CN107866648A - 喷射分配器用焊料组合物及连接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及喷射分配器用焊料组合物,其含有焊剂组合物和(E)焊料粉末,所述焊剂组合物含有(A)松香类树脂、(B)活化剂、(C)溶剂及(D)触变剂,其中,通过将测定棒浸渍于该焊料组合物中并以500mm/分钟的速度提起上述测定棒的拉丝性试验求出的值为42mm以上。
Description
技术领域
本发明涉及用于利用喷射分配器进行涂布的喷射分配器用焊料组合物及连接方法。
背景技术
电子设备中,将电子部件和布线基板连接时,可以使用焊料组合物(所谓的焊膏)。该焊料组合物是将焊料粉末、松香类树脂、活化剂、溶剂等混炼成糊状的混合物。该焊料组合物通过涂布在布线基板上,然后实施回流焊工序,从而能够形成焊料凸块。此处,作为涂布形式,通常为丝网印刷法等,但要求以各种涂布形式进行涂布,近年,要求利用喷射分配器进行涂布。这样的喷射分配器对存在凹凸的模腔基板、难以印刷的薄膜基板等的涂布有效。
但是,例如在想要利用喷射分配器涂布丝网印刷法用焊料组合物时,由于粘度过高、触变性过低,因此存在无法适当地进行涂布的问题。
为了解决这样的问题,例如,提出了一种含有焊剂和焊料粉末的喷射分配器用焊料组合物,所述焊剂包含松香类树脂、活化剂及特定的溶剂。而且,该焊料组合物中,作为特定的溶剂,含有(C1)己二醇,并且含有(C2)选自碳原子数8~12的二羧酸与碳原子数4~12的醇形成的酯化合物、及(C3)衍生自汽蒸松节油的醇类中的至少1种(参照文献1:日本特开2015-047616号公报)。
对于文献1中记载的喷射分配器用焊料组合物而言,在利用喷射分配器进行涂布时,具有充分的涂布性,并且能够抑制焊料飞散及焊剂分离。但是,要求进一步抑制焊料飞散时,文献1中记载的喷射分配器用焊料组合物并未足够。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种喷射分配器用焊料组合物,其在利用喷射分配器进行涂布时,具有充分的涂布性,并且能够充分抑制焊料飞散。
为了解决上述问题,本发明提供如下的喷射分配器用焊料组合物。
即,本发明的喷射分配器用焊料组合物含有焊剂组合物和(E)焊料粉末,所述焊剂组合物含有(A)松香类树脂、(B)活化剂、(C)溶剂及(D)触变剂,其中,通过将测定棒浸渍于该焊料组合物中并以500mm/分钟的速度提起上述测定棒的拉丝性试验求出的值为42mm以上。
本发明的喷射分配器用焊料组合物中,上述拉丝性试验为如下的试验:(i)以转速10rpm搅拌该焊料组合物30秒钟,(ii)将具有拉丝部的测定棒以上述拉丝部完全浸入的方式浸渍于该焊料组合物(温度25℃)中,(iii)以500mm/分钟的速度提起上述测定棒,此时,测定在上述拉丝部与该焊料组合物之间形成的丝切断时的长度(mm),优选上述拉丝部在前端具备圆锥形状的圆锥部、圆柱形状的圆柱部、以及连接上述圆柱部和上述测定棒的连结部,上述圆锥部及上述圆柱部的直径为10mm,上述圆锥部的高度为5mm,上述圆柱部的长度为9mm,上述连结部的长度为3mm。
本发明的喷射分配器用焊料组合物中,优选利用E型粘度计测定的该焊料组合物在35℃下的粘度为5Pa·s以上且30Pa·s以下,利用E型粘度计测定的该焊料组合物的触变指数为0.60以上且0.90以下。
本发明的喷射分配器用焊料组合物中,优选上述(A)成分含有(A1)不饱和有机酸改性松香的氢化物和(A2)完全氢化松香。
本发明的喷射分配器用焊料组合物中,优选上述(C)成分含有(C1)二乙二醇单己醚,并且含有(C2)选自碳原子数8~12的二羧酸与碳原子数4~12的醇形成的酯化合物及衍生自汽蒸松节油的醇类中的至少1种。
本发明的喷射分配器用焊料组合物中,优选上述(D)成分含有(D1)酰胺类触变剂。
根据本发明,能够提供一种喷射分配器用焊料组合物,其在利用喷射分配器进行涂布时具有充分的涂布性,并且能够充分抑制焊料飞散。
附图说明
图1是用于说明拉丝性试验的方法的说明图。
图2是用于说明拉丝性试验的方法的说明图。
图3是示出喷射分配器的示意图。
具体实施方式
本发明的喷射分配器用焊料组合物含有以下说明的焊剂组合物和以下说明的(E)焊料粉末。
本发明中,通过将测定棒浸渍于该焊料组合物中并以500mm/分钟的速度提起上述测定棒的拉丝性试验求出的值必须为42mm以上。若通过该拉丝性试验求出的值小于42mm,则利用喷射分配器进行涂布时,不能充分抑制焊料飞散。需要说明的是,本发明人等发现,通过拉丝性试验求出的值与焊料飞散的评价结果之间有相关关系,基于该见解,完成了本发明。另外,对于焊料飞散的评价,由于实际上需要进行数千处以上的涂布并对其进行观察,因此需要非常长的试验时间。与此相对,如果为上述拉丝性试验,则能够以短时间进行,为了进一步改良焊料飞散而进行的实验变得容易。
另外,从能够更确实地抑制焊料飞散的观点出发,通过拉丝性试验求出的值优选为45mm以上。需要说明的是,对通过拉丝性试验求出的值的上限没有特别限定,例如为100mm以下。
上述拉丝性试验可以通过如下方法来测定。即为如下的试验:首先,如图1所示,将焊料组合物2投入至容器3中,(i)以转速10rpm将焊料组合物2搅拌30秒钟。然后,(ii)将具有拉丝部11(参照图2)的测定棒1以该拉丝部11完全浸入的方式浸渍于焊料组合物2中,然后,(iii)以500mm/分钟的速度提起测定棒1,此时,测定在拉丝部11与焊料组合物2之间形成的丝切断时的长度(mm)。
如图2所示,拉丝部11在前端具备圆锥形状的圆锥部11A、圆柱形状的圆柱部11B、以及连接圆柱部11B和测定棒1的连结部11C。
另外,圆锥部11A及圆柱部11B的直径D1为10mm,圆锥部11A的高度H为5mm,圆柱部11B的长度L1为9mm,连结部11C的长度L2为3mm。进而,测定棒1的直径D2为3mm。
本发明中,利用E型粘度计测定的焊料组合物在35℃下的粘度优选为5Pa·s以上且30Pa·s以下,更优选为10Pa·s以上且25Pa·s以下。只要粘度为上述范围内,就能够在利用喷射分配器进行涂布时保持充分的涂布性。
另外,本发明中,利用E型粘度计测定的焊料组合物的触变指数优选为0.60以上且0.90以下,更优选为0.65以上且0.85以下。只要触变指数为上述范围内,就能够在利用喷射分配器进行涂布时保持充分的涂布性。
粘度及触变指数可以按照JIS Z3284附属文件6,利用E型粘度计进行测定。
需要说明的是,作为将焊料组合物的通过拉丝性试验求出的值、粘度及触变指数调整至上述范围的方法,可列举出如下所述的方法。
通过拉丝性试验求出的值可以通过改变松香类树脂、溶剂及触变剂的种类、配合量来调整。例如,作为松香类树脂使用聚合松香等时,存在通过拉丝性试验求出的值变低的倾向。在使用甘油酯类触变剂、或苯亚甲基山梨糖醇类触变剂作为触变剂时,存在通过拉丝性试验求出的值变低的倾向。
粘度及触变指数均可以通过改变松香类树脂、溶剂及触变剂的种类、配合量来调整。
[焊剂组合物]
本发明中使用的焊剂组合物是焊料组合物中的上述(E)成分以外的成分,其含有(A)松香类树脂、(B)活化剂、(C)溶剂及(D)触变剂。
相对于焊料组合物100质量%,上述焊剂组合物的配合量优选为10质量%以上且25质量%以下,更优选为12质量%以上且20质量%以下,特别优选为14质量%以上且18质量%以下。焊剂的配合量小于10质量%时(焊料粉末的配合量大于90质量%时),存在喷射分配器的涂布性变得不充分的倾向,另一方面,焊剂的配合量大于25质量%时(焊料粉末的配合量小于75质量%时),在使用得到的焊料组合物的情况下,存在难以形成充分的焊接的倾向。
[(A)成分]
作为本发明中使用的(A)松香类树脂,可列举出松香类及松香类改性树脂。作为松香类,可列举出脂松香、木松香及妥尔油松香等。作为松香类改性树脂,可列举出歧化松香、聚合松香、氢化松香(完全氢化松香、部分氢化松香、以及不饱和有机酸((甲基)丙烯酸等脂肪族的不饱和一元酸、富马酸、马来酸等α,β-不饱和羧酸等脂肪族不饱和二元酸、肉桂酸等具有芳香族环的不饱和羧酸等)的改性松香即不饱和有机酸改性松香的氢化物(也称为“氢化酸改性松香”))及它们的衍生物等。这些松香类树脂可以单独使用1种,也可以混合2种以上使用。
本发明中,从使通过拉丝性试验求出的值提高的观点出发,优选组合使用(A1)不饱和有机酸改性松香的氢化物和(A2)完全氢化松香作为(A)松香类树脂。另外,相对于上述(A1)成分及上述(A2)成分的总量100质量%,上述(A1)成分的配合量优选为30质量%以上且90质量%以下,更优选为40质量%以上且85质量%以下,特别优选为50质量%以上且80质量%以下。
在不影响本发明目的的范围内,上述(A)成分还可以含有上述(A1)成分及上述(A2)成分以外的其它松香类树脂((A3)成分)。但是,使用该(A3)成分的情况下,相对于(A)成分100质量%,其配合量优选为30质量%以下,更优选为20质量%以下,特别优选为10质量%以下。
需要说明的是,关于聚合松香,由于存在通过拉丝性试验求出的焊料组合物的值容易降低的倾向,因此优选不使用。
相对于焊剂组合物100质量%,上述(A)成分的配合量优选为25质量%以上且60质量%以下,更优选为30质量%以上且55质量%以下,特别优选为35质量%以上且52质量%以下。(A)成分的配合量为上述下限以上时,能够提高焊接性,能够充分抑制焊料球,所谓的焊接性是指防止焊接焊盘的铜箔面的氧化,使得熔融焊料易于润湿其表面的性质。另外,(A)成分的配合量为上述上限以下时,能够充分抑制焊剂残留量。
[(B)成分]
作为本发明中使用的(B)活化剂,可列举出有机酸、包含非离解性卤化化合物的非离解型活化剂、胺类活化剂等。这些活化剂可以单独使用1种,也可以混合2种以上使用。
作为上述有机酸,除了单羧酸、二羧酸等以外,还可列举出其它有机酸。
作为单羧酸,可列举出甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、十五烷酸、棕榈酸、十七烷酸、硬脂酸、甲基硬脂酸、二十烷酸、二十二烷酸、二十四烷酸、羟基乙酸等。
作为二羧酸,可列举出草酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、富马酸、马来酸、酒石酸、二甘醇酸等。
作为其它有机酸,可列举出二聚酸、乙酰丙酸、乳酸、丙烯酸、苯甲酸、水杨酸、茴香酸、柠檬酸、吡啶甲酸(picolinic acid)等。
作为上述包含非离解性卤化化合物的非离解型活化剂,可列举出卤原子通过共价键键合而成的非盐类有机化合物。作为该卤化化合物,可以是氯化物、溴化物、氟化物那样由单独的氯、溴、氟各元素的共价键形成的化合物,也可以是具有氯、溴及氟中的任意2种或全部的各自的共价键的化合物。为了提高对水性溶剂的溶解性,这些化合物优选例如如卤代醇、卤代羧酸那样具有羟基、羧基等极性基团。作为卤代醇,例如可列举出2,3-二溴丙醇、2,3-二溴丁二醇、反式-2,3-二溴-2-丁烯-1,4-二醇(TDBD)、1,4-二溴-2-丁醇、三溴新戊醇等溴代醇、1,3-二氯-2-丙醇、1,4-二氯-2-丁醇等氯代醇、3-氟邻苯二酚等氟代醇、其它与这些化合物类似的化合物。作为卤代羧酸,可列举出2-碘苯甲酸、3-碘苯甲酸、2-碘丙酸、5-碘水杨酸、5-碘邻氨基苯甲酸等碘代羧酸、2-氯苯甲酸、3-氯丙酸等氯代羧酸、2,3-二溴丙酸、2,3-二溴丁二酸、2-溴苯甲酸等溴代羧酸、其它与这些化合物类似的化合物。
作为上述胺类活化剂,可列举出胺类(乙二胺等多胺等)、胺盐类(三羟甲基胺、环己胺、二乙胺等胺、氨基醇等的有机酸盐、无机酸盐(盐酸、硫酸、氢溴酸等))、氨基酸类(氨基乙酸、丙氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、缬氨酸等)、酰胺类化合物等。具体而言,可列举出二苯胍氢溴酸盐、环己胺氢溴酸盐、二乙胺盐(盐酸盐、丁二酸盐、己二酸盐、癸二酸盐等)、三乙醇胺、单乙醇胺、这些胺的氢溴酸盐等。
作为上述(B)成分的配合量,优选相对于焊剂组合物100质量%为0.1质量%以上且15质量%以下,更优选为0.5质量%以上且10质量%以下。(B)成分的配合量为上述下限以上时,能够进一步确实地抑制焊料球。另外,(B)成分的配合量为上述上限以下时,能够确保焊剂组合物的绝缘性。
[(C)成分]
作为本发明中使用的(C)溶剂,优选组合使用以下说明的(C1)成分及(C2)成分。
上述(C1)成分为二乙二醇单己醚,可以适当使用公知的物质。
上述(C2)成分为选自碳原子数8~12的二羧酸与碳原子数4~12的醇形成的酯化合物、以及衍生自汽蒸松节油的醇类中的至少1种。
上述酯化合物中,更优选碳原子数8~10的二羧酸与碳原子数6~10的醇形成的酯化合物,特别优选碳原子数10的二羧酸与碳原子数8的醇形成的酯化合物。具体而言,可列举出癸二酸二(2-乙基己基)酯(DOS)、壬二酸二(2-乙基己基)酯等。
作为上述醇类,可以适当使用公知的醇。具体而言,可列举出α,β,γ-萜品醇等。
在不影响本发明目的的范围内,上述(C)溶剂还可以含有上述(C1)成分及上述(C2)成分以外的其它溶剂。其中,在使用其它溶剂的情况下,其配合量优选相对于(C)成分100质量%为30质量%以下,更优选为20质量%以下,特别优选为10质量%以下。
相对于焊剂组合物100质量%,上述(C)成分的配合量优选为30质量%以上且60质量%以下,更优选为35质量%以上且55质量%以下。(C)成分的配合量为上述下限以上时,容易将焊料组合物的粘度及触变性调整至适当的范围。另一方面,(C)成分的配合量为上述上限以下时,溶剂变得不易残留于焊料组合物溶融时残留的焊剂残余物中,能够充分防止由于焊剂残留物具有粘合性、会粘附在空气中漂浮的灰尘、粉尘等而发生漏电等不良情况。
另外,相对于上述(C1)成分及上述(C2)成分的总量100质量%,上述(C1)成分的配合量优选为20质量%以上且80质量%以下,更优选为30质量%以上且70质量%以下,特别优选为40质量%以上且60质量%以下。(C1)成分的配合量为上述下限以上时,能够确保焊料组合物的触变性。另一方面,(C1)成分的配合量为上述上限以下时,能够确保焊料飞散的抑制效果。
[(D)成分]
本发明中使用的(D)触变剂优选含有(D1)酰胺类触变剂。利用该(D1)成分,具有不仅可以抑制焊料组合物的屈服值升高、并且能够提高粘性、触变性的倾向。
作为上述(D1)成分,可列举出N,N’-六亚甲基双羟基硬脂酰胺、N,N’-亚乙基双硬脂酰胺、N,N’-亚乙基双癸酰胺、N,N’-亚乙基双月桂酰胺、N,N’-亚乙基双二十二碳酰胺、N,N’-六亚甲基双硬脂酰胺、N,N’-六亚甲基双二十二碳酰胺、N,N’-二硬脂基己二酰胺、N,N’-二硬脂基癸二酰胺、N,N’-亚乙基双油酰胺、N,N’-亚乙基双芥酸酰胺、N,N’-六亚甲基双油酰胺、N,N’-二油烯基己二酰胺、N,N’-二油烯基癸二酰胺、N,N’-间苯二甲基双硬脂酰胺、N,N’-间苯二甲基双羟基硬脂酰胺、及N,N’-二硬脂基间苯二甲酰胺等。这些当中,从焊料组合物的屈服值的观点出发,优选N,N’-六亚甲基双羟基硬脂酰胺、N,N’-亚乙基双硬脂酰胺。这些成分可以单独使用1种,也可以混合2种以上使用。
在不影响本发明目的的范围内,上述(D)成分还可以含有除上述(D1)成分以外的其它触变剂((D2)成分)。其中,使用该(D2)成分的情况下,其配合量相对于(D)成分100质量%优选为30质量%以下,更优选为20质量%以下,特别优选为10质量%以下。
作为上述(D2)成分,可列举出甘油酯类触变剂(固化蓖麻油等)、无机类触变剂(高岭土、胶体二氧化硅、有机膨润土、玻璃粉等)。这些触变剂可以单独使用1种,也可以混合2种以上使用。
需要说明的是,对于甘油酯类触变剂或苯亚甲基山梨糖醇类触变剂而言,由于存在通过拉丝性试验求出的焊料组合物的值容易降低的倾向,因此优选不使用。
相对于上述焊剂组合物100质量%,上述(D)成分的配合量优选为3质量%以上且15质量%以下,更优选为5质量%以上且10质量%以下。(D)成分的配合量为上述下限以上时,可得到充分的触变性,能够充分抑制滴落。另一方面,(D)成分的配合量为上述上限以下时,不会有触变性过高从而变得涂布不良的情况。
[其它成分]
本发明中使用的焊剂组合物中,除了上述(A)成分、上述(B)成分、上述(C)成分及上述(D)成分以外,可以根据需要添加其它添加剂,还可以进一步添加其它树脂。作为其它添加剂,可列举出抗氧剂、消泡剂、改性剂、消光剂、发泡剂等。作为其它树脂,可列举出丙烯酸类树脂等。
[(E)成分]
本发明中使用的(E)焊料粉末优选仅由无铅焊料粉末构成,但也可以是含铅的焊料粉末。作为该焊料粉末中的焊料合金,优选以锡为主成分的合金。另外,作为该合金的第二元素,可列举出银、铜、锌、铋、锑等。另外,可以根据需要在该合金中添加其它元素(第三元素以上的元素)。作为其它元素,可列举出铜、银、铋、锑、铝、铟等。
作为无铅焊料粉末,具体而言,可列举出Sn/Ag、Sn/Ag/Cu、Sn/Cu、Sn/Ag/Bi、Sn/Bi、Sn/Ag/Cu/Bi、Sn/Sb、Sn/Zn/Bi、Sn/Zn、Sn/Zn/Al、Sn/Ag/Bi/In、Sn/Ag/Cu/Bi/In/Sb、In/Ag等。
上述焊料粉末的平均粒径优选为1μm以上且40μm以下,更优选为10μm以上且35μm以下,特别优选为15μm以上且25μm以下。平均粒径为上述范围内时,也能够应对焊接焊盘的间距变窄的最近的印刷布线基板。需要说明的是,平均粒径可以通过动态光散射式的粒径测定装置来测定。
[焊料组合物的制造方法]
本发明的喷射分配器用焊料组合物可以通过将上述说明的焊剂组合物与上述说明的(E)焊料粉末按照上述给定的比例配合并搅拌混合来制造。
[使用焊料组合物的连接方法]
接下来,对使用了本发明的喷射分配器用焊料组合物的布线基板及电子部件等的电极彼此的连接方法进行说明。此处,举出将布线基板及电子部件的电极彼此连接的情况作为例子来进行说明。
作为这样将布线基板及电子部件的电极彼此连接的方法,可以采用具备如下工序的方法:涂布工序,其将上述焊料组合物涂布在上述布线基板上;和回流焊工序,其将上述电子部件配置在上述焊料组合物上,通过回流焊炉在给定条件下进行加热,将上述电子部件安装于上述布线基板。
涂布工序中,将上述焊料组合物涂布在上述布线基板上。
此处使用的涂布装置是如图3所示那样的喷射分配器4。喷射分配器4具备注料筒41、喷嘴42、针43和阀44。利用喷射分配器4喷出焊料组合物的情况下,首先,从注料筒41供给焊料组合物,将焊料组合物填充至喷嘴42。然后,利用阀44将针43向图3的下方按压,喷嘴42中的焊料组合物被喷出。
上述本发明的喷射分配器用焊料组合物的涂布性优异,可以用这样的喷射分配器良好地涂布。
在回流焊工序中,将上述电子部件配置于上述焊料组合物上,通过回流焊炉在给定条件下进行加热。通过该回流焊工序,能够在电子部件与布线基板之间进行充分的焊接。其结果是,能够将上述电子部件安装于上述布线基板。
回流焊条件根据焊料的熔点适当设定即可。例如,使用Sn-Au-Cu类的焊料合金的情况下,在温度150~180℃下进行60~120秒的预热,将峰值温度设定为240~250℃即可。
另外,使用本发明的焊料组合物的连接方法不限定于上述连接方法,本发明也包括在能实现本发明目的的范围内进行的变形、改良等。
例如,上述连接方法中,通过回流焊工序将布线基板和电子部件粘接,但不限定于此。例如,可以利用使用激光对焊料组合物进行加热的工序(激光加热工序)代替回流焊工序,来粘接布线基板和电子部件。该情况下,作为激光光源,没有特别限定,可以根据符合金属吸收带的波长而适当采用。作为激光光源,例如可列举出固体激光(红宝石、玻璃、YAG等)、半导体激光(GaAs、InGaAsP等)、液体激光(色素等)、气体激光(He-Ne、Ar、CO2、准分子等)。
实施例
接着,通过实施例及比较例更详细地对本发明进行说明,但本发明不受这些例子的任何限定。需要说明的是,以下示出实施例及比较例中使用的材料。
((A1)成分)
松香类树脂A:氢化酸改性松香、商品名“KE-604”、荒川化学工业株式会社制造
((A2)成分)
松香类树脂B:完全氢化松香、商品名“Foral AX”、双日株式会社制造
((A3)成分)
松香类树脂C:聚合松香、商品名“中国聚合Rosin 140”、荒川化学工业株式会社制造
((B)成分)
活化剂A:丁二酸
活化剂B:戊二酸
活化剂C:二聚酸、商品名“UNIDYME14”、Arizona Chemical公司制造
((C1)成分)
溶剂A:二乙二醇单己醚、日本乳化剂株式会社制造
((C2)成分)
溶剂B:α,β,γ-萜品醇、商品名“Terpineol C”、日本萜烯化学株式会社制造
((C3)成分)
溶剂C:辛二醇
((D1)成分)
触变剂A:N,N’-六亚甲基双羟基硬脂酰胺、商品名“SLIPAX ZHH”、日本化成株式会社制造
触变剂B:高级脂肪酸聚酰胺、商品名“TALEN ATX-1146”、共荣化学株式会社制造
((D2)成分)
触变剂C:氢化蓖麻油、商品名“HIMAKO”、KF TRADING公司制造
((E)成分)
焊料粉末:平均粒径18μm、焊料熔点216~220℃、焊料组成Sn/Ag/Cu
(其它成分)
抗氧剂:商品名“IRGANOX 245”、BASF公司制
[实施例1]
将松香类树脂A 36质量%、松香类树脂B 6.5质量%、触变剂A 7质量%、抗氧剂4质量%、活化剂A 1质量%、活化剂B 3质量%、活化剂C 5质量%、溶剂A 11质量%及溶剂B26.5质量%分别投入至容器,用罩式加热器加热至160℃,并用混炼机(行星式混合机)进行混合,得到了焊剂组合物。
然后,将得到的焊剂组合物17质量%及焊料粉末83质量%(总计100质量%)投入至容器,用混炼机(行星式混合机)进行混合,由此制备了具有下述表1所示组成的焊料组合物。
然后,对得到的焊料组合物的通过拉丝性试验求出的值进行测定。具体而言,投入容器中得到的焊料组合物,将焊料组合物以转速10rpm搅拌30秒钟。然后,将具有拉丝部的测定棒以该拉丝部完全浸入的方式浸渍于焊料组合物中。然后,以500mm/分钟的速度提起测定棒,此时,测定在拉丝部与焊料组合物之间形成的丝切断时的长度(mm)。将得到的结果示于表1。
需要说明的是,圆锥部及圆柱部的直径为10mm、圆锥部的高度为5mm、圆柱部的长度为9mm、连结部的长度为3mm、测定棒的直径为3mm。另外,作为将测定棒提起的装置,使用SIMAZU公司制的“EZ-L”。
另外,按照JIS Z3284附属文件6利用E型粘度计对得到的焊料组合物进行测定。使转速为10rpm、温度为35℃,读取了粘度值η(单位:mPa·s)。另外,与上述同样地操作,读取了将转速调整至30rpm时的粘度值(30rpm粘度)和将转速调整至3rpm时的粘度值(3rpm粘度)。而且,基于下述式,算出触变指数。将得到的结果示于表1。
触变指数=log[(3rpm粘度)/(30rpm粘度)]
[实施例2、3及比较例1~4]
按照表1所示的组成配合各材料,除此以外,与实施例1同样地操作,得到焊料组合物。
另外,对得到的焊料组合物,与实施例1同样地操作,对通过拉丝性试验求出的值、粘度及触变指数进行测定。
<焊料组合物的评价>
按照以下所述的方法对焊料组合物的性能(涂布形状、焊料飞散)进行评价或测定。将得到的结果示于表1。
(1)涂布形状及(2)焊料飞散(卫星式(satellite))
使用填充有40g的焊料组合物的10mL注料筒及具有直径0.26mmφ的喷嘴的喷射分配器,使从喷嘴前端到基板的距离为1.5mm、将每1个点的涂布时间设定为0.09秒钟,以等间隔在基板(材质:铝、大小:150mm×150mm、厚度:0.5mm)上的100mm×100mm的范围内进行了10000点的喷出(100点×100列),得到了试验基板。
然后,用肉眼观察得到的试验基板,按照以下的基准对涂布形状进行评价。
A:涂布形状为圆形。
B:涂布形状为椭圆状或有拉丝。
此外,关于焊料飞散,对于得到的试验基板,将离开喷出物存在的直径70μm以上的凝聚粉作为焊料飞散,对其个数(每10000次喷射的个数)进行计数。
[表1]
根据表1所示结果可明确,确认了使用了本发明的喷射分配器用焊料组合物的情况下(实施例1~3),涂布形状良好,焊料飞散为在10000次喷射中为5个以下,非常少。由此确认了本发明的喷射分配器用焊料组合物在利用喷射分配器进行涂布时,具有充分的涂布性,并且能够充分抑制焊料飞散。
另一方面,可知焊料组合物的通过拉丝性试验求出的值小于42mm的情况下(比较例1~4),不能充分抑制焊料飞散,另外有时涂布形状也差。
Claims (16)
1.一种喷射分配器用焊料组合物,其含有焊剂组合物和(E)焊料粉末,所述焊剂组合物含有(A)松香类树脂、(B)活化剂、(C)溶剂及(D)触变剂,其中,
通过将测定棒浸渍于该焊料组合物中并以500mm/分钟的速度提起所述测定棒的拉丝性试验求出的值为42mm以上。
2.根据权利要求1所述的喷射分配器用焊料组合物,其中,
所述拉丝性试验为如下的试验:
(i)以转速10rpm将该焊料组合物搅拌30秒钟,
(ii)将具有拉丝部的测定棒以所述拉丝部完全浸入的方式浸渍于温度为25℃的该焊料组合物中,
(iii)以500mm/分钟的速度提起所述测定棒,此时,测定在所述拉丝部与该焊料组合物之间形成的丝切断时的长度(mm),
所述拉丝部在前端具备圆锥形状的圆锥部、圆柱形状的圆柱部、以及连接所述圆柱部和所述测定棒的连结部,
所述圆锥部及所述圆柱部的直径为10mm,所述圆锥部的高度为5mm,所述圆柱部的长度为9mm,所述连结部的长度为3mm。
3.根据权利要求1所述的喷射分配器用焊料组合物,其中,
利用E型粘度计测定的该焊料组合物在35℃下的粘度为5Pa·s以上且30Pa·s以下,
利用E型粘度计测定的该焊料组合物的触变指数为0.60以上且0.90以下。
4.根据权利要求1所述的喷射分配器用焊料组合物,其中,
所述(A)成分含有(A1)不饱和有机酸改性松香的氢化物和(A2)完全氢化松香。
5.根据权利要求4所述的喷射分配器用焊料组合物,其中,
相对于所述(A1)成分及所述(A2)成分的总量100质量%,所述(A1)成分的配合量为40质量%以上且85质量%以下。
6.根据权利要求1所述的喷射分配器用焊料组合物,其中,
所述(A)成分不含聚合松香。
7.根据权利要求1所述的喷射分配器用焊料组合物,其中,
所述(B)成分含有二聚酸。
8.根据权利要求1所述的喷射分配器用焊料组合物,其中,
所述(C)成分含有(C1)二乙二醇单己醚,并且含有(C2)选自碳原子数8~12的二羧酸与碳原子数4~12的醇形成的酯化合物及衍生自汽蒸松节油的醇类中的至少1种。
9.根据权利要求8所述的喷射分配器用焊料组合物,其中,
相对于所述(C1)成分及所述(C2)成分的总量100质量%,所述(C1)成分的配合量为20质量%以上且80质量%以下。
10.根据权利要求1所述的喷射分配器用焊料组合物,其中,
所述(D)成分含有(D1)酰胺类触变剂。
11.根据权利要求1所述的喷射分配器用焊料组合物,其中,
所述(D)成分不含甘油酯类触变剂及苯亚甲基山梨糖醇类触变剂。
12.根据权利要求1所述的喷射分配器用焊料组合物,其中,
所述(E)成分的平均粒径为15μm以上且25μm以下。
13.根据权利要求1所述的喷射分配器用焊料组合物,其中,
通过所述拉丝性试验求出的值为45mm以上且100mm以下。
14.根据权利要求1所述的喷射分配器用焊料组合物,其中,
相对于焊剂组合物100质量%,所述(A)成分的配合量为25质量%以上且60质量%以下,
相对于焊剂组合物100质量%,所述(B)成分的配合量为0.1质量%以上且15质量%以下,
相对于焊剂组合物100质量%,所述(C)成分的配合量为30质量%以上且60质量%以下,
相对于所述焊剂组合物100质量%,所述(D)成分的配合量为3质量%以上且15质量%以下。
15.根据权利要求1~14中任一项所述的喷射分配器用焊料组合物,其中,
相对于焊料组合物100质量%,所述焊剂组合物的配合量为14质量%以上且18质量%以下。
16.一种连接方法,其是使用权利要求1~15中任一项所述的喷射分配器用焊料组合物将布线基板及电子部件的电极彼此连接的连接方法,所述连接方法具备以下工序:
涂布工序,该涂布工序用喷射分配器将所述焊料组合物涂布在所述布线基板上;以及
回流焊工序,该回流焊工序将所述电子部件配置在所述焊料组合物上,通过回流焊炉在给定条件下进行加热,将所述电子部件安装于所述布线基板。
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