JP3010606B2 - 防錆用保護組成物 - Google Patents

防錆用保護組成物

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JP3010606B2 JP4072415A JP7241592A JP3010606B2 JP 3010606 B2 JP3010606 B2 JP 3010606B2 JP 4072415 A JP4072415 A JP 4072415A JP 7241592 A JP7241592 A JP 7241592A JP 3010606 B2 JP3010606 B2 JP 3010606B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、プリント配線基板に
防錆用保護膜を形成するための防錆用保護組成物に関す
る。より詳しくは、半田の濡れ拡がり性に優れた防錆用
の有機保護膜を与える防錆用保護組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】プリント配線基板には、一般的に電子部
品を半田により接続するための接続銅箔ランド(部品ラ
ンド)が形成される。この場合、プリント配線基板表面
の部品ランドが錆びたり汚染されたりして半田付け不良
が生ずることを防止するために、プリント配線基板の最
終製造工程において部品ランド上に防錆用保護膜を形成
することが行われている。
【0003】このような防錆用保護膜としては、主に片
面プリント基板に用いられる有機皮膜と、主にスルーホ
ール付きプリント基板に用いられる半田コート皮膜とが
ある。この有機皮膜は、ロジン系樹脂等の熱可塑性樹脂
と酸化防止剤とを有機溶媒に溶解した組成物を、プリン
ト配線基板の表面にロールコーターで塗布、乾燥すると
いう所謂プリフラックス処理することにより形成されて
いる。ここで有機溶媒としては、例えばイソプロピルア
ルコール(bp=89.2℃)と酢酸エチル(bp=7
7.6℃)との混合溶媒、モノアルキル置換ベンゼン、
例えばトルエン(bp=111.1℃)と酢酸エチルと
の混合溶媒、或いはトルエンとイソプロピルアルコール
との混合溶媒等が使用されている。また、半田コート皮
膜は、プリント配線基板を溶融半田にディッピングし、
余分の半田をエアーで吹き飛ばすことにより形成されて
いる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年の
プリント配線基板の高密度実装の進展に伴い、小型多ピ
ン化IC(QFP、VQFP)や小型チップ部品(16
08サイズ、1005サイズ)が採用されるようにな
り、また、半田リフロー処理の回数や半田リフローと半
田ディッピングとの複合処理の回数が増加するようにな
り、従来の防錆用保護膜では以下に述べるような半田付
け不良が多発するという問題があった。
【0005】即ち、半田リフロー処理に対応させるべく
クリーム半田を使用する場合において、半田ディッピン
グにより部品ランド上に半田コート皮膜を形成すると、
その膜厚は部品ランドの大小により不均一になる。部品
ランドが大きい場合は膜がうすく、その上にクリーム
半田を印刷し、半田リフロー処理に付すとその半田の濡
れ拡がり性は低下したものとなる。一方、部品ランドが
小さい場合は、膜が厚くなり、狭小ピッチの小型多ピ
ン化ICランドにおいては、半田ブリッジ不良が多発す
る。したがって半田コート皮膜を防錆用保護膜として利
用することに限界が生じるという問題があった。
【0006】また、プリフラックス処理によりプリント
配線基板上に有機皮膜を形成する場合には、半田コート
皮膜に比べて防錆皮膜厚がうすいため半田ブリッジ不良
の発生を低減させることはできるが、半田リフロー時の
熱により劣化するので、その結果、半田の濡れ拡がり性
が低下し、部品ランドと電子部品との接続強度が低下す
るという問題があった。加えて、有機皮膜の形成に使用
するトルエンや酢酸エチルなどの有機溶媒が比較的低沸
点であるために、その皮膜形成時の作業温度においては
溶媒の蒸気圧が高くなり、人体に対する毒性や可燃性等
の作業安全性に問題をきたしていた。
【0007】この発明はこのような従来技術の課題を解
決しようとするものであり、半田濡れ拡がり性に優れ、
しかも高い作業安全性をもって形成できる有機皮膜を形
成するための防錆用保護組成物を提供することを目的と
する。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明者は、熱可塑性
樹脂と酸化防止剤とを有機溶媒に溶解して製造する防錆
用保護組成物において有機溶媒として、特定の芳香族炭
化水素と脂肪酸エステルとの混合溶媒を使用することに
より上述の目的が達成できることを見出しこの発明を完
成させるに至った。
【0009】即ち、この発明は、有機皮膜形成成分、酸
化防止剤及び有機溶媒を含んでなる防錆用保護組成物に
おいて有機溶媒として少なくとも2つのアルキル基を有
する芳香族炭化水素と脂肪酸エステルとを含有すること
を特徴とする防錆用保護組成物を提供する。
【0010】この発明において、少なくとも2つのアル
キル基を有する芳香族炭化水素と脂肪酸エステルは、熱
可塑性樹脂などの有機皮膜形成成分や酸化防止剤を溶解
して塗布しやすくするための希釈剤として防錆用保護組
成物に加えられている。
【0011】この少なくとも2つのアルキル基を有する
芳香族炭化水素としては、コストや沸点の点からベンゼ
ン系単環芳香族炭化水素が好ましく、また、少なくとも
2つのアルキル基は同じでも異なっていてもよい。アル
キル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基など
の低級アルキル基が好ましい。このような少なくとも2
つのアルキル基を有する芳香族炭化水素の具体例として
は、従来使用されていたトルエン(bp=111.1
℃)に比べ高沸点のo−キシレン(bp=143.6
℃)、p−キシレン(bp=138.6℃)、m−キシ
レン(bp=139.1℃)、メシチレン(bp=16
4.6℃)、p−エチルトルエン(bp=165.2
℃)、pーシメン(bp=177.25℃)などが挙げ
られる。中でも、キシレン、特にm−キシレンが好まし
い。
【0012】この発明において使用する脂肪酸エステル
としては、酢酸、プロピオン酸等の低級脂肪酸のメタノ
ール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどの低
級アルコールエステルが使用できる、中でも酢酸エステ
ル、特に、従来使用されていた酢酸エチル(bp=7
7.6℃)よりも高沸点の酢酸ブチルが好ましく使用で
きる。
【0013】この発明において、少なくとも2つのアル
キル基を有する芳香族炭化水素と脂肪酸エステルとの重
量比は、使用する熱可塑性樹脂等により異なるが、芳香
族炭化水素と脂肪酸エステルとの合計量に対して、前者
が20〜60重量%、好ましくは40〜60重量%、後
者が80〜40重量%、好ましくは60〜40重量%で
ある。少なくとも2つのアルキル基を有する芳香族炭化
水素の割合が60重量%を超えると、熱可塑性樹脂と酸
化防止剤とが溶解しにくくなり好ましくない。また、2
0重量%を下回ると十分な半田濡れ拡がり性が達成でき
ないので好ましくない。
【0014】なお、このような少なくとも2つのアルキ
ル基を有する芳香族炭化水素と脂肪酸エステルとからな
る混合溶媒は従来の有機溶媒に比べて高沸点であるた
め、作業時における蒸気圧が従来に比べて低く作業安全
性の点から好ましいものとなっている。
【0015】この発明の防錆用保護組成物においては、
上述した少なくとも2つのアルキル基を有する芳香族炭
化水素と脂肪酸エステルとからなる混合溶媒の他に、従
来の防錆用保護組成物と同様に、有機皮膜形成成分とし
ての熱可塑性樹脂、及びそれが酸化劣化することを防止
するための酸化防止剤を含有する。
【0016】熱可塑性樹脂としては、従来からこのよう
な防錆用保護組成物において使用されている熱劣化の少
ない熱可塑性樹脂を用いることができ、例えば、石油樹
脂、テルペン系化合物、ロジンエステル系樹脂、ロジン
誘導体等を用いることができる。また、酸化防止剤も従
来から使用されているものを用いることができ、例え
ば、ヒンダードフェノール系化合物、ヒドラジン系化合
物等を用いることができる。
【0017】この発明の防錆用保護組成物の上述した各
成分の配合割合は、使用する各成分の種類等により異な
るが、熱可塑性樹脂が5〜40重量%,好ましくは10
〜30重量%,酸化防止剤が0.05〜40重量%、好
ましくは5〜10重量%、及び少なくとも2つのアルキ
ル基を有する芳香族炭化水素と脂肪酸エステルとの混合
溶剤が残部、即ち20〜94.95重量%、好ましくは
60〜85重量%である。
【0018】この発明の防錆用保護組成物は、上述の各
成分を常法により混合撹拌することにより製造できる。
【0019】次に、この発明の防錆用保護組成物により
プリント配線基板に防錆用保護膜を形成する方法を、図
3のプリント配線基板の最終表面処理工程図を参照しな
がら説明する。
【0020】先ず、銅箔の配線パターンが形成されたプ
リント基板上の配線パターンの接続部を除く全面に、ソ
ルダーレジスト膜を常法に従い形成し、更にシンボル印
刷を施した後に外形プレス加工(工程(I))を行って
所定の大きさのプリント配線基板を製造する。
【0021】得られたプリント配線基板に対して、硫酸
と過酸化水素との混合液等の処理液に浸漬することによ
り配線パターンの部品ランド表面の酸化物を除去するソ
フトエッチング(工程(II))を行う。
【0022】次に、プリント配線基板を、例えば有機酸
とアミン類との混合液等に浸漬して配線パターンの部品
ランド上に防錆膜を形成する(工程(III))。
【0023】最後に、この発明の防錆用保護組成物中に
プリント配線基板を浸漬するか、或いはプリント配線基
板にこの発明の防錆用保護組成物を噴霧するかロールコ
ーターにより塗布、乾燥することにより、防錆膜上に防
錆用保護膜を形成(工程(IV))して半田実装するだ
けとなったプリント配線基板を得る。
【0024】このようにして得られたプリント配線基板
に電子部品を実装する場合には、常法に従って防錆用保
護膜が形成された配線パターンの部品ランド上にクリー
ム半田を印刷し、その上に電子部品を搭載した後に、リ
フロー炉を通過させて加熱しクリーム半田を溶融させて
半田付けを行えばよい。
【0025】
【作用】この発明の防錆用保護組成物は、少なくとも2
つのアルキル基を有する芳香族炭化水素と脂肪酸エステ
ルとからなる混合溶媒を使用するので、防錆用保護膜を
形成し、その上でクリーム半田をリフローさせた場合に
半田の濡れ拡がり性が向上する。また、この混合溶媒は
従来の有機溶媒に比べて高沸点であるので、防錆用保護
膜形成時の作業安全性も向上する。
【0026】
【実施例】以下、この発明の防錆用保護組成物を実施例
に基づいて具体的に説明する。
【0027】実施例1 熱可塑性樹脂としてロジン系樹脂(商品名YSポリスタ
ー、安原油脂社製)を20重量部、酸化防止剤としてヒ
ンダードフェノール系化合物(商品名イオノックス、シ
ェル化学製)を10重量部及び希釈剤として表1に示す
配合(重量比)の混合溶剤70重量部を室温で混合撹拌
することにより均一に溶解させて防錆用保護組成物を得
た。
【0028】この防錆用保護組成物の半田濡れ拡がり性
を以下に述べるように評価した。
【0029】100×100×0.8(mm)の表面積
の銅板に、防錆用保護組成物をロールコーターにより乾
燥厚で約1μmになるように塗布し、防錆用保護膜を形
成した。
【0030】この防錆用保護膜上に、それぞれ2×3
(mm)の開口部をもつ半田用スクリーン(版深170
μ)によりクリーム半田を印刷した。印刷後に、最高温
度230℃で5分間リフローを行い、クリーム半田を溶
融させた。この溶融した半田の拡がり面積を測定し、次
式により半田濡れ広がり性Eを求めた。その結果を表1
に示す。
【0031】 E=(拡がった半田面積)/(スクリーン開口面積) なお、拡がった半田の面積はX方向、Y方向を測定し乗
算することにより求めた。スクリーン開口面積は6mm
であった。
【0032】実施例2〜8、比較例1〜4 表1に示す配合の溶媒を使用する以外は実施例1と同様
にして防錆用保護組成物を製造し、更に半田濡れ拡がり
性Eを評価した。その結果を表1に示す。
【0033】
【表1】 希釈剤の成分配合(重量比) 実施例1 o−キシレン:酢酸ブチル=50:50 3.8 2 p−キシレン:酢酸ブチル=50:50 3.8 3 エチルトルエン:酢酸ブチル=50:50 3.7 4 メシチレン:酢酸ブチル=50:50 3.7 5 m−キシレン:酢酸ブチル=20:80 3.7 6 m−キシレン:酢酸ブチル=40:60 4.0 7 m−キシレン:酢酸ブチル=50:50 4.0 8 m−キシレン:酢酸ブチル=60:40 4.0 比較例1 イソプロパノール:酢酸ブチル=50:50 3.2 2 トルエン:イソプロパノール=50:50 3.0 3 トルエン::酢酸ブチル=50:50 3.4 4 酢酸ブチルのみ 3.0 表1の結果から明らかなように、この発明の防錆用保護
組成物の半田濡れ拡がり性Eは3.7〜4.0であるの
に対し、従来の組成物(比較例1〜3)の半田濡れ拡が
り性Eは3.0〜3.4であり、8.8〜33.3%向
上させることができた。この点を視覚的により明確にす
るために、実施例1〜4、7(少なくとも2つのアルキ
ル基を有する芳香族炭化水素と脂肪酸エステルとを重量
比1:1で用いた例)と比較例1〜3(従来の防錆用保
護組成物を用いた例)とを棒グラフで比較する(図
1)。図1から、この発明の防錆用保護組成物は従来の
ものに比べて半田濡れ拡がり性が優れていることが明確
である。
【0034】図2に、少なくとも2つのアルキル基を有
する芳香族炭化水素と脂肪酸エステルとの配合割合の臨
界的意義を示すために実施例5〜8と比較例4とを棒グ
ラフで比較する。同図から明らかなように、少なくとも
2つのアルキル基を有する芳香族炭化水素と脂肪酸エス
テルとの好ましい配合割合は,両者の和に対して前者が
20〜60重量%であり、後者が40〜80重量%であ
る。
【0035】なお、このような濡れ拡がり性E値の増加
(最小増加分で0.3、即ち比率で8.8%の増加)
は、電子部品をプリント配線基板に実装する場合に、半
田付性を向上させ半田付不良率を低下させることができ
る。
【0036】
【発明の効果】この発明の防錆用保護組成物でプリント
配線基板に防錆用保護膜を形成すると、クリーム半田の
リフロー時の濡れ拡がり性を改善することができ、しか
も、作業安全性も高いものにできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、この発明の防錆用保護組成物と従来の
防錆用保護組成物との半田濡れ拡がり性の評価結果を示
す棒グラフである。
【図2】図2は、この発明の防錆用保護組成物の希釈剤
成分間の好ましい混合割合を示す棒グラフである。
【図3】図3は、この発明の防錆用保護組成物でプリン
ト配線基板に防錆用保護膜を形成する場合のプリント配
線基板の最終表面処理工程図である。
【符号の説明】
I 外形プレス加工工程 II ソフトエッチング工程 III 防錆処理工程 IV 保護膜形成工程

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 有機皮膜形成成分、酸化防止剤及び有機
    溶媒を含んでなる防錆用保護組成物において、有機溶媒
    として少なくとも2つのアルキル基を有する芳香族炭化
    水素と脂肪酸エステルとを含有することを特徴とする防
    錆用保護組成物。
  2. 【請求項2】 少なくとも2つのアルキル基を有する芳
    香族炭化水素と脂肪酸エステルとの合計量に対して、芳
    香族炭化水素の配合量が20〜60重量%であり、脂肪
    酸エステルの配合量が80〜40重量%である請求項1
    記載の防錆用保護組成物。
  3. 【請求項3】 芳香族炭化水素がキシレンである請求項
    1記載の防錆用保護組成物。
  4. 【請求項4】 脂肪酸エステルが酢酸エステルである請
    求項1記載の防錆用保護組成物。
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