JP3405865B2 - ハンダ付け用フラックス組成物およびクリームハンダ組成物 - Google Patents

ハンダ付け用フラックス組成物およびクリームハンダ組成物

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JP3405865B2 JP25454895A JP25454895A JP3405865B2 JP 3405865 B2 JP3405865 B2 JP 3405865B2 JP 25454895 A JP25454895 A JP 25454895A JP 25454895 A JP25454895 A JP 25454895A JP 3405865 B2 JP3405865 B2 JP 3405865B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、プリント配線板等
のハンダ付けの際に用いるハンダ付け用フラックス組成
物およびクリームハンダ組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、フラックス組成物のベース樹
脂としては、ロジン骨格が非腐食性であり、電気絶縁抵
抗や誘電特性等の電気特性に優れていること等から、ロ
ジンまたはその誘導体が主に使用されている。
【0003】また、フラックス組成物には、基材とハン
ダとの表面酸化膜を除去するために、化学的に活性な成
分が必須とされるが、ロジンの含有するカルボキシル基
は、高いヒドロフェナンスレン骨格の第3級炭素に結
合しているため、その立体障害やカルボキシル基の結合
炭素ゆえに、酸成分としての活性が低く、ロジン単独で
はハンダ付け性は十分でない。また、ロジンの共役ジエ
ン樹脂酸成分とマレイン酸やアクリル酸等とを付加反応
(ディールス・アルダー反応)させて得られるマレオピ
マール酸やアクリロピマール酸等のロジン誘導体は、第
2級カルボキシル基を有しているが、やはり活性が低
く、ハンダ付け性が十分とはいえない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、電気特性に
優れ、かつハンダ付け性が良好なハンダ付け用フラック
ス組成物およびクリームハンダ組成物を提供することを
目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、以下の発明を完成
するに至った。
【0006】すなわち、本発明は、ロジン類と第1級カ
ルボキシル基含有ヒドロキシ化合物を反応させて得られ
第1級カルボキシル基を有するロジン誘導体を含有し
てなるハンダ付け用フラックス組成物、マレオピマール
酸、フマロピマール酸およびアクリロピマール酸から選
ばれるいずれか少なくとも1種と、第1級カルボキシル
基含有ヒドロキシ化合物とを反応させて得られた第1級
カルボキシル基を有するロジン誘導体を含有してなるハ
ンダ付け用フラックス組成物並びに当該ハンダ付け用
ラックス組成物およびハンダ粒子を含有してなるクリー
ムハンダ組成物に関する。
【0007】本発明の、第1級カルボキシル基を有する
ロジン誘導体は、公知のロジン類またはそのロジン誘導
と第1級カルボキシル基含有ヒドロキシ化合物とをエ
ステル化反応させることにより第1級カルボキシル基を
導入したものをいう。
【0008】ロジン類としては、ガムロジン、トール油
ロジン、ウッドロジン等の原料ロジン類、当該原料ロジ
ン類に蒸留工程、水添工程および不均化工程のいずれか
少なくとも1つの工程を施して得られる各種の変性ロジ
ン類(蒸留ロジン、水添ロジン、不均化ロジン等や、い
わゆる無色ロジン)や、重合ロジン等があげられる。な
お、これらロジン類は、アビエチン酸、ネオアビエチン
酸、パラストリン酸、レボピマール酸、デヒドロアビエ
チン酸、ジヒドロアビエチン酸、テトラヒドロアビエチ
ン酸等の各種の化合物を有効成分として含有するが、ロ
ジン類は、これら化合物の混合物であってもよい。
【0009】また、ロジン誘導体としては、マレオピマ
ール酸、フマロピマール酸またはアクリロピマール酸等
があげられる。マレオピマール酸、フマロピマール酸ま
たはアクリロピマール酸は、前記原料ロジン類の共役ジ
エン樹脂酸成分と、マレイン酸、フマル酸またはアクリ
ル酸とを付加反応(ディールス・アルダー反応)させて
得られるものである。これらマレオピマール酸等は必ず
しも精製したものを使用する必要はなく、未反応の原料
ロジン類を含有する反応生成物を使用することもでき
る。
【0010】なお、これらロジン類またはそのロジン誘
導体はいずれも分子中に第2級または第3級カルボキシ
ル基を有する。
【0011】
【0012】第1級カルボキシル基含有ヒドロキシ化合
物としては、グリコール酸、ヒドロアクリル酸、β−オ
キシ酪酸、γ−オキシ酪酸、5−オキシ吉草酸、4−オ
キシカプロン酸、リンゴ酸、オキシヒドロケイ皮酸等が
あげられる。これらのなかでもグリコール酸が好まし
い。なお、グリコール酸等の第1級カルボキシル基含有
ヒドロキシ化合物は市販されている結晶または水溶液の
いずれの形態でも使用できる。
【0013】ロジン類またはそのロジン誘導体と、第1
級カルボキシル基含有ヒドロキシ化合物との反応は、公
知のエステル化反応と同様に行うことができる。第1級
カルボキシル基含有ヒドロキシ化合物の使用量は、ロジ
ン類またはそのロジン誘導体のカルボキシル基1当量に
対して、第1級カルボキシル基含有ヒドロキシ化合物の
ヒドロキシ基が0.2〜10当量、好ましくは0.3〜
5当量である。第1級カルボキシル基含有ヒドロキシ化
合物の使用量が0.2当量より少ない場合には、ロジン
誘導体に導入される第1級カルボキシル基の割合が少な
く、得られるロジン誘導体に十分な活性を付与し難い。
また10当量を越える場合には、第1級カルボキシル基
含有ヒドロキシ化合物によりロジン類の分解が促進され
るため、得られる第1級カルボキシル基を有するロジン
誘導体の収率が低下するばかりでなく色調が低下するた
め、いずれの場合も好ましくない。
【0014】エステル化の反応温度は、通常、200〜
300℃程度、好ましくは230〜280℃程度であ
り、反応時間は10分〜4時間程度、好ましくは15分
〜2時間程度である。また、エステル化反応は、通常、
窒素雰囲気下に、生成する水を除去しながら行う。
【0015】なお、エステル化反応に際しては、エステ
ル化触媒として塩酸、硫酸等の鉱酸、芳香族スルホン酸
等の有機酸、フッ化ホウ素エーテル、塩化アルミニウム
等のルイス酸や、酸化亜鉛、水酸化カルシウム等の一般
的なエステル化触媒を使用することもできる。
【0016】かくして得られた第1級カルボキシル基を
有するロジン誘導体は、原料のロジン類またはそのロジ
ン誘導体の第3級炭素および/または第2級炭素に結合
したカルボキシル基1当量に、第1級カルボキシル基含
有ヒドロキシ化合物が1〜5当量程度付加したエステル
化物の混合物であり、反応生成物中には、未反応の原料
ロジン類や、マレオピマール酸、フマロピマール酸、ア
クリロピマール酸等のロジン誘導体を含んでいてもよ
い。なお、こうした反応生成物は、減圧蒸留や、カラム
分取により分離することもできる。
【0017】また、ロジン類またはそのロジン誘導体を
変性して、第1級カルボキシル基を導入する前記以外の
方法としては、たとえば、ロジン類またはそのロジン誘
導体とラクトンまたはラクタムとの開環反応、第1級カ
ルボキシル基含有アミン化合物とのアミド化反応、ロジ
ン類のオレフィン部の酸化開裂反応等の方法を採用する
こともできる。
【0018】本発明のハンダ付け用フラックス組成物
は、前記第1級カルボキシル基を有するロジン誘導体を
ベース樹脂として含有してなる。かかる本発明のハンダ
付け用フラックス組成物は、ベース樹脂として用いるロ
ジン誘導体が第1級カルボキシル基を有していることか
ら、優れた活性を有するため、ベース樹脂単独で使用す
ることができるが、活性をさらに向上させるために、ア
ミンのハロゲン化水素酸塩、有機酸類や有機アミン類等
の一般に知られている活性剤を含有することができる。
また、本発明のハンダ付け用フラックス組成物は、従来
公知の前記例示のロジン類またはロジン誘導体や、ポリ
エステル樹脂、フェノキシ樹脂、テルペン樹脂等の合成
樹脂等の一般にハンダ付け用フラックス組成物のベース
樹脂として用いられているものを併用することや、その
他に酸化防止剤、防黴剤、つや消し剤等の添加剤を含有
することができる。
【0019】また、本発明のハンダ付け用フラックス組
成物は、通常、溶媒を含む。溶媒としては、特に限定さ
れないが、ハンダ付け時のハンダの溶融温度より低い沸
点を有するものが好ましい。たとえば、n−ヘキサン、
イソヘキサン、n−ヘプタン等の脂肪族系化合物;酢酸
イソプロピル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチ
ル等のエステル類;メチルエチルケトン、メチル−n−
プロピルケトン、ジエチルケトン等のケトン類;エタノ
ール、n−プロパノール、イソプロパノール、イソブタ
ノール等のアルコール類;ブチルカルビトール等のグリ
コールエーテル類を例示できる。
【0020】かかる本発明のハンダ付け用フラックス組
成物は、通常、フラックス組成物中の固形分が2〜40
重量%程度となるような範囲で溶媒を使用する。
【0021】また、本発明のハンダ付け用フラックス組
成物は、ハンダ粒子と混合してクリームハンダ組成物と
して用いることもできる。
【0022】ハンダ粒子とは、一般的に知られている錫
−鉛合金、さらには銀、ビスマス、金、イリジウム等が
混合されたものの粉末をいい、粒子径は通常10〜10
00メッシュ程度、好ましくは250〜400メッシュ
が適当である。さらにクリームハンダ組成物には、硬化
ヒマシ油、密ロウ、カルナバワックス、ステアリン酸ア
ミド、ヒドロキシステアリン酸エチレンビスアミド等の
チキソ剤を添加することもできる。
【0023】ハンダ付け用フラックス組成物とハンダ粒
子との混合比は、前者5〜60重量部程度に対し、後者
40〜95重量部程度である。なお、ハンダ付け用フラ
ックス組成物をクリームハンダ組成物に用いる場合に
は、通常、ハンダ付け用フラックス組成物中の固形分が
30〜80重量%程度となるような範囲で溶媒を使用す
る。
【0024】
【発明の効果】本発明によれば、電気特性に優れ、かつ
ハンダ付け性が良好なハンダ付け用フラックス組成物お
よびクリームハンダ組成物を提供することができる。ま
た、本発明のハンダ付け用フラックス組成物は、活性が
強いため、必ずしもアミンのハロゲン化水素酸塩等の活
性剤を添加する必要はなく、本発明のハンダ付け用フラ
ックス組成物またはクリームハンダ組成物によってハン
ダ付けされたプリント配線板等は、活性剤を用いたフラ
ックス組成物において従来より行われている洗浄操作を
省略することもできる。
【0025】
【実施例】以下に、実施例をあげて本発明を詳細に説明
するが、本発明はかかる実施例に限られるものではな
い。
【0026】製造例1 分水管を備えた300ml容の4ツ口フラスコに、デヒ
ドロアビエチン酸150gを仕込み、窒素雰囲気下で加
熱撹拌しながら、150℃に昇温し、溶融させた。次い
で、グリコール酸35gを仕込んだ。加熱する一方で反
応水を除去しながら、280℃まで昇温して保持した。
1時間経過後、GPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)
により、グリコール酸がなくなったのを確認した後、1
0mmHgで減圧蒸留を行い、残留している水とロジン
分解物を除去し、第1級カルボキシル基含有ロジン誘導
体を得た。
【0027】なお、第1級カルボキシル基含有ロジン誘
導体は、 1H−NMR(300MHz,CDCl3 ):
δ7.98(bs.1H),δ4.62(dd.2
H)、13C−NMR(300MHz,CDCl3 ):δ
178.00,δ173.40,δ60.28、IR
(neat,CCl4 ):1735cm-1により確認し
た。
【0028】製造例2 分水管を備えた300ml容の4ツ口フラスコに、アク
リロピマール酸100gを仕込み、窒素雰囲気下で加熱
撹拌しながら、180℃に昇温し、溶融させた。次い
で、グリコール酸20gを仕込んだ。加熱する一方で反
応水を除去しながら、250℃まで昇温して保持した。
1時間経過後、GPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)
により、グリコール酸がなくなったのを確認した後、3
0mmHgで減圧蒸留を行い、残留している水とロジン
分解物を除去し、第1級カルボキシル基含有ロジン誘導
体を得た。
【0029】なお、第1級カルボキシル基含有ロジン誘
導体は、 1H−NMR(300MHz,CDCl3 ):
のδ8.71(bs.2H),δ4.65(m.2
H)、IRチャート(neat,CCl4 ):1730
cm-1により確認した。
【0030】実施例1 製造例1で得られた第1級カルボキシル基を有するロジ
ン誘導体20重量部とイソプロピルアルコール80重量
部を調合して、フラックス組成物を得た。得られたフラ
ックス組成物を、ハンダ付け用フラックス組成物として
用いた場合の(1)ハンダ付け性(広がり性)および
(2)電気特性(絶縁抵抗)について評価した。(1)
ハンダ付け性(広がり性)はJIS−Z−3197
6.10、(2)電気特性(絶縁抵抗)はJIS−Z−
3197 6.8に準じて測定した。評価結果を表1に
示す。
【0031】実施例2、比較例1、2 実施例1において、製造例1で得られた第1級カルボキ
シル基を有するロジン誘導体に代えて、実施例2では製
造例2で得られた第1級カルボキシル基を有するロジン
誘導体、比較例1ではWWロジン、比較例2ではアクリ
ロピマール酸を使用した他は、実施例1と同様にしてフ
ラックス組成物を得た。また、実施例1と同様の評価を
した。評価結果を表1に示す。
【0032】
【表1】
【0033】実施例3 製造例1で得られた第1級カルボキシル基を有するロジ
ン誘導体60重量部、ブチルカルビトール37重量部、
硬化ヒマシ油3重量部を調合して、フラックス組成物を
得た。得られたフラックス組成物10重量部と粉末ハン
ダ(63Sn−Pb、325メッシュ)90重量部を混
和してクリームハンダ組成物を得た。クリームハンダ組
成物の(1)ハンダ付け性(広がり性)および(2)電
気特性(絶縁抵抗)について評価した。(1)ハンダ付
け性(広がり性)はJIS−Z−3197 6.10、
(2)電気特性(絶縁抵抗)はJIS−Z−3197
6.8に準じて測定した。評価結果を表2に示す。
【0034】実施例4、比較例3、4 実施例3において、製造例1で得られた第1級カルボキ
シル基を有するロジン誘導体に代えて、実施例4では製
造例2で得られた第1級カルボキシル基を有するロジン
誘導体、比較例3ではWWロジン、比較例4ではアクリ
ロピマール酸を使用した他は、実施例3と同様にして
リームハンダ組成物を得た。また、実施例3と同様の評
価をした。評価結果を表2に示す。
【0035】
【表2】

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ロジン類と第1級カルボキシル基含有ヒ
    ドロキシ化合物を反応させて得られた第1級カルボキシ
    ル基を有するロジン誘導体を含有してなるハンダ付け用
    フラックス組成物。
  2. 【請求項2】 マレオピマール酸、フマロピマール酸お
    よびアクリロピマール酸から選ばれるいずれか少なくと
    も1種と、第1級カルボキシル基含有ヒドロキシ化合物
    とを反応させて得られた第1級カルボキシル基を有する
    ロジン誘導体を含有してなるハンダ付け用フラックス組
    成物。
  3. 【請求項3】 第1級カルボキシル基含有ヒドロキシ化
    合物が、グリコール酸である請求項1または2記載の
    ンダ付け用フラックス組成物。
  4. 【請求項4】 請求項1〜のいずれかに記載のハンダ
    付け用フラックス組成物およびハンダ粒子を含有してな
    るクリームハンダ組成物。
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