JP3135339B2 - クリームはんだ用フラックス - Google Patents

クリームはんだ用フラックス

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JP3135339B2
JP3135339B2 JP04036462A JP3646292A JP3135339B2 JP 3135339 B2 JP3135339 B2 JP 3135339B2 JP 04036462 A JP04036462 A JP 04036462A JP 3646292 A JP3646292 A JP 3646292A JP 3135339 B2 JP3135339 B2 JP 3135339B2
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充男 中村
健一 河合
靖久 田中
栄治 浅田
雄彦 成田
広光 小島
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Taiho Kogyo Co Ltd
Toyota Motor Corp
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、スクリーン印刷、ディ
スペンサ塗布、ピン転写などにより基板上に供給される
クリームはんだなどに使用されるフラックスに関する。
【0002】
【従来の技術】従来スクリーン印刷などで基板上に塗布
されて使用されるクリームはんだは、通常75〜92重
量%のはんだ粉末に8〜25重量%のフラックスが混合
されてクリーム状に形成されている。このクリームはん
だに使用されるフラックスは、たとえば、ロジンなど
と、有機溶剤と、はんだ粉末とフラックスとの分離を抑
制のための粘性剤およびはんだ付け性向上のための活性
剤とが混合された粘稠な液体である。ところで、はんだ
粉末がSn−Pb,Sn−Pb−Agの組成の場合に
は、ロジンとその誘導体(たとえば、水素添加ロジンと
重合ロジン)とでフラックスの粘度を安定化させ、印刷
性良好なクリームはんだとすることができる。しかしク
リームはんだの特別な用途としてはんだ粉末にインジウ
ム(In)が添加された場合においては、インジウムが
クリームはんだのフラックス中に溶出して、クリーム状
を保持するのが困難であるという問題があった。この現
象は、インジウムがロジンと錯体を生成するために発生
すると思われる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の事情に
鑑みてなされたもので、はんだ粉末にインジウムを含む
場合のクリームはんだにおいて、フラックスの粘度が安
定し印刷特性にも優れたクリームはんだ用フラックスを
提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明のクリームはんだ
用フラックスは、インジウムを含有する粉末はんだと、
ロジン、溶剤、活性剤、粘性剤とかなるフラックスとを
混和して形成されるクリームはんだのフラックスであっ
て、ポリエチレングリコールが該フラックスの重量の
0.3〜7重量%含まれることを特徴とする。
【0005】このクリームはんだは、インジウムを含む
はんだ粉末とフラックスとの混合物で形成されている。
フラックスはロジン、溶剤、活性剤、粘性剤などで構成
されている。ロジンは、主としてロジンおよびその誘導
体が一般的に用いられ、特に従来のクリームはんだでは
水素添加ロジンと重合ロジンとの混合比率を調整するこ
とによりフラックスの粘度を安定化させている。
【0006】ところが、はんだ粉末にインジウム(I
n)を配合したクリームはんだでは、上記のロジンの配
合組成の調整だけでクリームはんだの粘度を安定化する
には限界があり、その印刷性が低下しやすい。このため
フラックス中に含まれる従来の粘性剤の他に、ポリエチ
レングリコールを特定量配合することによりインジウム
を含むはんだ粉末であっても、従来のインジウムを含ま
ない場合と同様に粘度の安定したクリームはんだを形成
することができる。
【0007】フラックスに配合されるポリエチレングリ
コールとしては、分子量が1000以上の比較的重合度
の高いワックス状のものを使用するのが粘度の安定性を
維持するために好ましい。ポリエチレングリコールの配
合量は、フラックスの量を100重量%としたとき0.
3〜7重量%の範囲で使用される。ポリエチレングリコ
ールの配合量が7重量%を超えるとクリームはんだが印
刷時にだれを起こしやすくなり好ましくない。またその
配合量が0.3重量%未満であるとクリームはんだの粘
度を安定化する効果が得られず好ましくない。
【0008】溶剤はロジン、活性剤、粘性剤およびはん
だ粉末との混合物をクリーム状にするもので溶解性の高
いジエチレングリコールモノアルキルエーテル、ジエチ
レングリコールジアルキルエーテル、エチレングリコー
ルモノアルキルエーテル、エチレングリコールジアルキ
ルエーテルなどの通称カルビトールと呼ばれる溶剤が用
いられる。粘性剤はフラックスをはんだに混合して全体
をクリーム状にして保持するもので粘性が高く、フラッ
クスにチキソ性を付与してはんだのだれなどを防ぐ働き
をするものである。たとえば、硬化ひまし油、カスター
ワックスなどが利用される。
【0009】活性剤は、はんだが塗布される塗布面を活
性化する作用を有するもので、通常の公知の活性剤が利
用でき、たとえば、アミン類のハロゲン酸塩が使用され
る。この組成のフラックスを使用することで、クリーム
の粘度が安定し印刷特性の優れたインジウムを含むクリ
ームはんだが形成できる。
【0010】
【作用】本発明のクリームはんだ用フラックスには、ポ
リエチレングリコールが特定量配合されている。このた
めインジウムを含むはんだ粉末であっても、従来のフラ
ックス組成と類似の配合であっても、クリームはんだは
粘度を安定に保持し印刷性も良好にすることができる。
すなわち、フラックス中のロジンがインジウムと錯体を
生成して粘度を変化させるのを、配合されているポリエ
チレングリコールが抑制ないしは調整するので所定の粘
度が維持できる。
【0011】さらに、ポリエチレングリコールの配合に
より、クリームはんだの印刷特性も向上させることがで
きる。
【0012】
【実施例】以下実施例により具体的に説明する。 (実施例)No.1はフラックスの組成を水素添加ロジ
ン36重量部、重合ロジン18重量部、ブチルカルビト
ール(ジエチレングリコールモノブチルエーテル)28
重量部、フタル酸ジオクチル6重量部、ジフェニルグア
ニジン・HBr2.1重量部、セバシン酸5重量部、硬
化ヒマシ油2.5重量部、ポリエチレングリコール1.
4重量部を混合して作製した。以下、No.1〜10の
フラックスの組成割合を第1表に示す。
【0013】No.2はフラックスの組成を水素添加ロ
ジン36重量部、重合ロジン17重量部、ポリエチレン
グリコール2.4重量部とした他はNo.1と同じ組成
でフラックスを作製した。No.3はフラックスの組成
を重合ロジン18.9重量部、ポリエチレングリコール
0.5重量部とした他はNo.1と同じ組成割合でフラ
ックスを作製した。
【0014】No.4はフラックスの組成を水素添加ロ
ジン35重量部、重合ロジン18.4重量部、ブチルカ
ルビトール26重量部、フタル酸ジオクチル4重量部、
ポリエチレングリコール7.0重量部とした他はNo.
1と同じ組成でフラックスを作製した。 No.5はフ
ラックスの組成を水素添加ロジン37重量部、重合ロジ
ン13.9重量部、硬化ひまし油5.0重量部、ポリエ
チレングリコール5.0重量部とした他はNo.4と同
じ組成でフラックスを作製した。
【0015】No.6はフラックスの組成を水素添加ロ
ジン38.5重量部、重合ロジン15.4重量部、フタ
ル酸ジオクチル6重量部、硬化ひまし油2.5重量部、
ポリエチレングリコール2.5重量部とした他はNo.
4と同じ組成でフラックスを作製した。No.7はフラ
ックスの組成を水素添加ロジン39.5重量部、重合ロ
ジン16.4重量部、ポリエチレングリコール0.5重
量部とした他はNo.4と同じ組成でフラックスを作製
した。
【0016】No.8はフラックスの組成を水素添加ロ
ジン46重量部、重合ロジン8.9重量部、ポリエチレ
ングリコール1.5重量部とした他はNo.4と同じ組
成でフラックスを作製した。No.9はフラックスの組
成を水素添加ロジン45.5重量部、重合ロジン9.4
重量部、ポリエチレングリコール2.5重量部とした他
はNo.4と同じ組成でフラックスを作製した。
【0017】No.10はフラックスの組成を水素添加
ロジン47.5重量部、重合ロジン9.9重量部、硬化
ヒマシ油5.0重量部、ポリエチレングリコール0.5
重量部とした他はNo.4と同じ組成でフラックスを作
製した。No.11はフラックスの組成を水素添加ロジ
ン45.7重量部、重合ロジン9.9重量部、硬化ヒマ
シ油5.0重量部、ポリエチレングリコール0.3重量
部とした他はNo.4と同じ組成でフラックスを作製し
た。以下No.11〜14の組成割合を表2に示す。
【0018】No.12はフラックスの組成を水素添加
ロジン46.6重量部、重合ロジン9.5重量部、ポリ
エチレングリコール0.3重量部とした他はNo.3と
同じ組成でフラックスを作製した。No.13はフラッ
クスの組成を水素添加ロジン39.0重量部、重合ロジ
ン15.9重量部、ポリエチレングリコール1.5重量
部とした他はNo.3と同じ組成でフラックスを作製し
た。
【0019】No.14はフラックスの組成を水素添加
ロジン39.1重量部、重合ロジン12.3重量部、硬
化ヒマシ油5.0重量部、ポリエチレングリコール2.
5重量部とした他はNo.3と同じ組成でフラックスを
作製した。 (比較例)No.20はフラックスの組成を水素添加ロ
ジン36.5重量部、重合ロジン7.4重量部、硬化ヒ
マシ油5.0重量部、ポリエチレングリコール10重量
部とした他はNo.3と同じ組成でフラックスを作製し
た。以下、No.20〜24の組成割合を表2に示す。
【0020】No.21はフラックスの組成を水素添加
ロジン37.8重量部、重合ロジン18.6重量部、ポ
リエチレングリコールを配合しない他はNo.3と同じ
組成でフラックスを作製した。No.22はフラックス
の組成を水素添加ロジン32.9重量部、重合ロジン1
1.0重量部、硬化ヒマシ油5.0重量部、ポリエチレ
ングリコール10重量部とした他はNo.3と同じ組成
でフラックスを作製した。
【0021】No.23はフラックスの組成を水素添加
ロジン33.0重量部、重合ロジン10.9重量部、ポ
リエチレングリコールを0重量部とした他はNo.3と
同じ組成でフラックスを作製した。No.24はフラッ
クスの組成を水素添加ロジン40.4重量部、重合ロジ
ン13.5重量部、硬化ヒマシ油5.0重量部、ポリエ
チレングリコールを0重量部とした他はNo.3と同じ
組成でフラックスを作製した。
【0022】このフラックスにはんだ粉末(Sn−Pb
−In:63−35−2)を90重量%になるように配
合して均一に混合してクリームはんだを形成して粘度安
定性を評価した。図1はNo.14とNo.24のフラ
ックスで形成したクリームはんだを室温に放置し、直
後、1、2、3日経過後のフラックス中へのInの溶出
量を調べた結果のグラフである。ポリエチレングリコー
ルを含まないNo.24の場合は1日後で0.20重量
%以上の多量のInが溶出したが、ポリエチレングリコ
ールを2.5重量%含む本実施例のNo.14では少な
くとも2日間はInの溶出が抑制でき3日後でも約0.
20重量%弱の析出量である。このためこのフラックス
を使用したクリームはんだではInの析出による粘度の
変化が抑制できる。
【0023】図2にはNo.14の配合のフラックスか
ら形成したクリームはんだの粘度の経時変化を示すグラ
フで30分経過後でも粘度はほぼ一定であり安定して使
用することができる。図3は比較例No.24でポリエ
チレングリコールを含まないのでクリームはんだの粘度
が一定せず同じ経過時間で粘度が上昇して降下しており
不安定であることを示している。したがって、ポリエチ
レングリコールの配合により粘度の安定したクリームは
んだが形成できることを示している。
【0024】また図4には表1及び表2の配合のフラッ
クス中のポリエチレングリコールの量が0.3〜7重量
%のものを選びそのフラックスの粘度を調べた結果のグ
ラフである。このグラフはほぼ直線状であり、本発明の
範囲内ではポリエチレングリコールの添加量にかかわら
ずフラックスの粘度はほぼ一定である。
【0025】
【表1】
【0026】
【表2】
【0027】表1および表2には、上記の各フラックス
で形成したクリームはんだの印刷特性および粘度安定性
を調べた結果を示した。 印刷性 かすれ試験:パターン1は1.5×5mmの矩形を間隔を
0.2mmから0.1mmづつ広げて1.2mmまでの12列
で5行の形状であり、パターン2は3.0×5mmの矩形
を間隔を0.2mmから0.1mmづつ広げて1.2mmまで
の12列で5行の形状である。このパターンを用いて基
板上にクリームはんだをスクリーン印刷して、そのパタ
ーンの矩形上のはんだの塗布残存面積の度合いからかす
れの状態を見視判定した。判定基準5;パターン1、パ
ターン2のかすれ率が全て0%の場合。判定基準4;パ
ターン1、パターン2の中でかすれ率20%以上のもの
がある場合。判定基準3;パターン1、パターン2の中
でかすれ率20%以上のものが、縦5列中に1列ある場
合。判定基準2;パターン1、パターン2の中でかすれ
率20%以上のものが、縦5列中に2〜5列ある場合。
判定基準5;パターン1、パターン2の中でかすれ率が
50%以上のものがある場合。なお表では、判定基準5
の場合を○とし、判定基準3〜4を△、判定基準1〜2
を×とした。
【0028】だれ試験:かすれ試験のパターン2を用い
てスクリーン印刷されたテスト基板を、室温で約1時間
放置する。パターン2のランドピッチ間0.3mmのと
ころで、クリームはんだがピッチ間を塞いでいるかを見
視判定した。判定基準5;縦5列全て良い場合。判定基
準4;縦5列のうち1ケ所ある場合。判定基準3;縦5
列のうち2ケ所ある場合。判定基準2;縦5列のうち3
〜4ケ所ある場合。判定基準1;縦5列のうち全て塞い
でいる場合。なお表では、判定基準5の場合を○とし、
判定基準3〜4を△、判定基準1〜2を×とした。
【0029】版残り試験:印刷時に目視判定。判定基準
5;メタルマスクのスキージ面にクリームはんだが残ら
ない場合。判定基準4;メタルマスクのスキージ面にク
リームはんだが少量残った場合。判定基準3;印刷速度
を変えて、クリームはんだが残らない場合。判定基準
2;印刷速度、スキージ角度を変えて、クリームはんだ
が残らない場合。判定基準1;印刷速度、スキージ角度
を変えても、クリームはんだが残る場合。なお表では、
判定基準5の場合を○とし、判定基準3〜4を△、判定
基準1〜2を×とした。
【0030】ローリング性:スキージの移動とともにク
リームはんだが内側にスムーズに回転していく場合を
○、クリームはんだの回転にムラのある場合を△、回転
しない場合を×とした。粘度安定性:測定開始から30
分以内に粘度の変化が20万cps以内のものをOKと
する。
【0031】実施例のNo.1〜14はいずれも粘度安
定性に優れ、印刷性も良好である。一方、比較例のポリ
エチレングリコールを配合されていないNo.21、2
3、24は粘度安定性が良くない。またポリエチレング
リコールが10重量%と規定より多く配合されたNo.
20、22は印刷特性のだれ性が実施例に比べて低下し
ている。さらにポリエチレングリコールが配合されてい
ない場合には、ローリング性が充分ではない。くわえて
No.23、24はかすれが多少みられた。したがっ
て、本実施例のポリエチレングリコールを配合したフラ
ックスを使用することによりInを含むクリームはんだ
であっても粘度を安定化し、印刷特性も向上させること
ができる。
【0032】
【発明の効果】本発明のクリームはんだ用フラックスに
は、ポリエチレングリコールが特定量配合されている。
このためクリームはんだは、Inを含んでいても従来の
フラックスと異なりInの溶出を抑制されるとともに、
Inが溶出した場合でも粘度安定作用がある為、クリー
ムはんだの所定の粘度を保持することができる。また、
ポリエチレングリコールの配合によりクリームはんだの
印刷特性も向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この図はクリームはんだのInの溶出量を調べ
たグラフである。
【図2】この図は実施例No.14のクリームはんだの
粘度の経時変化を調べたグラフである。
【図3】この図は比較例No.24のクリームはんだの
粘度の経時変化を調べたグラフである。
【図4】この図はフラックスに含まれるポリエチレング
リコールの量とフラックスの粘度との関係を調べたグラ
フである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河合 健一 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 田中 靖久 愛知県豊田市緑ケ丘3丁目65番地 大豊 工業株式会社内 (72)発明者 浅田 栄治 愛知県豊田市緑ケ丘3丁目65番地 大豊 工業株式会社内 (72)発明者 成田 雄彦 名古屋市緑区鳴海町字長田75番地 ソル ダーコート株式会社内 (72)発明者 小島 広光 名古屋市緑区鳴海町字長田75番地 ソル ダーコート株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23K 35/363 B23K 35/22 - 35/26

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 インジウムを含有する粉末はんだと、ロ
    ジン、溶剤、活性剤、粘性剤とかなるフラックスとを混
    和して形成されるクリームはんだ用フラックスであっ
    て、ポリエチレングリコールが該フラックス中に0.3
    〜7重量%含まれることを特徴とするクリームはんだ用
    フラックス。
JP04036462A 1992-02-24 1992-02-24 クリームはんだ用フラックス Expired - Lifetime JP3135339B2 (ja)

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