JP4369003B2

JP4369003B2 - ハンダ付け用フラックス

Info

Publication number: JP4369003B2
Application number: JP2000046632A
Authority: JP
Inventors: 正巳相原; 俊典島
Original assignee: Harima Chemical Inc
Current assignee: Harima Chemical Inc
Priority date: 2000-02-23
Filing date: 2000-02-23
Publication date: 2009-11-18
Anticipated expiration: 2020-02-23
Also published as: JP2001232495A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハンダ付け用フラックスに関するものであって、特にハンダに対する濡れ性の良くない材料よりなる部品をハンダ付けするためのフラックスの、活性剤の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般にハンダ付けを行う際には、ハンダおよび基板表面の金属酸化物を除去すると共に、ハンダ付け時の金属の再酸化を防止し、ハンダの表面張力を低下させて金属表面に対する濡れ性を改善し、ハンダ付けを良好にするために、ハンダ付け用フラックスが使用されている。
【０００３】
特に従来のフラックスでは、ニッケル系合金などの濡れ性の良くない部品に対しては、ふっ素系の活性剤を添加するか、又は多量のハロゲン化水素酸アミン類を添加することで対応を行うことが多かった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら近年、フラックスの無洗浄化や、電子機器の小型化に伴うパターンの狭ピッチ化により、フラックスの高信頼化が求められるようになっている。上記に述べたふっ素系活性剤や多量のハロゲン化水素酸アミン塩を使用したフラックスでは、濡れ性の改善には効果があるが、無洗浄化、狭ピッチ化に対しては十分な信頼性を確保できないことが予想される。
【０００５】
本発明はかかる事情に鑑みなされたものであって、濡れ性の良くない部品に対しても、従来の強活性フラックスと同等の濡れ性を保ちつつ、無洗浄で高信頼性のハンダ付け用フラックスを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
而して本願第一の発明は、活性剤として、エチレンアミン類と、モノエチルアミン塩酸塩、アニリン臭化水素酸塩及びブチルアミン塩酸塩から選ばれるアミンハロゲン化水素酸塩とを含有するハンダ付け用フラックスであって、前記エチレンアミン類の含有率が０．１〜１．０質量％であり、前記アミンハロゲン化水素酸塩が塩素換算のハロゲン含有率として０．０１〜０．５質量％となるよう含有されていることを特徴とするものである。
【０００７】
また本願第二の発明は、活性剤として、エチレンアミン類のハロゲン化水素酸塩と、モノエチルアミン塩酸塩、アニリン臭化水素酸塩及びブチルアミン塩酸塩から選ばれるアミンハロゲン化水素酸塩とを含有するハンダ付け用フラックスであって、前記エチレンアミン類のハロゲン化水素酸塩を、塩素換算のハロゲン含有率として０．０１〜０．４質量％となるよう含有し、前記モノエチルアミン塩酸塩、アニリン臭化水素酸塩及びブチルアミン塩酸塩から選ばれるアミンハロゲン化水素酸塩を、塩素換算のハロゲン含有率として０．０１〜０．４質量％となるよう含有し、さらに上記２種のアミンハロゲン化水素酸塩の塩素換算のハロゲン含有量の合計が、０．５質量％を超えないように含有することを特徴とするものである。
【００１０】
本発明は、活性剤として、エチレンアミン類又は、エチレンアミン類とハロゲン化水素酸との塩と、金属酸化物との反応開始温度が１３０〜１８０℃のアミンハロゲン化水素酸塩とを含有するものである。
【００１１】
本発明におけるフラックスのベース樹脂としては、通常のハンダ付け用フラックスのベース樹脂として使用されるものをそのまま使用することができる。例えばロジン類やアクリル樹脂が好適である。
【００１２】
本発明に用いられるエチレンアミン類としては、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどが挙げられる。またエチレンアミン類のハロゲン化水素酸塩としては、エチレンジアミン臭化水素酸塩、ジエチレントリアミン塩酸塩、トリエチレンテトラミン臭化水素酸塩などを挙げることができる。
【００１３】
また、金属酸化物との反応開始温度が１３０〜１８０℃のアミンハロゲン化水素酸塩としては、モノエチルアミン塩酸塩、アニリン臭化水素酸塩、ブチルアミン塩酸塩などが挙げられる。
【００１４】
請求項１の発明に用いられるエチレンアミン類の量は、フラックス全体の０．１〜１．０重量％とするのが好ましい。０．１重量％未満であるとハンダ付け時において十分な濡れ性を得ることができないため、部品に対する濡れ不良が発生する恐れがある。逆にエチレンアミン類の量が１．０重量％を超えると、フラックス中に残存するアミン量が過度に多くなるため、残渣膜の信頼性を低下させる可能性がある。
【００１５】
また、金属酸化物との反応開始温度が１３０〜１８０℃のアミンハロゲン化水素酸塩の添加量は、フラックス中に塩素換算のハロゲン含有量として０．０１〜０．５重量％添加するのが好ましい。０．０１重量％未満ではエチレンアミン類と共に用いた場合においても濡れ不良が発生する恐れがある。また０．５重量％を超えて使用した場合には、フラックス中に多量のハロゲンが残存することとなるため、フラックス残渣による腐食性、信頼性に問題がある。
【００１６】
請求項２の発明に用いられるエチレンアミン類のハロゲン化水素酸塩及び、金属酸化物との反応開始温度が１３０〜１８０℃のアミンハロゲン化水素酸塩の含有量は、フラックス中に塩素換算ハロゲン含有量としてそれぞれ０．０１〜０．５重量％含有させるのが好ましい。
【００１７】
各成分のハロゲン含有量が０．０１重量％未満であると、ハンダ付け時において金属酸化物の還元が困難になるため、ハンダ付け不良が発生する恐れがある。またエチレンアミン類のハロゲン化水素酸塩はそれ自体がハロゲン化水素酸塩であるため、請求項１の発明におけるエチレンアミン類に比べると、その最大使用量は抑制される。
【００１８】
またこれら２つの成分のハロゲン含有量の合計は、０．５重量％を超えないようにするのが好ましい。ハロゲン含有量の合計が０．５重量％を超えると、多量のハロゲンがフラックス中に残存することになるため、フラックス残渣による腐食性、信頼性に問題が発生する可能性がある。
【００１９】
本発明のフラックスを液状として使用するために溶剤を添加する際には、溶剤はフラックス全体の２０〜９９重量％とするのが好ましい。溶剤が２０重量％未満ではフラックスの粘度が高くなり、フラックス塗布性が悪くなる。また９９重量％を超えると、フラックスとしての有効成分が少なくなり過ぎ、ハンダ付け性が悪化してしまう。
【００２０】
【作用】
本発明のフラックスにおいては、活性剤としてエチレンアミン類又はエチレンアミン類のハロゲン化水素酸塩と、金属酸化物との反応開始温度が１３０〜１８０℃のアミンハロゲン化水素酸塩とを使用しているために優れたハンダ付け性が確保できる。
【００２１】
さらに、従来のフラックスで使用されていたようなふっ素系活性剤や、多量のハロゲン化水素酸アミン塩を含有していないため、残渣中にイオン性物質や腐食性の物質が残存せず、電気絶縁不良や腐食が発生することがなく、ハンダ付け性が良好で、信頼性の高いフラックスを提供することができる。
【００２２】
【実施例】
［実施例１］
ベース樹脂としてのガムロジンを９．２重量％と、エチレンアミン類としてのジエチレントリアミンを０．３重量％と、アミンハロゲン化水素酸塩としてのアニリン臭化水素酸塩を０．５重量％（塩素換算のハロゲン含有量として０．１重量％）と、溶剤としてのイソプロピルアルコールを９０重量％とを混合し、均一に溶解してフラックスを得た。
【００２３】
［実施例２］
ベース樹脂として、酸価１００、平均分子量４５００のアクリル樹脂を９．８３重量％と、エチレンアミン類としてエチレンジアミンを０．１重量％と、アミンハロゲン化水素酸塩としてモノエチルアミン塩酸塩を０．０７重量部（塩素換算のハロゲン含有量として０．０３重量％）と、溶剤としてのイソプロピルアルコールを９０重量％とを混合し、均一に溶解してフラックスを得た。
【００２４】
［実施例３］
ベース樹脂としてのガムロジンを９．１重量％と、エチレンアミン類ハロゲン化水素酸塩としてのトリエチレンテトラミン四塩酸塩を０．４重量％（塩素換算のハロゲン含有量として０．２重量％）と、アミンハロゲン化水素酸塩としてのモノエチルアミン塩酸塩を０．５重量％（塩素換算のハロゲン含有量として０．２重量％）と、溶剤としてのイソプロピルアルコールを９０重量％とを混合し、均一に溶解してフラックスを得た。
【００２５】
［実施例４］
ベース樹脂としての実施例２に述べたと同じアクリル樹脂を５０重量％と、エチレンアミン類ハロゲン化水素酸塩としてのエチレンジアミン二臭化水素酸塩を０．１重量％（塩素換算のハロゲン含有量として０．０３重量％）と、アミンハロゲン化水素酸塩としてのブチルアミン臭化水素酸塩を０．４重量％（塩素換算のハロゲン含有量として０．０５重量％）と、溶剤としてのブチルカルビトールを４９．５重量％とを混合し、均一に溶解してフラックスを得た。
【００２６】
［比較例１］
ベース樹脂としてのガムロジンを９．７重量％と、活性剤としてアニリン臭化水素酸塩を０．３重量％（塩素換算ハロゲン含有量として０．１重量％）と、溶剤としてのイソプロピルアルコール９０重量％とを混合し、均一に溶解してフラックスを得た。
【００２７】
［比較例２］
ベース樹脂としての実施例２に述べたと同じアクリル樹脂を７．６重量％と、活性剤としてアニリン臭化水素酸塩を２．４重量％（塩素換算ハロゲン含有量として０．８重量％）と、溶剤としてのイソプロピルアルコール９０重量％とを混合し、均一に溶解してフラックスを得た。
【００２８】
［比較例３］
ベース樹脂としてのガムロジンを５０重量％と、活性剤としてアニリン臭化水素酸塩を０．３重量％（塩素換算ハロゲン含有量として０．１重量％）と、アニリンフッ化水素酸塩を０．５重量％と、溶剤としてのブチルカルビトール４９．２重量％とを混合し、均一に溶解してフラックスを得た。
【００２９】
［試験項目］
以上の各実施例及び比較例のフラックスについて、絶縁性、腐食性、広がり率及びハンダ付け性試験を行なった。絶縁性、腐食性及び広がり率の試験は、ＪＩＳ−Ｚ−３１９７に従った。またハンダ付け性試験は、部品を挿入したガラスエポキシ基板を噴流ハンダ付け装置でハンダ付けした後、部品に対する濡れ不良の有無を目視観察した。試験の結果を表１に示す。
【００３０】
【表１】

【００３１】
表１より明らかなように本発明のフラックスは、従来のフラックスに比べ、ハンダ付け性に優れ、かつ信頼性が高いことがわかる。従って本発明のフラックスは、高信頼牲のハンダ付け用フラックスとして極めて有用であり、微細パターン用や無洗浄フラックスとして使用可能である。また、無洗浄ハンダ付けを実施した場合、洗浄コストの低減が可能である。
【００３２】
なお、本発明のフラックスは噴流ハンダ付けに用いられるだけでなく、ソルダペーストなどの他のハンダ付け用フラックスとしても有用である。
【００３３】
【発明の効果】
従って本発明により、優れた特徴を有する合成樹脂を用いたフラックスや従来のフラックスを、優れたハンダ付け性と高信頼性を保ちつつ、無洗浄工程を実現したものとすることができる。
【００３４】
また本発明を採用することにより、ハンダ付け後のフラックス残渣の無洗浄化も可能となるため、生産コストの低減が可能となるだけでなく、フロンなどによる環境破壊も防止することができる。

Claims

活性剤として、エチレンアミン類と、モノエチルアミン塩酸塩、アニリン臭化水素酸塩及びブチルアミン塩酸塩から選ばれるアミンハロゲン化水素酸塩とを含有するハンダ付け用フラックスであって、前記エチレンアミン類の含有率が０．１〜１．０質量％であり、前記アミンハロゲン化水素酸塩が塩素換算のハロゲン含有率として０．０１〜０．５質量％となるよう含有されていることを特徴とする、ハンダ付け用フラックス
活性剤として、エチレンアミン類のハロゲン化水素酸塩と、モノエチルアミン塩酸塩、アニリン臭化水素酸塩及びブチルアミン塩酸塩から選ばれるアミンハロゲン化水素酸塩とを含有するハンダ付け用フラックスであって、前記エチレンアミン類のハロゲン化水素酸塩を、塩素換算のハロゲン含有率として０．０１〜０．４質量％となるよう含有し、前記モノエチルアミン塩酸塩、アニリン臭化水素酸塩及びブチルアミン塩酸塩から選ばれるアミンハロゲン化水素酸塩を、塩素換算のハロゲン含有率として０．０１〜０．４質量％となるよう含有し、さらに上記２種のアミンハロゲン化水素酸塩の塩素換算のハロゲン含有量の合計が、０．５質量％を超えないように含有することを特徴とする、ハンダ付け用フラックス