JPH0357197B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明は、はんだ付け用フラツクスに関し、特
に金属表面を覆つている油類、汚れ、酸化皮膜の
除去するに有用な新規な金属材料のはんだ付け用
フラツクスに関する。 （従来の技術及び解決しようとする課題） 金属のはんだ付け或はろう付け（以下、単には
んだ付けという）に際しては、まず金属材料の表
面に付着した油類、汚れ及び酸化皮膜を除去しな
ければならない。金属材料の表面に付着した油
類、或いは汚れを除去する技術は進歩している
が、金属表面に形成されている酸化皮膜を除去す
る技術は未だ解決されていない多くの問題があ
る。 従来、金属材料の酸化皮膜除去のため酸洗と称
せられ、弗酸、塩酸、硫酸、硝酸クロム酸など強
酸類の複数混合水溶液、或いは特にアルミニウム
の表面酸化皮膜の除去の場合には強アルカリ性水
溶液が多く用いられている。しかし、強酸系のも
のは酸化物除去能力は優れていても除去後のいわ
ゆる後処理が難しく、折角、酸化物を除去しても
残留した酸で直ちに再酸化されてしまい、水洗後
中和処理を施しても酸は中和されるが再酸化によ
る酸化物の除去は実際には不可能である。その理
由は、これらの酸洗い液が単に酸化物を除去する
という点にしか配慮がなされていないためで、再
酸化に何ら対策がなされていないことに起因して
いる。しかし、弗酸や塩酸のような強酸が用いら
れる場合、金属の表面を保護する目的で添加する
化学物質を安定剤として含有させることは、前記
安定剤とこれらの強酸とが直ちに反応してしまう
ので、それらの添加は不可能である。又、アルカ
リ水溶液による酸化物の除去は材質によつては有
効であるが、かかる処理後に酸による中和が不可
欠であるので、この場合にも酸による再酸化の悪
影響を逸れることはできない。しかも、前記酸化
物除去用として用いられるアルカリにはナトリウ
ム或いはカリウム塩が多くの場合使用されるた
め、金属材料の表面にはNaOH或いはKOHの形
でナトリウム或いはカリウムが残留する。 このような状態で例えばはんだ付けを施すと、
はんだ付け性を著しく害し、焼付塗装の場合には
フクレ等の発生原因となつて不良品につながる。 従来、金属のはんだ付けの際に使用するフラツ
クスは、はんだ付けされる部分に予め存在する酸
化皮膜、油、グリース、汚れなどを除去すること
を目的として使用するばかりでなく、はんだ付け
作業中に残存する酸化物、或いは作業中に生成し
たはんだ付け継手の作成を妨げる化合物を除去す
る働きをさせるために使用される。 はんだ付け用フラツクスの最も一般的な技能
は、はんだ付け中、酸化物を除去、溶解すること
である。 更に、はんだ付け用フラツクスは、溶融金属で
あるはんだの流れを妨げないように溶融したはん
だと容易に置換することが必要である。したがつ
て、はんだ付け温度におけるフラツクスの粘性は
重要な因子である。ある場合には、はんだ成分中
の高い蒸気圧を示す金属の蒸発を防ぐためにも必
要である。 フラツクスには通常多くの化合物が含まれてお
り、その調製の前後において、それら化合物は溶
媒とか、その他の反応などによつてその性質は大
きく変化する。例えば、ほうふつ化物はフラツク
ス中に通常含まれる化合物であるが、反応後には
ふつ化物が生成される。更に、はんだ付け作業
中、フラツクスの化学反応性は変化し、フラツク
スと母材或いははんだとの反応性は温度によつて
も大きく変わる。フラツクスの組成は、はんだ付
け中の全ての要因、例えばはんだ付け時間などに
対応することができるように考慮されなければな
らない。母材とフラツクスの反応は満足な継手を
得るために必要である。塩化物やふつ化物のよう
な活性ハロゲン化物は、Alなど比較的卑な金属
を含む合金に対して一般に使用されており、また
特殊なフラツクスが用いられる場合にはそのフラ
ツクス保存中に溶媒などとの反応が生じないよう
にしなければならないことが知られている。 ところで、従来のフラツクスはほとんど塩素が
含まれているため、はんだ付け後、塩素が空気中
の水分を吸収して塩酸になり腐食を生じさせるこ
とを完全に防止することができなかつた。塩素の
量が多いとフラツクスははんだ付性が良くなる
が、腐食による経年不良が発生し、一方塩素の量
を少なくすると耐食性は改善されるが、はんだ付
けの作業性が低下し、はんだ付け不良の初期事故
が多くなり、従つて松やに入りはんだ材には塩素
の含有量の多少にかかわらず根本的欠陥があるこ
とが判つた。 本発明者は、先に、塩素を含有しないフラツク
スを発明したが（特開昭54−33848号参照）、更
に、該発明の改良研究を行なつた結果、酸化物除
去性能に優れ、はんだ付けの際の拡がり率が大き
く、且つ使用の際安全な新規なフラツクスを見出
し本発明を完成した。 （発明が解決しようとする課題） 本発明は、従来のはんだ付けの際に使用するフ
ラツクスの有する欠点を除去、改善したフラツク
スを使用した金属のはんだ付け方法を提供するこ
とを目的とするものである。 （課題を解決するための手段） 本発明の要旨は、下記Ａ群に示されるハロゲン
化アルキルのうちの何れか少なくとも一種と、下
記Ｂ群に示される芳香族アミンのうちの何れか少
なくとも一種を、重量比で１／９〜９／１の割合
で混合、生じた白色沈殿物質を含有した金属材料
のはんだ付け用フラツクスである。 Ａ群ブロモエタンン、１，２―ジブロモエタン、
アセチレンテナラブロマイド。 Ｂ群：フエニルアミン、メチルフエニルアミン、
ジメチルアニリン、ジエチルアニリン。 次に本発明を詳細に説明する。 すなわち、本発明は前記Ａ群に示される液状の
ハロゲン化アルキルと、Ｂ群に示され液状の芳香
族アミンとを反応させるのであるが、反応は、Ａ
群で液状ハロゲン化アルキルとＢ群で示される液
状の芳香族アミンとを混合すると白色沈殿を生ず
ることによつて確認している。そして、Ａ群で示
されるハロゲン化アルキル及びＢ群で示される芳
香族アミンは何れも水不溶性であるのに対し、こ
の沈殿物は水に可溶性である。このような水に可
溶性の沈殿物が生じたことは、Ａ群化合物とＢ群
化合物との反応の結果と思われる。しかし、この
白色沈殿物（以下、この沈殿物を単に反応生成物
という）について、その構造並びに物理化学的特
性は未だ充分に解明されていないが、例えば次の
ような反応の結果、臭素化物塩が生ずるものと推
察される。 混合条件としては、単に、室温で両者を混合す
れば良く、数分後に白色沈殿物が生じ始め、約30
日で完了する。また、必要に応じて、混合温度、
混合液の撹拌数を変えたり、触媒を使用したり、
或いは、超音波照射などを行なつても良い。 そして、Ａ群とＢ群とに属する化合物を重量比
で１／９〜９／１の範囲内で種々混合して得られ
る何れの反応生成物も酸化物除去能力の点で相互
に差異を見出すことができないから、上記範囲内
で得られる反応生成物は極めて類似した化学構造
式を有する化合物であると考慮される。 次に、本発明において、Ａ群のなかから選ばれ
る何れか１種とＢ群のなかから選ばれる何れか１
種とを種々の重量比で配合、混合したとき生成さ
れた反応生成物の重量を、使用したＡ群化合物重
量とＢ群化合物重量との和で割つた価、すなわち
生成比（％）を実験により求めた結果を第１〜１
２図に示す。 なお、上記生成される反応生成物の生成比は反
応温度、撹拌数、触媒、超音波照射などの条件に
よつて異なるが、本実験においては、室温、20℃
で30日間静置した時の反応生成物の生成比を求め
た。第１図は、Ａ群化合物であるブロモエタンに
Ｂ群化合物であるフエニルアミンを種々の割合で
配合したとき生成される反応生成物（白色沈殿
物）の生成比の変化を示す図である。同図によれ
ば、前記反応生成物の生成比が酸化物除去作用を
発揮させるに有利な例えば約20％以上であるため
には、Ａ群化合物であるフエニルアミンの配合重
量比を１／９〜９／１の範囲内にする必要のある
ことが判つた。 下記の表に示すＡ群化合物とＢ群化合物とを
種々の割合で配合したとき生成される反応生成物
の生成比の変化を第２〜１２図に示す。

【表】 ロマイド ミン

【表】 ロマイド
第２〜１２図においても、第１図と同様に反応
生成物の生成比が約20％以上になるＡ群化合物と
Ｂ群化合物の配合重量比は１／９〜９／１の範囲
内であることが判る。 Ａ群化合物は何れも臭素を構成元素の１つとし
て含有する脂肪族化合物であり、他方、Ｂ群化合
物はアンモニアNH₃の水素原子を炭化水素基Ｒ
で置換した化合物であるアミンを構成化合物の１
つとして含有する脂肪族あるいは芳香族アミンで
ある。 第１〜１２図は、Ａ群化合物のなかから選ばれ
る何れか１種とＢ群化合物なかから選ばれる何れ
か１種をそれぞれ反応させた場合の例であるが、
Ａ群化合物のなかから選ばれる何れか１種とＢ群
化合物のなかから選ばれる何れか２種以上とを反
応させた場合、Ａ群化合物のなかから選ばれる何
れか２種以上とＢ群化合物のなかから選ばれる何
れか１種とを反応させた場合、或いはＡ群化合物
のなかから選ばれる何れか２種以上とＢ群化合物
のなかから選ばれる何れか２種以上とを反応させ
た場合に生成される反応生成物についてもＡ群化
合物とＢ群化合物の配合重量比が１／９〜９／１
の範囲内でほぼ20％以上の生成比で反応生成物が
得られた。 本発明で使用する反応生成物は、従来の多くの
はんだ付け用フラツクスと異なり塩素が含有され
ずに臭素を含有させたことにより酸化物除去効果
が発揮されるのではないかと考えられる。 本発明で使用する反応生成物は、単独でフラツ
クスとして用いることができるばかりでなく、他
の物質と混合したものも有利に使用することがで
きる。例えば、他の物質としては、水、アルコー
ル類、動物性油類、植物性油類、鉱物油類、アミ
ン類等の有機溶剤、松やに等の樹脂であり、これ
らの物質のなかから選ばれる何れか１種又は２種
以上と混合して使用することができる。かかる使
用に当つては、混合物の全重量に対し、前記反応
生成物が３重量％以上含有されるようにすること
は、はんだ付用フラツクスとして使用する点にお
いて有利である。 （実施例） 次に、本発明で使用する反応生成物の性能につ
いて実施例をもつて説明する。なお、各実施例に
おける反応生成物としては、ブロモエタンとフエ
ニルアミンとの反応生成物を使用した。 実施例 １ はんだ付用フラツクスとして最も重要な性質で
ある酸化物除去能力についてキリンス液と比較試
験を行なつた。 0.3×30×30（mm）の純銅板をスチールウールで
研磨し、次にメチルエチルケトンで洗浄に仕上げ
たものを大気中150℃で１時間表面酸化処理をし
たものを試験片とし、これをキリンス液及び本発
明の反応生成物の濃度を種々変えた場合の水溶液
に浸漬したときの酸化物全面除去時間を求めた。 (1) キリンス液に浸漬した場合は48秒要した。 (2) 本発明の反応生成物（ブロモエタンとフエニ
ルアミンとの反応生成物）の水溶液に浸漬した
時の結果は第１３図に示す。 溶液濃度が3wt％より小さくなると、酸化物除
去に要する時間がキリンス液程度になるばかり
か、仕上りもむらができバラツキが認められた。
濃度限界は本実施例のこの曲線より求めることで
きる。濃度が25％のものはほとんど一瞬のうちに
酸化物除去が完了した。 実施例 ２ はんだ付用フラツクスとしての適性を知るため
に、はんだ付け後の腐食の有無について試験を行
なつた。 試験方法としては、実施例１の酸化銅板を用い
本発明の反応生成物（活性化の強い25％濃度）で
全面除去したものとを水洗を行なわないでそのま
ま放置した場合の銅板の表面変化を観察した。比
較のため、キリンス液で酸化物を全面除去したも
のについても、同様の観察を行なつた。 (1) 本発明液がついたままの場合には1000時間経
過しても変色はなかつた。 (2) キリンス液がついたままの場合には30秒後に
は灰色、緑色等の複数の色に変色した。 実施例 ３ 実施例２で1000時間経過した本発明の反応生成
物の処理試験片をSn60wt％―Pb40wt％の半田を
用い、JIS―Ｚ―3197に基づき拡がり試験を行な
つたところ95.8％の拡がり率を示した。この実験
より酸化物ハロゲン化効果が充分優れているのが
判つた。 なお、JIS―Ｚ―3197によれば、80％以上の拡
がり率を示すものを合格品としている。 実施例 ４ 本発明の反応生成物を松やにに２％、３％、５
％、15％入れて合金成分がSn60wt％―Pb40wt％
のやに入り半田を作り、JIS―Ｚ―3197に基づき
拡がり試験を行なつたところ、次の結果を得た。 添加量 拡がり率 ２％ 90.5％ ３％ 92.0％ ５％ 94.2％ 15％ 95.0％ なお、市販のはんだ付け用フラツクスの拡がり
率は85％〜90％程度である。 実施例４からも判るように本発明で使用する反
応生成物は、はんだ付け用フラツクスとして極め
て有効に作用する。 なお、本発明で使用する反応生成物をアルコー
ルで希釈したもの、松やにとイソプロピルアルコ
ールで希釈したものもはんだ付け用として有利に
使用することができた。 （効果） 以上、本発明に係るフラツクスは、表面に付着
している油類、汚れ、酸化皮膜を除去することが
容易にできるので、はんだ付け作業を容易に、か
つ、確実に実施することができ、しかも、従来の
塩素を含むはんだ付用フラツクスにおいてみられ
るはんだ付け後の塩素によるる発錆が全然見られ
ないなど数々の優れた特性を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図…ブロモエタンとフエニルアミンの配合
組成の割合と反応生成物の生成比との関係を示す
図、第２図…ブロモエタンとメチルフエニルアミ
ンの配合組成の割合と反応生成物の主成比との関
係を示す図、第３図…ブロモエタンとジメチルア
ニリンの配合組成の割合と反応生成物の生成比と
の関係を示す図、第４図…ブロモエタンとジエチ
ルアニリンの配合組成の割合と反応生成物の生成
比との関係を示す図、第５図…１，２―ジブロモ
エタンとフエニルアミンの配合組成の割合と反応
生成物の生成比との関係を示す図、第６図…１，
２―ジブロモエタンとメチルフエニルアミンの配
合組成の割合と反応生成物の生成比との関係を示
す図、第７図…１，２―ジブロモエタンとジメチ
ルアニリンの配合組成の割合と反応生成物の生成
比との関係を示す図、第８図…１，２―ジブロモ
エタンとジエチルアニリンの配合組成の割合と反
応生成物の生成比との関係を示す図、第９図…ア
セチレンテトラブロマイドとフエニルアミンの配
合組成の割合と反応生成物の生成比との関係を示
す図、第１０図…アセチレンテトラブロマイドと
メチルフエニルアミンの配合組成の割合と反応生
成物の生成比との関係を示す図、第１１図…アセ
チレンテトラブロマイドとジメチルアニリンの配
合組成の割合と反応生成物の生成比との関係を示
す図、第１２図…アセチレンテトラブロマイドと
ジエチルアニリンの配合組成の割合と反応生成物
の生成比との関係を示す図、第１３図…本発明に
かかるフラツクスの濃度と銅酸化物除去時間及び
PHとの関係を示す図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 下記Ａ群に示されるハロゲン化アルキルのう
   ちの何れか少なくとも一種と、下記Ｂ群に示され
   る芳香族アミンのうちの何れか少なくとも一種
   を、重量比で１／９〜９／１の割合で混合、生じ
   た白色沈殿物質を含有したはんだ付け用フラツク
   ス。 Ａ群：ブロモエタン、１，２―ジブロモエタン、
   アセチレンテトラブロマイド。 Ｂ群：フエニルアミン、メチルフエニルアミン、
   ジメチルアニリン、ジエチルアニリン。