JPH0377792A - フラックス及びはんだペースト用添加剤 - 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、フラックス及びはんだペースト用添加剤、こ
の添加剤を含有するフラックス並びにこのフラックスを
含有するはんだペーストに関する。

フラックスは、金属基板の酸化膜を除去する目的で、電
子産業分野において、広く用いられている。

本発明のフラックスは、金属基板上に残存しても、金属
基板を腐食することがない、新規なフラックスである。

〔従来の技術〕

電子回路の基板上に電子部品をはんだ付けする方法とし
て一般的なのは、フラックスで基板（銅）面を処理して
酸化皮膜を除去し、次いで溶解したはんだ浴槽に基板面
を浸漬する方法である。

しかるに、この方法は、フラックス処理及びはんだ浴へ
の浸漬という２つの工程を必要とする。

さらに、この方広では、基板に乗せた電子部品が作業の
最中に基板から落下することがあった。

そこでこのような問題を解決する方法としてフラックス
及びはんだ粒子を含有するはんだペーストを用いる方法
が開発された。この方法によれば、はんだペーストは基
板上にデイスペンサー法等の方法により塗布され、つい
で加熱または紫外線照射によりはんだ付けが完了する。

はんだペーストは粘性を有するために、電子部品は基板
上に容易に保持される。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記はんだペーストを用いる方法にも欠
点がある。はんだペーストには、基板上の酸化皮膜を強
力に除去する目的で、活性剤が含有されている。ところ
がこの活性剤は、はんだ付は終了後にはんだ中に残存す
ると、基板を腐食する。そこではんだ付は終了後に基板
は、洗浄に付される必要がある。

さらに、この洗浄には、一般にフレオン溶剤や水が使用
される。ところが、フレオン溶剤は、環境に対する影響
から、使用が禁止されるようになりつつある。また、洗
浄に水を使用すると、重金属により水が汚染され、公害
問題を生じる恐れがあることからそのまま排水できない
、という問題がある。

そこで、本発明の目的は、はんだ付は終了後に基板を洗
浄しなくても、基板を腐食することがない、フラックス
及びこのフラックスを含むはんだペーストを提供するこ
とにある。即ち、本発明の目的は、無洗浄タイプのフラ
ックス及びはんだペースト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、有機酸または有機酸塩を活性剤として含有す
るフラックス及びはんだペースト用の添加剤であって、
ブロックイソシアネートを主成分とするフラックス用添
加剤に関する。

さらに本発明は、有機酸または有機酸塩を含有するフラ
ックスであって、ブロックイソシアネートをさらに含有
することを特徴とする上記フラックスに関する。

加えて、本発明は、このフラックスとはんだ粒子とを含
有するはんだペーストに関する。

以下本発明について詳細に説明する。

本発明が対象とするフラックス及びはんだペーストは、
活性剤として有機酸または有機酸塩を含有するものであ
る。

そして、本発明は、これら有機酸及び有機酸塩とブロッ
クイソシアネートとの比較的高い温度における反応を利
用するものである。

本発明において「ブロックイソシアネート」とは、イソ
シアネート化合物（Ｒ−ＮＣＯ）のＮＣＯを揮発性の活
性水素化合物（ＨＢ）と反応させて常温では不活性とし
、加熱下でのみＮＧＯに由来する反応性を有する化合物
（ＲＮＨＣＯＢ）である。ブロック剤として用いられる
活性水素化合物としては、アルコール類、フェノール類
、ε−カプロラクタム、オキシム類及び活性メチレン化
合物等を例示することができる。しかし、これらの化合
物に限定されるものではない。

尚、このようなブロックイソシアネートには、モノマー
とポリマーとがあるが、本発明ではいずれも用いること
ができる。

本発明の添加剤中のブロックイソシアネートの濃度には
特に制限はないが、例えば５０−１００重量％とするこ
とが好ましい。

尚、本発明の添加剤、フラックス及びはんだペーストに
は、ブロックイソシアネートの反応性をコントロールす
る目的で、種々の触媒を添加することができる。この触
媒の具体例としては、Ｎ−メチルモルホリンを挙げるこ
とができる。

またこの触媒の添加量は、ブロックイソシアネートの種
類及び量並びに触媒の種類により決めることができる。

。例えばブロックイソシアネートとして、フェノールを
ブロック剤として用いたＨＤＩ系（ヘキサメチレンジイ
ソシアネート）のイソシアネートを用い、かつ触媒とし
てＮ−メチルモルホリンを用いる場合には、ブロックイ
ソシアホー１１００重量部に対してｏ、ｏｏｉ〜１重量
部の触媒を用いることが適当である。

はんだ付けの際、「有機酸及び有機酸塩ｊは、活性剤と
して作用する。フラックスに含まれる活性剤は、フラッ
クスとはんだとを含有するはんだペーストを金属基板上
に適用すると、基板上の酸化皮膜を除去する作用を有す
る。

本発明において、有機酸としては、モノカルボン酸（ギ
酸、酢酸、プロピオン酸、カプロン酸、エナント酸、カ
プリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ウンデカン酸、
ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン
酸）、ジカルボン酸（シュウ酸、マロン酸、コハク酸、
グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スペリン酸、ア
ゼライン酸、セバシン酸）、オキシカルボン酸（オキシ
コハク酸、クエン酸、酒石酸、ヒドロキシ酢酸、サリチ
ル酸、（ｍ−１ｐ−）ヒドロキシ安息香酸、１２−ヒド
ロキシドデカン酸、１２−ヒドロキシイソ酪酸、（ｏ−
１ｍ　−ｐ−）ヒドロキシフェニル酢酸、４−ヒドロキ
シフタル酸、１２−ヒドロキシステアリン酸）等を例示
できる。

さらに、有機酸塩としては、上記有機酸とアミン（例え
ばジエチルアミノエタノール）、アンモニア及びアルカ
リ金属（例えば、ナトリウム、カリウム等）等との塩を
例示することができる。

次に本発明のフラックスについて説明する。

本発明のフラックスに含まれるブロックイソシアネート
、有機酸及び有機酸塩は、前述のものである。

さらに、本発明のフラックスには溶媒が含まれる。この
溶媒としては、有機酸等の他の成分を溶解する溶剤であ
れば特に制限は無い。但し、はんだ付は時のはんだの溶
融温度より低い沸点を有する溶剤を用いることが、はん
だ付は後のはんだの物性を損ねないとい観点から、好ま
しい。さらにカルボキシル基または水酸基を有する溶媒
においては、沸点がブロックイソシアネートの分解温度
以下であることが、活性剤である有機酸または有機酸塩
とイソシアネートとを反応させるという観点から好まし
い。そのような溶媒としては、脂肪族化合物〔ｎ−へキ
サン（ｂ、ｐ、６８．７）（以下括弧内は沸点）、イソ
ヘキサン（６０〜６４）、ｎ−へブタン（９８，４））
、エステル類〔酢酸イソプロピル（８９，０）、プロピ
オン酸メチル（７９，７）、プロピオン酸エチル（９９
，１））、ケトン類〔メチルエチルケトン（７９，６）
、メチル−ｎ−プロピルケトン（１０３，３）、ジエチ
ルケトン（１０２，２））、アルコール類〔エタノール
（７８，３）　、ｎ−プロパツール（９７，２）、イソ
プロパツール（８２，３）、イソブタノール（１０７，
９）、第２ブタノール（９９，５））等を例示できる。

尚、前述のフラックス及びはんだペースト用添加剤も、
ブロックイソシアネートに加えて、上記溶媒を含有する
ことができる。

本発明のフラックス及びはんだペースト用添加剤、フラ
ックス並びにはんだペーストにおいて、有機酸または有
機酸塩（あるいはこれらの混合物）に対するブロックイ
ソシアネートの使用量または含有量は、有機酸または有
機酸塩に含まれるＣ０ＯＨ基に対してブロックイソシア
ネートのＮＧＯ基の量をモル比で、ｌ：０．０５〜３、
好ましくは１：０．５〜１．５とすることが金属基板の
腐食を有効に防止するという観点から適当である。

本発明のフラックスにおいて、有機酸、有機酸塩、ブロ
ックイソシアネート及び溶媒の含有量は、有機酸または
有機酸塩０．１〜３０重量部、ブロックイソシアネート
０．ｌ〜５０重量部及び溶媒２０〜９９．８重量部の範
囲とすることが適当である。

本発明のフラックスには、上記有機酸等の成分以外にロ
ジンを含むことができる。ロジンとしては、種々のロジ
ンを使用できる。例えば、マレイン酸変性ロジン、マレ
イン酸変性ロジンエステル、水素添加ロジン、不均化ロ
ジン、重合ロジン、ガムロジン、ウッドロジン、トール
油ロジン等を挙げることができる。特にはんだの腐食性
等を考慮した場合、エステル化ロジン、例えばマレイン
酸変性ロジンエステルを使用することが好ましい。

ロジンの主成分はアビエチン酸またはその異性体、重合
体等のアビエチン酸系の化合物である。

これらのアビエチン酸及びアビエチン酸系の化合物は、
常温では活性を示さず、約９０℃以上で加熱すると溶解
して優れた活性を示し、金属基板上の酸化皮膜除去効果
を発揮する。よって、常温での保存では、はとんど腐食
性を有さない。

したがって、本発明においては、ロジンとはアビエチン
酸及びアビエチン酸系の化合物を含むものであればよい
。

ロジンの含有量は、例えば有機酸または有機酸塩１００
重量部に対して１０〜１ｏｏｏｏ重量部とすることがで
きる。

本発明のはんだペーストは、上記フラックスにさらには
んだを含むものである。ここで「はんだ」とは、はんだ
として一般的に知られている錫−鉛合金のみならず、さ
らに銀、ビスマス、金、イリジウム等が混合されたもの
をも含む。

はんだ粉末の形状に特に限定はない。粒子径は、１０〜
１０００メツシユ、好ましくは２５０〜４００メツシユ
のものが適当である。

本発明のはんだペーストにおける、はんだとフラックス
の量比には、とくに限定はないが、例えば、はんだ４０
〜９５重量部に対してフラックス５〜６０重量部とする
ことが適当である。

以下本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。

〔実施例〕

実施例１　（フラックス組成物） 攪拌装置を有する製造釜に、有機酸（または有機酸塩）
、ロジン、活性剤及び溶媒を加えた後、攪拌して各成分
を完全に溶解する。次いで、溶解したのを確認した後、
添加剤を加えて、フラックス組成物を得る。各成分の配
合量は表１に示す。

得られたフラックス組成物の広がり性及び腐食性につい
て評価した。広がり性は米国規格・ＱＱ−３−５７１Ｅ
に準じて測定した。腐食性はＪＩＳ−Ｚ−３１９７６，
６に準じて測定した。結果を表３に示す。

添加　（プロ　り型イソシアネート） オレスターＮＰ−１０６０ＰＢ　：三井東圧化学株式会
社製エポキーＥＰＲ−１７０：三井東圧化学株式会社製
オレスターＰＢ３５３７　：三井東圧化学株式会社製オ
レスターＸＱ５０９５ＰＢ　：三井東圧化学株式会社製
コロネート２５０７　：日本ポエウレタン工業株式会社
製コロネート２５１３：日本ポエウレタン工業株式会社
製表　　２ 腐食性の評価判定 ＥＸ：適合フラックス（フラックスにより蒸着銅又はめ
っき銅が腐食されていない） Ｐ：不適合フラックス Ａ：フラックスの下の銅が腐食されて見えなくなった場
合 Ｂ：フラックスの縁部の下の銅が腐食して見えなくなっ
た場合 Ｃ：フラックスの中心部分の下の銅が見えなくなった場
合 Ｄ：フラックスの周りが腐食のため変色して、かさのよ
うに見える場合 Ｅ：フラックスの中心部分が腐食のため変色した場合 Ｆ：フラックスの縁が不透明な暗褐色となって見える場
合 実施例２（はんだペースト） 吉川化工株式会社製・高粘度混練機ペンサー（ＰＳ−５
０１型）を用い、実施例１で得られたフラックス組成物
中にチキン剤を加え、完全に溶解させる。次いで、溶解
したフラックス組成物にはんだ粉末を加え、均一になる
まで攪拌してはんだペーストを得る。フラックス組成物
及びはんだ粉末の配合量は表４に示す。

得られたはんだペーストの広がり性、はんだボール性及
び腐食性について評価した。広がり性は米国規格・ＱＱ
−３−５７１Ｅに準じて測定した。

はんだポール性は米国規格・ＡＮＳ　Ｉ／Ｉ　ＰＣ−８
Ｐ−８１９に準じて測定した。腐食性はＪＩＳ−Ｚ−３
１９７６，６に準じて測定した。結果を表５に示す。

表 ５ はんだボール性評価 Ａ：好ましい Ｂ：許容範囲 Ｃ：不可 腐食性の評価判定 Ｅｘ：適合フラックス（フラックスにより蒸着銅又はめ
っき銅が腐食されていない） Ｐ：不適合フラックス Ａ：フラックスの下の銅が腐食されて見えなくなった場
合 Ｂ　： Ｃ： Ｄ　： Ｅ　： Ｆ　： フラックスの縁部の下の銅が腐食して 見えなくなった場合 フラックスの中心部分の下の銅が見え なくなった場合 フラックスの周りが腐食のため変色し て、かさのように見える場合 フラックスの中心部分が腐食のため変 色した場合 フラックスの縁が不透明な暗褐色とな って見える場合 手続補正書 平成２年７月７３日 ２゜ ３゜ ４゜ 平成１年特許願第２１１１８３号 発明の名称 フラックス及びはんだペースト用添加剤補正をする者 事件との関係　　特許出願人

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ブロックイソシアネートを主成分として含有する
   ことを特徴とする、有機酸または有機酸塩を活性剤とし
   て含有するフラックス及びはんだペースト用添加剤。
2. （２）有機酸または有機酸塩を含有するフラックスであ
   って、ブロックイソシアネートをさらに含有することを
   特徴とする上記フラックス。
3. （３）請求項（１）に記載のフラックス及びはんだ粒子
   を含有するはんだペースト。