JPH0249491A - プリント配線板用保護組成物及びプリント配線板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、プリント配線板のはんだ付は前の銅箔ランド
の酸化を防止する保護組成物及びこれを用いて保護膜を
形成したプリント配線板に関する。

従来の技術 プリント配線板は、抵抗体、コンデンサ等の電子部品を
搭載するためのものであって、基板に張り合わせた銅箔
をエツチング、して回路パターンを形成し、この回路パ
ターンの銅箔ランドに上記電子部品をはんだ付けして接
続、固着している。

ところで、最近、電子機器の小型化、高性能化に伴い、
プリント配線板にも電子部品を高密度実装することが要
求され、そのために表面実装技術（ＳＭＴ）についても
研究が重ねられ、急速な進歩が成されてきた。これに伴
い、回路パターンの配線は緻密かつ繊細に成ってきてお
り、銅箔ランドに高密度に電子部品のはんだ付けを行う
、いわゆるマイクロソルダリングに対してもはんだ付は
不良率を少なくすることが要求され、その要求は数百の
はんだ付けを行った場合でも数個以内というように厳し
くなってきている。

このはんだ付は不良率を少なくするには、プリント配線
板作成の際のエツチングによる回路パターンの形成、プ
リント配線板に対するはんだ付は時のフラックスの塗布
、そしてはんだ付けを行う等の各工程において、その最
適状態が検討されなければならない。これらの内、はん
だ付けを、例えばはんだペーストをはんだ付は部に供給
し加熱してはんだ粉末を熔融させることにより行う、い
わゆるリフロー工程を利用する場合、その熔融時間を速
めるために加熱温度を高くかつ加熱時間を短くするとい
うように加熱処理条件が益々複雑かつ厳しいものになっ
てきている。

一方、上記回路パターン形成後フラックス塗布までの間
に銅箔ランドが錆ないようにすることも重要な対策の一
つである。

プリント配線板に回路パターンを形成するには、銅張り
積層板上にエツチングレジストをスクリーン印刷し、紫
外線又は熱により硬化させた後、塩化第二鉄水溶液等に
よりエツチング、回路部以外の銅箔を溶解除去した後エ
ツチングレジストを溶剤又はアルカリ性液で溶解除去し
、回路部分を露出させ、その後ソルダーレジストをスク
リーン印刷し、紫外線又は熱により硬化させることによ
り、はんだ付は部分（ランド）を露出させることが行わ
れる。この際、露出された銅箔部分は酸化され、錆を発
生するので、これにそのままフラックスを塗布し、はん
だ付けを行うとはんだの濡れが良くなく、はんだ付は強
度が弱くなり、はんだ付は不良を起こすことがある。

そのため、はんだ付けする銅箔ランドの酸化膜を除去す
る、ソフトエツチング処理を行うことが好ましいものと
され、はんだ付は処理までに相当時間経過するときはプ
リフラックスを塗布し酸化防止膜を設けることが行われ
ている。

このソフトエツチング処理は、過硫酸アンモニウム、過
硫酸ナトリウム、あるいは硫酸と過酸化・水素の混合液
等の水溶液に銅箔ランドを浸漬し、その酸化膜を溶解除
去するものである。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記ソフトエツチング処理を行った後、
プリフラックス膜を形成して銅箔ランドの酸化を防止す
る保護膜を設けたとしても、はんだ付けに供されるまで
の時間が長かったり、上記のりフロー工程によるはんだ
付は等高温度に保護膜が曝されることになると、保護膜
の耐酸化性が十分でな（、はんだ付は不良を起こすこと
がある。

本発明の目的は、はんだ付は時に溶融はんだの温度で溶
融して溶融はんだにより容易に押しのけられ、溶融はん
だが清浄な金属面に十分に接触でき、かつ耐酸化性の優
れたプリント配線板用保護組成物及びこれにより保護処
理したプリント配線板を提供することにある。

課題を解決するための手段 本発明は、上記課題を解決するために、プリント配線板
の金属面の保護用に塗布される組成物であって、熱可塑
性樹脂と、酸化防止剤を含有することを特徴とするプリ
ント配線板用保護組成物及びこれを用いて保護膜を形成
したプリント配線板を提供するものである。この際、上
記酸化防止剤は熱可塑性樹脂に対して０．５重量部以上
含有されることが好ましい。また、ポリアミン又はアミ
ン有機酸又は無機酸を併用することも好ましい。

次に本発明の詳細な説明する。

本発明の保護組成物は、ソフトエツチング処理をされた
金属面に通用されることが好ましいが、エツチング処理
後の金属面その他に対して通用することもできる。

すなわち、上記したように回路パターンを形成したプリ
ント配線板は、その配線部分のはんだ付は部分の銅箔ラ
ンドは、空気に曝されることにより酸化するので、過硫
酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、あるいは硫酸と過
酸化水素の混合液等の水溶液に浸漬されて、その錆を除
去する、ソフトエツチング処理を施される。

このソフトエツチング処理を行なった後、本発明の保護
組成物を配線部の銅箔ランドに塗布し、乾燥させること
により保護膜を形成することが好ましい。

本発明の保護組成物は、熱可塑性樹脂を含有するが、こ
れには石油樹脂、テルペン系化合物、ロジンエステル系
樹脂、ロジン誘導体等が挙げられる。これらの樹脂の軟
化点（環球法による）としては好ましくは、９０℃〜１
３０℃である。

具体的には、ハーキュリス社製フォーラル８５、安原油
脂社製ｙｓポリスター、日本石油化学社製ネオポリマー
等が挙げられる。

上記熱可塑性樹脂に酸化防止剤を併用する。この酸化防
止剤としては、ヒンダードフェノール系化合物、ヒドラ
ジン系化合物等が挙げられ、具体的にはチバガイギー社
製イルガノックスが挙げられる。

本発明の保護組成物にはポリアミン、アミンの有機酸塩
又は無機酸塩を必要に応じて併用することもできる。こ
れらの塩は銅箔の酸化物を還元する還元剤として作用す
る。上記ポリアミンとしては、エチレンジアミンが挙げ
られ、アミンとしては、シクロヘキシルアミンが挙げら
れる。

本発明の保護組成物は、上記の各成分のほかに有機溶剤
が用いられ、この溶剤にはアルコール系溶剤、芳香族系
溶剤、エステル系溶剤が挙げられる。

本発明の保護組成物における組成比は、上記熱可塑性樹
脂が５〜４０重量％が好ましく、より好ましくは１０〜
３０重量％であり、酸化防止剤がこの熱可塑性樹脂１０
０重量部に対して０．５重量部以上であって全体中に０
．０５〜４０重量％が好ましく、より好ましくは１０〜
３０ｆｆ量％であり、残りは有機溶剤である。これより
樹脂が多いと、不経済である。

また、上記ポリアミン又はアミンの塩を併用するときは
、２０〜２５重量％用いるのが好ましい。

本発明の保護組成物を適用するには、上記したようにソ
フトエツチング処理を行った後、未乾燥状態でイオン交
換水で３０秒〜６０秒間洗浄し、ついで低級アルコール
、次ぎにエステル溶剤のように順次極性の低くなる溶剤
により洗浄し、銅箔表面を十分に脱脂した後乾燥し塗布
することが好ましい。

本発明の保護組成物を塗布するには、適宜必要に応じて
溶剤で希釈した後、保護処理するプリント配線板をこの
保護組成物に浸漬しても良く、また、この保護組成物を
噴霧又はロールコータにより塗布しても良い。この後は
、放置して乾燥させても良く、冷風乾燥、温風乾燥、さ
らには吸水性材料で脱水しても良い。

このようにしてソフトエツチング処理されたプリント配
線板の配線部の銅箔ランドに保護膜が形成されるが、電
子部品をはんだ付けするときに、リフロー工程によるは
んだ付け、浸漬法によるはんだ付け、噴流はんだによる
はんだ付は等いずれのはんだ付は方法も通用できる。

作用 熱可塑性樹脂に酸化防止剤を併用した保護膜を設けたの
で、保護膜が例えばりフローによるはんだ付は工程で高
温下に置かれても耐酸化性があり、銅箔のような金属面
を酸化から保護することができる。

実施例 次に本発明の詳細な説明する。

７　ｆｌＸ１５ｆｌＸＱＪ鶴の銅板を１１重量％硫酸、
３．８重量％過酸化水素を含む水溶液中に２０±１℃で
６０秒間浸漬してソフトエツチングを行なった後取り出
して、３０秒間イオン交換水で洗浄する。この後イソプ
ロピルアルコール、酢酸エチルで順次洗浄し、表面を十
分脱水した後、自然乾燥した。

この銅板を、ロジンエステル系樹脂９．８重量％、酸化
防止剤０．２重量％をイソプロピルアルコールに熔解し
た溶液に浸漬し、常温常圧下において自然乾燥させて試
験片を作製した。

この試験片について、溶融はんだのはんだ付は性を調べ
るため、タムラ化研■製ソルダーグラフを用いてはんだ
濡れ時間を測定した。測定方法は次の通りである。

上記試験片６枚を用意し、これらの各々をそれぞれ２０
０℃で１０分、２０分、３０分、４０分、５０分、６０
分の加熱処理を行い、これらの加熱処理を行った各試験
片について、タムラ化ｆｉｆ鋳製フランクスＣＦ２２０
Ｖを用いてフランクス処理をしてから、タムラ化研■製
デジタルソルダーグラフを使用して溶融はんだの銅板に
対する濡れを測定した。すなわち、各試験片をはんだ浴
温度２５０℃の溶融はんだ（６３重量％錫／３７重量％
鉛共晶はんだ）に１ｗｍの深さ浸漬し、溶融はんだの試
験片に対する作用力が上向きから下向きに変化し、上下
方向の作用力が平衡して０になるまでの時間（秒）を測
定する。

この測定結果を図のグラフに実線で示す。

比較例 実施例１において、ロジンエステル系樹脂を９．８重量
％の代わりに１０重量％用い、酸化防止剤を使用しなか
った以外は同様の溶液を用い、実施例１と同様にして試
験片を作製し、これらについても実施例１と同様に試験
した結果を図のグラフに点線で示す。

上記結果から、実施例の３０分以上加熱した試験片は溶
融はんだの濡れに要する時間が比較例の試験片に対して
著しく短く、これは試験片の加熱により比較例のものは
銅板が酸化され、溶融はんだが濡れ難くなっているのに
対し、実施例の試験片の銅板は十分な酸化防止効果が得
られ、しかもその膜は溶融はんだに溶融して押し退けら
れ溶融はんだが銅板によく接触することが分かる。

発明の効果 本発明によれば、熱可塑性樹脂に酸化防止剤を併用した
プリント配線板保護組成物を提供することができるので
、これを用いて銅箔のような金属面に形成した保護膜は
、空気中のみならずはんだ付は時の例えばりフロー工程
の厳しい条件の加熱によっても十分な酸化防止効果を示
し、しかも溶融はんだの温度により溶融してこの溶融は
んだに容易に押し退けられ、これにより溶融はんだは銅
箔に良く接触することができ、従来のプリフラ・／クス
には得られない保護膜を提供できる。

このような保護膜付きプリント配線板を提供できるので
、これに対する電子部品のはんだ付は不良を著しく減少
することができ、プリント配線板の信頼性とこれに対す
るはんだ付は作業性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ははんだ付は性試験を行った結果を示すグラフで
ある。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）プリント配線板の金属面の保護用に塗布される組
   成物であって、熱可塑性樹脂と、酸化防止剤を含有する
   ことを特徴とするプリント配線板用保護組成物。
2. （２）酸化防止剤が熱可塑性樹脂に対して０．５重量％
   以上含有されることを特徴とする請求項第１項記載のプ
   リント配線板用保護組成物。
3. （３）ポリアミン又はアミンの有機酸塩又は無機酸塩を
   含有することを特徴とする請求項１項又は２項記載のプ
   リント配線板用保護組成物。
4. （４）請求項第１項又は第２項記載のプリント配線板用
   保護組成物を使用しプリント配線板の金属面に熱可塑性
   樹脂及び酸化防止剤を含有する保護膜を成したことを特
   徴とするプリント配線板。