CN102756220B

CN102756220B - 浸焊用助熔剂

Info

Publication number: CN102756220B
Application number: CN201210125498.5A
Authority: CN
Inventors: 山永哲也; 石贺史男; 千叶安雄
Original assignee: Arakawa Chemical Industries Ltd
Current assignee: Arakawa Chemical Industries Ltd
Priority date: 2011-04-26
Filing date: 2012-04-25
Publication date: 2016-08-24
Anticipated expiration: 2032-04-25
Also published as: CN102756220A; JP2012236224A; JP5974608B2

Abstract

本发明涉及浸焊用助熔剂。本发明提供一种润湿性优异且能够抑制焊料球的产生的浸焊用主助熔剂。所述浸焊用助熔剂含有聚烷撑二醇(A)，该聚烷撑化合物(A)在分子内具有通式(1)：‑(OR¹)‑(式中，R¹表示选自亚乙基、亚丙基和亚异丙基中的一种)表示的重复单元结构，并且羟值为10～600。

Description

浸焊用助熔剂

技术领域

本发明涉及在浸焊时使用的助熔剂。

背景技术

浸焊是指将接合于印刷配线基板的端子部件的焊接部位(电极)浸渍在焊料浴中而进行的焊接(参照JIS Z 3001)，在焊接部位预先涂敷被称为主助熔剂(ポストフラツクス)的助熔剂组合物。主助熔剂通常以使作为主成分的松香等基材树脂和有机卤素等活性剂溶解在异丙醇中而得的低不挥发成分的稀释溶液的形式加以利用。

就主助熔剂而言，要求除去上述焊接部位的表面氧化皮膜而确保与熔融焊料的润湿性(以下，单独称“润湿性”时，意思是熔融焊料对焊接部位(电极)的润湿性)，并且要求在焊接后尽量不产生微细的焊料球。这是因为若使附着有焊料球的端子部件与印刷配线板连接，则产生配线间的短路等的问题。因此，在附着有焊料球时，必须通过刷光、清洗等将其除去，导致生产率降低、成本升高。

作为润湿性优异的主助熔剂，例如已知使疏水性硅胶微粉溶解在异丙醇中且将松香系基材树脂的含量设定为10重量％以下而得的材料(参照专利文献1)，但是并未提到焊料球。

另一方面，就焊料球的问题而言，研究了在浸焊的工艺方面将其消除的方法，例如已知在端子部件的焊接部位涂敷主助熔剂后，水洗端子部件，进一步将其浸渍在醇中后进行浸焊的方法(参照专利文献2)。但是，因工序繁杂而无法避免生产率降低，另外，由于助熔剂成分被醇稀释所以会产生润湿性也降低等的问题，因此，实际上希望从助熔剂的组成方面来解决焊料球的课题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平5-337685号公报

专利文献2：日本特开2002-86292号公报

发明内容

本发明的课题在于提供一种润湿性优异且能够抑制焊料球的产生的浸焊用主助熔剂。

本发明人等经过反复认真研究，结果发现利用将规定的聚烷撑化合物作为必须成分的助熔剂能够解决上述课题。

即，本发明涉及一种浸焊用助熔剂，其含有聚烷撑化合物(A)，所述聚烷撑二醇(A)在分子内具有通式(1)：-(OR¹)-(式中，R¹表示选自亚乙基、亚丙基和亚异丙基中的一种)表示的重复单元结构，并且羟值为10～600(mgKOH/g)。

本发明的助熔剂的润湿性优异，另外，在将涂敷有该助熔剂的端子部件浸焊时，不易产生焊料球(以下将这种情况称为耐焊料球性)。另外，在涂敷助熔剂后可立即进行浸焊，因此生产率也优异。另外，焊接后的助熔剂残渣也少(以下将这种情况称为低残渣性)，因此易于进行端子部件的清洗，还难以损害电可靠性(绝缘抵抗性)。

具体实施方式

本发明的助熔剂的特征在于，含有聚烷撑化合物(A)(以下称为(A)成分)，所述聚烷撑二醇(A)在分子内具有通式(1)：-(OR¹)-(式中，R¹表示选自亚乙基、亚丙基和亚异丙基中的一种)表示的重复单元结构，并且羟值为10～600。其中，若使用R¹为亚丙基或者亚异丙基的聚烷撑二醇，则在电可靠性方面有利。应予说明，即使使用二氧化硅等的无机化合物、其它有机高分子化合物代替(A)成分，在耐焊料球性、低残渣性方面也不足。

作为(A)成分，只要为上式表示的且具有上述羟值的成分，就可无特别限制地利用各种公知的成分。另外，羟值为基于JIS-K0070的测定值(mgKOH/g)，从耐焊料球性、低残渣性方面看，优选为30～500左右，进一步优选为50～130。另外，并不特别限定上述重复单元结构的重复数量，但通常为5～150左右。

另外，(A)成分的数均分子量没有特别的限定，但是从耐焊料球性、低残渣性的方面看，通常为180～6000左右，优选为180～4100左右，更优选为900～2100左右。

作为(A)成分的具体例，可举出聚乙二醇、聚丙二醇、聚乙烯·聚丙二醇等聚烷撑二醇类；聚乙二醇单醚、聚丙二醇单醚、聚乙烯·聚丙二醇单醚等聚烷撑二醇单醚类；聚乙二醇单酯、聚丙二醇单酯、聚乙烯·聚丙二醇单酯等聚烷撑二醇单酯类。另外，形成聚烷撑二醇单醚类的单醚部位(-OR²)的烃基是直链状、分支状或脂环状的烷基或链烯基(均为碳原子数2～3左右)，或者是可以结合有碳原子数1～2左右的烷基的苯基。另外，形成聚烷撑二醇单酯类的单酯部位(-OCOR³)的烃基也是相同的烷基、链烯基或者苯基。

本发明的助熔剂中的(A)成分的含量没有特别的限定，但是从耐焊料球性、低残渣性的方面看，通常为6～60重量％左右，优选为20～40重量％。

本发明的助熔剂可进一步含有松香系基材树脂(B)(以下称为(B)成分)、活性剂(C)(以下称为(C)成分)和溶剂(D)(以下称为(D)成分)。

作为(B)成分，只要是能够在浸焊用助熔剂中使用的松香系基材树脂，就可无特别限制地使用各种公知的成分。具体而言，例如可举出氢化松香(b1)(以下称为(b1)成分)、用蒸馏等的精制方法对原料松香进行处理而得的精制松香(b2)(以下称为(b2)成分)、歧化松香(b3)(以下称为(b3)成分)、不饱和羧酸改性松香(b4)(以下称为(b4)成分)、松香酯(b5)(以下称为(b5)成分)、其它松香类(聚合松香等)。(b1)成分为利用各种公知的方法对脂松香、木松香、塔罗油松香等的原料松香类进行氢化处理而得的成分。另外，(b2)成分为利用蒸馏等的精制方法对原料松香类进行处理而得的成分。另外，(b3)成分为利用各种公知的方法对原料松香类进行歧化处理(脱氢处理)而得的成分。另外，(b4)成分为由原料松香类与α、β不饱和羧酸类而得的Diels-Alder反应物。应予说明，作为该α、β不饱和羧酸类，可举出(甲基)丙烯酸、富马酸和马来酸(酐)等。另外，(b5)成分为由原料松香类、(b1)成分～(b4)成分与多元醇类而得的反应物。应予说明，作为该多元醇类，可举出乙二醇、二乙二醇、丙二醇、新戊二醇、环己烷二甲醇等的2元醇；丙三醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷等的3元醇；季戊四醇、双甘油等的4元醇等。另外，(b1)成分～(b5)成分和其它松香类可以进一步实施精制处理、氢化处理、歧化处理等。

作为(C)成分，只要是能够在浸焊用助熔剂中使用的活性剂，就可没有特别限制地使用各种公知的成分。具体而言，可举出选自溴系脂肪族醇(c1)(以下称为(c1)成分)、非卤素系脂肪族羧酸(c2)(以下称为(c2)成分)和非卤素系芳香族羧酸(c3)(以下称为(c3)成分)中的至少一种，其它的活性剂。

作为(c1)成分，只要为在分子内具有溴原子的脂肪族醇，就可没有特别限制地使用各种公知的成分。具体而言，例如可举出1-溴-2-丁醇、1-溴-2-丙醇、3-溴-1-丙醇、3-溴-1，2-丙二醇、1，4-二溴-2-丁醇、1，3-二溴-2-丙醇、2，3-二溴-1-丙醇等的溴代一元醇类，1，4-二溴-2，3-丁烷二醇、2，3-二溴-1，4-丁烯二醇、2，3-二溴-2-丁烯-1，4-二醇等的溴代二元醇类。

作为(c2)成分，只要为在分子内不具有卤原子的脂肪族羧酸，就可以没有限制地使用各种公知的成分。具体而言，优选通式(2)：HOOC-R²-COOH(式(2)中，R²表示碳原子数2～12左右的亚烷基、亚烯基、或者亚环烯基)表示的二羧酸。应予说明，R²的碳原子数优选为3～4。另外，上述亚烷基、亚烯基和亚环烯基可以形成分支状。(c2)成分中，作为通式(2)表示的成分，可举出戊二酸、2-甲基戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、琥珀酸、十二烷二酸、二聚酸等，作为式(2)以外的成分，可举出硬脂酸、棕榈酸等。

作为(c3)成分，可举出苯甲酸、吡啶甲酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、苯基琥珀酸等。

作为其它的活性剂，可举出3-溴丙酸、2-溴戊酸、5-溴-正戊酸、2-溴异戊酸、2，3-二溴琥珀酸、2-溴琥珀酸、2，2-二溴己二酸等的溴代羧酸类，二乙胺盐酸盐等的氯系胺类。

作为(D)成分，只要是能够在浸焊用助熔剂中使用的溶剂，就可以没有特别限制地使用各种公知的成分。具体而言，可举出芳香族醇类(d1)(以下称为(d1)成分)、二元醇醚类(d2)(以下称为(d2)成分)、低分子醇类(d3)(以下称为(d3)成分)、其它的溶剂。作为(d1)成分，可举出2-苯氧基乙醇、苄基醇、二甲基苄基甲醇、β-苯基乙基醇等。另外，作为(d2)成分，可举出乙二醇单甲醚、二乙二醇单甲醚、乙二醇单异丙醚、二乙二醇单异丙醚、乙二醇单丁醚、二乙二醇单丁醚、乙二醇单异丁醚、二乙二醇单异丁醚、乙二醇单己醚、二乙二醇单己醚、乙二醇单2-乙基己醚、二乙二醇单2-乙基己醚、乙二醇单苄醚、二乙二醇单苄醚等。应予说明，(d2)成分的羟值为570～1470(mgKOH/g)左右。另外，作为(d3)成分，可举出乙醇、正丙醇、异丙醇、异丁醇等的低分子醇类等；作为其它的溶剂，可举出乙酸异丙酯、丙酸乙酯、苯甲酸丁酯、己二酸二乙酯等酯类。它们中，由于上述(A)成分的溶解力优异、尤其是耐焊料球性良好，所以优选上述(d1)成分和/或(d2)成分。应予说明，在(D)成分中不含作为溶剂的水。

应予说明，本发明的助熔剂中可以含有抗氧化剂、防霉剂、消光剂等的添加剂(以下称为(E)成分)。

本发明的助熔剂中的(B)成分～(D)成分的含量没有特别的限定，但是从耐焊料球性的方面看，通常依次为2～10重量％左右、0.1～2重量％左右和35～90重量％左右，优选为4～6重量％、0.1～1重量％和50～70重量％。另外，(E)成分的含量也没有特别的限制，但是在将助熔剂的总量设为100重量％时，(E)成分的含量通常为1～2重量％左右的范围。

本发明的助熔剂的制造方法没有特别的限制，通常通过将上述(A)成分～(C)成分以及根据需要使用的(E)成分溶解在作为溶剂的(D)成分中而得到。

本发明的助熔剂的粘度没有特别限制，可适当地设定，但是从耐焊料球性、低残渣性的观点看，用B型粘度计测定的粘度至少为8mPa·s即可，优选为18～30mPa·s。应予说明，粘度值是使用转子No.19在25℃以转数10ppm测定的值。另外，粘度测定时的助熔剂的温度为25℃。

本发明的助熔剂的不挥发成分没有特别的限制，从耐焊料球性、低残渣性的观点看，通常为10～50重量％左右，优选为30～50重量％。

将本发明的助熔剂涂敷在端子部件的焊接部位的方法没有特别的限制，例如可举出直接浸渍端子部件的方法、利用各种焊剂涂敷器(喷雾等)对焊接部位进行涂装的方法。另外，本发明的助熔剂不仅可以很好地在浸焊中发挥作用，还可以在作为其一种的波峰焊接、拖焊等中很好地发挥作用。

[实施例]

以下列举实施例和比较例对本发明进行详细地说明，但并不限于此。另外，在各例中，份和％均为重量基准。

(1)助熔剂的制备

实施例1

使羟值为110的聚丙二醇(商品名EXCENOL 1020、旭硝子(株)制、表1中表示为PPG1000)22.0份溶解在苄基醇78.0份中，从而制备粘度为12.6mPa·s、不挥发成分为22.3重量％的助熔剂。

实施例2～41、比较例1～5

按照表1～9所示改变使用的原料和其使用量，除此以外，与实施例1同样地制备助熔剂。

(2)耐焊料球性和助熔剂残渣的评价

将实施例1的助熔剂放入烧瓶中，将圆筒状端子部件(直径4.5mm、长1.5cm)的两端的电极(直径0.7mm、长1mm)浸渍后将其提起，接着将该电极浸入380℃的焊料浴(金属种：97Sn/3Cu)中，将其提起使其冷却至室温。然后，用显微镜计数在电极或其周边产生的焊料球个数(直径0.01mm左右)，将30个以上的情况认定为不良。另外，目视观察电极，将未发现助熔剂残渣的情况认定为低残渣性良好，将发现残渣的情况认定为不良。对实施例2～41、比较例1～5的助熔剂也同样地进行耐焊料球性和低残渣性评价。

[表1]

PPG2000…表示羟值为56的聚丙二醇(商品名EXCENOL 2020、旭硝子(株)制)(以下，同样。)

PEG1000…表示羟值为111的聚乙二醇(商品名PEG#1000、LION(株)制)(以下，同样。)

苄基醇…表示东京应化工业(株)制的市售品(以下，同样。)

[表2]

PEG200…表示羟值为559的聚乙二醇(商品名PEG#200、LION(株)制)(以下，同样。)

PEG600…表示羟值为186的聚乙二醇(商品名PEG#600、LION(株)制)(以下，同样。)

PEG2000…表示羟值为56的聚乙二醇(商品名聚乙二醇2000、和光纯药工业(株)制)(以下，同样。)

PEG单甲醚2000…表示羟值为26的聚乙二醇单乙醚(商品名ユニオツクスM2000、日油(株)制)(以下，同样。)

PEG6000…表示羟值为12的聚乙二醇(商品名聚乙二醇6000、和光纯药工业(株)制)(以下，同样。)

CRW-300(商品名)…表示市售的氢化松香(荒川化学工业(株)制)(以下，同样。)

二溴丁烯二醇…表示WYCHEM(株)制的市售品(以下，同样。)

戊二酸…表示东京化成工业(株)制的市售品(以下，同样。)

[表3]

[表4]

[表5]

白菊松香(商品名)…表示精制松香(荒川化学工业(株)制)

FR-松香(商品名)…表示精制松香(荒川化学工业(株)制)

KR-614(商品名)…表示氢化松香(荒川化学工业(株)制)

KE-604(商品名)…表示丙烯酸改性松香的氢化物(荒川化学工业(株)制)(以下，同样。)

KE-100(商品名)…表示松香的甘油酯(荒川化学工业(株)制)

[表6]

己二酸…表示旭化成(株)制的市售品(以下，同样)。

癸二酸…表示和光纯药工业(株)制的市售品(以下，同样)。

十二烷二酸…表示和光纯药工业(株)制的市售品(以下，同样)。

琥珀酸…表示KISHIDA化学(株)制的市售品(以下，同样)。

二聚酸…表示市售的氢化二聚酸(商品名PRIPOL 1010，Croda Japan(株)制)(以下，同样)。

苯基琥珀酸…表示和光纯药工业(株)制的市售品(以下，同样)。

[表7]

[表8]

乙二醇单己醚…表示日本乳化剂(株)制的市售品(以下，同样)。

二乙二醇单己醚…表示日本乳化剂(株)制的市售品(以下，同样)。

异丙醇…表示日本醇贩卖(株)制的市售品(以下，同样)。

[表9]

PEG20000…表示羟值为小于10的聚乙二醇(商品名聚乙二醇20000，和光纯药工业(株)制)

HeG…表示羟值为大于600的二元醇化合物(乙二醇单己醚，日本乳化剂(株)制)

SiO₂…表示市售的SiO₂微粒溶液(商品名MIBK-ST，日产化学工业(株)制) 。

Claims

1.一种浸焊用助熔剂，其含有聚烷撑化合物A、松香系基材树脂B、活性剂C和溶剂D，

所述聚烷撑化合物A在分子内具有通式(1)：-(OR¹)-表示的重复单元结构，并且羟值以mgKOH/g计为50～130，

在通式(1)中，R¹表示选自亚乙基、亚丙基和亚异丙基中的一种。

2.根据权利要求1所述的浸焊用助熔剂，其中，A成分的含量为6～60重量％。

3.根据权利要求1所述的浸焊用助熔剂，其中，B成分是选自氢化松香b1、精制松香b2、歧化松香b3、不饱和羧酸改性松香b4和松香酯b5中的至少一种。

4.根据权利要求1或3所述的浸焊用助熔剂，其中，C成分是选自溴系脂肪族醇c1、非卤素系脂肪族羧酸c2和非卤素系芳香族羧酸c3中的至少一种。

5.根据权利要求1或3所述的浸焊用助熔剂，其中，D成分是芳香族系醇d1和/或二元醇醚类。

6.根据权利要求1或3所述的浸焊用助熔剂，其中，B成分、C成分和D成分的含量依次为2～10重量％、0.1～2重量％和35～90重量％。

7.根据权利要求1～3中任一项所述的浸焊用助熔剂，其中，用B型粘度计测得的粘度为至少8mPa·s。

8.根据权利要求1～3中任一项所述的浸焊用助熔剂，其中，不挥发成分为10～50重量％。