JPH0433557B2 - - 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の改良に関
するものである。さらに詳述すれば、はんだ付け
用フラツクス一成分として没食子酸エステルを含
有させることにより、銅石鹸の生成を防止し高信
頼性フラツクスを提供することに係わる。 〔従来の技術〕 エレクトロニクス部品のはんだ付けにおいて
は、一般にフラツクスが用いられる。このフラツ
クスは、 (1) ロジン系樹脂を有機溶剤に溶解したもの (2) 上記(1)の中に、はんだ付け性をさらに向上さ
せるために活性剤と呼ばれる成分を添加したも
の の２つに大別される。 (1)は非腐蝕性フラツクスとも呼ばれ天然ロジ
ン、重合ロジン、不均化ロジン、水添ロジン、フ
エノール樹脂変性ロジンなどのロジン系樹脂中に
ふくまれる有機物（たとえばアビエチン酸）のカ
ルボキシル基がはんだ付け温度で活性化し、はん
付けを阻害する金属酸化物と反応して可溶性ロジ
ン石鹸を生成することにより、金属表間接合（は
んだ付け）が行なわれ易いように働く。また、は
んだ付け後の残さ（ロジン石鹸）は硬く、非吸湿
性で非導電性であり、はんだ付け後フラツクスを
洗浄除去しなくとも腐蝕の原因にはなりにくい
と、一般的には考えられている。 また(2)の活性剤添加フラツクスは当然のことな
がら用いられる活性剤の種類と量によつて、はん
だ付け性や腐蝕性が異なつてくる。活性剤として
は、一般にアミンのハロゲン化水素酸塩（たとえ
ばジエチルアミン・HC1、ジエチルアミン・
HBr、ピリジン・HBrなど）や有機酸（たとえ
ば、アジピン酸、セバチン酸、オレイン酸、ステ
アリン酸など）が用いられる。 〔発明が解決しようとする問題点〕 エレクトロニクス部品のはんだ付けにおいて
は、はんだ付け性が良好で、しかもフラツクス残
さの腐食性が低い高信頼性フラツクスが要求され
る。このような高信頼性フラツクスの採用によ
り、複雑な構造に電子部品や洗浄溶剤に弱い電子
部品の実装も可能となるばかりでなく、洗浄にか
かるコストも低減できる利点が生ずる。 このような目的の高信頼性フラツクスとして、
ロジン系樹脂を用いる非腐食性フラツクスがある
が、これは実用上、腐食性がほとんどないという
利点はあるものの、必ずしもフラツクス作用が十
分といえず、はんだ付け時にはんだの不ヌレ、ブ
リツジ、ツララなどの弊害がある。また、はんだ
付け後の残さがロジン銅石鹸により緑色となつて
残ることも、高信頼性のはんだ付けという点では
好ましくない。 また、ロジン系フラツクスに活性剤を添加し、
フラツクス効果を高める試みも数多くなされてい
る。一般に活性剤としてアミンのハロゲン化水素
酸塩を用いれば活性が向上し、フラツクス効果が
向上するがハロゲン化水素酸（例えば HC1、
HBr）などの遊離により腐食のおそれがでてく
る。一方、有機酸を活性剤として用いた場合（一
般に有機酸としては、２塩基酸のマロン酸、コハ
ク酸、ダルタル酸、アジビン酸、ピメリン酸、ア
ゼライン酸、ゼバシン酸など、オキシ酸の酒石
酸、レプリン酸、乳酸など、芳香族カルボン酸の
安息香酸、ｏ−フタル酸などが用いられる）、酸
の種類にもよるが、一般的にハロゲン化水素酸よ
りも弱酸性であり、腐食を生じにくい反面、有機
酸は、酸化銅と次のように反応し、緑色の銅石鹸
を生成する。 ２（Ｒ−COOH）＋CuO→Ｒ−COO−Cu−OOC−
Ｒ＋H₂O この反応は、ロジンをアルコールに溶かしたフ
ラツクスに、銅板を入れて置くとフラツクスの色
が緑色になり、時間の経過と共にその色が濃くな
ると同時に、銅板が次第に研磨されていくことに
よつて確認されている。 従来、銅石鹸は、一般に進行性がなく、はんだ
付け後なんの問題も生じなものと考えられてきた
が、この反応は有機酸のカルボキシル基（−
COOH）が残存するかぎり進行し、しかも水分
が共存されることにより、さらに促進される。 電子部品の小型化や配線パターンの精密化に伴
つてより精密なはんだ付け（マイクロソルダリン
グ）がますます重要な技術となつている現在で
は、銅石鹸の生成しないはんだフラツクスの必要
性がきわめて大きくなつている。 本発明は、上記の欠点を改良しエレクトロニク
ス部品のはだ付けに用いる高信頼性フラツクスを
提供するものである。 （問題点を解決するための手段） 本発明者らは、エレクトロニクス部品のプリン
ト配線板へのはんだ付けに用いる高信頼性フラツ
クスについて鋭意検討を進めたところ、ある種の
物質をフラツクス成分として添加した時、はんだ
付け（フラツクス効果）を阻害せずに、銅石鹸の
生成を防止することを見い出し、本発明に至つ
た。 すなわち、本発明は没食子酸エステルをフラツ
クスに添加することを特徴とするはんだ付け用フ
ラツクスで、エクテルのアルキル基は、−C_o
H_2o+1で示され、ｎ＝１、２、３、５、８、12、
14、16、18のものが市販されており、いずれも本
発明の目的に使用しうる。添加量は、アルキル鎖
長によつても異なるが、一般にフラツクス全体量
に対して0.5〜10％の範囲で用いられる。 没食子酸エステルの添加量が0.5％以下では、
銅石鹸の生成防止効果が不十分であり、また10％
以上では銅石鹸防止効果が飽和してしまう。 また、没食子酸エステルは、その構造から明ら
かなように、水によつて解離しないためイオン性
物質の放出がないことも好都合である。 〔発明の効果〕 本発明のフラツクス添加剤である没食子酸エス
テルは、従来、フラツクス成分として全く検討さ
れた例がないが、これをフラツクス成分として添
加することにより、フラツクスのはんだ付けを阻
害せず、銅石鹸の生成を防止する効果が著しい。
なお、銅石鹸の生成を防止する理由は、必ずしも
明らかになつているとは言えないが、はんだ付け
時に没食子酸エステルか、その熱分解物が銅表面
に配位して、防錆力のある無色の保護被膜を形成
することによるものと考えられ、以下の実施例に
示す如く、その効果は著しいものがある。 〔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１〜５、比較例１〜10 フエノール変性ロジン 20wt％ セバシン酸 2.0wt％ イソプロピルアルコール 78.0％ よりなるフラツクス 100ｇに各種添加剤を加え、
はんだ付け性と銅石鹸の生成状況を判定した。結
果を第１表に示した。 なお、はんだ付け性は、JIS Ｚ−3197に基づき
次のように測定し、はんだ拡がり率を求めた。 試験片（0.3x30x30mmの銅板の表面を洗浄した
後、約150℃の電気炉中で１時間酸化処理）の上
にフラツクスを約0.05ｇと、はんだ粉（H60A−
W1.6の線状はんだ3.0φの棒に巻き、その一環を
切つたものをアルコールとベンゼンの混合比
（50：50）でよく洗い、乾燥してデシケーターに
保存したもの）をのせて約250℃で加熱し、その
温度に達してから約30秒間融解して試験板上に広
がらせた。次いで常温に放置し冷却した後、アル
コールなどでフラツクスの残留分を取り除きはん
だの高さをマイクロメーターで測定し、次元から
広がり率も算出した。 広がり率（％）＝｛（Ｄ−Ｈ）／Ｄ｝x100 Ｈ；広がつたはんだの高さ（mm） Ｄ；はんだの理論球の直径（mm） Ｄ＝1.24V^1/3 Ｖ；質量／比重 また、銅石鹸の生成状況は、30x30x0.3mmの銅
板の表面を500番の研磨紙を用いて研磨し、この
銅板上に、フラツクス 0.1ｇを採り、250℃で加
熱することによりフラツクスと銅とを反応させ、
その状態を目視観察で評価した。 第１表から明らかなように、銅石鹸の生成を防
止し、かつはんだ付けを阻害しないものとして、
本発明の没食子酸エステルのみが有効であること
がわかる。 銅の腐蝕防止剤として一般によく知られている
ベンゾトリアゾールは、銅石鹸の生成を防止する
効果を有するが、はんだ付け性を著しく阻害す
る。 実施例６〜７、比較例11〜12 天然ロジン 20wt％、没食子酸ｎ―プロピル
1wt％のイソプロピルアルコール溶液からなる
フラツクス（実施例６）及び不均化ロジン20wt
％、ジエチルアミンの臭化水素酸塩 0.5wt％、
ステアリン酸 1.0wt％、没食子酸イソプロピル
1.0wt％のイソプロピルアルコール溶液からな
るフラツクス（実施例７）について、実施例１〜
５でのべたと同様な方法で評価をした。 なお比較例11は実施例６、比較例12は、実施例
７から没食子酸エステルを削除した組成物であ
る。 結果を第２表に示した。

【表】

【表】 評価方法は第１表と同じ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ベース樹脂としてロジン系樹脂、活性剤とし
   てアミンのハロゲン化水素酸塩または有機酸、有
   機溶剤として低級アルコール類を主成分とするは
   んだ付けフラツクスにおいて、一般式 ここで、Ｒはアルキル基：C_oH₂₊₁で示される
   没食子酸エステルを、フラツクス全体量に対して
   0.5〜10重量％の範囲で含むことを特徴とするは
   んだ付け用フラツクス。