JPS6349365A - スプレ−式フラクサ−用フラックス - 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、スプレー式フラクサー用フラックスに係り、
特にプリント基板に電子部品をはんだ付けする自動はん
だ付は装置に用いられるスプレー式フラクサーに使用さ
れるフラックスに関する。

従来の技術 一般電子機器にはプリント基板に電子部品を搭載したも
のが広く使用されている。このプリント基板は、積層板
の表面に銅箔を張り、この銅箔部をエツチングして回路
を形成したもので、このようなプリント基板に電子部品
を取り付けるには、連続的に搬送されるプリント基板に
電子部品を自動的に装填し、その端子をプリント基板の
回路部分にはんだ付けする自動はんだ付けが行なわれて
いる。このようなはんだ付けを行なうには、そのはんだ
付けの必要な部分に例えば噴出させた溶融はんだを接触
させることが行なわれるが、通常はその前工程でフラッ
クスが塗布される。これは、プリント基板の回路部分に
例えば２３０〜２５０℃のような高温のはんだが直接接
触すると回路部分の銅箔が酸化されてはんだの濡れや接
着性を悪くするのでこれを防止するためと、−旦酸化さ
れた銅箔部分もこれを還元して金属銅表面にしてはんだ
の付きを良くするためである。

このような理由から、従来のフラックスは例えばロジン
あるいはロジン変成樹脂をベースとし、これに少量のア
ミン塩酸塩のような活性剤やその他目的に応じた各種添
加剤を加えたものをアルコールを主要成分とする溶媒に
熔解させたものが一般的である。このフラックスを用い
てプリント基板に電子素子を自動はんだ付けする場合に
は、フラックスは自動はんだ付は装置内のフラクサーに
収容されて発泡式、噴流式あるいはスプレー式等の塗布
手段により塗布される。

これらの内、スプレー式塗布装置は、霧化したフラック
スをはんだ付は部に付与するので、均一な塗布ができる
こと、はんだ付は部をフラックス液に浸漬するものに比
ベスルーホールを通しての部品側へのフラックスの上が
りがないこと、プリヒート効率が上がること、フラック
スを循環使用しないのでフラックスをプリント基板に接
触させたときのゴミやプリント基板との反応性成物がフ
ラックスに混じらず新鮮なフラックスをいつも供給でき
る等の理由で、特に高密度実装用プリント基板のはんだ
付は用に用いられている。

このスプレー式塗布装置としては、例えば実開昭５６−
８７２６２号公報に記載されているように、多数の通孔
を有する回転ロールをフラックスに浸漬し、各通孔に保
持したフランクをその内側のノズルから吹き出した空気
により吹き飛ばし、霧化してはんだ付は部に供給する形
式のものが挙げられる。このようなスプレー式塗布装置
は、可燃性フラックスを霧化するので、その火災の危険
が大きい。そのため排気ダクトを設け、フラックス周辺
の溶剤濃度の高まりを防止する対策が採られている。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、アルコールを中心にした溶剤のフラック
スの場合、フラックスの引火点は室温近（にあり、フラ
クサー近傍に火種があると、火災の危険がある。特に自
動はんだ付は装置においては、電気制御機構のスイッチ
の開閉時の火花や特に低湿度の時に起き易い静電気でフ
ラックスの溶剤が引火することがある。また、フラック
スは塗布された後プリヒートされるため、フラクサーの
すぐ隣に表面温度３００〜６００℃程度のシーズヒータ
ーやパネルヒーターが設置されると、このヒーターの表
面温度はフラックスの溶剤の発火温度より高く、しかも
フラックスを塗布されたプリント基板はヒーターの上を
通過するためフラックスが垂れ落ち、発火したり、ある
いは燃え切らずに炭化してこれが火種になり、フラック
スの溶剤に引火することもある。また、空気中の溶剤濃
度によっては爆発を起こすこともある。

例えばイソプロピルアルコールを溶剤としたロジン系フ
ラックスの場合、引火点は１４℃、発火点は４００°Ｃ
，爆発範囲は２〜１２ｖｏ１％であり、火災、爆発の危
険がある。

発明が解決しようとする問題点 以上のように、従来は自動はんだ付は工程のフラックス
の塗布工程において、特にスプレー式塗布装置によりフ
ラックスを塗布するときに火災や爆発の危険があり、作
業安全上の点から問題があった。また、フラックスの保
管、輸送においても消防法上の危険物として扱われるた
め特別の注意が必要であった。

問題点を解決するための手段 本発明は、上記問題点を解決するために、フラックス槽
に収容したフラックスに周面に多数の通孔を有する回転
筒体を浸漬して各通孔に保持したフラックスをノズルか
ら吹き出したガスにより霧化するスプレー式フラクサー
に使用されるフラックスにおいて、樹脂成分３〜５０重
量％、溶剤成分５０〜９７重量％を少なくとも含有し、
がっ溶剤成分中にハロゲン化炭化水素溶剤を２０重量％
以上含有することを特徴とするスプレー式フラクサー用
フランクスを提供するものである。

作用 不燃性のハロゲン化炭化水素をフラックスの溶剤に混合
したので、可燃性の溶剤はこの不燃性溶剤で希釈されて
引火性、発火性が減少し、爆発性も少なくなって、これ
が霧化された状態においてもいわゆる難燃性になる。

次に本発明の詳細な説明する。

本発明のフラックスは、スプレー式フラクサーに用いら
れるが、このスプレー式フラクサーとしては、特開昭５
６−８７２６２号公報に記載されているものが例示され
、例えば添付図面に示すように、周面に多数の通孔を有
する回転筒体１をフラックス槽２に収容したフラックス
に一部浸漬し、この浸漬により保持したフラックスを空
気中において、上記回転筒体内部に配設した管３に設け
た多数のノズルから吹き出した空気により霧化し、これ
をはんだ付は必要部に供給するタイプのものが例示され
る。なお、ａははんだ付けしようとするプリント基板で
あり、４１ま補た股渋胎行である。

本発明におけるフラックスは、ロジン又はその変性樹脂
を樹脂成分にし、これに必要に応じて活性剤、さらに目
的に応じ各種の添加剤を加えたものに溶剤を加えたもの
である。

ロジン又はその変性樹脂としては、例えばエステルガム
、スーパーエステル、マルキード、タマノル等の荒用化
学工業側製ロジン変性樹脂が例示される。

また、活性剤としては、アミン、有機酸、アミンの有機
酸塩、アミンの無機酸塩等が挙げられる。

また、本発明における溶剤には、アルコール、エステル
、ケトン、芳香族系溶剤等が挙げられる。

具体的には、アルコール系溶剤としては、例えばメチル
アルコール（引火点１０℃、以下括弧内用火点を示す、
）、エチルアルコール（１２”Ｃ）　、イソプロビルア
ルコーノ喧１２　℃）、ｎ−プロピルアルコール（１５
℃）、ノルマルブタノール（２９℃）、イソブタノール
（２７°ｃ）、ベンジルアルコール　（９６℃）が挙げ
られ、アルコールエーテル系の溶剤としては、エチルセ
ロソルブ（４５℃）、ブチルカルピトール（７８℃）、
ブチルセロソルブ（６１°Ｃ）、エチルカルピトール（
９４℃）、ブチルカルピトールアセテート（１）６℃）
、ブチルセロソルブアセテ−１−（８８℃）、その他の
系の溶剤としてベンジルアセテート、（９６℃）、メチ
ルイソブチルケトン（１５，６℃）、シクロヘキサノン
（６３，９℃）、イソホロン（８０℃）、αテルピネオ
ール（６９℃）、テレピン油（３５°Ｃ）、トルエン（
４，４℃）、Ｏ−キシレン（１７°ｃ）、ｍ−キシレン
（２５℃）、ｐ−キシレン（埒２５℃）、テトラリン（
７１℃）、デカリン（５７℃）等が挙げられる。なお、
上記引火点は溶剤ポケットブック（社団法人有機合成化
学協会員、株式会社オーム社、昭和４２年１）月２５日
初版発行）による。

また、ハロゲン化炭化水素溶剤としては、トリクロロト
リフルオロエタン（ＣＣｊ！ｚＦｃ（：１Ｆｚ）　、１
゜１．２−　）リクロルエタン、１，１．１−　）リク
ロルエタン、トリクロルエチレン、パークロルエチレン
等カ挙げられる。これらのハロゲン化炭化水素溶剤はフ
ラックスの溶剤成分中２０重量％以上含有させることが
好ましい。

上記樹脂成分と溶剤の割合は、樹脂成分３〜５ＯＮ量％
、溶剤成分５０〜９７％の範囲で用い、これに活性剤を
使用するときには、活性剤０．１〜１０重量％使用する
。いずれの場合も、活性剤を使用するときは特にフラッ
クス溶剤中のアルコール溶剤は少なくとも３重量％以上
とすることがフラックス成分の熔解性の点から好ましい
。樹脂成分が３〜５０重量％のときはこれより少な過ぎ
る場合に比べ、プリント基板の銅箔部を良く覆うことが
でき、これより多過ぎると過剰に塗布されたフラックス
塗膜により溶融はんだの接触が妨げられ、プリント基板
の銅箔部へのはんだの濡れを妨げられることがある。

また、フラックス溶剤中のハロゲン化炭化水素溶剤とそ
の他の溶剤の混合割合は次のような基準により行うこと
が望ましい。

■可燃性である溶剤にハロゲン化炭化水素溶剤を混ぜる
ことにより難引火性、難発火性または不燃性とし、実用
上火災の危険を防止できること。

一般には溶剤中のハロゲン化炭化水素溶剤の混合割合は
引火性、発火性を考慮すると５０％（重量化）以上であ
ることが最も好ましいが、２０％以上が好ましい。この
際フラックス塗膜の乾燥性を害しないことも必要である
。

このためには、これらの混合溶剤の引火点が常温以上の
温度になるようにする。例えばパークロルエチレンとト
ルエン（引火点４．４℃）の混合割合による混合溶剤の
引火点は、パークロルエチレン／　トルエン・７５／３
５．５０１５０．２５／７５ではそれぞれ３５°Ｃ１）
８℃、１）°Ｃであるので、両者を等景況ぜるようにす
る。このトルエンの代わりに０−キシレン（引火点２９
℃）を用いるとこれが７５重量％のとき引火点は３４℃
となり、０−キシレンがこれより多くなると引火点はな
くなる。また、トルエンの代わりにメチルイソブチルケ
トン（引火点１５．６°Ｃ）を重量比で７５／２５．５
０１５０．２５／７５にすると、それぞれ引火点は３８
℃、２４℃、１８℃になるので、パークロルエチレンを
２５重量％以上用いるようにする。また、シクロヘキサ
ノン（引火点６３．９℃）のように引火点が高いときは
これを７５重量％にしても引火点はなく、それだけ引火
の危険を少なくできる。しかし、この場合あまり高沸点
の溶剤を使用するとフラックスの乾燥性を遅くすること
になるので、適度に調整する。この際、溶剤の種類によ
り揮発速度が異なるので、フラックスを実際に使用して
いるうちには溶剤組成が変化し、その調整をする必要が
あるが、これをフラックスの比重管理により行うことも
できる。例えば、イソプロピルアルコールとトリクロロ
トリフルオロエタンを混合する場合、後者の揮発速度が
前者よりもはるかに速いので、比重測定を行いこの場合
には後者のみを希釈溶剤として使用しても良い。

スプレー式塗布の場合には、溶剤の揮発性は他の方式は
ど問題にならず、むしろ揮発速度をあまり遅くすると、
フラックスの乾燥が遅くなり塗布されたフラックスがリ
ード付電子素子部品をプリント基板に搭載するときの場
合のようにリード挿入孔からリードを伝って裏廻りする
のでこの揮発速度をあまり遅くしないことが望ましい。

特に高沸点溶剤を使用する場合はこの点に留意し、その
使用比率を少なくすることが望ましい。

■樹脂成分やハロゲン化水素酸塩、有機酸のような活性
剤の熔解性を害しないこと。

このためには、これらの活性剤の熔解性の良い例えばア
ルコール分を多くしてこれらの活性剤の熔解性が良くな
いハロゲン化炭化水素溶剤の混合割合を少なくする。

■フラックス使用後のはんだ付は性能を害さず、プリン
ト基板の銅箔の腐食性がなく、はんだ付は後残留して電
気絶縁性を害することがないこと。

このためには少なくともはんだ付は時に揮発する程度の
揮発性を有する溶剤が好ましい。

■毒性が少ないこと。

本発明のフラックスには、上記のほかに消泡剤、揺変剤
を併用することもでき、これらにはフッ素、シリコン、
アルコール系消泡剤を０．１〜１０重量％、カオリン、
エアロシール（日本エアロジル社製）、有機ベントナイ
ト、硬化ヒマシ油等の揺変則を１〜１０重量％使用する
例が挙げられる。

実施例 次に本発明の詳細な説明する。

実施例１ ０ジン　　　　　　　　２０　ｇ ジメチル塩酸塩　　　　０．５ｇ フレオンＴＥ　　　　　　　　８０　ｇここで、フレオ
ンＴＥ（三井フロロケミカル■製品）はトリクロロフル
オロエタンと変成エチルアルコールを重量比で９５．５
：４．５含むものである。

この実施例は、ｌ−リクロロトリフルオロエタン（ｆｉ
点４７．６℃）とエチルアルコール（沸点７８．３℃）
の共沸混合溶剤をフラックスの溶媒として使用した例で
ある。この混合溶剤は共沸混合溶剤であるため４４．６
℃の共沸点を有し、しかも引火性、発火性がない。なお
、このフラックスの溶剤はその揮発があっても各々の溶
剤の組成比が変わることがないのでフラックスの溶剤の
組成調整を特に行なうことがない。

このフラックスを図に示すタイプのスプレー式塗布装置
により塗布してプリント基板にリードレス電子素子チッ
プ部品を自動はんだ付けした結果でははんだ付は不良は
なく、はんだ付は後４０℃６０日間放置したプリント基
板の銅箔の腐食は目視できず、プリント基板上の絶縁膜
の絶縁性を絶縁抵抗計により測定した結果も特に変化な
かった。

上記のフラックスの溶剤は水分溶解度が０．２２重量％
（２４℃）であるので、これ以上の水分が外部から混入
すると水が上層に分離し溶剤中のエチルアルコールやフ
ラックス中の活性剤ジメチル塩酸塩がこの水層に抽出さ
れて活性剤の機能を失ったり、樹脂の溶解性を減少させ
その析出を生じさせる等のフラックスの特性劣化を招く
ので比較的密閉されたフラクサーからのスプレー式塗布
に適する。

実施例２ フェノール変性ロジン　　　　２０　ｇ安息香酸　　　
　　　　　　　　１ｇ ジメチルアミン塩酸塩　　　　０．３　ｇイソプロピル
アルコール　　　３５　ｇトリクロロトリフルオロエタ
ン６５　ｇこの実施例はイソプロピルアルコールにトリ
クロロトリフルオロエタンを混合した溶剤を使用したも
のである。

イソプロピルアルコールとトリクロロトリフルオロエタ
ンの混合比率による上記測定方法による引火点の測定結
果は次のとおりであり、トリクロロトリフルオロエタン
濃度が５５重量％以上では引火しないので、この実施例
の溶剤は沸騰するまでその引火はない。

なお、引火点はタグオープンカップ（タグ開放式）によ
り測定したもの。

この実施例のものを実施例１と同様のスプレー式塗布装
置により塗布してから自動はんだ付は装置ではんだ付け
した。この際イソプロピルアルコールに比ベトリクロロ
トリフルオロエタンの揮発性が高いので、フラックスを
使用していくにしたがって溶剤中のトリクロロトリフル
オロエタン濃度が小さくなるので、これを比重管理によ
り追跡し、トリクロロトリフルオロエタンを追加して溶
剤組成を一定にした。はんだ付は後の結果は実施例１と
同様にはんだ付は不良はなく、プリント基板の銅箔の腐
食、絶縁膜の絶縁性の劣化もなかった。

この実施例のフラックスの溶剤の水溶解度は、９．１重
量％（２４”Ｃ）であるため、フラックス中に多少の水
が混入しても実施例１のようにフラックスの特性劣化が
ない。そのためフラックスを密閉して使用する必要がな
く、フラックス中面が開放されたスプレーフラクサーに
収容されて使用されるのに適する。

実施例３ ０ジン　　　　　　　２０　　ｇ メチルアミン塩酸塩　０．３ｇ フレオンＴＭＳ　　　　　　１００　　ｇここでフレオ
ンＴＭＳ　（三井フロロケミカル■製品）はトリクロロ
トリフルオロエタン、メチルアルコール及び安定剤を重
量比で９４．０５：５．７：０．２５含む混合ン容剤で
ある。

この実施例の溶剤は上記王者の共沸混合物様組成物（共
沸点３９．７℃）であり、実施例１の場合と同様に引火
性はなく、爆発性もない、この溶剤組成物の水溶解度は
０．２７重量％（２４℃）と小さいので実施例１と同様
な問題があり、同様な用途に通ずる。

実施例４ フェノール変性ロジン　　　　２０　ｇ安息香酸　　　
　　　　　　　　１ｇ ジメチルアミン塩酸塩　　　　　０．３ｇイソプロピル
アルコール　　　４５　ｇトリクロロトリフルオロエタ
ン５５　ｇプチルフロソルブ　　　　　　　５ｇ この実施例は上記表中のイソプロピルアルコールとトリ
クロロトリフルオロエタンの混合物（引火点４８．９℃
）に溶剤の第３成分としてブチルセロソルブ（引火点６
１’Ｃ）を用いた例である。このようにフラックス中に
引火点の高い第３成分を添加して引火点を下げずにフラ
ックスの特性の改善（例えば活性剤の熔解性の向上やフ
ラックスへの水分混入による特性劣化の防止）を行うこ
とができる。

比較例１ ０ジン　　　　　　　　　２０　　ｇ ジメチルアミン塩酸塩　　０．５ｇ イソプロピルアルコール　１００ｇ この比軟例の溶剤のイソプロピルアルコールは引火点が
１４℃であり、室温でも引火することがある。また、爆
発範囲は２〜１２ｖｏ１％であり、イソプロピルアルコ
ールの空中濃度がこの範囲に入ると引火し、爆発を起こ
す危険がある。

発明の詳細 な説明したように、本発明によれば、フラックスの溶剤
にハロゲン化炭化水素溶剤を加えたので、これが自動は
んだ付は装置等で例えば霧状に噴霧されて使用されても
、その引火の危険や爆発の危険を防止できる。しかも、
従来のものに単にハロゲン化炭化水素溶剤を加えるだけ
でも製造できるから、極めて応用範囲が広く、その利用
価値を高めることができる。また、危険物としての特別
な注意をはらう必要がない。このようにして、作業安全
性、取扱性を向上し、その実用価値を高めることができ
る。

【図面の簡単な説明】

図はスプレー式フラクサーの使用状態の断面図である。 図中、１は回転筒体、２はフラックス槽、３はノズルを
設けた管である。 昭和６２年８月１３日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）フラックス槽に収容したフラックスに周面に多数
   の通孔を有する回転筒体を浸漬して各通孔に保持したフ
   ラックスをノズルから吹き出したガスにより霧化するス
   プレー式フラクサーに使用されるフラックスにおいて、
   樹脂成分３〜５０重量％、溶剤成分５０〜９７重量％を
   少なくとも含有し、かつ溶剤成分中にハロゲン化炭化水
   素溶剤を２０重量％以上含有することを特徴とするスプ
   レー式フラクサー用フラックス。