JPH07314180A - はんだ付け用フラックス - Google Patents

はんだ付け用フラックス

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JPH07314180A
JPH07314180A JP10934494A JP10934494A JPH07314180A JP H07314180 A JPH07314180 A JP H07314180A JP 10934494 A JP10934494 A JP 10934494A JP 10934494 A JP10934494 A JP 10934494A JP H07314180 A JPH07314180 A JP H07314180A
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JP
Japan
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flux
soldering
rosin
boiling point
residue
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP10934494A
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English (en)
Inventor
Masayuki Ochiai
正行 落合
Yasuo Yamagishi
康男 山岸
Keiji Watabe
慶二 渡部
Nobuo Igusa
延夫 井草
Isamu Takachi
勇 高地
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 はんだ付け用フラックスに関し、残渣の発生
しないフラックスの実用化を目的とする。 【構成】 ロジンと活性剤をイソプロピルアルコールで
溶解してなるはんだ付け用フラックスにおいて、フラッ
クスに沸点が200 ℃以上であって、且つ、水酸基を有し
ない有機溶剤、例えば多価アルコール誘導体,ケトン,
エステルの内の何れかを添加してなることを特徴として
はんだ付け用フラックスを構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は錫(Sn)63 重量%ー鉛(P
b)37重量%よりなる共晶はんだを主たる対象とするはん
だ付け用フラックスに関する。
【0002】大量の情報を迅速に処理する必要から情報
処理装置は大容量化が行なわれており、これを実現する
ため、この装置の主体を構成する半導体装置は集積度が
向上してLSIやVLSIが実用化され、また、これら
を装着する回路基板は多層化が行なわれている。
【0003】こゝで、半導体装置はフリップチップタイ
プが多く使用され、また、回路部品はチップの形で使用
されていることから、回路基板への装着ははんだ付けに
より行なわれている。
【0004】然し、情報処理装置は高密度実装が行なわ
れており、回路基板上にパターン形成してある配線の最
小線幅は100 μm 程度であり、隣接配線への間隔も微小
化していることから、はんだ付け用フラックスの洗浄後
に残留する残渣による絶縁抵抗の低下が懸念されてい
る。
【0005】
【従来の技術】プリント配線基板やセラミック多層配線
基板の配線材料としては銅(Cu)が使用されているが、か
ゝる配線パターンにはんだ付けするはんだとしてSnー37
%Pbの共晶はんだが標準的に使用されており、融点は18
3 ℃であることから、はんだ付けは200 〜250 ℃の温度
範囲で行なわれている。
【0006】さて、金属のはんだ付けに当たってはフラ
ックスの使用が必須であるが、その理由として、次の項
目を挙げることができる。 加熱中における金属接合部とはんだの酸化を防止、 はんだの表面張力の低下、 金属酸化物を溶解除去、 すなわち、について、はんだ付けに当たっては、はん
だ付け温度までの加熱が必要であるが、殆どの金属はこ
の加熱により酸化が進行してしまう。そこで、金属表面
に薄く拡がり金属面が空気と接触するのを遮断する媒体
が必要である。
【0007】また、について、はんだに限らず溶融し
た金属は表面張力により球状になる性質がある。そこ
で、表面張力を低下させ、はんだを表面に拡がらせる作
用が必要である。
【0008】また、について、二つの金属をはんだ付
けするには表面に存在する酸化物を除去して金属面を露
出させ、はんだと密着させて合金層を形成する作用が必
要である。
【0009】かゝる見地から、今までに、 無機系フラックス、 有機系フラックス、 樹脂系フラックス、 活性ロジンフラックス が使用されている。
【0010】こゝで、の無機系フラックスは塩酸(HC
l)や塩化亜鉛(ZnCl)で代表されるもので、非常に活性度
が優れ、金属上に形成されている酸化皮膜の除去には効
果的であるが、腐食作用を伴うことから残留したフラッ
クスを水洗などにより完全に除去できる用途にしか使用
できない。
【0011】次に、の有機系フラックスとしてポリエ
チレングリコールやグリセリンが挙げられ金属の接合部
を被覆したり、はんだの表面張力を低下させる効果はあ
るものゝ、活性度が弱く、また、高温で炭化する欠点が
ある。
【0012】次に、の樹脂系フラックスはロジン(Ro
sin,松脂)を使用するもので、この作用はロジンを加熱
すると約74℃で溶解を始めるが、更に加熱して174 ℃に
なるとロジンの約80%を占めるアビエチン酸(Abietic
acid,C20H30O2)が金属表面にある酸化物と反応して金属
石鹸を作り、これがロジン中に取り込まれる結果とし
て、清浄な金属面が得られることを利用している。ま
た、ロジンは非腐食性であり、また、絶縁抵抗が高いの
を利用している。
【0013】然し、ロジンは金属の接合部を被覆した
り、はんだの表面張力を低下させる効果は優れているも
のゝ、活性度は充分とは言えない。次に、の活性ロジ
ンフラックス(Activated rosin flux)はロジンだけでは
活性度が充分でなく、作業性が良くないのを改善したも
ので、ロジンに活性剤を添加するか、化学的に附加した
もので、はんだ付けの際の加熱により活性剤が塩化水素
(HCl)を遊離し、このHCl により金属表面にある酸化物
が塩化物となって分解するのを利用する。そして活性剤
としては塩酸ジエチルアミンが一般的に使用されてい
る。
【0014】このように、各種のフラックスが存在し、
目的に応じて使用されているが、電子機器に使用される
フラックスは、量産工程に使用でき、且つ、はんだ付け
の信頼性が優れることが必要なことから、の活性ロジ
ンフラックスが一般に使用されている。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】情報処理装置を中心と
する電子機器の製造に当たって、回路基板に対する電子
部品の装着ははんだ付けにより行なわれることが多く、
このはんだ付けに当たって活性ロジンフラックスが使用
されている。
【0016】然し、残渣を生じ易く、洗浄後においても
微細な配線間に残留して絶縁抵抗を低下させることが懸
念されている。そこで、残渣の発生を防ぐために、はん
だ付けを窒素(N2)雰囲気で行ったり、フルオロカーボン
の加熱蒸気中で行なっているが充分ではない。
【0017】そこで、残渣の発生のないフラックスの実
用化が課題である。
【0018】
【課題を解決するための手段】上記の課題はロジンと活
性剤をイソプロピルアルコールで溶解してなるはんだ付
け用フラックスにおいて、フラックスに沸点が200 ℃以
上で、且つ、水酸基を有しない有機溶剤、例えば多価ア
ルコール誘導体,ケトン,エステルの内の何れかを添加
してフラックスを構成することにより解決することがで
きる。
【0019】
【作用】はんだ付け用フラックスに使用されるロジンは
松や杉などの針葉樹の樹脂を水蒸気蒸留してテレピン油
を除いた不揮発留分であって、品質により数種類に分類
されており、はんだ付け用としては最高級のウオーター
・ホワイト(略称WW級,軟化温度約75℃)のものが使
用されている。
【0020】こゝで、従来使用されていた活性ロジンフ
ラックスはロジンにその溶剤としてイソプロピルアルコ
ール〔CH3CH(OH)CH3] ( 以下略してIPA)を2:8の
重量比に加え、これにSn-37 %Pbの場合は活性剤として
融点が226 ℃のジエチルアミン塩酸塩(Diethylamine hy
drochoride)〔(C2H5)2NH・HCl 〕を加えて構成されて
いる。
【0021】然し、この活性ロジンフラックス( 以下略
してフラックス) を用いてはんだ付けする場合は、IP
Aの沸点は82.3℃であることから、200 ℃以上のはんだ
付け温度ではIPAは完全に蒸発し、溶けたロジンと活
性剤だけが金属面を被覆している。
【0022】なお、ロジンは金属接合部を大気から遮断
すると共に活性剤の反応生成物を取り込む目的で使用さ
れているが、現実には活性剤の反応生成物との間でロジ
ン金属塩を形成することによってロジンへの取込みが行
なわれており、このロジン金属塩が残渣の原因となって
いる。
【0023】そこで、フラックス洗浄液で洗浄した後に
おいて金属接合部に残渣が発生しないためにはロジンと
相溶性が優れ、沸点が200 ℃以上の溶剤を添加しておけ
ば、はんだ付け温度においてロジンを湿潤状態に保つこ
とができ、ロジン金属塩の洗浄を容易にすることができ
る。
【0024】この観点からすると、沸点が200 ℃以上の
溶剤であれば総て良いことになるが、溶剤自体にフラッ
クス作用のあるものは、フラックス洗浄剤に難溶なロジ
ン金属塩の生成を促進することから不適当であり、例え
ば、フラックス作用のある水酸基(OH 基)を有する1,2,
6-ヘキサントリオールやトリエチレングリコールなどは
この目的には適していない。
【0025】発明者等の今までの実験によれば沸点が20
0 ℃以上のジエチレングリコールジブチルエーテル, ジ
プノン, 安息香酸エチル, 安息香酸n-プロピル,安息香
酸n-ブチル,安息香酸イソアミル,安息香酸ベンジル,
桂皮酸エチル,蓚酸ジn-ブチル, 蓚酸ジエチルなどが添
加する溶剤として適している。
【0026】
【実施例】 実施例1:(多価アルコール誘導体の使用例) ロジン(WW級)・・・・・・・・・・・・・・・・・・20重量部 IPA ・・・・・・・・・・・・・・・・・・70 〃 ジエチルアミン塩酸塩 ・・・・・・・・・・・・・・・0.1 〃 ジエチレングリコールジブチルエーテル・・・・・・・・10 〃 を混合してフラックスを作った。なお、ジエチレングリ
コールジブチルエーテル[H9C4(OC2H4)2OC4H9〕の沸点は
254 ℃である。
【0027】このフラックスをセラミック回路基板上の
Sn-37 %Pbはんだの接合部に塗布し、100 ℃で10分プレ
ヒートした後、沸点が215 ℃のフルオロカーボン蒸気中
に20分保持してはんだ付けを行い、その後、フラックス
洗浄液( クロロセン) 中に20分浸漬した。
【0028】次に、引き上げて回路基板上のフラックス
残渣の有無を検査したが、残渣は認められなかった。 実施例2:(エステル使用例) ロジン(WW級)・・・・・・・・・・・・・・・・・・20重量部 IPA ・・・・・・・・・・・・・・・・・・70 〃 ジエチルアミン塩酸塩 ・・・・・・・・・・・・・・・0.1 〃 安息香酸ベンジル・・・・・・・・・・・・・・・・・・10 〃 を混合してフラックスを作った。なお、安息香酸ベンジ
ル(C6H5COOCH2C6H5)の沸点は323 ℃である。
【0029】このフラックスをセラミック回路基板上の
Sn-37 %Pbはんだの接合部に塗布し、100 ℃で10分プレ
ヒートした後、沸点が215 ℃のフルオロカーボン蒸気中
に20分保持してはんだ付けを行い、その後、フラックス
洗浄液( クロロセン) 中に20分浸漬した。
【0030】次に、引き上げて回路基板上のフラックス
残渣の有無を検査したが、残渣は認められなかった。 実施例3:(ケトン使用例) ロジン(WW級)・・・・・・・・・・・・・・・・・・20重量部 IPA ・・・・・・・・・・・・・・・・・・70 〃 ジエチルアミン塩酸塩 ・・・・・・・・・・・・・・・0.1 〃 ジプノン ・・・・・・・・・・・・・・・・・・10 〃 を混合してフラックスを作った。なお、ジプノン〔C6H5
COCH=C(CH3)C6H5]の沸点は340 〜345 ℃である。
【0031】このフラックスをセラミック回路基板上の
Sn-37 %Pbはんだの接合部に塗布し、100 ℃で10分プレ
ヒートした後、沸点が215 ℃のフルオロカーボン蒸気中
に20分保持してはんだ付けを行い、その後、フラックス
洗浄液( クロロセン) 中に20分浸漬した。
【0032】次に、引き上げて回路基板上のフラックス
残渣の有無を検査したが、残渣は認められなかった。 比較例:(水酸基含有溶剤使用例) 有機溶剤としてジエチレングリコール,トリエチレング
リコール,ヘキサエチレングリコールのような多価アル
コールを使用し、実施例1〜3と同様な実験を行なった
が何れの場合にも回路基板上には残渣が認められた。
【0033】
【発明の効果】本発明の実施によりはんだ付け処理後に
おいて残渣のない接合面を得ることができ、これによ
り、マルチチップモジュール(MCM)基板など半導体
チップ搭載基板の品質を向上することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井草 延夫 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 高地 勇 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ロジンと活性剤をイソプロピルアルコー
    ルで溶解してなるはんだ付け用フラックスにおいて、 該フラックスに沸点が200 ℃以上であって、且つ、水酸
    基を有しない有機溶剤を添加してなることを特徴とする
    はんだ付け用フラックス。
  2. 【請求項2】 前記沸点が200 ℃以上であって、且つ、
    水酸基を有しない有機溶剤が多価アルコール誘導体,ケ
    トン,エステルの内の何れかであることを特徴とする請
    求項1記載のはんだ付け用フラックス。
JP10934494A 1994-05-24 1994-05-24 はんだ付け用フラックス Withdrawn JPH07314180A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000061689A (ja) * 1998-08-27 2000-02-29 Denso Corp はんだペースト、はんだ付け方法および表面実装型電子装置
WO2004108345A1 (ja) * 2003-06-09 2004-12-16 Senju Metal Industry Co., Ltd. ソルダペースト
KR20180118841A (ko) * 2017-04-21 2018-11-01 두성공업(주) 신규활성제를 포함하는 솔더링 플럭스

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000061689A (ja) * 1998-08-27 2000-02-29 Denso Corp はんだペースト、はんだ付け方法および表面実装型電子装置
WO2004108345A1 (ja) * 2003-06-09 2004-12-16 Senju Metal Industry Co., Ltd. ソルダペースト
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Effective date: 20010731