JP5295131B2 - はんだ用フラックス這い上がり防止組成物、該組成物を被覆したはんだ用電子部材、該部材のはんだ付け方法および電気製品 - Google Patents
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Description
CH2=C(R1)−C(O)O−Q1−Rf (a)
式中、R1:水素原子またはメチル基、
Q1:単結合または2価の連結基、
Rf:主鎖の鎖長が炭素数1〜6のポリフルオロアルキル基またはポリフルオロエーテル基を示す。
また式(a)において、好ましいQ1は単結合または炭素数1〜6の直鎖アルキレン基、アミノ基、スルホニル基、またはこれらの組合せである。
CH2=C(R1)−C(O)O−Q2−OH (b)
式中、R1:前記式(a)と同じ、Q2:2価の連結基。
本発明に係るはんだ用フラックス這い上がり防止組成物は、通常、液状形態であり、好ましくは上記のような重合体を0.001〜10質量%の濃度で含有する。
本発明のフラックス這い上がり防止組成物は、それにより形成される被膜の接触抵抗やはんだ濡れ性が該被膜のない状態と同じであることから、電子部品等に被膜を形成しても、接点部が被膜による接触不良を起こす可能性が低く、さらに、被膜形成部分のはんだ付けに支障が生じにくいものと考えられる。
CH2=C(R1)−COO−Q1−Rf (a)
ただし、式中の記号は以下の意味を示す。
R1:水素原子またはメチル基、
Q1:単結合または2価の連結基、
Rf:主鎖の鎖長が炭素数1〜6のポリフルオロアルキル基またはポリフルオロエーテル基。
また、ポリフルオロエーテル基とは、上記ポリフルオロアルキル基中の1箇所以上の炭素−炭素原子間にエーテル性酸素原子が挿入された基を意味する。
また、Rf基としては、ポリフルオロアルキル基が好ましい。さらに、Rf基は、実質的に全フッ素置換されたパーフルオロアルキル基(RF)が好ましく、主鎖の鎖長が炭素数1〜6のRF基であることがより好ましく、直鎖のRF基であることが特に好ましい。
CH2=C(R1)−COO−(CH2)p−Rf (a1)
式中、p:0〜6の整数、
R1、Rf:式(a)と同じ。
CH2=CH−COO−(CH2)2−C6F13、
CH2=C(CH3)−COO−(CH2)2−C6F13、
CH2=CH−COO−(CH2)2−C4F9、
CH2=C(CH3)−COO−(CH2)2−C4F9
などである。
CH2=C(R1)−C(O)O−Q2−OH (b)
式中、R1:式(a)における定義と同じであり、Q2:2価の連結基である。
Q2は、2価の連結基であれば適宜選択可能であり、前記式(a)におけるQ1と同様のものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
CH2=C(R1)−C(O)O−Q3−OH (b1)
式中、R1は前記と同じであり、Q3は、アルキレン基、フェニレン基、シクロヘキシレン基、エステル結合、アミド結合、−(CH2CH2O)n−、−(CH2CH2CH2O)n−、またはこれらの組合せである(ここでのnは1〜30の整数)。これらの基は、たとえば水酸基、アリール基等の置換基を有していてもよい。Q3の具体例を表1に示す。Phはフェニル基である。
上記表1におけるn=1〜10
なお、本発明に係る重合体において、各重合単位の含有量は、実質的に、重合仕込み量とみなすことができる。また、重合単位(A)または(B)において、重合単位が2種以上からなる場合には、上記含有量は、各重合単位の合計でのものである。
式中、R2:−H、CH3、−Cl、−CHO、−COOH、−CH2Cl、−CH2NH2、−CH2N(CH3)2、−CH2N(CH3)3Cl、−CH2NH3Cl、−CH2CN、−CH2COOH、−CH2N(CH2COOH)2、−CH2SH、−CH2SO3Naまたは−CH2OCOCH3である。
CH2=C(R1)−COO−R3
式中、R1:水素原子またはメチル基であり、R3:−CH3−CH2CH2N(CH3)2、−(CH2)mH (m=2〜20)、−CH2CH(CH3)2、−CH2−C(CH3)2−OCO−Ph、−CH2Ph、−CH2CH2OPh、−CH2N(CH3)3Cl、−(CH2CH2O)mCH3(m=2〜20)、−(CH2)2−NCO、
である。
CH2=C(R1)−CONH−R4
式中、R1:水素原子またはメチル基であり、R4:−CmH2m+1(m=2〜20)、−Hである。
また、重合性化合物(c3)としては、以下のようなエポキシ基を有する不飽和エステルも挙げられる。
なお、本発明における重量平均分子量とは、GPC(ゲル浸透クロマトグラフィー;カラム充填剤:スチレンジビニルベンゼン共重合体,移動層:アサヒクリンAK−225(商品名)により測定されるポリメチルメタクリレート(標準物質)換算分子量である。
p−キシレンヘキサフルオリド(以下、p−XHFと記す。)、
CF3CH2CF2CH3、
CF3CH2CF2H、
C6F13OCH3、
C6F13OC2H5、
C3F7OCH3、
C3F7OC2H5、
C6F13H、
CF2HCF2CH2OCF2CF2H、
CF3CFHCFHCF2CH3、
CF3(OCF2CF2)n(OCF2)mOCF2H(m、nはいずれも1〜20)、
C3F17OCH3、
C7F15OCH3、
C4F9OCH3、
C4F9OC2H5、
CF3(CF2)3OC2H5、
(CF3)2CFCF2OC2H5、
C4F9CH2CH3、
CF3CH2OCF2CF2CF2H、
CF3CF2CHCl2、
CClF2CF2CHClF
およびこれらの混合物。
たとえばCF3CF2CHCl2とCClF2CF2CHClFとの混合物がアサヒクリンAK−225(旭硝子(株)製)の商品名で、CF3(CF2)3OC2H5と(CF3)2CFCF2OC2H5とのハイドロフルオロエーテル混合物がノベックHFE7200(3M社製)の商品名で入手可能である。
フラックス及びはんだの種類についても、特に制限されることはなく、電子部材のはんだ付けに常用されているものが使用可能である。
以下の調製例で使用した重合モノマーを表2に示す。これらの化合物は、すべて市場から試薬として入手することができる。
<重合組成物の調製>
密閉容器に、モノマー、重合溶剤(m−XHF)、開始剤のジメチル2,2'-アゾビス(2-メチルプロピオナート)(V−601:和光純薬工業(株)製商品名)を、それぞれ表3に記載の仕込み比で仕込み、70℃で26時間反応を行い、重合組成物1〜5を得た。以下のように求めた各重合組成物の各重合体の分子量を表3に示す。
以下において、重合組成物を希釈する際には、反応により得られた所定量の重合組成物を120℃で2時間乾燥させた後の乾燥残分を重合体として秤量し、重合組成物の重合体濃度%(質量%)を求めた。
重合組成物を、重合体の濃度が約1%になるように、アサヒクリンAK−225(旭硝子(株)製)を用いて希釈し、測定サンプルとした。昭和電工株式会社製Shodex GPC−104を用いて、以下の条件でGPCを測定した。
<GPC測定条件>
Separtion Column:LF−604(充填剤:スチレンジビニルベンゼン共重合体,昭和電工株式会社製)×2
Default Column:KF600RH(充填剤:なし,昭和電工株式会社製)×2
Clean Liquid:AK−225
Flow Rate:0.2ml/min
標準物質:ポリメチルメタクリレート
表3に記載の仕込みモノマーに代えた以外は、実施例1と同様にして比較重合組成物1〜9を得た。実施例と同様にして求めた各重合組成物の各重合体の分子量を表3に示す。
上記実施例および比較例で得られた各重合組成物を、HFE7200(3M社製)で希釈し、重合体濃度0.05%の各はんだ用フラックス這い上がり防止剤を調製した。
このはんだ用フラックス這い上がり防止剤について、IPAに対する接触角を測定し、撥IPA性を評価した。結果を上記表3に示す。接触角の測定方法は以下のとおりである。
[接触角の測定]
銀めっき加工(3μm)を施したテストピースに防止剤の各々に、常温で1分間浸漬後、取出して室温で乾燥させて、這い上がり防止剤の被膜を処理した。該銀めっき板に、2−プロパノール(IPA)を滴下して接触角の測定を行った。接触角の測定には、自動接触角計OCA−20[dataphysics社製]を用いた。
実施例1〜5の重合組成物を、HFE7200を用いて希釈し、重合体濃度1%のはんだ用フラックス這い上がり防止剤を調製した。
銀めっき加工(3μm)を施したテストピースを、上記各這い上がり防止剤中に、常温で1分間浸漬後、取出して室温で乾燥させて、這い上がり防止剤による処理を行なった。
処理後の各テストピースについて、以下の条件で接触抵抗を測定した。
接触抵抗接触抵抗評価・測定装置:MS2007(ファクトケイ株式会社)
プローブ:Pt,φ=1mm
基材:銀めっき板(10×50×1mm、日本テストパネル株式会社)
処理条件:1分間浸漬後、室温で20分以上風乾。
測定荷重:5gf〜100gf
上記処理後の各テストピースについて、ゼロクロスタイムを測定した。
ゼロクロスタイムははんだの濡れ性の目安であり、短時間の方が濡れやすいことを意味し、性能が良好と評価される。
<測定条件>
使用はんだ:H63A-B20(共晶はんだ、千住金属工業株式会社)
はんだ温度:235℃
フラックス:ロジンフラックス25%IPA溶液(千住金属工業株式会社)
基材:銀めっき板(10×30×0.3mm、株式会社レスカ)
浸漬条件:浸漬速度:20mm/sec、浸漬深さ:2mm、浸漬時間:10sec
処理条件:1分間浸漬後、室温で20分以上風乾。
這い上がり防止剤としては、一般的な這い上がり防止剤の濃度よりもかなり濃い1%濃度で処理を行っても、未処理とほとんど変わらない接触抵抗を示した。このことより、這い上がり防止剤による被膜が電気部品の接点部に形成されても、接触不良を起こす可能性が非常に低いことが確認できた。
また、上記1%濃度で処理後のゼロクロスタイムについても、1秒以下であることから、這い上がり防止被膜がはんだ付け部分に処理されていても、はんだ付けに影響を与えないことが確認できた。
実施例1,4および5と、比較例1,2,8および9で得られた重合組成物を、HFE7200で希釈し、重合体濃度0.05%および0.01%の極低濃度の希釈液を調製し、それらのフラックスの這い上がり性能を検討した。具体的な這い上がり性能評価の一例として、サイド型コネクター05FDZ−ST(S)(LF)(SN)(日本圧着端子製)を用い、いくつかの試験的条件を設定する方法により、以下のような試験を実施した。
コネクター部品を上記希釈液に1分間浸漬し、取り出した後室温で30分間乾燥させた。コネクター部品を、リード線の付け根までフラックスに10秒間漬けた。部品を基板に設置し、部品を設置した状態ではんだ付け面をフラックスに漬けた。235℃で溶融させた共晶はんだ(H63A-B20 千住金属工業株式会社)に、はんだ付け面を漬け、はんだ付けを行った。コネクター部品を解体して、接点部分にフラックスが這い上がっているかどうかを確認した。
上記のようなフラックスの這い上がり性能評価の結果を表5に示す。本発明の重合組成物は、低濃度でも充分な性能を示すことが確認できた。
Claims (7)
- 下記式(a)で表される化合物から導かれる重合単位(A)と、水酸基を含有する不飽和化合物から導かれる重合単位(B)のそれぞれ少なくとも1種を含有し、重量平均分子量(ポリメチルメタクリレート換算)が15万以上である重合体を含むはんだ用フラックス這い上がり防止組成物:
CH2=C(R1)−C(O)O−Q1−Rf (a)
式中、R1:水素原子またはメチル基、
Q1:単結合または2価の連結基、
Rf:主鎖の鎖長が炭素数1〜6のポリフルオロアルキル基またはポリフルオロエーテル基を示す。 - 前記Rf基が炭素数1〜6の直鎖のパーフルオロアルキル基またはパーフルオロエーテル基である請求項1に記載の組成物。
- 前記重合単位(B)が、下記式(b)で表される化合物から導かれる請求項1または2に記載の組成物:
CH2=C(R1)−C(O)O−Q2−OH (b)
式中、R1:前記式(a)と同じ、Q2:2価の連結基。 - 前記重合体中の前記重合単位(B)の割合が10質量%以下である請求項1〜3のいずれかに記載の組成物。
- 電子部材のはんだ付けする箇所に、請求項1〜4のいずれかに記載の組成物からなる被膜を有し、はんだ用フラックス這い上がり防止性能を有する電子部材。
- 電子部材のはんだ付けする箇所に、請求項1〜4のいずれかに記載の組成物からなる被膜を形成し、該被膜の上にはんだ用フラックスを塗布した後、はんだ付けする、電子部材のはんだ付け方法。
- 請求項6に記載の方法ではんだ付けした電子部材を含む電気製品。
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