JP5776877B2 - はんだ用フラックスおよびはんだ組成物 - Google Patents
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Description
すなわち、本発明は、紫外線吸光光度法による254nm以上の領域での最大吸光度A(測定条件:試料濃度1g/dm3、セル長1cm)が0.15以下であり、メチル化処理物のガスクロマトグラフ質量分析により測定された分子量320の成分の含有量が分子量314〜320の成分の合計量の95%以上であり、昇温速度5℃/分の熱重量測定における99%重量損失温度が500℃以下のロジン誘導体であるロジン類(A)を含有するはんだ用フラックス;粉末はんだおよび当該はんだ用フラックスを含有するはんだ組成物に関する
中国産水添ロジン(広西梧州日成林産化工有限公司製)600gを1リットルのフラスコに仕込み、400Paの減圧下で蒸留し、195〜250℃で留出された成分を得た。195〜250℃で留出された成分200gと5%パラジウムアルミナ3.0g、シクロヘキサン200gを1リットルのオートクレーブに仕込み、系内を水素ガスで十分置換した後、反応初期水素圧力を6MPaとし、200℃まで昇温した後、水素圧力を10MPaとし、適宜圧力減少分を補給しながら4時間反応させた。触媒をろ別し、減圧蒸留にてシクロヘキサンを留去し、ロジン類1を得た。メチル化処理物のガスクロマトグラフ質量分析により測定された分子量320の成分の含有量は分子量314〜320の成分の合計量の100%であり、色調は200H、酸価174、軟化点84.5℃であった。
中国産水添ロジン(広西梧州日成林産化工有限公司製)600gを1リットルのフラスコに仕込み、400Paの減圧下で蒸留し、195〜250℃で留出された成分を得た。195〜250℃で留出された成分200gと5%パラジウムカーボン(含水率50%)3.0g、シクロヘキサン200gを1リットルのオートクレーブに仕込み、系内を水素ガスで十分置換した後、反応初期水素圧力を6MPaとし、200℃まで昇温した後、水素圧力を10MPaとし、適宜圧力減少分を補給しながら4時間反応させた。触媒をろ別し、減圧蒸留にてシクロヘキサンを留去し、ロジン類2を得た。メチル化処理物のガスクロマトグラフ質量分析により測定された分子量320の成分の含有量は分子量314〜320の成分の合計量の96%であり、色調は200H、酸価176mgKOH/g、軟化点84.5℃であった。
中国産不均化ロジン(梧州松脂廠製)600gを1リットルのフラスコに仕込み、400Paの減圧下で蒸留し、195〜250℃で留出された成分を得た。195〜250℃で留出された成分200gと5%パラジウムカーボン(含水率50%)0.1gを1リットルのオートクレーブに仕込み、系内を水素ガスで十分置換した後、反応初期水素圧力を6MPaとし、200℃まで昇温した後、水素圧力を10MPaとし、適宜圧力減少分を補給しながら4時間反応させた。触媒をろ別し、減圧蒸留にてシクロヘキサンを留去し、ロジン類3を得た。メチル化処理物のガスクロマトグラフ質量分析により測定された分子量320の成分の含有量は分子量314〜320の成分の合計量の31%であり、色調は90H、酸価167mgKOH/g、軟化点85.5℃であった。
中国産水添ロジン(広西梧州日成林産化工有限公司製)600gを1リットルのフラスコに仕込み、400Paの減圧下で蒸留し、195〜250℃で留出された成分をロジン類4とした。メチル化処理物のガスクロマトグラフ質量分析により測定された分子量320の成分の含有量は分子量314〜320の成分の合計量の17%であり、色調は250H、酸価176mgKOH/g、軟化点79.0℃であった。
中国産ガムロジン(広西荒川化学工業有限公司製)600gを1リットルのフラスコに仕込み、400Paの減圧下で蒸留し、195〜250℃で留出された成分を得た。195〜250℃で留出された成分450g、キシレン400g、塩化亜鉛20gおよび硫酸3gを仕込み、窒素雰囲気下100℃で6時間、反応を行った。反応性生物を1N塩酸250gで洗浄し、更に温水250gにて2回洗浄した。洗浄後のキシレン溶液は液温200℃未満、減圧度1,300Paの条件下でキシレンを留去した後、更に液温200〜275℃、減圧度400Paの条件下で分解物及び未反応物約35gを留去して重合ロジンを得た。得られた重合ロジン250gとシクロヘキサン250gと5%パラジウムカーボン(含水率50%)2.5gを1リットルのオートクレーブに仕込み、系内の酸素を除去した後、水素圧力を10MPaとし、適宜圧力減少分を補給しながら4時間反応させた。触媒をろ別し、減圧蒸留にてシクロヘキサンを留去し、ロジン類5を得た。メチル化処理物のガスクロマトグラフ質量分析により測定された分子量320の成分の含有量は分子量314〜320の成分の合計量の53%であり、色調は300H、酸価147mgKOH/g、軟化点142.0℃であった。
以下のガスクロマトグラフ質量分析装置で定量を実施した。
測定には、試料(ロジン類)0.005gをオンカラムメチル化剤(フェニルトリメチルアンモニウムヒドロキサイド(PTHA)0.2モルメタノール溶液、ジーエルサイエンス(株))0.5gに溶解させ、1μlをガスクロマトグラフ質量分析(GC/MS)に注入し、測定を行った。分子量314〜320の成分の合計ピーク面積に対する分子量320の成分のピーク面積比を測定し、これを分子量320の成分の含有量とした。
使用装置
ガスクロマトグラフ:「Agilent6890」(商品名、Agilent Technologies Inc.製)
質量分析計:「Agilent5973」(商品名、Agilent Technologies Inc.製)
カラム:「Advance−DS」(商品名、信和化工(株)製)
JIS K 0071−1に準じてハーゼン単位(H)で測定した。比較例4〜6のロジン類については、ガードナー色調をJIS0071―2に準じて測定した。
JIS K 0070に準じて中和滴定法で測定した。
JIS K 5902に準じて環球法で測定した。
試料(ロジン類)25.0mgを、25mlメスフラスコに精秤し、シクロヘキサンで溶解した後、25mlの秤線まで定容する。UV分光光度計((株)日立製作所製、HITACHI u−3210 spectrophotometer)にて、セル長1cmの石英セルを用いることにより吸光度を測定する。254nm以上の領域での最大吸光度を読み取った。結果を表1に示す。
試料(ロジン類)を用いて示差熱・熱重量同時測定装置(セイコーインスツル(株)製、商品名「TG/DTA220」)により、窒素雰囲気下で5℃/分の昇温速度にて99%重量損失温度を測定した。さらに、熱重量測定後の残渣の状態を以下の基準で評価した。結果を表1に示す。
1:目視で全く残渣が確認されない
2:わずかに残渣が確認されるが外観は良い
3:黒色または褐色の残渣が有り、外観が悪い
ロジン類1〜8を用いて、下記方法により、ロジン類の加熱安定性、クリームはんだ用フラックスとポストフラックスのフラックス残渣評価(外観及び残渣低減率)及びはんだ付け性の評価を行った。
結果を表1に示す。
試料(ロジン類)を内径1.5cm、高さ15cmの試験管にサンプル10gをいれ、空気雰囲気下で120℃の循風乾燥機に静置して、経時による色調(ガードナー色調、JIS0071―2に準じて測定。)の変化を観察した。なお、このロジン類の加熱安定性の評価は、ロジン類を含有するはんだ用フラックス及びポストフラックスの耐熱性を推測する指標として用いることが出来る。加熱後の色調が良好なロジン類は、はんだ用フラックス等が必要な加熱安定性を有していると考えられる。
試料(ロジン類)を50部、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル45部、12−ヒドロキシステアリン酸エチレンビスアミド5部を、加熱溶解させた後、冷却してフラックス組成物を作成した。
はんだ粉末(5〜20μnの平均粒径を持つSn−Ag−Cu合金、96.5重量%/3重量%/0.5重量%)90部および上記方法で調製したフラックス10部を攪拌してクリームはんだを調製した。
調製したクリームはんだについて、「JIS Z3284付属書10 ぬれ効力およびディウェッティング試験」に準拠し、はんだ付け性(濡れ性)を評価したところ、いずれも良好(○:広がり度合いの区分1または2)であった。
1.残渣低減率
銅基板上に、クリームはんだをスクリーン印刷し、得られた印刷基板を窒素リフロー炉にてはんだ付けを行い(プリヒート条件:180℃で100秒、メインヒート条件:240℃で約10秒)、はんだ付け前後の基板上の残渣(フラックス残渣)重量を測定してフラックス残渣の低減率を以下の式により算出した。
残渣低減率(%)=(印刷したクリームはんだ中のフラックスの固形分量−銅基板上に残ったフラックス残渣量)/(印刷したクリームはんだ中のフラックスの固形分量)×100
固形分量:クリームはんだ中の溶剤(ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル)以外のフラックス成分
2.外観
また、はんだ付け部位を顕微鏡VW−6000((株)キーエンス製:30倍)で観察することによって、フラックス残渣の色調を以下の基準で目視判断した。
1:フラックス残渣が目立たない
2:フラックス残渣が若干目立つ
3:フラックス残渣が著しく目立つ
試料(ロジン類)を25部、イソプロピルアルコール75部を加熱溶解させた後、冷却してポストフラックスを作成した。
1.残渣低減率
18mm×60mmの厚さ1mmのガラス板上にポストフラックスを0.1g滴下し、270℃のホットプレート上に10秒間静置し、加熱前後の重量を測定してポストフラックス残渣の低減率を以下の式により算出した。
残渣低減率(%)=(ポストフラックス中の固形分全量−ガラス板に残ったポストフラックス残渣量)/(ポストフラックス中の固形分全量)×100
固形分量:ポストフラックス中の溶剤(イソプロピルアルコール)以外のフラックス成分
2.外観
また、外観を目視で観察し、以下の基準で評価した。
1:ポストフラックス残渣が目立たない
2:ポストフラックス残渣が若干目立つ
3:ポストフラックス残渣が著しく目立つ
「JIS Z3197 はんだ広がり法」に準拠し、はんだ付け性(濡れ性)を評価し、広がり率を計算した。
*2:ロジン類7:中国産不均化ロジン
*3:ロジン類8:中国産水添ロジン
Claims (4)
- 紫外線吸光光度法による254nm以上の領域での最大吸光度A(測定条件:試料濃度1g/dm3、セル長1cm)が0.15以下であり、メチル化処理物のガスクロマトグラフ質量分析により測定された分子量320の成分の含有量が分子量314〜320の成分の合計量の95%以上であり、昇温速度5℃/分の熱重量測定における99%重量損失温度が500℃以下のロジン誘導体であるロジン類(A)を含有することを特徴とするはんだ用フラックス。
- ロジン類(A)の色調が300ハーゼン以下であることを特徴とする請求項1に記載のはんだ用フラックス。
- はんだ粉末および請求項1又は2記載のはんだ用フラックスを含有するはんだ組成物。
- はんだ粉末が鉛フリーはんだ粉末である請求項3に記載のはんだ組成物。
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