JP3886650B2 - Flux, solder paste using the flux, and soldering method - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はフラックス及びそのフラックスを使用したはんだペ−スト並びにそのフラックス等を用いてはんだ付けする方法に関し、特に、回路基板への電子部品のはんだ付けをフラックス残渣無洗浄で行うのに有用なものである。
【０００２】
【従来の技術】
はんだ付けにおいてフラックスは不可欠であり、母材表面の酸化膜を除去して清浄にし、母材表面やはんだ表面に空気遮断膜を形成して酸化を防止し、はんだの界面張力を減少して濡れ性を高める等の作用を呈する。
【０００３】
このフラックスの主成分にはロジンが使用されているが、ロジンのみでは、活性力が弱く、上記の作用を充分に達成し難いので、有機アミンのハロゲン化水素酸塩、有機酸、有機酸と有機アミンの塩等の活性剤を添加している。
【０００４】
しかし、活性剤添加のもとでは、はんだ付け後のフラックス残渣と母材との錯化物生成反応による導体の侵食が避けられないので、旧来では、フラックス残渣をフロン系洗浄液で洗浄除去していた。
【０００５】
而るに、近来、フロン化合物のオゾン層破壊による地球環境破壊が地球規模のもとで問題視されるに至り、代替洗浄液としてアルコ−ル（主にイソプロピルアルコ−ル）、水（水溶性フラックスの使用またはケン化剤の添加が必要となる）、準水系洗浄液、分子中に水素原子を含む代替フロン（例えば、ＨＣＦＣ−２２５）等の使用が検討されているが、アルコ−ルでは引火点が低く危険であり、水または準水系ではやっかいな排液処理を必要とし、また、微細部分の乾燥が容易ではなく、更に、高コストの特殊な洗浄装置（例えば、超音波洗浄装置）を必要とし、代替フロンでは、オゾン破壊係数及び地球温暖化係数が０乃至僅小であることが要求され高価である等の問題がある。
【０００６】
而して、無洗浄フラックスの実用化が検討されつつあり、フラックス残渣による母材（導体）の腐食を防止し得る耐腐食性フラックスの提案（特開平３−２３８１９５号公報、特公４−３３５５７号公報等）、インサ−キットテスタのプロ−ブピン接触不良回避のための低固形分化フラックスの提案等がなされている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、本発明者等においては、無洗浄フラックスの実用化にあたって解決しなければならない課題として、回路基板使用中でのヒ−トサイクルに基づくフラックス残渣のクラックに起因して発生するマイグレ−ションがあることを知った。
【０００８】
すなわち、回路基板使用中でのヒ−トサイクルによりフラックス残渣に熱応力クラックが発生し、このクラックで吸湿水分とフラックス残渣からの溶出イオン（例えば、ハロゲンイオン）のために電解質溶液が生成され、回路基板の電圧印加下、この電解質溶液に微弱電流が流れ、その結果、陽極側の導体が電気分解反応により溶出され、この溶出導体材イオンが陰極側導体において放電し析出し、この導体材原子が陽極側に向い樹枝状に成長し、遂には、両導体間が短絡するに至る場合があり、現に、間隔が０．５ｍｍの厚膜法による銀電極間に、通常のリフロ−用フラックス（後述の比較例２）を塗布乾燥し、電極間に跨ってクラックを形成し、温度４０℃、相対湿度９２％のもとで、直流電圧１００ボルトを１０００時間印加後観察したところ、マイグレ−ションが発生していた。
【０００９】
そこで、本発明者等においては、かかるフラックス残渣のヒ−トサイクル下でのクラックの発生を防止するための手段を鋭意究明した結果、メルトフロ−レ−トが５００g／10min以上のエチレン・酢酸ビニル共重合体をフラックスに含有させることが有効であることを知った。
【００１０】
従来、メルトフロ−レ−トが低い高分子量のエチレン・酢酸ビニル共重合体をフラックスの一成分として使用することは公知である。
例えば、特開昭５８−７７７９１号公報には「フラックス組成物を支持体フィルム上に塗布形成し、熱圧によりこの塗布フラックスを回路基板上に転写し、更に配線基板にその転写フラックスを固定剤として電子部品を仮固定し、ついでフロ−法により電子部品のはんだ付けを行う方法において、フラックスにエチレン・酢酸ビニル共重合体を添加すること」が開示されている。
【００１１】
また、特開昭５５−５４２９８号公報及び特開昭５６−６７９８号公報には、「やに入りはんだ（フラックス内蔵線状はんだ）のフラックスの熱膨張による爆裂飛散を防止するためにフラックス層をはんだ表面に被覆したフラックス被覆線状はんだにおいて、フラックスにエチレン・酢酸ビニル共重合体を添加すること」が開示されている。
【００１２】
しかしながら、前者（特開昭５８−７７７９１号）においては、転写時にフラックスの凝集力を高めてフラックスの回路基板側への転移を確実に行わせるように、エチレン・酢酸ビニル共重合体にはある程度分子量の高いものを使用しなければならず、メルトフロ−レ−トが５００g/10min以上の超低分子量のエチレン・酢酸ビニル共重合体は不適当である。
また、後者（特開昭５５−５４２９８号及び特開昭５６−６７９８号）においては、フラックス被覆線状はんだにある程度の耐接触摩耗性を付与する必要があり、メルトフロ−レ−トが５００g/10min以上の超低分子量の低強度のエチレン・酢酸ビニル共重合体では機械的強度が貧弱であり不適当である。
【００１３】
ところが、本発明者においてはメルトフロ−レ−トが５００g/10min以上のエチレン・酢酸ビニル共重合体を通常のフラックスに添加すれば、上記フラックス残渣のヒ−トサイクルによるクラックの発生を充分に防止し得てマイグレ−ションを排除でき、しかもフラックス残渣をその絶縁性を安定に維持させ得て有効な絶縁皮膜として利用できること知った。
【００１４】
本発明の目的は、かかる知見を基礎とし、無洗浄で使用するフラックスにおいてマイグレ−ションを充分に防止でき、かつフラックス残渣を絶縁皮膜として有効に利用できるフラックス及びそのフラックスを使用したはんだペ−スト並びにそのフラックス等を使用してのはんだ付け方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るフラックスは、ロジンまたは／および変性ロジンと活性剤とを少なくとも含有し、更にメルトフロ−レ−トが５００g／10min以上のエチレン・酢酸ビニル共重合体を１〜５０重量％含有することを特徴とする構成であり、脂肪酸アミドまたは／および脂肪酸ビスアミドを５〜３０重量％含有させることができる。
【００１６】
本発明に係るはんだ付け方法は、上記のフラックスまたはそのフラックスを用いたはんだペ−ストを使用してはんだ付けを行い、はんだ付け後のフラックス残渣を絶縁皮膜として残すことを特徴とする構成である。
【００１７】
上記メルトフロ−レ−トは、ＪＩＳＫ７２１０−１９７６に基づき測定され、内径φ９．５０±．０３ｍｍの貫通孔を有し、その孔の下端に内径φ２．０９５±０．００５ｍｍのダイを装着したヒ−タ付きシリンダ−の孔に試料を充填し、上端に錘を取り付けたピストンの下端部を上記の孔に挿入する試験装置にを使用して、錘の重量３２５ｇｆ｛３．１８５N｝とし、試験温度を１２５℃としたときの１０分間におけ押出量Ｘ（ｇ）を測定し、Ｘｇ／１０分から求められる。
【００１８】
上記の脂肪酸アミド／脂肪酸ビスアミドは、フラックスの粘着性を抑制し、特にソルダ−ペ−ストのフラックスとして使用する場合は分離防止のために、またやに入りはんだのフラックスとして使用する場合はフラックス切れ防止のために用いられ、例えば、ステアリン酸アミド／ステアリン酸ビスアミド、パルミチン酸アミド等の一種または二種以上を使用できる。
【００１９】
上記ロジンまたは／および変性ロジンには、天然ロジン、重合ロジン、フェノ−ル変性ロジン、マレイン化ロジン、水素添加ロジン等を使用できる。
【００２０】
上記活性剤としては、有機アミンのハロゲン化水素酸塩、有機酸、有機酸と有機アミンの塩等を使用できる。例えば、ジエチルアミン塩酸塩、シクロヘキシルアミン塩酸塩、ジオクチルアミン塩酸塩、プロピルアミン塩酸塩、ジエチルアミン臭化水素酸塩、シクロヘキシルアミン臭化水素酸塩、ジオクチルアミン臭化水素酸塩、プロピルアミン臭化水素酸塩、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、メチルマレイン酸、アジピン酸シクロヘキシルアミン塩等を使用できる。
【００２１】
本発明にかかわるフラックスには、フラックス残渣による導体腐食を抑制するための腐食抑制剤（例えば、フタル酸、ベンゾトリアゾ−ル化合物、没食子酸エステル例えば没食子酸ｎ−プロピル等）を添加することもできる。
【００２２】
本発明に係るフラックスの配合割合は、通常ロジンまたは／および変性ロジンが９８〜４９重量％好ましくは９３〜６５重量％、活性剤が１〜１０重量％好ましくは２〜５重量％、メルトフロ−レ−ト５００g／10min以上のエチレン・酢酸ビニル共重合体が１〜５０重量％好ましくは５〜３０重量％とされる。
【００２３】
本発明に係るフラックスは溶剤により希釈して用途に応じた所定の粘度で使用される。
例えば、リフロ−法に使用するソルダ−ペ−スト（ペ−スト状フラックスと粉末はんだとの混合物）のペ−スト状フラックスとして用いる場合は、ヘキシレングリコ−ル、オクチレングリコ−ル、ブチルカルビト−ル、ジブチルカルビト−ル、ブチルカルビト−ルアセテ−ト等の高沸点溶剤が使用され、フロ−法でのフラックス浴に使用する液状フラックスの溶剤としては、キシレン、トルエン等の比較的低沸点の溶剤が使用される
【００２４】
本発明に係るはんだ付け方法によれば、本発明に係るフラックスを用いて回路基板に電子部品をリフロ−法によりはんだ付けし、フラックス残渣を洗浄除去することなく残存させ絶縁皮膜として使用することができる。すなわち、本発明に係る上記のペ−スト状フラックスと粉末はんだを混合して成るはんだペ−ストを回路基板にメッシュスクリ−ンにより所定の印刷パタ−ンで塗布し、この塗布したはんだペ−ストを粘着剤として電子部品を仮固定し、更に加熱炉に通してたはんだペ−ストを溶融凝固させ、フラックス残渣を洗浄することなく絶縁皮膜として残しておく。
【００２５】
また、本発明に係るはんだ付け方法はフロ−法により実施することもできる。すなわち、回路基板の孔に電子部品のリ−ド線を挿入支持し、更に、本発明に係る上記の液状フラックスを槽内において多孔セラミックス管や焼結金属管等の多孔質管からの噴出エア−により発泡させつつ、その発泡液面上に回路基板を通過させて当該フラックスを塗布し、次いで、この回路基板を予熱のうえ、噴流はんだ浴または静止はんだ浴に浸漬して電子部品のリ−ド線を回路基板の導体にはんだ付けし、フラックス残渣を洗浄することなく絶縁皮膜として残しておく。
【００２６】
さらに、中空のはんだロッドに本発明に係るフラックス（固形）を充填し、これを所定径に線引きしてやに入りはんだ線を作成し、このはんだ線で鏝を用いてはんだ付けすることによっても実施できる。
【００２７】
本発明に係るフラックスに添加しているメルトフロ−レ−ト５００g／10min以上のエチレン・酢酸ビニル共重合体は、分子量が極めて低いために機械的強度が極めて低いが、酢酸ビニル基のためにゴム弾性を呈して応力を吸収する機能を有するから、機械的強度が極めて低いにもかかわらず、応力に対し分子鎖が破断し難く、繰返し加熱に対しクラックの発生をよく防止できる。従って、ヒ−トサイクルに曝されても、フラックス残渣の熱応力クラックの発生を充分に防止でき、マイグレ−ションをよく排除できる。
【００２８】
本発明に使用するエチレン・酢酸ビニル共重合体の酢酸ビニル含有量は２０〜４０％とすることが好ましい（２０％以下ではゴム的性質が不足しクラック発生防止に適合せず、４０％以上では粘着性が増してフラックス残渣に埃が付着し易くなる）。
【００２９】
本発明に係るフラックスにおいては、エチレン・酢酸ビニル共重合体を添加しているにもかかわらず、メルトフロ−レ−トが５００g／10min以上の流動性のエチレン・酢酸ビニル共重合体を使用しているから、はんだの濡れをよく促進でき、はんだ付けに要求される濡れ性も充分に保証できる。本発明において使用するエチレン・酢酸ビニル共重合体のメルトフロ−レ−トの好ましい範囲は、８００〜２０００g／10min以下である（２０００g／10min以上ではフラックス残渣に埃が付着し易くなる）。
【００３０】
本発明において、エチレン・酢酸ビニル共重合体の添加量は既述した通り１〜５０重量％、好ましくは５〜３０重量％であり、１％未満ではフラックス残渣のクラック発生防止を満足に達成し難く、５０重量％を越えるとフラックス残渣に埃が付着し易くこの付着埃の吸湿によるフラック残渣の表面抵抗の低下が問題となる。
【００３１】
本発明に係るフラックスの残渣は、ロジン等に較べて絶縁抵抗に優れたエチレン・酢酸ビニル共重合体を含有しているから、上記クラックレスのもとで充分に絶縁皮膜として機能させ得、はんだ付け部を電解腐食等の発生無く安定に保持できる。
従って、本発明によれば、フラックス残渣の無洗浄にもとづく洗浄液の不使用により環境保全に寄与し得るばかりか、フラックス残渣を絶縁皮膜として有効に使用してはんだ付けの信頼性を向上できる。
【００３２】
【実施例】
〔実施例１〕
ペ−スト状フラックスであり、その組成は重合ロジン２０重量％、水添ロジン２９重量％、ステアリン酸ビスアミド５重量％、カスタ−ワックス５重量％、メルトフロ−レ−ト１０００g／10minのエチレン・酢酸ビニル共重合体１０重量％、シクロヘキシルアミン臭化水素酸塩１重量％（活性剤）、ヘキシレングリコ−ル２０重量％、ブチルカルビト−ルアセテ−ト２０重量％とした。
【００３３】
〔比較例１〕
エチレン・酢酸ビニル共重合体としメルトフロ−レ−ト４００g/10minのものを使用した以外、実施例１に同じとした。
【００３４】
〔比較例２〕
実施例１に対し、重合ロジンの配合料を２５重量％、水添ロジンの配合料を３４重量％とし、エチレン・酢酸ビニル共重合体を無配合とした以外、実施例１に同じとした。
【００３５】
これらの実施例及び比較例の各ペ−スト状フラックスにつき、粉末はんだ（Ｓｎ６３重量％−残部Ｐｂ、粒子径４５μｍ以下）９０重量％、ペ−スト状フラックス１０重量％の配合ではんだペ−ストを調製し、ＪＩＳ Ｚ ３１９７−１９８６はんだ付け用樹脂系フラックス試験方法 ６．１０広がり試験に基づき広がり率を測定したところ、実施例品１は９１％、比較例２は９２％、比較例１は８５％であり、実施例１ではフラックスにエチレン・酢酸ビニル共重合体を添加しているにもかかわらず、メルトフロ−レ−トを５００g／10min以上としているので、通常のフラックス（比較例２）使用の場合と同程度の優れた濡れ性を保証できる。
【００３６】
また、前記はんだペ−ストを回路基板にメタルマスクを用いて塗布し、赤外線加熱炉でリフロ−後、−３０℃３０分間，＋６０℃３０分間を１サイクルとするヒ−トサイクル試験を１０００回行ったところ（各試料数は２０個とした）、実施例１並びに比較例１のものではフラックス残渣にクラック発生が全く観察されなかったのに対し、比較例２のものでは多数のクラックの発生が観られた。
【００３７】
また、上記の実施例並びに比較例の各フラックスについて、フラックス残渣を付けたままでの温度４０℃×相対湿度９２％×２０００時間放置後の表面絶縁抵抗値を測定したところ、実施例１及び比較例１のものでは初期表面絶縁抵抗値に対し１桁以内の低下にとどまっていたが、比較例２のものでは３桁以上の低下であった。
【００３８】
〔実施例２〕
やに入りはんだ用のフラックスであり、その組成は天然ロジン２４重量％、水添ロジン２３重量％、ステアリン酸アミド３０重量％、メルトフロ−レ−ト１０００g／10minのエチレン・酢酸ビニル共重合体２０重量％、シクロヘキシルアミン臭化水素酸塩２重量％（活性剤）、ジブロモプロパノ−ル１重量％とした。
【００３９】
〔比較例３〕
エチレン・酢酸ビニル共重合体としメルトフロ−レ−ト４００g/10minのものを使用した以外、実施例２に同じとした。
【００４０】
〔比較例４〕
実施例２に対し、天然ロジンの配合料を３４重量％、水添ロジンの配合料を３３重量％とし、エチレン・酢酸ビニル共重合体を無配合とした以外、実施例２に同じとした。
【００４１】
これらの実施例及び比較例の各フラックスにつき、フラックス量２重量％内蔵のやに入りはんだ（Ｓｎ６３重量％−残部Ｐｂ）を製作し、ＪＩＳ Ｚ ３１９７−１９８６はんだ付け用樹脂系フラックス試験方法 ６．１０広がり試験に基づき広がり率を測定したところ、実施例品２は９２％、比較例４は９３％、比較例３は８７％であり、実施例２ではフラックスにエチレン・酢酸ビニル共重合体を添加しているにもかかわらず、メルトフロ−レ−トを５００g／10min以上としているので、通常のフラックス（比較例４）使用の場合と同程度の優れた濡れ性を保証できた。
【００４２】
また、上記やに入りはんだを用いて３５０℃のはんだ鏝で回路基板の銅ランド上にはんだ付けし、更に、−３０℃３０分間，＋６０℃３０分間を１サイクルとするヒ−トサイクル試験を１０００回行ったところ（各試料数は２０個とした）、実施例２並びに比較例３のものではフラックス残渣にクラック発生が全く観察されなかったのに対し、比較例４のものでは多数のクラックの発生が観られた。
【００４３】
また、上記の実施例２及び比較例３、４の各フラックスについて、上記と同様にしてフラックス残渣の表面絶縁抵抗値を測定したところ、実施例２及び比較例３のものでは初期表面絶縁抵抗値に対し１桁以内の低下にとどまっていたが、比較例４のものでは３桁以上の低下であった。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、優れたフラックスの濡れ性のために濡れ不良なく良好にはんだ付けでき、また、はんだ付け後でのフラックス残渣がヒ−トサイクルに曝されても、その残渣のクラック発生を防止してマイグレ−ションを排除でき、しかもそのフラックス残渣の絶縁性を充分に保持させ、絶縁保護皮膜として有効に利用できるから、フラックス残渣の洗浄除去を行うことなく優れた作業性、安全性のもとで回路基板への回路素子の実装を行うことができる。[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a flux, a solder paste using the flux, and a soldering method using the flux, etc., and particularly useful for soldering an electronic component to a circuit board without cleaning the flux residue. It is.
[0002]
[Prior art]
Flux is indispensable for soldering, removing and cleaning the oxide film on the base metal surface, forming an air barrier film on the base metal surface and the solder surface to prevent oxidation, reducing the interfacial tension of the solder, and wetting It exhibits effects such as enhancing the sex.
[0003]
Although rosin is used as the main component of this flux, rosin alone has weak activity and it is difficult to achieve the above-mentioned effect sufficiently. Therefore, organic amine hydrohalide, organic acid, organic acid and Activators such as organic amine salts are added.
[0004]
However, under the addition of an activator, erosion of the conductor due to the complex formation reaction between the flux residue after soldering and the base material is inevitable, so traditionally, the flux residue was washed away with a fluorocarbon cleaning solution. .
[0005]
In recent years, however, the destruction of the global environment due to the destruction of the ozone layer of chlorofluorocarbon compounds has become a problem on a global scale. Alcohol (mainly isopropyl alcohol), water (water-soluble flux) are used as alternative cleaning solutions. Or the addition of a saponifying agent is necessary), the use of a semi-aqueous cleaning solution, alternative chlorofluorocarbon containing hydrogen atoms in the molecule (for example, HCFC-225), etc. Low and dangerous, requires troublesome drainage treatment in water or semi-water systems, and fine parts are not easy to dry, and high-cost special cleaning equipment (for example, ultrasonic cleaning equipment) is required However, the alternative chlorofluorocarbon has a problem that it is required to have an ozone depletion coefficient and a global warming coefficient of 0 to very small and is expensive.
[0006]
Thus, the practical application of non-cleaning flux is being studied, and a proposal of a corrosion-resistant flux that can prevent the corrosion of the base material (conductor) due to the flux residue (Japanese Patent Laid-Open No. 3-238195, Japanese Patent Publication No. 4-33557). Etc.), a proposal of a low solid differentiation flux for avoiding a probe pin contact failure of an insert kit tester has been made.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the present inventors, as a problem that must be solved in the practical application of the no-clean flux, migration caused by flux residue cracks based on the heat cycle during use of the circuit board is included. I knew that there was.
[0008]
That is, a heat stress crack is generated in the flux residue due to the heat cycle during use of the circuit board, and an electrolyte solution is generated in this crack due to moisture absorbed and ions eluted from the flux residue (for example, halogen ions), When a voltage is applied to the circuit board, a weak current flows through the electrolyte solution. As a result, the conductor on the anode side is eluted by an electrolysis reaction, and the eluted conductor material ions are discharged and deposited on the cathode side conductor. Grows in a dendritic shape toward the anode side, eventually leading to a short circuit between the two conductors. Actually, a normal reflow flux (between the silver electrodes by a thick film method with a gap of 0.5 mm) Comparative example 2) to be described later is applied and dried, cracks are formed between the electrodes, and observation is performed after applying a DC voltage of 100 volts for 1000 hours at a temperature of 40 ° C. and a relative humidity of 92%. Place, Migrating - Deployment has occurred.
[0009]
In view of this, the present inventors have intensively studied means for preventing the occurrence of cracks of such flux residue under the heat cycle, and as a result, ethylene / vinyl acetate having a melt flow rate of 500 g / 10 min or more. It has been found that it is effective to include a copolymer in the flux.
[0010]
Conventionally, it is known to use a high molecular weight ethylene / vinyl acetate copolymer having a low melt flow rate as one component of a flux.
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-77771 discloses that “a flux composition is applied and formed on a support film, the applied flux is transferred onto a circuit board by hot pressure, and the transfer flux is further fixed on a wiring board. In the method of temporarily fixing an electronic component and then soldering the electronic component by a flow method, adding an ethylene / vinyl acetate copolymer to the flux is disclosed.
[0011]
Further, Japanese Patent Laid-Open Nos. 55-54298 and 56-6798 disclose that “a flux layer is formed in order to prevent explosion scattering due to thermal expansion of flux of a flux cored solder (linear solder with built-in flux). In the flux-coated linear solder coated on the solder surface, addition of an ethylene / vinyl acetate copolymer to the flux is disclosed.
[0012]
However, in the former (Japanese Patent Laid-Open No. 58-77791), the ethylene / vinyl acetate copolymer is used to some extent so as to increase the cohesive force of the flux at the time of transfer and to surely transfer the flux to the circuit board side. Those having a high molecular weight must be used, and an ultra-low molecular weight ethylene / vinyl acetate copolymer having a melt flow rate of 500 g / 10 min or more is inappropriate.
In the latter (Japanese Patent Laid-Open Nos. 55-54298 and 56-6798), it is necessary to impart a certain degree of contact wear resistance to the flux-coated wire solder, and the melt flow rate is 500 g / A low-strength ethylene / vinyl acetate copolymer with an ultra-low molecular weight of 10 min or more is unsuitable due to poor mechanical strength.
[0013]
However, in the present inventors, if an ethylene / vinyl acetate copolymer having a melt flow rate of 500 g / 10 min or more is added to a normal flux, the occurrence of cracks due to the heat cycle of the flux residue is sufficiently prevented. It has been found that migration can be eliminated, and that the flux residue can maintain its insulating property stably and can be used as an effective insulating film.
[0014]
An object of the present invention is based on such knowledge, and a flux that can sufficiently prevent migration in a flux that is used without washing and that can effectively use a flux residue as an insulating film, and a solder paste that uses the flux. And providing a soldering method using the flux.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The flux according to the present invention contains at least rosin and / or modified rosin and an activator, and further contains 1 to 50% by weight of an ethylene / vinyl acetate copolymer having a melt flow rate of 500 g / 10 min or more. The fatty acid amide or / and the fatty acid bisamide can be contained in an amount of 5 to 30% by weight.
[0016]
A soldering method according to the present invention is characterized in that soldering is performed using the above-mentioned flux or a solder paste using the flux, and the flux residue after soldering is left as an insulating film. .
[0017]
The melt flow rate is measured in accordance with JIS K7210-1976 and has an inner diameter of φ9.50 ±. The lower end of a piston that has a through hole of 03 mm, fills the hole in a cylinder with a heater with a die having an inner diameter of φ2.095 ± 0.005 mm at the lower end of the hole, and attaches a weight to the upper end Is used in a test apparatus for inserting the above into the hole, the weight of the weight is set to 325 gf {3.185 N}, the extrusion amount X (g) is measured for 10 minutes when the test temperature is 125 ° C., and Xg / 10 min.
[0018]
The above fatty acid amide / fatty acid bisamide suppresses the stickiness of the flux, especially when used as a solder-paste flux, to prevent separation, and when used as a flux of soldered solder, the flux breaks. For example, one or more of stearic acid amide / stearic acid bisamide and palmitic acid amide can be used.
[0019]
As the rosin and / or modified rosin, natural rosin, polymerized rosin, phenol-modified rosin, maleated rosin, hydrogenated rosin and the like can be used.
[0020]
Examples of the activator include organic amine hydrohalides, organic acids, salts of organic acids and organic amines, and the like. For example, diethylamine hydrochloride, cyclohexylamine hydrochloride, dioctylamine hydrochloride, propylamine hydrochloride, diethylamine hydrobromide, cyclohexylamine hydrobromide, dioctylamine hydrobromide, propylamine hydrobromide A salt, glutaric acid, adipic acid, sebacic acid, methylmaleic acid, adipic acid cyclohexylamine salt, etc. can be used.
[0021]
To the flux according to the present invention, a corrosion inhibitor (for example, phthalic acid, a benzotriazole compound, a gallic acid ester such as n-propyl gallate) for suppressing conductor corrosion due to the flux residue may be added.
[0022]
The blending ratio of the flux according to the present invention is usually 98 to 49% by weight, preferably 93 to 65% by weight of rosin and / or modified rosin, 1 to 10% by weight of activator, preferably 2 to 5% by weight, and melt flow rate. -The ethylene / vinyl acetate copolymer of 500 g / 10 min or more is 1 to 50% by weight, preferably 5 to 30% by weight.
[0023]
The flux according to the present invention is diluted with a solvent and used at a predetermined viscosity according to the application.
For example, hexylene glycol, octylene glycol, butyl carbite when used as a paste flux of solder paste (a mixture of paste flux and powder solder) used in the reflow process. High boiling solvents such as benzene, dibutyl carbitol and butyl carbitol acetate are used. Solvents of liquid flux used for flux baths in the flow method include relatively low boiling points such as xylene and toluene. A solvent is used.
According to the soldering method of the present invention, the electronic component is soldered to the circuit board by the reflow method using the flux according to the present invention, and the flux residue can be left without being washed and used as an insulating film. it can. That is, a solder paste obtained by mixing the above paste-like flux and powder solder according to the present invention is applied to a circuit board with a predetermined printing pattern using a mesh screen, and the applied solder paste. The electronic parts are temporarily fixed using a strike as an adhesive, and the solder paste passed through a heating furnace is melted and solidified to leave the flux residue as an insulating film without washing.
[0025]
Further, the soldering method according to the present invention can be carried out by a flow method. That is, the lead wire of the electronic component is inserted and supported in the hole of the circuit board, and the liquid flux according to the present invention is blown from the porous tube such as a porous ceramic tube or a sintered metal tube in the tank. -While foaming, the circuit board is passed over the foamed liquid surface, and the flux is applied. Then, the circuit board is preheated and immersed in a jet solder bath or a static solder bath to release electronic components. The solder wire is soldered to the conductor of the circuit board, and the flux residue is left as an insulating film without cleaning.
[0026]
Furthermore, it can also be carried out by filling a hollow solder rod with the flux (solid) according to the present invention, drawing it to a predetermined diameter, creating a solder wire, and soldering with this solder wire using a soldering iron. .
[0027]
An ethylene / vinyl acetate copolymer having a melt flow rate of 500 g / 10 min or more added to the flux according to the present invention has a very low mechanical strength due to its extremely low molecular weight. Since it has a function of absorbing elasticity by absorbing elasticity, it is difficult to break a molecular chain due to stress even though the mechanical strength is extremely low, and the occurrence of cracks can be well prevented due to repeated heating. Therefore, even if exposed to a heat cycle, the occurrence of thermal stress cracks in the flux residue can be sufficiently prevented, and migration can be well eliminated.
[0028]
The vinyl acetate content of the ethylene / vinyl acetate copolymer used in the present invention is preferably 20 to 40% (20% or less is not suitable for preventing cracking due to insufficient rubber properties, and 40% or more. Adhesion increases and dust adheres to the flux residue).
[0029]
In the flux according to the present invention, a flowable ethylene / vinyl acetate copolymer having a melt flow rate of 500 g / 10 min or more is used even though an ethylene / vinyl acetate copolymer is added. Therefore, wetting of the solder can be promoted well, and the wettability required for soldering can be sufficiently ensured. The preferred range of the melt flow rate of the ethylene / vinyl acetate copolymer used in the present invention is 800 to 2000 g / 10 min or less (at 2000 g / 10 min or more, dust tends to adhere to the flux residue).
[0030]
In the present invention, the added amount of the ethylene / vinyl acetate copolymer is 1 to 50% by weight as described above, preferably 5 to 30% by weight, and if it is less than 1%, the crack generation of the flux residue is satisfactorily prevented. It is difficult, and if it exceeds 50% by weight, dust tends to adhere to the flux residue, and the reduction of the surface resistance of the flack residue due to moisture absorption of the adhering dust becomes a problem.
[0031]
Since the residue of the flux according to the present invention contains an ethylene / vinyl acetate copolymer that is superior in insulation resistance compared to rosin or the like, it can sufficiently function as an insulating film under the above-mentioned crackless, The attachment part can be stably held without the occurrence of electrolytic corrosion.
Therefore, according to the present invention, it is possible not only to contribute to environmental conservation by not using a cleaning liquid based on no cleaning of the flux residue, but also to improve the soldering reliability by effectively using the flux residue as an insulating film.
[0032]
【Example】
[Example 1]
It is a paste-like flux whose composition is 20% by weight of polymerized rosin, 29% by weight of hydrogenated rosin, 5% by weight of stearic acid bisamide, 5% by weight of cast wax, and ethylene / acetic acid with a melt flow rate of 1000 g / 10 min. The content was 10% by weight of vinyl copolymer, 1% by weight of cyclohexylamine hydrobromide (activator), 20% by weight of hexylene glycol, and 20% by weight of butyl carbitol acetate.
[0033]
[Comparative Example 1]
The same as Example 1 except that an ethylene / vinyl acetate copolymer having a melt flow rate of 400 g / 10 min was used.
[0034]
[Comparative Example 2]
The same procedure as in Example 1 was conducted, except that the compounding agent for polymerized rosin was 25% by weight, the compounding agent for hydrogenated rosin was 34% by weight, and the ethylene / vinyl acetate copolymer was not blended.
[0035]
For each paste-like flux of these Examples and Comparative Examples, solder paste was blended with 90% by weight of powder solder (Sn 63 wt%-balance Pb, particle diameter 45 μm or less) and 10% by weight of paste-like flux. JIS Z 3197-1986 Resin-based flux test method for soldering 6.10 When the spreading rate was measured based on the spreading test, Example Product 1 was 91%, Comparative Example 2 was 92%, and Comparative Example 1 was 85%. In Example 1, although the ethylene / vinyl acetate copolymer was added to the flux, the melt flow rate was 500 g / 10 min or more, so a normal flux (Comparative Example 2) Excellent wettability can be assured as in use.
[0036]
The solder paste is applied to a circuit board using a metal mask, reflowed in an infrared heating furnace, and then subjected to 1000 cycles of a heat cycle test of -30 ° C. for 30 minutes and + 60 ° C. for 30 minutes. When performed (the number of samples was 20), no cracks were observed in the flux residue in Example 1 and Comparative Example 1, whereas many cracks were generated in Comparative Example 2. Was seen.
[0037]
Moreover, about each flux of said Example and a comparative example, when the surface insulation resistance value after leaving at the temperature of 40 degreeC x 92% of relative humidity x2000 hours with a flux residue attached was measured, Example 1 and a comparative example In the case of No. 1, the initial surface insulation resistance value was reduced to within one digit, but in the case of Comparative Example 2, it was a drop of three digits or more.
[0038]
[Example 2]
Flux for flux cored solder, composed of ethylene / vinyl acetate copolymer 20 of natural rosin 24% by weight, hydrogenated rosin 23% by weight, stearamide 30% by weight, melt flow rate 1000 g / 10 min. % By weight, 2% by weight of cyclohexylamine hydrobromide (activator), and 1% by weight of dibromopropanol.
[0039]
[Comparative Example 3]
The same as Example 2 except that an ethylene / vinyl acetate copolymer having a melt flow rate of 400 g / 10 min was used.
[0040]
[Comparative Example 4]
Compared to Example 2, the same composition as in Example 2 except that the natural rosin compound was 34% by weight, the hydrogenated rosin compound was 33% by weight, and the ethylene / vinyl acetate copolymer was not compounded.
[0041]
5. For each flux of these examples and comparative examples, a flux cored solder (Sn 63 wt% -remaining Pb) with a built-in flux amount of 2 wt% is manufactured, and JIS Z 3197-1986 soldering resin flux test method. When the spreading rate was measured based on the 10 spreading test, the product of Example 2 was 92%, Comparative Example 4 was 93%, and Comparative Example 3 was 87%. In Example 2, an ethylene / vinyl acetate copolymer was added to the flux. In spite of the addition, the melt flow rate was 500 g / 10 min or more, so that excellent wettability comparable to that in the case of using a normal flux (Comparative Example 4) could be guaranteed.
[0042]
In addition, a heat cycle test is performed by soldering onto the copper land of the circuit board with a soldering iron of 350 ° C. using the above-mentioned cored solder, and further, -30 ° C. for 30 minutes and + 60 ° C. for 30 minutes. When the test was performed 1000 times (the number of samples was 20), no cracks were observed in the flux residue in Examples 2 and Comparative Example 3, whereas many cracks were observed in Comparative Example 4. The occurrence of was observed.
[0043]
Moreover, when the surface insulation resistance value of the flux residue was measured in the same manner as described above for each flux of Example 2 and Comparative Examples 3 and 4, the initial surface insulation resistance value of Example 2 and Comparative Example 3 was measured. On the other hand, the decrease was only within one digit, but in the comparative example 4, it was a decrease of three digits or more.
[0044]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to solder well without wet defects due to excellent wettability of the flux, and even if the flux residue after soldering is exposed to a heat cycle, cracking of the residue is generated. It is possible to prevent migration and eliminate the migration, while maintaining sufficient insulation of the flux residue and effectively using it as an insulating protective film, it has excellent workability and safety without cleaning and removing the flux residue. The circuit element can be mounted on the circuit board.

Claims (5)

ロジンまたは／および変性ロジンと活性剤を含有し、更にメルトフロ−レ−ト５００g／10min以上のエチレン・酢酸ビニル共重合体を１〜５０重量％含有することを特徴とするフラックス。A flux comprising rosin and / or modified rosin and an activator, and further containing 1 to 50% by weight of ethylene / vinyl acetate copolymer having a melt flow rate of 500 g / 10 min or more. 脂肪酸アミドまたは／および脂肪酸ビスアミドを５〜３０重量％含有する請求項１記載のフラックス。The flux according to claim 1, comprising 5 to 30% by weight of fatty acid amide or / and fatty acid bisamide. 請求項１または２記載のフラックスの溶剤希釈液と粉末はんだを混合して成るはんだペ−スト。3. A solder paste obtained by mixing the solvent dilution of the flux according to claim 1 and powder solder. 請求項１または２記載のフラックスを用いてはんだ付けを行い、はんだ付け後のフラックス残渣を絶縁皮膜として残すことを特徴とするはんだ付け方法。Soldering using the flux of Claim 1 or 2, and leaving the flux residue after soldering as an insulating film, The soldering method characterized by the above-mentioned. 請求項３記載のはんだペ−ストを用いてはんだ付けを行い、はんだ付け後のフラックス残渣を絶縁皮膜として残すことを特徴とするはんだ付け方法。A soldering method comprising: performing soldering using the solder paste according to claim 3 and leaving a flux residue after soldering as an insulating film.