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技術 はんだ付用フラックス組成物

出願人 日本アルミット株式会社ユーホーケミカル株式会社
発明者 川口寅之介澤村貞栗原友吾五味正
出願日 1995年10月27日 (24年6ヶ月経過) 出願番号 1995-280438
公開日 1997年5月13日 (22年11ヶ月経過) 公開番号 1997-122975
状態 特許登録済
技術分野 はんだ付・ろう付材料 印刷回路に対する電気部品等の電気的接続
主要キーワード 表面亀裂 はんだ付用フラックス フラックス含有量 噴流はんだ やに入りはんだ フラックス組成物 マレイン酸変性ロジン カルボキシル基含有エチレン
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この項目の情報は公開日時点(1997年5月13日)のものです。
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目的

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フラックス組成物を提供することを目的とする。

構成

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、エチレンアクリル共重合体又はプロピレン−アクリル共重合体或いはエチレン−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。

概要

背景

従来、プリント配線板電子部品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、溶けはんだ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、フラックス残渣洗浄によって除去することが行われていた。

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。

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。

概要

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組成物を提供することを目的とする。

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、エチレンアクリル共重合体又はプロピレン−アクリル共重合体或いはエチレン−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。

目的

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。

効果

実績

技術文献被引用数
2件
牽制数
1件

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請求項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フラックス組成物において、エチレンアクリル共重合体又はプロピレン−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。

請求項2

エチレン−アクリル共重合体又はプロピレン−アクリル共重合体がカルボキシル基含有エチレン−アクリル共重合体又はカルボキシル基含有プロピレン−アクリル共重合体である請求項1記載のはんだ付け用フラックス組成物。

請求項3

エチレン−アクリル共重合体がポリエチレンアクリル酸グラフト重合させたグラフト共重合体である請求項1記載のはんだ付け用フラックス組成物。

請求項4

エチレン−アクリル共重合体の分子量は1000ないし5000、酸価10〜500である請求項1記載のはんだ付け用フラックス組成物。

請求項5

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。

技術分野

0001

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フラックスに関する。

背景技術

0002

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、溶けはんだ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。

発明が解決しようとする課題

0005

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。

課題を解決するための手段

0006

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−アクリル共重合体又はプロピレン−アクリル共重合体よりなる合成樹脂、特にポリエチレンアクリル酸グラフト重合させたグラフト共重合体よりなる合成樹脂、又はエチレン−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アクリル共重合体よりなる合成樹脂(これを単にエチレン−アクリル共重合体という)、或いは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−アクリル共重合体又はエチレン−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製が低下して、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

本発明において使用するエチレン−アクリル共重合体又はプロピレン−アクリル共重合体としてはカルボキシル基を含有するエチレン−アクリル共重合体又はプロピレン−アクリル共重合体で、例えばエチレン・アクリル酸共重合体、エチレン・マレイン酸共重合体、エチレン・イタコン酸共重合体、エチレン・ナイロン・アクリル酸共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・メタクリル酸共重合体、プロピレン・アクリル酸共重合体、プロピレン・マレイン酸共重合体、プロピレン・イタコン酸共重合体、プロピレン・アクリル酸共重合体、プロピレン・アクリル酸共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・メタクリル酸共重合体等を挙げることが出来、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

本発明において使用するカルボキシル基を含有するエチレン−アクリル共重合体又はエチレン−ナイロン−アクリル共重合体としては、特に好ましい共重合体はポリエチレンにアクリル酸をグラフト重合させたものである。このグラフト重合体の分子量及び酸価は前述の重合体の場合と同様である。本発明においてエチレン−アクリル共重合体又はエチレン−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、やに入りはんだ芯用噴流はんだ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、これにカルボキシル基を含有するエチレン−アクリル共重合体又はエチレン−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。カルボキシル基を含有するエチレン−アクリル共重合体又はエチレン−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

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−アクリル共重合体39.0重量%
重合ロジン60.0
シクロヘキシルアミン臭化水素酸塩1.0
実施例2
エチレン−マレイン酸共重合体44.0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3
プロピレン−アクリル共重合体 99.9重量%
マレイン酸変性ロジン55.0
シクロヘキシルアミン塩化水素酸塩 1.0
アジピン酸0.5
実施例4
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5
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
実施例6
エチレン−アクリル共重合体 99.0重量%
シクロヘキシルアミン臭化水素酸塩 1.0

0013

エチレン−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

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

発明の効果

0018

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−アクリル共重合体又はプロピレン−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。

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