CN101939130B - 焊接接合结构及钎焊用焊剂 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种焊接接合结构，即使在冷热差别非常大的严酷的环境中，也可以保持充分的焊接强度，确保高接合可靠性。该焊接接合结构中电子部件(4)搭载于在主面(1a)中具备电极部(2)及绝缘膜(3)的基板的主面(1a)上，上述电极部(2)与上述电子部件(4)借助焊接部(5)电连接，在电子部件(4)与绝缘膜(3)之间夹杂有从上述焊接部(5)中浸出的焊剂的残渣(6)，上述焊剂含有丙烯酸树脂、活性剂及具有羟基的触变剂，并且上述丙烯酸树脂的玻璃化温度为-40℃以下或上述焊剂残渣的软化温度以上，而且上述焊剂残渣在从-40℃到该焊剂残渣的软化温度的温度范围中的线膨胀系数的最大值为300×10^-6/K以下。

Description

焊接接合结构及钎焊用焊剂

技术领域

本发明涉及例如向在冷热差别大的环境下使用的电路基板上焊接电子部件等时有用的焊接接合结构及钎焊用焊剂等。

背景技术

以往，在向电路基板上安装电子部件时，常用的是如下的钎焊方法，即，将含有焊接合金粉末和焊剂的焊膏组合物印刷在基板上，在搭载电子部件后加热接合。此时，焊剂起到的作用是，将钎料及基板表面的金属氧化物除去，并且防止钎焊时的金属的再氧化、降低钎料的表面张力，因而对于良好地进行钎焊来说是不可缺少的。但是，当使用焊剂在电路基板上钎焊电子部件时，在钎焊结束后焊剂的一部分或大部分会残留于基板上。一般将其称作“焊剂残渣”。例如，在想要在具备电极部及绝缘膜的基板的主面上搭载电子部件而将该电极部与电子部件焊接的情况下，会从连接两者的焊接部中浸出焊剂成分，从而在电子部件与绝缘膜之间夹杂焊剂残渣。

但是，在此种焊剂残渣中容易产生龟裂。由此，在钎焊后在基板上或电子部件与绝缘膜之间等处残存有焊剂残渣的焊接接合结构中，水从龟裂部浸入而导致部件引线间的短路故障，存在损害焊接的接合可靠性的问题。

所以，作为防止焊剂残渣的龟裂的方法，迄今为止提出过如下所示的对策。即，a)像在以松香作为基质树脂的焊膏中，添加作为高沸点增塑剂的偏苯三酸的酯的方法(参照专利文献1)那样，添加高沸点的增塑剂而在钎焊后的残渣中残留增塑剂的对策；b)除了像使用乙烯-丙烯酸共聚物的钎焊用焊剂(参照专利文献2)、或使用玻璃化温度为-50～-35℃的范围的丙烯酸树脂的钎焊用焊剂(参照专利文献3)以外，还像使用乙烯或丙烯的聚合物等的焊剂那样，以按照具有柔软性的方式设计的合成树脂作为基质树脂的对策；c)在钎焊后进行清洗，去掉焊剂残渣的对策。

专利文献1：日本特开平9-234588号公报

专利文献2：日本特开平9-1222975号公报

专利文献3：日本特开2001-150184号公报

但是，近年来，安装基板所被配置的环境逐渐多样化，例如就车载基板而言，增加了在像发动机室内的发动机附近那样冷热差别非常大而且受到剧烈的振动的更为严酷的环境中的安装基板的配置。此种状况中，即使是用采取防止焊剂残渣的龟裂的对策的以往的方法进行钎焊的安装基板，也会有无法确保充分的接合可靠性的情况。该接合可靠性恶化的问题特别是在如下的安装基板中会明显地显现，即，在具备电极部及绝缘膜的基板的主面上搭载电子部件而将该电极部与电子部件焊接接合，从而在电子部件与绝缘膜之间夹杂焊剂残渣。对此可以如下考虑，即，在冷热差别非常大的严酷的环境中，在所形成的焊接部的金属中产生龟裂的伸展，其结果是，产生接合强度明显地降低这样的与焊剂残渣的龟裂不同的问题，由此引起接合可靠性的恶化。可以预想，配置于冷热差别非常大而且还被施加振动的严酷的环境中的安装基板今后将会逐渐增加，因此现实状况是，希望开发出一种焊接接合结构，即使在此种严酷的环境中也可以保持充分的接合强度，可以发挥优异的接合可靠性。

发明内容

所以，本发明的目的在于，提供即使在冷热差别非常大的严酷的环境中也可以保持充分的焊接接合强度、确保高接合可靠性的焊接接合结构；和能够实现它的钎焊用焊剂等。

本发明人等为了解决上述问题进行了反复研究。其结果是，发现例如在90℃以上的温度和-30℃以下的温度之间反复进行冷热循环的严酷的载荷条件下，为了不仅抑制焊剂残渣，还要抑制在焊接部的金属中产生的龟裂，保持焊接的接合强度，重要的是，将回流后的焊剂残渣在规定温度范围中的线膨胀系数的最大值、和作为焊剂成分的丙烯酸树脂的玻璃化温度分别设定为处于特定范围，为此作为焊剂成分来说具有羟基的触变剂是必需的，从而完成了本发明。

即，本发明的焊接接合结构在具备电极部及绝缘膜的基板的主面上搭载电子部件，上述电极部与上述电子部件借助焊接部电连接，在电子部件与绝缘膜之间夹杂有从上述焊锡部中浸出的焊剂的残渣，其特征在于，上述焊剂含有丙烯酸树脂、活性剂及具有羟基的触变剂，并且上述丙烯酸树脂的玻璃化温度为-40℃以下或上述焊剂残渣的软化温度以上，而且上述焊剂残渣在从-40℃到该焊剂残渣的软化温度的温度范围中的线膨胀系数的最大值为300×10^-6/K以下。

本发明的钎焊用焊剂是通过与焊接合金混合并回流而用于钎焊中的钎焊用焊剂，其特征在于，含有丙烯酸树脂、活性剂及具有羟基的触变剂，并且上述丙烯酸树脂的玻璃化温度为-40℃以下或回流后的焊剂残渣的软化温度以上，而且回流后的焊剂残渣在从-40℃到该焊剂残渣的软化温度的温度范围中的线膨胀系数的最大值为300×10^-6/K以下。

本发明的焊膏组合物的特征在于，含有焊接合金粉末和上述本发明的钎焊用焊剂。

本发明的防止焊接接合强度降低的方法是防止在90℃以上的温度与-30℃以下的温度之间反复进行冷热循环的温度载荷条件下的焊接部的接合强度的降低的方法，其特征在于，使用焊接合金粉末和上述本发明的钎焊用焊剂来形成上述焊接部。

根据本发明，可以得到如下的效果，即，即使在冷热差别非常大的严酷的环境中，也可以保持充分的焊接接合强度，确保高的接合可靠性。具体来说，根据本发明，即使在90℃以上的温度与-30℃以下的温度之间反复进行冷热循环的温度载荷条件下，也可以防止焊接的接合强度的降低。

附图说明

图1是局部地表示本发明的焊接结构的一个实施方式的放大剖面图。

具体实施方式

首先，对本发明的钎焊用焊剂及焊膏组合物的一个实施方式进行详细说明。

本发明的钎焊用焊剂是通过与焊接合金粉末混合并回流而用于钎焊中的。具体来说，通过将本发明的焊剂与焊接合金粉末混合而回流，来形成焊料，此时，本发明的焊剂会成为焊剂残渣。本发明中，十分重要的是，该回流后的焊剂残渣在-40℃到该焊剂残渣的软化温度的温度范围中的线膨胀系数的最大值(以下称作“最大线膨胀系数)为300×10^-6/K以下。优选上述最大线膨胀系数为200×10^-6/K以下。这样，即使在被施加严酷的冷热循环的情况下，也可以抑制接合强度的降低，其结果是，即使在冷热差别大的环境中使用时，也可以确保高的接合可靠性。本发明中，回流后的焊剂残渣的软化温度既可以是对仅将焊剂在规定的温度下加热而除去溶剂等时产生的固化物(残渣)测定出的软化温度，也可以是将焊剂设为与焊接合金粉末混合的状态(即，制成后述的本发明的焊膏组合物的状态)，对将其在规定的温度下加热而使焊料熔融并且除去溶剂等时在焊料的周围产生的固化物(残渣)测定出的软化温度。而且，最大线膨胀系数例如可以用后述的实施例中记载的方法来求出。

本发明的焊剂作为必需成分含有丙烯酸树脂。作为丙烯酸树脂，例如优选举出将选自丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸的各种酯、甲基丙烯酸的各种酯、巴豆酸、衣康酸、马来酸、马来酸酐、马来酸的酯、马来酸酐的酯、丙烯腈、甲基丙烯腈、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、氯乙烯及乙酸乙烯酯中的至少一种含有聚合性不饱和基团的单体聚合而成的。而且，对于这些含有聚合性不饱和基团的单体的聚合，例如可以使用过氧化物等催化剂，利用本体聚合法、溶液聚合法、悬浮聚合法、乳液聚合法等自由基聚合来进行。

本发明中重要的是，丙烯酸树脂的玻璃化温度为-40℃以下或回流后的焊剂残渣的软化温度以上。在丙烯酸树脂的玻璃化温度超过-40℃，并且小于回流后的焊剂残渣的软化温度的情况下，例如在施加了从90℃以上的温度到-30℃以下的温度的严酷的冷热循环载荷时，接合强度明显地降低。这里，回流后的焊剂残渣的软化温度如上所述，既可以是对仅将焊剂加热而产生的固化物(残渣)测定出的软化温度，也可以是对在将焊剂与焊接合金粉末混合的状态下加热而在焊料的周围产生的固化物(残渣)测定出的软化温度。而且，本发明中，以该回流后的焊剂残渣的软化温度高于-40℃为前提。

而且，本发明中，玻璃化温度(Tg)是使用各种均聚物的Tg利用下述计算式算出的。

[数1]

$1/\mathrm{Tg}=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}(\mathrm{Wi}/\mathrm{Tgi})$

Tg：共聚物的Tg(K)

Tgi：共聚单体的均聚物的Tg(K)

Wi：共聚单体的重量百分率

对于丙烯酸树脂的酸值，没有特别限制，然而例如从进一步促进活性作用的方面考虑，优选为10mgKOH/g以上。但是，例如在作为上述含有聚合性不饱和基团的单体仅使用了酯类等情况下，丙烯酸树脂的酸值也可以是0mgKOH/g。

丙烯酸树脂的分子量优选为3万以下，更优选为2万以下。如果丙烯酸树脂的分子量为上述范围，则即使因回流时的加热使树脂在一定程度上高分子化，也可以抑制由此造成的特性劣化等影响，因此在冷热差别大的环境中，可以防止焊接部的龟裂，并且还可以防止在焊剂残渣中产生的龟裂。其结果是，可以避免水分浸入龟裂部而导致部件引线间的短路故障的问题。

而且，本发明中，丙烯酸树脂的分子量是指重均分子量。

对于上述丙烯酸树脂的含量，相对于焊剂总量，优选为10～80重量％，更优选为20～70重量％。如果丙烯酸树脂比上述范围少，则在钎焊时不容易将活性剂均匀地涂布在金属上，因此有可能产生钎焊不良。另外，钎焊后的皮膜性降低，从而还有可能使高温耐久性降低。另一方面，如果丙烯酸树脂比上述范围多，则焊剂自身的粘度升高，有可能产生由焊剂的厚膜化造成的钎焊性的降低的问题。

本发明的焊剂将活性剂作为必需成分含有。利用活性剂，在钎焊时将金属表面的氧化膜除去，确保良好的钎焊性。

作为活性剂，例如可以举出乙胺、丙胺、二乙胺、三乙胺、乙二胺、苯胺等的卤化氢酸盐、乳酸、柠檬酸、硬脂酸、己二酸、二苯基乙酸等有机羧酸等。这些活性剂既可以仅为1种，也可以是2种以上。

对于活性剂的含量，相对于焊剂总量，优选为0.1～30重量％，更优选为1～20重量％。如果活性剂比上述范围少，则活性力不足，钎焊性有可能降低。另一方面，如果活性剂比上述范围多，则焊剂的皮膜性降低，亲水性变高，因此耐腐蚀性及绝缘性有可能降低。

本发明的焊剂将具有羟基的触变剂作为必需成分含有。例如在含有不具有羟基的触变剂、不含有具有羟基的触变剂的情况下，上述的最大线膨胀率就会脱离上述范围，其结果是，施加严酷的冷热循环载荷后的接合强度明显地降低。

作为具有羟基的触变剂，例如可以举出硬化蓖麻油、羟甲基山嵛酸酰胺、12-羟基硬脂酸亚乙基双酰胺、芥酸单乙醇酰胺、12-羟基硬脂酸六亚甲基双酰胺、氧化石蜡等。这些具有羟基的触变剂既可以仅为1种，也可以是2种以上。

对于具有羟基的触变剂的含量，相对于焊剂总量，优选为0.5～10重量％，更优选为2～8重量％。如果具有羟基的触变剂比上述范围少，则无法获得充分的触变性，印刷等的操作性有可能降低。另一方面，如果具有羟基的触变剂比上述范围多，则焊剂的粘度变高，有可能损害操作性。

而且，作为不具有羟基的触变剂，例如可以举出石蜡、聚乙烯石蜡、聚丙烯石蜡、硬脂酸酰胺、油酸酰胺、芥酸酰胺、月桂酸亚乙基双酰胺、硬脂酸亚丁基双酰胺、硬脂酸亚二甲苯基双酰胺、N，N’-二硬脂基己二酸酰胺、N，N’-二油基癸二酸酰胺、N，N’-二硬脂基间苯二甲酸酰胺、亚二甲苯基双硬脂基尿素等。虽然这些不具有羟基的触变剂并非本发明的必需成分，然而只要是不损害本发明的效果的范围，则也可以含有。

本发明的焊剂优选还含有抗氧化剂。通过还含有抗氧化剂，就可以防止由回流时的加热造成的焊剂残渣的氧化，在冷热差别大的环境中，可以防止焊接部的龟裂，并且还可以防止在焊剂残渣中产生的龟裂。其结果是，还可以避免水分浸入龟裂部而导致部件引线间的短路故障的问题。

作为抗氧化剂，没有特别限制，例如可以举出酚系、磷系、胺系、硫系这些公知的抗氧化剂。这些抗氧化剂既可以仅为1种，也可以是2种以上。

作为酚系的抗氧化剂，例如可以举出2，6-二-叔丁基-4-[4，6-双(辛硫基)-1，3，5-三嗪-2-基氨基]苯酚、2，6-二-叔丁基-对甲酚、2，4-二甲基-6-叔丁基苯酚、苯乙烯酚(スチレネ一トフエニ一ル)、2，4-双[(辛硫基)甲基]-邻甲酚等。作为磷系的抗氧化剂，例如可以举出亚磷酸三苯酯、亚磷酸三乙酯、三硫代亚磷酸三月桂基酯、三(十三烷基)亚磷酸酯等。作为胺系的抗氧化剂，例如可以举出α-萘胺、三乙胺、N，N’-二异丁基-对苯二胺、苯基-β-萘胺等。作为硫系的抗氧化剂，例如可以举出硫代二丙酸二月桂酯、二月桂基硫醚、2-巯基苯并咪唑、硫代二丙酸月桂十八酯等。

对于抗氧化剂的含量，没有特别限制，然而例如相对于焊剂总量，优选为0.05～10重量％，更优选为0.1～5重量％。

本发明的焊剂优选还含有松香系树脂。如果含有松香系树脂，则它就会作为用于使上述活性剂均匀地附着于金属上的粘合剂发挥作用，可以更为有效地进行金属表面的氧化膜的除去。

松香系树脂只要是以往普遍用于焊剂中的即可，没有特别限定，然而例如可以除了通常的脂松香、浮油松香、木松香以外，还可以举出它们的衍生物(例如不均匀化松香、热处理过的树脂、聚合松香、丙烯酰化松香、加氢松香、甲酰化松香、松香酯、松香改性马来酸树脂、松香改性酚醛树脂、松香改性醇酸树脂等)等。这些松香系树脂既可以仅为1种，也可以是2种以上。

在含有松香系树脂的情况下，由于在焊剂中增多了丙烯酸树脂以外的新的树脂成分，因此其含量最好设定为，使根据丙烯酸树脂及松香系树脂的各自的玻璃化温度和含量算出的丙烯酸树脂与该松香系树脂的混合物的平均玻璃化温度进入上述的丙烯酸树脂的玻璃化温度的范围。通常来说，例如相对于焊剂总量，优选为1～20重量％，更优选为5～10重量％。

本发明的焊剂还可以根据需要，含有有机溶剂。作为有机溶剂，优选将上述的含有成分溶解而形成溶液的极性溶剂，通常来说，例如优选使用乙醇、异丙醇、乙基溶纤剂、丁基卡必醇、己基卡必醇等醇系溶剂。另外，例如乙酸乙酯、乙酸丁酯等酯系溶剂、或甲苯、松节油等烃系溶剂等也可以作为有机溶剂使用。它们当中，从挥发性或活性剂的溶解性的方面考虑，优选己基卡必醇。这些有机溶剂既可以仅为1种，也可以是2种以上。

对于有机溶剂的含量，没有特别限制，例如相对于焊剂总量，优选为15～70重量％。如果有机溶剂比上述范围少，则焊剂的粘性变高，焊剂的涂布性有可能恶化。另一方面，如果有机溶剂比上述范围多，则作为焊剂的有效成分(上述的必需成分)就会相对地变少，因此钎焊性有可能降低。

此外，本发明的焊剂除了上述的各成分以外，也可以在不损害本发明的效果的范围中，含有一般作为焊剂的基质树脂使用的以往公知的合成树脂(例如苯乙烯-马来酸树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、聚酯树脂、苯氧基树脂、萜烯树脂等)、防霉剂、消光剂等添加剂。

本发明的焊膏组合物是含有焊接合金粉末和上述的本发明的钎焊用焊剂的组合物。

作为上述焊接合金粉末，没有特别限制，可以使用普遍使用的锡-铅合金；还添加有银、铋或铟等的锡-铅合金等。另外，也可以使用锡-银系、锡-铜系、锡-银-铜系、锡-铋系等无铅合金。而且，焊接合金粉末的粒径优选为5～50μm左右。

对于本发明的焊膏组合物中的焊剂与焊接合金粉末的重量比(焊剂∶焊接合金粉末)，只要根据所需的焊膏的用途或功能适当地设定即可，没有特别限制，然而优选为5∶95～20∶80左右。

本发明的焊膏组合物是通过进行回流而用于钎焊中的。回流例如只要在130～200℃左右进行预热后，在最高温度170～250℃左右进行即可，然而并不限定于此。而且，在钎焊时，焊膏组合物通常来说是利用分配器或丝网印刷等涂布于基板上的。

下面，使用附图对本发明的焊接接合结构的一个实施方式进行说明。

图1是局部地表示本发明的焊接结构的一个实施方式的放大剖面图。该焊接接合结构将电子部件4搭载于在主面1a中具备电极部2及绝缘膜3的基板1上(主面1a上)，上述电极部2与上述电子部件4借助焊接部5电连接。在该焊接接合结构中，在电子部件4与绝缘膜3之间夹杂有从上述焊接部5中浸出的焊剂的残渣6。

在本发明的焊接接合结构中，上述焊接部5是通过使混合了焊接合金粉末和焊剂的焊膏组合物回流而形成的。这里，所用的焊剂是含有丙烯酸树脂、活性剂及具有羟基的触变剂并且上述丙烯酸树脂的玻璃化温度为-40℃以下或上述焊剂残渣的软化温度以上的本发明的焊剂，该焊剂的残渣6的最大线膨胀系数(即从-40℃到该焊剂残渣的软化温度的温度范围中的线膨胀系数的最大值)为300×10^-6/K以下。这样，即使在被施加严酷的冷热循环的情况下，也可以抑制接合强度的降低，其结果是，在冷热差别大的环境中使用时也可以确保高的接合可靠性。

像这样，将如图1所示的焊接接合结构的焊接部5使用焊接合金粉末和本发明的焊剂来形成，作为防止在90℃以上的温度与-30℃以下的温度之间(具体来说，例如为-40℃～125℃)反复进行冷热循环的温度载荷条件下的焊接的接合强度的降低的方法来说十分有用。即，本发明的防止焊接接合强度降低的方法是防止在90℃以上的温度与-30℃以下的温度之间反复进行冷热循环的温度载荷条件下的焊接部的接合强度的降低的方法，使用焊接合金粉末和上述本发明的钎焊用焊剂来形成上述焊锡部。

而且，对于本发明的焊接接合结构中的“焊剂残渣”，只要应用本发明的焊剂的说明中所述的有关“回流后的焊剂残渣”的记载即可，对于本发明的焊接接合结构中的“焊剂残渣的软化温度”，只要应用本发明的焊剂的说明中所述的有关“回流后的焊剂残渣的软化温度”的记载即可。

实施例

下面，通过举出实施例及比较例而对本发明进行更具体的说明，然而本发明并不限定于以下的实施例。

而且，以下的各制造例或表中所示的丙烯酸树脂的平均分子量都是重均分子量。

实施例及比较例中的各种测定及评价是利用下述的方法进行的。

<焊剂残渣的最大线膨胀系数及焊剂残渣的软化温度>

将焊膏组合物约0.5g载放于铜板(50mm×50mm×0.5mm)上，通过在设定为250℃的加热平板上加热30秒而使焊料熔融后，冷却到常温，刮取回收所产生的焊剂残渣。将该操作进行5次，在将所回收的所有的残渣均匀地熔融、混合后，以宽3mm、厚3mm、长10mm的形状成形，将其作为试样。

然后，使用热机械分析装置(Seiko Instruments制“TMA/SS120”)测定该成形了的试样的膨胀、收缩，求出线膨胀系数。在测定时，将试样在氩气气氛下以每分钟5℃的升温速度从-40℃起加热。当将试样逐渐加热时，就会开始试样的软化，与此同时引起试样的表观长度的急剧的收缩，最终试样长度几乎变为零，因此将开始引起试样的表观长度的急剧的收缩的温度设为焊剂残渣的软化温度。此后，从该软化温度起继续加热直至达到增加30℃的温度，求出线膨胀系数。将如此求出的从-40℃到软化温度的线膨胀系数当中的最大值设为最大线膨胀系数。而且，在从软化温度起加热到达到增加30℃的温度的期间，试样完全地熔化，确认试样长度几乎为零。

<接合强度试验>

向2片具备具有可以安装120个3.2mm×1.6mm的尺寸的芯片部件(电子部件)的图案的绝缘膜和连接芯片部件的电极的玻璃环氧基板上，分别使用具有相同图案的厚150μm的金属掩模印刷焊膏组合物，搭载120个芯片部件。通过在搭载芯片部件后10分钟以内，在氧浓度为1500ppm的氮气气氛下，在160±5℃进行80±5秒的预热，接下来，在最高温度240±5℃进行回流，而实施了钎焊。

在如此得到的焊接接合结构中，电极与芯片部件被借助焊接部电连接，并且在芯片部件与玻璃环氧基板表面的绝缘膜之间夹杂有焊剂残渣。

然后，对钎焊后的2片基板中的1片，以-40℃×30分钟→125℃×30分钟作为1个循环，在1000个循环的条件下施加冷热循环载荷。其后，对施加了冷热循环载荷的基板和未施加冷热循环载荷的基板，分别使用加压剪切试验机，依照JIS Z-3198-7测定出基板上的120个芯片部件的接合强度(剪切强度)。在剪切强度的测定时，夹具采用具有直径0.5mm的压头的剪切夹具，在按照使剪切夹具相对于芯片部件垂直并且位于部件的中央部的方式，将基板安放于试验装置中后，使剪切夹具以15mm/分钟的速度移动而施加负载。

此后，求出残存强度率(％)，它是将施加了冷热循环载荷的基板的剪切强度相对于未施加冷热循环载荷的基板的剪切强度的比例以百分率表示的值，利用该残存强度率，评价接合部的由焊接龟裂的产生所致的强度降低。具体来说，对于残存强度率，从基板的接合可靠性的观点考虑，将70％以上设为“合格”。

(制造例1)

将由甲基丙烯酸乙酯34.2重量份、丙烯酸月桂酯24.0重量份、甲基丙烯酸苄酯35.2重量份及甲基丙烯酸6.6重量份构成的单体成分利用溶液聚合法聚合，得到热塑性丙烯酸树脂A。

该热塑性丙烯酸树脂A的玻璃化温度(Tg)为51℃，酸值为43mgKOH/g，平均分子量约为6000。

(制造例2)

将由甲基丙烯酸叔丁酯25.4重量份、丙烯酸十六烷基酯53.1重量份、丙烯酸环己酯13.8重量份及甲基丙烯酸7.7重量份构成的单体成分利用溶液聚合法聚合，得到热塑性丙烯酸树脂B。

该热塑性丙烯酸树脂B的玻璃化温度(Tg)为54℃，酸值为50mgKOH/g，平均分子量约为23500。

(制造例3)

将由丙烯酸月桂酯24重量份、丙烯酸十六烷基酯29.7重量份、丙烯酸正丁酯25.6重量份及甲基丙烯酸20.7重量份构成的单体成分利用溶液聚合法聚合，得到热塑性丙烯酸树脂C。

该热塑性丙烯酸树脂C的玻璃化温度(Tg)为14℃，酸值为135mgKOH/g，平均分子量约为12000。

(制造例4)

将由丙烯酸2-乙基己酯63.2重量份、丙烯酸正丁酯22.0重量份及甲基丙烯酸14.8重量份构成的单体成分利用溶液聚合法聚合，得到热塑性丙烯酸树脂D。

该热塑性丙烯酸树脂D的玻璃化温度(Tg)为-62℃，酸值为97mgKOH/g，平均分子量约为27000。

(制造例5)

将由甲基丙烯酸月桂酯28.9重量份、丙烯酸2-乙基己酯41.9重量份及丙烯酸正丁酯29.2重量份构成的单体成分利用溶液聚合法聚合，得到热塑性丙烯酸树脂E。

该热塑性丙烯酸树脂E的玻璃化温度(Tg)为-71℃，酸值为0mgKOH/g，平均分子量约为9500。

(制造例6)

将由丙烯酸异冰片酯26.0重量份、丙烯酸环己酯19.2重量份、甲基丙烯酸苄酯44.0重量份及甲基丙烯酸10.8重量份构成的单体成分利用溶液聚合法聚合，得到热塑性丙烯酸树脂F。

该热塑性丙烯酸树脂F的玻璃化温度(Tg)为62℃，酸值为70mgKOH/g，平均分子量约为7500。

(制造例7)

将由丙烯酸苯氧基乙酯36.3重量份、丙烯酸环己酯29.1重量份、丙烯酸苄酯30.5重量份及甲基丙烯酸4.1重量份构成的单体成分利用溶液聚合法聚合，得到热塑性丙烯酸树脂G。

该热塑性丙烯酸树脂G的玻璃化温度(Tg)为1℃，酸值为27mgKOH/g，平均分子量约为17500。

(实施例1～4及比较例1、2)

将作为基质树脂的在上述各制造例中得到的丙烯酸树脂A、B、C及不均匀化松香(玻璃化温度(Tg)40℃)中的1种以上、作为活性剂的二苯基乙酸、己二酸及苯胺溴化氢酸盐、作为具有羟基的触变剂的12-羟基硬脂酸亚乙基双酰胺、作为酚系抗氧化剂的Ciba Specialty Chemicals制的“Irganox 565”、作为溶剂的己基卡必醇分别以表1所示的配合组成混合，充分进行加热使之溶解、扩散，以使变得均匀，分别得到焊剂。

然后，将所得的各焊剂、由Sn-Pb合金(Sn∶Pb＝63.0∶37.0(重量比))构成的焊接合金粉末(粒径38～25μm)以焊剂∶焊接合金粉末＝10∶90(重量比)的比率混合，分别得到焊膏组合物。

使用所得的各焊膏组合物，进行了接合强度试验。将结果表示于表1中。

[表1]

根据表1，对于使用丙烯酸树脂和具有羟基的触变剂，残渣的最大线膨胀系数为300×10^-6/K以下，并且丙烯酸树脂的玻璃化温度为-40℃以下或回流后的残渣的软化温度以上的实施例1～4，在承受了-40℃到125℃的严酷的冷热循环后，也会保持高的接合强度。而且，实施例4是在丙烯酸树脂中并用了松香系树脂的例子，而如果算出丙烯酸树脂与松香系树脂的混合物的平均玻璃化温度则为52℃，是回流后的焊剂残渣的软化温度以上的值。

与此不同，在取代丙烯酸树脂而单独地使用了松香系树脂的比较例1中，残渣的最大线膨胀系数超过300×10^-6/K，可以看到冷热循环后的接合强度的明显的降低。另外，比较例2中，由于丙烯酸树脂的玻璃化温度处于超过-40℃并且小于回流后的焊剂残渣的软化温度的范围内，因此可以看到冷热循环后的接合强度的明显的降低。

(实施例5～8及比较例3～5)

将作为基质树脂的在上述各制造例中得到的丙烯酸树脂D、E、F、G及不均匀化松香(玻璃化温度(Tg)40℃)中的1种以上、作为活性剂的二苯基乙酸、己二酸及一乙胺盐酸盐、作为触变剂的羟甲基芥酸酰胺(具有羟基的触变剂)及硬脂酸六亚甲基双酰胺(不具有羟基的触变剂)的任意一方、作为酚系抗氧化剂的Ciba Specialty Chemicals制的“Irganox 565”、作为溶剂的己基卡必醇分别以表2所示的配合组成混合，使之变得均匀地充分加热而溶解、扩散，分别得到焊剂。

然后，将所得的各焊剂、由Sn-Ag-Cu合金(Sn∶Ag∶Cu＝96.5∶3.0∶0.5(重量比))构成的无铅的焊接合金粉末(粒径38～25μm)以焊剂∶焊接合金粉末＝12∶88(重量比)的比率混合，分别得到焊膏组合物。

使用所得的各焊膏组合物，进行了接合强度试验。将结果表示于表2中。

[表2]

根据表2，对于使用丙烯酸树脂和具有羟基的触变剂，残渣的最大线膨胀系数为300×10^-6/K以下，并且丙烯酸树脂的玻璃化温度为-40℃以下或回流后的残渣的软化温度以上的实施例5～8，在承受了-40℃到125℃的严酷的冷热循环后，也会保持高的接合强度。而且，实施例6和实施例8是在丙烯酸树脂中并用了松香系树脂的例子，而如果算出丙烯酸树脂与松香系树脂的混合物的平均玻璃化温度，则实施例6为-46℃，实施例8为-54℃，是-40℃以下的温度。

与此不同，对于虽然使用了与实施例5相同的丙烯酸树脂，然而使用了不具有羟基的触变剂的比较例3，由于残渣的最大线膨胀系数超过300×10^-6/K，因此冷热循环后的接合强度明显地降低。另外，在丙烯酸树脂的玻璃化温度为回流后的残渣的软化温度以上，而残渣的线膨胀系数超过300×10^-6/K的比较例4中，也可以看到冷热循环后的接合强度的明显的降低。此外，在丙烯酸树脂的玻璃化温度处于超过-40℃并且小于回流后的焊剂残渣的软化温度的范围内，残渣的线膨胀系数超过300×10^-6/K的比较例5中，也可以看到冷热循环后的接合强度的明显的降低。

以上虽然对本发明的焊接接合结构及钎焊用焊剂进行了详细说明，然而本发明的范围并不受这些说明的约束，当然可以在不损害本发明的主旨的范围中适当地变更或改善。

Claims (10)

1.一种焊接结构，其在具备电极部及绝缘膜的基板的主面上搭载电子部件，将所述电极部与所述电子部件借助焊锡部电气性地接合，在电子部件与绝缘膜之间夹杂有从所述焊锡部中浸出的焊剂的残渣，其特征在于，

所述焊剂含有丙烯酸树脂、活性剂及具有羟基的触变剂，并且所述丙烯酸树脂的玻璃化温度为-40℃以下或所述焊剂残渣的软化温度以上，

而且所述焊剂残渣在从-40℃到该焊剂残渣的软化温度的温度范围中的线膨胀系数的最大值为300×10^-6/K以下。

2.根据权利要求1所述的焊接结构，其中，所述焊锡部是通过使混合焊锡合金粉末和所述焊剂而成的钎焊膏组合物回流而形成的。

3.一种焊剂，是通过与焊锡合金混合地回流而用于钎焊中的钎焊用焊剂，其特征在于，

所述焊剂含有丙烯酸树脂、活性剂及具有羟基的触变剂，并且所述丙烯酸树脂的玻璃化温度为-40℃以下或回流后的焊剂残渣的软化温度以上，

而且回流后的焊剂残渣在从-40℃到该焊剂残渣的软化温度的温度范围中的线膨胀系数的最大值为300×10^-6/K以下。

4.根据权利要求3所述的钎焊用焊剂，其中，还含有防氧化剂。

5.根据权利要求3或4所述的钎焊用焊剂，其中，所述丙烯酸树脂是将选自丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸的各种酯、甲基丙烯酸的各种酯、巴豆酸、衣康酸、马来酸、马来酸酐、马来酸的酯、马来酸酐的酯、丙烯腈、甲基丙烯腈、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、氯乙烯及乙酸乙烯酯中的至少一种含有聚合性不饱和基团的单体聚合而成的。

6.根据权利要求或4所述的钎焊用焊剂，其中，所述丙烯酸树脂的分子量为3万以下。

7.根据权利要求3或4所述的钎焊用焊剂，其中，所述丙烯酸树脂的含量是相对于焊剂总量为10～80重量％。

8.根据权利要求3或4所述的钎焊用焊剂，其中，还含有松香系树脂。

9.一种钎焊膏组合物，其特征在于，含有焊锡合金粉末和权利要求3或4所述的钎焊用焊剂。

10.一种防止焊接强度降低的方法，是防止在90℃以上的温度与-30℃以下的温度之间反复进行冷热循环的温度载荷条件下的焊锡部的接合强度的降低的方法，其特征在于，

使用焊锡合金粉末和权利要求3或4所述的钎焊用焊剂来形成所述焊锡部。

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