JPH04351288A - はんだ付け用フラックス及びクリームはんだ - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、低残渣で洗浄の必要の
ない、はんだ付け用フラックス及びクリームはんだに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】ロジン等の天然樹脂や合成樹脂などにア
ミンのハロゲン化水素酸塩や有機酸などの活性剤を数種
添加した高固形分タイプのはんだ付け用フラックス及び
クリームはんだはよく知られている。これらの活性剤の
中には、本来はんだ付け時に加熱により発揮されるべき
活性が未加熱の状態でも発揮されるものがあり、はんだ
付け用フラックスにおいては、はんだ付けの機器や基板
などを腐食してしまうことがあり、クリームはんだにお
いては混練しているはんだ粉と反応し効力を失ってしま
うことがある。また、以上のような未加熱の状態での活
性の発揮を抑えるためや、十分なはんだ付け性を確保す
るために大量のロジン等の天然樹脂や合成樹脂などを添
加している。そのため、はんだ付け後に残渣が大量に基
板に付着する欠点がある。

【０００３】実装後のインサーキットテストでは、大量
の残渣が障害になり、チェッカーピンの接触が悪くなる
ため、現在、ほとんどの基板は、フロン等の溶剤でテス
ト前に洗浄している。しかし、モントリオール議定書に
より近い将来フロン使用は、全面禁止となる。

【０００４】それゆえ、近年実装後に洗浄の必要のない
無洗浄・低残渣タイプのはんだ付け用フラックス及びク
リームはんだが多数開発されているが、これらは、単に
樹脂成分を少なくしただけで実装後に洗浄をしないと高
固形分タイプのものよりかえって腐食性が高かったり、
腐食性を抑えるために活性剤の添加量を減量してはんだ
付け性を損ねているものが多い。クリームはんだにおい
ては、前記のように活性剤を減量したものは、酸化性雰
囲気での金属表面清浄化作用が十分に発揮されず、大気
中のリフローは不可能である。即ち、窒素などの不活性
ガス雰囲気でリフローせねばならず従来よりも製造コス
トが高くなる。はんだ付け用フラックスについては、現
在の実装工程では、リフローはんだ付けで酸化劣化した
後の銅面やはんだコート面にフローはんだ付けするため
、活性が弱いと十分なはんだ付け性が得られない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】解決しようとする課題
は、未加熱時に活性を発揮せず、低添加量でも十分なは
んだ付け性が得られる活性剤を開発し、実装後の大量の
残渣の発生を排除することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、常温では全く
不活性で、加熱時に分解または酸化生成物としてパーオ
キサイドを生成するエーテル、エステル、不飽和アルコ
ール等と、それらの物質の存在下で、はんだ付け温度付
近では蒸発するよりも早く分解し、はんだ付けに必要な
酸を発生する、燐酸エステル、亜燐酸エステル、次亜燐
酸エステル、ほう酸エステル、没食子酸エステル、サリ
チル酸エステル等のエステルを含有した、低固形分でも
腐食性がなく、はんだ付け性の優れたはんだ付け用フラ
ックス及びクリームはんだを供給しようとするものであ
る。

【０００７】この反応でエステルより生成する酸とアル
コールがはんだ付け温度付近で蒸発するようにエステル
を選択すると、超低残渣タイプのはんだ付け用フラック
ス及びクリームはんだ用フラックスとなる。

【０００８】本発明のはんだ付け用フラックス及びクリ
ームはんだ用フラックスは常温では全く不活性なため、
はんだ付け用フラックス及びクリームはんだそのものの
ライフが著しく延びる。

【０００９】パーオキサイドを生成し易いエーテルとし
ては、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレ
ングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコール
モノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノア
リルエーテル等を、エステルとしては、ジメチルフタレ
ート、ジメチルマレート、オクチルアセテ−ト、ジブチ
ルマレート、ジブチルフタレート、酢酸エチルヘキシル
、酢酸シクロヘキシル、プロピオン酸イソアミル、アセ
ト酢酸エチル等を、不飽和アルコールとしては、アリル
アルコール、２−メチル−３−ブテン−２−オール、２
−メチル−３−ブテン−１−オール、２−プロピン−１
−オール、２−ブチン−１−オール、２−ペンチン−１
−オール、ゲラニオール、リナロール、ネロール等を０
．１〜２０重量％添加することができる。

【００１０】パーオキサイドで分解し、はんだ付けに用
いられる酸を発生するエステルとしては、燐酸エステル
、亜燐酸エステル、次亜燐酸エステル、ほう酸エステル
、没食子酸エステル、サリチル酸エステル等を０．１〜
２０重量％添加することができる。

【００１１】溶剤としてははんだ付け用フラックスにつ
いてはイソプロパノールが、クリームはんだ用フラック
スについてはブチルカルビトールが主に使用されるが、
必要に応じて、メタノール、エタノール、アセトン、ト
ルエンその他などの一般溶剤を適当量添加して使用する
こともできる。このほか、これらの薬品類に適当な添加
剤、例えば、酸化防止剤、可塑剤、チクソトロピー付与
剤または、アミンのハロゲン化水素酸塩や４級アンモニ
ウムなどのハロゲン化物や有機酸その他などの活性剤を
加えて使用することもできる。

【００１２】以上の条件を満足することにより、添加し
た薬品類は十分なはんだ付け性を維持し、かつはんだ付
け時の熱やはんだのウエーブによってほとんどが分解、
分散、蒸発、流失し、はんだ付け後のプリント基板には
、残渣がほとんどないので、腐食性がなく、電気絶縁抵
抗の低下を伴わない。このような効果から、実装後にフ
ロン等の溶剤で洗浄する必要がないために、低コスト化
につながるばかりか、フロンを使用しないので、オゾン
層の破壊を避けることができる。さらに、残渣がほとん
ど存在しないために、現在はんだ付け不良検査の主流で
あるインサーキットテストにおいてもチェッカーピンの
先端の接触を妨げないので、検査に支障がなくなり、著
しく生産性を向上することができる。なお、本発明によ
るはんだ付けは大気中のみに限定するわけではない。

【００１３】以下に、本発明によるはんだ付け用フラッ
クスの効果を比較例および実施例によってさらに具体的
に説明する。その試験方法、試験基板および結果・表１
を以下に示す。

【００１４】

【実施例及び比較例１、２】 （試験方法）以下に示す０．８ｍｍ厚、７６．０×７６
．０ｍｍの試験基板を用い、噴流はんだ付け装置（フロ
ーソルダー）で、スルーホールに対するはんだ付け性の
評価を行った。

【００１５】（試験基板）０．８ｍｍスルーホール、６
００穴／１枚　　Ｎ＝１０（６０００穴）１．６ｍｍ厚
のガラス・エポキシ（Ｇ−１０）基板に銅スルーホール
（２５×２４個、計６００個）を形成し、スルーホール
およびスルーホールランド以外に熱硬化タイプのソルダ
ーレジストを印刷した基板。

【００１６】（基板処理条件）アセトンで基板表面の油
脂汚れをふきとり、硫酸−過酸化水素水の混合水溶液で
銅酸化物をエッチングした後、１５０℃雰囲気の熱風炉
で９０ｍｉｎ加熱して銅面に均一な酸化銅皮膜を付けた
基板を用いた。

【００１７】（スルーホールはんだ付けの合格基準）図
１に示す図は、フローソルダーによるスルーホールへの
はんだ付けの状態を示し、合格基準を定めたものである
。試験基板の６００穴を各々判定基準に従い合否を決め
、全穴の何％が合格基準に達しているかをそれぞれのは
んだ付け用フラックスの性能評価とした。図１において
上段は合格、下段は不合格であり、合格の％によりスル
ーホールへのはんだ付け性を示した。

【００１８】（はんだ付け装置条件） ・プレヒート　　　　　　　　　　　　　　１３０℃　
　　　６０ｍｉｎ・コンベアースピード　　　　　　１
ｍ／ｍｉｎ・はんだ温度　　　　　　　　　　　　　　
２３５℃・シングルウエーブ式はんだ付け装置を使用し
た。

【００１９】本発明によるはんだ付け用フラックス（実
施例１、２）および従来タイプ（比較例１、２）の組成
および試験結果を表１に示す。比較例１、２では、試験
基板の酸化劣化状態が厳しいにも関らず、６７％または
９４％のはんだ付け率であり、良好なはんだ付け性を示
しているが、従来のロジンタイプであるので基板にはロ
ジンが大量に存在しており、洗浄なしでははんだ付け不
良検査のインサーキットテストのチェッカーピンが接触
不良を起こす。残留イオン濃度も比較例１、２では９０
、１１５μｇＮａＣｌ／ｓｑ　　ｉｎｃｈと顕著に多い
ことがわかる。

【００２０】しかし、実施例１および２でははんだ付け
率は従来のロジンタイプのものを上回り、飛躍的な効果
が現れ、はんだは１００％揚がっている。また残留イオ
ン濃度も実施例１、２では１２および１０μｇＮａＣｌ
／ｓｑ　　ｉｎｃｈであって、ＭＩＬ規格の１４μｇＮ
ａＣｌ／ｓｑ　　ｉｎｃｈ以下を満足している。

【００２１】

【表１】

【００２２】

【実施例及び比較例３、４】以下に、本発明によるクリ
ームはんだの効果を比較例および実施例によってさらに
具体的に説明する。その試験方法および結果・表２を以
下に示す。

【００２３】（試験方法）ＪＩＳ　　Ｚ−３１９７　　
６．１０に従ってはんだ広がり試験を行った。

【００２４】本発明によるクリームはんだ（実施例３、
４）および従来タイプ（比較例３、４）の組成および試
験結果を表２に示す。比較例３、４では、試験基板の酸
化劣化状態が厳しいにも関らず、８８％または９２％の
はんだ広がり率であり、良好なはんだ付け性を示してい
るが、従来のロジンタイプであるので基板にはロジンが
大量に存在しており、洗浄なしでははんだ付け不良検査
のインサーキットテストのチェッカーピンが接触不良を
起こす。残留イオン濃度も比較例３、４では９８、１２
１μｇＮａＣｌ／ｓｑ　　ｉｎｃｈと顕著に多いことが
わかる。

【００２５】しかし、実施例３および４でははんだ広が
り率は従来のロジンタイプのものを上回り、飛躍的な効
果が現れ、はんだは大変よく広がっている。また残留イ
オン濃度も実施例３、４では２４および３２μｇＮａＣ
ｌ／ｓｑ　ｉｎｃｈであり、従来タイプと比較するとず
っと少ない。

【００２６】

【表２】

【図面の簡単な説明】

【図１】図１ははんだ付け用フラックスの性能の合否基
準を示す図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　加熱時に分解または酸化生成物として
   パーオキサイドを発生する物質のうちの１つまたはそれ
   以上と、それらの物質の存在下で、分解して酸を発生す
   る無機及び有機酸エステルのうちの１つまたはそれ以上
   を組み合わせて含有することを特徴とするはんだ付け用
   フラックス。
2. 【請求項２】　　請求項１に記載のはんだ付け用フラッ
   クス及びはんだ粉を含有するクリームはんだ。