CN104339102A - 松脂芯软焊料用焊剂及松脂芯软焊料 - Google Patents
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Abstract
提供保存稳定性、生产性优异的含有热固性树脂的松脂芯软焊料用焊剂、及内置该焊剂的松脂芯软焊料。该松脂芯软焊料用焊剂包含含有热固性树脂的固体状的第1焊剂(11)和含有具有氧化还原作用的固化剂的固体状的第2焊剂(12),所述第1焊剂(11)和所述第2焊剂(12)以非接触状态存在。以及,松脂芯软焊料(100a),它是含有该松脂芯软焊料用焊剂和熔点为130~250℃的无铅焊料合金的松脂芯软焊料,由第1松脂芯软焊料(21)和第2松脂芯软焊料(22)构成,该第1松脂芯软焊料(21)由所述无铅焊料合金(2)内置所述第1焊剂(11)而成;该第2松脂芯软焊料(22)由所述无铅焊料合金(2)内置所述第2焊剂(12)而成。
Description
技术领域
本发明涉及松脂芯软焊料用焊剂及包含该焊剂的松脂芯软焊料。特别是涉及在维修或安装电子器件时所用的松脂芯软焊料中,无需清洗焊剂残渣,并且能够增强器件的接合强度的松脂芯软焊料用焊剂及含有该焊剂的松脂芯软焊料。
背景技术
软钎焊用焊剂大多是在松香或松香改性树脂中添加包括有机酸、卤代盐、卤素化合物的活性剂而得的。但是,这些成分在软钎焊作业结束后作为残渣残留在印刷线路板上,该残渣多成为基材的腐蚀、迁移等的祸首。此外,将留有残渣的印刷线路板用硅胶、环氧树脂等树脂密封时,会因软钎焊作业后的焊剂残渣引起密封树脂的固化障碍,有时也会给与基板的密合性、绝缘性带来不良影响。因此,为了除去残渣,软钎焊作业后用氯氟烃替代品或有机溶剂进行清洗。但现状是,由于氯氟烃及挥发性有机化合物(VOC)等的环境问题,清洗剂受到限制。
作为即使不清洗焊剂的残渣也不会发生腐蚀、迁移,不会发生密封树脂的固化障碍的焊剂之一,已知使用环氧树脂的环氧类焊剂。现有技术的环氧类焊剂已知由作为主成分的环氧树脂与作为固化剂或活性剂的有机酸或胺、和醇类溶剂构成的膏状钎焊料(参照专利文献1)。利用使用环氧类焊剂的膏状钎焊料在印刷基板上进行器件安装的情况下,在焊接焊料时,设计成如下:在由羧酸除去导体表面的氧化膜的同时,环氧树脂和羧酸发生固化反应,焊料熔融,软钎焊结束时固化反应结束。软钎焊后,环氧树脂固化物作为焊剂残渣残留。该环氧树脂与通常所用的松香类焊剂残渣相比,器件软钎焊后,即使不清洗就进行树脂密封也不会妨碍印刷线路板和密封树脂的粘结性,绝缘性也优异。
还已知掺入环氧类焊剂的焊料丝、即松脂芯软焊料,该松脂芯软焊料中将由反应性环氧树脂与、由活性剂、环氧固化剂及触变剂构成的焊剂作为内芯,焊料合金作为外壳。(参照专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1日本专利特开2000-216300号公报
专利文献2日本专利特表2002-514973号公报
发明内容
使用热固性树脂类焊剂制造松脂芯软焊料时,根据通常的制造方法,伴随制造上的松脂入芯工序、拉线等工序产生发热。由于含有热固性树脂的焊剂中混合了热固性树脂主剂和用作固化剂的有机酸,因此经过制造工序期间,存在树脂因热而固化的情况。此外,松脂芯软焊料在实际使用现场,通常是放置在室温下保管。这时也存在热固性树脂主剂和固化剂经时缓慢地发生反应的情况,从而存在保管期变短的问题。
针对这样的问题,本发明人考虑制造将热固性树脂主剂和固化剂分别构成的松脂芯软焊料。即,发现通过分别以松脂芯软焊料的形式构成,以使得热固性树脂主剂与固化剂直至使用时之前不接触,将这些松脂芯软焊料捻合、或捆扎,籍此能够在不会使热固性树脂固化的情况下进行制造,保管时间也增长,并最终完成了本发明。
即,本发明根据一种实施方式,为松脂芯软焊料用焊剂,其包含含有热固性树脂主剂的固体状的第1焊剂和含有具有氧化还原作用的固化剂的固体状的第2焊剂,所述第1焊剂和所述第2焊剂以非接触状态存在。
所述松脂芯软焊料用焊剂优选分别含有1条以上的所述第1焊剂和所述第2焊剂。
所述松脂芯软焊料用焊剂优选所述第1焊剂和所述第2焊剂分别至少被无铅焊料合金部分包覆。
所述松脂芯软焊料用焊剂优选将所述被部分包覆的第1焊剂和所述第2焊剂捆扎或捻合。
所述松脂芯软焊料用焊剂优选所述热固性树脂的熔点为50~150℃。
所述松脂芯软焊料用焊剂优选所述热固性树脂为环氧树脂,选自双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、线型酚醛环氧树脂、脂环式环氧树脂、及它们的混合物。
所述松脂芯软焊料用焊剂优选所述具有氧化还原作用的固化剂选自胺、卤代胺盐、卤代有机酸盐、卤素化合物、有机酸、酸酐、酚醛树脂及它们的混合物。
所述松脂芯软焊料用焊剂优选所述热固性树脂主剂与所述固化剂的当量比为1:0.8~1.3。
本发明根据另一实施方式,为松脂芯软焊料,其含有上述任一项所述的松脂芯软焊料用焊剂和无铅焊料合金,并由第1松脂芯软焊料和第2松脂芯软焊料构成,该第1松脂芯软焊料由所述无铅焊料合金内装所述第1焊剂而成;该第2松脂芯软焊料由所述无铅焊料合金内置所述第2焊剂而成。
所述松脂芯软焊料优选所述第1松脂芯软焊料与所述第2松脂芯软焊料为分开的线状焊料。
所述松脂芯软焊料优选所述第1松脂芯软焊料和所述第2松脂芯软焊料被捆扎、捻合、或编织。
所述松脂芯软焊料优选1条以上的所述第1松脂芯软焊料与1条以上的所述第2松脂芯软焊料用所述无铅焊料合金部分固结,构成一根多芯松脂芯软焊料。
上述任一项的松脂芯软焊料优选所述无铅焊料合金为熔点130~250℃的含Sn无铅焊料。
本发明的松脂芯软焊料用焊剂具有如下效果:不会因为松脂芯软焊料的制造工序中的放热、或保管时的温度条件而发生劣化,操作容易,并且与焊料一起使用时,无需清洗焊剂的残渣,能够增强电子器件的接合强度。还有,凭借热固性树脂的高绝缘性,可以确保导体间的电气可靠性,且即使软钎焊后不清洗就进行树脂密封的情况下也能够形成密合性优异的皮膜。通过以分开的固体形式、即以非接触状态存在来构成含有热固性树脂的固体状第1焊剂与含有具有氧化还原作用的固化剂的固体状的第2焊剂,籍此在使用时,也容易改变热固性树脂和固化剂的比例。
附图说明
图1为本发明的一种实施方式的松脂芯软焊料用焊剂的示意图。
图2为构成本发明的一种实施方式的松脂芯软焊料用焊剂的第1焊剂的示意图,图2(a)为线状松脂芯软焊料的平面图、图2(b)为图2(a)的A-A剖面图。
图3为构成本发明的第一实施方式的松脂芯软焊料用焊剂的第1焊剂的示意图,图3(a)为线状松脂芯软焊料的平面图、图3(b)为图3(a)的B-B剖面图。
图4为含有本发明的一种实施方式的松脂芯软焊料用焊剂的、捆扎的线状松脂芯软焊料的示意图。
图5为含有本发明的一种实施方式的松脂芯软焊料用焊剂的、另一例的捆扎的线状松脂芯软焊料的示意图。
图6为含有本发明的一种实施方式的松脂芯软焊料用焊剂的再另一例的线状松脂芯软焊料的示意图、图6(a)为线状松脂芯软焊料的斜视图、图6(b)为图6(a)的C-C剖面图。
图7为含有本发明的第一实施方式的松脂芯软焊料用焊剂的、捻合而得的线状松脂芯软焊料的示意图。
图8为含有本发明的一种实施方式的松脂芯软焊料用焊剂的、编织而得的线状松脂芯软焊料的示意图。
图9为含有本发明的一种实施方式的松脂芯软焊料用焊剂的、球状松脂芯软焊料的示意图。
具体实施方式
接着,例举实施方式详细地说明本发明。以下说明仅仅是本发明的例示,并不限定本发明。
本发明根据第一实施方式,为松脂芯软焊料用焊剂。图1为说明本实施方式的松脂芯软焊料用焊剂1的示意图。本实施方式的松脂芯软焊料用焊剂由第1焊剂11与第2焊剂12构成。如图所示,第1焊剂11与第2焊剂12为以非接触状态存在的分开的固体状焊剂。
第1焊剂11是含有热固性树脂主剂的固体状焊剂。在本说明书中,固体状是指在常温、常压的条件下为固体,特别是指熔点为50℃以上。第1焊剂11主要含有热固性树脂的主剂,除此以外可以含有微量的添加剂。优选第1焊剂11仅由热固性树脂的主剂构成。这是为了在与无铅焊料合金一起使用后,使对印刷线路板等基板给予任何影响的物质为最小限度。第1焊剂11中实质上不含可对热固性树脂的主剂起到固化剂功能的物质、及与热固性树脂的主剂反应的物质。此外,在现有的同时包含树脂主剂和固化剂的焊剂的成分中,该第1焊剂主要含有树脂主剂成分,因而也可以称为焊剂主剂成分。
热固性树脂的主剂可例举环氧树脂等,但不限于此。特别好是,常温、常压的条件下为固体,熔点为50~150℃、优选70~145℃,利用后述具有氧化还原作用的固化剂固化的环氧树脂的主剂。作为这样的环氧树脂的主剂可例举双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、线型酚醛环氧树脂、脂环式环氧树脂、和它们的混合物,但不限于此。此外优选环氧当量为150~4000g/eq的环氧树脂。
本实施方式的第1焊剂11可以任意选择性地含有添加剂。作为添加剂可例举触变剂、螯合剂、消泡剂、表面活性剂、抗氧化剂。相对于焊剂的总质量,可以含有5质量%以下的触变剂、5质量%以下的螯合剂、1质量%以下的消泡剂、2质量%以下表面活性剂、3质量%以下的抗氧化剂。这里焊剂的总质量是指第1焊剂11与第2焊剂12的合计质量。
例如,作为添加剂的一例的触变剂在可以对热固性树脂主剂赋予粘性、赋予在本实施方式中作为第1焊剂的适宜的熔点上是有利的,但无需作为必要的构成成分来含有。触变剂可以使用焊剂所用的通常的触变剂,可例举例如蓖麻油、氢化蓖麻油等,但并不限于这些。
第1焊剂11典型的是线状,除此以外可以是棒状、板状、球状等,并不限定于特定的形状。第1焊剂11可以是直径例如为0.01~2.0(mm)、优选0.3~0.8(mm)、最好是0.05~0.3(mm)的线状。或者,第1焊剂可以作为预成型来制造、流通,这种情况下,可以与无铅焊料合金一起加工成所希望的形状。
接着,从其制造方法上说明第1焊剂11。第1焊剂11的制造方法包括在常温、常压下选择固体状的热固性树脂的主剂的工序、将热固性树脂的主剂成型为特定的形状的工序。在常温、常压下选择固体状的热固性树脂的主剂的工序中,如上所述,可以选择熔点为50~150℃、优选70~145℃的、依靠后述的具有氧化还原作用的固化剂固化的热固性树脂。接着,在将热固性树脂的主剂成型为特定的形状的工序中,以通常的方法进行成型。例如,可以通过单独、或者与后述的无铅焊料合金一起拉伸,成型为具有特定直径的线状焊剂。或者形成预成型品时,按照通常的方法,根据目的和用途制造预成型品。
第1焊剂11在使用之前被保持在不与后述的第2焊剂12接触的状态。具体是,第1焊剂11在常温、常压的条件下,保持特定的形状而不会发生滴液等,保持其表面由无铅焊料合金包覆的状态。
接着,对第2焊剂12进行说明。第2焊剂12是含有具有氧化还原作用的固化剂的固体状的焊剂。第2焊剂12主要含有具有氧化还原作用的固化剂,除此以外,也可以含有上述的添加剂等。第2焊剂12实质上不含可起到热固性树脂的主剂的功能的物质,及与固化剂反应的成分。此外,在现有的同时包含树脂主剂和固化剂的焊剂的成分中,该第2焊剂主要含有固化剂,因而也可以称为焊剂固化剂成分。
作为第2焊剂12的主成分的固化剂优选是在常温、常压下为固体、对来源于无铅焊料合金及软钎焊的对象物的金属氧化物具有氧化还原作用的化合物。即,优选具备使作为第1焊剂11的主成分的热固性树脂的主剂固化的作用和、作为在焊剂中发挥除去氧化物的活性剂功能的作用这两种性质的化合物。作为固化剂的化合物可例举胺、卤代胺盐、卤代有机酸盐、卤素化合物、有机酸、酸酐、酚醛树脂及它们的混合物,但不限于这些。特别好的是熔点为130℃以上的固化剂。
例如,与环氧树脂主剂对应的固化剂可例举有机酸,特别是有机羧酸。由于有机羧酸在与上述环氧树脂的固化反应、或者与密封树脂的反应中被消耗,因此无需清洗焊剂即可使用。有机羧酸优选使用2官能以上的有机羧酸,可以使用例如饱和脂肪族系二羧酸、不饱和脂肪族系二羧酸、环状脂肪族系二羧酸、芳香族系二羧酸、含氨基的羧酸、含羟基的羧酸、杂环二羧酸、或它们的混合物等。
更具体来说,可以使用作为饱和脂肪族系二羧酸的琥珀酸、戊二酸、己二酸、壬二酸、十二烷二酸,作为不饱和脂肪族系二羧酸的衣康酸、中康酸,作为环状脂肪族系羧酸的环丁烷二羧酸、环己烷二羧酸、环己烯二羧酸、环戊烷四羧酸,作为带有侧链的饱和脂肪族系二羧酸的二甲基戊二酸、甲基己二酸,作为含有氨基的羧酸的谷氨酸、乙二胺四乙酸,作为含有羟基的羧酸的柠檬酸、苹果酸、酒石酸,作为杂环系二羧酸的吡嗪二羧酸,此外可以使用苯二乙酸、儿茶酚二乙酸、氢醌二乙酸、硫代丙酸、硫代二丁酸、二硫代乙醇酸、或者它们的混合物等。可以使用这些的混合物等。从使焊料润湿性、保存稳定性、焊剂固化物的绝缘性的提升等焊剂的各种特性良好的角度出发,优选有机羧酸选自环己烯二羧酸、二甲基戊二酸、谷氨酸、苯二甲酸、衣康酸、及它们的混合物。
此外,固化剂较好是以与热固性树脂的主剂的关系来选择,如果是本领域从业人员,可以选择与目的及用途对应的合适的组合。
在第2焊剂12中可以含有在第1焊剂11中所述的作为任意成分的添加剂。这时,第1焊剂11与第2焊剂12所含的添加剂的总质量相对于焊剂的总质量,较好是在上述的含量的范围内。
如图所示,第2焊剂12的形状可以与第1焊剂11同样。例如,第1焊剂11为线状时,第2焊剂11也可以制成线状。这时的线径和长度,本领域从业人员可以根据使用方法来确定,可以是同一直径、同一长度,或者可以设定成特定的比率。此外,虽然没有图示,但第1焊剂为球状时,第2焊剂也可以制成球状。或者,第1焊剂为预成型品时,第2焊剂也能够以预成型品的形式制造。
第2焊剂12的制造中,通常可以将以固体形式存在的固化剂溶解,按照常用的方法成型为特定的形状。
第2焊剂12直至用于软钎焊之前,被保持在不与第1焊剂11接触的状态。具体来说是,第2焊剂12在常温、常压的条件下,保持特定的形状,保持在其表面包覆有无铅焊料合金的状态。
对本实施方式的含有第1焊剂11与第2焊剂12的松脂芯软焊料用焊剂,从其使用方法的角度进行说明。本实施方式的松脂芯软焊料用焊剂的第1焊剂11和第2焊剂12分别内置于无铅焊料合金中,与无铅焊料合金呈一体而构成松脂芯软焊料。焊剂和无铅焊料合金一起被使用。因此,以下,一并对松脂芯软焊料用焊剂的使用方法和松脂芯软焊料的实施方式进行详细的说明。
对作为本发明中的松脂芯软焊料的第1实施方式的、内置本发明的松脂芯软焊料用焊剂、并呈一体的线状松脂芯软焊料进行说明。图2~4为用于说明线状松脂芯软焊料的图。本实施方式的线状松脂芯软焊料100a由内置第1焊剂11的第1松脂芯软焊料与内置第2焊剂11的第2松脂芯软焊料构成。
图2为内置第1焊剂11的第1松脂芯软焊料的示意图。图2(a)为第1松脂芯软焊料21的平面图或正视图。第1松脂芯软焊料21由在线状无铅焊料合金2的芯部填充第1焊剂11而构成。换而言之,线状第1焊剂11的长度方向的侧面被无铅焊料合金2包覆,两个端部可以被无铅焊料合金2包覆,也可以不包覆。
第1松脂芯软焊料21的A-A剖面图示于图2(b)。图2(b)中,第1焊剂11存在于线状第1松脂芯软焊料21的芯部,其外周由无铅焊料合金2包覆。
包覆第1焊剂11的无铅焊料合金2优选熔点为约150~240℃的无铅焊料,更好是熔点为210~230℃的无铅焊料。作为更优选的实施方式,使用熔点为约190~240℃的无铅的含Sn焊料。该含Sn无铅焊料包括Sn焊料、Sn-Bi系焊料、Sn-Ag系焊料、Sn-Cu系焊料、Sn-Zn系焊料、Sn-Sb系焊料(熔点:约190~240℃)等。更好是Sn-Ag系焊料。该Sn-Ag系焊料中包括Sn-Ag、Sn-Ag-Cu、Sn-Ag-Bi、Sn-Ag-Cu-Bi、Sn-Ag-Cu-In、Sn-Ag-Cu-S、和Sn-Ag-Cu-Ni-Ge等。更好是Sn-3.5Ag-0.5Cu-0.1Ni-0.05Ge焊料、或者Sn-3.5Ag-0.5Cu焊料。
第1松脂芯软焊料21中,无铅焊料合金2的含量相对于第1松脂芯软焊料21的总质量,例如宜为90质量%以上,优选约90~99.9质量%,更好是约95~99质量%。余下的10质量%以下、例如约0.1~10质量%、优选约1~5质量%可以为第1焊剂11。
这样的第1松脂芯软焊料21的制造方法可以按照通常的方法,将无铅焊料合金与焊剂合在一起,制成焊料直径粗的松脂芯软焊料后,经过数次拉丝工序而形成规定的粗细。松脂芯软焊料的制造方法及制造装置本领域从业人员均是熟知的,如果是本领域的从业人员,可以按照通常的方法制造。
在图2中图示说明单芯的第1松脂芯软焊料21,但第1松脂芯软焊料21可以是多芯的,可以按照目的或用途,由本领域从业人员任意地决定。
接着,第2松脂芯软焊料22示于图3。图3(a)为第2松脂芯软焊料22的平面图或正视图,图3(b)为图3(a)的B-B剖面图。第2松脂芯软焊料22中也是在线状松脂芯软焊料的芯部有第2焊剂12,其外周由无铅焊料合金2包覆。此外,第2松脂芯软焊料22也不限于单芯,可以是多芯。
无铅焊料合金2可以使用与在上述第1松脂芯软焊料21所述相同的无铅焊料合金。一般可以使用与第1松脂芯软焊料21相同的无铅焊料合金。但是,无铅焊料合金的组成没有限定,可根据用途,使用与在第1松脂芯软焊料21所用的不同的无铅焊料合金。
第2松脂芯软焊料22中,无铅焊料合金2的含量相对于第2松脂芯软焊料22的总质量,例如宜为约90%以上,优选约90~99.9质量%,更好是约95~99质量%。余下的、例如约0.1~10质量%,更好是约0.1~5质量%为第2焊剂12。
第1松脂芯软焊料21和第2松脂芯软焊料22可以分开制造、分别流通、分别保管,或者一起流通、一起保管。第1松脂芯软焊料21和第2松脂芯软焊料22在软钎焊中是一起使用。图4中显示了内置本实施方式的松脂芯软焊料用焊剂的松脂芯软焊料的第一实施方式。图4所示的松脂芯软焊料100a是将线状第1松脂芯软焊料21和线状第2松脂芯软焊料22各一条地组合,捆扎而成。
图4所示的松脂芯软焊料100a,线状第1松脂芯软焊料21与线状第2松脂芯软焊料22可以是独立单个的线状固体,两者被捆扎,无需固结。但是,第1松脂芯软焊料21和第2松脂芯软焊料22也可以在无铅焊料合金2的部分,任意选择性地局部固结。
这时,第1松脂芯软焊料21所含的第1焊剂与第2松脂芯软焊料22所含的第2焊剂的质量比较好是由构成第1焊剂的环氧树脂的反应当量与构成第2焊剂的固化剂的反应当量的关系来确定。具体是,较好是使得构成第1焊剂的环氧树脂主剂与构成第2焊剂的固化剂的当量比达到1:0.8~1:1.3,更好是达到1:0.9~1:1.2。例如,在图示的线状松脂芯软焊料100a中,两者的长度相同,通过使第1松脂芯软焊料21所含的环氧树脂主剂和第2松脂芯软焊料22所含的固化剂的当量比达到上述范围,可以达成上述当量比。或者,也可以按照达到上述当量比的条件来调节第1松脂芯软焊料21的长度和第2松脂芯软焊料22的长度。一般,线状松脂芯软焊料大多以一卷为单位流通,因此如果以相同长度使用第1松脂芯软焊料21和第2松脂芯软焊料22,则最好是按照获得构成第1焊剂的环氧树脂主剂和构成第2焊剂的固化剂的适宜的当量比来构成。
图4所示的松脂芯软焊料100a的使用方法是将它们合在一起,按照与通常的松脂芯软焊料同样的方法使用即可。
接着,第2实施方式的松脂芯软焊料的示意图示于图5。图5所示的松脂芯软焊料100b是将近似相同长度的两条线状第1松脂芯软焊料21与一条线状第2松脂芯软焊料22组合而成的。图5所示的松脂芯软焊料100b也是,两条第1松脂芯软焊料21与第2松脂芯软焊料22可以为独立单个的线状固体,两者无需固结,但也可以任意选择性地局部固结。
本实施方式中,利用第1松脂芯软焊料21和第2松脂芯软焊料22为各自独立的固体这一点,具有在使用时,能够以使用者所决定的任意的条数比来使用的优点。图示的松脂芯软焊料100b中,对两条第1松脂芯软焊料21组合一条第2松脂芯软焊料22,但不限定于该条数比。只要是由一条或者多条的第1松脂芯软焊料与一条或多条的第2松脂芯软焊料构成的松脂芯软焊料即可。第1松脂芯软焊料21的条数与第2松脂芯软焊料22的条数比例如可以为3:1、3:2、4:1、4:3等。
第3实施方式的松脂芯软焊料的示意图示于图6。图6所示的松脂芯软焊料100c是第1焊剂11和第2焊剂12分别包含于一条松脂芯软焊料,构成单线的多芯松脂芯软焊料。该实施方式中,不明确区分第1松脂芯软焊料21和第2松脂芯软焊料22。但是,该方式可以说是1条以上的第1松脂芯软焊料与1条以上的第2松脂芯软焊料在各自的无铅焊料合金部分固结,构成一条的多芯松脂芯软焊料。图6所示的焊料100c中,第1焊剂11和第2焊剂12以直到使用之前都不接触的位置关系,内置于无铅焊料合金。
第3实施方式中,第1及第2焊剂的组成、热固性树脂主剂和固化剂的组成比、各自的制造方法同关于焊剂的实施方式中所述的一样。这样的松脂芯软焊料100c可以按照通常的多芯松脂芯软焊料的制造方法制造。图6所示的多芯松脂芯软焊料100c是内置第1焊剂11和第2焊剂12各两条,芯的条数或者条数比没有特定的限定。在单线多芯松脂芯软焊料中,本领域从业这可以适当决定,以便达成规定的热固性树脂主剂和固化剂的组成比。
第3实施方式的松脂芯软焊料100c中第1焊剂11和第2焊剂12能够分开保持,不会使它们接触,另一方面由于以单线使用,因此具有操作便捷的优点。
第4实施方式的松脂芯软焊料的示意图示于图7。图7所示的松脂芯软焊料100d是将以独立的线状焊料形式存在的第1松脂芯软焊料21与第2松脂芯软焊料22捻合而得。
第4实施方式中,第1及第2焊剂的组成、热固性树脂主剂和固化剂的组成比、各自的制造方法同关于焊剂的实施方式中所述的一样。此外,构成第4实施方式的松脂芯软焊料100d的第1及第2松脂芯软焊料按照同在第1实施方式的焊料100a中所述的一样。
图7中示出了一例松脂芯软焊料100d,该松脂芯软焊料100d是将第1松脂芯软焊料21和第2松脂芯软焊料22各一条捻合而成。对该条数比没有限定。只要是将一条或多条第1松脂芯软焊料与、一条或多条第2松脂芯软焊料捻合而得的松脂芯软焊料即可。捻合时的条数和条数比是任意的,可以将按照目的的条数及条数比的第1松脂芯软焊料21与第2松脂芯软焊料22捻合。
在本实施方式中,通过将第1松脂芯软焊料21与第2松脂芯软焊料22捻合,具有如下的优点。即,由于将内置第1焊剂11的第1松脂芯软焊料21与内置第2焊剂12的第2松脂芯软焊料22捻合来构成松脂芯软焊料100d,第1焊剂11主要含有热固性树脂的主剂,第2焊剂12主要含有具有氧化还原作用的固化剂,因此将松脂芯软焊料100d加热,焊料熔融时,可以同时使得主剂和固化剂熔融并混合。
此外,通过采用捻的方式,也具有这样的优点:在软钎焊工程中省去了分别供给第1松脂芯软焊料21和第2松脂芯软焊料22的工夫和时间。
还有,通过调整被捻在一起的第1松脂芯软焊料21与第2松脂芯软焊料22的条数比等,也能够使环氧树脂等热固性树脂的主剂和固化剂的比率达到目标比率来供给,该固化剂具有使热固性树脂的主剂固化的作用和软钎焊所必须的氧化还原作用。
还有,通常的多芯线及轧制线等松脂芯软焊料存在这样的问题,即在制造时因放热等所引发的松脂芯软焊料的松脂部分发生热改性等,但是由于使得热固性树脂的主剂和固化剂直至使用时之前不会接触,因此可以避免制造时的上述问题。
还有,通常的单芯或者多芯的松脂芯软焊料有时还会遇到这样的问题,即急剧的加热引起的焊剂的蒸发时没有逸散的地方,随之发生焊剂或焊料的飞散等,但是在该捻的方式中,由于第1松脂芯软焊料21与第2松脂芯软焊料22的接触部产生间隙,因此也具有能够抑制上述问题的优点。
第5实施方式的松脂芯软焊料的示意图示于图8。图8所示的松脂芯软焊料100e是将多条第1松脂芯软焊料21和多条第2松脂芯软焊料22各多条编织。
第5实施方式中,第1及第2焊剂的组成、热固性树脂主剂和固化剂的组成比、各自的制造方法同关于焊剂的实施方式中所述的一样。此外,构成第5实施方式的松脂芯软焊料100e的第1及第2松脂芯软焊料同在第1实施方式的焊料100a所述的一样。
本实施方式是意图说明编织而成的松脂芯软焊料,图示的形态只不过是例示了一种实施方式,本领域从业人员能够理解并实施各种线状焊料的编法。本实施方式通过将第1松脂芯软焊料21与第2松脂芯软焊料22编织,能够获得与在上述第4实施方式中所述的捻的方式大致同样的优点。
第6实施方式的松脂芯软焊料的示意图示于图9。图9所示的松脂芯软焊料100f为球状焊料。如图9(a)所示,球状的第1松脂芯软焊料21、及球状的第2松脂芯软焊料22的表面实质上或者完全被无铅焊料合金2包覆,从外观上看不见焊剂。图9(a)的剖面图示于图9(b)。在球状的第1松脂芯软焊料21中,第1焊剂11存在于球状体的中心,无铅焊料合金2实质上或完全包覆其表面。球状的第2松脂芯软焊料22中,第2焊剂12存在于球状体的中心,无铅焊料合金2实质上包覆其表面或完全包覆其表面。
第6实施方式中,第1及第2焊剂的组成及、热固性树脂主剂与固化剂的组成比、各自的制造方法,同在关于焊剂的实施方式中所述的一样。
这里,例示了球状的第1松脂芯软焊料21与球状的第2松脂芯软焊料22的大小及内包的焊剂的体积为相同的情况,但是两个球状体的大小可以不同。或者可以球状体的大小相同、内部所含的第1焊剂11和第2焊剂12的体积及质量不同。此外,球状的第1松脂芯软焊料21和、球状的第2松脂芯软焊料22的球状体的大小及内包的焊剂的体积相同时,与在先前的实施方式的松脂芯软焊料100b所说明的情况同样,在使用时可以将不同数量的第1松脂芯软焊料21和第2松脂芯软焊料22组合使用。还有,各松脂芯软焊料并不限定于球状体,可以是粒状体或棒状。
根据本发明的第1~第6的实施方式的松脂芯软焊料具有第1焊剂与第2焊剂分别被无铅焊料合金包覆,直至使用时之前都不会接触的结构特征。籍此,使松脂芯软焊料的保管性提高的同时,与现有的松香系松脂芯软焊料不同,可以有效地利用热固性树脂系松脂芯软焊料的优点。
实施例
以下参照实施例详细地说明本发明。以下的实施例仅仅是表示本发明的一例,本发明并不受以下的实施例的限定。
[实施例的松脂芯软焊料]
制备作为第1焊剂的、由环氧树脂构成的焊剂,及作为第2焊剂的、由有机酸构成的焊剂。分别使用它们,利用常用的松香系松脂芯软焊料的制造方法,制作第1松脂芯软焊料、第2松脂芯软焊料。作为环氧树脂主剂,在实施例1中使用AER260(旭化成电子材料株式会社(旭化成イ一ステリアルズ)制双酚A型环氧树脂、环氧当量192g/eq、常温、常压下为液状),在实施例2中使用YD-011新日铁住金化学株式会社(新日鉄住金化学)制双酚A型环氧树脂、环氧当量500g/eq、熔点70℃)、实施例3中使用YD-019(新日铁住金化学株式会社制双酚A型环氧树脂、环氧当量3300g/eq、熔点145℃)。实施例2、3的环氧树脂主剂在常压下为固体。作为有机酸,实施例1、2、3均使用顺式-4-环己烯-1,2-二羧酸(酸酐的熔点98℃)。
实施例1~3中,无铅焊料合金使用Sn-3.0Ag-0.5Cu质量%。在任何一个实施例中,线状的第1松脂芯软焊料(也称为主剂线)中的第1焊剂与无铅焊料合金的质量比都为5:95。此外,线状的第2松脂芯软焊料(也称为固化线)中的第2焊剂与无铅焊料合金的质量比按照使得用于主剂线的环氧树脂与用于固化剂线的固化剂的当量比达到1:1来设定,上述质量比,实施例1为2.25:97.75,实施例2为0.86:99.14、实施例3为0.13:99.87。
制造第1及第2松脂芯软焊料时,在常温下为固体的材料要加温至熔点以上,按照现有的方法来制造。第1及第2松脂芯软焊料两者均是,将拉丝至φ0.3的材料切断成相同长度,将相当于第1松脂芯软焊料的环氧树脂线、相当于第2松脂芯软焊料的固化剂线如图7所例示的那样,以各一条捻合而得的松脂芯软焊料作为评价用松脂芯软焊料。
所用的环氧树脂主剂、固化剂、和第1松脂芯软焊料中所含的每单位长度的环氧树脂与第2松脂芯软焊料所含的固化剂的质量比示于以下的表1。
接着,对这样制得的实施例1~3的松脂芯软焊料进行以下4项目的试验。
(评价项目和判定标准)
(1)制造性
判断用现有的松脂芯软焊料的制造方法可否制造。下述表中,“○”表示可没有问题地制造,「△」表示可制造、但有焊剂漏出、「×」表示不可制造。
(2)软钎焊性
使用350℃的钎焊烙铁进行软钎焊后,再次用烙铁顶端触碰软钎焊部,计算直到有角出现为止的次数来进行评价。下述表中,「○」表示3次以上,「△」表示1次以上小于3次、「×」从最初开始就有角。
(3)保存稳定性
以常温放置的状态评价可软钎焊至多少天后,物性的经时变化。下述表中,“○”表示6个月以上、“△”表示1个月以上3个月以內、“×”表示不足1个月。
(4)固化性
用显微硬度计(艾丽奥尼科斯公司(エリオニクス)制ENT1100a)评价软钎焊后的焊剂弹性率。下表中,“○”表示1GPa以上、“△”表示0.5GPa以上小于1GPa、「×」表示小于0.5GPa。
[比较例的松脂芯软焊料]
作为比较例,不分别制造第1焊剂和第2焊剂,尝试了合在一起形成焊剂组合物的松脂芯软焊料的制造。按照下述表1所示的量,称量作为环氧树脂的主剂的AER260、作为固化剂的有机酸顺式-4-环己烯-1,2-二羧酸,在环氧树脂中添加有机酸,进行加热混合。主剂和固化剂的化合物与实施例1相同。加热混合时,环氧树脂与有机酸开始交联反应,进行固化,因此无法制造松脂芯软焊料。从而无法评价软钎焊性及保存稳定性、固化性。
结果示于下表。
表1
工业上的利用可能性
本发明的松脂芯软焊料用焊剂及内置该焊剂的松脂芯软焊料能够令人满意地用于电子器件的软钎焊。
符号的说明
1 松脂芯软焊料用焊剂
11 含热固性树脂的第1焊剂
12 含固化剂的第2焊剂
2 无铅焊料合金
21 第1松脂芯软焊料线
22 第2松脂芯软焊料线
100a 第1实施方式的松脂芯软焊料
100b 第2实施方式的松脂芯软焊料
100c 第3实施方式的松脂芯软焊料
100d 第4实施方式的松脂芯软焊料
100e 第5实施方式的松脂芯软焊料
100f 第6实施方式的松脂芯软焊料
Claims (13)
1.松脂芯软焊料用焊剂,其特征在于,包含含有热固性树脂的主剂的固体状第1焊剂和含有具有氧化还原作用的固化剂的固体状第2焊剂,所述第1焊剂和所述第2焊剂以非接触状态存在。
2.如权利要求1所述的松脂芯软焊料用焊剂,其特征在于,分别含有1条以上的所述第1焊剂和所述第2焊剂。
3.如权利要求1或2所述的松脂芯软焊料用焊剂,其特征在于,所述第1焊剂和所述第2焊剂分别被无铅焊料合金至少部分包覆。
4.如权利要求3所述的松脂芯软焊料用焊剂,其特征在于,将所述被部分包覆的第1焊剂和所述第2焊剂捆扎或捻合。
5.如权利要求1所述的松脂芯软焊料用焊剂,其特征在于,所述热固性树脂的熔点为50~150℃。
6.如权利要求1所述的松脂芯软焊料用焊剂,其特征在于,所述热固性树脂为环氧树脂,选自双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、线型酚醛环氧树脂、脂环式环氧树脂、及它们的混合物。
7.如权利要求1所述的松脂芯软焊料用焊剂,其特征在于,所述具有氧化还原作用的固化剂选自胺、卤代胺盐、卤代有机酸盐、卤素化合物、有机酸、酸酐、酚醛树脂及它们的混合物。
8.如权利要求1~7中任一项所述的松脂芯软焊料用焊剂,其特征在于,所述热固性树脂主剂与所述固化剂的当量比为1:0.8~1.3。
9.松脂芯软焊料,其特征在于,它是含有权利要求1所述的松脂芯软焊料用焊剂和无铅焊料合金的松脂芯软焊料,由第1松脂芯软焊料和第2松脂芯软焊料构成,该第1松脂芯软焊料由所述无铅焊料合金内置所述第1焊剂而成;该第2松脂芯软焊料由所述无铅焊料合金内置所述第2焊剂而成。
10.如权利要求9所述的松脂芯软焊料,其特征在于,所述第1松脂芯软焊料与所述第2松脂芯软焊料为不同的线状焊料。
11.如权利要求10所述的松脂芯软焊料,其特征在于,所述第1松脂芯软焊料和所述第2松脂芯软焊料被捆扎、捻合、或编织。
12.如权利要求9所述的松脂芯软焊料,其特征在于,所述松脂芯软焊料中,1条以上的所述第1松脂芯软焊料与1条以上的所述第2松脂芯软焊料通过所述无铅焊料合金部分固结,构成一根多芯松脂芯软焊料。
13.如权利要求9~12中任一项所述的松脂芯软焊料用焊剂,其特征在于,所述无铅焊料合金为熔点130~250℃的含Sn无铅焊料合金。
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