JP3552241B2 - プリフラックス - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、プリント基板の表面を保護するプリフラックスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリント基板は、紙・フェノールやガラス・エポキシ等の樹脂の板の上に銅箔が回路となるようにランドが印刷法で形成されている。プリント基板に電子部品を実装するには、ランド上にソルダーペーストを塗付し、その上に表面実装部品のリード部を載置してからリフロー炉のような加熱装置で加熱してソルダーペーストを溶融することによりはんだ付けを行ったり、或はランドの孔にディスクリート部品のリードを挿入して該リードとランドとを溶融はんだではんだ付けすることが行われている。
【０００３】
プリント基板のランドは、銅箔を印刷した時点では表面が非常にきれいであるが、そのまま放置しておくと空気中の酸素や湿気で表面に酸化膜を形成したり、手垢のような汚れが付着してしまう。このような酸化物や汚れが付着すると、溶融はんだとランドとの金属的な接合を邪魔してしまい、電子部品の実装時にはんだが充分に付着しないはんだ付け不良となってしまうことになる。
【０００４】
このようにランドが酸素や湿気、或は人手に触れるのを防ぐために、プリント基板製造後にプリント基板の表面に被膜を被覆することがなされていた。この被膜を形成する材料がプリフラックスである。
【０００５】
従来のプリフラックスは松脂やテルペンフェノールのような樹脂を溶剤で溶解し、必要に応じて少量の酸化防止剤や難燃剤等を添加したものであった。プリフラックスをプリント基板に塗付後、溶剤を乾燥させるとプリント基板の表面にこれらの樹脂の薄い被膜が形成され、この被膜が空気中の酸素や湿気を遮断してランドが酸化したり汚れたりするのを防止するものである。
【０００６】
松脂やテルペンフェノール樹脂は、１００℃前後で軟化し、はんだ付け時には完全に溶融状態となってランド表面を覆い、溶融したはんだがランドに近づいてくると、溶融はんだが樹脂を退かしてランドと金属的に接合するようになる。つまりプリフラックスは、平時にランドを覆っていてもはんだ付け時には全くはんだ付けを阻害しないようになっている。従って、プリフラックスを被覆したプリント基板をソルダーペーストや溶融はんだではんだ付けする時には、普通のフラックスでも充分きれいなはんだ付けが行えるものである。
【０００７】
ところで、コンピューターや通信機器のように信頼性を非常に重視する電子機器では、ここに使用するプリント基板を普通のフラックスではんだ付けした時に、フラックスが不必要な箇所、たとえばプリント基板の表面やランド間に付着してしまうと、このフラックスが吸湿したりゴミやホコリを吸着させて絶縁抵抗を低げ、電子機器の機能を劣化させてしまうことがある。
【０００８】
そのため、はんだ付け後のプリント基板は、不必要な箇所に付着したフラックスを除去する洗浄が行われていた。はんだ付け後のフラックスを洗浄する洗浄液としては、フロンやトリクレンのようなものが洗浄力に優れているが、これらの洗浄液は地球を取り巻くオゾン層を破壊して有害な太陽の紫外線を多量に地球に到達させ、人類に皮膚癌を発生させる原因となるため、その使用が規制されてきている。そのため、近時、これらの洗浄液に代わる洗浄液も開発されてはきているが、いずれも高価であり、しかも洗浄効果がフロンやトリクレンに劣るというものであった。
【０００９】
従って、現在では、はんだ付け後にフラックスを洗浄しなくても済むという所謂「無洗浄フラックス」や「無洗浄ソルダーペースト」等という無洗浄化製品が使用されるようになってきた。これら無洗浄化製品は、松脂や活性剤等の固形成分を極めて少なくしたものである。従って、無洗浄化製品は、フラックスがプリント基板の不必要な箇所に付着しても、ここに残る固形成分が少ないためフラックスの悪影響が出てこないという特長がある。
【００１０】
しかしながら、無洗浄化製品は、はんだ付け性に大いに影響のある固形成分が少ないため、はんだ付け性が非常に悪く、酸素の存在する大気下ではんだ付けを行うと未はんだやブリッジ等のはんだ付け不良を発生させてしまう。そのため無洗浄化製品は、酸素量を極めて少なくした窒素雰囲気や真空中ではんだ付けを行わなければならなかったが、これらの装置は非常に高価であるばかりでなく、生産性も悪いという欠点があった。
【００１１】
本発明は、プリフラックスとしての役割を充分に果たすと同時に、大気下ではんだ付け性が良好な程度に固形成分を含有した普通のフラックスやソルダーペーストではんだ付けしても、不必要な箇所にフラックスを付着させないというプリフラックスを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、フッ素化合物やシリコン化合物には揆水性や揆油性があって、液体が濡れ広がるのを抑える性質の或ることに着目して本発明を完成させた。
【００１３】
本発明は、天然樹脂や合成樹脂を溶剤で溶解したプリフラックスにおいて、該プリフラックス中に表面張力が２２ｄｙｎ／ｃｍ以下の揆水性および揆油性物質を０．０１〜５重量％添加したことを特徴とするプリフラックスである。
【００１４】
本発明に使用する揆水性および揆油性のある物質は、表面張力が２２ｄｙｎ／ｃｍを越えると、プリフラックスに添加してプリント基板に塗付した後、はんだ付けを行うと、はんだ付け時にフラックスが不必要な箇所に付着してしまうようになる。
【００１５】
本発明に使用して特に効果のある揆水性および揆油性のある物質としては、分子量が２０万〜４００万の４フッ化エチレン重合体、６フッ化プロピレン重合体、４フッ化エチレン・６フッ化プロピレン共重合体、４フッ化エチレン・エチレン共重合体、６フッ化プロピレン・エチレン共重合体、４フッ化エチレン・６フッ化プロピレン・エチレン共重合体、４フッ化エチレン・パーフロロアルキルビニールエーテル共重合体のフッ素樹脂である。
【００１６】
上記フッ素樹脂は分子量が２０万未満では、樹脂自体の製造が困難であり、しかも流動性が出過ぎて流れやすくなってしまう。一方、その分子量が４００万を越えると粘度が高くなり過ぎて取り扱いにくくなってしまう。
【００１７】
本発明では、揆水性、揆油性のある物質としては上記フッ素樹脂ばかりでなくシリコン樹脂も使用できる。
【００１８】
本発明において、揆水性、揆油性物質の添加量は０．０１〜５重量％が適当である。この添加量が０．０１重量％よりも少ないと、はんだ付け時にフラックスがにじみ広がるのを抑える効果が出ず、しかるに５重量％を越えて添加するとはんだ付け時にはんだがランドに付着するのを妨げるようになってしまう。
【００１９】
本発明に使用する天然樹脂としてはロジン、ロジンの誘導体等であり、合成樹脂としてはテルペンフェノール樹脂のようなものが適している。またこれらの樹脂を溶解する溶剤としてはトルエンやイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）のような低沸点のものが適している。
【００２０】
【実施例】

【００２１】

【００２２】

【００２３】

【００２４】

【００２５】
上記実施例および比較例のプリフラックスをガラス・エポキシ樹脂のプリント基板全面に塗付した後、溶剤を完全に乾燥させる。このようにして得たプリント基板のランドにＲＡタイプのソルダーペーストをスクリーンで印刷塗付し、その上に表面実装部品のＱＦＰを搭載してから、リフロー炉により１５０℃で６０秒間の予備加熱と２００℃で２０秒間の本加熱を行ってプリント基板と表面実装部品をはんだ付けした。はんだ付け後のプリント基板を観察したところ、実施例のプリフラックスを塗付した基板は、ランド周囲へのフラックスの広がりはほとんどなかったが、比較例のプリフラックスを塗付した基板ではランドの周囲に大きくフラックスの広がっているのが見られた。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明した如く、本発明のプリフラックスは、はんだ付け時にフラックスを広がらせることがないため、不必要な箇所にもフラックスが付着せず、従ってはんだ付け後にフラックスを洗浄除去する必要もなくなることから、高価な洗浄液を使用したり、絶縁抵抗の低下による電子機器の性能劣化等がなくなるという従来にない優れた効果を有している。

Claims (1)

1. 天然樹脂または合成樹脂を溶剤で溶解したプリント基板の表面を保護するプリフラックスにおいて、表面張力が２２ｄｙｎ／ｃｍ以下の揆水性および揆油性物質であり、分子量が２０万〜４００万の４フッ化エチレン重合体、６フッ化プロピレン重合体、４フッ化エチレン・６フッ化プロピレン共重合体、４フッ化エチレン・エチレン共重合体、６フッ化プロピレン・エチレン共重合体、４フッ化エチレン・６フッ化プロピレン・エチレン共重合体、４フッ化エチレン・パーフロロアルキルビニールエーテル共重合体のうちのいずれかのフッ素樹脂をフラックス中に０．０１〜５重量％添加したことを特徴とするプリフラックス。