(57)【要約】【課題】スルーホール実装に用いるフラックスであって、それ自体のスルーホール内の這い上がり現象が抑制されており、かつ、スルーホール内で溶融はんだを充分に濡れ上がらせることを可能にするフラックスの提供。【解決手段】樹脂酸多量体を少なくとも９０重量％含有し、かつ溶融粘度が８０〜１２０ｍＰａ・ｓ／２３０℃である重合ロジン（Ａ）及び活性剤（Ｂ）を炭素数２〜４の脂肪族アルコール（Ｃ）に溶解させてなるスルーホール実装用フラックス。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂酸多量体を少なくとも９０重量％含有し、かつ溶融粘度が８０〜１２０ｍＰａ・ｓ／２３０℃である重合ロジン（Ａ）及び活性剤（Ｂ）を炭素数２〜４の脂肪族アルコール（Ｃ）に溶解させてなるスルーホール実装用フラックス。
【請求項２】
（Ａ）成分、（Ｂ）成分及び（Ｃ）成分の含有量が順に８〜１２重量％、１〜４重量％及び８４〜９１重量％である、請求項１のフラックス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、実装基板に形成された部品電極挿入用のスルーホールの内面に予め塗布することにより、該スルーホール内にフロー溶融はんだを好適に濡れ上がらせることを可能にするフラックスに関する。
【背景技術】
【０００２】
スルーホール実装（挿入実装）とは、実装基板に形成されたスルーホールにアキシャル部品やラジアル部品といった電子部品のリード端子を挿入した後、該リード端子と該スルーホールとをはんだ付する工法である。
【０００３】
また、はんだ付の手段としては、リード端子が挿入されたスルーホールをソルダペーストで充填してから炉内で加熱するリフロー法と、当該スルーホールに溶融はんだ流を噴射するフロー法とが一般的である。
【０００４】
フロー法においては、はんだ付に先立ち、リード端子が挿入されたスルーホールの内面にプレフラックスないしポストフラックスと呼ばれる液状のフラックスが塗布されることがある（特許文献１を参照）。これは、リード端子とスルーホールの酸化皮膜をフラックスで予め除去し、スルーホール内で溶融はんだを濡れ上がらせるためである。
【０００５】
しかし、スルーホールの内面に塗布されたフラックスは、それ自体が毛細管現象により這い上がり、スルーホール上端より溢出して基板上面を汚染したり、挿入部品のリード端子を必要以上に被覆したりすることがあり、このとき、該フラックスの活性に起因して、基板電極やリード端子が腐食し得る。
【０００６】
この点、特許文献２には、這い上がり防止剤として特定のフッ素含有ポリマーをフラックスに含ませる技術が開示されている。しかし、該フッ素含有ポリマーは特殊であるためフラックスのコスト高を招く恐れがあり、また、周知のようにフッ素系原料は環境面より忌避されることがあるためその使用ができないケースもあり得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平５−０３８５６９号公報
【特許文献２】特開２０１０−４０９１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、スルーホール実装に用いるフラックスであって、それ自体のスルーホール内の這い上がり現象が抑制されており、かつ、スルーホール内で溶融はんだを充分に濡れ上がらせることを可能にする、新規な液状フラックスを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、前記特殊フッ素含有ポリマーを使用することなくフラックスの這い上がり現象を抑制する手段につき検討した結果、樹脂酸多量体の純度が極めて高い所定溶融粘度の重合ロジンを用いることによりこれを解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
即ち本発明は、樹脂酸多量体を少なくとも９０重量％含有し、かつ溶融粘度が８０〜１２０ｍＰａ・ｓ／２３０℃である重合ロジン（Ａ）及び活性剤（Ｂ）を炭素数２〜４の脂肪族アルコール（Ｃ）に溶解させてなるスルーホール実装用フラックス、に関する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のフラックスは、スルーホール内部に塗布しても必要以上に這い上がらないため、基板上面を汚染したり、挿入部品のリード端子を必要以上に被覆したりしない。また、該フラックスによれば、スルーホール内で溶融はんだを充分に濡れ上がらせることができる。そのため、ツララやブリッジ、凹み、欠損等のないはんだ接合部を得ることが可能になる。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明のスルーホール実装用フラックス（以下、単にフラックスともいう。）は、樹脂酸多量体を少なくとも９０重量％含有し、かつ溶融粘度が８０〜１２０ｍＰａ・ｓ／２３０℃である重合ロジン（Ａ）（以下、（Ａ）成分ともいう。）及び活性剤（Ｂ）（以下、（Ｂ）成分ともいう。）を炭素数２〜４の脂肪族アルコール（Ｃ）（以下、（Ｃ）成分ともいう。）に溶解させてなる溶液である。
【００１３】
（Ａ）成分は、樹脂酸の二量体を少なくとも９０重量％以上含有する重合ロジンであれば、各種公知のものを特に制限なく使用できる。また、かかる樹脂酸多量体としては、樹脂酸二量体が代表的であり、その構造の一例を以下に示す。
【００１４】
【化１】
2016068105.tif 000002
【００１５】
当該重合ロジンは、原料となる各種の重合ロジンを更に精製することにより樹脂酸単量体の含有量を１０重量％未満に低下させたものである。また、該樹脂酸単量体としては、例えば、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、ピマル酸、イソピマル酸及びサンダラコピマル酸等が挙げられる。
【００１６】
前記原料重合ロジンは、ガムロジンやウッドロジン、トール油ロジン等の原料ロジンやそれらの精製物（以下、原料ロジン類という。）を、各種公知の手段で重合処理したものである。具体的には、該原料ロジン類をトルエン、キシレン、ハロゲン化炭化水素、メチルエチルケトン等の有機溶剤の溶液とし、これに硫酸、フッ化水素、塩化亜鉛、塩化アルミニウム、四塩化チタン、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体スルホン化物、脂肪族スルフォン酸等の触媒を加え、４０〜１６０℃程度で１〜１０時間程度熱処理した後、該有機溶剤及び触媒を除去することによりことにより、目的とする原料重合ロジンが得られる。
【００１７】
次いで、該原料重合ロジンを各種公知の方法で精製し、未反応の一塩基樹脂酸やその他副生物、分解物、高分子量物及び夾雑物等を除去することによって、本発明に係る（Ａ）成分が得られる。精製手段は特に限定されないが、工業的には蒸留精製が好ましく、これに更に再結晶や溶媒抽出を組み合わせることができる。該蒸留精製の条件は特に限定されず、（Ａ）成分中の樹脂酸多量体の含有率が９０重量％以上となる条件を適宜選択すればよく、通常、温度が２００〜３００℃程度、圧力が１３０〜１３００Ｐａ程度、蒸留時間が１〜５０時間程度である。また、再結晶の条件も特に限定されず、各種公知の方法を採用できる。具体的には、例えば、樹脂酸多量体の含有率が９０重量％未満の重合ロジンを、ベンゼンやトルエン、キシレン、クロロホルム、低級アルコール、アセトン、メチルエチルケトン、酢酸エチル等の良溶媒に溶解して溶液とした後、該溶液より良溶媒を各種公知の手段で除去することによって濃厚溶液となしてから、当該濃厚溶液にｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、シクロヘキサン、イソオクタン等の貧溶媒を加えればよい。また、前記溶媒抽出は、の条件も特に限定されず、各種公知の方法を採用できる。具体的には、例えば、樹脂酸多量体の含有率が９０重量％未満の重合ロジンをアルカリ水溶液となし、生じた不溶性の不ケン化物を有機溶媒により抽出した後、水層を中和すればよい。
【００１８】
なお、精製した原料重合ロジンは、更に水素化処理に付してもよい。具体的には、当該原料重合ロジンを、水素化触媒の存在下、通常５〜２０ＭＰａ程度の水素加圧下、１００〜３００℃で加熱すればよい。また、水素化触媒としては、パラジウムカーボン、ロジウムカーボン、ルテニウムカーボン、白金カーボンなどの担持触媒、ニッケル、白金等の金属粉末、ヨウ素、ヨウ化鉄等のヨウ化物等が挙げられ、特にパラジウム、ロジウム、ルテニウム及び白金系触媒からなる群より選ばれる少なくとも一種が好ましい。
【００１９】
こうして得られる（Ａ）成分中の樹脂酸多量体の含有量は、前記したように少なくとも９０重量％、具体的には９０〜９９．５重量％であり、例えばガスクロマトグラフィーや、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー等の各種公知の手段で定量できる。
【００２０】
（Ａ）成分は、更にその溶融粘度が８０〜１２０ｍＰａ・ｓ／２３０℃であることを特徴とする。（Ａ）成分は、その樹脂酸多量体の含有率とともに、かかる溶融粘度を備えるため、これを含む本発明のフラックスはスルーホール内面を必要以上に這い上がらなくなるものと推察される。なお、該溶融粘度は、Ｂ型粘度計により、ローターＮｏ．１９を使用し、２３０℃、回転数２０ｒｐｍで測定した値である。
【００２１】
（Ｂ）成分としては、例えば、コハク酸、グルタル酸、２−メチルグルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ステアリン酸、パルミチン酸、１−ブロモ−２−ブタノール、１−ブロモ−２−プロパノール、３−ブロモ−１−プロパノール、１，４−ジブロモ−２−ブタノール、１，３−ジブロモ−２−プロパノール、２，３−ジブロモ−１−プロパノール、１，４−ジブロモ−２，３−ブタンジオール、２，３−ブロモ−１，２−プロパンジオール、３−ジブロモ−１，４−ブテンジオール、２，３−ジブロモ−２−ブテン−１，４−ジオール、安息香酸、ピコリン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、３−ブロモプロピオン酸、２−ブロモ吉草酸、５−ブロモ−ｎ−吉草酸、２−ブロモイソ吉草酸、２，３−ジブロモコハク酸、２−ブロモコハク酸、２，２−ジブロモアジピン酸、シクロヘキシルアミン塩酸塩及びクロレンド酸等が挙げられる。
【００２２】
（Ｃ）成分としては、エタノール、ノルマルプロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ノルマルブタノール及びイソブタノール等が挙げられる。
【００２３】
（Ａ）成分、（Ｂ）成分及び（Ｃ）成分の使用量は特に限定されないが、本発明のフラックスのスルーホール内における濡れ上がりを考慮すると、通常、順に８〜１２重量％程度、１〜４重量％程度及び８４〜９１重量％程度である。
【００２４】
なお、本発明のフラックスには必要に応じて酸化防止剤、防黴剤、艶消し剤、粘度調整剤等の添加剤を含ませることができる。
【００２５】
本発明のフラックスをスルーホールに塗布する方法は特に制限されないが、通常は噴射ノズル等の各種フラクサーを用いる。
【実施例】
【００２６】
以下、本発明を実施例及び比較例をあげて詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらによって何ら限定されない。また、各例中、部及び％はいずれも重量基準である。
【００２７】
実施例１
樹脂酸二量体が９０重量％であり、かつ溶融粘度が１００ｍＰａ・ｓ／２３０℃である重合ロジン（荒川化学工業（株）製）１０．８０部、アジピン酸１．００部、ジエチルアミン臭化水素酸塩０．１３部、トランス−２，３−ジブロモー２―ブテン−１，４―ジオール（ＴＤＢＤ）０．５０部及びステアリン酸０．８０部を、８６．７７部のイソプロピルアルコールに溶解させることにより、フラックスを調製した。
【００２８】
比較例１
樹脂酸二量体が５０重量％であり、かつ溶融粘度が４０ｍＰａ・ｓ／２３０℃である重合ロジン（荒川化学工業（株）製）１０．８０部、アジピン酸１．００部、ジエチルアミン臭化水素酸塩０．１３部、ＴＤＢＤ０．５０部及びステアリン酸０．８０部を、８６．７７部のイソプロピルアルコールに溶解させることにより、フラックスを調製した。
【００２９】
比較例２
樹脂酸二量体が０重量％であり、かつ溶融粘度が４ｍＰａ・ｓ／２３０℃であるアクリル化ロジン水素化物（荒川化学工業（株）製）１０．８０部、アジピン酸１．００部、ジエチルアミン臭化水素酸塩０．１３部、ＴＤＢＤ０．５０部及びステアリン酸０．８０部を、８６．７７部のイソプロピルアルコールに溶解させることにより、フラックスを調製した。
【００３０】
＜フローはんだ付試験＞
試験基板のスルーホールにピンコネクタＢＯ４Ｂ―ＸＮＩＳＫ−Ａ（ＬＦ）（ＳＮ）（日本圧着端子製造（株）製）を挿入した。次いで、実施例１のフラックスを、スプレーフラクサーによって厚みが１０μmになるようはんだ付面に均一に塗布することにより、スルーホール内にも噴入させた。その後、噴流型自動はんだ付装置にてはんだ付を行った。なお、はんだはＳｎ３．０Ａｇ０．５Ｃｕのものを使用し、はんだ付温度は２５５℃だった。
【００３１】
はんだ付を行った後、前記ピンコネクタの嵌合部を外し、フラックスの這い上がり状態を目視で観察した。なお、試験は各フラックスとも１０回ずつ行い、這い上がりが観察された箇所の個数（最大１０個）によってその這い上がり性を評価した。
【００３２】
○：這い上がりが観察された箇所が０個
△：這い上がりが観察された箇所が１〜４個
×：這い上がりが観察された箇所が５個以上
【００３３】
結果、実施例１のフラックスは○、比較例１のそれは△、比較例２のそれは×であった。