WO2007086433A1

WO2007086433A1 - 水分散型フラックス組成物、電子部品付き電子回路基板、およびそれらの製造方法

Info

Publication number: WO2007086433A1
Application number: PCT/JP2007/051097
Authority: WO
Inventors: Hitoshi Shimizu; Kiyoshi Okita; Naoki Sugama; Koji Hamashima; Yukihiko Morozumi; Takahiro Ohinata; Yamahiro Iwasa; Yoichi Oba
Original assignee: Toeikasei Co., Ltd.; Asahi Chemical Research Laboratory Co., Ltd.
Priority date: 2006-01-26
Filing date: 2007-01-24
Publication date: 2007-08-02
Also published as: CN101370615B; JPWO2007086433A1; CN101370615A; EP1995016A1; JP5148999B2; TW200808485A; TWI355310B

Abstract

　本発明の水分散型フラックス組成物は、カルボキシル基含有樹脂を含む固体微粒子、活性剤、分散剤、および水を含有し、全ての固体微粒子が、粒子径０．０３～２０μｍの範囲にあり、かつ粒子径０．０３～１０μｍの固体微粒子の割合が、全ての固体微粒子（１００質量％）中、９０質量％以上である。

Description

明細書

水分散型フラックス組成物、電子部品付き電子回路基板、およびそれらの製造方法

技術分野

[0001] 本発明は、電子部品等を電子回路基板にはんだ付けする際に用いる水分散型フラックス組成物、その製造方法、水分散型フラックス組成物力なるフラックス膜を有する電子部品付き電子回路基板、水分散型フラックス組成物を用いた電子部品付き電子回路基板の製造方法に関する。

本願は、 2006年 1月 26日に出願された特願 2006— 017350号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

背景技術

[0002] 電子部品等を、プリント配線板等の電子回路基板にはんだ付けする際には、はんだ付けを確実に行うために、フラックスが用いられる。また、フラックスは、はんだ付けの際の金属表面の酸ィヒ物除去、および金属表面の再酸ィヒを防止する役割も果たしている。

はんだ付けの方法としては、以下の方法等が挙げられる。

•電子部品等を搭載した電子回路基板にフラックスを発泡またはスプレーで塗布し、乾燥させてから、はんだ付け部分にはんだを接触させ、電子部品を電子回路基板にはんだ付けする方法。

•はんだ付け部分に刷毛またはディスペンサーでフラックスを塗布し、はんだ付け部分に糸はんだまたははんだプリホームを接触させながら、はんだコテまたはレーザーによって電子部品を電子回路基板にはんだ付けする方法。

[0003] そして、該はんだ付けの方法に用いられるフラックスには、以下の特性を含め、多くの特性が要求される。

'不濡れ (未はんだ）、ッララ、ブリッジ、はんだボール等のはんだ付け不良が発生しないこと。

•はんだ付け後のフラックス残渣ができるだけ少なぐ残っていてもベタつきがないこと。

'はんだ付けの後、高い電気絶縁性を有し、加湿状態で電圧がカゝかってもマイダレーシヨン等が発生しな、こと。

[0004] 従来の液状フラックスは、ベース榭脂、活性剤、およびそれらを均一に溶解させる有機溶剤から構成される。有機溶剤としては、イソプロピルアルコール (IPA)を主成分とするアルコール系有機溶剤が主に用いられている。フラックス中の有機溶剤の含有率は、通常 65〜98質量％であり、従来の液状フラックスにおいては、全体の質量の 2Z3以上が揮発性有機化合物 (VOC)である。

近年、地球環境の保護保全の観点から VOCの削減が要求されており、該要求は、フラックスにも及んできている。また、 IPAには、皮膚'粘膜への刺激性、麻酔性があり、また、 IPAは、労働安全衛生法施行令別表 1危険物（引火性のもの）、消防法上の第 4類アルコール類に該当する引火性液体である。そのため、 IPAは、取扱上および保管上さまざまな規制を受ける。

[0005] このような問題を解決するため、近年、 VOCの含有量を低減させた水系フラックスの開発が行われている。水系フラックスとしては、例えば、以下のフラックスが開示されている。

(1)酸価を有するロジンまたは変性ロジンにアンモニアまたはアミンを添カ卩して、水に可溶なロジンアンモ-ゥム塩またはアミン塩とし、これを水に溶解させた水系のはんだ付け用フラックス (特許文献 1)。

(2)高酸価のロジン変性榭脂を、アンモニア等の揮発性塩基性剤を含有する水に溶解させたフラックス (特許文献 2)。

(3)ロジンとロジンを鹼ィ匕するァミンと活性剤と水および少量の有機溶剤とを含む水系のはんだ付け用フラックスに、共有結合性有機ハロゲン化物とフッ素系界面活性剤とを添加したフラックス (特許文献 3)。

(4)ロジンを水に懸濁または乳濁させ、これに活性剤を加えてなる水分散型フラックス、または、ロジンに活性剤を添加して得た相溶混合物を水に懸濁または乳濁させてなる水分散型フラックス (特許文献 4)。

(5)ロジン系榭脂、ゴム系榭脂、アクリル系榭脂から選ばれた少なくとも 1種のラテツタスレジンを、水または水と親水性溶剤との混合物に分散させたフラックス (特許文献

5)。

[0006] (1)〜（3)のフラックスは、ロジンまたは変性ロジンを水に完全に溶解させるため、ァンモユア、ァミン等の揮発性塩基性ィ匕合物を多量に含有する必要がある。そのため、 IPA等の有機溶剤の含有量は減らせても、フラックス塗布の際およびはんだ付けの際における揮発性塩基性ィ匕合物の揮発は避けられず、アンモニア臭またはアミン臭がきつくなり、作業環境が悪化する。さらに、はんだ付け後の電子回路基板上に残存した塩基性ィ匕合物が、絶縁不良またはマイグレーションの発生原因となる場合がある

[0007] 一方、（4)および（5)のフラックスは、揮発性塩基性ィ匕合物を含有して、な、。しかし、（4)のフラックスは、懸濁状のロジンの粒径制御が一切なされていないこと、及び分散剤または安定剤の性能が不充分なため、フラックス中のロジンの凝集、分離、沈殿等が短期間で発生する (液安定性が悪い）という大きな問題を有している。同じぐ (5)のフラックスも、フラックス中のラテックスレジンの凝集、分離、沈殿等が短期間で発生する (液安定性が悪い)という大きな問題を有している。

特許文献 1：特開平 8— 132282号公報

特許文献 2：特開 2001— 300766号公報

特許文献 3：特開 2002— 120089号公報

特許文献 4：特開昭 49 - 51143号公報

特許文献 5：特開平 7— 299587号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0008] よって、本発明の目的は、揮発性有機溶剤および塩基性化合物を実質的に含まず、長期間にわたり液安定性に優れ、はんだ付け不良が発生しにくぐはんだ付け後の絶縁不良およびマイグレーションが発生しにくい水分散型フラックス組成物;該水分散型フラックス組成物を容易に製造できる製造方法；絶縁不良およびマイグレーションの発生が抑えられ、はんだ付け不良が格段に少なぐ残存するフラックス膜のベタつきもほとんどない電子部品付き電子回路基板;前記電子部品付き電子回路基板を得ることができ、製造の際に有機溶剤および塩基性ィ匕合物の揮発がほとんどない電子部品付き電子回路基板の製造方法;および、はんだ付けの際に有機溶剤および塩基性ィ匕合物の揮発がほとんどないはんだ付け方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0009] 本発明の水分散型フラックス組成物は、カルボキシル基含有榭脂を含む固体微粒子、活性剤、分散剤、および水を含有し、全ての固体微粒子が、粒子径 0. 03〜20 /z mの範囲にあり、かつ粒子径 0. 03〜10 /ζ πιの固体微粒子の割合力全ての固体微粒子（100質量％)中、 90質量％以上であることを特徴とする。

[0010] 分散剤は、下記 (a)〜 (f)に挙げられたィ匕合物のうちの少なくとも 1種であることが好ましい。

(a)ノ-オン系界面活性剤として、下記式（1)で表されるポリオキシアルキレン多環ァリールエーテル、脂肪酸アル力ノールアミド、ポリオキシアルキレンソルビタンアルキレート、ポリアルキレングリコール脂肪酸エステル、

(b)ァ-オン系界面活性剤として、リン酸エステル塩、硫酸エステル塩、

(c)カチオン系界面活性剤として四級アンモ-ゥム塩、

(d)高分子化合物として、ポリアクリル酸塩、ポリビュルピロリドン、ポリアクリルアミド

(e)層状粘土鉱物として、カオリナイト、ハロイサイト、モンモリロナイト、イライト、バーミキユライト、

(f)シリカ系化合物として、コロイダルシリカ。

[化 1]

R ¹ - 0 - (R² O) _n — H · · · (：!■ ) 。ただし、 R¹は、ベンゼン環を 2つ以上有するアルキルァリール基、またはアルキル基を有する多環芳香族基であり、 R²は、炭素数 2〜3のアルキレン基であり、 nは 2〜 40の整数である。

[0011] 本発明の水分散型フラックス組成物の製造方法は、固体状態のカルボキシル基含有榭脂および活性剤を、水および分散剤からなる媒体に加え、カルボキシル基含有榭脂を固体状態のまま微粒子化し、媒体中に分散させることを特徴とする。本発明の電子部品付き電子回路基板は、電子回路基板上に、本発明の水分散型フラックス組成物力なるフラックス膜およびはんだ付けされた電子部品を有することを特徴とする。

本発明の電子部品付き電子回路基板の製造方法は、本発明の水分散型フラックス組成物を電子回路基板に塗布した後、電子部品を電子回路基板にはんだ付けすることを特徴とする。

本発明のはんだ付け方法は、本発明の水分散型フラックス組成物を用いることを特徴とする。

発明の効果

[0012] 本発明の水分散型フラックス組成物は、揮発性有機溶剤および塩基性化合物を実質的に含まず、長期間にわたり液安定性に優れ、はんだ付け不良が発生しにくぐはんだ付け後の絶縁不良およびマイグレーションが発生しにくい。

本発明の水分散型フラックス組成物の製造方法によれば、揮発性有機溶剤および揮発性塩基性化合物を実質的に含まず、長期間にわたり液安定性に優れ、はんだ付け不良の発生しにくぐはんだ付け後の絶縁不良およびマイグレーションの発生が抑えられる水分散型フラックス組成物を、容易に製造できる。

[0013] 本発明の電子部品付き電子回路基板は、絶縁不良およびマイグレーションの発生が抑えられ、はんだ付け不良が格段に少なぐ残存するフラックス膜のベタつきもほとんどない。

本発明の電子部品付き電子回路基板の製造方法によれば、絶縁不良およびマイグレーシヨンの発生が抑えられ、はんだ付け不良が格段に少なぐ残存するフラックス膜のベタつきもほとんどない電子部品付き電子回路基板を得ることができ、製造の際に有機溶剤および塩基性ィ匕合物の揮発がほとんどない。

本発明のはんだ付け方法によれば、はんだ付けの際に有機溶剤および塩基性ィ匕合物の揮発がほとんどな、。

発明を実施するための最良の形態

[0014] <水分散型フラックス組成物 >

本発明の水分散型フラックス組成物は、固体微粒子、活性剤、分散剤、および水を含有する。

[0015] (固体微粒子）

固体微粒子は、カルボキシル基含有榭脂を主成分とする固体状の微粒子である。本発明の効果を損なわない範囲で、他の榭脂、各種添加剤等が含まれていてもよいカルボキシル基含有榭脂としては、カルボキシル基を有する榭脂であればよぐ例えば、ガムロジン、ウッドロジン、トールロジン、精製ロジン等のロジン類；重合ロジン、不均化ロジン、水添ロジン、フエノール変性ロジン、アクリル酸変性ロジン、フマル酸変性ロジン、マレイン酸変性ロジン等のロジン変性誘導体;スチレン 'マレイン酸榭脂、アクリル榭脂等の合成樹脂等が挙げられる。カルボキシル基含有榭脂としては、口ジン類、ロジン変性誘導体が特に好ましい。

[0016] カルボキシル基含有榭脂の酸価は、 50〜300mgKOHZg力 ^s好ましく、 70〜280 mgKOHZgがより好ましく、 100〜250mgKOH/gが特に好ましい。

カルボキシル基含有樹脂の軟化点は、 50〜200°Cが好ましぐ 60〜180°Cがより好ましぐ 70〜150°Cが特に好ましい。

カルボキシル基含有榭脂は、 1種を単独で用いてもよぐ 2種類以上を混合して用いてもよい。

カルボキシル基含有樹脂の含有量は、水分散型フラックス組成物（100質量％)中、 0. 5〜50質量％が好ましぐ 1〜40質量％がより好ましぐ 2〜30質量％が特に好ましい。

[0017] 本発明におヽては、カルボキシル基含有樹脂が固体状態のまま微粒子化され、水と分散剤とからなる媒体 (分散媒）中に均一に分散されていることに大きな特徴がある。すなわち、微粒子が固体、媒体が液体である、いわゆる「サスペンション」の状態であることが不可欠であり、微粒子および媒体の両方が液体である、いわゆる「ェマルシヨン」とは異なる。エマルシヨン状態では、フラックスに要求される各種特性 (電気特性、はんだ付け性、液安定性等)を満足できない。

[0018] フラックスに要求される各種特性を満足する水分散型フラックス組成物を得るためには、固体微粒子の粒子径のコントロールが極めて重要である。すなわち、全ての固体微粒子力 ^s、粒子径 0. 03〜20 /ζ πιの範囲にあり、力つ粒子径 0. 03〜10 /ζ πιの固体微粒子の割合が、全ての固体微粒子（100質量％)中、 90質量％以上である水分散型フラックス組成物が、各種特性を満足できる。粒子径 0. 03 m未満の固体微粒子を含む場合には、固体微粒子同士の再凝集が多発し、沈殿、分離等の不具合が生じるばかりか、フラックスに要求される各種特性を満足できない。粒子径 20 /z mを超える固体微粒子を含む場合には、液安定性が大幅に低下するばかりか、電子回路基板に塗布した際に塗布むら、厚塗り等が発生し、ベタつき、電気特性の低下等の不具合が生じる。

[0019] 本発明においては、全ての固体微粒子が、粒子径 0. 03〜： L0 μ mの固体微粒子であることが好ましぐ全ての固体微粒子が、粒子径 0. 03〜5 μ mの固体微粒子であることが特に好ましい。

固体微粒子の粒子径は、レーザー回折 Z散乱式粒度分布測定装置（日機装 MT - 3300EXII)を用い、下記測定条件にて測定する。

測定条件:水屈折率 = 1. 333

固体微粒子屈折率 = 1. 55

測定温度 =室温

[0020] (分散剤）

分散剤は、固体微粒子を長期間にわたり安定的に分散させ、フラックスに要求される特性を向上させる成分である。

分散剤としては、ノニオン系界面活性剤、ァニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、高分子化合物、層状粘土鉱物、シリカ系化合物等が挙げられる。

[0021] 分散剤としては、下記 (a)〜 (f)に挙げられた化合物のうちの少なくとも 1種が好ましい。

(a)ノ-オン系界面活性剤として、下記式（1)で表されるポリオキシアルキレン多環ァリールエーテル、脂肪酸アル力ノールアミド、ポリオキシアルキレンソルビタンアルキレート、ポリアルキレングリコール脂肪酸エステル。

[化 2]

R ¹ - 0 - (R² O) _n — H · · · ( 1 ) ただし、 R¹は、ベンゼン環を 2つ以上有するアルキルァリール基、またはアルキル基を有する多環芳香族基であり、 R²は、炭素数 2〜3のアルキレン基であり、 nは 2〜 40の整数である。

(b)ァ-オン系界面活性剤として、リン酸エステル塩、硫酸エステル塩。

(c)カチオン系界面活性剤として四級アンモ-ゥム塩。

(e)層状粘土鉱物として、カオリナイト、ハロイサイト、モンモリロナイト、イライト、バーミキユライト。

(f)シリカ系化合物として、コロイダルシリカ。

[0022] 分散剤としては、 (a)に挙げられたノ-オン系界面活性剤、すなわち、式（1)で表されるポリオキシアルキレン多環ァリールエーテル、脂肪族アル力ノールアミド、ポリオキシアルキレンソルビタンアルキレート、ポリアルキレングリコール脂肪酸エステルがより好ましぐ式（1)で表されるポリオキシアルキレン多環ァリールエーテルが特に好ましい。

[0023] 式（1)で表されるポリオキシアルキレン多環ァリールエーテルとしては、ポリオキシァルキレンモノ（またはジ、トリ）トリルフエ-ルエーテル、ポリオキシアルキレンモノ（またはジ、トリ）キシリルフエニルエーテル、ポリオキシアルキレンモノ（またはジ、トリ）スチリルフエニルエーテル、ポリオキシアルキレンモノ（またはジ、トリ）トリルアルキルフエ二ルエーテル、ポリオキシアルキレンモノ（またはジ、トリ）キシリルアルキルフエニルエーテル、ポリオキシアルキレンモノ（またはジ、トリ）スチリルアルキルフエニルエーテル、ポリオキシアルキレンモノ（またはジ、トリ）ナフチルフエニルエーテル、ポリオキシアルキレンモノ（またはジ、トリ）ナフチルアルキルフエニルエーテル、ポリオキシアルキレンモノ（またはジ、トリ）（フエ-ルアルキル）置換フエ-ルエーテル、ポリオキシアルキレンモノ（またはジ、トリ）（フエ-ルアルキル）置換トリルエーテル、ポリオキシアルキレンモノ (またはジ、トリ）（フエ-ルアルキル)置換キシリルエーテル等が挙げられる。式（1)で表されるポリオキシアルキレン多環ァリールエーテルとしては、 HLB (親水性親油性バランス） = 14〜18のものが特に好ましい。 [0024] 脂肪酸アル力ノールアミドとしては、ラウリン酸モノ（またはジ)エタノールアミド、ォレイン酸モノ（またはジ）エタノールアミド、ヤシ油脂肪酸モノ（またはジ)エタノールアミド、ミリスチン酸モノ（またはジ)エタノールアミド、ステアリン酸モノ（またはジ)エタノールアミド等が挙げられる。

ポリオキシアルキレンソルビタンアルキレートとしては、ポリオキシエチレンソルビタンモノ (またはジ、トリ）ラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノ（またはジ、トリ）ステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノ（またはジ、トリ）ォレエート等が挙げられるポリアルキレングリコール脂肪酸エステルとしては、ポリオキシエチレンモノラウレート、ポリオキシエチレンモノステアレート、ポリオキシエチレンモノォレエート等が挙げられる。

[0025] リン酸エステル塩としては、アルキルフエノールエーテル燐酸エステル塩、アルキルエーテル燐酸エステル塩等が挙げられる。

硫酸エステル塩としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレン多環フエ-ルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩等が挙げられる。

四級アンモニゥム塩としては、塩化アルキルべンジルアンモニゥム塩、塩化ステアリルトリメチルアンモ-ゥム、アルキルアンモ-ゥムハイド口オキサイド等が挙げられる。

[0026] 分散剤は、 1種を単独で用いてもよぐ 2種類以上を組み合わせて用いてもよい。

分散剤の添加量は、固体微粒子 100質量部に対して、 1〜40質量部が好ましぐ 3 〜35質量部がより好ましぐ 5〜30質量部が特に好ましい。

[0027] (活性剤）

活性剤としては、公知のフラックスに用いられる活性剤が挙げられ、例えば、有機酸、ァミンのハロゲンィ匕水素酸塩、有機酸とァミンとの複塩、有機ハロゲン系化合物、リン酸アルキルエステル類等が挙げられる。活性剤としては、有機酸、ァミンのハロゲン化水素酸塩が好ましい。

有機酸としては、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酒石酸、クェン酸、リンゴ酸、グリコール酸、ダルコン酸、マロン酸、コノヽク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、ァゼライン酸、セバシン酸、ピコリン酸が挙げられる。

[0028] ァミンのハロゲン化水素酸塩としては、ァミンの塩化水素酸塩、臭化水素酸塩、フッ化水素酸塩が挙げられる。前記ァミンとしては、モノメチルァミン、ジメチルァミン、トリメチルァミン、モノェチルァミン、ジェチルァミン、トリエチルァミン、 n—プロピルアミン、イソプロピルァミン、 n—ブチルァミン、 sec ブチルァミン、 tert—ブチルァミン、ジイソブチルァミン、 n—ォクチルァミン、シクロへキシルァミン、ピリジン等が挙げられる

[0029] 有機酸とァミンとの複塩としては、上述の有機酸とァミンとの複塩が挙げられる。

有機ハロゲン系化合物としては、モノクロル酢酸、ジクロロ酢酸、ブロモエタノール、ブロモプロパノーノレ、ブロモブタノ一ノレ、ブロモプロパンジォーノレ、ジブロモエタノーノレ、ジブロモプロパノーノレ、ジブロモブタノ一ノレ、ジブロモプロパンジォーノレ、ジブ口モブテンジオール、ブロモ酢酸ェチル、ブロモコハク酸、ジブロモコハク酸等が挙げられる。

リン酸アルキルエステル類としては、ジイソデシルホスフェート、 2—ェチルへキシル 2—ェチルへキシルホスホネート、 2—ェチルへキシルアシッドホスフェート、イソデシルホスフェート、ラウリルホスフェート、トリデシルホスフェート、ステアリルホスフエ一ト、ォレイルアシッドホスフェート、ビス（2—ェチルへキシル）ホスフェート等が挙げられる。

活性剤の含有量は、水分散型フラックス組成物（100質量％)中、 0. 05〜10質量 %が好ましぐ 0. 1〜5質量％がより好ましぐ 0. 2〜3質量％が特に好ましい。

[0030] (水）

水としては、フラックスに要求される各種特性 (電気特性、はんだ付け性、液安定性等）に影響を与えるものでなければよぐイオン交換水、蒸留水、超純水、 RO水、水道水等が挙げられる。

水の含有量は、固体微粒子、分散剤、活性剤、後述の他の成分を除いた残部である。

[0031] (他の成分）

本発明の水分散型フラックス組成物には、公知のフラックスに用いられる、他の活性剤、ッララ防止剤、艷消し剤、難燃剤、酸化防止剤、消泡剤、防かび剤、チクソトロピー性付与剤、蒸発速度制御剤等の他の添加剤を添加してもよ、。

また、本発明の水分散型フラックス組成物には、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、有機溶剤を適宜添加してもよい。有機溶剤としては、アルコール類、グリコール類、グリコールエーテル類、エステル類、アミド類、ケトン類、エーテル類、炭化水素類等が挙げられる。

[0032] 以上説明した本発明の水分散型フラックス組成物にあっては、全ての固体微粒子力 S、粒子径 0. 03〜20 /ζ πιの範囲にあり、力つ粒子径 0. 03〜10 /ζ πιの固体微粒子の割合が、全ての固体微粒子（100質量％)中、 90質量％以上であるため、長期間にわたり液安定性に優れ、はんだ付け不良が発生しにくぐはんだ付け後の絶縁不良およびマイグレーションが発生しにくい。また、カルボキシル基含有樹脂が固体状態のまま微粒子化され、水と分散剤とからなる媒体中に均一に分散するため、揮発性有機溶剤および塩基性化合物を添加する必要がない。

[0033] また、揮発性有機溶剤および塩基性化合物を実質的に含まないことから、以下の禾 IJ点がある。

•地球環境および人体への悪影響が格段に小さぐかつ引火の危険性がなぐフラックス塗布装置、はんだ付け装置の非防爆ィ匕が可能となり、さらに運搬、保管等が容易となる。また、有機溶剤の揮発によるフラックス組成の変化がほとんどなぐ組成安定性に優れる。

•はんだ付けの際にアンモニア、ァミン等の塩基性化合物に由来する悪臭がなく人体への影響が格段に小さい。

•塩基性化合物に由来するはんだ付け後の絶縁不良およびマイグレーションの発生が抑えられる。

[0034] <水分散型フラックス組成物の製造方法 >

本発明の水分散型フラックス組成物の製造方法は、溶融状態または溶液状態ではなぐ固体状態のカルボキシル基含有榭脂および活性剤を、水および分散剤からなる媒体に加え、カルボキシル基含有榭脂を固体状態のまま微粒子化し、媒体中に分散させる方法である。 [0035] 具体的な水分散型フラックス組成物の製造方法としては、以下の方法等が挙げられる。

(i)固体状態のカルボキシル基含有榭脂を、水および分散剤からなる媒体に加え、ミル、ナノマイザ一、高速ミキサー、ホモジナイザー、超音波装置等の手段によりカルボキシル基含有榭脂を固体状態のまま微粒子化し、媒体中に均一に分散させる方法。

(ii)固体状態のカルボキシル基含有榭脂をあらかじめミル等により微粒子化した後、該固体微粒子を媒体に分散させる方法。

固体微粒子の安定性、フラックスに要求される各種特性の点から、（i)の方法が好ましい。

[0036] 活性剤を添加する方法としては、以下の方法等が挙げられる。

(iii)媒体に分散させる前に、あらかじめカルボキシル基含有樹脂と活性剤とを混練する方法。

(iv)カルボキシル基含有榭脂を微粒子化し、媒体に均一分散させた後、該分散液に添加する方法。

カルボキシル基含有樹脂と活性剤との混合状態の点から、 (iii)の方法が好まヽ。

[0037] カルボキシル基含有樹脂と活性剤とをあらかじめ混練する方法としては、以下の方法等が挙げられる。

(V)カルボキシル基含有樹脂と活性剤とを融点以上まで加温し、溶融混練する方法。

(vi)カルボキシル基含有樹脂と活性剤とをあらかじめ溶剤に溶解させた後、溶剤を減圧留去する、または溶剤をスプレードライヤーで除去する方法。

(vii)カルボキシル基含有樹脂と活性剤とを、ミル、加圧押出機、 2軸型混練機等でメカニカル的に混練する方法。

カルボキシル基含有樹脂と活性剤との混合状態の点から、（V)の方法が好まヽ。

[0038] 以上説明した本発明の水分散型フラックス組成物の製造方法にあっては、固体状態のカルボキシル基含有榭脂および活性剤を、水および分散剤からなる媒体に加え、カルボキシル基含有榭脂を固体状態のまま微粒子化し、媒体中に分散させるため、高温高圧を必要とせず、比較的簡便な装置により製造できる。よって、本発明の水分散型フラックス組成物を容易に製造できる。

[0039] <電子部品付き電子回路基板 >

本発明の電子部品付き電子回路基板は、電子回路基板上に、本発明の水分散型フラックス組成物力なるフラックス膜およびはんだ付けされた電子部品を有するものである。

該電子部品付き電子回路基板は、本発明の水分散型フラックス組成物を電子回路基板に塗布した後、電子部品を電子回路基板にはんだ付けすることにより製造される。

[0040] はんだ付けの方法としては、以下の方法等が挙げられる。

•電子部品を搭載した電子回路基板に水分散型フラックス組成物を塗布し、乾燥させてから、はんだ付け部分にはんだを接触させる方法。

•はんだ付け部分に刷毛またはディスペンサーで水分散型フラックス組成物を塗布し、はんだ付け部分に糸はんだまたははんだプリホームを接触させる方法。

[0041] 水分散型フラックス組成物を電子回路基板に塗布する方法としては、発泡法、スプレー法、刷毛塗り法、ロールコーティング法等が挙げられる。

水分散型フラックス組成物を乾燥させる方法としては、フラックス膜が電子回路基板上に形成されればよぐ常温で放置する方法、加温して乾燥させる方法等が挙げられる。

はんだを接触させる方法としては、噴流はんだ付け法；リフローはんだ付け法；糸はんだまたははんだプリホームをはんだ付け部分に接触させながら、はんだコテまたはレーザーによってはんだ付けする方法等が挙げられる。

[0042] フラックス膜は、電子回路基板上に残存するが、フラックス膜は絶縁性を全く損なわないため、洗浄により除去する必要はない。また、銅張り積層板力エッチングにより回路配線パターンを形成した後、本発明の水分散型フラックス組成物を塗布することにより形成されたフラックス膜は、はんだ付け作業までの間、銅の回路配線の酸化を抑制する保護膜として機能する。

[0043] 以上説明した本発明の電子部品付き電子回路基板にあっては、電子回路基板上に、本発明の水分散型フラックス組成物力なるフラックス膜およびはんだ付けされた電子部品を有するため、絶縁不良およびマイグレーションの発生が抑えられ、はんだ付け不良が格段に少なぐ残存するフラックス膜のベタつきもほとんどない。

[0044] また、以上説明した本発明の電子部品付き電子回路基板の製造方法にあっては、本発明の水分散型フラックス組成物を用いているため、絶縁不良およびマイグレーシヨンの発生が抑えられ、はんだ付け不良が格段に少なぐ残存するフラックス膜のベタっきもほとんどない電子部品付き電子回路基板を得ることができ、製造の際に有機溶剤および塩基性ィ匕合物の揮発がほとんどない。

[0045] また、揮発性有機溶剤および塩基性化合物を実質的に含まない水分散型フラックス組成物を用いているため、以下の利点がある。

•引火の危険性がなぐフラックス塗布装置、はんだ付け装置の非防爆ィ匕が可能となる。

[0046] なお、本発明の水分散型フラックス組成物は、電子回路基板と電子部品とのはんだ付け用に限定はされず、電子回路基板と導線とのはんだ付け、コネクタと導線とのはんだ付け、導線同士のはんだ付け、各種金属部品同士の接合等、各種はんだ付けに用いることができる。

実施例

[0047] 以下に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する力本発明はこれらの例によつて限定されない。

各種測定、評価は以下のように行った。

[0048] (固体微粒子の粒子径）

フラックス中の固体微粒子の粒子径を、レーザー回折 Z散乱式粒度分布測定装置 (日機装 MT— 3300EXII)を用い、下記測定条件にて測定し、全ての固体微粒子の粒子径の範囲および粒子径 0. 03〜： LO μ mの固体微粒子の割合を求めた。測定条件:水屈折率 = 1. 333

固体微粒子屈折率 = 1. 55

測定温度 =室温

[0049] (はんだ付け不良および臭気）

フラックスを 0. lml/ 16cm²の割合で実装基板（はんだ付け箇所 = 200点）に塗布し、噴流式自動はんだ付け装置を用い、下記条件にてはんだ付けを行った。未はんだ（はんだ不濡れ）、ッララ、ブリッジ、はんだボール、ブローボール等のはんだ付け不良が発生した箇所の数を数えた。また、はんだ付けの際の臭気の有無を確認した。

はんだ付け条件:コンベア速度 =0. 64mZ分

プレヒート温度 = 105〜115°C

はんだ付け温度 = 250°C

[0050] (絶縁抵抗）

フラックスの絶縁抵抗試験を、 JIS Z3197〖こ準拠し、 2形くし形電極を用いて行つた。

(はんだ広がり率）

フラックスのはんだ広がり率を、 JIS Z3197に準拠して評価した。具体的には、酸洗浄した 30mm角の銅板の中央に、はんだ粒（Sn—3. OAg— 0. 5Cu) 0. 3gを置き、これにフラックス 0. 05mlを滴下した後、 100°Cで、 5分間乾燥し、 255°C設定のソルダーノスにてはんだを溶融した後、 30秒間放置した。

[0051] (液安定性）

フラックス 500mlをガラス容器に入れて密栓した後、 25°Cの恒温槽中に 90日間保管し、フラックス成分の沈殿、凝集、分離等が発生するまでの日数を調べた。

(引火点）

フラックスの引火点を、タグ密閉式測定器およびクリーブランド開放式測定器にて測定した。

[0052] 実施例で用いた各成分は、以下の通りである。

(カルボキシル基含有榭脂）精製ロジン:荒川化学工業社製、白菊ロジン、酸価 = 200mgKOH/g、軟化点 = 120。C。

酸変性ロジン:荒川化学工業社製、 KE— 604、酸価 = 240mgKOHZg、軟化点 = 120。C。

アクリル酸榭脂：三菱レイヨン社製、ダイヤナール。

[0053] (分散剤）

分散剤 A：ポリオキシエチレンェチルナフチルエーテル、日本乳化剤社製、ニューコール、 HLB= 14. 6。

分散剤 B：ポリオキシエチレンスチリルメチルフエニルエーテル、日本乳化剤社製、ニューコール、 HLB= 16. 6。

分散剤 C：ポリオキシエチレンメチルビス（フエ-ルェチル）フエ-ルエーテル、日本乳化剤社製、ニューコール、 HLB= 16. 6。

分散剤 D :ポリオキシエチレンソルビタンラウレート、日本乳ィ匕剤社製、ニューコール分散剤 E：ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、日本乳化剤社製

-二ュ' ~~コ¹ ~~ノレ o

分散剤 F:ポリビュルピロリドン、 BASF社製、 Sokalan₀

分散剤 G :モンモリロナイト、ホージユン社製、ベンゲル。

分散剤 H :コロイダルシリカ、日本ァエロジル社製、ァエロジル。

分散剤 I：ポリオキシエチレンアルキルフエノール、日本乳ィ匕剤社製、ニューコール。分散前:ポリオキシエチレンラウリルエーテル、第一工業製薬社製、ノィゲン YX50 0₀

[0054] 実施例 1

カルボキシル基含有榭脂として精製ロジン 400g、活性剤としてアジピン酸 20gおよびジェチルァミン臭化水素塩 32g、艷消し剤 (ステアリン酸) 40gを SUS製撹拌釜に入れ、 150°Cで 5分間溶融混練し、混合物を得た。該混合物を冷却し、固体状態となつたものを粉砕機にて粗粉砕した。該粗粉砕物、および分散剤 A40gを純水 3468g に入れ、撹拌機で 5分間予備分散した後、ジルコユアビーズミル (ビーズ粒径 0. 3m m)で 2時間処理し、乳白色の均一な水分散型フラックス組成物を得た。該水分散型フラックス組成物について、上述の各種測定、評価を行った。結果を表 1に示す。

[0055] 実施例 2〜18

表 1〜2に示す成分、配合量に変更した以外は、実施例 1と同様にして水分散型フラックス組成物を得た。該水分散型フラックス組成物について、上述の各種測定、評価を行った。結果を表 1〜2に示す。

[0056] 比較例 1

95°Cに加温した 2質量％ポリビニルアルコール水溶液 200gを乳化機で撹拌しながら、 120°Cに加温溶融した精製ロジン 50gを注加し、さらに撹拌を続け、ロジン懸濁液を得た。該ロジン懸濁液に、シユウ酸アンモ-ゥム 2質量％およびフッ素系界面活性剤（パーフルォロアルキルポリオキシエチレンエタノール） 0. 01質量⁰ /₀を添加し、懸濁状のフラックスを得た。該フラックスについて、上述の各種測定、評価を行った。結果を表 3に示す。

[0057] 比較例 2〜4

表 3に示す成分、配合量に変更した以外は、実施例 1と同様にしてフラックスを得た

。該フラックスについて、上述の各種測定、評価を行った。結果を表 3に示す。

[0058] 比較例 5

表 3に示す成分、配合量にて、ジルコユアビーズミルでの処理時間を 20分間とし、その他は実施例 1と同様にしてフラックスを得た。該フラックスについて、上述の各種測定、評価を行った。結果を表 3に示す。

[0059] 比較例 6〜8

表 3に示す成分を撹拌混合し、溶液状フラックスを得た。該フラックスについて、上述の各種測定、評価を行った。結果を表 3に示す。

[0060] [表 1]

^

s 〔〕¾0062 [0063] 実施例 1〜 18の水分散型フラックス組成物は、長期間にわたり固体微粒子の凝集、沈殿等が発生せず、かつはんだ付け性および電気特性が従来のフラックスに比べ大変に優れ、かつ臭気の発生がなく引火点も観測されな力つた。

[0064] 一方、比較例 1〜4に示すように、全ての固体微粒子が粒子径 0. 03〜20 μ mの範囲にない場合には、短期間で固体微粒子の凝集、沈殿等が発生し、また、はんだ付け性および電気特性に劣っていた。また、比較例 5に示すように、粒子径 0. 03〜10 mの固体微粒子の割合が全ての固体微粒子中、 90質量％未満の場合にも、はんだ付け性、電気特性、液安定性が不十分であった。また、比較例 6は、 IPAを用いた従来のフラックスであり、はんだ付けの際に臭気の発生があり、かつ引火点が低いものであった。比較例 7〜8では、アンモニアゃァミンを用いているため、はんだ付け時の際に強、臭気の発生があり、かつはんだ付け性および電気特性も不充分であった産業上の利用可能性

[0065] 本発明の水分散型フラックス組成物は、 VOCの削減の要求に応えるものであり、塩基性化合物に由来する問題点もな、ことから、電子回路基板と電子部品とのはんだ付けに用いるフラックスとして好適である。

Claims

請求の範囲

[1] カルボキシル基含有榭脂を含む固体微粒子、活性剤、分散剤、および水を含有し全ての固体微粒子が、粒子径 0. 03〜20 μ mの範囲にあり、かつ

粒子径 0. 03〜10 /ζ πιの固体微粒子の割合力全ての固体微粒子（100質量％) 中、 90質量％以上である、水分散型フラックス組成物。

[2] 分散剤が、下記 (a)〜(f)に挙げられたィ匕合物のうちの少なくとも 1種である、請求項 1記載の水分散型フラックス組成物。

(c)カチオン系界面活性剤として四級アンモ-ゥム塩、

(f)シリカ系化合物として、コロイダルシリカ。

[化 1]

R¹ - 0 - ( R² O) _n - H · · · ( 1 )

ただし、 R¹は、ベンゼン環を 2つ以上有するアルキルァリール基、またはアルキル基を有する多環芳香族基であり、 R²は、炭素数 2〜3のアルキレン基であり、 nは 2〜 40の整数である。

[3] カルボキシル基含有榭脂を含む固体微粒子、活性剤、分散剤、および水を含有し、全ての固体微粒子が、粒子径 0. 03〜20 mの範囲にあり、かつ粒子径 0. 03〜1 O /z mの固体微粒子の割合力全ての固体微粒子（100質量％)中、 90質量％以上である水分散型フラックス糸且成物を製造する方法であって、

固体状態のカルボキシル基含有榭脂および活性剤を、水および分散剤からなる媒体に加え、カルボキシル基含有榭脂を固体状態のまま微粒子化し、媒体中に分散させる、水分散型フラックス組成物の製造方法。

[4] 電子回路基板上に、請求項 1または 2に記載の水分散型フラックス組成物力もなるフラックス膜およびはんだ付けされた電子部品を有する、電子部品付き電子回路基板。

[5] 請求項 1または 2に記載の水分散型フラックス組成物を電子回路基板に塗布した後、電子部品を電子回路基板にはんだ付けする、電子部品付き電子回路基板の製造方法。

[6] 請求項 1または 2に記載の水分散型フラックス組成物を用いる、はんだ付け方法。