JP2002153992A

JP2002153992A - 還元型フラックス組成物

Info

Publication number: JP2002153992A
Application number: JP2000356386A
Authority: JP
Inventors: Yoshizo Minamoto; 義三源; Shigeo Hirano; 茂夫平野
Original assignee: Fujifilm Electronic Materials Co Ltd; Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp; Fujifilm Electronic Materials Co Ltd
Priority date: 2000-11-22
Filing date: 2000-11-22
Publication date: 2002-05-28

Abstract

(57)【要約】【課題】電気・電子機器に残存しても絶縁性を低下させ
ず、予熱しても活性成分が揮発しにくい無洗浄型フラッ
クス組成物を提供する。【解決手段】式（Ｉ）で示される３−ピラゾリドン誘導
体｛式中、Ｒ¹は水素原子または置換されていてもよい
アルキル基を示し、Ｒ²は置換されてもよいアリール基
または置換されてもよいアルキル基を示す｝の少なくと
も１種を含有する還元型フラックス組成物。【化１】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気・電子機器に
使用されるプリント基板等の半田付け技術に用いるフラ
ックス組成物及びそれを用いて得られる回路装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、プリント基板に電子部品を半田付
けする際に、半田付けする部分にフラックスを適用し
て、該部分の酸化皮膜を除去して清浄にし、該部分の金
属表面や半田表面に空気遮断膜を形成して酸化を防止
し、溶融半田の表面張力を低下させ、該部分が溶融半田
で一様に覆われるようにしている。この酸化皮膜の除去
方法は大きくエッチングタイプと還元タイプの２種類に
分けられる。エッチングタイプはＪＩＳＺ３１９７に
記載されるもので、ハロゲン化水素、有機酸、イオン性
３級有機アミンからなる活性成分を用いて酸化皮膜をエ
ッチングして除去するものであり、特開平７−１００６
９０号や特開平９−２５３８８４号が代表的なものであ
る。このエッチングタイプの長所は、原料が安価であ
り、量産に適している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしエッチングタイ
プの短所として、ダイオキシンの発生源となるハロゲン
を含むこと、イオン性物質を含むため製品の絶縁性が低
下すること、活性成分であるハロゲン化水素、有機酸、
イオン性３級有機アミンがプリント基板の回路となる銅
を腐食すること、これらの沸点が低く半田付け工程の前
に行う予熱で活性成分が揮発し、半田付け不良を起こし
易いことが挙げられる。このため、従来のエッチングタ
イプは半田付け後に洗浄して使用され、近年この洗浄液
の垂れ流しによる環境破壊や公害の発生が問題となって
いる。

【０００４】一方、還元タイプとしては、活性成分とし
て非イオン性の還元性物質を用いて酸化皮膜を還元して
除去するものが、特開平６−１５５０７７号に記載され
ている。この還元タイプのフラックス組成物の長所は、
イオン性物質を含まないため、製品の絶縁性を損なわ
ず、ダイオキシンの発生源となるハロゲンも含まず、洗
浄する必要性がない点にある。しかしならが、特開平６
−１５５０７７号に記載される還元型フラックスは、ポ
リオキシメチレンを半田付け時の熱で分解してホルムア
ルデヒドを生じさせ、この成分で酸化皮膜を還元して除
去するものであるり、この熱分解して発生するホルムア
ルデヒドは毒劇物取締法の劇物に指定されており、毒性
が強いため、実用化は非常に難しい。

【０００５】本発明は、上記従来の課題を解決するもの
で、電気・電子機器に残存しても絶縁性を低下させず、
更に予熱しても活性成分が揮発しにくい無洗浄型フラッ
クス組成物を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のフラックス組成
物は、下記一般式（Ｉ）で示される３−ピラゾリドン誘
導体を少なくとも１種を含有することを特徴とする。

【０００７】

【化２】

【０００８】式（Ｉ）中、Ｒ¹は水素原子または置換さ
れていてもよいアルキル基を示し、Ｒ²は置換されても
よいアリール基または置換されてもよいアルキル基を示
す。

【０００９】本発明のフラックス組成物は、活性成分と
してハロゲン化水素、有機酸、イオン性３級有機アミン
の代わりに、上記一般式（Ｉ）で表される３−ピラゾリ
ドン誘導体を含有させることによって、酸化皮膜をエッ
チングして除去するのではなく、酸化皮膜を還元させる
ことによって除去し、半田付けを可能とするものであ
る。

【００１０】これにより、活性成分や除去された酸化皮
膜がイオン性不純物として残存することに起因する絶縁
性の低下を生じることなく、有効に半田付けを行うこと
ができる。更に洗浄を行う必要もなく、無洗浄型フラッ
クスが提供できる。更に、本発明の３−ピラゾリドン誘
導体（Ｉ）は、融点が１２０℃近辺のため予熱によって
揮発しにくいので、予熱による半田付け不良が生じにく
く、優れた半田付け特性を有している。

【００１１】本発明は、更に半田付けに上記フラックス
組成物を用いた回路装置に関し、上記フラックス組成物
を用いて得られた回路装置は、優れた絶縁特性を有す
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下本発明を更に詳細に説明す
る。上記一般式（Ｉ）で表される３−ピラゾリドン誘導
体において、Ｒ¹は水素原子または置換されてもよいア
ルキル基を示し、アルキル基としては炭素数１ないし１
２のものが好ましく、例えばメチル基、ブチル基、オク
チル基等が挙げられる。置換アルキルの置換基として
は、水酸基、アルコキシ基、エーテル基、エステル基、
アマイド基等が挙げられ、置換アルキルの具体例として
は、例えば、ヒドロキシアルキル基（例えば、ヒドロキ
シエチル、ヒドロキシメチルなど）、アルコキシ基で置
換されたアルキル基（例えば、メトキシエチル、エトキ
シメチル）等が挙げられる。これらの中でも特に親水性
の置換基で置換されたアルキル基が好ましく、ヒドロキ
シアルキル基が特に好ましい。

【００１３】Ｒ²のアリール基としては、フェニル基、
ナフチル基等が挙げられる。置換フェニル基の置換基と
しては、−０．９０〜＋０．９０、好ましくは−０．４
０〜＋０．２５の置換基定数の値を有する基が好まし
い。ここで、置換基定数とは、Ｈ．Ｈ．Ｊａｆｆｅ著ケ
ミカルレビュー５３巻１９１ページ（１９５３年）に記
載されるハメット定数σの値のことを指す。

【００１４】このような値を示す置換基と置換位置の具
体例としては、ｐ−ＯＨ、ｐ−ＣＨ ₃Ｏ、ｍ−（ＣＨ₃）
₂Ｎ、ｐ−（ＣＨ₃）₃Ｃ、ｐ−ＣＨ₃、ｍ−ＮＨ₂、ｐ−
Ｃ₂Ｈ ₅、ｐ−（ＣＨ₃）₂ＣＨ、ｍ−（ＣＨ₃）₃Ｓｉ、ｍ
−ＣＨ₃、ｐ−ＣＨ₃Ｓ、ｐ−Ｃ₆Ｈ₅Ｏ、ｐ−ＮＨＣＯＣ
Ｈ₃、ｍ−ＯＨ、ｐ−Ｃ₆Ｈ₅、ｍ−ＣＯＯ−、ｍ−ＣＨ₃
Ｏ、ｐ−ＣＯＯ−、ｍ−ＣＨ₃Ｓ、ｐ−Ｃ₂Ｈ₅等が挙げ
られる。特にｐ−ＣＨ ₃が好ましい。

【００１５】Ｒ²がアルキル基を表す場合の例として
は、Ｒ¹と同様のものを挙げることができる。

【００１６】本発明で用いられる具体的な化合物として
は、以下のような化合物が挙げられるが、これに限られ
るわけではない。

【００１７】

【化３】

【００１８】３−ピラゾリドン誘導体については、多く
の文献、特許があるが、３−ピラゾリドン環の１位にア
リール基又は置換アリール基を有するものとして、例え
ば、英国特許５４２，５０２号、同９４３，９２８号、
同１，０９３，２８１号、同１，１８２，１９８号、同
１，２４２，１１２号、米国特許３，４５３，１０９
号、同３，２６１，８８５号、同３，７４０，２２１
号、英国特許１，０９３，２８１号、特開昭５３−３２
０３５号などに記載されている。

【００１９】式（Ｉ）の成分は、フラックス組成物中、
０．１重量％〜５０重量％、特に２重量％〜１０重量％
含有されることが好ましい。

【００２０】また、本発明のフラックス組成物は、ロジ
ン系樹脂を含有していてもよい。ロジン系樹脂は、プリ
ント基板の半田付けを行う全面に塗布して使用する場
合、半田付け部分以外の部分すなわちソルダーレジスト
部分に半田を付かないようにし、基板の濡れを良くする
効果がある。本発明に使用されるロジン系樹脂として、
ガムロジン、トールロジン、ウッドロジンとその誘導体
として熱処理された不均化ロジン、重合ロジン、水素添
加ロジン、ロジンエステル、ロジン変性フェノール樹
脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、ロジン変性アルキド樹
脂等が挙げられる。中でも、不均化ロジンが好ましい。
本発明に使用されるロジン系樹脂は、フラックス全体の
３重量％〜７０重量％、特に１０重量％〜３０重量％が
好ましい。

【００２１】また、本発明のフラックス組成物は、ワッ
クスを含有していてもよい。ワックスは、プリント基板
の半田付け後のフラックス残さにおけるクラック発生を
抑制する効果がある。本発明に使用されるワックスとし
て、キャンデリラワックス、カルナバワックス、ライス
ワックス、木ロウ、蜜蝋、鯨ロウ、モンタンワックス、
オゾケライトセシレン、パラフィンワックス、マイクロ
クリスタリンワックス、ペトロラタム、フィッシャー・
トロプシュワックス、ポリエチレンワックス、およびそ
の誘導体や１，２−ヒドロキシステアリン酸、ステアリ
ン酸アミド、無水フタル酸イミド等が挙げられる。本発
明に使用されるワックスは、フラックス組成物中、０．
１重量％〜１０重量％、特に１重量％〜５重量％含有さ
れることが好ましい。

【００２２】本発明のフラックス組成物に使用される有
機溶剤としては、トルエン、キシレン、ミネラルスプリ
ットなどの炭化水素系溶剤、イソプロピルアルコール、
ｎ−ブタノール、ベンジルアルコールテレピネオールな
どのアルコール系溶剤、酢酸エチル、酢酸ブチル、など
のエステル系溶剤、メチルエチルケトン、メチルイソブ
チルケトン、シクロヘキサノン、イソホロンなどのケト
ン系溶剤、プロピレングリコールモノメチルエーテル、
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートな
どのグリコール系溶剤、エチルセロソルブ、ブチルセロ
ソルブなどのセロソルブ系溶剤等が挙げられる。

【００２３】本発明に使用される成分は上記以外に、通
常の塗布性改良剤、消泡剤、レベリング剤、着色剤の如
き、本分野で通常用いられる添加剤を使用することがで
きる。

【００２４】

【実施例】以下に本発明の実施例を示すが、本発明はこ
れら実施例に限定されるものではない。

【００２５】実施例１前記（３）で示される４−ヒドロキシメチル−４−メチ
ル−１−ｐ−トリル−３−ピラゾリドンを１０ｗｔ％に
なるようにイソプロピルアルコールに溶解させ、フラッ
クス組成物１とした。

【００２６】実施例２前記（３）で示される４−ヒドロキシメチル−４−メチ
ル−１−ｐ−トリル−３−ピラゾリドンを５ｗｔ％、東
邦化学製不均化ロジンＡ−１００を１０ｗｔ％になるよ
うにイソプロピルアルコールに溶解させ、フラックス組
成物２とした。

【００２７】比較例１〜比較例３比較例１〜３として、下表の市販品を原液のまま使用し
た。

【００２８】

【表１】

【００２９】〔半田濡れ性試験〕被接合材料としてりん
脱酸銅板（ＪＩＳＣ１１００Ｐサイズ；０．２５ｍ
ｍｔ×１０ｍｍ×３０ｍｍ）をＪＩＳＺ３１９７に準
じて１５０℃で２０分間加熱して酸化皮膜処理を行っ
た。次に未処理銅板に各フラックスを付け、タムラ製作
所製ソルダーグラフにて濡れ時間を測定した。この時の
試験条件を下記表２に示す。同様に酸化皮膜処理銅板に
各フラックスを付け、濡れ時間を測定した。

【００３０】

【表２】

【００３１】〔絶縁性試験〕図１に示すような構成と下
記表３示す概要の櫛形銅電極に、太陽インキ製造製フォ
トソルダーレジストインキＰＳＲ−４０００Ｚ２６
を形成させた。表４にフォルダーレジストの作成条件を
示す。この評価用基板の絶縁抵抗値をアドバンテスト製
超絶縁抵抗計で測定し、５００Ｖを印加１分後の数値を
測定値とする。ＩＰＣ−ＴＭ−６５０に準じてこの評価
用基板にフラックスを刷毛で塗布し、２６０℃の半田槽
に浸漬し半田付けを行い、同様に絶縁抵抗値を測定し
た。

【００３２】

【表３】

【００３３】

【表４】

【００３４】これらの結果を表５に示す。

【００３５】

【表５】

【００３６】上記の結果から、本発明のフラックス組成
物は、イオン性の活性成分を含有しなくても良好なフラ
ックス適性を有することが判明した。

【００３７】

【発明の効果】本発明の還元型フラックス組成物は、特
定の非イオン性アミン化合物を活性成分に採用すること
により、プリント基板の回路である金属銅を腐食するイ
オン性活性成分を含まず、腐食性残さも残らないため、
半田付けの信頼性が向上するとともに洗浄工程が要らな
くなる利点があり、非常に画期的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例における絶縁性試験に用いた櫛形銅電極
を示す概念図である。

フロントページの続き (72)発明者平野茂夫神奈川県南足柄市中沼210番地富士写真フイルム株式会社内Ｆターム(参考） 5E319 CD21 GG03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記一般式（Ｉ）で示される３−ピラゾリ
ドン誘導体の少なくとも１種を含有することを特徴とす
る還元型フラックス組成物。【化１】式（Ｉ）中、Ｒ¹は水素原子または置換されていてもよ
いアルキル基を示し、Ｒ²は置換されてもよいアリール
基または置換されてもよいアルキル基を示す。
【請求項２】更にロジン系樹脂またはワックスを含有
することを特徴とする請求項１に記載の還元型フラック
ス組成物。
【請求項３】半田による接合部分を有する回路装置で
あって、半田付けのフラックスとして、請求項１又は２
記載の還元型フラックス組成物を用いることを特徴とす
る回路装置。