JP2000013006A - プリント配線板の防湿方法およびフラックス残渣を残りやすくしたプリント配線板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プリント配線板のアセンブリ後のフラックス
残渣の除去や防湿皮膜形成用の樹脂皮膜塗布の必要を解
消する。 【解決手段】 プリント配線板のアセンブリ工程で、ス
テップｓ２のフラックス塗布工程では、防湿性能を有す
るフラックスを均一に塗布する。ステップｓ３のはんだ
ディップ工程で、フラックスはプリント配線板の表面を
均一に被覆するように広がり、はんだ付後にフラックス
残渣が防湿性を有する塗膜を形成する。フラックス残渣
を防湿塗膜として利用するので、フラックスの除去の必
要性と、防湿塗膜の塗布の必要性とを解消することがで
きる。防湿塗膜の付着性を改善するためには、プリント
配線板上に形成するソルダレジスト皮膜の表面の粗さを
増大させることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品を実装し
て電子回路などを形成するプリント配線板の防湿方法、
およびはんだ付に用いるフラックス残渣を残りやすくし
たプリント配線板に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、プリント配線板製造後には、
耐湿性を向上させるために、はんだ付された基板表面に
アクリルやシリコン等の合成樹脂を塗布し、防湿塗膜を
形成して、絶縁信頼性を確保している。また、プリント
配線板の信頼性には、はんだ付に使用するフラックスも
大きく影響している。フラックスは、導電性パターンの
表面の酸化皮膜等を化学的に除去して、はんだのぬれ性
を良好にするために用いられる。フラックスの化学的な
作用が不充分であると、はんだ付部の信頼性が損なわれ
る。しかしながら、化学的な活性の強いフラックスを用
いてはんだ付を行い、はんだ付後にフラックスが残留す
ると、電気絶縁性に関する信頼性が低下する。特に自動
車用の電子制御装置などでは、温度や湿度の点で過酷な
環境で使用されるので、フラックスの残留は好ましくな
いと考えられている。このため、はんだ付後にはフラッ
クスを極力除去し、その上に前述の合成樹脂による防湿
皮膜の形成が行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】プリント配線への防湿
皮膜形成に用いるアクリルやシリコンなどの合成樹脂
は、トルエンやキシレンなどの有機溶剤を使用して塗布
する必要がある。また、はんだ付に使用するフラックス
をはんだ付後に除去する際には、洗浄を行う必要も生
じ、洗浄剤としては有機溶剤も使用される。しかしなが
ら、近年ではフロン系化合物とともに、ＶＯＣと略称さ
れる揮発性有機化合物も重要な規制対象物となりつつあ
る。

【０００４】したがって、防湿皮膜形成や洗浄に有機溶
剤を使用すると、環境規制や安全衛生面で問題が生じ、
今日では有機溶剤の使用は低減・廃止することが必要不
可欠のテーマとなっている。

【０００５】本件出願人は、特願平９−２５７９２０で
のフラックス組成物の提案に加わっている。この提案で
は、はんだ付後に洗浄等の除去を行わなくても、残渣が
防湿効果を有し、信頼性を損なうことがないフラックス
の提供を目的としている。しかしながらフラックスが残
留している部分について信頼性を確保するためには、前
述のようなアクリルやシリコン等の合成樹脂を塗布して
防湿皮膜を形成する必要がある。

【０００６】本発明の目的はフラックスの除去や防湿皮
膜の形成が不用で、有機溶剤なども使用する必要がない
プリント配線基板の防湿方法およびフラックス残渣を残
りやすくしたプリント配線板を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、プリント配線
板のはんだ付に使用するフラックスによって、はんだ付
後にはんだ付部の表面に防湿皮膜を形成することを特徴
とするプリント配線板の防湿方法である。

【０００８】本発明に従えば、プリント配線板のはんだ
付にフラックスで、はんだ付後のはんだ付部の表面に防
湿皮膜を形成する。これによって、はんだ付後にフラッ
クスを除去する必要がなく、また電気絶縁性の確保のた
めに防湿塗膜を形成する必要も解消することができる。
フラックスの除去のための洗浄や、防湿塗膜の形成に有
機溶剤などを使用する必要もなくなるので、環境規制や
安全衛生の面で改善を図ることができる。

【０００９】また本発明で、前記フラックスは、はんだ
付時に、プリント配線板の電気絶縁部およびはんだ付部
に、予め定める基準値以上の膜厚で残留する性質を有す
ることを特徴とする。

【００１０】本発明に従えば、はんだ付時に、フラック
スがプリント配線板の電気絶縁部およびはんだ付部に、
予め定める基準値以上の膜厚で残留するので、プリント
配線板の表面を確実に覆って、信頼性を向上させること
ができる。

【００１１】また本発明で、前記フラックスは、はんだ
付後に残留する残渣が、熱ストレスに対して予め定める
基準を満たす耐性を有することを特徴とする。

【００１２】本発明に従えば、はんだ付後に残留するフ
ラックスの残渣が、熱ストレスに対して予め定める基準
を満たす耐性を有しているので、残留するフラックス残
渣がプリント配線板の表面から剥がれにくく、防湿効果
でプリント配線板の信頼性を高めることができる。

【００１３】また本発明で、前記プリント配線板の導電
性配線パターンには、はんだ付部を除いて、表面の粗さ
を増大する処理が施されるソルダレジスト皮膜を形成す
ることを特徴とする。

【００１４】本発明に従えば、プリント配線板の導電性
配線パターンには、はんだ付部を除いてソルダレジスト
皮膜が形成され、その表面は粗さが増大する処理が施さ
れているので、濡れ性が改善され、はんだ付後に表面に
残留するフラックスの付着力が強くなり、剥がれにくく
することができる。

【００１５】また本発明で、前記ソルダレジスト皮膜の
表面の粗さを増大する処理は、皮膜形成後の機械加工に
よって行うことを特徴とする。

【００１６】本発明に従えば、ソルダレジスト皮膜の表
面の粗さをバフ研磨などの機械加工によって増大させる
ので、所望の粗さを容易に得ることができる。

【００１７】また本発明で、前記ソルダレジスト皮膜の
表面の粗さを増大する処理は、ソルダレジストの原材料
中に、充填材を含有させて行うことを特徴とする。

【００１８】本発明に従えば、ソルダレジストの原料に
充填材を含有させるので、ソルダレジスト皮膜中には充
填材が存在し、表面を充填材の分布に対応して粗くなる
ようにすることができる。

【００１９】さらに本発明は、防湿機能を有するフラッ
クスを用いてはんだ付を行うプリント配線板であって、
電気絶縁性基板と、電気絶縁性基板上に形成される導電
性配線パターンと、導電性配線パターン上のはんだ付部
を除いて、導電性配線パターンおよび電気絶縁性基板の
表面を被覆し、表面の粗さを増大する処理が施されてい
るソルダレジスト皮膜とを含むことを特徴とするフラッ
クス残渣を残りやすくしたプリント配線板である。

【００２０】本発明に従えば、プリント配線板の電気絶
縁性基板上に形成される導電性配線パターンで、導電部
を除く表面にはソルダレジスト皮膜が形成される。ソル
ダレジスト皮膜は、はんだ付部を除く導電性配線パター
ンおよび電気絶縁性基板の表面を被覆し、表面の粗さを
増大する処理が施されている。表面の粗さが増大してい
るので濡れ性が改善され、はんだ付後にフラックスの残
渣が残留しやすく、残留するフラックスの残渣が防湿機
能を有するので、防湿塗膜を改めて塗布する必要はな
く、フラックスの除去や防湿塗膜の塗布に有機溶剤など
を用いる必要もなくすることができる。

【００２１】また本発明で、前記ソルダレジスト皮膜
は、機械的加工によって表面の粗さを増大する処理が施
されていることを特徴とする。

【００２２】本発明に従えば、ソルダレジスト皮膜を形
成した後、表面の機械加工で粗さを増大させるので防湿
機能を有するフラックスを確実に残留させることができ
る。

【００２３】また本発明で、前記ソルダレジスト皮膜
は、ソルダレジスト原材料中に充填材を含有させて、表
面の粗さを増大させていることを特徴とする。

【００２４】本発明に従えば、ソルダレジストの原材料
中に充填材を含有させてプリント配線板に形成するソル
ダレジスト皮膜の表面を粗くするので、ソルダレジスト
皮膜を形成するだけで、防湿機能を有するフラックスの
残留のしやすさを改善することができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態で
のプリント配線板のアセンブリ工程の例を示す。アセン
ブリ工程は、ステップｓ１の部品マウント工程、ステッ
プｓ２のフラックス塗布工程、ステップｓ３のはんだデ
ィップ工程およびステップｓ４の検査工程の順に行われ
る。

【００２６】ステップｓ１の部品マウント工程では、既
に形成されているプリント配線板に、必要な部品が装着
される。部品の装着は、たとえばマウンタと呼ばれる装
置で自動的に行われたり、作業者によって人手で行われ
たりする。プリント配線板で、はんだ付を行う側の表面
に直接装着する表面実装部品では、たとえば接着剤など
を用いて仮止めが行われる。プリント配線板に形成する
挿通孔に、はんだ付を行う表面の反対側からリード線を
挿入して装着する部品は、リード線を挿通孔に挿入する
ことによって仮止めされる。

【００２７】ステップｓ２のフラックス塗布工程では、
防湿機能を有するフラックスの均一な塗布を行う。防湿
機能を有するフラックスとしては、前述の特願平９−２
５７９２０で提案しているフラックス組成物を用いるこ
とができる。すなわち、使用するフラックスとしては、
ロジン系樹脂を主成分とし、脂肪酸アミド、たとえば炭
素数２〜２１のジカルボン酸とジアミンとの重縮合反応
によって得られるポリアミド樹脂で、軟化点が８０〜１
５０℃のものを含有するものが好ましい。また、同様に
ロジン系樹脂を主成分として、ダイマー酸とジアミンと
の重縮合反応によって得られるポリアミド樹脂で、軟化
点が８０〜１５０℃のものを含有するものが好ましい。

【００２８】ステップｓ３のはんだディップ工程では、
プリント配線板のはんだ付面を下方に向けて、下方から
吹き上げてくる溶融はんだに浸す。錫と鉛との合金であ
るはんだは、２００〜３００℃の温度で溶融しており、
ステップｓ２のフラックス塗布工程で塗布したフラック
スは軟化して、プリント配線板の導電性配線パターン表
面の金属酸化物などを化学的に除去し、はんだと金属表
面との濡れ性を向上させる。前述のフラックス組成物を
使用するときには大気中ではなく、酸素濃度５００ｐｐ
ｍ以下の窒素雰囲気で行うことが望ましい。はんだは、
機械的に循環させ、酸化皮膜などが生じていないきれい
な表面が噴流としてプリント配線板の表面に絶えず接触
するようにしておく。

【００２９】部品を装着したプリント配線板を、溶融状
態のはんだに所定の時間触れさせた後、プリント配線板
をはんだ槽から遠ざける。プリント配線板に形成された
はんだ付部は冷却されて凝固し、はんだ付部およびソル
ダレジスト皮膜上にフラックスが残留する。このように
残留するフラックスの残渣で、防湿性を有する塗膜が形
成される。

【００３０】ステップｓ４の検査工程では、プリント配
線板に装着した部品に対する電気的接続や、電気絶縁性
などの検査が行われる。また、信頼性確保のために、環
境試験なども行われる。製品開発時や一定の頻度で行わ
れる抜取検査などでは、アッセンブリ工程が終了したプ
リント配線板に対して、さらに過酷な信頼性試験なども
行われる。

【００３１】図２は、図１のステップｓ２のフラックス
塗布工程で使用するフラックス塗布装置１の概略的な構
成を示す。フラックス塗布装置１は、複数のノズル２か
ら、フラックス液３をプリント配線板４の表面に向けて
スプレーする。プリント配線板４の表面上に塗布された
フラックス液３は、イソプロピルアルコールなどのアル
コール系溶液で希釈されており、プリント配線板４の表
面に塗布された後アルコール系溶液が揮発して皮膜を形
成する。

【００３２】図２（ａ）に示すようにプリント配線板４
の下方からフラックス液３をスプレーすれば、図２
（ｂ）に示すように、プリント配線板４の電気絶縁性基
板５および導電性配線パターン６の表面にフラックス層
７を形成することができる。

【００３３】図３は、図１のステップｓ３のはんだディ
ップ工程終了後にプリント配線板４の表面に形成される
均一なフラックス皮膜８の形状を示す。図２（ｂ）に示
すフラックス層７がはんだ付の際に軟化して流動化し、
はんだ付部でははんだ９の層を覆うようにフラックス残
渣によるフラックス皮膜８が形成される。プリント配線
板４の表面にはんだ付部を除いてソルダレジスト皮膜１
０が形成されていれば、フラックス皮膜８はソルダレジ
スト皮膜１０の表面を覆うように形成される。本実施形
態のフラックス皮膜８は、フラックスの素材として前述
のフラックス組成物を使用し、防湿特性を有して、熱衝
撃などの熱ストレスに対し膨張収縮性が良好な特性が得
られるようにして、信頼性を高めている。

【００３４】フラックス皮膜８の厚みは、たとえば導電
性配線パターン９の厚みが１７〜３５μｍのときに、基
準値２μｍ以上で２〜２０μｍ程度あることが望まし
い。フラックス皮膜８の厚みがより薄いと、防湿機能が
不充分となる可能性がある。フラックス皮膜８の厚みが
より厚くなると周囲温度変化によるストレスで割れや剥
離を生じる可能性がある。ステップｓ２のフラックス塗
布工程では、はんだ付後に必要な膜厚でフラックス皮膜
８が残留するように、フラックス層７の形成を行う。

【００３５】図４は、本発明の他の実施形態として、図
１のステップｓ３のはんだディップ工程で、フラックス
の残渣がより確実に残留するプリント配線板４を得るた
めのプリント配線板の製造工程を示す。ステップｓ１１
では、電気絶縁性基板上に導電性配線パターンを形成す
る。ステップｓ１２では、導電性配線パターンのはんだ
付部を除いて、ソルダレジストを塗布する。ソルダレジ
ストは、たとえばエポキシ樹脂を主成分とし、はんだ付
部を除く導電性配線パターンを覆って余分なはんだの付
着を防ぐ。ソルダレジストの皮膜が凝固して形成される
と、ステップｓ１３でソルダレジスト皮膜の表面の粗さ
を増大させるために、バフ研磨を行う。バフ研磨は、ソ
ルダレジスト皮膜の表面の濡れ性を示す濡れ指数が大き
くなるように行うことが好ましい。濡れ指数については
後述する。

【００３６】図５は、図４の工程で製造されるプリント
配線板１４の模式的な断面構成を示す。本実施形態のプ
リント配線板１４では、電気絶縁性基板１５の表面と、
導電性配線パターン１６ではんだ付部を除く部分の表面
とを、ソルダレジスト皮膜２０で被覆している。ソルダ
レジスト皮膜２０の表面は、バフ研磨によって粗さが増
大している。ソルダレジスト皮膜２０の表面が粗くなっ
ているので、はんだ付後に残留するフラックス残渣がソ
ルダレジスト皮膜２０の表面に強固に付着し、フラック
ス残渣の防湿機能を有効に発揮させて信頼性を高めるこ
とができる。

【００３７】図５に示すようなソルダレジスト皮膜２０
の表面を粗くする処理は、図４のステップｓ１３でのバ
フ研磨ばかりではなく、ショットブラストやワイヤブラ
シによる払拭など他の機械的な方法を適用して行うこと
もできる。ただし、ソルダレジスト皮膜２０が剥離を生
じてしまうような過大な負荷をかけての加工は避ける必
要がある。

【００３８】図６は、本発明の実施のさらに他の形態で
のプリント配線基板の製造工程を示す。本実施形態で
は、ステップｓ２１でソルダレジストの原料を準備し、
ステップｓ２２で表面を粗くするための充填材を混合す
る。充填材としては、たとえば石英粉やガラス球などの
無機材料を用いる。プリント配線板は、たとえばステッ
プｓ２３で銅張板を所定の大きさに切出して準備し、ス
テップｓ２４で表面に導電性パターンを形成する。ステ
ップｓ２５では、導電性パターンのはんだ付部を除い
て、プリント配線板の表面にステップｓ２２で準備した
充填材を混合したソルダレジスト液を塗布し、凝固させ
てソルダレジスト皮膜を形成する。ソルダレジスト液中
には充填材が混合されているので、凝固して得られるソ
ルダレジスト皮膜も、充填材を反映して、表面が粗れた
状態となる。

【００３９】図７は、図６の実施形態で得られるプリン
ト配線板２４の模式的な断面構成を示す。プリント配線
板２４の電気絶縁性基板２５上には、導電性配線パター
ン２６とともに、ソルダレジスト皮膜３０が形成され
る。ソルダレジスト皮膜３０中には、フィラーなどとも
呼ばれる充填材３１が混合されているので、充填材３１
の形状が表面に影響して表面の粗さが増大する。本実施
形態によれば、新たに機械加工などを施さなくても、ソ
ルダレジスト皮膜３０の表面の粗さを増大させることが
できる。

【００４０】図４または図６の実施形態では、ソルダレ
ジスト皮膜２０，３０の表面の粗さを増大させているの
で、図１の実施形態と同様にフラックス皮膜８を形成す
れば、ソルダレジスト皮膜２０，３０上により強固に防
湿機能を有するフラックス残渣を残留させることができ
る。フラックス残渣は、はんだや銅などの金属とは親和
性が強く、強固に付着し、はんだ付部の周囲のソルダレ
ジスト皮膜とも強固に付着するので、剥がれにくく信頼
性の高い防湿保護を行うことができる。

【００４１】また、以上説明した各実施形態では、ディ
ップ方式ではんだ付を行うので、はんだ付工程前にフラ
ックス塗布を行っているけれども、リフロー方式のはん
だ付に本発明を適用することもできる。リフロー方式で
は、はんだ合金の粉末とフラックスとを練り合せてペー
スト状にしたソルダーペーストを用いる。リフロー方式
のはんだ付は、リフロー炉などで外部からソルダーペー
ストを加熱して溶融させて行う。防湿機能を有するソル
ダーペースト用フラックスとして、前述の特願平９ー２
５７９２０では、ガムロジン、重合ロジン、水添ロジン
などのロジン系樹脂を主成分として含み、これにアミン
−ハロゲン化水素酸塩や有機酸などの活性化剤および硬
化ヒマシ油や高級脂肪酸アミドなどのワックスを添加
し、２００〜３００℃の沸点範囲を持つジエチレングリ
コールモノブチルエーテルやジエチレングリコールモノ
ヘキシルエーテルなどで溶融して形成するものを提案し
ている。

【００４２】各実施形態で形成されるフラックス皮膜の
防湿メカニズムとしては、外部から水蒸気や水などの水
分が付着しようとしても、はじいて付着させないこと
や、水分が付着しても内部に拡散させないこと、などが
推定される。フラックス残渣を防湿のために残すと、ロ
ジン成分がそのまま残ってしまうことになる。ロジン成
分としては、アビエチン酸を主成分とすることが好まし
い。アビエチン酸は非常に微弱な酸であり、酸素を含ま
ず水と結合しにくい炭化水素基を多く含む。このため、
水に不溶であり、フラックス残渣にも水分が吸着しにく
い。またフラックス残渣は硬質で非導電性であるので、
腐食の原因となることはない。はんだ付時の熱で、カル
ボキシル基が分解されて活性化し、金属または金属化合
物と反応して、フラックスとしての能力を発揮する。

【００４３】フラックス残渣の付着性を改善するために
は、脂肪酸アミドを添加することが有効であることも判
明している。図８は、脂肪酸アミド添加の効果を模式的
に示す。図８（ａ）に示すように、ロジン樹脂４０のみ
では脆く、熱衝撃等でフラックス皮膜に割れが生じ易
い。図８（ｂ）に示すように、脂肪酸アミド４１を添加
すると、ロジン樹脂４０同士が脂肪酸アミド４１で繋が
れ、脂肪酸アミド４１は低温でも可撓性を有するので、
フラックス皮膜としては低温下でも割れにくくなる。脂
肪酸アミド４１は、極性が弱いのでイオン化しにくく、
絶縁信頼性の面でも好ましい。

【００４４】図９は脂肪酸アミドを添加する防湿フラッ
クス全体の組成を示し、図１０は脂肪酸アミドの添加量
と絶縁信頼性との関係についての試験結果の一例を示
す。また図１１は、はんだ付性試験結果の一例として、
スルーホール上がりについての不良発生件数の比較を示
す。脂肪酸アミドの添加量は、「少」が図９の割合、
「多」が図９よりも多い割合、「なし」は添加なしをそ
れぞれ示す。図９の組成のフラックスを用い、窒素雰囲
気でのはんだ付が望ましいことが判る。

【００４５】図１２は、本発明に使用する防湿効果を有
するフラックスと、従来の残渣の残留量が低いフラック
スとを、はんだ付け性で比較した試験結果の一例を示
す。またはんだボール発生についても示す。はんだ付不
良はいずれのフラックスでもほとんど発生しないので、
共に良好である。しかしながら、はんだボールは残渣が
残留している防湿フラックスの方が発生しにくく、良好
であることが判る。

【００４６】図１３は、図１０などに示す信頼性が得ら
れる試料について、はんだ付後のプリント配線板上での
フラックス残渣の膜厚分布を示す。最低でも２μｍ以上
存在していることが望ましい。図１４は、図２（ａ）に
示すようなフラックス塗布装置１で、フラックスを塗布
する時点での膜厚と、はんだ付後に残留しているフラッ
クス残渣の膜厚との対応関係を示す。フラックス塗布装
置１で３μｍ以上の膜厚で塗布すれば、２μｍ以上の残
渣の膜厚が得られることが判る。

【００４７】図１５は、フラックス残渣について熱衝撃
試験を行った結果の一例を示す。−３０℃と＋８０℃と
の間を１０００サイクル繰返す熱ストレスを与えても、
膜厚２０μｍまで亀裂が発生しないことが判る。したが
って、フラックス残渣の膜厚は、２〜２０μｍまでの範
囲で充分な信頼性を有することが判る。図１４に示すよ
うに、図２（ａ）のフラックス塗布装置１で塗膜を比較
的厚く形成しても、残渣の厚さは比較的薄くなる。した
がって、熱ストレスで亀裂を生じない条件は、容易に満
たすことができる。

【００４８】図１６は、高温高湿条件下での絶縁信頼性
試験結果の一例を示す。実線の黒丸は本発明のフラック
スによる防湿皮膜、実線の白丸は従来の防湿コート、点
線の黒丸は防湿コートなしについての絶縁抵抗測定結果
をそれぞれ示す。試験条件は、温度６５℃、湿度９５％
で、１６Ｖの電圧印加である。試料はＪＩＳ ＩＩ型く
し歯基板を用い、パターン間隔は０．３１８ｍｍであ
る。本発明の防湿フラックスでは、試験開始後１００時
間で絶縁抵抗が低下するけれども、その後は経時劣化が
なく安定しており、１０００時間後には従来の防湿コー
トの方が低い絶縁抵抗となる。したがって、本発明の防
湿フラックスは有効であると判断される。

【００４９】図１７は、絶縁抵抗の低温回復試験結果の
一例を示す。この試験は、プリント配線板を低温にして
おいて常温の雰囲気中に取出すと、基板表面で結露現象
を生じて一時的に導電性パターン間の絶縁抵抗が低下す
ることを防止し得るか否かを確認するために行う。試料
の形状は前述の高温高湿下での絶縁信頼性試験と同様で
あり、前述の熱衝撃試験を行ってから、−３０℃に２４
時間置き、常温取出し後に抵抗値を測定した。試料の種
類は、図１２と同様に、防湿フラックスと低残渣フラッ
クスとの２種類であり、比較結果を示す。防湿フラック
スが残留していれば、結露による抵抗値の低下が発生せ
ず、残渣膜による結露時の防湿機能は有効であることが
判る。

【００５０】以上のような本発明のフラックス残渣の防
湿効果を利用するためには、図４および図６の実施形態
のように、フラックス残渣が付着するソルダレジスト皮
膜２０，３０の表面に対するフラックスの濡れ性を改善
することが有効である。濡れ性の評価として、ＪＩＳ
Ｋ ６７６８の「ポリエチレン及びポリプロピレンフィ
ルムのぬれ試験方法」で規定されるぬれ指数を用いる判
定を試みた。ぬれ指数は、図１８（ａ）に示すように標
準液を全面に塗布した状態が２秒間続く標準液の表面張
力で表される。より長時間継続する場合は、より表面張
力が大きい標準液に交換する。図１８（ｂ）は濡れ性が
悪くなっている状態を示す。標準液は、ホルムアミドと
エチレングリコールモノエチルエーテルとの混合物であ
り、その組成と表面張力とを図１９に示す。ただし、温
度は２３±２℃であり、湿度は５０±５％Ｒ．Ｈ．であ
る。図１９の表面張力４２の値が標準液の番号になる。
この番号が大きいほど、濡れ性が良好であると判定する
ことができる。

【００５１】図２０は、表面を変えた試料片上での濡れ
性を、リフロー方式のはんだ付装置での加熱の前後で比
較して示す。試料片の表面にはソルダレジストが塗布さ
れ、Ｎｏ．１および２では通常のソルダレジストの表面
をバフ研磨やブラシで擦る機械加工で粗くしてある。Ｎ
Ｏ．３の試料は、充填剤を加え、仕上りの表面が粗くな
るソルダレジストを塗布したままの状態である。３４〜
５２の数字は、図１９に示す濡れ指数標準液の表面張力
４２に対応する番号である。丸印は、図１８（ａ）に示
すように、全面的に濡れている状態を示す。ばつ印は、
図１８（ｂ）に示すように、濡れ性が悪い状態を示す。
ソルダレジストの表面を粗くすると、濡れ性が大いに改
善されることが判る。なお、通常のソルダレジストを塗
布したままの状態では、濡れ性がさらに悪くなる。

【００５２】図２１は、リフローの繰返しによる濡れ性
の変化を示す。リフローの回数が増大すると、機械加工
で表面を粗くしたＮｏ．１の試料の濡れ性は悪くなる。
充填剤で表面を粗くしたＮｏ．３の試料の濡れ性は、リ
フローを繰返しても比較的良好である。実用的には、リ
フローを繰返す可能性は小さく、機械加工での濡れ性の
改善も充分に有効である。

【００５３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、はんだ付
に使用するフラックスをはんだ付後にも除去しないで、
はんだ付部の表面に防湿皮膜を形成させるので、フラッ
クスを除去したり新たに防湿皮膜を形成したりする工程
が不用となり、有機溶剤などの使用も避けることができ
る。またプリント配線板の製造に要する工数を削減し、
しかも信頼性を向上させることができる。

【００５４】また本発明によれば、フラックスがプリン
ト配線板の電気絶縁部およびはんだ付部に予め定める基
準値以上の膜厚で残留する性質を有しているので、防湿
皮膜として確実にプリント配線板の表面を被覆し、信頼
性を向上させることができる。

【００５５】また本発明によれば、はんだ付後に残留す
るフラックスが、熱ストレスに対して予め定める基準を
満たす耐性を有しているので、はんだ付後に残留するフ
ラックス残渣で形成される防湿皮膜は、プリント配線板
の表面から剥がれにくく、信頼性の高い防湿機能を維持
することができる。

【００５６】また本発明によれば、ソルダレジスト皮膜
は、表面の粗さが増大する処理が施されているので、は
んだ付後に表面に形成されるフラックス残渣による防湿
皮膜を確実に保持することができる。

【００５７】また本発明によれば、ソルダレジスト皮膜
の表面を機械加工によって確実に粗くするように処理す
ることができる。

【００５８】また本発明によれば、ソルダレジスト皮膜
を形成すれば、ソルダレジスト原料中に含有されている
充填材によって、表面が粗い皮膜を容易に形成すること
ができる。

【００５９】さらに本発明によれば、プリント配線板の
電気絶縁性基板の表面に、導電性配線パターンのはんだ
付部を除いて形成されるソルダレジスト皮膜が、表面の
粗さを増大する処理を受けているので、防湿機能を備え
るフラックスを用いてはんだ付を行えば、残留するフラ
ックス残渣を確実に保持して、プリント配線板の信頼性
を高めることができる。フラックス残渣の除去や防湿皮
膜の塗布を行う必要がなくなるので、プリント配線板に
電子部品などを実装する際に要する工数を削減し、有機
溶剤などの使用も避けることができる。

【００６０】また本発明によれば、ソルダレジスト皮膜
の表面を機械加工によってで粗くするので、はんだ付後
に残留する防湿機能を有するフラックスの残渣の付着性
を、確実に向上させることができる。

【００６１】また本発明によれば、ソルダレジスト皮膜
を形成すれば、ソルダレジスト原料中に含有させてある
充填材によって、表面が粗くなるので、容易に防湿機能
を有するフラックス残渣の付着性を向上させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態でのプリント配線板４の
アセンブリ工程を示す工程図である。

【図２】図１のステップｓ２でのフラックス塗布工程の
概要を示す模式的な断面図である。

【図３】図１のステップｓ３でのはんだディップ工程後
に形成されるフラックス皮膜８を示す模式的な断面図で
ある。

【図４】本発明の実施の他の形態のプリント配線板１４
の製造工程の主要部分を示す工程図である。

【図５】図４の製造工程で形成されるプリント配線板１
４の模式的な断面図である。

【図６】本発明の実施のさらに他の形態でのプリント配
線板２４の製造工程の主要部分を示す工程図である。

【図７】図６の実施形態で形成されるプリント配線板２
４の模式的な断面図である。

【図８】各実施形態で用いる防湿フラックスへの脂肪酸
アミド添加の効果を模式的に示す図である。

【図９】脂肪酸アミドを添加する防湿フラックス全体の
組成を示すグラフである。

【図１０】脂肪酸アミドの添加量と絶縁信頼性との関係
についての試験結果の一例を示すグラフである。

【図１１】防湿フラックスについて、はんだ付性試験結
果の一例として、スルーホール上がりについての不良発
生件数を脂肪酸アミドの添加量を変えて示すグラフであ
る。

【図１２】本発明に使用する防湿効果を有するフラック
スと、従来の残渣の残留量が低いフラックスとを、はん
だ付け性で比較した試験結果の一例を示すグラフであ
る。

【図１３】図１０などに示す信頼性が得られる試料につ
いて、はんだ付後のプリント配線板上でのフラックス残
渣の膜厚分布を示すグラフである。

【図１４】図２（ａ）に示すようなフラックス塗布装置
１で、フラックスを塗布する時点での膜厚と、はんだ付
後に残留しているフラックス残渣の膜厚との対応関係を
示すグラフである。

【図１５】フラックス残渣について熱衝撃試験を行った
結果の一例を示すグラフである。

【図１６】高温高湿条件下での絶縁信頼性試験結果の一
例を示すグラフである。実

【図１７】絶縁抵抗の低温回復試験結果の一例を示すグ
ラフである。

【図１８】濡れ指数についての基本的な考え方を示す模
式的な図である。

【図１９】濡れ指数標準液の組成と表面張力との対応関
係を示す図表である。

【図２０】表面を変えた試料片上での濡れ性を、リフロ
ー方式のはんだ付装置での加熱の前後で比較して示す図
表である。

【図２１】リフローの繰返しによる濡れ性の変化を示す
図表である。

【符号の説明】

１ フラックス塗布装置 ２ ノズル ３ フラックス液 ４，１４，２４ プリント配線板 ５，１５，２５ 電気絶縁性基板 ６，１６，２６ 導電性配線パターン ７ フラックス層 ８ フラックス被覆 ９ はんだ １０，２０，３０ ソルダレジスト皮膜 ３１ 充填材

フロントページの続き (72)発明者 森 茂 兵庫県神戸市兵庫区御所通１丁目２番28号 富士通テン株式会社内 Ｆターム(参考） 5E314 AA21 CC01 FF01 GG01 5E319 CC33 CD21

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プリント配線板のはんだ付に使用するフ
   ラックスによって、はんだ付後にはんだ付部の表面に防
   湿皮膜を形成することを特徴とするプリント配線板の防
   湿方法。
2. 【請求項２】 前記フラックスは、はんだ付時に、プリ
   ント配線板の電気絶縁部およびはんだ付部に、予め定め
   る基準値以上の膜厚で残留する性質を有することを特徴
   とする請求項１記載のプリント配線板の防湿方法。
3. 【請求項３】 前記フラックスは、はんだ付後に残留す
   る残渣が、熱ストレスに対して予め定める基準を満たす
   耐性を有することを特徴とする請求項１または２記載の
   プリント配線板の防湿方法。
4. 【請求項４】 前記プリント配線板の導電性配線パター
   ンには、はんだ付部を除いて、表面の粗さを増大する処
   理が施されるソルダレジスト皮膜を形成することを特徴
   とする請求項１〜３のいずれかに記載のプリント配線板
   の防湿方法。
5. 【請求項５】 前記ソルダレジスト皮膜の表面の粗さを
   増大する処理は、皮膜形成後の機械加工によって行うこ
   とを特徴とする請求項４記載のプリント配線板の防湿方
   法。
6. 【請求項６】 前記ソルダレジスト皮膜の表面の粗さを
   増大する処理は、ソルダレジストの原材料中に、充填材
   を含有させて行うことを特徴とする請求項４または５記
   載のプリント配線板の防湿方法。
7. 【請求項７】 防湿機能を有するフラックスを用いては
   んだ付を行うプリント配線板であって、 電気絶縁性基板と、 電気絶縁性基板上に形成される導電性配線パターンと、 導電性配線パターン上のはんだ付部を除いて、導電性配
   線パターンおよび電気絶縁性基板の表面を被覆し、表面
   の粗さを増大する処理が施されているソルダレジスト皮
   膜とを含むことを特徴とするフラックス残渣を残りやす
   くしたプリント配線板。
8. 【請求項８】 前記ソルダレジスト皮膜は、機械的加工
   によって表面の粗さを増大する処理が施されていること
   を特徴とする請求項７記載のフラックス残渣を残りやす
   くしたプリント配線板。
9. 【請求項９】 前記ソルダレジスト皮膜は、ソルダレジ
   スト原材料中に充填材を含有させて、表面の粗さを増大
   させていることを特徴とする請求項７または８記載のフ
   ラックス残渣を残りやすくしたプリント配線板。