JP3649254B2 - ソルダペースト用フラックス組成物 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、プリント配線板に電子部品等を実装する際、ハンダ付けに用いるソルダペースト用フラックス組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プリント配線板に電子部品等を実装するためのハンダ付けに用いられるソルダペーストは、ペーストあるいはクリーム状フラックスとハンダ粉末とを混合したものである。
従来のペーストあるいはクリーム状フラックスは、ロジン系樹脂を主成分とし、これに活性力を高めるために活性剤を加え、ペーストあるいはクリーム状にするためワックスを加え、２００〜３００℃の範囲の沸点を持つ溶剤に溶融後、ペーストあるいはクリーム状にしたものである。
近年のフロン規制により、プリント配線板に電子部品等をハンダ付けした後のプリント配線板に残るフラックス残渣は、洗浄しない方向に移行してきており、そのため、プリント配線板に残るフラックス残渣の高信頼性が強く要望されている。
【０００３】
プリント配線板に残るフラックス残渣の信頼性については、高湿度下での絶縁抵抗試験やマイグレーション試験等で評価されているが、これらの試験は、ほとんど恒温状態下でのものである。
地球的環境や電子機器によっては、動作中発熱するものがあることなどを考慮すると、プリント配線板に残るフラックス残渣は、常に温度変化を受け、ためにクラックの発生や劣化を生じ、信頼性を損ねている状況であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来のソルダペースト用フラックスと比べ、ハンダ付け性を損ねることなく、ハンダ付け後、プリント配線板に残るフラックス残渣は温度変化を受けても、クラックの発生や劣化が少なく、また、高湿環境下でも絶縁不良やマイグレーションが生じない高信頼性ソルダーペースト用フラックスを提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の目的を達成するため鋭意研究を重ねた結果、ソルダペースト用フラックスの主成分であるロジン系樹脂と相溶し、温度変化に対し耐性のある分子量１０００〜３０００であってポリブタジエンの結合骨格の９０％以上が１，２−ビニル型であるポリブタジエンを含有させることにより、その目的を達成することができることを知り、本発明を完成するに至ったのである。
【０００６】
すなわち、本発明は、分子量１０００〜３０００であってポリブタジエンの結合骨格の９０％以上が１，２−ビニル型であるポリブタジエンまたはその不飽和結合部分に水素を添加して飽和結合としたものを含有することを特徴とするソルダペースト用フラックス組成物である。また、本発明は、上記ポリブタジエンまたはその不飽和結合部分に水素を添加して飽和結合としたものが、その末端の一つまたは二つにヒドロキシル基またはカルボキシル基を有するものであることを特徴とするソルダペースト用フラックス組成物である。そして、このソルダペースト用フラックス組成物を用いたソルダペーストによりハンダ付けした後のプリント配線板に残るフラックス残渣は、従来にみられた温度変化によるクラック等の発生に伴う信頼性の低下を解消したものである。
【０００７】
分子量１０００〜３０００であってポリブタジエンの結合骨格の９０％以上が１，２−ビニル型であるポリブタジエンおよびその不飽和結合部分に水素を添加して飽和結合としたものの含有量は、大気中リフローでのソルダペースト用フラックス組成物においては、分子量１０００のものは２重量％以上、１０重量％未満、分子量２０００のものは５重量％以上、１５重量％未満、分子量３０００のものは１０重量％以上、２０重量％未満が好ましい。また、窒素雰囲気中リフローでのソルダペースト用フラックス組成物においては、分子量１０００のものは２重量％以上、１０重量％未満、分子量２０００のものは５重量％以上、１０重量％未満、分子量３０００のものは１０重量％以上、１５重量％未満が好ましい。この含有量より少ないと効果が弱く、この含有量より多いと印刷時や加熱時にダレが生じ、また、リフロー後のソルダペースト残渣の粘着性が出るなどの不具合がみられ好ましくない。
【０００８】
一般に、従来のソルダペースト用フラックス組成物は、ガムロジン、水添ロジン、重合ロジン等のロジン系樹脂を主成分として含み、これに活性力を高めるためにアミン−ハロゲン化水素酸塩や有機酸など種々の活性剤が、さらに、ペーストあるいはクリーム状にするために硬化ヒマシ油や高級脂肪酸アミドなどのワックスが添加され、２００〜３００℃の範囲の沸点を持つジエチレングリコールジブチルエーテルやジエチレングリコールモノヘキシルエーテルなどの溶剤に溶融されたものからなっている。
【０００９】
本発明によるソルダペースト用フラックス組成物は、上記の各成分のうち主成分であるロジン系樹脂の一部を、ポリブタジエンの結合骨格の９０％以上が１，２−ビニル型であるポリブタジエンに変更し、このポリブタジエンを一定量含有させたのである。
一般に、ロジン系樹脂は軟化点が７０〜１５０℃の比較的脆い樹脂であり、特に０℃以下の温度では、プリント配線板との収縮率の差による歪を吸収できず、クラックを生じ、そこに大気中の水分が侵入し、信頼性を損ねる要因となっている。
【００１０】
本発明によるポリブタジエンの結合骨格の９０％以上が１，２−ビニル型であるポリブタジエンおよびその不飽和結合部分に水素を添加して飽和結合としたものは、ロジン系樹脂との相溶性がよく、ハンダ付け性を損なうことがなく、電気特性に優れ、ロジン系樹脂に適度な柔軟性を与えるためにクラックの発生がほとんどなく、高い信頼性が得られるのである。
【００１１】
【実施例】
次に、実施例および比較例によって本発明を説明する。
実施例および比較例の組成は表１〜６に示した。また、実施例および比較例によって得られたソルダペーストについて試験した。なお、ハンダ粉末は錫−鉛共晶ハンダで、粒径は２０〜４０μｍである。
試験項目および試験方法は次のとおりである。
（１）印刷時のダレ試験、加熱時のダレ試験
ＪＩＳ−Ｚ−３２８４に準じる。
【００１２】
試験結果を表７に示す。
（２）リフロー後のソルダペースト残渣の粘着性試験
ＪＩＳ−Ｚ−３２８４に準じる。
試験結果を表７に示す。
（３）温度サイクル試験
図１に示す評価用基板に試料を印刷、リフロー後、熱衝撃試験機により温度サイクルをかけた後のフラックス残渣中のクラック発生の有無を、図１の評価パターン部分について観察した。
【００１３】
試験は、１試料につきプリント基板２５６枚行い、クラック発生率をプリント基板単位で算出した。
印刷は厚さ０．２ｍｍのメタルマスクを用いて行い、リフローは温風−遠赤外加熱併用型のリフロー装置で、大気と窒素雰囲気（酸素濃度５００ｐｐｍ以下）で行なった。予熱は１５０〜１６０℃・・８０秒、本加熱は２００℃以上・・３０秒である。温度サイクル条件は−３０℃⇔８０℃（各１０分間）のサイクルで行なった。
試験結果を表８に示す。
【００１４】
（４）表面絶縁抵抗試験
ＪＩＳ−Ｚ−３２８４に準じる。ただし、ハンダの溶融は（３）のリフロー条件で、また、試験条件は温度８５±２℃、相対湿度８５〜９０％、１６８時間である。
試験結果を表９に示す。
【００１５】
（５）マイグレーション試験
ＪＩＳ−Ｚ−３２８４に準じる。ただし、ハンダの溶融は（３）のリフロー条件で、また、試験条件は温度８５±２℃、相対湿度８５〜９０％，１０００時間である。
試験結果を表９に示す。
【００１６】
【表１】

【００１７】
【表２】

【００１８】
【表３】

【００１９】
【表４】

【００２０】
【表５】

【００２１】
【表６】

【００２２】
【表７】

【００２３】
【表８】

【００２４】
【表９】

【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、ソルダペースト用フラックス組成物の主成分であるロジン系樹脂の一部を、アタクティック１，２−ポリブタジエンまたはその不飽和結合部分に水素を添加して飽和結合としたものに変更して、これを含有させることにより、ハンダ付け性を損ねることなく、ハンダ付け後、プリント配線板に残るフラックス残渣が温度変化を受けても、クラックの発生や劣化がなく、また、高湿環境下でも絶縁不良やマイグレーションが生じない高信頼性ソルダペースト用フラックス組成物が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の温度サイクル試験における評価用基板の説明図である。
【図２】同上の評価パターン（ＰＬＣＣ−ＴＥＳＴ）の説明図である。

Claims (3)

1. 分子量１０００〜３０００であってポリブタジエンの結合骨格の９０％以上が１，２−ビニル型であるポリブタジエンまたはその不飽和結合部分に水素を添加して飽和結合としたものを含有することを特徴とするソルダペースト用フラックス組成物。
2. ポリブタジエンの結合骨格の９０％以上が１，２−ビニル型であるポリブタジエンがその末端の一つまたは二つにヒドロキシル基（−ＯＨ）またはカルボキシル基（−ＣＯＯＨ）を有するものである請求項１に記載のソルダペースト用フラックス組成物。
3. ポリブタジエンの結合骨格の９０％以上が１，２−ビニル型であるポリブタジエンの不飽和結合部分に水素を添加して飽和結合としたものがその末端の一つまたは二つにヒドロキシル基（−ＯＨ）またはカルボキシル基（−ＣＯＯＨ）を有するものである請求項１に記載のソルダペースト用フラックス組成物。

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