JPH0688058A

JPH0688058A - 改質ロジンの製造方法

Info

Publication number: JPH0688058A
Application number: JP23961992A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Ochiai; 正行落合; Keiji Watabe; 慶二渡部; Hiroyuki Fukuda; 裕幸福田
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1992-09-08
Filing date: 1992-09-08
Publication date: 1994-03-29

Abstract

(57)【要約】【目的】電子部品のはんだ付け後のフラックス残渣が
残らないようなロジンを得ることを目的とする。【構成】上記目的達成のため、フラックス用ロジンを
予じめ非酸化雰囲気中、はんだ接合温度以上の温度に加
熱してロジンを改質するように構成する。このように改
質されたロジンは、異性化されしかも熱安に安定であ
り、有機溶剤に溶解して得られたフラックスをはんだ付
けして用いた場合フラックス残渣が全く残らなかった。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は改質ロジンの製造方法に
関し、更に詳しくははんだ接合後フラックス残渣が残ら
ないようにした電子部品のはんだ付け用フラックスの改
質ロジンの製造方法並びにはんだ付け用フラックスの製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の電子機器に対する小型高性能化の
要求により、回路基板上に多くの電子部品を搭載するこ
とのできる表面実装技術の研究開発が進んでいる。この
技術の進展に伴い、はんだ付け方法も一変した。従来
は、ＩＣパッケージ方法であるＤＩＰのリードフレーム
を回路基板のスルーホールに挿入した後、回路基板の裏
面にはんだ付け用フラックスを塗布して、ウエーブソル
ダリングしていたが、表面実装法では、パッケージ側面
にリードフレームを有しないＬＣＣを、はんだペースト
等によってはんだを供給した後、加熱して接合してい
る。

【０００３】この時の回路基板表面温度は、接合に用い
るはんだの融点＋２０〜３０℃にしなければならない。
この時、回路基板の材質が多層セラミック基板等の熱容
量の大きい場合は、加熱時間が長くなりフラックスに加
わる熱量は膨大なものとなる。ところで公知技術として
特公昭５６−３２０７９号公報は非腐食性フラックスを
開示する。しかしこの技術におけるフラックスは活性剤
および活面活性剤を含んだものである。一方、本発明に
おけるフラックスはこれらを含有しないものである。

【０００４】また、特開昭６０−２０３３８６号公報
は、クリームはんだおよびその製造法を開示する。しか
し、この公報に記載されている「蒸留」は、「水蒸気蒸
留」（はんだ付け技術、５４ページ）のことであり、水
蒸気蒸留を行う理由は低い温度（１００℃以下）でロジ
ンを精製できる利点があるからである。したがって、本
発明での加熱温度と大きく異なる。また、実施例記載の
「重合ロジン」は、抗酸化性（塗料便覧、１６９ペー
ジ）を期待して用いたと思われるが、フラックス作製前
に加熱処理は施していない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】フラックスに膨大な熱
量が加わると、フラックスが変質し洗浄溶剤によるフラ
ックス洗浄が困難となり、回路基板上にフラックス残渣
が残るようになる。フラックス残渣中には、はんだ付け
用活性剤（腐食性物質）が存在するため、回路基板上に
フラックス残渣が残っていると、はんだ接合部が腐食さ
れて導通不良の原因となるため、装置信頼性の点で問題
となる。

【０００６】本発明は、フラックス洗浄後に残渣が残る
ことのないはんだ付け用フラックスを提供することを目
的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためになされたものであり、本発明の改質ロジン
の製造方法は、ロジンをはんだ接合温度以上の温度に加
熱してロジンを改質することを特徴とする。更に本発明
の改質ロジンの製造方法は、非酸化雰囲気中、ロジンを
はんだ接合温度以上の温度に加熱してロジンを改質する
ことを特徴とする。

【０００８】更に本発明のはんだ付け用フラックスの製
造方法は、ロジンをはんだ接合温度以上の温度に加熱し
てロジンを改質し、得られた改質ロジンを有機溶剤に溶
解することを特徴とする。更に又、本発明のはんだ付け
用フラックスの製造方法は、非酸化雰囲気中、ロジンを
はんだ接合温度以上の温度に加熱してロジンを改質し、
得られた改質ロジンを有機溶剤に溶解することを特徴と
する。すなわち、本発明者等は、前記の問題点を解消せ
んとして種々検討した結果、フラックスの成分であるロ
ジン（松脂）を予じめ、酸化雰囲気中又は非酸化雰囲気
中、好ましくは非酸化雰囲気中ではんだ接合温度以上に
加熱することによりロジンを改質し、このようにして得
られた改質ロジンを用いてフラックスではフラックス残
渣が残らないことの知見を得て本発明を完成したのであ
る。

【０００９】図１は本発明の原理説明図であり、図１
（Ａ）は、加熱処理前のロジンの状態を示す構式図であ
る。図中、１はロジンであり、２はロジン中に含まれて
いる低分子量物質（不純物、易蒸発性成分）であり、３
は加熱槽である。図１は（Ｂ）は、加熱処理後のロジン
の状態を示す構式図であり、ロジン中に含まれている低
分子量物質は、ロジン中から除去される。

【００１０】本発明において、改質される原料ロジンに
は、天然ロジン、水添ロジンあるいは重合ロジン等が含
まれる。本発明において上記のようにロジンの加熱処理
は、非酸化雰囲気中で行うことが好ましい。例えば、酸
素濃度が１vol ％以下である。また、加熱温度は、はん
だ接合温度以上である。ここで、はんだ接合温度は、一
般的にはんだの融点＋３０〜５０℃の温度である。

【００１１】このような熱処理により改質ロジンが得ら
れる。この改質ロジンを有機溶媒、好ましくは非極性溶
剤に溶解することによりはんだ付け用フラックスが得ら
れる。非極性溶剤として、例えばエチレングリコールジ
メチルエーテル又はジエチレングリコールモノｎ−ブチ
ルエーテル（ｂ．ｐ．２３０℃）が好ましく用いられ
る。

【００１２】

【作用】ロジンをはんだ接合温度に予め加熱して、低分
子量物質を蒸発させることにより、フラックスとして用
いる時に、低分子量物質に起因する反応（架橋、重合）
が防止されて、ロジンが変質しないことが予想される。
また、加熱によって、ロジンを構成する数種樹脂酸異性
体のうち、最も熱的に安定化するものへの異性体化反応
を促進させることによって、ロジンそのものを熱的に安
定にさせることが予想される。

【００１３】更に加熱によりロジン中のカルボキシル基
（−ＣＯＯＨ）の量は減少しており、熱的に安定化して
いる。以下、実施例により更に説明するが、本発明がこ
れらの実施例に限定されないことはもとよりである。

【００１４】

【実施例】実施例１重合ロジンハリマックＡＳ−５（ハリマ化成）をＮ₂雰
囲気（Ｏ₂：１０ppm）のグローブボックス中で加熱し
た。この時、重合ロジンの温度が、３２０℃以上、３０
min になるようにした。

【００１５】加熱処理を施した重合ロジンの酸価を測定
したところ、７０であった（初期値：１４０）。また、
分子量分布を測定した。結果を図２に示す。図２は、新
フラックス用ロジンの改質前後の分子量分布を示すグラ
フである。図２中、実線は、改質前のロジン（原料）
（ＮＯ．１）についての分子量分布を示す。点線は前記
の如く３５０℃、３０min 熱処理して得られた改質ロジ
ン（ＮＯ．２）についての分子量分布を示す。このグラ
フより、低分子量成分が少なくなっていることがわか
る。

【００１６】図３は前記の改質ロジンについてはんだ接
合温度（２１５℃）で３０分加熱処理した場合、その加
熱前後の分子量分布を示すグラフである。実線は加熱前
の試料（ＮＯ．３、図２のＮＯ．２に同じ）に関する分
子量分布を示し、点線は加熱後の試料（ＮＯ．４）に関
する分子量分布である。図３から明らかなように殆ど分
子量分布に変化がなくはんだ接合温度で熱処理しても得
られたロジンは熱的に安定であることが分かる。

【００１７】上記のようにして得られた改質ロジン４ｇ
を、エチレングリコールジメチルエーテル１６ｇに溶か
し、フラックスとした。エチレングリコールジメチルエ
ーテルの沸点は８２℃であり、フラックス作製に通常用
いられているイソプロピルアルコールと沸点が同一であ
ることから、通常フラックスと同様のプレヒート工程を
行っても問題ない。

【００１８】このフラックスを塗布した回路基板を、恒
温層中で１２０℃、１０min プレヒートした後、沸点２
１５℃のＦＣ−７０蒸気中で３０min 加熱した。この回
路基板を市販フラックス洗浄液３種で洗浄した。エター
ナＶＧ（旭化成）は、塩素系洗浄液であり、PINE ALPHA
ST-100S（荒川化学工業)、TECHNO CLEANER 519は、非塩
素系洗浄液である。洗浄結果を下表に示す。

【００１９】 ────────────────────────────────── エターナＶＧ PINE ALPHA ST-100S TECHNO CLEANER 519 ────────────────────────────────── 残渣無し残渣無し残渣無し ──────────────────────────────────比較例１フラックス重合ロジンハリマックＡＳ−５（未改質）４ｇエチレングリコールジメチルエーテル１６ｇこのフラックスを塗布した回路基板を２１５℃で３０分
加熱したところ、エターナＶＧ（クロロセン）で洗浄で
きない残渣が多量に発生した。実施例２重合ロジンハリマックＡＳ−５（ハリマ化成）をビ
ーカに採り、Ｎ₂雰囲気（Ｏ₂：１０ppm ）に保ったグ
ローブボックス中のはんだ槽（３６０℃）にビーカを浸
漬して３０分加熱した。この改質ロジンを用いて、以下
のフラックスを作製した。

【００２０】フラックス改質ロジン１０ｇジエチレングリコールモノブチルエーテル１０ｇＰｂ−５Ｓｎはんだ（ｍ．ｐ．３００〜３１４℃）を用
いた接合を行うため、このフラックスを塗布した回路基
板を３５０℃に加熱した。この回路基板をエターナＶＧ
（クロロセン）で洗浄したところ、外観上の残渣は無
く、回路基板上の残留イオン量は、３μｇＮａＣｌ／ｉ
ｎ²以下であった。比較例２フラックス重合ロジンハリマックＡＳ−５（未改質）１０ｇジエチレングリコールモノブチルエーテル１０ｇ上記フラックスを用いて、同様な接合実験を行ったとこ
ろ、洗浄不能のフラックス残渣が多量に発生した。

【００２１】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明は構成される
ものであるから、例えば回路基板上のフラックス残渣を
皆無にできる効果を奏する。これによって、装置の信頼
性が向上する。また、このフラックスは、オゾン層破壊
の一因である塩素系溶剤を用いなくても良好に洗浄でき
ることから、環境破壊を防止する上からも効果が大き
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理説明図である。

【図２】新フラックス用ロジンの改質前後の分子量分布
を示すグラフである。

【図３】新フラックス用ロジンのはんだ接合温度前後の
分子量分布を示すグラフである。

【符号の説明】

１…ロジン２…低分子量物質３…加熱槽

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ロジンをはんだ接合温度以上の温度に加
熱してロジンを改質することを特徴とする、改質ロジン
の製造方法。
【請求項２】非酸化雰囲気中、ロジンをはんだ接合温
度以上の温度に加熱してロジンを改質することを特徴と
する、改質ロジンの製造方法。
【請求項３】改質ロジン中のカルボキシン基の量が減
少している、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】ロジンの酸価を７０以下に改質する、請
求項１又は２に記載の方法。
【請求項５】はんだ付け用フラックスの製造方法であ
って、ロジンをはんだ接合温度以上の温度に加熱してロ
ジンを改質し、得られた改質ロジンを有機溶剤に溶解す
ることを特徴とする、前記製造方法。
【請求項６】はんだ付け用フラックスの製造方法であ
って、非酸化雰囲気中、ロジンをはんだ接合温度以上の
温度に加熱してロジンを改質し、得られた改質ロジンを
有機溶剤に溶解することを特徴とする、前記製造方法。
【請求項７】有機溶剤として非極性有機溶剤を用い
る、請求項５又は６に記載の方法。
【請求項８】非極性有機溶剤としてエチレングリコー
ルジメチルエーテルを用いる、請求項５又は６に記載の
方法。