JPH09116261A - フラックス残渣の処理方法及びフラックス残渣用処理剤 - Google Patents

フラックス残渣の処理方法及びフラックス残渣用処理剤

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JPH09116261A
JPH09116261A JP27237595A JP27237595A JPH09116261A JP H09116261 A JPH09116261 A JP H09116261A JP 27237595 A JP27237595 A JP 27237595A JP 27237595 A JP27237595 A JP 27237595A JP H09116261 A JPH09116261 A JP H09116261A
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JP
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flux residue
flux
compound
residue
hydroxyl groups
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JP27237595A
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English (en)
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Mitsuo Nakamura
充男 中村
Junya Shiba
潤也 柴
Motoyasu Sugiura
元保 杉浦
Eiichi Sudo
栄一 須藤
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Toyota Motor Corp
Toyota Central R&D Labs Inc
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Toyota Central R&D Labs Inc
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Publication date
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Publication of JPH09116261A publication Critical patent/JPH09116261A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/22Secondary treatment of printed circuits
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/3489Composition of fluxes; Methods of application thereof; Other methods of activating the contact surfaces

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  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】水酸基をもち揮発しにくい化合物を含むフラッ
クス残渣であっても、処理することにより水酸基の大部
分を吸水しにくい結合に変化させて絶縁性を高める。 【解決手段】水酸基をもつ化合物を含むフラックス残渣
にイソシアネート基をもつ化合物を接触させる。水酸基
とイソシアネート基を反応させることで水酸基が吸水性
の小さなウレタン結合に変化するため、フラックス残渣
が安定化され絶縁性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子工業における
プリント配線基板などの製造に用いられたフラックスの
残渣を処理して無害化する処理方法と、その処理方法に
用いられる処理剤に関する。
【0002】
【従来の技術】プリント配線基板に電子部品をはんだ付
けする際には、はんだ付け性を確保するために液状のフ
ラックスが塗布されている。このフラックスは、ロジン
又はその誘導体に活性剤としてアミンのハロゲン化水素
塩や有機酸などを配合したもの、あるいはアジピン酸な
どの脂肪族カルボン酸などを主成分としている。
【0003】このフラックスがプリント配線基板や電子
部品に付着して残った場合には、たとえそれが非腐食
性、非電導性であっても、接触不良による検査エラーが
発生したり、搬送コンベアなどにフラックス残渣が堆積
して搬送不良が生じたりする場合が考えられる。そのた
め、はんだ付け後にフラックス残渣を洗浄して除去する
工程が一般に行われる。この洗浄には、かつてはフロン
などが用いられていたが、オゾン層の破壊の問題が生じ
た。
【0004】そこで特開平3−18498号公報などに
は水溶性のフラックスが開示され、近年では水又は温水
による洗浄が行われるようになっている。また特開平4
−371391号公報には、亜リン酸化合物を主成分と
しイソプロピルアルコール(IPA)などの比較的問題
点の少ない溶剤で洗浄できるフラックスが開示されてい
る。
【0005】ところで近年のプリント配線基板への部品
の高密度搭載化に伴い、プリント配線基板の表側に、凸
版印刷などで塗布されるリフロー用のフラックスが使用
されるようになり、これにも水溶性のフラックスが用い
られている。このリフロー用水溶性フラックスには、例
えばフェニルフェノール、ポリエチレングリコールなど
の粘性が高く水溶性で揮発しにくい溶剤が含まれてい
る。しかしこのリフロー用フラックスは、粘性が高いた
めに水での洗浄時に流れにくく、残渣として残りやすい
という問題がある。
【0006】このようにポリエチレングリコールなどの
親水性のフラックス残渣が残った場合には、フラックス
残渣が吸水するため絶縁抵抗が低下し、マイグレーショ
ンが発生するという問題がある。そしてプリント配線基
板に部品が高密度搭載されていると、複雑な形状の隙間
などの部分にフラックス残渣が一層残りやすくなる。し
たがって多種多様な製品が生産される際には、洗浄用の
ノズルの向きや洗浄条件を頻繁に変えたりして確実に洗
浄する必要があり、洗浄工数がきわめて多大となってい
る。
【0007】そこで特開平4−262893号公報に
は、脂肪族カルボン酸を主成分とするフラックス組成物
に水酸基を有する非揮発性・非水溶性の化合物を含有し
たフラックス組成物が開示されている。このように構成
することで、はんだ付け時の熱により水酸基とカルボキ
シル基とが反応してエステルとなるので、フラックス残
渣として残っても水を吸収しにくくなり、フラックス残
渣を無害化することができるとしている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで、熱によるエ
ステル反応の反応率は通常は20〜30%であり、90
%以上反応させるには縮合反応により生成する水を積極
的に除去する必要がある。しかし特開平4−26289
3号公報ではそのような処理はなされておらず、未反応
の水酸基が存在するはずである。ただ上記公報の実施例
をみると、フラックス組成物の大部分(約90%)をI
PAが占め、アジピン酸が1.5%、n−テトラデシル
アルコールが0.4%からなるフロー用フラックスであ
ることがわかる。IPAは揮発しやすいので、はんだ付
け時の熱でほとんどが揮散しており、揮発しにくいn−
テトラデシルアルコールなどの一部がエステル反応する
と考えられる。
【0009】つまり上記公報では、そのまま残っても問
題のほとんどないフラックスの一部をエステル化するこ
とで、絶縁性をさらに向上させている。しかしリフロー
用フラックスの場合に上記公報の手段を応用すると、フ
ラックス残渣中にはポリエチレングリコールなど水酸基
を含有する化合物が多量に含まれているので、エステル
反応しない未反応の水酸基が多量に含まれることとな
り、絶縁性が低下する。またカルボキシル基を増量すれ
ば水酸基の反応量は増加するものの、逆にカルボキシル
基のイオン化による影響が生じて絶縁性が一層低下す
る。
【0010】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、リフロー用フラックスなど水酸基をもち揮
発しにくい化合物を含むフラックス残渣であっても、処
理することにより水酸基の大部分を吸水しにくい結合に
変化させて絶縁性を高めることを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明のフラックス残渣の処理方法の特徴は、水酸基をもつ
化合物を含むフラックス残渣にイソシアネート基をもつ
化合物を接触させ、水酸基とイソシアネート基を反応さ
せることでフラックス残渣を安定化することにある。
【0012】また本発明のフラックス残渣用処理剤の特
徴は、水酸基をもつ化合物を含むフラックス残渣に用い
られ、イソシアネート基をもつ化合物を主成分とするこ
とにある。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明では、フラックス残渣にイ
ソシアネート基をもつ化合物が接触することにより、フ
ラックス残渣中に含まれる水酸基とイソシアネート基が
反応してウレタン結合が生成する。水酸基とイソシアネ
ート基との反応は、イソシアネートの種類によっては常
温でも生じ、また加熱により反応が促進されるため、反
応率が高く未反応の水酸基の残存量が僅かとなる。そし
てウレタン結合は吸水性がきわめて小さいので、イソシ
アネート基と反応したフラックス残渣がプリント配線基
板などに残っても絶縁性が確保される。
【0014】さらに、フラックス残渣とイソシアネート
基との反応によって生成した生成物は、イソシアネート
基をもつ化合物を選択することによりウレタン結合をも
つ被膜状とすることができる。電子部品にウレタン被膜
を形成して結露などから保護することが行われているの
であるから、上記生成物を積極的に形成することで結露
防止用ウレタン被膜に代えることも可能となる。
【0015】本発明の処理方法及び処理剤が適用される
フラックスは、水酸基をもつ化合物が含まれれば他の成
分は特に制限されない。例えばフラックスの主成分とし
ては、ロジン、合成樹脂などの樹脂系、有機酸、有機ハ
ロゲン化合物、アミン・アミド類などの有機系など、従
来公知のものを用いることができる。また、リン酸、リ
ン酸アンモニウム塩、有機カルボン酸(例えばステアリ
ン酸、アジピン酸、サリチル酸など)、乳酸、グルタミ
ン酸、脂肪酸アマイド、尿素、エチレンジアミン、脂肪
族アミンなどの活性剤、フタル酸エステル(例えばジブ
チルフタレート、ジオクチルフタレートなど)、カルボ
ン酸のエステル(例えばジブチルアジペート、ジオクチ
ルマレートなど)、リン酸エステル(例えばトリオクチ
ルホスフェート、トリフェニルホスフェート、トリクレ
ジルホスフェートなど)のような可塑剤、エチレングリ
コール、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ト
リエチ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、ポリエチレングリコー
ル、ジプロピレングリコール、脂肪族アルコールなどの
溶剤、硬化ヒマシ油などのワックス類、微細シリカ粉末
などの粘度調整剤、ヒンダードフェノール類やヒンダー
ドアミン類などの酸化防止剤、シリコン系の消泡剤など
を含むことができる。
【0016】そしてイソシアネート基をもつ化合物とし
ては、トルイレン2,4-ジイソシアネート、フェニルイソ
シアネート、キシリレンジイソシアネートなどの芳香族
系イソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネートな
どの脂肪族系イソシアネート、イソホロンジイソシアネ
ートなど公知の化合物を用いることができる。本発明の
処理剤は、これらのイソシアネート化合物から選ばれた
化合物を主成分として構成され、通常は水酸基を含まな
い有機溶剤で希釈された状態で供給される。そしてフラ
ックス残渣と処理剤とを接触させるには、はんだ付け後
のプリント配線基板などを処理剤溶液中に浸漬したり、
プリント配線基板表面に処理剤溶液を吹付けたりして行
われる。フラックス残渣と処理剤とを接触させた後は、
加熱して反応を促進することが好ましい。
【0017】これにより水酸基とイソシアネート基が反
応して吸水性の小さなウレタン結合が生成し、処理後の
反応物は吸水せず高い絶縁性が得られる。なお、イソシ
アネート基をもつ化合物の種類を選択して、フラックス
残渣との反応物の性状を被膜状あるいは粘稠な状態とす
ることが好ましい。反応物が液状であると処理後の取扱
いがやっかいであり、また被膜状でない固体であると割
れたり剥がれたりする場合がある。このような化合物と
しては、例えばトルイレン2,4-ジイソシアネート、フェ
ニルイソシアネートなどが例示される。
【0018】
【実施例】以下、実施例及び比較例により本発明をさら
に具体的に説明する。 (実施例1)有機カルボン酸とポリエチレングリコール
を含む市販の水溶性のリフロー用フラックスを用い、凸
版印刷法によりプリント配線基板表面に所定パターンに
印刷後、各電子部品を配置し加熱してはんだ付けを行っ
た。このフラックスは、粘度が20万〜40万センチポ
イズの粘稠な液体である。
【0019】次に、はんだ付け後のプリント配線基板に
60℃の温水を吹付けてフラックス残渣の洗浄を行っ
た。温水の吹付圧力は0.1MPa、吹付時間は5分間
である。その後、予め調製されたトルイレン2,4-ジイソ
シアネートが10重量%、有機溶剤としてのトルエンが
90重量%からなる処理剤中に、水分が乾燥された洗浄
後のプリント配線基板を浸漬し、引き上げた後60℃で
15分間加熱した。
【0020】この時、フラックス残渣中のポリエチレン
グリコールとトルイレン2,4-ジイソシアネートとは次式
のように反応し、水酸基の大部分が吸水性がほとんどな
いウレタン結合に変化するとともに、フラックス残渣は
水溶性の粘稠な液体から非水溶性の被膜に変質した。
【0021】
【化1】
【0022】(比較例)イソシアネート基をもつ化合物
で処理せず、フラックス残渣を温水で洗浄した後に乾燥
して比較例としたこと以外は実施例1と同様である。実
施例1でも同様であるが、このフラックスを用いた場合
には、はんだ付け時の加熱によりフラックス中の有機カ
ルボン酸のカルボキシル基とポリエチレングリコールの
水酸基とのエステル反応が生じる可能性がある。
【0023】ところで本発明者らの実験によれば、カル
ボキシル基をもつセバシン酸と水酸基をもつブチルカル
ビトールとをフラックスに混合して加熱したところ、エ
ステル反応の反応率は約10%余りであることが明らか
となった。したがって比較例の処理方法では、洗浄され
ずに残っているフラックス残渣中に多くの水酸基が残存
していることが推察される。 (試験・評価)そこで実施例1と比較例でそれぞれ処理
されたプリント配線基板にそれぞれ電圧を印加し、絶縁
抵抗値を測定するとともに、マイグレーションによる短
絡が生じるまでの期間をそれぞれ測定した。結果を図1
に示す。なお、マイグレーションによる短絡が生じるま
での期間は、比較例を1とした場合の比で示す。
【0024】比較例では絶縁抵抗値が103 Ωと低いの
に対し、実施例1では約109 Ωと高い絶縁抵抗値を示
している。またマイグレーションによる短絡が生じるま
での寿命は、実施例1が比較例の4200倍であり、マ
イグレーションが著しく防止されていることが明らかで
ある。つまり実施例1の処理剤で処理することにより、
水酸基が吸水性の低いウレタン結合に変化し、これによ
って絶縁性が向上したことが明らかである。 (実施例2)トルイレン2,4-ジイソシアネートの代わり
にフェニルイソシアネートを用いた処理剤を用いたこと
以外は実施例1と同様である。本実施例の場合には、ポ
リエチレングリコールとフェニルイソシアネートとは次
式のように反応し、水酸基がウレタン結合に変化する。
そして処理後のプリント配線基板を上記と同様に試験し
たところ、実施例1とほぼ同様の結果が得られ高い絶縁
性を示した。
【0025】
【化2】
【0026】(実施例3)温水洗浄を行わずに同様の処
理剤で処理したこと以外は実施例1と同様である。本実
施例では、はんだ付け後のフラックス残渣はほとんどト
ルイレン2,4-ジイソシアネートと反応し、透明な被膜状
の物質に変質した。そして実施例1と同様に試験したと
ころ、実施例1とほぼ同様の結果が得られ高い絶縁性を
示した。
【0027】
【発明の効果】すなわち本発明のフラックス残渣の処理
方法及びフラックス残渣用処理剤によれば、フラックス
残渣が吸水性の小さい物質に変質するため、絶縁性が向
上する。またフラックス残渣の洗浄も従来ほど正確無比
に行う必要がないので、工数の低減を図ることができ
る。
【0028】さらに、フラックス残渣と処理剤との反応
物をウレタンコーティングの代用とすることも可能であ
り、この面からもコストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1と比較例の処理方法で処理さ
れたプリント配線基板の短絡寿命比と絶縁抵抗値を示す
グラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柴 潤也 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 杉浦 元保 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 須藤 栄一 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1 株式会社豊田中央研究所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水酸基をもつ化合物を含むフラックス残
    渣にイソシアネート基をもつ化合物を接触させ、水酸基
    とイソシアネート基を反応させることで該フラックス残
    渣を安定化することを特徴とするフラックス残渣の処理
    方法。
  2. 【請求項2】 水酸基をもつ化合物を含むフラックス残
    渣に用いられ、イソシアネート基をもつ化合物を主成分
    とすることを特徴とするフラックス残渣用処理剤。
JP27237595A 1995-10-20 1995-10-20 フラックス残渣の処理方法及びフラックス残渣用処理剤 Pending JPH09116261A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011153739A (ja) * 2010-01-26 2011-08-11 Nippon Paint Co Ltd 熱交換器の防錆処理方法
JP2012121935A (ja) * 2010-12-06 2012-06-28 Denso Corp 光硬化性防滴材

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