CN115023314B - 助焊剂和焊膏 - Google Patents

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Abstract

本发明的助焊剂为用于软钎焊的助焊剂，该助焊剂含有：具有1个不饱和键的不饱和脂肪族醇、触变剂和溶剂，前述不饱和脂肪族醇包含油醇，前述油醇的含量相对于助焊剂整体为2.0质量％以上且12.0质量％以下。

Description

助焊剂和焊膏
相关申请的相互参照
本申请要求日本国特愿2020-158911号的优先权，通过引用引入至本申请说明书的记载。
技术领域
本发明涉及用于软钎焊的助焊剂、和包含该助焊剂的焊膏。
背景技术
在印刷电路板等电子电路基板上搭载芯片部件、封装基板等电子部件的安装技术中，使用了混合有软钎料合金与助焊剂的焊膏。具体而言，使用金属掩模，将焊膏丝网印刷至电子电路基板表面的焊盘上后，安装电子部件并加热(回流)，从而在电子电路基板上接合电子部件。
近年来，随着电子设备的小型化和高功能化，电子部件的小型化推进，针对这种小型部件，使用了具有微细的开口部的金属掩模。然而，对车载用基板等的安装中，有时会在电子电路基板上混合搭载有尺寸宽泛的部件：从小型部件乃至现有的大型部件，这种情况下，如果使用具有微细的开口部的金属掩模，则软钎料对大型部件的供给量不足，担心接合强度降低。另一方面，为了确保软钎料对大型部件的供给量而加厚金属掩模的厚度时，长宽比(即，开口面积相对于开口侧面积之比)变低，因此，焊膏变得容易附着于金属掩模的开口部侧面，结果有软钎料对小型部件的供给量不足的担心。
为了使用低长宽比的金属掩模时也确保优异的印刷性，例如专利文献1中公开了一种焊膏，其使用了助焊剂，所述助焊剂包含规定量的作为基础树脂的亚烷基-(甲基)丙烯酸共聚树脂。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本国特开2020-40095号公报
因而，近年来，随着电子部件的进一步的小型化，有金属掩模的开口部更微细化的倾向，进一步寻求对低长宽比的金属掩模的印刷性优异的焊膏。
发明内容
发明要解决的问题
本发明是鉴于上述情况而作出的，其课题在于，提供：能改善使用具有微细的开口部、且低长宽比的金属掩模时的印刷性的助焊剂、和包含该助焊剂的焊膏。
用于解决问题的方案
本发明的助焊剂用于软钎焊，该助焊剂含有：具有1个不饱和键的不饱和脂肪族醇、触变剂和溶剂，前述不饱和脂肪族醇包含油醇，前述油醇的含量相对于助焊剂整体为2.0质量％以上且12.0质量％以下。
本发明的助焊剂中，前述油醇的含量相对于助焊剂整体可以为4.0质量％以上且8.0质量％以下。
本发明的助焊剂中，前述不饱和脂肪族醇可以仅由油醇构成。
本发明的焊膏含有：上述助焊剂、和软钎料合金粉末。
本发明的焊膏中，前述软钎料合金粉末的合金可以为Sn/Ag/Cu合金。
本发明的焊膏中，前述Sn/Ag/Cu合金可以还含有选自由In、Bi、Sb和Ni组成的组中的至少一种。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式的助焊剂和焊膏进行说明。
＜助焊剂＞
本实施方式的助焊剂含有：具有1个不饱和键的不饱和脂肪族醇、触变剂和溶剂。
(不饱和脂肪族醇)
本实施方式的助焊剂含有具有1个不饱和键的不饱和脂肪族醇。前述不饱和脂肪族醇包含油醇。优选前述不饱和脂肪族醇由油醇组成。需要说明的是，油醇是指，在9位具有双键的碳数18的顺式型的直链脂肪族醇。
从改善焊膏的滑动性的观点出发，油醇的含量相对于前述助焊剂整体为2.0质量％以上，优选4.0质量％以上。另外，油醇的含量相对于前述助焊剂整体为12.0质量％以下、优选8.0质量％以下。
前述不饱和脂肪族醇可以包含油醇以外的其他不饱和脂肪族醇。作为其他不饱和脂肪族醇，例如可以举出反式-2-十三碳烯-1-醇、棕榈油醇、9-正十八碳烯醇等。从改善焊膏对金属掩模的开口部侧面的滑动性的观点出发，其他不饱和脂肪族醇的含量相对于前述助焊剂整体优选为12.0质量％以下、更优选8.0质量％以下、进一步优选不含其他不饱和脂肪族醇。需要说明的是，其他不饱和脂肪族醇可以单独使用1种，也可以并用2种以上。
(触变剂)
本实施方式的助焊剂包含触变剂。作为触变剂，例如可以举出氢化蓖麻油、脂肪酸酰胺、脂肪酸双酰胺、聚酰胺化合物、高岭土、胶体二氧化硅、有机膨润土、玻璃粉等。其中，从耐热性的观点出发，触变剂优选为脂肪酸双酰胺(脂肪酸双酰胺)或聚酰胺化合物。作为脂肪酸双酰胺，例如可以举出亚甲基双硬脂酸酰胺、亚乙基双癸酸酰胺、亚乙基双月桂酸酰胺、亚乙基双硬脂酸酰胺、亚乙基双羟基硬脂酸酰胺、亚乙基双山萮酸酰胺、六亚甲基双硬脂酸酰胺、六亚甲基双山萮酸酰胺、六亚甲基双-12-羟基硬脂酸酰胺、N,N’-二硬脂己二酸酰胺、N,N’-苯二甲撑双-12-羟基硬脂酰胺等。作为聚酰胺化合物，例如可以举出属于脂肪族聚酰胺化合物的TALEN VA-79、AMX-6096A、WH-215、WH-255(以上，共荣社化学株式会社制)、SP-10、SP-500(以上，东丽株式会社制)、Grilamid L20G、Grilamid TR55(以上，EMS-CHEMIE Japan Ltd.制)等在主链上包含苯环、萘环等的环式化合物的芳香族聚酰胺化合物(半芳香族聚酰胺化合物或全芳香族聚酰胺化合物)即JH-180(伊藤制油株式会社制)等。需要说明的是，触变剂可以单独使用1种，也可以并用2种以上。
触变剂的含量相对于助焊剂整体优选为1.0质量％以上、更优选3.0质量％以上。另外，触变剂的含量相对于助焊剂整体优选为7.0质量％以下、更优选5.0质量％以下。需要说明的是，包含2种以上触变剂的情况下，前述含量为触变剂的总含量。
(溶剂)
本实施方式的助焊剂包含溶剂。作为溶剂，例如可以使用二乙二醇单己基醚(己基二甘醇)、二乙二醇二丁基醚(二丁基二甘醇)、二乙二醇单2-乙基己基醚(2乙基己基二甘醇)、二乙二醇单丁基醚(丁基二甘醇)、三乙二醇单丁基醚(丁基三甘醇)、聚乙二醇二甲基醚、三丙二醇正丁基醚等二醇醚类；正己烷、异己烷、正庚烷等脂肪族系化合物；乙酸异丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯等酯类；甲乙酮、甲基正丙基酮、二乙基酮等酮类；乙醇、正丙醇、异丙醇、异丁醇等醇类等公知的溶剂。需要说明的是，溶剂可以单独使用1种，也可以并用2种以上。
溶剂的含量相对于前述助焊剂整体优选为30.0质量％以上、更优选40.0质量％以上。另外，溶剂的含量相对于前述助焊剂整体优选为55.0质量％以下、更优选47.0质量％以下。需要说明的是，包含2种以上前述溶剂的情况下，前述含量为前述溶剂的总含量。
(树脂)
本实施方式的助焊剂可以包含树脂。作为树脂，例如可以举出松香系树脂、合成树脂等。作为松香系树脂，没有特别限定，例如可以使用选自由松香和松香衍生物(例如氢化松香、聚合松香、歧化松香、丙烯酸改性松香等)组成的组中的1种以上的松香系树脂。另外，作为合成树脂，例如可以使用萜烯酚树脂等公知的合成树脂。需要说明的是，树脂可以单独使用1种，也可以并用2种以上。
树脂的含量相对于助焊剂整体优选为30.0质量％以上、更优选40.0质量％以上。另外，树脂的含量相对于助焊剂整体优选为70.0质量％以下、更优选50.0质量％以下。需要说明的是，包含2种以上树脂的情况下，前述含量为树脂的总含量。
(饱和脂肪族醇)
本实施方式的助焊剂可以包含饱和脂肪族醇。作为饱和脂肪族醇，没有特别限定，例如可以举出1-十三醇、十六醇、1-十七醇、硬脂醇、异硬脂醇等。从改善焊膏对金属掩模的开口部侧面的滑动性的观点出发，前述饱和脂肪族醇的含量相对于前述助焊剂整体优选为8.0质量％以下、更优选5.0质量％以下、进一步优选不含饱和脂肪族醇。需要说明的是，饱和脂肪族醇可以单独使用1种，也可以并用2种以上。
(活性剂)
本实施方式的助焊剂可以包含活性剂。作为活性剂，没有特别限定，例如可以举出有机酸系活性剂、胺化合物、氨基酸化合物、胺卤素盐、卤化物等卤素系活性剂等。需要说明的是，活性剂可以单独使用1种，也可以并用2种以上。
作为有机酸系活性剂，没有特别限定，例如可以举出甲酸、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、结核硬脂酸、花生酸、山萮酸、二十四烷酸、乙醇酸等一元羧酸；草酸、丙二酸、琥珀酸、甲基琥珀酸、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、二乙醇酸等二元羧酸；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、三(2-羧乙基)异氰脲酸酯、三(2-羧丙基)异氰脲酸酯等其他有机酸。
作为卤化物，可以举出三(2,3-二溴丙基)异氰脲酸酯、2,3-二溴-2-丁烯-1,4-二醇、2-溴-3-碘-2-丁烯-1,4-二醇、TBA-双(2,3-二溴丙基醚)等。
活性剂的含量相对于助焊剂整体优选为0.5质量％以上、更优选3.0质量％以上。另外，活性剂的含量相对于助焊剂整体优选为20.0质量％以下，更优选10.0质量％以下。需要说明的是，包含2种以上活性剂的情况下，前述含量为活性剂的总含量。
本实施方式的助焊剂可以包含选自由例如稳定剂、表面活性剂、消泡剂和防腐剂组成的组中的至少一种作为其他添加剂。其他添加剂的总含量没有特别限定，例如，相对于助焊剂整体，可以设为5.0质量％以下。
本实施方式的助焊剂含有具有1个不饱和键的不饱和脂肪族醇、触变剂和溶剂，前述不饱和脂肪族醇包含油醇，前述油醇的含量相对于助焊剂整体为2.0质量％以上且12.0质量％以下，从而焊膏对金属掩模的开口部侧面的滑动性改善，焊膏变得不易附着于金属掩模的开口部侧面。其结果，前述助焊剂可以改善使用具有微细的开口部、且低长宽比的金属掩模时的焊膏的印刷性。
本实施方式的助焊剂中，前述油醇的含量相对于助焊剂整体为4.0质量％以上且8.0质量％以下，从而焊膏对金属掩模的开口部侧面的滑动性进一步改善，焊膏变得更不易附着于金属掩模的开口部侧面。其结果，前述助焊剂可以进一步改善使用具有微细的开口部、且低长宽比的金属掩模时的焊膏的印刷性。
本实施方式的助焊剂中，前述不饱和脂肪族醇由油醇组成，从而焊膏对金属掩模的开口部侧面的滑动性进一步改善，焊膏变得更不易附着于金属掩模的开口部侧面。其结果，前述助焊剂可以进一步改善使用具有微细的开口部、且低长宽比的金属掩模时的焊膏的印刷性。
＜焊膏＞
本实施方式的焊膏含有：上述助焊剂和软钎料合金粉末。前述焊膏通过将前述助焊剂与前述软钎料合金粉末混合而得到。前述助焊剂的含量相对于前述焊膏整体，优选5.0质量％以上且20.0质量％以下。另外，前述软钎料合金粉末的含量相对于前述焊膏整体，优选80质量％以上且95质量％以下。
作为前述软钎料合金粉末的合金，可以举出无铅软钎料合金、包含铅的共晶软钎料合金，从减小环境负荷的观点出发，优选为无铅软钎料合金。作为无铅软钎料合金，例如可以举出包含锡、银、铜、铟、锌、铋、锑等的合金。更具体而言，可以举出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等合金。其中，前述软钎料合金粉末的合金优选为Sn/Ag/Cu合金。另外，Sn/Ag/Cu合金更优选还含有选自由In、Bi、Sb和Ni组成的组中的至少一种。另外，前述合金中包含不可避免的杂质。不可避免的杂质是指，在制造过程中不可避免地混入的成分，且在不对本发明的效果造成影响的范围内允许的物质。
前述软钎料合金粉末的粒径优选5μm以上且45μm以下、更优选15μm以上且39μm以下。
本实施方式的焊膏含有上述的助焊剂、和软钎料合金粉末。前述助焊剂改善焊膏对金属掩模的开口部侧面的滑动性，使焊膏不易附着于金属掩模的开口部侧面。其结果，前述焊膏可以改善使用具有微细的开口部、且低长宽比的金属掩模时的印刷性。
本实施方式的焊膏中，前述软钎料合金粉末的合金可以为Sn/Ag/Cu合金。前述焊膏对于广泛通常使用的Sn/Ag/Cu合金也可以改善使用具有微细的开口部、且低长宽比的金属掩模时的印刷性。
本实施方式的焊膏中，前述Sn/Ag/Cu合金可以还含有选自由In、Bi、Sb和Ni组成的组中的至少一种。前述焊膏中，出于改善软钎料合金的冷热耐久性的目的，添加这些金属元素，也可以改善使用具有微细的开口部、且低长宽比的金属掩模时的印刷性。
需要说明的是，本发明的助焊剂和焊膏不限定于上述实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内可以进行各种变更。另外，本发明的助焊剂和焊膏不受上述实施方式的作用效果的限定。即，此次公开的实施方式在全部方面为示例，应认为没有限制。本发明的保护范围由权利要求书表示而不是由上述说明表示。另外，意图在本发明的保护范围内包含与权利要求书等同的含义和范围内的全部变更。
实施例
以下，对本发明的实施例进行说明，但本发明不限定于以下的实施例。
＜焊膏的制作＞
在加热容器中投入表1、表2和表3所示的配混量的树脂、溶剂、不饱和脂肪族醇、饱和脂肪族醇、触变剂、活性剂和抗氧化剂，加热至180℃，从而得到清漆成分。之后，使清漆成分与其他成分在室温下混合，从而得到均匀分散了的助焊剂。需要说明的是，表1、表2和表3所示的各配混量与助焊剂中所含的各成分的含量相等。接着，将各助焊剂以成为11.8质量％的方式、表1、表2和表3所示的软钎料合金粉末成为88.2质量％的方式进行混合，得到各实施例和各比较例的焊膏。
[表1]
[表2]
[表3]
将表1、表2和表3所示的助焊剂中所含的各原料的详细情况示于表4。另外，将表1、表2和表3所示的软钎料合金的详细情况示于表5。另外，将表1、表2和表3所示的不饱和脂肪族醇的详细情况示于表6。需要说明的是，表1、表2和表3的油醇有效比例由表6所示的各不饱和脂肪族醇中所含的油醇的含量算出。表1、表2和表3所示的油醇的有效比例与说明书中的油醇的含量相等。
[表4]
[表5]
[表6]
商品名 油醇以外的成分(质量％) 油醇(质量％)
油醇VP - 100.0
Novol - 100.0
Rikacol60B 44.4 55.6
Rikacol75BJ 34.8 65.2
Rikacol110BJ 43.3 56.7
反式-2-十三烯-1-醇 100.0 -
＜印刷性的评价＞
将300g的各实施例和各比较例的焊膏载置在安装于印刷机(YSP、YAMAHA Motor公司制)的金属掩模上，为了使焊膏与金属掩模相容，进行摇摆4次。然后，将金属掩模的版背面进行干式清洁后，在下述印刷条件下进行印刷2次。
(印刷条件)
印刷环境：温度为24～26℃、湿度为50～60％RH
印刷刮板：金属刮板
刮板角度：60°
金属掩模厚：150μm
印刷速度：40mm/秒
焊盘的形状和大小：口形状、0.25mm×0.25mm
焊盘数：100(50焊盘×n＝2)
焊盘的材质：OSP处理铜
金属掩模的长宽比(金属掩模的开口面积(0.0625mm2)/金属掩模的开口侧面积(0.15mm2))：0.42
软钎料的转印率如下算出：用KOHYOUNG aSPIer检测位于印刷好的各基板的铜焊盘上的软钎料，求出其体积％，从而算出。将相对于焊盘整体(100个)、体积％为100％以上(填充率100％以上)的焊盘的比例、体积％为70％以上且低于100％(填充率70％以上且低于100％)的焊盘的比例、和体积％低于70％(填充率低于70％)的焊盘的比例示于表1、表2和表3。
转印率的评价如下：将填充率70％以上且低于100％的比例为90％以上的情况判定为“合格”、除此之外的情况判定为“不合格”。将结果示于表1、表2和表3。
由表1和表2的结果可知，全部满足本发明的特征的各实施例的焊膏的填充率70％以上且低于100％的比例为90％以上，因此，使用具有微细的开口部、且低长宽比的金属掩模时体现优异的印刷性。
另一方面可知，不含油醇的比较例1～3和比较例5～8、以及油醇的含量超过12.0质量％的比较例4的焊膏的填充率70％以上且低于100％的比例低于90％，因此，使用具有微细的开口部、且低长宽比的金属掩模时的印刷性差。

Claims (5)

1.一种助焊剂，其用于软钎焊，
该助焊剂含有：具有1个不饱和键的不饱和脂肪族醇、触变剂、溶剂和树脂，
所述不饱和脂肪族醇由油醇组成，
所述触变剂为脂肪酸双酰胺或聚酰胺化合物，
所述油醇的含量相对于助焊剂整体为2.0质量％以上且12.0质量％以下，
所述树脂的含量相对于助焊剂整体为30.0质量％以上且70.0质量％以下。
2.根据权利要求1所述的助焊剂，其中，所述油醇的含量相对于助焊剂整体为4.0质量％以上且8.0质量％以下。
3.一种焊膏，其含有：权利要求1或2所述的助焊剂、和软钎料合金粉末。
4.根据权利要求3所述的焊膏，其中，所述软钎料合金粉末的合金为Sn/Ag/Cu合金。
5.根据权利要求4所述的焊膏，其中，所述Sn/Ag/Cu合金还含有选自由In、Bi、Sb和Ni组成的组中的至少一种。
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