JP3390822B2 - 回路基板はんだ付け用フラックス及び回路基板 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特に、寒暖の差の大き
い過酷な環境下においても高信頼性を長期に亘って要求
される電子機器に用いられる電子部品搭載回路基板にお
いて、回路基板に電子部品をはんだ付け実装する際に用
いるフラックス及びそのフラックス膜を有する回路基板
に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子機器には電子部品を搭載した回路基
板が一つの機能を有する回路を構成する部品として用い
られているが、その回路基板として例えば銅張積層基板
に回路配線のパターンを形成したプリント回路基板に電
子部品としてコンデンサや抵抗体等を搭載するには、そ
の回路配線パターンの銅箔ランド、すなわちはんだ付け
ランドにこれら部品をはんだ付けして接続、固定してい
る。このようにプリント回路基板に電子部品をはんだ付
けするには、プリント回路基板の所定の箇所に両端に電
極を有する、いわゆるチップ型電子部品をはんだ付けす
るはんだ付けランドを設け、各はんだ付けランドにソル
ダペーストを塗布し、チップ型電子部品をその両端の電
極がはんだ付けランドに位置するように仮留めし、つい
で加熱し、ソルダペースト膜のはんだ粉末を溶融しては
んだ付けする、いわゆるリフローはんだ付け方法や、電
子部品の両端の電極あるいはリードとはんだ付けランド
あるいはスルーホールに噴流する溶融はんだを供給して
はんだ付けを行う噴流式はんだ付け方法が行われてお
り、最近ではリフローはんだ付け方法を用いることが表
面実装の小型化の利点があることから多くなっている。
その小型化としては、近年、プリント回路基板における
表面実装は、電子部品を小型化してその実装密度を高め
る、いわゆる高密度化の方向にあり、微小で軽量な例え
ば１００５チップ（縦１ｍｍ、横０．５ｍｍ）が多数使
用されている。

【０００３】リフローはんだ付け方法、噴流はんだ付け
方法をいずれのはんだ付け方法を用いる場合でも、連続
的に搬送されるプリント回路基板に電子部品を自動的に
供給し、その電極あるいはリードをはんだ付けランドあ
るいはスルーホールにはんだ付けする自動はんだ付けが
行われているが、通常はその前工程でフラックスをはん
だ付けランドあるいはスルーホールに塗布する。これ
は、はんだ付けランドあるいはスルーホールの銅箔部分
に直かに噴流溶融はんだやリフロー溶融はんだを接触さ
せると、銅箔表面は酸化されていたり、はんだ付け時に
これらの溶融はんだにより２００〜３００℃に加熱され
るのでさらに酸化が促進されることにより、その溶融は
んだの濡れ性が悪くなり、はんだ付け後のはんだ付け強
度が不足することを防止するためであり、このフラック
ス膜を形成した後上記のはんだ付けを行うと、溶融はん
だの熱による銅箔の酸化が防止され、銅箔表面の酸化物
は還元されて清浄な銅箔面に電子部品をはんだ付けする
ことができ、はんだ付け不良による不良品の発生を抑制
できる。このようなフラックスとしては、ロジンあるい
はロジン変性樹脂をベースとし、これに少量のアミン塩
酸塩のようなアミンハロゲン塩や有機酸類等の活性剤、
さらにその他目的に応じて、例えばはんだ付けランドに
つや消し効果をもたらすつや消し剤や発泡性を良くした
りする発泡剤等の各種添加剤を加えたものをエチルアル
コール、イソプロピルアルコール等のアルコールを主成
分とする溶媒に溶解させたものが一般的には用いられて
いる。このフラックスが自動はんだ付け装置で用いられ
るときは、その装置内に設けられたフラクサーに収容さ
れて、発泡式、噴流式あるいはスプレー式等の塗布手段
により塗布される。一般にロジンやロジン変性樹脂のロ
ジン類は、電気絶縁性や耐湿性に優れ、高温ではんだ付
けする場合でもはんだ付けランドの酸化を防止し、しか
も溶融はんだの熱により溶融して銅箔面に溶融はんだが
接触することを可能にする、いわゆるはんだ付け性能が
良く、古くからはんだ付け用フラックスとして用いられ
てきた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ロジン
類は硬くて脆い性質があるため、その膜は、−３０℃
と、＋８０℃に繰り返し曝らす温度サイクル試験を行な
う場合のように、寒暖の激しい環境下におかれると、ミ
クロン単位の亀裂を生じる微小な割れである、いわゆる
マイクロクラックが多数生じるという問題がある。さら
にマイクロクラックが進行し、大きなクラックを発生し
たり、フラックスの残さであるフラックス膜の剥離を引
き起こすことにもなる。このようにマイクロクラックが
多数生じると、そのクラックを通して水分がプリント回
路基板の回路部分に浸透し、回路を短絡させたり、その
回路の金属を腐食したりする。特に、電子部品の小型化
と、プリント回路基板に対するその高密度実装化によ
り、回路配線の密度が高くなっており、はんだ付けラン
ドのピッチも狭くなっている、いわゆる狭ピッチ（０．
３ｍｍより大きくない）のプリント回路基板においては
その問題が生じ易い。そのため、砂漠のように４０℃以
上にもなる環境や零下の温度になる寒冷地の環境にも適
用できるように設計されている例えば自動車に搭載され
る電子機器に用いられるプリント回路基板では、上述し
たようにはんだ付けを行った後、フラックス膜を洗浄液
（水、有機溶剤、界面活性剤等からなる）で洗浄し、コ
ンフォーマルコーティング（プリント回路基板、電子部
品の防湿絶縁保護コーティング）を施す等の処理を行っ
ている。ところが、このような洗浄を行なうと、フロン
あるいはその他の有機溶剤を多量に使用することにな
り、地球環境保護の点から問題があるのみならず、その
洗浄工程を設けることによる生産コストの増大につなが
るという問題もあり、その洗浄を行わず、プリント回路
基板に残留させた状態でも上記のような温度サイクロル
試験に合格できるようなフラックスの開発が望まれてい
る。

【０００５】本発明の第１の目的は、寒暖の差の大きい
環境下においてもフラックス膜にマイクロクラックを生
じない回路基板はんだ付け用フラックス及び回路基板を
提供することにある。本発明の第２の目的は、無洗浄型
のフラックス膜が得られる回路基板はんだ付け用フラッ
クス及び回路基板を提供することにある。本発明の第３
の目的は、寒暖の差の大きい環境下においても、特に狭
ピッチのプリント回路基板の回路の短絡や腐食を生じさ
せないような回路基板はんだ付け用フラックス及び回路
基板を提供することにある。本発明の第４の目的は、従
来のロジン類を含有する特に無洗浄型フラックス、従来
の回路基板とほぼ同様に製造、使用できる回路基板はん
だ付け用フラックス及び回路基板を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、（１）、樹脂成分と、溶剤成分を少なく
とも含有する回路基板に電子部品をはんだ付けする際に
用いるフラックスにおいて、樹脂成分は酸価を有する樹
脂を含有し、溶剤成分は沸点が１５０℃より低くない高
沸点溶剤を含有し、かつ該フラックス膜のガラス転移温
度が７０℃より高くないプリント回路基板はんだ付け用
フラックスを提供するものである。 また、本発明は、
（２）、酸価を有する樹脂はアクリル系樹脂及びスチレ
ン−水溶性不飽和二塩基酸系共重合体の少なくとも１種
であって、酸価が３５より少なくなく、分子量が２万よ
り大きくない樹脂である請求項１記載のプリント回路基
板はんだ付け用フラックス、（３）、高沸点溶剤が（メ
タ）アクリル酸エステル、フタル酸エステル、トリメリ
ット酸エステル、ピロメリット酸エステル、脂肪族一塩
基酸エステル及び脂肪族二塩基酸エステルからなる群か
ら選ばれた少なくとも１種である上記（１）又は（２）
のプリント回路基板はんだ付け用フラックス、（４）、
上記（１）ないし（３）のいずれかの回路基板はんだ付
け用フラックスの塗布膜を有する電子部品実装前又は電
子部品実装後の回路基板を提供するものである。

【０００７】次に本発明を詳細に説明する。本発明にお
いては、フラックス中にアクリル系樹脂及びスチレン−
水溶性不飽和二塩基酸系共重合体樹脂の少なくとも１
種、すなわちいずれか一方又は両方を含有するが、アク
リル系樹脂とは、いわゆるアクリル系モノマーを重合成
分に有するポリマーからなる樹脂である。アクリル系モ
ノマーとしては、酸性基を有する例えばアクリル酸、メ
タクリル酸、エステル基を有するアクリル酸エステル、
メタクリル酸エステル等が挙げられ、これらのアクリル
系モノマーのみを用いたポリマーからなる樹脂でも良い
が、その他のビニル系モノマーを共重合させたものでも
良い。スチレン−水溶性不飽和二塩基酸系共重合体樹脂
としては、スチレン等のスチレン系モノマーと、マレイ
ン酸、フマル酸、イタコン酸等の水溶性不飽和二塩基酸
系モノマーを共重合成分に有する共重合体樹脂が挙げら
れる。本発明におてい使用されるアクリル系樹脂、スチ
レン−水溶性不飽和二塩基酸系共重合体樹脂としては、
フラックス中の樹脂の量、そのフラックスの粘度、皮膜
強度、造膜性、フラックス膜としての酸素の遮断性、さ
らにはそのフラックス膜に対する溶融はんだの拡がり性
（濡れ性）等を適度にする点で、分子量が２万より大き
くない（２万以下）（ＧＰＣ法（Ｇｅｌ ｐｅｒｍｅａ
ｔｉｏｎ ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ法（ゲルパミ
エーションクロマトグラフ法））ことが好ましい。ま
た、本発明のアクリル系樹脂及びスチレン−水溶性不飽
和二塩基酸系共重合体樹脂の少なくとも１種を含有する
フラックス膜のガラス転移温度は、寒暖の差の激しい雰
囲気におかれることによる衝撃である、いわゆる冷熱衝
撃にも耐えることができるフラックス膜を得る点で重要
であり、７０℃（ＤＳＣ（示差熱量計）による測定、以
下同様）より高くない、すなわち７０℃以下が好まし
い。そのためには後述する高沸点溶剤、活性剤その他の
添加剤の内、特に高沸点溶剤の存在が大きいが、これら
樹脂そのもののガラス転移温度を調整しても良い。この
アクリル系樹脂、スチレン−水溶性不飽和二塩基酸系共
重合体樹脂の重合方法、その重合度の調整による分子量
の調整も既に知られている方法が適用でき、さらにガラ
ス転移点は例えばエステル系モノマーのエステルのアル
コールの鎖の長さ、そのエステル系モノマーの重合比等
により調整することができ、これも既に知られている方
法を用いることにより容易に得られる。例えばアクリル
酸の単独重合体のガラス転移温度は１０６℃、エチルア
クリレートの単独重合体のガラス転移温度は−２２℃、
ブチルアクリレートの単独重合体のガラス転移温度は−
５５℃であるから、これらやその他のガラス転移温度を
有するモノマーの共重合によりアクリル系樹脂のガラス
転移温度を調整できる。

【０００８】また、本発明において用いられるアクリル
系樹脂、スチレン−水溶性不飽和二塩基酸系共重合体樹
脂としては、アルコール等の極性溶剤に溶解できるもの
が従来のロジン類を用いたフラックスと同様に製造、使
用し易い点から好ましい。上記（１）の発明の「アクリ
ル系樹脂」、「スチレン−水溶性不飽和二塩基酸系共重
合体樹脂」は、「アルコール系溶媒に溶解性を有するア
クリル系樹脂」、「アルコール系溶媒に溶解性を有する
スチレン−水溶性不飽和二塩基酸系共重合体樹脂」とす
ることもできる。このような溶解性を得易くするため
に、酸価は３５より小さくないことが好ましい。この場
合、水を混合することもでき、その際アンモニアやその
他の揮発性アミン類等の塩基性剤を加えても良く、この
ような場合を含めて、「アルコール系溶媒に溶解性」を
「極性溶媒に溶解性」とし、極性溶媒とは水、水と有機
溶剤の混合液及びこれらの少なくとも１種に塩基性剤を
含有させた混合液からなる群の少なくとも１種からなる
水性溶媒、及びアルコール系溶媒の少なくとも１種とし
ても良い。水性溶媒を使用すると、フラックス製造時、
使用時における火災の危険が少なく、溶媒放出に伴なう
大気汚染の公害の問題も少なくできる。

【０００９】このようなアクリル系樹脂、スチレン−水
溶性不飽和二塩基酸系共重合体樹脂を含有するフラック
スは、そのフラックス膜のはんだ付け温度近辺での樹脂
の流動性がロジン系フラックスの樹脂膜より悪くなり易
く、そのため噴流はんだ付け時にツララ、ブリッジ、は
んだ不濡れ部分等が発生し易く、はんだ仕上がり特性が
悪くなり易く、また、はんだ付け時にはんだボール付着
が多くなり易い。これを改善するために、沸点が１５０
℃より低くない（１５０℃以上）高沸点溶剤を用いる
と、これが可塑剤の機能を果たす。したがって、「沸点
が１５０℃より低くない（１５０℃以上）高沸点溶剤」
を「可塑剤」、「沸点が１５０℃より低くない（１５０
℃以上）可塑剤」とすることもできる。この高沸点溶剤
（可塑剤）としては、アクリル酸−２−エチルヘキシ
ル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸イソアミ
ル、アクリル酸−ｎ−オクチル、アクリル酸イソオクチ
ル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸イソミリスチル、
アクリル酸セチル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸
イソステアリル、メタクリル酸−ｎ−ブチル、メタクリ
ル酸イソブチル、メタクリル酸−ｔ−ブチル、メタクリ
ル酸−２−エチルヘキシル、メタクリル酸オクチル、メ
タクリル酸イソデシル、メタクリル酸ラウリル、メタク
リル酸トリデシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリ
ル酸シクロヘキシル、メタクリル酸−２−ヒドロキシエ
チル、メタクリル酸−２−ヒドロキシプロピル、メタク
リル酸−２−ヒドロキシブチルなどの（メタ）アクリル
酸エステル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フ
タル酸ジブチル、フタル酸ジヘプチル、フタル酸ジ−ｎ
−オクチル、フタル酸ジ−２−エチルヘキシル、フタル
酸ジイソノニル、フタル酸オクチルデシル、フタル酸ジ
イソデシル、フタル酸ジトリデシル、フタル酸ブチルベ
ンジルなどのフタル酸エステル、トリメリット酸トリス
−２−エチルヘキシル、トリメリット酸トリス−ｎ−オ
クチル、トリメリット酸トリスイソノニルなどのトリメ
リット酸エステル、ピロメリット酸テトラ−２−エチル
ヘキシルのピロメリット酸エステル、アジピン酸ジブチ
ル、アジピン酸ジ−ｎ−ヘキシル、アジピン酸ジ−２−
エチルヘキシル、アゼライン酸ジ−２−エチルヘキシ
ル、セバシン酸ジブチル、セバシン酸ジ−２−エチルヘ
キシルなどの脂肪族二塩基酸エステルが挙げられる。こ
れらは１種又は２種以上混合して用いられる。

【００１０】本発明において、アクリル系樹脂及びスチ
レン−水溶性不飽和二塩基酸系共重合体樹脂の少なくと
も１種のフラックス中における含有量は、２〜３０重量
％が好ましく、また、上記高沸点溶剤のフラックス中に
おける含有量は０．１〜１５重量％が好ましい。このよ
うにすると、従来のフラックスのロジン類と同様の機
能、すなわち上述したはんだ付け性能を有することが容
易になり、その範囲外のものよりは優れるのみならず、
従来のロジン類を３〜５０重量％含有するフラックスの
その各含有量レベルに対応した性能のフラックスを得る
際に、その含有量を減らすことができ、残留するフラッ
クス膜である、いわゆる残さについてその量を少なくす
る、低残さ化を行うことができる。このように低残さ化
を行なうと、狭ピッチのプリント回路基板では特に、そ
の他の場合は勿論フラックス膜として残留しても回路の
短絡を防止し易く、回路間の絶縁膜の絶縁抵抗を低下さ
せ難く、はんだ付けランドの金属の腐食を防止し易い。
このようにロジン類のフラックスに比べて樹脂の含有量
を減らすことができるのは、その膜を柔軟にすることが
でき、造膜性が良いとともにその膜が強靱であるからで
あると考えられる。本発明に用いられるアクリル系樹脂
及びスチレン−水溶性不飽和二塩基酸系共重合体樹脂の
少なくとも１種には、上記したマイクロクラックが生じ
ない範囲でロジン系樹脂を併用することができる。ロジ
ン系樹脂とはロジン、その強化ロジン等の誘導体が挙げ
られ、これらは併用することもできるが、具体的には例
えばガムロジン、ウッドロジン、重合ロジン、フェノー
ル変性ロジンやこれらの誘導体が挙げられる。そのロジ
ン系樹脂の含有量は、アクリル系樹脂及びスチレン−水
溶性不飽和二塩基酸系共重合体樹脂の少なくとも１種に
対して５０重量％より多くないことが好ましい。これよ
り多いと、上記したマイクロクラックが生じ易い。

【００１１】本発明においては、活性剤を含有しても良
く、その活性剤としては、有機アミンのハロゲン化水素
塩等のアミン塩（無機酸塩や有機酸塩）、有機酸類、有
機アミン類が挙げられる。具体的にはジフェニルグアニ
ジン臭化水素酸塩、シクロヘキシルアミン臭化水素酸
塩、ジエチルアミン塩酸塩、コハク酸、アジピン酸、セ
バチン酸、トリエタノールアミン、モノエタノールアミ
ン等が挙げられ、これらはフラックス中０．１〜２重量
％が上記した残さによる腐食性を抑制し、絶縁抵抗を損
なわない点から、さらにははんだ付け性、はんだボール
を生じないようにする点から好ましいが、０．１〜５重
量％でも良い。また、本発明において用いられる溶剤成
分は上記の高沸点溶剤のほか有機溶媒としては、アルコ
ール系、アルコールエーテル系、エステル系、ケトン
系、芳香族系溶媒の少なくとも１種が用いられる。具体
的にはアルコール系溶媒としては、例えばメチルアルコ
ール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ
−プロビルアルコール、ノルマルブタノール、イソブタ
ノール、ベンジルアルコール等が挙げられ、アルコール
エーテル系溶媒としては、例えばエチルセロソルブ、ブ
チルカルビトール、ブチルセロソルブ、エチルカルビト
ール、ブチルカルビトールアセテート、ブチルセロソル
ブアセテート、その他ベンジルアセテート、メチルイソ
ブチルケトン、シクロヘキサノン、イソホロン、αテル
ピネオール、テレビン油、トルエン、ｏ−キシレン、ｍ
−キシレン、ｐ−キシレン、テトラリン、デカリン等が
挙げられる。

【００１２】本発明のフラックスには、上記「従来の技
術」で述べたつや消し剤、発泡剤のほかに、フッ素、シ
リコン、アルコール系消泡剤を０．１〜１０重量％、カ
オリン、エアロジール（日本エアロジール社製）、有機
ベントナイト、硬化ヒマシ油等のチクソ剤（揺変剤）を
１〜１０重量％適宜加えても良く、また、その他の添加
剤を適宜加えてもよい。本発明のフラックスを製造する
には、上記のアクリル系樹脂及びスチレン−水溶性不飽
和二塩基酸系共重合体樹脂の少なくとも１種、活性剤、
溶剤等を攪拌混合する。このようにして得られたフラッ
クスは、不揮発分２〜４０重量％、粘度は２．５〜７．
０ｃｐｓ（センチポイズ）であることが好ましい。この
ようにして得られたフラックスは、上記「従来の技術」
で述べたようにフラクサーに収容されてプリント回路基
板に塗布しても良いが、ロールコーティング、浸漬法、
その他の従来使用されている方法が用いられるが、その
プリント回路基板は銅張積層板をエッチング工程を経て
得られた回路パターンのはんだ付けランドを残してソル
ダーレジスト膜で覆って回路間を絶縁したものであり
（狭ピッチのはんだ付けランドにははんだメッキをし
た、いわゆるプリコートしたものもある）、フラックス
はその金属面が露出しているはんだ付けランド及びソル
ダーレジスト膜上に塗布、乾燥され、ついでメタルマス
クを用いた印刷によりはんだペーストがフラックス膜の
形成されたはんだ付けランドに塗布され、その粘着力で
電子部品を保持する等により電子部品を仮留めし、エア
ーリフロー（２３０〜２４０℃）等によりリフローはん
だ付けが行われる。また、噴流はんだ付け方法を用いる
ときは、電子部品を接着剤により仮留めしたプリント回
路基板にフラックスを塗布、乾燥した後、噴流する溶融
はんだに浸漬してはんだ付けを行なう。その際、フラッ
クスははんだ付けランドを被覆し、その金属面を保護し
てはんだ付け温度にまで加熱してもその金属面の酸化を
防止し、その金属面表面の酸化物は活性剤により還元
し、純粋な金属面とするとともに、その溶融はんだの温
度により軟化あるいは溶融して溶融はんだにより押し退
けられ、溶融はんだを金属面に接触させることができ
る。このようにして電子部品をはんだ付け後のプリント
回路基板が得られるが、フラックス膜を洗浄しない場合
でも、アクリル系樹脂及びスチレン−水溶性不飽和二塩
基酸系共重合体樹脂の少なくとも１種は可塑剤を含有さ
せると、ロジン類に比べてその膜は強靱であり、その強
靱さの程度も分子量を変えて設計することができ、その
選択幅を大きくできるので、寒暖の差が大きい場合でも
マイクロクラックの発生を防止できる。また、はんだ付
け後のフラックス残さ膜はベトツキが少ないという利点
もある。

【００１３】本発明のフラックスは、このようにプリン
ト回路基板に塗布され、電子部品をはんだ付けした後も
洗浄することなく、電子部品を搭載した回路基板に被覆
されたままにされ、本発明はこのようなフラックス膜付
の電子部品搭載後の回路基板を提供する。また、本発明
のフラックスは、銅張り積層板をエッチング処理して回
路配線パターンを形成した後、あるいはさらにそのパタ
ーン表面の銅酸化物を除くソフトエッチング処理を行っ
た後、そのパターンを形成したプリント回路基板に塗布
し、そのパターンをはんだ付け作業まで酸化から保護す
る保護膜としても用いることができ、このような保護膜
付プリント回路基板も本発明は提供する。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を以下の
実施例で説明する。

【００１５】

【実施例】次に本発明の実施例を説明する。本発明のフ
ラックスは、通常のフラックスのようにして使用され、
プリント回路基板にフラックス膜が形成される。以下に
そのフラックス及びフラックス膜を形成した回路基板の
実施例を示す。

【００１６】実施例１ まず、実施例用のアクリル樹脂を次の組成により公知の
方法により製造した。 アクリル酸 １３重量部 メタクリル酸−ｎ−オクチルエステル（メタクリル酸エステル）５０重量部 アクリル酸イソプロピルエステル（アクリル酸エステル） ３７重量部 得られたコポリマーのアクリル樹脂の分子量（ＧＰＣ
法）は１００００、酸価は１００である。次に、２リッ
トルの容器にイソプロピルアルコールを８９９ｇ入れ、
これに下記配合により、上記（１）で得られたアクリル
樹脂を加えて攪拌し、活性剤としてジエチルアミン塩酸
塩、コハク酸を加え、均一になるように撹拌した後完成
させる。 上記で得られたアクリル樹脂（固形分） １５重量％ フタル酸ジ−２−エチルヘキシル ５重量％ （沸点３８６℃） ジエチルアミン塩酸塩 ０．１重量％ コハク酸 ０．５重量％ イソプロピルアルコール ７９．４重量％ 合計 １００．０重量％ このようにして得られたフラックスについて次のような
試験を行った。なお、上記アクリル樹脂の特性値、フラ
ックスの組成は表１にまとめて示す。表中、フラックス
膜のガラス転移温度はフラックスの塗布膜を８０℃、２
分間乾燥させたフラックス膜についてのＤＳＣ（示差熱
量計）による測定値である。

【００１７】（ａ）冷熱衝撃試験 ＪＩＳ Ｃ ６４８０（プリント配線板用銅張積層板通
則）に規定するガラス布基材エポキシ樹脂銅張積層板で
ＪＩＳ−Ｚ−３１９７に規定する２形くし形電極を試験
基板とした。この試験基板を上記のフラックスに浸漬に
より塗布し、自動はんだ付け装置によりはんだ付けを行
ったものを試験片とする。この試験片に、８０℃、３０
分、−３０℃３０分を１サイクルとして、１０００サイ
クルの冷熱衝撃を加えた後フラックスの残さのフラック
ス膜中のクラック発生の有無を顕微鏡（×６４）を使用
して観察した。その結果クラックは発見されなかった。
これを表２に○で表示した（以下、同様）。 （ｂ）はんだ広がり試験 ３０ｍｍ×３０ｍｍ×０．３ｍｍの銅板を１１重量％硫
酸、３．８重量％過酸化水素を含む水溶液中に２０±１
℃で６０秒間浸漬してソフトエッチングを行った後取り
出し、３０秒間イオン交換水で洗浄する。この後、イソ
プロピルアルコール、酢酸エチルで順次洗浄し、表面を
十分脱水した後、自然乾燥した。この銅板に上記のフラ
ックスを塗布し、乾燥させた。このフラックス膜を形成
した銅板について、ＪＩＳ−Ｚ−３１９７によりはんだ
広がり試験を行った。その結果を表２に示す。

【００１８】（ｃ）銅板腐食試験 上記（ｂ）のフラックス膜を形成した銅板について、Ｊ
ＩＳ−Ｚ−３１９７により試験を行った。その結果を表
２に示す。 （ｄ）絶縁抵抗試験 上記（ａ）のＪＩＳ−Ｚ−３１９７に規定する２型くし
形基板にフラックス膜を形成した試験片について、ＪＩ
Ｓ−Ｚ−３１９７により試験を行った。その結果を表２
に示す。

【００１９】（ｅ）電圧印加耐湿性試験 上記（ａ）のＪＩＳ−Ｚ−３１９７に規定する２型くし
形基板にフラックス膜を形成した試験片について、ＪＩ
Ｓ−Ｚ−３１９７により試験を行った。その結果を表２
に示す。 （ｆ）はんだ付け作業特性試験 コネクターチップ部品を搭載した回路基板に上記フラッ
クスを発泡法により塗布し、自動はんだ付け装置（はん
だ浴温度２４５℃）によりはんだ付けを行い、ブリッジ
（はんだ付けランド間に生じる橋架け）、はんだ不濡れ
（はんだが付着していないこと）のはんだ付け不良の有
無を評価した。その結果を表２に示す。 （ｇ）はんだボール発生頻度試験 はんだ付け試験基板（１５０ｍｍ×２５０ｍｍ）にＤＩ
Ｐソケット、コネクター及びミニモールドトランジスタ
をマウントし、はんだ付け試験に供する。はんだ付けポ
イント数は１１００である。はんだ付け試験には自動は
んだ付け装置を用いたがその自動はんだ付け条件は次の
とおりである。 使用装置：噴流式自動はんだ付装置 ＳＣ−３０−５５Ｓ（（株）タムラ製作 所製） フラックス塗布：発泡塗布 コンベヤースピード：１．３ｍ／ｍｉｎ コンベア角度：４度 プリヒート温度 ：９５℃（はんだ付け面） はんだ浴温：２４５℃ 基板枚数 ：１０枚 はんだ付け後、試験基板を顕微鏡（倍率×１０）で観察
し、はんだボールの発生頻度を目視により評価した。評
価は○ 少ない、△ やや多い、× 多い、で示した。

【００２０】実施例２〜８ 表１の実施例２〜８のそれぞれの欄に記載した物性値を
有する樹脂を実施例１においてアクリル酸、アクリル酸
エステル、メタクリル酸エステルの比率を変える以外は
同様にして製造し、さらに同表のそれぞれの実施例の欄
に記載した配合を用いた以外は実施例１と同様にしてフ
ラックスを作成し、実施例１と同様に試験した結果を表
２に示す。

【００２１】実施例９ 実施例１において、アクリル樹脂の代わりにスチレン−
マレイン酸共重合体樹脂を用いて次の配合によりフラッ
クスを作製する。 スチレン−マレイン酸樹脂ＳＭＡ−１４４０Ａ １５重量部 （ＡＵＴＯＣＨＥＭ社製、ガラス転移温度４４℃、酸価値１８５） フタル酸ジ−２−エチルヘキシル ５重量部 （沸点３８６℃） ジエチルアミン塩酸塩 ０．１重量部 コハク酸 ０．５重量部 イソプロピルアルコール ７９．４重量部 合計 １００．０重量部 このようにして得られてフラックスについて実施例１と
同様にして試験した結果を表２に示す。なお、ガラス転
移温度はＤＳＣによる測定値である。また、上記スチレ
ン−マレイン酸樹脂の特性値、フラックスの組成を表１
に示す。

【００２２】実施例１０（電子部品搭載前の回路基板の
例） 上記（ｂ）の試験において、フラックス膜で被覆した銅
板は、銅表面の保護機能からすれば、はんだ付けランド
に保護膜を形成した電子部品搭載前のプリント回路基板
と見なすことができ、本発明の電子部品搭載前の回路基
板の実施例と見なすことができる。

【００２３】実施例１１（電子部品搭載後の回路基板の
例） 上記（ｂ）の試験において、フラックス膜を形成した銅
板は、上記（ｃ）の試験の銅に対する絶縁性、上記
（ｄ）の試験の耐湿性からすれば、はんだ付けランドに
絶縁膜を形成した電子部品搭載後のプリント回路基板と
見なすことができ、本発明の電子部品搭載後の回路基板
の実施例と見なすことができる。

【００２４】比較例１〜３ 表１の比較例１の欄に記載した配合を用いた以外は実施
例１と同様にしてフラックスを作成し、実施例１と同様
に試験した結果を表２に示す。なお、表２中、冷熱衝撃
試験の欄の数字はクラックが発生したサイクル回数を示
す。

【００２５】

【表１】

【００２６】

【表２】

【００２７】以上の結果から、本発明の実施例のフラッ
クス膜は、マイクロクラックを発生せず、銅板を腐食せ
ず、絶縁抵抗が１×１０¹²Ω以上であり、電圧印加後の
抵抗も１×１０¹¹Ω以上であり、電圧印加後の銅板の腐
食もなく、ブリッジ及びはんだ不濡れのはんだ付け欠陥
もないので、「フラックス」を「その塗布膜がマイクロ
クラックを発生せず、銅板を腐食せず、絶縁抵抗が１×
１０¹²Ω以上（１×１０¹²より小さくなく）であり、電
圧印加後の抵抗も１×１０¹¹Ω以上（１×１０¹¹より小
さくなく）であり、電圧印加後の銅板の腐食もない、ブ
リッジ及びはんだ不濡れのはんだ付け欠陥もない、はん
だボール発生頻度のない（ほとんどない）いずれかの一
つ又は２以上であるフラックス」とすることもできる。
また、主にはんだ付作業特性（ブリッジ数、不濡れ数、
はんだボール発生頻度）の点から、分子量はアクリル系
樹脂の場合には１万５千〜３千が２万のものより好まし
く、酸価は３５〜２４０がより好ましい。ガラス転移温
度は−２０℃〜７０℃は好ましい範囲である。また、上
記（１）以降の発明において、「アクリル系樹脂」
（「スチレン−水溶性不飽和二塩基酸系樹脂」）を「マ
イナスとプラスの温度の寒暖の差が少なくとも１１０℃
である雰囲気下においてマイクロクラック（微小割れ
（ミクロン単位の亀裂））を生じない膜を生じるアクリ
ル系樹脂（スチレン−水溶性不飽和二塩基酸系樹脂）」
とすることもでき、また、用途を「自動車搭載用」とし
ても良い。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、寒暖の差の大きい環境
下においてもフラックス膜にマイクロクラックを生ぜ
ず、特に狭ピッチのプリント回路基板の回路の短絡や腐
食を生じさせない、無洗浄型のフラックス膜が得られ、
しかも従来のロジン類を含有するフラックス、従来の回
路基板とほぼ同様に製造、使用できる回路基板はんだ付
け用フラックス及び回路基板を提供することができる。
また、ロジン系樹脂に比べてその含有量を少なくするこ
とができ、はんだ付け時に溶融はんだの濡れを害する等
のはんだ付け性を害することもないようにできる。ま
た、フラックス膜が電気絶縁性を有し、はんだ付けラン
ドを腐食しないと、洗浄することにより除去する必要も
ないので、その洗浄工程を省くことができ、特に従来の
洗浄タイプのフラッスクに比べ、生産性を高めることが
できる。このようにはんだ付け性が良く、はんだ付けラ
ンドを腐食しない本発明のフラッスクによる膜は電子部
品を搭載する前のプリント回路基板のはんだ付けランド
の保護膜としても有効であり、従来と同様な機能を有す
る電子部品搭載前のはんだ付けランドを保護膜により保
護したプリント回路基板を提供することができる。ま
た、本発明のフラックスによる膜は電気絶縁性も良く、
はんだ付けランドを腐食しないので、電子部品を搭載し
た後の回路基板の絶縁膜としても用いることができ、従
来と同様な機能を有する電子部品搭載後の回路基板を提
供することができる。

フロントページの続き (72)発明者 大野 隆生 埼玉県入間市大字狭山ケ原16番地２ タ ムラ化研株式会社内 (72)発明者 斎藤 彰一 埼玉県入間市大字狭山ケ原16番地２ タ ムラ化研株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−228689（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−47694（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H05K 3/34 B23K 35/363 C09D 133/06

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 樹脂成分と、溶剤成分を少なくとも含有
   する回路基板に電子部品をはんだ付けする際に用いるフ
   ラックスにおいて、樹脂成分は酸価を有する樹脂を含有
   し、溶剤成分は沸点が１５０℃より低くない高沸点溶剤
   を含有し、かつ該フラックス膜のガラス転移温度が７０
   ℃より高くないプリント回路基板はんだ付け用フラック
   ス。
2. 【請求項２】 酸価を有する樹脂はアクリル系樹脂及び
   スチレン−水溶性不飽和二塩基酸系共重合体樹脂の少な
   くとも１種であって、酸価が３５より少なくなく、分子
   量が２万より大きくない樹脂である請求項１記載のプリ
   ント回路基板はんだ付け用フラックス。
3. 【請求項３】 高沸点溶剤が（メタ）アクリル酸エステ
   ル、フタル酸エステル、トリメリット酸エステル、ピロ
   メリット酸エステル、脂肪族一塩基酸エステル及び脂肪
   族二塩基酸エステルからなる群から選ばれた少なくとも
   １種である請求項１又は２に記載のプリント回路基板は
   んだ付け用フラックス。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載の回
   路基板はんだ付け用フラックスの塗布膜を有する電子部
   品実装前又は電子部品実装後の回路基板。