JPH0692034B2

JPH0692034B2 - 無洗浄タイプのフラックス及びはんだペースト

Info

Publication number: JPH0692034B2
Application number: JP1216613A
Authority: JP
Inventors: 正五味; 宏子太田; 一恵金子
Original assignee: ユーホーケミカル株式会社
Priority date: 1989-08-23
Filing date: 1989-08-23
Publication date: 1994-11-16
Anticipated expiration: 2009-11-16
Also published as: JPH0381093A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、フラックス及びはんだペースト用添加剤、こ
の添加剤を含有するフラックス並びにこのフラックスを
含有するはんだペーストに関する。フラックスは、金属
基板の酸化膜を除去する目的で、電子産業分野におい
て、広く用いられている。本発明のフラックスは、金属
基板上に残存しても、金属基板を腐食することない、新
規なフラックスである。

〔従来の技術〕

電子回路の基板上に電子部品をはんだ付けする方法とし
て一般的なのは、フラックスで基板（銅）面を処理して
酸化皮膜を除去し、次いで溶解したはんだ浴槽に基板面
を浸漬する方法である。

しかるに、この方法は、フラックス処理及びはんだ浴へ
の浸漬という２つの工程を必要とする。さらに、この方
法では、基板に乗せた電子部品が作業の最中に基板から
落下することがあった。

そこでこのような問題を解決する方法としてフラックス
及びはんだ粒子を含有するはんだペーストを用いる方法
が開発された。この方法によれば、はんだペーストは基
板上にディスペンサー法等の方法により塗布され、つい
で加熱または紫外線照射によりはんだ付けが完了する。
はんだペーストは粘性を有するために、電子部品は基板
上に容易に保持される。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記はんだペーストを用いる方法にも欠
点がある。はんだペーストには、基板上の酸化皮膜を強
力に除去する目的で、活性剤が含有されている。ところ
がこの活性剤は、はんだ付け終了後にはんだ中に残存す
ると、基板を腐食する。そこではんだ付け終了後に基板
は、洗浄に付される必要がある。

さらに、この洗浄には、一般にフレオン溶剤や水が使用
される。ところが、フレオン溶剤は、環境に対する影響
から、使用が禁止されるようになりつつある。また、洗
浄に水を使用すると、重金属により水が汚染され、公害
問題を生じる恐れがあることからそのまま排水できな
い、という問題がある。

そこで、本発明の目的は、はんだ付け終了後に基板を洗
浄しなくても、基板を腐食することがない、フラックス
及びこのフラックスを含むはんだペーストを提供するこ
とにある。即ち、本発明の目的は、無洗浄タイプのフラ
ックス及びはんだペースト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、有機酸または有機酸塩を活性剤として含有す
るフラックス及びはんだペースト用添加剤であって、は
んだ付け加熱下で上記有機酸または有機酸塩と塩を形成
する多価金属錯体を主成分として含有することを特徴と
する上記添加剤に関する。

さらに本発明は、有機酸または有機酸塩を活性剤として
含有するフラックスであって、はんだ付け加熱下で上記
有機酸または有機酸塩と塩を形成する多価金属錯体を含
有することを特徴とする上記フラックスに関する。

加えて、本発明は、上記のフラックス及びはんだ粒子を
含有するはんだペーストに関する。

以下本発明について詳細に説明する。

本発明が対象とするフラックス及びはんだペーストは、
活性剤として有機酸または有機酸塩を含有するものであ
る。

そして、本発明は、これら有機酸及び有機酸塩と多価金
属錯体との比較的高い温度における反応を利用するもの
である。

本発明において「多価金属錯体」とは、加熱下で有機酸
または有機酸塩と塩を形成するものである。ここで加熱
下とは、約50〜350℃の範囲の温度を意味する。好まし
くは、はんだの溶融温度付近であり、例えば、約150〜2
50℃の範囲である。

このような温度範囲で有機酸または有機酸塩と塩を形成
する多価金属錯体に含まれる多価金属としては、２価以
上の原子価を有する金属であればいずれも用いることが
できる。このような多価金属として、ベリリウム、カド
ミウム、銅、カルシウム、マグネシウム、亜鉛、ジルコ
ニウム、バリウム、ストロンチウム、アルミニウム、ビ
スマス、アンチモン、鉛、コバルト、鉄、ニッケル、チ
タン等を例示することができる。

また、多価金属錯体を形成する配位子としては蟻酸、酢
酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、蓚酸、マロン酸、コ
ハク酸、グルタール酸、マレイン酸、フマル酸、シトラ
コン酸、イタコン酸、グリコール酸、リンゴ酸、酒石
酸、乳酸、クエン酸、ジグリコール酸、安息香酸、サリ
チル酸、エチレンジアミン、イミノジ酢酸、ニトリロト
リ酢酸、エチレンジアミンテトラ酢酸、グリシン、ザル
コシン、アラニン、オクタンジオール、ヘキサンジオー
ル、アセチルアセトン、アセト酢酸メチル、アセト酢酸
エチル、ジアセトンアルコール、ジエチレントリアミ
ン、トリエチレンテトラミン、トリアミノトリエチルア
ミン、ペンタエチレンヘキサミン、Ｎ−ヒドロキシエチ
ルエチレンジアミン、N,N'−ジヒドロキシルエチルエチ
レンジアミン、トリエタノールアミン、N,N'−ジメチル
エチレンジアミン、N,N'−テトラメチルエチレンジアミ
ン、1,3−ジアミノプロパン、1,2−ジアミノプロパン、
ピリジン、ジピリジール、テルピリジール、Ｎ−ジヒド
ロキシエチルグリシン、Ｎ−ヒドロキシエチルイミノ酢
酸、N,N'−エチレンジアミン酢酸、Ｎ−ヒドロキシエチ
ルエチレンジアミンテトラ酢酸、ジエチレントリアミン
ペンタ酢酸、1,2−シクロヘキサンジアミンテトラ酢
酸、トリメチレンジアミンテトラ酢酸、エチレングリコ
ールジエチルエーテルジアミンテトラ酢酸、エチレンジ
アミンテトラプロピオン酸、β−アミノエチル燐酸N,N
−ジ酢酸、アミノメチル燐酸N,N−ジ酢酸、アスコルビ
ン酸、チオグリコール酸、2,3−ジメルカプトプロパノ
ール、チオ尿素、ジエチルジチオカルバメートソーダ、
８−オキシン、アセチルアセトン、フェナントロリン、
アスパラギン酸、ジメチルグリオキシム、グリオキサル
−ビス、テノイルトリフロロアセトン、炭酸、アンモニ
ア、アミン等を例示することができる。

さらに、このような多価金属錯体の具体例としては、チ
タンアセチルアセテート、ジピリジル銅、アセチルアセ
トンコバルト、ビス（ジメチルグリオキシマト）ニッケ
ル、チタンオクチルグリコレート、チタンラクテート、
チタンラクテートエチルエステルを挙げることができ
る。

はんだ付けの際、「有機酸及び有機酸塩」は、活性剤と
して作用する。フラックスに含まれる活性剤は、フラッ
クスとはんだとを含有するはんだペーストを金属基板上
に適用すると、基板上の酸化皮膜を除去する作用を有す
る。

本発明において、有機酸としては、モノカルボン酸（ギ
酸、酢酸、プロピオン酸、カプロン酸、エナント酸、カ
プリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ウンデカン酸、
ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン
酸）、ジカルボン酸（シュウ酸、マロン酸、コハク酸、
グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、ア
ゼライン酸、セバシン酸）、オキシカルボン酸（オキシ
コハク酸、クエン酸、酒石酸、ヒドロキシ酢酸、サリチ
ル酸、（ｍ−、ｐ−）ヒドロキシ安息香酸、12−ヒドロ
キシドデカン酸、12−ヒドロキシイソ酪酸、（ｏ−、ｍ
−、ｐ−）ヒドロキシフェニル酢酸、４−ヒドロキシフ
タル酸、12−ヒドロキシステアリン酸）等を例示でき
る。

さらに、有機酸塩としては、上記有機酸とアミン（例え
ばジエチルアミノエタノール）、アンモニア及びアルカ
リ金属（例えば、ナトリウム、カリウム等）等との塩を
例示することができる。

次に本発明のフラックスについて説明する。

本発明のフラックスに含まれる多価金属錯体、有機酸及
び有機酸塩は、前述のものである。

さらに、本発明のフラックスには溶媒が含まれる。この
溶媒としては、有機酸等の他の成分を溶解する溶剤であ
れば特に制限は無い。但し、はんだ付け時のはんだの溶
融温度より低い沸点を有する溶剤を用いることが、はん
だ付け後のはんだの物性を損ねないとい観点から、好ま
しい。さらにカルボキシル基または水酸基を有する溶媒
においては、沸点が多価金属錯体の分解温度以下である
ことが、活性剤である有機酸または有機酸塩と多価金属
錯体とを反応させて、有機酸の多価金属塩を形成させる
という観点から好ましい。そのような溶媒としては、脂
肪族化合物〔ｎ−ヘキサン（b.p.68,7）、イソヘキサン
（60〜64）、ｎ−ヘプタン（98.4）〕、エステル類〔酢
酸イソプロピル（89.0）、プロピオン酸メチル（79.
7）、プロピオン酸エチル（99.1）〕、ケトン類〔メチ
ルエチルケトン（79.6）、メチル−ｎ−プロピルケトン
（103.3）、ジエチルケトン（102.2）〕、アルコール類
〔エタノール（78.3）、ｎ−プロパノール（97.2）、イ
ソプロパノール（82.3）、イソブタノール（107.9）、
第２ブタノール（99.5）等を例示できる。

尚、前述のフラックス及びはんだペースト用添加剤も、
多価金属錯体に加えて、上記溶媒を含有することもでき
る。

本発明のフラックス及びはんだペースト用添加剤、フラ
ックス並びにはんだペーストにおいて、有機酸または有
機酸塩（あるいはこれらの混合物）に対する多価金属錯
体の使用量または含有量は、有機酸または有機酸塩に含
まれるCOOH基に対して多価金属錯体の多価金属量を当量
比で、1:0.05〜５好ましくは1:0.5〜２とすることが金
属基板の腐食を有効に防止するという観点から適当であ
る。

本発明のフラックスにおいて、有機酸、有機酸塩、多価
金属錯体及び溶媒の含有量は、有機酸または有機酸塩0.
1〜50重量部、多価金属化合物0.05〜40重量部及び溶媒1
0〜99.85重量部の範囲とすることが適当である。

本発明のフラックスには、上記有機酸等の成分以外にロ
ジンを含むことができる。ロジンとしては、種々のロジ
ンを使用できる。例えば、マレイン酸変性ロジン、マレ
イン酸変性ロジンエステル、水素添加ロジン、不均化ロ
ジン、重合ロジン、ガムロジン、ウッドロジン、トール
油ロジ等を挙げることができる。特にはんだの腐食性等
を考慮した場合、エステル化ロジン、例えばマレイン酸
変性ロジンエステルを使用することが好ましい。

ロジンの主成分はアビエチン酸またはその異性体、重量
体等のアビエチン酸系の化合物である。これらのアビエ
チン酸及びアビエチン酸系の化合物は、常温では活性を
示さず、約90℃以上で加熱すると溶解して優れた活性を
示し、金属基板上の酸化皮膜除去効果を発揮する。よっ
て、常温での保存では、ほとんど腐食性を有さない。

したがって、本発明においては、ロジンとはアビエチン
酸及びアビエチン酸系の化合物を含むものであればよ
い。

ロジンの含有量は、例えば有機酸または有機酸塩100重
量部に対して10〜10000重量部とすることができる。

本発明のはんだペーストは、上記フラックスにさらには
んだを含むものである。ここで「はんだ」とは、はんだ
として一般的に知られている錫−鉛合金のみならず、さ
らに銀、ビスマス、金、イリジウム等が混合されたもの
をも含む。

はんだ粉末の形状に特に限定はない。粒子径は、10〜10
00メッシュ、好ましくは250〜400メッシュのものが適当
である。

本発明のはんだペーストにおける、はんだとフラックス
の量比には、特に限定はないが、例えば、はんだ40〜95
重量部に対してフラックス５〜60重量部とすることが適
当である。

以下本発明を実施例により詳細に説明する。

〔実施例〕

実施例１（フラックス組成物）撹拌装置を有する製造釜に、有機酸（または有機酸
塩）、ロジン、活性剤及び溶媒を加えた後、撹拌して各
成分を完全に溶解する。次いで、溶解したのを確認した
後、添加剤を加えて、フラックス組成物を得る。各成分
の配合量は表１に示す。

得られたフラックス組成物の広がり性及び腐食性につい
て評価した。広がり性は米国規格・QQ−Ｓ−571Eに準じ
て測定した。腐食性はJIS−Ｚ−3197 6.6に準じて測定
した。結果を表２に示す。

腐食性の評価判定 Ex:適合フラックス（フラックスにより蒸着銅又はめっ
き銅が腐食されていない） P:不適合フラックス A:フラックスの下の銅が腐食されて見えなくなった場合 B:フラックスの縁部の下の銅が腐食して見えなくなった
場合 C:フラックスの中心部分の下の銅が見えなくなった場合 D:フラックスの周りが腐食のため変色して、かさのよう
に見える場合 E:フラックスの中心部分が腐食のため変色した場合 F:フラックスの縁が不透明な暗褐色となって見える場合実施例２（はんだペースト）吉川化工株式会社製・高粘度混練機ペンサー（PS−501
型）を用い、実施例１で得られたフラックス組成物中に
チキソ剤を加え、完全に溶解させる。次いで、溶解した
フラックス組成物にはんだ粉末を加え、均一になるまで
撹拌してはんだペーストを得る。フラックス組成物及び
はんだ粉末の配合量は表３に示す。

得られたはんだペーストの広がり性、はんだボール性及
び腐食性について評価した。広がり性は米国規格・QQ−
Ｓ−571Eに準じて測定した。はんだボール性は米国規格
・ANSI/IPC−SP−819に準じて測定した。腐食性はJIS−
Ｚ−3197 6.6に準じて測定した。結果を表４に示す。

はんだボール性評価 A:好ましい B:許容範囲 C:不可腐食性の評価判定 Ex:適合フラックス（フラックスにより蒸着銅又はめっ
き銅が腐食されていない） P:不適合フラックス A:フラックスの下の銅が腐食されて見えなくなった場合 B:フラックスの縁部の下の銅が腐食して見えなくなった
場合 C:フラックスの中心部分の下の銅が見えなくなった場合 D:フラックスの周りが腐食のため変色して、かさのよう
に見える場合 E:フラックスの中心部分が腐食のため変色した場合 F:フラックスの縁が不透明な暗褐色となって見える場合

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】有機酸または有機酸塩を活性剤として含有
するフラックス及びはんだペースト用添加剤であって、
はんだ付け加熱下で上記有機酸または有機酸塩と塩を形
成する多価金属錯体を主成分として含有することを特徴
とする上記添加剤。
【請求項２】有機酸または有機酸塩を活性剤として含有
するフラックスであって、はんだ付け加熱下で上記有機
酸または有機酸塩と塩を形成する多価金属錯体を含有す
ることを特徴とする上記フラックス。
【請求項３】請求項（２）に記載のフラックス及びはん
だ粒子を含有するはんだペースト。