CN114096377B - 助焊剂、松脂芯焊料、助焊剂涂层焊料以及焊接方法 - Google Patents

助焊剂、松脂芯焊料、助焊剂涂层焊料以及焊接方法 Download PDF

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Abstract

本发明的助焊剂包含松香甲酯，在25℃条件下是固体或固体状，并且用于松脂芯焊料的内部或助焊剂涂层焊料的外装。

Description

助焊剂、松脂芯焊料、助焊剂涂层焊料以及焊接方法
技术领域
本发明涉及一种助焊剂、使用助焊剂的松脂芯焊料、使用助焊剂的助焊剂涂层焊料以及焊接方法。更详细而言，助焊剂用于松脂芯焊料的内部或助焊剂涂层焊料的外装。
背景技术
助焊剂中包含的松香，作为主成分包含被称作松香酸的树脂酸。该酸(羧酸)，主要具有在焊接时除去导体表面的氧化膜，防止焊料接合部的氧化，降低焊料的表面张力，使浸润性良好的功能。
另一方面，为确保如上所述的功能，助焊剂还包含在焊接时不会因加热而分解、蒸发的成分。这些成分在焊接后残留在焊接部的周边，被称作所谓的助焊剂残渣。在焊接后洗涤焊接部的情况下，可除去助焊剂残渣，但在不能够洗涤焊接部的情况下，助焊剂残渣会残留。另外，在该助焊剂残渣中，在焊接后的运输时或部件装配时发生振动，助焊剂残渣可能会破裂或剥落。其结果是，存在剥落的助焊剂残渣附着到本来不应该存在的位置，成为缺陷的原因等问题。
例如，在专利文献1中公开了一种包含氢化酸改性松香、氢化松香酯和焊料粉末等的膏状焊料组合物。另外，在专利文献2中，从抑制焊接时白烟的观点出发，公开了一种包含松香酯和活化剂的松脂芯焊料用助焊剂。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2018-167297号公报。
专利文献2：日本特开2016-120507号公报。
发明内容
发明要解决的课题
作为焊料的形态，已知线(丝)、球、粉末、颗粒、预成型体、棒状物、块状物等，本发明的助焊剂，着眼于内部填充了助焊剂的松脂芯焊料、以及预先使用助焊剂包覆的助焊剂涂层焊料的用途。
上述专利文献1中记载的技术，涉及将粉末状的焊料和助焊剂混合而成的膏状焊料组合物的技术，设计成在常温下可获得助焊剂的流动性，因此难以加工成松脂芯焊料或助焊剂涂层焊料。即，不具有适合本发明的用途的加工性。
另外，在上述专利文献2中记载的技术，着眼于抑制焊接时的白烟，在提高助焊剂残渣的破裂性的方面仍有改善的空间。
用于解决课题的手段
本发明人为了获得适于松脂芯焊料的内部或助焊剂涂层焊料的外装的用途的助焊剂，在该助焊剂在25℃条件下是固体或固体状的前提下，进行潜心研究的结果发现，通过在松香酯中使用松香甲酯，在保持现有的助焊剂的功能的同时，能够抑制助焊剂残渣的破裂性。
根据本发明，提供一种助焊剂，其是包含松香甲酯的助焊剂，其中，在25℃条件下是固体或固体状，并且用于松脂芯焊料的内部或助焊剂涂层焊料的外装。
另外，根据本发明，提供一种松脂芯焊料，其中，内部包含上述助焊剂。
另外，根据本发明，提供一种助焊剂涂层焊料，其中，外装使用了上述助焊剂。
另外，根据本发明，提供一种焊接方法，其中，使用上述助焊剂进行焊接。
发明的效果
根据本发明，能够提供一种助焊剂，其适于松脂芯焊料的内部或助焊剂涂层焊料的外装的用途，并且能够抑制助焊剂残渣的破裂性。
具体实施方式
以下，详细说明本发明的实施方式。
需要说明的是，本说明书中，“大致”这一用语，在没有特别说明的情况下，表示包含考虑到制造上的公差或装配上的偏差等的范围。本说明书中，数值范围的说明中“a～b”的表述，在没有特别说明的情况下，表示a以上且b以下。例如，“1～5质量％”是指“1质量％以上且5质量％以下”。本说明书中，相对于d总质量的c的含量，是指d100质量％中c的含量。
＜助焊剂＞
本实施方式的助焊剂，是包含松香甲酯的助焊剂，在25℃条件下是固体或固体状，并且用于松脂芯焊料的内部或助焊剂涂层焊料的外装。由此，在保持现有的助焊剂的功能的同时，能够抑制助焊剂残渣的破裂性。其中，能够有效地抑制运输时等的物理冲击引起的助焊剂残渣破裂。
[成分]
以下，说明助焊剂中包含的各成分。
本实施方式的助焊剂包含松香甲酯(a)。
松香甲酯(a)是指构成松香的树脂酸由甲醇进行酯化而成的甲酯化物。松香甲酯(a)在25℃条件下是液体状，但由于与松香的相溶性高，难以挥发，因此含有松香甲酯(a)的助焊剂的助焊剂残渣中残留有松香甲酯(a)。由此，能够获得抑制助焊剂残渣产生裂纹的效果。另外，由于松香甲酯(a)是松香的改性产物，因此在对浸润性等作为助焊剂所需要的特性不赋予不利影响的方面也优异。
作为构成松香甲酯化的松香的树脂酸，除松香酸之外，可举出二氢松香酸、四氢松香酸和脱氢松香酸。
另外，作为原料的松香，例如，可举出脂松香、木松香和妥尔油松香等原料松香，以及由该原料松香获得的衍生物。作为该衍生物，例如，可举出精制松香、氢化松香、歧化松香、聚合松香和α,β不饱和羧酸改性物(丙烯酸化松香、马来酸化松香和富马酸化松香等)；该聚合松香的精制物、氢化物和歧化物；以及该α,β不饱和羧酸改性物的精制物、氢化物和歧化物等。这些能够使用一种或两种以上。
其中，优选使用氢化松香。
作为氢化松香甲酯的市售品，例如，可举出“Foralyn 5020-F(フォーラリン5020-F)”(伊士曼化工社(イーストマンケミカル社)制)和“M-HDR”(丸善油化商事株式会社制)等。
相对于本实施方式的助焊剂的总质量，松香甲酯(a)的含量优选为0.5～20质量％，更优选为3.0～18质量％。
通过使松香甲酯(a)的含量在上述上限值以下，在保持浸润性的同时，变得容易抑制助焊剂残渣产生裂纹。另一方面，通过使松香甲酯(a)的含量在上述下限值以上，变得容易加工成用于松脂芯焊料的内部或助焊剂涂层焊料的外装。
需要说明的是，根据本发明人的见解，在仅使用被甲醇以外的醇类酯化的松香(b)的情况下，由于酯化松香的分子量变得过大、且不再是液体状等理由，不能够良好地抑制助焊剂残渣产生裂纹。
但是，本实施方式的助焊剂，可以包含被甲醇以外的醇类酯化的松香(b)。在这种情况下，相对于本实施方式的助焊剂的总质量，被甲醇以外的醇类酯化的松香(b)的含量，例如，优选为0.1～30质量％，更优选为1～20质量％。
本实施方式的助焊剂，还可以包含未被酯化的松香(c)，即非酯化松香。由此，变得容易获得固体或固体状的助焊剂，在能够提高松脂芯焊料和助焊剂涂层焊料的加工性，并且能够在保持松香甲酯(a)具有的浸润性的同时，获得抑制助焊剂残渣产生裂纹的效果。
相对于未被酯化的松香(c)的含量(质量)，松香甲酯(a)的含量(质量)，从稳定地获得残渣破裂性的观点出发，例如，优选为0.01以上，更优选为0.02以上。另一方面，相对于未被酯化的松香(c)的含量，松香甲酯(a)的含量的上限值没有特别的限定，例如，优选为0.5以下。
需要说明的是，未被酯化的松香(c)是指构成松香的树脂酸未被酯化的松香，作为松香，可举出前述松香甲酯(a)中使用的松香。
相对于本实施方式的助焊剂的总质量，未被酯化的松香(c)的含量优选为40～98.9质量％，更优选为50～97.0质量％。
通过使未被酯化的松香(c)的含量在上述上限值以下，变得容易加工成用于松脂芯焊料的内部或助焊剂涂层焊料的外装。另一方面，通过使未被酯化的松香(c)的含量在上述下限值以上，变得容易抑制助焊剂残渣产生裂纹。
另外，本实施方式的助焊剂还可以包含松香系树脂以外的树脂。
作为松香系树脂以外的树脂，例如，可举出从萜烯树脂、改性萜烯树脂、萜烯酚醛树脂、改性萜烯酚醛树脂、苯乙烯树脂、改性苯乙烯树脂、二甲苯树脂和改性二甲苯树脂中选择的一种或两种以上。
作为上述改性萜烯树脂，能够使用芳香族改性萜烯树脂、氢化萜烯树脂、氢化芳香族改性萜烯树脂等。作为改性萜烯酚醛树脂，能够使用氢化萜烯酚醛树脂等。作为改性苯乙烯树脂，能够使用苯乙烯丙烯酸树脂和苯乙烯马来酸树脂等。作为改性二甲苯树脂，能够使用酚改性二甲苯树脂、烷基酚改性二甲苯树脂、酚改性甲阶型二甲苯树脂(Resol-typephenol-modified xylene resin)、多元醇改性二甲苯树脂和聚氧乙烯加成二甲苯树脂等。
另外，本实施方式的助焊剂，为了提高焊接性，除上述树脂以外还可以包含活化剂。
作为活化剂，能够使用有机酸系活化剂、胺系活化剂、胺氢卤酸盐系活化剂和有机卤素化合物系活化剂等。
作为有机酸系活化剂，能够使用己二酸、壬二酸、二十烷二酸、柠檬酸、乙醇酸、琥珀酸、水杨酸、二乙醇酸、二吡啶甲酸、二丁基苯胺二乙醇酸、辛二酸、癸二酸、硫代乙醇酸、对苯二甲酸、十二烷二酸、对羟基苯乙酸、吡啶甲酸、苯基琥珀酸、邻苯二甲酸、富马酸、马来酸、丙二酸、月桂酸、苯甲酸、酒石酸、异氰尿酸三(2-羧乙基)、甘氨酸、1,3-环己烷二羧酸、2,2-双(羟甲基)丙酸、2,2-双(羟甲基)丁酸、2,3-二羟基苯甲酸、2,4-二乙基戊二酸、2-喹啉羧酸、3-羟基苯甲酸、苹果酸、对茴香酸、硬脂酸、12-羟基硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、二聚酸、氢化二聚酸、三聚酸和氢化三聚酸等。
作为胺系活化剂，能够使用脂肪族胺、芳香族胺、氨基醇、咪唑、苯并三唑、氨基酸、胍和酰肼等。
作为脂肪族胺的例子，可举出二甲胺、乙胺、1-氨基丙烷、异丙胺、三甲胺、烯丙基胺、正丁胺、二乙胺、仲丁胺、叔丁胺、N,N-二甲基乙胺、异丁胺和环己胺等。
作为芳香族胺的例子，可举出苯胺、N-甲基苯胺、二苯胺、N-异丙基苯胺和对异丙基苯胺等。作为氨基醇的例子，可举出2-氨基乙醇、2-(乙基氨基)乙醇、二乙醇胺、二异丙醇胺、三乙醇胺、N-丁基二乙醇胺、三异丙醇胺、N,N-双(2-羟乙基)-N-环己胺、N,N,N’,N’-四(2-羟丙基)乙二胺和N,N,N’,N”,N”-五(2-羟丙基)二亚乙基三胺等。
作为咪唑的例子，可举出2-甲基咪唑、2-十一烷基咪唑、2-十七烷基咪唑、1,2-二甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑、1-苄基-2-苯基咪唑、1-氰乙基-2-甲基咪唑、1-氰乙基-2-十一烷基咪唑、1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、1-氰乙基-2-苯基咪唑、1-氰乙基-2-十一烷基咪唑鎓偏苯三酸酯、1-氰乙基-2-苯基咪唑鎓偏苯三酸酯、2,4-二氨基-6-[2’甲基咪唑基-(1’)]乙基-s-三嗪、2,4-二氨基-6-[2’十一烷基咪唑基-(1’)]乙基-s-三嗪、2,4-二氨基-6-[2’乙基-4’甲基咪唑基-(1’)]乙基-s-三嗪、2,4-二氨基-6-[2’甲基咪唑基-(1’)]乙基-s-三嗪异氰尿酸加成产物、2-苯基咪唑异氰尿酸加成产物、2-苯基-4,5-二羟基甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羟甲基咪唑、2,3-二氢-1H-吡咯并[1,2-a]苯并咪唑、1-十二烷基-2-甲基-3-苄基氯化咪唑鎓、2-甲基咪唑啉、2-苯基咪唑啉、2,4-二氨基-6-乙烯基-s-三嗪、2,4-二氨基-6-乙烯基-s-三嗪异氰尿酸加成产物、2,4-二氨基-6-甲基丙烯酰氧基乙基-s-三嗪、环氧咪唑加成产物、2-甲基苯并咪唑、2-辛基苯并咪唑、2-戊基苯并咪唑、2-(1-乙基戊基)苯并咪唑、2-壬基苯并咪唑、2-(4-噻唑基)苯并咪唑和苯并咪唑等。
作为苯并三唑的例子，可举出2-(2’羟基-5’甲基苯基)苯并三唑、2-(2’羟基-3’叔丁基-5’甲基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2’羟基-3’，5’-二叔戊基苯基)苯并三唑、2-(2’羟基-5’-叔辛基苯基)苯并三唑、2,2’亚甲基双[6-(2H-苯并三唑-2-基)-4-叔辛基苯酚]、6-(2-苯并三唑基)-4-叔辛基-6’-叔丁基-4’-甲基-2,2’-亚甲基双酚、1,2,3-苯并三唑、1-[N,N-双(2-乙基己基)氨基甲基]苯并三唑、羧基苯并三唑、1-[N,N-双(2-乙基己基)氨基甲基]甲基苯并三唑、2,2’-[[(甲基-1H-苯并三唑-1-基)甲基]亚氨基]双乙醇、1,2,3-苯并三唑钠盐水溶液、1-(1’,2”二羧乙基)苯并三唑、1-(2,3-二羧基丙基)苯并三唑、1-[(2-乙基己基氨基)甲基]苯并三唑、2,6-双[(1H-苯并三唑-1-基)甲基]-4-甲基苯酚和5-甲基苯并三唑等。
作为氨基酸的例子，可举出丙氨酸、精氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸、半胱氨酸盐酸盐、谷酰胺、谷氨酸、甘氨酸、组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸单盐酸盐、蛋氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、丝氨酸、苏氨酸、色氨酸、酪氨酸、缬氨酸、β丙氨酸、γ-氨基酪酸、δ-氨基缬草酸、ε-氨基己烷酸、ε-己内酰胺和7-氨基庚酸等。
作为胍的例子，可举出碳二酰肼、丙二酸二酰肼、琥珀酸二酰肼、己二酸二酰肼、1,3-双(肼基羰基乙基)-5-异丙基海因、癸二酸二酰肼、十二烷二酸二酰肼、7,11-十八碳二烯-1,18-二碳酰肼和间苯二甲酸二酰肼等。
作为酰肼的例子，可举出双氰胺、1,3-二苯基胍和1,3-二邻甲苯基胍等。
作为胺氢卤酸盐系活化剂，能够使用在作为胺系活化剂而上述示出的胺化合物的氢卤酸盐(HF、HCl、HBr或HI的盐)。
作为胺氢卤酸盐的例子，可举出硬脂基胺盐酸盐、二乙基苯胺盐酸盐、二乙醇胺盐酸盐、2-乙基己胺氢溴酸盐、吡啶氢溴酸盐、异丙胺氢溴酸盐、环己胺氢溴酸盐、二乙胺氢溴酸盐、一乙胺氢溴酸盐、1,3-二苯基胍氢溴酸盐、二甲胺氢溴酸盐、二甲胺盐酸盐、松香胺氢溴酸盐、2-乙基己胺盐酸盐、异丙胺盐酸盐、环己胺盐酸盐、2-甲基哌啶氢溴酸盐、1,3-二苯基胍盐酸盐、二甲基苄基胺盐酸盐、水合肼氢溴酸盐、二甲基环己胺盐酸盐、三壬基胺氢溴酸盐、二乙基苯胺氢溴酸盐、2-二乙基氨基乙醇氢溴酸盐、2-二乙基氨基乙醇盐酸盐、氯化铵、二烯丙基胺盐酸盐、二烯丙基胺氢溴酸盐、一乙胺盐酸盐、一乙胺氢溴酸盐、二乙胺盐酸盐、三乙胺氢溴酸盐、三乙胺盐酸盐、肼单盐酸盐、肼二盐酸盐、肼一氢溴酸盐、肼二氢溴酸盐、吡啶盐酸盐、苯胺氢溴酸盐、丁胺盐酸盐、己胺盐酸盐、正辛基胺盐酸盐、十二烷基胺盐酸盐、二甲基环己胺氢溴酸盐、乙二胺二氢溴酸盐、松香胺氢溴酸盐、2-苯基咪唑氢溴酸盐、4-苄基吡啶氢溴酸盐、L-谷氨酸盐酸盐、N-甲基吗啉盐酸盐、甜菜碱盐酸盐、2-甲基哌啶碘化氢酸盐、环己胺碘化氢酸盐、1,3-二苯基胍氢氟酸盐、二乙胺氢氟酸盐、2-乙基己胺氢氟酸盐、环己胺氢氟酸盐、乙胺氢氟酸盐、松香胺氢氟酸盐、环己胺四氟硼酸盐和二环己胺四氟硼酸盐等。
作为有机卤素化合物系活化剂，能够使用反式-2,3-二溴-2-丁烯-1,4-二醇、2,3-二溴-1,4-丁二醇、2,3-二溴-1-丙醇、2,3-二氯-1-丙醇、1,1,2,2-四溴乙烷、2,2,2-三溴乙醇、五溴乙烷、四溴化碳、2,2-双(溴甲基)-1,3-丙二醇、内消旋-2,3-二溴琥珀酸、氯烷烃、氯化脂肪酸酯、溴化正十六烷基三甲基铵、三烯丙基异氰尿酸酯六溴化物、2,2-双[3,5-二溴-4-(2,3-二溴丙氧基)苯基]丙烷、双[3,5-二溴-4-(2,3-二溴丙氧基)苯基]砜、亚乙基双五溴苯、2-氯甲基环氧乙烷、氯菌酸、氯菌酸酐和溴化双酚A型环氧树脂等。
相对于本实施方式的助焊剂的总质量，活化剂的含量，例如，优选为0.1～40质量％，更优选为1～30质量％。
通过使活化剂的含量在上述上限值以下，能够抑制焊接后助焊剂残渣的腐蚀、绝缘电阻的降低等。另一方面，通过使活化剂的含量在上述下限值以上，可获得浸润性、抗氧化性能。
作为相对于本实施方式的助焊剂的总质量的各活化剂的含量，例如，有机酸系活化剂优选为0～30质量％，胺系活化剂优选为0～10质量％、胺氢卤酸盐系活化剂和有机卤素化合物系活化剂的合计优选为0～20质量％。
此外，本实施方式的助焊剂，还能够包含从溶剂、磷酸酯、硅酮和表面活性剂中选择的一种或两种以上。
作为溶剂，能够使用各种二醇醚系溶剂等，例如，苯基二醇、己二醇和己基二甘醇等。
相对于本实施方式的助焊剂的总质量，溶剂的含量，例如，优选为0～13质量％，更优选为0～10质量％。通过使溶剂的含量在上述上限值以下，可获得良好的加工性。
作为磷酸酯，能够使用甲基酸式磷酸酯、乙基酸式磷酸酯、异丙基酸式磷酸酯、一丁基酸式磷酸酯、丁基酸式磷酸酯、二丁基酸式磷酸酯、丁氧基乙基酸式磷酸酯、2-乙基己基酸式磷酸酯、双(2-乙基己基)磷酸酯、单异癸基酸式磷酸酯、异癸基酸式磷酸酯、月桂基酸式磷酸酯、异十三烷基酸式磷酸酯、硬脂基酸式磷酸酯、油烯基酸式磷酸酯、牛脂磷酸酯、椰子油磷酸酯、异硬脂基酸式磷酸酯、烷基酸式磷酸酯、二十四烷基酸式磷酸酯、乙二醇酸式磷酸酯、2-羟乙基甲基丙烯酸酯酸式磷酸酯、二丁基焦磷酸酯酸式磷酸酯、2-乙基己基膦酸单-2-乙基己酯和烷基(烷基)膦酸酯等。
相对于本实施方式的助焊剂的总质量，磷酸酯的含量优选为0～10质量％，更优选为0～2质量％。通过使磷酸酯的含量在上述上限值以下，可发挥良好的加工性。
作为硅酮，能够使用二甲基硅酮油、环状硅酮油、甲基苯基硅酮油、甲基氢硅酮油、高级脂肪酸改性硅酮油、烷基改性硅酮油、烷基/芳烷基改性硅酮油、氨基改性硅酮油、环氧改性硅酮油、聚醚改性硅酮油、烷基/聚醚改性硅酮油和甲醇改性硅酮油等。
相对于本实施方式的助焊剂的总质量，硅酮的含量，例如，优选为0～10质量％，更优选为0～2质量％。通过使硅酮的含量在上述上限值以下，可发挥良好的加工性。
作为表面活性剂，能够使用聚氧化烯烷基胺、聚氧乙烯烷基胺、聚氧丙烯烷基胺、聚氧乙烯聚氧丙烯烷基胺、聚氧化烯烷基酰胺、聚氧乙烯烷基酰胺、聚氧丙烯烷基酰胺、聚氧乙烯聚氧丙烯烷基酰胺、聚氧化烯烷基醚、聚氧乙烯烷基醚、聚氧丙烯烷基醚、聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚、聚氧化烯烷基酯、聚氧乙烯烷基酯、聚氧丙烯烷基酯、聚氧乙烯聚氧丙烯烷基酯、聚氧化烯甘油醚、聚氧乙烯甘油醚、聚氧丙烯甘油醚、聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚、聚氧化烯二甘油醚、聚氧乙烯二甘油醚、聚氧丙烯二甘油醚、聚氧乙烯聚氧丙烯二甘油醚、聚氧化烯聚甘油醚、聚氧乙烯聚甘油醚、聚氧丙烯聚甘油醚、聚氧乙烯聚氧丙烯聚甘油醚、甘油脂肪酸酯、二甘油脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸酯、脱水山梨糖醇脂肪酸酯和蔗糖脂肪酸酯等。
相对于本实施方式的助焊剂的总质量，表面活性剂的含量，例如，优选为0～5质量％。通过使表面活性剂的含量在上述上限值以下，不损害焊接性就可发挥提高洗涤性的效果。
[性状]
本实施方式的助焊剂，在25℃时是固体或固体状。即，固体或固体状是指在25℃、大气压条件下在水平面静置的情况下，不具有流动性。
另外，固体状的助焊剂包含通过在25℃条件下从外部施加物理应力而一部分具有流动性的助焊剂。具体而言，固体状的助焊剂可以定义为使用后述的流变仪测定的粘度中在25℃条件下的粘度η1在下述下限值以上的助焊剂。
另一方面，例如，在25℃条件下在水平面上静置的助焊剂，不从外部施加应力，因自重等而自然地带有流动性、或变形的助焊剂，不相当于在25℃时是固体或固体状。具体而言，使用助焊剂，制成直径：φ5mm、高度：5mm、重量：约0.1g的圆柱状的样品，即使不从外部施加物理应力，在25℃、大气压条件下的水平面上，自然地流动或变形的情况下，可判断为该助焊剂不相当于固体或固体状。
本实施方式的助焊剂，通过在25℃时是固体或固体状，可获得良好的加工性，并且适宜于松脂芯焊料的内部或助焊剂涂层焊料的外装的用途。
为使本实施方式的助焊剂在25℃时是固体或固体状，能够通过除松香甲酯之外还添加固体树脂、控制溶剂量、使用添加剂等公知的方法获得。
本实施方式的助焊剂，例如，软化点优选为28～100℃，更优选为30～90℃。通过使助焊剂的熔点在上述下限值以上，可获得良好的加工性，且可获得适于松脂芯焊料的内部或助焊剂涂层焊料的外装的用途的助焊剂。另一方面，助焊剂的熔点的上限值没有特别的限定，例如，通过在上述上限值以下，能够容易地制造助焊剂。
助焊剂的熔点，能够基于JIS K 5902-1969的软化点的测定进行测定。
本实施方式的助焊剂，使用流变仪在6Hz的条件下，在旋转开始的5分钟后进行测定的25℃条件下的粘度η1，例如，优选为3200Pa·s以上，更优选为3500Pa·s以上。通过使粘度η1在上述下限值以上，可获得良好的加工性。另外，由于粘度η1越高则越显示固体状，因此其上限值没有特别的限定。
需要说明的是，作为流变仪，例如，能够使用热科学哈克火星III流变仪(ThermoScientific HAAKE MARS III(商标))。
使用具备表面无凹槽的平行平板的流变仪。
将助焊剂的样品夹在平行平板之间，在约100℃条件下加热的同时，使平行平板之间变窄以使其变形，以获得约0.5mm的薄化样品。
在停止加热冷却至25℃后，对该薄化样品，使用流变仪在6Hz的条件下，测定在旋转开始的5分钟后进行测定的上述25℃条件下的粘度η1。
[用途]
本实施方式的助焊剂，用于松脂芯焊料的内部或助焊剂涂层焊料的外装的用途。即，本实施方式的助焊剂，用于填充焊料合金的内部或包覆成型成规定形状的焊料合金的外表面。将该助焊剂填充到焊料合金的内部的焊料，被称作“松脂芯焊料”。
因此，本实施方式的助焊剂，从加工性的方面出发，需要在25℃时是固体或固体状。当助焊剂是液体状态时，松脂芯焊料或助焊剂涂层焊料的加工(加工成任意尺寸和形状)变得困难。
[助焊剂的制造和加工方法]
本实施方式的助焊剂，是通过公知的方法将松香甲酯和任意成分加热混合来制造的。
另外，作为松脂芯焊料的制造方法，例如，包含将上述助焊剂填充到焊料的工序。作为填充方法，例如，可举出挤出法等公知的方法。
更详细而言，上述的挤出法能够通过将原材料注入大口径的模具中，从外部用冷却水冷却以制作母坯后，缩径至更小的口径(50mmφ左右)并挤出成型后，进一步使用挤出成型机缩径挤出成型至通常的10mmφ左右，从而获得线状的松脂芯焊料。
此处，本实施方式的助焊剂，由于在25℃时是固体或固体状，因此能够抑制在挤出工序中冷却时助焊剂喷出，可获得良好的加工性。换言之，当助焊剂在25℃时是液体状时，在挤出工序中冷却时，助焊剂会从焊料中喷出，因喷出的助焊剂而将操作者等暴露于危险中，另外，还产生喷出的助焊剂使母坯的制造装置和其周边被污染的问题。因此，变得不能够加工松脂芯焊料。
另外，助焊剂涂层焊料的制造方法，例如，包含使用上述助焊剂包覆焊料的表面，以形成包覆层(助焊剂涂层)的工序。具体而言，作为包覆方法，可举出浸渍法等公知的方法。
松脂芯焊料包含焊料合金和填充到焊料合金内部的上述助焊剂。优选的松脂芯焊料的一个例子，可以在中心部至少具有一个或两个以上由助焊剂构成的芯部。具体而言，线状的松脂芯焊料的一个例子，可以沿其轴方向，在由焊料合金构成的线部的中心或中心附近具有由助焊剂构成的芯部。
助焊剂涂层焊料包含焊料合金和包覆焊料合金外部的上述助焊剂。优选的助焊剂涂层焊料的一个例子，可以具有由助焊剂构成的包覆层，其包覆由焊料合金构成的芯部的表面的至少一部分或整体。具体而言，线状的助焊剂涂层焊料，可以具有由焊料合金构成的线部、以及包覆线部的圆周方向上的表面整体的由助焊剂构成的包覆层。
松脂芯焊料和助焊剂涂层焊料的形状，除线状以外，可举出颗粒、盘、环、芯片、球、被称作柱的圆柱等柱状等。
作为焊料合金的组成，能够是公知的焊料合金的组成。具体而言，可举出Sn-Ag合金、Sn-Cu合金、Sn-Ag-Cu合金、Sn-In合金、Sn-Pb合金、Sn-Bi合金、Sn-Ag-Cu-Bi合金和在上述合金组成中进一步添加Ag、Cu、In、Ni、Co、Sb、Ge、P、Fe、Zn和Ga等而成的合金等。
另外，在松脂芯焊料的情况下，焊料合金与助焊剂的质量比(焊料：助焊剂)，例如，优选为99.8：0.2～93.5：6.5，更优选为98.5：1.5～95.5：4.5。
另外，在助焊剂涂层焊料的情况下，焊料合金与助焊剂的质量比(焊料：助焊剂)，例如，优选为99.7：0.3～85：15，更优选为99.4：0.6～97：3。
能够使用这样制造的松脂芯焊料或助焊剂涂层焊料，接合电子设备等构件。
以上，尽管描述了本发明的实施方式，但这些是本发明的示例，能够采用上述以外的各种构成。另外，本发明不限定于上述实施方式，在能够达成本发明目的的范围的变形、改良等包含在本发明中。
以下，附加记载了参考方式的例子。
[1]一种助焊剂，其是包含松香甲酯的助焊剂，其中，所述助焊剂在25℃条件下是固体或固体状，并且用于松脂芯焊料的内部或助焊剂涂层焊料的外装。
[2]如[1]所述的助焊剂，其中，所述松香甲酯是从天然松香、氢化松香、聚合松香、歧化松香、酸改性松香、氢化聚合松香和氢化酸改性松香中选择的一种或两种以上的甲酯化物。
[3]如[1]或[2]所述的助焊剂，其中，所述助焊剂的软化点是28～100℃。
[4]如[1]～[3]中任一项所述的助焊剂，其中，所述松香甲酯在25℃条件下是液体状。
[5]如[1]～[4]中任一项所述的助焊剂，其中，其进一步包含未被酯化的松香。
[6]如[5]所述的助焊剂，其中，相对于所述未被酯化的松香的含量，所述松香甲酯的含量是0.01以上且0.5以下。
[7]如[1]～[6]中任一项所述的助焊剂，其中，使用流变仪在6Hz的条件下，在旋转开始5分钟后进行测定的25℃条件下的粘度η1是3200Pa·s以上。
[8]如[1]～[7]中任一项所述的助焊剂，其中，其进一步包含活化剂。
[9]如[1]～[8]中任一项所述的助焊剂，其中，溶剂的含量是13质量％以下。
[10]一种松脂芯焊料，其中，内部包含[1]～[9]中任一项所述的助焊剂。
[11]一种助焊剂涂层焊料，其中，外装使用了[1]～[9]中任一项所述的助焊剂。
[12]一种焊接方法，其中，其使用[1]～[9]中任一项所述的助焊剂进行焊接。
[13]一种松脂芯焊料的制造方法，其中，其包含将[1]～[9]中任一项所述的助焊剂填充到焊料的工序。
[14]一种助焊剂涂层焊料的制造方法，其中，其包含将[1]～[9]中任一项所述的助焊剂包覆在焊料的表面以形成包覆层的工序。
[实施例]
以下，参照实施例详细地说明本发明，但本发明完全不限定于这些实施例的记载。
＜实施例和比较例＞
(1)助焊剂
按照表1～4所示的组成，混合各成分以获得助焊剂。使用获得的助焊剂，进行以下的测定和评价。
(粘度的测定)
观察助焊剂在25℃时的状态，以判定是否为固体和固体状。
具体而言，熟知助焊剂处理的技术人员，将在25℃的环境温度下和大气压下，以不施加外部应力的方式，制作成直径：φ5mm、高度：5mm、重量：0.1g的圆柱状的助焊剂样品静置在水平面上，并迅速目视观察是否有流动性(变形)。
在助焊剂不是固体或固体状的情况下，在将助焊剂夹在流变仪(热科学哈克火星III流变仪：Thermo Scientific HAAKE MARS III(商标))的板之间后，以6Hz旋转板，测定在旋转开始5分钟后进行测定的粘度η1。
具体而言，采用以下的测定条件。
首先，使用具备表面无凹槽平行平板的流变仪。
接着，将助焊剂的样品夹在平行平板(一次性板，直径：25mm，产品编号：KNX2159)之间，并在100℃条件下加热的同时，使平行平板之间变窄以使其变形，成为0.5mm的薄化样品。
此后，在停止加热冷却至25℃后，对于该薄化样品，使用流变仪在6Hz的条件下旋转板，测定在旋转开始5分钟后进行测定的25℃条件下的粘度η1。
需要说明的是，由于存在测定装置破损的风险，因此将3500Pa·s作为测定极限。
(软化点的测定)
依据JIS K 5902 5.3，测定助焊剂的软化点，根据以下基准进行评价。
〇：30℃以上。
×：小于30℃。
(2)松脂芯焊料或助焊剂涂层焊料
接着，使用获得的助焊剂，制作松脂芯焊料和助焊剂涂层焊料。说明各步骤。
(松脂芯焊料的制作(实施例1～46、比较例1～4))
使用表1～4所示的组成的焊料和上述助焊剂，通过挤出法制作松脂芯焊料(焊料直径1.0mm)。以焊料合金与助焊剂的质量比为97：3的方式进行制造。需要说明的是，实施例43(Sn-Bi组成)的松脂芯焊料的外径为1.0mm、中空部(助焊剂部分)的直径为0.38mm，其他实施例和比较例的松脂芯焊料的外径为1.0mm、中空部(助焊剂部分)的直径为0.42mm。
(助焊剂涂层焊料的制作(实施例47))
使用表1～4所示的组成的焊料制作直径1.0mm的线焊料，使用浸渍法包覆助焊剂，以制作助焊剂涂层焊料。
(3)评价
对松脂芯焊料和助焊剂涂层焊料进行以下评价。将结果示于表1～4。
(加工性)
在上述(2)的制作步骤中，按照如下所示的基准评价制作松脂芯焊料和助焊剂涂层焊料时的加工性。
〇：能够安全地制作松脂芯焊料或助焊剂涂层焊料。
×：由于不是固体或固体状，因此不能确保安全性，且不能够加工。
(浸润性)
依据JIS Z 3197 8.3.1.1测定浸润性，按照以下基准进行评价。
＜基准＞
〇：70％以上。
×：小于70％。
-：无法实验。
(助焊剂残渣的破裂性)
将松脂芯焊料或助焊剂涂层焊料0.3g放置于铜板(尺寸：30×30×0.3mm)的中央部，在比焊料合金的熔点高35℃的温度条件下加热5秒钟，将焊料浸润并扩散。此后，在室温条件下保管并冷却，在铜板上形成助焊剂残渣，以作为样品。
然后，将获得的5枚样品从高度100cm落下，并确认助焊剂残渣是否从铜板剥离。此外，将1枚都没有产生助焊剂残渣的剥落的5枚样品，全部再次从同样的高度落下，并确认残渣的剥落，根据以下基准进行评价。
◎：即使在第2次落下试验中也未产生残渣剥落。
〇：在1次落下试验中未产生残渣剥落，但在第2次落下试验中1枚以上产生残渣剥落。
△：在1次落下试验中，1～4枚产生残渣剥落。
×：在1次落下试验中5枚均产生残渣剥落。
-：无法实验(由于不能够制作出松脂芯焊料)。
[表1]
Figure GDA0003846891620000161
[表2]
Figure GDA0003846891620000171
[表3]
Figure GDA0003846891620000181
[表4]
Figure GDA0003846891620000191
本申请以2020年3月30日申请的日本申请特愿2020-059856号为基础主张优先权，其公开的内容全部包含于此。

Claims (22)

1.一种助焊剂，其是包含松香甲酯和未被酯化的松香的助焊剂，其中，
相对于所述助焊剂的总质量，所述松香甲酯的含量是0.5～20质量％，
相对于所述助焊剂的总质量，所述未被酯化的松香的含量是40～98.9质量％，
所述助焊剂在25℃条件下是固体或固体状，并且用于松脂芯焊料的内部或助焊剂涂层焊料的外装。
2.如权利要求1所述的助焊剂，其中，
所述松香甲酯是从天然松香、氢化松香、聚合松香、歧化松香、酸改性松香、氢化聚合松香和氢化酸改性松香中选择的一种或两种以上的甲酯化物。
3.如权利要求1所述的助焊剂，其中，
所述助焊剂的软化点是28～100℃。
4.如权利要求2所述的助焊剂，其中，
所述助焊剂的软化点是28～100℃。
5.如权利要求1～4中任一项所述的助焊剂，其中，
所述松香甲酯在25℃条件下是液体状。
6.如权利要求1～4中任一项所述的助焊剂，其中，
相对于所述未被酯化的松香的含量，所述松香甲酯的含量是0.01以上且0.5以下。
7.如权利要求5所述的助焊剂，其中，
相对于所述未被酯化的松香的含量，所述松香甲酯的含量是0.01以上且0.5以下。
8.如权利要求1～4、7中任一项所述的助焊剂，其中，
使用流变仪在6Hz的条件下，在旋转开始5分钟后进行测定的25℃条件下的粘度η1是3200Pa·s以上。
9.如权利要求5所述的助焊剂，其中，
使用流变仪在6Hz的条件下，在旋转开始5分钟后进行测定的25℃条件下的粘度η1是3200Pa·s以上。
10.如权利要求6所述的助焊剂，其中，
使用流变仪在6Hz的条件下，在旋转开始5分钟后进行测定的25℃条件下的粘度η1是3200Pa·s以上。
11.如权利要求1～4、7、9、10中任一项所述的助焊剂，其中，
其进一步包含活化剂。
12.如权利要求5所述的助焊剂，其中，
其进一步包含活化剂。
13.如权利要求6所述的助焊剂，其中，
其进一步包含活化剂。
14.如权利要求8所述的助焊剂，其中，
其进一步包含活化剂。
15.如权利要求1～4、7、9、10、12～14中任一项所述的助焊剂，其中，
溶剂的含量是13质量％以下。
16.如权利要求5所述的助焊剂，其中，
溶剂的含量是13质量％以下。
17.如权利要求6所述的助焊剂，其中，
溶剂的含量是13质量％以下。
18.如权利要求8所述的助焊剂，其中，
溶剂的含量是13质量％以下。
19.如权利要求11所述的助焊剂，其中，
溶剂的含量是13质量％以下。
20.一种松脂芯焊料，其中，
内部包含权利要求1～19中任一项所述的助焊剂。
21.一种助焊剂涂层焊料，其中，
外装使用了权利要求1～19中任一项所述的助焊剂。
22.一种焊接方法，其中，
其使用权利要求1～19中任一项所述的助焊剂进行焊接。
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