JP3056239B2 - ハンダフラックス除去液 - Google Patents

ハンダフラックス除去液

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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ハンダ付け工程において、ハンダや基板の
表面に残存するフラックスを、ハンダや基板を劣化、損
傷させることなく効率よく除去し、ハンダの性能を永続
的に保持させることが出来るハンダフラックス除去液に
関する。
〔従来の技術〕
従来、集積回路やプリント基板の製造、各種電子部品
の実装工程には、ハンダ付け作業が頻繁に行なわれてい
る。
上記ハンダ付け作業においては、ハンダが冷却固化し
た後、ハンダ表面等に付着残存するフラックスが、付着
部分を腐食、劣化させるため、これを除去しなければな
らない。
電子部品やプリント配線基板等に付着しているフラッ
クスを除去するには、これらを常温または加温されたフ
ラックス除去液中に所定時間浸漬し、フラックスを溶解
させた後引上げ乾燥させる。
上記フラックス除去液(以下除去液という)として
は、価格が比較的安く、不燃性で取扱いが容易なことが
望まれ通常塩素系溶剤、フロン系溶剤が使用されてい
る。
一般にハンダ用フラックスとして使用される成分とし
ては、例えば正燐酸、塩酸、弗酸、塩化亜鉛、塩化アン
モン等の無機酸及びそれ等の塩類、ステアリン酸、乳
酸、オレイン酸、グルタミン酸等の有機酸、塩酸アニリ
ン、セチルピリジニウムプロマイド等の有機ハロゲン
類、尿素、エチレンジアミン等のアミドまたはアミン
類、ロジン、活性ロジン等の松、杉などの針葉樹の樹脂
を水蒸気蒸留等により抽出した成分などがあげられ、こ
れらを種々組合わせて使用されている。
特に上記フラックス成分が有機系、或いは樹脂系の場
合には、その主成分が有機酸、有機塩基、或いはそれら
の誘導体であるため、ハンダ付けが終了した後、フラッ
クスを洗浄除去する除去液として、トリクロロエチレ
ン、1,1,1−トリクロロエタン、テトラクロロエチレ
ン、塩化メチレン等の塩素系の除去液が多く用いられ
る。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、塩素系の除去液は溶解力が優れている
ため、フラックス成分の組成に、ほぼ関係なく使用でき
るが、フラックスが除去される被洗浄物の下地基盤の材
質がガラス−エポキシ樹脂、紙−フェノール樹脂のよう
に合成樹脂を主成分とした複合材料である場合には、下
地基板が侵食されることがあるため、除去液の加温によ
る迅速なフラックスの除去や、長時間の浸漬等の過酷な
条件を避けなければならない不都合がある。
またフロン系除去液は、塩素系除去液に比べて、フラ
ックスの除去力は、低いが合成樹脂が主成分とする複合
材料を侵食する懸念はない。しかし除去力が小さいた
め、特定のフラックスを除去するのにしか使用出来ず、
その汎用性は塩素系除去液に比べて低い。
さらに、塩素系除去液およびフロン系除去液に共通し
た欠点として、環境に対する問題がある。両者はいずれ
も蒸気圧が高く、被洗浄物の乾燥性に優れているが、使
用中に多量の除去液が空中にガスとなって放散され、塩
素系除去液は、作業員の健康を損ない、フロン系除去液
は極めて安定で大気中を上昇しオゾン層を破壊する。
そのため、塩素系除去液やフロン系除去液を使用する
場合には、大気中への放散を防止するための装置を設備
することが推奨されており、特にフロン系溶剤において
は、その使用を全面的に禁止する方向での検討が世界各
国で行なわれている。
また、塩素系除去剤の代替品としては、柑橘類の表皮
より抽出したd−リモネンを主成分とした水溶液が提案
されているが、これは火気に対する危険性は少ないもの
の、使用後の廃水処理に膨大な設備が必要となり、従来
の廃水設備の簡単な改造では処理出来ないため、塩素系
除去液の代替として使用することは困難である。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、フラ
ックス成分に対する除去力が塩素系除去液と同等、或い
はそれ以上で、ハンダ金属を腐食せず、かつ下地基板が
合成樹脂を主成分とした複合材料であっても侵食するこ
となく、さらに従来の廃水設備がほぼそのまま使用出来
るフラックス除去液を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
上記の目的を達成するため、本発明のフラックス除去
液は、 炭素数がいずれも9個のトリメチルベンゼン、メチル
エチルベンゼン、プロピルベンゼンの中から選ばれた少
なくとも1種が20wt%以上含有された引火点40℃以上の
芳香族炭化水素類25〜95wt%と、 プロピレングリコール誘導体が75〜5wt%とからな
る。
上記プロピレングリコール誘導体を一般式で示すと、 R1O−〔CH2−CH(CH3)−O〕−R2 …(1) 但し、式中R1,R2は水素またはアルキル基、nは1〜3
の整数、或は R3O(CH2−CH2−CH2−O)′R4 ……(2) 但し、式中R3,R4は、水素またはアルキル基、n′は1
〜3の整数、 となる。
本発明で用いられる引火点40℃以上の芳香族炭化水素
は、上述の3種の炭素数9の芳香族炭化水素のいずれか
一種以上が20wt%以上含有する、沸点が150〜200℃の範
囲の石油留分である。
ここで、上記トリメチルベンゼンとしては、1,2,3−
トリメチルベンゼン,1,3,5−トリメチルベンゼンが挙げ
られ、上記メチルエチルベンゼンとしては、1−メチル
−2−エチルベンゼン,1−メチル−3−エチルベンゼ
ン,1−メチル−4−エチルベンゼンが挙げられ、プロピ
ルベンゼンとしてはノルマルプロピルベンゼン,イソプ
ロピルベンゼンが挙げられる。
この石油留分は、LPG、ナフサ等をクラッキングして
エチレン、プロピレン等を生産する際に分解ガソリンと
して産出される。したがって、原油の産油国、或いはク
ラッキングの条件が変るとCの数が9個の芳香族炭化水
素の組成は変動するが、これらの含有量が20wt%以上で
あればフラックスの除去性能に差はない。
上記本発明の除去液に使用される芳香族炭化水素に
は、上記成分の他に通常微量のベンゼン、トルエン、エ
チルベンゼン、オルトキシレン、メタキシレン、パラキ
シレン等と、Cの数が10個の芳香族炭化水素、例えばイ
ソブチルベンゼン、sec−ブチルベンゼン、1−メチル
−2−イソプロピルベンゼン、1−メチル−3−イソプ
ロピルベンゼン、1−メチル−4−イソプロピルベンゼ
ン、1,3−ジエチルベンゼン、1,4−ジエチルベンゼン、
1−メチル−2−n−プロピルベンゼン、1−メチル−
3−n−プロピルベンゼン、1−メチル−4−n−プロ
ピルベンゼン、1,2−ジメチル−3−エチルベンゼン、
1,2−ジメチル−4−エチルベンゼン、1,3−ジメチル−
2−エチルベンゼン、1,3−ジメチル−4−エチルベン
ゼン、1,3−ジメチル−5−エチルベンゼン、1,4−ジメ
チル−2−エチルベンゼン、1,2,3,4−テトラメチルベ
ンゼン、1,2,3,5−テトラメチルベンゼン、1,2,4,5−テ
トラメチルベンゼン、メチルインダン等が80wt%以下の
割合で含有される(以下これを芳香族炭化水素類、或い
は分解ガソリンという)。
これらの上記芳香族炭化水素はそれぞれ市販品として
容易に入手でき、必要な場合には原料成分として使用で
きるが電子工業用など、ダストや微量の金属の含有量が
問題となる用途では、市販品を精製して使用するのが望
ましい。
上記芳香族炭化水素類(分解ガソリン)中に含まれる
ベンゼン、トルエン、キシレン等の含有量は1wt%以
下、特に0.5wt%以下が好ましい。これらの混入割合が1
wt%を越えると、混合物の引火点が下がり、使用時に発
生する静電気による火災発生の危険性が増大する。
またCの数が10個と芳香族炭化水素の含有量は80wt%
以下であることが必要である。80wt%を越えると、フラ
ックス中の有機カルボン酸などの有機成分の溶解性が低
下し、1,1,1−トリクロロエタン程度のフラックス除去
能力を示さなくなる。
本発明に使用されるプロピレングリコール誘導体は、
プロピレンオキサイドと、メタノール、エタノール等の
アルコールとを反応させることによって容易に得られ
る。
上記プロピレングリコール誘導体としては、引火点が
75℃のジプロピレングリコールモノメチルエーテル類を
主成分としたものが最もよい。プロピレングリコールモ
ノメチルエーテルは引火点34℃で、これが多量に混入す
ると、引火点が低下し静電気の発生等による引火の危険
性が増大する。
多価アルコール誘導体としてはエチレングリコール誘
導体もあり、上記説明中プロピレングリコールをエチレ
ングリコールと読みかえればプロピレングリコール誘導
体と同様、フラックス除去性能のよい除去液が得られ
る。しかし、これは人体に対する催寄性の毒性があると
言われており、溶剤使用者の安全確保の面から、これの
使用は好ましくない。
本発明の除去液は、上記芳香族炭化水素類とプロピレ
ン誘導体とを混合したもので、上記芳香族炭化水素類
は、フラックス中に含まれるステアリン酸、アビエチン
酸、シルビック酸、ピマール酸、L−ベルメリリック
酸、ロジンオイルの有機酸や松脂、合成樹脂成分の溶解
に有効である。
また、プロピレングリコール誘導体は、有機アミン塩
等の塩類の溶解に有効である。
除去液中の芳香族炭化水素類の割合が25wt%未満で
は、有機酸や樹脂成分の溶解力が減少する。またプロピ
レングリコール誘導体の量が5wt%未満では、アミン塩
アミド等の除去力が減少する。
したがって、芳香族炭化水素類が25wt%未満プロピレ
ングリコール誘導体が5wt%未満では、フラックス除去
性能の持続性が低下し、除去液の交換頻度が高くなる。
本発明の除去液によるフラックス除去方法は、ハンダ
付けしたフラックスの被除去物を、除去液に浸漬する方
法、除去液をスプレー等で噴霧する方法、除去液を浸し
たブラシ等で擦る方法、等、いずれの方法でもよい。ま
たフラックス除去された被除去物の乾燥方法としては、
熱風による乾燥、メタノール、エタノール、イソプロピ
ルアルコール等の低沸点溶剤に浸漬した後、窒素ガス、
空気などを吹付ける方法、上記イソプロピルアルコール
等の蒸気雰囲気下にさらす蒸気乾燥方法等従来の方法が
いずれも使用できる。
本発明の除去液は、表面張力が小さく、細い隙間のフ
ラックスを除去できまた蒸気圧が低く、大気放散も少な
い。また、1,1,1,−トリクロロエタン等塩素系のものと
同等の性能を示し、引火点も比較的高いので、塩素系溶
剤に用いていた装置の改造、例えば静電気発生防止のた
めのアースの設置等により、従来の生産性の維持、性能
面の確保を可能とする。
しかも、芳香族炭化水素は分解ガソリンであるから、
フラックス除去に使用した後の廃液は、ボイラー等の燃
料として有用に活性出来るので、廃液処理についても、
特別な装置改造の必要はなく、塩素系除去剤の代替品と
して使用できる。
〔実施例〕
次に実施例を示して本発明を具体的に説明する。
実施例1〜4、比較例1〜4 芳香族炭化水素として市販分解ガソリン、プロピレン
グリコール誘導体としてジプロピレングリコールモノメ
チルエーテルを種々な割合で混合した除去液を用い、 松脂または松脂にアニリン塩酸塩が10wt%となるよう
に添加したフラックスサンプルを用い、それぞれ0.75g
を150℃で減圧乾燥した後冷却し、10mlの上記除去液中
に入れ、室温で24時間放置した後の状態を観察した。結
果を第1表に示す。
但し表中 ○:完全に溶解して透明な液体。
△:少し沈澱物あり。
×:沈澱物あり。
を示す。
実施例5〜9、比較例5〜8 ハンダフラックス12〜15wt%にハンダ微粒子を混合し
た市販の各種ソルダークリームを用い、市販の分解ガソ
リンとジプロピレングリコールモノメチルエーテルとを
種々な割合で混合した除去液によって、フラックスの除
去性能を比較した。
比較は、30mm×60mmの銅版に300mgのソルダークリー
ムを25mm×40mmの広さに塗布し、それらを、用いられる
ハンダの溶融温度で約15分間加熱してテストピースとし
た。これらテストピースを、それぞれ室温、100mlの除
去液に1.5分間浸漬した後、テストピースを取出し、熱
風乾燥し、残ったフラックスの状態を25倍の双眼顕微鏡
を用いて観察した。
実験に用いた各種ソルダークリームを第2表に、これ
らソルダークリームを用いた場合の、残存ハンダフラッ
クスの観察結果を第3表に示す。なお、第3表には参考
例として1,1,1−トリクロロエタンを除去液とした場合
の結果を併記した。
但し表中 ○:フラックス成分は完全に除去。
△:フラックス成分の残存が僅かに認められる。
×:フラックス成分は殆んど除去されず、除去液にも
若干濁りが生じた。
を示す。
第3表から明らかなように、本発明に係る除去液は、
従来広く使用されている1,1,1−トリクロロエタンと比
べて損色のない除去性能を有していることがわかる。
実施例10 各種ソルダークリームを用いて実施例5〜9と同様に
してテストピースをつくり、サンプル除去液(イ)とし
て、分解ガソリン:ジプロピレングリコールモノメチル
エーテルの重量比が70:30を用い、対照除去液(ロ)と
して、1,1,1−トリクロロエタンを用いた。
上記各種ソルダークリームを塗布し、それぞれのハン
ダを加熱融解した場合のフラックスの揮散量、およびこ
れをサンプル除去液(イ)に浸漬した場合の1〜5分の
間におけるフラックスの除去量、および対照除去液
(ロ)に、5分間浸漬した場合のフラックス除去量を第
1図に示す。但し、除去量はソルダークリームを100%
として示してある。
第1図より明らかなように、3分以上浸漬することに
よって1,1,1−トリクロロエタンと同等の除去能力を示
す。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明のフラックス除去法は、
塩素系除去液と同等の除去性能を有し、しかも、人の健
康に対する影響は少なく、従来の装置を僅かの改造によ
って使用することが出来、使用後の廃液は、燃料として
使用でき、また一般に市販されている分解ガソリン、お
よびプロピレングリコール誘導体を混合すればよいので
容易に入手出来る等の利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は、1,1,1−トリクロロエタンと、発明に係る除
去液の一例との除去性能を比較した実施例10の結果を示
す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI //(C11D 7/60 7:24 7:26) (72)発明者 園田 信夫 福岡県福岡市西区今宿東1丁目1番1号 三菱電機株式会社福岡製作所内 (72)発明者 志渡沢 辰也 福岡県福岡市西区今宿東1丁目1番1号 三菱電機株式会社福岡製作所内 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23K 1/00 C11D 7/24 C11D 7/26 C11D 7/50 C11D 7/60

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】炭素数がいずれも9個であるトリメチルベ
    ンゼン,メチルエチルベンゼン,プロピルベンゼンの中
    から選ばれた少なくとも1種が20wt%以上含有された引
    火点40℃以上の芳香族炭化水素類25〜95wt%と、 下記一般式(1)または(2)で表わされるプロピレン
    グリコール誘導体75〜5wt%とからなることを特徴とす
    るハンダフラックス除去液。 R1O−〔CH2−CH(CH3)−O〕−R2 …(1) (但し、式中R1,R2は水素またアルキル基、nは1〜3
    の整数である。) R3O(CH2−CH2−CH2−O)′R4 ……(2) (但し、式中R3,R4は、水素またはアルキル基、n′は
    1〜3の整数である。)
  2. 【請求項2】上記プロピレングリコール誘導体が、ジプ
    ロピレングリコールモノメチルエーテル類を主成分とし
    て構成されたものであること特徴とする特許請求の範囲
    第1項記載のハンダフラックス除去液。
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