JP3619972B2 - はんだ付用フラックス組成物 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、特に電子工業のプリント配線板の製造に際して使用されるはんだ付け用フラックスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プリント配線板に電子部品をはんだ付けするに際し、はんだ付部分にフラックスを適用して、該部分の酸化皮膜を除去し、溶けたはんだの表面張力を低下させ、該部分が溶けたはんだ金属で一様に覆われるようにしている。そして、はんだ付け後、フラックス残渣は洗浄によって除去することが行われていた。
【０００３】
最近、このフラックス残渣がはんだ接合部の保護被膜として作用するとの考えより洗滌すること無く、積極的にフラックス残渣をはんだ付け部の保護膜として残す場合がある。したがって、このような場合、フラックス残渣は腐食性がなく、しかもフラックス残渣が剥離しないようなものであることが必要である。
【０００４】
従来、電子工業で用いられるフラックス組成物は、一般的に天然ロジン、或いは、合成ロジンを主成分とし、これにカルボキシル基もしくはアミン基を有する有機化合物からなる活性剤を混合したもので、高い絶縁性を有するものの、温度の冷熱又は振動による衝撃によって、フラックス残渣表面にクラックスを発生し、フラックス残渣が剥離に至ることがある。そして、この剥離したフラックス残渣は、プリント配線板から剥離してボリュームや接点、或いはモーター等へ混入して導通不良等のトラブルを発生することがあった。そのため、プリント配線板や車載プリント配線板は、従来とおり洗浄されることが一般的である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明者は従来のフラックス組成物における上記の欠点を改良し温度の冷熱又は振動による衝撃によって、フラックス残渣の皮膜にクラックが発生しないようなはんだ付け用フラックス組成物について、種々検討した結果、はんだフラックス組成物中にエチレン−アクリル共重合体を含有せしめることによって、前述の欠点を改良することを見出し、本発明を完成するに至ったものである。本発明の目的は、はんだ付部分におけるフラックス残渣の被膜が使用中、表面亀裂を生ずることなく、また、剥離を起こさないようなはんだ付用フラックスを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の要旨は、天然又は合成ロジンもしくはその誘導体および活性剤を含むはんだ付け用フラックス組成物において、エチレン−ナイロン−アクリル共重合体又はプロピレン−ナイロン−アクリル共重合体よりなる合成樹脂を含有せしめたことを特徴とするはんだ付け用フラックス組成物である。
即ち、本発明において上述のエチレン又はプロピレンとナイロンとアクリルとの共重合体よりなる合成樹脂（これを単にエチレン−ナイロン−アクリル共重合体という）を含有せしめることによって、はんだ付け後のフラックス残渣に柔軟性を持たせ、温度の冷熱又は振動による衝撃によって、フラックス残渣の表面にクラックを発生しないという性質を付与し、その結果、フラックス残渣が剥離することがないのである。
【０００７】
以下、本発明について詳細に述べる。
本発明でエチレン−ナイロン−アクリル共重合体を添加するフラックス組成物は、従来使用されているフラックス組成物と異ならない。即ち、天然ロジン或いは合成ロジン又はその誘導体の１種、又は２種以上に活性剤を添加したはんだ付け用フラックスからなる。天然ロジンとしては、通常のガムトール、ウッドロジンが用いられ、その誘導体としては熱処理された重合ロジン、水素添加ロジン、完全水素添加ロジン、ロジンエステル、ロジン変性フェノール樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、ロジン変性アルキド樹脂などが挙げられる。そして、これらは混合して使用しても良い。
【０００８】
活性剤としては、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ヘキシルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミン、トリエチルアミン、エチレンジアミン、シクロロキシルアミン、アニリン等の有機アミン化合物又はこれらのハロゲン化水素酸塩、コハク酸、アジピン酸、スペリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ステアリン酸等の有機カルボン酸の使用が好ましい。使用量としては、フラックス全体の０．１〜２０（重量）％が好ましい。０．１重量％以下であると活性力が不足し、はんだ付け性が低下してしまうし、２０重量％以上であるとフラックスの皮膜固着性が低下して、親水性が強くなるので、腐食及び絶縁性が低下してくる。
【０００９】
エチレン−ナイロン−アクリル酸共重合体またはプロピレン−ナイロン−アクリル酸共重合体も同様に使用することが出来る。そして、これらの分子量は１０００〜５０００程度、酸価が１０〜５００程度である。これらの重合体において、分子量が１０００未満のものではフラックス残渣の粘度が低下し、ベタ付くのに対し、他方、分子量が５０００を超えるものではフラックス残渣の柔軟性が失われ、クラックが発生しやすい。また、酸価が１０未満のものははんだ付け性が劣り、他方、５００を超えるものでは腐食等が発生する恐れがある。
【００１０】
エチレン−ナイロン−アクリル共重合体の添加量は、フラックス全体の少なくとも０．１（重量）％以上であって、０．１％以下であるとははんだ付け後の被膜固着性が低下し、特に−４０〜０℃においてクラックが発生しやすくなる。
本発明におけるフラックスは、例えば、やに入りはんだの芯用、噴流はんだ用ポストフラックス、表面実装はんだペースト用フラックス又はクリームはんだ用フラックス等の種々の形態で使用することが出来る。
【００１１】
また、本発明のフラックスを液状にして使用する場合には、これらの組成物に更に溶剤を加える。この溶剤としては、通常のアルコール系、特にイソプロピルアルコールと酢酸ブチルのような極性溶剤を用いることが好ましい。天然ロジン又は合成ロジン又はその誘導体の一種又は二種以上と活性剤の成分を溶剤に溶解して溶液とし、これにエチレン−ナイロン−アクリル共重合体を添加、溶解させて液状のフラックスとする。その際、溶剤の使用量は３０〜９９（重量）％が好ましい。エチレン−ナイロン−アクリル共重合体に溶剤が３０重量％以下である時は、フラックスの粘度が高いため、フラックスの塗布性が悪くなり、９９重量％以上ではフラックスの有効成分が希薄になり、はんだ付け性が低下してしまう。
【００１２】
【実施例及び比較例】
以下に本発明を実施例により具体的に説明する。なお、実施例において使用した共重合体の分子量は２０００〜４０００、酸価５０〜２００である。
実施例１
エチレン−ナイロン−アクリル共重合体 ３９．０重量％
重合ロジン ５５．０
シクロヘキシルアミン臭化水素酸塩 １．０
実施例２
プロピレン−ナイロン−マレイン共重合体 ５３．０重量％
重合ロジン ４６．０
シクロヘキシルアミン塩化水素酸塩 １．０
【００１３】
エチレン−ナイロン−アクリル共重合体無添加の場合を比較例として次に例示する。
比較例１
天然ロジン ９９．０
シクロヘキシルアミン臭化水素酸塩 １．０
比較例２
重合ロジン ９９．０
シクロヘキシルアミン臭化水素酸塩 １．０
比較例３
天然ロジン ４９．５
重合ロジン ４９．５
シクロヘキシルアミン臭化水素酸塩 １．０
【００１４】
以上の配合割合によって得られたフラックスを３０ｍｍ×３０ｍｍで厚さ０．３ｍｍの鋼板を試験片として使用し、２５℃及び−４０℃の温度下で次の試験方法によってその性能を測定した。
ピンテスト
試験片上のフラックス残渣の上にピンをさし、クラックの発生の有無を目視で確認した。
テーピングテスト
試験片上のフラックス残渣の上にテープを貼り、一定の力でテープを剥がしてクラックの発生の有無を目視で確認した。以上の試験結果を表１に示す。
【００１５】
【表１】

○：クラック発生無し
×：クラック発生有り
【００１６】
以上の配合例によって得られたフラックスを次の試験方法によってその性能を測定した。
・使用はんだ やに入りはんだ、１．０φフラックス含有量２．５ｗｔ％
・はんだコテ Ｖ溝入りポイントはんだ付けタイプ、１００Ｗ
・はんだ付け温度 ３３０℃、３８０℃、４２０℃
・はんだ付け条件 はんだ送り速度 １０ｍｍ／ｓｅｃ
・はんだ送り量 ３．２ｍｍ
・基板 全面銅箔ガラスエポキシ基板
実施例１によるフラックスとはんだボールの飛散数を表２に示す。なお、比較例１及び２についても同様の試験を行った。
【００１７】
【表２】

【００１８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明においては、はんだ付用フラックス組成物において、カルボキシル基を含有するエチレン−ナイロン−アクリル共重合体を配合したことによって、フラックス残渣の表面にクラック生じることなく、その結果、剥離によるトラブルを解消することができた。その結果、フラックス残渣は、はんだ付け部から剥離することなく強固に保護し高い絶縁抵抗値を保つことができた。本発明によって従来行われていた洗浄工程を省略することが出来、洗浄液としてフロン１１３をベースとする有機溶剤を使用した場合に生じる環境汚染等の問題点も解決することが出来た。
更にフラックス及びはんだボールの飛散が皆無となった。

Claims (1)

1. 天然又は合成ロジンもしくはその誘導体および活性剤を含むはんだ付け用フラックス組成物において、エチレン−ナイロン−アクリル共重合体又はプロピレン−ナイロン−アクリル共重合体よりなる合成樹脂を含有せしめたことを特徴とするはんだ付け用フラックス組成物。