JPH0471797A - クリームはんだ - 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、電子機器のはんだ付けに使用するクリームは
んだ、特にはんだ付は後のフラックス残渣を水で洗浄除
去できるクリームはんだに関する。

〔従来の技術〕

クリームはんだは、スクリーンやマスクでプリント基板
のはんだ付は部に印刷′？！！布され、その上に電子部
品を載置した後、リフロー炉、赤外線、レーザ光線、熱
風、高温蒸気等の加熱装置で加熱されてはんだ付けがな
される。

従って、クリームはんだは、印刷塗布時にスクリーンや
マスクのパターン通りに印刷できなければならず、また
電子部品を載置した後に次工程へ移る搬送や工程待ちの
ためのラックへの格納時、プリント基板は傾けられたり
、振動を受けたりするが、その時に電子部品を落下させ
たり位置ずれさせない程度の粘着性を有していなければ
ならない、さらにまた、クリームはんだは比重の小さい
フラックスと比重の大きい粉末はんだを混和したもので
あるため分離を起こしやすいものであるが、クリームは
んだが分離してしまうとフラックスがはんだ付は部以外
の箇所ににじみ出て、はんだ付は後にブリッジを起こし
たり、微小なはんだボールを発生させてしまうことがあ
る０以上のことからクリームはんだは次のような特性を
備えていなければならないものである。

（１）適度な語調性を有し、印刷性が良好なこと（２）
電子部品を保持できる程度の粘着性を有していること （３）フラックス中粉末はんだが分離しないことところ
で、一般にクリームはんだとしては油溶性のものと、水
溶性のものがある。油溶性のものは、フラックスがそれ
自体で語調性と粘着性がある松脂を主成分としたもので
あるため、上記特性を十分に備えているが、従来の水溶
性のものは上記特性に対して全てに不十分なものであっ
た。しかしながら、油溶性のクリームはんだは、はんだ
付は後のフラックス残渣の除去にフ・ソ素系或ｔ）は塩
素系の有機溶剤を使わなければならないが、これら有機
溶剤はオゾン層の破壊や水質汚染等の環境公害が間麗と
なってきていることから、使用が規制されるようになっ
てきており、油溶性クリームはんだはフラックス残渣を
洗浄しなければならないものには使用しにくくなってき
ている。

一方、水溶性のクリームはんだは、特性においては油溶
性のクリームはんだよりも劣っているものの、フラック
ス残渣が労働安全問題或いは大気汚染のない水で洗浄で
きるという特長があるため、今日見直されてきているも
のである。

一般に水溶性クリームはんだは、フラックスがグリセリ
ンやポリエチレングリコール或いは特殊なエポキシ系水
溶性樹脂のような水溶性の成分をヘースとし、これに水
溶性の活性剤を添加したものであった・ 〔発明が解決しようとする課題〕 水溶性のクリームはんだは前述の如く、印刷性、粘着性
、フラックスと粉末はんだの分離等の特性に問題があり
、電子機器のはんだ付は用としては使用できなかったも
のである。

本発明は、上記特性を十分に備えたクリームはんだを提
供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、かかる目的を達成すべく種々検討を重ね
たところ、ポリビニルピロリドンにそのような特性のあ
ることを知り本発明を完成させた。

ここに本発明の要旨とするところは、水溶性の液状また
はペースト状フラックスと粉末はんだを混和したクリー
ムはんだにおいて、該フラックス中に、固有粘度０．０
５〜３．０のポリビニルピロリドン（以下、ＰＶＰと記
す）を０．０１〜５重量％添加したことを特徴とするク
リームはんだである。

本発明に使用するＰＶＰは、一般に接着剤、化粧品、医
薬品の添加剤等に使用され、固有粘度０゜０５〜３．０
となる分子量の範囲ものが用いられている。

ＰＶＰの分子量の目安として、以下に示すＦｉｋｅｎｔ
ｓｃｈｅｒの式（下記、式（Ｉｌ及び式〔■〕）におい
て、Ｋ値を用いて管理される。

Ｋ　＝　１０００Ｋ。

（ＩＩ） （ここで、η□ｌは溶媒に対するＰＶＰ溶液の相対粘度
であり、Ｃはｐｖｐ溶液１００１中の、ＰＶＰのｇ数で
ある。） このに値と固有粘度［ηコとの関係は、経験的に以下の
式（ＩＩＩ）で示される。

［η１　＝２．３０３　　（０，ＯＱＩ　Ｋ＋０．００
００７５に２）　　（ｍ’ｌ実際のＰＶＰの固有粘度と
しては、Ｋ値＝１５の時の固有粘度［η］は０．０７と
なり、同様に、Ｋ値＝３０の時の固有粘度［η］は０．
２２、Ｋ値＝９０の時の固有粘度［ηコは１．６１、Ｋ
値＝１２０の時の固有粘度［ηコは、２．７６となる。

ＰＶＰの分子量の測定は、滲透属性、ＧＰＣ法、光散乱
法等によって行われているが、実際の分子量の数値は各
測定法によって異なりこの傾向は高分子量のものはと著
しい。即ち、比較的低分子量である、Ｋ値＝１５、固有
粘度［ηＬ＝ｏ、ｏ７のものでは、滲透属性ては分子量
約１万となり、光散乱法でも同程度の値を示し、同様に
に値＝３０、固有粘度［η］　：０．２２のものでは、
滲透属性では分子量約４万となり、光散乱法でも同程度
の値を示す。しかしながら、Ｋ値＝９０、固有粘度［η
コ＝　１．６１の高分子量体では、滲透正性ては分子量
約３６万であるのに対して、光散乱法では１００万〜１
２０万といったかなり異なった値を示す。

この理由は必ずしも明らかではないが、比較的低分子量
のものと高分子量のものとては、その分子量の分布が異
なるためであると推察される。

かかる固有粘度０．０５〜３．０範囲のＰＶＰは、請求
項第１項記載の如く水溶性フラックス中に０．０１〜５
重量％添加することにより、クリームはんだの印刷性、
粘着性、粉末はんだの分散安定性等は著しく改善される
。

ＰＶＰの固有粘度と水溶性フラックスへの添加量との関
係は、比較的低分子量である固有粘度０゜０５〜１．０
のものの場合には、１〜５重量％添加することにより、
印刷性、粘着性、粉末はんだの分散安定性等を改善する
ことができる。

一方、請求項第２項記載の如く、比較的高分子量である
固有粘度１．０〜３．０のものの場合、０．０１〜１重
量％という少量添加にて改善することができる。

一般にＰＶＰは、下式の如くＮ−ビニル−２−ピロリド
ンの重合によって得られる。

重合の方法としては、通常のビニル系単量体の重合の如
くラジカル重合法、アニオン重合法、カチオン重合法の
いずれでよいが、一般に、ラジカル重合法にて製造され
る。ラジカル重合反応の重合開始剤としては、２，２′
−アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ系開始剤、過酸
化水素やヘンシイルバーオキサイド等のパーオキサイド
系開始剤、過硫酸カリウム等の過硫酸塩系開始剤、過酸
化水素にアンモニア等の還元剤を組み合わせたレドック
ス系開始剤、等があげられるが、Ｎ−ビニル−２−ピロ
リドンを重合できるものであれば、特に限定しない。

反応温度も、各種重合開始剤が活性を発現する温度であ
ればいずれでもよいが、通常Ｏ℃〜２００℃程度が望ま
しい。又、重合に際しては溶剤等を用いない塊状重合法
でもよいし、水または有機溶剤を用いた溶液重合法或い
は懸濁重合法でもよい。

〔作用〕

ポリビニルピロリドンは、水、塩化水素、炭化水素、ア
ルコール、アミンおよび低分子脂肪酸に可溶であるので
、水溶性クリームはんだのフラックスペースに十分に溶
解する。

ポリビニルピロリドンは、クリームはんだのはんだ付は
性を何ら阻害することがない。

ポリビニルピロリドンは、水溶性クリームはんだのフラ
ックスペースに対して語調性、粘着性、分離阻止等の特
性を付与する。

〔実施例及び比較例〕

くイソシアヌレート系水溶性樹脂の合成例〉イソシアヌ
レート系水溶性樹脂として、トリス−（２，３−エポキ
シプロピル）−イソシアヌレートと、酢酸および乳酸と
の付加反、応生成物を、本発明の実施例および比較例に
使用した。以下、合成法を記す。

攪拌機、温度計、冷却管のついた４つロフラスコに、ト
リス−（２，３−エポキシプロピル）イソシアヌレート
３００重量部を加えて、１４０℃にて溶融後、温度を１
３０℃に調節して攪拌した。ここに、酢ｍｌ　６２重量
部を少しずつ加えながら、１３０℃にて２時間反応させ
、次いて乳酸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
冷却して水あめ状の生成物を得た。

生成物のエポキシ価は、過塩素酸滴定法にて測定したと
ころ、検出限界以下であった。また、酸価は０．４７モ
ル／ｋｇであった。

実施例１ 上記合成例にて製造したイソシアヌレート系水溶性樹脂
　４５重量％とモノエタノールアミン１０重量％、尿素
　５重量％、リンゴ酸　５重量％、Ｄ−マンニトール２
重量％、米国ＧＡＦコーポレーション製ＰＶＰ−に−３
０（ポリビニルピロリドン、固有粘度０．２２）　１重
量％、ブチルカルピトール　３２重量％とから、水溶性
フラックスを作製し、この水溶性フラックス１０重量％
と、粉末はんだ９０重量％を配合してクリームはんだを
得た。

実施例２ 実施例１と同様の方法にで、ＰＶＰ−に−３０（ポリビ
ニルピロリドン、固有粘度０．２２）　　３重量％、ブ
チルカルピトール　３０重量％とじて、実施例１と同様
のクリームはんだを得た。

実施例３ 実施例１と同様の方法にて、米国ＧＡＦコーポレーショ
ン製ＰＶＰ−に−９０（ポリビニルピロリドン、固有粘
度１．６１）　０．１重量％、ブチルカルピトール　３
２．９重量％として、実施例１と同様のクリームはんだ
を得た。

実施例４ 実施例１と同様の方法にて、ＰＶＰ−に−９０（ポリビ
ニルピコリドン、固有粘度Ｌ６１）　　０．３重量％、
ブチルカルピトール　３３．７重量％として、実施例１
と同様のクリームはんだを得た。

比較例１ イソシアヌレート系水溶性樹脂４５重量％、モノエタノ
ールアミン１０重量％、尿素５重量％、リンゴ酸５重量
％、Ｄ−マンニトール２重量％、ブチルカルピトール３
３重量％とから水溶性フラックスを作製し、この水溶性
フラックス１ｏ重量％と粉末はんだ９０重量％を配合し
てクリームはんだを得た。

比較例２ グリセリン７０重量％、ＺｎＣｌ２２０重量％、ＮＨ４
Ｃｌ１０重量％からなる水溶性フラックスを作製し、こ
の水溶性ブラック７１５重量％と粉末はんだ８５重量％
を配合してクリームはんだを得た。

第１表 実施例、比較例の配合組成及び評ｆＩＩ結果を第１表に
示す。

※１　１ＰＣ５ＰＣ−８１９４，８，４にて測定※２　
リード幅０．３５ｍ、リードピッチｌ−の２０ビンのＱ
ＦＰ用マウントにクリームムはんだを印刷して印刷性を
観察する。

※３　クリームはんだを＋００ｃｃのポリ容器に充填後
、２Ａｈｒ後の分離状態を観察する。

〔発明の効果〕

以上詳述してきたように、本発明にかかるクリームはん
だは、良好な粘着性、優れた印刷性、フラックスと粉末
はんだが容易に分離しない等の優れた特性を有している
ばかりでなく、はんだ付は後のフラックス残渣が水のみ
て洗浄除去できることができるので、有機溶剤洗浄タイ
プのクリームはんだのような環境破壊の心配もないとい
う従来にない優れた効果を有している。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）水溶性の液状またはペースト状フラックスと粉末
   はんだを混和したクリームはんだにおいて、該フラック
   ス中に固有粘度が０．０５〜３．０であるポリビニルピ
   ロリドンを、０．０１〜５重量％添加したことを特徴と
   するクリームはんだ。
2. （２）使用するフラックス中に、固有粘度が１．０〜３
   ．０のポリビニルピロリドンを、０．０１〜１重量％添
   加したことを特徴とする請求項第１項記載のクリームは
   んだ。