JPH07241695A - クリームはんだ - Google Patents

クリームはんだ

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JPH07241695A
JPH07241695A JP6035751A JP3575194A JPH07241695A JP H07241695 A JPH07241695 A JP H07241695A JP 6035751 A JP6035751 A JP 6035751A JP 3575194 A JP3575194 A JP 3575194A JP H07241695 A JPH07241695 A JP H07241695A
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JP
Japan
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substituted
cream solder
group
urea
urea compound
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JP6035751A
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English (en)
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Toshiaki Ogura
利明 小倉
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NIPPON GENMA KK
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NIPPON GENMA KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 適度の流動性を持ち、且つニジミやダレの生
じないすぐれた印刷特性を有するクリームはんだとして 【構成】 置換尿素化合物を含有するクリームはんだを
発明した。このクリームはんだは置換尿素化合物を1〜
20重量部、好ましくは5〜10重量部含むフラックス
と粉末はんだから成り、 【効果】 従来のクリームはんだの特性を損なうことな
く、好適な粘度特性を付与する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はクリームはんだに関す
る。より詳しくは、高度の印刷、吐出特性と良好なはん
だ付性をもち、プリヒート時のダレが少ないクリームは
んだに関する。
【0002】
【従来の技術】クリームはんだは粉末はんだをロジン
類、活性剤、溶剤および適当な粘度調整剤ならびにその
他の添加剤を含むフラックスに分散させたクリーム状の
はんだである。これは主として、接合すべき金属基材上
に塗布または印刷して使用するものである。
【0003】したがって、クリームはんだに要請される
性能は、人体に体する安全性、良好なはんだ付け性、高
絶縁性、特に85℃-85%の高温多湿下の絶縁性、非
腐食性および保存中に劣化しない等の一般的なはんだフ
ラックスに要請される性能の他、印刷特性やプリヒート
時のダレが少ない等で優れていることが特に要求され
る。溶剤を除くため、プリヒートは通常150〜160
℃で2〜3分行われる。特にクリームはんだを精密電子
部品に使用する際には、印刷や吐出性に優れ、スクリー
ン版やノズルより良好に吐出されること、および吐出物
がニジミやダレを生じないことが必要である。吐出性を
良好にするためには、ある程度の流動性を必要とする
が、流動性が高い場合にはニジミやダレを生じ易く、両
者を満足する粘度特性を有することがクリームはんだに
とって重要である。
【0004】従来、このような性質のクリームはんだを
得るために、フラックス中に適当な粘度調整剤が添加さ
れてきた。例えばヤシ油、牛脂、ヒマシ油、鯨油、菜種
油等の硬化油、半硬化油、木ロウ、密ロウ、キャンデリ
ラワックス、カルナウバワックス等のエステル系物質;
アジピン酸、コルク酸、アゼライン酸、セバシン酸、ド
デカン2酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン
酸、アラキジン酸、ベヘニン酸、ヤシ油脂肪酸、牛脂脂
肪酸、菜種油脂肪酸、モンタン酸、ポリエチレングリコ
ール、安息香酸、フタール酸、トリメリト酸等の遊離酸
類;および、ベントナイト、有機ベントナイト、超微粉
シリカ、超微粉アルミナ、アルミニウムステアレート等
の無機または有機体質顔料等が使用されてきた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記エ
ステル系物質は得られたクリームはんだの耐熱性が不十
分であるとともに、金属材料に対する溶融はんだのヌレ
を阻害し、はんだボールの生成や、はんだ付け性を悪化
させる傾向があり、遊離酸類は、十分なチクソトロピー
性を有しないため、印刷時の吐出性を向上させずに、ニ
ジミやダレを生ずる傾向があり、さらに有機もしくは無
機の体質顔料は金属母材に対する溶融はんだのヌレ性を
阻害するとともに、はんだの流動性を悪化させ、はんだ
ボールの発生の原因になる。このように、適度の流動性
を持ち、且つニジミやダレの生じないすぐれた印刷特性
を有するクリームはんだは得られていない。即ち、本発
明は、微小部品の精密なはんだ付けを可能とするため、
高度の印刷、吐出特性および良好なはんだ付け性を持
ち、プリヒート時のダレが少ないクリームはんだを得る
ことを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は芳香族基および
/または脂肪族基で置換された置換尿素化合物を含有す
るクリームはんだを提供する。本発明に用いられる置換
尿素化合物は、1分子中に少なくとも1個のウレイド基
(-NHCONH2)またはウレイレン基(-NHCON
H-)を有するものを言い、従ってアルキル基やフェニ
ル基などを介して2個のウレイレン基を有する化合物
(以下、ビス尿素化合物という)などを含む。
【0007】本発明に用いられる置換尿素化合物は1個
以上の芳香族基および/または脂肪族基で置換されてい
る。置換基は1分子中に1〜3個、特に2個または3個
(そのうち1個はウレイレン基の間に介在する)が好ま
しく、置換基の合計炭素数は4〜50個、特に12〜4
4個が好ましい。置換基はそれぞれ独立して異なってよ
く、芳香族基と脂肪族基とを同一分子中に有していても
よい。
【0008】芳香族基は、アルキル基またはハロゲン原
子で置換されていてもよいフェニル基、ビフェニル基も
しくはナフチル基等であり、ここで言うアルキル基はシ
クロアルキル基、ベンジル基など脂環式基、アラルキル
基などを含む。またナフチル基など縮合多環式基の場合
はそのひとつが飽和していてもよい。典型的な芳香族基
はフェニル基、トリル基、キシリル基、ビフェニル基な
どが例示される。特に、フェニル基が好ましい。
【0009】尿素化合物の窒素原子に結合する置換脂肪
族基としては、置換基や側鎖を有していてもよい飽和ま
たは不飽和の炭素数4以上の、好ましくは4〜22のア
ルキル基、シクロアルキル基、ベンジル基などのアラル
キル基などである。置換基としてはヒドロキシル基、ハ
ロゲン原子などが例示される。
【0010】2個のウレイレン基の間に介在する炭化水
素基として炭素数1〜12のアルキレン基(側鎖や二重
結合を有していてもよい)、シクロアルキル基、フェニ
レン基などが例示される。これらのビス尿素化合物類に
はモノ尿素類に較べて融点が高いものがある。これらは
一般に得られるクリームはんだの粘弾性の温度依存性を
向上させる。しかし一方で増粘作用が強いので一般にモ
ノ尿素化合物の場合に較べて添加量を引き下げて添加す
ることが好ましい。またチクソトロピー性を高めるため
には、12ヒドロキシステアリル置換尿素化合物のよう
な水酸基を有する置換尿素化合物の使用が有効である。
【0011】本発明の好ましい置換尿素化合物としては
例えば次のものを挙げることができる。N-ブチル-N'-
ステアリル尿素C1837NHCONHC49、N-フェ
ニル-N'-ステアリル尿素C1837NHCONHC
65、N-ステアリル-N'-ステアリル尿素C1837NH
CONHC1837、N-12ヒドロキシステアリル-N'-
ステアリル尿素C1836OHNHCONHC1837、キ
シリレンビスステアリル尿素(C1837NHCONHC
22(m-C64)、トルイレンビスステアリル尿素
(C1837NHCONH)2〔C63(CH3)〕、ヘキサ
メチレンビスステアリル尿素(C1837NHCONH)
2(CH26、ジフェニルメタンビスステアリル尿素
(C1837NHCONHC642(CH2)、ジフェニ
ルメタンビスラウリル尿素(C1225NHCONHC6
42(CH2)、ヘキサメチレンビス12ヒドロキシ
ステアリル尿素(C1836OHNHCONH)2(C
26
【0012】本発明に用いる置換尿素化合物は典型的に
はアミン類にイソシアネートを反応させて得られる。 RNH2 + R'NCO → RNHCONHR' H2NR''NH2 + 2R'NCO→ R'NHCONH
R''NHCONHR'
【0013】これらの置換尿素化合物をフラックスの全
重量中約1〜約20重量%、好ましくは5〜10重量%
使用する。炭素数が4より小さいアルキル基を有する置
換尿素は、それ自体融点が低く、粘度調整効果が十分で
ない。また炭素数が24より多い尿素は工業的実用性に
欠ける。
【0014】置換尿素化合物を配合することにより得ら
れる本発明の効果は次のように説明することができる。
本発明の尿素化合物をクリームはんだの粘度調整剤とし
てフラックス中に配合すると比較的長鎖の炭素鎖と尿素
結合の強い構造性の相互作用によって高融点のゲルを形
成し、非常に大きい増粘性を示す。また上記の置換尿素
化合物はクリームはんだの中で析出し、微細なフィラー
となり良好な特性を示す。本発明の置換尿素化合物の配
合量がフラックス全量の1重量%より小さいと、上記の
効果は不十分であり、20重量%以上配合すると良好な
構造粘性は得られない。従って、クリームはんだに要請
される性質が本発明の尿素類によって得られるはんだ付
け性や高絶縁性、非腐食性等にうまく適合する時は、フ
ラックスに配合するロジン類に代えて、あるいは、その
一部として置き換えて使用してもよい。本発明の置換尿
素類を増粘剤として使用したクリームはんだは非腐食
性、高絶縁性等を損なうことなく、はんだ付け性が著し
く向上し、プリヒート時のダレが少なく、精密なはんだ
付けに適する。
【0015】本発明によるクリームはんだのフラックス
は上記成分に基材樹脂(例えば、重合ロジン、天然ロジ
ン、水素添加ロジン、マレイン化ロジン、不均化ロジン
等)および活性剤(例えば、含窒素塩基のハロゲン化水
素酸塩、有機酸塩、有機酸、アミノ酸等)を適宜配合す
ることによって調製される。該フラックスには所望によ
り常套の添加剤を適宜配合してもよい。このような添加
剤としては既知の溶剤(例えば、ジエチレングリコール
モノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチル
エーテルアセテート、トリエチレングリコールモノメチ
ルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエー
テル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、プロ
ピレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリ
コール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコー
ル、ジプロピレングリコール、ブタンジオール、ヘキシ
レングリコール等)、可塑剤(例えば、フタール酸ジオ
クチル)、粘度調整剤(例えば、硬化ヒマシ油等のワッ
クス類、超微粒粉シリカ等)、酸化防止剤(例えば、B
HT等)、消泡剤(例えば、シリコン系消泡剤等)等が
挙げられる。
【0016】以上の配合処方によって得られるフラック
スに常套の粉末はんだを常法により混練配合することに
よって本発明によるクリームはんだが得られる。フラッ
クスの配合量は特に限定的ではないが、通常はクリーム
はんだ全重量に対して約8〜16重量%、好ましくは約
10〜14重量%である。
【0017】以下、本発明を実施例により説明する。
【実施例】実施例 1〜10 球状粉末はんだ(Pb/Sn=37/63、250メッ
シュパス)90重量部および表−1の配合によるフラッ
クス10重量部を十分混練することによって実施例1〜
10のクリームはんだを調製した。これらのクリームは
んだの特性を表−1に示す。
【0018】
【表1】
【0019】比較例 1〜3 実施例と同じように、表−2に示すフラックスの配合処
方により、比較例1〜3のクリームはんだを調製した。
これらのクリームはんだの特性を表−2に示す。
【0020】
【表2】
【0021】表−1および表−2のクリームはんだの特
性を表す評価記号○、△、×の意味は次の通りである。 [評価基準] ◎連続印刷性 ○ 0.5ミリピッチのQFPの印刷が30枚良好にで
きる △ 0.5ミリピッチのQFPの印刷が30枚できない
が、10枚はできる × 0.5ミリピッチのQFPの印刷が10枚できない ◎150℃プリヒート3分のダレ 0.5ミリピッチでクリームはんだを印刷し、150℃
のオーブン中で3分間静置し、そのダレの程度を見る ○ まったく変化しない △ ダレるがつながらない × ダレてペーストがつながる ◎はんだ付性 0.5ミリピッチでクリームはんだを印刷し部品足に対
するヌレを見る ○ 十分あがっている △ あがっているがフィレットは薄い × 上まであがっていない ◎絶縁抵抗値 85℃・RH85%槽中測定 JIS2形の基板で恒温恒湿中で測定する ○ 2×1010以上 △ 2×1010未満1×109超 × 1×109以下 ◎印刷形状 150μの版で印刷しペーストの印刷形状を見る ○ 印刷後エッジが、1h後でもピンと立っている △ 印刷後エッジが、1h以内でまるくなる × 印刷直後、すでにエッジがまるい ◎版ヌケ性 0.5ミリピッチの版に対するヌケ性 ○ 完全にペーストが版からヌケている △ ペーストが版に残るが印刷できる × ペーストが版穴につまって印刷できない ◎版上のローリング性 ペーストがメタル版上で、ローリングする等の移動がス
ムーズである ○ ローリングが良好 △ ローリングが不安定 × ローリングしない ◎チップ横ボールの数 ○ チップ横ボールが発生しない △ チップ横ボールが1%未満で発生する × チップ横ボールが1%以上で発生する
【0022】
【発明の効果】実施例ならびに比較例から明らかなよう
に、本発明のクリームはんだは、保存安定性、連続印刷
性および高温高湿下の絶縁抵抗性に優れている上、プリ
ヒート時のダレが少ない等の優れた特性を持つ。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 芳香族基および/または脂肪族基で置換
    された置換尿素化合物を含有するクリームはんだ
  2. 【請求項2】 置換尿素化合物をフラックスに対し1〜
    20重量%含む請求項1記載のクリームはんだ。
  3. 【請求項3】 芳香族基がアルキル基またはハロゲン原
    子で置換されていてもよいフェニル基、ビフェニル基、
    もしくはナフチル基;および脂肪族基がフェニル基、ヒ
    ドロキシル基またはハロゲン原子で置換されていてもよ
    い、側鎖を有することもある、炭素数4以上の飽和また
    は不飽和のアルキル基である請求項1に記載のクリーム
    はんだ。
  4. 【請求項4】 置換尿素化合物が1個以上の置換基で置
    換され、置換基の合計炭素数が4〜50である請求項1
    記載のクリームはんだ。
  5. 【請求項5】 置換尿素化合物がN-ブチル-N'-ステア
    リル尿素、N-フェニル-N'-ステアリル尿素、N-ステ
    アリル-N'-ステアリル尿素、N-12ヒドロキシステア
    リル-N'-ステアリル尿素、キシリレンビスステアリル
    尿素、トルイレンビスステアリル尿素、ヘキサメチレン
    ビスステアリル尿素、ジフェニルメタンビスステアリル
    尿素、ジフェニルメタンビスラウリル尿素、ヘキサメチ
    レンビス12ヒドロキシステアリル尿素からなる群から
    選ばれる1種または2種以上の混合物である請求項1ま
    たは2のクリームはんだ。
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