JPH07299587A - フラックス組成物 - Google Patents

フラックス組成物

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JPH07299587A
JPH07299587A JP11975194A JP11975194A JPH07299587A JP H07299587 A JPH07299587 A JP H07299587A JP 11975194 A JP11975194 A JP 11975194A JP 11975194 A JP11975194 A JP 11975194A JP H07299587 A JPH07299587 A JP H07299587A
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JP
Japan
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flux
resin
solvent
voc
water
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JP11975194A
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English (en)
Inventor
Yoichi Oba
洋一 大場
Sandai Iwasa
山大 岩佐
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Asahi Chemical Research Laboratory Co Ltd
Original Assignee
Asahi Chemical Research Laboratory Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、半田付け性能や接合信頼性を確保
しながら、作業上火災の危険がないか極めて少なく、労
働衛生的に優れ、地球環境に悪影響を与えない安全なフ
ラックスを提供することを目的とする。 【構成】 ベース樹脂、活性剤、溶剤を主成分としてな
るフラックス組成物において、ロジンまたはその誘導
体、ゴム系樹脂、アクリル系樹脂から選ばれた少なくと
も1種のラテックスレジンをベース樹脂として用いるフ
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、電子部品などをプリン
ト配線板に半田付けする際に用いられるポストフラック
ス組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、電子部品などをプリント配線板
に半田付け実装するときに、半田付けを確実に行うため
にフラックスが用いられている。フラックスは、半田付
けの際の金属表面の酸化物を除去し、金属表面の再酸化
を防止する役割を果たす。フラックスの主成分は、ベー
ス樹脂と活性剤であり、通常これらをイソプロピルアル
コールのような有機溶剤で希釈して液状とし、
【0003】1)これを電子部品等を搭載したプリント
配線板に発泡またはスプレーで塗布し、乾燥してから半
田と接触させることによって半田を付ける方法(以下、
フロー半田付けと呼ぶ) 2)半田付け部分に刷毛やディスペンサーで塗布し、糸
半田やプリホームをそこに接触させながら半田コテやレ
ーザーによって半田付けを行う方法(以下、手半田付け
と呼ぶ)などで適用される。
【0004】フラックスには、 a)不濡れ(未半田)、ツララ、ブリッジ、半田ボール
などの半田付け不良がでないこと b)半田付け後のフラックス残渣ができるだけ少なく、
残っていてもベタ付きがないこと c)半田付けの後、高い電気絶縁性を有し、加湿状態で
電圧がかかってもマイグレーションなどが発生しないこ
となどを含めて多くの要求特性がある。
【0005】従来、フラックスのベース樹脂としては、
ガムロジン、ウッドロジン、トールロジンなどのロジ
ン、重合ロジン、不均化ロジン、水添ロジン、フェノー
ル変性ロジン、マレイン酸変性ロジンなどのロジン変性
誘導体、ペンタエリスリトールの脂肪酸エステル、スチ
レン・マレイン酸樹脂、アクリル樹脂などの合成樹脂が
用いられている。
【0006】また、活性剤としては、アミンのハロゲン
化水素酸塩、有機酸、有機アミンなどが用いられてい
る。また、溶剤としては、通常イソプロピルアルコール
のような低級アルコール類が用いられる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来、液状ポストフラ
ックスは、用いるベース樹脂、活性剤の種類によって異
なるが、一般にベース樹脂1〜35重量部、活性剤0.
1〜5重量部、有機溶剤65〜98重量部の範囲で構成
され、有機溶剤としてはイソプロピルアルコール(IP
A)を主成分とするアルコール系有機溶剤が用いられて
きた。この構成から明らかなように、従来の液状ポスト
フラックスでは、フラックス全体の2/3以上が揮発性
有機溶剤(VOC)である。
【0008】近年、アメリカを中心に地球環境の保護保
全の観点から、VOCの削減が叫ばれ、塗料関係を中心
に一定の進展をみている。このVOC削減の要求が、フ
ラックスにも及んできている。
【0009】また、VOCの問題以外に、従来のフラッ
クスでは、溶剤のIPAが皮膚や粘膜を刺激したり麻酔
性があること、また、労働安全衛生法施行令別表1危険
物(引火性のもの)、消防法上の第四類アルコール類に
該当する引火性液体であるので、その取扱や保管上様々
な規制を受けるなどの問題点があった。本発明は、半田
付け性能や接合信頼性を確保しながら、作業上火災の危
険がないか極めて少なく、労働安全衛生的に優れ、地球
環境に悪影響を与えない安全なフラックスを提供するこ
とを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために、ベース樹脂、活性剤、溶剤を主成分と
してなるフラックス組成物において、ロジンまたはその
誘導体、ゴム系樹脂、アクリル系樹脂から選ばれた少な
くとも1種のラテックスレジンをベース樹脂として用
い、溶剤として水または水と親水性溶剤の混合物を用い
るフラックス組成物により達成される。フラックス組成
物において、ベース樹脂として、特定のラテックスレジ
ンを用いることによって達成される。
【0011】一般に、ラテックスとは「ゴム樹から採取
された白色乳状の樹液を言うが、近年は合成樹脂の乳濁
液もラテックスと呼ぶ」、またラテックスレジンとは
「水中にコロイド分散させた高分子樹脂の総称。スチレ
ンーブタジエン共重合体(SBR)、ブタジエンーアク
リロニトリル共重合体(NBR)、塩化ビニルー塩化ビ
ニリデン共重合体、塩化ビニリレンーアクリロニトリル
共重合体、ポリ酢酸ビニル、アクリルエステル系共重合
体、ポリスチレン等がある」(塗料用語辞典、色材協
会、1993年1月)と定義されている。また、ラテッ
クスレジンを樹脂エマルジョンまたは水系樹脂エマルジ
ョンとも呼ぶ。
【0012】具体的には、ベース樹脂、活性剤、溶剤を
主成分としてなるフラックス組成物において、ロジンま
たはその誘導体、ゴム系樹脂、アクリル系樹脂から選ば
れた少なくとも1種のラテックスレジンをベース樹脂と
して用い、溶剤として水単独または水と親水性溶剤の混
合物を用いることによって達成する。
【0013】ここで、ベース樹脂として、市販されてい
るすべてのラテックスレジンが使用できる訳ではない。
ラテックスレジンの種類によっては、フラックスとして
備えなければならない条件(上記(a)〜(c))を満
足することができない。実験的な検証によって、本発明
の目的に合致するラテックスレジンとしては、ロジンま
たはその誘導体、ゴム系樹脂、アクリル系樹脂が好まし
いことが明らかとなり、これらから選ばれた少なくとも
1種のラテックスレジンをベース樹脂として用いること
が必要である。
【0014】本発明に使用される活性剤としては、水に
溶解性があり、ラテックスレジンを破壊しないものであ
れば、従来のIPAを溶剤とするフラックスと同様なも
のが使用できる。例えば、アミンのハロゲン化水素酸
塩、有機酸、有機アミンが使用できる。また、溶剤とし
て水単独または必要に応じて水に適量の親水性の有機溶
剤(アルコール類など)を混合して用いることができ
る。ここで、水にアルコール類などの親水性有機溶剤を
加える理由の一つは、フラックスの表面張力を低下させ
てフラックスの濡れ性を向上させることにある。参考ま
でに、水/アルコール系の表面張力を以下に示す。(常
用化学便覧、誠文堂新光社、p.528、昭和51年7
月、化学便覧基礎編、日本化学会、p.532、昭和4
1年9月)。水にアルコールを添加することによって表
面張力が低下することが明らかである。
【0015】 ───────────────────────────────── アルコール濃度 表面張力(dyne/cm) (重量%) エタノール IPA ───────────────────────────────── 0 73.05(18℃) 71.96(25℃) 0.04 69.4 (18℃) 0.14 65.2 (18℃) 2.88 59.4 (18℃) 4.96 55.57(25℃) 9.62 47.86(25℃) 22.12 36.72(25℃) 38.98 29.97(25℃) 63.0 26.43(25℃) 79.34 24.67(25℃) 100 21.93(25℃) 20.81(25℃) ────────────────────────────────
【0016】また、IPAの添加によって溶剤の揮発が
早くなるので、プレヒートを極度に強める必要がなくな
るというメリットもある。尚、水に対するIPAの比率
が余り多くなると、VOCが増えることになり、引火性
を持つようにもなるので好ましくない。室温で開放状態
の水/IPA混合溶剤に裸火を近づけて引火するかどう
か、引火性を実測した結果は、以下の表のようであっ
た。この結果から、本発明ではフラックス溶剤として、
水/IPAの重量混合比が100/0〜70/30の範
囲が好ましい。また、IPAの代わりにエタノールを用
いた場合でも、この範囲が好ましい。
【0017】 ──────────────────────────── 水/IPA 室温での (重量比) 引火性 ──────────────────────────── 100/ 0 なし 90/10 なし 70/30 なし 60/40 あり 50/50 あり 0/100 あり ────────────────────────────
【0018】
【作用】本発明によって得られる液状フラックスは、特
定のラテックスレジンをベース樹脂に採用し、溶剤とし
て水または水と親水性溶剤の混合物を用いているので、
低VOCまたは非VOCのフラックスを提供でき、優れ
た半田付け特性が確保される。
【0019】
【実施例】以下、本発明を実施例で説明するが、本発明
が以下の実施例に限定されるものではなく、以下の実施
例に記載されていなくても、一般にフラックスに配合さ
れるような他のフラックス活性剤、艶消し剤、難燃剤、
酸化防止剤、発泡剤、防黴剤、チクソトロピー性付与
剤、蒸発速度制御剤などと組み合せることもできるのは
言うまでもない。
【0020】(実施例1)アクリル樹脂系ラテックスレ
ジンとして、アクリル系コロイダル・ディスパージョン
プライマルIー98(樹脂固形分30%、酸価10
0、ローム・アンド・ハース・ジャパン株式会社製品)
40gを純水945gに均一分散させて乳白色水溶液を
作成した。これに活性剤としてアジピン酸12gとリン
ゴ酸3gを加え、これを完全に溶解させてフラックスと
した。このフラックスを1ml/120cm2の割合で
実装基板(半田付け箇所 890点)に塗布し、噴流式
自動半田付け装置で以下の条件で半田付けを行ったとこ
ろ、未半田(半田不濡れ)、ツララ、ブリッジがいずれ
も発生せず、フラックス残渣が目視で殆どなく、残渣の
粘着性も全くなかった。
【0021】 コンベア速度 0.64m/min プレヒート温度 105〜115℃ 半田付け温度 250℃ また、このフラックスの絶縁抵抗試験をJIS Z 3
197に準拠して2形くし形電極で試験を行った結果、
初期値で1.8×1013Ω、96時間後1.0×1013
Ωであった。
【0022】(実施例2〜23、比較例1〜2)ラテッ
クスレジンとして、実施例1のプライマルIー98とロ
ジンのエマルジョンである、Gー795(固形分45
%、理化ハーキュレス株式会社製品、重合ロジンのエマ
ルジョン)の混合系について検討した。配合と半田広が
り率(JIS Z 3197に準拠)の結果を以下の表
に纏めた。尚、JISでは、半田広がり率としてどの程
度が必要であると言った規定がないが、実用的なフラッ
クスでは少なくとも80%以上必要である、と経験的に
把握している。
【0023】ここで、活性剤Aは有機酸のアジピン酸
を、活性剤Bはジエチルアミン・HBrを、活性剤Cは
ピリジン・HBrを示す。尚、比較のために、従来から
使用されてきているIPA溶剤を用いた合成樹脂系フラ
ックス(スピーディーフラックスAHQー3100Kー
2、固形分3.5%、有機酸系活性剤)とロジン系フラ
ックス(スピーディーフラックスAGFー550K、固
形分6.5%、アミン・ハロゲン化水素塩系活性剤)の
結果を示した。
【0024】
【表1】
【0025】
【表2】
【0026】以上の結果から、本発明によるフラックス
の半田付け性は、従来のIPA溶剤系のフラックスと同
等レベルであることが明らかである。 (実施例24〜26、比較例3)ラテックスレジンとし
て、実施例24、25ではエポキシ化天然ゴムにアクリ
ルをグラフトしたEMGー50(固形分45%、株式会
社レヂテックス製品)を、実施例26として、実施例2
4の配合にプライマルIー98(樹脂固形分30%、酸
価100、ローム・アンド・ハース・ジャパン株式会社
製品)を加えたもの、また、比較例3としてポリ酢酸ビ
ニル系のエマルジョンであるボンド(固形分41%、コ
ニシ株式会社製品)を用いて下記の配合でフラックスを
作成し、半田広がり率を測定した。使用するラテックス
レジンの種類によって、半田付け性に大きな差があるこ
とが明らかである。
【0027】(実施例27)アクリル樹脂系ラテックス
レジンとして、アクリル系コロイダル・ディスパージョ
ン プライマルIー98(樹脂固形分30%、酸価10
0、ローム・アンド・ハース・ジャパン株式会社製品)
40gを純水750gに均一分散させてから、これに攪
拌しながらIPA250gを滴下して乳白色水溶液を作
成した。これに活性剤としてアジピン酸15gを加え、
これを完全に溶解させてフラックスとした。このフラッ
クスを1mI/120cm2の割合で実装基板(半田付
け箇所 890点)に塗布し、噴流式自動半田付け装置
で以下の条件で半田付けを行ったところ、未半田(半田
不濡れ)、ツララ、ブリッジがいずれも発生せず、フラ
ックス残渣が目視で殆どなく、残渣の粘着性も全くなか
った。 コンベヤ速度 1.0m/min プレヒート温度 105〜115℃ 半田付け温度 250℃
【0028】(実施例28)アクリル樹脂系ラテックス
レジンとして、アクリル系コロイダル・ディスパージョ
ン プライマルIー98(樹脂固形分30%、酸価10
0、ローム・アンド・ハース・ジャパン株式会社製品)
35g、ゴム系樹脂ラテックスレジンとして天然ゴムに
アクリルをグラフトしたMGー40(固形分52%、株
式会社レヂテックス製品)5gを純水900gに均一分
散させてから、これに攪拌しながらIPA100gを滴
下して乳白色水溶液を作成した。これに活性剤としてピ
リジン・HBr塩1.5g、ジイソブチルアミン・HB
r塩0.5gを加え、これを完全に溶解させてフラック
スとした。このフラックスを1mI/120cm2の割
合で実装基板(半田付け箇所 890点)に塗布し、噴
流式自動半田付け装置で以下の条件で半田付けを行った
ところ、未半田(半田不濡れ)、ツララ、ブリッジがい
ずれも発生せず、フラックス残渣が目視で殆どなく、残
渣の粘着性も全くなかった。 コンベヤ速度 0.8m/min プレヒート温度 105〜115℃ 半田付け温度 250℃
【0029】
【発明の効果】本発明によって得られる液状フラックス
は、特定のラテックスレジンをベース樹脂に採用してい
るので、低VOCまたは非VOCのフラックスが提供で
き、優れた半田付け特性が確保される。また、引火性を
持たないので労働安全衛生法施行令別表1危険物(引火
性のもの)から除外され、消防法上の第四類アルコール
類に該当しなくなって、その取扱や保管上様々な利点が
生じる。本発明によっては、半田付け性能や接合信頼性
を確保しながら、作業上火災の危険がないか極めて少な
く、労働衛生的に優れ、地球環境に悪影響を与えない安
全なフラックスが提供される。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ベース樹脂、活性剤、溶剤を主成分とし
    てなるフラックス組成物において、ロジンまたはその誘
    導体、ゴム系樹脂、アクリル系樹脂から選ばれた少なく
    とも1種のラテックスレジンをベース樹脂として用いる
    ことを特徴とするフラックス組成物。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のフラックス組成物におい
    て、溶剤として水または水と親水性溶剤の混合物を用い
    ることを特徴とするフラックス組成物。
  3. 【請求項3】 請求項1および2項記載のフラックス組
    成物において、活性剤としてアミンのハロゲン化水素塩
    または/および有機酸を用いることを特徴とするフラッ
    クス組成物。
JP11975194A 1994-05-10 1994-05-10 フラックス組成物 Pending JPH07299587A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007086433A1 (ja) 2006-01-26 2007-08-02 Toeikasei Co., Ltd. 水分散型フラックス組成物、電子部品付き電子回路基板、およびそれらの製造方法
CN103071944A (zh) * 2013-02-04 2013-05-01 江苏科技大学 一种无卤低飞溅焊锡丝及其制备方法

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