Influence of Residual Fluxes on Electrical Properties of Printed Circuit Boards Mitsuhiro NONOGAKI*,Teruhito MATSUI*,Takashi MASUDA** and Yoshiyuki MORIHIRO* * Manufacturing Engineering Center, Mitsubishi Electric Co. (1-1, Tsukaguchi-Honmachi 8-chome, Amagasaki, Hyogo 611) ** Materials & Electronic Devices Laboratory, Mitsubishi Electric Co. (1-1, Tsukaguchi-Honmachi 8-chome, Amagasaki, Hyogo 611) Abstract No cleaning in fine pitch printed wiring boards(pwbs)after mounting the electronic devices, possibly deteriorates insulation reliability by ion migration, because the activator of flux remains on the surface of PWBs. The relationship between the solubility of copper ion and the insulation life of PWBs was examined. The insulation life depends on the kind and the concentration of the activator in the flux. It was proved that as the value of the solubility of copper ion increases,the insulation life of PWBs shortens further. The solubility of copper ion by the activator indicates that the flux could be use or not.
3.実 機 酸 の ア ジ ピ ン酸 を使 っ た フ ラ ッ ク スBは セ バ シ ン酸 を 使 験結 果 っ た フ ラ ッ ク スAよ り も絶 縁 寿 命 が短 い 比 較 の た め に 測 3.1銅 の溶 出 量 測 定 結 果 定 した フ ラ ッ クス を塗 布 しな い 試 料 で は,絶 縁 寿 命 は2000 表3に 銅 の 溶 出 量 の 測 定 結 果 を示 す こ こ で,試 料No.1 4は そ れ ぞ れ フ ラ ッ ク スA Dの 活 性 剤 を示 す 溶 液 中 か ら4000時 間 で あ っ た こ の こ と か ら,フ ラ ッ ク スAを 塗 の 銅 イ オ ン量,不 絶 縁 寿 命 を有 して い る こ と が 明 らか に な っ た 絶 縁 寿 命 と 溶 生 成 物 中 の 銅 量 は活 性 剤 の 種 類 に よ り 布 した 試 料 は,フ ラ ッ ク ス を塗 布 しな い 試 料 と ほ ぼ 同等 の 大 き く異 な る 溶 液 中の 銅 イオ ン量 と不 溶 生 成 物 中 の 銅 量 判 定 され た 試 料 の 電 極 間 で は,マ の合 計 は,ア 観 察 され て い る ま た,そ の 発 生 モ ー ドも フ ラ ッ ク スの 種 ジ ピ ン酸 を除 い て 大 差 は な い ア ジ ピ ン酸 は イ グ レー シ ョ ンの 発 生 が 溶 出 した銅 の 合 計 量 が 最 も多 く,水 溶 液 中 に 銅 イ オ ン と し 類 に よ っ て 異 な る 図4に,こ て溶 け て い る割 合 も 多 い が,不 面 電 極 間 で 観 察 され た マ イ グ レ ー シ ョ ンに よ る表 面 析 出物 溶 生 成 物 と して は少 な い の 試 験 で短 絡 した 試 料 の 表 こ れ に対 して,セ バ シ ン酸 は ア ジ ピ ン酸 よ り も不 溶 生 成 物 を示 す4) 表 面 に銅 の 樹 枝 状 生 成 物(デ と して 溶 出 され る銅 の 量 が 多 く,溶 液 中の 銅 イオ ンの 量 が 認 され る この デ ン ドラ イ トが 成 長 す る こ とに よ り,電 極 少 ない 間 の絶 縁 抵 抗 は低 下 と回 復 を繰 り返 し な が ら,最 終 的 に短 ク ロル ア ミンで は,濃 度 に よ っ て溶 液 中の 銅 イオ ン量 と 不 溶 性 生 成 物 中 の 銅 量 の 比 率 が 大 き く変 わ り,ク ロル ア ミ ンの 濃 度 が 高 い ほ ど,溶 液 中 の 銅 イ オ ンの 量 は 多 い こ の よ うに,活 性 剤 と して 使 わ れ る有 機 酸 の 種 類 に よ っ て,あ るい は 同 じハ ロ ゲ ン を使 っ た場 合 で も,そ の 濃 度 に ン ドラ イ ト)が 確 絡 に 至 る 図5は,銅 と は ん だ の 絶 縁 抵 抗 の 時 間 変 化 を測 定 した も の で あ る フ ラ ック ス は,ク ロル ア ミン系 の もの を使 用 し て 測 定 を行 っ た 銅 は 短 時 間 で 絶 縁 抵 抗 が 劣 化 す る の に 対 して,は ん だ コ ー トした も の は500時 間 を経 過 して も絶 縁 よ っ て銅 イオ ン溶 出 量 は 異 な る 水 溶 液 中 の 銅 イ オ ンの 量 抵 抗 の 劣 化 は認 め られ な い この 測 定 で の電 極 間 隔 は が 多 い ほ ど,マ イ グ レー シ ョ ンの 発 生 が起 こ りや す い と考 0.32mmで あ る この 結 果 は,は ん だ よ り も銅 の 方 が マ イ グ え られ る 表4に フ ラ ック スの 固形 分 に対 す る吸 水 率,す な わ ち飽 和 水 分 量 を示 す 今 回 使 用 し た フ ラ ック ス で は吸 水 率 に差 が な い こ とか ら,銅 イ オ ンの 易 動 度 は ほぼ 同 等 と考 え る こ とが で き るの で,マ イ グ レー シ ョ ンに つ い て は,銅 イオ ン の 溶 出 量 に着 目す れ ば よ い 3.2絶 縁抵抗 測定結果 フ ラ ッ ク スA Dを 塗 布 した 試 料 の 絶 縁 抵 抗 の 時 間 依 存 性 を 図3に 示 す フ ラ ック ス の 種 類 に よ っ て絶 縁 抵 抗 値 や そ の低 下 時 間 に 大 き く差 が あ る ク ロル ア ミ ン系 の 活 性 剤 で は,活 性 剤 濃 度(ハ ロ ゲ ン含 有 率)が 高 い フ ラ ッ ク スC が フ ラ ッ ク スDに 比 べ て絶 縁 寿 命 が短 く,活 性 剤 と して 有 表3.各 種 水溶液 中に おけ る銅 の 溶出 量 図3.絶 表4.各 *85 /85%RHの 種 フラ ックスの 吸水 率 雰 囲 気 下 に お け る 固形 分 に対 す る 飽 和 水 分 量 の 重 量% 98 縁抵抗の時間依存性 図4.基 板 表 面 で 発 生 した銅 マ イ グ レ ー シ ョン 回路実装学会誌
2) D. J. Land, J. P. Mitchell, T. L. Welsher : gconductive Anodic Filaments in Reinforced Polymeric Dielectrics Formation and