JPH0318498A - 水溶性はんだ付け用フラックス - 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、はんだ付け後のブラックス残渣が水や温水で
容易に洗浄除去できる水溶性ブラックスに間する． 〔従来の技術〕 一般に電子部品のはんだ付けに用いられるフラックスは
松脂を主成分とする樹脂系であり、該ブラックスは、は
んだ付け性、絶縁性に優れ、腐食性、毒性がない点でも
適したものである．この様に優れた特性を有するブラッ
クスでも通信機や大型コンピューターのような精密電子
機器に用いた場合、ブラックス残渣を洗浄除去しなけれ
ばならないことがある．その理由は、樹脂系フラックス
が如何に絶縁性に優れていても、松脂が粘着性を有する
ため、長期間のうちにフラックス残渣にホコリやゴミが
付着し、それが吸湿して絶縁性を悪くしてしまうからで
ある．そのため、樹脂系ブラックスでのはんだ付け後、
ブラックス残渣の除去に松脂をよく溶解するフッ素系有
機溶剤や塩素系有機溶剤が使われていた。しかしながら
、これらの有機溶剤は地球を取巻くオゾン層を破壊し、
人体に有害な紫外線を多量に地球上に到達させたり、地
下水を汚染させる等の問題を起こすため、それらの使用
が規制されるようになってきた。

その点、水溶性はんだ付け用フラックスは、はんだ付け
後のブラックス残渣が水や温水で洗浄除去でき有害な有
機溶剤を使わなくて済むため、近時その特長が多いに認
められてくるようになった．従来の水溶性はんだ付け用
フラツクスとしては、塩化亜鉛や塩化アンモニュームの
ような無機塩をグリセリンやワセリンで溶解させたもの
、或いはギ酸やギ酸アンモニュームのような有機酸を水
溶性溶剤で溶解したものであった． 〔発明が解決しようとする課題〕 ところでフラツクスとしては次のような作用を有しては
いなければならない． （１）酸化物の除去作用 はんだ付け部が酸化していると、溶融状態となったはん
だは濡れることができないため、この酸化物を溶解除去
して清浄な金属表面にする。

（２）表面保護作用 金属表面は常に空気と接触するため、たとえ酸化物の除
去が行われ、清浄な金属表面となっても直ぐに空気中の
酸素と結合して酸化物を生成してしまう．従って、一度
清浄となった金属表面は再酸化しないように表面を保護
しなければならない．つまり、フラツクスには再酸化防
止作用も兼ね備えていなければならないものである． しかしながら、無機塩を含む水溶性はんだ付け用フラッ
クスは活性が強過ぎるため、ごく微量のブラックス残渣
が残ったとしても、そこから腐食が始まってしまう。そ
れ故、該フラックスではんだ付けしたものは入念な水洗
作業が必要であった。

また、従来の水溶性はんだ付け用フラックスは表面保護
作用が十分でないためワセリンやグリコール等の溶剤を
併用していたが、これらの溶剤は、はんだ付け時、高温
に熱せられると洗浄性が悪くなるため精密電子機器のは
んだ付けには適さなかった． 本発明は腐食性が少ないばかりか、洗浄性に優れた水溶
性はんだ付け用フラックスを提供することにある． 〔課題を解決するための手段〕 かかる目的を達成すべく、鋭意検討を重ねた結果、トリ
ス−（２、３−エポキシプロピル）−イソシアヌレート
とカルボキシル基含有化合物との反応生成物が水溶性は
んだ付け用フラックスのベースキャリアとして優れた性
質を有することを見い出し、本発明を完成した． 本発明の要旨とするところは、炭素数が８以下のモノカ
ルボン酸、ポリカルボン酸およびヒドロキシルカルボン
酸からなる群から選ばれた１種または、２種以上のカル
ボキシル基含有化合物とトリス−（２、３エボキシプ口
ビル）−イソシアヌレートとの反応生成物である樹脂状
物質および活性剤を含有する水溶性はんだ付け用フラッ
クスである． 本発明にて使用する樹脂状物質は、 （ａ）炭素数が８以下のモノカルボン酸（ｂ）同じく炭
素数が８以下でヒドロキシカル基を有するヒドロキシカ
ルボン酸、および（ｃ）同じく炭素数が８以下で分子内
に２ｇｊＡ以上のカルボキシル基を有するポリカルボン
酸の中から選ばれた１種または２種以上のカルボキシル
基含有化合物とトリス−（２、３−エボキシブロビル）
−イソシアヌレートとを反応させることによって得られ
るものが望ましい。

すなわち、ヒドロキシカルボン酸（ｂ）の如く、ヒドロ
キシル基を有するものはもちろんのこと、モノあるいは
ポリカルボンＨ　（ａ）および（Ｃ）の如く、ヒドロキ
シル基を有しないものでも、トリス−（２、３−エポキ
シプロピル）−イソシアヌレートの有するエボキシ基と
の付加反応によって、エステル基とヒドロキシル基を生
じる反応生成物は、このヒドロキシル基が水溶性を生成
物に付与する．また、これら力ルボキシル基含有化合物
の有するアルキル基が溶剤溶解性を付与する．しかし、
炭素数が８を超えるカルボキシル基含有化合物を使用す
ると溶剤に対する溶解性はよいが、水溶性が極度に低下
するため、本発明においては炭素数は８以下に制限する
． このようなモノカルボン酸（ａ）の具体例としてはギ酸
、酢酸、ブロビオン酸、酪酸、イソ酪酸、吉草酸、イソ
吉草酸、カブロン酸、エナント酸、カプリル酸等があげ
られる． また、ヒドロキシカルボン酸（ｂ）の具体例としてはグ
リコール酸、乳酸、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシ吉草酸
等があげられる。

更に、ポリカルボン酸（Ｃ）の具体例としては、しゅろ
酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジビン酸、ビ
メリン酸、スベリン酸等があげられる． また、ヒドロキシカルボン＊　（ｂ）であり、ポリカル
ボンｒｌｉ　（ｃ）である具体例としては、リンゴ酸、
クエン酸、酒石酸、ヒドロキシマロン酸等があげられる
． しかし、本発明において使用するカルボン酸は、特にそ
れらにのみ制限されているものではなく、前記のカルボ
ンｆｉｇｆ（ａ）　、（ｂ）　、（ｃ）のいずれの力ル
ボンキシル基含有化合物であっても使用してよい。

このようなカルボン酸は、下記一般式で示されるトリス
−（２、３−エボキシブロビル）−イソシアヌレートと
反応させ、樹脂状物質を得る。

この化合物および前記カルボン酸く便宜上ＲＣ００Ｈと
表す）との反応生成物は次のような一般式で表示するこ
とができる． 式中、ｘ１およびｘ２のうちどちらか一方はカルボン酸
残基（ＲＣＯＯ−）であり、他方はＯＨ基であり、Ｙｌ
およびＹ２のうちどちらか一方はカルボン酸残基（ＲＣ
ＯＯ−）であり、他方はＯＨ基であり、更にｚ１および
ｚ２のうちどちらか一方はカルボン酸残基（Ｒ　Ｃ　Ｏ
　Ｏ−）であり、他方はＯＨ基であるイソシアヌレート
誘導体であり、反応生成物はこれらの混合物より成ると
推察される。

なお、ポリカルボン酸を使用する場合、ある程度オリゴ
マー化した成分も存在するものと考えられる． これら樹脂状物質は、水溶性であることはもちろんのこ
と有機溶剤にも溶解するという両親媒性を有するので、
併用する活性成分および、溶剤の選択範囲がきわめて広
いという特徴を有している．本発明に用いる活性剤とし
ては、乳酸、オレイン徴、ステアリン酸、グルタミン酸
、フタール酸等の有機酸、或いは塩酸アニリン、塩酸グ
ルタミン酸、臭素誘導体、塩素誘導体等のハロゲン或い
は尿素、エチレンジアミン等のアミンアミド等のうち水
に溶解するものであれば如何なるものでも使用可能であ
る． また、本発明のフラックスは溶剤の種類、添加量を調整
することにより液状、ペースト状、固形状にすることが
できるため自動はんだ付け装置でのフラックス塗布、ク
リームはんだ、ヤニ入りはんだ等にも使用できるもので
ある． 〈反応例１〉 攪拌機、温度系、冷却管のついた四つロフラスコに、Ｔ
ＥＰＩＣ−Ｓ　　（日産化学工業■、トリス−（２、３
−エポキシプロピル）−イソシアヌレートの高純度品．
エボキシ基を１グラム当量含む）３００重量部を加えて
、１４０℃にて溶融後、温度を１３０℃に調節して攪拌
した．ここに、酢酸１８０重量部を少しずつ加えながら
、２時間反応させ、次いで、１４０℃にて１時問反応さ
せた．その後、この反応系をゆっくり冷却し、水あめ状
の生成物を得た． く反応例２〉 反応例１と同様の方法で、ＴＥＰＩＣ−Ｓ　３　０　０
重量部に対し、酢酸１６２重量部を少しずつ加えながら
１３０℃で２時間反応させ、次いで、乳酸２７重量部を
少しずつ加えた後１４０℃にて１時間反応させた．その
後、この反応系をゆっくり冷却し水あめ状の生成物を得
た． く反応例３〉 反応例１と同様の方法で、酢酸１５０重量部を少しずつ
加えた後、１３０℃にて１．５時間反応させ、次いでア
ジビン酸７３１量部を加えた後１４０℃にて１．５時間
反応させる．その後、系をゆっくり冷却するが、本発明
は、以下の実施例に限定されるものではない． 〔実施例〕 以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが本発
明は以下の実施例に限定されるものではない． 実施例ｌ（液状フラックス） 反応例１生成物　　　　　　　　３　５　ｗ　ｔ％トリ
エタノールアミンＨＣＩ　　　　５ｗｔ％イソブロビル
アルコール　　　　６　０　ｗ　ｔ％実施例２（液状フ
ラックス） 反応例２生成物 ジフエニールグアニジンＨＢｒ ４２ｗｔ％ ８ｗｔ％ プチルカルビトール 実施例３（液状フラックス） 反応例３生成物 ジメチルアミンＨＣＩ リンゴ酸 尿素 ジエチレングリコール 実施例４（液状フラックス） 反応例ｌ生成物 モノエタノールアミン 乳酸 グリセリン 実施例５（液状フラックス） 反応例２生成物 グリコール酸 グルタミン酸ＨＣＩ 水 ５　０　ｗ　ｔ％ ４　０　ｗ　ｔ％ ３ｗｔ％ １　ｗ　ｔ％ ３ｗｔ％ ５　３　ｗ　ｔ％ ３　０　ｗ　ｔ％ ２　０　ｗ　ｔ％ ２ｗｔ％ ４　８　ｗ　ｔ％ ６　０　ｗ　ｔ％ ２ｗｔ％ ５　ｗ　ｔ％ ３　３　ｗ　ｔ％ 実施例６（ペースト状フラツクス） 反応例３生成物 ジエタノールアミンＨＣＩ 尿素 ジエチレングリコール ６　０　ｗ　ｔ％ ４ｗｔ％ ３ｗｔ％ ３３ｗｔ％ 実施例９（固形状フラックス） 反応例３生成物 シメチルアミンＨＣＩ リンゴ酸 尿素 ９　０　ｗ　ｔ％ ３ｗｔ％ ２ｗｔ％ ５　ｗ　ｔ％ 実施例７（ペースト状フラツクス） 反応例１生成物 モノエタノールアミン磨 乳酸 グリセリン ５　５　ｗ　ｔ％ １５ｗｔ％ ２　ｗ　ｔ％ ２　８　ｗ　ｔ％ 実施例１０（固形状フラックス） 反応例ｌ生成物 ポリエチレングリコール＃１５００ ジエタノールアミン トリエタノールアミンＨＣｌ ５５ｗｔ％ ３　０　ｗ　ｔ％ １０ｗｔ％ ５ｗｔ％ 実施例８（ペースト状フラックス） 反応例２生成物 ポリエチレングリコール＃　１０００ ジエチルアミンＨＣＩ リンゴ酸 グリセリン ４　０　ｗ　ｔ％ １０ｗｔ％ ３　ｗ　ｔ％ ２ｗｔ％ ４５ｗｔ％ 比較例ｌ（液状フラックス） 塩化亜鉛 塩化アンモン 水 比較例２（ペースト状フラックス） 塩化亜鉛 塩化カリ １８ｗｔ％ ６　ｗ　ｔ％ ７　６　ｗ　ｔ％ １０ｗｔ％ ５　ｗ　ｔ％ ポリエチレングリコール＃１５００　　４０ｗｔ％グリ
セリン　　　　　　　　　４　５　ｗ　ｔ％第１表 比較例３（固形状フラツクス） ギ酸アンモン ギ酸 尿素 ポリエチレングリコール＃　３０００ ２　０　ｗ　ｔ％ １０ｗｔ％ １０Ｗｔ％ ６　０　ｗ　ｔ％ 実施例、 比較例の特性を第１表に示す。

広がり率； ＪＩＳＺ３１９７による。

（ｉＲ板：５０Ｘ５０Ｘ０．３ｍ） 洗浄性： 広がり率の測定に用いた試験片を６０℃の温水に３分間
浸漬してフラックス残渣の落ち具合を目視にて観察する
。

銅板の変色： 洗浄性の試験に用いた試験において、フラックスが付着
した部分およびその周辺の変色状態を目視にて観察する
。

〔発明の効果〕

本発明による水溶性はんだ付け用フラックスは、はんだ
付け性良好でかつ、はんだ付け後のブラックス残渣を水
のみで容易に洗浄除去することができるため、環境破壊
や労働衛生上の面からも安全であるという従来にない優
れた効果を有している。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 炭素数８以下のモノカルボン酸、ポリカルボン酸および
   ヒドロキシルカルボン酸から成る群から選ばれた１種ま
   たは２種以上のカルボキシル基含有化合物とトリス−（
   ２，３−エポキシプロピル）−イソシアヌレートとの反
   応性生成物である樹脂状物質および活性剤を含有するこ
   とを特徴とする水溶性はんだ付け用フラックス。