JPH1177377A - フラックス組成物 - Google Patents

フラックス組成物

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JPH1177377A
JPH1177377A JP9257920A JP25792097A JPH1177377A JP H1177377 A JPH1177377 A JP H1177377A JP 9257920 A JP9257920 A JP 9257920A JP 25792097 A JP25792097 A JP 25792097A JP H1177377 A JPH1177377 A JP H1177377A
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律 勝岡
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハンダ付け性を損ねることなく、ハンダ付け
後のプリント配線板に残るフラックス残さが温度変化を
受けてもクラックや劣化が少なく、かつ、高湿度環境下
でも絶縁不良やマイグレーションが生じない高信頼性低
粘度液状フラックスおよびソルダペースト用フラックス
を提供する。 【解決手段】 炭素数2〜21のジカルボン酸とジアミ
ンとの重縮合反応によって得られるポリアミドで、軟化
点が80〜150℃のもの、あるいはダイマー酸とジア
ミンの重縮合反応によって得られるポリアミドで、軟化
点が80〜150℃のものを含有するフラックス組成
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、プリント配線板に
電子部品等を実装する際、ハンダ付けに用いられる低粘
度液状フラックスおよびソルダーペースト用フラックス
組成物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】プリント配線板に電子部品などを実装す
るためのハンダ付けに用いられるフラックスには、発泡
方式あるいはスプレー方式によりプリント配線板に塗布
して用いる低粘度液状タイプと、ハンダ粉末と混ぜ合わ
せソルダーペーストとして用いるペースト状フラックス
がある。従来の低粘度液状フラックスは、ロジン系樹脂
を主成分とし、これに活性力を高めるためにアミンーハ
ロゲン化水素酸塩や有機酸などの活性化剤を、また、場
合によっては、ハンダ付け後のハンダ表面の光沢をなく
す艶消し剤などを添加し、イソプロピルアルコール(I
PA)などの低級アルコールに溶解したものである。
【0003】ソルダーペースト用フラックスは、ロジン
系樹脂を主成分とし、これに活性化剤を、さらに、ペー
スト状にするためにワックスを加え、200〜300℃
の沸点範囲を持つ溶剤に溶解後、ペースト状にしたもの
である。フロンが全廃され、フロンと同等以上の洗浄力
があり、かつ、環境汚染のない洗浄剤がなかなか開発さ
れいない今日、ハンダ付け後のプリント配線板に残るフ
ラックス残さを洗浄しない方向が強まり、ためにプリン
ト配線板に残るフラックス残さの信頼性がより強く要望
されている。
【0004】プリント配線板に残るフラックス残さの信
頼性については、高湿度下での絶縁抵抗試験やマイグレ
ーション試験、また、結露試験などで評価されている
が、ほとんど恒温あるいは温度変化の少ない状態下での
ものである。電子機器は恒温下で使用されるものを除
き、常に温度変化を受けており、はなはだしい場合は、
温度変化が80℃以上になるものもある。したがって、
プリント配線板に残るフラックス残さもまた、常に温度
変化を受け、ためにクラックの発生や劣化を生じ、信頼
性を損ねている状況であった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の低粘
度液状フラックスまたソルダペースト用フラックスと比
べ、ハンダ付け性を損ねることなく、ハンダ付け後のプ
リント配線板に残るフラックス残さが温度変化を受けて
もクラックや劣化が少なく、かつ、防湿効果により、高
湿度環境下でも絶縁不良やマイグレーションが生じない
高信頼性低粘度液状フラックスおよびソルダペースト用
フラックスを提供することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するための手段について研究の結果、低粘度液状
フラックスおよびソルダーペースト用フラックスの主成
分であるロジン系樹脂と相溶し、温度変化に対して耐性
があり、かつ、防湿効果を付与するポリアミド樹脂、特
に炭素数2〜21のジカルボン酸とジアミンとの重縮合
反応によって得られるポリアミド樹脂で、軟化点が80
〜150℃のもの、あるいはダイマー酸とジアミンとの
重縮合反応によって得られるポリアミド樹脂で、軟化点
が80〜150℃のものを添加することにより、上記し
た問題を解決できることを知り、本発明を完成するに至
ったのである。
【0007】すなわち、本発明は、炭素数2〜21のジ
カルボン酸と重縮合反応によって得られるポリアミド樹
脂で、軟化点が80〜150℃のものを含有することを
特徴とするフラックス組成物である。また、本発明は、
ダイマー酸とジアミンとの重縮合反応によって得られる
ポリアミド樹脂で、軟化点が80〜150℃のものを含
有することを特徴とするフラックス組成物である。
【0008】この低粘度液状フラックスを用いてハンダ
付けした後の、また、ソルダペースト用フラックスを用
いたソルダペーストによりハンダ付けした後のプリント
配線板に残るフラックス残さは、従来にみられた温度変
化によるクラックなどの発生に伴う信頼性の低下を解消
したものである。従来の低粘度液状フラックス組成物
は、ガムロジン、重合ロジン、水添ロジンなどのロジン
系樹脂を主成分として含み、これに活性力を高めるため
に、アミン−ハロゲン化水素酸塩や有機酸など種々の活
性化剤が添加され、イソプロピルアルコールなどの低級
アルコールに溶解されたものからなっている。
【0009】また、ソルダペースト用フラックス組成物
は、ガムロジン、重合ロジン、水添ロジンなどのロジン
系樹脂を主成分として含み、これに活性力を高めるため
にアミン−ハロゲン化水素酸塩や有機酸など種々の活性
化剤が、さらに、ペースト状にするために硬化ヒマシ油
や高級脂肪酸アミドなどのワックスが添加され、200
〜300℃の沸点範囲を持つジエチレングリコールモノ
ブチルエーテルやジエチレングリコールモノヘキシルエ
ーテルなどの溶剤に溶融されたものからなっている。
【0010】本発明による低粘度液状フラックス組成物
およびソルダペースト用フラックス組成物は、上記の各
成分のうち、それぞれ主成分であるロジン系樹脂の一部
をポリアミド樹脂に変更し、このポリアミド樹脂を一定
量含有させたものである。本発明において、ポリアミド
樹脂の含有量は、低粘度液状フラックスにおいては、1
重量%以上、10重量%以下、ソルダペースト用フラッ
クスにおいては、2重量%以上、20重量%以下が好ま
しい。この含有量より少ないと効果が弱く、また、この
含有量より多いとフラックスとしての活性が弱くなり、
種々ハンダ付け不具合が生じると共に粘度が高くなり、
ハンダ付け後のハンダ表面にフラックス残さが被り、導
通試験などの障害になるためである。
【0011】一般に、ロジン系樹脂は軟化点が70〜1
50℃の比較的脆い樹脂であり、さらに、ハンダ付け時
の熱により脆さが増す傾向がある。そのため温度変化を
受けた際のプリント配線板およびハンダ接合部との収縮
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、信頼性を損ねる要因となって
いる。本発明による軟化点80〜150℃のポリアミド
樹脂は、ロジン系樹脂との相溶性がよく、ハンダ付け性
を損なうことがなく、電機特性に優れ、ロジン系樹脂に
適度な柔軟性と防湿性を与えるために、クラックの発生
がほとんどなく、高い信頼性が得られるのである。
【0012】ポリアミド樹脂の軟化点が80℃未満で
は、ハンダ付け後のフラックス残さにベトツキ感が生じ
るようになり、作業性を著しく損なうことともに、埃な
どが付着し信頼性に悪影響を及ぼす恐れがあるためであ
る。また、150℃を超えると、ハンダ付け性を損なう
とともに、フラックス残の軟化点を却って上昇させるこ
とになり、クラック低減効果が薄れてくるためである。
【0013】
【発明の実施の形態】次に、実施例および比較例により
本発明を説明する。また、該実施例および比較例によっ
て得られた低粘度液状フラックスとソルダペーストにつ
いて試験を行い、その試験結果を示した。
【0014】
【実施例1〜6】表1に示す原料配合により、100g
の低粘度液状フラックスを得るに当たり、200mlの
ビーカに各成分を正確に計量し、吹きこぼれない程度の
強さで攪拌を続け、完全に溶解させる。攪拌中、2−プ
ロパノールが多少揮発するので、攪拌、溶解後に2−プ
ロパノールを揮発減量分補填する。
【比較例1〜3】表1に示す原料配合により、実施例1
〜6と同様にして100gの低粘度液状フラックスを得
た。
【0015】
【表1】
【0016】
【実施例7〜10】表2に示す原料配合により、100
gのソルダペーストを得るに当たり、500mlのステ
ンレス製ビーカにガムロジン、重合ロジン、水添ロジン
のロジン分およびポリアミド樹脂を計量し、ジエチレン
グリコールモノブチルエーテルを加える。これを130
〜140℃に加熱し溶解させる。次いで、DPG・HB
r塩、アジピン酸、N,N' −エチレンビスステアリン
酸アミドを加え、手早く攪拌、溶解させた後、加熱を止
める。この時、ジエチレングリコールモノブチルエーテ
ルの揮発があれば、揮発分だけ補填し、直ちに水冷す
る。冷後、ハンダ粉末を加え、十分に攪拌、混合する。
【比較例4〜5】表2に示す原料配合により、実施例7
〜10と同様にして100gのソルダペーストを得た。
【0017】
【表2】
【0018】上記実施例および比較例で得た低粘度液状
フラックスおよびソルダペーストについて、次のように
して、ハンダ広がり性、温度サイクル試験、電圧印加耐
湿性試験およびマイグレーション試験を行った。なお、
ソルダペーストに用いたハンダ粉末は錫−鉛共晶ハンダ
で、粒径は20〜40μmである。 (1)ハンダ広がり性 低粘度液状フラックスについては、JIS Z 319
7に準じる。ソルダペーストについては、JIS Z
3284の附属書10に準じる。評価は、低粘度液状フ
ラックスでは、○:ハンダ広がり率85%以上、△:ハ
ンダ広がり率70%以上85%未満、×:ハンダ広がり
率70%未満とした。ソルダペーストでは、広がり度合
いの区分に従った。ただし、実施例5、6、9、10、
比較例3、5は窒素雰囲気(酸素濃度500ppm以
下)で行った。試験結果を表3に示す。
【0019】(2)温度サイクル試験 JIS Z 3197に示されるくし形電極1形を用
い、低粘度液状フラックスの場合は、塗布厚が5μmに
なるように塗布し、ハンダ付け後、熱衝撃試験機により
温度サイクルをかけた後のフラックス残さ中のクラック
発生の有無を観察した。また、ソルダペーストの場合
は、厚さ0.2mmのメタルマスクにより印刷し、リフ
ロー後、熱衝撃試験機により温度サイクルをかけた後の
フラックス残さ中のクラック発生の有無を観察した。
【0020】試験は、1試料につき、くし形電極100
枚行い、くし形電極の中央部の1×1cmの面積内のク
ラック数を数え、クラック発生率をくし形電極単位で算
出した。リフローは温風−遠赤外加熱併用型のリフロー
装置で、大気と窒素雰囲気(酸素濃度500ppm以
下)で行った。低粘度液状フラックスでのハンダ付け条
件は、予熱・・120〜130℃×約30秒、ハンダ付
け温度250±5℃のフローハンダ付けである。
【0021】ソルダペーストでのリフロー条件は、予熱
・・150〜160℃×60〜80秒、本加熱・・20
0℃以上×30秒である。温度サイクル条件は、−30
℃=80℃(各10分間)を1サイクルとし、500サ
イクルである。試験結果を表3に示す。
【0022】(3)電圧印加耐湿性試験 低粘度液状フラックスについて行う。JIS Z 31
97に示されるくし形電極2形を用い、(2)温度サイ
クル試験に示されるハンダ付け条件でハンダ付けし、温
度サイクル試験を行ったものについて、JIS Z 3
197に準じて行う。ただし、試験条件は60±2℃、
相対湿度90〜95%、1000時間である。試験結果
を表4に示す。
【0023】(4)マイグレーション試験 ソルダペーストについて行う。JIS Z 3284の
附属書14に準じる。ただし、ハンダの溶融は(2)温
度サイクル試験でのリフロー条件で、また、試験条件は
温度80±2℃、相対湿度85〜90%、1000時間
である。試験結果を表5に示す。
【0024】
【表3】
【0025】
【表4】
【0026】
【表5】
【0027】
【発明の効果】本発明によれば、ロジン系樹脂を主成分
とする低粘度液状フラックスおよびソルダペースト用フ
ラックスにおいて、ロジン系樹脂と相溶し、温度変化に
対して耐性があり、かつ、防湿効果を付与するポリアミ
ド樹脂を添加することにより、ハンダ付け性を損ねるこ
となく、ハンダ付けした後のプリント配線板に残る残さ
が温度変化を受けても、クラックの発生や劣化がなく、
また、高湿環境下でも絶縁不良やマイグレーションが生
じない高信頼性の低粘度液状フラックスおよびソルダペ
ースト用フラックスが得られる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 関口 幸一 東京都港区南青山1丁目3番6−810号 (72)発明者 松井 建治 埼玉県北本市西高尾8番126号 (72)発明者 勝岡 律 兵庫県神戸市兵庫区御所通1丁目2番28号 富士通テン株式会社内 (72)発明者 鵜殿 直靖 兵庫県神戸市兵庫区御所通1丁目2番28号 富士通テン株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 炭素数2〜21のジカルボン酸とジアミ
    ンとの重縮合反応によって得られるポリアミド樹脂で、
    軟化点が80〜150℃のものを含有することを特徴と
    するフラックス組成物。
  2. 【請求項2】 ダイマー酸とジアミンとの重縮合反応に
    よって得られるポリアミド樹脂で、軟化点が80〜15
    0℃のものを含有することを特徴とするフラックス組成
    物。
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