JP2017113776A - やに入りはんだ用フラックス、やに入りはんだ - Google Patents

Abstract

【課題】濡れ性と耐フラックス飛散性が良好なやに入りはんだ用フラックスの提供。【解決手段】水添ロジン（Ａ）、ポリプロピレンワックス（Ｂ）及びブロモカルボン酸（Ｃ）を含む、やに入りはんだ用フラックス。ポリプロピレンワックス（Ｂ）成分が５重量％未満であり、ブロモカルボン酸が５重量％未満であることが好ましい、やに入りはんだ用フラックス。（Ａ）成分として、ガムロジン、トール油ロジン及びウッドロジン等のロジン類の精製物を水添したものが好ましく、（Ｂ）成分としてポリプロピレン熱分解型ワックスが好ましく、（Ｃ）成分としてブロモプロピオン酸、ブロモ吉草酸、ブロモコハク酸、ジブロモアジピン等が好ましく、中でもブロモジカルボン酸が好ましく、特くにブロモコハク酸が好ましいやに入りはんだ用フラックス。【選択図】なし

Description

本発明は、やに入りはんだ用フラックス及びこれを用いて得られるやに入りはんだに関する。

やに入りはんだとは、中心にフラックスを含む線状のはんだをいい（ＪＩＳ Ｚ３２８３）、例えば、プリント基板に抵抗やコンデンサ、ＩＣ等の電子部品を実装するために使用する。該フラックスは、有機溶剤を含まない点でソルダペースト用のフラックスとは区別される。

やに入りはんだ用のフラックスは、ベース樹脂と活性剤を主成分とする組成物であり、ベース樹脂としては水添ロジン及び重合ロジン等のロジン系樹脂やプロピレン系ポリマー等の合成樹脂が、また、活性剤としては、臭素系化合物やフッ素系化合物が知られている（特許文献１、２を参照）。

やに入りはんだ用フラックスには、はんだ金属の濡れ性の確保と、はんだ付時に接合部周囲へ飛散し難いこと（以下、耐フラックス飛散性ともいう。）とが求められる。

特開平４−９４８９１号公報 特開２０１０−７５９６０号公報

本発明は、濡れ性と耐フラックス飛散性が良好なやに入はんだ用フラックスを提供することを課題とする。

本発明者は検討の結果、ベース樹脂として水添ロジンを含むフラックスに、ポリプロピレンワックスと所定の臭素系活性剤を配合することによって、前記課題を解決できることを見出した。

即ち本発明は、水添ロジン（Ａ）、ポリプロピレンワックス（Ｂ）、及びブロモカルボン酸（Ｃ）を含むやに入りはんだ用フラックス、並びに当該フラックスを含むやに入りはんだに関する。

本発明に係るフラックスによれば、濡れ性と耐フラックス飛散性が良好なやに入はんだが得られる。また、はんだ付後の残渣は着色が薄く、絶縁抵抗性も良好である。これらの効果は、前記ポリプロピレンワックス（Ｂ）と前記ブロモカルボン酸（Ｃ）の使用量が少量（夫々５重量％未満）であっても達成される。

本発明のやに入りはんだ用フラックス（以下、単にフラックスともいう。）は水添ロジン（Ａ）（以下、（Ａ）成分ともいう。）、ポリプロピレンワックス（Ｂ）（以下、（Ｂ）成分ともいう。）、及びブロモカルボン酸（Ｃ）（以下、（Ｃ）成分ともいう。）を含む組成物である。

（Ａ）成分としては、各種公知の水添ロジンを使用できる。具体的には、ガムロジン、トール油ロジン及びウッドロジン等のロジン類の精製物を水素化処理したものが挙げられる。精製方法としては、例えば、蒸留、再結晶及び抽出等の方法が挙げられる。蒸留の条件は特に限定されないが、通常は例えば２００〜３００℃程度、１００〜１５００Ｐａ程度である。再結晶は、例えば、前記ロジン類を、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロホルム等の良溶媒に溶解させた後、該良溶媒を留去して濃厚な溶液を調製してから、当該溶液にｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、シクロヘキサン、イソオクタン等の貧溶媒を添加することによって行う。抽出は、例えば、前記ロジン類をアルカリ溶液とした後、当該溶液に含まれる不溶性の不ケン化物を適当な溶媒を用いて抽出してから、水層を中和することによって行う。（Ａ）成分としては、特に濡れ性及び耐フラックス飛散性の点で、ジヒドロアビエチン酸の含有量が通常６５重量％以上、好ましくは６５〜８０重量％程度の水添ロジンが好ましい。（Ａ）成分は市販品であってよく、例えば、荒川化学工業（株）製のＣＲＷ−３００等が挙げられる。

本発明のフラックスにおける（Ａ）成分の含有量は特に限定されないが、特に濡れ性及び耐フラックス飛散性の点で、通常９０重量％以上、好ましくは９４〜９８重量％程度である。

本発明のフラックスには、（Ａ）成分以外のロジン類や合成樹脂を含めてよい。該ロジオン類としては、例えば、（メタ）アクリル酸変性ロジン、（無水）マレイン酸変性ロジン及びフマル酸変性ロジン等の不飽和カルボン酸変性ロジン、重合ロジン、不均化ロジン及び精製ロジン、並びにそれらの水添物、不均化物及び多価アルコールエステル等が挙げられる。該多価アルコールとしては、例えば、グリセリンやペンタエリスリトールが挙げられる。前記合成樹脂としては、ポリエステル樹脂、フェノキシ樹脂、テルペン樹脂、ポリアミド樹脂及びポリイミド樹脂等が挙げられる。これら他のベース樹脂の使用量は特に限定されないが、通常、本発明のフラックス中０〜３０重量％程度である。

（Ｂ）成分としては、各種公知のポリプロピレンワックスを使用できる。具体的には、ポリプロピレン熱分解型のワックスが好ましい。（Ｂ）成分の物性は特に限定されないが、通常、粘度平均分子量（Ｍｖ）が５０００〜５０００程度であり、かつ、Ｂ型粘度計による溶融粘度が４０〜２０００ｍＰａ・ｓ／１８０℃程度である。また、（Ｂ）成分は酸価（ＪＩＳ法）を有しない。（Ｂ）成分は市販品であってよく、例えば、三井化学（株）製のハイワックスＮＰ０５５、ハイワックスＮＰ１０５、ハイワックスＮＰ５０５及びハイワックスＮＰ８０５等が挙げられる。

本発明のフラックスにおける（Ｂ）成分の含有量は特に限定されないが、特に濡れ性及び耐フラックス飛散性の点で、通常５重量％未満、好ましくは１〜３重量％程度である。

本発明のフラックスには、（Ｂ）成分以外のワックスを含めてよい。具体的には、例えば、ポリエチレンワックス、パラフィンワックス及びカルバナワックス等が挙げられる。その使用量も特に限定されないが、通常、本発明のフラックス中０〜３重量％程度である。

（Ｃ）成分としては、各種公知のブロモカルボン酸が挙げられる。具体的には、例えば、ブロモプロピオン酸、ブロモ吉草酸、ブロモ−ｎ−吉草酸、ブロモイソ吉草酸、ジブロモコハク酸、ブロモコハク酸、ジブロモアジピン酸等のブロモモノカルボン酸及び／又はブロモジカルボン酸が挙げられる。これらの中でも特に濡れ性の点でブロモジカルボン酸が、特にブロモコハク酸が好ましい。

本発明のフラックスにおける（Ｃ）成分の含有量は特に限定されないが、特に濡れ性及び耐フラックス飛散性の点で、通常５重量％未満、好ましくは１〜３重量％程度である。

（Ｃ）成分には、他の活性剤を含めてよい。具体的には、例えば、パルミチン酸、ステアリン酸、安息香酸、ピコリン酸等のモノカルボン酸類；コハク酸、アジピン酸、グルタル酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、ダイマー酸等のジカルボン酸類；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、１，４−ジブロモ−２，３−ブタンジオール、２，３−ジブロモ−１，４−ブテンジオール、２，３−ジブロモ−２−ブテン−１，４−ジオール、２，２−ビス（ブロモメチル）−１，３−プロパンジオール等のブロモアルコール類；エチルアミン臭化水素酸塩、ジエチルアミン臭化水素酸塩、メチルアミン臭化水素酸塩等の有機アミンのハロゲン化水素酸塩類；１，２，３，４−テトラブロモブタン、１，２−ジブロモ−１−フェニルエタン等のブロモアルカン類；１−ブロモ−３−メチル−１−ブテン、１，４−ジブロモブテン、１−ブロモ−１−プロペン、２，３−ジブロモプロペン、１，２−ジブロモスチレン等のブロモアルケン類；４−ステアロイルオキシベンジルブロマイド、４−ステアリルオキシベンジルブロマイド、４−ステアリルベンジルブロマイド、４−ブロモメチルベンジルステアレート、４−ステアロイルアミノベンジルブロマイド、２，４−ビスブロモメチルべンジルステアレート、４−パルミトイルオキシベンジルブロマイド、４−ミリストイルオキシベンジルブロマイド、４−ラウロイルオキシべンジルブロマイド、４−ウンデカノイルオキシベンジルブロマイド等のベンジルブロマイド類；Ｎ，Ｎ’−ビス（４−アミノブチル）−１，２−エタンジアミン、トリエチレンテトラミン、Ｎ，Ｎ’−（３−アミノプロピル）エチレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−アミノプロピル）ピペラジン等のポリアミン類；ジエチルアミン塩酸塩等の塩素系活性剤等が挙げられる。これら他の活性剤の使用量は特に限定されないが、通常、本発明のフラックス中０〜１０重量％程度である。

本発明のフラックスには、必要に応じて、酸化防止剤や可塑剤等の添加剤を含めてよい。酸化防止剤としては、例えば、ペンタエリスリチル−テトラキス〔３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート〕、トリエチレングリコール−ビス〔３−（３−ｔ−ブチル−５−メチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート〕、１，６−ヘキサンジオール−ビス−〔３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート〕、２，４−ビス−（ｎ−オクチルチオ）−６−（４−ヒドロキシ−３，５−ジ−ｔ−ブチルアニリノ）−１，３，５−トリアジン、２，２−チオ−ジエチレンビス〔３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート〕、オクタデシル−３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート、Ｎ，Ｎ’−ヘキサメチレンビス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−ヒドロシンアミド）、３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジルフォスフォネート−ジエチルエステル、１，３，５−トリメチル−２，４，６−トリス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）ベンゼンのヒンダードフェノール系酸化防止剤；２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、２，４−ジメチル−６−ｔ−ブチル−フェノール、スチレネートフェノール、２，４−ビス［（オクチルチオ）メチル］−ｏ−クレゾール等の他のフェノール系酸化防止剤；トリフェニルフォスファイト、トリエチルフォスファイト、トリラウリルトリチオフォスファエト、トリス（トリデシル）フォスファイト等のリン系酸化防止剤；ジラウリルチオジプロピオネート、ジラウリルサルファイド、２−メルカプトベンゾイミダゾール、ラウリルステアリルチオジプロピオネート等の硫黄系酸化防止剤；２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、パラ−ｔｅｒｔ−アミルフェノール、２，２’−メチレンビス（４−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）等が挙げられる。可塑剤としては、例えば、フタル酸ジアルキルエステル、アジピン酸ジアルキルエステル及びダイマー酸ジアルキルエステル等の脂肪族ジカルボン酸ジアルキルエステルが挙げられる。添加剤の使用量は特に限定されないが、通常、本発明のフラックス中０〜２重量％程度である。

本発明のやに入りはんだは、本発明のフラックス中心にフラックスを含む線状のはんだであり、従来公知の方法で製造できる。

はんだとしてはＳｎをベースとする合金が好ましく、例えば、Ｓｎ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｓｂ系、Ｓｎ−Ｚｎ系の合金が挙げられる。具体的には、Ｓｎ９５Ｓｂ５、Ｓｎ９９．３Ｃｕ０．７、Ｓｎ９６．５Ａｇ３Ｃｕ０．５、Ｓｎ９７Ｃｕ３、Ｓｎ９２Ｃｕ６Ａｇ２、Ｓｎ９９Ｃｕ０．７、Ａｇ０．３、Ｓｎ９５Ｃｕ４Ａｇ１、Ｓｎ９７Ａｇ３、Ｓｎ９６．３Ａｇ３．７等を例示できる。また、該はんだ合金は、Ａｌ、Ａｕ、Ｂｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｎｉ、Ｐ、Ｐｔ、Ｓｂ、Ｚｎの一種以上を含んでいてもよい。また、該はんだの線径も特に限定されないが、通常、０．８〜１．６ｍｍ程度である。

本発明のやに入りはんだにおける、本発明に係るフラックスの含有量は特に限定されないが、通常、１重量％〜１０重量％程度、好ましくは２〜４重量％程度である。

以下、製造例、実施例及び比較例を通じて本発明を具体的に説明するが、それらにより本発明の範囲が限定されないことはもとよりである。また、各例中、特記ない限り、「部」及び「％」は重量基準である。

＜フラックスの調製＞
実施例１
市販の水添ロジン（商品名ＣＲＷ−３００、荒川化学工業（株）製、ジヒドロアビエチン酸約６９重量％、以下同様。）、市販のポリプロピレン分解型ワックス（商品名ハイワックスＮＰ１０５、三井化学（株）製、以下、ＨＷ−ＮＰ１０５と略す。）、及びジブロモコハク酸（本荘ケミカル（株）製、以下同様。）を、順に９６重量％、２重量％及び２重量％となるように混合し、加熱下に溶融させることによってフラックス調製した。

実施例２
ＣＲＷ−３００、ＨＷ−ＮＰ１０５及びジブロモコハク酸を、順に９５重量％、２重量％及び３重量％となるように混合し、加熱下に溶融させることによってフラックス調製した。

実施例３
ＣＲＷ−３００、ＨＷ−ＮＰ１０５及びジブロモコハク酸を、順に９４重量％、４重量％及び２重量％となるように混合し、加熱下に溶融させることによってフラックス調製した。

比較例１
ＣＲＷ−３００及びジブロモコハク酸を、順に９８量％及び２重量％となるように混合し、加熱下に溶融させることによってフラックス調製した。

比較例２
ＣＲＷ−３００及びジブロモコハク酸を、順に９７量％及び３重量％となるように混合し、加熱下に溶融させることによってフラックス調製した。

比較例３
市販の水添アクリル化ロジン（商品名ＫＥ−６０４、荒川化学工業（株）製）、ＨＷ−ＮＰ１０５及びジブロモコハク酸を、順に９６重量％、２重量％及び２重量％となるように混合し、加熱下に溶融させることによってフラックス調製した。

比較例４
ＣＲＷ−３００、市販のポリエチレンワックス（商品名ハイワックス１００Ｐ、三井化学（株）製、以下、ＨＷ−１００Ｐと略す。）、及びジブロモコハク酸を、順に９６重量％、２重量％及び２重量％となるように混合し、加熱下に溶融させることによってフラックス調製した。

比較例５
ＣＲＷ−３００、ＨＷ−１００Ｐ及びジブロモコハク酸を、順に９３重量％、５重量％及び２重量％となるように混合し、加熱下に溶融させることによってフラックス調製した。

比較例７
ＣＲＷ−３００、ＨＷ−ＮＰ１０５及びｔｒａｎｓ―２，３−ジブロモー２―ブテンー１、４―ジオール（（株）東京化成製）を、順に９６重量％、２重量％及び２重量％となるように混合し、加熱下に溶融させることによってフラックス調製した。

＜やに入りはんだの作製＞
実施例１のフラックスとはんだ線（Ｓｎ９６．５Ａｇ３Ｃｕ０．５）とを用い、線径φ０．８ｍｍ、及びフラックス含有量が３重量％のやに入りはんだを作製した。他の実施例及び比較例のフラックスについても同様にしてやに入りはんだを作製した。

［濡れ性］
実施例１に係るやに入りはんだとはんだゴテとを用い、０．５ｍｍピッチ、１８ピン、ＱＦＰ銅ランド上で引きはんだを行い（コテ先温度約４００℃、移動速度１ｓｅｃ／ｍｍ）、以下の基準で濡れ性を評価した。
○：濡れ不良なし
×：濡れ不良あり（未濡れ部分露出、いもはんだ・糸引き等の発生）

［耐フラックス飛散性］
ＪＩＳ Ｚ ３１９７：８．３．２ に準じ、やに入りはんだの一定量を計りとり、４００℃に維持されたはんだゴテで溶融し、飛び散ったフラックス（はんだ）数を測定し、以下の基準で評価した
良好：１０個未満
不良：１０個以上

Claims (4)

1. 水添ロジン（Ａ）、ポリプロピレンワックス（Ｂ）及びブロモカルボン酸（Ｃ）を含む、やに入りはんだ用フラックス。
2. （Ｂ）成分の含有量が５重量％未満である請求項１のフラックス。
3. （Ｃ）成分の含有量が５重量％未満である請求項１又は２のフラックス。
4. 請求項１〜３のいずれかのフラックスを含むやに入りはんだ。