JPH0970689A - ハンダ付け用フラックス組成物およびクリームハンダ組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電気特性に優れ、かつハンダ付け性が良好な
ハンダ付け用フラックス組成物およびクリームハンダ用
組成物を提供すること。 【解決手段】 第１級カルボキシル基を有するロジン誘
導体を含有してなるフラックス組成物を用いてなるハン
ダ付け用フラックス組成物、および当該フラックス組成
物とハンダ粒子を含有してなるクリームハンダ用組成
物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリント配線板等
のハンダ付けの際に用いるハンダ付け用フラックス組成
物およびクリームハンダ組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、フラックス組成物のベース樹
脂としては、ロジン骨格が非腐食性であり、電気絶縁抵
抗や誘電特性等の電気特性に優れていること等から、ロ
ジンまたはその誘導体が主に使用されている。

【０００３】また、フラックス組成物には、基材とハン
ダとの表面酸化膜を除去するために、化学的に活性な成
分が必須とされるが、ロジンの含有するカルボキシル基
は、崇高いヒドロフェナンスレン骨格の第３級炭素に結
合しているため、その立体障害やカルボキシル基の結合
炭素ゆえに、酸成分としての活性が低く、ロジン単独で
はハンダ付け性は十分でない。また、ロジンの共役ジエ
ン樹脂酸成分とマレイン酸やアクリル酸等とを付加反応
（ディールス・アルダー反応）させて得られるマレオピ
マール酸やアクリロピマール酸等のロジン誘導体は、第
２級カルボキシル基を有しているが、やはり活性が低
く、ハンダ付け性が十分とはいえない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、電気特性に
優れ、かつハンダ付け性が良好なハンダ付け用フラック
ス組成物およびクリームハンダ組成物を提供することを
目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、以下の発明を完成
するに至った。

【０００６】すなわち、本発明は、第１級カルボキシル
基を有するロジン誘導体を含有してなるフラックス組成
物、当該フラックス組成物を用いてなるハンダ付け用フ
ラックス組成物、並びに当該フラックス組成物およびハ
ンダ粒子を含有してなるクリームハンダ組成物に関す
る。

【０００７】本発明の、第１級カルボキシル基を有する
ロジン誘導体とは、公知のロジン類またはそのロジン誘
導体を変性することにより第１級カルボキシル基を導入
したものをいう。

【０００８】ロジン類としては、ガムロジン、トール油
ロジン、ウッドロジン等の原料ロジン類、当該原料ロジ
ン類に蒸留工程、水添工程および不均化工程のいずれか
少なくとも１つの工程を施して得られる各種の変性ロジ
ン類（蒸留ロジン、水添ロジン、不均化ロジン等や、い
わゆる無色ロジン）や、重合ロジン等があげられる。な
お、これらロジン類は、アビエチン酸、ネオアビエチン
酸、パラストリン酸、レボピマール酸、デヒドロアビエ
チン酸、ジヒドロアビエチン酸、テトラヒドロアビエチ
ン酸等の各種の化合物を有効成分として含有するが、ロ
ジン類は、これら化合物の混合物であってもよい。

【０００９】また、ロジン誘導体としては、マレオピマ
ール酸、フマロピマール酸またはアクリロピマール酸等
があげられる。マレオピマール酸、フマロピマール酸ま
たはアクリロピマール酸は、前記原料ロジン類の共役ジ
エン樹脂酸成分と、マレイン酸、フマル酸またはアクリ
ル酸とを付加反応（ディールス・アルダー反応）させて
得られるものである。これらマレオピマール酸等は必ず
しも精製したものを使用する必要はなく、未反応の原料
ロジン類を含有する反応生成物を使用することもでき
る。

【００１０】なお、これらロジン類またはそのロジン誘
導体はいずれも分子中に第２級または第３級カルボキシ
ル基を有する。

【００１１】前記ロジン類またはそのロジン誘導体を変
性して、第１級カルボキシル基を導入する方法として
は、たとえば、ロジン類またはそのロジン誘導体と第１
級カルボキシル基含有ヒドロキシ化合物とをエステル化
反応させる方法があげられる。

【００１２】第１級カルボキシル基含有ヒドロキシ化合
物としては、グリコール酸、ヒドロアクリル酸、β−オ
キシ酪酸、γ−オキシ酪酸、５−オキシ吉草酸、４−オ
キシカプロン酸、リンゴ酸、オキシヒドロケイ皮酸等が
あげられる。これらのなかでもグリコール酸が好まし
い。なお、グリコール酸等の第１級カルボキシル基含有
ヒドロキシ化合物は市販されている結晶または水溶液の
いずれの形態でも使用できる。

【００１３】ロジン類またはそのロジン誘導体と、第１
級カルボキシル基含有ヒドロキシ化合物との反応は、公
知のエステル化反応と同様に行うことができる。第１級
カルボキシル基含有ヒドロキシ化合物の使用量は、ロジ
ン類またはそのロジン誘導体のカルボキシル基１当量に
対して、第１級カルボキシル基含有ヒドロキシ化合物の
ヒドロキシ基が０．２〜１０当量、好ましくは０．３〜
５当量である。第１級カルボキシル基含有ヒドロキシ化
合物の使用量が０．２当量より少ない場合には、ロジン
誘導体に導入される第１級カルボキシル基の割合が少な
く、得られるロジン誘導体に十分な活性を付与し難い。
また１０当量を越える場合には、第１級カルボキシル基
含有ヒドロキシ化合物によりロジン類の分解が促進され
るため、得られる第１級カルボキシル基を有するロジン
誘導体の収率が低下するばかりでなく色調が低下するた
め、いずれの場合も好ましくない。

【００１４】エステル化の反応温度は、通常、２００〜
３００℃程度、好ましくは２３０〜２８０℃程度であ
り、反応時間は１０分〜４時間程度、好ましくは１５分
〜２時間程度である。また、エステル化反応は、通常、
窒素雰囲気下に、生成する水を除去しながら行う。

【００１５】なお、エステル化反応に際しては、エステ
ル化触媒として塩酸、硫酸等の鉱酸、芳香族スルホン酸
等の有機酸、フッ化ホウ素エーテル、塩化アルミニウム
等のルイス酸や、酸化亜鉛、水酸化カルシウム等の一般
的なエステル化触媒を使用することもできる。

【００１６】かくして得られた第１級カルボキシル基を
有するロジン誘導体は、原料のロジン類またはそのロジ
ン誘導体の第３級炭素および／または第２級炭素に結合
したカルボキシル基１当量に、第１級カルボキシル基含
有ヒドロキシ化合物が１〜５当量程度付加したエステル
化物の混合物であり、反応生成物中には、未反応の原料
ロジン類や、マレオピマール酸、フマロピマール酸、ア
クリロピマール酸等のロジン誘導体を含んでいてもよ
い。なお、こうした反応生成物は、減圧蒸留や、カラム
分取により分離することもできる。

【００１７】また、ロジン類またはそのロジン誘導体を
変性して、第１級カルボキシル基を導入する前記以外の
方法としては、たとえば、ロジン類またはそのロジン誘
導体とラクトンまたはラクタムとの開環反応、第１級カ
ルボキシル基含有アミン化合物とのアミド化反応、ロジ
ン類のオレフィン部の酸化開裂反応等の方法を採用する
こともできる。

【００１８】本発明のフラックス組成物は、前記第１級
カルボキシル基を有するロジン誘導体をベース樹脂とし
て含有してなる。かかる本発明のフラックス組成物は、
ベース樹脂として用いるロジン誘導体が第１級カルボキ
シル基を有していることから、優れた活性を有するた
め、ベース樹脂単独で使用することができるが、活性を
さらに向上させるために、アミンのハロゲン化水素酸
塩、有機酸類や有機アミン類等の一般に知られている活
性剤を含有することができる。また、本発明のフラック
ス組成物は、従来公知の前記例示のロジン類またはロジ
ン誘導体や、ポリエステル樹脂、フェノキシ樹脂、テル
ペン樹脂等の合成樹脂等の一般にフラックス組成物のベ
ース樹脂として用いられているものを併用することや、
その他に酸化防止剤、防黴剤、つや消し剤等の添加剤を
含有することができる。

【００１９】また、本発明のフラックス組成物は、通
常、溶媒を含む。溶媒としては、特に限定されないが、
ハンダ付け時のハンダの溶融温度より低い沸点を有する
ものが好ましい。たとえば、ｎ−ヘキサン、イソヘキサ
ン、ｎ−ヘプタン等の脂肪族系化合物；酢酸イソプロピ
ル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル等のエス
テル類；メチルエチルケトン、メチル−ｎ−プロピルケ
トン、ジエチルケトン等のケトン類；エタノール、ｎ−
プロパノール、イソプロパノール、イソブタノール等の
アルコール類；ブチルカルビトール等のグリコールエー
テル類を例示できる。

【００２０】かかる本発明のフラックス組成物は、ハン
ダ付け用フラックス組成物として用いることができる。
なお、ハンダ付け用フラックス組成物として用いる場合
には、通常、フラックス組成物中の固形分が２〜４０重
量％程度となるような範囲で溶媒を使用する。

【００２１】また、本発明のフラックス組成物は、ハン
ダ粒子と混合してクリームハンダ組成物として用いるこ
ともできる。

【００２２】ハンダ粒子とは、一般的に知られている錫
−鉛合金、さらには銀、ビスマス、金、イリジウム等が
混合されたものの粉末をいい、粒子径は通常１０〜１０
００メッシュ程度、好ましくは２５０〜４００メッシュ
が適当である。さらにクリームハンダ組成物には、硬化
ヒマシ油、密ロウ、カルナバワックス、ステアリン酸ア
ミド、ヒドロキシステアリン酸エチレンビスアミド等の
チキソ剤を添加することもできる。

【００２３】フラックス組成物とハンダ粒子との混合比
は、前者５〜６０重量部程度に対し、後者４０〜９５重
量部程度である。なお、フラックス組成物をクリームハ
ンダ組成物に用いる場合には、通常、フラックス組成物
中の固形分が３０〜８０重量％程度となるような範囲で
溶媒を使用する。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、電気特性に優れ、かつ
ハンダ付け性が良好なハンダ付け用フラックス組成物お
よびクリームハンダ組成物を提供することができる。ま
た、本発明のハンダ付け用フラックス組成物は、活性が
強いため、必ずしもアミンのハロゲン化水素酸塩等の活
性剤を添加する必要はなく、本発明のハンダ付け用フラ
ックス組成物またはクリームハンダ組成物によってハン
ダ付けされたプリント配線板等は、活性剤を用いたフラ
ックス組成物において従来より行われている洗浄操作を
省略することもできる。

【００２５】

【実施例】以下に、実施例をあげて本発明を詳細に説明
するが、本発明はかかる実施例に限られるものではな
い。

【００２６】製造例１ 分水管を備えた３００ｍｌ容の４ツ口フラスコに、デヒ
ドロアビエチン酸１５０ｇを仕込み、窒素雰囲気下で加
熱撹拌しながら、１５０℃に昇温し、溶融させた。次い
で、グリコール酸３５ｇを仕込んだ。加熱する一方で反
応水を除去しながら、２８０℃まで昇温して保持した。
１時間経過後、ＧＰＣ（ゲル浸透クロマトグラフィー）
により、グリコール酸がなくなったのを確認した後、１
０ｍｍＨｇで減圧蒸留を行い、残留している水とロジン
分解物を除去し、第１級カルボキシル基含有ロジン誘導
体を得た。

【００２７】なお、第１級カルボキシル基含有ロジン誘
導体は、 ¹Ｈ−ＮＭＲ（３００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ₃ ）：
δ７．９８（ｂｓ．１Ｈ），δ４．６２（ｄｄ．２
Ｈ）、¹³Ｃ−ＮＭＲ（３００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ₃ ）：δ
１７８．００，δ１７３．４０，δ６０．２８、ＩＲ
（ｎｅａｔ，ＣＣｌ₄ ）：１７３５ｃｍ^-1により確認し
た。

【００２８】製造例２ 分水管を備えた３００ｍｌ容の４ツ口フラスコに、アク
リロピマール酸１００ｇを仕込み、窒素雰囲気下で加熱
撹拌しながら、１８０℃に昇温し、溶融させた。次い
で、グリコール酸２０ｇを仕込んだ。加熱する一方で反
応水を除去しながら、２５０℃まで昇温して保持した。
１時間経過後、ＧＰＣ（ゲル浸透クロマトグラフィー）
により、グリコール酸がなくなったのを確認した後、３
０ｍｍＨｇで減圧蒸留を行い、残留している水とロジン
分解物を除去し、第１級カルボキシル基含有ロジン誘導
体を得た。

【００２９】なお、第１級カルボキシル基含有ロジン誘
導体は、 ¹Ｈ−ＮＭＲ（３００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ₃ ）：
のδ８．７１（ｂｓ．２Ｈ），δ４．６５（ｍ．２
Ｈ）、ＩＲチャート（ｎｅａｔ，ＣＣｌ₄ ）：１７３０
ｃｍ^-1により確認した。

【００３０】実施例１ 製造例１で得られた第１級カルボキシル基を有するロジ
ン誘導体２０重量部とイソプロピルアルコール８０重量
部を調合して、フラックス組成物を得た。得られたフラ
ックス組成物を、ハンダ付け用フラックス組成物として
用いた場合の（１）ハンダ付け性（広がり性）および
（２）電気特性（絶縁抵抗）について評価した。（１）
ハンダ付け性（広がり性）はＪＩＳ−Ｚ−３１９７
６．１０、（２）電気特性（絶縁抵抗）はＪＩＳ−Ｚ−
３１９７ ６．８に準じて測定した。評価結果を表１に
示す。

【００３１】実施例２、比較例１、２ 実施例１において、製造例１で得られた第１級カルボキ
シル基を有するロジン誘導体に代えて、実施例２では製
造例２で得られた第１級カルボキシル基を有するロジン
誘導体、比較例１ではＷＷロジン、比較例２ではアクリ
ロピマール酸を使用した他は、実施例１と同様にしてフ
ラックス組成物を得た。また、実施例１と同様の評価を
した。評価結果を表１に示す。

【００３２】

【表１】

【００３３】実施例３ 製造例１で得られた第１級カルボキシル基を有するロジ
ン誘導体６０重量部、ブチルカルビトール３７重量部、
硬化ヒマシ油３重量部を調合して、フラックス組成物を
得た。得られたフラックス組成物１０重量部と粉末ハン
ダ（６３Ｓｎ−Ｐｂ、３２５メッシュ）９０重量部を混
和してクリームハンダ組成物を得た。クリームハンダ組
成物の（１）ハンダ付け性（広がり性）および（２）電
気特性（絶縁抵抗）について評価した。（１）ハンダ付
け性（広がり性）はＪＩＳ−Ｚ−３１９７ ６．１０、
（２）電気特性（絶縁抵抗）はＪＩＳ−Ｚ−３１９７
６．８に準じて測定した。評価結果を表２に示す。

【００３４】実施例４、比較例３、４ 実施例３において、製造例１で得られた第１級カルボキ
シル基を有するロジン誘導体に代えて、実施例４では製
造例２で得られた第１級カルボキシル基を有するロジン
誘導体、比較例３ではＷＷロジン、比較例４ではアクリ
ロピマール酸を使用した他は、実施例３と同様にしてフ
ラックス組成物を得た。また、実施例３と同様の評価を
した。評価結果を表２に示す。

【００３５】

【表２】

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１級カルボキシル基を有するロジン誘
   導体を含有してなるフラックス組成物。
2. 【請求項２】 第１級カルボキシル基を有するロジン誘
   導体が、ロジン類と第１級カルボキシル基含有ヒドロキ
   シ化合物を反応させて得られたロジン誘導体である請求
   項１記載のフラックス組成物。
3. 【請求項３】 第１級カルボキシル基を有するロジン誘
   導体が、マレオピマール酸、フマロピマール酸およびア
   クリロピマール酸から選ばれるいずれか少なくとも１種
   と、第１級カルボキシル基含有ヒドロキシ化合物とを反
   応させて得られたロジン誘導体である請求項１記載のフ
   ラックス組成物。
4. 【請求項４】 第１級カルボキシル基含有ヒドロキシ化
   合物が、グリコール酸である請求項２または３記載のフ
   ラックス組成物。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかに記載のフラッ
   クス組成物を用いてなるハンダ付け用フラックス組成
   物。
6. 【請求項６】 請求項１〜４のいずれかに記載のフラッ
   クス組成物およびハンダ粒子を含有してなるクリームハ
   ンダ組成物。