JPS6114099A - はんだ付用フラツクス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明ははんだ付用フラックスに関する。

従来技術 はんだ付用フラックスは、金属表面の酸化物層よごれ等
を破壊、溶解、拡散除去すると共に、加熱による被接合
金属やはんだロウ金属材の酸化を防止し、ロウ材の表面
張力を低下させて、はんだが被接合金属にはんだ付温度
で十分濡れるよう作用するものである。

電子機器に使用するフラックスには上記の作用の他、非
腐食性、高絶縁性、長期安定性、無毒性、良好な洗浄性
、十分な作業性が求められる。

従来より電子機器に使用するフラックス類は、有機系フ
ラックスが多く、そのフラックス材料として、松脂系樹
脂や、ステアリン酸等の有機酸が広く、また古くから用
いられている。これは、松脂等が前述の条件の多くを満
たしていることによる。しかし、松脂等はフラックス作
用が劣ることが欠、αであり、これを補うために活性剤
を添加する。

一般に活性剤は、イオン性物質舛いために、ロジン等の
有機物に対する相溶性が劣る。従って、はんだ付後のフ
ラックス残渣において、活性剤の濃度の高い部分で、活
性剤が吸湿し、イオン化した活性剤成分によって、腐食
や絶縁不良等を生しる場合がある。近年、電子機器の高
性能化や高密度集積化が著しく、部品間距離やパターン
間隔が非常に狭くなってきており、高い絶縁性が求めら
れる。

従って、電子機器では高い性能や品質、信頼性を確保す
るために、はんだ付後のフラックス残渣が残留しないよ
う有機溶媒で洗浄を行う。

松脂等を用いた７ランクスは、はんだ付温度にさらされ
ると、空気酸化を受け、オキシ・酸、ケト酸、重合物を
生成する傾向があ１）、これらは非常に洗浄性が悪い。

従って、フラックス残渣を完全に洗浄するために、しば
しば洗浄力の高い有機溶。

剤を用いて洗浄が行なわれる。強力な有機溶剤による強
力な洗浄は、電子部品や基板材料に対して悪影響を与え
、部品、材料等の劣化や信頼性を損ねることとなる。

有機溶媒はさらに火災、健康、環境、費用等の面で問題
がある。

一方、上記有機酸系フラックスの他に、水溶性有機物を
主材とする水溶性フラックスが知られている。水溶性の
フラックスは、フラックス残渣が水で洗浄できる点が有
利であり、用いられる材料も一般に、はんだ付部品の有
機材料部分に対しても殆ど影響を与えることなく、火災
、健康、環境、費用等の点でも問題がない。

従って、近年、電子機器用のはんだ付用７ランクスとし
て水溶性フラックスを用いる研究が盛んに行なわれてい
る。

しかしなが呟この水溶性フラッフ、スについても使用す
るフラックス材料に起因する種々の問題点をかかえてい
る。例えば、従来の水溶性フラックスに配合される代表
的なフラックス材料として、エチレングリコール、グリ
セリン、ペンタエリスリトール、マンニトール、ソルビ
トール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリ
コール、ポリエチレン・プロピレングリコール、ンエタ
ノールアミン等が例示されるが、エチレングリコールは
、はんだ付温度で大きな蒸気圧をもつのでガスの発生や
蒸発、飛散が大きく不適当である。

グリセリンは吸湿性が大ぎいため、大量の水分　　　　
　　　　　　７゛を含み、この水分がはんだ付時に急激
に水蒸気になるため、はんだ行不良の原因となる。また
、表面張力が大きく、親水性があまりにも大きく、親油
性が乏しいことにより、金属表面に対するヌレ性が劣り
、有機性の汚れの除去が不完全である。

ペンタエリスリトールやマンニトール、ソルビトールは
常温で固体であるため取り扱いや洗浄性が劣る。

ポリアルキレングリコール類は、はんだ付温度で、エー
テル部分で分解が起こり、低分子量化合物や過酸化物を
生成し、はんだ利付や安全性に劣る。

ノエタノールアミンは、はんだイ」温度で脱水反応を起
こし、モルホリン等を発生させることにより、はんだイ
」性や安全性、耐久性が劣る。

発明が解決しようとする問題点 本発明は水溶性７ランクスの有する問題点、即ち、蒸発
、飛散、吸湿、濡れ性、洗浄性、はんだ付性等をあまね
く解消し、優れたはんだ付用フラックスを提供すること
を目的とする。

本発明は水溶性フラックスの有機溶剤として、従来この
種の用途には全く使用されたことのない溶剤、即ち、３
−メチルペンタン−１，３，５−）リオールを用いるこ
とにより上記問題を解消した。

即ち、本発明は、３−メチルペンタン−１，３゜５−ト
リオールと活性剤を主成分として含有するはんだ付用７
ランクスに関する。

本発明の３−メチルペンタン−１，３，５−ＭＪオール
は以下の構造を持ち、 ＣＨｌ ＣＨ，二ＣＨ２−Ｃ−ＣＨ２−ＣＨ２ ０ＨＯＨＯＨ イソ７チレンとメタ７−ルより、１．３−ノオキサンア
ルコールを合成し、これを加水分解する等の方法によっ
て合成する。

本発明の３−メチルペンクン−１，３，５−トリオール
は、エチレングリコール、グ、リセリンに比較してより
高い沸点と低い吸湿性を持つことにより、ガスや煙の発
生や吸湿による７ランクス作用の低下がなく、はんだ行
不良が少ない。また、グリセリンに比較して、表面張力
が小さく、より、はんだ付に適した親水性や親油性を持
つので、金属面に対する濡れや流れがよく、酸化物や汚
れ等の除去作用が大きい。さらに、ポリアルキレングリ
コールの様な分子内エーテル結合をもたない為に、熱的
な安定性も良好である。

本発明はんだ付用フラックスは、はんだ（＝１性を・　
　　向上させるため（こ、活性剤を配合する。活性剤は
従来、水溶性フラックスに通常配合されるアミン類、ア
ミン類やアンモニアの酸塩、有機酸類、界面活性剤等を
適宜配合する。

アミン類としては、エチルアミン、プロピルアミン、シ
クロヘキシルアミン、イミダゾール、アルカノールアミ
ン、第４級アンモニウム塩等があげられる。

酸類としては、７ツ化水素酸、ホウ７ン化水素酸、塩化
水素酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸等があげられる。

有機酸類としては、マロン酸、コハク酸、、りエン酸、
リンゴ酸、アノビン酸、サリチル酸、も息香酸、乳酸、
クルフン酸等があけられる。

界面活性剤と゛しては、アルキレングリコールカルボン
酸エステル、ベタイン型、ベンザルコニウム型、ピリノ
ニウム塩型界面活性剤、ポリオキシアルキレンンルビク
ンエステル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエー
テル、アルカ／−ルアミド、アルキルアルカノールアミ
ン、含〕・ン素界面活性剤などかあけられる。

これらの活性剤の配合量はフラックス全量の約（）、１
〜１０重量％、特に３〜５重量％が好ましし１゜ また所望ならは、従来の水溶性フラックスに一般に用い
られていた水や有機溶剤を配合してもよい。しかしなが
呟グリセリン、グリフール類を多量に配合することは、
それぞれの有する欠点が現れることとなるため、多量に
用いるべ柊ではない。３−メチルペンタン−１，３，５
−）リオールの量は、全フラックス重量の５重量％以上
、好ましくは、３０重量％以上とするべきである。

本発明はんだ付用７ラソクスは、所望により、ロジン類
；例えば、ガムロジン、マレイン酸変性ロジン、高級脂
肪酸類；例えば、ラウリル酸、ミリスチン酸、パルミチ
ン酸、リノール酸、オレイン酸、ステアリン酸、リシノ
ール酸、アミド類；例えば、ジメチルホルムアミド、ヤ
セトアミド、ジメチルアセトアミド、アルキルアミド等
、キレート剤；例えば、ＥＤＴＡ、オキシン、アセチル
アセトン、グリシン、グルタミン酸、ニトリロ三酢酸、
酸類；例えば、りん酸、７Ｘロデン化水素酸、ホウ７ツ
化水素酸塩等を配合してもよい。

３−メチルペンタン−１，３，５−トリオールはこれら
の成分の良溶剤であり、これらを配合しても安定なフラ
ックスを得ることができる。また、化粧品原料として使
用できる位の安全性を持ち、かつ、凝固点が一３０℃位
であることにより、常温で液体であり、取り扱いや洗浄
性が極めて良好である。また、水や種々の有機溶剤とい
かなる比率でも相溶するため、洗浄性が非常に優れてい
る。

また、３−メチルペンクン−１，３，５−トリオールは
溶解性が高いため、従来技術のはんだ付層活性剤、界面
活性剤、酸化防止剤、樹脂、溶媒、可塑剤等を適切、配
合することにより、種々の目的に適したはんだ付用７ラ
ソクスを調製することや、クリームはんだ材料としても
使用できる。

３−メチルペンタン−１，３，５−トリオールは、精密
な電子機器のはんだ付に最も適した水溶性フラックス材
料であるが、用途に従って、活性剤等を適切に選ぶこと
により、いわゆる難ロウ接材や構造用材料の接合に適し
たフラックスや、樹脂等の配合により有機系７ラツ・ク
スを得ることもでぢる。従って本発明は、はんだ付用フ
ラックスの分野で工業的に広い応用を持つものであり、
工業的に効果は大である。

以下、本発明の範囲や組成、量等を限定するものではな
いが、配合例を示す。

発明の効果 本発明により、はんだ付性、洗浄性に優れると共に、蒸
発、飛散、吸湿等に問題がなく、安全性においても優れ
たはんだ付用フラックスが得られ実施例１〜１７および
比較例１〜４ 以下の処方ではんだ材用フラックスを調製し、そのはん
だイ」性、洗浄性、濡れ性、蒸発性、吸湿性を以下の試
験条件で測定した。結果を表−１に示す。

なお、実施例１７は、本発明７ラソクスを用いて得られ
たクリームはんだの例であＩ）、この場合、フラックス
１０ｇに半田合金粉末（Ｓｎ−６３、Ｐｂ−３７：　２
５０　ｍｅｓｈ以上）４３０ｇを混合分散したものにつ
ぎ試験した。

比較例１では、吸着性が高いため、はんだ付作業中、吸
湿して部品の位置ずれを起こした。

比較例２では、揮発性が高く、はんだ付時に完全に蒸発
し、はんだが酸化し、良好なはんだ付フラックスでない
。

比較例３では、はんだ付後のフラックス残渣が固体であ
るため洗浄性が劣る。

比較例４では、水系溶剤では洗浄できない。

はんだ付性試験 ７ラソクス作用は、ＪＩＳ　　Ｚ　　３１９７　広がり
試験法に準じて行なった。

洗浄性の試験 沸騰水中に浸漬し、フランクス残渣が完全に洗浄される
時間で評価した。

○：３０秒以内に洗浄されるもの。

△：２分以内に洗浄されるもの。

×：２分以内に洗浄し得ないもの。

）・

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、３−メチルペンタン−１，３，５−トリオールを含
   有するはんだ付用フラックス。 ２、３−メチルペンタン−１，３，５−トリオールを全
   フラックス重量の５重量％以上含有する第１項記載のは
   んだ付用フラックス。 ３、活性剤が有機酸である第１項記載のはんだ付用フラ
   ックス。 ４、活性剤がアミンまたはアミンの酸塩である第１項記
   載のはんだ付用フラックス。