JPH1177376A

JPH1177376A - フラックス

Info

Publication number: JPH1177376A
Application number: JP23790797A
Authority: JP
Inventors: Eizaburo Asami; 英三郎浅見; Tamotsu Takamiyagi; 保高宮城
Original assignee: Nihon Handa Co Ltd
Current assignee: Nihon Handa Co Ltd
Priority date: 1997-09-03
Filing date: 1997-09-03
Publication date: 1999-03-23
Anticipated expiration: 2017-09-03
Also published as: JP3812859B2

Abstract

(57)【要約】【課題】電気信頼性を維持しつつ、きびしい温度変化
に対してもクラックが発生せず、しかも可撓性をもつ残
渣を与えるフラックスおよびクリームはんだを提供す
る。【解決手段】フラックスにポリグリセリンの脂肪酸エ
ステルを含有させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主にプリント基板
に電子部品などを実装する際に用いられるフラックスお
よびそのフラックスを含有するクリームはんだに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】プリント基板に電子部品などを実装する
ためのはんだ付けに用いられるフラックスやクリームは
んだは、実装技術の進歩に見合う新しい性能が要求され
るようになって来た。特に、フラックスとはんだ粉末と
を混合したクリームはんだにおいてはその傾向が強い。
はんだ付け用のフラックスは、ロジン系の樹脂、活性
剤、溶媒などの成分からなるものである。またクリーム
はんだ用のフラックスには、さらに印刷特性を向上させ
るために、さらにチクソ剤を含ませることが一般的であ
る。プリント基板に電子部品をはんだ付けした後に、そ
れらの成分の一部がプリント基板に残る。これをフラッ
クス残渣という。フラックス残渣はプリント基板の電気
信頼性の点からフロンなどの溶媒により洗浄除去されて
いたが、フロン規制の後は、洗浄しない傾向にある。す
なわち無洗浄タイプが要求されるようになった。したが
って、プリント基板上に残渣があっても、電気信頼性は
確保する必要がある。いいかえれば、フラックス残渣の
電気信頼性が重要となっている。さらに高温高湿下にお
ける電気信頼性も要求されている。さらにプリント基板
が置かれる環境雰囲気の激しい温度変化、つまり熱衝撃
にも耐えて、その電気信頼性が維持される必要がある。

【０００３】しかるに従来のフラックスやクリームはん
だからのフラックス残渣は、そのような温度変化に対応
できずクラックを発生しやすかった。クラックが発生す
ると、クラックから空気中の水分が侵入し、マイグレー
ションが発生し、電気信頼性がいちじるしく低下する。
また残渣が脆く可撓性がないため、インサーキットテス
トのピンコンタクト時に残渣が割れ、その破片がテスタ
ーの針先に付着して、テストが円滑に実施できなくな
る。さらに可撓性がないためフレキシブル電子基板に利
用され難かった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の従来
のフラックスやクリームはんだが持っていた欠点を解消
しようとするものである。すなわち、本発明の目的は電
気信頼性を維持しつつ、きびしい温度変化に対してもク
ラックが発生せず、しかも可撓性を持つ残渣を与えるフ
ラックスおよびクリームはんだを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前述の目
的を達成するため鋭意研究を重ねた結果、フラックス
に、ポリグリセリンの脂肪酸エステルを含有させること
により、その目的が達成されることを知り、本発明に到
達した。すなわち、本発明の第１はポリグリセリンの脂
肪酸エステルを含有してなるはんだ付け用フラックスで
あり、第２は、このフラックスとはんだ粉末とを含有し
てなるクリームである。

【０００６】本発明で使用するポリグリセリンの脂肪酸
エステルは、通常次のような方法で製造される。（１）ポリグリセリンと脂肪酸とのエステル反応（２）ポリグリセリンと油脂とのエステル交換反応（３）ポリグリセリンと脂肪酸メチルまたはエチルエス
テルとのエステル交換反応（４）脂肪酸へのグリシドールの付加重合反応

【０００７】ここでポリグリセリンは、グリセリンを触
媒の存在下で加熱、脱水縮合反応によって得られる高粘
度の液体である。縮合反応の条件により、重合度が異な
ってくる。おおまかな重合度は水酸基価の測定値により
求められる。重合度によりジグリセリン、トリグリセリ
ン、テトラグリセリン、ペンタグリセリン、ヘキサグリ
セリン、ヘプタグリセリン、オクタグリセリンなどと呼
ばれるが、実際はそれらの混合物が工業製品として扱わ
れている。このようなポリグリセリンは、前述のとおり
脂肪酸との反応によってエステルになる。脂肪酸として
は、ステアリン酸、オレイン酸、リシノレイン酸、ラウ
リン酸、カプリル酸、縮合リシノレイン酸などが挙げら
れる。ポリグリセリンは多価アルコールであるので、脂
肪酸とのモル比に応じ、モノ−、トリ−、ペンタ−、ヘ
プタ−などいろいろなエステルになる。オレイン酸エス
テルは常温で液体であるが、ステアリン酸エステルは大
部分が固体である。これらは水に分散して界面活性を持
つ。たとえば、デカグリセリンモノステアリン酸エステ
ル、デカグリセリンデカステアリン酸エステル、ヘキサ
グリセリンペンタステアリン酸エステル、テトラグリセ
リンステアリン酸エステルなどフレーク状の固体であ
る。また、デカグリセリンセスキオレイン酸エステル、
ヘキサグリセリンオレイン酸ペンタエステル、デカグリ
セリンラウリン酸モノエステル、テトラグリセリンラウ
リン酸モノエステル、デカグリセリンカプリル酸モノエ
ステル、ポリグリセリン縮合リシノレイン酸エステルな
どは液体である。

【０００８】一般に、はんだ付け用のフラックスは、ガ
ムロジン、水添ロジン、重合ロジン、変成ロジンなどの
ロジン系樹脂などを基材として、さらにアミンのハロゲ
ン化水素酸塩や有機酸などを活性剤として、ジエチレン
グリコールモノヘキシルエーテル、ジエチレングリコー
ルジブチルエーテル、α−テルピネオールなどを溶媒と
して、それぞれ含んでいる。さらに必要に応じて、硬化
ヒマシ油や高級脂肪酸アミドなどをチクソ剤として含む
ことや、安定剤などを含むこともある。普通、クリーム
はんだ用のフラックスは、粘ちょうな液体かペースト状
のものである。

【０００９】ロジン系樹脂は、軟化点が７０〜１５０℃
の比較的脆い樹脂であり、クリームはんだのフラックス
基材が、これらのロジン系樹脂の場合、はんだ付け後の
残渣も脆く、特に０℃以下の低温ではプリント基板との
熱収縮率の差による歪みを吸収できず、クラックを生
じ、そこに大気中の水分が侵入し、電気信頼性を損ねて
いる。

【００１０】本発明は、このような成分からなるフラッ
クスに、さらに前述のポリグリセリンの脂肪酸エステル
を含ませることを特徴とする。ポリグリセリンの脂肪酸
エステルの含有量は、通常フラックス全体の０．１〜３
０％であり、好ましくは０．５〜２０％である。ポリグ
リセリンの脂肪酸エステルは前述のフラックスによく混
和されるので、クリームはんだの印刷性などに悪い影響
を与えず、はんだ付け性を損なうことがない。クリーム
はんだはステンシルなどを通してプリント基板上に印刷
され、その上に電子部品が搭載され、ついで熱風炉など
の中ではんだ付けが行われる。はんだ付けの後にフラッ
クスははんだの上や周辺に残る。この残渣は可撓性に富
むので、クラックの発生がなく、同時に高い電気信頼性
が与えられる。

【００１１】

【実施例】

実施例１〜３および比較例次に、実施例および比較例によって本発明を説明する。
まず、表１に示すような成分を混合加熱し、均一溶液に
なった後、冷却して、ペースト状のフラックスをつくっ
た。

【００１２】

【表１】

【００１３】次に、このようにして得られたフラックス
１０部とはんだ粉末（Ｓｎ／Ｐｂ：６３／３７、球形２
５０〜３２５メッシュ）９０部とをよく混合して、クリ
ームはんだを得た。クリームはんだは、ステンシルを通
してプリント基板に印刷した。ついでこの印刷されたプ
リント基板を１５０℃で３０秒間予備加熱し、さらに、
２３０℃で４５秒間加熱リフローした。リフロー後のプ
リント基板を観察し、さらに、電気信頼性やフラックス
残渣の性質をみるため、次のような試験を行った。

【００１４】（絶縁抵抗試験）ＪＩＳ−Ｚ−３２８４に
準じて行った。すなわち次の２条件で試験した。温度４０±２℃、相対湿度９０〜９５％、１６８時間温度８５±２℃、相対湿度８５〜９０％、１６８時間

【００１５】（マイグレーション試験）ＪＩＳ−Ｚ−３
２８４に準じて行った。温度と相対湿度は絶縁抵抗試験
と同じ条件の雰囲気に１０００時間入れた。

【００１６】（電圧印加耐湿性試験）ＪＩＳ−Ｚ−３１
９７に準じて行った。

【００１７】（熱衝撃試験）リフロー後のプリント基板
を、１２５℃３０分、さらし１０分、−５５℃３０分さ
らし１０分、合計８０分を１サイクルとする空気中に入
れ、１０００時間後の残渣を観察した。

【００１８】（ピンコンタクト割れ試験）リフロー後、
プリント基板を２４時間室温で放置後、ランド上にある
はんだの表面に残っているフラックス残渣を、針で突き
刺し、フラックス残渣の割れの有無を判定した。

【００１９】（残渣可撓性試験）銅板上にクリームはん
だを印刷し、同様な条件で予備加熱しついでリフローし
た。フラックス残渣は、はんだの上と周辺に存在してお
り、そのまま銅板を約９０度曲げることで可撓性をみ
た。可撓性がないと、残渣にひびが入り、場合によって
は割れ落ちる。

【００２０】表１に示すフラックスを含むクリームはん
だをリフローした後、前述の試験を行った。試験結果を
表２に示した。比較例においては、マイグレーションが
発生した。また熱衝撃試験でもひびが発生し、ピンコン
タクト試験や可撓性試験で割れが起きた。しかし本発明
の実施例においては、ひび割れなどの発生は全くなかっ
たと同時に、絶縁抵抗試験、電圧印加耐湿試験、マイグ
レーション試験などの電気信頼性に関しては全く問題が
なかった。

【００２１】

【表２】

【００２２】

【発明の効果】本発明によって得られたクリームはんだ
は、リフロー後に電気信頼性が高く、しかも可撓性のあ
る残渣を与えるので、フレキシブル基板などに利用でき
る。また、温度変化が激しい雰囲気下においても、フラ
ックス残渣のひび割れの発生がないので、その適用範囲
が広い。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリグリセリンの脂肪酸エステルを含有
することを特徴とするはんだ付け用フラックス。
【請求項２】請求項１記載のフラックスとはんだ粉末
を含有するクリームはんだ。