(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロジンまたは／および変性ロジン、活性剤、溶剤を少なくとも含有するフラックスにおいて、不飽和脂肪酸アミドを０．０５〜１．０重量％含有させたことを特徴とする液状フラックス。
【請求項２】
不飽和脂肪酸アミドが、オレイン酸アミド、リノレン酸アミド、ウンデシレン酸アミド、エライジン酸アミド、エルカ酸アミド、ソルビン酸アミド、リノ−ル酸アミドの何れか一種または二種以上である請求項１記載の液状フラックス。
【請求項３】
請求項１または２記載の液状フラックスを用いてはんだ付けを行い、はんだ付け後のフラックス残渣を絶縁皮膜として残すことを特徴とするはんだ付け方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は液状フラックス及びその液状フラックスを用いてはんだ付けする方法に関し、特に、フロ−はんだ付け法に好適に使用されるものである。
【０００２】
【従来の技術】
プリント回路基板に回路素子を実装する場合、フロ−法はんだ付けが多く使用されている。
このフロ−法においては、プリント回路基板の孔に回路素子のリ−ド線を挿入支持し、更に、この回路基板をフラックス浴（ロジン等を主成分とするフラックスを溶剤で溶かしたフラックス溶液）に浸漬し、次いで、この回路基板を予熱のうえ、はんだ浴に２〜４秒浸漬して回路素子のリ−ド線を回路基板の導体にはんだ付けしている。
【０００３】
この場合、フラックスは、母材表面（導体表面）の酸化物除去、はんだに対する濡れ性の促進等に不可欠であり、通常、ロジンのみでは、活性力が弱く、これらの作用を充分に達成し難いので、有機アミンのハロゲン化水素酸塩、有機酸、有機酸と有機アミンの塩等の活性剤を添加している。
【０００４】
しかし、活性剤添加のもとでは、はんだ付け後のフラックス残渣と母材との錯化物生成反応による導体の侵食が避けられないので、上記したプリント回路基板のはんだ付け作業においては、フラックス残渣をフロン系洗浄液で洗浄除去していた。
【０００５】
而るに、近来、フロン化合物のオゾン層破壊による地球環境破壊が地球規模のもとで問題視されるに至り、代替洗浄液としてアルコ−ル（主にイソプロピルアルコ−ル）、水（水溶性フラックスの使用またはケン化剤の添加が必要となる）、準水系洗浄液、分子中に水素原子を含む代替フロン（例えば、ＨＣＦＣ−２２５）等の使用が検討されているが、アルコ−ルでは引火点が低く危険であり、水または準水系では、やっかいな排液処理を必要とし、また、微細部分の乾燥が容易ではなく、更に、高コストの特殊な洗浄装置（例えば、超音波洗浄装置）を必要とし、代替フロンでは、オゾン破壊係数及び地球温暖化係数が０乃至僅小であることが要求され、高価である等の問題がある。
【０００６】
而して、無洗浄フラックスの実用化が検討されつつあり、フラックス残渣による母材（導体）の腐食を防止し得る耐腐食性フラックスの提案（特開平３−２３８１９５号公報、特公４−３３５５７号公報等）、インサ−キットテスタのプロ−ブピン接触不良回避のための低固形分化フラックスの提案等がなされている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、本発明者等においては、無洗浄フラックスの実用化にあたって解決しなければならない課題として、プリント回路基板使用中でのヒ−トサイクルに基づくフラックス残渣のクラックに起因して発生するマイグレ−ションがあることを知った。
【０００８】
すなわち、プリント回路基板使用中でのヒ−トサイクルによりフラックス残渣に熱応力クラックが発生し、このクラックにおいて、吸湿水分とフラックス残渣から溶出したイオン（例えば、ハロゲンイオン）のために電解質溶液が生成され、プリント回路基板の電圧印加下、この電解質溶液に微弱電流が流れ、その結果、陽極側の導体が電気分解反応により溶出され、この溶出導体材イオンが陰極側導体において放電し析出し、この導体材原子が陽極側に向い樹枝状に成長し、遂には、両導体間が短絡するに至る場合があり、現に、間隔が０．５ｍｍの厚膜法による銀電極間に、通常のフロ−用フラックス（重合ロジン１０重量％、シクロヘキシルアミンＨＢｒ０．３重量％、パルミチン酸１重量％、セバシン酸０．５重量％、イソプロピルアルコ−ル残部）を塗布乾燥し、電極間に跨ってクラックを形成し、直流電圧１００ボルトを１０００時間印加後、観察したところ、マイグレ−ションが発生していた。
【０００９】
そこで、本発明者等においては、かかるフラックス残渣のヒ−トサイクル下でのクラックの発生を防止するための手段を、鋭意、究明した結果、フラックスに不飽和脂肪酸アミドを０．０５〜１．０重量％含有させることが有効であることを知った。
【００１０】
従来、クリ−ムはんだにおいて、はんだ付け後でのフラックス残渣の洗浄性並びに粘度特性（印刷性等）を向上させるために、炭素数１６〜２４の不飽和アルキル基を有するアミドを１〜２０重量％含有させたフラックスとはんだ粉末とを混合したものが公知である（特公平４−６４７９９号公報）。
【００１１】
しかしながら、本発明者等においては、洗浄性が不問とされる無洗浄フラックスに不飽和脂肪酸アミドを、上記クリ−ムはんだが排除している１．０重量％以下で含有させれれば、上記フラックス残渣のヒ−トサイクルによるクラックの発生を充分に防止し得てマイグレ−ションを排除でき、しかもフラックス残渣をその絶縁性を安定に維持させ得、有効な絶縁皮膜として利用できること、１．０重量％以上では絶縁性能の経時的劣化が避けられず絶縁皮膜としての利用が無理であることを見出した。
【００１２】
本発明の目的は、上記した知見を基礎とし、無洗浄で使用する液状フラックスにおいて、マイグレ−ションを充分に防止でき、かつフラックス残渣を絶縁皮膜として有効に利用できる液状フラックス並びにそのフラックスを使用してのはんだ付け方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る液状フラックスは、ロジンまたは／および変性ロジン、活性剤、溶剤を少なくとも含有するフラックスにおいて、不飽和脂肪酸アミドを０．０５〜１．０重量％させたことを特徴とする構成であり、不飽和脂肪酸アミドには、オレイン酸アミド、リノレン酸アミド、ウンデシレン酸アミド、エライジン酸アミド、エルカ酸アミド、ソルビン酸アミド、リノ−ル酸アミドの何れか一種または二種以上を使用できる。
【００１４】
本発明に係るはんだ付け方法は、上記の液状フラックスを用いてはんだ付けを行い、はんだ付け後のフラックス残渣を絶縁皮膜として残すことを特徴とする構成である。
【００１５】
本発明において、ベ−スの液状フラックスは、ロジンまたは／および変性ロジン、活性剤、溶剤を少なくとも含有し、フロ−法に使用できる程度の粘度を有するものであればよく、フラックス残渣残渣による導体腐食を抑制するための腐食抑制剤（例えば、フタル酸、ベンゾトリアゾ−ル化合物、没食子酸エステル例えば没食子酸ｎ−プロピル等）を添加することもできる。
【００１６】
上記ロジンまたは／および変性ロジンには、天然ロジン、重合ロジン、フェノ−ル変性ロジン、マレイン化ロジン、水素添加ロジン等を使用できる。
【００１７】
上記活性剤としては、有機アミンのハロゲン化水素酸塩（例えば、シクロヘキシルアミンＨＢｒ、アニリン塩酸塩、ヒドラジン塩酸塩等）、有機酸（例えば、パルミチン酸、セバシン酸等）、有機酸と有機アミンの塩（例えば、トリブチルアミンのアジピン酸塩、ジエチルアミンのコハク酸塩等）を使用できる。
【００１８】
上記溶剤としては、フラックス固形分を上記フロ−法に使用可能な粘度に溶解できるアルコ−ル等の有機溶剤を使用でき、通常、イソプロピルアルコ−ルが使用される。
【００１９】
本発明において、不飽和脂肪酸アミドの含有量を０．０５〜１．０重量％に限定する理由は、０．０５重量％以下でははんだ付け後のフラックス残渣のヒ−トサイクル下でのクラック発生防止を満足に行い難く、１．０重量％以上では、フラックス残渣に埃等の吸湿性異物が付着し易く表面絶縁強度の経時的低下が顕著となって、フラックス残渣を絶縁皮膜として有効に利用し難いからである。
【００２０】
本発明において、不飽和脂肪酸アミドの好ましい含有量は、０．１〜０．４重量％である。
本発明において、飽和脂肪酸アミドの使用を排除している理由は、有効なクラック防止作用を発揮させるには、含有量を１．０重量％以上にする必要があり、多量添加のために、フラックス残渣を絶縁皮膜として有効に利用し難く、また、低分子量アルコ−ルに対する溶解度が低く、フラックス保管（暗所保管）中での成分分離が発生するからである。
【００２１】
本発明に係るはんだ付け方法によれば、本発明に係る液状フラックスを用いて、プリント回路基板に回路素子をフロ−法によりはんだ付けし、フラックス残渣を洗浄除去することなく残存させて絶縁皮膜としてする使用することができる。例えば、プリント回路基板の孔に回路素子のリ−ド線を挿入支持し、更に、本発明の液状フラックスを槽内において多孔セラミックス管や焼結金属管等の多孔質管からの噴出エア−により発泡させつつ、その発泡液面上にプリント回路基板を通過させて当該フラックスを塗布し、次いで、この回路基板を予熱のうえ、噴流はんだ浴または静止はんだ浴に２〜４秒浸漬して回路素子のリ−ド線を回路基板の導体にはんだ付けし、フラックス残渣を洗浄除去することなく残存させる。
【００２２】
【作用】
０．０５重量％以上の不飽和脂肪酸アミドの含有のために、はんだ付け後のフラックス残渣に充分な伸び性を付与でき、ヒ−トサイクルに曝されても、フラックス残渣の熱応力クラックの発生を防止でき、マイグレ−ションをよく排除できる。
【００２３】
また、不飽和脂肪酸アミドの含有量を１．０重量％以下としているために、粘着性が抑制され、埃等の吸湿性粉末のフラックス残渣への付着を充分に防止でき、フラックス残渣の絶縁性を安定に保持でき、そのフラックス残渣を絶縁保護皮膜として有効に利用できる。
これらの作用は、次ぎに述べる実施例と比較例とのヒ−トサイクル試験並びに表面絶縁抵抗試験の結果の比較からも確認できる。
【００２４】
【実施例】
本発明に係る液状フラックスの実施例の組成は次ぎの通りである。
〔実施例１〕
重合ロジン１０重量％、シクロヘキシルアミンＨＢｒ０．３重量％（活性剤）、パルミチン酸１重量％（活性剤）、セバシン酸０．５重量％（活性剤）、オレイン酸アミド０．２重量％、イソプロピルアルコ−ル残部。
【００２５】
〔実施例２〜７〕
実施例１に対し、オレイン酸アミド０．２重量％に代え、それぞれリノレン酸アミド０．２重量％、ウンデシレン酸アミド０．２重量％、エライジン酸アミド０．２重量％、エルカ酸アミド０．２重量％、ソルビン酸アミド０．２重量％、リノ−ル酸アミド０．２重量％をそれぞれ使用した以外、実施例１に同じとした。
【００２６】
〔実施例８〕
実施例１に対し、オレイン酸アミド０．２重量％に代え、オレイン酸アミド０．１４重量％とリノレン酸アミド０．０６重量％の二種の不飽和脂肪酸アミドを使用した以外、実施例１に同じとした。
【００２７】
〔比較例１〜７〕
実施例１〜７に対し、各不飽和脂肪酸アミドの含有量を０．０３重量％とし、シクロヘキシルアミンＨＢｒ０．３重量％、パルミチン酸１重量％、セバシン酸０．５重量％、イソプロピルアルコ−ル残部とした。
【００２８】
〔比較例８〜１４〕
実施例１〜７に対し、各不飽和脂肪酸アミドの含有量を２．０重量％とし、シクロヘキシルアミンＨＢｒ０．３重量％、パルミチン酸１重量％、セバシン酸０．５重量％、イソプロピルアルコ−ル残部とした。
【００２９】
これらの実施例並びに比較例の各フラックスについて、フラックスをガラスエポキシプリント回路基板に発泡塗布し、９０℃で予熱のうえ、はんだ浴温度２４５℃，浸漬時間３秒の条件でフロ−法によりはんだ付けし、フラックス残渣付のこのプリント回路基板を、−２５℃３０分間，＋７０℃３０分間を１サイクルとするヒ−トサイクル試験を１０００回行ったところ、全ての実施例並びに比較例８〜１４ではフラックス残渣のクラック発生が全く観察されなかったのに対し、比較例１〜７のそれぞれにおいては、多数のクラックの発生が観られた。
【００３０】
また、上記の実施例並びに比較例の各フラックスについて、上記フロ−法ではんだ付けしたのち、フラックス残渣を付けたままで、ＯＡ機器のケ−スを模擬したケ−スに入れ、２０００時間、通常の事務室に放置後、表面絶縁抵抗値を測定したところ、全ての実施例並びに比較例１〜７は、初期表面絶縁抵抗値に対し１桁以内の低下にとどまっていたが、比較例８〜１４のそれぞれにおいては、３桁以上の低下であった。
【００３１】
【発明の効果】
本発明に係る液状フラックス及びはんだ付け方法によれば、はんだ付け後でのフラックス残渣がヒ−トサイクルに曝されても、その残渣のクラック発生を防止してマイグレ−ションを排除でき、しかもそのフラックス残渣の絶縁性を充分に保持させ、絶縁保護皮膜として有効に利用できるから、フロ−法により、且つフラックス残渣の洗浄除去を行うことなく優れた作業性、安全性のもとでプリント回路基板への回路素子の実装を行うことができる。