JPH0543315B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、プリント配線板のはんだ付け前の銅
箔ランドの酸化を防止する保護組成物及びこれを
用いて保護膜を形成したプリント配線板に関す
る。

従来の技術 プリント配線板は、抵抗体、コンデンサ等の電
子部品を搭載するためのものであつて、基板に張
り合わせた銅箔をエツチングして回路パターンを
形成し、この回路パターンの銅箔ランドに上記電
子部品をはんだ付けして接続、固着している。

ところで、最近、電子機器の小型化、高性能化
に伴い、プリント配線板にも電子部品を高密度実
装することが要求され、そのために表面実装技術
（SMT）についても研究が重ねられ、急速な進歩
が成されてきた。これに伴い、回路パターンの配
線は緻密かつ繊細に成つてきており、銅箔ランド
に高密度に電子部品のはんだ付けを行う、いわゆ
るマイクロソルダリングに対してもはんだ付け不
良率を少なくすることが要求され、その要求は数
百のはんだ付けを行つた場合でも数個以内という
ように厳しくなつてきている。

このはんだ付け不良率を少なくするには、プリ
ント配線板作成の際のエツチングによる回路パタ
ーンの形成、プリント配線板に対するはんだ付け
時のフラツクスの塗布、そしてはんだ付けを行う
等の各工程において、その最適状態が検討されな
ければならない。これらの内、はんだ付けを、例
えばはんだペーストをはんだ付け部に供給し加熱
してはんだ粉末を溶融させることにより行う、い
わゆるリフロー工程を利用する場合、その溶融時
間を速めるために加熱温度を高くかつ加熱時間を
短くするというように加熱処理条件が益々複雑か
つ厳しいものになつてきている。

一方、上記回路パターン形成後フラツクス塗布
までの間に銅箔ランドが錆ないようにすることも
重要な対策の一つである。

プリント配線板に回路パターンを形成するに
は、銅張り積層板上にエツチングレジストをスク
リーン印刷し、紫外線又は熱により硬化させた
後、塩化第二鉄水溶液等によりエツチング、回路
部以外の銅箔を溶解除去した後エツチングレジス
トを溶剤又はアルカリ性液で溶解除去し、回路部
分を露出させ、その後ソルダーレジストをスクリ
ーン印刷し、紫外線又は熱により硬化させること
により、はんだ付け部分（ランド）を露出させる
ことが行われる。この際、露出された銅箔部分は
酸化され、錆を発生するので、これにそのままフ
ラツクスを塗布し、はんだ付けを行うとはんだの
濡れが良くなく、はんだ付け強度が弱くなり、は
んだ付け不良を起こすことがある。

そのため、はんだ付けする銅箔ランドの酸化膜
を除去する。、ソフトエツチング処理を行うこと
が好ましいものとされ、はんだ付け処理までに相
当時間経過するときはプリフラツクスを塗布し酸
化防止膜を設けることが行われている。

このソフトエツチング処理は、過硫酸アンモニ
ウム、過硫酸ナトリウム、あるいは硫酸と過酸化
水素の混合液等の水溶液に銅箔ランドを浸漬し、
その酸化膜を溶解除去するものである。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記ソフトエツチング処理を行
つた後、プリフラツクス膜を形成して銅箔ランド
の酸化を防止する保護膜を設けたとしても、上記
の最近のリフローはんだ付けを行うときのように
高温度に保護膜が曝されることになると、保護膜
の耐酸化性が十分でなく、はんだ付け不良を起こ
すことがある。

本発明の目的は、高温によるリフローはんだ付
けを行うときに耐酸化性に優れ、はんだ付け性を
損なわないプリント配線板用保護組成物及びプリ
ント配線板を提供することにある。

課題を解決するための手段 本発明は、上記課題を解決するために、高温加
熱によりリフローはんだ付けされるプリント配線
板の金属面に被覆される組成物であつて、ロジン
エステル系樹脂、ロジン誘導体、石油樹脂、テル
ペン系樹脂の少なくとも１種からなる軟化点が
100℃より高く130℃以下の熱可塑性樹脂を５〜40
重量％、酸化防止剤を0.05〜40重量％含有するこ
とを特徴とするプリント配線板用保護用組成物及
びこれを保護膜としたプリント配線板を提供する
ものである。

次に本発明を詳細に説明する。

本発明の保護組成物は、ソフトエツチング処理
をされた金属面に適用されることが好ましいが、
エツチング処理後の金属面その他に対して適用す
ることもできる。

すなわち、上記したように回路パターンを形成
したプリント配線板は、その配線部分のはんだ付
け部分の銅箔ランドは、空気に曝されることによ
り酸化するので、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナ
トリウム、あるいは硫酸と過酸化水素の混合物等
の水溶液に浸漬されて、その錆を除去する、ソフ
トエツチング処理を施される。

このソフトエツチング処理を行なつた後、本発
明の保護組成物を配線部の銅箔ランドに塗布し、
乾燥させることにより保護膜を形成することが好
ましい。

本発明の保護組成物は、熱可塑性樹脂を含有す
るが、これには石油樹脂、テルペン系化合物、ロ
ジンエステル系樹脂、ロジン誘導体等が挙げられ
る。これらの樹脂の軟化点（環球法による）とし
ては、100℃より高く130°以下のものを用いる。
100℃より低いと高温のリフローはんだ付けを行
うときに樹脂の溶融物が流れて被覆していた金属
面が露出することがあり、130℃より高いと溶融
はんだにより容易に押し退けられ難くなり、溶融
はんだの金属面との接触を抑制する。

具体的には、ハーキユリス社製フオーラル85、
安原油脂社製YSポリスター、日本石油化学社製
ネオポリマー等が挙げられる。

上記熱可塑性樹脂に酸化防止剤を併用する。こ
の酸化防止剤としては、ヒンダードフエノール系
化合物、ヒドラジン系化合物等が挙げられ、具体
的にはチバガイギー社製イルガノツクスが挙げら
れる。

本発明の保護組成物にはポリアミン、アミンの
有機酸塩又は無機酸塩を必要に応じて併用するこ
ともできる。これらの塩は銅箔の酸化物を還元す
る還元剤として作用する。上記ポリアミンとして
は、エチレンジアミンが挙げられ、アミンとして
は、シクロヘキシルアミンが挙げられる。

本発明の保護組成物は、上記の各成分のほか
に、有機溶剤が用いられ、この溶剤にはアルコー
ル系溶剤、芳香族系溶剤、エステル系溶剤が挙げ
られる。

本発明の保護組成物における組成比は、上記熱
可塑性樹脂が５〜40重量％が好ましく、より好ま
しくは10〜30重量％であり、酸化防止剤がこの熱
可塑性樹脂100重量部に対して0.5重量部以上であ
つて全体中に0.05〜40重量％が好ましく、より好
ましくは10〜30重量％であり、残りは有機溶剤で
ある。これより樹脂が多いと、不経済である。ま
た、上記ポリアミン又はアミンの塩を併用すると
きは、20〜25重量％用いるのが好ましい。

本発明の保護組成物を適用するには、上記した
ようにソフトエツチング処理を行つた後、未乾燥
状態でイオン交換水で30秒〜60秒間洗浄し、つい
で低級アルコール、次ぎにエステル溶剤のように
順次極性の低くなる溶剤により洗浄し、銅箔表面
を十分に脱脂した後乾燥し塗布することが好まし
い。

本発明の保護組成物を塗布するには、適宜必要
に応じて溶剤で希釈した後、保護処理するプリン
ト配線板を保護組成物に浸漬しても良く、また、
この保護組成物を噴霧又はロールコータにより塗
布しても良い。この後は、放置して乾燥させても
良く、冷風乾燥、温風乾燥、さらには吸水性材料
で脱水しても良い。

このようにしてソフトエツチング処理されたプ
リント配線板の配線部の銅箔ランドに保護膜が形
成されるが、電子部品をはんだ付けするときに、
特に高温加熱によるリフローはんだ付け方法も好
ましく用いられる。

作 用 軟化点が100℃より高く130℃より低いロジンエ
ステル系樹脂等の熱可塑性樹脂に酸化防止剤を併
用した保護膜を設けたので、保護膜が高温下に置
かれても耐酸化性があり金属面を酸化から保護す
ることができる。

実施例 次に本発明の実施例を説明する。

７mm×15mm×0.2mmの銅板を11重量％硫酸、3.8
重量％過酸化水素を含む水溶液中に20±１℃で60
秒間浸漬してソフトエツチングを行なつた後取り
出して、30秒間イオン交換水で洗浄する。この後
イソプロピルアルコール、酢酸エチルで順次洗浄
し、表面を十分脱水した後、自然乾燥した。

この銅板を、ロジンエステル系樹脂9.8重量％、
酸化防止剤0.2重量％をイソプロピルアルコール
に溶解した溶液に浸漬し、常温常圧下において自
然乾燥させて試験片を作製した。

この試験片について、溶融はんだのはんだ付け
性を調べるため、タムラ化研(株)製ソルダーグラフ
を用いてはんだ濡れ時間を測定した。測定方法は
次の通りである。

上記試験片６枚を用意し、これらの各々をそれ
ぞれ200℃で10分、20分、30分、40分、50分、60
分の加熱処理を行い、これらの加熱処理を行つた
各試験片について、タムラ化研(株)製フラツクス
CF−220Vを用いてフラツクス処理をしてから、
タムラ化研(株)製デジタルソルダーグラフを使用し
て溶融はんだの銅板に対する濡れを測定した。す
なわち、各試験片をはんだ浴温度250℃の溶融は
んだ（63重量％錫／37重量％鉛共晶はんだ）に１
mmの深さ浸漬し、溶融はんだの試験片に対する作
用力が上向きから下向きに変化し、上下方向の作
用力が平衡して０になるまでの時間（秒）を測定
する。

この測定結果を図のグラフに実線で示す。

比較例 実施例１において、ロジンエステル系樹脂を
9.8重量％の代わりに10重量％用い、酸化防止剤
を使用しなかつた以外は同様の溶液を用い、実施
例１と同様にして試験片を作製し、これらについ
ても実施例１と同様に試験した結果を図のグラフ
に点線で示す。

上記結果から、実施例の30分以上加熱した試験
片は溶融はんだの濡れに要する時間が比較例の試
験片に対して著しく短く、これは試験片の加熱に
より比較例のものは銅板が酸化され、溶融はんだ
が濡れ難くなつているのに対し、実施例の試験片
の銅板は十分な酸化防止効果が得られ、しかもそ
の膜は溶融はんだに溶融して押し退けられ溶融は
んだが銅板によく接触することが分かる。

発明の効果 本発明によれば、ロジンエステル系樹脂、ロジ
ン誘導体、石油樹脂、テルペン系樹脂の少なくと
も１種からなる軟化点が100℃より高く130℃以下
の熱可塑性樹脂に酸化防止剤を併用したプリント
配線板用保護組成物を提供することができるの
で、これを用いて銅箔のような金属面を被覆した
保護膜は、空気中のみならず短時間に高温加熱を
行つてはんだ付けを行う最近のリフローはんだ付
け方法のように厳しい条件の加熱によつても十分
な酸化防止効果を示し、しかも溶融はんだの温度
により溶融してこの溶融はんだに容易に押し退け
られ、これにより溶融はんだは金属面に良く接触
することができ、従来のプリフラツクスには得ら
れない保護膜を提供することができる。

このような保護膜付きプリント配線板を提供で
きるので、これに対する電子部品のはんだ付け不
良を著しく減少することができ、プリント配線板
の信頼性とこれに対するはんだ付け作業性を向上
させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ははんだ付け性試験を行つた結果を示す
グラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 高温加熱によりリフローはんだ付けされるプ
   リント配線板の金属面に被覆される組成物であつ
   て、ロジンエステル系樹脂、ロジン誘導体、石油
   樹脂、テルペン系樹脂の少なくとも１種からなる
   軟化点が100℃より高く130℃以下の熱可塑性樹脂
   を５〜40重量％、酸化防止剤を0.05〜40重量％含
   有することを特徴とするプリント配線板用保護組
   成物。 ２ 請求項１記載のプリント配線板用保護組成物
   を使用しプリント配線板の金属面を保護したこと
   を特徴とするプリント配線板。