JPH0775894A - クリームはんだ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 印刷性が良好ではんだボールの発生が少ない
クリームはんだを提供する。 【構成】 フラックス中に、高級脂肪族モノカルボン
酸、多塩基酸およびジアミンからの脱水反応によって得
られるワックス状物を含有せしめる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、はんだ粉末とフラック
スを混和して得られるクリームはんだに関するものであ
り、予備加熱時におけるダレがなく、しかもチクソ性が
良好であり、したがって印刷性が良好なクリームはんだ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、プリント基板に電子部品を実
装する際には、はんだ付けが多用されている。特に微小
回路のはんだ付けには最近、より信頼性の高い方法とし
て、クリームはんだが利用されるようになった。このク
リームはんだは、フラックスとはんだ粉末を混和して得
られる。そのフラックスを構成する成分は、ロジンのよ
うな樹脂、活性剤、溶剤、さらにチクソ剤などが一般的
である。これらの成分の配合比によりその特性が微妙に
変わってくる。

【０００３】クリームはんだを用いてプリント基板など
に電子部品をはんだ付けする作業は、次のような順序で
行われる。 （１）プリント基板に金属マスクなどを用いて所定の位
置に所定量のクリームはんだを印刷塗布する。 （２）電子部品を印刷されたクリームはんだの上にマウ
ントする。 （３）はんだ粉末の融点以下の適当な温度（１５０℃く
らい）で短時間予備加熱し、ある程度の溶媒を蒸発させ
る。 （４）はんだの融点以上の温度で加熱し、はんだを溶融
させる（リフローする）。 （５）必要に応じて、フラックスを洗浄除去する。

【０００４】上記の工程において、印刷時のクリームは
んだのニジミ、予備加熱時のクリームはんだのダレがあ
ると、リフローの後はんだボールやブリッジが発生し
て、好ましくないはんだ付けになる。このようなニジミ
やダレは、クリームはんだの流動性によって左右され
る。そしてその流動性は、フラックスの各成分によって
影響を受けるが、特にチクソ剤の種類と量に大きく影響
を受ける。

【０００５】チクソ剤については、これまでいろいろ検
討されている。たとえば特開昭５５−１１４４９７号公
報にはチクソ剤としてカスターワックスを使用すること
が提案されている。しかしこのチクソ剤はよい流動性を
与えるものの、その融点が低いためフラックスが予備加
熱の時に流れるため、ダレが発生する。また特開昭６０
−１７０５９４号公報にはアミド化合物をチクソ剤とし
て用いることが提案されているが、同様にして予備加熱
の時にダレの発生がある。このような背景から、チクソ
性が良くしかも予備加熱時にダレの発生させないチクソ
剤の開発が強く望まれていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した従来
技術の欠点である予備加熱時に発生するダレを防止し、
しかも印刷性の良好なすぐれたクリームはんだを提供す
るものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明はクリームはんだ
のチクソ剤として、高級脂肪族モノカルボン酸、多塩基
酸およびジアミンを脱水反応せしめて得られるワックス
状物を用いることを提案するものである。

【０００８】本発明で使用する高級脂肪族モノカルボン
酸としては炭素数１６以上の飽和脂肪族モノカルボン酸
およびヒドロキシカルボン酸が好ましく、具体例として
はパルミチン酸、ステアリン酸、ヒドロキシステアリン
酸などが挙げられる。

【０００９】また本発明で使用する多塩基酸としては脂
肪族ジカルボン酸、芳香族ジカルボン酸、脂環式ジカル
ボン酸などの二塩基酸以上のカルボン酸が好ましく、具
体例としてはマロン酸、コハク酸、アジピン酸、ピメリ
ン酸、アゼライン酸、セバシン酸、フタル酸、イソフタ
ル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、シクロヘキシルコ
ハク酸などが挙げられる。

【００１０】本発明で使用されるジアミンとしては、脂
肪族ジアミン、芳香族ジアミン、脂環式ジアミンなどが
用いられ、具体例としてはエチレンジアミン、１，３−
ジアミノプロパン、１，４−ジアミノブタン、ヘキサメ
チレンジアミン、メタキシリレンジアミン、トリレンジ
アミン、パラキシリレンジアミン、フェニレンジアミ
ン、イソホロンジアミンなどが挙げられる。

【００１１】本発明のワックス状生成物を得るには、前
述の高級脂肪族モノカルボン酸および多塩基酸およびジ
アミンを共に加熱反応させればよい。各成分の使用割合
は高級脂肪族モノカルボン酸１モルに対し、多塩基酸を
通常０．０１〜１モル、好ましくは０．０５〜０．８モ
ル、ジアミンをこれらのカルボキシル基の合計モル数に
ほぼ相当する量用いることが好ましい。尚反応に際して
は他の成分を共存させてもよい。たとえば着色防止剤と
してリン化合物を加えることも可能である。反応温度は
一般に１８０〜３００℃が好ましく、２００〜２７０℃
がさらに好ましい。反応時間は温度や原料成分によって
変わるが、一般に３〜７時間である。

【００１２】本発明のワックス状物は高級脂肪族モノカ
ルボン酸、多塩基酸およびジアミンとの加熱脱水反応に
より生成する。

【００１３】得られるワックス状物の融点は、使用する
成分の種類と量によって変化するが、後述するように１
５０℃以上である。したがって、このワックス状物をチ
クソ剤として用いたフラックスは１５０℃以上の温度で
も流れず、したがってこのようなフラックスを含むクリ
ームはんだは予備加熱の時ダレることはない。

【００１４】クリームはんだの成分であるフラックス中
のワックス状物の量は、印刷性を勘案して決定される
が、一般にはフラックス全体の０．１〜２０％であり、
好ましくは２〜１５％である。クリームはんだの流動性
はチクソ剤以外の成分によっても影響されるが前述のよ
うにチクソ剤によって最も影響される。

【００１５】本発明のワックス状物をチクソ剤として用
いたクリームはんだは非常によい印刷性を示す。これは
本発明のワックス状物がチクソ剤として適当な流動性を
与えるからである。また本発明のクリームはんだは、予
備加熱時にダレを起こさないので、リフローの時のはん
だボールの発生がほとんどみられない。

【００１６】（実施例１） （ワックス状物の製造Ｎｏ．１）ステアリン酸２８４．
５ｇ（１．０モル）およびセバシン酸２０．２ｇ（０．
１モル）を５００ｃｃの四つ口フラスコ（攪拌機、窒素
導入管、コンデンサー、温度計付き）に仕込み、加熱し
た。両化合物が溶融したあとに、エチレンジアミン３
６．１ｇ（０．６モル）を少しずつ加え、窒素気流中で
１６０℃から脱水反応を開始させた。反応を５時間続け
た。反応物を取り出し、冷却した。得られたワックスの
軟化点を測定したところ、２０５℃であった。

【００１７】（実施例２） （ワックス状物の製造Ｎｏ．２）ステアリン酸２８４．
５ｇ（１．０モル）およびセバシン酸３３．４ｇ（０．
１７モル）を５００ｃｃの四つ口フラスコ（攪拌機、窒
素導入管、コンデンサー、温度計付き）に仕込み、加熱
した。両化合物が溶融したあとに、エチレンジアミン４
２．１ｇ（０．７モル）を少しずつ加え、窒素気流中で
１６０℃から脱水反応を開始させた。反応を５時間続け
た。反応物を取り出し、冷却した。得られたワックスの
軟化点を測定したところ、２１５℃であった。

【００１８】（実施例３） （ワックス状物の製造Ｎｏ．３）ステアリン酸２８４ｇ
（１．０モル）およびセバシン酸１０１．１ｇ（０．５
モル）を５００ｃｃの四つ口フラスコ（攪拌機、窒素導
入管、コンデンサー、温度計付き）に仕込み、加熱し
た。両化合物が溶融したあとに、エチレンジアミン６
０．１ｇ（１．０モル）を少しずつ加え、窒素気流中で
１６０℃から脱水反応を開始させた。昇温させながら反
応を５時間続けた後、反応物を取り出し、冷却した。得
られたワックスの軟化点を測定したところ、２５０℃で
あった。

【００１９】（実施例４） （ワックス状物の製造Ｎｏ．４）ステアリン酸２８４．
５ｇ（１．０モル）およびセバシン酸１０１．１ｇ
（０．５モル）を５００ｃｃの四つ口フラスコ（攪拌
機、窒素導入管、コンデンサー、温度計付き）に仕込
み、加熱した。両化合物が溶融したあとに、ｍ−キシリ
レンジアミン１３６．０ｇ（１．０モル）を少しずつ加
え、窒素気流中で１６０℃から脱水反応を開始させた。
昇温させながら反応を５時間続けた後、反応物を取り出
し、冷却した。得られたワックスの軟化点を測定したと
ころ、１９６℃であった。

【００２０】（実施例５） （ワックス状物の製造Ｎｏ．５）ステアリン酸２８４．
５ｇ（１．０モル）およびアジピン酸３６．５ｇ（０．
２５モル）を５００ｃｃの四つ口フラスコ（攪拌機、窒
素導入管、コンデンサー、温度計付き）に仕込み、加熱
した。両化合物が溶融したあとに、イソホロンジアミン
１２７．７ｇ（０．７５モル）を少しずつ加え、窒素気
流中で１６０℃から脱水反応を開始させた。昇温させな
がら反応を５時間続けた後、反応物を取り出し、冷却し
た。得られたワックスの軟化点を測定したところ、２１
６℃であった。

【００２１】（実施例６） （フラックスの製造）重合ロジン５０ｇ、α−テルピネ
オール２５ｇ、ヘキシルカルビトール２５ｇ、シクロヘ
キシルアミンＨＢｒ塩２．０ｇおよび実施例１で製造し
たワックス状物５．０ｇを加熱容器に仕込み、加熱溶融
後取り出して冷却、フラックスを得た。同じようにし
て、実施例２〜５で得られたワックス状物を用いて、フ
ラックス４種類を作った。

【００２２】（実施例７） （クリームはんだの製造）球形２５０〜３２５メッシュ
のＳｎ／Ｐｂ（６３／３７）はんだ粉末４５０ｇと実施
例６で得られたそれぞれのフラックス５０ｇを混合して
クリームはんだ５種類を得た。

【００２３】（実施例８） （クリームはんだの評価）実施例７で得られたクリーム
はんだをプリント基板にステンシルを通して印刷した。
ついでこの印刷ずみのプリント基板を１５０℃×３０秒
予備加熱し、さらに２３０℃×３０秒リフローした。評
価は、印刷後のステンシル開口部周囲のクリームはんだ
のニジミ具合の観察、予備加熱の後のクリームはんだの
ダレ具合の観察、リフロー後のはんだ付け部分周囲のは
んだボール数の観察で行った。評価結果を表１に示し
た。

【００２４】（比較実施例）重合ロジン５０ｇ、α−テ
ルピネオール２５ｇ、ヘキシルカルビトール２５ｇ、シ
クロヘキシルアミンＨＢｒ塩２．０ｇおよび硬化ヒマシ
油５．０ｇを加熱容器に仕込み、加熱溶融後取り出し
て、冷却した。このようにして得られたフラックス５０
ｇに実施例７と同じはんだ粉末４５０ｇを添加混合して
クリームはんだを得た。実施例８と同じようにして、こ
のクリームはんだの評価を行った。その結果を表１に列
記した。

【００２５】

【表１】

【００２６】

【発明の効果】本発明によって得られたクリームはんだ
は、従来公知のクリームはんだに比べて印刷時にニジミ
が少なく、予備加熱時のダレがなく、しかもはんだボー
ルの発生が非常に少なくなるものであるため実用価値が
高い。特にファインパターンのプリント基板の実装に非
常に好適である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粉末はんだと液状もしくはペースト状フ
   ラックスを混和してなるクリームはんだにおいて、該フ
   ラックス中に、高級脂肪族モノカルボン酸、多塩基酸お
   よびジアミンを含む系を脱水反応せしめて得られるワッ
   クス状生成物を、含有せしめたことを特徴とするクリー
   ムはんだ。