JPH05185282A

JPH05185282A - はんだ付け用フラックス組成物

Info

Publication number: JPH05185282A
Application number: JP2470292A
Authority: JP
Inventors: Koichi Sekiguchi; 幸一関口; Kenji Matsui; 建治松井; Takeshi Shirai; 武史白井
Original assignee: San Ei Kagaku Co Ltd
Current assignee: San Ei Kagaku Co Ltd
Priority date: 1992-01-14
Filing date: 1992-01-14
Publication date: 1993-07-27

Abstract

(57)【要約】【目的】次の特長を有するはんだ付け用フラックス組
成物を提供する。はんだ付け後の洗浄を必要とせず、フラックス残渣
の変色を抑える。はんだフィレット上のフラックス残渣を極めて少な
くして導通試験を容易にし、弱活性でも確実なはんだ付
けが得られる。クリームはんだでは、はんだボールの発生を抑制
し、高い信頼性を有する。【構成】ロジン系樹脂を主成分として含み、これと溶
剤とからなるはんだ付け用フラックスにおいて、助溶剤
として、ロジンアルコール、非水溶性で、沸点
が２００℃以上であり、かつフラックス中に均一に溶解
する側鎖カルボン酸、ロジン系樹脂と相溶性を有
し、かつフラックス中に均一に溶解する不乾性油の中よ
り選ばれた物質を添加したフラックス組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主としてプリント配線
板に電子部品等をはんだ付けする際に用いられるフラッ
クス組成物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】プリント配線板に電子部品等を実装する
ためのはんだ付けに用いられるフラックスには、発泡式
あるいはスプレー式により、プリント配線板に塗布して
用いる低粘度液状フラックスと、はんだ粉末と混ぜ合わ
せクリームはんだとして用いるペーストフラックスがあ
る。

【０００３】従来の低粘度液状フラックスは、ロジン系
樹脂を主成分とし、これに活性力を強めるために活性剤
を、また場合によっては艶消し剤等を添加し、イソプロ
ピルアルコール（ＩＰＡ）等の低級アルコールに溶解し
たものである。クリームはんだに含まれるフラックス
は、ロジン系樹脂を主成分とし、これに活性剤、チクソ
剤を添加し、ベンジルアルコールやグリコール系の高沸
点溶剤に溶解しペースト状にしたものである。

【０００４】昨今、地球規模的環境問題からのフロン規
制が強まり、プリント配線板に電子部品等をはんだ付け
した後のプリント配線板に残るフラックスを洗浄しない
傾向（無洗浄化）が強まってきている。

【０００５】従来のフラックスは、はんだ付け時の熱に
より暗褐色〜褐色に変色し、美観を損なう上、はんだ付
け後のはんだフィレット上及びその近傍に残り、その後
の検査工程における導通試験でのピン接触不良の原因と
なり、はなはだ作業性を悪くしている。また、ツララや
ブリッジのない確実なはんだ付けを得るため、さらにク
リームはんだでは、はんだ付け時のはんだボールの発生
を抑えるため、活性力を強くしなければならず、腐食性
や絶縁性など信頼性を乏しくしており無洗浄化を遅らせ
ているのが実状であった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、はんだ付け
後の洗浄を必要とせず、フラックス残渣の変色を抑える
とともに、はんだフィレット上のフラックス残渣を極め
て少なくして導通試験を容易にし、弱活性でも確実なは
んだ付けが得られ、さらにクリームはんだでは、はんだ
ボールの発生を抑制し、高い信頼性を有するフラックス
組成物を提供しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決するための手段について研究の結果、フラックス組
成物を構成する成分、特に次に説明する助溶剤を特定す
ることにより、この問題を解決し本発明をえたものであ
る。

【０００８】本発明は、ロジン系樹脂を主成分として含
み、これと溶剤とからなるはんだ付け用フラックスにお
いて、助溶剤として、ロジンアルコール、非水
溶性で、沸点が２００℃以上であり、かつフラックス中
に均一に溶解する側鎖カルボン酸、ロジン系樹脂と
相溶性を有し、かつフラックス中に均一に溶解する不乾
性油の中より選ばれた物質を添加したことを特徴とする
フラックス組成物を要旨とするものである。

【０００９】本発明において用いられる助溶剤とは、次
に説明する主たる溶剤と共用して、その溶解性を助長す
る物質をいい、上記３種の助溶剤はいずれも、溶解性助
長と共に、はんだ付け後のフラックス残渣を抑制する作
用を有するものである。

【００１０】前記３種の助溶剤に共通乃至類似する性質
としては、分子内に炭素原子を１５以上有し、沸点が２
００℃以上であり、フラックスの主成分であるロジン系
樹脂と相溶し、非水溶性であるという特徴を挙げること
ができる。

【００１１】

【発明の構成】本発明のフラックス組成物は、次の成分
よりなっている。即ち、主成分としてのロジン系樹
脂溶剤助溶剤その他の補助成分であ
る。これらについて説明すると、主成分となるロジン系樹脂は、通常フラックスに用
いられる、ガムロジン、水添ロジン、不均化ロジン、重
合ロジン、フェノール変成ロジンなどのロジン系樹脂で
ある。溶剤としては、イソプロピルアルコール、ベンジル
アルコール、ジエチレングリコールモノブチルエーテル
などフラックスに通常用いられる有機溶剤が挙げられ
る。

【００１２】助溶剤は前述の３種の中より選ばれ
る。第１のロジンアルコールは、Ｃ₂₀Ｈ₃₆Ｏの組成を有
するロジンの誘導体であって、高粘度の液体である。は
んだ付け時の熱により変色することがなく、かつフラッ
クス残渣をはんだ付け部より周囲に流す力に優れ、はん
だフィレット上のフラックス残渣を極力除去し、導通試
験でのピン接触不良を大巾に改善するものである。更
に、フラックス残渣のクラック発生を抑え、また水に不
溶であるため腐食性がなく、絶縁性に優れ高信頼性を与
えるものである。

【００１３】第２の特定物性を有する側鎖カルボン酸に
ついて述べると、側鎖カルボン酸は多々あるが、本発明
において用いられるものは、非水溶性で、沸点が２００
℃以上であり、かつフラックス中に均一に溶解するもの
である。沸点を２００℃以上としたのは、それ以下であ
ると、はんだ付け前の予熱の段階で揮発してしまうおそ
れがあるからである。以上の条件を満足する側鎖カルボ
ン酸としては、イソカプリル酸、イソカプロン酸、イソ
ステアリン酸、イソプロピルアクリル酸、ピバリン酸、
α−エチルクロトン酸、エライジン酸などがある。これ
らの中、経済性などを勘案すると実用的にはイソステア
リン酸の使用が有利である。

【００１４】第３に不乾性油があり、ヒマシ油、ツバキ
油、オリーブ油などがあげられるが、これらの中ではヒ
マシ油が最も適当である。

【００１５】フラックス組成物の態様としては、その具
体的用途によって、概ね低粘度液状フラックスとペース
ト状フラックスの状態として用いられる。低粘度液状フ
ラックスでは、固形分は約３０％位までか一般的であ
る。３０％以上になると、はんだ付け後のプリント基板
にフラックスの残る量が多くなること、また、はんだ付
け時に発煙が多くなり、はんだ槽を汚染するなどの不都
合が生ずるので好ましくない。

【００１６】ペースト状フラックスでは、はんだ粉と混
合し、クリームはんだを作る都合上、粘度を高くする必
要があり、ロジン系樹脂は１０〜７０％の範囲、通常は
３０〜６０％の範囲で用いられる。

【００１７】助溶剤の使用量は、それぞれの態様におけ
る組成物中のロジン系樹脂と溶剤の使用割合によって変
動するが、低粘度液状フラックスにおいては、概ね０.
５〜１０％の範囲である。固形分が上述の３０％におい
て、助溶剤が１０％を超えるとロジン系樹脂の軟化点が
下がり過ぎ作業性を悪くする。ペースト状フラックスで
は、ロジン系樹脂の使用量との兼ね合いとなるが、概ね
１〜４０％の範囲が好ましい。１％以下では助溶剤とし
ての効果が殆ど認められず、また４０％以上でははんだ
付け性を損なうおそれがあるからである。

【００１８】次に、必要に応じて添加される補助成分に
ついて説明する。一般に、はんだ付け用フラックスは、
上記ロジン系樹脂を主成分とするが、低粘度液状フラッ
クスにあっては、活性力を強めるために活性剤として、
アミン−ハロゲン化水素酸塩（エチルアミン−塩酸塩、
エチルアミン−臭化水素酸塩、モノエタノールアミン−
塩酸塩、アニリン−塩酸塩、シクロヘキシルアミン−臭
化水素酸塩など）や、有機酸（乳酸、コハク酸、アジピ
ン酸、リンゴ酸など）およびそれらのアミン塩などが添
加され、またはんだ付け後のフイレット表面の光沢を消
すため（目視検査での目の疲れを和らげる目的）、例え
ば特公昭５５−４６７９８号に開示されているような艶
消し剤や、さらに発泡性を高めるため非イオン性界面活
性剤、ブチラール樹脂などの合成樹脂が補助成分として
用いられる。

【００１９】ペースト状フラックスでは上述の低粘度液
状フラックスでの活性剤のほかにチクソ剤としてワック
ス（カルナバワックスやサゾールワックスなど）あるい
はゲル化剤（特開昭６４−３４５９６号）が補助成分と
して用いられる。

【００２０】

【試験例】次に本発明の効果を試験例によって説明す
る。試験に供した試料の組成は、低粘度液状フラックス
については表１に、ペースト状フラックスについては表
２に示す。なおペースト状フラックスについては、ペー
スト状フラックス１０部とはんだ粉末９０部とを混ぜ合
わせたクリームはんだとして試験を行った。

【００２１】試験項目は次のとおりである。低粘度フラ
ックスでは ○溶解性・・・常温で濁りや沈殿物の有無を観る。 ○ 無し × 有り ○銅板腐食・・・ＪＩＳ−Ｚ−３１９７に準ずる（１
０倍の顕微鏡で観察） ○ 腐食なし △ わずかに腐食有り × 多くの
腐食有り ○はんだ広がり率・・・ＪＩＳ−Ｚ−３１９７に準ずる ○表面絶縁抵抗・・・ＪＩＳ−Ｚ−３１９７に準ずる
（くし形電極２形を使用） ○はんだ付け・・・ＪＩＳくし形電極２形にフラックス
を０.２ｍｌ塗布し、２４５±５℃の溶融はんだにより
ｄｉｐはんだ付け（４秒間）し、下記項目について評価
した。フラックスの変色度合い（目視による） ○ 淡黄色 △ 褐色 × 暗褐色ツララ発生の有無 ○ 無し × 有り電極間のブリッジ数 ○ 無し △ １〜２ヶ所 × ３ヶ所以上はんだフィレット上のフラックス残渣の度合い ○ はんだ表面のすべてが見え、目視ではほとんどわか
らない程フラックスが均一かつ極めて薄く残っている。 △ はんだ表面の所々にフラックスの塊がみられる。 × はんだ表面からその縁にかけてかなりフラックスが
残っている。ＩＰＡ洗浄（浸漬・撹拌２分）後のイオン残渣量（Ｍ
ＩＬ規格に準じ、イオノグラフで測定）

【００２２】ペースト状フラックス（クリームはんだ）
では ○印刷性・・・ＩＰＣ規格に準ずる ○ 最狭間隙パターン部でも版抜けがよく、隣接するパ
ターン間でのクリームはんだの接触がない。 △ 最狭間隙パターン間でクリームはんだの接触がみら
れる × 最狭間隙部の次に狭いパターン間にもクリームはん
だの接触がみられる ○はんだボール・・・ＩＰＣ規格に準ずる ◎ カテゴリー１（溶けたはんだの周囲に微少なはんだ
ボールがない） ○ カテゴリー２（溶けたはんだの周囲の微少なはんだ
ボールの数が３ケ以内である） △ カテゴリー３（溶けたはんだの周囲に微少なはんだ
ボールが点在する） × カテゴリー４（溶けたはんだの周囲に広がるフラッ
クスの周縁に沿って、はんだボールが連なって発生す
る） ○はんだ付け・・・ＪＩＳくし形電極２形の電極部（銅
箔部）にクリームはんだを印刷（厚さ１５０μｍ）し、
リフローによりはんだ付けを行い、下記項目について評
価した。フラックスの変色度合い（目視による） ○ 淡黄色 △ 褐色 × 暗褐色電極間のブリッジ数 ○ 無し △ １〜２ケ所 × ３ケ所以上はんだフィレット上のフラックス残渣の度合い ○ はんだ表面のすべてが見え、目視ではほとんどわか
らない程フラックスが均一かつ極めて薄く残っている △ はんだ表面の所々にフラックスの塊がみられる × はんだ表面からその縁にかけてかなりフラックスが
残っているＩＰＡ洗浄（浸漬・撹拌２分）後のイオン残渣量（Ｍ
ＩＬ規格に準じ、イオノグラフで測定）結果を表３および表４に示す。

【００２３】

【表１】

【００２４】

【表２】

【００２５】

【表３】

【００２６】

【表４】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ロジン系樹脂を主成分として含み、これと
溶剤とからなるはんだ付け用フラックスにおいて、助溶
剤としてロジンアルコールを添加したことを特徴とする
フラックス組成物。
【請求項２】ロジン系樹脂を主成分として含み、これと
溶剤とからなるはんだ付け用フラックスにおいて、助溶
剤として非水溶性で、沸点が２００℃以上のであり、か
つフラックス中に均一に溶解する側鎖カルボン酸を添加
したことを特徴とするフラックス組成物。
【請求項３】ロジン系樹脂を主成分として含み、これと
溶剤とからなるはんだ付けフラックス用フラックスにお
いて、助溶剤として主成分であるロジン系樹脂と相溶性
を有し、かつフラックス中に均一に溶解する不乾性油を
添加したことを特徴とするフラックス組成物。