(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フラックスの各組成及び質量分率は、膜形成剤３５〜５０％、活性物質１〜２０％、界面活性剤０．１〜１．５％、染料０．００５〜０．０２％、溶剤残量であり、
前記膜形成剤は少なくともロジン、ポリエチレングリコール、アクリル樹脂、アクリルアミド樹脂、フェノール樹脂及びアルコール酸樹脂のうちの１種を含み、
前記溶剤は、アルコール、イソプロピルアルコールからなる群と、ブタノール、エチレングリコールモノメチルエーテル、酢酸ブチルからなる群とからそれぞれ選択される２種類の組み合わせであり、
前記活性物質は少なくともこはく酸、ジブロモこはく酸、アジピン酸、セバシン酸、アスパラギン酸、グルタミン酸、乳酸、酒石酸、サリチル酸、及び有機アミンと酸とから合成される塩のうちの１種を含む、
ことを特徴とする半田プリフォーム塗布用の高濃度フラックス。
【請求項２】
前記ロジンは少なくとも水素化ロジン、アイスホワイトロジン、マレインロジン及びアクリレート変性ロジンのうちの１種を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の半田プリフォーム塗布用の高濃度フラックス。
【請求項３】
前記有機アミンの塩基性係数ｐＫｂ（またはｐＫｂｌ）≦４．５となる、
ことを特徴とする請求項１に記載の半田プリフォーム塗布用の高濃度フラックス。
【請求項４】
前記酸の酸性係数ｐＫａ（またはｐＫａ１）≦４．５となる、
ことを特徴とする請求項１に記載の半田プリフォーム塗布用の高濃度フラックス。
【請求項５】
前記染料はアゾ類及びトリフェニルメタン類染料を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の半田プリフォーム塗布用の高濃度フラックス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フラックスの技術分野に関し、特に、半田プリフォームのフラックスに関し、様々な半田プリフォームの効率的な塗布工程及び高信頼性溶接に適用される。
【背景技術】
【０００２】
半田プリフォームは、要求により異なる形状、大きさ及び表面形態を製造できる精密成形用の半田であり、小公差の様々な製造工程に適用され、プリント回路板（ＰＣＢ）の取り付け、コネクタ、端末装置、チップ接続、電源モジュール基板付着、フィルタコネクタ及び電子部品組立等の分野に幅広く応用される。このため、半田プリフォームは通常、半田の形状及び品質に対して特別な要求がある場合に用いられ、クライアントの要求を満たすように任意の寸法及び形状に製造できる。半田プリフォームは形状が多様性を有し、溶接性がよく、フラックスのスパッタを低減でき、単独で使用して金属使用量を精密に制御できる等の利点を有し、溶接において技術革新の重要な手段と見なす。
【０００３】
理想的な精密溶接効果を実現するために、半田プリフォームは通常、適当なフラックスを被覆するように要求される。フラックスの被覆は精密、均一なだけでなく、被覆量が十分であるように要求される。塗布の方式によりフラックスの被覆を実現することは生産効率を向上させるが、低濃度のフラックスは半田プリフォーム表面に充分な厚みがある薄膜を形成しにくく、膜形成品質と活性とも溶接要求を満たしにくい。
【０００４】
半田プリフォームが使用するフラックスについて、開示されている特許には関わるものがある。
【０００５】
ＣＮ１０３０５６５５６Ａは表面に無ハロゲンフラックスを被覆する半田プリフォームを提供し、無ハロゲン液体フラックスは重量％で計算すると、キャリア３５〜４２％、界面活性剤[AO1]１．０〜１．４％、均質化剤０．５〜１．２％、活性剤０．３〜０．５％、樹脂膜形成剤０．１〜１．０％、増粘剤０．１５〜１．２％、有機溶剤残量が含まれる。キャリアはロジンであり、界面活性剤[AO2]はＴ−８０、ＴＸ−１００及びＳｐａｎ６０であり、均質化剤はＯＰ−１０であり、活性剤はシュウ酸、サリチル酸及びリンゴ酸であり、樹脂膜形成剤はポリブタジエン及びポリウレタンであり、増粘剤は水素化ひまし油であり、有機溶剤は沸点１１０°Ｃ以下のアルコールまたはケトンである。前記フラックスを被覆する半田プリフォームの重量を基準として、前記フラックスコーティング層の含有量は０．２〜５．０％である。
【０００６】
ＵＳ５９３２０３０には半田プリフォームに合わせて使用するフラックスが開示され、その組成は、ロジン、Ｎ−置換または非Ｎ置換−２−ピロリドン、及び透明の高沸点エステル溶剤を含む。Ｎ−置換または非Ｎ置換−２−ピロリドンの質量分率は３〜５０％であり、エステル溶剤の質量分率は３０％以下である。
【０００７】
ＵＳ５９８４１６１には弾性フラックス被覆半田プリフォーム及びその製造工程が開示され、半田プリフォームに用いられる弾性フラックス被覆層は、１）５〜３０ｗｔ％のケイ酸カリウム、モル％Ｋ２０：Ｓｉ０２＝ｌ：１．２５〜１．４５、２）０．５〜１０ｗｔ％の濃リン酸、３）０．１〜５ｗｔ％のボロン酸、４）０〜１０ｗｔ％のシリカ微粉、５）残量としてバインダーである水、から混合してなる。
【０００８】
以上の特許はそれぞれ特徴を有するが、依然として、１）フラックス被覆量及び被覆均一性を制御しにくく、特に、小比表面積の半田プリフォームに対する被覆量が不足し、効率的な塗布工程に適しなく、２）フラックス活性が低く、応用範囲が小さいという不足が存在する。
【発明の概要】
【０００９】
上述した従来技術における不足に対して、本発明は半田プリフォーム塗布用の高濃度フラックスを提供し、このフラックスは被覆性がよく、被覆量制御性が高く、活性が強く、溶接後の活性物質残留が少ない等の特徴を有する。
【００１０】
本発明は上述した技術問題を解決するために採用した技術方案は、各組成及び質量分率は、膜形成剤３５〜５０％、活性物質１〜２０％、界面活性剤０．１〜１．５％、染料０．００５〜０．０２％、溶剤残量を含む半田プリフォーム塗布用の高濃度フラックスである。
【００１１】
本発明では好ましくは、本発明に記載の膜形成剤の質量分率は４０〜４５％であり、前記活性物質の質量分率は５〜２０％であり、前記界面活性剤の質量分率は０．１〜１％であり、前記染料の質量分率は０．００５〜０．０１％である。
【００１２】
本発明では好ましくは、本発明に記載の膜形成剤は少なくともロジン、ポリエチレングリコール、アクリル樹脂、アクリルアミド樹脂、フェノール樹脂及びアルコール酸樹脂のうちの１種を含む。
【００１３】
本発明では好ましくは、本発明に記載のロジンは少なくとも水素化ロジン、アイスホワイトロジン、マレインロジン及びアクリレート変性ロジンのうちの１種を含む。
【００１４】
本発明では好ましくは、本発明に記載の活性物質は少なくともこはく酸、ジブロモこはく酸、アジピン酸、セバシン酸、アスパラギン酸、グルタミン酸、乳酸、酒石酸、サリチル酸、及び有機アミンと酸とから合成される塩のうちの１種を含む。
【００１５】
本発明では好ましくは、本発明に記載の有機アミンの塩基性係数ｐＫｂ（またはｐＫｂｌ）≦４．５となる。
【００１６】
本発明では好ましくは、本発明に記載の酸の酸性係数ｐＫａ（またはｐＫａ１）≦４．５となる。
【００１７】
本発明では好ましくは、本発明に記載の界面活性剤は少なくともポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルＴＸ−１０及びΟΡ−１０、脂肪アルコールポリオキシエチレンエーテルΑΕＯ−３及びΑΕＯ−９、非イオンフッ化炭素界面活性剤ＦＳＮ−１００及びＦＣ−４４３０、ジブロモブテンジオールのうちの１種を含む。
【００１８】
本発明では好ましくは、本発明に記載の染料はアゾ類及びトリフェニルメタン類の染料を含む。
【００１９】
本発明では好ましくは、本発明に記載の溶剤は少なくともアルコール、イソプロピルアルコール、ブタノール、エチレングリコールモノメチルエーテル、酢酸ブチルのうちの１種を含む。
【００２０】
本発明は半田プリフォームとの結合力がよい膜形成剤を選択し、その常温下の化学性質が安定的であり、塗布と膜形成工程において脱落しにくく、かつ長期間（例えば、１年）の保存後にも結合力が明らかに低減しない。
【００２１】
活性物質は低温時に活性をほぼ示さないが、溶接温度までに加熱すると、溶接面の酸化膜を効果的に除去して再酸化を防止できる。有機アミン及び酸から合成した塩は高性能の活性物質であり、その活性が異なる有機アミン及び酸を選択することにより調整できるため、本発明の好ましい活性物質であり、かつ有機酸に合わせて使用するとき、協同効果が生じ、効果がさらに良くなる。また、本発明において選択した活性物質は、溶接される金属材料、半田プリフォーム合金種類及び溶接工程に応じて組み合わせてもよく、半田熔化または溶接終了時にほぼ完全に分解するので、溶接後の活性物質残留が少ないこと及び信頼性が高いことを保証する。
【００２２】
半田プリフォームが溶接工程ではさらに展開するように、本発明は１種または複数種の界面活性剤を添加して半田の表面張力を低減させる。
【００２３】
フラックスに少量の染料を添加し、フラックスの半田プリフォーム表面における被覆量及び被覆均一度の判断に有利であり、これによって、フラックス被覆の制御可能性を向上させる。アゾ類及びトリフェニルメタン類染料は非常に良好なフラックス染色及び識別効果を有し、このため、本発明の好ましい２種類の染料となる。
【００２４】
溶剤はフラックス調製時の必要な組成だけでなく、フラックス膜形成工程において取り除く必要がある部分であり、溶剤は膜形成剤（例えば、ロジン等）及び他の成分に対して良好な溶解力を有するだけでなく、乾燥膜形成時に適切な揮発速度を有するように要求される。揮発速度は速すぎると、フラックス膜に針穴、シワや割れ目等の不良現象が発生し、揮発速度が遅すぎると、粘着及びエッジが厚くなるなどの原因となる。本発明において、溶剤として、沸点が低くて揮発速度が速いアルコール、イソプロピルアルコール、及び沸点が高くて揮発速度が遅いブタノール、エチレングリコールモノメチルエーテル、酢酸ブチルを選択し、適当な組み合わせにより実際の要求を満たすことができ、かつ選択した溶剤は溶解力が強く、毒性が小さく、コストが低い等の利点を有する。
【００２５】
従来の技術に比べると、本発明の有益な効果は顕著である。本発明の膜形成剤及び溶剤の被覆性能はよく、コストが低く、環境を保護する。染料を添加することによって、フラックス被覆の制御可能性を向上させ、半田プリフォームの高精度使用要求に合わせる。活性物質は選択と組み合わせにより活性を調整でき、適用範囲が広い。不揮発部濃度が高いので（不揮発部と溶剤との質量比は６：４に達する）、小比表面積の半田プリフォームがフラックス塗布工程を経た後にも充分な被覆量を有することを保証する。溶接後の活性物質残留が少なく、洗浄する必要がなく、様々な半田プリフォームの効率的な塗布工程及び高信頼性溶接に適用される。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００２６】
本発明の組成及びその質量分率は、
膜形成剤として、水素化ロジン  ４０％
活性物質として、こはく酸  ２％
アジピン酸  ４％
サリチル酸  ２％
塩酸シクロヘキシルアミン  １％
界面活性剤として、ＴＸ−１０  ０．２％
ジブロモブテンジオール  ０．４％
染料として、アルセナゾ  ０．０１％
溶剤として、アルコール  ３５％
エチレングリコールモノメチルエーテル１５．４％となる。
【００２７】
常温下で、以上の成分を均一に混合して液体フラックスに調製し、塗布の方式でＳｎＣｕＯ．７長方形半田プリフォームに被覆し、８０°Ｃで乾燥する。調製した半田プリフォームのフラックスは、膜厚が均一で、結合力が強い。半田プリフォームに対する溶接湿潤性がよく、溶接後の活性物質残留が少ない。
【実施例２】
【００２８】
本発明の組成及びその質量分率は、
膜形成剤として、アイスホワイトロジン  ４０％
ポリエチレングリコール  ８％
アルコール酸樹脂  ２％
活性物質として、ジエチルアミンパラトルエンスルホン酸塩  １％
界面活性剤として、ＡＥ０−９  ０．５％
ジブロモブテンジオール  １％
染料として、エチルバイオレット０．０２％
溶剤として、イソプロピルアルコール  ３５％
ブタノール  １２．５％となる。
【００２９】
常温下で、以上の成分を均一に混合して液体フラックスに調製し、塗布の方式でＳｎＡｇ３ＣｕＯ．５円形半田プリフォームに被覆し、８０°Ｃで乾燥する。調製した半田プリフォームのフラックスは膜厚が均一で、結合力が強い。半田プリフォームに対する溶接湿潤性がよく、溶接後の活性物質残留が少ない。
【実施例３】
【００３０】
本発明の組成及びその質量分率は、
膜形成剤として、水素化ロジン  ３０％
マレインロジン  ３％
フェノール樹脂  ２％
活性物質として、ジブロモこはく酸  ４％
アスパラギン酸  ４％
乳酸  ２％
ジメチルアミンマロネート  ４％
界面活性剤として、ＦＳＮ−１００  ０．５％
ジブロモブテンジオール  ０．５％
染料として、クリスタルバイオレット  ０．００５％
溶剤として、アルコール  ３５％
酢酸ブチル  １５％となる。
【００３１】
常温下で、以上の成分を均一に混合して液体フラックスに調製し、塗布の方式でＳｎＣｕ２環状半田プリフォームに被覆し、８０°Ｃで乾燥する。調製した半田プリフォームのフラックスは膜厚が均一で、結合力が強い。半田プリフォームに対する溶接湿潤性がよく、溶接後の活性物質残留が少ない。
【実施例４】
【００３２】
本発明の組成及びその質量分率は、
膜形成剤として、アイスホワイトロジン  ３０％
アクリレート変性ロジン  ５％
アクリル樹脂  ５％
活性物質として、ジブロモこはく酸  ２％
セバシン酸  ４％
グルタミン酸  ２％
酒石酸  ４％
エタノールアミンクエン酸塩  ８％
界面活性剤として、ＦＣ−４４３０  ０．１％
染料として、ブリリアントグリーン  ０．０１％
溶剤として、アルコール  ２５％
エチレングリコールモノメチルエーテル  １４．９％となる。
【００３３】
常温下で、以上の成分を均一に混合して液体フラックスに調製し、塗布の方式でＳｎＳｂ５Ｕ形半田プリフォームに被覆し、８０°Ｃで乾燥する。調製した半田プリフォームのフラックスは膜厚が均一で、結合力が強い。半田プリフォームに対する溶接湿潤性がよく、溶接後の活性物質残留が少ない。
【００３４】
以上の実施例はいずれも本発明の好適な実施例であるが、本発明の保護範囲を限定するものではなく、当業者にとって、上述した実施例に基づいて作成した簡単な取替はいずれも本発明の特許請求の範囲に含まれるものである。