JPH05337688A

JPH05337688A - ソルダペースト

Info

Publication number: JPH05337688A
Application number: JP17735492A
Authority: JP
Inventors: Toshinori Shima; 俊典島; Shinsuke Hasegawa; 伸介長谷川; Masanori Takahashi; 政典高橋; Masanao Kono; 政直河野; Kazuyoshi Yamamoto; 和義山本; Masahiko Hirata; 昌彦平田; Yoshiaki Kondo; 義明近藤; Toshiichi Murata; 敏一村田
Original assignee: Harima Chemical Inc; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Harima Chemical Inc; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1992-06-10
Filing date: 1992-06-10
Publication date: 1993-12-21
Anticipated expiration: 2011-12-11
Also published as: JP2561452B2

Abstract

(57)【要約】【構成】半田粉末と液状フラックスとを混合してなる
ソルダペーストにおいて、前記フラックスが、ロジン
と、ロジンとアルコールとのエステルと、ロジンとアミ
ンとの塩との三成分を含む。ロジンとしては、ホルミル
化ロジンを使用するのが好ましい。【効果】粘着力保持性に優れており、プリント基板に
印刷した後長時間に亙って粘着力を保持する。リフロー
したときに半田ボールの発生が少い。水溶液抵抗値が大
きく、ハロゲンを含んでいても洗浄することなく金属表
面の腐蝕が生じることがない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子産業分野において
プリント基板などの半田付けに用いられる、ソルダペー
ストに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来一般に使用されるソルダペースト
は、半田粉末と液状フラックスとからなり、前記フラッ
クスは、ロジンを主成分とし、それに硬化ヒマシ油など
のチキソ剤と、アミン類のハロゲン化物よりなる活性剤
と、適宜の溶剤を添加したものであった。

【０００３】そして表面実装による半田付けにおいて
は、ソルダペーストをプリント基板に印刷し、電子部品
を搭載した後、リフロー炉で加熱し、半田を熔融して電
子部品と基板との接合を行っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来のソ
ルダペーストにおいては、ソルダペーストをプリント基
板に印刷した後長時間放置すると、溶剤が揮散したりロ
ジンが結晶化したりすることにより、ソルダペーストの
表面が乾燥して皮張りを生じ、電子部品を搭載すること
が困難になる。

【０００５】一般にプリント基板に表面実装する場合、
プリント基板にソルダペーストを印刷した後、直ちに電
子部品を搭載することは少く、製造工程の都合により数
時間乃至丸一日程度放置することが少くなく、従来のソ
ルダペーストではその間に粘着性を失うことが多かった
のである。

【０００６】また従来のソルダペーストでは、それを印
刷したプリント基板をリフロー炉で加熱したとき、ソル
ダペーストの粘度が急激に低下してダレが生じ、半田ボ
ールが多発していた。

【０００７】さらに活性剤としてハロゲンを含むソルダ
ペーストでは、リフロー後のフラックスの残渣中にハロ
ゲンが残留し、それが金属表面を腐蝕する恐れがあるの
で、フロンで洗浄することが不可欠であった。

【０００８】しかしながら近年周知の如く、フロンによ
る環境破壊が問題視され、フロン洗浄を必要としない半
田付けシステムが求められている。またフロン洗浄に代
えて水で洗浄することも考えられているが、コストダウ
ンのためには水洗浄をも省略することが好ましい。

【０００９】本発明はかかる事情に鑑みなされたもので
あって、プリント基板に印刷後長時間粘着性を有し、リ
フロー時のダレが少くて半田ボールの発生が少く、且つ
ハロゲンを含んでいても水溶液抵抗値が高く、金属表面
に対する腐蝕性の小さいソルダペーストを提供すること
を目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決する手段】而して本発明は、半田粉末と液
状フラックスとを混合してなるソルダペーストにおい
て、前記フラックスが、ロジンと、ロジンとアルコール
とのエステルと、ロジンとアミンとの塩との三成分を含
むことを特徴とするものである。

【００１１】本発明のフラックスにおける前記ロジンと
エステルとアミン塩との比率は、ロジン１００重量部に
対し、ロジンとアルコールとのエステルを５〜２０重量
部、ロジンとアミンとの塩を１〜５重量部とするのが適
当である。

【００１２】また前記ロジンとしては、ロジンのホルマ
リン処理を施したホルミル化ロジンを使用するのが好ま
しい。

【００１３】本発明は、ソルダペーストのフラックスに
おけるロジン成分として、その一部にアルコールでエス
テル化したロジン及び、アミン塩を使用することに特徴
を有している。

【００１４】本発明において使用されるロジンとして
は、通常のガムロジン、ウッドロジン、トール油ロジ
ン、それらの不均斉化ロジン、水添ロジンなどを使用す
ることができるが、前述のようにホルマリン処理を施し
てなるホルミル化ロジンを使用するのが好ましい。

【００１５】ホルミル化ロジンは結晶化しにくく、プリ
ント基板表面に印刷した状態での粘着力保持性に優れて
いる。

【００１６】本発明におけるロジンと、ロジンエステル
及びアミン塩のベースとなるロジンとは、同一のロジン
であっても異るものであっても差支えないが、いずれも
ホルミル化ロジンを使用するのが好ましい。

【００１７】ロジンエステルを構成するアルコールとし
ては、脂肪族アルコールを使用するのが好ましいが、芳
香族又は脂環族アルコールを使用することもできる。ま
たその炭素数は、特に限定されない。

【００１８】ロジン成分中にロジンエステルを添加する
ことにより、ロジン成分の軟化点が低下し、粘着力保持
性が向上する。

【００１９】ロジンとアミンとの塩を構成するアミンと
しては、ジ又はトリアルカノールアミンが好ましい。

【００２０】ロジンのアミン塩を添加することにより、
加熱時のペーストの粘度低下を抑制し、ダレを防止して
半田ボールの発生を抑える。

【００２１】またロジンのアミン塩を添加することによ
り、フラックスの水溶液抵抗値が高くなり、フラックス
残渣の吸湿性を抑えることにより残留ハロゲンによる金
属表面の腐蝕が防止される。

【００２２】ロジンと、ロジンエステルと、アミン塩と
の配合比率は、ロジン１００重量部に対し、ロジンエス
テルを５〜２０重量部、アミン塩を１〜５重量部とする
のが適当である。

【００２３】ロジンエステルの量が少な過ぎるとペース
トの粘着力保持性が低下し、また多過ぎるとリフロー後
においても粘着性が残り、ゴミが付着したり吸湿性を生
じ、金属表面の腐蝕の原因となる。

【００２４】またアミン塩の量が少いと、加熱時にペー
ストの粘度低下を生じ、リフロー時にダレを生じて半田
ボールを生じ易い。またアミン塩が多過ぎると、ペース
トの粘度が高くなり過ぎると共に、かえって吸湿性が高
くなり、金属表面の腐蝕の原因となる。

【００２５】本発明におけるフラックスには、上記ロジ
ン、ロジンエステル、アミン塩の三成分を含むが、その
他一般のソルダペーストと同様に、チキソ剤、活性剤、
溶剤などを配合することができる。これらの成分は、従
来一般のソルダペーストにおいて使用されると同じもの
をそのまま使用することができる。

【００２６】而して本発明のソルダペーストは、上記フ
ラックスと、半田合金の粉末とを混合したものである。
半田合金は錫と鉛との合金であって、その割合は用途に
よって変り得るが、一般には錫６３重量％に鉛３７重量
％の共晶混合物が広く使用されている。また半田粉末の
粒子径は、小さいほど好ましく、５０μｍ以下とするの
が好ましい。

【００２７】ソルダペーストにおけるフラックスと半田
粉末との比率は、フラックス５〜２０重量％に対し、半
田粉末８０〜９５重量％とするのが適当である。

【００２８】

【実施例】

実施例１フラックスの配合ホルミル化ロジン５８重量％ホルミル化ロジン・メチルエステル５重量％ホルミル化ロジン・トリエタノールアミン塩１重量％硬化ひまし油（チキソ剤）５重量％２−エチルヘキシルアミンＨＢr （活性剤）１重量％ヘキシルカルビトール（溶剤）３０重量％

【００２９】フラックスの調製上記配合の各成分をフラスコに入れ、加熱溶解した後冷
却して、それをフラックスとする。

【００３０】ソルダペーストの調製上記により調製したフラックス１０重量％と、半田合金
（Ｓn ６３／Ｐb ３７）の粉末（平均粒子径３０μｍ）
９０重量％とを混合し、混練器で撹拌して、ソルダペー
ストを調製した。

【００３１】以下の各実施例及び比較例については、フ
ラックスの配合のみを各実施例及び比較例の項に示すよ
うに変更し、それ以外は実施例１と同様にしてソルダペ
ーストを調製した。

【００３２】実施例２フラックスの配合ホルミル化ロジン５８重量％ホルミル化ロジン・メチルエステル５重量％ホルミル化ロジン・トリプロパノールアミン塩１重量％硬化ひまし油（チキソ剤）５重量％２−エチルヘキシルアミンＨＢr （活性剤）１重量％ヘキシルカルビトール（溶剤）３０重量％

【００３３】実施例３フラックスの配合ホルミル化ロジン５８重量％ホルミル化ロジン・ステアリルアルコールエステル４重量％ホルミル化ロジン・ジエタノールアミン塩２．５重量％硬化ひまし油（チキソ剤）５重量％エチルアミンＨＣl （活性剤）０．５重量％ヘキシルカルビトール（溶剤）３０重量％

【００３４】実施例４フラックスの配合水添ロジン５３重量％水添ロジン・メチルエステル５重量％水添ロジン・トリエタノールアミン塩１重量％硬化ひまし油（チキソ剤）５重量％２−エチルヘキシルアミンＨＢr （活性剤）１重量％ヘキシルカルビトール（溶剤）３５重量％

【００３５】比較例１フラックスの配合不均化ロジン５８重量％硬化ひまし油（チキソ剤）５重量％２−エチルヘキシルアミンＨＢr （活性剤）１重量％セバチン酸（活性剤）１重量％ヘキシルカルビトール（溶剤）３５重量％

【００３６】比較例２フラックスの配合水添ロジン５７重量％硬化ひまし油（チキソ剤）５重量％エチルアミンＨＣl （活性剤）０．５重量％セバチン酸（活性剤）１重量％ブチルカルビトール（溶剤）３７．５重量％

【００３７】比較例３フラックスの配合水添ロジン５４重量％硬化ひまし油（チキソ剤）６重量％アジピン酸・アミルアミン塩（活性剤）１０重量％ヘキシレングリコール（溶剤）３０重量％

【００３８】比較例４フラックスの配合ホルミル化ロジン６０重量％硬化ひまし油（チキソ剤）５重量％２−エチルヘキシルアミンＨＢr （活性剤）１重量％ヘキシルカルビトール（溶剤）３４重量％

【００３９】比較例５フラックスの配合ホルミル化ロジン６４重量％ホルミル化ロジン・メチルエステル２０重量％硬化ひまし油（チキソ剤）５重量％２−エチルヘキシルアミンＨＢr （活性剤）１重量％ヘキシルカルビトール（溶剤）１０重量％

【００４０】比較例６フラックスの配合ホルミル化ロジン５９重量％ホルミル化ロジン・トリエタノールアミン塩５重量％硬化ひまし油（チキソ剤）５重量％２−エチルヘキシルアミンＨＢr （活性剤）１重量％ヘキシルカルビトール（溶剤）３０重量％

【００４１】ソルダペーストの評価 (1) 粘着性ソルダペーストを印刷した基板を所定条件の下で放置
し、１時間毎にレスカ製タッキング試験機で、下記の条
件で粘着力を測定し、粘着力が２５gfを切るまでの時間
を測定した。

【００４２】ソルダペースト印刷厚み２５０μｍ圧着力５０gf 接触時間０．１秒接触面積２０．４mm² プリーズ速度３０mm／分放置環境２５℃・６５％RH

【００４３】(2) 半田ボールソルダペーストをプリント基板に２５０μの厚さで印刷
し、チップ部品を６０個搭載した後リフロー炉で加熱
し、半田付けを行った。

【００４４】然る後そのプリント基板を実体顕微鏡で観
察し、半田ボールの発生個数を数えた。

【００４５】(3) 水溶液抵抗ＪＩＳＺ３１９７に準拠して、水溶液抵抗を測定し
た。

【００４６】評価の結果を表１に示す。

【００４７】

【表１】

【００４８】

【発明の効果】上記実施例の結果からも明らかなよう
に、本発明のソルダペーストは、粘着力保持性に優れて
おり、プリント基板に印刷した後長時間に亙って粘着性
を保持し続け、電子部品の搭載が可能であると共に、リ
フローによる半田ボールの発生が少い。

【００４９】また活性剤にハロゲンを含んでいても水溶
液抵抗値が大きく、プリント基板の金属表面の腐蝕が生
じ難い。従って半田付け後の洗浄を省略することがで
き、フロンによる環境破壊を防止すると共に、洗浄工程
を省略することによりコストダウンを図ることができ
る。

【００５０】特にこの効果は、実施例１〜３のようにロ
ジンとしてホルミル化ロジンを使用したものに顕著であ
る。

【００５１】これに対し比較例１〜４のものは、ロジン
成分としてロジンエステル及びアミン塩を含まないの
で、各性能ともに本発明のものより劣っている。比較例
４のようにロジンとしてホルミル化ロジンを使用するこ
とにより、粘着力保持性に若干の改善が見られるもの
の、半田ボールの発生及び水溶液抵抗値においては殆ど
改善が見られない。

【００５２】また比較例５はホルミル化ロジンにエステ
ルを添加したものであるが、粘着力保持性及び水溶液抵
抗値は大巾に改善されていても、半田ボールの発生には
何等改善が見られない。

【００５３】比較例６はホルミル化ロジンにアミン塩を
添加したものであって、それにより半田ボールの発生は
大巾に減少し、水溶液抵抗値も向上しているが、粘着力
保持性に劣り、長時間の放置に耐えない。

フロントページの続き (72)発明者高橋政典兵庫県加古川市野口町水足671番地の４ハリマ化成株式会社中央研究所内 (72)発明者河野政直兵庫県加古川市野口町水足671番地の４ハリマ化成株式会社中央研究所内 (72)発明者山本和義大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者平田昌彦大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者近藤義明大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者村田敏一大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半田粉末と液状フラックスとを混合して
なるソルダペーストにおいて、前記フラックスが、ロジ
ンと、ロジンとアルコールとのエステルと、ロジンとア
ミンとの塩との三成分を含むことを特徴とする、ソルダ
ペースト
【請求項２】半田粉末と液状フラックスとを混合して
なるソルダペーストにおいて、前記フラックスが、ロジ
ン１００重量部と、ロジンとアルコールとのエステル５
〜２０重量部と、ロジンとアミンとの塩１〜５重量部と
の三成分を含むことを特徴とする、ソルダペースト
【請求項３】前記ロジンがホルミル化ロジンであるこ
とを特徴とする、請求項１又は２に記載のソルダペース
ト