JP2628205B2 - Cream solder - Google Patents
Cream solderInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明ははんだ粉末とフラックスを混和したクリーム
はんだに関するものであり、さらに詳しくははんだ付後
にフッ素系溶剤、塩素系溶剤などで洗浄した際に、フラ
ックスが溶解しやすいクリームはんだに関するものであ
る。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a cream solder in which a solder powder and a flux are mixed. More specifically, the present invention relates to a case where a solder is washed with a fluorine-based solvent or a chlorine-based solvent after soldering. The present invention relates to cream solder in which flux is easily dissolved.
(従来技術) 従来からプリント基板に電子素子を実装する等の際に
は、はんだ付が多用されてきた。この種のはんだ付にお
いて、より信頼性の高いはんだ付とするために、被接合
金属表面を液体フラックスや高粘度フラックスで清浄し
てからはんだ付する方法や、はんだ微粒子とフラックス
を混合したいわゆるクリームはんだを使用する方法など
が広く行われている。(Prior Art) Conventionally, when electronic elements are mounted on a printed circuit board, soldering has been frequently used. In this type of soldering, in order to make soldering more reliable, a method of cleaning the surface of the metal to be joined with a liquid flux or a high viscosity flux and then soldering, or a so-called cream that mixes solder particles and flux A method using solder is widely used.
上記液状フラックスやクリームはんだ用フラックス
は、製品の品質や信頼性を高く保つために、(1)高絶
縁性、(2)非腐食性、(3)長期安定性、(4)他部
品の材質変化を生じないこと等が要求され、またはんだ
付作業上からは(1)有害ガスを発生しない、(2)は
んだ付性が良い(金属表面にある酸化物を溶解除去し、
この金属表面を包み込む作用を有し、さらに溶融はんだ
のもつ表面張力を低下させるもの)、(3)べとつき性
がない。(4)洗浄する場合には、容易に洗浄できるこ
と等が要求されている。The above-mentioned liquid flux and flux for cream solder use (1) high insulation, (2) non-corrosive, (3) long-term stability, and (4) material of other components in order to maintain high product quality and reliability. It is required that no change occurs, or (1) no harmful gas is generated from the soldering operation, (2) good solderability (dissolves and removes oxides on metal surfaces,
It has the effect of enclosing the metal surface and further reduces the surface tension of the molten solder), and (3) has no tackiness. (4) In the case of washing, there is a demand for easy washing.
一般にクリームはんだは、粉末はんだ微粒子と液状ま
たはペースト状フラックスとを混和して適度に粘稠性の
あるクリーム状としたものである。該フラックスは、一
般に、基材としてロジンを使用し、溶剤、活性剤及びチ
クソ剤等が配合されている。これらの配合剤の種類およ
び配合比によって得られるクリームはんだの特性が微妙
に変わってくるため、フラックスの組成は非常に重要で
ある。このようなクリームはんだをプリント基板の導体
面に印刷塗布することによって、はんだを配置すること
ができ、しかもクリームはんだの粘着性によって、導体
面に電子部品を接着保持出来るので、クリームはんだは
溶液フラックス等に比べて一層有用性が高いといえる。Generally, the cream solder is obtained by mixing powdered solder fine particles and a liquid or paste-like flux to form a cream having a suitable viscosity. The flux generally uses rosin as a base material and contains a solvent, an activator, a thixotropic agent, and the like. The composition of the flux is very important because the properties of the cream solder obtained vary slightly depending on the type and mixing ratio of these compounding agents. By applying such cream solder to the conductor surface of the printed circuit board by printing, the solder can be arranged and, due to the adhesiveness of the cream solder, the electronic components can be bonded and held on the conductor surface. It can be said that the usefulness is higher than the above.
クリームはんだは溶液フラックス等に比べて上述のよ
うな長所を有しているものの、はんだ微粒子と活性剤を
含むフラックスが混和されているため、保管中に反応
し、粘度変化、皮張(クリームはんだ上層部の硬化)、
活性低下等の問題が生じやすいことが指摘されている。
事実多くの市販クリームは常温で長期間保管することが
困難であり、冷蔵庫等に入れて低温で保管されることが
多い。Although cream solder has the advantages described above compared to solution flux, etc., it reacts during storage due to the mixing of the flux containing the solder fine particles and the activator, causing a change in viscosity and skinning (the upper layer of cream solder). Part curing),
It has been pointed out that problems such as reduced activity are likely to occur.
In fact, many commercial creams are difficult to store at room temperature for a long period of time, and are often stored in refrigerators and the like at low temperatures.
またはんだ微粒子はその表面積が大きいため、表面の
酸化物が多くなり、はんだ付け時にはんだボールが発生
しやすくなるためフラックスは活性力の比較的強いもの
を使用する必要がある。そのため、多くの場合に、はん
だ付後フッ素系溶剤や塩素系溶剤等の有機溶剤でフラッ
クスを洗浄除去する必要がある。一般にフッ素系溶剤と
してはフロン113とエタノールの96:4(重量比)混合物
(以後単にフロンと略す)が広く使用されており、また
塩素系溶剤としては1,1,1−トリクロルエタン(以後ク
ロロセンと略す)が広く使用されている。これらの中で
は安全性の面からフロンが多く使用されているのが実情
である。これらの溶剤で洗浄する場合、作業性の面か
ら、できるだけ簡単な方法(たとえば室温・無撹拌)で
しかも短時間でフラックスを洗浄除去できることが望ま
しい。しかしフラックス中には上述のように種々の成分
が配合されているため、短時間では洗浄除去しにくいも
のが多い。クリームはんだのフロン洗浄性は重要な特性
の一つである。クリームはんだをはんだ付後フロンで洗
浄した際に、残渣が残るような場合、その残渣の主成分
は一般に、ロジン、ロジンの鉛塩、チクソ剤等であると
云われている。これらの中ではロジンの鉛塩は比較的少
なく、ロジンおよびチクソ剤が多いとされている。しか
るにロジンは基本的にはフロンに良く溶解する性質を有
している。したがってクリームはんだ中のロジンが溶解
しにくくなるのは、チクソ剤の影響である可能性が大き
い。一般にクリームはんだのチクソ剤としては硬化ヒマ
シ油、ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド等が知ら
れている。しかしこれらのチクソ剤ではいずれもチクソ
性とフロン洗浄性を十分満足するようなクリームはんだ
を得ることはできなかった。Further, since the solder fine particles have a large surface area, the surface oxides increase, and solder balls are easily generated at the time of soldering. Therefore, it is necessary to use a flux having a relatively strong activation force. Therefore, in many cases, it is necessary to wash and remove the flux with an organic solvent such as a fluorine-based solvent or a chlorine-based solvent after soldering. In general, a 96: 4 (weight ratio) mixture of Freon 113 and ethanol (hereinafter simply referred to as Freon) is widely used as a fluorine-based solvent, and 1,1,1-trichloroethane (hereinafter chlorocene) is used as a chlorine-based solvent. Abbreviated) is widely used. Of these, CFCs are often used in terms of safety. In the case of washing with these solvents, it is desirable from the viewpoint of workability that the flux can be washed and removed by a method as simple as possible (for example, room temperature and no stirring) and in a short time. However, since various components are mixed in the flux as described above, many of them are difficult to wash and remove in a short time. One of the important properties is the cleanability of the cream solder. When a residue remains when the cream solder is washed with Freon after soldering, it is generally said that the main components of the residue are rosin, a lead salt of rosin, a thixotropic agent and the like. Among these, lead salts of rosin are relatively small, and rosin and thixotropic agents are said to be large. However, rosin basically has the property of dissolving well in Freon. Therefore, it is highly likely that the rosin in the cream solder is not easily dissolved due to the effect of the thixotropic agent. Generally, hardened castor oil, stearic acid amide, oleic acid amide, and the like are known as a thixotropic agent for cream solder. However, any of these thixotropic agents could not obtain a cream solder that sufficiently satisfies the thixotropic property and the chlorofluorocarbon cleaning property.
以上のような背景からチクソ性が十分であり、かつは
んだ付後、そのフラックスを有機溶剤、特にフロンで簡
単に洗浄除去できるクリームはんだが強く望まれてい
た。From the above background, there has been a strong demand for a cream solder which has a sufficient thixotropic property and which can easily wash and remove the flux thereof with an organic solvent, particularly Freon, after soldering.
(発明が解決しようとする課題) 本発明の目的は上述した従来技術の欠点を解決し、は
んだ付後の洗浄性の良好なクリームはんだを提供するこ
とにある。(Problems to be Solved by the Invention) An object of the present invention is to solve the above-mentioned drawbacks of the prior art and to provide a cream solder having good cleaning properties after soldering.
(課題を解決するための手段) 上記本発明の目的は、フラックスのチクソ剤として特
定のアミド化合物を使用することにより、達成される。(Means for Solving the Problems) The object of the present invention is achieved by using a specific amide compound as a flux thixotropic agent.
すなわち本発明は粉末はんだと液状またはペースト状
フラックスとを混和してなるクリームはんだにおいて、
該フラックス中に下記の一般式で表されるアミド化合物
を含有することを特徴とするクリームはんだである。That is, the present invention relates to a cream solder obtained by mixing a powder solder and a liquid or paste-like flux,
A cream solder characterized in that the flux contains an amide compound represented by the following general formula.
RCO NH2-n〔(ClH2lO)mH〕n (I) ただし R:炭素数7〜23の飽和アルキル基(以下アルキル基と称
する) l:2または3 m:1〜3の整数 n:1または2 以下本発明について詳細に説明する。RCO NH 2-n [(C l H 2l O) m H ] n (I) provided that R: (hereinafter referred to as an alkyl group) saturated alkyl groups of 7 to 23 carbon atoms l: 2 or 3 m: 1 to 3 of Integer n: 1 or 2 Hereinafter, the present invention will be described in detail.
本発明におけるフラックスは式(I)で示されるよう
なアミド化合物を含有することを不可欠とする。該アミ
ド化合物は単独で使用してもよく、また2種類以上を混
合して使用してもよい。さらに式(I)で示されるアミ
ド化合物と従来公知の各種チクソ剤を混合して使用して
もよい。It is essential that the flux in the present invention contains an amide compound represented by the formula (I). The amide compounds may be used alone or as a mixture of two or more. Further, the amide compound represented by the formula (I) and various conventionally known thixo agents may be mixed and used.
本発明におけるアミド化合物におけるアルキル基の炭
素数は7〜23であり、特に好ましくは11〜18である。炭
素数が7未満ではフロン洗浄性が低下し、23を超える炭
素数ではチクソ性が低下し化合物によってはフロン洗浄
性も低下する。The number of carbon atoms of the alkyl group in the amide compound in the present invention is 7 to 23, particularly preferably 11 to 18. If the number of carbon atoms is less than 7, the chlorofluorocarbon detergency is reduced, and if the number of carbon atoms is more than 23, the thixotropic property is reduced, and the chlorofluorocarbon detergency is also reduced depending on the compound.
本発明における式(I)で示されるアミド化合物にお
けるlは2または3であり、特に好ましくは2である。
lが4以上ではチクソ性が低下する。一方、lは1以下
ではフロン洗浄性が低下する。本発明における式(I)
で示されるアミド化合物におけるmは1〜3の整数であ
り、特に好ましくは1である。mが0ではフロン洗浄性
が低下し、またmが4以上ではチクソ性が低下する。本
発明における式(I)で示されるアミド化合物における
nは1または2で、特に好ましくは1である。nが0で
はフロン洗浄性が低下する。In the amide compound represented by the formula (I) in the present invention, l is 2 or 3, and particularly preferably 2.
When l is 4 or more, the thixotropic property decreases. On the other hand, if l is 1 or less, the cleaning property of Freon decreases. Formula (I) in the present invention
M in the amide compound represented by is an integer of 1 to 3, and particularly preferably 1. When m is 0, chlorofluorocarbon detergency deteriorates, and when m is 4 or more, thixotropy decreases. In the amide compound represented by the formula (I) in the present invention, n is 1 or 2, particularly preferably 1. When n is 0, the chlorofluorocarbon cleaning property is reduced.
本発明におけるアミド化合物の具体例をあげるとN−
ヒドロキシエチルカプリル酸アミド、N−ヒドロキシエ
チルペラルゴン酸アミド、N−ヒドロキシエチルカプリ
ン酸アミド、N−ヒドロキシエチルウンデシレン酸アミ
ド、N−ヒドロキシエチルラウリン酸アミド、N−ヒド
ロキシエチルミリスチン酸アミド、N−ヒドロキシエチ
ルパルミチン酸アミド、N−ヒドロキシエチルステアリ
ン酸アミド、N−ヒドロキシエチルベヘニン酸アミド、
N−ヒドロキシエチルリグノセリン酸アミド、N−ヒド
ロキシエチルオレイン酸アミド、N−ヒドロキシエチル
リシノール酸アミド、N、N−ジヒドロキシエチルパル
ミチン酸アミド、N−ヒドロキシイソプロピルパルミチ
ン酸アミド等がある。これらの中ではN−ヒドロキシエ
チルパルミチン酸アミドが特に好ましい。本発明におけ
るアミド化合物の含有率は特に限定されないが、フラッ
クスに対して4〜10重量%が特に好ましい。アミド化合
物の含有率が低いとチクソ性が不十分になることがあ
り、またアミド化合物の含有率が高いとフロン洗浄性が
やや低下することがある。Specific examples of the amide compound in the present invention include N-
Hydroxyethyl caprylic amide, N-hydroxyethyl pelargonamide, N-hydroxyethyl capric amide, N-hydroxyethyl undecylenamide, N-hydroxyethyl lauric amide, N-hydroxyethyl myristic amide, N-hydroxyethyl Palmitic acid amide, N-hydroxyethyl stearic acid amide, N-hydroxyethyl behenic acid amide,
N-hydroxyethyl lignoceric acid amide, N-hydroxyethyl oleic acid amide, N-hydroxyethyl ricinoleic acid amide, N, N-dihydroxyethyl palmitic acid amide, N-hydroxyisopropyl palmitic acid amide and the like. Among these, N-hydroxyethyl palmitamide is particularly preferred. The content of the amide compound in the present invention is not particularly limited, but is particularly preferably 4 to 10% by weight based on the flux. When the content of the amide compound is low, the thixotropic property may be insufficient, and when the content of the amide compound is high, the detergency of CFCs may slightly decrease.
本発明におけるはんだ粉末は特に限定されず、形状は
真球、不定形いずれでもよく、またはんだ粉末の径は一
般に使用されているものであればいずれでもよい。さら
にはんだ合金の組成についても特に限定されないが、Sn
−Pb系合金、Sn−Pb−Ag系合金などが好ましく使用でき
る。The solder powder in the present invention is not particularly limited, and the shape may be a true sphere or an irregular shape, or the diameter of the solder powder may be any commonly used one. Further, the composition of the solder alloy is also not particularly limited, but Sn
-Pb-based alloys, Sn-Pb-Ag-based alloys and the like can be preferably used.
本発明におけるフラックスの組成は、特定のアミド化
合物を用いること以外は特に限定されず、本発明のアミ
ド化合物の他に、ロジン、重合ロジン、不均化ロジン、
溶剤、活性剤などを配合して製造できる。The composition of the flux in the present invention is not particularly limited except for using a specific amide compound.In addition to the amide compound of the present invention, rosin, polymerized rosin, disproportionated rosin,
It can be produced by blending a solvent, an activator and the like.
本発明におけるフラックスに配合する溶剤も限定され
ず、従来公知のメチルカルビトール、ブチルカルビトー
ル、ベンジルアルコール、α−テルピネオールなどが好
ましく使用される。The solvent to be added to the flux in the present invention is not limited, and conventionally known methyl carbitol, butyl carbitol, benzyl alcohol, α-terpineol and the like are preferably used.
本発明におけるフラックスの活性剤も特に限定され
ず、従来公知のジエチルアミン、トリエチルアミン、ブ
チルアミン、ジブチルアミン、2−エチルヘキシルアミ
ン、シクロヘキシルアミンなどの塩酸塩または臭化水素
酸塩、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ダイマー
酸、リシノール酸などのカルボン酸類、モノクロル酢
酸、ジクロル酢酸、モノブロム酢酸、ジブロム酢酸、α
−クロルプロピオン酸、α−ブロムプロピオン酸、1、
2−ジブロムコハク酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、
p−トルエンスルホン酸またはそれらのアミン塩などが
好ましく使用できる。The activator of the flux in the present invention is not particularly limited. Carboxylic acids such as acid, dimer acid and ricinoleic acid, monochloroacetic acid, dichloroacetic acid, monobromoacetic acid, dibromoacetic acid, α
-Chloropropionic acid, α-bromopropionic acid, 1,
2-dibromosuccinic acid, dodecylbenzenesulfonic acid,
p-Toluenesulfonic acid or an amine salt thereof can be preferably used.
本発明におけるクリームはんだ中におけるフラックス
の含有率も特に限定されないが、7〜13重量%の範囲が
好ましい。The content of the flux in the cream solder in the present invention is not particularly limited, but is preferably in the range of 7 to 13% by weight.
(実施例) 次に実施例に基づいて本発明を例証する。(Examples) Next, the present invention will be illustrated based on examples.
実施例1 (1) フラックスの調整 重合ロジン55部、α−テルピネオール32部、ダイマー
酸5部、シクロヘキシルアミンHBr塩2部およびN−ヒ
ドロキシエチルパルミチン酸アミド6部を容器に仕込
み、加熱・溶解したのち、冷却した。Example 1 (1) Adjustment of Flux 55 parts of polymerized rosin, 32 parts of α-terpineol, 5 parts of dimer acid, 2 parts of cyclohexylamine HBr salt and 6 parts of N-hydroxyethyl palmitate amide were charged in a container, and heated and dissolved. After that, it was cooled.
(2)クリームはんだの調整 容器に250〜500メッシュのSn/Pb(63%/37%)はんだ
粉末90部および上述の調整したフラックス10部をとり撹
拌し、クリーム状物を得た。(2) Preparation of cream solder 90 parts of 250/500 mesh Sn / Pb (63% / 37%) solder powder and 10 parts of the above-prepared flux were placed in a container and stirred to obtain a cream.
(3) クリームはんだの評価 上述の(2)で得られたクリームはんだについて常法
にしたがってチクソトロピー性、フロン洗浄性(室温、
無撹拌で2分間浸漬)を評価した。チクソトロピー性は
良好であり、またフロン洗浄性についても白色残渣が認
められず、良好であった。また洗浄性テストはクロロセ
ンでも実施したが、非常に良好であった。(3) Evaluation of cream solder The thixotropic property and Freon cleaning property (room temperature,
(Immersion for 2 minutes without stirring) was evaluated. The thixotropy was good, and the fluorocarbon detergency was good with no white residue observed. Detergency tests were also performed on chlorocene and were very good.
実施例2 実施例1においてチクソ剤であるN−ヒドロキシエチ
ルパルミチン酸アミドを下記の化合物に変更した以外は
実施例1と同様にしてクリームはんだを調整し、評価し
た。評価結果を表1に示した。Example 2 A cream solder was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the thixotropic agent N-hydroxyethylpalmitic amide was changed to the following compound. Table 1 shows the evaluation results.
C15H31CONH(CH2CH2O)mH (m=0,2,3,4) なお各特性評価結果には次のような記号を用いてい
る。C 15 H 31 CONH (CH 2 CH 2 O) m H (m = 0,2,3,4) The following symbols are used for each characteristic evaluation result.
◎:非常に良好 ○:良好 △:使用可能 ×:不良 表1および実施例1からm値は1〜3が良いことがわ
かる。◎: Very good ○: Good △: Usable ×: Poor Table 1 and Example 1 show that the m value is preferably 1 to 3.
実施例3 実施例1と同様にしてチクソ剤を表2の化合物に変更
した以外は実施例1と同様にしてクリームはんだを調整
し、評価した。その結果を表2に示した。Example 3 A cream solder was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the thixotropic agent was changed to the compound shown in Table 2 in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.
表1および実施例1から明らかなように、アミド化合
物を構成するカルボン酸成分のアルキル基の炭素数が7
〜23の場合に良好なクリームはんだが得られる。しかし
本発明の範囲外である比較例の場合には、チクソトロ
ピー性とフロン洗浄性のいずれかが低下するため好まし
くない。 As is clear from Table 1 and Example 1, the carboxylic acid component constituting the amide compound has 7 carbon atoms in the alkyl group.
In the case of 得 23, a good cream solder is obtained. However, in the case of the comparative example which is out of the range of the present invention, either the thixotropic property or the chlorofluorocarbon detergency deteriorates, which is not preferable.
実施例4 実施例1においてチクソ剤を表3の化合物に変更した
以外は実施例1と同様にしてクリームはんだを調整し、
評価した。評価結果を表3に示した。なお比較例1は表
1比較例からの転載である。Example 4 A cream solder was prepared in the same manner as in Example 1 except that the thixotropic agent was changed to the compound shown in Table 3 in Example 1.
evaluated. Table 3 shows the evaluation results. Comparative Example 1 is a reprint from Table 1 Comparative Example.
表3および実施例1から明らかなように、本発明のチ
クソ剤は良好なクリームはんだを与えるものの、本発明
の範囲外である比較例の場合にはチクソトロピー性とフ
ロン洗浄性のいずれかが低下するため好ましくない。特
にチクソ剤として広く知られている従来公知の硬化ヒマ
シ油の場合にはフロン洗浄性が極めて不良である。 As is clear from Table 3 and Example 1, although the thixotropic agent of the present invention gives a good cream solder, in the case of the comparative example which is outside the scope of the present invention, either the thixotropic property or the detergency of Freon decreases. Is not preferred. Particularly, in the case of a conventionally known hardened castor oil widely known as a thixotropic agent, Freon detergency is extremely poor.
実施例5 実施例1においてチクソ剤の添加量を表4のように変
更した(チクソ剤変更により、α−テルピネオートの量
も変更し濃度補正した)以外は実施例1と同様にしてク
リームはんだを調整し、評価した。評価結果を表4に示
した。Example 5 A cream solder was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount of the thixotropic agent added in Example 1 was changed as shown in Table 4 (the amount of α-terpinete was also changed and the concentration was corrected by changing the thixotropic agent). Adjusted and evaluated. Table 4 shows the evaluation results.
表4から明らかなように本発明の場合はチクソトロピ
ー性、フロン洗浄性ともに良好である。 As is clear from Table 4, in the case of the present invention, both the thixotropic property and the chlorofluorocarbon cleaning property are good.
(発明の効果) 本発明によれば、従来公知の技術に比べてチクソトロ
ピー性が良好であり、かつはんだ付後フロンで洗浄した
際に洗浄性が非常に良好なクリームはんだを製造でき
る。(Effects of the Invention) According to the present invention, it is possible to produce a cream solder having good thixotropy as compared with conventionally known techniques, and having extremely good cleaning properties when washed with Freon after soldering.
Claims (5)
クスとを混和してなるクリームはんだにおいて、該フラ
ックス中に下記の一般式(I)で表されるアミド化合物
を含有することを特徴とするクリームはんだ。 RCO NH2-n〔(ClH2lO)mH〕n (I) ただし R:炭素数7〜23の飽和アルキル基 l:2または3 m:1〜3の整数 n:1または21. A cream solder obtained by mixing a powder solder and a liquid or paste-like flux, wherein the flux contains an amide compound represented by the following general formula (I): . RCO NH 2-n [(C l H 2l O) m H ] n (I) provided that R: saturated alkyl group having 7 to 23 carbon atoms l: 2 or 3 m: 1 to 3 integer n: 1 or 2
和アルキル基の炭素数が11〜18であることを特徴とする
請求項(1)記載のクリームはんだ。2. The cream solder according to claim 1, wherein in formula (I) according to claim (1), the saturated alkyl group has 11 to 18 carbon atoms.
が2であることを特徴とする請求項(1)記載のクリー
ムはんだ。3. In the formula (I) according to claim (1),
2. The cream solder according to claim 1, wherein is 2.
が1であることを特徴とする請求項(1)記載のクリー
ムはんだ。4. In the formula (I) according to claim (1), n
2. The cream solder according to claim 1, wherein the number is 1.
(I)で表されるアミド化合物の含有率が4〜10重量%
であることを特徴とする請求項(1)記載のクリームは
んだ。5. The flux according to claim 1, wherein the content of the amide compound represented by the formula (I) is 4 to 10% by weight.
The cream solder according to claim 1, wherein
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