JPH07136794A - はんだ付け用フラックス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ハロゲンを含まず、水溶性、洗浄が不必要な優
れたはんだ密着性を与えるはんだ付け用フラックス成分
を提供すること。 【構成】炭素原子数１〜８を有するアルカンスルホン酸
又はアルカノールスルホン酸もしくはそれらの金属塩又
はアミン塩を含むフラックス。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子部品、半導体、プリ
ント基板等のはんだ付けの際に使用されるフラックス、
特に非ハロゲン、水溶性、無洗浄タイプの優れたフラッ
クスに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子部品等のエレクトロニクス製品の製
造において、金属部品同志のソルダリング（はんだ付
け）による接合工程はその製品の信頼性にとって重要な
工程となっている。はんだ付け工程に際しては前処理と
して通常フラックスが母材に適用される。

【０００３】一般にはんだ付け用フラックスは、表面酸
化物などを化学的に溶解してはんだと母材とが直接密着
できるように活性化する活性剤、表面被覆保護作用を司
る不揮発性成分、補助成分としての溶剤、遙変化剤など
から構成されているが、従来から使用されているフラッ
クスはロジンに代表される有機カルボン酸化合物が主流
を占めている。このロジンはイソプロピルアルコール等
の有機溶剤で希釈して使用されているが、はんだ付け終
了後は粘着性の残留物であるロジンを除去するため洗浄
する必要があり、そのために通常、洗浄剤としては優れ
たフロンが大量に使用されてきた。周知のようにフロン
は成層圏のオゾン層破壊物質として地球環境保護の見地
から全面使用禁止となりつつあるが、フロンに匹敵、代
替しうる洗浄剤は殆ど見当たらないのが現状である。

【０００４】また、活性剤としては例えば塩化銅、臭化
銅、塩化亜鉛等の塩素系ないし臭素系化合物等が使用さ
れているが、それら塩素分等は電子機器に残留し、腐食
原因となっているため、ハロゲンを含まない活性剤が求
められていた。しかるに、ステンレス同志を接合する場
合は塩化亜鉛等ハロゲン系活性剤を含むフラックスの使
用は不可欠であった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このようにフロン系洗
浄剤の環境問題に及ぼす悪影響ならびにハロゲン化合物
活性剤の問題点に鑑みて、ハロゲンを含まず、水洗浄が
可能かもしくは洗浄不要であり、かつ性能の良いフラッ
クスが切望されている。そして非ハロゲン、無洗浄タイ
プと称するフラックスがいくつか最近開発されるに至っ
ているが、本発明者が追試した結果では、それらフラッ
クス使用によるはんだ付け後のはんだ被膜は平滑でなく
凹凸やムラがあり、母材との密着性が悪くて剥離し易
く、到底満足すべきものとはいえない。従って、ハロゲ
ンを含まず無洗浄が可能であり、母材への濡れ、密着性
が良いなどの全ての条件を満たす優れたはんだ付け用フ
ラックスは未だ開発されていない実情にある。

【０００６】そこで本発明者らは公知の有機カルボン酸
以外の有機酸に注目し、スルホン酸について種々研究を
試みた処、二重結合、三重結合を有するスルホン酸たと
えばアリルスルホン酸、プロパルギルスルホン酸等或い
は芳香族スルホン酸等は肝心の濡れ性、密着性が悪く、
フラックスとしては全く使用し得ないが、それに反し
て、不飽和結合を有しない脂肪族スルホン酸であるアル
カンスルホン酸又はアルカノールスルホン酸などは驚く
べきことに優れた濡れ性，密着性を発揮することを見出
し、本発明に至ったものである。

【０００７】従って、本発明は、非ハロゲン、無洗浄タ
イプのはんだ付け用フラックスであって、はんだ付けに
際して優れた濡れ性、強固な密着性、平滑な被膜を与え
うる優れた性能のフラックスを提供することを目的とす
る。殊に、ステンレスの接合に対しても使用可能な非ハ
ロゲン系フラックスを提供することを目的とする。

【０００８】本発明はさらに作業環境に悪影響を及ぼす
ことの多い有機溶剤が不必要な、水溶性のフラックスを
提供することも目的とする。さらにまた主成分が保護被
覆作用と活性化との両方の作用を有するため、ハロゲン
化合物活性剤の混合を不要にし、フラックス液の調製、
管理等が容易なフラックスをも目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、炭素原子数１〜８を有するアルカンスルホ
ン酸又はアルカノールスルホン酸もしくはそれらの金属
塩又はアミン塩を含むことを特徴とするはんだ付け用フ
ラックスにある。

【００１０】本発明フラックスの主要成分であるアルカ
ンスルホン酸としては例えばメタンスルホン酸、エタン
スルホン酸、プロパンスルホン酸、２−プロパンスルホ
ン酸、ブタンスルホン酸、２−ブタンスルホン酸、ペン
タンスルホン酸、ヘキサンスルホン酸等が挙げられる。
またアルカノールスルホン酸としては例えばメタノール
スルホン酸、エタンスルホン酸、プロパノールスルホン
酸、ブタノールスルホン酸、ペンタノールスルホン酸、
ヘキサノールスルホン酸等が挙げられる。特に好ましい
のは炭素原子数１〜４のアルカンスルホン酸又はアルカ
ノールスルホン酸である。

【００１１】またそれらのアルカリ金属塩たとえばナト
リウム塩、カリウム塩等、２価の金属塩たとえば銅塩、
亜鉛塩、錫塩、鉛塩等、アミン塩たとえばエチレンジア
ミン塩、トリエタノールアミン塩等が挙げられる。

【００１２】本発明はんだ付け用フラックスが適用され
る金属の組合わせとして適しているのは例えば、銅−
銅、ステンレス−ステンレス、はんだめっき物−銅、真
鍮−真鍮、ニッケルめっき物−銅等である。

【００１３】アルカンスルホン酸又はアルカノールスル
ホン酸もしくはそれらの塩類のフラックス液における濃
度は対象とする母材の金属の種類によって異なるが、一
般に０．１〜１５％の範囲である。たとえば金属が銅の
場合はより少ない濃度ですみ、反対にステンレスの場合
はより大きい濃度が必要である。

【００１４】

【作用】前記アルカンスルホン酸又はアルカノールスル
ホン酸若しくはそれらの金属塩又はアミン塩はそれ単独
でフラックスの基本的作用、即ち活性作用、ソルダーの
表面張力低下作用、表面被覆保護作用すべてを兼ね備え
ており、また水溶性であるためはんだ付け後の洗浄が不
要であり、更に残留有害物もなく、なにより優れたはん
だ付け効果、即ち優れた強固な密着性を与える。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の構成を実施例によって更に具
体的に説明する。なお、成分割合を示す％は重量％であ
る。

【００１６】実施例１ プロパノールスルホン酸５％と水９５％からなる配合液
の中に、銅板を３０秒浸漬し、銅板を取り出して４０
℃、５分間乾燥する。この銅板を２８０℃の溶融状態に
あるはんだ槽に５秒浸漬する。これを引きあげると銅板
上には溶融したはんだがムラなく均一に付着している。
このはんだ付き銅板と別の未処理の銅板とを熱いうちに
接合したところ、２つの銅板は完全に密着しており、剥
離することはなかった。

【００１７】実施例２ メタンスルホン酸鉛塩２％および水９８％からなるフラ
ックス液を使用して、銅板と４２材（リードフレーム材
料）上にはんだめっきされた板を実施例１と同じ操作で
はんだ付けした。その結果完全に密着したものが得られ
た。

【００１８】実施例３ ブタノールスルホン酸トリエタノールアミン塩３％およ
び水９７％からなる配合品をトリエタノールアミンでｐ
Ｈ７に調整する。この液を使って鉄板上に、ニッケルめ
っきした板を実施例１と同様の操作によってはんだ付け
したところ、完全に密着したものが得られた。

【００１９】実施例４ メタンスルホン酸ナトリウム塩１０％および水９０％か
らなるフラックス液を、ステンレス板（ＳＵＳ３１６）
に対し実施例１と同様の方法で施し、別のステンレス板
とはんだ付けした。完全密着したものが得られた。

【００２０】実施例５ プロパノールスロホン酸第１錫塩２％および水９８％か
らなる液によって実施例１と同様にして真鍮板同志のは
んだ付けを行なった。はんだは完全に密着していた。

【００２１】実施例６ 本発明スルホン酸と本発明以外のスルホン酸を夫々含む
はんだ付けフラックス液について実施例１の方法ではん
だ付けを行ない比較したところ、下表の結果を得た。本
発明によるアルカンスルホン酸、アルカノールスルホン
酸塩ははんだ濡れ性およびはんだ密着性が優れているこ
とが分かる。

【００２２】

【表】

【００２３】

【発明の効果】本発明によるはんだ付け用フラックスは
ハロゲンを含まず、水溶性であり、はんだ付け後洗浄の
必要がなくかつ単一成分でありながらすべてのフラック
ス作用を発揮することができ、優れたはんだ性能を与え
ることができる。また液の調製、管理も簡単であり、環
境への悪影響や金属母材への悪影響もなく、作業性がよ
く、製造効率を高めることに寄与する。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】炭素原子数１〜８を有するアルカンスルホ
   ン酸又はアルカノールスルホン酸若しくはそれらの金属
   塩又はアミン塩を含むことを特徴とするはんだ付け用フ
   ラックス。
2. 【請求項２】アルカンスルホン酸又はアルカノールスル
   ホン酸が炭素数１〜４のスルホン酸である請求項１記載
   のハンダ付け用フラックス。
3. 【請求項３】アルカンスルホン酸がメタンスルホン酸で
   ある請求項２記載のはんだ付け用フラックス。
4. 【請求項４】金属塩が錫塩、鉛塩又はナトリウム塩であ
   る請求項１記載のはんだ付け用フラックス。