JPH058081A - クリームハンダ - Google Patents

クリームハンダ

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JPH058081A
JPH058081A JP25825091A JP25825091A JPH058081A JP H058081 A JPH058081 A JP H058081A JP 25825091 A JP25825091 A JP 25825091A JP 25825091 A JP25825091 A JP 25825091A JP H058081 A JPH058081 A JP H058081A
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solder
cream solder
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cream
ester
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Kenji Asami
健次 浅見
Keizo Kobayashi
慶三 小林
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ハンダボール発生がなく、皮張りの発生が防
止でき、かつハンダ付け性が良好なクリームハンダを提
供する。 【構成】 粉末ハンダと液状またはペースト状フラック
スとを混和してなるクリームハンダにおいて、フラック
ス中にβ,β′−ジカルボキシアジピン酸とN−低級ア
ルキル−2,2,6,6,−テトラメチル−4−オキシ
ピペリジンとから誘導されるエステルを加える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は微小回路などのハンダ付
けにおいて用いるためのハンダ粉末とフラックスを混和
して得られるクリームハンダに関するものであり、特に
ハンダ付け性がよく、さらに皮張りがなく、またハンダ
ボール発生のないクリームハンダに関するものである。
【0002】
【従来技術】従来からプリント基板に電子素子を実装す
る等の際には、ハンダ付けが多用されてきた。該ハンダ
付けにおいて、より信頼性の高いハンダ付けとするため
に、被接合金属表面を液体フラックスや高粘度フラック
スで清浄してからハンダ付けする方法や、ハンダ微粒子
とフラックスを混合したいわゆるクリームハンダを使用
する方法等が広く行われている。
【0003】上記液状フラックスやクリームハンダ用フ
ラックスは、製品の品質や信頼性を高く保つために、
(1)高絶縁性、(2)非腐食性、(3)長期安定性、
(4)他部品の材質変化を生じないこと等が要求され、
またハング付け作業面からは(1)有害ガスを発生しな
い、(2)ハンダ付け性が良い(金属表面にある酸化物
を溶解除去し、この金属表面を包み込む作用を有し、さ
らに溶融ハンダのもつ表面張力を低下させるもの)、
(3)べとつき性がない、(4)洗浄する場合には容易
に洗浄できること等が要求されている。
【0004】一般にクリームハンダは、粉末ハンダ微粒
子と液状またはペースト状フラックスとを混和して適度
に粘稠性のあるクリーム状としたものである。該フラッ
クスは一般に、基剤としてロジンを使用し、溶剤、活性
剤およびチクソ剤等が配合されている。これらの配合剤
の種類および配合比によって得られるクリームハンダの
特性が微妙に変ってくるため、フラックスの組成は非常
に重要である。このようなクリームハンダをプリント基
盤の導体面に、印刷塗布することによって、導体面に電
子部品を接着保持できるので、クリームハンダは溶液フ
ラックス等に比ベて非常に有利である。
【0005】クリームハンダは溶液フラックス等に比べ
て上述のような長所を有しているものの、ハンダ微粒子
と活性剤を含むフラックスが混合されているため、保管
中に反応し、粘度変化、皮張り(クリームハンダ上層部
の硬化)の発生、活性低下等の問題点が指摘されてい
る。そのため多くの市販クリームハンダは室温で長期保
管することが困難であり、冷蔵庫等に入れて低温で保管
されることが多い。
【0006】クリームハンダをプリント基板等に印刷後
すぐにリフローすればこれらの問題は生じないが、印刷
後24時間〜72時間放置後にリフローすることもあ
る。その場合プリント基板への電子部品の粘着性が低下
したり、ハンダボールが増加したりするという問題点が
あった。これらの問題点のうちクリームハンダ放置時の
皮張り発生と印刷後のプリント基板放置時のハンダボー
ル増加は酸素、湿度、温度等の影響を受けやすいことが
指摘されている。なお、一般的に言われているハンダボ
ールには上記印刷後のプリント基板放置後のハンダボー
ル増加と印刷直後にリフローした時のハンダボール等が
知られているが、本発明では主として前者を対象とす
る。皮張りを防止するにはハロゲン系活性剤を極端に減
少させるかあるいは完全に無添加にすればよいが、その
場合にはハンダ付け性が極端に低下する。そのためハロ
ゲン系活性剤を添加してある程度以上の活性を保持しつ
つ皮張りやハンダボール発生を防止する方法が強く望ま
れていた。
【0007】皮張りを惹起させる原因の一つにハロゲン
系活性剤がある。そのため、ハロゲン系活性剤とハンダ
粉末を分離しておき、使用直前もしくはリフロー時に混
合されるようにしておけばこれらの問題は改善されるは
ずである。また酸素が関与していると考えられるため、
酸素とクリームハンダを分離しておくことによっても改
善されるものと考えられる。これらの一例として、たと
えば特開平1ー113197号にはハンダ粉末を樹脂で
コーテングする方法が開示されており、さらに特開昭5
5−94793号にはハンダ粉末をマイクロカプセルで
包み込む方法が開示されている。これらの方法のうち樹
脂コーテングはハンダ粉末同志の固着およびコストアッ
プ等の問題があり、マイクロカプセルもカプセルの破壊
やコストアップ等が懸念される。また特開昭62−14
4895号には粉末ハンダとフラックスを使用直前に混
合する方法が開示されている。この使用直前に混合する
方法はクリームハンダの経時変化防止の面では非常に良
好と思われるものの、ユーザーに受け入れられないもの
と考えられる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明はハンダボール
の発生が少なく、皮張りの発生が防止でき、かつハンダ
付け性が良好なクリームハンダを提供するものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は上述のような従
来技術の欠点、特にクリームハンダ保管中の皮張り発生
および印刷後長時間放置した際のハンダボール発生が顕
著に抑制されたクリームハンダを提供するものであり、
さらに詳しくはクリームハンダを製造する際に安定剤と
して特定の構造を有するアミン系化合物を添加すること
により、従来得られなかった最高級のクリームハンダを
提供するものである。
【0010】すなわち本発明は粉末ハンダと液状または
ペースト状フラックスとを混和してなるクリームハンダ
において、該フラックス中にβ,β′−ジカルボキシア
ジピン酸と下記一般式(I)で示されるアルコールから
誘導されるエステルを含有することを特徴とするクリー
ムハンダである。
【0011】
【化2】 (ただしRはH、CH、Cより選ばれる任意の
残基)
【0012】以下本発明について詳細に説明する。本発
明におけるエステルはβ,β′−ジカルボキシアジピン
酸と下記一般式(I)で示されるアルコールから誘導さ
れる化合物である。
【0013】
【化3】 (ただしRはH、CH、Cより選ばれる任意の
残基)
【0014】本発明のエステルにおけるβ,β′−ジカ
ルボキシアジピン酸と式(I)で示されるアルコールの
モル比は1:1〜1:4の範囲内であればいずれでもよ
いが、該エステルの合成しやすさ等から1:4即ち完全
エステル化物が好ましい。また本発明のエステルにおい
て式(I)で示されるアルコール残基の1〜3個を炭素
数4〜18の脂肪族一価アルコール残基で置き換えたエ
ステルも好ましく使用できる。
【0015】本発明における式(I)で示されるアルコ
ールのRはH、CHまたはCである。これらの
中では皮張り性の面でCHが特に好ましい。なお、R
が炭素数3以上のアルキル基になるとハンダボールが低
下することがあり、好ましくない。
【0016】本発明におけるフラックス中におけるエス
テルの含有率は特に限定しないが、0.1重量%〜3重
量%が好ましい。0.1重量%未満では皮張り防止効
果、ハンダボール発生防止効果などの面で効果が不十分
となることがあり、また3重量%をこえる量では前記効
果が飽和してしまうことがある。
【0017】本発明におけるフラックスにおけるエステ
ル以外の組成は特に限定しないが、ロジン系、非ロジン
系を問わず従来公知のフラックスが好ましく使用でき
る。例えば、フラックスの基材としてはWWロジン、重
合ロジン、水添ロジンはもちろん、ロジンエステル、マ
レイン酸変性ロジン、ポリエチレングリコール等が好ま
しく使用できる。また溶剤としては、α−テルピネオー
ル、β−テルピネオール、ヘキシレングリコール、ブチ
ルカルビトール、ベンジルアルコール、イソパルミチル
アルコール、イソステアリルアルコール、ラウリルアル
コールなどのアルコール類、ジイソブチルアジペート、
ジエチルフタレート、ジブチルフタレートなどのエステ
ル類、ヘキサデカン、ドデシルベンゼン、ケロシン、軽
油等の炭化水素類、リン酸トリブチル、リン酸トリクレ
ジル、リン酸トリペンチルなどのリン酸エステル類が好
ましく使用できる。さらに、活性剤としては例えば、ジ
エチルアミン、トリエチルアミン、プロピルアミン、ジ
プロピルアミン、トリプロピルアミン、ブチルアミン、
ジブチルアミン、トリブチルアミン、ヘキシルアミン、
オクチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノール
アミン、トリエタノールアミン、シクロヘキシルアミ
ン、メチルシクロヘキシルアミン、ジメチルシクロヘキ
シルアミン等のアミン類の塩化水素酸塩および/または
臭化水素酸塩やコハク酸、グルタル酸、アジピン酸、セ
バチン酸等のカルボン酸系活性剤が好ましく使用でき、
またチクソ剤としても従来公知の硬化ヒマシ油、アミド
化合物等を好ましく使用できる。
【0018】本発明におけるハンダ粉末は特に限定しな
いが、形状は真球、不定形いずれでもよく、またハンダ
合金の組成についても特に限定せず、Sn−Pb系合
金、Sn−Pb−Bi系合金、Sn−Pb−Ag系合金
等が好ましく使用できる。本発明におけるハンダ粉末の
粒径は特に限定しないが、ハンダボールや皮張りが発生
しやすい325メッシュパスのハンダ粉末が特に好まし
く使用できる。
【0019】本発明におけるクリームハンダ中における
フラックスの含有率は特に限定しないが、7〜13重量
%が好ましい。
【0020】以下実施例を上げて本発明をさらに詳しく
説明する。
【0021】
【実施例】 実施例 1 (1)フラックスの調製 重合ロジン50部、α−テルピネオール19.5部、イ
ソパルミチルアルコール16部、テトラデカン5部、シ
クロヘキシルアミンHBr塩2部、β,β′−ジカルボ
キシアジピン酸1モルに対し、N−メチル−2,2,
6,6−テトラメチル−4−オキシピペリジン(以後T
MOPと略す)2モルおよびトリデシルアルコール(以
後TDAと略す)2モルを反応させたエステル(以後D
TTと略す)を0.5部および硬化ヒマシ油4部を容器
に仕込み、加熱溶解後冷却した。
【0022】(2)クリームハンダの調製 容器に325〜500メッシュのSn/Pb(63wt
%/37wt%)のハンダ粉末91部および(1)項で
調製したフラックス9部をとり、撹拌してクリーム状物
を得た。
【0023】(3)クリームハンダの評価 (2)項で得たクリームハンダを常法にしたがってハン
ダ付け性(ガラエポ基板、235℃リフロー)、ハンダ
ボール性(Al板にクリームを直径4mm、厚さ
0.3mmに印刷し、40℃×90%RH×8時間放置
後230℃にてリフローし、実体顕微鏡で観察する)、
フロン洗浄性(ガラエポ基板、フロン113/エタノー
ル=96/4、室温・無攪拌で2分間浸漬)および皮張
り性を評価した。ハンダ付け性およびフロン洗浄性は非
常に良好でありハンダボールの発生はなかった。またク
リームハンダを25℃で2ケ月間放置しても皮張りの発
生はなかった。
【0024】実施例 2 実施例1において、TMOPのかわりに表1のようなア
ルコールを使用した以外は実施例1と同様にしてクリー
ムハンダを調整し、評価した。評価結果を表1に示し
た。なお、それぞれの評価は次の基準で判定した。 ◎:非常に良好 ○:良好 △:使用可能 ×:不良
【0025】
【表1】
【0026】表1および実施例1から明らかなように安
定剤エステルが本発明の範囲内の場合には総合的にバラ
ンスがとれており、良好である。一方、安定剤エステル
が本発明の範囲外の場合である比較例1の場合はハンダ
ボールの発生がみられた。
【0027】実施例 3 実施例1において、TMOPとTDAのモル比を表2の
ように変更した以外は実施例1と同様にしてクリームハ
ンダを調整し、評価した。その結果を表2に示した。
【0028】
【表2】 表2および実施例1から明らかなように安定剤エステル
内のTMOP/TDAモル比が1/3〜3/1の場合に
は特に好ましい。
【0029】実施例 4 実施例1において、TDAのかわりに表3に示したアル
コールを使用した以外は実施例1と同様にしてクリーム
ハンダを調整し、評価した。その結果を表3に示した。
【0030】
【表3】 表3および実施例1から明らかなように脂肪族アルコー
ル成分の炭素数は4〜18が好ましい。
【0031】実施例 5 実施例1において、DTTの添加量を表4のように変更
した以外は実施例1と同様にしてクリームハンダを調整
し、評価した。結果を表4に示した。
【0032】
【表4】 表4および実施例1から明らかなように、DTT添加量
は0.1〜3wt%が特に好ましい。
【0033】
【発明の効果】本発明によれば従来公知の技術に比べて
皮張り防止およびハンダボールの発生防止においてすぐ
れ、かつハンダ付け性のよいクリームハンダを製造でき
る。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 粉末ハンダと液状またはペースト状フラ
    ックスとを混和してなるクリムーハンダにおいて、該フ
    ラックス中にβ,β′−ジカルボキシアジピン酸と下記
    一般式(I)で示されるアルコールから誘導されるエス
    テルを含有することを特徴とするクリームハンダ。 【化1】 (ただしRはH、CH、Cより選ばれる任意の
    残基)
  2. 【請求項2】 請求項(1)記載の式(I)において、
    RがCHであることを特徴とする請求項(1)記載の
    クリームハンダ。
  3. 【請求項3】 請求項(1)または(2)記載のエステ
    ルのアルコール残基の1〜3個が、炭素数4〜18の脂
    肪族一価アルコール残基で置き換えられていることを特
    徴とする請求項(1)または(2)記載のクリームハン
    ダ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020049539A (ja) * 2018-09-28 2020-04-02 株式会社タムラ製作所 微小チップ部品用はんだ組成物

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2020049539A (ja) * 2018-09-28 2020-04-02 株式会社タムラ製作所 微小チップ部品用はんだ組成物

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