JP2641068B2 - Pre-flux - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔従来の技術〕 本発明はプリント基板の銅箔部を保護するプリフラッ
クス、特に水溶性のプリフラックスに関する。Description of the Related Art [0001] The present invention relates to a preflux for protecting a copper foil portion of a printed circuit board, particularly to a water-soluble preflux.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

プリント基板は絶縁基板上に銅箔を張り合わせたもの
であるが、銅箔は長期間、放置しておくと空気中の酸素
と結び付いて表面に酸化物を生成してしまう。また作業
者が銅箔に触ったり落としたりすると表面に油や汚れ等
が付着してしまう。このように銅箔表面が酸化したり、
汚れると、はんだ付けの時にはんだが完全に付着せずは
んだ付け不良の原因となるものである。The printed circuit board is obtained by laminating a copper foil on an insulating substrate. If the copper foil is left for a long period of time, the copper foil combines with oxygen in the air to form an oxide on the surface. In addition, when an operator touches or drops the copper foil, oil, dirt, and the like adhere to the surface. In this way, the copper foil surface is oxidized,
If soiled, the solder does not completely adhere at the time of soldering and causes soldering failure.

従来よりプリント基板の銅箔部の酸化や汚れを防ぐた
めプリント基板表面をフラックスで被覆しておくことが
なされていた。このフラックスをプリフラックスとい
う。従来のプリフラックスは松脂をアルコールのような
溶剤で液状にし、これをプリント基板に塗布後、溶剤を
乾燥させてプリント基板表面に松脂の薄い層を形成させ
ることにより銅箔を空気から遮断し、油や汚れの付着を
防止するようにしていた。Conventionally, the surface of a printed circuit board has been coated with a flux in order to prevent oxidation and contamination of the copper foil portion of the printed circuit board. This flux is called pre-flux. The conventional pre-flux made rosin liquid with a solvent such as alcohol, applied it to a printed circuit board, dried the solvent, and formed a thin layer of rosin on the printed circuit board surface to shield the copper foil from the air. Oil and dirt were prevented from adhering.

プリフラックスを塗布したプリント基板を溶融はんだ
に接着させてはんだ付けする場合、プリフラックスだけ
では、はんだ付けに必要とするフラックス量としては足
りず、またプリフラックス自体はあまり強い活性がない
ため、プリフラックスの上にさらにはんだ付け用のフラ
ックス（ポストフラックス）を塗布してはんだ付けを行
わなければなかった。松脂系のプリフラックスを使用し
た場合、ポストフラックスとしては当然プリフラックス
と同様の樹脂を主成分としたものとなる。When pre-flux-coated printed circuit boards are bonded to molten solder for soldering, pre-flux alone is not sufficient for the amount of flux required for soldering, and pre-flux itself does not have very strong activity. A soldering flux (post-flux) must be further applied on the flux to perform soldering. When a rosin-based pre-flux is used, the post-flux is, of course, a resin mainly composed of the same resin as the pre-flux.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

松脂系のプリフラックスが塗布されたプリント基板を
はんだ付け後にフラックス残渣の洗浄をする場合は、松
脂をよく溶解するフッ素系、或いは塩素系の有機溶剤を
用いていた。しかしながら、これらの有機溶剤は地球を
取り巻くオゾン層を破壊し、太陽からの紫外線を多量に
地球に到達させて人間に対して皮膚ガンを発生させた
り、或いは地下に滲透し飲料水となる地下水を汚染させ
る等の問題がある。それ故、近時これらの有機溶剤の使
用が規制されてきており、斯業界さらは有機溶剤を使用
しないでフラックス残渣が洗浄できるプリフラックス、
即ち水や温水で洗浄できるプリフラックスの出現が熱望
されていたものである。When a flux residue is cleaned after soldering a printed circuit board coated with a rosin-based preflux, a fluorine-based or chlorine-based organic solvent that dissolves rosin well is used. However, these organic solvents destroy the ozone layer surrounding the earth, causing a large amount of ultraviolet rays from the sun to reach the earth, causing skin cancer to humans, or infiltrating underground into groundwater that becomes drinking water. There are problems such as contamination. Therefore, the use of these organic solvents has recently been regulated, and the pre-flux in which the flux residue can be washed without using an organic solvent in the industry.
That is, the appearance of a preflux that can be washed with water or hot water has been eagerly desired.

本発明は従来プリフラックスとしては全く考えられな
かった水溶性のプリフラックスを提供することにある。An object of the present invention is to provide a water-soluble preflux which has never been considered as a preflux.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明者らは、トリス−（２、３−エポキシプロピ
ル）−イソシアヌレートとカルボキシル基含有化合物と
の反応生成物がプリント基板の銅箔表面保護に効果があ
り、水溶性ポストフラックスとの相溶性も良港で、はん
だ付け後、フラックス残渣が水洗浄にて除去可能である
ことを見い出し、本発明を完成させた。The present inventors have found that a reaction product of tris- (2,3-epoxypropyl) -isocyanurate and a carboxyl group-containing compound is effective for protecting the copper foil surface of a printed circuit board, and is compatible with a water-soluble post flux. We found that after soldering, flux residue could be removed by washing with water, and completed the present invention.

本発明は炭素数が８以下のモノカルボン酸、ポリカル
ボン酸およびヒドロキシカルボン酸からなる群から選ば
れた１種または２種以上のカルボキシル基含有化合物と
トリス−（２、３−エポキシプロピル）−イソシアヌレ
ートとの反応生成物である樹脂状物質を含有するプリフ
ラックスである。The present invention relates to tris- (2,3-epoxypropyl)-and one or more compounds having a carboxyl group selected from the group consisting of monocarboxylic acids, polycarboxylic acids and hydroxycarboxylic acids having 8 or less carbon atoms. It is a preflux containing a resinous substance that is a reaction product with isocyanurate.

水溶性のプリフラックスとして具備すべき条件は次の
通りである。The conditions to be provided as a water-soluble preflux are as follows.

（１）ポストフラックスとの相溶性が良好であること。(1) Good compatibility with post flux.

（２）プリフラックス成分として用いる樹脂状物質が水
溶性であること。(2) The resinous substance used as the pre-flux component is water-soluble.

（３）はんだ付け後、ポストフラックスとともに水にて
洗浄除去可能であること。(3) After soldering, it can be washed and removed with water together with post flux.

（４）プリント基板に塗布してから乾燥させる際、乾燥
を良くするために用いる有機溶剤にも溶解する両親媒性
があること。(4) When applied to a printed circuit board and then dried, it must have an amphipathic property to be dissolved in an organic solvent used for improving drying.

上記条件を満足する樹脂状物質としては （ａ）炭素数が８以下のモノカルボン酸 （ｂ）同じく炭素数が８以下のヒドロキシカルン基を有
するヒドロキシカルボン酸および （ｃ）同じく炭素数が８以下で分子内に２個以上のカル
ボキシル基を有するポリカルボン酸、の中から選ばれた
１種または２種以上のカルボキシル基含有化合物とトリ
ス−（２、３−エポキシプロピル）−イソシアヌレート
とを反応させることによって得られるものが望ましい。The resinous materials satisfying the above conditions include (a) a monocarboxylic acid having 8 or less carbon atoms, (b) a hydroxycarboxylic acid having a hydroxycarne group also having 8 or less carbon atoms, and (c) a hydroxycarboxylic acid having 8 or less carbon atoms. Reacting one or more carboxyl group-containing compounds selected from polycarboxylic acids having two or more carboxyl groups in the molecule with tris- (2,3-epoxypropyl) -isocyanurate What is obtained by making it desirable is desirable.

すなわち、ヒドロキシカルボン酸（ｂ）のごとくヒド
ロキシル基を有するものはもちろんのこと、モノあるい
はポリカルボン酸（ａ）および（ｃ）のごとく、ヒドロ
キシル基を有しないものでもトリス−（２、３−エポキ
シプロピル）−イソシアヌレートの有するエポキシ基と
の付加反応によって、エステル基とヒドロキシル基を生
じる反応生成物は、このヒドロキシル基が水溶性を生成
物に付与する。That is, tris- (2,3-epoxy) as well as mono- or polycarboxylic acids (a) and (c) having no hydroxyl group as well as those having a hydroxyl group such as hydroxycarboxylic acid (b). In a reaction product that generates an ester group and a hydroxyl group by an addition reaction with an epoxy group of propyl) -isocyanurate, the hydroxyl group imparts water solubility to the product.

また、これらカルボキシル基含有化合物の有するアル
キシル基が溶剤溶解性を付与する。ところで、炭素数が
８を超えるカルボキシル基含有化合物を使用すると溶剤
に対する溶解性は良いが、水溶性が極度に低下するた
め、本発明においては炭素数８以下に制限する。The alkyl group of these carboxyl group-containing compounds imparts solvent solubility. By the way, when a carboxyl group-containing compound having more than 8 carbon atoms is used, the solubility in a solvent is good, but the water solubility is extremely reduced. Therefore, in the present invention, the number of carbon atoms is limited to 8 or less.

このようなモノカルボン酸（ａ）の具体例としてはギ
酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、吉草酸、イ
ソ吉草酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸等があ
げられる。Specific examples of such a monocarboxylic acid (a) include formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, isobutyric acid, valeric acid, isovaleric acid, caproic acid, enanthic acid, caprylic acid and the like.

また、ヒドロキシカルボン酸（ｂ）の具体例として
は、グリコール酸乳酸、ヒドロキシ酸、ヒドロキシ吉草
酸等があげられる。Specific examples of the hydroxycarboxylic acid (b) include lactic acid glycolate, hydroxy acid, hydroxy valeric acid and the like.

更に、ポリカルボン酸（ｃ）の具体例としては、修
酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピ
メリン酸、スベリン酸等があげられる。Further, specific examples of the polycarboxylic acid (c) include oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid and the like.

また、ヒドロキシカルボン酸（ｂ）であり、ポルカル
ボン酸（ｃ）である具体例としては、リンゴ酸、クエン
酸、酒石酸、ヒドロキシマロン酸等があげられる。Specific examples of the hydroxycarboxylic acid (b) and the carboxylic acid (c) include malic acid, citric acid, tartaric acid, and hydroxymalonic acid.

しかし、本発明において使用するカルボン酸は特にそ
れらのみに制限されるものではなく、本発明の目的、効
果を発揮するものであれば、前記のカルボン酸（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）のいずれのカルボキシル基含有化合物で
あっても使用してよい。However, the carboxylic acid used in the present invention is not particularly limited thereto, and the carboxylic acid (a), if it exhibits the object and effects of the present invention,
Any of the carboxyl group-containing compounds (b) and (c) may be used.

このようなカルボン酸は、下記一般式で示されるトリ
ス−（２、３−エポキシプロピル）−イソシアヌレート
と反応させ、樹脂状物質を得る。Such a carboxylic acid is reacted with tris- (2,3-epoxypropyl) -isocyanurate represented by the following general formula to obtain a resinous substance.

この化合物および前記カルボン酸（便宜上RCOOHと表
す）との反応性成物は次のような一般式で表示すること
ができる。 The reactive product of this compound and the carboxylic acid (represented for convenience as RCOOH) can be represented by the following general formula.

式中、X1およびX2のうちどちらか一方はカルボン酸残
基（RCOO−）であり、他方はOH基であり、Y1およびY2の
うちどちらか一方はカルボン酸残基（RCOO−）であり、
他方はOH基であり、更にZ1およびZ2のうちどちらか一方
はカルボン酸残基（RCOO−）であり、他方はOH基である
イソシアヌレート誘導体であり、反応生成物はこれらの
混合物より成ると推察される。 In the formula, one of X1 and X2 is a carboxylic acid residue (RCOO-), the other is an OH group, and one of Y1 and Y2 is a carboxylic acid residue (RCOO-);
The other is an OH group, and one of Z1 and Z2 is a carboxylic acid residue (RCOO-), and the other is an isocyanurate derivative that is an OH group. Inferred.

なお、ポリカルボン酸を使用する場合、ある程度オリ
ゴマー化した成分も存在するものと考えられる。In the case where a polycarboxylic acid is used, it is considered that some oligomerized components also exist.

＜反応例１＞ 撹拌機、温度計、冷却管のついた四つ口フラスコに、
TEPIC−Ｓ（日産化学工業（株）、トリス−（2,3−エポ
キシプロピル）−イソシアヌレートの高純度品。エポキ
シ当量100g/EQ、すなわち100g当たりエポキシ基を１グ
ラム当量含む）300重量部加えて、140℃にて溶融後、温
度を130℃に調節して撹拌した。ここに、酢酸180重量部
を少しずつ加えながら、２時間反応させ、次いで、140
℃にて１時間反応させた。<Reaction Example 1> In a four-necked flask equipped with a stirrer, thermometer, and cooling tube,
300 parts by weight of TEPIC-S (Nissan Chemical Industries, Ltd., high-purity tris- (2,3-epoxypropyl) -isocyanurate. Epoxy equivalent 100 g / EQ, ie containing 1 gram equivalent of epoxy group per 100 g) After melting at 140 ° C., the temperature was adjusted to 130 ° C. and stirred. Here, the reaction was allowed to proceed for 2 hours while gradually adding 180 parts by weight of acetic acid.
The reaction was carried out at a temperature of 1 hour.

その後、この反応系をゆっくり冷却し、水あめ状の生
成物を得た。Thereafter, the reaction system was slowly cooled to obtain a syrupy product.

＜反応例２＞ 反応例１と同様の方法で、TEPIC−S300重量部に対
し、酢酸162重量部を少しづつ加えながら130℃で２時間
反応させ、次いで、乳酸27重量部を少しずつ加えた後14
0℃にて１時間反応させた。その後、この反応系をゆっ
くり冷却し、水あめ状の生成物を得た。<Reaction Example 2> In the same manner as in Reaction Example 1, a reaction was carried out at 130 ° C for 2 hours while gradually adding 162 parts by weight of acetic acid to 300 parts by weight of TEPIC-S, and then 27 parts by weight of lactic acid was added little by little. After 14
The reaction was performed at 0 ° C. for 1 hour. Thereafter, the reaction system was slowly cooled to obtain a syrupy product.

〔実施例および比較例〕[Examples and Comparative Examples]

上記反応例で得られた生成物を用いて第１表の配合の
各プリフラッスを作成した。その結果を第２表に示す。Using the products obtained in the above reaction examples, each preflash having the composition shown in Table 1 was prepared. Table 2 shows the results.

比較例は従来のロジン系フラックスである。 The comparative example is a conventional rosin flux.

ここに、上記特性試験における評価試験は次の要領で
行った。 Here, the evaluation test in the above characteristic test was performed in the following manner.

残渣の腐食性： JISZ3197の銅板腐食試験 はんだ付け性（Ｉ）： 銅板にプリフラックスを浸漬塗布後、常温で乾燥し、
150℃で１分間、230℃で１分間の加熱を２回くり返した
後、水溶性クリームはんだにてはんだ付けし、その広が
り性を調べる。Residue corrosiveness: JISZ3197 copper plate corrosion test Solderability (I): Dip coating of pre-flux on copper plate, then dry at room temperature,
After repeating heating at 150 ° C. for 1 minute and at 230 ° C. for 1 minute twice, solder with a water-soluble cream solder and examine its spreadability.

はんだ付け性（II）： 銅板にプリフラックスを浸漬塗布後、常温で乾燥し、
40℃、室温90％の恒温恒湿槽中に96時間放置後、水溶性
クリームはんだにてはんだ付けし、その広がり性を調べ
る。Solderability (II): After dip coating pre-flux on a copper plate, dry at room temperature,
After leaving it in a constant temperature and humidity chamber at 40 ° C and a room temperature of 90% for 96 hours, solder it with a water-soluble cream solder and examine its spreadability.

洗浄性： 前記、はんだ付け性試験（Ｉ）、（II）の試験片を60
℃の温水に３分間浸漬し、フラックス残渣の有無を調べ
る。Detergency: The test pieces of the solderability tests (I) and (II) were
It is immersed in warm water at ℃ for 3 minutes and examined for the presence of flux residue.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明にかかるプリフラックスは、プリント基板の銅
箔表面保護機能を有し、かつ、水溶性ポストフラックス
や水溶性クリームはんだとの相溶性も良好で、水で容易
に洗浄除去できるという従来にない優れた効果を有して
いる。The pre-flux according to the present invention has a function of protecting the copper foil surface of a printed circuit board, has good compatibility with a water-soluble post-flux and a water-soluble cream solder, and can be easily washed and removed with water. It has excellent effects.

フロントページの続き (72)発明者 池田 久男 千葉県船橋市坪井町722番地１ 日産化 学工業株式会社高分子研究所内 審査官 加藤 友也 (56)参考文献 特開 平２−205291（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−6796（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−133998（ＪＰ，Ａ)Continuation of the front page (72) Inventor Hisao Ikeda 722-1, Tsuboi-cho, Funabashi-shi, Chiba Examiner, Polymer Research Laboratory, Nissan Kagaku Kogyo Co., Ltd. Tomoya Kato (56) References JP-A-2-205291 (JP, A JP-A-62-6796 (JP, A) JP-A-60-133998 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】炭素数が８以下のモノカルボン酸、ポリカ
ルボン酸およびヒドロキシカルボン酸からなる群から選
ばれた１種または２種以上のカルボキシル基含有化合物
とトリス−（２、３−エポキシプロピル）−イソシアヌ
レートとの反応生成物である樹脂状物質を含有するプリ
フラックス。1. One or more carboxyl group-containing compounds selected from the group consisting of monocarboxylic acids, polycarboxylic acids and hydroxycarboxylic acids having 8 or less carbon atoms and tris- (2,3-epoxypropyl) )-Preflux containing a resinous substance which is a reaction product with isocyanurate.