JPH1177376A - Flux - Google Patents
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- JPH1177376A JPH1177376A JP23790797A JP23790797A JPH1177376A JP H1177376 A JPH1177376 A JP H1177376A JP 23790797 A JP23790797 A JP 23790797A JP 23790797 A JP23790797 A JP 23790797A JP H1177376 A JPH1177376 A JP H1177376A
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- flux
- polyglycerin
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、主にプリント基板
に電子部品などを実装する際に用いられるフラックスお
よびそのフラックスを含有するクリームはんだに関する
ものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flux mainly used for mounting an electronic component or the like on a printed circuit board and a cream solder containing the flux.
【0002】[0002]
【従来の技術】プリント基板に電子部品などを実装する
ためのはんだ付けに用いられるフラックスやクリームは
んだは、実装技術の進歩に見合う新しい性能が要求され
るようになって来た。特に、フラックスとはんだ粉末と
を混合したクリームはんだにおいてはその傾向が強い。
はんだ付け用のフラックスは、ロジン系の樹脂、活性
剤、溶媒などの成分からなるものである。またクリーム
はんだ用のフラックスには、さらに印刷特性を向上させ
るために、さらにチクソ剤を含ませることが一般的であ
る。プリント基板に電子部品をはんだ付けした後に、そ
れらの成分の一部がプリント基板に残る。これをフラッ
クス残渣という。フラックス残渣はプリント基板の電気
信頼性の点からフロンなどの溶媒により洗浄除去されて
いたが、フロン規制の後は、洗浄しない傾向にある。す
なわち無洗浄タイプが要求されるようになった。したが
って、プリント基板上に残渣があっても、電気信頼性は
確保する必要がある。いいかえれば、フラックス残渣の
電気信頼性が重要となっている。さらに高温高湿下にお
ける電気信頼性も要求されている。さらにプリント基板
が置かれる環境雰囲気の激しい温度変化、つまり熱衝撃
にも耐えて、その電気信頼性が維持される必要がある。2. Description of the Related Art Fluxes and cream solders used for soldering for mounting electronic components and the like on printed circuit boards have been required to have new performance corresponding to the progress of mounting technology. In particular, the tendency is strong in a cream solder in which a flux and a solder powder are mixed.
The flux for soldering is composed of components such as a rosin resin, an activator, and a solvent. In addition, it is general that a flux for cream solder further contains a thixotropic agent in order to further improve printing characteristics. After soldering the electronic components to the printed circuit board, some of those components remain on the printed circuit board. This is called flux residue. The flux residue has been washed and removed with a solvent such as chlorofluorocarbon from the viewpoint of the electrical reliability of the printed circuit board. That is, a non-cleaning type has been required. Therefore, even if there is a residue on the printed circuit board, it is necessary to ensure electrical reliability. In other words, the electrical reliability of the flux residue is important. Further, electrical reliability under high temperature and high humidity is also required. Furthermore, it is necessary to withstand a severe temperature change of the environment atmosphere where the printed circuit board is placed, that is, a thermal shock, and to maintain its electrical reliability.
【0003】しかるに従来のフラックスやクリームはん
だからのフラックス残渣は、そのような温度変化に対応
できずクラックを発生しやすかった。クラックが発生す
ると、クラックから空気中の水分が侵入し、マイグレー
ションが発生し、電気信頼性がいちじるしく低下する。
また残渣が脆く可撓性がないため、インサーキットテス
トのピンコンタクト時に残渣が割れ、その破片がテスタ
ーの針先に付着して、テストが円滑に実施できなくな
る。さらに可撓性がないためフレキシブル電子基板に利
用され難かった。[0003] However, conventional fluxes and flux residues from cream solder cannot cope with such temperature changes and are liable to cracks. When a crack occurs, moisture in the air penetrates from the crack, migration occurs, and electrical reliability is significantly reduced.
Further, since the residue is brittle and inflexible, the residue is broken at the time of pin contact in the in-circuit test, and the fragments adhere to the needle tip of the tester, so that the test cannot be performed smoothly. Furthermore, since it has no flexibility, it has been difficult to use it for a flexible electronic substrate.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の従来
のフラックスやクリームはんだが持っていた欠点を解消
しようとするものである。すなわち、本発明の目的は電
気信頼性を維持しつつ、きびしい温度変化に対してもク
ラックが発生せず、しかも可撓性を持つ残渣を与えるフ
ラックスおよびクリームはんだを提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned disadvantages of the conventional flux and cream solder. In other words, an object of the present invention is to provide a flux and a cream solder which do not crack even under a severe temperature change and provide a flexible residue while maintaining electrical reliability.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前述の目
的を達成するため鋭意研究を重ねた結果、フラックス
に、ポリグリセリンの脂肪酸エステルを含有させること
により、その目的が達成されることを知り、本発明に到
達した。すなわち、本発明の第1はポリグリセリンの脂
肪酸エステルを含有してなるはんだ付け用フラックスで
あり、第2は、このフラックスとはんだ粉末とを含有し
てなるクリームである。Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies to achieve the above-mentioned object, and as a result, it has been found that the object can be achieved by adding a fatty acid ester of polyglycerin to the flux. And arrived at the present invention. That is, the first of the present invention is a soldering flux containing a fatty acid ester of polyglycerin, and the second is a cream containing this flux and a solder powder.
【0006】本発明で使用するポリグリセリンの脂肪酸
エステルは、通常次のような方法で製造される。 (1)ポリグリセリンと脂肪酸とのエステル反応 (2)ポリグリセリンと油脂とのエステル交換反応 (3)ポリグリセリンと脂肪酸メチルまたはエチルエス
テルとのエステル交換反応 (4)脂肪酸へのグリシドールの付加重合反応The fatty acid ester of polyglycerin used in the present invention is usually produced by the following method. (1) Ester reaction between polyglycerin and fatty acid (2) Ester exchange reaction between polyglycerin and fat (3) Ester exchange reaction between polyglycerin and fatty acid methyl or ethyl ester (4) Addition polymerization reaction of glycidol to fatty acid
【0007】ここでポリグリセリンは、グリセリンを触
媒の存在下で加熱、脱水縮合反応によって得られる高粘
度の液体である。縮合反応の条件により、重合度が異な
ってくる。おおまかな重合度は水酸基価の測定値により
求められる。重合度によりジグリセリン、トリグリセリ
ン、テトラグリセリン、ペンタグリセリン、ヘキサグリ
セリン、ヘプタグリセリン、オクタグリセリンなどと呼
ばれるが、実際はそれらの混合物が工業製品として扱わ
れている。このようなポリグリセリンは、前述のとおり
脂肪酸との反応によってエステルになる。脂肪酸として
は、ステアリン酸、オレイン酸、リシノレイン酸、ラウ
リン酸、カプリル酸、縮合リシノレイン酸などが挙げら
れる。ポリグリセリンは多価アルコールであるので、脂
肪酸とのモル比に応じ、モノ−、トリ−、ペンタ−、ヘ
プタ−などいろいろなエステルになる。オレイン酸エス
テルは常温で液体であるが、ステアリン酸エステルは大
部分が固体である。これらは水に分散して界面活性を持
つ。たとえば、デカグリセリンモノステアリン酸エステ
ル、デカグリセリンデカステアリン酸エステル、ヘキサ
グリセリンペンタステアリン酸エステル、テトラグリセ
リンステアリン酸エステルなどフレーク状の固体であ
る。また、デカグリセリンセスキオレイン酸エステル、
ヘキサグリセリンオレイン酸ペンタエステル、デカグリ
セリンラウリン酸モノエステル、テトラグリセリンラウ
リン酸モノエステル、デカグリセリンカプリル酸モノエ
ステル、ポリグリセリン縮合リシノレイン酸エステルな
どは液体である。[0007] Here, polyglycerin is a high-viscosity liquid obtained by heating and dehydrating and condensing glycerin in the presence of a catalyst. The degree of polymerization differs depending on the conditions of the condensation reaction. The approximate degree of polymerization is determined from the measured hydroxyl value. Depending on the degree of polymerization, they are called diglycerin, triglycerin, tetraglycerin, pentaglycerin, hexaglycerin, heptaglycerin, octaglycerin, and the like. In practice, mixtures thereof are treated as industrial products. Such polyglycerin is converted into an ester by reaction with a fatty acid as described above. Fatty acids include stearic acid, oleic acid, ricinoleic acid, lauric acid, caprylic acid, condensed ricinoleic acid, and the like. Since polyglycerin is a polyhydric alcohol, it becomes various esters such as mono-, tri-, penta- and hepta, depending on the molar ratio with the fatty acid. Oleic esters are liquid at room temperature, while stearic esters are mostly solid. These are dispersed in water and have surface activity. For example, it is a flaky solid such as decaglycerin monostearate, decaglycerin decastearate, hexaglycerin pentastearate, and tetraglycerin stearate. Also, decaglycerin sesquioleate,
Hexaglycerin oleate pentaester, decaglycerin laurate monoester, tetraglycerin laurate monoester, decaglycerin caprylic acid monoester, polyglycerin condensed ricinoleate, and the like are liquids.
【0008】一般に、はんだ付け用のフラックスは、ガ
ムロジン、水添ロジン、重合ロジン、変成ロジンなどの
ロジン系樹脂などを基材として、さらにアミンのハロゲ
ン化水素酸塩や有機酸などを活性剤として、ジエチレン
グリコールモノヘキシルエーテル、ジエチレングリコー
ルジブチルエーテル、α−テルピネオールなどを溶媒と
して、それぞれ含んでいる。さらに必要に応じて、硬化
ヒマシ油や高級脂肪酸アミドなどをチクソ剤として含む
ことや、安定剤などを含むこともある。普通、クリーム
はんだ用のフラックスは、粘ちょうな液体かペースト状
のものである。[0008] In general, the flux for soldering uses a rosin-based resin such as gum rosin, hydrogenated rosin, polymerized rosin, modified rosin or the like as a base material, and further uses an amine hydrohalide or an organic acid as an activator. , Diethylene glycol monohexyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, α-terpineol, etc. as solvents. If necessary, the composition may further contain a hydrogenated castor oil or a higher fatty acid amide as a thixotropic agent, or may contain a stabilizer or the like. Usually, the flux for cream solder is a viscous liquid or paste.
【0009】ロジン系樹脂は、軟化点が70〜150℃
の比較的脆い樹脂であり、クリームはんだのフラックス
基材が、これらのロジン系樹脂の場合、はんだ付け後の
残渣も脆く、特に0℃以下の低温ではプリント基板との
熱収縮率の差による歪みを吸収できず、クラックを生
じ、そこに大気中の水分が侵入し、電気信頼性を損ねて
いる。The rosin resin has a softening point of 70 to 150 ° C.
If the flux base of the cream solder is such a rosin-based resin, the residue after soldering is also brittle, especially at low temperatures of 0 ° C or lower, due to the difference in heat shrinkage with the printed circuit board. Can not be absorbed, and cracks are generated, and moisture in the air enters there, thereby impairing electrical reliability.
【0010】本発明は、このような成分からなるフラッ
クスに、さらに前述のポリグリセリンの脂肪酸エステル
を含ませることを特徴とする。ポリグリセリンの脂肪酸
エステルの含有量は、通常フラックス全体の0.1〜3
0%であり、好ましくは0.5〜20%である。ポリグ
リセリンの脂肪酸エステルは前述のフラックスによく混
和されるので、クリームはんだの印刷性などに悪い影響
を与えず、はんだ付け性を損なうことがない。クリーム
はんだはステンシルなどを通してプリント基板上に印刷
され、その上に電子部品が搭載され、ついで熱風炉など
の中ではんだ付けが行われる。はんだ付けの後にフラッ
クスははんだの上や周辺に残る。この残渣は可撓性に富
むので、クラックの発生がなく、同時に高い電気信頼性
が与えられる。[0010] The present invention is characterized in that a flux comprising such a component further contains the above-mentioned fatty acid ester of polyglycerin. The content of the fatty acid ester of polyglycerin is usually 0.1 to 3 of the entire flux.
0%, preferably 0.5 to 20%. Since the fatty acid ester of polyglycerin is well mixed with the above-mentioned flux, it does not adversely affect the printability of the cream solder and does not impair the solderability. The cream solder is printed on a printed circuit board through a stencil or the like, on which electronic components are mounted, and then soldered in a hot air oven or the like. After soldering, the flux remains on and around the solder. Since the residue is highly flexible, no crack is generated and at the same time high electrical reliability is provided.
【0011】[0011]
実施例1〜3および比較例 次に、実施例および比較例によって本発明を説明する。
まず、表1に示すような成分を混合加熱し、均一溶液に
なった後、冷却して、ペースト状のフラックスをつくっ
た。Examples 1 to 3 and Comparative Examples Next, the present invention will be described with reference to Examples and Comparative Examples.
First, the components shown in Table 1 were mixed and heated to form a uniform solution, and then cooled to form a paste-like flux.
【0012】[0012]
【表1】 [Table 1]
【0013】次に、このようにして得られたフラックス
10部とはんだ粉末(Sn/Pb:63/37、球形2
50〜325メッシュ)90部とをよく混合して、クリ
ームはんだを得た。クリームはんだは、ステンシルを通
してプリント基板に印刷した。ついでこの印刷されたプ
リント基板を150℃で30秒間予備加熱し、さらに、
230℃で45秒間加熱リフローした。リフロー後のプ
リント基板を観察し、さらに、電気信頼性やフラックス
残渣の性質をみるため、次のような試験を行った。Next, 10 parts of the thus obtained flux and solder powder (Sn / Pb: 63/37, spherical 2
(50-325 mesh) and 90 parts were mixed well to obtain a cream solder. The cream solder was printed on a printed circuit board through a stencil. Next, the printed printed circuit board is preheated at 150 ° C. for 30 seconds, and further,
Heat reflow was performed at 230 ° C. for 45 seconds. The following test was performed to observe the printed circuit board after the reflow, and to further examine the electrical reliability and the properties of the flux residue.
【0014】(絶縁抵抗試験)JIS−Z−3284に
準じて行った。すなわち次の2条件で試験した。 温度40±2℃、相対湿度90〜95%、168時間 温度85±2℃、相対湿度85〜90%、168時間(Insulation Resistance Test) The insulation resistance test was performed according to JIS-Z-3284. That is, the test was performed under the following two conditions. Temperature 40 ± 2 ° C, relative humidity 90-95%, 168 hours Temperature 85 ± 2 ° C, relative humidity 85-90%, 168 hours
【0015】(マイグレーション試験)JIS−Z−3
284に準じて行った。温度と相対湿度は絶縁抵抗試験
と同じ条件の雰囲気に1000時間入れた。(Migration test) JIS-Z-3
284. The temperature and relative humidity were set in an atmosphere under the same conditions as those for the insulation resistance test for 1000 hours.
【0016】(電圧印加耐湿性試験)JIS−Z−31
97に準じて行った。(Voltage Resistance Test) JIS-Z-31
97.
【0017】(熱衝撃試験)リフロー後のプリント基板
を、125℃30分、さらし10分、−55℃30分さ
らし10分、合計80分を1サイクルとする空気中に入
れ、1000時間後の残渣を観察した。(Thermal Shock Test) The printed circuit board after reflow was put in air in which the cycle was 125 minutes 30 minutes, exposure 10 minutes, -55 degrees C 30 minutes exposure 10 minutes, and a total of 80 minutes, and 1000 hours later. The residue was observed.
【0018】(ピンコンタクト割れ試験)リフロー後、
プリント基板を24時間室温で放置後、ランド上にある
はんだの表面に残っているフラックス残渣を、針で突き
刺し、フラックス残渣の割れの有無を判定した。(Pin Contact Cracking Test) After reflow,
After leaving the printed board at room temperature for 24 hours, the flux residue remaining on the surface of the solder on the land was pierced with a needle to determine whether the flux residue had cracks.
【0019】(残渣可撓性試験)銅板上にクリームはん
だを印刷し、同様な条件で予備加熱しついでリフローし
た。フラックス残渣は、はんだの上と周辺に存在してお
り、そのまま銅板を約90度曲げることで可撓性をみ
た。可撓性がないと、残渣にひびが入り、場合によって
は割れ落ちる。(Residue Flexibility Test) A cream solder was printed on a copper plate, preheated under the same conditions, and then reflowed. The flux residue was present on and around the solder, and the flexibility was observed by bending the copper plate at about 90 degrees. Without flexibility, the residue will crack and possibly crack down.
【0020】表1に示すフラックスを含むクリームはん
だをリフローした後、前述の試験を行った。試験結果を
表2に示した。比較例においては、マイグレーションが
発生した。また熱衝撃試験でもひびが発生し、ピンコン
タクト試験や可撓性試験で割れが起きた。しかし本発明
の実施例においては、ひび割れなどの発生は全くなかっ
たと同時に、絶縁抵抗試験、電圧印加耐湿試験、マイグ
レーション試験などの電気信頼性に関しては全く問題が
なかった。After the cream solder containing the flux shown in Table 1 was reflowed, the above-described test was performed. The test results are shown in Table 2. In the comparative example, migration occurred. Cracks also occurred in the thermal shock test, and cracks occurred in the pin contact test and the flexibility test. However, in the examples of the present invention, cracks and the like were not generated at all, and at the same time, there was no problem with respect to electrical reliability such as an insulation resistance test, a voltage applied humidity resistance test, and a migration test.
【0021】[0021]
【表2】 [Table 2]
【0022】[0022]
【発明の効果】本発明によって得られたクリームはんだ
は、リフロー後に電気信頼性が高く、しかも可撓性のあ
る残渣を与えるので、フレキシブル基板などに利用でき
る。また、温度変化が激しい雰囲気下においても、フラ
ックス残渣のひび割れの発生がないので、その適用範囲
が広い。The cream solder obtained by the present invention has a high electric reliability after reflow and gives a flexible residue, so that it can be used for a flexible substrate or the like. Further, even in an atmosphere in which the temperature changes drastically, there is no generation of cracks in the flux residue, so that the application range is wide.
Claims (2)
することを特徴とするはんだ付け用フラックス。1. A soldering flux containing a fatty acid ester of polyglycerin.
を含有するクリームはんだ。2. A cream solder containing the flux according to claim 1 and a solder powder.
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