 증가가 억제되기 쉬워진다.
아민 요오드화 수소산 염에는, 상술의 복소 지환식 아민 요오드화 수소산 염 이외의 아민 요오드화 수소산 염을 병용해도 된다.
복소 지환식 아민 요오드화 수소산 염 이외의 아민 요오드화 수소산 염으로서는, 예를 들면, 모노에틸아민 요오드화 수소산 염(모노에틸아민·HI), 트리에틸아민·HI, 1-펜탄아민·HI, 2-에틸헥실아민·HI, 디알릴아민·HI 등의 쇄상 아민 요오드화 수소산 염; 시클로헥실아민·HI 등의 지환식 아민 요오드화 수소산 염; 아닐린·HI 등의 방향족 아민 요오드화 수소산 염; 1,3-디페닐구아니딘·HI 등의 구아니딘 요오드화 수소산 염을 들 수 있다.
<활성제>
활성제(다만, 상기 아민 요오드화 수소산 염을 제외한다)로서는, 예를 들면, 할로겐계 활성제, 유기산, 아민 등을 들 수 있다.
≪할로겐계 활성제≫
할로겐계 활성제로서는, 예를 들면, 아민 요오드화 수소산 염 이외의 아민 할로겐화 수소산 염, 아민 할로겐화 수소산 염 이외의 유기 할로겐 화합물을 들 수 있다.
할로겐계 활성제는, 1종을 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 혼합하여 이용해도 된다.
아민 요오드화 수소산 염 이외의 아민 할로겐화 수소산 염:
아민 할로겐화 수소산 염은, 아민과 할로겐화 수소를 반응시킨 화합물이다. 여기서의 아민으로서는, 예를 들면, 아졸류, 구아니딘류, 알킬 아민 화합물, 아미노 알콜 화합물을 들 수 있고, 후술의 ≪아민≫에 대한 설명 중에서 예시되는 아민을 들 수 있다. 할로겐화 수소로서는, 예를 들면, 브롬, 염소, 불소의 각 수소화물을 들 수 있다.
아민 할로겐화 수소산 염으로서는, 아민 브롬화 수소산 염, 아민 염산 염, 아민 불화 수소산 염을 들 수 있다.
아민 브롬화 수소산 염으로서는, 예를 들면, 2-피페콜린 브롬화 수소산 염(2-피페콜린·HBr), 피페리딘·HBr, 디페닐구아니딘·HBr, 시클로헥실아민·HBr, 헥사데실아민·HBr, 스테아릴 아민·HBr, 에틸아민·HBr, 2-에틸헥실아민·HBr, 피리딘·HBr, 이소프로필 아민·HBr, 디에틸아민·HBr, 디메틸아민·HBr, 로진 아민·HBr, 히드라진 히드레이트·HBr, 트리노닐아민·HBr, 디에틸 아닐린·HBr, 2-디에틸 아미노 에탄올·HBr, 디알릴 아민·HBr, 트리에틸아민·HBr, 아닐린·HBr, 디메틸 시클로헥실아민·HBr, 로진 아민·HBr, 2-페닐 이미다졸·HBr, 4-벤질 피리딘·HBr, 히드라진 1브롬화 수소산 염, 히드라진 2브롬화 수소산 염, 에틸렌 디아민 2브롬화 수소산 염 등을 들 수 있다.
아민 염산 염으로서는, 예를 들면, 1,3-디페닐구아니딘 염산 염(1,3-디페닐구아니딘·HCl), 에틸아민·HCl, 스테아릴 아민·HCl, 디에틸 아닐린·HCl, 디에탄올 아민·HCl, 디메틸 아민·HCl, 2-에틸헥실아민·HCl, 이소프로필 아민·HCl, 시클로헥실아민·HCl, 1,3-디페닐구아니딘·HCl, 디메틸 벤질 아민·HCl, 디메틸 시클로헥실아민·HCl, 2-디에틸 아미노 에탄올·HCl, 디알릴 아민·HCl, 디에틸아민·HCl, 트리에틸아민·HCl, 부틸아민·HCl, 헥실아민·HCl, n-옥틸아민·HCl, 도데실아민·HCl, L-글루타민·HCl, N-메틸모르폴린·HCl, 베타인·HCl, 피리딘·HCl, 히드라진 1염산 염, 히드라진 2염산 염, 염화 암모늄 등을 들 수 있다.
아민 불화 수소산 염으로서는, 예를 들면, 1,3-디페닐구아니딘 불화 수소산 염(1,3-디페닐구아니딘·HF), 디에틸아민·HF, 2-에틸헥실아민·HF, 시클로헥실아민·HF, 에틸아민·HF, 로진 아민·HF 등을 들 수 있다.
아민 할로겐화 수소산 염 이외의 유기 할로겐 화합물:
아민 할로겐화 수소산 염 이외의 유기 할로겐 화합물로서는, 예를 들면, 할로겐화 지방족 탄화수소기를 가지는 할로겐화 지방족 화합물을 들 수 있다.
할로겐화 지방족 탄화수소기는, 지방족 탄화수소기를 구성하는 수소 원자의 일부 또는 전부가 할로겐 원자로 치환된 것을 말한다.
할로겐화 지방족 화합물로서는, 할로겐화 지방족 알코올, 할로겐화 복소환식 화합물을 들 수 있다.
할로겐화 지방족 알코올로서는, 예를 들면, 1-브로모-2-프로판올, 3-브로모-1-프로판올, 3-브로모-1,2-프로판디올, 1-브로모-2-부탄올, 1,3-디브로모-2-프로판올, 2,3-디브로모-1-프로판올, 1, 4-디브로모-2-부탄올, trans-2,3-디브로모-2-부텐-1,4-디올 등을 들 수 있다.
할로겐화 복소환식 화합물로서는, 예를 들면, 하기 일반식(h1)로 나타내는 화합물을 들 수 있다.
R5-(R6)m (h1)
R5는, m가의 복소환식기를 나타낸다. R6은, 할로겐화 지방족 탄화수소기를 나타낸다.
R5에 있어서의, m가의 복소환식기의 복소환으로서는, 지방족 탄화수소 또는 방향족 탄화수소환을 구성하는 탄소 원자의 일부가 헤테로 원자로 치환된 환 구조를 들 수 있다. 이 복소환에 있어서의 헤테로 원자로서는, 산소 원자, 황 원자, 질소 원자 등을 들 수 있다. 이 복소환은, 3~10원환인 것이 바람직하고, 5~7원환인 것이 보다 바람직하다. 이 복소환으로서는, 예를 들면, 이소시아누레이트환 등을 들 수 있다.
R6에 있어서의, 할로겐화 지방족 탄화수소기는, 탄소수 1~10이 바람직하고, 탄소수 2~6이 보다 바람직하고, 탄소수 3~5가 더욱 바람직하다. 또한, R6은, 브롬화 지방족 탄화수소기, 염소화 지방족 탄화수소기가 바람직하고, 브롬화 지방족 탄화수소기가 보다 바람직하고, 브롬화 포화 지방족 탄화수소기가 더욱 바람직하다.
할로겐화 복소환식 화합물로서 구체적으로는, 예를 들면, 트리스(2,3-디브로모프로필) 이소시아누레이트 등을 들 수 있다.
또한, 아민 할로겐화 수소산염 이외의 유기 할로겐 화합물로서는, 예를 들면, 2-요오도벤조산, 3-요오도벤조산, 2-요오도프로피온산, 5-요오도살리실산, 5-요오도안트라닐산 등의 요오드화 카르복실 화합물; 2-클로로벤조산, 3-클로로프로피온산 등의 염화 카르복실 화합물; 2,3-디브로모프로피온산, 2,3-디브로모숙신산, 2-브로모벤조산 등의 브롬화 카르복실 화합물을 들 수 있다.
혹은, 할로겐계 활성제로서는, 예를 들면, 아민과 테트라플루오르 붕산(HBF4)을 반응시킨 염, 아민과 3불화 붕소(BF3)를 반응시킨 착체도 이용할 수 있다. 상기 착체로서는, 3불화 붕소 피페리딘 등을 들 수 있다.
본 실시 형태의 플럭스 중의, 할로겐계 활성제의 총 함유량으로서는, 상기 플럭스의 총 질량(100 질량%)에 대해서, 0.01 질량% 이상 5 질량% 이하가 바람직하고, 0.5 질량% 이상 4 질량% 이하가 보다 바람직하고, 1 질량% 이상 2 질량% 이하가 더욱 바람직하다.
할로겐계 활성제의 총 함유량이, 상기의 바람직한 범위의 하한치 이상이면, 납땜 시에 있어서의 보이드 발생이 억제되기 쉬워지고, 상기의 바람직한 범위의 상한치 이하이면, 솔더 페이스트의 경시에서의 점도 변화를 억제하는 효과를 보다 높이기 쉬워진다.
≪유기산≫
유기산으로서는, 모노카르복시산, 디카르복시산, 트리카르복실산, 시아눌산, 다이머산, 트리머산 등을 들 수 있다.
모노카르복시산으로서는, 예를 들면, 글리콜산, 티오글리콜산, 프로피온산, 2,2-비스(히드록시메틸) 프로피온산, 2,2-비스(히드록시메틸) 부탄산, 라우린산, 팔미틴산, 스테아린산, 올레인산, 리놀산, 리놀렌산, 12-히드록시스테아린산, 글리신 등의 지방족 모노카르복시산; 벤조산, 3-히드록시벤조산, 2,3-디히드록시벤조산, 살리실산, 피콜린산, p-아니스산, m-아니스산, o-아니스산, 파라히드록시페닐 아세트산, 2-퀴놀린 카르복시산 등의 방향족 모노카르복시산이 들 수 있다.
디카르복시산으로서는, 예를 들면, 옥살산, 말론산, 석신산, 글루타르산, 아디핀산, 피멜산, 수베르산, 아제라인산, 세바신산, 도데칸 2산, 에이코산 2산, 2,4-디에틸 글루타르산, 프말산, 말레산, 디글리콜산, 디티오글리콜산, 주석산, 사과산, 1,3-시클로헥산 디카르복시산 등의 지방족 디카르복시산; 프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 페닐 석신산, 디피콜린산, 디부틸 아닐린 디글리콜산 등의 방향족 디카르복시산을 들 수 있다.
트리카르복실산으로서는, 예를 들면, 구연산 등을 들 수 있다.
시아눌산으로서는, 예를 들면, 이소시아눌산 트리스(2-카르복시에틸) 등을 들 수 있다.
다이머산, 트리머산으로서는, 예를 들면, 올레인산과 리놀산의 반응물인 다이머산, 올레인산과 리놀산의 반응물인 트리머산, 아크릴산의 반응물인 다이머산, 아크릴산의 반응물인 트리머산, 메타크릴산의 반응물인 다이머산, 메타크릴산의 반응물인 트리머산, 아크릴산과 메타크릴산의 반응물인 다이머산, 아크릴산과 메타크릴산의 반응물인 트리머산, 올레인산의 반응물인 다이머산, 올레인산의 반응물인 트리머산, 리놀산의 반응물인 다이머산, 리놀산의 반응물인 트리머산, 리놀렌산의 반응물인 다이머산, 리놀렌산의 반응물인 트리머산, 아크릴산과 올레인산의 반응물인 다이머산, 아크릴산과 올레인산의 반응물인 트리머산, 아크릴산과 리놀산의 반응물인 다이머산, 아크릴산과 리놀산의 반응물인 트리머산, 아크릴산과 리놀렌산의 반응물인 다이머산, 아크릴산과 리놀렌산의 반응물인 트리머산, 메타크릴산과 올레인산의 반응물인 다이머산, 메타크릴산과 올레인산의 반응물인 트리머산, 메타크릴산과 리놀산의 반응물인 다이머산, 메타크릴산과 리놀산의 반응물인 트리머산, 메타크릴산과 리놀렌산의 반응물인 다이머산, 메타크릴산과 리놀렌산의 반응물인 트리머산, 올레인산과 리놀렌산의 반응물인 다이머산, 올레인산과 리놀렌산의 반응물인 트리머산, 리놀산과 리놀렌산의 반응물인 다이머산, 리놀산과 리놀렌산의 반응물인 트리머산, 상술한 각 다이머산에 수소를 첨가한 수첨물인 수첨 다이머산, 상술한 각 트리머산에 수소를 첨가한 수첨물인 수첨 트리머산 등을 들 수 있다.
예를 들면, 올레인산과 리놀산의 반응물인 다이머산은, 탄소수가 36인 2량체이다. 또한, 올레인산과 리놀산의 반응물인 트리머산은, 탄소수가 54인 3량체이다.
유기산은, 1종을 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 혼합하여 이용해도 된다.
본 실시 형태의 플럭스가 함유하는 유기산으로서는, 모노카르복시산, 디카르복시산 및 다이머산으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 이용하는 것이 바람직하고, 디카르복시산 및 다이머산으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 이용하는 것이 보다 바람직하고, 지방족 디카르복시산 및 다이머산으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 이용하는 것이 더욱 바람직하고, 지방족 디카르복시산을 적어도 이용하는 것이 특히 바람직하다.
본 실시 형태의 플럭스에 있어서는, 땜납 볼의 발생을 억제하는 관점으로부터, 상기 활성제가, 하기 일반식(A0)으로 나타내는 디카르복시산을 포함하는 것이 바람직하다.
[식 중, n은, 0~8의 정수이다.]
상기 식(A0) 중, n은, 0~8의 정수이며, 바람직하게는 2~6의 정수이며, 보다 바람직하게는 3~5의 정수이며, 더욱 바람직하게는 4이다.
즉, 상기 지방족 디카르복시산으로서는, 옥살산, 말론산, 석신산, 글루타르산, 아디핀산, 피멜산, 수베르산, 아제라인산 및 세바신산으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종이 바람직하고, 석신산, 글루타르산, 아디핀산, 피멜산 및 수베르산으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종이 보다 바람직하고, 글루타르산, 아디핀산 및 피멜산으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종이 더욱 바람직하고, 아디핀산이 특히 바람직하다.
본 실시 형태의 플럭스 중의, 유기산의 총 함유량으로서는, 상기 플럭스의 총 질량(100 질량%)에 대해서, 1 질량% 이상 25 질량% 이하가 바람직하고, 2 질량% 이상 20 질량% 이하가 보다 바람직하고, 3 질량% 이상 20 질량% 이하가 더욱 바람직하다.
디카르복시산의 함유량으로서는, 상기 플럭스의 총 질량(100 질량%)에 대해서, 1 질량% 이상 10 질량% 이하가 바람직하고, 1 질량% 이상 5 질량% 이하가 보다 바람직하고, 2 질량% 이상 5 질량% 이하가 더욱 바람직하다.
다이머산(수첨 다이머산을 포함한다)의 함유량으로서는, 상기 플럭스의 총 질량(100 질량%)에 대해서, 2.5 질량% 이상 20 질량% 이하가 바람직하고, 5 질량% 이상 15 질량% 이하가 보다 바람직하고, 7.5 질량% 이상 12.5 질량% 이하가 더욱 바람직하다.
≪아민≫
아민으로서는, 예를 들면, 아졸류, 구아니딘류, 알킬 아민 화합물, 아미노 알콜 화합물 등을 들 수 있다.
아졸류로서는, 예를 들면, 2-메틸이미다졸, 2-에틸이미다졸, 2-운데실이미다졸, 2-헵타데실이미다졸, 1,2-디메틸이미다졸, 2-에틸-4-메틸이미다졸, 2-페닐이미다졸, 2-페닐-4-메틸이미다졸, 1-벤질-2-메틸이미다졸, 1-벤질-2-페닐이미다졸, 1-시아노에틸-2-메틸이미다졸, 1-시아노에틸-2-운데실이미다졸, 1-시아노에틸-2-에틸-4-메틸이미다졸, 1-시아노에틸-2-페닐이미다졸, 1-시아노에틸-2-운데실이미다졸리움 트리메리테이트, 1-시아노에틸-2-페닐이미다졸리움 트리메리테이트, 2,4-디아미노-6-[2＇-메틸이미다졸일(1＇)]-에틸-s-트리아진, 2,4-디아미노-6-[2＇-운데실이미다졸일(1＇)]-에틸-s-트리아진, 2,4-디아미노-6-[2＇-에틸-4＇-메틸이미다졸일(1＇)]-에틸-s-트리아진, 2,4-디아미노-6-[2＇-메틸이미다졸일(1＇)]-에틸-s-트리아진 이소시아눌산 부가물, 2-페닐이미다졸 이소시아눌산 부가물, 2-페닐-4,5-디히드록시메틸이미다졸, 2-페닐-4-메틸-5-히드록시메틸이미다졸, 2,3-디히드로-1H-피로로[1,2-a]벤즈 이미다졸, 1-도데실-2-메틸-3-벤질 이미다졸리움 클로라이드, 2-메틸이미다졸인, 2-페닐이미다졸인, 2,4-디아미노-6-비닐-s-트리아진, 2,4-디아미노-6-비닐-s-트리아진 이소시아눌산 부가물, 2,4-디아미노-6-메타크릴로일옥시에틸-s-트리아진, 에폭시-이미다졸 어덕트, 2-메틸벤조이미다졸, 2-옥틸벤조이미다졸, 2-펜틸벤조이미다졸, 2-(1-에틸펜틸) 벤조이미다졸, 2-노닐벤조이미다졸, 2-(4-티아졸일) 벤조이미다졸, 벤조이미다졸 등의 이미다졸 화합물; 1,2,4-트리아졸, 2-(2'-히드록시-5'-메틸페닐) 벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3´-tert-부틸-5'-메틸페닐)-5-클로로벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3´,5'-디-tert-아밀페닐) 벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-5´-tert-옥틸페닐) 벤조트리아졸, 2,2'-메틸렌 비스[6-(2H-벤조트리아졸-2-일)-4-tert-옥틸페놀], 6-(2-벤조트리아졸일)-4-tert-옥틸-6´-tert-부틸-4'-메틸-2,2'-메틸렌 비스페놀,1,2,3-벤조트리아졸, 1-[N,N-비스(2-에틸헥실) 아미노메틸]벤조트리아졸, 카르복시벤조트리아졸, 1-[N,N-비스(2-에틸헥실) 아미노메틸]메틸벤조트리아졸, 2,2´-[[(메틸-1H-벤조트리아졸-1-일) 메틸]이미노]비스에탄올, 1-(1´,2'-디카르복시에틸) 벤조트리아졸, 1-(2,3-디카르복시프로필) 벤조트리아졸, 1-[(2-에틸헥실아미노) 메틸]벤조트리아졸, 2,6-비스[(1H-벤조트리아졸-1-일) 메틸]-4-메틸페놀, 5-메틸벤조트리아졸, 3-(N-살리실로일) 아미노-1,2,4-트리아졸 등의 트리아졸 화합물; 5-페닐테트라졸 등을 들 수 있다.
구아니딘류로서는, 예를 들면, 1,3-디페닐구아니딘, 1,3-디-o-톨일구아니딘, 1-o-톨일비구아니드, 1,3-디-o-쿠메닐구아니딘, 1,3-디-o-쿠메닐 2-프로피오닐구아니딘 등을 들 수 있다.
알킬 아민 화합물로서는, 예를 들면, 에틸아민, 트리에틸아민, 에틸렌 디아민, 트리에틸렌 테트라민, 시클로헥실아민, 헥사데실 아민, 스테아릴 아민 등을 들 수 있다.
아미노 알콜 화합물로서는, 예를 들면, N,N,N＇,N＇-테트라키스(2-히드록시프로필) 에틸렌 디아민 등을 들 수 있다.
아민은, 1종을 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 혼합하여 이용해도 된다.
본 실시 형태의 플럭스가 함유하는 아민으로서는, 아졸류 및 구아니딘류로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 이용하는 것이 바람직하고, 트리아졸 화합물 및 구아니딘류로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 이용하는 것이 보다 바람직하다.
본 실시 형태의 플럭스에 있어서는, 땜납 볼의 발생을 억제하는 관점으로부터, 상기 활성제가, 트리아졸 화합물을 포함하는 것이 더욱 바람직하다.
본 실시 형태의 플럭스 중의, 아민의 총 함유량으로서는, 상기 플럭스의 총 질량(100 질량%)에 대해서, 0.5 질량% 이상 5 질량% 이하가 바람직하고, 1 질량% 이상 4.5 질량% 이하가 보다 바람직하고, 2 질량% 이상 4 질량% 이하가 더욱 바람직하다.
트리아졸 화합물의 함유량으로서는, 상기 플럭스의 총 질량(100 질량%)에 대해서, 0 질량% 초과 0.99 질량% 이하가 바람직하고, 0.1 질량% 이상 0.5 질량% 이하가 보다 바람직하다.
구아니딘류의 함유량으로서는, 상기 플럭스의 총 질량(100 질량%)에 대해서, 1 질량% 이상 5 질량% 이하가 바람직하고, 2 질량% 이상 4 질량% 이하가 보다 바람직하다.
또한, 본 실시 형태의 플럭스에 있어서는, 땜납 볼의 발생을 억제하는 관점으로부터, 상기 활성제로서, 지방족 디카르복시산과 트리아졸 화합물을 병용하는 것도 바람직하고, 상기 일반식(A0)으로 나타내는 디카르복시산과 트리아졸 화합물을 병용하는 것이 보다 바람직하다. 지방족 디카르복시산과 트리아졸 화합물을 병용하는 경우, 지방족 디카르복시산과 트리아졸 화합물의 혼합 비율(질량비)은, 지방족 디카르복시산/트리아졸 화합물 = 90/10 이상 95/5 이하가 바람직하다.
<그 외 성분>
본 실시 형태의 플럭스는, 로진, 용제, 칙소제, 아민 요오드화 수소산 염 및 활성제 이외에, 필요에 따라서 그 외 성분을 함유해도 된다.
그 외 성분으로서는, 황 함유 화합물, 로진 이외의 수지 성분, 계면활성제, 산화 방지제, 금속 불활성화제, 실란 커플링제 등을 들 수 있다.
≪황 함유 화합물≫
본 실시 형태의 플럭스는, 추가로, 황 함유 화합물을 함유하는 것이어도 된다. 황 함유 화합물을 추가로 함유함으로써, 솔더 페이스트의 경시에서의 점도 변화를 억제하는 효과를 높이기 쉬워진다.
여기서의 황 함유 화합물로서는, 예를 들면, 티올 화합물을 적합하게 들 수 있고, 그 중에서도, 벤젠 티올 골격을 가지는 티올 화합물(Tp)이 보다 바람직하다.
「벤젠 티올 골격」이란, 벤젠환 상의 하나 이상의 수소 원자를 머캅토기(-SH)로 치환한 구조를 말한다.
티올 화합물(Tp)에 대하여:
티올 화합물(Tp)로서는, 예를 들면, 하기 일반식(Tp-0)으로 나타내는 티올 화합물이 적합하게 거론된다.
[식 중, R은, 치환기이다. x는 1 이상의 정수이며, 머캅토기(-SH)의 수를 나타낸다. y는 0 이상의 정수이며, 치환기(R)의 수를 나타낸다. 단, 1≤x＋y≤6이다.]
상기 식(Tp-0) 중, R에 있어서의 치환기로서는, 예를 들면, 아미노기(-NH2), 할로겐 원자, 알킬기, 알콕시기, 할로겐화 알킬기, 히드록시기 등을 들 수 있다.
할로겐 원자로서는, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자를 들 수 있다.
알킬기로서는, 직쇄상이어도 되고 분기쇄상이어도 되고, 탄소수 1~6의 알킬기가 바람직하다.
알콕시기로서는, 탄소수 1~6의 알콕시기가 바람직하다.
할로겐화 알킬기로서는, 알킬기의 수소 원자의 일부 또는 전부가 할로겐 원자로 치환된 기를 들 수 있고, 이 알킬기는, 직쇄상이어도 되고 분기쇄상이어도 되고, 탄소수 1~6의 알킬기가 바람직하고, 할로겐 원자는 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자를 들 수 있다.
그 중에서도, R에 있어서의 치환기는, 솔더 페이스트의 경시에서의 점도 변화를 억제하는 효과를 높이기 쉬운 것으로부터, 아미노기, 히드록시기가 바람직하고, 아미노기가 특히 바람직하다.
상기 식(Tp-0) 중, x는, 1 이상의 정수이며, 바람직하게는 1~3의 정수이며, 보다 바람직하게는 1 또는 2이며, 특히 바람직하게는 1이다.
y는, 0 이상의 정수이며, 바람직하게는 0~3의 정수이며, 보다 바람직하게는 0~2의 정수이며, 특히 바람직하게는 1이다.
바람직한 티올 화합물(Tp)로서, 예를 들면, 하기 화학식(Tp-10)으로 나타내는 아미노 벤젠 티올을 들 수 있다.
상기 화학식(Tp-10) 중, 벤젠환 상의 머캅토기에 대한 아미노기의 결합 위치는, 오르토위(位)(2-), 메타위(位)(3-) 또는 파라위(位)(4-)의 어느 하나이어도 된다.
티올 화합물(Tp)은, 1종을 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 혼합하여 이용해도 된다.
티올 화합물(Tp)로서는, 상기 일반식(Tp-0)으로 나타내는 티올 화합물이 바람직하고, 솔더 페이스트의 경시에서의 점도 변화를 억제하는 효과를 높이기 쉬운 것으로부터, 아미노 벤젠 티올(x는 1 이상, y는 1 이상), 벤젠 티올(x는 1 이상, y=0)이 보다 바람직하다.
이들 중에서도, 솔더 페이스트의 경시에서의 점도 변화를 억제하는 효과를 한층 더 높이기 쉬운 것으로부터, 2-아미노 벤젠 티올(x=y=1), 4-아미노 벤젠 티올(x=y=1), 3-아미노 벤젠 티올(x=y=1) 및 벤젠 티올(x=1, y=0)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 티올 화합물이 바람직하고, 2-아미노 벤젠 티올(x=y=1), 4-아미노 벤젠 티올(x=y=1) 및 3-아미노 벤젠 티올(x=y=1)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 티올 화합물이 보다 바람직하고, 2-아미노 벤젠 티올(x=y=1) 및 4-아미노 벤젠 티올(x=y=1)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 티올 화합물이 더욱 바람직하고, 2-아미노 벤젠 티올(x=y=1)과 4-아미노 벤젠 티올(x=y=1)을 병용하는 것이 특히 바람직하다.
2-아미노 벤젠 티올(x=y=1)과 4-아미노 벤젠 티올(x=y=1)을 병용하는 경우, 그 혼합 비율(질량비)은, 2-아미노 벤젠 티올/4-아미노 벤젠 티올 = 1/9~9/1이 바람직하고, 3/7~7/3이 보다 바람직하고, 4/6~6/4가 더욱 바람직하다.
본 실시 형태의 플럭스가 티올 화합물(Tp)을 함유하는 경우, 티올 화합물(Tp)의 총 함유량으로서는, 상기 플럭스의 총 질량(100 질량%)에 대해서, 0.005 질량% 이상 0.7 질량% 이하가 바람직하고, 0.01 질량% 이상 0.5 질량% 이하가 보다 바람직하고, 0.02 질량% 이상 0.3 질량% 이하가 더욱 바람직하다.
티올 화합물(Tp)의 총 함유량이, 상기의 바람직한 범위의 하한치 이상이면, 솔더 페이스트의 경시에서의 점도 변화를 억제하는 효과를 보다 높이기 쉬워지고, 상기의 바람직한 범위의 상한치 이하이면, 납땜 시에 있어서의 보이드 발생이 억제되기 쉬워진다.
본 실시 형태의 플럭스가, 상술의 아민 요오드화 수소산 염에 더하여 티올 화합물(Tp)을 함유하는 경우, 아민 요오드화 수소산 염과 티올 화합물(Tp)의 혼합 비율(질량비)은, 티올 화합물(Tp)/아민 요오드화 수소산 염 = 50/50 초과, 90/10 이하가 바람직하고, 60/40 이상 80/20 이하가 보다 바람직하고, 67/33 이상 75/25 이하가 더욱 바람직하다.
화합물(Tp) 이외의 티올 화합물에 대하여:
티올 화합물에는, 상술의 화합물(Tp) 이외의 티올 화합물을 이용해도 된다.
화합물(Tp) 이외의 티올 화합물로서는, 예를 들면, 2-(디부틸 아미노)-4, 6-디머캅토-1,3,5-트리아진, 2-머캅토 벤조치아졸, tert-도데칸 티올, 3-머캅토 프로피온산 2-에틸헥실, 3-머캅토 프로피온산 트리데실 등을 들 수 있다.
티올 화합물 이외의 황 함유 화합물에 대하여:
황 함유 화합물에는, 티올 화합물 이외의 황 함유 화합물을 이용해도 된다.
티올 화합물 이외의 황 함유 화합물로서는, 예를 들면, 테트라에틸티우람 디설피드, 다이소프로필크산토겐 디설피드, 디헥실 설피드, 디페닐 디설피드, 3-(2-벤조티아졸일티오) 프로피온산 등을 들 수 있다.
≪로진 이외의 수지 성분≫
로진 이외의 수지 성분으로서는, 예를 들면, 테르펜 수지, 변성 테르펜 수지, 테르펜 페놀 수지, 변성 테르펜 페놀 수지, 스티렌 수지, 변성 스티렌 수지, 크실렌 수지, 변성 크실렌 수지, 아크릴 수지, 폴리에틸렌 수지, 아크릴-폴리에틸렌 공중합 수지, 에폭시 수지 등을 들 수 있다.
변성 테르펜 수지로서는, 방향족 변성 테르펜 수지, 수첨 테르펜 수지, 수첨 방향족 변성 테르펜 수지 등을 들 수 있다. 변성 테르펜 페놀 수지로서는, 수첨 테르펜 페놀 수지 등을 들 수 있다. 변성 스티렌 수지로서는, 스티렌 아크릴 수지, 스티렌 말레인산 수지 등을 들 수 있다. 변성 크실렌 수지로서는, 페놀 변성 크실렌 수지, 알킬 페놀 변성 크실렌 수지, 페놀 변성 레조르형 크실렌 수지, 폴리올 변성 크실렌 수지, 폴리옥시에틸렌 부가 크실렌 수지 등을 들 수 있다. 아크릴-폴리에틸렌 공중합 수지로서는, 에틸렌 아크릴산 코폴리머 등을 들 수 있다.
≪계면활성제≫
계면활성제로서는, 예를 들면, 비이온계 계면활성제, 약(弱)양이온계 계면활성제 등을 들 수 있다.
비이온계 계면활성제로서는, 폴리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜-폴리프로필렌글리콜 공중합체, 지방족 알코올 폴리옥시에틸렌 부가체, 방향족 알코올 폴리옥시에틸렌 부가체, 다가 알코올 폴리옥시에틸렌 부가체를 들 수 있다.
약양이온계 계면활성제로서는, 말단 디아민 폴리에틸렌글리콜, 말단 디아민 폴리에틸렌글리콜-폴리프로필렌글리콜 공중합체, 지방족 아민 폴리옥시에틸렌 부가체, 방향족 아민 폴리옥시에틸렌 부가체, 다가 아민 폴리옥시에틸렌 부가체를 들 수 있다.
상기 이외의 계면활성제 이외의 계면활성제로서는, 예를 들면, 폴리옥시알킬렌 아세틸렌 글리콜, 폴리옥시알킬렌 글리세릴 에테르, 폴리옥시알킬렌 알킬 에테르, 폴리옥시알킬렌 에스테르, 폴리옥시알킬렌 알킬 아민, 폴리옥시알킬렌 알킬 아미드 등을 들 수 있다.
이상 설명한 본 실시 형태의 플럭스에 있어서는, 복소 지환식 아민 요오드화 수소산 염을 포함하는 특정의 아민 요오드화 수소산 염을 함유하기 때문에, 솔더 페이스트에 이용했을 경우, 납땜 시에 있어서의 보이드의 발생을 보다 억제할 수 있다. 이러한 효과가 얻어지는 이유는 확실하지 않지만, 복소 지환식 아민 요오드화 수소산 염의 경우, 이미노기(-N-)가 지환의 일부를 구성하는 것으로부터, 이미노기(-N-)는 분자의 외측을 향하기 때문에, 다른 플럭스 성분 또는 땜납 합금과의 상호 작용이 높아, 납땜의 효과가 상대적으로 강한 것이 추측된다.
본 실시 형태의 플럭스에 있어서는, 복소 지환식 아민 요오드화 수소산 염을 포함하는 특정의 아민 요오드화 수소산 염에 더하여, 바람직하게는 황 함유 화합물을 추가로 함유함으로써, 당해 플럭스를 함유하는 솔더 페이스트는, 납땜 시에 있어서의 보이드의 발생이 한층 더 억제되기 쉬워지고, 또한, 솔더 페이스트의 경시에서의 점도 변화도 억제된다.
(솔더 페이스트)
본 실시 형태의 솔더 페이스트는, 땜납 합금 분말과, 상술한 플럭스를 함유한다.
땜납 합금 분말은, Sn 단체(單體)의 땜납의 분체; Sn-Ag계, Sn-Cu계, Sn-Ag-Cu계, Sn-Bi계 또는 Sn-In계 등의 땜납 합금의 분체, 혹은, 이들 땜납 합금에 Sb, Bi, In, Cu, Zn, As, Ag, Cd, Fe, Ni, Co, Au, Ge, P 등을 첨가한 땜납 합금의 분체로 구성되어도 된다.
또한, 땜납 합금 분말은, Sn-Pb계, 혹은, Sn-Pb계에 Sb, Bi, In, Cu, Zn, As, Ag, Cd, Fe, Ni, Co, Au, Ge, P 등을 첨가한 땜납 합금의 분체로 구성되어도 된다.
땜납 합금 분말은, Pb를 포함하지 않는 땜납인 것이 바람직하다.
땜납 합금 분말로서는, 예를 들면, 그의 용융 온도가 150~250℃인 것을 이용할 수 있다.
솔더 페이스트 중, 플럭스의 함유량은, 솔더 페이스트의 총 질량에 대해서 5~30 질량%인 것이 바람직하고, 5~15 질량%인 것이 보다 바람직하다.
이상 설명한 본 실시 형태의 솔더 페이스트에 있어서는, 아민 요오드화 수소산 염을 함유하는 플럭스를 채용하기 때문에, 납땜 시에 있어서의 보이드의 발생이 억제된다.
더하여, 본 실시 형태의 솔더 페이스트에 있어서는, 황 함유 화합물을 추가로 병용하는 플럭스를 함유하는 경우, 보다 바람직하게는 특정의 티올 화합물을 추가로 병용하는 플럭스를 함유하는 경우, 납땜 시에 있어서의 보이드의 발생이 억제되고, 또한, 경시에서의 점도 변화도 생기기 어렵다.
[실시예]
이하, 실시예에 의해 본 발명을 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예로 한정되는 것은 아니다.
<플럭스의 조제>
(실시예 1~60, 비교예 1~12)
표 1~9에 나타내는 조성대로, 배합 성분을 혼합하여, 실시예 및 비교예의 각 플럭스를 조제했다. 사용한 배합 성분을 이하에 나타냈다.
로진:
로진으로서 아크릴산 변성 수첨 로진, 수첨 로진을 이용했다.
용제:
비점 250℃ 이상의 용제(S1)로서 디에틸렌글리콜 모노-2-에틸 헥실 에테르(비점 272℃), 디에틸렌글리콜 모노헥실 에테르(헥실디글리콜)(비점 258℃)을 이용했다.
비점 220℃ 이하의 용제(S3)으로서, 이하에 나타내는 비점 190℃ 이상 220℃ 이하의 용제(S31)와, 비점 160℃ 이상 190℃ 미만의 용제(S32)를 이용했다.
비점 190℃ 이상 220℃ 이하의 용제(S31):
1,3-부탄디올(비점 203℃), 1,2-부탄디올(비점 194℃), 2-메틸-2,4-펜탄 디올(헥실렌글리콜)(비점 198℃), 에틸렌글리콜 모노헥실 에테르(헥실 글리콜)(비점 208℃), α-테르피네올(비점 218℃)
비점 160℃ 이상 190℃ 미만의 용제(S32):
에틸렌글리콜 모노부틸 에테르(부틸 글리콜)(비점 171℃), 2,3-부탄디올(비점 183℃)
칙소제:
칙소제로서 폴리아미드, 경화 피마자유를 이용했다.
아민 요오드화 수소산 염:
복소 지환식 아민 요오드화 수소산 염으로서, 2-피페콜린·HI, 피페리딘·HI를 이용했다.
그 외의 아민 요오드화 수소산 염으로서, 모노에틸아민·HI, 트리에틸아민·HI, 아닐린·HI, 시클로헥실아민·HI, 1,3-디페닐구아니딘·HI, 디알릴아민·HI, 1-펜탄아민·HI, 2-에틸헥실아민·HI를 이용했다.
2-피페콜린·HI는, 이소프로필 알코올(IPA) 70 g중에, 2-피페콜린과 요오드화 수소의 총량 30 g을 등몰로 첨가하고 혼합하고, 그 후, 상온(25℃)에서 5분간 정치하여 석출시키고, 그 석출물을 건조시키는 것에 의해 제조했다(수율은 약 100%).
피페리딘·HI는, 상기의 2-피페콜린·HI의 제조 방법에 있어서, 2-피페콜린을 피페리딘으로 변경한 이외는 마찬가지의 방법에 의해 제조했다(수율은 약 100%).
그 외의 아민 요오드화 수소산 염으로는, 기성품을 이용했다.
황 함유 화합물:
황 함유 화합물로서, 이하에 나타내는 벤젠 티올 골격을 가지는 티올 화합물(Tp)을 이용했다.
벤젠 티올 골격을 가지는 티올 화합물(Tp):
2-아미노 벤젠 티올, 4-아미노 벤젠 티올
활성제:
활성제로서, 이하에 나타내는 아민 브롬화 수소산 염, 아민 염산 염, 유기산, 아민을 이용했다.
아민 브롬화 수소산 염으로서 2-피페콜린·HBr, 피페리딘·HBr, 1,3-디페닐구아니딘·HBr를 이용했다.
아민 염산 염으로서 1,3-디페닐구아니딘·HCl을 이용했다.
상기의 아민 브롬화 수소산 염, 아민 염산 염으로는, 기성품을 이용했다.
유기산:
유기산으로서 수첨 다이머산, 아디핀산, 벤조산, 페닐 석신산을 이용했다.
아민:
아민으로서 1,3-디-o-톨릴구아니딘, 3-(N-살리실로일) 아미노-1,2,4-트리아졸을 이용했다.
그 외 성분:
아크릴 수지로서 에틸렌아크릴산 코폴리머를 이용했다.
산화 방지제로서 2,2＇-메틸렌 비스[6-(1-메틸시클로헥실)-p-크레졸]을 이용했다.
<솔더 페이스트의 조제>
각 예의 플럭스와, 하기의 땜납 합금 분말을 각각 혼합하여 솔더 페이스트를 조제했다. 조제한 솔더 페이스트는, 모두, 솔더 페이스트의 총량에 대해서, 플럭스의 함유량을 11.5 질량%, 땜납 합금 분말의 함유량을 88.5 질량%로 했다.
땜납 합금 분말:
땜납 합금 분말로는, Ag가 3 질량%, Cu가 0.5 질량%, 잔부가 Sn인 땜납 합금으로 이루어지는 분말을 이용했다. 이 땜납 합금의 고상선 온도는 217℃이며, 액상선 온도는 220℃이었다.
땜납 합금 분말의 사이즈는, JIS　Z　3284-1: 2004에 있어서의 분말 사이즈의 분류(표 2)의 기호 5(입도 분포)를 만족시키는 것으로 했다.
<평가>
상기에서 조제한 솔더 페이스트를 이용하여서, 이하에 기재한 시험 방법에 따라서 [보이드 발생의 억제의 효과] 및 [솔더 페이스트의 경시에서의 점도 변화]의 각 평가를 수행했다.
[보이드 발생의 억제의 효과]
(1) 시험 방법
메탈 마스크(마스크 두께 0.12 mm)를 이용하여, Cu-OSP 처리된 기판(기판 사이즈 105 mmХ105 mm) 상에, 각 예의 솔더 페이스트를 인쇄했다.
그 다음에, 솔더 페이스트를 인쇄한 기판에 대하여, QFN(1변의 길이 8 mm, 하면 전극의 1변의 길이 5.80 mm, Pad 치수 5.80mmХ5.80 mm)를 탑재했다.
그 다음에, 리플로우를 수행하여, 납땜했다.
그 때의 리플로우 프로파일을 도 1에 나타냈다.
리플로우 프로파일은, 150℃ 내지 175℃로 85초간 유지하여 프리히트를 수행하고, 220℃ 이상에서 40초간 유지하고, 피크 온도는 242℃였다.
기판과 QFN의 접합체에 대하여, 기판의 연직 방향에서 X선을 조사하고, 투과 X선을 해석하는 것에 의해, 보이드 면적을 측정했다. 보이드 면적의 측정에는, XD 7600NT　Diamond　X선 검사 시스템(Nordson　DAGE사 제)를 이용했다.
보이드 면적은, X선이 적어도 1개의 보이드를 통과했을 경우에, 보이드가 존재한 것으로 하여 측정했다. 보이드는, 직경 0.1μm 이상의 것을 검출 대상으로 했다.
그 다음에, 하면 전극의 총 면적(이것을 면적율 100%로 한다)에 대한, 보이드의 총 면적의 비율을 산출하여, 보이드 면적율(%)로 했다. 접합체 5개에 있어서의, 보이드 면적율의 평균치를 구하고, 하기의 평가 기준에 의해, 납땜 시에 있어서의 보이드 발생의 억제의 효과를 평가했다. 이 평가 결과를 표 1~9에 나타냈다.
(2) 평가 기준
　1점: 보이드 면적율이 10% 미만이었다.
　2점: 보이드 면적율이 10% 이상 15% 미만이었다.
　3점: 보이드 면적율이 15% 이상 20% 미만이었다.
　4점: 보이드 면적율이 20% 이상 30% 미만이었다.
　5점: 보이드 면적율이 30% 이상이었다.
[솔더 페이스트의 경시에서의 점도 변화]
(1) 시험 방법
조제 직후의 솔더 페이스트에 대해서, 점도계(가부시키가이샤 말콤사 제, PCU-205)를 이용하여, 회전수 10 rpm, 온도 25℃, 대기중에서 24시간의 조건으로 점도의 측정을 계속했다. 그리고, 솔더 페이스트에 있어서의 측정 개시 시점의 점도와, 24시간 후의 점도로부터, 24시간 후의 점도 변화율을 구하고, 하기의 평가 기준에 의해, 솔더 페이스트의 경시에서의 점도 변화를 평가했다. 이 평가 결과를 표 5~9에 나타냈다.
(2) 평가 기준
　1점: 24시간 후의 점도 변화율이 10% 미만이었다.
　2점: 24시간 후의 점도 변화율이 10% 이상 20% 미만이었다.
　3점: 24시간 후의 점도 변화율이 20% 이상 30% 미만이었다.
　4점: 24시간 후의 점도 변화율이 30% 이상 40% 미만이었다.
　5점: 24시간 후의 점도 변화율이 40% 이상 50% 미만이었다.
　6점: 24시간 후의 점도 변화율이 50% 이상이었다.
표 1~4에 나타내는 결과로부터, 복소 지환식 아민 요오드화 수소산 염을 함유하는 실시예의 플럭스는, 복소 지환식 아민 요오드화 수소산 염에 해당하지 않는 아민 할로겐화 수소산 염을 함유하는 비교예의 플럭스에 비하여, 보이드 면적율이 낮고, 납땜 시에 있어서의 보이드 발생의 억제의 효과가 보다 높아져 있는 것을 확인할 수 있다(실시예 2, 6과 비교예 1~12의 대비).
표 5에 나타내는 결과로부터, 티올 화합물(Tp)을 추가로 함유함으로써, 납땜 시에 있어서의 보이드의 발생이 억제되고, 또한, 솔더 페이스트로 했을 때에 있어서의 경시에서의 점도 변화도 생기기 어려운 것을 확인할 수 있다.
표 6~9에 나타내는 결과로부터, 복소 지환식 아민 요오드화 수소산 염과 티올 화합물(Tp)을 병용하는, 실시예 23~60의 플럭스를 이용했을 경우에는, 모두, 납땜 시에 있어서의 보이드의 발생이 억제되고, 또한, 솔더 페이스트로 했을 때에 있어서의 경시에서의 점도 변화도 생기기 어려운 것을 확인할 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명했지만, 본 발명은 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서, 구성의 부가, 생략, 치환, 및 그 외의 변경이 가능하다. 본 발명은 전술한 설명에 의해서 한정되는 것은 아니고, 첨부의 청구의 범위에 의해서만 한정된다.

Claims (13)

  1. 로진과, 용제와, 칙소제와, 아민 요오드화 수소산 염과, 활성제(다만, 상기 아민 요오드화 수소산 염을 제외한다)를 함유하고,
    상기 아민 요오드화 수소산 염이, 피페리딘 요오드화 수소산 염 및 피페콜린 요오드화 수소산 염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인 복소 지환식 아민 요오드화 수소산 염을 포함하고,
    상기 복소 지환식 아민 요오드화 수소산 염의 함유량이, 플럭스의 총 질량(100 질량%)에 대해서, 0.01 질량% 이상 1.5 질량% 이하이며,
    상기 용제는, 비점 250℃ 이상의 용제(S1)와, 비점 220℃ 이하의 용제(S3)를 병용하는, 플럭스.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 용제(S1)와 상기 용제(S3)의 비율이,
    용제(S1)/용제(S3)으로 나타내는 질량비로, 50/50 이상 85/15 이하인, 플럭스.
  3. 청구항 1에 있어서,
    추가로, 황 함유 화합물을 함유하는, 플럭스.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 활성제가, 하기 일반식(A0)으로 나타내는 디카르복시산을 포함하는, 플럭스.
    [화 1]

    [식 중, n은, 0~8의 정수이다.]
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 활성제가, 트리아졸 화합물을 포함하는, 플럭스.
  6. 땜납 합금 분말과, 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항의 플럭스를 함유하는, 솔더 페이스트.
  7. 로진과, 용제와, 칙소제와, 아민 요오드화 수소산 염과, 활성제(다만, 상기 아민 요오드화 수소산 염을 제외한다)를 함유하고,
    상기 아민 요오드화 수소산 염이, 피페리딘 요오드화 수소산 염 및 피페콜린 요오드화 수소산 염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인 복소 지환식 아민 요오드화 수소산 염을 포함하고,
    상기 복소 지환식 아민 요오드화 수소산 염의 함유량이, 플럭스의 총 질량(100 질량%)에 대해서, 0.01 질량% 이상 1.5 질량% 이하이며,
    지방족 알코올 폴리옥시에틸렌 부가체를 함유하지 않는, 플럭스.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 용제는 비점 250℃ 이상의 용제(S1)와 비점 220℃ 이하의 용제(S3)를 병용하는, 플럭스.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 용제(S1)과 상기 용제(S3)의 비율이,
    용제(S1)/용제(S3)으로 나타내는 질량비로, 50/50 이상 85/15 이하인, 플럭스.
  10. 청구항 7에 있어서,
    추가로, 황 함유 화합물을 함유하는, 플럭스.
  11. 청구항 7에 있어서,
    상기 활성제가, 하기 일반식(A0)으로 나타내는 디카르복시산을 포함하는, 플럭스.
    [화 1]

    [식 중, n은, 0~8의 정수이다.]
  12. 청구항 7에 있어서,
    상기 활성제가, 트리아졸 화합물을 포함하는, 플럭스.
  13. 땜납 합금 분말과, 청구항 7 내지 청구항 12 중 어느 한 항의 플럭스를 함유하는, 솔더 페이스트.
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